第10讲空气和氧气讲义课件

第10讲 空气和氧气望子成龙学校望子成龙学校 徐老师徐老师中考考试内容及考查要求中考考试内容及考查要求 1.知道空气的主要成分，认识空气对人类生活的重要作知道空气的主要成分，认识空气对人类生活的重要作用；用；2.知道氧气的主要性质和用途知道氧气的主要性质和用途3.认识氧气与常见物质（认识氧气与常见物质（C、S、P、Fe、蜡烛、蜡烛、H2、CH4、CO等）的氧化反应；等）的氧化反应；4.初步运用简单的实验装置、方法制取和收集氧气；初步运用简单的实验装置、方法制取和收集氧气；5.能区分空气、氧气。能区分空气、氧气。1.第一个对空气组成进行探究的化学家是拉瓦锡，得第一个对空气组成进行探究的化学家是拉瓦锡，得出空气由出空气由N2和和O2组成的结论（第一个用天平进行定组成的结论（第一个用天平进行定量分析）量分析）。空气空气成分成分O2N2CO2稀有稀有气体气体其它气体其它气体和杂质和杂质体积体积分数分数21%78%0.03%0.94%0.03%2.空气中氧气含量的测定空气中氧气含量的测定 a、可燃物要求：、可燃物要求：；b、装置要求：、装置要求：；c、现象：、现象：；d、结论：、结论：；足量且产物是固体足量且产物是固体气密性良好气密性良好有大量白烟产生，广口瓶内液面上升约有大量白烟产生，广口瓶内液面上升约1/51/5体积体积空气是混合物空气是混合物O2约占约占1/5，可，可支持燃烧支持燃烧N2约占约占4/5，不支持燃烧，也不能燃烧，难溶于水，不支持燃烧，也不能燃烧，难溶于水原理：压强差原理：压强差考点考点1 1空气的组成及探究空气的组成及探究 氧气氧气 21稀有气体稀有气体 0.94%二氧化碳二氧化碳 0.03其他气体和杂质其他气体和杂质 0.03氮气氮气 78实验测定：空气按体积计算能否用铁、铝代替红磷？能否用铁、铝代替红磷？，原因：原因：；能否用碳、硫代替红磷？能否用碳、硫代替红磷？，原因：原因：；液面上升小于液面上升小于1/5原因：原因：。装置漏气，红磷量不足，未冷却至室温装置漏气，红磷量不足，未冷却至室温不能不能铁、铝不能在空气中燃烧铁、铝不能在空气中燃烧不能不能产物是气体，不能产生压强差产物是气体，不能产生压强差注意事项：注意事项：若用碳代替红磷，若用碳代替红磷，装置做哪些改动？装置做哪些改动？细沙水红磷拓展：若实验中水占集气拓展：若实验中水占集气瓶的体积大于瓶的体积大于15，则，则可能的原因是可能的原因是？放入红磷时未及时密闭，瓶内空气受热膨胀部分溢出实验时实验时,在集气瓶底放少量水或在集气瓶底放少量水或细沙的目的是：细沙的目的是：使集气瓶迅速冷使集气瓶迅速冷却却 污染物：污染物：考点考点2 2空气的污染和防治空气的污染和防治 可吸入颗粒物可吸入颗粒物有害气体有害气体SOSO2 2 、NONO2 2 、COCO等等 污染源：污染源：矿物燃料燃烧矿物燃料燃烧工厂废气工厂废气汽车尾气汽车尾气吸烟吸烟 危害：危害：人体健康人体健康农作物减产，品质下降农作物减产，品质下降 酸雨酸雨防治：防治：减少或消除污染源减少或消除污染源 植树造林植树造林 氧气氧气：氮气氮气：。稀有气体：稀有气体：（He、Ne、Ar、Kr、Xe等的总称）：等的总称）：。支持燃烧：支持燃烧：。供给呼吸：供给呼吸：。如潜水、医疗急救如潜水、医疗急救 等等如燃料燃烧、炼钢、气焊如燃料燃烧、炼钢、气焊 等等保护气（化性不活泼）、化工原料（化肥）、液氮冷冻保护气（化性不活泼）、化工原料（化肥）、液氮冷冻保护气、电光源（通电发不同颜色的光）、激光技术保护气、电光源（通电发不同颜色的光）、激光技术 等等考点考点3 3空气中各种气体的的用途空气中各种气体的的用途 氧氧气气贮贮存存在在天天蓝蓝色色钢钢瓶瓶中中1.