化学课题3 制取氧气导学案

这是一份化学课题3 制取氧气导学案，共5页。学案主要包含了内容概述，重点知识归纳及讲解，难点知识剖析等内容，欢迎下载使用。

第二单元的空气和氧气，了解了空气的成分，掌握混合物、纯净物等有关知识，对物质的性质变化、氧气的物理性质、化学性质也进行了深入的掌握，了解关于空气污染及污染防治的知识
二、重点知识归纳及讲解
（一）空气的成分 [来~*:中国教育出版^&@网]
空气成分示意图（体积分数）
按体积分数计算，大约是：氮气占 78%，氧气占21%，稀有气体占0.94%，二氧化碳占0.03%，其他气体和杂质占0.03%。
拉瓦锡通过实验得出了空气由氮气和氧气组成的结论，其中氧气约占空气总体积的 1/5。
1.空气中氧气体积分数的测定
该实验的原理是利用红磷在密闭容器中燃烧，消耗氧气，生成五氧化二磷白色固体，同时容器内压强减小，可以通过容器内水面的上升高度来确定空气中氧气的体积分数。
2.实验的注意事项 [来*@&#^:中教网]
①药品不能选用炭、硫、铁等物质。因为炭、硫燃烧后有气体生成，容器内压强变化不大，烧杯中的水不能进入；铁在空气中不能燃烧。
②红磷要足量，避免容器内有氧气剩余。
③装置的气密性要良好，避免因装置气密性不严进入空气而影响测定结果。
（二）混合物
混合物是由两种或多种物质混合而成的。这些物质相互间没有发生化学反应，混合物中各纯净物保持着各自的性质。例如，空气是由氮气、氧气等多种物质组成的混合物，但氮气或氧气仍保持着各自的性质。
（三）纯净物 [来:@^zz&st*ep#.cm]
纯净物是由一种物质组成的。例如：氧气（O2）、氮气（N2）、二氧化碳（CO2）等都是纯净物。
洁净的物质不等于纯净物，如净化后的自来水仍是混合物，洁净的空气也是混合物，它是由氮气、氧气等多种气体组成的。
（四）氮气
氮气是一种无色、无味的气体，它的熔点和沸点都很低。[www.#zz*step.cm%@~]
氮气是制硝酸和化肥的重要原料；氮气的化学性质很不活泼，是一种常用的保护气，如焊接金属时用氮气作保护气，灯泡中充入氮气以延长使用寿命，食品包装时充氮气以防腐；医疗上在液氮冷冻麻醉条件下做手术；超导材料在液氮的低温环境下显示超导性能。
（五）稀有气
稀有气体是氦气、氖气、氩气、氪气、氙气这几种气体的总称，它们都是无色、无味的气体，性质很不活泼，曾叫做惰性气体。
由于稀有气体的性质很不活泼，常用作保护气，如焊接金属时用稀有气体来隔绝空气，灯泡中充入稀有气体以使灯泡耐用。由于稀有气体在通电时能发出不同颜色的光，可制成多种用途的电光，如航标灯、强照明灯、闪光灯、霓虹灯等，还可用于激光技术等。
（六）保护空气
空气是一种宝贵的自然资，洁净的空气对于人类和其他动植物都是非常重要的，被污染的空气会严重损害人体健康，影响作物生长，破坏生态平衡，如全球气候变暖、臭氧层被破坏和形成酸雨等。
1.污染物
排放到空气中的粉尘和有害气体（二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳）。
2.污染防治的方法
加强环保意识，使用低污染、节能型燃料替代强污染材料，积极植树、造林、种草等。[www.z%@z#step~.c&m]
3.环境污染 [来@:zzst*ep.c~m%^]
①温室效应导致全球温度升高，产生温室效应的主要气体有二氧化碳、甲烷等。
②酸雨导致土壤、河流的酸性增强，产生酸雨的主要气体有二氧化硫、二氧化氮等。
③臭氧层被破坏导致紫外线辐射增强，使人易患皮肤癌，破坏臭氧层的主要物质有氟利昂、 CCI4等。
④焚烧垃圾会产生许多有害气体，污染空气，所以对假冒香烟、光盘子等进行辗碎后再加利用的绿色销毁方式。
⑤白色污染主要指白色塑料袋、方便饭盒的随意丢弃。
（七）化学常识
1.物理性质
物理性质是指颜色、状态、气味、熔点、沸点、硬度、密度等不需发生化学变化就能表现出的性质。例如，氮气是一种无色、无味的气体，其熔点和沸点都很低。
