§3.1

空氣與氧氣18世紀(jì)中葉以前，人們一直認(rèn)為空氣是一種單質(zhì)。猜一猜：空氣中有哪些氣體？可能含有：氧氣、水蒸氣、二氧化碳……想一想：如何收集一瓶教室里的空氣？如何證明？灌滿水的集氣瓶帶入教室，在教室內(nèi)倒出瓶?jī)?nèi)的水，蓋上玻璃片。觀察空氣空氣的成分從冰箱中拿出的冷飲料瓶不一會(huì)兒在外壁凝結(jié)許多無(wú)色小液滴將松脆的餅干露置于空氣中過(guò)不了多久變軟了A.水（H2O）的檢驗(yàn)無(wú)水硫酸銅水倒置裝滿冰塊的燒杯，燒杯底部放上無(wú)水硫酸銅。白色粉末變成藍(lán)色降低溫度，使空氣中的水蒸氣遇冷在粉末表面液化。B.二氧化碳（CO2）的檢驗(yàn)用大針筒把空氣壓進(jìn)石灰水中，觀察石灰水是否變渾濁？為什么？空氣中的二氧化碳使石灰水變渾濁取一瓶空氣和一瓶氧氣，把一根燃著的木條先后插入兩集氣瓶中，觀察木條在兩集氣瓶中燃燒的劇烈程度是否相同？不相同氧氣具有助燃性C.氧氣（O2）的檢驗(yàn)在純氧中燃燒更劇烈猜一猜為什么？通過(guò)以上的活動(dòng)可以初步確定，空氣中至少含有CO2、O2和水蒸氣（H2O）等物質(zhì)?？諝馐腔旌衔锓▏?guó)化學(xué)家拉瓦錫首先通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出了空氣是由氮?dú)夂脱鯕饨M成，氧氣約占總體積的1/5。氧氣體積分?jǐn)?shù)=氧氣體積空氣體積瓶子裝滿水后水的體積活動(dòng):測(cè)定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)注射器止水夾導(dǎo)管集氣瓶

如何讓水主動(dòng)進(jìn)入玻璃瓶中？

有什么方法可以替代針筒抽取瓶中的氧氣？木炭硫磺紅磷鎂條選擇的藥品有什么要求？木炭硫磺紅磷鎂條選擇的藥品有什么要求？木炭在空氣中燃燒，消耗氧氣，生成CO2氣體硫磺在空氣中燃燒，消耗氧氣，生成SO2氣體紅磷在空氣中燃燒，消耗氧氣，生成P2O5固體（體積忽略不計(jì)）鎂條在空氣中燃燒，消耗氧氣、氮?dú)夂投趸紝?shí)驗(yàn)裝置燃燒匙廣口瓶止水夾導(dǎo)管燒杯紅磷水活動(dòng):測(cè)定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)實(shí)驗(yàn)原理紅磷在密閉容器內(nèi)充分燃燒，消耗了空氣中的氧氣，生成五氧化二磷固體。容器內(nèi)壓強(qiáng)減小，大氣壓將燒杯中的水壓入廣口瓶中，水的體積正好填補(bǔ)消耗掉的氧氣的體積。實(shí)驗(yàn)步驟1、先在集氣瓶?jī)?nèi)加入少量水，再把剩余的容積用記號(hào)劃成5等份，做上記號(hào)。吸收五氧化二磷，并降低反應(yīng)溫度。2、點(diǎn)燃燃燒匙內(nèi)的紅磷，立即塞緊瓶塞，觀察現(xiàn)象：

。紅磷繼續(xù)燃燒，產(chǎn)生大量白煙。過(guò)量的紅磷可以完全消耗掉瓶?jī)?nèi)空氣中的氧氣3、火焰熄滅后，振蕩集氣瓶，打開(kāi)止水夾，觀察現(xiàn)象：

；消耗的氣體跟余下的氣體的體積比為

。水被壓入廣口瓶?jī)?nèi)，約占瓶容積的1/51

:

