空气的成分及氧气的制取 -

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1、空气的成分、氧气的含量测定及制取一、考点、热点回顾知识点一空气的成分1、空气的主要成分是是氮气和氧气。空气中各成分的体积分数：氮气（N2）:约为：78%氧气（O2）: 约为：21%、稀有气体约为：0.94%、二氧化碳（CO2）:约为：0.03%、其他杂质气体约为:0.03%。 注意：空气的成分是按照体积分数进行计算的，不要将其混淆为质量分数。2、空气不是一种单一的物质，而是混合气体。通常情况下，空气中各成分的含量保持相对稳定。知识点二测定空气中的含量1. 铜粉加热测定法（1）实验原理:加热铜粉消耗密闭容器中的氧气而不产生新的气体，进而可以粗略测定空气中的氧气 含量。（2）实验装置图职肆 舆丝

2、气（3） 反应的文字表达式：项+代化。化学方程式为：2Cu+O2 2CuO（4）实验现象：铜丝由红色变为黑色，冷却后，密闭容器中气体体积减少约1/5。勺.（5）实验结论：氧气约占空气体积的1/5。（6）误差分析：铜丝不足；装置漏气；装置未冷却到室温就读数；加热时注射器的活塞没有 左右交替移动等因素都会造成氧气体积分数小于1/5。2. 红磷燃烧测定法（1）实验原理：利用红磷燃烧消耗氧气，使集气瓶内的气体减少，引起密闭容器内气体压强减小。待装置冷却至室温后，打开止水夹，在大气压作用下，烧杯内的水进入集气瓶内，进入集气瓶内的水 的体积就是红磷燃烧所消耗的氧气的体积。（2）实验装置图IE水夹(3) 反

3、应文字表达式:弥一丁-说。化学方程式为：4P+5O22P2O5(4) 实验现象：红磷燃烧，产生大量白烟，放出大量热、待集气瓶；冷却至室温后，打开止水夹， 烧杯内的水进入集气瓶中，进入集气瓶中水的体积约占瓶中原空气体积的1/5。(5)实验误差分析：红磷燃烧不足；装置漏气；装置未冷却到室温就打开止水夹造成氧气体积 分数小于1/5。思考：实验药品不能用木炭、硫、镁等，为什么？知识点三氧气一、氧气的概述氧气是空气主要组分之一，比空气密度大，标准状况(0C和大气压强101kPa)下密度为1.429 克/升。无色、无味。在水中溶解度很小。压强为101kPa时，氧气在约-183C时变为淡蓝色液体，在 约-2

4、18C时变成雪花状的淡蓝色固体。二、氧气的制法1. 氧气的工业制取(1) 原料：空气很再.：可计5 杭茗出农(2) 原理：液化空气法，即将空气降温、加压使其液化，然后根据液态空气中各成分的沸点不同， 采用加热蒸发的方法将氧气、氮气、稀有气体从液态空气中分离出来。分离流程如下图：L醇沸腾，氮气廿右降温、院太-.右 根据沸点不同-186X沸腾 二仝气布m液态仝气苧氯气加压蒸& I沸腾1氧气2. 氧气的实验室制取(1) 用过氧化氢和二氧化锰原理：过无化氢-一水+化学方程式装置1 装置2思考：装置2与装置1比较有什么优点?收集装置：排水法向上排空气法检验方法：将带火星的木条伸入集气瓶中，如果带火星的木

5、条复燃，证明该集气瓶中的气体为氧气。验满方法：排水法收集时，当集气瓶水全部排出时，证明瓶内氧气已满；用向上排空气法收集时，将 带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则说明瓶内氧气已满。操作步骤：连接装置并检查装置气密性；在锥形瓶内装入二氧化锰固体；塞好塞子，从长颈漏斗中注入过氧化氢溶液；用排水法收集氧气（若用向上排空气法收集还需验满）。（2）用高锰酸钾（或氯酸钾和二氧化锰）制取氧气2 ,tr*-c- tfx |+| z-iI -rir. -Li- -*77- i反应原理：高锭酸钾卖冬镐酸钾+二氧化镒+氧气（或氯酸钾一氯化钾+氧气）方程式。实验装置和收集装置：反应装置：由于高锰酸钾（或氯酸钾和二

