身边的化学物质1.docx
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身边的化学物质1
身边的化学物质
(1)
主讲:
黄冈中学教师 舒宝生
一、复习策略
(一)空气
1、空气的成分
空气成分
氮气
氧气
稀有气体
二氧化碳
其他气体和杂质
体积分数
78%
21%
0.94%
0.03%
0.03%
2、氧气(O2)、氮气(N2)、稀有气体的主要性质和用途
主要性质
主要用途
氧气
物理性质:
无色、无味的气体,不易溶于水
化学性质:
比较活泼
①供给呼吸(潜水、医疗急救等);②支持燃烧(炼钢、气焊以及化工生产和宇宙航行等)。
氮气
物理性质:
无色、无味的气体,难溶于水
化学性质:
不活泼
①制硝酸和化肥的重要原料;②用作保护气;③用于冷冻麻醉;④超导材料在液氮的低温环境下能显示超导性能。
稀有
气体
物理性质:
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(惰性)
①用作保护气;②制成多种用途的电光源;③用于激光技术;④氦气可用于制造低温环境;⑤氙气用于医疗麻醉。
3、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。
注意:
①可用来反应的物质必须是能与氧气反应且没有气体生成的物质(如红磷、汞、铁、铝),木炭、硫不能用作测定氧气含量的反应物。
②若用碱溶液(如NaOH溶液)代替水,用木炭、硫作反应物也行,因为生成的气体CO2或SO2能与NaOH溶液反应而被吸收。
(2)进入瓶中水的体积小于瓶内空间1/5的原因可能是:
①红磷的量不足,使瓶内氧气未耗尽;②装置的气密性不好;③未冷却至室温就打开瓶塞;④本实验条件下,氧气浓度过低时,红磷不能继续燃烧,瓶内仍残余少量氧气。
(二)氧气
1、氧气的物理性质
通常情况下,氧气是无色无味的气体,密度比空气略大,不易溶于水,在低温下可变为淡蓝色液体或淡蓝色雪花状固体。
2、氧气的化学性质
(1)氧气能支持燃烧,可用带火星的木条检验氧气。
(2)物质燃烧的剧烈程度与氧气的浓度有关,氧气浓度越大,燃烧越剧烈.硫在空气中燃烧发出微弱的淡蓝色火焰;木炭在空气中燃烧发出红光;磷在空气中燃烧发出白光;铁在空气中不能燃烧。
它们在氧气中燃烧更旺。
一些物质在氧气中燃烧的现象如下:
物质(颜色、状态)
反应现象
文字表达式
注意事项
硫(淡黄色固体)
剧烈燃烧,发出蓝紫色的火焰,放出热量,有刺激性气味的气体产生
硫+氧气
二氧化硫
硫的用量不能过多,防止对空气造成污染。
木炭(灰黑色固体)
剧烈燃烧,发出白光,放出热量,生成使澄清石灰水变浑浊的气体
碳+氧气
二氧化碳
夹木炭的坩埚钳应由上而下慢慢伸入瓶中
磷(暗红色固体)
剧烈燃烧,发出白光,放出热量,产生大量白烟
磷+氧气
五氧化二磷
五氧化二磷是固体现象应描述为产生白烟
铝箔(银白色固体)
剧烈燃烧,发出耀眼的白光,放出大量的热,有白色固体产生
铝+氧气
氧化铝
集气瓶底部先铺一薄层细沙
铁丝(银白色固体)
剧烈燃烧,火星四射,放出大量的热,有黑色固体生成
铁+氧气
四氧化三铁
细铁丝绕成螺旋状;铁丝一端系一根火柴;集气瓶内预先装少量水或铺一薄层细沙
蜡烛(白色固体)
火焰明亮发出白光,放出热量,瓶壁上有水雾出现,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体
石蜡+氧气
水+二氧化碳
要想观察到水雾,盛氧气的集气瓶必须干燥
3、氧气的用途:
供给呼吸;支持燃烧
(三)水的组成和性质
1、水的组成
(1)电解水的实验
①实验装置:
水的电解装置如图所示。
注意:
为了增强水的导电性,可在水中加入适量的稀硫酸或氢氧化钠。
②实验现象:
通电后,电极上有气泡产生,一段时间后,与负极相连的
试管和与正极相连的试管所收集到的气体的体积比约为2︰1。
(负多正少)
③检验气体:
体积小的气体能使带火星的木条复燃,说明是氧气;体积大的气体移近火焰时,气体能燃烧产生淡蓝色火焰,说明是氢气。
(负氢正氧)
(2)实验结论:
水(H2O)在通电条件下,发生分解反应,产生氢气(H2)和氧气(O2)。
说明水是由氢元素和氧元素组成的。
文字表达式为:
2、水的物理性质
水是无色、无味的液体。
在4℃时,水的密度最大,为1g/cm3。
在101kPa下,水的凝固点为0℃(冰点),沸点是100℃。
冰的密度比水的密度小。
水的导电能力较弱。
3、水的化学性质
(1)水的分解
(2)水与部分金属氧化物化合
水与部分非金属氧化物化合
水与硫酸铜等盐类化合
(3)部分活泼金属能置换水中的氢
(四)氢气
1、氢气的性质
(1)可燃性(验纯、检验)
(2)还原性
