我们身边的物质

初三化学第二章复习资料

一、空气中成分研究

1．空气中的成分：按体积来分大约为，氮气78%，氧气21%，稀有气体0.94%，二氧化碳0.03%，其他气体为0.03%。

注意：如果是质量，应该按照公式计算

例如：ω(O 2)=)()(2空气m O m ×100％＝)()()()(22空气空气V O V O ρρ×100％＝)

()(2空气ρρO ×21％ 2．空气中氧气含量测定实验

（1）实验原理：磷（P ）＋ 氧气（O 2）−−→−点燃

五氧化二磷（P 2O 5）

（2）实验现象：点燃红磷，未打开止水夹时，观察到锥形瓶中产生大量的白烟，瓶壁发热；打开止水夹后，烧杯中的水进入锥形瓶中，体积大约占容积的1/5，白烟逐渐消失。

（3）实验结论：空气中氧气大约占体积的1/5。

（4）实验思考：

a ．该实验为什么不使用碳、硫、铁或者是镁？

答：碳、硫燃烧会分别生成二氧化碳、二氧化硫气体，该两种气体在水中的溶解性不大，占据了锥形瓶中一部分体积，从而使测得的结果偏小。铁在空气中不能燃烧，无法消耗氧气；镁虽然在空气中能与氧气发生燃烧，并且生成固体氧化镁，但同时金属镁还能在空气中与氮气发生反应，生成氮化镁，使得测得结果偏大。

b ．你能从该组实验中获得哪些结论？

答：氧气在空气中体积大约占1/5；氮气难溶于水；氮气不能支持燃烧也不能燃烧

3．空气污染问题

（1）污染来源：工厂的废气，汽车的尾气，矿物燃料的燃烧等

（2）污染分类：粉尘（可吸入悬浮颗粒）和有害气体（二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳等）

（3）污染危害：对人体有害，容易患呼吸道疾病；影响植物的光合作用

（4）污染防治：工厂的废气实行先处理后排放；汽车中安装尾气净化装置；使用脱硫燃料或开发清洁能源。

4．空气中其他气体的性质及用途

（1）通常情况下，氮气是一种无色无味气体，难溶于水；化学性质比较稳定，不容易发生化学反应。通常我们使用氮气做保护气，制取化肥，液氮也用于医疗手术。

（2）稀有气体，旧称惰性气体，化学性质很稳定。氦气由于密度很小，不容易发生爆炸，可以用来做轻气球；氖气用来做防雾灯，一般发红光；氙气用来提高灯的发光强度。

二、氧气的有关内容

1．氧气在自然界的循环

产生：植物的光合作用

消耗：动植物的呼吸作用，燃料的燃烧，缓慢氧化作用

2．氧气的性质

（1）物理性质

A. 通常情况下，氧气是一种无色无味的气体。当温度下降，氧气可以转变为淡蓝色的液氧，甚至淡蓝色

的固态氧。

B. 在通常情况下，氧气不易溶于水，所以氧气能够用排水法收集；

C. 在标准状态下，氧气的密度略大于空气，所以氧气可以用向上排空气法收集；

注意：选择排水法和排空气法的原则

排水法的条件：1）不易溶于水2）不能与水发生化学反应；

排空气法的条件：1）气体的密度与空气的密度有一定的差值，气体密度大于空气的密度选择向上排空气法，若气体的密度小于空气的密度，则选用向下排空气法2）不与空气中的成分发生化学反应3）无毒 若气体既能用排水法，又能用排空气法收集时，我们从制得气体的纯度考虑，一般选用排水法收集。

