第四单元我们周围的空气.docx
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第四单元我们周围的空气
第四单元我们周围的空气
【课程标准】：
1．通过测定空气中氧气的体积分数的实验，认识空气的组成，学习从混合气体中除去某种气体进而测定其含量的方法。
2．结合社会生活了解空气是一种重要的资源。
3．认识空气质量日报，增强关心环境、关爱自然的意识和责任。
4.了解氧气的物理性质。
5.通过木炭、硫磺、金属铝等在氧气中燃烧的反应了解氧气的化学性质。
【考点梳理】
考点1空气的成分
1、空气的组成
空气中含量最多的气体是氮气，它大约占空气体积的78%，其次是氧气，它大约占空气体积的21%，二氧化碳的体积分数只占0.03%，但作用很大。
另外，还有水蒸气和杂质。
2、空气中氧气含量的测定（红磷燃烧）
a、可燃物要求：
足量且产物是固体
b、装置要求：
气密性良好
c、现象：
有大量白烟产生，广口瓶内液面上升约1/5体积
d、结论：
氧气的体积约占空气体积的1/5.
氮气N2约占4/5，不支持燃烧，也不能燃烧，难溶于水
e、误差分析：
液面上升小于1/5原因：
装置漏气，红磷量不足，未冷却完全
例题：
如图所示装置可用于测定空气中氧气的含量，
实验前在集气瓶内加入少量水，并做上记号。
下列
说法中，不正确的是（）
A、实验时红磷一定过量
B、点燃红磷前先用弹簧夹夹紧乳胶管
C、红磷熄灭后立刻打开弹簧夹
D、最终进入瓶中水的体积约为氧气的体积
解析：
此题是考查有关空气中氧气含量的题，若在红磷熄灭后立即打开弹簧夹，会因集气瓶中的温度过高使水不能完全的被倒吸入集气瓶中，使测量不准确。
故选C.
练习：
1．（2014淮安）空气成分中，体积分数约占21%的是（）
A．氮气B．氧气C．二氧化碳D．稀有气体
2．（2014北京）空气成分中，体积分数最大的是（）
A．氧气B．氮气C．二氧化碳D．稀有气体
3.（2014河北）下列关于空气的说法中错误的是（）
A.空气是人类宝贵的自然资源B.空气中的氮气常用作保护气
C.空气中的稀有气体常用作灭火剂D.空气中的氧气的主要来自植物的光合作用
4.（2014娄底）使用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量：
（1）写出红磷在空气中燃烧的化学方程式。
（2）在集气瓶中加入少量水，并将水面上方空间分成5等份，如右图装置所示。
待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察到烧杯中的水进入集气瓶，瓶内水面最终上升约至1刻度处。
由此可知氧气约占空气总体积的。
（3）实验后发现测定空气中氧气含量偏低，造成这种结果的可能原因
是：
（填一种即可）。
考点2空气是一种重要的资源
（1）在工业上通过降温加压的方法，根据氮气、氧气、稀有气体的沸点不同，将各种气体分离出来。
这一过程发生的是物理变化。
（2）可用于动物呼吸作用的是氧气，液态氮气可用作制冷剂，稀有气体可被填充在灯泡中，制造各种用途的电光源。
关注空气质量.
有害气体（SO2、CO、NO、NO2等）
空气中的有害物质
烟尘（可吸入颗粒物）
空气污染的危害：
损害人体健康、影响作物生长、破坏生态平衡，导致全球气候变暖，酸雨和臭氧层破坏等。
保护空气措施：
加强大气质量监测；改进燃料结构，使用清洁能源；积极植树、造林、种草等。
城市空气质量日报、预报：
空气质量日报的主要内容包括“空气污染指数”、“首要污染物”、“空气质量级别”等；
目前计入空气污染指数的项目暂定为：
SO2、CO、NO、可吸入颗粒物和臭氧等。
空气质量级别有优、良好、轻度污染、中度污染和重度污染等几类。
例题：
下列有关空气各成分的说法正确的是（）
A.氧气的化学性质比较活泼，属于可燃物
B.氮气的化学性质不活泼，可用于食品防腐
C.空气质量报告中所列的空气质量级别越大，空气质量越好
D.二氧化碳在空气中含量增多会引起温室效应，属于空气污染物
解析:
氧气能支持燃烧但不能燃烧，空气质量级别越大，空气质量越差，二氧化碳虽然能引起温室效应，但不属于污染物。
故选B.
