第1节 空气的成分（1）（举一反三讲义）科学新教材浙教版八年级下册

本讲义聚焦空气成分及氧气相关知识，系统梳理空气中氧气含量测定实验、空气成分与体积分数、各成分性质用途、氧气性质及氧化反应与氧化物等核心知识点，形成从实验探究到概念理解的完整学习支架。 资料通过思维导图构建知识网络，结合拉瓦锡实验分析培养科学思维，设计暖宝宝、注射器改进等实验提升探究实践能力，典例变式题联系生活实例，既助课中教学互动，又利课后查漏补缺，强化科学观念与严谨实验态度。

第1节 空气的成分（1） 目录 目录 1 【学习目标】 1 【思维导图】 3 【知识梳理】 3 知识点1 空气中氧气含量的测定 3 知识点2 空气的成分和体积分数 7 知识点3 空气中各成分的性质和用途 8 知识点4 氧气的性质 9 知识点5 氧化反应与氧化物 12 【方法技巧】 14 【巩固训练】 14 【学习目标】 1. 科学观念 ·明确空气的组成成分及各成分的体积分数，知晓氮气约占 78%、氧气约占 21%。 ·掌握氧气的物理性质和化学性质，了解氧气能与多种物质发生氧化反应，具有氧化性。 ·理解氧化反应和氧化物的概念，能区分氧化反应，识别氧化物。 ·知晓空气是重要的自然资源，了解空气中各成分的性质及对应的用途。 2. 科学思维 ·通过分析拉瓦锡实验及空气中氧气含量的测定实验，推理实验原理与实验结论的关联，培养逻辑推理能力。 ·对比物质在空气和氧气中燃烧的不同现象，归纳氧气浓度对燃烧剧烈程度的影响，建立 “条件 — 现象” 的分析模型。 ·结合空气各成分的性质与用途，梳理 “性质决定用途” 的逻辑关系，深化对物质性质与应用关联的认知。 3. 探究实践 ·开展 “测定空气中氧气含量” 的实验，掌握实验操作步骤、数据记录与误差分析方法，提升实验操作与归纳能力。 ·进行氧气性质相关探究实验，观察硫、铁丝等物质在氧气中燃烧的现象，学习实验现象描述与实验结论推导的方法。 ·设计简单实验验证空气成分的性质，如氮气的稳定性，培养实验设计与动手实践能力。 4. 态度责任 ·养成规范实验的习惯，在空气相关实验中，遵循操作规范，准确读取数据，树立严谨的科学实验意识。 ·认识空气对人类生活和生产的重要意义，联系生活中空气成分应用的实例，体会化学知识的实用价值。 ·激发对空气相关知识的探究兴趣，建立保护空气资源的意识，树立绿色环保的科学价值观。 重点： 1. 空气中氧气含量的测定实验 2. 空气的成分与体积分数 3. 空气中各成分的性质与用途关联 4. 氧气的化学性质与实验现象 5. 氧化反应与氧化物的判断 难点： 1. 空气中氧气含量测定实验的误差分析 2. 氧气浓度对燃烧现象的影响分析 3. 氧化物概念的精准判断 4. 空气成分用途与性质的深层关联 5. 实验现象描述的准确性与完整性 【思维导图】 【知识梳理】 知识点1 空气中氧气含量的测定 1.实验原理：红磷燃烧消耗氧气，生成固体五氧化二磷，使装置内压强减小，水倒吸入集气瓶，进入水的体积即为氧气的体积。 2.实验装置：集气瓶、燃烧匙、导管、烧杯、止水夹。 3.实验步骤： ①连接装置，检查 。 ②集气瓶内加少量水，将剩余容积分为 等份。 ③点燃红磷，立即伸入集气瓶并塞紧瓶塞。 ④待装置 后，打开止水夹。 4.实验现象：红磷燃烧产生大量 ，放热；冷却后打开止水夹，水倒吸入集气瓶，约占瓶内原空气体积的 。 5.实验结论： ；氮气 、不支持 、不易 。 6.误差分析 结果偏小原因 结果偏大原因 ，氧气未耗尽 ，装置内空气受热逸出 ，外界空气进入 ，实验中空气从导管逸出 就打开止水夹 / 【典例1】某科学兴趣小组在做了教材中“测定空气里氧气含量”的实验（见图Ⅰ）后进行了大胆改进，设计图Ⅱ（选用容积为30mL的18×180mm的试管作反应容器）实验方案进行，将20mL的注射器活塞置于10mL刻度处，并按图Ⅱ中所示的连接方式固定好，再将弹簧夹紧橡皮管，待试管冷却后松开弹簧夹，观察注射器活塞位置。请你对比分析下面图Ⅰ、图Ⅱ实验，回答下列有关问题： （1）图Ⅰ实验的操作步骤如下：①集气瓶内气体冷却到室温，打开止水夹；②将燃着的红磷伸入集气瓶；③快速盖上瓶塞；④关闭止水夹，你认为正确的实验操作顺序是 （填序号）。 （2）图Ⅱ实验中，注射器活塞将从10mL刻度处慢慢前移到约为 mL刻度处才停止。 （3）小组同学在完成图Ⅰ实验后，发现实验结果偏小，请写出可能的原因： 。 【变式1】暖宝宝（主要成分为铁粉、木炭、食盐）的热量来源于铁粉的氧化。小涛同学设计使用暖宝宝贴来测定空气中氧气的含量，实验开始前的装置如图，实验后从量筒中流入玻璃瓶（容积为250mL）中的水的体积为45mL（铁粉生锈消耗的水忽略不计）。下列说法错误的是（　　） A．实验前必须检查装置的气密性 B．通过本次实验数据测得空气中氧气的体积分数为18% C．若测得空气中氧气体积分数偏低，可能是暖宝宝的使用数量不足 D．要等温度计示数恢复至实验前的温度才能记量筒内剩余水的体积 【变式2】为测定空气中氧气的含量，在量筒中先注入一定量的水，放在水平桌面上。再将装有足量潮湿铁粉的矿泉水瓶（瓶内除铁粉外的有效容积为350mL）旋紧瓶盖放入水中静置，直至矿泉水瓶不再变瘪为止，反应前后量筒内液面位置如图所示。忽略水的蒸发，则下列分析错误的是（　　） A．此实验的原理是利用铁生锈消耗氧气 B．反应后矿泉水瓶受到的浮力减小 C．反应后量筒对桌面的压强不变 D．实验测得氧气体积分数为21% 【变式3】结合教材实验，科学小组通过改进实验装置开展“测定空气中氧气含量”课外实践活动。（装置如图所示，注射器的摩擦忽略不计） Ⅰ.按图连接装置并检查装置气密性：注射器b的活塞推至底端，注射器a的活塞从20mL处向外拉，松手。 Ⅱ.向玻璃管中加入足量白磷，点燃酒精灯，交替推拉两个注射器。 【实验记录】 实验前 实验后（冷却至室温） a中气体体积 20 10 b中气体体积 0 0 请结合实验回答下列问题： （1）Ⅰ中，观察到 ，证明装置气密性良好。 （2）已知玻璃管中空气体积是30mL，则空气中氧气的体积分数为 。 （3）实验中需反复推拉注射器，其目的是 。 （4）与教材实验相比，改进后的实验优点有 （填写一点即可）。 知识点2 空气的成分和体积分数 成分 体积分数 氮气（N₂） 氧气（O₂） 稀有气体 0.93% 二氧化碳（CO₂） 0.04% 其他气体和杂质 0.03% 【典例3】小车剧烈冲撞后，安全气囊中会瞬间产生一种空气中含量最多的气体．该气体为（　　） A．氧气 B．氮气 C．二氧化碳 D．水蒸气 【变式1】如图为空气各成分体积分数示意图，则甲代表的是（　　） A．二氧化碳 B．氧气 C．水蒸气 D．稀有气体 【变式2】空气的成分是①氧气 ②氮气③稀有气体④二氧化碳及其他气体杂质。按体积分数由少到多顺序排列正确的是（　　） A．①②③④ B．②①③④ C．①②④③ D．④③①② 【变式3】人类离不开空气，下列有关空气及其成分的说法正确的是（　　） A．洁净的空气是纯净物 B．空气中主要气体的体积分数由大到小依次是O2、N2、CO2 C．氮气的化学性质稳定，可做保护气 D．氧气的占空气质量的 知识点3 空气中各成分的性质和用途 1.氧气的用途 （1）医用： 。 （2）工业：炼钢、生产或产品加工。 （3）其他：支持 、供给 。 2.