初三化学上第二单元《我们周围的空气》.docx

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初三化学上第二单元《我们周围的空气》

教学目标

1、空气中氧气含量测定实验；2、氧气的性质及用途；3、氮气的性质和用途；4、化合反应、氧化反应、缓慢氧化；5、氧气的制法

重点难点

重点：

氧气的制法；氧气的性质及用途

难点：

化合反应、氧化反应、缓慢氧化

一、空气

【知识要点1】

[要点1] “空气中氧气含量测定实验”的探究

通过实验判断空气中氧气的含量是本课题的重点，通过过量红磷

在燃烧匙中燃烧，观察集气瓶中水面上升的体积，测得空气中氧气的体

积约占总体积的l／5。

1．原理:

利用红磷或汞在密闭的容器中与空气中的氧气反应,消耗氧气,

（生成物不是气体）使密闭容器内气体压强减少,引起液体的倒流;

通过观察液体倒流的体积从而测定空气中氧气的体积分数

2．反应现象：

红磷燃烧生成白烟；放热；打开止水夹后，烧杯里的水沿导管进入集气瓶内，集气瓶内水面上升了约1／5体积。

3．写出反应的文字表达式：

4．操作过程：

①向集气瓶内装入少量水，并作上记号d。

并将广口瓶从b－d处分为五等分，做好记号。

②向燃烧匙中加入稍过量的红磷，关闭c处的止水夹后,点燃红磷，立即伸入瓶中，并塞紧。

③观察红磷燃烧现象。

④冷却后，打开止水夹，观察现象。

①上述实验中，红磷燃烧时与集气瓶内空气中的氧气发生了反应，生成了叫做五氧化二磷的固体。

上述实验中的大量白烟就是生成的五氧化二磷的固体，该固体沉降后溶解于水中。

因此白烟最终消失。

由于反应生成的五氧化二磷是固体小颗粒，现象应该描述为白烟，而不是白雾（指液体小液滴）。

②打开止水夹后，烧杯中的水进入集气瓶的原因：

③进入集气瓶中的水的体积相当于原集气瓶内空气中哪种气体的体积？

空气中氧气的体积分数约为多少？

④集气瓶内余下的气体主要是什么？

它有何性质？

[反思与评价]

⑴完成这个实验的关键是：

红磷的用量要充足，要保证能够将瓶内氧气耗尽；

整个装置气密性要好，不能漏气；要注意待集气瓶冷却至室温时再打开止水夹。

⑵红磷可否用木炭等其他物质代替？

[要点2] 空气的组成

   空气是一种混合物，一般来说它的成分比较固定。

按体积分数计算，大约是：

空气成分

氮气

稀有气体

二氧化碳

其气体和杂质

体积分数

21%

可见空气的成分以氮气、氧气为主，其中氮气约占空气体积的_____，氧气约占空气体积的_____。

[要点3] 纯净物与混合物

   纯净物是由一种物质组成的，如氧气、氮气、二氧化碳等都是纯净物。

纯净物可以用专门的化学符号表示。

混合物是由两种或多种物质混合而成的，如空气是由氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳等多种成分组成的，这些物质相互间没有发生反应，各物质都保持各自的性质。

