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化 学
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第一部分 教材基础知识过关
一 物质的性质与应用
第1节 空气和氧气
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目 录
CONTENTS
01
知识网络
02
考点讲练
03
课堂巩固
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知识网络
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考点讲练
1. 化学史:法国化学家______________研究了空气的成分,得出空气由氮气和氧气组成的结论。
拉瓦锡
空气的成分(5年1考)
1
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成 分 氮气(N2) 氧气(O2) 二氧化碳(CO2) 稀有气体 其他气体
含 量 78% 21% 0.03% 0.94% 0.03%
用 途 ①用作_________;
②制造硝酸和氮肥;
③液氮进行冷冻治疗等 ①_________燃烧;
②供给__________等 ①光合作用的原料;
②制汽水;
③温室大棚的气体肥料等 ①用作__________;
②用作电光源,如航标灯、闪光灯、霓虹灯等 ——
2. 空气的主要成分及用途
保护气
支持
呼吸
保护气
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【迷思辨析】 ①空气成分的含量是指体积分数;②氧气用于供给呼吸、氮气和稀有气体用作保护气是利用了它们的化学性质;
③稀有气体用作电光源是利用其物理性质。
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【例1】(2024广州)空气是人类生产活动的重要资源。下列关于空气的说法不正确的是( )
A. 空气是工业制取氧气的廉价、易得的原料
B. 人呼吸空气时呼出的气体中只含有二氧化碳
C. 将氮气充入食品包装袋中可起到防腐作用
D. 倡导“低碳”生活有利于减少温室气体的排放
B
考点精讲
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【例2】(2023广州)生机勃勃的地球离不开空气,下列关于空气的说法不正确的是( )
A. 稀有气体可用于霓虹灯的制作
B. CO2是植物光合作用的重要原料
C. SO2排放是导致酸雨的原因之一
D. PM2.5的含量越高空气质量越好
D
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1. (2025湖南)鸡蛋气室中的气体来源于空气。气室中含量最高的气体是( )
A. N2 B. O2 C. CO2 D. H2
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
A
考点精练
D
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空气中氧气含量的测定(5年1考)
2
实验原理 利用物质(如红磷)只与空气中的_______ 反应(不生成气体,最好生成固体),使密闭容器中的压强___________,在大气压的作用下使______________进入密闭容器中,密闭容器中水增加的体积即为________________________ 实验
装置
实验步骤 ①连接装置,并检查装置的______________;②把集气瓶液面以上容积分成5等份;③在燃烧匙内放入足量红磷;④夹紧弹簧夹,点燃红磷并迅速伸入集气瓶中,立即塞紧橡皮塞;⑤燃烧结束,待集气瓶___________________,打开弹簧夹
氧气
减小
烧杯中的水
反应消耗的氧气的体积
气密性
冷却到室温
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实验现象 红磷燃烧产生______________;冷却至室温后,打开弹簧夹,水经导管
进入集气瓶且进入水的体积约占集气瓶中空气体积的______________
实验结论 氧气约占空气体积的;该实验还说明氮气难溶于水,且不能燃烧也不支持燃烧
误差分析 实验结果偏小的可能原因:红磷不足、装置漏气、没有冷却到室温就打开弹簧夹;
实验结果偏大的可能原因:弹簧夹没有夹紧、燃烧匙伸入集气瓶过慢
大量白烟
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实验
反思 此实验试剂应满足的条件:①物质易被点燃,且只与空气中的氧气反应;②生成物最好是固体,或生成的气体易被液体吸收,如用木炭或硫粉代替红磷,则集气瓶中的水需换成氢氧化钠溶液或其他碱溶液
装置
创新
创新装置优点 减小误差,使结果更准确
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【例1】(2025德州)如图1-1-1甲所示,兴趣小组利用氧气传感器检测足量红磷在空气中燃烧时氧气的含量,结果如图1-1-1乙所示。下列说法正确的是( )
A. 空气中氧气的质量分数为21%
B. 燃烧时,容器内产生大量白雾
C. 恢复至室温,容器内压强比燃烧前小
D. 红磷燃烧将容器内的氧气全部消耗
C
考点精讲
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【例2】(2024北京)用如图1-1-2所示装置进行实验,测定出空气中氧气约占15(按体积计算)。下列叙述不正确的是( )
A. 装置②中瓶内空气的体积约为200 mL
B. 可加热铁丝引燃铜匙中的白磷
C. 白磷的作用是消耗
装置②中瓶内的氧气
D. 最终注射器活塞移
至约40 mL刻度线处
D
