内容正文:
空气(一)
混合物
21%
78%
保护气
霓虹灯
A
无色无味
不易
略
大
淡蓝色
淡蓝色
活泼
氧化
白烟、放热
白光
浑浊
淡蓝色
蓝紫
色
刺激性
淡蓝色
火星四
射
黑色
耀眼的白光
2H2O22H2O+O2↑
2KMnO4 K2MnO4+O2↑
排水集气法
向上排空气法
复燃
B
不易溶于水
偏大
速
率
质量
化学性质
没有改变
质量
化
学性质
不能,虽然能改变
反应速度,但无法判断二氧化锰在反应前后质量和
化学性质有无改变
探究二氧化锰质量对双氧水(过氧化氢)分解的催
化效果的影响
氧化反应
急速燃烧
氧气
着火点
空气
着火点
可燃物
D
着火点低
D
例1 D 【解析】A.氧气的物理性质中溶解性是不
易溶于水,在室温下,1L水中只能溶解约30mL氧
气,故A错误;B.硫在氧气中燃烧放热,产生明亮
的蓝紫色火焰,硫在空气中燃
烧,产生淡蓝色火焰,故B错误;C.氧气可支持燃
烧,但氧气没有可燃性,所以氧气不能作火箭燃
料,故C错误;D.植物光合作用原理是吸收二氧化
碳释放出氧气,故D正确。故选D。
D
B
例2 B 【解析】A.白磷燃烧会放出热量,为防止
试管炸裂,可在试管底部放少量细沙,将白磷放在
细沙上,选项A说法正确;B.生石灰遇水会放出大
量热,向烧杯中加水是为了提高烧杯内的温度,从
而达到白磷的着火点;注射器中的水是用于推断消
耗的氧气的体积,因此两者作用不同,选项B说法
错误;C.若白磷不足就不能将试管中的氧气完全耗
尽,导致实验测得氧气的体积分数偏低,选项C说
法正确;D.若注射器中的水最终减少了10mL,这就
是消耗的氧气的体积,说明空气中氧气的体积分数为
=20%,选项D说法正确。故选B。
B
2.B 【解析】A.停止加热后,待装置冷却后再读
数,否则此时剩余的气体在受热状态下,处于膨胀
状态,会导致测定结果偏小,故选项说法正确;B.
在加热的条件下,铁也能与空气中的氧气反应生成
铁的固体氧化物,因此该实验中的铜粉换成铁粉也
能达到实验目的,选项说法错误;C.将装置1中的
气球更换为注射器(见装置2),可使装置内的空气充
分流通,使空气与铜粉接触更充分,数据更加准
确,选项说法正确;D.正确操作情况下,反应结束
后,消耗的氧气的总体积应该是反应前注射器内气
体和玻璃管内气体体积总和的,选项说法正确。故
选B.
速度
相同时间内收集到氧气的体
积
水
可以降低温度,减缓反应的速度
A
【答案】2H2O22H2O+O2↑
【答案】温度达到可燃物着火点。
白磷未与氧气接
触
燃烧
需要温度达到可燃物的着火点
B
例5 B 【解析】A.该实验是制取干燥的氧气,并测定
H2O2溶液中溶质的质量分数,Ⅱ中用排水法收集的氧气
不干燥,故错误;B.称量装置Ⅰ反应前及完全反应冷却
后的质量,减少的质量即为生成氧气的质量,然后利用
化学方程式计算出过氧化氢的质量,最后根据过氧化氢
溶液的质量即可计算出H2O2溶液中溶质的质量分数,
故正确;C.氧气的密度比空气大,若用装置Ⅳ收集氧
气,氧气应从b端进入,验满时将带火星的木条放在a
端管口处,观察木条是否复燃,故错误;D.量筒内水的
体积即为生成的氧气的体积,所以用装置Ⅴ测量生成氧
气的体积,集气瓶上方原有的空气对测量结果没有影
响,故错误。故选B。
A
A
D
B
D
2H2O22H2O+O2↑或
2KMnO4MnO2+O2↑+K2MnO4
