31《氧气的性质和用途》表格教案.docx
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31《氧气的性质和用途》表格教案
3.1《氧气的性质和用途》表格教案
3.1氧气的性质和用途
1.知道氧气的主要物理性质、化学性质和主要用途。
2.能说出碳、铁、石蜡等物质跟氧气的反应现象,会写反应的文字表达式。
3.知道氧化反应初步概念,认识什么是化合反应,能识别、判断。
1.氧气有哪些物理性质
在通常状况下,氧气是一种无色无味的气体。
密度比空气稍大(0℃、101.3kPa时,密度为1.429g•L-1),不易溶于水。
氧气能发生三态变化:
氧气――————————→101.3kPa,-183℃液态氧(淡蓝色)――——————————————→101.3kPa,-218℃固态氧(淡蓝色雪花状)。
描述氧气的物理性质时,应抓住温度、压强等外界条件。
因为条件不同时,气体的颜色、状态、密度、溶解性等物理性质会发生变化。
Hi!
氧气的物理性质中,密度和溶解性尤为重要,因为它们决定了氧气的收集方法。
【例1】氧气跟世间万物如影随形。
下列有关氧气叙述中不正确的是()。
A.在通常状况下,氧气是无色无味的气体,密度比空气略大
B.氧气可加压贮存在钢瓶中
C.无色氧气变成蓝色液体发生了物理变化
D.鱼类能在水中生存说明氧气易溶于水
解析:
A√通常状况下,氧气是无色无味的气体,密度比空气略大
B√气体分子间隔较大,加压分子间隔变小,气体体积减小,可存入钢瓶中
C√无色氧气变成蓝色液体只是状态发生了变化,没有生成新物质,发生的是物理变化
D×鱼类能在水中生存说明水中溶有氧气,因为常温下,1L水只能溶解30mL氧气,不能说明氧气易溶于水,而是不易溶于水
答案:
D
2.氧气有哪些化学性质
氧气是一种化学性质比较活泼的气体,具有氧化性。
在一定条件下能与许多物质发生化学反应,放出热量。
探究实验1:
木炭的燃烧
实验步骤:
用镊子夹取一小块木炭,先放在空气中加热到红热,再放入充满氧气的集气瓶中;一会儿后,向集气瓶中倒入澄清的石灰水,振荡,观察现象。
实验现象:
反应物空气中氧气中生成物
木炭
(黑色)持续红热,
无烟,无火
焰剧烈燃烧,发出白光,放热无色无味气体,澄清的石灰水变浑浊
实验结论:
木炭在氧气中比在空气里燃烧更剧烈,生成二氧化碳气体。
。
探究实验2:
氧气与铁丝的反应
实验步骤:
将一根光亮细铁丝,绕成螺旋状,在铁丝下端系上一根火柴梗。
用坩埚钳夹住铁丝点燃火柴梗,至其快燃尽时,伸入充满氧气且瓶底有少量水(或铺少量沙子)的集气瓶中,观察现象。
实验现象:
反应物空气中氧气中生成物
铁丝(银白色)不能燃烧,灼烧时红热,离火后迅速变冷剧烈燃烧,火星四射,放热生成黑色固体
实验结论:
铁丝在氧气里能燃烧,生成四氧化三铁。
。
铁丝为什么要绕成螺旋状?
瓶底的水起什么作用?
