第15讲 空气-2026年浙江省中考科学一轮复习讲练

第15讲 空气 空气是浙江科学中考物质科学板块的基础重点内容，常围绕其成分、相关气体性质与制备、污染防治等核心知识点命题，还频繁结合实验探究，题型涵盖选择、填空、实验探究及少量计算题 【考点1　空气】 【考点剖析】 一、空气的成分 气体 含量 性质 用途 O2 ； ； 性质较活泼的气体 1.供给 ；2.帮助 ； 3.燃料在氧气中燃烧后产生的高温火焰可用来切割或焊接金属 N2 ； ； 色、 味、性质较 的气体。 1.充入灯泡中，延长灯泡的使用寿命； 2.充入食品装包袋防腐，保鲜。 3.制造化肥、炸药的重要原料。 4.用作致冷剂，医疗上常用液氮冷冻麻醉或冷藏人体细胞组织 稀有气体 0.93% 化学性质 ，又称惰性气体。 1.霓虹灯内充气，稀有气体通电后能发出不同颜色的光 2.激光技术，制造低温环境（氦气）用于医疗麻醉（氙气）等 二氧化碳 0.04% 1.光合作用的原料2.固态CO2(俗称 )作制冷剂 3.工业上用于制纯碱、尿素、汽水 二、空气中氧气含量的测定 （1）装置图： （2）实验步骤： 1）按图把装置连接，先在广口瓶内加入少量 ，再把剩余的容积用记号划成 等份。 2）点燃燃烧匙内的红磷，立即塞紧瓶塞，观察现象。 3）火焰熄灭后，振荡广口瓶，打开导管上的夹子，观察现象。 （3）实验现象： A、红磷燃烧，放出 ，有 产生。 B、待集气瓶冷却后，打开止水夹，水经导管进入集气瓶，约占集气瓶内空气总体积的 。 C、水经导管倒流进入集气瓶，消耗的气体跟剩下的气体的体积比为 （4）实验结论：空气中氧气的体积约占空气总体积的 。 （5）化学方程式： ； （6）注意事项： a.装置的气密性要好，（否则测量结果偏 ）； b.所用的红磷必须 ，过少则氧气没有全部消耗完，会导致测量结果偏 ； c.要等集气瓶（装置） 才能打开弹簧夹，（否则测量结果偏 ）； d.在实验前，导管应预先 ，（否则测量结果偏 ） e.要 橡皮管，然后再点 （否则测量结果偏 ）； f.点燃红磷伸入瓶中要立即塞紧瓶塞（否则测量结果偏 ）。 （7）此实验说明剩余气体有哪些性质： ① 。② 。 （8）其他实验方法： 注意：不能用木炭、硫或铁丝来代替红磷！ 理由： 。 三、温室效应与臭氧层破坏等环境问题 （1）大气中的二氧化碳具有与温室玻璃相似的作用，对地球起着 作用，大气中二氧化碳的含量 ，进而导致气温 ，引起“ ”。 （2）“温室效应”加剧的原因：大量使用 ；森林面积因 而急剧减少等。 （3）能造成“温室效应”的气体除二氧化碳外，还包括 、臭氧、氧化亚氮、甲烷、氯氟烃、全氟碳化物及六氟化硫等，统称为 。其中 所占比例最大，约为55%。 （4）酸雨 ①酸雨：pH 的酸性降水，称为酸雨。 ②酸雨的形成： 降水过程中吸收并溶解空气中的二氧化硫、氮氧化物等污染物，形成硫酸（H2SO4 ）和硝酸(HNO3 )有害物质。 ③酸雨的危害： 酸雨不仅危害健康，而且使水域和土壤酸化，损害农作物和林木生长，危害渔业，腐蚀建筑物、工业设备和文化古迹。 （5）臭氧空洞 ①臭氧O3：臭氧是一种 的气体。 ②臭氧层则能阻挡和削弱过强的紫外线，对生物起到保护的作用。 ③破坏臭氧层的主要物质为氯氟烃，“ 就是其中一种氯氟烃。 例1、（2025•衢州一模）如图为空气中氧气含量的测定实验。关于该实验的说法正确的是（　　） A．可用木炭代替红磷进行实验 B．红磷量不足会导致测定结果偏大 C．未冷却至室温就打开止水夹一定会导致测定结果偏大 D．该实验可以说明氮气难溶于水 例2、（2025•浙江模拟）某学习小组同学设计了如图所示的装置进行实验，夹紧弹簧夹，将足量的红磷和木炭分别点燃后放入甲、乙两个集气瓶中，待反应结束，集气瓶内气体恢复至室温后，再打开弹簧夹。下列有关叙述正确的是（　　） A．点燃后应将红磷和木炭迅速伸入集气瓶中，塞紧瓶塞 B．为防止空气污染，两个集气瓶中均应盛放适量水 C．实验中打开弹簧夹后，两个集气瓶中注入的水量相同 D．实验中可观察到甲中产生大量白烟，乙中有耀眼的白光 【考点2　氧化反应】 【考点剖析】 一、氧化反应 （一）定义 物质跟 发生的反应叫作 。 在氧化反应中，氧气提供 ，氧气具有 。 （二）类型 ①缓慢氧化：变化缓慢、短期内不易觉察只放出少量热、不发光。 例： … ②剧烈氧化：变化剧烈、容易觉察。既发热、又发光。 例： 二、燃烧 （1）燃烧的概念：通常情况下，可燃物与氧气发生的一种发光、放热的剧烈的氧化反应叫作 。 （2）燃烧的必要条件（燃烧三要素，缺一不可）： 、 、 。 （3）影响燃烧的因素 1）可燃物不同，性质不同，燃烧现象不同。 2）氧气浓度越大，燃烧越剧烈。 3）可燃物与氧气的接触面积越大，燃烧越剧烈。 （4）可燃物的着火点：物质燃烧所需达到的 叫着火点 不同物质的着火点是 的。 已知白磷的着火点是40℃，红磷的着火点是240℃。 （5）自燃与爆炸 1）自燃：由于缓慢氧化产生的热量被积累后，温度升高达到该可燃物的着火点时，在氧气充足的情况下，不经点火就自发燃烧起来的现象 2）爆炸:如果燃烧以极快的速率在有限的空间里发生，瞬间内累积大量的热，使气体体积急剧地膨胀，就会引起爆炸。 例3、（2025•浙江模拟）如图所示是小科学习了氧气相关知识后整理的思维导图，下列说法不正确的是（　　） A．一个氧分子由两个氧原子构成 B．氧气密度比空气大所以用排水法收集 C．氧气具有助燃性决定其可作为助燃剂 D．保持氧气化学性质的结构是氧分子 【考点3　氧气 二氧化碳】 【考点剖析】 一、氧气的性质 化学式 O2 物质分类 非金属单质 结构 由氧分子构成，每个氧分子由两个氧原子构成的。 物理性质 1、氧气是一种无色无味的气体。 2、溶解性：不易溶解于水。 3、密度：比空气密度大。 4、低温下液化成淡蓝色的液体或凝固成雪花状的蓝色固体。 化学性质 1、供给呼吸 2、支持燃烧（助燃剂） 一些物质在氧气中燃烧 物质（颜色、状态） 反应现象 注意事项及化学方程式 硫粉（淡黄色） a.在空气中：发出 火焰，生成一种有刺激性气味的气体 b.在氧气中：发出 火焰,生成一种带有刺激性气味的气体 要在瓶底装少量水（目的： ） S＋O2SO2 铁丝（银白色金属） a.在空气中： b.在氧气中： 。 瓶底装有少量水或铺上一层细沙（目的： ） 3Fe＋2O2Fe3O4 红磷（ 暗红色固体） a.在空气中：发出黄色火焰 b.在氧气中： 。 反应生成的是固体小颗粒，现象应描述为 ，而不是 （指小液滴）。 4P＋5O22P2O5 木炭 （灰黑色固体） a.在空气： ，发出红光 b. 在氧气中： ，放出热量，生成一种能使澄清石灰水变浑浊的气体。 C＋O2CO2 二、二氧化碳的性质 （1）物理性质： 的气体，密度比 ，能 ，加压降温可变成无色液体，甚至变成雪状固体( )，干冰易吸热 ； （2）化学性质： ①通常不燃烧，也 燃烧 ② ； ③与水反应： (不稳定) ④与石灰水反应： （3）二氧化碳的用途 ①二氧化碳用于灭火:二氧化碳既不能燃烧也不支持燃烧，密度比空气大。 简易酸碱灭火器工作原理： Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+CO2↑+H2O ②二氧化碳作气肥，用于光合作用：植物的光合作用需要大量的二氧化碳，因此可把二氧化碳作为气体肥料，提高光合作用的强度和效率。 ③二氧化碳也是一种工业和食品原料：可用于制纯碱（Na2CO3）、尿素和汽水。 ④制冷剂：干冰（固体二氧化碳）可用于人工降雨。 例4、（2025•鹿城区二模）小明利用如图所示装置进行氧气的制取与性质的研究。实验步骤如下： ①将带有止水夹的导管和细铁丝固定在瓶塞上，按如图连接好电路，然后塞紧瓶塞，检查装置气密性。 ②瓶内加入过氧化氢溶液和二氧化锰，盖上瓶塞，打开止水夹。 ③将带火星的木条放在导管口。 ④待观察到某现象时，立即闭合电路开关。 （1）步骤④中的某现象是指 。 （2）电路通电后细铁丝的温度会快速升高，其原理是 。 （3）本实验中铁丝在氧气中燃烧的现象是 。 （4）与教材中的铁丝燃烧实验相比，写出该装置的一条优点： 。 例5、（2025•浙江模拟）在制作“简易制氧机”项目式学习中，师生共同制定了如表所示的评价表。小组同学通过对照评价表自评后，完成了如图所示的简易制氧机从1.0到3.0版的迭代。已知使用制氧机的具体操作是量取一次保健吸氧所需过碳酸钠固体（2Na2CO3•3H2O2）置于塑料瓶中，再加入一定量的水和少量的二氧化锰。 简易制氧机评价表 评价指标 优秀 合格 待改进 稳定性 摆放平稳，不易倒伏 摆放较平稳，轻碰后易倒伏 摆放不稳定，不碰即倒 产氧速率 产氧速率适中，适合人体呼吸 产氧速率略快或略慢 产氧速率过快或过慢，不适合人体呼吸 氧气湿度 适宜呼吸，让人体感觉舒适 偏干燥或潮湿，呼吸道略有不适 过于干燥或潮湿，呼吸道极度不适 请回答： （1）对1.0版的制氧机进行测试时，发现塑料瓶瓶壁微烫。则说明该反应是 反应。 （2）从评价指标看，2.0版的制氧机将发生装置和加湿装置固定相贴的作用是 。 （3）3.0版的制氧机，发生装置中标注了a、b、c三条不同季节的水位线，以控制不同季节产氧速率的大致稳定。c为夏季的水位线，原因是 。 （4）制氧机使用后会残留大量含碳酸钠的废液，需调节至中性才能排放。则可以向废液中加入的过量试剂是 。 【考点4　氧气的制取】 【考点剖析】 一、实验室里制取氧气的方法 分解双氧水 和加热分解高锰酸钾 或氯酸钾 ，化学方程式为： （1） （2） （3） MnO2 。 固体加热型 固液（液液）不加热型 发生装置 实验步骤 →装→定→加→收→验 ； ①查：检查装置的气密性注意安装顺序：先从下到上，后从左到右。 ②装：装入药品 ③定：固定试管 ④点：点燃酒精灯 ⑤收：用排水法收集 ⑥离：将导管移离水面 ⑦熄：熄灭酒精灯。 【谐音记忆: “茶-庄-定-点-收-利-息”】 排水法 （ 溶于水） 向上排空气法 （密度比空气 ） 向下排空气法 （密度比空气 ） 收集装置 优点 ； ； 缺点 ； ； 验满方法 1. ，木条复燃(排气法) 2.集气瓶口 （排水法） 检验方法 ，木条复燃 注意 长颈漏斗末端要伸到液面以下(分液漏斗则不必) ①试管口 ；②试管夹夹在离 处；③实验完毕， ；④用KMnO4制O2时，试管口 ； 注意： （1）在过氧化氢和氯酸钾制取氧气的反应中，用二氧化锰作为 ，它的作用是改变反应速度，本身的质量和化学性质在反应前后都 。 a）催化剂不一定加快反应速率，也有减慢反应速率。 b）催化剂的物理性质在反应前后可以改变。但化学性质和质量不变 c）催化剂在反应中可以参与反应而发生变化，但反应结束时又能转化回原来的物质。 d）催化剂只影响反应速率，不影响最终产量。 e）催化剂在反应中起催化作用。同一反应可采用多种催化剂。 （2）为什么在试管口要放一团棉花？ （3）为什么试管口要略向下倾斜？ 。 （4）为什么要来回移动酒精灯使试管受热均匀？ 。 （5）为什么刚出现气泡时不能立即收集？ 。 （6）什么时候才可以开始收集气体？ 。 （7）集满氧气后，为什么要先从水槽中移出导管，再熄灭酒精灯？ 。 （8）为什么导管不能伸入试管太长？ 。 （9）为什么加热前，试管外壁要保持干燥。加热时，用酒精灯的外焰加热，灯芯不能 碰到试管。结束时，热的试管不能立即用冷水冲洗? 装置的改进与评价： （1）将固液常温型装置中的长颈漏斗换成 或注射器(如图A、图B所示)，改进后装置的优点是通过控制 ，从而控制反应速； （2）C装置的优点是能随时控制反应的发生和停止。 总结：相比于高锰酸钾或氯酸钾，实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的优点是可随时添加液体、反应不需要加热、操作简便等。 检查装置气密性的常见方法 A. 手捂（加热）法：将导管的出口浸入水中，手握试管等容器，如果 ，放手后导管末端 ，表明装置气密性良好。 B. 液差（注水）法：从漏斗注入一定量的水，使漏斗下端浸没，塞紧橡皮塞，夹紧弹簧夹后，继续加水，使漏斗管内的液面高于瓶内液面，停止加水观察。液面差不变，表明装置气密性良好。 二、二氧化碳的实验室制法 (1)药品：大理石(或 ) 与稀盐酸。 一般不用其他药品代替的理由：不能用H2SO4代替盐酸，是因为H2SO4与CaCO3反应生成 会覆盖在大理石的表面，阻止反应的继续进行 (2) 原理： (3)制取装置如图所示： (4)收集：CO2密度比空气大、能溶于水且与水反应生成碳酸，一般只用向上排空气法收集CO2气体。 (5)操作步骤： ①. ； ②. 锥形瓶中加入大理石； ③. 连接好装置，导管口接近 ； ④. 长颈漏斗中加入稀盐酸； ⑤. 用 收集气体； ⑥. 用 验满。 ⑦. 收满盖好毛玻璃片，将集气瓶口向上放置。 (6)CO2气体的验证：将生成的 色、 味的气体通入 中，若澄清的石灰水变浑浊，则该气体为CO2。反应的化学方程式为： 二氧化碳的工业制法 （1）原料： ； （2）原理： ； （3）设备：石灰窑 实验室制取气体和收集气体的装置 发生装置 收集装置 固体与固体反应，需加热 固体与液体反应，不用加热 密度比空气小，且不与空气中的物质反应 密度比空气大，且不与空气中的物质反应 难溶于水，不与水反应 例6、（2024•瓯海区校级三模）小明发现，在利用双氧水制取氧气的实验过程中，会看到不断翻腾的黑色悬浮液，看不到气泡产生。同时，为对比反应前后二氧化锰的质量变化，须经过滤分离，其操作繁琐、耗时长。已知水泥对过氧化氢分解无影响，且能具有一定固定作用。小明利用二氧化锰和水泥制取混合块，并利用如图所示装置探究水泥和二氧化锰最佳质量比。 ①按表1分别称取二氧化锰与水泥，将其混合均匀，经处理后分别形成0.4克块状固体。 ②按图所示安装装置，并检查气密性。 ③取混合物置于圆底烧瓶，打开分液漏斗活塞，使双氧水与混合物接触反应。 ④打开活塞，收集氧气。 ⑤记录一定时间收集到的氧气体积，并取出固体块烘干，称量其质量。 试验编号 水泥/二氧化锰 4分钟收集氧气的体积/毫升 反应后混合固体质量/克 一 3：1 16 0.4 二 2：1 24 0.36 三 1：1 49 0.39 四 1：2 65 0.4 五 1：3 70 0.37 （1）步骤②中检查气密性的方法是： 。 （2）为了准确收集氧气的体积，请选择步骤④中收集氧气的方式 。 A.观察到均匀气泡时，将导管伸入量筒收集氧气 B.立即将导管伸入量筒，收集氧气 （3）为了更加快速收集氧气并能更加方便验证催化剂的性质，请你谈谈水泥与二氧化锰的混合的最佳比例，并说明理由： 。 题型一．空气组成的测定 1. （2025•临安区一模）利用白磷燃烧测定空气中氧气体积分数，实验装置如图（集气瓶内装入适量的水，体积为a，集气瓶总容积为c）实验步骤如下：①加热玻璃棒引燃白磷；②白磷熄灭后冷却至室温，测得瓶内水的体积为b。下列分析错误的是（　　） A．白磷不可替换为木炭或硫粉 B．氧气与空气体积比为（b﹣a）：（c﹣a） C．装置未使用止水夹会影响实验结果 D．实验过程中瓶内液面先下降后上升再稳定 2. （2025•舟山二模）在验证空气中氧气体积分数为21%的实验中，用图甲装置进行实验。第一次实验时，用足量的白磷燃烧消耗氧气。第二次实验中，将足量的食品脱氧剂均匀涂在集气瓶内壁上与氧气反应。两次实验瓶内（氧气体积分数变化如图乙所示，以下说法错误的是（　　） A．用食品脱氧剂能耗尽瓶内氧气，提高实验的精确度 B．将食品脱氧剂涂在集气瓶内壁可增大与氧气的接触面积 C．两次实验流入集气瓶中的水量不同，第1次实验中流入的水更多 D．未冷却至室温就打开止水夹，会导致测得的氧气体积分数偏小 3. （2025•浙江一模）稀有气体的发现，科学家们经历了漫长的探究过程。 材料一：1785年，卡文迪许在测定空气组成时，除去空气中的O2、N2等气体后，发现最后总是留下一个体积很小的小气泡。 材料二：1892年，瑞利在测定氮气密度时发现，从空气中除去氧气、二氧化碳和水蒸气得到的氮气密度为1.2572克/升，而从氨气分解得到的氮气密度为1.2508克/升，两者相差0.0064克/升。重复实验，发现两者的密度总是维持这样的差值。瑞利对此展开探究，经反复试验，最终发现了氩气。 根据以上材料回答下列问题： （1）某同学使用如图所示装置来模拟卡文迪许的实验，将空气依次通过A、B、C、D等装置，最后在E装置中收集到少量气体，其中C装置的作用是 。 （2）根据瑞利采用两种方法得到的氮气，其密度之间的微小差异是否来源于实验误差，请作出判断并说明理由 。 （3）稀有气体的发现是一个艰难的过程，下列是当代科学家分析的事实或现象，其中发现史中相关证据解释合理的有 。 选项 事实或现象 证据解释 A 空气中稀有气体的含量很小 卡文迪许除去空气中O2、N2后，留下体积很小的小气泡 B 氦气可用作飞艇中的填充气体 莱姆赛用钇铀矿放在硫酸中加热得到不燃烧也不支持燃烧，且密度很小的氦气 C 氪气、氖气和氙气的密度不同 莱姆赛用蒸馏法从液态空气中分离出氪气、氖气和氙气三种气体 题型二．氧气的化学性质 4. （2025•浙江模拟）如图所示，在进行“铁丝在氧气中燃烧”的实验时，下列做法正确的是（　　） A．瓶中加水或沙，待火柴快燃尽时伸入 B．瓶中不加水或沙，待火柴燃尽后伸入 C．瓶中加水或沙，待火柴燃尽后伸入 D．瓶中不加水或沙，待火柴快燃尽时伸入 题型三．实验室制取氧气的反应原理 5. （2025•浙江模拟）初中阶段我们已经学习了实验室制取氧气有多种方法。图乙是一款潜水艇紧急供氧设备的结构示意图，每个产氧药块由氯酸钠和一定量的镁粉、二氧化锰等均匀混合制成，该反应需要在300℃左右行，并伴随极少量有毒氯气产生。若温度过低，反应会终止，温度过高，会产生大量氯气。请回答： （1）实验室选用装置甲作为制取氧气的发生装置，某同学在观察到锥形瓶内有大量气泡时，开始用集气装置收集O2过一段时间后，用带火星的木条伸入瓶口、瓶中、瓶底，都没见木条复燃，原因可能是 。 （2）产氧药块反应会产生极少量有毒的氯气，推测图乙中试剂X应具有的性质是 。 （3）图乙装置的填充材料会影响其完成反应所需的时间（即放氧时间）和外壳的最高温度，研究人员分测试了无填充材料、填充材料A和填充材料B三种情况下的放氧时间及对应的外壳温度，结果如丙所示。根据图丙，与第①组比较，应选择填充材料 （填“A”或“B”），请说明理由： 。 6. （2025•温州三模）思维模型的建构既方便于问题的解决，又能促进深度学习。如图是建构实验室制取氧气的思维模型： 【反应原理】 （1）根据质量守恒定律，实验室常选用高锰酸钾、氯酸钾、双氧水制取氧气，而不选择氯化钾的原因是 。 【发生装置】 （2）请写出检查B装置气密性的方法： 。 【收集方法】 （3）能利用D装置收集氧气的原因是 。 【实验反思】 小实对收集到的氧气浓度进行探究： 收集方法 向上排空气法 收集时间 瓶口带火星木条复燃时停止收集 瓶口带火星木条复燃时继续收集4秒 瓶内氧气体积分数（%） 79.7 79.6 79.9 88.4 89.0 87.9 氧气的平均体积分数（%） 79.7 88.4 （4）结合表格信息，用向上排空气法收集氧气时，为提高获得的氧气体积分数，可采取的措施是 。 题型四．氧气的制取装置 7. （2024•仙居县三模）实验操作是科学的基本技能之一。下列实验操作正确的是（　　） A．用氯酸钾制氧气 B．添加固体试剂 C．滴加液体试剂 D．稀释浓硫酸 8. （2024•永康市二模）某家用制氧机的结构如图甲所示，配套的制氧药剂包括A、B两剂，其中A剂为白色固体过碳酸钠（Na2CO3•3H2O2），B剂为二氧化锰。使用时先在反应仓和加湿过滤仓内加入适量水，然后在反应仓里依次放入A、B两剂，反应仓内就会有氧气生成，生成的氧气经加湿过滤仓加湿过滤后即可供人使用。 （1）该家用制氧机的制氧反应有两步： 第一步：； 第二步： （填写化学方程式）。 （2）该家用制氧机的制氧药剂选择使用过碳酸钠而不是双氧水，其原因是 （选填字母）。 A．产物更环保 B．成本更低廉 C．储存更方便 （3）小乐想利用饮料瓶、玻璃管、橡胶导管和热熔胶（可密封各接口处）仿照该家用制氧机制作一个简易制氧机，其设计图（半成品）如图乙所示，在答题卡中将设计图补充完整 。 题型五．制取氧气的操作步骤和注意点 9. （2024•温州一模）有些实验操作的“先”与“后”决定了实验的成功和安全。下列加热高锰酸钾并用排水法制取氧气的实验中，先后操作正确的是（　　） A．先将试管固定好，再放置酒精灯的位置 B．先向试管中加高锰酸钾，后检查气密性 C．先将导管伸入集满水的集气瓶，后加热 D．先从水槽里将导管移出，后熄灭酒精灯 10. （2023•镇海区模拟）小明发现混入部分空气的氧气也能使带火星的木条复燃，可见并非只有纯氧才能使带火星的木条复燃。不同比例的氧气和空气混合，伸入带火星的木条，结果不同。 （1）小明往100毫升集气瓶中加入50毫升水，用排水法收集氧气，发现该瓶气体不能使带火星的木条复燃，其原因是 。 （2）为了研究氧气浓度对木条复燃的影响，小明用如图装置制取氧气并进行相关实验。选择下列器材，写出本实验的步骤（老师建议实验分四组）。 器材：溶质质量分数为7.5%的H2O2溶液、MnO2粉末、水、量筒、木条、100毫升集气瓶若干个及其它需要的实验器材。 题型六．二氧化碳的实验室制法 11. （2025•嵊州市一模）二氧化碳是温室气体之一，“节能减排”、“碳达峰”、“碳中和”等关键词成为热搜。 （1）图甲中可以用于制取少量二氧化碳且能控制反应发生与停止的发生装置是 。 （2）若用装置D收集产生的二氧化碳，可以对此装置作出的改进是 。 （3）图乙是一种工业上捕集CO2的方法，该装置用多孔球泡（内空球体，球面有许多小孔能通气）比直接用导管插入K2CO3溶液的吸收效果更好，原因是 。 （4）小明设计了图丙装置验证二氧化碳温室效应。图中两个塑料瓶的体积和形状相同，连接两个塑料瓶的玻璃管中间有一滴红墨水，置于阳光下。一段时间后红墨水 （填“向左”“向右”或“不”）移动。 12. （2025•舟山一模）小乐家的水族箱，因水中二氧化碳含量偏低而影响了水草的正常生长。为解决此问题，小乐开展了如下研究： 【市场调查】小乐发现市场上有如图甲所示的二氧化碳气体补给器出售，给该补给器连接气体细化器后就可向水族箱的水中补充二氧化碳气体，其结构示意图如图乙所示。 【自制补给器】小乐研究了市售的二氧化碳气体补给器后，自制补给器，部分设计如图丙所示。 （1）如果小乐在自制补给器所用酸液是稀盐酸，则产生二氧化碳反应的化学方程式 。 （2）在如图丙所示的计泡器的虚线框中补全导管（在答题卡相应位置画出） ；将气体细化器连接在自制补给器的右侧导管上后，应将气体细化器置于水族箱的 处。（选填①或②或③） （3）依据如下评价量表，对照指标二对小乐的自制补给器写出评价等级及依据 。 评价指标 优秀 合格 待改进 指标一 反应安全，且可控 反应安全，但不可控 反应有较大安全隐患 指标二 气体能直接排出且速度可以观测 气体能直接排出但速度无法观测 气体无法排出 13. （2025•金华一模）“低碳”小组开展以二氧化碳为主题的项目式学习并设计了以下活动。请回答： （1）实验室制取二氧化碳的装置由图1中的A改成B，请你说出改进后的优点： 。 （2）小组同学用如图2装置研究二氧化碳与氢氧化钠的反应，用注射器分别注入等体积的水和氢氧化钠溶液，测得压强随时间变化的图像如图曲线Ⅰ和Ⅱ所示。 ①设置实验1的目的是 。 ②小组同学得出氢氧化钠溶液比水吸收二氧化碳的能力更强的证据是 。 （3）在上述实验后，小组成员查阅资料发现：实现碳中和，可以通过人工固碳、海洋固碳和生物固碳等途径，其中人工固碳的常见方法如下： ①上述三种方法中所涉及的反应中属于化学变化的是 。 ②请例举一种自然界中的生物固碳方法 。 14. （2024•拱墅区二模）小乐家的水族箱，因水中二氧化碳含量偏低而影响了水草的正常生长。为解决此问题，小乐开展了如下研究：【市场调查】小乐发现市场上有如图甲所示的二氧化碳气体补给器出售，该补给器连接上气体细化器后就可向水族箱的水中补充二氧化碳气体，其结构示意图如图乙所示。 【自制补给器】小乐研究了市售的二氧化碳气体补给器后，自制补给器，部分设计如图丙所示。 （1）写出小乐自制补给器产生二氧化碳反应的化学方程式 。 （2）在如图丙所示的计泡器的中补全导管；将气体细化器连接在自制补给器的右侧导管上后，应将气体细化器置于水族箱的 （选填“①”“②”或“③”）处。 （3）依据如下评价量表，对小乐的自制补给器进行评价，写出评价等级及依据 。 评价指标 优秀 合格 待改进 指标一 反应安全，且可控 反应安全，但不可控 反应有较大安全隐患 指标二 气体能直接排出且速度可以观测 气体能直接排出但速度无法观测 气体无法排出 题型七．制取二氧化碳的操作步骤和注意点 15. （2025•嵊州市一模）规范操作是科学实验的基本要求，下列有关“实验室制取二氧化碳”的实验操作，正确的是（　　） A．检查装置气密性 B．取用固体试剂 C．收集二氧化碳 D．验满 题型八．二氧化碳的化学性质 16. （2025•上城区校级模拟）小金利用如图装置研究二氧化碳的性质。注射器内装有足量稀盐酸，硬质玻璃管中有四个棉球，其中①、④为用紫色石蕊溶液润湿的棉球，②、③为用石蕊溶液染成紫色的干燥棉球。下列关于实验过程及现象的分析，不合理的是（　　） A．若把稀盐酸换成稀硫酸则反应速度太慢，可能会影响实验结论 B．若把大理石换成碳酸钠则反应速度太快，可能会影响实验结论 C．通过①②或③④现象的比较，均能得出二氧化碳溶于水呈酸性 D．通过①④或②③现象的比较，均能得出二氧化碳密度大于空气 17. （2025•龙港市二模）利用如图装置验证二氧化碳的性质，当集气瓶内的二氧化碳缓缓倒入后可以观察到的现象是（　　） A．两支蜡烛同时熄灭 B．两支蜡烛火焰无变化 C．两支蜡烛自下而上熄灭 D．两支蜡烛燃烧得更旺 18. （2024•路桥区一模）某化学兴趣小组同学用一组注射器对二氧化碳的制取和性质实验进行了重新设计。 实验一：制取二氧化碳。 （1）实验前拉动注射器的活塞抽取部分空气后连接医用二通阀，旋紧二通阀旋钮，使气流无法通过该处，用力向上推动注射器活塞（如图①），活塞向前被推动一段距离，松手后若发现 （填现象），则说明气密性良好。 （2）实验二：二氧化碳的检验与吸收。 按如上步骤进行实验，对比⑥中注射器活塞位置出现 现象，即能得出氢氧化钠溶液吸收CO2的能力比石灰水更强。 （3）你认为该兴趣小组的改进装置有何优点 （答一点即可）。 19. （2024•温州模拟）“碳捕集与封存”是指将大型发电厂所产生的CO2收集起来，并用一定的方法储存以避免其排放到大气中的一种技术，被认为是未来大规模减少温室气体排放、减缓全球变暖最经济、可行的方法。某种新兴碳捕集技术的工艺流程如图所示。 （1）流程中①的化学方程式为 。 （2）反应器中利用喷雾方式吸收二氧化碳的优点是 。 （3）该工艺流程中可以循环利用的物质有 （填化学式，写一种即可）。 20. （2025•绍兴模拟）科学界对二氧化碳的研究一直在进行。 【资料一】1630年，海尔蒙特发现一些洞穴处，有一种能使燃着的蜡烛熄灭的气体，后来被证实是CO2。 【资料二】1754年，布莱克将石灰石煅烧首次制得CO2，并完成了如图甲所示的物质转化研究。 【资料三】1766年，卡文迪许通过实验测得，室温下1体积水大约能溶解1体积二氧化碳气体。 完成下列问题： （1）根据海尔蒙特的发现，可推测二氧化碳的化学性质 。 （2）写出布莱克实验中反应③的化学方程式 。 （3）如图乙，在室温下将容积为280毫升的广口瓶注满蒸馏水，通过导管缓慢通入350毫升CO2。如果卡文迪许的结论是正确的，则在量筒中收集到的水约为 毫升。 1. （2024•西湖区校级二模）如图为兴趣小组“铁丝在氧气中燃烧”实验，通过仪器测量得到如图数据，关于该实验下列说法正确的是（　　） A．实验前瓶内收集的氧气是纯净的 B．铁丝大约在20秒左右停止燃烧 C．铁丝停止燃烧是因为因瓶内氧气被耗尽 D．实验中氧气体积分数一直变小 2. （2025•浙江二模）如图是关于氧气化学性质的部分知识网络，关于该图说法正确的是（　　） A．S、P在氧气中燃烧均会产生大量白烟 B．Fe在I、Ⅱ两类反应中的产物不相同 C．I、Ⅱ两类反应均体现了氧气的可燃性 D．I类反应放出热量，Ⅱ类反应吸收热量 3. （2024•永康市二模）实验室常用如图甲、乙的发生装置制取氧气，小雪又设达了如图丙、丁的装置用于制取氧气，相关叙述合理的是（　　） A．装置甲的试管口要略向下倾斜，是为防止高锰酸钾受热分解产生的水冷凝后倒流 B．使用装置乙分解双氧水制取氧气时，需定期向烧瓶中添加二氧化锰粉末 C．关闭止水夹a并向下压丙中注射器的活塞，放手后若活塞回到原处则装置气密性良好 D．利用装置丁进行实验室分解双氧水制取氧气，可实现“随开随用、随关随停” 4. （2025•浙江一模）如图是氧气制取和研究其化学性质的相关装置。 （1）图甲装置中仪器a的名称为 。某同学在该装置的锥形瓶中加入一定量二氧化锰，然后在仪器a中加入15%的过氧化氢溶液，发现反应过于剧烈，请提出实验改进方法 。 （2）改进装置后，收集氧气，利用“硫在氧气中燃烧”研究氧气性质。为避免硫粉与氧气的反应产物对环境产生污染，该同学改进实验装置如图乙所示，步骤如下： 步骤1：关闭K，在空气中点燃硫粉，观察现象后，迅速转移到甲瓶中并塞紧橡胶塞。 步骤2：观察硫粉在氧气中燃烧的现象。待燃烧结束，冷却至室温，将胶头滴管中的足量NaOH溶液挤入瓶中，振荡，使其充分反应； 步骤3：打开K，观察乙瓶中的现象。 请回答下列问题： ①步骤2中，滴入NaOH溶液可吸收瓶内有害气体，其反应的化学方程式是 。 ②利用图乙装置实验过程中可以观察到的现象有 （填序号）。 A.硫在甲瓶中燃烧呈淡蓝色火焰 B.硫在甲瓶中燃烧比在空气中燃烧更剧烈 C.乙中的长导管内水柱上升 D.乙中的长导管下端口冒气泡 5. （2022•慈溪市校级模拟）向装有澄清石灰水的试管中通入CO2，澄清石灰水会变浑浊。如果继续通入CO2，浑浊的液体又会变成澄清，此时发生的反应是：CO2+H2O+CaCO3＝Ca（HCO3）2。然后，向变澄清的溶液中滴加质量分数为10%的HCl溶液，会发生反应：Ca（HCO3）2+2HCl＝2CO2↑+2H2O+CaCl2。整个过程沉淀或气体的质量m1与加入物质质量m2关系图所示。下列说法错误的是（　　） A．澄清石灰水中所含溶质的质量为7.4g B．反应至A点，反应所需要的CO2质量为8.8g C．反应至B点，溶液的溶质为CaCl2和Ca（HCO3）2 D．反应停止，需要稀HCl溶液质量总共73g 学科网（北京）股份有限公司 $ 第15讲 空气 空气是浙江科学中考物质科学板块的基础重点内容，常围绕其成分、相关气体性质与制备、污染防治等核心知识点命题，还频繁结合实验探究，题型涵盖选择、填空、实验探究及少量计算题 【考点1　空气】 【考点剖析】 一、空气的成分 气体 含量 性质 用途 氧气（O2）； 21%； 性质较活泼的气体 1.供给呼吸；2.帮助燃烧； 3.燃料在氧气中燃烧后产生的高温火焰可用来切割或焊接金属 氮气（N2）； 78%； 无色、无味、性质较不活泼的气体。 1.充入灯泡中，延长灯泡的使用寿命； 2.充入食品装包袋防腐，保鲜。 3.制造化肥、炸药的重要原料。 4.用作致冷剂，医疗上常用液氮冷冻麻醉或冷藏人体细胞组织 稀有气体 0.93% 化学性质不活泼，又称惰性气体。 1.霓虹灯内充气，稀有气体通电后能发出不同颜色的光 2.激光技术，制造低温环境（氦气）用于医疗麻醉（氙气）等 二氧化碳 0.04% 1.光合作用的原料2.固态CO2(俗称干冰)作制冷剂 3.工业上用于制纯碱、尿素、汽水 二、空气中氧气含量的测定 （1）装置图： （2）实验步骤： 1）按图把装置连接，先在广口瓶内加入少量水，再把剩余的容积用记号划成5等份。 2）点燃燃烧匙内的红磷，立即塞紧瓶塞，观察现象。 3）火焰熄灭后，振荡广口瓶，打开导管上的夹子，观察现象。 （3）实验现象： A、红磷燃烧，放出热量，有大量白烟产生。 B、待集气瓶冷却后，打开止水夹，水经导管进入集气瓶，约占集气瓶内空气总体积的1/5。 C、水经导管倒流进入集气瓶，消耗的气体跟剩下的气体的体积比为1 : 4 （4）实验结论：空气中氧气的体积约占空气总体积的1/5。 （5）化学方程式： 4P + 5O2 2P2O5 ； （6）注意事项： a.装置的气密性要好，（否则测量结果偏小）； b.所用的红磷必须过量，过少则氧气没有全部消耗完，会导致测量结果偏小； c.要等集气瓶（装置）冷却后才能打开弹簧夹，（否则测量结果偏小）； d.在实验前，导管应预先注满水，（否则测量结果偏小） e.要先夹住橡皮管，然后再点红磷（否则测量结果偏大）； f.点燃红磷伸入瓶中要立即塞紧瓶塞（否则测量结果偏大）。 （7）此实验说明剩余气体有哪些性质： ①不燃烧也不支持燃烧 。②不溶于水。 （8）其他实验方法： 注意：不能用木炭、硫或铁丝来代替红磷！ 理由：木炭和硫燃烧会生成气体，铁丝在空气中燃烧。 三、温室效应与臭氧层破坏等环境问题 （1）大气中的二氧化碳具有与温室玻璃相似的作用，对地球起着 保温 作用，大气中二氧化碳的含量 增加 ，进而导致气温 上升 ，引起“ 温室效应 ”。 （2）“温室效应”加剧的原因：大量使用 化石燃料 ；森林面积因 乱砍滥伐 而急剧减少等。 （3）能造成“温室效应”的气体除二氧化碳外，还包括 水蒸气 、臭氧、氧化亚氮、甲烷、氯氟烃、全氟碳化物及六氟化硫等，统称为 温室气体 。其中 二氧化碳 所占比例最大，约为55%。 （4）酸雨 ①酸雨：pH低于5.6的酸性降水，称为酸雨。 ②酸雨的形成： 降水过程中吸收并溶解空气中的二氧化硫、氮氧化物等污染物，形成硫酸（H2SO4 ）和硝酸(HNO3 )有害物质。 ③酸雨的危害： 酸雨不仅危害健康，而且使水域和土壤酸化，损害农作物和林木生长，危害渔业，腐蚀建筑物、工业设备和文化古迹。 （5）臭氧空洞 ①臭氧O3：臭氧是一种蓝色的、带有腥臭气味的气体。 ②臭氧层则能阻挡和削弱过强的紫外线，对生物起到保护的作用。 ③破坏臭氧层的主要物质为氯氟烃，“氟利昂”就是其中一种氯氟烃。 例1、（2025•衢州一模）如图为空气中氧气含量的测定实验。关于该实验的说法正确的是（　　） A．可用木炭代替红磷进行实验 B．红磷量不足会导致测定结果偏大 C．未冷却至室温就打开止水夹一定会导致测定结果偏大 D．该实验可以说明氮气难溶于水 【解答】解：A、木炭燃烧生成二氧化碳气体，装置内的压强几乎不变，因此不能用木炭代替红磷进行实验，故A说法错误； B、红磷量不足就不能耗尽瓶内的氧气，实验结束装置冷却至室温后，打开止水夹，进入的水偏少，会导致测定结果偏小，故B说法错误； C、未冷却至室温就打开止水夹会导致进入的水偏少，会导致测定结果偏小，故C说法错误； D、打开弹簧夹，烧杯中的水进入集气瓶，且进入的水约占集气瓶容积的五分之一，水不再继续进入，说明氮气难溶于水，故D说法正确。 故选：D。 例2、（2025•浙江模拟）某学习小组同学设计了如图所示的装置进行实验，夹紧弹簧夹，将足量的红磷和木炭分别点燃后放入甲、乙两个集气瓶中，待反应结束，集气瓶内气体恢复至室温后，再打开弹簧夹。下列有关叙述正确的是（　　） A．点燃后应将红磷和木炭迅速伸入集气瓶中，塞紧瓶塞 B．为防止空气污染，两个集气瓶中均应盛放适量水 C．实验中打开弹簧夹后，两个集气瓶中注入的水量相同 D．实验中可观察到甲中产生大量白烟，乙中有耀眼的白光 【解答】解：A、点燃后应将红磷和木炭迅速伸入集气瓶中，塞紧瓶塞，若缓慢伸入，会使集气瓶中的气体受热膨胀排出一部分，会导致实验结果不准确，故选项说法正确。 B、甲中应盛放适量水，以吸收五氧化二磷，防止空气污染；乙中木炭在空气中燃烧生成二氧化碳，二氧化碳不属于空气的污染气体，不需要盛放适量水，故选项说法错误。 C、红磷在空气中燃烧生成五氧化二磷固体，甲中气体体积减少，压强减小；木炭在空气中燃烧生成二氧化碳，乙中虽除去了氧气，但增加了新的气体，没有形成压强差，压强变化不大；实验中打开弹簧夹后，两个集气瓶中注入的水量不相同，故选项说法错误。 D、实验中可观察到甲中产生大量白烟，乙中发出红光，故选项说法错误。 故选：A。 【考点2　氧化反应】 【考点剖析】 一、氧化反应 （一）定义 物质跟氧发生的反应叫作氧化反应。 在氧化反应中，氧气提供氧，氧气具有氧化性。 （二）类型 ①缓慢氧化：变化缓慢、短期内不易觉察只放出少量热、不发光。 例：动植物呼吸、食物腐败塑料和橡胶制品的老化、金属生锈、酒的酿造… ②剧烈氧化：变化剧烈、容易觉察。既发热、又发光。 例：燃烧、爆炸 二、燃烧 （1）燃烧的概念：通常情况下，可燃物与氧气发生的一种发光、放热的剧烈的氧化反应叫作燃烧。 （2）燃烧的必要条件（燃烧三要素，缺一不可）：可燃物、有助燃剂（氧气）、温度达到着火点。 （3）影响燃烧的因素 1）可燃物不同，性质不同，燃烧现象不同。 2）氧气浓度越大，燃烧越剧烈。 3）可燃物与氧气的接触面积越大，燃烧越剧烈。 （4）可燃物的着火点：物质燃烧所需达到的最低温度叫着火点 不同物质的着火点是不同的。 已知白磷的着火点是40℃，红磷的着火点是240℃。 （5）自燃与爆炸 1）自燃：由于缓慢氧化产生的热量被积累后，温度升高达到该可燃物的着火点时，在氧气充足的情况下，不经点火就自发燃烧起来的现象 2）爆炸:如果燃烧以极快的速率在有限的空间里发生，瞬间内累积大量的热，使气体体积急剧地膨胀，就会引起爆炸。 例3、（2025•浙江模拟）如图所示是小科学习了氧气相关知识后整理的思维导图，下列说法不正确的是（　　） A．一个氧分子由两个氧原子构成 B．氧气密度比空气大所以用排水法收集 C．氧气具有助燃性决定其可作为助燃剂 D．保持氧气化学性质的结构是氧分子 【解答】解：A、一个氧分子由两个氧原子构成，故选项说法正确。 B、氧气密度比空气大，可用向上排空气法收集，用排水法收集，是因为氧气不易溶于水，故选项说法错误。 C、氧气具有助燃性，决定其可作为助燃剂，故选项说法正确。 D、氧气是由氧分子构成的，则保持氧气化学性质的最小粒子是氧分子，故选项说法正确。 故选：B。 【考点3　氧气 二氧化碳】 【考点剖析】 一、氧气的性质 化学式 O2 物质分类 非金属单质 结构 由氧分子构成，每个氧分子由两个氧原子构成的。 物理性质 1、氧气是一种无色无味的气体。 2、溶解性：不易溶解于水。 3、密度：比空气密度大。 4、低温下液化成淡蓝色的液体或凝固成雪花状的蓝色固体。 化学性质 1、供给呼吸 2、支持燃烧（助燃剂） 一些物质在氧气中燃烧 物质（颜色、状态） 反应现象 注意事项及化学方程式 硫粉（淡黄色） a.在空气中：发出微弱的淡蓝色火焰，生成一种有刺激性气味的气体 b.在氧气中：发出明亮的蓝紫色火焰,生成一种带有刺激性气味的气体 要在瓶底装少量水（目的：吸收二氧化硫， 防止污染空气） S＋O2SO2 铁丝（银白色金属） a.在空气中：不燃烧 b.在氧气中：剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成一种黑色固体。 瓶底装有少量水或铺上一层细沙（目的：防止溅落的融化物使瓶底炸裂） 3Fe＋2O2Fe3O4 红磷（ 暗红色固体） a.在空气中：发出黄色火焰 b.在氧气中：剧烈燃烧，发出白光，放出热量，产生大量的白烟。 反应生成的是固体小颗粒，现象应描述为白烟，而不是白雾（指小液滴）。 4P＋5O22P2O5 木炭 （灰黑色固体） a.在空气：不燃烧，发出红光 b. 在氧气中：剧烈燃烧，发出白光，放出热量，生成一种能使澄清石灰水变浑浊的气体。 C＋O2CO2 二、二氧化碳的性质 （1）物理性质：无色无味的气体，密度比空气大，能溶于水，加压降温可变成无色液体，甚至变成雪状固体(干冰)，干冰易吸热升华； （2）化学性质： ①通常不燃烧，也不支持燃烧 ②不能供给呼吸； ③与水反应：H2O+CO2===H2CO3(不稳定) ④与石灰水反应：Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O （3）二氧化碳的用途 ①二氧化碳用于灭火:二氧化碳既不能燃烧也不支持燃烧，密度比空气大。 简易酸碱灭火器工作原理： Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+CO2↑+H2O ②二氧化碳作气肥，用于光合作用：植物的光合作用需要大量的二氧化碳，因此可把二氧化碳作为气体肥料，提高光合作用的强度和效率。 ③二氧化碳也是一种工业和食品原料：可用于制纯碱（Na2CO3）、尿素和汽水。 ④制冷剂：干冰（固体二氧化碳）可用于人工降雨。 例4、（2025•鹿城区二模）小明利用如图所示装置进行氧气的制取与性质的研究。实验步骤如下： ①将带有止水夹的导管和细铁丝固定在瓶塞上，按如图连接好电路，然后塞紧瓶塞，检查装置气密性。 ②瓶内加入过氧化氢溶液和二氧化锰，盖上瓶塞，打开止水夹。 ③将带火星的木条放在导管口。 ④待观察到某现象时，立即闭合电路开关。 （1）步骤④中的某现象是指 。 （2）电路通电后细铁丝的温度会快速升高，其原理是 。 （3）本实验中铁丝在氧气中燃烧的现象是 。 （4）与教材中的铁丝燃烧实验相比，写出该装置的一条优点： 。 【解答】解：（1）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解为水和氧气，氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃； （2）电路通电后细铁丝的温度会快速升高，其原理是电流热效应； （3）本实验中铁丝在氧气中燃烧的现象是剧烈燃烧、火星四射、放热，生成黑色物质； （4）与教材中的铁丝燃烧实验相比，写出该装置的一条优点能持续提供氧气，保障铁丝的燃烧。 故答案为：（1）带火星的木条复燃； （2）电流热效应； （3）剧烈燃烧、火星四射、放热，生成黑色物质； （4）能持续提供氧气，保障铁丝的燃烧。 例5、（2025•浙江模拟）在制作“简易制氧机”项目式学习中，师生共同制定了如表所示的评价表。小组同学通过对照评价表自评后，完成了如图所示的简易制氧机从1.0到3.0版的迭代。已知使用制氧机的具体操作是量取一次保健吸氧所需过碳酸钠固体（2Na2CO3•3H2O2）置于塑料瓶中，再加入一定量的水和少量的二氧化锰。 简易制氧机评价表 评价指标 优秀 合格 待改进 稳定性 摆放平稳，不易倒伏 摆放较平稳，轻碰后易倒伏 摆放不稳定，不碰即倒 产氧速率 产氧速率适中，适合人体呼吸 产氧速率略快或略慢 产氧速率过快或过慢，不适合人体呼吸 氧气湿度 适宜呼吸，让人体感觉舒适 偏干燥或潮湿，呼吸道略有不适 过于干燥或潮湿，呼吸道极度不适 请回答： （1）对1.0版的制氧机进行测试时，发现塑料瓶瓶壁微烫。则说明该反应是 反应。 （2）从评价指标看，2.0版的制氧机将发生装置和加湿装置固定相贴的作用是 。 （3）3.0版的制氧机，发生装置中标注了a、b、c三条不同季节的水位线，以控制不同季节产氧速率的大致稳定。c为夏季的水位线，原因是 。 （4）制氧机使用后会残留大量含碳酸钠的废液，需调节至中性才能排放。则可以向废液中加入的过量试剂是 。 【解答】解：（1）因为装置外壁变烫，说明反应过程中释放热量，是放热反应；故答案为：放热； （2）将发生装置和加湿装置固定相贴，装置摆放平稳，不易歪倒；故答案为：摆放平稳，不易歪倒； （3）气体溶解度随温度升高而减小，夏季水温高，氧气溶解度减小，提高水位可增加氧气与水的接触，维持产氧速率稳定；故答案为：夏季温度高，氧气在水中的溶解度减小，需要更高的水位才能达到与其他季节相近的产氧速率（答案不唯一）； （4）碳酸钠能与酸反应生成可溶于水的盐、二氧化碳和水，加入过量的氯化钙溶液可将碳酸钠转化为无害的氯化钠，调节至中性后排放；故答案为：氯化钙溶液。 【考点4　氧气的制取】 【考点剖析】 一、实验室里制取氧气的方法 分解双氧水H2O2和加热分解高锰酸钾KMnO4或氯酸钾KClO3 ，化学方程式为： （1）2H2O2 MnO2 2H2O + O2 ↑（2）2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑ （3）2KClO3 MnO2 2KCl + 3O2↑。 固体加热型 固液（液液）不加热型 发生装置 实验步骤 查→装→定→加→收→验 查→装→定→点→收→离→熄； ①查：检查装置的气密性注意安装顺序：先从下到上，后从左到右。 ②装：装入药品 ③定：固定试管 ④点：点燃酒精灯 ⑤收：用排水法收集 ⑥离：将导管移离水面 ⑦熄：熄灭酒精灯。 【谐音记忆: “茶-庄-定-点-收-利-息”】 排水法 （不易溶于水） 向上排空气法 （密度比空气大） 向下排空气法 （密度比空气小） 收集装置 优点 较纯净； 较干燥； 缺点 含较多的水蒸气； 不够纯净； 验满方法 1.将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃(排气法) 2.集气瓶口出现大气泡（排水法） 检验方法 将带火星的木条放在集气瓶中，木条复燃 注意 长颈漏斗末端要伸到液面以下(分液漏斗则不必) ①试管口略向下倾斜；②试管夹夹在离试管口1/3处；③实验完毕，先移出导气管，再熄灭酒精灯；④用KMnO4制O2时，试管口放一团棉花； 注意： （1）在过氧化氢和氯酸钾制取氧气的反应中，用二氧化锰作为催化剂，它的作用是改变反应速度，本身的质量和化学性质在反应前后都不变。 a）催化剂不一定加快反应速率，也有减慢反应速率。 b）催化剂的物理性质在反应前后可以改变。但化学性质和质量不变 c）催化剂在反应中可以参与反应而发生变化，但反应结束时又能转化回原来的物质。 d）催化剂只影响反应速率，不影响最终产量。 e）催化剂在反应中起催化作用。同一反应可采用多种催化剂。 （2）为什么在试管口要放一团棉花？防止高锰酸钾粉末进入导管。 （3）为什么试管口要略向下倾斜？防止试管口的冷凝水倒流入试管底而使试管破裂。 （4）为什么要来回移动酒精灯使试管受热均匀？防止试管受热不均而破裂。 （5）为什么刚出现气泡时不能立即收集？为了排尽试管内的空气，防止收集的氧气不纯 。 （6）什么时候才可以开始收集气体？气泡连续、均匀地放出。 （7）集满氧气后，为什么要先从水槽中移出导管，再熄灭酒精灯？防止水槽中的水倒吸入试管而使试管破裂。 （8）为什么导管不能伸入试管太长？有利于试管内空气排出。 （9）为什么加热前，试管外壁要保持干燥。加热时，用酒精灯的外焰加热，灯芯不能 碰到试管。结束时，热的试管不能立即用冷水冲洗? 防止试管破裂。 装置的改进与评价： （1）将固液常温型装置中的长颈漏斗换成分液漏斗或注射器(如图A、图B所示)，改进后装置的优点是通过控制液体的滴加速度，从而控制反应速； （2）C装置的优点是能随时控制反应的发生和停止。 总结：相比于高锰酸钾或氯酸钾，实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的优点是可随时添加液体、反应不需要加热、操作简便等。 检查装置气密性的常见方法 A. 手捂（加热）法：将导管的出口浸入水中，手握试管等容器，如果有气泡从导管口逸出，放手后导管末端形成稳定的水柱，表明装置气密性良好。 B. 液差（注水）法：从漏斗注入一定量的水，使漏斗下端浸没，塞紧橡皮塞，夹紧弹簧夹后，继续加水，使漏斗管内的液面高于瓶内液面，停止加水观察。液面差不变，表明装置气密性良好。 二、二氧化碳的实验室制法 (1)药品：大理石(或石灰石) CaCO3与稀盐酸。 一般不用其他药品代替的理由：不能用H2SO4代替盐酸，是因为H2SO4与CaCO3反应生成微溶的CaSO4会覆盖在大理石的表面，阻止反应的继续进行 (2) 原理：CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑。 (3)制取装置如图所示： (4)收集：CO2密度比空气大、能溶于水且与水反应生成碳酸，一般只用向上排空气法收集CO2气体。 (5)操作步骤： ①. 检查装置的气密性； ②. 锥形瓶中加入大理石； ③. 连接好装置，导管口接近瓶底处； ④. 长颈漏斗中加入稀盐酸； ⑤. 用向上排空气法收集气体； ⑥. 用燃着的木条放在集气瓶口验满。 ⑦. 收满盖好毛玻璃片，将集气瓶口向上放置。 (6)CO2气体的验证：将生成的无色、无味的气体通入澄清的石灰水中，若澄清的石灰水变浑浊，则该气体为CO2。反应的化学方程式为：CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O. 二氧化碳的工业制法 （1）原料：石灰石（主要成分CaCO3）； （2）原理：CaCO3 === CaO+CO2↑； （3）设备：石灰窑 实验室制取气体和收集气体的装置 发生装置 收集装置 固体与固体反应，需加热 固体与液体反应，不用加热 密度比空气小，且不与空气中的物质反应 密度比空气大，且不与空气中的物质反应 难溶于水，不与水反应 例6、（2024•瓯海区校级三模）小明发现，在利用双氧水制取氧气的实验过程中，会看到不断翻腾的黑色悬浮液，看不到气泡产生。同时，为对比反应前后二氧化锰的质量变化，须经过滤分离，其操作繁琐、耗时长。已知水泥对过氧化氢分解无影响，且能具有一定固定作用。小明利用二氧化锰和水泥制取混合块，并利用如图所示装置探究水泥和二氧化锰最佳质量比。 ①按表1分别称取二氧化锰与水泥，将其混合均匀，经处理后分别形成0.4克块状固体。 ②按图所示安装装置，并检查气密性。 ③取混合物置于圆底烧瓶，打开分液漏斗活塞，使双氧水与混合物接触反应。 ④打开活塞，收集氧气。 ⑤记录一定时间收集到的氧气体积，并取出固体块烘干，称量其质量。 试验编号 水泥/二氧化锰 4分钟收集氧气的体积/毫升 反应后混合固体质量/克 一 3：1 16 0.4 二 2：1 24 0.36 三 1：1 49 0.39 四 1：2 65 0.4 五 1：3 70 0.37 （1）步骤②中检查气密性的方法是： 。 （2）为了准确收集氧气的体积，请选择步骤④中收集氧气的方式 。 A.观察到均匀气泡时，将导管伸入量筒收集氧气 B.立即将导管伸入量筒，收集氧气 （3）为了更加快速收集氧气并能更加方便验证催化剂的性质，请你谈谈水泥与二氧化锰的混合的最佳比例，并说明理由： 。 【解答】解：（1）步骤②中检查气密性的方法是：连接装置，双手紧捂烧瓶，导管口出现气泡，说明装置不漏气。 故答案为：连接装置，双手紧捂烧瓶，导管口出现气泡，说明装置不漏气。 （2）为了准确收集氧气的体积，步骤④中收集氧气的方式是立即将导管伸入量筒，收集氧气，是因为产生多少体积的氧气，就有多少体积的气体排入量筒中，实验结果更准确。 故答案为：B。 （3）为了更加快速收集氧气并能更加方便验证催化剂的性质，水泥与二氧化锰的混合的最佳比例是1：2，是因为反应前后固体质量不变，能够验证催化剂的质量反应前后不变，4分钟收集氧气的体积是65mL，比试验一收集的气体更多，实验结果更准确。 故答案为：水泥与二氧化锰的混合的最佳比例是1：2，是因为反应前后固体质量不变，能够验证催化剂的质量反应前后不变，4分钟收集氧气的体积是65mL，比试验一收集的气体更多，实验结果更准确。 题型一．空气组成的测定 1. （2025•临安区一模）利用白磷燃烧测定空气中氧气体积分数，实验装置如图（集气瓶内装入适量的水，体积为a，集气瓶总容积为c）实验步骤如下：①加热玻璃棒引燃白磷；②白磷熄灭后冷却至室温，测得瓶内水的体积为b。下列分析错误的是（　　） A．白磷不可替换为木炭或硫粉 B．氧气与空气体积比为（b﹣a）：（c﹣a） C．装置未使用止水夹会影响实验结果 D．实验过程中瓶内液面先下降后上升再稳定 【解答】解：A、木炭或硫粉在空气中燃烧生成二氧化碳气体或二氧化硫气体，虽除去了氧气，但增加了新的气体，没有形成压强差，不能用来测定空气中氧气含量，故选项说法正确。 B、氧气与空气体积比为（b﹣a）：（c﹣a），故选项说法正确。 C、集气瓶内的导管是伸入液面下的，集气瓶内的空气是不会随着反应的进行逸散出去的；白磷燃烧消耗集气瓶内氧气的体积，只要测量反应前后集气瓶内增加的液体的体积即可，装置未使用止水夹不会影响实验结果，故选项说法错误。 D、白磷燃烧放热，使集气瓶内温度升高，气体膨胀，集气瓶内压强大于外界大气压，则液体通过导管压出集气瓶，液面降低；随着氧气被消耗，集气瓶内氧气体积减小，集气瓶内压强小于外界大气压，将烧杯中的水吸入集气瓶，从而液面升高，实验过程中瓶内液面先下降后上升再稳定，故选项说法正确。 故选：C。 2. （2025•舟山二模）在验证空气中氧气体积分数为21%的实验中，用图甲装置进行实验。第一次实验时，用足量的白磷燃烧消耗氧气。第二次实验中，将足量的食品脱氧剂均匀涂在集气瓶内壁上与氧气反应。两次实验瓶内（氧气体积分数变化如图乙所示，以下说法错误的是（　　） A．用食品脱氧剂能耗尽瓶内氧气，提高实验的精确度 B．将食品脱氧剂涂在集气瓶内壁可增大与氧气的接触面积 C．两次实验流入集气瓶中的水量不同，第1次实验中流入的水更多 D．未冷却至室温就打开止水夹，会导致测得的氧气体积分数偏小 【解答】解：A、由图乙可知，用食品脱氧剂能耗尽瓶内氧气，提高实验的精确度，故A说法正确； B、将食品脱氧剂涂在集气瓶内壁可增大与氧气的接触面积，故B说法正确； C、由图乙可知，食品脱氧剂消耗的氧气更多，因此两次实验流入集气瓶中的水量不同，第2次实验中流入的水更多，故C说法错误； D、未冷却至室温就打开止水夹，则进入瓶内的水较少，会导致测得的氧气体积分数偏小，故D说法正确。 故选：C。 3. （2025•浙江一模）稀有气体的发现，科学家们经历了漫长的探究过程。 材料一：1785年，卡文迪许在测定空气组成时，除去空气中的O2、N2等气体后，发现最后总是留下一个体积很小的小气泡。 材料二：1892年，瑞利在测定氮气密度时发现，从空气中除去氧气、二氧化碳和水蒸气得到的氮气密度为1.2572克/升，而从氨气分解得到的氮气密度为1.2508克/升，两者相差0.0064克/升。重复实验，发现两者的密度总是维持这样的差值。瑞利对此展开探究，经反复试验，最终发现了氩气。 根据以上材料回答下列问题： （1）某同学使用如图所示装置来模拟卡文迪许的实验，将空气依次通过A、B、C、D等装置，最后在E装置中收集到少量气体，其中C装置的作用是 。 （2）根据瑞利采用两种方法得到的氮气，其密度之间的微小差异是否来源于实验误差，请作出判断并说明理由 。 （3）稀有气体的发现是一个艰难的过程，下列是当代科学家分析的事实或现象，其中发现史中相关证据解释合理的有 。 选项 事实或现象 证据解释 A 空气中稀有气体的含量很小 卡文迪许除去空气中O2、N2后，留下体积很小的小气泡 B 氦气可用作飞艇中的填充气体 莱姆赛用钇铀矿放在硫酸中加热得到不燃烧也不支持燃烧，且密度很小的氦气 C 氪气、氖气和氙气的密度不同 莱姆赛用蒸馏法从液态空气中分离出氪气、氖气和氙气三种气体 【解答】解：（1）铜粉在加热条件下能与氧气反应生成氧化铜，故C装置的作用是除去空气中的氧气。 （2）由题意可知，重复实验，发现两者的密度总是维持这样的差值，则瑞利采用两种方法得到的氮气，其密度之间的微小差异不是来源于实验误差。 （3）A、卡文迪许在测定空气组成时，除去空气中的O2、N2等气体后，发现最后总是留下一个体积很小的小气泡，说明空气中稀有气体的含量很小。 B、莱姆赛用钇铀矿放在硫酸中加热得到不燃烧也不支持燃烧，且密度很小的氦气，由于氦气的密度小，则氦气可用作飞艇中的填充气体。 C、莱姆赛用蒸馏法从液态空气中分离出氪气、氖气和氙气三种气体，说明氪气、氖气和氙气三种气体的沸点不同，而不是密度不同。 故答案为： （1）除去空气中的氧气； （2）不是，通过重复实验，两种方法得到的氮气密度总是维持相同的差值； （3）AB。 题型二．氧气的化学性质 4. （2025•浙江模拟）如图所示，在进行“铁丝在氧气中燃烧”的实验时，下列做法正确的是（　　） A．瓶中加水或沙，待火柴快燃尽时伸入 B．瓶中不加水或沙，待火柴燃尽后伸入 C．瓶中加水或沙，待火柴燃尽后伸入 D．瓶中不加水或沙，待火柴快燃尽时伸入 【解答】解：在进行“铁丝在氧气中燃烧”的实验时，瓶中加水或沙（防止高温熔融物溅落，炸裂瓶底），待火柴快燃尽时伸入集气瓶内（伸入过早会消耗氧气，伸入过晚，温度达不到铁丝的着火点）。 故选：A。 题型三．实验室制取氧气的反应原理 5. （2025•浙江模拟）初中阶段我们已经学习了实验室制取氧气有多种方法。图乙是一款潜水艇紧急供氧设备的结构示意图，每个产氧药块由氯酸钠和一定量的镁粉、二氧化锰等均匀混合制成，该反应需要在300℃左右行，并伴随极少量有毒氯气产生。若温度过低，反应会终止，温度过高，会产生大量氯气。请回答： （1）实验室选用装置甲作为制取氧气的发生装置，某同学在观察到锥形瓶内有大量气泡时，开始用集气装置收集O2过一段时间后，用带火星的木条伸入瓶口、瓶中、瓶底，都没见木条复燃，原因可能是 。 （2）产氧药块反应会产生极少量有毒的氯气，推测图乙中试剂X应具有的性质是 。 （3）图乙装置的填充材料会影响其完成反应所需的时间（即放氧时间）和外壳的最高温度，研究人员分测试了无填充材料、填充材料A和填充材料B三种情况下的放氧时间及对应的外壳温度，结果如丙所示。根据图丙，与第①组比较，应选择填充材料 （填“A”或“B”），请说明理由： 。 【解答】解：（1）当观察到锥形瓶内有大量气泡时就开始收集氧气，说明有氧气生成，过一段时间后，用带火星的木条伸入瓶口、瓶中、瓶底，都没见木条复燃，说明没有收集到氧气，原因可能是装置漏气。故答案为：装置漏气； （2）产氧药块反应会产生极少量有毒的氯气，而我们需要得到纯净的氧气，所以试剂X应能吸收氯气，同时不能与氧气反应，这样才能保证得到的氧气纯净且不被消耗。故答案为：能吸收氯气（或能与氯气反应），不能与氧气反应。 （3）观察图丙，填充材料A对应的外壳最高温度过高，可能会产生大量氯气，并且放氧时间相对较短；而填充材料B对应的外壳最高温度相对较低，能够更好的防止热量散失，维持产氧药块温度，同时放氧时间较长，能更好地满足使用需求。所以与第①组比较，应选择填充材料B。故答案为：B；填充隔热材料B能够更好的防止热量散失，维持产氧药块温度，延长放氧时间。 6. （2025•温州三模）思维模型的建构既方便于问题的解决，又能促进深度学习。如图是建构实验室制取氧气的思维模型： 【反应原理】 （1）根据质量守恒定律，实验室常选用高锰酸钾、氯酸钾、双氧水制取氧气，而不选择氯化钾的原因是 。 【发生装置】 （2）请写出检查B装置气密性的方法： 。 【收集方法】 （3）能利用D装置收集氧气的原因是 。 【实验反思】 小实对收集到的氧气浓度进行探究： 收集方法 向上排空气法 收集时间 瓶口带火星木条复燃时停止收集 瓶口带火星木条复燃时继续收集4秒 瓶内氧气体积分数（%） 79.7 79.6 79.9 88.4 89.0 87.9 氧气的平均体积分数（%） 79.7 88.4 （4）结合表格信息，用向上排空气法收集氧气时，为提高获得的氧气体积分数，可采取的措施是 。 【解答】解：（1）根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变。氯化钾中只含有钾元素和氯元素，不含有氧元素，所以不能用来制取氧气。故答案为：氯化钾中没有氧元素，无法制取氧气； （2）检查B装置气密性的方法：关闭止水夹，往分液漏斗中注水，若形成稳定液柱则气密性良好；故答案为：关闭止水夹，往分液漏斗中注水，若形成稳定液柱则气密性良好； （3）D装置是排水法收集气体的装置。能利用D装置收集氧气的原因是氧气不易溶于水，且不与水发生化学反应。故答案为：氧气不易溶于水且不与水反应； （4）从表格信息可以看出，当瓶口带火星木条复燃时继续收集4秒，瓶内氧气体积分数明显提高。所以用向上排空气法收集氧气时，为提高获得的氧气体积分数，可采取的措施是在瓶口带火星木条复燃时继续收集一段时间。故答案为：瓶口带火星木条复燃时继续收集4秒。 题型四．氧气的制取装置 7. （2024•仙居县三模）实验操作是科学的基本技能之一。下列实验操作正确的是（　　） A．用氯酸钾制氧气 B．添加固体试剂 C．滴加液体试剂 D．稀释浓硫酸 【解答】解：A、用氯酸钾制取氧气时，试管口应略向下倾斜，防止冷凝水回流使试管炸裂，而图中试管口向上倾斜，故错误。 B、添加固体试剂时，应先将试管横放，用镊子或药匙将固体试剂送到试管底部，再将试管慢慢竖起，图中直接将固体投入直立的试管中，故错误。 C、滴加液体试剂时，胶头滴管应垂直悬空在试管口上方，不能伸入试管内，图中胶头滴管伸入了试管内，故错误。 D、稀释浓硫酸时，要把浓硫酸缓缓地沿器壁注入水中，同时用玻璃棒不断搅拌，以使热量及时地扩散，一定不能把水注入浓硫酸中，图中操作正确，故正确。 故选：D。 8. （2024•永康市二模）某家用制氧机的结构如图甲所示，配套的制氧药剂包括A、B两剂，其中A剂为白色固体过碳酸钠（Na2CO3•3H2O2），B剂为二氧化锰。使用时先在反应仓和加湿过滤仓内加入适量水，然后在反应仓里依次放入A、B两剂，反应仓内就会有氧气生成，生成的氧气经加湿过滤仓加湿过滤后即可供人使用。 （1）该家用制氧机的制氧反应有两步： 第一步：； 第二步： （填写化学方程式）。 （2）该家用制氧机的制氧药剂选择使用过碳酸钠而不是双氧水，其原因是 （选填字母）。 A．产物更环保 B．成本更低廉 C．储存更方便 （3）小乐想利用饮料瓶、玻璃管、橡胶导管和热熔胶（可密封各接口处）仿照该家用制氧机制作一个简易制氧机，其设计图（半成品）如图乙所示，在答题卡中将设计图补充完整 。 【解答】解：（1）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解为水和氧气，化学方程式为2H2O22H2O+O2↑；故答案为：2H2O22H2O+O2↑； （2）由题意可知，过碳酸钠是固体，过氧化氢容易分解，所以过碳酸钠运输储存更方便，故答案为：C； （3）反应仓中产生的氧气能进入加湿仓内的水中，然后再由短管排出，图示为；故答案为：。 题型五．制取氧气的操作步骤和注意点 9. （2024•温州一模）有些实验操作的“先”与“后”决定了实验的成功和安全。下列加热高锰酸钾并用排水法制取氧气的实验中，先后操作正确的是（　　） A．先将试管固定好，再放置酒精灯的位置 B．先向试管中加高锰酸钾，后检查气密性 C．先将导管伸入集满水的集气瓶，后加热 D．先从水槽里将导管移出，后熄灭酒精灯 【解答】解：A、先放置酒精灯的位置，再将试管固定好，故选项说法错误。 B、实验室制取气体时，组装好装置后，应在向试管中装入药品前检查装置的气密性，然后再装入高锰酸钾，以避免装入高锰酸钾后发现装置气密性不好，更换部分仪器而浪费药品，故选项说法错误。 C、先加热，待导管口气泡连续、均匀冒出时再将导管伸入集满水的集气瓶，故选项说法错误。 D、先从水槽里将导管移出，后熄灭酒精灯，以防止水槽中的水倒吸入试管，使试管因骤然冷却而炸裂，故选项说法正确。 故选：D。 10. （2023•镇海区模拟）小明发现混入部分空气的氧气也能使带火星的木条复燃，可见并非只有纯氧才能使带火星的木条复燃。不同比例的氧气和空气混合，伸入带火星的木条，结果不同。 （1）小明往100毫升集气瓶中加入50毫升水，用排水法收集氧气，发现该瓶气体不能使带火星的木条复燃，其原因是 。 （2）为了研究氧气浓度对木条复燃的影响，小明用如图装置制取氧气并进行相关实验。选择下列器材，写出本实验的步骤（老师建议实验分四组）。 器材：溶质质量分数为7.5%的H2O2溶液、MnO2粉末、水、量筒、木条、100毫升集气瓶若干个及其它需要的实验器材。 【解答】解：（1）小明往100毫升集气瓶中加入50毫升水，用排水法收集氧气，发现该瓶气体不能使带火星的木条复燃，其原因是氧气体积分数过低；故答案为：氧气体积分数过低； （2）为了研究氧气浓度对木条复燃的影响，小明用如图装置制取氧气并进行相关实验。设计实验时要注意装置装搭及气密性检查、用水的体积控制氧气体积设置分组、正确用排水法收集气体、重复实验、数据处理。具体实验步骤设计如下： ①按如图装置装搭仪器，检查装置气密性； ②取100毫升集气瓶4个，分别加入60毫升、70毫升、80毫升、90毫升的水； ③将导管末端放入水中，往装置中装入药品，打开活塞，待气泡连续、均匀冒出后，用排水法将各集气瓶中的水恰好排尽； ④用带火星的木条伸入集气瓶中，观察带火星木条是否复燃； ⑤分析数据，氧气浓度对带火星木条复燃的影响的结论。 