内容正文:
主题二 物质的性质与应用
专题03 空气 氧气(5~8分)
01考情透视·目标导航
02知识导图·思维引航
03知识建构·考法探究
考点一 物质的多样性
考点突破
题型精研
►考向01 纯净物、混合物、单质和化合物等概念的判定
►考向02 酸、碱、盐概念的判定
►考向03 物质分类的综合判断
考点二 空气
考点突破
实验 空气中氧气含量的测定
题型精研
►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
考点突破
题型精研
►考向01 物理性质
►考向02 化学性质
考点三 氧气的制法
考点突破
实验 氧气的实验室制法
题型精研
►考向01 氧气的工业制法
►考向02 实验室制取氧气的原理及装置
►考向03 氧气的收集与检验
05分层训练·巩固提升
基础巩固
能力提升
跨学科实践活动 微型空气质量“检测站”的组装与使用
跨学科实践活动 基于特定需求设计和制作简易供氧器
考点要求
课标要求
命题预测
物质的多样性
· 认识物质是多样的,知道物质既有天然存在的也有人工创造的,既有无机物也有有机物;认识依据物质的组成和性质可以对物质进行分类,知道物质可以分为纯净物和混合物、单质和化合物等。
物质的多样性多以物质分类的判断为主要考查形式。
空气的成分、氧气的性质和用途考点常以选择题的形式进行考查,考查的命题点有:空气的含量、空气的污染及防治、氧气的反应现象描述正确与否的判断、氧化反应的判断、氧气的用途,常结合生活中的常见生活中现象、工农业生成、科学实验等以文字或图片结合的形式呈现。
氧气的制法考点常以填空题的形式进行考查。考查的命题点有:装置的选择、收集方法、检验及错误分析。常以化学实验或科学探究的形式出现。
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。
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。
氧气的制法
· 知道实验室可用过氧化氢、高锰酸钾制取氧气及反应的原理、装置、检验、验满方法等
考点一 物质的多样性
一、纯净物和混合物
1.纯净物和混合物的比较
混合物
纯净物
定义
两种或多种物质混合而成的物质叫混合物。
只由一种物质组成的物质叫纯净物。
特点
组成混合物的各种成分之间没有发生化学反应,它们各自保持着原来的性质。
纯净物可以用化学式来表示。但是,绝对纯净的物质是没有的。
常见实例
空气、溶液、合金、铁锈、加碘盐、天然气、自来水、矿泉水等
能用化学式表示的所有物质
冰水混合物、水蒸气、铜锈也是纯净物
二、单质、化合物、氧化物
1.单质
概念:同种元素组成的纯净物是单质。如金属单质:如Mg、Fe、Cu、Ag等,非金属单质:如C、S、H2、O2等,稀有气体:如He、Ne、Ar等
2.化合物
概念:不同种元素组成的纯净物是化合物。如氯化钠(NaCl)、高锰酸钾(KMnO4)
3.氧化物
概念:氧化物是指由两种元素组成,其中一种是氧元素的化合物。如金属氧化物,如CuO、MgO等;
非金属氧化物,如CO2、CO、P2O5、SiO2等
三、酸、碱、盐
1.酸:物质溶于水时,形成的阳离子全部是H+的化合物。
例:H2SO4(硫酸)、H2CO3(碳酸)、HNO3(硝酸)、HCl(盐酸,学名氢氯酸)
2.碱:物质溶于水时,形成的阴离子全部是OH-的化合物。
例:KOH(氢氧化钾)、NaOH(氢氧化钠)、Ca(OH)(氢氧化钙)、Ba(OH)2(氢氧化钡)
3.盐:由金属离子(或NH4+)和酸根离子形成的化合物。
例:NaCl(氯化钠)、Na2CO3(碳酸钠)、NaHCO3(碳酸氢钠)、CaCO3(碳酸钙)
四、有机化合物
化合物可分为有机化合物和无机化合物,有机化合物都含有碳元素。
1.有机化合物:含有元素的化合物称为有机化合物。
例如甲烷(最简单的有机物、相对分子质量最小的有机物)、乙醇(俗名:酒精)、乙酸(俗名:醋酸)、葡萄糖、蔗糖、蛋白质、淀粉等
【注意】
碳的氧化物、碳酸、碳酸盐等具有无机化合物的特点,属于无机化合物。
2.无机化合物:不含碳元素的化合物称为无机化合物。
例如水(H2O)、硫酸(H2SO4)、氢氧化钠(NaOH)等
►考向01 纯净物、混合物、单质和化合物等概念的判定
例1 下列物质属于混合物的是( )
A.氧气 B.空气
C.氧化镁 D.碳酸钾
举一反三
1、分类是学习化学的重要方法,下列物质前者是混合物,后者是单质的是
A.冰水混合物、氧气 B.二氧化硫、氮气
C.铁粉、洁净的空气 D.稀有气体、氢气
2、推理是化学学习中常用的思维方法,下列推理正确的是
A.化学变化常伴随发光放热的现象,所以有放光放热现象的变化一定是化学变化
B.化合物是由不同种元素组成的,所以由不同种元素组成的纯净物一定是化合物
C.单质是由同种元素组成的,所以由同种元素组成的纯净物一定是单质
D.氧化物中都含有氧元素,所以含氧元素的化合物一定是氧化物
►考向02 酸、碱、盐概念的判定
例2 分类是化学学习常用方法。下列有关物质的分类错误的是( )
A.盐: NaCl B.氧化物:CaO
C.碱: D.单质:Hg
举一反三
1、诗句“千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲”中涉及的石灰石,其主要成分CaCO3属于( )
A.酸 B.碱
C.盐 D.氧化物
►考向03 物质分类的综合判断
例3 类是化学学习常用方法。下列有关物质的分类错误的是( )
A.盐: NaCl B.氧化物:CaO
C.碱: D.单质:Hg
举一反三
1、下列物质按照单质、盐、混合物顺序排列正确的是( )
A.碘 盐酸 铁锈
B.金刚石 硝酸铵 冰水混合物
C.液氧 硫酸铜 生铁
D.稀有气体 硝酸钾 海水
2、下列物质的归类正确的是( )
A.纯净物:液态氧 干冰 石灰石 B.碱:纯碱 火碱 消石灰
C.人体供能物质:淀粉 油脂 蛋白质 D.合成材料:涤纶 塑料 合金
考点二 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。
二、空气中氧气含量的测定
(1)二百多年前,法国科学家拉瓦锡通过实验得出了空气是由氧气和氮气组成,其中氧气约占空气总体积的结论。
(2)燃磷法测定空气中氧气含量的
Ⅰ、实验
实验原理
4P+5O22P2O5红磷在空气中燃烧,消耗了瓶中的氧气,生成五氧化二磷白色固体,使瓶内压强减小,在大气压作用下,烧杯中的水进入集气瓶,进入瓶中水的体积即为氧气减少的体积
实验装置
实验步骤
a.在集气瓶内加入少量水,并将水面上方空间分为5等份;
b.用弹簧夹夹紧橡皮管;
c.在燃烧匙内放入过量的红磷;
d.点燃燃烧匙内的红磷后,立即伸入瓶中并把塞子塞紧;
e.待红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹
实验现象
①红磷燃烧产生大量白烟;
②冷却至室温后打开弹簧夹,水沿导管进入集气瓶,最终水面上升约1/5
实验结论
氧气体积约占空气体积的1/5
Ⅱ、造成误差的原因
A、偏低:
①红磷不足
②装置气密性不好
③未冷却至室温打开止水夹
B、偏高:
①点燃红磷后插入到集气瓶速度太慢(未及时塞紧橡皮塞)
②未夹紧止水夹(未使用止水夹)
Ⅲ、注意事项
a.测定时所用可燃物的选择:
一是该物质在空气中燃烧且只与氧气反应;
二是该物质燃烧的生成物为固体或液体,不能是气体;
b.不能使用木炭、硫、铁丝替代红磷的原因:
木炭、硫在空气中燃烧后的生成物均是气体,铁丝在空气中不燃烧。
三、空气的污染与防治
(1)空气污染物
空气的主要污染物有有害气体和粉尘。目前计入空气污染指数的项目暂定为:二氧化硫一氧化碳二氧化氮可吸入颗粒物(粒径在10微米以下的颗粒物,称PM10,又称飘尘)和臭氧等。
【特别提醒】二氧化碳属于空气的组成成分,不是空气污染物。但二氧化碳的含量过高,会加剧温室效应。
(2)空气污染的危害:
①严重影响人体健康;
②影响农作物生长;
③破坏生态环境,其中全球气候变暖、臭氧层破坏和酸雨等也都与空气污染有关。
(3)防治空气污染:
①加强大气质量监测,改善环境状况;
②减少使用化石燃料,使用清洁能源;
③积极植树造林种草;
④禁止露天焚烧垃圾等。
【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。
1.氮气常温下性质稳定,不代表不能与其他物质反应。事实上在一定条件下N2能与H2、O2及活泼金属反应。
2. CO2不是空气的污染物。但是会引起温室效应。
3. 稀有气体通电发出有色光属于物理性质
►考向01 空气的成分及用途
例1 【新考向】(24-25九年级上·江苏苏州·期中)舍勒在《火与空气》一书中指出:空气由两种性质不同的“火空气”和“浊空气”组成,其中“火空气”可以帮助燃烧,维持生命,下列说法不正确的是
A.“火空气”和“浊空气”就是指“氧气”和“氮气”
B.液态“浊空气”是很好的制冷剂,可用于冷藏血液等
C.“火空气”性质比较活泼,是常见的燃料
D.相同条件下,“火空气”在水中的溶解能力比“浊空气”强
举一反三
1、【新考向】(24-25九年级上·江苏扬州·阶段练习)是重要的资源,其生产与性质如图所示,下列说法错误的是
A.反应②中涉及到的气体都是无色、无气味的 B.反应③说明氮气有时也能助燃
C.反应①进行的能量转化是电能转化为化学能 D.图中产生是物理变化
2、【新考法】(24-25九年级上·江苏无锡·阶段练习)下列有关物质的用途中,利用其物理性质的是
A.氧气用于炼钢 B.稀有气体可用于霓虹灯
C.氮气用作灯泡填充气 D.磷用于制烟幕弹
3、【新考法】(24-25九年级上·江苏镇江·阶段练习)如图为N2的转化和资源化利用。下列说法不正确的是
A.转化①所得液氮用于医疗手术
B.转化②中所得氨气可用于制氮肥
C.转化③说明氮气不可燃,也不支持燃烧。
D.转化④说明氮气化学性质很稳定
►考向02 空气中氧气含量的测定
例2 【新考向】(24-25九年级上·江苏扬州·期中)为测定空气中氧气的含量,某化学兴趣小组将过量的白磷放入容积为40mL的试管中,用橡皮塞塞紧试管口,通过导管与容积为60mL且润滑性很好的注射器组成如图所示的实验装置进行实验,则下列说法不正确的是
A.实验前,需要检查装置的气密性
B.必须等实验结束装置冷却到室温之后再读数
C.若打开弹簧夹实验,则实验前注射器至少吸入10mL空气
D.若夹紧弹簧夹实验,实验结束冷却后再松开,可观察到活塞前移至约8mL刻度处
举一反三
1、【新考向】(24-25九年级上·江苏南京·期中)用如图1所示的密闭装置测定空气中氧气含量,并测定红磷燃烧时温度和压强的变化情况,所得数据如图2所示。下列说法不正确的是
A.曲线X代表反应过程中装置内温度随时间的变化情况
B.曲线X上的b点是红磷与空气中氧气反应结束的时刻
C.曲线Y中ab段的变化主要是与红磷燃烧放热有关
D.若t1时刻前打开止水夹,测得的空气中氧气含量偏小
