除去混合气体中的氧气的方法
九年级化学上册 4.1.1 空气的成分教案 (新版)鲁教版-(新版)鲁教版初中九年级上册化学教案
复备标注
⑺实验反思：
a．实验结果差别大，你认为可能的原因有哪些？
b．剩余的气体支持燃烧吗？
c．为什么这个实验可以证明空气是混合物？
二、空气是一种重要的资源
阅读p62页——p63页
⒈分离液态空气得到氧气、氮气
⒉氧气的用途：支持呼吸、帮助燃烧
⒊氮气的用途：生产硝酸和化肥的重要原料；防腐剂；制冷剂
空气成分的微小变化都会直接影响人类的健康。空气现在这个样子是一开始就有的吗？你感觉到空气的组成在悄悄发生变化了吗？是一种正常的现象吗？（学生回答，教师继续问）
探究新知：
一、认识空气的组成
⒈空气的进化史
（学生阅读P60页）
⑴原始大气的组成：CO2、CO、CH4、NH3……
⑵现在大气的组成：N2、O2、稀有气体、CO2、H2O……
A．活性炭吸附冰箱中的异味 B．干冰汽化 C．点燃蜡烛 D．分离液态空气制取氧气
(A)工业上可以利用分离液态空气法制氧气 (B)氧气可以支持燃烧，说明氧气具有可燃性
(C)氧气供给呼吸，它和体内物质反应，释放能量，维持生命活动
(D)夏天鱼池内开启增氧泵，是因为温度升高，氧气在水中溶解量减少
5．能够支持燃烧的气体是______________，它的分子是由______________构成的。
重 点
难 点
教学重点：空气的组成、空气中氧气体积分数的测定
教学难点：如何通过实验测定空气中氧气体积分数
教学内容及流程
师生活动
复备标注
教学内容及流程
师生活动
复备标注
创设情景：
在我们的周围有一种看不见，闻不到，我们却一刻也离不了的物质，请你猜猜它是什么？
引入新课：
我们每时每刻都要吸入空气，从我们出生的那一天起就生活在空气中，那么关于空气你已经知道了那些？
中考化学实验探究精选(原卷版)
中考化学实验探究题精选一、实验题1．如图所示为实验室中常见气体制备、净化、干燥、收集和性质实验的部分仪器（组装实验装置时，可重复选择仪器），两组化学兴趣小组的同学欲利用其进行下列探究实验。
(1)第一组的同学以石灰石和稀盐酸为原料，在实验室制取并收集纯净、干燥的二氧化碳气体。
按照要求设计实验装置，连接仪器，并检验装置的气密性（提示：除去HCl杂质可以用饱和碳酸氢钠溶液）。
①所选仪器装置的连接顺序为____________（填写装置序号字母）。
选择发生装置依据是______________。
①写出上述制取二氧化碳的化学方程式____________________。
①将少量二氧化碳气体通入盛有足量澄清石灰水的大烧杯中，烧杯中的溶液质量与之前相比会_________（填“变大”、“变小”或“基本不变”之一）。
(2)第二组的同学欲用CO气体（含有少量的H2O）测定该氧化铁样品中氧化铁的含量。
现取16g氧化铁样品（样品中的杂质不参加反应）进行实验，仪器的连接顺序为：“混合气体→D→C”（实验前检验装置的气密性，假设所发生的化学反应都完全充分进行）。
试回答下列问题：①C中发生反应的化学方程式为：__________________。
①仪器C的玻璃管中样品充分反应后，测得质量为12.16g，则该样品中氧化铁的质量分数为__________。
①计算样品中氧化铁的质量分数，除测量仪器C反应后的质量外，还可以利用仪器C中化学反应的气体生成物进行计算，可在仪器C后添加装有_________溶液的试剂瓶对气体进行吸收。
