沪教版化学第一轮复习第二讲空气和氧气第二章部分内容

-1-第二讲：空气和氧气知识点梳理：一、有多种物质组成的空气（一）、空气中氧气含量的测定：（1）测量原理：通常利用物质在空气中燃烧消耗氧气，但不生成新的气体的原理，根据密闭容器中水的体积推算出空气中氧气的含量（2）测量装置：如右图（3）实验现象：①黄光，放热，大量的白烟生成。②冷却后，打开止水夹进入C装置约1/5的水。若测得水面上升（4）结论：空气中氧气约占空气总体积的1/5（5）小于1/5体积的原因可能是：①红磷的量不足②装置不严密③没有冷却到室温。（二）、法国化学家拉瓦锡提出了空气主要是由氧气和氮气组成的。(三)、空气的成分以氮气和氧气为主，属于混合物。空气的成分按体积分数计算，各物质在空气中占的体积比为：氮气78%，氧气21%，稀有气体0.94%，二氧化碳0.03%，水蒸气和杂质0.03%。（四）、氮气和稀有气体：（1）氮气的性质及其用途：氮气的化学性质比较稳定，液氮用于医疗手术；用作灯泡填充气；用于制氮肥；用作粮食瓜果的保护气。（2）稀有气体用途：稀有气体的性质比氮气还要稳定，制造稀有气体放电管；用于填充氦气球；作焊接金属的保护气；用于制造霓虹灯。(五）、排放到大气中的有害物质，大致可分为有害气体和烟尘两类，气体污染物较多是一氧化碳、二氧化硫、二氧化碳，这些气体主要来自化石燃料的燃烧和工厂的废气。几种气体污染物的来源：空气污染物来源二氧化硫煤、石油等燃料的燃烧，生产硫酸等工厂排放的废气一氧化碳化石燃料等不完全燃烧氮氧化物机动车辆等排放的废气可吸入颗粒物地面扬尘、燃煤排放的粉尘等防治措施：加强空气质量监测；研制和开发洁净能源；采用化学方法处理工业生产中产生的ABC-2-有害气体；在汽车上安装尾气净化装置，将有害气体转化为无害气体。二、性质活泼的氧气1.氧气的物理性质：氧气是无色无味的气体，密度比空气大，不易溶于水，液氧和固态的氧是淡蓝色的，固态的氧是淡蓝色的雪花状的固体。（判断气体的密度大小，主要看它的相对分子质量，空气的相对分子质量约为29，氧气相对分子质量为32，所以密度大于空气；而一氧化碳相对分子质量为28，所以密度小于空气，但差距很小，不能用向下排空气法，应用排水法。）2.氧气的用途：支持燃烧和供给呼吸。3.化学性质：氧气是一种比较活泼的气体，具有氧化性和助燃性，是一种常用的氧化剂。①（黑色）C和O2反应的现象：在氧气中比在空气中更旺，发出白光。生成的气体能使澄清的石灰水变浑浊。反映方程式：C+O2点燃CO2②（黄色）S和O2反应的现象：在空气中淡蓝色火焰，在氧气中蓝紫色的火焰，生成有刺激性气味的气体。反映方程式：S+O2点燃SO2③（银白色）Mg和O2反应的现象是：发出耀眼的白光，放出热量，生成白色粉末状的固体。（用于照明弹等）反应方程式：2Mg+O2点燃MgO2④（银白色）Fe和O2反应的现象是：剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固态。注意点：预先放入少量水或一层沙，防止铁的融化物温度过高而炸裂集气瓶。反应方程式：3Fe+2O2点燃Fe3O44.氧气的制取：（1）工业上制O2的方法是：分离液态空气法（物理变化）原理：利用N2、O2的沸点不同，N2先被蒸发，余下的是液氧（贮存在天蓝色的钢瓶中）。-3-（2）实验室制O2的方法是：（1）药品：双氧水和二氧化锰。原理：2H2O2二氧化锰2H2O+O2↑装置图：右图步骤：①检查装置的气密性②装药品③收集氧气。收集方法：排水法和向上排空气法验满方法：带火星的木条平放在瓶口，木条复燃，证明满了。验证方法：带火星的木条插入集气瓶中，木条复燃，证明是氧气。注意事项：（1）导管进入橡皮塞少许；（2）不需要加热（2）药品：加热高锰酸钾。原理：2KMnO4MnO2△K2MnO4+MnO2+O2↑实验装置图：右图步骤：检密→装药→加热→收集→移管→熄灯收集方法：排水法和向上排空气法验满方法：带火星的木条平放在瓶口，木条复燃，证明满了。