第二单元我们周围的空气讲学案.docx
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第二单元我们周围的空气讲学案
第二单元我们周围的空气讲学案
一、认识空气对人类生活的重要作用
1、人类每时每刻都离不空气,没有空气就没有生命,也就没有生机勃勃的地球。
2、空气是一种重要的自然资源。
二、说出空气的主要成分
空气是一种混合物,它的成分按体积计算,大约氮气占78%,氧气占21%,稀有气体占0.94%,二氧化碳占0.03%,其它气体和杂质占0.03%。
(氮气大约占4/5,氧气占大约1/5,)
主要
成份
体积
分数
主要性质
用途
物理性质
化学性质
氮气
78%
氮气是一种无色无味的气体,难溶于水
氮气的性质不如氧气活泼。
它不能燃烧,也不能支持燃烧。
它可以使燃着的木条熄灭。
①用作保护气(焊接金属时,常用氮气作保护气;灯泡中充氮以延长使用寿命;食品包装时充氮以防腐)
②用于制造硝酸和化肥
医疗上可在液氮冷冻麻醉条件下做手术。
超导材料在液氮的低温环境下能显示超导性能。
氧气
21%
在标况下,氧气是一种无色无味气体,在一定条件下,氧气可以变为淡蓝色的液体,和淡蓝色的雪花状的固体。
氧气的密度大于空气,不易溶于水。
氧气的化学性质较活泼,能和多种物质发生反应,放出热量
①供给动植物呼吸
②支持燃烧(但是氧气本身不能作为燃料燃烧)
③用于炼钢、气焊以及化工生产和宇宙航行等
稀有气体
0.94%
稀有气体也叫惰性气体,是一种无色无味的气体,主要包括氦、氖、氩、氪、氙
稀有气体的性质很不活泼,但是在一定的条件下也能与某些物质发生化学反应。
①用作保护气
②制成多种用途的电光源(为什么呢?
因为在通电的情况下,它能发出不同颜色的光如:
航标灯、霓虹灯、强照明灯、闪光灯等)
注意:
氖在通电时,发出红光。
通常用在电工的“试电笔”内。
二氧化碳
0.03%
其它
0.03%
了解:
①空气的成分是按照体积计算,而不是按照质量计算。
各成分的含量是体积分数,而不是质量分数
②最早通过实验得出空气是由氮气与氧气组成结论的科学家是拉瓦锡。
一般来讲,空气的成分是稳定的,但是并不是固定不变的
三、知道氧气的主要性质(跟C、S、P、Fe、Al等物质发生氧化反应)和用途
(见专题:
第一单元~第五单元化学方程式)
四、实验探究氧气的性质
五
、实验探究空气中氧气的体积分数(燃烧法测定空气中氧气含量的实验)
1、实验现象:
①点燃燃烧匙内的红磷后,立即伸入瓶中并把塞子塞紧。
观察红磷燃烧的现象:
红磷燃烧时,产生黄白色火焰,放出热量,冒出大量的白烟,(白烟是五氧化二磷小颗粒)。
②待红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹,观察到现象是:
烧杯内的水沿着导管进入集气瓶内,并且液面上升到大约集气瓶内原有气体体积的1/5处。
③产生该现象的原因是:
占试管容积约1/5体积的氧气被白磷燃烧所消耗,使试管内的压强减小。
2、燃烧法测定空气中氧气含量的实验原理是:
利用红磷燃烧时,消耗了集气瓶内的氧气,从而使得集气瓶内气体体积减少,压强减少,(小于烧杯这边的压强),在大气压的作用下,大气压把烧杯内的水沿着导管压入集气瓶内。
进入集气瓶内水的体积也就是减少的氧气的体积
3、该实验,成功的关键
①红磷要过量②装置必须密封
③导管内事先要注满水④要冷却到室温后,再打开弹簧夹
4、
、实验中如果测得氧气的体积分数小于1/5(偏小),可能的原因有
①红磷量不足,集气瓶内的氧气没有反应完
②装置的气密性不好。
③导管内没有事先注满水
④没有等到冷却到室温后,就打开弹簧夹
、实验中如果测得氧气的体积分数大于1/5(偏大),可能的原因有
①没有夹紧弹簧夹,红磷燃烧时,瓶内部分空气受热从导管逸出
②插入燃烧匙太慢,塞紧瓶塞之前,瓶内部分空气从瓶口逸出
5、该实验选择的物质要具备两个条件:
①该物质在空气中要能够燃烧②该物质燃烧后生成的物质最好是固体,不占有体积,如果是气体,必须选择相应的试剂来除去气体
注意:
一般不用,硫、木炭、铁丝等物质代替红磷;为什么?
