空气和氧气教师版.doc
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1、第二讲 空气及氧气知识互联网 知识点一:空气的组成思路导航内容一:空气中各成分的性质、用途1.空气是由多种成分组成的,各成分保持各自的性质,体积分数相对固定不变。气体成分体积比%性质用途氮气78化学性质稳定,在一般条件下不与其他物质反应电焊的保护气,食品袋中的防腐气,医疗上做冷冻剂(液氮)氧气21无色无味的气体,不易溶于水,在压强为101kpa,-183时变为淡蓝色液体,在-218时变为雪花状的淡蓝色固体,化学性质活泼供人和动物呼吸,炼钢、气焊稀有气体(氦、氖、 氩等)0.94化学性质稳定,不易与其他物质反应,故还曾被称为惰性气体,通电时会发出不同颜色的光在工业生产上做保护气,充制霓虹灯,应用
2、于激光技术。氦气密度小,用作填充探空气球二氧化碳0.03参与植物的光合作用作温室气肥其他气体杂质(包括水蒸气)0.03能使空气保持一定的湿度雨水形成,保持地球上的水循环纯净物混合物概念由一种物质组成由两种或两种以上的物质组成特征有固定不变的组成没有一定的组成有一定的物理性质和化学性质没有固定的性质,它们各自保持原来的性质关系 混合物是由两种或多种纯净物组成的2. 混合物和纯净物内容二:空气中氧气含量的测定装置设计实验操作反应原理评价一:拉瓦锡装置把银白色的液态汞(水银)放在如图所示的装置中,连续加热12天,发现部分汞变成红色粉末,汞槽里的水银上升钟罩空间的1/5后便不再上升Hg+O2HgO H
3、gO Hg+O2汞有毒二:钟罩装置把红磷点燃立即伸入如图所示的装置中,塞紧橡皮塞,当温度降至室温时,水槽里的水上升至钟罩空间的1/5后,不再上升点燃 PO2 P2O5现象明显,适用于演示实验三:集气瓶装置把红磷点燃立即伸入如图所示的装置中,塞紧橡皮塞,待温度降至室温时,打开止水夹,烧杯中的水进入集气瓶中,当水占据集气瓶空间的1/5后,水不再进入集气瓶点燃PO2 P2O5装置较小,适宜于学生实验四:注射器装置反应前记下两注射器中空气的体积数,加热反应后,将剩余气推入某一注射器中,记下气体的体积数,体积差正好是原空气的1/5CuO2 CuO操作方便、准确率高实验讨论:(1)不能用木炭、硫粉代替红磷
4、燃烧做上述实验,原因是木炭和硫粉燃烧会产生气体,集气瓶内气体压强基本没有变,不能测出氧气的体积。然而硫粉燃烧产生的气体易被氢氧化钠溶液吸收,所以若用氢氧化钠浓溶液代替水时,可用硫粉代替红磷做该实验,但木炭燃烧产生的气体仅有部分可被吸收,因此不可以用木炭代替红磷做该实验。(2)进入瓶中水的体积一般小于瓶内空间的的可能原因是:a红磷量不足,使瓶内氧气未耗尽;b装置气密性不好,使外界空气进入瓶内;c未冷却至室温就打开弹簧夹,使进入瓶内水的体积减少。进入瓶中水的体积一般大于瓶内空间的的可能原因是:a. 盛有红磷的燃烧匙伸入集气瓶中速度过慢,使瓶内的空气膨胀,到吸入瓶内的水的体积减小b. 止水夹未加紧,
5、导致瓶内空气膨胀从导管口溢出,气体总减少量增大实验结论:氧气约占空气总体积的例题精讲【例1】(2013年西城一模)空气中体积分数约占21%的是A氮气 B氧气 C二氧化碳 D稀有气体【答案】B【例2】(2011桂林中考)自然界中植物的光合作用需要消耗空气中的( )A. 氮气 B. 氧气C. 二氧化碳D. 稀有气体【答案】C【例3】(2012西城一模)下列物质中,属于纯净物的是( ) A调和油 B沙拉酱 C蒸馏水 D食用醋【答案】C 我们接触到的下列各组物质,都属于纯净物的是( )A. 食醋、精盐 B. 白酒、十三香C. 铝合金、铜 D. 红磷、四氧化三铁【答案】D【例4】如图所示,用该装置测量空