2、【新考向】(24-25九年级上·江苏苏州·阶段练习)某小组设计下图装置测定空气中氧气的含量。胶头滴管中的水滴入生石灰一段时间后,试管内白磷开始燃烧,待白磷熄灭并冷却后打开弹簧夹。下列说法正确的是
A.试管内添加白磷的用量不影响实验结果 B.试管内的细沙可吸收产生的物质,防止污染空气
C.白磷能燃烧,说明生石灰遇水放热 D.冷却后,注射器内的活塞最终停留在处
3、(24-25九年级上·江苏泰州·阶段练习)如图所示,将等容积(1L)、等质量(包括瓶塞、导管、燃烧匙)的两集气瓶置于天平左右两盘,并调至平衡,关闭弹簧夹a、b,点燃等质量的白磷和木炭,待两者熄灭并冷却至室温后,打开弹簧夹a、b。下列说法正确的是(已知木炭燃烧会产生二氧化碳气体)
A.白磷点燃后,缓慢伸入瓶中并塞紧橡皮塞
B.打开弹簧夹a、b一段时间后,流入集气瓶乙中的水比甲中多
C.打开弹簧夹a、b一段时间后,天平指针向左偏转
D.若白磷足量,集气瓶甲中消耗氧气的体积约为4/5L
►考向03 空气的污染与防治
例3 【新考向】(24-25九年级上·江苏盐城·阶段练习)下表为盐城市2024年10月2日上午10时的即时大气监测数据,为解决大气污染问题,下列措施不合理的是
污染物
PM10
PM2.5
二氧化硫
二氧化氮
一氧化碳
臭氧
浓度
25.0
11.0
7.0
13.0
0.5
94.0
单位:微克/立方米
A.在城市道路多洒水 B.减少煤和石油的燃烧
C.不露天焚烧垃圾 D.减少二氧化碳排放
举一反三
1、【新素材】(23-24九年级上·江苏无锡·阶段练习)下列物质的排放不会造成空气污染的是
A.煤燃烧产生的烟尘
B.建筑工地扬起的灰尘
C.机动车排放的尾气
D.绿色植物光合作用产生的气体
2、【新考向】(24-25宿迁·阶段练习)分类是认识和研究物质的重要方法。下列分类正确的是
A.空气、氧气、海水属于混合物 B.熔点、密度、可燃性都是化学性质
C.水银、红磷、五氧化二磷都属于纯净物 D.二氧化硫、二氧化氮、二氧化碳都是空气污染物
3、【新考向】(2024•常州中考)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
考点三 氧气的性质
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
物理性质和化学性质的辨别
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 物理性质
例1 【新考向】(24-25九年级上·江苏宿迁·期中)氧气是一种非常重要的气体,下列涉及氧气的相关说法中不正确的是
A.氧气是一种无色、无味、不易溶于水的气体
B.工业生产中氧气可以用于钢铁冶炼和金属焊接
C.干燥洁净的空气中氧气的质量分数约为21%
D.塑料的老化、金属的锈蚀都属于缓慢氧化
举一反三
1、【新素材】(24-25九年级上·江苏徐州·期中)下列对氧气性质的描述,属于化学性质的是
A.液态氧为淡蓝色液体 B.常温常压下氧气不易溶于水
C.通常情况下氧气密度稍大于空气 D.红磷在氧气中燃烧生成五氧化二磷
2、【新素材】(2023•无锡中考)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
►考向02 化学性质
例2 【新考向】(24-25九年级上·江苏无锡·阶段练习)用如图所示装置进行实验。氢氧化钠溶液用于吸收硫燃烧产生的有毒气体二氧化硫。
步骤1:从A处通空气,点燃酒精灯,观察到硫粉熔化、燃烧,产生微弱的淡蓝色火焰。
步骤2:从A处改通氧气,点燃酒精灯,观察到硫燃烧产生明亮的蓝紫色火焰。
下列说法不正确的是
A.检查该装置气密性的操作:堵住A口,将导管伸入液面以下,双手紧握U形管
B.步骤1中,硫粉既发生物理变化又发生化学变化
C.只从步骤1即可说明氧气能支持硫燃烧
D.对照步骤1和2,说明氧气的浓度能影响硫燃烧的剧烈程度
1、【新考法】(24-25九年级上·江苏连云港·阶段练习)某兴趣小组用如图1装置探究氧气的性质,将透明的实验盒中间用隔板插入细沙分成两部分,将氧气倒入倾倒室,然后一段时间后提起中间隔板,得到倾倒室内氧气浓度变化情况如图2所示,下列通过装置和数据获得的信息错误的是
A.空气中氧气的浓度大约为20%
B.MN段曲线快速上升,说明氧气的密度比空气大
C.实验中“提起中间隔板”操作对应的时间点约在第25s
D.NP段蜡烛先燃烧的更旺,然后逐渐熄灭
2、(24-25九年级上·江苏宿迁·期中)下列有关氧气的性质实验现象描述中正确的是
A.木炭在氧气中燃烧产生黑色固体
B.红磷在O2中燃烧产生大量白色烟雾
C.硫在纯O2中燃烧产生蓝紫色火焰
D.细铁丝在空气中剧烈燃烧产生黑色固体
考点四 氧气的制法
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
氯酸钾制取氧气
过氧化氢制取氧气
所用药品
高锰酸钾(紫色固体)
氯酸钾(白色粉末)、
二氧化锰(黑色粉末)
过氧化氢(无色液体)、二氧化锰(黑色粉末)
反应原理
2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
2KClO32KCl+3O2↑
2H2O22H2O+O2 ↑
发生装置
固体加热型
固固加热型
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
►考向01 氧气的工业制法
例1 【新考向】(24-25九年级上·江苏苏州·阶段练习)下列有关空气及其成分的说法不正确的是
A.二氧化碳有毒性,是空气污染物,也是重要的资源
B.工业上可用分离液态空气法制氧气
C.氧气能供给生物呼吸,约占空气体积的21%
D.氮气化学性质不活泼,可用来延长食品保质期
举一反三
1、【新考向】(24-25九年级上·江苏镇江·阶段练习)下列有关实验操作及分析均合理的是
A.工业制氧气:控制温度蒸发液态空气,先蒸发出来的气体能使带火星的木条复燃
B.排水法收集O2:导气管口有气泡冒出时立即开始收集,收集到的O2更纯净
C.测定空气里O2含量:点燃红磷缓慢伸入集气瓶并塞紧瓶塞,导致测定结果偏大
D.探究催化剂的性质:二氧化锰作双氧水分解制氧气的催化剂,可提高产生氧气的量
2、【新考向】(24-25九年级上·江苏泰州·阶段练习)工业制氧气有分离液态空气法、膜分离技术、分子筛制氧法(吸附法)等。如图是采用膜分离技术制取氧气的简易流程,该过程根据颗粒大小不同实现氧气制取。下列说法错误的是
A.空气预处理一般为空气除尘、除水蒸气等
B.膜分离技术制取氧气采用的是物理变化
C.分离液态空气法制取氧气的原理是空气各成分的沸点不同
D.氧气能通过膜上的微孔而氮气不能,说明氧气分子的直径更大
►考向02 实验室制取氧气的原理及装置
例2 【新考向】(24-25九年级上·江苏盐城·期中)实验室常用6%的溶液(作催化剂)制取少量氧气。(可能用到的装置如图)
(1)写出图中仪器的名称:① ,② 。
(2)从环保安全角度考虑,实验室常用过氧化氢制氧气,写出该反应的方程式: ,该反应属于 (填基本反应类型),可选择的发生装置为 (填字母)。
(3)若用E装置收集的氧气不纯,可能的原因是 (答一点即可)。
(4)若用F装置收集一瓶较纯净的氧气,则F装置需要先 ,再将气体从 (填“a”或“b”)端通入。
(5)向盛有氧气的集气瓶中倒入迅速冷却的沸水(几乎不含氧气),立即塞紧串有两端开口细玻璃管的橡胶塞,装置如图G所示。用注射器向玻璃管中注水至P处,手拿集气瓶在水平面上摇晃数十次。下列有关该实验的说法正确的是_____(填字母)。
A.实验过程中将看到玻璃管中的液面下降
B.该实验可说明有少量氧气溶于水中
C.该实验应保证装置有良好的气密性
举一反三
1、【新考向】(24-25九年级上·江苏无锡·阶段练习)图为实验室常用的实验装置。回答问题:
(1)写出图中标号仪器的名称:② 。
(2)用双氧水制取氧气,则气体发生装置为 (填字母,下同),收集装置为 ,该反应的方程式为 。
(3)用如图F装置收集较干燥的O2,气体应从 端通入(选填“a”或“b”),验满方法是 。
(4)若用如图F装置证明呼出气体中二氧化碳含量比空气中高,可在集气瓶中装入约三分之一瓶的澄清石灰水,从导管口 (填写“a”或“b”)连续吹气10秒,观察到澄清的石灰水变浑浊。另取相同装置和药品,从导管口a连续 (填写“吹”或“吸”)气10秒,未观察到澄清的石灰水变浑浊。
(5)研究影响化学反应速率的因素。
实验设计和数据记录如表所示。每个实验均在反应开始后,用排水法连续收集多瓶二氧化碳气体(CO2),表中“-”表示气泡太少,不再收集。
信息资料:大理石的主要成分是碳酸钙,碳酸钙+稀盐酸→氯化钙+水+二氧化碳
序号
反应物
收集每瓶气体所用时间(单位:秒)
盐酸浓度
盐酸体积
大理石形状
第1瓶
第2瓶
第3瓶
第4瓶
第5瓶
第6瓶
实验1
10%
70mL
小颗粒
8
9
10
12
14
19
实验2
块状
11
12
15
17
21
23
实验3
7.5%
70mL
小颗粒
10
12
13
15
17
26
实验4
块状
t
14
16
19
22
24
实验5
5%
70mL
小颗粒
14
18
19
32
63
-
实验6
块状
20
31
59
-
-
-
注:本次实验所用的大理石质量均相等;收集的每瓶气体的体积均相等。
①该实验研究影响化学反应速率的因素有 。
②对比表中实验1和3可得出的结论是 。
2、【新考向】(24-25九年级上·江苏镇江·阶段练习)请结合图示实验装置,回答下列问题。
(1)仪器名称:① ;② 。
(2)用高锰酸钾制取纯净的氧气,可选用装置 (选填序号)和D组合,反应的方程式为 ,在试管口要放一团棉花的作用 。
(3)实验室用双氧水和二氧化锰混合制氧气可选的发生装置 (选填序号),该反应的方程式为 ,用E收集氧气可从 (选“a”或“b”)端通入,在另一端用 检验氧气是否收集满。
(4)某同学对氯酸钾制氧气进行探究。加热氯酸钾分解时,传感器得到氧气浓度随温度的变化如下图1所示,使用不同催化剂时的固体残留率分别如下图2所示。
①对比图1和图2可知,加入催化剂能 ;
②图2分析可知:对氯酸钾分解催化效果更好的催化剂是 。
►考向03 氧气的收集与检验
例3 【新考向】(24-25九年级上·江苏徐州·期中)氧气是人类生存必需的物质,认识和获取氧气具有重要意义。请结合下图回答问题。
(1)实验室用高锰酸钾制取氧气,选用的发生装置是 (填序号),发生反应的方程式为 。若用D装置收集氧气,原因是 。
(2)实验室也常用C装置制取氧气,反应的方程式为 。为了便于加入液体药品制取较多氧气,需在装置C的橡胶塞上添加 (填仪器名称)。若用E装置收集该气体,验满的方法是 。
举一反三
1、【新素材】(24-25九年级上·江苏无锡·阶段练习)根据如图装置图,回答有关问题。
(1)写出装置图中标号仪器的名称:① ,② 。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气可选用的发生装置是 (填字号)