4實(shí)驗(yàn)結(jié)論空氣中氧氣的體積約占總體積的1/5紅磷的量不足；瓶?jī)?nèi)氧氣沒(méi)有耗盡；裝置漏氣（如塞子未塞緊、燃燒匙與橡皮塞之間有縫隙等），使外界空氣進(jìn)入瓶?jī)?nèi)；未冷卻至室溫就打開(kāi)彈簧夾，使進(jìn)入瓶?jī)?nèi)的水的體積減少。1.在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，為什么有時(shí)氣體減少的體積小于1/5呢？導(dǎo)致結(jié)果偏低的原因可能有哪些？2.實(shí)驗(yàn)中有時(shí)氣體減少的體積大于1/5，又是為什么呢？點(diǎn)燃紅磷后，插入燃燒匙時(shí)，瓶塞塞得太慢，使得瓶中空氣受熱膨脹，部分空氣溢出。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，沒(méi)有夾或沒(méi)夾緊止水夾。裝置氣密性要好；反應(yīng)的物質(zhì)必須是易與氧氣反應(yīng)而不與空氣中其它氣體反應(yīng)，不能有氣體生成；可燃物要稍過(guò)量。3.本實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵有哪些？其他實(shí)驗(yàn)裝置：19世紀(jì)末，科學(xué)家又通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，空氣中還有氦、氬、氙等稀有氣體。此外，還含有少量的二氧化碳、水蒸氣以及其他雜質(zhì)。成分體積分?jǐn)?shù)氮?dú)庋鯕庀∮袣怏w二氧化碳其他氣體和雜質(zhì)78%21%0.93%0.04%0.03%大量的科學(xué)實(shí)驗(yàn)表明：在通常情況下，空氣中各成分的比例保持相對(duì)穩(wěn)定。O2供給呼吸幫助燃燒燃料在氧氣中燃燒后產(chǎn)生的高溫火焰可用來(lái)切割或焊接金屬N2充入燈泡延長(zhǎng)使用壽命充入食品保裝袋防腐保鮮制造化肥、炸藥的重要原料用作致冷劑，醫(yī)療上常用液氮冷凍麻醉或冷藏人體細(xì)胞組織。通電時(shí)能發(fā)出不同顏色的光，制成霓虹燈、航行燈、閃光燈等。用于激光技術(shù)，制造低溫環(huán)境（氦氣），用于醫(yī)療麻醉（氙氣）等。稀有氣體焊接金屬時(shí)用于隔絕空氣固態(tài)干冰作致冷劑植物進(jìn)行光合作用的原料用于滅火CO2作化工原料（制純堿、尿素、汽水）空氣的利用氣體性質(zhì)用途氧氣氮?dú)庀∮袣怏w無(wú)色、無(wú)味、性質(zhì)較不活潑性質(zhì)較活潑性質(zhì)不活潑1、供給呼吸2、幫助燃燒3、燃料在氧氣中燃燒后產(chǎn)生的高溫火焰可用來(lái)切割或焊接金屬1、充入燈泡中，延長(zhǎng)燈泡的使用壽命；2、充入食品保裝袋防腐，保鮮。3、制造化肥、炸藥的重要原料。4、用作致冷劑，醫(yī)療上常用液氮冷凍麻醉或

