空气的成分
氮气(78%)
特点
物理性质:无色无味,密度比空气略小,难溶于水
化学性质:性质不活泼,不能燃烧,不支持燃烧,不能呼吸
用途
灯泡的保护气
食物防腐
制造化肥和炸药
用作冷冻剂
氧气(21%)
测定空气中氧气含量的实验
实验装置
实验原理
红磷燃烧消耗集气瓶中的氧气,生成五氧化二磷,使得集气瓶内的气体减少,压强减小,烧杯中的水在大气压的作用下就会流入集气瓶中,进入集气瓶中水的体积就是空气中氧气的体积。
实验步骤
现在集气瓶内加入少量的水,再把剩余的体积分成五份,做上记号。
连接装置,检查气密性
用弹簧夹加紧橡胶管
点燃红磷,迅速伸入集气瓶中
燃烧结束冷却至室温后,打开弹簧夹
实验现象
红磷燃烧放出大量的热量,产生大量的白烟
冷却至室温后,集气瓶内水的体积约占容积的五分之一
实验结论
氧气有助燃性
空气中氧气约占空气体积的五分之一
实验误差分析
进入集气瓶的水小于五分之一
装置漏气
红磷的量不够
没有冷却到室温就打开弹簧夹读数
导管中没有预先注满水
进入集气瓶的水大于五分之一
弹簧夹没有加紧或没有弹簧夹
燃烧匙伸入集气瓶速度过慢,没有快速塞紧橡胶塞
二氧化碳(0.04%)
稀有气体(0.93%)
物理性质:无色、无味的气体
化学性质:稳定,不活泼
用途
焊接时隔绝空气
做各种光源,发出不同颜色气体
医疗麻醉
其他气体和杂质(0.03%)
化学反应类型
化合反应
由两种或两种以上的物质生成一种物质的反应
分解反应
由一种物质生成两种或两种以上的物质的反应
氧化反应
定义:物质与氧发生的反应
注意:氧气中含氧,但含氧的物质不一定是氧气
氧化剂:反应中失去氧的物质具有氧化性
缓慢氧化
剧烈氧化
判断
错:物质与氧气发生的反应叫做氧化反应
对:物质与氧气发生的反应是氧化反应
还原反应
定义:含氧化合物中的氧被夺去的反应
还原剂:反应中夺取氧的物质具有还原性,是还原剂
化学方程式
质量守恒定律
内容
参加化学反应的各物质质量总和,等于反应后生成的各物质的质量总和
注意
只适用于化学反应,不适用与物理变化
没有参加反应的和不是生成的物质不能计入质量总和
原因
原子种类、原子数目、原子的质量在化学反应前后,都没有改变
实验
有气体参加或生成的反应必须在密闭容器中进行
没有气体参加或生成的反应则可在敞口容器中进行
书写原则
要遵守客观事实
要遵守质量守恒定律
书写步骤
写出反应物和生成物的化学式,反应物之间或生成物之间连+,反应物与生成物之间连=
配平,使每种原子在等号两方的个数相等
注明条件、气体符号和沉淀符号
判断方程式正误
看化学式是否正确;是否符合客观事实
看是否遵守质量守恒定律,即是否配平
看条件和气体符号,沉淀符号是否正确
计算
依据
化学反应中各物质的质量比为定值,且等于化学方程式中的相对分子质量之比
步骤
设未知量
写出化学方程式
列出相关物质的相对分子质量和已知量、未知量
找准已知量和未知量对应的化学式
已知量必须带单位,未知量不能带单位
相对分子质量写在上,质量写在下
列比例式,求解
列比例式既可以横比,也可以纵比
列式和求解过程中已知量都要带单位
按要求保留小数位数,未指明时,一般保留至小数点后一位
注意
反应物或生成物不纯时,必须乘以纯度
若反应物中无气体,而生成物中有气体时,反应前后混合物的质量差就是气体质量,再用气体质量作为已知量来求未知量
二氧化碳
性质
物理性质
无色、无味、密度比空气大、能溶于水、干冰能升华
化学性质
与水反应
与石灰水反应
高温下与碳的反应
制取
工业
碳酸钙高温分解
实验室
药品
大理石或石灰石、稀盐酸
连接装置,检查气密性
用弹簧夹夹住橡皮管,往长颈漏斗中加水;若长颈漏斗中形成水柱,且保持液面不下降,则不漏气
长颈漏斗下端管口要伸入液面下
导气管伸出橡皮塞少许
装入药品
先加固体,再加液体
收集气体
只能用向上排空气法
导管末端要伸入集气瓶底部
检验
是否存在
将气体通入澄清石灰水,若变浑浊,则是二氧化碳
是否集满
将燃着的木条放在集气瓶口,若熄灭,则集满
注意