近年来空气受到较严重的污染，其中污染物近年来空气受到较严重的污染，其中污染物SO2是造是造成成 的主要原因，大量的主要原因，大量CO2的排放又会在地球的排放又会在地球表表面产生面产生_ _ _ ，氟里昂的使用能使，氟里昂的使用能使_ _ _ 产生空洞。产生空洞。酸雨酸雨臭氧层臭氧层温室效应温室效应2.（2012江苏淮安，江苏淮安，5题题2分）我省从今年分）我省从今年3月月30日起，日起，统一发布统一发布PM2.5检测数据。检测数据。PM2.5是指大气中直径小于是指大气中直径小于或等于或等于2.5微米的颗粒物，它们直径小，富含大量有害微米的颗粒物，它们直径小，富含大量有害物质，且在大气中停留时间长，对人体健康影响很大。物质，且在大气中停留时间长，对人体健康影响很大。下列情况不会增加空气中下列情况不会增加空气中PM2.5的是（的是（）A露天焚烧秸秆露天焚烧秸秆 B利用太阳能发电利用太阳能发电C汽车排放尾气汽车排放尾气 D直接用煤作燃料直接用煤作燃料 B B 3.某科学兴趣小组查阅资料得知镁可在氮气中燃烧某科学兴趣小组查阅资料得知镁可在氮气中燃烧 生成生成Mg3N2，设计了如下方案进行验证。，设计了如下方案进行验证。步骤步骤l：用盛水的水槽、无底的废广口瓶、燃烧匙、蒸发皿、：用盛水的水槽、无底的废广口瓶、燃烧匙、蒸发皿、橡皮塞等装配成如图所示的装置。另准备一只有一根铜丝穿过橡皮塞等装配成如图所示的装置。另准备一只有一根铜丝穿过的橡皮塞，铜丝末端固定一根镁条。的橡皮塞，铜丝末端固定一根镁条。步骤步骤2：引燃燃烧匙中足量的红磷，塞好橡皮塞。待充分冷却，：引燃燃烧匙中足量的红磷，塞好橡皮塞。待充分冷却，观察到广口瓶内水面上升的体积约占瓶内水面原上方空间的观察到广口瓶内水面上升的体积约占瓶内水面原上方空间的15左右。左右。步骤步骤3：往水槽中加水使广口瓶内外水面相平。：往水槽中加水使广口瓶内外水面相平。点燃镁条，更换橡皮塞，镁条在广口瓶内继续点燃镁条，更换橡皮塞，镁条在广口瓶内继续燃烧，发出红光，放出热量。待冷却后广口瓶燃烧，发出红光，放出热量。待冷却后广口瓶内水位继续上升。内水位继续上升。(1)步骤步骤2的目的是的目的是 。(2)在步骤在步骤3“待冷却后广口瓶内水位继续上升待冷却后广口瓶内水位继续上升”是由于瓶内气是由于瓶内气压压(选填选填“大于大于”、“小于小于”或或“等于等于”)外界气压。外界气压。(3)根据上述实验和你所学的知识，请写出镁在空气中燃烧时根据上述实验和你所学的知识，请写出镁在空气中燃烧时的化学方程式：的化学方程式：。形成对照实验形成对照实验小于小于2Mg+O2=2MgO、3Mg+N2=Mg3N2点燃点燃点燃点燃在通常状况下，氧气是一种在通常状况下，氧气是一种 的气体，密度比空气的气体，密度比空气 ，于水。液氧、固态氧为于水。液氧、固态氧为 色色。氧气支持燃烧：（写出下列反应的化学方程式）氧气支持燃烧：（写出下列反应的化学方程式）氧化性氧化性碳与氧气碳与氧气硫与氧气硫与氧气磷与氧气磷与氧气铁与氧气铁与氧气镁与氧气镁与氧气铝与氧气铝与氧气石蜡与氧气石蜡与氧气蓝蓝不易溶不易溶略大略大无色无味无色无味C+O2 CO2点燃点燃点燃点燃S+O2 SO2 点燃点燃4P+5O2 2P2O5 点燃点燃3Fe+2O2 Fe3O4点燃点燃2Mg+O2 2MgO点燃点燃4Al+3O2 2Al2O3点燃点燃石蜡石蜡+氧气氧气 二氧化碳二氧化碳+水水 请说出各反应的实验现象请说出各反应的实验现象考点考点4 4氧气的性质氧气的性质 物质空气中的现象 氧气中现象共同现象木炭安静燃烧，红光 剧烈燃烧，白光放热、生成使澄清石灰水变浑浊的气体硫磺微弱的淡蓝色火焰明亮的蓝紫色火焰放热、生成一种刺激性气味的气体铁丝潮湿空气中生锈剧烈燃烧、产生耀眼的白光、放热、生成黑色固体 -红磷黄光白光放热、产生白烟铁和铝能否在空气中燃烧？