专题4 氧循环-2026年中考化学专题复习与模拟预测卷

专题4 氧循环 专题4氧循环 【学习要求】 核心知识 思路与方法 科学态度 空气、水：了解空气、水的组成 1.从存在、组成、变化和用途等视角 氧气、常见含氧化合物 认识含氧物质，知道结构决定性质，性 1.通过实验说明氧气及常见含氧化合物的主要 质决定用途。 1.合理使用 性质和相互转化，并能用化学方程式表示。 2.通过观察、实验、分类的方法分析、 化学品。 2.举例说明氧气的性质和用途的关系，分析、解 预测、归纳含氧物质的性质和变化。 2.保护和节 释常见现象和事实。 3.归纳实验室制取气体的一般思路 约空气、水等 3.设计简单实验，制备并检验氧气。 和方法。 自然资源。 4.认识自然界中氧气和二氧化碳的相互转化对 4.能依据化学反应过程中元素种类 维持人类生活和生态平衡具有重要的意义。 不变的规律，推断物质的元素组成。 【学习要点】 L.含氧物质的分类及转化 大气圈： 水蒸气等 存在 水圈： 二氧化碳、氧气等 岩石圈：二氧化硅、氧化铝 例：常见含氧单质有 两者化学性质不同的原因是 含氧 例：工业上通过 例：煤的燃烧将 单质 物理制氧 能转化为 的方法获得氧气 转化 能同时燃烧耗氧 消耗大量氧 平衡 例：绿色植物通 耗 生物制氧过 耗二氧化碳获 例钢铁制品在 得氧气 和 缓慢氧化耗氧 含氧 例：实验室常以 共同作用下锈蚀 化合物 化学制氧 为原料制取氧气 例：常见含氧化合物有 等。 决定 性质 反映 用途 应用 例：氧气有 航天：用液氧和煤油做火箭推进剂 氧气有 性 工业：在金属表面涂油以防锈 2.自然资源的形成与氧循环 光合作用的发生不仅将 能转化为 能储藏起来，还将二氧化碳、水等 无机物转化为有机物，为生命的诞生提供了条件。 29 专题4 氧循环 大气氧含量 4 石炭纪 巨虫时代 潞 12.5% 0.0002% 蓝藻 板块俯冲 寒武纪 沙赫人 光合作用 (有机碳、黄铁矿埋藏) 生命大爆发 诞生 ·年代 46亿年前 34亿年前 21亿年前 8亿年前 2.6亿7百万 年前年前 原始海洋中的亚铁离子在光合作用产生的氧气的作用下，转化为不溶性的铁氧化物沉淀 下来，最终形成了条带状铁矿。请根据所学知识完成下列化学方程式： 4FeSO+ +O2-2Fe2(SO4)3+2H2O; 4Fe(OH)2+ +O2 4Fe(OH)3 峰光合作用产氧 浅水碳酸盐 GIF 不溶性铁氧化物 BIF Fe2 可以说，氧元素是构成自然界最重要的元素之一，空气、森林、矿石等自然资源的形成都与 氧的转化有关。 03 …莫氧层 紫外线」 紫外线 40习 … 气 CO. ④ 光合 Co 作用 ② 呼吸、 火山 外 燃烧等 溶 外 溶 逸解 逸 解 、 H.CO, 生物圈 水 CO 圈 海水 石灰石 铁矿石 岩石圈 CaCO, Fe;O 6 30 专题4 氧循环 (1)反应①的化学方程式为 反应⑥的化学方程式为 其基本反应类型为 反应。含碳矿物的大量开采使用、含碳燃料的燃烧都会引起 空气中二氧化碳的含量升高，导致 的加剧。 (2)反应③的化学方程式为 结合反应③，空气中CO2含量增加还可能导致 (3)②中氧气的溶解能力受到 和 等外界条件的影响。随着全球气候变 暖，海洋的溶氧能力 (填“增强”或“减弱”)。 3.“生氧”的基本方法 下图是同学们已经学过的多种制氧方法，结合制氧原理回答相关问题。 