第二单元 课题12空气氧气.docx

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第二单元课题12空气氧气

年级

初三

学科

化学

版本

人教新课标版

课程标题

第二单元课题1－2空气；氧气

编稿老师

杨洪响

一校

黄楠

二校

林卉

审核

张美玲

一、考点突破

考点

课标扫描

空气中各成分的含量

知道空气的主要成分以及它们在空气中的体积分数。

认识空气对人类生活的重要作用。

了解空气的污染和防治。

纯净物和混合物

能区分纯净物和混合物。

测定空气中氧气含量实验

理解探究空气组成的实验原理。

氧气的性质、用途

认识氧气能跟许多物质发生氧化反应。

知道氧气的主要性质和用途。

能用氧气的性质解释一些常见的现象。

氧化反应和化合反应

能判断和区分氧化反应与化合反应。

二、重难点提示

重点：

测定空气中氧气含量的实验；纯净物和混合物；氧气的化学性质；化合反应。

难点：

测定空气中氧气含量实验的分析；化合反应与氧化反应的关系。

本节导图

一、空气中氧气含量的测定

首先观看视频

实验目的

利用燃烧法测定空气中氧气的含量

实验用品

集气瓶、燃烧匙、双孔橡胶塞、乳胶管、玻璃导管、弹簧夹、烧杯、红磷、水等（装置如图）

实验原理

利用红磷燃烧消耗密闭容器内空气中的氧气，使密闭容器内压强变小，在大气压的作用下，外面的水进入容器，进入容器内的水的体积即为容器内减少的氧气的体积

实验步骤

集气瓶内装少量水，并做好标记，将标记以上的容积平均分为五等份；

连接装置并检查装置气密性；

用弹簧夹夹紧乳胶管，点燃燃烧匙内的红磷，立即伸入集气瓶内，并把塞子塞紧；

等红磷停止燃烧，装置冷却，白烟消失后再打开弹簧夹，并进行读数。

实验现象

红磷燃烧产生大量白烟；

装置冷却后打开弹簧夹，烧杯中的水进入集气瓶，进入集气瓶内的水的体积约占瓶内空气体积的1/5。

实验结论

氧气约占空气体积的1/5

【说明】

（1）该实验中，首先要在集气瓶内加少量水，一方面是用水来吸收反应放出的热量，使瓶内温度尽快降下来，另外一方面是水能溶解红磷燃烧产生的五氧化二磷。

（2）通过该实验还可以得出氮气的一些性质：

实验结束时，红磷有剩余，集气瓶内水面上升到约占瓶内空气体积的1/5便停止了，而此时瓶内仍有约4/5体积的氮气，说明氮气不易溶于水，且不支持燃烧。

【注意】为了保证实验成功，应注意以下几点：

装置的气密性要好；

红磷要足量；

红磷燃烧停止，要等集气瓶内温度降至室温，才能打开弹簧夹；

实验前导管内应先注满水；

实验时燃烧匙要迅速伸入集气瓶中。

二、空气的组成

空气的成分

O2

N2

CO2

稀有气体

其他气体和杂质

体积含量

21%

78%

0.03%

0.94%

0.03%

【注意】空气中各成分的含量是按体积分数计算的，而不是按质量分数。

三、空气对人类生活的重要作用

成分

物理性质

化学性质

主要用途

氧气

无色无味的气体，密度比空气略大，不易溶于水

比较活泼

供给呼吸，用于医疗急救、登山、潜水、航空等；支持燃烧，并放出热量，可用于气焊、炼钢、宇宙航行等

氮气

无色无味的气体，密度比空气略小，难溶于水

不活泼

制硝酸、化肥；作保护气（如焊接金属时作保护气、灯泡中充氮可以延长其使用寿命、食品包装时充氮可以防腐）；液氮用于低温环境

稀有气体

无色无味的气体，难溶于水

不活泼

作保护气；制成多种电光源；用于激光技术或医疗麻醉；氦气可用于填充探空气球

【注意】

