化学沪教版 (上海)第二单元 浩瀚的大气2.2 神奇的氧气学案

这是一份化学沪教版 (上海)第二单元 浩瀚的大气2.2 神奇的氧气学案，共22页。学案主要包含了查阅资料，方法提炼等内容，欢迎下载使用。

知识温习
神奇的氧气
1．（2015•上海）空气中含量最多的气体是（）
A．O2B．N2C．HeD．CO2
考点：空气的成分及各成分的体积分数．
分析：根据空气中各成分的体积分数：按体积计算，大约是：氮气占78%、氧气占21%、稀有气体占0.94%、二氧化碳占0.03%、其它气体和杂质占0.03%，进行分析判断．
【答案】B．
2．（2015•杭州）甲图所示为测定空气中氧气含量的装置及药品．
（1）为获得较为准确的实验数据，下列做法不正确的是____________________
A．检查装置的气密性
B．燃烧匙中的红磷足量
C．点燃红磷后缓慢将燃烧匙插入瓶中，塞紧瓶塞
D．红磷熄灭，广口瓶冷却后打开弹簧夹
（2）小明同学用足量的木炭代替红磷，氢氧化钠溶液代替水来做此实验．小明操作正确，但是测得的数据小于用红磷测得的数据，其原因是木炭燃烧除生成二氧化碳外还可能生成_____________
（3）市售“暖宝宝”中发热剂的主要成分是：铁粉、炭粉、水和食盐等，反应原理可以简化为铁生锈，小明用配制的发热剂按图乙装置实验，他不是将足量的发热剂堆在瓶底，而是将其涂抹在广口瓶内壁的四周，这样做的目的是________________________________
（4）在上述三个实验操作都正确的情况下，与另外两个实验的测量结果相比，第三个实验的测量结果与空气中氧气的含量更接近，推测其主要原因，最合理的是______________________．
分析：本题是测定空气中氧气的含量，我们常用燃烧红磷或白磷的方法，因为磷燃烧生成白色固体五氧化二磷，几乎不占空间，使得内外产生气压差，从而得到正确的结论．因此在选择可燃物时，必须考虑到：燃烧的条件；生成物的状态；不与空气中其他物质发生反应．保证本实验成功的关键是：①装置气密性好；②红磷要足量；③要冷却至室温再读数；暖宝宝暖宝宝中的铁粉与水和空气中氧气发生了缓慢氧化，进而放出热量；物质缓慢氧化会放出热量，氯化钠的作用是加速铁粉氧化，更快地放出热量．据此分析解答有关的问题．
【答案】
（1）C
（2）一氧化碳（3）增大与氧气的接触面积，加快缓慢氧化
（4）可以防止磷燃烧产生的白烟散逸到空气中，再就是实验在密闭体系中进行，读数更准确
本题主要考查实验测定空气中氧气含量的原理及可能造成实验失败的原因的分析，理解实验的原理是解答本题的关键，增加了学生分析问题的思维跨度，强调了学生整合知识的能力．
每识每课
地球生命或始于25亿年前氧气大爆发
一项研究指出，地球上的生命也许开始于25亿年前一种微型池塘植物的氧气大爆发。在此之后的1亿年间，在生存在浅海中的蓝藻释放出的微弱氧气流中，地球上逐渐形成了含氧量丰富的大气。科学家将这一过程称为“大氧化事件”。当时，地球上正好发生了板块重组，产生了大量浅海，正适合能进行光合作用的生物生存。在这项发表在期刊Science Advances上的研究中，科学家们公布的最新化学数据显示，由蓝藻产生的氧气爆发曾使地球上的大气浓度出现了暂时性的增加。科学家将这一过程称为“大氧化事件”。当时，地球上正好发生了板块重组，产生了大量浅海，正适合能进行光合作用的生物生存。
这是地球的历史上的一个重要时刻，因为充足的氧气为臭氧层的形成创造了条件，而臭氧则能将来自太阳的有害紫外线过滤除去，使得许多新型生物得以出现。
加拿大滑铁卢大学的布莱恩?坎德尔教授(Brian Kendall)表示：“地球表面氧气的出现很可能是一个复杂的过程，先是出现了少许氧气，然后氧气的数量达到了某个临界点。”
“直到现在，我们都无法确定，25亿年前的氧气浓度是否处在一个稳定的水平。”
“而我们获得的最新数据则能针对这一问题给出一个更加确凿的答案。”
在这项发表在期刊Science Advances上的研究中，科学家们公布的最新化学数据显示，由蓝藻产生的氧气爆发曾使地球上的大气浓度出现了暂时性的增加。
做出该发现的专家分别来自阿尔伯塔大学，滑铁卢大学，亚利桑那州立大学，加州大学河滨分校和佐治亚理工学院。
该研究支持了由亚利桑那州立大学的艾利尔?安巴尔教授(Ariel Anbar)于2007年提出的一项理论。当时，他手下的研究人员在现在澳大利亚西部的一处古代海洋海床上的黑色页岩中，发现了这些微弱的氧气流留下的原始证据。
这些黑色页岩中含有浓度很高的钼和铼，而这两种元素的形成时间比大氧化事件要早得多。钼和铼常出现于陆地上的硫化物中，对氧原子极其敏感。一旦这些硫化物接触到氧气，钼和铼就会被释放到河水中，并最终沉积在海床上。
