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初中化学 · 九年级上册 · 第二单元

我们周围的空气

人每时每刻都在呼吸,可你真知道空气里有什么、氧气怎么来的吗?这一章把"身边的空气"拆开看。

小提示:化学不靠背,靠动手。下面的互动都能自己拖、自己点。

📌 一、空气的成分 基础

空气不是"空"的,而是多种气体的混合物。按体积分数计算:氮气约 78%、氧气约 21%、稀有气体 0.94%、二氧化碳 0.03%、其他气体和杂质 0.03%。二百多年前,拉瓦锡用汞在密闭容器中加热的实验,第一次证明"空气由氧气和氮气组成"。

氮气 N2 ≈ 78%,氧气 O2 ≈ 21%,稀有气体 ≈ 0.94%,二氧化碳 ≈ 0.03%

⚠️ 体积分数≠质量分数;氮气含量最多,氧气次之,但氧气才是维持呼吸的关键气体。

📌 二、氧气的性质 核心

物理性质:无色无味气体、不易溶于水、密度比空气略大。

化学性质:比较活泼,能支持燃烧、供给呼吸。常见物质在氧气中燃烧的现象:

碳C → 白光,生成使石灰水变浑浊的CO2
硫S → 蓝紫色火焰,生成有刺激性气味的SO2
铁Fe → 火星四射,生成黑色固体四氧化三铁Fe3O4
磷P → 大量白烟,生成白色固体五氧化二磷P2O5
镁Mg → 耀眼白光,生成白色固体氧化镁MgO

⚠️ 铁丝燃烧要在集气瓶底放少量水或细沙,防止生成物溅落炸裂瓶底。

📌 三、实验室制取氧气 核心

三种原理:

过氧化氢 → 水 + 氧气(二氧化锰作催化剂)
高锰酸钾 受热 → 锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气
氯酸钾 受热 → 氯化钾 + 氧气(二氧化锰催化)

催化剂:"一变两不变"——改变反应速率,本身质量和化学性质在反应前后不变。

收集:排水法(氧气不易溶于水)或向上排空气法(密度比空气大)。检验:把带火星的木条伸入瓶内,木条复燃则为氧气。

⚠️ 催化剂只改变化学反应速率,不能增加生成物的质量;"两不变"指质量和化学性质不变。

📌 四、空气污染与保护 拓展

空气污染物:有害气体(一氧化碳 CO、二氧化硫 SO2、二氧化氮 NO2)和烟尘。

防治措施:使用清洁能源、大力植树造林、工厂废气经处理达标后排放、加强空气质量监测。

⚠️ 二氧化碳 CO2 不是空气污染物(它是光合作用的原料),但过多会加剧温室效应。

互动①:空气成分可视化
拖动滑块查看各组分体积分数
互动②:物质在氧气中燃烧
点选一种物质,看它在氧气中的燃烧现象
互动③:实验室制氧说法判断
点击"对"或"错"判断每个说法,绿色正确、红色错误

✏️ 分层练习(8 题)

1. 空气中体积分数约为 78% 的气体是___。

2. 空气中能供给呼吸的气体是___。

3. 证明空气由氧气和氮气组成的科学家是___。

4. 过氧化氢分解制取氧气时,常加入___作催化剂。

5. 检验一瓶气体是否为氧气,可将___的木条伸入瓶内。

6. 铁在氧气中剧烈燃烧、___四射,生成黑色固体。

7. 实验室收集氧气可以用排水法和___排空气法。

8. 空气污染物主要包括有害气体和___。

📚 本章小结