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- 2021-05-10 发布
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第二讲 我们周围的空气
【学习目标】
1.了解空气的组成
2.测定空气中氧气含量的实验分析
3.掌握氧气的性质和制取。
【课前预习】
1.空气中各成分的性质和用途
(1)氮气约占空气体积分数的78%
物性:无色无味的气体,密度比空气略 , 溶于水;
化性: ;
用途: 。
(2)氧气约占空气体积分数的21%
①氧气含量的实验测定(用红磷在空气中燃烧)
实验现象:①产生大量 ;②水进入瓶中约占瓶容积的
化学方程式:
结论:氧气约占空气体积的
水进入瓶中少于1/5的原因
①
②
③
②物性:无色无味的气体,密度比空气 , 溶于水, 在一定条件下可液化为 液态氧,也可固化为 。
③化性: 和 。
④用途: 等。
(3)稀有气体约占空气体积分数的0.94%
物性: 色、 味的气体;
化性: (称为“惰性气体”);
用途: 、 、 。
(4)二氧化碳约占空气体积分数的0.03%,其它气体和杂质约占空气体积分数的0.03%。
2.空气的污染及防治
8
污染物:固体污染物 ;气体污染物 、 、 ;
防治措施: 。
3.氧气的实验室制法
药品: 、 、 ;
化学方程式: ; ; ;
发生装置选择依据: 、
收集装置及选择依据: 、 可用 法和 法收集氧气;
步骤(以高锰酸钾制氧气为例):查→装→定→点→收→离→熄(茶庄定点收利息)
检验:用带火星的木条 ,若 ,则是O2
验满:用带火星的木条 ,若复燃,则
注意事项(用KMnO4 制取氧气):检查 、管口要
试管口 、加热时先 、结束时 。
4.相关概念
(1)纯净物: ,混合物 ,
区分依据是 。
(2)催化剂:具有 作用, 化学反应速率,自身的 和 不
变。(一变两不变)
(3)化合反应(基本化学类型):“多变一”:A + B = ;
(4)分解反应:(基本化学类型)“一变多”:AB = ;
(5)氧化反应: 。
【基础知识梳理】
【思考1】下列关于空气的说法中,正确的是( )
A.“富氧空气”中氧气含量高于普通空气,其中氧气与其他气体体积比为21:79
B.从空气中分离出的氮气可用作食品防腐剂
C.从空气中分离出的氮气可用作食品防腐剂
D.稀有气体能作电光源
【思考2】实验室用高锰酸钾制取氧气,用碳酸钙和稀盐酸制取二氧化碳,下列叙述正确
的是 ( )
A.属于同种基本反应类型 B. 可以用同一套气体发生装置
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C.可以用同一种气体收集方法 D.反应条件相同
【思考3】某同学在实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取并收集一瓶氧气(瓶底预留少
量水),把点燃的硫伸入集气瓶。
据此回答下列问题:
(1)以上实验中用到的药品属于混合物的是 ,
属于纯净物的是(写化学式) ;
(2)写出实验中的化学方程式并指出其基本化学反应类型:
, ;
, 。
【典型问题分析】
例1:课堂上老师做了一个实验:将液态空气倒入一只烧杯中,发现立即冒出大量气泡,把一根燃着的小木条置于烧杯口,小木条火焰熄灭;过一会儿再把燃着的小木条置于烧杯口,此时小木条不但没有熄灭,反而燃烧更旺。据此实验现象回答下列问题:
(1)由于液氮的沸点比液氧的沸点 (填“高”或“低”),导致 首先从液态空气中蒸发出来。
(2)“过一会儿,小木条不但没有熄灭,反而燃烧更旺”,其原因是 。
例2:某化学兴趣小组对教材中“测定空气里氧气含量”的实验(如图Ⅰ所示)进行了大胆改进,设计如图Ⅱ
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所示实验方案进行实验(选用容积为45 mL的18×180 mm的试管作反应容器),收到了良好的效果。请你对比分析图I、图Ⅱ所示实验装置,回答下列有关问题:
(1)指出实验中A、B仪器的名称:A 、B 。
(2)图Ⅱ实验中,注射器活塞将从10 mL刻度处慢慢前移到约为 mL刻度处才停止。
(3)对照图Ⅱ实验,你认为图I实验有何不足之处? (回答一点即可)。
例3:回答实验室用高锰酸钾制取氧气的相关问题.
(1)写出制取原理的化学方程式: .
(2)如图所示,发生装置应选用 (填编号,下同),以下气体收集装置不能采用的是 .
(3)为测定高锰酸钾分解生成氧气的体积,应选用如图装置 (填编号).
