中学化学三大气体的性质及制取

知识点1：空气(识记)按体积来分大约为，氮气78%，氧气21%，稀有气体0.94%，二氧化碳0.03%，其他气体为0.03%。

1）氧气的用途：1．供给呼吸；2．支持燃烧。

2）氮气的性质和用途：物理性质：（1）无色、无味的气体；（2）不易溶于水；（3）密度比空气的密度略小。

化学性质：不活泼，一般不燃烧也不支持燃烧。

用途：（1）制硝酸和化肥的重要原料；（2）常用作保护气，如焊接金属时用氮作保护气，灯泡中充氮以延长使用寿命，食品包装时充氮以防腐；（3）医疗上可在液氮冷冻麻醉条件下做手术；（4）超导材料在液氮的低温环境下能显示超导性能。

3）稀有气体：定义：稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙等气体的总称，它是混合物。

物理性质：（1）无色，无味的气体；（2）难溶于水。

化学性质：极不活泼。

曾被叫做惰性气体。

用途：（1）常用作保护气，如焊接金属时用稀有气体来隔绝空气，灯泡中充稀有气体以使灯泡耐用；（2）稀有气体在通电时能发出不同颜色的光，可制成多种用途的电光源；（3）用于激光技术；（4）氦可用于制造低温环境；（5）氙可用于医疗麻醉。

4）空气污染与防治措施：空气污染物：主要是烟尘和有害气体。

有害气体包括二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳等。

大气污染引发的三大环境问题：（1）温室效应——使全球变暖；（2）酸雨——使土壤酸化，破坏建筑物等；（3）臭氧空洞——使紫外线危害人类和动植物。

防治措施（了解）空气质量日报（了解）绿色化学（了解）：绿色化学又称环境友好化学，其核心就是利用化学原理从源头上消除污染，其特点是尽量减少或彻底消除有害物质，实现“零排放”。

知识点2：混合物和纯净物(理解)知识点3：氧气1）氧气的性质：（1）物理性质：A、通常情况下，氧气是一种无色无味的气体。

当温度下降，氧气可以转变为淡蓝色的液氧，甚至淡蓝色的固态氧。

B、在通常情况下，氧气不易溶于水，所以氧气能够用排水法收集；C、在标准状态下，氧气的密度略大于空气，所以氧气可以用向上排空气法收集；注意：选择排水法和排空气法的原则排水法的条件：A、不易溶于水 B、不能与水发生化学反应；排空气法的条件：A、气体的密度与空气的密度有一定的差值，气体密度大于空气的密度选择向上排空气法，若气体的密度小于空气的密度，则选用向下排空气法B、不与空气中的成分发生化学反应C、无毒若气体既能用排水法，又能用排空气法收集时，我们从制得气体的纯度考虑，一般选用排水法收集。

（2）化学性质：注：（1）氧气可以帮助可燃物燃烧（支持燃烧），具有助燃性，与可燃性有本质区别。

（2）“点燃”是实验条件，目的是使可燃物达到着火点；“燃烧”是发热、发光的剧烈反应的现象，不是条件，所以写反应表达式时，条件应写点燃，不能写燃烧。

由以上可知：氧气的化学性质比较活泼，能与许多物质发生氧化反应。

主要体现了氧气的氧化性和助燃性。

2）氧气的用途：(1) 支持燃烧：液态氧作为火箭的助燃剂（助燃性），炼钢需要氧气（提高反应炉中的温度），氧炔焰用来气焊与气割；(2) 提供呼吸：潜水员和太空飞行员携带的氧气罐。

3）氧气的制法：（1）工业制法（分离液态空气法） a ．具体过程b ．原理：氧气和氮气的沸点不同，氧气的沸点高于氮气的沸点c ．注意：该过程是物理变化 （2）实验室制法 A ．高锰酸钾制取氧气a ．实验原理：高锰酸钾（KMnO 4）加热——→ 锰酸钾（K 2MnO 4）+ 二氧化锰（MnO 2）+氧气（O 2） b ．反应物状态：高锰酸钾（紫黑色固体） c ．反应条件：加热 d ．注意事项：a). 试管口要略微向下倾斜：防止生成的水回流，使试管底部破裂。

