第四单元《我们周围的空气》复习课

第四单元我们周围的空气考点一空气的组成及用途1.测定空气中氧气的含量:(1)实验装置。(2)实验现象:红色的铜粉逐渐变成了_____,气体体积_____。(3)反应原理:在加热的情况下,铜能和空气中的氧气反应,生成_____________。反应的化学方程式为_______________。(4)实验结论:氧气约占空气体积的____。黑色变小黑色的氧化铜1/522CuO2CuO2.空气的成分及含量(体积分数):氮气氧气3.主要气体的用途:空气的成分用途氧气供给_____、支持燃料_____氮气用于生产_____和_____;作保护气,液态氮气作_______稀有气体常用来作_______,制_______呼吸燃烧硝酸氮肥制冷剂保护气电光源考点二关注空气质量二氧化氮一氧化碳二氧化硫考点三氧气的性质1.物理性质:色、味、态密度溶解性三态变化(降低温度)__________________比空气________溶于水气→液→固___色_____色_____色无色、无味、气体大不易无淡蓝淡蓝2.化学性质:实验实验现象实验结论或化学方程式不同点:在空气中,发出_____,在氧气中,发出_____;相同点:放热,都生成使_________________的气体____________在空气中:_________________;在氧气中:剧烈燃烧,_________,放出大量的热,生成一种_______________________在空气中:燃烧发出_____;在氧气中:燃烧发出_____,放出热量,集气瓶内壁出现_____石蜡+氧气二氧化碳+水红光白光澄清石灰水变浑浊只能红热不能燃烧火星四射黑色固体红光白光水雾22COCO点燃2343Fe2OFeO点燃点燃3.氧化反应和缓慢氧化:(1)氧化反应:_______________的化学反应,如物质的燃烧等。(2)缓慢氧化:进行得很慢甚至不容易被察觉的氧化反应,如钢铁生锈、呼吸作用、食物腐烂等。物质与氧气发生【思考感悟】1.木炭、铁丝在氧气和空气中的燃烧现象不同,说明了什么问题?提示:物质的反应速率与反应物的浓度有关,反应物浓度越大,反应速率越快。2.铁丝在氧气中燃烧时,需在集气瓶底放少量水或铺一层细沙,目的是什么?提示:防止铁丝燃烧时产生的高温熔融物溅落,炸裂集气瓶底。考点四氧气的制法1.实验室制法:常温下,用_______和_________混合。反应方程式为。2.工业制法:利用液态氮和液态氧的_____不同,采用分离液态空气法。双氧水二氧化锰2MnO22222HO====2HOO沸点3.催化剂和催化作用:(1)催化剂:在化学反应里,能改变其他物质的化学_________,而本身的_____和_________在反应前后都没有发生变化的物质。可简单记忆为“一变二不变”。(2)催化作用:催化剂在化学反应中所起的作用。反应速率质量化学性质考点五自然界中的氧循环1.氧气的产生与消耗:(1)产生:主要通过植物的_________。(2)消耗:动植物的_________、燃料的燃烧。2.氧循环的意义:维持了相对恒定的大气含氧量,构建了陆地、海洋和大气等环境的物质和能量平衡,为生态系统的正常运转提供可靠的资源保障。光合作用呼吸作用【易错微博】小博士答学生问问题1描述实验现象时,常将光与火焰、烟与雾、实验现象与实验结论混淆,如何区分三者?答:“光”是可燃性固体直接燃烧产生的,“火焰”是气体或固、液体气化后燃烧产生的;“烟”是物质燃烧时产生的固体小颗粒扩散形成的,“雾”是小液滴分散到另一种气体中形成的;“实验现象”泛指人体通过感官直接感知的,“实验结论”则指整理、分析实验信息后得到的观点、论断。问题2“加入催化剂能够提高生成物的质量”,这种认识是否正确?答:不正确。生成物的质量取决于反应物的质量,与催化剂无关,催化剂在反应中只能改变反应速率。问题3催化剂在化学反应中是否只能加快化学反应速率?答:不是。