做铁和铝燃烧实验时应铁和铝能否在空气中燃烧？做铁和铝燃烧实验时应注意什么？为什么？注意什么？为什么？答：铁和铝不能在空气中燃烧；做铁、答：铁和铝不能在空气中燃烧；做铁、铝燃烧实验时要在集气瓶底部放少量水铝燃烧实验时要在集气瓶底部放少量水或细砂或细砂 ，目的是防止溅落的高温熔化，目的是防止溅落的高温熔化物炸裂瓶底物炸裂瓶底 。做硫在氧气中燃烧实验做硫在氧气中燃烧实验时时,也在集气瓶底放少也在集气瓶底放少量水的目的是什么量水的目的是什么?注意事项：注意事项：1.1.工业法制氧气：工业法制氧气：。分离液态空气法分离液态空气法 2.2.实验室制氧气：实验室制氧气：该方法制氧气的方法属于什么变化？利用了什么原理？该方法制氧气的方法属于什么变化？利用了什么原理？答：属于物理变化；分离液态空气是利用了答：属于物理变化；分离液态空气是利用了N N2 2和和O O2 2的沸的沸点不同，点不同，N N2 2沸点低，首先从液态空气中蒸发出来，剩下沸点低，首先从液态空气中蒸发出来，剩下的主要就是液态氧气了。的主要就是液态氧气了。a a、反应原理：、反应原理：2H2O2 2H2O+O2MnO22KMnO4 K2MnO4+MnO2+O22KClO3 2KCl+3O2MnO2考点考点5 5氧气的制取氧气的制取b b、发生装置和收集装置的选择：发生装置和收集装置的选择：A B C D E分解过氧化分解过氧化氢制氧气：氢制氧气：分解氯酸钾或分解氯酸钾或高锰酸钾制氧气：高锰酸钾制氧气：固液常温型固液常温型固固加热型固固加热型O2密度比密度比空气略大空气略大O2不不易易溶溶于于水水发生装置发生装置收集装置收集装置 向上排空气法：向上排空气法：干燥而不纯干燥而不纯 排水法：排水法：不干燥而纯不干燥而纯c c、制取的步骤和注意事项：制取的步骤和注意事项：（以高锰酸钾制取氧气并用排水法收集为例）（以高锰酸钾制取氧气并用排水法收集为例）步骤：步骤：连接仪连接仪器装置器装置检查装置检查装置气密性气密性装入装入药品药品固定固定装置装置点燃酒精点燃酒精灯加热灯加热收集收集气体气体将导管移将导管移出水面出水面熄灭酒熄灭酒精灯精灯连连查查装装定定点点收收离离熄熄注意事项：注意事项：试管口略向下倾斜：防止冷凝水倒流引起试管破裂；试管口略向下倾斜：防止冷凝水倒流引起试管破裂；药品平铺在试管的底部：均匀受热药品平铺在试管的底部：均匀受热 ；铁夹夹在离管口约铁夹夹在离管口约1/31/3处；处；导管应稍露出橡皮塞：便于气体排出；导管应稍露出橡皮塞：便于气体排出；试管口应放一团棉花：防止高锰酸钾粉末进入导管；试管口应放一团棉花：防止高锰酸钾粉末进入导管；排水法收集时，待气泡均匀连续冒出时再收集（刚开排水法收集时，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）始排出的是试管中的空气）；实验结束时，先移导管再熄灭酒精灯：防止水倒吸引实验结束时，先移导管再熄灭酒精灯：防止水倒吸引起试管破裂起试管破裂 ；用排空气法收集气体时，导管伸到集气瓶底部：防止用排空气法收集气体时，导管伸到集气瓶底部：防止收集的气体不纯。