2.化学性质 [来%@&:^中~教网]
物质在化学变化中表现出来的性质叫做化学性质，如可燃性、稳定性、还原性、氧化性等都属于化学性质。
化学性质需要发生化学变化才能表现出来，如氢气具有可燃性，此性质只有在氢气燃烧这一化学反应中才能表现出来，因此是化学性质；而物理性质则是可以被感知和能测量的物理量。
3.化学变化
变化时生成了其他的物质的变化则叫化学变化，也叫化学反应。例如，木柴的燃烧、钢铁生锈都生成了新物质，都是化学变化。
在化学变化过程中除生成其他物质外，还伴随发生一些现象，如放热、发光、变色、放出气体、生成沉淀等，这些现象常常可以帮助我们判断有没有化学变化发生，但并不是变化的本质。
4.物理变化
没有其他物质生成的变化叫做物理变化。例如，液态水受热气化成水蒸气是物理变化。
物理变化与化学变化的本质区别在于是否有其他物质生成。例如，硫燃烧生成二氧化硫是化学变化，电灯通电发光时没有其他物质生成是物理变化。
物理变化与化学变化又有联系，在发生化学变化的过程中同时发生物理变化，但在物理变化的过程中不一定发生化学变化。
（1）不要把化学变化的现象当成判断物理变化和化学变化的依据。
（2）物质的变化和物质的性质的区别
物质的变化，无论是物理变化还是化学变化，均指一个动态的过程，而物质的性质，无论是物理性质还是化学性质，均指物质特有的属性。
5.氧气的物理性质
在通常状况下，氧气是无色、无味的气体，不易溶于水，在标准状况下，氧气的密度是1.429g/L，比空气的略大，在压强为101kPa时，氧气在约-183℃时变为淡蓝色液体，在约-218℃时变成雪花状的淡蓝色固体。
6.氧气的化学性质 [中#%国^@教育出版网~]
氧气是一种化学性质比较活泼的气体，在常温下一般不与其他物质发生燃烧，在点燃或加热条件下能与许多物质发生反应，放出热量，物质与氧气反应现象的比较见下表。
三、难点知识剖析
（一）“光”、“焰”、“雾”和“烟”的用法
固体物质燃烧时发光，如镁在空气中燃烧时发出耀眼的强光；气体物质燃烧产生火焰，如一氧化碳在空气中燃烧，产生蓝色火焰；大量小液滴分散在气体中产生雾，如氯化氢气体在空气中与水蒸气结合形成盐酸小液滴，分散在空气中而产生酸雾；大量固体小颗粒分散在气体中产生烟，如五氧化二磷小颗粒分散在空气中形成白烟。
（二）氧气的用途
氧气的性质决定了氧气的用途，氧气的重要用途是供给呼吸和支持燃烧，氧气还可以用于气焊、气割、作液氧炸药、火箭推动剂等。
做铁丝或铝箔在氧气中燃烧的实验时，要注意以下问题：
1.铁丝要光亮，因为铁丝表面通常有一层铁锈，不利于燃烧。
2.铁丝绕成螺旋状，这样可以增大铁丝与氧气的接触面，有利于铁丝在燃烧时温度集中，使反应顺利进行。
3.铁丝的一端系上一根火柴，这样会给铁丝预热，便于铁丝燃烧。
4.待火柴即将燃尽时再将铁丝伸入集气瓶中，这样可避免火柴消耗氧气而影响实验结果。
5.要预先在集气瓶的底部放少量的水或细沙，以防生成的融熔物炸裂集气瓶的底部。
结论：氧气能支持燃烧，氧气具有氧化性，是一种常见的氧化剂。
氧气的助燃性和能供给呼吸实际上也是氧气的氧化性；氧气具有助燃性，而不具有可燃性。
（三）化合反应
化合反应是指由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应，形如A＋B→C。
同步练习
【基础巩固】
1.二百多年前，法国化学家拉瓦锡通过实验得出了空气是由_____________和_____________组成的，其中_____________约占空气总体积的1/5，_____________约占空气总体积的4/5。
2.空气是由多种成分组成的_____________，空气的成分按_____________计算，大约是：氮气_________，氧气_____________，稀有气体_____________，二氧化碳_____________，其他气体和杂质_____________。
