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专题一 我们周围的空气１ 第一部分 身边的化学物质专题一 我们周围的空气５知识结构我们周围的空气空气空气的成分按体积计算大约是：氮气７８％，氧气① ２１％ ，稀有气体０．９４％，二氧化碳０．０３％，其他气体和杂质０．０３％空气的污染与防治污染粉尘有害气体ＮＯ２ＳＯ２}主要来源于化石燃料的燃烧和工厂的废气ＣＯ 一半以上来自汽车尾气{{防治措施：消除污染源、植树造林、改变燃料结构、工厂的废气经处理后再排放、加强空气质量监测等空气质量日报：目前计入空气污染指数的项目暂定为二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物、臭氧等ìîíïïïïïìîíïïïïïï氧气的性质和用途氧气的物理性质：在通常状况下，氧气是一种无色、无味的气体，密度比空气略大，② 不易 溶于水氧气的化学性质氧气是一种化学性质比较活泼的气体，具有氧化性氧气能与木炭、硫、磷、铁、镁等反应{氧气的用途：氧气的重要用途是供给呼吸和支持燃烧等ìîíïïïï氧气的制取工业制法：根据空气中各成分沸点不同，用分离液态空气法制取氧气，属于物理变化实验室制法实验室制取氧气的化学反应原理２ＫＭｎＯ４△Ｋ２ＭｎＯ４＋ＭｎＯ２＋Ｏ２↑２ＫＣｌＯ３ＭｎＯ２△２ＫＣｌ＋３Ｏ２↑２Ｈ２Ｏ２ＭｎＯ２２Ｈ２Ｏ＋Ｏ２↑ìîíïïïïïï实验室制Ｏ２的装置用Ｈ２Ｏ２和ＭｎＯ２制氧气的发生装置为③ 固液常温型 ，用ＫＭｎＯ４（或ＫＣｌＯ３和ＭｎＯ２的混合物）制氧气的发生装置为④ 固体加热型 在室温下，根据氧气的密度比空气的密度大和不易溶于水的性质，收集氧气可采用⑤ 向上排空气法 、排水法ìîíïïïïìîíïïïïïïìîíïïïïïïìîíïïïïïïïïïïïïïïïï考点清单考点一 空气 １．空气中氧气、氮气、稀有气体的主要性质和用途比较气体主要性质用途氧气无色、无味，不易溶于水，密度大于空气，化学性质比较活泼，在一定条件下能与多种物质发生化学反应，具有氧化性和助燃性供给呼吸，支持燃烧氮气无色、无味，不溶于水，化学性质不活泼制硝酸和氮肥的原料，用作保护气，医疗上用于冷冻麻醉稀有气体无色、无味，化学性质很不活泼，通电时能发出不同颜色的光制成电光源、氦气可用来填充探空气球和制造低温环境 ２．空气中氧气含量的测定实验原理足量的红磷或白磷在密闭的容器中燃烧，消耗氧气，生成白色固体五氧化二磷。密闭容器内压强减小，大气压将水压入密闭容器，通过测定进入容器中的水的体积来测定氧气在空气中的体积分数实验装置变式装置化学方程式４Ｐ＋５Ｏ２点燃２Ｐ２Ｏ５２ ５年中考３年模拟续表实验现象红磷燃烧，产生大量白烟，水进入原容器且水的体积约占原容器中空气体积的１／５实验结论氧气约占空气体积的１／５失败原因１．红磷的量不足；２．装置漏气；３．装置未冷却至室温就打开止水夹药品选择不能用硫、碳、铁、镁等代替红磷。因为硫和碳燃烧后都产生气体，导致测得氧气的体积有偏差；铁在空气中难以燃烧；而镁在消耗氧气的同时，还与氮气、二氧化碳反应 例 （２０１７甘肃兰州Ａ，１６，２分）如图是用燃磷法测定“空气中氧气含量”的实验，下列说法正确的是（ ）Ａ．装置中的红磷可以用铁丝来代替Ｂ．待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，再观察现象Ｃ．红磷在空气中燃烧产生大量的白雾Ｄ．实验测定氧气的质量约占空气总质量的１／５ 解析 铁丝在空气中不能燃烧，不能用铁丝代替红磷，Ａ错误；红磷燃烧消耗氧气，使瓶内压强减小，冷却后打开弹簧夹，烧杯内的水倒吸入集气瓶中，进入集气瓶的水的体积等于消耗的氧气的体积，Ｂ正确；红磷在空气中燃烧产生大量白烟，Ｃ错误；实验测定氧气的体积约占空气总体积的五分之一，而不是质量，Ｄ错误。