氮气占78%,氧气占21%,稀有气体(氦气、氖气、氩气、氪气、氙气等)占0.94%,二氧化碳占0.03%,其他气体和杂质占0.03%。
2、空气中氧气含量的测定——空气中氧气体积分数的测定(红磷燃烧)实验
(1)实验装置:如图。
(2)涉及反应:4P+5O2 2P2O5
(3)实验现象:产生大量白烟,待燃烧停止,整个装置冷却至室温后,将c处的止水夹打开,会观察到烧杯中的水进入广口瓶,大约占剩余体积的1/5。
(4)注意事项:①广口瓶中加入少量水防止集气瓶底炸裂。②检查整个装置的气密性后,将c处的止水夹夹紧。③红磷要足量,以利于将氧气耗尽。④点燃红磷后,迅速插入左边的广口瓶中并把塞紧橡皮塞,防止红磷在集气瓶外损耗,导致红磷量不足,同时也防止瓶中气体散逸到空气中去。 (5)实验成败的关键因素:
①装置气密性要好;②可燃物易在空气中燃烧,且生成物不为气体;③可燃物要稍过量;④操作要迅速;⑤反应后气体要冷却。 ★考点2 空气对人类生活的重要作用(A)
1、氮气 ①性质:氮气是一种无色无味,难溶于水,密度比空气略小的气体,沸点比氧气要低(工业上利用该性质分离液态空气制取液氧);常温下稳定,氮气不支持燃烧也不供给呼吸,氮气不参与人体的新陈代谢。②用途:合成氨制氮肥,制造硝酸,用作保护气(焊接、食品、白炽灯泡),医疗上用液氮冷冻麻醉,在液氮的低温环境下显示超导材料的超导性能等。
2、稀有气体的性质和用途 ①性质:稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙等气体的总称,它们都是无色无味的气体,通常情况下,稀有气体的化学性质非常稳定,极难和其它物质发生化学反应,因此稀有气体又称惰性气体,稀有气体在通电时会发出不同颜色的光。
②用途:保护气(焊接、灯泡)(体现化学性质),多用途电光源(体现物理性质)、激光、低温、麻醉等。
★考点3 氧气能跟许多物质发生化学反应(C) ★考点4 氧气的主要性质和用途(C)
1、物理性质 在通常状况下为无色无味的气体,不易溶于水(可用排水法收集),密度比空气略大(可用向上排空气法收集),液氧为淡蓝色,固态氧为淡蓝色雪花状。 2、化学性质 较活泼,能与许多物质发生氧化反应,具有氧化性、助燃性。 3、氧气的用途 ①支持呼吸——登山、潜水、航空、航天、医疗等;②支持燃烧——炼钢、气焊、气割、航天等。
★考点5 二氧化碳的主要性质和用途(C) 1、碳的单质
①金刚石:a.物理性质:纯净的金刚石是无色、透明的正八面体形状的固体,是天然存在的最硬物质,不导电,导热,无润滑性。b.用途:用于划玻璃、切割金属、钻探机钻头、制装饰品等。
②石墨:a.物理性质:石墨是深灰色、有金属光泽、不透明的细鳞片状固体,质软,导电性优良,导热性良好,有润滑性。b.用途:用于电极、铅笔芯、润滑剂等。 ③几种无定形碳的比较:
④其他碳单质:a.C60分子:是一种由60个碳原子构成的分子,它形似足球,这种足球结构的碳分子很稳定。b.纳米碳管:由碳原子构成的管状大分子。 2、碳单质的化学性质 ①在常温下,具有稳定性。 ②碳跟氧气反应(可燃性):a. C+O2气不充足)。
③碳跟某些氧化物的反应(还原性):a.常见的反应:C+2CuO+ CO2
2CO。
2Cu+CO2↑; C
CO2(氧气充足);b. 2C+O2
2CO(氧
(注意:碳单质作还原剂一般需要吸收大量的热,属于吸热反应,所以条件是高温)。b.木炭还原氧化铜实验现象:导出的气体使澄清石灰水变浑浊;黑色粉末中有红色固体生成。
3、二氧化碳的性质
①物理性质:通常情况下,二氧化碳是一种无色无味的气体,密度比空气大,可溶于水,干冰易升华。
②化学性质:二氧化碳不能燃烧,一般情况下也不支持燃烧,不能供给呼吸,二氧化碳与水反应能生成碳酸,能使澄清的石灰水变浑浊。 4、二氧化碳的用途
①灭火:因为二氧化碳既不可燃又不助燃,同时二氧化碳的密度比空气大,因此常用二氧化碳灭火。
②干冰(固态二氧化碳):可用作制冷剂和人工降雨。
③绿色植物的光合作用:作气体肥料,可以提高农作物的产量。 5、二氧化碳对环境的影响——二氧化碳含量增大会导致温室效应
①概念:大气中的二氧化碳能像温室的玻璃或塑料薄膜那样,使地面吸收太阳光的热量不易散失,从而使全球变暖,这种现象叫“温室效应”。
②导致温室效应的气体主要是二氧化碳,其余的还有臭氧、甲烷、氟氯代烷(氟利昂)等。
③温室效应会使两极冰川融化,海平面上升,淹没部分沿海城市,会使土地沙漠化加快,农业减产,全球气候异常。
