单元2 探析空气之谜（考点清单）（讲+练）-2024-2025学年九年级化学上学期期末考点大串讲（仁爱科普版2024）

单元2 探析空气之谜 考点01 空气中氧气含量的测定 考点02 空气的组成和用途 考点03 氧气的性质和应用 考点04 氧气的制取 考点05 氧化反应、化合反应和分解反应 考点06 空气污染与保护 ▉考点01 空气中氧气含量的测定 1．实验室测定空气中氧气含量 （1）原理：红磷在密闭容器中燃烧消耗氧气，瓶内气体减少，密闭容器中压强减小，打开弹簧夹后，大气压将烧杯中的水压入集气瓶中。（压入的水的体积=被消耗的氧气的体积） （2）现象：①红磷燃烧，产生大量白烟，并放出热量；②装置冷却到室温后打开弹簧夹，烧杯内的水被吸入集气瓶，约占集气瓶内气体体积的1/5。 （3）结论：氧气约占空气总体积的1/5。 （4）反应表达式： 文字表达式：磷+氧气五氧化二磷 符号表达式：P + O2 P2O5 （5）注意事项： ①红磷必须足量。（若红磷的量过少则氧气没有耗尽，导致测量结果偏小） ②待集气瓶（装置）冷却到室温后才能打开弹簧夹。 （瓶内剩余气体仍然膨胀，剩余气体体积偏大，使得进入集气瓶内的水偏少，导致测量结果偏小） ③装置气密性良好。（外面空气漏进来，导致测量结果偏小） ④要先夹紧橡皮管，然后再点燃红磷，迅速伸入集气瓶立即塞紧瓶塞。 （伸入过慢，瓶内气体受热膨胀逸出或未夹紧弹簧夹，导致燃烧时气体受热膨胀逸出，测量结果偏大） （6）误差分析： 实测<真实，可能原因：红磷量不足；装置气密性差；未冷却至室温就打开弹簧夹。 实测>真实，可能原因：弹簧夹未夹或未夹紧；点燃红磷伸入过慢。 （7）试剂选择： ①可否换用木炭、蜡烛等物质？不能，因为木炭或蜡烛燃烧会产生气体，造成瓶内气压几乎不变）。 ②可否换用铁丝？不能，铁丝在空气中不燃烧。 ③可否换用镁？不能，镁能与氧气、氮气、二氧化碳都发生反应。 试剂选择：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（体积忽略不计）。 （8）集气瓶中水的作用： ①吸收有毒的五氧化二磷（固体） ②吸热加快降温。 （9）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） 【名师点拨】（1）预先在集气瓶里放少量水的目的：吸收五氧化二磷和降温。 （2）倒吸进集气瓶的水不能充满整个集气瓶的原因：空气中的其他气体不与红磷反应且不溶于水。 （3）集气瓶内剩余气体的性质： 物理性质：无色无味的气体，难溶于水；化学性质：不能燃烧也不支持燃烧。 2．实验装置的改进 （1）改进原因： ①实验时在容器外点燃红磷，燃烧产物会污染环境，将燃着的红磷伸入集气瓶时，空气受热膨胀逸出，会使得测量结果偏大，因此需在密闭容器中进行。 ②集气瓶的刻度读数较粗略，且会有部分水残留在导管中，使测量结果不准确。 （2）改进思路： ①点燃方式的改进：实验过程中不打开装置，使装置始终保持密闭，如图①、②所示。 ②测量方式的改进：利用量筒或注射器等测量仪器，减小实验误差，使测定结果更加精确，如图③所示。 图① 图② 图③ （3）实验原理的创新 优点：为减小实验误差，可利用铁锈蚀（如图④）、加热铜丝（如图⑤）测定空气中氧气的含量，结果更准确。 图④ 图⑤ ▉考点02 空气的组成和用途 1．空气的成分和含量 空气成分 氮气 氧气 稀有气体 二氧化碳 其他 体积分数 78% 21% 0.94% 0.03% 0.03% 【易错提醒】（1）空气中各成分含量是指“体积分数”而不是“质量分数”。 （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。 2．空气组分的用途 （1）氧气的性质和用途 性质 用途 能供给呼吸 动植物呼吸、潜水、登山、医疗急救等 支持燃烧 炼钢、气焊、航空航天、化工生产等 （2）氮气的性质和用途 性质 用途 在一定条件下可以发生反应 制造硝酸和氮肥 化学性质不活泼 常用作保护气（焊接金属的保护气、食品包装中充氮气以防腐） 液氮的温度很低 医疗上可在液氮冷冻麻醉条件下做手术，超导材料在液氮的低温环境下能显示超导性能 （3）稀有气体的性质和用途 稀有气体包括氦、氖、氩、氪、氙和氡。它们都是没有颜色，没有气味的气体。 性质 用途 化学性质很不活泼 可用作保护气。其中氦气还因为密度远小于空气而用于填充探空气球 通电时能发出不同颜色的光 可制成多种用途的电光源，如航标灯、照明灯、霓虹灯等 液态氦的温度很低 制造低温环境 ▉考点03 氧气的性质和应用 1．物理性质 物理性质 氧气 色、味、态（通常状况下） 无色、无味、气体 密度（标准状况下） 比空气略大 溶解性（通常状况下） 不易溶于水 2．