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课题1空气
一、法国科学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分,通过实验得出: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。
二、空气中氧气成分的测定:
1、装置图(见书P27)
2、实验现象:A、红磷燃烧发出黄色火焰,放出大量的热,产生大量的白烟
B、过一会儿白烟消失,装置冷却到室温后打开弹簧夹,烧杯内的水倒流入集气瓶,约占瓶子容积的1/5。
3、实验结论:氧气约占空气总体积的1/5;氧气有助燃性;空气中还有4/5体积的气体不可燃烧,也不助燃也不溶于水
4、原理:化学方程式:4P+5O22P2O5
5、实验误差分析
(1)测得氧气含量小于1/5
A、红磷量不足,氧气没有全部消耗完
B、集气瓶(装置)还没有冷却到室温就打开弹簧夹
C、装置的气密性不好
D、没有预先在导管中装满水
(2)测得氧气含量大于1/5
A、实验前没有关闭止水夹或没有夹紧,气体受热后膨胀从导管逸出
B点燃红磷后没有迅速伸入集气瓶并盖紧瓶盖(瓶内气体逸出)
思考:可否换用木炭、铁等物质?
答:不能用木炭燃烧产生了气体,瓶内体积变化小;不能用铁(铁在空气中不能燃烧)
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
78%
21%
%
%
%
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,可以用专门的化学符号来表示
2、混合物:两种或多种物质组成的,这些物质相互间没有发生化学反应,各物质都保持各自的性质。没有固定的化学符号
注意:划分纯净物、混合物的标准是根据物质的种类来划分的。只含一种物质的就属于纯净物,含有几种物质的就属于混合物,
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。作用:化工原料、作保护气、食品充氮作防腐剂等
2、稀有气体:无色、无味的气体,通电时能发出不同颜色的光,化学性质很不活泼用途:作保护气、制多种用途的电光源、激光技术等
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:空气中的有害物质主要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、被污染的空气带来的危害:损害人体健康、影响作物生长、破坏生态平衡。
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、减少化石燃料的燃烧、使用清洁能源。
5、目前空气污染指数包括:一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、可吸入颗粒物、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;标准状况下,,略大于空气。(可用向上排空法收集);不易溶于水(可用排水法收集);降温后,氧气可以变为淡蓝色的液体,甚至淡蓝色雪花状固体。
二、氧气的化学性质
1、木炭(黑色固体)燃烧
实验现象:在氧气中:剧烈燃烧,发出白光,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。
点燃
化学方程式C+O2CO2
做木炭燃烧实验时,燃烧匙应慢慢从瓶口向瓶底伸入(充分利用瓶内的氧气)。
2、硫粉(淡黄色)燃烧:
实验现象:在空气中:发出微弱的淡蓝色火焰;放出热量、生成一种带有刺激性气味的气体。
在氧气中:发出明亮的蓝紫色的火焰,放出热量、生成一种带有刺激性气味的气体。
化学方程式S+O2SO2
实验时,要在瓶底装少量水(吸收二氧化硫,防止污染空气)。
3、红磷(暗红色固体)的燃烧
实验现象:在空气中:发出黄色火焰,放出热量,产生大量白烟
在氧气中:剧烈燃烧,发出白光,放出热量,生成大量的白烟
化学方程式:4P+5O22P2O5
注意:五氧化二磷(P2O5)是固体,不是气体,实验前须在集气瓶里加点水(吸收五氧化二磷和防止生成物溅落使集气瓶炸裂)
4、镁带(银白色固体)在空气中燃烧
实验现象:剧烈燃烧,发出耀眼的白光,放出热量,生成白色固体。
点燃
化学方程式:2Mg+O22MgO
2铁丝(银白色固体)在氧气中燃烧
实验现象:剧烈燃烧,火星四射,放出热量,生成一种黑色固体。
化学方程式:3Fe+2O2Fe3O4
注意:集气瓶底部铺少量的细沙或加少量的水,防止生成的固体物质溅落瓶底,致使集气瓶炸裂。
(三)与某些化合物(蜡烛、甲烷)的反应——产物均为:二氧化碳和水
点燃
实验现象:比空气中燃烧剧烈,发出白光,集气瓶内壁出现水珠,有使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体产生。
(1)一氧化碳的燃烧:2CO+O22CO2
点燃
(2)甲烷的燃烧:CH4+2O2CO2+2H2O
点燃
(3)酒精的燃烧:CH3CH2OH+3O22CO2+3H2O
(四)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,称为缓慢氧化。缓慢氧化也放热但不发光。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、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“多合一”)
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(石蜡的燃烧生成了水和二氧化碳两种物质),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)
原理:利用液态氧和液态氮的沸点不同。——物理变化(蒸馏)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℃)
二、氧气的实验室制法(化学变化)
1、双氧水(过氧化氢溶液)制取氧气
①实验原理:化学方程式:2H2O2MnO22H2O+O2↑
注:MnO2在该反应中是催化剂,起催化作用
②催化剂: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。
催化剂的特点:两不变(质量、化学性质不变)、一改变(反应速率改变)
③、装置:固体与液体反应,不需加热(在最后面)
注意事项:
①分液漏斗可以用长颈漏斗代替,但其下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导管只需稍微露出橡皮塞即可
③气密性检查:a用止水夹关闭,打开分液漏斗活塞,向漏斗中加入水,水面不持续下降,就说明气密性良好。b导管伸如水中,用手捂住锥形瓶,观察水中的导气管口有没有气泡冒出,有气泡冒出,说明气密性良好。松开手后,导管口出现一段水柱。
④装药品时,先装固体后装液体
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)
①加热***酸钾(有少量的二氧化锰):
方程式:2KClO32KCl+3O2↑
注意:MnO2在该反应中是催化剂,起催化作用
②加热高锰酸钾:
方程式:2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
B、装置:加热固体制气体(在最后面)
C、操作步骤:(连)查、装、定、点、收、离、熄。
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。
D、收集方法:
①排水法(不易溶于水)
②向上排空法(密度比空气大)
E、检验、验满
检验:用带火星的木条伸入集气瓶内,发现木条复燃,说明是氧气;
验满:用带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,证明已满。
F、易错事项:
a)试管口要略微向下倾斜:防止生成的水回流,使试管底部破裂。药品应平铺在试管底部
b)伸入试管的导气管稍露出橡皮塞即可(有利于产生的气体排出)。
c)用高锰酸钾制取氧气时,试管口塞一团棉花:防止高锰酸钾粉末进入导气管,堵塞导管发生爆炸,或污染制取的气体和水槽中的水。
d)用排空气法收集气体时,导气管要伸入集气瓶底部(为了排尽瓶内空气)使收集的气体更纯;若用排水集气法收集气体,导管稍伸入瓶口即可,当气泡均匀冒出时再收集,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,正放在桌面上(密度比空气大,防止气体逸出)
d)、实验结束后,先将导气管移出水面,然后熄灭酒精灯(防止水槽中的水倒流,使试管炸裂)