《元素化合物》专题一空气学科网（北京）股份有限公司一、空气成分及用途1.拉瓦锡实验结论：空气由氮气和氧气组成，其中氧气约占空气总体积的1/5。2.空气是一种混合物，其中氮气与氧气体积比约为4:1。3.主要成分（按体积分数）氮气（N2）78%，氧气（O2）21%，稀有气体0.94%，二氧化碳（CO2）0.03%，其它气体和杂质0.03%。4.空气是宝贵的资源氧气氮气稀有气体物理无色、无味气体，不无色、无味气体，难无色、无味气体，通电时性易溶于水，溶于水能发出不同颜色的光（质化不可燃，能支持燃不燃烧也不支持燃学烧，烧，不供给呼吸，化很不活泼性能供给呼吸。学性质不活泼质①作保护气②食品充①作保护气②制多种用途①供动植物呼吸氮作防腐剂等③用于的电光源等用②医疗急救制造低温环境或医疗③氦气充气球（密度比空途③金属切割④炼钢上冷冻麻醉④制硝酸气小且化学性质稳定）⑤宇宙航行和氮肥④氦气用于制造低温环境5.空气的污染与防治（1）造成空气污染的物质：①有害气体:一氧化碳（CO）、二氧化氮（NO2）、二氧化硫（SO2）②可吸入颗粒物:如烟尘等（2）环境问题：温室效应（二氧化碳含量过多引起，其他如甲烷等也能造成）、臭氧空洞（飞机的尾气、制冷剂氟里昂的排放）、酸雨（由二氧化硫、二氧化氮引起）（3）防止空气污染的措施：加强大气质量监测,改善环境状态、植树造林、使用清洁能源。学科网（北京）股份有限公司（4）空气污染指数：一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、可吸入颗粒物、臭氧。二、氧气的化学性质1.氧气的物理性质①色、味、态：通常情况下是无色无味的气体，液态为淡蓝色，固态为淡蓝色雪花状。②密度：标准状况下，密度略大于空气（向上排空法收集）③溶解性：氧气不易溶于水（排水法收集）2.氧气的化学性质（1）助燃性①检验氧气：用带火星的木条伸到集气瓶中，若复燃则是氧气。注意：氧气浓度较低时带火星的木条不复燃，浓度较高时复燃，能复燃说明氧气浓度较高不能说是纯氧气。（2）常见物质的燃烧物质现象方程式空气中红热；氧气中剧烈燃烧，发出白光，放出木炭热量，生成无色无味的气体能使澄清石灰水变浑C+O2CO2浊空气中发出微弱的淡蓝色火焰，放出热量；氧气中发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量；硫粉S+O2SO2生成一种有刺激性气味的气体注意：瓶底装少量水吸收SO2，防止污染空气）红磷氧气中剧烈燃烧，放出热量，生成大量的白烟4P+5O22P2O5安静的燃烧，产生淡蓝色火焰，火焰上方罩干冷氢气2H2+O22H2O的烧杯出现水雾空气中红热；氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成一种黑色固体铁丝3Fe+2O2Fe3O4注意事项：集气瓶底部铺少量的细沙或加少量的水，防止高温生成物溅落炸裂瓶底镁条剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色固体2Mg+O22MgO一氧产生蓝色火焰，生成能使澄清石灰水变浑浊的气2CO+O22CO2化碳体学科网（北京）股份有限公司产生蓝色火焰，火焰上方罩干冷的烧杯，烧杯内甲烷壁出现水雾，罩涂有澄清石灰水的烧杯，石灰水CH4+2O22H2O+CO2变浑浊。产生蓝色火焰，火焰上方罩干冷的烧杯，烧杯内乙醇壁出现水雾，罩涂有澄清石灰水的烧杯，石灰水C2H5OH+3O23H2O+2CO2变浑浊。（3）氧化性缓慢氧化：某些物质在一些条件下，与氧气发生缓慢的氧化反应，称为缓慢氧化。缓慢氧化也放热。如：动植物新陈代谢，金属的锈蚀，食物的腐烂，酒醋的酿造，农家肥的腐熟等等。三、氧气的制取1.工业制氧气分离液态空气法原理：利用液态氧气和液态氮气的沸点不同。——是物理变化过程:2.实验室制氧气法药品高锰酸钾氯酸钾过氧化氢反应2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑2KClO32KCl+3O2↑2H2O22H2O+O2↑原理制取同高锰酸钾，试管中装置不加棉花检验用带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃，说明是氧气；学科网（北京）股份有限公司方法向上排空气法：验满排水法收集：用带火星的木条放在方法集气瓶口有大量气泡往外冒集气瓶口，木条复燃（1）高锰酸钾制氧气试管口塞一团棉花，防止加热时粉末进入导气管，堵塞导管。固定试管时，试管口应略向下倾斜（防止生成的冷凝水回流使试管底部炸裂）铁夹应夹在试管的中上部，导管伸入试管稍露出橡皮塞，利于产生的气体排出。注意加热药品，先使试管均匀受热（预热），后在固体药品部位用酒精灯外焰加事项热。排水法收集气体时当气泡连续均匀冒出时开始收集。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回炽热的试管中，炸裂试管。（2）过氧化氢制氧气长颈漏斗伸入液面以下，形成液封，防止气体从长颈漏斗逸出。总结气体发生和收集装置发生装置（考虑反应物状态和反收集装置（气体的密度和溶解度）应条件）固液常温型排水集气法固体加热型向上排空气法向下排空气法反应物是固适合溶解性反应物是固体适合密度大于适合密度小于体和液体，小，不与水反反应需要加热空气的气体空气的气体反应不加热应的气体高锰酸钾制氧气过氧化氢制氯酸钾制氧气氧气气体从短管进气体从长管进气体从短管进集集气瓶，水从集气瓶，空气气瓶，空气从长长管排出从短管排出管排出四、空气中氧气含量的测定学科网（北京）股份有限公司1.实验原理装置红磷在密闭空间中燃烧消耗氧气，使得密闭空间中压强减小，打开弹簧夹后，大气压将烧杯中的水压入集气瓶中。（压入的水的体积=被消耗的氧气的体积）2.实验现象①红磷燃烧，放出热量，产生大量白烟②装置冷却到室温后打开弹簧夹，烧杯内的水倒流入集气瓶，约占集气瓶内气体体积的1/5。3.实验结论：氧气约占空气总体积的1/5。4.反应原理:4P+5O22P2O55.误差分析实测<真实，可能原因：A红磷量不足；B装置气密性差；C未冷却至室温就打开弹簧夹实测>真实，可能原因：A弹簧夹未夹或未夹紧；B点燃红磷伸入过慢6.瓶中剩余的主要气体是氮气（化学性质：不可燃不助燃；物理性质：难溶于水）7.部分改进装置装置改进的目的：污染更小，数据误差更小，操作更简便，现象更明显，更环保，更节约药品材料等。五、物质关系转化图学科网（北京）股份有限公司学科网（北京）股份有限公司