内容正文:
化学
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2
主题四 物质的性质与应用
大单元一 空气、氧气 二氧化碳
课时1 空气 氧气
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思维导图构建
4
要点知识梳理
一、空气
1.空气的成分及用途
成分 体积
分数 主要用途(性质)
氮气 _____ ①作保护气(化学性质________),如充入食品包
装袋中;
②制硝酸、氮肥(含氮元素);
③液氮在医疗上用于冷冻治疗等
不活泼
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成分 体积
分数 主要用途(性质)
氧气 _____ ①用于医疗急救等(____________);
②用于炼钢、气焊和航空航天等(____________)
稀有气体 ①作保护气(化学性质很不活泼);
②可用于航标灯、霓虹灯等(通电时能发出不同颜
色的光)
能供给呼吸
能支持燃烧
续表
6
成分 体积
分数 主要用途(性质)
二氧化碳
①灭火(不燃烧,也不支持燃烧);
②干冰用于人工增雨(固态二氧化碳升华吸热);
③作气体肥料(光合作用的原料);
④制汽水(能与水反应生成碳酸)
其他气体
续表
2.空气中氧气含量的测定
(1)用定量的方法研究空气成分的是法国化学家________。
(2)空气中氧气含量的测定(详见本册P29“实验分阶突破”)
拉瓦锡
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3.大气环境的污染与防治
主要污
染物 ①固体污染物:可吸入颗粒物、细颗粒物
(形成雾霾的主要因素);
②气体污染物:和(形成______)、 (有毒)、
臭氧等
防治
措施 ①改变能源结构,使用清洁能源;②工业废气处理达标后再排
放,安装汽车尾气净化装置;③秸秆还田,垃圾分类回收再处
理;④积极植树造林、种草等
酸雨
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二、氧气的性质
1.物理性质:标准状况下,氧气是一种无色、无臭的气体,______溶于水,
密度比空气______,液态或固态时为淡蓝色。
不易
略大
2.化学性质:氧气的化学性质比较活泼,具有氧化性和________
(能使带火星的木条复燃)。
助燃性
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(1)与单质反应
物质 实验现象 化学方程式 注意事项
金属
单质 镁条 剧烈燃烧,发出
_____________,放
热,生成__________ _ __________________ .做铁丝燃烧
的实验时,
预先在集气
瓶底部放少
量水(或铺
细沙),
耀眼的白光
白色固体
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物质 实验现象 化学方程式 注意事项
金属
单质 铁丝 在空气中:红热,不
燃烧
在氧气中:________
_____________,放
热,生成______固体 _ __________________
_ 目的是_____
___________
___________
_________;
剧烈燃
烧,火星四射
黑色
防止生成的高温熔融物溅落,炸裂瓶底
续表
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物质 实验现象 化学方程式 注意事项
金属
单质 铜片 在空气中加热,表面
变成____色 _ __________________ .做硫燃烧的
实验时,预
先在集气瓶
底部放少量
水(或氢氧化钠溶液),
黑
续表
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物质 实验现象 化学方程式 注意事项
非金属
单质 硫 在空气中发出微弱的
________火焰,在氧
气中剧烈燃烧,发出
________火焰,都放
出热量,生成_______
_______的气体 _ ______________ 目的是_____
___________
___________
________;
淡蓝色
蓝紫色
有刺激
性气味
吸收
生成的二氧化
硫,防止污染
空气
续表
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物质 实验现象 化学方程式 注意事项
非金属
单质 木炭 在空气中:持续红热
在氧气中:剧烈燃
烧,发出______,
放热 _ _______________
(完全燃烧) .做木炭燃烧
实验时,木
炭应由上而
下
__________
盛有氧气的
集气瓶;
白光
缓慢插入
续表
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物质 实验现象 化学方程式 注意事项
非金属
单质 磷 放热,产生大量
