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1、空气与氧气专题 陈琳 一、考纲分析1知道空气的组成成分，认识空气对人类生活的重要作用。2了解空气污染问题和防治措施。3掌握氧气的主要性质和用途。4初步学习氧气的实验室制法。5了解自然界中的氧循环。二、重点、难点1、重点： 空气的组成、各成分的用途、氧气的含量及空气的污染与防治。氧气的化学性质、化学变化。氧气的实验室制法。2、难点： 测定空气中氧气含量的实验原理、化制取氧气装置及产生误差的原因。合反应与氧化反应的关系。3、催化剂的概念 。三、知识结构2KMnO4K2MnO4MnO2O2(分解反应)2KClO32KCl3O22H2O22H2OO2CO2CO2 4P5O22P2O5SO2SO2 2M
2、gO22MgO 4Al3O22Al2O3 3Fe2O2Fe3O4四、重难点解析考点一：空气的成分与用途 空气成分研究的科学家：舍勒和普利斯特里（制得了氧气），拉瓦锡（得出了空气的组成）空气成分 氮气 氧气 稀有气体 二氧化碳 其它气体和杂质 体积分数 78%21%0.94% 0.03% 0.03% 2. 考点二测定空气中氧气的含量1实验原理：完全消耗一定量的空气中的氧气，导致气体的压强变小，恢复原状态后减少的体积即为氧气的体积。2药品的选择：所选药品只能与空气中的氧气反应，不能和其他气体成分反应，且反应不能生成新的气体，另外药品的量要充足。常用药品是红磷、铜丝等。3常用实验装置反应原理：2Cu
3、O22CuO现象：红磷燃烧, 产生白烟，放热;等到燃烧停止，温度冷却到室温，打开夹子水从烧杯倒吸入集气瓶内. 水面上升了约占瓶内空气体积的1/5。解释: 红磷燃烧消耗瓶中空气中的氧气,使瓶中气体减少，气压降低，低于外界大气压，在大气压的作用下,水流入瓶中。由于氧气约占空气体积的约占1/5，所以水流入瓶内约占气体体积的1/5。.讨论：在做测定空气中氧气的含量的实验中下列做法可能会导致什么样的测试结果？（1）红磷的量不足；小于1/5（瓶内的氧气不能消耗完）（2）装置的气密性不好；小于1/5（外界空气进入瓶内）（3）没等到集气瓶的温度冷却到室温后就 打开弹簧夹：小于1/5（瓶内的温度高，气压较大，进
4、入瓶内水的体积小于1/5 ）(4)没有用弹簧夹且夹紧乳胶管？大于1/5 (红磷燃烧使瓶内气压增大，大于外界大气压，在大气压的作用下，气体会从导管逸出)（5）点燃红磷后非常缓慢地将燃烧匙伸入瓶内。大于1/5 (瓶内气体因受热膨胀逸出) 4注意事项(1)药品按要求选择，一定要足量。(2)装置的气密性要良好。(3)反应完成后要待冷却至室温再读数。考点三 保护空气1空气污染来源：主要来自于化石燃料的燃烧和汽车尾气的排放。2目前计入空气污染指数的主要污染物有一氧化碳、二氧化硫、氮的氧化物、可吸入颗粒物，其中二氧化硫、氮的氧化物会导致酸雨的形成。3防治污染的措施：制定环境保护法律；控制污染源，减少废气的排
5、放；提倡使用无污染能源；植树造林等。(1) 加强大气质量监测,改善环境状况(2)使用清洁能源(车用乙醇汽油代替传统汽车燃料) 水力发电,氢能源代替化石燃料等.(3) 大量植树造林种草,以保护大气 (4)工厂做到废气回收与处理(5)发展民用煤气生产,少烧煤。(6)严禁燃放烟花爆竹,禁止焚烧树叶、野草例题1：“绿色奥运”是2008北京奥运会的主题之一。为减轻污染，北京为汽车加装了“三效催化净化器”，可将尾气中的一氧化碳、一氧化氮转化为参与大气循环的无毒混合气体，该气体是 （B ）A、二氧化碳和氮气 B、二氧化碳和二氧化氮 C、二氧化碳和氧气 D、二氧化碳和氮气和氧气例题2.下列情况一般不造成空气污
6、染的是 （C）A煤燃烧生成的烟 B汽车排气生成的烟雾C人呼出的二氧化碳 D放鞭炮产生的烟雾考点四：氧气的实验室制法一氧气的理化性质 例2 下列性质属于化学性质的是（ ）A.氧气不易溶于水 B.氮气是没有颜色、没有气味的气体C.镁带能在空气中燃烧 D.汽油易挥发思路解析:发生化学变化才能表现出来的性质是化学性质。C项是因“镁在空气中燃烧生成了新物质氧化镁”才表现出的性质，所以是化学性质。答案：C问题探究问题 有四个集气瓶，分别充满了空气、氮气、二氧化碳和氧气，试用简单的方法加以鉴别。探究：把燃着的木条分别伸入四个集气瓶中，木条正常燃烧的原气体是空气；木条燃烧更旺的原气体是氧气；木条火焰熄灭的原气
7、体是氮气和二氧化碳。再向使火焰熄灭的两个集气瓶中加入适量的澄清石灰水并振荡，使澄清石灰水变浑浊的原气体是二氧化碳，没有变化的原气体是氮气。典题精讲例1 下列有关氧气实验现象的描述正确的是（ ）A.硫在空气中燃烧产生蓝紫色火焰 B.磷在氧气中燃烧产生白色烟雾C.碳在氧气中燃烧发出白光 D.碳在氧气中燃烧生成二氧化碳思路解析:硫在空气中和在氧气中燃烧的火焰颜色是不同的，在空气中呈淡蓝色，在氧气中呈蓝紫色。磷在氧气中燃烧产生白烟，因为生成物五氧化二磷是白色固体。“碳在氧气中燃烧生成二氧化碳”不是对实验现象的描述。答案：C重点学习氧气时注意：由于氧气的密度比空气大，所以氧气在收集时可用向上排空气法；又
8、由于氧气不易溶于水，所以氧气可用排水法收集。水中的生物是依靠溶解在水中的氧气生存的。氧气在气态时是无色的，在固态和液态时是淡蓝色。 描述物质在氧气中燃烧现象的方法：重点是描述木炭、硫、铝、磷、铁等在氧气中燃烧的实验现象，描述物质在氧气中燃烧的现象时，一般从四方面来描述：物质原来的颜色；对产生的光（火焰或火星）加以描述；放出热量；对生成物加以描述。进行实验时要注意的问题：夹木炭的坩埚钳由上而下慢慢伸入瓶中，如果很早伸入集气瓶的底部，瓶中的氧气被热的气体赶出来，木炭燃烧会不旺。硫的用量不能过多，防止对空气造成污染，实验时应在通风橱中进行。光一般指固体燃烧产生的现象，如镁条燃烧、木炭燃烧等只产生光，
9、不产生火焰；火焰是指气体燃烧或固体或液体的蒸气燃烧产生的现象。五氧化二磷是固体，现象应描述为产生白烟。烟是指固体小颗粒，雾是指液体小液滴。细铁丝绕成螺旋状；铁丝一段系一根火柴；集气瓶内预先装少量水或铺一层细砂。蜡烛燃烧时盛氧气的集气瓶要干燥，可观察到水雾。 理解缓慢氧化要注意：缓慢氧化是指进行很缓慢的氧化反应，也要放出热量。如果放出的热量使温度达到可燃物的着火点，就可以引起自发燃烧，也就是自燃。缓慢氧化也可以向剧烈氧化反应转化。供给呼吸氧主要用于：医疗、登山、潜水、宇航；支持燃烧氧主要用于：炔焰用于焊接和切割，炼钢，作火箭助燃剂。学习化合反应与氧化反应时易出现的认知误区：化合反应不一定是氧化反
10、应，氧化反应也不一定是化合反应，两者没有必然的联系。疑难导析 要说明检查装置的气密性关键是先后顺序一定不能颠倒；然后说明怎样连接仪器，如何操作；最后说明要注意什么问题，否则会造成怎样的结果。问题导思 此题属于物质的鉴别题，做鉴别题的原则是：找出题目中所给物质中有特性的物质，依据特性作为解题的突破口，再依次鉴别；步骤要少，现象要明显；叙述要明朗清晰，按操作现象结论的程序论述，不可先说结论后说现象；操作要简便可行。典题导考 对于描述物质在氧气中燃烧时的现象，应该在做试验时仔细观察现象，并对物质在空气中和在氧气中燃烧的现象作出比较，熟练记忆。典题变式下列实验现象的描述正确的是（ ）A.铁丝在氧气中燃
11、烧时，火星四射，生成黑色固体B.红磷在空气中燃烧时，产生大量的白雾C.木炭在氧气中燃烧时，发出白色火焰D. 硫在空气中燃烧产生蓝紫色火焰答案：A绿色通道 判断物质的性质是物理性质还是化学性质，关键看是否发生化学变化并通过化学变化表现出来。典题变式下列物质的用途，主要利用化学性质的是（ ）A.铜制作导线B.活性炭吸附冰箱中的异味C.氧气供给呼吸D.稀有气体作为霓虹灯的填充气答案：CD二实验室制法1.实验原理:高锰酸钾受热分解生成氧气 2.仪器药品:高锰酸钾，铁架台，导气管，试管，集气瓶，酒精灯，水槽 3.制取氧气的方法： (1)2KMnO4=K2MnO4+MnO2+O2 （实验室制取氧气）4.实
12、验步骤:查-检查装置气密性。 装-装入药品，用带导管的橡皮塞塞紧 定-用铁夹把试管固定在铁架台上，并使管口略向下倾斜，药品平铺在试管底部。 点-点酒精灯，给试管加热，排出管内空气。 收-用排水法收集氧气。 离-将导管从水槽内取出。 熄-熄灭酒精灯。 （可谐音记为：茶庄定点收利息） 实验记录:紫色晶体加热后变成黑色 实验结论:2KMnO4K2MnO4MnO2O2（反应实验室制取氧气（加热高锰酸钾）重点：怎样选择制取气体的发生装置？剖析：确定实验的发生装置主要依据反应物的状态和反应条件。利用固体物质加热制取气体的发生装置用如图2-10中左图所示。如果反应物是液体和固体而且不需加热制取气体时发生装置
13、可采如图2-10中右图所示。图2-10问题探究 问题 如图所示，通常状况下，氨气是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水，形成的溶液是氨水。实验室常用加热氯化铵和消石灰的固体混合物制取氨气，请完成下列问题：(1)实验室制取氨气的发生装置应选择什么发生装置？(2)收集氨气，应采用的装置是什么？ 探究：确定实验的发生装置主要依据反应物的状态和反应条件。若反应物是固体和固体，而且需要加热，就采用高锰酸钾制氧气的发生装置；若反应物是固体和液体而且不需加热，就采用过氧化氢溶液制氧气的发生装置。而收集装置的选择主要依据生成物的性质，如密度是否比空气大，是否溶于水等。难溶于水或不易溶于水且不
14、与水发生化学反应的气体适用于排水集气法；密度比空气大且不与空气中任何成分反应的气体适用于向上排空气法；密度比空气小且不与空气中任何成分反应的气体适用于向下排空气法。重点疑难突破利用高锰酸钾制氧气时怎样检查装置的气密性？ 剖析：先把导气管的一端放入水里，然后两手紧贴容器外壁，如果装置不漏气，里面的空气受热膨胀，导管口有气泡冒出。松开两手，使它冷却，导管中就会形成一段水柱。重点利用高锰酸钾制氧气时的注意问题：实验开始前，不要忘记检查装置的气密性。试管口要略向下倾斜，防止药品中的水分受热后变成水蒸气，再冷凝成水珠倒流回试管底部，使试管炸裂。导气管伸入试管内不要太长，只要露出橡皮塞少许即可，这样便于气体导出。药品不能聚集在试管底部，应平铺在试管底部，使之均匀受热。铁夹应夹在距离试管口约1/3处。要用酒精灯的外焰对准药品部位加热。加热时先进行预热，即先将酒精灯在试管下方来回移动，让试管均匀受热，然后对准药品部位加热。用排水法收集氧气时，导管口有气泡冒出时，不宜立即收集。因为刚开始排出的是空气，当气泡均匀连续地冒出时，才能收集。加热高锰酸钾制取氧气时，不要忘掉在试管；先预热，后集中在药品的部位加热；先将导管
