北京课改版九年级上册第2章 空气之谜综合与测试教学设计
展开1、了解空气的组成
2、测定空气中氧气含量的实验分析
3、掌握氧气的性质和制取
知识要点:
一、第一个对空气组成进行探究的化学家:拉瓦锡(第一个用天平进行定量分析)。
二、空气的成分和组成
1、空气中氧气含量的测定
a、可燃物要求:足量且产物是固体
b、装置要求:气密性良好
c、现象:有大量白烟产生,广口瓶内液面上升约1/5体积
d、结论:空气是混合物; O2约占1/5,可支持燃烧;N2约占4/5,不支持燃烧,也不能燃烧,难溶于水
e、探究: ①液面上升小于1/5原因:装置漏气,红磷量不足,未冷却到室温
②能否用铁、铝代替红磷?不能 原因:铁、铝不能在空气燃烧
③能否用碳、硫代替红磷?不能 原因:产物是气体,不能产生压强差
2、空气的污染及防治:对空气造成污染的主要是有害气体(CO、SO2、氮的氧化物)和烟尘等:它们来自矿物燃料的燃烧和工厂排出的废气。
目前计入空气污染指数的项目为CO、SO2、NO2、O3和可吸入颗粒物等。
3、空气污染的危害、保护:
危害:严重损害人体健康,影响作物生长,破坏生态平衡.全球气候变暖,臭氧层空洞和酸雨形成等。
保护:加强大气质量监测,改善环境状况,使用清洁能源,工厂的废气经处理过后才能排放,植树造林、种草,禁止乱砍滥伐等。
4、目前环境污染问题:
臭氧层破坏(氟里昂、氮的氧化物等) 温室效应(CO2、CH4等)
酸雨(NO2、SO2等) 白色污染(塑料垃圾等)
三、氧气性质
1、氧气的物理性质:(密度和溶解性)
2、氧气的化学性质
(1)氧气和非金属的反应
(2)氧气和金属的反应
镁 发出耀眼的白光,放出热量,生成白色固体
铁 剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体(Fe3O4)
铁燃烧要在集气瓶底部放少量水或细砂的目的:防止溅落的高温熔化物炸裂瓶底
(3)氧气和化合物的反应
甲烷 乙醇 一氧化碳(鉴别它们应该检验燃烧产物)
四、氧气的制备:
(一)工业制氧气——分离液态空气法(原理:氮气和氧气的沸点不同 物理变化)
(二)实验室制氧气
1、原理 2H2O2 MnO2 2H2O + O2↑ 2KMnO4 △ K2MnO4 + MnO2 + O2↑
2KClO3 △MnO22KCl+3O2↑
2、气体制取与收集装置的选择
发生装置:固固加热型、固液不加热型 ;考虑因素:反应条件和反应物的状态
收集装置:根据物质的密度、溶解性; 考虑因素:密度和溶解性,是否与水反应
3、制取氧气的操作步骤和注意点(以高锰酸钾制取氧气并用排水法收集为例)
a、步骤:连—查—装—定—点—收—移—撤
b、注意点
①试管口略向下倾斜:防止冷凝水倒流引起试管破裂
②药品平铺在试管的底部:均匀受热
③铁夹夹在离管口约1/3处
④导管应稍露出橡皮塞:便于气体排出
⑤试管口应放一团棉花:防止高锰酸钾粉末进入导管
⑥排水法收集时,待气泡均匀连续冒出时再收集(刚开始排出的是试管中的空气)
⑦实验结束时,先移导管再熄灭酒精灯:防止水倒吸引起试管破裂
⑧用排空气法收集气体时,导管伸到集气瓶底部
4、氧气的验满:用带火星的木条放在集气瓶口
检验:用带火星的木条伸入集气瓶内
5、催化剂(触媒):在化学反应中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反应前后都没有发生变化的物质。(一变两不变)
催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。
五、常见气体的用途:
①氧气:供呼吸 (如潜水、医疗急救)
支持燃烧 (如燃料燃烧、炼钢、气焊)
②氮气:惰性保护气(化性不活泼)、重要原料(硝酸、化肥)、液氮冷冻
③稀有气体(He、Ne、Ar、Kr、Xe等的总称):
保护气、电光源(通电发不同颜色的光)、激光技术
六、常见气体的检验方法
①氧气:带火星的木条
②二氧化碳:澄清的石灰水
③氢气:将气体点燃,用干冷的烧杯罩在火焰上方;
