單元2空氣、氧氣、二氧化碳1.空氣的主要成分和用途知識點

1

空氣的成分及用途(10年8考)氮氣：體積分數(shù)約_______（含量最多）常用作保護氣,如焊接金屬、食品包裝充氮防腐(化學性質不活潑)液氮用于冷凍(沸點低)氧氣：體積分數(shù)約_______供給呼吸,用于醫(yī)療急救、動植物呼吸等支持燃燒,用于燃料燃燒煉鋼、化工生產等78%21%稀有氣體可作電光源,如霓虹燈等(通電時能發(fā)出不同顏色的光)氦氣可用于填充探空氣球(密度小)二氧化碳生產碳酸飲料(能溶于水且與水反應)作氣體肥料(植物光合作用的原料)用于滅火(不燃燒也不支持燃燒,密度比空氣大)干冰可作制冷劑和人工增雨等科學史話法國化學家

用定量的方法研究了空氣的成分。

特別提醒稀有氣體通電發(fā)光屬于

變化。拉瓦錫物理2.探究空氣中氧氣的含量(詳見本冊P13“實驗進階”欄目)3.空氣的污染與防治(2)保護空氣的措施：使用清潔能源，加強空氣質量監(jiān)測，積極植樹、種草等。(1)污染物SO2氮的氧化物(或NO2)

易錯警示工廠加高煙囪不能減少污染物的排放。知識點

2

氧氣的性質(10年10考)1.物理性質：標準狀況下，氧氣是

色

臭的氣體，密度比空氣

，

溶于水。無無略大不易

操作要點不要觸碰集氣瓶內壁。物質現(xiàn)象及化學方程式木炭放出熱量化學方程式：

(充分燃燒)

2.化學性質(1)與非金屬單質反應物質現(xiàn)象及化學方程式硫放熱，生成有刺化學方程式：____________________激性氣味的氣體

微弱的淡藍色明亮的藍紫色

操作要點集氣瓶中水或NaOH溶液的作用為_______________________________。吸收生成的二氧化硫，防止污染空氣物質現(xiàn)象及化學方程式紅磷現(xiàn)象：產生大量

，放出熱量化學方程式：________________氫氣現(xiàn)象：發(fā)出淡藍色火焰，放出熱量化學方程式：________________白煙

操作要點點燃氫氣前必須

。驗純(2)與金屬單質反應物質現(xiàn)象及化學方程式鐵絲空氣中：紅熱，不能燃燒氧氣中：劇烈燃燒，

，生成

，放出熱量

化學方程式：_________________________

火星四射黑色固體

操作要點①鐵絲下端系一根火柴的目的是

；②實驗前在集氣瓶中放少量水或鋪一層細沙的目的是________________

。引燃鐵絲防止生成的高溫熔融物濺落，使集氣瓶瓶底炸裂(2)與金屬單質反應物質現(xiàn)象及化學方程式鎂條現(xiàn)象：劇烈燃燒，發(fā)出耀眼的白光，產生大量白煙，生成白色固體化學方程式：_____________________

