中考专题复习教学案 空气的组成与氧气的性质.docx
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中考专题复习教学案空气的组成与氧气的性质
第六课时空气的组成与氧气的性质
【知识回顾】
步 骤
所需仪器
玻璃棒作用
1、溶解:
取 粗盐于一 中,然后倒入
约 ml的水,并用玻璃棒
至食盐完全溶解。
①
②
2、过滤:
制好过滤器后,即可过滤,但要做到
一贴:
;
二低:
,
;
三靠:
,
,
。
过滤后,留在滤纸上的部分叫 ,流到
下烧杯里的部分叫 。
①
②
③
④
⑤
3、蒸发:
将2所得 倒到 里(液体体积不
能超过容积的 ),装置好后 加
热,一边加热一边用玻璃棒不断搅拌
至 为止。
热的蒸发皿用 夹
取,放在 上冷却。
①
②
③
④
教学目标:
1.了解空气的组成,并能通过试验证明空气中氧气含量
2.了解组成空气气体的性质和主要用途
3.了解空气的污染原因和防治污染的措施
教学重点:
通过实验证明空气中氧气含量
空气各组分气体的性质及其用途
教学过程:
一、空气的组成
人类每时每刻都离不开空气,没有空气就没有生命,也就没有生机勃勃的地球。
空气是一种重要的自然资源。
二百多年前,法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。
他把少量的汞放在密闭的容器里连续加热12天。
发现有一部分银白色的液态汞变成了红色粉末,同时容器里空气的体积差不多减少了1/5体积。
他研究了剩余4/5体积的气体,发现这部分气体既不能供给呼吸,也不能支持燃烧,他误认为这些气体全部都是氮气(拉丁文原意是“不能维持生命”)。
拉瓦锡又把在汞表面上所生成的红色粉末收集起来,放在另一个较小的容器里再加强热,得到了汞和氧气(化学符号为O2),而且氧气的体积恰好等于密闭容器里所减少的体积。
他把得到的氧气加到前一个容器里剩下的4/5体积的气体中,结果所得气体跟空气的性质完全一样。
通过这些实验,拉瓦锡得出了空气由氧气和氮气(化学符号为N2)组成,其中氧气约占空气总体积的1/5的结论。
在19世纪末以前,人们深信空气中仅含有氧气和氮气。
后来陆续发现了氦、氖、氩、氪、氙等稀有气体,才认识到空气中除了氧气和氮气外,还有其他的成分。
目前,人们已能用实验方法精确地测定空气的成分。
实验表明,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%。
【例题精析】
例1:
空气中含量最多的气体是()
A.氧气B.干冰C.稀有气体D.氮气
练1:
现有氧气一共20L,这些氧气相当于多少空气中的氧气含量()
A.80LB.100LC.120LD.125L
二、测定空气中氧气含量
1.实验装置如下图所示,请写出所需的仪器名称。
2.实验步骤:
(1)在集气瓶中加入少量的水,并做上记号;
(2)用弹簧夹夹紧乳胶管,点燃燃烧匙内的红磷后,立即伸入瓶中并把塞子塞紧。
(3)观察红磷燃烧的现象,待红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹,观察实验现象及水面
的变化
现象
1.集气瓶中出现大量白烟
2.烧杯中的水沿导管进入集气瓶,水面上升的高度约占集气瓶体积的1/5
分析
在这一反应中,红磷(化学符号为P,与空气中的氧气反应,生成一种叫做五氧化二磷(化学符号为P2O5)的新物质,五氧化二磷极易溶于水。
这一反应可以用文字表示如下:
红磷+氧气→五氧化二磷
4P+5O2
2P2O5
结论:
集气瓶内水平面上升,说明空气中的氧气被消耗了。
问题与讨论:
1.为什么打开止水夹后烧杯中的水会进入集气瓶中?
又为什么进入集气瓶中的水,只占集气瓶体积的约1/5?
这种现象能不能说明剩余气体不易溶于水?
2.剩余的4/5体积的气体主要是什么?
你如何加以证明?
3.你认为这个实验成功的关键是什么?
4.如果我把实验中的红磷换成碳、硫或者金属镁可以吗?
