人教版:初三上学期 - 第二章 我们周围的空气
人教版:初三上学期 - 第二章 我们周围的空气
第二单元 我们周围的空气
课题1 空气
1.空气成分
①法国化学家拉瓦锡通过实验得出结论:空气主要是由氮气和氧气组成,其中氧气约占1/5。
②空气的主要成分和组成:
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% |
③测定空气中氧气的含量
(1)实验原理:红磷燃烧,消耗瓶内氧气,瓶内压强减小,水进入集气瓶。
文字表达式:磷 + 氧气 五氧化二磷
(2)实验现象:
①红磷燃烧时产生大量白烟;
②烧杯中的水沿导管进入集气瓶里,集气瓶内水面上升了约1/5体积。
(3)实验结论:O2约占空气体积的1/5,可支持燃烧;
(4)实验注意事项:
A、装置不能漏气;
B、集气瓶中预先要加入少量水;
C、红磷要过量;
D、待红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹。
(5)实验探究:
①液面上升小于1/5原因:A、红磷量不足,使瓶内氧气未耗尽;B、瓶塞未塞紧,是外界空气进入瓶内;C、未冷却至室温就打开止水夹,使进入瓶内水的体积减少;D、导管内未事先充满水。
②液面上升大于1/5的原因:A、弹簧夹没有加紧;B、红磷升入瓶中的速度太慢。
③ 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:木炭、硫粉燃烧产生的分别是二氧化碳气体和二氧化硫气体,集气瓶内气体压强没有明显变化,不能很好地测出氧气的体积。
(6)推论:氮气不能燃烧,也不支持燃烧,不溶于水。
2. 混合物和纯净物
(1)纯净物:只由一种物质组成。如氮气、氧气、二氧化碳等。可用专门的化学符号表示
(2)混合物:由两种或多种物质混合而成的物质。如空气、海水是混合物。
(3)常考的纯净物与混合物
①纯净物:冰水混合物、干冰、蒸馏水、五氧化二磷等具体的物质······
②混合物:空气、自来水、矿泉水、海水、石灰石、石灰水、所有的溶液····
3. 空气是一种宝贵的资源
成分 | 主要性质 | 主要用途 |
氧气 | 化学性质:供给呼吸、支持燃烧 物理性质:无色无味的气体,不易溶于水,密度比空气略大 | 潜水、医疗急救、炼钢、气焊以及登山和宇宙航行等 |
氮气 | 化学性质:化学性质不活泼 物理性质:无色无味的气体,难溶于水,密度比空气略小 | 根据化学性质不活泼常用作保护气;医疗上用作冷冻麻醉;制硝酸和化肥的重要原料等 |
稀有气体 | 化学性质:很不活泼(惰性) 物理性质:无色无味的气体,通电时能发出不同颜色的光 | 利用惰性作保护气;用于航标灯、闪光灯、霓虹灯的电源;用于激光技术,制造低温环境等 |
4.保护空气
1.空气中的有害物质:有害气体:一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮,烟尘(可吸入颗粒物)
2、三大环境问题:温室效应、酸雨、臭氧层空洞。
3、空气污染的危害:损害人体健康,影响作物生长,破坏生态平衡,臭氧层破坏和酸雨等。
4、保护空气的措施:加强大气质量监测,改善环境状况,使用清洁能源,积极植树造林、种草等。
5、城市空气质量日报、预报:根据我国空气污染的特点和污染防治重点,目前计入空气污染指数的项目暂定为:二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物和臭氧等5种。空气质量级别越高,空气污染越严重。
6、酸雨的危害:腐蚀建筑物、雕塑;使土壤、水质酸化,使植物生长不良;危害人体健康等。
课题2 氧气
1.物理性质:通常状况下是无色、无味的气体,不易溶于水,密度比空气略大。在压强为101kpa时,氧气在-183℃时变为淡蓝色液体,在-218℃时变为淡蓝色雪花状固体。
2. 化学性质:氧气是一种化学性质较活泼的气体,在一定条件下可与许多物质发生化学反应,同时放出热量。
(1)氧气的助燃性
带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。
(2)物质在空气和氧气中的燃烧现象的比较
物质 | 反应现象(在O2中燃烧) | 化学方程式 | 注意 |
木炭 | ⒈发出白光 ⒉放出热量 |
C + O2=== CO2 | 盛有木炭的燃烧匙应由上而下慢慢伸入瓶中 |
硫 | ⒈发出蓝紫色火焰(在空气中燃烧发出淡蓝色火焰) ⒉生成有刺激性气味的气体 ⒊放出热量 |
S + O2=== SO2 | 硫的用量不能过多,防止空气造成污染 (集气瓶中先装点水溶解二氧化硫,减少对人体伤害和空气的污染) |
红磷 (暗红) | ⒈产生大量白烟 ⒉生成白色固体 ⒊放出热量 |
4P + 5O2=== 2P2O5 | 此反应生成的P2O5为白色固体,现象应描述为白烟 |
铝(银白色固体) | ⒈剧烈燃烧,发出耀眼的白光 ⒉生成白色固体 ⒊放出大量的热量 |
4Al+ 3O2 ===2Al2O3 | ⒈铝非常薄 ⒉预先放少量水或沙,防止生成物溅落瓶底,炸裂瓶底⒊铝在空气中不能燃烧 |