讨论：

冰水共存体属于混合物，还是纯净物？

澄清石灰水呢？

[要点4] 氧气的用途

主要是供给呼吸（医疗急救、登山、潜水、航空）和支持燃烧（炼钢、气焊、化工生产、宇宙航行）。

这些用途一般都是利用氧气易于跟其他物质起反应并放出热量的性质。

[要点5] 氮气的性质和用途

   氮气是一种没有颜色、没有气味、熔点和沸点都很低的气体，不能支持燃烧，性质不活泼。

氮气的用途有：

①制硝酸和化肥的重要原料；②用作保护气；③医疗上用于冷冻麻醉；

④超导材料在液氮低温环境下能显示超导性能；⑤食品包装防腐。

[要点6] 稀有气体的性质和用途

   稀有气体都是没有颜色、没有气味，性质不活泼的气体，曾被称做“惰性气体”。

稀有气体的用途有：

（l）作为保护气：

焊接金属时用来隔绝空气；灯泡中充稀有气体使灯泡耐用；

（2）制成多种电光源，如航标灯、强照明灯、闪光灯、霓红灯等；

（3）用于激光技术或医疗麻醉。

[要点7] 空气的污染

   1．污染源：

化石燃料（煤和石油）的燃烧和工厂的废气。

   2．污染物：

主要是粉尘和气体。

从世界范围看，排放到空气中的气体污染物较多的是二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮等。

二、氧气

【知识要点】

[要点1] 氧气的性质

1．物理性质：

通常情况下，氧气是一种      色      味的      体，其密度比空气的密度    ，

      溶于水。

在一定条件下，可液化成        色液体或固化成    色固体。

2．化学性质：

氧气是一种化学性质      活泼的气体，具有      性，是一种常见的      。

物质燃烧实验都有三个明显的现象：

一光、二热、三生成。

（固体直接燃烧则发出一定颜色和强度得光；气体或固、液体转变成气体再燃烧则发出一定颜色和强度的火焰。

）

物质

反应物

色、态

现象

生成物

名称

反应表达式

在空气中燃烧

在氧气中燃烧

碳

烧得通红

发出红光

燃烧更旺

发出白光

放热，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体

硫

发出微弱的

____色的火焰

发出明亮的

____色的火焰

刺激性气味的____体，放热

磷

放出黄色火焰

产生白光

放热，放出大量白烟

铁

不能燃烧

剧烈燃烧,火星四射

生成黑色固体，放热

小结：

上述反应共同特点：

①都是物质与氧发生的反应，即都属于_______反应；②都有；

③生成物都是。

[要点2] 化合反应、氧化反应、缓慢氧化

1．化合反应：

由_______或____________物质生成_____________物质的反应，叫做化合反应。

2．氧化反应：

物质跟________发生的反应。

不属于基本反应类型。

缓慢氧化

氧化反应

剧烈氧化（燃烧）

3．化合反应      （填“一定”或“不一定”，下同）是氧化反应，氧化反应      是化合反应。

例如：

。

三、制取氧气

【知识要点】

[要点1]氧气的制法

1．工业制取氧气的方法：

分离液态空气制取氧气，此变化是变化，不是分解反应

2．实验室制取氧气（共三种方法）

⑴反应①加热高锰酸钾

②加热氯酸钾和二氧化锰的混合物

③过氧化氢分解

原理

⑵实验装置

⑶收集气体方法：

排水法：

收集不溶或不易溶于水的气体，如O2H2CH4CO等。

（排水法收集的气体较纯）

向上排气法：

收集比空气密度大的气体，如CO2，O2，HCl

向下排气法：

收集比空气密度小的气体，如H2，CH4，NH3

（排气法收集氧气验满方法：

用_______________放在。

）

⑷鉴别氧气的方法：

用证明气体是氧气。

⑸实验室加热分解高锰酸钾制取氧气的操作步骤：

①“查”--检验装置气密性（如右图）;

②“装”--装药品

③“定”--固定试管和酒精灯的相对位置

④“点”--点燃酒精灯开始加热

⑤“检”--检验产生的气体是否氧气

⑥“收”--待气泡均匀放出时开始收集

⑦“离”--收集完毕先从水槽取出导管

⑧“熄”--熄灭酒精灯

简单记为：

“茶”、“庄”、“定”、“点”、“检”、“收”、“利”、“息”

即：

“查”、“装”、“定”、“点”、“检”、“收”、“离”、“熄”

