第二单元我们周围的空气.doc

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1、第二单元 我们周围的空气1空气是有什么组成的 探究实验1 实验名称：拉瓦锡研究空气的成分 实验原理：2Hg+O2 2HgO 实验操作：把少量汞放在密闭的容器里连续加热12天。 实验现象：一部分液态汞变成了红色粉末，同时容器里空气的体积差不多减少了五分之一。 实验结论：容器里空气的体积差不多减少了五分之一，研究剩余的五分之四体积的空气，发现这部分空气既不能供给呼吸，也不能支持燃烧，拉瓦锡误认为这些气体都是氮气。 探究实验2 实验名称：氧化汞受热分解 实验原理：2HgO 2Hg+O2 实验操作：把汞表面所生成的红色粉末收集起来，放在另一个较小的容器里再加强热。 实验现象：红色粉末又生成了银白色物质

2、和能使带火星木条复燃的气体。 实验结论：氧化汞加热分解生成的氧气的体积恰好等于密闭容器里所减少的空气的体积。 探究实验3 实验名称：测定空气里氧气的含量 实验原理：4P（红磷）+5O2 点燃 2P2O5 实验操作：在集气瓶内加少量水，并做上记号；连接装置：在集气瓶口连接一个双孔胶塞，一孔插燃烧匙，另一孔插导管，并配上弹簧夹；检查气密性：把导管的一端放入水中，用手紧握集气瓶外壁，如果在导管口有气泡冒出，则证明气密性良好；点燃燃烧匙内的红磷，立即伸入集气瓶中，并把塞子塞紧；待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹。 实验现象：红磷燃烧，有大量白烟生成，放出热量；冷却后，打开弹簧夹，水沿导管进入集气瓶，进入集

3、气瓶内水的体积约占集气瓶内空气总体积的五分之一。 实验结论：进入集气瓶内水的体积约占集气瓶内空气总体积的五分之一，说明空气中氧气的体积约占空气总体积的五分之一。 实验成功的关键：红磷要过量；装置必须密封；导管内先注满水；冷却后再打开弹簧夹。 实验结束后，为什么气体减少的体积小于五分之一？瓶内仍混有残余的氧气；装置漏气；红磷的量不足没有将氧气耗尽；装置未冷却就打开弹簧夹。 空气的成分：空气的成分按体积计算，大约是：氮气占78、氧气占21、稀有气体占0.94、二氧化碳占0.03、其他气体和杂质占0.03。2纯净物、混合物：由一种物质组成的物质叫纯净物；由两种或多种物质混合而成的物质叫混合物。3空气

4、是一种宝贵的资源 （1）空气的主要作用：人类和动植物的生命支柱；调节气候；工业上制取氧气的原料。（2）空气的性质和特点 性质：空气是无色无味的气体。 特点：空气的组成比较固定，特别是N2、O2、稀有气体几乎不变，水蒸气和二氧化碳的含量有所不同。（3）空气的主要成分 氧气：是人们须臾离不开的一种物质，故曾叫做“养气”。它的重要作用是供给呼吸和支持燃烧。在通常情况下，人吸入空气就可以了，在特殊情况下，需要用纯氧（或富氧空气）。例如：潜水时用的是氧气和氮气（或氦气）的混合气体，燃料燃烧离不开氧气，炼钢、气焊及化工生产和宇宙航行都需要用到氧气。 氮气：物理性质：氮气是一种无色无味的气体，不易溶于水，密

5、度比空气略小。化学性质：氮气的化学性质不活泼，一般情况下不能支持燃烧，不供给呼吸，较难与其他物质反应，但在一定条件下，氮气可以和某些物质反应，例如：合成氨、制氮肥、生物固氮等。用途：a制硝酸和化肥的重要原料；b用作保护气，如焊接金属时常用氮气作保护气、灯泡中充氮气以延长使用寿命、食品包装时充氮气用来防腐；c医疗上用液氮治疗一些皮肤病和在液氮冷冻麻醉条件下做手术；d超导材料在液氮低温环境下能显示超导性能。稀有气体：稀有气体是：氦、氖、氩、氪、氙等气体的总称，它是混合物。 物理性质：稀有气体都是没有颜色、没有气味的气体，难溶于水。 化学性质：极不活泼，过去人们认为这些气体不跟其他物质发生化学反应，