或者,先通过灼热的氧化铜,再通过无水硫酸铜
七、氧化反应:物质与氧(氧元素)发生的反应。
剧烈氧化:燃烧
缓慢氧化:铁生锈、人的呼吸、食物腐烂、酒的酿造
共同点:①都是氧化反应 ②都放热
检测题
一、选择题
1、空气中含量最多,化学性质又不活泼的气体是( )
A、氧气 B、氮气 C、水蒸气 D、二氧化碳
2、最早通过实验得出空气是由氮气和氧气组成的结论的科学家是 ( )
A、拉瓦锡 B、汤姆逊 C、普利斯特里 D、舍勒
3、节日里五光十色的霓虹灯内填充的气体是下列哪一种 ( )
A、氧气 B、氮气 C、稀有气体 D、二氧化碳
4、空气污染指数(Air Pllutin Index,简称API)就是将常规监测的几种空气污染物浓度简化成单一的数值形式,并分级表示空气污染程度和空气质量状况。下列不计入空气污染指数的污染物是( )
A、二氧化碳 B、二氧化硫 C、可吸入颗粒物 D、一氧化碳
5、二氧化锰在双氧水分解制取氧气的反应中,所起的作用是( )
A、增加氧气的质量 B、节省双氧水的质量
C、提高氧气的质量 D、使双氧水迅速分解放出氧气
6、下列物质在氧气中燃烧时,能产生大量白烟的是 ( )
A、碳 B、硫 C、铁 D、磷
7、检查装置气密性的原理是 ( )
A.利用不漏气装置内的空气受热膨胀,有空气从导管口逸出
B.手握试管,试验容器温度
C.塞紧带导管的胶塞,即可保证气密性
D.把导管的一端正浸在水里,有气泡冒出说明装置不漏气
8、下列反应属于氧化反应但是不属于化合反应的是 ( )
A、硫黄在氧气中燃烧 B、石蜡在氧气中燃烧
C、氧化汞受热分解 D、铁在氧气中燃烧
9、下列不属于缓慢氧化的是 ( )
A、动植物的呼吸 B、食物的腐烂 C、酒和醋的酿造 D、燃烧
10、用氯酸钾制氧气时,错把高锰酸钾当二氧化锰混入,其结果是 ( )
A、速率加快,生成氧气量不变 B、速率不变
C、速率加快,生成氧气量增加 D、不生成氧气
15、下列有关氧气的说法中正确的是 ( )
A、工业上制氧气是利用了氧气的化学性质
B、氧气具有可燃性
C、物质跟氧气发生反应都是化合反应
D、相同情况下,氧气的密度比空气略大
二填空题
1、空气中按体积分数计算,含量最多的气体是 ,它约占空气体积的 ,能支持燃烧的气体是 ,它约占空气体积的 。
2、现有①木炭②硫磺③红磷④铝箔⑤蜡烛,五种物质分别在氧气中燃烧,用序号回答下列问题:
⑴发出明亮的蓝紫色火焰的是 ;
⑵产生大量白烟的是 ;
⑶放出大量热,产生耀眼白光的是 ;
⑷产生的气体能使澄清石灰水变浑浊的是 ;
⑸生成的气体会污染空气的是 ;
⑹不属于化合反应的是 。
3、检验集气瓶中是否收集满氧气的方法是,将带火星的小木条放在 ,若木条 ,说明已满。
4、写出下列反应的化学方程式,指出基本反应类型
① 红磷燃烧 , ;
② 加热高锰酸钾 , ;
③ 铁丝在氧气中燃烧 , ;
④双氧水和二氧化锰的混合物 , ;
三实验探究
1.如图是空气中氧气含量的测定装置。试回答
(1)指出仪器名称:A___________;B___________。(2)盛在仪器A中的物质常用_________
该物质燃烧现象是__________________________。
(3)在实验中,钟罩内的水面起变化的原因是__________________________________。
(4)实验中,若仪器A中的物质的质量太少,测得氧气的体积分数会_____________;
(5)燃烧后,钟罩内剩余的气体主要是氮气。请结合本实验推测氮气的物理性质和化学性质。
2、某同学可如右图所示装置粗略的测定空气中 氧气的体积分数。图中烧杯上方玻璃管(预先固定好)中部有一可左右滑动的活塞,其左端密封有空气和足量白磷(白磷着火点低,约40 ℃),右端跟空气相通,实验开始前,活塞处在5 cm处。
①向烧杯内加入适量水,与生石灰反应的目的是 。
②可以观察到玻璃管内开始发生的现象:
白磷(足量) ;活塞向(填左或右) 移动。
实验结束后,恢复至常温,活塞应停在约 cm处,据此可得出的结论是 。
课后综合测试题