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1. 为测定空气中氧气的含量,某同学将教材实验进行改进,改进后的实验装置如图1-1-3所示(部分夹持装置已忽略),实验时引燃红磷后便熄灭酒精灯。下列有关改进实验的说法不正确的是( )
A. 实验前打开弹簧夹,拉动注射器活塞,松开手后,注射器活塞恢复到原
刻度,说明装置气密性良好
B. 待红磷熄灭并冷却至室温,打开
弹簧夹,注射器活塞向右移动
C. 实验结束后试管内气体的主要成分
为氮气
D. 改进后的装置能减小测量误差,且
对环境更友好
B
考点精练
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2.(2024吉林)为探究铜的化学性质,某同学借助氧气传感器在密闭装置中进行图1-1-4甲所示实验,观察实验现象并分析氧气含量随时间变化的曲线图(如图1-1-4乙)。其中终点D(203,6.15)表示时间为203 s时,装置中氧气含量为6.15%。结合图1-1-4判断下列说法错误的是( )
A. 加热前的空气样品中氧气含量为20.99%
B. 铜在加热条件下能与氧气发生化学反应
C. 拐点C至终点D所对应的时间范围内,装置内物质的总质量逐渐减少
D. 通过现象证据和数据证据,可以从定性和定量的视角分析得出合理解释
C
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1. 氧气的物理性质:标准状况下,氧气是无色无臭的气体,密度是1.429 g/L,比空气的密度_____________,______________溶于水。
2. 氧气的化学性质
氧气的化学性质比较活泼,能______________(助燃性),在一定条件下能与许多物质发生反应,具有氧化性。
氧气的性质(5年5考)
3
略大
不易
支持燃烧
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物 质 现 象 化学方程式
在空气中燃烧 在氧气中燃烧
木炭 发出微弱的红光 燃烧,发出_________ _________________
放出热量,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体
硫 发出微弱的_______色火焰 发出明亮的_______色火焰 ______________
放出热量,生成有_____________气味的气体
白光
淡蓝
蓝紫
刺激性
S+O2SO2
C+O2CO2
点燃
点燃
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物 质 现 象 化学方程式
在空气中燃烧 在氧气中燃烧
铁丝 红热、不燃烧 剧烈燃烧,_________,
放出大量的热,生成_________色固体 ______________________
火星四射
黑
3Fe+2O2Fe3O4
点燃
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【迷思辨析】①做铁丝在氧气中燃烧的实验时,集气瓶底部铺上一层细沙或加入少量水的作用是_____________________________
____________________________________________________________;
②做硫燃烧的实验时,集气瓶中加少量水或氢氧化钠溶液的作用是__________________________________________________________;
③同种可燃物在空气和氧气中燃烧的现象不同,是因为________
___________________________________________________________。
防止高温物质溅落,
使集气瓶炸裂
吸收反应生成的二氧化硫,防止污染空气
氧气的浓度不同
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3. 氧气与物质的转化关系(如图1-1-5,按序号写出反应的化学方程式)
①___________________________________
②___________________________________
C+O2CO2或2C+O22CO
点燃
点燃
S+O2SO2
点燃
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③_____________________________④_____________________________
⑤_____________________________⑥_____________________________
⑦_____________________________⑧_____________________________
⑨_____________________________
4Al+3O22Al2O3
2Mg+O2 2MgO
点燃
3Fe+2O2 Fe3O4
点燃
2CO+O22CO2
点燃
CH4+2O2CO2+2H2O
点燃
4P+5O22P2O5
点燃
2H2+O22H2O
点燃
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【例1】(2025广东)下列关于O2的制取、验满及性质实验操作错误的是( )
C
考点精讲
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【例2】(2025茂名模拟)氧气是一种化学性质比较活泼的气体,下列关于氧气的说法正确的是( )
A. 铝在常温下能与氧气反应形成致密的氧化铝薄膜,因此铝的抗腐蚀能力强
B. 空气中氧气的质量分数约为21%
C. 硫在氧气中燃烧的现象:产生蓝紫色火焰,生成二氧化硫
D. 红磷在氧气中燃烧会产生大量白雾
A
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考点点拨:(1)要熟记物质在空气中和氧气中燃烧现象的异同。(2)反应现象的描述要准确,不可出现产物的名称。(3)氧气有助燃性,不具有可燃性,不可作燃料。(4)氧气不易溶于水。
