初中化学第二单元《我们周围的空气》讲义.docx
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初中化学第二单元《我们周围的空气》讲义
第二单元我们周围的空气
1、
利用红磷在空气中燃烧,消耗氧气,是的集气瓶内外产生气压差
步骤:
①连接装置,检查装置气密性 (装置气密性检查:
先将导管的一端浸入水中,用手紧贴容器外壁,稍停片刻,若导管口有气泡冒出,松开手掌,导管口部有水柱上升,稍停片刻,水柱并不回落,就说明装置不漏气。
)
②把集气瓶的容积分成5等份,做好记号。
③用止水夹夹紧胶管。
④在燃烧匙内放入过量的红磷。
⑤点燃燃烧匙中的红磷,立即伸入集气瓶中,把塞子塞紧
⑥待红磷熄灭并冷却后,打开止水阀
空气中氧气含量的测定:
1、写出该反应化学方程式:
2、
产生大量的热
实验要求:
气密性良好;
红磷要足量;
不能用木炭、硫磺代替;
冷却到室温再打开止水夹。
3、
有大量白烟产生
广口瓶内液面上升约1/5体积
现象:
红磷燃烧发出黄白色火焰;
;
;
。
4、探究:
①集气瓶液面上升小于1/5,原因:
装置漏气,红磷量不足,未冷却完全
②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
③能否用镁代替红磷?
不能原因:
镁可与空气中CO2和N2发生反应
2Mg+CO2=2MgO+C;3Mg+N2=Mg3N2条件均是点燃
例1.(2005年广西南宁市·课改卷)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)
A.实验前没有将弹簧夹夹紧
B.实验装置可能漏气(小于l/5)
C.实验中所取的红磷过量(等于l/5)
D.实验中所取的红磷不足(小于l/5)
解析:
实验前若没有将弹簧夹夹紧,会导致试验中装置内的气体受热膨胀而溢出,因此测得氧气的体积分数会大于l/5。
例2(2007年山东青岛市)用来测定空气成分的方法很多,右图所示的是用红磷在空气中燃烧的测定方法。
实验过程是:
第一步:
将集气瓶容积划分为五等份,并做好标记。
第二步:
点燃燃烧匙内的红磷,伸入集气瓶中并把塞子塞紧。
第三步:
待红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹,发现水被吸
入集气瓶中,进入集气瓶中水的体积约为集气瓶总容积的1/5。
请回答下列问题:
(1)集气瓶中剩余的气体主要是氮气。
(2)实验完毕,若进入集气瓶中水的体积不到总容积的1/5,你认为导致这一
结果的原因可是装置漏气,红磷量不足,未冷却完全打开弹簧夹。
(3)某同学对实验进行反思后,提出了改进方法(如图2所示),你认为改进后的优点是:
装置始终密闭,空气没有逸出,实验结果准确;不污染空气。
通过太阳光照射使红磷达到着火点,常规实验是将红磷点燃放进集气瓶,有空气溢出。
例3.(2006年福建泉州市)做空气中氧气含量测定的实验装置如右图。
下列有关说法正确的是(A)
A.选用红磷是因为反应可以耗尽O2,生成固态的P2O5
B.燃烧匙中的红磷可以换成硫或木炭(产生气体,无气压差)
C.燃烧匙中的红磷越多,水位上升越高(红磷量足,耗尽氧气后反应自然停止,水位不会继续上升)
D.本实验可以证明空气含有N2、O2、CO2和稀有气体(只能确定空气中有氧气,其他成分不能确定)
例4(山东烟台市)如图所示,在一个具有刻度和可以左右滑动的活塞的玻璃容器里放入白磷(足量),活塞左端管内密封有空气,右端的管口跟空气连通.将玻璃容器固定在盛有80℃热水(恒温)的烧杯上,进行实验.试回答:
