中小学教育资源及组卷应用平台 9 探究空气与氧气 空气的成分 1.空气组成成分体积占比： 氮气：78% 氧气：21% 稀有气体：0.93% 二氧化碳：0.04% 水蒸气等其他气体及杂质：0.03% 2.空气的利用： （1）O2：性质：无色、无味的气体，不易溶于水。在压强为1.01×105帕的条件下,在-183°C时会液化成淡蓝色液体，在-218°C时会凝固成雪花状的蓝色固体。化学性质活泼，能与较多物质发生化学反应。 硫、碳、铁丝在空气和纯氧中的燃烧现象 反应现象 反应的文字表达式 注意事项 在空气中燃烧 在氧气中燃烧 硫（淡黄色固体） 发出淡蓝色火焰，生成有刺激性气味的气体，放岀热量 发岀蓝紫色火焰,生成有刺激性气味的气体，放出热量 硫+氧气二氧化硫 （1）硫的用量不能过多，防止造成空气污染;（2）实验应在通风橱中进行并在集气瓶内预先加入少位水 木炭（灰黑色固体） 发出红光，放出热量，完全燃烧生成的气体能使澄清的石灰水变浑浊 剧烈燃烧，发出白光，放出热也完全燃烧生成的气体能使澄清的石灰水变浑浊 碳+氧气二氧化碳 坩埚钳夹持的木炭应由上而下慢慢伸入瓶中（使木炭与氧气充分反应） 铁丝（银白色固体） 只能发生红热现象，但不燃烧 剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，放出大量的热 铁+氧气四氧化三铁 （1）用砂纸把细铁丝打磨至光亮的银白色；（2）将细铁丝盘成螺旋状，并在下端系一根火柴;（3）待火柴快燃尽时，再将铁丝伸人集气瓶中；（4）集气瓶中要预先加入少量水或铺一层细沙 用途：供给呼吸；支持燃烧，也叫助燃，常用于焊接、切割金属等方面。 （2）N2：性质：无色、无味的气体，难溶于水；不支持燃烧。化学性质较稳定。 用途：灯泡中充氮气可延长使用寿命；食品包装充入氮气可防腐；制造化肥、炸药的重要原料；液氮可以做冷冻剂，医疗上用液氮冷冻麻醉或冷藏人体细胞组织等。 （3）稀有气体：又叫惰性气体，是氦、氖、氩、氪、氙和氡等气体的总称，是混合物。 性质：无色、无味的气体，难溶于水，化学性质很稳定。 用途：常用作保护气；做光源（稀有气体通电能发出不同颜色的光）。 CO：性质：无色无味气体，比空气重。 用途：二氧化碳可用于灭火；固态二氧化碳（又称干冰）是一种致冷剂， 可用来保藏食品，也可用于人工降雨．二氧化碳是植物光合作 用的原料,是一种气体肥料二氧化碳是一种化工原料，可用于制纯碱、尿素和汽水。 3.空气中氧气成分的测定 （1）实验方案设计： 在相同气压下，看消耗掉氧气后，剩余气体的体积占原空气的体积数。用红磷燃烧，生成P2O5固体颗粒且可溶于水。 （2）装置图 （3）实验现象： a、红磷燃烧发出黄白色火焰，放出热量，有大量白烟产生。 b、待集气瓶冷却后，打开止水夹，水经导管进入集气瓶，约占集气瓶内空气总体积的1/5。 （4）实验结论：空气中氧气的体积约占空气总体积的1/5。 （5）化学方程式： 4P + 5O2 2P2O5 （6）注意事项： a.装置的气密性要好，（否则测量结果偏小）； b.所用的红磷必须过量，过少则氧气没有全部消耗完，（会导致测量结果偏小）； c.要等集气瓶（装置）冷却后才能打开弹簧夹，（否则测量结果偏小）； d.在实验前，导管应预先注满水，（否则测量结果偏小）； e.要先夹住橡皮管，然后再点红磷（否则测量结果偏大）； f.点燃红磷伸入瓶中要立即塞紧瓶塞（否则测量结果偏大） （7）实验原理：红磷和氧气发生反应，生成物为P2O5为固体，溶于水后，使瓶内气体压强减小，打开止水夹后，大气压把水压入集气瓶中，直至内外压强相等。 （8）实验装置的改进方案图： 二、氧气的制取 1.实验室里制取氧气的方法有：分解 H2O2 和加热分解 KMnO4 或 KClO3，化学方程式为： （1）2H2O2 MnO2 2H2O + O2 ↑ （2）2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑ （3）2KClO3 MnO2 2KCl + 3O2↑ ... ...
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