1、第二单元：我们周围的空气 知识点【知识网络】课题 1 空气拉瓦锡的实验：汞 + 氧气 氧化汞 氧化汞汞 + 氧气拉瓦锡的实验结论：空气是由氮气和氧气组成的，且氧气约占空气总体积的 1/5 。（一）实验 2-1：1、现象：红磷继续燃烧，并且产生大量的白烟，打开止水夹后，水沿着导管进入集气瓶（进入的水的体积约占原瓶容积的 1/5）2、分析：这是因为红磷燃烧生成了五氧化二磷同时消耗了集气瓶中的氧气，使瓶内气压小于外面大气压，大气压将水压入瓶内。3、反应文字表达式：磷+氧气 五氧化二磷4、其它结论：空气中氧气的体积约占空气体积的 1/5；氮气不溶于水，氮气不能燃烧也不能支持燃烧。5、几种情况可能造成该
2、实验结果不准确（没有达到 1/5）：红磷不足；装置漏气；未待完全冷却就打开加热 加热氧气空气氧气的制法氧气的性质1.通过实验测定空气中氧气的体积分数，掌握从混合气体中除去某种气体进而测定其含量的方法。2.空气的组成3.空气质量日报。4.氧气、氮气的物理性质和用途。5.造成空气污染的主要污染物及来源和防止空气的措施。1.氧气的物理性质。2.氧气的化学性质。3.化学反应、化学性质、化合反应、氧化反应、缓慢氧化、氧化物等概念。4.探究气体性质的方法。1.实验室用过氧化氢和高锰酸钾制取氧气，用排水法和排空气法收集气体。2.用简单的方法检验和验满氧气。2.催化剂3.分解反应4.工业上制取氧气的方法分离液
3、态空气法。止水夹。 （二）空气的成份按体积计算：氮气 78%，氧气 21%，稀有气体、二氧化碳、其他气体和杂质。（三）纯净物：一（同）种物质组成的物质。如氧气、五氧化二磷、水等。混合物：由不止一种（不同种）物质组成的物质。如空气、稀有气体、海水等。（四）空气的用途氧气 O 2 氮气 N 2 稀有气体主要性质 无色无味的气体，微溶于水能支持燃烧、供呼吸。无色无味、难溶于水的气体；性质稳定、不供呼吸、不支持燃烧无色无味的气体，难溶；性质极稳定（惰性）用途 1、支持燃烧（助燃性：、物质燃烧、炼钢、气焊、航天等） ；2、供给呼吸（如登山、潜水、宇航、医疗急救等）制硝酸、化肥、作保护气（食品袋内充气、灯
4、泡内） 、防腐、液氮冷冻麻醉、超导材料在液氮环境中显示超导性保护气（如焊接时、灯泡） 、电光源、激光技术、氙可用于医疗中的麻醉剂（五）1.空气污染是：烟尘（可吸入颗粒） 、有害气体（一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮） 。主要来自煤等矿物燃料的燃烧。防治空气污染的措施：使用清洁能源（如太阳能、天然气、氢气、水力发电等） ，绿化（植树、造林、种草）2保护空气1）空气的成分一般是固定的，绿色植物的光合作吸收二氧化碳用释放出氧气，自然界的各种变化相互补偿使空气中的各种成分几乎不变。2）空气污染空气污染的危害：损害健康、影响作物生长、破坏生态平衡、全球气候变暖、臭氧层破坏、形成酸雨、光化学烟雾。3） 空气污
5、染物固体污染物：烟尘、粉尘（矿物燃料的燃烧、地面扬尘、沙尘暴、焚烧秸杆等）气体污染物：二氧化硫（SO 2） （燃烧含硫的煤、化工厂排放的废气）二氧化氮（NO 2） （矿物燃料的燃烧、化工厂排放的废气、汽车排放的尾气）一氧化碳（CO） （矿物燃料的不完全燃烧、汽车排放的尾气）臭氧（O 3） （低空臭氧是一种气体污染物，主要由汽车排放的碳氢化合物和氮氧化物在太阳光下产生的）4)目前环境污染问题：臭氧层破坏(氟里昂、氮的氧化物等)；温室效应(CO 2、CH 4等)；酸雨(NO 2、SO 2等)；白色污染(塑料垃圾等)5）改善空气质量的措施：煤脱硫处理、使用清洁能源、植树造林种草（退耕还林还草、退耕还