①该实验装置还存在不足之处，具体的改进措施为_______________________。
2．某班同学在做“某些酸、碱、盐之间是否发生反应”的探究实验时发现，酸碱之间的反应，往往没有明显的现象。
那么如何判断酸碱发生了化学反应呢？(1)甲小组在烧杯中加入50mL氢氧化钠溶液，滴入几滴酚酞溶液，用滴管慢慢滴入稀盐酸，发现_______(填现象)，证明氢氧化钠溶液与稀盐酸发生了化学反应，该反应的化学方程式为_______。
第一节 空气的成分
第一节空气的成分教学目标:1、了解空气的组成，知道各成分的体积分数。
2、在分析空气组成的基础上，初步认识混合物、纯净物的概念。
3、通过测定空气中氧气含量的实验及探究通风不畅环境中的空气与新鲜空气的区别的实验，初步学会利用化学反应除去混合气体中某种气体进而测定其含量的方法。
4、通过对科学史的研究，了解人类对事物的曲折的认知过程。
认识到科学发现是经过艰难探索，任何成功都不是偶然的，培养从前人经验中获得知识、方法和经验教训的兴趣和愿望，体会科学发展和科学研究的重要性，培养学生勇于探讨，不畏困难，敢于质疑和创新的科学品质。
教学重点：1、空气中氧气的含量的测定2、空气的组成，知道各成分的体积分数教学难点：设计实验方案，测定不同环境中空气的成分。
教学方法：实验探究法、自学指导法、演示实验法、讨论法课时安排：二教学准备：测定空气成分的实验用品。
教学过程：一、认识空气的组成【引入】我们每时每刻都要吸入空气，空气成分的微小的变化都化直接影响人类的生存，你知道空气中有哪些成分？我们一起来研究空气的成分（2分钟）【板书】第一节空气的成分【自学】（3分钟）了解原始大气与我们现在的空气成分的不同氮气 78%氧气 21%【板书】空气的成分稀有气体 0.94%二氧化碳 0.03%水蒸气和杂质0.03%【过渡】仅仅知道空气的成分是不够的，还需要知道空气中各成分的含量。
今天我们的研究再进一步，通过实验测定空气中氧气的含量。
【实验探究一】测定空气中氧气的含量（15分钟）提出问题：如何测定空气中氧气的含量？背景资料：测定空气中氧气含量的方法很多，其原理都是利用某些物质在一定量的空气中完全消耗其中的氧气而又不产生其他气体，导致压强减小，减少的体积即为空气中氧气的体积。
相信你会选择：现有下列反应可供选择，你认为可以选择：A 、碳+氧气 二氧化碳（气体）B 、磷+氧气 五氧化二磷（固体）C 、铜+氧气 氧化铜（固体）【教师演示】：【得出结论】空气中氧气约占空气总体积的五分之一【师生分析、讨论】课本81页问题：可能造成实验误差的原因？【小组交流】可能造成实验误差的原因？点燃 点燃 加热【师生共同归纳】实验结果小于五分之一的原因：1、铜丝的量不足2、没有冷却到室温就读数3、推拉次数太少【教师演示】利用红磷测定空气成分的实验见课本102页实验现象：实验结论：【分析与讨论】可能产生误差的原因？【布置自学】课本82页空气成分的发现史，谈谈您的感想。
《空气的成分》教学实录
师：同学们知道我们威海的空气质量怎么样？你都是通过什么途径了解到的呢？
生：天气预报
师：为什么我们的空气质量状况是“良”它是通过什么数据来衡量的？
请同学们带着下面的问题阅读课本P77“活动天地：认识空气质量报告。”
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板书：二、空气有什么用 听！