氮气与稀有气体的性质和用途 气体 物理性质 化学性质 用途 氮气 无色、无味、难溶于水 ； ①制造硝酸、炸药、氮肥；②作保护气（焊接金属、食品防腐）；③医疗冷冻麻醉；④ 超导材料低温环境 稀有气体 无色、无味、难溶于水 （曾称 “惰性气体”） ①作保护气；②电光源（霓虹灯、闪光灯）；③ 激光技术；④ 医疗麻醉 【典例4】物质的性质决定用途。下列有关空气各成分及其用途的说法正确的是（　　） A．空气中含量最多的气体是氮气，约占空气质量的78% B．氧气具有支持燃烧的性质，可用作燃料 C．稀有气体用作航标灯利用其化学性质稳定的特性 D．氮气化学性质稳定，可用于食品包装 【变式1】空气是人类宝贵的自然资源，下列有关空气的说法错误的是（　　） A．液氮可用做制冷剂 B．电焊时可用氩气作为保护气体 C．氦气可用来填充探空气球 D．鱼能在水中生活，证明氧气易溶于水 【变式2】下列关于稀有气体的叙述中，正确的是（　　） A．稀有气体是氮、氖、氩、氪、氙等气体的总称 B．稀有气体都是有颜色的气体 C．稀有气体在通电时会发出有色的光 D．稀有气体在任何情况下都不能跟其他物质发生化学反应 【变式3】下列有关空气各成分的性质和用途说法正确的是（　　） A B C D 气体性质 氧气参与燃烧 氢气化学性质稳定 稀有气体化学性质稳定 二氧化碳密度大于空气 用途 制作燃料 食品防腐 制作霓虹灯 制作灭火剂 A．A B．B C．C D．D 知识点4 氧气的性质 1. 物理性质 （1）通常状况下：无色、无味的气体， 溶于水（1 L 水约溶解 30 mL 氧气）。 （2）标准状况下：密度为 1.429 g/L，比空气密度略 。 （3）三态变化：氧气−183∘C​ 色液体−219∘C​ 色雪花状固体。 2. 化学性质 （1）氧气是一种化学性质比较 的气体，能与多种物质发生 反应，具有 性。 （2）助燃性：将 的木条伸入氧气中，木条 （用于检验氧气）。 （3）与常见物质的反应 物质 在空气中的现象 在氧气中的现象 文字表达式 红磷 产生黄色火焰，放热，生成 燃烧更 ，产生大量 硫 发出微弱的 火焰，放热，生成有 气味的气体 发出明亮的 火焰，放热，生成有 气味的气体 铁丝 持续红热，不能 剧烈燃烧，火星四射，放热，生成 固体 木炭 发 光，放热，生成能使澄清石灰水变 的气体 发 光，放热，生成能使澄清石灰水变 的气体 铝箔 不能 剧烈燃烧，发出 ，放热，生成 固体 （4）注意事项 ①硫在氧气中燃烧：集气瓶底部放少量水，吸收二氧化硫，防止空气污染。 ②铁丝在氧气中燃烧： a. 铁丝需打磨除锈，并绕成螺旋状（增大 ）。 b. 末端系火柴梗（ 铁丝）。 c. 集气瓶底部放少量水或细沙（防止 ，炸裂瓶底）。 【典例5】下列关于氧气性质的说法错误的是（　　） A．氧气具有可燃性 B．氧气不易溶于水 C．氧气是一种比较活泼的气体 D．通常状况下，氧气是无色、无味的气体 【变式1】以下对氧气性质和用途的叙述中，错误的是（　　） A．通常情况下，氧气是一种无色无味的气体；液化时变为淡蓝色 B．氧气不易溶于水 C．氧气能燃烧，供给呼吸 D．氧气是一种化学性质比较活泼的气体 【变式2】下列叙述中属于氧气化学性质的是（　　） A．在通常情况下，氧气是无色无味的气体 B．氧气具有助燃性，可以支持燃烧 C．在标准状况下，氧气的密度是1.429克/升 D．氧气不易溶于水 【变式3】鱼能在水中生存是因为氧气（　　） A．支持燃烧 B．无色无味 C．密度比空气大 D．能供给呼吸 【典例6】如图为探究氧气性质的相关实验，对观察到的实验现象及有关操作描述错误的是（　　） A．实验Ⅰ中倒入澄清石灰水，可检验有无新物质生成 B．实验Ⅱ铁丝绕成螺旋状，可增强聚热效果 C．若选用砂纸打磨过的铁丝，铁丝也可以在空气中燃烧 D．集气瓶口盖上毛玻璃片，可防止氧气大量逸出 【变式1】实验装置如图，甲、乙两集气瓶用导管连接，玻璃管A下端紧系一个气球．将此装置放置在阳光下一段时间，可看到白磷燃烧，请分析甲瓶中的气球的变化情况是（　　） A．逐渐变大 B．逐渐变小 C．先变小后又变大 D．先变大后又变小 【变式2】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 【变式3】归纳整理是学习科学的重要方法之一，小实对氧气的制取和性质进行了梳理。请回答下面小题。小实对硫、铁在氧气中燃烧的共同点进行了归纳，正确的是（　　） A．反应中都发出明亮的蓝紫色火 B．反应中都产生刺激性气味的气体 C．反应后都生成了氧化物 D．反应都体现了氧气具有可燃性 知识点5 氧化反应与氧化物 1.氧化反应：物质与 发生的反应（氧气在反应中提供氧，具有氧化性）。 2.氧化物：由两种元素组成，且其中一种元素是 的化合物（如 CO₂、Fe₃O₄等）。 【典例7】科学中涉及很多放热的反应，下列不涉及氧化反应的是（　　） A．火柴燃烧点火 B．火药爆炸烧毁房屋 C．森林里的枯枝自燃 D．太阳能热水器加热冷水 【变式1】下列不属于氧化反应的是（　　） A．苹果切面变色 B．细胞呼吸作用 C．森林火灾 D．倒碳酸饮料冒气泡 【变式2】下列反应中属于氧化反应的是（　　） ①镁+氧气氧化镁 ②石蜡+氧气水+二氧化碳 ③氯酸钾氯化钾+氧气 ④甲烷+氧气水+二氧化碳 ⑤氧化汞汞+氧气 A．②④ B．①②④ C．③⑤ D．①③⑤ 【变式3】“文化自信”是我党提出的四大自信之一，古诗词是我国重要的文化遗产。下列诗句中加点字部分涉及氧化还原反应的是（　　） A．月波成露露成霜，借与南枝作淡妆 B．春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干 C．粉骨碎身浑不怕，要留清白在人间 D．莫道雪融便无迹，雪融成水水成冰 【典例8】下列物质属于氧化物的是（　　） A．O2 B．CuO C．HNO3 D．KMnO4 【变式1】二氧化钛纳米材料由于具有良好的光学催化特性、耐化学腐蚀性和热稳定性，目前已被大力开发生产，从物质分类的角度看二氧化钛（TiO2）属于（　　） A．酸 B．碱 C．盐 D．氧化物 【变式2】实验室制取氧气所用的双氧水溶液，其溶质和溶剂的分子结构模型如图，下列分析正确的是（　　） A．都属于氧化物 B．化学性质相同 C．都含有氢分子 D．氧元素质量分数相同 【变式3】图中“”和“”表示两种不同的原子，则下列模型中有可能表示氧化物的是（　　） A． B． C． D． 【方法技巧】 1.空气中氧气含量的测定 实验药品的选择：只能用红磷（或白磷），不可用木炭、硫、铁丝等。因为木炭、硫燃烧生成气体，装置内压强变化不明显；铁丝在空气中不能燃烧。 2.氧化物判断：必须同时满足 “两种元素” 和 “其中一种是氧元素” 两个条件。例如，氯酸钾（KClO₃）含有氧元素，但有三种元素，不是氧化物。 3.氧化反应判断：只要物质与氧气发生反应，无论是否剧烈，都属于氧化反应（如铁生锈、食物腐烂都是缓慢氧化）。 【巩固训练】 1.文昌航天发射场是我国四大发射场之一，火箭推进剂中含有液氧。液氧的作用是（　　） A．作燃料 B．作冷却剂 C．作催化剂 D．作助燃剂 2．下列关于氧气性质和用途说法错误的是（　　） A．通常状况下氧气是无色无气味的气体 B．鱼类能在水中生活，证明氧气易溶于水 C．液氧常用于火箭燃料的助燃剂 D．工业上通过分离液态空气获得氧气 3．有一位同学暑假去西藏发生了严重的高原反应，医生让他吸入了一种气体后，症状得到缓解。