⑹实验注意事项：

①试管口略向下倾斜（防止因加热时药品所含湿气变为水蒸气，至管口冷凝成水滴而倒流，使试管破裂）；

②用排水法收集氧气，导管口开始有气泡放出时不宜立即收集，当气泡连续地较均匀地放出后再收集（因为开始放出的气泡不纯，含有空气）

③排水法收集氧气结束时，应先撤去导管，后停止加热（防止水倒吸入试管，导致热的试管破裂。

）

[要点2]分解反应

由___________物质生成____________或___________物质的反应，叫做分解反应。

[要点3]催化剂（特点：

“”）和催化作用

例题讲解

例1．最早通过实验测定出空气组成的科学家是（ ）

   A．瑞典的舍勒   B．英国的汤姆生   C．法国的拉瓦锡 D．意大利的阿伏加德罗

例2．某气体既能用排水法收集，又能用向上排空气法收集，该气体所具备的物理性质应是（）　

A、易溶于水，密度比空气大　　　　B、易溶于水，密度比空气小

C、难溶于水，密度比空气大　　　　D、难溶于水，密度比空气小

例3.下列物质和氧气的反应不属于化合反应的是（）

A.石蜡  B.硫  C.铝箔  D.红磷

例4．下列说法正确的是（ ）

   A．木炭点燃后生成黑色固体              B．铝箔伸入氧气瓶中剧烈燃烧

   C．红磷点燃后伸入氧气瓶中产生大量白雾   D．硫磺点燃后产生无色有刺激性气味的气体

例5．在治理大气和水污染的措施中，不可行的是（ ）

 A．抑制水中所有动植物的生长 B.公共汽车改用清洁燃料车

 C．禁止使用含硫高的劣质煤   D.禁止排放未经处理的废水

例6．氧气的性质中，属于化学性质的是（ ）

   A．密度比空气大 B．能支持燃烧   C．不易溶于水   D．无色无味

例7.以下是空气污染指数与质量级别、质量状况的对应关系：

空气污染指数

0～50

51～100

101～200

201～300

＞300

空气质量状况

优

良

轻度污染

中度污染

重度污染

空气质量级别

I

II

III

IV

V

2005年6月3日，市区的空气污染指数为82～93，

根据以上信息，判断市区当天的空气质量级别和空气质量状况分别是（）

A．I级优B．II级良C．III级轻度污染D．V级重度污染

例8．如果把自然界水里溶解的气体收集起来，分析的结果是氧气的体积分数大于21％，氮气的体积分数小于78％。

此现象说明                          。

例9．排放到空气中的有害物质，大致可以分为       和       两大类。

从世界范围看，排放到空气中的气体污染物较多的是       、       、       等。

人人都应关心和保护人类生存的环境。

为监测空气质量，江苏省淮安市建立了“城市环境空气质量日报制”，日报：

总悬浮颗粒（粉尘）、二氧化硫、二氧化氮三项指标。

其中，①        超标，主要是大规模不规范的城市建设造成的；②       超标，主要是煤的燃烧造成的；③       超标，主要是大量汽车、助力车等排放的尾气造成的。

例10．下列物质中，属于纯净物的是______________

 ①蒸馏水 ②雪碧饮料 ③河水 ④新鲜空气⑤葡萄酒⑥蜡烛燃烧后生成的产物

⑦部分结冰的蒸馏水⑧空气中分离出来的稀有气体⑨银⑩胆矾

例11.家庭养鱼用的鱼缸内，常放入一种送气装置，使用时会连续不断地冒出气泡，通过观察分析这套装置的作用是什么？

                  。

它说明氧气具有哪些性质？

           。

例12．将下列物质的序号按要求写在相应的横线上。

①二氧化硫②镁条③硫磺④木炭⑤四氧化三铁

⑥五氧化二磷⑦红磷⑧氧化镁⑨空气⑩二氧化碳

通常情况下，是无色无味气体的有：

______________；白色固体有____________，黑色固体有____________；红色固体有____________；银白色固体有____________；在空气中燃烧后产生白色固体的有_________，燃烧生成无色有刺激性气味气体是___________.

