专题03 空气、氧气（期中复习讲义）八年级化学上学期新教材沪科版五四学制

专题3 空气和氧气 考查重点 命题角度 空气的组成 空气成分的探索；空气的成分和体积分数；纯净物与混合物的判断；氮气和氧气的用途；空气的污染与防治 氧气的性质 氧气的性质和用途；物质在不同浓度的氧气中燃烧的比较； 制取氧气 工业制氧气；实验室制取氧气的原理、仪器与操作；实验室制取氧气的气体收集、检验和验满；化合反应、分解反应、氧化反应 催化剂 催化剂的概念与特点；有关催化作用的实验探究； 一、空气的成分 1.拉瓦锡研究空气成分的实验 二百多年前，法国化学家拉瓦锡最早用定量的方法研究了空气的成分，第一次明确提出空气是由氧气和氮气组成的，其中氧气约占空气总体积的1/5。 2.空气中氧气含量的测定 （1）实验原理：过量的红磷燃烧时基本上耗尽了广口瓶内空气中的氧气，使瓶内气体减少，压强降低，且广口瓶内氧气被消耗多少，进入瓶内的水就有多少。即进入广口瓶内的水的体积相当于瓶内原来空气中氧气的体积。 （2）实验步骤： ①连接实验装置，如图所示； ②在集气瓶内加入少量水后，把集气瓶剩余容积分为5等份，做好标记； ③检查装置的气密性； ④在燃烧匙内装入足量的红磷，将导管上的弹簧夹夹紧，点燃燃烧匙上的红磷后，立即伸入集气瓶中塞紧橡皮塞； ⑤充分反应后，待集气瓶冷却至室温，打开弹簧夹。 （3）实验现象： ①红磷燃烧产生大量的白烟，放热； ②冷却至室温后，打开弹簧夹，水沿导管进入集气瓶，进入集气瓶内水的体积约占集气瓶内原来空气体积的1/5。 （4）实验结论：空气中氧气的体积约占空气体积的1/5。 做该实验时，选择的可燃物应具备两个条件： ①该物质在空气中能燃烧且只与氧气反应； ②该物质燃烧后生成物为固态或液态。所占的空间体积可忽略不计。 【实验操作要点】导管注水要提前，红磷足量是关键；保证装置不漏气，冷至室温后读数。 3.氧气含量测定实验的装置创新 铜粉变黑，注射器活塞向前移动，冷却稳定后，注射器内减少的气体体积约为注射器和硬质玻璃管内气体总体积的1/5； 白磷燃烧，冷却后，活塞先向右，后向左，最后停在刻度”4”处； 4.混合物和纯净物 (1)纯净物 定义：由一种物质组成，具有固定的化学组成和确定的物理、化学性质。 特点：有固定的熔点、沸点、密度等物理性质。 (2)混合物 定义：由两种或两种以上物质混合而成，各成分保持原有的化学性质，没有固定的组成比例。 特点：无固定的熔点、沸点（通常表现为一个范围）。 5.空气是一种宝贵的资源 氧气：供给呼吸，支持燃烧。主要用于潜水、医疗急救、炼钢、气焊，以及化工生产和宇宙航行等。 氮气：无色、无味的气体，不溶于水，不燃烧也不支持燃烧，不能供给呼吸，化学性质不活泼。主要用于工业原料（制造硝酸和氮肥等），作保护气，食品防腐。液氮用于医疗冷冻剂、超导材料等。 稀有气体：氦、氖、氩、氪、氙、氡气体的总称（属于混合物）稀有气体为无色、无味、难溶于水的气体，化学性质很不活泼，可利用稀有气体做保护气；通电时能发出不同颜色的光，用于航标灯、闪光灯、霓虹灯的电光源；用于激光技术；氦可用于制造低温环境。 6.保护大气环境 (1)空气污染引起三大环境问题 ①温室效应：造成全球气候变暖，海平面上升，陆地面积变小等。②酸雨：造成建筑物的腐蚀损坏，土壤酸化等。③臭氧层空洞：使紫外线穿透大气层，危害人类身体健康。 (2)防止空气污染的措施 ①加强空气质量监测，改善环境情况；②开发使用清洁能源，如太阳能、风能等，消除环境污染源； ③减少化石燃料的使用，提高汽油、柴油质量；④积极植树造林。 (3)空气质量报告 计入空气污染指数的项目：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、臭氧、可吸入颗粒物、总悬浮颗粒物等。空气污染指数越大，空气质量级别越高，空气质量越差。 二、氧气的物理性质 通常情况下，无色无味的气体，比空气密度略大，氧气不易溶于水。在压强为101kPa时，氧气在-183.0C变为淡蓝色液体，在-218.8℃变为淡蓝色固体。 三、氧气的化学性质 1.氧气能支持燃烧，利用此性质可以检验氧气。氧气的化学性质比较活泼，氧气具有氧化性，可与许多物质发生化学反应。 2. 氧气的化学性质 （1）木炭燃烧：在空气中发红，在氧气中发出白光；放出热量，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。反应的符号表达式为 （2）铁丝在空气中不能燃烧，在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生产黑色固体。反应的符号表达式为 ，铁丝在空气中不能燃烧，却可以在氧气中燃烧。说明物质燃烧剧烈程度与氧气的浓度大小（即氧气含量）有关。 做铁丝在氧气中燃烧实验时：①集气瓶底放少量水或细沙，目的防止高温熔融物溅落，炸裂瓶底；②铁丝绕成螺旋状：增大与氧气的接触面积；③铁丝下端系火柴：引燃铁丝；④火柴快燃尽时插入集气瓶：防止火柴燃烧消耗较多的氧气。 四、化合反应、分解反应、氧化反应 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，特点是多变一 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，特点是一变多 3.氧化反应：物质与氧气发生的反应。 4.缓慢氧化：物质与氧气发生的缓慢的氧化反应，常常不易察觉。 ①常见的缓慢氧化有：呼吸作用，铁的锈蚀，食物的腐烂，酒和醋的酿造，农家肥的腐熟等等。 ②燃烧和缓慢氧化的共同点：都有氧气参加；都是氧化反应；都放热。 化合反应不一定是氧化反应，氧化反应也不一定是化合反应。 【易错辨析】 1．化合反应与分解反应是并列关系。 2．化合反应与氧化反应是交叉关系。氧化反应不一定是化合反应（石蜡的燃烧生成了水和二氧化碳两种物质），化合反应也不一定是氧化反应（二氧化碳与水反应生成碳酸）。 五、工业制氧气 1.方法：分离液态空气法 2.原理：利用液态氧和液态氮的沸点不同，是物理变化。 六、实验室制氧气 1.实验室制氧气： （1）实验装置：包括发生装置和收集装置。 （2）发生装置的选择依据：根据反应物的状态和反应条件。发生装置包含：固固加热型【选择依据：反应物为固体，反应条件需要加热】和固液常温型【选择依据：反应物为固体和液体，反应条件不需要加热】。 （3）收集装置的选择依据：生成物的性质。收集方法包含：排水法【选择依据：不易溶于水或难溶于水，且不与水反应】、向上排空气法【选择依据：密度大于空气，且不与空气的成分反应】和向下排空气法【选择依据：密度小于空气，且不与空气的成分反应】。 （4）收集方法补充（多功能瓶）：（排水法：气体从短管进集气瓶，水从长管排出） （排空气法：【密度大于空气】气体从长管进集气瓶，空气从短管排出；【密度小于空气】气体从短管进集气瓶，空气从长管排出） （5）高锰酸钾制氧气【高锰酸钾是一种 暗紫 色固体】 a.符号表达式： b.发生装置：固固加热型。 c.收集方法：向上排空气法或排水法。 d.实验操作步骤： ① 连：连接装置，先下后上，从左到右。 ② 查：检查装置气密性 ③ 装：装入药品（药匙或纸槽）试管口塞一团棉花，防止高锰酸钾粉末进入导气管，堵塞导管。 ④ 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。 ⑤ 点：加热药品，先使试管均匀受热，后在固体药品部位用酒精灯外焰加热。 ⑥ 收：收集气体。 排水法收集：当气泡连续均匀冒出时开始收集；当集气瓶口有大气泡冒出时，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。 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。 ⑦移：将导管移出水面 ⑧熄：停止加热 先将导气管移出水面，后熄灭酒精灯，防止水槽中的水倒流进入试管中，使试管炸裂。 （6）过氧化氢制氧气【过氧化氢溶液是一种 无 色 液 体，二氧化锰是一种 黑 色 粉末状 固体】 a.符号表达式： b.发生装置：固液常温型。 c.收集方法：向上排空气法或排水法。 d.实验操作步骤： ① 连：连接装置。 ② 查：检查装置气密性 ③ 装：向锥形瓶中加入二氧化锰固体。 ④ 定：塞好带有长颈漏斗（或分液漏斗）和导管的双孔塞。 ⑤ 向长颈漏斗（或分液漏斗）中加入过氧化氢溶液。 ⑥ 收：收集气体。 【易错提醒】 ①用长颈漏斗装置制取时，长颈漏斗下端需要伸入液面以下，防止生成的气体从长颈漏斗逸出 ②用长颈漏斗装置制取的优点：可以随时添加液体药品 ③用分液漏斗装置制取的优点：可以通过控制液体的滴加速率和滴加量，控制反应速率，获得平稳气流 七、催化剂和催化作用 1.催化剂：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。催化剂在化学反应中所起的作用叫作催化作用。二氧化锰、硫酸铜等物质对过氧化氢的分解都有催化作用。 一变：改变（加快或减慢）其它物质的反应速率———通过实验对比探究 2.催化剂的条件 二不变 化学性质在化学反应的前后不变———反应结束后，继续加入反应物 质量在化学反应的前后不变———反应前后通过天平二次称量 【易错提醒】 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 ④不是所有化学反应都需要催化剂 题型一 空气中氧气含量的测定(难点) 【典例1】如图所示装置可用于测定空气中氧气的含量，实验前在集气瓶内加入少量水，并做上记号。下列说法中，不正确的是 A．实验时红磷一定要过量 B．可以用铁丝代替红磷做此实验 C．红磷熄灭后立刻打开弹簧夹 D．最终进入瓶中水的体积约为氧气的体积 方｜法｜点｜拨 1.‌药品选择‌：必须与空气中的氧气能反应，且只与氧气反应，生成物中不能有气体。 不可用木炭或硫粉（会生成气体干扰结果），不可选用铁丝（不能在空气中燃烧），不可选用镁条（和空气中的氧气、氮气、二氧化碳都能反应）。 2.‌操作细节‌： 装置气密性需严格检查，止水夹必须夹紧； 必须冷却至室温再打开止水夹，否则结果偏小； 红磷需过量以确保氧气完全消耗； 导管注满水避免残留误差； 快速操作减少气体受热逸出。 3.误差分析 ‌结果偏小‌：红磷不足、装置漏气、未冷却完全。 ‌结果偏大‌：止水夹未夹紧、塞紧瓶塞过慢。 4.实验结论：空气中氧气约占总体积的1/5；‌剩余气体性质‌：不支持燃烧、难溶于水。 【变式1-1】利用如图装置验证了空气中氧气的含量。下列叙述不正确的是 A．实验前需检查装置气密性 B．红磷的作用是消耗试管中的氧气 C．红磷熄灭、试管冷却后再打开止水夹 D．最终量筒中液面约降至40 mL刻度线处 【变式1-2】以下为某化学兴趣小组研究空气组成的几个实验。 (1)小组同学改进了教材中的实验，利用如图1所示的实验装置进行实验，根据信息回答下列各题。 整个集气瓶的体积是c，装置的气密性良好，利用白磷燃烧消耗集气瓶内的氧气。（注：白磷与红磷燃烧的现象和产物均相同）待白磷燃烧熄灭，集气瓶完全冷却至室温后，量出集气瓶中水的体积是b。 ①在白磷开始燃烧到最后熄灭的过程中，集气瓶内水面的变化情况是_____。 ②若实验测得氧气的体积占空气体积的五分之一，已知c为240mL，a=40mL，则b=_______mL。 (2)小组内同学还对课本实验进行了如图2所示的改进。（已知试管容积为60mL） Ⅰ．实验前，打开弹簧夹，将注射器活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处，然后松开手，若活塞仍能返回至20mL刻度处，则说明_____； Ⅱ．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40mL的注射器活塞置于20mL刻度处，并按图2中所示的连接方式固定好，再将弹簧夹紧橡皮管。④读取注射器活塞的数据。 你认为正确的实验操作顺序是_____（填序号）。实验结束后注射器活塞将从20mL刻度处慢慢前移到约为_____mL刻度处才停止。 题型二 空气中氧气含量测定的原理与装置创新 【典例2】用铁粉除氧剂测定空气中氧气含量(如图)，比红磷实验更准确的原因是 A．铁粉能完全消耗氧气 B．反应不需要加热 C．铁粉价格更便宜 D．装置更简单 方｜法｜点｜拨 1.‌铜丝加热法‌ 使用铜丝替代红磷，加热后与氧气反应生成氧化铜，通过注射器活塞移动量计算氧气体积。 ‌优点‌：无污染、结果精确（如某组实验测得氧气体积分数为19.2%）。 ‌关键操作‌：需确保铜丝足量且装置气密性良好（检查方法：推动注射器观察气球变化）。 ‌关键技巧:注射器初始位置需调整至玻璃管容积的1/5（如100mL玻璃管对应20mL注射器）。 ‌结果偏低‌：铜粉不足、装置漏气、未冷却至室温读数；红磷量不足或未完全燃烧。 2.脱氧剂法‌ 利用脱氧剂粉末常温反应，通过玻璃管内水滴移动距离计算氧气含量。 ‌数据示例‌：三次实验平均测得氧气含量为20.94%或20.98%。 ‌改进点‌：粉末需平铺以增大接触面积，避免分布不紧密导致误差。 ‌结果偏高‌：脱氧剂粉末分布不紧密导致初始气体体积误判。 ‌关键技巧：需静置至水滴不再移动，确保反应完全。 3.‌双注射器红磷法‌ 通过交替推拉注射器使红磷与空气充分接触，冷却后读取气体体积变化。 ‌注射器作用‌ 调节压强（防止气体膨胀泄漏）、读取体积、促进空气与红磷混合。 创新优势:相比传统集气瓶法，双注射器法‌操作更灵活‌，可通过推拉活塞加速反应，且读数更精确。 【变式2-1】化学小组发现食品包装中的脱氧剂能吸收氧气且反应后只生成固体，于是利用如下实验测定空气中氧气的含量。 取一根有机玻璃管，用橡胶塞将一端密封。将食品脱氧剂粉末迅速装入有机玻璃管，立即向管口注入一滴水将其密封，水滴的右端标为M，弹动玻璃管使粉末分布均匀且紧密，脱氧剂的左端标为O，如图甲所示。水平滚动玻璃管，使粉末平铺在玻璃管中，静置至水滴不再移动，水滴的右端标为N，如图乙所示。用刻度尺测量出OM段和ON段的长度分别为L1和L2。下列说法正确的是 A．在方便操作的前提下实验中使用的玻璃管越粗，实验结果越准确 B．若忽略反应前后食品脱氧剂体积的变化，上述实验测得空气中氧气的体积分数为 C．若反应后食品脱氧剂的体积变大，会使测得空气中氧气的体积分数偏小 D．若食品脱氧剂在装入有机玻璃管之前吸收了氧气，会使测得空气中氧气的体积分数偏大 【变式2-2】为测定空气中氧气的含量，某同学将图1教材实验进行改进，改进后的实验装置如图2所示（部分夹持装置已忽略），实验时引燃红磷后便熄灭酒精灯。 (1)引燃红磷后发生反应的文字表达式 。 (2)图1实验结束后测得实验结果偏大，你认为可能原因是 （写一点即可）。 (3)用图2装置进行实验，实验前打开弹簧夹，然后点燃酒精灯给红磷加热，实验数据如表所示，请计算空气中氧气的含量（写出计算过程）。 试管中空气的体积 反应前注射器中空气的体积 反应后注射器中气体的体积 50 mL 20 mL 6 mL 题型三 空气中氧气含量测定的数字化实验 【典例3】探究小组用图1装置测定空气中氧气的含量，压强变化如图2，氧气体积分数变化如图3，下列说法不正确的是 A．图1中水的作用是吸收五氧化二磷和降温 B．图2压强减小，说明红磷燃烧消耗氧气 C．图3说明红磷或白磷熄灭后反应立即停止 D．该实验说明白磷代替红磷，测定结果更接近真实值 方｜法｜点｜拨 1.实验原理 通过红磷燃烧消耗密闭容器（如集气瓶）中的氧气，利用传感器实时监测压强或氧气浓度变化，结合数据软件分析氧气体积分数。传统实验通过水位变化计算，而数字化实验直接显示动态数据曲线。 2.实验装置与步骤 ‌核心器材‌：集气瓶、压强/氧气传感器、智能数字实验盘、红磷、高压电源等。 ‌操作流程‌： 搭建装置：固定集气瓶与烧杯，加入标记水量的水，连接传感器并校准。 数据采集：点燃红磷后迅速密封，传感器实时记录压强或氧气浓度变化。 数据分析：通过软件生成“时间-压强”曲线，计算氧气消耗量。 3.关键数据与现象 ‌压强曲线分析‌： BC段：红磷燃烧放热导致气体膨胀，压强短暂升高。 CD段：氧气消耗且温度下降，压强逐渐降低。 D点：冷却至室温，准备打开止水夹。 ‌氧气体积分数‌：通常测得约19.66%-21%，误差可能源于未完全消耗氧气或装置气密性。 4.实验注意事项 ‌红磷需足量‌：确保完全消耗氧气，否则结果偏低。 ‌冷却至室温‌：避免温度影响压强读数。 ‌传感器校准‌：实验前需校准氧气传感器，确保数据准确。 5.数字化实验优势 ‌实时性‌：动态显示数据变化，如压强、温度、氧气浓度曲线。 ‌精确性‌：减少人为读数误差，支持多参数同步分析。 ‌可视化‌：通过图表直观理解反应进程，如BC段与CD段的压强变化原因。 【变式3-1】在利用红磷燃烧测定空气中氧气含量的实验中，用传感器记录集气瓶中压强、温度随时间变化的情况，如下图所示。其中a是打开止水夹的时刻。下列说法不正确的是 A．反应开始时压强增大是因为温度升高 B．a点处的压强等于大气压 C．a点的温度已经接近室温 D．a点后气压增大是由于水倒吸入集气瓶 【变式3-2】利用数字化实验可以更准确地测定空气中氧气含量，同学们分别用红磷和木炭按图1装置进行实验，测得压强随时间的变化曲线如图2和图3所示。下列说法不正确的是 A．实验中所用木炭和红磷均需足量 B．两个反应开始时集气瓶中压强瞬间变大均是由燃烧瞬间产生了大量气体引起的 C．若图2中p=0.79p₀，则可推出氧气约占空气总体积的21% D．由图3可知木炭不能用来测定空气中氧气的含量 题型四 空气的成分、用途与保护 【典例4】空气是人类宝贵的自然资源，下列说法不正确的是 A．空气质量监测站对臭氧、一氧化碳等空气污染物进行测量，级别越大，质量越好 B．氮气的化学性质不活泼，可充入食品包装袋中防腐 C．稀有气体通电能发光，可制成霓虹灯 D．高温天气时，空调房窗户玻璃外有小水珠，说明空气中有水蒸气 方｜法｜点｜拨 空气成分比例‌：氧气为21%，指体积分数，不是质量分数 稀有气体含量‌：稀有气体约占0.94%而非1% 二氧化碳作用‌：是温室气体，但不算空气污染物。 【变式4-1】空气是人类宝贵的自然资源，下列关于空气的说法正确的是 A．按照质量计算，空气中的氮气约占78% B．二氧化碳在空气中含量增大会引起温室效应，属于空气污染物 C．空气质量指数越高，代表空气质量越好 D．氮气可以用作保护气，利用了它的化学性质 【变式4-2】空气是一种宝贵的资源，下列关于空气成分的性质和用途说法不合理的是 选项 用途 性质 A 氧气用于气割，气焊 氧气具有助燃性 B 液氮用于冷冻麻醉手术 液氮汽化吸热 C 稀有气体制作霓虹灯 不同的稀有气体颜色不同 D 氦气可以用于填充汽艇 密度小，化学性质稳定 题型五 纯净物与混合物的判断 【典例5】下列各组物质中前者是纯净物，后者是混合物的是 A．液氧、纯净的空气 B．高锰酸钾、冰水混合物 C．过氧化氢溶液、加碘食盐 D．矿泉水、医用酒精 【变式5-1】分类法是学习化学常用的方法。下列物质中属于纯净物的是 ①水蒸气    ②液氮    ③稀有气体    ④酱油    ⑤C60    ⑥四氧化三铁 A．①②④⑤ B．①③⑤⑥ C．①②⑤⑥ D．②④⑤⑥ 【变式5-2】下列说法错误的是 A．冰水属于混合物 B．纯净物只由一种物质组成 C．河水、海水都是混合物 D．混合物都是由两种或两种以上的物质组成 题型六 空气的污染与防治 【典例6】校园微型空气质量“检测站”的组装和使用，可以提高同学们保护环境的意识。下列相关说法错误的是 A．二氧化碳含量增多会引起酸雨 B．空气质量指数越小，空气越好 C．积极植树造林有助于提升空气质量 D．