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1. (2024广西)下列物质能在氧气中剧烈燃烧,产生火星四射现象的是( )
A. 蜡烛 B. 红磷 C. 木炭 D. 铁丝
D
考点精练
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2. (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
D
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1. 氧气的工业制法(如图1-1-6)
氧气的制法(5年5考)
4
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2. 氧气的实验室制法
所用试剂 高锰酸钾 过氧化氢
反应原理 _____________________________
_____________________________
_____________________________
_____________________________
反应条件 加热 常温,二氧化锰作催化剂
试剂状态 固体 固体+液体
发生装置
2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑
2H2O2
2H2O+O2↑
MnO2
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收集
装置
检验及验满 ①检验:用_________________,______________集气瓶____________,若木条_____________,表明该气体为氧气;②验满:用带火星的木条,放在集气瓶_________,若木条复燃,表明该瓶氧气已收集满
带火星的木条
伸入
内
复燃
口
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注意
事项 ①用加热方法制取氧气时,试管口应______________,以防止冷凝水回流到热的试管底部,使试管炸裂;②用高锰酸钾制取氧气时,试管口应___________________,防止加热时试管内的粉末状物质进入导管;③实验结束后,先______________________,再______________,防止水槽中的水倒吸入试管,使试管因骤然冷却而炸裂;④用过氧化氢制取氧气时,若用长颈漏斗,末端必须______________,防止气体从长颈漏斗口逸出
略向下倾斜
放一团棉花
将导管移出水槽
熄灭酒精灯
伸入液面下
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【例】(2024广东) 实验室制取O2,下列操作、试剂和装置选择不合理的是( )
C
考点精讲
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1. (2024威海)下列所示分别是氧气的制取、干燥、收集和验满的装置图,其中错误的是( )
B
考点精练
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2. (2025成都)高锰酸钾制取氧气的实验如图1-1-7所示,下列操作符合安全规范的是( )
A. 连接仪器——将试管抵住
实验台,用力塞紧胶塞
B. 加热试管——先预热,再
对准试剂所在部位加热
C. 结束实验——熄灭酒精灯
后,将导管移出水面
D. 整理复位——加热后的试管,立即用冷水清洗
B
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空气的污染和防治(5年2考)
5
大气污染的
危害 损害人体健康,影响作物生长,破坏生态平衡;造成酸雨和臭氧层破坏
空气污染物
及来源 ①污染物:可吸入颗粒物(PM10)、细颗粒物(PM2.5)、有害气体(______________、______________、_____________、O3等);②污染源:工业废气、汽车尾气、化石燃料的燃烧
防治措施 ①加强大气质量监测:空气质量日报,组装和使用微型空气质量“检测站”;②消除污染源:减少化石燃料的使用,使用清洁能源,革新工艺,减少废气的排放;③治理废气:汽车安装尾气净化装置,工业废气处理后再排放;④改善环境状况,积极植树、造林、种草
SO2
CO
NO2
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【例1】(2022广东)化学与生产生活密切相关。下列说法错误的是( )
A. pH<5.6的降雨称为酸雨
B. 石油属于可再生能源
C. PM2.5属于大气污染物
D. 铝合金的硬度比纯铝大
B
考点精讲
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【例2】(2021广东)下列不属于空气质量指数(简称AQI)中污染物监测范畴的是( )
A. CO B. SO2 C. N2 D. PM2.5
C
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1. (2025广西) 防治空气污染是一项意义重大的课题。下列气体属于空气污染物的是( )
A. 氮气 B. 氧气 C. 二氧化硫 D. 水蒸气
2. (2024海南)小冰参加学校科学实践活动,设计并组装一个微型空气质量“检测站”来监测校园里的空气质量。下列不属于空气质量监测污染物的是( )
A. CO2 B. SO2 C. NO2 D. PM2.5
C
考点精练
A
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3. (2024北京) 为防治大气污染,下列做法不可行的是( )
A. 加强扬尘管控 B. 使用清洁能源
