2022-2023学年浙江八年级下学期科学同步讲义第1节空气与氧气(含详解).pdf
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1、第 1节 空 气 与 氧 气 0 目 标 导 航 课 程 标 准 课 标 解 读 1.知 道 空 气 的 主 要 成 分 以 及 各 主 要 成 分 在 空 气 中 所 占 的 体 积 分 数。2.了 解 空 气(氧 气、氮 气、稀 有 气 体 等)的 利 用,认 识 空 气 对 入 类 的 重 要 作 用。3.理 解 测 定 空 气 中 氧 气 含 量 的 实 验 原 理 和 用 途。4.初 步 学 习 实 验 室 制 取 氧 气 的 方 法,了 解 实 验 室 制 取 氧 气 的 仪 器 名 称、装 置 的 连 接、检 验 气 密 性 的 方 法、收 集 方 法 和 检 验 方 法。5.知
2、 道 氧 气 的 物 理 性 质 及 其 主 要 用 途,掌 握 氧 气 的 化 学 性 质,氧 气 与 物 质 反 应 的 条 件、现 象 及 特 征 等。6.了 解 化 合 反 应 和 分 解 反 应,能 正 确 判 断 两 种 反 应。解 读 1:知 道 空 气 的 主 要 成 分 及 空 气 中 氧 气 含 量 的 测 定 方 法 和 原 理,了 解 各 成 分 的 用 途,常 见 题 型 为 选 择 题 和 填 空 题,难 度 小。解 读 2:概 述 氧 气 的 主 要 物 理 性 质 及 化 学 性 质,氧 气 的 用 途 及 与 其 性 质 的 关 系,常 见 题 型 为 选 择
3、 题、填 空 题,难 度 较 小。解 读 3:会 判 断 分 解 反 应、化 合 反 应,知 道 氧 化 物 的 组 成,常 见 题 型 为 选 择 题、填 空 题。解 读 4:掌 握 氧 气 的 实 验 室 制 备 及 检 验 方 法,了 解 催 化 剂 的 概 念 及 催 化 作 用,常 见 题 型 为 选 择 题、填 空 题 及 解 答 题。册,知 识 精 讲 望 知 识 点 0 1 空 气 的 成 分(-)空 气 组 成 成 分 的 探 究(1)探 究 空 气 中 是 否 含 有 二 氧 化 碳 试 剂:澄 清 石 灰 水。实 验 装 置:如 图 所 示。实 验 现 象:澄 清 石 灰
4、 水 变,但 变 浑 浊 的 速 度 较 慢。结 论:空 气 中 含 有(2)探 究 空 气 中 是 否 含 有 氧 气 实 验 用 品:小 木 条。实 验 过 程:取 一 瓶 空 气 和 一 瓶 氧 气,将 一 根 小 木 条 先 后 插 入 两 个 集 气 瓶 中。实 验 现 象:燃 着 的 小 木 条 在 空 气 中,在 氧 气 中。结 论:空 气 中 含 有 氧 气,空 气 中 氧 气 的 浓 度 较 低。(3)探 究 空 气 中 是 否 含 有 水 蒸 气 试 剂:无 水 硫 酸 铜 粉 末。实 验 过 程:取 一 烧 杯,里 面 装 上 冰 块,烧 杯 上 放 一 个 装 有 无
5、水 硫 酸 铜 粉 末 的 表 面 皿。实 验 现 象:白 色 的 无 水 硫 酸 铜 粉 末 变 成。结 论:空 气 中 含 有 水 蒸 气。烧 杯 中 冰 块 的 作 用 是 使 无 水 硫 酸 铜 的 温 度 低 于 空 气 温 度,从 而 使 空 气 中 的 水 分 遇 冷 在 硫 酸 铜 表 面 液 化,进 而 使 无 水 硫 酸 铜 变 蓝。(二)空 气 的 组 成 成 分 成 分 体 积 分 数 氮 气 78%氧 气 21%其 他 1%(三)空 气 中 氧 气 含 量 的 测 定(1)测 定 原 理 在 一 个 密 闭 容 器 中,用 一 种 足 量 的 易 燃 物 质(如 红