(1)实验过程中可观察到的现象是白磷燃烧,产生白烟;活塞先向右移动再向左移动,最终停在刻度4处。
(反应产生大量的热,装置内气体受热膨胀,所以先向右移动;反应结束后,氧气被消耗,随着温度的降低,活塞向左滑动1/5,到达4刻度处)
(2)由此实验可以得出的结论是氧气体积约占空气体积的1/5。
例5(10金华33)某课外活动小组在学习了书本“空气中氧气含量的测定”实验,知道P2O5不能随便排放在空气中,否则会对空气造成污染,所以对该实验进行了改进:
在由两个注射器组成的密闭系统内共有50mL空气,如下图。
然后给装有红磷的玻璃管加热。
同时交替推动两个注射器的活塞,至玻璃管内的红磷变成白烟,且较长时间内无进一步变化时停止。
停止加热后,待冷却至室温将气体全部推至一个注射器内。
请根据你对上述实验的理解,回答下列问题:
(1)实验结束后,注射器内的气体体积理论上应该减少约 10 mL。
(2)在实验的加热过程中,交替缓慢推动两个注射器的目的是 使装置内的氧气充分与红磷反应。
写出该反应的文字表达式 4P+5O2点燃2P2O5。
(3)上述实验只是粗略测定空气中氧气含量的一种方法,你认为造成该实验不够精确的可能原因是 (写出其中一种) 装置漏气。
例6实验1:
在集气瓶内预先装少量水,余下的容积5等分,做好标记,在带橡皮塞和导管的燃烧匙内装足量的红磷,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,塞紧橡皮塞(如图1)。
待红磷熄灭并冷却到室温后,打开弹簧夹。
实验2:
将试管的容积5等分,做好标记。
在试管中加入一小块(足量)白磷,用橡皮塞塞紧管口,将试管放入热水中,使白磷燃烧。
等白磷熄灭并冷却到室温后,将试管倒立于盛有室温下水的水槽中(如图2所示)并在水中将橡皮塞取下。
(1)写出红磷燃烧的化学方程式:
。
(2)实验2中,在水中而不在空气中取下橡皮塞的原因是防止空气进入试管,使测定结果偏低。
(3)从测定结果分析,上述实验中效果较好的是哪一个?
写出另一个实验的两点不足。
实验2,在实验1中,点燃红磷后伸入集气瓶时,会排出瓶内少量空气;实验结束后导管内的水不能全部进入集气瓶中。
(其他合理答案也可)装置始终密封,测定结果更准确;不污染环境。
.
图1图2
例7研究性学习小组的同学为探究空气中氧气的体积分数,设计了如右图所示装置。
请根据图示实验回答下列问题:
⑴闭合电源开关,可以观察到白磷燃烧。
⑵装置冷却到室温,可观察到U型管内左侧液面上升。
⑶通过这个实验得出的结论是氧气体积约占空气体积的1/5。
⑷此实验可推知反应后剩余气体的两点性质是:
不支持燃烧;难溶于水。
例8(08黑龙江)如图所示装置,有洗气、储气等用途,在医院给病人输氧气时,也利用了类似的装置,并在装置中盛放大约半瓶蒸馏水。
以下说法正确的是(C)
A.b导管连接供给氧气的钢瓶(若b导管连接供给
氧气的钢瓶,装置内氧气越来越多,压强大于外面大气压,水会从a导管导出,被病人吸入)
B.a导管连接病人吸氧气的塑胶管
C.该装置可用来观察是否有氧气输出
D.该装置不能用来观察输出氧气的速度
解析:
在给病人输氧时,氧气应从a导管进入,b导管导出。
氧气不易溶于水,经过水时氧气几乎不会减小并且可以润湿,对病人有好处。
这样可以通过水下气泡的多少快慢判断气体的流速。
如果导管接反了,会将装置内的水排出。
2、空气的成分和组成
1.第一个对空气组成进行探究的化学家:
拉瓦锡
2.空气的成分和组成:
氮气,%;氧气,%;稀有气体,0.94%;二氧化碳,0.03%;水蒸气和杂志,0.03%。
3.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(CO2、CH4等)
酸雨(NO2、SO2等)
例9从CCTV-1每日发布的我国主要城市空气质量日报和预报中可看到,北京市属于空气污染较严重的城市之一,减少下列哪种气体的排放,可减少对空气污染(D)
①二氧化硫②二氧化碳③氮气④二氧化氮
A.①②B.③④C.②③D.①④
3、氧气的制备:
1.氧气的物理性质:
通常情况下,氧气是一种无色、无味的气体。
不易溶于水,比空气略重,液氧是淡蓝色的。
化学性质:
是一种化学性质比较活泼的气体,能与许多物质发生化学反应,在反应中提供氧,具有氧化性,是常用的氧化剂。
特有的性质:
支持燃烧,供给呼吸。
2.氧气与下列物质反应:
1 碳,化学方程式:
C+O2点燃CO2;现象:
在空气中保持红热,在氧气中燃烧更旺,发出白光,产生使澄清石灰水变浑浊的气体。
2 磷,化学方程式:
4P+5O2点燃2P2O5;现象:
剧烈燃烧,产生大量白烟。
3 硫,化学方程式:
S+O2点燃SO2 ;现象:
在空气中发出微弱的淡蓝色火焰,而在氧气中发出明亮的蓝紫色火焰,并产生有刺激性气味的气体
4 镁,化学方程式:
2Mg+O2点燃2MgO;现象:
发出耀眼的白光,放出热量,生成白色固体
5 铁,化学方程式:
3Fe+2O2点燃Fe3O4;现象:
剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体(Fe3O4)
6 石蜡,现象:
在氧气中燃烧发出白光,瓶壁上有水珠生成,产生使澄清石灰水变浑浊的气体C25H32(正构烷烃)+33O2=(燃烧)=25CO2+16H2O
3.氧化反应:
物质与氧(氧元素)发生的化学反应。
剧烈氧化:
燃烧
缓慢氧化:
铁生锈、人的呼吸、事物腐烂、酒的酿造
2.氧气的制备
{
工业制氧气——分离液态空气法(原理:
氮气和氧气的沸点不同,物理变化)
实验室制氧气原理(化学方程式):
2H2O2=MnO2=2H2O+O2↑
2KMnO4=△=K2MnO4+MnO2+O2↑
2KClO3=MnO2△=2KCl+3O2↑
实验步骤:
1.查:
连接装置(从左到右,从下而上),检查装置气密性
2.装:
将药品装入试管
3.定:
将试管固定在铁架台上
4.点:
点燃酒精灯
5.收:
收集(排水集气法、向上排空气法)
6.移:
收集完毕,将导管撤离水槽。
7.熄:
熄灭酒精灯。
应先把导管从水槽里拿出,在熄灭酒精灯(防止水倒流到试管,导致试管炸裂)
实验室加热高锰酸钾制取氧气并用排水法收集
(1)实验步骤:
查—装—定—点—收—移—熄
(2)收集方法:
①由于氧气不易溶于水 ,可以用排水集气法收集;
②由于氧气密度大于空气 ,可以用向上排空气法收集。
(3)检验方法:
用带火星的木条伸入集气瓶内。
(4)验满方法:
用带火星的木条放在集气瓶口。
(5)注意事项:
①试管口略向下倾斜,原因:
防止冷凝水倒流引起试管破裂。
②药品平铺在试管的底部,原因:
均匀受热。
③铁夹夹在离管口约1/3处
④导管应稍露出橡皮塞,原因:
便于气体排出。
⑤试管口应放一团棉花,原因:
防止高锰酸钾粉末进入导管。
⑥排水法收集时,待气泡均匀连续冒出时再收集,原因:
刚开始排出的是试管中的空气。
⑦实验结束时,先移导管再熄灭酒精灯因:
防止水倒吸引起试管破裂。
⑧用排空气法收集气体时,导管伸到集气瓶底部。
(6)催化剂(触媒):
