1、第二章 我们周围的空气第一节 空气学习目的： 1.了解空气组成，空气的污染及其防治，增强我们的环保意识.2.通过空气中氧气含量的测定实验，培养我们的观察能力和分析思维能力.3.了解空气的组成，了解空气污染给人类带来的危害.知识概要：一、空气成分的研究史1、18 世纪 70 年代，瑞典科学家舍勒和英国的科学家化学家普利斯特里，分别发现并制得了氧气。2、法国科学家拉瓦锡最早运用天平作为研究化学的工具，用定量的方法研究了空气的成分，第一次明确提出了“空气是由氧气和氮气组成的” 。其中氧气约占空气总体积的 1/5 的结论。二、空气中氧气成分的测定1.空气中的物质成分.空气硫 、 二 氧 化 氮 等如
2、一 氧 化 碳 、 二 氧 化有 害 气 体粉 尘不 应 有 成 分 体 积 分 数其 他 气 体 和 杂 质体 积 分 数二 氧 化 碳 体 积 分 数稀 有 气 体体 积 分 数氧 气 体 积 分 数氮 气应 有 成 分 %039421782.做空气中氧气含量测定的实验时，为什么说集气瓶中的水面上升 1/5 体积就是空气中氧气的体积?红磷在集气瓶的空气中燃烧时，红磷只与空气中的氧气发生化学反应，生成的白色固体形成白烟，由于燃烧匙内盛有过量的红磷，因此燃烧停止后，集气瓶空气中的氧气全部参加了化学反应.由于氧气的消耗，使集气瓶气体的压强小于外界大气压强，以至水面上升使集气瓶内外气压相等.进入集
3、气瓶内的水约占 1/5 体积.得出结论为空气中氧约占 1/5 体积.3.注意事项：A、所用的红磷必须过量，过少则氧气没有全部消耗完B、要等集气瓶（装置）冷却后才能打开弹簧夹，C、装置的气密性要好， （否则测量结果偏小） ，D、要先夹住橡皮管，然后再点红磷（否则测量结果偏大） 。4.为什么不能用木炭、硫磺、铁、镁条等物质代替红磷燃烧?红磷燃烧后生成固体五氧化二磷，密闭容器内减小的体积即为氧气的体积；（1）木炭、硫磺等物质燃烧后有气体生成.钟罩内气压不会下降到相应值，水就不会上升到约占 1/5 体积的液面(注：碳、硫等燃烧生成气体能部分溶于水).因此，不能用木炭、硫代替红磷.（2）铁在空气中不能燃
4、烧（3）镁条在空气中不仅与氧气反应，还与氮气发生反应：Mg+O2=2MgO 3Mg+N2=Mg3N25. 实际在实验中测得的结果比真实值小，其原因可能是 A 红磷量不足；B 装置气密性差C 未冷却至室温就打开止水夹；D、没有预先在导管中装满水三物质的分类：纯净物和混合物1、纯净物：由一种物质组成的， “纯净”是相对的，绝对纯净的物质是没有的，只要杂质含量低，不至于对生产和科学研究产生影响的物质就是纯净物。2、混合物：两种或多种物质组成的，这些物质相互间没有发生化学反应，各物质都保持各自的性质。四空气是一种宝贵的资源1、氮气：无色、无味的气体，不溶于水，不燃烧也不支持燃烧，不能供给呼吸，化学性质
5、不活泼。2、稀有气体：无色、无味的气体，通电时能发出不同颜色的光，化学性质很不活泼。氧气 动植物呼吸医疗急救金属切割炼钢宇宙航行等氮气 超导实验车化工原料作保护气食品充氮作防腐剂等稀有气体 作保护气制多种用途的电光源激光技术液氦冷冻机等五空气的污染及防治1、 造成空气污染的物质：有害气体（一氧化碳（CO） 、二氧化氮（NO 2） 、二氧化硫（SO 2） ）和烟尘。2、污染来源：空气中的有害物质来自化石燃料的燃烧，石油化工厂排放的废气及汽车排放的尾气。3、被污染的空气带来的危害：损害人体健康、影响作物生长、破坏生态平衡。存在的环境问题：温室效应（二氧化碳含量过多引起） 、臭氧空洞（飞机的尾气、氟
6、里昂的排放） 、酸雨（由二氧化硫、二氧化氮引起） 。4、防止空气污染的措施：加强大气质量监测,改善环境状态、植树造林、使用清洁能源。5、目前空气污染指数包括：一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、可吸入颗粒物、臭氧。典例精评例 1 使适量的磷和木炭在等容积的 A、B两瓶中同时燃烧.如右图所示.试回答：(1)待磷、木炭完全燃烧后，A、B 瓶中会有什么现象发生?(2)发生上述现象的原因是什?(3)燃烧实验能验证哪些结论?(河北省竞赛题)分析 (1)A 瓶有水进入，B 瓶无变化；(2)A 瓶中消耗 O2生成固体，气体压强减小，B瓶生成 CO2为气体(气体体积不变)，压强不变.(3)燃烧实验证明了空气中有氧气
