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第5课时空气与氧气考点一空气的成分、用途及关注空气质量1.空气的主要成分成分氮气氧气稀有气体二氧化碳其他气体体积分数(大约)78%21%0.934%0.034%0.002%气体用途氧气主要用途:供给呼吸,可用于等;燃料燃烧离不开氧气,用于和金属焊接等氮气制造硝酸和化肥的重要原料;利用其化学性质,可用作保护气,如灯泡里充氮气以,食品包装中充氮气以;医疗上可用液氮冷冻麻醉等稀有气体(包括氦、氖、氩、氪、氙、氡)稀有气体化学性质,在通电时能发出不同颜色的光,可制成多种用途的电光源,如航标灯、强照明灯、闪光灯、霓虹灯等;氦可用于制造低温环境2.空气是一种重要的资源医疗急救钢铁冶炼稳定延长使用寿命延长食品的保质期非常不活泼[注意]①空气中各成分所占比值指的是气体的体积分数。②一般来说,空气的成分比较固定。3.关注空气质量目前计入空气污染指数的是和,主要包括:、、、臭氧、可吸入颗粒物、总悬浮颗粒物等。污染指数在0~500,是一个相对数值,数值越,表示污染物的含量越,空气质量越好。有害气体烟尘二氧化硫一氧化碳二氧化氮小少考点二测定空气中氧气的含量1.实验装置(如图5-1所示)图5-12.实验现象铜粉变成色,冷却后密闭装置内的气体体积约减少。黑𝟏𝟓3.原理及结论(1)原理:Cu+O2CuO。(2)结论:空气中氧气约占总体积的。4.实验误差分析所测氧气的体积小于空气总体积的原因:(1)装置。(2)铜粉的量,没有耗尽氧气。(3)没有就读数。(4)加热时,没有不断推拉活塞,氧气没有与铜粉完全反应等。2漏气不足2𝟏𝟓冷却至室温5.注意事项(1)加热时,气体受热膨胀,为防止橡皮塞冲出,小气球起缓冲作用。(2)铜粉替代品需满足以下条件:只与空气中的氧气反应,且生成物为固体。若可燃物还能与空气中的其他气体反应,则注射器内气体体积减小量大,测定结果偏大;若燃烧生成其他气体,会使注射器内气体体积变化不大,导致测定结果偏小。6.变式装置图5-21.物理性质通常氧气是无色无味的气体,溶于水,密度比空气,液态或固态时呈淡蓝色。2.化学性质氧气化学性质活泼,能与许多物质反应,同时氧气具有性,能使带火星的木条,但不具有可燃性。考点三氧气的性质不易大助燃复燃物质在氧气中燃烧的现象化学方程式(或文字表达式)反应类型注意事项木炭C+O2CO2属于化合反应,也属于反应木炭燃烧时,应将点燃的木炭由上而下缓慢伸入集满氧气的集气瓶中,以免瓶内氧气受热逸散,从而减少木炭的燃烧时间发出白光,放出热量氧化(续表)物质在氧气中燃烧的现象化学方程式(或文字表达式)反应类型注意事项铁丝剧烈燃烧,,生成固体,放出大量热属于化合反应,也属于反应①把铁丝绕成螺旋状,下端系一根火柴,引燃铁丝②集气瓶底部预先放一些细沙或水,防止反应生成的高温熔融物溅落瓶底,使集气瓶炸裂火星四射黑色3Fe+2O2Fe3O4氧化(续表)物质在氧气中燃烧的现象化学方程式(或文字表达式)反应类型注意事项蜡烛剧烈燃烧,产生的火焰石蜡+氧气二氧化碳+水属于反应放蜡烛的燃烧匙应由上而下缓慢伸入集气瓶中注意物质跟氧气发生化学反应时,单位体积的空间里氧分子的数目越多,反应就越剧烈明亮氧化考点四氧气的制备1.氧气的实验室制法药品高锰酸钾氯酸钾过氧化氢反应原理发生装置2KMnO4K2MnO4+MnO2+O22KClO32KCl+3O2↑2H2O22H2O+O2↑收集装置实验步骤①查:检查装置的气密性②装:把药品装入试管中,使之平铺在试管底部,组装仪器③定:固定实验装置④点:点燃酒精灯加热⑤收:收集气体(用向上排空气法或排水法)⑥离:撤离导管⑦熄:熄灭酒精灯谐音记忆:茶庄定点收利息①查②装③定④收⑤离（续表）（续表）验满方法用向上排空气法收集时,将带火星的木条放在瓶口,如果木条复燃,说明已收集满检验方法将带火星的木条伸入集气瓶内,如果木条复燃,证明是氧气放置方法收集满氧气后,集气瓶应正立放置在桌面上2.工业制备氧气利用液态氧和液态氮的不同,采用分离液态空气的方法。