第2单元我们周围的空气
1、第一个对空气组成进行探究的化学家：法国拉瓦锡（第一个用天平进行定量分析）。
2、空气的成分和组成
（1）空气中氧气含量的测定
可燃物要求：
足量、仅与氧气发生反应且产物是固体
代表物：红磷
如何将水上空间体积5等分？
取一个集气瓶，装满水并塞紧橡胶塞。取下橡胶塞，测量出集气瓶内水的体积，记为V。假定预先加入水的体积为V0，那么每次倒入（V－VO）/5后用笔在集气瓶上做个记号即可。
现象：
①红磷在空气中燃烧，产生大量白烟，放热。
②待集气瓶冷却至室温后打开弹簧夹，烧杯中的水倒流入集气瓶，进入水的体积约占集气瓶剩余容积的1/5。
结论：空气是混合物；O2约占空气总体积的1/5，可支持燃烧；N2约占空气总体积的4/5，不支持燃烧，也不能燃烧，难溶于水
探究：
①液面上升小于1/5原因：
装置漏气；红磷量不足；未冷却至室温就打开止水夹
②液面上升大于1/5原因：
当燃烧匙放入集气瓶后没有立即塞紧瓶塞；止水夹没有夹紧
③能否用铁代替红磷？
不能。原因：铁不能在空气中燃烧
④能否用碳、硫代替红磷？
不能。原因：产物是气体，不能产生压强差
（2）空气的污染及防治：
空气污染源：工业、交通、生活污染源
对空气造成污染的主要是有害气体（CO、SO2、氮的氧化物）和烟尘等。
目前计入空气污染指数的项目为CO、SO2、NO2、O3和可吸入颗粒物等。（CO2不计入空气污染物）
（3）空气污染的危害、保护：
危害：严重损害人体健康，影响作物生长，破坏生态平衡。全球气候变暖，臭氧层破坏和酸雨等。
保护：加强大气质量监测，改善环境状况，使用清洁能源，工厂的废气经处理过后才能排放，积极植树、造林、种草、废气除尘处理，煤炭综合利用，减少直接以煤为原料，开发新能源。
（4）目前环境污染问题:
臭氧层破坏（氟里昂、氮的氧化物等）
温室效应（CO2、CH4、O3、氟氯代烷等气体的排放）
酸雨（NO2、SO2等气体的排放）
白色污染（塑料垃圾等）
3、纯净物与混合物
纯净物：
由一种物质组成，有专门的化学符号。如：氧气O2、二氧化碳CO2
混合物：
由多种物质混合而成，没有专门的化学符号。如：海水、空气、稀有气体
4、氧气
(1)性质
物理性质：
通常情况下，氧气是一种无色、无味的气体。不易溶于水，比空气略重。
液氧（液态氧气）是淡蓝色的。
化学性质：
支持燃烧（助燃性），能供给呼吸
是一种化学性质比较活泼的气体，能与许多物质发生化学反应，具有氧化性，是常用的氧化剂
(2)氧气与下列物质反应现象
说明：
1.硫在氧气中燃烧时集气瓶底部水的作用：
吸收产生的二氧化硫气体，防止空气污染。（用氢氧化钠溶液效果更好）
2.细铁丝燃烧要在集气瓶底部放少量水或细砂的目的：
防止高温熔化物溅落瓶底使瓶底炸裂
3.细铁丝事先要打磨且盘成螺旋状原因：
除去细铁丝表面的杂质，避免影响铁与氧气的反应；
增大与氧气的接触面积
4.细铁丝下面系一根火柴的作用：引燃铁丝
5.为什么待火柴快燃尽时再插入集气瓶：
确保集气瓶内的氧气充分与铁丝反应。
6.这几个实验为什么都是自上而下缓慢伸入：使瓶内的氧气充分反应。
7.可燃性气体，如：氢气（H2）、一氧化碳（CO）、甲烷（CH4）在空气中燃烧现象皆为：产生淡蓝色的火焰，放出大量的热
（3）氧气的制备
工业制氧气：分离液态空气法（原理:氮气和氧气的沸点不同物理变化）
实验室制氧气原理：
（4）分解反应：（四大基本反应类型之一）
定义：由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应（一变多）
（5）气体制取与收集装置的选择
发生装置（根据反应物的状态和反应条件确定）：
一般可分为固固加热型、固液常温型
收集装置（根据收集气体的密度、溶解性、是否与水或空气成分反应确定）
1.排水法收集气体应满足的条件：气体不溶于水且与水不反应
2.向上排空气法收集气体应满足的条件：
不与空气成分发生反应，且密度比空气大（Mr＞29）
3.向下排空气法收集气体应满足的条件：
不与空气成分发生反应，且密度比空气小（Mr＜29）