铁丝在空气中难以燃烧,硫或木炭燃烧后,生成的是二氧化硫或二氧化碳,都是气体
六、初步学习实验室制取氧气的方法
1、氧气的制取的总结
气体的制取
氧气
反应
原理
反应物\
反应条件
在实验室内,常采用分解过氧化氢、加热高锰酸钾或加热氯酸钾的方法制取氧气
文字表达式
加热
高锰酸钾→锰酸钾+二氧化锰+氧气
二氧化锰
加热
氯酸钾→氯化钾+氧气
二氧化锰
过氧化氢→水+氧气
实验
装置
发生装置
加热高锰酸钾或加热氯酸钾用“固体加热型”
分解过氧化氢用“固液常温型
收集装置
向上排空气法或者排水法
实
验
步
骤、
\
注
意
事
项
用高锰酸钾制取氧气的操作步骤可简单地归纳为:
“查、装、定、点、收、移、熄”
①、查(检查装置气密性)
用手紧握试管,观察水中的管口有没有气泡冒出。
如果有气泡冒出,松开手会有少量的水进入导管,形成一段水柱,说明装置不漏气。
为什么?
(因为用手紧握试管时,试管内的气体受热膨胀,气体向外跑,如果装置的气密性非常好,它只能从导管口出来,这样就产生气泡。
)
②、装(装药品)
将高锰酸钾装入试管,药品要平铺在试管底部,为什么?
(让药品均匀受热)
并在试管口放一团棉花,为什么?
(防止加热时,高锰酸钾粉末进入导管。
)
如果不放棉花,水槽里面的水会变红(是因为加热时,高锰酸钾粉末进入导管。
)
然后,用带有导管的塞子塞紧瓶口。
把试管略向下倾斜,为什么?
(防止冷凝水回流到热的试管底部,炸裂试管)
③、定(固定试管)
用铁夹把试管固定在铁架台上,
铁夹夹在离管口1/3处。
为什么?
(如果夹在中间,就容易炸裂)
④、点(点燃酒精灯,给试管加热)
加热试管时,先预热。
然后对高锰酸钾所在的部位加热。
⑤、收(用排水法收集气体)
导管口开始有气泡放出,不宜立即收集。
为什么?
(开始加热时,排出的是空气),
(气体收集的时间是:
当气泡连续地并均匀地放出时,才能收集。
)
等瓶子里的水排完以后,小心地把瓶子移出水槽,正放在桌子上。
为什么?
(氧气的密度大于空气的密度),
⑥、移(导管移出水槽)
⑦、熄(熄灭酒精灯)
先将导管移出水槽,再熄灭酒精灯。
为什么?
(防止由于降温,管内压强减少,水被倒吸入试管。
造成试管破裂。
)
检验方法
用带火星的木条伸入瓶中,观察是否复燃。
验满方法
用排空气法收集时,只要用带火星的木条放在瓶口,观察是否复燃。
用排水法收集时,只要集气瓶口处有较大的气泡冒出,证明已满
工业上常用分离液态空气法制取氧气。
属于物理变化
2、在实验室内,常采用分解过氧化氢、加热高锰酸钾或加热氯酸钾的方法制取氧气
①过氧化氢俗称双氧水,是一种无色液体。
它也是一种常用的消毒剂。
在常温下能缓慢分解成水和氧气。
②高锰酸钾俗称灰锰氧或PP粉,是一种暗紫色的固体,其溶液为紫红色,是常用的消毒剂,它受热很快分解而放出氧气。
③氯酸钾是一种白色晶体
二氧化锰是一种黑色粉末状物质
3、知道催化剂的重要作用
①催化剂又叫触媒,在化学反应里能改变其它物质的化学反应速度,而本身的质量和化学性质在反应前后,都没有变化
②催化剂的特点:
“一变两不变”
、只能改变其它物质的化学反应速度(可以是加快、也可以是减慢),但是不能使生成物的质量增加,也不能决定反应是否进行,不同的反应催化剂可能不同。
同一反应的催化剂也可能不同
、本身的质量和化学性质在反应前后,都没有变化
化学性质不变,但是物理性质不一定不变)
专题
专题一:
根据实验目的选择实验药品和仪器,并能安全操作
1、气体的制取的规则
反应
原理
反应物
价格便宜,容易得到。
生成物
要求无毒、无害、无污染。
反应条件
要求容易反应,常温更好
反应过程
要求简便易行、容易操作,生成的气体速度适中,易于收集
实验
装置
发生装置
根据反应物的状态和条件来选择
①当反应物是固体,在加热的条件下制取气体,都用固体加热型
②当反应物是固体和液体,或者是液体和液体直接制取气体,都用固液常温型
收集装置
根据气体的化学性质、密度或水溶性来选择
①、当气体不与水反应,
且难溶于水或不易溶于水时,用排水法收集
②、当气体不与空气中的成分反应,
且密度与空气相差较大时,用排空气法收集
气体密度大于空气时,用向上排空气法
气体密度小于空气时,用向下排空气法
实
验
步
骤
1、检查装置的气密性
①手捂法、(用手紧握试管,观察水中的管口有没有气泡冒出。
如果有气泡冒出,说明装置不漏气。
)
②灌水法(用弹簧夹将锥形瓶上端导管口的乳胶管夹住,然后从漏斗中加水,一段时间后,如果漏斗中的水不再下滴,并保持稳定,说明装置不漏气.)
