专题3 空气、氧气、二氧化碳（考点清单）（讲+练）-2024-2025学年八年级化学上学期期中大串讲（沪科版·上海五四学制2024）

专题3 空气、氧气、二氧化碳 题型1测定空气中氧气的含量 题型2空气的成分和应用 题型3保护空气质量 题型4氧气的性质和用途 题型5二氧化碳的性质和用途 题型6工业制氧气 题型7实验室制取氧气 题型8催化剂和催化作用 题型9实验室制取二氧化碳 题型10氧循环和碳循环 题型11实验室制取气体的一般思路与方法 题型12 基于特定需求设计和制作简易供氧器 ▉考点01 测定空气中氧气的含量 1.空气组成的发现 （1）实验1：把少量汞放在密闭的容器里连续加热12天，反应的符号表达式为 ___________________ （2）实验2：把汞表面上所生成的红色粉末收集起来，放在另一个较小的容器里再加强热，反应的符号表达式为 __________________________ （3）实验结论：空气由氧气和氮气组成，氧气占体积1/5 （4）拉瓦锡用定量的方法实验，第一次明确提出了空气是由氧气和氮气组成。 2.空气中氧气含量的测定 （1）实验现象 ①红磷燃烧，放出热量，产生大量白烟 ②装置冷却到室温后打开弹簧夹，烧杯内的水倒流入集气瓶，约占集气瓶内气体体积的1/5。 （2）实验结论：氧气约占空气总体积的1/5。 （3）反应原理:________________________ （4）问题分析 实际测得的结果比真实值小，其原因可能是：A红磷量不足；B装置气密性差；C未冷却至室温就打开弹簧夹 （5）集气瓶中水的作用：（1）主要是吸收有毒的五氧化二磷（固体）。（2）还可以吸热加快降温，和防止热的燃烧物溅落炸裂瓶底。 （6）瓶中剩余的主要气体是：氮气（化学性质：不可燃不助燃；物理性质：难溶于水） ▉考点02 空气的成分和应用 主要成分 体积分数 用途 氮气 78% 制造硝酸和氮肥:作 保护气 氧气 21% 支持燃烧供给呼吸 稀有气体 0.94% 作 保护气，制电光源，制造低温环境等 二氧化碳 0.03% 植物 光合 作用，灭火 其他 0.03% ▉考点03 保护空气的质量 1．空气污染的成因：排放到空气中的__有害气体__和__烟尘__大大增加，使得进入空气中有害物质的种类和数量超出了大自然的自净能力。 2．空气污染的主要危害： __温室效应__、__酸雨__、__臭氧层破坏__等都与空气污染有关。 3．防治大气污染的有效措施： (1)制订环保法规，建立空气质量监测系统。 (2)研制和开发__清洁能源__。 (3)采用化学等方法处理有害气体。 (4)汽车上安装尾气净化装置。 4．空气质量报告： (1)报告内容主要包括：__污染物__(__二氧化硫__、氮氧化物、__一氧化碳__和__可吸入颗粒物__)、__空气污染指数__、__空气质量等级__。 (2)PM2.5：直径小于等于__2.5μm__的可吸入颗粒物。 ▉考点04 氧气的性质和用途 1.物理性质：通常情况下，氧气是一种 无 色 无 味的气体，密度为1.429g/L比空气略 大 ，氧气 不易 溶于水；氧气在-183℃时变为 淡蓝 色液体，在—218℃变为 淡蓝色雪花状固体。 2.化学性质 反应现象 反应表达式 注意事项 在空气中 在氧气中 木炭 发 红 光 剧烈燃烧，发 白 光 碳＋氧气二氧化碳 C O2 CO2 燃烧匙应由 上 而 下 缓慢伸入集气瓶底 放热 ，生成气体使澄清石灰水变 浑浊 。 铁丝 在空气中烧的红热 剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体 铁＋氧气四氧化三铁 Fe O2 Fe3O4 集气瓶的底部要预先放 铺沙或加水 ①在铁丝燃烧的实验中，为什么要用光亮的铁丝，而不用生锈的铁丝？ 光亮的铁丝，铁和氧气才能直接接触，才确保实验成功。 ②为什么要等火柴即将燃尽再把铁丝伸入氧气瓶中？ 火柴燃烧也会消耗氧气，避免消耗过多的氧气导致铁丝不能燃烧。 ③铁在充满氧气的集气瓶中燃烧时，为什么在集气瓶中都要装水？ 在做铁丝在氧气中燃烧实验时，在集气瓶里预先装少量的水是为防止高温熔融物炸裂瓶底； 3.氧气的用途：供给呼吸、支持燃烧 由于氧气具有活泼的化学性质，人们设法去除氧气中或将物品与氧气隔离，如食品的真空包装可防止食品发生氧化而变质、金属表面的防锈漆可防止生锈等。 ▉考点05二氧化碳的性质和用途 1.物理性质：无色，无味的气体，密度比空气大，能溶于水，高压低温下可得固态二氧化碳（干冰） 探究二氧化碳的物理性质 实验操作 将CO2倒入装有高、低燃着蜡烛的烧杯中 将水倒入装满CO2的软塑料瓶，旋紧瓶塞，振荡 实验现象和结论 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 二氧化碳溶于水,使瓶内气压变小，大气压使瓶子变瘪。 2.化学性质 (1)证明二氧化碳与水反应（资料：紫色石蕊试液遇酸性溶液变红） 实验 操作 ①干燥的石蕊小花上喷稀醋酸 ②干燥的石蕊小花上喷水 ③把干燥的小花放进CO2气体中 ④把用水湿润的石蕊小花放入CO2气体 ⑤取出实验④取出用吹风机烘干 现象 变红 不变红 不变红 变红 红色变为紫色 分析 稀醋酸能使石蕊变红 水不能使石蕊变红 二氧化碳不能使石蕊变红 二氧化碳与水反应生成酸性物质使石蕊变红 碳酸不稳定分解 结论 CO2与水反应生成酸性物质，使紫色石蕊试液变红 CO2+H2O→H2CO3 碳酸分解生成二氧化碳和水 H2CO3→H2O+CO2 (2)证明二氧化碳与澄清石灰水反应 实验操作 实验现象 实验结论（或反应表达式） 将二氧化碳通入澄清石灰水 澄清石灰水变浑浊 CO2+Ca(OH)2 →CaCO3+H2O（用于检验二氧化碳气体） 3.二氧化碳的用途 CO2的用途 依据的性质 ①干冰（固体二氧化碳）作制冷剂，用于食品冷藏、制造舞台雾景、人工降雨。 干冰升华吸热（物理变化） ②灭火 ①二氧化碳不能燃烧；②不支持燃烧； ③密度比空气的大 ③温室肥料（气肥），可以增大农作物的产量 CO2是光合作用的原料，能促进光合作用 ④制汽水饮料（碳酸饮料） CO2能溶于水；且与水反应生成碳酸 ⑤化工原料，制纯碱、尿素等 能与多种物质反应 ▉考点06工业制取氧气 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 ▉考点07实验室制取氧气 药品 过氧化氢和二氧化锰 氯酸钾和二氧化锰 反应原理 ___________________________ ___________________________ 发生装置 收集装置 ①排水法：氧气不易溶于水。 ②排水法收集时，要等到气泡连续均匀冒出时，再进行收集。因为开始加热时导管口冒出的气泡主要是装置内的空气，此时收集，会导致收集的氧气不纯； ①向上排空法：氧气密度比空气大。 ②用向上排空法收集时导管应伸入集气瓶底部（排尽瓶内空气），用排水法收集时，导管放在集气瓶口。 检验和验满 ①检验：将带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃，说明是氧气。 ②验满：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明已满。 操作步骤 ①检查装置气密性 ②在锥形瓶中加入少量二氧化锰。 ③在分液漏斗中加入质量分数为3%的过氧化氢溶液（俗称双氧水）。 ④调节加入过氧化氢溶液的速率，使反应平稳地进行 ⑤收集气体。 ①检查装置气密性 ②将氯酸钾和二氧化锰以质量比为 3:1 的比例均匀混合 ③实验开始时先对固体混合物均匀加热，再用酒精灯外焰对固体混合物集中加热。 ④实验结束，先将导管移出水面，再停止加热。 注意事项 ①使用长颈漏斗时，应使长颈漏斗下端伸入液面下 ①导管应刚刚露出橡胶塞，便于氧气排出； ②先对试管进行预热，然后对准有药品的部位集中加热。否则会产生的后果受热不均导致试管炸裂。 ③试管口应略向下倾斜，防止冷凝水回流到试管底部，使试管炸裂； ④停止反应时，应先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，否则易使水槽内的水倒吸回试管，引起试管炸裂。 ▉题型8 催化剂和催化作用 1.