专题二空气氧气.docx
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专题二空气氧气
空气、氧气
空气
成分测定
拉瓦锡实验原理Hg+O2=HgO现象:
银白色的液态汞变成红色粉末,同时容器里空气体积减少差不多五分之一
空气中氧气含量的测定
方法提炼:
空气中氧气体积分数的测定
(1)实验原理:
利用某种固体物质只与空气中的氧气反应(不生成气体),使容器内的气体压强减小,使水进入容器内,测定进入水的体积即为空气中氧气的体积。
(2)注意事项:
①用来反应的物质只与氧气反应且不生成气体
②若用碱液代替水,可选用木炭和硫等。
(3)进入瓶中的水少于1/5的可能的原因:
①使用的红磷的量不足,使瓶内的氧气未消耗尽
②装置的气密性不好
③未冷却到室温就打开止水夹
④本实验条件下,氧气浓度过低时,红磷不能继续燃烧,瓶内仍然残留少量的氧气
⑤烧杯中的水不足
(4)进入瓶中的水多于1/5的可能的原因:
①止水夹没有夹牢
②气密性不好
空气组成含量
1.空气的成分按体积分数计算:
氮气78%,氧气21%,稀有气体0.94%,CO20.03%
2、氧气、氮气、稀有气体的用途
氧气①动植物呼吸②医疗急救③金属切割④炼钢⑤宇宙航行等
氮气①超导实验车②化肥③作保护气④食品充氮作防腐剂等
稀有气体①作保护气②制多种用途的电光源③激光技术④液氦冷冻机等
空气污染及防治
1、空气的污染及防治:
对空气造成污染的主要是有害气体(CO、SO2、氮的氧化物)和烟尘等。
2、目前计入空气污染指数的项目为CO、SO2、NO2、O3和可吸入颗粒物等。
3、空气污染的危害、保护
危害:
严重损害人体健康,影响作物生长,破坏生态平衡,全球气候变暖,臭氧层破坏和酸雨等
保护:
加强大气质量监测,改善环境状况,使用清洁能源,工厂的废气经处理过后才能排放,积极植树、造林、种草等
3、绿色化学:
(1)特点:
①充分利用资源和能源,采用无毒、无害的原料;
②在无毒、无害的条件下进行反应,以减少向环境排放废物;
③提高原子的利用率,力图使所有作为原料的原子都被产品所消纳,实现“零排放”;
④生产出有利于环境保护、社区安全和人体健康的环境友好产品。
(2)核心:
利用化学原理从源头消除污染。
混合物:
是由两种或两种以上的物质混合而成(或由不同种物质组成)例如,空气,溶液(盐酸、澄清的石灰水、碘酒、矿泉水),矿物(煤、石油、天然气、铁矿石、石灰石),合金(生铁、钢)
注意:
氧气和臭氧混合而成的物质是混合物,红磷和白磷混合也是混合物。
纯净物、混合物与组成元素的种类无关。
即一种元素组成的物质可能是纯净物也可能是混合物,多种元素组成的物质可能是纯净或混合物。
纯净物:
由一种物质组成的。
例如:
水、水银、蓝矾(CuSO4•5H2O)都是纯净物
冰与水混合是纯净物。
名称中有“某化某”“某酸某”的都是纯净物,是化合物。
练习
1.山西云冈石窟有很多佛像雕塑,原本栩栩如生的雕像现如今已经变得模糊不清,有的表面还出现了斑点,造成这种现象的原因之一是酸雨,下列气体中能形成酸雨的是()
A.O2B.COC.N2D.SO2
2.目前,我国按重点城市空气质量日报的监测项目不包括()
A.二氧化硫(SO2)B.二氧化碳(CO2)
C.二氧化氮(NO2)D.总悬浮颗粒物(TSP)
3.在治理城市空气污染中所采取的措施不正确的是()
A.焚烧落叶B.增加绿地面积
C.减少用煤作燃料D.汽车改用清洁燃料
4.下列关于空气的说法错误的是()
A.空气是一种重要的自然资源
B.空气主要由氮气和氧气两种气体组成
C.空气不是单一的一种物质,而是由多种物质组成的一种混合物
D.从远古到现在,空气中各种成分的含量一直没有变
5.下列气体排放到空气中,不会造成空气污染的是()
A.二氧化碳B.二氧化硫C.二氧化氮D.一氧化碳
6.下列物质中,前者属于纯净物,后者属于混合物的是()
A.净化后的空气、氧化镁
B.水和冰混合、澄清石灰水