故答案为：①按如图装置装搭仪器，检查装置气密性； ②取100毫升集气瓶4个，分别加入60毫升、70毫升、80毫升、90毫升的水； ③将导管末端放入水中，往装置中装入药品，打开活塞，待气泡连续、均匀冒出后，用排水法将各集气瓶中的水恰好排尽； ④用带火星的木条伸入集气瓶中，观察带火星木条是否复燃； ⑤分析数据，氧气浓度对带火星木条复燃的影响的结论。 题型六．二氧化碳的实验室制法 11. （2025•嵊州市一模）二氧化碳是温室气体之一，“节能减排”、“碳达峰”、“碳中和”等关键词成为热搜。 （1）图甲中可以用于制取少量二氧化碳且能控制反应发生与停止的发生装置是 。 （2）若用装置D收集产生的二氧化碳，可以对此装置作出的改进是 。 （3）图乙是一种工业上捕集CO2的方法，该装置用多孔球泡（内空球体，球面有许多小孔能通气）比直接用导管插入K2CO3溶液的吸收效果更好，原因是 。 （4）小明设计了图丙装置验证二氧化碳温室效应。图中两个塑料瓶的体积和形状相同，连接两个塑料瓶的玻璃管中间有一滴红墨水，置于阳光下。一段时间后红墨水 （填“向左”“向右”或“不”）移动。 【解答】解：（1）实验室制取二氧化碳常用大理石（或石灰石，主要成分碳酸钙）和稀盐酸反应，该反应是固体和液体在常温下进行。装置C中，关闭止水夹时，试管内气体增多，压强增大，液体被压回长颈漏斗，固体和液体分离，反应停止；打开止水夹时，气体导出，压强减小，液体流下与固体接触，反应发生。所以图甲中可以用于制取少量二氧化碳且能控制反应发生与停止的发生装置是C。故答案为：C。 （2）二氧化碳能溶于水，不能用排水法收集，二氧化碳的密度比空气大，应该用向上排空气法收集，若用装置D收集产生的二氧化碳，可以对此装置作出的改进是将D中的水倒掉，再将气体从b端进入或在水面上方滴一层油膜，将二氧化碳从a管通入。故答案为：将D中的水倒掉，再将气体从b端进入或在水面上方滴一层油膜，将二氧化碳从a管通入。 （3）图乙中用多孔球泡（内空球体，球面有许多小孔能通气）比直接用导管插入溶液的吸收效果更好，原因是多孔球泡增大了气体与溶液的接触面积，使二氧化碳与溶液充分接触，从而提高了吸收效率。故答案为：增大了气体与溶液的接触面积，加快反应速率。 （4）二氧化碳具有温室效应，在阳光下，盛有二氧化碳的塑料瓶内温度升高比盛有空气的塑料瓶快，气体受热膨胀，压强增大，会使红墨水向左移动。故答案为：向左。 12. （2025•舟山一模）小乐家的水族箱，因水中二氧化碳含量偏低而影响了水草的正常生长。为解决此问题，小乐开展了如下研究： 【市场调查】小乐发现市场上有如图甲所示的二氧化碳气体补给器出售，给该补给器连接气体细化器后就可向水族箱的水中补充二氧化碳气体，其结构示意图如图乙所示。 【自制补给器】小乐研究了市售的二氧化碳气体补给器后，自制补给器，部分设计如图丙所示。 （1）如果小乐在自制补给器所用酸液是稀盐酸，则产生二氧化碳反应的化学方程式 。 （2）在如图丙所示的计泡器的虚线框中补全导管（在答题卡相应位置画出） ；将气体细化器连接在自制补给器的右侧导管上后，应将气体细化器置于水族箱的 处。（选填①或②或③） （3）依据如下评价量表，对照指标二对小乐的自制补给器写出评价等级及依据 。 评价指标 优秀 合格 待改进 指标一 反应安全，且可控 反应安全，但不可控 反应有较大安全隐患 指标二 气体能直接排出且速度可以观测 气体能直接排出但速度无法观测 气体无法排出 【解答】解：（1）如果自制补给器所用酸液是稀盐酸，碳酸钙和稀盐酸反应产生二氧化碳，化学方程式为CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑。 （2）计泡器的导管应画为长进短出，即从左侧长导管进气，右侧短导管出气，如图所示：；将气体细化器连接在自制补给器的右侧导管上后，应将气体细化器置于水族箱的③处，因为置于水底能使二氧化碳与水充分接触，更有利于二氧化碳溶解在水中。 （3）评价等级：优秀。依据：小乐的自制补给器通过计泡器可以观察气泡，从而观测气体排出速度，且气体能直接排出，符合指标二中“气体能直接排出且速度可以观测”的优秀标准。 故答案为： （1）CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑； （2）在答题卡相应位置画出长进短出的导管；③； （3）评价等级：优秀。依据：自制补给器通过计泡器可观测气体排出速度，且气体能直接排出。 13. （2025•金华一模）“低碳”小组开展以二氧化碳为主题的项目式学习并设计了以下活动。请回答： （1）实验室制取二氧化碳的装置由图1中的A改成B，请你说出改进后的优点： 。 （2）小组同学用如图2装置研究二氧化碳与氢氧化钠的反应，用注射器分别注入等体积的水和氢氧化钠溶液，测得压强随时间变化的图像如图曲线Ⅰ和Ⅱ所示。 ①设置实验1的目的是 。 ②小组同学得出氢氧化钠溶液比水吸收二氧化碳的能力更强的证据是 。 （3）在上述实验后，小组成员查阅资料发现：实现碳中和，可以通过人工固碳、海洋固碳和生物固碳等途径，其中人工固碳的常见方法如下： ①上述三种方法中所涉及的反应中属于化学变化的是 。 ②请例举一种自然界中的生物固碳方法 。 【解答】解：（1）实验室制取二氧化碳的装置由图1中的A改成B，改进后的优点是：装置B带有多孔塑料板和止水夹。关闭止水夹时，反应产生的二氧化碳气体使装置内压强增大，将稀盐酸压入长颈漏斗，固液分离，反应停止；打开止水夹，气体排出，压强减小，稀盐酸流下，固液接触，反应继续进行。所以能控制反应的发生和停止。 （2）①设置实验1（注入等体积的水）的目的是作对照实验，通过对比注入水和氢氧化钠溶液后装置内压强的变化，更直观地探究氢氧化钠溶液对二氧化碳的吸收效果。 ②小组同学得出氢氧化钠溶液比水吸收二氧化碳的能力更强的证据是：由图中曲线可知，曲线Ⅱ（注入氢氧化钠溶液）的压强下降幅度比曲线Ⅰ（注入水）大，且下降速度更快，说明注入氢氧化钠溶液的装置内二氧化碳被消耗得更多、更快，即氢氧化钠溶液比水吸收二氧化碳的能力更强。 （3）①方法1将二氧化碳压缩后封存，只是状态发生改变，没有新物质生成，属于物理变化；方法2中二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙，有新物质生成，属于化学变化；方法3将二氧化碳转化为二甲醚，有新物质生成，属于化学变化。所以上述三种方法中所涉及的反应中属于化学变化的是方法2和方法3。 ②自然界中的生物固碳方法：植物的光合作用。绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物，并且释放出氧气，从而实现生物固碳。 14. （2024•拱墅区二模）小乐家的水族箱，因水中二氧化碳含量偏低而影响了水草的正常生长。为解决此问题，小乐开展了如下研究：【市场调查】小乐发现市场上有如图甲所示的二氧化碳气体补给器出售，该补给器连接上气体细化器后就可向水族箱的水中补充二氧化碳气体，其结构示意图如图乙所示。 【自制补给器】小乐研究了市售的二氧化碳气体补给器后，自制补给器，部分设计如图丙所示。 （1）写出小乐自制补给器产生二氧化碳反应的化学方程式 。 （2）在如图丙所示的计泡器的中补全导管；将气体细化器连接在自制补给器的右侧导管上后，应将气体细化器置于水族箱的 （选填“①”“②”或“③”）处。 （3）依据如下评价量表，对小乐的自制补给器进行评价，写出评价等级及依据 。 评价指标 优秀 合格 待改进 指标一 反应安全，且可控 反应安全，但不可控 反应有较大安全隐患 指标二 气体能直接排出且速度可以观测 气体能直接排出但速度无法观测 气体无法排出 【解答】解：（1）石灰石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑，故答案为：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑； （2）图丙所示的计泡器中长管要伸入液面以下，将气体细化器连接在自制补给器的右侧导管上后，应将气体细化器置于水族箱的③处，这样可使二氧化碳更容易溶于水中，避免大量逸出；故答案为：；③； （3）在装置丙中，二氧化碳气体的制备采用了启普发生器原理，故反应安全，且可控；采用了记泡器装置，故气体能直接排出且速度可以观测。故评价等级为优秀；故答案为：优秀，因为反应安全可控，气体能直接排出且速度可以观测。 题型七．制取二氧化碳的操作步骤和注意点 15. （2025•嵊州市一模）规范操作是科学实验的基本要求，下列有关“实验室制取二氧化碳”的实验操作，正确的是（　　） A．检查装置气密性 B．取用固体试剂 C．收集二氧化碳 D．验满 【解答】解：A、先从长颈漏斗中注入水，当水浸没其下端管口时，用弹簧夹夹住导气管上连接的胶皮管，然后再加入少量的水，若停止加水后，长颈漏斗中的水面不再下降，则说明此装置气密性良好，故选项实验操作正确。 B、取用固体粉末状试剂时，瓶塞要倒放，应用药匙取用，图中瓶塞没有倒放，故选项实验操作错误。 C、二氧化碳能溶于水，不能用排水法收集，故选项实验操作错误。 D、检验二氧化碳是否收集满时，应将燃着的木条放在集气瓶口，不能伸入瓶中，故选项实验操作错误。 故选：A。 题型八．二氧化碳的化学性质 16. （2025•上城区校级模拟）小金利用如图装置研究二氧化碳的性质。注射器内装有足量稀盐酸，硬质玻璃管中有四个棉球，其中①、④为用紫色石蕊溶液润湿的棉球，②、③为用石蕊溶液染成紫色的干燥棉球。下列关于实验过程及现象的分析，不合理的是（　　） A．若把稀盐酸换成稀硫酸则反应速度太慢，可能会影响实验结论 B．若把大理石换成碳酸钠则反应速度太快，可能会影响实验结论 C．通过①②或③④现象的比较，均能得出二氧化碳溶于水呈酸性 D．通过①④或②③现象的比较，均能得出二氧化碳密度大于空气 【解答】解：A、稀硫酸和大理石反应，生成硫酸钙，微溶于水的硫酸钙覆盖在石灰石的表面，阻碍反应进一步进行，可能会影响实验结论； B、碳酸钠与稀盐酸反应速率过快，可能会影响实验结论； C、①④处棉球会变成红色，②③处干燥的棉球不变色，所以通过①②或③④现象的比较，均能得出二氧化碳溶于水呈酸性； D、①④处棉球会变成红色，②③处干燥的棉球不变色，故通过①④能得出二氧化碳密度大于空气，而②③不能得出二氧化碳密度大于空气。 故选：D。 17. （2025•龙港市二模）利用如图装置验证二氧化碳的性质，当集气瓶内的二氧化碳缓缓倒入后可以观察到的现象是（　　） A．两支蜡烛同时熄灭 B．两支蜡烛火焰无变化 C．两支蜡烛自下而上熄灭 D．两支蜡烛燃烧得更旺 【解答】解：A．二氧化碳的密度比空气大，低处蜡烛先熄灭，而不是两支蜡烛同时熄灭，故说法错误； B．