例13.下列是实验室用高锰酸钾制取氧气的实验步骤：

①熄灭酒精灯；②检验装置的气密性；③把集气瓶盛满水，倒置在水槽中；④点燃酒精灯给装有药品的试管加热；⑤试管口塞少量的棉花后用带导管的胶塞塞紧固定在铁架台上；⑥用排水集气法收集氧气；⑦装入高锰酸钾药品；⑧把导管移出水面；

正确的操作顺序是：

（用序号填写）

例14.小明对妈妈杀鱼时从鱼肚内取出的鳔产生了兴趣，他确定了“探究鳔内气体体积和成分”作为研究性学习的课题。

小明通过查阅有关资料获知：

这种鱼鳔内氧气约占1/4，其余主要是二氧化碳和氮气。

探究分两步进行。

（1）测量鳔内气体体积。

小明设计了两种方法:

A.用医用注射器抽取鳔内气体，测量其体积；

B.在水下剌破鳔，用排水集气法收集鳔内气体并测量其体积（如右图）。

你认为两种方法中合理的是           理由是：

          。

（2）探究鳔内气体的成分。

给你两集气瓶的鳔内气体，请你帮助他设计实验验证假设。

方 法

现 象

结论

验证鳔内含O2

验证鳔内含CO2

例15．无色液体A加入一种黑色固体F，F在反应前后本身的质最和化学性质都不改变，但能使A的分解速度加快，分解出B、C两种物质，其中B是无色的气体，C为无色液体。

取一种黄色粉末D，点燃后放入B中，剧烈燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，生成无色有剌激性气味的气体E。

