课题2 氧气全国优秀课堂实录

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《全效学习》让课堂教学焕发出生命的活力

氧气

【教学内容】

第一章节 第一、二两节

1、空气的成分及其体积分数

2、空气污染的原因、危害及防治

3、氧气的性质、用途

4、化合反应、氧化反应的概念

【教学目标】

1、记住空气的成分及其体积分数

2、了解造成空气污染的原因、危害及其防治

3、了解并记住氧气的物理性质

4、记住木炭、硫、磷、铁在氧气里燃烧的操作、现象和文字表达式

5、掌握氧气的化学性质及其主要用途

6、理解并掌握化学反应的基本类型之一：化合反应，初步理解氧化反应的概念

【知识讲解】

一、空气的组成

1、空气的组成。空气是由多种物质组成的混合物，按体积计算，空气总体积中的78%是氧气，21%是氧气，0.94%是稀有气体，0.03%是二氧化碳，还有0.03%是水蒸气等其它气体和杂质。空气的主要成分是氮气和氧气，二者约占空气总体积的99%。

2、空气污染的原因，危害和防治

空气的污染包括粉尘和有害气体两大类。气体污染物主要是二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳。这些污染物主要来源于大量矿物燃料（煤、石油等）的燃烧，汽车等交通工具尾气的排放，工厂排放的废气、烟尘等，建筑工地的扬尘等，污染的空气将造成严重的危害（见课本P9损害……；影响……，造成……）防治空气污染首先是增强全民族的环保意识，同时消除污染源，如改变燃料结构、安装除尘装置，使用电动车等等。

二、氧气

1、物理性质：（1）色味态：通常状况O2是无色无气味气体。

（2）密度：相同条件下，O2的密度比空气略大。

（3）溶解性：O2不易溶于水。

（4）熔沸点：很低。液氧，固态氧均为淡蓝色。

其中最重要的是掌握其中的（2）、（3）两条，以后经常用到。

2、化学性质：氧气的化学性质比较活泼，能跟许多物质发生化学反应。表现在：

（1）跟金属的反应

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镁+氧气 氧化镁 （镁在空气中燃烧现象见第一讲）

铁+氧气 四氧化三铁 （在点燃条件下，铁在纯净氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出大量热，生成物熔化后溅落）

铜+氧气 氧化铜 （在空气中加热铜，表面变黑）

(2)、跟非金属的反应

碳+氧气 二氧化碳 （木炭在氧气中燃烧，发出白光，放出大量热，产生气体使石灰水浑浊）

硫+氧气 二氧化硫 （硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，产生刺激性气味的气体，放出大量的热）

磷+氧气 五氧化二磷 （磷在氧气中剧烈燃烧，发出耀眼白光，产生浓厚白烟，放出大量热）

(3)、跟蜡烛、酒精等组成复杂的物质反应

石蜡+氧气 二氧化碳+水 （剧烈燃烧，放出大量的热，发出白光，瓶壁有水珠，产生气体使石灰水浑浊）

酒精+氧气 二氧化碳+水

通过以上事实可以看出：（1）氧气是一种化学性质比较活泼的气体，在一定条件下，能跟许多物质发生反应，同时产生热量，在反应中氧气提供氧，具有氧化性，是常见的氧化剂。（2）物质在氧气中燃烧时有的只发光、无火焰；有的有火焰。一般固体可燃物，（高沸点，难气化）燃烧时没有火焰，只发光，而可燃性气体（或某些液体和固体受热易升华或在高温下可分解产生可燃性气体的物质）燃烧时产生火焰，同时发光。（3）许多在空气中能燃烧的物质，在纯氧中燃烧更剧烈，有些在空气中不能燃烧的物质（如铁），在纯氧中却能剧烈地燃烧起来。

3、化合反应 定义见课本P12～13即A+B+…… M，化合反应是从反应物、生成物的种类变化角度划分的，通俗地说是“多变一”，化合反应是化学反应的基本类型之一。氧气跟金属、非金属之间的反应均属于化合反应。

4、氧化反应 定义见课本P13，氧化反应是从得到氧，与氧（不一定是氧气）发生反应的角度分类，氧化反应不属于化学反应的基本类型。由于化合反应、氧化反应分类角度完全不相同，故它们之间没有必然的联系。氧化反应不一定是化合反应。如上述石蜡、酒精分别跟氧气的反应，而化合反应也不一定是氧化反应。如：生石灰+水 熟石灰、氯化氢+氨 氯化铵。有氧气参加的化合反应，同时也是氧化反应，如上述金属、非金属分别与氧气的反应。以后的学习中还会见到其它的氧化反应。

5、氧气的用途：根据氧气易于与其它物质发生氧化反应且放热的性质。

（1）供呼吸、航天、潜水、登山、医疗急救病人等特殊人员呼吸。

（2）支持燃烧：炼钢、气焊、气割，制液氧炸药，火箭发动机里作液氢的助燃剂。

例题解析：

例1：试设计一个实验证明空气中约有体积的氧气。

解析：可利用下图装置来测定空气中氧气的体积分数，设计原理：在点燃条件下红磷是只与空气中的氧气反应的固体物质，且与氧气反应后生成的固体物质

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易溶于水。反应后使密闭广口瓶中气体的体积减小即减小了氧气的体积，使广口瓶内压强减小，打开弹簧夹，烧杯中的水在大气压作用下进入广口瓶，进入水的体积即空气中氧气的体积。

实验步骤：（1）点燃燃烧匙中红磷（应过量），立即插入广口瓶，瓶塞塞紧（应密闭），使红磷充分燃烧（此时弹簧夹应夹紧）。（2）燃烧完毕后充分冷却至室温（白烟完全消失，即溶于广口瓶内水中）。（3）打开弹簧夹。

现象：红磷燃烧时广口瓶内充满白烟，并逐渐消失，打开弹簧夹时，烧杯内水倒流入广口瓶，水的体积大约是广口瓶内空气体积的。

实验结论：空气中氧气的体积约占空气体积的。

问题思考：（1）能否用铁丝代替红磷做该实验？为什么？

（2）能否用木炭或硫代替红磷？为什么？

（3）如果某同学在实验后发现测定出的空气中氧气体积低于空气体积

。试分析造成此结果的原因有哪些？

例2、做铁丝在氧气中燃烧实验时，集气瓶底为什么预先要放少量水或铺一薄层细沙？

答：防止生成物熔化后溅落而炸裂瓶底。

例3、为什么鱼不能在冷开水中生存？

答：通常情况下，氧气不易溶于水，1升水中约溶解30毫升氧气，冷开水即烧开后冷却的水，在烧的过程中原溶于水中的氧气几乎全部被赶出，故鱼不能生存。

【能力训练】

一、选择题：

1、最早得出“空气是由氮气和氧气组成的”这一结论的科学家是：（ ）

A、瑞典化学家舍勒 B、法国化学家拉瓦锡

C、英国化学家普利斯特里 D、瑞典化学家诺贝尔

2、下列物质的排放，不会造成空气污染的是：（ ）

A、树木光合作用产生的气体 B、机动车随意排放的废气

C、水泥厂烟囱上冒的白烟 D、春节时大量燃放焰火

3、下列有关空气的说法正确的是：（ ）

A、空气中所有物质都能支持燃烧 B、空气是一种十分重要的自然资源

C、空气取之不尽，用之不完 D、空气中氧气约占

4、关于氧气的说法，不正确的是：（ ）

A、没有氧气，人和动植物就不能生存

B、标准状况下，氧气密度略大于空气

C、在通常状况下，氧气不易溶于水

D、在任何状况下，氧气均是无色的

5、下列化学反应既是化合反应，又是氧化反应的是：（ ）

A、碱式碳酸铜加热 B、铜在空气中加热

C、二氧化碳通入石灰水中 D、红磷在空气中燃烧

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6、下列物质分别放入盛满空气的密闭容器中，充分加热后，恢复到室温，瓶内压强明显变小的是：（ ）

A、硫 B、碳 C、红磷 D、铜粉

7、下列物质在氧气中燃烧后的生成物只为固态的是：（ ）

A、硫 B、镁 C、木炭 D、石蜡

8、不属于氧气用途的是：（ ）

A、宇航中作高能燃料 B、供重危病人呼吸

C、炼钢 D、登山潜水时携带供氧设备

9、下列气体中不污染大气的是：（ ）

A、二氧化硫 B、一氧化碳 C、二氧化氮 D、氮气

10、石蜡在氧气中燃烧时，发生的变化：（ ）

A、只有化学反应 B、只有物理变化

C、既有物理变化又有化学变化 D、既有新物质生成，又有光和热的放出

二、填空题：

11、下列事实能说明空气中含有哪些成份：

（1）镁带在空气中燃烧 （2）酥饼在空气中变软 （3）长期敞口放置于空气中的澄清石灰水表面有一层“白膜” 12、成年男子平均每小时吸入空气600升，那么10个成年男子一天一共吸入的氧气的质量为 千克。（精确到0.01）

13、氧气是一种化学性质比较活泼的气体。它在氧化反应中提供 ，具有 ，它是一种常用的 。

14、有四瓶无色气体，它们分别是氧气、空气、氮气和二氧化碳。为了鉴别它们，可以先用

，鉴别出 和 ，再用 鉴别出 和 。

15、用所学物质的名称填空：

(1)能供给呼吸，支持燃烧的气体 . (2)能使澄清石灰水变浑浊的无刺激性气味的气体 . (3)白色固态物质 。

(4)黑色固态物质 。

(5)绿色固态物质 。

三、问答题

16、按下图装置，做实验，测定空气中氧气的体积分数：

广口瓶上配有带燃烧匙和玻璃导管的橡皮塞，导管的另一端伸入盛有水的大烧杯里，先在广口瓶里加入适量“碱液”（可完全吸收二氧化硫气体），再把碱液上容积用记号划成五等分，实验时点燃燃烧匙里过量的硫粉，立即塞上橡皮塞，待反应完全停止，冷却后振荡广口瓶，最后打开导管上弹簧夹，试问：

(1)弹簧夹打开后，水为什么会从烧杯中经导管流入广口瓶，流入的水约占原来碱液上方剩余容积的多少？

(2)该实验说明了什么问题？

【能力训练答案】

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一、1、B 2、A 3、B 4、D 5、BD 6、CD 7、B 8、A 9、D 10、CD 二、11、(1)氧气 (2)水蒸气 (3)二氧化碳

12、略

13、氧，氧化性，氧化剂

14、燃烧的木条 氧气、空气，石灰水，二氧化碳和氮气

15、(1)氧气 (2)二氧化碳 (3)氧化镁 五氧化二磷

(4)氧化铜 木炭 (5)碱式碳酸铜

三、16、(1)由硫和氧气反应生所的二氧化硫气体被碱液完全吸收，使广口瓶中气体压强减小，所以打开弹簧夹时，大烧杯中的水会部分流入广口瓶内，约占原剩余容积的。

(2)说明空气中氧气约占体积，测定空气中氧气体积分数也可以不用红磷燃烧。