化学性质 （1）检验氧气：将带火星的木条伸到集气瓶中，若复燃说明是氧气 （2）物质在氧气中燃烧 ①木炭 现象：空气中红热；氧气中剧烈燃烧，发出白光，放出热量，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体 反应表达式： 文字表达式：碳+氧气二氧化碳 符号表达式：C + O2CO2 ②硫粉 现象：空气中发出微弱的淡蓝色火焰； 氧气中发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量，生成一种有刺激性气味的气体 反应表达式： 文字表达式：硫+氧气二氧化硫 符号表达式：S + O2 SO2 注意事项：瓶底装少量水（目的：吸收二氧化硫，防止污染空气） ③铁丝 现象：空气中红热；氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体 反应表达式： 文字表达式：铁+氧气四氧化三铁 符号表达式：Fe + O2 Fe3O4 注意事项：①集气瓶底放一些水或沙子的目的：防止高温熔融物溅落瓶底，使集气瓶炸裂； ②铁丝绕成螺旋状的目的：增大受热面积； ③铁丝下端火柴的目的：引燃铁丝； ④火柴快燃尽才伸入瓶内的目的：防止火柴燃烧消耗过多氧气。 【易错提醒】物质燃烧时有的有火焰，有的会发光，有的会冒烟。一般来说，气体燃烧会有火焰产生，如：氢气和一氧化碳；固体直接燃烧，产生光或火星，如木炭、细铁丝、镁条；固体先熔化再汽化最后燃烧，并产生火焰，如：蜡烛和硫。生成物有固体时，一般都会产生烟，如：磷。 ▉考点04 氧气的制取 1．工业制取氧气 （1）方法：一般采用分离液态空气法。 （2）原理：利用液态氮和液态氧的沸点不同，属于物理变化。 （3）储存：为了便于储存、运输和使用，通常把氧气加压后储存在蓝色的钢瓶中。 2．氧气的实验室制取 （1）高锰酸钾分解制取氧气 ①试剂：高锰酸钾（暗紫色固体） ②反应表达式： 文字表达式：高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气 符号表达式：KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2 ③装置：固体加热型 ④高锰酸钾制氧气的操作步骤： 查：连接好装置并检查装置气密性。 装：装入试剂（药匙或纸槽）试管口塞一团棉花，防止加热时粉末进入导管。 定：固定试管时，试管口应略向下倾斜（防止冷凝水回流使试管底部炸裂） 铁夹夹在试管的中上部，导管伸入试管稍露出橡皮塞，利于产生的气体排出。 点：点燃酒精灯加热，先使试管均匀受热（预热），后在固体试剂部位用酒精灯外焰加热。 收：收集气体。 排水法收集：当气泡连续均匀冒出时开始收集；当集气瓶口有大量气泡往外冒时，氧气收集满，在水下用玻璃片盖住瓶口移出水槽，正放在桌面上，防止气体逸出。 向上排空气法收集：集气瓶正放在桌面上，导管伸入集气瓶底部（为了排尽瓶内空气），将带火星的木条放在集气瓶口，若复燃，则氧气已收集满。 离：将导管撤离水槽 熄：熄灭酒精灯停止加热 先将导气管移出水面，后熄灭酒精灯，防止水槽中的水倒吸，炸裂试管。 （2）过氧化氢（俗称“双氧水”）分解制取氧气 ①试剂：过氧化氢溶液（主要成分H2O2）和二氧化锰（黑色粉末 MnO2） ②反应表达式：过氧化氢水+氧气 H2O2 H2O + O2 注：MnO2在该反应中是催化剂，起催化作用 ③装置：固液常温型 3．催化剂 （1）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。 （2）特点：一变（改变反应速率，加快或减慢）；两不变（质量、化学性质不变） （3）注意点： ①催化剂不能改变生成物的质量； ②催化剂不能控制反应的发生与停止； ③同一化学反应不一定只有一种催化剂；同一物质可以在不同的化学反应中起催化作用。 拓展：影响化学反应速率的因素 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。 （4）催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。 （5）探究某物质是否为某反应的催化剂实验的设计思路： ①改变反应速率：设计对比实验，观察加入该物质前后化学反应速率是否改变。 ②反应前后质量不变：称量该物质在反应前后的质量是否发生变化。 ③化学性质不变：一般进行重复实验，观察重新加入反应物的现象和原来的现象是否相同。 ▉考点05 氧化反应、化合反应和分解反应 1．基本反应类型 ①化合反应：由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应。（“多变一”） ②分解反应：由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应。（“一变多”） 2．非基本反应类型：氧化反应： （1）定义：物质与氧气发生的反应。氧气在氧化反应中提供氧，具有氧化性。 （2）分类： ①剧烈氧化：发光、放热的剧烈氧化反应。如燃烧、爆炸等。 ②缓慢氧化：进行得很慢，甚至不易被察觉的氧化反应。如动植物的呼吸、食物的腐烂、醋的酿造、农家肥料的腐熟、铁的生锈等。 （3）共同点：反应都会放热。 ▉考点06 空气污染与保护 1．造成空气污染的物质 目前计入空气质量评价的主要污染物为：二氧化硫（SO2）、一氧化碳（CO）、二氧化氮（NO2）、可吸入颗粒物（PM10）、细颗粒物（PM2.5）和臭氧（O3）等。 【易错提醒】（1）二氧化碳能造成温室效应加剧，但不是空气污染物和有害气体。 （2）有害气体主要包括一氧化碳、二氧化氮和二氧化硫等，这三种气体都是有毒气体。 2．空气污染物来源：化石燃料的燃烧，工厂排放的废气，汽车排放的尾气。 3．空气污染造成的危害：损害人体健康、影响作物生长、破坏生态平衡。 4．空气污染引起的环境问题： （1）温室效应 （2）臭氧层破坏 （3）酸雨 5．防止空气污染的措施：使用清洁能源，加强空气质量监测，积极植树、种草。 1．下列空气的成分中，含量最多的气体是（ ） A．氮气 B．氧气 C．稀有气体 D．二氧化碳 【答案】A 【解析】空气中各成分及体积分数为：氮气：78%、氧气：21%、稀有气体：0.94%、二氧化碳0.03%、水蒸气和杂质：0.03%。 故选A。 2．（23-24九年级上·陕西西安·期中）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．空气中稀有气体约占总体积的0.03% C．空气中氮气可以用来供给呼吸 D．空气中氮气、氧气等分子均匀地混合在一起 【答案】D 【解析】A、空气中含氮分子、氧分子、二氧化碳分子等，不存在空气分子，不符合题意； B、稀有气体约占空气体积的0.94%，二氧化碳约占空气体积的0.03%，不符合题意； C、空气中的氧气具有氧化性，可供给呼吸，氮气不能供给呼吸，不符合题意； D、空气中氮气、氧气等分子各自保持自己的性质，均匀地混合在一起，符合题意。 故选D。 3．下列关于空气的说法正确的是（ ） A．空气中氮气可用做焊接金属的保护气 B．空气中的稀有气体化学性质不活泼，没有价值 C．按照质量计算，空气中含有氮气约为78% D．空气质量级别从一级到六级，空气质量越来越好 【答案】A 【解析】A、氮气的化学性质不活泼，可用做焊接金属的保护气，故选项说法正确； B、空气中的稀有气体化学性质不活泼，可做保护气、电光源灯等，故选项说法错误； C、按体积计算，空气中含有氮气约78%，氧气约21%，故选项说法错误； D、空气质量报告中所列的空气质量级别越大，含有的空气污染物越多，空气质量越差，故选项说法错误； 故选：A。 4．下列不属于空气污染物的是（ ） A．氮气 B． C．一氧化碳 D．二氧化硫 【答案】A 【解析】空气的污染物包括可吸入颗粒物如PM2.5，有毒的气体如一氧化碳、一氧化氮、二氧化硫，氮气属于空气的成分之一，不是污染物，故选：A。 5．太白湖新区某日的空气质量报告如图，下列说法错误的是（ ） A．当日的首要污染物为可吸入颗粒物 B．“污染指数”越小表示空气质量越好 C．报告中的与酸雨的形成无关 D．当日CO未对城区空气造成污染 【答案】C 【解析】A、如图的空气质量报告可知：可吸入颗粒物（PM10）的指数最大，故当日的首要污染物为可吸入颗粒物（PM10），说法正确； B、“污染指数”越大，空气污染越严重，空气质量越差，“污染指数”越小表示空气质量越好，说法正确； C、SO2和NO2在大气中与水结合都能生成酸，是形成酸雨的主要气体，报告中的与酸雨的形成有关，说法错误； D、如图的空气质量报告可知：CO指数为0，所以当日CO未对城区空气造成污染，说法正确； 故选：C。 6．如图所示装置可用来测定空气中氧气的含量。下列是同学们对该实验的判断和认识，装置不漏气是实验成功的重要因素之一；红磷的量不足会影响实验结论；冷却到室温打开弹簧夹烧杯中的水会进入集气瓶中；实验中可以用碳代替红磷；实验结论氧气占空气质量的；其中有错误的是（ ） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】①装置不漏气是实验成功的重要因素之一，如装置漏气，在冷却至室温的过程中，外界空气进入，占据了一定的体积，会导致测定结果偏小，正确； ②若红磷的量不足，不能将装置内氧气耗尽，会导致测定结果偏小，正确； ③红磷燃烧消耗氧气，待完全反应后，逐渐冷却至室温，由于消耗了氧气，装置内压强减小，打开弹簧夹，烧杯中的水会进入集气瓶中，正确； ④碳在空气中燃烧生成二氧化碳，二氧化碳是气体，化学反应前后，压强变化不大，无法用碳代替红磷测定空气中氧气的含量，错误； ⑤红磷燃烧消耗氧气，待完全反应后，逐渐冷却至室温，由于消耗了氧气，装置内压强减小，打开弹簧夹，烧杯中的水进入集气瓶，进入水的体积就是消耗氧气的体积，进入水的体积约占集气瓶内空气体积的，说明氧气约占空气体积的，不是质量，错误。 故错误的是④⑤。 7．（23-24九年级上·河南信阳·期中）测定空气中氧气的含量实验中，下列说法不正确的是（ ） A．实验时红磷一定要过量 B．实验前需检查装置气密性 C．该实验证明氧气约占空气体积的 D．