⑥③②④①⑤
2H2O22H2O+O2↑
带
火星的木条
无气泡
产生
FeCl3
AB
分离转
移
冷却到室温时
偏小
铜和装置中的氧气反应,生成氧化铜固体。
装置内的气体冷却到室温时,注射器内减少的体积
即为装置内氧气的体积,氧气的体积与反应前装置
内的总体积之比即为氧气的含量
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一、空气的主要成分
1.空气是一种 混合物 。
2.空气的成分(体积分数):氧气占 21% ,氮气占 78% ,稀有气体、二氧化碳、其他气体和杂质共占1%。
3.氮气:可用于充填灯泡,延长灯泡的使用寿命;用于食品的防腐、保鲜;是制造化肥、炸药的原料;医疗上可用作冷冻剂。
4.稀有气体:用作 保护气 ,制作 霓虹灯 ,医疗麻醉。
1.1784年,科学家卡文迪什演示了“人工空气”的燃烧,发现燃烧产物只有水。据此判断“人工空气”是( A )
A.氢气 B.氮气
C.二氧化碳 D.氧气
二、氧气
考点2 概述氧气的主要物理性质及化学性质
1.氧气的物理性质
常温下,氧气是一种 无色无味 的气体, 不易 溶于水。在标准状况下,氧气的密度比空气 略大 。液态氧呈 淡蓝色 ,固态氧是雪花状的 淡蓝色 固体。
2.氧气的化学性质
氧气是一种化学性质比较 活泼 的气体,能支持燃烧(但不能燃烧),有较强的 氧化 性。
考点3 知道典型金属(镁、铁等)和非金属(碳、硫、磷、氢气等)在空气或氧气中燃烧的现象及产物
物质
反应现象
化学方程式
磷
产生大量白烟、放热
4P+5O22P2O5
木炭
发出白光,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体
C+O2CO2
物质
反应现象
化学方程式
硫
空气中燃烧发出淡蓝色火焰,氧气中燃烧发出 蓝紫色 火焰,生成有 刺激性 气味的气体
S+O2SO2
氢气
纯净的氢气在空气中燃烧,产生 淡蓝色 火焰
2H2+O22H2O
物质
反应现象
化学方程式
铁
剧烈燃烧, 火星四射 ,生成 黑色 固体
3Fe+2O2Fe3O4
镁
发出 耀眼的白光 ,生成白色粉末
2Mg+O22MgO
考点4 说明氧气的实验室制备及检验方法
反应原理
实验装置
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
实验原理
足量的红磷或白磷在密闭的容器中燃烧,消耗氧气,生成白色固体五氧化二磷。密闭容器内压强减小,大气压将水压入密闭容器,通过测定进入容器中的水的体积来测定氧气在空气中的体积分数
实验装置
变式装置
化学方程式
4P+5O22P2O5
实验现象
红磷燃烧,生成大量白烟,水进入原容器且水的体积约占原容器中空气体积的1/5
实验结论
氧气约占空气体积的1/5
失败原因
1.红磷的量不足;2.装置漏气;3.装置未冷却至室温就打开止水夹
药品选择
不能用硫、碳、铁、镁等代替红磷
2.下列依据实验现象得出的结论错误的是( B )
选项
实验操作与现象
实验结论
A.
将1g白磷、1g红磷分别放入两支带塞的试管中,再将试管同时浸入约80℃的热水里,只有白磷燃烧
白磷的着火点比红磷低
B.
将二氧化碳通入紫色石蕊试液,试液变红
二氧化碳是一种酸
C.
在常温常压下,硫在氧气中燃烧比在空气中燃烧更剧烈
氧气的浓度越大硫燃烧得越剧烈
D.