（1）氧气能支持燃烧，但本身不能燃烧，不能作燃料。

（2）稀有气体制成电光源，通电发光属于物理变化。

氧气的用途

氮气的用途

稀有气体的用途

四、空气的污染与防治

【注意】二氧化碳不是空气污染物。

五、氧气的化学性质

氧气是一种化学性质比较活泼的气体，在点燃或加热条件下能与很多物质发生化学反应，具有氧化性。

氧气与几种常见物质的反应比较表：

物质

实验现象

化学方程式

注意事项

木炭

发出白光；放出热量；生成能使澄清石灰水变浑浊的气体

C＋O2

CO2

木炭应由上而下缓慢伸入集气瓶中

硫

在空气中燃烧产生淡蓝色火焰，在氧气中燃烧产生蓝紫色火焰；放出热量；生成有刺激性气味的气体

S＋O2

SO2

硫的用量不要过多；集气瓶中事先装少量水或在通风橱中进行实验，以防止生成的二氧化硫对空气造成污染

铁丝

剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体

3Fe＋2O2

Fe3O4

铁丝绕成螺旋状，以增大与氧气的接触面积；铁丝底端系一根火柴，引燃铁丝；集气瓶底部预先放一些水或细砂，防止溅落的熔融物炸裂瓶底

【说明】由于空气中氧气浓度较小，因此物质在空气中燃烧与在氧气中燃烧产生的现象不同；有些在空气中不能燃烧的物质，在氧气中却能燃烧。

例如：

硫在氧气中燃烧剧烈，发出蓝紫色火焰，而在空气中燃烧则发出微弱的淡蓝色火焰；铁丝在氧气中能剧烈燃烧，而在空气中只能烧至红热状。

【注意】

1.实验现象是指看到的、听到的、闻到的或感觉到的，切不可把实验结论当做现象。

如描述木炭在氧气中燃烧的实验现象时，应说成“生成能使澄清石灰水变浑浊的气体”，而不是“生成二氧化碳气体”。

2.“火焰”与“光”的区别

火焰是气态物质或熔点较低的固态物质燃烧时产生的一种现象。

如一氧化碳在空气中燃烧产生蓝色火焰；硫粉受热时，先熔化，然后变成硫蒸气，硫蒸气在空气中燃烧产生淡蓝色火焰。

光是沸点较高的固体物质燃烧时产生的现象。

如木炭在氧气中燃烧发出白光；镁带在空气中燃烧发出耀眼的白光。

3.“烟”与“雾”的区别

烟是用于描述生成固体小颗粒产物的现象，雾用于描述生成小液滴产物的现象。

4.加热、高温、点燃与燃烧的区别

加热、高温、点燃是反应条件，加热一般指用酒精灯加热，温度在500摄氏度内，高温一般在七百摄氏度以上，一般用酒精喷灯才能达到，点燃是指可燃物达到着火点而反应后不用持续的热源。

燃烧描述反应的现象，不是条件。

六、纯净物和混合物

混合物

纯净物

概念

由两种或两种以上物质组成

由一种物质组成

区别

没有固定的组成和性质，如熔点、沸点等

有固定的组成和性质，如熔点、沸点等

举例

空气、河水、食盐水

氧气、蒸馏水

联系

混合物

纯净物

【注意】判断混合物和纯净物时不要被一些修饰词所迷惑。

例如，不能误认为清新的空气是纯净物，冰水共存物是混合物，干净的物质是纯净物。

【说明】混合物不能用化学符号表示，而纯净物可以用化学符号表示。

七、化合反应和氧化反应

化合反应

氧化反应

概念

由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应

物质与氧发生的反应

依据

反应物和生成物的种类

是否有氧参加反应

特点

多变一

一定有氧参加

联系

化合反应不一定是氧化反应，氧化反应也不一定是化合反应；物质与氧结合且生成物只有一种的反应既是化合反应也是氧化反应

【注意】1.氧化反应是指物质与氧发生的反应，这里的“氧”是指含氧元素的物质，不仅仅指氧气。

2.