3.纯净物由_____________物质组成，混合_____________物由物质组成。
4.随着工业的发展，排放到空气中的_____________和_____________对空气造成了污染，“温室效应”“酸雨”“臭氧层空洞”等都是空气污染引发的环境问题。
5. _____________、_____________、_____________、_____________、_____________等气体总称为稀有气体。它们一般_____________其他物质发生化学反应。人们利用这种性质，在一些工业生产中，常把它们用作_____________。稀有气体在通电时会发出_____________，因此它们在_____________中有特殊的应用。
6.在标准状况下，氧气是一种_____________色、_____________气味的气体。它的密度比空气_____________，_____________溶于水。液态氧的颜色是_____________。
7.氧气的化学性质_____________，能与许多物质起反应。氧气具有_____________，是常用的_____________。氧气能支持燃烧，带有火星的木条在氧气中能_____________。
8.化合反应是由两种或两种以上物质生成_____________的反应，是化学反应中的一种基本反应类型。氧化反应是物质跟_____________发生的反应，不仅仅是跟氧气。
9.(1)做铁丝在氧气里燃烧的实验时，预先要在集气瓶里装少量水或铺一层细沙，目的是_____________。
(2)写出下列反应的文字表达式
①铁丝在氧气中燃烧：_______________________________________；
②实验室用加热高锰酸钾的办法制取氧气：_______________________________________；
③蜡烛在空气中燃烧：____________________________________________________。
【能力提升】
1.在治理城市空气污染中所采取的措施不正确的是（ ）
A．焚烧落叶 B．增加绿地面积
C．减少用煤作燃料 D．汽车改用清洁燃料
2.你能通过哪些现象说明空气的存在？
3.实验装置如图2-5所示，甲、乙两个集气瓶用导管连接，玻璃管A的下端紧系一只气球。将此装置放置在阳光下一段时间后，可能观察到的现象是____________；产生这些现象的原因是_______________________。
[中国教育*&出版@网#~]
图2-5
4.市场上销售的香肠、盐水鸭、榨菜、豆腐干等食品，常采用真空包装，真空包装的目的是除去空气，使大多数微生物因缺少_________气而受到抑制，停止繁殖，同时防止食品发生缓慢_________而变质。
茶叶、肉松、膨化食品等常采用真空充气包装，即将仪器装入包装袋，抽出袋内空气，再充入防止食品变质的气体，然后封口，真空充气包装能使食品保持原来的色香味及营养价值，防止食品受压而破碎变形。[来*:中国教育出版&@网^~]
提出问题：充入食品包装袋中的气体是什么？
猜想与验证：可能是N2，实验初步验证的方法及现象：___________________________。
充入的气体还可能是：①_________；②_________。
5.为了保护空气，某市将市区汽车排气管装上三效催化转换器，目的是使碳氢化合物迅速转化为二氧化碳和水；氮的氧化物转变为氮气，从而使汽车尾气得到净化。关于这两个目的所涉及的物质变化，说法正确的是（ ）[来*@:中国教育出版%#网&]
A.均为物理变化 B.均为化学变化
C.前者为物理变化，后者为化学变化 D.前者为化学变化，后者为物理变化
