[初三理化生]氧气资源.doc
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1、北 京 四 中氧气的性质和用途编稿:林丽娟 责编:张立知识要点1了解氧气的物理性质。2通过实验掌握氧气的化学性质,并能运用知识解决具体问题。3了解氧气的用途。知识重点:氧气的化学性质知识详解:一、氧气的物理性质通常状况下,氧气是一种没有颜色、没有气味的气体。在标准状况下,氧气的密度是1.429克/升,比空气略大。它不易溶于水。在101千帕时,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。注:标准状况是指0和101.325千帕时的情况二、氧气的化学性质氧气是一种化学性质比较活泼的气体,能与很多物质反应,在氧化反应中提供氧,具有氧化性,是一种常用的氧化剂。1氧气与一些物质
2、的反应氧气 + 碳二氧化碳(O2) C (CO2)氧气+硫 二氧化硫 我们可以用化学式来表示物质。 (S) (SO2) 如:氧气化学式为O2,下面几种氧气+磷 五氧化二磷 物质的化学式标注在括号内,有关(P) (P2O5) 化学式的涵义我们将在第二章学习。氧气+铁 四氧化三铁 Fe (Fe3O4)氧气+石蜡 水 +二氧化碳(H2O)注意: 在学习过程中同学们要认真做实验,仔细观察,及时记录实验现象,不论是演示实验还是学生实验,都要明确实验步骤观察变化前、变化中、变化后的现象,用准确的语言描述变化,并思考该实验说明什么问题,能得到什么具体的结论。 上述物质在空气中和氧气中燃烧的现象为:木炭在氧气
3、中燃烧比在空气中更旺,发出白光(空气中发红光),放出热量,生成无色能使澄清石灰水变浑浊的气体。硫在氧气中比在空气中燃烧更旺,发出蓝紫色火焰(空气中发微弱的淡蓝色火焰),放出热量,生成无色有刺激性气味的气体。磷在氧气中燃烧更旺,放出热量,冒大量白烟,生成白色固体。铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,放出热量,生成黑色固体。蜡烛在氧气里燃烧更旺,发白光,放出热量,生成无色液体和能使澄清石灰水变浑浊的气体。三、氧气的用途:物质的用途是由物质的性质决定的。氧气可维持生命供人呼吸氧气可支持燃烧并放出大量热,做氧化剂四、两个基本概念化合反应:由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应叫化合反应。氧化反应:物质
4、跟氧发生的化学反应。两种反应的关系:化合反应不一定是氧化反应,氧化反应也不一定是化合反应。五、区别燃烧中的“发光”与“火焰”、“雾”与“烟”1、发光和火焰的区别发光和火焰都是化学变化中常伴随的现象,但二者是不同的,光是粒子在高温下产生的电磁波,火焰则是气体燃烧时产生向上的火苗。也就是说,一些高沸点难汽化的可燃物燃烧时,是固体物质直接燃烧,产生的是光或火星,如铁丝和镁带燃烧。若是固体燃烧时放热熔化为液体,再气化成气体燃烧,即凡是可燃性气体或熔沸点较低且易汽化的可燃性固体的燃烧则产生火焰。如硫磺在燃烧时先熔化成液体再变成气体最后燃烧,因此它在氧气中燃烧时产生的是明亮的蓝紫色火焰。2、烟和雾及烟雾的
