空气 氧气知识详解

第一章 空气 氧

第一节 空气

一、教学要求:

1、 空气成分：了解。

2、空气污染与防治：常识性介绍。

二、知识要点;

1、 化学史：

(1)、首先制得氧气的化学家：瑞典化学家舍勒；英国化学家普利斯特里。

(2)、法国化学家拉瓦锡得出空气是由氮气和氧气组成的结论。

2、(1)、空气的成分按体积百分比计算：氮气78%、氧气21%、稀有气体0.94%、二氧化碳0.03%、其他杂质和气体0.03%。

(2)、稀有气体包含：氦、氖、氩、氪、氙、氡六种物质，其化学性质很稳定，一般不参加化学反应。

3、空气成分测定实验：红磷或白磷在钟罩内燃烧，产生大量白烟，钟罩内水面逐渐上升，最终水面上升为原空气体积的1/5左右。消耗的是氧气，余下的主要是氮气。

4、空气污染物主要分为粉尘和气体污染两大类。气体污染主要来源于矿物燃料（主要指煤和石油）的燃烧和工厂废气的排放。气体污染主要有一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮等气体。

5、空气成分体积计算，氮气大约占4/5，氧气大约占1/5。

空气是一种无色、无气味的混合气体，各种气体基本上均匀混合。氮气是无色、无气味的气体，不供呼吸，不支持燃烧，化学性质比较稳定。而氧气化学性质比较活泼。

第二节 氧气的性质和用途

一、教学要求:

1、氧气的物理性质和用途：了解。 2、氧气的化学性质：掌握。

3、化合反应：理解，并能够对学习过的典型反应进行分类。

4、氧化反应：理解。

二、知识要点;

1、氧气的物理性质：氧气通常是一种无色、无气味的气体（氧气的液体和雪花状固体都是淡蓝色）。标态下密度为1.429克/升，密度比空气略大，微溶（或不易溶）于水。工业中常加压储存于天蓝色钢瓶中。

2、氧气的化学性质：氧气是一种比较活泼的气体，可燃物在氧气中燃烧更旺，在空气中不易燃烧的铁、铜、铝等金属也可以在氧气中燃烧（助燃性）。供呼吸也属于化学性质。

(1)、碳在氧气中燃烧：碳＋氧气 点燃二氧化碳

C ＋ O2 点燃 CO2

现象：燃烧更旺、发白光（在空气中发红光）、放热、生成使澄清石灰水变浑浊的气体。

(2)、硫在氧气中燃烧：硫＋氧气点燃 二氧化硫

S ＋ O2 点燃 SO2

现象：在空气中淡蓝色火焰、在氧气中明亮蓝紫色火焰、燃烧更旺、放热、生成有刺激味气体。

(3)、磷在氧气中燃烧：磷 ＋氧气 点燃五氧化二磷

4p ＋ 5O2 点燃 2p2O5

现象：燃烧更旺、发黄光、大量白烟、放热、生成白色固体。

(4)、铁在氧气中燃烧：铁＋ 氧气 点燃 四氧化三铁

3Fe ＋ 2O2 点燃 Fe3O4

现象：剧烈燃烧、火星四射、生成黑色固体、放热。

* 在集气瓶底部放少许水或细沙的目的：防止高温熔化物溅落、炸裂瓶底。

(5)、石蜡在氧气中燃烧：石蜡 ＋ 氧气 点燃 二氧化碳 ＋ 水

现象：燃烧更旺、发白光、放热、瓶壁有液滴、生成使澄清石灰水变浑浊的气体。

(6)其他许多物质也能够在氧气中燃烧：

2Mg＋O2点燃或加热2MgO （镁：Mg 氧化镁：MgO）

2Hg＋O2点燃或加热2HgO （汞：Hg 氧化汞：HgO）

2Cu＋O2点燃或加热2CuO （铜：Cu 氧化铜：CuO）

4Al＋3O2点燃或加热2Al2O3 （铝：Al 氧化铝：Al2O3）

CH4＋2O2点燃2H2O＋CO2 （甲烷：CH4）

2C2H2＋5O2点燃2H2O＋4CO2 （乙炔：C2H2 ）

3、氧气的用途：

(1)、供呼吸：医疗、登山、潜水、航空等。

(2)、助燃性：炼铁、炼钢、气焊、气割、宇航、液氧炸药等。

4、⑴、化合反应：由两种或两种以上物质反应生成一种物质的化学反应。（由几种变为一种）。

特征和判断依据：多变一。

⑵、氧化反应：物质与氧（不能说成氧气）发生的化学反应。

可以多变一、多变多等。

⑶、化合反应不一定是氧化反应，氧化反应不一定是化合反应。

第三节 氧气的制备

一、教学要求:

1、催化剂、催化作用：常识介绍。 2、氧气的工业制备：了解。

3、氧气的实验室制备：掌握。 4、分解反应：理解。

二、知识要点;

