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(共33张PPT)
第34讲　空气(1)
空气的主要成分
1．空气的主要成分及用途
(3)稀有气体(约占0.93%)用途：用于制作电光源、作保护气、制造低温环境等。
(4)CO2(约占________)用途：光合作用的原料，灭火，制造纯碱、尿素、汽水饮料等，干冰可作制冷剂、用于人工降雨。
2．空气中氧气含量的测定(详见实验突破)。
0.04%
78%
21%
助燃
1．下列说法正确的是( )
A．空气的成分是比较固定的，主要由氮气和氧气组成
B．空气中氧气的质量占21%，氮气占78%
C．在通常状况下，无色、无味的气体一定是空气
D．空气是一种单一的物质，它是由空气一种成分组成
A
氧气
1．氧气的物理性质
常温下，氧气是一种______________的气体，________溶于水。在标准状况下，氧气的密度比空气__________。液态氧呈__________，固态氧是雪花状的_______固体。
2．氧气的化学性质
氧气是一种化学性质比较________的气体，能支持燃烧(但不能燃烧)，有较强的________性。
无色、无味
不易
略大
淡蓝色
淡蓝色
活泼
氧化
3．典型金属和非金属在空气或氧气中燃烧的现象和产物
白烟
物质 反应现象 化学方程式
磷 在空气中燃烧，产生大量
______，放热
木炭 在空气中发红发热，在氧气中发出_______，生成能使澄清石灰水变
________的气体
硫 在空气中燃烧发出
________火焰，在氧气中燃烧发出_________
火焰，生成有_________气味的气体
白光
浑浊
淡蓝色
蓝紫色
刺激性
淡蓝色
氢气 纯净的氢气在空气中燃烧，产生_______火焰
铁 在空气中不能燃烧，在氧气中剧烈燃烧，_____________，生成__________固体
镁 在空气中点燃发出________________，生成白色粉末
火星四射
黑色
耀眼的白光
4．氧气的实验室制取(详见实验突破)。
5．氧气的工业制法：空气冷冻分离法。
2．下列有关物质的燃烧现象叙述错误的是( )
A．硫在氧气中燃烧时产生蓝紫色火焰，并生成有刺激性气味的气体
B．木炭在氧气中燃烧时发出白光，并产生能使澄清石灰水变浑浊的气体
C．铁丝在氧气中燃烧时火星四射，生成黑色的四氧化三铁
D．纯净的氢气燃烧时产生淡蓝色火焰，上方罩一只干冷烧杯，内壁产生水珠
C
3．空气是一种用途很广的自然资源，可用于工业上制取氧气，其流程如图所示。
(1)①所采取的方法是________(填“升温”或“降温”)。
(2)液态空气分离过程中，________先被分离出来，分离的依据是各物质的沸点不同。
(3)贮存在蓝色钢瓶中的氧气的用途是________(填字母，多选)。
a．气体肥料　　b．医疗急救
c．气割气焊
降温
氮气
bc
催化剂
1．概念：在化学反应中，能改变其他物质的化学反应_______，而本身的_______和__________在化学反应前后都__________的物质叫做催化剂。在工业上，催化剂也叫触媒。
2．催化剂有“一变二不变”：化学反应速度改变(不一定加快)；自身的_______和_____________不变。
3．我们不能说某一种物质是催化剂，应该说某一种物质在某个反应中做催化剂。
速度
质量
化学性质
没有改变
质量
化学性质
4．氨气(化学式为NH3)的合成开启了工业催化新纪元，为世界粮食增产做出了巨大贡献。氮气和氢气在催化剂作用下合成氨气的微粒变化历程如图所示，则其中先后顺序应为______________，反应前后催化剂的_____________________不变。
③②④①
质量和化学性质
燃烧和缓慢氧化
1．缓慢氧化：速度缓慢、不易觉察、没有发光但有发热的一种氧化反应。如橡胶制品的老化、金属的生锈、生物呼吸、食物的腐败等。
