第二单元空气和氧气复习---2025-2026学年九年级化学人教版（2024）上册

空气与氧气 思维导图 知识要点： 1. 空气的成分及利用。 2. 测定空气中氧气含量的方法。 3. 氧气的物理性质和化学性质。 4. 描述物质在氧气中燃烧的实验现象。 5. 氧化反应、剧烈氧化与缓慢氧化。 一、空气的成分及利用 1. 空气的成分一般来说是比较稳定的。法国化学家拉瓦锡通过实验 首先得出了“空气是由氮气和氧气组成的，其中氧气约占空气总体积的 ”的结论。 空气的成分 氮气 氧气 稀有气体 二氧化碳 其他气体 体积分数 78% 21% 0.94% 0.03% 0.03% 难点解析：（1）空气成分的含量是按体积分数计算的，而不是质 量分数。（2）空气是由多种物质组成的混合物。相对恒定的成分是氮 气、氧气和稀有气体，可变成分是二氧化碳和水蒸气，空气的可变成分 完全因时因地而异，如雨天空气中水蒸气含量变大。洁净的空气也是混 合物，“新鲜”“洁净”“经过净化”“纯净”等字眼容易引起误导而使人错误 地认为空气是纯净物。 2. 空气在人类生活和生产中的重要作用。 （1）氧气：一是供给呼吸，急救时常用氧气帮助病人呼吸；二是 支持燃烧，氧气具有助燃性，常用于富氧炼钢、焊接与切割金属、液氧 炸药等方面。 （2）氮气：化学性质不活泼。灯泡中充氮气可延长寿命；食品包 装中充氮气可防腐、保鲜；氮气还是制化肥、炸药的重要原料；液氮可 作制冷剂；氮元素是构成人体蛋白质的主要元素。 （3）稀有气体：化学性质很不活泼，常用作保护气；可制成各种 用途的电光源。 3. 空气污染是人类文明不断发展的“副产物”。我们应该积极行动起 来，通过加强大气质量监测，使用清洁能源，积极植树、造林、种草等 措施来保护大气。 二、测定空气中氧气含量的实验 1. 测定原理：红磷燃烧消耗密闭容器内空气中的氧气，使密闭容器 内的气压减小，在大气压的作用下，水被压入密闭容器中，进入容器内 的水的体积就代表了空气中所含氧气的体积。 2. 实验装置如图所示。 3. 实验步骤：①先在集气瓶内加入少量水，将集气瓶内水面上的容 积分成五等份并做上记号；②连接装置，并检查装置的气密性；③用弹 簧夹夹紧乳胶管，点燃红磷，迅速伸入集气瓶内，塞紧橡胶塞；④待红 磷熄灭并冷却至室温后，振荡集气瓶，打开弹簧夹。 4. 实验现象：①红磷燃烧，产生大量白烟；②冷却后打开弹簧夹， 进入集气瓶中的水的体积约占集气瓶内空气体积的。 5. 实验结论：空气中氧气的体积约占空气体积的。 三、氧气的性质 1. 氧气的物理性质和化学性质。 （1）物理性质：无色无味的气体，密度比空气大，不易溶于水， 降温可液化成淡蓝色的液态氧。 （2）化学性质：氧气是一种化学性质比较活泼的气体，能支持燃 烧，具有助燃性，在一定条件下能与许多物质发生反应（如下表所 示）。 反应物 实验现象 文字表达式 注意事项 与金属反 应（以铁丝为例） 铁丝在氧气中剧烈 燃烧，火星四射， 生成一种黑色固 体，并放出热量 铁+氧气 四氧化三铁 做铁丝燃烧实验时， 应在集气瓶底部放少 量水或细沙，防止溅 落的熔化物炸裂瓶底 与非金属 反应（以木炭、硫、磷为 例） 木炭在氧气中剧烈 燃烧，发出白光， 放出热量，生成的 气体能使澄清石灰 水变浑浊 碳+氧气 二氧化碳 做木炭在氧气中燃烧 的实验时，应将夹木 炭的坩埚钳由上而下 慢慢伸入集气瓶 反应物 实验现象 文字表达式 注意事项 与非金属 反应（以木炭、硫、磷为 例） 硫在氧气中燃烧， 产生明亮的蓝紫色 火焰；硫在空气中 燃烧，产生微弱的 淡蓝色火焰 硫+氧气 二氧化硫 硫的用量不能过多； 集气瓶内装少量水， 目的是吸收生成的二 氧化硫，防止对空气 造成污染 磷在氧气或空气中 燃烧，产生大量的 白烟，并放出热量 磷+氧气 五氧化二磷 此反应生成的是五氧 化二磷固体小颗粒， 现象应描述为白烟， 而不是白雾（指小液 滴） 续表 难点解析：（1）做铁丝在氧气中燃烧的实验时，将铁丝盘成螺旋 状可以增大铁丝的受热面积，有利于铁丝持续燃烧。