1、氧气的工业制备：（是物理变化）

依据空气中氧气和氮气的沸点不同用分离液态空气的方法制备。

2、 基本概念：

⑴、分解反应：由一种物质反应生成两种或两种以上物质的化学反应。（由一种变为几种）。 特征和判断依据：一变多。

⑵、催化剂：化学反应中改变其他物质的反应速度，本身的化学性质和质量在反应前后都不改变的物质。

⑶、MnO2不是专用催化剂，在反应中起催化作用。

3、 氧气的实验室制备：

⑴、 反应原理：

①、高锰酸钾 加热 锰酸钾 ＋ 二氧化锰 ＋ 氧气

（紫黑色） （绿色） （黑色）

2KMnO4 加热 K2MnO4 ＋ MnO2 ＋ O2↑

②、氯酸钾、氯化钾都是白色

2KClO3	MnO2	2KCl ＋3O2↑
	△

*MnO2在反应中起催化作用，加热不放出氧气，氯酸钾单独加热到熔化并沸腾才能有氧气放出。

③、水 通电 氧气 ＋ 氢气 （一般不用）

2H2O通电2H2 ↑＋O2↑

④、氧化汞 △ 汞 ＋ 氧气

2HgO加热2Hg ＋ O2↑

⑵、反应装置：

⑶、注意事项：

1酒精灯内酒精不超过容积的2/3； 2酒精灯内应该有灯芯； 3加热时用火焰的外焰部分（温度最高）；4药品平铺在试管的底部；5试管口应该略低于试管底部（防止水倒流炸裂试管）； 6导出气管伸出活塞约0.5cm左右（气体的导出）；7铁夹夹在离试管口为全长的1/3处（便于观察）； 8用高锰酸钾制备时应在试管口放一小团棉花（防止反应剧烈药品进入导气管、堵塞引起爆炸） 9排水法收集完后，应先将导气管移出水面，最后停止加热（防止水倒吸炸裂试管） *其他见收集和步骤。

（4）、氧气收集方法：①排水法收集；②向上排空法收集

（一般方法：①排水法收集：用于不溶解于水并且不和水反应的气体；应该在气泡均匀、连续时开始收集（提高气体纯度）。②向上排空法收集：用于密度比空气大的气体；应该将导气管接近集气瓶底部（利于空气的排出）。③向下排空法收集：用于密度比空气小的气体；应该将导气管接近集气瓶底部（利于空气的排出）。）

（5）、验满：将带火星的木条放在瓶口,若木条复燃，则说明收集满。

(还可以将燃着的木条放在瓶口,若木条燃烧更旺盛，则说明收集满。但此法常用于几种气体的鉴别)。

（６）、氧气的放置：瓶口向上正放。

（７）、氧气的制备步骤：

①连接仪器，检查装置气密性；②取放药品；③固定装置；4给仪器加热（先均匀加热试管，再固定加热药品处（防止受热不均，炸裂试管））；5收集气体（气泡均匀、连续时开始收集）　6若用排水法收集完后，应先将导气管移出水面；7最后停止加热。

4、 氧气的鉴定：将带火星的木条伸入集气瓶,若木条复燃，则说明该气体是氧气。

第四节 燃烧和缓慢氧化

一、教学要求:

1、燃烧的条件：了解（从与氧气反应来了解燃烧的含义） 2、缓慢氧化、自燃、爆炸：常识介绍；3、化学反应中的放热和吸热现象：常识介绍；4、常见易燃易爆物质的安全知识：常识介绍。

二、知识要点;

1、稳定燃烧：（通常所说的燃烧）

⑴定义：可燃物与空气中的氧气发生的一种发光、发热的剧烈的氧化反应。

⑵、燃烧的条件：①温度达到可燃物质的着火点（使可燃物质燃烧的最低温度）；②可燃物质与氧气或空气接触。

⑶、灭火方法： ①使可燃物质隔绝空气或氧气；②降低可燃物质的温度到着火点以下；③同时达到①②的条件（最佳方案）。

⑷、燃烧剧烈程度决定条件：①可燃物质与氧气接触面积大小成正比；②与氧气的浓度大小成正比。

2、爆炸：激剧燃烧发生在有限空间里，短时间集聚大量热量，温度迅速上升，使气体体积急速膨胀，扩散不出去而引起爆炸。

3、⑴、缓慢氧化：氧化反应进行得比较缓慢，不象燃烧一样剧烈发光发热，甚至不容易觉察。（但也发热）

⑵、自燃：由缓慢氧化引起的自发燃烧。

4、燃烧、爆炸、缓慢氧化、自燃都是氧化反应；物质发生氧化反应是否引起燃烧，取决于温度是否达到该物质的着火点；激剧燃烧是否引起爆炸，取决于可燃物质所处有限空间是否有气态生成物产生；缓慢氧化是否引起自燃，取决于反应产生热量能否扩散和进行缓慢氧化物质的着火点高低。

5、反应物：参与反应的物质（反应前）；

生成物：反应后生成的新物质。

6、易燃物质、易爆物质的含义：教材20页。

常见易燃易爆物质的安全知识：教材21页。

第一章知识体系

1知识结构

2、空气成分:氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳、其他杂质和气体。

3、基本反应类型：化合反应:A＋B AB

分解反应：AB A＋B

4、基本实验操作和实验