(3)若收集一瓶氧气,供硫在氧气中燃烧实验使用,则选择的气体收集装置是 (填字号),理由是 ,若用该方法收集的氧气不纯,可能的原因是 (写一条即可)。
(4)用F装置收集氧气,应从导管 (填“a”或“b”)处通入,若用该方法收集氧气,则验满的操作和现象是 。
(5)请设计实验检验G图装置的气密性,并完成下表。
实验步骤
实验现象
实验结论
导管口有气泡冒出
该装置气密性良好
1.(24-25九年级上·江苏扬州·期中)下列物质性质和用途对应关系正确的是
A.石墨有导电性,可用作润滑剂
B.铝有导热性,可用于制电线
C.一氧化碳具有可燃性,可用作燃料
D.氮气无色无味,可用于食品保护气
2.(24-25九年级上·江苏盐城·阶段练习)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正确的是
A.空气中氮气、氧气等分子均匀地混合在一起
B.空气中含有氧气,因此空气可直接用于医疗急救
C.空气质量指数日报中所列的空气质量指数级别越小,空气质量越差
D.空气中的少量稀有气体在任何条件下都不与其他物质发生化学反应
3.(24-25九年级上·江苏盐城·期中)下列对实验现象的描述中,正确的是
A.红磷在空气中燃烧产生大量白雾
B.木炭在空气中燃烧生成二氧化碳
C.硫在氧气中燃烧产生微弱的淡蓝色火焰
D.铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体
4.(24-25九年级上·江苏宿迁·阶段练习)下列选项中每种说法均错误的是
①氙气用作电光源,是利用了氙气的化学性质
②铁钉生锈属于缓慢氧化反应
③酒精灯里的酒精装得越满越好
④收集满气体的集气瓶,应倒放在桌面上
⑤空气中氮气的体积分数是80%
⑥鱼类能在水中存活,说明氧气易溶于水
⑦带火星的木条一定能在含有氧气的集气瓶中复燃
⑧二氧化碳能加剧温室效应,属于空气污染物
A.①②③④⑥⑦ B.①③④⑤⑥⑦⑧ C.①②④⑤⑦⑧ D.①②③④⑤⑥⑦
5.(24-25九年级上·江苏常州·期中)“实验室用、制取”涉及的实验装置及操作不正确的是
A.装入 B.制备
C.收集 D.验满
6.(24-25九年级上·江苏盐城·期中)某同学加热一定量的高锰酸钾制取氧气,并绘制右图所示的图像。下列说法中不正确的是
A.“”段表示升温阶段,反应尚未开始
B.在a点和c点时,二氧化锰的质量相同
C.b点时,试管中共包含三种固体物质
D.d点时,固体物质中无高锰酸钾
7.(24-25九年级上·江苏·期中)在实验室用双氧水和少量二氧化锰制取O2的实验中,下列装置和实验操作正确并规范的是
A.加入二氧化锰粉末 B.制取氧气
C.收集氧气 D.验满氧气
8.(24-25九年级上·江苏扬州·阶段练习)如图装置被称为“万能瓶”,用途很多,以下用法不能达成目的是
A.病人输氧时瓶中装入适量的水气体从b端通入,以观察氧气流的速度
B.瓶内装有浓硫酸(有吸水作用),氧气从a端通入进行干燥
C.瓶内装满水,气体从b端通入,收集难溶于水的气体
D.在a端接量筒,瓶内装满水,气体从b端通入,测量气体的体积
1.(24-25九年级上·江苏无锡·期中)氧气是人类生存的支柱,根据下列装置图,请回答下列问题:
(1)仪器①的名称是 。
(2)A装置用于高锰酸钾制取氧气,发生反应的方程式为 。试管口还需要加一团棉花,目的是 。若用装置C收集氧气,氧气应从 (填“a”或“b”)管通入。
(3)空间站获得氧气是基于如图所示,研制的氧气循环再生组件成功应用于我国天宫空间站。
反应①需要在催化剂和加热的条件下才能发生,写出该反应的符号表达式 ,氧气循环再生过程中需要定期补充一定量的水,可能的原因是 。
2.(24-25九年级上·江苏扬州·期中)近两年,制氧机需求旺盛,市场上出现多种类型的制氧机。
(1)化学药剂制氧机:如图1是某品牌制氧机的工作原理示意图。
在反应仓中首先加入水、粉末状过碳酸钠,然后加入粉末状二氧化锰,即产生氧气。该制氧机的制氧原理:
第一步:
第二步: (写出反应的化学方程式)。
(2)“沸石分子筛”制氧机:以空气为原料,空气经过分子筛时氮气被吸附,氧气通过,从而获得不同浓度的“富氧空气”。图2为该制氧过程的示意图(已知同温同压下,气体体积比等于分子个数比)。
①图中代表的是 。(用化学符号表示)
②分离过程的变化属于 (填“物理”或“化学”)变化。
(3)小涵同学用图4装置测定制得的“富氧空气”中氧气的含量(集气瓶中“富氧空气”体积为,底部残留少量水,燃烧匙内有足量红磷),操作如下:
步骤1:往量筒内加入适量水,读出量筒内水的体积为。
步骤2:用电点火装置点燃红磷,充分反应。
步骤3:冷却至室温后打开止水夹,待右侧量筒内液面不再变化时,排出气球中的气体,调节两边液面在同一水平面上,读出量筒内水的体积为。
①用排水法收集“富氧空气”,气体应从装置图3中管 (填“”或“”)通入。
②本次实验测得“富氧空气”中氧气的体积分数为 。
3.(24-25九年级上·江苏镇江·期中)请结合下图回答问题。
(1)仪器名称:① , ③ 。组装A装置时,应先放置的仪器是 。(选填“①”或“②”)
(2)用高锰酸钾制备氧气可选用装置 (选填序号)和D组合,反应的方程式为 ,试管口加塞一团棉花的作用为 。
(3)用双氧水和二氧化锰粉末制取O2,反应的方程式为 。MnO2的作用为 。可用于收集O2并测量体积的装置是 填编号。
(4)下图是检验装置气密性的过程。最终在F处观察到的现象是 (选填“甲~丁”)。
跨学科实践活动
微型空气质量“检测站”的组装与使用
1.某校设置微型检测站。下列相关说法错误的是( )
A.臭氧层破坏和酸雨都与空气污染有关
B.PM2.5的含量越高,空气质量越好
C.积极植树有助于提升空气质量
D.加强空气质量检测有利于保护大气环境
2.空气质量与人类的健康息息相关。某校化学社团开展了微型空气质量“检测站”的组装与使用、并进行了检测某小区地下车库的空气质量、分析某化工厂附近降雨类型、调查空气污染的原因等项目化学习。
任务一:微型空气质量“检测站”的组装
【组装步骤】
①阅读安装说明书。
②将空气质量检测站组件—采样系统(检测站)、分析系统和数据传输系统连接起来(如图)。
③联网调试。
任务二:检测某小区地下车库中的有害气体
【测定实验】利用微型空气质量“检测站”能检验多种空气污染物。用该“检测站”测得某小区地下车库中一氧化碳在不同时间段内的浓度如图。(已知:50ppm为一氧化碳准许成年人置身其中的最大量)
(1)【交流分析】一氧化碳浓度最大的时间段是 ,原因可能是 。
任务三:设计实验分析某化工厂区附近降雨的类型
【调查分析】同学们通过走访调查,得知该化工厂区附近所降雨水为酸雨。
【查阅资料】常见酸雨根据致酸物质分为硫酸型酸雨和硝酸型酸雨。
(2)【进行实验】
实验步骤
实验现象
实验结论
①取少量雨水于试管中,利用pH计检测
pH (填“>”“<”或“=”)5.6
该化工厂区附近所降雨水为硫酸型酸雨
②取少量雨水于试管中,向其中滴加 溶液
有白色沉淀生成
【反思评价】
(3)步骤2发生的反应的化学方程式为 。
(4)小李同学认为只进行步骤②即可得出结论,理由是 。
任务四:调查空气污染的原因
(5)【交流讨论】空气污染是由 (填一种燃料)的燃烧造成的。
(6)【成果分享】同学们通过项目化学习,了解了微型空气质量“检测站”的组装和使用、有害气体的检测等,他们一起制作了保护空气倡议书,请你将其补充完整。
保护空气倡议书
为了使天空更蓝,人类正在积极行动,我们能做的很多,比如,其中一种保护空气的具体做法是 。
基于特定需求设计和制作简易供氧器
3.“制氧机”在日常生活中的应用很广泛,同学们利用相关知识,对简易化学制氧机的结构、工作原理、制氧方法展开了项目式学习。
任务一、认识制氧机的结构
(1)图1中过滤仓中的水除了有过滤杂质提纯氧气的作用外,还可以起到的作用是______(填序号)。
A.可以通过气泡观察氧气生成的速率
B.湿润氧气
C.加快氧气的生成
任务二:了解制氧机的工作原理
【信息检索】市面上常见的一种简易化学制氧机的工作原理如图1所示,其中A是过碳酸钠白色固体,B是二氧化锰黑色粉末。过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)加水溶解会分解生成Na2CO3和H2O2。用该制氧机制氧时反应仓中加入适量水,再先后加入过碳酸钠和二氧化锰,反应仓内有黑色粉末翻腾,变得浑浊,仓壁变得温热,过滤仓底部导气管口有气泡冒出。
【表达交流】
(2)反应仓中过氧化氢生成氧气的文字表达式是 。
(3)验证过滤仓导出的气体是氧气的方法: 。
任务三:分析制氧机的制氧方法
【分析解释】
(4)如果在实验室用过碳酸钠、二氧化锰、水制取氧气,从图2中可选用的气体发生装置是 (填装置序号,下同),收集装置是 。
(5)实验室用高锰酸钾制氧气的文字表达式为 ,简易化学制氧机不使用该原理的原因是 。
【反思评价】
(6)简易化学制氧机的制氧剂选用过碳酸钠比过氧化氢溶液更好的理由有______。
A.过碳酸钠是固体,易于携带
B.对比过碳酸钠,过氧化氢溶液不稳定,易分解
C.过氧化氢溶液浓度较大时具有一定的腐蚀性
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
$$
主题二 物质的性质与应用
专题03 空气 氧气(5~8分)
01考情透视·目标导航
02知识导图·思维引航
03知识建构·考法探究
考点一 物质的多样性
考点突破
题型精研
►考向01 纯净物、混合物、单质和化合物等概念的判定
►考向02 酸、碱、盐概念的判定
►考向03 物质分类的综合判断
考点二 空气
考点突破
实验 空气中氧气含量的测定
题型精研
►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
考点突破
题型精研
►考向01 物理性质
►考向02 化学性质
考点三 氧气的制法
考点突破
实验 氧气的实验室制法
题型精研
►考向01 氧气的工业制法
►考向02 实验室制取氧气的原理及装置
►考向03 氧气的收集与检验
05分层训练·巩固提升
基础巩固
能力提升
跨学科实践活动 微型空气质量“检测站”的组装与使用
跨学科实践活动 基于特定需求设计和制作简易供氧器
考点要求
课标要求
命题预测
物质的多样性
· 认识物质是多样的,知道物质既有天然存在的也有人工创造的,既有无机物也有有机物;认识依据物质的组成和性质可以对物质进行分类,知道物质可以分为纯净物和混合物、单质和化合物等。
物质的多样性多以物质分类的判断为主要考查形式。
空气的成分、氧气的性质和用途考点常以选择题的形式进行考查,考查的命题点有:空气的含量、空气的污染及防治、氧气的反应现象描述正确与否的判断、氧化反应的判断、氧气的用途,常结合生活中的常见生活中现象、工农业生成、科学实验等以文字或图片结合的形式呈现。
氧气的制法考点常以填空题的形式进行考查。考查的命题点有:装置的选择、收集方法、检验及错误分析。常以化学实验或科学探究的形式出现。
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。
