内容正文:
空气、氧气、二氧化碳
专题3
考点串讲
目
录
CONTENTS
01
02
03
氧气和二氧化碳的性质
空气的组成与性质
氧气和二氧化碳的制备
05
基于特定需求设计和制作简易供氧器
04
氧循环和碳循环
思 维 导 图
氧气和二氧化碳的制备
基于特定需求设计和制作
简易供氧器
氧气的制备
氧烛
自制简易制氧器
专题3
空气、氧气、二氧化碳
便携式制氧机
空气的组成和性质
测定空气中氧气的含量
空气的成分和应用
氧气和二氧化碳的性质
氧气的性质和用途
二氧化碳的性质和用途
保护空气质量
二氧化碳的制备
实验室制备气体的一般思路与方法
氧循环和碳循环
空气的组成与性质
1
考 点 梳 理
一、空气中氧气含量的测定
考点01 空气的组成与性质
拉瓦锡最早用定量的方法研究了空气的成分
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 。
5
考 点 梳 理
一、空气中氧气含量的测定
考点01 空气的组成与性质
红磷燃烧消耗空气中的氧气,使集气瓶内的压强减小,水就会倒吸入集气瓶中,进入水的体积也就是消耗的氧气的体积。
氧气被消耗,形成压强差
实验原理
6
实验操作 实验现象 实验结论或解释
①连接装置并 检查装置的气密性 ;②在集气瓶内装入少量的水,再把剩余的容积分成五等份,并用记号笔做上记号;③用弹簧夹夹紧胶皮管,点燃燃烧匙内的红磷,立即伸入瓶中,并把塞子塞紧;④待红磷熄灭并冷却至室温后,打开弹簧夹。 ①红磷燃烧,产生 大量白烟 ;②冷却后,打开止水夹,水倒吸入集气瓶,进入瓶内水的体积约占瓶内空气总体积的 1/5 。
①空气中氧气约占空气总体积的 1/5 ;
②氮气 不可燃不助燃 ,且 难 溶于水。
考 点 梳 理
一、空气中氧气含量的测定
考点01 空气的组成与性质
P O2 P2O5
7
考 点 梳 理
一、空气中氧气含量的测定
考点01 空气的组成与性质
实验分析(结果小于1/5)
实验分析(结果大于1/5)
①装置气密性不好
②红磷量不足
③未冷却至室温就打开止水夹;。
①点燃红磷后插入集气瓶速度太慢
②实验前未夹紧弹簧夹
8
考 点 梳 理
一、空气中氧气含量的测定
考点01 空气的组成与性质
改进装置
更准确,更环保
更准确,更环保,且便于读数
9
考 点 梳 理
二、空气的成分和应用
考点01 空气的组成与性质
主要成分 体积分数 用途
氮气 78% 制造硝酸和氮肥;作___________
氧气 21% _____________,_____________
稀有气体 0.94% 作___________,制电光源,制造低温环境等
二氧化碳 0.03% 植物_________作用,灭火
其他 0.03% /
保护气
供给呼吸
支持燃烧
保护气
光合
10
考 点 梳 理
三、保护空气质量
考点01 空气的组成与性质
空气污染源及污染物
污染源
主要污染物
可吸入颗粒物
有害气体
工厂废气
汽车尾气
化石燃料燃烧
二氧化氮
二氧化硫
一氧化碳
臭氧
酸雨
11
考 点 梳 理
三、保护空气质量
考点01 空气的组成与性质
空气污染的危害及防治
环境问题:①全球气候变暖:造成海平面上升,陆地面积变小等。②臭氧层破坏:使紫外线穿透大气层,危害人体健康。③酸雨:造成建筑物的腐蚀损坏,土壤酸化等。
防治措施:①加强大气质量监测;②使用清洁能源,对煤等化石燃料进行脱硫处理,对汽车排放的尾气使用催化净化装置;③工厂的废气处理后再排放;④积极植树、造林、种草等。
12
考 点 梳 理
三、保护空气质量
考点01 空气的组成与性质
空气质量日报
主要内容
首要污染物、空气污染指数和空气质量级别
监测项目
PM10、PM2.5、氮氧化物、二氧化硫和臭氧
质量级别
划分为6级,级别越高,空气质量越差
13
典 例 精 讲
考点01 空气的组成与性质
【典例1-1】【空气的成分和用途】(23-24九年级上·上海徐汇·期中)空气成分中含量最高且常用作保护气的是( )
A.氦气 B.氧气 C.二氧化碳 D.氮气
D
14
