1、第5课时空气与氧气学生用书P45一、空气的成分(a)1空气的成分(体积比)气体成分体积比(%)性质用途氮气78化学性质较不活泼，在一般条件下不易与其他物质反应作保护气，食品袋中的防腐剂，制造化肥、炸药的重要原料，液氮冷冻等氧气21不易溶解于水，密度比空气略大，化学性质比较活泼供给呼吸，常作氧化剂稀有气体0.93化学性质不活泼，通电时能发出不同颜色的光作保护气，充制霓虹灯，用于激光技术，氦气密度小，用作气球填充气二氧化碳0.04参与植物的光合作用作温室气肥其他0.032空气中氧气体积分数的定量估测装置图注意点图51试剂要求：足量红磷装置要求：气密性良好操作要求：待集气瓶冷却到室温后再打开弹簧夹实
2、验现象：大量白烟，瓶内液面上升约1/5体积实验结论：空气是混合物；O2约占_1/5_，可助燃；N2约占4/5，不可燃也不可助燃，难溶于水液面上升小于1/5的原因：装置漏气，红磷量不足，未冷却完全；选择的药品应具备的条件：能在空气中燃烧；在空气中燃烧时只与氧气反应，不消耗空气中其他气体；燃烧后只产生固体或产生的气体可以被水或其他溶液吸收。【知识拓展】1空气是一种混合物。空气中各种气体的含量是体积分数，不能误解为质量分数。2空气中氧气体积分数的估测实验中，不能用铁代替红磷的原因是_铁不能在空气中燃烧_；不能用碳、硫代替红磷的原因是_产物是气体，不能产生压强差_。二、氧气(b)1性质物理性质：无色、
3、无味的气体，密度比空气_略大_，_不易_溶解于水，液氧呈_淡蓝色_；化学性质：是一种化学性质比较_活泼_的气体，具有_助燃性_、_氧化性_等。2氧化反应：物质跟氧发生的反应。物质现象碳在空气中持续红热，在氧气中发出白光，生成使澄清石灰水变浑浊的气体CO2CO2磷生成大量白烟4P5O22P2O5硫在空气中发出微弱的淡蓝色火焰，而在氧气中发出明亮的蓝紫色火焰，生成有刺激性气味的气体SO2SO2镁发出耀眼的白光，放出热量，生成白色固体2MgO22MgO4Al3O22Al2O3铝铁剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体(Fe3O4)3Fe2O2Fe3O4石蜡在氧气中燃烧发出白光，瓶壁上有水珠生成，生成使澄清
4、石灰水变浑浊的气体3氧气的用途：呼吸(急救、登山、潜水、航天等)；冶炼金属；切割焊接金属；作氧化剂等。4实验室制备氧气的化学原理2H2O22H2OO22KMnO4K2MnO4MnO2O22KClO32KCl3O25催化剂：在化学反应中能改变反应速度，而本身的_质量和化学性质_在反应前后都没有变化的物质。【知识拓展】催化剂特点：一变两不变。催化剂改变反应速度，既可加快也可减慢；只改变速度但不改变生成物的质量。催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。三、燃烧与灭火(a)1燃烧是可燃物质跟氧气发生的一种_发光、放热_、剧烈的氧化反应。物质燃烧必须同时满足三个条件：一是_有可燃物_；二是_要有助燃剂(
5、常用的助燃剂为氧气)_；三是_温度达到该可燃物的着火点_。灭火的原理：_隔绝氧气_；降低温度到该可燃物的_着火点_以下。2剧烈氧化：燃烧缓慢氧化：_铁生锈、人的呼吸、食物腐烂、酒的酿造等_。共同点：_都是氧化反应_；_都放热_。3爆炸：燃烧以极快的速度在有限的空间里发生，瞬间累积大量的热，使气体体积急剧地膨胀，就会引起爆炸。【知识拓展】1着火点是可燃物的固有属性，着火点不能降低，只能降温到着火点以下进行灭火。2一切可燃性气体、可燃性液体的蒸气、可燃性粉尘与空气(或氧气)的混合物遇火种均有可能发生爆炸。3爆炸不一定属于化学变化，比如气球爆炸、锅炉爆炸。但由燃烧引起的爆炸一定属于化学变化。四、空气
6、污染(a)1对空气造成污染的主要是_CO、SO2、NO2_等有害气体和烟尘。目前计入空气质量指数的污染物有_CO、SO2、NO2、O3_和颗粒物等。2空气污染的危害：严重损害人体健康，影响作物生长，破坏生态平衡，全球气候变暖，臭氧层破坏和酸雨等。3空气污染的防治：加强大气质量监测，改善环境状况，使用清洁能源，工厂的废气经处理后才能排放，积极植树、造林、种草等。4目前环境污染问题：由氟利昂、氮的氧化物排放造成的_臭氧层破坏_、由CO2等气体过量排放造成的_温室效应_、由NO2、SO2等气体排放造成的_酸雨_。类型一空气的成分典例 下列对空气的叙述正确的是(D)A按质量分数计，空气中含氧气约21%
