第1章 我们呼吸的空气 综合复习归纳卷-2025-2026学年八年级科学下册期末冲刺复习方案

**基本信息** 以“空气-氧气-守恒定律”为逻辑主线，通过实验原理-操作规范-误差分析的方法体系，实现从宏观性质到微观实质的递进式复习，突出科学思维与探究实践。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |空气|2典例+1变式|实验原理分析与误差判断|成分测定→用途拓展，建立气体压强与体积关系模型| |氧气|3典例+3变式|装置选择与操作规范|性质实验→制取流程，强化实验步骤与安全注意事项| |守恒定律|2典例+1变式|守恒应用与方程式计算|概念实质→方程式书写→计算应用，构建“宏观-微观”认知链条|

8下科学 期末冲刺复习方案 第1章 我们呼吸的空气 综合复习归纳卷 ★整章框架★ ★知识归纳★ 一、空气 1.空气中各成分的体积分数大约是：氮气78%、氧气21%、稀有气体0.93%、二氧化碳0.04%、水蒸气等其他气体和杂质0.03%。通常情况下，空气中各成分的比例保持相对稳定。 2.各成分的用途。 （1）氮气：制造硝酸、炸药和氮肥的重要原料。氮气的化学性质不活泼，常作保护气。液氮在汽化时需吸收大量的热，可作冷冻剂。 （2）氧气：按用途，可分为医用氧和工业氧。医用氧用于救治病人、工业氧用于生产或产品加工。 （3）稀有气体(包括氦、氖、氩、氪、氙、氡)：化学性质很不活泼，常用作保护气；通电时能发出不同颜色的光，故可用作各种用途的电光源。氙气可以用于医疗麻醉剂；液氦可用于制造低温环境。 3.测定空气中氧气含量实验的原理：完全消耗一定量的空气中的氧气，导致气体的压强变小，恢复原状态后减少的体积即为氧气的体积。 实验装置 实验原理 红磷燃烧消耗集气瓶内的氧气，瓶内气体减少，压强减小，冷却后打开弹簧夹，烧杯内的水会被压入集气瓶，进入集气瓶内的水的体积约等于消耗氧气的体积。 实验现象 ①红磷燃烧，产生大量白烟，并放出热量； ②装置冷却至室温后，打开弹簧夹，烧杯中的水被吸入集气瓶，瓶内液面上升约1/5。 实验结论 氧气约占空气总体积的1/5。 化学方程式 4P + 5O2 2P2O5 【典例1-1】某同学利用传感器技术实时测定图甲实验装置内的压强、温度和氧气浓度变化，三条曲线的变化趋势如图乙。下列有关叙述中，错误的是（ ） A.Ⅰ曲线表示的是温度变化 B.Ⅱ曲线表示的是氧气浓度变化 C.CD段对应的变化进程是红磷燃烧 D.DE段对应的变化进程是水被倒吸进入瓶内 【典例1-2】某科学兴趣小组对“测定空气中氧气含量”的实验进行了改进：将数显设备、气体压强传感器和空气中氧气含量测量装置按如图所示连接。装置气密性良好，调节右边敞口容器和集气瓶的水面相平，此时集气瓶内气体的体积为。关闭活塞，点燃燃烧匙内的红磷，立即塞紧瓶塞，待火焰熄灭后，过一段时间打开活塞，观察到集气瓶中的水位上升，待集气瓶内的水面不再上升时，测得集气瓶内的气体体积为。然后向右边容器内加入一定量的水至两边水面再次相平，此时集气瓶内的气体体积为。在点燃红磷至打开活塞这一实验过程中，观察到数显设备显示集气瓶内的气体压强先上升后下降，再趋于稳定。 请回答下列问题。 (1)数显设备显示，开始一段时间集气瓶内气体压强上升，这是因为温度升高导致的气压变化量________（填“大于”“等于”或“小于”）氧气量减少导致的气压变化量。 (2)基于数显设备显示的气压变化，“过一段时间打开活塞”中的“一段时间”指的是火焰熄灭后到________所经历的时间。 (3)在整个实验过程中，集气瓶中减少的氧气体积为________（填“”“”或“”）。 【变式1】白磷的着火点为40℃，现用其测定空气中氧气的体积分数。实验步骤如下：在集气瓶里先装适量a体积的水，用酒精灯火焰加热玻璃棒下端，密封后的装置如图1-2。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，完全冷却至室温后，量出集气瓶中水的体积b和整个集气瓶的容积c。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（a−b）：（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，不会影响实验结果 二、氧气 1.物理性质：氧气通常是无色、无味的气体，密度比空气略大，不易溶于水，液态、固态时呈蓝色。 2.化学性质：氧气的化学性质比较活泼，在一定条件下可与很多物质发生氧化反应。氧气具有助燃性，能够支持燃烧。 反应物(颜色、状态) 反应现象 化学方程式 注意事项 硫（淡黄色固体） 发出明亮的蓝紫色火焰（空气中是微弱的淡蓝色火焰），放出热量，有刺激性气味的气体产生 S+O2=== (点燃)SO2 ①硫的用量不能过多，防止对空气造成污染 ②集气瓶内预先装少量水，目的是吸收有毒气体 木炭（灰黑色固体） 发出白光，放出热量，生成的气体能使澄清石灰水变浑浊 C+O2=== (点燃)CO2 夹木炭用的坩埚钳应由上而下慢慢伸入瓶中 红磷（暗红色固体） 燃烧产生大量白烟，发出白光，放出热量 4P+5O2=== (点燃)2P2O5 是固体，现象应描述为产生白烟 铁丝（银白色固体） 剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，有黑色固体生成 3Fe+2O2=== (点燃)Fe3O4 ①将细铁丝绕成螺旋状，目的是增大铁丝的受热面积，使铁丝持续燃烧 ②集气瓶内预先装少量水或铺一层薄细沙，目的是防止高温熔化物溅落炸裂瓶底 3.实验室制氧气的方法：往过氧化氢溶液中加入二氧化锰；加热氯酸钾和二氧化锰的混合物。 项目 内容 反应原理 2H2O22H2O＋O2↑ 实验装置 实验步骤 a. 装：组装装置 b. 查：检查装置气密性 c. 加：向锥形瓶中装，打开活塞加溶液，进行反应 d. 收：用向上排空气法收集氧气 e. 观：观察收集到的气体的颜色 收集检验 验满方法： a. 排水法：当集气瓶口有大气泡冒出时，说明已收集满 b. 向上排空气法：将带火星的木条放置在集气瓶口，如果木条复燃，则已收集满 检验方法：将带火星的木条伸入集气瓶内，如果木条复燃，则为氧气 4.氧化物：由两种元素组成，其中一种元素是氧元素的化合物，称为氧化物。 5.燃烧的条件：①有可燃物；②有充足的助燃剂；③温度达到着火点。 【典例2-1】请根据下列装置图回答问题。 (1)写出图中仪器①②的名称： ①________；②________。 (2)实验室中用氯酸钾制取氧气，可选用的气体发生装置为________（填字母，下同），气体收集装置为________或________；组装装置，固定仪器时的一条重要注意事项是________。 (3)实验室加热氯酸钾制取氧气（用排水法收集）的主要步骤：①装入药品；②检查装置气密性；③收集气体；④加热；⑤停止加热；⑥移出导气管。