第2单元 空气-【知识清单】2022-2023学年九年级化学同步必备单元知识清单（人教版）

第2单元  我们周围的空气 考点1   空气中氧气含量的测定1.拉瓦锡研究空气成分用定量的方法实验，第一次明确提出了“空气是由氧气和氮气组成”，其中氧气约占空气总体积的1/5的结论。2.实验室测定空气中氧气含量（1）装置图（见书P27）（2）实验原理   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）（3）实验现象  （白磷着火点：40oC 红磷着火点：240oC）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。（补充：烟：固体的小颗粒；雾：液体的小液滴）（4）实验结论：氧气约占空气总体积的1/5。（5）反应原理:文字表达式：磷 + 氧气       五氧化二磷  符号表达式：P + O2       P2O5（6）氧气的体积分数=（氧气的体积➗被测定空气的总体积）✖️100%（7）注意事项①所用的红磷必须过量。（若红磷过少则氧气没有充分消耗,测量结果偏小）②要等集气瓶（装置）冷却到室温后才能打开弹簧夹。（瓶内剩余气体仍然膨胀，剩余气体体积偏大，使得进入集气瓶内的水偏少，测量结果偏小）③装置的气密性要好。（漏气会使外面空气漏进来，测量结果偏小）④要先夹紧橡皮管，然后再点红磷，迅速伸入集气瓶立即塞紧瓶塞。（伸入过慢，瓶内气体受热膨胀逸出或未夹紧弹簧夹，导致燃烧时气体受热膨胀逸出，测量结果偏大）（8）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（9）药品选择思考：①可否换用木炭、硫等物质？不能，因为木炭或硫燃烧会产生气体，造成瓶内气体体积变化小）。改进：将集气瓶内的水换成氢氧化钠溶液吸收气体二氧化碳、二氧化硫。②可否换用铁丝？答：不能，铁丝在空气中不燃烧。③可否换用镁？答：不能，镁能与氧气、氮气、二氧化碳都发生燃烧。小结：药品选择：物质能在空气中燃烧且只与氧气反应，燃烧后的生成物为固体或液体（体积忽略不计）。（10）集气瓶中水的作用：（1）吸收有毒的五氧化二磷（固体）  （2）吸热加快降温防止热的燃烧物溅落炸裂瓶底。（11）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）（12）拓展：集气瓶压强变化燃烧开始，消耗氧气使得压强减小，但同时燃烧放出的大量热使瓶内压强增大。燃烧放热引起的压强增大大于消耗氧气的压强减小，所以总的效果是压强增大。待燃烧结束后，剩余气体慢慢冷却，压强减小，减小到比初始压强更小（减少的部分就是被消耗的氧气体现的压强变化）。打开弹簧夹或者打开装置后，水流入集气瓶，瓶内压强迅速恢复到和外界大气压相同。（13）其他的测量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。  考点2   物质的简单分类1.物质的分类：纯净物和混合物①纯净物：由一种物质组成的。（可用化学符号表示）②混合物：两种或多种物质组成的。这些物质相互间没有发生化学反应，各物质都保持各自的性质。 考点3   空气成分及用途1.空气是混合物，主要成分（按体积分数）：（氮气与氧气体积比约为4:1）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%。2.空气是宝贵的资源 氧气氮气稀有气体主要性质无色、无味气体，不易溶于水，不可燃，能支持燃烧，能供给呼吸。无色、无味气体，难溶于水，不燃烧也不支持燃烧，不供给呼吸，化学性质不活泼。无色、无味气体，通电时能发出不同颜色的光（物理性质），化学性质很不活泼（不易和别的物质反应）。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 考点4   空气污染与防治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.污染来源：化石燃料的燃烧，工厂排放的废气，汽车排放的尾气。3.污染危害：损害人体健康、影响作物生长、破坏生态平衡。4.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）重点： 二氧化碳能造成温室效应加剧，但不是空气污染物和有害气体5.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。6.目前空气污染指数包括：一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、可吸入颗粒物、臭氧。7.未来化学将朝着“绿色化学”“绿色消毁”和“绿色生产”的方向发展。“绿色化学”的核心是利用化学原理从源头消除污染。特点：①充分利用资源和能源，原料无毒无害      ②减少向环境排放废物③原料中的原子全部被消纳，实现零排放    ④生产出环境友好产品。 考点5   氧气的物理性质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，降温后，氧气变为淡蓝色的液体，继续降温呈淡蓝色雪花状。②密度：标准状况下，密度略大于空气（可用向上排空法收集）③溶解性：氧气不易溶于水（可用排水法收集） 考点6   氧气的检验和鉴别1.氧气的化学性质很活泼  具有助燃性（支持燃烧）和氧化性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。拓展：物质的鉴别思路：利用物质性质差异，逻辑顺序是实验操作→观察现象→得到结论，现象与结论一一对应。实例：鉴别氧气、空气、二氧化碳、氮气最简单的方法：先分别伸入燃着的木条，燃烧更旺的是氧气，正常燃烧的是空气，熄灭的是氮气和二氧化碳；分别向小木条熄灭的两种气体中倒入澄清石灰水，振荡，若澄清石灰水变浑浊的是二氧化碳，无明显变化则是氮气。注意：有空气和氧气的鉴别，用燃着的木条，不用带火星的木条。  考点7   氧气的化学性质（一）与非金属（碳、硫、磷）的反应1.木炭（黑色固体）燃烧现象：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。文字表达式：碳+ 氧气二氧化碳     符号表达式：C + O2CO2  2.