答案 Ｂ考点二 氧气的性质和用途 １．化学性质：氧气是一种化学性质比较活泼的气体，具有氧化性。化学方程式与非金属反应２Ｈ２＋Ｏ２点燃２Ｈ２ＯＣ＋Ｏ２点燃ＣＯ２Ｓ＋Ｏ２点燃ＳＯ２４Ｐ＋５Ｏ２点燃２Ｐ２Ｏ５与金属反应２Ｍｇ＋Ｏ２点燃２ＭｇＯ３Ｆｅ＋２Ｏ２点燃Ｆｅ３Ｏ４与化合物反应２ＣＯ＋Ｏ２点燃２ＣＯ２ＣＨ４＋２Ｏ２点燃ＣＯ２＋２Ｈ２Ｏ ２．部分物质在空气和氧气中反应现象的对比物质（颜色、状态）反应现象在空气中在氧气中化学反应文字表达式（化学方程式）注意事项木炭（灰黑色固体）持续红热，发出红光剧烈燃烧，发出白光，放出热量碳＋氧气点燃→二氧化碳Ｃ＋Ｏ２点燃ＣＯ２盛有木炭的燃烧匙应由上而下慢慢伸入集气瓶中硫黄（淡黄色固体）发出微弱的淡蓝色火焰，放出热量，生成无色、有刺激性气味的气体燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量，生成无色、有刺激性气味的气体硫＋氧气点燃→二氧化硫Ｓ＋Ｏ２点燃ＳＯ２硫的用量不要过多；盛有硫的燃烧匙要由上而下缓慢伸入到集气瓶中；实验前应在瓶底放少量水，瓶口盖一毛玻璃片红磷（暗红色固体）黄色火焰，伴随着放热和大量白烟发出黄白色火焰，放出热量，产生大量白烟磷＋氧气点燃→五氧化二磷４Ｐ＋５Ｏ２点燃２Ｐ２Ｏ５实验前在瓶中放少量水，吸收生成的固体颗粒铁（银白色固体）灼烧至红热，离火后变冷，不易燃烧剧烈燃烧，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３Ｆｅ＋２Ｏ２点燃Ｆｅ３Ｏ４细铁丝应绕成螺旋状；在铁丝的末端系一根火柴以引燃铁丝；集气瓶中要预先放少量水或细沙，防止高温熔融物溅落到瓶底使瓶底受热不均而炸裂镁（银白色固体）剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出大量的热，生成白色固体在氧气中比在空气中燃烧更剧烈镁＋氧气点燃→氧化镁２Ｍｇ＋Ｏ２点燃２ＭｇＯ不能手持镁条，应用坩埚钳夹持石蜡（白色固体）黄白色光亮火焰，火焰分层，放出热量，稍有黑烟燃烧，发出白光，放出热量，瓶壁上有水雾出现，还有能使澄清石灰水变浑浊的无色气体生成石蜡＋氧气点燃→二氧化碳＋水———专题一 我们周围的空气３ 考点三 氧气的制取 １．氧气的实验室制法实验原理２ＫＭｎＯ４△Ｋ２ＭｎＯ４＋ＭｎＯ２＋Ｏ２↑２ＫＣｌＯ３ＭｎＯ２△２ＫＣｌ＋３Ｏ２↑２Ｈ２Ｏ２ＭｎＯ２２Ｈ２Ｏ＋Ｏ２↑发生装置固体加热型固液常温型收集方法向上排空气法 排水集气法检验方法将带火星的木条插入集气瓶中，如果木条复燃，即证明是氧气续表验满方法向上排空气法收集时，将带火星的木条放在集气瓶口，如果木条复燃，证明氧气已收集满；排水法收集时，当有大气泡从集气瓶口冒出时，表明已收集满注意事项①试管口要略向下倾斜（防止凝结在试管口的小水珠倒流入试管底部使试管破裂）②加热时应先使试管均匀受热，再集中在药品部位加热③排水法收集完氧气后，先撤导管后撤酒精灯（防止水槽中的水倒吸，使试管破裂）④用ＫＭｎＯ４制取Ｏ２时，试管口放一小团棉花防止加热时ＫＭｎＯ４小颗粒进入导管 ２．催化剂特点：①“一变、二不变”，即改变其他物质的化学反应速率，自身的化学性质和质量在反应前后不发生变化。②具有高度的选择性（或专一性）。一种催化剂并非对所有的化学反应都有催化作用，例如二氧化锰在氯酸钾受热分解的反应中起催化作用，加快化学反应速率，但对其他的化学反应就不一定有催化作用。③某些化学反应并非只有一种催化剂，例如氯酸钾受热分解的反应中能起催化作用的还有氧化镁、氧化铁和氧化铜等。④不能改变生成物的质量。