正确的操作顺序为________（填字母）。 A.①②③④⑤⑥ B.②①③④⑥⑤ C.②①④③⑤⑥ D.②①④③⑥⑤ (4)若用二氧化锰和过氧化氢溶液通过装置B制取氧气，在该反应中二氧化锰作________；该反应的化学方程式为________。 (5)经查资料可知，NH3的密度比空气小，极易溶于水，有刺激性气味。实验室常用加热氯化铵和氢氧化钙固体的方法来制取NH3，选用装置________（填字母，下同）作氨气的发生装置，最好选用装置________来收集NH3，理由是_______________________。 【典例2-2】思维导图是应用于记忆、学习、思考等的思维“地图”。如图所示，这是氧气制取课题的思维导图，下列说法不合理的是（ ） A.Ⅰ、Ⅱ处分别是氧气的不同制法 B.Ⅲ处表示的是催化剂 C.图中制取氧气的原料中都含有氧气 D.利用空气制取氧气可知液氧的沸点比液氮高 【典例2-3】[2025·浙江]小科在实验室用二氧化锰催化过氧化氢分解制取氧气，并进行相关实验。 （1）为便于控制过氧化氢溶液的添加速度，应选择图甲中的装置______（填“A”或“B”）。 （2）用排水法收集一瓶氧气，给出验证它是氧气的方法：__________________。 （3）图乙的燃烧现象说明硫燃烧的剧烈程度与____________有关。 【变式2-1】实验室用氯酸钾和二氧化锰制取并收集氧气的实验装置如图所示，下列关于氧气制取和收集的实验操作错误的是（ ） A.向试管里装药品前必须检验装置的气密性 B.给试管里的药品加热前要先给试管预热 C.要等到气泡连续均匀放出才能开始收集气体 D.实验结束时，应先熄灭酒精灯然后把导管移出水面 【变式2-2】小黄用图甲中的装置来制取和收集氧气，在实验前对装置进行气密性检查。小黄建构了图乙的“检查装置气密性”的思维模型。 （1）检查装置A的气密性：①按图连接好装置；②关闭止水夹；③在长颈漏斗中注入一定量的水直至长颈漏斗末端浸入水中，并继续注水；④停止注水后，如果观察到长颈漏斗中水不再下流并形成一段稳定的水柱，就证明装置气密性良好。上述实验中，属于“利用转换法检查气压差”这一思维模型环节的步骤是____________。 （2）实验室用装置A作为制取氧气的发生装置，反应的化学方程式为________________ ________________________。 （3）若用装置B收集氧气，则检查氧气是否收集满的方法是________________________ ____________。 （4）若用装置C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________（填“偏大”“偏小”或“无影响”）。 【变式2-3】小科在氧气的制取和性质研究的实验中，需要制取氧气并完成铁丝在氧气中燃烧的实验。 （1）制取：小科用图A的装置制取氧气时发现试管固定得太高，此时他应该调节图B中的旋钮______（填“①”“②”或“③”）。 （2）收集：小科用排水法收集了三瓶氧气，供铁丝在氧气中燃烧的实验所用。当集气瓶内水面降到图C的位置时，在水面下盖好玻璃片，取出充满氧气的集气瓶，正放于实验桌上。集气瓶中留有少量水的目的是________________________。 （3）性质实验：如图D，取三根粗细、长度均相同的光亮细铁丝，将其中两根分别盘成螺旋状，在每根铁丝一端绑上粗铜丝，另一端系上一根火柴，点燃火柴，待火柴快燃尽时，分别伸入充满氧气的集气瓶中。观察到Ⅰ、Ⅱ中的铁丝都剧烈燃烧，且______（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）中的铁丝燃烧更剧烈；Ⅲ中铁丝没有燃烧。请分析Ⅲ中铁丝不能燃烧的原因：____________ ________________________。 三、质量守恒定律和化学方程式 1.质量守恒定律：在化学反应中，参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。 实质：参加反应的各物质（反应物）的原子重新组合生成其他物质（生成物）的过程。 2.定律解释 （1）宏观解释：参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。 （2）微观解释：化学反应前后原子的种类和数目没有改变。 3.化学方程式：用化学式表示化学反应的方程式。 书写原则： （1）以客观事实为依据，写出反应物和生成物，化学式书写以化合价为依据。 （2）要遵守质量守恒定律，即在化学方程式左、右两边各原子的种类与数目必须相等。 （3）说明反应条件和生成物的状态。 4.方程式的配平 （1）用观察法配平 （2）最小公倍数法 （3）奇数配偶法 5.化学方程式的意义 （1）表示反应物、生成物的种类。 （2）表示反应物和生成物的质量比。 （3）表示反应物和生成物的微粒个数比。 6.根据化学反应方程式计算 常见错误：(1)所设未知数后带有单位。(2)所设物质的质量包含杂质的质量或包含未参加反应的物质的质量。(3)已知物质的质量没有带单位。(4)化学方程式书写错误。(5)关系式中的数据没有与对应物质的化学式对齐。(6)步骤不完整、数值计算错误、答非所问等。 【典例3-1】在一个密闭容器中有X、Y、Z、Q四种物质，在一定条件下充分反应，测得反应前后各物质的质量如下表。下列说法中，正确的是（ ） 物质 X Y Z Q 反应前质量/g 20 20 20 20 反应后质量/g 20 a 16 14 A.物质X可能为催化剂 B.该反应类型是分解反应 C.表中a的值为10 D.参加反应的物质Z的质量为20g 【典例3-2】某兴趣小组设计了如下实验探究质量守恒定律。 (1)如图甲所示，小柯将烧杯放在天平左盘，使天平平衡。然后取下烧杯，把铁钉放入试管中，一段时间后，再把烧杯放回天平左盘，最后天平是否平衡？________（填“是”或“否”）。反应后试管内溶液的质量________（填“增加”“减少”或“不变”）（已知反应的化学方程式为Fe+CuSO4===Cu+FeSO4）。 (2)已知石灰石的主要成分是碳酸钙（CaCO3），与稀盐酸发生反应：CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑。如图乙所示，小妍将烧杯放在天平左盘，使天平平衡。然后倾斜烧杯使稀盐酸与石灰石粉末混合，一段时间后再把烧杯放回天平左盘，发现天平不再平衡。其原因是_____________。小柯对该实验装置进行改进，把烧杯换成锥形瓶（如图丙所示），装置气密性良好，你认为能否验证质量守恒定律？并阐述理由：________________ _________________________。 (3)小妍想测定实验所用石灰石中碳酸钙的质量分数，取石灰石粉末与足量的稀盐酸充分反应，反应后总质量减少。