2022-2023学年人教版九年级上册化学第二单元《我们周围的空气》单元知识点

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第二单元《我们周围的空气》知识点

课题1  空气

知识1  拉瓦锡对空气成分的研究

1、法国化学家拉瓦锡通过实验得出：空气是由氧气和氮气组成的，其中氧气（O₂）约占空气体积的1/5。

2、实验方法及原理：曲颈甑（盛空气）里加热汞。

汞+氧气氧化汞（消耗气体）

氧化汞汞+氧气（生成气体）

3、结论：空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的1/5。

知识2  空气中氧气含量的测定

1、实验目的：通过实验测定空气中氧气的含量。

2、实验装置

集气瓶中水的作用：一是防止热的生成物溅落而炸裂瓶底；二是为了吸收生成的白烟；三是吸收热量，有助于装置冷却。

3、实验原理

足量红磷在集气瓶中燃烧，将瓶中氧气完全反应掉，生成五氧化二磷白色固体，使容器内压强减小，在大气压作用下进入容器内水的体积即为减小的氧气的体积，表达式为：

磷+氧气五氧化二磷（4P+5O₂2P₂O₅）

4、实验现象

⑴红磷燃烧，有大量白烟生成。

⑵冷却至室温后，打开弹簧夹，水沿导管进入集气瓶，最终水面上升1/5。

5、实验结论

氧气体积约占空气体积的1/5。

本实验也得出关于氮气不支持燃烧，难溶于水的性质。

6、注意

⑴装置不能漏气。

⑵集气瓶中预先要加入少量的水。

⑶红磷要过量。

⑷点燃红磷后要立即伸入瓶中，并塞紧塞子。

⑸待燃烧停止，冷却至室温后再打开弹簧夹。

7、误差分析

⑴测定结果小于1/5的可能原因

①装置的气密性要良好，避免瓶外空气进入集气瓶内，导致进入水的体积减少，使测得的氧气的体积分数偏小。

②红磷要过量，如果红磷的量不足，则不能将集气瓶内空气中的氧气完全反应掉，导致测得空气中氧气的体积分数偏小。

③必须冷却至室温后再打开弹簧夹，由于气体体积随温度升高而增大，如不冷却到室温就打开弹簧夹，会使进入水的体积偏小，导致测量结果偏小。

④导管内事先应注满水，否则燃烧冷却后，进入的水有一部分存在于导管中，使进入集气瓶内水的体积减少，导致测定结果偏小。

⑤燃烧到一定程度时，瓶内氧气含量变小，红磷不能继续燃烧。

⑵测定结果大于1/5的可能原因

①弹簧夹要夹紧，防止红磷燃烧时使装置内气体受热膨胀沿导管逸出，导致进水量增多。

②将点燃的红磷放入集气瓶要迅速，防止气体受热膨胀外逸而使进水量增多。

8、实验反思与评价

（1）红磷替代品应满足的条件

①只能与空气中的氧气反应，不能与空气中的其他物质反应。

②生成物不能为气体或生成的气体可以被液体吸收。

（2）实验装置的缺点及改进方案

①在空气中点燃红磷，会造成空气污染。

②燃着的红磷伸入集气瓶时，瓶内气体温度升高，部分气体逸出。

知识3  空气的成分

氧气21%、氮气78%、稀有气体0、94%、二氧化碳0、03%、其他气体和杂质0、03%

空气中各成分的含量一般来说是基本恒定的，但不是一成不变的。在不同地区或同一地区的不同时间，空气中各成分的含量也可能有所不同。

知识4  混合物和纯净物

1、混合物和纯净物

（1）混合物：由两种或多种物质混合而成的物质。

①由多种物质组成，这些物质相互之间没有发生化学反应。

②各成分的含量多少不固定，不能用化学式表示其组成。

③混合物没有固定的性质。

④各组成保持各自固有的性质。

（2）纯净物：只由一种物质组成的物质。

（3）判断某物质是不是纯净物，主要根据它的组成是否单一。

2、纯净物和混合物的关系

知识5  空气是一种宝贵的资源

1、氧气的性质和用途

⑴供给呼吸，如医疗急救、潜水、登山等。

⑵支持燃烧，如燃料燃烧、炼钢、气割、气焊以及化工生产和宇宙航行等。

2、氮气的性质和用途

3、稀有气体的性质和用途

知识6  保护环境

1、空气污染的主要危害

损害人体健康，影响农作物生长，破坏生态平衡，引起臭氧层破坏和酸雨等。

2、污染源

空气中的有害物质主要来自矿物燃料的燃烧、工厂排放的废气及汽车排放的尾气。

3、防治措施

加强大气质量监测；使用清洁能源；积极植树、造林、种草；消除污染源。

4、空气质量日报

⑴空气质量日报内容：空气污染指数、首要污染物、空气质量级别、空气质量状况等。

⑵空气污染指数内容：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物和臭氧等。

课题2  氧气

知识1  氧气的物理性质

1、氧气的物理性质

2、氧气的三态变化

-183℃时氧气会变为淡蓝色的液体；

-218℃时氧气会变为淡蓝色雪花状的固体。

3、说明：在室温下，1L水中大约只能溶解30mL的氧气。

知识2  氧气的检验

1、原理

⑴在空气中：带火星的木条不复燃。

⑵在氧气中：带火星的木条复燃，剧烈燃烧。

2、方法：一般用带火星的木条检验。

知识3  氧气的化学性质

2、实验结论

⑴氧气化学性质比较活泼，在一定条件下，可以与多种物质发生化学反应，同时放出热量。

⑵可燃物在氧气中燃烧比在空气中燃烧更剧烈。

⑶某些不能在空气中燃烧的物质可以在氧气中燃烧，如铁。

知识4  氧化反应与化合反应

1、氧化反应与化合反应的比较

2、常见的化合反应

⑴非金属单质与非金属单质化合。

