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第三章　维持生命之气——氧气
3.1
氧气的性质和用途
一、氧气的物理性质
1．色、味、态：通常状况下，是一种无色、无味的气体。
2．三态变化：
3．密度、水溶性：在标准状况下，密度比空气略大，不易溶于水。
二、氧气的化学性质
1．氧气的检验方法：
把一根带火星的木条伸入集气瓶中，如果带火星的木条复燃，证明是氧气。
2．氧气的化学性质
物质
反应现象
文字表达式
木炭
木炭在空气中燃烧时持续红热，无烟无焰；木炭在氧气中剧烈燃烧，并发出白光，放热，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体
碳＋氧气二氧化碳
蜡烛
蜡烛在氧气中燃烧发出白光，放热，在集气瓶壁上会有水珠产生，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体
石蜡＋氧气水＋二氧化碳
铁
铁在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放热，生成黑色固体
铁＋氧气四氧化三铁
3.实验注意事项及其原因分析
(1)做木炭在氧气中燃烧的实验时，为了保证有充足的氧气支持木炭燃烧，防止木炭燃烧生成的二氧化碳使木炭熄灭，确保实验成功，木炭应该由上向下缓慢伸进盛有氧气的集气瓶中。
(2)做蜡烛在氧气中燃烧的实验时，为了能清楚地观察到瓶壁上的小水滴，收集氧气时用向上排空气法可以使集气瓶保持干燥，同时观察的时候，要冷却一会儿。
(3)做铁丝在氧气中燃烧的实验时，需注意：
①为了除去细铁丝表面的杂质，用砂纸把细铁丝磨成光亮的银白色。
②为了增大细铁丝与氧气的接触面积，将细铁丝盘成螺旋状。
③为了引燃细铁丝，使细铁丝的温度达到着火点，把细铁丝绕在火柴上。
④为了防止火柴燃烧时消耗氧气，保证有充足的氧气与细铁丝反应，待火柴快燃尽时才缓慢插入盛有氧气的集气瓶中。
⑤为了防止细铁丝燃烧时放热使氧气从集气瓶口逸出，保证有充足的氧气与细铁丝反应，铁丝由上向下缓慢伸进盛有氧气的集气瓶中。
⑥为了防止灼热的生成物溅落使集气瓶瓶底炸裂，集气瓶里要预先装少量水或在瓶底铺上一薄层细沙。
4．常见几种物质的燃烧现象可用口诀法记忆：红热木炭，剧烈燃烧，发出白光，放出热量，生成气体，“清水”变样；
燃硫入氧，燃烧变旺，火焰蓝紫，美丽漂亮，生成气体，气味够“呛”；
燃磷入氧，现象难忘，浓厚白烟，冷却粉状；
铁丝燃烧，火星四射，生成熔物，固态黑色。
三、化合反应和氧化反应
项目
化合反应
氧化反应
概念
由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应
物质与氧发生的反应
特点
“多变一”
有“氧”参加反应
区分
从反应物和生成物的种类来区分
从反应物与“氧”结合来区分
通式
A＋B―→AB
A＋“氧”―→M
类型
属于基本反应类型
不属于基本反应类型
举例
联系
化合反应不一定是氧化反应；氧化反应也不一定是化合反应。但有氧气参加的化合反应同时也一定是一个氧化反应，如：碳＋氧气二氧化碳。
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四、氧气的性质及用途
性质
用途
供给呼吸
潜水、登山、太空行走
支持燃烧
炼钢、气割、气焊、火箭升天
3.
2　制取氧气
第1课时　实验室制氧气的原理与工业制氧气
一、实验室制取氧气的原理
1．加热高锰酸钾制氧气的文字表达式和符号表达式：
高锰酸钾锰酸钾＋二氧化锰＋氧气
KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2
2．加热氯酸钾制氧气的文字表达式和符号表达式：
氯酸钾氯化钾＋氧气
KClO3KCl＋O2
3．过氧化氢制取氧气的文字表达式和符号表达式：
过氧化氢水＋氧气
H2O2H2O＋O2
二、催化剂
1．催化剂的概念：
在化学反应中能改变其他物质的反应速率，而本身的质量和化学性质在化学反应前后没有发生变化的物质。
2．催化剂的特点：“一变两不变”
(1)“一变”指催化剂能改变其他物质化学反应的速率。
(2)“两不变”是指催化剂的质量和化学性质在化学反应前后没有改变。
3．催化剂在化学反应中所起的作用称为催化作用。
三、分解反应
1．概念：
一种物质生成两种或两种以上其他物质的反应，叫做分解反应。
2．特点：
“一变多”，可用通式：AB→A＋B表示。
3．化合反应与分解反应：化合反应的特点是“多变一”；两种反应都属于化学反应的基本反应类型，都是从反应物、生成物的物质种数上对反应进行分类的。
四、氧气的工业制法
1．原料：空气。
2．原理或方法：
(1)根据空气中液态氧和液态氮的沸点不同，采用蒸发分离的方法制取：
可采用谐音记忆法掌握液氧、液氮的沸点：“一把伞，依旧漏”。
(2)现在多采用膜分离技术加以分离，其原理是在一定的压力下，让空气通过具有富集氧气功能的薄膜，反复进行多级分离，可得到含氧量较高的富氧空气。
注意：这两种方法都属于物理变化。
第2课时　实验室制氧气
一、制取装置的选择
1．发生装置的选择
(1)加热固体制备气体的装置如图所示：
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反应物和反应条件的特征：反应物都是固体，反应需要加热。
(2)固液混合在常温下反应制备气体的装置，如图所示：
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"C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Temp\\360zip$Temp\\360$1\\x22.tif"
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①反应物和反应条件的特征：反应物中有固体和液体，反应不需要加热。
②要根据实际情况选择a、b、c、d四种装置。
装置a的特点：装置简单，适用于制取少量的气体；增加药品不太方便。
装置b的特点：便于随时添加药品。
装置c的特点：可以控制反应速率。
装置d的特点：可以控制反应的发生和停止。(希望停止反应时，用止水夹夹住胶皮管。这是由于试管内的气压大于外界大气压，试管内的液面会下降)。
2．气体收集装置
(1)排水法收集气体的装置(如图所示)
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"C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Temp\\360zip$Temp\\360$1\\X23.tif"
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适用情况：收集的气体不易或难溶于水，且不与水反应。
(2)向上排空气法收集气体的装置(如图所示)
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"C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Temp\\360zip$Temp\\360$1\\X24.tif"
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①适用情况：气体密度大于空气(相对分子质量大于29)，且不与空气中的成分反应。
②要求：导管伸入集气瓶底，以利于排净空气。
③暂存气体时，只需将集气瓶正放在桌面上，盖上毛玻璃片就可以了。
(3)向下排空气法收集气体的装置(如图所示)
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"C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Temp\\360zip$Temp\\360$1\\X25.tif"
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①适用情况：气体密度小于空气(相对分子质量小于29)，且不与空气中的成分反应。
②要求：导管伸入集气瓶底，以利于排净空气。
③暂存气体时，需要盖上毛玻璃片并将集气瓶倒放在桌面上。
(4)注意事项：
①如果需要较干燥的气体，请使用排空气法。
如果需要较纯净的气体，使用排水法。
②如用排水法收集气体时，气体收集完毕后，要在水下把毛玻璃片盖在集气瓶口上，否则收集到的气体不纯。
③密度和空气接近的气体，不宜用排空气法收集。
二、实验室制取氧气的操作步骤及注意事项
1．连接仪器装置
(1)使用仪器用品：胶皮管、橡皮塞、玻璃导管、试管等。
(2)操作：关键掌握两个字——“润、转”，即先将管口用水润湿，导管转动插入。注意往容器口塞橡皮塞时切不可把容器放在桌上使劲塞进橡皮塞，这样操作很容易将容器损坏。
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2．检查装置气密性
(1)只有一个出口时：利用气体热胀冷缩的原理。在安装好装置后，将导管一端浸入水中，用手紧握试管外壁，若导管口有气泡冒出，
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"C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Temp\\360zip$Temp\\360$1\\H1.tif"
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放手后导管内形成一段水柱，则说明装置气密性良好。
(2)有两个出口时(如图1)：
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①设法堵住其中一个，可利用注水法检查。即用止水夹夹紧胶皮管，通过长颈漏斗向装置内加水，观察到试管内和长颈漏斗内有液面差，且一段时间内液面差保持不变，说明装置气密性良好；
②利用抽气法：即在导管口添加一注射器，拉动注射器活塞，观察到长颈漏斗下端管口产生大量气泡(图2)；推动注射器活塞，则观察到长颈漏斗内液面上升(图3)，说明装置气密性良好。
3.加热高锰酸钾制取氧气
(1)反应原理：高锰酸钾锰酸钾＋二氧化锰＋氧气。
(2)发生装置：由于反应物是固体，反应需要加热，所以选择加热固体制备气体的装置。
(3)收集装置：
①由于氧气不易溶于水，且不与水发生化学反应，所以可以选择排水法收集气体的装置。
②由于氧气的密度比空气大，且不与空气中的成分发生化学反应，所以可以选择向上排空气法收集气体的装置。
(4)步骤：
①查：检查装置的气密性。
②装：将高锰酸钾装入干燥的试管，并在试管口放一团棉花，并用带导管的橡皮塞塞紧试管。
③定：将试管固定在铁架台上。
④点：点燃酒精灯，试管均匀受热后，将酒精灯固定在试管底部加热。
⑤收：用排水法收集气体。
⑥离：把导管移离出水槽。
⑦熄：熄灭酒精灯。
可简记为：查、装、定、点、收、离、熄(谐音：茶庄定点收利息)。
(5)验满：(用排水法收集)如果集气瓶口有气泡出现，说明气体收集满了。(用向上排空气法收集)将带火星的木条放在集气瓶口，如果带火星的木条复燃，说明氧气收集满了。
3.
3　燃烧条件与灭火原理
第1课时　物质燃烧的条件
一、燃烧的条件
(1)可燃物；
(2)与氧气(或空气)接触；
(3)达到燃烧时所需的最低温度(也叫着火点)。
燃烧必须同时具备这三个条件，缺一不可。
二、燃烧与自燃
1．燃烧：通常所说的燃烧是指可燃物与空气中的氧气发生的一种发光、发热的剧烈的氧化反应。
2．自燃：由缓慢氧化引起的自动燃烧，是一种不经点燃而自发进行的燃烧。
第2课时　灭火的原理　爆炸
一、灭火的原理与方法
1．原理：
(1)燃烧物与其他可燃物隔离或清除掉可燃物；
(2)使燃烧物隔绝空气(或氧气)；
(3)使燃烧物的温度降至其着火点以下。
灭火的原理是破坏燃烧的条件，只要破坏三个条件中的其中一个即可。
2．方法
灭火实例
灭火方法
原理
森林火灾
可在燃烧区周围伐木开辟隔离带
清除可燃物
油锅起火
盖上锅盖
隔绝氧气
建筑物着火
用高压水枪喷水灭火
降低温度至可燃物的着火点以下
熄灭酒精灯
灯帽盖灭
隔绝氧气
珍贵图书、档案、精密仪器着火
用液态二氧化碳灭火器灭火
降温、隔绝氧气
二、防火与火灾自救
1．防火
(1)进入山林时不可带入火种；
(2)面粉厂、加油站等场所禁止吸烟；
(3)切勿携带易燃、易爆物品进入公共场所、乘坐公共交通工具；
(4)爱护消防器材，掌握常用的消防器材的使用方法；
(5)生活用火要注意，火源附近不要放置可燃、易燃物品；
(6)进入公共场所注意观察消防标志，记住疏散方向；
(7)发现煤气泄漏，速关阀门，打开门窗，切勿触动电器开关和使用明火。
2．火灾自救
(1)如果火势很小，根据起火的原因，可以用适当的灭火器材和方法把它扑灭；
(2)选择简便安全的通道，不要乘坐电梯；
(3)捂住口鼻，低姿行走设法离开火灾地；
(4)无法逃走时，可选择远离起火点、取水、呼救方便的地方，拨打
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火警电话等待救援；
(5)如果在野外，首先要看清楚周围的环境，奔向没有可燃物的方向，或是逆着风奔跑，远离火灾区；
(6)楼房着火时，切勿盲目跳楼。
三、爆炸与防爆安全
1．爆炸：
爆炸是可燃物在有限的空间里急速燃烧而在短时间内产生大量气体和热所发生的现象。
2．爆炸的条件：
(1)可燃性气体或粉尘；
(2)与空气或氧气接触；
(3)可燃物浓度在爆炸极限范围内；
(4)有限空间；
(5)火源。
3．爆炸极限：
易爆的可燃物在空气中达到一定的含量，遇到火源就会爆炸，这个能发生爆炸的含量范围，叫爆炸极限。
4．常见的消防安全标志：
3.4　物质组成的表示式
第1课时　化学式的意义　简单物质的化学式的写法与读法
一、化学式及其意义
1．化学式：用元素符号和数字的组合来表示物质组成的式子。
2．化学式(如H2O)的意义：
表示一种物质(宏观意义)——表示水这种物质；
表示某物质是由什么元素组成的(宏观意义)——表示水是由氢元素、氧元素组成的；
表示一个分子(微观意义)——表示1个水分子；
表示某物质是由什么粒子构成(微观意义)——表示水由水分子构成；
表示某物质的分子由什么粒子构成(微观意义)——表示1个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成。
二、简单物质的化学式的写法与读法
绝大多数单质的化学式是用组成单质的元素符号来表示的，少数由分子构成的单质用在组成元素的元素符号右下角写上构成分子的原子个数来表示。
(1)金属单质的化学式习惯上用其元素符号来表示，如铁—Fe、镁—Mg；
(2)稀有气体的化学式用元素符号表示，如氦气—He、氖气—Ne；
(3)部分固态的非金属单质常用元素符号表示，如硫黄—S、红磷—P；
(4)常见由分子构成的单质的化学式：氧气—O2、臭氧—O3、氮气—N2、氟气—F2、氯气—Cl2、溴—Br2、碘—I2等。
注意：(1)金属、部分固态非金属或稀有气体的元素符号能表示该元素、该元素的一个原子，还能表示这种物质。
(2)物质的构成是通过实验确定的，即化学式是通过实验测定得出的，不是人为臆造的。
三、简单化学式的读法