求该石灰石中碳酸钙的质量分数。（杂质与稀盐酸不反应，结果精确到） 【变式3】[2025·浙江]化学反应遵守质量守恒定律，科学小组的同学们设计实验对质量守恒定律进行了验证和应用。请回答下列问题。 （1）锥形瓶中盛有40g质量分数为5%的CuSO₄溶液，要与其恰好完全反应，需固体NaOH多少克？（两者反应的化学方程式为2NaOH＋CuSO₄===Cu(OH)₂↓＋Na₂SO₄） （2）用图甲装置进行实验，发现实际使用NaOH的质量小于题（1）计算值就达到了验证质量守恒定律的目的。从实验现象的角度说明用少量NaOH就可完成验证的理由：______ ______________________________。 （3）如图乙，在塑料水瓶中装入水、氧气和铁钉，拧紧瓶盖；保持环境条件不变，一段时间后，发现铁钉生锈，塑料水瓶变瘪，但实验前后装置的总质量不变。结合物质变化，解释塑料水瓶变瘪的原因：__________________________。 （4）从质量守恒定律的微观角度出发，将图丙中的水电解的微观示意图补充完整。 ★析错纠错★ 易错点①：氧气的收集 1.一个集气瓶、一个双孔塞、一长一短的两根导管组合成科学实验中经常使用的仪器——“万用瓶”。下列“万用瓶”不能达到实验目的的是（ ） A.检测O₂流速 B.收集O₂ C.收集O₂ D.收集O₂ 易错点②：氧气的制取 2.利用如图所示的装置进行氧气的制取与性质的研究。将广口瓶1、2粘在一起并用细玻璃管在靠近底端处连通，在广口瓶2中放置一块带孔塑料板，可以放置固体反应物。 实验步骤如下： ①打开止水夹K1，向广口瓶1和集气瓶中加入适量水，均浸没底端的细玻璃管，继续向广口瓶1中加水，检查装置气密性。 ②保留两瓶中的水，向广口瓶1中加入过氧化氢溶液，在带孔塑料板上放置二氧化锰，盖上瓶塞，打开止水夹K1和K2，开始收集氧气。 ③将带火星的木条放在右侧导管口。 ④待观察到现象时，进行铁丝在氧气中燃烧的实验。 (1)广口瓶1的作用类似于________（填“长颈漏斗”或“分液漏斗”）。 (2)步骤①中，若在集气瓶中观察到________，则说明装置气密性良好。 (3)根据实验要求，带孔塑料板上放置的二氧化锰应取用________（填“块状”或“粉末状”）固体。 3.某科学小组进行氧气的制取和性质的研究。 (1)小组同学加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气，图甲是两位同学组装好的仪器，其中正确的是________（填“A”或“B”）。实验开始后，在装药品之前需完成的操作是________。 (2)收集到两瓶相同体积的氧气后，同学们进行图乙所示的实验。点燃系在铁丝下端的火柴棍，待火柴________时，用不同的速度将铁丝伸进盛有氧气的集气瓶里，发现C中铁丝燃烧时间短且现象不明显。查阅资料后得知，快速伸入会使瓶内部分气体受热膨胀逸出，导致C中参与反应的氧气较D中________（填“多”或“少”）。 4.小明利用如图所示装置进行氧气的制取与性质的研究。 实验步骤如下： ①将带有止水夹的导管和细铁丝固定在瓶塞上，按如图所示连接好电路，然后塞紧瓶塞，检查装置气密性。 ②瓶内加入过氧化氢溶液和二氧化锰，盖上瓶塞，打开止水夹。 ③将带火星的木条放在导管口。 ④待观察到某现象时，立即闭合电路开关。 (1)步骤④中的某现象是指________________________________。 (2)本实验中铁丝在氧气中燃烧的现象是________________________。 (3)与教材中的铁丝燃烧实验相比，写出该装置的一条优点：________________________。 易错点③：对质量守恒定律的理解 5.下列现象中，符合质量守恒定律的是（ ） A.100g水蒸发形成100g水蒸气 B.氢气和氧气共18g，完全反应一定能生成18g水 C.在放电的情况下，5mL氧气和5mL氮气完全反应，生成10mL一氧化氮气体 D.16g硫在16g氧气中燃烧，生成32g二氧化硫 6.金属单质M和非金属单质N可反应生成化合物M2N，反应的化学方程式为2M+N=== (△)M2N。现有甲、乙、丙三个实验，所用和的质量和各不相同，但总质量都是。有关实验数据记录如下。 实验 的用量/ 的用量/ M2N的质量/ 甲 乙 丙 下列说法正确的是（ ） A.与的相对分子质量之比是 B.丙实验中的值可能是 C.该反应一定不是氧化反应 D. M2N可能是水 7.质量守恒定律的发现凝聚了许多科学家的心血，阅读材料，回答下列问题。 材料一：早在17世纪，英国化学家波义耳在一个密闭容器中加热金属，得到了金属灰，然后打开容器盖，再次称量金属灰的质量，发现金属灰的质量比反应前的金属质量大。 材料二：1756年，俄国化学家罗蒙诺索夫在一个密闭的容器中加热金属锡，生成了白色的氧化锡，但容器和容器里的物质的总质量在燃烧前后并没有发生变化。于是他认为在化学变化中物质的质量是守恒的，因此提出了质量守恒假说。 (1)小明认为波义耳实验否定了质量守恒假说，你是否赞同小明的观点？请说明理由：________________________________________________________________________________________________________________________。 (2)小明建构了如图甲所示的模型，从微观角度分析质量守恒定律，请你补充完整。 (3)为了进一步证实质量守恒定律，小明参照教材中的实验继续深入探究。在白磷燃烧前后质量测定实验中（如图乙所示），气球的作用有______________________（写一点即可）。 (4)小明认为，蜡烛燃烧后剩下的固体质量比燃烧前少了，因此该现象不符合质量守恒定律。你认为小明得出该错误结论的原因是____________________________________。 素养提升 8.（2025·浙江模拟）项目学习小组的同学们想设计并制作一台家用制氧机。 〔产品评价量表〕 产品等级 优秀 待改进 指标一：产生氧气 能 不能 指标二：观察氧气生成的速度 能 不能 指标三：可随时关停 能 不能 〔收集资料〕 ①选用的制氧剂为过碳酸钠()，相对分子质量为314，过碳酸钠极易溶于水，常温下其水溶液几乎不产生氧气，在二氧化锰的催化作用下能产生大量氧气，反应的化学方程式为。已知二氧化锰难溶于水。 ②过碳酸钠分解快慢的影响因素探究实验数据表： 组别 温度设置 二氧化锰的质量 水的体积 过碳酸钠的质量 10s内收集的氧气体积 1 5 5 100 20 22 2 25 5 100 20 50 3 25 5 100 15 40 〔制氧机模型〕 （1）图甲是项目小组的同学设计的一代产品，加料盒上的a和b刻度线是过碳酸钠的不同用量，以实现冬夏两季的制氧速度基本相同。