第四单元 我们周围的空气知识点

第四单元 我们周围的空气知识点

第三单元 我们周围的空气 第一节空气的成分 一．空气的组成 ‎ 空气的成分（体积分数）：‎ 空气成分 氮气 氧气 稀有气体 二氧化碳 其他气体和杂质 体积分数 ‎78%‎ ‎21%‎ ‎0.94%‎ ‎0.03%‎ ‎0.03%‎ 二．空气中氧气的体积分数的测定 ‎1．燃烧物的选择：能在空气中只与氧气反应且没有气体生成。（铜丝、红磷、白磷等）‎ ‎2．用加热铜丝的方法测定空气中氧气的体积分数 ‎ （1）实验原理：2Cu+O2加热2CuO ‎ （2） 实验现象：加热一段时间后，红色的铜粉变为黑色；冷却到室温后，注射器内空气体积减少到原来的4/5。‎ ‎ （3）实验结论：①空气中，氧气约占总体积的1/5；‎ ‎②该实验证明空气是由多种物质组成的混合物；‎ ‎③该实验证明，剩余的气体（主要是氮气）化学性质稳定，不能与铜丝反应。‎ ‎ （4）注意事项：‎ ‎①实验前要检查装置的气密性。‎ ‎②铜丝必须过量，保证氧气被反应完全。‎ ‎③加热时间要足够，保证铜丝与氧气充分反应。‎ ④反应结束后，要等到装置冷却到室温后，再读取反应后注射器内空气的体积。‎ ‎（5）误差分析：‎ ‎①装置漏气，结果偏大。‎ ‎②铜丝用量不足，结果偏小。‎ ‎③加热温度达不到反应温度，结果偏小。‎ ‎④加热时间太短，反应不充分，结果偏小。‎ ‎⑤反应结束后，没有等到装置冷却到室温就开始读数，结果偏小。‎ 三．空气是一种重要资源（热点）‎ ‎1．法国化学家拉瓦锡首次用自制的天平定量研究了空气的组成，发现了空气是由氧气和氮气组成的。‎ ‎2．工业上制取氧气的方法：分离液态空气法 原理：氧气的沸点比氮气高，氮气先从液态空气中蒸发出来，剩下的就是液态氧气。‎ 流程：‎ ‎3．氧气的用途：供给呼吸，支持燃烧。‎ ‎4．氮气：通常情况下，氮气是无色、无味的气体，不溶于水；不燃烧也不支持燃烧，不能供给呼吸，化学性质比较稳定，通常情况下不能和其它物质反应。‎ 用途：①工业上生产硝酸和化肥；②食品包装时，常充入氮气作防腐剂；③液氮常作制冷剂。‎ ‎5．稀有气体：一般情况下，都为无色无味的气体。化学性质非常稳定，又叫作“惰性气体”。‎ 用途：①由于稀有气体通电时，能发出不同颜色的光，填充在灯泡中，用于制造霓虹灯等多种用途电光源；②可用于焊接金属的保护气。‎ 四．空气质量日报（热点）‎ ‎1．空气质量日报的内容：空气污染指数、首要污染物、空气质量级别、空气质量状况。‎ ‎2．计入空气污染指数的工程：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物（PM10）‎ ‎3．污染物的主要来源：(1)化石燃料（煤等）的燃烧(2)工厂排放的废气(3)汽车尾气 ‎4．防止空气污染的方法：(1)加强大气质量监测、(2)植树造林、(3)使用清洁能源 ‎5．空气中二氧化碳含量过高会导致温室效应，但是二氧化碳不是空气污染物。空气污染物，是指对人体有毒、有害的气体和粉尘，而二氧化碳无毒，所以不是空气污染物。‎ ‎ 6．被污染的空气带来的危害：损害人体健康、影响作物生长、破坏生态平衡。‎ 存在的环境问题：温室效应（二氧化碳含量过多引起）、臭氧空洞（飞机的尾气、氟里昂的排放）、酸雨（由二氧化硫、二氧化氮引起）。‎ 第二节 物质组成的表示 一．化合价（重点、难点）‎ ‎1．定义：表示一种元素的原子与其他元素的原子相互化合的比例。（离子化合物中：表示该元素的原子得失电子的能力）‎ ‎2．化合价的书写：在元素符号或原子团符号的正上方，且+ｎ或者－ｎ表示，与离子符号书写相反。