加强空气质量监测有利于调控工业布局、减少环境污染 【变式6-1】下列关于空气及其成分的说法中，正确的是 A．稀有气体没有任何使用价值 B．空气污染指数越大、质量级别越高说明空气质量越好 C．目前计入空气污染指数的有害气体主要包括、、以及臭氧等 D．空气中氧气含量较高且化学性质活泼 【变式6-2】如图所示为今年9月19日石家庄市桥西区空气质量指数日报的部分信息，下列有关说法错误的是 A．空气质量指数越小，空气质量越好 B．空气中各成分的含量相对稳定 C．空气污染物包括二氧化碳 D．为改善空气质量，提倡绿色出行 题型七 氧气的性质与用途 【典例7】下列实验现象的描述中，正确的是 A．木炭在氧气中剧烈燃烧，发出白光，放热，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体 B．镁条在空气中燃烧产生浓厚的黑烟 C．红磷在氧气中燃烧发出白光，产生大量的白雾，放出热量 D．铁在空气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，放出热量 方｜法｜点｜拨 1.‌助燃性≠可燃性‌：氧气是助燃剂，本身不可燃烧，需明确区分。 2.‌反应现象混淆‌： 木炭燃烧：在氧气中发出白光，生成使石灰水变浑浊的气体（CO₂）。 硫燃烧：空气中淡蓝色火焰，氧气中蓝紫色火焰，生成刺激性气体（SO₂）。 铁丝燃烧：需预先铺细沙或水，防止高温熔融物炸裂瓶底。 3.‌缓慢氧化‌：如金属锈蚀、食物腐败等，虽不剧烈但放热，属于氧化反应。 【变式7-1】 与如图所示实验有关的图标是 A．护目镜 B．排风 C．用电 D．锐器 【变式7-2】“铁在氧气中燃烧”的实验中，没有观察到火星四射的现象。造成失败的原因不可能是 A．氧气不纯 B．铁丝表面生锈 C．集气瓶底部没有铺细沙 D．铁丝末端没系火柴 【变式7-3】化学兴趣小组在实验室完成铁丝在氧气中燃烧的实验。请你完成下列问题： (1)反应前后，物质的种类 (填“改变”或“不变”)。 (2)已知标准状况下，氧气的密度约为1.4g/L。现收集500mL标准状况下的氧气来做实验，氧气的质量是 g。 (3)铁丝燃烧的化学反应文字表达式为 。实验现象为 。 (4)铁丝盘成“螺旋状”的目的是 。 题型八 物质在不同浓度氧气中反应的比较 【典例8】铁丝在空气中灼热发红，但不能燃烧，而在纯氧中却能燃烧，这一事实与下列的哪一因素关系最密切 A．铁丝的表面积 B．燃烧区的温度 C．氧气的浓度 D．铁燃烧所需要的最低温度是（ ） 方｜法｜点｜拨 1. 氧气浓度与反应速率的关系 氧气浓度越高，单位体积内氧分子数量增多，反应物分子间的有效碰撞频率增加，导致反应速率加快‌。 例如：硫在空气中燃烧产生淡蓝色火焰，而在纯氧中燃烧呈现明亮的蓝紫色火焰‌ 铁丝在纯氧中剧烈燃烧，在空气中仅红热但不燃烧‌ 2. 其他影响因素 虽然氧气浓度是主要因素，但以下条件也会共同作用： ‌温度‌：每升高10°C，反应速率约提高2-4倍 ‌催化剂‌：如二氧化锰可加速过氧化氢分解 ‌接触面积‌：粉末状物质比块状反应更快 【变式8-1】 下图是硫粉分别在空气和氧气里燃烧的实验。下列说法正确的是 A．硫在氧气里燃烧发出微弱的淡蓝色火焰 B．集气瓶中放入水主要是防止集气瓶底炸裂 C．硫燃烧的剧烈程度主要与氧气的浓度有关 D．该实验无需放在通风橱内进行 【变式8-2】某兴趣小组同学进行如图所示实验，关于此实验下列说法中不正确的是 A．步骤①木炭在空气中燃烧发红光，步骤②木炭在氧气中燃烧发白光 B．步骤②中，木炭要由上向下缓慢伸入集气瓶，目的是防止氧气逸出，让木炭和氧气充分接触反应，使实验现象更明显 C．通过此实验可以看出，木炭在氧气中燃烧比空气中更剧烈 D．本炭可以和氧气反应，因此可以代替红磷来测定空气中氧气含量 题型九 实验室制取氧气的原理、仪器与操作 【典例9】实验室用高锰酸钾制氧并用排水集气法收集氧气，下列实验操作的先后顺序不合理的是 A．先检查装置气密性，再向试管中加入高锰酸钾固体 B．实验时，先将导管伸入集气瓶中，再点燃酒精灯 C．先用酒精灯给试管预热，再对着试剂部位集中加热 D．气体收集完毕后，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯 【变式9-1】小丁同学在实验室里用高锰酸钾固体制取氧气，请回答下列问题。 (1)写出仪器a的名称 ； (2)高锰酸钾制取氧气的符号表达式为 ； (3)加热时，试管口放一团棉花的目的是 ； (4)收集比较干燥的氧气，选择的收集装置是 (填字母)； (5)用排水法收集氧气时，需要等待 时开始收集气体； (6)排空气法收集氧气时，如何证明氧气已经收集满了？ 【变式9-2】的制取及性质 (1)请写出仪器名称：E： 。 (2)组装一套便于添加溶液的发生装置，需用到图中的仪器有 (填标号)，将二氧化锰粉末加入锥形瓶的操作是： 。 (3)若用G装置收集氧气，当 时开始收集，收集完氧气后，在水槽中用玻璃片 (选填“磨砂”或“光滑”)一面盖住集气瓶口，取出集气瓶， (选填“正放”或“倒放”)在桌面上。 (4)【拓展延伸】研究和控制化学反应条件有重要意义。 A组同学通过查阅资料得知，双氧水在70℃以上会较快分解产生氧气。为了验证加热双氧水也可以产生氧气，同学们可以选择图中的 (选填编号)装置(气密性良好)进行实验。实验中观察到试管内产生大量气泡，但将带火星的木条放在导管口没有复燃，可能的原因是 。 【变式9-3】如图甲是实验室制取氧气的实验装置，乙是某学习小组设计的自制简易供氧器。 (1)实验甲中二氧化锰的作用是： 。 (2)甲、乙中制取氧气的化学反应符号表达式是 。 (3)甲中实验时长颈漏斗必须伸入液面以下的目的是 。 (4)乙为小组同学自制的简易供氧器，下列说法错误的一项是___________。 A．使用前不需要检查装置的气密性 B．塑料瓶中X液体是水 C．该装置可以控制氧气产生的快慢 D．该装置可以观察氧气产生的快慢 题型十 实验室制取氧气的气体收集、检验和验满 【典例10】根据如图实验装置，请回答： (1)写出仪器a的名称 。 (2)用高锰酸钾制取氧气时，选择的发生装置为B，但该装置要改进的一点是 ，目的是 ，收集较干燥的氧气可选用 装置（填字母），上述制取氧气反应的文字表达式为 。 (3)用装置F收集氧气，气体应从导管 （填“b”或“c”）端通入。 (4)实验室里，常用加热无水醋酸钠和碱石灰固体混合物的方法，制备甲烷。选择装置E收集甲烷，利用了甲烷 的物理性质。 【变式10-1】实验室常用下图所示装置制取气体，请你根据所学知识回答下列问题： (1)填标有序号的名称① ；② 。 (2)你认为选用B作发生装置，优点是 ；请指出装置C中存在的一处错误 。 (3)若用F装置来收集气体，当导管口 开始收集气体。当 时，表明气体已收集满。 (4)用装置B制氧气，从注射器中加入的试剂是 ，写出用装置B制取氧气文字表达式 ；可以用装置D来收集氧气，理由是 ；氧气验满的操作是 。 (5)甲烷CH4是最简单、难溶于水的有机物类气体，实验室常用加热无水醋酸钠与氢氧化钠的固体混合物来制得。实验室制取纯净的甲烷应选用的发生、收集装置是 （填序号）。 【变式10-2】根据如图回答问题： (1)写出图中标号仪器名称：① 。 (2)实验室用高锰酸钾制取并收集氧气应选用的装置是 (填序号，下同)，反应的文字表达式为 。检验生成的气体是否是氧气的正确做法为 。 (3)用排水法收集氧气，实验结束后，应先 ，后 。原因是 。 题型十一 工业制氧气 【典例11】空气是人类生产活动的重要资源。如图是工业上利用分离液态空气的方法得到氧气以及利用氮气合成氨气的流程示意图。 (1)从分类的角度：空气属于 (填“混合物”或“纯净物”)。 (2)从变化的角度：蒸馏器中分离出氧气的过程发生的是 (选填“物理”或“化学”)变化；写出催化合成器中用铁触媒做催化剂合成氨气时发生的反应的符号表达式 。 (3)从应用角度：已知常压下，氮气沸点-196℃，氧气沸点-183℃。现取液化器中的液态空气60mL于试管，当试管中剩余液体约为 mL时，在管口放一个带火星的小木条，小木条开始能够复燃。 (4)从节约的角度：流程中可循环利用的物质是氮气、 。 【变式11-1】如图是工业分离液态空气制取氧气的有关流程。请回答下列问题： (1)工业上以空气为原料制取氧气的优点是 。 (2)精馏塔中分离液态空气得到氮气和氧气，其原理是利用氮气和氧气的 不同，而先后从液态空气中分离出来。 (3)嫦娥五号取回的月壤保存在氮气中，这说明氮气具有的性质是 。 【变式11-2】请根据流程图回答下列问题。 (1)经过操作A处理后的空气属于__________（填“纯净物”或“混合物”）。 (2)由步骤B可以看出氮气的沸点比氧气的沸点__________（选填“高”或“低”）。液氮达到沸点，分子间间隙__________（填“变大”或“变小”）。嫦娥五号取回的月壤就保存在氮气中，这说明氮气化学性质__________（选填“活泼”或“不活泼”）。 (3)此外，现在还有一种膜分离技术制氧气；原理是一定压力下，让空气通过薄膜，氧气能透过薄膜，而其余气体不能够通过薄膜，从而达到分离空气的目的。据此推测氮分子比氧分子体积__________（填“大”或“小”）。 (4)空气是一种宝贵的资源，请你写出一条有效保护空气的措施____________________。 题型十二 催化剂的概念与特点 【典例12】下列有关催化剂的说法中，正确的是 A．在化学反应后其性质不变 B．在化学反应后其质量减小 C．在化学反应中能增加生成物的质量 D．能改变化学反应速率 【变式12-1】根据下列实验方案进行实验，不能达到相应实验目的的是 序号 A B C D 实验方案 实验目的 验证氧气的化学性质 探究MnO2能否加快H2O2分解 检验O2 证明二氧化锰是过氧化氢的催化剂 A．A B．B C．C D．D 【变式12-2】利用下图1装置研究过氧化氢的反应，所得结果如下图2所示，下列说法不正确的是 A．图2中的a点对应的操作是推动注射器活塞 B．对比c点利e点可以验证反应速率与过氧化氢溶液的浓度有关 C．对比b点和e点不能验证反应速率与过氧化氢溶液的浓度有关 D．该实验不能证明二氧化锰对过氧化氢的分解起催化作用 题型十三 有关催化作用的实验探究 【典例13】学习了“过氧化氢制氧气”后，某兴趣小组进行了下列探究活动： (1)设计如图实验对过氧化氢分解进行探究。下列相关说法不正确的是_____。 A．对比实验甲和乙，探究H2O2浓度对H2O2分解速率的影响 B．对比实验乙和丁，探究MnO2对H2O2分解速率的影响 C．对比实验甲和丙，探究温度对H2O2分解速率的影响 D．对比实验甲、丙和丁，探究MnO2和温度对H2O2分解速率影响的程度 学习了“过氧化氢制氧气使用二氧化锰作催化剂”之后，在“寻找新的催化剂”的活动中，对“硫酸铜(白色固体)能否作过氧化氢分解的催化剂”进行了以下探究。 【实验探究】 (2)甲同学按如下方案进行实验。 实验步骤 实验现象 实验结论 步骤①：木条不复燃 步骤②：产生气泡，溶液变成蓝色 步骤③：木条 硫酸铜能作过氧化氢分解的催化剂，反应的文字表达式为 【评价改进】 (3)大家认为甲同学的实验结论不严谨。若要确定该实验结论正确，还需证明硫酸铜的质量和 在反应前后都没有发生改变。 【拓展延伸】 (4)比较硫酸铜和二氧化锰对过氧化氢制氧气的催化效果，实验过程中不需要控制的条件是______(填字母)。 A．溶液的起始温度 B．催化剂的质量 C．溶液的浓度 D．反应起始时间 (5)兴趣小组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10mL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。 ①结合实验和曲线a、b分析，两种催化剂中催化效率更高的是 。 ②从曲线a、b的变化可以看出，加猪肝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”)。 【变式13-1】学习了二氧化锰对过氧化氢分解有催化作用的知识后，某同学想：氧化铜能否起到类似二氧化锰的催化作用呢？于是进行了以下探究。 (猜想) (1)Ⅰ、氧化铜不是催化剂，也不参与反应，反应前后质量和化学性质不变； Ⅱ、氧化铜参与反应产生氧气，反应前后质量和化学性质发生了改变； Ⅲ、氧化铜是反应的催化剂，反应前后 。 (实验)用天平称量0.2g氧化铜，取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，进行如下实验： (2)填写下表： 步骤③现象 步骤⑥结果 步骤⑦现象 结论 溶液中有气泡放出， 猜想Ⅰ、Ⅱ不成立；猜想Ⅲ成立。 (3)步骤①的目的是 ；步骤⑦的目的是 。 (4)过氧化氢能被氧化铜催化分解放出氧气的文字表达式为 。 【变式13-2】某化学兴趣小组开展了“探究催化剂的奥秘”的项目式学习。 【任务一】认识催化剂 (1)催化剂在化工生产中起着重要作用，下列说法正确的是___________(填字母)。 A．催化剂只能加快不能减慢反应速率 B．不加入催化剂化学反应就不能发生 C．同一个化学反应可以有多种催化剂 【任务二】探究催化剂 化学兴趣小组发现，将氧化铁加入到过氧化氢溶液中。过氧化氢溶液的分解速率也加快了。该小组成员就“氧化铁能否作为过氧化氢溶液分解的催化剂”进行了如下探究： 【提出问题】氧化铁能不能作为过氧化氢溶液分解的催化剂呢？ 【作出猜想】氧化铁能作为过氧化氢溶液分解的催化剂。 【实验验证】同学们设计了实验装置并进行了气体的制取和测量实验。实验时均以生成40mL气体为标准，相关实验数据记录如下表： 实验序号 过氧化氢溶液浓度/% 过氧化氢溶液体积/mL 过氧化氢溶液温度/℃ 氧化铁质量/g 收集40mL氧气所用时间/s ① 5 10 20 0 128 ② 5 10 20 0.5 28 ③ 15 10 20 0.5 10 ④ 5 10 50 0 55 (2)通过实验①②对比可知： 。 (3)若要证明氧化铁是过氧化氢溶液分解的催化剂，还需要证明它在过氧化氢溶液反应前后的 和 没有发生变化。 实验证明，氧化铁也可以作为过氧化氢溶液的分解的催化剂。 (4)上述实验还验证了一些影响过氧化氢溶液的分解速率的因素。通过实验 (填实验序号)对比可知，过氧化氢溶液的分解速率与过氧化氢溶液的温度有关。 (5)要证明氧化铁是否可作过氧化氢分解的催化剂，除了可以通过测量收集40mL氧气所用时间这种方法外，还可以测量相同时间内 。 (6)请写出氧化铁催化分解过氧化氢的文字表达式 。 题型十四 化合反应、分解反应、氧化反应 【典例14】下列反应既是化合反应，又是氧化反应的是 A．铁+氧气四氧化三铁 B．红磷+氧气五氧化二磷 C．石蜡+氧气二氧化碳水 D．过氧化氢水+氧气 【变式14-1】下列变化既不属于分解反应，又不属于化合反应的是 A． B． C． D． 【变式14-2】化学概念在逻辑上存在如图所示关系时，对下列概念间的关系说法正确的是 A．化合反应与氧化反应属于交叉关系 B．纯净物与混合物属于包含关系 C．物理性质与化学性质属于交叉关系 D．化学变化与物理变化是包含关系 基础通关练（测试时间：10分钟） 一、选择题 1.（24-25八年级上·上海黄浦·期中）空气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.（24-25八年级下·上海黄浦·期中）如图是足量红磷燃烧来测定空气中氧气体积分数的实验，下列说法正确的是 2.（24-25八年级下·上海黄浦·期中）如图是足量红磷燃烧来测定空气中氧气体积分数的实验，下列说法正确的是 A．为防止红磷洒落，红磷点燃后应缓慢放入集气瓶 B．该实验可以将红磷换成铁丝 C．在红磷燃烧过程中，应该打开弹簧夹 D．根据实验现象还可推测氮气不与红磷反应 3.（24-25八年级上·上海·期末）学习小组建立微型空气质量“监测站”。下列物质中不需要列入监测项目的是 A．二氧化碳 B．二氧化硫 C．二氧化氮 D． 4．（24-25八年级上·上海·期中）物质在氧气中燃烧，现象描述正确的是 A．镁带：生成氧化镁 B．红磷：产生浓厚烟雾 C．木炭：产生耀眼白光 D．铁丝：火星四射 5.（24-25八年级下·上海金山·期中）以下属于化合反应的是 A．镁+氧气氧化镁 B．过氧化氢水+氧气 C．碳酸钙+盐酸→氯化钙+水+二氧化碳 D．水氢气+氧气 6.（24-25八年级上·上海·期中）如图关于工业上“分离液态空气法”制氧气，说法中错误的是 A．此方法制氧气的原料来源广泛 B．该分离过程是化学变化 C．说明液氧比液氮沸点高 D．该液体物质是纯净的氧气 7.（24-25八年级上·上海金山·阶段练习）实验室常用氯酸钾与二氧化锰共热制取氧气，表示混合物中二氧化锰的质量随反应时间的变化图像（横坐标表示时间、纵坐标表示混合物中二氧化锰的质量）是 A． B． C． D． 8.（24-25八年级上·上海金山·阶段练习）铂丝可以作为过氧化氢生成氧气的催化剂。可用下图装置来制备氧气，其中说法正确的是 （安全管为上下不封口的玻璃导管） A．此实验产生的气体可用澄清石灰水检验 B．若制备过程中气体产生过快来不及导出，则安全管内液面上升 C．此实验用铂丝代替MnO2作催化剂，反应后铂丝质量减小 D．此装置可通过铂丝的上下移动控制过氧化氢分解氧气的发生与停止 9．（24-25八年级上·上海嘉定·期中）将燃着的蜡烛放入密闭容器中，同时用氧气传感器测得密闭容器中氧气含量变化如图所示，说法正确的是 A．蜡烛燃烧前密闭容器内的气体全部是氧气 B．蜡烛熄灭是因为容器内的氧气全部被消耗 C．蜡烛熄灭后容器内的气体并不全部是二氧化碳 D．蜡烛熄灭的原因是容器内氧气的体积分数小于一定值时，蜡烛无法燃烧 二、实验题 10．（24-25八年级上·上海崇明·期中）空气中氧气含量的测定如下图所示。 (1)实验原理：利用红磷在密闭集气瓶中燃烧，燃烧反应的文字表达式为 ，燃烧过程中消耗了 ，导致集气瓶内气压减小，因此，水会进入集气瓶内。通过进入瓶内水的体积来测量空气中所含氧气的体积。 (2)反应现象：红磷燃烧现象是 ；冷却后打开止水夹，水进入集气瓶中约为原集气瓶内空气体积的 。 (3)实验成功的关键主要有： ①装置气密性要 ，防止因装置漏气而影响测量结果； ②使用红磷要过量，目的是 ； ③待红磷火焰熄灭并冷却到室温后，才能打开弹簧夹，避免因热胀冷缩造成误差。 11．（24-25八年级上·上海·期中）在实验中，观察和描述实验现象，并分析实验现象得出结论，是学习化学的重要方法。 (1)请写出图中仪器名称：A 。 (2)如图1所示，在铁丝燃烧的实验中，装有氧气的集气瓶底部放入少量水或细沙，目的是 ；可以观察到的现象是 。该反应的文字表达式 。 (3)小明同学点燃系在光亮螺旋状细铁丝底端的火柴后，立即插入盛满氧气的集气瓶中，细铁丝没有燃烧，原因是 。 (4)如图2所示，在硫粉燃烧的实验中气瓶底部放入少量水，目的是 。硫分别在空气、氧气中燃烧的不同现象，说明了燃烧反应的剧烈程度与 有关。 (5)如图3所示，在木炭燃烧的实验中，用坩埚钳夹取一小块木炭加热到发红后，伸进一瓶氧气中，观察到的发出白光、放热。进一步证明木炭与氧气的确发生了化学反应的方法是 。 12．（24-25八年级上·上海·期中）同学们可以通过下列方式认识空气。 【组成角度】 为测定空气中氧气体积分数，设计如图实验。    (1)红磷燃烧的现象是 ，反应的符号表达式是 。 (2)冷却至室温后打开止水夹观察到水倒流入试剂瓶中，原因是 。 A．红磷减少 B．试剂瓶内压强变小 C．