内容正文:
第四单元 我们周围的空气
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新课标要求
1.了解空气的主要成分及其对维持人类活动与生态平衡的意义。
2.通过实验探究认识氧气的主要性质,认识物质的性质与用途的关系,知道从物质的存在、组成、变化和用途等视角认识物质的性质。
3.能从定量视角探究空气中氧气的含量,能对实验进行改进并进行分析评价。
4.初步学习氧气的实验室制法,归纳实验室制取气体的一般思路与方法。
5.认识空气是宝贵的自然资源,形成保护和节约资源的可持续发展意识与社会责任
2
达州考情分析
2025年考查实验室制取氧气的原理(化学方程式的书写)、装置以及收集方法,以实验探究题形式出现。
2024年考查氧气的验满,以选择题形式出现;氧气的制法延伸到氢气的制法,以实验探究题形式出现
★请完成《知识手册》第四单元
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例1 空气是一种宝贵的资源,下列有关叙述正确的是( )
A.氧气具有可燃性,可以作燃料
B.稀有气体的化学性质稳定
C.氮气的化学性质比较活泼
D.大气污染物主要包括SO2、CO2、NO2等
【解析】 氧气能够支持呼吸,有助燃性,但没有可燃性,不能作燃料。空气中的稀有气体和氮气化学性质都比较稳定。二氧化碳是空气成分之一,不会污染空气,不是大气污染物。
空气的组成
命题点一
B
4
1.下列现象与空气中的什么成分有关(写出物质的名称)。
(1)饼干在空气中放置久了会变软是因为空气中的__________。
(2)澄清的石灰水敞口放置在空气中会变浑浊是因为空气中的__________。
(3)燃烧和呼吸都需要__________。
(4)“霓虹灯”通电后发出五颜六色的光是利用了空气中的__________。
(5)食品包装袋内会充入__________防腐。
变式训练
水蒸气
二氧化碳
氧气
稀有气体
氮气
5
空气中的水蒸气会使饼干变软。空气中的二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。氧气能支持燃烧和供给呼吸。稀有气体的化学性质很不活泼,一般不与其他物质反应;将其充入灯泡通电后会发出不同颜色的光,可以用于制造多种用途的电光源。氮气的化学性质不活泼,不易与其他物质发生反应,可以用来防腐或作为保护气。
方法技巧
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例2 下列实验现象描述正确的是( )
A.红磷燃烧产生大量的白雾
B.细铁丝在氧气中燃烧产生黑色固体四氧化三铁
C.木炭在氧气中比在空气中燃烧更剧烈,发出白光
D.硫在空气中燃烧发出蓝紫色火焰,产生有刺激性气味的气体
【解析】 A.红磷燃烧放热,产生大量白烟;B.细铁丝在氧气中燃烧产生黑色固体四氧化三铁是实验结论,不是现象;C.木炭在空气中燃烧发出红光,但在氧气中剧烈燃烧,发出白光;D.硫在空气中燃烧发出淡蓝色火焰,产生有刺激性气味的气体。
氧气的性质
命题点二
C
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2.甲、乙、丙是三个实验的示意图,根据实验产生的现象及发生的化学反应,进行总结归纳并回答下列问题。
变式训练
甲
乙
丙
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(1)所发生的三个反应有很多共同的特点,试着写出三条:
①_______________________。
②____________________。
③_______________________。
甲
乙
丙
反应条件都需要点燃
反应物中都有氧气
生成物都属于氧化物
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(2)丙实验中,集气瓶底部装少量水的目的是_______________________
______________________,燃烧的现象为_________________________
____________________。
丙
避免高温生成物溅落到
瓶底引起集气瓶炸裂
剧烈燃烧,火星四射,放出
热量,生成黑色固体
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(3)从乙、丙实验中任选一个,写出其反应的化学方程式:___________________________________________。
乙
丙
C+O2CO2(或3Fe+2O2Fe3O4)
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有氧气参与的化学反应均属于氧化反应,但氧化反应不一定属于化合反应,因为有的氧化反应有两种或两种以上的生成物。做细铁丝在氧气中燃烧的实验时,瓶底装少量水(或细沙)是为了避免高温生成物溅落到瓶底引起集气瓶炸裂。描述实验现象时要注意不要出现生成物的名称。
方法技巧
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例3 (2025·成都一诊) 实验室制取气体常常用到如图装置,根据给出的装置回答问题。
氧气的实验室制法
命题点三
(1)写出仪器a的名称__________。
长颈漏斗
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(2)小丽选择用高锰酸钾制取较为纯净的O2,她应选择的收集装置是_______(填字母,下同),该反应的化学方程式为___________________ ______________________。
E
2KMnO4
K2MnO4+MnO2+O2↑
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【解析】实验室收集氧气时,用向上排空气法收集到的气体更干燥,用排水法收集到的气体更纯净;用高锰酸钾制取氧气时发生反应的化学方程式为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑。