练习：
1．（2014江西）下列能供给呼吸的气体是（）
A．
氧气
B．
氮气
C．
氢气
D．
氦气
2．（2014烟台）空气是人类宝贵的自然资源。
下列有关空气的说法错误的是（）
A．液氮可用作制冷剂B．氧气可用作火箭发射的燃料
C．氦气可用来填充探空气球D．二氧化碳是植物进行光合作用必需的物质
3．（2014定西）兰州市2013年城区环境空气质量优良天数达到299天，优良率达到了81.92%．历史性地退出了全国空气质量十大污染城市行列．现行空气质量日报中，未计入空气污染指数项目的是（ ）
A．
SO2
B．
CO2
C．
NO2
D．
可吸入颗粒
4．下列各项对空气质量不会产生影响的是（ ）
A．
露天焚烧垃圾
B．
用煤做燃料
C．
用氢气做燃料
D．
工厂废气随意排放
5.（2014武威）2月29日，新发布的《环境空气质量标准》中增加了PM2.5监测指标．PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，对人体健康影响更大，主要来源之一是化石燃料的燃烧．下列措施能减少PM2.5污染的是（）
A．鼓励开私家车出行B．鼓励使用太阳能热水器
C．鼓励用煤火力发电D．鼓励用液化石油气作燃料
考点3化学式的意义
1、定义：
用元素符号表示物质组成的式子如：
MgO、H2O、CO2
2、意义：
表示该物质
表示该物质的组成
表示该物质的一个分子
表示该物质一个分子的构成
例：
H2O：
水
水是由氢、氧两种元素组成
一个水分子
一个水分子是由一个氧原子和二个氢原子构成
2H2O：
2个水分子
例题：
《食品安全法》从2009年6月1日起正式实施。
某些奶粉中因为含有太量的三聚氰胺，对婴幼儿身体能造成极大伤害，国家已明令禁止生产和销售。
下列关于三聚氰胺（化学式为C3H6N6）的说法正确的是（）
A.三聚氰胺中含有氮分子
B.三聚氰胺中C、H、N三元素质量比为1:
2:
2
C.三聚氰胺由3个C原子、6个N原子、6个H原子构成
D.三聚氰胺由C、N、H三种元素组成
解析：
分子是由原子构成，三聚氰胺中含有氮原子，没有氮分子；三聚氰胺中C、H、N三元素质量比为（12×3）：
（1×6）：
（14×6）=6：
1：
14；三聚氰胺是由三聚氰胺分子构成的，一个三聚氰胺分子是由3个C原子、6个N原子、6个H原子构成。
故选D。
【规律小结】化学式表示的意义有：
（以CO2为例说明）
1、表示一种物质：
表示二氧化碳这种物质
2、表示物质由哪些元素组成：
表示二氧化碳由碳元素和氧元素组成
3、表示组成元素的质量比：
mC：
mO=3：
8
4、表示该物质的一个分子：
表示一个二氧化碳分子
5、表示该物质的分子构成：
表示一个二氧化碳分子是由一个碳原子和两个氧原子构成
6、表示分子中原子个数比：
nC：
nO=1：
2
练习：
1.（2013.日照市）我市盛产茶叶，“雪青”“清润茗芽”等绿茶享誉省内外。
绿茶中的单宁酸具有抑制血压上升、清热解毒、抗癌等功效，其化学式为C76H52O46，下列说法不正确的是（）
A．单宁酸由碳、氢、氧三种元素组成
B．一个单宁酸分子由76个碳原子、52个氢原子和46个氧原子构成
C．单宁酸分子中碳、氢、氧原子个数比为38︰26︰23
D．一个单宁酸分子中含26个氢分子
2．草莓、香蕉等水果具有芳香气味，是因为其中含有乙酸乙酯（化学式为C4H8O2）等物质。
下列关于乙酸乙酯的说法正确的是 （）
A．该物质属于氧化物 B．其分子由碳原子、氢原子和氧分子构成
C．该物质的相对分子质量为88 D．该物质中碳、氢、氧的质量比为12︰1︰16
3．下列关于维生素C（化学式为C6H8O6）的说法正确的是（）
A．该物质属于氧化物B．该物质中碳、氢、氧的质量比为3:
4:
3
C．该物质的相对分子质量为l76D．其分子由碳原子、氢分子和氧分子构成
4.被蚂蚁、蚊虫叮咬后人会感觉痛痒，这是由于昆虫分泌出的酸性物质有刺激作用，该酸性物质的主要成分是甲酸（CH2O2）。
下列有关说法正确的是（）
A．甲酸溶液能使紫色石蕊试液变蓝色
B．甲酸中碳、氢、氧三种元素的质量比为6：
1：
16
C．甲酸由1个碳原子、2个氢原子和2氧原子构成
D．可选用浓氢氧化钠溶液等碱性物质来涂抹患处
考点4化合价与化学式
1、常见元素的化合价
金正非负单质零，（金属元素通常显正价，非金属元素通常显负价，单质中元素的化合为零）
正负总价和为零。
（在化合物中，各元素的正负化合价的代数和为零）
化合价的规律：
（1）化合价原则：
在化合物里，元素正负化合价的代数和为零。
（2）单质中元素的化合价为零。
（3）在化合物中，氢通常显+1价，氧通常显一2价。
（4）金属元素通常显正价，非金属元素通常显负价（但在非金属氧化物里，氧显负价，另一种非金属元素显正价）。
口诀：
一价氢氯钾钠银，二价氧镁钙钡锌。
二、三铁，二四碳，铜汞二价最常见。
三铝四硅五价磷，单质零价要记准。
负一氢氧硝酸根，负二硫酸碳酸根，
正一价的是铵根。
+1-1-1-2-2
NH4OHNO3CO3SO4
题型：
（1）求元素的化合价
（2）根据化合价写化学式
例题：
当前高效能的砷化镓（GaAs）太阳能电池。
产生能量的效率高达33％.已知GaAs中，As元素化合价为—3价，则Ga元素的化合价为（）
A、一lB、十lC、+2D、+3
解析：
化合物GaAs中，化合价的代数和为零，As元素化合价为-3价，所以Ga元素的化合价为+3价。
故选D。
练习:
1.（2013.荆门市）下列含有硫元素的物质中，硫元素的化合价最高的是（）
A．H2SO3B．H2SO4C．KHSO3D．Na2S2O3
2.（2013.内江市）下列有关的化学用语表达正确的是（）
A．五个氢原子：
H5B．三个水分子：
3H2O
C．两个钙离子：
2Ca+2D．四个铵根离子：
4NH3+
3．（2013.乐山市）下列化学符号中数字表示的意义正确的是（）
A．CO2：
“2”表示一个二氧化碳分子含有两个氧原子
B．2Na：
“2”表示两个钠元素
C．：
“+2”表示镁离子带有两个单位正电荷
D．S2-：
“2–”表示硫元素的化合价为负二价
4.（2013.内江市）核电站中可用硼酸（H3BO3）吸收中子，阻断核辐射。
则硼酸中硼元素的化合价是（）
A．+1B．+2C．+3D．+4
5.（2013金华）C3N4是一种新型材料，它的硬度比金刚石还大，可用作切割工具。
在C3N4中C元素的化合价为＋4，则N元素的化合价是（）
A．－4B．－1C．－3D．＋3
6．（2013.昆明市）NO中氮元素的化合价是（）
A．+4B．+1C．+3D．+2
7.（2013.襄阳市）一些不法商贩把工业用盐冒充食用盐出售，危机食品安全，工业用盐NaNO2中N元素的化合价是（）
A．+2B．+3C．+4D．+5
8.从Fe、C、H、O、N五种元素中选择适当的元素按要求填空
（1）用适当的符号和数字填空：
①2个铁离子_________；②3个氮分子__________。
（2）写出符合下列要求的物质的化学式：
①最轻的气体____________；②能作为燃料的无机化合物________；
③溶于水使温度显著降低的盐___________。
考点5有关化学式的计算
1、化学式量（相对分子质量）：
化学式中各原子的相对原子质量的总和
例：
H2O的相对分子质量=1×2+16=18
2、计算物质组成元素的质量比
例：
计算H2O中氢元素和氧元素的质量比