典 例 精 讲
考点01 空气的组成与性质
【典例1-2】【空气中氧气含量的测定】(23-24九年级上·上海长宁·期中)利用如图装置验证了空气中氧气的体积分数,起始量筒内水的体积是80mL。下列叙述错误的是( )
A.实验前需检查装置气密性
B.红磷熄灭、集气瓶冷却后再打开止水夹
C.用木炭粉代替红磷也可达到实验目的
D.最终量筒中液面约降至40mL刻度线处
CD
15
典 例 精 讲
考点01 空气的组成与性质
【演练1-1】【空气的成分和用途】(23-24九年级上·上海崇明·期中)空气是一种宝贵的资源,请用空气中常见气体填空:(填气体名称)
(1)绿色植物光合作用吸收的气体是 。
(2)能代替氢气填充飞艇的稀有气体是 。
(3)鱼虾能在水中存活,说明水中溶解有 。
(4)夏天盛放雪糕的杯子外壁附有水珠,说明空气中含有 。
二氧化碳
氦气
氧气
水蒸气
16
举 一 反 三
考点01 空气的组成与性质
【演练1-2】【空气污染与防治】(23-24九年级上·上海金山·期中)排放到空气中,不会造成大气污染的是( )
A.二氧化碳 B.二氧化氮
C.二氧化硫 D.可吸入颗粒物
A
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举 一 反 三
考点01 空气的组成与性质
【演练1-3】【空气中氧气含量的测定】(23-24九年级上·上海静安·期中)学习小组利用了数字化实验技术进行了“空气中氧气体积分数测定”再探究(如图1)。实验通过严谨的测定得到数据(如图2)。
(1)写出本实验红磷燃烧的化学方程式 。
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举 一 反 三
考点01 空气的组成与性质
【演练1-3】【空气中氧气含量的测定】
(2)红磷熄灭,待 后打开弹簧夹,否则会使测定结果 (选填“偏大”、“偏小”或“不受影响”)
(3)整个实验过程中可以观察到的现象有 。
(4)解释图2中CD段压强变化的原因是 。
冷却至室温
偏小
产生大量白烟,烧杯中的水倒流入集气
瓶约占瓶内空气体积的五分之一
反应消耗了氧气,瓶内压强减小
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氧气和二氧化碳的性质
2
考 点 梳 理
考点02 氧气和二氧化碳的性质
一、根据物质的组成和性质分类
一、氧气与二氧化碳的物理性质
物理性质 氧气 二氧化碳
色、味、态 无色、无味、气体 无色、无味、气体
密度 略大于空气 大于空气
溶解性 不易 溶
(1体积水约溶解0.03体积气体) 能 溶
(1体积水约溶解1体积气体)
21
考 点 梳 理
考点02 氧气和二氧化碳的性质
一、根据物质的组成和性质分类
二、探究二氧化碳的物理性质
实验 实验现象 实验结论或解释
下面的蜡烛比上面的先熄灭 说明
二氧化碳的密度大于空气
塑料瓶子变瘪 二氧化碳溶于水,使瓶内气压变小。
一般不能燃烧,也不支持燃烧,不能供给呼吸
22
考 点 梳 理
考点02 氧气和二氧化碳的性质
一、根据物质的组成和性质分类
三、氧气的化学性质
实验 实验现象 结论或化学方程式
发出_________,放出热量;
生成的气体能使澄清石灰水__________
在空气中:只红热不燃烧,
离火后变冷;
在氧气中:剧烈燃烧,
_____________、放出大量
的热;生成_____________
白光
变浑浊
火星四射
黑色固体
C O2 CO2
碳+氧气 二氧化碳
Fe O2 Fe3O4
铁+氧气 四氧化三铁
23
考 点 梳 理
考点02 氧气和二氧化碳的性质
一、根据物质的组成和性质分类
三、氧气的化学性质
其他可燃物在空气中燃烧
实验 现象 化学方程式
产生_____________,放热
大量白烟
P O2 P2O5
磷+氧气 五氧化二磷
红磷在空气中燃烧时,集气瓶放少量水,起什么作用?
吸收五氧化二磷,冷却降温。
铁丝在氧气中燃烧时,集气瓶要放少量水,起什么作用?