例如， 硫酸中硫元素的化合价为+6价表示为：‎ ‎3．常见元素化合价及原子团：‎ 一价氢氯钠钾银，‎ 二价氧钙镁钡锌，‎ 三铝四硅五氮磷，‎ 一二铜汞、二三铁，‎ 二四六硫、二四碳，‎ 单质化合价为零。‎ 4. 常见原子团：‎ 铵根：NH4+ 氢氧根：OH-‎ 硝酸根：NO3- 硫酸根：SO42-‎ 碳酸根：CO32- 磷酸根：PO43-‎ 亚硫酸根：SO32- 高锰酸根：MnO4-‎ 锰酸根：MnO42- 氯酸根：Cl03-‎ 碳酸氢根：HCO3-‎ ‎5.化合价一般规律：‎ ‎ （1）金属元素常显正价，非金属元素常显负价 ‎ （2）常见化合物中，氢显+1价，氧显-2价 ‎ （3）单质中，元素化合价为0‎ ‎ （4）化合物中，各元素化合价的代数和为0‎ ‎ （5）有些元素在不同化合物中能显不同的化合价 ‎6.化合价与离子符号的区别与联系：‎ ‎ （1）相同点：数值相同，正负号相同 ‎ （2）不同点：书写位置不同，数字与正负号书写顺序不同，数字"1"是否省略不同。‎ ‎7.化合价的运算：在化合物中，所有元素的化合价的代数和为零。单质中，化合价为0‎ 例：计算KMnO4中Mn的化合价。‎ 解：设KMnO4中Mn的化合价为x：‎ ‎(+1)+x+(-2)x4=0 解得x=+7‎ 答：KMnO4中Mn的化合价为+7价 二．物质组成的表示—化学式（重点、难点）‎ ‎ 1．定义：用元素符号和数字表示物质组成的式子。如：MgO、H2O、CO2‎ ‎ 2．化学式的意义：‎ 宏观：①表示一种物质，H2O--表示水；‎ ‎②表示组成该物质的元素种类，H2O--表示水由氢元素和氧元素组成。‎ 微观：①表示物质的1个分子或原子，H2O---表示1个水分子；‎ ‎②表示物质1个分子中原子的种类和数目，H2O--表示1个水分子由2个氢原子2和1个氧原子构成。‎ ③由离子构成的物质：表示构成该物质的离子的个数比,CaCl2—表示氯化钙中,钙离子与氯离子的个数比为1:2‎ ‎ 3．化学式的书写：‎ ‎（1）单质：‎ 由原子构成的物质：直接用元素符号表示。Fe，C,S，P等 ②由分子构成的物质：在元素符号右下角加上数字（一般为2）表示。O2，H2，Br2等 ‎（2）化合物：‎ ①书写原则：化合物中，各元素化合价代数和为0‎ ②书写方法：“十字交叉法”─—正左，负右；标价，交叉；化简，复查。‎ ‎ ａ．确定位置：正价前、负价后，并标出各元素化合价 ‎　　　ｂ．将化合价的绝对值交叉书写到元素符号右下角 ‎　　　ｃ．将角码数字约分简化（１省略不写，原子团个数要打括号）‎ ‎ 　　ｄ．检查 +4 -2‎ ‎　例：写出硅与氧形成的氧化物的化学式： Si O → Si2O4 → SiO2‎ ‎4．化学式的读法：‎ ‎ （1）单质：‎ ①固态或液态：直接元素符号名称表示。如：Zn（锌），I2（碘）‎ ‎　　　气态：读作“某气”。如：H2（氢气），He（氦气）‎ ‎ （2）化合物：（从后往前读）‎ ①两种元素组成的物质从后往前，读作"某化某”。如：MgCl2：氯化镁 ②由非金属元素与氧元素组成的物质，读作“几某化几某”。如：CO：一氧化碳 ‎③酸─—氢元素与原子团组成的物质，读作“某酸”。如：H2SO4：硫酸 ‎④碱─—金属元素与氢氧根组成的物质：读作“氢氧化某”。如：Ca(OH)2：氢氧化钙 ‎⑤盐─—金属元素和原子团（OH-、NH4+除外），读作“某酸某”。如：BaSO4：硫酸钡 ‎⑥Fe：+2、+3；Cu：+1、+2；高价读“铁或铜”低价时读“亚铁或亚铜”。