______ _ __________________ .点燃氢气前
必须 ______
氢气 发出________火焰,
放出热量 _ __________________
白烟
验纯
淡蓝色
续表
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(2)与化合物反应
物质 实验现象 化学方程式 注意事项
一氧化碳 发出______火焰,
放出热量,生成一
种能使澄清石灰水
________的气体 _ __________________ 点燃可燃性
气体前应先
______
甲烷 _____________________
_______(完全燃烧)
乙醇
(完全燃烧)
蓝色
变浑浊
验纯
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三、氧气的制取
1.工业制法:根据空气中各成分的______不同,用分离液态空气法制取氧
气,此过程发生______变化。
沸点
物理
2.实验室制法(详见《分层作业本》P67“专项5”)
(1)加热高锰酸钾:_ ___________________________________。
(2)二氧化锰催化分解过氧化氢溶液:_ _______________________。
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四、催化剂
1.催化剂:在化学反应里能______其他物质的化学反应速率,而本身的
______和__________在反应前后都没有发生变化的物质叫作催化剂。催化
剂在化学反应中所起的作用叫作催化作用。
改变
质量
化学性质
2.催化剂的特点
(1)“一变”:催化剂可以改变其他物质的反应速率,可以加快,也可以
减慢。
(2)“二不变”:催化剂的______和__________在化学反应前后都不发生
变化。
质量
化学性质
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易错判断
1.空气成分按照质量分数计算,空气中氮气约占,氧气约占 。
( )
×
【解析】空气成分按照体积分数计算,空气中氮气约占 ,氧气约占
。
2.二氧化碳含量过高会引起温室效应加剧,所以二氧化碳属于空气污染物。
( )
×
【解析】二氧化碳是空气成分之一,不属于空气污染物。
3.空气质量日报中,空气质量指数越小,空气质量状况越好。( )
√
19
4.氧气具有助燃性,可用作燃料。( )
×
【解析】氧气具有助燃性,不具有可燃性,不可用作燃料。
5.红磷在空气中燃烧产生大量的白雾。( )
×
【解析】红磷在空气中燃烧产生大量白烟。
6.将带火星的木条插入盛有气体的集气瓶中,木条不复燃,证明瓶中不含
氧气。( )
×
【解析】将带火星的木条插入盛有气体的集气瓶中,木条不复燃,不能证
明瓶中不含氧气,也可能是氧气浓度过低。
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实验分阶突破
空气中氧气含量的测定
基础梳理
1. 实验思路:制造压强差。
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2.实验方案设计
实验
装置 _______________________________________________________________
①实验中所用红磷必须足量的原因是________________________;
②集气瓶内加入少量水的目的,一是吸收生成的五氧化二磷,二是
__________
充分消耗集气瓶中的氧气
加速冷却
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实验
原理 红磷燃烧,消耗氧气,使集气瓶内的气压______(填“增大”或“减
小”),在大气压作用下,烧杯中的水被压入集气瓶中,进入集气
瓶中水的体积就等于燃烧消耗的氧气的体积,该反应的化学方程式
为____________________
实验
步骤 ①连接装置,并检查装置的________;
②在集气瓶内加入少量水,将水面上方空间分为5等份,并做好标
记。用弹簧夹夹紧乳胶管;
③点燃燃烧匙内的红磷,立即伸入集气瓶中,并塞紧橡胶塞;
④待红磷熄灭并____________后,打开弹簧夹
减小
续表
气密性
冷却至室温
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实验
现象 红磷燃烧,放热,______________。装置冷却至室温后,打开弹簧
夹,烧杯中的水被吸入集气瓶,集气瓶内水的液面上升至刻度___
处附近
实验
结论 ①空气是混合物;②氧气约占空气总体积的_ _;③氮气____溶于
水,不能燃烧,也不支持燃烧
产生大量白烟
1
难
续表
交流反思
3.实验误差分析
的体积分数为定值
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误差 原因 分析
______ 红磷用量不足 集气瓶中的氧气不能被完全消耗
装置的气密性不好 装置漏气,使装置外的空气进入集气
瓶中
未待装置冷却到室温就
打开弹簧夹 装置内气体温度偏高,压强偏大
______ 未夹紧弹簧夹 红磷燃烧时集气瓶内气体受热膨胀,
沿导管逸出
点燃红磷后燃烧匙伸入
过慢 集气瓶中气体受热逸出
偏小
偏大
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4.试剂选择
(1)物质只能与______反应。不能用镁代替红磷,因为镁还能与空气中
的氮气和二氧化碳发生反应。
(2)物质与氧气反应不能生成气体。不能用碳或硫进行实验,因为碳或
硫在空气中燃烧会生成或 气体。
铁丝不能用燃烧法代替红磷测定空气中氧气的含量,因为铁丝
在空气中__________,但可以利用铁丝生锈来进行该实验。
氧气
不能燃烧
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拓展创新
5.实验改进
(1)改进思路:①有利于减小误差;②使实验装置更简单,操作更方便;
③力求环保。
(2)改进方式
①点燃方式及装置改进:对环境无污染且能减小实验误差。
②实验原理改进:红磷燃烧消耗氧气不够彻底,用加热铜丝、铁生锈等实
验进行测定,使反应更充分,误差更小。
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6.数字化实验
某兴趣小组利用气压传感器测定红磷燃烧时集气瓶内气压变化情况,实
验装置如图1所示。点燃红磷后,立即将燃烧匙伸入集气瓶中并塞紧瓶塞,待
红磷熄灭并冷却至室温后打开活塞,测得集气瓶内气压的变化情况如图2所
示。#2.1
图1
图2
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图像分析:段表示红磷点燃前; 段气压增大的主要原因是
__________________________________; 段气压减小的主要原因是
______________________________________________; 段气压增大
的操作是__________。#2.1.2
红磷燃烧放热,温度升高,压强增大
红磷燃烧后熄灭,氧气被消耗,集气瓶冷却至室温
打开活塞
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核心考点精练
命题点1 空气的成分及用途[2021.11(3)]
1.[2025湖南模拟]空气是一种重要的资源。下列有关空气的说法不正确的
是( )
A. 空气中体积分数最大的是氮气
B. 氮气化学性质稳定,可充入食品包装袋中作保护气
C. 氧气具有可燃性,可用作火箭推进剂
D. 二氧化碳是植物进行光合作用的原料
√
30
2.[2025广东模拟]我国“祝融号”火星车到达火星表面探测到的火星表面大
气成分(体积分数)如图所示,下列说法错误的是( )
A. 火星大气不存在稀有气体
B. 火星暂时不适合人类生存
C. 火星大气通入澄清石灰水会变浑浊
D. 火星大气与空气成分不同
√
31
3. 兴趣小组的同学在老师的带领下组装了微型空气质量“检
测站”,用于监测当地空气中的主要污染物。某日相关数据如图所示,下
列说法不正确的是( )
A. 当日首要污染物是
B. 空气质量指数越大,空气质量状况越差
C. 空气中、 过多会形成酸雨
D. 除已监测到的污染物外,还需监测和
空气质量指数及主要污染物含量
√
32
4.[2025山东模拟]2025年4月30日,我国神舟十九号载人飞船返回舱成功着
陆,神舟十九号载人飞行任务圆满成功。如图所示是航天飞行器座舱内空
气更新过程示意图,下列说法不正确的是( )
A. 装置Ⅰ的作用是将空气和、 分离
B. 装置Ⅱ中分子和原子的种类发生了改变
C. 装置Ⅲ可以为座舱不断地提供
D. 座舱中 的处理方式是再回收利用
√
33
命题点2 空气中氧气含量的测定(2019.17)
5.[2025广东模拟]如图所示是测定空气中氧气含量的装置,左管中燃烧匙
盛有足量红磷,右管盛有水。实验前、 均关闭,测得右管中液体的高
度为,用激光笔照射红磷,待红磷燃烧熄灭后,冷却至室温,打开 ,
右管中液面下降,待右侧液面不再变化,测得右管中液体的高度为 。下
列有关说法错误的是( )
A. 实验前,应先检查装置的气密性
B. 右侧液面下降是因为左侧氧气被消耗
C. 空气中氧气的体积分数可表示为
D. 用激光笔点燃红磷,可防止烟尘污染
√
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【解析】左管中的红磷燃烧消耗空气中的氧气,使左管中的气压减小,冷
却至室温,打开 ,在外界大气压的作用下,右管中的水进入左管,进
入左管的水的体积等于被消耗的氧气的体积。已知右管中液体下降的高度
为,原来右管中液体的高度为 ,所以空气中氧气的体积分数是
,C错误。
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【方法突破】测定气体体积的方法:气体的体积不容易测定,通常利用气
体压强的变化,用液体体积标度气体体积。具体方法如下:
