科学八年级下册第3章 空气与生命第1节 空气与氧气教学演示课件ppt
展开空气、水和土壤等物质一起养育了地球上的生命。
空气与生命、与人类的生活和生产有着怎样的密切联系?
空气中含有什么?这个问题曾经困扰人类很久。
18世纪中叶以前,人们一直把空气看作是一种成分单一的物质。
1.如图所示,用大针筒把空气压进石灰水中。 石灰水是否变浑浊? 。这说明空气中含有 。
实验结论:空气中含有 ,但是含量 。
2.取一瓶空气和一瓶氧气,把一根燃着的木条先后插入两集气瓶中,观察木条在两集气瓶中燃烧的剧烈程度是否相同。________。___________________。合理的解释是 ________________________________________。
空气中氧气浓度被另一种气体(氮气)稀释了
实验结论:空气中含有 。
请设计一个实验来证明空气中含有水蒸气?
原理:无水硫酸铜与水变蓝。
通过以上的活动可以初步确定,空气中至少含有CO2、O2和水蒸气(H2O)等物质。空气是混合物。
那么空气混合物主要的成分是什么物质呢?
为了搞清楚空气的成分,很多科学家致力于这方面的研究,如瑞典化学家舍勒和英国化学家普里斯特里。其中最有名的就是1777年法国化学家拉瓦锡做的实验。
拉瓦锡首先通过实验得出空气是由氮气和氧气组成,其中氧气约占空气总体积的1/5的结论。
首先通过实验得出了空气是由氮气和氧气组成。
测定空气中氧气含量的实验
红磷在密闭容器内充分燃烧,消耗了空气中的氧气,生成五氧化二磷固体。容器内压强减小,大气压将烧杯中的水压入广口瓶中,水的体积正好填补消耗掉的氧气的体积,从而确定空气中氧气的体积分数。
1.按图把装置连接,先在广口瓶内加入少量水,再把剩余的容积用记号划成5等份。
2.点燃燃烧匙内的红磷,立即塞紧瓶塞,观察现象:___________________________________________
红磷继续燃烧,产生大量白烟。过一会儿后熄灭。
3.火焰熄灭后,振荡集气瓶,打开导管上的夹子,出现什么现象?_____________________。瓶内水位变化:____________________________________;消耗的气体跟余下的气体的体积比为_________。
水从烧杯被压入广口瓶内
水位上升,水的体积约占瓶容积的1/5
实验结论:空气中氧气的体积约占总体积的1/5。
19世纪末,科学家又通过大量实验发现,空气里还有氦、氩、氙等稀有气体。
1.实验时为什么要选用红磷,用木炭代替红磷是否可行?为什么?
不可以。木炭燃烧产生二氧化碳气体,不能使瓶内气压有效减小。
(2)瓶内氧气没有耗尽;
(3)装置漏气(如塞子未塞紧、燃烧匙与橡皮塞之间有缝隙等),使外界空气进入瓶内;
(4)未冷却至室温就打开弹簧夹,使进入瓶内的水的体积减少。
2.在这个实验中,为什么有时气体减少的体积小于1/5呢?导致结果偏低的原因可能有哪些?
3.实验中有时气体减少的体积大于1/5,又是为什么呢?
(1)点燃红磷后,插入燃烧匙时,瓶塞子塞得太慢,使得瓶中空气受热膨胀,部分空气溢出;
(2)实验开始时,没有夹或没夹紧止水夹。
4.此实验说明剩余气体有哪些性质(至少两点)。
(1)不燃烧也不支持燃烧;
大量的科学实验表明空气中各成分的体积大约是:氮 气 (78%)氧 气 (21%)稀有气体 (0.93%)二氧化碳 (0.04%)水蒸气等其他气体和杂质( 0.03%)
在通常情况下,空气中各成分的比例保持相对稳定。
空气是一种重要的天然资源,在人们的生产生活中有着广泛的用途。你能说出空气的用途吗?