【歸納總結】①同種物質在氧氣和空氣中燃燒現(xiàn)象不同的原因是______

。②描述現(xiàn)象時要注意：“煙”是固體小顆粒，“霧”是小液滴。濃度會影響燃燒劇烈程度氧氣1.碳單質的物理性質和用途知識點

3

碳單質的性質與用途(10年10考)碳單質結構模型物理性質用途金剛石無色透明的固體鉆石飾品天然存在最

的物質玻璃刀、切割金屬、鉆頭金剛石薄膜：透光性好、導熱性好透鏡涂層、集成電路基板硬碳單質結構模型物理性質用途石墨灰黑色、質軟作鉛筆芯優(yōu)良的

性熔點高作電極、高鐵列車受電弓滑板有滑膩感作潤滑劑C60

應用于超導、催化、能源及醫(yī)學等領域導電

特別提醒不同碳單質物理性質存在差異的原因是

。

備考補充木炭和活性炭具有疏松多孔的結構，因此具有

性，可用于除去色素和異味。碳原子的排列方式不同吸附2.碳單質的化學性質和用途(1)穩(wěn)定性：常溫下碳的化學性質

，可用來制作墨汁。(2)可燃性不活潑

特別提醒古代字畫能夠保存很長時間不變色的原因是

。常溫下碳的化學性質不活潑(3)與某些氧化物反應

木炭還原氧化銅現(xiàn)象：①試管A中

；②試管B中

。結論：木炭能與氧化銅反應生成銅和二氧化碳，具有還原性。操作要點：①酒精燈加網罩的目的是

；②實驗結束后應先撤出試管B中的導管，再熄滅酒精燈，原因是_______

。小實驗黑色粉末逐漸變成紅色澄清石灰水變渾濁集中火焰，提高溫度防止澄清石灰水倒吸入熱的試管A中，使試管炸裂

特別提醒剛開始加熱，試管B中立即產生氣泡，澄清石灰水沒有變渾濁，其原因是

。開始逸出的氣體是試管內原有的空氣，而非二氧化碳1.物理性質：無色、無臭的氣體，

溶于水。2.化學性質和用途知識點

4一氧化碳的性質與用途(10年7考)性質原理/化學方程式用途/注意事項可燃性_________________________________作燃料與某些氧化物反應氧化銅：_________________________________氧化鐵：_________________________________冶煉金屬毒性極易與血液中的血紅蛋白結合，從而使血紅蛋白不能再與氧氣結合，造成人體缺氧，嚴重時會危及生命冬天煤火取暖時要裝煙囪，并注意通風難

特別提醒點燃CO前要

。

易錯警示冬季煤爐取暖放一盆水不能防止煤氣中毒的原因是________________。驗純一氧化碳難溶于水1.物理性質：通常條件下是無色、無味的氣體，密度比空氣

，

溶于水，在一定條件下會變成固體(俗名

)，易升華吸熱，可用于人工增雨。

特別提醒CO和CO2的組成元素相同，性質差異很大的原因是_______________。知識點

5二氧化碳的性質與用途(10年7考)大能干冰分子構成不同性質原理/化學方程式用途不燃燒也不支持燃燒(密度比空氣大)

滅火

2.化學性質和用途性質原理/化學方程式用途與水反應(能溶于水)________________________制碳酸飲料

2.化學性質和用途性質原理/化學方程式用途與堿反應澄清石灰水____________________________實驗室檢驗二氧化碳；工業(yè)上生產化工產品氫氧化鈉溶液

________________________實驗室吸收二氧化碳

性質原理/化學方程式用途與碳反應

________________________為高爐煉鐵提供CO光合作用的原料綠色植物利用光能將二氧化碳和水轉化為有機物和氧氣作氣體肥料

二氧化碳的性質實驗(1)實驗A中，振蕩后觀察到軟塑料瓶變癟，該實驗

(填“能”或“不能”)直接證明二氧化碳能與水發(fā)生反應。(2)實驗B的目的是證明CO2能與H2O發(fā)生化學反應，其實驗操作為_______________

。(3)將收集滿二氧化碳的試管倒放在盛有澄清石灰水的水槽中(圖C)，觀察到的現(xiàn)象是

。不能將干燥紫色石試管內液面上升，澄清石灰水變渾濁蕊紙花的一半用蒸餾水噴濕放入盛有CO2的集氣瓶中(4)圖D實驗中，傾倒CO2后，觀察到蠟燭自下而上依次熄滅，說明二氧化碳具有的性質是

。密度比空氣大，不能燃燒也不支持燃燒驗證CO2密度比空氣大1.二氧化碳對人體健康的影響：二氧化碳本身

，但不能_______

，當空氣中二氧化碳超過正常含量時，會對人體健康造成影響。知識點

6碳氧循環(huán)及可持續(xù)發(fā)展(10年8考)無毒供給呼吸

特別提醒在人群密集的教室應注意通風換氣。2.自然界中的碳循環(huán)

備考補充綠色植物的光合作用使得大氣中的二氧化碳含量相對穩(wěn)定。3.溫室效應(1)增強原因：

大量燃燒，森林面積不斷減少，造成大氣中二氧化碳含量不斷上升，導致溫室效應增強，造成全球變暖。(2)全球變暖危害：導致兩極冰川融化，海平面升高，淹沒部分沿海城市；使土地沙漠化，農業(yè)減產；

使暴雨等極端天氣事件發(fā)生的頻率和強度增大，導致旱澇災害加??；影響自然生態(tài)系統(tǒng)，改變生物多樣性等?；剂?.低碳行動與可持續(xù)發(fā)展目的：控制大氣中

的含量，防止

進一步增強，導致全球變暖。二氧化碳溫室效應化石燃料植樹造林

大國擔當我國明確提出了減排目標：二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和。

實驗梳理【化學史實】二百多年前，法國化學家拉瓦錫利用汞和氧氣在密閉容器(圖1)中反應，得出氧氣約占空氣總體積1/5的結論。(1)分析實驗原理：利用汞與氧氣反應只消耗裝置內的氧氣，使密閉裝置內壓強

(填“增大”或“減小”)，在大氣壓的作用下，進入密閉容器內汞的體積即為減少的氧氣體積。實驗2探究空氣中氧氣的含量(10年2考)