2、氢气的用途
3、氢能源
(五)碳和碳的氧化物
1、碳
(1)碳的几种单质:
金刚石(C)、石墨(C)和C60
金刚石和石墨的性质和用途
金刚石
石墨
外观
无色透明正八面体状晶体,加工琢磨后有夺目光泽
深灰色鳞片状固体
导电性
无
良好
硬度
最硬
较软
用途
钻探机钻头、刻刀、装饰品等
电极、铅笔芯、润滑剂等
金刚石和石墨的物理性质有很大差异的原因是:
碳原子的排列方式不同。
(2)单质碳的化学性质:
①常温下的稳定性强
②可燃性:
充分燃烧(氧气充足),生成CO2:
C+O2
CO2
不充分燃烧(氧气不充足),生成CO:
2C+O2
2CO
③还原性:
C+2CuO
2Cu+CO2↑(置换反应)
应用:
冶金工业
现象:
黑色粉末逐渐变成光亮红色,石灰水变浑浊。
2、二氧化碳的性质和用途
(1)物理性质:
无色,无味的气体,密度比空气大,能溶于水,高压低温下可得固体——干冰。
(2)化学性质
①一般情况下不能燃烧,也不支持燃烧,不能供给呼吸
②与水反应生成碳酸:
CO2+H2O=H2CO3生成的碳酸能使紫色的石蕊试液变红。
H2CO3=H2O+CO2↑碳酸不稳定,易分解。
③能使澄清的石灰水变浑浊:
CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O本反应用于检验二氧化碳。
④与灼热的碳反应:
C+CO2
2CO
(3)二氧化碳的用途:
①灭火(灭火器原理:
既利用其物理性质,又利用其化学性质)
②干冰用于人工降雨、制冷剂
③温室肥料
3、一氧化碳的性质和用途
(1)物理性质:
无色、无味的气体,密度比空气略小,难溶于水
(2)毒性:
CO与血红蛋白结合,使人体缺少氧气而中毒。
防止CO的污染:
实验室对多余的CO气体(称尾气)可点燃使之燃烧转化为CO2,或用气球(或塑料袋)收集尾气,防止造成对空气的污染。
(3)化学性质:
(H2、CO、C具有相似的化学性质:
①可燃性②还原性)
①可燃性:
2CO+O2
2CO2蓝色的火焰(可燃性气体点燃前一定要检验纯度)
②还原性:
CO+CuO
Cu+CO2(非置换反应)
应用:
冶炼金属
现象:
黑色的氧化铜逐渐变成光亮红色,石灰水变浑浊。
(4)一氧化碳的用途
①作燃料;
②冶炼金属。
4、甲烷(CH4)的性质
(1)物理性质:
无色,无味的气体,密度比空气小,难溶于水。
(2)化学性质:
可燃性CH4+2O2
CO2+2H2O(发出蓝色火焰)
5、乙醇(俗称:
酒精,化学式:
C2H5OH)乙醇可以再生
(1)物理性质:
无色透明有特殊香味的液休,能与水以任意比互溶
(2)化学性质:
可燃性C2H5OH+3O2
2CO2+3H2O
(3)乙醇汽油的优点:
节约石油资源;减少汽车尾气的污染;促进农业发展。
6、碳及其化合物的转化
二、典例剖析
1、汽车安全气囊内所装的化学物质,能在碰撞后10毫秒内生成一种空气中含量最多的气体,该气体是( )
A.氧气 B.氮气
C.稀有气体 D.二氧化碳
解析:
要记住空气中各成分的体积分数。
答案:
B
2、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情况。
实验完毕,甲同学的广口瓶内水面上升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( )
①甲同学可能使用红磷的量不足,瓶内氧气没有消耗完
②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
③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
④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①③ B.只有②④
C.只有①②③ D.①②③④
解析:
要熟悉空气中氧气体积分数的测定的原理及误差分析。
答案:
D
3、氧气跟世间万物如影随形。
下列关于氧气说法正确的是( )
A.氧气从淡蓝色液体变成无色气体发生了化学变化
B.硫在氧气中燃烧产生淡蓝色火焰,并有无色刺激性气味气体产生
C.氧气可用于动植物呼吸、医疗急救、作燃料切割金属等
D.用带火星的木条可以检验氧气
解析:
本题考察的是氧气的性质、用途及检验。
答案:
D
4、氧气是一种化学性质比较活泼的气体,它可以和许多物质发生化学反应,如图所示。
关于三个反应的叙述中不正确的是( )
A.都是化合反应 B.生成物都是固体
C.都需要点燃 D.都是非金属和氧气反应
解析:
要熟记常见物质在空气中燃烧的现象及反应方程式。
答案:
BD
5、如图是用足量的木炭粉还原氧化铜的装置图,按要求回答:
(1)此实验过程中可观察到哪些现象?