5、区别烟是指固体小颗粒分散在气体中形成的混合物;雾是液体小液滴分散在另一种气体中形成的混合物;而烟雾则是固体小颗粒和液体小液滴同时分散到另一种气体里形成的混合物。红磷燃烧产生的五氧化二磷固体,因此产生浓厚的白烟,而蜡烛燃烧有水蒸气生成,故在火焰上方罩一个冷而干燥的烧杯看到的是烧杯内壁有水雾出现。典例剖析例1下列关于氧气用途的叙述中,正确的是( )A氧气能供给人类和动物呼吸B氧气能够支持许多可燃物质燃烧C氧气是一种重要的化工燃料,在工业生产中有广泛的用途D氧气能够帮助绿色植物进行光合作用分析:物质的用途是由物质本身的属性所决定的。氧气能够帮助可燃物质燃烧,氧气是人类和动物生存不可缺少的物质,故A、
6、B选项是正确的。氧气不能燃烧,只能支持燃烧;原料和燃料是两个不同的概念,原料用来制取其它物质,而燃料是可燃烧的物质,如煤炭、汽油。氧气是光合作用的产物,不能够帮助绿色植物进行光合作用。所以C、D选项的叙述不正确。答案:A、B例2下列关于氧气化学性质实验的描述,正确的是( )A把盛有红磷的燃烧匙伸入氧气中,红磷立即燃烧B赤热的铁丝在氧气中燃烧,火星四射并产生白色粉末C点燃的蜡烛伸入氧气中燃烧更旺,发出白光D磷在氧气中燃烧会生成五氧化二磷气体分析:铁在氧气中剧烈燃烧,火星四射,生成黑色的四氧化三铁固体。红磷在氧气中燃烧时需要加热,燃烧后生成的五氧化二磷为白色固体。答案:C例3如图所示,等体积的甲、
7、乙两集气瓶内充满了空气,燃烧匙内分别盛有过量的红磷和硫,点燃使其充分反应后,冷却至室温,打开弹簧夹,出现的现象是提示:二氧化硫易溶于水( )A甲瓶中有水流入B乙瓶中有水流入C甲、乙两瓶中均有水流入D甲、乙两瓶中均没有水流入分析:该题是在空气成分测定实验的基础上延伸出的一道试题,即涉及到氧气的化学性质以及常温下P2O5、SO2的状态、SO2的溶解性,又涉及到物理学中的压强知识。甲瓶中,红磷完全燃烧后,由于生成的P2O5常温下呈固态,瓶内气体体积减少,压强明显降低,所以打开弹簧夹后甲瓶中有水流入;乙瓶中的硫完全燃烧后,生成的SO2在室温下呈气态,瓶内气体体积没有明显变化,但由于SO2易溶于水,也会
8、导致瓶内压强的减小,故乙瓶中也会有水流入,符合题意的选项为C。答案:C练一练1下列描述氧气的性质中,属于化学性质的是( )A低温下可以变成淡蓝色液体B不易溶于水C在点燃条件下,能与许多物质发生剧烈的化学反应D密度比空气的略大2下列物质中,在氧气中燃烧能产生蓝紫色火焰的是( )A红磷B木炭C硫粉D石蜡3下列物质在氧气中燃烧,没有固体物质生成的是( )A镁 B铁C硫D磷4下列物质在氧气中燃烧,生成白色粉末的是( )A木炭B镁带C硫磺D铁丝5下列实验现象的描述正确的是( )A硫在空气中燃烧,生成二氧化硫B磷在氧气中燃烧,产生大量的白色烟雾C木炭在氧气中燃烧,发出蓝色火焰,产生大量白烟D铁丝在氧气中燃
9、烧,火星四射,生成黑色固体,放出大量的热6今年我市中考体育测试,50m短跑的运动场上发令枪打响时,产生的白烟主要是( )ASO2 BP2O5 CH2O(气) DCO27为除去密闭容器中空气里的氧气,以测定空气中氧气的含量,可燃物最好选用( )A碳 B磷 C铁 D石蜡8物质在空气中燃烧一定会出现的现象是( )A生成固体物质B生成气体物质C放出热量D发出白光9关于木炭与蜡烛分别在盛有氧气的集气瓶中燃烧,以下说法不正确的是( )A燃烧时都发出白光,并放出热量B燃烧后,瓶壁上都有水雾出现C停止燃烧后,立即向两瓶内倒少许澄清石灰水,振荡,均有浑浊现象D木炭与氧气、蜡烛与氧气的化学反应都是化合反应10某同