验证方法：带火星的木条插入集气瓶中，木条复燃，证明是氧气。注意事项：（1）导管进入橡皮塞少许；（2）试管口有一团棉花。（3）试管口应略向下倾斜（4）铁夹夹在试管的中上部（5）用外焰加热（6）酒精不能超过酒精灯容积的2/3.（7）用向上排空气法时，导管伸到集气瓶的底部。（三）、混合物和纯净物1.纯净物：只由一种物质组成，如氮气（N2），二氧化碳（CO2）等都为纯净物2.混合物：有两种或者两种以上的物质混合而成。如空气是由氮气，氧气，二氧化碳等气体组成，故空气为混合物除尘净化低温加压液态空气蒸发气体：氮气液体：液氧除二氧化碳、水蒸汽空气-4-二、重难点突破1.空气中氧气含量的测定例某同学为测定空气的组成设计实验如下：问题：（1）将上表填写完整（2）如果进入的水不到1/5，指出可能的原因？思路分析：此题是通过实验来验证空气成分实验设计，解题的关键是要清楚实验中产生的现象、反应物、生成物的性质，然后根据现象分析得出结论。解此题时应明确：（1）C瓶中反应前是充满空气的。（2）固体红磷燃烧消耗了C瓶中的氧气，生成五氧化二磷固体，使C瓶内压强减小。打开止水夹后，在大气压作用下，水进入C瓶的体积约等于消耗掉的氧气体积。如果进入到C装置的水应该是1/5，如果小于这个数，可能是①红磷的量不足，导致C装置中的氧气没有完全耗尽②装置不严密，内外压强差不足以导致水进入为1/5③没有冷却到室温，内外压强差不足以导致水进入为1/5答案：(1).烟，4P+5O2点燃2P2O51/51/5(2)①红磷的量不足②装置不严密③没有冷却到室温练习：小伟同学在探究空气组成实验时做了下面的实验，在注射器内放入石棉并在上面放一块白磷（常温下白磷可以自燃），然后，把注射器活塞推至如图所示位置，再把注射器的注入端密封，放在盛有热水的烧杯上进行实验试回答：（1）实验过程中可观察到的现象_______（2）此实验可以得出的结论是_______答案：（1）活塞到达4处（2）氧气约占空气体积的1/5.2.氧气的制法和性质例：小红和小芳两位同学利用下图所示装置在实验室制取O2，并对它们的有关性质进行研究，实验步骤实验现象结论1.将A中的红磷点燃放入C中红磷燃烧产生白P+O22.反应停止后打开止水夹水进入集气瓶约占空气中氧气的体积约占ABC-5-请回答下列问题。AB（1）小红同学用KMnO4固体制取O2，应选用上图中的___________装置（填编号），该反应的化学方程式为________________________________；当O2收集满并取出集气瓶后，停止该实验的正确操作方法是___________________，目的是。（2）写出用A制取氧气的现象，化学方程式。（3）小芳同学用A装置制取了一瓶无色无味纯净的氧气,试用最简便．．．的方法验证他把制取的气体_____________________。思路分析：实验室中气体制取装置选择的依据是：根据反应物的状态和反应条件来选择发生装置；根据产生气体的性质选择收集装置。本题既考查了氧气的性质和制法，又考查了注意事项和验证方法。既达到了巩固重点知识的目的，又能培养分析能力和语言表达能力。答案：①B2KMnO4△K2MnO4+MnO2+O2↑先把导气管移出水面，再熄灭酒精灯防止水倒流而炸裂试管②有大量气泡冒出；2H2O二氧化锰2H2O+O2↑③用带火焰的木条伸入集气瓶中，若木条燃烧更旺为O2练习：1.根据下列实验装置图，回答问题：ABCDE（1）写出标有序号的仪器名称：①_____________，②____________；①②ABCD-6-（2）在实验室中用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气时，其中二氧化锰起______作用，发生反应的化学方程式为_____________________________________________；（3）应选择的收集装置是。2.在下列变化中：A..木炭在氧气中燃烧，B.红磷在氧气中燃烧，C.铁丝在氧气中燃烧，D.