④防止温室效应的措施:减少使用煤、石油、天然气等化石燃料;更多的利用太阳能、风能、水能等清洁能源;大力植树造林,严禁乱砍滥伐。 6、一氧化碳的性质及用途
①物理性质:通常情况下,是一种无色无味的气体,难溶于水,密度比空气略小。 ②化学性质:a.可燃性:2CO+O2 2CO2;b.还原性:CO+CuO Cu+CO2;3CO +Fe2O3 2Fe+3CO2;c.毒性:煤气中毒由一氧化碳引起。 ③用途:①用作气体燃料;②冶炼金属。
★考点6 纯水与某些天然水(海水、硬水、矿泉水等)的区别(A) 1、纯水与矿泉水
①矿泉水是取自地下深处的天然矿水,含有一定量对人体有益的矿物质和微量元素,对人体有保健作用。
②纯净水不含任何矿物质和微量元素,短时间饮用不会造成大的影响,如果长期饮用,就会减少矿物质和微量元素的摄入,不利于人体健康。 2、软水和硬水
①概念:不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水叫软水;含较多可溶性钙、镁化合物的水叫硬水。其根本区别在于水中所含可溶性钙、镁化合物含量的多少。
②软水和硬水的区分方法:a.将肥皂水分别加入盛有水样的烧杯中,搅拌,产生大量泡沫的是软水,没有泡沫或泡沫较少的是硬水。B.将烧杯中的软水和硬水加热煮沸,冷却后,杯底有明显沉淀物的为硬水,没有明显沉淀物的为软水。
③硬水给生活和生产带来的危害:a、使用硬水洗衣服既浪费肥皂,又不易洗净,时间长了会使衣物变硬。b、锅炉用硬水易使锅炉内结水垢,不仅浪费燃料且易使炉内管道变形、损坏,甚至还会引起爆炸。
④硬水软化的方法:a、煮沸(生活中);b、蒸馏(实验室或工业上)。 ★考点7 实验室制取二氧化碳(C/B*)
1、反应药品 稀盐酸跟大理石或石灰石(主要成分是碳酸钙)反应。 2、反应原理 CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
3、发生装置 由于反应物是块状的大理石或石灰石与稀盐酸反应,且反应不需要加热,生成的二氧化碳能溶于水,因此二氧化碳的发生装置与实验室用双氧水制氧气的装置相似。一般情况下,由于制取二氧化碳时所需反应物的量较多,反应容器常用锥形瓶、广口瓶、平底烧瓶等。
4、收集装置 收集二氧化碳可根据它的性质考虑:因为二氧化碳可溶于水,并且部分与水反应生成碳酸,故不宜用排水法。又因为二氧化碳的密度比空气大,故可用向上排空气法收集。
5、实验步骤 ①检查装置的气密性;②装块状药品大理石或石灰石;③塞紧双孔胶塞;④由长颈漏斗加液体;⑤收集气体。
6、注意事项 ①长颈漏斗的下端管口应伸入到接近锥形瓶底部,以便形成液封,防止生成的气体从长颈漏斗口逸散;②反应器内的导管稍露出胶塞即可,不宜太长,否则不利于气体导出;③不加热;④集气瓶内的导管应伸入到接近集气瓶底部,以利于排净空气。 7、验满、检验及净化 ①验满:把燃着的木条放在集气瓶口,如果火焰熄灭,证明瓶内已充满二氧化碳。②检验:把气体通入澄清的石灰水中,如果石灰水变浑浊,证明
是二氧化碳气体。③净化:若制得的二氧化碳中混有少量氯化氢气体和水蒸气,可先将气体通过盛有饱和碳酸氢钠溶液(与氯化氢反应,生成CO2,但不与CO2反应)的洗气瓶(除去氯化氢气体),再通过盛有浓硫酸的洗气瓶(除去水蒸气,进行干燥)。 8、二氧化碳的工业制法
①原理:高温煅烧石灰石,生成生石灰,副产品是二氧化碳。 ②化学方程式:CaCO3 CaO+CO2↑ ★考点8 自然界中的氧循环和碳循环(B) 1、氧循环
①生物圈中氧气的消耗:生物的呼吸作用与生物圈中的各种燃烧、腐败现象都会消耗氧气。
②生物圈中氧气的来源:绿色植物通过光合作用制造氧气,释放到大气中,反应表达式为:CO2+H2O 淀粉+O2。 2、碳循环
①生物圈中二氧化碳的产生:a、生物的呼吸作用及腐败现象;b、化石燃料及其制品的燃烧与火山爆发。
②生物圈中二氧化碳的消耗:a、绿色植物的光合作用;b、海洋中碳酸钙沉积形成新的岩石,从而使一部分碳元素较长时间贮藏在地层中;c、二氧化碳溶解在水中。 二级主题二、水与常见的溶液 ★考点9 水的组成(B)
1、水的组成实验探究(水的电解实验)
①实验现象:正极上有气泡缓慢产生,负极上有气泡较快产生;一段时间后正负两极产生的气体的体积比为1:2,质量比为8:1。
②气体检验(正氧负氢):将带火星的木条伸入正极产生的气体中,发现木条复燃,则说明气体是氧气;将负极产生的气体移近火焰,气体能燃烧,火焰呈淡蓝色,在火焰上方罩一个冷而干燥的烧杯,烧杯内壁有水雾出现,则说明气体是氢气。