H2O中氢元素和氧元素的质量比为：
1×2︰16=1︰8
3、计算物质中某元素的质量分数
该元素的相对原子质量×其原子个数
物质中该元素的质量分数为：
×100%
该物质的相对分子质量
4、根据化学式的计算
物质的质量×物质中某元素的质量分数=该元素的质量
练习：
1.乙酸（CH3COOH）是食醋的有效成分。
下列关于乙酸的说法，正确的是（ ）
A．乙酸由4种元素组成
B．一个乙酸分子中含有8个原子
C．乙酸分子的相对分子质量为60g
D．乙酸中碳元素与氧元素的质量比4:
3
2.青篙素（化学式为C15H22O5）是治疗疟疾的特效药。
关于青篙素的说法正确的是（ ）
A．不属于有机物
B.28.2g青篙素中含碳元素的质量为18g
C．一个青篙素分子含有11个氢分子
D.C、H、O三种元素的质量比为15:
22:
5
3.2011年4月，台湾岛内卫生部门例行抽样食品检查时，在一款“净元益生菌”粉末中发现，其中含有塑化剂DEHP，浓度高达600ppm（百万分之一）。
DEHP的学名是邻苯二甲酸酯，化学式为C24H38O4。
下列有关DEHP的说法不正确的是 （）
A．DEHP属于有机物
B．DEHP由碳、氢、氧三种元素组成
C．DEHP中有24个碳原子、38个氢原子和4个氧原子
D．DEHP中氢元素的质量分数最小
4.达菲是抗击甲型H7N9流感的有效药物,合成达菲的重要中间体为莽草酸（化学式C7H10O5）。
下列有关莽草酸的说法不正确的是（）
A．莽草酸是一种有机化合物 B．莽草酸中氧元素的质量分数为50%
C．莽草酸由三种元素组成 D．莽草酸分子中C、H、O的原子个数比为7∶10∶5
5.我国科学家用滤纸和二氧化钛（TiO2）薄膜制作出一种新型“纳米纸”，又在纳米纸上“铺”一层“萘胺”（C10H9N）染料，制成一种试纸，用于检测食品中亚硝酸盐浓度的高低。
（1）该试纸是________（填“纯净物”或“混合物”）；
（2）萘胺中C、H、N元素的质量比为________；
（3）萘胺中氮元素的质量分数多大？
（写出计算过程，结果保留到0．1%）
6.地沟油中含有一种强烈致癌物黄曲霉素（C17H14O6），长期食用会引起消化道癌变，请回答：
（1）黄曲霉分子（C17H14O6）中含有 个原子；
（2）黄曲霉素（C17H14O6）中碳、氢两种元素的质量比为 ；
（3）黄曲霉素分子中（C17H14O6）碳原子：
氧原子：
氢原子个数比为 ；
（4）黄曲霉素（C17H14O6）的相对分子质量是 ；
（5）15.7g黄曲霉素中含有 g氧元素。
7、维生素C又名抗坏血酸，易溶于水，易被氧化，遇热易被破坏，人体缺乏维生素C可能引发多种疾病，它的化学式是C6H8O6，计算：
（1）维生素C中含有 种元素，其相对分子质量为 ；
（2）维生素C中氢元素的质量分数为 （结果保留一位小数）。
（3）现要配制溶质质量分数为2%的维生素C溶液500kg，需要25%的维生素C溶液的质量是 kg。
考点6氧气的实验室制法及催化剂：
1、催化剂：
在化学反应中能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质
量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质。
（一变两不变）
催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。
2、氧气的实验室制法
1）、药品：
过氧化氢溶液（无色液体）、二氧化锰（MnO2,黑色固体）
2）、反应原理：
2H2O2
2H2O+O2↑
3）、实验步骤：
组装仪器，检查装置的气密性；
装药品；
把试管固定在铁架台上；
用排水法收集氧气