氧气具有帮助其他 可燃物燃烧的化学性质，即助燃性，但氧气本身不能够燃烧，不具有可 燃性。（2）区别结论与现象：描述实验现象时，只能把通过眼、鼻等 感觉器官感觉到的现象描述出来，而不能描述物质的名称。如“硫燃烧 生成一种有刺激性气味的气体”描述的是实验现象，而“硫燃烧生成二氧 化硫”描述的是实验结论。 2. 物质与氧气发生的反应叫作氧化反应。根据反应的剧烈程度可将 氧化反应分为剧烈氧化和缓慢氧化。在氧化反应中，氧气具有氧化性。 知识点一：空气的成分及利用 　空气中各成分的含量如图所示，下列说法中正确的是 （ ） A. 纵坐标表示各成分的质量分数 B. X表示的物质为氧气 C. 稀有气体属于纯净物 D. Y可用于登山、潜水 　根据空气中各成分气体的体积分数、性质与用途来分析。 　按体积分数计算，氮气约占空气体积的78%，氧气约占空 气体积的21%，故纵坐标表示各成分的体积分数；X约占空气体积的 78%，因此X是氮气；稀有气体是由氖气、氦气等混合而成的，属于混 合物；氧气约占空气体积的21%，因此Y为氧气，氧气可供给呼吸，故可 用于登山、潜水。 　D 　物质的性质决定用途，识记空气的成分、性质以及用途是 解题的关键。 　资料显示，火星表面的大气成分如表所示，下列说法中不 正确的是（　B　） 火星大气成分 二氧化碳 氮气 氢气 其他气体 体积分数 95.30% 2.70% 1.60% 0.40% A. 将火星大气通入澄清石灰水中，澄清石灰水会变浑浊 B. 火星大气中氮气所占的比例高于地球空气中氮气所占的比例 C. 航天员要在火星上出舱勘查，须佩戴供氧装置 D. 若条件允许，则可以利用火星上的二氧化碳制取氧气 B 知识点二：空气中氧气的体积分数 　【杭州】小金利用如图甲所示的装置（气密性良好）和试剂测定 空气中氧气的含量，集气瓶中空气的体积为200 mL，氧气传感器测得集 气瓶内氧气体积分数的变化曲线如图乙所示。 （1）实验开始时，用酒精灯加热粗铜丝，其目的是 　　　　　　。  （2）从反应开始到打开弹簧夹前，集气瓶内可观察到的现象是 　　　 　。 （3）小金提出“倒吸入集气瓶中的水的体积除以200 mL等于空气中氧气 的含量”。根据图乙分析，此说法 　　　　（填“正确”或“错误”），理由是 　　　 　。 　根据测定空气中氧气含量的实验原理，结合图中信息进行 分析。 　（1）实验开始时，用酒精灯加热粗铜丝，其目的是引燃 白磷。（2）从反应开始到打开弹簧夹前，可观察到集气瓶内的白磷燃 烧，产生白烟，并放出热量。（3）根据图乙分析，因为白磷不能把集 气瓶中的氧气耗尽，所以此说法错误。 　（1）引燃白磷　（2）白磷燃烧，产生白烟，并放出热量　 （3）错误　白磷不能把集气瓶中的氧气耗尽 　本题考查空气中氧气含量的测定实验，理解测定空气中氧 气含量的实验原理是解题的关键。 　用如图甲所示的实验装置测定空气中氧气的含量。 （2）实验前集气瓶内空气的体积为V，烧杯中水的体积为V1，实验后烧杯中剩余水的体积为V2。计算空气中氧气的体积分数的表达式 为 　　 （用V、V1、V2表示）。若燃烧时忘了关闭弹簧 夹，则测出的氧气的体积将会比理论值 （填“偏大”或“偏 小”）。 （1）图乙所示的BC段气压变化的原因是 ⁠ ，DE段气压变化的原因 是 ⁠。 红磷燃烧放热，导致气压增 大的幅度大于氧气减少导致气压减小的幅度　 打开弹簧夹，水进入集气瓶　 偏大　 ×100% 知识点三：氧气的性质 　木炭燃烧的实验如图所示，据图分析，下列说法中正确的是 （ ） A. 图中仪器的名称：①坩埚钳，②试剂瓶 B. 步骤c中的氧气为无色气体，其密度比空气小 C. 步骤d中澄清石灰水会变浑浊 D. 