6、磷 或 白 磷)与 容 器 中 的 氧 气 反 应,生 成 一 种 固 体,使 密 闭 容 器 内 压 强 减 小。在 大 气 压 的 作 用 下,水 被 压 入 密 团 容 器 中,被 压 入 的 水 的 体 积,即 为 空 气 中 氧 气 的 体 积。(2)实 验 装 置 先 在 集 气 瓶 内 加 入 少 量 水,(3)实 验 步 骤(易 燃 物 质 以 红 磷 为 例,下 同)将 集 气 瓶 内 水 面 上 的 容 积 分 成 并 做 上 记 号。连 接 装 置,并 检 查 装 置 的.用 止 水 夹 夹 紧 橡 皮 管,点 燃 红 磷,迅 速 伸 入 集 气 瓶 内,塞 紧 橡 皮
7、塞。待 红 磷 熄 灭 并 冷 却 至.,振 荡 集 气 瓶,打 开 止 水 夹。(4)实 验 现 象 红 磷 剧 烈 燃 烧,放 出 大 量 的 热,有 大 量.产 生;待 集 气 瓶 冷 却 后,打 开 止 水 夹,水 经 导 管 进 入 集 气 瓶,消 耗 的 气 体 跟 剩 下 的 气 体 的 体 积 比(5)实 验 结 论。(6)反 应 的 文 字 表 达 式(7)实 验 注 意 事 项 在 实 验 前,导 管 应 预 先 注 满 水,否 则 在 燃 烧 完 毕,装 置 冷 却 后 打 开 止 水 夹 时,进 入 的 水 会 有 一 部 分 留 在 导 管 中,使 得 进 入 集 气
8、 瓶 内 水 的 体 积 减 少,导 致 测 量 结 果 偏 小。实 验 过 程 中 要 确 保 装 置 的。如 果 气 密 性 不 好,当 集 气 瓶 内 氧 气 耗 尽 时,瓶 内 压 强 减 小,瓶 外 空 气 会 进 入 集 气 瓶 内,导 致 进 入 水 的 体 积 减 少,测 得 氧 气 的 体 积 分 数 偏 小。实 验 过 程 中 红 磷 应,燃 烧 时 才 能 完 全 消 耗 掉 瓶 内 空 气 中 的 氧 气.如 果 红 磷 的 量 不 足,则 不 能 把 集 气 瓶 内 空 气 中 的 氧 气 完 全 反 应 掉,导 致 测 得 空 气 中 氧 气 的 体 积 分 数 偏
9、 小。实 验 结 束 后,待 装 置 _才 能 打 开 止 水 夹,否 则 会 因 为 集 气 瓶 内 气 体 温 度 较 高,气 体 压 强 较 大,从 烧 杯 进 入 集 气 瓶 中 的 水 的 体 积 减 少,导 致 测 量 结 果 偏 小。可 用 来 反 应 的 物 质 必 须 是 o 不 能 采 用 硫、木 炭、铁 丝 等 物 质 代 替 红 璘 完 成 空 气 中 氧 气 含 量 测 定 的 实 验。硫 和 木 炭 燃 烧 后 的 生 成 物 分 别 为 二 氧 化 硫 和 二 氧 化 碳,均 为 气 体,这 些 气 体 的 体 积 会 弥 补 反 应 所 消 耗 的 氧 气 的
10、体 积,导 致 测 量 结 果 不 准 确;而 铁 丝 在 空 气 中 难 以 燃 烧,瓶 内 空 气 的 体 积 几 乎 不 会 变 化,因 而 集 气 瓶 内 的 水 面 几 乎 不 上 升。【能 力 拓 展】绿 色 植 物 的 光 合 作 用 吸 收 二 氧 化 碳、放 出 氧 气,燃 料 的 燃 烧、动 植 物 的 呼 吸 作 用 均 消 耗 氧 气、放 出 二 氧 化 碳,这 一 系 列 的 活 动 保 证 了 空 气 中 氧 气 和 二 氧 化 碳 含 量 的 相 对 稳 定。空 气 成 分 含 量 是 按 体 积 计 算 的,而 且 是 个 粗 略 值。空 气 是 混 合 物,相