收集的气体不纯。谐音助记忆谐音助记忆:茶庄定点收利息茶庄定点收利息检查装置气密性：检查装置气密性：将导管的一端放入水中，将导管的一端放入水中，用双手紧捂容器外壁，若用双手紧捂容器外壁，若导管口有气泡冒出，则装导管口有气泡冒出，则装置气密性良好。置气密性良好。用弹簧夹夹紧橡胶管，向用弹簧夹夹紧橡胶管，向长颈漏斗内加适量水，静长颈漏斗内加适量水，静置，若水面不下降，则装置，若水面不下降，则装置气密性良好。置气密性良好。KMnO4指出指出图中图中的错的错误：误：氧气的检验及验满氧气的检验及验满当大量气泡从瓶口冒出时，说当大量气泡从瓶口冒出时，说明该瓶内的氧气已满。明该瓶内的氧气已满。排水法：排水法：将带火星的木条放在将带火星的木条放在瓶口瓶口，若木条复燃，若木条复燃，说明该瓶内的氧气已满。说明该瓶内的氧气已满。向上排空气法：向上排空气法：1.检验：检验：用带火星（燃着）的木条伸入集用带火星（燃着）的木条伸入集气气瓶中瓶中，小木条复燃（燃得更旺），证，小木条复燃（燃得更旺），证明该气体是氧气。明该气体是氧气。2.验满：验满：氧化反应的比较：氧化反应剧烈氧化反应燃烧缓慢氧化反应爆炸自燃有限空间达到着火点（发热发光）（只发热不发光）相同点：相同点：都是氧化反应都是氧化反应 都放热都放热 不同点：燃烧发热又发光，缓慢氧化只发热不发光不同点：燃烧发热又发光，缓慢氧化只发热不发光燃烧与缓慢氧化的共同点和不同点是什么？燃烧与缓慢氧化的共同点和不同点是什么？考点考点6 6氧化反应氧化反应 概念：物质与氧的反应请用图示的方法表示化学反应、化合反应请用图示的方法表示化学反应、化合反应和氧化反应的关系：和氧化反应的关系：化学反应化学反应化合反应化合反应氧化反应氧化反应1234有有氧气氧气参加的参加的化合反应化合反应同时也是同时也是氧化反应氧化反应 在化学反应中能改变其他物质的化学反应在化学反应中能改变其他物质的化学反应的速率，而本身的质量和化学性质在反应前的速率，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叫催化剂（又叫触后都没有发生变化的物质叫催化剂（又叫触媒）。（媒）。（P39P39）“一变一变”：改变其他改变其他物质的化学反应速率物质的化学反应速率（改变（改变加快）加快）“两不变两不变”：本身的本身的质量和化学性质都没质量和化学性质都没有改变有改变催化作用催化作用 催化剂在化学反应中所起的作用催化剂在化学反应中所起的作用 考点考点7 7催化剂催化剂【注意注意】1.1.催化剂催化剂改变改变反应的速率，反应的速率，可能可能加快加快也可能也可能减慢减慢，但不能使一个不能发生的反应发生反应。但不能使一个不能发生的反应发生反应。2.2.催化剂在化变前后，催化剂在化变前后，质量质量、化学性质化学性质不变不变，物，物理性质有可能改变理性质有可能改变，如催化剂的形状改变。，如催化剂的形状改变。【注意注意】3.3.对于有催化剂参加的反应，若没有催化剂，对于有催化剂参加的反应，若没有催化剂，反应还是可以发生反应还是可以发生，只是速率不同，只是速率不同。4.4.催化剂不能决定反应的发生与否；催化剂不能决定反应的发生与否；催化剂只能改变反应的速率，催化剂只能改变反应的速率，不能增加不能增加 生成物的产量。生成物的产量。5.5.催化剂存在于具体反应中，不能说催化剂存在于具体反应中，不能说“二氧二氧化锰是催化剂化锰是催化剂”，应该说，应该说“二氧化锰在过氧化二氧化锰在过氧化氢制氧气的反应中作催化剂氢制氧气的反应中作催化剂”。