第二单元 空气和氧气（期末培优讲义）九年级化学上学期新教材人教版

该初中化学讲义围绕“空气和氧气”单元，通过表格系统梳理空气成分及用途、纯净物与混合物特征，结合实验装置图呈现氧气制备流程，用“方法点拨”聚焦红磷测氧实验等重难点，构建“组成-性质-制备-应用”的知识脉络。 讲义亮点是分层练习设计，典例搭配即时检测，如“硫粉燃烧集气瓶放水目的”培养科学探究与实践素养，“易错提醒”辨析二氧化碳非污染物提升科学思维，分层习题助力不同学生，教师可精准实施教学。

第二单元 空气和氧气 重点一 空气的组成 1.空气的各组成及其用途 空气的成分 体积分数 主要用途 氮气 78% ①制化肥和硝酸的原料 ②性质稳定，用作保护气 氧气 21% 供给呼吸和支持燃烧 稀有气体 0.94% ①性质稳定，用作保护气 ②通电时发出不同颜色的光，可制成电光源 二氧化碳 0.03% 植物光合作用的原料 其他气体和杂质 0.03% 2.物质的分类： 定义 举例 特征 纯净物 由一种物质组成 氮气(N2)、氧气(O2)、二氧化碳(CO2)等 可以用化学符号表示 混合物 由两种或两种以上物质组成 空气、海水、盐水、汽水等 混合物中各物质相互间没有发生化学反应，都保持各自的性质，不可用化学符号表示 ■方法点拨 1.稀有气体包含氦、氖、氩、氪、氙气等，属于混合物。 2.冰水共存物中只含有水一种物质，属于纯净物。 3.用红磷测定空气中氧气含量 （1）实验原理：红磷在密闭容器中燃烧，消耗空气中的氧气，使容器中压强减小，由于压强差，烧杯中的水进入集气瓶内，进入集气瓶内的水的体积约等于消耗的氧气的体积。 （2）实验药品：红磷、水 （3）实验装置： （4）实验现象：①红磷燃烧，发出黄光，产生大量白烟，放热； ②装置冷却至室温后，打开弹簧夹，烧杯中的水进入集气瓶内，进入集气瓶内的水的体积约占集气瓶内空气体积的1/5。 （5）实验结论：氧气约占空气体积的1/5。 （6）反应的文字表达式：4P＋5O2 2P2O5 （7）实验推论：红磷燃烧后集气瓶内剩余气体主要是氮气(或N2) ，该气体不易溶于水，不支持燃烧也不能燃烧。 （8）装置改进：污染更小，数据误差更小，操作更简便，现象更明显，更环保，更节约药品材料等。 ■方法点拨 测定空气中氧气含量的实验中药品的选择 1.不能用木炭、硫粉代替红磷，原因是木粉和硫粉在空气中燃烧生成气体，不能引起密闭容器中压强的变化。 2.不能用铁丝代替红磷，原因是铁丝在空气中不能燃烧，不能消耗氧气。 4.保护大气环境 《环境空气质量标准》基本检测项目 气体污染物：一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、臭氧； 固体污染物：可吸入颗粒物（PM10）、可入肺颗粒物（PM2.5） 污染的危害 损害人体健康、影响作物生长、破坏生态平衡； 存在的环境问题：温室效应、臭氧空洞、酸雨。 污染防治措施 加强大气质量监测，改善环境状态、植树造林、使用清洁能源等。 ■方法点拨 1.空气中二氧化碳含量过高会造成温室效应增强，但二氧化碳不属于空气污染物。 2.目前，我国采取的空气质量等级分为五级，等级越低，空气污染指数数值越小，即空气质量越好，越有利于人体健康。 重点二 氧气 1.氧气的物理性质：通常情况下，是无色无味的气体；标准状况下，密度略大于空气；不易溶于水；在压强为101kPa时，氧气在-183℃变为淡蓝色液体，在-219℃变成淡蓝色固体。 2.氧气的化学性质 （1）氧气的化学性质比较活泼，具有氧化性，能支持燃烧。 （2）物质在空气和氧气中燃烧现象的比较 类型 物质 燃烧时出现的现象 化学方程式 反应示意图或注意事项 与 金 属 单 质 反 应 铁 在空气中：红热，离开火后变冷，不燃烧 在氧气中：剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体 3Fe＋2O2 Fe3O4 集气瓶底部放少量水或铺一层细沙的目的是防止生成的高温熔融物溅落使集气瓶炸裂 镁 剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出大量的热，生成白色固体 2Mg＋O2 2MgO 与 非 金 属 单 质 反 应 木炭 不同点：在空气中发出红光，在氧气中发出白光 相同点：均放热；将充分燃烧生成的气体通入澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊 C＋O2 CO2 硫 不同点：在空气中，发出微弱的淡蓝色火焰；在氧气中，发出明亮的蓝紫色火焰 相同点：放热，生成无色有刺激性气味的气体 S＋O 集气瓶预先装入适量的水或氢氧化钠溶液的目的是吸收生成的二氧化硫，防止生成物污染空气 红磷 放出大量的热，产生大量白烟 4P＋5O 2P2O5 集气瓶瓶底加入少量的水目的是吸收反应产生的五氧化二磷固体防止污染空气 氢气 在空气和氧气中都燃烧，产生淡蓝色火焰，火焰上方罩着的干冷烧杯内壁出现水雾 2H2＋O2 2H2O 点燃氢气之前必须验纯 实验结论：氧气能够支持可燃物的燃烧，且氧气浓度越大，燃烧越剧烈。 ■方法点拨 1.在做硫粉的燃烧实验时，在集气瓶瓶底放少量的水，为了吸收二氧化硫以防污染空气； 2.在做铁丝的燃烧实验时，在集气瓶底要先放少量水或细沙，是防止熔融的生成物溅落集气瓶瓶底，使集气瓶炸裂。铁丝盘成螺旋状的目的是增大受热面积。 3.氧气的制备方法 （1）氧气的工业制法 ①分离液态空气法（物理变化）：利用液态氧和液态氮的沸点不同。 ②膜分离技术法：在一定压力下，让空气通过具有富集氧气功能的薄膜，得到含氧量较高的富氧空气。 （2）氧气的实验室制法 反应原理 2H2O22H2O＋O2↑ 2KMnO4△K2MnO4＋MnO2＋O2↑ 实验装置 实验步骤 ① 连：连接装置，先下后上，从左到右的顺序。 ② 查：检查装置气密性，将导管的一端浸入水槽中，用手紧握试管外壁，若水中导管口有气泡冒出，松开手后，导管口出现一段水柱，证明装置不漏气。 ③ 装：装入药品（药匙或纸槽） ⑤ 收：收集气体。 ① 连：连接装置，先下后上，从左到右的顺序。 ② 查：检查装置气密性，将导管的一端浸入水槽中，用手紧握试管外壁，若水中导管口有气泡冒出， 松开手后，导管口出现一段水柱，证明装置不漏气。 ③ 装：装入药品（药匙或纸槽） 试管口塞一团棉花，防止加热时粉末进入导气管，堵塞导管。 ④ 定：固定试管时，试管口应略向下倾斜（防止生成的冷凝水回流使试管底部炸裂） ⑤ 点：加热药品，先使试管均匀受热（预热），后在固体药品部位用酒精灯外焰加热。 ⑥ 收：收集气体。 收集方法 (1)排水集气法(因氧气不易溶于水) (2)向上排空气法(因氧气密度比空气大) 验满方法 将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃(向上排空气法) 检验方法 将带火星的木条放在集气瓶中，木条复燃 注意事项 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)铁夹夹在试管中上部 (3)实验完毕，先移走导气管，再移走酒精灯 (4)用KMnO4制O2时，试管口放一团棉花 重点三 催化剂 1.催化剂的概念：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。 2.催化剂的作用：催化剂在化学反应中所起的作用。 3.注意事项：①催化剂不能改变生成物的质量； ②催化剂不是反应物也不是生成物； ③一种催化剂只针对某一反应，不同的反应，催化剂可能不同； ④某一反应的催化剂可能不只一种，如二氧化锰、硫酸铜等都可催化分解过氧化氢。 4.证明某物质是催化剂：①证明是否改变反应速率：相同条件下，加或者不加药品对比实验； ②证明质量是否改变：实验前称量一次，实验后分离出来再称量一次； ③证明化学性质是否改变：将分离出来的物质再进行实验①的操作，观察是否还能改变反应速率。 5.拓展：影响某反应的反应速率的因素 反应物浓度、反应温度、反应物接触面积、是否有催化剂、催化剂种类、催化剂质量等等。 重点四 化学反应类型 1.化合反应和分解反应 化合反应 分解反应 概念 由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应 由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应 特点 多变一 一变多 表达式 A + B + …… → C A → B + C + …… 2.氧化反应：物质与氧气发生的化学反应。缓慢氧化是氧化反应的一种，如食物腐烂、酒的酿造等。 ■方法点拨 1.化合反应和分解反应属于基本反应类型；氧化反应不属于基本反应类型。 2.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），化合反应不一定是氧化反应（氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙）。 