10、学归纳出氧气的主要用途有:急救病人,为飞行员、登山运动员、潜水员等提供呼吸所需的氧气在钢铁冶炼中,进行富氧鼓风,提高炉温,加速冶炼过程,提高钢铁的质量和产量化学工业上主要用于制取蒸馏水使乙炔燃烧产生高温的氧炔焰,用来焊接或割断金属在工业生产和科学实验中常用作氧化剂液氧用于火箭发动机,促使燃料迅速燃烧产生高能推动火箭前进。你认为其中不正确的是( )ABC仅有D仅有11下列物质在氧气中燃烧时,火星四射,有黑色固体生成的是 ( )A镁条B红磷 C铁丝 D木炭12在氧气的制取和性质实验课中,某同学取一段纱窗网上的细铁丝,在自己收集到的氧气中做铁丝在氧气中燃烧的实验。结果没有观察到“火星四射”的现象,请
11、分析此实验失败的一种可能的原因:_。若经改进实验成功了,其反应的文字表达式为_。参考答案:1、C2、C3、C4、B5、D6、B 发令枪中的“子弹”主要成分是磷,在猛烈撞击下急剧燃烧而爆炸,产生的白烟主要是五氧化二磷。7、B8、C9、B、D分析:木炭在氧气中燃烧时,发出白光,并放出热量,同时生成二氧化碳,是化合反应。蜡烛在氧气里燃烧时,发出白光,并放出热量,同时生成二氧化碳和水,两种生成物,不属于化合反应。10、C分析:结合氧气性质判断氧气在日常生活中的各种用途。性质决定用途,物质的用途主要由性质决定,结合氧气的性质,很明显用途成本太高,不切实际。11、C分析:考查四种物质在氧气中燃烧的现象。镁
12、条在氧气中燃烧,发出耀眼的白光,产生白色粉末状固体;红磷在氧气中燃烧发出白光,产生大量白烟,产物为白色固体,木炭在氧气中燃烧,发出白光,生成气体能使澄清石灰水变浑浊;铁丝在氧气中燃烧,火星四射,生成黑色固体。12、可能的答法有如下几类:A从学生收集氧气的情况来分析,如:收集到的氧气纯度太低。B从铁丝的情况来分析,如:铁丝生锈或含油漆。C从燃烧条件来分析,如:未达到着火点等。反应的文字表达式:铁氧气四氧化三铁第二节 氧气的性质及制法撰稿:王洪新 审稿:魏国福 责编:祝鑫学习目标集成1掌握实验室制取氧气的药品、反应原理、仪器装置、收集方法、验满、检验及注意事项,并能动手制取氧气。2知道什么是分解反
13、应,会对反应类型进行分类。3认识催化剂和催化作用。4通过实验探究,激发学习和探究的乐趣,初步感受化学研究的价值。重点:制取氧气的方法、步骤。难点:对催化剂和催化作用的理解知识要点梳理知识点一:实验室制取氧气(1)反应原理:用分解过氧化氢溶液或加热氯酸钾(白色固体)或加热高锰酸钾(紫黑色固体)的方法制取氧气。使用过氧化氢或者氯酸钾时常常需要加入催化剂二氧化锰(黑色粉末)。反应的文字表达式为(名称下面符号是该物质的化学式):氯酸钾 氯化钾氧气KClO3KCl O2高锰酸钾 锰酸钾二氧化锰氧气KMnO4 K2MnO4MnO2 O2过氧化氢 水氧气H2O2H2OO2(2)实验装置:如图2-1,2-2,
14、2-2b所示 分解过氧化氢制取氧气的发生装置也可以使用如图2-3所示装置,这样就可以通过调节分液漏斗的活塞来控制液体的滴加速度,从而可以控制反应速率,得到比较稳定的氧气流。(3)收集方法:排水法如下图2-4A(因为氧气不易溶于水)向上排空气法如下图2-4B(因为氧气密度比空气大) 验满方法:排水法:当有气泡从集气瓶口冒出来,说明已满。向上排空气法:把带火星的木条靠近集气瓶口,如果木条复燃,说明已满,否则未满,继续收集。(4)检验方法:将带火星的木条伸入集气瓶内,如果木条复燃,说明该瓶内气体是氧气。(5)操作步骤:(以加热高锰酸钾制取氧气为例)查:检查装置的气密性;装:把药品装入试管内,使之平铺
