空气
一、空气成分的研究史
1.18世纪70年代，瑞典科学家舍勒和英国的科学家化学家普利斯特里，分别发现并制得了氧气。
2.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.实验现象：
A.红磷燃烧发出黄白色火焰，放出热量，冒出白色浓烟
B.(过一会儿白烟消失，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。
2.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。
3.原理
4.注意事项：
A.所用的红磷必须过量，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)。
E.点燃红磷伸入瓶中要立即塞紧瓶塞(否则测量结果偏大)。
思考：
(1)可否换用木炭、硫磺、铁等物质？如能，应怎样操作？
答：不能用木炭或蜡烛（燃烧产生了气体，瓶内体积变化小），不能用铁（铁在空气中不能燃烧）
(2)可否用镁代替红磷？
不能用镁，因为镁不但跟氧气反应而且还跟氮气等反应，结果测得的不只是空气中氧气的体积。会远远大于氧气的体积。
5..实际在实验中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止水夹；D.没有预先在导管中装满水
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。
空气成分口诀:
氮七八氧二一，零点九四是稀气；
零点零三有两个，二氧化碳和杂气。
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，“纯净”是相对的，绝对纯净的物质是没有的，只要杂质含量低，不至于对生产和科学研究产生影响的物质就是纯净物。
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。
注意：划分纯净物、混合物的标准是根据物质的种类来划分的。只含一种物质的就属于纯净物，含有几种物质的就属于混合物
五、空气是一种宝贵的资源
1.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。
2.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。
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，石油化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。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。
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
（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。
做木炭燃烧实验时，燃烧匙应慢慢从瓶口向瓶底伸入(充分利用瓶内的氧气)。
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。
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：在空气中：发出黄白色火焰，放出热量，生成大量白烟
在氧气中：剧烈燃烧，发出白光，放出热量，生成大量的白烟
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）在空气中燃烧
实验现象：剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出热量，生成白色粉末状固体。
2.铁丝（银白色固体）在氧气中燃烧
实验现象：剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成一种黑色固体。
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）与某些化合物（蜡烛、甲烷）的反应——产物均为：二氧化碳和水
实验现象：比空气中燃烧剧烈，发出白光，集气瓶内壁出现水珠，有使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体产生。
空气中燃烧情况：燃烧产生黄色火焰，放热，稍有黑烟。
（四）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，成为缓慢氧化。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。氧气便是常见的氧化剂；具有氧化性。
2.物质在纯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，一般都会产生烟，即固体小颗粒；
4.物质与氧气反应不一定是燃烧现象，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
实验室制取氧气
一、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。——物理变化（蒸馏）
(1)具体过程
(2)注意：该过程是物理变化
二、氧气的实验室制法
（化学变化）
1.双氧水（过氧化氢）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：
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，不需加热（双氧水的为一类）
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气密性检查：用止水夹关闭，打开分液漏斗活塞，向漏斗中加入水，水面不持续下降，就说明气密性良好。
④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。
D步骤：
连、查、装（二氧化锰）、定、倒（过氧化氢溶液）、收
2.用高锰酸钾、氯酸钾制取氧气
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）：
注意：MnO2在该反应中是催化剂，起催化作用
② 加热高锰酸钾：
C.装置：
加热固体制气体（加热氯酸钾的为一类）
D.操作步骤：
（连）查、装、定、点、收、离、熄。
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，后在反应物部位用酒精灯外焰由前向后加热。
⑥收集气体：
a.若用排水集气法收集气体，当气泡均匀冒出时再收集，刚排出的是空气；水排完后，应用玻璃片盖住瓶口，小心地移出水槽，正放在桌面上(密度比空气大)（防止气体逸出）
b.用向上排空法。收集时导管应伸入集气瓶底部（为了排尽瓶内空气）
用排水法收集时，导管放在集气瓶口
⑦先将导管移出水面
⑧再停止加热
E.易错事项：
(1)试管口要略微向下倾斜：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
(2)导气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。
(3)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。
(4)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。
(5) 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、收集方法：
① 排水法（不易溶于水）
② 向上排空法（密度比空气大）
G、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没有发生变化的物质。
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，不能决定反应的进行
②催化剂不是反应物、又不是生成物
③催化剂仅针对某一反应，并不是所有反应的催化剂
④某一反应的催化剂可能不只一种
3.二氧化锰在一些反应中不只作催化剂，催化剂不一定就只有二氧化锰。(在过氧化氢溶液制取氧气中，催化剂可以用硫酸铜溶液、氧化铁、氧化铜、红砖粉末)。
在氯酸钾制取氧气中，二氧化锰的质量和化学性质不变，但质量分数变大。
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