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。
氧气的制法
· 知道实验室可用过氧化氢、高锰酸钾制取氧气及反应的原理、装置、检验、验满方法等
考点一 物质的多样性
一、纯净物和混合物
1.纯净物和混合物的比较
混合物
纯净物
定义
两种或多种物质混合而成的物质叫混合物。
只由一种物质组成的物质叫纯净物。
特点
组成混合物的各种成分之间没有发生化学反应,它们各自保持着原来的性质。
纯净物可以用化学式来表示。但是,绝对纯净的物质是没有的。
常见实例
空气、溶液、合金、铁锈、加碘盐、天然气、自来水、矿泉水等
能用化学式表示的所有物质
冰水混合物、水蒸气、铜锈也是纯净物
二、单质、化合物、氧化物
1.单质
概念:同种元素组成的纯净物是单质。如金属单质:如Mg、Fe、Cu、Ag等,非金属单质:如C、S、H2、O2等,稀有气体:如He、Ne、Ar等
2.化合物
概念:不同种元素组成的纯净物是化合物。如氯化钠(NaCl)、高锰酸钾(KMnO4)
3.氧化物
概念:氧化物是指由两种元素组成,其中一种是氧元素的化合物。如金属氧化物,如CuO、MgO等;
非金属氧化物,如CO2、CO、P2O5、SiO2等
三、酸、碱、盐
1.酸:物质溶于水时,形成的阳离子全部是H+的化合物。
例:H2SO4(硫酸)、H2CO3(碳酸)、HNO3(硝酸)、HCl(盐酸,学名氢氯酸)
2.碱:物质溶于水时,形成的阴离子全部是OH-的化合物。
例:KOH(氢氧化钾)、NaOH(氢氧化钠)、Ca(OH)(氢氧化钙)、Ba(OH)2(氢氧化钡)
3.盐:由金属离子(或NH4+)和酸根离子形成的化合物。
例:NaCl(氯化钠)、Na2CO3(碳酸钠)、NaHCO3(碳酸氢钠)、CaCO3(碳酸钙)
四、有机化合物
化合物可分为有机化合物和无机化合物,有机化合物都含有碳元素。
1.有机化合物:含有碳元素的化合物称为有机化合物。
例如甲烷(最简单的有机物、相对分子质量最小的有机物)、乙醇(俗名:酒精)、乙酸(俗名:醋酸)、葡萄糖、蔗糖、蛋白质、淀粉等
【注意】
碳的氧化物、碳酸、碳酸盐等具有无机化合物的特点,属于无机化合物。
2.无机化合物:不含碳元素的化合物称为无机化合物。
例如水(H2O)、硫酸(H2SO4)、氢氧化钠(NaOH)等
►考向01 纯净物、混合物、单质和化合物等概念的判定
例1 下列物质属于混合物的是( )
A.氧气 B.空气
C.氧化镁 D.碳酸钾
【答案】B
【解析】A、氧气中只含有一种物质,属于纯净物,故选项不符合题意;
B、空气中含有氮气、氧气、二氧化碳等多种物质,属于混合物,故选项符合题意;
C、氧化镁中只含有一种物质,属于纯净物,故选项不符合题意;
D、碳酸钾中只含有一种物质,属于纯净物,故选项不符合题意。
故选B。
举一反三
1、分类是学习化学的重要方法,下列物质前者是混合物,后者是单质的是
A.冰水混合物、氧气 B.二氧化硫、氮气
C.铁粉、洁净的空气 D.稀有气体、氢气
【答案】D
【解析】A、冰是水的固态形式,冰水混合物中只含有一种物质水 ,属于纯净物;氧气是由一种元素组成的纯净物,属于单质,不符合题意;
B、二氧化碳是由一种物质组成的,属于纯净物;氮气是由一种元素组成的纯净物,属于单质,不符合题意;
C、铁粉是由一种物质组成的,属于纯净物;洁净的空气中含有氮气、氧气等多种物质,属于混合物,不符合题意;
D、稀有气体中含有氦气、氖气等多种物质,属于混合物;氢气是由一种元素组成的纯净物,属于单质,符合题意。
故选D。
2、推理是化学学习中常用的思维方法,下列推理正确的是
A.化学变化常伴随发光放热的现象,所以有放光放热现象的变化一定是化学变化
B.化合物是由不同种元素组成的,所以由不同种元素组成的纯净物一定是化合物
C.单质是由同种元素组成的,所以由同种元素组成的纯净物一定是单质
D.氧化物中都含有氧元素,所以含氧元素的化合物一定是氧化物
【答案】B
【解析】A、化学变化通常伴随发光、放热现象,但有发光、放热变化的不一定是化学变化,比如灯泡发光是物理变化,故选项错误;
B、化合物是由不同种元素组成的,所以由不同种元素组成的纯净物一定是化合物,故选项正确;
C、单质必须是纯净物且只含有一种元素,所以若某物质中只含一种元素,则该物质不一定是单质,还有可能是混合物,如氧气和臭氧,故选项错误;
D、氧化物中含有氧元素,且只有两种元素,含氧元素的化合物不一定是氧化物,如高锰酸钾不是氧化物,故选项错误。
故选:B。
►考向02 酸、碱、盐概念的判定
例2 分类是化学学习常用方法。下列有关物质的分类错误的是( )
A.盐: NaCl B.氧化物:CaO
C.碱: D.单质:Hg
【答案】C
【解析】A、盐是由金属离子与酸根离子形成的化合物。FeSO4 由金属离子亚铁离子和硫酸根离子构成,属于盐;NaCl由金属离子钠离子和盐酸酸根离子即氯离子构成,属于盐。A正确;
B、氧化物是由两种元素组成,其中一种是氧元素的化合物。CaO、H2O2都是由两种元素组成,其中一种是氧元素的化合物,属氧化物。B正确;
C、电离出的阴离子全部是氢氧根离子的化合物属于碱。Ca(OH)2 是电离出的阴离子全部是氢氧根离子的化合物,属于碱;碳酸钠是由金属离子钠离子与碳酸根离子形成的化合物,属于盐,不是碱。C错误;
D、单质是由同种元素组成的纯净物,Hg 是由汞元素组成的纯净物,属于单质; O3是由氧元素组成的纯净物,属于单质。D正确。
综上所述:选择C。
举一反三
1、诗句“千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲”中涉及的石灰石,其主要成分CaCO3属于( )
A.酸 B.碱
C.盐 D.氧化物
【答案】C
【解析】碳酸钙是由钙离子和碳酸根离子组成的纯净物,因此碳酸钙属于盐;
故选:C。
►考向03 物质分类的综合判断
例3 类是化学学习常用方法。下列有关物质的分类错误的是( )
A.盐: NaCl B.氧化物:CaO
C.碱: D.单质:Hg
【答案】C
【解析】A、盐是由金属离子与酸根离子形成的化合物。FeSO4 由金属离子亚铁离子和硫酸根离子构成,属于盐;NaCl由金属离子钠离子和盐酸酸根离子即氯离子构成,属于盐。A正确;
B、氧化物是由两种元素组成,其中一种是氧元素的化合物。CaO、H2O2都是由两种元素组成,其中一种是氧元素的化合物,属氧化物。B正确;
C、电离出的阴离子全部是氢氧根离子的化合物属于碱。Ca(OH)2 是电离出的阴离子全部是氢氧根离子的化合物,属于碱;碳酸钠是由金属离子钠离子与碳酸根离子形成的化合物,属于盐,不是碱。C错误;
D、单质是由同种元素组成的纯净物,Hg 是由汞元素组成的纯净物,属于单质; O3是由氧元素组成的纯净物,属于单质。D正确。
综上所述:选择C。
举一反三
1、下列物质按照单质、盐、混合物顺序排列正确的是( )
A.碘 盐酸 铁锈
B.金刚石 硝酸铵 冰水混合物
C.液氧 硫酸铜 生铁
D.稀有气体 硝酸钾 海水
【答案】C
【解析】A、碘是碘元素组成的单质,盐酸是氯化氢的水溶液,铁锈的主要成分是氧化铁,含有其它物质,都属于混合物,不符合题意;
B、金刚石是碳元素组成的单质,硝酸铵是铵根和硝酸根构成的化合物,属于盐,冰水混合物由一种物质构成属于纯净物,不符合题意;
C、液氧是氧元素组成的单质,硫酸铜是硫酸根和铜离子构成的化合物,属于盐,生铁是一种铁碳合金,是混合物,符合题意;
D、稀有气体中含有氦、氖等多种气体,属于混合物,硝酸钾是硝酸根和钾离子构成的化合物,属于盐,海水中含有水、食盐等物质,属于混合物,不符合题意。
故选:C。
2、下列物质的归类正确的是( )
A.纯净物:液态氧 干冰 石灰石 B.碱:纯碱 火碱 消石灰
C.人体供能物质:淀粉 油脂 蛋白质 D.合成材料:涤纶 塑料 合金
【答案】C
【解析】A、液态氧是液态氧气,液氧、干冰都是由一种物质组成的,都属于纯净物;石灰石中含有多种矿物质,属于混合物,故错误;
B、纯碱是碳酸钠的俗称,是由钠离子和碳酸根离子组成的化合物,属于盐;碱是指在溶液中电离出的阴离子全部是氢氧根离子的化合物,火碱和消石灰都是碱,因为它们在溶液中都能电离出氢氧根离子,故错误;
C、人体供能物质有:糖类、油脂、蛋白质,淀粉属于糖类,故正确;
D、涤纶、塑料都属于合成材料,合金属于金属材料,故错误。
故选C。
考点二 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。
二、空气中氧气含量的测定
(1)二百多年前,法国科学家拉瓦锡通过实验得出了空气是由氧气和氮气组成,其中氧气约占空气总体积的结论。
(2)燃磷法测定空气中氧气含量的
Ⅰ、实验
实验原理
4P+5O22P2O5红磷在空气中燃烧,消耗了瓶中的氧气,生成五氧化二磷白色固体,使瓶内压强减小,在大气压作用下,烧杯中的水进入集气瓶,进入瓶中水的体积即为氧气减少的体积
实验装置
实验步骤
a.在集气瓶内加入少量水,并将水面上方空间分为5等份;
b.用弹簧夹夹紧橡皮管;
c.在燃烧匙内放入过量的红磷;
d.点燃燃烧匙内的红磷后,立即伸入瓶中并把塞子塞紧;
e.待红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹
实验现象
①红磷燃烧产生大量白烟;
②冷却至室温后打开弹簧夹,水沿导管进入集气瓶,最终水面上升约1/5
实验结论
氧气体积约占空气体积的1/5
Ⅱ、造成误差的原因
A、偏低:
①红磷不足
②装置气密性不好
③未冷却至室温打开止水夹
B、偏高:
①点燃红磷后插入到集气瓶速度太慢(未及时塞紧橡皮塞)
②未夹紧止水夹(未使用止水夹)
Ⅲ、注意事项
a.测定时所用可燃物的选择:
一是该物质在空气中燃烧且只与氧气反应;
二是该物质燃烧的生成物为固体或液体,不能是气体;
b.不能使用木炭、硫、铁丝替代红磷的原因:
木炭、硫在空气中燃烧后的生成物均是气体,铁丝在空气中不燃烧。
三、空气的污染与防治
(1)空气污染物
空气的主要污染物有有害气体和粉尘。目前计入空气污染指数的项目暂定为:二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物(粒径在10微米以下的颗粒物,称PM10,又称飘尘)和臭氧等。
【特别提醒】二氧化碳属于空气的组成成分,不是空气污染物。但二氧化碳的含量过高,会加剧温室效应。
(2)空气污染的危害:
①严重影响人体健康;
②影响农作物生长;
③破坏生态环境,其中全球气候变暖、臭氧层破坏和酸雨等也都与空气污染有关。
(3)防治空气污染:
①加强大气质量监测,改善环境状况;
②减少使用化石燃料,使用清洁能源;
③积极植树造林种草;
④禁止露天焚烧垃圾等。
【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。
(
1.
氮气
常温下性质稳定
,不代表不能与其他物质反应
。
事实上在一定条件下
N
2
能与H
2
、O
2
及活泼金属反应。
2.
CO
2
不是空气的污染物
。
但是会引起
温室效应
。
3
.
