我们周围的空气教案 - 图文

第二单元 我们周围的空气 课题1 空气 1.空气的组成(见下表): 空气成分 体积分数 氮气 78% 氧气 21% 稀有气体 0.94% 二氧化碳 0.03% 其他气体和杂质 0.03% 2.纯净物与混合物:纯净物只由一种物质组成,有固定的组成和性质;混合物由两种或两种以上的物质组成,没有固定的组成和性质。 3.氧气、氮气和稀有气体的用途:(1)氧气:供给呼吸、支持燃烧。(2)氮气:化工原料、保护气、制冷剂、防腐剂。(3)稀有气体:保护气、电光源。 4.空气的污染和防治:空气中的污染物主要是有害气体(二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳等)和烟尘,可通过加强大气质量监测、使用清洁能源、大力植树造林等措施来保护空气。 知识点1:空气中氧气含量的测定实验 实验设计 实验目的:利用燃烧法测定空气中氧气的含量。 实验原理:利用红磷燃烧消耗密闭容器内空气中的氧气,使密闭容器内的压强减小,在大气压的作用下使水进入容器,进入容器内水的体积即为减少的氧气的体积。 实验用品:集气瓶、燃烧匙、双孔橡皮塞、导气管、烧杯、弹簧夹、乳胶管、红磷、水。(装置如图所示): 实验步骤:(1)集气瓶内装入少量水,并做好标记,将标记以上部分的容积均分成五等份,并用橡皮筋做上标记。(2)连接装置并检查装置的气密性。(3)将弹簧夹夹紧乳胶管,然后点燃燃烧匙内的红磷,立即伸入集气瓶中,并把塞子塞紧。(4)等红磷燃烧停止,装置冷却,白烟消失后再打开弹簧夹读数。 分析论证 实验现象:红磷燃烧,有大量白烟生成;冷却后,打开弹簧夹,烧杯中的水沿导管进入集气瓶,进入的水的体积约占集气瓶内原空气总体积的1/5。 [实验分析与结论] 红磷与空气中的氧气反应生成五氧化二磷固体,反应的文字表达式为:红磷+氧气 五氧化二磷。五氧化二磷固体极易溶于水,且红磷燃烧消耗了集气瓶内空气中的氧气,使集气瓶内气压减小,冷却后打开弹簧夹,在大气压的作用下,烧杯内的水进入集气瓶中,进入集气瓶中水的体积即是集气瓶内被消耗的氧气的体积,由此证明空气中氧气约占空气总体积的1/5。 误差分析 1.该实验红磷要足量,燃烧时才能比较完全地消耗瓶内空气中的氧气,如果红磷的量不足,则不能将集气瓶内空气中的氧气完全反应掉,导致测得空气中氧气的体积分数偏小。 2.装置的气密性要良好,否则当集气瓶内氧气耗尽时,瓶内压强减小,瓶外空气会进入集气瓶内,导致进入集气瓶内水的体积减小,从而测得氧气的体积分数偏小。 3.装置冷却至室温后才能打开弹簧夹,因为温度较高时,气体压强较大,使进入集气瓶内水的体积减小,引起测量结果偏低。 4.导气管内要事先装满水,否则燃烧冷却后,进入的水有一部分存在于导管中,进入集气瓶内水的体积减小,测量结果偏低。 5.弹簧夹要夹紧,否则红磷燃烧时空气从导管口逸出,装置冷却后进入集气瓶内水的体积就会增加,使测量结果偏高。 6.点燃红磷后,要将燃烧匙迅速伸入集气瓶中,否则空气会从瓶口逸出,装置冷却后进入集气瓶内水的体积就会增加,使测量结果偏高。 实验点拨 1.不能用木炭、硫、铁丝等物质代替红磷,因为木炭和硫的燃烧产物是气体,不能使瓶中气体的压强发生改变,而铁只在纯氧气中才能燃烧,在空气中不能燃烧。 2.集气瓶内加少量水是为了溶解吸收红磷燃烧后生成的白色固体——五氧化二磷。 【例】 在“测定空气中氧气含量”的实验中,小华设计了如图所示的实验装置。请回答下列问题: (1)点燃燃烧匙内足量的红磷后立即伸入集气瓶中,并把塞子塞紧。红磷燃烧的现象是 。反应的文字表达式: 。 (2)待红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹后观察到的现象是 。由此得出的结论是 。 (3)若改用其他可燃物来测定,在选择可燃物时,必须考虑到:① ;② 。 