方法 原理 用途 膜分离技术制氧（利用氨分子和氧分子通过特定薄膜时渗透速率不同进 物理制氧 行分离) (以空气为原料) 分肉液态效气钢氧空气慧器浪态空气些阅气 工业制氧 态氧 分子筛制氧（利用分子筛材料对氦分子和氧分子吸附能力不同进行分离） 热解高锰酸钾制氧：2KMnO,△K2MnO,十MnO2+O2个 实验室制氧 过氧化物制氧：2H,0,M02H,0+0,+ 缺氧环境下 化学制氧 的急救制氧 (以含氧化 热解氯酸盐制氧：2 NaCIO,△2NaC1十3O2N 空间站制氧 合物为原料) 电解水制氧：2H,0通电2H2◆十0，个 空间站制氧 绿色植物（或光合细菌光合作用制氧：6C0十H0花家CH。0,十60， 生物制氧 (1)物理制氧过程中分子种类 (填“变”或“不变”)，结合分离液态空气法制氧原 理，预测氮气的沸点 (填“低于”或“高于”)氧气的沸点。 (2)过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)俗称固体过氧化氢，在常温下即可很快溶于水并离解 成碳酸钠和过氧化氢，游离的过氧化氢在碱性条件下进一步分解成水并释放出氧气，从而起到 氧化、漂白、杀菌作用。想一想，鱼塘日常管理中向水里加入过碳酸钠有哪些作用？ (3)制氧机的发展历史悠久，早期人们使用氧气瓶为患者提供氧气，以满足其呼吸需求。 然而，氧气瓶体积庞大，不便携带，且存在一定的安全隐患。随着科技进步，制氧机开始朝着便 携化、智能化、个性化方向发展。要完成制作简易制氧机的任务，同学们可以结合所学知识和 专题4氧循环 方法，从以下角度思考如何设计简易制氧机。 寻找制氧剂 设计装置 评价产品 工业 实验室 特殊环：反应物：反应的：氧气的：氧气的 制氧装置 材料！ 使用 制氧 制氧 境制氧 的状态 条件溶解性 密度效果 外观 成本 便捷 4.耗氧问题 常见的耗氧反应主要有 等。 思考：自然界中氧平衡的形成、破坏与耗氧、产氧的变化有什么关系？我们可以通过哪些 方法维护自然界中的氧平衡？ 【学习领航】 问题1：如何控制和利用氧化反应？ 例1(2023·无锡)“化学链燃烧”是指燃料不直接与空气接触，而是以载氧体在两个反应器 之间的循环来实现燃料较低温度下燃烧的过程。某“化学链燃烧”的过程如图所示： CO,、H,O Cu,O C0,捕集器 空气反应器 燃料反应器 空气 Cuo CH 载氧体循环传送器 下列叙述不正确的是 () A.空气反应器中发生的反应为：2Cu20十02△4Cu0 B.X中氮气的含量比空气中高 C.与直接燃烧相比，“化学链燃烧”有利于二氧化碳的捕集 D.等质量的甲烷直接燃烧比“化学链燃烧”消耗氧气多 考点追踪： 通过实验说明氧气及常见含氧化合物的主要性质和相互转化，并能用化学方程式表示。 能依据质量守恒定律，用化学方程式表征简单的化学反应。结合真实情境中物质的转化进行 简单计算。能结合简单的实例说明反应条件对物质变化的影响，初步形成条件控制的意识。 本题以“化学链燃烧”为情境，空气反应器中Cu2O和氧气反应生成氧化铜，氧气被消耗， 由此推测X中氨气的含量比空气中高。与直接燃烧相比，“化学链燃烧”产生的气体生成物只 有二氧化碳和水蒸气，水蒸气冷却后变为液态水，有利于二氧化碳的捕集。依据质量守恒定律 可知，消耗等质量甲烷，生成的二氧化碳和水的质量不变，参加反应的氧气的质量也不变，则等 质量的甲烷直接燃烧和“化学链燃烧”消耗的氧气一样多。 32 专题4 氧循环 问题2：如何解决特定条件下的制氧问题？ 例2(2023·苏州)在实验室和生活中选择合适的药品和装置可以制取氧气。 I.实验室用下图1所示装置制取并收集氧气。 收集装置 图1 图2 (1)用MnO2作催化剂，KClO3加热分解得到O2和KCl。该反应的化学方程式为 (2)装置中仪器X的名称为 收集干燥氧气应选取的收集装置为 (填 字母)。 (3)搭建如图2所示装置时，需要调整试管的倾斜角度，可松开 (填“K”“K2”或 “K3”)处的螺丝，待调整后再拧紧。 (4)实验结束时，下列两步操作中先进行的是 (填序号)。 a.移走并熄灭仪器X b.断开试管与洗气瓶之间的连接 Ⅱ.某家用制氧机利用过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)和二氧化锰同时加入水中制取氧气。 已知：①过碳酸钠易溶于水，遇水分解为Na2CO3和H2O2;②H2O2可以将KI转化为I2。 (5)制氧机制氧说明（部分）见下表，其中A、B剂的成分是过碳酸钠或二氧化锰。 A剂 B剂 平均供氧量（毫升/分钟） 供氧时间（分钟） 配方一 1袋 1袋 ≥320 ≥15 配方二 2袋 1袋 ≥500 ≥25 配方三 3袋 2袋 ≥1000 >15 ①A剂的成分是 ②若突发缺氧性疾病，在呼叫救护的同时进行吸氧，应选择的最佳配方是 (6)按配方一在水中反应6小时后，无明显气泡产生。取反应后混合物进行下列实验： ①将反应后混合物过滤，得到滤液和黑色滤渣。滤渣的成分为 ②取少量滤液，向其中滴加足量盐酸有大量气体产生。该反应的化学方程式为 ③另取少量滤液，滴加KI溶液，再滴加 溶液，溶液变为蓝色，证明滤液中仍含 有H202。 专题4氧循环 考点追踪： 通过实验说明氧气及常见含氧化合物的主要性质和相互转化，并能用化学方程式表示。 设计简单实验，制备并收集氧气，能结合简单的实例说明反应条件对物质变化的影响，初步形 成条件控制的意识。 试题精析： 本题是从含氧物质及其转化的视角初步分析、解决了与氧气的制取、收集和应用相关的真 实情境问题。结合图像内容分析，K1可以调节高度，K2调节试管角度，K可调节松紧程度。 实验结束时，因试管内气体冷却收缩，需先断开试管洗气瓶之间的连接以防止倒吸。过碳酸钠 溶于水分解产生的H2O2在MnO2的催化作用下生成O2,剩余液中的Na2CO3与稀盐酸反应 生成CO2。结合题目信息“H2O2可将KI转化为I2”推测，可通过滴加淀粉溶液检验L2以确定 是否仍含有H2O2。 解题逻辑： 符号 信息提取和加工 制氧原理 表征 科学 证据 探究 推理 特定需求 制氧装置 现象 解释 问题3：自然界中的氧含量变化与哪些因素有关？ 例3（2023·苏州高新区一模)氧是构成自然界的重要元素之一，氧气的含量变化影响了地 球的宜居程度。 I.大气中的氧 40亿年前，大气以N2和C02为主，几乎不含O2。约34亿年前，蓝藻等微生物诞生并产 生氧气，同时H2S、CH4和亚铁盐等耗氧物质的存在，导致很长时间内大气中的氧气含量都维 持在极低的浓度。此后，大气中O2含量波动性上升，约700万年前达到并稳定在适合人类生 存的21%。 (1)蓝藻等微生物产生O2的途径是 (2)在H2SO4等酸性物质存在时，海洋中的FeSO4会消耗O2生成Fe2(SO4)3,化学方程 式为 (3)大气中O2含量上升的原因可能是 A.蓝藻等产氧生物数量增多 B.地壳运动导致动植物尸体未经氧化大量被埋藏 C.海洋中亚铁离子基本完成氧化并转化为铁矿沉积下来 专题4 氧循环 Ⅱ.人体中的氧 肺泡与血液间进行气体交换时，气体从分压高处向分压低处扩散。吸气时，空气进入肺 泡，其中的O2扩散进入毛细血管内，与血红蛋白(Hb)结合后，以氧合血红蛋白(HbO2)的形 式输送到人体的各个组织。在组织细胞内O2转化为CO2,生成的CO2经过一系列变化后进 人血浆输送到肺毛细血管。呼气时，CO2扩散进入肺泡并排出体外。图1为肺换气示意图， 图2是气体在血液中运输时细胞内的物质转化示意图。 