试推导A、B、C、D、E、F、各是什么物质，并写出它们的名称：

A、B、

C、D、　E、F、

例16.写出实验室氯酸钾制取氧气的文字表达式：

________________________________________

其中二氧化锰是这个反应的__________。

如果实验时错把高锰酸钾当成二氧化锰混入氯酸钾内，其结果是：

___________________________________

课堂练习

1．催化剂在化学反应里（）

A.只能加快反应速率 B.一定能改变反应速率

C.只能减慢反应速率 D.不一定影响反应速率

2．下列氧气的用途是利用氧气可以支持燃烧并放出热量的性质的是（ ）

   ①气焊 ②动植物呼吸 ③医疗 ④潜水 ⑤宇航

A．①②③ B．①⑤ C．①③④⑤ D．①②③④⑤

3．在中央电视台发布的重点城市空气质量日报中可看到，造成空气污染的首要污染物是可吸入颗粒物和二氧化硫。

下列对其形成主要原因的分析不合理的是（ ）

   A．环境绿化不好，粉尘随风飘扬   B．生活和生产中燃烧煤炭

   C．工业生产排放废水             D．机动车排放尾气

4．1999年北京市政府开始采取措施，强制各用煤单位使用低硫优质煤，主要是为了防止下列哪种气体对空气造成污染（ ）   

A．一氧化碳 B．二氧化碳   C．二氧化氮 D.二氧化硫

5．以下对氧气性质的描述，错误的是（ ）

   A．通常情况下，氧气是一种无色无味的气体   B．氧气极易溶于水

   C．氧气在低温高压时能变为液体或固体       D．氧气是一种化学性质比较活泼的气体

6．能够使带火星的木条复燃的气体是（ ）

   A．氧气 B．空气 C．二氧化碳 D．水蒸气

7．在开篝火晚会时，为使木柴燃烧更旺一些，通常把木柴架起来燃烧，而不平放在地面上燃烧，这是因为（）

A.散热快B．降低木柴着火点C.使木柴和空气充分接触D.木柴是可燃物

8．下列化学反应中属于化合反应的是（ ），属于氧化反应的是（ ），

既是化合反应又是氧化反应的是（ ）

   A．氢气在氧气中燃烧      B．乙炔在氧气中燃烧生成水和二氧化碳

   C．胆矾受热分解    D．铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁

9．已知：

镁在氧气中燃烧生成氧化镁，镁在氮气中燃烧生成氮化镁（固体），能否用镁代替红磷测定空气中氧气的含量？

简要说明理由                          。

10.成年人每分钟大约吸入氧气8L，大约需要空气      L，在这些空气中氮气约为        L。

11.氮气和氧气的溶解性比较：

若把河水或自来水进行减压处理，你会发现有些气体逸出。

这些气体主要是溶解在水中的空气（氮气、氧气等），在减压时，因溶解性减弱而逸出，把这些气体干燥后测定，氮气的体积分数小于氧气，根据这一事实，甲认为氮气的溶解性大于氧气，乙则认为氧气的溶解性大于氮气。

为了证实谁的观点是正确的，他们设计了如下实验。

实验：

如图所示，在水槽里装入适量的蒸馏水（没有溶解空气和杂质的水），

然后把两支同样大小的试管分别充满氮气和氧气，同时倒插入蒸馏水中。

如果试管内的液面高度A大于B则       的观点是正确的；

反之，      的观点是正确的。

你觉得哪支试管内的液面更高呢？

12．铁丝在氧气里燃烧，一端所裹的一根火柴的作用是             ，集气瓶里水的作用是           。

可观察到的实验现象是           。

[活动与探究]铁丝为什么不燃烧？

某同学做细铁丝在氧气中的燃烧实验时，他把细铁丝绕成螺旋状，一端系在一根铁丝上，

另一端系上一根火柴。

点燃火柴后迅速把铁丝连同火柴一起插入集气瓶下部（没有接触到细沙

如图所示），但不见铁丝燃烧，反复实验均未成功。

该同学认为可能导致失败的原因主要有三种：

A. 铁丝表面有锈迹，影响了反应的进行；

B.点燃火柴后立即将它伸入瓶内，火柴燃烧消耗了氧气，不利于铁丝的燃烧；

C.火柴燃烧时有大量的热量放出，将铁丝和火柴迅速伸至集气瓶下部，因热胀冷缩之故，瓶内氧气会膨胀逸出，使铁丝无法燃烧。

 根据以上假设，他对实验应作的相应改进为：

（1）                                      ；

（2）                                      ；

（3）                                  。

 经过改进后，实验成功了。

13．现有A、B、C、D四种物质。

A是无色无味的气体。

B在A中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰，同时生成一种无色有刺激气味的气体C。

D是一种无色的气体，把D通入澄清的石灰水中，石灰水变浑浊。

试判断A、B、C、D各是什么物质，请将答案填在空格内。

A是    ；B是    ；C是    ；D是    。

14.请根据下图所示的实验回答问题。

甲乙丙

（1）甲装置中，水的作用是。

（2）乙装置中，木炭在氧气中燃烧时观察到的现象是。

（3）丙装置中，发生反应的化学方程式为。

（4）通过对以上三个实验中所发生化学反应的现象和原理进行比较，发现它们有许多共同点

请你写出其中三点：

①；

②；

③。

15.如果用向上排空气法收集氧气，要证明氧气已经充满集气瓶的方法是：

。

16.工业上用的方法制取氧气，这一变化属于变化，

而实验室制取氧气，属于变化，因为。

17.若有氢气和二氧化碳气体各一瓶（如右图所示），其中A瓶盛放的气体是______。

（写化学符号）

18.下图是实验室常见的制取气体的装置：

⑴写出仪器名称：

①_____②______③__________④

⑵实验室采用装置A制取氧气时，其试管中应放的药品是_______，试管口还要放一团棉花，目的是______________，该反应的文字表达式是_______________________。

