人教版九年级上册化学第二单元知识点
第二单元 我们周围的空气
课题1 空 气
一、空气成分的研究史
法国科学家拉瓦锡最早运用天平作为研究化学的工具,用定量的方法研究了空气的成分,第一次明确提出了“空气是由氧气和氮气组成的”。其中氧气约占空气总体积的1/5的结论。
二、空气中氧气成分的测定:
1、装置图(见书P27)
2、实验现象:①、红磷燃烧,放出热量,冒出白烟
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,约占瓶子容积的1/5。
3、实验结论:说明空气不是单一的物质;氧气约占空气总体积的1/5。
4、原理:表达式:磷(P) + 氧气(O2) 五氧化二磷(P2O5)
化学方程式: 4P + 5O2 2P2O5
5、注意事项:A、所用的红磷必须过量,如果红磷过少则氧气没有全部消耗完
B、要等集气瓶(装置)冷却后才能打开弹簧夹
C、装置的气密性要好(否则测量结果偏小)
D、要先夹住橡皮管,然后再点红磷(否则测量结果偏大)。
思考:可否换用木炭、硫等物质?
答:不能用木炭或硫(因为木炭或硫燃烧会产生气体,造成瓶内气体体积变化小)。
6、实际实验中,如果测得的结果比真实值小,其原因可能是: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
三、空气的主要成分:按体积分数:氮气(N2)78%,氧气(O2)21%(氮气比氧气约为4:1),稀有气体0.94%,二氧化碳(CO2)0.03%,其它气体和杂质0.03%。空气的成分以氮气和氧气为主,属于混合物。
四、物质的分类:纯净物和混合物
1、纯净物:由一种物质组成的。如氧气、氮气等
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。如空气、海水等
五、空气是一种宝贵的资源
1、氧气:供给呼吸、支持燃烧
2、氮气:无色、无味的气体,不溶于水,不燃烧也不支持燃烧,不能供给呼吸,化学性质不活泼。
3、稀有气体:无色、无味的气体,通电时能发出不同颜色的光,化学性质很不活泼。
氧气的用途①动植物呼吸②医疗急救③金属切割④炼钢⑤宇宙航行等
氮气的用途①作保护气②食品充氮作防腐剂等
稀有气体的用途①作保护气②制多种用途的电光源等
六、空气的污染及防治。
1、 造成空气污染的物质:有害气体(一氧化碳(CO)、二氧化氮(NO2)、二氧化硫(SO2))和烟尘。
2、污染来源:空气中的有害物质来自化石燃料的燃烧,工厂排放的废气及汽车排放的尾气。
3、被污染的空气带来的危害:损害人体健康、影响作物生长、破坏生态平衡。
存在的环境问题:温室效应(二氧化碳含量过多引起)、臭氧空洞(飞机的尾气、氟里昂的排放)、酸雨(由二氧化硫、二氧化氮引起)。
4、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。
5、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。
七、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(在化合反应中体现)④生产出环境友好产品。
课题2 氧气
一、氧气的物理性质
1、色、味、态:通常情况下,是无色无味的气体;
2、密度:标准状况下,密度为1.429g/L,略大于空气。(可用向上排空法)
3、溶解性:氧气不易溶于水。(可用排水法收集),
4、三态变化:降温后,氧气可以变为淡蓝色的液体,甚至淡蓝色雪花状固体。
二、氧气的化学性质(很活泼)
(一)与非金属(碳、硫、磷)的反应
1、木炭(黑色固体)燃烧
实验现象:在氧气中:剧烈燃烧,发出白光,放出热量,生成一种无色无味气体,该气体能使澄清石灰水变浑浊。
文字表达式:碳(C)+ 氧气(O2) 二氧化碳(CO2)
化学方程式 C + O2 CO2
2、硫粉(淡黄色)燃烧:
实验现象:在空气中:发出微弱的淡蓝色火焰;放出热量、生成一种带有刺激性气味的气体。
在氧气中: 发出明亮的蓝紫色的火焰, 放出热量、生成一种带有刺激性气味的气体。
文字表达式 硫(S) + 氧气(O2) 二氧化硫(SO2)
化学方程式 S + O2 SO2
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)的燃烧
实验现象:在氧气中:剧烈燃烧,发出白光,放出热量,生成大量的白烟
文字表达式:磷(P)+ 氧气(O2) 五氧化二磷(P2O5)
化学方程式:4P + 5O2 2P2O5
注意:五氧化二磷(P2O5)是固体,不是气体
(二)与金属(镁、铁)的反应
1、镁带(银白色固体)燃烧
实验现象:在空气中,剧烈燃烧,发出耀眼的白光,放出热量,生成白色粉末状固体。
文字表达式:镁(Mg)+ 氧气(O2) 氧化镁(MgO)
化学方程式:2Mg + O2 2MgO
2、铁丝(银白色固体)燃烧
实验现象:在氧气中,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(Fe) + 氧气(O2) 四氧化三铁(Fe3O4)
化学方程式:3Fe + 2O2 Fe3O4
注意:集气瓶底部铺少量的细沙或加少量的水,防止生成的固体物质溅落瓶底,致使集气瓶炸裂。铁丝在空气中不能燃烧。
