1、第二讲 空气满分晋级氧气的实验认识空气氧气的性质漫画释义化学小故事苯的分子结构 1890年，德国，一天，雇马车的人突然增多。马车夫问雇主：“上哪儿去？”答复令人莫名其妙：“随便!” “随便？”从来没有一个地名，叫做“随便”的！ 马车夫好不容易领会了雇主的意思。马车漫无目的地在街上转悠。雇主似乎无心观赏街景，闭起了双眼，进入了梦乡 那些雇主难道有钱无处花，雇了马车睡觉？ 哦，后来，人们才明白，原来是这么回事 在庆祝德国化学会成立25周年的大会上，著名德国化学家凯库勒，讲述了自己怎样解决了有机化学上的一大难题： “那时候，我正住在伦敦，日夜思索着苯的分子结构该是什么样子的。我徒劳地工作了几个月，毫
2、无所获。一天，我坐在马车回家。由于过度的劳累，我在摇摇晃晃的马车上很快就睡着了。我做了一个梦，梦见我几个月来设想过的种种苯的分子结构式，在我的眼前跳舞。忽然，其中有一个分子结构式变成了一条蛇，这蛇首尾相衔，变成一个环。正在这时，我听见马车夫大声地喊道：先生，克来宾路到了！我这才从梦乡中惊醒。当天晚上，我在这个梦的启发下，终于画出了首尾相接的环式分子结构，解决了有机化学上的这一难题。” 坐在台下的一些听众听了，以为凯库勒的成功，全是因为在马车上做了一个梦。于是，他们便雇了马车，在街上漫游，也想做个梦，轻而易举地摘下科学之果。虽然有的人在马车上睡着了，也做起梦来，可是谁也没有从梦中得到什么。他们不
3、懂得，凯库勒之所以能够成功，是因为他把全部心思用到科学研究上，这样，甚至连他做梦时，也不忘科学研究。凯库勒的成功，与其说是来自马车上的梦，倒不如说是来自那数不清的不眠之夜！ 知识互联网课堂思维碰撞知识点一 空气的组成思路导航内容一：空气组成的介绍 图2-2 拉瓦锡研究空气成分所用的装置曲颈甑玻璃钟罩汞槽很长一段时间里，人们一直认为空气的成分是单一的。200多年前，法国化学家拉瓦锡定量研究了空气的成分。他把少量的汞放在密闭容器里连续加热12天，发现有一部分银白色的液态汞变成红色粉末，同时容器里空气的体积差不多减少了1/5。他又继续研究剩余的4/5体积的气体，发现这部分气体不能支持燃烧，也不能供给
4、呼吸.图2-1 拉瓦锡在拉瓦锡实验的基础上，我们又进行了大量的实验，在大量实验事实面前，我们得出结论空气的成分不是单一的，它是由多种成分混合而成的。1. 空气的组成空气的组成氮气（N2）78%氧气（O2）21%二氧化碳（CO2）0.03%其他成分0.03%注意：1. 均为体积分数。2. 空气中各组分的体积分数可以变化，但是一般情况下相对固定。稀有气体0.94% ( 约值 )2. 了解一下各成分的用途(阅读材料)（1）氮气：充灌在电灯泡里延长灯泡的使用寿命；还可用它来代替惰性气体作焊接金属时的保护气。图2-3 包装里面除了薯片还有什么？在博物馆里，常将一些贵重而稀有的画页、书卷保存在 充满氮气的
5、圆筒里，这样就能使蛀虫在氮气中被闷死。我国不少地区应用氮气来保存粮食，叫做“真空充氮贮粮”，亦可用来保存水果等农副产品。图2-4 取出液氮中的玫瑰花，轻轻一敲，原本柔软的花，一下子被敲的粉碎利用液氮给手术刀降温，就成为“冷刀”。医生用“冷刀”做手术，可以减少出血或不出血，手术后病人能更快康复。使用液氮为病人治疗皮肤病，效果也很好。这是因为液氮的沸点是195.8，因此，用来治疗表浅的皮肤病常常很容易使病变处的皮肤坏死、脱落。（2）氧气：医疗保健 供给呼吸用于缺氧、低氧或无氧环境，如：潜水作业、登山运动、 高空飞行、宇宙航行、医疗抢救。 图2-5 液氧作为火 图2-6 潜水员带着氧气箭的助燃剂 罩
6、在海中探索国防工业 液氧是现代火箭最好的助燃剂，在超音速飞机中也需要液氧作氧化剂，可燃物质浸渍液氧后具有强烈的爆炸性，可制作液氧炸药。 冶金工业 在炼钢过程中吹以高纯度氧气，不但可以缩短冶炼时间，同时还高了钢的质量。高炉炼铁时，提高鼓风中的氧浓度可以提高产量。在有色金属冶炼中，采用富氧也可以缩短冶炼时间提高产量。（3）二氧化碳：饮料啤酒业，CO2是消食开胃的添加剂。做酵母粉，CO2是促效剂。消防事业，CO2是灭火剂。所有绿色植物进行光合作用，CO2是一种主要原料。人们每天的衣、食、住、行也是来自CO2的产物。制造干冰更离不开CO2。图2-7 冰冰凉的汽水，你想喝吗？ 图2-8 如雪一样的干冰图