防止高温生成物溅落炸裂瓶底。
24
考 点 梳 理
考点02 氧气和二氧化碳的性质
一、根据物质的组成和性质分类
四、二氧化碳的化学性质
化学性质 不支持燃烧 与水反应 与澄清石灰水
反应
实验
25
考 点 梳 理
考点02 氧气和二氧化碳的性质
一、根据物质的组成和性质分类
四、二氧化碳的化学性质
化学性质 不支持燃烧 与水反应 与澄清石灰水反应
现象 _________的蜡
烛先熄灭,
_________的蜡
烛后熄灭 紫色石蕊溶
液变_____ 澄清石灰水
变_____
结论或
反应表达式 _____________
_______________
_____________ __________
__________ ________________
_______________
下面
上面
红色
浑浊
不能燃烧,
也不支持燃烧;
密度比空气大
CO2+H2O
→H2CO3
Ca(OH)2 +CO2
→CaCO3+H2O
26
考 点 梳 理
考点02 氧气和二氧化碳的性质
一、根据物质的组成和性质分类
五、二氧化碳对生活和环境的影响
(1)用途
用途 性质
碳酸饮料 CO2与水反应生成碳酸
温室肥料 CO2参与植物的光合作用
固体干冰常用于人工降雨、作制冷剂 ______________________________,使周围温度降低
灭火 不燃烧且不支持燃烧
干冰升华时能吸收大量的热
27
考 点 梳 理
考点02 氧气和二氧化碳的性质
一、根据物质的组成和性质分类
五、二氧化碳对生活和环境的影响
(2)对环境的影响——温室效应
①成因:大气中_____________的含量增多,使全球变暖。
②危害:导致两极的冰川融化,使海平面上升,生物圈受到影响。
③缓解措施:减少_____________的使用;使用___________能源;大力植树造林,严禁乱砍滥伐森林等。
二氧化碳
化石燃料
清洁型
28
典 例 精 讲
考点02 氧气和二氧化碳的性质
【典例2-1】【氧气的性质】(22-23九年级上·上海奉贤·期中)关于氧气的性质的实验现象中,描述正确的是( )
A.木炭在氧气中燃烧,发出红光
B.红磷在空气中燃烧,产生白烟
C.铁丝在空气中燃烧时火星四射,生成黑色固体
D.硫在氧气中燃烧,生成二氧化硫气体
B
29
典 例 精 讲
考点02 氧气和二氧化碳的性质
【典例2-2】【氧气的性质】(22-23九年级上·上海杨浦·期中)下列说法正确的是( )
A.工业上用分离液态空气法制氧气,依据氮气与氧气的密度不同
B.空气中氧元素的存在形态是游离态
C.鱼类能在水中生活,证明氧气易溶于水
D.氧气在降温加压条件下可以变成淡蓝色液体
D
30
典 例 精 讲
考点02 氧气和二氧化碳的性质
【典例2-3】【氧气的性质】(22-23九年级上·上海长宁·期中)下图是氧气性质的实验,请回答问题。
(1)实验一:硫粉在氧气中燃烧,产生 火焰,生成的 会引起酸雨污染。
(2)实验二:铁丝在氧气中燃烧,实验现象是 。
(3)实验三:木炭在氧气中燃烧,发出 光,而木炭在空气中燃烧发出微弱的红光,这说明物质燃烧的剧烈程度与氧气的 有关。
蓝紫色
SO2
白
剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体,
放出大量热
浓度
31
典 例 精 讲
考点02 氧气和二氧化碳的性质
【典例2-4】【二氧化碳的性质】(2023·上海静安·一模)下列是二氧化碳性质有关实验。
(1)A中加入石蕊试液的目的是 ,然后向其中一支试管中通入二氧化碳,溶液变 色,反应的化学方程式为 ;本实验中用两只试管的目的是 。
(2)将一瓶二氧化碳沿烧杯内壁慢慢倒入C烧杯中,可以观察到的现象是 ,由此可以得出二氧化碳的性质是 。
检验二氧化碳是否与水发生化学反应
CO2+H2O=H2CO3
实验对照
红
燃着的蜡烛由低
到高依次熄灭
不燃烧、不支持燃烧且密度比空气大
32
典 例 精 讲
考点02 氧气和二氧化碳的性质
【典例2-4】【二氧化碳的性质】
(3)利用装置D、E可证明呼出的气体中含有二氧化碳和水蒸气。D装置内应加入的物质是 ;呼出气体与D、E装置的正确连接顺序是呼出气体→ (填导管口字母代号),确定含有水蒸气的现象是 ,发生反应的化学方程式是 。
无水硫酸铜
a→b→d
D中白色粉末变蓝
CuSO4+5H2O=CuSO4·5H2O
33
典 例 精 讲
考点02 氧气和二氧化碳的性质
【演练2-1】【氧气的性质】(22-23九年级上·上海·期中)关于工业制取氧气说法正确的是
( )
A.得到的液态氧气储存在蓝色钢瓶中
B.原理是利用氧气与氮气的密度不同
C.氧气先从液态空气中逸出
D.分离液态空气后剩下约1/10的气体不能支持燃烧
A
34
典 例 精 讲
考点02 氧气和二氧化碳的性质
【演练2-2】【二氧化碳的性质】下列实验现象只能反映二氧化碳物理性质的是( )
A. 紫色石蕊变红色 B. 石灰水变浑浊
C. 蜡烛熄灭 D. 杠杆左高右低
D
35
典 例 精 讲
考点02 氧气和二氧化碳的性质
【演练2-3】【氧气的性质】实验是科学探究的重要途径,下面是有关氧气性质的探究实验。
(1)实验一:硫在氧气中燃烧的文字表达式是 。
(2)实验二:铁丝在氧气中剧烈燃烧,该反应的符号表达式为 。铁丝在空气中不能燃烧却可以在氧气中燃烧,说明物质在空气中燃烧的剧烈程度与 有关。
浓度
36
典 例 精 讲
考点02 氧气和二氧化碳的性质
【演练2-4】【二氧化碳的性质】小刚和小丽研究二氧化碳的性质,分别在试管和烧瓶中装满二氧化碳。
①小刚同学将收集满CO2气体的试管倒插入紫色石蕊试液里(图1),并轻轻振荡试管。描述产生的现象: ;写出反应的化学方程式: 。
②王丽同学轻轻捏丙中胶头滴管(图2),看到的现象是 ,反应方程式为 。
紫色石蕊试液变红,
部分液体进入试管中
CO2+H2O=H2CO3
气球变大,澄清
石灰水变浑浊
CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
37
典 例 精 讲
考点02 氧气和二氧化碳的性质
【典例2-5】【二氧化碳的性质】(2024·上海杨浦·二模节选)有些化学反应没有现象,为探究反应是否发生设计如图实验。
探究CO2与水反应
将干燥的石蕊试纸放入充满CO2的集气瓶中(A),取出后向干燥的石蕊试纸上喷水(B),再将湿润的石蕊试纸放入充满CO2的集气瓶中(C)。观察到石蕊试纸变红的是 (选填“A”、“B”或“C”),其原因是 。
C
水和二氧化碳反应生成的碳酸,
使石蕊变红
38
氧气和二氧化碳的制备
3
考 点 梳 理
考点03 氧气和二氧化碳的制备
一、根据物质的组成和性质分类
一、工业制氧气
方法 分离液态空气 法
原理 利用液氮和液氧的 沸点 不同的性质
变化类型 物理 变化
40
考 点 梳 理
考点03 氧气和二氧化碳的制备
一、根据物质的组成和性质分类
二、实验室制取氧气
过氧化氢制取氧气 氯酸钾制取氧气
反应
原理
发生装置的选
择依据
KClO3 KCl O2
氯酸钾 氯化钾+氧气
H2O2 H2O O2
过氧化氢 水+氧气
固液反应不加热
固固反应且需要加热
41
考 点 梳 理
考点03 氧气和二氧化碳的制备
一、根据物质的组成和性质分类
二、实验室制取氧气
过氧化氢制取氧气 氯酸钾制取氧气
发生装置
收集装置
排水法
向上排空气法
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考 点 梳 理
考点03 氧气和二氧化碳的制备
一、根据物质的组成和性质分类
二、实验室制取氧气
2.验满方法:
(1)排水法:当集气瓶口______________________________时,说明已满。
(2)向上排空气法:把带火星的木条放在_____________,木条_________,说明已满。
有较大气泡向外冒出
集气瓶口
复燃
3.操作注意事项:
(1)用氯酸钾制取氧气,试管口要_____________,以防止________________________________。
(2)用氯酸钾制取氧气,实验结束,应先_____________________,然后再_______________,防止_______________________。
向下倾斜
水倒流回试管,引起试管炸裂
从水槽中取出导管
熄灭酒精灯
水倒流引起试管炸裂
43
考 点 梳 理
考点03 氧气和二氧化碳的制备
一、根据物质的组成和性质分类
二、实验室制取氧气
4.制备和收集氧气不同装置的评价:
(1)用过氧化氢制取氧气,反应不需要加热、操作简单、节能、安全等,二氧化锰便于分离且不会产生有害物质,符合化学反应的绿色化;但过氧化氢与二氧化锰混合后反应剧烈需控制反应速率。
(2)用排水法收集的氧气比较纯净,且不需要验满,但制取的氧气中含有水分,做有关实验时需用浓硫酸干燥;用排空气法收集氧气操作简便,但相对不纯。
44
考 点 梳 理
考点03 氧气和二氧化碳的制备
一、根据物质的组成和性质分类
三、催化剂和催化作用
(1)催化剂:在化学反应中,能改变其他物质的_________________,而本身的_________和_____________在反应前后都没有发生改变的物质。
(2)催化作用:催化剂在化学反应中所起的作用。
化学反应速率
质量
化学性质
【点拨】催化剂能改变化学反应速率,“改变”包括加快和减慢两个方面;催化剂不能改变生成物的质量,生成物的质量由反应物的质量决定;在化学反应前后,催化剂的物理性质可能改变。
45
(1)不能用碳酸钠粉末、碳酸钙粉末等粉末状固体代替大理石或石灰石,
因为__________________________。
(2)不能用稀硫酸代替稀盐酸,因为_______________________________
___________________________________________。
考 点 梳 理
考点03 氧气和二氧化碳的制备
一、根据物质的组成和性质分类
四、实验室制取二氧化碳
1.药品: 大理石(或石灰石)和稀盐酸
