专题01 空气——2023年中考化学必背知识点梳理+思维导图

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《元素化合物》              专题一   空气                                                 一、空气成分及用途1.拉瓦锡实验结论：空气由氮气和氧气组成，其中氧气约占空气总体积的 1/5。 2.空气是一种混合物，其中氮气与氧气体积比约为 4:1。3.主要成分（按体积分数）氮气（N2）78%，氧气（O2）21%，稀有气体0.94%，二氧化碳（CO2）0.03%，其它气体和杂质0.03%。4.空气是宝贵的资源 氧气氮气稀有气体物理性质无色、无味气体，不易溶于水，无色、无味气体，难溶于水无色、无味气体，通电时能发出不同颜色的光（化学性质不可燃，能支持燃烧，能供给呼吸。不燃烧也不支持燃烧，不供给呼吸，化学性质不活泼很不活泼用途①供动植物呼吸②医疗急救③金属切割④炼钢⑤宇宙航行①作保护气②食品充氮作防腐剂等③用于制造低温环境或医疗上冷冻麻醉④制硝酸和氮肥①作保护气②制多种用途的电光源等③氦气充气球（密度比空气小且化学性质稳定）④氦气用于制造低温环境5.空气的污染与防治 （1）造成空气污染的物质： ①有害气体:一氧化碳（CO）、二氧化氮（NO2）、二氧化硫（SO2） ②可吸入颗粒物:如烟尘等 （2）环境问题： 温室效应（二氧化碳含量过多引起，其他如甲烷等也能造成）、 臭氧空洞（飞机的尾气、制冷剂氟里昂的排放）、 酸雨（由二氧化硫、二氧化氮引起） （3）防止空气污染的措施：加强大气质量监测,改善环境状态、植树造林、使用 清洁能源。 （4）空气污染指数：一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、可吸入颗粒物、 臭氧。 二、氧气的化学性质 1.氧气的物理性质 ①色、味、态： 通常情况下是无色无味的气体，液态为淡蓝色， 固态为淡蓝色雪花状。 ②密度：标准状况下，密度略大于空气（向上排空法收集） ③溶解性：氧气不易溶于水（排水法收集） 2.氧气的化学性质 （1）助燃性 ①检验氧气：用带火星的木条伸到集气瓶中，若复燃则是氧气。 注意：氧气浓度较低时带火星的木条不复燃，浓度较高时复燃，能复燃说明氧 气浓度较高不能说是纯氧气。 （2）常见物质的燃烧 物质现象方程式木炭空气中红热；氧气中剧烈燃烧，发出白光，放出热量，生成无色无味的气体能使澄清石灰水变浑浊C+O2CO2 硫粉空气中发出微弱的淡蓝色火焰，放出热量；氧气中发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量； 生成一种有刺激性气味的气体注意：瓶底装少量水吸收SO2，防止污染空气）S+O2SO2      红磷氧气中剧烈燃烧，放出热量，生成大量的白烟4P+5O22P2O5 氢气安静的燃烧，产生淡蓝色火焰，火焰上方罩干冷的烧杯出现水雾2H2+O22H2O 铁丝空气中红热；氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成一种黑色固体注意事项：集气瓶底部铺少量的细沙或加少量的水，防止高温生成物溅落炸裂瓶底3Fe+2O2Fe3O4 镁条剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色固体2Mg+O2 2MgO 一氧化碳产生蓝色火焰，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体 2CO + O2 2CO2   甲烷产生蓝色火焰，火焰上方罩干冷的烧杯，烧杯内壁出现水雾，罩涂有澄清石灰水的烧杯，石灰水变浑浊。 CH4+2O22H2O+ CO2 乙醇产生蓝色火焰，火焰上方罩干冷的烧杯，烧杯内壁出现水雾，罩涂有澄清石灰水的烧杯，石灰水变浑浊。C2H5OH+3O23H2O+2CO2（3）氧化性缓慢氧化：某些物质在一些条件下，与氧气发生缓慢的氧化反应，称为缓慢氧化。缓慢氧化 也放热。如：动植物新陈代谢，金属的锈蚀，食物的腐烂，酒醋的酿造，农家肥 的腐熟等等。三、氧气的制取工业制氧气分离液态空气法原理：利用液态氧气和液态氮气的沸点不同。——是物理变化过程:        2.实验室制氧气法 药品高锰酸钾氯酸钾过氧化氢反应原理2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 2KClO3      2KCl+3O2↑ 2H2O22H2O+O2↑制取装置    同高锰酸钾，试管中不加棉花检验方法用带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃，说明是氧气；验满方法排水法收集：集气瓶口有大量气泡往外冒向上排空气法：用带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃 注意事项（1）高锰酸钾制氧气试管口塞一团棉花，防止加热时粉末进入导气管，堵塞导管。固定试管时，试管口应略向下倾斜（防止生成的冷凝水回流使试管底部炸裂）铁夹应夹在试管的中上部，导管伸入试管稍露出橡皮塞，利于产生的气体排出。加热药品，先使试管均匀受热（预热），后在固体药品部位用酒精灯外焰加热。排水法收集气体时当气泡连续均匀冒出时开始收集。实验结束后，先将导气管移出水面，然后熄灭酒精灯，防止水槽中的水倒流回炽热的试管中，炸裂试管。（2）过氧化氢制氧气长颈漏斗伸入液面以下，形成液封，防止气体从长颈漏斗逸出。总结气体发生和收集装置发生装置（考虑反应物状态和反应条件）收集装置（气体的密度和溶解度）        固体加热型反应物是固体反应需要加热固液常温型反应物是固体和液体，反应不加热排水集气法适合溶解性小，不与水反应的气体向上排空气法适合密度大于空气的气体向下排空气法适合密度小于空气的气体高锰酸钾制氧气氯酸钾制氧气过氧化氢制氧气      气体从短管进集气瓶，水从长管排出气体从长管进集气瓶，空气从短管排出气体从短管进集气瓶，空气从长管排出四、空气中氧气含量的测定1.实验原理装置     红磷在密闭空间中燃烧消耗氧气，使得密闭空间中压强减小，打开弹簧夹后，大气压将烧杯中的水压入集气瓶中。（压入的水的体积=被消耗的氧气的体积）2.实验现象①红磷燃烧，放出热量，产生大量白烟②装置冷却到室温后打开弹簧夹，烧杯内的水倒流入集气瓶，约占集气瓶内气体体积的1/5。3.实验结论：氧气约占空气总体积的1/5。4.反应原理:  4P+5O22P2O5   5.误差分析实测<真实，可能原因：A红磷量不足；B装置气密性差；C未冷却至室温就打开弹簧夹实测>真实，可能原因：A弹簧夹未夹或未夹紧；B点燃红磷伸入过慢6.瓶中剩余的主要气体是氮气（化学性质：不可燃不助燃；物理性质：难溶于水）7.部分改进装置装置改进的目的：污染更小，数据误差更小，操作更简便，现象更明显，更环保，更节约药品材料等。五、物质关系转化图