11、 对 恒 定 的 成 分 是 氮 气、氧 气 以 及 稀 有 气 体,可 变 成 分 是 二 氧 化 碳 和 水 蒸 气,空 气 的 不 定 成 分 完 全 因 地 因 时 而 异,如 雨 天 空 气 中 水 蒸 气 含 量 变 大。另 外 空 气 中 还 含 有 极 微 量 的 氢 气、臭 氧、氮 的 氧 化 物、甲 烷 等 气 体,灰 尘 是 空 气 中 的 悬 浮 杂 质,或 多 或 少 存 在 于 空 气 中。对 空 气 成 分 的 研 究 作 出 重 大 贡 献 的 科 学 家 有 拉 瓦 锡(得 出 了 空 气 是 由 氮 气 和 氧 气 组 成 的,氧 气 约 占 空 气 体 积
12、 的 的 结 论)、舍 勒 和 拉 姆 塞(发 现 稀 有 气 体)。实 验 结 果 原 因 分 析 测 得 氧 气 减 少 的 体 积 小 于 1/5导 管 内 未 事 先 注 满 水 装 置 漏,1红 磷 量 不 足 未 冷 却 至 室 温 就 打 开 止 水 夹红 磷 中 含 有 燃 烧 时 产 生 不 溶 于 水 的 气 体 杂 质 测 得 氧 气 减 少 的 体 积 大 于 1/5点 燃 红 磷 后,塞 紧 瓶 塞 太 慢 实 验 开 始 时,没 有 夹 成 没 夹 紧 止 水 夹 情 性 襄 板 6 8 10 12 14 改 进 教 材 实 验 的 弱 点,使 实 验 结 果 更
13、精 确,使 实 验 更 环 保:如 这 些 装 置,图 可 以 通 过 凸 透 镜 聚 光 点 燃 集 气 瓶 内 的 白 磷,避 免 空 气 污 染;图 都 是 在 装 置 内 点 燃 红 磷 或 白 磷,且 容 器 有 精 确 的 刻 度,能 更 精 确 测 得 空 气 中 氧 气 的 体 积。(注:图 中,金 属 梯 由 不 活 泼 金 属 丝 制 成,在 凸 起 的 部 分 放 上 小 块 白 磷,依 靠 凸 透 镜 聚 光 加 热 使 得 白 磷 从 下 到 上 依 次 燃 烧,该 方 法 相 对 大 块 白 磷 的 优 点 是 缓 慢 燃 烧,能 充 分 消 耗 试 管 内 的 氧
14、 气)【即 学 即 练 1】(2021八 下 仙 居 期 末)某 校 兴 趣 小 组 同 学 将 课 本“测 定 空 气 中 氧 气 的 含 量”实 验 装 置(如 甲 图)改 进 为 新 的 实 验 装 置(如 乙 图),下 列 有 关 改 进 后 的 装 置 评 价 不 恰 当 的 是()0 2 4 6 a 101214A.在 密 闭 容 器 中 进 行,环 境 污 染 少 B.装 置 简 洁,操 作 简 单,节 约 药 品 C.实 验 中 活 塞 先 向 左 移,后 向 右 移 D.更 方 便 推 算 出 空 气 中 氧 气 的 含 量【即 学 即 练 2(2021八 下 丽 水 期 末
15、)为 探 究 空 气 中 氧 气 的 体 积 分 数,小 科 同 学 设 计 了 如 图 所 示 的 装 置,容 器 A.往 敞 口 容 器 A 中 加 水,使 容 器 B 的 液 面 至 15厘 米 处:将 过 量 的 臼 磷 平 铺 在 电 热 板 上,盖 紧 容 器 B 使 其 密 封:通 电 加 热,充 分 反 应 后,冷 却 到 原 来 的 温 度;调 节 A 的 高 度 使 容 器 A、B 中 的 液 面 相 平,记 录 液 面 刻 度。(1)写 出 容 器 B 中 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式;(2)实 验 结 束 时,装 置 B 中 的 液 面 最 接 近 的 刻 度