6、氧化锰）是固体且反应需要加热，故用下图装置制取氧气装置3排水法向上排空气法思考：若用高锰酸钾制取氧气，须在导管口塞点棉花，为什么？操作步骤：连接装置并检查装置气密性；往试管中装入适量药品；将试管固定在铁架台上； 点燃酒精灯，给试管加热；利用排水法（或向上排空气法）收集；收集完毕，将导 管移出水槽；熄灭酒精灯，停止加热。（茶庄定点收利息）知识点四催化剂1. 概念：能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有变化的物质。2. 对催化剂概念的理解 对“改变，的理解：催化剂有正、负之分正催化剂能加快反应速率，负催化剂能减慢反应速率。 对“不变，的理解：不变的是催化剂的质量和化学

7、性质，但其物理性质可能改变，比如：颜色、状态 等方面在反应前后有所差异。二、典型例:例1下列说法不正确的是（）r.A.空气是一种宝贵的资源B.空气中氧气的质量分数是21%C.空气是由多种气体组成的混合物C.空气的成分一般是固定的例2 “空气中氧气含量的测定”有多种方法。甲生设计了图1所示的实验方案：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，打开止水夹，水进入T1 口 十 rr Th- V4i m /-i I W.-I-I-U P- 、.一 .集气瓶。回答下列问题：（1）实验中盛放过量红磷的原因 。 反应结束后，打开止水夹，水自动进入集气瓶的直接

8、原因 。（2）查阅资料得知，二氧化硫气体能被氢氧化钠溶液吸收。乙生设计了图2所示方案，装置和操作 与甲类似，硫粉燃烧熄灭后，将滴管中的氢氧化钠浓溶液滴入集气瓶中，也可以得出正确结论。如不 增加滴管，实验就不能成功，说明实验不能成功的原因（3）查阅资料得知，镁条不紧能与空气中的氧气反应还能与氮气反应，能否用镁条代替红磷来测定 空气中氧气的含量（填“能”或“不能”），否则会使测量的的结果 （填“偏大”“偏小” 或“不变”）。例3根据下列实验装置图填空：（1） 写出上图所示装置中标有序号的仪器名称：，。（2）实验室中用过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取氧气，发生反应的文字表达式；其发生装置应选择（填序号

9、）。制取气体时，组装好仪器后，应先，再添加药品；收集气体时，使用 （填序号）所示的方 法收集到的气体比较纯净。如需随时控制产生气体的量并节约药品，应如何改进发生装置？（3） 若用高锰酸钾制取氧气，反应的文字表达式为，其发生装置应选择，其原因是。（4） 如用E装置收集02,判定O2是否收集满的方法是。例4在实验室里，常用分解过氧化氢溶液、加热氯酸钾或高锰酸钾制取氧气。某化学兴趣小组对氧（口 三 TTr甘 + m fl I ?住气的实验室制法进行了探究。（1）小明同学选用如图所示的装置制取氧气。制取过程中所发生的化 学反应方程式为：。实验前小明同学先向仪器A中加入水，然后将导气管放入水槽中，并打开

10、 仪器A的活塞，观察导气管口是否有连续的气泡出现。该实验操作的目的（2）小红同学通过互联网得知：CuSO4溶液、动物某些脏器中含有的物质等能催化过氧化氢的分 解。动物脏器中含有过氧化氢酶，能催化过氧化氢分解，过氧化氢酶 （选填序号填空：糖类、蛋白质、脂肪、维生素）实验证明，在过氧化氢溶液中滴加CuSO4溶液能显著加快过氧化氢的分解。CuSO4溶液主要含有 三种粒子（H2O、Cu2+、SO42-），为了进一步探究CuSO4溶液中哪种粒子能起催化作用。小红同学作了以下分析和设计。小红同学认为最不可能的是H2O，他的理由是要说明另外的两种粒子是否起到催化作用，小红同学设计了如下实验，完成了这次探究活

11、动。实验步骤a.取一支试管加入5mL5%过氧化氢溶实验现象结论溶液几乎没液，然后加入2-3滴稀硫酸有气泡放出实验证明，起催化作用b.另取一支试管加入5mL5%过氧化氢溶液，然后加入2-3滴溶液溶液中有大 的是0量气泡放出如果确定CuSO4是催化剂，还必须通过实验确定它在化学反应前后三、课堂练习1、下图所示为实验室中常见的气体制备和收集装置。请回答下列问题：（1） 实验室用高锰酸钾制取氧气，应选用发生装 （填字母序号），反应的化学方程式 为。若用装置D收集氧气，验满 的方法是。（2）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，若选用C做发生装置，你认为选用C的优点是0（3） 欲使用装置E用排空气法收

12、集二氧化碳，则气体应 （填a”或“b”）端通入；欲使用 装置E用排水法收集氧气，先将瓶中装满水，再将气体 （填a”或“b”）端通入。（4）已知一氧化氮气体难溶于水，在空气中容易与氧气发生反应，则收集一氧化氮气体时应选用图中装置（填字母序号）02、实验室制取气体所需装置如下图所示.ABCDE（1）实验仪器a、b的名称是a b（2） 用大理石和稀盐酸制取二氧化碳时，所选用的发生装置 （填序号），其反应的化学方 程式是.（3） 用高锰酸钾制取氧气，其反应的化学方程式 .将装置A和C连 接进行此实验，实验结束，停止加热前要先将导管移出水面，目的是.四、课后练习1. 实验室常用加热氯酸钾与二氧化锰混合物

13、的方法制取氧气，写出反应的化学方程式：小芳发现，氯酸钾与氧化铜混合加热，也能较快产生氧气，于是进行如下探究：【提出猜想】除Mn02、CuO夕卜，Fe203也可以作KC103分解的催化剂。【完成实验】按下表进盈塞坠：羞冽定盆解温度（分解温度越低，催化效果越好）。实验编号实验药品分解温度（C）KC105803KC103、Mn02（质量比 1：1）350KC10、CuO（质量比 1： 1）3703KC103、Fe203（质量比 1：1）390【分析数据、得出结论】（1）由实验与实验对比，证明猜想合理（2）实验所用的三种金属氧化物，催化效果最好的是。【反思】（1）若要证明Fe203是该反应的催化剂，还

14、要验证它在化学反应前百丽质量和不变；（2）同种催化剂，颗粒大小可能影响催化效果，请设计实验方案进行验i （3）同种催化剂，还有哪些因素可能影响催化效果，请你再探究（探究一种因素即可）。2. 为了制取氧气和二氧化碳，实验室提供了以下药品和仪器装置。【药品】二氧化锰 氯酸钾 大理石 过氧化氢溶液稀盐酸【装置】（1） 小明同学选择的药品是和，则发生反应的化学方程式为，他应 该选择的发生装置 （填序号），收集装置是 （填序号）。（2） 小东用装置A制取氧气，试管中装入的药品 （填序号），加热时发生反 应的化学方程式为。他选择了 E作收集装置， 如果a与b相连，c端排除的物质主要是；如果a与c相连，b端排除物质是。3某兴趣小组同学对实验室制备氧气的条件进行如下探究实验。 为探究催化剂的种类对氯酸钾分解速度的影响，甲设计以下对比实验:I .将3.0g KC1O3与1.0g MnO2均匀混合加热II .将x g KC1O3与1.0g CuO均匀混合加热在相同温度下，比较两组实验产生o2的快慢。I中反应的化学方程式是;II中x的值应为。 乙探究了影响双氧水分解速度的某种因素。实验数据记录如下：双氧水的质量双氧水的浓度MnO2的质量相同时间内产生o2体积I50.0g1%0.1g9 mLII50.0g2%0.1g16 mLm