答案:(1)产生大量白烟;红磷+氧气五氧化二磷 (2)烧杯中的水沿导管进入集气瓶,瓶内水面最终接近刻度4处;氧气约占空气总体积的1/5 (3)可燃物能在空气中燃烧且只与空气中的氧气反应;反应后的产物中不能有气体 知识点2:空气的组成 空气是由不同物质组成的,空气的成分按体积分数计算,大约是:氮气(N2)78%、氧气(O2)21%、稀有气体0.94%,二氧化碳(CO2)0.03%,其他气体和杂质0.03%。一般地说,空气的成分及其含量是比较稳定的,但在不同地区或同一地区的不同时间也会有所不同,如二氧化碳的含量这几年在空气中略有上升。 【例】 空气是一种宝贵的资源,空气中体积分数约占21%的是( ) A.二氧化碳 B.氮气 C.氧气 D.稀有气体 答案:C 点拨：空气中各成分的体积分数分别为:氮气78%,氧气21%,稀有气体0.94%,二氧化碳0.03%,其他气体和杂质0.03%。故选C。 知识点3:纯净物和混合物 混合物是由两种或多种物质混合而成的,这些物质之间没有发生反应,各自保持着原来的性质。如:空气是由氮气、氧气、二氧化碳、稀有气体等多种气体成分组成的,各种成分都保持着各自本身的化学性质,如空气中的氧气仍能支持燃烧、空气中的二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊等。 纯净物是由一种物质组成的,有固定的组成和性质,可以用专门的化学符号来表示,如氮气(N2)、氧气(O2)、二氧化碳(CO2)、硫(S)、水(H2O)等。 混合物与纯净物的区别和联系见下表: 纯净物 混合物 概念 只由一种物质组成 由两种或多种物质混合而成 一般没有固定的组成和性质,如熔点、沸点等,不能用专门的化学符号表示 空气、河水、盐水、糖水 纯净物 特具有固定的组成和性质,如熔点、沸点性 等,可以用化学符号表示 举水(H2O)、二氧化碳(CO2)、氧气(O2) 例 联系 混合物易错警示 物质可分为纯净物和混合物,混合物是由两种或多种纯净物组成的, 判断一种物质是纯净物还是混合物,关键看这种物质由几种物质组成,在实际处理问题时,要注意思维上的以下误区:(1)不能与物质的名称混淆。如:五氧化二磷是一种物质的名称,属于纯净物,而“氧”和“磷”是组成这种物质的基本成分,也就是以后要讲的“元素”。 (2)不要被一些字眼迷惑,如清新、洁净、混合等。 (3)误认为能食用的物质一定是纯净物等。 【例】 下列物质中,属于纯净物的是( ) A.石油 B.液态氧 C.食醋 D.水泥砂浆 答案:B 点拨：石油、食醋、水泥砂浆都属于混合物,液态氧就是液态的氧气,属于纯净物。 知识点4:氧气、氮气和稀有气体的一些物理性质和主要用途 1.氧气的用途 (1)供给呼吸:如潜水、医疗急救、登山、航空等。 (2)支持燃烧:如炼钢、气焊、宇宙航行等。 2.氮气 (1)物理性质:氮气是一种没有颜色、没有气味的气体,密度比空气稍小,不易溶于水。 (2)化学性质:氮气的化学性质不活泼,不支持燃烧。 (3)用途:①制硝酸和化肥。②用作保护气,如作食品包装袋的填充气;③液氮可用于制造低温环境。 3.稀有气体 (1)物理性质:通常情况下,稀有气体是没有颜色、没有气味的气体,难溶于水。 (2)化学性质:很不活泼,曾叫做惰性气体。 (3)用途:①常用作保护气,如焊接金属时用来隔绝空气,灯泡中充稀有气体使灯泡耐用。②稀有气体在通电时能发出不同颜色的光,所以可制成电光源等。③氦、氖等用于激光技术;氦可用于制造低温环境,氙用于医疗麻醉。 拓展延伸 (1)灯管内充入氩气,通电时发出蓝紫色光;充入氦气发出粉红色光;充入氖气发出红光,这种光能穿透浓雾,可作航标灯;在石英玻璃管里充入氙气的氙灯,通电时能发出比荧光灯强几万倍的强光,因此被叫做“人造小太阳”。 (2)氮气和稀有气体作为保护气,是利用它们的稳定性,但稳定是相对的而不是绝对的。在一定条件下,它们也能与某些物质发生化学反应。 【例】 下列说法中,错误的是( ) A.富氧空气可用于潜水、医疗急救 B.氧气能支持燃烧,可做燃料 C.氮气充入食品包装袋内可以防腐 D.稀有气体充入灯泡中可使其耐用 答案:B 点拨：氧气可支持燃烧,但本身不能燃烧,不能做燃料。 知识点5:空气的污染与防治