6、湖） 、工厂产生的废气经处理达标排放、在汽车尾气系统安装催化转化装置等。绿色化学：又叫环境友好化学。它的特点是无毒无害，核心是利用化学原理从源头上消除污染。包括绿色生产和绿色销毁（以回收代替焚烧）【典例精析】例 1：某同学利用右图装置测定空气中氧气的含量，红磷燃烧后恢复到室温，打开弹簧夹发现进入广口瓶的液体液面高度超过广口瓶容积的 l/5。造成这一现象的原因可能是（ ）A实验前没有将弹簧夹夹紧 B实验装置可能漏气C实验中所取的红磷过量 D实验中所取的红磷不足解析：用红磷燃烧来测定空气中氧气体积分数实验成功的关键是：反应前试管内装满空气；燃烧时间足够长，保证氧气完全消耗；集气瓶冷却到室温再打开止
7、水夹； 反应后只生成氧化铜固体，无其它气体生成；装置不漏气。这些因素可能导致出现的现象是 “进入集气瓶中的水不到集气瓶容积的 1/5”。但当实验前没有将弹簧夹夹紧，红磷燃烧时放出热量使气体体积膨胀，部分气体会从导管中逸出，导致冷却后进入集气瓶中的水超过集气瓶容积的 1/5。 例 2：空气中比较固定的成分是（ ）氮气、氧气、二氧化碳 氮气、氧气、稀有气体氮气、氧气、水蒸气 氮气、氧气、一氧化碳解析：空气的成分一般来说是比较固定的，但是由于工业的发展和人口的增加，空气被污染，有些局部地区的空气的成分不尽相同。但自然界有各种物理变化和化学变化的相互补偿，从总体上讲，空气成分的变化是极其缓慢的，所以空
8、气的成分一般来说是比较固定的。虽然随着离地面和高度的增加，空气的密度会逐渐减小，但各成分的体积分数仍保持不变。空气中相对固定的成分是氮气、氧气以及稀有气体；相对不固定的成分是二氧化碳、水蒸气、其它气体和杂质。 例 3：空气质量检测报告提醒人们要关心环境、保护环境。以下提供两组数据。请按要求分析：（）年元月某一天，首都北京、全国重工业基地兰州、滨海城市威海空气质量数据如下：指数 指标城市 TSP NO2 SO2 空气质量指标北京 250 208 84 四级兰州 301 251 76 五级威海 35 47 37 一级注：各部分指标与污染指数之间的关系：一级50，二级 50-100，三级 100-2
9、00，四级 200-300，五级 300-400，六级 400-500。（A）空气质量最差的城市是 。（B）空气质量标准确定依据（填序号） 。三项数据综合考虑，看最大的数据，看最小的数据（2）南方某城市春夏秋冬四季空气监测平均数据如下：指数 指标季节 TSP NO2 SO2 空气质量指标春季 92 42 45 二级夏季 77 34 38 二级秋季 93 47 56 二级冬季 98 69 60 二级（A）对该城市的空气质量影响最大的指标项目是 ，治理方法有 （至少举两例） 。（B）夏季各项数据明显降低，主要原因是 ；。例 4：下列表示的气体物质中，属于混合物的是（ ）课题 2：氧气（一）氧气的物
10、理性质：通常情况下为无色无味的气体；密度比空气大（可以用向上排气法收集） ；不易溶于水（可以用排水法收集）点燃点燃点燃点燃点燃（二）氧气的检验：把带火星的木条伸入集气瓶中，木条复燃，说明是氧气。验满：把带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，说明氧气已经收集满。（三）实验 2-3：现象：硫在空气中燃烧，发出淡蓝色的火焰，生成一种有刺激性气味的气体。硫在氧气中燃烧，发出蓝紫色的火焰，生成一种有刺激性气味的气体。文字表达式：硫+氧气 二氧化硫 实验 2-4：现象：剧烈燃烧，火星四射，生成黑色的固体，放出大量的热。文字表达式：铁+氧气 四氧化三铁 注意事项：实验前应预先在集气瓶底留一些水或铺一层细沙（防
11、止集气瓶炸裂） 。（四）氧气的化学性质：助燃性、氧化性。放在空气中在空气中点燃 点燃后伸入氧气中 化学方程式及反应类型 带火星的木条无明显变化带火星的木条复燃木炭 不燃烧 发红光、放热、产生的气体能使澄清的石灰水变浑浊发白光、放热、产生的气体能使澄清的石灰水变浑浊碳+氧气二氧化碳硫 不燃烧 产生微弱的淡蓝色的火焰、放热并生成有刺激性气味的气体产生明亮的蓝紫色火焰、放热、并生成有刺激性气味的气体硫+氧气二氧化硫铁 不燃烧 不燃烧 火星四射、放热、生成黑色固体 铁+氧气四氧化三铁 磷 不燃烧 黄色火焰、放热、白烟燃烧更剧烈、黄色火焰、放热、白烟 磷+氧气五氧化二磷镁 不燃烧 耀眼的白光、放出大量的