此气体可能是（　　） A．氧气 B．氮气 C．稀有气体 D．二氧化碳 4．某兴趣小组为验证质量守恒定律，做镁条在空气中燃烧的实验时，要先用砂纸把镁条打磨干净的目的是（　　） A．除去镁条表面氧化膜 B．使镁条表面平整 C．提高镁条表面的温度 D．降低镁条的着火点 5．空气的成分是：①氧气；②氮气；③稀有气体；④二氧化碳、其他气体和杂质。按体积分数由少到多的顺序排列正确的（　　） A．②①③④ B．①②③④ C．④③①② D．②①④③ 6．下列秦代陶俑彩绘上的颜料中属于氧化物的是（　　） A．朱砂（HgS） B．铅丹（Pb3O4） C．炭黑（C） D．孔雀石[Cu2（OH）2CO3] 7．下列属于硫在空气中燃烧现象的是（　　） A．产生微弱的淡蓝色火焰 B．产生明亮的蓝紫色火焰 C．产生大量白烟 D．剧烈燃烧火星四射 8．下列实验现象描述正确的是（　　） A．铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体 B．硫在空气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰 C．红磷在空气中燃烧，产生大量的白雾 D．木炭在氧气中燃烧，发出白光，生成二氧化碳 9．白磷的着火点为40℃，现用如图装置测定空气中氧气的体积分数。实验步骤为：集气瓶里先装适量a体积的水，在酒精灯灯焰上把玻璃棒下端加热，装置如图密封。用力把玻璃棒按下与白磷接触，白磷燃烧。燃烧停止后稍振荡，完全冷却后量出集气瓶中水的体积b和整个集气瓶容积c。则下列说法错误的是（　　） A．反应过程中集气瓶内液面的变化是先下降后上升 B．该实验测得氧气与空气的体积比为（b﹣a）：（c﹣a） C．燃烧匙中的白磷不能换成木炭或硫粉 D．该装置没有用止水夹，会影响实验结果 10．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 11．分析硫、碳、铁丝三种物质在氧气中的燃烧，回答问题。 （1）铁丝燃烧实验中，需要在火柴快要燃尽时再伸入充满氧气的集气瓶中，其目的是 。 （2）从现象角度；在空气中点燃硫时，观察到淡黄色固体熔化后，燃烧发出 色火焰，在氧气中，燃烧得更旺。碳在氧气中比在空气中燃烧得更旺：铁丝在空气中不燃烧，在氧气中剧烈燃烧，火星四射并生成黑色的固体，根据上述现象，可以推测物质的燃烧剧烈程度和氧气浓度的关系为 。 （3）从装置角度：燃烧实验时，集气瓶底是否放入水及放入水的原因各不相同，铁丝燃烧时，集气瓶底放入少许水的目的是： 。 12．为了验证空气中氧气的体积分数大约为，某科技小组的三位同学分别设计了以下三种实验方案（A、B、C装置集气瓶底部都装有少量水），请根据图示装置回答有关问题： （1）你认为B装置与A装置相比，优点是 。（写出一个优点即可） （2）小明同学认为装置C不能测定空气中氧气含量，其原因是 。 （3）点燃A中燃烧匙中的红磷，观察到的现象是 。 （4）瓶内的水的作用除了吸收热量外，还有什么作用？ 。 （5）打开止水夹后，进入广口瓶的水不到刻度线“1”处，请写出造成这个现象的两个原因① ；② 。 13．学习小组同学在做完铁丝燃烧实验后对此产生浓厚兴趣，他们利用如图甲所示装置探究铁丝燃烧时间的影响因素。集气瓶中装有过氧化氢溶液，加入二氧化锰后，利用检测器检测反应前集气瓶内的氧气浓度，待检测器数值稳定后，将绑有燃着小木条的不同螺旋直径的铁丝伸入瓶中。观察到铁丝燃烧分为剧烈燃烧和缓慢燃烧两个阶段，其中缓慢燃烧阶段现象为：铁丝先变红，后变暗，瓶底出现黑色固体。多次实验获取数据后取平均值记录如下表。 铁丝螺旋直径大小 小螺旋 中螺旋 大螺旋 组号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ 氧气浓度 74% 80% 87% 74% 80% 87% 74% 80% 87% 剧烈燃烧时间/s 11″15 9″18 7″08 11″14 9″18 7″08 11″13 9″19 7″07 缓慢燃烧时间/s 2″14 2″07 1″04 2″14 2″07 1″05 2″14 2″06 1″04 （1）铁丝剧烈燃烧阶段的现象为 。 （2）实验时，要将长度、粗细均相同细铁丝，制成直径大小不同的螺旋形状（如图乙），制作的方法是 。 （3）小科分析实验还得出“铁丝燃烧时间与铁丝螺旋直径大小无关”的结论，其证据是 。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第1节 空气的成分（1） 目录 目录 1 【学习目标】 1 【思维导图】 3 【知识梳理】 3 知识点1 空气中氧气含量的测定 3 知识点2 空气的成分和体积分数 8 知识点3 空气中各成分的性质和用途 10 知识点4 氧气的性质 12 知识点5 氧化反应与氧化物 17 【方法技巧】 21 【巩固训练】 21 【学习目标】 1. 科学观念 ·明确空气的组成成分及各成分的体积分数，知晓氮气约占 78%、氧气约占 21%。 ·掌握氧气的物理性质和化学性质，了解氧气能与多种物质发生氧化反应，具有氧化性。 ·理解氧化反应和氧化物的概念，能区分氧化反应，识别氧化物。 ·知晓空气是重要的自然资源，了解空气中各成分的性质及对应的用途。 2. 科学思维 ·通过分析拉瓦锡实验及空气中氧气含量的测定实验，推理实验原理与实验结论的关联，培养逻辑推理能力。 ·对比物质在空气和氧气中燃烧的不同现象，归纳氧气浓度对燃烧剧烈程度的影响，建立 “条件 — 现象” 的分析模型。 ·结合空气各成分的性质与用途，梳理 “性质决定用途” 的逻辑关系，深化对物质性质与应用关联的认知。 3. 探究实践 ·开展 “测定空气中氧气含量” 的实验，掌握实验操作步骤、数据记录与误差分析方法，提升实验操作与归纳能力。 ·进行氧气性质相关探究实验，观察硫、铁丝等物质在氧气中燃烧的现象，学习实验现象描述与实验结论推导的方法。 ·设计简单实验验证空气成分的性质，如氮气的稳定性，培养实验设计与动手实践能力。 4. 态度责任 ·养成规范实验的习惯，在空气相关实验中，遵循操作规范，准确读取数据，树立严谨的科学实验意识。 ·认识空气对人类生活和生产的重要意义，联系生活中空气成分应用的实例，体会化学知识的实用价值。 ·激发对空气相关知识的探究兴趣，建立保护空气资源的意识，树立绿色环保的科学价值观。 重点： 1. 空气中氧气含量的测定实验 2. 空气的成分与体积分数 3. 空气中各成分的性质与用途关联 4. 氧气的化学性质与实验现象 5. 氧化反应与氧化物的判断 难点： 1. 空气中氧气含量测定实验的误差分析 2. 氧气浓度对燃烧现象的影响分析 3. 氧化物概念的精准判断 4. 空气成分用途与性质的深层关联 5. 实验现象描述的准确性与完整性 【思维导图】 【知识梳理】 知识点1 空气中氧气含量的测定 1.实验原理：红磷燃烧消耗氧气，生成固体五氧化二磷，使装置内压强减小，水倒吸入集气瓶，进入水的体积即为氧气的体积。 磷+氧气​五氧化二磷 2.实验装置：集气瓶、燃烧匙、导管、烧杯、止水夹。 3.实验步骤： ①连接装置，检查气密性。 ②集气瓶内加少量水，将剩余容积分为 5 等份。 ③点燃红磷，立即伸入集气瓶并塞紧瓶塞。 ④待装置冷却至室温后，打开止水夹。 4.