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第二单元
我们周围的空气
考点1 空气的成分和用途
空气的成分 体积分数 主要用途
氮气
①制氮肥和硝酸的原料;
②性质稳定,用作保护气
氧气
①供给呼吸和支持燃烧;
②炼钢、气焊、化工生产和宇航等都要用到氧气
0.94% ①性质稳定,用作保护气;
②通电时发出不同颜色的光,可制成电光源
二氧化碳
植物进行光合作用的原料
其他气体和杂质 0.03%
【温馨提示】(1)空气中各成分含量表示的都是体积分数,而不是质量分数。
(2)空气中各成分是相对稳定的。
考点2 空气的污染及防治
空气污染物 有害气体、烟尘
空气污染物的来源 ①化石燃料的燃烧;②工厂排放的废气;③植被破坏引起的沙尘
空气污染物造成的危害 严重损害人体健康,影响农作物生长,破坏生态平衡,其中__________、__________和等_______都与空气污染有关
空气污染的防治措施 加强大气质量监测,改善环境状况,使用____,积极植树、造林、种草等,以保护空气
【温馨提示】有害气体主要包括CO、SO2和氮氧化物等;目前计入空气污染指数的项目暂定为CO、SO2、NO2、可吸入颗粒物和O3等。
考点3氧气的性质和用途
氧气的物理性质
物质 色、味、态 密度 溶解性
氧气(O2)
【温馨提示】液态氧是淡蓝色的液体,固态氧是淡蓝色的雪花状的固体。
氧气的化学性质
物质(颜
色、状态) 反应现象 化学方程式 结论
红热的
木炭 ①在空气中红热,②在氧气中______,③放出_____,④生成使澄清石灰水_____的气体
氧气是一种化学性质的气体。在一定条件下,与许多物质发生化学反应,放热
红磷(暗红色
固体) 红磷燃烧产生大量_____,放出大量的热
硫(____色固体) ①在空气中燃烧发出_____火焰,②在氧气中燃烧发出_______火焰,③放热,④有______气味的气体生成
细铁丝(____色固体) ①在空气中灼烧成红热,离火变冷,②在氧气中___________,生成____色固体
3.缓慢氧化:进行得很缓慢,甚至不容易被察觉的氧化反应,其特点是放热但不发光,如______、_______等。
4.氧气的用途:_______和_________。
考点4 氧气的制取
氧气的实验室制法
药品 化学方程式
高锰酸钾
氯酸钾
过氧化氢
2.氧气的工业制法
工业上利用液氮和液氧的沸点不同,采用蒸发的方法分离液态空气制得液氧,它属于_____变化。
3.催化剂与催化作用
催化剂是指在化学反应中能______其他物质的化学反应速率,而本身的_____和______在化学反应前后都没有发生变化的物质。催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。
【温馨提示】催化剂既可以加快反应速率也可以减慢反应速率,在反应前后化学性质没有改变,但物理性质有可能改变,并且加入催化剂也不能增加生成物的质量。
考点5 化合反应与分解反应
项目 反应类型 化合反应 分解反应
定义 由__________以上的物质生成______物质的反应 由_______反应物生成________以上其他物质的反应
特点 多变一 一变多
表达式 A+B+……→AB…… AB……→A+B+……
举例 CO2+H2OH2CO3 2H2O22H2O+O2↑
考点6 混合物和纯净物
混合物 纯净物
区别 宏观 _________________组成的 ___________________组成的
微观 由_______分子或原子构成的 由_______________分子或原子构成的
联系 混合物由两种或两种以上纯净物组成
命题点1 空气的污染及防治
(2024·安徽)我省环保部门按新修订的《环境空气质量标准》,着力做好细颗粒物(PM2.5)和臭氧(O3)等新增指标的监测。下列说法正确的是
A.燃烧植物秸秆不会造成大气污染
B.吸入细颗粒物对人体健康没有危害
C.化学在环境监测和保护中起重要作用
D.臭氧(O3)是一种氧化物
思路点拨:燃烧植物秸秆浪费资源且对环境、人体有一定的危害,吸入细颗粒物威胁人体的健康,人类利用化学知识能进行环境监测并对环境起保护作用,臭氧是由一种元素组成的纯净物。
1.(2024·本溪)今年以来,全国各地出现了几次较为严重的雾霾天气,再次引起人们对空气质量的关注,下面举措有利于改善空气质量的是
A.露天焚烧垃圾
B.燃煤火力发电
C.工厂废气处理后排放
D.鼓励开私家车出行
2.(2024·兰州)空气污染指数简称API。下列不计入空气污染指数的项目是
A.CO2
B.CO
C.NO2
D.可吸入颗粒物
命题点2 催化剂及催化作用
(2024·安徽)为比较相同浓度的FeCl3溶液和CuSO4溶液对H2O2分解的催化效果,某研究小组进行了如下探究:
(1)请写出H2O2分解的化学方程式________________________________________。
【定性研究】
(2)如图甲,可通过观察________________________来定性比较两者的催化效果。
【定量研究】
(3)如图乙,实验前检查该装置气密性的方法是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
要定量比较两者的催化效果,可测量生成等体积气体所需的________。
【深入研究】
(4)在FeCl3溶液中,究竟是哪种粒子起催化作用呢?