1.空气污染物:包括有害气体和烟尘。目前计入空气污染指数的项目包括二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、可吸入颗粒物和臭氧等。

2.污染物的主要来源:主要是化石燃料(煤和石油)的燃烧和工厂的废气、汽车排放的尾气等。

3.危害:严重危害人体健康,影响农作物生长,破坏生态环境,其中全球气候变暖、臭氧层破坏和酸雨等都与空气污染有关。

4.防治措施。

(1)加强大气质量监测。

(2)消除污染源:使用清洁能源,减少化石燃料的使用;革新工艺,减少废气排放。 (3)治理废气:汽车尾气安装净化装置;工厂废气经处理后排放。 (4)积极植树造林、种草,提高空气的自净能力。

易错警示 CO2可引起温室效应,但CO2不是空气污染物。

【例】 达州市2011年5月20日空气质量报告,老城区空气污染指数为64,空气质量级别为Ⅱ级,空气质量状况为良,空气首要污染物为可吸入颗粒物。下列有关空气各成分的说法正确的是( )

A.氧气的化学性质比较活泼,属于可燃物 B.氮气的化学性质不活泼,可用于食品防腐

C.空气质量报告中所列的空气质量级别越大,空气质量越好 D.二氧化碳在空气中含量增多会引起温室效应,属于空气污染物 答案:B 点拨：氧气能够支持燃烧,但不具有可燃性,不属于可燃物,故A不正确;氮气不活泼,常用作食品防腐、保护气等,故B正确;空气质量报告中所列的空气质量级别越小,空气质量越好,故C不正确;虽然二氧化碳在空气中含量增多会引起温室效应,但二氧化碳是空气的一种成分,不属于空气污染物。 知识点6:绿色化学

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。绿色化学的主要特点有:

(1)充分利用资源和能源,采用无毒、无害的原料。

(2)在无毒、无害的条件下进行反应,以减少向环境排放废物。

(3)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。 (4)生产出有利于环境保护、社区安全和人体健康的环境友好的产品。

【例】 绿色化学的核心内涵是“在反应过程中或化工生产中,尽量减少或彻底消除使用和产生有害物质”,下列情况符合绿色化学内涵的是( )

A.工厂烟囱冒出的黑烟 B.化工厂排出的废水

C.农村大量施用农药 D.造纸厂氧气(O2)或臭氧(O3)漂白纸浆

答案:D 点拨：工厂烟囱冒出的黑烟是燃烧不充分的结果,排放到空气中会造成空气污染;化工厂排出的废水、农村大量施用农药都没有实现“零排放”,对水体造成污染;氧气(O2)或臭氧(O3)漂白纸浆,采用无毒、无害原料且臭氧漂白后的生成物是氧气,不会污染空气。 第二单元 我们周围的空气 课题2 氧气

1.氧气的物理性质:在通常状况下,氧气是一种无色、无味的气体;标准状况下,密度比空气的略大,不易溶于水。

2.氧气的化学性质:(1)碳+氧气四氧化三铁。 二氧化碳。(2)硫+氧气二氧化硫。(3)铁+氧气3.化合反应:由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应;氧化反应:物质与氧的反应。 知识点1:氧气的物理性质 在通常状况下,氧气是一种无色、无味的气体;标准状况下,氧气的密度为1.429 g/L,比空气的密度略大,在降低到一定温度时,氧气可变为淡蓝色液体和淡蓝色雪花状的固体。 【例】 下列关于氧气物理性质的叙述,正确的是( ) A.液态氧没有颜色 B.氧气易溶于水 C.氧气的密度略小于空气 D.在通常状况下,氧气是一种没有颜色、没有气味的气体 答案:D 点拨：液态氧是淡蓝色的液体;氧气不易溶于水;标准状况下氧气的密度略大于空气,故A、B、C项都错;只有D项正确。 知识点2:氧气的化学性质 氧气的化学性质比较活泼,氧气具有氧化性,在化学反应中提供氧,是常用的氧化剂。氧气与一些物质反应时的现象、化学反应表达式及注意事项见下表: 物质(颜色、状态) 实验现象 反应表达式 注意事项 在空气中燃烧发出微弱的淡蓝色火焰;在氧气中硫(淡黄燃烧产生明亮的蓝紫色色固体) 火焰,放出热量,生成有刺激性气味的气体 木炭(灰黑色固体) 在空气中燃烧发出红光;在氧气中燃烧发出白光,放出热量,生成的气体能使澄清石灰水变浑浊 硫+氧气二氧化硫 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或在瓶底放少量水来吸收二氧化硫 碳+氧气二氧化碳,二氧化碳+氢氧化钙碳酸钙+水 注意将夹木炭的坩埚钳由上而下缓慢伸入到集气瓶中,以便使氧气得到充分的利用 铁丝绕成螺旋状,以增大铁丝与氧气的接触面积;在铁丝的末端系一根火柴,以引燃铁丝;集气瓶底要先放少量水或铺一层细沙,防止生成的高温熔融物溅落下来炸裂瓶底 铁丝(银白色固体) 在空气中不能燃烧;在氧气中剧烈燃烧,火星四射,放出大量的热,生成黑色固体 铁+氧气四氧化三铁 易错警示 我们在描述现象时应是看到的、听到的、闻到的或感觉到的,而不是实验结论,即不是直接说出产物的名称。如“生成使澄清石灰水变浑浊的气体”,而不是“生成二氧化碳气体”。 拓展延伸 “光”和“火焰”的区别:当气体或固、液体的蒸气燃烧时是产生“火焰”,如氢气燃烧产生淡蓝色火焰;酒精、石蜡燃烧时,实际是它们的蒸气在燃烧,所以也会产生火