氧气、氮气、当然稀有气体也是功不可没的。
生：观看各气体用途
师：你了解了各成员的用途了吗？
生思考回答
师：非常准确！
空气中各成分都有着自己的用途和闪光点，工业上有时就需要从空气中获得大量的氧气，那工业上如何从空气中获得氧气呢？请同学们阅读P74最后一自然段
师：老师为这个实验准备了红磷。
2、应采用敞口还是密闭的装置进行实验？
生：密闭
师引导：所以在使用该装置前要先干什么？
生：检查装置的气密性。
师出示装置，演示实验（交待已查气密性）
生：观察、记录实验现象
3、如何测量氧气的体积？
师分析：集气瓶内消耗氧气压强减小，打开止水夹会看到什么现象？
生：烧杯内的水会进入集气瓶内
《空气的成分》教学实录
文登二中林倩
教学目标
知识与技能：1、在分析空气组成基础上，初步认识混合物、纯净物的概念。
2、结合社会生活了解空气是一种重要的资源。
过程与方法：通过测定空气中氧气的含量认识空气的组成，学习从混合气体中除去某种气体进而测定其含量的方法。
实验室氧气、二氧化碳和氢气的归纳和气体检验及除杂
⑤检验：H2O（水蒸气）通入硫酸铜晶体，看到，CuSO4+5H2O=CuSO4.5H2O
⑥检验NH3：把气体通过的红色试纸，试纸变，则说明有NH3存在。原理为：氨气溶于潮湿的红色石蕊试纸中的水中，形成氨水，氨水显碱性，使试纸变蓝，设计实验检验下列物质
为了控制反应速率，应选用的发生装置是，如果反应过程剧烈，应该采取措施是。实验结束后，若用带火星的木条伸入集气瓶内，木条不会复燃，请你推测导致这种现象的原因、、。
如何检测A、D套装置的气密性、。
（4）实验室制取CO2选用的药品是或和，不选用稀硫酸的原因是
不选用碳酸钠粉末的原因是，如果选用碳酸钠粉末和稀盐酸来制取二氧化碳，为了控制反应速率，应把发生装置B或CDG换为装置。要获得干燥的CO2，除发生装置外，还应选用L装置，并在L装置中盛放试剂。如果用M装置收集CO2气体，则气体应从端进入。N装置可用来测量生成的CO2气体的体积，其中在水面上放一层植物油的目的是，植物油上方原有的空气对实验结果有无影响？。
（2）制取干燥的氧气时，装置的导管正确连接顺序是（填字母）。若只改变装置甲中的药品时，此套装置还可以用来制取的气体是、。反应的化学方程式分别为、。
（3）若将丙装置充满水，就可以用排水集气法收集氧气，并量取收集气体的体积，此时装置最合理的连接顺序为（填
字母）。
（4）MnO2是H2O2分解反应的催化剂，可以回收再利用。采用方法从混合物中分离出MnO2。
4、气体除杂，在集气瓶中放能除杂液体，从端进气端出。
检验
1、氧气检验：将的木条放到集气瓶内，看到木条，则为氧气（原理为氧气有助燃性）。
2、CO2检验：把气体通入澄清石灰水中，石灰水变，则为CO2（方程为）
常用除氧方式介绍
六、树脂除氧
工作原理：当水通过树脂层后 ，把水的溶解氧由零价还原成负二 价，形成氧化物 (氧化铜 )，树脂失效后可用肼还原，Cu2+ 被树脂 上的交换基因吸收。 因出水含有有微量肼，所以不能做生活饮用水。除氧水箱应与空气 隔绝，同时要设两个除氧树脂罐，才能保证连需提供脱氧水。
七、铁屑除氧
其原理是当有一定温度的水通过铁屑时，水中的氧即与铁发生化学 反应，在此过程中氧被消耗掉。因除氧效果不稳定，使用该方法除 氧的用户逐步减少，面临着淘汰的处境。
锅炉除氧方式介绍
工作原理与应用
一、常用的几种除氧方式
1、热力除氧 2、真空除氧 3、解析除氧 4、加药除氧 5、树脂除氧 6、铁屑除氧