例2:
下图是测定空气中氧气含量的装置,燃烧匙内盛有足量的红磷。
(1)点燃后瓶内反应的现象是___________________________________。
(2)过一会儿,打开弹簧夹又会出现的现象是_____________________。
(3)结论是___________________________________________________。
练2:
在下图的烧杯上是一个具有刻度和活塞可滑动的玻璃容器,其中有空气和足量的白磷,将它放在盛有沸水的烧杯上方,进行实验。
请完成实验报告:
实验目的
实验现象
实验结论
测定空气中______的体积分数
白磷着火燃烧,活塞先右移,后左移,最后停在刻度约为_______(填整数)的位置上。
空气的成分按体积计算,________约占21%
三、气体的性质及其用途
空气中的各种成分作为原料广泛用于生产化肥、化工产品、炼钢、石油加工、运输、电光源等领域,是人类生产活动的重要资源。
(一)氮气性质及其用途
性质:
从红磷在氮气中不能继续燃烧的事实,说明氮气不支持燃烧,氮气的化学性质不
如氧气活泼,化学性质稳定,一般情况下很难和其他物质发生化学反应,这也是为什么能大量存在于空气中的原因。
用途:
(1)它是制硝酸、化肥、炸药等的重要原料;
(2)由于氮气的化学性质不活泼,因此常用作保护气:
①焊接金属时常用氮气作保护气②灯泡中充氮气以延长使用寿命③食品包装时充氮气以防腐;
(3)制冷剂:
医疗上可在液氮冷冻麻醉条件下做手术、超导材料在液氮的低温环
境下能显示超导性能。
注:
生物固氮一般指的是豆科植物根部的根瘤菌可以把空气中的游离态的氮转化成化
合态的氮以供植物生长所需。
(二)稀有气体
性质:
在空气的成分中,稀有气体(氦、氖、氩、氪、氙、氡)所占比例虽然不大,但他们却是一类很重要的气体,它们没有颜色,没有气味,化学性质很稳定,过去人们认为这些气体不跟其他物质发生化学反应,曾把它们叫做惰性气体。
但随着科学的发展,已经发现这些气体在一定条件下也能与某些物质发生化学反应,生成其他物质,因而改叫稀有气体。
用途:
稀有气体又广泛的用途。
①由于稀有气体一般不跟其他物质发生反应,利用这一性质,常用作保护气,如焊接金属时用稀有气体来隔绝空气,灯泡中冲入稀有气体以使灯泡耐用;②稀有气体在通电时能发出不同颜色的光,可制成多种用途的电光源,如照明灯、闪光灯、霓虹灯等;③稀有气体还可用于激光技术;④氦可用于制造低温环境;⑤氙可用于医疗麻醉。
例3:
物质的性质决定用途。
下列用途错误的是()
A.氧气:
作为燃料B.干冰:
人工降雨
C.稀有气体:
制作霓虹灯D.氮气:
保护气
练3:
为了延缓食品变质,包装时不会采用()
A.充入氧气B.充入氮气C.放入一小包铁粉D.真空包装
(三)氧气的性质及其用途
过去人们曾把氧气叫做“养气”,这充分说明了氧气的重要性。
我们都知道人类呼吸离不开氧气,地球上的所有生命必须依赖氧气而存在。
那么我们就来学习一下氧气的一些性质及其用途。
1.氧气的性质
(1)氧气的物理性质:
在标准状况下(温度为20℃,压强为101KPa时,氧气是无色、无味的气体,不易溶于水,密度(1.429g/L)比空气(1.293g/L)略大。
在压强为101KPa,氧气在-183℃时变成淡蓝色液体,在-218℃时变成淡蓝色雪花状的固体。
臭氧(O3)是氧元素组成的另一种单质,它是一种淡蓝色有鱼腥味的气体,是强氧化剂,并具有杀菌消毒的功能,臭氧可以有效吸收太阳辐射的紫外线。
(2)氧气的化学性质:
①助燃性:
把带火星的木条伸到盛有氧气的集气瓶中,观察木条是否复燃。
结论:
_______________________________________________________________
②氧气的化学性质比较活泼,能跟多种金属和非金属反应,下面我们来看看碳、硫、磷、铁在氧气里燃烧的化学方程式和实验现象。
a.碳与氧气反应
把带有火星的木条伸到盛有氧气的集气瓶中,木条燃烧,向燃烧后的集气瓶倒澄清石灰水。
这个反应可以表示如下:
碳+氧气
二氧化碳
C+O2
CO2
现象:
木条在氧气中燃烧发出白光,产生使澄清石灰水变浑浊的气体。
b.硫与氧气反应
在燃烧匙里放少量硫,加热,直到发生燃烧,观察硫在空气里燃烧时发生的现象。
然后把盛有燃着的硫的燃烧匙伸进充满氧气的集气瓶里,再观察硫在氧气里燃烧时发生的现象。
这个反应可以表示如下:
硫+氧气
二氧化硫
S+O2
SO2
现象:
硫在空气中燃烧发出微弱的淡蓝色火焰,在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰,生成了一种带有刺激性气味的二氧化硫气体,并放出热量。
问题与讨论:
木条和硫分别在空气里燃烧和在氧气里燃烧的现象不同,这说明了什么?