将铁粉、硫粉按一定比例混合加热后,所得固体物质不能被磁铁吸引
铁粉已跟硫粉发生了化学反应
3.家庭医药箱里有一瓶标签缺损的医用双氧水,为测定其溶质质量分数,小宁设计了如图实验:在试管中放入一定量的二氧化锰,然后用注射器注入10mL该医用双氧水,直到试管中不再有气泡产生,通过测量量筒中水的体积就可以大致计算出双氧水质量分数。
(1)实验中用排水法测量氧气的体积是因为氧气具有 不易溶于水 的性质。
(2)若俯视读得量筒中水的体积,则测得的双氧水质量分数将 偏大 。(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
三、催化剂
1.在化学反应中,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 在化学反应前后都 没有改变 的物质叫做催化剂。在工业上,催化剂也叫触媒。
2.催化剂有“一变二不变”:一变(改变化学反应速率,不一定加快);二不变(自身的 质量 和 化学性质 不变)。
3.我们不能说二氧化锰是催化剂,应该说某一种物质在某个反应中是催化剂。
4.为探究催化剂对双氧水(H2O2)分解的催化效果,某研究小组做了如下实验。
实验一:图中的实验能否证明MnO2是双氧水分解反应的催化剂,并说明理由: 不能,虽然能改变反应速度,但无法判断二氧化锰在反应前后质量和化学性质有无改变 。
实验二:数据记录表
1% H2O2溶液(mL)
50
50
50
加入MnO2的质量(g)
0.1
0.2
0.4
测量40秒末得到O2体积(mL)
实验二:从表格的设计可以看出,该实验的目的是
探究二氧化锰质量对双氧水(过氧化氢)分解的催化效果的影响 。
四、燃烧和缓慢氧化
考点7 举例说出缓慢氧化与剧烈氧化现象
1.缓慢氧化:速度缓慢、不易觉察、没有发光但有发热的一种氧化反应,如橡胶制品的老化、金属的生锈、生物呼吸、食物的腐败等。
2.燃烧是指可燃物与空气中的氧气发生发光发热的剧烈的 氧化反应 。
3.爆炸:在有限空间内 急速燃烧 。如火药爆炸。
考点8 知道可燃物燃烧的条件及灭火原理
1.可燃物燃烧条件:①可燃物与 氧气 (或空气)充分接触。②温度达到可燃物的 着火点 。
2.灭火方法及原理:隔绝 空气 、降低温度至
着火点 以下、撤离 可燃物 。
1.浓烟密布时,应匍匐前进,并用湿毛巾掩盖口鼻。
2.用湿毛巾等物品塞住门和窗缝隙。
3.在窗前呼救。
5.下列实验中,能证明燃烧需要氧气的是( D )
6.火是文明的起源,人类取火的方法经过了漫长的演变过程。
古人取火时,用火镰击打火石,产生的火花引燃可燃物,艾绒是一种常用的引燃物,主要是它的 着火点低 ,因而容易点燃。
下列关于氧气的说法,正确的是( D )
A.鱼类能在水中生存,说明氧气易溶于水
B.硫在氧气中燃烧放热,产生微弱的淡蓝色火焰
C.氧气能支持燃烧,可用作火箭燃料
D.空气中的氧气主要来自植物的光合作用
1.如图是硫在空气和氧气中燃烧的实验。下列说法不正确的是( D )
A.氧气含量越多硫燃烧越剧烈
B.硫在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰
C.瓶底的水可以吸收生成的有害气体
D.硫在空气和氧气中燃烧的生成物不同
化学兴趣小组设计如图所示的装置测定空气中氧气的含量,胶头滴管中的水滴入生石灰一段时间后,试管内的白磷(白磷的着火点为40℃)开始燃烧,待白磷熄灭
并冷却至室温后打开弹簧夹。下列关于该实验的说法错误的是( B )
A.试管中的细沙可防止试管炸裂
B.胶头滴管中的水和注射器中的水作用相同
C.若实验测得氧气的体积分数偏低,可能是试管中白磷的量不足
D.若注射器中的水最终减少了10mL,说明空气中氧气的体积分数约为20%
如图是测定空气中氧气含量的实验。对该实验的认识不正确的是( B )
A.要等到装置冷却至室温后再读数,否则测定结果偏小
B.该实验中的铜粉换成铁粉无法达到实验目的
C.将装置1中的气球更换为注射器(见装置2),可使空气与铜粉接触更充分,数据更加准确
D.正确操作情况下,反应消耗氧气的体积应该是反应
注射器内气体和玻璃管内气体体积总和的
小嘉用H2O2溶液制取氧气时,在烧瓶中加入50毫升水及0.5克MnO2,再往分液漏斗中加入30毫升15%的H2O2溶液。为什么要加入50毫升水呢?查阅资料发现:在不加入水时,若注入H2O2溶液速度过快,反应会过于剧烈而引发事故。
【提出问题】水是如何减缓该反应速度的呢?