7、2-9 参天的大树（4）稀有气体：稀有气体被电流击穿，会发出彩色荧光，因此可做彩灯。通电时，管内因水银蒸气放电而产生紫外线，激发荧光物质，使它发出近似日光的可见光，所以又叫做日光灯。 利用稀有气体极不活泼的化学性质，有的生产部门常用它们来作保护气。图2-10 漂亮的霓虹灯 氦气是除了氢气以外最轻的气体，可以代替气装在飞船里，不会着火或发生爆炸。3. 空气的污染及防治 （1） 污染源：主要是化石燃料（煤和石油等）的燃烧和工 厂的废气、汽车排放的尾气等。（2） 污染物：主要是可吸入颗粒物(微粒在10微米以下的图2-11 空气污染颗粒物，称PM10又称飘尘)和气体。从世界范围看，排放到空气中的气体污
8、染物较多的是二氧化硫、 一 氧化碳、二氧化氮等。（3） 防治：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， 以保护大气！内容二：混合物和纯净物物质混合物：由两种或多种物质混合而成的物质（空气）纯净物：只由一种物质组成的物质（氮气、氧气、二氧化碳）按组成物质种类的多少二者的关系：混合物是由两种或两种以上的纯净物混合而成的。基础达标【例1】夏天从冰箱中拿出一瓶饮料，放在空气中，外壁会潮湿，这说明空气中含有（ ）A. 氧气B. 稀有气体 C. 二氧化碳D. 水蒸气【答案】D【例2】空气成分中体积分数约为21%的是（ ） A. 氮气 B. 氧气 C. 二氧化碳 D. 稀有气体
9、【答案】B【例3】新修订的环境空气质量标准增设了PM2.5平均浓度限值，PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物也称为可入肺颗粒物，主要来源于直接排放的工业污染物和汽车尾气等，是形成灰霾天气的最大元凶。下列做法不合理的是 （ ）A. 举行“地球一小时熄灯活动B. 灰霾天出门戴N95专业口罩（过滤孔径在0.1微米左右）C. 香烟烟雾颗粒的直径大多在0.1至1.0微米，提倡不吸或少吸烟D. 为了减小PM2.5对环境的影响，禁止家庭使用私家车【答案】D冲击优秀【例4】空气的成分中，按体积计算由小到大的正确顺序是（ ） A. 氮气、氧气、二氧化碳、稀有气体 B. 氧气、氮气、水蒸气、稀有气
10、体C. 氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳 D. 二氧化碳、稀有气体、氧气、氮气【答案】D【例5】下列关于空气的说法中，错误的是（ ）A. 空气中含有多种成分是一种混合物B. 少量有害气体进入空气中，依靠大自然的自净能力，空气仍能保持洁净 C. 按质量计算，空气中约含氮气78%，氧气21%，其他气体和杂质约占1% D. 空气中的稀有气体性质稳定，曾被称为“惰性气体” 【答案】C【例6】下列氧气的用途中，气焊；动植物呼吸；医疗；潜水；火箭发射。其中利用氧气可以维持呼吸的是（ ） A. B. C. D. 【答案】B【例7】下列各种日常接触到的物质是纯净物的是（ ）A. 汽油 B. 蒸馏水 C. 酱油
11、D. 娃哈哈矿泉水【答案】B下列各组物质中，前者是纯净物，后者是混合物的是（ ） A. 空气 氧气 B. 二氧化碳 氮气C. 氧气 食盐水 D. 蔗糖水 味精【答案】C知识点二 氧气的性质思路导航内容一：氧气的物理性质注意：在压强为101kPa时，氧气在约-183时变为淡蓝色液体，在约-218时变成淡蓝色的雪花状固体。无色、无味的气体密度比空气略大物理性质不易溶于水内容二：氧气的化学性质1. 供给呼吸：动植物的呼吸作用离不开氧气。2. 支持燃烧（1）木炭在氧气中燃烧：文字表达式：碳氧气 点燃二氧化碳符号表达式：C O2 点燃 CO2图2-12 碳在氧气中燃烧澄清的石灰水现象：在空气中燃烧发出红
