资源简介

中小学教育资源及组卷应用平台
第2章 身边的化学物质(基础知识)
一、多种物质组成的空气
1、空气的成分：
按体积分数计算大约是：氮气78%，氧气21%，氦、氖、氩等稀有气体占0.94%，二氧化碳0.03%，水蒸汽和其他气体0.03%。空气的成分以氮气和氧气为主，属于混合物。
混合物：由两种或两种以上物质混合而成的；混合物没有固定的组成和性质。
纯净物：只有一种物质组成；纯净物有固定的组成和性质。
2、测定空气中氧气含量的实验探究：
可燃物的要求：
●能在空气中燃烧； ●燃烧产物不能有气体 ●只与空气中氧气反应，不能与空气中其他成分反应；
装置要求：气密性良好
（1）实验原理：利用某物质只与空气中的氧气反应，且生成物不是气体，从而使集气瓶内的气体体积减少，压强变小，在外界大气压的作用下使烧杯中的水进入集气瓶。
文字表达式：磷 + 氧气 -----→ 五氧化二磷
（2）实验现象：
A、红磷燃烧时放出热量，产生大量白烟。
B、燃烧停止，冷却到室温打开止水夹，烧怀中的水进入集气瓶，集气瓶内的水面上升至1/5处。
（3）实验结论：空气中氧气约占空气总体积的1/5
（4）几点说明：
① 燃烧匙内为何要盛放过量红磷？
使集气瓶内的氧气全部消耗尽。如果红磷量不足，反应结束时，集气瓶内的氧气有剩余，所测结果就不准确了。
② 燃烧匙内的物质为什么要用红磷？
红磷在空气中燃烧时消耗了氧气，其生成物五氧化二磷是固体，且易溶于水。
注意：●不能用铁、铝代替红磷，因它们在空气中不能燃烧
●不能用镁代替红磷，因镁在空气中不仅要与氧气反应，还要与空气中的氮气和二氧化碳反应，所以进入集气瓶内的体积大于氧气的体积。
●不能用木炭、硫代替红磷，因它们燃烧后的生成物是气体，瓶内压强几乎不变，烧怀内的水不能进入集气瓶；
③ 该实验能得出氮气的哪些性质？
物理性质： 无色气体； 难溶于水。 化学性质：不能燃烧也不支持燃烧。
④ 如果实验测得空气中氧气含量明显小于1/5，可能是哪些原因造成的？
A、红磷的量不足，使集气瓶内的氧气没有消耗尽；
B、装置漏气（或橡皮塞未塞紧），使红磷消耗氧气的同时外界空气补充进来；
C、未冷却到室温就打开止水夹，（防止气体受热膨胀），使进入瓶内水的体积减少。
D、导管内残留一部分水
⑤如果实验测得空气中氧气含量明显大于1/5，可能是哪些原因造成的？
A、点燃红磷后没有立即塞紧塞子 B、实验中止水夹没有夹紧
3、空气主要污染物：
造成空气污染物主要有： 粉尘 和 气体 两类，其中有害气体主要是：SO2、CO、NO2，
这些气体主要来自：化石燃料（煤和石油）的燃烧、工厂的废气及汽车排放的尾气。
空气污染物危害：损害人体健康，破坏臭氧层，形成酸雨，影响植物生长。
空气污染导致的环境问题有：温室效应（CO2、甲烷等）和酸雨（SO2、NO2等）
问题：1、你认为应当如何防止或控制空气污染？
A、 加强大气质量监测，改善环境状况； B、使用清洁能源
C、工厂的废气、汽车尾气经处理达标后再排放； D、大力植树造林等
2、空气质量日报的内容有哪几项？主要包括“空气质量指数”、“首要污染物”、“空气质量级别”等。
3、为什么空气质量日报中没有二氧化碳？虽然过量二氧化碳会造成温室效应，但它不是空气污染物，而是空气中不可缺失的组分，失去它，植物就无法进行光合作用。
二、性质活泼的氧气 1、物理性质：无色、无味气体、，不易溶于水，密度比空气大
2、化学性质：
实验名称 实验现象
木炭在氧气中燃烧 在氧气中燃烧发出白光，放出热量，生成的气体能使澄清石灰水变浑浊