6、气中氧气的含量,在燃烧匙中加入红磷,红磷与氧气发生化学反应生成五氧化二磷,请按要求填空:(1)在空气中点燃红磷,并迅速插入玻璃罩内,塞紧橡皮塞, 此时看到的主要现象是 ,该变化的文字表达式为 。(2)当红磷燃烧完毕,玻璃罩冷却到室温后,看到玻璃罩内水 面的变化是 ,出现该现象的原因是:红磷燃烧消耗了空气中的 而生成了固态的 ,从而使罩内的气体体积 ,玻璃罩内气体压强 玻璃罩外大气压。(3)上述实验除了可以得出氧气约占空气体积的 结论外,还可以得出有关氮气的性质有哪些? , 。(4)若实验中测得氧气的体积分数低于1/5,则造成此误差的可能原因有哪些?【答案】(1)红磷燃烧,产生大量白烟; 红磷+
7、氧气 五氧化二磷 (2)水面上升约钟罩空间的1/5;氧气;五氧化二磷;减小;小于; (3)1/5不燃烧、不支持燃烧、不与水反应 (4)红磷不足,未能把玻璃罩中氧气完全消耗;塞子未塞紧,装置漏气;玻璃罩未冷却到室温;【例5】(2010辽宁鞍山中考)在测定空气中氧气含量的实验中,小强采用了右图所示装置:在由两个注射器组成的密闭系统中留有25mL空气,给装有细铜丝的玻璃管加热,同时缓慢推动两个注射器活塞,至玻璃管内的铜丝在较长时间内无进一步变化时停止加热,待冷却至室温,将气体全部推至一个注射器内,观察密闭系统内空气体积变化。(已知:铜与氧气反应生成黑色固体氧化铜)(1)在实验加热过程中,交替缓慢推动
8、两个注射器活塞的目的是 。(2)小强测得实验结果如下:反应前注射器内气体总体积反应后注射器内气体总体积25mL22mL由此数据可以推算出他测定的空气中氧气的体积分数 2l(填“”、“”、 “”)。造成该实验出现误差的原因可能是 。(填序号)没有交替缓缓推动两个注射器活塞;读数时没有冷却至室温;加入铜丝量太少;加入铜丝量太多(3)通过上面的实验,你学到的测量混合物中某成分含量的方法是 。【答案】(1)使装置中的氧气充分反应(2), (3)通过反应出去混合物中的一种成分,在测量混合物反应前后体积(或质量的变化)从而得出该种成分的含量(其他答案合理即可)知识点一:氧气的性质、用途思路导航内容一:氧气
9、的物理性质通常为无色无味的气体,沸点为-183,液氧为淡蓝色,-218变成雪花状的淡蓝色固体。不易溶于水比空气略重内容二:氧气的化学性质1.支持呼吸2.助燃性氧气的性质实验物质(颜色状态)空气中反应现象氧气中反应现象注意事项反应表达式硫(淡黄色固体)微弱的淡蓝色火焰,放热,有刺激性气味气体生成放出明亮的蓝紫色火焰,放出大量的热,有刺激性气味气体生成(1)硫的用量不能过多,防止对空气造成污染,实验应在通风橱内进行(2)在集气瓶底部放入少量的水,防止污染大气木炭(灰黑色固体)木炭红热,放出大量的热,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体剧烈燃烧,发出白光,放出大量的热,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体夹木炭
10、的坩埚钳应由上而下慢慢伸入瓶中红磷(暗红色固体)燃烧产生大量白烟,黄色火焰,放出大量的热比在空气中燃烧得更旺,燃烧产生大量白烟,放出大量的热五氧化二磷是固体,现象应描述为产生白烟铁丝(银白色固体)红热,离火后变冷剧烈燃烧,火星四射,放出大量的热,生成黑色固体细铁丝绕成螺旋状,一端系一根火柴,集气瓶底部铺一层细砂或放入少量的水,防止高温熔融物溅落,使集气瓶底炸裂【思考】以下几种操作会有什么影响?(1) 用准备燃烧木炭的集气瓶燃烧铁丝。【答案】由于木炭燃烧产生的是气体二氧化碳,而铁丝在氧气中燃烧,反应剧烈,火星四射,放出大量的热,生成物会熔化溅落下来,瓶内若没有铺细砂或加水,瓶底会炸裂。(2) 将