根据上述资料分析，在水量相同时，夏季过碳酸钠在加料盒中用量的刻度线是______（填“a”或“b”）。 （2）若在该装置加入157g过碳酸钠()，可制取氧气的质量为______g。 （3）图乙是其二代产品，先在瓶内隔板的右边加入适量水，再将过碳酸钠和二氧化锰通过加料口加入，打开阀门K，注射器将水注入隔板的左边即可获得氧气。二代产品中设置c管的作用是________________________。 （4）图丙是其三代产品，将装有二氧化锰的袋子用绳子挂起，既保证袋子下端能浸在液体中又不低于注射器导管下端，目的是实现评价量表中的指标______。 1 / 16 学科网（北京）股份有限公司 $ 8下科学 期末冲刺复习方案 第1章 我们呼吸的空气 综合复习归纳卷 ★整章框架★ ★知识归纳★ 一、空气 1.空气中各成分的体积分数大约是：氮气78%、氧气21%、稀有气体0.93%、二氧化碳0.04%、水蒸气等其他气体和杂质0.03%。通常情况下，空气中各成分的比例保持相对稳定。 2.各成分的用途。 （1）氮气：制造硝酸、炸药和氮肥的重要原料。氮气的化学性质不活泼，常作保护气。液氮在汽化时需吸收大量的热，可作冷冻剂。 （2）氧气：按用途，可分为医用氧和工业氧。医用氧用于救治病人、工业氧用于生产或产品加工。 （3）稀有气体(包括氦、氖、氩、氪、氙、氡)：化学性质很不活泼，常用作保护气；通电时能发出不同颜色的光，故可用作各种用途的电光源。氙气可以用于医疗麻醉剂；液氦可用于制造低温环境。 3.测定空气中氧气含量实验的原理：完全消耗一定量的空气中的氧气，导致气体的压强变小，恢复原状态后减少的体积即为氧气的体积。 实验装置 实验原理 红磷燃烧消耗集气瓶内的氧气，瓶内气体减少，压强减小，冷却后打开弹簧夹，烧杯内的水会被压入集气瓶，进入集气瓶内的水的体积约等于消耗氧气的体积。 实验现象 ①红磷燃烧，产生大量白烟，并放出热量； ②装置冷却至室温后，打开弹簧夹，烧杯中的水被吸入集气瓶，瓶内液面上升约1/5。 实验结论 氧气约占空气总体积的1/5。 化学方程式 4P + 5O2 2P2O5 【典例1-1】某同学利用传感器技术实时测定图甲实验装置内的压强、温度和氧气浓度变化，三条曲线的变化趋势如图乙。下列有关叙述中，错误的是（ ） A.Ⅰ曲线表示的是温度变化 B.Ⅱ曲线表示的是氧气浓度变化 C.CD段对应的变化进程是红磷燃烧 D.DE段对应的变化进程是水被倒吸进入瓶内 【答案】C 【解析】红磷燃烧放热，温度升高，完全反应后温度逐渐降低至原温度，Ⅰ曲线表示的是温度变化，A正确。红磷燃烧消耗氧气，后面进水后，总体积变小，氧气浓度增加，Ⅱ曲线符合氧气浓度变化，B正确。开始红磷燃烧，释放出热量，压强增大，之后随着氧气的消耗，压强减小，红磷熄灭后，温度降低，压强继续减小；水进入后，压强又等于外界大气压，C错误、D正确。 【典例1-2】某科学兴趣小组对“测定空气中氧气含量”的实验进行了改进：将数显设备、气体压强传感器和空气中氧气含量测量装置按如图所示连接。装置气密性良好，调节右边敞口容器和集气瓶的水面相平，此时集气瓶内气体的体积为。关闭活塞，点燃燃烧匙内的红磷，立即塞紧瓶塞，待火焰熄灭后，过一段时间打开活塞，观察到集气瓶中的水位上升，待集气瓶内的水面不再上升时，测得集气瓶内的气体体积为。然后向右边容器内加入一定量的水至两边水面再次相平，此时集气瓶内的气体体积为。在点燃红磷至打开活塞这一实验过程中，观察到数显设备显示集气瓶内的气体压强先上升后下降，再趋于稳定。 请回答下列问题。 (1)数显设备显示，开始一段时间集气瓶内气体压强上升，这是因为温度升高导致的气压变化量________（填“大于”“等于”或“小于”）氧气量减少导致的气压变化量。 (2)基于数显设备显示的气压变化，“过一段时间打开活塞”中的“一段时间”指的是火焰熄灭后到________所经历的时间。 (3)在整个实验过程中，集气瓶中减少的氧气体积为________（填“”“”或“”）。 【答案】(1)大于 (2)集气瓶内的温度恢复到室温（或数显设备的示数不变，或集气瓶内的气压保持稳定） (3) 【解析】(1)红磷燃烧放热，温度升高使瓶内气压增大，氧气消耗使气压减小；开始压强上升，说明温度升高导致的气压增大量大于氧气减少导致的气压减小量。 (2)气体压强受温度影响，需待集气瓶内温度恢复至室温，气压稳定后再打开活塞，否则温度偏高会导致气压偏大，进入水的体积偏小，测定结果不准确。 (3)初始集气瓶内气体体积为V1，最终两边水面相平（内外气压相等）时气体体积为V3，两次体积差即为消耗的氧气体积，故减少的氧气体积为V1-V3。 【变式1】白磷的着火点为40℃，现用其测定空气中氧气的体积分数。实验步骤如下：在集气瓶里先装适量a体积的水，用酒精灯火焰加热玻璃棒下端，密封后的装置如图1-2。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，完全冷却至室温后，量出集气瓶中水的体积b和整个集气瓶的容积c。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（a−b）：（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，不会影响实验结果 【答案】B 【解析】反应过程中集气瓶内液面先下降（白磷燃烧放热，导致瓶内气压增大，液面下降）后上升（完全反应后氧气消耗，温度降低，气压减小，外界大气压将烧杯中的水压入集气瓶，液面上升）；氧气的体积与空气体积比为(b-a):(c-a)；木炭或硫粉燃烧产生二氧化碳气体或二氧化硫气体，集气瓶中气压变化不明显，不能测定氧气含量。该装置没有用止水夹，实验过程中气体会受热膨胀，但是导管插入水底，气体不能逸出，不影响实验结果。 二、氧气 1.物理性质：氧气通常是无色、无味的气体，密度比空气略大，不易溶于水，液态、固态时呈蓝色。 2.化学性质：氧气的化学性质比较活泼，在一定条件下可与很多物质发生氧化反应。氧气具有助燃性，能够支持燃烧。 反应物(颜色、状态) 反应现象 化学方程式 注意事项 硫（淡黄色固体） 发出明亮的蓝紫色火焰（空气中是微弱的淡蓝色火焰），放出热量，有刺激性气味的气体产生 S+O2=== (点燃)SO2 ①硫的用量不能过多，防止对空气造成污染 ②集气瓶内预先装少量水，目的是吸收有毒气体 木炭（灰黑色固体） 发出白光，放出热量，生成的气体能使澄清石灰水变浑浊 C+O2=== (点燃)CO2 夹木炭用的坩埚钳应由上而下慢慢伸入瓶中 红磷（暗红色固体） 燃烧产生大量白烟，发出白光，放出热量 4P+5O2=== (点燃)2P2O5 是固体，现象应描述为产生白烟 铁丝（银白色固体） 剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，有黑色固体生成 3Fe+2O2=== (点燃)Fe3O4 ①将细铁丝绕成螺旋状，目的是增大铁丝的受热面积，使铁丝持续燃烧 ②集气瓶内预先装少量水或铺一层薄细沙，目的是防止高温熔化物溅落炸裂瓶底 3.