红磷燃烧 产生大量白烟，放出热量
硫燃烧 硫在空气中燃烧：产生淡蓝色火焰；在氧气中燃烧产生明亮蓝紫色火焰，放出热量，生成有刺激性气味的气体。
铁在氧气中燃烧 剧烈燃烧，火星四射，放出大量热，生成黑色固体。
镁在氧气中燃烧 发出耀眼的白光，放出大量热，生成白色粉末状固体。
蜡烛在氧气中燃烧 发出白光，放出热量，瓶壁上有水雾，生成的气体能使澄清的石灰水变浑浊。
注意：（1）打磨铁丝：除去铁丝表面的氧化物或污物
（2）铁丝旋成螺旋状：增大铁丝的受热面积；增大铁丝与氧气的接触面积；
（3）铁丝末端系一根火柴：引燃铁丝；
（4）待火柴即将燃尽时伸入集气瓶中，目的是：防止火柴燃烧消耗氧气，影响实验效果。
（5）在集气瓶底铺少量砂子或少量水，防止反应后的固体物质溅落瓶底，使集气瓶炸裂；
（6）实验时，未观察到明显现象的原因是：氧气不纯；实验前铁丝末打磨或铁丝太粗等
★氧气能够支持燃烧，可以说氧气具有助燃性，不能说氧气具有可燃性。
★氧气的化学性质比较活泼，它在氧化反应中提供氧，具有氧化性，是一种常见的氧化剂。
★氧化反应 剧烈氧化（如燃烧、火药爆炸等）
缓慢氧化（如铁生锈、动植物呼吸、食物腐烂等）——→ 自然
3、氧气用途：氧气能与许多物质发生化学反应并放出热量这一性质，氧气有重要用途。
（1）供给呼吸：如登山、潜水、医疗等。 （2）支持燃烧：如炼钢、焊接和切割金属等。
（二）氧气的获得
1、自然界中氧气的来源——植物的光合作用
2、工业制法——分离液态空气（属于物理变化）
原理：利用液态氮和液态氧的沸点不同，在低温条件下加压，使空气液化，然后蒸发。由于液态氮的沸点比液态氧的沸点低，因此，氮气首先从液态空气中蒸发出来，剩下的主要就是液态氧。
3、实验室制法—用加热分解高锰酸钾、分解过氧化氢或加热氯酸钾制取氧气
（1）药品：高锰酸钾是 紫黑 色固体；过氧化氢水溶液是一种 无色 液体，二氧化锰是 粉末状固体， 不易 溶于水；氯酸钾是 白 色固体。
（2）反应原理： 高锰酸钾 ——→ 锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气
KMnO4 K2MnO4 MnO2 O2
文字表达式： 过氧化氢 ——→ 水 + 氧气
H2O2 H2O O2
氯酸钾 ————→氯化钾 + 氧气
（3）实验装置：分为发生装置和收集装置两部分
发生装置选择的依据是：反应物的状态及反应条件。
如：加热高锰酸钾制取氧气, 则气体发生装置选择 A 。因为反应物为固体，反应条件为加热；
如：用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，则发生装置选择 B ，因为反应物过氧化氢液体，催化剂二氧化锰为固体，反应不需加热。
收集装置的选择：根据生成气体的性质来确定。
排水法：凡不易溶于水或难溶于水且不与水反应的气体，用排水法收集。
收集气体的方法 向上排空气法：收集密度比空气大且不与空气中成分反应的气体。
向下排空气法：收集密度比空气小且不与空气中成分反应的气体。
（4） O2的收集方法： 排水法（因为氧气不易溶于水且不与水反应）
向上排空气法（因为氧气的密度比空气大）
（5） 高锰酸钾制取氧气的操作步骤及注意事项：
11 组装仪器，检查装置的气密性。
（检查装置气密性的方法：将导管一端放入水中，用手紧握试管，导管口有气泡冒出；移开手后过一端时间，导管中会形成一段水柱，则证明装置气密性良好。）