血浆 HCO, C02 CO, 肺 >-H,C0, 静脉血 动脉血 H,O 织 0,(40)C0,(46) <C0, 0,(100)C0,(40) 胞 H ，HbH 胞 毛细血管 HbO. 02 肺泡、血液中O,和CO,的分压 (单位：mmHg) 图1 图2 (4)以下可能是肺泡中O2和CO2的分压数值的是 A.O2(102)C02(40) B.O2(90)C02(40) C.02(102)C02(50) (5)组织细胞内，氧气与葡萄糖(C6H2Os)在酶的作用下被转化为H2O和CO2并释放 能量，该反应的化学方程式为 。产生的C02主要 以 (填微粒符号)形式进人血浆，并被运输至肺部排出；若代谢产生的CO2不能被 及时排出，血液的pH会 (填“上升”“下降”或“不变”)。 Ⅲ.水体中的氧 溶解在水中的氧气称为溶解氧，溶解氧含量是衡量水体自净能力的一个重要指标。 (6)为研究水中溶解氧含量的影响因素，某小组将1L水均分为四份，控制其他条件相 同，开展了对比实验，4小时后测得的水温及溶解氧含量如下： 组别 实验用品 实验条件 水温/℃ 溶解氧含量/mg·L1 ① 250mL水、6棵水草 光照 31.9 8.24 ② 250mL水 光照 31.9 6.17 ③ 250mL水、6棵水草 避光 30.8 1.15 ④ 250mL水 避光 30.8 6.36 对比实验 (填序号)，可探究温度对溶解氧含量的影响。结合实验数据分析，由 ①、②组对比可得出的结论是 。 ③中溶解氧含量远低于 ④，原因是 35 专题4 氧循环 考点追踪 认识氧气及常见含氧化合物的主要性质和相互转化，并能用化学方程式表示。认识自然 界中氧气和二氧化碳的相互转化对维持人类生活和生态平衡具有重要的意义。学习控制变量 和对比实验的实验设计方法，并基于实验事实得出结论。 试题精析： 本题需要在学科融合背景下综合运用化学及生物的知识分析空气、人体和水体中的氧气 含量变化及影响因素。本题注重对信息获取与加工能力的考查，需要从文字、图像和表格中获 取有效信息，基于信息分析推理并以规范的语言、符号表述结论。依据质量守恒定律分析， FeSO转化为Fe2(SO4)3的同时生成水。蓝藻产氧，动物腐烂及亚铁盐等物质耗氧，大气中 O2含量上升说明产氧速率大于耗氧速率。基于对比实验的表格信息分析，光照、水温和绿色 植物等因素均会影响溶解氧含量。探究温度对溶解氧的影响需要以②和④作对比，避免绿色 植物的千扰。此外，对比实验需要控制变量，结论表述中应以规范的语言表述。 解题逻辑： 符号 信息提取和加工 化学反应 表征 原理分析 微观 结论 证据推理 变化 归纳 影响反应速 实验探究 率的因素 条件 现象 控制 解释 【学习实践】 1,有关空气组成的研究与发现对化学的发展做出了重要贡献。 I,拉瓦锡的研究：用加热汞的方法测定空气中氧气的含量 HgO 空气 如图1所示，拉瓦锡把少量的汞放在密闭的玻璃容器中连续 Hg 加热12天后，发现有一部分银白色的液态汞变成红色粉末， 容器内空气体积减小了约五分之一。收集汞表面生成的红 Hg 色粉末（氧化汞），置于另一容器内强热得到了汞和氧气，且 图1 氧气的体积恰好等于原来密闭容器里所减少的空气体积。 (1)上述实验中，使用汞的优点有 A.汞为液态，在加热的条件下只与氧气反应且生成物为固体 B.时间足够长，能将密闭装置中的氧气几乎耗尽 C.实验过程中没有污染 D.生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气 (2)继拉瓦锡研究后，英国科学家瑞利经多次实验发现：从空气分离得到的氮气密度总是 略大于纯净氮气密度。造成这一差异主要与空气中的 相关。 专题4氧循环 Ⅱ.兴趣小组A的实验：用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量（如图2所示） (3)用酒精灯点燃燃烧匙中过量的红磷，观察到的现象有 并放出大量的热。写出该反应的化学方程式： 0 (4)该兴趣小组同学经多次实验发现：当反应停止并恢复至室温，用氧气浓度传感器测得 广口瓶内始终有8%左右的氧气残留。请分析红磷燃烧无法耗尽氧气的原因是 (已排除操作原因引起的实验误差)。 浸润NaCI溶液的 滤纸（内壁附有过 量铁粉、炭粉) 红磷 水 水 ---- 图2 图3 Ⅲ.兴趣小组B的实验：用铁生锈原理测定空气中氧气含量（如图3所示） 测得实验数据如下表： 测量项目 实验前烧杯中水的体积 实验后烧杯中剩余水的体积 集气瓶（扣除内容物）和导管的容积 体积/ml 80.0 49.0 150.0 (5)根据表中数据，计算实验测得的空气中氧气的体积分数是 (计算结果精确到 0.1%)。 (6)该实验中NaCl溶液的作用是 2.空气质量意味着生活质量。 (1)下表为某同学测量的呼吸前后气体组成的实验数据（通常状况）。 物质 吸人空气（体积分数/%） 呼出气体（体积分数/%） 氮气 78 75 氧气 21 16 二氧化碳 0.03 4 水蒸气 b ①氮气的化学性质比较 (填“稳定”或“活泼”)，在呼吸前后没有发生变化，实 验中呼出气体的总体积 吸入空气的总体积（填“>”“=”或“<”）。 ②呼吸时消耗O2产生C02,该过程 能量（填“吸收”或“释放”）。呼吸前后气 体中水蒸气含量变化较大，实验中其体积分数b a(填“>”“=”或“<”)。 (2)汽车多以汽油为燃料，辛烷(C8H8)是汽油中的一种成分。 ①每114gC8H18完全燃烧，需要消耗400gO2,生成mgC02和162gH2O,则m= 37 专题4 氧循环 g。 ②与完全燃烧相比，等质量的C8H18不完全燃烧时会产生CO,消耗O2的质量 (填“偏大”“相等”或“偏小”)，除污染环境外，燃料不完全燃烧还会产生的问题是 (写出一种)。 (3)“远在高空是地球卫士，近在身边是健康杀手。”臭氧(O3)对环境的作用需辩证地认识。 ①高空中臭氧层能吸收紫外线，有学者认为，制冷剂氟利昂进入高空大气后会产生氯 原子(C1·),引发以下反应：C1·十O3=Cl0·十O2I 2Cl0·—2C1·+O2Ⅱ C·加快了上述转化过程总反应的速率，但自身的质量和化学性质在总反应前后没有 发生变化，其作用是 ,该转化过程总反应的化学方程式为 ②地面附近的臭氧是一种空气污染物，臭氧属于 (填“单质”或“化合物”)，O3 可表示一个 (填“原子”“分子”或“离子”)。 (4)有人提出：你吸入的空气中的某个氧原子可能来自若干年前恐龙的身体。该说法表达 的观点是 (填字母)。 A.分子聚集形成物质，分子在不停地运动 B.在化学变化中原子既不会产生，也不会消失 C.原子内部结构复杂，原子不是构成物质的最小微粒 3.(2024·苏州阳光测评)生活中选择合适的药品和装置可以制取氧气。 (1)过碳酸钠制氧。某款家用制氧机利用两种化学药剂[过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)和 二氧化锰]同时加入水中制取氧气，装置如图1所示。 密封盖 02 水 86 -°.-0 060 “斗药剂 加湿过滤仓 隔板反应仓 图1 ①制氧机工作时发生了两步反应，写出第二步反应的化学方程式。 第一步：2Na2CO3·3H2O2—2Na2C03+3H2O2;第二步： ②图中“加湿过滤仓”的原理与下列 (填字母)装置类似。 38(3)MgCO3+2HCI-MgCl2+H2O+CO2 专题4氧循环 【学习要点】 大气圈：氧气、二氧化碳、水蒸气等 存在 水圈：水、二氧化碳、氧气等 岩石圈：二氧化硅、氧化铝、氧化铁、碳酸钙等 例：常见含氧单质有O, 02 两者化学性质不同的原因是分子种类不同。 