6.家庭养鱼用的鱼缸内，常放入一种送气装置，使用时会连续不断地冒出气泡，请你分析这套装置的作用是什么？__________________。它说明氧气具有哪些性质？__________________。[来#@%:中&^教网]
7.现有四种物质。A是无色、无味的气体。B在A中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰，同时生成一种无色有刺激性气味的气体C。D是一种无色的气体，把D通入澄清的石灰水中，石灰水变浑浊。试判断各是什么物质，请将答案填在空格内。
A_________，B_________，C_________，D_________。
参考答案：[w&@ww.z^zste~p.c%m]
空气和氧气答案
【基础巩固】
1.思路解析:本题考查化学史和空气的基本组成常识。
答案：氮气 氧气 氧气 氮气
2.思路解析:本题考查基础知识。适合预习后进行自我测试。
答案：混合物 体积分数 占78% 占21% 占0.94% 占0.03%占0.03%
3.思路解析:考查对纯净物和混合物的理解。
答案：一种 多种
4.思路解析:空气中的污染物主要是二氧化硫等有害气体和灰尘等颗粒状物质。
答案：有害气体 烟尘
5.思路解析:本题考查惰性气体的性质及用途。
答案：氦 氖 氩 氪 氙 不与 保护气 不同颜色的光 灯具制造业
6.思路解析：本题考查氧气的物理性质。
答案：无 没有 略大 不易 淡蓝色
7.思路解析：本题考查氧气的基本化学性质：可以支持燃烧。
答案：比较活泼 氧化性 氧化剂 复燃
8.思路解析：本题考查化合反应和氧化反应的概念。能够提供氧元素的是氧气或含氧化合物。
答案：另一种物质 氧[来^:z&z~step.c*#m]
9.思路解析：本题考查铝丝在氧气中燃烧，生成氧化铝，放出大量的热。玻璃容器容易炸裂，必须垫上一层水和细沙；考查氧气的制备和蜡烛燃烧等的反应文字表达式。
答案：(1)防止生成的四氧化三铁炸裂集气瓶
(2)①铁+氧气四氧化三铁
②高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气
③石蜡水+二氧化碳
【能力提升】
1.思路解析：这是一道有关空气污染的考题。增加绿地面积，可以增加光合作用，把二氧化碳转化为氧气；少用煤作燃料，可以减少二氧化硫的排放；汽车改用清洁燃料，可减少有毒气体的排放；焚烧落叶，会产生大量烟污染空气。[来:zz^step~@.&cm*]
答案：A
2.思路解析：本题属于开放性题目。旨在通过对生活常识的了解和化学课堂了解的有关知识进行解答。
答案：风吹草动、扇扇子感到有凉风、空瓶子投入水中产生气泡等都可以作为答案[w%~ww@.zzstep*.^cm]
3.思路解析：该装置原理与教材空气中氧气含量测定实验原理相似。白磷受阳光照射一段时间后，温度升高，一旦达到其着火点后，便可自燃，耗掉装置中的氧气，体系压强便低于大气压强，于是在大气压的作用下，甲瓶中的气球便自动膨大。
答案：乙瓶内白磷自燃；产生白烟，冷却后瓶壁上有白色固体出现；甲瓶中气球自动膨大 白磷受阳光照射一段时间后，温度升高，一旦达到其着火点后，便可自燃，耗掉装置中的氧气，体系压强便低于大气压强，于是在大气压的作用下，甲瓶中的气球便自动膨大[w^ww&.#*zzstep.cm%]
4.思路解析：这是一道与生活紧密相关的题目。考查的是食品的防腐问题。（1）是采用真空包装，使微生物不能繁殖，使食品缺少氧气而不能发生缓慢氧化而变质；（2）是采用充气包装，充入的气体必须无毒、不与食品发生反应，且易得、廉价的气体，N2是最好的选择，氧气、氮气都是空气的主要成分，空气是宝贵的自然资。
答案：氧 氧化 （2）将燃着的木条伸入该气体中，火焰熄灭，将该气体通入澄清的石灰水，石灰水不变浑浊 ①CO2 ②N2和CO2
5.答案：B
6.答案：向鱼缸内送氧气 氧气不易溶于水，可供给呼吸
7答案：氧气 硫磺 二氧化硫 二氧化碳