空气的成分及其性质和用途 【典例1】空气成分中含量多且可用作保护气的是（ ） A． B． C．稀有气体 D． 【即时检测1-1】下列气体常用于医疗急救的是（ ） A．氧气 B．氮气 C．二氧化碳 D．一氧化碳 【即时检测1-2】“天宫课堂”中，航天员在水球光学实验中打入的“人造空气”与我们身边的空气成分含量基本相同，“人造空气”中体积分数最大的是（ ） A．氮气 B．氧气 C．稀有气体 D．二氧化碳 空气的污染与防治 【典例2】洁净的空气对人类非常重要。下列气体不会污染空气的是（ ） A．氮气 B．一氧化碳 C．二氧化硫 D．二氧化氮 ■易错提醒 ①空气中二氧化碳含量过高会造成温室效应增强，但二氧化碳不属于空气污染物。 ②目前全球三大大气污染问题：全球气候变暖（二氧化碳、 甲烷等）、酸雨（二氧化硫、二氧化氮等）、臭氧层破坏（氟利昂等）。 【即时检测2-1】（24-25上海·期末）下列一般不会造成空气污染的是（ ） A．燃放烟花 B．人工降雨 C．焚烧垃圾 D．汽车尾气 【即时检测2-2】下列空气污染物中会形成酸雨的气体是（ ） A． B． C． D． 空气中氧气含量的测定 【典例3】（24-25广东·期末）仿照法国化学家拉瓦锡定量研究空气成分的原理，利用如图装置测定空气中氧气的含量，燃烧匙中应盛放的药品是（ ） A．铁丝 B．木炭 C．红磷 D．硫粉 ■易错提醒 ①不能用木炭、硫粉代替红磷，原因是木粉和硫粉在空气中燃烧生成气体，不能引起密闭容器中压强的变化。 ②不能用铁丝代替红磷，原因是铁丝在空气中不能燃烧，不能消耗氧气。 【即时检测3-1】（24-25甘肃金昌·期末）小亮同学设计了如图所示的装置测定空气中氧气的含量。下列关于该实验的说法错误的是（ ） A．该实验利用了铜丝的导热性 B．红磷燃烧结束后，待装置恢复至室温时再读数 C．实验成功的标志为左侧玻璃管内液面约上升到刻度1处 D．实验成功的标志为左侧玻璃管内液面约上升到刻度4处 【即时检测3-2】拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。某兴趣小组利用氧气传感器来检测足量红磷燃烧过程中氧气的含量，如图所示，下列判断正确的是（ ） A．a点时容器内氮气体积分数为85% B．容器内物质总质量：b点>c点 C．氧气有剩余，说明物质燃烧时氧气必须达到一定浓度 D．此实验测得空气中氧气的质量分数为18% 氧气的性质及用途 【典例4】下列对实验现象的描述正确的是（ ） A．红磷在空气中燃烧，产生大量白雾 B．硫在空气中燃烧，发出蓝紫色火焰 C．木炭在空气中充分燃烧，生成二氧化碳 D．过氧化氢溶液中加入二氧化锰，迅速产生大量气泡 【即时检测4-1】氧气是维持生命的重要物质。下列说法不正确的是（ ） A．自然界绿色植物的光合作用产生氧气，同时消耗大气中的二氧化碳 B．工业上分离液态空气制氧，利用的是液氧、液氮的沸点不同 C．家用制氧机有的是通过吸附空气中的氮气得到较纯的氧气，该过程氧分子未发生变化 D．实验室电解水制氧气，生成氢气和氧气的质量比为2∶1 【即时检测4-2】（24-25黑龙江牡丹江·期末）下列有关氧气的说法错误的是（ ） A．通常状况下，氧气是无色、无味的气体 B．氧气能支持燃烧，是一种重要的燃料 C．潜水员随身携带氧气以便在水下工作 D．分离液态空气制氧气是利用液氮和液氧的沸点不同 氧气的制取 【典例5】阅读下列材料，回答下列小题：高锰酸钾(KMnO4)是一种受热或见光易分解的晶体，可用于实验室制取氧气，反应原理为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑。KMnO4溶液可用作消毒剂。 18．下列物质中属于氧化物的是（ ） A．KMnO4 B．K2MnO4 C．MnO2 D．O2 19．在高锰酸钾制氧气实验中，一定不需要用到的仪器是（ ） A．酒精灯 B．试管 C．漏斗 D．集气瓶 20．下列关于高锰酸钾的说法正确的是（ ） A．高锰酸钾应保存于棕色试剂瓶 B．高锰酸钾受热不易发生分解 C．高锰酸钾难溶于水 D．制氧气时高锰酸钾中氧元素全部转化为氧气 【即时检测5-1】（24-25广东·阶段练习）实验室制取O2，下列操作、药品和装置选择不合理的是（ ） A．选择药品 B．检查气密性 C．发生装置 D．收集装置 【即时检测5-2】小张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①的名称 ； （2）收集氧气，可选择的收集装置是 （填字母）； （3）为了防止加热时试管内的粉末状物质进入导管，应在试管口放一团 ； （4）验满时，将带火星的木条放在集气瓶口，发现木条 ，说明氧气已经集满。 催化剂和催化作用 【典例6】下列关于催化剂的说法正确的是（ ） A．一种催化剂只能催化一个化学反应 B．催化剂在化学反应前后质量和性质都不变 C．催化剂能加快化学反应速率，也能减慢化学反应速率 D．如果没有二氧化锰作催化剂，双氧水不会分解 ■易错提醒 ①催化剂不能改变生成物的质量。 ②催化剂不是反应物也不是生成物。 ③一种催化剂只针对某一反应，不同的反应，催化剂可能不同； ④某一反应的催化剂可能不只一种，如二氧化锰、硫酸铜等都可催化分解过氧化氢。 【即时检测6-1】某化学兴趣小组的同学为了比较氧化铜和二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果，用如图1所示的装置进行了两次实验。在试管中分别加入等质量的氧化铜和二氧化锰，分别将注射器内盛有的 3mL5%的双氧水（过氧化氢溶液）注入试管中，利用注射器收集氧气，收集到氧气的体积和时间的关系如图Ⅱ所示。 （1）在检查装置的气密性后，小组同学开始实验时注入双氧水的方法是 ______（填序号）。 A 快速推注射器活塞 B 缓慢推注射器活塞 （2）根据相同时间注射器内氧气的体积不同，可比较两种催化剂的催化效果，通过图像除了能得出二氧化锰催化效果比氧化铜好，还能得出的结论是 ______。 （3）由氧化铜催化的反应，t1～t2时间段反应速率逐渐变慢，原因可能是____。 【拓展延伸】同学们在老师的指导下设计实验继续探究。 （4）如图Ⅲ，向两支试管分别加入等质量不同浓度双氧水，再加上等质量、等浓度的FeCl3溶液，分别用气压传感器测定两试管中气体压力变化曲线，如图Ⅳ。请你思考： ①保证实验准确性，请你设计向两试管中加入 FeCl3溶液的具体操作是_____。 ②请你从曲线中找出 FeCl3溶液对双氧水分解影响的一条规律性结论：_________________________，写出该反应化学方程式 ________。 化学反应类型 【典例7】下列结论正确的是（ ） A．氧化反应一定是化合反应 B．凡是有两种或两种以上物质参加的反应就是化合反应 C．铁丝在氧气中燃烧既属于氧化反应，又属于化合反应 D．混合物由多种物质组成，所以混合物中一定存在多种元素 ■易错提醒 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），化合反应不一定是氧化反应（氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙）。 【即时检测7-1】下列概念之间存在图所示关系的是（ ） 选项 A B C D 概念 X 单质 氧化反应 碱溶液 中和反应 Y 化合物 化合反应 碱性溶液 分解反应 夯实基础 1．（24-25福建·期末）在受到猛烈撞击时，汽车安全气囊内的物质瞬间分解，产生空气中含量较高且化学性质比较稳定的气体。该气体是（ ） A．氮气 B．氧气 C．二氧化碳 D．稀有气体 2．空气是一种宝贵的资源，下列有关空气的说法正确的是（ ） A．空气中的氮气约占空气总质量的78% B．空气中的主要污染物有：SO2、CO、CO2、可吸入颗粒物等 C．空气中的稀有气体化学性质不活泼，没有任何用处 D．空气质量日报中，空气质量级别越大，空气质量状况越差 3.“生态文明与绿色发展”为城市生态文明建设注入了新的内涵。下列做法不利于生态文明城市建设的是（ ） A．实施绿化工程，防治扬尘污染 B．加强大气质量监测，狠抓治污减污 C．垃圾分类处理，回收可再生资源 D．大量燃放烟花爆竹，增添节日喜庆气氛 4．（24-25广东·期末）空气是人类生产活动的重要资源。下列有关空气成分的说法错误的是（ ） A. 氧气可以支持可燃物燃烧 B. 氮气不与任何物质发生化学反应 C. 二氧化碳在蔬菜大棚中作气体肥料 D. 稀有气体可制成多种用途的电光源 5．用如图装置可测定空气中氧气的含量。下列对该实验的认识不正确的是（ ） A．红磷的量对实验结果无影响 B．冷却到室温才能打开弹簧夹 C．该实验所用的红磷不可用木炭替代 D．最终观察到集气瓶中液面最终上升至1处 6．（24-25广东惠州·期末）下列是化学实验小组的四位同学在实验室做有关氧气的性质实验操作，错误的是（ ） A．