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第1讲空气氧气知识结构知识梳理考点1空气的成分及用途成分体积分数主要用途①______②______a.制氮肥和硝酸的原料b．化学性质稳定，可作保护气，用于食品防腐、灯泡填充气c．液氮用于制造低温环境、(医疗上)冷冻麻醉③______④______a.供给呼吸——用于潜水、医疗急救和宇宙航行等b．支持燃烧(助燃性)——用于炼钢、气焊、化工生产等氮气78%氧气21%稀有气体(氦、氖、氩、氪、氙和氡等)0.94%a.性质稳定，用作保护气b．通电时发出不同颜色的光，可制成霓虹灯c．氦气是密度很小的气体，用于作探空气球的填充气二氧化碳0.03%a.不支持燃烧——用于灭火b．干冰(固体二氧化碳)升华吸热——用于人工降雨c．植物进行光合作用的原料d．制汽水其他气体和杂质0.03%【巧学妙记】空气成分体积分数的记忆口诀：氮七八，氧二一，稀有气体零九四；还有两个点零三，二氧化碳和杂气。考点2空气中氧气含量的测定(详见实验突破)1.最早得出空气是由氮气和氧气组成的科学家是________。2.实验原理红磷燃烧消耗密闭容器中的氧气，使密闭容器内压强减小，在外界大气压的作用下，进入容器内水的体积即为减少的氧气的体积。3.化学方程式：4P＋5O2========2P2O5。点燃拉瓦锡考点3空气的污染与防治1.空气污染物空气的主要污染物有有害气体和粉尘。目前计入空气污染指数的项目暂定为：________、________、________、____________(粒径在10微米以下的颗粒物，称PM10，又称飘尘)和臭氧等。【温馨提示】二氧化碳属于空气的组成成分，不是空气污染物。但二氧化碳的含量过高，会导致温室效应。2.空气污染的危害：严重影响人体健康，影响农作物生长，破坏生态环境，其中全球气候变暖、臭氧层破坏和酸雨等也都与空气污染有关。二氧化硫一氧化碳二氧化氮可吸入颗粒物3.空气污染的来源与防治措施主要来源防治措施化石燃料的燃烧①使化石燃料充分燃烧，大力推广使用脱硫煤②减少使用化石燃料③改变能源结构、开发新能源工厂排放的废气工业废气处理达标后再排放汽车尾气排放①汽车燃料采用压缩天然气或液化石油气②使用乙醇(或甲醇)汽油、安装尾气净化装置③减少使用私家车，推广普及公共自行车沙尘暴植树造林，增加绿化面积考点4氧气的性质1.氧气的物理性质通常情况下，氧气是一种________、________的气体，密度比空气________，________溶于水。液氧是淡蓝色的，固体氧是淡蓝色雪花状的。2.氧气的化学性质氧气是一种化学性质比较活泼的气体，在一定条件下可与很多物质发生化学反应，具有________性。带火星的木条在氧气中能够复燃，说明氧气能支持燃烧，具有________性，但氧气本身不燃烧，不具有可燃性，不能用作燃料。没有颜色没有气味略大不易氧化助燃(1)氧气与几种单质反应(化合反应)火星四射黑色固体3Fe＋2O2======Fe3O4点燃防止生成的高温熔融物溅落，使集气瓶炸裂耀眼的白光白色固体2Mg＋O2=====点燃2MgO白光C＋O2=====点燃CO2淡蓝色刺激性气味蓝紫色刺激性气味S＋O2=====点燃SO2吸收生成的二氧化硫，防止生成物污染空气白烟4P＋5O2=====点燃2P2O5淡蓝色水雾2H2＋O2=====点燃2H2O(2)氧气与几种化合物反应蓝色验纯验纯【巧学妙记】红热的木炭，纯氧更旺燃，白光耀人眼，放热很明显，遇见石灰水，浑浊就出现；硫黄氧中燃，火焰显紫蓝，生成是气体，刺激人鼻咽，瓶底留有水，目的防污染；铁丝纯氧燃剧烈，火星四射成黑色，瓶底铺沙(水)防炸裂。考点5氧气的制取1.氧气的工业制取(物理方法)2.氧气的实验室制取(化学方法)(详见实验突破)考点6催化剂1.概念在化学反应里能________其他物质的____________，而本身的________和______________在化学反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂(又叫触媒)。