专题03 空气和氧气（讲义）-【上好课】2025年中考化学一轮复习讲练测（广东专用）

主题一 物质的性质与应用 专题03 空气和氧气（3~5分） 目录 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 2 / 15 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 01考情透视·目标导航 02知识导图·思维引航 03考点梳理·考法探究 考点一 空气 考点梳理 题型精选 ►考向01 空气的成分及用途 ►考向02 空气中氧气含量的测定 ►考向03 空气的污染与防治 考点二 氧气的性质与用途 考点梳理 题型精选 ►考向01 氧气的化学性质及用途 ►考向02 物质燃烧的现象 ►考向03 缓慢氧化现象 考点三 催化剂与催化作用 考点梳理 题型精选 ►考向01 催化剂和催化作用 实验 氧气制取 考点梳理 题型精选 ►考向01 工业制氧 ►考向02 实验室制取氧气的原理 ►考向03 氧气的制取、收集及检验 ►考向04 氧气制取实验中的错误分析 ►考向05 空气中氧气的含量测定的常用改进装置 跨学科实践 微型空气质量“检测站”的组装与使用 04分层训练·巩固提升 考点要求 课标要求 考查频次 命题预测 空气 · 了解空气的组成，认识空气是一种宝贵的自然资源，了解空气污染的后果和防止污染的重要意义。 · 了解空气中氧气含量的测定 · 5年3考 · 2022、2021、2020年 广东省考卷中，这部分的考点以选择题、实验题考查。 在选择中考查的命题点有：空气的污染及防治、 空气中氧气含量的测定、氧气的用途、催化剂与催化作用的判断，常结合生活中的常见生活中现象、工农业生成、科学实验等以文字形式呈现。 氧气的制法考点常以实验题的形式进行考查。考查的命题点有：装置的选择、收集方法、检验及错误分析。 氧气的性质和用途 · 了解并掌握氧气的化学性质，能鉴别氧气和空气，了解氧气的用途。 · 近5年无考 氧气制取 · 掌握实验室用过氧化氢、高锰酸钾制取氧气及反应的原理、装置、检验、验满方法等 · 近5年5考 催化剂与催化作用 · 认识催化剂和催化作用 · 近5年1考 · 2024年 考点一 空气 一、空气的成分及用途 1．空气的成分：空气是混合物，主要由氮气(N2)和氧气(O2)组成，在通常情况下，空气中各种成分的含量保持相对稳定。 2．氧气用途 ① 供给呼吸（如登山、医疗、潜水等） ② 支持燃烧（如炼钢、气焊、航空等） 3．氮气用途 ① 作保护气（如汽车安全气囊、灯泡、食品袋等充氮气），利用N2化学性质不活泼； ② 制硝酸和化肥； ③ 冷冻麻醉； ④ 制造低温环境。 4．稀有气体用途 ① 电光源，利用稀有气体通电时能发出不同颜色的光。 ② 作保护气（焊接金属的保护气、灯泡内保护气），利用稀有气体化学性质很不活泼。 注意：“稀有气体”是一类气体的总称，不是一种气体。 【易混易错】 1．空气中各成分含量是指“体积分数”而不是“质量分数”；空气的成分是相对稳定的。 2．稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙和氡等气体的总称，因此“稀有气体”是混合物，而“氦气”、“氖气”等是纯净物。 二、空气中氧气含量的测定 1．拉瓦锡测定研究空气成分的实验 实验装置 实验现象 实验结论 1.对银白色的液态汞加热，一部分汞变成红色粉末，气体体积减少。 2.将红色固体加强热，得到银白色固体和氧气，把该气体加入之前容器剩下的气体中，所得气体与空气性质完全一样。 空气由氧气和氮气组成 2．红磷燃烧测定空气中氧气的含量 实验装置 实验原理 红磷燃烧消耗集气瓶内的氧气，瓶内气体减少，压强减小，冷却后打开弹簧夹，烧杯内的水会被压入集气瓶，进入水的体积即为瓶内消耗氧气的体积。 实验现象 ①红磷燃烧，产生大量白烟，并放出热量； ②冷却后打开弹簧夹，烧杯中的水被吸入集气瓶，瓶内液面上升约1/5。 实验结论 空气中含有氧气，氧气约占空气总体积的1/5。 反应方程式 4P + 5O2 =2P2O5 实验注意点 （1）装置的气密性要好（否则测量结果偏小） （2）红磷必须过量，如果红磷过少则氧气没有全部消耗完，测量结果偏小 （3）要等集气瓶（装置）冷却后才能打开弹簧夹（否则测量结果偏小） （4）要先夹住橡皮管，然后再点红磷（否则测量结果偏大）。 误差分析 小于1/5原因 ①装置漏气；②红磷量不足； ③未冷却到室温就打开弹簧夹。 大于1/5原因 ①弹簧没有夹紧；②插入燃烧匙太慢。 瓶内剩余气体（N2）的性质 物理性质：难溶于水； 化学性质：不能燃烧也不支持燃烧。 【特别提醒】 药品选择：物质能在空气中燃烧且只与氧气反应，燃烧后的生成物为固体或液体 ① 可否换用木炭、硫等物质？不能，因为木炭或硫燃烧会产生气体，造成瓶内气体体积变化小。 ② 可否换用铁丝？答：不能，铁丝在空气中不燃烧。 ③ 可否换用镁？答：不能，镁能与氧气、氮气、二氧化碳都发生反应。 3．空气中氧气的含量测定的常用改进装置： 装置改进的目的：污染更小，数据误差更小，操作更简便，现象更明显，更环保，更节约试剂等。 三、空气的污染与防治 空气污染物 ①有害气体：二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳 ②烟尘 污染来源 ①化石燃料的燃烧；②工厂排放的废气；③植被破坏引起的沙尘 造成的危害 严重损害人体健康，影响农作物生长，破坏生态平衡； 臭氧层破坏和酸雨也与空气污染有关。 防治措施 使用清洁能源；加强空气质量监测；积极植树、造林、种草等。 空气质量评价内容 目前计入空气质量评价的主要污染物有： 一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、可吸入颗粒物（PM10）、细颗粒物（PM2.5）、臭氧。 【特别提醒】 目前，我国采取的空气质量等级分为五级，等级越低，空气污染指数数值越小，即空气质量越好，越有利于人体健康。 【易混易错】 1．臭氧不是有害气体，空气中低浓度的臭氧可消毒，但含量超过一定浓度后却有剧毒，故计入空气质量评价。 2．酸雨主要是由工业排放的二氧化硫、二氧化氮等气体引起的。 3．空气质量日报的主要内容包括空气质量指数、首要污染物、空气质量状况等。 4．空气质量日报中的“空气质量指数”和“空气质量级别”的数值越大，空气质量状况越差，污染越严重。 5．空气中二氧化碳含量过高会造成温室效应增强，但二氧化碳不属于空气污染物。 ►考向01 空气的成分及用途 【例1】（2024·广东茂名化州·一模）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．洁净的空气是纯净物 B．氧气是空气中含量最多的气体 C．稀有气体含量少，没有利用价值 D．氮气化学性质不活泼，常用作保护气 【答案】D 【详解】A、空气含有氮气、氧气、二氧化碳、稀有气体、其他杂质等，属于混合物，故选项A错误； B、氮气约占空气体积分数为79%，含量最多，故选项B错误； C、稀有气体含量虽少，但也具有广泛的用途，故选项C错误； D 、氮气化学性质不活泼，常用作保护气，故选项D正确； 故选：D。 【变式1-1】（2024·广东广州·三模）空气是一种宝贵的自然资源，下列有关说法中正确的是 A．空气中的的质量分数最大 B．造成酸雨的主要污染物是二氧化硫和二氧化氮 C．空气污染指数越高，空气质量状况越好 D．稀有气体用于制电光源，利用了其通电发光的化学性质 【答案】B 【详解】A、空气中的体积分数最大，约占空气体积的78%，说法错误，不符合题意； B、造成酸雨的主要污染物是二氧化硫和二氧化氮，说法正确，符合题意； C、空气污染指数越高，空气质量状况越差，说法错误，不符合题意； D、稀有气体用于制电光源，利用了其通电发光的物理性质，说法错误，不符合题意。 故选：B。 【变式1-2】（24-25九年级上·广东中山·期中）空气是一种宝贵的自然资源。下列有关说法中不正确的是 A．空气质量指数的污染物监测范畴包括CO、CO2、O3等 B．空气是由氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳等物质组成的混合物 C．空气中氮气的体积分数最大 D．稀有气体都没有颜色、没有气味，在通电时能发出不同颜色的光 【答案】A 【详解】A、目前计入空气质量评价的主要污染物为：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物（粒径小于等于10微米的颗粒物，称PM10）、细颗粒物（粒径小于等于2.5微米的颗粒物，称PM2.5）和臭氧等，空气质量指数的污染物监测范畴不包括二氧化碳（CO2），是空气的成分，一氧化碳（CO）和臭氧（O3）是监测范畴内的污染物，说法错误，符合题意； B、空气是由氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳等物质组成的混合物，说法正确，不符合题意； C、空气中氮气的体积分数约为 78%，是体积分数最大的气体，说法正确，不符合题意； D、稀有气体都没有颜色、没有气味，在通电时能发出不同颜色的光，常用于电光源，说法正确，不符合题意。 故选A。 ►考向02 空气中氧气含量的测定 【例2】（2024·广东深圳坪山·一模）用图甲所示装置测定空气中氧气的含量，其中燃烧匙内的白磷用电加热装置点燃，瓶内气压用气体压强传感器测定，其变化如图乙所示，则下列分析合理的是 A．该反应中的白磷要足量，目的是消耗尽集气瓶内的O2避免实验误差 B．在t1时刻后，集气瓶内气压显著增加，其原因是白磷燃烧的产物所致 C．在t1－t3这段时间内，集气瓶内温度始终保持不变 D．t3时刻打开止水夹，瓶内气体体积变大 【答案】A 【详解】A、实验中，白磷要足量的目的是使氧气完全反应，避免实验误差，故说法正确； B、白磷燃烧过程放热，使得瓶内气体体积膨胀，压强剧烈增大，故说法错误； C、由图乙的压强变化可知，在t1－t3这段时间内，瓶内温度由低到高，后慢慢降低至室温，故说法错误； D、t3时刻瓶内气压显著增大是因为打开了止水夹，导致烧杯中的水被吸入集气瓶内，瓶内气体体积变小，故说法错误。 故选A。 【变式2-1】（24-25九年级上·广东珠海·期中）兴趣小组利用图1装置进行测定空气中氧气含量的实验，测得实验过程中集气瓶内温度和压强随时间的变化趋势如图2，下列说法错误的是 A．要保证实验结果的准确性，红磷必须足量 B．实验过程中集气瓶内温度先升高，后降低至室温 C．b点红磷停止燃烧， bc段装置逐渐冷却至室温 D．在t1时打开了弹簧夹 【答案】C 【详解】A、要保证实验结果的准确性，红磷必须足量，以充分消耗氧气，说法正确，不符合题意； B、实验过程中红磷燃烧放热，集气瓶内温度先升高，后随着燃烧结束，装置逐渐冷却至室温，说法正确，不符合题意； C 、根据图示可知，b点只是气压达到最大值，曲线bc段中有一段温度上升，说明白磷还在燃烧，后面一段才是逐渐冷却至室温，说法错误，符合题意； D、在t1时压强开始增大至大气压，说明打开了弹簧夹，水进入集气瓶中，气体体积减小，压强增大，说法正确，不符合题意。 故选C。 【变式2-2】（24-25九年级上·广东广州·期中）人类对空气成分的探究经历了艰辛的过程。测量空气中氧气体积分数实验的思维模型如下：封闭空间——消耗氧气——气压减小——观察现象。 （1）18世纪拉瓦锡为研究空气成分，用图1所示装置持续加热12天，直到曲颈瓶中红色粉末不再增加。关于该实验分析不合理的是 (填标号)。 A．装置内两处容器中汞的作用相同 B．曲颈瓶中汞的用量可能会影响实验结果 C．使用汞的优点之一是，在加热条件下汞只和氧气反应。 D．实验前后必须测量曲颈瓶和玻璃钟罩内的气体体积 （2）图2是仿照拉瓦锡钟罩实验原理设计的装置。 ①实验前，图2装置检查气密性的具体操作为 。 ②实验时，红磷燃烧的化学符号表达式为 。 ③误差分析，如果没有弹簧夹，实验结果会 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。 （3）凯凯同学对图2实验装置进行了改进，设计了下图所示实验。反应前注射器活塞在20mL刻度线处，玻璃管内空气总体积为70mL(反应前气球内空气已排净)，相关实验数据记录如下，请回答： 时间/min 0 1 3 5 7 9 10 注射器读数/mL 20.0 34.0 30.0 18.0 8.6 4.0 4.0 ①根据实验数据计算空气中氧气的体积分数为 (计算结果精确到0.1%)。 ②实验结束后，发现实验结果与理论值()差别较大，你认为导致这一结果的原因可能是 (只写一条)。 【答案】(1)A (2) 将导管放入水中，打开止水夹，用手捂住集气瓶，观察导管口有无气泡产生 偏大 (3) 17.8% 铜粉不足或装置漏气或没有冷却至室温就读数 【详解】（1）A、装置内左边的汞的作用是消耗氧气，而右边的汞的作用是形成液封装置，使装置始终在密闭条件下进行，实验数据更准确，故A分析不合理； B、曲颈甑中汞的用量可能会影响实验结果，例如汞不足会导致氧气不能完全反应，故B分析合理； C、在加热条件下汞只和氧气反应，且足够长时间后能将装置内的氧气耗尽，故C分析合理； D、反应结束后，若装置未冷却至室温，会导致装置内剩余气体受热膨胀，导致测定结果偏小，所以需要将整个装置冷却至室温，再测量容器中气体的减少量，故D分析合理； 故选：A； （2）①实验前，图2装置检查气密性的具体操作为：将导管放入水中，打开止水夹，用手捂住集气瓶，观察导管口有无气泡产生； ②红磷和氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷，反应的化学符号表达式为：； ③如果没有弹簧夹，红磷燃烧放热，使部分空气受热膨胀逸出，导致进入瓶内水量增多，实验结果会偏大； （3）①反应前注射器活塞在20mL刻度线处，玻璃管内空气总体积为70mL，反应后注射器的读数为4.0mL，则空气中氧气的体积分数为； ②实验结束后，发现实验结果与理论值差别较大，即实验结果偏小，则导致这一结果的原因可能是：铜粉不足（氧气没有消耗完全，导致实验结果偏小），或装置漏气（燃烧冷却后装置内气压小于大气压，有部分空气进入装置中弥补了消耗的氧气，导致实验结果偏小），或装置没有冷却至室温就读数（剩余气体受热膨胀，导致实验结果偏小）。 ►考向03 空气的污染与防治 【例3】（2024·广东汕头·二模）《环境空气质量标准》有PM2.5监测项目，PM2.5是用来监测下列项目中的 A．细颗粒物 B．一氧化碳 C．二氧化氮 D．二氧化硫 【答案】A 【详解】细颗粒物又称细粒、细颗粒、PM2.5，细颗粒物指环境空气中直径小于等于2.5微米的颗粒物，故选A。 【变式3-1】（2024·广东汕头·一模）加强大气质量监测可防止空气污染，下列物质属于空气污染物的是 A．二氧化氮 B．氮气 C．二氧化碳 D．氦气 【答案】A 【详解】A、二氧化氮能与水反应生成酸性物质，导致酸雨的发生，属于空气污染物，符合题意； B、氮气是空气的组成成分之一，不属于空气污染物，不符合题意； C、二氧化碳是空气的组成成分之一，不属于空气污染物，不符合题意； D、氦气是空气的组成成分之一，不属于空气污染物，不符合题意。 故选A。 【变式3-2】（24-25九年级上·广东珠海·期中）2024年10月24日珠海某地空气质量如图所示： 下列说法正确的是 A．氮气占空气质量分数的78% B．近日香洲区下酸雨的可能性比较小 C．质量级别越大，空气状况越好 D．二氧化碳、二氧化硫、一氧化碳、臭氧都是空气污染物 【答案】B 【详解】A 、氮气占空气体积分数的 78%，不是质量分数， 错误； B、根据空气质量报告，香洲区主在污染物是O3，SO2、NO2含量较少，下酸雨的可能性就比较小，正确。 C 、空气质量级别越大，空气状况越差，错误； D 、二氧化碳是空气的一种成分，不是空气污染物，错误。 故选B。 考点二 氧气的性质与用途 1．物理性质 在标准状况下，氧气是无色、无味、不易溶于水的气体，密度比空气略大。在低温、高压时，可变成淡蓝色的液体或雪花状固体。 2．化学性质 （1）氧气的助燃性：带火星的木条在氧气中能够复燃，说明氧气能够助燃或支持燃烧，利用此性质可以区别N2和O2、CO2和O2。 （2）常见物质在氧气或空气中的燃烧 Ⅰ.与单质的反应 类型 物质 燃烧时出现的现象 化学方程式 反应示意图或注意事项 与 金 属 单 质 反 应 铁 在空气中：红热，离开火后变冷，不燃烧 在氧气中：剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体 3Fe＋2O2 Fe3O4 集气瓶底部放少量水或铺一层细沙的目的是防止生成的高温熔融物溅落使集气瓶炸裂 镁 剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出大量的热，生成白色固体 2Mg＋O2 2MgO 与 非 金 属 单 质 反 应 木炭 不同点：在空气中发出红光，在氧气中发出白光 相同点：均放热；将充分燃烧生成的气体通入澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊 C＋O2 CO2 硫 不同点：在空气中，发出微弱的淡蓝色火焰；在氧气中，发出明亮的蓝紫色火焰 相同点：放热，生成无色有刺激性气味的气体 S＋O2 SO2 集气瓶预先装入适量的水或氢氧化钠溶液的目的是吸收生成的二氧化硫，防止生成物污染空气 红磷 放出大量的热，产生大量白烟 4P＋5O2 2P2O5 氢气 在空气和氧气中都燃烧，产生淡蓝色火焰，火焰上方罩着的干冷烧杯内壁出现水雾 2H2＋O2 2H2O 点燃氢气之前必须验纯 Ⅱ.与几种化合物的反应 物质 反应现象 化学方程式 注意事项 一氧化碳 在空气中燃烧，发出蓝色火焰，释放出热量 2CO＋O22CO2 点燃以前要验纯 甲烷 在空气中点燃，发出明亮蓝色火焰，生成无色气体和液体，释放热量 CH4＋2O2 2H2O＋CO2 点燃以前要验纯 乙醇 在空气中点燃，发出蓝色火焰，生成无色气体和液体 C2H5OH＋3O2 3H2O＋2CO2 【易混易错】 1. 现象描述错误：如“烟”与“雾”、“光”与“火焰”的词语使用不准确。 2. 对氧气的性质掌握不准确：氧气性质比较活泼，具有氧化性。 3. 对集气瓶中预留水的作用不明确：认为水只是吸收热量，其实有时还吸收有毒有害物质。 4. 认为氧气可当做燃料：氧气具有助燃性，不具有可燃性。 5. 性质和用途关系对应错误。 6. 不理解炼钢和炼铁原理：炼铁是还原，炼钢是氧化！ ►考向01 氧气的化学性质及用途 【例1】下列是化学实验小组的四位同学在实验室做有关氧气的性质实验操作，错误的是（　　） A．小周将盛有红热木炭的燃烧匙从瓶口往下缓慢伸入盛有氧气的集气瓶中 B．小吴准备做硫在氧气中燃烧的实验，在用排水法收集氧气时，集气瓶中少量水未排完就停止收集 C．小郑将镁条点燃之前先用砂纸把镁条打磨光亮 D．小王在酒精灯的火焰上引燃细铁丝底端的火柴后立即将其伸入盛有氧气的集气瓶中 【答案】D 【分析】根据木炭、硫、镁条、细铁丝在氧气中燃烧实验的注意事项，进行分析判断。 【解析】A、将盛有红热木炭的燃烧匙从瓶口往下缓慢伸入集气瓶中，根据木炭燃烧后生成密度比空气大的二氧化碳会处于集气瓶底，因此缓慢伸入有利于木炭与氧气充分反应，故选项说法正确。 B、在用排水法收集氧气时，集气瓶中少量水未排完就停止收集，由于硫燃烧生成二氧化硫有毒，会污染空气，可以预留少量水，目的是吸收二氧化硫，防止污染空气，故选项说法正确。 C、将镁条点燃之前先用砂纸把镁条打磨光亮，除去表面的氧化物，有利于镁的燃烧，故选项说法正确。 D、在酒精灯的火焰上引燃细铁丝底端的木条后立即将其伸入集气瓶中，这样火柴燃烧消耗了较多的氧气，不利于铁丝的燃烧，故选项说法错误。 故选：D。 【变式1-1】下列有关氧气的说法错误的是 A．通常状况下，氧气是无色、无臭的气体 B．氧气在低温、高压时能变为液态或固态 C．鱼能在水中生存，说明氧气极易溶于水 D．氧气是一种化学性质比较活泼的气体，能和许多物质发生反应 【答案】C 【详解】A、通常状况下，氧气是无色、无臭的气体，密度比空气略大，不易溶于水，不符合题意； B、氧气是一种可以在特定条件下发生三态变化的气体。在标准状况下，氧气是一种无色无味的气体。然而，当温度降低和压强增加时，氧气可以转化为液态或固态，不符合题意； C、鱼能在水中生存，是因为水中含有溶解氧，氧气不易溶于水，符合题意； D、氧气是一种化学性质比较活泼的气体，能和许多物质发生反应，说法正确，不符合题意。 故选C。 【变式1-2】某同学做铁丝在氧气中燃烧的实验，没有观察到火光四射，其失败原因不可能是（　　） A．集气瓶底部没有铺一层细沙 B．铁丝表面生锈 C．铁丝的温度未达到着火点 D．收集到的氧气量太少或纯度太低 【答案】A 【分析】根据已有的知识进行分析，铁丝在氧气中的燃烧实验，需要使用火柴引燃，以达到铁丝的着火点，所使用的铁丝必须把表面的铁锈打磨掉。 【解析】没有观察到火星四射，说明没有的燃烧现象，也是就没有发生铁丝的燃烧，所以所有分析围绕燃烧来进行，更确切地说是铁丝的燃烧条件来进行。燃烧需要可燃物与氧气有一定的接触，且接触越充分越容易燃烧。温度越高燃烧也就越容易。 A、集气瓶底部铺一薄层细沙是为了防止生成物溅落炸裂集气瓶的，与铁丝是否能够燃烧无关。 B、铁丝生锈或表面可能含有油漆时，铁丝可能不燃烧。 C、铁丝的温度未达到着火点；铁丝可能不燃烧。 D、收集到的氧气量太少或纯度太低时，铁丝可能不燃烧。 ►考向02 物质燃烧的现象 【例2-1】（24-25九年级上·广东东莞·阶段检测）关于物质燃烧的现象描述错误的是 A．硫在氧气中燃烧，火焰呈蓝紫色，生成有刺激性气味的气体 B．铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成黑色固体 C．木炭在氧气中燃烧，发出白光，生成使澄清石灰水变浑浊的气体 D．磷在空气中燃烧，反应剧烈，产生大量白色烟雾 【答案】D 【详解】A、硫在氧气中燃烧，火焰呈蓝紫色，生成无色有刺激性气味的气体，正确； B、铁丝在氧气中燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体，正确； C、木炭在氧气中燃烧，发出白光，生成可使澄清石灰水变浑浊的气体，正确； D、磷在空气中燃烧，反应剧烈，产生大量白烟，不是白色烟雾，错误。 故选：D。 【例2-2】（2024·广东东莞·二模）2023年神舟十六号载人飞船将三名航天员成功送入空间站。下列能供给航天员呼吸的气体是 A．氧气 B．氮气 C．二氧化硫 D．氨气 【答案】A 【详解】A.氧气能供给呼吸，是能供给航天员呼吸的气体，故A正确； B.氮气不能供给呼吸，不能供给航天员呼吸，故B错误； C.二氧化硫有毒，不能供给航天员呼吸，故C错误； D.氨气不能供给呼吸，不能供给航天员呼吸，故D错误。 故选：A。 【变式2-1】（24-25九年级上·广东广州·阶段检测）甲、乙是氧气的性质实验。下列叙述正确的是 A．坩埚钳均需要快速插入集气瓶中 B．细铁丝和木炭在空气中均不能燃烧 C甲实验瓶内的水不能用细沙代替 D．上述实验说明氧气浓度越大，燃烧越剧烈 【答案】D 【详解】A、甲、乙实验中坩埚钳均需要缓慢插入集气瓶中，使可燃物与氧气充分接触，现象更明显，不符合题意； B、细铁丝在空气中不能燃烧，只能烧至红热，木炭在空气中燃烧生成二氧化碳，不符合题意； C、甲实验中铁丝在氧气中燃烧放出大量的热，集气瓶底部水的作用是：防止高温熔融物溅落，炸裂瓶底，故甲实验瓶内的水能用细沙代替，不符合题意； D、细铁丝在空气中不能燃烧，在氧气中剧烈燃烧、火星四射，木炭在空气中烧至红热，在氧气中燃烧，发出白光，氧气中氧气浓度比空气中氧气浓度大，说明氧气浓度越大，燃烧越剧烈，符合题意。 故选D。 【变式2-2】（23-24九年级上·广东湛江·阶段检测）物质在空气中燃烧的现象，描述正确的是 A．硫粉：发出淡蓝色的火焰 B．木炭：发出白光 C．石蜡：生成水和二氧化碳 D．红磷：产生白色烟雾 【答案】A 【详解】A、硫在空气中燃烧，发出淡蓝色火焰，故A正确； B、木炭在空气中燃烧持续红热，在氧气中燃烧发出白光，故B错误； C、石蜡在空气中燃烧产生二氧化碳和水，是实验结论而不是实验现象，故C错误； D、红磷在空气中燃烧，产生大量的白烟，而不是烟雾，故D错误。 故选A。 ►考向03 缓慢氧化现象 【例3】（24-25九年级上·广东广州·期中）下列变化事例中不属于缓慢氧化的是 A．动植物呼吸 B．醋的酿造 C．食物腐烂 D．蜡烛缓慢燃烧 【答案】D 【详解】A、动植物呼吸是物质与氧气发生的缓慢、不易察觉的氧化反应，属于缓慢氧化，不符合题意； B、醋的酿造是物质与氧气发生的缓慢、不易察觉的氧化反应，属于缓慢氧化，不符合题意； C、食物腐烂是物质与氧气发生的缓慢、不易察觉的氧化反应，属于缓慢氧化，不符合题意； D、蜡烛缓慢燃烧过程中发光、放热，属于剧烈的氧化反应，不属于缓慢氧化，符合题意； 故选：D。 【变式3-1】（24-25九年级上·广东东莞·阶段检测）如图为大自然中的氧循环示意图，下列说法错误的是 A．氧循环过程中没有化学变化发生 B．物质燃烧说明氧气具有助燃性 C．生物呼吸发生的是缓慢氧化反应 D．植物光合作用的生成物之一是氧气 【答案】A 【详解】A、氧循环过程中伴随着光合作用和呼吸作用，都有新的物质生成，发生的是化学变化，故A说法错误； B、氧气具有助燃性能支持燃烧，本身不能燃烧，具有助燃性，故B说法正确； C、生物呼吸发生的是缓慢氧化反应，故C说法正确； D、光合作用的反应物是二氧化碳和水，生成物是有机物和氧气，故D说法正确。 故选A。 【变式3-2】（24-25九年级上·广东佛山·阶段检测）分类是化学学习和研究的重要方法之一，下列分类正确的是 选项 归类 举例 A 混合物 过氧化氢溶液、冰水共存体、稀有气体 B 大气污染物 粉尘、氮气、二氧化碳 C 可直接加热的仪器 烧杯、蒸发皿、燃烧匙 D 缓慢氧化 食物腐烂变质、急促呼吸、金属生锈 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A、过氧化氢溶液中含有过氧化氢和水两种物质，属于混合物，冰水共存体中只含有水一种物质，属于纯净物，稀有气体包括氦气、氖气、氩气等多种气体，属于混合物，选项错误； B、粉尘是空气的污染物，氮气和二氧化碳是空气的组成成分，不属于空气的污染物，选项错误； C、给烧杯加热时，需垫上陶土网，即烧杯是间接加热的仪器，蒸发皿、燃烧匙能够直接接触火焰，是可直接加热的仪器，选项错误； D、食物腐烂变质、急促呼吸、金属生锈都是物质与氧气的反应，且现象不明显，属于缓慢氧化，选项正确，故选D。 考点三 催化剂与催化作用 概念 在化学反应中能改变其他物质的反应速率，但本身的化学性质和质量在反应前后不变的物质。 特点 一变（改变反应速率）；两不变（质量、化学性质不变） 理解 ①催化剂不能改变生成物的质量 ②催化剂作为反应的条件 ③一种催化剂只针对某一类或某一个反应，某一反应的催化剂可能不只一种 证明某物质是催化剂 ①证明是否改变其他物质化学反应速率： 相同条件下，加或者不加药品控制变量对比实验； ②证明质量是否改变：同时满足 即为催化剂 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。 【易混易错】“多重身份”的MnO2 ①“催化剂”---过氧化氢制氧气的反应中； ②“反应物”--- MnO2＋4HCl(浓)MnO2＋Cl2↑+2H2O反应中； ③“生成物”---2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑反应中，MnO2是生成物。 ►考向01 催化剂和催化作用 【例1】（2024·广东·中考真题）探究H2O2分解速率的影响因素，下列分析正确的是 实验编号 H2O2溶液 催化剂(0.1g) 温度/℃ 体积/mL 溶质质量分数/% ① 5 10 — 20 ② 5 10 MnO2粉末 20 ③ 5 5 MnO2粉末 20 ④ 5 5 MnO2粉末 40 ⑤ 5 5 Fe2O3粉末 20 A．