7、.上述现象验证了氧气体积约空气的 1/5.例 2 要除去密闭容器里的空气中的氧气得到较为纯净的氮气，可用燃烧除氧气的方法，下 列物质可选用的是( )( 广西省竞赛题)A.硫 B.二氧化碳 C.磷 D.木炭分析 要解答此题必须掌握以下知识：1.空气的成分；2.各物质燃烧生成产物的状态，其中只有磷燃烧生成的是固态物质，硫、碳燃烧都生成气体，二氧化碳不能燃烧；3.各物质燃烧时只消耗空气中的氧气.解答 C第二节 氧气学习目的：1了解氧气的化学性质比较活泼，能支持燃烧2了解化学变化，化合反应和氧化反应，会进行判断3了解化学反应在生产和生活中有广泛的用途一、物理性质通常情况下，氧气是一种无色无味的气体。在
8、标准状况下，氧气的密度是 1.429 g/L，比空气的密度(1.293 g/L)略大，它不易溶于水，所以可用排水法收集。在室温下，1 L 水中只能溶解约 30 mL(0.03 L)氧气，但这已足够水中的鱼儿生存了在压强为 101 kPa 时，氧气在183时变为淡蓝色液体，在218时变为淡蓝色雪花状固体二、化学性质1. 与非金属（碳、硫、磷）的反应 木炭（黑色固体）燃烧实验现象：在氧气中：剧烈燃烧，发出白光，放出热量，生成一种无色无味气体，该气体能使澄清石灰水变浑浊。文字表达式：碳（C）+ 氧气（O 2） 二氧化碳（CO 2） 点燃化学方程式 C + O2 CO2做木炭燃烧实验时，燃烧匙应慢慢从
9、瓶口向瓶底伸入（充分利用瓶内的氧气） 。硫粉（淡黄色）燃烧： 实验现象：在空气中：发出微弱的淡蓝色火焰；放出热量、生成一种带有刺激性气味的气体。在氧气中: 发出明亮的蓝紫色的火焰, 放出热量、生成一种带有刺激性气味的气体。文字表达式 硫（S） + 氧气（O 2） 二氧化硫（ SO2）点燃化学方程式 S + O2 SO2实验时，要在瓶底装少量水（吸收二氧化硫，防止污染空气） 。红磷（暗红色固体）的燃烧实验现象：在空气中：发出黄白色火焰，放出热量，生成大量白烟在氧气中：剧烈燃烧，发出白光，放出热量，生成大量的白烟文字表达式：磷（P）+ 氧气（O 2） 五氧化二磷（ P2O5）点燃化学方程式：4P
10、+ 5O2 2P2O5注意：五氧化二磷（P 2O5）是固体，不是气体2. 与金属（镁、铁）的反应镁带（银白色固体）在空气中燃烧实验现象：剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出热量，生成白色粉末状固体。文字表达式：镁（Mg）+ 氧气（O 2） 氧化镁（MgO）点燃点 燃 点 燃 点 燃 点 燃 化学方程式：2Mg + O2 2MgO 铁丝（银白色固体）在氧气中燃烧实验现象：剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成一种黑色固体。文字表达式：铁（Fe） + 氧气（O 2） 四氧化三铁（Fe 3O4）点燃化学方程式：3Fe + 2O 2 点 燃 Fe3O4 注意：集气瓶底部铺少量的细沙或加少量的水，防止生成的固体物
11、质溅落瓶底，致使集气瓶炸裂。铁丝在空气中不能燃烧3. 其他物质与氧气的反应某些物质在一些条件下，与氧气发生缓慢的氧化反应，成为缓慢氧化。缓慢氧化也放热。如：动植物新陈代谢，金属的锈蚀，食物的腐烂、酒醋的酿造、农家肥的腐熟等等。总结： 氧气是一种化学性质比较活泼的气体，在一定的条件下，能与许多物质发生反应并放出大量的热。在这些反应中，氧气提供氧，称为氧化反应。氧气是常见的氧化剂；具有氧化性。物质在纯氧气中燃烧程度比空气中要剧烈。说明物质燃烧程度，与氧气的浓度大小有关；物质燃烧时有的有火焰，有的会发光，有的会冒烟。气体燃烧会有火焰产生，固体直接燃烧，产生光或者火星。生成物有固体，一般都会产生烟，即
12、固体小颗粒；4、物质与氧气反应不一定是燃烧现象，如缓慢氧化。三、氧气的用途（1） 、供给呼吸：医疗上急救病人，登山、潜水、航空、宇航提供呼吸；（2） 、支持燃烧：炼钢、气焊与气接、液氧炸弹、火箭助燃剂四、反应类型：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。：分解反应：由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应。：氧化反应：物质与氧发生的化学反应。有氧气参加的反应一定属于氧化反应。氧化反应不一定是化合反应（石蜡的燃烧生成了水和二氧化碳两种物质） ，化合反应不一定是氧化反应。例 2有一只充满空气的集气瓶，现要除去其中的氧气，又不增加其他气体成分，可选用的可燃物是（ ）A木炭 B铁丝