7、，含氮气约78%B空气的成分是固定不变的C洁净的空气属于纯净物D空气的成分是相对稳定的，主要是由氮气和氧气组成【解析】 按体积分数计，空气中含氧气约21%，含氮气约78%。空气的成分并不是固定不变的，比如白天植物光合作用强，氧气含量会增加，二氧化碳含量会减少，晚上则相反。洁净的空气也是由各种成分气体组成的，属于混合物。跟踪训练 邵阳中考如图为测定空气中氧气含量的实验装置，下列做法合理的是(A)图52A用过量的红磷进行实验B红磷点燃后，缓慢伸入瓶中并塞紧橡皮塞C红磷熄灭后，立即打开止水夹D用木炭代替红磷进行实验【解析】 测定空气中氧气含量的实验中用过量的红磷可以将瓶内氧气充分反应；红磷点燃后，须
8、尽快伸入瓶中并塞紧橡皮塞，以防瓶内空气受热逸出；红磷熄灭后，应待容器冷却至室温后再打开止水夹；本实验不能用木炭代替红磷进行实验，因为木炭燃烧的产物为二氧化碳，而二氧化碳是气体，无法形成反应后瓶内外的气压差。类型二氧气的性质典例 2018杭州小金在做硫燃烧实验时，进行了如下操作：在铺有细沙的燃烧匙里放入少量的硫；将燃烧匙在酒精灯火焰上加热，直至硫燃烧；将燃烧匙伸进盛有氧气的集气瓶中(集气瓶内盛有滴加紫色石蕊试液的少量水)。实验中可观察到的现象与结论不符合的是(D)A对比和可说明硫燃烧需要达到一定的温度B对比和中硫的燃烧现象说明氧气具有助燃性C在中观察到紫色石蕊试液变红，说明硫燃烧是化学变化D在中
9、观察到紫色石蕊试液变红，说明硫燃烧产物是一种酸【解析】 中硫不燃烧，中加热燃烧，对比和可说明硫燃烧需要达到一定的温度；在只有氧气的情况下硫仍能燃烧说明氧气具有助燃性；中紫色石蕊试液变红说明有新物质生成，为化学变化；紫色石蕊试液变红不一定是因为硫燃烧产物为酸性，可能是该产物与水反应后的物质呈酸性。实际上使紫色石蕊变红的是二氧化硫与水反应生成的亚硫酸。跟踪训练 下列对实验现象的描述正确的是(D)A红磷在空气中燃烧产生大量的白雾B铁丝在空气中剧烈燃烧，火星四射，生成一种黑色固体C石蜡在空气中燃烧生成二氧化碳和水D硫在空气和氧气中燃烧，都生成了一种刺激性气味的气体【解析】 红磷在空气中燃烧产生大量的白
10、烟而不是白雾，烟是固体颗粒，雾是液态小液滴；铁丝在空气中不能燃烧，在高浓度氧气中才能，剧烈燃烧，火星四射，生成一种黑色固体；石蜡在空气中燃烧有气态物质和小液滴生成，生成二氧化碳和水是结论而不是现象。硫在空气中燃烧产生微弱的淡蓝色火焰，在氧气中发出明亮的蓝紫色火焰，生成有刺激性气味的气体。类型三燃烧条件与灭火原理典例 2018北京用如图所示实验验证可燃物燃烧的条件。已知：白磷的着火点为40。图53(1)设计B、D的目的是_验证可燃物燃烧需要温度达到着火点_。(2)能验证可燃物燃烧需要O2的现象是_C中白磷不燃烧，D中白磷燃烧_。(3)AD中，可不做的实验是_A_(填序号)。【解析】 (1)白磷是
11、可燃物，B中温度为20，通入氧气，温度未达到着火点，白磷不燃烧；而D中温度为80，通入氧气后白磷燃烧，说明可燃物燃烧需要温度达到着火点。所以设计B、D的目的是验证可燃物燃烧需要温度达到着火点。(2)C中温度达到80，达到白磷的着火点，由于没有氧气，白磷不燃烧；而D中，通入氧气，白磷燃烧，说明可燃物燃烧需要氧气。(3)B、D验证可燃物燃烧需要达到着火点，C、D验证可燃物燃烧需要氧气，A多余，可 不做。跟踪训练 湘潭中考小明旅游时经常使用一种用纸代替金属材料制成的锅煮面，轻便易携带，你觉得煮面时纸锅不会被烧掉的原因是(D)图54A纸锅的着火点很高B面汤使纸锅的着火点升高了C面汤隔绝了氧气使纸锅不能
12、燃烧D加热时面汤蒸发吸热使纸锅温度达不到其着火点类型四空气污染典例 为防止温室效应的加剧，科学家提出多种方法。其中有人提出将CO2通过高压管道，通入深海海底储存，以减少CO2的排放，但也有一些人提出反对意见。下列说法中错误的是(C)A将CO2收集和通入深海海底要消耗大量的能源，消耗能源也会加剧CO2的排放B海水pH约为8，大量CO2溶解在海水中，会使海水pH减小，破坏海洋的生态环境C将CO2储存在海底，会严重影响陆上植物的光合作用D当发生海底地震时，深海海底储存的CO2会被重新释放到大气中【解析】 将CO2通入深海海底储存，肯定会消耗大量的能源，又会产生新的CO2；CO2溶于水后，会生成碳酸，
