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空气 氧气知识详解

第一章 空气 氧

第一节 空气

一、教学要求:

1、 空气成分:了解。

2、空气污染与防治:常识性介绍。

二、知识要点;

1、 化学史:

(1)、首先制得氧气的化学家:瑞典化学家舍勒;英国化学家普利斯特里。

(2)、法国化学家拉瓦锡得出空气是由氮气和氧气组成的结论。

2、(1)、空气的成分按体积百分比计算:氮气78%、氧气21%、稀有气体0.94%、二氧化碳0.03%、其他杂质和气体0.03%。

(2)、稀有气体包含:氦、氖、氩、氪、氙、氡六种物质,其化学性质很稳定,一般不参加化学反应。

3、空气成分测定实验:红磷或白磷在钟罩内燃烧,产生大量白烟,钟罩内水面逐渐上升,最终水面上升为原空气体积的1/5左右。消耗的是氧气,余下的主要是氮气。

4、空气污染物主要分为粉尘和气体污染两大类。气体污染主要来源于矿物燃料(主要指煤和石油)的燃烧和工厂废气的排放。气体污染主要有一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮等气体。

5、空气成分体积计算,氮气大约占4/5,氧气大约占1/5。

空气是一种无色、无气味的混合气体,各种气体基本上均匀混合。氮气是无色、无气味的气体,不供呼吸,不支持燃烧,化学性质比较稳定。而氧气化学性质比较活泼。

第二节 氧气的性质和用途

一、教学要求:

1、氧气的物理性质和用途:了解。 2、氧气的化学性质:掌握。

3、化合反应:理解,并能够对学习过的典型反应进行分类。

4、氧化反应:理解。

二、知识要点;

1、氧气的物理性质:氧气通常是一种无色、无气味的气体(氧气的液体和雪花状固体都是淡蓝色)。标态下密度为1.429克/升,密度比空气略大,微溶(或不易溶)于水。工业中常加压储存于天蓝色钢瓶中。

2、氧气的化学性质:氧气是一种比较活泼的气体,可燃物在氧气中燃烧更旺,在空气中不易燃烧的铁、铜、铝等金属也可以在氧气中燃烧(助燃性)。供呼吸也属于化学性质。

(1)、碳在氧气中燃烧:碳+氧气 点燃二氧化碳

C + O2 点燃 CO2

现象:燃烧更旺、发白光(在空气中发红光)、放热、生成使澄清石灰水变浑浊的气体。

(2)、硫在氧气中燃烧:硫+氧气点燃 二氧化硫

S + O2 点燃 SO2

现象:在空气中淡蓝色火焰、在氧气中明亮蓝紫色火焰、燃烧更旺、放热、生成有刺激味气体。

(3)、磷在氧气中燃烧:磷 +氧气 点燃五氧化二磷

4p + 5O2 点燃 2p2O5

现象:燃烧更旺、发黄光、大量白烟、放热、生成白色固体。

(4)、铁在氧气中燃烧:铁+ 氧气 点燃 四氧化三铁

3Fe + 2O2 点燃 Fe3O4

现象:剧烈燃烧、火星四射、生成黑色固体、放热。

* 在集气瓶底部放少许水或细沙的目的:防止高温熔化物溅落、炸裂瓶底。

(5)、石蜡在氧气中燃烧:石蜡 + 氧气 点燃 二氧化碳 + 水

现象:燃烧更旺、发白光、放热、瓶壁有液滴、生成使澄清石灰水变浑浊的气体。

(6)其他许多物质也能够在氧气中燃烧:

2Mg+O2点燃或加热2MgO (镁:Mg 氧化镁:MgO)

2Hg+O2点燃或加热2HgO (汞:Hg 氧化汞:HgO)

2Cu+O2点燃或加热2CuO (铜:Cu 氧化铜:CuO)

4Al+3O2点燃或加热2Al2O3 (铝:Al 氧化铝:Al2O3)

CH4+2O2点燃2H2O+CO2 (甲烷:CH4)

2C2H2+5O2点燃2H2O+4CO2 (乙炔:C2H2 )

3、氧气的用途:

(1)、供呼吸:医疗、登山、潜水、航空等。

(2)、助燃性:炼铁、炼钢、气焊、气割、宇航、液氧炸药等。

4、⑴、化合反应:由两种或两种以上物质反应生成一种物质的化学反应。(由几种变为一种)。

特征和判断依据:多变一。

⑵、氧化反应:物质与氧(不能说成氧气)发生的化学反应。

可以多变一、多变多等。

⑶、化合反应不一定是氧化反应,氧化反应不一定是化合反应。

第三节 氧气的制备

一、教学要求:

1、催化剂、催化作用:常识介绍。 2、氧气的工业制备:了解。

3、氧气的实验室制备:掌握。 4、分解反应:理解。

二、知识要点;

1、氧气的工业制备:(是物理变化)

依据空气中氧气和氮气的沸点不同用分离液态空气的方法制备。

2、 基本概念:

