新课标RJ2020中考化学复习方案主题一身边的化学物质第01课时我们周围的空气课件 52页

第 1 课时 我们周围的空气 主题一　身边的化学物质 考点一　空气中的成分和用途 成分 体积分数 主要用途 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   氧气 　　　   供给 呼吸 , 可用于 　 　　　 等 ; 燃料燃烧离不开氧气 , 可用于 　　　 、气焊和 　　　　 等   稀有气体 0.94% 化学性质 　 　 　 , 可用作保护气 ; 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、霓虹灯等 ; 氦可用于制造低温环境   78% 医疗急救 炼钢 航天 很不活泼 21% 不活泼 成分 体积分数 主要用途 二氧化碳 　　　   可用 于灭火、气体肥料、化工产品的原料 ; 固态二氧化碳 ( 干冰 ) 可用作制冷剂 其他 气体和 杂质 0.03% （续表） 0.03% 【 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。 考点二　空气中氧气含量的测定 1. 实验装置 ( 如图 1-1 所示 ) 2. 实验现象 (1) 红磷燃烧放出热量 , 产生大量 　　　　　 。   (2) 冷却至室温 , 打开弹簧夹 , 烧杯中的水进入集气瓶内 , 约占瓶内液面以上容积的 　　　 。   3. 原理及结论 (1) 原理 : 　 P+ 　 O 2 　　　 。   (2) 结论 : 空气中氧气约占总体积的 　　　 。   图 1-1 白烟 4 5 2P 2 O 5 4. 实验误差分析 误差 原因 测量 结果 偏小 　 　　 不足 , 氧气不能耗尽   装置 　　　　 , 会使装置外的空气进入   未 冷却至室温就打开弹簧夹 , 会使进入集气瓶中的水的体积偏小 测量 结果 偏大 弹簧 夹未夹紧 , 红磷燃烧时集气瓶内气体因受热而从导管逸出 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 红磷的量 漏气 5. 红磷替代品应满足的条件 (1) 可燃物在空气中容易点燃。 (2) 所选药品能与空气中的氧气反应 , 且不与空气中其他成分反应。 (3) 生成物最好没有气体 ( 如果有气体 , 该气体应能用其他试剂吸收 ) 。 6. 实验装置改进及评价 (1) 图 1-2 中装置 A 利用铁在空气中生锈的原理设计实验 , 铁的缓慢氧化使集气瓶中氧气消耗更彻底 , 使实验结果更准确。 (2) 装置 B 、 C 、 D 通过电、热、光能等方式使温度达到实验药品的着火点 , 将红磷换为着火点低的白磷 , 既能提高测量的准确度 , 又能减少对空气的污染。 图 1-2 考点三　空气污染与防治 (1) 空气的主要污染物包括有害气体和粉尘。 (2) 有害气体包括 　　　　　　 、 　　　　　　 、 　　　　　　 。   (3) 防治方法 : 减少污染物的排放 , 如减少 　　　　　 的使用 ; 有效转化有害物质 , 如汽车尾气净化 ; 加强空气质量监测。   二氧化硫 二氧化氮 一氧化碳　 化石燃料 物质 颜色、气味、状态 ( 通常状况下 ) 密度 溶解性 氧气 (O 2 ) 　　　 　   　　 　   　　 　   考点四　氧气的性质 1. 物理性质 无色、无味、气体 比空气略大 不易溶于水 【 注意 】 ①在室温下 ,1 L 水中只能溶解约 30 mL 氧气。 ②在压强为 101 kPa 时 , 氧气在 -183 ℃ 时变为淡蓝色液体 , 在 -218 ℃ 时变为淡蓝色雪花状固体。 ③工业生产的氧气 , 一般加压贮存在蓝色的钢瓶中。 2. 化学性质 氧气与几种常见物质的反应比较表 物质 燃烧现象 化学方程式 注意事项 木炭 空气中 木炭红热、无烟、无焰 C+O 2 　　   氧气中 剧烈燃烧、 发出 　 光   硫 空气中 发出 　　 　 火焰 , 放出 　 　 气味 气体   S+O 2 　　   反应 前在集气瓶中加少量的水或 NaOH 溶液 , 吸收燃烧生成的 SO 2 , 防止污染环境 氧气中 发出 蓝紫色火焰 , 放出 　 　 气味 气体   白 CO 2 淡蓝色 刺激性 SO 2 　 刺激性 物质 燃烧现象 化学方程式 注意事项 磷 空气中 产生大量 　　　   　　 P+ 　 O 2   ___________ 氧气中 剧烈燃烧 , 产生 大量 　　　   （续表） 白烟 白烟 4 5 2P 2 O 5 　 物质 燃烧现象 化学方程式 注意事项 铁丝 空气中 铁丝红热 , 不燃烧 　 Fe+ 　 O 2 _____   ① 用砂纸将细铁丝打磨光亮 , 除去表面的铁锈及污物 ;② 将铁丝绕成螺旋状是为了增大铁丝的受热面积 ;③ 铁丝下端系一根火柴的目的是引燃铁丝 ;④ 实验前 , 集气瓶中要放少量水或铺一层细沙 , 是为了防止生成的高温熔融物溅落 , 炸裂集气瓶 氧气中 剧烈燃烧、 　　 　　 、生成 　　　 　   结论 物质在氧气中燃烧比在空气中 　　　   （续表） 火星四射 黑色固体 3 2 Fe 3 O 4 剧烈 反应 原理 　 KClO 3 　   　 KMnO 4 　 　     　 H 2 O 2 　　 　   发生 装置 固体 加热型装置 固 液不加热型装置 考点五　氧气的制法 1. 三种实验室制法的比较 2 2KCl+3O 2 ↑ 2 K 2 MnO 4 +MnO 2 +O 2 ↑ 2 2H 2 O+O 2 ↑ （续表） 选择依据 反应物状态和反应条件 操作步骤 查、装、定、点、收、离、熄 查、装、定、收 反应类型 分解反应 收集方法 排水法或向上排空气法 验 满方法 用 向上排空气法收集时 , 将带火星的木条放在 　　　　　　　　 , 若木条复燃 , 证明氧气已经收集满 ; 用排水法收集时 , 集气瓶口有气泡冒出   检验方法 将 带火星的木条 　　　　　　　　 , 木条复燃 , 证明是氧气   集气瓶瓶口 伸入集气瓶中 2. 催化剂的概念 在化学反应里能改变其他物质的 　　　 　 　 速率 , 而本身的 　 　 和 　　　　　 在反应前后都没有发生变化的物质 ( 即“一变 , 两不变” ) 叫作催化剂。如用过氧化氢、氯酸钾制取氧气的过程中 , 二氧化锰均是催化剂。   3. 用高锰酸钾制取氧气的操作要点 (1) 装配好仪器 , 要进行 　　　　　　　　　 。   (2) 试管口应 　　　　　 倾斜 , 防止冷凝水回流到试管底部 , 而使试管炸裂。   (3) 伸入试管内的导管 , 应 　　　　　　　　 即可 , 便于气体排出。导管上应套上一段胶皮管 , 便于操作 , 以免折断导管。   化学反应 质量 化学性质 装置气密性检查 略向下 只稍露出橡胶塞 (4) 用高锰酸钾制取氧气时 , 试管口应塞一团 　　　　 , 以防止加热时高锰酸钾粉末进入导管。   (5) 加热时 , 先移动酒精灯使试管 　　　　 受热 , 然后集中在试管底部有药品的部位加热。   (6) 用排水法收集完毕后 , 应先将 　　　　 移出水面 , 再 　　　　　　　 , 防止水倒吸入试管 , 使试管炸裂。   棉花 均匀 导管 熄灭酒精灯 4. 氧气的工业制法 工业上利用液氮和液氧的 　 　　　 不同 , 采用 　　　　 的方法 , 分离液态空气制取氧气 , 它属于物理变化。   沸点 蒸发 【 注意 】 ①氧气的工业制法是物理变化 , 氧气的实验室制法则是化学变化。 ②近年来 , 出现了利用膜分离技术富集空气中氧气的方法。 化学方程式网络构建 图 1-3 考向一　空气中的成分和用途 1. [2019 · 衡阳 ] 有关空气的叙述中 , 正确的是 ( 　　 ) A. 空气中的氧气具有可燃性 , 可用作火箭燃料 B. 化工厂废气及汽车尾气 , 不会造成空气污染 C. 稀有气体有广泛的用途 , 可制成多种用途的电光源 D. 空气中的氮气与氧气体积比约为 5 ： 1 [ 答案 ] C [ 解析 ] 氧气能支持燃烧 , 但不具有可燃性 , 不能用作火箭燃料 ; 化工厂废气及汽车尾气 , 会造成空气污染 ; 稀有气体有广泛的用途 , 通电时会发出不同颜色的光 , 可制成多种用途的电光源 ; 空气中的氮气与氧气体积比约为 4 ： 1 。 考向二　防治空气污染措施 2. [2019 · 河北 ] 下列措施不利于“坚决打好蓝天保卫战”的是 ( 　　 ) A. 禁止露天焚烧秸秆 B. 发展燃煤火力发电 C. 推广新能源公交车 D. 限制燃放烟花爆竹 [ 答案 ] B [ 解析 ] 露天焚烧秸秆会产生污染空气的有害气体和粉尘 , 应该禁止 ; 发展燃煤火力发电会产生有害气体和粉尘 , 污染环境 ; 推广新能源公交车有利于保护环境 ; 限制燃放烟花爆竹 , 有利于保护环境。 考向三　氧气的性质和用途 3. [2019 · 岳阳 ] 下列有关实验现象的描述 , 错误的是 ( 　　 ) A. 木炭在氧气中燃烧 , 生成无色气体 B. 硫在氧气中燃烧 , 发出淡蓝色火焰 C. 红磷在空气中燃烧 , 产生大量白烟 D. 铁丝在氧气中燃烧 , 火星四射 , 生成黑色固体 [ 答案 ] B [ 解析 ] 木炭在氧气中燃烧 , 发出白光 , 生成能使澄清石灰水变浑浊的无色气体 ,A 正确 ; 硫在氧气中燃烧 , 发出明亮的蓝紫色火焰 , 产生一种具有刺激性气味的气体 ,B 错误 ; 红磷在空气中燃烧 , 产生大量的白烟 ,C 正确 ; 铁丝在氧气中剧烈燃烧 , 火星四射 , 放出大量的热 , 生成一种黑色固体 ,D 正确。 4. [2019 · 青岛 ] 下列关于氧气的说法正确的是 ( 　　 ) A. 氧气具有可燃性 , 可以支持燃烧 B. 水生动物能在水中生存是因为氧气易溶于水 C. 工业上利用分离液态空气的方法制取氧气 D. 氧气的化学性质很活泼 , 常温下能与所有物质发生化学反应 [ 答案 ] C [ 解析 ] 氧气具有助燃性 , 可以支持燃烧 , 本身不燃烧 ; 氧气不易溶于水 , 水生动物可以在水中生存是因为氧气能少量溶于水 ; 氧气的化学性质很活泼 , 常温下能与大多数物质发生化学反应。 5. 如图 1-4 是关于氧气化学性质的部分知识网络 , 关于该图的说法中正确的是 ( 　　 ) A.S 、 P 在氧气中燃烧均会产生大量白烟 B.Ⅰ 、 Ⅱ 两类反应均体现了氧气的可燃性 C.Fe 在 Ⅰ 、 Ⅱ 两类反应中的产物不相同 D.Ⅰ 类反应放出热量 ,Ⅱ 类反应吸收热量 图 1-4 [ 答案 ] C [ 解析 ] S 在氧气中燃烧 , 生成有刺激性气味的气体 ;Ⅰ 、 Ⅱ 两类反应均体现了氧气的氧化性 ; 物质在氧气中燃烧和发生缓慢氧化 , 均放出热量。 考向四　催化剂的实验探究 6. [2019 · 安徽 ] 某兴趣小组对 KClO 3 分解反应的催化剂进行研究 , 在相同的加热条件下 , 用如图 1-5 所示装置完成表中实验 : (1) 设置实验 1 的目的是 　 。   图 1-5 编号 KClO 3 质量 /g 催化剂 催化剂质量 /g 收集 50 mL O 2 所 需时间 /s 实验 1 5 - - 171 实验 2 5 MnO 2 0.5 49 实验 3 5 Fe 2 O 3 0.5 58 实验 4 5 KCl 0.5 154 [ 答案 ] (1) 对照实验 [ 解析 ] (1) 设置实验 1 的目的是与其他组实验对比。 6. [2019 · 安徽 ] 某兴趣小组对 KClO 3 分解反应的催化剂进行研究 , 在相同的加热条件下 , 用如图 1-5 所示装置完成表中实验 : (2) 表中所列 3 种催化剂的催化效果最佳的是 　　　　　 。   图 1-5 编号 KClO 3 质量 /g 催化剂 催化剂质量 /g 收集 50 mL O 2 所 需时间 /s 实验 1 5 - - 171 实验 2 5 MnO 2 0.5 49 实验 3 5 Fe 2 O 3 0.5 58 实验 4 5 KCl 0.5 154 [ 答案 ] (2)MnO 2 [ 解析 ] (2) 收集 50 mL O 2 所需时间越短说明催化效果越佳 , 三种物质中用 MnO 2 作催化剂收集氧气的时间最短 , 故催化效果最好。 