反应速率太快,不容易收集
(3)不能用浓盐酸代替稀盐酸,因为_______________________________
_____________。
稀硫酸与碳酸钙反应生成微溶的硫
酸钙会覆着在碳酸钙表面,阻止反应的继续进行
浓盐酸具有很强的挥发性,使制
得的 不纯
46
考 点 梳 理
考点03 氧气和二氧化碳的制备
一、根据物质的组成和性质分类
四、实验室制取二氧化碳
2.反应原理:
3.发生装置
(1)选择依据:______________和__________。
(2)由于反应物为固体和液体,且反应不需要加热,故应选___________
的发生装置。下图A、B、C、D装置均可。
反应物的状态
反应条件
固液常温型
47
A B C D
实验装置图
优点 装置简单、操作简便 便于添加液体药品 可控制化学反应速率 可控制反应的发生与停止
考 点 梳 理
考点03 氧气和二氧化碳的制备
一、根据物质的组成和性质分类
四、实验室制取二氧化碳
48
考 点 梳 理
考点03 氧气和二氧化碳的制备
一、根据物质的组成和性质分类
四、实验室制取二氧化碳
4.收集装置
(1)选择依据:____________和________。
(2)二氧化碳的密度比空气大且能溶于水,所以只能用______排空气法。
(3)使用多功能瓶(如下图)收集 时,气体应该从____ 端通入。
气体的密度
溶解性
向上
49
考 点 梳 理
考点03 氧气和二氧化碳的制备
一、根据物质的组成和性质分类
四、实验室制取二氧化碳
5.操作步骤
(1)连接仪器;
(2)检查装置的气密性;
(3)加药品:先加石灰石,再加稀盐酸;
(4)收集气体;
(5)拆除实验装置。
50
考 点 梳 理
考点03 氧气和二氧化碳的制备
一、根据物质的组成和性质分类
四、实验室制取二氧化碳
6.检验
用澄清石灰水,若石灰水变浑浊,则证明气体是二氧化碳(如右图)。
化学方程式:
51
考 点 梳 理
考点03 氧气和二氧化碳的制备
一、根据物质的组成和性质分类
四、实验室制取二氧化碳
7.验满
将燃着的木条放在集气瓶口,若木条熄灭,则证明二氧化碳
已收集满
将燃着的木条放在___导管口处,若木条熄灭,则证明二氧化碳已收集满
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典 例 精 讲
考点03 氧气和二氧化碳的制备
【典例3-1】【实验室制氧气】(23-24九年级上·上海杨浦·期中)用3%双氧水与二氧化锰制取氧气,装置如图,下列说法正确的是( )
A.加入的双氧水应浸没分液漏斗下端
B.控制双氧水水滴加速率,能使反应较平稳进行
C.此收集方法是向下排空气法
D.在导气管上添加弹簧夹,便于收集气体
B
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典 例 精 讲
考点03 氧气和二氧化碳的制备
【典例3-2】【实验室制二氧化碳】(23-24九年级上·上海宝山·期末)下列实验装置为制取气体的常见装置。(部分夹持仪器省略)
(1)实验室用氯酸钾和二氧化锰共热制取氧气,选用的发生装置是 (选填编号);
(2)实验中若要测生成的氧气体积,应选择的收集方法是 ;
(3)实验室制取二氧化碳的反应的化学方程式为 ,选择的装置组合是 (选填编号),检验二氧化碳集满的方法是 。
A
排水法
BC
将燃着的木条放在集气瓶口,
若木条熄灭,证明已满
54
典 例 精 讲
考点03 氧气和二氧化碳的制备
【典例3-2】【实验室制氧气】(4)实验室可用图一发生装置制二氧化碳,其优点是 ,若实验中关闭弹簧夹时,可能导致的后果是 ;将二氧化碳发生装置连接压强传感器及电脑如图二所示进行实验可测得实验过程中试管内气体压强变化情况,其结果局部放大后见图三所示,解释数据段对应的试管内压强变大的原因 。
随时控制反应
的发生和停止
液体从长颈漏斗
上端溢出
关闭了弹簧夹
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典 例 精 讲
考点03 氧气和二氧化碳的制备
【演练3-1】【工业制取氧气】(22-23九年级上·上海·期中)关于工业制取氧气说法正确的是( )
A.得到的液态氧气储存在蓝色钢瓶中
B.原理是利用氧气与氮气的密度不同
C.氧气先从液态空气中逸出
D.分离液态空气后剩下约1/10的气体不能支持燃烧
A
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典 例 精 讲
考点03 氧气和二氧化碳的制备
【演练3-2】【实验室制氧气】(23-24九年级上·上海长宁·期中)气体制备与性质研究是初中化学重要实验,请回答下列问题:
实验一:氧气制取
(1)实验室用固体氯酸钾和二氧化锰共热制取氧气,反应的化学方程式为 ;可用装置D收集氧气,该收集气体方法的名称是 ;
(2)已知固体高锰酸钾加热会产生氧气,同时生成固体锰酸钾和二氧化锰。用高锰酸钾固体制取氧气可选用的发生装置是 (选填编号);
向上排空气法
A
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典 例 精 讲
考点03 氧气和二氧化碳的制备
【演练3-2】【实验室制氧气】(3)分别加热等质量的a(混有少量高锰酸钾的氯酸钾)和b(纯净的氯酸钾),则产生氧气速率a b(选填“等于”“小于”或“大于”)。
(4)利用如图装置收集氧气,气体应从 (填“m”或“n”)端进入。
大于
m
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典 例 精 讲
考点03 氧气和二氧化碳的制备
【演练3-3】【实验室制氧气】(22-23九年级上·上海奉贤·期中)实验室制取氧气,既可采用分解过氧化氢的方法,也可采用分解氯酸钾的方法。上述两种方法的主要共同点有( )
①反应都需加热
②采用均可改变其反应速率
③两种方法所需仪器相同
④都利用含氧化合物分解来达到目的。
A.①③ B.②④ C.①② D.③④
B
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典 例 精 讲
考点03 氧气和二氧化碳的制备
【演练3-4】【实验室制氧气】(22-23九年级上·上海长宁·期中)回答问题
(1)实验室用氯酸钾和二氧化锰混合共热制取一瓶比较纯净的氧气,可以选择的装置组合是 ,反应的化学方程式是 。
(2)某同学选用双氧水和二氧化锰为原料制取氧气,反应的化学方程式是 。他关闭C装置中的止水夹后,从长颈漏斗向锥形瓶中注入一定量的水,静止后如图所示,则C装置 (填“漏气”、“不漏气”或“无法确定”)。
AF
不漏气
60
典 例 精 讲
考点03 氧气和二氧化碳的制备
【演练3-4】【实验室制氧气】(22-23九年级上·上海长宁·期中)回答问题
改用B装置代替装置C的优点是 。
(3)某同学用F装置收集的气体中混有空气,导致这一结果可能的两种原因是
、 。
(4)某同学选用G装置收集氧气,氧气从 通入(填g或h),检验氧气收集满的方法是
。
控制液体的流速,从而控制反应速率
收集前集气瓶没有装满水
没有等导管口有连续均匀的气泡冒出就开始收集
g
将带火星的木条,放在导管h处,若木条复燃,说明已集满
61
典 例 精 讲
考点03 氧气和二氧化碳的制备
【演练3-4】【实验室制氧气】(22-23九年级上·上海长宁·期中)回答问题
(5)取少量硫放在 (填仪器名称)中点燃,伸入充满氧气的集气瓶中,此反应的现象是 ,实验时硫的用量不宜过多,因为生成的气体会导致 ,反应后的集气瓶中加入少量水的目的是 。
燃烧匙
发出明亮的蓝紫色火焰,生成刺激性气味气体
酸雨
吸收生成的二氧化硫,防止污染空气
62
典 例 精 讲
考点03 氧气和二氧化碳的制备
【演练3-5】【实验室制二氧化碳】(2023·上海松江·一模)实验室制取气体是化学学习的重要内容。
(1)大理石和稀盐酸制取二氧化碳的化学方程式是 ;收集二氧化碳的方法是 ,将点燃的木条伸入盛有二氧化碳的集气瓶中,现象是 ,由此 (选填“能”或“不能”)判断集气瓶中集满二氧化碳。
(2)按下表进行实验,分别取等质量的大理石加入足量稀盐酸中
(杂质不与酸反应),产生二氧化碳体积随时间变化曲线如下图所示:
向上排空气法
燃着的木条熄灭
不能
63
典 例 精 讲
考点03 氧气和二氧化碳的制备
【演练3-5】【实验室制二氧化碳】
①两次实验中参与反应的盐酸质量是 (选填“相等”或“不相等”)。
②曲线乙对应实验 (选填“I”或“II”),你的判断依据是 。
③若用曲线甲对应的药品进行制取二氧化碳实验,
合适的发生装置是 。(填编号)
相等
实验编号 药品
I 块状大理石、10%HCl溶液
II 大理石粉末、10%HCl溶液
I
实验I药品用的是块状
大理石,与盐酸接触面
积小,反应更慢,产生
二氧化碳的时间更长
B
64
氧循环和碳循环
4
考 点 梳 理
考点04 氧循环和碳循环
一、根据物质的组成和性质分类
一、自然界的氧循环和碳循环
①消耗氧气、产生二氧化碳:动植物呼吸、化石燃料的燃烧等
②消耗二氧化碳、产生氧气:植物的光合作用吸收二氧化碳并放出氧气,海水吸收二氧化碳。
66
考 点 梳 理
考点04 氧循环和碳循环
一、根据物质的组成和性质分类
二、二氧化碳对生活和环境的影响
(1)二氧化碳本身没有毒性,但二氧化碳不能供给呼吸。当空气中的二氧化碳超过正常含量时,会对人体健康产生影响。因此,①在人群密集的地方应该注意通风换气;②进入久未开启的菜窖或干涸的深井之前,要做灯火实验。
二氧化碳不是空气污染物。二氧化碳会参与大气中的碳循环,是氧气的来源。但是二氧化碳增多会加剧“温室效应”,影响环境,不会造成空气污染。
67
考 点 梳 理
考点04 氧循环和碳循环
一、根据物质的组成和性质分类
二、二氧化碳对生活和环境的影响
(2)形成温室效应
①温室效应的气体除______外,还有臭氧(O3)、甲烷(CH4)、氟氯代烷等。