稀有气体通电发出有色光属于
物理性质
)
►考向01 空气的成分及用途
例1 【新考向】(24-25九年级上·江苏苏州·期中)舍勒在《火与空气》一书中指出:空气由两种性质不同的“火空气”和“浊空气”组成,其中“火空气”可以帮助燃烧,维持生命,下列说法不正确的是
A.“火空气”和“浊空气”就是指“氧气”和“氮气”
B.液态“浊空气”是很好的制冷剂,可用于冷藏血液等
C.“火空气”性质比较活泼,是常见的燃料
D.相同条件下,“火空气”在水中的溶解能力比“浊空气”强
【答案】C
【解析】A.空气由两种性质不同的“火空气”和“浊空气”组成,其中“火空气”可以帮助燃烧,维持生命,则“火空气”表示氧气(氧气可以支持燃烧,可以供给呼吸);空气主要是由氮气和氧气组成的,则“浊空气”就是指“氮气”,故选项说法正确;
B.液态“浊空气”(即液氮)汽化吸热,是很好的制冷剂,可用于冷藏血液等,故选项说法正确;
C.“火空气”(即氧气)性质比较活泼,氧气具有助燃性,是常见的助燃剂,不具有可燃性,不能用作燃料,故选项说法错误;
D.“火空气”为氧气,“浊空气”为氮气,氧气不易溶于水,氮气难溶于水,相同条件下,“火空气”在水中的溶解能力比“浊空气”强,故选项说法正确;
故选:C。
举一反三
1、【新考向】(24-25九年级上·江苏扬州·阶段练习)是重要的资源,其生产与性质如图所示,下列说法错误的是
A.反应②中涉及到的气体都是无色、无气味的 B.反应③说明氮气有时也能助燃
C.反应①进行的能量转化是电能转化为化学能 D.图中产生是物理变化
【答案】A
【解析】A、反应②中涉及到的气体氢气无色无味,但氨气无色、有刺激性气味,故选项说法错误;
B、反应③镁与氮气点燃生成氮化镁,说明氮气有时也能助燃,故选项说法正确;
C、反应①氮气和氧气在放电条件下,反应生成一氧化氮,进行的能量转化是将电能转化为化学能,故选项说法正确;
D、图中液态空气蒸发生成氮气,是利用液氮与液氧的沸点不同,属于物理变化,故选项说法正确;
故选:A。
2、【新考法】(24-25九年级上·江苏无锡·阶段练习)下列有关物质的用途中,利用其物理性质的是
A.氧气用于炼钢 B.稀有气体可用于霓虹灯
C.氮气用作灯泡填充气 D.磷用于制烟幕弹
【答案】B
【解析】A 、氧气用于炼钢,利用的是氧气支持燃烧的化学性质,不符合题意;
B、稀有气体可用于霓虹灯,是因为稀有气体在通电时能发出不同颜色的光,此性质属于物理性质,符合题意;
C 、氮气用作灯泡填充气,利用的是氮气化学性质不活泼,不符合题意;
D 、磷用于制烟幕弹,利用的是磷燃烧产生大量白烟的化学性质,不符合题意。
故选B。
3、【新考法】(24-25九年级上·江苏镇江·阶段练习)如图为N2的转化和资源化利用。下列说法不正确的是
A.转化①所得液氮用于医疗手术
B.转化②中所得氨气可用于制氮肥
C.转化③说明氮气不可燃,也不支持燃烧。
D.转化④说明氮气化学性质很稳定
【答案】C
【解析】A、转化①所得液氮汽化吸热,能使周围温度降低,可用于医疗手术,不符合题意;
B、转化②中所得氨气含氮元素,可用于制氮肥,不符合题意;
C、转化③镁能在氮气中燃烧,说明氮气可支持燃烧,符合题意;
D、转化④氮气可用作灯泡的填充气,说明氮气化学性质稳定,可作保护气,用于延长灯泡的使用寿命,不符合题意。
故选C。
►考向02 空气中氧气含量的测定
例2 【新考向】(24-25九年级上·江苏扬州·期中)为测定空气中氧气的含量,某化学兴趣小组将过量的白磷放入容积为40mL的试管中,用橡皮塞塞紧试管口,通过导管与容积为60mL且润滑性很好的注射器组成如图所示的实验装置进行实验,则下列说法不正确的是
A.实验前,需要检查装置的气密性
B.必须等实验结束装置冷却到室温之后再读数
C.若打开弹簧夹实验,则实验前注射器至少吸入10mL空气
D.若夹紧弹簧夹实验,实验结束冷却后再松开,可观察到活塞前移至约8mL刻度处
【答案】D
【解析】A、实验前,需要检查装置的气密性,防止影响实验结果,故A说法正确;
B、必须等实验结束装置冷却到室温之后再读数,否则剩余气体受热膨胀,导致测定结果偏小,故B说法正确;
C、白磷燃烧消耗氧气,氧气约占空气体积的五分之一,注射器移动的体积即为消耗氧气的体积,若打开弹簧夹实验,设实验前注射器至少吸入空气的体积为x,若打开弹簧夹实验,则空气中氧气的体积为(40mL+xmL)×=x,则x=10mL,即实验前注射器至少吸入10mL空气,故C说法正确;
D、若夹紧弹簧夹实验,氧气的体积约为40mL×=8mL,实验结束冷却后再松开,可观察到活塞前移至约20mL-8mL=12mL刻度处,故D说法错误;
故选:D。
举一反三
1、【新考向】(24-25九年级上·江苏南京·期中)用如图1所示的密闭装置测定空气中氧气含量,并测定红磷燃烧时温度和压强的变化情况,所得数据如图2所示。下列说法不正确的是
A.曲线X代表反应过程中装置内温度随时间的变化情况
B.曲线X上的b点是红磷与空气中氧气反应结束的时刻
C.曲线Y中ab段的变化主要是与红磷燃烧放热有关
D.若t1时刻前打开止水夹,测得的空气中氧气含量偏小
【答案】B
【解析】A、由图可知,曲线X先升高后降低,且最终和开始时相同,则表示温度,该选项说法正确;
B、b点压强最大,但由于装置中的压强受温度和气体的量的共同影响,则不能说明此时恰好完全反应,该选项说法不正确;
C、刚开始时,红磷燃烧放热,装置中的温度升高,压强增大,该选项说法正确;
D、若t1时刻前打开止水夹,装置中的温度未降至常温,则气体膨胀,会使进入的水的体积偏小,从而使结果偏小,该选项说法正确。
故选B。
2、【新考向】(24-25九年级上·江苏苏州·阶段练习)某小组设计下图装置测定空气中氧气的含量。胶头滴管中的水滴入生石灰一段时间后,试管内白磷开始燃烧,待白磷熄灭并冷却后打开弹簧夹。下列说法正确的是
A.试管内添加白磷的用量不影响实验结果 B.试管内的细沙可吸收产生的物质,防止污染空气
C.白磷能燃烧,说明生石灰遇水放热 D.冷却后,注射器内的活塞最终停留在处
【答案】C
【解析】A、为了耗尽氧气,白磷应该足量,故A错误;
B、试管内的细沙能够防止试管受热不均而炸裂,故B错误;
C、白磷能燃烧,说明温度升高达到了白磷的着火点,进一步说明生石灰与水反应放热,故C正确;
D、冷却后,注射器内的活塞最终停留在处,故D错误。
故选C。
3、(24-25九年级上·江苏泰州·阶段练习)如图所示,将等容积(1L)、等质量(包括瓶塞、导管、燃烧匙)的两集气瓶置于天平左右两盘,并调至平衡,关闭弹簧夹a、b,点燃等质量的白磷和木炭,待两者熄灭并冷却至室温后,打开弹簧夹a、b。下列说法正确的是(已知木炭燃烧会产生二氧化碳气体)
A.白磷点燃后,缓慢伸入瓶中并塞紧橡皮塞
B.打开弹簧夹a、b一段时间后,流入集气瓶乙中的水比甲中多
C.打开弹簧夹a、b一段时间后,天平指针向左偏转
D.若白磷足量,集气瓶甲中消耗氧气的体积约为4/5L
【答案】C
【解析A、白磷点燃后,应迅速伸入瓶中并塞紧橡皮塞,避免气体膨胀逸出,测定结果不准确。A不正确;
B、乙中木炭燃烧消耗氧气生成二氧化碳气体,反应前后瓶内压强基本不变,甲中白磷燃烧消耗氧气生成五氧化二磷固体,反应后瓶内压强减小,所以打开弹簧夹a、b一段时间后,流入集气瓶乙中的水比甲中少。B不正确;
C、甲中压强减小,与大气压形成压强差,水倒吸至甲中,使得甲质量增加,所以打开弹簧夹a、b一段时间后,天平指针向左偏转。C正确;
D、由于空气中氧气的体积分数为,所以若白磷足量,集气瓶甲中消耗氧气的体积约为L。D不正确。
综上所述:选择C。
►考向03 空气的污染与防治
例3 【新考向】(24-25九年级上·江苏盐城·阶段练习)下表为盐城市2024年10月2日上午10时的即时大气监测数据,为解决大气污染问题,下列措施不合理的是
污染物
PM10
PM2.5
二氧化硫
二氧化氮
一氧化碳
臭氧
浓度
25.0
11.0
7.0
13.0
0.5
94.0
单位:微克/立方米
A.在城市道路多洒水 B.减少煤和石油的燃烧
C.不露天焚烧垃圾 D.减少二氧化碳排放
【答案】D
【解析】A、在城市道路多洒水可减少粉尘污染,该措施合理,不符合题意;
B、减少煤和石油的燃烧,可减少燃烧产生的一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等空气污染物,该措施合理,不符合题意;
C、不露天焚烧垃圾可减少焚烧产生的大量烟尘和有害物质,该措施合理,不符合题意;
D、二氧化碳无毒,不是空气污染物,二氧化碳排放会引起温室效应,减少二氧化碳的排放主要是为了预防温室效应,该措施不合理,符合题意。
故选D。
举一反三
1、【新素材】(23-24九年级上·江苏无锡·阶段练习)下列物质的排放不会造成空气污染的是
A.煤燃烧产生的烟尘
B.建筑工地扬起的灰尘
C.机动车排放的尾气
D.绿色植物光合作用产生的气体
【答案】D
【解析】A、煤燃烧产生的烟尘主要是可吸入颗粒物,属于空气污染物,不符合题意;
B、建筑工地扬起的灰尘主要是可吸入颗粒物,属于空气污染物,不符合题意;
C、机动车排放的尾气中含有一氧化碳、氮的氧化物、可吸入颗粒物等空气污染物,不符合题意;
D、绿色植物光合作用产生氧气,氧气是空气的主要成分之一,不是污染物,符合题意。
故选D。
2、【新考向】(24-25宿迁·阶段练习)分类是认识和研究物质的重要方法。下列分类正确的是
A.空气、氧气、海水属于混合物 B.熔点、密度、可燃性都是化学性质
C.水银、红磷、五氧化二磷都属于纯净物 D.二氧化硫、二氧化氮、二氧化碳都是空气污染物
【答案】C
【解析】A、氧气是一种物质属于纯净物,选项错误;
B、熔点、密度都不需要通过化学变化就能表现出来属于物理性质,选项错误;
C、水银即金属汞,红磷,五氧化二磷都是一种物质属于纯净物,选项正确;
D、二氧化碳无毒,是空气的成分之一,不属于空气的污染物,选项错误;
故选:C。
3、【新考向】(2024•常州中考)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NO2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。
考点三 氧气的性质
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
(
物理性质和化学性质的辨别
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 物理性质
例1 【新考向】(24-25九年级上·江苏宿迁·期中)氧气是一种非常重要的气体,下列涉及氧气的相关说法中不正确的是
A.氧气是一种无色、无味、不易溶于水的气体
B.工业生产中氧气可以用于钢铁冶炼和金属焊接
C.干燥洁净的空气中氧气的质量分数约为21%
D.塑料的老化、金属的锈蚀都属于缓慢氧化
【答案】C
【解析】A、氧气是一种无色、无味、不易溶于水的气体,选项正确;
B、氧气能支持燃烧,工业生产中氧气可以用于钢铁冶炼和金属焊接,选项正确;
C、干燥洁净的空气中氧气的体积分数约为21%,不是质量分数,选项错误;
D、塑料的老化、金属的锈蚀都是物质与氧气发生的氧化反应,且反应比较缓慢,不易察觉,属于缓慢氧化,选项正确;
故选C。
举一反三
1、【新素材】(24-25九年级上·江苏徐州·期中)下列对氧气性质的描述,属于化学性质的是
A.液态氧为淡蓝色液体 B.常温常压下氧气不易溶于水
C.通常情况下氧气密度稍大于空气 D.红磷在氧气中燃烧生成五氧化二磷
【答案】D
【解析】A、液态氧为淡蓝色液体,不需要通过化学变化表现出来,属于物理性质,故A不符合题意;
B、常温常压下氧气不易溶于水,不需要通过化学变化表现出来,属于物理性质,故B不符合题意;
C、通常情况下氧气密度稍大于空气,不需要通过化学变化表现出来,属于物理性质,故C不符合题意;
D、红磷在氧气中燃烧生成五氧化二磷,需要通过化学变化表现出来,属于化学性质,故D符合题意。
故选D。
2、【新素材】(2023•无锡中考)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
【解析】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。
►考向02 化学性质
例2 【新考向】(24-25九年级上·江苏无锡·阶段练习)用如图所示装置进行实验。氢氧化钠溶液用于吸收硫燃烧产生的有毒气体二氧化硫。