实验室制氧气的方法：往过氧化氢溶液中加入二氧化锰；加热氯酸钾和二氧化锰的混合物。 项目 内容 反应原理 2H2O22H2O＋O2↑ 实验装置 实验步骤 a. 装：组装装置 b. 查：检查装置气密性 c. 加：向锥形瓶中装，打开活塞加溶液，进行反应 d. 收：用向上排空气法收集氧气 e. 观：观察收集到的气体的颜色 收集检验 验满方法： a. 排水法：当集气瓶口有大气泡冒出时，说明已收集满 b. 向上排空气法：将带火星的木条放置在集气瓶口，如果木条复燃，则已收集满 检验方法：将带火星的木条伸入集气瓶内，如果木条复燃，则为氧气 4.氧化物：由两种元素组成，其中一种元素是氧元素的化合物，称为氧化物。 5.燃烧的条件：①有可燃物；②有充足的助燃剂；③温度达到着火点。 【典例2-1】请根据下列装置图回答问题。 (1)写出图中仪器①②的名称： ①________；②________。 (2)实验室中用氯酸钾制取氧气，可选用的气体发生装置为________（填字母，下同），气体收集装置为________或________；组装装置，固定仪器时的一条重要注意事项是________。 (3)实验室加热氯酸钾制取氧气（用排水法收集）的主要步骤：①装入药品；②检查装置气密性；③收集气体；④加热；⑤停止加热；⑥移出导气管。正确的操作顺序为________（填字母）。 A.①②③④⑤⑥ B.②①③④⑥⑤ C.②①④③⑤⑥ D.②①④③⑥⑤ (4)若用二氧化锰和过氧化氢溶液通过装置B制取氧气，在该反应中二氧化锰作________；该反应的化学方程式为________。 (5)经查资料可知，NH3的密度比空气小，极易溶于水，有刺激性气味。实验室常用加热氯化铵和氢氧化钙固体的方法来制取NH3，选用装置________（填字母，下同）作氨气的发生装置，最好选用装置________来收集NH3，理由是_______________________。 【答案】(1)酒精灯；锥形瓶 (2)A；E；F；试管口要略向下倾斜 (3)D (4)催化剂；2H2O22H2O+O2↑ (5)A；G；氨气密度比空气小，有刺激性气味，会污染空气，且极易溶于水，装置G可收集氨气、处理尾气并且防止倒吸 【解析】(1)依据实验室常用仪器的外形和用途，确定①为酒精灯（加热仪器），②为锥形瓶（固液反应常用容器）。 (2)氯酸钾制氧气为固体加热型反应，选发生装置A；氧气密度比空气大、不易溶于水，故收集装置选向上排空气法E或排水法F；固体加热时试管口略向下倾斜，防止冷凝水回流使试管炸裂。 (3)加热固体制气体的操作步骤为“查（气密性）→装（药品）→定（装置）→点（加热）→收（气体）→离（导管）→熄（酒精灯）”，对应顺序为②①④③⑥⑤，选D。 (4)二氧化锰在过氧化氢分解中能加快反应速率，自身质量和化学性质不变，作催化剂；过氧化氢在二氧化锰催化下生成水和氧气，书写化学方程式注意配平与条件。 (5)加热氯化铵和氢氧化钙固体制氨气为固体加热型，选发生装置A；氨气密度比空气小、极易溶于水，不能用排水法，且有刺激性气味需处理尾气，装置G可利用向下排空气法收集，同时水可吸收尾气，且倒扣的漏斗能防止倒吸。 【典例2-2】思维导图是应用于记忆、学习、思考等的思维“地图”。如图所示，这是氧气制取课题的思维导图，下列说法不合理的是（ ） A.Ⅰ、Ⅱ处分别是氧气的不同制法 B.Ⅲ处表示的是催化剂 C.图中制取氧气的原料中都含有氧气 D.利用空气制取氧气可知液氧的沸点比液氮高 【答案】C 【解析】A.Ⅰ为工业制法（空气冷冻分离法），Ⅱ为实验室制法，均为氧气的不同制法，正确；B. MnO2在氯酸钾、过氧化氢分解中作催化剂，特点是反应前后质量和化学性质不变，故Ⅲ为催化剂，正确；C.制取氧气的原料H2O2、KClO3中含氧元素，并非含有氧气，错误；D.空气冷冻分离法是利用液氮和液氧的沸点不同，液氮沸点低先汽化，因此液氧沸点比液氮高，正确。 【典例2-3】[2025·浙江]小科在实验室用二氧化锰催化过氧化氢分解制取氧气，并进行相关实验。 （1）为便于控制过氧化氢溶液的添加速度，应选择图甲中的装置______（填“A”或“B”）。 （2）用排水法收集一瓶氧气，给出验证它是氧气的方法：__________________。 （3）图乙的燃烧现象说明硫燃烧的剧烈程度与____________有关。 【答案】（1）A（2）将带火星的木条伸入集气瓶，观察是否复燃（3）氧气浓度 【解析】（1）A中的漏斗是分液漏斗，有活塞，可以控制流速，B中的漏斗是长颈漏斗，不能控制流速。（3）图乙中的变量是氧气浓度，实验现象不同，硫在氧气中燃烧得更剧烈，可知硫燃烧的剧烈程度与氧气浓度有关。 【变式2-1】实验室用氯酸钾和二氧化锰制取并收集氧气的实验装置如图所示，下列关于氧气制取和收集的实验操作错误的是（ ） A.向试管里装药品前必须检验装置的气密性 B.给试管里的药品加热前要先给试管预热 C.要等到气泡连续均匀放出才能开始收集气体 D.实验结束时，应先熄灭酒精灯然后把导管移出水面 【答案】D 【解析】A.装药品前检验装置气密性，防止装置漏气收集不到气体，正确；B.加热前预热试管，防止试管受热不均炸裂，正确；C.待气泡连续均匀放出时收集，避免开始排出的装置内空气导致氧气不纯，正确；D.实验结束时应先移出导管，后熄灭酒精灯，防止水槽中的水倒吸进入热的试管，使试管炸裂，错误。 【变式2-2】小黄用图甲中的装置来制取和收集氧气，在实验前对装置进行气密性检查。小黄建构了图乙的“检查装置气密性”的思维模型。 （1）检查装置A的气密性：①按图连接好装置；②关闭止水夹；③在长颈漏斗中注入一定量的水直至长颈漏斗末端浸入水中，并继续注水；④停止注水后，如果观察到长颈漏斗中水不再下流并形成一段稳定的水柱，就证明装置气密性良好。上述实验中，属于“利用转换法检查气压差”这一思维模型环节的步骤是____________。 （2）实验室用装置A作为制取氧气的发生装置，反应的化学方程式为________________ ________________________。 （3）若用装置B收集氧气，则检查氧气是否收集满的方法是________________________ ____________。 （4）若用装置C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________（填“偏大”“偏小”或“无影响”）。 【答案】(1)④ (2) 2H2O22H2O+O2↑ (3)将带火星的木条放在b导管口，若复燃，则已经收集满氧气(4)无影响 【解析】(1)实验中属于“利用转换法检查气压差”这一思维模型环节的步骤是“停止注水后，如果观察到长颈漏斗中水不再下流并形成一段稳定的水柱，就证明装置气密性良好”。