6. [2019 · 安徽 ] 某兴趣小组对 KClO 3 分解反应的催化剂进行研究 , 在相同的加热条件下 , 用如图 1-5 所示装置完成表中实验 : (3) 写出 KClO 3 分解的化学方程式 : 　　　　　　　　　　　 　　　　　 。    图 1-5 编号 KClO 3 质量 /g 催化剂 催化剂质量 /g 收集 50 mL O 2 所 需时间 /s 实验 1 5 - - 171 实验 2 5 MnO 2 0.5 49 实验 3 5 Fe 2 O 3 0.5 58 实验 4 5 KCl 0.5 154 [ 答案 ] (3)2KClO 3 2KCl+3O 2 ↑ ( 合理即可 ) [ 解析 ] (3) 氯酸钾受热分解生成氯化钾和氧气 , 反应的化学方程式为 2KClO 3 2KCl+3O 2 ↑。 6. [2019 · 安徽 ] 某兴趣小组对 KClO 3 分解反应的催化剂进行研究 , 在相同的加热条件下 , 用如图 1-5 所示装置完成表中实验 : (4) 由实验 1 和实验 4 可知 ,KCl 　 　 ( 填“有”或“无” ) 催化作用。维持加热条件不变 , 用实验 1 再继续收集 50 mL O 2 , 所需时间明显少于 171 s, 解释原因 : 　 。   图 1-5 编号 KClO 3 质量 /g 催化剂 催化剂质量 /g 收集 50 mL O 2 所 需时间 /s 实验 1 5 - - 171 实验 2 5 MnO 2 0.5 49 实验 3 5 Fe 2 O 3 0.5 58 实验 4 5 KCl 0.5 154 [ 答案 ] (4) 有　随着反应的进行 , 生成的催化剂 KCl 越来越多 ( 合理即可 ) [ 解析 ] (4) 由表中数据可知 ,KCl 能缩短收集氧气的时间 , 故有催化作用 ; 维持加热条件不变 , 用实验 1 再继续收集 50 mL O 2 , 所需时间明显少于 171 s, 是因为随着反应的进行 , 氯酸钾分解生成的 KCl 越来越多 , 加快了反应速率。 6. [2019 · 安徽 ] 某兴趣小组对 KClO 3 分解反应的催化剂进行研究 , 在相同的加热条件下 , 用如图 1-5 所示装置完成表中实验 : (5) 要比较 KClO 3 分解反应中不同催化剂的催化效果 , 除了测量收集 50 mL O 2 所需时间外 , 还可以测量相同时间内 　 。   图 1-5 编号 KClO 3 质量 /g 催化剂 催化剂质量 /g 收集 50 mL O 2 所 需时间 /s 实验 1 5 - - 171 实验 2 5 MnO 2 0.5 49 实验 3 5 Fe 2 O 3 0.5 58 实验 4 5 KCl 0.5 154 [ 答案 ] (5) 收集氧气的体积 ( 合理即可 ) [ 解析 ] (5) 通过相同时间内收集的氧气体积 , 可以比较反应速率 , 也能比较催化效果。 考向五　空气中氧气含量的测定 7. 图 1-6 所示的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 　　　　　　　　　　　　　 　 。    图 1-6 [ 答案 ] (1)4P+5O 2 2P 2 O 5 　 [ 解析 ] (1) 红磷燃烧的化学方程式为 4P+5O 2 2P 2 O 5 。 7. 图 1-6 所示的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。 (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   　 。   图 1-6 [ 答案 ] (2) 红磷燃烧将集气瓶内氧气消耗掉 , 使瓶内压强减小 , 在大气压的作用下 , 水被压入集气瓶 [ 解析 ] (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 : 红磷燃烧将集气瓶内氧气消耗掉 , 使瓶内压强减小 , 在大气压作用下 , 水被压入集气瓶。 7. 图 1-6 所示的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。   (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 　 。   图 1-6 [ 答案 ] (3) 红磷量不足 ( 合理即可 ) [ 解析 ] (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 , 可能的一种原因是反应的红磷量不足导致氧气未被完全消耗或装置漏气或未等集气瓶彻底冷却就打开弹簧夹等。 老师利用如图 1-7 甲所示装置测定空气中氧气的含量并结合现代传感器技术 , 测得过程中容器内气体压强、温度、氧气浓度的变化趋势如图乙所示。 (1) t 2 时打开止水夹 , 最终集气瓶中 水平面大约上升至刻度 　　　 处。    图 1-7 · 拓展延伸 · [ 答案 ] (1)1 [ 解析 ] (1) 空气中氧气的体积大约占总体积的 , 红磷燃烧消耗集气瓶中的氧气生成固体五氧化二磷 , 燃烧结束 , 冷却至室温时 , 打开止水夹 , 烧杯中的水进入集气瓶 , 进入瓶中水的体积等于燃烧消耗氧气的体积。图中 t 2 ℃ 为室温 , 最终集气瓶中液面大约上升至刻度 1 处。 老师利用如图 1-7 甲所示装置测定空气中氧气的含量并结合现代传感器技术 , 测得过程中容器内气体压强、温度、氧气浓度的变化趋势如图乙所示。 (2) 结合曲线 , 解释 AB 段气体压强 变化的原因是 　　　 　　　 。   图 1-7 [ 答案 ] (2) 红磷燃烧放热 , 集气瓶中温度升高 , 气体体积增大 , 导致压强增大 [ 解析 ] (2) 图中 AB 段气体压强增大 , 原因是红磷燃烧放热 , 集气瓶中温度升高 , 气体体积增大 , 压强增大。 考向六　氧气的实验室制法 8. [2019 · 盐城 ] 如图 1-8 为初中化学常见的仪器装置 , 请回答下列问题。 (1) 写出仪器名称 :a 　 　　　 ,b 　　　　 。   图 1-8 长颈漏斗 水槽 8. [2019 · 盐城 ] 如图 1-8 为初中化学常见的仪器装置 , 请回答下列问题。 (2) 实验室可选用 　　　　 ( 填序号 ) 和 D 装置制取 CO 2 气体 ; 在添加药品前 , 首先应进行的操作是 　　　　　　 。    图 1-8 [ 答案 ] (2)A 或 C 　检查装置的气密性 [ 解析 ] (2) 实验室中用大理石或石灰石 ( 主要成分碳酸钙 ) 与稀盐酸在常温下反应制取二氧化碳 , 故选择固体和液体常温型发生装置 A 或 C 制取二氧化碳 ; 由于二氧化碳密度大于空气 , 且能溶于水 , 故可采用向上排空气法 (D 装置 ) 收集二氧化碳 ; 制取气体的发生装置气密性要良好 , 因此在添加药品之前要检查装置的气密性。 8. [2019 · 盐城 ] 如图 1-8 为初中化学常见的仪器装置 , 请回答下列问题。 (3) 实验室用 KMnO 4 粉末制取 O 2 的化学方程式为 　　　　　 　 ; 发生装置中需在试管口放一团棉花 , 以防止 KMnO 4 粉末 　　　　　 。    图 1-8 [ 答案 ] (3)2KMnO 4 K 2 MnO 4 +MnO 2 +O 2 ↑ 堵塞导管 [ 解析 ] (3) 高锰酸钾受热分解成锰酸钾、二氧化锰和氧气 , 反应的化学方程式为 2KMnO 4 K 2 MnO 4 + MnO 2 +O 2 ↑ ; 为防止高锰酸钾粉末堵塞导管 , 需在试管口放一团棉花。 8. [2019 · 盐城 ] 如图 1-8 为初中化学常见的仪器装置 , 请回答下列问题。  (4) 实验室用过氧化氢溶液及少量 MnO 2 制取 O 2 , 可选用 　 ( 填序号 ) 装置收集 O 2 ;MnO 2 起 ______ 作用。   图 1-8 [ 答案 ] (4)D 或 F 　催化 [ 解析 ] (4) 氧气密度大于空气 , 故能用向上排空气法 (D 装置 ) 收集 , 氧气不易溶于水 , 故也能用排水法 (F 装置 ) 收集 ; 二氧化锰在反应中加快反应速率 , 但本身质量和化学性质不变 , 为反应的催化剂 , 起催化作用。