13、使海水的pH减小，破坏原有的生态环境；将CO2储存在海底，并不是把所有的CO2都储存起来，且CO2是在不断产生的，所以不会影响陆上植物的光合作用；将CO2通入深海海底储存，发生海底地震时，深海海底储存的CO2会被重新释放到大气中。跟踪训练 自贡中考如表是某城市空气质量每周公报的部分内容。下列情况对表中三个空气指标不会产生影响的是(A)项目空气污染指数空气质量级别空气质量描述可吸入颗粒物52良二氧化硫7二氧化氮24A.用天然气作燃料 B焚烧垃圾C汽车排放的尾气 D用煤和石油产品作燃料【解析】 天然气燃烧产物是水和二氧化碳，没有表中的项目，对表中三个空气质量指标不会产生影响；焚烧垃圾会产生大量的可
14、吸入颗粒物和有害气体，汽车排放的尾气含有较多的二氧化氮等有害物质，煤和石油燃烧会有二氧化硫生成，都含表中项目，会对表中三个空气指标产生影响。1长沙中考空气是人类的宝贵资源，下列有关空气的说法错误的是 (C)A空气的成分按体积计算，含量最多的气体是氮气B空气是混合物C氧气具有可燃性D稀有气体的化学性质不活泼2广州中考下列关于氧气的说法不正确的是 (D)AO2可以支持燃烧BO2可用排水法收集CO2可用于医疗急救D细铁丝在O2中燃烧生成Fe2O33催化剂在化学反应时以及反应前后：质量变小；质量不变；化学性质改变；化学性质不变；能改变反应速度；有些催化剂会减慢反应速度；二氧化锰可以作为各种化学反应的催
15、化剂。在上述说法中正确的是(B)A BC D42018淮安某课外活动小组进行验证物质的燃烧条件的实验探究，实验现象如图所示。请完成下列问题：图55(1)80热水的作用是_一是热源，二是隔绝氧气(或者空气)_。(2)比较现象a、c，得出燃烧的条件是_燃烧需要达到一定的温度(或着火点)_。【解析】 (1)80热水的作用是：作热源给水中以及铜片上的可燃物加热；将水中的白磷隔绝氧气或者空气，以便和空气中的白磷进行对比。(2)比较现象a、c，两者都是相同温度和充足空气，所以现象差别说明燃烧需要达到着 火点。5实验室常用过氧化氢溶液和二氧化锰(催化剂)制取氧气。【提出问题】 二氧化锰是催化剂，二氧化锰的用
16、量对反应速度是否有影响？【设计实验】(1)实验装置如图所示。图56(2)实验记录：每次用30mL 10%的过氧化氢溶液，采用不同量二氧化锰粉末作催化剂进行实验，测定相关数据记录于表中：实验序号12345678910二氧化锰用量(g)0.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0待测数据【分析】(1)上述实验应该测定的“待测数据”可能是_量筒中收集到相同体积水所用的时间(或相同时间内量筒中收集到水的体积)_。(2)10次实验“每次用30mL 10%的过氧化氢溶液”的目的是_控制变量_。(3)若第2次实验比第3次实验的“待测数据”更_大(或小)_(选填“大”或“小”)，说明催化剂的用
17、量越多，反应越快。【实验与结果】经多次实验证明，第1次实验至第7次实验中过氧化氢的分解速度依次加快，第7次实验至第10次实验所记录的“待测数据”无明显差异。【结论】_催化剂的用量在一定范围内对反应速率有影响_。62018金华丽水小君和小英同学发现：带火星的竹签在空气中不会复燃，若用装有60%水的集气瓶倒置在水槽中收集氧气，得到的气体能使带火星的竹签复燃，为了找到能使带火星的竹签复燃的氧气含量最小值，他们进行了如下 探究：图57【设计实验】小君设计了如图的装置，该装置的圆底烧瓶中放入25mL水的目的是_稀释过氧化氢溶液，减缓过氧化氢的分解速度_。【实验研究】第一组实验：取3只集气瓶，编号为，分别
18、装入15%、30%和45%的水，盖上盖玻片倒置在水槽中。当气泡_连续、均匀_放出后，导管口伸入集气瓶把其中的水全部排出。将相同的3支带火星的竹签分别插入号瓶中，记录实验现象。获得第一组实验现象后，小君又做了第二组实验，并记录实验现象，两组实验数据和现象见表：实验分组第一组第二组实验序号集气瓶装水的体积分数(%)153045343842带火星的竹签状况亮很亮复燃很亮复燃复燃得出上述两组实验现象后，小英认为还不能确定能使带火星的竹签复燃的氧气含量最小值，需继续进行实验。则实验序号的集气瓶装水的体积分数应该是_36_%。【实验结论】再经过数次实验并计算后得出：能使带火星的竹签复燃的氧气含量最小值为48.7%。【继续探究】小君认为采用该方法收集的氧气中含有一定量的水蒸气，请你提出实验改进的措施：_收集氧气前增加气体的干燥装置，再用排油法收集_。