催化剂能改变化学反应速率,这里的“改变”既包括“加快”,也包括“减慢”。实验一测定空气中氧气的含量1.实验装置:2.测定原理:加热铜粉消耗密闭容器内的氧气,使容器内气体压强减小,根据体积减小量来确定空气中氧气的含量。3.现象与结论:(1)现象:铜粉由红色逐渐变为黑色。冷却后,密闭容器体积减少为原体积的4/5。(2)结论:氧气约占空气体积的1/5。4.成功的关键:操作原因铜粉要足量若铜粉量不足,氧气不能耗尽,导致体积减少量变小,测量结果偏低装置不能漏气装置漏气,则推拉活塞时,密闭容器内气体可逸出或进入,导致体积改变量不准确,测量结果可偏高也可偏低必须不断推拉注射器若不推拉活塞,则氧气与铜粉不能完全反应;氧气有剩余,体积减少量小,测量结果偏低反应完毕需冷却后读数过早读数,因密闭装置内气体温度过高,体积未减少至正常值,体积减少量小,测量结果偏低5.问题思考:(1)实验中,测量结果往往比实际值偏小,你认为可能的原因有哪些?提示:造成测量结果比实际值偏小的原因可能有:①铜粉的量不足;②装置的气密性不好;③没有等到密闭装置冷却;④没有反复推拉活塞等。(2)能否用木炭、镁条或铁丝代替铜粉做此实验?由此分析铜粉的替代品应满足什么条件。提示:木炭燃烧后的生成物是气体,镁条在空气中燃烧不仅与氧气反应,还与氮气、二氧化碳发生反应,铁丝不能在空气中燃烧,都无法准确地测量出空气中氧气的体积。由此分析铜粉的替代品应该在空气中能并且只与氧气反应,且生成物是固体。角度1考查测定空气中氧气含量的实验原理或结论【典例1】(2012·桂林中考)常温下,将100mL的空气通过足量灼热的铜网,充分反应后,恢复到常温,余下气体的体积约为()A.80mLB.60mLC.40mLD.20mL【我的答案】选A。空气中氧气约占1/5,通过足量灼热的铜网后,氧气被除去,剩余气体的体积约为100mL×(1-1/5)=80mL。角度2结合实验装置考查实验现象、结论、注意事项及误差分析等【典例2】在测定空气中氧气含量的实验中,小强采用了如图所示装置:在由注射器和具支试管组成的密闭系统中留有25mL空气,给装有铜粉的具支试管加热,同时缓慢推动注射器活塞,至铜粉在较长时间内无进一步变化时停止加热,待冷却至室温,将小气球内的气体全部挤入具支试管内,观察密闭系统内空气体积变化。(1)在实验加热过程中,缓慢推动注射器活塞的目的是。(2)写出该实验中反应的化学方程式。(3)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______21%(填“”“=”或“”)。造成该实验出现误差的原因可能是。(填序号)①没有缓慢推动注射器活塞;②读数时没有冷却至室温;③加入铜粉量太少;④加入铜粉量太多。(4)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。【我的收获】本题考查测定空气中氧气含量的原理、操作及误差分析。(1)缓慢推动注射器活塞的目的是使空气中的成分充分反应。(2)该反应的反应物为铜和氧气,生成物为氧化铜,反应条件为“加热”或“△”。(3)根据表中数据知空气中氧气的体积为3mL,其体积分数=×100%=12%21%,造成实验误差的原因可能是氧气没有充分反应掉,围绕此要点考虑可得出正确结论。(4)本题的答案即此实验的原理和方法。若要测量混合物中某成分的含量,可利用化学反应除去混合物中的一种成分,再测量混合物在反应前后体积或质量的变化,从而得出该成分的含量。3mL25mL答案:(1)使空气中的氧气充分反应(2)(3)①②③(4)通过化学反应除去混合物中的一种成分,再测量混合物在反应前后体积(或质量)的变化,从而得出该种成分的含量(其他答案合理也可)22CuO2CuO【拓展延伸】测定空气中氧气含量的常用实验装置及优缺点装置1(1)优点:反应现象明显,操作简单。(2)缺点:对试管和注射器选择有要求。(3)注意:过量的铜粉充分加热后冷却至室温,再打开弹簧夹。