催化剂是指在化学反应中能改变其他物质的化学反应速率，但本身的质量和化学性质在反应前后不变的物质。 ①催化剂不能改变生成物的质量 ②催化剂不是反应物也不是生成物（写在反应条件上） ③一种催化剂只针对某一反应，不同的反应，催化剂可能相同，某一反应的催化剂可能不只一种 2.证明某物质是催化剂： ①证明是否改变反应速率：相同条件下，加或者不加药品对比实验； ②证明质量是否改变：实验前称量一次，实验后分离出来再称量一次； ③证明化学性质是否改变：将分离出来的物质再进行实验①的操作，观察是否还能改变反应速率。 3.影响某反应的反应速率的因素 反应物浓度、反应温度、反应物接触面积、是否有催化剂、催化剂种类、催化剂质量等等。 ▉题型9 实验室制取二氧化碳 1.药品的选择： 在实验室里，通常用稀盐酸和石灰石（或大理石，主要成分是CaCO3）来反应制取二氧化碳。 ①不能用浓盐酸，因为浓盐酸有挥发性，会使收集的二氧化碳混有氯化氢气体而不纯。 ②不能用稀硫酸，因为稀硫酸与碳酸钙反应生成的硫酸钙微溶于水，覆盖在石灰石（或大理石） 的表面，阻碍反应的进行，会使反应停止。 ③不能用碳酸钙（或碳酸钠等），因为它们与盐酸的反应反应速率太快，不易控制。 2.反应原理:CaCO3+HCl→CaCl2+H2O+CO2↑  3.制取装置: （1）向图2锥形瓶中加入的盐酸时，盐酸的量要漫过长颈漏斗的下端，防止气体从长颈漏斗逸出。 （2）图2使用分液漏斗的优点是控制反应速率。 4.实验步骤:仪器连接→检查气密性→装入大理石→加入稀盐酸→收集气体 5.气体检验:将待测气体通入　澄清石灰水　中,若　石灰水变浑浊　,则证明该气体是CO2。  6.气体收集:CO2气体只能用　向上排空气法　收集,是因为二氧化碳能溶于水且密度比空气大。收集气体时的导管要伸入集气瓶的底部，便于排尽集气瓶中的空气。 7.气体验满:将燃着的木条放在　集气瓶口　,若　木条熄灭　,则证明已满。  ▉题型10 自然界中的氧循环和碳循环 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。 （2）大气中的二氧化碳（CO2）被陆地和海洋中的植物通过光合作用吸收，转变为氧气；然后通过生物或地质过程以及人类活动（例如，生物呼吸、岩石圈中的碳酸盐分解或酸化、可燃物燃烧和物质缓慢氧化等），又以二氧化碳的形式返回大气中。 ▉题型11 实验室制取气体的一般思路和方法 发 生 装 置 收 集 装 置 实验 装置 选择 依据 发生装置选择要根据反应物的状态和反应条件 （1）反应物的状态有：固体与固体反应、固体与液体反应、液体与液体反应等 （2）反应条件有：加热、高温、催化剂等 收集装置选择要根据气体的密度和气体的溶解性及气体是否与水反应 （1）排空气法 密度比空气的大——向上排空气法 密度比空气的小——向下排空气法 （2）排水法 不易溶于水，不与水反应 其它 因素 （1）原料容易获得 （2）实验反应条件容易控制 （3）实验装置容易装配 （3）实验操作简便安全 （4）反应速率适中，便于控制 （5）生成气体不混入其他气体，便于收集等 ▉考点12基于特定需求设计和制作简易供氧器 活动任务一 了解制氧机的工作原理 1.市场上的制氧机主要有便携式制氧机和氧烛两类。便携式制氧机是一种常见的家用制氧设备,氧烛主要应用于军事和医疗急救。 2.调查与研究 制氧机类型 便携式制氧机（氧立得） 氧烛 使用的药品 A剂：过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2) B剂：二氧化锰(MnO2) 氯酸钠、适量的催化剂、Mg粉 结构 工作原理 氯酸钠 氯化钠＋氧气 使用方法 将A剂、B剂先后放入装好水的反应仓中，通过湿化瓶装置和鼻塞吸氧。 打开氧源盒盖，手握氧烛，拔出启动针，启动氧烛的反应机制，‌戴好鼻塞进行吸氧 3.思考: 1.便携式制氧机是如何控制生成氧气的速率的?通过控制加入的试剂用量控制生成氧气的速率 2.从使用效果、安全、经济、耐用性等角度简述两类制氧机的优缺点，并进行小组交流讨论。 使用效果：氧立得制氧机供氧快、制氧纯、易操作、好携带，依赖水源，不适合长时间连续作业；氧烛能迅速产生高纯度氧气，满足紧急情况下的立即供氧需求；但产氧量和持续时间有限，限制了其在大规模或长时间紧急情况中的应用。 安全：氧立得制氧机选择过碳酸钠固体储存和运输方便，但需注意操作规范，不当使用可能带来安全隐患；氧烛放热量小，减少了火灾风险，但可能产生微量的有害气体。 经济：氧立得制氧机设备经济便捷，性价比较高；氧烛制造成本相对较低，一次性使用的特点减少了维护的成本，但长期来看需要较多的替换费用。 耐用性：氧立得制氧机长时间使用后，制氧机的部件可能会磨损，需要定期维护和更换；氧烛在储存和携带过程中具有极高的稳定性，不易损坏，且有效期较长，但一旦点燃，就会持续燃烧直至反应物耗尽，无法中断使用后再重新点燃。 3. 氧烛中分解产生氧气的物质类似于氯酸钾,分解过程中需要加热，你认为可能是哪些物质在反应过程中提供了热量?药品中的Mg粉燃烧提供热量 活动任务二 设计并制作一款简易的供氧器 1.讨论制作简易制氧机的思路 加热高锰酸钾 过氧化氢溶液和二氧化锰混合 原理 发生装置 收集装置 需考虑哪些因素：适用的场景、原料来源、安全、环保、操作是否方便等等。 2.简易制氧器装置的分析与评价 从制氧效果、装置外观、材料成本、使用便捷角度进行分析评价。 一、选择题 1．（23-24八年级下·山东济宁·期中）人类对火星的探测取得了重大的突破。如图是火星大气成分示意图，与空气的成分相比较，下列说法中正确的是 A．火星大气中N2的体积分数大于空气中N2的体积分数 B．火星大气中CO2的体积分数大于空气中CO2的体积分数 C．火星大气中含有稀有气体而空气中没有 D．火星有了大气层也就同样适合人类生存 2．（23-24八年级下·山东泰安·期中）下列有关空气的说法正确的是 A．空气的成分按质量计算，氧气约占21% B．空气中各成分的含量恒定不变 C．空气污染指数越小，空气质量越好 D．目前计入空气污染指数的有害气体包括：二氧化硫、二氧化碳、二氧化氮和臭氧等 3．（23-24八年级下·山东泰安·期中）空气是一种宝贵的自然资源。下列有关空气及其成分的说法中，正确的是 A．臭氧含量低，属于稀有气体 B．氮气是空气中含量最多的气体 C．稀有气体化学性质稳定，不与任何物质发生化学反应 D．氧气能支持燃烧，所以可用作火箭的高能燃料 4．（23-24八年级下·山东济宁·期中）下列有关实验现象的描述正确的是 A．碳在空气中燃烧，生成二氧化碳 B．铁丝在空气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体 C．硫在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰 D．红磷燃烧产生大量白雾 5．（2023·江苏·二模）规范的实验操作是实验成功的保证，某班开展制取的学生实验，以下是几组学生的实验片段，其中正确的是 A．检查装置的气密性 B．加入石灰石 C．收集二氧化碳 D．存放二氧化碳 6．（23-24九年级上·江苏苏州·期中）下列关于二氧化碳物理性质的叙述不正确的是 A．二氧化碳不能溶于水 B．通常情况下二氧化碳是无色无味的气体 C．固体二氧化碳俗称干冰，易升华 D．相同条件下，二氧化碳的密度比空气大 7．（21-22八年级下·黑龙江哈尔滨·期中）学习化学的一个重要途径是科学探究，实验是科学探究的重要手段，下列化学实验操作不能得出正确结论的是                                                  向石蕊小花喷稀醋酸 直接将石蕊小花放入二氧化碳中 A、稀醋酸能使石蕊小花变红 B、二氧化碳不能使石蕊小花变红 向石蕊小花喷水 喷水后放入二氧化碳中 C、水不能使石蕊小花变红 D、水和二氧化碳能使石蕊小花变红，此变化是物理变化 A．A B．B C．C D．D 8．（23-24九年级上·山西大同·期中）下列说法正确的是 A．二氧化碳增多会导致温室效应增强，因此是空气污染物。 B．发射火箭需要液氧，因液氧有可燃性 C．铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁 D．分别向吸入和呼出气体的集气瓶中伸入燃着的木条，探究二氧化碳含量的不同 9．（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 10．（22-23九年级上·广东广州·期中）下列四个装置都能制取二氧化碳，其中能随时控制反应的发生和停止的是 A．②③④ B．②④ C．①②③ D．①③④ 11．（23-24九年级上·安徽合肥·期中）氧烛常为密闭空间应急氧源，某种氧烛产氧药块主要成分为（化学性质与相似）、金属粉（燃烧时放热，提供分解所需热量）和催化剂等。工作时敲击火帽点燃后即能持续燃烧并放出高纯氧气。下列说法中不正确的是    A．氧烛在工作时，有一定的照明功能 B．氧气主要来自产氧药块中的 C．金属粉质量不会影响释放出氧气质量 D．敲击火帽是产氧药块中某反应的条件 12．（23-24九年级上·陕西延安·期中）根据下列实验现象所得结论正确的是 实验 现象 试管②中产生气泡速率更快 呼出气体中的木条熄灭，空气中的木条无明显变化 火柴梗的a点最先变黑 木炭燃烧，发出红光，放出热量 A．二氧化锰可催化过氧化氢分解 B．呼出气体中的二氧化碳含量比空气中的多 C．酒精灯火焰的外焰温度最高 D．木炭可用于测定空气中氧气的含量 A．A B．B C．C D．D 二、填空与简答 13．（23-24九年级上·河北石家庄·期中）根据下图所示的实验回答问题。 (1)甲是铁丝在氧气中燃烧的实验。铁丝下端系一根火柴的作用是 ；集气瓶中的水可以用 来代替。若实验中未观察到铁丝燃烧的现象，可能的原因是 （选填序号）。 A．铁丝未打磨     B．铁丝未绕成螺旋状      C．火柴刚引燃就伸入集气瓶内 (2)乙是木炭燃烧的实验。木炭燃烧的符号表达式为 ；燃烧实验结束后，向集气瓶中倒入澄清石灰水，立即盖好玻璃片，振荡，将集气瓶倒置，玻璃片不掉落，玻璃片不掉落的原因是集气瓶内压强 （选填“>”“<”或“=”）外界大气压。 (3)丙是硫燃烧的实验。比较①②两个集气瓶中硫燃烧的现象，可得出物质燃烧的剧烈程度与 有关。 14．（23-24九年级上·广东清远·期中）A、B均为纯净物，C、D、E均为混合物；①～⑤五条途径(如图)都会产生气体M，实验室可利用途径①、②、③反应来制取M，工业上可通过途径④来生产M，自然界可通过途径⑤来提供M；途径①、②、③反应类型相同，途径①反应生成的一种物质N可作为途径②、③反应的催化剂。图中部分物质未写出，请回答下列问题。 (1)M物质为 ，N物质是 。(填化学式) (2)常温下，A、B为固体，C为液体，写出途径①反应的符号表达式 ，属于 反应(填基本反应类型)；实验室做此实验时试管口应放一团 ，目的是防止 。 (3)工业上需要大量的M时，一般采用的方法是 ，利用的是两种主要成分的 不同。 (4)通过途径⑤提供M在自然界中被称为 作用。 三、实验题 15．（23-24九年级上·河北石家庄·期中）某化学兴趣小组对教材中“测定空气里氧气含量”的实验（图I）进行了大胆改进，按照设计图（图Ⅱ）（选用容积为的的试管作反应容器）实验方案进行，收到了良好的效果．请你对比分析下面图I、图Ⅱ实验，回答下列问题： (1)图I实验中发生反应的符号表达式为 ． (2)图Ⅱ实验前，打开弹簧夹，将注射器活塞前沿从刻度处推至刻度处，然后松开手，若活塞仍能返回至刻度处，则说明 ； (3)图Ⅱ实验的操作步骤如下：①点燃酒精灯．②撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹．③将少量红磷平装入试管中，将注射器活塞置于刻度处，并按图Ⅱ中所示的连接方式固定好，再用弹簧夹夹紧橡皮管．④读取注射器活塞的数据． 你认为正确的实验操作顺序是 （填序号）． (4)图Ⅱ实验中，注射器活塞将从刻度处慢慢前移到约为 刻度处才停止，实验结论 ． (5)图Ⅱ实验中，活塞会前移的原因 ． (6)对照图I实验，你认为图Ⅱ实验优点是（回答一点即可） ． 16．（22-23八年级下·黑龙江绥化·期中）请根据下图回答问题： (1)实验室用氯酸钾制取氧气，应选用的发生装置是 ，收集氧气的装置是 ，写出用氯酸钾制取氧气反应的化学方程式 。 (2)实验室里用过氧化氢溶液与二氧化锰固体混合制取氧气，为了控制反应进行的速率，可选用的发生装置是 ，写出用过氧化氢溶液制取氧气反应的化学方程式 。 (3)实验室里常用 和 在常温下反应制取二氧化碳，可选用的气体发生装置是 ，收集二氧化碳的装置是 ，写出实验室制取二氧化碳反应的化学方程式 。检验生成的气体是二氧化碳的方法是 ，验证集气瓶中二氧化碳已收集满的方法是 。 17．（23-24八年级下·黑龙江绥化·期中）下图是实验室制取气体的一些装置，根据下图回答有关问题。（所选装置均填序号） (1)写出指定仪器的名称：① ；② 。 (2)写出一个用装置C制取气体的化学方程式： ；收集比较纯净的该气体可选用的一种装置是 ，原因是 ； (3)实验室在常温下用块状电石与水反应制取微溶于水的乙炔（C2H2）气体，该反应必须严格控制加水速度，以免剧烈反应放热引起发生装置炸裂。你认为上图中最适合制取乙炔气体的发生装置是 。 (4)实验室可以选择上述装置中的 和 组合来制取二氧化碳，制取该气体的化学方程式为 ，验证所收集的二氧化碳是否集满的方法是 。装置A与B比较，A的优点是 。 18．（23-24八年级下·山东烟台·期中）科学思维是学习化学的重要方法． 实验一：为探究影响大理石与稀盐酸反应速率的因素，进行如下实验． 组别 大理石颗粒（） 盐酸的浓度（） 收集气体的时间（s） 甲 块状 56 乙 块状 31 丙 粉末状 M (1)大理石与稀盐酸反应的化学方程式 ． (2)如图装置中，在水面上放一层煤油的目的是 ． (3)甲乙组对比得出的实验结论是 ． (4)验证大理石颗粒大小对速率的影响，可选择 组别作对比． (5)上表中M的数据合理的是 （填“”、“或”）． 实验二：用如图装置探究二氧化碳性质． (6)可证明能与水反应的现象是 、密度比空气大的现象是 ． (7)燃着的木条熄灭，由此可得出具有的性质是 ． 四、科学探究题 19．（23-24九年级上·广东深圳·期中）【科学探究】 制氧机在生产、生活中有重要应用。化学兴趣小组的同学们利用相关知识，对家用制氧机的工作原理、制氧方法以及自制设备等展开了项目式学习活动。 活动一：了解家用制氧机的工作原理 【查阅资料】目前市场上常见家用制氧机的工作原理有两种：分离空气法和化学试剂法。 【讨论交流】 (1)分离空气法制取氧气时所发生的变化属于 。 (2)化学试剂法制取氧气(O2)时可供选择的反应物较多，以下物质中，有可能用作制取氧气反应物的是 (填字母)。 A．KClO4 B．NH4Cl C．CH4 D．CaO2 活动二：分析家用制氧机的制氧方法 【回忆旧知】 (3)实验室中常用如图装置制取氧气。制取氧气时发生反应的文字表达式是 ，试管口棉花的作用是 。 【分析判断】 (4)同学们讨论后认为，这种制氧方法不适用于家用制氧机，理由是 ，在家庭中制取氧气时应该考虑的因素是 (写1条)，因此在已学习过的制取氧气的方法中，可用于家用制氧机的是 。 【设计制作】 (5)制作简易的家用制氧机时，除需考虑反应原理、方法选择外，还需考虑很多方面的因素，例如： (写1条)。 (6)同学们在充分思考交流的基础上，利用家庭中常见材料，设计并制作了简易家用制氧机(如图)，其中A瓶的作用是 。 【成果展示】在学校的科技节中，同学们将自制的简易家用制氧机进行了展示，获得了老师和同学们的一致好评。在项目式学习过程中，同学们也学会了从技术与工程、物理与数学等领域借鉴知识解决实际问题的思路与方法。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！学科网（北京）股份有限公司17 学科网（北京）股份有 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题3 空气、氧气、二氧化碳 题型1测定空气中氧气的含量 题型2空气的成分和应用 题型3保护空气质量 题型4氧气的性质和用途 题型5二氧化碳的性质和用途 题型6工业制氧气 题型7实验室制取氧气 题型8催化剂和催化作用 题型9实验室制取二氧化碳 题型10氧循环和碳循环 题型11实验室制取气体的一般思路与方法 题型12 基于特定需求设计和制作简易供氧器 ▉考点01 测定空气中氧气的含量 1.空气组成的发现 （1）实验1：把少量汞放在密闭的容器里连续加热12天，反应的符号表达式为 Hg+O2HgO （2）实验2：把汞表面上所生成的红色粉末收集起来，放在另一个较小的容器里再加强热，反应的符号表达式为 HgO Hg+O2 （3）实验结论：空气由氧气和氮气组成，氧气占体积1/5 （4）拉瓦锡用定量的方法实验，第一次明确提出了空气是由氧气和氮气组成。 2.空气中氧气含量的测定 （1）实验现象 ①红磷燃烧，放出热量，产生大量白烟 ②装置冷却到室温后打开弹簧夹，烧杯内的水倒流入集气瓶，约占集气瓶内气体体积的1/5。 （2）实验结论：氧气约占空气总体积的1/5。 （3）反应原理: （4）问题分析 实际测得的结果比真实值小，其原因可能是：A红磷量不足；B装置气密性差；C未冷却至室温就打开弹簧夹 （5）集气瓶中水的作用：（1）主要是吸收有毒的五氧化二磷（固体）。（2）还可以吸热加快降温，和防止热的燃烧物溅落炸裂瓶底。 （6）瓶中剩余的主要气体是：氮气（化学性质：不可燃不助燃；物理性质：难溶于水） ▉考点02 空气的成分和应用 主要成分 体积分数 用途 氮气 78% 制造硝酸和氮肥:作 保护气 氧气 21% 支持燃烧供给呼吸 稀有气体 0.94% 作 保护气，制电光源，制造低温环境等 二氧化碳 0.03% 植物 光合 作用，灭火 其他 0.03% ▉考点03 保护空气的质量 1．空气污染的成因：排放到空气中的__有害气体__和__烟尘__大大增加，使得进入空气中有害物质的种类和数量超出了大自然的自净能力。 2．空气污染的主要危害： __温室效应__、__酸雨__、__臭氧层破坏__等都与空气污染有关。 3．防治大气污染的有效措施： (1)制订环保法规，建立空气质量监测系统。 (2)研制和开发__清洁能源__。 (3)采用化学等方法处理有害气体。 (4)汽车上安装尾气净化装置。 4．空气质量报告： (1)报告内容主要包括：__污染物__(__二氧化硫__、氮氧化物、__一氧化碳__和__可吸入颗粒物__)、__空气污染指数__、__空气质量等级__。 (2)PM2.5：直径小于等于__2.5μm__的可吸入颗粒物。 ▉考点04 氧气的性质和用途 1.物理性质：通常情况下，氧气是一种 无 色 无 味的气体，密度为1.429g/L比空气略 大 ，氧气 不易 溶于水；氧气在-183℃时变为 淡蓝 色液体，在—218℃变为 淡蓝色雪花状固体。 2.化学性质 反应现象 反应表达式 注意事项 在空气中 在氧气中 木炭 发 红 光 剧烈燃烧，发 白 光 碳＋氧气二氧化碳 C O2 CO2 燃烧匙应由 上 而 下 缓慢伸入集气瓶底 放热 ，生成气体使澄清石灰水变 浑浊 。 铁丝 在空气中烧的红热 剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体 铁＋氧气四氧化三铁 Fe O2 Fe3O4 集气瓶的底部要预先放 铺沙或加水 ①在铁丝燃烧的实验中，为什么要用光亮的铁丝，而不用生锈的铁丝？ 光亮的铁丝，铁和氧气才能直接接触，才确保实验成功。 ②为什么要等火柴即将燃尽再把铁丝伸入氧气瓶中？ 火柴燃烧也会消耗氧气，避免消耗过多的氧气导致铁丝不能燃烧。 ③铁在充满氧气的集气瓶中燃烧时，为什么在集气瓶中都要装水？ 在做铁丝在氧气中燃烧实验时，在集气瓶里预先装少量的水是为防止高温熔融物炸裂瓶底； 3.氧气的用途：供给呼吸、支持燃烧 由于氧气具有活泼的化学性质，人们设法去除氧气中或将物品与氧气隔离，如食品的真空包装可防止食品发生氧化而变质、金属表面的防锈漆可防止生锈等。 ▉考点05二氧化碳的性质和用途 1.物理性质：无色，无味的气体，密度比空气大，能溶于水，高压低温下可得固态二氧化碳（干冰） 探究二氧化碳的物理性质 实验操作 将CO2倒入装有高、低燃着蜡烛的烧杯中 将水倒入装满CO2的软塑料瓶，旋紧瓶塞，振荡 实验现象和结论 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 二氧化碳溶于水,使瓶内气压变小，大气压使瓶子变瘪。 2.化学性质 (1)证明二氧化碳与水反应（资料：紫色石蕊试液遇酸性溶液变红） 实验 操作 ①干燥的石蕊小花上喷稀醋酸 ②干燥的石蕊小花上喷水 ③把干燥的小花放进CO2气体中 ④把用水湿润的石蕊小花放入CO2气体 ⑤取出实验④取出用吹风机烘干 现象 变红 不变红 不变红 变红 红色变为紫色 分析 稀醋酸能使石蕊变红 水不能使石蕊变红 二氧化碳不能使石蕊变红 二氧化碳与水反应生成酸性物质使石蕊变红 碳酸不稳定分解 结论 CO2与水反应生成酸性物质，使紫色石蕊试液变红 CO2+H2O→H2CO3 碳酸分解生成二氧化碳和水 H2CO3→H2O+CO2 (2)证明二氧化碳与澄清石灰水反应 实验操作 实验现象 实验结论（或反应表达式） 将二氧化碳通入澄清石灰水 澄清石灰水变浑浊 CO2+Ca(OH)2 →CaCO3+H2O（用于检验二氧化碳气体） 3.二氧化碳的用途 CO2的用途 依据的性质 ①干冰（固体二氧化碳）作制冷剂，用于食品冷藏、制造舞台雾景、人工降雨。 干冰升华吸热（物理变化） ②灭火 ①二氧化碳不能燃烧；②不支持燃烧； ③密度比空气的大 ③温室肥料（气肥），可以增大农作物的产量 CO2是光合作用的原料，能促进光合作用 ④制汽水饮料（碳酸饮料） CO2能溶于水；且与水反应生成碳酸 ⑤化工原料，制纯碱、尿素等 能与多种物质反应 ▉考点06工业制取氧气 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 ▉考点07实验室制取氧气 药品 过氧化氢和二氧化锰 氯酸钾和二氧化锰 反应原理 2H2O22H2O＋O2 ↑ 2KClO32KCl＋3O2↑ 发生装置 收集装置 ①排水法：氧气不易溶于水。 ②排水法收集时，要等到气泡连续均匀冒出时，再进行收集。因为开始加热时导管口冒出的气泡主要是装置内的空气，此时收集，会导致收集的氧气不纯； ①向上排空法：氧气密度比空气大。 ②用向上排空法收集时导管应伸入集气瓶底部（排尽瓶内空气），用排水法收集时，导管放在集气瓶口。 检验和验满 ①检验：将带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃，说明是氧气。 ②验满：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明已满。 操作步骤 ①检查装置气密性 ②在锥形瓶中加入少量二氧化锰。 ③在分液漏斗中加入质量分数为3%的过氧化氢溶液（俗称双氧水）。 ④调节加入过氧化氢溶液的速率，使反应平稳地进行 ⑤收集气体。 ①检查装置气密性 ②将氯酸钾和二氧化锰以质量比为 3:1 的比例均匀混合 ③实验开始时先对固体混合物均匀加热，再用酒精灯外焰对固体混合物集中加热。 ④实验结束，先将导管移出水面，再停止加热。 注意事项 ①使用长颈漏斗时，应使长颈漏斗下端伸入液面下 ①导管应刚刚露出橡胶塞，便于氧气排出； ②先对试管进行预热，然后对准有药品的部位集中加热。否则会产生的后果受热不均导致试管炸裂。 ③试管口应略向下倾斜，防止冷凝水回流到试管底部，使试管炸裂； ④停止反应时，应先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，否则易使水槽内的水倒吸回试管，引起试管炸裂。 ▉题型8 催化剂和催化作用 1.催化剂是指在化学反应中能改变其他物质的化学反应速率，但本身的质量和化学性质在反应前后不变的物质。 ①催化剂不能改变生成物的质量 ②催化剂不是反应物也不是生成物（写在反应条件上） ③一种催化剂只针对某一反应，不同的反应，催化剂可能相同，某一反应的催化剂可能不只一种 2.证明某物质是催化剂： ①证明是否改变反应速率：相同条件下，加或者不加药品对比实验； ②证明质量是否改变：实验前称量一次，实验后分离出来再称量一次； ③证明化学性质是否改变：将分离出来的物质再进行实验①的操作，观察是否还能改变反应速率。 3.影响某反应的反应速率的因素 反应物浓度、反应温度、反应物接触面积、是否有催化剂、催化剂种类、催化剂质量等等。 ▉题型9 实验室制取二氧化碳 1.药品的选择： 在实验室里，通常用稀盐酸和石灰石（或大理石，主要成分是CaCO3）来反应制取二氧化碳。 ①不能用浓盐酸，因为浓盐酸有挥发性，会使收集的二氧化碳混有氯化氢气体而不纯。 ②不能用稀硫酸，因为稀硫酸与碳酸钙反应生成的硫酸钙微溶于水，覆盖在石灰石（或大理石） 的表面，阻碍反应的进行，会使反应停止。 ③不能用碳酸钙（或碳酸钠等），因为它们与盐酸的反应反应速率太快，不易控制。 2.反应原理:CaCO3+HCl→CaCl2+H2O+CO2↑  3.制取装置: （1）向图2锥形瓶中加入的盐酸时，盐酸的量要漫过长颈漏斗的下端，防止气体从长颈漏斗逸出。 （2）图2使用分液漏斗的优点是控制反应速率。 4.实验步骤:仪器连接→检查气密性→装入大理石→加入稀盐酸→收集气体 5.气体检验:将待测气体通入　澄清石灰水　中,若　石灰水变浑浊　,则证明该气体是CO2。  6.气体收集:CO2气体只能用　向上排空气法　收集,是因为二氧化碳能溶于水且密度比空气大。收集气体时的导管要伸入集气瓶的底部，便于排尽集气瓶中的空气。 7.气体验满:将燃着的木条放在　集气瓶口　,若　木条熄灭　,则证明已满。  ▉题型10 自然界中的氧循环和碳循环 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。 （2）大气中的二氧化碳（CO2）被陆地和海洋中的植物通过光合作用吸收，转变为氧气；然后通过生物或地质过程以及人类活动（例如，生物呼吸、岩石圈中的碳酸盐分解或酸化、可燃物燃烧和物质缓慢氧化等），又以二氧化碳的形式返回大气中。 ▉题型11 实验室制取气体的一般思路和方法 发 生 装 置 收 集 装 置 实验 装置 选择 依据 发生装置选择要根据反应物的状态和反应条件 （1）反应物的状态有：固体与固体反应、固体与液体反应、液体与液体反应等 （2）反应条件有：加热、高温、催化剂等 收集装置选择要根据气体的密度和气体的溶解性及气体是否与水反应 （1）排空气法 密度比空气的大——向上排空气法 密度比空气的小——向下排空气法 （2）排水法 不易溶于水，不与水反应 其它 因素 （1）原料容易获得 （2）实验反应条件容易控制 （3）实验装置容易装配 （3）实验操作简便安全 （4）反应速率适中，便于控制 （5）生成气体不混入其他气体，便于收集等 ▉考点12基于特定需求设计和制作简易供氧器 活动任务一 了解制氧机的工作原理 1.市场上的制氧机主要有便携式制氧机和氧烛两类。便携式制氧机是一种常见的家用制氧设备,氧烛主要应用于军事和医疗急救。 2.调查与研究 制氧机类型 便携式制氧机（氧立得） 氧烛 使用的药品 A剂：过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2) B剂：二氧化锰(MnO2) 氯酸钠、适量的催化剂、Mg粉 结构 工作原理 氯酸钠 氯化钠＋氧气 使用方法 将A剂、B剂先后放入装好水的反应仓中，通过湿化瓶装置和鼻塞吸氧。 打开氧源盒盖，手握氧烛，拔出启动针，启动氧烛的反应机制，‌戴好鼻塞进行吸氧 3.思考: 1.便携式制氧机是如何控制生成氧气的速率的?通过控制加入的试剂用量控制生成氧气的速率 2.从使用效果、安全、经济、耐用性等角度简述两类制氧机的优缺点，并进行小组交流讨论。 使用效果：氧立得制氧机供氧快、制氧纯、易操作、好携带，依赖水源，不适合长时间连续作业；氧烛能迅速产生高纯度氧气，满足紧急情况下的立即供氧需求；但产氧量和持续时间有限，限制了其在大规模或长时间紧急情况中的应用。 安全：氧立得制氧机选择过碳酸钠固体储存和运输方便，但需注意操作规范，不当使用可能带来安全隐患；氧烛放热量小，减少了火灾风险，但可能产生微量的有害气体。 经济：氧立得制氧机设备经济便捷，性价比较高；氧烛制造成本相对较低，一次性使用的特点减少了维护的成本，但长期来看需要较多的替换费用。 耐用性：氧立得制氧机长时间使用后，制氧机的部件可能会磨损，需要定期维护和更换；氧烛在储存和携带过程中具有极高的稳定性，不易损坏，且有效期较长，但一旦点燃，就会持续燃烧直至反应物耗尽，无法中断使用后再重新点燃。 3. 氧烛中分解产生氧气的物质类似于氯酸钾,分解过程中需要加热，你认为可能是哪些物质在反应过程中提供了热量?药品中的Mg粉燃烧提供热量 活动任务二 设计并制作一款简易的供氧器 1.讨论制作简易制氧机的思路 加热高锰酸钾 过氧化氢溶液和二氧化锰混合 原理 发生装置 收集装置 需考虑哪些因素：适用的场景、原料来源、安全、环保、操作是否方便等等。 2.简易制氧器装置的分析与评价 从制氧效果、装置外观、材料成本、使用便捷角度进行分析评价。 一、选择题 1．（23-24八年级下·山东济宁·期中）人类对火星的探测取得了重大的突破。如图是火星大气成分示意图，与空气的成分相比较，下列说法中正确的是 A．火星大气中N2的体积分数大于空气中N2的体积分数 B．火星大气中CO2的体积分数大于空气中CO2的体积分数 C．火星大气中含有稀有气体而空气中没有 D．火星有了大气层也就同样适合人类生存 【答案】B 【详解】A、根据图象，火星中N2的体积分数小于50%，而空气中N2的体积分数约为78%，所以火星大气中N2的体积分数小于空气中N2的体积分数，A错误； B、根据图象，火星中CO2的体积分数大于50%，而空气中CO2的体积分数约为0.03%，所以火星大气中CO2的体积分数大于空气中CO2的体积分数，B正确； C、根据图象，火星大气中含有Ar，Ar属于稀有气体，空气中也含有稀有气体，C错误； D、人类生存需要氧气、食物、能源、适宜的环境等条件，火星有了大气层还需要满足其它条件才适合人类生存，D错误。 故选：B。 2．（23-24八年级下·山东泰安·期中）下列有关空气的说法正确的是 A．空气的成分按质量计算，氧气约占21% B．空气中各成分的含量恒定不变 C．空气污染指数越小，空气质量越好 D．目前计入空气污染指数的有害气体包括：二氧化硫、二氧化碳、二氧化氮和臭氧等 【答案】C 【详解】A、空气的成分按体积计算，氧气约占21%，故A说法错误； B、空气中各成分的含量相对稳定，并不是恒定不变的，部分成分含量随地区不同会有所不同，故B说法错误； C、空气污染指数越小，空气质量级别越低，则空气质量越好，故C说法正确； D、前计入空气污染指数的有害气体包括：二氧化硫、二氧化氮和臭氧等，二氧化碳属于空气的成分之一，不属于空气污染物，故D说法错误； 故选：C。 3．（23-24八年级下·山东泰安·期中）空气是一种宝贵的自然资源。下列有关空气及其成分的说法中，正确的是 A．臭氧含量低，属于稀有气体 B．氮气是空气中含量最多的气体 C．稀有气体化学性质稳定，不与任何物质发生化学反应 D．氧气能支持燃烧，所以可用作火箭的高能燃料 【答案】B 【详解】A、稀有气体包含氦、氖、氩、氪、氙等气体，其中不含有臭氧，故选项错误； B、空气中各成分含量按体积分数计，氮气占78%，氧气占21%，稀有气体占0.94%，氮气含量最多，故选项正确； C、稀有气体化学性质稳定，但是在一定条件下也能和其他物质发生反应，故选项错误； D、氧气具有助燃性，能够支持燃烧，但是氧气自身不能燃烧，不能做燃料，故选项错误。 故选B。 4．（23-24八年级下·山东济宁·期中）下列有关实验现象的描述正确的是 A．碳在空气中燃烧，生成二氧化碳 B．铁丝在空气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体 C．硫在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰 D．红磷燃烧产生大量白雾 【答案】C 【详解】A、碳在空气中燃烧，烧至红热，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体，生成二氧化碳是实验结论，不是实验现象，不符合题意； B、铁丝在空气中不能燃烧，只能烧至红热，铁丝在氧气中剧烈燃烧、火星四射，生成黑色固体，不符合题意； C、硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量，生成具有刺激性气味的气体，符合题意； D、红磷燃烧，产生大量白烟，不是白雾，不符合题意。 故选C。 5．（2023·江苏·二模）规范的实验操作是实验成功的保证，某班开展制取的学生实验，以下是几组学生的实验片段，其中正确的是 A．检查装置的气密性 B．加入石灰石 C．收集二氧化碳 D．存放二氧化碳 【答案】A 【详解】A、用手紧握试管，观察到导管口有气泡冒出，说明装置气密性好，故正确； B、加入块状试剂时，将试管横放，将石灰石放到试管口，再把试管慢慢竖起来，使石灰石慢慢滑倒试管底部，故错误； C、收集二氧化碳一般用向上排空气法，若用排水法收集二氧化碳，应该从短管通气，从长管出水，故错误； D、二氧化碳的密度大于空气的密度，因此存放二氧化碳时瓶口向上，故错误； 故选A。 6．（23-24九年级上·江苏苏州·期中）下列关于二氧化碳物理性质的叙述不正确的是 A．二氧化碳不能溶于水 B．通常情况下二氧化碳是无色无味的气体 C．固体二氧化碳俗称干冰，易升华 D．相同条件下，二氧化碳的密度比空气大 【答案】A 【详解】A、二氧化碳能溶于水，故A叙述不正确； B、通常情况下，二氧化碳是无色无味的气体，故B叙述正确； C、固体二氧化碳俗称干冰，易升华，故C叙述正确； D、相同条件下，二氧化碳的密度比空气大，故D叙述正确； 故选：A。 7．（21-22八年级下·黑龙江哈尔滨·期中）学习化学的一个重要途径是科学探究，实验是科学探究的重要手段，下列化学实验操作不能得出正确结论的是                                                  向石蕊小花喷稀醋酸 直接将石蕊小花放入二氧化碳中 A、稀醋酸能使石蕊小花变红 B、二氧化碳不能使石蕊小花变红 向石蕊小花喷水 喷水后放入二氧化碳中 C、水不能使石蕊小花变红 D、水和二氧化碳能使石蕊小花变红，此变化是物理变化 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A、向石蕊小花喷稀醋酸，石蕊小花变红，说明稀醋酸能使石蕊小花变红，能得出正确结论，不符合题意； B、直接将石蕊小花放入二氧化碳中，紫色石蕊纸花不变色，说明二氧化碳不能使石蕊小花变红，能得出正确结论，不符合题意； C、石蕊小花喷水，水不能使石蕊小花变红，说明水不能使紫色石蕊变色，能得出正确结论，不符合题意； D、根据A、B、C选项可知，酸性物质能使紫色石蕊变红，二氧化碳不能使石蕊小花变红，水不能使紫色石蕊变色，石蕊小花喷水后放入二氧化碳中，石蕊小花变红，说明水和二氧化碳反应生成酸性物质，此变化过程中有新物质生成，属于化学变化，不属于物理变化，不能得出正确结论，符合题意。 故选D。 8．（23-24九年级上·山西大同·期中）下列说法正确的是 A．二氧化碳增多会导致温室效应增强，因此是空气污染物。 B．发射火箭需要液氧，因液氧有可燃性 C．铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁 D．分别向吸入和呼出气体的集气瓶中伸入燃着的木条，探究二氧化碳含量的不同 【答案】C 【详解】A.二氧化碳增多会导致温室效应增强，但二氧化碳不是空气污染物，故选项说法错误，不符合题意； B.发射火箭需要液氧，因液氧有助燃性，故选项说法错误，不符合题意； C.铁丝在氧气中燃烧生成黑色四氧化三铁，故选项说法正确，符合题意； D.分别向吸入和呼出气体的集气瓶中伸入燃着的木条，无法探究二氧化碳含量的不同，故选项说法错误，不符合题意，故选C。 9．（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 【答案】A 【详解】A、碳循环和氧循环分别是指含碳物质和含氧物质的循环，选项错误； B、碳循环和氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定，选项正确； C、绿色植物的生长过程，既涉既有含碳化合物的转化即碳循环，又涉及含氧物质的转化即氧循环，选项正确； D、碳循环和氧循环过程中均有物质种类改变，主要通过化学变化实现，选项正确。 故选A。 10．（22-23九年级上·广东广州·期中）下列四个装置都能制取二氧化碳，其中能随时控制反应的发生和停止的是 A．②③④ B．②④ C．①②③ D．①③④ 【答案】B 【详解】①虽然有止水夹可以控制气体的导出使锥形瓶内的气压增大，将稀盐酸部分压入长颈漏斗，但是稀盐酸总是浸没大理石，所以无法控制反应的停止，不符合题意； ②干燥管只要放入烧杯中，稀盐酸可以随时进入干燥管产生气体，不用时可以随时移出干燥管使反应停止，或通过止水夹的开关利用干燥管内的气压加稀盐酸压出干燥管使反应停止，打开止水夹使稀盐酸进入干燥管使反应发生。故该装置能够使反应随时发生或停止； ③因为导管伸入太长，二氧化碳气体释放不出来，试管内压强过大，会把盐酸给压出来或将橡皮塞弹出，不能随时控制反应的发生和停止； ④大理石通过玻璃珠放在U形管的一侧，要产生气体时，打开止水夹，U型管的右边压强减小，稀盐酸就会浸没大理石产生气体，不用时关闭止水夹，压强增大盐酸又被压到U形管的左侧，控制了反应的进行。故该装置能够使反应随时发生或停止； 故②④能随时控制反应的发生和停止，故选B。 11．（23-24九年级上·安徽合肥·期中）氧烛常为密闭空间应急氧源，某种氧烛产氧药块主要成分为（化学性质与相似）、金属粉（燃烧时放热，提供分解所需热量）和催化剂等。工作时敲击火帽点燃后即能持续燃烧并放出高纯氧气。下列说法中不正确的是    A．氧烛在工作时，有一定的照明功能 B．氧气主要来自产氧药块中的 C．金属粉质量不会影响释放出氧气质量 D．敲击火帽是产氧药块中某反应的条件 【答案】C 【详解】A、金属粉燃烧时会发光，则可能有一定的照明功能，该选项说法正确； B、氯酸钾分解能生成氧气，NaClO3的化学性质和氯酸钾相似，则氧气主要来自产氧药块中的NaClO3，该选项说法正确； C、金属粉质量过少，则放出热量较少，NaClO3不会分解，但金属粉质量过多，则会消耗较多氧气，则金属粉质量会影响释放出氧气质量，该选项说法不正确； D、敲击火帽能启动装置，则敲击火帽是产氧药块中某反应的条件，该选项说法正确。 故选C。 12．（23-24九年级上·陕西延安·期中）根据下列实验现象所得结论正确的是 实验 现象 试管②中产生气泡速率更快 呼出气体中的木条熄灭，空气中的木条无明显变化 火柴梗的a点最先变黑 木炭燃烧，发出红光，放出热量 A．二氧化锰可催化过氧化氢分解 B．呼出气体中的二氧化碳含量比空气中的多 C．酒精灯火焰的外焰温度最高 D．木炭可用于测定空气中氧气的含量 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A ．该实验中有两个实验变量，一个是是否加入二氧化锰，一个是过氧化氢溶液的浓度，不能说明二氧化锰可催化过氧化氢，故 A 选项不符合题意； B ．氧气能支持燃烧，盛有呼出气体的集气瓶中的小木条熄灭，盛有空气的集气瓶中的小木条无明显变化，说明呼出气体中的氧气含量比空气中的少，检验二氧化碳应使用澄清石灰水，故 B 选项不符合题意； C ．火柴梗的 a 点与酒精灯的外焰接触，火柴梗的 a 点最先炭化，说明酒精灯火焰的外焰温度最高，故 C 选项符合题意； D ．木炭在空气中燃烧生成二氧化碳气体，虽除去氧气，但增加了新的气体，没有形成压强差，不能用来测定空气中氧气含量，故 D 选项不符合题意。 故选：C。 二、填空与简答 13．（23-24九年级上·河北石家庄·期中）根据下图所示的实验回答问题。 (1)甲是铁丝在氧气中燃烧的实验。铁丝下端系一根火柴的作用是 ；集气瓶中的水可以用 来代替。若实验中未观察到铁丝燃烧的现象，可能的原因是 （选填序号）。 A．铁丝未打磨     B．铁丝未绕成螺旋状      C．火柴刚引燃就伸入集气瓶内 (2)乙是木炭燃烧的实验。木炭燃烧的符号表达式为 ；燃烧实验结束后，向集气瓶中倒入澄清石灰水，立即盖好玻璃片，振荡，将集气瓶倒置，玻璃片不掉落，玻璃片不掉落的原因是集气瓶内压强 （选填“>”“<”或“=”）外界大气压。 (3)丙是硫燃烧的实验。比较①②两个集气瓶中硫燃烧的现象，可得出物质燃烧的剧烈程度与 有关。 【答案】(1) 引燃铁丝 细沙 ABC (2) ＜ (3)氧气浓度 【详解】（1）铁丝需要被点燃才能燃烧起来，因此铁丝下端系一根火柴的作用是：引燃铁丝； 集气瓶中的水可以防止高温生成物溅落瓶底导致瓶底炸裂，可以用细沙来代替； A、铁丝未打磨，则铁丝表面覆盖着铁锈，铁锈无法燃烧，可能导致实验中未观察到铁丝燃烧的现象，A选项正确； B、铁丝未绕成螺旋状，则铁丝与氧气的接触面积较小，可能导致实验中未观察到铁丝燃烧的现象，B选项正确； C、火柴刚引燃就伸入集气瓶内，则火柴释放的热量较低，可能导致实验中未观察到铁丝燃烧的现象，C选项正确。 故选：ABC。 （2）木炭燃烧生成二氧化碳，反应的符号表达式为：； 燃烧实验结束后，向集气瓶中倒入澄清石灰水，立即盖好玻璃片，振荡，将集气瓶倒置，玻璃片不掉落，是因为澄清石灰水能吸收二氧化碳，导致集气瓶内压强小于外界大气压，故填：＜。 （3）燃烧需要氧气，空气中氧气浓度较低，实验①硫在空气中燃烧产生淡蓝色火焰，实验②硫在氧气中燃烧产生明亮的蓝紫色火焰，比较①②两个集气瓶中硫燃烧的现象，可得出物质燃烧的剧烈程度与氧气浓度有关。 14．（23-24九年级上·广东清远·期中）A、B均为纯净物，C、D、E均为混合物；①～⑤五条途径(如图)都会产生气体M，实验室可利用途径①、②、③反应来制取M，工业上可通过途径④来生产M，自然界可通过途径⑤来提供M；途径①、②、③反应类型相同，途径①反应生成的一种物质N可作为途径②、③反应的催化剂。图中部分物质未写出，请回答下列问题。 (1)M物质为 ，N物质是 。(填化学式) (2)常温下，A、B为固体，C为液体，写出途径①反应的符号表达式 ，属于 反应(填基本反应类型)；实验室做此实验时试管口应放一团 ，目的是防止 。 (3)工业上需要大量的M时，一般采用的方法是 ，利用的是两种主要成分的 不同。 (4)通过途径⑤提供M在自然界中被称为 作用。 【答案】(1) O2 MnO2 (2) 分解 棉花 固体粉末进入导管 (3) 分离液态空气 沸点 (4)光合 【详解】（1）“A，B均为纯净物，C，D，E均为混合物”，“实验室可利用途径①、②、③反应来制取M”，“工业上可通过途径④来生产M，自然界可通过途径⑤来提供M”，“途径①、②、③反应类型相同，途径①反应生成的一种物质N可作为途径②、③反应的催化剂”，则可推测M气体为氧气，而N为二氧化锰，故填：O2，MnO2； （2）常温下，A、B为固体，C为液体，物质N可作为途径②、③反应的催化剂，则A为高锰酸钾，B为氯酸钾，C为过氧化氢溶液；途径①是高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰、氧气，反应的符号表达式为；该反应符合“一变多”，属于分解反应；高锰酸钾制取氧气时，试管口要放一团棉花，防止固体粉末进入导管，堵塞导管； （3）工业采用分离液态空气的方法制取氧气，空气中主要成分是氮气和氧气，利用两物质的沸点不同，在低温条件下加压，使空气转变为液态，然后蒸发分离液态空气； （4）光合作用是绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物，并且释放出氧气的过程，途径⑤为光合作用。 三、实验题 15．（23-24九年级上·河北石家庄·期中）某化学兴趣小组对教材中“测定空气里氧气含量”的实验（图I）进行了大胆改进，按照设计图（图Ⅱ）（选用容积为的的试管作反应容器）实验方案进行，收到了良好的效果．请你对比分析下面图I、图Ⅱ实验，回答下列问题： (1)图I实验中发生反应的符号表达式为 ． (2)图Ⅱ实验前，打开弹簧夹，将注射器活塞前沿从刻度处推至刻度处，然后松开手，若活塞仍能返回至刻度处，则说明 ； (3)图Ⅱ实验的操作步骤如下：①点燃酒精灯．②撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹．③将少量红磷平装入试管中，将注射器活塞置于刻度处，并按图Ⅱ中所示的连接方式固定好，再用弹簧夹夹紧橡皮管．④读取注射器活塞的数据． 你认为正确的实验操作顺序是 （填序号）． (4)图Ⅱ实验中，注射器活塞将从刻度处慢慢前移到约为 刻度处才停止，实验结论 ． (5)图Ⅱ实验中，活塞会前移的原因 ． (6)对照图I实验，你认为图Ⅱ实验优点是（回答一点即可） ． 【答案】(1) (2)装置气密性良好 (3)③①②④ (4) 2 氧气约占空气体积的五分之一 (5)红磷燃烧消耗试管内的氧气，燃烧停止且温度恢复室温后，试管内气压比初始值低 (6)实验误差更小 【详解】（1）图I实验中红磷燃烧生成五氧化二磷，反应的符号表达式为：。 （2）图Ⅱ实验前，打开弹簧夹，将注射器活塞前沿从刻度处推至刻度处，然后松开手，若活塞仍能返回至刻度处，说明推进活塞后试管内气压增大，则装置气密性良好。 （3）该实验的原理是红磷燃烧消耗氧气并生成固体，燃烧结束且温度恢复室温后，试管内气压降低，打开弹簧夹，则活塞会在大气压作用下往里推进，推进的体积即是试管内原有氧气的体积，据此推算空气中氧气的含量。因此实验步骤是：③将少量红磷平装入试管中，将注射器活塞置于刻度处，并按图Ⅱ中所示的连接方式固定好，再用弹簧夹夹紧橡皮管；①点燃酒精灯；②撤去酒精灯；④读取注射器活塞的数据。故填：③①②④。 （4）氧气约占空气体积的五分之一，图Ⅱ实验中，红磷燃烧消耗试管内的氧气，其体积为，则注射器活塞将从刻度处慢慢前移到的位置约是，该实验的结论是氧气约占空气体积的五分之一。 （5）图Ⅱ实验中，活塞会前移的原因是：红磷燃烧消耗试管内的氧气，燃烧停止且温度恢复室温后，试管内气压比初始值低。 （6）图Ⅱ实验在密闭装置内点燃红磷，可以避免红磷燃烧生成的五氧化二磷污染空气，也可以避免伸入红磷过慢引起瓶内气体逸出而导致的误差，因此优点是：更环保；实验误差更小。 16．（22-23八年级下·黑龙江绥化·期中）请根据下图回答问题： (1)实验室用氯酸钾制取氧气，应选用的发生装置是 ，收集氧气的装置是 ，写出用氯酸钾制取氧气反应的化学方程式 。 (2)实验室里用过氧化氢溶液与二氧化锰固体混合制取氧气，为了控制反应进行的速率，可选用的发生装置是 ，写出用过氧化氢溶液制取氧气反应的化学方程式 。 (3)实验室里常用 和 在常温下反应制取二氧化碳，可选用的气体发生装置是 ，收集二氧化碳的装置是 ，写出实验室制取二氧化碳反应的化学方程式 。检验生成的气体是二氧化碳的方法是 ，验证集气瓶中二氧化碳已收集满的方法是 。 【答案】(1) B D或F (2) A (3) 大理石/石灰石 稀盐酸 A或C D 将气体通入澄清石灰水，若石灰水变浑浊，则证明是二氧化碳 将燃着的小木条放在集气瓶口，若熄灭，则集满 【详解】（1）实验室用氯酸钾制取氧气，应选用固体加热型发生装置，故选B； 氧气密度比空气略大，不易溶于水，既可以采用向上排空气法，又可以采用排水法收集，故选D或F； 氯酸钾在二氧化锰作催化剂的条件下分解产生氯化钾和氧气，故方程式为：； （2）实验室里用过氧化氢溶液与二氧化锰固体混合制取氧气，应选用固液常温型发生装置，A中的分液漏斗，可以通过分液漏斗的活塞控制液体滴加速度，从而控制反应速率，故选A； 过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下分解产生水和氧气，故方程式为； （3）实验室用大理石或石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳，反应原理是碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，方程式为；反应物为固体和液体，反应不需加热，应选用固液常温型发生装置，故选A或C； 二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，检验二氧化碳用澄清石灰水，将气体通入澄清石灰水，若石灰水变浑浊，则证明是二氧化碳； 二氧化碳不燃烧，也不支持燃烧，验满时用燃着的小木条，将燃着的小木条放在集气瓶口，若熄灭，则集满。 17．（23-24八年级下·黑龙江绥化·期中）下图是实验室制取气体的一些装置，根据下图回答有关问题。（所选装置均填序号） (1)写出指定仪器的名称：① ；② 。 (2)写出一个用装置C制取气体的化学方程式： ；收集比较纯净的该气体可选用的一种装置是 ，原因是 ； (3)实验室在常温下用块状电石与水反应制取微溶于水的乙炔（C2H2）气体，该反应必须严格控制加水速度，以免剧烈反应放热引起发生装置炸裂。