第二单元我们周围的空气
课题1空气
一、空气的组成
1.空气的成分
空气的成分按体积计算,大约是:氮气78﹪、氧气21﹪、稀有气体0.94﹪、二氧化碳0.03﹪、其他气体和杂质0.03﹪。所以空气中含量最多的是氮气N2第二多的是氧气O2
2.氧气、氮气、稀有气体的主要用途
氧气的主要用途:供给动植物呼吸(如医疗急救、登山、潜水、宇宙航行等)和支持燃烧(炼钢、气焊)
氮气的主要用途:白炽灯中作保护气、制硝酸和氮肥的重要原料、食品充氮作防腐剂
稀有气体(氦、氖、氩、氪、氙)主要用途:作保护气、用于电光源、用于激光技术、制造低温环境
3.空气中氧气含量的测定
(1)、实验原理:利用红磷在空气中燃烧消耗掉密闭容器内的氧气,生成五氧化二磷白色固体,使容器内压强减小,在大气压强的作用下,水倒流入容器内的体积即为氧气的体积。
(3)、实验现象:红磷燃烧发出黄白色火焰,产生大量白烟,放出热量;过一会儿白烟消失,装置冷却到室温后打开弹簧夹,烧杯内的水倒流入集气瓶,约占集气瓶中原气体体积的1/5。
(4)、实验结论:①氧气有助燃性;②氧气约占空气体积的1/5;③空气中还有4/5体积的不可燃、不助燃、不溶于水的气体。说明空气不是单一的物质;
(5)、该实验成功的关键:1、所用的红磷必须过量,过少则氧气没有全部消耗完,导致测量结果偏小。
2、装置的气密性要好,(否则测量结果偏小)。3、要等集气瓶(装置)冷却到室温后才能打开弹簧夹。
4、要先夹住橡皮管,然后再点红磷(否则测量结果偏大)。5测定空气中氧气含量的实验中选择的药品应为能与空气中的氧气反应而不跟氮气及其他气体反应的固体,且反应后的生成物为固体。
思考:可否换用木炭、硫磺等物质?如能,应怎样操作?
答:不能用木炭或蜡烛(燃烧产生了气体,瓶内体积变化小),不能用铁丝(铁丝在空气中不能燃烧)
(6)、实际在实验中测得的结果比真实值小,其原因可能是1红磷量不足;2装置气密性差;3未冷却至室温就打开止水夹;
二、物质的分类:纯净物和混合物
1、纯净物:由一种物质组成的,可以用专门的化学符号表示,如氮气N2氧气O2二氧化碳CO2红磷P五氧化二磷P2O5
2、混合物:两种或多种物质混合而成的。如:空气、天然气、石油、土壤、矿泉水、石灰水
三、保护空气
(一)空气的污染及防治
1.造成空气污染主要有两大类:1有害气体:一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫等2粉尘。
2.污染物的主要来源:1化石燃料的燃烧;2工厂废气;3汽车排放的尾气等。
3.空气污染危害:温室效应由二氧化碳导致,酸雨由二氧化硫和氮的氧化物导致,氟氯烃会引起臭氧空洞。
4.防治措施:1加强空气质量的监测;2减少化石燃料的使用,使用清洁能源;3开发新能源;4工厂废气、粉尘要达标排放;5大力植树、造林。
课题2氧气
一.氧气的物理性质
通常状况下,氧气不易溶于水(所以可用排水法收集);密度比空气大(所以可用向上排空气法收集);固态或液态氧都是淡蓝色。工业生产的氧气一般加压储存在蓝色的钢瓶里。
二.氧气的化学性质(助燃性、氧化性)
课题3制取氧气
一、工业制法(分离液态空气法)——物理变化(蒸馏)
原理:利用液态氧和液态氮的沸点不同。
二、氧气的实验室制法(化学变化)
1、双氧水(过氧化氢)制取氧气
A、药品:过氧化氢(H2O2)和二氧化锰(黑色粉末MnO2)
B实验原理:
注:二氧化锰(MnO2)在该反应中是催化剂,起催化作用
C、装置:固体与液体反应,不需加热(双氧水的为一类)
2、用高锰酸钾、氯酸钾制取氧气
A、药品:高锰酸钾(暗紫色固体)、氯酸钾(白色固体)与二氧化锰(黑色粉末)
C、装置:加热固体制气体(加热高锰酸钾、氯酸钾的为一类)
D、操作步骤:(连)查、装、定、点、收、离、熄。
E、易错事项:
a).试管口要略微向下倾斜:防止生成的水回流,使试管底部破裂。药品应平铺在试管底部
b).导气管伸入发生装置内要稍露出橡皮塞:有利于产生的气体排出。
c).用高锰酸钾制取氧气时,试管口塞一团棉花:防止高锰酸钾粉末进入导气管,污染制取的气体和水槽中的水。
d).排气法收集气体时,导气管要伸入接近集气瓶底部:有利于集气瓶内空气排出,使收集的气体更纯。
e).实验结束后,先将导气管移出水面,然后熄灭酒精灯:防止水槽中的水倒流,炸裂试管。
F、收集方法:
①排水法(不易溶于水)②向上排空法(密度比空气大)
G、检验、验满
检验方法:用带火星的木条伸入集气瓶内,发现木条复燃,表明该气体是氧气;
验满方法:用带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,证明该瓶氧气已收集满。
三、反应类型:
①:化合反应:由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应。
可表示为:A+B+……→E(简称“多变一”)
②:分解反应:由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应。
可表示为:AB→A+B+……。(简称:“一变多”)
③:氧化反应:物质与氧发生的化学反应。有氧气参加的反应一定属于氧化反应。
四、催化剂:
1、催化剂特点:化学反应前后质量、化学性质不变、只改变(即加快或减慢)化学反应速率
催化作用:催化剂在化学反应中所起的作用,叫催化作用。