【警示】化合反应属于化学反应的基本类型，而氧化反应不属于化学反应的基本类型。

知识点1：

空气

例题1下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.该实验证明空气中氧气的含量约占1/5

B.实验时红磷一定要足量

C.实验前一定要检验装置的气密性

D.红磷燃烧产生大量的白雾，火焰熄灭后立刻打开弹簧夹

思路导航：

测定空气中氧气含量的实验原理是：

红磷在集气瓶内燃烧消耗氧气，同时生成固体五氧化二磷，使集气瓶内压强变小，瓶内外产生压强差，烧杯中的水进入集气瓶，当集气瓶内外气压相等时，集气瓶内增多的那部分水的体积占实验前集气瓶中空气体积的百分数即为空气中氧气的体积分数。

如果红磷不足，瓶内的氧气剩余，减小的压强就小于1/5；如果装置漏气，随着红磷的燃烧，外面的空气进入瓶内，会导致瓶内减小的气体体积小于1/5；如果火焰熄灭后立即打开弹簧夹，此时瓶内压强没有恢复到室温时的压强，进入瓶内的水的体积也会减小。

总之，上述三种情况都会造成测定结果偏小。

另外，红磷燃烧产生的是白烟，而不是白雾。

答案：

D

例题2下表是某城市空气质量每周公报的部分内容，对表中三个空气质量标准不会产生影响的是（）

项目

空气污染

指数

空气质量

级别

空气质量

描述

总悬浮颗粒物

52

Ⅱ

良

二氧化硫

7

二氧化氮

24

A.焚烧垃圾B.使用含磷洗衣粉

C.汽车排放的尾气D.用煤和石油作为燃料

思路导航：

此题考查空气污染物的主要来源。

焚烧垃圾、汽车排放的尾气、煤和石油的燃烧等过程会产生总悬浮颗粒物、二氧化硫、二氧化氮等污染物。

而使用含磷洗衣粉主要是对水源的污染，不产生上述污染物。

答案：

B

随堂检测

例题1薯片等易碎食品宜采用充气袋包装，下列气体中最不适宜充入的是（）

A.氮气B.氧气C.二氧化碳D.空气

思路导航：

食品充气包装的主要目的是防止食品氧化变质，因此应充入化学性质不活泼的气体。

由于氮气、二氧化碳的化学性质不活泼，空气中含有大量的氮气，而氧气的化学性质比较活泼，能使食品氧化变质，因此，氧气最不适宜作保护气。

答案：

B

知识点2：

氧气

例题1氧气是我们身边常见的物质，以下有关氧气的叙述正确的是（）

A.物质与氧气发生的反应都是氧化反应

B.鱼、虾等能在水中生存，是由于氧气易溶于水

C.氧气具有可燃性

D.物质在氧气中燃烧的反应一定是化合反应

思路导航：

物质与氧发生的反应属于氧化反应，这里的“氧”包括氧气，因此，物质与氧气发生的反应一定是氧化反应，A正确；在通常情况下氧气不易溶于水，鱼、虾等能在水中生存是因为有少量的氧气溶解在水中，B错；氧气能支持燃烧，具有助燃性，但氧气本身不能燃烧，没有可燃性，C错；物质在氧气中燃烧后的生成物不一定只有一种，如酒精燃烧生成水和二氧化碳，因此，物质在氧气中燃烧的反应不一定是化合反应，D错。