实验现象：红磷燃烧产生大量白烟，放热；冷却后打开止水夹，水倒吸入集气瓶，约占瓶内原空气体积的 1/5。 5.实验结论：空气中氧气的体积分数约为 21%；氮气不燃烧、不支持燃烧、不易溶于水。 6.误差分析 结果偏小原因 结果偏大原因 红磷不足，氧气未耗尽 点燃红磷后伸入过慢，装置内空气受热逸出 装置漏气，外界空气进入 止水夹未夹紧，实验中空气从导管逸出 未冷却至室温就打开止水夹 / 【典例1】某科学兴趣小组在做了教材中“测定空气里氧气含量”的实验（见图Ⅰ）后进行了大胆改进，设计图Ⅱ（选用容积为30mL的18×180mm的试管作反应容器）实验方案进行，将20mL的注射器活塞置于10mL刻度处，并按图Ⅱ中所示的连接方式固定好，再将弹簧夹紧橡皮管，待试管冷却后松开弹簧夹，观察注射器活塞位置。请你对比分析下面图Ⅰ、图Ⅱ实验，回答下列有关问题： （1）图Ⅰ实验的操作步骤如下：①集气瓶内气体冷却到室温，打开止水夹；②将燃着的红磷伸入集气瓶；③快速盖上瓶塞；④关闭止水夹，你认为正确的实验操作顺序是　④②③①　 （填序号）。 （2）图Ⅱ实验中，注射器活塞将从10mL刻度处慢慢前移到约为　4　 mL刻度处才停止。 （3）小组同学在完成图Ⅰ实验后，发现实验结果偏小，请写出可能的原因：　红磷不足或装置漏气　 。 【答案】（1）④②③①。 （2）4。 （3）红磷不足或装置漏气。 【解答】解：（1）实验的操作步骤是关闭止水夹，将燃着的红磷伸入集气瓶，快速盖上瓶塞，集气瓶内气体冷却到是室温，打开止水夹，故先后顺序进行排序是：④②③①； （2）注射器活塞将从10mL刻度处慢慢前移到约为10mL﹣30mL4mL刻度处才停止。 （3）①红磷的量不足；②装置漏气，在冷却过程中有外界的空气进入瓶中；③未等到装置冷却至室温就打开了弹簧夹，并进行读数，因为此时剩余的气体在受热状态下，处于膨胀状态，占据了部分水的体积，使测定结果偏小。 故答案为：（1）④②③①。 （2）4。 （3）红磷不足或装置漏气。 【变式1】暖宝宝（主要成分为铁粉、木炭、食盐）的热量来源于铁粉的氧化。小涛同学设计使用暖宝宝贴来测定空气中氧气的含量，实验开始前的装置如图，实验后从量筒中流入玻璃瓶（容积为250mL）中的水的体积为45mL（铁粉生锈消耗的水忽略不计）。下列说法错误的是（　　） A．实验前必须检查装置的气密性 B．通过本次实验数据测得空气中氧气的体积分数为18% C．若测得空气中氧气体积分数偏低，可能是暖宝宝的使用数量不足 D．要等温度计示数恢复至实验前的温度才能记量筒内剩余水的体积 【答案】B 【解答】解：A、如果装置漏气，会使进入的水偏少，测定的结果偏小，所以实验前必须检查装置的气密性，说法正确，故不符合题意； B、铁生锈消耗氧气，使装置内的气压减小，进入水的体积就是消耗氧气的体积，集气瓶内空气的体积是（250﹣20）mL＝230ml，进入水的体积是45mL，即氧气的体积是45mL，因此氧气的体积分数19.6%，说法错误，故符合题意； C、发热剂的量必须足量，因为只有足量的发热剂才能把氧气消耗完，使结果准确，若实验测得空气中氧气体积分数偏低，可能是暖宝宝贴的使用数量不足，说法正确，故不符合题意； D、必须等温度计的读数恢复至实验前的温度后才能记录量筒内剩余水的体积，使结果准确，说法正确，故不符合题意； 故选：B。 【变式2】为测定空气中氧气的含量，在量筒中先注入一定量的水，放在水平桌面上。再将装有足量潮湿铁粉的矿泉水瓶（瓶内除铁粉外的有效容积为350mL）旋紧瓶盖放入水中静置，直至矿泉水瓶不再变瘪为止，反应前后量筒内液面位置如图所示。忽略水的蒸发，则下列分析错误的是（　　） A．此实验的原理是利用铁生锈消耗氧气 B．反应后矿泉水瓶受到的浮力减小 C．反应后量筒对桌面的压强不变 D．实验测得氧气体积分数为21% 【答案】D 【解答】解：A、潮湿铁粉会生锈（铁与氧气、水反应），这个实验利用铁生锈消耗瓶内氧气，故正确。 B、反应后瓶内氧气被消耗，瓶内气体减少，矿泉水瓶变瘪，排开水的体积减小。根据浮力公式F浮＝ρgV排，V排减小则浮力减小，故正确。 C、量筒对桌面的压力等于量筒和水的总重力，反应前后水的总质量不变，压力不变，受力面积也不变，根据p，压强不变，故正确。 D、反应前量筒水体积为850mL，反应后为780mL，进入矿泉水瓶的水体积（即消耗氧气体积）＝850mL﹣780mL＝70mL。矿泉水瓶有效容积（空气体积）为350mL，氧气占比为20%，故错误。 故选：D。 【变式3】结合教材实验，科学小组通过改进实验装置开展“测定空气中氧气含量”课外实践活动。（装置如图所示，注射器的摩擦忽略不计） Ⅰ.按图连接装置并检查装置气密性：注射器b的活塞推至底端，注射器a的活塞从20mL处向外拉，松手。 Ⅱ.向玻璃管中加入足量白磷，点燃酒精灯，交替推拉两个注射器。 【实验记录】 实验前 实验后（冷却至室温） a中气体体积 20 10 b中气体体积 0 0 请结合实验回答下列问题： （1）Ⅰ中，观察到　注射器活塞回到原处　 ，证明装置气密性良好。 （2）已知玻璃管中空气体积是30mL，则空气中氧气的体积分数为　20%　 。 （3）实验中需反复推拉注射器，其目的是　将针筒内的气体推出，使白磷与氧气完全反应　 。 （4）与教材实验相比，改进后的实验优点有　装置始终密封，实验结果更准确或装置始终密封，生成的五氧化二磷不泄漏，更环保　 （填写一点即可）。 【答案】（1）注射器活塞回到原处； （2）20%； （3）将针筒内的气体推出，使白磷与氧气完全反应； （4）装置始终密封，实验结果更准确或装置始终密封，生成的五氧化二磷不泄漏，更环保。 【解答】解：（1）Ⅰ中，注射器a的活塞从20mL处向外拉，松手后，若观察到注射器活塞回到原处，证明装置气密性良好；故答案为：注射器活塞回到原处； （2）a中气体体积减少的体积即为消耗的氧气的体积，则氧气体积为20mL﹣10mL＝10mL，则空气中氧气的体积分数为100%＝20%；故答案为：20%； （3）实验中需反复推拉注射器，是为了增强空气流动，使氧气完全反应；故答案为：将针筒内的气体推出，使白磷与氧气完全反应； （4）教材实验中，红磷在装置外点燃，再伸入装置，可能使测量结果不准确，红磷燃烧生成五氧化二磷有毒，会污染空气，所以改进后的实验结果更准确或更环保。故答案为：装置始终密封，实验结果更准确或装置始终密封，生成的五氧化二磷不泄漏，更环保。 知识点2 空气的成分和体积分数 成分 体积分数 氮气（N₂） 78% 氧气（O₂） 21% 稀有气体 0.93% 二氧化碳（CO₂） 0.04% 其他气体和杂质 0.03% 【典例3】小车剧烈冲撞后，安全气囊中会瞬间产生一种空气中含量最多的气体．该气体为（　　） A．氧气 B．氮气 C．二氧化碳 D．水蒸气 【答案】B 【解答】解：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。 故选：B。 【变式1】如图为空气各成分体积分数示意图，则甲代表的是（　　） A．二氧化碳 B．氧气 C．水蒸气 D．稀有气体 【答案】B 【解答】解：空气的成分按体积计算，大约是：氮气占78%、氧气占21%、稀有气体占0.94%、二氧化碳占0.03%、其它气体和杂质占0.03%，则甲代表的是氧气。 故选：B。 【变式2】空气的成分是①氧气 ②氮气③稀有气体④二氧化碳及其他气体杂质。