红磷燃烧产生大量的白雾，火焰熄灭后立刻打开弹簧夹 【答案】D 【解析】A、该实验中红磷需过量，这样才能将装置内氧气耗尽，故选项说法正确； B、为防止装置漏气，影响实验结果，实验前应先检查装置气密性，故选项说法正确； C、实验中，能够观察到进入集气瓶中的水约占集气瓶容积的，说明氧气约占空气总体积的，故选项说法正确； D、红磷燃烧产生大量的白烟，火焰熄灭后不能立刻打开弹簧夹，因为此时剩余的气体在受热状态下，处于膨胀状态，使测定结果偏小，故选项说法不正确。 故选D。 8．（23-24九年级上·江苏扬州·期中）下列关于氧气的说法错误的是（ ） A．空气中氧气的体积分数约为21% B．通过低温加压，可使氧气液化成淡蓝色的液体 C．氧气可以支持燃料燃烧，是一种常见的燃料 D．物质与氧气的反应不一定剧烈 【答案】C 【解析】A、空气中氧气的体积分数约为21%，故A选项说法正确； B、通过低温加压，可使氧气液化成淡蓝色的液体，故B选项说法正确； C、氧气可支持燃烧，说明其具有助燃性，而不是可燃性，不能用作燃料，故C选项说法不正确； D、物质与氧气的反应不一定剧烈，如铜在加热条件下和氧气反应现象不剧烈，故D选项说法正确。 故选C。 9．下列物质在氧气中燃烧的现象，正确的是（ ） A．铁丝在氧气中剧烈燃烧火星四射，放热，生成黑色固体 B．木炭燃烧生成二氧化碳气体 C．红磷在氧气中燃烧产生白雾，放出大量的热 D．硫在氧气中燃烧发出淡蓝色火焰，放热，生成有刺激性气味的气体 【答案】A 【解析】A、铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成一种黑色固体，故A正确； B、木炭燃烧生成二氧化碳，是实验结论而不是实验现象，故B错误； C、红磷在氧气中燃烧，产生大量的白烟，而不是白雾，故C错误； D、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D错误。 故选：A。 10．工业上用分离液态空气法制取氧气的依据是（ ） A．氧气和氮气的沸点不同 B．氧气和氮气在水中的溶解性不同 C．氧气和氮气的密度不同 D．氧气和氮气的化学性质不同 【答案】A 【解析】工业上制取氧气是先将空气加压降温而液化，液化的空气中，不同气体的沸点不同，液态氮的沸点（-196℃）低于液态氧的沸点（-183℃），因此加热时氮气先蒸发出来，剩下的主要是液态氧，该过程利用了氧气和氮气的沸点不同从而实现分离，故选：A。 11．用该装置来制取并收集氧气(装置不做任何改动)，收集完气体后，测得氧气的纯度明显偏低，原因可能是（ ） A．装置气密性不好 B．高锰酸钾中混有氯酸钾 C．收集完成时，集气瓶中仍有少量水 D．未待导管口气泡连续均匀冒出时就开始收集 【答案】D 【解析】A、装置气密性不好会导致收集不到氧气，不会导致氧气不纯，不符合题意； B、加热氯酸钾也会产生氧气，不会产生其他气体，故不会导致氧气不纯，不符合题意； C、收集完成时，集气瓶中仍有少量水，也不会影响氧气的纯度，不符合题意； D、未待导管口气泡连续均匀冒出时就开始收集，此时收集的气体中会混有装置内的空气，导致所收集的氧气不纯，符合题意； 故选D。 12．下列反应中既不是化合反应，也不是氧化反应（ ） A．硫在氧气中燃烧 B．石蜡在氧气中燃烧 C．高锰酸钾受热分解 D．铁丝在氧气中燃烧 【答案】C 【解析】A、硫在氧气中燃烧生成二氧化硫，该反应符合“多变一”的特点，属于化合反应，是物质与氧气的反应，属于氧化反应，不符合题意； B、石蜡在氧气中燃烧生成二氧化碳和水，是物质与氧气的反应，属于氧化反应，不符合题意； C、高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应，既不是化合反应，也不是氧化反应，符合题意； D、铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，该反应符合“多变一”的特点，属于化合反应，是物质与氧气的反应，属于氧化反应，不符合题意。 故选C。 13．如图：是验证氧气性质的实验 （1）对上述实验描述错误的是___________。 A．三者既是化合反应也是氧化反应 B．三者的生成物都是固体 C．甲、丙中的水都可用细沙代替 （2）做甲实验时，应用燃烧匙盛装 (填“少量”或“足量”)硫在酒精灯上加热。硫在空气中不如在氧气中燃烧得旺，原因是 。 （3）做乙实验时，最好将烧红的木炭由瓶口缓慢插入集气瓶中，目的是 ，观察到的现象是 。 （4）丙中反应的文字表达式是 ，瓶中水的作用是 。 【答案】（1）BC （2） 少量 空气中氧气的含量相对较低 （3）使木炭与氧气充分反应或者以免氧气受热扩散 发出白光 （4） 防止高温熔融物溅落，炸裂瓶底 【解析】（1）A、甲实验中硫在氧气中燃烧生成二氧化硫；乙实验中木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳；丙实验中铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，这三个反应均符合“多变一”的特点，均属于化合反应，均是物质与氧气的反应，均属于氧化反应，不符合题意； B、甲实验中生成物是二氧化硫，二氧化硫是气体，乙实验中生成物是二氧化碳，二氧化碳是气体，丙实验中生成物是四氧化三铁，四氧化三铁是固体，符合题意； C、甲实验中，硫在氧气中燃烧生成二氧化硫，二氧化硫有毒，散逸到空气中，会污染空气，故水的作用是吸收二氧化硫，防止污染空气，该实验中水不能换成细沙，丙实验中，铁丝在氧气中燃烧，放出大量的热，水的作用是：防止高温熔融物溅落，炸裂瓶底，该实验中，水可以换成细沙，符合题意。 故选BC； （2）硫燃烧会产生有害气体，所以用燃烧匙盛装少量硫做实验即可； 硫在空气中燃烧，发出淡蓝色火焰，硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，氧气中氧气浓度比空气中氧气浓度大，氧气浓度越大，燃烧越剧烈，故硫在空气中不如在氧气中燃烧得旺，原因是空气中氧气的含量相对较低； （3）做乙实验时，最好将烧红的木炭由瓶口缓慢插入集气瓶中，目的是：以免氧气受热扩散或者使木炭与氧气充分反应，现象更明显； 木炭在氧气中燃烧，可观察到发出白光； （4）丙中反应为铁和氧气在点燃的条件下反应生成四氧化三铁，该反应的文字表达式为：； 铁在氧气中燃烧放出大量的热，水的作用是：防止高温熔融物溅落，炸裂瓶底。 14．（23-24九年级上·湖南怀化·期中）实验室要制取一瓶干燥的氧气，请根据以下装置回答下列问题。 （1）用高锰酸钾制取氧气，应选用发生装置 (填字母序号)。 （2）实验室若用B装置制氧气，则反应的表达式为 ，用E装置收集氧气时验满的方法是 。 （3）若用F装置装满水后收集氧气，气体应从 端进入(填“a”或“b”)。若要用C装置来干燥氧气(已知C中盛放的是浓硫酸，它具有吸水性，但不与氧气反应)，则氧气应从 端进入(填“左”或“右”)。 【答案】（1）A （2） / 将带火星的木条伸到集气瓶口，观察木条是否复燃 （3）b 左 【解析】（1）高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应物为固体，反应条件需要加热，故发生装置为固体加热型，则应选用发生装置为A； （2）B装置为固液常温型，实验室若用B装置制氧气，原理应为过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，则反应的表达式为（或）； 氧气密度比空气略大，用E装置（向上排空气法）收集氧气时验满的方法是将带火星的木条伸到集气瓶口，观察木条是否复燃； （3）若用F装置装满水后收集氧气，氧气不易溶于水，且密度比水小，气体应从短导管即b端进入； 若要用C装置来干燥氧气应从左端进入，与浓硫酸充分接触进行干燥。 15．（23-24九年级上·广西柳州·期中）根据下列实验装置图，回答有关问题。 （1）写出标号仪器的名称：① ；② 。 （2）实验室用高锰酸钾制取氧气反应的符号表达式 ，以高锰酸钾为试剂利用装置制取氧气时，还要做的改进是 。 （3）用装置收集氧气的依据是 ，用装置收集氧气时，气体应从 （填“”或“”）管通入，检验氧气是否集满的方法是 。 （4）某同学想用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取较纯净的氧气，他应选用的装置组合是 。经检查气密性良好后，该同学用此装置制备并收集的氧气来完成铁丝燃烧实验，结果发现铁丝没有燃烧，请你分析造成失败的可能的原因是 。（写出1个即可） 【答案】（1）铁架台 水槽 （2） 试管口应塞一团棉花 （3）氧气密度大于空气 a 把带火星的小木条放在F的b口 （4）BC 铁丝没有除锈 【解析】（1）仪器的名称：①铁架台，②水槽； （2）高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的符号表达式为：；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； （3）用D置收集氧气的依据是氧气密度大于空气，可以选择向上排空气法收集；若用F装置收氧气时，氧气密度大于空气，气体应长进短出，气体应从a管通入，氧气具有助燃性，检险氧气足否集满的方法是把带火星的小木条放在F的b口，木条复燃说明满了； （4）用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取较纯净的氧气，反应为固液不加热反应，发生装置选择B，氧气密度大于空气、不易溶于水，排水法收集的气体较为纯净，则收集装置选择C，故选用的装置组合是BC；铁丝燃烧实验，结果发现铁丝没有燃烧，造成失败的原因可能是铁丝没有除锈等。 