小周将盛有红热木炭的燃烧匙从瓶口往下缓慢伸入盛有氧气的集气瓶中 B．小吴准备做硫在氧气中燃烧的实验，在用排水法收集氧气时，集气瓶中少量水未排完就停止收集 C．小郑将镁条点燃之前先用砂纸把镁条打磨光亮 D．小王在酒精灯的火焰上引燃细铁丝底端的火柴后立即将其伸入盛有氧气的集气瓶中 7．（24-25江苏·期末）下列关于物质燃烧的现象及用途的描述不正确的是（ ） A．镁带在空气中燃烧发出耀眼的白光，生成白色固体——可用于制造照明弹 B．铁丝在氧气中燃烧火星四射，生成黑色固体——可用于探究空气中氧气含量 C．白磷在空气中燃烧产生大量白烟——可用于制造烟幕弹 D．蜡烛燃烧产生黄色火焰，放大量热——“灯火实验”可用于检验菜窖中O2含量 8．下列结论正确的是（ ） A．氧化反应一定是化合反应 B．凡是有两种或两种以上物质参加的反应就是化合反应 C．铁丝在氧气中燃烧既属于氧化反应，又属于化合反应 D．混合物由多种物质组成，所以混合物中一定存在多种元素 9.关于工业制取氧气说法正确的是（ ） A．得到的液态氧气储存在蓝色钢瓶中 B．原理是利用氧气与氮气的密度不同 C．氧气先从液态空气中逸出 D．分离液态空气后剩下约10 (1)的气体不能支持燃烧 10．实验室制取氧气，既可采用分解过氧化氢的方法，也可采用分解氯酸钾的方法。上述两种方法的主要共同点有（ ） ①反应都需加热 ②采用MnO2均可改变其反应速率 ③两种方法所需仪器相同 ④都利用含氧化合物分解来达到目的。 A．①③ B．③④ C．①② D．②④ 11．（24-25广西柳州·期末）下列示意图分别是实验室氧气制备、收集、验满、验证性质的操作，其中正确的是（ ） A B C D 12．表示物质的微观构成，下列图像能表示化合物的是 A． B． C． D． 13．实验室用加热高锰酸钾制取氧气，并用排水法收集时，装药品的试管破裂了，其可能原因是（ ） ①装药品前忘了检查气密性 ②试管口没有略向下倾斜 ③试管没有均匀预热 ④收集完氧气，先熄灭酒精灯，后取出水中导管 ⑤试管外壁潮湿 ⑥夹试管的铁夹夹得太紧。 A．①③④ B．②③④ C．②④⑤ D．②③④⑤⑥ 14.下列关于催化剂的说法中，正确的是（ ） A．化学反应前后，催化剂的质量和性质都不改变 B．同一个反应不能有不同的催化剂 C．在过氧化氢分解过程中加入二氧化锰可以加快反应（二氧化锰无变化），所以二氧化锰是此反应的催化剂 D．催化剂一定加快物质的化学反应的速率 综合运用 15．（24-25广东河源·期末）用图示装置粗略测量空气中氧气的含量，下列叙述错误的是（ ） A．硫燃烧消耗集气瓶中的氧气 B．火焰熄灭后立即打开止水夹 C．进入瓶中的溶液容易吸收SO2 D．最终约有50 mL溶液进入集气瓶 16．（24-25广东·期末）在图1所示装置中燃烧红磷来测定空气中的氧气含量，并用传感器记录集气瓶中压强随时间变化的情况,得图2所示数据。下列说法正确的是( ) A． a点处压强增大是因为少量空气进入 B． ab段压强减小的原因只有氧气被消耗 C． c点时打开了弹簧夹 D． d点集气瓶中的温度一定等于室温 17．实验室制取气体时需要的部分装置如下图所示，请回答下列问题。 【信息】二氧化碳不易溶于饱和碳酸氢钠溶液。 （1）实验室中可用过氧化氢溶液与二氧化锰制取氧气，反应的化学方程式为_____，应选用的发生装置是_____（选填装置字母序号）。 （2）实验室中用石灰石和稀盐酸制取一瓶干燥、纯净的二氧化碳气体，所选装置的连接顺序为：气体发生装置→____ → _______→D（选填装置字母序号）。 （3）确定实验室制取气体的反应原理时，下列因素中不需要考虑的是___（选填字母序号）。 A． 药品容易获得，能生成所要制取的气体 B．反应条件易于控制，反应速率适中 C． 操作简便易行，安全可靠，节能环保 D． 所要制取气体的颜色和气味 18.化学实验是进行科学探究的重要途径。某研究性学习小组欲利用下列装置进行相关气体制取的探究，请你分析并回答问题： （1）图中标号a的仪器名称是______。 （2）若用加热高锰酸钾固体制取并收集一集气瓶氧气，可选用的装置组合是______（填字母序号）。 （3）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的化学方程式为______。 主要操作步骤有：①检查装置的气密性；②收集并验满气体；③装入药品；④组装仪器。 正确的操作顺序是______（填数字序号）。 （4）F是密封良好充满空气的单气阀充气袋，现用F收集一袋较纯净的氧气，则导气管口b、c连接之前需进行的一项操作是______。 思维拔高 20.（24-25广东东莞·期末）空气中含有多少氧气呢？学习小组开展“测定空气里氧气含量”的探究活动。 资料：1．红磷的着火点是240℃，白磷的着火点是40℃。 2．相同的温度和体积下，气体压强与分子数成正比。 3．相同的温度和压强下，气体体积与分子数成正比。 【史料研究】 二百多年前，化学家拉瓦锡利用汞能和氧气发生反应的原理，采用图1装置测出氧气约占空气体积的1/5。 （1）加热时，曲颈甑内液态汞表面产生红色粉末，玻璃钟罩内的现象是 ，产生该现象的原因是 。 【设计与实验】 设计并利用图2装置测空气里氧气含量。 （2）主要步骤如下，正确的顺序为 （填序号）。 ①弹簧夹夹紧胶皮管 ②红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹 ③点燃红磷后立即伸入瓶中并塞紧塞子 ④在集气瓶中加入少量水，将水面上方空间分成5等份 （3）实验结束，集气瓶中剩余气体的主要成分是 。 【优化与实验】 同学们利用图2装置多次实验，水面均未上升到刻度“1”。经讨论后，分别取足量红磷、白磷采用图3装置进行实验，记录并处理数据分别如图4、图5。 （4）图4中氧气含量从8.05%上升到9.26%，原因可能是 。 （5）图5中BC段压强增大，原因是 。计算白磷消耗的氧气占空气体积的 %（精确到0.01%）。 【反思与交流】 （6）图2实验水面未达到刻度“1”，原因是装置中的氧气未消耗完。红磷燃烧不能将氧气消耗完的主要原因是 。 （7）上述实验中汞、白磷和五氧化二磷有毒，对环境“不友好”。结合实验原理和药品弊端，可选择的替代药品有 （写一种）。 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二单元 空气和氧气 重点一 空气的组成 1.空气的各组成及其用途 空气的成分 体积分数 主要用途 氮气 78% ①制化肥和硝酸的原料 ②性质稳定，用作保护气 氧气 21% 供给呼吸和支持燃烧 稀有气体 0.94% ①性质稳定，用作保护气 ②通电时发出不同颜色的光，可制成电光源 二氧化碳 0.03% 植物光合作用的原料 其他气体和杂质 0.03% 2.物质的分类： 定义 举例 特征 纯净物 由一种物质组成 氮气(N2)、氧气(O2)、二氧化碳(CO2)等 可以用化学符号表示 混合物 由两种或两种以上物质组成 空气、海水、盐水、汽水等 混合物中各物质相互间没有发生化学反应，都保持各自的性质，不可用化学符号表示 ■方法点拨 1.稀有气体包含氦、氖、氩、氪、氙气等，属于混合物。 2.冰水共存物中只含有水一种物质，属于纯净物。 3.用红磷测定空气中氧气含量 （1）实验原理：红磷在密闭容器中燃烧，消耗空气中的氧气，使容器中压强减小，由于压强差，烧杯中的水进入集气瓶内，进入集气瓶内的水的体积约等于消耗的氧气的体积。 （2）实验药品：红磷、水 （3）实验装置： （4）实验现象：①红磷燃烧，发出黄光，产生大量白烟，放热； ②装置冷却至室温后，打开弹簧夹，烧杯中的水进入集气瓶内，进入集气瓶内的水的体积约占集气瓶内空气体积的1/5。 （5）实验结论：氧气约占空气体积的1/5。 （6）反应的文字表达式：4P＋5O2 2P2O5 （7）实验推论：红磷燃烧后集气瓶内剩余气体主要是氮气(或N2) ，该气体不易溶于水，不支持燃烧也不能燃烧。 （8）装置改进：污染更小，数据误差更小，操作更简便，现象更明显，更环保，更节约药品材料等。 ■方法点拨 测定空气中氧气含量的实验中药品的选择 1.不能用木炭、硫粉代替红磷，原因是木粉和硫粉在空气中燃烧生成气体，不能引起密闭容器中压强的变化。 2.不能用铁丝代替红磷，原因是铁丝在空气中不能燃烧，不能消耗氧气。 4.保护大气环境 《环境空气质量标准》基本检测项目 气体污染物：一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、臭氧； 固体污染物：可吸入颗粒物（PM10）、可入肺颗粒物（PM2.5） 污染的危害 损害人体健康、影响作物生长、破坏生态平衡； 存在的环境问题：温室效应、臭氧空洞、酸雨。 污染防治措施 加强大气质量监测，改善环境状态、植树造林、使用清洁能源等。 ■方法点拨 1.空气中二氧化碳含量过高会造成温室效应增强，但二氧化碳不属于空气污染物。 2.