①④探究有无催化剂的影响 B．②③探究H2O2溶液浓度的影响 C．②④探究反应温度的影响 D．④⑤探究催化剂种类的影响 【答案】B 【详解】A、根据对比实验中，控制变量唯一的原则，①中没有加入催化剂，④中加入了催化剂，但是①④的温度也不同，所以不能用于探究有无催化剂的影响，故A错误； B、②③中除了过氧化氢溶液的溶质质量分数不同外，其他条件均 相同，可探究H2O2溶液浓度的影响，故B正确； C、②④中过氧化氢溶液的溶质质量分数和温度均不同，不能用于探究反应温度的影响，故C错误； D、④⑤中催化剂种类和温度均不同，不能用于探究催化剂种类的影响，故D错误； 故选：B。 【变式1-1】（24-25九年级上·广东中山·期中）关于催化剂的研究是一项重要的课题，某小组开展了“探究催化剂的奥秘”项目式学习。 【任务一】探究催化剂 查阅资料发现：氧化铜也可以作为过氧化氢分解的催化剂，于是进行相应探究。称量0.2g氧化铜，取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，进行图1所示实验。 （1）表1 步骤①现象 步骤③现象 步骤⑥结果 实验结论 试管中有极少量气泡产生，带火星的木条没有复燃 称得氧化铜的质量为 氧化铜是过氧化氢分解反应的催化剂 （2）步骤①的作用是 ，步骤①③可以说明 。 （3）小英同学认为上述实验还不能证明氧化铜可以作为过氧化氢分解的催化剂，需要再补充一个探究实验，还需要取步骤⑥得到的氧化铜粉末，再进行重复实验②③，其目的是 。 【任务二】“催化剂对过氧化氢分解速率的影响”的系列探究 甲小组：分别取1g不同的催化剂加入试管中，再加入20mL5%的过氧化氢溶液，进行了表2实验： 表2 序号 催化剂 催化剂质量 温度 实验现象 a 二氧化锰粉末 1g 常温 持续产生气泡，速率适中，气流平稳 b 红砖粉末 1g 60℃ 持续产生气泡，速率适中，气流平稳 c 红砖小颗粒 1g 常温 缓慢，有少量气泡逸出 d 块状红砖 1g 常温 十分缓慢，几乎看不到气泡 （4）①有同学认为可得出结论：二氧化锰粉末与红砖粉末对过氧化氢的分解具有相同的催化效果，但小明认为此结论不科学，理由 。 ②能说明催化剂的催化效果与其“颗粒大小”有关的实验组合是 (填序号)。 ③在常温下，另取2g红砖小颗粒，向其中加入20mL5%的过氧化氢溶液，继续实验，发现产生气泡的速率明显比实验c快。能得到的结论是 。 乙小组：分别取10mL5%过氧化氢溶液、1g二氧化锰、1g氧化铜，按图2所示装置进行实验，实验时倾斜锥形瓶使过氧化氢溶液与催化剂完全接触，测得相同条件下瓶内气压的变化如图3所示。 （5）对比分析图3中 (填字母)点，可知化学反应速率与催化剂种类有关。 【答案】(1) 产生大量气泡，带火星木条复燃 0.2g (2) 作对比实验 氧化铜能加快过氧化氢的分解速率 (3)探究化学反应前后氧化铜的化学性质是否改变 (4) 实验ab中催化剂种类与温度均不同，不能作对比 cd 催化剂质量影响过氧化氢分解的速率 (5)ac/bd 【详解】（1）结论为氧化铜可作过氧化氢分解的催化剂，则氧化铜能加快过氧化氢的分解，则加入氧化铜后，步骤③的现象是：试管中有气泡产生，带有火星的木条复燃； 化学反应前后催化剂的质量不变，则步骤⑥结果：氧化铜的质量为0.2g。 （2）步骤①中未加入氧化铜，为对比实验； 步骤①中未加入氧化铜，无明显现象，步骤③中加入氧化铜后，试管中有气泡产生，带火星的木条复燃，故步骤①③对比可以证明氧化铜能够加快过氧化氢的分解速率 （3）用烘干所得固体重复步骤②③，目的是：探究化学反应前后氧化铜的化学性质是否改变。 （4）①由表可知，实验a、b加入的催化剂分别为二氧化锰粉末和红砖粉末，但两种催化剂的催化效果是在不同温度下比较的，变量不唯一，故该结论不科学。 ②对比实验c、d，催化剂颗粒不同，但其它条件均相同，对比可知催化剂的催化效果与其“颗粒大小”有关。 ③在常温下，另取2g红砖小颗粒，反应速率明显比实验c快，对比可知催化剂质量影响过氧化氢分解的速率。 （5）若想比较催化效果，可比较相同时间所收集气体的体积（bd），还可比较收集等体积的气体所需的时间（即ac）。 【变式1-2】（24-25九年级上·广东广州·期中）为解决二氧化锰催化过氧化氢制氧气后二氧化锰难回收再利用的问题，研究小组制备了水泥负载二氧化锰催化剂，探究水泥负载二氧化锰对过氧化氢分解速率的影响。 【查阅资料】 a.水泥负载二氧化锰催化剂是将二氧化锰与水泥按照一定比例混合，加水搅拌制成的一种块状催化剂。 b.可通过测定反应过程中密闭容器的压强变化值来衡量过氧化氢分解速率，压强变化值越大，说明过氧化氢分解速率越快。 【进行实验】每次实验时均向反应容器中加入5过氧化氢溶液并采集相同时间内的压强变化值，记录如下： 实验序号 过氧化氢溶液浓度/% 水泥与二氧化锰的质量比 水泥负载二氧化锰的质量/g 压强变化值/ ① 5 1:1 0.5 7.92 ② 5 1:2 0.5 11.98 ③ 5 1:3 0.5 15.82 ④ 8 1:2 0.5 23.26 ⑤ 11 1:2 0.5 31.47 ⑥ 5 1:2 0.3 13.22 ⑦ 5 a 0.1 10.78 ⑧ 5 1:2 0 0.02 【解释与结论】 （1）对比实验⑦和⑧，得出的结论是催化剂能加快过氧化氢的分解速率，则 。 （2）水泥负载二氧化锰催化过氧化氢分解的符号表达式为 。 （3）对比实验①②③，得出的结论是 。 （4）根据表中数据，不能得出“过氧化氢溶液浓度、水泥与二氧化锰的质量比相同时，水泥负载二氧化锰的质量越大，过氧化氢分解速率越快”的实验结论，其证据可依据实验 （填实验序号）。 【实验拓展】研究小组同学用图甲所示装置探究不同催化剂对过氧化氢分解的催化效果。取大小相同的新鲜土豆块和新鲜猪肝块作催化剂，分别加入10相同浓度的过氧化氢稀溶液后，用传感器测量装置中气压的变化，如图乙中曲线a、b所示。 （5）从曲线a、b的变化可以看出，过氧化氢分解的反应是 （填“放热”或“吸热”）反应，加土豆块催化的过氧化氢完全反应所用的时间大约是 s（填“30”“65”或“120”）。 （6）结合实验和曲线a、b分析，两种催化剂中催化效果更好的是 。 （7）曲线a、b最终达到相同的压强，说明 。 【答案】(1)1:2 (2) (3)其他条件相同时，水泥与二氧化锰的质量比越小，反应速率越快 ； (4)②⑥ (5) 放热 65 (6)猪肝块 (7) 催化剂只影响反应速率，不影响生成物的量 【详解】（1）实验⑦和⑧的变量为水泥负载二氧化锰的质量，故水泥与二氧化锰的质量比相同，a=1:2； （2）过氧化氢在水泥负载二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，该反应的符号表达式为：； （3）对比实验①②③，得出的结论是其他条件相同时，水泥与二氧化锰的质量比越小，压强变化值越大，反应速率越快 ； （4）对比实验②⑥，过氧化氢溶液浓度、水泥与二氧化锰的质量比相同，实验②中水泥负载二氧化锰的质量大于实验⑥，压强变化值②小于⑥，故不能得出“过氧化氢溶液浓度、水泥与二氧化锰的质量比相同时，水泥负载二氧化锰的质量越大，过氧化氢分解速率越快”的实验结论； （5）曲线a、b中压强上升至最高点后再下降，说明反应过程中温度升高，反应结束后，温度下降，压强下降，故过氧化氢分解的反应是放热反应； 据图可知，当压强上升至最高点时反应结束，故加土豆块催化的过氧化氢完全反应所用的时间大约是65s； （6）根据曲线a、b，加入猪肝块的反应中压强上升至最高点的时间更短，反应速率更快，故两种催化剂中催化效果更好的是猪肝块； （7）曲线a、b最终达到相同的压强，说明催化剂只影响反应速率，不影响生成物的量。 实验 氧气制取 一、氧气的工业制法 1．原料：原料是空气。 2．原理：利用液态氮的沸点比液态氧的沸点低的原理。先将空气在低温条件下加压变为液态，再将液态空气缓缓升温至左右，氮气首先达到沸点从液态空气里蒸发出来，剩下的主要就是液态氧了。 3．方法：分离液态空气，其过程可以简单地表示如下： 4．贮存：氧气贮存在蓝色钢瓶中。 注意：工业上以空气为原料制取氧气，原料来源广泛，所制得的氧气价格较低。工业上在制取氧气的过程中，没有新物质生成，属于物理变化。 二、氧气的实验室制法 制取方法 高锰酸钾制取氧气 过氧化氢制取氧气 所用药品 高锰酸钾（紫色固体） 过氧化氢（无色液体）、二氧化锰（黑色粉末） 反应原理 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 2H2O22H2O+O2 ↑ 发生装置 固体加热型 固液不加热型 收集装置 选择依据：氧气不易溶于水且不与水反应 向上排空气法 选择依据：氧气的密度比空气大，且不与空气各成分反应 优点 稍加热就分解，不用催化剂；反应速度适中，便于收集 反应速度适中，便于收集；和高锰酸钾相比，药品白色，仪器容易清洗；相同质量的KClO3和KMnO4，KClO3生成的氧气多 不用加热，节约能源；生成物只有水，利于环保；二氧化锰容易回收 缺点 需要加热，操作麻烦、浪费能源；使用紫色的高锰酸钾，不易清洗仪器和桌面 需要加热，操作麻烦、浪费能源；反应中生成刺激性气味、污染空气的氯气 作为反应物的过氧化氢不宜长时间保存且浓度太大时反应速度太快，不宜控制 检验方法 将一根带火星的木条伸入瓶内，如果木条复燃，证明集气瓶内的气体是氧气。 验满方法 ①用向上排空气法收集时，将一根带火星的木条放在瓶口，如果木条复燃，证明集气瓶内氧气已收集满。 ②用排水法收集时，集气瓶口出现大气泡时，说明已收集满氧气。 总之，从是否节约能源、是否利于环保、操作是否简单等方面综合比较，最适合在实验室制取氧气的方法是用过氧化氢制取氧气的方法 【易混易错】 1、发生装置选择错误：高锰酸钾或氯酸钾加热制氧气，由于是固体加热条件下反应，要选固固加热装置；过氧化氢制氧气，实在常温下，固液混合反应制气体，要选固液常温型装置。 2、收集方法错误：事实上收集气体主要关注气体的溶解性和气体密度(与空气对比)。 3、排水法收集气体的时间：大量气泡均匀冒出时开始收集，而不是刚冒出气泡时就开始收集。 4、一定注意先撤出导管后熄灭酒精灯，否则水槽中水会倒流，使试管炸裂。 ►考向01 工业制氧 1．（24-25九年级上·广东东莞·阶段检测）对于分离液态空气得到较纯净氧气的过程，以下分析不正确的是 A．利用了气体沸点不同 B．先分离出氮气，再分离出氧气 C．分离得到的氧气是混合物 D．该过程主要是化学变化 【答案】D 【分析】分离液态空气得到较纯净氧气是利用了氮气和氧气的沸点不同，氮气的沸点较低先蒸发出来，氧气的沸点较高后蒸发出来。 【详解】A、由分析可知，选项正确； B、由分析可知，选项正确； C、分类出的氧气中仍然含有其他气体属于混合物，选项正确； D、该过程中没有新物质生成，属于物理变化，选项错误； 故选D。 2．工业上以空气为原料制备氧气的流程图如图： 液态空气蒸发分离出氮气和氧气是利用它们的 　 　（“熔点”或“沸点”）不同，发生 　 　（“化学”或“物理”）变化。 （2）此方法得到的A物质是 　 　（填“混合物”或“纯净物”）。 【答案】 （1）沸点；物理； （2）混合物。 【解析】解：（1）液态空气蒸发分离出氮气和氧气是利用它们的沸点不同，此过程中没有新物质生成，发生物理变化；故答案为：沸点；物理； （2）此方法得到的A物质中含有液态氧气、液态的各种稀有气体等多种物质，属于混合物，故答案为：混合物。 ►考向02 实验室制取氧气的原理 3．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MnO2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．③④ C．①② D．②④ 【答案】D 【分析】过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，氯酸钾在二氧化锰的催化作用下生成氯化钾和氧气，据此结合题意进行分析判断即可。 【解析】①过氧化氢在常温下就能分解，不需要加热，故选项说法错误。 ②二氧化锰在过氧化氢和氯酸钾的分解反应中均作催化剂，能加快分解速率，故选项说法正确。 ③过氧化氢在常温下就能分解，不需要加热，不需要使用酒精灯；而氯酸钾在加热条件下才能分解，分解氯酸钾时需要使用酒精灯，两种方法所需仪器不同，故选项说法错误。 ④过氧化氢、氯酸钾都含有氧元素，都是含氧化合物，都利用含氧化合物分解来达到目的，故选项说法正确。 故②④说法正确。 故选：D。 ►考向03 氧气的制取、收集及检验 4．（2024·广东汕尾·一模）完成下列问题 （1）实验室制取氧气及其性质检验 ①图1中仪器a的名称是 。 ②实验室用高锰酸钾制取氧气，应选择图1中的发生装置 (填字母)，反应的化学方程式为 。若将制得的氧气用于图2硫在氧气中燃烧的实验，则应选择图1中的收集装置 (填字母)。 ③图2中集气瓶内水的作用是 ，硫在空气和氧气中燃烧的剧烈程度不同，其影响因素是 。 （2）制作简易制氧装置 某化学兴趣小组的同学利用家中常见的饮料瓶、吸管等设计并制作了简易制氧机，如图3所示。 ①过滤仓中的水除了有过滤杂质的作用外，还起到的作用是 (填字母)。 a．加快的生成            b．降低的温度        c．可以通过气泡观察生成的速率 ②验证过滤仓导出的气体是的方法为 。 【答案】(1) 锥形瓶 A E 吸收二氧化硫，防止污染空气 氧气的浓度 (2) bc 将带火星的小木条放在过滤仓导管口处，若小木条复燃，则为氧气 【详解】（1）①据图可知，仪器a的名称是锥形瓶； ②用高锰酸钾制取氧气，该反应为固体加热型，应选择图甲中的发生装置A；高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的化学方程式为：；硫在氧气中燃烧的实验，需要在集气瓶底部留少量的水，所以在图1中选择制取并收集氧气装置E； ③图2中集气瓶内水的作用是：吸收二氧化硫，防止污染空气；硫在空气和氧气中燃烧剧烈程度不同，影响因素是：氧气的浓度； （2）①a．