①铁丝绕成螺旋状,既增加了其长度,又增大了铁丝的受热面积,便于铁丝持续燃烧;瓶底的水是为了防止高温熔化物溅落下来,使集气瓶底炸裂。
探究实验3:
蜡烛的燃烧
实验步骤:
用铁丝固定一段蜡烛,先在空气中点燃,再放入充满氧气的干燥集气瓶中;一会儿后,向集气瓶中倒入澄清的石灰水,振荡,观察现象。
实验现象:
反应物空气中氧气中生成物
蜡烛
(白色)放热,黄白色火焰,火焰分层,少量黑烟发出白光,放热,瓶壁上出现水雾无色液体;无色无味气体,澄清的石灰水变浑浊
实验结论:
蜡烛在氧气中比在空气里燃烧更剧烈,发白光,生成二氧化碳和水。
石蜡+氧气二氧化碳+水。
①氧气可以支持燃烧(助燃性),但没有可燃性,不能作燃料。
②氧气的浓度越高,物质燃烧得越旺,故物质在氧气中燃烧比在空气中燃烧更旺。
③有些物质尽管在空气中不能燃烧,但却能在氧气中燃烧。
【例2】下列说法正确的是()。
A.氧气的化学性质非常活泼,能跟许多的物质发生化学反应
B.铁丝插入氧气瓶中,剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体四氧化三铁
C.氧气具有可燃性,可以作燃料
D.将带火星的木条插入一瓶无色无味的气体中,木条复燃,证明这瓶气体是氧气
解析:
A×氧气的化学性质比较活泼
B×铁丝插入氧气瓶中,没有点燃,不会燃烧
C×氧气不能燃烧,只能帮助燃烧,不能作燃料
D√能使带火星的木条复燃的气体是氧气
答案:
D
3.化合反应和氧化反应
(1)化合反应
①概念:
由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应。
②特征:
“多变一”,可用通式:
A+B→AB表示。
【例3—1】下列反应中属于化合反应的是()。
A.碱式碳酸铜――→△氧化铜+水+二氧化碳
B.二氧化碳+水→碳酸
C.石蜡+氧气二氧化碳+水
D.石墨――————————→高温、高压、催化剂金刚石
解析:
化合反应是由多种物质反应生成一种物质的反应。
A是一种物质生成多种物质的反应,C是两种物质生成两种物质的反应,D是由一种物质生成一种物质的反应,均不符合多种物质生成一种物质的要求,故选B。
答案:
B
(2)氧化反应
①概念:
物质跟氧发生的反应。
②特征:
有氧参加反应。
概念中的“氧”是指氧元素,是指氧气或其他含氧物质中的氧,不能单纯地理解为氧气。
当然,物质与氧气发生的反应一定是氧化反应,但氧化反应中不一定有氧气参加。
【例3—2】下列反应不属于氧化反应的是()。
A.乙炔+氧气二氧化碳+水
B.铁+氧气四氧化三铁
C.镁+氧气氧化镁
D.碳酸钙氧化钙+二氧化碳
解析:
氧化反应是物质与氧发生的化学反应。
A、B、C三个选项均是物质与氧气反应的,所以属于氧化反应。
故答案为D。
答案:
D
4.氧气有何用途
氧气的用途(如图)从两个方面进行归纳:
(1)供给呼吸,如医疗抢救、潜水作业、登山运动、高空飞行、宇宙航行等。
(2)支持燃烧,如气焊、气割、炼钢、液氧炸药、航空航天器的推进剂等。
氧气的化学性质决定了氧气的用途。
用途主要利用了氧气易于跟其他物质起反应并放热的特性。
【例4】某同学学习了“氧气的用途”后,通过图书馆、网络等查阅,归纳出氧气的主要用途有:
①急救病人,为飞行员、登山运动员、潜水员提供呼吸所需的氧气②在钢铁冶炼中,进行富氧鼓风提高炉温,加速冶炼过程,提高钢铁的质量和产量③化学工业上主要用来跟氢气反应制取蒸馏水④使乙炔燃烧产生高温的氧炔焰,用于焊接或切割金属⑤在工业生产和科学实验中常用作氧化剂⑥液氧用于火箭发动机,促使燃料迅速燃烧,产生高能推动火箭前进。
你认为其中不正确的是()。
A.①③⑤B.②④⑥
C.仅有③D.仅有⑤
解析:
氧气的用途可从两个方面进行分析,即供给呼吸和支持燃烧。
答案:
C
5.物质在氧气中燃烧的现象
化学反应现象是化学反应本质的外在表现。
正确认识物质在氧气中燃烧的现象,要注意以下几点:
(1)物质燃烧与氧气的浓度有关,因此物质在氧气中燃烧与在空气里燃烧现象不同。
(2)正确理解“光”和“焰”、“烟”和“雾”的不同。
“烟”是固体小颗粒分散在空气中形成的,“雾”是液体小液滴分散在空气中形成的。
“光”一般指固体燃烧时产生的一种现象,“火焰”一般指气体或液体或低熔点固体燃烧时产生的现象。
(3)正确区别现象的内在本质和外观特征;反应现象与结论两者之间不能相提并论,不能把生成物的名称作为实验现象来描述。
【例5】下列有关物质燃烧现象的描述正确的是()。
A.铁丝在氧气中燃烧,发出明亮的火焰
B.木炭在氧气中燃烧,生成无色无味的气体
C.红磷在空气中燃烧,产生白色的烟雾
D.硫粉在空气中燃烧,发出蓝紫色的火焰,生成有刺激性气味的二氧化硫气体
解析:
A:
铁丝在氧气中燃烧,火星四射→不会产生火焰→A错。
B:
木炭在氧气中燃烧,生成无色无味的气体→B正确。
C:
红磷在空气中燃烧,产生大量白烟→不是烟雾→C错。
D:
硫粉在空气中燃烧,发出蓝紫色的火焰,生成有刺激性气味的气体→生成二氧化硫是结论→D错。
本题集中了本节课中较多的易错点、易混点,稍不注意就会误中陷阱。
错因主要是对“光”和“火焰”、“烟”和“雾”以及变化现象和结论的认识模糊不清造成的。
答案:
B
解题时①明确物质“在空气中”和“在氧气中”燃烧的差异;
②正确区分“烟”与“雾”、“光”与“火焰”;
③分清反应现象和结论。
6.影响物质在氧气中顺利燃烧的因素
物质在氧气中能否顺利燃烧,除了受物质本身的性质影响外,还要受氧气的浓度、实验操作方法、反应条件等因素的影响。
(1)氧气的浓度。
这是最重要的因素之一,由物质在氧气中燃烧比在空气中燃烧更旺,可知氧气的浓度越高,物质燃烧得越旺。
(2)与氧气的接触面积,接触面积越大,越容易燃烧。
(3)实验操作方法。
实验操作时,将点燃的物质放入氧气瓶中的速率、位置,对燃烧的影响也很大。
如将点燃的物质迅速放入氧气瓶内下部,会使瓶内中上部氧气受热膨胀排出,造成氧气浓度过低,而不能顺利燃烧。
此外,反应条件、物质质地的疏密、氧气的量等因素,也会对物质燃烧有一定的影响。
【例6】(科学探究题)科学探究是重要的学习方式,假设和验证是探究过程中的重要环节。
为了探究“铁丝可以在纯净的氧气中燃烧”,同学们将一根火柴梗塞入一段螺旋状‘铁丝’末端,将它固定,用镊子夹住“铁丝”,然后将火柴在酒精灯上点燃,将‘铁丝’由集气瓶口向下慢慢伸入,观察现象:
(1)甲同学只发现“铁丝”红热一下,就没有观察到其他现象,请你分析铁丝没有燃烧的可能原因是________________;(只答一条)
(2)乙同学发现“铁丝”在纯净氧气中燃烧起来,观察到火星四射,并有黑色固体生成,请写出该反应的文字表达式______________。
解析:
本题是对铁丝在氧气中燃烧现象影响因素的探究。
(1)铁丝不能顺利燃烧的原因主要有:
氧气不足、铁丝没与氧气充分接触、温度太低。
根据题干提供的信息,“将一根火柴梗塞入一段螺旋状‘铁丝’末端,将它固定,用镊子夹住‘铁丝’,然后将火柴在酒精灯上点燃,将‘铁丝’由集气瓶口向下慢慢伸入”,再结合“细铁丝在空气中不能燃烧,而在氧气中能剧烈燃烧”的信息,可推知:
插入过早,火柴梗燃烧消耗了过多的氧气,或‘铁丝’太粗、插入过慢,导致‘铁丝’的温度太低,或者是‘铁丝’表面有铁锈或污垢,以至‘铁丝’不能与氧气充分接触。
答案:
(1)没等到火柴快要熄灭的时候将“铁丝”由集气瓶口向下慢慢伸入(合理答案均可)
(2)铁+氧气四氧化三铁
解答该题的关键是把题设的情景与已有的知识有机结合起来,对比分析。
这类题一般设置为由氧气的浓度太低引起的,通过对比分析,找出引起氧气浓度降低的直接原因。
7.化合反应和氧化反应的关系
化合反应和氧化反应都属于化学反应,它们是以截然不同的分类依据,从不同的角度对化学反应进行的分类。
二者没有必然的联系。
氧化反应不一定是化合反应,化合反应也不一定是氧化反应,二者属于交叉关系。
如图所示:
图中,Ⅰ(实线圆区):
属于化合反应;
Ⅱ(虚线圆区):
属于氧化反应;
Ⅲ(公共区):
既属于化合反应,又属于氧化反应。
注:
图中的圆圈仅表示概念之间的包含关系或并列关系。
化合反应是基本反应类型之一,是指由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应,其特点是“多变一”,根据反应物、生成物种数的多少来判断。
而氧化反应不属于基本反应类型,根据是否有氧参加反应来判断。
见下图:
【例7—1】下列化学反应既属于化合反应,又属于氧化反应的是()。
A.硫+氧气二氧化硫
B.蜡烛+氧气二氧化碳+水
C.碳酸氢铵氨气+二氧化碳+水
D.乙炔+氧气二氧化碳+水
解析:
A√两种物质发生反应生成另外一种物质,且有氧气参加
B×虽有氧气参加,但是生成物是两种
C×没有氧气参加,且生成物是三种
D×虽有氧气参加,但是生成物是两种
答案:
A
【例7—2】小刚在学习了氧化反应和化合反应两个概念以后,用图示的方式表示了两个概念的关系,并且通过自学完成了A处所表达的内容的填写,请你完成B、C的填写内容。
A:
是化合反应,不是氧化反应,举例:
二氧化碳+水→碳酸。
B:
________________,举例:
______________。
C:
______________,举例:
__________________。
解析:
两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应叫做化合反应。
如碳、硫、铁等物质在氧气中的燃烧,二氧化碳和水反应等;物质与氧发生的化学反应叫做氧化反应,如各种物质在氧气中的燃烧。
但两者没有包含关系,有的化合反应并非氧化反应,如图中A处表示的反应;有的氧化反应并非化合反应,如图中C处表示的反应;也有的反应既是氧化反应又是化合反应,如图中B处表示的反应。
答案:
B:
既是化合反应又是氧化反应碳+氧气二氧化碳(合理答案均可)
C:
是氧化反应不是化合反应石蜡+氧气水+二氧化碳(合理答案均可)
解题的关键是把握化合反应和氧化反应的实质,理清化合反应和氧化反应之间的关系,弄懂图示所示的含义。
然后,把图示含义与化合反应和氧化反应之间的关系综合起来分析。
8.气体的鉴别
气体的鉴别:
是指给定几种气体物质,在此范围内根据物质物理性质或化学性质的差异,运用一定的方法将它们进行区分。
现阶段需掌握两种气体:
气体性质
氧气使带火星的木条复燃
二氧化碳使澄清石灰水变浑浊
解题时
(1)以所给物质的特性作为解题突破口,依次鉴别;方法简单,现象明显,操作简便可行。
(2)步骤:
取样→操作→现象→结论。
(3)两种气体的鉴别,若有氧气,用带火星木条;若有二氧化碳,一般用澄清石灰水。
三种或三种以上气体鉴别,若有氧气,则首先使用燃着的木条,再用其他试剂加以区分。
【例8】(实际应用题)四个集气瓶中分别充满了空气、氧气、氮气和二氧化碳,试用简单的方法把它们区分开。
解析:
四种气体虽然都是无色、无味的,但各自有一些特性,如空气(含有氧气)、氧气都能支持燃烧,且物质在氧气中燃烧更旺,氮气、二氧化碳一般不能支持燃烧,但二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊,而氮气不能。
答案:
分别用燃烧的木条伸入四个集气瓶中,使木条燃烧更旺的那瓶气体是氧气;使燃烧的木条立即熄灭的气体是氮气、二氧化碳;木条燃烧没有明显的变化的那瓶气体是空气。
再分别向使燃烧的木条熄灭的两瓶气体中注入少量澄清的石灰水,振荡,使澄清的石灰水变浑浊的那瓶气体是二氧化碳,澄清的石灰水没有明显变化的那瓶气体是氮气。
(合理叙述均可)