答案：

A

例题2（日照）下列说法错误的是（）

A.红磷在氧气中燃烧时，产生大量白烟

B.木炭在氧气中燃烧时，发出白光，生成黑色固体

C.铁丝在氧气中剧烈燃烧时，火星四射，生成黑色固体

D.硫粉在氧气中燃烧时，发出蓝紫色火焰，闻到刺激性气味

思路导航：

此题考查学生对红磷、木炭、铁丝、硫粉等物质在氧气中燃烧实验现象的描述。

木炭在氧气中燃烧时，发出白光，放出热量，生成的是能使澄清石灰水变浑浊的气体。

答案：

B

例题3（安徽）某研究小组在学习氧气的化学性质时发现：

铁丝燃烧没有火焰产生，蜡烛燃烧却有明亮的火焰。

该小组同学进行了如下探究。

（1）写出铁丝在氧气中燃烧的文字表达式：

。

（2）探究一：

蜡烛燃烧产生火焰的原因是什么？

点燃蜡烛，将金属导管一端伸入内焰，导出其中物质，在另一端管口点燃，

也有火焰产生（如图所示）。

由此可知：

蜡烛燃烧产生的火焰是由

（填“固态”或“气态”）物质燃烧形成的。

（3）探究二：

物质燃烧产生火焰的根本原因是什么？

【查阅资料】

物质

熔点╱℃

沸点╱℃

燃烧时温度╱℃

石蜡

50～70

300～550

约600

铁

1535

2750

约1800

钠

97.8

883

约1400

由上表可知：

物质燃烧能否产生火焰与其（填“熔点”或“沸点”）及燃烧时的温度有关。

由此推测：

钠在燃烧时（填“有”或“没有”）火焰产生。

（4）木炭在氧气中燃烧没有火焰产生，但生活中木炭燃烧时会产生火焰，其原因可能是。

思路导航：

此题是一道关于物质燃烧产生火焰的原因的探究题，主要考查学生对新信息的获取处理能力。

问题

（1）考查化学方程式的书写，较简单。

问题

（2）考查火焰是可燃性气体或蒸气燃烧时特有的现象。

蜡烛熔点低，受热后先熔化后气化为可燃性的石蜡蒸气，燃烧时就产生了火焰。

由此说明蜡烛燃烧产生的火焰是由气态物质燃烧形成的。

问题（3）根据表中数据及探究一的结论可知，固态物质燃烧产生的火焰是由该物质熔化后，再沸腾变成的蒸气燃烧产生的，因此，物质燃烧能否产生火焰与其沸点有关系，只有当沸点低于燃烧时的温度才能产生火焰。

由于钠的沸点低于其燃烧时的温度，因此，钠燃烧时有火焰产生。

问题（4）结合前面的探究结果可知，生活中木炭燃烧时产生火焰的原因可能是木炭燃烧过程中产生的一氧化碳等可燃性气体继续燃烧造成的。

答案：

（1）铁+氧气

四氧化三铁

（2）气态（3）沸点有（4）木炭燃烧过程中产生的一氧化碳等可燃性气体继续燃烧产生了火焰

知识点3：

化合反应和氧化反应、纯净物和混合物

例题1下列反应中，既属于化合反应又属于氧化反应的是（）

A.酒精＋氧气

二氧化碳＋水

B.乙炔＋氧气

二氧化碳＋水

C.碳酸氢铵

氨气＋二氧化碳＋水

D.磷＋氧气

五氧化二磷

思路导航：

判断一个化学反应是不是化合反应，关键是看反应物和生成物的种数，只要是由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应就属于化合反应，否则就不是。

C是由一种物质生成三种物质的反应，A、B是由两种物质生成两种物质的反应，只有D是由两种物质生成另外一种物质的反应，且反应中有氧参加，故选D。

答案：

D

例题2蜡烛燃烧和铁生锈两个过程的共同特点是（）

都需要点燃才能发生

都有发光、放热现象

都是化学变化

都是氧化反应

A.

B.

C.

D.

思路导航：

此题考查缓慢氧化和剧烈氧化的区别。

蜡烛燃烧是蜡烛在点燃的条件下与空气中的氧气发生的一种发光、放热的剧烈的氧化反应；铁生锈是铁与空气中的氧气、水蒸气共同作用发生的一种比较缓慢的氧化反应，属于缓慢氧化，此变化不需要点燃的条件，过程中也放出少量的热量，但不发光。

显然，这两个过程都属于化学变化，且属于氧化反应。

答案：

D

例题3下列几种常见的饮料中，属于纯净物的是（）

A.果汁B.牛奶C.蒸馏水D.啤酒

思路导航：

此题考查纯净物和混合物的判断，判断的关键是明确纯净物是由一种物质组成的，而混合物是由多种物质混合而成的。

果汁中含有维生素、添加剂、矿物质等成分，属于混合物；牛奶中含有蛋白质、脂肪、水分、无机盐等，属于混合物；蒸馏水是纯净的水，属于纯净物；啤酒中含有酒精、水等物质，属于混合物。

答案：

C

测定空气中氧气含量实验的分析

（1）对药品选择的分析

红磷不能用木炭、硫粉、蜡烛等代替，因为它们燃烧的产物中有气体，这样集气瓶内气体体积变化不大，压强变化也不大，从而干扰实验结果；由于铁丝在空气中不能燃烧，因此也不能用铁丝代替。