二氧化碳不燃烧也不支持燃烧，因此蜡烛会熄灭，而不是火焰无变化，故说法错误； C．二氧化碳不燃烧也不支持燃烧，密度比空气大，因此两支蜡烛自下而上熄灭，故说法正确； D．二氧化碳不燃烧也不支持燃烧，因此蜡烛会熄灭，而不是燃烧得更旺，故说法错误； 故选：C。 18. （2024•路桥区一模）某化学兴趣小组同学用一组注射器对二氧化碳的制取和性质实验进行了重新设计。 实验一：制取二氧化碳。 （1）实验前拉动注射器的活塞抽取部分空气后连接医用二通阀，旋紧二通阀旋钮，使气流无法通过该处，用力向上推动注射器活塞（如图①），活塞向前被推动一段距离，松手后若发现 （填现象），则说明气密性良好。 （2）实验二：二氧化碳的检验与吸收。 按如上步骤进行实验，对比⑥中注射器活塞位置出现 现象，即能得出氢氧化钠溶液吸收CO2的能力比石灰水更强。 （3）你认为该兴趣小组的改进装置有何优点 （答一点即可）。 【解答】解：（1）向下推动注射器活塞，活塞可以被推动一部分，松手后活塞弹回原位，说明气密性良好，因为若装置漏气，装置内外压强差变小，活塞弹性会减小。 （2）注射器B活塞上移的距离大于注射器A，即装置B中反应后压强更小，即氢氧化钠溶液吸收了更多的二氧化碳，能说明氢氧化钠溶液吸收CO2的能力比石灰水更强。 （3）该实验所用的药品量较少，可以节约药品。 19. （2024•温州模拟）“碳捕集与封存”是指将大型发电厂所产生的CO2收集起来，并用一定的方法储存以避免其排放到大气中的一种技术，被认为是未来大规模减少温室气体排放、减缓全球变暖最经济、可行的方法。某种新兴碳捕集技术的工艺流程如图所示。 （1）流程中①的化学方程式为 。 （2）反应器中利用喷雾方式吸收二氧化碳的优点是 。 （3）该工艺流程中可以循环利用的物质有 （填化学式，写一种即可）。 【解答】解：（1）根据流程可知，①中的反应化学方程式为Na2CO3+Ca（OH）2＝CaCO3↓+2NaOH； （2）反应器中利用喷雾方式吸收二氧化碳的优点是增大反应物之间的接触面，提高吸收效率； （3）根据流程可知，该工艺流程中可以循环利用的物质有氢氧化钠，化学式为NaOH；氢氧化钙，化学式为Ca（OH）2； 故答案为： （1）Na2CO3+Ca（OH）2＝CaCO3↓+2NaOH； （2）增大反应物之间的接触面，提高吸收效率； （3）NaOH（合理即可）。 20. （2025•绍兴模拟）科学界对二氧化碳的研究一直在进行。 【资料一】1630年，海尔蒙特发现一些洞穴处，有一种能使燃着的蜡烛熄灭的气体，后来被证实是CO2。 【资料二】1754年，布莱克将石灰石煅烧首次制得CO2，并完成了如图甲所示的物质转化研究。 【资料三】1766年，卡文迪许通过实验测得，室温下1体积水大约能溶解1体积二氧化碳气体。 完成下列问题： （1）根据海尔蒙特的发现，可推测二氧化碳的化学性质 。 （2）写出布莱克实验中反应③的化学方程式 。 （3）如图乙，在室温下将容积为280毫升的广口瓶注满蒸馏水，通过导管缓慢通入350毫升CO2。如果卡文迪许的结论是正确的，则在量筒中收集到的水约为 毫升。 【解答】解：（1）1630年，海尔蒙特发现一些洞穴处，有一种能使燃着的蜡烛熄灭的气体，后来被证实是CO2，能使燃着的蜡烛熄灭，说明二氧化碳不能燃烧也不能支持燃烧。 （2）反应③是二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，反应的化学方程式为CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O。 （3）由题意可知，1766年，卡文迪许通过实验测得，室温下1体积水大约能溶解1体积二氧化碳气体，在室温下将容积为280毫升的广口瓶注满蒸馏水，通过导管缓慢通入350毫升CO2。如果卡文迪许的结论是正确的，溶解的二氧化碳的体积为280毫升，则在量筒中收集到的水约为350毫升﹣280毫升＝70毫升。 1. （2024•西湖区校级二模）如图为兴趣小组“铁丝在氧气中燃烧”实验，通过仪器测量得到如图数据，关于该实验下列说法正确的是（　　） A．实验前瓶内收集的氧气是纯净的 B．铁丝大约在20秒左右停止燃烧 C．铁丝停止燃烧是因为因瓶内氧气被耗尽 D．实验中氧气体积分数一直变小 【解答】解：A、实验前瓶内收集的氧气不是纯净的，是因为实验前氧气体积分数是80%，该选项说法不正确； B、铁丝大约在20秒左右停止燃烧，是因为20秒后氧气体积分数不再变化，该选项说法正确； C、铁丝停止燃烧时，氧气没有耗尽，该选项说法不正确； D、实验中氧气体积分数一段时间内一直变小，20秒后氧气体积分数不再变化，该选项说法不正确。 故选：B。 2. （2025•浙江二模）如图是关于氧气化学性质的部分知识网络，关于该图说法正确的是（　　） A．S、P在氧气中燃烧均会产生大量白烟 B．Fe在I、Ⅱ两类反应中的产物不相同 C．I、Ⅱ两类反应均体现了氧气的可燃性 D．I类反应放出热量，Ⅱ类反应吸收热量 【解答】解：A、硫燃烧能生成二氧化硫，不能产生白烟，红磷在氧气中燃烧能够产生大量白烟。故错； B、铁在氧气中燃烧，生成四氧化三铁；铁生锈主要成分是三氧化二铁，故对； C、Ⅰ、Ⅱ两类有氧气参加的化学反应的相同点是都是氧化反应，均体现了氧气的氧化性，故错。 D，燃烧和缓慢氧化都放出热量，故错误。 故选：B。 3. （2024•永康市二模）实验室常用如图甲、乙的发生装置制取氧气，小雪又设达了如图丙、丁的装置用于制取氧气，相关叙述合理的是（　　） A．装置甲的试管口要略向下倾斜，是为防止高锰酸钾受热分解产生的水冷凝后倒流 B．使用装置乙分解双氧水制取氧气时，需定期向烧瓶中添加二氧化锰粉末 C．关闭止水夹a并向下压丙中注射器的活塞，放手后若活塞回到原处则装置气密性良好 D．利用装置丁进行实验室分解双氧水制取氧气，可实现“随开随用、随关随停” 【解答】解：A、高锰酸钾受热不生成水，主要是固体加热装置容易产生冷凝水，为了避免水冷凝后倒流，才将试管口要略向下倾斜，叙述不合理，故A不符合题意； B、使用装置乙分解双氧水制取氧气时，二氧化锰是催化剂，不需定期向烧瓶中添加二氧化锰粉末，叙述不合理，故B不符合题意； C、向上拉装置丙中注射器的，将空气吸入，关闭活塞a，则保持内外压强一致，若活塞始终不下落，则装置气密性良好，叙述合理，故C符合题意； D、二氧化锰是粉末，会从试管中漏下进入溶液，无法实现固液分离，不可实现“随开随用、随关随停”的操作，叙述不合理，故D不符合题意； 故选：C。 4. （2025•浙江一模）如图是氧气制取和研究其化学性质的相关装置。 （1）图甲装置中仪器a的名称为 。某同学在该装置的锥形瓶中加入一定量二氧化锰，然后在仪器a中加入15%的过氧化氢溶液，发现反应过于剧烈，请提出实验改进方法 。 （2）改进装置后，收集氧气，利用“硫在氧气中燃烧”研究氧气性质。为避免硫粉与氧气的反应产物对环境产生污染，该同学改进实验装置如图乙所示，步骤如下： 步骤1：关闭K，在空气中点燃硫粉，观察现象后，迅速转移到甲瓶中并塞紧橡胶塞。 步骤2：观察硫粉在氧气中燃烧的现象。待燃烧结束，冷却至室温，将胶头滴管中的足量NaOH溶液挤入瓶中，振荡，使其充分反应； 步骤3：打开K，观察乙瓶中的现象。 请回答下列问题： ①步骤2中，滴入NaOH溶液可吸收瓶内有害气体，其反应的化学方程式是 。 ②利用图乙装置实验过程中可以观察到的现象有 （填序号）。 A.硫在甲瓶中燃烧呈淡蓝色火焰 B.硫在甲瓶中燃烧比在空气中燃烧更剧烈 C.乙中的长导管内水柱上升 D.乙中的长导管下端口冒气泡 【解答】解：（1）图甲装置中仪器a的名称为长颈漏斗。发现反应过于剧烈，实验改进方法可以是将15%的过氧化氢溶液稀释（降低反应物浓度，减缓反应速率），或者控制分液漏斗的活塞，减慢过氧化氢溶液的滴加速度（控制反应物的接触速率，进而控制反应速率）。 （2）①硫燃烧生成二氧化硫，二氧化硫与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水，反应的化学方程式是2NaOH+SO2＝Na2SO3+2H2O。 ②A.硫在空气中燃烧呈淡蓝色火焰，在氧气中燃烧呈蓝紫色火焰，故A错误； B.氧气浓度越高，燃烧越剧烈，甲瓶中是氧气，所以硫在甲瓶中燃烧比在空气中燃烧更剧烈，故B正确； C.硫燃烧消耗氧气，待燃烧结束，滴入氢氧化钠溶液，二氧化硫和氢氧化钠反应，瓶内压强减小，打开K后，乙中的长导管口会有气泡冒出，故C错误； D.因为燃烧后瓶内压强减小，打开K后，空气会进入甲瓶，所以乙中的长导管下端口会冒气泡，故D正确。 故答案为： （1）长颈漏斗；将15%的过氧化氢溶液稀释（或控制分液漏斗的活塞，减慢过氧化氢溶液的滴加速度）； （2）①2NaOH+SO2＝Na2SO3+2H2O； ②BD。 5. （2022•慈溪市校级模拟）向装有澄清石灰水的试管中通入CO2，澄清石灰水会变浑浊。如果继续通入CO2，浑浊的液体又会变成澄清，此时发生的反应是：CO2+H2O+CaCO3＝Ca（HCO3）2。然后，向变澄清的溶液中滴加质量分数为10%的HCl溶液，会发生反应：Ca（HCO3）2+2HCl＝2CO2↑+2H2O+CaCl2。整个过程沉淀或气体的质量m1与加入物质质量m2关系图所示。下列说法错误的是（　　） A．澄清石灰水中所含溶质的质量为7.4g B．反应至A点，反应所需要的CO2质量为8.8g C．反应至B点，溶液的溶质为CaCl2和Ca（HCO3）2 D．反应停止，需要稀HCl溶液质量总共73g 【解答】解：A、根据最多可生成沉淀为10g，设澄清石灰水中所含溶质的质量为x。 Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O 74 100 x 10g x＝7.4g，故正确； B、根据Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O，CaCO3+H2O+CO2＝Ca（HCO3）2可得关系式CaCO3～～2CO2， 设反应至A点，反应所需要的CO2质量为y。 CaCO3～～2CO2 100 88 10g y y＝8.8g，故正确； C、反应至B点时，碳酸钙部分与二氧化碳、水反应，溶液的溶质为Ca（HCO3）2，故错误； D、根据Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O，CaCO3+H2O+CO2＝Ca（HCO3）2，Ca（HCO3）2+2HCl＝2CO2↑+2H2O+CaCl2可得关系式CaCO3～～2HCl， 设反应停止，需要稀HCl溶液质量总共为z。 CaCO3～～2HCl 100 73 10g z×10% z＝73g，故正确。 故选：C。 学科网（北京）股份有限公司 $