在最新的这项研究中，坎德尔教授的团队对同样的岩石进行了分析，寻找另一种名为锇的元素(同样存在于陆地上的硫化物中)，发现与之相符的是更强的大陆风化作用，而这是大气中出现了氧气的结果。
“我们在按照时间顺序追踪大气的变化情况，希望能弄清氧气含量是如何增长到能够支撑复杂生命存活的水平的。”阿尔伯塔大学的地球与大气科学家罗布?克里瑟教授(Rb Creaser)。
“地球刚开始形成的时候，大气中没有氧气。我们使用了阿尔伯塔大学的分析设备，对这些岩石样本进行了精密的分析，从而获取了氧气通过光合作用集聚起来的速度。”
阿克巴尔教授(Prfessr Akbar)还补充道：“地球是如何形成含氧大气的？出现这一现象的原因又是什么？这是地球历史上最深刻难解的谜题之一。”
大氧化事件
在地球刚刚形成后的数亿年时间里，大气中都没有氧气。
而多亏光合细菌，今天我们的大气中，20%都是氧气。这些细菌能够像树木和其它植物一样，消耗二氧化碳，释放出氧气。它们为地球上需要氧气才能生存的生物的出现和繁衍打下了基础。
科学家将地球大气中首次出现氧气的事件称为大氧化事件。它发生在距今约24亿年前，但近期在南非发现的一些证据显示，在此之前，即29.6亿年前，地球上也出现过短暂的氧气集聚事件，还一度出现过浅浅的海洋。
新知精讲
一、氧气的作用
1．供给呼吸，医疗急救
2．帮助燃烧：
利：（1）病人输氧（2）高空飞行员，潜水员，登山运动员携带供养设备
（3）利用氧炔焰焊接金属
弊：（1）过量吸氧加速衰老（2）钢铁腐蚀（3）食物变质
【练一练】
1．大气中含有多种气体，能够帮助呼吸含量较多的气体是（）
A．氧气B．氮气C．二氧化碳D．稀有气体
【答案】A
2．以下那一项不属于氧气的用途（）
A．帮助呼吸B．加快钢铁冶炼速度
C．高能燃料D．液氧炸药
【答案】C
二、臭氧的性质和作用
臭氧是一种淡蓝色有鱼腥味的气体，大气层中的一层臭氧能吸收太阳辐射的紫外线，使地面上生物避免过多紫外线的辐射；它还是强氧化剂，具有杀菌消毒的功能。
三、氧气的性质
1．物理性质
（1）物理性质：___________________________________________________.
答案：无色、无味的气体，不易溶于水，密度比空气大。
2．化学性质：__________________________________,一定条件下___________________
答案：比较活泼，能支持燃烧，供给呼吸，能和很多物质发生反应
3．物质在氧气中燃烧的实验
镁在空气中燃烧
现象：___________________________
文字表达式：___________________________________
答案：现象：发出耀眼的白光，同时放出大量的热，生成白色固体热。
文字表达式：镁+氧气氧化镁
（2）白磷在空气中燃烧
现象：__________________________
文字表达式：__________________________________
答案：
现象：产生大量的白烟，同时放出大量的热
文字表达式：磷+氧气五氧化二磷
（3）木炭在氧气中燃烧
现象：________________________
文字表达式：_____________________________________
答案：现象：比在空气中更旺，发出白光，并放出热量，生成物使石灰水变浑浊
文字表达式：碳+氧气二氧化碳
（4）硫磺在氧气中燃烧
现象：_________________________
文字表达式：_____________________________________
答案：现象；硫在空气中燃烧，发出微弱的淡蓝色火焰，氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰，生成带有刺激性气味的气体，并放出热量。
文字表达式：硫+氧气二氧化硫
（5）细铁丝在氧气中燃烧
现象：________________________
文字表达式：______________________________________
答案：现象：细铁丝在氧气里剧烈燃烧，火星四射，放出大量热，生成了黑色固体
文字表达式：铁+氧气四氧化三铁
注意：需要在集气瓶底部预先放少量水或铺一层细沙。
（6）氢气在氧气中燃烧
现象：_________________________
文字表达式：___________________________________________
答案：
现象：纯净的氢气在空气中安静地燃烧，产生淡蓝色火焰，放出大量的热，烧杯内壁有液滴生成。
文字表达式：氢气+氧气水
综上：氧气是一种化学性质比较活泼的气体，在一定条件下，氧气能和许多物质发生反应，并放出大量的热。
【练一练】
1．做铁丝在氧气中燃烧实验时应注意哪些问题?