（2）化学性质

氧气的化学性质比较活泼，能与许多物质发生氧化反应。主要体现了氧气的氧化性和助燃性

A ．氧气与木炭燃烧

现象：在空气中被点燃，发出红光，放出热量，生成一种能使澄清石灰水便混浊的气体；在氧气中，剧烈燃烧，发出白光，放出大量的热，生成一种能使澄清石灰水便混浊的气体。

文字表达式：碳（C ）＋氧气（O 2）−−→−点燃二氧化碳（CO 2）

注意：我们在做木炭在氧气集气瓶中燃烧实验时，要注意将燃烧匙由上往下慢慢移动，为了使木炭能与氧气充分接触，使反应完全。

B ．氧气与铁丝反应

现象：在空气中，铁丝不能被点燃；在氧气中，铁丝剧烈燃烧，火星四射，铁丝熔成小球，生成一种黑色固体。

文字表达式：铁（Fe ）＋氧气（O 2）−−→−点燃四氧化三铁（Fe 3O 4）

注意：

a ． 在反应之前，必须在集气瓶底部留有少量的水或者细沙，目的是防止高温熔融物溅落炸裂瓶底

b ． 燃烧之前，将铁丝绕成螺旋状，目的是为了使空气与铁丝充分接触，容易聚热

c ． 将铁丝绕在火柴上的目的是引燃铁丝，使铁丝较快提高温度

d ． 当火柴的火焰接近铁丝时，将铁丝慢慢伸入集气瓶，否则木柴燃烧会消耗大量氧气使实验失败

C ．氧气与蜡烛反应

现象：在空气中，蜡烛被点燃产生黄白色火焰，有少量的黑烟产生；在氧气中燃烧，蜡烛剧烈燃烧，并且产生白色火焰，在集气瓶壁上出现水珠，没有烟，生成一种能使澄清石灰水变浑浊的气体。 文字表达式：石蜡＋氧气−−→−点燃二氧化碳＋水

结论：可燃物燃烧的现象与氧气的浓度有关，氧气的浓度越大，现象越剧烈。

D ．缓慢氧化

物质能与氧气发生缓慢的氧化反应，如动植物的呼吸、金属的腐蚀、食物的腐败、肥料的腐熟等。 物质与氧气发生的反应都是氧化反应。

知识联系：

A ．氧气与镁带的燃烧

现象：剧烈燃烧，放出耀眼的白光，发出白烟，生成一种白色固体

文字表达式：镁（Mg ）＋氧气（O 2）−−→−点燃

氧化镁（MgO ）

生活应用：照明弹、烟火

注意：

a ． 先用砂纸将表面的氧化膜去除后在点燃；

b ． 应该用坩埚钳夹住镁带

c ． 实验时，在镁带下方要放有石棉网，防止高温生成物烫坏实验桌

B ．氧气与白磷燃烧

现象：放出大量的白烟，生成白色的固体

文字表达式：磷（P ）＋ 氧气（O 2）−−→−点燃 五氧化二磷（P 2O 5）

生活应用：烟雾弹，去除灯泡中的氧气等

C ．氧气与氢气的燃烧

现象：氢气燃烧发出淡蓝色的火焰，用一干冷的小烧杯罩在火焰上方，在烧杯壁出现水雾。

文字表达式：氢气（H 2）＋氧气（O 2）−−→−点燃水（H 2O ）

D ．铜与氧气反应

现象：铜丝不能在空气或氧气中燃烧，加热后，在红色的铜丝表面有黑色的固体产生。

文字表达式：铜（Cu ）＋氧气（O 2）−−→−加热氧化铜（CuO ）

用途：实验室一般用铜丝来去除混合气体中的少量氧气

3．氧气的用途

（1） 支持燃烧：液态氧作为火箭的助燃剂（助燃性），炼钢需要氧气（提高反应炉中的温度），氧炔焰

用来气焊与气割

（2） 提供呼吸：潜水员和太空飞行员携带的氧气罐

4．氧气的制法

（1）工业制法（分离液态空气法）

a ．具体过程

b ．原理：氧气和氮气的沸点不同，氧气的沸点高于氮气的沸点

c ．注意：该过程是物理变化

（2）实验室制法

A ．高锰酸钾制取氧气

a ．实验原理：高锰酸钾（KMnO 4）加热——→ 锰酸钾（K 2MnO 4）+ 二氧化锰（MnO 2）+氧气（O 2）

b ．反应物状态：高锰酸钾（紫黑色固体）

c ．反应条件：加热

d ．注意事项：

a). 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。

b). 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。

c). 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。 空气 空气 除去二氧化碳

干燥 氮气 液态空气

降温

加压 液态氧 升温-183℃ 氧气