C. 直接排放工业废气 D. 加强大气质量监测
C
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课堂巩固
(2024赤峰)空气是地球上宝贵的自然资源,人类对空气的认识经历了漫长的研究和探索过程。回答1~3题。
1. 18世纪70年代,拉瓦锡通过定量实验证明了空气是混合物,其中约占空气体积15的气体是( )
A. N2 B. O2 C. CO2 D. H2O
B
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2. 随着科技的发展,空气中各成分的应用越来越广泛。下列用途主要利用物理性质的是( )
A. 氮气——充氮包装
B. 氧气——医疗急救
C. 稀有气体——激光技术
D. 二氧化碳——气体肥料
C
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3. 如图1-1-8是测定空气中氧气含量的改进实验装置(夹持装置已省略),对该实验认识正确的是( )
A. 现象:实验过程中,红磷燃烧,
产生大量白雾
B. 推论:实验后,玻璃管中剩余
气体具有可燃性
C. 分析:红磷的量多或少,都不
会影响实验结果
D. 评价:用改进装置实验,能减
少对空气的污染
D
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4. (2024扬州)实验室用KMnO4制取并用排水集气法收集较纯净的O2。下列实验操作的先后顺序合理的是( )
A. 检查装置气密性时,先用手握住试管,再将导管的一端伸入
水中
B. 先向试管中加入KMnO4固体,再检查装置气密性
C. 实验时,先将导管伸入集气瓶中,再点燃酒精灯
D. 气体收集完毕后,先将导管移出水面,再熄灭酒精灯
D
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5. (2025广州)【科普阅读】
建设美丽广州,打造美丽中国城市样板。近年来,广州市环境空气质量持续改善。
广州市环境空气主要污染物浓度
注:PM2.5指粒径小于等于2.5μm的颗粒物、PM10指粒径小于等于10μm的颗粒物。
——摘录自2023年、2024年《广州市生态环境状况公报》
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臭氧(O3)气味强烈,即使浓度很低,也会损伤人的肺功能,引起打喷嚏、咳嗽、胸痛和肺水肿等,它还会影响植物的生长。地表附近O3的生成,与NO2、PM2.5等多种污染物有关,在阳光作用下,一种生成O3的原理如图1-1-9。
O3不仅存在于地表附近,还存在于
距离地球表面20~35 km的平流层,
它能吸收太阳光中绝大部分的紫外线,
使地球上的生物免受紫外线的伤害。
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依据上文,回答问题。
(1)2024年广州市环境空气主要污染物中,浓度高于一级限值的有_____________________。
(2)空气中SO2的浓度为6 μg/m3,则1m3空气中至少含硫元素_________μg。
(3)结合上述生成O3的原理图:
①图中属于化合物的分子有_________种;
②随着O3分子的数目不断增加,________分子的数目不断减少。
PM2.5、O3
3
2
O2
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(4)O3既保护了人类,也可能给人类带来伤害。请举出一种类似的化学物质,谈谈你对它的认识:_____________________________
___________________________________________________________________________________________________________________________。
CO2的温室效应使地表
温度适合人类生存,但CO2含量上升也会导致全球变暖和生态环境恶化(合理即可)
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6. (2025达州)气体的制取和性质是初中化学核心知识之一,请结合图1-1-10实验装置回答问题。
(1)仪器甲的名称是______________。
试管
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(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______________(填字母),该反应的化学方程式为__________________________________________________。
(3)选用F装置收集氧气,气体应从______(填“a”或“b”)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______________________________。
AE
2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
a
能控制反应速率
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(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。
(6)白炽灯泡内玻璃柱上有一点红色物质,那是红磷。只要看到使用过的灯泡内有这点红色物质存在,就可基本判定该灯泡没
有漏气,判断依据是_________________________________(用化学方程式表示)。
氧
4P+5O2 2P2O5
点燃
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谢 谢 !
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