2．剧烈的氧化现象
(1)燃烧是可燃物与氧气发生的一种发光、发热、剧烈的氧化反应。
(2)爆炸：在有限的空间内____________，如火药爆炸。
(3)自燃：可燃物缓慢氧化产生的热量聚集使温度达到__________________而引起的自发燃烧。
急速燃烧
可燃物的着火点
3．可燃物燃烧的条件：①有可燃物，②可燃物与________(或空气)充分接触，③温度达到可燃物的__________。(三者缺一不可)
4．灭火原理及方法：隔绝________、降低温度至______________以下、撤离__________。(破坏任何一个燃烧条件即可)
5．火灾自救的一般方法
(1)浓烟密布时，应匍匐前进，并用湿毛巾掩盖口鼻。
(2)用湿毛巾等物品塞住门和窗缝隙。
(3)在窗前呼救。
氧气
着火点
氧气
可燃物着火点
可燃物
5．(2024，临沂)为进一步探究燃烧条件和灭火原理，小明同学将铜丝网放置在蜡烛火焰中上部，发现铜丝网下方蜡烛正常燃烧，上方没有火焰，如图所示。铜丝网上方没有火焰的原因是( )
A．铜丝网隔绝氧气或空气
B．铜丝网上方没有石蜡蒸气等可燃物
C．铜丝网散热，其上方温度没有达到可燃物的着火点
D．铜丝网同时破坏了燃烧的三个条件
C
实验一、空气中氧气含量的测定
一、实验原理
利用红磷燃烧消耗密闭集气瓶内空气中的__________，使密闭集气瓶内的_____________，在大气压的作用下，将水压入集气瓶，进入集气瓶中的水的体积即是_____________。
二、实验装置
三、实验现象
红磷燃烧，产生__________，冷却后，打开弹簧夹，烧杯中的水进入集气瓶内，水面上升约占空气总体积的__________。
四、实验结论
空气中含有约占空气总体积__________的氧气。
氧气
压强减小
氧气的体积
大量白烟
1/5
1/5
五、常见误差及分析
1．测量结果小于1/5的原因：
①红磷用量__________，氧气未消耗尽。
②装置的________________，当集气瓶内氧气消耗尽时，瓶内压强减小，瓶外空气进入集气瓶。
③装置未冷却至室温就打开弹簧夹。
④导管内未提前装满水或导管内有水残留。
⑤红磷燃烧需要一定的氧气浓度，在氧气浓度较低时，不能继续燃烧。
2．测量结果大于1/5的原因：
①点燃红磷后，塞瓶塞太慢致使部分空气因膨胀逸出。
②弹簧夹________________，在红磷燃烧过程中，有少量瓶内气体沿导管排出。
不足
气密性不好
未夹紧乳胶管
六、测定空气中氧气含量的其他装置
实验二、氧气的实验室制取
反应原理
实验装置
收集方法 (1)__________________
(氧气不易溶于水) (2)_______________
(氧气密度比空气密度大)
排水集气法
向上排空气法
验满方法 将带火星的木条放在集气瓶
口，木条______(向上排空气法)
检验方法 将带火星的木条放在
集气瓶中，木条_______
注意事项 长颈漏斗末端要伸到液面以下(分液漏斗则不必) (1)试管口略向下倾斜。(2)铁夹夹在试管的中上部。(3)实验完毕，先移走导气管，再移走酒精灯。(4)用KMnO4制氧气时，试管口放一团棉花。
复燃
复燃
氧气的性质和用途
【例1】　下图所示是关于氧气性质的部分知识点，下列说法中正确的是( )
A．Ⅰ类反应说明氧气具有可燃性
B．铁在Ⅰ、Ⅱ两类反应中产物不相同
C．物质与氧气发生化学反应时都会剧烈发光，放出热量
D．硫在氧气中燃烧产生蓝紫色火焰，生成无色无味的气体
B
1．有关氧气的知识结构图(部分反应条件省略)如图所示，参加反应的氧气均足量。下列相关说法合理的是( )
A．用反应①制取氧气时，MnO2是反应物
B．用反应②③制取氧气时，都不需要检查装置气密性
C．反应①②③都是分解反应
D．在空气中，Fe会与O2发生反应而火星四射
C
空气中氧气含量的测定