一.选择题
1下列关于氧气的叙述中属于氧气的化学性质的是( )
A.空气里含有氮气和氧气 B.氧气是一种无色无味的气体
C.氧气液化时变成淡蓝色 D.氧气能支持燃烧、供给呼吸
2.对氧气物理性质的叙述正确的是( )
A.易溶与水 B.在常温常压下是无色气体 C.在常温常压下密度比空气略小 D.-183℃时变成淡蓝色液体
3.减少污染,净化空气,“还我一片蓝天”,已成为世界各国人民的共同心声。下列气体不会污染空气的是( ) A.二氧化硫 B.氧气 C.一氧化碳 D.二氧化氮
4.实验室制取气体实验开始前,往往都要先检查装置的气密性,下列操作正确的是( )
①用手握住试管外壁②把带有导管的橡皮塞塞进试管口 ③将导管一端浸入水里
A. ① ② ③ B. ②③① C. ②①③ D. ③①②
5.某同学设计了实验室制取氧气的四种方案,适宜采纳的是( )
①加热高锰酸钾 ②分离液态空气 ③加热二氧化锰 ④向过氧化氢溶液中加入二氧化锰
A. ①②③④ B. ①②③ C. ①④ D①②④
6.下列物质在氧气中燃烧,能产生蓝紫色火焰的是( )
A.硫 B.红磷 C.蜡烛 D.木炭
7.实验室用高锰酸钾制取氧气的过程大致可分为下述七个步骤:①点燃酒精灯给试管中的物质加热;②检查装置的气密性 ③连接仪器装置 ④将药品装入试管里,试管口放一团棉花,⑤固定在铁夹台上;⑥ 用排水法收集氧气 ⑦将导气管移出水面,熄灭酒精灯。正确的顺序是( )
A. ②③④①⑤⑥⑦ B. ③②④①⑤⑦⑥ C. ②③④①⑤⑦⑥ D. ③②④①⑤⑥⑦
二.填空题
1.能使带火星的木条复燃的气体是 ,能使澄清的石灰水变浑浊的气体是
空气中含量最多的气体是 。
2.铁生锈是一种 氧化,铁丝在氧气中燃烧是一种 氧化反应。
3.铁丝在氧气中燃烧的现象是 ,在做该实验时,盛氧气的集气瓶底部要
或 ,目的是
4.白磷可以模拟原子弹爆炸实验,也可以用于制烟幕弹,原因是 。
镁粉可以制作照明弹,原因是 。
5.写出有关反应的化学方程式,并注明反应类型
一种黑色固体燃烧,产生一种能使澄清石灰水变浑浊的气体
一种淡黄色固体在氧气中燃烧,发出蓝紫色火焰,产生刺激性气体
6.空气的成分是①氧气 ②氮气 ③稀有气体 ④二氧化碳及其他气体和杂质,按体积由多到少的顺序排列是 。
三.实验题
1.实验室用加热高锰酸钾制氧气,用排水法收集,回答下列问题
⑴、制取氧气前要检查装置气密性,目的是防止装置
⑵、常在试管口放一团棉花,其目的是
⑶、用排水法收集时,当气泡 时,再开始收集
⑷、集满氧气的集气瓶应盖好 放在实验桌上
2.如右图在测定空气中氧气含量的实验中:
⑴、红磷在氧气中燃烧时你所观察到的现象是
⑵、该实验中,红磷过量;原因是
⑶、若红磷换成木炭粉,你认为实验能否成功?理由是什么?
3、小明参观某养鱼池时,好奇的发现农民向养鱼池中撒一种叫过氧化钙的淡黄色固体,用来增加鱼池中的含氧量。小明刚学完氧气的实验室制法,于是他想可否用过氧化钙来制取氧气。
[提出问题]过氧化钙可否用于制取氧气?
[查阅资料]部分内容如下:过氧化钙(CaO2)室温下稳定,在300℃时分解生成氧气,可作增氧剂、杀菌剂等。
[猜想与验证]
(1)小明依据 ,提出猜想Ⅰ。
猜想Ⅰ:加热过氧化钙可制取氧气。
实验结论:加热过氧化钙可制取氧气。
空气成分
O2
N2
c2
稀有气体
其它气体和杂质
体积分数
21%
78%
0.03%
0.94%
0.03%
碳
在空气中保持红热,在氧气中发出白光,产生使澄清石灰水变浑浊的气体
磷
产生大量白烟
硫
在空气中发出微弱的淡蓝色火焰,而在氧气中发出明亮的蓝紫色火焰,
产生有刺激性气味的气体
实验装置
实验主要过程
①检查装置气密性。操作如下:先将导管伸入液面下,用手紧握试管,观察到 ,松开手后,有液体进入导管。
②加入过氧化钙,加热,导管口有大量气泡昌出。
③收集满一瓶气体。
④停止加热。熄灭酒精灯前,应 。
⑤检验气体,方法是 。
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