目前，我国采取的空气质量等级分为五级，等级越低，空气污染指数数值越小，即空气质量越好，越有利于人体健康。 重点二 氧气 1.氧气的物理性质：通常情况下，是无色无味的气体；标准状况下，密度略大于空气；不易溶于水；在压强为101kPa时，氧气在-183℃变为淡蓝色液体，在-219℃变成淡蓝色固体。 2.氧气的化学性质 （1）氧气的化学性质比较活泼，具有氧化性，能支持燃烧。 （2）物质在空气和氧气中燃烧现象的比较 类型 物质 燃烧时出现的现象 化学方程式 反应示意图或注意事项 与 金 属 单 质 反 应 铁 在空气中：红热，离开火后变冷，不燃烧 在氧气中：剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体 3Fe＋2O2 Fe3O4 集气瓶底部放少量水或铺一层细沙的目的是防止生成的高温熔融物溅落使集气瓶炸裂 镁 剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出大量的热，生成白色固体 2Mg＋O2 2MgO 与 非 金 属 单 质 反 应 木炭 不同点：在空气中发出红光，在氧气中发出白光 相同点：均放热；将充分燃烧生成的气体通入澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊 C＋O2 CO2 硫 不同点：在空气中，发出微弱的淡蓝色火焰；在氧气中，发出明亮的蓝紫色火焰 相同点：放热，生成无色有刺激性气味的气体 S＋O2 SO2 集气瓶预先装入适量的水或氢氧化钠溶液的目的是吸收生成的二氧化硫，防止生成物污染空气 红磷 放出大量的热，产生大量白烟 4P＋5O2 2P2O5 集气瓶瓶底加入少量的水目的是吸收反应产生的五氧化二磷固体防止污染空气 氢气 在空气和氧气中都燃烧，产生淡蓝色火焰，火焰上方罩着的干冷烧杯内壁出现水雾 2H2＋O2 2H2O 点燃氢气之前必须验纯 实验结论：氧气能够支持可燃物的燃烧，且氧气浓度越大，燃烧越剧烈。 ■方法点拨 1.在做硫粉的燃烧实验时，在集气瓶瓶底放少量的水，为了吸收二氧化硫以防污染空气； 2.在做铁丝的燃烧实验时，在集气瓶底要先放少量水或细沙，是防止熔融的生成物溅落集气瓶瓶底，使集气瓶炸裂。铁丝盘成螺旋状的目的是增大受热面积。 3.氧气的制备方法 （1）氧气的工业制法 ①分离液态空气法（物理变化）：利用液态氧和液态氮的沸点不同。 ②膜分离技术法：在一定压力下，让空气通过具有富集氧气功能的薄膜，得到含氧量较高的富氧空气。 （2）氧气的实验室制法 反应原理 2H2O22H2O＋O2↑ 2KMnO4△K2MnO4＋MnO2＋O2↑ 实验装置 实验步骤 ① 连：连接装置，先下后上，从左到右的顺序。 ② 查：检查装置气密性，将导管的一端浸入水槽中，用手紧握试管外壁，若水中导管口有气泡冒出，松开手后，导管口出现一段水柱，证明装置不漏气。 ③ 装：装入药品（药匙或纸槽） ⑤ 收：收集气体。 ① 连：连接装置，先下后上，从左到右的顺序。 ② 查：检查装置气密性，将导管的一端浸入水槽中，用手紧握试管外壁，若水中导管口有气泡冒出， 松开手后，导管口出现一段水柱，证明装置不漏气。 ③ 装：装入药品（药匙或纸槽） 试管口塞一团棉花，防止加热时粉末进入导气管，堵塞导管。 ④ 定：固定试管时，试管口应略向下倾斜（防止生成的冷凝水回流使试管底部炸裂） ⑤ 点：加热药品，先使试管均匀受热（预热），后在固体药品部位用酒精灯外焰加热。 ⑥ 收：收集气体。 收集方法 (1)排水集气法(因氧气不易溶于水) (2)向上排空气法(因氧气密度比空气大) 验满方法 将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃(向上排空气法) 检验方法 将带火星的木条放在集气瓶中，木条复燃 注意事项 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)铁夹夹在试管中上部 (3)实验完毕，先移走导气管，再移走酒精灯 (4)用KMnO4制O2时，试管口放一团棉花 重点三 催化剂 1.催化剂的概念：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。 2.催化剂的作用：催化剂在化学反应中所起的作用。 3.注意事项：①催化剂不能改变生成物的质量； ②催化剂不是反应物也不是生成物； ③一种催化剂只针对某一反应，不同的反应，催化剂可能不同； ④某一反应的催化剂可能不只一种，如二氧化锰、硫酸铜等都可催化分解过氧化氢。 4.证明某物质是催化剂：①证明是否改变反应速率：相同条件下，加或者不加药品对比实验； ②证明质量是否改变：实验前称量一次，实验后分离出来再称量一次； ③证明化学性质是否改变：将分离出来的物质再进行实验①的操作，观察是否还能改变反应速率。 5.拓展：影响某反应的反应速率的因素 反应物浓度、反应温度、反应物接触面积、是否有催化剂、催化剂种类、催化剂质量等等。 重点四 化学反应类型 1.化合反应和分解反应 化合反应 分解反应 概念 由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应 由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应 特点 多变一 一变多 表达式 A + B + …… → C A → B + C + …… 2.氧化反应：物质与氧气发生的化学反应。缓慢氧化是氧化反应的一种，如食物腐烂、酒的酿造等。 ■方法点拨 1.化合反应和分解反应属于基本反应类型；氧化反应不属于基本反应类型。 2.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），化合反应不一定是氧化反应（氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙）。 空气的成分及其性质和用途 【典例1】空气成分中含量多且可用作保护气的是（ ） A． B． C．稀有气体 D． 【答案】A 【解析】A、氮气大约占空气体积的78%，含量多，且氮气化学性质稳定，可用作保护气，故选项正确； B、氧气大约占空气体积的21%，氧气可以支持燃烧和供给呼吸，氧气不能用作保护气，故选项错误； C、稀有气体大约占空气体积的0.94%，稀有气体化学性质稳定，可用作保护气，但是含量少，故选项错误； D、二氧化碳大约占空气体积的0.03%，含量少，故选项错误； 故选：A。 【即时检测1-1】下列气体常用于医疗急救的是（ ） A．氧气 B．氮气 C．二氧化碳 D．一氧化碳 【答案】A 【解析】A、氧气能供给呼吸，可用于医疗急救，故A正确； B、氮气不能供给呼吸，故B错误； C、二氧化碳不能供给呼吸，故C错误； D、一氧化碳有毒，不能供给呼吸，故D错误； 故选：A。 【即时检测1-2】“天宫课堂”中，航天员在水球光学实验中打入的“人造空气”与我们身边的空气成分含量基本相同，“人造空气”中体积分数最大的是（ ） A．氮气 B．氧气 C．稀有气体 D．二氧化碳 【答案】A 【解析】空气中各成分的体积分数分别是：氮气大约占空气体积的78%、氧气大约占空气体积的21%、稀有气体大约占空气体积的0.94%、二氧化碳大约占空气体积的0.03%、水蒸气和其它气体和杂质大约占0.03%。“人造空气”与我们身边的空气成分含量基本相同，则“人造空气”中体积分数最大的是氮气，故选A。 空气的污染与防治 【典例2】洁净的空气对人类非常重要。下列气体不会污染空气的是（ ） A．氮气 B．一氧化碳 C．二氧化硫 D．二氧化氮 【答案】A 【解析】A、氮气不会污染空气，故A符合题意； B、一氧化碳有毒，会污染空气，故B不符合题意； C、二氧化硫有毒，会污染空气，故C不符合题意； D、二氧化氮有毒，会污染空气，故D不符合题意； 故本题选A。 ■易错提醒 ①空气中二氧化碳含量过高会造成温室效应增强，但二氧化碳不属于空气污染物。 ②目前全球三大大气污染问题：全球气候变暖（二氧化碳、 甲烷等）、酸雨（二氧化硫、二氧化氮等）、臭氧层破坏（氟利昂等）。 【即时检测2-1】（24-25上海·期末）下列一般不会造成空气污染的是（ ） A．燃放烟花 B．人工降雨 C．焚烧垃圾 D．汽车尾气 【答案】B 【解析】A、燃放烟花会产生硫和氮的氧化物气体，污染空气，不符合题意； B、人工降雨是利用干冰升华即固体二氧化碳变为气体是吸热，形成降雨，二氧化碳不是污染物，符合题意； C、焚烧垃圾会生成大量的有害气体和烟尘，污染空气，不符合题意； D、汽车尾气会产生硫和氮的氧化物气体，污染空气，不符合题意； 答案为：B。 【即时检测2-2】下列空气污染物中会形成酸雨的气体是（ ） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】二氧化硫和二氧化氮是形成酸雨的主要气体，PM10、CO、O3不能形成酸雨。 故选A。 