(2)装置A是固液常温型装置，实验室用装置A作为制取氧气的发生装置，所用药品是过氧化氢溶液和二氧化锰，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气。(3)氧气的密度比空气的略大，若用装置B收集氧气，应从a导管通入氧气，空气从b导管被排出。(4)氧气不易溶于水，且用植物油隔绝水和氧气，排出水的体积即为所收集的气体体积，故装置C测量生成氧气的体积，集气瓶上方原有的空气不会对测量结果产生影响。 【变式2-3】小科在氧气的制取和性质研究的实验中，需要制取氧气并完成铁丝在氧气中燃烧的实验。 （1）制取：小科用图A的装置制取氧气时发现试管固定得太高，此时他应该调节图B中的旋钮______（填“①”“②”或“③”）。 （2）收集：小科用排水法收集了三瓶氧气，供铁丝在氧气中燃烧的实验所用。当集气瓶内水面降到图C的位置时，在水面下盖好玻璃片，取出充满氧气的集气瓶，正放于实验桌上。集气瓶中留有少量水的目的是________________________。 （3）性质实验：如图D，取三根粗细、长度均相同的光亮细铁丝，将其中两根分别盘成螺旋状，在每根铁丝一端绑上粗铜丝，另一端系上一根火柴，点燃火柴，待火柴快燃尽时，分别伸入充满氧气的集气瓶中。观察到Ⅰ、Ⅱ中的铁丝都剧烈燃烧，且______（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）中的铁丝燃烧更剧烈；Ⅲ中铁丝没有燃烧。请分析Ⅲ中铁丝不能燃烧的原因：____________ ________________________。 【答案】(1)①② (2)防止实验时溅落的高温熔融物炸裂瓶底 (3)Ⅱ Ⅲ中火柴在铁丝上方，热量随火焰向上传导而不能使温度达到铁丝的着火点 【解析】（1）图B中旋钮①②用于调节试管的高度和倾斜角度，旋钮③用于固定铁架台底座，试管固定太高时，调节①②可降低试管位置。 （2）铁丝在氧气中燃烧生成的是高温熔融物，直接落到集气瓶底会使瓶底受热不均炸裂，少量水可吸收热量、隔绝高温熔融物与瓶底。 （3）Ⅱ中铁丝螺旋状更紧密，与氧气接触面积更大，燃烧更剧烈；燃烧的条件是可燃物、与氧气接触、温度达到着火点，Ⅲ中火柴位置错误，热量无法传递到铁丝，温度达不到着火点，故不能燃烧。 三、质量守恒定律和化学方程式 1.质量守恒定律：在化学反应中，参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。 实质：参加反应的各物质（反应物）的原子重新组合生成其他物质（生成物）的过程。 2.定律解释 （1）宏观解释：参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。 （2）微观解释：化学反应前后原子的种类和数目没有改变。 3.化学方程式：用化学式表示化学反应的方程式。 书写原则： （1）以客观事实为依据，写出反应物和生成物，化学式书写以化合价为依据。 （2）要遵守质量守恒定律，即在化学方程式左、右两边各原子的种类与数目必须相等。 （3）说明反应条件和生成物的状态。 4.方程式的配平 （1）用观察法配平 （2）最小公倍数法 （3）奇数配偶法 5.化学方程式的意义 （1）表示反应物、生成物的种类。 （2）表示反应物和生成物的质量比。 （3）表示反应物和生成物的微粒个数比。 6.根据化学反应方程式计算 常见错误：(1)所设未知数后带有单位。(2)所设物质的质量包含杂质的质量或包含未参加反应的物质的质量。(3)已知物质的质量没有带单位。(4)化学方程式书写错误。(5)关系式中的数据没有与对应物质的化学式对齐。(6)步骤不完整、数值计算错误、答非所问等。 【典例3-1】在一个密闭容器中有X、Y、Z、Q四种物质，在一定条件下充分反应，测得反应前后各物质的质量如下表。下列说法中，正确的是（ ） 物质 X Y Z Q 反应前质量/g 20 20 20 20 反应后质量/g 20 a 16 14 A.物质X可能为催化剂 B.该反应类型是分解反应 C.表中a的值为10 D.参加反应的物质Z的质量为20g 【答案】A 【解析】根据表格中的数据可知，反应后Z减少4g，Q减少6g，即Z和Q为反应物，参加反应的质量分别为4g和6g。X在化学反应前后质量不变，可能是催化剂，也可能不参与该化学反应。故Y为生成物，化学反应后Y的质量增加10g，a为20＋10＝30。该反应有两种反应物，一种生成物，为化合反应。 【典例3-2】某兴趣小组设计了如下实验探究质量守恒定律。 (1)如图甲所示，小柯将烧杯放在天平左盘，使天平平衡。然后取下烧杯，把铁钉放入试管中，一段时间后，再把烧杯放回天平左盘，最后天平是否平衡？________（填“是”或“否”）。反应后试管内溶液的质量________（填“增加”“减少”或“不变”）（已知反应的化学方程式为Fe+CuSO4===Cu+FeSO4）。 (2)已知石灰石的主要成分是碳酸钙（CaCO3），与稀盐酸发生反应：CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑。如图乙所示，小妍将烧杯放在天平左盘，使天平平衡。然后倾斜烧杯使稀盐酸与石灰石粉末混合，一段时间后再把烧杯放回天平左盘，发现天平不再平衡。其原因是_____________。小柯对该实验装置进行改进，把烧杯换成锥形瓶（如图丙所示），装置气密性良好，你认为能否验证质量守恒定律？并阐述理由：________________ _________________________。 (3)小妍想测定实验所用石灰石中碳酸钙的质量分数，取石灰石粉末与足量的稀盐酸充分反应，反应后总质量减少。求该石灰石中碳酸钙的质量分数。（杂质与稀盐酸不反应，结果精确到） 【答案】(1)减少 (2)稀盐酸和石灰石粉末反应产生的二氧化碳气体从烧杯中逸出；不能，稀盐酸与石灰石粉末反应产生的二氧化碳气体使气球体积变大，气球受到空气对它的浮力增大，天平不再平衡 (3)解：设6g石灰石中含CaCO3的质量为x。 CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑ 100 44 x 2.2g 100/44=x/2.2g x=5g 碳酸钙的质量分数为5g/6g×100%83.3%。 答：该石灰石中碳酸钙的质量分数是83.3%。 【解析】(1)甲实验为密闭体系，反应前后总质量不变，天平平衡；反应Fe+CuSO4===Cu+FeSO4中，每56份质量的Fe置换出64份质量的Cu，固体质量增加，因此试管内溶液质量减少。 (2)乙实验为敞口体系，碳酸钙与盐酸反应生成的CO2气体逸出，导致左盘质量减小，天平不平衡；丙实验中气球膨胀，会受到空气的浮力，浮力向上使天平左盘受到的压力减小，因此无法验证质量守恒定律。 (3)反应后总质量减少的2.2g为生成CO2的质量，根据化学方程式中CaCO3与CO2的质量比（100:44），计算出CaCO3的质量为5g，再得到碳酸钙的质量分数。 