含氧 例：工业上通过 例：煤的燃烧将 单质 物理制氧 分离液态空气 化学能转化为 燃烧耗氧 的方法获得氧气 转化 光、热能同时 消耗大量氧气 平衡 例：绿色植物通 1. 氧 生物制氧 过光合作用 消耗二氧化碳获 例：钢铁制品在 得氧气 水和氧气 缓慢氧化耗氧 含氧 例：实验室常以 共同作用下锈蚀 化学制氧 双氧水 化合物 为原料制取氧气 例：常见含氧化合物有H,O CO,等 决定 性质 反映 用途 应用 例：氧气有助燃性 航天：用液氧和煤油做火箭推进剂 氧气有氧化性 工业：在金属表面涂油以防锈 … 2.太阳化学 2H2SO 2H2O q)2C0+0,点燃2C0,CaC0,高温Ca0+C0,↑分解温室效应 (2)CO2+H2O—H2CO3海洋酸化 (3)温度压强减弱 3.(1)不变低于(2)提高水中溶解氧含量，改善水质；离解出的碳酸钠呈碱性，抑制病菌 繁殖。 4.燃烧金属锈蚀（合理均可） 产氧量与耗氧量相当时，氧平衡形成；耗氧量大于产氧量时，氧平衡被破坏。可以通过植树 造林（增加光合作用产氧）、能源结构改革（减少化石燃料的燃烧耗氧）等维护自然界的氧 平衡。 【学习领航】 例1D 例2①2KCO。2KC+3O,↑2)酒精灯C(3)K,(b⑤)①过碳酸 (2Na2CO3·3H2O2)②配方三(6)①二氧化锰(MnO2)②Na2CO3十2HCl 6 2NaCl+CO2个+H2O③淀粉 例3(1)光合作用(2)4FSO4+2H2SO4+O2一2Fe2(SO4)3+2H2O(3)ABC (4)A(5)60,十C,H,0,酶6C02十6H,0HC0,下降 (6)②④光照条件下，（一定数量的）水草通过光合作用产生氧气，提高水中的溶解氧 含量避光条件下，水草通过呼吸作用消耗大量氧气 【学习实践】 1,(1)ABD(2)稀有气体(3)产生大量白烟4P+50,点燃2P,0,(4)当广口瓶中的 氧气浓度过低后就不能支持红磷持续燃烧(5)20.7%(6)加快铁生锈消耗氧气的速率 2.(1)①稳定>②释放>(2)①352②偏小会产生一氧化碳会使人中毒 (3)①催化剂 20,d302②单质分子(4)B 3.(1)①2H,0,M02H,0+0。↑②B(2)①小于②将燃着木条伸入集气瓶中，木条 燃烧更旺(3)①45.1%②铁粉燃烧消耗O2③铁粉燃烧的生成物催化了NaClO3的 分解 4.(1)2KMnO4△K2MnO4+MnO2+O2个成本低(2)①液氮沸点低，刚开始汽化的气 体是氮气，氮气不支持木条燃烧②氧气(3)>(4)呼吸作用(5)2H,0通电 2H2个+O2个(6)abc 专题5金属元素的循环及应用 【学习要点】 1.①置换②盐③氢气④Zn+2HCl—ZnC2+H2◆⑤Cu+2AgNO3 Cu(NO,)2十2Ag⑥3Fe十20，点槛Fe,04⑦4A1+3O,一2Al,0,⑧2A1+2NaOH+ 2H,0—2 NaAlO.2+3H2↑⑨化学⑩热①电子（或e)@Fe,O,+2A1高温2Fe十 Al,0,⑧2Hg0△2Hg十O,◆@MgCl,通电Mg十Cl,+ 2.(1)氧化(2)4FeS2十15O2+(2n+8)H2O-2Fe2O3·nH2O+8H2S04(3)温度越 低，CO2在水中的溶解度越大，反应物浓度越高，反应速率越快 3.控制成本：将纯净的氧化铁、一氧化碳改为更便宜的铁矿石、焦炭； 连续生产：改变装置方向，实现连续投料、连续生产； 温度要求：实验室模拟炼铁只要利用酒精喷灯达到反应最低温度要求，工业炼铁时要提供 更高的炉温，使产品呈液态，利用密度区别自动除渣； 产品纯度：实验室制得的是纯铁，工业上得到的是硬度更大的生铁。