催化剂在化学反应中所起的作用叫做催化作用。2.特点(1)催化剂只能改变反应速率，可增大反应速率，也可减缓反应速率，不能改变生成物的质量。(2)催化剂的质量、化学性质在化学反应前后不变。改变化学反应速率质量化学性质O2N2H2CSPFeMgFe3O4P2O5MnO2KClKMnO4KClO3①2H2O=====通电2H2↑＋O2↑②2H2O2=====MnO22H2O＋O2↑③2KClO3=====MnO2△2KCl＋3O2↑④2KMnO4=====△K2MnO4＋MnO2＋O2↑⑤2H2＋O2=====点燃2H2O⑥2C＋O2=====点燃2CO⑦C＋O2=====点燃CO2(或2CO＋O2=====点燃2CO2)⑧S＋O2=====点燃SO2⑨4P＋5O2=====点燃2P2O5⑩3Fe＋2O2=====点燃Fe3O4⑪2Mg＋O2=====点燃2MgO类型1空气的成分及体积分数【例】(2017重庆B卷)空气中体积分数最大的是()A.氮气B.氧气C.稀有气体D.水蒸气A及时练习1.(2017潍坊)如图是空气成分体积分数柱状示意图，其中“a”代表的是()A.氮气B.氧气C.二氧化碳D.稀有气体(导学号12604000)A2.请根据要求回答下列问题：(1)空气中含量最多的气体是____________(写化学式)。(2)空气的成分中体积分数居第二位的是____________。3.(2017河南说明与检测)请从氮气、氢气、干冰、氯化钠和硫酸钠中选择适当的物质填空。(1)可充入食品包装袋中用以防腐的气体是______________。(2)可用于人工降雨的物质是____________。(3)可用作制氯气的原料是________。N2氧气(或O2)氮气干冰氯化钠类型2空气的污染与防治【例】(2017洛阳八校联考)空气中的固体颗粒物如PM2.5、PM10、PM10＋等过多易形成雾霾，它容易诱发呼吸道疾病。根据国务院发布的新的《环境空气质量标准》，下列项目不必列入监测范围的是()A.一氧化氮B.二氧化硫C.二氧化碳D.PM2.5C及时练习1.近年来我国多地出现雾霾天气，下列各项与形成雾霾无关的是()A.工业粉尘B.汽车尾气C.煤炭燃烧D.风力发电2.(2017南京)下列行为会增加空气中PM2.5的是()A.治理工地扬尘B.露天焚烧垃圾C.使用公共自行车D.禁止焚烧秸秆DB3.(2017开封一模)我省2017年环境污染防治的目标是：要确保PM10、PM2.5浓度稳定下降，空气优良天数达到200天以上。下列说法不利于改善空气质量的是()A.禁止销售、燃放烟花爆竹B.大力发展火力发电C.改进汽车尾气净化技术D.城市主要道路实行机械化洒水清扫B类型3氧气的性质【例1】关于氧气的说法错误的是()A.是可燃物B.工业上常用分离液态空气法制取C.可供呼吸D.通常情况下是无色、无味的气体A【例2】(2017湘潭)下列对实验现象的描述，错误的是()(导学号12604001)A.镁条在空气中剧烈燃烧，发出耀眼白光，生成一种白色固体B.硫在氧气中燃烧产生明亮的蓝紫色火焰，生成无色有刺激性气味的气体C.铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成一种红色固体D.将少量高锰酸钾放入水中，所得溶液呈紫红色C难点突破：在描述物质燃烧的现象时，要抓住以下规律进行突破：1.描述方法描述实验现象时，首先描述可燃物本身的颜色、状态，再围绕“一光二热三生成”，即：(1)燃烧时产生的光(或火焰、烟、雾)的颜色(2)放出热量(3)生成物的颜色、状态、气味或其他性质2.描述时的注意事项(1)在描述实验现象时不能“直呼其名”，不能错把实验结论当做实验现象。如铁在氧气中燃烧生成黑色固体是现象，而生成黑色的四氧化三铁是结论。(2)a.注意“烟”、“雾”的区别“烟”是物质燃烧时产生的固体小颗粒扩散形成的现象；“雾”是物质燃烧生成的小液滴分散到另一种气体中形成的现象。b．注意“火光”和“火焰”的区别“火光”是可燃性固体直接燃烧产生的；“火焰”是气体、固体或液体汽化后燃烧产生的。