6、曾把它们叫做惰性气体。但随着科学技术的发展，已经发现有些稀有气体在一定条件下也能与某些物质发生化学反应，生成其他物质。 用途：a保护气，如焊接金属时用稀有气体来隔绝空气，灯泡中充入稀有气体以使灯泡耐用；b电光源，稀有气体在通电时能发出不同颜色的光；c用于激光技术；d氦气可作冷却剂；e氙气可作麻醉剂。臭氧：在空气中有一种含量极少的气体，叫做臭氧。臭氧主要分布在距离地面15km50km的高空，形成一层臭氧层。尽管臭氧在空气中的含量很小，但它所起的作用却是非常重要的。臭氧吸收了太阳光中绝大部分的波长较短的紫外线，使地球上的生物免受紫外线伤害。多数科学家认为是人类向空气中排放一些有害物质（如氟氯烃等）

7、，使臭氧层受到不同程度的破坏，在臭氧层的某些地方出现了“变薄”的现象，甚至出现了“空洞”，其后果是相当严重的。4保护空气 （1）空气污染物：主要是烟尘和有害气体。有害气体包括二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、一氧化氮等。它们主要来自矿物燃料的燃烧、石油化工厂排放的废气及汽车排放的尾气。 （2）保护空气的措施 改善燃料结构，尽量充分燃烧液体燃料和气体燃料；对化石燃料进行脱硫、脱氮处理，工厂的废气要经过处理后再排放； 努力开发新能源，如太阳能、风能、水能、地热能等； 大力开展植树造林活动，提高环境自我净化能力。 （3）城市空气质量日报、周报 从1997年5月起，我国有几十座城市先后开始定期发布城市空气

8、质量日报、周报，空气质量日报的主要内容包括“空气污染指数”“首要污染物”“空气质量级别”“空气质量状况”等，根据我国空气污染的特点和防治重点，目前计入空气污染指数的项目暂定为：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物和臭氧等。不同地区的首要污染物有所不同，具体分类如下表所示：污染指数50以下50100101150151200201250251300300以上质量级别IIIIII(1)III(2)IV(1)IV(2)V质量状况优良轻微污染轻度污染中度污染中度重污染中度污染5绿色化学 （1）绿色化学又称环境友好化学，其核心就是利用化学原理从源头上消除污染。 （2）绿色化学的主要特点： 充分利用资

9、源和能源，采用无毒、无害的原料。 在无毒、无害的条件下进行反应，减少废物向环境排放。 提高原子的利用率，力图使所有作为原料的原子都被产品所吸纳，实现“零排放”。（化合反应是符合的） 生产出有利于环境、社区安全和人体健康的环境友好产品。 （3）绿色化学观念对化学实验的启示： 化学实验要符合原料经济反应，即在实验中所采用的原料应最大量的进入产品中。化学实验要注意人身安全，即实验中只要可能，不论原料、中间产物还是最终产品，都应对人体健康和环境无毒、无害，尽可能使用无毒、无害的助剂，在实验中使化学意外事故的危险性降到最小程度，不引起人身伤害。化学实验中应采用高选择性的催化剂。化学实验中的物质选择也要尽

10、可能使污染和危害程度降到最低。化学实验操作中要注意节约药品、减少浪费，微型化学实验是重要的发展方向。6氧气的物理性质 通常情况下，氧气是一种无色无味的气体，密度是1.429g/L，比空气略大，不易溶于水，在室温下，1L水中只能溶解约30mL氧气。在标准状况下，压强为101kPa时，氧气在-183时变为淡蓝色液体，在-218时变为淡蓝色雪花状的固体。工业生产的氧气，一般加压贮存在天蓝色的钢瓶里。7氧气的化学性质氧气与几种常见物质的反应物质（颜色、状态）反应现象反应化学方程式注意事项硫（淡黄色固体）（1）在空气中燃烧发出淡蓝色火焰（2）在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰（3）放出热量（4）生成有刺激性气味