減小【實驗設計】仿照拉瓦錫實驗的原理，利用圖2裝置探究空氣中氧氣含量。(2)實驗現(xiàn)象：

，

反應的化學方程式為

。紅磷燃燒，產生大量白煙，放出熱量

(3)實驗分析①集氣瓶中裝少量水的目的：a.____________________________________

；b.使反應后集氣瓶內的溫度快速降至室溫。②實驗過程中發(fā)現(xiàn)測量的氧氣體積小于1/5，你認為可能的原因是________

(任寫一點)。吸收紅磷燃燒生成的五氧化二磷，防止污染空氣不足(或裝置漏氣或裝置沒有冷卻至室溫就打開彈簧夾)紅磷的量

改進創(chuàng)新(4)裝置創(chuàng)新

點燃紅磷伸入集氣瓶過程中會使空氣受熱膨脹逸出，小組同學討論后將裝置改為圖3所示裝置，改進后的裝置優(yōu)點是_______________________________(寫出一個合理答案即可)。實驗結果更準確(或更加環(huán)保)(5)試劑創(chuàng)新

上述實驗中汞、白磷和五氧化二磷有毒，對環(huán)境“不友好”。結合實驗原理和試劑弊端，化學興趣小組同學根據(jù)鐵在空氣中生銹的原理設計如圖4所示實驗裝置，再次測定空氣中氧氣的含量。裝置中飽和食鹽水、活性炭會加速鐵生銹。測得實驗數(shù)據(jù)如下表：①請計算出空氣中氧氣的體積分數(shù)

(精確至0.1％)。②與燃燒紅磷法相比，該裝置測定空氣中氧氣含量的優(yōu)點是_________________________________________________。實驗前的體積實驗后的體積集氣瓶內空氣燒杯內蒸餾水燒杯內剩余蒸餾水130.0mL90.0mL63.0mL20.8％測量結果更準確(合理即可)節(jié)能環(huán)保，

數(shù)字化實驗拓展——定量分析為了更加深刻地了解在實驗過程中氧氣含量的具體變化，同學們經討論后，取足量紅磷采用圖5裝置進行實驗，記錄并處理數(shù)據(jù)分別如圖6、圖7。(6)圖6中AB段壓強增大，原因是

。(7)圖7中氧氣含量下降到8％左右不再變化，說明燃燒紅磷不能將氧氣完全消耗，請你猜測原因

。紅磷燃燒放熱，導致氣體膨脹紅磷燃燒需要氧氣達到一定的濃度(合理即可)

實驗梳理1.反應原理(1)高錳酸鉀制取氧氣：

。(2)過氧化氫溶液與二氧化錳制取氧氣：_________________________

。實驗3

氧氣的實驗室制取(10年9考)

2.實驗裝置(1)發(fā)生裝置選用試劑選擇依據(jù)發(fā)生裝置裝置特點原因分析反應物狀態(tài)發(fā)生條件KMnO4固體加熱試管口略向下傾斜_____________________________________________試管口放一團棉花______________________________防止冷凝水回流到熱的試管底部，使試管破裂防止高錳酸鉀粉末進入導管選用試劑選擇依據(jù)發(fā)生裝置裝置特點原因分析反應物狀態(tài)發(fā)生條件H2O2和MnO2固體和液體常溫(不需要加熱)長頸漏斗下端口伸入液面以下_____________________________________________

形成液封，防止產生的氧氣從長頸漏斗口逸出(2)收集裝置選擇依據(jù)(氧氣的性質)收集方法收集裝置裝置特點原因分析氧氣

溶于水且不和水反應排水法(較純凈)導管不要伸入集氣瓶太長_________________

不易便于氣體的導出選擇依據(jù)(氧氣的性質)收集方法收集裝置裝置特點原因分析氧氣密度比空氣

且不與空氣成分反應向上排空氣法(較干燥)導管應伸到集氣瓶底部_____________________________________________________

大排盡集氣瓶內的空氣，使收集到的氧氣較純凈3.實驗步驟實驗室用高錳酸鉀制取氧氣大致可分為下列步驟：①點燃酒精燈，加熱試管；②連接儀器，檢查裝置的氣密性；③將高錳酸鉀裝入試管，塞入一小團棉花，用帶導管的橡膠塞塞緊試管，并把試管固定在鐵架臺上；