及时练习1.下列物质在氧气中燃烧，产生白色固体的是()A.铁丝B.红磷C.木炭D.硫2.(2017河南说明与检测改编)下列有关实验现象的描述中正确的是()A.把铁丝伸入盛有氧气的集气瓶中，剧烈燃烧B.硫在氧气中燃烧，产生有刺激性气味的气体C.氢气在空气中燃烧产生蓝色火焰D.木炭在空气中燃烧发出白光BB3.下列实验现象的描述中，正确的是()A.铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成黑色固体四氧化三铁B.镁在氧气中燃烧，发出耀眼的白光，生成白色固体C.红磷在空气中燃烧产生大量的白雾D.木炭在氧气中燃烧，生成有刺激性气味的气体B实验1空气中氧气含量的测定1.实验原理：利用红磷燃烧消耗密闭容器内空气中的________，使密闭容器内的________，在外界大气压的作用下，将水压入容器内，进入容器内水的体积即为减少的__________。反应的化学方程式是__________________。氧气压强减小氧气的体积4P＋5O2=====点燃2P2O52.实验装置：如下图所示。【注意】集气瓶内加少量水，一是为了防止灼热的燃烧产物溅落炸裂集气瓶；二是为了吸收红磷燃烧后生成的产物——白色固体五氧化二磷。3.实验现象：(1)红磷燃烧产生大量的________。(2)进入集气瓶中水的体积约占集气瓶中空气体积的________。4.实验结论：空气中氧气的体积约占空气总体积的。15白烟155.红磷替代品应满足的条件(1)可燃物能够在空气中燃烧。不能选用铁丝代替红磷，因为铁在空气中不易燃烧。(2)可燃物在空气中燃烧时只能与氧气反应，不能消耗其他的气体。不能选用镁代替红磷，因为镁不仅与氧气反应，也能与二氧化碳、氮气反应，使集气瓶内减少的气体体积不全是氧气的体积。(3)可燃物燃烧时生成固体或生成的气体易被溶液吸收。如用硫粉代替红磷时，集气瓶中应盛放NaOH浓溶液。6.实验成功的关键及误差分析成功的关键原因对结果的影响红磷要足量红磷不足，氧气不能被耗尽装置不能漏气装置漏气会使装置外的空气进入集气瓶待集气瓶冷却到室温后再打开弹簧夹过早打开弹簧夹，由于装置内气体温度偏高，压强偏大，导致进入瓶中水的体积偏小测量结果偏低弹簧夹要夹紧弹簧夹没夹紧，红磷燃烧时集气瓶内气体受热顺着导管逸出，最终进入集气瓶中的水的体积偏大点燃红磷后，将燃烧匙立即伸入集气瓶中燃烧匙伸入过慢会使装置内的气体受热逸出，导致进入瓶中的水的体积偏大测量结果偏高7.改进装置对此实验方案的改进主要从两方面入手：一是达到红磷着火点的方式的改进，或将红磷换成白磷，通过光、热、电使其在密闭的环境中燃烧，既减少对空气的污染又保证实验的成功；二是用压强变化引起活塞推进的程度代替用水测量，将物理知识与化学知识结合起来，增强了知识和实验的综合性。【例】测定空气中氧气含量的实验装置如图所示甲图乙图(1)实验过程中，观察到的主要现象是________________________，打开弹簧夹后________________________________________________。(2)实验结果：空气中氧气含量与正常值比较明显偏低，其操作上的原因可能是：_________________________________________________(要求答出一种)。(3)实验结束后，推测集气瓶中剩余气体有何性质______________，______________。(任写两条)(4)上述乙图是对甲图(甲中红磷用酒精灯点燃)实验改进后的装置图，你认为改进后的优点是：______________________________________。红磷燃烧产生大量白烟水进入集气瓶的体积约占集气瓶中空气体积的瓶塞未塞紧，装置漏气(或过早打开弹簧夹、或红磷量不足等)不溶于水不支持燃烧装置始终密闭，空气没有逸出，实验结果准确实验2氧气的实验室制取1.氧气的实验室制取2KMnO4=====△K2MnO4＋MnO2＋O2↑2KClO3=====MnO2△2KCl＋3O2↑