【例2】　(2024，宁波镇海区模拟)图甲、乙所示为某兴趣小组分别用红磷和铁粉除氧剂来测定空气中氧气体积分数的探究实验装置。其中红磷需要用酒精灯点燃后，再伸入集气瓶中，而铁粉除氧剂直接涂抹在集气瓶壁，铁粉除氧剂中的其他成分不干扰实验。
(1)写出检查图甲所示装置气密性的具体操作。
_____________________________________________________________________
_________________________________________________。
连接装置，双手捂住集气瓶，观察烧杯中的导管口是否有气泡冒出。松手后，观察烧杯中的导管是否形成一段稳定的水柱
(2)图甲所示装置中红磷熄灭后，待集气瓶冷却至室温，打开止水夹K，水能倒吸入集气瓶的原因是______________________________________________________
__________________。
(3)实验结束后发现，两个集气瓶中的水量不同，于是借助数字传感器，测得图
甲、乙所示装置中氧气的体积分数随时间变化的关系分别如图丙、丁所示。请结合数据，从实验结果的精确度，说明选择哪种实验药品更为合理：_____________
__________________________________________。
氧气被消耗，集气瓶内气体压强小于外界大气压，水被压
入集气瓶中
铁粉除氧剂；
由图丁可知铁粉除氧剂消耗氧气比较彻底
(4)由图丙中的数据计算得知，红磷燃烧后倒吸入集气瓶中的水的体积约为集气瓶体积的1/10 ，而实际操作中发现进入的水量约为1/5 ，请分析可能的原因。
______________________________________________________________________
_________________________________________________________。
红磷点燃伸入集气瓶的过程中部分空气受热膨胀逸出，导致完全反应后，瓶
内气压减小更多，所以吸入的水量增多
2．拉瓦锡曾将少量汞放在密闭容器里，加热十二天后，部分液态汞变成了红色氧化汞粉末，容器里空气体积减少了约1/5 。小科利用图甲装置测定空气中氧气的含量，用压强传感器测定的压强随时间的变化情况如图乙所示。下列说法正确的是
( )
A．拉瓦锡实验证明了空气中氮气约占空气总
体积的1/5 ，氧气约占空气总体积的4/5
B．红色粉末是汞与氧气发生分解反应生成的
氧化汞
C．若装置气密性不好，图乙中c点将上移
D．图乙中b点对应的操作是打开弹簧夹
C
氧气的制取
【例3】　小金同学在实验室做“用高锰酸钾制取并收集氧气”的实验。(箭头表示气流方向)请回答：
(1)图甲所示是小金组装好的气体发生装置，其中有一处明显错误，请改正：_______________________。
(2)图乙是初中科学中常见的气体收集装置，其中不能用于收集氧气的是装置________(填序号)。
(3)若选用图乙所示的装置①收集氧气，等收集完毕后应先__________________再____________________。
试管口应略向下倾斜
④
把导管移出水面
熄灭酒精灯
3．用如图所示装置进行氧气的制取、收集和验满实验，并利用传感器和数据采集器测定带火星木条燃烧情况，记录如表。下列说法不正确的是( )
A．采用分液漏斗可以控制药品的流速和用量，节约药品
B．若木条微亮，则瓶内体积分数最大的气体是氮气
C．当瓶口的木条复燃，说明氧气已经集满，收集到了纯净的氧气
D．该实验说明要收集较纯净氧气，需在木条复燃后再通入一会儿氧气
C
集气瓶中氧气的体积分数 28.9% 36.8% 44.7% 52.6%
带火星木条的状况 微亮 亮 很亮 复燃
燃烧和缓慢氧化
