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课题1空气
一、空气成分的研究史
1、18世纪70年代,瑞典科学家舍勒和英国的科学家化学家普利斯特里,分别发现并制得了氧气。
2、法国科学家最早运用天平作为研究工具,用定量的方法研究了空气的成分,第一次明确提出了“空气是由氧气和氮气组成的”。其中氧气约占空气总体积的1/5的结论。
二、空气中氧气成分的测定:
1、装置图(见书P27)
2、实验现象:A、
B、
3、实验结论:说明空气不是单一的物质;氧气约占空气总体积的1/5。
4、原理:表达式:
5、注意事项:A、所用的红磷必须过量,过少则氧气没有全部消耗完
B、要等集气瓶(装置)冷却后才能打开弹簧夹,
C、装置的气密性要好,(否则测量结果偏小),
D、要先夹住橡皮管,然后再点红磷(否则测量结果偏大)。
思考:可否换用木炭、硫磺等物质?如能,应怎样操作?
答:不能用木炭或蜡烛(燃烧产生了气体,瓶内体积变化小),不能用铁(铁在空气中不能燃烧)
6、实际在实验中测得的结果比真实值小,其原因可能是
A;B;C;
三、空气的主要成分(按体积分数):
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
四、物质的分类:纯净物和混合物
1、纯净物:由一种物质组成的叫纯净物
2、混合物:两种或多种物质组成的叫混合物
五、空气是一种宝贵的资源
1、氮气:无色、无味的气体,不溶于水,不燃烧也不支持燃烧,不能供给呼吸,化学性质不活泼。
2、稀有气体:无色、无味的气体,通电时能发出不同颜色的光,化学性质很不活泼。
六、空气的污染及防治。
1、造成空气污染的物质:有害气体(一氧化碳(CO)、二氧化氮(NO2)、二氧化硫(SO2))和烟尘。
2、污染来源:空气中的有害物质来自化石燃料的燃烧,石油化工厂排放的废气及汽车排放的尾气。
3、存在的环境问题:温室效应(二氧化碳含量过多引起)、臭氧空洞(飞机的尾气、***里昂的排放)、酸雨(由二氧化硫、二氧化氮引起)。
4、防止空气污染的措施:加强大气质量监测,改善环境状态、植树造林、使用清洁能源。
5、目前空气污染指数包括:、、、、臭氧。
课题2氧气
一、氧气的物理性质
通常情况下,是无色无味的气体;密度空气;溶于水;降温后,氧气可以变为
液体,甚至雪花状固体。
二、氧气的化学性质
(一)与(碳、硫、磷、铁)的反应
1、木炭(黑色固体)燃烧
实验现象:在氧气中:剧烈燃烧,发出,放出热量,生成一种无色无味气体,该气体能使澄清石灰水变浑浊。
在空气中:剧烈燃烧,发出,放出热量,生成一种无色无味气体,该气体能使澄清石灰水变浑浊。
文字表达式:
2、硫粉(淡黄色)燃烧:
实验现象:在空气中:发出微弱的,放出热量、生成一种带有刺激性气味的气体。
在氧气中:发出明亮的,放出热量、生成一种带有刺激性气味的气体。
文字表达式
实验时,要在瓶底装少量水()。
3、红磷(暗红色固体)的燃烧
实验现象:
文字表达式:
注意:五氧化二磷(P2O5)是固体,不是气体
4、铁丝(银白色固体)在氧气中燃烧
实验现象:在空气中:剧烈燃烧,,放出热量,生成一种。
在氧气中:红热,不燃烧
文字表达式:
注意:集气瓶底部铺或加,防止。
(二)其他物质与氧气的反应
某些物质在一些条件下,与氧气发生缓慢的氧化反应,成为缓慢氧化。缓慢氧化也放热。
如:动植物新陈代谢,金属的锈蚀,食物的腐烂、酒醋的酿造、农家肥的腐熟等等。
三、氧气的用途