镁条 | ⒈发出耀眼的白光 ⒉生成白色固体 ⒊放出大量的热量 |
2Mg + O2=== 2MgO | |
铁丝 | ⒈剧烈燃烧,火星四射 ⒉生成黑色固体 ⒊放出大量的热量 |
3Fe+ 2O2====Fe3O4 | ⒈预先放少量水或沙,防止生成物溅落瓶底,炸裂瓶底 ⒉铁丝在空气中不能燃烧 |
石蜡 | 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 |
H2和O2的现象是:发出淡蓝色的火焰。
CO和O2的现象是:发出蓝色的火焰。
CH4和O2的现象是:发出明亮的蓝色火焰。
(3)氧气的化学性质比较活泼,能与多种物质发生化学反应,具有氧化性。
3.化合反应、氧化反应、缓慢氧化
(1)化合反应:由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应。它属于基本反应类型。
(2)氧化反应:物质跟氧发生的反应。它不属于基本反应类型。(“氧”指氧元素,不仅指“氧气”,“氧气”属于“氧”的一部分 ;‚氧化反应不一定有氧气参与,但有氧气参与的反应一定是氧化反应 ;③氧气在氧化反应中提供氧,具有氧化性)
(3)化合反应与氧化反应的关系:化合反应不一定是氧化反应,氧化反应也不一定是化合反应。有氧气参加的化合反应,同时也一定是一个氧化反应。
(4)缓慢氧化:有些氧化反应进行得很慢,不容易被察觉,这种氧化反应叫做缓慢氧化。通常无发光现象,但会放出热量。如:动植物呼吸、食物的腐败、酒和醋的酿造等。
(5) 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
共同点:①都是氧化反应 ②都放热
课题3 制取氧气
1. 实验室制取氧气
过氧化氢制取氧气 | 氯酸钾制取氧气 | 高锰酸钾制取氧气 | ||
反应原理 | 过氧化氢 ——→ 水+氧气 | 氯酸钾——→ 氯化钾+氧气 | 高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 | |
试剂状态 | 固态、液态 | 固态 | 固态 | |
反应条件 | 常温下 二氧化锰作催化剂 | 加热条件下 二氧化锰作催化剂 | 加热 |
反应装置:
(1)加热高锰酸钾(加热氯酸钾)和二氧化锰混合物所用的装置
(2)二氧化锰催化分解过氧化氢所用的装置
(1)用氯酸钾与二氧化锰混合加热制氧气装置,操作与用高锰酸钾制氧气,并用排水法收集相同,只是管口不用棉花。
(2)气体收集装置
排水法
除了氧气,对于其他难溶于水,不与水反应的气体都可以用此法收集。
排空法
除了氧气,对于其他不与空气反应,且与空气密度相差较大的气体都可用此法收集。
气体密度比空气大的用向上排空法,如氧气。
气体密度比空气小的,用向下排空法,如氢气。
用向上排空法收集氧气时,将带火星的木条放在集气瓶口,如果木条复燃,说明氧气已收集满。
(3)收集满氧气的集气瓶用玻璃片盖上正放在桌上。
2. 高锰酸钾制取氧气的步骤及注意事项
步骤 | 注意事项 |
(1)查:检查装置的气密性 | 方法:连接仪器,把导管一端浸入水里,两手紧握试管外壁,如果导管口有气泡冒出,则装置的气密性良好。 |
(2)装:将药品装入试管 | 试管口要放一团棉花,防止加热时,高锰酸钾粉末进入导管中,堵塞导管 |
(3)定:将试管固定在铁架台上 | 铁夹夹在离试管口约1/3处。试管口要略向下倾斜,防止冷凝水流到试管底部,使试管炸裂。 |
(4)点:先预热,后对药品加热 | 先预热,再固定加热 |
(5)收:收集氧气 | 待导管口有连续、均匀的气泡冒出时用排水法进行收集,收集满的集气瓶瓶口应盖上玻璃片,正放在桌上 |
(6)离:收集完毕,将导管撤离水槽 (7)熄:熄灭酒精灯 | 实验结束时,应先将将导管移出水槽,最后熄灭酒精灯 目的:防止水槽中的水倒吸入试管使试管炸裂 |
3. 检验所收集的气体的方法:
把带火星的木条伸入集气瓶内,如果木条复燃,说明瓶内的气体是氧气
二氧化碳:澄清的石灰水
氢气:将气体点燃,用干冷的烧杯罩在火焰上方;或者,先通过灼热的氧化铜,再通过无水硫酸铜
4. 验满方法:
①用向上排空气法收集时:用带火星的木条放在集气瓶口,如果木条复燃,说明瓶内的氧气已满;
②用排水法收集时:当气泡从瓶口冒出时,说明瓶内的氧气已满。
5. 氧气的工业制法
分离液态空气 ,是物理变化
6、(1)催化剂:一变二不变
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反应前后都不发生变化的物质。催化剂起催化作用 。
说明:(1)改变化学反应速率,包括加快和减慢;(2)二氧化锰不是过氧化氢溶液分解的专属催化剂,还有其他;(3)不会使产物的质量增加和减少。
(2)催化作用:催化剂在化学反应中所起的作用。
7、分解反应
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。“一变多”。属于基本反应类型。
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