对比步骤b、c中的现象，可证明氧气具有可燃性 　根据木炭燃烧的现象、生成物的性质进行分析。 　①是坩埚钳，②是集气瓶；步骤c中的氧气为无色气体， 其密度比空气略大；木炭在氧气中燃烧生成了二氧化碳，二氧化碳能使 澄清的石灰水变浑浊，所以步骤d中澄清石灰水会变浑浊；氧气不具有 可燃性，对比步骤b、c中的现象，可证明氧气具有助燃性。 　C 　掌握氧气的化学性质、木炭燃烧实验的现象和注意事项等 是解题的关键。 　某同学对一个储气筒内存放的气体进行如下探究：收集满 两瓶气体，按如图所示的方法进行实验，用带火星的木条分别以甲、乙 两种方式迅速插入，发现木条复燃，木条在甲中燃烧得比在乙中更旺。 （1）根据实验现象可得出结论：该气体可能是 。  （2）根据实验判断，它具有的物理性质有 ⁠，它具有 的化学性质有 。  氧气　 密度比空气大　 支持燃烧 　为了提高测定空气中氧气含量实验的精确度，某兴趣小组对教材 中的实验进行了创新改进。 【实验步骤】①取一根玻璃管，用橡胶塞将一端密封；②将食品脱氧剂 粉末迅速装入玻璃管，立即向管口注入一滴水将玻璃管密封，水滴的下 端标为A，弹动玻璃管使食品脱氧剂粉末分布均匀且紧密，食品脱氧剂 的上端标为O，如图甲所示；③水平滚动玻璃管，使食品脱氧剂粉末平 铺在玻璃管中，静置至水滴不再移动时，水滴的右端标为B，如图乙所 示；④用刻度尺测量出AO段和AB段的长度，并计算出AB与AO的比值， 将数据记录在表格中；⑤洗涤、干燥实验装置，重复上述实验。 实验次序 AO/mm AB/mm 1 523.5 109.5 0.2092 2 525.5 110.0 0.2093 3 527.0 110.5 0.2097 【得出结论】根据表中的实验数据，可知空气中氧气的含量 为 　　　　　　（用百分数表示）。 【思考讨论】 （1）步骤③中，将食品脱氧剂粉末平铺在玻璃管中的目的是 　　 　　。 （2）步骤②中，若玻璃管内的食品脱氧剂粉末分布得不够紧密，则会 使实验结果偏大，其原因是 　　　　　　　　　　　　　　 　　。 　【得出结论】计算三次实验比值的平均值，即可求出空气 中氧气的含量。【思考讨论】（1）从反应物的接触面积这一角度进行 分析。（2）根据食品脱氧剂粉末的分布存在空隙对实验造成的误差进 行分析。 　【得出结论】空气中氧气的含量为 ×100%=20.94%。【思考讨论】（1）粉末平铺后，增 大了粉末与气体的接触面积，使食品脱氧剂与氧气充分接触，保证反应 充分进行，使测量结果更准确。（2）粉末分布得不够紧密，造成内部 存在间隙，使得初始气体的体积变小，造成AO段变小，但空气的总体积 相等，所以当实验结束时，消耗的氧气体积相等（即AB段不变），那么 的值变大，测量结果偏大。 　【得出结论】20.94%　【思考讨论】（1）增大接触面 积，使氧气被食品脱氧剂粉末充分吸收　（2）食品脱氧剂粉末分布得 不够紧密，导致空气混入粉末缝隙中，使得测出的AO段的长度偏小 　理解空气中氧气的体积分数的计算方法，在情境相似的情 况下，大胆地进行知识迁移，是解决新问题的一种重要方法。 1. 空气是人类生产活动的重要资源。下列关于空气的说法中错误的是 （　A　） A. 空气中二氧化碳含量上升不会影响地球环境 B. 从空气中可分离出氧气用于医疗急救 C. 稀有气体可制成多种用途的电光源，如霓虹灯 D. 氮气充入食品包装中可以防腐 A 2. 下列物质中，前者属于纯净物，后者属于混合物的是（　B　） A. 氧气、臭氧 B. 二氧化碳、洁净的空气 C. 稀有气体、冰水混合物 D. 澄清石灰水、五氧化二磷 3. 下列过程中属于缓慢氧化的是（　A　） ①蜡烛燃烧　②食物腐败　③运动后急促呼吸　④金属锈蚀　⑤火 药爆炸 A. ②③④ B. ②⑤ C. ②④ D. ②③④⑤ B A 4. 某日空气质量指数日报如下表所示。