（2）对实验误差的分析

进入集气瓶内的水的体积小于1/5的可能原因：

a红磷的量不足，不能将集气瓶内空气中的氧气完全反应掉；

b装置不严密，随着红磷的燃烧，瓶内氧气被消耗，瓶内压强减小，外面的空气会进入集气瓶内；

c瓶内温度未冷却至室温就打开弹簧夹，此时瓶内温度较高，气体压强较大；

d导管内事先没注满水，装置冷却后，进入集气瓶的水有一部分存于导管中。

进入集气瓶内的水的体积大于1/5的可能原因：

A弹簧夹没夹紧，红磷燃烧时瓶内一部分空气受热从导管逸出，装置冷却后进入集气瓶内的水的体积就会增大；

b点燃红磷后，燃烧匙插入集气瓶内的速度太慢，导致瓶内一部分空气受热从瓶口逸出，等装置冷却后进入集气瓶内的水的体积就会增大。

（3）常见实验装置的改进

（3）

1.空气的成分可巧记为：

空气成分，多种气体；氮气七八，氧气二一；二氧化碳，零点零三；零点九四，稀有气体。

2.碳、硫、磷、铁在氧气中燃烧的现象：

红热木炭，剧烈燃烧，发出白光，温度很高。

燃硫入氧，燃烧变旺，火焰蓝紫，美丽漂亮，生成气体，气味够“呛”。

燃磷入氧，现象难忘，浓厚白烟，冷却粉状。

铁丝燃烧，火星四射，生成熔物，固态黑色。

制取氧气

一、预习导学

1.实验室常用分解______________、加热__________或___________的方法制取氧气。

文字表达式分别是___________________、____________________、___________________。

2.在化学反应里，能________其他物质的化学反应速率，而本身的________和

____________在反应前后都没有变化的物质叫做催化剂。

3.由________物质生成_____________________物质的反应，叫做分解反应。

4.工业上常采用________________的方法制取氧气。

5.加热高锰酸钾制取氧气的操作步骤为：

________________；

把高锰酸钾装入试管，再塞紧橡胶塞；

把试管固定在铁架台上；

______________；

用排水法收集氧气；

________________；

熄灭酒精灯。

6.收集氧气的方法是：

________________、_________________。

7.检验氧气的方法是：

___________________________________________。

8.氧气的验满方法是：

___________________________________________。

二、问题思考

1.在实验室里可以用过氧化氢、氯酸钾、高锰酸钾制取氧气，其原因是什么？

2.结合教材中加热高锰酸钾制氧气的实验装置，你能设计出用分解过氧化氢的方法制取氧气的发生装置吗？

（答题时间：

30分钟）

1.空气中体积分数最大的气体是（）

A.氮气B.氧气C.二氧化碳D.稀有气体

2.生活中的下列物质属于纯净物的是（）

A.洁净的空气B.干净的果汁C.冰水混合物D.矿泉水

3.每年的9月22日，我国许多城市都开展“无车日”活动，市区主要街道禁行机动车辆，有效地减少了有害气体的排放。

下列物质中，属于有害气体，必须减少排放的是（）

A.一氧化碳B.氧气C.氮气D.氢气

4.为了经久耐用，在灯泡中可填充的气体是（）

A.氧气B.氮气C.二氧化碳D.二氧化硫

*5.近年来人类对火星的探索取得了重大突破，下图是火星大气成分含量示意图。

与空气的成分相比较，下列说法正确的是（）

A.火星大气中N2的体积分数小于空气中N2的体积分数

B.火星大气中CO2的体积分数小于空气中CO2的体积分数

C.火星大气中O2的体积分数大于空气中O2的体积分数

D.火星大气中有稀有气体，空气中没有稀有气体

*6.下列关于空气的说法中，错误的是（）

A.空气是一种十分重要的天然资源

B.少量有害气体进入空气中，依靠大自然的自净能力，空气仍能保持洁净

C.按质量计算，空气中约含氮气78%，氧气21%，其他气体和杂质约占1%

D.空气中的稀有气体一般不跟其他物质反应，曾被称为“惰性气体”