冷藏人體細(xì)胞組織。1、霓虹燈內(nèi)充氣，稀有氣體通電后能發(fā)出不同顏色的光。2、激光技術(shù)，制造低溫環(huán)境（氦氣）用于醫(yī)療麻醉（氙氣）等?！揪毩?xí)】1.空氣的成份按體積分?jǐn)?shù)計(jì)算最大的是（）A.氧氣B.二氧化碳C.氮?dú)釪.水蒸氣2.空氣中的成分是：①氮?dú)猓虎谙∮袣怏w；③氧氣；④二氧化碳；⑤水蒸氣等其他雜質(zhì)氣體。按體積分?jǐn)?shù)由多到少的順序排列正確的是（）A.⑤④③②①B.①②③④⑤C.①③②④⑤D.③①②④⑤CC3.下列說(shuō)法正確的是（）A.空氣的成分是比較固定的，主要由氮?dú)夂脱鯕饨M成B.空氣中氮?dú)獾馁|(zhì)量占78％，氧氣占21％C.在通常狀況下，無(wú)色、無(wú)味氣體一定是空氣D.空氣是一種單質(zhì)，它是由空氣一種成分組成4.用實(shí)驗(yàn)的方法首先證明空氣是由氮?dú)夂脱鯕饨M成的科學(xué)家是（）A.舍勒B.湯姆生C.拉瓦錫D.牛頓AC第二課時(shí)氧氣的性質(zhì)第1節(jié)空氣與氧氣(一)1.C2.B3.C4.D5.A6.D7.C8.拉瓦錫氮氧氮?dú)庋鯕馊紵栏Ｗo(hù)冷凍9.(1)稀有不活潑(很穩(wěn)定)(2)不同顏色的光10.(1)氧氣(2)二氧化碳(3)水蒸氣11.B12.(1)未完全冷卻就打開(kāi)止水夾紅磷沒(méi)有足量(2)木炭燃燒生成氣體空氣的成分及作用稀有氣體（0.93％）氮?dú)猓?8％）氧氣（21％）其他氣體（1％）二氧化碳（0.04％）水蒸氣等其他雜質(zhì)（0.03％）沖入燈泡延長(zhǎng)使用壽命，用于食品防腐、保鮮，液態(tài)氮可作冷凍劑，是制作化肥、炸藥的原料。供給生物呼吸，支持燃料的燃燒。用作保護(hù)氣，制成各種用途的電光源氧氣的性質(zhì)氧氣的結(jié)構(gòu)氧氣的用途資料研究物質(zhì)的性質(zhì)主要從物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)兩個(gè)方面展開(kāi)。物理性質(zhì)主要從物質(zhì)的顏色、狀態(tài)、氣味、密度、熔沸點(diǎn)、凝固點(diǎn)等方面展開(kāi)，化學(xué)性質(zhì)主要是指物質(zhì)在化學(xué)變化過(guò)程中表現(xiàn)出性質(zhì)。研究的方法主要包括觀察法和實(shí)驗(yàn)法。從微觀和宏觀的角度描述氧氣的組成和構(gòu)成？氧氣由氧元素組成；氧氣由大量氧分子構(gòu)成，每個(gè)氧分子由兩個(gè)氧原子構(gòu)成。一、氧氣的結(jié)構(gòu)觀察一瓶氧氣的顏色和狀態(tài)。氧氣的物理性質(zhì)1：常溫下為無(wú)色無(wú)味的氣體用手輕輕地在瓶口扇動(dòng)，使少量氧氣飄進(jìn)鼻孔，聞一聞它的氣味。二、氧氣的性質(zhì)鋼瓶?jī)?nèi)裝的是什么物質(zhì)?呈什么狀態(tài)?通過(guò)加壓的方法液化成淡藍(lán)色的液態(tài)氧氧氣在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，降溫到-183℃時(shí)液化成淡藍(lán)色液體，-218℃變成雪化狀的藍(lán)色固體沸點(diǎn)熔點(diǎn)二、氧氣的性質(zhì)常溫下1L水中大約能溶解30mL的氧氣氧氣的物理性質(zhì)2：不易溶于水二、氧氣的性質(zhì)氧氣的物理性質(zhì)3：密度比空氣大在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，氧氣的密度為1.429g/L，比空氣的密度（1.239g/L）略大。二、氧氣的性質(zhì)化學(xué)式分類(lèi)結(jié)構(gòu)溶解性顏色狀態(tài)氣味密度熔點(diǎn)沸點(diǎn)氧氣是由大量氧分子構(gòu)成的每個(gè)氧分子是由兩個(gè)氧原子構(gòu)成的O2非金屬單質(zhì)不易溶于水常溫下無(wú)色無(wú)味氣體比空氣密度（1.293克/升）略大在標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣的密度為1.429克/升-218℃此溫度下凝固成雪花狀的藍(lán)色固體-183℃此溫度下液化成淡藍(lán)色的液體（在1.01×105帕下）活動(dòng)：將一根帶火星的木條伸入充滿氧氣的集氣瓶里，觀察產(chǎn)生的現(xiàn)象。氧氣的化學(xué)性質(zhì)：具有助燃性，不具有可燃性二、氧氣的性質(zhì)氧氣的驗(yàn)證方法？帶火星的木條伸入瓶中，如果復(fù)燃，證明是氧氣。收集氧氣時(shí)如何驗(yàn)滿？帶火星的木條伸到瓶口，如果復(fù)燃，說(shuō)明已集滿。微弱的淡藍(lán)色火焰，放熱，生成有刺激性氣味的氣體劇烈燃燒，發(fā)出明亮的藍(lán)紫色火焰，放熱，生成有刺激性氣味的氣體。

硫+氧氣二氧化硫

SO2SO2

（淡黃色固體）（刺激性氣味氣體）點(diǎn)燃硫在空氣中燃燒硫在氧氣中燃燒為什么燃燒匙里要鋪上細(xì)砂？為什么集氣瓶的底部要預(yù)留少量水？細(xì)砂是燃燒匙和藥品之間的一個(gè)保護(hù)層，防止藥品腐蝕燃燒匙吸收生成的二氧化硫，防止對(duì)空氣造成污染。

鐵+氧氣四氧化三鐵

FeO2Fe3O4銀白色固體黑色固體點(diǎn)燃鐵在空氣中燃燒鐵在氧氣中燃燒劇烈燃燒，火星四射,放出熱量，有黑色固體生成不會(huì)燃燒鐵絲為什么要繞成螺旋狀？增大鐵絲的受熱面積，利于鐵絲持續(xù)燃燒。火柴有什么作用？火柴燃燒放出的熱量使鐵絲溫度升高，引燃鐵絲。為什么集氣瓶底裝有少量水或鋪上一層細(xì)砂？防止生成的高溫熔融物濺落而炸裂瓶底。為什么要待火柴臨近燒完時(shí)，緩緩伸進(jìn)氧氣瓶？以免火柴燃燒消耗氧氣過(guò)多而使現(xiàn)象不明顯。碳在空氣中燃燒碳在氧氣中燃燒

碳+氧氣

二氧化碳

CO2CO2（黑色固體）無(wú)色氣體點(diǎn)燃發(fā)出微弱的紅光，放出熱量，生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體劇烈燃燒，發(fā)出白光，放出熱量，生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體

鎂+氧氣氧化鎂

MgO2MgO銀白色固體白色固體點(diǎn)燃鎂在空氣中燃燒劇烈燃燒，發(fā)出耀眼的白光，有白色固體生成

紅磷

+氧氣五氧化二磷

PO2P2O5暗紅色固體白色固體點(diǎn)燃紅磷在空氣中燃燒劇烈燃燒，發(fā)出白光，有白煙生成硫在空氣和氧氣中燃燒現(xiàn)象不同；鐵絲在空氣中不能燃燒，而在純氧中可以燃燒。你認(rèn)為其中的原因是什么？氧氣的濃度不同相同的物質(zhì)參加反應(yīng)，反應(yīng)物濃度越大，反應(yīng)越劇烈。觀察下列化學(xué)變化有何共同點(diǎn)？S+O2SO2點(diǎn)燃Fe+O2Fe3O4點(diǎn)燃C+O2CO2點(diǎn)燃P+O2P2O5點(diǎn)燃氧化物由2種元素組成的化合物，其中一種元素是氧由兩種或兩種以上的物質(zhì)生成一種物質(zhì)的反應(yīng)叫做化合反應(yīng)

化合反應(yīng)(1)定義：由兩種或兩種以上物質(zhì)生成另一種物質(zhì)的反應(yīng)。(2)化合反應(yīng)通式：A+B+???→X(3)判斷方法：“多變一”（反應(yīng)物至少為兩種，生成物為一種）請(qǐng)你用文字表達(dá)式表示出下列物質(zhì)燃燒的化學(xué)變化并寫(xiě)出1、2、3主要的反應(yīng)現(xiàn)象。1、硫在氧氣中燃燒2、紅磷在氧氣中燃燒3、木炭在氧氣中燃燒。4、鋁在氧氣中燃燒5、蠟燭燃燒生成二氧化碳和水拓展提高：第三課時(shí)氧氣的制取氧氣的性質(zhì)氧氣的物理性質(zhì)氧氣的化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)比較活潑，具有助燃性，不具有可燃性。能與許多物質(zhì)（非金屬、金屬單質(zhì)等）發(fā)生反應(yīng)。常溫下是無(wú)色無(wú)味的氣體，低溫下可液化成淡藍(lán)色液體，也可凝固成雪花狀藍(lán)色固體；不易溶于水；密度比空氣略大。（排水集氣法）（向上排空氣法）一、溫故知新S+O2SO2點(diǎn)燃劇烈燃燒，發(fā)出明亮的藍(lán)紫色火焰，放出大量熱，生成刺激性氣味的氣體。劇烈燃燒，火星四射，放出大量熱，生成黑色固體。劇烈燃燒，發(fā)出白光，放出大量熱，生成使澄清石灰水變渾濁的無(wú)色無(wú)味氣體。劇烈燃燒，產(chǎn)生白煙，放出大量熱，生成白色固體。Fe+O2Fe3O4點(diǎn)燃C+O2CO2點(diǎn)燃P+O2P2O5點(diǎn)燃請(qǐng)寫(xiě)出硫、鐵絲、木炭和紅磷在氧氣中燃燒的表達(dá)式以及反應(yīng)的現(xiàn)象。一、溫故知新①空氣冷凍分離法原理：利用氧氣與氮?dú)獾姆悬c(diǎn)不同二、氧氣的工業(yè)制法空氣

液態(tài)空氣液氧（沸點(diǎn)－183℃）多次壓縮低溫蒸發(fā)降溫氮?dú)猓ǚ悬c(diǎn)－196℃）－196℃②膜分離技術(shù)分離法空氣一定壓力下有富集氧功能的薄膜富集氧氣以上兩種工業(yè)制氧過(guò)程，均為物理變化。制取原理：分解含氧化合物過(guò)氧化氫(H2O2)無(wú)色液體高錳酸鉀(KMnO4)氯酸鉀(KClO3)