下列情况对表中三个空气质量指 标不会产生影响的是（　A　） 空气质量指标 空气污染指数 空气质量指数级别 空气质量 可吸入颗粒物 65 Ⅱ 良 二氧化硫 6 二氧化氮 20 A. 用氢气作燃料 B. 露天焚烧垃圾 C. 汽车排放尾气 D. 用煤作燃料 A 5. 下列实验装置中不能用来测定空气中氧气含量的是（　C　） ​A. B. C. D. C 6. 某同学在验证空气的成分时采用了下列方法，其中可行的是 （　D　） A. 观察硫酸铜晶体暴露在空气中是否变蓝，检验空气中是否含有水分 B. 观察带火星的木条是否在空气中复燃，检验空气中是否含有氧气 C. 向澄清石灰水中呼气后观察是否变浑浊，检验空气中是否含有二氧化 碳 D. 用大针筒向小试管内的澄清石灰水中注入空气，检验空气中是否含有二氧化碳 D 7. 下列有关物质燃烧时观察到的现象的叙述中正确的是（　B　） A. 硫在氧气中燃烧，发出淡蓝色火焰，生成有刺激性气味的气体 B. 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 C. 红磷在氧气中燃烧，放出大量热量，产生大量白雾 D. 铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成四氧化三铁 B 8. 氧气是一种化学性质比较活泼的气体，它可以和许多物质发生化学反 应。如图所示为硫粉、红磷、光亮的细铁丝在氧气中燃烧的实验装置。 （1）小明做完实验后，他发现了一些共同点：在反应条件方面，三个 实验都要 ；在能量变化方面，三个实验都是 （填“吸 热”或“放热”）反应。  点燃　 放热　 （2）小明同时也总结出在生成物的种类、状态和观察到的实验现象三 个方面存在不同：装置乙中发生反应的文字表达式为 ⁠  　 ，装置丙中观察到的反应现象是 ⁠ ⁠。 （3）小明还总结出：三个实验的集气瓶底部都装有少量水，其中装置 甲中集气瓶底部放少量水的目的是 ⁠。 红磷+氧 气 ​  五氧化二磷　 细铁丝剧烈 ⁠ 燃烧、火星四射，生成了黑色固体物质，放出了大量的热　 吸收二氧化硫，防止污染空气　 9. 某兴趣小组对教材中“测定空气里氧气的含量”实验（如图甲所示）进 行了大胆改进，设计了如图乙所示（选用容积为45 mL的试管作反应容 器）的方案进行实验，收到了良好的效果。 （1）图甲所示的实验中可以推测氮气具有的性质是 ⁠ ⁠（写出两点）。 难溶于水，不支 持燃烧（合理即可）　 （2）图乙所示实验的操作步骤如下：①点燃酒精灯；②撤去酒精灯， 待试管冷却后松开弹簧夹；③将少量红磷平装入试管中，将20 mL的注 射器的活塞置于10 mL刻度线处，并按图示的连接方式固定好，再用弹 簧夹夹紧乳胶管；④读取注射器活塞的数据。正确的实验操作顺序 是 （填序号）。  （3）图乙所示的实验中，注射器的活塞将从10 mL刻度线处慢慢前移至 约 mL刻度线处才停止。  ③①②④　 1 10. 在做“物质在氧气中燃烧”的实验时，把甲、乙、丙三种物质分别放 入a、b、c三瓶氧气中燃烧。在a瓶中看到了明亮的蓝紫色火焰，在b瓶 中看到了火星四射，在c瓶中出现了明亮的白光。下列对此实验的推断 中正确的是（　C　） A. 甲物质为硫，并且a瓶中会产生一种无色无味的气体 B. 乙物质为铁，b瓶中会产生一种白色的固体 C. 丙物质可能为木炭，同时c瓶中会生成一种可使澄清石灰水变浑浊的 气体 D. 在a、b瓶中还得加入一些细沙或少量的水以保护集气瓶 C 11. 某兴趣小组为了测定空气中氧气的含量，设计了如图所示的测量装 置。下列说法中不合理的是（　D　） A. 实验前应先检查装置的气密性 B. 用红磷替代铁粉也能完成实验 C. 反应后冷却至室温，调整装置甲使两液面一样高才能读数 D. 