15、在试管底部;定:把试管固定在铁架台上;点:点燃酒精灯加热;收:收集气体(用向上排空气法或排水法);离:把导气管撤离水槽;熄:熄灭酒精灯。可简记为:茶庄定点收利息(每个字代表一个步骤:查装定点收离熄)。【要点诠释】实验操作中的注意事项:药品要平铺在试管底部,使其均匀受热;铁夹要在距离试管口1/3处;导管不宜伸入试管过长,不利于气体导出;试管口应略向下倾斜,防止冷凝水倒流,炸裂试管;如果实验所用药品为高锰酸钾,通常要在试管口塞上一团棉花,以防止加热时高锰酸钾随氧气进入导气管;排水法集气时,当气泡连续且均匀从导管口放出时再收集,否则收集的气体混有空气。制备出的氧气收集后,集气瓶应正立放置在桌面上;实
16、验结束,应先移导气管,后移酒精灯,以防止水倒流造成试管炸裂。知识点二:催化剂和催化作用在化学反应里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叫做催化剂(又叫作触媒)。催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。【要点诠释】(1)催化剂能改变其他化学反应速率,这里“改变”包括加快和减慢,也就是有时用催化剂是加快反应速率,也有时是用它减慢反应速率。(2)催化剂的质量和化学性质没有改变(注意:催化剂的物理性质可能改变。)(3)在化学反应前后化学性质没有改变,但催化剂参与了化学反应。(4)催化剂具有“选择性”如过氧化氢分解还可以用氧化铁、硫酸铜等,二氧化锰的效果最好
17、;在不同的化学反应中,催化剂也不同,不是一种物质可以催化无数反应。(5)催化剂是反应条件,不是反应物,也不是生成物。(6)催化剂只能改变物质的反应速率,不能增加或减少生成物的质量。知识点三:分解反应由一种物质生成两种或两种以上其它物质的反应叫做分解反应。分解反应的类型可以用下面的通式简明地来表示:ABA+B+可以简称为“一变多”。【要点诠释】化合反应和分解反应都属于化学反应的基本类型,判断反应类型时要抓住其特点:化合反应是多变一,分解反应是一变多。知识点四:工业制取氧气工业上多采用分离液态空气法制取氧气。具体做法是:在低温条件下加压,使空气转变为液态空气,然后蒸发。由于液态氮的沸点比液态氧的沸
18、点低,因此氮气首先从液态空气中蒸发出来,剩下的主要就是液态氧。近年来膜分离技术得到迅速发展。利用这种技术,在一定压力下,让空气通过具有富集氧气功能的薄膜,可得到含氧较高的富氧空气。利用这种膜进行多级分离,可以得到含氧90%以上的富氧空气。【要点诠释】(1)实验室制取氧气发生了化学变化,工业制取氧气发生的是物理变化。(2)实验室制得的氧气纯净但成本高,不易大量制取,工业制得的氧气不纯净,但成本低。知识点五:氧气的性质1物理性质:在通常状况下,氧气是一种无色无味的气体。在标准状况下,密度比空气略大,不易溶于水。河水、海水中的鱼虾等能生存,可以证明自然界的水中溶有氧气。在降温,加压的条件下,氧气可以
19、变为淡蓝色液体,甚至淡蓝色雪花状固体。工业生产的氧气通常以液态形式贮存在蓝色钢瓶中。2化学性质:比较活泼,在一定条件下,可与许多物质发生化学反应,同时放出热量。氧气具有氧化性,在反应中提供氧,是一种常见的氧化剂。氧气的化学性质和实验现象如下表:反应物条件反应现象反应的文字表达式空气氧气反应后木炭和氧气点燃持续红热剧烈燃烧,发出白光,放出热量生成使澄清石灰水变浑的气体碳+氧气二氧化碳CO2 CO2硫磺和氧气发出微弱的淡蓝色火焰明亮的蓝紫色火焰生成有刺激性气味的气体硫+氧气二氧化硫S O2 SO2红磷发黄白光发出耀眼的白光产生大量的白烟磷+氧气五氧化二磷P O2P2O5铁和氧气灼烧至红热,离火后迅
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