‎ 如FeO：氧化亚铁，Fe2O3：氧化铁，Cu2O：氧化亚铜，CuO：氧化铜 三．化学符号中数字的含义：‎ ‎1．写在微粒前面的数字表示微粒个数 ‎2．写在元素符号右下角的数字表示一个分子中原子的个数 ‎3．写在元素符号正上方的数字表示化合价 ‎4．离子符号中，写在元素符号右上角的数字表示表示该元素 或原子团所带的电荷数。‎ 四．有关化学式的计算：以Am Bn为例 ‎1．式量＝相对原子质量×原子个数之和 ‎2．各元素质量比＝相对原子质量×原子个数之比 ‎ 3．‎ 例：三聚氰胺化学式为C3H6N6）是一种化工原料，有轻微毒性，计算：‎ (1) 三聚氰胺相对分子质量：‎ (2) 三聚氰胺中碳、氢、氮元素的质量比：‎ (1) 三聚氰胺中氮元素的质量分数（精确到0.1%）。‎ ‎  解：(1)12×3＋1×6＋14×6＝126‎ ‎  （2）C∶O∶N==12×3：1×6：14×6==36∶6∶84＝6∶1∶14‎ ‎ ‎ 第三节 性质活泼的氧气 一．氧气的制取 ‎1．工业制法：分离液态空气法（物理变化）‎ ‎2．实验室制法：(化学变化)‎ ‎（1）选择制取氧气所需药品的思路 ‎①含氧元素②反应条件、操作简单易行③环保─—生成物无污染 ‎ ‎（2）用高锰酸钾、氯酸钾制取氧气 ‎①实验原理：‎ ‎（紫色固体） （黑色固体）‎ ‎2KClO32KCl+3O2↑‎ ‎②实验装置：(固体+固体)‎ ‎③实验步骤：（谐音： “茶”“庄”“定”“点”“收”“利”“息”）‎ ‎　ａ．查：检查装置的气密性。‎ ‎　ｂ．装：将药品装入干燥的试管，并用带导管的橡皮塞塞紧试管。‎ ‎　ｃ．定：将试管固定在铁架台上。‎ ‎　ｄ．点：点燃酒精灯，试管均匀受热后，就使酒精灯固定在试管底部加热。‎ ‎　ｅ．收：待气泡连续均匀冒出时，收集氧气。‎ ‎　ｆ．离：把导管移离水槽。‎ ‎　ｇ．熄：熄灭酒精灯。‎ ‎④注意事项：‎ ‎　ａ．加热时试管应略向下倾斜，防止冷凝生成的水使试管炸裂 ‎　ｂ．酒精灯的酒精量不超过2/3,应用外焰对准试管底部加热 ‎　ｃ．铁架台铁夹应夹持在试管中上部 ‎　ｄ．在试管口放置一小团棉花，防止高锰酸钾小颗粒堵塞导管 ‎　ｅ．试管内的导气管稍出胶塞一点儿即可，目的是利于气体导出 ｆ．收集氧气时要等到气泡连续均匀冒出时再收集，否则会收集到一部分试管内的空气，收集的氧气纯度不高 ｇ．氧气收集满后，应该先将导管从水中取出，再熄灭酒精灯，防止水槽中的水倒流回试管，引起试管炸裂 ｈ．收集满氧气的集气瓶应正放在桌面上（氧气密度大于空气）‎ ‎⑤氧气的检验与验满 检验方法：将带火星木条伸入集气瓶中, 如木条复燃则为氧气。‎ 验满方法：将带火星木条放置于集气瓶口，如木条复燃则说明氧气已收集满。‎ ‎（3）用双氧水（过氧化氢溶液）制取氧气 ‎①实验原理：‎ ‎②实验装置：(固体+液体)‎ ‎③实验步骤: ‎ ‎　　　　ａ．查：检查装置的气密性。‎ ‎　　　　ｂ．装：在烧瓶中装入足量的二氧化锰，在分液漏斗中装入足量的过氧化氢水溶液 ‎　　　　ｃ．定：将连接着分液漏斗的橡皮塞固定在烧瓶上 ‎　　　　ｄ．制：打开阀门，使过氧化氢流入烧瓶内，反应发生 ‎ ‎　　　　ｅ．收：用向上排空气法收集氧气 ‎④注意事项：‎ ‎ 　　分液漏斗可用长颈漏斗替代，但其下端应伸入液面以下，形成液封；‎ 二．催化剂：‎ ‎1．概念：在化学反应中能改变其他物质的反应速率（加快或变慢），但本身的化学性质和质量在反应前后没有发生变化的物质。‎ ‎2．特点：一变（反应速率）,两不变（质量、化学性质）‎ ‎　　3．注意：①催化剂不能改变生成物的质量，不能决定反应是否发生．