4）、实验装置：
5）、收集方法：
a、排水集气法（氧气不易溶于水）；
b、向上排空气法（氧气密度比空气略大）。
6）、检验方法：
将带火星的木条伸入集气瓶中，若木条立即复燃，证明是氧气。
、
7）、验满方法：
a、用排水集气法时，如果集气瓶口有大量气泡冒出，证明瓶中没有水，即已集满；b、用向上排空气法时，用带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃证明集满。
例题1：
实验是学习化学的一个重要途径。
请从下列仪器中选用适当仪器用H2O2与MnO2制取并收集O2。
（1）仪器e的名称是；
（2）若用排空气法收集O2，产生并收集气体应该选用的仪器有（填代号），装入药品前必须进行的一步操作是；
（3）反应的化学方程式为；
（4）检验O2是否已经集满的方法是。
解析：
此题主要考查氧气的实验室制法。
组装仪器必须显要检查装置的气密性，由于氧气的密度大于空气的密度，所以验满时，要把带火星的木条放在集气瓶口。
答案：
（1）烧杯；
（2）a、b、g，检验装置的气密性；（3）2H2O2
2H2O＋O2↑。
（4）用带火星的木条靠近瓶口，如果木条复燃，则集满。
例题2：
下列气体中，既能用排水法，又能用向上排空气法收集的气体是（）
A.氧气
B.氢气
C.二氧化碳
D.甲烷
标准状况下密度（g/L）
1.429
0.089
1.978
0.714
在水中的溶解性
不易溶于水
难溶于水
能溶于水
难溶于水
（在标准状况下，空气的密度是1.293g/L）。
解析：
气体的收集方法主要由该气体的物理性质决定。
难溶于水或不易溶于水的气体，可以用排水法收集；在相同条件下，密度比空气大的气体，可用瓶口向上排气法收集；密度比空气小的气体，可用瓶口向下排气法收集。
上述气体中，既能用排水法，又能用瓶口向上排气法收集的气体是氧气。
答案：
选A。
例题3：
某同学想探究二氧化锰在过氧化氢分解中作催化剂，设计了以下探究实验，请你完成实验报告和实验分析：
（1）实验报告：
实验步骤
用带火星的木条检验时的现象
结论
向试管1中倒入5ml5%的过氧化氢溶液
不复燃
无氧气放出
给试管1稍微加热
①
②
向试管2中倒入5ml5%的过氧化氢溶液和一匙二氧化锰
③
④
待试管2中无气泡冒出时再倒入5ml5%的过氧化氢溶液
⑤
⑥
再向试管2中加入一匙二氧化锰
⑦
⑧
（2）实验分析：
①比较步骤1和步骤2可得出结论：
过氧化氢溶液不加热无氧气放出，稍加热有氧气放出。
②比较步骤1和步骤3可得出结论：
。
③比较步骤4和步骤5可得出结论：
。
（3）该同学觉得该实验还不完美，他还想证明MnO2在反应前后质量不变，你认为他该增加什么实验？
解析：
根据控制变量的方法，设计一系列对比实验，得出过氧化氢在稍微加热和加入催化剂的条件下，放出氧气的结论。
思考该题时，一定要找好对比实验并比照思考，即可得出答案。
答案：
（1）①复燃②有氧气放出③复燃④有氧气放出⑤复燃⑥有氧气放出⑦不复燃⑧无氧气放出
（2）②常温下观察不到过氧化氢溶液的分解，但在MnO2的催化作用下，能明显观察到过氧化氢分解生成O2。
③MnO2可反复使过氧化氢分解出氧气，说明在化学反应中的MnO2性质不变，而且MnO2本身不放出氧气。
（3）反应前称量MnO2的质量，反应后，过滤出MnO2再称量。
练习：
1、（2014泰安）实验室中利用过氧化氢、氯酸钾、高锰酸钾都可以制取氧气，其原因是（）
A．都属于氧化物B．都含有氧气C．都含有氧分子D．都含有氧元素
2、（2014苏州）下列有关玻璃导气管的使用图示正确的是（省略夹持和加热装置）（）
3、（2014广州）实验室用如图所示装置制取氧气，下列实验操作正确的是（）