过滤仓无法加快氧气生成的速率，故说法错误；             b．反应后仓壁变得温热，则过滤仓可以降低氧气温度，故说法正确；         c．可以通过气泡观察氧气生成的速率，故说法正确； 故选bc； ②氧气能使带火星的小木条复燃，则验证过滤仓导出的气体是氧气的方法是：将带火星的小木条放在过滤仓导管口，若小木条复燃，则为氧气。 5．（24-25九年级上·广东佛山·期中）回答下列问题。 （1）图中仪器的名称是 。 （2）用高锰酸钾制取并收集一瓶干燥的氧气，应选图1中的装置 (填字母)，该反应的化学方程式为 。 （3）用装置收集一瓶氧气，应待出现 现象时才开始收集。 用如图的自制“制氧机”制备。 【资料】过碳酸钠加水溶解会分解生成和；易溶于水。 【操作】在左瓶中依次加入适量水、过碳酸钠和二氧化锰。 【现象】左瓶中黑色粉末翻腾、液体浑浊，瓶壁温热；右瓶水中导管口有气泡冒出。 【评价】 （4）①反应产生氧气的化学反应方程式为： ； ②右瓶中水的作用是 (填字母)； a．湿润氧气    b．观察氧气的流速    c．降低氧气的温度 ③该自制“制氧机”中，制氧剂选择过碳酸钠而不选择双氧水，是因为 。 【答案】(1)酒精灯 (2) (3)气泡连续并均匀冒出 (4) 过碳酸钠的运输储存比双氧水方便 【详解】（1）由图可知，仪器的名称是酒精灯； （2）用高锰酸钾制取氧气，该反应属于固体加热型，发生装置选A，氧气密度大于空气，不易溶于水可以用向上排空气法和排水法收集，相比较而言，向上排空气法收集的氧气更干燥，收集装置选C，故填AC；高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的化学方程式为：； （3）当水槽内导管口有连续均匀气泡产生时，才开始收集，因为刚开始排出的是装置内的空气； （4）①该反应中过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应的化学反应方程式为：； ②右瓶中水有过滤杂质、通过气泡观察氧气生成的速率的作用，还可以降低氧气温度，使氧气具有一定的湿度，适合人们呼吸，故选：abc； ③该自制“制氧机”中，制氧剂选择过碳酸钠而不选择双氧水，是因为过碳酸钠的运输储存比双氧水方便。 ►考向04 氧气制取实验中的错误分析 6．（24-25九年级上·广东茂名·期中）气体的制取与性质实验是初中化学实验的重要内容。 Ⅰ.气体的制取实验（如图1） （1）写出图中指定仪器名称：① 。 （2）实验室用分解过氧化氢制取氧气；选择并组装发生和收集装置并要求该套组合装置能获得平稳的气流，控制液体流速，你的选择是： ；实验室还能用加热高锰酸钾法制氧气，其制取的化学方程式为： ，此反应的基本类型为 。 （3）甲烷（）在实验室里可用排水法或向下排空气法收集，请你根据甲烷的收集方法，推测该气体具有的性质是 （写出其中一点即可）。 Ⅱ.气体的性质实验 （4）铁丝燃烧实验（如图2）。 ①加热后的铁丝放入已收集满氧气的集气瓶中，能观察到 （填实验现象），放出热量，反应的文字表达式为： 。 ②从实验安全分析，过氧化氢溶液起到的作用是 。 【答案】(1)锥形瓶 (2) CD/CF 分解反应 (3)难溶于水（合理即可） (4) 铁丝剧烈燃烧，火星四射，放热，生成黑色固体 防止高温生成物炸裂集气瓶底 【详解】（1）根据图像，仪器①是锥形瓶。 （2）实验室用分解过氧化氢制取氧气，过氧化氢在二氧化锰催化作用下快速分解生成水、氧气，属于固液常温型反应，需选择的发生装置是B或C，需要获得平稳的气流，控制液体流速，则发生装置应选择C，可以通过C装置中的分液漏斗控制液体滴加速率，从而控制反应速率，获得平稳的气流。氧气密度比空气大、不易溶于水，可用向上排空气法或排水法收集，则收集装置可选D或F，因此装置组合是CD或CF； 实验室还能用加热高锰酸钾法制氧气，高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰、氧气，文字表达式为：； 该反应由一种物质反应生成三种物质，属于基本反应类型中的分解反应。 （3）甲烷（）在实验室里可用排水法或向下排空气法收集，说明该气体具有的性质是：难溶于水、不与水反应、密度小于空气、不与空气反应。 （4）①加热后的铁丝放入已收集满氧气的集气瓶中，能观察到铁丝剧烈燃烧，火星四射，放热，生成黑色固体； 铁丝燃烧生成四氧化三铁，反应的文字表达式为：。 ②铁丝燃烧生成四氧化三铁，生成物温度很高，若直接接触集气瓶底，易导致瓶底炸裂，过氧化氢溶液可以吸收热量，起到的作用是防止高温生成物炸裂集气瓶底。 ►考向05 空气中氧气的含量测定的常用改进装置 7．（2024·广东广州·一模）实验技能是学习化学的基础和保证。 活动一：学习小组在实验室制取氧气。 （1）仪器a的名称 。 （2）将KMnO4装入A中试管，试管口放一团棉花是因为 。 （3）利用注射器可检查装置B的气密性，将活塞缓慢向外拉，若观察到 则证明气密性良好。 （4）若选用双氧水和二氧化锰制取氧气，其化学反应方程式是 ，可选用发生装置 (填字母)。 （5）实验室用F装置收集Cl2气体，气体从 口进。(填c或d) 活动二：学习小组根据如图装置完成制取氧气及其性质实验 （6）为收集较纯的氧气，需先排尽装置A内的空气，应对弹簧夹的操作是 (填“打开a，关闭b”或“关闭a，打开b”或“关闭a，关闭b”)；再次调节弹簧夹，用装置B收集氧气。 （7）待装置B集满氧气后，将燃烧着的硫迅速放入装置B中，塞紧胶塞。此时，装置B的现象是 。 （8）装置C的作用是 。 【答案】(1)酒精灯 (2)防止加热时，固体粉末进入导管，堵塞导管 (3)漏斗下端有气泡产生 (4) 2H2O22H2O+O2↑ B (5)c (6)打开a，关闭b (7)产生明亮的蓝紫色火焰，放热，生成有刺激性气味的气体 (8)吸收有害气体，防止污染空气 【详解】（1）由图可知，仪器a为酒精灯，故填：酒精灯； （2）加热高锰酸钾时，为了防止固体粉末进入导管，堵塞导管，试管口应塞一团棉花，故填：防止加热时，固体粉末进入导管，堵塞导管； （3）检查装置B的气密性，将活塞缓慢向外拉，若装置气密性良好，则装置中的压强减小，则在压强差的作用下，气体从长颈漏斗下端进入，会观察到长颈漏斗下端有气泡产生，故填：漏斗下端有气泡产生； （4）过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气，反应的化学方程式为： ；该反应为固液常温反应，且由于二氧化锰为粉末状药品，则发生装置选B，故填：；B； （5）氯气的相对分子质量为35.5×2=71>29，则氯气密度比空气大，用F装置收集时，气体应c口通入,故填：c； （6）若想除去装置中的空气，则可打开a，关闭b，排出一定气体后，再打开b，关闭a，开始收集氧气，故填：打开a，关闭b； （7）硫在氧气中燃烧，产生明亮的蓝紫色火焰，放热，生成有刺激性气味的气体，故填：产生明亮的蓝紫色火焰，放热，生成有刺激性气味的气体 （8）硫燃烧生成的二氧化硫有毒，会污染空气，则装置C的作用为吸收有害气体，防止污染空气，故填：吸收有害气体，防止污染空气。 跨学科实践 微型空气质量“检测站”的组装与使用 1．广东某市中学实践活动小组在温老师带领下，对空气质量检测等开展了一系列项目式学习活动。 活动一：了解空气质量指数所表示的含义 【思考分析】 （1）下图是该小组所在地区某日的空气质量情况，其空气质量状况为 （填“优”“良”或“轻度污染”） 活动二：认识微型空气质量“检测站” 【查询网络】微型空气质量检测系统可实时、准确地检测室外空气污染物、其结构如下图所示。 （2）太阳能板工作时发生的能量转化是 。 活动三：调查微型空气质量“检测站” 观察并记录某段时间显示的数据如下表 二氧化氮（μg/m3） 臭氧（μg/m3） 一氧化碳（mg/m3） 22 158 1.3 （3）除显示器显示的内容外，还需要检测的空气污染物有 （写一种）。 活动四：进行实践 同学们对工厂附近的空气质量感到好奇，调研发现该工厂为了获得充足的能量。长期采用燃煤技术。于是同学们猜测该工厂排放的废气中含有二氧化硫。 【查阅资料】二氧化硫是有刺激性气味的气体，能使澄清石灰水变浑浊，也能使品红溶液褪色。 （4）设计并进行实验 实验操作 实验现象 实验结论 收集一瓶该工厂的废气，加入 ，振荡。 废气中含有二氧化硫 活动五：提出空气质量改进方案 （5）为了保护人类赖以生存的环境，我们在校园中能做什么？ （写一条）。 【答案】（1）轻度污染 （2）太阳能转化为电能 （3）二氧化硫 （4）品红溶液 品红溶液褪色 （5）节约用电 【解析】（1）根据图示信息，数值为108，属于轻度污染。故填：轻度污染。 （2）据图可知，太阳能板工作时发生的能量转化是太阳能转化为电能。故填：太阳能转化为电能。 （3）表中只有二氧化氮、臭氧、一氧化碳，还需要检测二氧化硫等。故填：二氧化硫。 （4）根据查阅资料显示，二氧化硫能使澄清石灰水变浑浊，也能品红溶液褪色，但是废气中可能含有二氧化碳，也能使澄清石灰水变浑浊，故要加入品红溶液，观察到品红溶液褪色，则废气中一定含有二氧化硫。故填：品红溶液；品红溶液褪色。 （5）为了保护人类赖以生存的环境，在校园里我们要节约用电、双面使用纸张等。故填：节约用电。 2．（24-25九年级上·山西太原·阶段检测）随着环保意识的提高，人们对空气质量越来越关注.某实践活动小组在老师的带领下，对空气质量检测等开展了一系列项目式学习。 活动一：了解空气质量指数所表示的含义 【思考分析】 （1）如图1是某日的空气质量情况，该日的空气质量为 （填“轻污染”或“重度污染”）。 （2）空气污染会导致的危害有 。（写一条） 活动二：认识微型空气质量“检测站” 【交流思考】 （3）如图2，太阳能板工作时进行的能量转化是将 能转化为电能。其中（如图）使用 设备处理和检测数据。 【进行实践】同学们找到一个微型空气质量“检测站”，观察并记录不同时间显示的数据如表： 二氧化氮/ 臭氧/ 一氧化碳/ 22.0 158.0 3.26 【交流思考】 （4）除显示器显示的内容外，还需要检测的空气污染物有 。 （5）进行空气质量检测的意义有 （写一条）。 活动三：进行实践 同学们调研发现某些工厂为了获得充足的能量，长期采用燃煤技术，于是猜测该废气中含有二氧化硫。 【查阅资料】二氧化硫是有刺激性气味的气体，能使澄清石灰水变浑浊，也能使品红溶液褪色。 【设计并进行实验】 （6） 实验操作 实验现象 实验结论 收集一瓶工厂排放的气体，加入品红溶液，振荡 废气中含有二氧化硫 【反思评价】 （7）不选用澄清石灰水检验二氧化硫的原因是 。 活动四：提出空气质量改进方案 【分享成果】 （8）“绿水青山就是金山银山”为了保护人类赖以生存的空气，可以采取的具体措施 。 【答案】(1)轻污染 (2)酸雨等 (3) 太阳 检测箱 (4)二氧化硫等 (5)保障人体健康 (6)品红褪色 (7)二氧化碳也能使澄清石灰水变浑浊 (8)节约用电等 【详解】（1）根据图示信息，数值为108，属于轻度污染； （2）空气中有害物质会危害人体健康，二氧化硫等气体会造成酸雨等； （3）太阳能电池板进行能量转化，其能量转化方式是将太阳能转化为电能；如图2所示，其中使用检测箱设备处理和检测数据； （4）在计入空气污染指数的项目中有二氧化硫、氮氧化合物、可吸入颗粒物、臭氧、一氧化碳等，表中只有二氧化氮、臭氧、一氧化碳，还需要检测二氧化硫、可吸入颗粒物等； （5）进行空气质量检测可以保障人体健康、预防和控制疾病传播、促进环境意识提升等； （6）依据结论：废气中含有二氧化硫，根据资料中二氧化硫能使品红褪色，故实验现象为品红褪色； （7）根据查阅资料显示，二氧化硫能使澄清石灰水变浑浊，废气中可能含有二氧化碳，二氧化碳也能使澄清石灰水变浑浊，故不选用澄清石灰水检验二氧化硫； （8）为了保护人类赖以生存的环境，我们要节约用电、双面使用纸张、绿色出行等。 3．（24-25八年级上·上海·单元测试）随着环保意识的提高，人们对空气质量越来越关注。某实践活动小组在老师的带领下，对空气质量检测等开展了一系列项目式学习。 活动一：了解空气质量指数所表示的含义 空气质量指数(Air Quality Index，简称AQ1)是定量描述空气质量状况的指数，分为六级，相对应空气质量的六个级别，其数值越大，说明空气污染状况越严重。 【思考分析】 （1）如图1是该日太原市的空气质量情况，该日的空气质量为 (填“优”“良”或“轻度污染”)。 【资料】酸雨的形成主要是由于大气中存在的酸性物质，主要是化石燃料的使用或汽车尾气的排放会产生大量的二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO)等。这些物质在大气中经过一系列化学反应，最终形成硫酸（H2SO4）和硝酸（HNO3），随着雨水降落到地面，从而形成酸雨。 （2）空气中二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO)的主要来源是 ，所引起的环境问题是 。 活动二：认识微型空气质量“检测站” 【查询网络】微型空气质量检测系统用于实时、准确检测室外空气污染物，其结构如图2。 【交流思考】 （3）太阳能板工作时进行的能量转化是 。 活动三；调查微型空气质量“检测站” 【进行实践】同学们找到一个微型空气质量检测站，观察并记录不同时间显示的数据如表： 二氧化氮/µg 臭氧/µg 一氧化碳/µg 22.0 158.0 3.26 【交流思考】 （4）除显示器显示的内容外，还需要检测的空气污染物有 (写一种)。 活动四：进行实践 同学们对某工厂附近的空气质量感到好奇，调研发现工厂为了获得充足的能量，长期采用燃煤技术。于是同学们猜测该废气中含有二氧化硫。 【查阅资料】二氧化硫是有刺激性气味的气体，能使澄清石灰水变浑浊，也能使品红溶液褪色。 【设计并进行实验】 （5） 实验操作 实验现象 实验结论 收集一瓶工厂排放的气体，加入品红溶液，振荡 废气中含有二氧化硫 【反思评价】 （6）不选用澄清石灰水检验二氧化硫的原因是 。 