只是改变反应速度．‎ ‎②催化剂不是反应物、又不是生成物 ‎③催化剂具有指定性：一种催化剂仅针对某一反应，并不是所有反应的催化剂 ‎④某一反应的催化剂可能不只一种．‎ 三． 氧气的性质（重点）‎ ‎1．物理性质：通常状况下，无色无味气体，密度比空气略大，不易溶于水，降温后，氧气可以变为淡蓝色的液体，甚至淡蓝色雪花状固体。工业上，氧气储存于蓝色钢瓶中。‎ ‎2．化学性质：‎ ‎（1）单质与氧气发生化合反应，生成氧化物。大多数单质都能在空气中或氧气中燃烧。‎ 物质 实验现象 化学方程式 木炭 在空气中燃烧，处于红热状态，释放出热量。生成的气体能使澄清石灰水变浑浊。‎ 氧气充足：‎ C+O2点燃 CO2‎ 氧气不足：‎ ‎2C+O2点燃 2CO 在纯净的氧气中剧烈燃烧，发出白光，释放出大量的热量，向集气瓶中倒入澄清的石灰水，振荡，澄清的石灰水变浑浊。‎ 硫磺 在空气中燃烧，发出淡蓝色的火焰，放热，生成有刺激性气味的气体。‎ S+O2点燃SO2‎ 在纯净的氧气中，剧烈燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，放热，生成有刺激性气味的气体。‎ 红磷 在空气中燃烧，有黄白色火焰，释放出大量的热量，产生大量白烟。‎ ‎4P+5O2点燃2P2O5‎ 氢气 纯净的氢气在空气中燃烧，产生淡蓝色的火焰，释放出大量的热量。在火焰上方罩一个干而冷的烧杯，烧杯内壁凝结有水雾 ‎2H2+O2点燃2H2O 铁丝 在空气中不能燃烧；在纯净的氧气中剧烈燃烧，火星四射，释放出大量的热量，有黑色固体物质生成 ‎3Fe+2O2点燃Fe3O4‎ 镁带 在空气中剧烈燃烧，发出耀眼的白光，冒出白烟，释放出大量的热量，生成白色固体物质。‎ ‎2Mg+O2点燃2MgO 铜片 在空气中加热灼烧，红色的铜表面覆盖一层黑色物质 ‎2Cu+O2加热2CuO 铝片 在空气中，铝能与氧气迅速反应，在铝表面生成一层致密的氧化膜，阻碍反应进一步进行。‎ ‎4Al+3O22Al2O3‎ 注意：①能在空气中燃烧的物质，在纯净的氧气中比在空气中燃烧得剧烈，铁等一些在空气中不能燃烧的物质，也能在纯氧中剧烈燃烧。原因是物质跟氧气发生化学反应时，单位体积的空间里氧分子的数目越多，反应越剧烈（氧气越浓，燃烧越剧烈）。‎ ‎②铁丝燃烧时：ａ．集气瓶底先要装少量水或铺一层细沙 防止生成物温度过高溅落到瓶底炸裂集气瓶；ｂ．铁丝要弯为螺旋状防止热量散失，增大与氧气的接触面积。‎ ‎（2）一些化合物能在空气中能与氧气反应，燃烧；产物均为CO2和H2O ‎①一氧化碳燃烧： 2CO+O2点燃2CO2（火焰淡蓝色）‎ ‎②甲烷燃烧： CH4+2O2点燃CO2+2H2O（火焰淡蓝色）‎ ‎③点燃 ‎ 乙醇（俗称酒精）燃烧：C2H5OH+2O2点燃2CO2+3H2O（火焰淡蓝色）‎ ‎④石蜡（主要含C、H，属于混合物）燃烧：石蜡+氧气 二氧化碳+水 ‎（石蜡在空气中燃烧的现象：燃烧产生黄色火焰，释放出大量的热。在氧气中燃烧比空气中更剧烈，发出白光，集气瓶内壁出现水珠，有使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体产生。）‎ 四．氧气的用途：（1）支持燃烧， （2）供给呼吸 五．氧化物与氧化反应 ‎1．氧化物：由两种元素组成，且有一种元素是氧元素的化合物。‎ ‎2．氧化反应：物质跟氧发生的反应。（1）剧烈氧化反应燃烧、爆炸；‎ ‎（2）缓慢氧化金属锈蚀、食物腐烂变质、呼吸作用等。‎ ‎3．氧化物≠化合物，氧化反应≠化合反应