12、热、生成白色固体。镁 + 氧气氧化镁物质燃烧的剧烈程度与氧气的浓度有关。 硫在氧气中燃烧，集气瓶中应放少量的水或氢氧化钠溶液，防止生成物污染空气。 铁在氧气中燃烧，集气瓶中应放少量的水或放少量的沙，防止高温熔融物落下炸裂瓶底。 石蜡燃烧的文字表达式是：石蜡 + 氧气 水 +二氧化碳 （氧化反应） 石蜡在空气中燃烧，当空气不充分时，可生成一氧化碳、还可能冒黑烟。氧气具有氧化性。是常用的氧化剂。【典例精析】例 1：（2004 年玉林市）下列叙述正确的是（ ）.硫粉在氧气中燃烧，产生淡蓝色的火焰 .红磷在氧气中燃烧，产生大量的白雾.镁在空气中燃烧，发出耀眼的红光，生成黑色固体 .铁在氧气中燃烧，火星
13、四射，生成黑色固体例 4：（2005 年临沂市）实验室中有失去标签的固体和液体试剂各一瓶，小明同学分别取这两种试剂各少量，放入试管中混合，立即产生一种无色无味的气体（1）提出问题探究产生的气体为何种气体（2）猜想 小明猜想该气体可能是氢气，你认为还可能是（列举两种）_加压降温 减压蒸馏二氧化锰Mn O2二氧化锰加热Mn O2 加热（3）设计实验方案从你的猜想中选择一种气体，设计实验方案验证你的猜想是否正确，要求答出选择了何种气体，实验步骤，现象和结论。（4）假如小明的猜想是正确的，他欲用上述两种试剂制取氢气，请你帮助他从下图中选取制取装置：发生装置为(填装置标号，下同 )_， 能收集氢气的装置
14、为 _。课题 3：制取氧气3氧气的制法1）工业制法方法：分离液态空气 氮气 空气 液态空气 液氧 液态氧贮存于蓝色钢瓶中。利用液态空气中各种气体的沸点不同，经过减压升温，沸点低的先气化，沸点高的后气化，将混合物中各种成分分离出来，这一过程为液态空气的蒸馏。是物理变化。2）氧气的实验室制法药品 装置图 反应原理过氧化氢溶液（过氧化氢溶液是无色液体，二氧化锰是黑色固体）过氧化氢 水 + 氧气2 H2O2 = 2 H2O + O2 氯酸钾（氯酸钾是白色的固体、二氧化锰是黑色固体）氯酸钾 氯化钾 + 氧气2KClO3 = 2KCl + 3O2高锰酸钾（高锰酸钾是紫黑色固体）试管口要塞棉花高锰酸钾 锰酸
15、钾+二氧化锰+氧气2KMnO4 = K2MnO4+ MnO2+O2操作步骤：（用氯酸钾制取氧气）（1） （查）检查装置气密性；（2） （装）将药品放进试管，平铺在试管的底部（怎样把药品放进试管？）用带导管的橡皮塞塞紧试管口；（若用高锰酸钾制氧气，试管口还要塞一团棉花，防止高锰酸钾粉末堵塞导管）（3） （定）将试管固定在铁架台上；（试管口要略向下倾斜.）（4） （点）加热（先预热，再把外焰固定在放药品的部位）（5） （收）收集气体（导管口开始有气泡时不宜收集，当气泡连续均匀地放出时再收集。 ）（6） （移）应先将导管移出水面，（7） （熄）再熄灭酒精灯。怎样证明收集到的气体是氧气？ 能使带火星的
16、木条复燃的气体是氧气。若用向上排空气法收集氧气，怎样证明气体集满？ 将带火星的木条放在集气瓶口，复燃，则氧气集满。（二）用氯酸钾或高锰酸钾制氧气：1、图 215 中用到的仪器名称：酒精灯、试管、铁架台、导（气）管、集气瓶、水槽。2、装置： 发生装置： 收集装置：两种（可选）3、操作步骤：检验气密性装药品装好装置预热定点加热收集气体移出导气管停止加热。4、气体收集方法：（1）排水法：（排水法收集到的气体也不是完全纯净的气体，因为它里面仍然含有水蒸气，但它比排气法收集到的气体纯净些） 条件：该气体不能溶于水；（2）排空气法：（排气法收集时导气管一定要伸入到集气瓶的底部，目的是得到比较纯净的气体）条