A．加热前，将集气瓶注满水，用玻璃片盖着倒立在盛水的水槽中
B．先将导管口移入集气瓶，再开始加热
C．收集O2后，将集气瓶移出水槽，然后盖上玻璃片
D．停止加热时，先熄灭酒精灯，再移出导气管
4、（2014成都）实验室制取氧气，下列说法错误的是（）
A.装置①可用于高锰酸钾制取氧气B.装置②可用于过氧化氢溶液制取氧气
C.装置③可用于收集氧气D.装置④可用于收集氧气
5、（2014遵义）下列示意图分别是实验室氧气制备、收集、验满、验证性质的操作，其中正确的是（）
ABCD
6、（2014临沂）通过近一年的学习，你已经掌握了实验室制取气体的有关规律，以下是老师提供的一些实验装置，请根据下图回答下列问题：
⑴在实验室中用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，选择的发生装置是________（填序号），写出反应的化学方程式______________________________________；
⑵用C装置收集氧气时，应将该装置的__________端与发生装置连接。
7、（2014南京）根据下列装置图，回答有关问题：
ABCD
（1）写出装置图中标号仪器的名称：
a；b；
（2）写出实验室用H2O2制取氧气的化学方程式，可选刚的发生装置是（填字母）。
（3）若使用高锰酸钾制取氧气，可选用的发生装置是（填字母）。
（4）选用D装置收集氧气的原因是。
考点7：
氧气的性质
1、氧气的物理性质
无色、无味的气体、密度比空气大、不易溶于水
2、氧气的化学性质（氧化性）
（1）木炭在氧气中燃烧
现象：
发白光，放热，有使澄清石灰水变浑浊的气体生成
点燃
结论：
碳+氧气二氧化碳
CO2CO2
（2）铁在氧气中燃烧
现象：
剧烈燃烧、火星四射，放出大量的热，生成黑色固体
点燃
结论：
铁+氧气四氧化三铁
FeO2Fe3O4
注意事项：
预先在集气瓶底留少量水或铺一层细沙。
原因：
防止生成的固体溅落瓶底使集气瓶炸裂
（3）石蜡在氧气中燃烧
现象：
发出白光，放出热量，有水生成，有使澄清石灰水变浑浊的气体生成
点燃
结论：
石蜡+氧气二氧化碳+水
O2CO2H2O
（4）氧化反应：
物质跟氧发生的化学反应。
氧化物：
有两种元素组成，并且其中一种元素是氧元素的化合物。
例题：
下列关于燃烧现象的描述，正确的是（）
A.氢气在氧气中燃烧产生大量的白烟
B.红磷在空气中燃烧发出蓝紫色火焰
C.镁条在空气中燃烧发出耀眼的白光
D.铁丝在空气中剧烈燃烧，火星四射
解析：
氢气在氧气中燃烧，生成H2O会看到有白雾，而不是白烟；红磷燃烧时发出黄白色火焰；铁丝在空气中不会剧烈燃烧，只有在纯氧中才会剧烈燃烧，火星四射。
故选C
【规律小结】初中化学中常见的与氧气反应物质的情况如下表：
物质
反应现象
生成物
表达式
木炭（黑）
剧烈燃烧，发白光、放热、生成无色无味可使澄清石灰水变浑浊的气体
二氧化碳
C+O2点燃CO2
硫（黄）
剧烈燃烧、放出热量，发出明亮的蓝紫色火焰，生成无色有刺激性气味的气体
二氧化硫
S+O2点燃SO2
磷
发白光、放出热量、产生浓厚的白烟
五氧化二磷
4P+5O2点燃2P2O5
铁
（银白）
剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体
四氧化三铁
3Fe+4O2点燃Fe3O4
蜡烛
发白光，放出热量，瓶壁有水雾出现，生成气体能使石灰水变浑浊
水、二氧化碳
石蜡+氧气二氧化碳+水
练习：
1.（2014十堰）下列物质在空气中燃烧能产生大量白烟的是（）
A．木炭B.红磷C.硫D.细
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