内容正文:
第三部分 身边的化学物质
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课时11 空气 氧气
目 录
01
考情分析
02
知识梳理
03
易错辨析
04
难点突破
05
实验突破
06
真题演练
07
素养提升
01
考情分析
2022年课标解读 题型 估分值
1. 了解空气的主要成分及其体积含量和空气中各种气体的重要用途
2.掌握氧气的主要性质和用途以及实验室制取氧气的方法 选择题
实验题 6分
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02
知识梳理
拉瓦锡的实验:空气是由________和________组成的。
空气中氧气含量的测定(详见实验突破)
空气的成分(按体积计算):氮气________、氧气________、二氧化碳__________、稀有气体_________、其他__________。
空气是一种 宝
贵的自然资 源
空气和氧气
空气的成分
物理性质:无色、无味的气体,______溶于水;化学性质:__________
用途:可作________,重要的化工原料
氮气
稀有气体
化学性质:____________;物理性质:无色、无味的气体
用途:可作__________,制电光源等
氮气
氧气
78%
21%
0.03%
0.94%
0.03%
难
不活泼
氮肥
很不活泼
保护气
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物理性质:______色、______味的气体,密度________空气,________溶于水。
液氧和固体氧都是________色的
与金属反应:如铁、镁、铝、铜
与非金属反应:如碳、硫、磷、氢气等
与化合物反应:如一氧化碳、甲烷、酒精等
氧气
空气和氧气
性质
化学性质(详见附表)
无
无
大于
不易
淡蓝
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用途:________________________
固热型:_____________________________________、___________________________
固液型:________________________
氧气
空气和氧气
制取
工业制氧:分离____________法(________变化)
作助燃剂,供给呼吸等
液态空气
物理
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【特别提醒】
①空气中各成分的含量是指体积分数,而不是质量分数。
②CO2含量过高会加剧温室效应,但它不属于空气污染物。
③PM2.5的来源:汽车尾气、工业废气、焚烧垃圾、地表扬尘等。
④红磷燃烧实验中集气瓶中放少量水的作用是为了吸收热量,防止热的燃烧物溅落而炸裂集气瓶;吸收生成的P2O5(白烟),防止污染空气。
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⑤硫燃烧实验中集气瓶中放少量水(或NaOH溶液)的作用是吸收生成的SO2气体,防止污染空气。
⑥铁丝燃烧实验中集气瓶中放少量水(或细沙)的作用是为了防止高温熔融物溅落,炸裂瓶底。
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重要反应现象 化学方程式 比较思维
红磷、
白磷 空气中:产生_________,放热。 ____________________ 着火点
比较
木炭 氧气充足:发出______光,生成的气体能使澄清石灰水变________;
氧气不足:生成有毒气体。 氧气充足:____________
______
氧气不足:____________
________ 氧气的量
比较
大量白烟
白
浑浊
CO2
2CO
附表:
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重要反应现象 化学方程式 比较思维
硫 空气中:火焰显________色;
氧气中:火焰显________色。 ________________ 氧气的浓度比较
镁 空气中燃烧发出______________,生成____________。 ___________________ 金属活动性的比较
铝 空气中形成致密的氧化膜。氧气中燃烧,发出更耀眼的强光,生成灰色固体。 ______________________
铁 氧气中燃烧,____________,生成____________。 _____________________
淡蓝
蓝紫
耀眼的白光
白色固体
火星四射
黑色固体
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重要反应现象 化学方程式 比较思维
铜 空气中加热变______。 ___________________ 金属活动性的比较
氢气 在氧气中燃烧有________火焰,火焰上方烧杯有______。 ___________________ 燃烧产物的比较
一氧
化碳 在氧气中燃烧有_____火焰,生成的气体能使澄清石灰水__________。 ___________________
黑
淡蓝色
水雾
蓝色
变浑浊
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重要反应现象 化学方程式 比较思维
甲烷 在氧气中燃烧有__________火焰,火焰上方烧杯有______,生成的气体能使澄清石灰水__________。 ____________________________ 燃烧产物的比较
明亮蓝色
水雾
变浑浊
CO2+2H2O
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03
易错辨析
判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。
1. 空气中氮气的质量分数约为78% 。 ( )
2.空气中各成分的含量是相对稳定的。 ( )
3.氮气可作灯泡填充气,说明氮气不与任何物质发生反应。 ( )
4.稀有气体的化学性质不活泼,不和任何物质反应。 ( )
5.空气污染物包括二氧化硫、二氧化碳、一氧化碳等。 ( )
6.空气质量指数越大,空气质量状况越好。 ( )
7.氧气能支持燃烧,可以做燃料。 ( )
×
√
×
×
×
×
×
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8.鱼能在水中生存是因为氧气易溶于水。 ( )
9.红磷燃烧产生大量白雾,放出大量的热。 ( )
10.硫在空气中和氧气中燃烧产物不同。( )
11.铁丝在氧气中燃烧的现象为火星四射,生成四氧化三铁。( )
×
×
×
×
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04
难点突破
重难点突破1:氧气的性质和用途
(2022•长沙)2022年4月16日,神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。航天员在空间站工作生活了183天,在空间站的生活离不开氧气。下列有关氧气的说法正确的是( )
A.氧气的化学性质很不活泼 B.氧气极易溶于水
C.空气中含量最多的气体是氧气 D.氧气能供给呼吸
D
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(2023•河南)氧气的化学性质比较活泼。下列物质在氧气中燃烧,能生成黑色固体的是( )
A.硫粉 B.铁丝
C.镁条 D.木炭
B
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(2023•陕西)下列对实验现象的描述正确的是( )
A.硫在氧气中燃烧发出淡蓝色火焰
B.红磷在空气中燃烧产生大量白雾
C.木炭在空气中充分燃烧生成黑色固体
D.铁丝在氧气中燃烧时,火星四射,生成黑色固体
D
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重难点突破2:氧气的制取
通过近一年的化学学习,相信你对制取气体的思路和方法有了一定的了解。如图是小亮同学对氧气制取方法的梳理,请你和小亮同学一起完成下列各题。
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(1)用图中A、B、C所示的方法能够制取氧气,是因为它们的反应物中都含有__________。
(2)用方法D制取氧气的过程属于________(填“物理”或“化学”)变化。
(3)方法A的反应物中,锰元素的化合价为_______。
(4)从绿色环保的角度考虑,实验室制取氧气的最佳方法是____(填字母序号),写出用该方法制取氧气的化学方程式:________________________。
氧元素
物理
+7
B
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下列有关加热高锰酸钾制取氧气的实验操作正确的是( )
A.组装仪器 B.检查气密性 C.加热固体 D.氧气验满
双氧水制取氧气实验中,一定不需要用到的仪器是( )
A.酒精灯 B.水槽
C.集气瓶 D.锥形瓶
B
A
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05
实验突破
空气中氧气含量的测定
一、实验原理:物质在密闭容器中燃烧,消耗空气中的________,使密闭容器中的________减小,打开弹簧夹,烧杯中的水被压入密闭容器中,进入容器中水的体积即为消耗的氧气的体积。
氧气
压强
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二、实验装置(如图)
①不能用铁丝的原因是________________________;
②不能用木炭的原因是木炭燃烧虽消耗氧气,但生成等体积CO2,不能形成气压差;且木炭不充分燃烧生成的CO不能被碱溶液吸收;
③若将集气瓶中的水换成_______溶液,红磷可用硫粉替代。
铁丝不能在空气中燃烧
NaOH
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三、实验步骤:
(1)连接装置,检查装置的气密性;
(2)在集气瓶中加入少量水,把集气瓶液面以上容积分为5等份;
(3)用弹簧夹夹紧胶皮管;
(4)点燃燃烧匙内的红磷(必须足量)后,迅速伸入集气瓶中,立即塞紧橡
胶塞;
(5)燃烧结束后冷却至室温,打开弹簧夹,观察现象。
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四、实验现象:
(1)红磷燃烧,产生____________;
(2)冷却至室温,打开弹簧夹,水沿导管进入集气瓶中的体积约占________
______________。
五、实验结论:__________________________。
大量白烟
集气瓶
中空气体积的1/5
氧气约占空气体积的1/5
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六、误差分析
误差 原因分析
测定结果偏小 ①装置________;②红磷量________,未能耗尽装置中的氧气;③未冷却至室温就打开弹簧夹,集气瓶内气体温度偏高,体积偏大
测定结果偏大 ①弹簧夹没有夹紧,红磷燃烧时集气瓶内气体因受热膨胀沿导管逸出;②燃烧匙伸入集气瓶过慢,集气瓶内气体因受热膨胀逸出
漏气
不足
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七、创新考法——装置改进
图1 图2 图3
(1)如图1优点:①在不打开装置的情况下引燃红磷,防止燃烧产物污染
空气;
②避免因燃着的红磷伸入集气瓶时,瓶内气体因受热膨胀逸出造成的
误差。
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(2)如图2:该装置的优点是使读数更准确。
(3)如图3,若先夹紧弹簧夹,用酒精灯加热红磷,待反应结束,装置冷却至室温后,打开弹簧夹,可观察到注射器活塞最终停留在约12 mL刻
度处。
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在测定空气中氧气含量的实验中,小强采用了如图所示的装置:在由两个注射器组成的密闭系统中留有25 mL空气,给装有细铜丝的玻璃管加热,同时缓慢推动两个注射器活塞,至玻璃管内的铜丝在较长时间内无进一步变化时停止加热,冷却至室温,将气体全部推至一个注射器内,观察密闭系统内空气体积的变化。
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(1)在实验加热过程中,交替缓慢推动两个注射器活塞的目的是__________
___________________。
(2)该实验中所发生反应的化学方程式为___________________。
使空气中的
氧气充分反应
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(3)小强测得实验结果如下:
由此数据可以推算出他测定的空气中氧气的体积分数____(填“>”“=”或“<”)21%,造成该实验出现误差的原因可能是________(填序号)。
①交替缓缓推动两个注射器的次数太少; ②读数时没有冷却至室温;
③加入铜丝量太少; ④加入铜丝量太多。
反应前注射器内气体的总体积 反应后注射器内气体的总体积
25 mL 22 mL
<
①②③
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(4)通过上面的实验,你学到的测量混合物中某成分含量的方法是:
__________________________________________________________________________________________________________________________。
通过化学反应除去混合物中的一种成分,再测量混合物在反应前后体积
(或质量)的变化,从而得出该种成分的含量(其他答案合理也可)
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06
真题演练
空气的组成及其用途
1.(2023•陕西)下列有关空气的说法正确的是( )
A.空气是由空气分子组成的
B.空气中氧气的体积分数最大
C.空气中氧气的化学性质不活泼
D.空气中氮气、氧气等分子均匀地混合在一起
D
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2.(2023•汕头模拟)人类每时每刻都离不开空气。下列有关空气的说法正确的是( )
A.将氧气充入食品包装中可起防腐作用
B.空气中含量较多且化学性质不活泼的是氧气
C.空气中的稀有气体常用作焊接金属的保护气
D.空气中的二氧化碳过多是导致酸雨的主要原因
C
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3.下列物质属于空气污染物的是( )
A.氧气 B.氮气
C.水蒸气 D.二氧化硫
D
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空气组成的测定
4.(2023•云南)仿照法国化学家拉瓦锡定量研究空气成分的原理,利用如图装置测定空气中氧气的含量,燃烧匙中应盛放的药品是( )
A.铁丝
B.木炭
C.红磷
D.硫粉
C
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5.(2021•深圳)如图所示实验,下列说法错误的是( )
A.由甲图可知,O2占空气质量的21%
B.由乙图可知,磷燃烧需要和空气接触
C.薄铜片上的白磷燃烧,冒出白烟
D.点燃红磷后,要迅速放入集气瓶中
A
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6.(2023•重庆)右图是拉瓦锡测定空气成分的实验。他将汞放在密闭容器里连续加热12天,得到红色粉末(HgO),他又把红色粉末放在另外容器里加强热,最终得出了空气成分的结论。
(1)若用煤块作火炉燃料,该燃料属于________(填“可”或“不可”)再生能源。
不可
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(2)连续加热12天的目的是__________________________________________
____,剩余气体约占原气体总体积的_____。
(3)将红色粉末加强热可生成初始物质,其化学方程式为________________
_______。
加热时间足够长,将密闭装置中的氧气几乎耗
尽
4/5
+O2↑
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氧气的性质和制取
7.(2023•广东节选)回答下列问题。实验室制取O2及性质检验。
ⅰ.右图中仪器a的名称是__________。
ⅱ.用高锰酸钾制取O2,应选择右图中的发生装置______(填字母)。
化学方程式为_____________________________________。
锥形瓶
A
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ⅲ.收集一瓶O2并进行性质检验。
操作 现象 结论
硫燃烧时,_____(填字母),生成有刺激性气味的气体
a.产生大量白烟 b.生成黑色固体 c.发出蓝紫色火焰 O2具有氧化性
集气瓶中NaOH溶液的作用是______________________________________
c
吸收生成的二氧化硫气体,防止污染空气
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8.(2021•深圳节选)如图实验装置,完成实验。
(1)X的名称为________。
(2)用固体混合物制取O2,选用___(填“A”“B”或“C”)装置。
(3)用B装置制O2的化学方程式:________________________。
铁架台
C
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07
素养提升
9.(2023•深圳模拟)使用智能手机APP采集环境中的压强数据可用于“测定空气中氧气的含量”。实验装置如图1所示,使用激光笔引燃烧杯内的红磷,红磷燃烧前后测得压强曲线如图2所示。下列说法不正确的是( )
A.实验前需检查装置气密性 B.曲线a→b说明红磷燃烧放出热量
C.红磷燃烧时产生大量白烟 D.装置内温度,c点远低于a点
D
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10.根据如图中的实验装置回答:
(1)仪器a的名称是__________。
(2)用装置A制取CO2,分液漏斗中盛装的药品是__________;用装置C收集CO2,气体应从导管口_____(填“b”或“c”)通入。
锥形瓶
稀盐酸
b
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(3)用装置B制取O2,检查装置气密性的操作:________________________
___________________________________________,试管中反应的化学方程式:_____________________________________。
将导气管伸入水中,用手
捂住试管,导管末端有气泡冒出,说明气密性好
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2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
2KClO32KCl+3O2↑
2H2O22H2O+O2↑
4P+5O22P2O5
C+O2
2C+O2
S+O2SO2
2Mg+O22MgO
4Al+3O22Al2O3
3Fe+2O2Fe3O4
2Cu+O22CuO
2H2+O22H2O
2CO+O22CO2
CH4+2O2
2H2O22H2O+O2↑
2Cu+O22CuO
2HgO2Hg
2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
2H2O22H2O+O2↑
2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
$$