思考：一个反应只能有一种催化剂吗？思考：一个反应只能有一种催化剂吗？答：答：不是不是。在。在过氧化氢过氧化氢制氧气的反应中，既制氧气的反应中，既可选择可选择二氧化锰二氧化锰做催化剂，也可选择做催化剂，也可选择硫酸铜硫酸铜溶液、溶液、氧化铁氧化铁等。等。当然不同催化剂的改变速当然不同催化剂的改变速率程度不同。率程度不同。1.（2012浙江杭州，浙江杭州，7题题3分）下列有关氧气分）下列有关氧气的叙述正确的是（的叙述正确的是（）A氧气能和大多数金属、有机物反应，所氧气能和大多数金属、有机物反应，所以氧气是一种很稳定的气体以氧气是一种很稳定的气体B铁在氧气中燃烧生成氧化铁铁在氧气中燃烧生成氧化铁Fe203C给氯酸钾加热，若不加二氧化锰就不产给氯酸钾加热，若不加二氧化锰就不产生氧气生氧气D课本上测定空气中氧气含量的实验中，课本上测定空气中氧气含量的实验中，若将红磷换成木炭实验会失败若将红磷换成木炭实验会失败D 典例剖析典例剖析2.（2012江苏淮安，江苏淮安，5题题2分）我省从今年分）我省从今年3月月30日起，统一发布日起，统一发布PM2.5检测数据。检测数据。PM2.5是是指大气中直径小于或等于指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，微米的颗粒物，它们直径小，富含大量有害物质，且在大气中它们直径小，富含大量有害物质，且在大气中停留时间长，对人体健康影响很大。下列情况停留时间长，对人体健康影响很大。下列情况不会增加空气中不会增加空气中PM2.5的是（的是（）A露天焚烧秸秆露天焚烧秸秆 B利用太阳能发电利用太阳能发电C汽车排放尾气汽车排放尾气 D直接用煤作燃料直接用煤作燃料B 典例剖析典例剖析3.（2012年江苏苏州，年江苏苏州，10题，题，2分）苏州博物分）苏州博物馆最近启用新购置的馆最近启用新购置的“真空充氮杀虫灭菌消毒真空充氮杀虫灭菌消毒机机”来处理和保护文物。即将文物置于该机器来处理和保护文物。即将文物置于该机器内，三天后氮气浓度可达内，三天后氮气浓度可达99.99%；再密闭三；再密闭三天左右，好氧菌、厌氧菌和丝状霉菌都被杀灭。天左右，好氧菌、厌氧菌和丝状霉菌都被杀灭。下列有关氮气说法错误的是（下列有关氮气说法错误的是（）A.通常状况下氮气易溶于水通常状况下氮气易溶于水 B.氮气不能供给呼吸氮气不能供给呼吸C.通常情况下氮气的化学性质不活泼通常情况下氮气的化学性质不活泼 D.高浓度氮气可抑制菌类的生长高浓度氮气可抑制菌类的生长A 典例剖析典例剖析4.（2012年甘肃兰州，年甘肃兰州，7题，题，1分）分）下列关于下列关于氧气的说法中正确的是（氧气的说法中正确的是（）A.氧气在低温、高压的条件下可以转化为液氧气在低温、高压的条件下可以转化为液体或者固体体或者固体B.氧气是植物光合作用的重要来源氧气是植物光合作用的重要来源C.氧气的化学性质比较活泼，是可燃物氧气的化学性质比较活泼，是可燃物D.因为氧气与氮气的密度不同，所以工业上因为氧气与氮气的密度不同，所以工业上用分离液态空气法制取氧气用分离液态空气法制取氧气A 典例剖析典例剖析5.（2012年山东济宁，年山东济宁，11题，题，1分）下列物质分）下列物质中含有氧分子的是（中含有氧分子的是（）A空气空气 B二氧化碳二氧化碳C纯净水纯净水 D高锰酸钾高锰酸钾A 典例剖析典例剖析6.（2013年湖北鄂州市，年湖北鄂州市，2题，题，2分）为了除分）为了除去灯泡中可能混入的微量氧气，有些白炽灯在去灯泡中可能混入的微量氧气，有些白炽灯在灯丝的支架上附着了少量的某种红色物质。