无色、无味、性质较不活泼的气体
3.燃料在氧气中燃烧后产生的高温火焰可用来切割或焊接金属
1.充入灯泡中,延长灯泡的使用寿命;
2.充入食品包装袋防腐,保鲜;
3.制造化肥、炸药的重要原料;
4.用作致冷剂,医疗上常用液氮冷冻麻醉或冷藏人体细胞组织
1.霓虹灯内充气,稀有气体通电后能发出不同颜色的光;
2.激光技术,制造低温环境(氦气)用于医疗麻醉(氙气)等
氧气的用途由什么决定的呢?
那氧气的性质又由什么决定的呢?
1.我们用什么研究方法来研究氧气的性质呢?
2.如何把氧气从医用氧气袋中分装到集气瓶中呢?这跟氧气的什么物理性质有关?
(氧气密度比空气略大)
3.盛满氧气的集气瓶,正放还是倒放在桌上?
1.向上排空气法(瓶口向上)。
是由大量氧分子构成的;
每个氧分子是由两个氧原子构成的
常温下1升水中大约能溶解30毫升的氧气
比空气密度(1.293克/升)略大;
在标准状况下氧气的密度为1.429克/升
此温度下凝固成雪花状的蓝色固体
此温度下液化成淡蓝色的液体
(在1.01×105帕下)
1.观察一瓶氧气的颜色和状态。
氧气是一种___色___味的气体。
2. 用手轻轻地在瓶口扇动,使少量氧气飘进鼻孔,闻一闻它的气味。
1.氧气是一种____色____味的气体;
3.密度比空气____;
4.低温下可液化成_____色___体,也可凝固成_____状____色___体。
思考:你能总结出氧气的物理性质了吗?
将一根带火星的木条伸入充满氧气的集气瓶里,观察产生的现象。_______________
你能得出氧气又具有什么性质?
反应前物质颜色状态是怎样的?
反应在什么条件下发生?
反应过程中有哪些现象?
反应后生成物质颜色状态又是怎样的?
红磷是___色的固体粉末
磷在纯氧中燃烧放出___________,
手摸集气瓶外壁的感觉是____,说明磷燃烧能____热
五氧化二磷(化学式为_____)
硫是____色的固体粉末
硫在纯氧中燃烧发出___________火焰,
生成一种具有_______气味的气体,
二氧化硫(化学式为_____)
(空气中燃烧发出____________火焰)
1.用镊子夹取一小块木炭,放在酒精灯外焰加热成发红状态,伸进盛有氧气的集气瓶里,观察现象。等燃烧停止后,立即向瓶内倒进一些澄清的石灰水,振荡,观察石灰水发生什么变化?
木炭在氧气中燃烧更___,发出___光,
生成一种使澄清石灰水变_____的气体
二氧化碳(化学式为_____)
2.取一根光亮的细铁丝绕成螺旋状,一端系上一根火柴,另一端系在一根粗铁丝上,点燃火柴,待火柴临近烧完时,缓缓伸进盛有氧气、瓶底预先装有少量水或铺上一层细砂的集气瓶里(为什么?),不要触壁。观察发生的现象。
铁丝是_____色的金属
铁丝在纯氧气中__________________
生成一种___色的固体
四氧化三铁(化学式为_______)
2.硫在空气和氧气中燃烧现象不同;铁丝在空气中不能燃烧,而在纯氧中可以燃烧。你认为其中的原因是什么?
同种物质,反应条件不同,实验现象不同。
1.铁丝在氧气中燃烧实验中,为什么集气瓶底预先装有少量水或铺上一层细砂?
防止生成的熔化物溅落而炸裂瓶底。
3.你能总结出氧气的化学性质了吗?
氧气是一种化学性质比较活泼的气体。
思考:你知道空气冷冻分离法制取氧气的原理吗?
利用氧气与氮气的沸点不同。
2.膜分离技术分离法:
思考:上述两种工业制氧过程,是属于什么变化过程?