空气的压强增大 D．氧气减少了 【变化角度】 在一个标准大气压下，空气中部分组分的沸点如下： 组分 氮气 氧气 氩气 二氧化碳 沸点（℃） -195.8 -183.0 -185.7 -78.5 (3)将燃着的木条置于盛有液态空气的钢瓶口，首先观察到的现象是 。 (4)下列叙述正确的是 。 A．拉瓦锡通过实验测定得出，氧气占空气质量的五分之一 B．铁丝在空气中燃烧，火星四射，生成黑色固体 C．稀有气体用作多种用途的电光源，利用了它的物理性质 D．工业上分离液态空气制氧气，得到的氧气一定是纯净物 E．久置澄清石灰水的试剂瓶内壁有一层白膜，证明空气中有二氧化碳 (5)铁丝在氧气中燃烧的文字表达式是 。 三、填空与简答 13．（24-25八年级上·上海·期中）空气是一种宝贵的自然资源，要保护空气，防止空气污染。请回答： (1)在物质分类中空气属于 （填“纯净物”或“混合物”）。 (2)下列物质中属于空气污染物的有 （填字母序号）。 A．二氧化碳 B．可吸入颗粒物 C．一氧化碳 D．稀有气体 (3)请根据空气中常见气体填空：（填气体名称） ①食品包装时充入以防腐的气体是 ； ②夏天盛放雪糕的杯子外壁附有水珠，说明空气中含有 ； ③供给呼吸，医疗上急救病人的气体是 ； ④参与植物光合作用的气体 。 14．（24-25八年级下·上海浦东新·期中）氧循环系统也是空间站重要的组成部分，除了电解水可得到氧气外，空间站上的氧气还可以采取高压气体的形式储存在特种钢瓶中带上太空。 (1)我国空间站长期有航天员入住，空间站中“人造空气”的成分和含量非常接近我们身边的空气，其中含量最多的气体是 。空气中主要物质的用途利用的是其物理性质的是 。 A．氦气用于充霓虹灯         B．氮气用于填充灯泡 C．稀有气体用作保护气         D．氧气用于急救病人 (2)工业上分离液态空气获得氧气的模拟实验过程如下图所示，空试管浸入液氯一段时间后，试管内产生一定体积的液态空气。取出试管，液态空气沸腾，伸入燃着的木条，木条熄灭；1分钟后伸入带火星的木条，观察到木条复燃。下列有关说法错误的是 。 A．空气冷却变成液态空气，分子间隔变小 B．由现象可知氮气的沸点比氧气高 C．燃着的木条熄灭是因为氮气不可燃且不支持燃烧 D．后伸入带火星的木条复燃，体现了氧气的可燃性 (3)实验室可以用高锰酸钾制取氧气，该反应属于 反应（填基本反应类型）能用如图所示装置收集氧气的原因是 ，集气瓶中氧气收集满的标志是 。待氧气收集后，应先进行的操作是 （选填“熄灭酒精灯”或“将导管移出水槽”），这样操作的目的是 。 (4)在收集到的氧气中分别放入下列不同物质，有关实验现象的描述，正确的是 。 A．硫在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰，产生有刺激性气味的气体 B．细铁丝在空气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体 C．红磷在空气中燃烧产生大量白烟 D．镁在氧气中燃烧，发出耀眼的白光，生成氧化镁 (5)在跨学科实践活动中，某探究小组同学通过如图的自制“制氧机”利用过碳酸钠、水和二氧化锰制备。发生装置是 （填“M”或“N”）；M瓶中水的作用是 （写一条）。 重难突破练（测试时间：10分钟） 1.下图表表示空气中各成分的含量，下列说法正确的是 A．纵坐标代表的是质量分数 B．X表示的气体为氧气 C．Y的化学性质很不活泼 D．稀有气体可做保护气 2.空气是人类生产活动的重要资源。下列生活生产中用到的气体不是来自空气的是 A．炼钢过程用到的氧气 B．食品包装袋中用到的氮气 C．用于做清洁能源的氢气 D．用于飞艇的氦气 3.英国科学家波义耳和法国化学家拉瓦锡曾做过貌似相同的两个实验，实验如下图，关于这两个实验的说法正确的是 A．两个实验均可用于测定空气中氧气的含量 B．两个实验中，曲颈甑内汞的表面都有黑色物质生成 C．拉瓦锡的实验中，玻璃钟罩内汞的液面逐渐上升，达到一定高度后不再变化 D．两个实验中，汞的用量多少对实验没有影响 4.下列各组物质中，前者属于纯净物，后者属于混合物的是 A．蒸馏水、澄清石灰水 B．冰水混合物、四氧化三铁 C．洁净的空气、河水 D．生理盐水、氮气 5．（24-25九年级上·湖北武汉·期中）某化学兴趣小组利用图1所示装置(夹持仪器略去)测定空气中氧气含量，烧瓶容积为500mL，烧瓶中预留40mL水；用激光笔点燃红磷，充分燃烧后，冷却至室温。打开止水夹，量筒内液面不再下降时，调整左右液面相平，量筒内减少了70mL的水。下列分析错误的是 A．打开止水夹，观察到水倒吸入烧瓶，形成“喷泉”现象 B．整个实验过程中，烧瓶内压强变化如图2所示 C．若增加烧瓶中预留的水体积，对测定结果无影响 D．测定氧气体积分数为 6.某同学用足量的蜡烛、红磷和白磷分别在相同体积与状态的空气中燃烧，用氧气探测器测定容器中剩余氧气与时间的关系如图。下列说法错误的是 A．三个实验效果最好的是白磷，因为它反应消耗的氧气更加彻底 B．若用这三种物质做实验，测得空气中氧气含量偏高 C．根据图像对比可知，三种物质中，白磷能在更低浓度的氧气中燃烧 D．该实验证明氧气的浓度较低时，红磷与白磷还能与之发生反应 7.（24-25九年级上·上海杨浦·期中）如图是实验室制取氧气的装置。相关分析正确的是 A．分液漏斗中装双氧水 B．活塞K可以控制反应开始与结束 C．反应结束，瓶中二氧化锰质量会减少 D．排入烧杯中水的体积大于产生氧气的体积 8．（24-25九年级上·江西赣州·期中）下列四个图像分别表示对应的四种操作过程，其中错误的是 A．硫粉在足量的氧气中燃烧 B．用红磷测定空气中氧气的含量 C．用一定量过氧化氢溶液制氧气 D．向一定量过氧化氢溶液中加入少量二氧化锰 9.空气是宝贵的自然资源。利用氢气(H2)和空气中分离出的氮气(N2)可以合成氨气(NH3)，下列是合成氨的工艺流程图： (1)工业上用分离液态空气的方法获得氮气。将空气液化后再气化，首先分离出 。根据下表中各物质的沸点，如要将产物NH3与N2、H2分离开来，温度最好应该控制在 ℃的范围之内。 物质 H2 N2 NH3 沸点/℃ -252 -195.8 -33.4 (2)这样制得的氧气是 (填“纯净物”或“混合物”)；食品包装中充氮气能防腐，原因是 。 (3)将氢气和氮气在高温、高压和催化剂的条件下合成氨(NH3)。反应的文字表达式为： 。 10.实验是科学探究的重要途径，下面是有关氧气性质的探究实验，已知气压值与气体的体积成正比。 (1)实验一：红热的木炭需要缓慢伸入盛有氧气的集气瓶中，原因是 。木炭在空气中燃烧和在氧气中燃烧现象不同，说明氧气浓度越 (填“高”或“低”)物质燃烧越剧烈。 (2)实验二：数字化实验是利用传感器和信息处理终端进行实验数据的采集与分析，相较于传统实验，可以对实验过程中的数据进行详细记录并图表化，更利于后期的数据分析。如图是利用数字化实验仪器测定空气中氧气含量的示意图及压强图，请你根据所学知识进行分析： ①t1时刻后的一段时间内瓶内气压迅速增大，其主要原因是 (只填一条)； ②根据t2时刻的气压值，可以计算得出氧气约占空气体积的 ； ③t3时刻气压上升约至原压强，对应的操作是 。 11.如图是实验室常见的制取气体的装置： (1)写出图中标有①的仪器名称： 。 (2)用高锰酸钾加热制取氧气时，选用的发生装置A，反应的文字(或符号)表达式 。 (3)实验室如果选用装置E收集氧气，收集气体的合适时机： 。 (4)在实验过程中发现水槽中的水变成了红色，推测可能的原因： 。 (5)实验室选用装置BF组合制取并收集氧气，加液体时液面高度至少应该在 (填“a”或“b”)处以上，原因是 ；O2应从F装置导管口 (选填“c”或“d”)端通入。 (6)甲烷难溶于水，且密度比空气小，实验室常用加热固体醋酸钠和固体碱石灰的混合物来制取甲烷，发生装置应用 (填序号，下同)，欲收集干燥的甲烷最好用 装置。 12.某兴趣小组以“铁丝在氧气中燃烧”为题展开了项目式探究。 (1)铁丝在氧气中燃烧时，铁丝盘成螺旋状目的是 ，铁燃烧的文字表达式为 ，写出该反应的基本反应类型 。 探究铁丝燃烧时瓶内氧气的变化关系 小明同学用数据采集器收集到集气瓶内氧气含量的变化关系，如图所示。 (2)以上实验数据表明，当铁丝在集气瓶中燃烧到20s时就停止燃烧了。根据图中数据解释铁丝在空气中不能燃烧的原因是 。 【任务三】探究铁丝燃烧为什么会“火星四射” 【查阅资料】生活中常见的铁都不是纯净的铁，都含有一定量的碳。 小青将直径都为0.38 mm的纯铁丝和不同含碳量的铁丝放入氧气中燃烧，实验记录如表 铁丝种类 产生“火星”的现象 纯铁丝 无火星 含碳0.05%的铁丝 极少火星 含碳0.2%的铁丝 少量火星 含碳0.6%的铁丝 大量火星 (3)若要使实验现象更明显，则选用 (填铁丝种类)。 13.（2025·四川成都·中考真题）用废旧玻璃瓶与硬质玻璃管等用品设计如图装置，完成氧气的制取与性质实验。 (1)仪器b的名称是 。 (2)检查装置气密性的方法是 。 (3)打开弹簧夹、，关闭，用注射器向盛有二氧化锰的A中注入过氧化氢溶液，反应的化学方程式为 。 (4)检验B中氧气已集满的方法是 。 (5)向C中加入澄清石灰水，将D中红热的木炭移入B中，塞紧胶塞，打开，观察到的现象：B中木炭燃烧发出白光，C中 。对比木炭移入B前后的现象，可得出的结论是 。 (6)对该装置评价不合理的是 （填序号）。 a.废旧物品再利用         b.可完成的制取和检验 c.可控制反应速率         d.可随时控制反应发生和停止 14.小林探究H2O2分解生成氧气速率的影响因素，借助如图1所示实验装置(夹持装置略去)，进行了三次实验，三次实验的部分设计如表所示： 实验1 实验2 实验3 MnO2的质量/克 0.5 0.5 0.5 5%的H2O2的体积/毫升 40 40 40 水浴温度/℃ 20 40 60 产生50mL氧气的时间 20s 13s 10s (1)此实验探究 。 (2)继续实验，发现过氧化氢浓度对该反应速率有影响。进行探究过氧化氢浓度对该反应速率的影响实验时，需要控制相同的因素是______(填标号)。 A．催化剂的种类 B．催化剂的质量 C．水浴温度 D．过氧化氢溶液的浓度 (3)在三次实验中，通过定量测定 来比较H2O2分解反应速率的大小。 (4)请写出图1实验中发生反应的文字表达式 。 (5)实验结束后若要证明MnO2是催化剂，还必须证明它在反应前后 和 不变。 (6)小金通过实验发现，不同的金属氧化物对过氧化氢分解速率的影响。他在等体积的三个锥形瓶中加入40mL5%的H2O2溶液，分别加入MnO2、Fe2O3、CuO根据实验数据绘制了氧气体积和时间变化的曲线图(图2)。观察该图回答问题： 催化效果最好的是 ，不论使用哪种催化剂，最终获得的氧气的量相同，原因是 。 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题3 空气和氧气 考查重点 命题角度 空气的组成 空气成分的探索；空气的成分和体积分数；纯净物与混合物的判断；氮气和氧气的用途；空气的污染与防治 氧气的性质 氧气的性质和用途；物质在不同浓度的氧气中燃烧的比较； 制取氧气 工业制氧气；实验室制取氧气的原理、仪器与操作；实验室制取氧气的气体收集、检验和验满；化合反应、分解反应、氧化反应 催化剂 催化剂的概念与特点；有关催化作用的实验探究； 一、空气的成分 1.拉瓦锡研究空气成分的实验 二百多年前，法国化学家拉瓦锡最早用定量的方法研究了空气的成分，第一次明确提出空气是由氧气和氮气组成的，其中氧气约占空气总体积的1/5。 2.空气中氧气含量的测定 （1）实验原理：过量的红磷燃烧时基本上耗尽了广口瓶内空气中的氧气，使瓶内气体减少，压强降低，且广口瓶内氧气被消耗多少，进入瓶内的水就有多少。即进入广口瓶内的水的体积相当于瓶内原来空气中氧气的体积。 （2）实验步骤： ①连接实验装置，如图所示； ②在集气瓶内加入少量水后，把集气瓶剩余容积分为5等份，做好标记； ③检查装置的气密性； ④在燃烧匙内装入足量的红磷，将导管上的弹簧夹夹紧，点燃燃烧匙上的红磷后，立即伸入集气瓶中塞紧橡皮塞； ⑤充分反应后，待集气瓶冷却至室温，打开弹簧夹。 （3）实验现象： ①红磷燃烧产生大量的白烟，放热； ②冷却至室温后，打开弹簧夹，水沿导管进入集气瓶，进入集气瓶内水的体积约占集气瓶内原来空气体积的1/5。 （4）实验结论：空气中氧气的体积约占空气体积的1/5。 做该实验时，选择的可燃物应具备两个条件： ①该物质在空气中能燃烧且只与氧气反应； ②该物质燃烧后生成物为固态或液态。所占的空间体积可忽略不计。 【实验操作要点】导管注水要提前，红磷足量是关键；保证装置不漏气，冷至室温后读数。 3.氧气含量测定实验的装置创新 铜粉变黑，注射器活塞向前移动，冷却稳定后，注射器内减少的气体体积约为注射器和硬质玻璃管内气体总体积的1/5； 白磷燃烧，冷却后，活塞先向右，后向左，最后停在刻度”4”处； 4.混合物和纯净物 (1)纯净物 定义：由一种物质组成，具有固定的化学组成和确定的物理、化学性质。 特点：有固定的熔点、沸点、密度等物理性质。 (2)混合物 定义：由两种或两种以上物质混合而成，各成分保持原有的化学性质，没有固定的组成比例。 特点：无固定的熔点、沸点（通常表现为一个范围）。 5.空气是一种宝贵的资源 氧气：供给呼吸，支持燃烧。主要用于潜水、医疗急救、炼钢、气焊，以及化工生产和宇宙航行等。 氮气：无色、无味的气体，不溶于水，不燃烧也不支持燃烧，不能供给呼吸，化学性质不活泼。主要用于工业原料（制造硝酸和氮肥等），作保护气，食品防腐。液氮用于医疗冷冻剂、超导材料等。 稀有气体：氦、氖、氩、氪、氙、氡气体的总称（属于混合物）稀有气体为无色、无味、难溶于水的气体，化学性质很不活泼，可利用稀有气体做保护气；通电时能发出不同颜色的光，用于航标灯、闪光灯、霓虹灯的电光源；用于激光技术；氦可用于制造低温环境。 6.保护大气环境 (1)空气污染引起三大环境问题 ①温室效应：造成全球气候变暖，海平面上升，陆地面积变小等。②酸雨：造成建筑物的腐蚀损坏，土壤酸化等。③臭氧层空洞：使紫外线穿透大气层，危害人类身体健康。 (2)防止空气污染的措施 ①加强空气质量监测，改善环境情况；②开发使用清洁能源，如太阳能、风能等，消除环境污染源； ③减少化石燃料的使用，提高汽油、柴油质量；④积极植树造林。 (3)空气质量报告 计入空气污染指数的项目：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、臭氧、可吸入颗粒物、总悬浮颗粒物等。空气污染指数越大，空气质量级别越高，空气质量越差。 二、氧气的物理性质 通常情况下，无色无味的气体，比空气密度略大，氧气不易溶于水。在压强为101kPa时，氧气在-183.0C变为淡蓝色液体，在-218.8℃变为淡蓝色固体。 三、氧气的化学性质 1.氧气能支持燃烧，利用此性质可以检验氧气。氧气的化学性质比较活泼，氧气具有氧化性，可与许多物质发生化学反应。 2. 氧气的化学性质 （1）木炭燃烧：在空气中发红，在氧气中发出白光；放出热量，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。反应的符号表达式为C + O2CO2 （2）铁丝在空气中不能燃烧，在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生产黑色固体。反应的符号表达式为Fe + O2Fe3O4，铁丝在空气中不能燃烧，却可以在氧气中燃烧。说明物质燃烧剧烈程度与氧气的浓度大小（即氧气含量）有关。 做铁丝在氧气中燃烧实验时：①集气瓶底放少量水或细沙，目的防止高温熔融物溅落，炸裂瓶底；②铁丝绕成螺旋状：增大与氧气的接触面积；③铁丝下端系火柴：引燃铁丝；④火柴快燃尽时插入集气瓶：防止火柴燃烧消耗较多的氧气。 四、化合反应、分解反应、氧化反应 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，特点是多变一 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，特点是一变多 3.氧化反应：物质与氧气发生的反应。 4.缓慢氧化：物质与氧气发生的缓慢的氧化反应，常常不易察觉。 ①常见的缓慢氧化有：呼吸作用，铁的锈蚀，食物的腐烂，酒和醋的酿造，农家肥的腐熟等等。 ②燃烧和缓慢氧化的共同点：都有氧气参加；都是氧化反应；都放热。 化合反应不一定是氧化反应，氧化反应也不一定是化合反应。 【易错辨析】 1．化合反应与分解反应是并列关系。 2．化合反应与氧化反应是交叉关系。氧化反应不一定是化合反应（石蜡的燃烧生成了水和二氧化碳两种物质），化合反应也不一定是氧化反应（二氧化碳与水反应生成碳酸）。 五、工业制氧气 1.方法：分离液态空气法 2.原理：利用液态氧和液态氮的沸点不同，是物理变化。 六、实验室制氧气 1.实验室制氧气： （1）实验装置：包括发生装置和收集装置。 （2）发生装置的选择依据：根据反应物的状态和反应条件。发生装置包含：固固加热型【选择依据：反应物为固体，反应条件需要加热】和固液常温型【选择依据：反应物为固体和液体，反应条件不需要加热】。 （3）收集装置的选择依据：生成物的性质。收集方法包含：排水法【选择依据：不易溶于水或难溶于水，且不与水反应】、向上排空气法【选择依据：密度大于空气，且不与空气的成分反应】和向下排空气法【选择依据：密度小于空气，且不与空气的成分反应】。 （4）收集方法补充（多功能瓶）：（排水法：气体从短管进集气瓶，水从长管排出） （排空气法：【密度大于空气】气体从长管进集气瓶，空气从短管排出；【密度小于空气】气体从短管进集气瓶，空气从长管排出） （5）高锰酸钾制氧气【高锰酸钾是一种 暗紫 色固体】 a.符号表达式： b.发生装置：固固加热型。 c.收集方法：向上排空气法或排水法。 d.实验操作步骤： ① 连：连接装置，先下后上，从左到右。 ② 查：检查装置气密性 ③ 装：装入药品（药匙或纸槽）试管口塞一团棉花，防止高锰酸钾粉末进入导气管，堵塞导管。 ④ 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。 ⑤ 点：加热药品，先使试管均匀受热，后在固体药品部位用酒精灯外焰加热。 ⑥ 收：收集气体。 排水法收集：当气泡连续均匀冒出时开始收集；当集气瓶口有大气泡冒出时，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。 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。 ⑦移：将导管移出水面 ⑧熄：停止加热 先将导气管移出水面，后熄灭酒精灯，防止水槽中的水倒流进入试管中，使试管炸裂。 （6）过氧化氢制氧气【过氧化氢溶液是一种 无 色 液 体，二氧化锰是一种 黑 色 粉末状 固体】 a.符号表达式： b.发生装置：固液常温型。 c.收集方法：向上排空气法或排水法。 d.实验操作步骤： ① 连：连接装置。 ② 查：检查装置气密性 ③ 装：向锥形瓶中加入二氧化锰固体。 ④ 定：塞好带有长颈漏斗（或分液漏斗）和导管的双孔塞。 ⑤ 向长颈漏斗（或分液漏斗）中加入过氧化氢溶液。 ⑥ 收：收集气体。 【易错提醒】 ①用长颈漏斗装置制取时，长颈漏斗下端需要伸入液面以下，防止生成的气体从长颈漏斗逸出 ②用长颈漏斗装置制取的优点：可以随时添加液体药品 ③用分液漏斗装置制取的优点：可以通过控制液体的滴加速率和滴加量，控制反应速率，获得平稳气流 七、催化剂和催化作用 1.