装置2(1)优点:在密闭装置内点燃红磷,误差小且环保。(2)缺点:增加电辅热部分,装置复杂。(3)注意:反应完毕冷却后再打开弹簧夹。装置3(1)优点:在密闭装置内点燃红磷,误差小且环保。(2)注意:反应完毕冷却后再打开弹簧夹。装置4(1)优点:在整个操作过程中,气体不会逸出,操作简单,现象明显,改进了量气方法。(2)缺点:装置复杂。(3)注意:实验前使两边液面相平,左侧液面在“0”刻度处;实验后待左侧玻璃管冷却到室温,调节右侧玻璃管高度使两侧液面相平,再读数。实验二氧气的实验室制取1.反应原理:22MnO3242422MnO222212KClO2KCl3O22KMnOKMnOMnOO32HO====2HOO2.制取装置:3.验满方法:用向上排空气法收集时,将一根带火星的木条放在瓶口,如果木条复燃,证明集气瓶内氧气已经收集满;用排水法收集时,观察到瓶口有大气泡冒出时,说明已收集满。4.制备和收集氧气的不同装置的评价:(1)用高锰酸钾制取氧气操作复杂,需要加热,不节能;用过氧化氢制取氧气,反应不需要加热,操作简便、节能、安全等,符合化学反应的绿色化。(2)用排水法收集的氧气比较纯净,但制取的氧气中含有水分,做集气瓶底部需要少量水的实验如铁丝在氧气中燃烧时,一般用排水法收集氧气;用排空气法收集氧气操作简便,但相对不纯。5.问题思考:(1)分析用高锰酸钾和用过氧化氢制取、收集氧气装置的异同,将下表填写完整。高锰酸钾过氧化氢制取装置选择上图装置__(管口加棉花团)选择依据_________________________选择上图装置_____选择依据____________________________收集装置选择上图装置_____选择依据_________________________A反应物为固体,且需要加热B或C固体和液体反应且不需要加热D或E密度比空气大且不易溶于水(2)用排水法收集气体时,观察到导管口有气泡冒出时要立即收集,这种做法是否正确?为什么?提示:不正确。因为导管口一开始冒出的气泡,不是纯净的气体,而是实验装置中原有的空气或是空气和制取的气体的混合物,因此应等到气泡连续、均匀冒出时收集。角度1从反应物的选择、反应原理等角度考查对氧气制取方法的正误判断【典例1】下列关于产生氧气方法的叙述中,错误的是()A.空气中的氧气主要来自于植物的光合作用B.工业上用分离液态空气的方法制取氧气是分解反应C.用含有氧元素的物质反应才有可能产生氧气D.实验室常用分解过氧化氢的方法制取氧气【我的答案】选B。本题是对氧气制取方法的综合考查。工业上用分离液态空气的方法制取氧气是利用液态空气中液态氮、液态氧沸点的不同分离出其中的氧气,在此过程中没有新物质生成,属于物理变化,而分解反应属于化学变化。角度2以实验室制取氧气为依托,对实验原理、装置选择、气体验满等进行综合考查【典例2】(2013·湛江中考)老师为同学们提供了如下实验装置:(1)写出仪器a、b的名称。a是,b是。(2)组装仪器时,将玻璃管插入胶皮管或带孔橡胶塞前,要先把玻璃管口,然后稍稍用力转动,将其插入。(3)实验室用高锰酸钾制取氧气,应选用的发生装置是______(填字母序号,下同)。若要收集较纯的氧气,可选用的装置是。(4)①实验室也可选用过氧化氢溶液和二氧化锰在装置B中制取氧气,化学方程式为。若选用C做发生装置,你认为选用装置C的优点是。②也可以将注射器连接到装置B的导管口处,用来。【思维导航】解答本题从以下几个角度入手:(1)如何依据反应物状态和反应条件选择发生装置?如何依据生成物的性质选择收集装置?(2)用注射器和长颈漏斗向锥形瓶内注入液体有何不同?【我的收获】本题综合考查氧气的制取原理、收集以及仪器的连接、装置气密性的检查等知识。(2)连接仪器时需用水将玻璃管口湿润,便于插入胶皮管。(3)用高锰酸钾制取氧气需要加热,故选用A装置;排水法能有效避免空气中的其他气体混入,收集到的氧气较纯净。(4)用C装置