此过程发生变化。沸点物理催化剂是指在化学反应中能其他物质的,而本身的和在反应前后都没有改变的物质。即“一变两不变”。催化剂在化学反应中所起的作用叫作。考点五催化剂和催化作用改变化学反应速率质量化学性质催化作用[提示]①催化剂只改变化学反应速率,不能改变生成物的质量,也不能决定反应是否进行。②在化学反应前后,催化剂本身化学性质没变,物理性质可能会变。③催化剂改变化学反应速率,既包括加快,也包括减慢。④催化剂在化学反应前后不改变,在反应过程中有可能改变。⑤不同的化学反应有不同的催化剂,同一化学反应也可能有几种催化剂。考点六氧化反应、氧化物及自然界中的氧循环1.氧化反应与化合反应的关系图5-32.化合物和氧化物的比较化合物氧化物宏观组成由两种或两种以上元素组成的纯净物由两种元素组成的化合物,其中一种元素是氧元素关系3.自然界中的氧循环(1)产生:绿色植物的。(2)消耗:燃料的燃烧、动植物的。(3)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。4.缓慢氧化缓慢氧化进行得很慢,甚至不容易被察觉,如动植物呼吸、食物腐烂、酒和醋的酿造、农家肥料的腐熟等。光合作用呼吸作用化学方程式网络构建图5-4考向一空气的成分及用途（6年3考）1.[2019·娄底]空气中含量较多且化学性质比较活泼的气体是()A.氧气B.氮气C.稀有气体D.二氧化碳[答案]A[解析]空气的主要成分是氮气和氧气,氮气化学性质不活泼,氧气是比较活泼的气体。2.[2019·天水]空气是一种宝贵的自然资源,由多种物质组成。下列说法错误的是()A.氦气可用来填充探空气球B.氮气充入食品包装袋防腐C.二氧化碳是植物光合作用的基本原料D.氧气可用作火箭发射的燃料[答案]D[解析]氧气可以支持燃烧,不能燃烧,可用作火箭发射的助燃剂。考向二氧气的性质（6年1考）3.[2019·天津]下列对实验现象的描述不正确的是()A.镁条在空气中燃烧,发出耀眼白光B.硫在氧气中燃烧,发出蓝紫色火焰C.蜡烛在空气中燃烧,生成二氧化碳和水D.氢气在空气中燃烧,产生淡蓝色火焰[答案]C[解析]蜡烛在空气中燃烧,生成二氧化碳和水是实验结论,不是实验现象。4.[2019·苏州]下列关于氧气的说法正确的是()A.分离液态空气获得氧气是化学变化B.植物的光合作用会消耗氧气C.氧气的化学性质不活泼D.液态氧可用作火箭助燃剂[答案]D[解析]分离液态空气获得氧气,是利用液态氧气、氮气的沸点不同,将其分离的过程中没有新物质生成,属于物理变化;植物的光合作用是指植物利用光能把二氧化碳和水转化成有机物,并释放氧气的过程;氧气是一种化学性质比较活泼的气体,许多物质都可以与氧气发生化学反应;氧气具有助燃性,所以液态氧可用作火箭助燃剂。【方法点拨】燃烧的实验现象描述及注意事项现象描述①发光:发出……色的光(火焰)②放热:放出热量③产物色、味、状态:生成……色(味)气体/固体(大量白烟)注意事项①区分“光”和“火焰”:气体燃烧有火焰,固体燃烧一般发光②区分“烟”和“雾”:一般生成物中液体为雾,固体为烟③区分反应物浓度:在氧气中燃烧更剧烈④区分现象与结论:能直观感受到的如色、味、状态等为现象,生成物名称出现时为结论5.[2019·广东]燃烧是人类最早利用的化学反应之一。请回答:(1)按图5-5进行铁丝在O2中燃烧的实验,反应的化学方程式为。该实验装置存在明显不足,改进措施是。[答案](1)3Fe+2O2Fe3O4在集气瓶底铺一层细沙(或放少量的水)[解析](1)为防止铁丝燃烧生成的高温熔融物溅落炸裂瓶底,应事先在集气瓶底铺一层细沙或放少量的水。图5-55.[2019·广东]燃烧是人类最早利用的化学反应之一。请回答:(2)对比铁丝在空气中不能燃烧、在氧气中剧烈燃烧的现象,分析室内起火时,如果打开门窗,火会烧得更旺的原因是。[答案](2)打开门窗起到补充氧气(或增大氧气浓度)的作用[解析](2)铁丝在空气中不能燃烧,在氧气中剧烈燃烧,原因是氧气的浓度不同。