【例4】　某同学用下图所示装置探究磷燃烧的条件，下列有关说法错误的是
( )
A．实验室可通过加热KMnO4制取O2
B．通入O2后，白磷燃烧，说明物质燃烧的条件只需要O2
C．通入O2后，红磷不燃烧，白磷燃烧，说明白磷着火点比红磷低
D．实验室中少量白磷可以保存在冷水中
B
4．目前，许多烧烤店都改用机制炭作燃料，引燃机制炭可以使用固体酒精，盖灭机制炭可以使用炭灰。下列有关说法错误的是( )
A．酒精的燃烧是为了升高温度
B．炭灰可以隔绝空气而使机制炭熄灭
C．机制炭做成空心可以增大与空气的接触面积
D．酒精的燃烧会升高机制炭的着火点
D
【例】　(2023，金华)测量空气中氧气体积分数实验的思维模型如下。
项目化学习小组按图甲所示的装置完成氧气含量测定的实验时，发现进入集气瓶的水量低于“1”刻度线。为提高氧气含量测定的精准度，展开了如下研究。
【误差分析】几位同学对测量值偏小原因的分析如下。
甲：红磷的量不足，未能把瓶内氧气耗尽。
乙：将燃烧匙伸入集气瓶瞬间，部分空气逸出。
丙：实验前导管中有空气，实验后一部分本应进入瓶内的水滞留在导管中。
丁：由于广口瓶的形状造成很难均分五等份，影响测量结果。
(1)以上原因分析中，其中一位同学的观点被大家一致否定，你认为是哪位同学的观点？_______(填“甲”“乙”“丙”或“丁”)。
【方案改进】根据以上讨论，为减少实验误差，提高实验结果的精准度，学习小组同学设计了图乙改进装置。(已知：红磷的着火点是240 ℃，无毒；白磷的着火点是40 ℃，有剧毒)
(2)比较图甲、图乙的实验方案，下列关于图乙实验方案叙述正确的是_______。
A．利用着火点更低的白磷并采用加热后的玻璃棒“内引燃”，建立封闭空间使实验结果更精准
B．可以解决图甲方案中一部分水滞留在导管中带来的误差问题
C．改用量筒内水的体积变化来确定消耗氧气的体积，使测量结果更精准
D．彻底地解决了实验的安全性问题，符合绿色化学理念
(3)小金同学认为，图乙实验装置还需在橡皮管处补充一个止水夹，请表达你的观点及理由。__________________________________________________________。
乙
ABC
不需要；因为两边导管均已伸到液面以下，已起到液封作用
1．用红磷燃烧法测定空气中氧气含量的实验中需要注意以下几点：①装置不能漏气；②红磷应过量；③点燃后应立即伸入集气瓶，并塞紧塞子；④待装置冷却后，打开弹簧夹。
2．关于燃烧的易错点：①着火点是物质的一种特性，不同可燃物的着火点不同，且一般不会改变，所以不能说“降低可燃物的着火点”；②助燃剂也不一定是氧气或者空气，如：镁在二氧化碳中燃烧，此时二氧化碳是助燃剂。(共11张PPT)
第34讲　空气(1)
1．空气是一种宝贵的自然资源。下列对空气的说法中正确的是( )
A．二氧化碳在空气中含量增多会引起温室效应，属于空气污染物
B．空气中的稀有气体没有任何价值
C．氧气的化学性质比较活泼，属于可燃物
D．按体积分数计算，空气中约含有氮气78%，氧气21%，其他气体和杂质1%
2．实验室若直接用30%的过氧化氢制取氧气，反应速率太快。为获得平稳的气流，下列装置能实现的是( )
D
C
A
B
C
D
3．(2024，衢州一模)下图是小科学习了氧气相关知识后整理的思维导图。下列有关氧气的叙述不正确的是( )
A．氧原子核内有8个质子
B．保持氧气的化学性质的最小微粒是
C．氧气不易溶于水，可用排水法收集
D．氧气具有氧化性决定其能供给呼吸
B
4．拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。如图所示，某兴趣小组利用氧气浓度传感器来检测足量红磷燃烧过程中氧气的含量。下列判断正确的是( )
A．a点时容器内氮气体积分数为85%
B．容器内物质总质量：b点＞c点
C．氧气有剩余，说明物质燃烧时氧气必须达到一定浓度
D．此实验测得空气中氧气的质量分数为18%