在化学反应中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反应前后都没有发生变化的物质。
(一变两不变)
(7)①常用的气体发生装置:
适用于固体与液体反应,不需要加热;
适用于固体加热的反应
②常用的收集气体的方法
操作图
收集方法
使用的气体性质
排水法
气体难溶解于水且不与水反应
向上排空气法
气体密度大于空气密度
向下排空气法
气体密度小于空气密度
例10催化剂在化学反应前后:
①质量变少;②质量不变;③化学性质改变;④化学性质不变;⑤二氧化锰可以作为各种化学反应的催化剂。
在上述说法中正确的是(B)。
A.①和③B.②和④C.②④和⑤D.②和③
例11某气体既能用排水法收集,又能用向上排空气法收集,则该气体具有的物理性质是(A)。
A.难溶于水,密度比空气密度大B.难溶于水,密度比空气密度小
C.易溶于水,密度比空气密度大D.易溶于水,密度比空气密度小
例12实验室制取氧气的下列操作正确的是(D)
A.为防止加热时高锰酸钾粉末进入导管,装高锰酸钾的试管口应略向上倾斜(试管口塞一团棉花)
B.为了防止氧气浪费,导管口开始有气泡冒出时,立即收集气体(待气泡均匀连续冒出时再收集,刚开始排出的是试管中的空气)
C.检验收集的气体是否是氧气,应把带火星的木条放在集气瓶口(应伸入集气瓶内,观察木条是否复燃)
D.加热时,应先使酒精灯火焰在试管下方来回移动,然后再将火焰固定在药品部位加热(先预热,再集中加热)
例13科学证明:
空气中的微量臭氧(O3),可抵抗阳光中紫外线对人体的损害。
制冷剂“氟里昂”是一种氯氟烃(以M代替其化学式),它可破坏臭氧层,其反应过程可表示为:
M+O3→MO+O2MO+O3→M+O2根据所学知识可知氯氟烃在反应中的作用是:
(A)氟利昂参加了反应过程,但质量和化学性质在反应前后没有改变)
A、催化剂B、还原剂C、氧化剂D、稳定剂
例14各校开运动会的田径项目比赛都要用到发令枪,枪响后,看到有白烟产生。
该白烟的主要成分是(D)
A、二氧化硫B、二氧化碳C、一氧化碳D、五氧化二磷
(A、B、C均无色)
例15一氧化氮是汽车尾气中的一种大气污染物,它是无色气体,难溶于水、密度比空气略大,在空气中能与氧气迅速反应生成红棕色的二氧化氮。
在实验室中,收集一氧化氮时可选用的收集方法是(A)(密度略大于空气,在空气中易氧化,而且污染空气)
A、排水集气法B、向上排空气集所法
C、向下排空气集气法D、排水集气法或向上排空气集气法
例16用如图所示的装置制氧气并测定收集氧气的体积。
锥形瓶内盛有一定量的二氧化锰和适量的过氧化氢溶液,B中盛满水,请根据实验回答下列问题:
(1)实验开始时,B中除了有气泡溢出外,还伴随的实验现象是B中的水沿导管进入C,液面下降,原因是A中反应生氧气进入B装置,使装置内压强变大,大于外界大气压,将B中的水压入C,使液面下降。
(2)依据B中的现象,可推知氧气所具有的物理性质是不易溶于水。
(3)利用量筒量取液体时,量筒必须放平,视线要与量筒内液体的凹液面的最低处保持水平,再读出液体体积数。
当量筒内液体体积为45mL时,B中收集氧气的体积为45mL。
解析:
A装置锥形瓶中装入MnO2,从长颈漏斗加入H2O2,使双氧水在MnO2催化下生成O2,O2通过导管进入B装置,因为氧气不溶于水,用排水集气法收集O2。
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- 我们周围的空气 初中化学 第二 单元 我们 周围 空气 讲义