空气中氧气含量的测定 【典例3】（24-25广东·期末）仿照法国化学家拉瓦锡定量研究空气成分的原理，利用如图装置测定空气中氧气的含量，燃烧匙中应盛放的药品是（ ） A．铁丝 B．木炭 C．红磷 D．硫粉 【答案】C 【解析】A.因为铁丝不能在空气燃烧，故A错误； B.木炭燃烧会生成二氧化碳导致两边压强变化不明显，故B错误； C.红磷燃烧会消耗氧气，集气瓶中的液面会上升五分之一，故C正确； D.硫燃烧会生成二氧化硫导致两边压强变化不明显，故D错误； 故答案为：C ■易错提醒 ①不能用木炭、硫粉代替红磷，原因是木粉和硫粉在空气中燃烧生成气体，不能引起密闭容器中压强的变化。 ②不能用铁丝代替红磷，原因是铁丝在空气中不能燃烧，不能消耗氧气。 【即时检测3-1】（24-25甘肃金昌·期末）小亮同学设计了如图所示的装置测定空气中氧气的含量。下列关于该实验的说法错误的是（ ） A．该实验利用了铜丝的导热性 B．红磷燃烧结束后，待装置恢复至室温时再读数 C．实验成功的标志为左侧玻璃管内液面约上升到刻度1处 D．实验成功的标志为左侧玻璃管内液面约上升到刻度4处 【答案】D 【解析】本题实验原理：，酒精灯加热铜丝，铜是热的良导体，导热使得左侧红磷燃烧，红磷燃烧消耗管内氧气，生成五氧化二磷固体，固体在水中溶解使得左边管内气体减少压强减少，右侧大气压使得水进入左侧，左侧液面会升高，升高的部分就是消耗的氧气部分，从而测定出空气中氧气的体积分数。 A、经实验分析，该实验利用了铜丝的导热性，说法正确； B、红磷燃烧结束后，待装置恢复至室温时再读数，否则会产生误差使得体积分数计算偏大，说法正确； C、将左侧空气体积划分为5等份，其中氧气约占1等份，理论上实验成功管内液面约上升到刻度1处，C项说法正确，D项说法错误； 故选D。 【即时检测3-2】拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。某兴趣小组利用氧气传感器来检测足量红磷燃烧过程中氧气的含量，如图所示，下列判断正确的是（ ） A．a点时容器内氮气体积分数为85% B．容器内物质总质量：b点>c点 C．氧气有剩余，说明物质燃烧时氧气必须达到一定浓度 D．此实验测得空气中氧气的质量分数为18% 【答案】C 【解析】A、由曲线图可知：a点时容器内氧气的体积分数为15%。故容器内其余气体（氮气、稀有气体、二氧化碳等）的浓度为85%，故氮气体积分数小于85%，故A错误，不符合题意； B、由图可知，反应是在密闭容器中进行的，故根据质量守恒定律，反应前后物质的质量不变，故容器内物质总质量：b点=c点，故B错误，不符合题意； C、由曲线图可知：反应停止时，容器内剩余3%体积分数的氧气，由于红磷足量，故氧气有剩余，说明物质燃烧时氧气必须达到一定浓度，故C正确，符合题意； D、由曲线图可知：反应过程中氧气的体积分数减小18%，且不是质量分数，故D错误，不符合题意。 故选：C。 氧气的性质及用途 【典例4】下列对实验现象的描述正确的是（ ） A．红磷在空气中燃烧，产生大量白雾 B．硫在空气中燃烧，发出蓝紫色火焰 C．木炭在空气中充分燃烧，生成二氧化碳 D．过氧化氢溶液中加入二氧化锰，迅速产生大量气泡 【答案】D 【解析】A、红磷在空气中燃烧，产生大量的白烟，而不是白雾，错误； B、硫在空气中燃烧，发出淡蓝色火焰；在氧气中燃烧，发出蓝紫色火焰，错误； C、木炭在空气中充分燃烧，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体，生成二氧化碳是实验结论而不是实验现象，错误； D、过氧化氢溶液在二氧化锰的催化作用下迅速分解，产生大量气泡，正确。 故选D。 【即时检测4-1】氧气是维持生命的重要物质。下列说法不正确的是（ ） A．自然界绿色植物的光合作用产生氧气，同时消耗大气中的二氧化碳 B．工业上分离液态空气制氧，利用的是液氧、液氮的沸点不同 C．家用制氧机有的是通过吸附空气中的氮气得到较纯的氧气，该过程氧分子未发生变化 D．实验室电解水制氧气，生成氢气和氧气的质量比为2∶1 【答案】D 【解析】A、自然界绿色植物的光合作用产生氧气，同时消耗大气中的二氧化碳，选项正确； B、工业上分离液态空气制氧，利用的是液氧、液氮的沸点不同，选项正确； C、家用制氧机有的是通过吸附空气中的氮气得到较纯的氧气，该反应中没有生成新物质，所以氧分子未发生变化，选项正确； D、实验室电解水制氧气，生成氢气和氧气的体积比为2:1，选项不正确。 故选D。 【即时检测4-2】（24-25黑龙江牡丹江·期末）下列有关氧气的说法错误的是（ ） A．通常状况下，氧气是无色、无味的气体 B．氧气能支持燃烧，是一种重要的燃料 C．潜水员随身携带氧气以便在水下工作 D．分离液态空气制氧气是利用液氮和液氧的沸点不同 【答案】B 【解析】A、氧气是一种无色、无味的气体，选项正确； B、氧气能支持燃烧，是一种重要的助燃剂，氧气本身不能燃烧不能做燃料，选项错误； C、氧气能够供给呼吸，因此潜水员随身携带氧气以便在水下工作，选项正确； D、分离液态空气制氧气是利用了液氮和液氧的沸点不同，液氮沸点低故先从液态空气中分离出来，随后液氧分离出来，选项正确； 故选：B。 氧气的制取 【典例5】阅读下列材料，回答下列小题：高锰酸钾(KMnO4)是一种受热或见光易分解的晶体，可用于实验室制取氧气，反应原理为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑。KMnO4溶液可用作消毒剂。 18．下列物质中属于氧化物的是（ ） A．KMnO4 B．K2MnO4 C．MnO2 D．O2 19．在高锰酸钾制氧气实验中，一定不需要用到的仪器是（ ） A．酒精灯 B．试管 C．漏斗 D．集气瓶 20．下列关于高锰酸钾的说法正确的是（ ） A．高锰酸钾应保存于棕色试剂瓶 B．高锰酸钾受热不易发生分解 C．高锰酸钾难溶于水 D．制氧气时高锰酸钾中氧元素全部转化为氧气 【答案】18．C 19．C 20．A 【解析】18．氧化物是由两种元素组成，其中一种元素是氧元素的化合物。 A、KMnO4是由钾、锰、氧三种元素组成，不是氧化物，不符合题意； B、K2MnO4是由钾、锰、氧三种元素组成，不是氧化物，不符合题意； C、MnO2​是由锰、氧两种元素组成，是氧化物，符合题意； D、O2​是由一种元素组成，是单质，不是氧化物，不符合题意。 故选C。 19．高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的反应物是固体，反应条件是加热，属于固体加热型，氧气密度略大于空气，不易溶于水，可用向上排空气法收集或排水法收集。 A、酒精灯用于加热，使高锰酸钾分解，不符合题意； B、试管用于高锰酸钾分解的反应容器，不符合题意； C、反应是在试管内进行的，不需要过滤或其他需要漏斗的操作，漏斗在此实验中并不需要，符合题意； D、集气瓶用于收集生成的氧气，不符合题意。 故选C； 20．A、高锰酸钾见光易分解，棕色试剂瓶可以避光，高锰酸钾应保存于棕色试剂瓶，正确； B、高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，错误； C、高锰酸钾易溶于水，错误； D、根据反应的化学方程式2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑可知，高锰酸钾中的氧元素只有部分转化为氧气，还有部分氧元素留在K2MnO4和MnO2中，错误。 故选A。 【即时检测5-1】（24-25广东·阶段练习）实验室制取O2，下列操作、药品和装置选择不合理的是（ ） A．选择药品 B．检查气密性 C．发生装置 D．收集装置 【答案】C 【解析】A.实验室可以通过加热高锰酸钾生成氧气，故A正确； B.有气体生成或参与的反应需要进行气密性检查，用手捂住试管，导管口放水中，如果导管口有气泡生成，松手后，导管内形成一段水柱，说明气密性良好，故B正确； C.加热固体制取氧气时，试管口应略向下倾斜，防止冷凝水倒流，使试管炸裂，故C错误； D.氧气密度比空气大，可以用向上排空气法，多功能瓶收集氧气时，氧气应从长管通入，空气由短管排出，故D正确； 故选C。 【即时检测5-2】小张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①的名称 ； （2）收集氧气，可选择的收集装置是 （填字母）； （3）为了防止加热时试管内的粉末状物质进入导管，应在试管口放一团 ； （4）验满时，将带火星的木条放在集气瓶口，发现木条 ，说明氧气已经集满。 【答案】（1）酒精灯 （2）/ （3）棉花等 （4）复燃或重新燃烧等 【解析】（1）仪器①的名称酒精灯； （2）氧气密度略大于空气，不易溶于水，可用向上排空气法收集或排水法收集，收集氧气，可选择的收集装置是C或D； （3）为了防止加热时试管内的粉末状物质进入导管，应在试管口放一团棉花； （4）氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，验满时，将带火星的木条放在集气瓶口，发现木条复燃（或重新燃烧），说明氧气已经集满。 