② 装入药品（试管口要放一团棉花，防止加热时高锰酸钾粉末进入导管）。
③ 固定装置（试管口应略向下倾斜，防止冷凝水倒流，使试管炸裂）
④ 将集气瓶装满水，并用玻璃片盖住瓶口倒放在水槽中
⑤ 点燃酒精灯加热（先让试管均匀受热，然后集中加热放药品的部位）
⑥ 收集氧气（排水法收集氧气，等气泡连续并比较均匀地放出后再收集，防止不纯）
⑦ 收集完毕后，应先把导管从水槽中取出，再熄灭酒精灯（防止水槽里的水倒流，使灼热试管炸裂）。
（6）检验方法：将带火星的木条伸入瓶中，若木条复燃，则证明该气体是氧气。
（7）验满方法：向上排空气法：把带火星的木条放在集气瓶口处，若木条复燃，说明氧气已满。
排水法收集时：当集气瓶口有大量气泡冒出时，说明氧气已满。
三、奇妙的二氧化碳
1、二氧化碳在自然界中的循环P40
大气中CO2产生的途径 大气中CO2消耗的途径
人和动植物的呼吸作用煤、石油、天然气等含碳燃料燃烧微生物的分解作用 植物的光合作用溶于江、河、湖、海
2、二氧化碳与温室效应P40 （温室效应的产生、危害及防止）
3、二氧化碳的性质：
物性：在通常状况下，二氧化碳是一种无色、无味的气体，密度比空气大，能溶于水。
（1）一般情况下，CO2既不能燃烧，也不支持燃烧，二氧化碳不能供给呼吸；
化 （2）二氧化碳与水的反应：
学 二氧化碳 + 水 —→碳酸（碳酸能使紫色石蕊试液变成红色）。
（注意：使紫色石蕊试液变红的不是CO2，而是CO2与水反
性 应生成的碳酸，我们不能说“CO2使紫色的石蕊试液变成红色”）
质 （3）二氧化碳与石灰水的反应：
二氧化碳 + 氢氧化钙 —→ 碳酸钙 + 水
（用此反应检验CO2的存在）
4．二氧化碳的实验室制法
药品：大理石或石灰石和稀盐酸。
（注意：①实验室不能用石灰石和稀硫酸反应制取二氧化碳，因为硫酸和碳酸钙反应生成的硫酸钙微溶于水，覆盖在石灰石表面，阻止了稀硫酸和石灰石接触，反应停止。
②制取CO2时，不能用浓盐酸，因为浓盐酸易挥发出氯化氢气体，使制得的CO2不纯；③不能用碳酸钙或碳酸钠粉末，因反应速率太快，不易收集。）
反应原理：碳酸钙 + 盐酸 ——→ 氯化钙 + 水 + 二氧化碳
CaCO3 HCl CaCl2 H2O CO2
（现象：有大量气泡产生，大理石逐渐变小）
实验装置：课本P43图：用长颈漏斗优点：便于添加液体药品
（注：①长颈漏斗下端要伸入液面下，防止生成的气体从长颈漏斗口逸出；
②导气管伸入反应容器不易过长，应稍露出胶塞，以免气体难于排出）
或用分液漏斗代替长颈漏斗：优点：可控制反应速率，节约药品。
操作步骤：① 组装仪器 ② 检查气密性 ③ 装 ④注 ⑤收集气体
收集方法：向上排空气法（二氧化碳的密度比空气大）
验满方法：将燃着的木条放在集气瓶口处，若木条熄灭，说明二氧化碳已收集满。
检验方法：将生成的气体通入澄清的石灰水中，澄清石灰水变浑浊，证明该气体是CO2。
A灭火：（二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧且密度比空气大）
5、用途 B制碳酸饮料：（二氧化碳能溶于水，并与水反应）
C温室肥料：（参与绿色植物的光合作用）
D干冰做制冷剂，人工降雨（干冰升华时吸热，使周围空气温度降低）
E做工业原料：制纯碱、尿素和汽水等（能与其它物质反应）
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)

展开更多......

收起↑