13、C红磷 D硫第三节 实验室制取氧气学习目标：1了解分解反应、催化剂、催化作用等基本概念2掌握实验室用分解过氧化氢溶液或加热高锰酸钾制取氧气的方法一、工业制法（分离液态空气法）原理：利用液态氧和液态氮的沸点不同。物理变化（蒸馏）二、氧气的实验室制法（化学变化）1、双氧水（过氧化氢）制取氧气A、药品：过氧化氢（H 2O2）和二氧化锰（黑色粉末 MnO2）B 实验原理：表达式：过氧化氢（H 2O2） 水（H 2O） + 氧气MnO2（O 2）化学方程式： 2H2O2 MnO2 2H2O+ O2 注：MnO 2 在该反应中是催化剂，起催化作用，此反应中还可以用硫酸铜溶液代替。C、装置： 固液不加热装置
14、注意事项：、分液漏斗可以用长颈漏斗代替，但其下端应该伸入液面以下，防止生成的气体从长颈漏斗中逸出；、导管只需略微伸入试管塞、气密性检查：用止水夹关闭，打开分液漏斗活塞，向漏斗中加入水，水面不持续下降，就说明气密性良好。、装药品时，先装固体后装液体、该装置的优点：可以控制反应的开始与结束，可以随时添加液体。D、步骤：连、查、装（二氧化锰） 、定、倒（过氧化氢溶液） 、收2、用高锰酸钾、氯酸钾制取氧气A、药品：、高锰酸钾（暗紫色固体） 、氯酸钾（白色固体）与二氧化锰（黑色粉末）B、原理： 加热氯酸钾（少量二氧化锰做催化剂）：表达式：氯酸钾（KClO 3） 氯化钾（KCl） + 氧气（O 2）MnO
15、2方程式：2KClO 3 MnO2 2KCl + 3O2 C、催化剂：1、 概念：在化学反应中能改变其他物质的反应速率（加快或变慢） ，但本身的化学性质和质量在反应前后没有发生变化的物质。2、 特点：两不变（质量、化学性质） 、一改变（反应速率）注意：催化剂不能改变生成物的质量，不能决定反应的进行催化剂不是反应物、又不是生成物催化剂仅针对某一反应，并不是所有反应的催化剂某一反应的催化剂可能不只一种3、二氧化锰在一些反应中不只作催化剂，催化剂不一定就只有二氧化锰。(在过氧化氢溶液制取氧气中，催化剂可以用硫酸铜溶液、氧化铁、氧化铜、红砖粉末)。在氯酸钾制取氧气中，二氧化锰的质量和化学性质不变，但质
16、量分数变大。 加热高锰酸钾：表达式：高锰酸钾（KMnO 4） 锰酸钾（K 2MnO4）+ 二氧化锰（MnO 2）+ 氧气（O 2）方程式：2KMnO 4 K2MnO4 + MnO2 + O2C、装置：固固加热装置（加热氯酸钾的为一类）D、操作步骤：（连）查、装、定、点、收、离、熄。 连接装置：先下后上，从左到右的顺序。 检查装置的气密性 ：将导管的一端浸入水槽中，用手紧握试管外壁，若水中导管口有气泡冒出，证明装置不漏气。松开手后，导管口出现一段水柱。 装入药品：按粉末状固体取用的方法（药匙或纸槽）固定装置 ：固定试管时，试管口应略向下倾斜；铁夹应夹在试管的中上部加热药品：先使试管均匀受热，后在
17、反应物部位用酒精灯外焰由前向后加热。收集气体：a、若用排水集气法收集气体，当气泡均匀冒出时再收集，刚排出的是空气；水排完后，应用玻璃片盖住瓶口，小心地移出水槽，正放在桌面上(密度比空气大) （防止气体逸出）b、用向上排空法。收集时导管应伸入集气瓶底部（为了排尽瓶内空气）用排水法收集时，导管放在集气瓶口先将导管移出水面 再停止加热E、易错事项：a). 试管口要略微向下倾斜：防止生成的水回流,使试管底部破裂。药品应平铺在试管底部b). 导气管伸入发生装置内要稍露出橡皮塞：有利于产生的气体排出。c). 用高锰酸钾制取氧气时，试管口塞一团棉花：防止高锰酸钾粉末进入导气管，污染制取的气体和水槽中的水。d). 排气法收集气体时，导气管要伸入接近集气瓶底部：有利于集气瓶内空气排出，使收集的气体更纯。e). 实验结束后，先将导气管移出水面,然后熄灭酒精灯：防止水槽中的水倒流，炸裂试管。F、收集方法： 排水法（不易溶于水） 向上排空法（密度比空气大）G、检验、验满检验：用带火星的木条伸入集气瓶内，发现木条复燃，说明是氧气；验满：用带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明已满。 四、分解反应：1、概念：由一种物质反应生成两种及以上物质的反应2、特点：一变多