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 $$ 单元2 探析空气之谜 考点01 空气中氧气含量的测定 考点02 空气的组成和用途 考点03 氧气的性质和应用 考点04 氧气的制取 考点05 氧化反应、化合反应和分解反应 考点06 空气污染与保护 ▉考点01 空气中氧气含量的测定 1．实验室测定空气中氧气含量 （1）原理：红磷在密闭容器中燃烧消耗氧气，瓶内气体减少，密闭容器中压强减小，打开弹簧夹后，大气压将烧杯中的水压入集气瓶中。（压入的水的体积=被消耗的氧气的体积） （2）现象：①红磷燃烧，产生大量白烟，并放出热量；②装置冷却到室温后打开弹簧夹，烧杯内的水被吸入集气瓶，约占集气瓶内气体体积的1/5。 （3）结论：氧气约占空气总体积的1/5。 （4）反应表达式： 文字表达式：磷+氧气五氧化二磷 符号表达式：P + O2 P2O5 （5）注意事项： ①红磷必须足量。（若红磷的量过少则氧气没有耗尽，导致测量结果偏小） ②待集气瓶（装置）冷却到室温后才能打开弹簧夹。 （瓶内剩余气体仍然膨胀，剩余气体体积偏大，使得进入集气瓶内的水偏少，导致测量结果偏小） ③装置气密性良好（外面空气漏进来，导致测量结果偏小） ④要先夹紧橡皮管，然后再点燃红磷，迅速伸入集气瓶立即塞紧瓶塞。 （伸入过慢，瓶内气体受热膨胀逸出或未夹紧弹簧夹，导致燃烧时气体受热膨胀逸出，测量结果偏大） （6）误差分析： 实测<真实，可能原因：红磷量不足；装置气密性差；未冷却至室温就打开弹簧夹。实测>真实，可能原因：弹簧夹未夹或未夹紧；点燃红磷伸入过慢。 （7）试剂选择： ①可否换用木炭、蜡烛等物质？不能因为木炭或蜡烛燃烧会产生气体，造成瓶内气压几乎不变）。 ②可否换用铁丝？不能，铁丝在空气中不燃烧。 ③可否换用镁？不能，镁能与氧气、氮气、二氧化碳都发生反应。 试剂选择：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（体积忽略不计）。 （8）集气瓶中水的作用： ①吸收有毒的五氧化二磷（固体）②吸热加快降温。 （9）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） 【名师点拨】（1）预先在集气瓶里放少量水的目的：吸收五氧化二磷和降温。 （2）倒吸进集气瓶的水不能充满整个集气瓶的原因：空气中的其他气体不与红磷反应且不溶于水。 （3）集气瓶内剩余气体的性质： 物理性质：无色无味的气体，难溶于水；化学性质：不能燃烧也不支持燃烧。 2．实验装置的改进 （1）改进原因： ①实验时在容器外点燃红磷，燃烧产物会污染环境，将燃着的红磷伸入集气瓶时，空气受热膨胀逸出，会使得测量结果偏大，因此需在密闭容器中进行。 ②集气瓶的刻度读数较粗略，且会有部分水残留在导管中，使测量结果不准确。 （2）改进思路： ①点燃方式的改进：实验过程中不打开装置，使装置始终保持密闭，如图①、②所示。 ②测量方式的改进：利用量筒或注射器等测量仪器，减小实验误差，使测定结果更加精确，如图③所示。 图① 图② 图③ （3）实验原理的创新 优点：为减小实验误差，可利用铁锈蚀（如图④）、加热铜丝（如图⑤）测定空气中氧气的含量，结果更准确。 图④ 图⑤ ▉考点02 空气的组成和用途 1．空气的成分和含量 空气成分 氮气 氧气 稀有气体 二氧化碳 其他 体积分数 78% 21% 0.94% 0.03% 0.03% 【易错提醒】（1）空气中各成分含量是指“体积分数”而不是“质量分数”。 （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。 2．空气组分的用途 （1）氧气的性质和用途 性质 用途 能供给呼吸 动植物呼吸、潜水、登山、医疗急救等 支持燃烧 炼钢、气焊、航空航天、化工生产等 （2）氮气的性质和用途 性质 用途 在一定条件下可以发生反应 制造硝酸和氮肥 化学性质不活泼 常用作保护气（焊接金属的保护气、食品包装中充氮气以防腐） 液氮的温度很低 医疗上可在液氮冷冻麻醉条件下做手术，超导材料在液氮的低温环境下能显示超导性能 （3）稀有气体的性质和用途 稀有气体包括氦、氖、氩、氪、氙和氡。它们都是没有颜色，没有气味的气体。 性质 用途 化学性质很不活泼 可用作保护气。其中氦气还因为密度远小于空气而用于填充探空气球 通电时能发出不同颜色的光 可制成多种用途的电光源，如航标灯、照明灯、霓虹灯等 液态氦的温度很低 制造低温环境 ▉考点03 氧气的性质和应用 1．物理性质 物理性质 氧气 色、味、态（通常状况下） 无色、无味、气体 密度（标准状况下） 比空气略大 溶解性（通常状况下） 不易溶于水 2．