C.生锈的铁钉、高锰酸钾充分加热后的剩余固体
D.锰酸钾、液氮
7.绿色食品是指()
A.绿色有营养的食品B.有叶绿素的营养食品
C.安全无公害的营养食品D.经济附加值高的营养食品
9.电工师傅使用的“验电笔”中常充入“种气体,此气体通电时发红光,它是()
A.氖气B.氮气C.氧气D.空气
11、某气体既能用排水法收集,又能用向上排空气法收集,该气体一定是:
A、氮气B、难溶于水,比空气轻C、氧气D、难溶于水,比空气重
12、某化学兴趣小组对教材中“测定空气里氧气含量”的实验(见图11)进行了大胆改进,设计图12)(选用容积为45mL的18×180mm的试管作反应容器)实验方案进行,收到了良好的效果。
请你对比分析下面图11、图12实验,回答下列有关问题:
(1)指出实验中A、B仪器的名称:
A______________、B________________。
(2)图11实验中发生反应的化学方程式为
(3)图12实验的操作步骤如下:
①点燃酒精灯。
②撤去酒精灯,待试管冷却后松开弹簧夹。
③将少量红磷平装入试管中,将20mL的注射器活塞置于10mL刻度处,并按图12中所示的连接方式固定好,再将弹簧夹紧橡皮管。
④读取注射器活塞的数据。
你认为正确的实验操作顺序是__________________________________(填序号)。
(4)图12实验中,注射器活塞将从10mL刻度处慢慢前移到约为____mL刻度处才停止。
(5)对照图12实验,你认为图11实验有何不足之处?
(回答一点即可)
__________________________________________________。
氧气的性质和用途
一、氧气的性质
(一)物理性质
氧气的密度比空气大、不易溶于水、在压强为101KPa时,氧气在–183℃时变为淡蓝色液体,在–218℃时变成淡蓝色雪花状固体。
(二)化学性质
1、供给呼吸(缓慢氧化)
2、氧气的助燃性
带有火星的木条在氧气中能够复燃,说明氧气能支持燃烧。
常用这种方法检验氧气。
⑴木炭在氧气中燃烧(O2可使带火星的木条的木条复燃)C+O2=CO2
现象:
发出白光,放出热量,生成使石灰水变浑浊的气体
⑵硫在空气中燃烧,硫在氧气中燃烧S+O2=SO2
硫在空气里燃烧发出微弱的淡蓝色火焰,产生有刺激性气味的气体,放出热量;
在氧气里燃烧发出蓝紫色火焰,产生有刺激性气味的气体;放出热量
⑶磷在空气中燃烧4P+5O2=2P2O5
现象:
火焰呈黄色,产生大量的白烟,放出热量
白磷着火点低,易自燃,要放在水中密封保存,可隔绝空气,防止它自燃。
⑷镁在空气(或氧气)中燃烧2Mg+O2=2MgO
现象:
发出耀眼的白光,放出热量,生成白色固体
⑸铁丝在氧气中燃烧3Fe+2O2=Fe3O4
现象:
剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体,放出热量
此实验必须先在集气瓶里装少量水或在瓶底铺一层细砂,防止溅落的熔化物使瓶底炸裂
⑹氢气在空气中燃烧(点燃爆鸣气)2H2+O2=2H2O
现象:
纯净的氢气在空气里安静地燃烧,发出淡蓝色火焰,放出热量;
不纯的氢气点燃会爆炸
⑺蜡烛在氧气里燃烧得更旺,发出白光,放出热量,瓶壁内有水珠。
向瓶内倒入澄清的石灰水,石灰水变浑浊。
⑻加热碱式碳酸铜(俗称铜绿)Cu2(OH)2CO3=2CuO+H2O+CO2↑
(现象:
绿色粉末变黑色,管壁有水珠,生成的气体使澄清的石灰水变浑浊)
注意:
(1)做铁丝在氧气中燃烧的实验前,要预先在瓶底加入少量的水或细沙。
(2)做硫在氧气中燃烧的实验前,要预先在瓶里加入少量的水。
(3)实验现象总结为“三部曲”。
一光二热三生成
(4)现象的描述要用术语,不要讲出生成物。
(5)物质燃烧时产生的火焰、火光、烟、雾的比较:
火焰是可燃性气体或易气化的固、液体物质燃烧时产生的现象,如硫,甲烷,酒精燃烧;火光一般指高沸点的固体物质燃烧产生的现象,如铁丝、木炭燃烧
烟是大量的固体小颗粒分散于空气中形成的。