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(3)实验室制取CO2时,为了得到平稳的气流,她应选择的制取装置是____,该反应的化学方程式为_________________________________。
C
CaCO3+2HCl====CaCl2+H2O+CO2↑
【解析】实验室是用固体和液体在常温下反应来制取二氧化碳的,制取装置选C,反应的化学方程式为CaCO3+2HCl====CaCl2+H2O+CO2↑。
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(4)可用图G装置来收集氧气,若将集气瓶充满水来收集,气体应从__________(填“m”或“n”)端进入。
【解析】若用G装置装满水来收集氧气,为了能将水顺利排出,气体需从n端进入。
n
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3.实验室可通过加热高锰酸钾的方法制取氧气,下列有关该实验“先”
“后”顺序描述错误的是( )
A.实验结束时,先熄灭酒精灯再从水槽中移出导管
B.实验开始时,先检查装置气密性再装入试剂
C.加热时,应先预热再用酒精灯外焰对准试剂加热
D.组装仪器时,应遵循“先左后右”“先下后上”的顺序
变式训练
A
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实验过程中要考虑安全因素,比如:
(1)加热固体制取氧气时,用排水法收集气体,在实验结束时应先将导管从水槽中取出再熄灭酒精灯,可以避免水槽中的水倒流进试管引起试管炸裂。
(2)实验在密闭容器中进行且有气体参与或生成,会使容器内压强显著减小或增大,为平衡内外压强差可在容器口连接一个气球来缓冲气压变化。
方法技巧
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4.实验室加热高锰酸钾固体制取氧气,现对一定量的高锰酸钾固体进行
加热,加热过程中涉及的相关量随反应时间变化的图像正确的是( )
A
A B
C D
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实验3 氧气的实验室制取与性质
一阶 基础知识梳理
试剂 KMnO4或KClO3和MnO2 H2O2溶液和MnO2
实验
原理 化学方程式:____________________ _____________或__________________
______ 化学方程式:_____________________
2KMnO4K2MnO4
+MnO2+O2↑
2KClO32KCl+
3O2↑
2H2O22H2O+O2↑
发生
装置
固体加热型
固液常温型
收集
装置
向上排空气法 排水法 用“万能瓶”收集(长进短出)
验满
方法 用向上排空气法收集时,将带火星的木条放在集气瓶瓶口,若木条复燃,则证明氧气已收集满;用排水法收集时,当有大气泡从集气瓶瓶口冒出(或集气瓶中的水排完)时,表明氧气已收集满;用“万能瓶”收集时,应将带火星的木条放在短导管处,观察木条是否复燃
二阶 实验改进、评价
改进装置 发生装置 收集装置
改进理由 可以控制化学反应的速率、节约试剂和测量收集到的气体体积
例1 下列有关催化剂的说法正确的是( )
A.二氧化锰是所有化学反应的催化剂
B.加入二氧化锰可使过氧化氢产生更多的氧气
C.催化剂在反应前后化学性质和质量不变
D.不加二氧化锰,过氧化氢不能分解
三阶 实战训练
C
例2 如图所示,过氧化氢在催化剂二氧化锰的作用下,迅速分解放出大
量氧气。下列现象正确的是( )
D
A.气球胀大,红墨水左移
B.气球缩小,红墨水右移
C.气球胀大,红墨水右移
D.气球缩小,红墨水左移
例3 根据下列实验装置图回答有关问题。
(1)B装置中夹持试管的仪器名称是________________。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气应选用的发生装置为______(填字母),写出该反应的化学方程式:_______________________________。
铁架台(带铁夹)
B
2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
(3)实验室可选用A装置制取氧气,若将其中的长颈漏斗换成分液漏斗,优点是____________________,若想用如图装置收集一瓶干燥的氧气,
则装置端口的连接顺序是a→__________→__________→__________ →__________。(填字母)
可以控制反应的速率
b
c
d
e
(4)E装置可以用来测量生成氧气的体积,在水面上放一层植物油的目的是___________________________,植物油上方原有的空气对实验结果__________(填“有”或“没有”)明显影响。
(5)利用A装置制取完氧气后,二氧化锰可回收利用,其原因是_______ __________________________________________________________。
防止氧气与水接触而溶于水
没有
锰是反应的催化剂,在化学反应前后其质量和化学性质保持不变
二氧化
(6)确定实验室制取气体的反应原理时,下列因素不需要考虑的是__________(填字母)。
A.试剂容易获得,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.操作简单易行,安全可靠,节能环保
D.所要制取气体的颜色和气味
D
1.(2025·成都高新区一模) 中国空间站首次进行“太空养鱼”实验。在
实验中,金鱼藻为斑马鱼提供呼吸所需的 ( )
A.N2
B.O2
C.CO2
D.H2O
B
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2.(2025·眉山) 空气中的各种成分广泛应用于工农业生产、医疗和科研