__________________________________________________________________________
c.磷与氧气反应
取少量的红磷放入燃烧匙,点燃观察现象,再将燃烧匙伸到盛满氧气的集气瓶中,观察现象。
这个反应可以表示如下:
磷+氧气
五氧化二磷
4P+5O2
2P2O5
现象:
剧烈燃烧,产生大量白烟,放出大量热
d.铁与氧气反应
把光亮的细铁丝盘成螺旋状,下端系一根火柴,点燃火柴,待火柴快燃尽时,插入充满氧气的集气瓶中(集气瓶底部要先放一些水),观察现象。
这个反应可以表示如下:
铁+氧气
四氧化三铁
3Fe+2O2
Fe3O4
现象:
剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体(注:
铁在空气中不能燃烧)
补充:
在做铁丝的燃烧实验时
1预先在集气瓶底,铺一层细砂或放少量水
2铁丝要弯成螺旋状(便于加热铁丝)
实验
化学方程式
主要实验现象
碳在氧气里燃烧
C+O2
CO2
发出白光
硫在氧气里燃烧
S+O2
SO2
产生明亮的蓝紫色火焰和有
刺激性气味的气体(在空气
中燃烧发出微弱的淡蓝色火焰)
磷在氧气里燃烧
4P+5O2
2P2O5
有大量白烟
铁在氧气里燃烧
3Fe+2O2
Fe3O4
火星四射,剧烈燃烧,产生黑色固体
注:
白烟指固体小颗粒;白雾指液体小液滴。
2.氧气的用途
(1)氧气可以供给呼吸如:
在通常情况下,人吸入空气就可以了,但如潜水、医疗急
救等时,则需要用纯氧(或富氧空气);
(2)氧气是助燃剂可以支持燃烧:
燃料燃烧离不开氧气,炼钢、气焊以及化工生产等
都要用到氧气。
例4:
下列实验现象叙述正确的是()
A.磷在氧气中燃烧产生大量白雾
B.硫在氧气中燃烧发出淡蓝色火光
C.镁带在空气中剧烈燃烧,发出耀眼的白光
D.铁丝和木炭都能在空气中燃烧发出明亮的火焰
例5:
下列物质在空气中燃烧,发出蓝色或蓝紫色火焰的是()
①一氧化碳②炭③甲烷④硫⑤氢气
A.①②③B.③④⑤C.①③⑤D.①③④⑤
练4:
下列说法错误的是()
A.红磷在氧气中燃烧时,产生大量白色烟雾
B.木炭在氧气中燃烧时,发出白光
C.铁丝在氧气中剧烈燃烧时,火星四射,生成黑色固体
D.硫粉在氧气中燃烧时,发出蓝紫色火焰,闻到刺激性气味的气体
四、氧化反应与化合反应
从以上实验中,我们发现氧气与碳、硫、磷、铁的反应有一个共同特点:
它们都是由两种物质起反应,生成另一种物质。
我们把两种或两种以上物质生成另一种物质的反应,叫做化合反应。
表达式为:
A+B→AB特征为:
“多变一”
这四个反应还有另一个共同特点:
它们都是物质与氧发生的反应。
这类反应属于氧化反应。
氧气在氧化反应中提供氧,它具有氧化性。
问题与讨论:
从化合反应和氧化反应的定义去说明,化合反应一定是氧化反应吗?