镁带在氧气中燃烧，E蜡烛在氧气中燃烧F.加热水。(1)有火焰产生的是__________；(2)有水雾产生的是_____________；(3)有白烟产生的是_______；(4)有白光产生的_______；(5)属于氧化反应的______；答案：1.（1）试管长颈漏斗（2）催化2H2O2===2H2O+O2↑（3）C或E2.（1）E（2）EF（3）BD（4）ABCD（5）ABCDE3.混合物和纯净物例1.生活中的下列物质属于纯净物的是：（）A.食品袋内防腐的氮气B.食醋C.碳酸饮料D.矿泉水解析：食醋，碳酸饮料，矿泉水均属于溶液，除了含有水之外还分别含有醋酸，碳酸，和矿物质等。均属于混合物。答案：A练习：1.下列物质中属于纯净物的是：（）A.空气B.粗盐C.生铁D.纯碱2.石油没有固定的沸点，炼油厂根据石油中各成分的沸点不同将其分离开来，得到汽油，柴油等，由此推断石油属于（）A.化合物B.混合物C.纯净物D.单质答案：1.D2.B综合训练一．选择题1．下列属于氧气的化学性质的是（）A．颜色、状态B．硬度、密度C．溶解性D．可燃性、氧化性2.能支持燃烧的气体是（）A．氮气B．氧气C．二氧化碳D．氦气3．加热高锰酸钾制取氧气试管中剩余的固体物质是（）A．一种B．三种C．两种D．无法确定-7-4．下列物质中不含有氧气的是（）A．空气B．高锰酸钾C．贮存在钢瓶中的液氧D．河水5．在用向上排气法收集氧气时，检验氧气是否收集满了，应将带火星的木条（）A．放到集气瓶口部B．伸到集气瓶的上部C．伸到集气瓶的底部D．伸到集气瓶中部6．铁不能在空气中燃烧是因为（）A．空气温度低B．空气里氧气含量低C．空气使铁冷却D．空气中含有水蒸气7.有关实验室用燃烧红磷的方法测定空气中氧气的体积分数的说法错误的是(）A．红磷作反应物是因为它是固体B．实验室是利用化学反应后装置的内外压力差，造成水位上升并以此确定氧气的含量C．红磷必须过量D.该实验还可以证明空气中的其他气体不与红磷反应8．下列物质中属于纯净物的是（）A．洁净的空气B．糖水C．红磷D．海水9.人们制取氧气的方法非常多，如分离空气、电解水、加热高锰酸钾或氯酸钾等，椐此你认为下列有关说法错误的是（）A．要得到纯净的氧气必须具备一定的条件B．上述制取氧气的方法实质都是氧化反应C．制取氧气可以用物理方法、化学方法D．制取氧气的原料可以是固体、液体、气体10.下列有关氧气的用途是利用氧气的物理性质的是（）A．制造氮肥B．合成燃料C．制造炸药D．充入灯泡二、填空题11．氧气的用途有主要两个方面：（1）_______（2）_。12．实验室制取的某气体既能用排水法收集，又能用向上排空气法收集，该气体应具备的物理性质是13．实验室制取氧气与工业制取氧气的本质区别是实验室用双氧水制取氧气反应的化学方程式是14．甲烷在常温下是一种极难溶于水的气体，它的密度比空气小，现要收集甲烷可采用的方法是或。15．木炭在氧气中燃烧的现象是。三、实验题16．下图是实验室里用加热高锰酸钾的方法制取氧气的实验装置图。-8-(1)①②③④⑤(2)用一团棉花放在靠近试管口的地方，目的(3)将导管口伸入盛满水的标号为⑤的瓶里，开始收集氧气的适宜时刻是(4)待瓶内的水排完，用玻璃片在水面下盖住瓶口，把集气瓶移出水面后放置在实验桌面上，放置的方法是原因是（5）停止加热时先把导气管移出水面，然后再熄灭酒精灯其原因是参考答案：一1D2B3C4B5A6B7C8C9B10D二11.（1）供给呼吸（2）支持燃烧12、难溶于水、密度比空气大且不与空气反应13、实验室制取氧气是化学变化，工业制取氧气是物理变化、2H2O二氧化锰2H2O+O2↑；14、排水法；向下排空气法15、产生白光、放出热量、生成的气体能使澄清石灰水变浑浊三16、（1）①试管②酒精灯③铁架台④导管⑤集气瓶（2）防止实验过程中固体粉尘进入导气管（3）伸入水中的导气管口处气泡连续且均匀地冒出（4）正放在桌上、相同条件下氧气密度比空气大（5）防止试管温度降低，气压减小，水被吸入试管中炸裂试管。