(1)倒吸法:测量倒吸的液体体积来确定气体的体积 ,如图1所示。
图1
原理:密闭容器内气压减小, 。
(2)排液法:测量气体排出的液体体积来确定气体的体积,如图2所示。
图2
原理:密闭容器内气压增大, 。
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6.[2024江苏模拟]拉瓦锡利用如图所示实验
研究空气成分,下列说法合理的是
( )
A. 汞槽和曲颈甑中汞的作用都是消耗氧气
B. 将曲颈甑中的汞换成木炭不影响测定结果
C. 结束加热后不需冷却,立即测量玻璃钟
罩中汞柱上升的高度
D. 实验结束后,发现曲颈甑中剩余气体不
支持燃烧,说明空气为混物
√
37
【解析】曲颈甑中的汞是消耗氧气,汞槽中的汞是隔绝氧气,形成液封,
A不合理;木炭燃烧生成二氧化碳气体,虽消耗了氧气,但生成了新的气
体,不会形成压强差,不能用来测定空气中的氧气含量,B不合理;钟罩
内的剩余气体在结束加热未冷却时处于膨胀状态,会使测定结果偏小,C
不合理;剩余气体不支持燃烧,说明空气中
至少存在两种物质,说明空气为混合物,D
合理。
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命题点3 氧气的性质(8年4考)
7.氧气是空气的主要成分之一。下列有关氧气的说法不正确的是( )
A. 鱼类能在水中生存,因为氧气易溶于水
B. 氧气能供给呼吸,可用于医疗急救
C. 铁生锈、食物腐烂都跟空气中的氧气有关
D. 通常情况下,“可燃物与氧气接触”是燃烧的条件之一
√
39
8.[2025天津]下列实验现象描述正确的是 ( )
A. 硫在空气中燃烧时发出蓝紫色火焰
B. 铁丝插入盛有氧气的集气瓶中剧烈燃烧
C. 乙醇在空气中燃烧生成二氧化碳和水
D. 在空气中加热铜粉,红色粉末逐渐变为黑色
√
40
【易失分点】 描述物质燃烧现象的方法及注意事项:
(1)方法:按照“一光二热三生成”的顺序描述,即①燃烧时产生的光
(或火焰、烟、雾)的颜色;②放出热量;③生成物的颜色、状态、气味
或其他性质。
(2)注意事项:①看清是在空气中燃烧还是在氧气中燃烧;②分清“烟”
和“雾”、“火焰”和“光”的区别;③描述实验现象时不能出现生成物的名称。
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9.[2025广东模拟]某小组使用氧气传感器探究“铁丝在氧气中的燃烧”
(图1),测得实验过程中集气瓶内氧气体积分数随时间的变化关系如图2
所示。下列说法不正确的是( )
图1
图2
42
A. 发生反应的化学方程式:
B. 铁丝绕成螺旋状的目的是增大受热面积
C. 集气瓶内的水可以用细沙代替
D. 铁丝停止燃烧时瓶内氧气未耗尽
图1
图2
√
43
命题点4 氧气的实验室制取(8年7考,2025年未考)
10.[2025宜宾]过碳酸钠溶于水可产生 ,进而制得
。实验小组利用此原理,自制简易供氧器制取 ,如图所示。下列说法
错误的是( )
A. 使用前应检查装置气密性
B. Ⅰ中的二氧化锰起催化作用
C. Ⅱ中的水可用于增加 的湿度
D. 该装置不能控制产生 的快慢
√
44
11.[2025江苏模拟]某实验小组设计了下列实验探究过氧化氢分解中二氧化
锰的作用。下列说法不正确的是( )
A. 实验甲中带火星的木条未复燃是因为过氧化氢常温下不分解
B. 实验甲、乙说明 能加快过氧化氢分解
C. 实验乙、丙说明反应前后 的化学性质不变
D. 要说明是过氧化氢分解的催化剂,还需称量实验前后 的质量
√
45
【解析】实验甲中带火星的木条未复燃,是因为过氧化氢在常温下分解速
率很慢,产生的氧气量很少,不足以使带火星的木条复燃,A不正确。
46
12.[2025达州改编]气体的制取和性质是初中化学核心知识之一,请结合以
下实验装置回答问题:
(1)仪器甲的名称是______。
试管
(2)实验室用高锰酸钾制取并收集较纯净的氧气,应选择的装置组合是
____(从 中选择,填字母序号),该反应的化学方程式为
_ ______________________________________。
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(3)选用装置收集氧气,气体应从___(填“”或“ ”)端进入集气瓶。
(4)实验室用过氧化氢溶液制取氧气,选用B装置做发生装置的优点为
________________。
(5)水、过氧化氢溶液和高锰酸钾都能用来制取氧气,是因为物质中都
含有____元素。
能控制反应速率
氧
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(6)在加热条件下,用醋酸钠 固体与碱石灰中的氢氧化钠反
应制取甲烷,同时生成碳酸钠,应选用的发生装置是___(填“A”或“B”);
若用C装置收集,依据是____________________;发生反应的化学方程式
为______________________________________。
A
甲烷的密度比空气小
49
$