五、氧化物与含氧化合物
像CO2、SO2、P2O5、Fe3O4这样只有两种元素组成,其中一种元素是氧元素的化合物叫氧化物。
其中除氧元素外的另一种元素是金属元素,我们称为金属氧化物,如MgO,CuO,除氧元素外,另一种是非金属元素的,我们称为非金属氧化物,CO2、SO2、P2O5。
含氧化合物是含有氧元素的化合物,其组成元素可以是两种或两种以上,如CaCO3,Ca(OH)2等,含氧化合物的范畴要大于氧化物。
物质在氧气中燃烧是较剧烈的氧化反应,但并不是所有的氧化反应都像燃烧那样剧烈并发光、放热。
有些氧化反应进行得很慢,甚至不容易被察觉这种氧化叫做缓慢氧化。
在生活中,缓慢氧化的例子很多,如动植物的呼吸、食物的腐烂、酒和醋的酿造、农家肥料的腐熟等都包含物质的缓慢氧化。
例6:
下列关于氧化物的叙述中,正确的是()
A.氧化物由两种元素组成,其中一种是氧元素
B.氧化物是由两种元素组成的化合物
C.含氧的化合物都是氧化物
D.含氧的物质是氧化物
练5:
例下列物质属于氧化物的是()
A.KClO3B.O2C.H2OD.SO42-
六、空气的污染与防治
1.污染空气的物质
(1)粉尘:
水泥粉尘、煤烟粉尘、各种矿尘等。
(2)气体:
二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮等。
2.污染物的主要来源
(1)矿物燃料(煤和汽油、柴油等)的燃烧
(2)化工厂的废气
(3)水泥厂的粉尘(4)燃放烟花爆竹
(5)焚烧枯枝野草树叶等
3.防止和减少空气污染的方法
(1)工厂做到废气回收与处理
(2)发展民用煤气生产
(3)严禁燃放烟花爆竹(4)禁止焚烧树叶、野草
(5)提高汽油、柴油质量
内容拓展:
空气质量报告中的污染指数包括:
可吸入颗粒物、二氧化硫、二氧化氮(氮氧化物)和PM2.5等。
引起温室效应的主要气体是二氧化碳;引起酸雨的主要气体是二氧化硫。
注意:
二氧化碳不是大气污染物
例7:
空气质量报告中的污染指数包括:
___________、__________、_________和。
引起温室效应的主要气体是__________;引起酸雨的主要气体是________。
(1)空气中含量最多的是_________
(2)光合作用的主要原料之一是_________
(3)常用来代替氢气填充飞艇,可以填充霓虹灯的是__________
(4)能引起温室效应,但在空气质量报告污染指数中一般不涉及的是_________
课堂小结
【课堂练习】
1.空气的成分以_______和______为主,其中按_______计,_______约占78%,______约占21%。
2.下列反应中,属于氧化反应的是()
①乙炔在氧气中燃烧②氢气在氧气中燃烧③铝锅在空气中氧化④铁生锈
A.①②B.①②③C.①②③④D.①③④
3.空气中含量较多且化学性质不活泼的气体是()
A.氧气B.氮气C.二氧化碳D.水蒸气
4.臭氧(O3)主要分布在离地面10—50km的高空,它能吸收大部分紫外线,保护地球生物臭氧属于()
A.纯净物B.混合物C.氧气D.稀有气体
5.豆科植物的根瘤菌,能直接固定空气中的某种气体,成为农作物的养料,这种气体是
A.氖气B.氮气C.氧气D.二氧化碳
6.下列物质的用途中,不属于氮气用途的是()
A.在包装袋或粮仓内充入氮气,以延长食物的保鲜期B.充入灯泡内,延长钨丝的寿命
C.工业上用来合成氨,制肥料和炸药D.用来充填空气球
7.红磷在空气中燃烧的实验现象是()
A.浓浓白烟B.生产黑色固体C.有气体生成D.发出白光
8.下列做法不会造成空气污染的是()
A.工厂用大量的含硫量较高的煤炭B.发电厂排放出大量的二氧化碳
C.植物的光合作用D.工厂烟囱里排放出大量的黑烟煤
9.下列叙述中,属于氧气化学性质的是()
A.没有颜色,没有气味的气体B.密度比空气稍大
C.在-183℃时变成淡蓝色的液体D.能支持木炭燃烧
10.全国许多城市禁止燃放烟花爆竹,主要原因是()
①空气污染②噪声污染③发生火灾④环境污染
A.①②B.①③C.②③D.①②③④
11.下列关于氧气性质的描述,错误的是()
A.在通常状况下,氧气是一种无色、无味的气体
B.氧气在低温、高压时能变为液体或固体
C.氧气极易溶于水
D.氧气是一种化学性质比较活泼的气体
12.物质的下列性质中,属于化学性质的是()
A.颜色、状态B.密度、硬度C.氧化性、可燃性D.熔点、沸点
13.已知下列四个反应在一定条件下都能发生,其中属于化合反应的是()
A.水→氢气+氧气B.氢气+氧气→水
C.酒精+氧气→水+二氧化碳D.木炭+氧气→二氧化碳
14.下列物质中,属于氧化物的是()
A.KMnO4B.K2MnO4C.MnO2D.O2
15.用什么简单的方法检验一瓶无色气体是氧气?
16.在“空气中氧气含量的测定的实验探究中,甲生设计了如下实验方案:
在燃烧匙内盛过量红磷,点燃后立即插入集气瓶内,塞紧橡皮塞,待红磷火焰熄灭,集气瓶冷却至室温,打开铁夹,水注入集气瓶。
(实验装置如图所示)回答下列问题:
(1)实验过程中,观察到的主要现象是___________________________________________。
反应的化学方程式是______________________________________________________
(2)乙生用上述实验装置测定的结果是:
空气中氧气含量与正常值有较明显的偏差,其操作上的原因可能是(要求答出两种):
_______________________________________
(3)丙生也设计了一个实验方案,装置和操作同上,只不过用木炭代替了红磷。
当木炭停止燃烧,集气瓶冷却至室温,打开铁夹后,水能否进入集气瓶?