⑴、分解反应:由一种物质反应生成两种或两种以上物质的化学反应。(由一种变为几种)。 特征和判断依据:一变多。

⑵、催化剂:化学反应中改变其他物质的反应速度,本身的化学性质和质量在反应前后都不改变的物质。

⑶、MnO2不是专用催化剂,在反应中起催化作用。

3、 氧气的实验室制备:

⑴、 反应原理:

①、高锰酸钾 加热 锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气

(紫黑色) (绿色) (黑色)

2KMnO4 加热 K2MnO4 + MnO2 + O2↑

②、氯酸钾、氯化钾都是白色

2KClO3

MnO2

2KCl +3O2↑

*MnO2在反应中起催化作用,加热不放出氧气,氯酸钾单独加热到熔化并沸腾才能有氧气放出。

③、水 通电 氧气 + 氢气 (一般不用)

2H2O通电2H2 ↑+O2↑

④、氧化汞 △ 汞 + 氧气

2HgO加热2Hg + O2↑

⑵、反应装置:

⑶、注意事项:

1酒精灯内酒精不超过容积的2/3; 2酒精灯内应该有灯芯; 3加热时用火焰的外焰部分(温度最高);4药品平铺在试管的底部;5试管口应该略低于试管底部(防止水倒流炸裂试管); 6导出气管伸出活塞约0.5cm左右(气体的导出);7铁夹夹在离试管口为全长的1/3处(便于观察); 8用高锰酸钾制备时应在试管口放一小团棉花(防止反应剧烈药品进入导气管、堵塞引起爆炸) 9排水法收集完后,应先将导气管移出水面,最后停止加热(防止水倒吸炸裂试管) *其他见收集和步骤。

(4)、氧气收集方法:①排水法收集;②向上排空法收集

(一般方法:①排水法收集:用于不溶解于水并且不和水反应的气体;应该在气泡均匀、连续时开始收集(提高气体纯度)。②向上排空法收集:用于密度比空气大的气体;应该将导气管接近集气瓶底部(利于空气的排出)。③向下排空法收集:用于密度比空气小的气体;应该将导气管接近集气瓶底部(利于空气的排出)。)

(5)、验满:将带火星的木条放在瓶口,若木条复燃,则说明收集满。

(还可以将燃着的木条放在瓶口,若木条燃烧更旺盛,则说明收集满。但此法常用于几种气体的鉴别)。

(6)、氧气的放置:瓶口向上正放。

(7)、氧气的制备步骤:

①连接仪器,检查装置气密性;②取放药品;③固定装置;4给仪器加热(先均匀加热试管,再固定加热药品处(防止受热不均,炸裂试管));5收集气体(气泡均匀、连续时开始收集) 6若用排水法收集完后,应先将导气管移出水面;7最后停止加热。

4、 氧气的鉴定:将带火星的木条伸入集气瓶,若木条复燃,则说明该气体是氧气。

第四节 燃烧和缓慢氧化

一、教学要求:

1、燃烧的条件:了解(从与氧气反应来了解燃烧的含义) 2、缓慢氧化、自燃、爆炸:常识介绍;3、化学反应中的放热和吸热现象:常识介绍;4、常见易燃易爆物质的安全知识:常识介绍。

二、知识要点;

1、稳定燃烧:(通常所说的燃烧)

⑴定义:可燃物与空气中的氧气发生的一种发光、发热的剧烈的氧化反应。

⑵、燃烧的条件:①温度达到可燃物质的着火点(使可燃物质燃烧的最低温度);②可燃物质与氧气或空气接触。

⑶、灭火方法: ①使可燃物质隔绝空气或氧气;②降低可燃物质的温度到着火点以下;③同时达到①②的条件(最佳方案)。

⑷、燃烧剧烈程度决定条件:①可燃物质与氧气接触面积大小成正比;②与氧气的浓度大小成正比。

2、爆炸:激剧燃烧发生在有限空间里,短时间集聚大量热量,温度迅速上升,使气体体积急速膨胀,扩散不出去而引起爆炸。

3、⑴、缓慢氧化:氧化反应进行得比较缓慢,不象燃烧一样剧烈发光发热,甚至不容易觉察。(但也发热)

⑵、自燃:由缓慢氧化引起的自发燃烧。

4、燃烧、爆炸、缓慢氧化、自燃都是氧化反应;物质发生氧化反应是否引起燃烧,取决于温度是否达到该物质的着火点;激剧燃烧是否引起爆炸,取决于可燃物质所处有限空间是否有气态生成物产生;缓慢氧化是否引起自燃,取决于反应产生热量能否扩散和进行缓慢氧化物质的着火点高低。

5、反应物:参与反应的物质(反应前);

生成物:反应后生成的新物质。

6、易燃物质、易爆物质的含义:教材20页。

常见易燃易爆物质的安全知识:教材21页。

第一章知识体系

1知识结构

2、空气成分:氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳、其他杂质和气体。

3、基本反应类型:化合反应:A+B AB

分解反应:AB A+B

4、基本实验操作和实验

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