紫黑色顆粒白色粉末三、氧氣的實(shí)驗(yàn)室制法三、氧氣的實(shí)驗(yàn)室制法裝置選擇：反應(yīng)裝置+收集裝置選擇發(fā)生裝置的依據(jù)①反應(yīng)物的狀態(tài)②反應(yīng)的條件選擇收集裝置的依據(jù)①生成氣體的溶解性②生成氣體的密度B.裝置：A.原理：發(fā)生裝置收集裝置鐵架臺(tái)燒瓶分液漏斗導(dǎo)管集氣瓶水槽三、氧氣的實(shí)驗(yàn)室制法檢查裝置的氣密性1、手捂（加熱）法將導(dǎo)管的出口浸入水中，手握試管等容器，如果觀察到有氣泡冒出，放手后，觀察到導(dǎo)管末端回流一段水柱，表明裝置不漏氣。2、液差（注水）法從漏斗注入一定量的水，使漏斗下端浸沒(méi)，塞緊橡皮塞，夾緊彈簧夾后，繼續(xù)加水，使漏斗管內(nèi)的液面高于瓶?jī)?nèi)液面，停止加水，觀察到液面差不變，表明裝置不漏氣。C.實(shí)驗(yàn)步驟：2、轉(zhuǎn)動(dòng)分液漏斗的活塞，滴加過(guò)氧化氫，用排水法收集氣體并驗(yàn)證收集的是氧氣。1、在分液漏斗中加入20~50毫升15%的H2O2，在燒瓶中加入50毫升水及0.5克MnO2。當(dāng)打開(kāi)分液漏斗滴下雙氧水時(shí)，導(dǎo)管的一端就會(huì)冒出氣泡，此時(shí)能馬上收集氧氣嗎？不能，此時(shí)排出的是燒瓶?jī)?nèi)的空氣，等氣泡連續(xù)均勻產(chǎn)生才能收集。除了用排水法收集氧氣外，還可以用什么方法？向上排空氣法，因?yàn)檠鯕饷芏缺瓤諝饴源?。催化劑二氧化錳本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后沒(méi)有變化。

二不變一變二氧化錳在反應(yīng)中有什么作用呢？二氧化錳加快了反應(yīng)的速率試判斷：1.使用催化劑可增加生成物的質(zhì)量。2.不用催化劑就不能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。3.使用催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)的速度。4.使用催化劑一定能加快反應(yīng)速度?！獭痢痢链呋瘎┎灰欢涌旆磻?yīng)速率，也有減慢反應(yīng)速率。催化劑在反應(yīng)中可以參與反應(yīng)而發(fā)生變化，但反應(yīng)結(jié)束時(shí)又能轉(zhuǎn)化回原來(lái)的物質(zhì)。催化劑只影響反應(yīng)速率，不影響最終產(chǎn)量。長(zhǎng)頸漏斗的末端必須插入液體，防止生成的氣體從長(zhǎng)頸漏斗口逸出。長(zhǎng)頸漏斗分液漏斗可以控制反應(yīng)速度及量D.裝置變化制取方法2：反應(yīng)裝置：發(fā)生裝置收集裝置實(shí)驗(yàn)步驟：1.檢查裝置的氣密性。2.在試管中裝入約7克高錳酸鉀，并把一團(tuán)棉花放在試管口，用帶導(dǎo)管的橡皮塞塞緊管口，使試管口略向下傾斜，固定在鐵架臺(tái)上。（加熱法）防止固體進(jìn)入導(dǎo)管防止冷凝水回流，炸裂試管防止受熱不均，炸裂試管導(dǎo)管伸入不宜太長(zhǎng)（1cm左右），便于氣體排出3.來(lái)回移動(dòng)酒精燈，使試管受熱均勻后將火焰集中在藥品處加熱。4.當(dāng)有連續(xù)、均勻地氣泡冒出后，再把導(dǎo)管口伸入盛滿水的集氣瓶里，收集氣體。防止水槽中的水倒吸入試管而使試管破裂5.停止加熱時(shí)，先把導(dǎo)管移出水面，再熄滅酒精燈。6.觀察收集到氣體的顏色。1、檢查裝置氣密性2、裝入藥品3、固定試管7、熄滅酒精燈4、點(diǎn)燃酒精燈加熱5、收集氧氣6、把導(dǎo)管撤離水面查裝定點(diǎn)收離熄茶莊定點(diǎn)收利息（