为什么?
【直击中考】
1.(上海中考题)用化学符号表示:
某种气体在空气中占78%(体积百分含量),表示出它的8个分子________;
2.(上海中考题)近年来上海的空气质量明显好转,天空更蓝了,鸟鸣增多了。
从上海的空气质量日报中也可以看出,二氧化氮、_____________、可吸入颗粒物三种污染指数降低了。
3.(上海中考题)氮气、氧气、氦气和二氧化碳都是空气的成分。
用化学式填写:
(1)占空气体积78%的是;
(2)可用于制造霓虹灯的是;
(3)固态时可用于人工降雨的是。
4.(上海中考题)从H2、CO2、CH4、N2、He五种气体中,按题意选择适当的物质并用化学式填空。
(1)空气中含量最多的是________________。
(2)可填充霓虹灯且通电时会发出有色光的是________________。
5.(上海中考题截取)“化学——我们的生活,我们的未来。
”“化学使天更蓝,水更清。
”汽车尾气处理装置能使某些有毒气体转化为无毒气体:
2NO+2CO→N2+2CO2。
该反应涉及的物质中,________在空气中含量最高,________是光合作用的原料,能与血红蛋白结合的是________。
6.(上海中考题)空气中体积分数最大的气体是()
A.氧气B.氮气C.氢气D.二氧化碳
7.(上海中考题)香烟烟雾中易与血红蛋白结合的物质是()
A.水蒸气B.二
氧化碳C.一氧化碳D.二氧化硫
8.(上海中考题)以拉瓦锡为代表的早期科学家对空气研究后确认,空气中约有1/5的气体比较活泼,能与某些金属发生反应,这种气体可能是()
A.氮气B.氧气C.水蒸气D.稀有气体
9.(上海中考题)在充满氧气的机
器瓶中燃烧,产生明亮的蓝紫色火焰的物质是
A.硫粉B.铁丝C.木炭D.红磷
10.(上海中考题)物质在氧气中燃烧的实验现象描述正确的是()
A.木炭:
产生绿色火焰B.铁丝:
发出耀眼的白光
C.镁带:
火焰呈淡蓝色D.硫粉:
产生明亮的蓝紫色火焰
11.(上海中考题)在氧气中完全燃烧只生成水的物质是()
A.氢气B.天然气C.酒精D.一氧化碳
12.(上海中考题)氧元素由化合态转化为游离态的变化是
A.4P+5O2
2P2O5B.H2+CuO
Cu+H2O
C.Fe2O3+6HCl
2FeCl3+3H2OD.2KClO3
2KCl+3O2↑
13.(上海中考题)在化学反应3H2+WO3
W+3H2O中,氧化剂是()
A.WO3B.H2C.WD.H2O
14.(上海中考题)硫在氧气中燃烧的化学方程式为
15.(上海中考题)化学反应的程度与反应物的浓度之间有一定的规律可循。
某实验小组各取等质量的木炭和等质量的硫分别在容积相同的集气瓶中燃烧。
记录如下:
实验
实验步骤
实验现象
燃烧反应的化学方式
A
①木炭在空气中烧
①木炭红热
产生的气体都能使澄清石灰水变浑浊
_____________________
②木炭在氧气中烧
②
B
③硫在空气中燃烧
③微弱的淡蓝色火焰
产生的气体都有刺激性气味
_____________________
④硫在氧气中燃烧
④
通过A、B两组对比实验的现象,可以得出的规律是:
______________________________________________________________________。
【课后练习】
1.氧气是人类维持生命不可缺少的物质。
下列关于氧气的叙述中,错误的是()
A.氧气约占空气体积的1/5B.舍勒是最早制得氧气的科学家之一
C.氧气是一种可燃性气体D.拉瓦锡最早得出空气是由氧气和氮气组成的结论
2.下列关于氧气性质的叙述中,正确的是()
A.液态氧没有颜色B.氧气的密度略小于空气
C.氧气不溶于水D.氧气是一种氧化剂,具有氧化性
3.我国许多城市和地区定期公布空气质量报告,在空气质量报告中一般不涉及()
A.二氧化硫B.二氧化碳C.氮氧化合物D.可吸人颗粒物
4.如图所示装置有洗气储气等。
医院给病
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