二、热力除氧
1、工作原理：将锅炉给水加热至沸点，使氧的溶解度减小，水中 氧不断逸出，再将水面上产生的氧气连同水蒸汽一道排除，还能除 掉水中各种气体（包括游离态CO2，N2），如用铵钠离子交换法处 理过的水，加热后也能除去。除氧后的水不会增加含盐量，也不会 增加其他气体溶解量， 操作控制相对容易，而且运行稳定，可靠， 是目前应用最多的一种除氧方法。通常工作温度为104℃。
解吸除氧是利用物理－化学相结合原理将水中溶解氧脱除的方式。
适用于热水锅炉房。
五、加药除氧
是把化学药剂直接加入锅炉本体、给水母管或者热水锅炉的热水管 网中。化学药剂主要是传统的亚硫酸钠、联氨及新型的二甲基酮肟、 乙醛肟、二乙基羟胺、异抗坏血酸钠等。由于传统化学药剂除氧效 果不太可靠，所以一般用在小型锅炉房和一些对水质要求较高的热 力系统中作为热力除氧后的辅助措施，以达到彻底清除水中的残留 氧。 传统药剂亚硫酸钠会增加锅炉水含盐量，导致排污量增大、热量浪 费；联氨有毒，容易挥发，不能用于饮用水锅炉和生活用水锅炉除 氧。 新型药剂除氧效果明显，且无毒无害。
去除杂质方法10种
将混合物中的几种物质分开而分别得到较纯洁的物质,这种方法叫做混合物的别离。
将物质中混有的杂质除去而获得纯洁物质,叫提纯或除杂。
一、常用的去除杂质的方法10种〔1〕杂质转化法欲除去苯中的苯酚，可参加氢氧化钠，使苯酚转化为酚钠，利用酚钠易溶于水，使之与苯分开。
欲除去Ｎａ２ＣＯ3中的ＮａＨＣＯ3可用加热的方法。
〔2〕吸收洗涤法欲除去二氧化碳中混有的少量氯化氢和水，可使混合气体先通过饱和碳酸氢钠的溶液后，再通过浓硫酸。
〔3〕沉淀过滤法欲除去硫酸亚铁溶液中混有的少量硫酸铜，参加过量铁粉，待充分反响后，过滤除去不溶物，到达目的。
〔4〕加热升华法欲除去碘中的沙子，可采用此法。
〔5〕溶剂萃取法。
欲除去水中含有的少量溴，可采用此法。
〔6〕溶液结晶法〔结晶和重结晶〕欲除去硝酸钠溶液中少量的氯化钠，可利用二者的溶解度不同，降低溶液温度，使硝酸钠结晶析出，得到硝酸钠纯品。
〔7〕分馏蒸馏法欲除去乙醚中少量的酒精，可采用屡次蒸馏的方法。
〔8〕分馏法欲将密度不同且又互不相溶的液体混合物别离，可采用此法，如将苯和水别离。
〔9〕渗析法欲除去胶体中的离子，可采用此法。
如除去氢氧化铁胶体中的氯离子。
〔10〕综合法。
欲除去某物质中的杂质，可采用以上各种方法或多种方法综合运用。
另：物质中杂质的一般去除方法1．把杂质转化为沉淀除去，如NaN03(NaCl) 参加硝酸银溶液2．把杂质转化为气体除去，如NaCl(NaN03)参加稀盐酸3．加热法：如CaO(CaC03)4．吸收法：如CO(C02)通过澄清石灰水而除去C02N2(02)通过灼热的铜网而除去025．置换法：FeS04(CuS0) 4 参加铁粉与(CuS0) 4反响而除去。
Ag粉(Cu粉) 中加AgN0 3溶液与Cu反响而除去。
6．溶解法：如Mn02(KCl03 )溶于水，过滤，得较纯的Mn02固体练习1、除去以下各组物质中的杂质，A、Na2C03溶液NaOH通入适量二氧化碳B、CO气体C02通过灼热的氧化铜C、HN03溶液HClAgN0 3溶液，过滤D、Cu(OH) 2固体CuCl 2参加适量稀盐酸2、用方程式表示除去以下物质中的杂质〔括号里的物质是杂质〕(1)KN03 (KCl)(2)NaOH(Na2C03)(3)NaCl(NH4 Cl)(4)HN03(Ｈ2ＳＯ４)二、常见物质别离提纯的10种方法〔１〕结晶和重结晶利用物质在溶液中溶解度随温度变化较大，如ＮａＣｌ，ＫＮＯ3。