4.若气体的密度与空气接近（Mr接近29时），一般不用排气法收集气体。
（O2既可以用向上排空气法，也可以用排水法收集）
固液常温，可用于过氧化氢（二氧化锰作催化剂）制取氧气
固热
可用于高锰酸钾加热制取氧气，也适用于氯酸钾加热制取氧气（无须棉花）
●以下各发生装置的特点分别是：
①小试管+单孔橡胶塞：
适合制取少量气体的发生装置
②锥形瓶+单孔橡胶塞：
适合制取较多量气体的发生装置
③长颈漏斗+锥形瓶+双孔橡胶塞：便于添加液体药品
③装置检查气密性的方法：
夹紧止水夹，往长颈漏斗内注水至下端形成一段水柱，一段时间后，水柱高度不变，则证明装置气密性良好。
④分液漏斗+锥形瓶+双孔橡胶塞：可以控制化学反应速率同⑦装置
④装置检查气密性的方法：（与①装置类似，都属于一端开口的装置）
在橡胶管后连接一段导管，并将导管伸入水中。塞紧分液漏斗上口玻璃塞并关闭分液漏斗下端活塞，微热分液漏斗（也可以用热毛巾敷），若导管口有气泡冒出，松开手后，导管口形成一段水柱，则证明装置气密性良好。
⑤长颈漏斗+带隔板的试管+双孔橡胶塞：可以控制反应的发生与停止
⑥装置如何检查装置的气密性？
向长颈漏斗内注水至下端浸没在液面以下，向左缓慢推注射器活塞，若长颈漏斗内液面上升，则表明装置气密性良好。
（或者：向右缓慢拉注射器活塞，若长颈漏斗下端有气泡冒出，则表明装置气密性良好）
特别注意：一定要缓慢操作，否则就算有现象也不能证明装置气密性良好！（想一想，为什么？）
（6）制取氧气的操作步骤和注意点（以高锰酸钾制取氧气并用排水法收集为例）
步骤：
查—装—定—点—收—离—熄（谐音：茶庄定点收利息）
注意点：
①试管口略向下倾斜：防止冷凝水倒流使试管破裂
②药品平铺在试管的底部：均匀受热
③铁夹夹在离管口约1/3处
④导管应稍露出橡皮塞：便于气体排出
⑤试管口应放一团棉花：防止高锰酸钾粉末进入导管
⑥排水法收集时，待气泡均匀连续冒出时再收集（刚开始排出的是试管中的空气）
⑦实验结束时，先移导管再熄灭酒精灯：防止水槽中的水倒吸进入试管使试管破裂
⑧若用向上排空气法收集氧气时，导管应伸到集气瓶底部（向上排空法收集）
（7）氧气的验满：用带火星的木条放在集气瓶口
如何证明集气瓶内装的是氧气？（氧气的检验）
用带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃，则瓶内为氧气。
氧气的验满和检验操作不一样，注意区分
5、催化剂（触媒）：催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。
在化学反应中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。（一变两不变）
6、常见气体的用途：
①氧气：供给呼吸（如潜水、医疗急救、高空飞行、潜水、登山）
支持燃烧（如燃料燃烧、炼钢、气焊、作火箭发动机的助燃剂、制液氧炸药等）
②氮气：作保护气（化学性质不活泼）、重要原料（硝酸、化肥）、液氮冷冻
③稀有气体（He、Ne、Ar、Kr、Xe等的总称）：保护气、电光源（通电发不同颜色的光）、激光技术
7、常见气体的检验方法
①氧气：带火星的小木条
②二氧化碳：澄清的石灰水
③氢气：将气体点燃，用冷而干燥的烧杯罩在火焰上方；
或者先通过灼热的氧化铜，再通过无水硫酸铜（第七章时需掌握）
8、氧化反应：一般是指物质与氧气发生的化学反应。
剧烈氧化：燃烧
缓慢氧化：铁生锈、人的呼吸、事物腐烂、酒的酿造
共同点：①都是氧化反应②都放热
9、化合反应：（四大基本反应类型之一）
定义：由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应（多变一）
注意：化合反应与氧化反应没有必然的联系，它们的关系为：
如:
1.石蜡+氧气→二氧化碳+水，该反应属于氧化反应，但是不属于化合反应。
2.
而磷、硫、碳、铁与氧气的反应既是氧化反应，也是化合反应。
3.CO2+H2O=H2CO3
该反应属于化合反应，但不属于氧化反应。