化学性质 （1）检验氧气：将带火星的木条伸到集气瓶中，若复燃说明是氧气 （2）物质在氧气中燃烧 ①木炭 现象：空气中红热；氧气中剧烈燃烧，发出白光，放出热量，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体 反应表达式： 文字表达式：碳+氧气二氧化碳 符号表达式：C + O2CO2 ②硫粉 现象：空气中发出微弱的淡蓝色火焰； 氧气中发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量，生成一种有刺激性气味的气体 反应表达式： 文字表达式：硫+氧气二氧化硫 符号表达式：S + O2 SO2注意事项：瓶底装少量水（目的：吸收二氧化硫，防止污染空气） ③铁丝 现象：空气中红热；氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体 反应表达式： 文字表达式：铁+氧气四氧化三铁 符号表达式：Fe + O2 Fe3O4注意事项：①集气瓶底放一些水或沙子的目的：防止高温熔融物溅落瓶底，使集气瓶炸裂； ②铁丝绕成螺旋状的目的：增大受热面积； ③铁丝下端火柴的目的：引燃铁丝； ④火柴快燃尽才伸入瓶内的目的：防止火柴燃烧消耗过多氧气。 【易错提醒】物质燃烧时有的有火焰，有的会发光，有的会冒烟。一般来说，气体燃烧会有火焰产生，如：氢气和一氧化碳；固体直接燃烧，产生光或火星，如木炭、细铁丝、镁条；固体先熔化再汽化最后燃烧，并产生火焰，如：蜡烛和硫。生成物有固体时，一般都会产生烟，如：磷。 ▉考点04 氧气的制取 1．工业制取氧气 （1）方法：一般采用分离液态空气法。 （2）原理：利用液态氮和液态氧的沸点不同，属于物理变化。 （3）储存：为了便于储存、运输和使用，通常把氧气加压后储存在蓝色的钢瓶中。 2．氧气的实验室制取 （1）高锰酸钾分解制取氧气 ①试剂：高锰酸钾（暗紫色固体） ②反应表达式： 文字表达式：符号表达式：③装置：固体加热型 ④高锰酸钾制氧气的操作步骤： 查：连接好装置并检查装置气密性。 装：装入试剂（药匙或纸槽）试管口塞一团棉花，防止加热时粉末进入导管。 定：固定试管时，试管口应略向下倾斜（防止冷凝水回流使试管底部炸裂） 铁夹夹在试管的中上部，导管伸入试管稍露出橡皮塞，利于产生的气体排出。 点：点燃酒精灯加热，先使试管均匀受热（预热），后在固体试剂部位用酒精灯外焰加热。 收：收集气体。 排水法收集：当气泡连续均匀冒出时开始收集；当集气瓶口有大量气泡往外冒时，氧气收集满，在水下用玻璃片盖住瓶口移出水槽，正放在桌面上，防止气体逸出。 向上排空气法收集：集气瓶正放在桌面上，导管伸入集气瓶底部（为了排尽瓶内空气），将带火星的木条放在集气瓶口，若复燃，则氧气已收集满。 离：将导管撤离水槽 熄：熄灭酒精灯停止加热 先将导气管移出水面，后熄灭酒精灯，防止水槽中的水倒吸，炸裂试管。 （2）过氧化氢（俗称“双氧水”）分解制取氧气 ①试剂：过氧化氢溶液（主要成分H2O2）和二氧化锰（黑色粉末 MnO2）②反应表达式： 注：MnO2在该反应中是催化剂，起催化作用 ③装置：固液常温型 3．催化剂 （1）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。 （2）特点：一变（改变反应速率，加快或减慢）；两不变（质量、化学性质不变） （3）注意点： ①催化剂不能改变生成物的质量； ②催化剂不能控制反应的发生与停止； ③同一化学反应不一定只有一种催化剂；同一物质可以在不同的化学反应中起催化作用。 拓展：影响化学反应速率的因素 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。 （4）催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。 （5）探究某物质是否为某反应的催化剂实验的设计思路： ①改变反应速率：设计对比实验，观察加入该物质前后化学反应速率是否改变。 ②反应前后质量不变：称量该物质在反应前后的质量是否发生变化。 ③化学性质不变：一般进行重复实验，观察重新加入反应物的现象和原来的现象是否相同。 ▉考点05 氧化反应、化合反应和分解反应 1．基本反应类型 ①化合反应：由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应。（“多变一”） ②分解反应：由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应。（“一变多”） 2．非基本反应类型：氧化反应： （1）定义：物质与氧气发生的反应。氧气在氧化反应中提供氧，具有氧化性。 （2）分类： ①剧烈氧化：发光、放热的剧烈氧化反应。如燃烧、爆炸等。 ②缓慢氧化：进行得很慢，甚至不易被察觉的氧化反应。如动植物的呼吸、食物的腐烂、醋的酿造、农家肥料的腐熟、铁的生锈等。 （3）共同点：反应都会放热。 ▉考点06 空气污染与保护 1．造成空气污染的物质 目前计入空气质量评价的主要污染物为：二氧化硫（SO2）、一氧化碳（CO）、二氧化氮（NO2）、可吸入颗粒物（PM10）、细颗粒物（PM2.5）和臭氧（O3）等。 【易错提醒】（1）二氧化碳能造成温室效应加剧，但不是空气污染物和有害气体。 （2）有害气体主要包括一氧化碳、二氧化氮和二氧化硫等，这三种气体都是有毒气体。 2．空气污染物来源：化石燃料的燃烧，工厂排放的废气，汽车排放的尾气。 