2、检验气体
检验气体时,如混合气体中有水蒸气,
一般先验证水蒸气的存在,再验证其它气体。
3、净化气体(除杂)
①净化试剂不能与净化的气体反应,但能够完全吸收杂质气体
②净化气体时,先检验,后除去,再检验。
净化气体时一般先除去其它气体,最后除去水蒸气。
先除杂,后干燥;
4、干燥气体
除去气体中混有的水蒸气
如:
浓H2SO4碱石灰(CaO和NaOH)固体NaOH
5、处理尾气
①点燃法(如CO)
②吸收法(用溶液或者水来吸收CO2、HCl)
注意:
CO2用NaOH溶液吸收,用石灰水检验
HCl用NaOH溶液吸收,用AgNO3溶液检验
H2O用浓H2SO4生石灰吸收;用无水CuSO4检验
2、实验装置:
实验装置分为发生装置和收集装置
(1)发生装置分为固体加热型和固液常温型
、固体加热型的发生装置的注意事项
①试管口要略向下倾斜,以防止冷凝水回流到热的试管底部,炸裂试管
②铁夹要夹在试管的中上部,离管口1/3处
③伸入试管的导管,不能太长,否则不利于空气的排出
、固液常温型的发生装置的注意事项
长劲漏斗的末端必须插入液面以下,为什么?
以防止生成的气体从长劲漏斗口逸出。
(2)收集装置分为排水法和排空气法
用排水法收集气体时,导管口应该放在集气瓶口处
用排空气法收集气体时,导管应伸入集气瓶底部,以利于空气充分排出
(3)收集气体的方法
收集气体的方法
条件
优点、缺点
排水法
难溶于水或不易溶于水
易于收集到较纯的气体,但是不干燥
排空气法
向上排空气法
密度大于空气
易于收集到较干燥的气体,但是不纯
向下排空气法
密度小于空气
注意:
可以根据相对分子的质量来比较密度的大小:
(空气的平均相对分子的质量是29)
如果某气体的相对分子质量>29,则该气体的密度>空气的密度
如果某气体的相对分子质量<29,则该气体的密度<空气的密度
专题二:
、化学与社会、生活、能源、环保
1、了解典型的大气、水、土壤污染物的来源及危害。
2、认识“三废”(废水、废气和废渣)处理的必要性以及处理的一般原则。
3、认识合理使用化肥、农药对保护环境的重要意义。
4、初步形成正确、合理地使用化学物质的意识,认识化学在环境监测与环境保护中的重要作用。
一、空气污染
(1)、空气的主要污染物有排放到空气中的有害气体和烟尘。
①空气中的有害气体主要是指一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫
②目前计入空气污染指数的工程为一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、可吸入颗粒物和臭氧等
(2)、空气污染的主要来源有①化石燃料的燃烧②工厂废气③汽车尾气
(3)、空气污染的危害①严重损害人体健康、影响作物生长,破坏生态平衡
②引发三大环境问题:
温室效应、酸雨、臭氧空洞
(4)、防止空气污染的措施有①积极植树造林②使用清洁能源③加强大气质量监测。
④治理废气(汽车尾气安装净化装置、工厂废气处理后排放)
二、水污染
爱护水资源主要从节约用水和防止水体污染两方面采取措施
爱护水资源
在日常生活中
在农业上
在工业上
节约用水
①用洗菜水、淘M水来浇花
②用洗衣水来冲厕所
要推广节水灌溉技术(喷灌、滴灌),不要用漫灌
提高用水的重复利用率
防止水体污染
水体污染源
生活污水的任意排放,
城市垃圾随处堆积
农药、化肥的不合理的施用
“三废”,
废气、废渣、废水
水体污染的防治
生活污水的要逐步实现集中处理和排放。
不用或者少用含磷洗衣粉、洗洁精,废旧电池要集中回收,不要乱扔