催化剂：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。催化剂在化学反应中所起的作用叫作催化作用。二氧化锰、硫酸铜等物质对过氧化氢的分解都有催化作用。 一变：改变（加快或减慢）其它物质的反应速率———通过实验对比探究 2.催化剂的条件 二不变 化学性质在化学反应的前后不变———反应结束后，继续加入反应物 质量在化学反应的前后不变———反应前后通过天平二次称量 【易错提醒】 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 ④不是所有化学反应都需要催化剂 题型一 空气中氧气含量的测定(难点) 【典例1】如图所示装置可用于测定空气中氧气的含量，实验前在集气瓶内加入少量水，并做上记号。下列说法中，不正确的是 A．实验时红磷一定要过量 B．可以用铁丝代替红磷做此实验 C．红磷熄灭后立刻打开弹簧夹 D．最终进入瓶中水的体积约为氧气的体积 【答案】BC 【详解】A、测定空气中氧气含量实验时红磷要过量，能把氧气全部耗尽，实验结论精确，故选项说法正确; B、铁丝在空气中不能燃烧，所以不能用铁丝代替红磷做此实验，故选项说法错误; C、红磷燃烧的现象应是产生大量的白烟，放出大量的热，燃烧结束后立刻打开弹簧夹，由于集气瓶内的温度还较高，剩余气体会膨胀，进入瓶内的水体积就会小于1/5，所以红磷熄灭后不能立刻打开弹簧夹，故选项说法错误; D、测定空气中氧气含量实验是红磷燃烧消耗掉氧气，导致装置内压强减小，打开弹簧夹，水会倒流进瓶内，因此最终进入瓶中水的体积约为氧气的体积，故选项说法正确; 故选:BC 方｜法｜点｜拨 1.‌药品选择‌：必须与空气中的氧气能反应，且只与氧气反应，生成物中不能有气体。 不可用木炭或硫粉（会生成气体干扰结果），不可选用铁丝（不能在空气中燃烧），不可选用镁条（和空气中的氧气、氮气、二氧化碳都能反应）。 2.‌操作细节‌： 装置气密性需严格检查，止水夹必须夹紧； 必须冷却至室温再打开止水夹，否则结果偏小； 红磷需过量以确保氧气完全消耗； 导管注满水避免残留误差； 快速操作减少气体受热逸出。 3.误差分析 ‌结果偏小‌：红磷不足、装置漏气、未冷却完全。 ‌结果偏大‌：止水夹未夹紧、塞紧瓶塞过慢。 4.实验结论：空气中氧气约占总体积的1/5；‌剩余气体性质‌：不支持燃烧、难溶于水。 【变式1-1】利用如图装置验证了空气中氧气的含量。下列叙述不正确的是 A．实验前需检查装置气密性 B．红磷的作用是消耗试管中的氧气 C．红磷熄灭、试管冷却后再打开止水夹 D．最终量筒中液面约降至40 mL刻度线处 【答案】D 【详解】A、该装置是利用红磷燃烧消耗氧气，反应后，装置内压强减小，在压强差的作用下，量筒中的水进入试管，进入水的体积就是空气中氧气的体积，故实验前需检查装置的气密性，否则，装置漏气，外界空气进入，会使实验结果偏小，不符合题意； B、红磷的作用是将试管内的氧气耗尽，使装置内压强减小，在压强差的作用下，量筒中的水进入试管，进入水的体积就是空气中氧气的体积，不符合题意； C、红磷熄灭，试管冷却后，再打开止水夹，否则，试管内的气体受热膨胀，占据了一定的空间，会使进入水的体积偏小，从而使实验结果偏小，不符合题意； D、空气中氧气的体积约占空气体积的五分之一，故进入水的体积大约是：130mL×=26mL，故最终量筒中液面约降至50mL-26mL=24mL刻度线处，符合题意。 故选D。 【变式1-2】以下为某化学兴趣小组研究空气组成的几个实验。 (1)小组同学改进了教材中的实验，利用如图1所示的实验装置进行实验，根据信息回答下列各题。 整个集气瓶的体积是c，装置的气密性良好，利用白磷燃烧消耗集气瓶内的氧气。（注：白磷与红磷燃烧的现象和产物均相同）待白磷燃烧熄灭，集气瓶完全冷却至室温后，量出集气瓶中水的体积是b。 ①在白磷开始燃烧到最后熄灭的过程中，集气瓶内水面的变化情况是_____。 ②若实验测得氧气的体积占空气体积的五分之一，已知c为240mL，a=40mL，则b=_______mL。 (2)小组内同学还对课本实验进行了如图2所示的改进。（已知试管容积为60mL） Ⅰ．实验前，打开弹簧夹，将注射器活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处，然后松开手，若活塞仍能返回至20mL刻度处，则说明_____； Ⅱ．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40mL的注射器活塞置于20mL刻度处，并按图2中所示的连接方式固定好，再将弹簧夹紧橡皮管。④读取注射器活塞的数据。 你认为正确的实验操作顺序是_____（填序号）。实验结束后注射器活塞将从20mL刻度处慢慢前移到约为_____mL刻度处才停止。 【答案】(1)先降低后升高80 (2)装置气密性良好 ③①②④ 8 【详解】(1)白磷燃烧时会放出大量的热，集气瓶内空气受热体积膨胀，气压增大，使集气瓶内的水沿玻璃管流入烧杯内;燃烧停止后，温度下降，瓶内气压减小，烧杯中的水会沿着玻璃管再流入集气瓶内，所以集气瓶内水面变化情况是先降低后升高;白磷燃烧只消耗空气中的氧气，集气瓶内空气为240mL-40 mL =200mL，由于氧气约占空气总体积的之所以消耗掉氧气的体积为40mL则烧杯中的水会进入集气瓶内约40mL，所以集气瓶内水的总体积为40mL+40mL=80mL，故b=80mL; (2)实验前，打开弹簧夹，将注射器活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处，然后松开手，若活塞仍能返回至20mL刻度处，则说明该装置气密性良好; 该实验的实验原理是利用红磷燃烧消耗密闭容器中的氧气，生成固体物质，使反应后容器中压强小于大气压，从而出现水倒吸或活塞移动，倒吸入容器中水的体积或活塞向里运动的体积就是消耗的氧气的体积。所以在实验时的操作顺序是先把红磷放入试管中，将注射器活塞置于20mL刻度处，连接好装置，并夹紧弹簧夹;再点燃酒精灯加热至红磷燃烧:撒去酒精灯，白烟消失后打开弹簧夹;读取注射器活塞读数。所以实验操作顺序是③①②④; 已知试管容积为60mL，也就是封闭了60mL的空气，氧气约占空气体积的之，氧气体积约为12mL，开始时注射器活塞在20ml刻度处，氧气减少12mL之后，最终活塞会在8mL刻度处停止。 题型二 空气中氧气含量测定的原理与装置创新 【典例2】用铁粉除氧剂测定空气中氧气含量(如图)，比红磷实验更准确的原因是 A．铁粉能完全消耗氧气 B．反应不需要加热 C．铁粉价格更便宜 D．装置更简单 【答案】A 【详解】用红磷测定空气中氧气含量时，红磷燃烧需要达到一定温度（着火点），且红磷在氧气浓度较低时不能继续燃烧，可能导致氧气不能完全消耗。而铁粉除氧剂能与氧气更充分地反应，能完全消耗氧气，所以用铁粉除氧剂测定空气中氧气含量比红磷实验更准确。 故选A。 方｜法｜点｜拨 1.‌铜丝加热法‌ 使用铜丝替代红磷，加热后与氧气反应生成氧化铜，通过注射器活塞移动量计算氧气体积。 ‌优点‌：无污染、结果精确（如某组实验测得氧气体积分数为19.2%）。 ‌关键操作‌：需确保铜丝足量且装置气密性良好（检查方法：推动注射器观察气球变化）。 ‌关键技巧:注射器初始位置需调整至玻璃管容积的1/5（如100mL玻璃管对应20mL注射器）。 ‌结果偏低‌：铜粉不足、装置漏气、未冷却至室温读数；红磷量不足或未完全燃烧。 2.脱氧剂法‌ 利用脱氧剂粉末常温反应，通过玻璃管内水滴移动距离计算氧气含量。 ‌数据示例‌：三次实验平均测得氧气含量为20.94%或20.98%。 ‌改进点‌：粉末需平铺以增大接触面积，避免分布不紧密导致误差。 ‌结果偏高‌：脱氧剂粉末分布不紧密导致初始气体体积误判。 ‌关键技巧：需静置至水滴不再移动，确保反应完全。 3.‌双注射器红磷法‌ 通过交替推拉注射器使红磷与空气充分接触，冷却后读取气体体积变化。 ‌注射器作用‌ 调节压强（防止气体膨胀泄漏）、读取体积、促进空气与红磷混合。 创新优势:相比传统集气瓶法，双注射器法‌操作更灵活‌，可通过推拉活塞加速反应，且读数更精确。 【变式2-1】化学小组发现食品包装中的脱氧剂能吸收氧气且反应后只生成固体，于是利用如下实验测定空气中氧气的含量。 取一根有机玻璃管，用橡胶塞将一端密封。将食品脱氧剂粉末迅速装入有机玻璃管，立即向管口注入一滴水将其密封，水滴的右端标为M，弹动玻璃管使粉末分布均匀且紧密，脱氧剂的左端标为O，如图甲所示。水平滚动玻璃管，使粉末平铺在玻璃管中，静置至水滴不再移动，水滴的右端标为N，如图乙所示。用刻度尺测量出OM段和ON段的长度分别为L1和L2。下列说法正确的是 A．在方便操作的前提下实验中使用的玻璃管越粗，实验结果越准确 B．若忽略反应前后食品脱氧剂体积的变化，上述实验测得空气中氧气的体积分数为 C．若反应后食品脱氧剂的体积变大，会使测得空气中氧气的体积分数偏小 D．若食品脱氧剂在装入有机玻璃管之前吸收了氧气，会使测得空气中氧气的体积分数偏大 【答案】C 【详解】A、在方便操作的前提下实验中使用的玻璃管越细，实验数据越精确，实验结果越准确，故选项说法错误。 B、若忽略反应前后食品脱氧剂体积的变化，上述实验测得空气中氧气的体积分数为“-x100%，故选项说法错误C、若反应后食品脱氧剂的体积变大，会导致测量出ON段的长度偏大，则会使测得空气中氧气的体积分数偏小，故选项说法正确。D、若食品脱氧剂在装入有机玻璃管之前吸收了氧气，会造成吸收的氧气的体积偏少，会使测得空气中氧气的体积分数偏小，故选项说法错误。故选:C。 【变式2-2】为测定空气中氧气的含量，某同学将图1教材实验进行改进，改进后的实验装置如图2所示（部分夹持装置已忽略），实验时引燃红磷后便熄灭酒精灯。 (1)引燃红磷后发生反应的文字表达式 。 (2)图1实验结束后测得实验结果偏大，你认为可能原因是 （写一点即可）。 (3)用图2装置进行实验，实验前打开弹簧夹，然后点燃酒精灯给红磷加热，实验数据如表所示，请计算空气中氧气的含量（写出计算过程）。 试管中空气的体积 反应前注射器中空气的体积 反应后注射器中气体的体积 50 mL 20 mL 6 mL 【答案】(1) (2)点燃红磷伸入燃烧匙太慢（合理即可） (3)反应前空气的体积为50mL+20mL=70mL；反应消耗氧气的体积为20mL-6mL=14mL，则空气中氧气的含量为×100%=20% 【详解】（1）红磷燃烧生成物是五氧化二磷，其反应的文字表达式为：； （2）图1实验测定的结果偏大可能的原因是点燃红磷伸入燃烧匙太慢，瓶内空气受热逸出等； （3）见答案。 题型三 空气中氧气含量测定的数字化实验 【典例3】探究小组用图1装置测定空气中氧气的含量，压强变化如图2，氧气体积分数变化如图3，下列说法不正确的是 A．图1中水的作用是吸收五氧化二磷和降温 B．图2压强减小，说明红磷燃烧消耗氧气 C．图3说明红磷或白磷熄灭后反应立即停止 D．该实验说明白磷代替红磷，测定结果更接近真实值 【答案】C 【详解】A、红磷(或白磷)燃烧生成五氧化二磷，且反应放热，因此图1中水的作用是吸收五氧化二磷和隆温，故A不符合题意;B、由图2可知，反应后装置内的压强减小，装置内气体含量减小，因此说明红磷燃烧消耗氧气，故B不符合题意; C、由图3可知，在火焰熄灭后，装置内氧气的体积分数还在减小，说明反应没有立即停止，故C符合题意; D、由图3可知，白磷消耗的氧气更多，因此该实验说明白磷代替红磷，测定结果更接近真实值，故D不符合题意, 故选C。 方｜法｜点｜拨 1.实验原理 通过红磷燃烧消耗密闭容器（如集气瓶）中的氧气，利用传感器实时监测压强或氧气浓度变化，结合数据软件分析氧气体积分数。传统实验通过水位变化计算，而数字化实验直接显示动态数据曲线。 2.实验装置与步骤 ‌核心器材‌：集气瓶、压强/氧气传感器、智能数字实验盘、红磷、高压电源等。 ‌操作流程‌： 搭建装置：固定集气瓶与烧杯，加入标记水量的水，连接传感器并校准。 数据采集：点燃红磷后迅速密封，传感器实时记录压强或氧气浓度变化。 数据分析：通过软件生成“时间-压强”曲线，计算氧气消耗量。 3.关键数据与现象 ‌压强曲线分析‌： BC段：红磷燃烧放热导致气体膨胀，压强短暂升高。 CD段：氧气消耗且温度下降，压强逐渐降低。 D点：冷却至室温，准备打开止水夹。 ‌氧气体积分数‌：通常测得约19.66%-21%，误差可能源于未完全消耗氧气或装置气密性。 4.实验注意事项 ‌红磷需足量‌：确保完全消耗氧气，否则结果偏低。 ‌冷却至室温‌：避免温度影响压强读数。 ‌传感器校准‌：实验前需校准氧气传感器，确保数据准确。 5.数字化实验优势 ‌实时性‌：动态显示数据变化，如压强、温度、氧气浓度曲线。 ‌精确性‌：减少人为读数误差，支持多参数同步分析。 ‌可视化‌：通过图表直观理解反应进程，如BC段与CD段的压强变化原因。 【变式3-1】在利用红磷燃烧测定空气中氧气含量的实验中，用传感器记录集气瓶中压强、温度随时间变化的情况，如下图所示。其中a是打开止水夹的时刻。下列说法不正确的是 A．反应开始时压强增大是因为温度升高 B．a点处的压强等于大气压 C．a点的温度已经接近室温 D．a点后气压增大是由于水倒吸入集气瓶 【答案】B 【详解】A、红磷燃烧是放热反应，反应开始时，温度升高，气体受热膨胀，所以压强增大是因为温度升高，该选项正确。    B、由图中信息可知，a点处的压强小于实验前装置中的压强，即大气压，选项错误。    C、由图中信息可知，a点时，温度已经恢复至室温，该选项正确。    D、a点后，打开弹簧夹，水倒流入集气瓶，使集气瓶内的压强增大，该选项正确。    故选B。 【变式3-2】利用数字化实验可以更准确地测定空气中氧气含量，同学们分别用红磷和木炭按图1装置进行实验，测得压强随时间的变化曲线如图2和图3所示。下列说法不正确的是 A．实验中所用木炭和红磷均需足量 B．两个反应开始时集气瓶中压强瞬间变大均是由燃烧瞬间产生了大量气体引起的 C．若图2中p=0.79p₀，则可推出氧气约占空气总体积的21% D．由图3可知木炭不能用来测定空气中氧气的含量 【答案】B 【详解】A、消耗氧气的物质必须足量，以保证装置内的氧气能被完全消耗，A正确； B、红磷燃烧压强变大是因为红磷燃烧放热，温度升高，从而使气压变大；木炭燃烧压强变大是因为木炭燃烧放热，温度升高，同时产生二氧化碳气体，气体量变多，从而使气压变大，两者气压变大的原因不同，B错误； C、瓶内氧气被消耗，气压会减小，气压减小的比例体现的就是氧气被消耗的比例，因此可以计算出氧气的体积分数约为，C正确； D、由图3可知，待反应结束直至冷却后，瓶内的压强并没有减小，这是由于木炭消耗氧气，但产生了二氧化碳气体，不会形成压强差，无法计算出消耗氧气的比例，因此不能用木炭测定空气中氧气含量，D正确。 故选B。 题型四 空气的成分、用途与保护 【典例4】空气是人类宝贵的自然资源，下列说法不正确的是 A．空气质量监测站对臭氧、一氧化碳等空气污染物进行测量，级别越大，质量越好 B．氮气的化学性质不活泼，可充入食品包装袋中防腐 C．稀有气体通电能发光，可制成霓虹灯 D．高温天气时，空调房窗户玻璃外有小水珠，说明空气中有水蒸气 【答案】A 【详解】A、空气质量监测站对奧氧、一氧化碳等污染物进行测量，使用空气质量指数(AQI)表示污染程度;AQ级别越大，表示污染物浓度越高，空 气质量越差，说法错误，符合题意; B、氮气占空气体积约 78%，化学性质不活泼(不易与其他物质反应)，可隔绝氧气，防止食品氧化变质，常用于食品包装袋防腐，说法正确,不符合题意; C、稀有气体(如氖、氫)在通电时发出特定颜色的光(如氖发红光)，利用此性质可制成霓虹灯，说法正确，不符合题意; D、高温天气时，空调房内冷、外热，外部空气中的水蒸气遇冷玻璃凝结成小水珠，说明空气中含有水蒸气，说法正确，不符合题意。 故选A 方｜法｜点｜拨 空气成分比例‌：氧气为21%，指体积分数，不是质量分数 稀有气体含量‌：稀有气体约占0.94%而非1% 二氧化碳作用‌：是温室气体，但不算空气污染物。 【变式4-1】空气是人类宝贵的自然资源，下列关于空气的说法正确的是 A．按照质量计算，空气中的氮气约占78% B．二氧化碳在空气中含量增大会引起温室效应，属于空气污染物 C．空气质量指数越高，代表空气质量越好 D．氮气可以用作保护气，利用了它的化学性质 【答案】D 【详解】A.应改为按照体积计算，空气中的氮气约占78%，即78%是空气中氮气的体积分数，不是质量分数。A错误; B.二氧化碳在空气中含量增大会引起温室效应，这是正确的。但空气污染物通常指直接危害人类健康或环境的物质，如二氧化硫(SO2)、一氧化碳(CO)、二氧化氮(NO2)、臭氧(03)和可吸入颗粒物(PM10)、细颗粒物(PM2.5)等。二氧化碳是空气的正常成分，属于温室气体，但未被列为空气污染物。B错误; C.空气质量指数(AQ)是衡量空气污染程度的指标，数值越高表示污染越严重，空气质量越差。例如:AQI 0-50:优;AQI 51-100:良;AQI101-150:轻度污染。因此，AQI越高，空气质量越差。C错误; D.氨气常用作保护气(如食品包装、灯泡填充)，因为它化学性质稳定，不易与其他物质发生反应。这种稳定性属于化学性质(如不助燃、不活泼)。D正确。 故选D。 【变式4-2】空气是一种宝贵的资源，下列关于空气成分的性质和用途说法不合理的是 选项 用途 性质 A 氧气用于气割，气焊 氧气具有助燃性 B 液氮用于冷冻麻醉手术 液氮汽化吸热 C 稀有气体制作霓虹灯 不同的稀有气体颜色不同 D 氦气可以用于填充汽艇 密度小，化学性质稳定 【答案】C 【详解】A、氧气用于气割、气焊，是因为氧气具有助燃性，能支持燃料剧烈燃烧，放出大量热，使金属熔化，该选项说法合理;B、液氮汽化时会吸收大量的热，能使周围温度降低，可用于冷冻麻醉手术，该选项说法合理;C、稀有气体制作霓虹灯，是因为稀有气体在通电时能发出不同颜色的光，而不是稀有气体本身颜色不同，该选项说法不合理,D、氦气密度小，化学性质稳定，不易与其他物质发生反应，所以可以用于填充汽艇，该选项说法合理。故选C。 题型五 纯净物与混合物的判断 【典例5】下列各组物质中前者是纯净物，后者是混合物的是 A．液氧、纯净的空气 B．高锰酸钾、冰水混合物 C．过氧化氢溶液、加碘食盐 D．矿泉水、医用酒精 【答案】A 【详解】A、液氧中只含有一种物质，属于纯净物；纯净的空气中含有氧气、氮气、二氧化碳等物质，属于混合物，故选项正确； B、高锰酸钾中只含有一种物质，属于纯净物；冰水混合物都是水，是纯净物，故选项错误； C、过氧化氢溶液是溶液，溶液都是混合物；加碘食盐中含有不同种物质，是混合物，故选项错误； D、矿泉水中含有各种矿物质及水，属于混合物；医用酒精中含有水和酒精，属于混合物，故选项错误； 故选：A。 【变式5-1】分类法是学习化学常用的方法。下列物质中属于纯净物的是 ①水蒸气    ②液氮    ③稀有气体    ④酱油    ⑤C60    ⑥四氧化三铁 A．①②④⑤ B．①③⑤⑥ C．①②⑤⑥ D．②④⑤⑥ 【答案】C 【详解】水蒸气：是水（H₂O）的气态形式，只含一种物质，属于纯净物； 液氮：是氮气（N₂）的液态形式，只含一种物质，属于纯净物； 稀有气体：通常指氦、氖、氩等气体的总称，包含多种不同物质，属于混合物； 酱油：由水、盐、大豆、小麦等多种成分混合而成，组成不固定，属于混合物； C₆₀：是碳的一种同素异形体（富勒烯），由60个碳原子组成，化学式为C₆₀，只含一种物质，属于纯净物。 四氧化三铁：化学式为Fe₃O₄，是一种化合物，只含一种物质，属于纯净物。 