猜想1:铁离子(Fe3+)起催化作用;
猜想2:________起催化作用;
猜想3:________起催化作用;
……
请设计实验,验证猜想1
实验操作 实验现象及结论
思路点拨:(1)过氧化氢溶液是实验室制取氧气的重要药品,分解得到氧气。(2)催化剂的效果,就是看加入催化剂后反应的快慢。(3)实验装置气密性的检查主要利用气压原理,要产生压强差,先要关闭分液漏斗的活塞,由于注射器活塞是可以移动的,不太适合采用加热法,可以将注射器活塞向外拉出一段,产生压强差,观察松开手一会后看活塞是否能回到原位。(4)FeCl3溶液中的成分有Fe3+、Cl-、H2O,设计实验控制其他条件相同,只是有无Fe3+来验证猜想1。
本题考察了H2O2分解反应,实验装置气密性的检查及化学反应快慢的比较方法,解答此题要充分利用题目给出的信息,按照操作步骤进行实验。在进行实验对比时,要注意实验的控制变量,以确保实验结果的准确性。
3.(2024·台州)利用图甲装置探究“MnO2的用量对 H2O2分解反应的影响”,实验中H2O2的溶质质量分数为3%,装置中产生氧气的量可以用压强传感器测出(在等温条件下,产生氧气体积与装置内压强成正比,反应放热忽略不计)。
(1)写出装置中发生反应的化学方程式:________________,MnO2在此反应中起________作用。
(2)图乙是“0.1克MnO2与不同体积的3%H2O2溶液混合”的实验结果,从图中可以看出________________________________。
(3)当用“3%H2O2溶液8毫升与不同质量的MnO2混合”时,得到如图丙所示的曲线。曲线的斜率显示,当MnO2的用量增加到0.08克时,分解速度达到实验要求。在此实验条件下,若MnO2的质量有4克(一药匙),就能使如图________(选填字母)烧杯中所装的3%H2O2溶液,其分解速度最接近实验要求。
命题点3 化合反应和分解反应
(2024·大庆)下列关于反应的描述,反应方程式及反应类型完全正确的是
A.实验室用加热高锰酸钾制取氧气
2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑ 分解反应
B.铁丝在氧气中燃烧
4Fe+3O22Fe2O3 化合反应
C.高炉炼铁原理
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 复分解反应
D.将铁片投入足量的稀盐酸中
2Fe+6HCl===2FeCl3+3H2↑ 置换反应
思路点拨:铁丝燃烧生成的是四氧化三铁,而不是三氧化二铁,选项B是错误的;高炉炼铁发生的是氧化还原反应,而不是复分解反应,选项C错误;铁和盐酸发生置换反应,生成的应该是氯化亚铁,而不是氯化铁,选项D错误。
化合反应是两种或两种以上物质反应后生成一种物质的反应,其特点可总结为“多变一”;分解反应是一种物质反应后生成两种或两种以上的物质,其特点可总结为“一变多”;置换反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应;复分解反应是指两种化合物相互交换成分生成两种化合物的反应,其特点可总结为“双交换价不变”。
4.(2024·揭阳)如下图所示的微观化学变化,其基本反应类型属于
A.置换反应
B.化合反应
C.分解反应
D.复分解反应
5.(2024·益阳)下列化学方程式与对应反应类型均正确的是
化学方程式 反应类型
A H2OH2↑+O2↑ 分解反应
B CaO+ H2O=== Ca(OH)2 化合反应
C 2Fe+ 6HCl=== 2FeCl3+ 3H2↑ 置换反应
D SO3+ 2NaOH=== Na2SO4+ H2O 复分解反应
命题点4 纯净物与混合物
(2024·娄底)下列各图中,“”和“”分别表示两种不同元素的原子,其中表示混合物的是
思路点拨:图A是由一种分子构成的;图B是由三种分子构成;图C是由一种分子构成的;图D是由一种分子构成的。
由分子构成的物质中如果由一种分子构成,属于纯净物,由两种或两种以上分子构成属于混合物。
6.(2024·临沂)分类是化学学习、研究的重要方法。下列物质中属于混合物的是
A.氯酸钾
B.石灰水
C.二氧化碳
D.氢氧化钠
7.(2024·宜宾)下列物质都属于纯净物的一组是
①冰水混合物 ②洁净的空气 ③液氮 ④石灰水