C
5．(2024，宁波镇海区一模)小科设计如图所示装置验证可燃物燃烧的条件(已知白磷的着火点为40 ℃，红磷的着火点为240 ℃)。下列有关说法错误的是( )
A．该实验利用了铜的导热性
B．可观察到①处白磷燃烧，②处红磷不燃烧
C．③处为红磷时，能验证可燃物燃烧需要与氧气接触
D．该装置的优点之一是不会造成环境污染
6．自动感温喷淋头结构如图所示。当喷淋头附近温度升高到喷淋头的设定值时，丙三醇将热敏玻璃球胀破，喷淋头自动喷水灭火。下列说法不正确的是( )
A．热敏玻璃球能迅速将外界的热量传递给丙三醇
B．玻璃球胀破的原因是丙三醇分子间的间隔变大
C．喷水灭火的原理是水降低了可燃物的着火点
D．日常生活中应避免热源靠近自动感温喷淋头
C
C
7．实验室提供H2O2溶液、二氧化锰、KClO3和KMnO4四种药品及如图所示装置。根据要求回答下列问题。
(1)根据提供的药品，写出一种实验室制取O2的化学方程式：__________________
_____________________________________________________________________。
(2)选择装置B和C制取氧气的主要步骤有：①将导气管移出水槽；②加热；③装药品；④收集；⑤熄灭酒精灯；⑥检查装置气密性。正确的操作顺序为_______________________。
⑥③②④①⑤
8．工业上采用分离液态空气法获得氧气，其过程可用如图所示实验模拟。
(1)浸入液氮3 min后，试管内产生约占其容积的液态空气，该过程是通过________方式使空气液化的。
(2)取出试管，液态空气沸腾，伸入燃着的木条，木条熄灭；1 min后伸入带火星的木条，木条复燃。请说明导致燃着的木条熄灭和带火星的木条复燃的原因。
降温
答：氮气沸点低，先汽化，氮气不燃烧、不支持燃烧，所以看到木条熄灭；后汽化出来的是氧气，氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃。
9．(2024，湖州模拟)稀有气体的发现，科学家们经历了漫长的探究过程。
材料一：1785年，卡文迪许在测定空气组成时，除去空气中的O2、N2等气体后，发现最后总是留下一个体积很小的气泡。
材料二：1892年，瑞利在测定氮气密度时发现，从空气中除去氧气、二氧化碳和水蒸气得到的氮气密度为1.2572 g/L，而从氨气分解得到的氮气密度为1.2508 g/L，两者相差0.0064 g/L。重复实验，发现两者的密度总是维持这样的差值。瑞利对此展开探究，经反复试验，最终发现了氩气。
根据以上材料回答下列问题。
(1)某同学使用如图所示装置来模拟卡文迪许的实验，将空气依次通过A、B、C、D等装置，最后在E装置中收集到少量气体，其中C装置的作用是_______________
________。
(2)根据瑞利采用两种方法得到的氮气，其密度之间的微小差异是否来源于实验误差，请作出判断并说明理由。_____________________________________________
_______________________。
除去空气中的
不是，通过重复实验，两种方法得到的氮气密度
总是维持相同的差值
氧气
(3)稀有气体的发现是一个艰难的过程，下列是当代科学家分析的事实或现象，其中发现史中相关证据解释合理的有________。
选项 事实或现象 证据解释
A 空气中稀有气体的含量很小 卡文迪许除去空气中O2、N2后，留下体积很小的气泡
B 氦气可用作飞艇中的填充气体 莱姆赛用钇铀矿放在硫酸中加热得到不燃烧也不支持燃烧，且密度很小的氦气
C 氪气、氖气和氙气的密度不同 莱姆赛用蒸馏法从液态空气中分离出氪气、氖气和氙气三种气体
AB

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