⑶采用装置B制取氧气时，其试管中应放的药品是       ，所发生反应的文字表达式是__________；

⑷收集氧气可以选择装置______或______，原因是_______、__________。

⑸某同学收集完毕，先停止加热再将导管移出水面，你预测这种操作会引起什么后果______________________。

课后作业

1．做空气中氧气含量测定的实验装置如右图。

下列有关说法正确的是（）

A.选用红磷是因为反应可以耗尽O2，生成液态的五氧化二磷

B.燃烧匙中的红磷可以换成硫或木炭

C.燃烧匙中的红磷越多，水位上升越高

D.钟罩内气体压强的减小会导致水面的上升

2．石油是一种没有固定沸点的油状物，经过汽化、冷凝分离后可得到汽油、煤油等产品。

由此可以判定石油属于（ ）

A.混合物B.纯净物C.化合物D.单质

3．今年春季沙尘暴频繁侵袭我国北方地区，会造成空气中下列哪种有害成分的增加（ ）

   A．二氧化硫 B．二氧化碳 C．可吸入颗粒 D.一氧化碳

4．当空气中含有下列哪种气体时，遇雨天可能形成酸雨（　　）

A、一氧化碳B、二氧化硫C、二氧化碳D、氮气

5．下列物质在盛有氧气的集气瓶中反应，集气瓶底要预先留少量水或铺一层细沙的是（ ）

   A．木炭B．红磷 C．铁丝 D．硫磺

6．有关氧气化学性质的描述中，不正确的是（   ）

   A.氧气的化学性质非常活泼  B.氧气能供给呼吸   C.氧气能支持燃烧   D.氧气具有氧化性

7.对下列物质在氧气中燃烧的实验现象描述正确的是（）

A.石蜡在氧气中燃烧时，有水和二氧化碳生成

B.硫在氧气中燃烧时，火焰呈蓝紫色，生成无气味的气体

C.红磷在氧气中燃烧时，生成一种红色固体

D.铝箔在氧气中燃烧时，发出耀眼的白光，生成白色固体

8.下列变化中，不属于缓慢氧化的是（）

A.食物腐烂  B.动物呼吸  C.电灯发光  D.酿酒酿醋

9.下列物质属于氧化物的是（ ）

   A．铝箔 B．氧化铝 C．木炭 D．硫磺

10．拉瓦锡为了研究空气的成分，曾把汞放在密闭容器中加热，得到了红色粉末氧化汞，又把这一种红色粉末加热，得到了汞和氧气。

写出上述两个反应的文字表达式：

                               ；                              。

11．澄清石灰水长期敞口放在空气中会变浑浊，这是因为空气中含有            。

12．在右图所示的装置中放有金鱼藻，用该装置可以收集到某种气体。

下列对

该气体的描述不正确的是（）

A.能使带火星的木条复燃  B.不易溶于水

C.铁能在该气体中燃烧生成氧化铁 D.能与血红蛋白结合

13.列举一例说明空气中含有水蒸气：

                  。

14．为了防止食品腐烂变质，在包装食品时可以采用真空包装或充人保护气的方法对于一些易碎的食品，常常充入氮气以防腐,原因是                      。

15.山西省煤炭资源十分丰富，至今煤仍是山西省工业和民用的主要燃料。

煤的大量燃烧使山西省大部分地区的空气质量严重下降，给农业生产及人民健康造成极大危害。

你认为煤燃烧造成大气污染的主要物质是（至少写出三种）__________________________。

16.收集污染的空气:

某化工厂向空气中排放一种不溶性的有害气体，为测其对空气造成的污染状况，需对当地的空气取样分析，你能设计简单方法，收取一瓶空气样品吗？

请简述操作过程（可供选用的实验用品有：

烧杯、集气瓶、水槽、漏斗、量筒、橡皮筋、玻璃片、水）。

17．为什么磷常用来做军事中烟幕弹和田径运动会上，发令枪的原料：

                    。

18．学完氧气的性质后，为加深对所学知识的认识，某同学设计了如下实验，根据实验回答：

    实验：

（1）用排水法收集两瓶氧气（原理是