【变式3】[2025·浙江]化学反应遵守质量守恒定律，科学小组的同学们设计实验对质量守恒定律进行了验证和应用。请回答下列问题。 （1）锥形瓶中盛有40g质量分数为5%的CuSO₄溶液，要与其恰好完全反应，需固体NaOH多少克？（两者反应的化学方程式为2NaOH＋CuSO₄===Cu(OH)₂↓＋Na₂SO₄） （2）用图甲装置进行实验，发现实际使用NaOH的质量小于题（1）计算值就达到了验证质量守恒定律的目的。从实验现象的角度说明用少量NaOH就可完成验证的理由：______ ______________________________。 （3）如图乙，在塑料水瓶中装入水、氧气和铁钉，拧紧瓶盖；保持环境条件不变，一段时间后，发现铁钉生锈，塑料水瓶变瘪，但实验前后装置的总质量不变。结合物质变化，解释塑料水瓶变瘪的原因：__________________________。 （4）从质量守恒定律的微观角度出发，将图丙中的水电解的微观示意图补充完整。 【答案】 (1)CuSO4的质量为40g×5%=2g，设需固体NaOH的质量为x。 2NaOH+CuSO4====Na2SO4+Cu(OH) 2↓ 80 160 x 2g, x=1g 需NaOH固体的质量为1g。 (2)因为仅用少量NaOH即可观察到蓝色絮状沉淀，说明NaOH与CuSO4发生了化学反应；天平两边保持平衡，说明反应前后质量相等。 (3)铁钉生锈消耗了瓶内的氧气，导致瓶内气压降低，外界大气压将塑料瓶压瘪 (4)如下图 【解析】（2）质量守恒定律的验证只需证明“化学反应发生+反应前后总质量不变”，该反应的明显现象是生成蓝色沉淀，少量NaOH即可出现沉淀，结合天平平衡就能完成验证，无需恰好完全反应。 （3）铁钉生锈是铁与氧气、水发生的缓慢氧化，消耗瓶内氧气，使瓶内气体减少、气压减小，外界大气压大于瓶内气压，将塑料瓶压瘪；且该反应在密闭装置中进行，总质量保持不变。 （4）质量守恒定律的微观本质是反应前后原子的种类、数目、质量均不变，水电解的化学方程式为2H2O=== (通电)H2↑+O2↑，故需补充对应数目的氢分子和氧分子。 ★析错纠错★ 易错点①：氧气的收集 1.一个集气瓶、一个双孔塞、一长一短的两根导管组合成科学实验中经常使用的仪器——“万用瓶”。下列“万用瓶”不能达到实验目的的是（ ） A.检测O₂流速 B.收集O₂ C.收集O₂ D.收集O₂ 【答案】C 【解析】万用瓶收集气体遵循“长进短出（密度比空气大）、短进长出（密度比空气小）”，氧气密度比空气大：A.长管进氧气、短管出，可通过气泡快慢检测流速，能达到目的；B.短管进氧气，将空气从长管排出，属于向下排空气法变形，能收集；C.长管进氧气，氧气密度大沉在瓶底，空气无法排出，不能收集；D.排水法收集，短管进氧气，将水从长管排出，能收集。 易错点②：氧气的制取 2.利用如图所示的装置进行氧气的制取与性质的研究。将广口瓶1、2粘在一起并用细玻璃管在靠近底端处连通，在广口瓶2中放置一块带孔塑料板，可以放置固体反应物。 实验步骤如下： ①打开止水夹K1，向广口瓶1和集气瓶中加入适量水，均浸没底端的细玻璃管，继续向广口瓶1中加水，检查装置气密性。 ②保留两瓶中的水，向广口瓶1中加入过氧化氢溶液，在带孔塑料板上放置二氧化锰，盖上瓶塞，打开止水夹K1和K2，开始收集氧气。 ③将带火星的木条放在右侧导管口。 ④待观察到现象时，进行铁丝在氧气中燃烧的实验。 (1)广口瓶1的作用类似于________（填“长颈漏斗”或“分液漏斗”）。 (2)步骤①中，若在集气瓶中观察到________，则说明装置气密性良好。 (3)根据实验要求，带孔塑料板上放置的二氧化锰应取用________（填“块状”或“粉末状”）固体。 【答案】(1)分液漏斗 (2)有气泡冒出 (3)块状 【解析】(1)广口瓶1可通过加水控制过氧化氢溶液的加入量和速率，作用类似于分液漏斗（可控制液体滴加速度）。 (2)步骤①检查气密性时，向广口瓶1加水，瓶内气压增大，若装置气密性良好，气体从细玻璃管进入集气瓶，会观察到集气瓶中有气泡冒出。 (3)带孔塑料板的作用是使固体和液体分离（控制反应发生和停止），因此二氧化锰需为块状，粉末状会从塑料板的孔中漏下，无法实现固液分离。 3.某科学小组进行氧气的制取和性质的研究。 (1)小组同学加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气，图甲是两位同学组装好的仪器，其中正确的是________（填“A”或“B”）。实验开始后，在装药品之前需完成的操作是________。 (2)收集到两瓶相同体积的氧气后，同学们进行图乙所示的实验。点燃系在铁丝下端的火柴棍，待火柴________时，用不同的速度将铁丝伸进盛有氧气的集气瓶里，发现C中铁丝燃烧时间短且现象不明显。查阅资料后得知，快速伸入会使瓶内部分气体受热膨胀逸出，导致C中参与反应的氧气较D中________（填“多”或“少”）。 【答案】(1)A；检查装置气密性 (2)将要燃尽；少 【解析】(1)加热固体时，试管口应略向下倾斜，防止冷凝水回流炸裂试管，故A正确；所有制气体实验，装药品前均需检查装置气密性。 (2)铁丝燃烧实验中，火柴将要燃尽时伸入集气瓶，避免火柴燃烧消耗过多氧气；快速伸入铁丝会使瓶内部分氧气受热膨胀逸出，导致C中参与反应的氧气比D中少，因此燃烧时间短、现象不明显。 4.小明利用如图所示装置进行氧气的制取与性质的研究。 实验步骤如下： ①将带有止水夹的导管和细铁丝固定在瓶塞上，按如图所示连接好电路，然后塞紧瓶塞，检查装置气密性。 ②瓶内加入过氧化氢溶液和二氧化锰，盖上瓶塞，打开止水夹。 ③将带火星的木条放在导管口。 ④待观察到某现象时，立即闭合电路开关。 (1)步骤④中的某现象是指________________________________。 (2)本实验中铁丝在氧气中燃烧的现象是________________________。 (3)与教材中的铁丝燃烧实验相比，写出该装置的一条优点：________________________。 【答案】(1)带火星的木条复燃 (2)剧烈燃烧、火星四射、放热，生成黑色物质 (3)能持续提供氧气，保障铁丝的燃烧（合理即可） 【解析】(1)带火星的木条复燃，说明装置内已收集到足量氧气，此时闭合电路点燃铁丝，能保证铁丝顺利燃烧。 (2)铁丝在氧气中燃烧的典型现象：剧烈燃烧、火星四射，放出大量热，生成一种黑色固体（Fe3O4）。 (3)该装置中过氧化氢持续分解生成氧气，能为铁丝燃烧持续提供氧气，避免教材实验中集气瓶内氧气量有限导致燃烧不充分；同时装置整体密闭，实验更安全。 易错点③：对质量守恒定律的理解 5.下列现象中，符合质量守恒定律的是（ ） A.100g水蒸发形成100g水蒸气 B.氢气和氧气共18g，完全反应一定能生成18g水 C.