按体积分数由少到多顺序排列正确的是（　　） A．①②③④ B．②①③④ C．①②④③ D．④③①② 【答案】D 【解答】解：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%； 故选：D。 【变式3】人类离不开空气，下列有关空气及其成分的说法正确的是（　　） A．洁净的空气是纯净物 B．空气中主要气体的体积分数由大到小依次是O2、N2、CO2 C．氮气的化学性质稳定，可做保护气 D．氧气的占空气质量的 【答案】C 【解答】解：A、洁净的空气中含有氮气、氧气等，属于混合物，故错误； B、空气中主要气体的体积分数由大到小依次是N2、O2、CO2，故错误； C、氮气的化学性质稳定，可做保护气，故正确； D、氧气的占空气体积（不是质量）的，故错误。 故选：C。 知识点3 空气中各成分的性质和用途 1.氧气的用途 （1）医用：抢救病人。 （2）工业：炼钢、生产或产品加工。 （3）其他：支持燃烧、供给呼吸。 2.氮气与稀有气体的性质和用途 气体 物理性质 化学性质 用途 氮气 无色、无味、难溶于水 不燃烧、不支持燃烧；不活泼 ①制造硝酸、炸药、氮肥；②作保护气（焊接金属、食品防腐）；③医疗冷冻麻醉；④ 超导材料低温环境 稀有气体 无色、无味、难溶于水 很不活泼（曾称 “惰性气体”） ①作保护气；②电光源（霓虹灯、闪光灯）；③ 激光技术；④ 医疗麻醉 【典例4】物质的性质决定用途。下列有关空气各成分及其用途的说法正确的是（　　） A．空气中含量最多的气体是氮气，约占空气质量的78% B．氧气具有支持燃烧的性质，可用作燃料 C．稀有气体用作航标灯利用其化学性质稳定的特性 D．氮气化学性质稳定，可用于食品包装 【答案】D 【解答】解：A.空气中含量最多的气体是氮气，约占空气体积的78%，而不是空气质量的78%，故A错误； B.氧气具有支持燃烧的性质，但它本身不能燃烧，所以不能用作燃料，只能作助燃剂，故B错误； C.稀有气体用作航标灯是利用了稀有气体在通电时能发出不同颜色光的物理性质，而不是化学性质稳定的特性，故C错误； D.氮气化学性质稳定，不容易与其他物质发生反应，所以可用于食品包装，以防止食品变质，故D正确； 故选：D。 【变式1】空气是人类宝贵的自然资源，下列有关空气的说法错误的是（　　） A．液氮可用做制冷剂 B．电焊时可用氩气作为保护气体 C．氦气可用来填充探空气球 D．鱼能在水中生活，证明氧气易溶于水 【答案】D 【解答】解：A、氮气的用途是：制造氮肥、氮气充入食品包装袋内可以防腐、液态氮可以做制冷剂；因此液氮可用做制冷剂正确，正确但不符合题意，故选项错误； B、电焊时可用氩气作为保护气体正确，正确但不符合题意，故选项错误； C、氦气可用来填充探空气球正确，正确但不符合题意，故选项错误； D、鱼能在水中生活，证明氧气易溶于水错误，因为氧气不易溶于水，错误符合题意，故选项正确； 故选：D。 【变式2】下列关于稀有气体的叙述中，正确的是（　　） A．稀有气体是氮、氖、氩、氪、氙等气体的总称 B．稀有气体都是有颜色的气体 C．稀有气体在通电时会发出有色的光 D．稀有气体在任何情况下都不能跟其他物质发生化学反应 【答案】C 【解答】解：A.稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙等气体的总称，并不包含氮，氮是组成空气的主要成分之一，不属于稀有气体，故A错误； B.稀有气体在常温常压下，都是无色无味的气体，这是稀有气体的物理性质之一，故B错误； C.稀有气体在通电时会发出不同颜色的光，可用于制作霓虹灯等，这是稀有气体的一个重要用途，故C正确； D.稀有气体的化学性质很不活泼，但在一定条件下，部分稀有气体也能与某些物质发生化学反应，并不是在任何情况下都不能跟其他物质发生化学反应，故D错误； 故选：C。 【变式3】下列有关空气各成分的性质和用途说法正确的是（　　） A B C D 气体性质 氧气参与燃烧 氢气化学性质稳定 稀有气体化学性质稳定 二氧化碳密度大于空气 用途 制作燃料 食品防腐 制作霓虹灯 制作灭火剂 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【解答】解：A、氧气具有助燃性，参与燃烧，氧气不具有可燃性，不能用于制作燃料，故A错误； B、氮气的化学性质稳定，可用作食品保护气，用于食品防腐，故B错误； C、稀有气体通电会发出不同颜色的光，可用于制作霓虹灯，故C错误； D、二氧化碳密度大于空气，二氧化碳不能燃烧且不支持燃烧，可用于制作灭火剂，故D正确。 故选：D。 知识点4 氧气的性质 1. 物理性质 （1）通常状况下：无色、无味的气体，不易溶于水（1 L 水约溶解 30 mL 氧气）。 （2）标准状况下：密度为 1.429 g/L，比空气密度略大。 （3）三态变化：氧气−183∘C​淡蓝色液体−219∘C​淡蓝色雪花状固体。 2. 化学性质 （1）氧气是一种化学性质比较活泼的气体，能与多种物质发生氧化反应，具有氧化性。 （2）助燃性：将带火星的木条伸入氧气中，木条复燃（用于检验氧气）。 （3）与常见物质的反应 物质 在空气中的现象 在氧气中的现象 文字表达式 红磷 产生黄色火焰，放热，生成白烟 燃烧更剧烈，产生大量白烟 磷+氧气​五氧化二磷 硫 发出微弱的淡蓝色火焰，放热，生成有刺激性气味的气体 发出明亮的蓝紫色火焰，放热，生成有刺激性气味的气体 硫+氧气​​二氧化硫 铁丝 持续红热，不能燃烧 剧烈燃烧，火星四射，放热，生成黑色固体 铁+氧气​​四氧化三铁 木炭 发红光，放热，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体 发白光，放热，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体 碳+氧气​​二氧化碳 铝箔 不能燃烧 剧烈燃烧，发出白光，放热，生成白色固体 铝+氧气​​氧化铝 （4）注意事项 ①硫在氧气中燃烧：集气瓶底部放少量水，吸收二氧化硫，防止空气污染。 ②铁丝在氧气中燃烧： a. 铁丝需打磨除锈，并绕成螺旋状（增大受热面积）。 b. 末端系火柴梗（引燃铁丝）。 c. 集气瓶底部放少量水或细沙（防止高温熔融物溅落，炸裂瓶底）。 【典例5】下列关于氧气性质的说法错误的是（　　） A．氧气具有可燃性 B．氧气不易溶于水 C．氧气是一种比较活泼的气体 D．通常状况下，氧气是无色、无味的气体 【答案】A 【解答】解：A、氧气不能燃烧，不具有可燃性，该选项不正确。 B、氧气不易溶于水，该选项正确。 C、氧气化学性质比较活泼，该选项正确。 D、通常状况下，氧气是无色、无味的气体，该选项正确。 故选：A。 【变式1】以下对氧气性质和用途的叙述中，错误的是（　　） A．通常情况下，氧气是一种无色无味的气体；液化时变为淡蓝色 B．氧气不易溶于水 C．氧气能燃烧，供给呼吸 D．氧气是一种化学性质比较活泼的气体 【答案】C 【解答】解：根据氧气的物理性质是无色无味，不易溶于水的气体，密度比空气的略大。液氧、固态氧淡蓝色。化学性质是氧气是一种化学性质比较活泼的气体，氧气能支持燃烧，自身不能燃烧，能供给呼吸；由此可知：选项A，B，D正确，故选C。 故选：C。 【变式2】下列叙述中属于氧气化学性质的是（　　） A．在通常情况下，氧气是无色无味的气体 B．