A.①③
B.②④
C.①②
D.③④
实验1 空气中氧气含量的测定
实验
原理 红磷在集气瓶内燃烧,消耗空气中的氧气,生成五氧化二磷固体,使得集气瓶内气体减少,压强降低。大气压将烧杯里的水压入集气瓶中。集气瓶内被消耗的氧气的体积就是进入集气瓶内水的体积。化学方程式为________________
实验
装置
实验
步骤 (1)检查____________;(2)在集气瓶中装少量的水,再把水以上的部分分成五等份做上记号;(3)点燃燃烧匙中的红磷,立即伸入瓶内并塞紧瓶塞;(4)待红磷燃烧停止,温度降低到室温后打开止水夹
实验
现象 红磷燃烧放出热量,产生大量________,冷却至室温,打开止水夹,烧杯中的水进入集气瓶内,约占瓶内液面以上容积的________
实验
结论 空气中氧气的体积约占空气体积的________
误差
分析 进入集气瓶内水的体积小于1/5的原因:①装置漏气;②红磷的量不足;③没有冷却到室温就打开止水夹读数等
进入集气瓶内水的体积大于1/5的原因:①止水夹没有夹紧或没有夹止水夹;②燃烧匙伸入集气瓶内速度过慢,没有快速塞紧橡皮塞
注意
事项 不能用硫、木炭、铁、镁条等代替红磷,因为硫、木炭燃烧生成气体,铁不能在空气中燃烧,镁在空气中燃烧能与氧气、氮气、二氧化碳反应。若用木炭、硫代替红磷,可把水换成NaOH溶液,实验也能成功
甲图所示为测定空气中氧气含量的装置及药品。
(1)为获得较为准确的实验数据,下列做法不正确的是
A.检查装置的气密性
B.燃烧匙中的红磷足量
C.点燃红磷后缓慢将燃烧匙插入瓶中,塞紧瓶塞
D.红磷熄灭,广口瓶冷却后打开弹簧夹
(2)小明同学用足量的木炭代替红磷、氢氧化钠溶液代替水来做此实验。小明操作正确,但是测得的数据小于用红磷测得的数据,其原因是木炭燃烧除生成二氧化碳外还可能生成________。
(3)市售“暖宝宝”中发热剂主要成分是:铁粉、炭粉、水和食盐等,反应原理可简化为铁生锈。小明用配置的发热剂按图乙装置实验。他不是将足量的发热剂堆在瓶底,而是将其涂抹在广口瓶内壁的四周,这样做的目的是________________________。
(4)在上述三个实验操作都正确的情况下,与另两个实验的测量结果相比,第三个实验的测量结果与空气中的氧气含量更接近。推测其主要原因,最合理的是________________________。
思路点拨:测定空气中氧气的含量必须是在密闭的环境中进行的;为了彻底消耗尽里面的氧气要求红磷必须足量;点燃红磷后要求快速插入瓶内塞紧塞子;排除温度使气体压强增大的影响,等温度降到室温的情况下再打开弹簧夹;若用木炭随着消耗的氧气越来越少会生成一氧化碳,一氧化碳不与氢氧化钠反应,故测得数据不准;将其涂抹在广口瓶内壁的四周,这样做的目的是增加接触面使反应更加的充分,消耗的氧气更加彻底,测得数据更加准确。
本题是测定空气中氧气的含量,我们常用燃烧红磷或白磷的方法,因为磷燃烧生成白色固体五氧化二磷,几乎不占空间,使得内外产生气压差,从而得到正确的结论。因此在选择可燃物时,必须考虑到:燃烧的条件;生成物的状态;不与空气中其他物质发生反应。保证本实验成功的关键是:①装置气密性好;②红磷要足量;③要冷却至室温再读数;暖宝宝中的铁粉与水和空气中氧气发生了缓慢氧化,进而放出热量;物质缓慢氧化会放出热量,氯化钠的作用是加速铁粉氧化,更快地放出热量。
(5)甲实验完毕,进入集气瓶中的水不到总容积的1/5,你认为导致这一结果的原因可能是________________________________________________(答出其中一种原因)。
(6)小明同学对甲实验进行反思后,提出了改进方法(如图所示),你认为改进后的优点是________________________________________________________(任写两点)。
实验2 氧气的实验室制取
实验
药品 高锰酸钾(或氯酸钾和二氧化锰) 过氧化氢和二氧化锰
反应
原理 ________________ ________________
实验
装置
实验
步骤 ①查:检查装置的气密性;②装:把药品装入试管内,使之平铺在试管底部;③定:把试管固定在铁架台上;④点:点燃酒精灯加热;⑤收:收集气体(用向上排空气法或排水法);⑥离:把导气管撤离水槽;⑦熄:熄灭酒精灯。简记为:茶庄定点收利息 ①查;