易错易混一、物质燃烧时集气瓶内水的作用物质水的作用能否用细沙代替硫吸收硫燃烧产生的ＳＯ２，防止污染空气不能铁丝防止高温熔融物溅落炸裂集气瓶瓶底能红磷吸收燃烧产生的白烟（五氧化二磷），防止污染空气不能二、空气中氧气含量测定实验结果偏低、偏高的原因误差原因注意事项测量结果偏低红磷不足，氧气不能耗尽装置漏气会使装置外的空气进入过早打开弹簧夹会使进入瓶中的水的体积偏小红磷要足量装置不能漏气待集气瓶冷却到室温后再打开弹簧夹测量结果偏高导气管未夹紧，红磷燃烧时集气瓶内气体因受热顺着导管逸出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导气管要夹紧点燃红磷后迅速将燃烧匙伸入集气瓶三、物质燃烧现象的区分描述现象时，注意区分“烟”“雾”“光”“火焰”。现象解释举例烟由固体小颗粒悬浮于空气中形成红磷燃烧时产生大量的“白烟”续表现象解释举例雾由小液滴悬浮于空气中形成打开盛有浓盐酸的试剂瓶的瓶盖时看到“白雾”光熔点较高的可燃物燃烧时没有火焰，只产生光或火星如铁丝在氧气中燃烧火星四射、镁条燃烧发出白光火焰气态物质燃烧时产生的特有现象可燃性气体（如氢气）、熔点较低的固体（如硫）、易汽化的液体（如酒精）燃烧时除发光、放热外都有火焰 例 （２０１７湖南长沙，４，３分）下列有关燃烧的实验现象描述正确的是（ ）Ａ．硫在氧气中燃烧发出淡蓝色火焰Ｂ．铁在氧气中剧烈燃烧、火星四射、生成黑色固体，放热Ｃ．红磷燃烧产生大量白雾Ｄ．木炭在空气中燃烧产生火焰，不放热解析 硫在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰，故Ａ错误；铁在氧气中剧烈燃烧、火星四射、生成黑色固体，放热，故Ｂ正确；红磷燃烧产生大量白烟，故Ｃ错误；木炭在空气中燃烧不产生火焰，但会放出热量，故Ｄ错误。答案 Ｂ４ ５年中考３年模拟８方法一 测定空气中氧气含量的实验探究题的解题方法 空气中氧气含量的探究实验经常作为实验探究题出现在中考中，且有一定的难度。解答此类考题的方法是以不变应万变，牢牢掌握测定空气中氧气含量的探究实验的原理，牢记红磷燃烧的化学方程式、实验现象，会分析该实验失败的原因，理解为什么不能用硫、碳、铁、镁等代替红磷。例１ （２０１８河北，２８，３分）如图所示是测定空气里氧气含量的装置，气密性良好。在集气瓶内加入少量水，将水面上方空间分为５等份，用弹簧夹夹紧胶皮管。点燃红磷后，迅速伸入瓶中并塞紧塞子；待燃烧停止并冷却至室温后，打开弹簧夹。（１）红磷燃烧的化学方程式为 。（２）打开弹簧夹后，烧杯中的水能够进入到集气瓶中的原因是 。（３）实验结束，进入集气瓶中水的体积小于瓶内空间的五分之一，可能的一种原因是 。解析 （１）红磷燃烧生成五氧化二磷，化学方程式为４Ｐ＋５Ｏ２点燃２Ｐ２Ｏ５。（２）红磷燃烧消耗了集气瓶中的氧气，使集气瓶内压强减小，冷却至室温，打开弹簧夹后，外界大气压将烧杯内的水压入集气瓶中。（３）红磷量不足，不能将瓶内氧气耗尽，会使进入集气瓶中水的体积小于瓶内原水面上方空间的五分之一。答案 （１）４Ｐ＋５Ｏ２点燃２Ｐ２Ｏ５（２）红磷燃烧消耗氧气，使集气瓶内气压减小，小于大气压（３）红磷量不足 变式训练 （２０１６湖南衡阳，３０，３分）实验是学习化学的一条重要途径，正确的实验操作是实验成功的关键。造成下列实验后果的原因可能是：（１）加热固体时试管炸裂 ；（２）用高锰酸钾制取氧气，水槽中的水变成了紫红色 ；（３）在测定空气中氧气含量的实验中，结果偏低 。答案 （３分）（１）试管口向上倾斜（其他合理答案均可给分）（２）试管口未放棉花（３）红磷用量不足（其他合理答案均可给分）解析 （１）加热固体时，试管口向上倾斜会使冷凝水倒流至热的试管底部，使试管炸裂；直接对准药品部位加热会使试管受热不均匀而炸裂。（２）用高锰酸钾制取氧气时，要在试管口塞一团棉花，防止高锰酸钾粉末沿导气管进入水槽中。（３）测定空气中氧气含量的实验中，红磷的量不足，没有冷却至室温就打开止水夹，装置漏气等都会使结果偏低。方法二 检查装置气密性的方法检查方法热敷法抽气法注水法实验装置操作步骤如图，先把导管的末端浸入水中，然后用手紧握试管，导管口有气泡冒出，松开后