农业上提倡使用农家肥,合理使用化肥和农药
工业上的废水必须经处理合格后排放,同时通过应用新技术、新工艺减少污染物的产生
三、水体富营养化
1、大量使用氮肥、磷肥、含磷洗涤剂,生活用污水中常含有过量的N、P等营养物质。
这些物质流入湖泊、海湾,使海水中富集N、P等植物营养物质,称为水体富营养化。
2、①水体富营养化会引起藻类及其它浮游生物迅速繁殖。
常使得海水变成红色,
这种情况在海洋中发生称“赤潮”,在淡水中发生称为“水华”。
②赤潮常常会造成大量的鱼类、贝类、虾类死亡,主要是因为藻类的呼吸消耗了大量水中的溶解氧,致使水中溶解氧急剧减少,甚至出现缺氧,使水中的鱼类、贝类、虾类窒息死亡。
③、造成“赤潮”或“水华”的原因可能有:
氮肥、磷肥、含磷洗涤剂大量使用,生活用污水任意排放。
四、温室效应
1、温室效应是指大气中的二氧化碳能够像温室的玻璃或塑料薄膜那样,
使地面吸收的太阳光的热量不易散失,从而使全球变暖。
2、能够引起温室效应的气体有CO2、O3、CH4和氟氯代烷等
3、温室效应产生的主要原因是化石原料的燃烧和森林的乱砍乱伐
4、温室效应能够使
①两极冰川融化、海平面上升、淹没部分沿海城市②土地沙漠化,农业减产
5、为防止温室效应应该采取的措施有:
①植树造林,禁止乱砍乱伐
②减少煤、石油、天然气等化石燃料的燃烧
③利用太阳能、风能、地热等清洁能源
五、酸雨
1、酸雨实际是煤燃烧时,排放出的SO2、NO2等污染性的气体,溶于水形成的
2、酸雨的危害:
①对人体健康有直接危害②能够腐蚀金属、油漆及其建筑材料
③破坏土壤、植物、森林
④引起河流、湖泊的水体酸化,严重影响水生动植物的生长
3、防止酸雨的措施:
①减少煤的使用,发展脱硫煤②减少人为污染物的排放。
③开发新能源
4、造成酸雨污染呈加重趋势的主要原因可能是①硫或氮的氧化物的排放量增加②化石燃料的燃烧
六、汽车燃料的燃烧
1、目前多数汽车使用的燃料是汽油或柴油
2、汽车尾气的主要污染物有
一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘等
3、为了减少尾气对空气的污染
a、改进发动机的燃烧方式,以使汽油能充分燃烧
b、使用催化净化装置,使有害气体转化为无害物质
c、使用无铅汽油,禁止含铅物质排放
d、在城市的一些汽车改用压缩天然气或液化石油气作燃料,以减少对空气的污染
e、在管理上,加大检测尾气的力度,禁止没达到环保标准的汽车上路
七、化石燃料
1、煤、石油、天然气统称为化石燃料,化石燃料是不可再生的能源。
化石燃料可以将化学能转变为热能。
2、煤和石油等化石燃料燃烧造成空气污染的主要原因有
①燃料中的一些杂质如硫、氮等燃烧时,产生空气污染物如SO2、NO2等
②燃料燃烧不充分,产生一氧化碳
③未燃烧的碳氢化合物及碳粒、尘粒等排放到空气中
3、作为燃料,天然气与煤相比的优点是:
燃烧产生的热量多,污染少。
八、新型燃料
目前各国正在开发或者有待开发的新的燃料有可燃冰、乙醇、氢气
能源有太阳能、核能、风能、地热能、潮夕能
1、可燃冰
①可燃冰是甲烷的水合物,外观像冰,它主要是由甲烷分子和水分子组成。
②可燃冰是甲烷和水在低温和高压的条件下形成的
③可燃冰具有能量高,燃烧值大等优点。
④可燃冰没有被大量开采,主要是因为开采在技术上还存在问题,
如果在开采过程中甲烷气体大量泄露于大气中,容易造成温室效应
2、乙醇
①乙醇的俗名是酒精,它是一种无色有特殊香味的液体。
它的化学式是C2H5OH
②可燃性它在空气中燃烧,发出淡蓝色的火焰,放出大量的热,生成水和二氧化碳