11、的气体硫的用量不能过多，防止对空气造成污染。实验应在通风橱中进行木炭（灰黑色固体）（1）在空气中燃烧发出红光（2）在氧气中燃烧发出白光（3）放出热量（4）生成的气体能使澄清的石灰水变浑浊夹木炭的坩埚钳应由上而下慢慢伸入瓶中磷（暗红色）（1）磷燃烧产生大量白烟（2）在空气中燃烧产生黄色光（3）在氧气中燃烧产生白光（4）放出热量五氧化二磷是固体，现象应描述为产生白烟铝箔（银白色）（1）剧烈燃烧（2）发出耀眼的白光（3）放出大量的热（4）生成白色固体（1）把铝箔的一端固定在粗铁丝上，另一端裹一根火柴，引燃铝箔（2）集气瓶底部先放一些细沙铁丝（银白色固体）（1）剧烈燃烧（2）火星四溅（3）放出大量的热

12、（4）生成白色固体（1）细铁丝绕成螺旋状（与氧气充分接触）（2）铁丝一端系一根火柴（点燃铁丝）（3）集气瓶内预先装少量水或铺一层细沙（防止集气瓶炸裂）蜡烛（白色固体）（1）火焰明亮发出白光（2）放出热量（3）瓶壁上有水雾出现（4）生成能使澄清石灰水变浑浊的气体盛氧气的集气瓶药干燥的，可观察到水雾 氧气的化学性质：氧气是一种化学性质比较活泼的气体，在一定条件下能跟许多物质发生化学反应，同时放出热量。在化学反应中提供氧，是一种常用的氧化剂。8化合反应、氧化反应、缓慢氧化 （1）化合反应：由两种或两种以上物质生成另一种物质的反映,叫做化合反应,它属于基本反应类型。 （2）氧化反应：物质跟氧发生的反应

13、叫做氧化反应。它不属于基本反应类型。 （3）化合反应与氧化反应的关系：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。 注意：有氧气参加的化合反应，同时也一定是一个氧化反应。（4）缓慢氧化：有些氧化反应进行得很慢，甚至不容易被察觉，这种氧化反应叫做缓慢氧化。举例:动植物的呼吸、食物的腐败、酒和醋的酿造、农家肥料的腐熟等都包含缓慢氧化。 （5）缓慢氧化和燃烧的共同点：都放出热量；都有氧气参加；都是氧化反应。9实验室制取氧气的原理 探究实验1 实验操作：（1）在试管中加入5mL5的过氧化氢溶液，把带火星的木条伸入试管，观察发生的现象。 （2）向上述试管中加入少量二氧化锰，把带火星的木条伸入试

14、管，观察发生的现象。 实验现象及分析：（1）带火星的木条不能复燃，原因是放出的氧气太少；（2）带火星的木条复燃，原因是过氧化氢中加入少量二氧化锰时分解速率加快。 实验结论：2H2O2 MnO2 2H2O+O2 探究实验2 实验操作：待探究实验1的试管中没有气泡时，重新加入过氧化氢溶液，观察发生的现象。 实验现象：每次加入过氧化氢溶液后，都立即产生大量气泡，且产生的气体能使带火星的木条复燃。 实验结论：用过后的二氧化锰可重复作用，好像用不完。（说明二氧化锰的化学性质没有改变） 探究实验3 实验操作：把少量氯酸钾和二氧化锰混合（一般按质量比3：1）均匀后装入试管中，用带有导管的塞子塞紧试管。加热试管，用排水法收集一瓶氧气。把带火星的木条伸入集气瓶内，观察有什么现象发生。 实验现象及分析：一段时间后集气瓶内集满氧气，原因是氧气不易溶于水，可用排水法收集；带火星的木条复燃，原因是集气瓶中装有氧气，氧气具有助燃性。 实验结论：2KClO3 MnO2 2KCl+3O2总结：写出实验室制氧气的三种反应的化学方程式：10催化剂、催化作用 （1）催化剂：在化学反应里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化学反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂（又叫触媒）。（2）催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用叫做催化作用（3）催化剂具有“两