在放电的情况下，5mL氧气和5mL氮气完全反应，生成10mL一氧化氮气体 D.16g硫在16g氧气中燃烧，生成32g二氧化硫 【答案】D 【解析】质量守恒定律适用于化学变化，不适用于物理变化，且需满足“参加反应的反应物质量总和=生成物质量总和”。 A.水蒸发为水蒸气是物理变化，无新物质生成，不遵循； B.氢气和氧气反应的化学方程式为2H2+O2=== (点燃)H2O，参加反应的和质量比为1:8，18g混合气体若不是此比例，不会生成18g水； C.质量守恒定律研究质量，不研究体积，且5mL和5mL在放电下不能完全反应； D. S+O2=== (点燃)SO2，参加反应的S和质量比为1:1，16gS和16g恰好完全反应，生成32g，遵循质量守恒定律。 6.金属单质M和非金属单质N可反应生成化合物M2N，反应的化学方程式为2M+N=== (△)M2N。现有甲、乙、丙三个实验，所用和的质量和各不相同，但总质量都是。有关实验数据记录如下。 实验 的用量/ 的用量/ M2N的质量/ 甲 乙 丙 下列说法正确的是（ ） A.与的相对分子质量之比是 B.丙实验中的值可能是 C.该反应一定不是氧化反应 D. M2N可能是水 【答案】B 【解析】由实验甲（M9.0g、N1.0g，生成M₂N5.0g）和乙（M4.0g、N6.0g，生成M₂N5.0g）可知，生成5.0gM₂N需消耗4.0gM和1.0gN，即反应中M、N的质量比为4:1。 A.化学方程式为2M+N=== (△)M2N，设M、N相对原子质量为x、y，则2x:y=4:1，得x:y=2:1，并非相对分子质量之比4:1（单质N若为双原子分子，比例会变化），错误； B.生成6.0gM₂N，需M的质量为6.0g×4/5=4.8g，N的质量为6.0g×1/5=1.2g；总质量10.0g，若M过量，则a=10.0g-1.2g=8.8g，b=1.2g，a:b=8.8:1.2=22:3，正确； C.该反应是单质与单质的化合反应，若N为氧气，则属于氧化反应，错误； D.水的化学式为H2O，若M₂N为水，M为H、N为O，质量比为2:16=1:8，与实验得出的4:1不符，错误。 7.质量守恒定律的发现凝聚了许多科学家的心血，阅读材料，回答下列问题。 材料一：早在17世纪，英国化学家波义耳在一个密闭容器中加热金属，得到了金属灰，然后打开容器盖，再次称量金属灰的质量，发现金属灰的质量比反应前的金属质量大。 材料二：1756年，俄国化学家罗蒙诺索夫在一个密闭的容器中加热金属锡，生成了白色的氧化锡，但容器和容器里的物质的总质量在燃烧前后并没有发生变化。于是他认为在化学变化中物质的质量是守恒的，因此提出了质量守恒假说。 (1)小明认为波义耳实验否定了质量守恒假说，你是否赞同小明的观点？请说明理由：________________________________________________________________________________________________________________________。 (2)小明建构了如图甲所示的模型，从微观角度分析质量守恒定律，请你补充完整。 (3)为了进一步证实质量守恒定律，小明参照教材中的实验继续深入探究。在白磷燃烧前后质量测定实验中（如图乙所示），气球的作用有______________________（写一点即可）。 (4)小明认为，蜡烛燃烧后剩下的固体质量比燃烧前少了，因此该现象不符合质量守恒定律。你认为小明得出该错误结论的原因是____________________________________。 【答案】(1)不赞同，金属灰的质量比反应前的金属质量大，是因为金属和氧气发生了反应 (2) (3)密闭，防止物质逸出或进入（或防止容器内气压过大胶塞弹出，合理即可） (4)忽略了蜡烛燃烧生成的二氧化碳和水蒸气逸散到空气中 【解析】(1)波义耳的实验打开了容器盖，金属燃烧消耗的氧气来自空气，且生成的金属灰未在密闭体系中称量，因此金属灰质量增加是因为结合了氧气，并非否定质量守恒定律。 (2)质量守恒定律的微观过程：反应物的原子重新组合成生成物的分子，因此锡原子和氧原子在加热条件下重新结合，形成氧化锡分子。 (3)白磷燃烧放热，瓶内气压骤增，气球可缓冲气压，防止胶塞弹出；同时气球使装置密闭，防止生成的五氧化二磷固体小颗粒逸出，保证称量的总质量不变。 (4)蜡烛燃烧为敞口反应，生成的CO2和H2O逸散到空气中，仅称量剩余固体质量，会误以为质量减少，实际上符合质量守恒定律。 素养提升 8.（2025·浙江模拟）项目学习小组的同学们想设计并制作一台家用制氧机。 〔产品评价量表〕 产品等级 优秀 待改进 指标一：产生氧气 能 不能 指标二：观察氧气生成的速度 能 不能 指标三：可随时关停 能 不能 〔收集资料〕 ①选用的制氧剂为过碳酸钠()，相对分子质量为314，过碳酸钠极易溶于水，常温下其水溶液几乎不产生氧气，在二氧化锰的催化作用下能产生大量氧气，反应的化学方程式为。已知二氧化锰难溶于水。 ②过碳酸钠分解快慢的影响因素探究实验数据表： 组别 温度设置 二氧化锰的质量 水的体积 过碳酸钠的质量 10s内收集的氧气体积 1 5 5 100 20 22 2 25 5 100 20 50 3 25 5 100 15 40 〔制氧机模型〕 （1）图甲是项目小组的同学设计的一代产品，加料盒上的a和b刻度线是过碳酸钠的不同用量，以实现冬夏两季的制氧速度基本相同。根据上述资料分析，在水量相同时，夏季过碳酸钠在加料盒中用量的刻度线是______（填“a”或“b”）。 （2）若在该装置加入157g过碳酸钠()，可制取氧气的质量为______g。 （3）图乙是其二代产品，先在瓶内隔板的右边加入适量水，再将过碳酸钠和二氧化锰通过加料口加入，打开阀门K，注射器将水注入隔板的左边即可获得氧气。二代产品中设置c管的作用是________________________。 （4）图丙是其三代产品，将装有二氧化锰的袋子用绳子挂起，既保证袋子下端能浸在液体中又不低于注射器导管下端，目的是实现评价量表中的指标______。 【答案】(1)a (2)24 (3)观察氧气生成的速度 (4)三 【解析】(1)对比过碳酸钠分解快慢的影响因素表1、2组数据，分析可知温度较高时，相同时间内收集的氧气较多，则反应速率较快，所以夏季加较少的过碳酸钠，加料盒中装到刻度a处。 (2)设生成氧气的质量为x，则： 628 96 157g x x=24g 生成氧气的质量为24g。 (3)产品评价量表中有指标二“观察氧气生成的速度”，结合装置可知二代产品中设置c管是为了观察氧气生成的速度。 （4）评价量表“指标三”为“可随时关停”，将二氧化锰的袋子用绳子挂起，可通过拉动绳子使二氧化锰与过碳酸钠溶液分离，反应停止；放下绳子则二氧化锰再次接触溶液，反应继续，实现“随时关停”。 1 / 23 学科网（北京）股份有限公司 $