综上，属于纯净物的物质是①、②、⑤、⑥。 故选：C 【变式5-2】下列说法错误的是 A．冰水属于混合物 B．纯净物只由一种物质组成 C．河水、海水都是混合物 D．混合物都是由两种或两种以上的物质组成 【答案】A 【详解】A、冰是固态的水，冰水中只含有水一种物质，属于纯净物，符合题意； B、纯净物是由一种物质组成的物质，例如蒸馏水或氧气，不符合题意； C、河水中含有水、可溶性杂质等多种物质，属于混合物，海水由水、氯化钠、矿物质等多种物质组成，属于混合物，不符合题意； D、混合物都是由两种或两种以上的物质组成，例如糖水（糖和水），不符合题意。 故选A。 题型六 空气的污染与防治 【典例6】校园微型空气质量“检测站”的组装和使用，可以提高同学们保护环境的意识。下列相关说法错误的是 A．二氧化碳含量增多会引起酸雨 B．空气质量指数越小，空气越好 C．积极植树造林有助于提升空气质量 D．加强空气质量监测有利于调控工业布局、减少环境污染 【答案】A 【详解】A、酸雨是指pH小于5.6的雨水，主要成因是大气中的二氧化硫（SO₂）和氮氧化物（NOₓ）等污染物与水反应生成硫酸或硝酸等强酸。二氧化碳（CO₂）虽然能溶于水形成碳酸（H₂CO₃），但碳酸是弱酸，对酸雨的贡献极小；CO₂增多主要导致温室效应，而非酸雨。因此，该说法错误； B、空气质量指数（AQI）是综合衡量空气污染程度的指标，数值范围通常为0-500。AQI值越小，表示污染物浓度越低，空气质量越好（例如，AQI 0-50为“优”）。因此，该说法正确； C、植树造林能通过光合作用吸收二氧化碳、释放氧气，同时吸附粉尘、减少噪音和有害气体，从而净化空气、改善环境质量。这是初中化学中强调的环境保护措施。因此，该说法正确； D、空气质量监测提供实时污染数据，帮助决策者优化工业布局（如将高污染企业迁离居民区），并制定减排政策，从而降低污染排放。这是环境管理的基础手段。因此，该说法正确。 故选A。 【变式6-1】下列关于空气及其成分的说法中，正确的是 A．稀有气体没有任何使用价值 B．空气污染指数越大、质量级别越高说明空气质量越好 C．目前计入空气污染指数的有害气体主要包括、、以及臭氧等 D．空气中氧气含量较高且化学性质活泼 【答案】D 【详解】A、稀有气体含量很少，但是用途广泛，如稀有气体通电时能发出不同颜色的光，可用于制作不同用途的电光源，不符合题意； B、空气污染指数（如AQI）是衡量空气质量的指标，空气污染指数越大，质量级别越高，说明污染物越多，说明空气质量越差，不符合题意； C、二氧化硫、二氧化氮均能与水反应生成酸性物质，均会导致酸雨的发生，臭氧具有强氧化性，它们均属于空气污染物，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、氧气约占空气体积的21%，含量较高，且氧气化学性质比较活泼，能与许多物质反应，符合题意。 故选D。 【变式6-2】如图所示为今年9月19日石家庄市桥西区空气质量指数日报的部分信息，下列有关说法错误的是 A．空气质量指数越小，空气质量越好 B．空气中各成分的含量相对稳定 C．空气污染物包括二氧化碳 D．为改善空气质量，提倡绿色出行 【答案】C 【详解】A、空气质量指数越小，说明空气中污染物越少，空气质量越好，该说法正确。 B、通常情况下，空气中各成分（如氮气、氧气等）的含量相对稳定，该说法正确。 C、空气污染物包括：一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、臭氧、可吸入颗粒物、细颗粒物，而二氧化碳是空气的组成成分之一，不属于空气污染物，该说法错误。 D、提倡绿色出行（如步行、骑自行车等），可以减少汽车尾气等污染物的排放，从而改善空气质量，该说法正确。 故选C。 题型七 氧气的性质与用途 【典例7】下列实验现象的描述中，正确的是 A．木炭在氧气中剧烈燃烧，发出白光，放热，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体 B．镁条在空气中燃烧产生浓厚的黑烟 C．红磷在氧气中燃烧发出白光，产生大量的白雾，放出热量 D．铁在空气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，放出热量 【答案】A 【详解】A、木炭在氧气中剧烈燃烧，发出白光，放热，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体，故选项实验现象描述正确； B、镁条在空气中燃烧，发出耀眼的白光，放热，生成白色固体，故选项实验现象描述不正确； C、红磷在氧气中燃烧，发出黄白色火焰，产生大量的白烟，放出热量，而不是白雾，故选项实验现象描述不正确； D、铁在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，放出热量，而铁在空气中不能燃烧，只能持续红热，故选项实验现象描述不正确。 故选A。 方｜法｜点｜拨 1.‌助燃性≠可燃性‌：氧气是助燃剂，本身不可燃烧，需明确区分。 2.‌反应现象混淆‌： 木炭燃烧：在氧气中发出白光，生成使石灰水变浑浊的气体（CO₂）。 硫燃烧：空气中淡蓝色火焰，氧气中蓝紫色火焰，生成刺激性气体（SO₂）。 铁丝燃烧：需预先铺细沙或水，防止高温熔融物炸裂瓶底。 3.‌缓慢氧化‌：如金属锈蚀、食物腐败等，虽不剧烈但放热，属于氧化反应。 【变式7-1】 与如图所示实验有关的图标是 A．护目镜 B．排风 C．用电 D．锐器 【答案】A 【详解】A、图中实验涉及加热操作，可能会有强光等情况，需要护目镜保护眼睛，该图标与实验有关，故A正确； B、此实验中没有涉及排风相关的操作或需求，该图标与实验无关，故B错误； C、此实验不存在用电操作，此图标与实验无关，故C错误； D、实验过程中没有锐器相关的操作，该图标与实验无关，故D错误。 故选A。 【变式7-2】“铁在氧气中燃烧”的实验中，没有观察到火星四射的现象。造成失败的原因不可能是 A．氧气不纯 B．铁丝表面生锈 C．集气瓶底部没有铺细沙 D．铁丝末端没系火柴 【答案】C 【详解】A.氧气不纯（如混有空气）会导致燃烧不充分、不剧烈，无法产生火星四射的现象，故不符合题意； B. 铁丝生锈或油污时，可能造成铁丝不能与氧气接触，在氧气中不燃烧，故不符合题意； C. 集气瓶底部放少量水或细沙是为了防止生成物熔化溅落下来炸裂集气瓶底，与铁丝在氧气中是否能够燃烧无关，故符合题意； D. 火柴燃烧时有大量的热量放出，到达铁的着火点，铁丝的一端没有系火柴梗，可能造成铁丝在氧气中不燃烧，故不符合题意。 故选 C。 【变式7-3】化学兴趣小组在实验室完成铁丝在氧气中燃烧的实验。请你完成下列问题： (1)反应前后，物质的种类 (填“改变”或“不变”)。 (2)已知标准状况下，氧气的密度约为1.4g/L。现收集500mL标准状况下的氧气来做实验，氧气的质量是 g。 (3)铁丝燃烧的化学反应文字表达式为 。实验现象为 。 (4)铁丝盘成“螺旋状”的目的是 。 【答案】(1)改变 (2)0.7 (3) 剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体 (4)增大铁丝的受热面积 【详解】（1）铁丝燃烧生成四氧化三铁，有新物质生成，所以反应前后，物质的种类改变； （2）依据，氧气的质量为； （3）铁丝和氧气在点燃条件下反应生成四氧化三铁，文字表达式为，实验现象为铁丝剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体； （4）铁丝燃烧时盘成螺旋状，能增大铁丝的受热面积，从而使铁丝更容易燃烧，现象更加明显； 题型八 物质在不同浓度氧气中反应的比较 【典例8】铁丝在空气中灼热发红，但不能燃烧，而在纯氧中却能燃烧，这一事实与下列的哪一因素关系最密切 A．铁丝的表面积 B．燃烧区的温度 C．氧气的浓度 D．铁燃烧所需要的最低温度是（ ） 【答案】C 【详解】空气中氧气含量较低，铁丝在空气中不能燃烧，但在纯氧中能燃烧，说明氧气浓度越大，燃烧越剧烈，故选C。 方｜法｜点｜拨 1. 氧气浓度与反应速率的关系 氧气浓度越高，单位体积内氧分子数量增多，反应物分子间的有效碰撞频率增加，导致反应速率加快‌。 例如：硫在空气中燃烧产生淡蓝色火焰，而在纯氧中燃烧呈现明亮的蓝紫色火焰‌ 铁丝在纯氧中剧烈燃烧，在空气中仅红热但不燃烧‌ 2. 其他影响因素 虽然氧气浓度是主要因素，但以下条件也会共同作用： ‌温度‌：每升高10°C，反应速率约提高2-4倍 ‌催化剂‌：如二氧化锰可加速过氧化氢分解 ‌接触面积‌：粉末状物质比块状反应更快 【变式8-1】 下图是硫粉分别在空气和氧气里燃烧的实验。下列说法正确的是 A．硫在氧气里燃烧发出微弱的淡蓝色火焰 B．集气瓶中放入水主要是防止集气瓶底炸裂 C．硫燃烧的剧烈程度主要与氧气的浓度有关 D．该实验无需放在通风橱内进行 【答案】C 【详解】A、硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，硫在空气中燃烧发出淡蓝色火焰，不符合题意; B、硫燃烧生成二氧化硫，二氧化硫有毒，散逸到空气中，会污染空气，二氧化硫能与水反应，故集气瓶中加入水的目的是:吸收二氧化硫，防止污染空气，不符合题意; C、硫在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰，硫在空气中燃烧发出淡蓝色火焰，氧气中氧气浓度比空气中氧气浓度大，说明硫燃烧的剧烈程度丰要与氧气的浓度有关，相同条件下，氧气浓度越大，燃烧越剧烈，符合题意; D、硫燃烧生成具有刺激性气味的有毒气体，故该实验需要在通风橱内进行，防止中毒，不符合题意。 故选C。 【变式8-2】某兴趣小组同学进行如图所示实验，关于此实验下列说法中不正确的是 A．步骤①木炭在空气中燃烧发红光，步骤②木炭在氧气中燃烧发白光 B．步骤②中，木炭要由上向下缓慢伸入集气瓶，目的是防止氧气逸出，让木炭和氧气充分接触反应，使实验现象更明显 C．通过此实验可以看出，木炭在氧气中燃烧比空气中更剧烈 D．本炭可以和氧气反应，因此可以代替红磷来测定空气中氧气含量 【答案】D 【详解】A、木炭在空气中燃烧时发出红光，而在氧气中燃烧时发出白光，故说法正确，B、木炭要由上向下缓慢伸入集气瓶，目的是防止氧气逸出，让木炭和氧气充分接触发生反应，使实验现象更明显，故说法正确;C、因为氧气浓度越高，燃烧反应越剧烈。通过此实验可以看出，木炭在氧气中燃烧比空气中更剧烈，故说法正确,D、木炭燃烧生成的是二氧化碳气体，而红磷燃烧生成的是固体五氧化二磷，在测定空气中氧气含量时，需要生成固体产物，以便通过体积变化来测定氧气含量。因此，木炭不能代替红磷来测定空气中氧气含量，故说法错误。故选D。 题型九 实验室制取氧气的原理、仪器与操作 【典例9】实验室用高锰酸钾制氧并用排水集气法收集氧气，下列实验操作的先后顺序不合理的是 A．先检查装置气密性，再向试管中加入高锰酸钾固体 B．实验时，先将导管伸入集气瓶中，再点燃酒精灯 C．先用酒精灯给试管预热，再对着试剂部位集中加热 D．气体收集完毕后，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯 【答案】B 【详解】A、先检查装置气密性，再向试管中加入高锰酸钾固体，防止装置漏气收集不到氧气，操作顺序合理； B、实验时，应先点燃酒精灯，待气泡连续均匀冒出时再将导管伸入集气瓶中，若先将导管伸入集气瓶中，再点燃酒精灯，收集到的氧气会混有装置内的空气，操作顺序不合理； C、先用酒精灯给试管预热，再对着试剂部位集中加热，防止试管受热不均而炸裂，操作顺序合理； D、气体收集完毕后，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，防止水槽中的水倒吸进入试管，使试管炸裂，操作顺序合理。 故选B。 【变式9-1】小丁同学在实验室里用高锰酸钾固体制取氧气，请回答下列问题。 (1)写出仪器a的名称 ； (2)高锰酸钾制取氧气的符号表达式为 ； (3)加热时，试管口放一团棉花的目的是 ； (4)收集比较干燥的氧气，选择的收集装置是 (填字母)； (5)用排水法收集氧气时，需要等待 时开始收集气体； (6)排空气法收集氧气时，如何证明氧气已经收集满了？ 【答案】(1)铁架台 (2) (3)防止加热时试管内固体粉末进入导管 (4)D (5)导管口有连续均匀气泡冒出 (6)将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明氧气已收集满 【详解】（1）根据图像，仪器a是铁架台； （2）高锰酸钾在加热的条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，其符号表达式为； （3）加热高锰酸钾时，试管口放一团棉花的目的是防止加热时试管内固体粉末进入导管，堵塞导管，影响氧气的导出； （4）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，要收集比较干燥的氧气，应采用向上排空气法，选择的收集装置是D； （5）用排水法收集氧气时，刚开始排出的气体是装置内的空气，所以需要等待导管口有连续均匀气泡冒出时开始收集气体，此时收集到的氧气比较纯净； （6）因为氧气具有助燃性，所以用排空气法收集氧气时，将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明氧气已收集满。 【变式9-2】的制取及性质 (1)请写出仪器名称：E： 。 (2)组装一套便于添加溶液的发生装置，需用到图中的仪器有 (填标号)，将二氧化锰粉末加入锥形瓶的操作是： 。 (3)若用G装置收集氧气，当 时开始收集，收集完氧气后，在水槽中用玻璃片 (选填“磨砂”或“光滑”)一面盖住集气瓶口，取出集气瓶， (选填“正放”或“倒放”)在桌面上。 (4)【拓展延伸】研究和控制化学反应条件有重要意义。 A组同学通过查阅资料得知，双氧水在70℃以上会较快分解产生氧气。为了验证加热双氧水也可以产生氧气，同学们可以选择图中的 (选填编号)装置(气密性良好)进行实验。实验中观察到试管内产生大量气泡，但将带火星的木条放在导管口没有复燃，可能的原因是 。 【答案】(1)长颈漏斗 (2) ADE 将锥形瓶倾斜，用药匙（或纸槽）将二氧化锰送至锥形瓶底部，再使锥形瓶直立 (3) 当导管口有连续均匀气泡冒出 磨砂 正放 (4) D 加热时试管内水蒸气随氧气逸出 【详解】（1）由图可知，仪器E为长颈漏斗； （2）实验室用过氧化氢制氧，应选用固液常温型发生装置，选用锥形瓶D作反应容器，为便于添加溶液，发生装置需选双孔塞A、长颈漏斗E，即ADE； 将二氧化锰粉末加入锥形瓶，需将锥形瓶倾斜，用药匙（或纸槽）将二氧化锰送至锥形瓶底部，再使锥形瓶直立； （3）用G（排水法）收集氧气，当导管口有连续均匀气泡冒出时开始收集（此时排出的是纯净氧气，因为开始排出的气体主要是空气）； 玻璃片磨砂一面盖住集气瓶口（磨砂面密封好）； 氧气密度比空气大，收集后正放在桌面； （4）加热双氧水制氧气，试管口需向上倾斜，且导管口不能伸入过长，选D； 带火星木条未复燃，因为加热时试管内水蒸气随氧气逸出，使木条不能复燃（水蒸气降低氧气浓度）。 【变式9-3】如图甲是实验室制取氧气的实验装置，乙是某学习小组设计的自制简易供氧器。 (1)实验甲中二氧化锰的作用是： 。 (2)甲、乙中制取氧气的化学反应符号表达式是 。 (3)甲中实验时长颈漏斗必须伸入液面以下的目的是 。 (4)乙为小组同学自制的简易供氧器，下列说法错误的一项是___________。 A．使用前不需要检查装置的气密性 B．塑料瓶中X液体是水 C．该装置可以控制氧气产生的快慢 D．该装置可以观察氧气产生的快慢 【答案】(1)催化作用 (2) (3)防止生成的氧气从长颈漏斗逸出 (4)A 【详解】（1）在过氧化氢分解制取氧气的反应中，二氧化锰起到催化作用，能加快过氧化氢的分解速率，而本身的质量和化学性质在反应前后不变。故应填写：催化作用； （2）甲、乙中都是过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，化学反应符号表达式为：，故应填写：； （3）长颈漏斗必须伸入液面以下，是为了防止生成的氧气从长颈漏斗口逸出，从而保证装置的气密性，使反应产生的氧气能顺利通过导管导出。故应填写：防止生成的氧气从长颈漏斗逸出； （4）A、使用任何制取气体的装置前，都需要检查装置的气密性，防止装置漏气，收集不到气体，故选项A错误； B、塑料瓶中X液体是水，可通过观察产生气泡的情况等，故选项B正确； C、通过控制过氧化氢溶液的滴加速度，能控制氧气产生的快慢，故选项C正确； D、可以通过观察产生气泡的快慢来观察氧气产生的快慢，故选项D正确； 故选A。 题型十 实验室制取氧气的气体收集、检验和验满 【典例10】根据如图实验装置，请回答： (1)写出仪器a的名称 。 (2)用高锰酸钾制取氧气时，选择的发生装置为B，但该装置要改进的一点是 ，目的是 ，收集较干燥的氧气可选用 装置（填字母），上述制取氧气反应的文字表达式为 。 (3)用装置F收集氧气，气体应从导管 （填“b”或“c”）端通入。 (4)实验室里，常用加热无水醋酸钠和碱石灰固体混合物的方法，制备甲烷。选择装置E收集甲烷，利用了甲烷 的物理性质。 【答案】(1)锥形瓶 (2) 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 D (3)c (4)难溶于水 【详解】（1）由图可知，仪器a的名称是：锥形瓶； （2）用高锰酸钾制取氧气时，选择的发生装置为B，但该装置要改进的一点是：在试管口塞一团棉花，目的是：防止加热时试管内粉末状物质进入导管； 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，向上排空气法收集的气体比较干燥，故收集装置可选D； 高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的文字表达式为：； （3）用装置F收集氧气，氧气的密度比水小，气体应从导管c端通入； （4）选择装置E，即排水法收集甲烷，是利用了甲烷难溶于水的物理性质。 【变式10-1】实验室常用下图所示装置制取气体，请你根据所学知识回答下列问题： (1)填标有序号的名称① ；② 。 (2)你认为选用B作发生装置，优点是 ；请指出装置C中存在的一处错误 。 (3)若用F装置来收集气体，当导管口 开始收集气体。当 时，表明气体已收集满。 (4)用装置B制氧气，从注射器中加入的试剂是 ，写出用装置B制取氧气文字表达式 ；可以用装置D来收集氧气，理由是 ；氧气验满的操作是 。 (5)甲烷CH4是最简单、难溶于水的有机物类气体，实验室常用加热无水醋酸钠与氢氧化钠的固体混合物来制得。实验室制取纯净的甲烷应选用的发生、收集装置是 （填序号）。 【答案】(1) 锥形瓶 长颈漏斗 (2) 可以控制反应速率 长颈漏斗下端应伸入液面以下 (3) 气泡连续且均匀 集气瓶口有大气泡向外冒出 (4) 过氧化氢溶液 氧气密度大于空气 将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则氧气已收集满 (5)AF 【详解】（1）由图可知，①是锥形瓶，②是长颈漏斗。 （2）B装置中，可通过注射器控制液体的滴加速度，进而控制反应速率； 装置C中，为了防止气体从长颈漏斗中逸出，则长颈漏斗下端应伸入液面以下。 （3）用排水法收集气体时，当导管口气泡连续且均匀时开始收集气体； 当集气瓶口有大气泡向外冒出时，表明气体已收集满。 （4）装置B是固液常温型装置，故用装置B制氧气，应为过氧化氢在二氧化锰的催化下生成水和氧气，注射器中加入的试剂是过氧化氢溶液； 该反应的文字表达式为：； 装置D为向上排空气法，因为氧气密度大于空气，故能用装置D收集氧气； 氧气具有助燃性，故验满氧气的方法是：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则氧气已收集满。 （5）实验室制取甲烷的反应为加热固体的反应，发生装置选A，甲烷难溶于水，收集较为纯净的甲烷用排水法比较合适，故用F装置收集。 【变式10-2】根据如图回答问题： (1)写出图中标号仪器名称：① 。 (2)实验室用高锰酸钾制取并收集氧气应选用的装置是 (填序号，下同)，反应的文字表达式为 。检验生成的气体是否是氧气的正确做法为 。 (3)用排水法收集氧气，实验结束后，应先 ，后 。原因是 。 【答案】(1)酒精灯 (2) AD/AF 高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 将带火星的木条伸入集气瓶，观察木条是否复燃 (3) 将导管移出水面 熄灭酒精灯 防止水槽中的水倒吸入试管，使试管炸裂 【详解】（1）根据常见仪器的图形可知①是酒精灯。本问答案为：酒精灯。 （2）①实验室用高锰酸钾制取氧气，因为高锰酸钾制取氧气需要加热，所以发生装置选A；氧气不易溶于水，可用排水法收集，即装置F，氧气密度比空气大，也可用向上排空气法收集，即装置D，所以应选用的装置是AD或AF。本问答案为：AD或AF。 ② 高锰酸钾在加热的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：高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气。本问答案为：高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气。 ③检验生成的气体是否是氧气，可以将带火星的木条伸入集气瓶，观察木条是否复燃。本问答案为：将带火星的木条伸入集气瓶，观察木条是否复燃。 （3）用排水法收集氧气，实验结束后，应先将导管移出水面，后熄灭酒精灯。因为如果先熄灭酒精灯，试管内温度降低，压强减小，水槽中的水会倒吸入试管，使试管炸裂。故本问答案为：将导管移出水面；熄灭酒精灯；防止水槽中的水倒吸入试管，使试管炸裂。 题型十一 工业制氧气 【典例11】空气是人类生产活动的重要资源。如图是工业上利用分离液态空气的方法得到氧气以及利用氮气合成氨气的流程示意图。 (1)从分类的角度：空气属于 (填“混合物”或“纯净物”)。 (2)从变化的角度：蒸馏器中分离出氧气的过程发生的是 (选填“物理”或“化学”)变化；写出催化合成器中用铁触媒做催化剂合成氨气时发生的反应的符号表达式 。 (3)从应用角度：已知常压下，氮气沸点-196℃，氧气沸点-183℃。现取液化器中的液态空气60mL于试管，当试管中剩余液体约为 mL时，在管口放一个带火星的小木条，小木条开始能够复燃。 (4)从节约的角度：流程中可循环利用的物质是氮气、 。 【答案】(1)混合物 (2) 物理 (3)12,6mL (4)氢气 【详解】（1） 空气是由多种物质组成的，属于混合物。 （2）蒸馏器中氮气由液态转化为气态，没有生成新物质，属于物理变化。氮气与氢气在铁触媒的催化作用下生成氨气，该反应的符号表达式为。 （3）氧气具有助燃性，可以使带火星的木条复燃，空气中氧气的体积分数为21%，故当试管中剩余液体约为时，小木条能够复燃。 （4） 由图可知，合成氨气的反应中需要氮气和氢气，但分离塔中又分离出氮气和氢气，则流程中可循环利用的物质是氮气和氢气。 【变式11-1】如图是工业分离液态空气制取氧气的有关流程。请回答下列问题： (1)工业上以空气为原料制取氧气的优点是 。 (2)精馏塔中分离液态空气得到氮气和氧气，其原理是利用氮气和氧气的 不同，而先后从液态空气中分离出来。 (3)嫦娥五号取回的月壤保存在氮气中，这说明氮气具有的性质是 。 【答案】(1)原料廉价易得 (2)沸点 (3)化学性质不活泼 【详解】（1）工业上以空气为原料制取氧气的优点为：原料廉价易得，具有经济性和便利性。 （2）工业分离液态空气法制取氧气利用的是液态氮和液态氧的沸点不同， （3）月壤保存在氮气中，说明氮气化学性质不活泼，可作保护气。 【变式11-2】请根据流程图回答下列问题。 (1)经过操作A处理后的空气属于__________（填“纯净物”或“混合物”）。 (2)由步骤B可以看出氮气的沸点比氧气的沸点__________（选填“高”或“低”）。液氮达到沸点，分子间间隙__________（填“变大”或“变小”）。嫦娥五号取回的月壤就保存在氮气中，这说明氮气化学性质__________（选填“活泼”或“不活泼”）。 (3)此外，现在还有一种膜分离技术制氧气；原理是一定压力下，让空气通过薄膜，氧气能透过薄膜，而其余气体不能够通过薄膜，从而达到分离空气的目的。据此推测氮分子比氧分子体积__________（填“大”或“小”）。 (4)空气是一种宝贵的资源，请你写出一条有效保护空气的措施____________________。 【答案】(1)混合物 (2)低 变大不 活泼 (3)大 (4)植树造林(合理即可) 【解析】(1)经过操作A降温加压处理后的空气中含有氧气、氮气等多种物质，属于混合物 (2)由步骤B可以看出升高温度，氮气首先汽化，说明氮气的沸点比氧气的沸点低，液氮达到沸点，汽化变为氮气，则分子间间隙变大; 嫦娥五号取回的月壤就保存在氮气中，这说明氮气化学性质不活泼，可以防止月壤与其它物质发生反应; (3)膜分离技术制氧气:原理是一定压力下，让空气通过薄膜，氧气能透过薄膜，而其余气体不能够通过薄膜，从而达到分离空气的目的，据此推测氮分子比氧分子体积大; (4)有效保护空气的措施有植树造林、开发利用新能源、绿色出行等(合理即可)。 题型十二 催化剂的概念与特点 【典例12】下列有关催化剂的说法中，正确的是 A．在化学反应后其性质不变 B．在化学反应后其质量减小 C．在化学反应中能增加生成物的质量 D．能改变化学反应速率 【答案】D 【详解】A、催化剂在化学反应后化学性质不变，而不是性质不变，物理性质可能改变，该选项错误； B、催化剂在化学反应前后质量不变，并非减小，该选项错误； C、催化剂只能改变化学反应速率，不能增加生成物的质量，生成物质量由反应物的量决定，该选项错误； D、催化剂的定义就是能改变化学反应速率（包括加快和减慢），而自身的质量和化学性质在反应前后不变，该选项正确。 故选D。 【变式12-1】根据下列实验方案进行实验，不能达到相应实验目的的是 序号 A B C D 实验方案 实验目的 验证氧气的化学性质 探究MnO2能否加快H2O2分解 检验O2 证明二氧化锰是过氧化氢的催化剂 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A、铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，通过该实验可以验证氧气能支持燃烧，从而验证氧气的化学性质，能达到实验目的，不符合题意； B、该实验中，在相同条件下，一个试管中加入二氧化锰，另一个试管中没有加入二氧化锰，通过对比产生气泡的速率，可以探究MnO2能否加快H2O2分解，能达到实验目的，不符合题意； C、氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，用带火星的木条伸进集气瓶中，若木条复燃，则证明是氧气，能达到检验O2的实验目的，不符合题意； D、要证明二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，不仅要证明二氧化锰能加快过氧化氢分解的速率（该实验能体现），还要证明二氧化锰在反应前后质量和化学性质不变，而此实验没有涉及对二氧化锰质量和化学性质的验证，不能达到证明二氧化锰是过氧化氢催化剂的实验目的，符合题意。 故选D。 【变式12-2】利用下图1装置研究过氧化氢的反应，所得结果如下图2所示，下列说法不正确的是 A．图2中的a点对应的操作是推动注射器活塞 B．对比c点利e点可以验证反应速率与过氧化氢溶液的浓度有关 C．对比b点和e点不能验证反应速率与过氧化氢溶液的浓度有关 D．该实验不能证明二氧化锰对过氧化氢的分解起催化作用 【答案】C 【详解】A、由图2可知，a点时氧气浓度开始逐渐增大，说明a点对应的操作是推动注射器活塞，过氧化氢溶液进入锥形瓶中，过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，氧气浓度增大，说法正确，不符合题意； B、由图2可知，c、e点是相同时间内收集氧气的体积分数①大于②，①②的溶液浓度不同，则对比c点和e点能验证反应速率与的浓度有关，说法正确，不符合题意； C、由图2可知，b、e点是收集相同体积分数氧气所需的时间①小于②，①②的溶液浓度不同，则对比b点和e点能验证反应速率与的浓度有关，说法错误，符合题意； D、该实验的变量是过氧化氢溶液的浓度，两组实验均有二氧化锰，故该实验不能证明二氧化锰对过氧化氢的分解起催化作用，说法正确，不符合题意。 故选C。 题型十三 有关催化作用的实验探究 【典例13】学习了“过氧化氢制氧气”后，某兴趣小组进行了下列探究活动： (1)设计如图实验对过氧化氢分解进行探究。下列相关说法不正确的是_____。 A．对比实验甲和乙，探究H2O2浓度对H2O2分解速率的影响 B．对比实验乙和丁，探究MnO2对H2O2分解速率的影响 C．对比实验甲和丙，探究温度对H2O2分解速率的影响 D．对比实验甲、丙和丁，探究MnO2和温度对H2O2分解速率影响的程度 学习了“过氧化氢制氧气使用二氧化锰作催化剂”之后，在“寻找新的催化剂”的活动中，对“硫酸铜(白色固体)能否作过氧化氢分解的催化剂”进行了以下探究。 【实验探究】 (2)甲同学按如下方案进行实验。 实验步骤 实验现象 实验结论 步骤①：木条不复燃 步骤②：产生气泡，溶液变成蓝色 步骤③：木条 硫酸铜能作过氧化氢分解的催化剂，反应的文字表达式为 【评价改进】 (3)大家认为甲同学的实验结论不严谨。若要确定该实验结论正确，还需证明硫酸铜的质量和 在反应前后都没有发生改变。 【拓展延伸】 (4)比较硫酸铜和二氧化锰对过氧化氢制氧气的催化效果，实验过程中不需要控制的条件是______(填字母)。 A．溶液的起始温度 B．催化剂的质量 C．溶液的浓度 D．反应起始时间 (5)兴趣小组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10mL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。 ①结合实验和曲线a、b分析，两种催化剂中催化效率更高的是 。 ②从曲线a、b的变化可以看出，加猪肝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”)。 【答案】(1)B (2) 复燃 过氧化氢水+氧气 (3)化学性质 (4)D (5) 猪肝块 30 【详解】（1）A、实验甲和实验乙中，过氧化氢溶液的浓度不同，其它条件均相同，则对比可探究浓度对分解速率的影响，该选项说法正确； B、实验乙中没有二氧化锰，实验丁中加入二氧化锰，且两个实验中，过氧化氢溶液的浓度不同，没有控制变量，则不能探究对分解速率的影响，该选项说法不正确； C、实验甲为常温，实验丙为加热，其它条件均相同，对比可探究温度对分解速率的影响，该选项说法正确； D、结合前面分析可知，对比实验甲和丙，可探究温度对分解速率的影响，实验甲和丁中的过氧化氢浓度相同，对比可探究对分解速率的影响，该选项说法正确。 故选B。 （2）结论为硫酸铜可作为过氧化氢分解的催化剂，则能加快过氧化氢的分解，氧气能使带火星的木条复燃，则可观察到木条复燃； 过氧化氢在硫酸铜催化作用下生成水和氧气，反应的文字表达式为：过氧化氢水+氧气。 （3）催化剂能改变反应速率，但反应前后其质量和化学性质不变，则若想证明硫酸铜为催化剂，则还需证明硫酸铜的质量和化学性质在反应前后都没有发生改变。 （4）对比实验中，要控制变量，要控制过氧化氢溶液的体积及浓度、催化剂的质量、溶液的起始温度等，不需要控制反应起始时间，故选D。 （5）①反应过程中产生氧气，则装置中的压强增大，由图乙可知，相同时间内猪肝块作催化剂使装置内压强变化更大，说明相同时间内猪肝块作催化剂对过氧化氢分解产生的氧气更多，则两种催化剂中催化效率更高的是猪肝块。 ②从曲线a、b的变化可以看出，气体压强先增大后减小，是因为反应产生气体使装置内压强增大，反应结束后温度降低使装置内压强减小，说明过氧化氢分解的反应是放热反应，由图乙可知，30s时加猪肝块的过氧化氢使装置内压强达到最大，说明加猪肝块催化的过氧化氢完全反应所用的时间大约是30s。 【变式13-1】学习了二氧化锰对过氧化氢分解有催化作用的知识后，某同学想：氧化铜能否起到类似二氧化锰的催化作用呢？于是进行了以下探究。 (猜想) (1)Ⅰ、氧化铜不是催化剂，也不参与反应，反应前后质量和化学性质不变； Ⅱ、氧化铜参与反应产生氧气，反应前后质量和化学性质发生了改变； Ⅲ、氧化铜是反应的催化剂，反应前后 。 (实验)用天平称量0.2g氧化铜，取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，进行如下实验： (2)填写下表： 步骤③现象 步骤⑥结果 步骤⑦现象 结论 溶液中有气泡放出， 猜想Ⅰ、Ⅱ不成立；猜想Ⅲ成立。 (3)步骤①的目的是 ；步骤⑦的目的是 。 (4)过氧化氢能被氧化铜催化分解放出氧气的文字表达式为 。 【答案】(1)质量和化学性质不变 (2) 溶液中有气泡放出，带火星的木条复燃 固体的质量仍为0.2g 带火星的木条复燃 (3) 与步骤③对比 探究化学反应前后氧化铜的化学性质是否改变 (4) 【详解】（1）催化剂能改变化学反应速率，化学反应前后其质量和化学性质不变，故如果氧化铜是反应的催化剂，化学反应前后质量和化学性质不变； （2）结论为猜想Ⅰ、Ⅱ不成立；猜想Ⅲ成立。则氧化铜是反应的催化剂，则加入氧化铜后，过氧化氢能在氧化铜的催化下分解生成水和氧气，则步骤③现象：溶液中有气泡放出，带火星的木条复燃； 化学反应前后催化剂的质量不变，则步骤⑥结果：固体的质量仍为0.2g； 化学反应前后催化剂的化学性质不变，故步骤⑦现象：溶液中有气泡放出，带火星的木条复燃； （3）步骤①中未加入氧化铜，故目的是：与步骤③对比； 步骤⑦中重复实验②③，故目的是：探究化学反应前后氧化铜的化学性质是否改变； （4）过氧化氢在氧化铜的催化下分解生成水和氧气，该反应的文字表达式为：。 【变式13-2】某化学兴趣小组开展了“探究催化剂的奥秘”的项目式学习。 【任务一】认识催化剂 (1)催化剂在化工生产中起着重要作用，下列说法正确的是___________(填字母)。 A．催化剂只能加快不能减慢反应速率 B．不加入催化剂化学反应就不能发生 C．同一个化学反应可以有多种催化剂 【任务二】探究催化剂 化学兴趣小组发现，将氧化铁加入到过氧化氢溶液中。过氧化氢溶液的分解速率也加快了。该小组成员就“氧化铁能否作为过氧化氢溶液分解的催化剂”进行了如下探究： 【提出问题】氧化铁能不能作为过氧化氢溶液分解的催化剂呢？ 【作出猜想】氧化铁能作为过氧化氢溶液分解的催化剂。 【实验验证】同学们设计了实验装置并进行了气体的制取和测量实验。实验时均以生成40mL气体为标准，相关实验数据记录如下表： 实验序号 过氧化氢溶液浓度/% 过氧化氢溶液体积/mL 过氧化氢溶液温度/℃ 氧化铁质量/g 收集40mL氧气所用时间/s ① 5 10 20 0 128 ② 5 10 20 0.5 28 ③ 15 10 20 0.5 10 ④ 5 10 50 0 55 (2)通过实验①②对比可知： 。 (3)若要证明氧化铁是过氧化氢溶液分解的催化剂，还需要证明它在过氧化氢溶液反应前后的 和 没有发生变化。 实验证明，氧化铁也可以作为过氧化氢溶液的分解的催化剂。 (4)上述实验还验证了一些影响过氧化氢溶液的分解速率的因素。通过实验 (填实验序号)对比可知，过氧化氢溶液的分解速率与过氧化氢溶液的温度有关。 (5)要证明氧化铁是否可作过氧化氢分解的催化剂，除了可以通过测量收集40mL氧气所用时间这种方法外，还可以测量相同时间内 。 (6)请写出氧化铁催化分解过氧化氢的文字表达式 。 【答案】(1)C (2)氧化铁能加快过氧化氢溶液分解的速率 (3) 质量 化学性质 (4)①④ (5)收集氧气的体积 (6) 【详解】（1）A、催化剂能加快化学反应速率，也能减慢化学反应速率，说法错误，不符合题意； B、不加入催化剂的化学反应也能发生，如铁锈蚀，说法错误，不符合题意； C、同一个化学反应可以有多种催化剂，如二氧化锰、氧化铁等均能作为过氧化氢分解的催化剂，说法正确，符合题意。 故选：C； （2）由表格数据可知，实验①中没有加入氧化铁，实验②中加入氧化铁，其他条件相同，收集等体积的氧气实验②所需时间较短，由此说明氧化铁能加快过氧化氢溶液分解的速率； （3）若要证明氧化铁是过氧化氢溶液分解的催化剂，还需要证明它在过氧化氢溶液反应前后的质量和化学性质没有发生变化； （4）对比实验①④可知，其他条件相同，温度不同，且温度越高，收集等体积的氧气所需时间更短，由此说明过氧化氢溶液的分解速率与过氧化氢溶液的温度有关； （5）要证明氧化铁是否可作过氧化氢分解的催化剂，除了可以通过测量收集40mL氧气所用时间这种方法外，还可以测量相同时间内收集氧气的体积； （6）过氧化氢在氧化铁的催化作用下分解生成水和氧气，文字表达式为。 题型十四 化合反应、分解反应、氧化反应 【典例14】下列反应既是化合反应，又是氧化反应的是 A．铁+氧气四氧化三铁 B．红磷+氧气五氧化二磷 C．石蜡+氧气二氧化碳水 D．过氧化氢水+氧气 【答案】AB 【详解】A、化合反应是由两种或两种以上的物质生成一种物质的化学反应，其特点为“多变一”，物质与氧气发生的化学反应是氧化反应，该反应中反应物有两种，生成物有一种，且反应物有氧气，既是化合反应，又是氧化反应，此选项正确； B、该反应中反应物有两种，生成物有一种，且反应物有氧气，既是化合反应，又是氧化反应，此选项正确； C、该反应中反应物有两种，生成物也有两种，不属于化合反应，反应物有氧气，属于氧化反应，此选项错误； D、该反应中反应物有一种，生成物有两种，不属于化合反应，没有氧气参加反应，不属于氧化反应，此选项错误。 故选AB。 【变式14-1】下列变化既不属于分解反应，又不属于化合反应的是 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A、 该反应是一变多的反应，是分解反应，不符合题意； B、 该反应是多变一的反应，是化合反应，不符合题意； C、 该反应是两种物质生成两种物质的反应，不符合一变多或多变一的特点，既不属于分解反应，又不属于化合反应，符合题意； D、 该反应是多变一的反应，是化合反应，不符合题意。 故选C。 【变式14-2】化学概念在逻辑上存在如图所示关系时，对下列概念间的关系说法正确的是 A．化合反应与氧化反应属于交叉关系 B．纯净物与混合物属于包含关系 C．物理性质与化学性质属于交叉关系 D．化学变化与物理变化是包含关系 【答案】A 【详解】A、化合反应是由两种或两种以上物质生成一种物质的反应，其特点可总结为“多变一”；物质与氧发生的化学反应是氧化反应；化合反应和氧化反应属于交叉关系，有的化合反应属于氧化反应，如碳在氧气中燃烧生成二氧化碳；有的化合反应不属于氧化反应，如生石灰和水反应生成氢氧化钙，故选项正确； B、物质可以分为纯净物和混合物，纯净物是指由一种物质组成的物质，混合物是指由多种物质组成的物质，二者是并列关系，故选项错误； C、物质的化学性质是需要发生化学变化才能表现出来的性质，物理性质是不需要发生化学变化就能表现出来的性质，物理性质与化学性质属于并列关系，故选项错误； D、化学变化是指有新物质生成的变化，物理变化是指没有新物质生成的变化，二者是并列关系，故选项错误； 故选A。 基础通关练（测试时间：10分钟） 一、选择题 1.（24-25八年级上·上海黄浦·期中）空气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.（24-25八年级下·上海黄浦·期中）如图是足量红磷燃烧来测定空气中氧气体积分数的实验，下列说法正确的是 【答案】A 【详解】空气成分按体积分数计算，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%，故含量最多的是氮气，故选：A。 2.（24-25八年级下·上海黄浦·期中）如图是足量红磷燃烧来测定空气中氧气体积分数的实验，下列说法正确的是 A．为防止红磷洒落，红磷点燃后应缓慢放入集气瓶 B．该实验可以将红磷换成铁丝 C．在红磷燃烧过程中，应该打开弹簧夹 D．根据实验现象还可推测氮气不与红磷反应 【答案】D 【详解】A、点燃后的红磷必须迅速伸入集气瓶中，塞紧瓶塞，否则瓶内气体受热逸出，造成实验误差，故A说法错误； B、铁丝不能在空气中燃烧，不能将红磷换成铁丝，来测定空气中氧气体积分数，故B说法错误； C、在红磷燃烧过程中，不能打开弹簧夹，以防红磷燃烧放热造成瓶内压强变大，瓶内部分气体逸出，导致测定结果偏大，故C说法错误； D、空气中主要含有氧气和氮气，红磷燃烧消耗氧气，氧气消耗完后，红磷不再燃烧，此时装置中剩余气体主要为氮气，可推测氮气不与红磷反应，故D说法正确； 故选：D。 3.（24-25八年级上·上海·期末）学习小组建立微型空气质量“监测站”。下列物质中不需要列入监测项目的是 A．二氧化碳 B．二氧化硫 C．二氧化氮 D． 【答案】A 【详解】目前计入空气质量评价的主要污染物有：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，二氧化硫、二氧化氮、PM2.5均需要列入监测项目，而二氧化碳是空气的成分，不属于空气污染物，不需要列入监测项目； 故选：A。 4．（24-25八年级上·上海·期中）物质在氧气中燃烧，现象描述正确的是 A．镁带：生成氧化镁 B．红磷：产生浓厚烟雾 C．木炭：产生耀眼白光 D．铁丝：火星四射 【答案】CD 【详解】A、镁带在氧气中燃烧，生成氧化镁是实验结论而不是实验现象，故选项说法错误； B、红磷在氧气中燃烧产生浓厚白烟，故选项说法错误； C、木炭在氧气中燃烧，发出耀眼的白光，故选项说法正确； D、铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体，故选项说法正确。 故选CD。 5.（24-25八年级下·上海金山·期中）以下属于化合反应的是 A．镁+氧气氧化镁 B．过氧化氢水+氧气 C．碳酸钙+盐酸→氯化钙+水+二氧化碳 D．水氢气+氧气 【答案】A 【详解】A、该反应符合“多变一”的特点，属于化合反应，故选项符合题意； B、该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应，故选项不符合题意； C、该反应是两种化合物相互交换成分生成另外两种化合物的反应，属于复分解反应，故选项不符合题意； D、该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应，故选项不符合题意； 故选：A。 6.（24-25八年级上·上海·期中）如图关于工业上“分离液态空气法”制氧气，说法中错误的是 A．此方法制氧气的原料来源广泛 B．该分离过程是化学变化 C．说明液氧比液氮沸点高 D．该液体物质是纯净的氧气 【答案】BD 【详解】A.该方法是利用分离液态空气获得氧气，空气来源广泛，此选项正确； B、该分离过程，只是利用液氮和液氧沸点的不同，将其分离，无新物质生成，属于物理变化，此选项错误； C、分离液态空气时，氮气先分离出来，说明液氧比液氮沸点高，此选项正确； D、该液体物质是由氧气、稀有气体等混合而成，属于混合物，此选项错误； 故选BD。 7.（24-25八年级上·上海金山·阶段练习）实验室常用氯酸钾与二氧化锰共热制取氧气，表示混合物中二氧化锰的质量随反应时间的变化图像（横坐标表示时间、纵坐标表示混合物中二氧化锰的质量）是 A． B． C． D． 【答案】A 【详解】二氧化锰作催化剂，反应前后质量不变。 故选A。 8.（24-25八年级上·上海金山·阶段练习）铂丝可以作为过氧化氢生成氧气的催化剂。可用下图装置来制备氧气，其中说法正确的是 （安全管为上下不封口的玻璃导管） A．此实验产生的气体可用澄清石灰水检验 B．若制备过程中气体产生过快来不及导出，则安全管内液面上升 C．此实验用铂丝代替MnO2作催化剂，反应后铂丝质量减小 D．此装置可通过铂丝的上下移动控制过氧化氢分解氧气的发生与停止 【答案】BD 【详解】A、过氧化氢分解生成氧气，氧气不能使澄清石灰水变浑浊，使石灰水变浑浊的是二氧化碳，故A说法错误； B、由图可知，制备过程中，如果体系内压强过大，过氧化氢溶液被压进安全管中，可观察到安全管中液面上升，集气瓶内液面下降，故B说法正确； C、催化剂能够改变化学反应的速率，反应前后的质量和化学性质不变，此实验用铂丝代替MnO2作催化剂，反应前后铂丝的质量不变，故C说法错误； D、由图可知，此装置中将铂丝抽离过氧化氢溶液，反应速率降低，甚至反应停止，再将铂丝伸入过氧化氢溶液，反应速率加快，因此此装置可通过铂丝的上下移动控制反应的发生与停止，故D说法正确。 故选BD。 9．（24-25八年级上·上海嘉定·期中）将燃着的蜡烛放入密闭容器中，同时用氧气传感器测得密闭容器中氧气含量变化如图所示，说法正确的是 A．蜡烛燃烧前密闭容器内的气体全部是氧气 B．蜡烛熄灭是因为容器内的氧气全部被消耗 C．蜡烛熄灭后容器内的气体并不全部是二氧化碳 D．蜡烛熄灭的原因是容器内氧气的体积分数小于一定值时，蜡烛无法燃烧 【答案】CD 【详解】A、由图可知，蜡烛燃烧前氧气的体积分数为21%，故密闭容器内的气体是空气，不符合题意； B、由图可知，蜡烛熄灭时，氧气的体积分数不是零，说明容器内的氧气没有全部被消耗，不符合题意； C、蜡烛燃烧前密闭容器内的气体是空气，蜡烛燃烧消耗氧气，生成二氧化碳，故蜡烛熄灭后容器内气体并不全部是二氧化碳，还含有氮气、氧气等，符合题意； D、由图可知，蜡烛熄灭时，氧气的体积分数不是零，说明蜡烛熄灭的原因是容器内氧气的体积分数小于一定值时，蜡烛无法燃烧，符合题意。 故选CD。 二、实验题 10．（24-25八年级上·上海崇明·期中）空气中氧气含量的测定如下图所示。 (1)实验原理：利用红磷在密闭集气瓶中燃烧，燃烧反应的文字表达式为 ，燃烧过程中消耗了 ，导致集气瓶内气压减小，因此，水会进入集气瓶内。通过进入瓶内水的体积来测量空气中所含氧气的体积。 (2)反应现象：红磷燃烧现象是 ；冷却后打开止水夹，水进入集气瓶中约为原集气瓶内空气体积的 。 (3)实验成功的关键主要有： ①装置气密性要 ，防止因装置漏气而影响测量结果； ②使用红磷要过量，目的是 ； ③待红磷火焰熄灭并冷却到室温后，才能打开弹簧夹，避免因热胀冷缩造成误差。 【答案】(1) 红磷+氧气五氧化二磷 氧气/O2 (2) 产生大量白烟，生成白色固体 五分之一/ (3) 好 充分消耗装置内的氧气 【详解】（1）红磷燃烧生成五氧化二磷，反应的文字表达式为：； 红磷燃烧消耗氧气，装置中的气体减少，压强减小，则冷却后打开弹簧夹，烧杯中的水进入集气瓶中，且进入的水的体积为消耗的氧气的体积，则可测出空气中氧气的含量。 （2）红磷燃烧，产生大量白烟，生成白色固体； 由于氧气约占空气体积的五分之一，则水进入集气瓶中约为原集气瓶内空气体积的五分之一。 （3）①该装置密闭要气密性良好，防止因装置漏气而影响测量结果； ②红磷过量，能将氧气完全消耗，从而使结果更准确。 11．（24-25八年级上·上海·期中）在实验中，观察和描述实验现象，并分析实验现象得出结论，是学习化学的重要方法。 (1)请写出图中仪器名称：A 。 (2)如图1所示，在铁丝燃烧的实验中，装有氧气的集气瓶底部放入少量水或细沙，目的是 ；可以观察到的现象是 。该反应的文字表达式 。 (3)小明同学点燃系在光亮螺旋状细铁丝底端的火柴后，立即插入盛满氧气的集气瓶中，细铁丝没有燃烧，原因是 。 (4)如图2所示，在硫粉燃烧的实验中气瓶底部放入少量水，目的是 。硫分别在空气、氧气中燃烧的不同现象，说明了燃烧反应的剧烈程度与 有关。 (5)如图3所示，在木炭燃烧的实验中，用坩埚钳夹取一小块木炭加热到发红后，伸进一瓶氧气中，观察到的发出白光、放热。进一步证明木炭与氧气的确发生了化学反应的方法是 。 【答案】(1)燃烧匙 (2) 防止高温生成物溅落炸裂瓶底 剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体 (3)火柴燃烧消耗了氧气，氧气浓度不够不能使铁丝燃烧 (4) 吸收二氧化硫，防止污染空气 氧气浓度 (5)向反应之后的集气瓶内倒入澄清石灰水，振荡，石灰水变浑浊，则说明发生了化学反应 【详解】（1）仪器A的名称是燃烧匙。 （2）在铁丝燃烧的实验中，装有氧气的集气瓶底部放入少量水或细沙，目的是防止高温生成物溅落炸裂瓶底；铁燃烧的实验现象为剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体；铁和氧气在点燃的条件下反应生成四氧化三铁，反应的文字表达式为。 （3）点燃系在光亮螺旋状细铁丝底端的火柴后，立即插入盛满氧气的集气瓶中，细铁丝没有燃烧，原因是火柴燃烧消耗了氧气，使集气瓶内氧气浓度不够不能使铁丝燃烧。 （4）硫燃烧生成二氧化硫，二氧化硫是有害气体，且二氧化硫易溶于水，所以在硫粉燃烧的实验中气瓶底部放入少量水，目的是吸收二氧化硫，防止污染空气。硫在空气中燃烧的现象是发出淡蓝色火焰，生成有刺激性气味的气体；在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰，生成有刺激性气味的气体，硫在氧气中燃烧的现象比在空气中燃烧的现象剧烈，说明了燃烧反应的剧烈程度与氧气浓度有关。 （5）证明反应是否发生可以通过观察反应现象，也可以通过验证生成物来证明，所以进一步证明木炭与氧气的确发生了化学反应，可以通过验证生成物二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，即向反应之后的集气瓶内倒入澄清石灰水，振荡，石灰水变浑浊，则说明发生了化学反应。 12．（24-25八年级上·上海·期中）同学们可以通过下列方式认识空气。 【组成角度】 为测定空气中氧气体积分数，设计如图实验。    (1)红磷燃烧的现象是 ，反应的符号表达式是 。 (2)冷却至室温后打开止水夹观察到水倒流入试剂瓶中，原因是 。 A．红磷减少 B．试剂瓶内压强变小 C．空气的压强增大 D．氧气减少了 【变化角度】 在一个标准大气压下，空气中部分组分的沸点如下： 组分 氮气 氧气 氩气 二氧化碳 沸点（℃） -195.8 -183.0 -185.7 -78.5 (3)将燃着的木条置于盛有液态空气的钢瓶口，首先观察到的现象是 。 (4)下列叙述正确的是 。 A．拉瓦锡通过实验测定得出，氧气占空气质量的五分之一 B．铁丝在空气中燃烧，火星四射，生成黑色固体 C．稀有气体用作多种用途的电光源，利用了它的物理性质 D．工业上分离液态空气制氧气，得到的氧气一定是纯净物 E．久置澄清石灰水的试剂瓶内壁有一层白膜，证明空气中有二氧化碳 (5)铁丝在氧气中燃烧的文字表达式是 。 【答案】(1) 发黄光、冒白烟、放热 P+O2P2O5 (2)BD (3)木条熄灭 (4)CE (5) 【详解】（1）红磷燃烧的现象是发黄光、冒白烟、放热，红磷和氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷，反应的符号表达式是； （2）实验中，当红磷熄灭，温度冷却到室温后，打开止水夹，观察到烧杯中的水会倒流入集气瓶中，其原因是：红磷燃烧消耗氧气，瓶中气体的量减少，气体压强减小，故选BD； （3）由题干的数据可知，氮气的沸点最低，因此氮气首先汽化，则将燃着的木条置于盛有液态空气的钢瓶口，观察到的现象是木条熄灭； （4）A、拉瓦锡通过实验测定得出，氧气占空气体积的五分之一，说法错误； B、铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成黑色固体，而铁丝在空气中不能燃烧，只能持续红热，说法错误； C、稀有气体通电时能发出不同颜色的光，可用作多种用途的电光源，利用了它的物理性质，说法正确； D、工业上分离液态空气制氧气，得到的液氧中还含有其他成分，因此属于混合物，说法错误； E、久置澄清石灰水的试剂瓶内壁有一层白膜，是因为是因为石灰水吸收空气中的二氧化碳生成不溶性的碳酸钙的缘故，说法正确； 故选CE； （5）铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，反应的文字表达式为。 三、填空与简答 13．（24-25八年级上·上海·期中）空气是一种宝贵的自然资源，要保护空气，防止空气污染。请回答： (1)在物质分类中空气属于 （填“纯净物”或“混合物”）。 (2)下列物质中属于空气污染物的有 （填字母序号）。 A．二氧化碳 B．可吸入颗粒物 C．一氧化碳 D．稀有气体 (3)请根据空气中常见气体填空：（填气体名称） ①食品包装时充入以防腐的气体是 ； ②夏天盛放雪糕的杯子外壁附有水珠，说明空气中含有 ； ③供给呼吸，医疗上急救病人的气体是 ； ④参与植物光合作用的气体 。 【答案】(1)混合物 (2)BC (3) 氮气 水蒸气/水 氧气 二氧化碳和水蒸气 【详解】（1）空气中各成分的体积分数分别是：氮气大约占78%、氧气大约占21%、稀有气体大约占0.94%、二氧化碳大约占0.03%、水蒸气和其它气体和杂质大约占0.03%；在物质分类中空气属于混合物； （2）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。下列物质中属于空气污染物的有可吸入颗粒物、一氧化碳，而二氧化碳和稀有气体属于空气的成分，不属于空气污染物，故选BC； （3）①氮气化学性质稳定，食品包装时充入氮气以防腐； ②水蒸气遇冷液化，夏天盛放雪糕的杯子外壁附有水珠，说明空气中含有水蒸气； ③氧气能供给呼吸，供给呼吸，医疗上急救病人的气体是氧气； ④光合作用，通常是指绿色植物（包括藻类）吸收光能，把二氧化碳和水合成富能有机物，同时释放氧气的过程。参与植物光合作用的气体是二氧化碳和水蒸气。 14．（24-25八年级下·上海浦东新·期中）氧循环系统也是空间站重要的组成部分，除了电解水可得到氧气外，空间站上的氧气还可以采取高压气体的形式储存在特种钢瓶中带上太空。 (1)我国空间站长期有航天员入住，空间站中“人造空气”的成分和含量非常接近我们身边的空气，其中含量最多的气体是 。空气中主要物质的用途利用的是其物理性质的是 。 A．氦气用于充霓虹灯         B．氮气用于填充灯泡 C．稀有气体用作保护气         D．氧气用于急救病人 (2)工业上分离液态空气获得氧气的模拟实验过程如下图所示，空试管浸入液氯一段时间后，试管内产生一定体积的液态空气。取出试管，液态空气沸腾，伸入燃着的木条，木条熄灭；1分钟后伸入带火星的木条，观察到木条复燃。下列有关说法错误的是 。 A．空气冷却变成液态空气，分子间隔变小 B．由现象可知氮气的沸点比氧气高 C．燃着的木条熄灭是因为氮气不可燃且不支持燃烧 D．后伸入带火星的木条复燃，体现了氧气的可燃性 (3)实验室可以用高锰酸钾制取氧气，该反应属于 反应（填基本反应类型）能用如图所示装置收集氧气的原因是 ，集气瓶中氧气收集满的标志是 。待氧气收集后，应先进行的操作是 （选填“熄灭酒精灯”或“将导管移出水槽”），这样操作的目的是 。 (4)在收集到的氧气中分别放入下列不同物质，有关实验现象的描述，正确的是 。 A．硫在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰，产生有刺激性气味的气体 B．细铁丝在空气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体 C．红磷在空气中燃烧产生大量白烟 D．镁在氧气中燃烧，发出耀眼的白光，生成氧化镁 (5)在跨学科实践活动中，某探究小组同学通过如图的自制“制氧机”利用过碳酸钠、水和二氧化锰制备。发生装置是 （填“M”或“N”）；M瓶中水的作用是 （写一条）。 【答案】(1) 氮气/N2 A (2)BD (3) 分解 氧气不易溶于水 瓶口有大气泡冒出 将导管移出水槽 防止冷凝水倒流，造成试管炸裂 (4)AC (5) N 湿润氧气、可通过产生气泡的快慢观察氧气的输出速率等（合理即可） 【详解】（1）由题意可知，空间站中“人造空气”的成分和含量非常接近我们身边的空气，空气的成分按体积计算，大约是：氮气占78%、氧气占21%、稀有气体占0.94%、二氧化碳占0.03%、其他气体占0.03%，空气中含量最多的气体是氮气，则空间站中“人造空气”中含量最多的气体是氮气； A、氦气用于充霓虹灯，是利用氦气通电会发出有色光，不需要通过化学变化就能表现出来，属于物理性质，故选项正确； B、氮气用于填充灯泡，是利用氮气的化学性质稳定，属于化学性质，故选项错误； C、稀有气体用作保护气，是利用稀有气体的化学性质稳定，属于化学性质，故选项错误； D、氧气用于急救病人，是利用氧气可以供给呼吸的性质，需要通过化学变化才能表现出来，属于化学性质，故选项错误； 故选：A； （2）A、空气冷却变成液态空气，由气态变为液态，分子间隙变小，A正确； B、液态空气主要成分是氮气和氧气，液态空气在常温下沸腾，沸点低的物质先蒸发成气体。取出试管，液态空气沸腾，伸入燃着的木条，木条熄灭，，是因为液氮的沸点低，先从液态空气中汽化出来，氮气不能燃烧且不支持燃烧，能使燃着的木条熄灭，故由现象可知氮气的沸点比氧气低，故氮气先蒸发出来，B错误； C、氮气先蒸发出来，由于氮气不可燃且不支持燃燃，所以燃着的木条熄灭，C正确； D、1min后伸入带火星的木条，观察到木条复燃，说明氧气开始蒸发，体现了氧气的助燃性，氧气不具有可燃性，D错误； 故选：BD； （3）实验室可以用高锰酸钾制取氧气，高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应是一种物质生成三种物质，符合“一变多”的特点，属于分解反应； 氧气不易溶于水，则能用如图所示装置（排水法）收集氧气； 待观察到瓶口有大气泡冒出时，说明集气瓶中氧气收集满； 待氧气收集后，应先进行的操作是将导管移出水槽，再熄灭酒精灯，这样操作的目的是防止冷凝水倒流，造成试管炸裂； （4）A、硫在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰，产生有刺激性气味的气体，故正确； B、细铁丝在空气中不能燃烧，细铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，故错误； C、红磷在空气中燃烧产生大量白烟，故正确； D、镁在氧气中燃烧，发出耀眼的白光，生成氧化镁是实验结论而不是实验现象，故错误； 故选：AC； （5）过碳酸钠、水和二氧化锰制备氧气，发生装置是N，将生成的氧气通入M瓶中，氧气不易溶于水，M瓶中水的作用是湿润氧气、可通过产生气泡的快慢观察氧气的输出速率等（合理即可）。 