内容正文:
专题01 空气和氧气
一、空气的成分和用途
二、空气中氧气含量的测定
三、空气的污染的原因和防治措施
四、氧气的性质
五、氧气的制取
六、催化剂及催化作用
空气的成分和用途
本考点常在选择题或填空题中以新信息或图片形成命题,考查的知识点有:①空气中氮气、氧气所占的体积分数;②空气中各成分的性质及用途等。
1、法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究空气成分,得出结论:空气由氧气和氮气组成,其中氧气约占空气总体积的1/5。
2、空气的成分及其体积分数(大约)
空气成分
氮气
氧气
稀有气体
二氧化碳
水蒸气和其它成分
体积分数
78%
21%
0.934%
0.034%
0.02%
3、空气各成分的用途:
(1)分离液态空气制取各成分
该过程是物理变化
原理:各成分沸点不同
(2)氮气用途:氮气 工业生产硝酸和氮肥,食品防腐,液态氮气用作制冷剂;
(3)氧气用途:①供给呼吸;②支持燃烧;
(4)稀有气体用途:稀有气体用作保护气,制作多用途电光源;可做电光源
【典例精讲】
(2020四川巴中)
1. 下列说法正确的是
A. 空气的成分按质量计算,氧气约占21%
B. 很多物质在空气中可以燃烧,因为空气中的氧气具有可燃性
C. 二氧化碳过量排放会引起温室效应,所以二氧化碳属于空气污染物
D. 稀有气体通电能发出有色光,可以用于制造多种用途的电光源
(2020云南昆明)
2. 拉瓦锡通过实验得出:约占空气总体积1/5的气体是
A. N2 B. CO2 C. O2 D. 稀有气体
(2020湖南岳阳)
3. 空气是一种宝贵的资源,有关空气成分的描述正确的是
A. 氧气:可以做保护气
B. 氮气:空气中体积分数最大的气体
C. 二氧化碳:空气中的一种污染物
D. 稀有气体:化学性质不稳定
空气中氧气含量的测定
本考点主要考查实验的现象、错误操作的分析、实验的改进等,通常以文字叙述和图示相结合的形式出现在选择题中。
1、药品选择:生成物是固体,只与氧气反应。故选:红磷。
2、①红磷在密闭容器中燃烧,消耗氧气生成五氧化二磷(P2O5)固体,使密闭容器中的压强减小,在外界大气压的作用下,烧杯中的水进入集气瓶中,进入集气瓶中的水的体积即为消耗氧气的体积。
②红磷在密闭容器中燃烧,消耗空气中的氧气生成固体五氧化二磷,使密闭容器中的压强减小,在外界大气压的作用下,烧杯中的水被压入集气瓶,进入集气瓶内的水的体积约等于消耗氧气的体积。反应的化学方程式:4P+5O22P2O5。
3、装置:
4、步骤:连接装置,检查装置气密性;把集气瓶的容积分成5等份,做好记号;用止水夹夹紧胶管;在燃烧匙内放入过量的红磷;点燃燃烧匙中的红磷,立即伸入集气瓶中,把塞子塞紧;待红磷熄灭并冷却后,打开止水阀。
5、现象:集气瓶中有大量的白烟生成,并放出热量;打开止水夹,烧杯中的水倒流到集气瓶中,并上升到约1/5处。
6、结论:空气中氧气含量大约是1/5;
7、误差分析
误差
原因
注意事项
测量结果偏低
红磷不足,氧气未耗尽
红磷要足量
装置漏气,使装置外的空气进入集气瓶中
装置气密性要好
过早打开弹簧夹,使进入集气瓶中的水的体积偏小
待集气瓶冷却至室温后再打开弹簧夹
测量结果偏高
胶皮管未夹紧,红磷燃烧时集气瓶内气体因受热顺着导管逸出
胶皮管要夹紧
燃烧匙伸入过慢,使装置内的气体受热逸出,导致进入集气瓶中的水的体积偏大
点燃红磷后迅速将燃烧匙伸入集气瓶
【典例精讲】
(2020湖南邵阳)
4. 如图是“实验室测定空气中氧气含量”的实验装置图,下列有关说法错误的是( )
A. 可用木炭代替红磷进行实验
B. 做该实验前,应检查装置的气密性
C. 待装置冷却至室温后才能打开止水夹
D. 若红磷不足,将导致测得氧气的含量小于五分之一
(2020山东济宁)
5. 甲、乙、丙三个实验小组分别利用2g铜粉 “测定空气中氧气的含量”,实验装置见右图。课外兴趣小组为研究实验中铜粉的氧化情况,又进行以下实验:
①兴趣小组将甲、乙、丙三个实验小组硬质玻璃管中的残留固体全部取出,称量后,置于烧杯中;
②在烧杯中加入足量稀硫酸使之充分反应,将剩余固体过滤、洗涤、干燥、称量;相关数据见下表:
甲组
乙组
丙组
反应前固体质量
2.016g
2.016g
2.024g
反应后固体质量
1.936g
1.936g
1.904g
(1)烧杯中发生反应的化学方程式为__________。
(2)甲、乙两组实验数据相同,残留固体中氧化铜的质量为____________,丙组残留固体中氧化铜的质量为___________。
(3)兴趣小组通过分析数据得出:甲、乙两组实验数据更接近实际空气中氧气的含量,丙组差