你认为上图中最适合制取乙炔气体的发生装置是 。 (4)实验室可以选择上述装置中的 和 组合来制取二氧化碳，制取该气体的化学方程式为 ，验证所收集的二氧化碳是否集满的方法是 。装置A与B比较，A的优点是 。 【答案】(1) 试管 集气瓶 (2) D 氧气不溶于水且不与水反应 (3)A (4) A/B E 将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，说明已收集满 可以控制反应速率 【详解】（1）仪器①的名称是试管；仪器②的名称是集气瓶； （2）装置C为固体加热型发生装置且试管口无棉花，则实验室可用装置C加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气，其原理是氯酸钾在二氧化锰和加热条件下分解生成氯化钾和氧气，化学方程式为； 氧气密度比空气略大、不易溶于水且不与水反应，可采用向上排空气法或排水法进行收集，其中用排水法能收集到比较纯净的氧气，因此收集装置选择D，原因是氧气不溶于水且不与水反应； （3）实验室在常温下用块状电石与水反应制取微溶于水的乙炔（C2H2）气体，该反应中反应物为固体和液体，反应条件为常温，应选择固液常温型发生装置，A装置中的注射器可以严格控制加水速度，因此上图最适合制取乙炔气体的发生装置是A； （4）实验室制取二氧化碳的原理是碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，该反应中反应物为固体和液体，反应条件为常温，应选择固液常温型发生装置，即装置A或B，由于二氧化碳密度比空气大、能溶于水且与水反应，应采用向上排空气法进行收集，即装置E，综上可以选择上述装置中的A或B和E组合来制取二氧化碳； 制取二氧化碳的原理是碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，化学方程式为； 验证所收集的二氧化碳是否集满的方法是：将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，说明已收集满； 装置A与B比较，注射器可以控制液体药品的滴加速率，从而控制反应速率获得平稳的气体，因此A的优点是可以控制反应速率。 18．（23-24八年级下·山东烟台·期中）科学思维是学习化学的重要方法． 实验一：为探究影响大理石与稀盐酸反应速率的因素，进行如下实验． 组别 大理石颗粒（） 盐酸的浓度（） 收集气体的时间（s） 甲 块状 56 乙 块状 31 丙 粉末状 M (1)大理石与稀盐酸反应的化学方程式 ． (2)如图装置中，在水面上放一层煤油的目的是 ． (3)甲乙组对比得出的实验结论是 ． (4)验证大理石颗粒大小对速率的影响，可选择 组别作对比． (5)上表中M的数据合理的是 （填“”、“或”）． 实验二：用如图装置探究二氧化碳性质． (6)可证明能与水反应的现象是 、密度比空气大的现象是 ． (7)燃着的木条熄灭，由此可得出具有的性质是 ． 【答案】(1) (2)避免二氧化碳溶于水，导致实验误差 (3)相同条件下，盐酸的浓度越大，大理石与稀盐酸反应速率越快 (4)乙、丙 (5)M＜31 (6) 2处石蕊纸花不变色，1、3处石蕊纸花变为红色 3处石蕊纸花先变红，1处石蕊纸花后变红 (7)不能燃烧也不支持燃烧 【详解】（1）大理石（主要成分是CaCO3）与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳、水，化学方程式为：。 （2）该实验装置通过排出水的快慢来判断大理石与稀盐酸的反应速率，而二氧化碳能溶于水、不溶于煤油，若二氧化碳接触到水，会有部分二氧化碳溶于水，导致实验误差，所以在水面上放一层煤油的目的是：避免二氧化碳溶于水，导致实验误差。 （3）根据表格信息，甲乙组的实验变量是盐酸的浓度，甲组盐酸浓度小于乙组，收集50mL气体的时间是甲组大于乙组，所以甲乙组对比得出的实验结论是：相同条件下，盐酸的浓度越大，大理石与稀盐酸反应速率越快。 （4）验证大理石颗粒大小对速率的影响，则实验变量是大理石颗粒大小，其它实验条件应保持一致，根据表格信息，应选择乙、丙组别作对比。 （5）反应物的接触面积越大，反应速率越快。乙组是块状大理石，丙组是粉末状大理石，所以丙组的反应物接触面积更大，反应速率更快，收集50mL的气体的时间更短，故填：M＜31。 （6）紫色石蕊遇酸变红遇碱变蓝，遇中性物质不变色。CO2不能使紫色石蕊变红，但CO2与水（湿润的紫色石蕊纸花含有水）反应生成的碳酸能使紫色石蕊变红。CO2密度大于空气，所以图中石蕊纸花接触CO2的先后顺序是：2→3→1，因此2处石蕊纸花不变色，3处石蕊纸花先变红，1处石蕊纸花后变红。 可证明CO2能与水反应的现象是：2处石蕊纸花不变色，1、3处石蕊纸花变为红色。 可证明CO2密度大于空气的现象是：3处石蕊纸花先变红，1处石蕊纸花后变红。 （7）燃着的木条熄灭，由此可得出CO2具有的性质是：不能燃烧也不支持燃烧。 四、科学探究题 19．（23-24九年级上·广东深圳·期中）【科学探究】 制氧机在生产、生活中有重要应用。化学兴趣小组的同学们利用相关知识，对家用制氧机的工作原理、制氧方法以及自制设备等展开了项目式学习活动。 活动一：了解家用制氧机的工作原理 【查阅资料】目前市场上常见家用制氧机的工作原理有两种：分离空气法和化学试剂法。 【讨论交流】 (1)分离空气法制取氧气时所发生的变化属于 。 (2)化学试剂法制取氧气(O2)时可供选择的反应物较多，以下物质中，有可能用作制取氧气反应物的是 (填字母)。 A．KClO4 B．NH4Cl C．CH4 D．CaO2 活动二：分析家用制氧机的制氧方法 【回忆旧知】 (3)实验室中常用如图装置制取氧气。制取氧气时发生反应的文字表达式是 ，试管口棉花的作用是 。 【分析判断】 (4)同学们讨论后认为，这种制氧方法不适用于家用制氧机，理由是 ，在家庭中制取氧气时应该考虑的因素是 (写1条)，因此在已学习过的制取氧气的方法中，可用于家用制氧机的是 。 【设计制作】 (5)制作简易的家用制氧机时，除需考虑反应原理、方法选择外，还需考虑很多方面的因素，例如： (写1条)。 (6)同学们在充分思考交流的基础上，利用家庭中常见材料，设计并制作了简易家用制氧机(如图)，其中A瓶的作用是 。 【成果展示】在学校的科技节中，同学们将自制的简易家用制氧机进行了展示，获得了老师和同学们的一致好评。在项目式学习过程中，同学们也学会了从技术与工程、物理与数学等领域借鉴知识解决实际问题的思路与方法。 【答案】(1)物理变化 (2)AD (3) 防止固体粉末进入导管 (4) 用火，不安全 操作简便 过氧化氢溶液制氧气 (5)装置气密性 (6)使气体比较湿润，便于呼吸 【详解】（1）分离空气法制取氧气主要是利用空气中组分沸点差异，其分离过程中没有新物质生成，属于物理变化； （2）A、KClO4中含有氧元素，有可能作为制取氧气的反应物，符合题意； B、NH4Cl中不含有氧元素，不可能作为制取氧气的反应物，不符合题意； C、CH4中不含有氧元素，不可能作为制取氧气的反应物，不符合题意； D、CaO2中含有氧元素，有可能作为制取氧气的反应物，符合题意； 故选：AD； （3）图示装置中为固固加热型反应装置，且试管口有棉花，故该反应是高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的文字表达式为：；试管口棉花的作用是为了防止固体粉末进入导管； （4）选用高锰酸钾制取氧气需要加热，需要用火，不安全；在家庭中制取氧气时应该考虑的因素是操作简便等，因此过氧化氢溶液制氧气，可用于家用制氧机； （5）作简易的家用制氧机时，除需考虑反应原理、方法选择外，还需考虑很多方面的因素，例如：装置的气密性等； （6）利用家庭中常见材料，设计并制作了简易家用制氧机(如图)，其中A瓶的作用是使气体比较湿润，便于呼吸。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！学科网（北京）股份有限公司17 学科网（北京）股份有 学科网（北京）股份有限公司 $$