室内起火时,如果打开门窗,火会烧得更旺,原因是打开门窗起到补充氧气(或增大氧气浓度)的作用。图5-56.[2019·常州改编]某化学兴趣小组利用如图5-6所示装置进行氧气的制取和性质实验。(1)仪器a的名称是。图5-6分液漏斗6.[2019·常州改编]某化学兴趣小组利用如图5-6所示装置进行氧气的制取和性质实验。(2)实验中,点燃酒精灯后,可观察到硫粉在氧气中燃烧呈现色火焰;装置C中的现象是。[答案](2)蓝紫溶液褪色[解析](2)硫粉在氧气中燃烧,发出明亮的蓝紫色火焰;二氧化硫具有还原性,可以使高锰酸钾溶液褪色。图5-66.[2019·常州改编]某化学兴趣小组利用如图5-6所示装置进行氧气的制取和性质实验。(3)装置D的作用是(用化学方程式表示)。[答案](3)2NaOH+SO2Na2SO3+H2O[解析](3)二氧化硫与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水,化学方程式为2NaOH+SO2Na2SO3+H2O。图5-66.[2019·常州改编]某化学兴趣小组利用如图5-6所示装置进行氧气的制取和性质实验。(4)为了证明装置C中出现的现象不是由氧气造成的,在不改变装置的情况下,操作方法是,并观察装置C中的现象。[答案](4)点燃酒精灯前先通一段时间氧气[解析](4)要排除装置C中出现的现象不是由氧气造成的,可以在点燃酒精灯前先通一段时间氧气,如果高锰酸钾溶液不褪色,说明溶液褪色与氧气无关。图5-66.[2019·常州改编]某化学兴趣小组利用如图5-6所示装置进行氧气的制取和性质实验。(5)实验时加入6%的过氧化氢溶液51g,理论上可生成氧气。[答案](5)1.44g图5-6[解析](5)设理论上可生成氧气的质量为x。2H2O22H2O+O2↑683251g×6%x6832=51g×6%𝑥x=1.44g考向三空气中氧气含量的测定（6年1考）图5-77.[2017·常州]如图5-7是测定空气中氧气含量的实验装置。实验如下:用注射器抽取30mL空气(活塞拉至30mL刻度处),硬质玻璃管中空气的体积为50mL,在硬质玻璃管中放入过量的铜粉,在右侧导管口套上瘪的气球;点燃酒精灯,反复推拉注射器和挤压气球,待充分反应后,冷却至室温,将气球中的气体全部挤入硬质玻璃管,注射器中气体的体积为14mL。(1)写出铜粉与氧气反应的化学方程式:。[答案](1)2Cu+O22CuO[解析](1)铜粉与氧气反应的化学方程式为2Cu+O22CuO。7.[2017·常州]如图5-7是测定空气中氧气含量的实验装置。实验如下:用注射器抽取30mL空气(活塞拉至30mL刻度处),硬质玻璃管中空气的体积为50mL,在硬质玻璃管中放入过量的铜粉,在右侧导管口套上瘪的气球;点燃酒精灯,反复推拉注射器和挤压气球,待充分反应后,冷却至室温,将气球中的气体全部挤入硬质玻璃管,注射器中气体的体积为14mL。(2)实验时,铜粉过量的目的是;(填“能”或“不能”)用木炭代替铜粉进行相同实验。(3)实验测得空气中氧气的含量为。图5-7[答案](2)使氧气完全反应不能(3)20%[解析](2)实验时铜粉要过量,目的是使氧气完全反应;不能用木炭代替铜粉,因为木炭燃烧生成二氧化碳气体,会影响氧气含量的测定结果。(3)实验中测得氧气体积是30mL-14mL=16mL,则空气中氧气的含量为16mL50mL+30mL×100%=20%。(1)除铜外用其他药品也可以完成该实验,替代品需满足的条件是:只与空气中的反应,且生成物为。若替代品还能与空气中的其他气体反应,会使测定结果偏;若替代品燃烧生成其他气体,会使测定结果偏。(2)实验中不断推拉注射器的原因是。·拓展延伸·氧气固体大小使空气流动与铜粉接触,保证铜粉与氧气充分反应(3)反应结束后,铜粉有剩余,该实验除可说明氧气约占空气总体积的15外,还能说明氮气具有哪些性质?。氮气的化学性质比较稳定(或氮气不与铜反应,合理即可)(4)使用红磷利用如图5-8所示装置也可以测定空气中氧气的