等领域,下列有关空气的说法正确的是( )
A.干净的空气是纯净物
B.氮气约占空气质量的78%
C.空气中含有氧气,因此空气可直接用于医疗急救
D.空气中的稀有气体占比虽然很小,但用途广泛
D
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3.下列有关实验现象的描述,正确的是( )
A.打开盛有浓盐酸试剂瓶的瓶盖,出现大量的白烟
B.镁条在空气中燃烧,发出耀眼的白光,生成黑色固体
C.硫粉在空气中燃烧产生淡蓝色火焰,生成无色有刺激性气味的气体
D.铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,生成白色固体
C
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4.(2025·德阳) 某化学兴趣小组用氧气传感器分别测量木条和蜡烛(主要含碳、氢元素)在密闭容器内燃烧至熄灭过程中氧气含量变化。密闭容器内氧气含量随时间的变化如图所示。
下列说法正确的是( )
A.若装置漏气,不会影响实验结果
B.木条熄灭时,瓶内还有O2剩余
C.蜡烛燃烧过程中不会产生气体
D.对比木条与蜡烛的燃烧过程,蜡烛消耗O2的
速率更快
B
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5.(2025·成都高新区一模) 小明根据所学知识,设计了用过氧化氢溶液
制取氧气,并验证氧气化学性质的相关实验,其中错误的是( )
A
A.生成气体 B.收集气体
C.气体验满 D.验证气体性质
A.A B.B C.C D.D
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6.(2025·巴中适应卷) 气体的制取是初中化学学习的重要内容,根据下列装置回答问题。
(1)图中仪器①的名称是__________。
铁架台
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(2)实验室用高锰酸钾制取并收集一瓶纯净的氧气,应选择的装置组合是__________(填字母),用该方法收集氧气时,确认气体收集满的标志是_________________________________________。用收集的气体完成图
F所示的实验,其中水的作用是___________________________________
________,实验中观察到发出白光后细铁丝并未燃烧,可能的原因是
__________________。
AE
集气瓶口有大气泡冒出(或集气瓶中的水排完)
防止高温生成物溅落到瓶底引起集气
瓶炸裂
氧气不纯(合理即可)
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7.(2025·遂宁模拟) 化学兴趣小组的同学们在进行气体制取过程中,从实验员处领取了如下实验仪器:
(1)仪器C的名称是__________。
(2)若用过氧化氢溶液与二氧化锰来制取O2,为组装气体发生装置,应
选择的仪器是__________(填字母)、E、C。
锥形瓶
D
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(3)H2是理想的清洁、高能燃料。某中学9年级1班化学兴趣小组的同学
利用空塑料输液袋(如图)收集H2,气体应从导管的__________(填“a”或“b”)口进入袋内。
b
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8.理清化学概念间的关系是学习化学的重要方法之一,化学概念间的关系有包含、交叉等。下列图示是化学概念之间关系的形象表示,其中不
正确的是 ( )
A B
C D
B
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9.某同学误将少量KMnO4当成MnO2加入KClO3中进行加热制取氧气,部分物质质量随时间变化如图所示,下列关于该过程的说法正确的是
( )
A.c代表氧气
B.t2时刻,O2开始产生
C.t1时刻,KMnO4开始分解
D.起催化作用的物质质量保持不变
C
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10.(2022·达州) 化学是一门以实验为基础的自然科学。结合下列实验装置图回答有关问题。
图1
图2
(1)A装置中仪器①的名称是__________。
酒精灯
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(2)通常状况下,H2S是一种密度比空气的大、有臭鸡蛋气味的有毒气体,能溶于水。实验室用块状的硫化亚铁与稀硫酸发生复分解反应制取硫化氢气体。
①制取H2S气体的发生装置可选用_____
(填字母)。
②若用C装置来收集H2S,气体应从_____
(填“a”或“b”)端进入集气瓶。
图1
B
b
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(3)某化学兴趣小组用图2装置探究MnO2、CuO对过氧化氢分解的催化效果,设计的方案和记录的数据如表所示:
实验序号 过氧化氢溶液 催化剂 收集50 mLO2所用时间
实验1 30 mL 2% 粉末状
MnO2 0.2 g 21 s
实验2 30 mL 2% 粉末状
CuO a g 47 s
图2
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①表格中a的值为__________。
②实验1中制取氧气的化学反应方程式为________________________。
③结论:MnO2对过氧化氢分解的催化效果比CuO好,得出此结论的依
据是______________________________________________________。
图2
0.2
2H2O22H2O+O2↑
使用MnO2作催化剂时,收集相同体积的氧气所需时间更短
45
$