【答案】（1）应将细铁丝表面的油污、锈迹擦净，并将细铁丝绕成螺旋状增大受热面积
(2)在细铁丝的一端系上一根火柴，让火柴燃烧，给细铁丝预热，使其温度达到着火温度。
= 3 \* GB2 \* MERGEFORMAT ⑶集气瓶内应事先装入少量的水或铺一薄层细沙，防止集气瓶炸裂。
2．下列有关氧气性质的描述中，错误的是（）
A．氧气具有氧化性和可燃性B．氧气能供给呼吸
C．氧气能使带火星的木条复燃 D．氧气是一种没有颜色、没有气味的气体
【答案】A
3．下列物质中不能在氧气里燃烧的是（）
A．氮气B．氢气C．硫磺 D．铁
【答案】A
4．下列物质在空气或氧气中燃烧时，现象描述正确的是（）
A．镁条在空气中燃烧，胃出浓烈的黑烟，放出热量，生成黑色粉末
B．铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四溅，放出热量，生成红色粉末
C．木炭在氧气中燃烧，发出白光，放出热量，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体
D．硫在氧气中燃烧，发出微弱的淡蓝色火焰，放出热量，产生没有气味的气体
【答案】C
5．下列关于氧气的说法中，错误的是（）
A．氧气是空气的主要成分之一B．氧气可用于医疗急救
C．燃料燃烧一般离不开氧D．氧气可用于食品保鲜
【答案】D
6．写出下列化学反应的化学表达式：
（1）木炭在氧气中燃烧：________________________________________
（2）硫粉在氧气中燃烧：___________________________________________
（3）铁丝在氧气中燃烧：____________________________________________
（4）燃烧红磷制造烟幕：____________________________________________
（5）氢气在空气中燃烧：_______________________________________________
（6）点燃镁条做信号弹：__________________________________________________
【答案】碳+氧气二氧化碳硫+氧气二氧化硫
磷+氧气五氧化二磷氢气+氧气水
铁+氧气四氧化三铁镁+氧气氧化镁
四、氧化反应和化合反应
1．氧化反应
定义：________________________________________
答案：氧化反应指的是物质与氧发生的化学反应
注意：氧气与金属、非金属和化合物的反应均为氧化反应。
氧化反应并非专指物质与氧气的反应，如木炭还原氧化铜中，木炭发生了氧化反应，因为此时供氧的物质是氧化铜，所以氧气只是氧中的一小部分。
化合反应
定义：________________________________________________
特点：多变一
字母表达式：A+B→C
答案：两种或两种以上的物质发生反应生成一种物质的反应
化合反应和氧化反应的关系
【小结】化合反应和氧化反应特点不同，化合反应为“多变一”，氧化反应中反应物氧是否参加反应。
【练一练】
1．下列反应属于缓慢氧化反应的是（）
A．白磷燃烧B．食物腐烂C．鞭炮爆炸D．柴草燃烧
【答案】B
2．下列反应属于氧化反应的是（）
A．碳酸钙-→氧化钙+二氧化碳
B．二氧化硫+水-→亚硫酸
C．氯化钠+硝酸银-→氯化银+硝酸钠
D．酒精+氧气-→二氧化碳+水
【答案】D
3．下列反应中既为化合反应又为氧化反应的是（）
A．水氢气+氧气B．镁+氧气氧化镁
C．水+二氧化碳→碳酸D．酒精+氧气水+二氧化碳
【答案】B
氧化物
定义：_________________________________
答案：有两种元素组成其中一种是氧元素的化合物
分类：________________________________
答案：金属氧化物和非金属氧化物
【练一练】
下列物质不属于氧化物的是（）
A．二氧化锰B．四氧化三铁C．氧化镁D．氧气
【答案】
课堂小憩
开心1
于谦小时候不好好学习，成绩不好就回家经常和他爸爸撒慌。 他爸爸买了个测谎仪
一天，于谦考试回来，他爸爸问：考了多少分？ 于谦：90。
嘟嘟嘟嘟嘟……测谎仪响了。他爸问：说实话，多少分？
于谦：80。 嘟嘟嘟嘟嘟……又响了。
他爸急了：这倒霉孩子，说实话，多少分？ 于谦：70。
嘟嘟嘟嘟嘟……测谎仪还响。
他爸爸气的浑身颤抖：说实话！！！ 于谦：40……
嘟嘟嘟嘟嘟……
他爸爸实在忍不住了，说：你枉费我一片苦心啊，你怎么就不向我学学。想当年你爸爸我门门考试一百分……
砰……测谎仪炸了
开心2
学生：“老师，昨天我看到地上有一张兔子。”
老师：“我不是教过量词的用法吗？动物要用头、只，平面的东西才用“张””
学生（委屈状）：可是我在马路中间看到它的时候，它已经是一个平面了啊。”
例题解析
知识点1：氧气的性质和用途
【例1】下列物质在氧气中燃烧，生成黑色固体物质的是（）
铁丝B．木炭C．白磷D．硫粉
【难度】★
【答案】A
变式1：下列有关氧气的说法正确的是（）
A．能供给呼吸B．化学性质比较稳定
C．具有可燃性D．是空气中含量最多的物质
【难度】★
【答案】A
变式2：下列物质中不能在氧气里燃烧的是（）
氮气B．木炭C．红磷D．铁
【难度】★
【答案】A
变式3：下列物质在氧气中燃烧时，能看到浓厚白烟的是（）
氢气B．硫粉 C．红磷D．木炭
【难度】★
【答案】C
【例2】物质的性质决定物质的用途，但认识事物都有其两面性，物质的性质有时会为人类服务，有时也会给我们带来麻烦。下面就不同的角度认识氧气，分别各举出合适的一个例子。
（1）应用氧气：_________________________________________；
（2）隔绝氧气：__________________________________________
【难度】★
【答案】(1）医疗急救（2）铁生锈
变式1：装满氧气的集气瓶如右图所示，用带火星的木条
分别以甲、乙两种方式迅速插入，观察到木条复
燃，且在甲中燃烧比在乙中燃烧更旺。上述实验
说明了氧气具有的性质是：
（1）____________________________；
（2）______________________________
【难度】★
【答案】(1)助燃性（2）密度比空气大
变式2：用符合题目要求的序号填空：
①氧气；②空气；③二氧化碳；④二氧化硫；⑤五氧化二磷；⑥四氧化三铁。
(1)通常状况下无色、无味的气体是________；
(2)有刺激性气味并且污染空气的气体是________；
(3)属于黑色固体的是________；
(4)支持燃烧的气体是________；
(5)属于白色固体的是________。
【难度】★★
【答案】(1)①②③(2)④(3)⑥(4)①②(5)⑤
【例3】某研究小组在学习氧气的化学性质时发现：镁带燃烧没有火焰，蜡烛燃烧却有明亮的火焰。该小组同学进行了如下探究。
（1）写出镁带在氧气中燃烧的文字表达式：___________________________________________
（2）探究一：蜡烛燃烧产生火焰的原因是什么？
点燃蜡烛，将金属导管一端伸入内焰，导出其中物质，在另一端管口点燃，也有火焰产生（如右图所示）。由此可知：蜡烛燃烧产生的火焰是由________（填“固态”或“气态”）物质燃烧形成的。
探究二：物质燃烧产生火焰的根本原因是什么？
【查阅资料】
由上表可知：物质燃烧能否产生火焰与其__________（填“熔点”或“沸点”）和燃烧时温度有关。由此推测：钠在燃烧时，_____________填“有”或“没有”）火焰产生。
木炭在氧气中燃烧没有火焰，但生活中木炭燃烧时会产生火焰，其原因可能是________。
【难度】★★
【答案】镁+氧气氧化镁;气态；沸点；有；木炭里含有杂质
变式题：如下图是铁丝在氧气中燃烧的实验，回答下列问题。
(1)实验时，应将铁丝绕成螺旋状；其目的是________________________________________________________________________。
(2)铁丝下端系一根火柴，其目的是________________________________________________________________________。
(3)等火柴梗燃烧将尽时，再将铁丝插入集气瓶，目的是________________________________________________________________________。
(4)铁丝在氧气中燃烧的现象是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)小明进行上述实验时，发现铁丝没有燃烧。原因可能是________________________________________________________________________
________________________________________________________________(答出两点)。
【难度】★★
【答案】(1)增大与氧气反应的接触面积
(2)引燃铁丝
(3)防止木柴燃烧消耗氧气
(4)剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，放出大量热量
(5)铁丝插入太慢，火柴燃烧完铁丝还在集气瓶外；集气瓶内没有氧气或含量很少
【例4】科学探究是重要的学习方式，假设和验证是探究过程中的重要环节。为了探究“铁丝可