17、件：该气体无毒，不与空气中的成分反应，密度大小决定瓶口向上还是向下。5、空气中氧气含量的测定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：空气是混合物；O 2约占 1/5，可支持燃烧；N 2约占 4/5，不支持燃烧，也不能燃烧，难溶于水e、探究：液面上升小于 1/5 原因：装置漏气，红磷量不足，未冷却完全能否用铁、铝代替红磷？ 不能原因：铁、铝不能在空气中燃烧能否用碳、硫代替红磷？ 不能原因：产物是气体，不能产生压强差。三、基本概念（一）化学反应1化合反应 由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。2分
18、解反应 由一种反应物生成两种或两种以上其它物质的反应，叫做分解反应。3氧化反应 物质跟氧的反应，是氧化反应。氧气在氧化反应中供氧，它具有氧化性，是常用的氧化剂。4燃烧 燃烧是一种剧烈的发光发热的氧化反应。5缓慢氧化 属于氧化反应，不剧烈，没有发光，但会放热。如：动植物的呼吸、食物的腐败、酒和醋的酿造、铁生锈等。6自燃 若缓慢氧化产生的热量不能及时散失，越积越多，使温度逐渐升高，达到可燃物的着火点不经点火而引起的自发燃烧。 7爆炸 在有限空间内发生的急速燃烧，在短时间内放出大量的热并产生大量的气体，气体体积迅速膨胀而引起爆炸物质与氧气发生的反应一定是氧化反应，但氧化反应不一定是化合反应。化合反应
19、也不一定是氧化反应。（二）催化剂在化学反应中能改变其它物质的化学反应的速率，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叫做催化剂。催化剂在化学反应中所起的作用（改变其它物质的反应速率）叫催化作用。怎样证明二氧化锰在过氧化氢分解反应中是催化剂？（1）往过氧化氢溶液中添加二氧化锰与过氧化氢溶液中不加二氧化锰，对比分解反应速率 （验证二氧化锰能改变化学反应速率）（2）待上述反应停止后重新添加过氧化氢，重复多次仍能加快过氧化氢的分解速率（验证二氧化锰在化学反应前后化学性质不变） （3）反应前称量二氧化锰的质量 ，反应后过滤、洗涤、烘干，再称量二氧化锰的质量。（验证二氧化锰在化学反应前后质量不
20、变）【典例精析】例 1：（2004 年重庆市）实验室中，常采用分解过氧化氢溶液（二氧化锰作催化剂）或加热高锰酸钾的方法制取氧气。（1）写出用上述两种方法分别制取氧气的化学方程式：， （2）用图中方法收集氧气时，检验集气瓶中氧气是否收集满的方法是（ ）A.把点燃的木条伸入瓶内 B.把带火星的木条伸入瓶内C.把带火星的木条放在瓶口（3）如果锥型瓶中的反应剧烈，应该采取的安全措施是 （填编号）减慢液体滴加的速度 换用体积较小的锥型瓶 加热锥型瓶例 2：在一密闭容器内有 X、 Y、Z、Q 四种物质，在一定条件下充分反应，反应前后各物质的质量如下表：物 质 X Y Z Q反应前质量/g 2 2 84 5
21、反应后质量/g 待测 24 0 14试判断该密闭容器中发生的反应属于（ ）A化合反应 B置换反应 C分解反应 D复分解反应例 3：（2005 年黄冈市）下列成语中，一定包含有化学变化的是（ ）A木已成舟 B花香四溢 C烛炬成灰 D滴水成冰例 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） 。例 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
22、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 向试管 2 中倒入 5ml5%的过氧化氢溶液和一匙二氧化锰 待试管 2 中无气泡冒出时再倒入 5ml5%的过氧化氢溶液 再向试管 2 中加入一匙二氧化锰 （2）实验分析：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。比较步骤 1 和步骤 3 可得出结论： 。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？例 4：工业上大量制取氧气与实验室制取氧气在原理上有什么本质区别？答案：工业上制氧气的过程没有新物质生成属于物理变化，而实验室制氧气时有新物质生成，所以属于化学变化。
