初三化学一轮复习讲义 第02讲 空气和物质的构成（基础版）

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空气1、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）。 2、空气的成分和组成 空气成分 O2 、N2 、CO2 、稀有气体、 其它气体和杂质体积分数 21% 、78% 、0.03% 、0.94% 、0.03% （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5 e、探究： ①液面上升小于 1/5 原因：装置漏气，红磷量不足，未冷却完全 ②能否用铁、铝代替红磷？不能 原因：铁、铝不能在空气中燃烧 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 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,臭氧层破坏和酸雨等 保护：加强大气质量ⴁ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，积极植树、造林、种草等 （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） 6.氧气 (1)氧气的化学性质：特有的性质：支持燃烧，供给呼吸 (2)氧气与下列物质反应现象 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 镁发出耀眼的白光，放出热量，生成白色固体 铝、铁 剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体(Fe3O4) 石蜡 在氧气中燃烧发出白光，瓶壁上有水珠生成，产生使澄清石灰水变浑浊的气体 * 铁、铝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 *铁、铝在空气中不可燃烧。 (3)氧气的制备: 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）6 实验室制氧气原理 2H2O2 ===MnO2 2H2O + O2↑ 2KMnO4 ===△ K2MnO4 + MnO2 + O2↑ 2KClO3=== MnO22KCl+3O2↑ （4）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 收集装置：根据物质的密度、溶解性 （5）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—固—点—收—移—熄 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 （6）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 7、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。 8、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 9、常见气体的检验方法7 通电 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 9、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、事物腐烂、酒的酿造 共同点：①都是氧化反应 ②都放热  【随堂练习】一、选择题（本大题共12小题，每小题2分，共24分；在每小题列出的四个选项中，只有一项符合题意）1．（2分）下列物质在空气或氧气中燃烧观察到的现象描述正确的是（　　）A．硫在空气中燃烧产生明亮的蓝紫色火焰，生成有刺激性气味的气体 B．红磷在空气中燃烧产生大量白雾 C．木炭在氧气中燃烧，发出白光，生成黑色固体 D．铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体2．（2分）下列有关实验现象描述正确的是（　　）A．红磷燃烧产生大量白色烟雾 B．硫在氧气中燃烧产生蓝紫色火焰 C．铁在空气中燃烧生成黑色固体 D．镁在空气中燃烧生成氧化镁3．（2分）下列关于空气的成分、用途和污染的说法正确的是（　　）A．氧气约占空气质量的21% B．稀有气体约占空气体积的0.03% C．医疗上可在液氮冷冻麻醉条件下做手术 D．煤不充分燃烧产生的一氧化碳会造成酸雨4．（2分）下列关于实验现象的描述正确的是（　　）A．镁条在空气中燃烧，产生大量的白色烟雾 B．铁丝在氧气中燃烧，生成黑色固体四氧化三铁 C．木炭在氧气中燃烧，生成黑色固体 D．硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰5．（2分）下列关于空气的说法中，正确的是（　　）A．空气中氮气约占总质量的78% B．臭氧也是空气成分之一，主要分布在距地面10～50km的高空 C．空气中的各种成分保持着它们各自的性质，相互之间没有发生化学变化 D．二氧化碳在空气中含量增多会引起全球温室效应加剧，因此二氧化碳属于空气污染物6．（2分）有一位同学暑假去西藏发生了严重的高原反应，医生让他吸氧后症状缓解。吸氧可以帮助人克服高原反应的原因是（　　）A．氧气是无色无味的无毒气体 B．氧气可以燃烧 C．吸氧为人体呼吸提供了适量的氧气 D．氧气可以支持燃烧7．（2分）摘录某同学实验记录本中有关实验现象的记录，其中肯定有误的是（　　）A．硫在氧气中燃烧，会发出明亮的蓝紫色火焰，产生有刺激性气味的气体 B．