復(fù)習(xí)導(dǎo)學(xué)案 我們周圍的空氣

第二單元我們周圍的空氣導(dǎo)學(xué)案一、學(xué)習(xí)目標1.記住空氣的成分及其體積分數(shù)；能說出氮氣和稀有氣體的重要用途及空氣的污染物。2.能說出O2的主要物理性質(zhì)，結(jié)合木炭、鐵絲等在O2中燃燒的現(xiàn)象，記住O2的化學(xué)性質(zhì)，并能正確書寫相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)文字表達式。（重點）3.掌握實驗室制備的原理、裝置和操作；能用實驗測定空氣中O2的含量。（重難點）二、知識復(fù)現(xiàn)有多種物質(zhì)組成的空氣1.空氣的組成⑴對空氣組成的研究：法國的化學(xué)家拉瓦錫用定量實驗的方法得出了空氣中主要是由氮氣和氧氣組成的結(jié)論，其中氧氣約占空氣體積的1∕5。請同學(xué)們完成以下任務(wù)：下圖為實驗室測量空氣中氧氣含量的裝置，觀察并完成下列各題。描述該實驗原理：利用在密閉容器里，紅磷和空氣中氧氣反應(yīng)（生成固體小顆粒），讓容器內(nèi)氣體壓強減小，使水進入容器，測出進入的水的體積，便可推算出空氣中氧氣含量。實驗中對藥品的要求：易于氧氣反應(yīng)且沒有氣體生成的固體物質(zhì)，反應(yīng)物要足量。對裝置要求：容器必須密封實驗前一定要檢查裝置氣密性?，F(xiàn)象：紅磷燃燒，發(fā)出白光，放出熱量，產(chǎn)生大量白煙。打開止水夾，集氣瓶內(nèi)水平面上升到容器體積的五分之一。反應(yīng)的文字表達式：紅磷+氧氣五氧化二磷結(jié)論：氧氣約占空氣體積的五分之一【例1】科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，同溫同壓，相同體積的氣體所含分子數(shù)相同，下圖是測定空氣中氧氣含量的實驗裝置。兩個燃燒匙分別程又足量的紅磷和硫，點燃后分別放入兩個集氣瓶中，迅速蓋緊瓶塞，待紅磷和硫燃燒停止，集氣瓶冷卻至室溫后，打開止水夾，B燒杯內(nèi)的水很快進入____瓶，而不進入_____。進入的水約占瓶容積的_____。原因是________________________?？偨Y(jié)：① 紅磷燃燒測定氧氣的含量的原理是利用在密閉容器里，紅磷和空氣中氧氣反應(yīng)（生成固體小顆粒），讓容器內(nèi)氣體壓強減小，使水進入容器，測出進入的水的體積，便可推算出空氣中氧氣含量；② 對藥品的要求是易與氧氣反應(yīng)且沒有氣體生成；③ 該題是對紅磷燃燒測定氧氣的含量實驗的創(chuàng)新。⑵空氣的成分及組成空氣成分氮氣氧氣稀有氣體二氧化碳其他氣體和雜質(zhì)體積分數(shù)78%21％0.94%0.03%0.03％特點成分相對固定成分可變⑶氮氣：①性質(zhì)：通?；瘜W(xué)性質(zhì)不活潑，一般情況下不能燃燒，也不支持燃燒；高溫下能與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。②用途：作燈泡填充物，作糧食瓜果的防腐劑，用于制化工原料等。⑷稀有氣體：①性質(zhì)：通?；瘜W(xué)性質(zhì)很不活潑，被稱為惰性氣體。②用途：作保護氣，作光源，氦氣還可用于填充氣球等。2.人類需要潔靜的空氣⑴污染物：目前計入空氣首要污染物的有二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入顆粒等。⑵危害：二氧化硫、二氧化氮可形成酸雨；二氧化碳可導(dǎo)致“溫室效應(yīng)”。⑶防治措施：減少污染物的產(chǎn)生有效轉(zhuǎn)化有害物質(zhì)……純凈物和混合物純凈物混合物宏觀組成由單一物質(zhì)組成，組成固定由兩種或兩種以上物質(zhì)組成，組成不固定微觀構(gòu)成（由分子構(gòu)成的物質(zhì)）由一種分子構(gòu)成由兩種或兩種以上分子構(gòu)成性質(zhì)有固定的物理、化學(xué)性質(zhì)無固定的性質(zhì)，其中各物質(zhì)都保持各自的化學(xué)性質(zhì)聯(lián)系純凈物混合得到混合物；混合物分離得到純凈物?！纠?】