以在纯净的氧气中燃烧”，同学们将一根火柴梗塞入一段螺旋状“铁丝”（可能是纯铁铁丝或
含碳铁丝）末端，将它固定，用镊子夹住“铁丝”，然后在酒精灯上点燃火柴，将“铁丝”
由集气瓶口向下慢慢伸入，观察现象：
（1）甲同学只发现“铁丝”红热一下，就没有观察到其他现象，请你分析铁丝没有燃烧
的可能原因是________；（只答一条）
（2）乙同学发现“铁丝”在纯净氧气中燃烧起来，观察到火星四射，并有黑色固体生成，请写出该反应的文字表达式________；
【难度】★★
【答案】（1）瓶内空气不纯（2）
变式题：如下图是硫、红磷、木炭在氧气中燃烧的示意图，回答下列问题。

(1)分别描述三个实验的现象：
甲：_________________________________________________________________；
乙：__________________________________________________________________；
丙：___________________________________________________________________。
(2)这三个实验在现象和原理上有多个相同点，请你说出3个相同点：
①________________；②________________；③__________________。
(3)请说出其中一个与其他两个的不同之处：_______________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)选择其中一个反应，用化学符号表示：________________________________。
【难度】★★
【答案】(1)甲：燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，生成有刺激性气味的气体
乙：燃烧，生成大量白烟，放出热量
丙：发出白光，放出热量
(2)①都是氧化反应②都是化合反应③都放出大量热量(其他合理答案也可)
(3)红磷燃烧的产物是固体，硫和木炭燃烧的产物是气体(其他合理答案也可)
(4)S＋O2eq \(――→,\s\up7(点燃))SO2(或P＋O2eq \(――→,\s\up7(点燃))P2O5，或C＋O2eq \(――→,\s\up7(点燃))CO2)
【方法提炼】解答此类问题时，掌握和识记氧气的性质和用途，同时记忆几种物质在氧气中燃烧的现象和结论
知识点2：氧化反应、化合反应及氧化物
【例1】下列变化不属于缓慢氧化的是（）
食物腐败B．酿酒C．红磷燃烧D．铁生锈
【难度】★★
【答案】C
变式1：关于木炭和红磷在氧气中燃烧的反应，说法不正确的是（）
A．反应条件都是点燃B．都是化合反应
C．都是氧化反应D．生成物都是气体
【难度】★★
【答案】D
变式2：下列反应属于缓慢氧化的是（）
A．动植物的呼吸作用B．铁丝在氧气中燃烧
C．硫在空气中燃烧D．木炭在空气中燃烧
【难度】★
【答案】A
变式3：下列反应既属于氧化反应又属于化合反应的是（）
A．氧化汞eq \(――→,\s\up7(加热))汞＋氧气B．红磷＋氧气eq \(――→,\s\up7(点燃))五氧化二磷
C．氢氧化钙＋二氧化碳―→碳酸钙＋水D．蜡烛＋氧气eq \(――→,\s\up7(点燃))二氧化碳＋水
【难度】★
【答案】B
变式4：下列说法正确的是（）
A．有氧气参加的反应都是化合反应
B．化合反应一定是氧化反应
C．所有化合反应的共同特征是两种物质反应而生成另一种物质
D．无论是否有氧气参加，只要由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应，就属于化合反应
【难度】★★
【答案】D
师生总结
1．氧气的物理性质和化学性质以及用途
2．氧化反应和化合反应的概念和关系
3．臭氧的性质和作用
4．碳、硫、磷、镁、铁、氢气在氧气中和空气中燃烧的现象以及化学表达式
教师
日期
学生
课程编号
07
课型
同步
课题
神奇的氧气
教学目标
1．氧气的作用
2．臭氧的性质和用途
3．氧气的性质（物理性质、化学性质：提供物质在氧气中燃烧的视频）
4．氧化反应、氧化物
5．化合反应
教学重点
1．氧气的作用
2．氧气的性质（物理性质、化学性质）
3．氧化反应、氧化物
4．化合反应
教学安排
版块
时长
1
知识温习
10mins
2
每识每课
5mins
3
新知精讲
40mins
4
课堂小憩
10mins
5
典例解析
30mins
6
师生总结
10mins
物质
熔点╱℃
沸点╱℃
燃烧时温度╱℃
石蜡
50∽70
300∽550
约600
铁
1535
2750
越1800
钠
97.8
883
越1400