*7.要将充满空气的瓶子中的氧气除去，又不增加其他气体的成分。

下列物质在瓶中燃烧可以达到目的的是（）

A.木炭B.硫磺C.铁丝D.红磷

*8.2012年6月16日18时37分，“神舟九号”飞船由长征二号运载火箭在酒泉卫星

发射中心顺利发射成功。

发射前向运载火箭加注液氧和液氢。

其中液氧是（）

A.助燃剂B.燃料C.冷却剂D.吸收剂

**9.下列变化既是氧化反应又是化合反应的是（）

A.二氧化碳＋水→碳酸

B.乙炔＋氧气

二氧化碳＋水

C.一氧化碳＋氧气

二氧化碳

D.水

氢气＋氧气

**10.硫、铁丝、蜡烛在氧气中燃烧，产生的共同现象是（）

A.都有气体产生B.都发出蓝紫色火焰

C.都能发光、放热D.都有水珠生成

*11.欲鉴别空气、氧气、二氧化碳三瓶气体，下列方法正确的是（）

A.闻气味B.用澄清石灰水

C.看颜色D.用燃烧的木条

**12.学习了“我们周围的空气”这一单元后，某班要举行“空气中的氧气会减少耗尽吗？

”的辩论会，某小组为了支持“空气中的氧气会减少耗尽”这一观点，收集了以下证据。

你认为不正确的是（）

A.汽车越来越多，消耗的氧气越来越多

B.有证据表明，在远古时代的原始空气中氧气含量高达30%

C.地球人口的增多，其呼吸和使用的燃料越来越多

D.限制二氧化碳的排放是目前各国政府的重要环境政策

**13.某班同学用下图装置测定空气里氧气的含量。

先用弹簧夹夹住乳胶管。

点燃红磷，伸入瓶中并塞上瓶塞。

待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察广口瓶内水面变化的情况。

实验完毕，甲同学的广口瓶内水面上升高度明显小于瓶内空气体积的1／5，乙同学的广口瓶内水面上升高度明显大于瓶内空气体积的1／5。

下列对这两种现象解释合理的是（）

甲同学使用的红磷可能量不足，瓶内氧气没有消耗完

甲同学可能未塞紧瓶塞，红磷熄灭冷却时外界空气进入瓶内

乙同学可能没夹紧弹簧夹，红磷燃烧时瓶内部分空气受热从导管逸出

乙同学可能插入燃烧匙太慢，塞紧瓶塞之前，瓶内部分空气受热逸出

A.只有

B.只有

C.只有

D.

*14.将A、B两种气体组成的混合气体通入澄清的石灰水中，石灰水无明显变化；将烧至红热的木炭放入混合气体中，木炭燃烧生成一种新的气体C，木炭熄灭后，测知气体B已全部耗尽；往A、C混合气体中加入少量澄清石灰水，振荡，石灰水变成白色浑浊；又测知A气体约占空气总体积的4/5。

则这三种气体分别是：

A：

________；B：

_______；C：

_______。

*15.某同学对一储气筒内存放的气体探究如下：

收集满两瓶气体，按下图所示进行实验，用带火星的木条分别以甲、乙两种方式迅速插入瓶内，发现木条复燃，且木条在甲中燃烧得比在乙中更旺。

根据实验现象可得出的结论是：

该气体可能是：

_________；它具有的物理性质是：

________________________（答一条）；它具有的化学性质是：

____________________（答一条）。

*16.2012年6月16日至22日，第三届亚洲沙滩运动会在中国海阳市举行。

为了使海阳市的生活环境更加美好。

请你给海阳市政府提出两条改善空气质量的建议。

**17.小明和小红对市场上销售的一种分袋包装的蛋糕发生了兴趣，因为蛋糕包装在充满气体的小塑料袋内，袋内的气体充得鼓鼓的，看上去好像一个小“枕头”（如图）。

他们认为，这种充气包装技术主要是为了使食品能够较长时间地保鲜、保质。

那么，这是什么气体呢？

小红猜想是氮气，小明猜想是二氧化碳。

（1）请你帮助他们设计一个简单的实验方案，来判断小明的猜想是否正确，简要写出操作步骤：

______________________；

（2）小明的猜想如果正确，现象应是：

____________________；

（3）你认为食品充气包装，对所充气体的要求是：

______________；

_______________；

_____________。

**18.阅读下面的短文，并回答问题。

19世纪末，物理学家瑞利在研究中发现，从空气中分离得到的氮气