雾是小液滴分散于空气中形成的。
二、化合反应和氧化反应
1、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。
(多变一)
2、氧化反应:
物质跟氧发生的反应叫做氧化反应。
(1)剧烈氧化反应
(2)缓慢氧化:
动植物的呼吸、食物的腐烂、酒和醋的酿造、农家肥料的腐熟都包含缓慢氧化。
氧气的制法
工业制法:
分离分离空气法(低温加压,空气变为液态,然后蒸发,氮沸点-196,氧-183)
实验室制法
实验室制取氧气反应原理:
①加热高锰酸钾2KMnO4=K2MnO4+MnO2+O2↑
注意事项:
①用高锰酸钾制取氧气时,要在试管口塞上一团棉花,防止高锰酸钾颗粒随氧气进入导气管
②若用排水法收集氧气,停止反应时,应先移导气管,后撤酒精灯;以防止水倒流造成试管炸裂
③根据酒精灯的高度调节固定试管,使酒精灯的外焰正对着试管里药品的部位
④当用排水法收集氧气时,当气泡连续均匀的冒出时才能收集,因为开始放出的气体是空气
⑤如果用排空气法收集氧气时,应该把导气管伸到集气瓶底,便于排尽空气
⑥试管口要略向下倾斜,防止药品中的湿存水倒流回试管底部,使试管炸裂
知识延伸:
催化剂(也叫触媒)在化学反应里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改变的物质。
催化作用:
催化剂在化学反应里所起的作用叫催化作用。
注意:
①改变化学反应速率包括加快和减慢
②在化学反应前后,催化剂的化学性质不变,而不是物理性质不变
③催化剂在化学反应前后的质量不变
④催化剂不能增多或减少生成物的质量
⑤对于能够发生的化学反应,没有催化剂也能进行,只不过反应速率较小或较大
三、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叫做分解反应。
(一变多)
方法提炼:
(1)气体发生装置的选择:
反应物的状态;反应发生的条件
(2)气体收集装置的选择:
和空气密度的大小;是否溶于水;是否和水发生反应
②加热氯酸钾和二氧化锰的混合物
③过氧化氢和二氧化锰固体
练习
1、下列各组气体中,不能用燃着的木条区分的是()
A.氧气和空气B.二氧化碳和氮气
C.甲烷和空气D.一氧化碳和二氧化碳
2、能使带火星木条复燃的气体是()
A.空气B.二氧化碳C.水蒸气D.氧气
3、下列实验现象描述与事实不符合的是()
A.木炭在氧气中燃烧,发出白光
B.红磷在空气中燃烧,产生大量白色烟雾
C.镁与稀盐酸反应产生气体,放出热量
D.铁丝在氧气中燃烧,火星四射,生成一种黑色固体
4、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
5、下列说法中正确的是:
A、红磷点燃后伸入氧气中产生大量白雾B、铁丝伸入氧气中火星四射
C、硫粉在氧气中燃烧产生明亮蓝紫色火焰D、氧化反应未必是化合反应,而化合反应必定是氧化反应
6、实验室制取氧气的过程如下,正确顺序是:
①给试管加热;②熄灭酒精灯;③检查气密性;④把高锰酸钾装入试管,在试管口堵一小团棉花,用带导管的胶塞塞紧,固定在铁架台上;⑤用排水法收集氧气;⑥从水中取出导管。
A、③④①⑤②⑥B、③④①⑤⑥②C、④①③⑤②⑥D、④①③⑤⑥②
7、北京市政府采取措施、强制各单位使用脱硫优质煤、主要为了防止下列哪种气体对空气的污染:
A、二氧化硫B、二氧化氮C、二氧化碳D、一氧化碳
8、甲、乙、丙三个集气瓶分别盛有空气、氧气、氮气中的一种,用一根燃着的木条分别插人瓶中,观察到的现象依次为:
甲中火焰熄灭,乙中木条继续燃烧如初,丙中木条燃烧更旺。
则可判断出甲、乙、丙三瓶气体中依次是:
A、氧气、氮气、空气B、氮气、空气、氧气
C、空气、氧气、氮气D、氮气、氧气、空气
9、某气体能用排水法又能用向下排空气法收集,则该气体应具有()
A.易溶于水,密度比空气小B.难溶于水,密度比空气小
C.易溶于水,密度比空气大D.难溶于水,密度比空气大