氧气具有助燃性，可以支持燃烧 C．在标准状况下，氧气的密度是1.429克/升 D．氧气不易溶于水 【答案】B 【解答】解：A、在通常情况下，氧气是无色无味的气体，描述的是颜色、状态、气味，不需要通过化学变化就能表现出来，属于物理性质，故选项错误。 B、氧气具有助燃性，可以支持燃烧，需要通过化学反应才能表现出来，属于化学性质，故选项正确。 C、在标准状况下，氧气的密度是1.429克/升，描述的是密度，不需要通过化学变化就能表现出来，属于物理性质，故选项错误。 D、氧气不易溶于水，描述的是溶解性，不需要通过化学变化就能表现出来，属于物理性质，故选项错误。 故选：B。 【变式3】鱼能在水中生存是因为氧气（　　） A．支持燃烧 B．无色无味 C．密度比空气大 D．能供给呼吸 【答案】D 【解答】解：鱼能在水中生存是因为水中溶解有少量的氧气，氧气能供给呼吸，与氧气能支持燃烧、无色无味、密度比空气大无关。 故选：D。 【典例6】如图为探究氧气性质的相关实验，对观察到的实验现象及有关操作描述错误的是（　　） A．实验Ⅰ中倒入澄清石灰水，可检验有无新物质生成 B．实验Ⅱ铁丝绕成螺旋状，可增强聚热效果 C．若选用砂纸打磨过的铁丝，铁丝也可以在空气中燃烧 D．集气瓶口盖上毛玻璃片，可防止氧气大量逸出 【答案】C 【解答】解：A、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，实验Ⅰ中倒入澄清石灰水，可检验有无新物质生成，故选项说法正确。 B、实验Ⅱ铁丝绕成螺旋状，可以增大铁丝的受热面积，增强聚热效果，有利于铁丝持续燃烧，故选项说法正确。 C、若选用砂纸打磨过的铁丝，铁丝也不能在空气中燃烧，故选项说法错误。 D、集气瓶口盖上毛玻璃片，可防止氧气大量逸出，故选项说法正确。 故选：C。 【变式1】实验装置如图，甲、乙两集气瓶用导管连接，玻璃管A下端紧系一个气球．将此装置放置在阳光下一段时间，可看到白磷燃烧，请分析甲瓶中的气球的变化情况是（　　） A．逐渐变大 B．逐渐变小 C．先变小后又变大 D．先变大后又变小 【答案】C 【解答】解：白磷燃烧时消耗氧气，产生五氧化二磷。此时因燃烧产生热量，容器内气体体积膨胀。气球变小，过一段时间，温度下降后。由于产物五氧化二磷为固态，容器内的压强变小，此时气球必然变大。由此可知：甲瓶中的气球的变化情况是先变小后又变大； 故选：C。 【变式2】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 【答案】B 【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。 【变式3】归纳整理是学习科学的重要方法之一，小实对氧气的制取和性质进行了梳理。请回答下面小题。小实对硫、铁在氧气中燃烧的共同点进行了归纳，正确的是（　　） A．反应中都发出明亮的蓝紫色火 B．反应中都产生刺激性气味的气体 C．反应后都生成了氧化物 D．反应都体现了氧气具有可燃性 【答案】C 【解答】解：A.铁在氧气中剧烈燃烧，火星四射，产生黑色固体，放出热量；硫在氧气中燃烧才会发出明亮的蓝紫色火焰，A错误； B.硫在氧气中燃烧生成无色刺激性气味的二氧化硫，铁在氧气中燃烧生成黑色固体四氧化三铁，B错误； C.硫燃烧生成二氧化硫，铁燃烧生成四氧化三铁，二氧化硫和四氧化三铁都是由两种元素组成，其中一种是氧元素的化合物，都属于氧化物，C正确； D.氧气具有助燃性，能支持燃烧，但本身不具有可燃性，D错误。 故选：C。 知识点5 氧化反应与氧化物 1.氧化反应：物质与氧气发生的反应（氧气在反应中提供氧，具有氧化性）。 2.氧化物：由两种元素组成，且其中一种元素是氧元素的化合物（如 CO₂、Fe₃O₄等）。 【典例7】科学中涉及很多放热的反应，下列不涉及氧化反应的是（　　） A．火柴燃烧点火 B．火药爆炸烧毁房屋 C．森林里的枯枝自燃 D．太阳能热水器加热冷水 【答案】D 【解答】解：A、火柴燃烧点火，是物质跟氧发生的反应，属于氧化反应，不符合题意； B、火药爆炸，是物质跟氧发生的反应，属于氧化反应，不符合题意； C、森林里的枯枝自燃，是物质跟氧发生的反应，属于氧化反应，不符合题意； D、太阳能热水器加热冷水，不属于氧化反应，符合题意； 故选：D。 【变式1】下列不属于氧化反应的是（　　） A．苹果切面变色 B．细胞呼吸作用 C．森林火灾 D．倒碳酸饮料冒气泡 【答案】D 【解答】解：A、切开的苹果、土豆放置一段时间切面变色，是因为苹果、土豆中的物质和空气中的氧气发生了化学反应，属于氧化反应； B、细胞呼吸作用是吸收氧气呼出二氧化碳的过程，属于氧化反应； C、森林火灾是木材燃烧的过程，属于氧化反应； D、倒碳酸饮料冒气泡没有物质与氧发生的化学反应，不属于氧化反应； 故选：D。 【变式2】下列反应中属于氧化反应的是（　　） ①镁+氧气氧化镁 ②石蜡+氧气水+二氧化碳 ③氯酸钾氯化钾+氧气 ④甲烷+氧气水+二氧化碳 ⑤氧化汞汞+氧气 A．②④ B．①②④ C．③⑤ D．①③⑤ 【答案】B 【解答】解：①该反应是物质与氧气发生的化学反应，属于氧化反应。 ②该反应是物质与氧气发生的化学反应，属于氧化反应。 ③该反应不是物质与氧气的反应，不属于氧化反应。 ④该反应是物质与氧气发生的化学反应，属于氧化反应。 ⑤该反应不是物质与氧发生的化学反应，不属于氧化反应。 属于氧化反应的是①②④。 故选：B。 【变式3】“文化自信”是我党提出的四大自信之一，古诗词是我国重要的文化遗产。下列诗句中加点字部分涉及氧化还原反应的是（　　） A．月波成露露成霜，借与南枝作淡妆 B．春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干 C．粉骨碎身浑不怕，要留清白在人间 D．莫道雪融便无迹，雪融成水水成冰 【答案】B 【解答】解：A、“露成霜”是液态水凝固为固态冰，没有新物质生成，属于物理变化，不涉及氧化还原反应，故选项错误。 B、“蜡炬成灰”涉及烃类燃烧生成二氧化碳和水，碳元素和氢元素的化合价升高（被氧化），氧气被还原，属于氧化还原反应，故选项正确。 C、“粉骨碎身”指碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳，反应前后元素化合价未变，不属于氧化还原反应，故选项错误。 D、“雪融成水”和“水成冰”均为水的三态变化，没有新物质生成，属于物理变化，不涉及氧化还原反应，故选项错误。 故选：B。 【典例8】下列物质属于氧化物的是（　　） A．O2 B．CuO C．HNO3 D．KMnO4 【答案】B 【解答】解：A、O2 是由同种元素组成的纯净物，属于单质，不是氧化物；故选项错误； B、氧化物是指由两种元素组成的化合物中，其中一种元素是氧元素；CuO由铜和氧两种元素组成，且其中一种元素是氧元素，属于氧化物；故选项正确； C、HNO3 在水溶液中电离出的阳离子全部是氢离子，属于酸，不是氧化物；故选项错误； D、KMnO4 由钾、锰、氧三种元素组成，属于盐，不是氧化物；故选项错误； 故选：B。 【变式1】二氧化钛纳米材料由于具有良好的光学催化特性、耐化学腐蚀性和热稳定性，目前已被大力开发生产，从物质分类的角度看二氧化钛（TiO2）属于（　　） A．酸 B．碱 C．盐 D．氧化物 【答案】D 【解答】解：A、二氧化钛（TiO2）是由钛元素和氧元素组成的化合物，属于氧化物，不属于酸，故选项错误。 B、二氧化钛（TiO2）是由钛元素和氧元素组成的化合物，属于氧化物，不属于碱，故选项错误。 C、二氧化钛（TiO2）是由钛元素和氧元素组成的化合物，属于氧化物，不属于盐，故选项错误。 D、二氧化钛（TiO2）是由钛元素和氧元素组成的化合物，属于氧化物，故选项正确。 故选：D。 【变式2】实验室制取氧气所用的双氧水溶液，其溶质和溶剂的分子结构模型如图，下列分析正确的是（　　） A．都属于氧化物 B．化学性质相同 C．都含有氢分子 D．氧元素质量分数相同 【答案】A 【解答】解：A、双氧水溶液中溶剂是水，溶质是双氧水，都是由氢、氧元素组成的化合物，都属于氧化物，故A分析正确； B、物质的结构决定物质的性质，由分子的模型图可知，水和双氧水的分子构成不同，化学性质不同，故B分析不正确； C、由分子的模型图可知，都含有氢原子，不含有氢分子，故C分析不正确； D、水的化学式是H2O，水中氧元素的质量分数是88.9%，双氧水的化学式是H2O2，双氧水中氧元素的质量分数是94.1%，氧元素质量分数不相同，故D分析不正确。 故选：A。 【变式3】图中“”和“”表示两种不同的原子，则下列模型中有可能表示氧化物的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解答】解：A、该物质由同种分子构成，属于纯净物，该分子由两种原子构成，若其中一种原子是氧原子，则可以表示氧化物，故A正确； B、该物质由两种分子构成，一种单质分子，一种化合物分子，属于混合物，故B错误； C、该物质由两种分子构成，说明由两种物质组成，属于混合物，故C错误； D、该物质由同种分子构成，该分子由同种原子构成，属于单质，故D错误。 故选：A。 【方法技巧】 1.空气中氧气含量的测定 实验药品的选择：只能用红磷（或白磷），不可用木炭、硫、铁丝等。因为木炭、硫燃烧生成气体，装置内压强变化不明显；铁丝在空气中不能燃烧。 2.氧化物判断：必须同时满足 “两种元素” 和 “其中一种是氧元素” 两个条件。例如，氯酸钾（KClO₃）含有氧元素，但有三种元素，不是氧化物。 3.氧化反应判断：只要物质与氧气发生反应，无论是否剧烈，都属于氧化反应（如铁生锈、食物腐烂都是缓慢氧化）。 【巩固训练】 1.文昌航天发射场是我国四大发射场之一，火箭推进剂中含有液氧。液氧的作用是（　　） A．作燃料 B．作冷却剂 C．作催化剂 D．作助燃剂 【答案】D 【解答】解：氧气具有氧化性和助燃性，因此氧气有能支持燃烧和供给呼吸两个用途，火箭推进剂中含有液氧，液氧具有助燃性，故其作用是作助燃剂； 故选：D。 2．下列关于氧气性质和用途说法错误的是（　　） A．通常状况下氧气是无色无气味的气体 B．鱼类能在水中生活，证明氧气易溶于水 C．液氧常用于火箭燃料的助燃剂 D．工业上通过分离液态空气获得氧气 【答案】B 【解答】解：A、通常状况下氧气是无色无气味的气体，选项说法正确； B、鱼类能在水中生活，可以证明氧气能溶于水，但不能证明氧气易溶于水，选项说法错误； C、氧气具有助燃性，因此液氧常用于火箭燃料的助燃剂，选项说法正确； D、空气主要是由氮气与氧气组成的，二者沸点不同，因此工业上通过分离液态空气获得氧气，选项说法正确。 故选：B。 3．有一位同学暑假去西藏发生了严重的高原反应，医生让他吸入了一种气体后，症状得到缓解。此气体可能是（　　） A．氧气 B．氮气 C．稀有气体 D．二氧化碳 【答案】A 【解答】解：氧气的用途有：支持燃烧和供给呼吸等。严重的高原反应是由于高原地区空气稀薄，含氧气量少，吸氧是为了供给人类呼吸。因此此气体是氧气。 故选：A。 4．某兴趣小组为验证质量守恒定律，做镁条在空气中燃烧的实验时，要先用砂纸把镁条打磨干净的目的是（　　） A．除去镁条表面氧化膜 B．使镁条表面平整 C．提高镁条表面的温度 D．降低镁条的着火点 【答案】A 【解答】解：镁的化学性质较为活泼，在空气中能与氧气反应，其表面生成一层氧化镁薄膜，做镁条在空气中燃烧的实验时，要先用砂纸把镁条打磨干净的目的是除去镁条表面氧化膜。 故选：A。 5．空气的成分是：①氧气；②氮气；③稀有气体；④二氧化碳、其他气体和杂质。按体积分数由少到多的顺序排列正确的（　　） A．②①③④ B．①②③④ C．④③①② D．②①④③ 【答案】C 【解答】解：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%，按体积分数由少到多的顺序分别是二氧化碳、其他气体和杂质，稀有气体，氧气，氮气。故答案为：④③①② 故选：C。 6．下列秦代陶俑彩绘上的颜料中属于氧化物的是（　　） A．朱砂（HgS） B．铅丹（Pb3O4） C．炭黑（C） D．孔雀石[Cu2（OH）2CO3] 【答案】B 【解答】解：氧化物是只含有两种元素且其中一种元素是氧元素的化合物。 A、HgS是由汞、硫两种元素组成的化合物，不含氧元素，不属于氧化物，故选项错误。 B、Pb3O4是由铅、氧两种元素组成的且有一种是氧元素的化合物，属于氧化物，故选项正确。 C、C是由一种元素组成的纯净物，属于单质，故选项错误。 D、Cu2（OH）2CO3是由铜、氧、氢、碳四种元素组成的化合物，不属于氧化物，故选项错误。 故选：B。 7．下列属于硫在空气中燃烧现象的是（　　） A．产生微弱的淡蓝色火焰 B．产生明亮的蓝紫色火焰 C．产生大量白烟 D．剧烈燃烧火星四射 【答案】A 【解答】解：硫在空气中燃烧，产生微弱的淡蓝色火焰，放出热量，生成一种刺激性气味的气体。 故选：A。 8．下列实验现象描述正确的是（　　） A．铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体 B．硫在空气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰 C．红磷在空气中燃烧，产生大量的白雾 D．木炭在氧气中燃烧，发出白光，生成二氧化碳 【答案】A 【解答】解：A、铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，说法正确； B、硫在空气中燃烧，发出淡蓝色火焰，说法错误； C、红磷在空气中燃烧，产生大量的白烟，说法错误； D、木炭在氧气中燃烧，发出白光，生成二氧化碳是实验结论，不是实验现象，说法错误； 故选：A。 9．白磷的着火点为40℃，现用如图装置测定空气中氧气的体积分数。实验步骤为：集气瓶里先装适量a体积的水，在酒精灯灯焰上把玻璃棒下端加热，装置如图密封。用力把玻璃棒按下与白磷接触，白磷燃烧。燃烧停止后稍振荡，完全冷却后量出集气瓶中水的体积b和整个集气瓶容积c。则下列说法错误的是（　　） A．反应过程中集气瓶内液面的变化是先下降后上升 B．该实验测得氧气与空气的体积比为（b﹣a）：（c﹣a） C．燃烧匙中的白磷不能换成木炭或硫粉 D．