16、 是 _厘 米。;知 识 点 0 2 空 气 的 利 用 空 气 是 一 种 重 要 的 天 然 资 源,在 生 产 和 生 活 中 有 着 广 泛 的 用 途。(-)氧 气(1)性 质:通 常 情 况 下,氧 气 是 一 种。(2)用 途 供 给 o 常 用 于 医 疗、潜 水、登 山 等 方 面。支 持。常 用 于 富 氧 炼 钢、焊 接 与 切 割 金 属、液 氧 炸 药 等 方 面。(二)氮 气(1)性 质:通 常 情 况 下,氮 气 是;不 支 持 燃 烧,也 不 能 供 给 呼 吸。用 途 做 保 护 气。灯 泡 中 充 氮 气 可 延 长 使 用 寿 命。做 食 品 保 鲜 剂。
17、食 品 包 装 时 充 氮 气 可 以 防 腐、保 鲜。做 制 造 化 肥、炸 药 的 重 要 原 料。做 冷 冻 剂。由 于 液 氮 在 汽 化 时 吸 收 大 量 的 热,因 此,液 氮 可 以 做 冷 冻 剂,医 疗 上 常 用 液 氮 冷 冻 麻 醉 或 冷 藏 入 体 细 胞 组 织 等。(三)稀 有 气 体(1)稀 有 气 体 是 氮、须、氧、氟、放 等 气 体 的 总 称,是 混 合 物。(2)性 质:无 色、无 味 的 气 体,难 溶 于 水,化 学 性 质。(3)用 途:常 用 作 保 护 气;做 电 光 源(因 为 稀 有 气 体 通 电 能 发 出 不 同 颜 色 的 光
18、);用 于 激 光 技 术;制 造 低 温 环 境(氨 气);用 于 医 疗 麻 醉(领 气)等。【能 力 拓 展】过 去 人 们 认 为 稀 有 气 体 不 与 其 他 任 何 物 质 发 生 化 学 反 应,把 它 们 叫 做 情 性 气 体,但 是 随 着 科 学 技 术 的 发 展,已 经 发 现 有 些 稀 有 气 体 在 一 定 条 件 下 也 能 与 某 些 物 质 发 生 化 学 反 应,生 成 其 他 物 质。【即 学 即 练 3】下 列 有 关 物 质 的 性 质 及 相 关 用 途 的 叙 述 中,正 确 的 是()氧 气 易 溶 于 水,使 得 鱼 能 在 水 中 生
19、存 氮 气 的 化 学 性 质 不 活 泼,可 用 作 粮 食 和 食 品 仓 库 的 保 护 气 氧 气 能 支 持 燃 烧,所 以 可 用 作 火 箭 的 高 能 燃 料 由 于 稀 有 气 体 有 惰 性,所 以 常 用 作 保 护 气 A.B.C.D.(即 学 即 练 4 下 列 关 于 氮 气 的 说 法 错 误 的 是()A.氮 气 在 食 品 贮 存 时 可 用 作 保 护 气 B.制 作 氮 肥,作 为 促 进 农 作 物 生 长 的 肥 料 C.常 温 下 氮 气 的 化 学 性 质 不 活 泼,很 难 与 其 他 物 质 发 生 反 应 D.常 温 下 氮 气 可 以 支
20、持 燃 烧*,知 识 点 0 3 氧 气 的 性 质(-)氧 气 的 物 理 性 质(1)颜 色 和 气 味:通 常 状 况 下 为 的 气 体。(2)密 度:比 空 气 密 度(标 准 状 况 下 氧 气 的 密 度 为 1.429克 1升,而 空 气 的 密 度 为 1.293克 1升)。(3)溶 解 性:溶 解 于 水(常 温 下 1 升 水 中 大 约 能 溶 解 30毫 升 的 氧 气,这 些 氧 气 是 水 生 生 物 得 以 生 存 的 必 要 条 件 之 一)。(4)氧 气 的 三 态 变 化:氧 气 淡 蓝 色 液 体 力 眈 皿 础,蓝 色 雪 花 状 固 体【说 明】(1