该灯丝的支架上附着了少量的某种红色物质。该红色物质可能是（红色物质可能是（）A红色油漆红色油漆 B红磷红磷C氧化铁氧化铁 D高锰酸钾高锰酸钾B 典例剖析典例剖析7.（2012湖北黄石湖北黄石19题题,1分）加热高锰酸钾分）加热高锰酸钾制取氧气的操作中正确的是（制取氧气的操作中正确的是（）A固定装有高锰酸钾的试管时，试管口略向固定装有高锰酸钾的试管时，试管口略向上倾斜上倾斜B开始加热时，导管口出现气泡立即收集开始加热时，导管口出现气泡立即收集C加热试管时，先使酒精灯火焰在试管下方加热试管时，先使酒精灯火焰在试管下方来回移动来回移动D停止加热时，先熄灭酒精灯再将导管移出停止加热时，先熄灭酒精灯再将导管移出水面水面C 典例剖析典例剖析8.（2012年陕西省，年陕西省，11题，题，2分）氧气是与人分）氧气是与人类关系最密切的一种气体。下列与氧气有关的类关系最密切的一种气体。下列与氧气有关的说法正确的是（说法正确的是（）B 典例剖析典例剖析 9.林林做镁带在空气中燃烧实验时，发现生成的白色固体的林林做镁带在空气中燃烧实验时，发现生成的白色固体的质量小于参加反应的镁带和氧气的质量和。他在一本参考书上发质量小于参加反应的镁带和氧气的质量和。他在一本参考书上发现，镁居然能在氮气中燃烧！于是他做起了这个实验：将镁条点现，镁居然能在氮气中燃烧！于是他做起了这个实验：将镁条点燃后迅速伸入盛有氮气的集气瓶中，发现镁条剧烈燃烧，发出白燃后迅速伸入盛有氮气的集气瓶中，发现镁条剧烈燃烧，发出白光，放热，产生一种叫氮化镁（光，放热，产生一种叫氮化镁（Mg3N2）的粉末。）的粉末。（1）根据实验现象，写出该反应的化学方程式：根据实验现象，写出该反应的化学方程式：，属于属于 反应；反应；（2）在集气瓶底铺一层细沙的作用是）在集气瓶底铺一层细沙的作用是 ；（3）这个实验给你对过去某些知识的反思，这个实验给你对过去某些知识的反思，从而有些新的发现：从而有些新的发现：；。3Mg+N2 Mg3N2点燃点燃化合化合防止灼热的生成物溅落瓶底造成集气瓶炸裂防止灼热的生成物溅落瓶底造成集气瓶炸裂燃烧不一定必须有氧气参加燃烧不一定必须有氧气参加 支持燃烧的不一定是氧气支持燃烧的不一定是氧气 典例剖析典例剖析 10.10.（20122012年四川成都，年四川成都，1616题，题，8 8分）实验室制取氧分）实验室制取氧气，可供选择的实验装置如图所示。气，可供选择的实验装置如图所示。(1)(1)若用氯酸钾与二氧化锰加热制氧气，可选用若用氯酸钾与二氧化锰加热制氧气，可选用A A装置，装置，其中的玻璃仪器有其中的玻璃仪器有_ _ _ (填一种填一种)。反应的化学方程式是反应的化学方程式是_ 二氧化锰是反应的二氧化锰是反应的_。(2)(2)若用过氧化氢溶液和二氧化锰来制取氧气，应选择若用过氧化氢溶液和二氧化锰来制取氧气，应选择的气体发生装置是的气体发生装置是_(_(填装置号填装置号)，在加试剂之前的，在加试剂之前的操作是操作是_。(3)(3)若收集一瓶氧气，供硫粉在氧气中燃烧的实验使用，若收集一瓶氧气，供硫粉在氧气中燃烧的实验使用，最好选择气体收集装置中的最好选择气体收集装置中的_(_(填装置序号填装置序号)，理由是，理由是_。试管、酒精灯、导管试管、酒精灯、导管 2KClO3 2KCl+3O2MnO2催化剂催化剂 B 检查装置的气密性检查装置的气密性 E集气瓶底部要留少量水防止二氧化硫集气瓶底部要留少量水防止二氧化硫 污染空气污染空气 典例剖析典例剖析