步骤1:从A处通空气,点燃酒精灯,观察到硫粉熔化、燃烧,产生微弱的淡蓝色火焰。
步骤2:从A处改通氧气,点燃酒精灯,观察到硫燃烧产生明亮的蓝紫色火焰。
下列说法不正确的是
A.检查该装置气密性的操作:堵住A口,将导管伸入液面以下,双手紧握U形管
B.步骤1中,硫粉既发生物理变化又发生化学变化
C.只从步骤1即可说明氧气能支持硫燃烧
D.对照步骤1和2,说明氧气的浓度能影响硫燃烧的剧烈程度
【答案】C
【解析】A、检查该装置气密性的操作:堵住A口,将导管伸入液面以下,双手紧握U形管,导管口有气泡冒出,说明装置气密性良好,不符合题意;
B、步骤1中,硫粉熔化、燃烧,硫粉熔化,只是状态的改变,无新物质生成,属于物理变化,硫粉燃烧,有新物质二氧化硫生成,属于化学变化,故硫粉既发生物理变化又发生化学变化,不符合题意;
C、步骤1中通入空气,点燃酒精灯,硫粉燃烧,说明空气中含有能支持硫燃烧的物质,不能说明氧气能支持硫燃烧,符合题意;
D、步骤1中硫在空气中燃烧,发出淡蓝色火焰,步骤2中硫在氧气中燃烧,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,说明氧气的浓度能影响硫燃烧的剧烈程度,相同条件下,氧气浓度越大,燃烧越剧烈,不符合题意。
故选C。
1、【新考法】(24-25九年级上·江苏连云港·阶段练习)某兴趣小组用如图1装置探究氧气的性质,将透明的实验盒中间用隔板插入细沙分成两部分,将氧气倒入倾倒室,然后一段时间后提起中间隔板,得到倾倒室内氧气浓度变化情况如图2所示,下列通过装置和数据获得的信息错误的是
A.空气中氧气的浓度大约为20%
B.MN段曲线快速上升,说明氧气的密度比空气大
C.实验中“提起中间隔板”操作对应的时间点约在第25s
D.NP段蜡烛先燃烧的更旺,然后逐渐熄灭
【答案】D
【解析】A、由图2 可知,氧气一开始的浓度约为20%,说明空气中氧气的浓度大约为20%,说法正确,不符合题意;
B、将O2倒入倾倒室,然后一段时间后提起中间隔板,MN段曲线快速上升,说明氧气的密度比空气大,说法正确,不符合题意;
C、由图2可知,在第25s左右时氧气浓度逐渐变小,故实验中“提起中间隔板”操作对应的时间点约在第25s,说法正确,不符合题意;
D、由图2可知,NP段氧气浓度逐渐减小,则蜡烛燃烧越来越微弱,最后在P点时与空气中氧气浓度接近,蜡烛正常燃烧,说法错误,符合题意。
故选:D。
2、(24-25九年级上·江苏宿迁·期中)下列有关氧气的性质实验现象描述中正确的是
A.木炭在氧气中燃烧产生黑色固体
B.红磷在O2中燃烧产生大量白色烟雾
C.硫在纯O2中燃烧产生蓝紫色火焰
D.细铁丝在空气中剧烈燃烧产生黑色固体
【答案】C
【解析】A、木炭在氧气中燃烧,发出白光,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体,故选项说法错误。
B、红磷在氧气中燃烧,产生大量的白烟,而不是白色烟雾,故选项说法错误。
C、硫在氧气中燃烧,发出明亮的蓝紫色火焰,故选项说法正确。
D、铁丝在空气中只能烧至发红,不会产生火星,故选项说法错误。
故选C。
考点四 氧气的制法
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
氯酸钾制取氧气
过氧化氢制取氧气
所用药品
高锰酸钾(紫色固体)
氯酸钾(白色粉末)、
二氧化锰(黑色粉末)
过氧化氢(无色液体)、二氧化锰(黑色粉末)
反应原理
2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
2KClO32KCl+3O2↑
2H2O22H2O+O2 ↑
发生装置
固体加热型
固固加热型
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
►考向01 氧气的工业制法
例1 【新考向】(24-25九年级上·江苏苏州·阶段练习)下列有关空气及其成分的说法不正确的是
A.二氧化碳有毒性,是空气污染物,也是重要的资源
B.工业上可用分离液态空气法制氧气
C.氧气能供给生物呼吸,约占空气体积的21%
D.氮气化学性质不活泼,可用来延长食品保质期
【答案】A
【解析】A、二氧化碳无毒,不是空气污染物,选项错误;
B、工业上利用氮气和氧气的沸点不同,可用分离液态空气法制氧气,选项正确;
C、氧气能供给生物呼吸,约占空气体积的21%,选项正确;
D、氮气化学性质不活泼,可用来延长食品保质期,选项正确;
故选A。
举一反三
1、【新考向】(24-25九年级上·江苏镇江·阶段练习)下列有关实验操作及分析均合理的是
A.工业制氧气:控制温度蒸发液态空气,先蒸发出来的气体能使带火星的木条复燃
B.排水法收集O2:导气管口有气泡冒出时立即开始收集,收集到的O2更纯净
C.测定空气里O2含量:点燃红磷缓慢伸入集气瓶并塞紧瓶塞,导致测定结果偏大
D.探究催化剂的性质:二氧化锰作双氧水分解制氧气的催化剂,可提高产生氧气的量
【答案】C
【解析】A、工业制氧气,是利用液氮和液氧的沸点不同,控制温度蒸发液态空气,氮气的沸点低,先蒸发出来,氮气不能燃烧且不支持燃烧,则先蒸发出来的气体不能使带火星的木条复燃,故不合理;
B、排水法收集O2时,刚开始产生的气泡是排出的装置中的空气,所以需要等导气管口有连续且均匀气泡冒出时再开始收集,此时收集到的O2更纯净,故B不合理;
C、测定空气里O2含量时,点燃红磷慢慢伸入集气瓶并塞紧瓶塞,瓶内部分空气受热逸出,使瓶内的气体除氧气之外的气体也跑到了瓶外,会导致液体水面上升超过五分之一,导致测定结果偏大,故C合理;
D、催化剂只能改变反应速率,不能改变生成物的质量,二氧化锰作双氧水分解制氧气的催化剂,不可提高产生氧气的量,故D不合理;
故选C。
2、【新考向】(24-25九年级上·江苏泰州·阶段练习)工业制氧气有分离液态空气法、膜分离技术、分子筛制氧法(吸附法)等。如图是采用膜分离技术制取氧气的简易流程,该过程根据颗粒大小不同实现氧气制取。下列说法错误的是
A.空气预处理一般为空气除尘、除水蒸气等
B.膜分离技术制取氧气采用的是物理变化
C.分离液态空气法制取氧气的原理是空气各成分的沸点不同
D.氧气能通过膜上的微孔而氮气不能,说明氧气分子的直径更大
【答案】D
【解析】A、空气预处理一般为空气除尘、除水蒸气等操作,故A选项不符合题意;
B、膜分离技术制取氧气,只是根据颗粒大小不同,将其分离,无新物质生成,属于物理变化,故B选项不符合题意;
C、分离液态空气法制取氧气的原理是:利用液氮和液氧的沸点不同,将其分离,液氮沸点低,蒸发过程中,氮气先分离出来,故C选项不符合题意;
D、氧气能通过膜上的微孔而氮气不能,说明分子直径氮气大于氧气,故D选项符合题意。
故选D。
►考向02 实验室制取氧气的原理及装置
例2 【新考向】(24-25九年级上·江苏盐城·期中)实验室常用6%的溶液(作催化剂)制取少量氧气。(可能用到的装置如图)
(1)写出图中仪器的名称:① ,② 。
(2)从环保安全角度考虑,实验室常用过氧化氢制氧气,写出该反应的方程式: ,该反应属于 (填基本反应类型),可选择的发生装置为 (填字母)。
(3)若用E装置收集的氧气不纯,可能的原因是 (答一点即可)。
(4)若用F装置收集一瓶较纯净的氧气,则F装置需要先 ,再将气体从 (填“a”或“b”)端通入。
(5)向盛有氧气的集气瓶中倒入迅速冷却的沸水(几乎不含氧气),立即塞紧串有两端开口细玻璃管的橡胶塞,装置如图G所示。用注射器向玻璃管中注水至P处,手拿集气瓶在水平面上摇晃数十次。下列有关该实验的说法正确的是_____(填字母)。
A.实验过程中将看到玻璃管中的液面下降
B.该实验可说明有少量氧气溶于水中
C.该实验应保证装置有良好的气密性
【答案】(1)试管 集气瓶
(2) 分解反应 B
(3)管口刚有气泡冒出时就开始收集(或其他合理答案即可)
(4)装满水 b
(5)ABC
【解析】(1)由图可知,仪器①的名称是试管,仪器②的名称是集气瓶;故答案为:试管;集气瓶。
(2)过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧,其反应方程式是:;
该反应符合一变多的特点,属于分解反应;
由于该反应是固液反应,且不需要加热,所以可选择的发生装置为B;
故填:;分解反应;B。
(3)E装置属于排水法收集氧气,如果导管口刚有气泡冒出时就开始收集,会因为刚开始排出的是装置内的空气,而导致收集的氧气不纯;
故填:导管口刚有气泡冒出时就开始收集(或其他合理答案均可)。
(4)若用F装置收集一瓶较纯净的氧气,需要使用排水法收集,由于氧气的密度比水小,所以F装置需要先装满水;再将气体从b端通入;
故填:装满水;b。
(5)A、由于有少量氧气溶于水,装置内压强减小,导致实验过程中将看到玻璃管中的液面下降,说法正确,故符合题意;
B、玻璃管中的液面下降,该实验可说明有少量氧气溶于水中,说法正确,故符合题意;
C、该实验应保证装置有良好的气密性,否则会导致实验失败,看不到现象,说法正确,故符合题意;
故选ABC。
举一反三
1、【新考向】(24-25九年级上·江苏无锡·阶段练习)图为实验室常用的实验装置。回答问题:
(1)写出图中标号仪器的名称:② 。
(2)用双氧水制取氧气,则气体发生装置为 (填字母,下同),收集装置为 ,该反应的方程式为 。
(3)用如图F装置收集较干燥的O2,气体应从 端通入(选填“a”或“b”),验满方法是 。
(4)若用如图F装置证明呼出气体中二氧化碳含量比空气中高,可在集气瓶中装入约三分之一瓶的澄清石灰水,从导管口 (填写“a”或“b”)连续吹气10秒,观察到澄清的石灰水变浑浊。另取相同装置和药品,从导管口a连续 (填写“吹”或“吸”)气10秒,未观察到澄清的石灰水变浑浊。
(5)研究影响化学反应速率的因素。
实验设计和数据记录如表所示。每个实验均在反应开始后,用排水法连续收集多瓶二氧化碳气体(CO2),表中“-”表示气泡太少,不再收集。
信息资料:大理石的主要成分是碳酸钙,碳酸钙+稀盐酸→氯化钙+水+二氧化碳
序号
反应物
收集每瓶气体所用时间(单位:秒)
盐酸浓度
盐酸体积
大理石形状
第1瓶
第2瓶
第3瓶
第4瓶
第5瓶
第6瓶
实验1
10%
70mL
小颗粒
8
9
10
12
14
19
实验2
块状
11
12
15
17
21
23
实验3
7.5%
70mL
小颗粒
10
12
13
15
17
26
实验4
块状
t
14
16
19
22
24
实验5
5%
70mL
小颗粒
14
18
19
32
63
-
实验6
块状
20
31
59
-
-
-
注:本次实验所用的大理石质量均相等;收集的每瓶气体的体积均相等。
①该实验研究影响化学反应速率的因素有 。
②对比表中实验1和3可得出的结论是 。
【答案】(1)集气瓶
(2)B C或E
(3)b 将带火星的木条放在a口处,若木条复燃,则证明氧气已集满
(4)b 吸
(5)盐酸浓度和大理石形状 其他条件相同时,反应物浓度越高,反应速率越快
【解析】(1)仪器②的名称是集气瓶。
(2)用双氧水制取氧气,由于反应物的状态为固体和液体,反应条件不需要加热,故发生装置应选B。氧气密度比空气大,可采用向上排空气法收集;氧气不易溶于水,可采用排水法收集,故收集装置选C或E。过氧化氢在二氧化锰的催化条件下生成水和氧气,该反应的方程式为。
(3)用如图F装置收集较干燥的O2,氧气的密度比空气大,应从长导管进入,即从b端通入,验满的方法是将带火星的木条放在a口处,若木条复燃,则证明氧气已集满。
(4)若用如图F装置证明呼出气体中二氧化碳含量比空气中高,可在集气瓶中装入约三分之一瓶的澄清石灰水,从导管口b连续吹气10秒,呼出的气体会通过石灰水,由于呼出的气体中二氧化碳含量较高,观察到澄清的石灰水变浑浊。另取相同装置和药品,从导管口a连续吸气10秒,空气会从b口进入,从而通过石灰水,由于空气中二氧化碳的含量较低,未观察到澄清的石灰水变浑浊。
(5)分析表中数据可知,该实验研究影响化学反应速率的因素有盐酸浓度和大理石形状。对比表中实验1和3的数据,盐酸体积和大理石形状相同,盐酸浓度不同,盐酸浓度越高,收集每瓶气体所需的时间越少,说明其他条件相同时,反应物浓度越高,反应速率越快。
2、【新考向】(24-25九年级上·江苏镇江·阶段练习)请结合图示实验装置,回答下列问题。