细铁丝在氧气中点燃时，剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体 C．点燃一氧化碳时，火焰呈蓝色，产物能使澄清石灰水变浑浊 D．木炭在空气中燃烧时，发出白光，产生大量白烟8．（2分）2015年6月1日晚，载有456人的“东方之星”客船在长江中游遇龙卷风翻沉．党和国家高度重视，全力抢救，从翻沉客船中成功搜救出幸存者．说明沉船内残存空气中的氧气，具有的用途是（　　）A．作还原剂 B．作保护气 C．供给呼吸 D．支持燃烧9．（2分）将过氧化氢溶液与二氧化锰混合可得到一种气体，关于这种气体性质的叙述正确的是（　　）A．它是人类生存不可缺少的物质 B．它是具有轻微刺激性气味的气体 C．它可以燃烧 D．它易溶于水10．（2分）如图所示装置，有洗气、储气等用途。医院给病人输氧气时，也利用了类似的装置。以下说法不正确的是（　　）A．B导管连接供氧钢瓶 B．B导管连接病人吸氧导气管 C．该装置可用来观察是否有氧气输出 D．该装置可用来观察输出氧气的速度11．（2分）实验室加热高锰酸钾制氧气，可直接采用的发生装置是（　　）A． B． C． D．12．（2分）图中能表示氯酸钾和二氧化锰制氧气时，二氧化锰在反应混合物中的质量分数（a%）随时间（t）变化的曲线图的是（t1时表示恰好完全反应）（　　）A． B． C． D．二、填空题（共24分）13．（6分）澄清石灰水露置于空气中会逐渐变浑浊，这说明空气中含少量的　   　；盛冰水的杯子，放在常温下的空气中外壁会潮湿，这说明空气中含有　   　；红磷燃烧所消耗的气体是空气中的　   　．（填物质的名称或化学式均可）14．（12分）写出下列反应的文字表达式：（1）过氧化氢溶液与二氧化锰混合　   　；（2）铁丝在氧气中燃烧　   　；（3）红磷燃烧　   　；上述反应中，属于化合反应的是　   　，属于分解反应的是　   　属于氧化反应的是　   　．15．（6分）某淡黄色固体A，在空气中点燃后发出微弱的淡蓝色火焰，放入无色气体B中，发出蓝紫色火焰，并都生成有刺激性气味气体C，试推断：A　   　、B　   　、C　   　．三、实验探究题（共52分）16．（10分）某校研究性学习小组采用如图所示装置，利用镁条测定空气中氧气含量的实验，待实验结束装置冷却后打开止水夹，水进入集气瓶中，水的体积约占集气瓶体积的70%．（1）仪器A的名称是　   　．（2）燃烧冷却后打开止水夹，水能进入集气瓶中的原因是　   　（3）如果镁条只和空气中的氧气反应，则进入集气瓶中水的体积最多不超过其容积的　   　%；现进入集气瓶中水的体积约占其容积的70%，根据空气的组成可推知减少的气体中一定还有　   　．（4）根据上述信息和所学知识，你认为能用来测定空气中氧气含量的药品应具备的条件是　   　．17．（20分）图是实验室常用的实验仪器与装置。依据题目要求回答下列问题。（1）写出标号仪器的名称：①　   　；②　   　。（2）制取氧气有多种方法，如分解过氧化氢、加热高锰酸钾、　   　等。（3）采用分解过氧化氢制取氧气有许多优点，如　   　（填序号）。①产物无污染  ②不需加热③需加热  ④生成物只有氧气（4）甲同学用分解过氧化氢的方法制取并收集氧气应分别选择装置　   　（填字母）；除过氧化氢溶液外，通常还需要的一种药品是　   　，其作用是　   　；加入药品前应注意检查装置的　   　性。（5）乙同学选择装置A以高锰酸钾为原料制取氧气，他在该装置试管内的导管口处添加了一小团棉花，其目的是　   　。（6）丙同学对乙同学的制氧装置产生了质疑。他认为加热高锰酸钾时，在试管较小的空间内氧气浓度高且温度也较高，而棉花是易燃物质，实验时可能会发生危险，他建议采用不易燃烧的丝状物质代替棉花更安全。丙同学的观点是否正确？你认为最科学的判断依据是　   　（填序号）。①依据教科书的观点②依据老师的观点③依据实验事实18．（10分）使用如图所示装置加热高锰酸钾制取氧气。（1）写出加热高锰酸钾制氧气的文字表达式：　   　。（2）指出图示装置中一个明显不足之处：　   　。（3）氧气收集完成后，测得其纯度明显偏低，原因可能是　   　（填字母，可多选）。A．高锰酸钾中混入了二氧化锰B．收集前，集气瓶中未注满水C．收集后，集气瓶中仍有少量水D．未见气泡连续均匀地冒出时就开始收集（4）在研究“适于制取氧气的物质及其反应条件”的过程中，某同学完成了下表所示的系列实验：序号实验能否生成氧气A加热高锰酸钾能B加热二氧化硅不能C加热氧化钠不能D加热水不能E电解水能①根据实验A、B、C，可以得出的结论是：在一定条件下，　   　。②根据实验D、E，可以得出的结论是：　   　是影响物质能否反应产生氧气的重要因素。19．（12分）小安研究和控制化学反应条件有重要意义。（1）同学们想探究过氧化氢溶液的浓度对反应速率的影响，在其他条件相同的情况下进行了三次实验，记录各收集一瓶相同体积的氧气所需要的时间。实验30%过氧化氢溶液的质量/g加入的水的体积/mL二氧化锰的质量/g收集时间/s11040520022030510033020　   　67①取用二氧化锰的仪器是图1中的　   　（填编号）。②写出上述反应的文字表达式：　   　。③实验3中，加入的二氧化锰质量为　   　g。④相同条件下，实验3产生氧气的速率最快，说明　   　。（2）同学通过查阅资料得知，过氧化氢溶液在70℃以上会较快分解产生氧气。为了验证加热过氧化氢溶液也可以产生氧气，同学们选择如图2所示装置（气密性良好）进行实验。实验中观察到试管内产生气泡，但将带火星的木条放在导管口没有复燃，可能的原因是　   　，同学分析原因后，采用了　   　法收集气体，再检验，证明加热过氧化氢溶液也可产生氧气。