都是属于物理变化过程。
3.氧气的实验室制法:
(1)制取原理:分解含氧化合物。
高锰酸钾(KMnO4)
氯酸钾(KClO3)
取三只小试管,分别装上少量①氯酸钾(KClO3);②二氧化锰(MnO2);③氯酸钾和二氧化锰混合物。(KClO3 + MnO2)。绑在一起在酒精灯外焰上加热,用带火星的线香去检测产生的氧气。
③氯酸钾和二氧化锰混合物(KClO3 + MnO2)最先使带火星的线香复燃。
①氯酸钾(KClO3)熔化后才使带火星的线香复燃。
②二氧化锰(MnO2)不会使带火星的线香复燃。
实验结论:MnO2起加快反应作用。
二氧化锰(MnO2)只起改变反应速度的作用,本身的质量和化学性质在反应前后都没有改变。这种物质叫做催化剂。工业上又叫做触媒。
催化剂在反应中起催化作用。
1.催化剂不一定加快反应速率,也有减慢反应速率。
2.催化剂的物理性质在反应前后可以改变。
3.催化剂在反应中可以参与反应而发生变化,但反应结束时又能转化回原来的物质。
4.催化剂只影响反应速率,不影响最终产量。
5.同一反应可采用多种催化剂。
发生装置的选择依据:反应物、生成物的状态及反应条件。
收集装置的选择依据:气体的溶解性、密度。
连接顺序:从左到右,从下到上。
2.导管应稍露出橡皮塞;
3.酒精灯应用外焰加热;
4.铁夹应夹在离试管口1/3处;
5.火焰应加热在试管底部;
6.酒精量不少于1/4,不多于2/3;
7.排水收集时导管不能太长。
铁夹应夹在试管中上部;
导管伸入集气瓶口即可;
如何检查装置的气密性?什么现象能说明装置不漏气?
检查装置的气密性方法:
将导管的出口浸入水中,手握试管等容器,如果有气泡从导管口逸出,放手后导管末端回流一段水柱,表明装置不漏气。
从漏斗注入一定量的水,使漏斗下端浸没,塞紧橡皮塞,夹紧弹簧夹后,继续加水,使漏斗管内的液面高于瓶内液面,停止加水观察。液面差不变,表明装置不漏气。
Ⅰ.检查装置的气密性;
Ⅱ.在试管中装入约7克高锰酸钾,并把一团棉花放在试管口,用带导管的橡皮塞塞紧管口,使试管口略向下倾斜,固定在铁架台上;
Ⅲ.来回移动酒精灯,使试管受热均匀后将火焰集中在药品处加热;
Ⅳ.当气泡连续、均匀地放出后,再把导管口伸入盛满水的集气瓶里,收集气体;
Ⅴ.停止加热时,先把导管移出水面,然后再熄灭酒精灯;
Ⅵ.观察收集气体的颜色。
1.为什么在试管口要放一团棉花?
2.为什么试管口要略向下倾斜?
防止高锰酸钾粉末进入导管。
防止试管口的冷凝水倒流入试管底而使试管破裂。
防止试管受热不均而破裂。
为了排尽试管内的空气,防止收集的氧气不纯。气泡连续、均匀地放出时可以开始收集气体。
4.为什么刚出现气泡时不能立即收集?什么时候才可以开始收集气体?
3.为什么要来回移动酒精灯使试管受热均匀?
5.集满氧气后,为什么要先从水槽中移出导管,再熄灭酒精灯?
防止水槽中的水倒吸入试管而使试管破裂。
6.为什么导管不能伸入试管太长?
有利于试管内空气排出。
思考:为什么可以用排水法收集气体?
氧气不易溶解于水(常温下1升水溶解30毫升O2)。
2.转动分液漏斗的活塞,滴加过氧化氢,待装置中排净空气后,用排水法收集气体并验证收集的是氧气。
1.在分液漏斗中加入20~50毫升15%的H2O2,在烧瓶中加入50毫升水及0.5克MnO2;
思考:用排水法收集氧气方法外,还可以用什么方法收集氧气?
(因为氧气密度比空气略大)。
(6)氧气收集及检验:
向上排空气法收集氧气,你如何知道氧气收集满了?
用一根带火星的木条放于集气瓶口,看木条是否复燃。
带火星的木条伸入瓶中,如果复燃,证明是氧气。
带火星的木条伸到瓶口,如果复燃,说明已满。
分解反应: 由一种物质生成两种或两种以上的物质的反应叫做分解反应。
由两种或两种以上的物质生成一种物质的反应叫做化合反应。
用氯酸钾制取氧气时,加入少量的高锰酸钾也能使产生氧气的速度加快。你知道原因吗?