1．两种元素组成的化合物：通常从后向前读作“某化某”，如KCl读作“氯化钾”，CaO读作“氧化钙”。
2．有时还要读出化学式中各元素的原子个数，如Fe3O4读作“四氧化三铁”，SO2读作“二氧化硫”等。
第2课时　怎样写化合物的化学式
一、化合价
1．化合价：元素化合价是一个原子在化合时表现出来的性质。在元素符号或原子团的上方标出化合价，“＋”“－”写在前，数字写在后。
2．化合价的一般规律：
(1)金属元素跟非金属元素化合时，金属元素显正价，非金属元素显负价。
(2)氧元素通常显－2价，氢元素通常显＋1价。
(3)在化合物里正负化合价的代数和为0。
(4)在单质中元素的化合价为0。
(5)同一元素在不同物质里可显不同的化合价。在同一种物质里，同一元素也可显不同的化合价(如NH4NO3)。
(6)某些元素有高价和低价，将高价称作“某”，低价称作“亚某”，如Fe2(SO4)3读作“硫酸铁”，FeSO4读作“硫酸亚铁”。
3．化合价口诀：
(1)常见元素化合价规律口诀：
一价钾钠氯氢银，二价氧钙钡镁锌，三铝四硅五价磷，二三铁，二四碳，二四六硫三五氮，铜汞二价最常见；一五七氯都齐全，单质零价永不变。
(2)原子团化合价口诀：
负一硝酸(NO3－)、氢氧根(OH－)；负二硫酸(SO42－)、碳酸根(CO32－)；负三记住磷酸根(PO43－)；只有正一是铵根(NH4＋)。
4．同种元素(或原子团)的化合价和离子的表示方法比较
(1)不同点：
①位置不同：化合价标在元素符号或原子团的正上方，离子所带电荷数标在元素符号或原子团的右上角；
②正负号和数值顺序不同：化合价分正价和负价，所以正负号在前，数值在后；离子指带多少个单位的正电荷或负电荷，数值在前而正负号在后；
③对于“1”的处理不同：化合价的“1”不能省略，离子电荷数为“1”时要省略不写；
(2)相同点：数值相同，正负相同。
二、根据化合价书写化学式
1．书写化合物的化学式要解决三个问题：
一是化合物由哪些元素组成；二是排列组成元素的元素符号顺序；三是确定化学式中各
元素的原子个数比。化合物的组成元素是由实验确定的，我们书写化学式时一般是分析物质的名称得出物质的元素组成。
2．书写化合物的化学式的步骤
(1)写：写出组成物质的元素符号，书写时一般正价元素写在左边，负价元素写在右边。
(2)标：标上元素(或原子团)的化合价。
(3)叉：将化合价的绝对值交叉写在对应元素符号(或原子团)的右下角，该数值即为原子(或原子团)的个数(若有公约数，先约简再交叉)，数值为1时则省略不写。
(4)验：利用化合物中元素正负化合价代数和为零的原则检验所写化学式是否正确。
三、数字的意义
1．元素符号前的数字表示几个某原子。如2H中的“2”表示2个氢原子。
2．化学式前的数字表示几个某分子。如2H2O中的“2”表示2个水分子。
3．元素符号右下角的数字表示一个某分子或离子中有几个某原子。如CO2中的“2”表示1个二氧化碳分子中有2个氧原子。
4．元素符号右上角的数字表示一个某离子中带几个单位的正或负电荷。如Fe3＋中的“3”表示1个铁离子带3个单位的正电荷。
5．元素符号正上方的数字表示某元素的化合价。如F表示铁元素的化合价是＋3。
第3课时　根据化学式进行计算
根据化学式进行计算(计算时要注意式子的化学意义)
1．相对分子质量＝各原子的相对原子质量乘以原子个数之和
2．组成元素的质量比＝各原子的相对原子质量乘以原子个数之比
3．化合物中某元素的质量分数＝×100%
4．化合物中某元素的质量＝某化合物的质量×某元素质量分数
＝某化合物的质量××100%
5．混合物中某元素的质量＝混合物的质量×纯度×纯净物中某元素质量分数
＝混合物的质量×纯度××100%
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(1)计算相对分子质量时，不要把结晶水合物中的“·”当乘法，应按加法计算；
(2)不要把各元素的原子个数比当作质量比；
(3)元素的原子个数计算要准确。
全章大归纳
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