(1)、供给呼吸:医疗上急救病人,登山、潜水、航空、宇航提供呼吸;
(2)、支持燃烧:炼钢、气焊与气接、液氧炸弹、火箭助燃剂
四、反应类型:
①:化合反应:由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应。
可表示为:A+B+……→E(简称“多变一”)
②: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。
可表示为:AB→A+B+……。(简称:“一变多”)
③:氧化反应:物质与氧发生的化学反应。有氧气参加的反应一定属于氧化反应。氧化反应不一定是化合反应(石蜡燃烧),化合反应不一定是氧化反应。
课题3实验室制取氧气
一、工业制法(分离液态空气法)
空气
降温加压
液态空气
蒸发
液态氧
氮气
沸点低(—196℃),先蒸发出来
装入天蓝色钢瓶中
沸点较高(—183℃)
原理:利用液态氧和液态氮的沸点不同。——变化(不同)
(1)具体过程
(2)注意:该过程是变化
二、氧气的实验室制法(化学变化)
1、双氧水(过氧化氢)制取氧气
A、药品:过氧化氢(H2O2)和二氧化锰(黑色粉末MnO2)
B实验原理:
表达式:
注:MnO2在该反应中是,起作用
C、装置:固液不加热型
注意事项:
①、分液漏斗可以用长颈漏斗代替,但长颈漏斗的末端应该伸入液面以下,防止生成的气体从长颈漏斗中逸出;
②、该装置的优点:可以控制反应的速率。
2、用高锰酸钾、***酸钾制取氧气
A、药品:、高锰酸钾(暗紫色固体)、***酸钾(白色固体)与二氧化锰(黑色粉末)
B、原理: 
① 加热高锰酸钾:
表达式:
②加热***酸钾(有少量的二氧化锰):
表达式:
注意:MnO2在该反应中是,起作用
C、装置:固固加热型
D、操作步骤:
①连接装置:从下往上,从左往右
②检查装置的气密性:将导管的一端浸入水槽中,用手紧握试管外壁,若水中导管口有气泡冒出,证明装置不漏气。松开手后,导管口出现一段水柱。
③装入药品:按粉末状固体取用的方法(药匙或纸槽)
④固定装置:固定试管时,试管口应略向下倾斜;铁夹应夹在试管的中上部
⑤加热药品:先预热,再集中加热
⑥收集气体:
a、若用排水集气法收集气体,当气泡时再收集,刚排出的是空气;水排完后,应用玻璃片盖住瓶口,小心地移出水槽,放在桌面上(密度比空气大)(防止气体逸出)
b、用向上排空法。收集时导管应伸入集气瓶底部(为了排尽瓶内空气)
⑦先将导管移出水面
⑧再停止加热
E、易错事项:
a).试管口要:防止冷凝水回流,使试管底部炸裂。药品应平铺在试管底部
b).导气管只要出橡皮塞:有利于产生的气体排出。
c).用高锰酸钾制取氧气时,试管口:防止高锰酸钾粉末进入导气管,污染制取的气体和水槽中的水。
d).排气法收集气体时,导气管要伸入接近集气瓶底部:有利于集气瓶内空气排出,使收集的气体更纯。
e).实验结束后,先将导气管移出水面,然后熄灭酒精灯:
F、收集方法:
①排水法(不易溶于水,且不与水反应)
②向上排空法(密度比空气大,且不与空气中的成分反应)
G、检验、验满
检验:用带火星的木条,发现木条复燃,说明是氧气;
验满:用带火星的木条,若木条复燃,证明已满。
三、催化剂:
概念:在化学反应中能改变其他物质的反应速率(加快或变慢),但本身的化学性质和质量在反应前后没有发生变化的物质。
特点:一变(反应速率)、两不变(质量、化学性质)
注意:①催化剂不能改变生成物的质量,不能决定反应的进行
②催化剂不是反应物、又不是生成物