11、硫放入燃烧匙中,立即伸入集气瓶中。【答案】硫没有点燃,不能燃烧。(3) 铁丝上的火柴一着火就立即伸入集气瓶中。【答案】在做物质燃烧实验时,一般都要先点燃,否则不能燃烧 ;铁丝上系着的火柴一着火就伸入集气瓶内,火柴就会消耗完瓶内氧气,使铁丝不能燃烧。(4) 让木炭落入到集气瓶底部燃烧。【答案】做燃烧实验时,燃烧物不能接触到瓶壁,否则容易造成集气瓶炸裂。(5) 将燃烧匙内的硫点燃后,迅速伸入到集气瓶底部。【答案】如果把燃烧物迅速伸入到瓶底部,瓶内氧气会迅速膨胀扩散到空气中,物质就不能持续燃烧。【注意】描述实验现象时应注意区分的几个名词: “烟”、“雾”的区别:“烟”:是固体小颗粒在空气中扩散产生的
12、现象,如磷燃烧产生白烟。“雾”:是液体小液滴在空气中扩散产生的现象,如打开热水瓶的瓶塞,会看到大量的白雾 内容三:氧气的用途图3-1 氧气的用途例题精讲【例1】下列关于氧气的性质的叙述中,不正确的是() A. 通常情况下,氧气是无色、无味的气体 B. 相同条件下,氧气比同体积的空气稍重 C. 氧气的化学性质很活泼,能跟所有的物质发生化学反应 D. 在通常情况下氧气与氮气不反应【答案】C【例2】水是同学们非常熟悉的物质之一它与我们人类的关系非常密切,在生产、生活和科学实验中 有广泛的用途如图三个实验中都用到水,我能说明水的作用 A B CA瓶中的水:_ B瓶中的水:_ C瓶中的水: _【答案】A
13、: 吸收二氧化硫,防止污染环境 B:防止高温熔融物溅落,炸裂集气瓶底 C:加快集气瓶的冷却,吸收(溶解)燃烧后生成的五氧化二磷 【例3】(2013年东城二模)下列实验现象描述正确的是A红磷在空气中燃烧产生白雾,放出大量热 B铁丝在氧气中燃烧火星四射,放出大量热,生成黑色固体C木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳,该气体能使澄清石灰水变浑浊D镁带在空气中燃烧,放出大量热,生成黑色固体【答案】B【例4】(2010海淀期中)氧气是空气的主要成分之一,地球上一切生命每时每刻都离不开氧气。(1)通常状况下,氧气为(填颜色、气味、状态) 。(2)氧气的化学性质比较活泼,能与多种物质发生化学反应。木炭在氧气中燃烧的
14、主要现象是 。硫在氧气中燃烧的主要现象是 ,反应的文字表达式是 。没有生锈的铁丝是 色的金属,铁丝在氧气中燃烧的主要现象是 ,反应的文字表达式是 。铁丝在氧气中燃烧时集气瓶底要放少量的水,水的作用是 .【答案】(1)无色、无味、气态点燃(2)剧烈燃烧,发出白光,放出大量的热,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体放出明亮的蓝紫色火焰,放出大量的热,有刺激性气味气体生成 硫+氧气二氧化硫点燃银白;剧烈燃烧,火星四射,放出大量的热,生成黑色固体;铁+氧气 四氧化三铁;防止高温熔融物溅落,使瓶底炸裂。【例5】科学探究是重要的学习方式,假设和验证是探究过程中的重要环节为了探究“铁丝可以在纯净的氧气中燃烧”,同
15、学们将一根火柴梗塞入一段螺旋状“铁丝”(可能是纯铁铁丝或含碳铁丝)末端,将它固定,用镊子夹住“铁丝”,然后将火柴在酒精灯上点燃,将“铁丝”由集气瓶口向下慢慢伸人,观察现象:(1)甲同学只发现“铁丝”红热一下,就没有观察到其它现象,请你分析铁丝没有燃烧的可能原因是_;(只答一条)(2)乙同学发现“铁丝”在纯净氧气中燃烧起来,观察到火星四射,并有黑色固体生成,请写出该反应的符号表达式_;(3)为了找出“铁丝”在纯氧中燃烧“火星四射”的原因,根据现有实验用品:细纯铁铁丝、细含碳铁丝、镁条、集气瓶装的几瓶纯氧气、酒精灯、火柴和镊子等,你能提出的假设和验证方法有:a假设1:_,验证方法是_b假设2:_,
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