12、光，在氧气中比在空气中燃烧更旺，发出白光，并放出大量的热。燃烧后生成一种能使澄清石灰水变浑浊的气体。图2-13 硫在氧气中燃烧氧气硫（2）硫在氧气中燃烧：文字表达式：硫氧气 点燃二氧化硫符号表达式：S O2 点燃 SO2现象：硫在空气中燃烧时发出微弱的淡蓝色火焰，而在氧气中燃烧则更旺，发出明亮的蓝紫色火焰。放出热量，同时生成了一种有刺激性气味的气体 。注意：集气瓶底部放少量水，吸收产生的二氧化硫气体，防止污染空气。小资料：烟和雾的区别烟：是由固体小颗粒组成的雾：是由小液滴组成的（3） 磷在氧气中燃烧：文字表达式：磷氧气 点燃五氧化二磷符号表达式：P O2 点燃 P2O5现象：磷在氧气中燃烧比在
13、空气中燃烧更旺，放出热量，并产生大量的白烟。注意：生成的五氧化二磷是固体，而不是气体，也不是液体。固体小颗粒悬浮在空气中形成烟。（4） 铁在氧气中燃烧：文字表达式： 铁氧气 点燃四氧化三铁符号表达式：FeO2 点燃Fe3O4图2-14 铁丝在氧气中燃烧现象：细铁丝在空气中不能燃烧，只能烧至红热，但在氧气中能够剧烈燃烧，放出大量的热，火星四射，生成了黑色固体。注意：集气瓶里要预先装少量水或者细沙，防止高温熔融物溅落瓶底，使瓶底炸裂。基础达标【例8】 以下对氧气性质的描述，错误的是（ ）A. 通常情况下，氧气是一种无色无味的气体 B. 氧气极易溶于水C. 氧气在低温时能变为液体或固体 D. 氧气是
14、一种化学性质比较活泼的气体【答案】B【例9】红磷在氧气中燃烧的主要实验现象是（ ）A. 产生大量白烟 B. 火星四射，有黑色固体生成C. 燃烧的火焰为蓝色 D. 产生有刺激性气味的气体【答案】A冲击优秀【例10】 做细铁丝在氧气中燃烧的实验时，操作或现象不正确的是（ ）A. 通常应在细铁丝的末端系一根火柴或其它可燃物 B. 盛氧气的集气瓶底应放入水或细沙C. 生成黑色固体四氧化三铁 D. 剧烈燃烧、火星四射、放出热量【答案】C 下列有关物质的燃烧实验，操作或现象正确的是（ ） A. 硫在氧气中燃烧时发出蓝紫色的火焰，生成无色无味的气体 B. 木炭在空气中燃烧时发出红光，生成使澄清石灰水变浑浊的
15、气体 C. 做硫在氧气中燃烧的实验时在集气瓶底部放少量的水目的是防止集气瓶炸裂 D. 铁丝在空气、氧气中燃烧都会生成四氧化三铁【答案】B【例11】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（2）剧烈燃烧，发出白光，放出大量的
16、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 点燃二氧化硫银白；剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体；铁氧气 点燃四氧化三铁;防止高温熔融物溅落，使瓶底炸裂。知识点三 氧气的制取思路导航内容一：氧气的制取1. 氧气的工业制法：利用空气中各成分沸点不同，通过分离液态空气的方法得到氧气。2. 氧气的实验室制法：（1）简易装置分解过氧化氢溶液制取氧气图2-15 过氧化氢制取氧气注意：1. 通常检验一瓶气体是否为氧气，可以用带火星的木条，若木条复燃则为氧气。2. 在本实验中，二氧化锰起到一个加速化学反应速率的作用。实验结束将二氧化锰洗净、
17、干燥后称量发现其质量并未发生改变。像二氧化锰这样能够改变化学反应的速率;它本身的质量和化学性质在化学反应前后不发生任何改变的一类物质称为催化剂。过氧化氢溶液常温下能缓慢分解成水和氧气，实验1带有火星的木条不能复燃，因为放出的氧气很少。实验2带火星的木条复燃，是因为过氧化氢溶液中加入了少量的二氧化锰加速了过氧化氢的分解。原理为：过氧化氢 水 + 氧气H2O2 H2O + O2二氧化锰MnO2 带有火星的木条过氧化氢溶液二氧化锰木条复燃高锰酸钾制取氧气的实验应该注意以下几点：铁夹应夹在试管的中上部。试管口应略向下倾斜，防止冷凝水倒流使试管炸裂。导气管伸入试管内不宜过长，略露出胶塞即可。加热时用酒精
18、灯的外焰。要先预热，再集中加热有药品的部位。用高锰酸钾来制取氧气时，必须在试管口塞一团棉花,防止高锰酸钾颗粒进入导管堵塞导管实验结束后要先将导气管从水槽中取出，再熄灭酒精灯，防止水槽中的水倒吸使试管炸裂。用排空气法收集氧气时应采用瓶口向上排空气法，导管口要尽量伸到集气瓶底部。（2）加热固体药品制取氧气图2-16 高锰酸钾制取氧气步骤：连、查、装、定、点、收、离、熄原理：加热高锰酸钾（KMnO4）制取氧气文字表达式： 高锰酸钾 加热 锰酸钾 二氧化锰 氧气符号表达式：KMnO4 K2MnO4 MnO2 O2 以二氧化锰为催化剂，加热氯酸钾制取氧气文字表达式：氯酸钾 加热 二氧化锰 氯化钾 氧气符
19、号表达式：KClO3 MnO2 KCl O2初中阶段使用下面几种装置来收集气体图2-17 收集气体的方法 向上排空气法 向下排空气法 排水法因为氧气的密度大于空气且不易溶于水，所以可用向上排空气法，排水法收集氧气3. 氧气的检验与验满 检验：将带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃则该气体为氧气 验满：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃则氧气已收集满内容二：两种基本反应类型基本反应类型化合反应：由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应【多变一】分解反应：由一种物质生成两种或两种以上其他物质的反应【一变多】基础达标点燃点燃【例12】下列反应不属于化合反应的是（ ）加热点燃A. 铁 + 氧气
20、四氧化三铁 B. 碳 + 氧气 二氧化碳C. 硫 + 氧气 二氧化硫 D. 碱式碳酸铜 氧化铜 + 水 + 二氧化碳【答案】D【例13】实验室利用高锰酸钾制取氧气的主要步骤有：固定装置、装入药品、加热、检查装置的气密性、用排水法收集、熄灭酒精灯、从水槽中移出导气管其操作顺序正确的是（ ）A. B. C. D. 【答案】A冲击优秀【例14】中学化学兴趣小组的同学利用下列装置进行实验。实验目的：（1）用高锰酸钾制取一瓶氧气，做细铁丝燃烧的实验。（2）测定加热高锰酸钾所收集到的氧气体积。反应原理：(用符号表达式表示) 高锰酸钾制氧气： 该反应属于_反应细铁丝在氧气中燃烧： 该反应属于 反应仪器认识：
21、写出仪器的名称： ； 装置连接：为达实验目的（2）装置的正确连接顺序：(填接口的字母)a（ ）（ ）d问题分析：（1）实验过程发现B瓶中的水变红了，原因是： （2）用收集到的氧气做细铁丝燃烧的实验时，发现瓶底炸裂，发生这一现象的原因可能是： （3）A装置中蓬松棉花团的作用是_;实验结束时先将导管移出水面，在熄灭酒精灯的目的是防止_.【答案】(2)KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2 分解; FeO2Fe3O4 化合； 试管；量筒；c、b；(1)试管口没有放一团棉花使高锰酸钾粉末进入瓶中；(2)瓶中没有留少量水； (3) 防止高锰酸钾固体小颗粒进入导气管阻塞导气管 ；水槽中的水倒吸入
22、试管使试管炸裂 思路导航【冲1】若用下图装置收集氧气，气体应从哪一导管口进入（ ）应用此装置如何检验氧气已经收集满_【答案】a;将带火星的木条放在导管口b处，若木条复燃则氧气已经收集满.【冲2】(选讲)下图所示为实验室中常见的气体制备和收集装置。请回答下列问题：（1）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的文字表达式_， 若选用C做发生装置，你认为选用C的优点是 。 若用装置D收集氧气，验满的方法是 。 若用装置E排水法收集氧气，则气体从导管口_处进入。（2）已知一氧化氮气体难溶于水，在空气中容易与氧气发生反应，则收集一氧化氮气体二氧化锰 时应选用图中装置 (填字母序号)。【答案】(1) 过氧
23、化氢 水 + 氧气 ;控制氧气产生的快慢和量的多少;将带火星的木条置于集气瓶口，木条复燃，证明已集满；b (2) F 课后创新培养复习巩固【演练1】将下列数据前的（空气中各成分在空气中的体积分数）字母填入有关物质后面的括号内。 A. 78% B. 21% C. 0.94% D. 0.03% （1）二氧化碳（ ） （2）氧气（ ） （3）氮气（ ） 【答案】D；B；A 【演练2】下列物质中，属于混合物的是（ ） A. 纯净的空气 B. 氮气 C. 五氧化二磷 D. 二氧化碳【答案】A【演练3】下列关于空气中各成分的用途叙述正确的是（ ） A. 植物的光合作用吸收氧气 B. 氮气可用作保护气 C.
24、 二氧化碳可用于制作霓虹灯 D. 稀有气体可用于人工降雨【答案】B【演练4】下列化学现象描述正确的是（ ）A. 把盛有点燃红磷的燃烧匙伸入空气中，磷燃烧产生大量白烟，生成五氧化二磷B. 铁丝在空气中燃烧，火星四射，生成一种黑色固体C. 木炭在氧气中燃烧比在空气中燃烧更旺，发出白光，产生能污染大气的气体D. 硫在氧气中燃烧产生蓝紫色火焰，生成有刺激性气味的气体【答案】D【演练5】实验室提供如图所示的仪器： （1）实验室欲利用上述仪器完成高锰酸钾制取氧气的实验，需要用到的仪器有(填仪器序号) ，装配制取装置时还须补充的一种用品是 ，它可以防止 。（2）写出高锰酸钾制取氧气反应的文字表达式 。该反应
25、属于_反应（3）实验室制氧气时，装有高锰酸钾的试管的管口应 ，否则 。收集氧气可以用 法_法收集，因为 。 （4）检验集气瓶里的气体是氧气的方法是 。【答案】（1）；棉花；高锰酸钾的粉末进入水槽中；（2）高锰酸钾 锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气； 分解 （3）略向下倾斜；冷凝水倒流，使试管炸裂；向上排空气，排水；氧气的密度比空气大且不与空气中的成分发生反应，氧气不易溶于 水且不与水发生反应；（4）用带火星的木条伸入集气瓶中，木条复燃说明该气体是氧 气。目标决定成就伯尼马科斯是新泽西州一个贫穷的俄罗斯人的儿子。亚瑟布兰克生长在纽约的中下层街区，在那儿，他曾与少年犯为伍。当他15岁时，父亲去世。布
26、兰克说：“在我的成长过程中，我一直确信生活不是一帆风顺的。”1978年，布兰克和马科斯在洛杉矶一家硬件零售店工作时，被新来的老板解雇了。第二天一位从事商业投资的朋友建议他们自己办公司。马科斯说：“一旦我不再沉浸在痛苦中，我便发现这个主意并不是妄想。”现在，马科斯和布兰克经营的家庭库房设备，其销售额在美国迅猛发展的家用设备行业中处于领先地位。马科斯说：“当你绝望时，你有人生目标吗？我问了55名成功的企业家，40名都确切地回答：有！”你必须有目标，为你的目标而努力。辛勤工作并不表示你真正投入工作了。同样砌砖墙，有的人默默埋头苦干，觉得工作很无聊，但还是认命地做下去；有的人却一面砌，一面想像这座墙砌成后的面貌，上面也许会爬满玫瑰花，孩子们也许会攀在墙头看风景等，他努力砌墙的同时，眼睛已经看到努力的成果了。前一个砌墙人虽然卖力，其实跟牛马差不多，在既有的工作上打转，生活对他而言是一种苦刑。后者却能陶醉在工作中，同时他很可能一面工作，一面思考改善，因此技术会不断进步，工作不仅不让他觉得无聊，还让他有机会成为这一行的高手。今天我学到了 第十七种品格：成就