(4)实验结束,某同学发现收集到的纯氧气质量大于通过化学方程式计算所得质量.不考虑实验误差,请你就此提出一种猜想并设计相应验证方案 。
【课堂小结】
【课后作业】
1.下面所述的各物质中属于纯净物的是 ( )
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A.纯净的空气 B.“农夫山泉”矿泉水
C.用KMnO4制取O2后剩余的固体 D.冰水混合物
2.氧气是我们身边常见的物质,以下有关氧气的叙述正确的是( )
A.物质与氧气发生的反应都是氧化反应
B.鱼、虾等能在水中生存,是由于氧气易溶于水
C.氧气具有可燃性
D.物质在氧气中燃烧的反应一定是化合反应
3.下列有关物质燃烧现象的描述,正确的是( )
A.红磷在空气中燃烧产生大量白雾 B.木炭在氧气中燃烧发出白光
C.铁丝在氧气中燃烧发出明亮的火焰 D.硫燃烧生成一种无色无味的气体
4.一氧化氮是汽车尾气中的一种大气污染物,它是无色气体,难溶于水、密度比空气略大,在空气中能与氧气迅速反应生成红棕色的二氧化氮。在实验室中,收集一氧化氮时可选用的收集方法是( )
A.排水集气法 B.向上排空气集气法
C.向下排空气集气法 D.排水集气法或向上排空气集气法
5. 下图是实验室氧气制备、收集、验满、验证性质的操作,其中正确的是 ( )
6.某班同学用右图装置测定空气里氧气的含量。先用弹簧夹夹住乳胶管。点燃红磷伸入瓶中并塞上瓶塞。待红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹,观察 广口瓶内水面变化情况。实验完毕,甲同学的广口瓶内水面上升明显小于瓶内空气体积的1/5,乙同学的广口瓶内水面上升明显显大于瓶内空气体积的1/5。下列对这两种现象解释合理的是( )
①甲同学可能使用的红磷量不足,瓶内氧气没有消耗完
②甲同学可能未塞紧瓶塞,红磷熄灭冷却时外界空气进入瓶内
③乙同学可能没夹紧弹簧夹,红磷燃烧时瓶内空气受热从导管逸出
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④乙同学可能插入燃烧匙太慢,塞紧瓶塞之前,瓶内空气受热逸出
A.只有①③ B.只有②④ C.只有①②③ D.①②③④
7.实验室常用下列装置来制取氧气:
F
(1) 写出图中有标号仪器的名称:a 、b 。
(2) 用双氧水和二氧化锰来制取氧气时,可选用的发生装置是 (填序号),其中二氧化锰起 作用。该反应的化学方程式为 。若用F装置来进行反应,该装置的优点是 。
(3) 用高锰酸钾取氧气时,发生反应的化学方程式 。
(4)用E装置收集氧气的依据是 ,检验氧气是否集满的方法是 。
(5)实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体共热来制取氨气。常温下NH3是一种无色、有刺激性气味的气体,密度比空气小。NH3极易溶于水。制取并收集NH3,应该从上图中选择的是 和
(填序号)。
(6)欲使用右图装置排空气法收集氧气,则气体应从 (填“a”或“b”)端通入;欲使用该装置用排水法收集氧气,先将瓶中装满水,再将气体从 (填“a”或“b”)端通入。
8.甲同学在探究酸的性质时,误把H2O2溶液当作酸与Fe2O3粉末混合,发现有大量气泡产生。他联想到MnO2可作为H2O2分解的催化剂,那么,Fe2O3能否作为H2O2分解的催化剂呢?请你一起参与探究,并填写下列空白。
【猜想】Fe2O3能作为H2O2分解的催化剂。
【实验验证】甲同学依次设计了三个实验:
实验一 取一定量的H2O2溶液于试管中,观察到有极少量气泡产生,伸入带火星的木条,没有复燃。说明H2O2溶液常温下缓慢分解。
实验二 在实验一的试管中加入W g Fe2O3粉末,有大量气泡产生,然后伸入带火星的木条,木条复燃。说明_____________________________________。
实验三 待反应结束后,将试管里的不溶物滤出,并洗涤、干燥、称量,固体质量仍为W g。说明
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____________________________________________。
【实验结论】甲同学认为,Fe2O3粉末可以作为H2O2分解的催化剂。
【反思评价】乙同学认为要证明甲同学的结论正确,仅做这三个实验还不充分,需要再补充一个探究实验。探究______________________________________。
【拓展】下表是丙同学探究影响H2O2分解因素时所记录的部分数据,通过对数据分析,请写出你得出的两个结论:
⑴ ;
⑵ 。
用足量等体积H2O2溶液制取相同体积O2所需的时间:
时间(min)
浓度
催化剂
30%H2O2溶液
15%H2O2溶液
5%H2O2溶液
加入W g MnO2
0.2
0.8
2.0
加入W g Fe2O3
7.0
9.0
16.0
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《第二讲 我们周围的空气》参考答案
1.D;2.A;3.B;4.A;5.A;6.D;
7.(1)酒精灯 铁架台 (2)B 催化 方程式略 控制液体的滴加速度从而控制反应的速度 (3)方程式略 (4)氧气的密度比空气大 将带火星的木条伸至瓶口,若木条复燃,证明氧气已满 (5)A D (6)a b
8.实验二:加入Fe2O3粉末后加快了化学反应速率
实验三:Fe2O3粉末在化学反应前后质量不变
反思评价:探究Fe2O3粉末在化学反应前后化学性质不变
拓展:其它条件相同,过氧化氢溶液的浓度越大,反应速率越快
其它条件相同,二氧化锰的催化效果比氧化铁好
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