【建立假设】水可以降低H2O2溶液浓度,从而减缓反应速度。
【实验方案】他利用如图装置,在相同条件下,分别用30毫升的1%、3%和7%的H2O2溶液进行实验,观察并比较。
【实验结论】加水降低了H2O2溶液的浓度,使反应速度变慢。
【交流反思】
(1)为了更好地比较反应的快慢,需控制三次实验中滴加H2O2溶液的 速度 相同。
(2)判断产生氧气的速度时,可以通过观察产生气泡的快慢,还可以比较 相同时间内收集到氧气的体积 。
(3)【继续探究】针对提出的问题,他又利用如图装置,用3%的H2O2溶液分别在0℃、20℃和60℃的条件下进行实验。进行该实验所基于的假设是 水
水可以降低温度,减缓反应的速度 。
3.下列加热高锰酸钾制取氧气的部分操作示意图中,正确的是( A )
某化学小组用如图所示的装置进行探究实验。
(1)请写出滴加过氧化氢溶液时发生反应的化学方程式。
【答案】2H2O22H2O+O2↑
(2)用80℃的水加热Y形管,白磷燃烧而红磷不燃烧,说明燃烧需要什么条件?
【答案】温度达到可燃物
4.验证可燃物燃烧的条件。已知:白磷、红磷的着火点分别是40℃、240℃。
装置(夹持仪器已略去)
步骤及现象
Ⅰ.将一定量的白磷、红磷分别浸入80℃热水中(如图所示)。白磷、红磷均不燃烧
Ⅱ.升高右侧漏斗至红磷露出水面。红磷不燃烧
Ⅲ.升高左侧漏斗至白磷露出水面。白磷燃烧
(1)Ⅰ中白磷不燃烧的原因是 白磷未与氧气接触 。
(2)对比Ⅱ和Ⅲ,可验证可燃物燃烧的条件是 燃烧需要温度达到可燃物的着火点 。
【提醒】本题主要考查常见气体的发生装置与收集装置的探究,发生装置依据反应物的状态和反应条件选择,收集装置依据气体的密度和溶解性选择。
某化学兴趣小组用如图所示的装置来制取干燥的氧气,并测定H2O2溶液中溶质的质量分数。装置气密性良好,图Ⅰ中的锥形瓶内盛有质量为m的H2O2溶液,燃烧匙内装有二氧化锰,燃烧匙可以上下移动,干燥管内装有足量碱石灰(CaO和NaOH的混合物)。下列说法正确的是( B )
A.将装置Ⅰ分别与装置Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ连接,均能达到实验目的
B.称量装置Ⅰ反应前及完全反应冷却后的质量,可计算出H2O2溶液中溶质的质量分数
C.若用装置Ⅳ收集氧气,可将带火星的木条放置在b导管口处验满
D.若用装置Ⅴ测量生成氧气的体积,集气瓶上方原有的空气会使测量结果偏大
1.下列物质在氧气中燃烧,生成黑色固体的是( A )
A.铁丝 B.硫 C.镁 D.红磷
2.空气中下列各成分所占的体积由小到大的顺序是( A )
①氧气 ②氮气 ③二氧化碳 ④稀有气体
A.③④①② B.④③①②
C.②①④③ D.①③②④
3.实验室用过氧化氢制氧气的实验中,应加入少量二氧化锰。下列说法中正确的是( D )
A.只有二氧化锰能作过氧化氢分解的催化剂
B.二氧化锰只能作过氧化氢分解的催化剂
C.加入二氧化锰可以增加过氧化氢分解产生氧气的质量
D.二氧化锰能加快过氧化氢分解
4.如图使用带柄V形玻璃管进行实验:往A处注入H2O2溶液,在B处下方加热使硫粉燃烧。下列有关说法错误的是( B )
A.注入H2O2溶液,A处有气泡产生
B.B处观察到有白烟产生
C.C处作用是吸收尾气,防止污染
D.使用该装置的优点之一是节约药品