④用排水法收集氧氣；⑤熄滅酒精燈；⑥將導管從水槽中取出。(1)正確的操作順序為

。(2)收集氧氣的最佳時機為：當導管口有

時開始收集(目的是

)。(3)實驗結束時，應先撤離導管，再熄滅酒精燈的原因是______________

。②③①④⑥⑤連續(xù)、均勻的氣泡冒出排盡裝置內的空氣，使收集到的氧氣較純凈防止水槽中的水倒吸進入熱的試管，使試管破裂4.檢驗與驗滿檢驗驗滿將

伸入集氣瓶

，若木條

，說明為氧氣將

靠近集氣瓶

，若木條

，證明氧氣已收集滿集氣瓶瓶口一側有較大氣泡放出帶火星的木條內復燃帶火星的木條口復燃

改進創(chuàng)新5.裝置對比改進

同學們在使用圖1中A裝置制取氧氣時，發(fā)現(xiàn)錐形瓶內反應較劇烈，此時可將長頸漏斗更換為分液漏斗(如B裝置)，改進過后B裝置的優(yōu)點是

，你還可以選擇什么儀器：

(填一種)?？梢钥刂品磻俾?，得到平穩(wěn)的氧氣流注射器(合理即可)

跨學科實踐——制作簡易制氧裝置6.某化學興趣小組的同學利用家中常見的飲料瓶、吸管等設計并制作了簡易制氧機，如圖2所示。(1)過濾倉中的水除了有過濾雜質的作用外，還起到的作用是

(填序號)。①加快O2的生成②降低O2的溫度③可以通過觀察氣泡冒出的快慢來判斷O2生成的速率②③(2)為了調控供氧流速，可進行的操作或改進是______________________

。(3)結合實驗室制取氧氣的方法，除了考慮到試劑的價格、制氧氣反應的難易與安全性等因素，你認為應考慮的其他因素有________________________________________________________________________________

(至少寫一點)。在反應倉增加注射器，控制液體的滴加速率(合理即可)反應物選擇含有氧元素的物質(或考慮實驗過程對環(huán)境的影響；實驗所需儀器的規(guī)格、性能；實驗試劑的濃度、用量等)

實驗梳理1.實驗試劑：大理石(或石灰石)和稀鹽酸。2.反應原理：

。3.實驗裝置(1)發(fā)生裝置：由于反應物為固體(石灰石或大理石)和液體(稀鹽酸)，且反應不需要加熱，故應選擇固液常溫型發(fā)生裝置。(2)收集裝置：二氧化碳具有

、

的性質，故選擇向上排空氣法收集。實驗4

二氧化碳的實驗室制取(10年3考)

能溶于水且能與水反應密度比空氣大4.實驗步驟連接儀器→

→裝入試劑(先加入固體，后通過長頸漏斗加入液體)→收集→檢驗和驗滿。檢查裝置氣密性5.檢驗和驗滿檢驗驗滿將氣體通入澄清石灰水中，若__________

，證明該氣體為二氧化碳將燃著的木條放在________

，若木條熄滅，證明二氧化碳已收集滿(此過程利用的是二氧化碳__________

的性質)澄清石灰水變渾濁集氣瓶口不燃燒也不支持燃燒

改進創(chuàng)新6.試劑及裝置改進

同學們提出疑問，能不能用碳酸鈉粉末或碳酸鈣粉末和稀鹽酸或稀硫酸制取二氧化碳，在老師的指導下，同學們分組進行下列實驗并比較反應速率(所需試劑質量和濃度均一致)：組別試劑反應速率小組1Na2CO3

粉末、稀鹽酸較快小組2Na2CO3

粉末、稀硫酸較快小組3CaCO3

粉末、稀鹽酸較快小組4CaCO3

粉末、稀硫酸開始較快，后逐漸停止小組5塊狀大理石、稀鹽酸適中小組6塊狀大理石、稀硫酸較慢，后逐漸停止(1)分析4和6兩組實驗，實驗逐漸停止的原因是___________________________

。(2)分析1和2兩組實驗，Na2CO3粉末與稀鹽酸、稀硫酸反應速率較快，為控制反應速率，可將長頸漏斗換為

。組別試劑反應速率小組1Na2CO3

粉末、稀鹽酸較快小組2Na2CO3

粉末、稀硫酸較快小組3CaCO3

粉末、稀鹽酸較快小組4CaCO3

粉末、稀硫酸開始較快，后逐漸停止小組5塊狀大理石、稀鹽酸適中小組6塊狀大理石、稀硫酸較慢，后逐漸停止

稀硫酸與碳酸鈣反應生成的硫酸鈣微溶于水，覆蓋在反應物表面，阻止反應繼續(xù)進行

分液漏斗(合理即可)(3)分析3和5兩組實驗，塊狀大理石、CaCO3粉末分別與稀鹽酸反應速率相差較大，說明_________________________________________________________

。組別試劑反應速率小組1Na2CO3

粉末、稀鹽酸較快小組2Na2CO3

粉末、稀硫酸較快小組3CaCO3

粉末、稀鹽酸較快小組4CaCO3

粉末、稀硫酸開始較快，后逐漸停止小組5塊狀大理石、稀鹽酸適中小組6塊狀大理石、稀硫酸較慢，后逐漸停止

反應物形狀不同，反應速率不同(或接觸面積越大，反應速率越快，合理即