重难突破练（测试时间：10分钟） 1.下图表表示空气中各成分的含量，下列说法正确的是 A．纵坐标代表的是质量分数 B．X表示的气体为氧气 C．Y的化学性质很不活泼 D．稀有气体可做保护气 【答案】D 【详解】A、空气中各成分含量通常是按体积分数计算，不是质量分数，该选项错误； B、空气中氮气约占体积分数的 78%，氧气约占 21%，所以 X 表示的气体是氮气，不是氧气，该选项错误； C、X 是氮气，Y 是氧气，氧气化学性质比较活泼，能与许多物质发生反应，该选项错误； D、稀有气体化学性质很不活泼，不易与其他物质发生反应，可做保护气，该选项正确。 故选D。 2.空气是人类生产活动的重要资源。下列生活生产中用到的气体不是来自空气的是 A．炼钢过程用到的氧气 B．食品包装袋中用到的氮气 C．用于做清洁能源的氢气 D．用于飞艇的氦气 【答案】C 【详解】A、氧气是空气的主要成分之一，不符合题意，此选项错误； B、氮气是空气的主要成分，占空气体积的78%左右，不符合题意，此选项错误； C、工业上，氢气主要通过电解水或天然气重整等方法生产，不直接从空气获取，作为清洁能源，其来源与空气无关，符合题意，此选项正确； D、稀有气体是空气的成分之一，不符合题意，此选项错误。 故选C。 3.英国科学家波义耳和法国化学家拉瓦锡曾做过貌似相同的两个实验，实验如下图，关于这两个实验的说法正确的是 A．两个实验均可用于测定空气中氧气的含量 B．两个实验中，曲颈甑内汞的表面都有黑色物质生成 C．拉瓦锡的实验中，玻璃钟罩内汞的液面逐渐上升，达到一定高度后不再变化 D．两个实验中，汞的用量多少对实验没有影响 【答案】C 【详解】A、波义耳的实验装置不是密封体系，外界空气可以进入，不能用于测定空气中氧气的含量；拉瓦锡的实验装置是密封的，可以用于测定空气中氧气的含量，A选项错误； B、在加热条件下，汞和氧气反应生成的是红色的氧化汞，不是黑色物质，B选项错误； C、拉瓦锡的实验中，曲颈甑内的汞与氧气反应，消耗氧气使玻璃钟罩内压强减小，汞槽中的汞在大气压的作用下进入玻璃钟罩，当氧气被耗尽后，汞的液面就不再上升，C选项正确； D、若汞的用量不足，就不能将装置内的氧气完全消耗，会影响实验结果，D选项错误。 故选：C。 4.下列各组物质中，前者属于纯净物，后者属于混合物的是 A．蒸馏水、澄清石灰水 B．冰水混合物、四氧化三铁 C．洁净的空气、河水 D．生理盐水、氮气 【答案】A 【详解】A、蒸馏水中只含有水，属于纯净物；澄清石灰水中含氢氧化钙和水，属于混合物，该选项符合题意； B、冰是水的固态形式，冰水混合物中只含有水，四氧化三铁中只含一种物质，均属于纯净物，该选项不符合题意； C、洁净的空气中含有氮气和氧气等多种物质，河水中含有水、微生物、可溶性杂质等多种物质，均属于混合物，该选项不符合题意； D、生理盐水中含有氯化钠和水，属于混合物；氮气中只含一种物质，属于纯净物，该选项不符合题意。 故选A。 5．（24-25九年级上·湖北武汉·期中）某化学兴趣小组利用图1所示装置(夹持仪器略去)测定空气中氧气含量，烧瓶容积为500mL，烧瓶中预留40mL水；用激光笔点燃红磷，充分燃烧后，冷却至室温。打开止水夹，量筒内液面不再下降时，调整左右液面相平，量筒内减少了70mL的水。下列分析错误的是 A．打开止水夹，观察到水倒吸入烧瓶，形成“喷泉”现象 B．整个实验过程中，烧瓶内压强变化如图2所示 C．若增加烧瓶中预留的水体积，对测定结果无影响 D．测定氧气体积分数为 【答案】B 【详解】A、红磷燃烧消耗氧气，瓶内气压减小，在大气压的作用下，量筒中的水倒吸入烧瓶，形成“喷泉”现象，故A正确； B、红磷燃烧放热，压强增大，燃烧结束恢复到室温后，瓶内的气压应小于起始气压，因为红磷燃烧消耗氧气，使瓶内的气压减小，打开止水夹后，水进入瓶中，压强逐渐增大恢复到初始值，故B错误； C、实验的原理是利用瓶内外的压强差，与瓶内水的量无关，所以瓶内水的量对测定结果没有影响，故C正确； D、消耗的氧气体积为70mL，瓶内起始空气体积为（500-40）mL，所以体积分数为，故D正确； 故选B。 6.某同学用足量的蜡烛、红磷和白磷分别在相同体积与状态的空气中燃烧，用氧气探测器测定容器中剩余氧气与时间的关系如图。下列说法错误的是 A．三个实验效果最好的是白磷，因为它反应消耗的氧气更加彻底 B．若用这三种物质做实验，测得空气中氧气含量偏高 C．根据图像对比可知，三种物质中，白磷能在更低浓度的氧气中燃烧 D．该实验证明氧气的浓度较低时，红磷与白磷还能与之发生反应 【答案】B 【详解】A、由图可知，三个实验中白磷消耗氧气更加彻底，实验效果最好，故选项说法正确； B、若用这三种物质做实验，测得空气中氧气含量偏低，因为氧气不能完全反应，故选项说法错误； C、根据图像对比可知，白磷实验中剩余氧气最少，说明三种物质中，白磷能在更低浓度的氧气中燃烧，故选项说法正确； D、由红磷与白磷的燃烧曲线可知，当氧气含量低于10%时，红磷与白磷仍然能反应，故选项说法正确； 故选B。 7.（24-25九年级上·上海杨浦·期中）如图是实验室制取氧气的装置。相关分析正确的是 A．分液漏斗中装双氧水 B．活塞K可以控制反应开始与结束 C．反应结束，瓶中二氧化锰质量会减少 D．排入烧杯中水的体积大于产生氧气的体积 【答案】AD 【详解】A、该装置为固液常温型发生装置，适用于双氧水和二氧化锰制取氧气，则分液漏斗中装液体药品双氧水，故A正确； B、活塞K可以控制液体药品的滴加速度，从而控制反应速率，不能控制反应开始与结束，故B错误； C、瓶中二氧化锰是催化剂，反应结束，二氧化锰质量不会减少，故C错误； D、由于滴入双氧水的体积会排出气体，过氧化氢分解是放热的，则排入烧杯中水的体积大于产生氧气的体积，故D正确； 故选：AD。 8．（24-25九年级上·江西赣州·期中）下列四个图像分别表示对应的四种操作过程，其中错误的是 A．硫粉在足量的氧气中燃烧 B．用红磷测定空气中氧气的含量 C．用一定量过氧化氢溶液制氧气 D．向一定量过氧化氢溶液中加入少量二氧化锰 【答案】B 【详解】A、硫燃烧生成二氧化硫，固体质量逐渐减小，完全反应后减小到0，故选项图像正确； B、密闭容器中红磷燃烧放热，集气瓶内气压变大，冷却至室温时，由于集气瓶内氧气被消耗，气体压强变小，但是最终气压不是0，故选项图像不正确； C、过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气，随着反应进行，生成氧气的质量增加，过氧化氢完全反应后，氧气的质量保持不变，故选项图像正确； D、过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气，根据质量守恒定律，该过程中液体中的氢元素质量不变，故选项图像正确。 故选B。 9.空气是宝贵的自然资源。利用氢气(H2)和空气中分离出的氮气(N2)可以合成氨气(NH3)，下列是合成氨的工艺流程图： (1)工业上用分离液态空气的方法获得氮气。将空气液化后再气化，首先分离出 。根据下表中各物质的沸点，如要将产物NH3与N2、H2分离开来，温度最好应该控制在 ℃的范围之内。 物质 H2 N2 NH3 沸点/℃ -252 -195.8 -33.4 (2)这样制得的氧气是 (填“纯净物”或“混合物”)；食品包装中充氮气能防腐，原因是 。 (3)将氢气和氮气在高温、高压和催化剂的条件下合成氨(NH3)。反应的文字表达式为： 。 【答案】(1) 氮气/N2 -195.8～-33.4 (2) 混合物 氮气化学性质不活泼 (3)氢气+氮气氨气 【详解】（1）氮气沸点比氧气低，因此氮气先挥发出来；氨气的沸点最高，因此未达到氨气沸点温度下都可以将氮气与氢气挥发出，只剩下氨气，达到分离目的，同时温度要高于氮气与氢气中沸点较高的温度，所以温度范围为-195.8～-33.4℃，故填：氮气或N2；-195.8～-33.4； （2）分离液态空气得到的氧气中，还含有空气中其他气体成分，属于混合物；食品包装中充氮气能防腐，是因为氮气的化学性质不活泼，一般不与其它物质反应，故填：混合物；氮气化学性质不活泼； （3）氢气和氮气在高温、高压和催化剂的条件下合成氨(NH3)，反应的文字表达式为氢气+氮气氨气，故填：氢气+氮气氨气； 10.实验是科学探究的重要途径，下面是有关氧气性质的探究实验，已知气压值与气体的体积成正比。 (1)实验一：红热的木炭需要缓慢伸入盛有氧气的集气瓶中，原因是 。木炭在空气中燃烧和在氧气中燃烧现象不同，说明氧气浓度越 (填“高”或“低”)物质燃烧越剧烈。 (2)实验二：数字化实验是利用传感器和信息处理终端进行实验数据的采集与分析，相较于传统实验，可以对实验过程中的数据进行详细记录并图表化，更利于后期的数据分析。如图是利用数字化实验仪器测定空气中氧气含量的示意图及压强图，请你根据所学知识进行分析： ①t1时刻后的一段时间内瓶内气压迅速增大，其主要原因是 (只填一条)； ②根据t2时刻的气压值，可以计算得出氧气约占空气体积的 ； ③t3时刻气压上升约至原压强，对应的操作是 。 【答案】(1) 为了使木炭和氧气充分反应 高 (2) 红磷燃烧放热，气体受热膨胀 20% 打开弹簧夹 【详解】（1）为了使木炭和氧气充分反应，应将木炭由瓶口向下缓慢插入到集气瓶的中下部，若插入过快会使集气瓶中上部氧气没有与木炭反应就膨胀逸出；木炭在氧气中燃烧比在空气中剧烈，说明物质燃烧的剧烈程度，与氧气的浓度有关，氧气的浓度越高，物质燃烧越剧烈； （2）①红磷燃烧时会放出热量，t1时刻后的一段时间内瓶内气压迅速增大是因为，红磷燃烧放热，使气体受热膨胀，造成集气瓶内压强增大； ②磷与空气中氧气反应生成五氧化二磷固体，使容器内压强减小，根据图示可知，反应前装置内气压为100kpa，反应后装置内气压为80kpa，消耗的氧气气压减少了100kpa-80kpa=20kpa，装置内压强减小的比例就是消耗氧气的含量，根据t2时刻的气压值，可以计算得出氧气约占空气体积：； ③t3时刻气压上升约至原压强，对应的操作是打开弹簧夹，在大气压作用下，烧杯中水进入瓶中，气体体积变小，气压增大至原压强。 11.如图是实验室常见的制取气体的装置： (1)写出图中标有①的仪器名称： 。 (2)用高锰酸钾加热制取氧气时，选用的发生装置A，反应的文字(或符号)表达式 。 (3)实验室如果选用装置E收集氧气，收集气体的合适时机： 。 (4)在实验过程中发现水槽中的水变成了红色，推测可能的原因： 。 (5)实验室选用装置BF组合制取并收集氧气，加液体时液面高度至少应该在 (填“a”或“b”)处以上，原因是 ；O2应从F装置导管口 (选填“c”或“d”)端通入。 (6)甲烷难溶于水，且密度比空气小，实验室常用加热固体醋酸钠和固体碱石灰的混合物来制取甲烷，发生装置应用 (填序号，下同)，欲收集干燥的甲烷最好用 装置。 【答案】(1)长颈漏斗 (2)（或） (3)有连续均匀气泡冒出时 (4)棉花松散（或棉花团较少等，答案合理即可） (5) a 形成液封，防止气体从长颈漏斗逸出 c (6) A D 【详解】（1）根据仪器特征，仪器①为长颈漏斗。故填：长颈漏斗。 （2）加热高锰酸钾生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的文字表达式为：，符号表达式为：。故填：（或）。 （3）实验室如果选用装置E收集氧气，即排水法收集，收集气体的合适时机为有连续均匀气泡冒出时，因为开始冒出的气泡中含有装置中的空气。故填：有连续均匀气泡冒出时。 （4）在高锰酸钾制取氧气的实验中，试管口需塞一团棉花以防止加热时粉末状物质随气流进入导管，若未放置棉花或棉花松散或棉花团较少，粉末会沿导管进入水槽，溶于水后呈现红色，其他因素如加热过猛，气流速率大，也可能导致粉末穿过棉花进入水中，溶于水后呈现红色。装置图中确实放了棉花，故填：棉花松散（或棉花团较少等，答案合理即可）。 （5）实验室若用装置B制取氧气，加液体药品时液面高度至少应该在a处以上，这样可以形成液封，防止反应生成的气体从长颈漏斗下端逸出；氧气的密度比水小，不易溶于水，则氧气应从F装置导管口c端通入，将水从d排出；故填：a；形成液封，防止气体从长颈漏斗逸出；c。 （6）实验室常用加热固体醋酸钠和固体碱石灰的混合物来制取甲烷，根据反应物的状态和反应条件，该反应适用于固体加热型发生装置，则发生装置选A；甲烷难溶于水，且密度比空气小，可采用排水法或者向下排空气法进行收集，其中向下排空气法收集的气体较为干燥，则收集装置选D。故填：A；D。 12.某兴趣小组以“铁丝在氧气中燃烧”为题展开了项目式探究。 (1)铁丝在氧气中燃烧时，铁丝盘成螺旋状目的是 ，铁燃烧的文字表达式为 ，写出该反应的基本反应类型 。 探究铁丝燃烧时瓶内氧气的变化关系 小明同学用数据采集器收集到集气瓶内氧气含量的变化关系，如图所示。 (2)以上实验数据表明，当铁丝在集气瓶中燃烧到20s时就停止燃烧了。根据图中数据解释铁丝在空气中不能燃烧的原因是 。 【任务三】探究铁丝燃烧为什么会“火星四射” 【查阅资料】生活中常见的铁都不是纯净的铁，都含有一定量的碳。 小青将直径都为0.38 mm的纯铁丝和不同含碳量的铁丝放入氧气中燃烧，实验记录如表 铁丝种类 产生“火星”的现象 纯铁丝 无火星 含碳0.05%的铁丝 极少火星 含碳0.2%的铁丝 少量火星 含碳0.6%的铁丝 大量火星 (3)若要使实验现象更明显，则选用 (填铁丝种类)。 【答案】(1) 增大铁丝的受热面积 化合反应 (2)空气中氧气含量低于铁丝燃烧所需含量 (3)含碳0.6%的铁丝 【详解】（1）将铁丝盘成螺旋状，能增大铁丝的受热面积，利于集中加热； 铁燃烧是铁与氧气在点燃的条件下反应生成四氧化三铁，文字表达式为：； 该反应符合多变一，属于化合反应； （2）铁丝燃烧需要一定含的氧气，当氧气含量低于一定量时就不能燃烧，所以铁丝在空气中不能燃烧的原因是空气中氧气含量低于铁丝燃烧所需含量； （3）由图可知，含碳0.6%的铁丝在氧气中燃烧产生大量的火星，现象更明显，因此若要使实验现象更明显，则选用含碳0.6%的铁丝。 13.（2025·四川成都·中考真题）用废旧玻璃瓶与硬质玻璃管等用品设计如图装置，完成氧气的制取与性质实验。 (1)仪器b的名称是 。 (2)检查装置气密性的方法是 。 (3)打开弹簧夹、，关闭，用注射器向盛有二氧化锰的A中注入过氧化氢溶液，反应的化学方程式为 。 (4)检验B中氧气已集满的方法是 。 (5)向C中加入澄清石灰水，将D中红热的木炭移入B中，塞紧胶塞，打开，观察到的现象：B中木炭燃烧发出白光，C中 。对比木炭移入B前后的现象，可得出的结论是 。 (6)对该装置评价不合理的是 （填序号）。 a.废旧物品再利用         b.可完成的制取和检验 c.可控制反应速率         d.可随时控制反应发生和停止 【答案】(1)铁架台 (2)连接仪器装置，关闭、，打开，向上拉动注射器活塞，松手后活塞回到原位置，则装置气密性良好（合理即可） (3) (4)将带火星的木条放在a导管口，木条复燃，证明氧气已收集满 (5) 导管口有气泡冒出，澄清石灰水变浑浊 氧气浓度越大，燃烧越剧烈 (6)d 【详解】（1）仪器b是铁架台； （2）装置气密性检查的核心原理是利用装置内外的压强差。则操作是：连接仪器装置，关闭、，打开，向上拉动注射器活塞，松手后活塞回到原位置，则装置气密性良好； （3）过氧化氢在二氧化锰催化下分解产生水和氧气，方程式是：； （4）氧气有助燃性，则验满B中氧气：将带火星的木条放在a导管口，木条复燃，证明氧气已收集满。 （5）B中，木炭燃烧生成CO2，同时放出热量，导致压强增大，将气体压入C中，C中现象：导管口有气泡冒出，澄清石灰水变浑浊（二氧化碳和石灰水反应产生碳酸钙沉淀和水）；木炭移入B前：木炭在空气中燃烧发红光，移入B后：木炭进入盛有氧气的B中，剧烈燃烧，发出白光，结论：氧气浓度影响燃烧剧烈程度（或氧气能支持燃烧 ）。 （6）a、废旧物品再利用；a合理； b、该装置中，A可作为反应发生装置（类似固液不加热型 ），若在A中加入大理石（或石灰石 ）、注射器注入稀盐酸，能发生反应产生CO2，装置中C可盛放澄清石灰水，若A中制取的CO2通入C，观察到石灰水变浑浊，即可完成检验；b合理； c、注射器可控制液体滴加速度，能控制反应速率，c合理； d、通过注射器，可控制反应的速率，不能控制反应的发生和停止，d不合理。 选d。 14.小林探究H2O2分解生成氧气速率的影响因素，借助如图1所示实验装置(夹持装置略去)，进行了三次实验，三次实验的部分设计如表所示： 实验1 实验2 实验3 MnO2的质量/克 0.5 0.5 0.5 5%的H2O2的体积/毫升 40 40 40 水浴温度/℃ 20 40 60 产生50mL氧气的时间 20s 13s 10s (1)此实验探究 。 (2)继续实验，发现过氧化氢浓度对该反应速率有影响。进行探究过氧化氢浓度对该反应速率的影响实验时，需要控制相同的因素是______(填标号)。 A．催化剂的种类 B．催化剂的质量 C．水浴温度 D．过氧化氢溶液的浓度 (3)在三次实验中，通过定量测定 来比较H2O2分解反应速率的大小。 (4)请写出图1实验中发生反应的文字表达式 。 (5)实验结束后若要证明MnO2是催化剂，还必须证明它在反应前后 和 不变。 (6)小金通过实验发现，不同的金属氧化物对过氧化氢分解速率的影响。他在等体积的三个锥形瓶中加入40mL5%的H2O2溶液，分别加入MnO2、Fe2O3、CuO根据实验数据绘制了氧气体积和时间变化的曲线图(图2)。观察该图回答问题： 催化效果最好的是 ，不论使用哪种催化剂，最终获得的氧气的量相同，原因是 。 【答案】(1)温度对反应速率的影响 (2)ABC (3)产生50mL氧气需要的时间 (4)过氧化氢水+氧气 (5) 质量 化学性质 (6) 二氧化锰/ 催化剂能够改变反应速率，不能改变生成物的量 【详解】此实验探究温度对反应速率的影响，是因为除去温度不同外，其它条件相同。故答案为：温度对反应速率的影响。 继续实验，发现过氧化氢浓度对该反应速率有影响。进行探究过氧化氢浓度对该反应速率的影响实验时，需要控制相同的因素是催化剂的种类、催化剂的质量、水浴温度。故答案为：ABC。 在三次实验中，通过定量测定产生50mL氧气需要的时间来比较分解反应速率的大小。故答案为：产生50mL氧气需要的时间。 图1实验中，过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气，发生反应的文字表达式是过氧化氢水+氧气。 实验结束后若要证明是催化剂，还必须证明它在反应前后质量和化学性质不变。 催化效果最好的是二氧化锰，不论使用哪种催化剂，最终获得的氧气的量相同，原因是催化剂能够改变反应速率，不能改变生成物的量。 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $