✦空氣
一、空氣成分的研究史
1.18世紀(jì)70年代，瑞典科學(xué)家舍勒和英國(guó)的科學(xué)家化學(xué)家普利斯特里，分別發(fā)現(xiàn)并制得了氧氣。
2.法國(guó)科學(xué)家拉瓦錫最早運(yùn)用天平作為研究化學(xué)的工具，用定量的方法研究了空氣的成分，第一次明確提出了“空氣是由氧氣和氮?dú)饨M成的”。其中氧氣約占空氣總體積的1/5的結(jié)論。
二、空氣中氧氣成分的測(cè)定
1.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：
A.紅磷燃燒發(fā)出黃白色火焰，放出熱量，冒出白色濃煙
B.(過(guò)一會(huì)兒白煙消失，裝置冷卻到室溫后打開(kāi)彈簧夾)燒杯內(nèi)的水倒流入集氣瓶，約占瓶子容積的1/5。
2.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：
說(shuō)明空氣不是單一的物質(zhì);氧氣約占空氣總體積的1/5。
3.原理
4.注意事項(xiàng)：
A.所用的紅磷必須過(guò)量，過(guò)少則氧氣沒(méi)有全部消耗完
B.要等集氣瓶(裝置)冷卻后才能打開(kāi)彈簧夾，
C.裝置的氣密性要好，(否則測(cè)量結(jié)果偏小)，
D.要先夾住橡皮管，然后再點(diǎn)紅磷(否則測(cè)量結(jié)果偏大)。
E.點(diǎn)燃紅磷伸入瓶中要立即塞緊瓶塞(否則測(cè)量結(jié)果偏大)。
思考：
(1)可否換用木炭、硫磺、鐵等物質(zhì)?如能，應(yīng)怎樣操作?
答：不能用木炭或蠟燭(燃燒產(chǎn)生了氣體，瓶?jī)?nèi)體積變化小)，不能用鐵(鐵在空氣中不能燃燒)
(2)可否用鎂代替紅磷?
不能用鎂，因?yàn)殒V不但跟氧氣反應(yīng)而且還跟氮?dú)獾确磻?yīng)，結(jié)果測(cè)得的不只是空氣中氧氣的體積。會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于氧氣的體積。
5..實(shí)際在實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的結(jié)果比真實(shí)值小
其原因可能是A.紅磷量不足;B.裝置氣密性差;C.未冷卻至室溫就打開(kāi)止水夾;D.沒(méi)有預(yù)先在導(dǎo)管中裝滿水
三、空氣的主要成分
按體積分?jǐn)?shù)：
氮?dú)?N2)78%，
氧氣(O2)21%(氮?dú)獗妊鯕饧s為4：1)，
稀有氣體0.94%，
二氧化碳(CO2)0.03%，
其它氣體和雜質(zhì)0.03%。
空氣的成分以氮?dú)夂脱鯕鉃橹鳎瑢儆诨旌衔铩?/p>
空氣成分口訣:
氮七八氧二一，零點(diǎn)九四是稀氣;
零點(diǎn)零三有兩個(gè)，二氧化碳和雜氣。
四、物質(zhì)的分類
純凈物和混合物
1.純凈物：
由一種物質(zhì)組成的，“純凈”是相對(duì)的，絕對(duì)純凈的物質(zhì)是沒(méi)有的，只要雜質(zhì)含量低，不至于對(duì)生產(chǎn)和科學(xué)研究產(chǎn)生影響的物質(zhì)就是純凈物。
2.混合物：
兩種或多種物質(zhì)組成的，這些物質(zhì)相互間沒(méi)有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，各物質(zhì)都保持各自的性質(zhì)。
注意：劃分純凈物、混合物的標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)物質(zhì)的種類來(lái)劃分的。只含一種物質(zhì)的就屬于純凈物，含有幾種物質(zhì)的就屬于混合物
五、空氣是一種寶貴的資源
1.氮
無(wú)色、無(wú)味的氣體，不溶于水，不燃燒也不支持燃燒，不能供給呼吸，化學(xué)性質(zhì)不活潑。
2.稀有氣體：
無(wú)色、無(wú)味的氣體，通電時(shí)能發(fā)出不同顏色的光，化學(xué)性質(zhì)很不活潑。
六、空氣的污染及防治
1.造成空氣污染的物質(zhì)：
有害氣體(一氧化碳(CO)、二氧化氮(NO2)、二氧化硫(SO2))和煙塵。
2.污染來(lái)源：
空氣中的有害物質(zhì)來(lái)自化石燃料的燃燒，石油化工廠排放的廢氣及汽車排放的尾氣。
3.被污染的空氣帶來(lái)的危害：
損害人體健康、影響作物生長(zhǎng)、破壞生態(tài)平衡。
存在的環(huán)境問(wèn)題：溫室效應(yīng)(二氧化碳含量過(guò)多引起)、臭氧空洞(飛機(jī)的尾氣、氟里昂的排放)、酸雨(由二氧化硫、二氧化氮引起)。
4.防止空氣污染的措施：加強(qiáng)大氣質(zhì)量監(jiān)測(cè),改善環(huán)境狀態(tài)、植樹(shù)造林、使用清潔能源。
5.目前空氣污染指數(shù)包括：一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、可吸入顆粒物、臭氧。
七、未來(lái)化學(xué)
將朝著“綠色化學(xué)”——“綠色消毀”和“綠色生產(chǎn)”的方向發(fā)展。核心是利用化學(xué)原理從源頭消除污染。
特點(diǎn)：
①充分利用資源和能源，原料無(wú)毒無(wú)害
②減少向環(huán)境排放廢物
③原料中的原子全部被消納，實(shí)現(xiàn)零排放(在化合反應(yīng)中體現(xiàn))
④生產(chǎn)出環(huán)境友好產(chǎn)品。
✦氧氣
一、氧氣的物理性質(zhì)
1.色、味、態(tài)：通常情況下，是無(wú)色無(wú)味的氣體;
2.密度：標(biāo)準(zhǔn)狀況下，密度為1.429g/L，略大于空氣。(可用向上排空法)
3.溶解性：氧氣不易溶于水。(可用排水法收集)
4.三態(tài)變化：降溫后，氧氣可以變?yōu)榈{(lán)色的液體，甚至淡藍(lán)色雪花狀固體。
二、氧氣的化學(xué)性質(zhì)
(一)與非金屬(碳、硫、磷)的反應(yīng)
1.木炭（黑色固體）燃燒
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：在氧氣中：劇烈燃燒，發(fā)出白光，放出熱量，生成一種無(wú)色無(wú)味氣體，該氣體能使澄清石灰水變渾濁。
做木炭燃燒實(shí)驗(yàn)時(shí)，燃燒匙應(yīng)慢慢從瓶口向瓶底伸入(充分利用瓶?jī)?nèi)的氧氣)。
2.硫粉（淡黃色）燃燒：
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：在空氣中：發(fā)出微弱的淡藍(lán)色火焰;放出熱量、生成一種帶有刺激性氣味的氣體。
在氧氣中: 發(fā)出明亮的藍(lán)紫色的火焰, 放出熱量、生成一種帶有刺激性氣味的氣體。
實(shí)驗(yàn)時(shí)，要在瓶底裝少量水)吸收二氧化硫，防止污染空氣)。
3.紅磷（暗紅色固體）的燃燒
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：在空氣中：發(fā)出黃白色火焰，放出熱量，生成大量白煙
在氧氣中：劇烈燃燒，發(fā)出白光，放出熱量，生成大量的白煙
注意：五氧化二磷(P2O5)是固體，不是氣體
(二)與金屬(鎂、鐵)的反應(yīng)
1.鎂帶（銀白色固體）在空氣中燃燒
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：劇烈燃燒，發(fā)出耀眼的白光，放出熱量，生成白色粉末狀固體。
2鐵絲（銀白色固體）在氧氣中燃燒
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：劇烈燃燒，火星四射，放出熱量，生成一種黑色固體。
注意：集氣瓶底部鋪少量的細(xì)沙或加少量的水，防止生成的固體物質(zhì)濺落瓶底，致使集氣瓶炸裂。鐵絲在空氣中不能燃燒
(三)與某些化合物(蠟燭、甲烷)的反應(yīng)——產(chǎn)物均為：二氧化碳和水
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：比空氣中燃燒劇烈，發(fā)出白光，集氣瓶?jī)?nèi)壁出現(xiàn)水珠，有使澄清石灰水變渾濁的無(wú)色無(wú)味氣體產(chǎn)生。
空氣中燃燒情況：燃燒產(chǎn)生黃色火焰，放熱，稍有黑煙。
(四)其他物質(zhì)與氧氣的反應(yīng)
某些物質(zhì)在一些條件下，與氧氣發(fā)生緩慢的氧化反應(yīng)，成為緩慢氧化。緩慢氧化也放熱。
如：動(dòng)植物新陳代謝，金屬的銹蝕，食物的腐爛、酒醋的釀造、農(nóng)家肥的腐熟等等。
總結(jié)：
1.氧氣是一種化學(xué)性質(zhì)比較活潑的氣體，在一定的條件下，能與許多物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)并放出大量的熱。在這些反應(yīng)中，氧氣提供氧，稱為氧化反應(yīng)。氧氣便是常見(jiàn)的氧化劑;具有氧化性。
2.物質(zhì)在純氧氣中燃燒程度比空氣中燃燒要?jiǎng)×�。說(shuō)明物質(zhì)燃燒程度，與氧氣的濃度大小成正比;
3.物質(zhì)燃燒時(shí)有的有火焰，有的會(huì)發(fā)光，有的會(huì)冒煙。一般來(lái)說(shuō)，氣體燃燒會(huì)有火焰產(chǎn)生，固體直接燃燒，產(chǎn)生光或者火星。生成物有固體，一般都會(huì)產(chǎn)生煙，即固體小顆粒;
4.物質(zhì)與氧氣反應(yīng)不一定是燃燒現(xiàn)象，如緩慢氧化。
三、氧氣的用途
(1)供給呼吸：醫(yī)療上急救病人，登山、潛水、航空、宇航提供呼吸;
(2)支持燃燒：煉鋼、氣焊與氣接、液氧炸彈、火箭助燃劑
✦實(shí)驗(yàn)室制取氧氣
一、工業(yè)制法
（分離液態(tài)空氣法）
原理：利用液態(tài)氧和液態(tài)氮的沸點(diǎn)不同。——物理變化(蒸餾)
(1)具體過(guò)程
(2)注意：該過(guò)程是物理變化
二、氧氣的實(shí)驗(yàn)室制法
(化學(xué)變化)
1.雙氧水(過(guò)氧化氫)制取氧氣
A.藥品：過(guò)氧化氫(H2O2)和二氧化錳(黑色粉末 MnO2)
B.實(shí)驗(yàn)原理：
注：MnO2在該反應(yīng)中是催化劑，起催化作用
C.裝置： 固體與液體反應(yīng)，不需加熱(雙氧水的為一類)
注意事項(xiàng)：
①分液漏斗可以用長(zhǎng)頸漏斗代替，但其下端應(yīng)該伸入液面以下，防止生成的氣體從長(zhǎng)頸漏斗中逸出;
②導(dǎo)管只需略微伸入試管塞
③氣密性檢查：用止水夾關(guān)閉，打開(kāi)分液漏斗活塞，向漏斗中加入水，水面不持續(xù)下降，就說(shuō)明氣密性良好。
④裝藥品時(shí)，先裝固體后裝液體
⑤該裝置的優(yōu)點(diǎn)：可以控制反應(yīng)的開(kāi)始與結(jié)束，可以隨時(shí)添加液體。
D步驟：連、查、裝(二氧化錳)、定、倒(過(guò)氧化氫溶液)、收
2.用高錳酸鉀、氯酸鉀制取氧氣
A.藥品：
高錳酸鉀(暗紫色固體)、氯酸鉀(白色固體)與二氧化錳(黑色粉末)
B.原理：
①加熱氯酸鉀(有少量的二氧化錳)：
注意：MnO2在該反應(yīng)中是催化劑，起催化作用
② 加熱高錳酸鉀：
C.裝置：
加熱固體制氣體(加熱氯酸鉀的為一類)
D.操作步驟：
(連)查、裝、定、點(diǎn)、收、離、熄。
① 連接裝置：先下后上，從左到右的順序。
② 檢查裝置的氣密性 ：將導(dǎo)管的一端浸入水槽中，用手緊握試管外壁，若水中導(dǎo)管口有氣泡冒出，證明裝置不漏氣。松開(kāi)手后，導(dǎo)管口出現(xiàn)一段水柱。
③ 裝入藥品：按粉末狀固體取用的方法(藥匙或紙槽)
④固定裝置 ：固定試管時(shí)，試管口應(yīng)略向下傾斜;鐵夾應(yīng)夾在試管的中上部
⑤加熱藥品：先使試管均勻受熱，后在反應(yīng)物部位用酒精燈外焰由前向后加熱。
⑥收集氣體：
a.若用排水集氣法收集氣體，當(dāng)氣泡均勻冒出時(shí)再收集，剛排出的是空氣;水排完后，應(yīng)用玻璃片蓋住瓶口，小心地移出水槽，正放在桌面上(密度比空氣大)(防止氣體逸出)
b.用向上排空法。收集時(shí)導(dǎo)管應(yīng)伸入集氣瓶底部(為了排盡瓶?jī)?nèi)空氣)
用排水法收集時(shí)，導(dǎo)管放在集氣瓶口
⑦先將導(dǎo)管移出水面
⑧再停止加熱
E.易錯(cuò)事項(xiàng)：
(1)試管口要略微向下傾斜：防止生成的水回流,使試管底部破裂。藥品應(yīng)平鋪在試管底部
(2)導(dǎo)氣管伸入發(fā)生裝置內(nèi)要稍露出橡皮塞：有利于產(chǎn)生的氣體排出。
(3)用高錳酸鉀制取氧氣時(shí)，試管口塞一團(tuán)棉花：防止高錳酸鉀粉末進(jìn)入導(dǎo)氣管，污染制取的氣體和水槽中的水。
(4)排氣法收集氣體時(shí)，導(dǎo)氣管要伸入接近集氣瓶底部：有利于集氣瓶?jī)?nèi)空氣排出，使收集的氣體更純。
(5) 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，先將導(dǎo)氣管移出水面,然后熄滅酒精燈：防止水槽中的水倒流，炸裂試管。
F、收集方法：
① 排水法(不易溶于水)
② 向上排空法(密度比空氣大)
G、檢驗(yàn)、驗(yàn)滿
檢驗(yàn)：用帶火星的木條伸入集氣瓶?jī)?nèi)，發(fā)現(xiàn)木條復(fù)燃，說(shuō)明是氧氣;
驗(yàn)滿：用帶火星的木條放在集氣瓶口，若木條復(fù)燃，證明已滿。
三、催化劑
1.概念：
在化學(xué)反應(yīng)中能改變其他物質(zhì)的反應(yīng)速率(加快或變慢)，但本身的化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量在反應(yīng)前后沒(méi)有發(fā)生變化的物質(zhì)。
2.特點(diǎn)：
兩不變(質(zhì)量、化學(xué)性質(zhì))、一改變(反應(yīng)速率)
注意：
①催化劑不能改變生成物的質(zhì)量，不能決定反應(yīng)的進(jìn)行
②催化劑不是反應(yīng)物、又不是生成物
③催化劑僅針對(duì)某一反應(yīng)，并不是所有反應(yīng)的催化劑
④某一反應(yīng)的催化劑可能不只一種
3.
二氧化錳在一些反應(yīng)中不只作催化劑，催化劑不一定就只有二氧化錳。(在過(guò)氧化氫溶液制取氧氣中，催化劑可以用硫酸銅溶液、氧化鐵、氧化銅、紅磚粉末)。
在氯酸鉀制取氧氣中，二氧化錳的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變，但質(zhì)量分?jǐn)?shù)變大。
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