活动五：提出空气质量改进方案 【分享成果】 （7）“绿水青山就是金山银山。”为了保护人类赖以生存的空气，请你和兴趣小组同学思考，我们自己在校园中能做什么？ 。 【答案】(1)轻度污染 (2) 化石燃料燃烧/汽车尾气 酸雨 (3)太阳能转化为电能 (4)SO2/PM2.5 (5)品红溶液褪色 (6)二氧化硫、二氧化碳都能使澄清石灰水变浑浊 (7)节约用电（合理即可） 【知识点】化学反应中能量变化的实际应用、空气污染及其保护、空气的污染与防治、空气质量报告 【详解】（1）据图可知，空气污染指数是108，属于轻度污染； （2）化石燃料的使用或汽车尾气的排放会产生大量的二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO)等，最终可能导致酸雨； （3）太阳能电池板进行能量转化，其能量转化方式是将太阳能转化为电能； （4）在计入空气污染指数的项目中有二氧化硫、氮氧化合物、可吸入颗粒物、臭氧、一氧化碳等，故还需要检测这些物质； （5）由于二氧化硫能使品红褪色，实验结论中指出废气中含有二氧化硫，故混合气体通入品红溶液中，可观察到溶液褪色； （6）二氧化硫、二氧化碳都能使澄清石灰水变浑浊 （7）在学校生活中可通过节约用电等措施来保护空气。 基础巩固 （2024·广东卷·一模）我国载人航天环控生保技术跻身世界先进水平。简易流程如图所示。某项目式学习小组以“探秘支持航天员呼吸的气体环境”为主题调查研究，了解气体环境的成分、O2来源等。回答下面小题 1．空间站内的气体组成和地表空气基本一致，其中含量最多的气体是 A．氮气 B．氧气 C．二氧化碳 D．水蒸气 2．空间站内，利用太阳能电池电解水可制取氧气，有关电解水说法不正确的是 A．太阳能直接转化为化学能 B．正极产生了氧气 C．产生的氢气循环使用 D．电解过程在装置（I）进行 3．空间站里的氧气源自于电解水，所得氢气与二氧化碳反应生成水和甲烷（CH4），该反应的微观示意图如图所示。依据图示，下列叙述错误的是 A．化学反应前后分子种类不变 B．原子可以构成分子 C．化学反应中分子可以再分 D．化学反应前后原子种类不变 【答案】1．A 2．AD 3．A 【解析】1．空气的成分按体积计算，大约 是：氮气78%、氧气21%、稀有气体0.94%、二氧化 碳0.03%、其他气体和杂质0.03%。空间站内的气体组成和地表空气基本一致，其中含量最多的气体是氮气。 故选A； 2．A、电解水过程是电能转化为化学能，电能来自太阳能，此过程中太阳能不能直接转化为化学能，说法错误； B、水通电时，负极产生氢气，正极产生氧气，说法正确； C、根据流程图可知，氢气作为装置Ⅱ反应物，装置Ⅲ生成物，产生的氢气循环使用，说法正确； D、根据流程图可知，电解过程在装置（Ⅲ）进行，说法错误。 故选AD； 3．A、化学变化的实质是分子分成原子，原子重新组合成新的分子，化学反应前后分子种类发生改变，说法错误； B、由图示可知，原子可以构成分子，说法正确； C、由图示可知，化学反应中分子可以再分，说法正确； D、由图示可知，化学反应前后原子种类不变，说法正确。 故选A。 4．（2024·广东卷·一模）空气是人类宝贵的自然资源。下列说法正确的是 A．硫在氧气中燃烧产生淡蓝色的火焰，放出热量，生成有刺激性气味的气体 B．稀有气体在任何条件下都不与其他物质发生化学反应 C．利用红磷可以测量出空气中氧气含量，体积约占空气总体积的五分之一 D．造成空气污染的主要气体有CO、CO2、SO2、NO2 【答案】C 【详解】A、硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，产生一种具有刺激性气味的气体，故选项说法错误； B、稀有气体在特殊条件下可以与其他物质发生化学反应，故选项说法错误； C、结合课本相关知识可知，利用红磷燃烧测定空气中氧气含量实验的结论是氧气约占空气体积的五分之一，故选项说法正确； D、造成空气污染的主要气体有CO、CO2、SO2、NO2错误，因为二氧化碳是空气的成分，不是污染物，故选项说法错误。 故选C。 5．（2024·广东深圳·二模）下图各实验装置气密性均良好。对实验分析的说法正确的是 A．向广口瓶中滴入稀盐酸后，气球变大，说明氢氧化钠和盐酸反应放热 B．氢氧化钡溶液变浑浊，说明通入的二氧化碳与氢氧化钡发生了反应 C．红磷燃烧过程中弹簧夹未夹紧，待集气瓶冷却至室温后，将导管伸入水中，则测得空气中氧气的体积分数偏大 D．向试管中加入氧化钙后，石灰水中溶质质量减小，玻璃弯管左侧液面会降低 【答案】D 【详解】A、向广口瓶中滴入稀盐酸后，气球变大，不能说明氢氧化钠和盐酸反应放热，也可能是氢氧化钠固体溶于水放热造成的，故选项说法错误； B、通入二氧化碳后，碳酸钠溶液被压入氢氧化钡溶液中，碳酸钠能与氢氧化钡溶液反应生成碳酸钡沉淀和氢氧化钠，不说明通入的二氧化碳与氢氧化钡发生了反应，故选项说法错误； C、红磷燃烧过程中弹簧夹未夹紧，待集气瓶冷却至室温后，导致部分空气进入装置中，将导管伸入水中，使得进入集气瓶中的水减小，则测得空气中氧气的体积分数偏小，故选项说法错误； D、向试管中加入氧化钙后，氧化钙与水反应生成氢氧化钙，反应放出大量的热，氢氧化钙的溶解度随着温度的升高而减小，氢氧化钙的溶解度减小，有氢氧化钙析出，石灰水中溶质质量减小，集气瓶中温度升高导致压强增大，玻璃弯管左侧液面降低，故选项说法正确； 故选D。 6．（2024·广东清远·一模）下列实验方案的设计没有正确体现对比这种科学思想的是 A．比较温度对反应速率的影响 B．验证CO2的密度比空气大且不支持燃烧 C．探究氧气浓度对燃烧剧烈程度的影响 D．探究反应物间接触面积对反应速率的影响 【答案】A 【详解】A、图中实验，过氧化氢溶液的浓度、温度不同，存在两个不同的量，不能比较温度对反应速率的影响，实验方案没有正确体现对比这种科学思想，符合题意； B、图中实验，放在下端管口的燃着的小木条很快熄灭，放在上端管口的燃着的小木条熄灭的慢，说明二氧化碳的密度比空气大且支持燃烧，实验方案正确体现对比这种科学思想，不符合题意； C、氧气与空气主要不同之处是氧气的浓度不同，根据硫粉在空气和氧气燃烧的现象，可以探究氧气浓度对燃烧剧烈程度的影响，实验方案正确体现对比这种科学思想，不符合题意； D、根据等质量的块状石灰石与粉末状的石灰石与相同的稀盐酸反应的速率快慢，可验证反应物间接触面积对反应速率的影响，实验方案正确体现对比这种科学思想，不符合题意。 故选A。 7．（24-25九年级上·广东珠海·阶段检测）下列图像能正确反映其对应关系的是 A．①加热高锰酸钾制氧气 B．②用等质量、等浓度的过氧化氢溶液分别制取氧气 C．③加热一定量氯酸钾和二氧化锰的混合物制氧气 D．④用红磷测定密闭容器内空气中氧气的含量 【答案】C 【详解】A、高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，二氧化锰质量从0开始逐渐增加，图像不能正确反映其对应关系，不符合题意； B、催化剂只改变反应速率，不影响生成物的质量，有无催化剂，生成氧气质量相同，图像不能正确反映其对应关系，不符合题意； C、加热一定量的氯酸钾和二氧化锰的混合物，达到一定温度时氯酸钾才分解放出氧气，氧气不从0开始，反应结束后不再变化，图像能正确反映其对应关系，符合题意； D、红磷和氧气在点燃的条件下会生成五氧化二磷，剩余氮气等气体约占空气体积的五分之四，图像不能正确反映其对应关系，不符合题意。 故选C。 8．（24-25九年级上·广东深圳·期中）在实验室中，下列实验方案不能达到实验目的的是 选项 目的 方案 A 鉴别空气、二氧化碳、氧气 用燃着的木条检验 B 鉴别砂糖和食盐 取样，尝味道 C 鉴别水和过氧化氢 取样，加入适量的二氧化锰 D 检验氧气是否集满 将带火星的小木条放在集气瓶口 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A 、用燃着的木条检验，能使木条继续燃烧的是空气，能使木条熄灭的是二氧化碳，能使木条燃烧更旺的是氧气，可以鉴别，该方案能达到目的，不符合题意； B 、实验室中不能品尝任何药品的味道，通过取样尝味道来鉴别砂糖和食盐的方法不可行，该方案不能达到目的，符合题意； C、取样，加入适量的二氧化锰，有气泡产生的是过氧化氢，无明显现象的是水，可以鉴别，该方案能达到目的，不符合题意； D 、氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，将带火星的小木条放在集气瓶口，如果木条复燃，说明氧气已集满，该方案能达到目的，不符合题意。 故选B。 能力提升 9．（24-25九年级上·广东广州·期中）根据下图所示，按要求回答问题： （1）写出图中带有标号仪器的名称：a ，图F实验的目的是 。 （2）若用高锰酸钾制取氧气，该反应的符号表达式为 ，实验时还应在B装置试管口放一团 。 （3）实验室收集较干燥的氧气时，应选用装置 （填序号），用该装置收集氧气，验满的方法是 。若实验室用排水法收集氧气，开始收集氧气的合适时机是 。 （4）探究影响过氧化氢分解速率的因素的实验如下： 实验 序号 过氧化氢溶液浓度 过氧化氢溶液体积 温度 二氧化锰用量 收集氧气体积 反应所需时间 5 1 20 01 4 16.75 15 1 20 0.1 4 6.04 30 5 35 0 2 49.21 __ 5 __ 0 2 待测 对比实验a、b，得到的结论是 。若要探究过氧化氢溶液的分解速率还受温度影响，还需补充一个实验，请将表中补充完整：过氧化氢溶液浓度 %、温度 ℃。 （5）蜡烛在充满空气的密闭集气瓶内燃烧，时熄灭，同时用氧气传感器采集瓶内氧气浓度变化的数据如图。 根据测得的氧气浓度数据，你对燃烧的新认识是 。蜡烛熄灭后集气瓶中含量最多的气体是 。 【答案】(1) 集气瓶 检查装置的气密性 (2) KMnO4KMnO4+MnO2+O2 棉花 (3) D 将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，则证明已经收集满了 有连续均匀气泡冒出 (4) 其它条件相同时，过氧化氢浓度越大，过氧化氢的分解速率越快 30 20 (5) 当氧气浓度较低时，可燃物与氧气接触也不能燃烧 氮气 【详解】（1）仪器a为集气瓶； F装置是检查装置的气密性； （2）高锰酸钾加热分解产生锰酸钾和氧气和二氧化锰，符号表达式为：； 为防止粉末状物质进入导管，需要在试管口放一团棉花； （3）氧气的密度比空气略大，用向上排空气法收集，且收集的气体较干燥，故选D； 氧气具有助燃性，将带火星的木条放在试管口，若小木条复燃，则氧气已满； 若实验室用排水法收集氧气，刚刚冒出的气泡为空气，故开始收集氧气的合适时机是有连续且均匀的气泡冒出时； （4）对比实验a、b，除了过氧化氢溶液的浓度不同，其它因素均相同，且过氧化氢溶液的浓度越高，且收集等体积氧气所需时间越短，故对比实验a、b可知，过氧化氢分解速率与反应物的浓度有关，且过氧化氢浓度越大，过氧化氢的速率越快； 若要探究过氧化氢溶液的分解速率还受温度影响，除了温度不同以外，保证其它因素均相同，故还需补充一个实验 d ，若与c实验对比，则d中过氧化氢溶液的浓度为30%，过氧化氢溶液的体积为5mL，温度为20℃，二氧化锰用量为0，收集氧气体积为2mL； （5）据图像可知，当氧气浓度变为15.82%时，氧气浓度不再改变，即蜡烛不再燃烧，当氧气浓度较低时，可燃物与氧气接触也不能燃烧； 空气中含量最高的气体是氮气，氮气不与蜡烛反应，故蜡烛熄灭后集气瓶中含量最多的气体是氮气。 10．（24-25九年级上·广东梅州·阶段检测）生产氧气的方法有多种，其中两种方法如下。 （1）工业上以空气为原料制备氧气的流程图如图所示： ①能利用上述方法分离氧气和氮气的依据是 。 ②写出工业上不适用过氧化氢或高锰酸钾分解制取氧气的原因： 。 ③用 可以区分空气和氧气。 （2）变压吸附法：利用变压吸附技术，以分子筛为吸附剂制取氧气。 ①由图1、图2可知：过程1中，空气通过分子筛吸附材料时， 分子更容易被吸附。 ②过程2中，采用 的方法，能使被吸附的气体释放出去（此过程称为解吸）。分子筛吸附材料恢复吸附能力。 ③过程1和过程2交替进行，可连续生产大量高纯度氧气。根据以上信息，写出分子筛制氧机的应用场所： （写一处）。 【答案】(1) 氧气和氮气的沸点不同 成本高，无法大量生产 带火星的木条 (2) N2/氮气 减小压强 医院（答案不唯一，合理即可） 【详解】（1）①由图可知，上述方法分离氧气和氮气的依据是氧气和氮气的沸点不同，故填写：氧气和氮气的沸点不同。 ②实验室常用过氧化氢或高锰酸钾分解制取氧气的方法，具有反应快，操作简便，便于收集等特点，但成本高，无法大量生产，只能用于实验室中，工业生产则需要考虑原料是否易得，价格是否便宜，成本是否廉价，能否大量生产以及对环境的影响等，故填写：成本高，无法大量生产。 ‌ ③带火星的木条在氧气中会复燃，而在空气中会熄灭，因此可以通过这一现象来区分氧气和空气‌，故填写：带火星的木条。 （2）①由图2可知，相同压强时，氮气的吸附量更大，所以氮气分子（N2）更容易被吸附，故填写：N2或氮气。 ②由图2可知，吸附量受压强的影响，压强越大，吸附量越大，所以过程2中，采用减小压强的方法，减小吸附量，从而使被吸附的气体释放出去，故填写：减小压强。 ③由图2 可知，分子筛的吸附量随压强的增大而增大，减小而减小，该制氧机可广泛应用于医院，诊所等医疗机构，供患者使用，故填写：医院（答案不唯一，合理即可）。 11．（2024·广东清远·一模）【基础实验与跨学科实践】 具备基本化学实验技能是学习化学的基础和保证。在化学实验操作中，小明和小红分别抽取了Ⅰ、Ⅱ组试题。可供选择的实验药品有KClO3、MnO2、稀盐酸、大理石、H2O2溶液、粗盐、蒸馏水等，部分相关实验装置如图1所示。 Ⅰ组：O2和CO2 （1）图1中标号仪器①的名称是 。 （2）小明想用同一套装置分别制取氧气和二氧化碳，应选用的发生和收集装置是 (填字母)。装置B可以用来制取 ，制取该气体的化学方程式为 。 （3）若采用装置D干燥所收集的O2，瓶中需盛放 (填物质名称)，气体从 (填“a”或“b”)端通入。 （4）装置E的优点是 。 Ⅱ组：制作简易供氧器。 用如图2的自制“制氧机”制备O2 【资料】过碳酸钠加水溶解会分解生成Na2CO3和H2O2；Na2CO3易溶于水。 【操作】在左瓶中依次加入适量水、过碳酸钠和二氧化锰。 【现象】左瓶中黑色粉末翻腾、液体浑浊，瓶壁温热；右瓶水中导管口有气泡冒出。 【评价】 (5)①左瓶中的二氧化锰可通过 、洗涤、烘干等操作回收； ②右瓶中水的作用是 。(写一个即可) 【答案】(1)长颈漏斗 (2) AD 氧气 (3) 浓硫酸 a (4)可以控制反应的发生和停止 (5) 过滤 通过气泡观察氧气生成的速率 【详解】（1）图1中标号仪器①的名称是长颈漏斗。 （2）实验室用大理石或石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳为固液常温型反应，二氧化碳的密度比空气大，能和水反应且能溶于水，只能用向上排空气法收集，氧气的密度比空气大，可用向上排空气法收集，应选用的发生和收集装置是AD。 装置B可以用来制取氧气，是固体加热型装置且试管口没有棉花，说明是用氯酸钾和二氧化锰制取氧气，反应的化学方程式为。 （3）浓硫酸具有吸水性，且与氧气不反应，则若采用装置D干燥所收集的O2，瓶中需盛放浓硫酸。气体要与浓硫酸充分接触，氧气比空气重，氧气从a端进入，可收集氧气。 （4）装置E可以通过弹簧夹的打开和关闭来控制固体和液体的接触和分离，从而控制反应的发生和停止。 （5）①二氧化锰难溶于水，则左瓶中的二氧化锰可通过过滤、烘干等操作回收。 ②氧气不易溶于水，则右瓶中水的作用是通过气泡观察氧气生成的速率。 12．（2024·广东汕尾·一模）近年来我国航天事业蓬勃发展，航天员在中国空间站完成各项任务离不开氧气，因此，保障航天员的氧气需求至关重要。那么，空间站的氧气从哪里来？ （1）从地球上带去 可利用分子筛分离空气获得高浓度的氧气，分子筛是一种内部分布着均匀微小孔径的固体，通过特制的分子筛把空气中的氧分子吸入孔穴而与其他分子分离，其原理如图。据此比较和这两种分子的大小： (填“>”或“<”)。 （2）在天宫中制取 ①目前空间站已实现电解水制氧，若想用此方法得到16g氧气，则理论上需要水的质量为多少？ (写出计算过程) ②电解纯水速率较慢，为探究不同电压和不同浓度NaOH溶液对电解水速率的影响，实践小组进行多次实验，测得产生20mL氢气所需时间如图所示，由此得知，电解水速率最快的条件是 。 【答案】(1)> (2) 解设需要水的质量为x， ，x=18g 答：制取16g氧气，则理论上需要水的质量18g。 12V，10%NaOH 【详解】（1）空气通过分子筛，氧气分子能通过分子筛，氮气不能，故氮分子大于氧分子； （2）根据质量守恒定律进行计算，步骤见答案； 通过比较收集20mL气体所需的时间来比较反应速率，时间越长，反应速率则越慢，由图可知，电解水速率最快的条件是电压12V，10%NaOH溶液。 $$主题一 物质的性质与应用 专题03 空气和氧气（3~5分） 目录 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 2 / 15 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 01考情透视·目标导航 02知识导图·思维引航 03考点梳理·考法探究 考点一 空气 考点梳理 题型精选 ►考向01 空气的成分及用途 ►考向02 空气中氧气含量的测定 ►考向03 空气的污染与防治 考点二 氧气的性质与用途 考点梳理 题型精选 ►考向01 氧气的化学性质及用途 ►考向02 物质燃烧的现象 ►考向03 缓慢氧化现象 考点三 催化剂与催化作用 考点梳理 题型精选 ►考向01 催化剂和催化作用 实验 氧气制取 实验梳理 题型精选 ►考向01 工业制氧 ►考向02 实验室制取氧气的原理 ►考向03 氧气的制取、收集及检验 ►考向04 氧气制取实验中的错误分析 ►考向05 空气中氧气的含量测定的常用改进装置 跨学科实践 微型空气质量“检测站”的组装与使用 04分层训练·巩固提升 考点要求 课标要求 考查频次 命题预测 空气 · 了解空气的组成，认识空气是一种宝贵的自然资源，了解空气污染的后果和防止污染的重要意义。 · 了解空气中氧气含量的测定 · 5年3考 · 2022、2021、2020年 广东省考卷中，这部分的考点以选择题、实验题考查。 在选择中考查的命题点有：空气的污染及防治、 空气中氧气含量的测定、氧气的用途、催化剂与催化作用的判断，常结合生活中的常见生活中现象、工农业生成、科学实验等以文字形式呈现。 氧气的制法考点常以实验题的形式进行考查。考查的命题点有：装置的选择、收集方法、检验及错误分析。 氧气的性质和用途 · 了解并掌握氧气的化学性质，能鉴别氧气和空气，了解氧气的用途。 · 近5年无考 氧气制取 · 掌握实验室用过氧化氢、高锰酸钾制取氧气及反应的原理、装置、检验、验满方法等 · 近5年5考 催化剂与催化作用 · 认识催化剂和催化作用 · 近5年1考 · 2024年 考点一 空气 一、空气的成分及用途 1．空气的成分：空气是混合物，主要由 和 组成，在通常情况下，空气中各种成分的含量保持相对稳定。 2．氧气用途 ① （如登山、医疗、潜水等） ② （如炼钢、气焊、航空等） 3．氮气用途 ① （如汽车安全气囊、灯泡、食品袋等充氮气），利用N2化学性质不活泼； ② ； ③ ； ④ 。 4．稀有气体用途 ① ，利用稀有气体通电时能发出不同颜色的光。 ② （焊接金属的保护气、灯泡内保护气），利用稀有气体化学性质很不活泼。 注意：“稀有气体”是一类气体的总称，不是一种气体。 【易混易错】 1．空气中各成分含量是指“体积分数”而不是“质量分数”；空气的成分是相对稳定的。 2．稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙和氡等气体的总称，因此“稀有气体”是混合物，而“氦气”、“氖气”等是纯净物。 二、空气中氧气含量的测定 1．拉瓦锡测定研究空气成分的实验 实验装置 实验现象 实验结论 1.对银白色的液态汞加热，一部分汞变成 色粉末，气体体积 。 2.将红色固体加强热，得到银白色固体和 ，把该气体加入之前容器剩下的气体中，所得气体与 性质完全一样。 空气由氧 和 组成 2．红磷燃烧测定空气中氧气的含量 实验装置 实验原理 红磷燃烧消耗集气瓶内的氧气，瓶内气体 ，压强 ，冷却后打开弹簧夹，烧杯内的水会被压入集气瓶，进入水的体积即为瓶内消耗 的体积。 实验现象 ①红磷燃烧，产生 ，并放出热量； ②冷却后打开弹簧夹，烧杯中的水 ，瓶内液面上升约 。 实验结论 空气中含有氧气，氧气约占空气总体积的 。 反应表达式 化学方程式： 实验注意点 （1）装置的 要好（否则测量结果偏小） （2）红磷必须 ，如果红磷过少则氧气没有全部消耗完，测量结果偏小 （3）要等集气瓶（装置） 后才能打开弹簧夹（否则测量结果偏小） （4）要先夹住橡皮管，然后再点红磷（否则测量结果偏大）。 误差分析 小于1/5原因 ① ；② ； ③ 。 大于1/5原因 ① ；② 。 瓶内剩余气体（N2）的性质 物理性质： ； 化学性质： 。 【特别提醒】 药品选择：物质能在空气中燃烧且只与氧气反应，燃烧后的生成物为固体或液体 ① 可否换用木炭、硫等物质？不能，因为木炭或硫燃烧会产生气体，造成瓶内气体体积变化小。 ② 可否换用铁丝？答：不能，铁丝在空气中不燃烧。 ③ 可否换用镁？答：不能，镁能与氧气、氮气、二氧化碳都发生反应。 3．空气中氧气的含量测定的常用改进装置： 装置改进的目的： 。 三、空气的污染与防治 空气污染物 ①有害气体： 、 、 ② 污染来源 ①化石燃料的燃烧；②工厂排放的废气；③植被破坏引起的沙尘 造成的危害 严重损害人体健康，影响农作物生长，破坏生态平衡； 和 也与空气污染有关。 防治措施 使用 ；加强空气质量监测；积极植树、造林、种草等。 空气质量评价内容 目前计入空气质量评价的主要污染物有： 、 、 、 、 、 。 【特别提醒】 目前，我国采取的空气质量等级分为五级，等级越低，空气污染指数数值越小，即空气质量越好，越有利于人体健康。 【易混易错】 1．臭氧不是有害气体，空气中低浓度的臭氧可消毒，但含量超过一定浓度后却有剧毒，故计入空气质量评价。 2．酸雨主要是由工业排放的二氧化硫、二氧化氮等气体引起的。 3．空气质量日报的主要内容包括空气质量指数、首要污染物、空气质量状况等。 4．空气质量日报中的“空气质量指数”和“空气质量级别”的数值越大，空气质量状况越差，污染越严重。 5．空气中二氧化碳含量过高会造成温室效应增强，但二氧化碳不属于空气污染物。 ►考向01 空气的成分及用途 【例1】（2024·广东茂名化州·一模）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．洁净的空气是纯净物 B．氧气是空气中含量最多的气体 C．稀有气体含量少，没有利用价值 D．氮气化学性质不活泼，常用作保护气 【变式1-1】（2024·广东广州·三模）空气是一种宝贵的自然资源，下列有关说法中正确的是 A．空气中的的质量分数最大 B．造成酸雨的主要污染物是二氧化硫和二氧化氮 C．空气污染指数越高，空气质量状况越好 D．稀有气体用于制电光源，利用了其通电发光的化学性质 【变式1-2】（24-25九年级上·广东中山·期中）空气是一种宝贵的自然资源。下列有关说法中不正确的是 A．空气质量指数的污染物监测范畴包括CO、CO2、O3等 B．空气是由氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳等物质组成的混合物 C．空气中氮气的体积分数最大 D．稀有气体都没有颜色、没有气味，在通电时能发出不同颜色的光 ►考向02 空气中氧气含量的测定 【例2】（2024·广东深圳坪山·一模）用图甲所示装置测定空气中氧气的含量，其中燃烧匙内的白磷用电加热装置点燃，瓶内气压用气体压强传感器测定，其变化如图乙所示，则下列分析合理的是 A．该反应中的白磷要足量，目的是消耗尽集气瓶内的O2避免实验误差 B．在t1时刻后，集气瓶内气压显著增加，其原因是白磷燃烧的产物所致 C．在t1－t3这段时间内，集气瓶内温度始终保持不变 D．t3时刻打开止水夹，瓶内气体体积变大 【变式2-1】（24-25九年级上·广东珠海·期中）兴趣小组利用图1装置进行测定空气中氧气含量的实验，测得实验过程中集气瓶内温度和压强随时间的变化趋势如图2，下列说法错误的是 A．要保证实验结果的准确性，红磷必须足量 B．实验过程中集气瓶内温度先升高，后降低至室温 C．b点红磷停止燃烧， bc段装置逐渐冷却至室温 D．在t1时打开了弹簧夹 【变式2-2】（24-25九年级上·广东广州·期中）人类对空气成分的探究经历了艰辛的过程。测量空气中氧气体积分数实验的思维模型如下：封闭空间——消耗氧气——气压减小——观察现象。 （1）18世纪拉瓦锡为研究空气成分，用图1所示装置持续加热12天，直到曲颈瓶中红色粉末不再增加。关于该实验分析不合理的是 (填标号)。 A．装置内两处容器中汞的作用相同 B．曲颈瓶中汞的用量可能会影响实验结果 C．使用汞的优点之一是，在加热条件下汞只和氧气反应。 D．实验前后必须测量曲颈瓶和玻璃钟罩内的气体体积 （2）图2是仿照拉瓦锡钟罩实验原理设计的装置。 ①实验前，图2装置检查气密性的具体操作为 。 ②实验时，红磷燃烧的化学符号表达式为 。 ③误差分析，如果没有弹簧夹，实验结果会 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。 （3）凯凯同学对图2实验装置进行了改进，设计了下图所示实验。反应前注射器活塞在20mL刻度线处，玻璃管内空气总体积为70mL(反应前气球内空气已排净)，相关实验数据记录如下，请回答： 时间/min 0 1 3 5 7 9 10 注射器读数/mL 20.0 34.0 30.0 18.0 8.6 4.0 4.0 ①根据实验数据计算空气中氧气的体积分数为 (计算结果精确到0.1%)。 ②实验结束后，发现实验结果与理论值()差别较大，你认为导致这一结果的原因可能是 (只写一条)。 ►考向03 空气的污染与防治 【例3】（2024·广东汕头·二模）《环境空气质量标准》有PM2.5监测项目，PM2.5是用来监测下列项目中的 A．细颗粒物 B．一氧化碳 C．二氧化氮 D．二氧化硫 【变式3-1】（2024·广东汕头·一模）加强大气质量监测可防止空气污染，下列物质属于空气污染物的是 A．二氧化氮 B．氮气 C．二氧化碳 D．氦气 【变式3-2】（24-25九年级上·广东珠海·期中）2024年10月24日珠海某地空气质量如图所示： 下列说法正确的是 A．氮气占空气质量分数的78% B．近日香洲区下酸雨的可能性比较小 C．质量级别越大，空气状况越好 D．二氧化碳、二氧化硫、一氧化碳、臭氧都是空气污染物 考点二 氧气的性质与用途 1．物理性质 在标准状况下，氧气是无色、无味、 的气体，密度比空气 。在低温、高压时，可变成淡蓝色的液体或雪花状固体。 2．化学性质 （1） ：带火星的木条在氧气中能够复燃，说明氧气能够助燃或支持燃烧，利用此性质可以区别N2和O2、CO2和O2。 （2）常见物质在氧气或空气中的燃烧 Ⅰ.与单质的反应 类型 物质 燃烧时出现的现象 化学方程式 反应示意图或注意事项 与 金 属 单 质 反 应 铁 在空气中：红热，离开火后变冷，不燃烧 在氧气中：剧烈燃烧， ，放出大量的热， 3Fe＋2O2 Fe3O4 集气瓶底部放少量水或铺一层细沙的目的是防止生成的 溅落使集气瓶炸裂 镁 剧烈燃烧，发出 ，放出大量的热，生成 2Mg＋O2 2MgO 与 非 金 属 单 质 反 应 木炭 不同点：在空气中发出 ，在氧气中发出白光 相同点：均放热；将充分燃烧生成的气体通入澄清石灰 水中， C＋O2 CO2 硫 不同点：在空气中，发出微弱的 ；在氧气中，发出明亮的 相同点：放热，生成无色有 的气体 S＋O2 SO2 集气瓶预先装入适量的水或氢氧化钠溶液的目的是 ，防止生成物污染空气 红磷 放出大量的热，产生 4P＋5O2 2P2O5 氢气 在空气和氧气中都燃烧，产生淡 ，火焰上方罩 着的 内壁出现 2H2＋O2 2H2O 点燃氢气之前必须验纯 Ⅱ.