记录的装置乙的液面示数最接近10 mL刻度线处 D 【解析】氧气约占空气体积的五分之一，装置内气体减少15 mL×=3 mL，剩余气体的体积为15 mL-3 mL=12 mL，即记录的装置乙的液面的示数最接近12 mL刻度线处。 12. 如图甲所示的装置可用于测定空气中氧气的含量，用该装置测得实 验过程中集气瓶内气压与时间的关系图像如图乙所示（该装置的气密性 良好，p0是集气瓶内初始气压）。下列说法中正确的是（　D　） A. 红磷的多少对实验结果无影响 B. 集气瓶中气压瞬间变大是O2迅速消耗造成的 C. c点时反应刚好停止 D. b、c、d点时集气瓶中所含物质相同 D 【解析】在该实验中，红磷必须是足量的，以完全消耗装置中的氧气， 否则测定结果会偏小；集气瓶中气压瞬间变大，是因为红磷燃烧放出大 量的热，使装置内气压增大；分析题图乙可知，a点时反应刚好停止， 所以b、c、d点时集气瓶中所含物质相同。 13. 将燃烧的蜡烛放入如图甲所示的装置中，一段时间后，蜡烛会慢慢 熄灭。某兴趣小组探究其原因的过程如下（气体的含量用体积分数表 示）。 （1）小明认为，蜡烛熄灭是装置内的氧气被消耗完了。他设计了如图 乙所示的实验装置，待蜡烛熄灭后，用凸透镜聚焦太阳光使白磷的温度 达到着火点，观察到 ⁠的现象，从而否定了自己的猜想。他 重新实验，测得蜡烛燃烧过程中烛焰附近的二氧化碳含量从0.04%上升 到7.4%，氧气含量从21%下降到13.8%。  白磷燃烧 （2）小明又认为可能是二氧化碳含量过高导致蜡烛熄灭。小华不 赞同，他改变图甲所示装置中的气体成分，只进行了一次实验，就否定 了小明的观点，小华进行的实验是 （填字母）。  实验编号 氧气含量 二氧化碳含量 蜡烛能否燃烧 A 21% 8.4% 能 B 21% 3.4% 能 C 12.8% 3.4% 不能 A　 （3）还有一种观点：随着蜡烛的燃烧，氧气含量下降，产热速度 变慢；当产热量小于散热量时，烛芯的温度下降至着火点以下，蜡烛熄 灭。若该观点正确，将图甲所示的装置置于温度更低的环境中进行实 验，则测得烛焰附近的氧气含量的最小值将会如何变化？并解释原 因。 ⁠ ⁠。 会大于13.8%（或变大）；低温环境中，烛焰散热快，降温快， 为了维持蜡烛燃烧，需要增加产热，所以需要浓度更高的氧气 14. 如图所示，甲、乙两个气密性良好的集气瓶中都充满了空气。甲、 乙两瓶中的燃烧匙内分别装有足量的红磷和木炭粉，A为弹簧夹。分别 点燃红磷和木炭粉，充分燃烧后，恢复至室温，打开弹簧夹，则烧杯中 的水（　D　） A. 先进入甲瓶，再进入乙瓶 B. 进入甲瓶，不会进入乙瓶 C. 两瓶都不会进入 D. 同时进入甲、乙两瓶 D 【解析】分别点燃红磷和木炭粉，甲瓶中红磷和氧气反应生成五氧化二 磷固体，使甲瓶内气压减小，乙瓶中木炭粉和氧气反应生成二氧化碳气 体，乙瓶内气压不变，但甲、乙两瓶连通，乙瓶中的气体会进入甲瓶， 直到两瓶内的气压相等。恢复至室温，打开弹簧夹时，这时两瓶内的气 压都小于外界大气压，所以烧杯中的水同时进入甲、乙两瓶。 15. 实验是科学探究的重要方法，如图所示为测定空气中氧气含量实验 的两套装置图，请结合图示回答下列问题：（铜粉能与氧气反应生成黑 色固体） （1）根据下表提供的实验数据，将表格的空格处填完整。（结果精确 到0.1%） 硬质玻璃管中空 气的体积 反应前注射器中 空气的体积 反应后注射器中 气体的体积 实验测得空气中 氧气的体积分数 40 mL 20 mL 10 mL 16.7% 16.7% 【解析】（1）注射器内气体减小的量就是氧气的体积，则实验测 得空气中氧气的体积分数为 （2）装置一和装置二中气球的位置不同， （填“装置一”或 “装置二”）更合理，原因是 ⁠ ；反应前注射器内空气的体积至少为 mL。  =V，解得V=10 mL。 装置二　 能让空气更易流通，全部通过铜粉，使氧 气与铜粉充分反应　 10 $$