5.将棉手帕放入60%左右的酒精中浸湿,用坩埚钳夹住点燃,待火焰熄灭后,棉手帕依然完好。下列有关该实验的叙述正确的是( D )
A.棉手帕不是可燃物,不能燃烧
B.棉手帕接触不到氧气,不能燃烧
C.被酒精浸湿后,棉手帕的着火点升高了
D.酒精中的水蒸发使温度达不到棉手帕的着火点
6.实验室提供H2O2溶液、MnO2和KMnO4四种药品及如图装置。
第7题图
根据要求完成下列问题。
(1)根据提供的药品,写出一种实验室制取O2的化学方程式: 2H2O22H2O+O2↑或2KClO32KCl+3O2↑或2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 。
(2)选择装置B和C制取氧气的主要步骤有:①将导气管移出水槽;②加热;③装药品;④收集;⑤熄灭酒精灯;⑥检查装置气密性。正确的操作顺序为
⑥③②④①⑤ 。
7.多种物质都可催化过氧化氢分解,如MnO2、CuSO4等。实验小组的同学探究漂白液(主要成分是NaClO和NaCl)、FeCl3、K2SO4能否催化过氧化氢分解。
(1)MnO2催化过氧化氢分解的化学方程式是
2H2O22H2O+O2↑ 。
(2)如图所示,分别向三支试管中多次加入5%过氧化氢溶液,每次2mL,如有气泡产生,则将① 带火星的木条 伸入试管,检验是否有氧气生成。结果如下表。
漂白液
大量气泡
较多气泡
少量气泡
无气泡
FeCl3溶液
较多气泡
较多气泡
较多气泡
较多气泡
K2SO4溶液
② 无气泡产生
/
/
/
实验结论
Ⅰ.实验中产生的气体都是氧气。(查阅得知:NaClO+H2O2===O2↑+NaCl+H2O)
Ⅱ.K2SO4不能催化过氧化氢分解。
Ⅲ.③ FeCl3 可能是过氧化氢分解的催化剂。
Ⅳ.……
(3)下列物质中,也可能是过氧化氢分解的催化剂的是 AB (填标号)。
A.CuCl2 B.Fe2(SO4)3
C.Na2SO4 D.KCl
8.建构合理的思维模型,既能促进深度学习,又能提高思维品质。小科建构了“两组份混合物含量测定”的思维模型。
运用该模型对教材中“测定空气中氧气含量”的实验进行了再探究:忽略含量很低的其他物质,空气可以看成由氮气和氧气组成的两组份混合物。
【探究一】根据沸点低的组份先汽化的性质,测定混合物中某组份的含量。
(1)将空气转变为液态空气,液氮先汽化。从建模角度分析,该操作属于上述思维模型中的 分离转移 。
(2)【探究二】根据混合物中某组份发生化学反应,测定混合物中某组份的含量。
按图甲装置测定空气中氧气含量时,止水夹最合理的打开时间是 冷却到室温时 (填“反应刚结束时”或“冷却到室温时”)。
第9题图
(3)【交流评价】已知:在氧气不充足时,碳与氧气反应生成一氧化碳,一氧化碳不溶于水且不与碱反应。小科用足量木炭替换红磷,等体积氢氧化钠浓溶液替换集气瓶中的水,规范操作后,测得的氧气含量将
偏小 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(4)【继续探究】运用上述思维模型,小科又设计了图乙的实验装置,其“测定空气中氧气含量”的原理是 铜和装置中的氧气反应,生成氧化铜固体。装置内的气体冷却到室温时,注射器内减少的体积即为装置内氧气的体积,氧气的体积与反应前装置内的总体积之比即为氧气的含量 。
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