有下列幾種物質(zhì)：eq\o\ac(○,1)氯酸鉀eq\o\ac(○,2)冰和水的混合物eq\o\ac(○,3)氧氣和臭氧eq\o\ac(○,4)氧氣和液氧eq\o\ac(○,5)液態(tài)空氣eq\o\ac(○,6)過氧化氫溶液eq\o\ac(○,7)水銀eq\o\ac(○,8)稀有氣體eq\o\ac(○,9)四氧化三鐵eq\o\ac(○,10)澄清石灰水屬于混合物的是：____________________________________；屬于純凈物的是：____________________________________。總結(jié)：從宏觀上看，純凈物是由單一物質(zhì)組成，有固定的物理、化學(xué)性質(zhì)；混合物是由兩種或兩種以上物質(zhì)組成，無固定性質(zhì)，其中各物質(zhì)都保持各自的化學(xué)性質(zhì)；從微觀上看，純凈物是由一種分子組成，混合物是由兩種或兩種以上分子組成的；二者之間的聯(lián)系是不相互反應(yīng)的純凈物混合即可得到混合物，混合物經(jīng)過分離得到純凈物。性質(zhì)活潑的氧氣1.氧氣的化學(xué)性質(zhì)反應(yīng)物在氧氣中燃燒的反應(yīng)現(xiàn)象反應(yīng)的文字表達式木炭比在空氣中燃燒更旺，發(fā)出明亮的白光，放出大量的熱，生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體碳+氧氣二氧化碳硫發(fā)出明亮的藍紫色火焰，生成有無色具有刺激性氣味的氣體，放出大量的熱硫+氧氣二氧化硫鐵劇烈燃燒，火星四射，放出大量的熱，生成黑色固體鐵+氧氣四氧化三鐵2.氧氣的性質(zhì)與用途：性質(zhì)用途物理性質(zhì)不易溶于水用排水法收集密度比空氣大用向上排空氣法收集化學(xué)性質(zhì)供給呼吸用于缺氧、低氧或無氧環(huán)境支持燃燒煉鋼、切割金屬等氧氣的制法1.工業(yè)制法：工業(yè)上利用液態(tài)氮和液態(tài)氧的沸點不同，采用分離液態(tài)空氣法制氧氣。這一過程為物理變化。（填“物理”或“化學(xué)”）2.實驗室制法：實驗室制取氧氣常有以下三種方法，請結(jié)合下面的裝置圖完成下表：反應(yīng)物反應(yīng)原理（反應(yīng)的文字表達式）制取裝置注意事項發(fā)生裝置收集裝置KMnO4高錳酸鉀錳酸鉀+二氧化錳+氧氣固體加熱型排水法或向上排空氣法eq\o\ac(○,1)加熱KMnO4管口處放棉花。eq\o\ac(○,2)試管口要略向下傾斜。eq\o\ac(○,3)用排水法收集時要等到管口出現(xiàn)均勻放出的氣泡才收集。eq\o\ac(○,4)結(jié)束時應(yīng)先移開導(dǎo)管再撤離酒精燈。KClO3氯酸鉀氯化鉀+氧氣固體加熱型排水法或向上排空氣法H2O2過氧化水水+氧氣固液不加熱型排水法或向上排空氣法長頸漏斗下端要液封。3.檢驗O2方法：把帶火星的木條伸入集氣瓶中，若木條復(fù)燃則證明是氧氣。驗滿的方法：若用排水法收集時。當看到氣泡在瓶口處不斷冒出時，表明已收集滿（注意：氧氣瓶應(yīng)豎直放置）；若用向上排氣法收集時，則用帶火星的木條放在集氣瓶口，若木條復(fù)燃，說明氧氣已滿。催化劑和催化作用（1）催化劑：在化學(xué)反應(yīng)中能改變反應(yīng)速率，但本身的質(zhì)量和性質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)前后都不變的物質(zhì)。（2）催化作用：在化學(xué)反應(yīng)中，催化劑所起的作用?！纠?】現(xiàn)有A、B兩種質(zhì)量相等的固體，其中A為純凈的氯酸鉀，B是氯酸鉀和少量二氧化錳的混合物。將A、B分別放入試管中，并在兩個酒精燈上同時加熱制取氧氣。當A、B均完全反應(yīng)后，如下圖所示，得到的氧氣的質(zhì)量m與時間t的關(guān)系圖像中，正確的是（）AABCD總結(jié)：催化劑的特點如下：催化劑是針對具體的化學(xué)反應(yīng)而言的，具有選擇性；催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)速率，不能增加或減少生成物的質(zhì)量；催化劑的化學(xué)性質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)前后沒有改變，但物理性質(zhì)可能改變；同一化學(xué)反應(yīng)，可有不同的催化劑。三、單元小測一、選擇題（每小題4分，共40分）下列各組物質(zhì)中，均屬純凈物的是（）A．合成纖維油脂B．天然氣水銀C．冰水干冰D．醫(yī)用酒精碘鹽空氣是一種寶貴的自然資源，其中可供人呼吸的是（）A．氧氣B．氮氣C．二氧化碳D．稀有氣體下列關(guān)于氮氣用途的敘述中，不正確的是（）A．食品防腐B．制成各種電光源C．醫(yī)療冷凍麻醉D．制化肥的重要原料人的生存離不開空氣。下圖為空氣成分示意圖，其中R指的是（）A．氮氣B．氧氣C．稀有氣體D．二氧化碳新修訂的《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》增加了PM2.5監(jiān)測指標，PM2.5是指大氣中直徑小于或等于2.5微米的可吸人顆粒物。下列做法不會改變PM2.5監(jiān)測結(jié)果的是（）A．海水曬鹽B．燃放鞭炮C．露天焚燒垃圾D．工廠排放煙塵下列描述屬于氧氣的化學(xué)性質(zhì)的是（）A．通常狀況下，氧氣是無色、無味的氣體B．通過低溫加壓，可使氧氣液化成淡藍色的液體C．液態(tài)氧可用作發(fā)射火箭的助燃劑D．氧氣是一種性質(zhì)比較活潑的氣體，能氧化許多物質(zhì)下列方法能鑒別氧氣和空氣的是（）A．聞氣味B．將集氣瓶倒扣在水中C．觀察顏色D．將帶火星的木條伸入集氣瓶中下列說法正確的是（）A．氧化反應(yīng)一定是化合反應(yīng)B．氧化反應(yīng)一定伴隨發(fā)光放熱現(xiàn)象C．有氧氣參加的反應(yīng)一定是化合反應(yīng)D．化合反應(yīng)一定只有一種生成物氧氣是一種化學(xué)性質(zhì)比較活潑的氣體，它可以和許多種物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。如：①硫＋氧氣點燃二氧化硫；②白磷＋氧氣點燃五氧化二磷；③點燃點燃點燃關(guān)于上述三個反應(yīng)的敘述中不正確的是（）A．都需要點燃B．都是氧化反應(yīng)C．都屬于化合反應(yīng)D．都是非金屬跟氧氣反應(yīng)從安全、環(huán)保、節(jié)能、簡便等方面考慮，實驗室制取氧氣的最佳方案是（）A．氯酸鉀加熱分解B．高錳酸鉀加熱分解C．過氧化氫催化分解D．分離液態(tài)空氣法二、非選擇題（共60分）（9分）有關(guān)空氣成分的填空。（1）小白鼠在裝有空氣的密閉容器中可存活一段時間，說明空氣中含有__________。（2）石灰水長期露置在空氣中會出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象，說明空氣中含有__________。（3）夏天，盛放冰棒的杯子外壁上附有一層水珠，說明空氣中含有__________。（10分）現(xiàn)有①氧氣、②二氧化碳、③氮氣、④稀有氣體四種物質(zhì)，請用上述物質(zhì)的序號填空：空氣是一種重要的自然資源，空氣中的各種成分可以廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)和生活中。其中__________約占空氣體積的78%，是工業(yè)上生產(chǎn)硝酸和化肥的重要原料；人類維持生命不可缺少的氣體是__________，燃料燃燒也離不開它；__________雖然幾乎不與任何物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，但是也有很廣泛的用途，如制造電光源等；__________是植物進行光合作用不可缺少的物質(zhì)。（15分）某同學(xué)用下圖所示的裝置和藥品，制取并收集氧氣。請回答下列問題：（1）裝置中標號儀器①的名稱是__________。（2）裝置中二氧化錳的作用是__________。（3）圖中發(fā)生反應(yīng)的文字表達式為__________。（4）連接好裝置后，首先必須檢查裝置的__________。收集氧氣還可以采用__________法。（9分）下圖所示是實驗室用加熱高錳酸鉀制取氧氣的實驗裝置圖。請據(jù)圖回答問題：（1）試管中棉花的作用是__________。（2）什么時候才能收集氣體__________。（3）停止加熱前先將導(dǎo)管從水中移出的原因是__________________________________。（17分）同學(xué)們在實驗室用5%的H2O2溶液制取氧氣并進行氧氣性質(zhì)實驗。