(1)仪器名称:① ;② 。
(2)用高锰酸钾制取纯净的氧气,可选用装置 (选填序号)和D组合,反应的方程式为 ,在试管口要放一团棉花的作用 。
(3)实验室用双氧水和二氧化锰混合制氧气可选的发生装置 (选填序号),该反应的方程式为 ,用E收集氧气可从 (选“a”或“b”)端通入,在另一端用 检验氧气是否收集满。
(4)某同学对氯酸钾制氧气进行探究。加热氯酸钾分解时,传感器得到氧气浓度随温度的变化如下图1所示,使用不同催化剂时的固体残留率分别如下图2所示。
①对比图1和图2可知,加入催化剂能 ;
②图2分析可知:对氯酸钾分解催化效果更好的催化剂是 。
【答案】(1)分液漏斗 水槽
(2)A 防止加热时试管内粉末状物质进入导管
(3)B b 带火星的木条
(4)加快氯酸钾的分解速率 纳米二氧化锰/纳米MnO2
【解析】(1)由图可知,仪器①为分液漏斗;仪器②为水槽;
(2)用高锰酸钾制取氧气,属于固体加热反应,发生装置可选A,氧气不易溶于水,密度比空气略大,可用排水法或向上排空气法收集,排水法收集的氧气比较纯净,故收集装置可选D,故选择装置AD;
高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,该反应的方程式为:;
用高锰酸钾制取氧气,需要在试管口塞一团棉花,防止加热时试管内粉末状物质进入导管;
(3)实验室用双氧水和二氧化锰混合制氧气,属于固液不加热反应,发生装置可选B,不选择C装置,是因为二氧化锰是粉末状固体,不能放在多孔隔板上;
过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气,该反应的方程式为:;
用E装置收集氧气,氧气的密度比空气略大,氧气应从b端通入;氧气具有助燃性,应在另一端用带火星的木条检验氧气是否集满,带火星的木条复燃,说明已经集满;
(4)①对比图1和图2可知,加入催化剂后,氯酸钾的分解温度低,说明加入催化剂能加快氯酸钾的分解速率;
②由图2可知,使用纳米二氧化锰作催化剂时,氯酸钾的分解温度降低,说明对氯酸钾分解催化效果更好的催化剂是纳米二氧化锰。
►考向03 氧气的收集与检验
例3 【新考向】(24-25九年级上·江苏徐州·期中)氧气是人类生存必需的物质,认识和获取氧气具有重要意义。请结合下图回答问题。
(1)实验室用高锰酸钾制取氧气,选用的发生装置是 (填序号),发生反应的方程式为 。若用D装置收集氧气,原因是 。
(2)实验室也常用C装置制取氧气,反应的方程式为 。为了便于加入液体药品制取较多氧气,需在装置C的橡胶塞上添加 (填仪器名称)。若用E装置收集该气体,验满的方法是 。
【答案】(1)B 氧气不易溶于水
(2) 长颈漏斗(或分液漏斗或注射器等) 将带火星的木条放在a处,木条复燃,说明氧气集满
【解析】(1)实验室用氯酸钾和二氧化锰制取氧气,该反应为固固加热型,试管口不需要放棉花,因此发生装置选B,氯酸钾在二氧化锰催化和加热条件下生成氯化钾和氧气,反应的符号表达式为:;
用D装置排水法收集氧气,原因是氧气不易溶于水。
(2)实验室也常用C装置制取氧气,是固液常温型发生装置,因此是过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气,反应的符号表达式为:;为了便于加入液体药品制取较多氧气,需在装置C的橡胶塞上添加长颈漏斗(或分液漏斗或注射器等);
若用E装置收集该气体,氧气的密度比空气大,则氧气应从b端通入,氧气具有助燃性,验满的方法是将带火星的木条放在a处,木条复燃,证明集满。
举一反三
1、【新素材】(24-25九年级上·江苏无锡·阶段练习)根据如图装置图,回答有关问题。
(1)写出装置图中标号仪器的名称:① ,② 。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气可选用的发生装置是 (填字号)
(3)若收集一瓶氧气,供硫在氧气中燃烧实验使用,则选择的气体收集装置是 (填字号),理由是 ,若用该方法收集的氧气不纯,可能的原因是 (写一条即可)。
(4)用F装置收集氧气,应从导管 (填“a”或“b”)处通入,若用该方法收集氧气,则验满的操作和现象是 。
(5)请设计实验检验G图装置的气密性,并完成下表。
实验步骤
实验现象
实验结论
导管口有气泡冒出
该装置气密性良好
【答案】(1)酒精灯 水槽
(2)A
(3)E 二氧化硫有毒,需要用水来吸收,防止污染空气 集气瓶中未装满水、未等到导管口有连续均匀的气泡冒出就开始收集
(4)a 将带火星的木条放在b处导管口,木条复燃,说明氧气已收集满
(5)将导管末端浸入水中,用手握住试管外壁
【解析】(1)标号①的仪器名称为酒精灯;标号②的仪器名称为水槽;
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气的原理是高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,该反应中反应物为固体,反应条件为加热,应选用固体加热型发生装置,即装置A;
(3)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,即装置D或E,硫在氧气中燃烧生成有毒的二氧化硫气体,直接排放会污染空气,二氧化硫能溶于水,若收集一瓶氧气,供硫在氧气中燃烧实验使用,则选择的气体收集装置是E,理由是二氧化硫有毒,需要用水来吸收,防止污染空气;
若用该方法收集的氧气不纯,可能的原因是集气瓶中未装满水或未等到导管口有连续均匀的气泡冒出就开始收集等;
(4)用F装置收集氧气,由于氧气的密度比空气略大,所以氧气应从导管a处通入,若用该方法收集氧气,则验满的操作和现象是将带火星的木条放在b处导管口,木条复燃,说明氧气已收集满;
(5)设计实验检验G图装置的气密性:将导管末端浸入水中,用手握住试管外壁,观察到导管口有气泡冒出,说明该装置气密性良好。
1.(24-25九年级上·江苏扬州·期中)下列物质性质和用途对应关系正确的是
A.石墨有导电性,可用作润滑剂
B.铝有导热性,可用于制电线
C.一氧化碳具有可燃性,可用作燃料
D.氮气无色无味,可用于食品保护气
【答案】C
【解析】A、石墨可用作润滑剂,是由于石墨具有滑腻性,不是由于石墨具有导电性,错误;
B、铝有导电性,可用于制电线,不是导热性,错误;
C、一氧化碳具有可燃性,可用作燃料,正确;
D、氮气可用于食品防腐是由于常温下氮气的化学性质稳定,不是无色无味,错误。
故选:C。
2.(24-25九年级上·江苏盐城·阶段练习)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正确的是
A.空气中氮气、氧气等分子均匀地混合在一起
B.空气中含有氧气,因此空气可直接用于医疗急救
C.空气质量指数日报中所列的空气质量指数级别越小,空气质量越差
D.空气中的少量稀有气体在任何条件下都不与其他物质发生化学反应
【答案】A
【解析】A、空气中氮气、氧气等分子均匀地混合在一起,该选项说法正确;
B、空气中含有氧气,但氧气含量只有21%,不能直接用于医疗急救,该选项说法不正确;
C、空气质量级别越小,空气质量级别越好,该选项说法不正确;
D、稀有气体化学性质不活泼,但在一定条件下也能和某些物质发生反应,该选项说法不正确。
故选A。
3.(24-25九年级上·江苏盐城·期中)下列对实验现象的描述中,正确的是
A.红磷在空气中燃烧产生大量白雾
B.木炭在空气中燃烧生成二氧化碳
C.硫在氧气中燃烧产生微弱的淡蓝色火焰
D.铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体
【答案】D
【解析】A、红磷在空气中燃烧产生大量白烟,描述错误;
B、木炭在空气中燃烧生成二氧化碳,不是实验现象,描述错误;
C、硫在氧气中燃烧产生明亮的蓝紫色火焰,描述错误;
D、铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体,描述正确;
故选D。
4.(24-25九年级上·江苏宿迁·阶段练习)下列选项中每种说法均错误的是
①氙气用作电光源,是利用了氙气的化学性质
②铁钉生锈属于缓慢氧化反应
③酒精灯里的酒精装得越满越好
④收集满气体的集气瓶,应倒放在桌面上
⑤空气中氮气的体积分数是80%
⑥鱼类能在水中存活,说明氧气易溶于水
⑦带火星的木条一定能在含有氧气的集气瓶中复燃
⑧二氧化碳能加剧温室效应,属于空气污染物
A.①②③④⑥⑦ B.①③④⑤⑥⑦⑧ C.①②④⑤⑦⑧ D.①②③④⑤⑥⑦
【答案】B
【解析】①氙气用作电光源,是利用了氙气在通电时能发出不同颜色光的物理性质,而不是化学性质,说法错误;
②铁钉生锈是铁与氧气、水发生的缓慢氧化反应,该说法正确;
③酒精灯里的酒精不能装得太满,因为酒精易挥发,装满后在使用过程中可能会溢出引发危险,说法错误;
④氧气密度比空气大,应正放在桌面上,密度比空气小的才倒放,说法错误;
⑤空气中氮气的体积分数约为 78%,而不是 80%,说法错误;
⑥鱼类能在水中存活,是因为水中溶解有一定量的氧气,但氧气是不易溶于水的,说法错误;
⑦带火星的木条在纯氧中能复燃,但在含有氧气浓度较低的集气瓶中不一定能复燃,说法错误;
⑧二氧化碳虽然能加剧温室效应,但不属于空气污染物,说法错误;
说法错误的有①③④⑤⑥⑦⑧,故选B。
5.(24-25九年级上·江苏常州·期中)“实验室用、制取”涉及的实验装置及操作不正确的是
A.装入 B.制备
C.收集 D.验满
【答案】B
【解析】A、取用粉末状固体试剂,试管倾斜(或平放),用药匙或纸槽把粉末状固体试剂送到试管底部,然后使试管直立起来,实验操作正确,不符合题意;
B、图中实验,长颈漏斗的末端没有伸入液面以下,会导致生成的气体从长颈漏斗中逸出,实验操作错误,符合题意;
C、氧气的密度比空气的大,可用向上排空气法收集,实验操作正确,不符合题意;
D、检验氧气是否收集满时,应将带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,说明已集满,实验操作正确,不符合题意。
故选B。
6.(24-25九年级上·江苏盐城·期中)某同学加热一定量的高锰酸钾制取氧气,并绘制右图所示的图像。下列说法中不正确的是
A.“”段表示升温阶段,反应尚未开始
B.在a点和c点时,二氧化锰的质量相同
C.b点时,试管中共包含三种固体物质
D.d点时,固体物质中无高锰酸钾
【答案】B
【解析】A、高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,加热到一定温度高锰酸钾才能分解,“0-a”段表示升温阶段,反应尚未开始,故选项说法正确;
B、高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,加热到一定温度高锰酸钾才能分解,a点时反应开始进行,c点时高锰酸钾恰好完全反应,在a点和c点时,二氧化锰的质量不相同,是逐渐增大的,故选项说法错误;
C、b点时,高锰酸钾没有分解完全,试管中共包含高锰酸钾、锰酸钾、二氧化锰三种固体物质,故选项说法正确;
D、c点时高锰酸钾恰好完全反应,d点时,固体物质中无高锰酸钾,故选项说法正确;
故选:B。
7.(24-25九年级上·江苏·期中)在实验室用双氧水和少量二氧化锰制取O2的实验中,下列装置和实验操作正确并规范的是
A.加入二氧化锰粉末 B.制取氧气
C.收集氧气 D.验满氧气
【答案】B
【解析】A、取用粉末状药品应用药匙,不能用镊子,且取用粉末状药品时,为避免药品沾在管口和管壁上,可先使锥形瓶横放,把盛有药品的药匙(或用小纸条折叠成的纸槽)小心地送至试管底部,然后使试管直立起来,图中操作错误,不符合题意;
B、用双氧水和二氧化锰制取氧气,属于固液不加热反应,可选择该装置制取氧气,符合题意;
C、氧气的密度比空气略大,可用向上排空气法收集,且导管应伸到集气瓶底部,这样才能将装置内空气排尽,不符合题意;
D、氧气具有助燃性,氧气验满:将带火星的木条放在集气瓶口,木条复燃,说明已经集满,不能伸入集气瓶内部,不符合题意。
故选B。
8.(24-25九年级上·江苏扬州·阶段练习)如图装置被称为“万能瓶”,用途很多,以下用法不能达成目的是
A.病人输氧时瓶中装入适量的水气体从b端通入,以观察氧气流的速度