②危害:全球气候变暖,两极冰川融化,海平面升高,淹没部分沿海城市,使土地沙漠化、农业减产等。
③防止温室效应的措施:减少使用___________,使用清洁型能源;植树造林;减少使用氟氯烃制冷剂。
CO2
化石燃料
(3)低碳生活
①低碳是指较低的二氧化碳的排放,是一种节能、无污染的生活方式。
②低碳生活具体做法:减少私家车出行;纸张双面使用;使用清洁能源等
68
典 例 精 讲
考点04 氧循环和碳循环
【典例2-1】【氧循环和碳循环】(23-24八年级下·山东烟台·期中)关于“碳循环”和“氧循环”,下列说法不正确的是( )
A.碳循环和氧循环分别是指二氧化碳和氧气的循环
B.碳循环和氧循环有利于维持大气中二氧化碳和氧气含量的相对稳定
C.绿色植物的生长过程,既涉及碳循环,又涉及氧循环
D.自然界中碳循环和氧循环主要通过化学变化实现
A
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典 例 精 讲
考点04 氧循环和碳循环
【典例2-2】【氧循环和碳循环】(23-24八年级下·山东烟台·期末)“氧循环”、“碳循环”、“水循环”是自然界存在的三大重要循环。
(1)从物质变化及分子角度看, 循环与另外两种循环有本质区别。
(2)自然界“氧循环”过程中消耗氧气的主要途径有动植物的呼吸和 。
B
水/H2O
化石燃料的燃烧
70
典 例 精 讲
考点04 氧循环和碳循环
【典例2-2】【氧循环和碳循环】(3)过程⑤为绿色植物的光合作用,其反应表达式为
,绿色植物通过光合作用将太阳能转化为 能;过程⑦为海水吸收,其反应的文字表达式是 。
(4)结合图示,下列关于碳、氧循环的认识正确的是___________(填序号)。
A.能吸收二氧化碳的自然资源主要有海洋、森林
B.碳、氧循环过程中各元素守恒,碳、氧元素质量和化合价均不变
C.碳循环是自然界物质和能量循环的重要组成部分
D.空气中的二氧化碳和氧气处于动态平衡
化学
水+二氧化碳→碳酸
ACD
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典 例 精 讲
考点04 氧循环和碳循环
【演练2-1】【氧循环和碳循环】我国大力发展低碳经济,倡导低碳生活。
①所谓“低碳”,就是较低的 (填化学式)排放。
②如图是自然界中的碳、氧循环示意图。下列说法中一定正确的是 (填序号)。
A.大气中的O2越多越好,CO2越少越好
B.化石燃料燃烧时化学能可以转化为热能和光能
C.绿色植物的生长过程,既涉及碳循环,又涉及氧循环
CO2
BC
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典 例 精 讲
考点04 氧循环和碳循环
【演练2-2】【碳中和】(2023·黑龙江大庆·模拟预测)阅读下列短文并回答问题。
2021年全国两会,“碳达峰”和“碳中和”被首次写入政府工作报告。“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。”这是中国应对全球气候问题作出的庄严承诺。“碳中和”是指将人为排放的二氧化碳,通过二氧化碳去除手段,抵消这部分碳排放,达到净零排放的目的。“碳循环”是指碳元素在地球上的生物圈、岩石圈、水圈及大气圈中交换,并随地球的运动循环不止的现象。
73
典 例 精 讲
考点04 氧循环和碳循环
【演练2-2】【碳中和】
(1)以下措施不能实现“碳中和”目标的是______。(填选项字母)
A.推广使用新能源汽车
B.更多地利用太阳能、风能等清洁能源
C.植树造林,增加植被面积
D.露天焚烧农作物秸秆以增加肥效
D
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典 例 精 讲
考点04 氧循环和碳循环
【演练2-2】【碳中和】(2)“碳循环”和“碳中和”中的“碳”,含义 (填”相同”或“不相同”)。后者指的是 。(填选项字母)
A.碳原子 B.一氧化碳 C.二氧化碳 D.活性炭
(4)某研究机构发明了转化大气中二氧化碳的技术。
方法一:在一定条件下,二氧化碳和氢气反应生成甲醇(CH3OH)和水,用甲醇生产人造纤维;方法二:将二氧化碳转化为甲醇后用作燃料。
这两种转化方法对大气中二氧化碳含量的影响是:方法一: (填“增加”或“减少”或“不影响”,下同);方法二: 。
不相同
C
减少
不影响
75
典 例 精 讲
考点04 氧循环和碳循环
【演练2-2】【碳中和】(5)如图是自然界中的碳循环和氧循环示意图。下列说法正确的是______。(填选项字母)
A.CO2的产生途径主要有化石燃料的燃烧、动植物的呼吸作用和绿色植物的光合作用
B.碳循环和氧循环分别是指CO2和O2的循环
C.碳循环和氧循环过程中均发生了化学反应
D.化石燃料燃烧都生成CO2和H2O
C
76
基于特定需求设计和制作简易供氧器
5
考 点 梳 理
考点05 基于特定需求设计和制作简易供氧器
一、根据物质的组成和性质分类
一、设计和制作制氧机的思路
实验室制备气体得一般思路