③催化剂仅针对某一反应,并不是所有反应的催化剂
④某一反应的催化剂可能不止一种
3、二氧化锰在一些反应中不只作催化剂,催化剂不一定就只有二氧化锰。(在过氧化氢溶液制取氧气中,催化剂可以用硫酸铜溶液、氧化铁、氧化铜、红砖粉末)。在***酸钾制取氧气中,二氧化锰的质量和化学性质不变,但质量分数变大。
四、分解反应:
1、概念:由一种物质反应生成两种及以上物质的反应
2、特点:一变多
水的净化方法
过滤:把不溶于液体的固体物质与液体分离。具体操作见“二、过滤”。
吸附沉降:常用明矾、活性炭对水中的杂质吸附而沉降。
明矾是一种常用的净水剂,它溶于水后生成的胶状物可以对悬浮杂质吸附沉降,以达到净水的目的。
活性炭具有疏松多孔的结构,可以吸附水中的悬浮物,也可以吸附溶于水的色素和异味。但需要注意的是,活性炭不能吸附钙、镁化合物,活性炭不能降低水的硬度。
活性炭净水器的入水口在净水器的下面,可以使净水效果更好。
蒸馏:除去水中可溶性杂质的方法,净化程度相对较高,得到的蒸馏水可以看成是纯净物。
杀菌:在水中加入适量的药物进行杀菌、消毒。如漂白粉、***气(Cl2)、二氧化***(ClO2)等。
净化方法
除去不溶于水的杂质
除去可溶于水的杂质
降低水的硬度
净化程度
静置沉淀
√
低
↓
↓
高
过滤
√
吸附
√
√
蒸馏
√
√
√
自来水厂净水时,需要经过沉淀、过滤、吸附、投药消毒的步骤,但是没有蒸馏和煮沸的步骤。在净化水的方法中,只有投药消毒属于化学变化,其余都属于物理变化。
过滤(见下图)
【实验器材】带铁圈的铁架台、漏斗、玻璃棒、烧杯
【注意事项】
操作时注意“一贴、二低、三靠”。
“一贴”:滤纸紧贴漏斗内壁,用少量水润湿滤纸并使滤纸与漏斗壁之间没有气泡(保证过滤效率)。
“二低”:滤纸低于漏斗边缘、滤液低于滤纸边缘(否则被过滤的液体会直接从滤纸与漏斗之间的间隙流到漏斗下的接受器中,使滤液浑浊)。
“三靠”:烧杯紧靠玻璃棒(玻璃棒的作用:引流,使液体沿玻璃棒流进过滤器)、玻璃棒紧靠三层滤纸、漏斗下端管口紧靠烧杯内壁(使滤液沿烧杯壁流下,防止滴下的液滴四处迸溅)。
过滤时先过滤上层清液,后过滤下层浊液。若先过滤下层浊液,滤纸上将会残留着大量不溶性杂质,再过滤上层清液时,不溶物会阻碍清液的通过,影响过滤速度。
如果两次过滤之后滤液仍然浑浊,原因可能是滤纸破损或过滤时液面高于滤纸边缘。
硬水的软化
硬水:含有较多可溶性钙、镁化合物的水叫做硬水。
软水:不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水叫软水。
硬水和软水的区分方法:分别取少量的软水和硬水于试管中,滴加等量的肥皂水,振荡。有较多泡沫产生的水是软水;泡沫很少,产生浮渣的水是硬水。
硬水在加热或长久放置时会有水垢生成,化学方程式为:Ca(HCO3)2=CaCO3↓+H2O+CO2↑
硬水的危害:①用硬水洗涤衣物,既浪费肥皂又洗不干净衣物,时间长了还会使衣物变硬。
②锅炉用水硬度高了十分危险,因为锅炉内结垢之后不仅浪费燃料,而且会使锅炉内管道局部过热,易引起管道变形或损坏,严重时还可能引起爆炸。
③长时间饮用硬水有害健康。
硬水的软化方法:煮沸和蒸馏。制取蒸馏水的装置如右图所示。
注意:
①在烧瓶底部要加几粒沸石(或碎瓷片)以防加热时出现暴沸。
②加热前按照图3连接好装置,使各连接部分严密不透气。
③加热烧瓶时不要使液体沸腾得太剧烈,以防液体通过导管直接流到试管里。
④弃去开始馏出的部分液体,收集到10mL左右蒸馏水时,停止加热。