催化剂和催化作用 【典例6】下列关于催化剂的说法正确的是（ ） A．一种催化剂只能催化一个化学反应 B．催化剂在化学反应前后质量和性质都不变 C．催化剂能加快化学反应速率，也能减慢化学反应速率 D．如果没有二氧化锰作催化剂，双氧水不会分解 【答案】C 【解析】A、一种催化剂可以催化多个化学反应，如二氧化锰在过氧化氢和氯酸钾制取氧气的实验中都可以做催化剂，故A错误； B、催化剂在化学反应前后质量和化学性质都不变，故B错误； C、催化剂能够改变化学反应速率，既可加快反应速率，也可以减慢反应速率，故C正确； D、不使用催化剂物质也能发生化学反应，双氧水也能缓慢分解放出氧气，故D错误。 故选：C。 ■易错提醒 ①催化剂不能改变生成物的质量。 ②催化剂不是反应物也不是生成物。 ③一种催化剂只针对某一反应，不同的反应，催化剂可能不同； ④某一反应的催化剂可能不只一种，如二氧化锰、硫酸铜等都可催化分解过氧化氢。 【即时检测6-1】某化学兴趣小组的同学为了比较氧化铜和二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果，用如图1所示的装置进行了两次实验。在试管中分别加入等质量的氧化铜和二氧化锰，分别将注射器内盛有的 3mL5%的双氧水（过氧化氢溶液）注入试管中，利用注射器收集氧气，收集到氧气的体积和时间的关系如图Ⅱ所示。 （1）在检查装置的气密性后，小组同学开始实验时注入双氧水的方法是 ______（填序号）。 A 快速推注射器活塞 B 缓慢推注射器活塞 （2）根据相同时间注射器内氧气的体积不同，可比较两种催化剂的催化效果，通过图像除了能得出二氧化锰催化效果比氧化铜好，还能得出的结论是 ______。 （3）由氧化铜催化的反应，t1～t2时间段反应速率逐渐变慢，原因可能是____。 【拓展延伸】同学们在老师的指导下设计实验继续探究。 （4）如图Ⅲ，向两支试管分别加入等质量不同浓度双氧水，再加上等质量、等浓度的FeCl3溶液，分别用气压传感器测定两试管中气体压力变化曲线，如图Ⅳ。请你思考： ①保证实验准确性，请你设计向两试管中加入 FeCl3溶液的具体操作是_____。 ②请你从曲线中找出 FeCl3溶液对双氧水分解影响的一条规律性结论：_________________________，写出该反应化学方程式 ________。 【答案】 （1）B （2）催化剂不能改变生成氧气的量 （3）随着反应的进行，过氧化氢溶液浓度在不断下降 （4） ①分别用注射器吸取等量、等浓度的FeCl3溶液同时注入两支试管中 ②FeCl3溶液对浓度大H2O2溶液分解促进效果更好 【解析】 （1）开始实验时注入双氧水的方法是缓慢推注射器活塞，防止反应剧烈，放出大量的热，可能会造成活塞向外移动，导致装置漏气； （2）由图象分析得出，当反应结束时，无论是用何种催化剂，等体积、等浓度的过氧化氢溶液生成的氧气体积相等，说明催化剂不能改变生成氧气的量； （3）由图象知，在氧化铜作为催化的条件下，t0～t1时间段曲线逐渐变陡，说明反应速率逐渐变快，因为过氧化氢分解制氧气的同时放出热量；t1～t2时间段曲线逐渐变平缓，说明反应速率又逐渐变慢，这是因为随着反应的进行，过氧化氢溶液浓度在不断下降； [拓展延伸] （4）①保证实验准确性，要保证时间的统一性，能够进行对比；向试管中加入FeCl3溶液，可以分别用注射器吸取等量、等浓度的FeCl3溶液同时注入两支试管中； ②根据曲线可以看出，FeCl3溶液能加快H2O2溶液的分解；FeCl3溶液对浓度大H2O2溶液分解促进效果更好； 过氧化氢在氯化铁的催化作用下生成水和氧气：。 化学反应类型 【典例7】下列结论正确的是（ ） A．氧化反应一定是化合反应 B．凡是有两种或两种以上物质参加的反应就是化合反应 C．铁丝在氧气中燃烧既属于氧化反应，又属于化合反应 D．混合物由多种物质组成，所以混合物中一定存在多种元素 【答案】C 【解析】A、氧化反应不一定是化合反应，如甲烷在氧气中燃烧生成二氧化碳和水，故选项说法错误。 B、凡是有两种或两种以上物质参加的反应不一定就是化合反应，如甲烷在氧气中燃烧生成二氧化碳和水，故选项说法错误。 C、铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，既属于氧化反应，又属于化合反应，故选项说法正确。 D、混合物由多种物质组成，但混合物中不一定存在多种元素，也可能只含有一种元素，如金刚石和石墨的混合物，故选项说法错误。 故选：C。 ■易错提醒 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），化合反应不一定是氧化反应（氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙）。 【即时检测7-1】下列概念之间存在图所示关系的是（ ） 选项 A B C D 概念 X 单质 氧化反应 碱溶液 中和反应 Y 化合物 化合反应 碱性溶液 分解反应 【答案】B 【解析】 A、由同种元素组成的纯净物是单质；由不同种元素组成的纯净物是化合物，单质和化合物属于并列关系，错误。 B、化合反应是两种或两种以上物质反应后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；有些化合反应属于氧化反应，有些不属于氧化反应，如二氧化碳和水反应产生碳酸；氧化反应中有的属于化合反应，有的不属于化合反应，如甲烷燃烧产生二氧化碳和水；化合反应和氧化反应属于交叉关系，正确。 C、碱溶液显碱性，属于碱性溶液中的一种，两者之间属于包含关系，错误。 D、中和反应是酸与碱作用生成盐和水的反应，分解反应是由一种物质生成两种或两种以上的物质的反应，属于并列关系，错误。 故选：B。 夯实基础 1．（24-25福建·期末）在受到猛烈撞击时，汽车安全气囊内的物质瞬间分解，产生空气中含量较高且化学性质比较稳定的气体。该气体是（ ） A．氮气 B．氧气 C．二氧化碳 D．稀有气体 【答案】A 【分析】熟记空气中各成分及体积分数，就能解决这一题目。 【解析】空气中各成分及体积分数为：氮气78%、氧气21%、稀有气体0.94%、二氧化碳0.03%、水蒸气和杂质0.03%．所以空气中含量最多的气体是氮气，并且化学性质比较稳定。 故选：A。 2．空气是一种宝贵的资源，下列有关空气的说法正确的是（ ） A．空气中的氮气约占空气总质量的78% B．空气中的主要污染物有：SO2、CO、CO2、可吸入颗粒物等 C．空气中的稀有气体化学性质不活泼，没有任何用处 D．空气质量日报中，空气质量级别越大，空气质量状况越差 【答案】D 【分析】A.根据空气中的氮气约占空气总体积的78%进行分析； B.根据二氧化碳的性质进行分析；D.根据空气质量级别和空气污染指数的关系进行分析。 C.根据物质的用途进行分析； D.根据空气质量级别和空气质量状况的关系进行分析。 【解析】A.空气中的氮气约占空气总体积的78%，而不是质量，故A错误； B.二氧化碳无毒，不会造成空气污染物，故B错误； C.空气中的稀有气体化学性质虽不活泼，但不是没有任何用处，比如稀有气体可以作保护气，故C错误； D.空气质量日报中，空气质量级别越大，说明含有的污染物越多，所以空气质量状况越差，故D正确； 故选：D。 3.“生态文明与绿色发展”为城市生态文明建设注入了新的内涵。下列做法不利于生态文明城市建设的是（ ） A．实施绿化工程，防治扬尘污染 B．加强大气质量监测，狠抓治污减污 C．垃圾分类处理，回收可再生资源 D．大量燃放烟花爆竹，增添节日喜庆气氛 【答案】D 【分析】防治环境污染的措施有：实施绿化工程，防治扬尘污染；加强大气质量监测，狠抓治污减污；垃圾分类处理，回收可再生资源；工厂排放的废气经过处理再排放；植树造林；合理开发新能源；禁止燃放烟花爆竹等。 【解析】A、实施绿化工程，防治扬尘污染，利于生态文明城市建设，不符合题意，故选项错误； B、加强大气质量监测，狠抓治污减污，利于生态文明城市建设，不符合题意，故选项错误； C、垃圾分类处理，回收可再生资源，利于生态文明城市建设，不符合题意，故选项错误； D、大量燃放烟花爆竹生成有害气体和烟尘，不利于生态文明城市建设，符合题意，故选项正确； 故选：D。 4．（24-25广东·期末）空气是人类生产活动的重要资源。下列有关空气成分的说法错误的是（ ） A. 氧气可以支持可燃物燃烧 B. 氮气不与任何物质发生化学反应 C. 二氧化碳在蔬菜大棚中作气体肥料 D. 