b). 导气管伸入发生装置内要稍露出橡皮塞：有利于产生的气体排出。

c). 试管口塞一团棉花：防止高锰酸钾粉末进入导气管，污染制取的气体和水槽中的水。

d). 排气法收集气体时，导气管要伸入接近集气瓶底部：有利于集气瓶内空气排出使收集的气体更纯。

e). 实验结束后，先将导气管移出水面，然后熄灭酒精灯：防止水槽中的水倒流，炸裂试管。

e ．实验步骤：a). 仪器组装：先下后上，从左到右的顺序。

b). 气密性检查：将导管的一端浸入水槽中，用手紧握试管外壁，若水中的导管口有气泡冒出，证明装置不漏气。

松开手后，导管口出现一段水柱。

c). 装入药品：按粉末状固体取用的方法（药匙或纸槽）。

d). 加热药品：先使试管均匀受热，后在反应物部位用酒精灯外焰由前向后加热。

e). 收集气体：若用排水集气法收集气体，当气泡均匀冒出时再收集；或向上集气法。

f). 检验及验满：用带火星的木条伸入试管中，发现木条复燃，说明是氧气； 用带火星的木条靠近集气瓶口部，木条复燃，证明已满。

g). 仪器的拆卸：按先右后左，先上后下的顺序。

B ．双氧水（过氧化氢）制取氧气a ．实验原理：过氧化氢（H 2O 2） ————→ 水（H 2O ） + 氧气（O 2）b ．反应物状态：过氧化氢（无色液体），二氧化锰（黑色粉末状固体）c ．反应条件：不需加热d ．注意事项：a). 分液漏斗可以用长颈漏斗代替，但其下端应该深入液面以下，形成液封，防止生成的气体从长颈漏斗中逸出；并且使用分液漏斗时，要求固体为不溶性的块状固体 b). 导气管只需略微伸入试管塞c). 气密性检查：用止水夹关闭，打开分液漏斗活塞，向漏斗中加入水，水面不持续下降，就说明气密性良好。

d). 装药品时，先装固体后装液体e). 该装置的优点：可以控制反应的开始与结束，可以随时添加液体。

f). 催化剂：一变（改变反应速率），两不变（本身质量和化学性质不变） C ．总结：若固体（或固体+固体）加热生成气体，选用高锰酸钾制氧气装置；若固体+液体常温下制取气体，选用双氧水制取氧气装置。

知识点4：二氧化碳空气空气除去二氧化碳 干燥氮气液态空气降温 加压液态氧升温-183℃氧气二氧化锰1）二氧化碳的性质(1)物理性质：A 、在通常状况下，CO 2是一种无色气体。

B 、CO 2的密度比空气大。

可以像倾倒液体那样，把CO 2从一个容器倾倒到另一个容器里。

C 、CO 2能溶于水。

在通常状况下，1体积的水约能溶解1体积的CO 2，增大压强还会溶解得更多。

生产汽水等碳酸型饮料就是利用了CO 2的这一性质。

(2)化学性质：A 、一般情况下，CO 2不燃烧，也不支持燃烧，不能供给呼吸(镁条能2CO 在中燃烧)。

B 、CO 2与水的反应CO 2与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊溶液变成红色。

碳酸很不稳定，容易分解成二氧化碳和水。

化学方程式：3222CO H O H CO =+ ； ↑+=2232CO O H CO H C 、CO 2与澄清石灰水的反应CO 2能使澄清的石灰水变浑浊，是因为CO 2与氢氧化钙[Ca(OH)2]反应生成了白色的碳酸钙沉淀的缘故。

O H CaCO OH Ca CO 2322)(+↓=+ 注：这个反应可以用来检验二氧化碳。

2)二氧化碳的用途1．灭火：通常情况下，二氧化碳不燃烧，也不支持燃烧（化学性质），同时二氧化碳的密度又比空气的密度大（物理性质），因此常用二氧化碳来灭火（以隔绝空气为主）。