该装置没有用止水夹，会影响实验结果 【答案】D 【解答】解：A、白磷燃烧放热，装置中的温度升高，压强增大，则集气瓶中的水会进入烧杯中，液面下降，但红磷燃烧消耗氧气，装置中的气体会减小，烧杯中的水会进入集气瓶中，液面又会上升，故选项A说法正确； B、集气瓶中液面上升的体积为消耗的氧气的体积，则该实验测得氧气与空气的体积比为（b﹣a）：（c﹣a），故选项B说法正确； C、木炭或硫粉燃烧生成二氧化碳或二氧化硫气体，装置中的压强变化较小，则不能测定空气中氧气的含量，故选项C说法正确； D、由于集气瓶中的导管伸入水下，形成液封，则该装置没有用止水夹，也不会影响实验结果，故选项D说法错误。 故选：D。 10．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 【答案】C 【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。 11．分析硫、碳、铁丝三种物质在氧气中的燃烧，回答问题。 （1）铁丝燃烧实验中，需要在火柴快要燃尽时再伸入充满氧气的集气瓶中，其目的是　防止火柴燃烧消耗过多的氧气，使铁丝燃烧现象不明显　 。 （2）从现象角度；在空气中点燃硫时，观察到淡黄色固体熔化后，燃烧发出　淡蓝　 色火焰，在氧气中，燃烧得更旺。碳在氧气中比在空气中燃烧得更旺：铁丝在空气中不燃烧，在氧气中剧烈燃烧，火星四射并生成黑色的固体，根据上述现象，可以推测物质的燃烧剧烈程度和氧气浓度的关系为　氧气浓度越高，物质燃烧的越剧烈　 。 （3）从装置角度：燃烧实验时，集气瓶底是否放入水及放入水的原因各不相同，铁丝燃烧时，集气瓶底放入少许水的目的是：　防止高温熔融物溅落炸裂瓶底　 。 【答案】（1）防止火柴燃烧消耗过多的氧气，使铁丝燃烧现象不明显； （2）淡蓝；氧气浓度越高，物质燃烧的越剧烈； （3）防止高温熔融物溅落炸裂瓶底。 【解答】解：（1）火柴在铁丝燃烧实验中起引燃铁丝的作用。如果火柴未快要燃尽就伸入集气瓶，火柴燃烧会消耗集气瓶内大量氧气，导致氧气浓度降低，铁丝可能无法剧烈燃烧甚至不能燃烧，在火柴快要燃尽时再伸入充满氧气的集气瓶中，目的是防止火柴燃烧消耗过多的氧气，使铁丝燃烧现象不明显；故答案为：防止火柴燃烧消耗过多的氧气，使铁丝燃烧现象不明显； （2）在空气中点燃硫时，观察到淡黄色固体熔化后，燃烧发出淡蓝色火焰；如硫在空气中燃烧发出淡蓝色火焰，在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰；碳在空气中燃烧发红，在氧气中剧烈燃烧发出白光；铁丝在空气中不燃烧，在氧气中剧烈燃烧。所以可以推测物质的燃烧剧烈程度和氧气浓度的关系为：氧气浓度越高，物质燃烧越剧烈；故答案为：淡蓝；氧气浓度越高，物质燃烧的越剧烈； （3）铁丝在氧气中燃烧时，火星四射，放出大量热，生成的高温熔融物溅落可能会使集气瓶炸裂，集气瓶底放入少许水的目的是防止高温熔融物溅落炸裂集气瓶底。故答案为：防止高温熔融物溅落炸裂瓶底。 12．为了验证空气中氧气的体积分数大约为，某科技小组的三位同学分别设计了以下三种实验方案（A、B、C装置集气瓶底部都装有少量水），请根据图示装置回答有关问题： （1）你认为B装置与A装置相比，优点是 　实验结果更准确、更环保（合理即可）　 。（写出一个优点即可） （2）小明同学认为装置C不能测定空气中氧气含量，其原因是 　木炭燃烧产生与消耗氧气等体积的二氧化碳，瓶内气压几乎不变（合理即可）　 。 （3）点燃A中燃烧匙中的红磷，观察到的现象是 　红磷燃烧，产生大量白烟，放热　 。 （4）瓶内的水的作用除了吸收热量外，还有什么作用？　吸收五氧化二磷　 。 （5）打开止水夹后，进入广口瓶的水不到刻度线“1”处，请写出造成这个现象的两个原因①　红磷的量不足　 ；②　未等广口瓶冷却到室温就打开止水夹（合理即可）　 。 【答案】（1）实验结果更准确、更环保（合理即可）； （2）木炭燃烧产生与消耗氧气等体积的二氧化碳，瓶内气压几乎不变（合理即可）； （3）红磷燃烧，产生大量白烟，放热； （4）吸收五氧化二磷； （5）红磷的量不足；未等广口瓶冷却到室温就打开止水夹（合理即可）。 【解答】解：（1）B装置与A装置相比，不用在外面加热再伸入集气瓶，避免瓶内空气受热膨胀逸出引起的误差，优点是实验结果更准确、更环保； （2）小明同学认为装置C不能测定空气中氧气含量，其原因是木炭在空气中燃烧消耗氧气，生成二氧化碳气体，装置内压强几乎不变； （3）点燃A中燃烧匙中的红磷，观察到的现象是红磷燃烧，产生大量白烟，放出热量； （4）红磷燃烧生成的五氧化二磷有毒并放出热量，瓶中装水的作用是吸热并吸收五氧化二磷； （5）红磷的量不足、装置漏气、未等广口瓶冷却到室温就打开止水夹等都会导致测定数据偏小。 故答案为：（1）实验结果更准确、更环保（合理即可）； （2）木炭燃烧产生与消耗氧气等体积的二氧化碳，瓶内气压几乎不变（合理即可）； （3）红磷燃烧，产生大量白烟，放热； （4）吸收五氧化二磷； （5）红磷的量不足；未等广口瓶冷却到室温就打开止水夹（合理即可）。 13．学习小组同学在做完铁丝燃烧实验后对此产生浓厚兴趣，他们利用如图甲所示装置探究铁丝燃烧时间的影响因素。集气瓶中装有过氧化氢溶液，加入二氧化锰后，利用检测器检测反应前集气瓶内的氧气浓度，待检测器数值稳定后，将绑有燃着小木条的不同螺旋直径的铁丝伸入瓶中。观察到铁丝燃烧分为剧烈燃烧和缓慢燃烧两个阶段，其中缓慢燃烧阶段现象为：铁丝先变红，后变暗，瓶底出现黑色固体。多次实验获取数据后取平均值记录如下表。 铁丝螺旋直径大小 小螺旋 中螺旋 大螺旋 组号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ 氧气浓度 74% 80% 87% 74% 80% 87% 74% 80% 87% 剧烈燃烧时间/s 11″15 9″18 7″08 11″14 9″18 7″08 11″13 9″19 7″07 缓慢燃烧时间/s 2″14 2″07 1″04 2″14 2″07 1″05 2″14 2″06 1″04 （1）铁丝剧烈燃烧阶段的现象为 　火星四射、放出大量热、生成黑色固体　 。 （2）实验时，要将长度、粗细均相同细铁丝，制成直径大小不同的螺旋形状（如图乙），制作的方法是 　间距相同均匀缠绕在不同直径的圆柱体（或笔杆）上　 。 （3）小科分析实验还得出“铁丝燃烧时间与铁丝螺旋直径大小无关”的结论，其证据是 　对比①④⑦或②⑤⑧或③⑥⑨可知，当氧气浓度相同时，铁丝螺旋形状不同，剧烈燃烧时间加缓慢燃烧时间的总和几乎相同　 。 【答案】（1）火星四射、放出大量热、生成黑色固体.。 （2）间距相同均匀缠绕在不同直径的圆柱体（或笔杆）上。 （3）对比①④⑦或②⑤⑧或③⑥⑨可知，当氧气浓度相同时，铁丝螺旋形状不同，剧烈燃烧时间加缓慢燃烧时间的总和几乎相同。 【解答】解：（1）铁丝剧烈燃烧阶段的现象为火星四射、放出大量热、生成黑色固体； （2）实验时，要将长度、粗细均相同细铁丝，制成直径大小不同的螺旋形状（如图乙），制作的方法是间距相同均匀缠绕在不同直径的圆柱体（或笔杆）上； （3）小科分析实验还得出“铁丝燃烧时间与铁丝螺旋直径大小无关”的结论，其证据是对比①④⑦或②⑤⑧或③⑥⑨可知，当氧气浓度相同时，铁丝螺旋形状不同，剧烈燃烧时间加缓慢燃烧时间的总和几乎相同。 故答案为：（1）火星四射、放出大量热、生成黑色固体.。 （2）间距相同均匀缠绕在不同直径的圆柱体（或笔杆）上。 （3）对比①④⑦或②⑤⑧或③⑥⑨可知，当氧气浓度相同时，铁丝螺旋形状不同，剧烈燃烧时间加缓慢燃烧时间的总和几乎相同。 / 学科网（北京）股份有限公司 $