2025年中考化学一轮专题复习 （广东）第六讲：空气和氧气

学习主题三 物质的性质与应用 第六讲　空气和氧气 第一部分 教材梳理 ·化学 01 中考命题分析 04 重点实验突破 03 新教材素材特训 02 基础知识梳理 05 考点分层训练 ·化学 广东省近五年中考化学考情一览表 课标要求 年份/分值 2024 2023 2022 2021 2020 ◎了解空气的主要成分           ◎认识空气是宝贵的自然资源，形成保护和节约资源的可持续发展意识与社会责任     3 3 3 ◎通过实验探究认识氧气的主要性质，认识物质的性质与用途的关系   3       ◎了解化学反应需要一定的条件，知道催化剂对化学反应的重要作用 3 3 1     ◎实验探究活动：探究空气中氧气的含量           教材导航：人教版：九上第二单元P29~54　粤教版：九上第二单元P32~40，第三单元P72~87 ·化学 1．化学史料：法国化学家　 　研究了空气的成分，得出了空气由氧气和　 　组成的结论。  2．成分：空气是一种　 　(填“纯净物”或“混合物”)，它的成分按　 　计算，大约是：氮气　 　、氧气　 　、稀有气体　 　、二氧化碳0.03%、其他气体0.03%。  　0.94%　 　21%　 　78%　 　体积　 　混合物　 　氮气　 空气的主要成分和用途(5年1考) 　拉瓦锡　 考点 1 ·化学 3．空气中各成分的用途 (1)氧气(O2)：医疗急救(供给呼吸)；炼钢、化工生产、气割、气焊等(利用的性质为　 　)。  (2)氮气(N2)：焊接金属时用氮气作保护气，食品包装中充入氮气以防腐(化学性质　 　)；是制造硝酸和氮肥的重要原料；医疗上可利用液氮进行冷冻治疗；超导材料在液氮的低温环境下显示超导性能等。  　不活泼　 　支持燃烧　 ·化学 (3)稀有气体(He、Ne、Ar等)：在通电时能发出不同颜色的光，可用于航标灯、霓虹灯等(体现其　 　性质)；液态氦可用于制造低温环境；氦气可用于填充探空气球等。  (4)二氧化碳(CO2)：常用于　 　(不燃烧，也不支持燃烧)；作气体肥料；固态二氧化碳(俗称　 　)用于人工增雨等。  4．探究空气中氧气的含量(详见P39“重点实验突破”)。 　干冰　 　灭火　 　物理　 ·化学 (1)空气中各成分的含量是指体积分数，而不是质量分数。 (2)洁净的空气中含有氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳等，属于混合物。 ·化学 1．目前计入空气质量评价的主要污染物及其危害： (1)颗粒污染物：可吸入颗粒物(PM10)、细颗粒物(PM2.5)等(形成雾霾的主要原因)。 (2)气体污染物：　 　、　 　(形成酸雨)，CO(有毒)、臭氧等。  2．防治措施：使用清洁能源，加强空气质量监测，积极植树、种草等，持续深入打好蓝天保卫战。 　NO2　 空气污染和防治措施(5年3考) 　SO2　 考点 2 ·化学 (1)CO2含量过高会加剧　 　，但CO2本身没有毒性，不属于空气污染物。  (2)空气质量指数日报中的空气质量指数越小，空气质量指数级别越低，空气质量越　 　。 　好　 　温室效应　 ·化学 1．物理性质：在标准状况下，氧气是无色、无臭的气体， 　 　溶于水，密度比空气　 　。液态时为淡蓝色，固态时为淡蓝色。  　略大　 氧气的性质及制取(5年5考) 　不易　 考点 3 ·化学 2．化学性质(助燃性、氧化性) 物质 实验现象 化学方程式 在空气中 在氧气中 (1)木炭 持续红热 燃烧，发出明亮的　  _ ________________________________ 放热，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体 (2)硫 发出微弱的 　 色火焰  发出明亮的 　 色火焰  ________________________________　 放热，生成　 　的气体 C＋O2_ 白光 CO2　  S＋O2 SO2　 淡蓝 蓝紫 有刺激性气味 ·化学 物质 实验现象 化学方程式 在空气中 在氧气中 (3)铁丝 铁丝红热，不能燃烧 剧烈燃烧，　 ，放出大量的热，生成　 　色固体  __________________ __ (4)红磷 发出黄色火焰 发出耀眼的白光 ____________________________ 放热，产生大量　 　 _ (5)镁条 剧烈燃烧，放热，发出　 　，生成　 　色固体  ____________________ ____ 　黑　 　火星四射　 3Fe＋2O2 Fe3O4　 _ 　白　 　耀眼的白光　 　白烟　 4P＋5O2 2P2O5　 　2Mg＋O2 2MgO　  ·化学 (1)氧气可助燃但不可燃，故氧气不可作燃料！ (2)烟是固体小颗粒，雾是小液滴，二者完全不同，红磷燃烧的现象是产生大量白烟，而不是烟雾。 (3)实验现象指感官感受到的，即颜色、状态等的变化。实验结论指通过分析实验现象得到的物质及其性质等。因此，描述实验现象时，不能直接指出生成物的名称。如木炭燃烧的现象不能说是产生二氧化碳气体。 ·化学 3．工业制法：为　 　变化，利用液氧和液氮的______　 不同，过程如下：  　沸点 　物理　 ·化学 4．实验室制取氧气的反应原理 (1)高锰酸钾分解：____________________________________　 　(写化学方程式，下同)。  (2)过氧化氢分解：　 　。  2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑ 2H2O22H2O＋O2↑ ·化学 1．概念：在化学反应里能　 　其他物质的化学反应速率，而本身的　 　和　 　在反应前后都没有发生变化的物质。催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。  　化学性质　 　质量　 催化剂(5年3考) 　改变　 考点 4 ·化学 2．特点：(1)“一变二不变”：改变化学反应速率(可加快反应速率，也可减慢反应速率)；自身的质量和化学性质在反应前后均没有改变。 (2)对于同一反应，催化剂不是唯一的，如过氧化氢分解可以使用CuSO4、红砖粉等作催化剂；对于不同反应，催化剂可能相同，如分解过氧化氢和加热氯酸钾制取氧气(科粤版教材上册P83)都可以使用催化剂MnO2。 ·化学 (1)催化剂是改变化学反应速率，不是加快化学反应速率。 (2)催化剂不能改变反应能否发生，不会影响生成物的质量，亦不会改变生成物。 (3)催化剂参与化学反应，但既不是反应物，也不是生成物，只是一个反应条件。 (4)［教材新增］我国石油化工专家、2007年度国家最高科学技术奖获得者闵恩泽院士研发了多种用于石油化工生产的催化剂，为我国炼油催化剂制造技术奠定了基础。 ·化学 A．氮气　 B．二氧化碳和氮气　 C．氮气和氩气 D．二氧化碳和氩气 1．(RJ九上P37新增习题)科学家对火星的大气进行分析，得到下表所示数据，与地球大气的成分相比，火星大气中含量更高的是( ) D 气体 二氧化碳 氮气 氩气 体积分数/% 95 2.7 1.6 ·化学 2．(RJ九上P47新增素材改编)在我国石油炼制催化剂制造技术方面作出了巨大贡献，闵恩泽院士获得2007年度国家最高科学技术奖。关于催化剂的说法正确的是( ) A．催化剂是加快反应速率的　 B．催化剂反应前后性质不变 C．催化剂反应前后的质量不变　 D．一种催化剂可以应用于所有反应 C ·化学 3．(KY九上P76新增习题改编)有三瓶无色、无臭的气体，分别是氧气、空气、二氧化碳，区别它们的最佳方法是( ) A．测定气体的密度 B．观察气体的颜色 C．滴入澄清的石灰水，振荡 D．插入燃着的木条 D ·化学 4．(RJ九上P48习题改编)实验室用高锰酸钾制取氧气的实验中，不需要使用的一组仪器是( ) A．试管、铁架台　 B．烧杯、玻璃棒 C．集气瓶、酒精灯　 D．导管、单孔塞 B ·化学 1．实验室用高锰酸钾分解制取氧气 (1)高锰酸钾分解制取氧气(用排水法收集)的操作步骤：查→装→定→点→收→离→熄。 (2)高锰酸钾分解制取氧气的实验注意事项： ①试管口应略向下倾斜，防止__________________________　 　；  使试管炸裂　 重点实验一　氧气的实验室制取与性质( ) 　冷凝水倒流至热的试管底部， ·化学 ②用排水法收集完氧气后，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯的目的是__________________________________________　 　；  ③试管口放一团棉花可以防止__________________________　 　。  (3)收集方法： ①向上排空气法→氧气的　 　比空气略大。  ②排水法→氧气不易溶于水(当导管口___________________　 地放出气泡时，开始收集)  　连续并比较均匀 　密度　 进入导管　 　加热时试管内的粉末状物质 炸裂　 　防止水槽中的水倒吸入试管，使试管因骤冷而 ·化学 ②验满 (4)检验与验满： ①检验：将带有火星的木条　 　，若木条复燃，则证明是氧气。  　插入集气瓶中　 ·化学 2．过氧化氢分解制取氧气的反应中二氧化锰的作用 步骤 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 图示       现象 带有火星的木条不复燃 有大量气泡产生，木条　 　 _ 有大量气泡产生，木条 　 　 _ 分析 过氧化氢在常温下分解缓慢 二氧化锰加快了过氧化氢的分解 二氧化锰能继续加快过氧化氢的分解，反应前后其化学性质　 　 _ 　不变　 　复燃　 　复燃　 ·化学 3．氧气的性质探究 物质 实验操作 说明 木炭   ①红热的木炭用坩埚钳夹持插入盛有氧气的集气瓶中时，要由上而下 　 　(填“快速”或“缓慢”)插入，以便______________ 　；  ②振荡，澄清石灰水　 　 _ 　变浑浊　 　木炭与氧气充分反应 　缓慢　 ·化学 物质 实验操作 说明 硫   ③集气瓶底部水(可用碱液代替)的作用是__________________________；  ④硫在氧气中比在空气中燃烧得更旺，原因是_____________________________ ___________________________________ 　用于吸收生成的二氧化硫 　 与空气相比，氧气单位体积的空间里氧分子的数目更多，反应越剧烈　 ·化学 物质 实验操作 说明 铁丝   ⑤铁丝绕成螺旋状的目的是_______　 　；  ⑥集气瓶底部装少量水(或铺一层细沙)的作用是_____________________　 　；  ⑦火柴的作用是　 　，要待火柴快燃尽时，再插入集气瓶中  　引燃　 物炸裂瓶底　 　防止溅落的高温熔融 铁丝的受热面积　 　增大 ·化学 1．实验室制取O2及性质检验。 i．图1中仪器a的名称是　 　。  ii．用高锰酸钾制取O2，应选择图1中的发生装置　 　(填字母)，化学方程式为　 。  　A　 　锥形瓶　 图1 2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑　 ·化学 iii．收集一瓶O2并进行性质检验。 操作 现象 结论 图2 硫燃烧时，　 　(填字母)，生成刺激性气味的气体  a．产生大量白烟 b．生成黑色固体 c．发出蓝紫色火焰 O2具有氧化性 集气瓶中NaOH溶液的作用是__________________________________ __________ c 　 吸收反应生成的二氧化硫，防止其污染空气　 _ ·化学 　　原理分析：4KO2＋2CO2===2K2CO3＋3O2，4KO2＋2H2O===4X＋3O2↑，则X的化学式为　 　。  　　动手实践：设计并制作氧自救呼吸器，如图所示。使用一段时间后，观察到生氧剂由　 　(填颜色变化)时，则基本失效。  　黄色变为白色　 　KOH　 2．制作氧自救呼吸器 　　查阅资料：超氧化钾(KO2)为黄色固体， 可分别与CO2、H2O反应生成O2和白色固体， 产氧效率高，适合作生氧剂。 ·化学 2．实验装置(如图所示) 重点实验二　探究空气中氧气的含量 1．实验原理：物质在密闭容器中与空气中的　 　发生反应，使密闭容器中压强　 　，打开弹簧夹后，在大气压强的作用下，水被压入容器，进入容器中水的体积约等于消耗密闭容器内O2的体积。   　减小　 　氧气　 ·化学 3．反应原理：红磷燃烧的化学方程式为 　 ___________________。   4．实验现象 (1)集气瓶中的红磷燃烧，产生　 　，放出热量。   (2)装置冷却至室温，打开弹簧夹，烧杯中的水沿导管进入集气瓶中，瓶内液面上升，进入集气瓶中水的体积约占原集气瓶中气体体积的  　。   　 4P＋5O2 2P2O5 大量白烟 ·化学 5．实验结论：空气中的氧气约占空气总体积的。 6．交流与讨论 (1)集气瓶中水的作用是__________________________________　 和　 　。  (2)实验中红磷要足量的原因是　 　。  (3)实验结束后，集气瓶内剩余气体主要是　 　，从实验结果也可以说明该气体具有的性质是　 　(物理性质)、 　 　(化学性质)。  　既不支持燃烧也不能燃烧　 　难溶于水　 　氮气　 　耗尽集气瓶中的氧气　 　吸收红磷燃烧生成的五氧化二磷(有毒)　 　防止热的燃烧物溅落炸裂集气瓶底 ·化学 7．实验误差 实验操作 原因分析 误差结果 没有立刻将燃着的红磷伸入集气瓶 　 　 _ 　 　 _ 实验过程中弹簧夹没有夹紧 红磷燃烧时集气瓶内气体因受热沿导管逸出 　 　 _ 红磷量不足 　 　 _ 　 　 _ 装置漏气 冷却过程中使装置外的空气进入，补充消耗的氧气 　 　 _ 实验结束后，没有冷却到室温就打开弹簧夹 装置内气体温度偏高，体积偏大，使瓶内外的气压差偏小 　 　 _ 　偏小　 　偏小　 　偏小　 　偏大　 　偏大　 　装置中的氧气不能耗尽　 　装置内气体受热逸出　 ·化学 8．试剂的选择——能否用以下试剂代替红磷？ 试剂 能否代替红磷 原因分析 (1)铁丝 　 　 _ 　 　 _ (2)镁　 不能 与氧气、二氧化碳、氮气均能发生反应 (3)木炭 　 　 _ _________________________________　 　 _ (4)硫粉 能 生成的二氧化硫可用 溶液吸收  　氢氧化钠 形成气压差　 　燃烧过程中生成等体积CO2，不能 　铁不能在空气中燃烧　 　不能　 　不能　 ·化学 9．实验改进与创新 (1)实验装置创新： 图1 图2 图3 改进点燃方式：如图1和图2，优点是：①在不打开装置的情况下引燃红磷，防止燃烧产物污染空气；②避免因燃着的红磷伸入集气瓶时过慢，瓶内气体因受热膨胀逸出而导致误差。 ·化学 改进测量方式：如图3，起始时活塞停留在10刻度处，实验过程中活塞的移动轨迹是　 　；实验结束后，能观察到活塞最终约停留在刻度　 　处。  　8　 　先向左移动，后向右移动　 图1 图2 图3 ·化学 ①如图4、图5，加热铜粉或铜丝。如图4，气球的作用是 　 　；两个实验中均反复推拉注射器活塞的目的是　 　。  　使装置内氧气充分反应　 图4 图5 图6 图7 　平衡气压　 (2)实验原理创新： ·化学 ②如图6、图7，利用铁锈蚀的原理。如图6，食盐水的作用是　 　；如图7，一段时间后量筒中水面约处于　 　mL刻度处。  　40　 　加快铁的锈蚀　 图4 图5 图6 图7 ·化学 第3题图　 A．图甲中可用蜡烛代替红磷进行该实验 B．图乙中BC段压强变大的原因是有五氧 化二磷生成 C．图乙中C点反应刚好结束 D．图乙中D点打开止水夹 3．［数字化实验］实验小组利用红磷燃烧测定空气中氧气的含量，并用传感器记录集气瓶中压强随时间变化的情况，如图所示。下列说法正确的是( ) D ·化学 第4题图 4．［创新实验］用如图装置测定空气中氧气的含量。量筒中先装入一定量的水，再将装有足量潮湿铁粉的矿泉水瓶(有效容积为345 mL)旋紧瓶盖放入其中，观察瓶子不再变瘪，记录反应前后数据如图所示。下列说法不正确的是( )　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A．矿泉水瓶需气密性好　 B．实验原理为铁生锈消耗氧气，使瓶 内压强减小 C．实验测得氧气体积分数约为20.9%　 D．铁粉用量越多，测得的氧气体积分数越大 D ·化学 1．得出空气是由氮气和氧气组成结论的科学家是( ) A．道尔顿　 B．门捷列夫　 C．阿伏加德罗　 D．拉瓦锡 空气的主要成分和用途 D 考点 1 ·化学 2．(2024盐城)空气是一种宝贵的资源，其中含量最高且常用作保护气的是( ) A．N2 B．O2 C．He D．CO2 A ·化学 3．随着科技的发展，空气中各成分的应用越来越广泛，下列用途主要利用物理性质的是( ) A．氮气——充氮包装　 B．氧气——医疗急救 C．稀有气体——激光技术　 D．二氧化碳——气体肥料 C ·化学 4．(2021广东)下列不属于空气质量指数(简称AQI)中污染物监测范围的是( ) A．CO　 B．SO2　 C．N2　 D．PM2.5 空气污染和防治措施 C 考点 2 ·化学 5．(2020广东)下列物质属于空气污染物的是( ) A．氧气　 B．氮气 C．水蒸气　 D．二氧化硫 D ·化学 6．防治空气污染，保护生态环境。