3．空气污染造成的危害：损害人体健康、影响作物生长、破坏生态平衡。 4．空气污染引起的环境问题： （1）温室效应（2）臭氧层破坏 （3）酸雨 5．防止空气污染的措施：使用清洁能源，加强空气质量监测，积极植树、种草。 1．下列空气的成分中，含量最多的气体是（ ） A．氮气 B．氧气 C．稀有气体 D．二氧化碳 2．（23-24九年级上·陕西西安·期中）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．空气中稀有气体约占总体积的0.03% C．空气中氮气可以用来供给呼吸 D．空气中氮气、氧气等分子均匀地混合在一起 3．下列关于空气的说法正确的是（ ） A．空气中氮气可用做焊接金属的保护气 B．空气中的稀有气体化学性质不活泼，没有价值 C．按照质量计算，空气中含有氮气约为78% D．空气质量级别从一级到六级，空气质量越来越好 4．下列不属于空气污染物的是（ ） A．氮气 B． C．一氧化碳 D．二氧化硫 5．太白湖新区某日的空气质量报告如图，下列说法错误的是（ ） A．当日的首要污染物为可吸入颗粒物 B．“污染指数”越小表示空气质量越好 C．报告中的与酸雨的形成无关 D．当日CO未对城区空气造成污染 6．如图所示装置可用来测定空气中氧气的含量。下列是同学们对该实验的判断和认识，装置不漏气是实验成功的重要因素之一；红磷的量不足会影响实验结论；冷却到室温打开弹簧夹烧杯中的水会进入集气瓶中；实验中可以用碳代替红磷；实验结论氧气占空气质量的；其中有错误的是（ ） A． B． C． D． 7．（23-24九年级上·河南信阳·期中）测定空气中氧气的含量实验中，下列说法不正确的是（ ） A．实验时红磷一定要过量 B．实验前需检查装置气密性 C．该实验证明氧气约占空气体积的 D．红磷燃烧产生大量的白雾，火焰熄灭后立刻打开弹簧夹 8．（23-24九年级上·江苏扬州·期中）下列关于氧气的说法错误的是（ ） A．空气中氧气的体积分数约为21% B．通过低温加压，可使氧气液化成淡蓝色的液体 C．氧气可以支持燃料燃烧，是一种常见的燃料 D．物质与氧气的反应不一定剧烈 9．下列物质在氧气中燃烧的现象，正确的是（ ） A．铁丝在氧气中剧烈燃烧火星四射，放热，生成黑色固体 B．木炭燃烧生成二氧化碳气体 C．红磷在氧气中燃烧产生白雾，放出大量的热 D．硫在氧气中燃烧发出淡蓝色火焰，放热，生成有刺激性气味的气体 10．工业上用分离液态空气法制取氧气的依据是（ ） A．氧气和氮气的沸点不同 B．氧气和氮气在水中的溶解性不同 C．氧气和氮气的密度不同 D．氧气和氮气的化学性质不同 11．用该装置来制取并收集氧气(装置不做任何改动)，收集完气体后，测得氧气的纯度明显偏低，原因可能是（ ） A．装置气密性不好 B．高锰酸钾中混有氯酸钾 C．收集完成时，集气瓶中仍有少量水 D．未待导管口气泡连续均匀冒出时就开始收集 12．下列反应中既不是化合反应，也不是氧化反应（ ） A．硫在氧气中燃烧 B．石蜡在氧气中燃烧 C．高锰酸钾受热分解 D．铁丝在氧气中燃烧 13．如图：是验证氧气性质的实验 （1）对上述实验描述错误的是___________。 A．三者既是化合反应也是氧化反应 B．三者的生成物都是固体 C．甲、丙中的水都可用细沙代替 （2）做甲实验时，应用燃烧匙盛装 (填“少量”或“足量”)硫在酒精灯上加热。硫在空气中不如在氧气中燃烧得旺，原因是 。 （3）做乙实验时，最好将烧红的木炭由瓶口缓慢插入集气瓶中，目的是 ，观察到的现象是 。 （4）丙中反应的文字表达式是 ，瓶中水的作用是 。 14．（23-24九年级上·湖南怀化·期中）实验室要制取一瓶干燥的氧气，请根据以下装置回答下列问题。 （1）用高锰酸钾制取氧气，应选用发生装置 (填字母序号)。 （2）实验室若用B装置制氧气，则反应的表达式为 ，用E装置收集氧气时验满的方法是 。 （3）若用F装置装满水后收集氧气，气体应从 端进入(填“a”或“b”)。若要用C装置来干燥氧气(已知C中盛放的是浓硫酸，它具有吸水性，但不与氧气反应)，则氧气应从 端进入(填“左”或“右”)。 15．（23-24九年级上·广西柳州·期中）根据下列实验装置图，回答有关问题。 （1）写出标号仪器的名称：① ；② 。 （2）实验室用高锰酸钾制取氧气反应的符号表达式 ，以高锰酸钾为试剂利用装置制取氧气时，还要做的改进是 。 （3）用装置收集氧气的依据是 ，用装置收集氧气时，气体应从 （填“”或“”）管通入，检验氧气是否集满的方法是 。 （4）某同学想用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取较纯净的氧气，他应选用的装置组合是 。经检查气密性良好后，该同学用此装置制备并收集的氧气来完成铁丝燃烧实验，结果发现铁丝没有燃烧，请你分析造成失败的可能的原因是 。（写出1个即可） 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 $$