⑵金属单质与非金属单质化合。

⑶氧化物和非金属单质化合。

⑷碱性氧化物和水化合生成碱。

⑸酸性氧化物和水化合生成酸。

⑹碱性氧化物和酸性氧化物化合生成含氧酸盐。

3、缓慢氧化：进行得很慢，甚至不易被察觉得氧化反应。

如：动植物的呼吸、食物的腐烂、酒和醋的酿造、农家肥的腐熟、铁的生锈等。

课题3  制取氧气

知识1  加热高锰酸钾或氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气

1、反应原理

高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气

氯酸钾氯化钾+氧气

2、发生装置

⑴选择依据：根据反应物的状态和反应条件选择。

⑵发生装置

①固—固加热型：反应物为固体，反应条件为加热。

②固—液常温型：反应物为固体和液体，反应条件为常温。

⑶仪器选用：（以高锰酸钾为例）

选用大试管作反应容器，用酒精灯作热源，并选择铁架台固定等。

⑷注意事项：用高锰酸钾制氧气时，要在试管口放一团棉花，以防止高锰酸钾粉末进入导管，堵塞导管。

3、收集装置

⑴选择依据：根据气体的密度和溶解性选择。

⑵收集装置

①排空气法

向上排空气法：收集密度比空气大的气体。

向下排空气法：收集密度比空气小的气体。

②排水法：收集不易溶于水且不与水反应的气体。

⑶收集氧气

①排水法收集：氧气不易溶于水。

②向上排空气法收集：氧气的密度比空气略大。

⑷注意：排气法收集到的气体较干燥，排水法收集到的气体较纯净。

4、实验步骤（用排水法收集时）

⑴装配实验装置（试管的导管稍伸出胶塞即可，便于气体导出），检查装置的气密性。

⑵将药品装在试管底部，管口放一小团棉花（防止热的氧气流把高锰酸钾粉末吹入导管），用带导管的单孔橡皮塞塞紧试管口。

⑶将试管固定在铁架台上。（注意：①试管口要略向下倾斜，防止药品中存在的水分受热后变为水蒸气，到管口遇冷形成水，流回试管底部，使试管炸裂。②铁架台上的铁夹要夹在试管的中上部，即大约离管口1/3处。）

⑷点燃酒精灯，加热试管。（先使试管均匀受热，然后酒精灯外焰要对准药品所在的部位加热）

⑸当导管口有连续均匀的气泡放出时开始收集。（①在加热前就应把集气瓶装满水后倒放入水槽中等待收集。②开始有气泡时不要收集，否则收集的气体中混有空气。③当集气瓶口有气泡逸出时，证明已满。）

⑹收集完毕，将导管撤离出水面。

⑺熄灭酒精灯，停止加热。

5、验满及检验方法

（1）验满方法

①用排水法收集氧气，当集气瓶口有气泡冒出时，说明已收集满。

②用向上排空气法收集氧气时，用带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则集气瓶已收集满。

（2）检验方法

将一根带火星的木条伸进集气瓶内，若木条复燃，证明生成的气体是氧气。

6、实验中的注意事项

⑴铁夹应夹在试管中上部或距试管口1/3处。

⑵试管内的导管不宜过长，否则不利于排净试管内的空气，使收集的气体不纯，且不利于气体的导出。

⑶用排水法收集时，当导管口连续均匀地冒出气泡时再开始收集，否则收集的氧气中混有空气。

⑷反应结束后，应先把导管从水槽中拿出，再熄灭酒精灯，防止水槽里的水倒吸进试管，导致试管炸裂。

⑸用氯酸钾制取氧气时，如果没有二氧化锰作催化剂，可用少量高锰酸钾代替，但真正起催化作用的仍然是酸性高锰酸钾受热分解的产物之一—二氧化锰。

知识2  分解过氧化氢制氧气

1、实验药品：过氧化氢溶液，二氧化锰

2、反应原理与装置

过氧化氢水+氧气

3、实验步骤

⑴检：检查装置的气密性。

⑵加：向锥形瓶中加入二氧化锰固体。

⑶塞：塞好带有分液漏斗（或长颈漏斗）和导管的双孔塞。

⑷滴：向分液漏斗（或长颈漏斗）中加入过氧化氢溶液。

⑸收：用排水集气法收集气体。

知识3  催化剂和催化作用

1、探究：分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用

在二氧化锰的催化作用下，过氧化氢分解速率加快，且反应前后二氧化锰的质量和化学性质都没有发生改变。

2、催化剂

⑴定义：在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质，又叫触媒。

⑵作用：催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。

3、说明

⑴“改变”包括“加快”和“减慢”两种含义，不只包括“加快”。

⑵在化学反应前后，催化剂的“化学性质”不变，其物理性质可能改变。

⑶催化剂不能增多或减少生成物的量。

⑷同一化学反应可以有几种催化剂，如除了二氧化锰外，氧化铜，砖红粉（主要成分是氧化铁）都能催化过氧化氢分解。

4、催化剂的特点：改变反应速率。反应前后质量不变，化学性质不变。

知识4  分解反应

1、分解反应和化合反应的比较

2、常见的分解反应

⑴氧化物分解成单质。

⑵碳酸盐受热分解。

⑶某些盐分解。

⑷难溶性碱分解。

⑸含氧酸分解得到酸性氧化物。

⑹结晶水合物分解。

知识5  氧气的工业制法

1、分离液态空气法

⑴原理：根据液态空气中各成分的沸点不同，采用低温蒸发来制取氧气。

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