溶液配制：用50mL30%的H2O2溶液制取氧氣（密度為1.13g/cm3）配制5%的H2O2溶液（密度約為1g/cm3）。溶液配制過程中，除用到玻璃棒外還需用到下列儀器中的__________（填字母）。A．托盤天平B．燒杯C．漏斗D．量筒E．膠頭滴管氣體制備：用配制好的5%H2O2溶液和MnO2制取O2。請你在“A”“B”兩套裝置中選擇其中一套，并說明選擇的理由：______________________________，該反應(yīng)的文字表達式為______________________________。待反應(yīng)結(jié)束后同學(xué)們回收了混合物中的MnO2，實驗操作為____________________。性質(zhì)實驗：小明用收集好的氧氣，進行了圖C的實驗：把點燃的木炭伸入集氣瓶中，實驗現(xiàn)象是__________；為使鐵絲在氧氣中持續(xù)劇烈燃燒，他把光亮的細鐵絲盤成螺旋狀，________________________________________緩慢插入集氣瓶中，觀察到鐵絲持續(xù)劇烈燃燒。通過實驗得出，氧氣可以支持燃燒，并且可燃物燃燒得更劇烈。答案解析【例1】硫在空氣中點燃生成二氧化硫氣體，反應(yīng)前后氣體總體積不變；磷在空氣中燃燒時生成五氧化二磷，氧氣完全反應(yīng)，氣體體積減小五分之一，容器內(nèi)壓強減小使水進入容器，測定進入容器內(nèi)水的體積即為氧氣體積。因此，水進入A瓶并占容器總體積的五分之一。故答案為：A；C；1/5；A容器中壓強減小，C中壓強不變。【例2】冰和水、氧氣和液氧都是同一種物質(zhì)不同的狀態(tài)，eq\o\ac(○,2)eq\o\ac(○,4)都是純凈物；eq\o\ac(○,1)eq\o\ac(○,7)eq\o\ac(○,9)分別都是一種物質(zhì)，也是純凈物；空氣中含有多種不同的物質(zhì)；氧氣和臭氧不是同種物質(zhì)；稀有氣體是氦氣等多種氣體混合的總稱；澄清石灰水和過氧化氫溶液都是水和其他物質(zhì)組成的。故答案為：eq\o\ac(○,3)eq\o\ac(○,5)eq\o\ac(○,6)eq\o\ac(○,8)eq\o\ac(○,10)；eq\o\ac(○,1)eq\o\ac(○,2)eq\o\ac(○,4)eq\o\ac(○,7)eq\o\ac(○,9)?！纠?】二氧化錳可以加快氯酸鉀的分解，但不會增加生成氧氣的質(zhì)量，無論是否加入二氧化錳，生成的氧氣的量只與氯酸鉀的量有關(guān)。故正確答案選C。小測答案：【解析】A中合成纖維、油脂均為混合物；B中天然氣是混合物，其主要成分是甲烷，另外還含有雜質(zhì)，水銀即汞單質(zhì)；C中冰水是指水以固態(tài)和液態(tài)同時存在，屬于純凈物，干冰是固體二氧化碳，屬于純凈物；D中醫(yī)用酒精是酒精和水的混合物，碘鹽中含有食鹽和含碘元素的物質(zhì)等，屬于混合物。故正確答案選C?！窘馕觥靠諝庵心軌蚬┙o呼吸的氣體是氧氣。故正確答案選A?！窘馕觥靠芍瞥呻姽庠吹臍怏w在通電時能發(fā)出不同顏色的光，氮氣不具有此性質(zhì)，故不能制成各種電光源。故B不正確，故正確答案選B?！窘馕觥繄D中R在空氣中的含量占第二位，聯(lián)系空氣中各成分的含量，可知R為氧氣。故正確答案選B?！窘馕觥縋M2.5是指大氣中直徑小于或等于2.5微米的可吸入顆粒物，B、C、D均會產(chǎn)生顆粒物，海水曬鹽只是蒸發(fā)水分，不會增加空氣中的顆粒物。故正確答案選A?！窘馕觥緼、B描述的是氧氣的物理性質(zhì)，C描述的是氧氣的用途，D描述的是氧氣的氧化性，屬于化學(xué)性質(zhì)。故正確答案選D。【解析】氧氣能支持燃燒。將帶火星的木條伸入集氣瓶中，木條復(fù)燃的是氧氣。而空氣中由于氮氣的存在，沖淡了氧氣的濃度，不能使帶火星的木條復(fù)燃。故正確答案選D?！窘馕觥垦趸磻?yīng)不一定是化合反應(yīng)，如蠟燭燃燒，產(chǎn)物為二氧化碳和水，故A錯誤；緩慢氧化進行得緩慢，不容易察覺，并不發(fā)光；有氧氣參加的反應(yīng)不一定是化合反應(yīng)，如蠟燭燃燒；化合反應(yīng)的產(chǎn)物一定為一種，故正確答案選D?！窘馕觥苛?、白磷和鐵都是單質(zhì)，這三種物質(zhì)和氧氣反應(yīng)都需要點燃，且與氧氣反應(yīng)都屬于多對一的反應(yīng)，故ABC都正確。鐵是金屬，故D錯誤。故正確答案選D?！窘馕觥窟^氧化氫催化分解，在常溫下進行，無污染，所