21、)观 察 氧 气 的 颜 色 时,可 以 在 集 气 瓶 后 放 上 一 张 白 纸,这 样 便 于。(2)闻 气 味 的 正 确 方 法:用 手 轻 轻 地 在 瓶 口 扇 动,使 极 少 量 氧 气 飘 进 鼻 孔,闻 一 闻 氧 气 的 气 味,发 现 氧 气 是 一 种 没 有 气 味 的 气 体。(-)氧 气 的 化 学 性 质(1)氧 气 的 化 学 性 质 比 较 活 泼,在 一 定 条 件 下 可 与 许 多 物 质 发 生 化 学 反 应,同 时 释 放 出 热 量。在 化 学 反 应 中,氧 气 提 供 氧,是 一 种 常 用 的 氧 化 剂。(2)一 些 物 质 与 氧
22、气 发 生 化 学 反 应 的 现 象、反 应 表 达 式 及 注 意 事 项 如 下 所 示:反 应 现 象 反 应 表 达 式 注 意 事 项 物 质(颜 色、状 态)木 炭(灰 黑 色 固 体)在 空 气 中 持 续 红 热 在 氧 气 中 发 出 白 光 碳+氧 气 逊 二 氧 化 碳 C 02 C02盛 有 灰 黑 色 木 炭 的 燃 烧 匙 应 由 上 而 下 慢 慢 伸 入 瓶 中在 化 学 反 应 中 原 子 发 生 了 重 新 组 合,生 成 物 中 的 原 子 组 合 形 式 与 反 应 物 中 不 同 放 出 热 量 生 成 气 体 能 使 澄 清 石 灰 水 变 浑 浊
23、 硫(淡 黄 色 固 体)在 空 气 中 发 出 淡 蓝 色 火 焰 在 氧 气 中 发 出 蓝 紫 色 火 焰 放 出 热 量 生 成 有 刺 激 性 气 味 的 气 体 硫+氧 气 烟 二 氧 化 硫 S S02 硫 的 用 量 不 能 过 多 瓶 内 装 少 量 水,目 的 是 吸 收 生 成 的 二 氧 化 硫,防 止 对 空 气 造 成 污 染 红 磷(暗 红 色 固 体)有 浓 厚 的 白 烟 放 出 热 量 在 氧 气 中 发 出 白 光 磷+氧 气 逊 五 氧 化 二 磷 P P 2 O 5此 反 应 生 成 的 是 P A 固 体 小 颗 粒,现 象 应 描 述 为 白 烟,
24、而 不 是 白 雾(指 小 液 滴)光 亮 铁 丝(银 白 色 固 体)在 空 气 中 持 续 红 热:在 氧 气 中 燃 烧 剧 烈 燃 烧 火 星 四 射 放 出 大 量 的 热 生 成 黑 色 固 体 铁+氧 气 鲤 氧 化 三 铁 Fe 02 F.O3预 先 在 瓶 底 留 少 量 水 或 铺 一 层 细 沙 的 目 的 是 防 止 高 温 熔 融 的 溅 落 物 炸 裂 集 气 瓶 瓶 底(三)氧 化 物(1)定 义:由 两 种 元 素 组 成,其 中 一 种 元 素 是 氧 元 素 的 化 合 物。常 见 的 氧 化 物:水(40)、二 氧 化 碳(co。、二 氧 化 硫(SOD和
25、 五 氧 化 二 磷(BOO等。(3)氧 化 物 的 一 般 分 类:金 属 氧 化 物(另 一 种 组 成 元 素 为 金 属 元 素 的 氧 化 物,如 FeO、CuO、CaO和 A 1Q等)和 非 金 属 氧 化 物(另 一 种 组 成 元 素 为 非 金 属 元 素 的 氧 化 物,如 HQ、SiO八 CO和 BOs等)。注 意:含 有 两 种 元 素,其 中 一 种 元 素 为 氧 元 素 的 物 质 不 一 定 都 是 氧 化 物,如 在 密 闭 容 器 内 含 有 氧 气 和 金 属 铜 的 混 合 物 就 不 属 于 氧 化 物。含 氧 化 合 物 指 的 是 含 氧 元 素
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- 2022 2023 学年 浙江 年级 下学 科学 同步 讲义 空气 氧气 详解
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