10、下列说法正确的是()
A.分解双氧水的催化剂只有二氧化锰
B.双氧水只有加入了二氧化锰才会分解
C.高锰酸钾受热分解后的剩余固体中的二氧化锰是催化剂
D.向上排空气法收集氧气时,用带火星的木条放在集气瓶口来检验集气瓶中是否收集满氧气
11、实验室用高锰酸钾制氧气,实验结束前需要进行的操作是()
A.先把试管取下,再熄灭酒精灯
B.先熄灭酒精灯,再把导管从水槽中取出
C.先把导管从水槽中取出,再熄灭酒精灯
D.先熄灭酒精灯,再把试管取下,最后把导管从水槽中取出
12、下列有关氧气的说法中正确的是()
A.工业上制氧气是利用了氧气的化学性质B.氧气具有可燃性
C.物质跟氧气发生反应都是化合反应D.相同情况下,氧气的密度比空气略大
13、从安全、环保、节能、简便等方面考虑,实验室制取氧气的最佳方法是()
A.通电分解水B.过氧化氢催化分解
C.氯酸钾受热分解D.高锰酸钾受热分解
14、检验集气瓶中的氧气是否收集满,应将带火星的木条()
A.伸入集气瓶底部B.伸入集气瓶中部
C.伸入集气瓶口内D.伸入集气瓶口
15、(11南通)某兴趣小组根据实验室提供的仪器和药品进行了氧气的制备实验。
(1)甲同学选用如右图所示的装置制取氧气。
①写出仪器B的名称:
______。
②甲同学应选取的试剂是MnO2和_____(填化学式),MnO2固体在该反应中起____作用。
③除用排水法外,甲同学还可选择_____法收集氧气。
④实验前,甲同学先向仪器A中加入水,然后将导管放入水槽中,并打开仪器A的活塞,观察导管口是否有连续的气泡出现。
该实验操作的目的是__________。
(2)乙同学称取一定质量KMnO4放在大试管中,将温度控制在250℃
加热制取O2,该反应的化学方程式为________________。
实验结束时,
乙同学发现收集到的O2大于理论产量,针对这一现象,同学们进行了
如下探究:
【提出猜想】
猜想1:
反应生成的MnO2分解放出O2;
猜想2:
反应生成的K2MnO4分解放出O2;
做出上述猜想的理由是________________________________。
【实验验证】同学们分为两组,分别进行以下实验:
1一组同学取一定质量的MnO2,在250℃条件下加热一段时间,冷却后测得MnO2的质量不变。
则猜想_______错误。
②第二组同学取K2MnO4在250℃条件下加热,没有用测定质量的方法得出了猜想2正确的结论。
该组同学选择的实验方法是____________。
16.下面是几种实验室制取气体的发生装置与收集装置。
①出仪器名称Ⅰ________________Ⅱ________________
②实验室可用二氧化锰与双氧水制取氧气。
若要较好地控制产生氧气的速度,应选用装置________________(填编号)。
实验室还可以用氯酸钾和二氧化锰制氧气,反应的化学方程式为________________。
③D装置收集氧气,操作的正确顺序为________________(填编号)。
a.将导管深入集气瓶口,气体进入瓶中
b.将装满水的集气瓶倒置在水槽中
c.当气体收集满时,用毛玻璃片盖上瓶口,将集气瓶移出水面放置若用E装置进行排空气法收集氧气,气体应从______(填“a”或“b”)端通入。
17.根据下列实验装置如图所示,回答有关问题
(1)图中标有①的仪器名称是________.
(2)实验室制取氢气应选择的发生装置是________(填字母),若要获得较纯净的氢气,应选择的收集装置是________(填字母).为保证安全,点燃氢气前,应进行的操作是________.
(3)实验室利用过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气,反应的化学方程式为________.若用B装置作制氧气的发生装置,应进行的改进是________.
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