2．干冰：在一定条件下，二氧化碳气体会变成固体，固体二氧化碳叫“干冰．．”。

干冰升华时，吸收大量的热，因此可作制冷剂和用于人工降雨。

注：干冰是二氧化碳的固体，而冰是水的固体，二者不是同一种物质。

3．二氧化碳本身没有毒性，但二氧化碳不能供给呼吸。

当空气中的二氧化碳超过正常含量时，会对人体健康产生影响。

注：进入久未开启的菜窖或干涸的深井之前，必须做灯火实验。

将燃着的蜡烛，放进可能存在较多二氧化碳气体的地方，如果蜡烛燃烧不旺或熄灭，说明二氧化碳含量较高，人不能进入。

3）二氧化碳对环境的影响二氧化碳对环境的影响主要是温室效应。

（1）人和动植物的呼吸、煤等燃料的燃烧都产生二氧化碳；绿色植物的光合作用吸收二氧化碳，放出氧气。

（2）温室效应．．．．：大气中的二氧化碳气体能像温室的玻璃或塑料薄膜那样，使地面吸收的太阳光的热量不易散失，从而使全球变暖，这种现象叫“温室效应”。

（3）导致温室效应的气体主要是CO 2，还有臭氧、甲烷、氟氯代烷等。

（4）温室效应的危害：①两极的冰川融化，使海平面升高，淹没部分沿海城市； ②土地沙漠化，农业减产等。

（5）防止温室效应的措施：①减少使用煤、石油、天然气等化石燃料；②更多地利用太阳能、风能、地热等清洁能源；③大力植树造林，严禁乱砍滥伐森林等。

4）二氧化碳的制法（1）工业制法：煅烧石灰石文字表达式:碳酸钙（CaCO 3）高温——→氧化钙（CaO ）+二氧化碳（CO 2）（2）实验室制法a.药品选用：石灰石或大理石(不溶性固体)与稀盐酸（无色液体）b.碳酸钙（CaCO 3）+盐酸（HCl ）→氯化钙（CaCl 2）+水（H 2O ）+二氧化碳（CO 2） 补充：1）石灰石或大理石的主要成分为碳酸钙，能否用碳酸钙粉末或者碳酸钠粉末代替石灰石作为实验室制取二氧化碳？ 答：不能，化学反应的速率与反应物的接触面积有关。

反应物颗粒越小，接触面积就越大，反应速率就越大，在实验室制取二氧化碳时就不易收集。

2）盐酸就是氯化氢气体的水溶液。

在实验室制取二氧化碳是否能够用浓盐酸代替稀盐酸？答：不能。

盐酸都具有一定的挥发性，如果利用浓盐酸制取二氧化碳，挥发性太强，使制得的二氧化碳气体中含有较多量的氯化氢气体，影响实验结果。

3）实验室制取二氧化碳能否用稀硫酸代替稀盐酸？答：不能。

如果用稀硫酸，会与石灰石发生反应生成一种微溶性的固体——硫酸钙，包裹在固体表面，从而使液体与固体反应物隔绝，阻止反应的进一步进行。

看到的现象时首先有少量气泡，马上停止。

4）怎样来获得干燥的纯净的二氧化碳答：通过水或者碳酸氢钠溶液除去可能含有的硫化氢气体，在通过浓硫酸除去水蒸气 c ．实验步骤：与氧气的实验室制法相似。

d ．二氧化碳的检验及验满a ）检验：向集气瓶中注入少量澄清石灰水，观察是否产生白色沉淀b ）验满：将燃着的木条放在集气瓶口，如果木条马上熄灭则说明已经收集满。

e ．收集气体：由于二氧化碳能溶于水并且密度比空气大，只能用向上排空气法收集。

知识点5：一氧化碳1)一氧化碳的物理性质通常情况下，一氧化碳是一种无色无味的气体，难溶于水，密度比空气的密度略小。

2)一氧化碳的化学性质 （1）一氧化碳具有可燃性CO 能够燃烧，燃烧时放出大量的热，火焰呈蓝色。

2CO ＋ O 2 2CO 2 （2）一氧化碳具有毒性CO 有剧毒！CO 极易与血液中的血红蛋白结合，从而使血红蛋白不能很好地与氧气结合，造成生物体内缺氧，严重时会危及生命。

注：① 冬天用煤火取暖时，一定要装烟囱，并注意室内通风，防止CO 中毒。

② 因为CO 无色无味，煤气泄漏时不易被人察觉，所以煤气厂常在家用煤气（含有CO ）中掺入微量 具有难闻气味的气体，使人及早察觉。