点燃
C2H5OH+3O2===3H2O+2CO2
③乙醇是将高粱、玉M和薯类等经过发酵、蒸馏制得的
④用途它被用作酒精灯、火锅、内燃机等的燃料。
⑤车用乙醇汽油是混合物,不是化合物,它是将变性乙醇和汽油以一定比例混合而形成的
⑥使用乙醇汽油的优点:
a节省石油资源;b有效减少汽车尾气;c促进农业生产;
3、氢气
①氢气被认为是最清洁的能源
②氢气作为未来能源的优点:
a、来源广泛,可由水分解制得
b、燃烧时发热量高(发热量远远高于煤、石油、天然气等)
c、产物是水,无污染
③、氢气作为燃料,暂时还不能广泛使用,主要是因为:
a、制取成本高b、储存、运输困难
九、燃料的燃烧
1、使燃料充分燃烧的方法是:
①燃烧时,要有足够的空气(或氧气)
②燃料要与空气有足够大的接触面积
2、燃料不充分燃烧的后果
①燃料产生的热量减少,浪费资源②产生大量的CO等物质,污染空气
十、金属
1、防止铁制品生锈的具体措施
①.保持干燥,隔绝氧气
②、加一层保护膜。
如:
刷漆、涂油、电镀、烤蓝
③、改变其自身的内部结构(合金)。
如:
不锈钢、不锈铁
2、有效保护金属资源的途径
①防止金属腐蚀;②金属的回收利用;③有计划的开采矿物;④.寻找代替品。
十一、白色污染
1、白色污染是指废弃的塑料所带来的环境污染
2、白色污染形成的原因是
①大部分塑料在自然环境中很难降解,长期堆积会破坏土壤,污染地下水,危害海洋生物的生存。
②如果焚烧含氯塑料会产生有毒的氯化氢气体,从而造成污染
3、解决白色污染问题,应该从以下几个方面着手:
①减少使用不必要的塑料制品,如用布袋代替塑料袋等
②重复使用某些塑料制品,如塑料袋、塑料盒等
③使用一些新型的、可以降解的塑料,如微生物降解塑料和光降解塑料等
④回收各种废塑料
4、回收废弃塑料的好处是减少废弃塑料的数量,而且节约资源。
困难是塑料的分类,因为不同种类的塑料,其再利用的途径是不同的
十二、食物中的营养物质
1、蛋白质的食物来源:
蛋类、肉类、豆制品、乳制品等
2、糖类的食物来源:
谷物、面食、糖等
3、油脂的食物来源:
动、植物油、花生葵花子等
维生素的食物来源:
水果、蔬菜
十三、化学肥料:
1、氮肥:
能促进作物的茎叶生长茂盛,叶色浓绿
2、磷肥:
增强抗寒抗旱能力,
3、钾肥:
增强抗病虫害和抗倒伏能力
十四、高分子材料
1、天然有机高分子材料:
棉花,羊毛,天然橡胶、蚕丝、麻
2、合成有机高分子材料:
(简称合成材料):
塑料,合成纤维和橡胶
专题三、了解:
多用瓶
1、净化气体、干燥气体:
(“长管进,短管出”)
例:
除去CO2中的水蒸气,装置内应盛的物质是浓硫酸,
2、检验气体:
(“长管进,短管出”)
例:
检验CO中含有CO2,装置内应盛澄清的石灰水,
要除去CO2最好盛氢氧化钠。
气体应从长管端通入。
3、收集气体:
①用排水法收集(如H2、O2):
(瓶内装满水,短管连接气体发生器,长管排水),
排出水的体积(用量筒量),就是气体的体积。
②用于收集密度比空气小的气体(如:
H2等),向下排空气法收集:
(短管连接气体发生器,长管排空气)。
③用于收集密度比空气大的气体(如:
CO2等),向上排空气法收集:
(长管连接气体发生器,短管排空气)
4、测量气体:
要测量气体体积,还需要用到的一种仪器是量筒,
测量时瓶内先装满水,气体从短管通入,排出水的体积(用量筒量),就是气体的体积。
5、贮存气体:
储存时,可用止水夹夹住两管外端所连的橡胶导管即可。
使用时,用水排气体,长管通水,短管排气,通入水的体积,就是排出气体的体积。