稀有气体可制成多种用途的电光源 【答案】B 【解析】A、氧气具有助燃性，可以支持可燃物燃烧，选项正确，不符合题意； B、氮气化学性质不活泼，通常情况下与大多数物质不发生化学反应，但不是不与任何物质发生化学反应，如氮气和镁在点燃的条件下可以生成氮化镁，选项错误，符合题意； C、植物光合作用过程中，可以将二氧化碳和水转化为氧气和有机物，故二氧化碳可以在蔬菜大棚中作气体肥料，选项正确，不符合题意； D、稀有气体在通电的条件下可以发出不同颜色的光，故稀有气体可以制成多种用途的电光源，选项正确，不符合题意； 故选B。 5．用如图装置可测定空气中氧气的含量。下列对该实验的认识不正确的是（ ） A．红磷的量对实验结果无影响 B．冷却到室温才能打开弹簧夹 C．该实验所用的红磷不可用木炭替代 D．最终观察到集气瓶中液面最终上升至1处 【答案】A 【解析】A、红磷的量对实验结果有影响，若红磷不足，不能将装置内氧气完全消耗，测量结果偏小，对该实验的认识不正确，符合题意； B、冷却到室温才能打开弹簧夹，否则由于温度偏高，容器内气压偏大，测量结果偏小，对该实验的认识正确，不符合题意； C、该实验所用的红磷不可用木炭替代，原因是木炭在空气中燃烧生成二氧化碳，容器内气压几乎不变小，水不能倒流，不能测量出空气中氧气的含量，对该实验的认识正确，不符合题意； D、由于空气中氧气按体积计算，氧气约占空气体积的5 (1)，最终观察到集气瓶中液面最终上升至1处，对该实验的认识正确，不符合题意。 故选A。 6．（24-25广东惠州·期末）下列是化学实验小组的四位同学在实验室做有关氧气的性质实验操作，错误的是（ ） A．小周将盛有红热木炭的燃烧匙从瓶口往下缓慢伸入盛有氧气的集气瓶中 B．小吴准备做硫在氧气中燃烧的实验，在用排水法收集氧气时，集气瓶中少量水未排完就停止收集 C．小郑将镁条点燃之前先用砂纸把镁条打磨光亮 D．小王在酒精灯的火焰上引燃细铁丝底端的火柴后立即将其伸入盛有氧气的集气瓶中 【答案】D 【分析】根据木炭、硫、镁条、细铁丝在氧气中燃烧实验的注意事项，进行分析判断。 【解析】A、将盛有红热木炭的燃烧匙从瓶口往下缓慢伸入集气瓶中，根据木炭燃烧后生成密度比空气大的二氧化碳会处于集气瓶底，因此缓慢伸入有利于木炭与氧气充分反应，故选项说法正确。 B、在用排水法收集氧气时，集气瓶中少量水未排完就停止收集，由于硫燃烧生成二氧化硫有毒，会污染空气，可以预留少量水，目的是吸收二氧化硫，防止污染空气，故选项说法正确。 C、将镁条点燃之前先用砂纸把镁条打磨光亮，除去表面的氧化物，有利于镁的燃烧，故选项说法正确。 D、在酒精灯的火焰上引燃细铁丝底端的木条后立即将其伸入集气瓶中，这样火柴燃烧消耗了较多的氧气，不利于铁丝的燃烧，故选项说法错误。 故选：D。 7．（24-25江苏·期末）下列关于物质燃烧的现象及用途的描述不正确的是（ ） A．镁带在空气中燃烧发出耀眼的白光，生成白色固体——可用于制造照明弹 B．铁丝在氧气中燃烧火星四射，生成黑色固体——可用于探究空气中氧气含量 C．白磷在空气中燃烧产生大量白烟——可用于制造烟幕弹 D．蜡烛燃烧产生黄色火焰，放大量热——“灯火实验”可用于检验菜窖中O2含量 【答案】B 【分析】根据物质燃烧的实验现象以及物质的用途来分析。 【解析】A、镁带在空气中燃烧发出耀眼的白光，所以可用于制造照明弹，镁和氧气生成的氧化镁是一种白色固体，描述正确，不符合题意； B、铁丝在氧气中燃烧火星四射，会生成四氧化三铁，四氧化三铁是黑色固体，而铁丝不能在空气中燃烧，所以不可用于探究空气中氧气含量，描述错误，符合题意； C、白磷在空气中燃烧，会和空气中的氧气反应生成五氧化二磷，五氧化二磷是白色固体，所以产生大量白烟，可用于制造烟幕弹，描述正确，不符合题意； D、蜡烛燃烧产生黄色火焰，放出大量的热，“灯火实验”可用于检验菜窖中O2含量，氧气含量多，会继续燃烧，氧气含量低，就会熄灭，描述正确，不符合题意。 故选：B。 8．下列结论正确的是（ ） A．氧化反应一定是化合反应 B．凡是有两种或两种以上物质参加的反应就是化合反应 C．铁丝在氧气中燃烧既属于氧化反应，又属于化合反应 D．混合物由多种物质组成，所以混合物中一定存在多种元素 【答案】C 【解析】A、氧化反应不一定是化合反应，如甲烷在氧气中燃烧生成二氧化碳和水，故选项说法错误。 B、凡是有两种或两种以上物质参加的反应不一定就是化合反应，如甲烷在氧气中燃烧生成二氧化碳和水，故选项说法错误。 C、铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，既属于氧化反应，又属于化合反应，故选项说法正确。 D、混合物由多种物质组成，但混合物中不一定存在多种元素，也可能只含有一种元素，如金刚石和石墨的混合物，故选项说法错误。 故选：C。 9.关于工业制取氧气说法正确的是（ ） A．得到的液态氧气储存在蓝色钢瓶中 B．原理是利用氧气与氮气的密度不同 C．氧气先从液态空气中逸出 D．分离液态空气后剩下约10 (1)的气体不能支持燃烧 【答案】A 【分析】根据工业上制取氧气的方法、原理进行分析解答即可． 【解析】A、工业上得到的液态氧气储存在蓝色钢瓶中，该选项说法正确； B、工业制取氧气的原理是利用氧气与氮气的沸点不同将它们分离，该选项说法不正确； C、由于液氮的沸点比液氧低，则氮气先从液态空气中逸出，该选项说法不正确； D、分离液态空气后剩下的气体主要为氧气，氧气能支持燃烧，该选项说法不正确。 故选：A。 10．实验室制取氧气，既可采用分解过氧化氢的方法，也可采用分解氯酸钾的方法。上述两种方法的主要共同点有（ ） ①反应都需加热 ②采用MnO2均可改变其反应速率 ③两种方法所需仪器相同 ④都利用含氧化合物分解来达到目的。 A．①③ B．③④ C．①② D．②④ 【答案】D 【分析】过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，氯酸钾在二氧化锰的催化作用下生成氯化钾和氧气，据此结合题意进行分析判断即可。 【解析】①过氧化氢在常温下就能分解，不需要加热，故选项说法错误。 ②二氧化锰在过氧化氢和氯酸钾的分解反应中均作催化剂，能加快分解速率，故选项说法正确。 ③过氧化氢在常温下就能分解，不需要加热，不需要使用酒精灯；而氯酸钾在加热条件下才能分解，分解氯酸钾时需要使用酒精灯，两种方法所需仪器不同，故选项说法错误。 ④过氧化氢、氯酸钾都含有氧元素，都是含氧化合物，都利用含氧化合物分解来达到目的，故选项说法正确。 故②④说法正确。 故选：D。 11．（24-25广西柳州·期末）下列示意图分别是实验室氧气制备、收集、验满、验证性质的操作，其中正确的是（ ） A B C D 【答案】A 【解析】A.实验室用氯酸钾制取氧气发生装置为固固加热型，试管口略向下倾斜，，外焰加热，故A正确； B.导气管应伸到集气瓶底部，故B错误； C.验满氧气时，应将带火星的木条放在集气瓶口，观察是否复燃，故C错误； D.铁丝燃烧来验证氧气的性质，应在集气瓶底部放少量水，或铺一层细沙，防止高温熔融物溅落，炸裂瓶底，故D错误。 故选C 12．表示物质的微观构成，下列图像能表示化合物的是 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】A、图中只有一种分子，表示纯净物，每个分子由2个不同的原子构成，即物质是由不同元素组成的纯净物，属于化合物，选项正确； B、图中含有三种分子，一种分子表示一种物质，即图中的物质属于混合物，选项错误； C、图中只有一种原子，表示由原子构成的单质，选项错误； D、图中只有一种分子，且每个分子由一种原子构成，表示纯净物中的单质，选项错误。 故选:A。 13．实验室用加热高锰酸钾制取氧气，并用排水法收集时，装药品的试管破裂了，其可能原因是（ ） ①装药品前忘了检查气密性 ②试管口没有略向下倾斜 ③试管没有均匀预热 ④收集完氧气，先熄灭酒精灯，后取出水中导管 ⑤试管外壁潮湿 ⑥夹试管的铁夹夹得太紧。 A．①③④ B．②③④ C．②④⑤ D．②③④⑤⑥ 【答案】D 【分析】根据实验室里用加热高锰酸钾的方法制氧气的实验操作步骤、注意事项进行分析判断即可。 【解析】①装药品前忘了检查气密性，可能导致收集不到氧气，不会造成试管破裂。 ②试管口没有略向下倾斜，冷凝水会回流到热的试管底部，炸裂试管。 ③试管没有均匀预热，会造成试管受热不均匀而破裂。 ④收集完氧气，先熄灭酒精灯，后取出水中导管，水槽内的水可能倒吸入试管，使试管因骤然冷却而炸裂。 ⑤试管外壁潮湿，加热过程中会造成试管受热不均匀而破裂。 ⑥夹试管的铁夹夹得太紧，会造成试管破裂。 故②③④⑤⑥中的原因会造成试管破裂。 故选：D。 14.下列关于催化剂的说法中，正确的是（ ） A．化学反应前后，催化剂的质量和性质都不改变 B．同一个反应不能有不同的催化剂 C．在过氧化氢分解过程中加入二氧化锰可以加快反应（二氧化锰无变化），所以二氧化锰是此反应的催化剂 D．催化剂一定加快物质的化学反应的速率 【答案】C 【分析】在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂（又叫触媒）。催化剂的特点可以概括为“一变二不变”，一变是能够改变化学反应速率，二不变是指质量和化学性质在化学反应前后保持不变。 