空气.docx

1、空气空气1 成分和作用1.1 成分研究1.1.1 科学家舍勒、普利斯特里、拉瓦锡1.1.2 原理汞红磷1.2 成分1.2.1 氮气78%氧气21%稀有气体0.94%二氧化碳0.03%杂质及其他0.03%1.2.2 体积分数1.3 各成分的性质和用途1.3.1 氮气物理性质无色无味难溶于水密度比空气略小化学性质不活泼用途常用作保护气焊接金属时常用氮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是制硝酸和化肥的重要原料医疗上可在液氮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1.3.2 氧气物理性质无色无味不易溶于水密度比空气略大三态变化淡蓝色化学性质 比较活泼助燃性氧化性氧化剂

2、用途供给呼吸潜水、登山、医疗急救支持燃烧炼钢、气焊、发射火箭1.3.3 稀有气体物理性质无色无味通电时发出不同颜色的光化学性质很不活泼（惰性气体）用途作保护气焊接金属时用稀有气体来隔绝空气灯泡中充稀有气体以使灯泡耐用由于通电时能发出不同颜色的光可做多种用途的电光源激光技术氦可用于制造低温环境氦气用于填充飞艇氙可用于医疗麻醉1.3.4 二氧化碳0.03%1.3.5 其它0.03%2 测定其中氧气的体积分数2.1 测定原理红磷在密闭的容器中燃烧，消耗氧气，生成白色固体五氧化二磷。密闭容器内压强减小，大气压将水压入密闭容器，通过测定进入容器中的水的量来测定氧气在空气中的体积分数。2.1.1 密闭容器

3、2.1.2 可燃物能在空气中燃烧铁2.1.3 可燃物只消耗氧气镁2.1.4 生成物是液体或固体碳、硫 2.2 化学方程式2.2.1 红磷+氧气=五氧化二磷2.2.2 4P+5O2=2P2O52.3 常用装置及变形2.3.1 2.4 实验现象2.4.1 红磷燃烧，生成大量白烟2.4.2 水进入原容器且水的体积约占原容器中空气体积的1/52.5 如失败，主要原因2.5.1 大于1/5实验前没有夹紧弹簧夹将燃烧匙放入瓶中时动作太慢2.5.2 小于1/5红磷的量不足装置漏气装置没有冷却至室温实验前导管中没有充满水2.6 为什么不能用硫、碳、铁、镁等代替红磷？2.6.1 因为硫和碳燃烧后产生气体，导致测

4、的氧气的体积有偏差2.6.2 铁在空气中难以燃烧2.6.3 镁在消耗氧气的同时还会与氮气反应2.7 结论2.7.1 氧气约占空气体积的1/53 大气污染3.1 污染物3.1.1 可吸入颗粒物烟、粉尘3.1.2 有害气体一氧化碳一半以上来自汽车尾气二氧化氮、二氧化硫主要来源于矿物燃料的燃烧和工厂的废气导致酸雨臭氧3.1.3 3.2 危害3.2.1 损害人体健康3.2.2 影响农作物生长3.2.3 破坏生态平衡3.3 防治措施3.3.1 消除污染源改变燃料结构使用清洁能源工厂的废气经处理后排放3.3.2 植树造林3.3.3 加强空气质量检测等4 氧气的性质4.1 物理性质4.1.1 无色无味的气体

5、4.1.2 密度比空气略大在标准状态下，氧气的密度是1.429g/L，比空气的密度（1.293g/L）略大。4.1.3 不易溶解于水氧气不易溶于水，在室温下，1L水中只能溶解约30ML的氧气。4.1.4 三态在压强为101kPa时，氧气在-183摄氏度时会变成淡蓝色液体，在-218摄氏度时变成淡蓝色雪花状的固体。氧气淡蓝色液体淡蓝色雪花状固体4.1.5 氧气盛放在天蓝色的钢瓶中氧气的沸点比氮气的沸点低，利用氮气和氧气的沸点的差异可将空气分离得到氮气和氧气。例一：课堂上老师做了一个实验：将液态空气倒入一只烧杯中，发现立即冒出大量气泡，把一根燃着的小木条置于烧杯口，小木条火焰熄灭；过一会儿再把燃着

6、的小木条置于烧杯口，此时小木条火焰不但没有熄灭，反而燃烧更旺。据此实验现象回答下列问题：（1）由于液氮比液氧的沸点 _（填“高”或“低”）导致 _首先从液态空气中蒸发出来。（2）“过一会儿，小木条不但没有熄灭，反而燃烧更旺”其原因_Answer:（1）低 氮气（2）氧气蒸发出来4.2 化学性质4.2.1 比较活泼（氧化性、助燃性）（1）在空气和纯氧中的现象分别是什么？说明什么？（2）为什么木炭点燃后要缓缓插入集气瓶中。（3）铁丝为什么要盘成螺旋状？如未发现“火星四射”的现象，原因有哪些？分别应如何改进？（4）通过上述实验得出氧气的什么化学性质？（5）Al燃烧时，火柴在什么时机插入集气瓶中，为什

7、么？集气瓶底部为什么要放些细纱？用于检验氧气的存在木炭（灰黑色固体）反应方程式木炭+氧气=二氧化碳C+O2=CO2反应现象在空气中发出红光，在氧气中发出白光放热生成无色气体使澄清石灰水变浑浊注意细节硫（淡黄色固体）俗名硫磺反应方程式硫+氧气=二氧化硫S+O2=SO2反应现象在空气中发出淡蓝色火焰，在氧气中发出蓝紫色火焰放热生成无色有刺激性气味的气体二氧化硫注意细节 硫的用量不能过多，防止对空气造成污染用水或碱液吸收 SO2 红磷（暗红色）反应方程式红磷+氧气=五氧化二磷4P+5O2=2P2O5反应现象在空气中产生黄色火焰。在氧气中发出白光放热有浓厚的白烟注意细节 此反应生成的是五氧化二磷固体的

8、小颗粒，现象应描述为白烟，而不是白雾铝（银白色固体）反应方程式铝+氧气=三氧化二铝4Al+3O2=2Al2O3点燃反应现象 剧烈燃烧放热耀眼的白光生成白色固体注意细节铝非常薄预先放少量水或细沙，防止溅落的高温熔化物炸裂瓶底 铝在空气中不能燃烧铁丝（银白色）反应方程式铁+氧气=四氧化三铁3Fe+2O2=Fe3O4反应现象 剧烈燃烧火星四射放出大量的热 生成黑色固体注意细节细铁丝绕成螺旋状增大铁丝与氧气的接触面积铁丝一端系一根火柴引燃铁丝等木条快烧完再将铁丝放入集气瓶中集气瓶内预先装少量水或铺一薄层细沙防止高温溅落物炸裂瓶底镁（银白色固体）反应方程式镁+氧气=氧化镁2Mg+O2=2MgO反应现象

9、剧烈燃烧发出耀眼的白光、有白烟放热生成白色粉末状固体4.3 用途4.3.1 供给呼吸4.3.2 支持燃烧4.3.3 5 氧气的制法（1）有三种方法制取氧气，原料分别是什么？反应原理分别是什么？三种方法的优缺点？（2）用KMnO4制取氧气的装置需要哪些仪器？如何检查该装置的气密性？（3）用KMnO4制取氧气时，棉花的作用？试管口为什么略向下倾斜？什么时候开始收集？为什么？结束时，如何操作？为什么这样？5.1 工业制法5.1.1 原料空气5.1.2 原理利用液氧和液氮的沸点不同5.1.3 方法分离液态空气5.2 氧气的实验室制法5.2.1 原料双氧水过氧化氢的水溶液无色液体氯酸钾白色晶体二氧化锰催

10、化剂高锰酸钾紫黑色晶体5.2.2 原理 2H2O2=2H2O+O2反应条件 MnO2作催化剂MnO2是黑色粉末 加热过氧化氢=水+氧气 2KClO3=2KCl+3O2 MnO2作催化剂和加热氯酸钾=氯化钾+氧气 2KMnO4=K2MnO4+MnO2+O2加热高锰酸钾=锰酸钾+二氧化锰+氧气5.2.3 装置制发生装置发生装置选择的依据反应物的状态反应条件加热细节用高锰酸钾作反应物时要在试管口放一团棉花防止高锰酸钾粉末进入导管固液常温容器试管锥形瓶广口瓶平底烧瓶带导管的橡皮塞单孔塞双孔塞分液漏斗控制液体流量以得到平稳的氧气流可以用注射器代替用单孔塞固体加热取收集装置排水法利用气体不与水反应不易溶解

11、于水收集的气体比较纯净向上排空气法不与空气中的物质反应气体密度大于空气密度收集的气体干燥注意导管要伸到集气瓶的底部验满在集气瓶口放一根带火星的木条检验在集气瓶中放一根带火星的木条5.2.4 实验步骤检查装置的气密性装药品先固体后液体将装满水的集气瓶倒放在水槽里加热如用排水法收集等到有大量连续均匀的气泡产生时再收集当集气瓶口有气泡冒出时在水中盖好瓶口取出集气瓶正放在桌上结束时先从水槽中拿出导管然后再熄灭酒精灯5.2.5 催化剂 定义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化学反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂（又叫触媒）。 改变反应速率（加快或减慢） 质量，化学性质

12、不变在化学反应前后触媒 MnO2 黑色固体 加快反应氯酸钾分解双氧水分解 可重复使用6 概念6.1 氧化反应6.1.1 物质跟氧发生的反应6.1.2 分类剧烈氧化燃烧CSPFe可燃物与空气中的氧气发生的一种发光发热剧烈的氧化反应爆炸可燃物在有限的空间里急速燃烧产生的气体和热量来不及排开缓慢氧化也请参考: 燃烧物质与氧气缓慢反应不易察觉动物呼吸铁生锈两者比较相同点是氧化反应放热不同点发光反应速率6.2 化合反应6.2.1 由两种或两种以上的物质生成一种物质的反应6.2.2 多变一6.2.3 属于化学反应的基本类型6.3 分解反应6.3.1 由一种物质生成两种或两种以上物质6.3.2 一变多6.3.3 属于化学反应的基本类型6.4 物质分类6.4.1 纯净物由一种物质组成6.4.2 混合物由两种或两种以上物质组成特点组成不固定各成分保持各自的性质不变