不用浓盐酸是因为浓盐酸有很强的挥发性,挥发处的盐酸会使制取的二氧化碳不纯
不用硫酸是因为生成的硫酸钙微溶于水,覆盖在碳酸钙表面,阻止反应继续进行
不用碳酸钠,约为反应太剧烈,不易控制
用途
干冰可作制冷剂和人工降雨剂
灭火
气体肥料
植物光合作用的原料
化工原料
影响和防治措施
温室效应
气体:二氧化碳,臭氧,甲烷,氟氯代烷
防治措施
用清洁能源代替化石燃料
植树造林,禁止乱砍滥伐
相关单质和氧化物
碳
种类
金刚石
物理性质:透明、最硬、不导电
石墨
深灰色、不透明、很软、能导电、有润滑性
C60
由C60分子构成,很稳定,应用于材料科学、超导体
注意
金刚石和石墨是由碳原子构成的,C60是由分子构成的
金刚石、石墨和C60的化学性质相同,物理性质不同,原因是碳原子的排列方式不同
木炭与活性炭有吸附性,可吸附色素、毒气、异味
石墨在高温高压催化剂的作用下变成金刚石的反应是化学反应
化学性质
常温下很稳定
可燃性
氧气充足时,在高温下碳与氧反应产生二氧化碳
在氧气不充足的时候,碳与氧反应产生一氧化碳
还原性
碳与氧化铁在高温作用下反应
碳与与二氧化碳在高温下反应生成一氧化碳
碳与氧化铜在高温下反应
实验现象
黑色粉末变为红色,石灰水变浑浊
注意
实验结束时,要先将导管移出水面,再停止加热,以防止石灰水倒流,引起试管炸裂
同时要防止空气进入将生成的铜氧化
一氧化碳
物理性质
无色无味,难溶于水,密度比空气略小
只能用排水法收集,不能用排空气法收集
化学性质
可燃性
一氧化碳与氧气反应生成二氧化碳,有蓝色火焰
毒性
一氧化碳与人体中的血红蛋白结合,使血红蛋白不能很好地与氧气结合,造成人体缺氧
还原性
一氧化碳与氧化铜在加热条件下反应
该实验开始时,要先通一氧化碳再加热,以防爆炸
该实验结束时,要先停止加热,试管冷却后,再停止通CO,以防生成的铜被空气氧化
尾气中的CO必须处理,防止污染空气,方法是点燃或用气球收集
注意
除去二氧化碳中一氧化碳的方法是,将混合气体通过灼热的CUO
除去一氧化碳中的二氧化碳的方法,将混合气体通过澄清石灰水或氢氧化钠溶液
除去混合气体中的氧气的方法,将混合气体通过灼热的CU网
氧气
性质
物理性质
无色无味的气体,密度比空气大,不易溶于水
标准大气压下,在-183摄氏度时会液化成淡蓝色的液体,在-218摄氏度时会凝固成雪花状的蓝色固体
化学性质
氧化性
与木炭反应
现象:白光,放热,生成使澄清石灰水变浑浊的气体
化学方程式:条件点燃
与硫反应
现象:蓝紫色火焰、放热,产生刺激性气味的气体
化学方程式:条件点燃
与铁反应
现象:火星四溅、放热、产生一种黑色固体
化学方程式:条件点燃
与磷反应
现象:生成白烟
子主题 2
制取
原理
实验室
加热分解高锰酸钾(暗紫色)
加热分解氯酸钾(白色),二氧化锰为催化剂
分解过氧化氢,二氧化锰为催化剂(黑色)
操作简单
不加热,节约能源
反应速率快
易回收二氧化锰
工业
方离液态空气
实验步骤(高锰酸钾为例)
检查装置气密性
装入药物,固定装置
点燃酒精灯,均匀加热试管
当气泡连续均匀后,将导管口伸入盛满水的集气瓶中,收集气体
停止加热,先把导管移出水面,然后再熄灭酒精灯
收集方法
向上排空气法
排水法
验满方法
将带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,则收集满
注意
铁架台的铁夹应夹在离试管口约为三分之一处
导管伸出橡胶塞少许,不能太长
用高锰酸钾制取氧气时,试管口要放一团棉花。目的是为了防止粉末加入导管
试管口略向下倾斜,目的是为了防止冷凝水回流到热的试管底部,炸裂试管
排水法收集氧气时,先将导管移出水面,再熄灭酒精灯,是为了防止水槽中的水倒吸入试管,使试管因骤冷而炸裂
排水法收集时,刚开始有气泡时不能立即收集,要等气泡均匀冒出后才能开始收集气体
检验气密性的方法:将导管放入水中,用手握住试管,若导管口有气泡,松开手后,导管里形成一段水柱,则证明不漏气
催化剂
特点
改变其他物质的化学反应速率,可能加快也可能减慢
催化剂的质量和化学性质在反应前后不变