焰。高沸点的固体在燃烧时,不易变为气体,燃烧过程中也不会产生火焰,只是发光(或冒火星),如铁、木炭燃烧时的现象。 【例】 下列有关实验现象的描述,正确的是( ) A.铁丝在氧气中剧烈燃烧、火星四射、生成白色固体 B.红磷在氧气中燃烧时,产生大量白雾 C.测定空气中氧气含量的实验里,铜丝加热变黑 D.木炭燃烧生成二氧化碳 答案:C 点拨：描述现象是看到、听到、闻到或感觉到的,而不是实验结论,不是直接说出产物的名称。铁丝在氧气中剧烈燃烧、火星四射、生成黑色固体,故A不正确;红磷在氧气中燃烧时,产生大量白烟,故B不正确;木炭燃烧生成二氧化碳,是实验结论而不是实验现象,故D不正确。 知识点3:化合反应与氧化反应 反应类型 项目 概念 区别 分类依据 标志 类型 化合反应 由两种或两种以上的物质生成 另一种物质的反应 根据反应物和生成物的种类 “多变一”,不一定有氧参加 属于化学反应基本类型 氧化反应 物质与氧发生的反应 是否与氧发生反应 一定有氧参加 不属于化学反应基本类型 联系 (1)不存在从属关系,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。(2)物质与氧结合且生成物只有一种的反应既是化合反应又是氧化反应 易错警示 氧化反应是指物质跟氧发生的反应,其中的 “氧”是指氧元素,既可以是氧气中的氧,也可以是含氧物质中的氧,所以说氧化反应不一定是物质与氧气发生的化学反应,但物质与氧气发生的反应一定属于氧化反应。 【例】 下列反应中属于化合反应的是 (填字母,下同),属于氧化反应的是 。既是化合反应又是氧化反应的是 ,是氧化反应但不是化合反应的是 。 A.铜+氧气 D.甲烷+氧气碳 答案:A、C、E、F;A、B、C、D、F;A、C、F;B、D 点拨：氧化反应是指物质与氧的反应;化合反应是指由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应。 知识点4:缓慢氧化 物质在氧气中燃烧是比较剧烈的氧化反应,但并不是所有的氧化反应都像燃烧那样剧烈和发光、放热。铁生锈、食物的腐烂、动植物的呼吸、酒和醋的酿造、农家肥料的腐熟等这些反应进行得很缓慢,甚至不容易被察觉,这种氧化反应叫做缓慢氧化。因此氧化反应中包含缓慢氧化。 【例】 属于缓慢氧化的变化是( ) 氧化铜 B.氨气+氧气二氧化碳+水E.氨气+氯化氢 一氧化氮+水C.氢气+氧气氯化铵 F.一氧化碳+氧气水 二氧化A.木炭燃烧 B.食物腐败 C.蜡烛燃烧 D.汽油燃烧

答案:B 点拨：木炭燃烧、蜡烛燃烧、汽油燃烧发生的是燃烧现象,属于剧烈氧化 考点1:实验操作

【例1】 某同学对教材中硫在氧气中燃烧的实验进行了改进。具体操作是:在燃烧匙中放少量硫粉,点燃后伸入充满氧气且底部有较多量水的集气瓶中(如图所示)。观察到实验现象后,立即将燃烧匙浸入瓶内水中。请分析实验过程,回答下列问题:

(1)硫在氧气中燃烧的主要实验现象是 ,发生反应的文字表达式

为 。 (2)水在该实验中的作用是 、 (答两点)。

答案:(1)硫燃烧发出蓝紫色火焰;硫+氧气

二氧化硫 (2)灭火;吸收二氧化硫(或

使反应停止,其他合理答案均可) 点拨：硫在氧气中燃烧时,产生明亮的蓝紫色火焰,同时生成一种有刺激性气味的气体二氧化硫,由于二氧化硫污染空气,水可吸收二氧化硫,防止其污染空气,同时把燃烧匙浸入水中,还可起到灭火的作用。 考点2:实验现象的综合归纳

【例2】 下列说法错误的是( ) A.红磷在氧气中燃烧时,产生大量白烟

B.木炭在氧气中燃烧时,发出白光,生成黑色固体

C.铁丝在氧气中剧烈燃烧时,火星四射,生成黑色固体 D.硫粉在氧气中燃烧时,发出蓝紫色火焰,闻到刺激性气味 答案:B 点拨：木炭在氧气中燃烧时,发出白光,生成气体。

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