制备原理
制取装置
操作步骤
关联制作制氧机制氧
原理、原料、用量
制氧机的构造
使用方法
实 验 室
产 品
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考 点 梳 理
考点05 基于特定需求设计和制作简易供氧器
一、根据物质的组成和性质分类
一、设计和制作制氧机的思路
实验室过氧化氢制取氧气 氧立得 制氧机
原 理
装 置
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考 点 梳 理
考点05 基于特定需求设计和制作简易供氧器
一、根据物质的组成和性质分类
二 、自制简易供氧器
自制简易供氧器
原 理
装 置 材料廉价易得、只要有原料随时可制。
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典 例 精 讲
考点05 基于特定需求设计和制作简易供氧器
【典例4-1】【家用制氧机】(2024·上海浦东新·一模)人类离不开氧气,获得氧气的方法有多种。
(1)实验室制取氧气
用氯酸钾和二氧化锰制取氧气的化学方程式为 ;氧气的检验方法是 ;用排水法收集氧气,是利用了氧气 的性质。
将带火星木条伸入瓶中,若复燃,
则是氧气
不易
溶于水
81
典 例 精 讲
考点05 基于特定需求设计和制作简易供氧器
【典例4-1】【家用制氧机】
(2)“家用制氧机”如图所示,甲剂为过碳酸钠固体,乙剂为二氧化锰。
I.反应舱内发生的反应第一步是过碳酸钠分解生成碳酸钠和过氧化氢,第二步是过氧化氢分解,第二步的化学方程式为 。
II.实验室中用甲剂、乙剂和水制取氧气,选择的发生装置是 (选填“A"或“B")。
B
82
典 例 精 讲
考点05 基于特定需求设计和制作简易供氧器
【典例4-1】【家用制氧机】
III.反应舱内产生的氧气经过加湿过滤舱后变得更湿润.利用装置C和D也能收集到更湿润的氧气,其连接顺序是 (用a、b、c、d表示)。
(3)市场上还有一种制氧机,工作原理是利用分子筛在加压时将空气中的氮气吸收,得到高纯度的氧气。该制氧过程属于 (选填“物理”或“化学”)变化。
c、d、a、b
物理
83
举 一 反 三
考点05 基于特定需求设计和制作简易供氧器
【演练4-1】【家用制氧机】(22-23九年级上·北京海淀·期末)下图为某种家用制氧机内桶的构造示意图。从投料口加入制氧剂一过碳酸钠和催化剂,过碳酸钠遇水迅速发生反应:
下列说法不正确的是( )
A.生成O2的反应在Ⅱ中发生
B.催化剂可以加速H2O2的分解
C.观察I中的气泡能判断生成O2的快慢
D.I和Ⅱ中水的作用相同
D
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举 一 反 三
考点05 基于特定需求设计和制作简易供氧器
【演练4-2】【氧烛】(2023·上海黄浦·一模)人类离不开氧气。
(1)“氧烛”可用于紧急供氧。上图是“氧烛”结构示意图,
产氧药块主要成分是氯酸钠,此外需镁粉参与反应放热,启
动并维持反应进行,产生氧气。
①镁属于 (选填“金属”或“非金属”)。
②氯酸钠和氯酸钾化学式中具有相同的原子团,写出
氯酸钠的化学式 。
③反应中会产生极少量有毒的氯气,活性炭起到的作用是 。
金属
NaClO3
吸附氯气
85
举 一 反 三
考点05 基于特定需求设计和制作简易供氧器
【演练4-2】【氧烛】
(2)实验室用双氧水和粉末状二氧化锰混合制取氧气,写出该反应的化学方程式
;
该实验不适合在启普发生器中进行的原因是 ;
写出检验一瓶氧气是否集满的方法 。
二氧化锰为粉末状
将带火星的木条放在瓶口,如果木条复燃,
说明该瓶氧气已经集满。
86
举 一 反 三
考点05 基于特定需求设计和制作简易供氧器
【典例4-3】【家用制氧机】(23-24九年级上·福建三明·期末)为完成“了解家用制氧机”实践性作业,学习小组开展如下探究活动。
[活动一]了解实验室制氧原理
(1)用如图所示装置制备氧气。
① 用高锰酸钾制取氧气,反应的化学方程式为 。
② 用酒精灯给试管加热的操作是 。
③ 从物质组成看,制取氧气的药品中都含有 。
先移动酒精灯给试管预热,再将酒精灯火焰对准
药品加热
氧元素
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举 一 反 三
考点05 基于特定需求设计和制作简易供氧器
【典例4-3】【家用制氧机】[活动二]了解小型家用制氧机制氧原理
(2)某品牌家用“便携式制氧机”的制氧原理如图所示(内部结构透明)。
① 将过碳酸钠和二氧化锰加入水中,过碳酸钠先分解,生成的H2O2再分解产生氧气。 H2O2分解的化学方程式为 。
② 观察孔的作用是 。
③ 与用高锰酸钾制氧气相比较,该方法更适宜家庭制氧的理由之一是 。
观察氧气的产生速率等
不需加热,使用简便
88
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