高锰酸钾反应后能产生二氧化锰,二氧化锰能做氯酸钾分解的催化剂。
1.初步学会实验室制取氧气装置的装配、连接方法和气密性检查。
2.初步学会实验室制取氧气的方法和排水集气法收集气体,初步学会粉状固体试剂的使用方法。
3.学习研究氧气性质的方法。
大试管、单孔橡皮塞、橡皮管、玻璃导管、集气瓶、水槽、铁架台 (带铁夹 )、坩埚钳、酒精灯、玻璃片、木条、火柴、粗铁丝、木炭、铝箔、棉花、澄清石灰水、高锰酸钾。
1.组装试管导气管:
大试管、单孔橡皮塞、橡皮管、玻璃导管装配在一起。(试管内的导管不能太长,刚出塞即可,以便于气体导出)
在检查过气密性的试管中,装入约7克高锰酸钾,(平铺管底),并把一团棉花放在试管口,用带导管的橡皮塞塞紧管口。
4.组装装置:按图组装装置。
注意安装顺序:先从下到上,后从左到右。
用排水法收集氧气,先把3瓶集气瓶灌满水(不要留有气泡),倒置在水槽中。
铁夹要夹在试管的中上部(或距管口1/3处)。使试管口略向下倾斜。
(1)点燃酒精灯加热:先均匀加热后,后固定在药品的底部加热;
(2)当气泡连续、均匀地放出后,再把导管口伸入盛满水的集气瓶里,收集气体。
(4)收集完成后,停止加热,先把导管移出水面,然后再熄灭酒精灯。
(3)当气泡向水槽外面冒出,表明一瓶集气瓶已经收集满。(其中2瓶留一点水)。正放在实验桌上。
1.检查装置的气密性。注意安装顺序:先从下到上,后从左到右;2.向试管中装入药品:将高锰酸钾装入干燥的试管,并在试管口处放一团棉花,然后用带导管的单孔橡皮塞塞紧试管;3.将试管固定在铁架台上;4.点燃酒精灯加热,先均匀加热后,后固定在药品的底部加热;
用高锰酸钾制取氧气的操作过程
5.用排水法收集氧气;6.收集氧气结束后,将导管撤离水槽;7.熄灭酒精灯。
步骤简记: “查-装-定-点-收-离-熄”谐音记忆: “茶-庄-定-点-收-利-息”
1.观察收集到气体的颜色:___________
2.用坩埚钳夹取一小块木炭,在酒精灯上烧至____。然后将木炭插入集气瓶内,出现 __________________ 现象。说明集气瓶中有_______________。反应完后,向集气瓶内______________,振荡后,有 _______现象。
3.取一根光亮的细铁丝绕成螺旋状,一端系上一根火柴,另一端系在一根粗铁丝上,点燃火柴,待火柴临近烧完时,缓缓伸进盛有氧气、瓶底预先装有少量水或铺上一层细砂的集气瓶里(为什么?),不要触壁。观察发生的现象。_____________________________________________________。
剧烈燃烧,火星四射,放出大量的热,生成黑色固体物质
4.把 2cm×5cm 铝箔片的一端固定在粗铁丝上,另一端裹一根火柴。点燃火柴,待火柴燃烧尽时,立即把铝箔伸入留有水、充满氧气的集气瓶中,有 _________________________________________现象。
1.在本次实验中,图3-19中哪部分是气体发生装置,哪部分是气体收集装置。
2.做实验时,有时会出现下列问题,其原因是什么?