____________________________
(2)大试管中发生反应的化学方程式为:
_______________________________。
(3)试管口要略向下倾斜的原因是________________________________。
(4)实验完毕应进行怎样操作?
为什么?
_______________________________。
(5)实验时,酒精灯加网罩的目的是_____________________________。
解析:
本题考察的是碳还原氧化铜的实验,要求掌握碳的化学性质
答案:
(1)黑色粉末变成光亮的红色,澄清石灰水变浑浊
(2)C+2CuO
2Cu+CO2↑
(3)防止湿存的水倒流引起灼热试管炸裂
(4)实验完毕,应先从试管内取出导管,后熄灭酒精灯;防止石灰水倒吸入试管中,使灼热试管破裂
(5)集中火力,提高温度
6、小兵和小东是某校化学研究性学习小组的成员,他们在查阅资料时,发现单质碳能够在高温时与金属氧化物反应得到金属单质。
于是,他们用木炭与CuO进行了如下的探究活动。
请你参与他们的这次活动,并解决有关问题:
提出问题:
木炭与氧化铜反应除生成单质铜外,另一种生成物是什么?
猜想与假设:
(1)可能是CO。
(2)可能是CO2。
设计实验方案:
(1)检验CO2的方法是____________________________________。
(2)为了检验CO,他们设计的方案是:
把小动物放在收集的气体中,观察能否存活。
后经充分研究后,认为此方案不可行,其不可行的理由是____________________。
他们在互联网上用Google收集到这样一条信息:
把滤纸浸泡在磷钼酸和氯化钯的黄色混合溶液中制成的试纸遇CO立即变成蓝色,而遇CO2不变色。
实验与结论:
设计的实验装置图如下:
A B C
实验现象
实验结论
A中固体由黑色变成红色
有__________生成
B中黄色试纸没有变蓝
没有__________生成
C中____________________
有CO2生成
反思与评价:
如果A装置中的试管口高于试管底部,在实验过程中可能造成的后果是________________________________________。
解析:
本题涉及C、CO、CO2性质的综合运用。
答案:
设计实验方案:
(1)将气体通入澄清的石灰水,若澄清的石灰水变浑浊,说明该气体是二氧化碳
(2)CO2不能供给呼吸
实验与结论:
Cu CO 通入澄清的石灰水,澄清的石灰水变浑浊
反思与评价:
试管炸裂
7、某气体X是由CO、CO2、H2中的一种或几种组成。
为验证其成分,将气体X依次通过下列A、B、C三个装置(如图所示),回答下列问题。
(1)若A、B中均无变化,C中石灰水变浑浊,则气体X一定是__________。
(2)若A中CuO变成红色固体,B中无水CuSO4变成蓝色固体,C中无变化,则气体X一定是__________。
A中硬质玻璃管内发生反应的化学方程式是____________________。
(3)若A中CuO变成红色固体,B中无变化,C中石灰水变浑浊,则气体X中一定有__________,可能有__________。
A中硬质玻璃管内发生反应的化学方程式为____________________。
把燃着的酒精灯放在导管口的目的是____________________。
(4)若A中CuO变成红色物质,B中无水CuSO4变成蓝色固体,C中石灰水变浑浊,那么气体X有哪几种可能的组成?
____________________。
解析:
本题考察的是H2、CO还原CuO的产物的区别。
答案:
(1)CO2
(2)H2;H2+CuO
Cu+H2O
(3)CO;CO2;CO+CuO
Cu+CO2;除掉有毒气体CO
(4)H2和CO;H2和CO2;H2、CO和CO2
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