备战2020年中考化学测定空气中氧气含量的探究(教师版)
专练04 测定空气中氧气含量的探究1．实验创新是中学生最为重要的科学素养,如图是某校师生测定空气中氧气含量的创新实验。
（已知白磷在40℃时即燃烧,其燃烧现象与产物与红磷燃烧相同）【实验步骤】（1）测量试管的容积。
（2）检查装置的气密性。
（3）装药品,将注射器活塞调整到合适位置,连接好仪器。
（4）用弹簧夹夹紧胶皮管,加热粗铜丝,观察现象。
（5）燃烧结束后,打开弹簧夹,观察注射器活塞的移动情况。
【反思交流】（1）测量试管容积的方法是。
（2）若试管的容积为60mL,加热前注射器活塞至少应调整到mL以上（填整数）。
（3）该实验中利用铜丝加热会不会影响测量结果？你的看法是。
【答案】（1）把试管装满水,然后把水倒入量筒中测量；（2）12；（3）不会,尽管铜丝会消耗掉一定氧气,但是实验的目的就是为了消耗氧气,并且生成物是非气体物质；【解析】（1）测量试管的容积时,可以先装满水,然后将水倒入量筒中进行测量；但是白磷在燃烧过程中会放出热量导致气体的体积膨胀,所以至少要放在12ml处；（3）实验中利用铜丝加热,不会影响测量结果,尽管铜丝会消耗掉一定氧气,但是实验的目的就是为了消耗氧气,并且生成物是非气体物质；2．小科同学利用长柄W形玻璃管,完成了燃烧条件的探究与空气中氧气含量的粗略测定两个实验。
在如图所示装置（省略夹持仪器,下同）中,向W形玻璃管中放入足量红磷和白磷,塞好橡皮塞,关闭活塞。
然后将其放入80℃的热水中,观察到红磷不燃烧而白磷燃烧。
（一）燃烧条件的探究（1）通过实验现象说明可燃物燃烧应具备的条件是（2）上述实验利用长柄玻璃管的优点是（写出一条）（二）空气中氧气含量的粗略测定：将刚才关闭的活塞打开,烧杯中的水进入封闭的长柄W形玻璃管。
（3）若烧杯中原有水a毫升,最终剩余的水为b毫升,长柄W形玻璃管的容积为c毫升,则测定的空气中氧气体积比例为（用字母表示）（4）若本实验测定的空气中氧气含量偏低,则可能的原因是（写出一条）【答案】（一）（1）可燃物的温度必须达到着火点；（2）增大了玻璃管的容积,防止白磷燃烧放热,造成玻璃管内气体急剧膨胀而发生爆炸；（二）（3）；（3）装置的气密性差或白磷量不足或没等到装置冷却就打开活塞。
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1.冷凝法
对气体进行制冷，利用不同气体的沸点差异，使得部分气体先行冷凝成为液体，然后分离气液两相，从而分离混合气体。
举例：工业上从空气制取氧气(氧气的沸点为-183°C，氮气的沸点为-196°C）2.选择吸附法
采用分子筛、沸石、活性炭等吸附剂，可以选择性的吸附混合气体中的一些组分，从而实现气体的分离。
吸附剂往往可以在低压和/或加温的条件下脱附再生
3.液相吸收法
将混合气体通入适当的液体中，使部分气体被液体吸收从而分离。
易溶于水的气体，比如HCl、NH3可以用水吸收，CO2可以用氨水、乙醇胺、碳酸钾溶液等吸收。
4.固态反应/吸收法
少量氧气可以通过红热的铜而生成CuO除去；CO中的CO2，可以通过灼热的焦炭而反应生成CO；CO2可以通过碱石灰而除去；水蒸气可以通过碱石灰、无水氯化钙、无水硫酸铜、五氧化二磷等干燥剂而除去。