下列做法不合理的是( ) A．开发和使用清洁能源　 B．车辆尾气净化后排放 C．工业废气排放到高空　 D．管理和控制工地扬尘 C ·化学 7．生机勃勃的地球离不开空气，下列关于空气的说法错误的是( ) A．稀有气体可用于霓虹灯的制作　 B．空气质量指数越大，空气质量越好 C．SO2排放是导致酸雨的原因之一　 D．CO2是植物进行光合作用的重要原料 B ·化学 8．(2024长沙)神舟十八号“太空养鱼”项目进展顺利。下列能供给斑马鱼和航天员呼吸的气体是( ) A．O2　 B．N2　 C．CO2　 D．H2O 氧气的性质及制取 A 考点 3 ·化学 A．选择试剂　 B．检查气密性　 C．发生装置 D．收集装置 9．(2024广东)实验室制取O2，下列操作、试剂和装置选择不合理的是( ) C ·化学 (1)自然界产生氧气的途径主要是　 　。  (2)可用排水法收集氧气，说明氧气具有　 　的性质。  　不易溶于水　 10．小明同学在小组合作学习过程中，对氧气的相关问题，进行了如下梳理。联系实际解决问题： 　植物的光合作用　 ·化学 (3)铁丝在空气中不易燃烧，能在氧气中剧烈燃烧，_______ 　，生成　 　色固体，放出大量的热。  (4)氧气的工业制法是利用各气体　 　的不同，逐一从空气中分离。实验室可以用过氧化氢(H2O2)、高锰酸钾(KMnO4)等作为反应物制取氧气，是因为它们都含有______　 　。  (5)［开放性设问］氧气可用于　 　。(写一点)  　医疗急救(合理即可)　 素　 　氧元 　沸点　 　黑　 四射　 　火星 ·化学 催化剂 11．(RJ九上P51新增习题改编)按如图所示进行实验，容器中涌出的柱状泡沫被形象地称为“大象牙膏”，下列说法中正确的是( )   A．反应产生的氧气支持燃烧，可以作燃料 B．加发泡剂和催化剂后反应减缓了 C．反应前后催化剂的质量不变 D．没有催化剂过氧化氢不会分解 C 考点 4 ·化学 12．［易错题］空气是一种宝贵的资源，以下对于空气的说法正确的是( ) A．氮气化学性质不活泼，常用于制作硝酸、氮肥 B．稀有气体在空气中占的质量分数为0.94% C．空气中各成分的含量恒定不变 D．空气是常见的混合物 D ·化学 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 13．(2024广东)探究H2O2分解速率的影响因素，下列分析正确的是( ) B 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 ·化学 (1)红磷燃烧的化学方程式为　 　。  (2)分析图2，CD段压强发生变化的原因：　 　， 　 　。  　温度降低　 14．［数字化实验］(2023巴中)如图是利用压力传感器测定空气中氧气含量的装置及压强变化曲线。 　氧气消耗　 4P＋5O22P2O5 ·化学 15．［跨学科实践活动与科普阅读结合］认真阅读下列材料，回答有关问题： 生活中有时需要用到高浓度氧气，供氧方式主要有氧气瓶、氧气袋和制氧机。 氧气瓶和氧气袋中的氧气一般用深冷法制得，该方法利用物质的沸点差异，从空气中分离出氧气。 ·化学 制氧机有膜分离、变压吸附等制氧方式。膜分离制氧用到的膜材料有陶瓷、聚苯胺等，其中混合导电陶瓷分离膜的工作原理示意如图甲。变压吸附制氧常用的吸附剂是沸石分子筛。科研人员在一定条件下分别将氮气、氧气通过某种沸石分子筛，测定其对氮气、氧气的吸附情况，结果如图乙(纵坐标数值越大，代表吸附量越大)。 ·化学 (1)供氧方式主要有___________________________________　 　(写出一种即可)。  (2)深冷法制氧利用了物质的　 　(填“物理性质”或“化学性质”)差异。  　物理性质　 　氧气瓶(或“氧气袋”或“制氧机”)　 吸氧对于缺氧人群有一定作用，但健康人短期内高流量吸氧会对机体造成不良影响，因此不能盲目吸氧。 ·化学 (3)由图乙可知，25 ℃时吸附压越大越有利于分离N2和O2，证据是______________________________________________　 　。  (4)健康人　 　(填“可以”或“不可以”)高流量吸氧。  　不可以　 附量差值逐渐增大　 　在相同温度下，随着吸附压的增大，N2和O2的吸 ·化学 实验过关练 跨学科实践活动 实验过关练 $$