(1)点燃酒精灯后,立即将火焰集中在试管内的药品部位加热,不久试管发生破裂。
(2)在实验过程中,发现水槽内的水变成了紫红色。
高锰酸钾颗粒经过导气管进入水槽中。
(3)在做氧气性质实验时,木炭伸入集气瓶内,产生的现象与在空气里燃烧的现象相同。
集气瓶内的氧气已经逸出,纯度较低。
稀有气体(0.93%)
二氧化碳(0.04%)
水蒸气等其他杂质(0.03%)
充入灯泡延长使用寿命,用于食品防腐、保鲜,液态氮可作冷冻剂,是制作化肥、炸药的原料。
供给生物呼吸,支持燃料的燃烧。
用作保护气,制成各种用途的电光源。
空气是一种重要的天然资源。
氧气是一种化学性质比较活泼的气体,
氧气能与许多物质(非金属、金属单质等)发生反应。
(1)氧气是一种无色无味的气体;
(3)密度比空气略大;
(4)低温下可液化成淡蓝色液体,也可凝固成雪花状 蓝色固体。
3.氧气检验(鉴别)方法:
用带火星的木条检验氧气的存在。
使带火星的木条复燃的气体是氧气。
1.空气冷冻分离法:利用氧气与氮气的沸点不同。
2.膜分离技术分离法。
反应物、生成物的状态及反应条件。
1.检验氧气的方法是( ) A.用火柴去点燃 B.用带火星的木条去检验 C.倒入澄清的石灰水 D.闻氧气的气味
3.在一个集气瓶中充满了空气。现要除去其中的氧气,又不增加其他气体成分,可选用的可燃物是( ) A.木炭 B.细丝 C.磷 D.硫
2.下列对氧气性质的说法,正确的是( ) A.有可燃性 B.能支持燃烧 C.易溶于水 D.密度比空气小
4.下列物质在氧气中燃烧的主要现象的叙述正确的是( ) A.硫在氧气中燃烧,生成无色、无味的气体 B.木炭在氧气中燃烧生成刺激性气味的气体 C.磷在氧气中燃烧生成的白雾 D.铁丝在氧气中燃烧,火星四射,生成黑色固体物质
5.如图是实验室制取氧气的装置图,请回答:⑴指出编码仪器的名称: A ,B ; C ,E 。⑵如果反应物是高锰酸钾,则在试管口放一小团棉花, 其作用是 。⑶加热反应物,用排水法收集氧气时刻是 , 盛满氧气的集气瓶应 放,原因是 。⑷反应结束时,应先 ,后 ,其目的 是防止 。⑸完全反应后,试管中的残留固体是 。
防止高锰酸钾晶体进入导管,引起堵塞
水槽里的水倒吸进入试管,引起试管炸裂
6.如图是实验室制取、收集有关气体的装置图。请按要求回答下列问题:
(1)用 H2O2制取 O2的文字表示式为 ________________________________(2)要收集 O2,收集装置可选择上述装置中的 ____ 或 _____(填写序号);(3)用发生装置 A 或 B 制取 O2时,A 与 B 相比,A 的优点是 ______________________________________ 。
过氧化氢 水 + 氧气
可以随时补充反应所需双氧水,
7.空气的成份按体积分数计算最大的是( ) A.氧气 B.二氧化碳 C.氮气 D.水蒸气
8.空气中的成分是①氮气;②稀有气体;③氧气; ④二氧化碳;⑤水蒸气等其他杂质气体。按体积分数由多到少的顺序排列正确的是( ) A.⑤④③②① B.①②③④⑤ C.①③②④⑤ D.③①②④⑤
9.下列说法正确的是( ) A.空气的成分是比较固定的,主要由氮气和氧气组成 B.空气中氮气的质量占78%,氧气占21% C.在通常状况下,无色、无味气体一定是空气 D.空气是一种单一的物质,它是由空气一种成分组成
10.如图组装仪器关闭止水夹,通电使红磷燃烧。(1)燃烧的现象是 ______________________ ______________。(2)红磷燃烧一段时间后,自动熄灭了,你认为 其原因是 ______________________。(3)冷却后,松开止水夹,你观察到的现象为 ______________________ _____________________。
红磷继续燃烧,产生白烟,
集气瓶内的氧气已消耗完
烧杯里的水倒吸到广口瓶内
集气瓶中的水约占瓶容积1/5
11.用实验的方法首先证明空气是由氮气和氧气组成的科学家是( ) A.舍勒 B.汤姆生 C.拉瓦锡 D.牛顿
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