(三)其他物质与氧气的反应
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。
总结:
1、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,称为氧化反应。氧气具有氧化性。
2、物质在氧气中燃烧程度比空气中燃烧要剧烈。说明物质燃烧程度,与氧气的浓度大小成正比;
3、物质燃烧时有的有火焰,有的会发光,有的会冒烟。一般来说,气体燃烧会有火焰产生;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;
4、物质与氧气反应不一定就是燃烧,如:缓慢氧化。
三、氧气的用途
(1)、供给呼吸:医疗上急救病人,登山、潜水、航空、宇航提供呼吸;
(2)、支持燃烧:炼钢、气焊与气接、液氧炸弹、火箭助燃剂
四、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。(简称“多合一”)
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。(简称:“一变多”)
③: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。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。
课题3 实验室制取氧气
一、氧气的工业制法(分离液态空气法)
原理:利用液态氧和液态氮的沸点不同。——是物理变化
具体过程:
二、氧气的实验室制法(是化学变化)
1、过氧化氢溶液(俗名:“双氧水”)制取氧气
A、药品:过氧化氢(H2O2)和二氧化锰(黑色粉末 MnO2)
B实验原理:
表达式:过氧化氢(H2O2) 水(H2O) + 氧气(O2)
化学方程式: 2H2O2 MnO2 2H2O+ O2 ↑
注:MnO2在该反应中是催化剂,起催化作用
C、装置: 固体与液体反应类型,不需加热
注意事项:
①、分液漏斗可以用长颈漏斗代替,但其下端应该伸入液面以下,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
③、装药品时,先装固体后装液体
⑤、该装置的优点:可以控制反应的开始与结束,可以随时添加液体。
2、用氯酸钾或高锰酸钾制取氧气
A、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)
B、原理:
①加热氯酸钾(有少量的二氧化锰):
表达式:氯酸钾(KClO3) 氯化钾(KCl) + 氧气(O2)
方程式:2KClO3 2KCl + 3O2 ↑
注意:MnO2在该反应中是催化剂,起催化作用
② 加热高锰酸钾:
表达式:高锰酸钾(KMnO4) 锰酸钾(K2MnO4)+ 二氧化锰(MnO2)+ 氧气(O2)
方程式:2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑
C、装置:加热固体制气体(与加热氯酸钾的为同一类)
D、操作步骤:
① 连接装置:先下后上,从左到右的顺序。
② 检查装置的气密性 :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,证明装置不漏气。松开手后,导管口出现一段水柱。
③ 装入药品:按粉末状固体取用的方法(药匙或纸槽)
④ 固定装置 :固定试管时,试管口应略向下倾斜,铁夹应夹在试管的中上部
⑤ 加热药品:先使试管均匀受热,后在固体部位用酒精灯外焰加热。
⑥ 收集气体:
a、若用排水法收集气体,导管略伸进集气瓶口。当气泡连续均匀冒出时再收集(因为最早排出的气体是空气);水排完后,应用玻璃片盖住瓶口,小心地移出水槽,把集气瓶正放在桌面上(因为氧气密度比空气大),防止气体逸出。
b、若用向上排空气法收集气体,收集时导管应伸入集气瓶底部(为了排尽瓶内空气)。
⑦先将导管移出水面
⑧再停止加热
E、注意事项:
a). 试管口要略向下倾斜:防止生成的水回流,使试管底部破裂。药品应平铺在试管底部。
b). 导管伸入发生装置内要稍露出橡皮塞:有利于产生的气体排出。
c). 用高锰酸钾制取氧气时,试管口塞一团棉花:防止高锰酸钾粉末进入导气管,污染制取的气体和水槽中的水。
d). 排气法收集气体时,导气管要伸入接近集气瓶底部:有利于集气瓶内空气排出,使收集的气体更纯。
e). 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,炸裂试管。
F、检验、验满
检验:用带火星的木条伸入集气瓶内,发现木条复燃,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。
三、催化剂:
1、概念:在化学反应中能改变其他物质的反应速率(加快或变慢),但本身的化学性质和质量在反应前后不变的物质。
2、特点:两不变(质量、化学性质)、一改变(反应速率)
注意:①催化剂不能改变生成物的质量
②催化剂不是反应物也不是生成物
③一种催化剂只针对某一反应。不同的反应,催化剂可能不同
④某一反应的催化剂可能不只一种