硫粉（淡黄色）燃烧 现象：空气中发出微弱的淡蓝色火焰；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。文字表达式：硫+ 氧气 二氧化硫    符号表达式 ：S + O2 SO2注意事项：实验时，要在瓶底装少量水（吸收二氧化硫，防止污染空气）。3.红磷（暗红色固体）燃烧现象：氧气中剧烈燃烧，放出热量，生成大量的白烟文字表达式：磷 + 氧气 五氧化二磷   符号表达式： P + O2 P2O5注意：五氧化二磷（P2O5）是固体，不是气体 （二）与金属（铁）的反应1.铁丝（银白色固体）燃烧现象：空气中红热，不燃烧；氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成一种黑色固体。文字表达式：铁 + 氧气四氧化三铁     符号表达式：Fe + O2 Fe3O4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瓶底炸裂。 （三）与其他物质的反应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。 （四）总结  氧气是一种化学性质比较活泼的气体，在一定的条件下，能与许多物质发生反应并放出大量的热。在这些反应中，氧气提供氧，具有氧化性。2.物质在氧气中燃烧程度比空气中剧烈，说明物质燃烧程度，与氧气的浓度大小成正比；3.物质燃烧时的现象一般气体燃烧会产生火焰；固体直接燃烧产生光或者火星；生成物有固体时，一般都会产生烟。 考点8   氧气的工业制法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:      膜分离技术（物理变化）考点9   氧气的实验室制法1.过氧化氢溶液（俗称“双氧水”）（1）药品：过氧化氢溶液（主要成分H2O2）和二氧化锰（黑色粉末 MnO2）（2）反应原理：文字表达式：过氧化氢 水+氧气  符号表达式：H2O2 H2O + O2注：MnO2在该反应中是催化剂，起催化作用（3）装置：固液常温型（4）注意事项：①长颈漏斗下端管口应该伸入液面以下（液封），防止生成的气体从长颈漏斗中逸出；②导管只需略微伸入试管塞，便于气体的导出；③装药品时，先装固体后装液体；④该装置的优点：可以随时添加液体。2.氯酸钾或高锰酸钾制取氧气（1）药品：高锰酸钾（暗紫色固体）、氯酸钾（白色固体）与二氧化锰（黑色粉末）（2）反应原理：   文字表达式：氯酸钾 氯化钾  +  氧气   符号表达式：KClO3 KCl + O2文字表达式：高锰酸钾 锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气符号表达式：KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2（3）装置：固体加热型（高锰酸钾加一团棉花，氯酸钾不需要加棉花）（4）高锰酸钾制氧气的操作步骤：① 连：连接装置，先下后上，从左到右的顺序。② 查：检查装置气密性，将导管的一端浸入水槽中，用手紧握试管外壁，若水中导管口有气泡冒出，松开手后，导管口出现一段水柱，证明装置不漏气。③ 装：装入药品（药匙或纸槽）试管口塞一团棉花，防止加热时粉末进入导气管，堵塞导管。④ 定：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。⑤ 点：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。⑥ 收：收集气体。排水法收集集气瓶装满水倒扣在水中，导管略伸进集气瓶口，当气泡连续均匀冒出时开始收集（因为开始排出的气体是空气，会使得收集的氧气不纯）；当集气瓶口有大量气泡往外冒时，氧气收集满，在水下用玻璃片盖住瓶口，移出水槽，集气瓶正放在桌面上(氧气密度比空气大，正放)，防止气体逸出。向上排空气法收集集气瓶正放在桌面上，导管应伸入集气瓶底部（为了排尽瓶内空气），验满时，将带火星的木条放在集气瓶口，若复燃，则氧气已收集满。⑦移：先将导管移出水面 ⑧熄：再停止加热实验结束后，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。3.检验和验满    检验：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：用带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明已满。多功能瓶在出气口验满。 考点10   催化剂1.概念：在化学反应中能改变其他物质的反应速率，但本身的化学性质和质量在反应前后不变的物质。2.特点：一变（改变反应速率，加快或减慢）；两不变（质量、化学性质不变）理解：①催化剂不能改变生成物的质量     ②催化剂不算是反应物也不是生成物（写在反应条件上）③一种催化剂只针对某一类或某一个反应，不同的反应，催化剂可能相同，某一反应的催化剂可能不只一种证明某物质是催化剂：①证明是否改变反应速率：相同条件下，加或者不加药品对比实验；②证明质量是否改变：实验前称量一次，实验后分离出来再称量一次；③证明化学性质是否改变：将分离出来的物质再进行实验①的操作，观察是否还能改变反应速率。拓展：影响某反应的反应速率的因素反应物浓度、反应温度、反应物接触面积、是否有催化剂、催化剂种类、催化剂质量等等。 考点11   实验室制取气体装置 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 考点12   化学反应的分类基本反应类型①化合反应：由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应。（“多变一”）②分解反应：由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应。（“一变多”）非基本反应类型：氧化反应：物质与氧发生的化学反应。（注意：是“氧”而不只是限于“氧气”）有氧气参加的反应一定属于氧化反应。3.氧化反应不一定是化合反应（石蜡的燃烧生成了水和二氧化碳两种物质），化合反应不一定是氧化反应。 考点13    与氧气相关的物质转化关系