B.瓶内装有浓硫酸(有吸水作用),氧气从a端通入进行干燥
C.瓶内装满水,气体从b端通入,收集难溶于水的气体
D.在a端接量筒,瓶内装满水,气体从b端通入,测量气体的体积
【答案】A
【解析】A、病人输氧时瓶中装入适量的水,气体应该从a端通入,观看产生的气泡来观察氧气输出的速度,氧气从b端通入,会将水从a端排出,故A错误;
B、瓶内装有浓硫酸(有吸水作用),氧气从a端通入,氧气与浓硫酸充分接触,水分被吸收,故B正确;
C、因为气体的密度比水小,所以瓶内装满水,气体应从b端通入,将水排出,收集难溶于水的气体,故C正确;
D、应该在a端接量筒,瓶内装满水,气体从b端通入,水会被压出进入量筒,通过测定水的体积来测量气体的体积,故D正确。
故选A。
1.(24-25九年级上·江苏无锡·期中)氧气是人类生存的支柱,根据下列装置图,请回答下列问题:
(1)仪器①的名称是 。
(2)A装置用于高锰酸钾制取氧气,发生反应的方程式为 。试管口还需要加一团棉花,目的是 。若用装置C收集氧气,氧气应从 (填“a”或“b”)管通入。
(3)空间站获得氧气是基于如图所示,研制的氧气循环再生组件成功应用于我国天宫空间站。
反应①需要在催化剂和加热的条件下才能发生,写出该反应的符号表达式 ,氧气循环再生过程中需要定期补充一定量的水,可能的原因是 。
【答案】(1)试管
(2) 防止固体粉末进入导管 a
(3) 电解水生成的氢气部分转化为甲烷,并没有全部转化成水
【解析】(1)由图可知,仪器①的名称是试管;
(2)高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰、氧气,反应的方程式为:;试管口还需要加一团棉花,目的是防止固体粉末进入导管;氧气的密度比空气的密度大,若用装置C收集氧气,氧气应从a管通入;
(3)反应①是二氧化碳与氢气在催化剂与加热条件下生成水和甲烷,反应的方程式为:;由于氧气循环再生过程中,电解水生成的氢气部分转化为甲烷,并没有全部转化成水,而CH4不参与循环再生过程,消耗了氢元素,根据质量守恒定律,反应前后元素种类和质量不变,因此要定期补充一定量的水。
2.(24-25九年级上·江苏扬州·期中)近两年,制氧机需求旺盛,市场上出现多种类型的制氧机。
(1)化学药剂制氧机:如图1是某品牌制氧机的工作原理示意图。
在反应仓中首先加入水、粉末状过碳酸钠,然后加入粉末状二氧化锰,即产生氧气。该制氧机的制氧原理:
第一步:
第二步: (写出反应的化学方程式)。
(2)“沸石分子筛”制氧机:以空气为原料,空气经过分子筛时氮气被吸附,氧气通过,从而获得不同浓度的“富氧空气”。图2为该制氧过程的示意图(已知同温同压下,气体体积比等于分子个数比)。
①图中代表的是 。(用化学符号表示)
②分离过程的变化属于 (填“物理”或“化学”)变化。
(3)小涵同学用图4装置测定制得的“富氧空气”中氧气的含量(集气瓶中“富氧空气”体积为,底部残留少量水,燃烧匙内有足量红磷),操作如下:
步骤1:往量筒内加入适量水,读出量筒内水的体积为。
步骤2:用电点火装置点燃红磷,充分反应。
步骤3:冷却至室温后打开止水夹,待右侧量筒内液面不再变化时,排出气球中的气体,调节两边液面在同一水平面上,读出量筒内水的体积为。
①用排水法收集“富氧空气”,气体应从装置图3中管 (填“”或“”)通入。
②本次实验测得“富氧空气”中氧气的体积分数为 。
【答案】(1)
(2)N2 物理
(3)b 27%
【解析】(1)第一步产生了过氧化氢,第二步是过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气,反应的方程式为。故填:;
(2)①根据图示空气经过分子筛时氮气被吸附,氧气通过,从而获得不同浓度的富氧空气,可知图中代表氮气分子,符号为N2;②分离过程原理与“过滤”相似,过程中没有新物质生成,属于物理变化。故填:①N2;②物理;
(3)①氧气的密度比水小,用排水法收集“富氧空气”,气体应从短管进,水从长管排出,所以气体应从装置图3中管b通入;②本次实验测得“富氧空气”中氧气的体积分数为。故填:①b;②27%。
3.(24-25九年级上·江苏镇江·期中)请结合下图回答问题。
(1)仪器名称:① , ③ 。组装A装置时,应先放置的仪器是 。(选填“①”或“②”)
(2)用高锰酸钾制备氧气可选用装置 (选填序号)和D组合,反应的方程式为 ,试管口加塞一团棉花的作用为 。
(3)用双氧水和二氧化锰粉末制取O2,反应的方程式为 。MnO2的作用为 。可用于收集O2并测量体积的装置是 填编号。
(4)下图是检验装置气密性的过程。最终在F处观察到的现象是 (选填“甲~丁”)。
【答案】(1)酒精灯 试管 ①
(2)A 防止加热时固体粉末进入导管,堵塞导管
(3) 催化作用 c
(4)丙
【解析】(1)由图可知,仪器①为酒精灯,仪器②为试管;
组装装置时,应向下后上,向左后右,则先放置①。
(2)高锰酸钾制取氧气的反应为加热固体的反应,发生装置选A;
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)过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气,反应的符号表达式为:;
在该反应中,二氧化锰的作用为催化作用;
氧气不易溶于水,且密度比水小,则可用c装置收集氧气,且排出的水进入量筒中,排出的水的体积为收集的氧气的体积。
(4)检查装置气密性时,先把导管放入水中,再用手紧握试管,试管中的气体受热膨胀,从导管中逸出,松手后稳定降低,由于试管中的气体减少,压强减小,则导管处液面会上升,故选丙。
跨学科实践活动
微型空气质量“检测站”的组装与使用
1.某校设置微型检测站。下列相关说法错误的是( )
A.臭氧层破坏和酸雨都与空气污染有关
B.PM2.5的含量越高,空气质量越好
C.积极植树有助于提升空气质量
D.加强空气质量检测有利于保护大气环境
【答案】B
【解析】A、臭氧层破坏是氟利昂泄漏等导致的,酸雨是二氧化硫、氮氧化物等的排放导致的,故臭氧层破坏和酸雨都与空气污染有关,不符合题意;
B、PM2.5属于空气污染物,PM2.5的含量越高,空气质量越差,符合题意;
C、积极植树,可以改善空气质量,保护环境,不符合题意;
D、加强空气质量检测,可以减少污染,保护环境,不符合题意。
故选B。
2.空气质量与人类的健康息息相关。某校化学社团开展了微型空气质量“检测站”的组装与使用、并进行了检测某小区地下车库的空气质量、分析某化工厂附近降雨类型、调查空气污染的原因等项目化学习。
任务一:微型空气质量“检测站”的组装
【组装步骤】
①阅读安装说明书。
②将空气质量检测站组件—采样系统(检测站)、分析系统和数据传输系统连接起来(如图)。
③联网调试。
任务二:检测某小区地下车库中的有害气体
【测定实验】利用微型空气质量“检测站”能检验多种空气污染物。用该“检测站”测得某小区地下车库中一氧化碳在不同时间段内的浓度如图。(已知:50ppm为一氧化碳准许成年人置身其中的最大量)
(1)【交流分析】一氧化碳浓度最大的时间段是 ,原因可能是 。
任务三:设计实验分析某化工厂区附近降雨的类型
【调查分析】同学们通过走访调查,得知该化工厂区附近所降雨水为酸雨。
【查阅资料】常见酸雨根据致酸物质分为硫酸型酸雨和硝酸型酸雨。
(2)【进行实验】
实验步骤
实验现象
实验结论
①取少量雨水于试管中,利用pH计检测
pH (填“>”“<”或“=”)5.6
该化工厂区附近所降雨水为硫酸型酸雨
②取少量雨水于试管中,向其中滴加 溶液
有白色沉淀生成
【反思评价】
(3)步骤2发生的反应的化学方程式为 。
(4)小李同学认为只进行步骤②即可得出结论,理由是 。
任务四:调查空气污染的原因
(5)【交流讨论】空气污染是由 (填一种燃料)的燃烧造成的。
(6)【成果分享】同学们通过项目化学习,了解了微型空气质量“检测站”的组装和使用、有害气体的检测等,他们一起制作了保护空气倡议书,请你将其补充完整。
保护空气倡议书
为了使天空更蓝,人类正在积极行动,我们能做的很多,比如,其中一种保护空气的具体做法是 。
【答案】(1)早晨 上班高峰期,汽车尾气产生较多,导致一氧化碳浓度含量最大
(2)< 氯化钡
(3)
(4)氯化钡和硫酸反应生成硫酸钡沉淀,硝酸不与氯化钡反应
(5)煤
(6)使用清洁能源
【解析】(1)由图可知,一氧化碳浓度最大的时间段是早晨,是因为上班高峰期,汽车尾气产生较多,导致一氧化碳浓度含量最大;
(2)由实验结论:该化工厂区附近所降雨水为硫酸型酸雨可知,pH<5.6;硫酸可与氯化钡反应生成硫酸钡白色沉淀;
(3)步骤2中硫酸与氯化钡反应生成硫酸钡和氯化氢,发生的反应的化学方程式为:BaCl2+H2SO4=BaSO4↓+2HCl;
(4)小李同学认为只进行步骤②即可得出结论,是因为氯化钡和硫酸反应生成硫酸钡沉淀,硝酸不与氯化钡反应;
(5)煤燃烧会生成二氧化硫气体,导致环境污染;
(6)使用清洁能源,可以保护空气,防止空气污染。
基于特定需求设计和制作简易供氧器
3.“制氧机”在日常生活中的应用很广泛,同学们利用相关知识,对简易化学制氧机的结构、工作原理、制氧方法展开了项目式学习。
任务一、认识制氧机的结构
(1)图1中过滤仓中的水除了有过滤杂质提纯氧气的作用外,还可以起到的作用是______(填序号)。
A.可以通过气泡观察氧气生成的速率
B.湿润氧气
C.加快氧气的生成
任务二:了解制氧机的工作原理
【信息检索】市面上常见的一种简易化学制氧机的工作原理如图1所示,其中A是过碳酸钠白色固体,B是二氧化锰黑色粉末。过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)加水溶解会分解生成Na2CO3和H2O2。用该制氧机制氧时反应仓中加入适量水,再先后加入过碳酸钠和二氧化锰,反应仓内有黑色粉末翻腾,变得浑浊,仓壁变得温热,过滤仓底部导气管口有气泡冒出。
【表达交流】
(2)反应仓中过氧化氢生成氧气的文字表达式是 。
(3)验证过滤仓导出的气体是氧气的方法: 。
任务三:分析制氧机的制氧方法
【分析解释】
(4)如果在实验室用过碳酸钠、二氧化锰、水制取氧气,从图2中可选用的气体发生装置是 (填装置序号,下同),收集装置是 。
(5)实验室用高锰酸钾制氧气的文字表达式为 ,简易化学制氧机不使用该原理的原因是 。
【反思评价】
(6)简易化学制氧机的制氧剂选用过碳酸钠比过氧化氢溶液更好的理由有______。
A.过碳酸钠是固体,易于携带
B.对比过碳酸钠,过氧化氢溶液不稳定,易分解
C.过氧化氢溶液浓度较大时具有一定的腐蚀性
【答案】(1)AB
(2)
(3)在导管口放一根带火星的木条,若木条复燃,证明为氧气
(4)B C或E
(5) 需要加热,不安全(或操作复杂或成本高,合理即可)
(6)ABC
【解析】(1)由于氧气不易溶于水,所以过滤仓中的水除了有过滤杂质提纯氧气的作用外,还可以起到的作用是可以通过气泡观察氧气生成的速率、 湿润并降低氧气温度,故填:AB;
(2)反应仓中H2O2在二氧化锰作催化剂的条件下生成水和氧气,反应的文字表达式为;
(3)氧气具有助燃性,能使带火星的木条复燃,故验证过滤仓导出的气体是氧气的方法是:在导管口放一根带火星的木条,若木条复燃,说明是氧气;
(4)实验室用过碳酸钠、二氧化锰、水制取氧气,反应物状态是固体和液体,反应条件是常温,则应选B固液反应常温型装置,故填:B ;
因为氧气密度比空气大,且不易溶于水,所以收集装置可以是C向上排空气法或E排水法,故填:C或E;
(5)高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的文字表达式为:;
由于该方法制氧需要加热,操作相对来说比较复杂、安全性不高,并且加热消耗燃料导致成本升高,故填:需要加热,不安全(或操作复杂或成本高,合理即可);
(6)简易化学制氧机的制氧剂选用过碳酸钠比过氧化氢溶液更好,原因是:过碳酸钠是固体,比液体易于携带;对比过碳酸钠,过氧化氢溶液不稳定,易分解;过氧化氢溶液浓度较大时具有一定的腐蚀性,故选则:ABC。
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!
2 / 15
(
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
$$