与几种化合物的反应 物质 反应现象 化学方程式 注意事项 一氧化碳 在空气中燃烧，发出 火焰，释放出热量 2CO＋O22CO2 点燃以前要 甲烷 在空气中点燃，发出 ，生成无色气体和液体，释放热量 CH4＋2O2 2H2O＋CO2 点燃以前要 乙醇 在空气中点燃，发出 ，生成无色气体和液体 C2H5OH＋3O2 3H2O＋2CO2 【易混易错】 1. 现象描述错误：如“烟”与“雾”、“光”与“火焰”的词语使用不准确。 2. 对氧气的性质掌握不准确：氧气性质比较活泼，具有氧化性。 3. 对集气瓶中预留水的作用不明确：认为水只是吸收热量，其实有时还吸收有毒有害物质。 4. 认为氧气可当做燃料：氧气具有助燃性，不具有可燃性。 5. 性质和用途关系对应错误。 6. 不理解炼钢和炼铁原理：炼铁是还原，炼钢是氧化！ ►考向01 氧气的化学性质及用途 【例1】下列是化学实验小组的四位同学在实验室做有关氧气的性质实验操作，错误的是（　　） A．小周将盛有红热木炭的燃烧匙从瓶口往下缓慢伸入盛有氧气的集气瓶中 B．小吴准备做硫在氧气中燃烧的实验，在用排水法收集氧气时，集气瓶中少量水未排完就停止收集 C．小郑将镁条点燃之前先用砂纸把镁条打磨光亮 D．小王在酒精灯的火焰上引燃细铁丝底端的火柴后立即将其伸入盛有氧气的集气瓶中 【变式1-1】下列有关氧气的说法错误的是 A．通常状况下，氧气是无色、无臭的气体 B．氧气在低温、高压时能变为液态或固态 C．鱼能在水中生存，说明氧气极易溶于水 D．氧气是一种化学性质比较活泼的气体，能和许多物质发生反应 【变式1-2】某同学做铁丝在氧气中燃烧的实验，没有观察到火光四射，其失败原因不可能是（　　） A．集气瓶底部没有铺一层细沙 B．铁丝表面生锈 C．铁丝的温度未达到着火点 D．收集到的氧气量太少或纯度太低 ►考向02 物质燃烧的现象 【例2-1】（24-25九年级上·广东东莞·阶段检测）关于物质燃烧的现象描述错误的是 A．硫在氧气中燃烧，火焰呈蓝紫色，生成有刺激性气味的气体 B．铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成黑色固体 C．木炭在氧气中燃烧，发出白光，生成使澄清石灰水变浑浊的气体 D．磷在空气中燃烧，反应剧烈，产生大量白色烟雾 【例2-2】（2024·广东东莞·二模）2023年神舟十六号载人飞船将三名航天员成功送入空间站。下列能供给航天员呼吸的气体是 A．氧气 B．氮气 C．二氧化硫 D．氨气 【变式2-1】（24-25九年级上·广东广州·阶段检测）甲、乙是氧气的性质实验。下列叙述正确的是 A．坩埚钳均需要快速插入集气瓶中 B．细铁丝和木炭在空气中均不能燃烧 C甲实验瓶内的水不能用细沙代替 D．上述实验说明氧气浓度越大，燃烧越剧烈 【变式2-2】（23-24九年级上·广东湛江·阶段检测）物质在空气中燃烧的现象，描述正确的是 A．硫粉：发出淡蓝色的火焰 B．木炭：发出白光 C．石蜡：生成水和二氧化碳 D．红磷：产生白色烟雾 ►考向03 缓慢氧化现象 【例3】（24-25九年级上·广东广州·期中）下列变化事例中不属于缓慢氧化的是 A．动植物呼吸 B．醋的酿造 C．食物腐烂 D．蜡烛缓慢燃烧 【变式3-1】（24-25九年级上·广东东莞·阶段检测）如图为大自然中的氧循环示意图，下列说法错误的是 A．氧循环过程中没有化学变化发生 B．物质燃烧说明氧气具有助燃性 C．生物呼吸发生的是缓慢氧化反应 D．植物光合作用的生成物之一是氧气 【变式3-2】（24-25九年级上·广东佛山·阶段检测）分类是化学学习和研究的重要方法之一，下列分类正确的是 选项 归类 举例 A 混合物 过氧化氢溶液、冰水共存体、稀有气体 B 大气污染物 粉尘、氮气、二氧化碳 C 可直接加热的仪器 烧杯、蒸发皿、燃烧匙 D 缓慢氧化 食物腐烂变质、急促呼吸、金属生锈 A．A B．B C．C D．D 考点三 催化剂与催化作用 概念 在化学反应中能 其他物质的 ，但 和 在反应前后不变的物质。 特点 一变（改变 ）；两不变（ 、 不变） 理解 ①催化剂不能改变生成物的质量 ②催化剂作为反应的条件 ③一种催化剂只针对某一类或某一个反应，某一反应的催化剂可能不只一种 证明某物质是催化剂 ①证明 ： 相同条件下，加或者不加药品控制变量对比实验； ②证明 ：同时满足 即为催化剂 实验前称量一次，实验后分离出来再称量一次； ③证明 ： 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。 【易混易错】“多重身份”的MnO2 ①“催化剂”---过氧化氢制氧气的反应中； ②“反应物”--- MnO2＋4HCl(浓)MnO2＋Cl2↑+2H2O反应中； ③“生成物”---2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑反应中，MnO2是生成物。 ►考向01 催化剂和催化作用 【例1】（2024·广东·中考真题）探究H2O2分解速率的影响因素，下列分析正确的是 实验编号 H2O2溶液 催化剂(0.1g) 温度/℃ 体积/mL 溶质质量分数/% ① 5 10 — 20 ② 5 10 MnO2粉末 20 ③ 5 5 MnO2粉末 20 ④ 5 5 MnO2粉末 40 ⑤ 5 5 Fe2O3粉末 20 A．①④探究有无催化剂的影响 B．②③探究H2O2溶液浓度的影响 C．②④探究反应温度的影响 D．④⑤探究催化剂种类的影响 【变式1-1】（24-25九年级上·广东中山·期中）关于催化剂的研究是一项重要的课题，某小组开展了“探究催化剂的奥秘”项目式学习。 【任务一】探究催化剂 查阅资料发现：氧化铜也可以作为过氧化氢分解的催化剂，于是进行相应探究。称量0.2g氧化铜，取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，进行图1所示实验。 （1）表1 步骤①现象 步骤③现象 步骤⑥结果 实验结论 试管中有极少量气泡产生，带火星的木条没有复燃 称得氧化铜的质量为 氧化铜是过氧化氢分解反应的催化剂 （2）步骤①的作用是 ，步骤①③可以说明 。 （3）小英同学认为上述实验还不能证明氧化铜可以作为过氧化氢分解的催化剂，需要再补充一个探究实验，还需要取步骤⑥得到的氧化铜粉末，再进行重复实验②③，其目的是 。 【任务二】“催化剂对过氧化氢分解速率的影响”的系列探究 甲小组：分别取1g不同的催化剂加入试管中，再加入20mL5%的过氧化氢溶液，进行了表2实验： 表2 序号 催化剂 催化剂质量 温度 实验现象 a 二氧化锰粉末 1g 常温 持续产生气泡，速率适中，气流平稳 b 红砖粉末 1g 60℃ 持续产生气泡，速率适中，气流平稳 c 红砖小颗粒 1g 常温 缓慢，有少量气泡逸出 d 块状红砖 1g 常温 十分缓慢，几乎看不到气泡 （4）①有同学认为可得出结论：二氧化锰粉末与红砖粉末对过氧化氢的分解具有相同的催化效果，但小明认为此结论不科学，理由 。 ②能说明催化剂的催化效果与其“颗粒大小”有关的实验组合是 (填序号)。 ③在常温下，另取2g红砖小颗粒，向其中加入20mL5%的过氧化氢溶液，继续实验，发现产生气泡的速率明显比实验c快。能得到的结论是 。 乙小组：分别取10mL5%过氧化氢溶液、1g二氧化锰、1g氧化铜，按图2所示装置进行实验，实验时倾斜锥形瓶使过氧化氢溶液与催化剂完全接触，测得相同条件下瓶内气压的变化如图3所示。 （5）对比分析图3中 (填字母)点，可知化学反应速率与催化剂种类有关。 【变式1-2】（24-25九年级上·广东广州·期中）为解决二氧化锰催化过氧化氢制氧气后二氧化锰难回收再利用的问题，研究小组制备了水泥负载二氧化锰催化剂，探究水泥负载二氧化锰对过氧化氢分解速率的影响。 【查阅资料】 a.水泥负载二氧化锰催化剂是将二氧化锰与水泥按照一定比例混合，加水搅拌制成的一种块状催化剂。 b.可通过测定反应过程中密闭容器的压强变化值来衡量过氧化氢分解速率，压强变化值越大，说明过氧化氢分解速率越快。 【进行实验】每次实验时均向反应容器中加入5过氧化氢溶液并采集相同时间内的压强变化值，记录如下： 实验序号 过氧化氢溶液浓度/% 水泥与二氧化锰的质量比 水泥负载二氧化锰的质量/g 压强变化值/ ① 5 1:1 0.5 7.92 ② 5 1:2 0.5 11.98 ③ 5 1:3 0.5 15.82 ④ 8 1:2 0.5 23.26 ⑤ 11 1:2 0.5 31.47 ⑥ 5 1:2 0.3 13.22 ⑦ 5 a 0.1 10.78 ⑧ 5 1:2 0 0.02 【解释与结论】 （1）对比实验⑦和⑧，得出的结论是催化剂能加快过氧化氢的分解速率，则 。 （2）水泥负载二氧化锰催化过氧化氢分解的符号表达式为 。 （3）对比实验①②③，得出的结论是 。 （4）根据表中数据，不能得出“过氧化氢溶液浓度、水泥与二氧化锰的质量比相同时，水泥负载二氧化锰的质量越大，过氧化氢分解速率越快”的实验结论，其证据可依据实验 （填实验序号）。 【实验拓展】研究小组同学用图甲所示装置探究不同催化剂对过氧化氢分解的催化效果。取大小相同的新鲜土豆块和新鲜猪肝块作催化剂，分别加入10相同浓度的过氧化氢稀溶液后，用传感器测量装置中气压的变化，如图乙中曲线a、b所示。 （5）从曲线a、b的变化可以看出，过氧化氢分解的反应是 （填“放热”或“吸热”）反应，加土豆块催化的过氧化氢完全反应所用的时间大约是 s（填“30”“65”或“120”）。 （6）结合实验和曲线a、b分析，两种催化剂中催化效果更好的是 。 （7）曲线a、b最终达到相同的压强，说明 。 实验 氧气制取 一、氧气的工业制法 1．原料：原料是空气。 2．原理：利用液态氮的 比液态氧的沸点低的原理。先将空气在低温条件下加压变为液态，再将液态空气缓缓升温至左右，氮气首先达到沸点从液态空气里蒸发出来，剩下的主要就是液态氧了。 3．方法： ，其过程可以简单地表示如下： 4．贮存：氧气贮存在 钢瓶中。 注意：工业上以空气为原料制取氧气，原料来源广泛，所制得的氧气价格较低。工业上在制取氧气的过程中，没有新物质生成，属于 。 二、氧气的实验室制法 制取方法 高锰酸钾制取氧气 过氧化氢制取氧气 所用药品 高锰酸钾（紫色固体） 过氧化氢（无色液体）、二氧化锰（黑色粉末） 反应原理 2H2O22H2O+O2 ↑ 发生装置 固体加热型 固液不加热型 收集装置 选择依据：氧气不易溶于水且不与水反应 向上排空气法 选择依据：氧气的密度比空气大，且不与空气各成分反应 优点 稍加热就分解，不用催化剂；反应速度适中，便于收集 反应速度适中，便于收集；和高锰酸钾相比，药品白色，仪器容易清洗；相同质量的KClO3和KMnO4，KClO3生成的氧气多 不用加热，节约能源；生成物只有水，利于环保；二氧化锰容易回收 缺点 需要加热，操作麻烦、浪费能源；使用紫色的高锰酸钾，不易清洗仪器和桌面 需要加热，操作麻烦、浪费能源；反应中生成刺激性气味、污染空气的氯气 作为反应物的过氧化氢不宜长时间保存且浓度太大时反应速度太快，不宜控制 检验方法 将一根带火星的木条 ，如果木条 ，证明集气瓶内的气体是氧气。 验满方法 ①用向上排空气法收集时，将一根带火星的木条放在 ，如果木条复燃，证明集气瓶内氧气已收集满。 ②用排水法收集时， 时，说明已收集满氧气。 总之，从是否节约能源、是否利于环保、操作是否简单等方面综合比较，最适合在实验室制取氧气的方法是用过氧化氢制取氧气的方法 【易混易错】 1、发生装置选择错误：高锰酸钾或氯酸钾加热制氧气，由于是固体加热条件下反应，要选固固加热装置；过氧化氢制氧气，实在常温下，固液混合反应制气体，要选固液常温型装置。 2、收集方法错误：事实上收集气体主要关注气体的溶解性和气体密度(与空气对比)。 3、排水法收集气体的时间：大量气泡均匀冒出时开始收集，而不是刚冒出气泡时就开始收集。 4、一定注意先撤出导管后熄灭酒精灯，否则水槽中水会倒流，使试管炸裂。 ►考向01 工业制氧 1．（24-25九年级上·广东东莞·阶段检测）对于分离液态空气得到较纯净氧气的过程，以下分析不正确的是 A．利用了气体沸点不同 B．先分离出氮气，再分离出氧气 C．分离得到的氧气是混合物 D．该过程主要是化学变化 2．工业上以空气为原料制备氧气的流程图如图： 液态空气蒸发分离出氮气和氧气是利用它们的 　 　（“熔点”或“沸点”）不同，发生 　 　（“化学”或“物理”）变化。 （2）此方法得到的A物质是 　 　（填“混合物”或“纯净物”）。 ►考向02 实验室制取氧气的原理 3．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MnO2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．③④ C．①② D．②④ ►考向03 氧气的制取、收集及检验 4．（2024·广东汕尾·一模）完成下列问题 （1）实验室制取氧气及其性质检验 ①图1中仪器a的名称是 。 ②实验室用高锰酸钾制取氧气，应选择图1中的发生装置 (填字母)，反应的化学方程式为 。若将制得的氧气用于图2硫在氧气中燃烧的实验，则应选择图1中的收集装置 (填字母)。 ③图2中集气瓶内水的作用是 ，硫在空气和氧气中燃烧的剧烈程度不同，其影响因素是 。 （2）制作简易制氧装置 某化学兴趣小组的同学利用家中常见的饮料瓶、吸管等设计并制作了简易制氧机，如图3所示。 ①过滤仓中的水除了有过滤杂质的作用外，还起到的作用是 (填字母)。 a．加快的生成            b．降低的温度        c．可以通过气泡观察生成的速率 ②验证过滤仓导出的气体是的方法为 。 5．（24-25九年级上·广东佛山·期中）回答下列问题。 （1）图中仪器的名称是 。 （2）用高锰酸钾制取并收集一瓶干燥的氧气，应选图1中的装置 (填字母)，该反应的化学方程式为 。 （3）用装置收集一瓶氧气，应待出现 现象时才开始收集。 用如图的自制“制氧机”制备。 【资料】过碳酸钠加水溶解会分解生成和；易溶于水。 【操作】在左瓶中依次加入适量水、过碳酸钠和二氧化锰。 【现象】左瓶中黑色粉末翻腾、液体浑浊，瓶壁温热；右瓶水中导管口有气泡冒出。 【评价】 （4）①反应产生氧气的化学反应方程式为： ； ②右瓶中水的作用是 (填字母)； a．湿润氧气    b．观察氧气的流速    c．降低氧气的温度 ③该自制“制氧机”中，制氧剂选择过碳酸钠而不选择双氧水，是因为 。 ►考向04 氧气制取实验中的错误分析 6．（24-25九年级上·广东茂名·期中）气体的制取与性质实验是初中化学实验的重要内容。 Ⅰ.气体的制取实验（如图1） （1）写出图中指定仪器名称：① 。 （2）实验室用分解过氧化氢制取氧气；选择并组装发生和收集装置并要求该套组合装置能获得平稳的气流，控制液体流速，你的选择是： ；实验室还能用加热高锰酸钾法制氧气，其制取的化学方程式为： ，此反应的基本类型为 。 （3）甲烷（）在实验室里可用排水法或向下排空气法收集，请你根据甲烷的收集方法，推测该气体具有的性质是 （写出其中一点即可）。 Ⅱ.气体的性质实验 （4）铁丝燃烧实验（如图2）。 ①加热后的铁丝放入已收集满氧气的集气瓶中，能观察到 （填实验现象），放出热量，反应的文字表达式为： 。 ②从实验安全分析，过氧化氢溶液起到的作用是 。 ►考向05 空气中氧气的含量测定的常用改进装置 7．（2024·广东广州·一模）实验技能是学习化学的基础和保证。 活动一：学习小组在实验室制取氧气。 （1）仪器a的名称 。 （2）将KMnO4装入A中试管，试管口放一团棉花是因为 。 （3）利用注射器可检查装置B的气密性，将活塞缓慢向外拉，若观察到 则证明气密性良好。 （4）若选用双氧水和二氧化锰制取氧气，其化学反应方程式是 ，可选用发生装置 (填字母)。 （5）实验室用F装置收集Cl2气体，气体从 口进。(填c或d) 活动二：学习小组根据如图装置完成制取氧气及其性质实验 （6）为收集较纯的氧气，需先排尽装置A内的空气，应对弹簧夹的操作是 (填“打开a，关闭b”或“关闭a，打开b”或“关闭a，关闭b”)；再次调节弹簧夹，用装置B收集氧气。 （7）待装置B集满氧气后，将燃烧着的硫迅速放入装置B中，塞紧胶塞。此时，装置B的现象是 。 （8）装置C的作用是 。 跨学科实践 微型空气质量“检测站”的组装与使用 1．广东某市中学实践活动小组在温老师带领下，对空气质量检测等开展了一系列项目式学习活动。 活动一：了解空气质量指数所表示的含义 【思考分析】 （1）下图是该小组所在地区某日的空气质量情况，其空气质量状况为 （填“优”“良”或“轻度污染”） 活动二：认识微型空气质量“检测站” 【查询网络】微型空气质量检测系统可实时、准确地检测室外空气污染物、其结构如下图所示。 （2）太阳能板工作时发生的能量转化是 。 活动三：调查微型空气质量“检测站” 观察并记录某段时间显示的数据如下表 二氧化氮（μg/m3） 臭氧（μg/m3） 一氧化碳（mg/m3） 22 158 1.3 （3）除显示器显示的内容外，还需要检测的空气污染物有 （写一种）。 活动四：进行实践 同学们对工厂附近的空气质量感到好奇，调研发现该工厂为了获得充足的能量。长期采用燃煤技术。于是同学们猜测该工厂排放的废气中含有二氧化硫。 【查阅资料】二氧化硫是有刺激性气味的气体，能使澄清石灰水变浑浊，也能使品红溶液褪色。 （4）设计并进行实验 实验操作 实验现象 实验结论 收集一瓶该工厂的废气，加入 ，振荡。 废气中含有二氧化硫 活动五：提出空气质量改进方案 （5）为了保护人类赖以生存的环境，我们在校园中能做什么？ （写一条）。 2．（24-25九年级上·山西太原·阶段检测）随着环保意识的提高，人们对空气质量越来越关注.某实践活动小组在老师的带领下，对空气质量检测等开展了一系列项目式学习。 活动一：了解空气质量指数所表示的含义 【思考分析】 （1）如图1是某日的空气质量情况，该日的空气质量为 （填“轻污染”或“重度污染”）。 （2）空气污染会导致的危害有 。（写一条） 活动二：认识微型空气质量“检测站” 【交流思考】 （3）如图2，太阳能板工作时进行的能量转化是将 能转化为电能。其中（如图）使用 设备处理和检测数据。 【进行实践】同学们找到一个微型空气质量“检测站”，观察并记录不同时间显示的数据如表： 二氧化氮/ 臭氧/ 一氧化碳/ 22.0 158.0 3.26 【交流思考】 （4）除显示器显示的内容外，还需要检测的空气污染物有 。 （5）进行空气质量检测的意义有 （写一条）。 活动三：进行实践 同学们调研发现某些工厂为了获得充足的能量，长期采用燃煤技术，于是猜测该废气中含有二氧化硫。 【查阅资料】二氧化硫是有刺激性气味的气体，能使澄清石灰水变浑浊，也能使品红溶液褪色。 【设计并进行实验】 （6） 实验操作 实验现象 实验结论 收集一瓶工厂排放的气体，加入品红溶液，振荡 废气中含有二氧化硫 【反思评价】 （7）不选用澄清石灰水检验二氧化硫的原因是 。 活动四：提出空气质量改进方案 【分享成果】 （8）“绿水青山就是金山银山”为了保护人类赖以生存的空气，可以采取的具体措施 。 3．（24-25八年级上·上海·单元测试）随着环保意识的提高，人们对空气质量越来越关注。某实践活动小组在老师的带领下，对空气质量检测等开展了一系列项目式学习。 活动一：了解空气质量指数所表示的含义 空气质量指数(Air Quality Index，简称AQ1)是定量描述空气质量状况的指数，分为六级，相对应空气质量的六个级别，其数值越大，说明空气污染状况越严重。 【思考分析】 （1）如图1是该日太原市的空气质量情况，该日的空气质量为 (填“优”“良”或“轻度污染”)。 【资料】酸雨的形成主要是由于大气中存在的酸性物质，主要是化石燃料的使用或汽车尾气的排放会产生大量的二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO)等。这些物质在大气中经过一系列化学反应，最终形成硫酸（H2SO4）和硝酸（HNO3），随着雨水降落到地面，从而形成酸雨。 （2）空气中二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO)的主要来源是 ，所引起的环境问题是 。 活动二：认识微型空气质量“检测站” 【查询网络】微型空气质量检测系统用于实时、准确检测室外空气污染物，其结构如图2。 【交流思考】 （3）太阳能板工作时进行的能量转化是 。 活动三；调查微型空气质量“检测站” 【进行实践】同学们找到一个微型空气质量检测站，观察并记录不同时间显示的数据如表： 二氧化氮/µg 臭氧/µg 一氧化碳/µg 22.0 158.0 3.26 【交流思考】 （4）除显示器显示的内容外，还需要检测的空气污染物有 (写一种)。 活动四：进行实践 同学们对某工厂附近的空气质量感到好奇，调研发现工厂为了获得充足的能量，长期采用燃煤技术。于是同学们猜测该废气中含有二氧化硫。 【查阅资料】二氧化硫是有刺激性气味的气体，能使澄清石灰水变浑浊，也能使品红溶液褪色。 【设计并进行实验】 （5） 实验操作 实验现象 实验结论 收集一瓶工厂排放的气体，加入品红溶液，振荡 废气中含有二氧化硫 【反思评价】 （6）不选用澄清石灰水检验二氧化硫的原因是 。 活动五：提出空气质量改进方案 【分享成果】 （7）“绿水青山就是金山银山。”为了保护人类赖以生存的空气，请你和兴趣小组同学思考，我们自己在校园中能做什么？ 。 基础巩固 （2024·广东卷·一模）我国载人航天环控生保技术跻身世界先进水平。简易流程如图所示。某项目式学习小组以“探秘支持航天员呼吸的气体环境”为主题调查研究，了解气体环境的成分、O2来源等。回答下面小题 1．空间站内的气体组成和地表空气基本一致，其中含量最多的气体是 A．氮气 B．氧气 C．二氧化碳 D．水蒸气 2．空间站内，利用太阳能电池电解水可制取氧气，有关电解水说法不正确的是 A．太阳能直接转化为化学能 B．正极产生了氧气 C．产生的氢气循环使用 D．电解过程在装置（I）进行 3．空间站里的氧气源自于电解水，所得氢气与二氧化碳反应生成水和甲烷（CH4），该反应的微观示意图如图所示。依据图示，下列叙述错误的是 A．化学反应前后分子种类不变 B．原子可以构成分子 C．化学反应中分子可以再分 D．化学反应前后原子种类不变 4．（2024·广东卷·一模）空气是人类宝贵的自然资源。下列说法正确的是 A．硫在氧气中燃烧产生淡蓝色的火焰，放出热量，生成有刺激性气味的气体 B．稀有气体在任何条件下都不与其他物质发生化学反应 C．利用红磷可以测量出空气中氧气含量，体积约占空气总体积的五分之一 D．造成空气污染的主要气体有CO、CO2、SO2、NO2 5．（2024·广东深圳·二模）下图各实验装置气密性均良好。对实验分析的说法正确的是 A．向广口瓶中滴入稀盐酸后，气球变大，说明氢氧化钠和盐酸反应放热 B．氢氧化钡溶液变浑浊，说明通入的二氧化碳与氢氧化钡发生了反应 C．红磷燃烧过程中弹簧夹未夹紧，待集气瓶冷却至室温后，将导管伸入水中，则测得空气中氧气的体积分数偏大 D．向试管中加入氧化钙后，石灰水中溶质质量减小，玻璃弯管左侧液面会降低 6．（2024·广东清远·一模）下列实验方案的设计没有正确体现对比这种科学思想的是 A．比较温度对反应速率的影响 B．验证CO2的密度比空气大且不支持燃烧 C．探究氧气浓度对燃烧剧烈程度的影响 D．探究反应物间接触面积对反应速率的影响 7．（24-25九年级上·广东珠海·阶段检测）下列图像能正确反映其对应关系的是 A．①加热高锰酸钾制氧气 B．②用等质量、等浓度的过氧化氢溶液分别制取氧气 C．③加热一定量氯酸钾和二氧化锰的混合物制氧气 D．④用红磷测定密闭容器内空气中氧气的含量 8．（24-25九年级上·广东深圳·期中）在实验室中，下列实验方案不能达到实验目的的是 选项 目的 方案 A 鉴别空气、二氧化碳、氧气 用燃着的木条检验 B 鉴别砂糖和食盐 取样，尝味道 C 鉴别水和过氧化氢 取样，加入适量的二氧化锰 D 检验氧气是否集满 将带火星的小木条放在集气瓶口 A．A B．B C．C D．D 能力提升 9．（24-25九年级上·广东广州·期中）根据下图所示，按要求回答问题： （1）写出图中带有标号仪器的名称：a ，图F实验的目的是 。 （2）若用高锰酸钾制取氧气，该反应的符号表达式为 ，实验时还应在B装置试管口放一团 。 （3）实验室收集较干燥的氧气时，应选用装置 （填序号），用该装置收集氧气，验满的方法是 。若实验室用排水法收集氧气，开始收集氧气的合适时机是 。 （4）探究影响过氧化氢分解速率的因素的实验如下： 实验 序号 过氧化氢溶液浓度 过氧化氢溶液体积 温度 二氧化锰用量 收集氧气体积 反应所需时间 5 1 20 01 4 16.75 15 1 20 0.1 4 6.04 30 5 35 0 2 49.21 __ 5 __ 0 2 待测 对比实验a、b，得到的结论是 。若要探究过氧化氢溶液的分解速率还受温度影响，还需补充一个实验，请将表中补充完整：过氧化氢溶液浓度 %、温度 ℃。 （5）蜡烛在充满空气的密闭集气瓶内燃烧，时熄灭，同时用氧气传感器采集瓶内氧气浓度变化的数据如图。 根据测得的氧气浓度数据，你对燃烧的新认识是 。蜡烛熄灭后集气瓶中含量最多的气体是 。 10．（24-25九年级上·广东梅州·阶段检测）生产氧气的方法有多种，其中两种方法如下。 （1）工业上以空气为原料制备氧气的流程图如图所示： ①能利用上述方法分离氧气和氮气的依据是 。 ②写出工业上不适用过氧化氢或高锰酸钾分解制取氧气的原因： 。 ③用 可以区分空气和氧气。 （2）变压吸附法：利用变压吸附技术，以分子筛为吸附剂制取氧气。 ①由图1、图2可知：过程1中，空气通过分子筛吸附材料时， 分子更容易被吸附。 ②过程2中，采用 的方法，能使被吸附的气体释放出去（此过程称为解吸）。分子筛吸附材料恢复吸附能力。 ③过程1和过程2交替进行，可连续生产大量高纯度氧气。根据以上信息，写出分子筛制氧机的应用场所： （写一处）。 11．（2024·广东清远·一模）【基础实验与跨学科实践】 具备基本化学实验技能是学习化学的基础和保证。在化学实验操作中，小明和小红分别抽取了Ⅰ、Ⅱ组试题。可供选择的实验药品有KClO3、MnO2、稀盐酸、大理石、H2O2溶液、粗盐、蒸馏水等，部分相关实验装置如图1所示。 Ⅰ组：O2和CO2 （1）图1中标号仪器①的名称是 。 （2）小明想用同一套装置分别制取氧气和二氧化碳，应选用的发生和收集装置是 (填字母)。装置B可以用来制取 ，制取该气体的化学方程式为 。 （3）若采用装置D干燥所收集的O2，瓶中需盛放 (填物质名称)，气体从 (填“a”或“b”)端通入。 （4）装置E的优点是 。 Ⅱ组：制作简易供氧器。 用如图2的自制“制氧机”制备O2 【资料】过碳酸钠加水溶解会分解生成Na2CO3和H2O2；Na2CO3易溶于水。 【操作】在左瓶中依次加入适量水、过碳酸钠和二氧化锰。 【现象】左瓶中黑色粉末翻腾、液体浑浊，瓶壁温热；右瓶水中导管口有气泡冒出。 【评价】 (5)①左瓶中的二氧化锰可通过 、洗涤、烘干等操作回收； ②右瓶中水的作用是 。(写一个即可) 12．（2024·广东汕尾·一模）近年来我国航天事业蓬勃发展，航天员在中国空间站完成各项任务离不开氧气，因此，保障航天员的氧气需求至关重要。那么，空间站的氧气从哪里来？ （1）从地球上带去 可利用分子筛分离空气获得高浓度的氧气，分子筛是一种内部分布着均匀微小孔径的固体，通过特制的分子筛把空气中的氧分子吸入孔穴而与其他分子分离，其原理如图。据此比较和这两种分子的大小： (填“>”或“<”)。 （2）在天宫中制取 ①目前空间站已实现电解水制氧，若想用此方法得到16g氧气，则理论上需要水的质量为多少？ (写出计算过程) ②电解纯水速率较慢，为探究不同电压和不同浓度NaOH溶液对电解水速率的影响，实践小组进行多次实验，测得产生20mL氢气所需时间如图所示，由此得知，电解水速率最快的条件是 。 $$