【解析】A、催化剂能改变化学反应速率，而本身的质量和化学性质不变，物理性质可能会发生改变，故选项说法错误。 B、同一个反应可以有不同的催化剂，如过氧化氢的分解反应中，二氧化锰、氧化铜、硫酸铜溶液等均可以作催化剂，故选项说法错误。 C、在过氧化氢分解过程中加入二氧化锰可以加快反应（二氧化锰无变化），则二氧化锰是此反应的催化剂，故选项说法正确。 D、催化剂不一定加快物质的化学反应的速率，也可能是减慢化学反应的速率，故选项说法错误。 故选：C。 综合运用 15．（24-25广东河源·期末）用图示装置粗略测量空气中氧气的含量，下列叙述错误的是（ ） A．硫燃烧消耗集气瓶中的氧气 B．火焰熄灭后立即打开止水夹 C．进入瓶中的溶液容易吸收SO2 D．最终约有50 mL溶液进入集气瓶 【答案】B 【解析】A、硫燃烧和氧气反应生成二氧化硫，能消耗集气瓶中氧气，正确；B、火焰熄灭后为避免气体热胀冷缩导致误差，应等恢复至室温后打开止水夹，错误；C、氢氧化钠溶液能和二氧化硫反应，故进入瓶中的溶液容易吸收SO2，正确；D、氧气体积约占空气体积的五分之一；氧气被消耗生成二氧化硫气体，二氧化硫被氢氧化钠吸收导致装置中气体减少，压强减小，液体进入装置，进入液体体积就是消耗氧气体积，故最终约有溶液进入集气瓶。故选B。 16．（24-25广东·期末）在图1所示装置中燃烧红磷来测定空气中的氧气含量，并用传感器记录集气瓶中压强随时间变化的情况,得图2所示数据。下列说法正确的是( ) A． a点处压强增大是因为少量空气进入 B． ab段压强减小的原因只有氧气被消耗 C． c点时打开了弹簧夹 D． d点集气瓶中的温度一定等于室温 【答案】C 【解析】根据红磷燃烧能够消耗空气中的氧气，氧气消耗后，容器中的气压减小，在外界大气压作用下，水进入容器，进入容器中的水的体积即为容器中空气中的氧气体积进行分析。A． a点处压强增大是因为红磷燃烧放出热量造成的，故A错误；B． ab段压强减小的原因是氧气被消耗和温度逐渐降低造成的，故B错误；C． 通过图2所示可以看出，从c到d压强快速增加是因为打开了弹簧夹，水进入了集气瓶，故C正确；D． 从d点往后，压强增大变得缓慢了，但不能说d点集气瓶中的温度一定等于室温，故D错误。故选：C。 17．实验室制取气体时需要的部分装置如下图所示，请回答下列问题。 【信息】二氧化碳不易溶于饱和碳酸氢钠溶液。 （1）实验室中可用过氧化氢溶液与二氧化锰制取氧气，反应的化学方程式为_____，应选用的发生装置是_____（选填装置字母序号）。 （2）实验室中用石灰石和稀盐酸制取一瓶干燥、纯净的二氧化碳气体，所选装置的连接顺序为：气体发生装置→____ → _______→D（选填装置字母序号）。 （3）确定实验室制取气体的反应原理时，下列因素中不需要考虑的是___（选填字母序号）。 A． 药品容易获得，能生成所要制取的气体 B．反应条件易于控制，反应速率适中 C． 操作简便易行，安全可靠，节能环保 D． 所要制取气体的颜色和气味 【答案】（1）2H2O2MnO2 (=====)2H2O＋O2↑； B ；（2） G ； F；（3）D 【解析】（1）实验室中可用过氧化氢溶液与二氧化锰制取氧气，反应的化学方程式为2H2O2MnO2 (=====)2H2O＋O2↑，反应物是固体和液体，且反应条件不需加热，故发生装置应选择B。（2）实验室中用石灰石和稀盐酸制取一瓶干燥、纯净的二氧化碳气体，所以制得的二氧化碳气体在收集前要进行除杂和干燥，除杂是用饱和的碳酸氢钠溶液除去气体中的氯化氢气体，再用浓硫酸对气体进行干燥，故所选装置的连接顺序为：气体发生装置→G → F→D。 （3）A、需考滤药品是否容易获得，能否生成所要制取的气体，A正确；B、需考滤反应条件是否易于控制，反应速率适中，B正确；C、需考滤操作简便易行，安全可靠，节能环保，C正确；D、不需考滤要制取气体的颜色和气味，气体的颜色和气味是物理性质，与制取气体的方法、原理和操作过程没有关系，D不正确。故选D。 18.化学实验是进行科学探究的重要途径。某研究性学习小组欲利用下列装置进行相关气体制取的探究，请你分析并回答问题： （1）图中标号a的仪器名称是______。 （2）若用加热高锰酸钾固体制取并收集一集气瓶氧气，可选用的装置组合是______（填字母序号）。 （3）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的化学方程式为______。 主要操作步骤有：①检查装置的气密性；②收集并验满气体；③装入药品；④组装仪器。 正确的操作顺序是______（填数字序号）。 （4）F是密封良好充满空气的单气阀充气袋，现用F收集一袋较纯净的氧气，则导气管口b、c连接之前需进行的一项操作是______。 【答案】（1）分液漏斗 （2）AC或AE或AC或AE （3） ①. ②. ④①③② （4）排尽充气袋内的空气 【解析】 （1）由图可知，标号a的仪器名称是分液漏斗； （2）用加热高锰酸钾制取氧气，属于固体加热反应，发生装置可选A，氧气不易溶于水，密度比空气大，可用排水法或向上排空气法收集，收集装置可选C或E，故填：AC或AE； （3）过氧化氢在二氧化锰的催化下分解为水和氧气，该反应的化学方程式为：； 用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，实验步骤为：组装仪器、检查装置的气密性，装入药品，收集并验满气体，故顺序为：④①③②； （4）现用F收集一袋较纯净的氧气，则导气管口b、c连接之前需排尽充气袋内的空气，才能收集到纯净的氧气。 思维拔高 20.（24-25广东东莞·期末）空气中含有多少氧气呢？学习小组开展“测定空气里氧气含量”的探究活动。 资料：1．红磷的着火点是240℃，白磷的着火点是40℃。 2．相同的温度和体积下，气体压强与分子数成正比。 3．相同的温度和压强下，气体体积与分子数成正比。 【史料研究】 二百多年前，化学家拉瓦锡利用汞能和氧气发生反应的原理，采用图1装置测出氧气约占空气体积的1/5。 （1）加热时，曲颈甑内液态汞表面产生红色粉末，玻璃钟罩内的现象是 ，产生该现象的原因是 。 【设计与实验】 设计并利用图2装置测空气里氧气含量。 （2）主要步骤如下，正确的顺序为 （填序号）。 ①弹簧夹夹紧胶皮管 ②红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹 ③点燃红磷后立即伸入瓶中并塞紧塞子 ④在集气瓶中加入少量水，将水面上方空间分成5等份 （3）实验结束，集气瓶中剩余气体的主要成分是 。 【优化与实验】 同学们利用图2装置多次实验，水面均未上升到刻度“1”。经讨论后，分别取足量红磷、白磷采用图3装置进行实验，记录并处理数据分别如图4、图5。 （4）图4中氧气含量从8.05%上升到9.26%，原因可能是 。 （5）图5中BC段压强增大，原因是 。计算白磷消耗的氧气占空气体积的 %（精确到0.01%）。 【反思与交流】 （6）图2实验水面未达到刻度“1”，原因是装置中的氧气未消耗完。红磷燃烧不能将氧气消耗完的主要原因是 。 （7）上述实验中汞、白磷和五氧化二磷有毒，对环境“不友好”。结合实验原理和药品弊端，可选择的替代药品有 （写一种）。 【答案】（1）汞液面上升 汞与氧气反应，钟罩内气体减少，气压减小 （2）④①③② （3）氮气 （4）反应结束后，温度下降气体逐渐混合均匀/温度下降水蒸气变成液态，氧气含量增大 （5）反应刚开始，温度升高对压强的影响比气体减少对压强的影响大 19.37 （6）反应一段时间后，氧气浓度下降到一定程度，燃烧放出的热量减少，温度降低到红磷着火点以下，红磷熄灭，所以氧气消耗不完（合理即可） （7）铜粉 【解析】（1）汞与氧气反应生成氧化汞，导致钟罩内气体减少，气压减小，玻璃钟罩内汞液面上升； （2）该实验操作的正确顺序是：检验装置的气密性。在集气瓶中加入少量水，并将水面上方空间分成5等份；用弹簧夹夹紧胶皮管；点燃红磷，立即伸入瓶中并把塞子塞紧；待红磷熄灭并冷却至室温后，打开弹簧夹；故答案为：④①③②； （3）由于氧气占空气体积的五分之一，红磷燃烧消耗了氧气，实验结束，集气瓶中剩余气体的主要成分是氮气； （4）白磷燃烧消耗氧气并放出热量，而其他气体不变，氧气的含量逐渐减小，但反应结束后，温度下降，气体逐渐混合均匀或温度下降水蒸气变成液态，导致氧气的含量逐渐增大； （5）红磷燃烧放热，温度升高，装置内压强增大，消耗氧气，装置内压强减小，温度升高所增加的气压大于氧气消耗所减小的气压，所以BC段压强增大；用如图所示数据计算，用这种方法测得的空气中氧气的体积分数是：； （6）红磷燃烧发热，但反应一段时间后，氧气浓度下降到一定程度，燃烧放出的热量减少，温度降低到红磷着火点以下，红磷熄灭，导致氧气消耗不完； （7）铜粉在空气中加热生成氧化铜固体，不会造成污染。 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $