专题03 空气、氧气、二氧化碳（期中知识清单）八年级化学上学期新教材沪科版五四学制

专题03 空气、氧气、二氧化碳 一、空气的成分 1. 测定空气中氧气的含量（实验探究） （1）实验步骤：①在100 mL量筒内加入80 mL水，用弹簧夹夹紧乳胶管；②点燃__________中的红磷，立即伸入容积为250 mL的集气瓶中并塞紧橡胶塞；③待红磷火焰熄灭并冷却到__________后，打开弹簧夹。 （2）实验现象：红磷燃烧，产生__________；冷却后打开弹簧夹，量筒中的水被倒吸入集气瓶，量筒内减少的水的体积约占__________。 （3）实验原理：红磷燃烧消耗集气瓶内空气中的__________，使瓶内压强__________，量筒中的水__________；进入瓶中水的体积即为被消耗氧气的体积。 （4）实验结论：__________。 （5）文字表达式：__________。 （6）实验改进：用激光笔在集气瓶外照射引燃红磷，可使装置始终保持密闭，避免瓶内空气受热膨胀逸出而产生误差，也能防止五氧化二磷逸散污染空气。 关键牢记 本实验的核心是“倒吸进水的体积 = 被消耗氧气的体积”，因此必须冷却到室温再打开弹簧夹，且装置气密性要好。 2.空气的成分（体积分数） （1）更精密的实验表明，按体积计算：氮气约__________、氧气约__________、其他物质约1%（其中稀有气体0.94%、二氧化碳0.03%、其他气体和杂质0.03%）。 （2）空气中各成分的含量通常相对稳定；但水蒸气的含量会随地区和气候而变化，二氧化碳的含量也会因人类活动而发生变化。 3. 混合物与纯净物 （1）混合物：由__________的物质混合而成，如__________。 （2）纯净物：只由__________组成，如空气中的__________、__________、二氧化碳。 4. 氮气 （1）物理性质：通常状况下是__________色、__________气味的气体，__________溶于水。 （2）化学性质：化学性质__________，在低温或常温下难与其他物质发生反应；但在特定条件下可与某些物质发生反应。 （3）用途：①作__________，如充入食品袋、灯泡中隔绝氧气（利用化学性质不活泼）；②制造氮肥、炸药等（利用特定条件下能发生反应）；③液氮用于__________，如作深度冷冻剂、为超导材料实验提供低温环境（利用液氮温度低）。 5. 稀有气体 （1）性质：一般不与其他物质反应，曾被称为“惰性气体”；在一定条件下也能与某些物质发生化学反应；通电时能发出__________。 （2）用途：①作__________，如焊接金属时隔绝空气；②制成多种用途的__________，如氙气灯。 6. 洁净空气的重要性与空气质量 （1）空气的作用：动植物生存的必要条件（动物呼吸、植物光合作用都离不开空气）；大气层可使地球上的温度保持相对稳定；空气也是一种宝贵的自然资源。 （2）空气污染物：工业生产与交通运输排放的废气使空气中有害气体和烟尘含量升高，导致空气质量下降。 （3）计入空气质量指数的污染物：__________、__________、__________、__________、__________、__________等。其中PM₂.₅含有大量有毒有害物质，在大气中停留时间长，被人体吸入后可直入支气管，对人体健康影响较大。 （4）改善空气质量的措施：加强空气质量监测，减少空气污染物排放，积极植树、造林、种草，研制和开发清洁能源等。 关键牢记 二氧化碳不属于空气污染物，不计入空气质量指数——这是最常考的易错点之一。 二、氧气和二氧化碳的性质 1. 氧气的用途与物理性质 （1）用途：①__________，如潜水、宇宙航行携带供氧装置，医疗急救输入高浓度氧气；②__________，如气割、炼钢、用作火箭推进剂。 （2）物理性质：通常状况下为__________色、__________气味的气体；密度（0 ℃、101 kPa时为1.429 g/L）__________空气；__________溶于水（通常状况下1 L水约溶解30 mL氧气）；在101 kPa时，−183 ℃液化为淡蓝色液体，−218 ℃变为雪花状淡蓝色固体。 2. 氧气的化学性质（与木炭、铁丝的反应） （1）木炭在氧气中燃烧：发出__________，比在空气中燃烧更剧烈；反应后倒入澄清石灰水并振荡，石灰水变__________，证明生成了二氧化碳。文字表达式：__________。 （2）铁丝在氧气中燃烧：剧烈燃烧，__________，生成__________；实验时铁丝下端系一根火柴引燃，集气瓶中需预先放入少量__________或__________（防止__________）。文字表达式：__________。 （3）氧化反应：物质与__________发生的化学反应属于氧化反应。自然界中普遍存在氧化反应，如__________、生物体内糖类与脂肪的酶催化氧化。 （4）氧气化学性质比较活泼，能与许多物质发生反应；有时需要设法去除氧气或隔绝氧气，如食品真空包装、金属表面涂防锈漆。 关键牢记 物质在空气中燃烧实际上是与其中的氧气反应；氧气浓度越大，燃烧越剧烈。铁丝在空气中不能燃烧，在氧气中可以燃烧。 3. 二氧化碳的性质 （1）物理性质：通常状况下为__________色、__________气味的气体；密度比空气__________；__________溶于水。 （2）__________：固态二氧化碳，外形与冰相似；常压下温度高于−78.5 ℃时直接升华变成气态，升华__________大量的热，降温快且无残留，常用于食品冷藏保鲜及运输；干冰使空气中的水蒸气凝结成小水滴，可用于__________。 （3）不燃烧也不支持燃烧：向烧杯中倾倒二氧化碳，燃着的蜡烛自下而上逐渐熄灭，说明二氧化碳密度比空气__________、不能燃烧也不支持燃烧——这是二氧化碳能用于__________的原因。 （4）与水反应：二氧化碳溶于水时还与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊试液变__________；碳酸不稳定，稍加热即分解为二氧化碳和水，石蕊试液重新变为__________色。文字表达式：__________；__________。 （5）与澄清石灰水反应：二氧化碳能使澄清石灰水变__________，常用于检验二氧化碳。文字表达式：__________。 关键牢记 二氧化碳使石蕊变红，是因为生成的碳酸显酸性，而不是二氧化碳本身显酸性；检验二氧化碳用澄清石灰水。 4. 自然界中的氧循环和碳循环 （1）氧循环：燃料燃烧、生物呼吸等消耗氧气，绿色植物的光合作用源源不断释放__________，使空气中氧气的含量几乎保持恒定。 （2）碳循环：含碳燃料燃烧、火山喷发、生物呼吸作用、生物体被微生物分解等产生__________；绿色植物的光合作用、江河湖海溶解二氧化碳并最终转变成碳酸盐等吸收二氧化碳，使二氧化碳含量相对稳定。 （3）温室效应：含碳燃料消耗激增使大气中__________含量持续上升，导致温室效应加剧、全球变暖。应对措施是“低碳生活”“低碳经济”，通过技术创新、产业转型、新能源开发减少含碳能源消耗。 5. 例题导引：鉴别氧气与二氧化碳 （1）方法1（助燃性差异）：将带火星的木条分别伸入两个集气瓶，能使木条__________的是氧气，使木条__________的是二氧化碳。 （2）方法2（与石灰水反应差异）：分别倒入等量澄清石灰水并振荡，能使石灰水__________的是二氧化碳，__________的是氧气。 （3）方法3（与水反应差异）：分别加入少量水振荡后滴加紫色石蕊试液，能使石蕊变__________的是二氧化碳，__________的是氧气。 三、氧气和二氧化碳的制备 1. 氧气的工业制法 （1）方法：__________。在低温和高压条件下使空气转变为液态再蒸发。 （2）原理：液态氮的沸点（−196 ℃）比液态氧的沸点（−183 ℃）低，__________首先从液态空气中蒸发出来，余下的主要为__________。 （3）贮存：通常将氧气压缩贮存在蓝色的钢瓶中，便于贮存、运输和使用。 （4）特点：属于__________变化（只是物质状态改变，没有生成新物质）；工业制法要考虑原料易得、成本低廉、能大量生产、对环境影响小。 2. 氧气的实验室制法 （1）分解过氧化氢（其水溶液俗称双氧水）：__________。常温下过氧化氢分解很慢，加入二氧化锰后可迅速产生氧气。 （2）加热高锰酸钾：__________。试管口要放一团玻璃棉。 （3）加热混有二氧化锰的氯酸钾：__________，二氧化锰是催化剂。 （4）实验步骤（以加热高锰酸钾为例）：①从__________到__________、从__________到__________搭建装置；②预先备好盛满水并倒扣在水槽中的集气瓶；③点燃酒精灯来回移动使试管受热均匀，再__________；④待导管口出现__________再开始收集；⑤集气瓶内水__________后，用毛玻璃片盖住瓶口取出；⑥先__________，再__________。 （5）高锰酸钾制氧结束时必须先将导管移出水槽再熄灭酒精灯，否则__________。 3. 催化剂与催化作用 （1）概念：在化学反应中能够__________化学反应的速率，而本身的__________和__________在化学反应前后均不发生变化的物质叫做催化剂；催化剂在化学反应中所起的作用叫做__________。 （2）要点：可概括为“一变两不变”——改变反应速率（可能加快也可能减慢），而本身的质量不变、化学性质不变。 （3）实例：过氧化氢分解、氯酸钾分解中二氧化锰都是催化剂；生活中的鸭血、土豆等也可作过氧化氢分解的催化剂。 （4）注意：催化剂不改变生成物的质量，也不改变反应是否发生。 关键牢记 判断某物质是否为催化剂，必须同时满足“改变速率”“质量不变”“化学性质不变”三条，缺一不可。 4. 仪器的连接与装置气密性的检查 （1）连接方法：把玻璃管插入橡胶塞、在玻璃管上套乳胶管时，玻璃管一端要先用__________润湿，再转动插入；用橡胶塞塞住试管时要旋转塞入。 （2）检查方法：连接好装置后，将导管一端伸入__________，用手紧握试管，若导管口有__________，且松手后导管内形成__________，说明装置气密性良好。 （3）原理：用手紧握试管使管内气体温度__________、压强__________，大于外界压强，在压强差作用下导管口冒出气泡；松手后温度__________、压强__________，水被压入导管形成水柱。 （4）若无气泡冒出，说明装置漏气，应检查并更换橡胶塞或乳胶管，重新连接后再检验。 5. 气体的收集方法 （1）排水法：适用于__________且__________的气体（如氧气）；收集的气体较纯净。 （2）向上排空气法：适用于__________的气体（如氧气、二氧化碳）；操作简便，收集的气体较干燥。 （3）向下排空气法：适用于__________的气体（如氢气、氨气）。 （4）排水法收集时，必须待导管口出现__________后再收集，否则收集到的气体不纯。 6. 二氧化碳的实验室制法 （1）反应原理：常用__________或__________（主要成分都是碳酸钙）与__________反应。文字表达式：__________。 （2）发生装置：固液不加热型，与过氧化氢制氧气的发生装置相似；用长颈漏斗时，液体要浸没__________（形成液封），改用分液漏斗可通过__________控制反应平稳进行。 （3）收集方法：__________法（二氧化碳密度比空气大、能溶于水）。 （4）验满：将__________在集气瓶口，若木条__________，说明已收集满。 （5）操作步骤顺序：连接__________→检查__________→装入__________→注入__________→收集__________→验__________。 7. 实验室制取气体的一般思路 （1）确定反应原理：选择含有__________的反应物，如制取氧气选含氧元素的物质，制取二氧化碳选含碳、氧元素的物质。 （2）选择发生装置：依据__________和__________确定。固固加热型（如加热高锰酸钾制氧气）；固液不加热型（如过氧化氢与二氧化锰制氧气、大理石与稀盐酸制二氧化碳）。 （3）选择收集装置：依据__________大小、气体__________确定。 （4）迁移应用：锌粒与稀硫酸反应制氢气，反应物为固体与液体、不需加热，发生装置与制二氧化碳相似；氢气密度小于空气、难溶于水，可用向下排空气法或排水法收集。 关键牢记 发生装置看“状态＋条件”，收集装置看“密度＋溶解性”——这是制取气体装置选择的总口诀。 四、跨学科实践活动：基于特定需求设计和制作简易供氧器 （1）活动1 分析供氧器的不同需求场景及原理：通过不同途径调查简易供氧器的不同需求场景及原理，比较分析后确定本组选择的使用场景及原理，讨论氧气在生产生活和科学研究中的应用。 （2）调查提示：结合氧气在实际生产生活中的用途开展调查；调查不同场景下产生氧气的方法，了解反应物的易得性、实验装置的简便性和操作的可行性。 （3）活动2 设计并制作供氧器：根据所选场景和原理选择物料与器械，确定设计方案并分工完成；设计时可运用实验室制取气体的一般思路与方法，应考虑到氧气的发生、洗涤和速度可控等要求；需用到危险性加工器械时要在教师指导下进行。 （4）交流与反思：以小组为单位发布产品，与其他小组比较，分析并记录本组的优点与不足；梳理、汇总作品制作类课题的解决思路和方法。 五、例题导引（教材例题）（1）红磷引燃方式的改进：用激光笔在集气瓶外照射引燃红磷，可使装置始终保持密闭，避免瓶内空气受热膨胀逸出而产生误差，使测定结果更准确；同时可防止生成的五氧化二磷逸散到空气中造成环境污染。 （2）氢气的制取装置设计：锌粒是固体、稀硫酸是液体，反应不需加热，故发生装置与实验室制取二氧化碳的发生装置相似；氢气密度小于空气且难溶于水，可用向下排空气法或排水法收集。 一、空气的成分 易错1：把空气的质量分数当作体积分数。正解：空气中的“78%、21%”等指的是体积分数，不是质量分数。 易错2：认为二氧化碳是空气污染物、计入空气质量指数。正解：计入空气质量指数的是二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧、PM10、PM2.5等，二氧化碳不属于空气污染物。 易错3：认为空气只由氮气和氧气组成。正解：空气是混合物，除氮气、氧气外还有稀有气体、二氧化碳、其他气体和杂质，且水蒸气含量会随地区与气候变化。 易错4：测定氧气含量实验中，未冷却到室温就打开弹簧夹。正解：必须冷却到室温再打开，否则瓶内气体仍处于膨胀状态，进入的水偏少，结果偏低。 易错5：把“红磷燃烧产生大量白烟”说成“白雾”。正解：烟是固体小颗粒，雾是小液滴；五氧化二磷是固体，应描述为白烟。 二、氧气和二氧化碳的性质 易错6：混淆“不易溶于水”与“难溶于水”的气体。正解：氧气不易溶于水（1 L水约溶解30 mL），故可用排水法收集；二氧化碳能溶于水，一般不用排水法。 易错7：认为铁丝在空气中也能燃烧。正解：铁丝在空气中不能燃烧，只能在氧气中燃烧；实验时集气瓶底要放少量水或细沙。 易错8：描述铁丝燃烧产物写成“氧化铁”或“三氧化二铁”。正解：铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁（Fe₃O₄），是黑色固体。 易错9：认为二氧化碳使紫色石蕊变红是因为二氧化碳显酸性。正解：二氧化碳与水反应生成的碳酸显酸性，使石蕊变红；干燥的二氧化碳不能使石蕊变红。 易错10：认为二氧化碳能支持燃烧。正解：二氧化碳不能燃烧，一般情况下也不支持燃烧，故可用于灭火。 易错11：把“干冰升华”当作化学变化。正解：干冰升华是状态改变，没有生成新物质，属于物理变化。 易错12：混淆“检验二氧化碳”与“验满二氧化碳”。正解：检验用澄清石灰水；验满是将燃着的木条放在集气瓶口。 三、气体的制备 易错13：认为分离液态空气制氧气是化学变化。正解：只是利用沸点不同进行分离，属于物理变化。 易错14：搞混液氮与液氧谁先汽化。正解：液态氮沸点（−196 ℃）低于液态氧沸点（−183 ℃），氮气先蒸发出来。 易错15：认为催化剂一定加快反应速率。正解：催化剂是“改变”速率，可能加快也可能减慢；判断催化剂必须同时满足改变速率、质量不变、化学性质不变三条。 易错16：认为催化剂能增加生成物的量。正解：催化剂只改变反应速率，不改变生成物的质量。 易错17：加热高锰酸钾制氧气结束时先熄灭酒精灯后移导管。正解：必须先将导管移出水槽再熄灭酒精灯，防止水倒吸使试管炸裂。 易错18：一有气泡冒出就开始收集气体。正解：应待导管口出现连续均匀（稳定）的气泡后再收集，开始冒出的是装置内的空气。 易错19：长颈漏斗下端管口未浸没在液面下。正解：必须形成液封，否则生成的气体会从长颈漏斗逸出。 易错20：制取二氧化碳用浓盐酸或硫酸代替稀盐酸。正解：实验室用大理石与稀盐酸反应；浓盐酸易挥发使气体不纯，硫酸与碳酸钙反应生成微溶物覆盖表面使反应停止。 题型一｜空气成分与物质分类判断题 1．下列各组物质中，前者属于混合物，后者属于纯净物的是 A．氮气、氧气 B．五氧化二磷、四氧化三铁 C．空气、二氧化碳 D．食醋、牛奶 2．2026年我国空间站开展材料实验，空间站“人造空气”和地球空气成分接近。下列说法正确的是 A．人造空气中不含氮气 B．人造空气属于混合物 C．人造空气中氧气质量分数21% D．人造空气中氧气越多越好 3．下列关于空气及其成分的说法中，正确的是 A．空气中的氮气易溶于水 B．氮气和氧气混合后，其化学性质都没有发生改变 C．空气是由空气分子构成的 D．空气中的二氧化碳会污染空气 4．空气是一种宝贵的自然资源，下列有关说法正确的是 A．通常空气中氮气的质量分数为78% B．空气中的有害气体有SO2、CO2等 C．空气属于混合物 D．氧气具有可燃性，可用作航天燃料 5．下列物质中，属于混合物的是 A．冰水混合物 B．液氧 C．澄清石灰水 D．干冰 6．空气是一种重要的自然资源。下列有关说法错误的是 A．空气中敞口放置的饼干变软，是因为空气中含有水蒸气 B．空气中的氮气常用作保护气 C．新鲜洁净的空气中不含二氧化碳 D．空气中的氧气主要来自植物的光合作用 7．按要求填空。 （1）空气各成分中体积分数为21%的是__________（填名称，下同），体积分数较大且化学性质不活泼的是__________。 （2）现有如下几种物质：①洁净空气，②液氧，③五氧化二磷，④二氧化碳，⑤自来水，⑥冰水混合物。其中属于混合物的是__________（填序号，下同），属于纯净物的是__________。 （3）从氧气、二氧化碳、氮气、氦气、水蒸气五种气体中，按题意选择适当的物质填空（填名称）。 a.饼干露置在空气中变软了，证明空气中含有__________； b.光合作用的主要原料之一，也会产生温室效应的气体是__________； c.盛大节日可以用来充灌气球的是__________。 题型二｜空气成分的性质、用途与空气保护题 1．下列气体过量排放会参与形成酸雨的是 A．二氧化碳 B．氮气 C．二氧化硫 D．氧气 2．氮气充入食品包装袋内防腐，主要利用氮气的性质是 A．密度小 B．沸点低 C．无色无味 D．化学性质不活泼 3．目前计入空气污染指数的项目中，不包括 A．二氧化硫 B．二氧化氮 C．一氧化碳 D．二氧化碳 4．下列有关空气各成分的说法不正确的是 A．氧气的化学性质比较活泼，属于可燃物 B．氮气化学性质不活泼可用作焊接金属的保护气 C．二氧化碳可供给植物进行光合作用 D．稀有气体化学性质不活泼，可用作灯泡的填充气体 5．东西湖柏泉茶园距今已有千年历史。茶树能净化空气，改善空气质量。 （1）茶园周围空气清新，清新的空气属于___（选填“纯净物” 或“混合物”）； （2）空气是一种宝贵的自然资源，下图为空气成分示意图，其中 A 的 名称是___，A 的用途之一是_____，工业上常用分 离液态空气法获取氧气，该过程中发生___（选填“物理”或 “化学”）变化； （3）为进一步维护好我区的空气质量，下列保护空气的措施合理的是___（填序号）。 A．关闭所有的工厂 B．少开私家车，“低碳”出行 C．植树造林 D．控制烟花爆竹的燃放 6．随着环保意识的提高，人们对空气质量越来越关注。某实践活动小组在老师的带领下，对空气质量监测等开展了一系列项目式学习。 活动一：了解空气质量指数表示的含义 （1）下图是某日的空气质量情况，该日的空气质量为________。 活动二：调查微型空气质量“监测站” 观察并记录某段时间显示的数据如下表： 二氧化氮（） 臭氧（） 一氧化碳（） 22 158 1.3 （2）除显示器显示的内容外，还需要监测的空气污染物有________（写一种）。 活动三：提出空气质量改进方案 （3）为了保护人类赖以生存的环境，我们在校园中能做什么？________（写一条） 7．阅读下列材料，回答相关问题。 氩氦刀不是一般意义上的手术刀，而是一种低温冷冻微创治疗肿瘤的设备，其治疗过程利用氩气降温和氦气升温，因此被称为氩氦刀。大多数气体遇节流后温度将下降，如氩气和氧气。而某些气体，例如氢气和氦气，温度反而上升。 氩氦刀的制冷和加热原理是：当高压气体经针尖突然释放，进入较大空间时，随着压强突然降低，气体会使局部温度迅速降低或升高。氩气在针尖急速释放，可在几十秒内冷冻病变组织，使其温度降至-160℃至-140℃维持15min，关闭氩气，启动氦气；氦气在针尖急速释放，将使病变组织快速升温解冻，从而消除肿瘤。降温和升温的速度，以及冷冻区域的大小与形状都可以进行精确设定和控制，而且氩氦刀没有化疗和放疗带来的副作用。 （1）氩氦刀治疗肿瘤的原理是利用氩气和氦气的特性，通过改变______________来实现气体对病变组织的快速降温和升温。 （2）氩气和氦气都属于稀有气体，都可用作保护气，因为它们的化学性质______________（填“稳定”或“不稳定”）。 （3）氦气除了可以用来治疗肿瘤外，还有的用途是______________（填字母）。 a．制作氦气球      b．作焊接金属的保护气      c．用于供给生物呼吸 （4）稀有气体中氙气（Xe）具有极高的发光强度，在一定条件下氙气（Xe）能与氟气（F2）发生反应生成六氟化氙（XeF6），符号表达式为______________________。 （5）氩氦刀治疗肿瘤的优点是______________________（写一点即可）。 8．请回答与空气相关的问题： （1）炎热的夏天，将冰棒从冰箱中取出时，冰棒周围有许多“白气”，“白气”的主要成分是______。 （2）为延长保质期，赣南板鸭常采用真空包装。食品采用真空包装的目的是隔绝______，防止食品变质。 （3）空气质量与人体健康密切相关。下列做法或措施有利于改善空气质量的是______（填字母）。 A．积极植树造林 B．燃放烟花爆竹 C．露天焚烧秸秆 D．工地喷水降尘 题型三｜测定空气中氧气含量的实验题（原理·现象·误差·改进·计算）1．用红磷测定空气中氧气含量的实验中，某同学发现进入集气瓶中的水未达到集气瓶容积的五分之一。下列原因分析不合理的是 A．红磷的量不足 B．装置的气密性不好 C．未冷却至室温就打开弹簧夹 D．点燃的红磷伸入集气瓶过慢 2．在红磷燃烧测定空气中氧气含量实验中，以下说法正确的是 A．若红磷量不足，则导致实验结果偏大 B．若未冷却至室温就打开弹簧夹，则实验结果偏小 C．盛有红磷的燃烧匙应缓慢伸入集气瓶 D．若弹簧夹未夹紧则导致实验结果偏小 3．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。小明建构了“混合物含量测定”的思维模型，并运用该模型对“测定空气中氧气含量”进行实验探究： 【原理分析】 （1）利用某种化学物质将氧气反应掉以测定空气中氧气的含量，属于思维模型中的______（填“分离转移”或“反应转化”）。 【实验过程】 （2）按图甲装置测定空气中氧气含量，红磷必须______（填“少量”或“足量”）；写出红磷燃烧的文字或符号表达式______；弹簧夹的最佳打开时间是______（填“反应刚结束”或“冷却到室温”）时。打开弹簧夹后，烧杯中的水能倒吸入集气瓶的原因是______。 【数据推导】 （3）同学们将甲装置改进为乙装置，若试管容积为30mL（忽略细玻璃管和试剂所占的体积），注射器活塞对应的初始刻度为10mL，实验开始前打开弹簧夹，反应过程中反复推拉注射器活塞，实验结束后，冷却至室温，注射器活塞最终停留在刻度______mL的位置，与甲装置相比，乙装置的优点为______（写一条）。 【实验反思】 （4）小明又设计了图丙的实验，猜想铜粉可代替红磷的主要原因：______、______（写两条）。 4．小组用图1所示装置测定空气中氧气的含量，图2是图1中压强传感器所测数据。 （1）写出观察到的红磷燃烧现象___________， 打开止水夹现象___________。 （2）写出反应的文字或符号表达式________________。 （3）从该实验推测氮气物理性质：_______； 化学性质：______（各写一条）。 （4）要保证该实验成功，操作中应注意的问题（写出两点即可）： ___________ ，___________。 （5）检查装置气密性的方法是打开止水夹，用手捂住集气瓶，若观察到___________，则说明装置气密性良好。 （6）图2中 CD段压强下降，原因是____（填序号）。 a．瓶内温度升高 b．瓶内氧气的含量降低 （7）图2中气压变化至D点时，进行的实验操作是___________。 5．学习完测定空气中氧气的含量后，同学们对课本实验进行了改进： （已知：白磷和红磷都能在空气中燃烧生成五氧化二磷） （1）如图1，红磷在瓶中燃烧产生大量__________，放出大量热，燃烧停止，__________，打开弹簧夹，可以观察到水进入集气瓶上升至__________处停止通过该实验现象，还能判断出剩余的主要气体的化学性质是__________。 （2）图2装置中，红磷量必须充足的原因是__________。 （3）图3装置中，若白磷量充足，活塞最终停在刻度线__________（填序号）。 A．4处 B．5处 C．1处 D．2处 （4）图4装置中，实验测定结果偏小，写出一条可能的原因：__________。 （5）利用图5中的传感器可以实时监测实验过程中装置内的压强、温度和氧气浓度，得到3条曲线，变化趋势如图6所示。 X曲线表示__________（选填“温度”或“氧气浓度”）变化趋势。压强曲线中，BC段气压变化的主要原因是__________________________________________________。 6．科学探究和证据推理是化学学科的核心素养。化学兴趣小组利用图1和图2装置测定空气中氧气的含量，用压强传感器测出图2集气瓶中压强变化曲线如图3。 （1）图1实验中，用酒精灯点燃红磷后立即伸入集气瓶中，并塞紧橡胶塞，可观察到红磷燃烧的现象为____________________，反应的文字表达式为______________________________。 （2）图2中改用太阳光引燃红磷的优点是______________________________。 （3）图3中cd段气压变化的原因是__________（填字母序号）。 A．红磷燃烧时消耗氧气 B．红磷燃烧时放出热量 C．红磷熄灭后温度降低 D．打开止水夹 （4）已知：硫可在空气中燃烧，该反应的文字表达式为________________________________________。实验1若用足量硫替换红磷，规范操作后，测得的氧气含量将__________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 7．在医疗上有一个重要环节为“高流氧呼吸”，其本质和“富氧空气”差不多， 化学兴趣小组欲混制“富氧空气”并开展相关探究。 实验一：混制“富氧空气”。 （1）用高锰酸钾制取氧气 ①仪器 A 的名称为___（选填“锥形瓶”或“烧瓶”）。 ②该反应的表达式为___（写文字或符号表达式皆可）。 ③组装一套发生装置，除要用到图 1 中的 B、C、F 外，还需要选用仪器有___（填 字母序号）。 （2）混制“富氧空气”。如图 2，用氮气及上述实验制取的氧气混制一瓶“富氧空 气”，气体应从___（填“a”或“b”）通入。 实验二：测定“富氧空气”中氧气的体积分数。 （3）用如图 3 装置测定“富氧空气”中氧气的体积分数（集气瓶容积为 V1mL，底部 已加入 V2mL 水）。烧杯中盛有 V3mL 的水，红磷充分燃烧熄灭后，冷却至室温， 打开止水夹，待右侧烧杯内液面不再变化，测出烧杯内剩余水的体积为 V4mL。 ①实验测得“富氧空气”中氧气的体积分数为___（用含 V1、V2、V3、V4的式子表示）。 ②下列有关说法错误的是___（填字母序号）。 A．燃烧匙内的红磷可以换成白磷或木炭 B．若红磷量不足会使最终的测量结果偏小 C．点燃红磷，应该由瓶口缓慢地伸入集气瓶然后塞上橡皮塞 题型四｜氧气、二氧化碳的性质、检验与鉴别题 1．下列有关物质性质的描述中属于化学性质的是 A．液态空气是淡蓝色液体 B．氧气能跟许多物质发生化学反应 C．充入氖气的灯管充电时可发出红光 D．氯酸钾是白色固体 2．鉴别空气、氧气、氢气、二氧化碳四瓶气体，最好选用的方法是 A．加入紫色石蕊试液 B．将带火星的木条伸入瓶中 C．将燃着的木条伸入瓶中 D．加入澄清石灰水 3．实现“碳中和”是国家战略，下列有关二氧化碳的认识，错误的是 A．固态CO2俗称干冰，可用于人工降雨 B．植物光合作用消耗CO2，属于自然界碳循环 C．向装满CO2的软塑料瓶加水振荡，瓶子变瘪，证明CO2能与水反应 D．过多CO2排放会引起温室效应，但CO2不属于空气污染物 4．下列关于氧气性质的描述中，不正确的是 A．分离液态空气获得氧气是化学变化 B．氧气是一种化学性质比较活泼的气体 C．氧气在低温、高压时能变为液体或固体 D．通常状况下，氧气是一种无味无臭的气体 5．氧气的用途与其性质密切相关。下列说法中正确的是 A．医疗急救利用了氧气能供给呼吸的性质 B．气焊、气割利用了氧气能供给呼吸的性质 C．食品包装中充入氧气可以延长食品的保质期 D．在大棚中通入大量氧气可以促进绿色植物的光合作用 6．检验集气瓶中收集到的气体是否为氧气，可采用的方法是 A．将带火星的木条伸入瓶内 B．将燃着的木条伸入瓶内看是否熄灭 C．向瓶内倒入少量澄清石灰水 D．闻一闻是否有气味 7．臭氧（O3）在通常状况下是淡蓝色、有鱼腥臭味的气体。臭氧不稳定，一旦受热极易转化成氧气，并放出大量的热。臭氧的氧化性比氧气强得多。空气中的氧气通过臭氧发生器在高压电极的作用下能转化为臭氧。臭氧在地面附近的大气层中含量极少，在离地面约25 km处有一个极薄的臭氧层。臭氧层能吸收太阳辐射中的大量紫外线，使地球上的生物免遭紫外线的伤害，它是生命的保护层。超音速飞机排出废气中的一氧化碳、一氧化氮等气体，电冰箱中使用的制冷剂“氟利昂”等对臭氧层有很大的破坏作用，会使臭氧层形成空洞，从而降低对太阳辐射中紫外线的吸收，导致皮肤癌的发病率大大增加。 根据上文，回答下列问题。 （1）氧气通过臭氧发生器转化为臭氧属于________（填“物理”或“化学”）变化。 （2）将带火星的木条伸入到盛有臭氧的集气瓶中，可以看到________的现象，原因是________。 （3）大气中的臭氧层遭破坏，它会引起________（填字母）。 A．光合作用增加 B．皮肤癌患者增多 C．太阳照射时间长 （4）生活中可采取________（填字母）的方法保护臭氧层。 A．减少氟利昂使用 B．使用无氟冰箱 C．减少CO、NO等气体的排出量 8．氧气是一种重要的气体，在生产和生活中有广泛的用途。小明同学在小组合作学习过程中，对氧气的相关问题，以结构图的形式进行了如下梳理。 （1）自然界产生氧气的途径主要是________________。 （2）洁净的空气属于________________（填“纯净物”或“混合物”）。 （3）医疗急救经常要用到氧气，是因为氧气可以________________。 （4）家庭中制取氧气。某品牌家庭制氧机是利用分子筛制氧，其微观示意图如图2所示。分子筛制氧的过程属于________（填“物理”或“化学”）变化，与分离液态空气法制氧气相比，分子筛制氧的优点是________________________________________________。 （5）做细铁丝在氧气中燃烧的实验时，观察到比在空气中燃烧更剧烈，是因为______________；实验装置中集气瓶底部要加少量水，原因是________________________。 （6）空气污染物除了可吸入颗粒物外，还包括_______（填序号）。 ①二氧化碳  ②二氧化硫  ③一氧化碳  ④二氧化氮  ⑤臭氧 （7）为减少空气污染，用天然气代替煤燃料，天然气的主要成分是甲烷，甲烷在空气中燃烧产生二氧化碳和水，请用文字表示该化学反应：_______________________________。 9．氧气是初中化学学习的一种重要气体，请回答下列问题。 （1）仪器a的名称：__________。 （2）实验室用高锰酸钾制取氧气的符号表达式为_____________________，应选择的发生装置是__________。 （3）进行硫在氧气中燃烧实验时，最好选择的收集装置是__________（从A～E中选择）。 （4）用装置F收集氧气，应将气体从__________（填“b”或“c”）口通入，用该装置收集氧气验满的方法是______________________________。 题型五｜燃烧现象判断与反应基本类型题 1．下列实验现象中正确的是 A．木炭在氧气中燃烧，有无色刺激性气味气体生成 B．蜡烛在氧气中燃烧，发出白光，瓶壁上会出现水雾，倒入澄清石灰水振荡会变浑浊 C．红磷在氧气中剧烈燃烧，有黄色火焰，生成大量白色气体 D．铁丝在空气中能剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，有黑色熔融物溅落瓶底 2．纳米铁粉是非常细小的铁的小颗粒，在空气中不易自燃，但稍加热却可剧烈燃烧。如图是纳米铁粉在锥形瓶中燃烧的实验，下列说法不正确的是 A．锥形瓶内的水也可以用一层细沙代替 B．本实验中，铁粉剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成红色固体 C．激光手电的作用是点燃锥形瓶内的铁粉 D．实验中可以看到纳米铁粉燃烧时，气球变大，冷却至室温后，气球变瘪 3．某同学做木炭在氧气中燃烧的实验过程如图，下列说法正确的是 A．进行该实验时，需标注实验图标 B．坩埚钳夹持红热的木炭由瓶口快速伸入氧气中 C．木炭在氧气中剧烈燃烧，火星四射 D．澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳生成 4．下列反应不属于化合反应，不属于分解反应，也不属于氧化反应的是 A．氧化汞汞＋氧气 B．红磷＋氧气五氧化二磷 C．氢氧化钙＋二氧化碳→碳酸钙＋水 D．石蜡＋氧气二氧化碳＋水 5．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．Ⅰ、Ⅱ两类反应均体现了氧气的氧化性 B．Fe在Ⅰ、Ⅱ两类反应中的条件相同 C．Ⅰ类反应放出热量，Ⅱ类反应吸收热量 D．Ⅰ、Ⅱ两类反应均会发光 6．下列反应中，属于氧化反应但不属于化合反应的是 A．铁+氧气四氧化三铁 B．碱式碳酸铜氧化铜+二氧化碳+水 C．酒精+氧气二氧化碳+水 D．铜+氧气氧化铜 7．食品安全、空气质量与人类健康密切相关。 （1）食物腐败是缓慢氧化的过程，下列不属于缓慢氧化的是______（用字母填空）。 A．铁生锈 B．呼吸作用 C．天然气燃烧 （2）食品保鲜常用铁粉脱氧剂。其原理是铁与水蒸气和氧气反应生成氢氧化铁，该原理的文字表达式为______。 8．新型材料纳米级铁粉具有广泛的用途，它比普通铁粉更易与氧气反应，其制备流程如图所示。 （1）在制备流程中分离液态空气制取氮气依据的是空气中液氧和液氮的_______不同。充装钢瓶中的物质属于______（填“纯净物”或“混合物”）。 （2）高温炉中发生反应得到纳米级铁粉。纳米级铁粉在氧气中能燃烧生成黑色固体，发生反应的化学方程式为______________。 （3）铁丝在氧气中燃烧的实验如图，该实验预先在集气瓶底放少量水的目的是______________。 9．《天工开物》记载“凡醋，麦、米皆可造……入瓮密封，旬日香成”，古法酿醋工艺简化流程如图。 （1）古人种植麦、米以供造醋，谷物在田间生长积累淀粉，该过程依靠植物的_______作用。 （2）酿醋后期密封瓦瓮，主要是防止_________进入，避免醋变质。 （3）谷物入瓮静待旬日，微生物促成乙醇与氧气反应，生成醋酸和水，写出该反应的文字表达式____________。 10．下图分别为硫、铁丝在氧气中燃烧的实验，请回答问题。 （1）实验一中，点燃石英玻璃燃烧匙（可以导气）中的硫粉，立即伸入装置中，产生淡蓝色火焰，然后通入氧气，产生明亮的________色火焰。对比通入氧气前后的现象，可得出硫燃烧的剧烈程度与________有关。 （2）用文字表示实验二中发生的反应：________。 （3）实验________（填“一”或“二”）集气瓶底部的水能用细沙代替。 （4）关于上述两个反应的说法不正确的是________（填序号）。 ①反应都放出热量    ②都是氧化反应 ③生成物都是固体    ④都能观察到火星四射 题型六｜燃烧实验的操作与探究题 1．利用如图1传感器采集蜡烛燃烧过程中O2和CO2浓度的变化，实验过程中采集到的数据如图2，以探究蜡烛熄灭的原因。以下分析不合理的是 A．图2中的曲线1表示瓶内O2浓度的变化 B．蜡烛燃烧过程中，瓶内氮气的总质量基本不变 C．蜡烛熄灭的原因可能是燃烧过程中产生一定浓度的CO2导致 D．燃着的蜡烛能在浓度为15%O2、5%CO2和80%N2的混合气体中保持燃烧 2．空气是一种宝贵的资源，对人类的生产、生活有很重要的作用。 （1）如图是工业上用分离液态空气法制取氧气流程图，利用空气中氮气和氧气的______不同，该方法属于______（填“物理”或“化学”）变化。流程图中空格①处应填写的物质是______，该成分在空气中所占的体积分数为______。 经过步骤A处理后的空气属于______（填“纯净物”或“混合物”）。 （2）洁净的空气对人类非常重要。下列有利于保护大气的做法是______。 A．使用新能源共享汽车 B．将工厂的烟囱造高，有害气体排向高空，以减少工厂周围的大气污染 C．植树造林，保护森林 D．加强大气监测，改善环境状况 （3）部分冰箱用“气调保鲜”的方式达到对食物保鲜的效果。如图是工业上用膜分离技术实现“气调保鲜”的流程示意图，在空气分离后，进入冰箱保鲜室内的气体是______（选填“富氧空气”或“富氮空气”），这一保鲜原理主要是利用氮气的性质是______。 3．某化学兴趣小组进行“铁丝在氧气中燃烧”的实验，并进行了一些探究活动。 （1）【实验回顾】铁丝在氧气中燃烧实验的示意图如图，实验前要将铁丝打磨，原因是___________；图中螺旋状铁丝的末端系一根火柴的作用是___________；集气瓶中先放一些水的作用是___________。铁丝燃烧的符号表达式为___________。 （2）【探究一】铁丝燃烧是否需要纯氧？ 【设计实验1】取直径为0.38 mm的铁丝，分别在体积分数为90%、70%、60%、55%的氧气中实验。实验现象如表所示： 体积分数 90% 70% 60% 55% 实验现象 燃烧剧烈、燃烧时间长，效果好 燃烧比90%弱，燃烧时间短，实验成功 燃烧比70%弱，燃烧时间更短，实验成功 难以燃烧，只是发红 【结论】就0.38 mm铁丝而言，铁丝燃烧对氧气体积分数的要求是______（“>”“=”或“<”）55%。 （3）【探究二】兴趣小组同学又产生新的猜想，铁丝燃烧，是否和铁本身的颗粒大小有关？ 【设计实验2】他们用还原铁粉、纳米铁粉在空气中进行实验，实验操作及现象如表： 还原铁粉 纳米铁粉 粒径大小（nm） 1000 20-200 实验操作和现象 直接洒在燃着的酒精灯外焰上，有火星 直接从密封容器中洒落在陶土网上，有火星 由此实验你能得出的结论是：___________。 4．化学十分重视实证和理性思维。 （1）实验一中，木炭应__________（填“快速”或“缓慢”）插入充满氧气的集气瓶内。木炭在空气和氧气中燃烧现象不同，由此可知，燃烧的剧烈程度与______________________________有关。 （2）实验二中，铁在氧气中燃烧的文字表达式为______________________________，集气瓶底预先放少量的水的作用为______________________________。 5．某同学发现，在实验室做“铁丝在氧气中燃烧”的实验时，有些同学的实验现象不明显，围绕这一现象，在老师的指导下，同学们进行了一系列的探究活动： （1）活动一：铁丝缠绕成螺旋状的作用？ 【实验内容】取3根材质、大小相同的铁丝，将一根拉直，另两根绕成宽窄不同的螺旋状，进行如图所示实验。 【实验现象】铁丝均能燃烧，剧烈程度不同。Ⅱ最剧烈，其次是Ⅲ，较弱是I。 【实验分析】铁丝在氧气中能不能燃烧，与将铁丝缠绕成螺旋状______（填“有”或“无”）关。 【实验结论】将铁丝缠绕成螺旋状的作用是_______________。 （2）活动二：铁丝燃烧产生火星四射的原因？ 【查阅资料】日常生活中的铁制品都含有少量的碳杂质。 【实验内容】取长短相同、直径均为0.38mm、含碳量不同的4根铁丝分别在足量的氧气中燃烧。 【实验现象】 含碳量不同的铁丝 纯铁丝 含碳0.05%的铁丝 含碳0.2%的铁丝 含碳0.6%的铁丝 燃烧时的现象 无火星四射，熔断 剧烈燃烧，极少火星 剧烈燃烧，少量火星 未记录 【实验分析】 ①推测表中“未记录”部分的内容可能是________________。 ②铁丝在氧气中燃烧的文字表达式为______________________。 【实验结论】通过以上实验，说明铁丝燃烧产生火星四射的现象，可能与_________有关。 【反思与评价】 （3）如图是同学们进行“铁丝在氧气中燃烧”实验时的几种操作方式，其中更能提高实验成功率的方式是___________（填字母序号）。 （4）实验中集气瓶底部预留少量水或细沙的目的_____________________。 题型七｜氧循环、碳循环与碳中和分析题 1．下图为自然界中“碳循环”“氧循环”简图。下列说法不正确的是 A．碳、氧循环有利于维持大气中二氧化碳和氧气含量的相对稳定 B．碳、氧循环过程中只发生物理变化 C．水循环与氧循环在变化上有本质的区别 D．绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能 2．“碳循环”和“氧循环”是自然界中的重要循环，下列用化学学科观点分析“碳、氧循环”的说法中．不正确的是 A．元素观：“碳、氧循环”过程中，元素种类不变 B．微粒观：自然界碳、氧循环过程中氧原子种类和总数保持不变 C．变化观：⑤⑥反应中反应物相同产物不同，原因是反应条件不同 D．平衡观：碳、氧循环发生的变化多是物理变化，可维持大气中O2和CO2含量的相对稳定 3．关于自然界中的“氧循环”，下列说法不正确的是 A．自然界中产生氧气的途径主要是植物光合作用 B．自然界中的“氧循环”是通过物理变化实现的 C．自然界中通过“氧循环”维持了相对稳定的大气含氧量 D．自然界中通过“氧循环”为生态系统的正常运转提供可靠的资源保障 4．下列关于自然界中“水循环”“氧循环”和“碳循环”的说法不正确的是 A．绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能 B．“碳达峰”与“碳中和”中的“碳”指的主要是二氧化碳 C．“氧循环”可使自然界中的氧原子总数增加 D．“水循环”与“氧循环”在变化上有本质区别 5．如图是自然界中氧的部分循环示意图，分析并回答下列问题。 （1）从如图所示的①~⑥中选择合适的序号填空，消耗氧气的有①⑤和________。 （2）下列关于氧气的说法正确的是________（填字母序号）。 A．氧气百利而无一害 B．空气中氧气的浓度越高越好 C．空气中氧气的含量永远不变 D．空气中的氧处于动态平衡 （3）鱼、虾能在水中生存，是因为氧气_________溶于水。 6．如图是自然界中氧的部分循环示意图，分析并回答下列问题。 （1）从如图所示的①~⑥中选择合适的序号填空，产生氧气的有_____，消耗氧气的有①⑤和_____。 （2）从物质组成分析，空气属于_____（填“纯净物”或“混合物”）。空气中，氧气的_________分数约为_____（填“21%”或“78%”）。 （3）下列关于氧气的有关说法正确的是_____（填字母序号）。 A．氧气有百利而无一害 B．空气中氧气的浓度越高越好 C．空气中氧气的含量永远不变 D．空气中的氧处于动态平衡 （4）鱼、虾能在水中生存，是因为氧气_____（填“能”或“不能”）溶于水。 7．“水循环”“氧循环”和“碳循环”是自然界存在的三大重要循环，图1、图2是自然界中碳、氧循环简图，图3是水循环简图，结合你所学的化学知识回答下面有关问题： （1）从物质变化的角度看，三大循环中有一种循环与另外两种循环有本质的区别，这一循环是___________，你的依据是___________。 （2）在碳、氧循环简图中，转化1都是消耗二氧化碳的途径： ①图1中，转化1表示水吸收二氧化碳的过程，写出该反应的文字表达式___________。 ②图1、图2中的转化1分别发生的两个化学反应的反应物相同，但产物却完全不同，原因是___________。 （3）下列关于三大循环的说法中正确的是___________。（不定项） A．植物的光合作用使空气中的氧气含量逐年提升 B．每个人都在参与碳、氧循环，碳循环中的“碳”是指二氧化碳 C．水的天然循环是通过其三态变化实现的 D．水的天然循环实现了水资源的重新分配 题型八｜氧气的实验室制取题（装置选择·操作顺序·仪器识别） 1．加热高锰酸钾制取氧气的化学方程式为，实验装置如图所示，下列有关说法，不合理的是 A．试管口塞棉花团，目的是防止高锰酸钾粉末进入导管 B．实验前，应先检查装置气密性，后加入试剂 C．停止加热时，先熄灭酒精灯，再把导管移出水面 D．试管口要略向下倾斜，防止试管壁上的水流入试管底部，使试管炸裂 2．实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，实验装置如图所示。 （1）二氧化锰在本反应中起到什么作用？ （2）用排水法收集时，为什么要等到导管口有连续、均匀的气泡冒出时再开始收集？ （3）实验结束时，为什么要先把导管移出水面，再停止滴加过氧化氢溶液？ （4）检验集气瓶中是否为氧气、以及判断氧气是否集满，方法有何不同？ 3．据图回答下列问题： （1）写出下列仪器名称：a_________  b_________。 （2）实验室用高锰酸钾制取干燥的氧气，应选择的装置是________（从A—E中选，填字母），该发生装置有个问题，请改正：________________。该反应的符号表达式：________________________________。 （3）F装置有多种用途。用该装置能完成的实验有__________（多选，填标号）a．收集氧气时，气体从c端通入 b．收集氢气时，气体从c端通入 c．瓶内装一定量澄清石灰水，气体从c端通入，检验气体是否为二氧化碳 d．在c端接量筒，瓶内装满水，氧气从d端通入，测量气体的体积 4．氧气的制备。 （一）请结合现有药品与以下装置完成下列填空。 （1）写出装置图中标号仪器的名称：②______。 （2）若实验室用高锰酸钾作为反应物制取氧气，可选用图中发生装置______（填字母），符号表达式为______，在实验前需检查______。 （3）实验室用B、C装置制取O2，加入液体药品液面高度应在______（选填B中的“a”或“b”）处。 （4）能用E装置收集氧气，是因为氧气具有______性质。小丁同学欲用F装置收集O2，则O2应从导管口______（填“c”或“d”）端通入。 （二）制作简易供氧器 某同学查阅资料知道，家用简易供氧器中的固体药剂是A和B。A是过碳酸钠（2Na2CO3·3H2O2），它是一种白色固体，遇水会分解出过氧化氢。B是一种黑色粉末状催化剂。该同学用塑料瓶、注射器、吸管、输液管等设计并制作简易供氧器，如图所示： （5）图中甲作为发生装置的优点是______。 （6）乙塑料瓶中水的主要作用是______（写一条）。 5．如图是实验室常见的制取气体的装置： （1）写出图中标有①的仪器名称：_______。 （2）用高锰酸钾加热制取氧气时，选用的发生装置是______（填字母），反应的文字表达式___________。 （3）用高锰酸钾制取氧气时有如下步骤：①点燃酒精灯②检查装置的气密性③装药品，把试管固定在铁架台上④用排水集气法收集⑤把导气管撤离水面⑥熄灭酒精灯⑦连接仪器。其中操作顺序正确的是______。 A．②③⑦①④⑤⑥ B．⑦②③①④⑤⑥ C．⑤⑦③②①④⑥ D．⑦③①②④⑥⑤ （4）用过氧化氢溶液与二氧化锰制取氧气，选择的制取装置是______。（填字母） （5）氨气极易溶于水，且密度比空气小，实验室常用加热固体硫酸铵和固体熟石灰的混合物来制取氨气，发生装置应用______，收集氨气最好用______装置。（填字母） 6．根据下列实验装置图填空： （1）写出带标号仪器的名称：①_______；②_______。 （2）向气体发生装置中装药品之前，应当进行的操作是_______。 （3）实验室用高锰酸钾制取氧气时，选择的发生装置是_______（填字母序号，下同），该反应的文字或符号表达式为_______；若想得到较纯净的氧气，选择的收集装置是_______，使用该装置时观察到______（现象）说明氧气已经集满。 （4）将收集的氧气倒入甲图的烧杯中，观察到带火星的木条自下而上依次复燃，说明氧气具有的性质是_______和_______。 （5）乙图中铁丝在氧气中燃烧的文字或符号表达式是_______；实验时，集气瓶炸裂的可能原因是_______。 7．化学实验是进行科学探究的重要方式，利用下列装置（部分夹持装置已略去）进行实验。 实验一：研究气体的制取 （1）装置B中仪器a的名称___________。 （2）实验室用高锰酸钾制取氧气需选用的发生装置是___________（填字母序号），发生反应的化学方程式为___________。 （3）实验室制取CO2选用装置C相对于B的优点是___________。 实验二：研究二氧化碳的制取 （4）选用药品。按下表进行实验，取等质量的同种大理石加入足量的酸（杂质不与酸反应），产生二氧化碳的体积随时间变化曲线如图所示。 实验编号 药品 1 块状大理石 质量分数10%的稀硫酸 2 块状大理石 质量分数7%的稀盐酸 3 粉末状大理石 质量分数7%的稀盐酸 上表中，实验3对应F中曲线___________（填“甲”、“乙”或“丙”）实验1对应F中的曲线丙，由曲线丙可知加入稀硫酸后产生少量的CO2反应很快停止，原因是___________。 （5）选择收集方法。已知：二氧化碳在不同物质中的最大溶解能力如下表： 物质种类 水 酒精 饱和碳酸氢钠溶液 每毫升液体中溶解二氧化碳的体积 1mL 3.6mL 几乎不溶 利用G装置收集一瓶纯净的二氧化碳，对集气瓶中的液体进行选择。则应该选择的最佳液体是___________，气体应从___________（填c或d）口通入。 8．实验室常用下列装置来制取氧气： （1）用过氧化氢溶液和二氧化锰来制取氧气时，可用B作为发生装置，该发生装置的优点是：_____。 （2）用高锰酸钾制取氧气时，反应的文字表达式：_____，如果选A装置作为发生装置，需要改进的地方是：______。 （3）用F装置收集氧气，为了证明氧气已经集满，需将带火星的木条放在_____端管口，若木条复燃，则已集满。 （4）实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体加热来制氨气。常温下氨气是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水。若制取并收集氨气，选择的装置组合是_____。 （5）为验证氧气的某些物理性质，小组同学收集一塑料瓶干燥的氧气，进行图2所示实验，测得氧气体积分数随时间变化曲线如图3所示。BC段曲线下降幅度明显超过AB段，体现氧气的性质是_____。 （6）高原旅行由于空气稀薄，吸入的氧气量不足，易引发高原反应；高原空气湿度低，直接吸入干燥氧气会引发呼吸道不适。甲同学在咨询老师并与AI深度交流后，与学习小组一起，进行了跨学科实践“高原旅行简易供氧器”的制作。 简易供氧器模型设计（如图4）： 制氧原理： I.，II.在二氧化锰催化下生成氧气。 ①写出步骤II反应的符号表达式：_____。 ②实验室制取氧气的发生装置相当于图5中_____（填“加湿过滤仓”或“反应仓”）。 题型九｜催化剂的概念判断与探究题 1．关于催化剂，下列说法中错误的是 A．催化剂能改变其他物质的反应速率 B．化学反应前后催化剂的质量不变 C．化学反应前后催化剂的化学性质不变 D．催化剂能增加生成物的质量 2．下列图像能正确反映对应变化关系的是 A．一定量的高锰酸钾受热分解 B．向少量二氧化锰中加入过氧化氢溶液 C．木炭在充满O2的集气瓶中燃烧 D．用等质量等浓度的过氧化氢溶液分别制取氧气 3．某小组以“过氧化氢分解的催化剂”为研究主题展开学习活动。 【活动一】认识催化剂 （1）催化剂在化工生产中起着重要作用，下列说法正确的是______。 A．不加入催化剂化学反应就不能发生 B．在化学反应前后催化剂的性质不发生改变 C．用作催化剂的物质不可能是其他反应的反应物或生成物 D．同一反应可能有多种催化剂 【活动二】某研究小组发现，将适量淀粉放入过氧化氢溶液中，过氧化氢的分解速率加快。小组同学对淀粉是否能做过氧化氢分解的催化剂进行了下列实验。 （2）证明淀粉能加快过氧化氢分解速率的实验现象是______。 （3）步骤Ⅳ中称得的固体质量为______g。多次重复步骤Ⅰ～Ⅳ，证明淀粉的______和______在反应前后均未发生变化，可作过氧化氢分解的催化剂。 【活动三】比较淀粉和二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果。 序号 5%过氧化氢溶液体积/mL 其他物质质量 待测数据 1 20 / a 2 20 淀粉0.5g b 3 20 二氧化锰0.5g c 【定量探究】为了定量比较二者的催化效果，实验时小明用如图所示装置做对照实验，以生成40mL气体为标准（其他可能影响实验的因素均已忽略）设计了三组实验（如表所示）。 （4）上述实验中待测数据是指______。最后结果表明二氧化锰的催化效果较好，则b______c（填“＜”、“＞”或“=”）。 4．催化剂在化工生产中有重要作用。化学兴趣小组为了比较氧化铁（Fe2O3）和二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果，利用如图所示的装置先后进行了两次实验，分别记录收集30 mL氧气所需的时间。 实验编号 过氧化氢溶液 的体积/mL 过氧化氢溶液 的浓度/% 催化剂种类 催化剂质量/g 时间/s ① 10 4 二氧化锰 0.2 t₁ ② 10 4 氧化铁 a t2 （1）实验②中a应为____________g。 （2）①中反应的文字表达式为_____________________________。 （3）反应中U形管内液面左低右高，说明该反应会放出_________ （4）若t1_________t2（填“>”“<”或“=”），则可得出结论：二氧化锰的催化效果比氧化铁好。 （5）为了使实验结论更加直观，利用氧气传感器测得氧气体积分数随时间变化情况如下： ①初始时，氧气的体积分数不为0的原因是____________________________________________________。 ②两组实验的氧气体积分数最终相同，说明____________________________________________________。 5．学习和运用化学实验技能和科学探究方法，离不开实验活动。某兴趣小组同学阅读课外资料得知：很多因素都能影响过氧化氢分解速度；于是，同学们对影响过氧化氢分解速度的某种因素进行探究。实验数据记录如下： 实验 温度/ 试剂 氧气体积mL 反应所需时间/s ① 20 5%过氧化氢溶液 无 125 3749 ② 20 5%过氧化氢溶液 二氧化锰 125 20 ③ 50 5%过氧化氢溶液 二氧化锰 125 18 ④ 20 30%过氧化氢溶液 二氧化锰 125 5 ⑤ 20 30%过氧化氢溶液 红砖粉末 125 24 （1）通过对比实验__________可知，反应物浓度大，反应速率快；通过对比实验__________可知，温度越高，反应速率越快。 （2）若要确定红砖粉末也为过氧化氢分解的催化剂，我们需要实验证明__________。确认红砖粉末也为过氧化氢分解的催化剂后，通过实验①④⑤可知__________。 （3）另一组同学取大小相同的新鲜土豆块和新鲜猪肝块作催化剂，如图甲所示装置，分别加入10 mL相同浓度的过氧化氢稀溶液后，用传感器测量装置中气压的变化，如图乙中曲线a、b所示。 ①结合实验和曲线a、b分析，两种催化剂中催化效率更高的是__________； ②从曲线a、b的变化可以看出过氧化氢分解的反应是__________（填“放热”或“吸热”）反应； ③曲线a、b最终达到相同的压强，说明__________。 题型十｜气体制备实践与跨学科供氧器题 1．小科的爸爸给患病的奶奶购买了一台“便携式制氧器”，其原理如图所示。小科通过阅读说明书，了解它的工作原理。下列说法不正确的是 A．要防止输出氧气的管道堵塞，避免引发安全事故 B．根据加湿过滤仓中气泡产生速度，判断氧气排出的快慢 C．加湿过滤仓利用氧气难溶于水的原理，使氧气湿润 D．夏天鱼缸中溶解氧下降，可用该仪器给鱼缸中的鱼供氧 2．空气中的各种成分应用广泛，是人类生命及生产活动的重要资源。 （Ⅰ）认识各成分的重要作用 （1）唐代炼丹家马和认为空气中存在“阴阳二气”，阳气比阴气多得多。则氧气属于马和认为的________（填“阳气”或“阴气”）。写出一种氧气的常见用途：_____________________。 （2）如图是自然界碳—氧循环的示意图，下列说法正确的是________（填序号） a．CO2的排放导致了酸雨 b．二氧化碳的产生途径有动物的呼吸作用、化石燃料的燃烧等 c．植物光合作用可将大气中的CO2全部吸收 d．大气中CO2没有任何作用，越少越好 （3）飞机的航标灯和频闪灯常充入稀有气体，是利用稀有气体__________________的物理性质。填充探空气球时选氦气而非氢气，原因是_________________________。 （Ⅱ）保护空气 （4）利用微型空气质量“检测站”可以监测空气质量状况，由图可知，当日首要污染物是________。 （5）炎热的夏天，街道上有雾炮车在向空中喷水，它比普通洒水车的降温、净化空气的效果更好。雾炮车净化空气主要针对的污染物是________；雾炮车的降温效果更好，原因是喷出的极细水珠增加了_______，从而加快了水的蒸发。 （Ⅲ）同学们结合构建的分离混合物的思维模型，对分离空气得到氧气的方法进行探讨。 （6）利用分离液态空气法。由于液态氮气与液氧的________不同，可以获得纯度较高的氧气，液氧保存在________色钢瓶中，该方法以空气为原料的优点是________________。 （7）利用膜分离法：膜分离技术如上图所示，利用氧分子的体积________（填“大于”“小于”或“等于”）氮气分子的体积实现分离，从而获得高浓度的氧气。 （8）总结提升：从建模角度分析，上述两种方法属于思维模型中的________（“分离转移”或“反应转化”）。 3．太空中，宇航员的每一次呼吸都离不开一系列精心设计的化学反应。 （1）空间站需模拟地球的大气环境。 ①法拉第认为，“空气进入肺部，碳与氧立即结合，即使外面天寒地冻，我们也能通过呼吸迅速产生二氧化碳。一切反应都恰到好处地进行着。”伴随呼吸过程会______（填“吸收”或“放出”）热量，从而维持人体的体温正常。呼吸与燃烧的不同之处在于，呼吸属于_____（填“缓慢”或“剧烈”）氧化。 ②太空舱中使用的“人造空气”与地球上的空气组分相似，“人造空气”含量最多的气体是_____。成年人每次呼吸时，吸入的空气和呼出的气体的成分（部分）质量变化如图1所示，图中成分B的化学式为_____。利用膜分离法从呼吸的空气中分离二氧化碳的过程属于_____（填“物理”或“化学”）变化。 ③呼吸时，CO2进入人体血液中会与血液中的水反应，写出化学方程式____。 （2）空间站需源源不断为呼吸提供O2。 备用装置可应急提供O2，其原理是：NaClO3固体受热分解产生；均匀添加于其中的适量金属锰（Mn）在O2中燃烧生成氧化物，有助于快速产生O2，该反应中生成的锰的氧化物可能起到_____作用。 （3）空间站需及时处理产生的CO2。 ①中国空间站构建了高效循环的生命保障系统，如图2所示，该系统中CO2与H2反应的化学方程式_____。 ②空间站是一个相对封闭的场所，解决“气体从哪里来”的问题必然伴着“气体往哪里去”的问题。为此，科学家设计了生物再生生命保障系统，实现了“水-氧-碳”的循环转化。下列叙述正确的____（填序号）。 a．“水-氧-碳”的循环转化，减少了氧气的携带量，减轻了火箭和飞船的载重 b．电解水在产生氧气的同时产生氢气，系统需要对氢气进行转化 c．人体代谢产物中的水既有气态又有液态，设计系统时应考虑水的冷凝与净化 4．工业上利用膜分离技术，在一定压力下，让空气通过具有富集氧气功能的分子筛薄膜，可得到含氧量较高的富氧空气。部分过程的示意图如下： （1）分子筛中发生的变化是______（填“物理变化”或“化学变化”）。 （2）某同学查阅资料知道，家用简易供氧器中的固体药剂是A和B，A是过碳酸钠（），它是一种白色固体，遇水会分解出H2O2，B是一种黑色粉末状催化剂。该同学利用塑料瓶、注射器、吸管、输液管等设计并制作简易供氧器，如图所示： ①B可能是______，写出用B制取氧气的化学方程式______。 ②氧气通过乙塑料瓶中水的主要目的是______。 5．随着科技的进步，家用制氧机逐步走进千家万户。某化学项目式学习小组开展了“自制简易家庭制氧机”的跨学科实践活动。 活动一：探秘制氧原理 【查阅资料】如图某款家用制氧机的工作原理为：在反应仓中先加入水和粉末状过碳酸钠（），然后加入粉末状二氧化锰，即可产生氧气。该制氧机的制氧原理： 第一步： 第二步： （1）实验室中用过氧化氢制取氧气的符号表达式为_____________________。 【提出问题】使用时加入水和少量二氧化锰，对制氧速率有何影响？ 【设计实验】20℃时，取一定质量的过碳酸钠和二氧化锰，并加入不同体积的水，测得相关数据如下表所示。 序号 过碳酸钠质量/g 二氧化锰质量/g 加水体积/mL 收集氧气的体积/mL 所用时间/s 实验① 240 2.5 350 500 15.0 实验② x 2.5 500 500 33.3 实验③ 240 0 500 500 待测 【解释与结论】 （2）实验②中x应为__________。 （3）对比实验①②可知，适当增加水量，产氧速率变__________（填“快”或“慢”）。 （4）若实验③测得所用时间大于35s，请判断能否证明二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂并说明理由。_________________________________。 活动二：选择制氧试剂 【查阅资料】 已知过氧化氢也能做供氧剂，用9.1 mL 5%的过氧化氢溶液、1.41 g过碳酸钠分别加入0.2 g二氧化锰充分反应，常温常压下均生成150 mL氧气，测得反应过程中生成氧气的体积随时间变化关系如图所示。 【讨论分析】 （5）结合图像，选择过碳酸钠作制氧剂更合适的依据是__________________。 【表达交流】 （6）加湿过滤仓不能起到的作用是__________（填序号）。 A．使氧气具有一定湿度 B．观察氧气产生速率 C．加快氧气的生成 活动三：自制制氧机 （7）小组同学利用饮料瓶、注射器、吸管、输液管等日常用品，模仿市售制氧机，自制如图3套简易制氧机，瓶中所装液体为水，向左侧瓶中加入制氧试剂。其中不合理的装置有__________（填“甲”“乙”或“丙”）。 6．化学兴趣小组的同学在实验室里制取二氧化碳并进行有关性质实验： （1）小组同学设计了4种实验室制取CO2方案并进行实验。 实验编号 试剂 实验现象 a 粉末状碳酸钠和稀盐酸 反应速率极快，瞬间产生大量气泡 b 块状大理石和稀硫酸 反应初期产生少量气泡，很快反应_______ c 块状大理石和稀盐酸 反应速率_________，持续产生气泡 d 粉末状大理石和稀盐酸 反应速率极快，瞬间产生大量气泡 结合上表实验现象，选取实验室制取CO2的最佳方案是_____。（填实验编号）（2）兴趣小组的同学在实验课上完成了二氧化碳的实验室制取并探究二氧化碳的性质（如图）。 ①利用甲装置制取二氧化碳。连接好仪器后，接下来的操作是________。 ②观察到乙装置内紫色石蕊溶液变红的原因，用化学方程式表示_________。 ③观察到丙装置内的现象是________。 （3）兴趣小组对CO2的性质实验进行了创新，如图塑料瓶内壁上贴的是用紫色石蕊溶液浸泡过的纸花，其中b处是干燥的纸花，a、c两处是湿润的纸花。 ①一段时间后，观察到纸花的现象是______，b处纸花不变色。 ②蜡烛从________依次熄灭，说明CO2具有的性质是______。 7．基于特定需求设计和制作简易供氧器。 （1）图1加湿仓中水的作用是_______。 （2）反应仓中A剂MnO2可以重复使用，理由是_______。 （3）图1中“O2”通道”相当于下图装置中的_______（填字母）。 技巧 一句话要点 测定氧气含量——“体积代换”法 抓住“倒吸进水的体积 = 被消耗氧气的体积”，误差分析围绕“进水量偏少还是偏多”展开：未冷却、红磷量不足、装置漏气→结果偏低；燃着的红磷伸入过慢或弹簧夹未夹紧→结果偏高。 空气成分与污染——“排除法” 熟记体积分数氮气78%、氧气21%；判断空气污染物时先排除二氧化碳，再看是否属于二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧、PM₁₀、PM₂.₅。 气体性质判断——“现象反推性质”法 由蜡烛自下而上熄灭→密度比空气大、不燃烧不支持燃烧；由石蕊变红→与水反应生成酸性物质；由石灰水变浑浊→生成或存在二氧化碳。 气体鉴别——“找差异”法 先列出两气体性质差异（助燃性、能否使石灰水变浑浊、能否使石蕊变红），再选操作最简便、现象最明显的一种方法。 装置选择——“状态+条件”定发生、”密度+溶解性”定收集 固固加热型用于加热高锰酸钾；固液不加热型用于过氧化氢与二氧化锰、大理石与稀盐酸。密度大于空气用向上排空气法，小于空气用向下排空气法，不易溶于水且不与水反应用排水法。 气密性检查——“压强差”法 用手握（或用热毛巾捂、或用酒精灯微热）使管内气体温度升高、压强增大，观察导管口是否冒气泡，松手后是否形成水柱；用注射器或长颈漏斗时则看是否形成稳定水柱或液面变化。 催化剂判断——“一变两不变”核对法 逐条核对是否改变速率、反应前后质量是否不变、化学性质是否不变；三者缺一不可。 制取气体步骤排序——“先查后装再收集”法 连接装置→检查气密性→装入药品→收集→验满（或先移导管后熄灯）。 学科网（北京）股份有限公5 / 5 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 空气、氧气、二氧化碳 一、空气的成分 1. 测定空气中氧气的含量（实验探究） （1）实验步骤：①在100 mL量筒内加入80 mL水，用弹簧夹夹紧乳胶管；②点燃燃烧匙中的红磷，立即伸入容积为250 mL的集气瓶中并塞紧橡胶塞；③待红磷火焰熄灭并冷却到室温后，打开弹簧夹。 （2）实验现象：红磷燃烧，产生大量白烟；冷却后打开弹簧夹，量筒中的水被倒吸入集气瓶，量筒内减少的水的体积约占集气瓶内空气体积的五分之一。 （3）实验原理：红磷燃烧消耗集气瓶内空气中的氧气，使瓶内压强减小，量筒中的水被倒吸入集气瓶；进入瓶中水的体积即为被消耗氧气的体积。 （4）实验结论：空气中氧气的含量大约占空气体积的五分之一。 （5）文字表达式：红磷 + 氧气五氧化二磷。 （6）实验改进：用激光笔在集气瓶外照射引燃红磷，可使装置始终保持密闭，避免瓶内空气受热膨胀逸出而产生误差，也能防止五氧化二磷逸散污染空气。 关键牢记 本实验的核心是“倒吸进水的体积 = 被消耗氧气的体积”，因此必须冷却到室温再打开弹簧夹，且装置气密性要好。 2. 空气的成分（体积分数） 3. （1）更精密的实验表明，按体积计算：氮气约78%、氧气约21%、其他物质约1%（其中稀有气体0.94%、二氧化碳0.03%、其他气体和杂质0.03%）。 （2）空气中各成分的含量通常相对稳定；但水蒸气的含量会随地区和气候而变化，二氧化碳的含量也会因人类活动而发生变化。 3. 混合物与纯净物 （1）混合物：由两种或两种以上的物质混合而成，如空气。 （2）纯净物：只由一种物质组成，如空气中的氮气、氧气、二氧化碳。 4. 氮气 （1）物理性质：通常状况下是无色、无气味的气体，难溶于水。 （2）化学性质：化学性质不活泼，在低温或常温下难与其他物质发生反应；但在特定条件下可与某些物质发生反应。 （3）用途：①作保护气，如充入食品袋、灯泡中隔绝氧气（利用化学性质不活泼）；②制造氮肥、炸药等（利用特定条件下能发生反应）；③液氮用于制冷，如作深度冷冻剂、为超导材料实验提供低温环境（利用液氮温度低）。 5. 稀有气体 （1）性质：一般不与其他物质反应，曾被称为“惰性气体”；在一定条件下也能与某些物质发生化学反应；通电时能发出不同颜色的光。 （2）用途：①作保护气，如焊接金属时隔绝空气；②制成多种用途的电光源，如氙气灯。 6. 洁净空气的重要性与空气质量 （1）空气的作用：动植物生存的必要条件（动物呼吸、植物光合作用都离不开空气）；大气层可使地球上的温度保持相对稳定；空气也是一种宝贵的自然资源。 （2）空气污染物：工业生产与交通运输排放的废气使空气中有害气体和烟尘含量升高，导致空气质量下降。 （3）计入空气质量指数的污染物：二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧、PM₁₀、PM₂.₅等。其中PM₂.₅含有大量有毒有害物质，在大气中停留时间长，被人体吸入后可直入支气管，对人体健康影响较大。 （4）改善空气质量的措施：加强空气质量监测，减少空气污染物排放，积极植树、造林、种草，研制和开发清洁能源等。 关键牢记 二氧化碳不属于空气污染物，不计入空气质量指数——这是最常考的易错点之一。 二、氧气和二氧化碳的性质 1. 氧气的用途与物理性质 （1）用途：①供给呼吸，如潜水、宇宙航行携带供氧装置，医疗急救输入高浓度氧气；②支持燃烧，如气割、炼钢、用作火箭推进剂。 （2）物理性质：通常状况下为无色、无气味的气体；密度（0 ℃、101 kPa时为1.429 g/L）略大于空气；不易溶于水（通常状况下1 L水约溶解30 mL氧气）；在101 kPa时，−183 ℃液化为淡蓝色液体，−218 ℃变为雪花状淡蓝色固体。 2. 氧气的化学性质（与木炭、铁丝的反应） （1）木炭在氧气中燃烧：发出白光，比在空气中燃烧更剧烈；反应后倒入澄清石灰水并振荡，石灰水变浑浊，证明生成了二氧化碳。文字表达式：碳 + 氧气二氧化碳。 （2）铁丝在氧气中燃烧：剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体；实验时铁丝下端系一根火柴引燃，集气瓶中需预先放入少量水或细沙（防止生成的高温熔融物溅落炸裂瓶底）。文字表达式：铁 + 氧气四氧化三铁。 （3）氧化反应：物质与氧气发生的化学反应属于氧化反应。自然界中普遍存在氧化反应，如钢铁锈蚀、生物体内糖类与脂肪的酶催化氧化。 （4）氧气化学性质比较活泼，能与许多物质发生反应；有时需要设法去除氧气或隔绝氧气，如食品真空包装、金属表面涂防锈漆。 关键牢记 物质在空气中燃烧实际上是与其中的氧气反应；氧气浓度越大，燃烧越剧烈。铁丝在空气中不能燃烧，在氧气中可以燃烧。 3. 二氧化碳的性质 （1）物理性质：通常状况下为无色、无气味的气体；密度比空气大；能溶于水。 （2）干冰：固态二氧化碳，外形与冰相似；常压下温度高于−78.5 ℃时直接升华变成气态，升华吸收大量的热，降温快且无残留，常用于食品冷藏保鲜及运输；干冰使空气中的水蒸气凝结成小水滴，可用于人工降雨。 （3）不燃烧也不支持燃烧：向烧杯中倾倒二氧化碳，燃着的蜡烛自下而上逐渐熄灭，说明二氧化碳密度比空气大、不能燃烧也不支持燃烧——这是二氧化碳能用于灭火的原因。 （4）与水反应：二氧化碳溶于水时还与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊试液变红；碳酸不稳定，稍加热即分解为二氧化碳和水，石蕊试液重新变为紫色。文字表达式：二氧化碳 + 水 → 碳酸；碳酸 二氧化碳 + 水。 （5）与澄清石灰水反应：二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，常用于检验二氧化碳。文字表达式：二氧化碳 + 氢氧化钙 → 碳酸钙 + 水。 关键牢记 二氧化碳使石蕊变红，是因为生成的碳酸显酸性，而不是二氧化碳本身显酸性；检验二氧化碳用澄清石灰水。 4. 自然界中的氧循环和碳循环 （1）氧循环：燃料燃烧、生物呼吸等消耗氧气，绿色植物的光合作用源源不断释放氧气，使空气中氧气的含量几乎保持恒定。 （2）碳循环：含碳燃料燃烧、火山喷发、生物呼吸作用、生物体被微生物分解等产生二氧化碳；绿色植物的光合作用、江河湖海溶解二氧化碳并最终转变成碳酸盐等吸收二氧化碳，使二氧化碳含量相对稳定。 （3）温室效应：含碳燃料消耗激增使大气中二氧化碳含量持续上升，导致温室效应加剧、全球变暖。应对措施是“低碳生活”“低碳经济”，通过技术创新、产业转型、新能源开发减少含碳能源消耗。 5. 例题导引：鉴别氧气与二氧化碳 （1）方法1（助燃性差异）：将带火星的木条分别伸入两个集气瓶，能使木条复燃的是氧气，使木条熄灭的是二氧化碳。 （2）方法2（与石灰水反应差异）：分别倒入等量澄清石灰水并振荡，能使石灰水变浑浊的是二氧化碳，无明显现象的是氧气。 （3）方法3（与水反应差异）：分别加入少量水振荡后滴加紫色石蕊试液，能使石蕊变红的是二氧化碳，无变化的是氧气。 三、氧气和二氧化碳的制备 1. 氧气的工业制法 （1）方法：分离液态空气。在低温和高压条件下使空气转变为液态再蒸发。 （2）原理：液态氮的沸点（−196 ℃）比液态氧的沸点（−183 ℃）低，氮气首先从液态空气中蒸发出来，余下的主要为液态氧。 （3）贮存：通常将氧气压缩贮存在蓝色的钢瓶中，便于贮存、运输和使用。 （4）特点：属于物理变化（只是物质状态改变，没有生成新物质）；工业制法要考虑原料易得、成本低廉、能大量生产、对环境影响小。 2. 氧气的实验室制法 （1）分解过氧化氢（其水溶液俗称双氧水）：过氧化氢水 + 氧气。常温下过氧化氢分解很慢，加入二氧化锰后可迅速产生氧气。 （2）加热高锰酸钾：高锰酸钾锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气。试管口要放一团玻璃棉。 （3）加热混有二氧化锰的氯酸钾：氯酸钾氯化钾 + 氧气，二氧化锰是催化剂。 （4）实验步骤（以加热高锰酸钾为例）：①从下到上、从左到右搭建装置；②预先备好盛满水并倒扣在水槽中的集气瓶；③点燃酒精灯来回移动使试管受热均匀，再集中加热；④待导管口出现稳定气流后再开始收集；⑤集气瓶内水全部排出后，用毛玻璃片盖住瓶口取出；⑥先将导管移出水槽，再熄灭酒精灯。 （5）高锰酸钾制氧结束时必须先将导管移出水槽再熄灭酒精灯，否则水槽中的水会倒吸入热的试管，使试管炸裂。 3. 催化剂与催化作用 （1）概念：在化学反应中能够改变化学反应的速率，而本身的质量和化学性质在化学反应前后均不发生变化的物质叫做催化剂；催化剂在化学反应中所起的作用叫做催化作用。 （2）要点：可概括为“一变两不变”——改变反应速率（可能加快也可能减慢），而本身的质量不变、化学性质不变。 （3）实例：过氧化氢分解、氯酸钾分解中二氧化锰都是催化剂；生活中的鸭血、土豆等也可作过氧化氢分解的催化剂。 （4）注意：催化剂不改变生成物的质量，也不改变反应是否发生。 关键牢记 判断某物质是否为催化剂，必须同时满足“改变速率”“质量不变”“化学性质不变”三条，缺一不可。 4. 仪器的连接与装置气密性的检查 （1）连接方法：把玻璃管插入橡胶塞、在玻璃管上套乳胶管时，玻璃管一端要先用水润湿，再转动插入；用橡胶塞塞住试管时要旋转塞入。 （2）检查方法：连接好装置后，将导管一端伸入水中，用手紧握试管，若导管口有气泡冒出，且松手后导管内形成一段水柱，说明装置气密性良好。 （3）原理：用手紧握试管使管内气体温度升高、压强增大，大于外界压强，在压强差作用下导管口冒出气泡；松手后温度降低、压强减小，水被压入导管形成水柱。 （4）若无气泡冒出，说明装置漏气，应检查并更换橡胶塞或乳胶管，重新连接后再检验。 5. 气体的收集方法 （1）排水法：适用于不易溶于水且不与水反应的气体（如氧气）；收集的气体较纯净。 （2）向上排空气法：适用于密度比空气大的气体（如氧气、二氧化碳）；操作简便，收集的气体较干燥。 （3）向下排空气法：适用于密度比空气小的气体（如氢气、氨气）。 （4）排水法收集时，必须待导管口出现稳定气流（连续均匀气泡）后再收集，否则收集到的气体不纯。 6. 二氧化碳的实验室制法 （1）反应原理：常用石灰石或大理石（主要成分都是碳酸钙）与稀盐酸反应。文字表达式：碳酸钙 + 盐酸 → 氯化钙 + 水 + 二氧化碳。 （2）发生装置：固液不加热型，与过氧化氢制氧气的发生装置相似；用长颈漏斗时，液体要浸没长颈漏斗的下端管口（形成液封），改用分液漏斗可通过控制滴加速率来控制反应平稳进行。 （3）收集方法：向上排空气法（二氧化碳密度比空气大、能溶于水）。 （4）验满：将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，说明已收集满。 （5）操作步骤顺序：连接装置→检查气密性→装入石灰石→注入稀盐酸→收集气体→验满。 7. 实验室制取气体的一般思路 （1）确定反应原理：选择含有所需元素的反应物，如制取氧气选含氧元素的物质，制取二氧化碳选含碳、氧元素的物质。 （2）选择发生装置：依据反应物的状态和反应条件确定。固固加热型（如加热高锰酸钾制氧气）；固液不加热型（如过氧化氢与二氧化锰制氧气、大理石与稀盐酸制二氧化碳）。 （3）选择收集装置：依据气体的密度与空气密度的相对大小、气体在水中的溶解性确定。 （4）迁移应用：锌粒与稀硫酸反应制氢气，反应物为固体与液体、不需加热，发生装置与制二氧化碳相似；氢气密度小于空气、难溶于水，可用向下排空气法或排水法收集。 关键牢记 发生装置看“状态＋条件”，收集装置看“密度＋溶解性”——这是制取气体装置选择的总口诀。 四、跨学科实践活动：基于特定需求设计和制作简易供氧器 （1）活动1 分析供氧器的不同需求场景及原理：通过不同途径调查简易供氧器的不同需求场景及原理，比较分析后确定本组选择的使用场景及原理，讨论氧气在生产生活和科学研究中的应用。 （2）调查提示：结合氧气在实际生产生活中的用途开展调查；调查不同场景下产生氧气的方法，了解反应物的易得性、实验装置的简便性和操作的可行性。 （3）活动2 设计并制作供氧器：根据所选场景和原理选择物料与器械，确定设计方案并分工完成；设计时可运用实验室制取气体的一般思路与方法，应考虑到氧气的发生、洗涤和速度可控等要求；需用到危险性加工器械时要在教师指导下进行。 （4）交流与反思：以小组为单位发布产品，与其他小组比较，分析并记录本组的优点与不足；梳理、汇总作品制作类课题的解决思路和方法。 五、例题导引（教材例题）（1）红磷引燃方式的改进：用激光笔在集气瓶外照射引燃红磷，可使装置始终保持密闭，避免瓶内空气受热膨胀逸出而产生误差，使测定结果更准确；同时可防止生成的五氧化二磷逸散到空气中造成环境污染。 （2）氢气的制取装置设计：锌粒是固体、稀硫酸是液体，反应不需加热，故发生装置与实验室制取二氧化碳的发生装置相似；氢气密度小于空气且难溶于水，可用向下排空气法或排水法收集。 一、空气的成分 易错1：把空气的质量分数当作体积分数。正解：空气中的“78%、21%”等指的是体积分数，不是质量分数。 易错2：认为二氧化碳是空气污染物、计入空气质量指数。正解：计入空气质量指数的是二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧、PM10、PM2.5等，二氧化碳不属于空气污染物。 易错3：认为空气只由氮气和氧气组成。正解：空气是混合物，除氮气、氧气外还有稀有气体、二氧化碳、其他气体和杂质，且水蒸气含量会随地区与气候变化。 易错4：测定氧气含量实验中，未冷却到室温就打开弹簧夹。正解：必须冷却到室温再打开，否则瓶内气体仍处于膨胀状态，进入的水偏少，结果偏低。 易错5：把“红磷燃烧产生大量白烟”说成“白雾”。正解：烟是固体小颗粒，雾是小液滴；五氧化二磷是固体，应描述为白烟。 二、氧气和二氧化碳的性质 易错6：混淆“不易溶于水”与“难溶于水”的气体。正解：氧气不易溶于水（1 L水约溶解30 mL），故可用排水法收集；二氧化碳能溶于水，一般不用排水法。 易错7：认为铁丝在空气中也能燃烧。正解：铁丝在空气中不能燃烧，只能在氧气中燃烧；实验时集气瓶底要放少量水或细沙。 易错8：描述铁丝燃烧产物写成“氧化铁”或“三氧化二铁”。正解：铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁（Fe₃O₄），是黑色固体。 易错9：认为二氧化碳使紫色石蕊变红是因为二氧化碳显酸性。正解：二氧化碳与水反应生成的碳酸显酸性，使石蕊变红；干燥的二氧化碳不能使石蕊变红。 易错10：认为二氧化碳能支持燃烧。正解：二氧化碳不能燃烧，一般情况下也不支持燃烧，故可用于灭火。 易错11：把“干冰升华”当作化学变化。正解：干冰升华是状态改变，没有生成新物质，属于物理变化。 易错12：混淆“检验二氧化碳”与“验满二氧化碳”。正解：检验用澄清石灰水；验满是将燃着的木条放在集气瓶口。 三、气体的制备 易错13：认为分离液态空气制氧气是化学变化。正解：只是利用沸点不同进行分离，属于物理变化。 易错14：搞混液氮与液氧谁先汽化。正解：液态氮沸点（−196 ℃）低于液态氧沸点（−183 ℃），氮气先蒸发出来。 易错15：认为催化剂一定加快反应速率。正解：催化剂是“改变”速率，可能加快也可能减慢；判断催化剂必须同时满足改变速率、质量不变、化学性质不变三条。 易错16：认为催化剂能增加生成物的量。正解：催化剂只改变反应速率，不改变生成物的质量。 易错17：加热高锰酸钾制氧气结束时先熄灭酒精灯后移导管。正解：必须先将导管移出水槽再熄灭酒精灯，防止水倒吸使试管炸裂。 易错18：一有气泡冒出就开始收集气体。正解：应待导管口出现连续均匀（稳定）的气泡后再收集，开始冒出的是装置内的空气。 易错19：长颈漏斗下端管口未浸没在液面下。正解：必须形成液封，否则生成的气体会从长颈漏斗逸出。 易错20：制取二氧化碳用浓盐酸或硫酸代替稀盐酸。正解：实验室用大理石与稀盐酸反应；浓盐酸易挥发使气体不纯，硫酸与碳酸钙反应生成微溶物覆盖表面使反应停止。 题型一｜空气成分与物质分类判断题 1．下列各组物质中，前者属于混合物，后者属于纯净物的是 A．氮气、氧气 B．五氧化二磷、四氧化三铁 C．空气、二氧化碳 D．食醋、牛奶 【答案】C 【解析】A. 氮气和氧气均由一种物质组成，均属于纯净物，错误； B. 五氧化二磷和四氧化三铁均只含一种物质，均属于纯净物，错误； C. 空气由氮气、氧气等混合而成，属于混合物，二氧化碳由一种物质组成，属于纯净物，正确； D. 食醋中含醋酸、水等；牛奶中含水、蛋白质等，它们均由多种物质混合而成，均属于混合物，错误。 2．2026年我国空间站开展材料实验，空间站“人造空气”和地球空气成分接近。下列说法正确的是 A．人造空气中不含氮气 B．人造空气属于混合物 C．人造空气中氧气质量分数21% D．人造空气中氧气越多越好 【答案】B 【解析】A.地球空气的主要成分是氮气（体积占比约78%），人造空气和地球空气成分接近，必然含有氮气，A错误。 B.人造空气由氮气、氧气、稀有气体等多种物质组成，符合混合物的定义，B正确。 C.地球空气中21%是氧气的体积分数，不是质量分数，人造空气和地球空气成分接近，也遵循该规律，C错误。 D.氧气浓度过高会引发氧中毒，损害人体健康，并非越多越好，D错误。 3．下列关于空气及其成分的说法中，正确的是 A．空气中的氮气易溶于水 B．氮气和氧气混合后，其化学性质都没有发生改变 C．空气是由空气分子构成的 D．空气中的二氧化碳会污染空气 【答案】B 【解析】A.氮气（）难溶于水，“易溶于水”的表述不符合事实，A错误。 B.混合物中各组分仅简单混合、不发生化学反应时，会保持自身原有的化学性质，因此氮气和氧气混合后二者化学性质均不变，B正确。 C.空气是由、、等多种物质组成的混合物，不存在“空气分子”这一微粒，C错误。 D.二氧化碳（）是空气的正常组成成分，不属于空气污染物，仅过量排放会加剧温室效应，D错误。 4．空气是一种宝贵的自然资源，下列有关说法正确的是 A．通常空气中氮气的质量分数为78% B．空气中的有害气体有SO2、CO2等 C．空气属于混合物 D．氧气具有可燃性，可用作航天燃料 【答案】C 【解析】A.空气中各成分的占比为体积分数，氮气的体积分数为78%，不是质量分数，错误； B.是空气的正常组成成分，不属于有害气体，空气有害气体主要为、、等，错误； C.空气由氮气、氧气、二氧化碳等多种不同物质组成，属于混合物，正确； D.氧气具有助燃性，无可燃性，不能用作燃料，错误。 5．下列物质中，属于混合物的是 A．冰水混合物 B．液氧 C．澄清石灰水 D．干冰 【答案】C 【解析】A.冰水混合物中冰和水是水的不同状态，本质只有H2O这一种物质，属于纯净物； B.液氧是液态的氧气，只由O2一种物质组成，属于纯净物； C.澄清石灰水是氢氧化钙的水溶液，含有氢氧化钙和水两种物质，属于混合物； D.干冰是固态二氧化碳，只由CO2一种物质组成，属于纯净物。 6．空气是一种重要的自然资源。下列有关说法错误的是 A．空气中敞口放置的饼干变软，是因为空气中含有水蒸气 B．空气中的氮气常用作保护气 C．新鲜洁净的空气中不含二氧化碳 D．空气中的氧气主要来自植物的光合作用 【答案】C 【解析】A、空气中敞口放置的饼干变软，是因为空气中含有水蒸气，饼干吸水变软，故选项说法正确。 B、常温下氮气的化学性质不活泼，一般不与其他物质反应，常用作保护气，故选项说法正确。 C、二氧化碳是空气的固定成分之一，因此新鲜洁净的空气中含二氧化碳，故选项说法不正确。 D、空气中的氧气主要来自植物的光合作用，光合作用吸收二氧化碳，放出氧气，故选项说法正确。 故选C。 7．按要求填空。 （1）空气各成分中体积分数为21%的是__________（填名称，下同），体积分数较大且化学性质不活泼的是__________。 （2）现有如下几种物质：①洁净空气，②液氧，③五氧化二磷，④二氧化碳，⑤自来水，⑥冰水混合物。其中属于混合物的是__________（填序号，下同），属于纯净物的是__________。 （3）从氧气、二氧化碳、氮气、氦气、水蒸气五种气体中，按题意选择适当的物质填空（填名称）。 a.饼干露置在空气中变软了，证明空气中含有__________； b.光合作用的主要原料之一，也会产生温室效应的气体是__________； c.盛大节日可以用来充灌气球的是__________。 【答案】（1）氧气 氮气 （2）①⑤ ②③④⑥ （3）水蒸气 二氧化碳 氦气 【解析】（1）根据空气的组成知识点，空气中各成分体积分数：氮气约78%、氧气约21%，氮气是占比最大且常温下化学性质稳定不活泼的气体。 （2）混合物是由两种或多种物质混合而成的物质：①洁净空气含有氮气、氧气等多种气体，⑤自来水含有水和可溶性杂质，二者都属于混合物；纯净物只由一种物质组成：②液氧是液态的氧气，③五氧化二磷、④二氧化碳都是单一化合物，⑥冰水混合物本质是不同状态的水，都属于纯净物。 （3）a. 饼干吸收空气中的水蒸气后会受潮变软； b. 二氧化碳是绿色植物光合作用的原料，同时过量排放会引发温室效应； c. 氦气密度远小于空气，且化学性质稳定不会燃烧爆炸，适合安全充灌节日气球。 题型二｜空气成分的性质、用途与空气保护题 1．下列气体过量排放会参与形成酸雨的是 A．二氧化碳 B．氮气 C．二氧化硫 D．氧气 【答案】C 【解析】A.二氧化碳过量排放会导致温室效应，错误； B.氮气是空气的主要组成成分，性质稳定，不会形成酸雨，错误； C.二氧化硫过量排放时，会和水反应生成亚硫酸，进一步被氧化为硫酸，使降水酸性大幅增强，形成硫酸型酸雨，正确； D.氧气是生物呼吸必需的空气组分，不会引发酸雨，错误。 2．氮气充入食品包装袋内防腐，主要利用氮气的性质是 A．密度小 B．沸点低 C．无色无味 D．化学性质不活泼 【答案】D 【解析】A.B.C均为氮气的物理性质，和防止食品氧化变质的需求无关，均错误。 氮气化学性质不活泼，常温下很难与食品、氧气等发生反应，可隔绝氧气避免食品氧化，符合防腐要求，因此D正确。 3．目前计入空气污染指数的项目中，不包括 A．二氧化硫 B．二氧化氮 C．一氧化碳 D．二氧化碳 【答案】D 【解析】目前计入空气污染指数的项目有二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、可吸入颗粒物、臭氧等。二氧化碳是空气的组成成分，不属于空气污染物，不计入空气污染指数。 4．下列有关空气各成分的说法不正确的是 A．氧气的化学性质比较活泼，属于可燃物 B．氮气化学性质不活泼可用作焊接金属的保护气 C．二氧化碳可供给植物进行光合作用 D．稀有气体化学性质不活泼，可用作灯泡的填充气体 【答案】A 【解析】A. 氧气具有助燃性，不具有可燃性，不属于可燃物，错误； B. 氮气化学性质不活泼，不易和高温下的金属发生反应，可作焊接金属的保护气，正确； C. 是植物光合作用的原料之一，可供给植物进行光合作用，正确； D. 稀有气体化学性质极不活泼，填充灯泡可隔绝氧气，防止灯丝高温氧化，延长灯泡寿命，正确。 5．东西湖柏泉茶园距今已有千年历史。茶树能净化空气，改善空气质量。 （1）茶园周围空气清新，清新的空气属于___（选填“纯净物” 或“混合物”）； （2）空气是一种宝贵的自然资源，下图为空气成分示意图，其中 A 的 名称是___，A 的用途之一是_____，工业上常用分 离液态空气法获取氧气，该过程中发生___（选填“物理”或 “化学”）变化； （3）为进一步维护好我区的空气质量，下列保护空气的措施合理的是___（填序号）。 A．关闭所有的工厂 B．少开私家车，“低碳”出行 C．植树造林 D．控制烟花爆竹的燃放 【答案】（1）混合物 （2）氮气 作食品保护气（或制氮肥，合理即可）物理 （3）BCD 【解析】（1）清新的空气由氮气、氧气、稀有气体等多种物质组成，符合混合物的定义。 （2）空气按体积分数计算，氮气占比约78%，因此A是氮气； 氮气化学性质不活泼，可用于食品防腐、作反应保护气，也可用于制备氮肥等； 分离液态空气是利用各成分沸点不同进行分离，过程中没有新物质生成，属于物理变化。 （3）A.选项关闭所有工厂不符合实际生产生活需求，不合理； B.少开私家车可减少尾气污染物排放， C.植树造林可吸附净化空气， D.控制烟花爆竹燃放可减少有害气体和烟尘生成，BCD均为合理的空气保护措施。 6．随着环保意识的提高，人们对空气质量越来越关注。某实践活动小组在老师的带领下，对空气质量监测等开展了一系列项目式学习。 活动一：了解空气质量指数表示的含义 （1）下图是某日的空气质量情况，该日的空气质量为________。 活动二：调查微型空气质量“监测站” 观察并记录某段时间显示的数据如下表： 二氧化氮（） 臭氧（） 一氧化碳（） 22 158 1.3 （2）除显示器显示的内容外，还需要监测的空气污染物有________（写一种）。 活动三：提出空气质量改进方案 （3）为了保护人类赖以生存的环境，我们在校园中能做什么？________（写一条） 【答案】（1）轻度污染 （2）二氧化硫（或可吸入颗粒物和细颗粒物合理即可）（3）垃圾分类投放、不随意践踏草坪、校园内参与绿化养护等 【解析】（1）由图可知当日空气质量指数为108，对照图示，101~150区间对应空气质量为轻度污染。 （2）空气污染物包括一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、臭氧、可吸入颗粒物和细颗粒物等。所以除显示器显示的内容外，还需要监测的空气污染物有二氧化硫、可吸入颗粒物和细颗粒物等。 （3）为了保护人类赖以生存的空气，我们自己在校园中可以垃圾分类投放、不随意践踏草坪、校园内参与绿化养护等。 7．阅读下列材料，回答相关问题。 氩氦刀不是一般意义上的手术刀，而是一种低温冷冻微创治疗肿瘤的设备，其治疗过程利用氩气降温和氦气升温，因此被称为氩氦刀。大多数气体遇节流后温度将下降，如氩气和氧气。而某些气体，例如氢气和氦气，温度反而上升。 氩氦刀的制冷和加热原理是：当高压气体经针尖突然释放，进入较大空间时，随着压强突然降低，气体会使局部温度迅速降低或升高。氩气在针尖急速释放，可在几十秒内冷冻病变组织，使其温度降至-160℃至-140℃维持15min，关闭氩气，启动氦气；氦气在针尖急速释放，将使病变组织快速升温解冻，从而消除肿瘤。降温和升温的速度，以及冷冻区域的大小与形状都可以进行精确设定和控制，而且氩氦刀没有化疗和放疗带来的副作用。 （1）氩氦刀治疗肿瘤的原理是利用氩气和氦气的特性，通过改变______________来实现气体对病变组织的快速降温和升温。 （2）氩气和氦气都属于稀有气体，都可用作保护气，因为它们的化学性质______________（填“稳定”或“不稳定”）。 （3）氦气除了可以用来治疗肿瘤外，还有的用途是______________（填字母）。 a．制作氦气球      b．作焊接金属的保护气      c．用于供给生物呼吸 （4）稀有气体中氙气（Xe）具有极高的发光强度，在一定条件下氙气（Xe）能与氟气（F2）发生反应生成六氟化氙（XeF6），符号表达式为______________________。 （5）氩氦刀治疗肿瘤的优点是______________________（写一点即可）。 【答案】（1）压强 （2）稳定 （3）ab （4） （5）没有化疗和放疗带来的副作用（或可精确控制升降温速度、冷冻区域的大小与形状，合理即可）【解析】（1）根据材料描述，高压气体经针尖突然释放时压强骤降，会引起局部温度快速变化，因此是通过改变压强实现对病变组织的升降温； （2）稀有气体化学性质稳定，很难与其他物质反应，因此可作保护气； （3）a. 氦气密度远小于空气，且化学性质稳定，可制作氦气球，正确； b. 氦气化学性质稳定，可作焊接金属的保护气，正确； c. 供给呼吸的气体是氧气，氦气不能供给生物呼吸，错误； （4）该反应的反应物是氙气（Xe）与氟气，生成物是六氟化氙，反应条件是一定条件，符号表达式为：； （5）见答案。 8．请回答与空气相关的问题： （1）炎热的夏天，将冰棒从冰箱中取出时，冰棒周围有许多“白气”，“白气”的主要成分是______。 （2）为延长保质期，赣南板鸭常采用真空包装。食品采用真空包装的目的是隔绝______，防止食品变质。 （3）空气质量与人体健康密切相关。下列做法或措施有利于改善空气质量的是______（填字母）。 A．积极植树造林 B．燃放烟花爆竹 C．露天焚烧秸秆 D．工地喷水降尘 【答案】（1）水 （2）氧气 （3）AD 【解析】（1）冰棒温度远低于室温，周围空气中的无色水蒸气遇冷液化形成肉眼可见的液态小水滴，即“白气”，因此主要成分为水。 （2）食品变质通常是与氧气发生缓慢氧化，真空包装可抽去包装内的空气，隔绝氧气，从而延长食品保质期。 （3）A.植树造林可吸附粉尘、吸收有害气体，净化空气，符合题意； B.燃放烟花爆竹会产生大量有害气体和烟尘，污染空气，不符合题意； C.焚烧秸秆会产生大量有害气体和烟尘，污染空气，不符合题意； D.工地喷水降尘能减少空气中可吸入颗粒物含量，有利于改善空气质量，符合题意。 题型三｜测定空气中氧气含量的实验题（原理·现象·误差·改进·计算）1．用红磷测定空气中氧气含量的实验中，某同学发现进入集气瓶中的水未达到集气瓶容积的五分之一。下列原因分析不合理的是 A．红磷的量不足 B．装置的气密性不好 C．未冷却至室温就打开弹簧夹 D．点燃的红磷伸入集气瓶过慢 【答案】D 【解析】A. 红磷量不足时无法完全消耗瓶内氧气，进入的水量偏少，分析合理。 B. 装置气密性不好，冷却时外界空气进入瓶内，瓶内压强下降幅度小，进入的水量偏少，分析合理。 C. 未冷却至室温就打开弹簧夹，瓶内温度高、压强大，进入的水量偏少，分析合理。 D. 点燃的红磷伸入过慢，会使瓶口的空气受热膨胀逸出，瓶内减少的气体总量大于实际消耗的氧气体积，最终进入的水量会超过1/5，不属于进水不足的原因，分析不合理。 2．在红磷燃烧测定空气中氧气含量实验中，以下说法正确的是 A．若红磷量不足，则导致实验结果偏大 B．若未冷却至室温就打开弹簧夹，则实验结果偏小 C．盛有红磷的燃烧匙应缓慢伸入集气瓶 D．若弹簧夹未夹紧则导致实验结果偏小 【答案】B 【解析】A.红磷量不足时无法完全消耗，瓶内压强减小幅度偏小，进入的水偏少，实验结果偏小。 B.未冷却至室温就打开弹簧夹，瓶内气体受热膨胀，压强偏大，进入的水偏少，实验结果偏小。 C.燃烧匙缓慢伸入集气瓶时，瓶内空气受热逸出，会导致进入的水偏多，实验结果偏大，应快速伸入。 D.弹簧夹未夹紧时，红磷燃烧放热使瓶内空气受热从导管逸出，冷却后进入的水偏多，实验结果偏大。 3．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。小明建构了“混合物含量测定”的思维模型，并运用该模型对“测定空气中氧气含量”进行实验探究： 【原理分析】 （1）利用某种化学物质将氧气反应掉以测定空气中氧气的含量，属于思维模型中的______（填“分离转移”或“反应转化”）。 【实验过程】 （2）按图甲装置测定空气中氧气含量，红磷必须______（填“少量”或“足量”）；写出红磷燃烧的文字或符号表达式______；弹簧夹的最佳打开时间是______（填“反应刚结束”或“冷却到室温”）时。打开弹簧夹后，烧杯中的水能倒吸入集气瓶的原因是______。 【数据推导】 （3）同学们将甲装置改进为乙装置，若试管容积为30mL（忽略细玻璃管和试剂所占的体积），注射器活塞对应的初始刻度为10mL，实验开始前打开弹簧夹，反应过程中反复推拉注射器活塞，实验结束后，冷却至室温，注射器活塞最终停留在刻度______mL的位置，与甲装置相比，乙装置的优点为______（写一条）。 【实验反思】 （4）小明又设计了图丙的实验，猜想铜粉可代替红磷的主要原因：______、______（写两条）。 【答案】（1）反应转化 （2）足量 红磷+氧气五氧化二磷/P+O2P2O5 冷却到室温 红磷燃烧消耗集气瓶内的氧气，生成固体五氧化二磷，使瓶内压强小于外界大气压，大气压将烧杯中的水压入集气瓶 （3）2 更环保（或实验误差更小、读数更精准等合理即可） （4）加热条件下铜只与空气中的氧气反应 反应生成物为固体，不会占据气体体积 【解析】（1）该操作是通过化学反应将氧气消耗除去，符合思维模型里的“反应转化”类别，而非物理方法的分离转移。 （2）红磷必须足量才能将集气瓶内的氧气完全耗尽，保证实验结果准确；红磷和氧气在点燃的条件下反应生成五氧化二磷，该反应的文字表达式、符号表达式略； 必须等装置冷却到室温再打开弹簧夹，否则装置内气体受热膨胀，会导致进入的水体积偏小；水倒吸的核心原理是氧气被消耗后瓶内压强远小于外界大气压，大气压将烧杯中的水压入集气瓶。 （3）实验前装置内空气总体积为试管30mL+注射器初始10mL=40mL，其中氧气体积约为40mL×=8mL，氧气被完全消耗后，冷却至室温气体总共减少8mL，因此注射器活塞最终停在10mL−8mL=2mL处；乙装置始终密闭，红磷燃烧的产物五氧化二磷不会逸散到空气中污染环境，同时也避免了点燃红磷后塞瓶塞时的气体逸出误差，比甲装置更优。 （4）测定空气中氧气含量的替代试剂需要满足两个核心条件：一是只能和空气中的氧气发生反应，不消耗其他气体； 二是反应后生成的物质为固体，不会额外占据气体体积，铜粉符合这两个要求，因此可以代替红磷。 4．小组用图1所示装置测定空气中氧气的含量，图2是图1中压强传感器所测数据。 （1）写出观察到的红磷燃烧现象___________， 打开止水夹现象___________。 （2）写出反应的文字或符号表达式________________。 （3）从该实验推测氮气物理性质：_______； 化学性质：______（各写一条）。 （4）要保证该实验成功，操作中应注意的问题（写出两点即可）： ___________ ，___________。 （5）检查装置气密性的方法是打开止水夹，用手捂住集气瓶，若观察到___________，则说明装置气密性良好。 （6）图2中 CD段压强下降，原因是____（填序号）。 a．瓶内温度升高 b．瓶内氧气的含量降低 （7）图2中气压变化至D点时，进行的实验操作是___________。 【答案】（1）红磷燃烧，产生大量白烟，放出热量 烧杯中的水沿导管进入集气瓶，进入水的体积约占集气瓶内原空气体积的1/5 （2）/ （3）难溶于水 不燃烧，也不支持燃烧 （4）红磷足量 装置气密性良好 （5）烧杯中导管口有气泡冒出 （6）b （7）打开止水夹 【解析】（1）红磷燃烧：红磷在空气中燃烧，产生大量白烟，放热。红磷燃烧消耗瓶内氧气，瓶内压强减小，冷却后打开止水夹，水被压入集气瓶，进入水的体积等于消耗氧气体积。 （2）红磷和氧气在点燃条件下反应生成五氧化二磷。 （3）水进入集气瓶后，氮气没有减少，说明氮气难溶于水（物理性质）；红磷不能继续在氮气中燃烧，说明氮气不燃烧、不支持燃烧（化学性质）。 （4）实验成功关键：红磷足量，保证把氧气耗尽；装置不漏气，防止外界空气进入；冷却到室温再开止水夹，防止压强偏大误差。 （5）手捂住集气瓶，瓶内空气受热膨胀，若气密性好，导管口冒出气泡。 （6）CD 段红磷燃烧结束，温度慢慢恢复，同时氧气被消耗，氧气含量降低，压强减小；a 温度升高会使压强变大，故选 b。 （7）D 点压强降到最低，温度冷却至室温，此时打开止水夹，烧杯中的水进入集气瓶，瓶内压强回升，对应 DE 段。 5．学习完测定空气中氧气的含量后，同学们对课本实验进行了改进： （已知：白磷和红磷都能在空气中燃烧生成五氧化二磷） （1）如图1，红磷在瓶中燃烧产生大量__________，放出大量热，燃烧停止，__________，打开弹簧夹，可以观察到水进入集气瓶上升至__________处停止通过该实验现象，还能判断出剩余的主要气体的化学性质是__________。 （2）图2装置中，红磷量必须充足的原因是__________。 （3）图3装置中，若白磷量充足，活塞最终停在刻度线__________（填序号）。 A．4处 B．5处 C．1处 D．2处 （4）图4装置中，实验测定结果偏小，写出一条可能的原因：__________。 （5）利用图5中的传感器可以实时监测实验过程中装置内的压强、温度和氧气浓度，得到3条曲线，变化趋势如图6所示。 X曲线表示__________（选填“温度”或“氧气浓度”）变化趋势。压强曲线中，BC段气压变化的主要原因是__________________________________________________。 【答案】（1）白烟 装置冷却至室温后 集气瓶内原空气体积的1/5 不能燃烧，也不支持燃烧 （2）将装置内的氧气完全耗尽，使实验结果更准确 （3）A （4）白磷的量不足（或装置未冷却至室温就打开弹簧夹、装置气密性不好，合理即可）（5）温度 红磷燃烧放热，使装置内气体受热膨胀，压强增大 【解析】（1）红磷燃烧的典型现象是产生大量白烟；必须等装置冷却至室温后再打开弹簧夹，否则瓶内气体受热膨胀会导致进入的水体积偏小；氧气约占空气体积的1/5，因此水会上升至原空气体积1/5处；剩余气体没有被消耗，说明它具备不能燃烧、也不支持燃烧的化学性质。 （2）红磷足量才能保证把瓶内的氧气全部消耗完，避免因氧气剩余导致测定的氧气体积分数偏小。 （3）图3装置初始活塞在刻度5处，装置内空气总体积对应5份体积，其中氧气占1/5，消耗氧气后装置内气体减少1份，因此活塞最终左移停在刻度4处。 （4）测定结果偏小的常见原因均符合初中实验要求：比如白磷量不足无法耗尽氧气、装置没冷却到室温就打开弹簧夹、装置漏气让外界空气进入瓶内，都会导致进入装置的水体积偏小。 （5）红磷燃烧放热会让温度先升高，反应结束后温度逐渐回落至初始室温，符合X曲线的变化趋势，因此X代表温度；BC段压强上升，是因为红磷燃烧放热，瓶内气体受热膨胀，该因素的影响大于氧气被消耗导致压强减小的影响，因此气压上升。 6．科学探究和证据推理是化学学科的核心素养。化学兴趣小组利用图1和图2装置测定空气中氧气的含量，用压强传感器测出图2集气瓶中压强变化曲线如图3。 （1）图1实验中，用酒精灯点燃红磷后立即伸入集气瓶中，并塞紧橡胶塞，可观察到红磷燃烧的现象为____________________，反应的文字表达式为______________________________。 （2）图2中改用太阳光引燃红磷的优点是______________________________。 （3）图3中cd段气压变化的原因是__________（填字母序号）。 A．红磷燃烧时消耗氧气 B．红磷燃烧时放出热量 C．红磷熄灭后温度降低 D．打开止水夹 （4）已知：硫可在空气中燃烧，该反应的文字表达式为________________________________________。实验1若用足量硫替换红磷，规范操作后，测得的氧气含量将__________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】（1）产生大量白烟 （2）测量结果更准确/更加环保 （3）D （4） 偏小 【解析】（1）红磷和氧气在点燃条件下生成五氧化二磷，现象是：剧烈燃烧，产生大量白烟，同时放出热量。 （2）太阳光引燃红磷，不需要打开瓶塞，装置始终密闭，避免点燃红磷伸入集气瓶时瓶内气体受热逸出，测量结果更准确；同时防止有毒的五氧化二磷扩散到空气中，更加环保。 （3）cd段压强快速上升，是因为打开止水夹，烧杯中的水进入集气瓶，瓶内气压回升。 （4）硫和氧气在点燃条件下生成二氧化硫气体，反应后瓶内气体压强几乎不变，水很难进入集气瓶，所以测得氧气含量偏小。 7．在医疗上有一个重要环节为“高流氧呼吸”，其本质和“富氧空气”差不多， 化学兴趣小组欲混制“富氧空气”并开展相关探究。 实验一：混制“富氧空气”。 （1）用高锰酸钾制取氧气 ①仪器 A 的名称为___（选填“锥形瓶”或“烧瓶”）。 ②该反应的表达式为___（写文字或符号表达式皆可）。 ③组装一套发生装置，除要用到图 1 中的 B、C、F 外，还需要选用仪器有___（填 字母序号）。 （2）混制“富氧空气”。如图 2，用氮气及上述实验制取的氧气混制一瓶“富氧空 气”，气体应从___（填“a”或“b”）通入。 实验二：测定“富氧空气”中氧气的体积分数。 （3）用如图 3 装置测定“富氧空气”中氧气的体积分数（集气瓶容积为 V1mL，底部 已加入 V2mL 水）。烧杯中盛有 V3mL 的水，红磷充分燃烧熄灭后，冷却至室温， 打开止水夹，待右侧烧杯内液面不再变化，测出烧杯内剩余水的体积为 V4mL。 ①实验测得“富氧空气”中氧气的体积分数为___（用含 V1、V2、V3、V4的式子表示）。 ②下列有关说法错误的是___（填字母序号）。 A．燃烧匙内的红磷可以换成白磷或木炭 B．若红磷量不足会使最终的测量结果偏小 C．点燃红磷，应该由瓶口缓慢地伸入集气瓶然后塞上橡皮塞 【答案】（1） 锥形瓶 高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气/ KMnO4​K2MnO4+MnO2+O2 DG （2）b （3）×100% AC 【解析】（1）①仪器A的名称是锥形瓶。 ②高锰酸钾在加热条件下反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的文字表达式为高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气，符号表达式为KMnO4K2MnO4​+MnO2+O2。 ③高锰酸钾制氧气，由于反应物的状态为固体，反应条件需要加热，应选用固体加热型发生装置，已有B（带导管的单孔塞）、C（棉花团）、F（试管），还需要用于加热的酒精灯D，以及固定试管的铁架台G。 （2）图2是排水法混制气体，气体从长管a通入无法将瓶内水排出，从短管b通入后，气体进入瓶内将水从a端压出，即可在排水过程中按比例混入氮气、氧气得到富氧空气。 （3）① 集气瓶内原有空气的体积是总容积减去预先加入的水的体积，即V1−V2​mL；红磷燃烧消耗氧气，冷却后进入集气瓶的水的体积就是被消耗的氧气体积，等于烧杯中减少的水的体积V3​−V4​mL，因此氧气体积分数为×100%。 ②A.木炭燃烧生成二氧化碳气体，会填补消耗的氧气的体积，无法形成准确的压强差，不能替换红磷；白磷可以替换红磷； B.红磷量不足无法将瓶内氧气完全耗尽，进入的水偏少，测量结果偏小； C.点燃红磷后缓慢伸入集气瓶，瓶内气体受热膨胀逸出，会导致最终进入的水偏多，测量结果偏大，操作要求是将点燃的红磷快速伸入集气瓶并塞紧橡皮塞。 故选AC。 题型四｜氧气、二氧化碳的性质、检验与鉴别题 1．下列有关物质性质的描述中属于化学性质的是 A．液态空气是淡蓝色液体 B．氧气能跟许多物质发生化学反应 C．充入氖气的灯管充电时可发出红光 D．氯酸钾是白色固体 【答案】B 【解析】A.描述液态空气的颜色、状态，无需发生化学变化即可观察，属于物理性质，不符合要求。 B.描述氧气可与其他物质发生化学反应的性质，该性质必须通过化学变化才能体现，属于化学性质，符合要求。 C.氖气通电发光的过程没有新物质生成，属于物理变化表现出的性质，是物理性质，不符合要求。 D.描述氯酸钾的颜色、状态，无需发生化学变化即可观察，属于物理性质，不符合要求。 2．鉴别空气、氧气、氢气、二氧化碳四瓶气体，最好选用的方法是 A．加入紫色石蕊试液 B．将带火星的木条伸入瓶中 C．将燃着的木条伸入瓶中 D．加入澄清石灰水 【答案】C 【解析】A.紫色石蕊试液，只有二氧化碳能使其变红，空气、氧气、氢气都无明显现象，无法区分，错误。 B.带火星木条，只能检验氧气（复燃）；在空气、氢气、二氧化碳中现象区分不开，氢气可能爆炸，二氧化碳、空气里都会熄灭，错误。 C.燃着的木条伸入瓶内： 空气中木条正常燃烧； 氧气中木条燃烧更旺； 氢气中气体被点燃，产生淡蓝色火焰； 二氧化碳中木条立即熄灭； 四种气体现象各不相同，可以一次性鉴别，正确。 D.澄清石灰水，只有二氧化碳使石灰水变浑浊，空气、氧气、氢气无明显变化，不能鉴别，错误。 3．实现“碳中和”是国家战略，下列有关二氧化碳的认识，错误的是 A．固态CO2俗称干冰，可用于人工降雨 B．植物光合作用消耗CO2，属于自然界碳循环 C．向装满CO2的软塑料瓶加水振荡，瓶子变瘪，证明CO2能与水反应 D．过多CO2排放会引起温室效应，但CO2不属于空气污染物 【答案】C 【解析】A.固态CO2俗称干冰，升华时会吸收大量热量，使空气中水蒸气凝结成水滴，可用于人工降雨，表述正确； B.植物光合作用消耗CO2合成有机物、释放氧气，是自然界碳循环的核心环节之一，表述正确； C.软塑料瓶变瘪仅能说明瓶内压强减小，CO2溶于水也会导致压强降低，无法直接证明CO2与水发生了化学反应，表述错误； D.CO2是温室气体，过量排放会加剧温室效应，但它是空气的正常组成成分，不属于空气污染物，表述正确。 4．下列关于氧气性质的描述中，不正确的是 A．分离液态空气获得氧气是化学变化 B．氧气是一种化学性质比较活泼的气体 C．氧气在低温、高压时能变为液体或固体 D．通常状况下，氧气是一种无味无臭的气体 【答案】A 【解析】A.分离液态空气的原理是利用液态氮和液态氧的沸点不同进行蒸发分离，过程中没有新物质生成，属于物理变化，描述错误。 B.氧气能与碳、硫、铁等多种物质发生氧化反应，是化学性质比较活泼的气体，描述正确。 C.氧气存在三态变化，在低温、高压条件下可转化为淡蓝色液态氧或固态氧，描述正确。 D.正确。 5．氧气的用途与其性质密切相关。下列说法中正确的是 A．医疗急救利用了氧气能供给呼吸的性质 B．气焊、气割利用了氧气能供给呼吸的性质 C．食品包装中充入氧气可以延长食品的保质期 D．在大棚中通入大量氧气可以促进绿色植物的光合作用 【答案】A 【解析】A.氧气能供给呼吸，医疗急救时可给缺氧病人补充氧气，说法正确。 B.气焊、气割利用的是氧气的助燃性，支持燃料燃烧释放高温熔化金属，与供给呼吸无关，说法错误。 C.氧气具有氧化性，会与食品发生缓慢氧化导致食品变质，食品包装一般充入氮气等惰性气体延长保质期，充入氧气会缩短保质期，说法错误。 D.绿色植物光合作用的原料是CO2和，通入氧气无法促进光合作用，反而会促进植物呼吸作用，说法错误。 6．检验集气瓶中收集到的气体是否为氧气，可采用的方法是 A．将带火星的木条伸入瓶内 B．将燃着的木条伸入瓶内看是否熄灭 C．向瓶内倒入少量澄清石灰水 D．闻一闻是否有气味 【答案】A 【解析】A.氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，是检验氧气的标准方法，操作正确。 B.燃着的木条伸入氧气中会燃烧更剧烈，该操作用于检验不可燃、不助燃的气体（如），无法检验氧气，错误。 C.澄清石灰水遇CO2会变浑浊，是CO2的检验方法，与氧气不反应、无明显现象，错误。 D.氧气是无色无味的气体，且闻气味的方法无法鉴别氧气，还可能因未知气体有毒造成危险，错误。 7．臭氧（O3）在通常状况下是淡蓝色、有鱼腥臭味的气体。臭氧不稳定，一旦受热极易转化成氧气，并放出大量的热。臭氧的氧化性比氧气强得多。空气中的氧气通过臭氧发生器在高压电极的作用下能转化为臭氧。臭氧在地面附近的大气层中含量极少，在离地面约25 km处有一个极薄的臭氧层。臭氧层能吸收太阳辐射中的大量紫外线，使地球上的生物免遭紫外线的伤害，它是生命的保护层。超音速飞机排出废气中的一氧化碳、一氧化氮等气体，电冰箱中使用的制冷剂“氟利昂”等对臭氧层有很大的破坏作用，会使臭氧层形成空洞，从而降低对太阳辐射中紫外线的吸收，导致皮肤癌的发病率大大增加。 根据上文，回答下列问题。 （1）氧气通过臭氧发生器转化为臭氧属于________（填“物理”或“化学”）变化。 （2）将带火星的木条伸入到盛有臭氧的集气瓶中，可以看到________的现象，原因是________。 （3）大气中的臭氧层遭破坏，它会引起________（填字母）。 A．光合作用增加 B．皮肤癌患者增多 C．太阳照射时间长 （4）生活中可采取________（填字母）的方法保护臭氧层。 A．减少氟利昂使用 B．使用无氟冰箱 C．减少CO、NO等气体的排出量 【答案】（1）化学 （2）带火星的木条复燃，且燃烧比在氧气中更剧烈 臭氧氧化性比氧气强，且受热极易分解生成氧气并放出大量热，可支持木条剧烈燃烧 （3）B （4）ABC 【解析】（1）氧气（O2）和臭氧（O3）是不同的物质，该变化有新物质生成，因此属于化学变化。 （2）氧气本身可以使带火星的木条复燃，臭氧氧化性强于氧气，且自身受热分解还能生成氧气、释放热量，因此木条燃烧更剧烈。 （3）由题干信息可知，臭氧层被破坏会降低对紫外线的吸收，导致皮肤癌发病率升高；光合作用与二氧化碳浓度相关，太阳照射时长和臭氧层无关，AC错误。 （4）题干明确说明氟利昂、CO、NO均会破坏臭氧层，因此减少氟利昂使用、使用无氟冰箱、减少CO和NO的排放都可以减少对臭氧层的破坏，三个措施均正确。 8．氧气是一种重要的气体，在生产和生活中有广泛的用途。小明同学在小组合作学习过程中，对氧气的相关问题，以结构图的形式进行了如下梳理。 （1）自然界产生氧气的途径主要是________________。 （2）洁净的空气属于________________（填“纯净物”或“混合物”）。 （3）医疗急救经常要用到氧气，是因为氧气可以________________。 （4）家庭中制取氧气。某品牌家庭制氧机是利用分子筛制氧，其微观示意图如图2所示。分子筛制氧的过程属于________（填“物理”或“化学”）变化，与分离液态空气法制氧气相比，分子筛制氧的优点是________________________________________________。 （5）做细铁丝在氧气中燃烧的实验时，观察到比在空气中燃烧更剧烈，是因为______________；实验装置中集气瓶底部要加少量水，原因是________________________。 （6）空气污染物除了可吸入颗粒物外，还包括_______（填序号）。 ①二氧化碳  ②二氧化硫  ③一氧化碳  ④二氧化氮  ⑤臭氧 （7）为减少空气污染，用天然气代替煤燃料，天然气的主要成分是甲烷，甲烷在空气中燃烧产生二氧化碳和水，请用文字表示该化学反应：_______________________________。 【答案】（1）光合作用 （2）混合物 （3）供给呼吸 （4）物理 设备简单（合理即可）（5）氧气浓度更高 防止生成的高温熔融物溅落，炸裂瓶底 （6）②③④⑤ （7） 【解析】（1）自然界中绿色植物通过光合作用吸收二氧化碳，释放氧气，是产生氧气最主要途径。 （2）洁净空气中含有氮气、氧气、稀有气体等多种物质，属于混合物。 （3）氧气可以供给呼吸，因此可用于医疗急救。 （4）分子筛制氧只是分离空气中氮气和氧气，没有新物质生成，属于物理变化； 分离液态空气法需要低温加压液化空气，分子筛制氧常温即可工作，设备简单、能耗小。 （5）可燃物燃烧剧烈程度与氧气浓度有关，氧气浓度越高，燃烧越剧烈； 铁丝燃烧生成高温熔融的四氧化三铁，落到瓶底容易炸裂集气瓶，加水可以降温隔热，防止瓶底炸裂。 （6）二氧化碳是空气的组成成分，不属于空气污染物；二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、臭氧都属于空气污染物。 （7）甲烷和氧气在点燃条件下反应生成二氧化碳和水。 9．氧气是初中化学学习的一种重要气体，请回答下列问题。 （1）仪器a的名称：__________。 （2）实验室用高锰酸钾制取氧气的符号表达式为_____________________，应选择的发生装置是__________。 （3）进行硫在氧气中燃烧实验时，最好选择的收集装置是__________（从A～E中选择）。 （4）用装置F收集氧气，应将气体从__________（填“b”或“c”）口通入，用该装置收集氧气验满的方法是______________________________。 【答案】（1）试管 （2） A （3）C （4）b 将带火星的木条置于c口，如木条复燃，则收集满 【解析】（1）见答案； （2）高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，符号表达式为：见答案； 高锰酸钾制取氧气的反应条件是加热，且试管口需要放置棉花防止高锰酸钾粉末进入导管，对应图中的发生装置A； （3）硫在氧气中燃烧会生成有毒的二氧化硫气体，二氧化硫可以用水吸收，使用排水法（装置C）收集氧气时，可以在集气瓶中预留少量水，既可以收集氧气，又能预先留存水吸收生成的二氧化硫，防止污染空气； （4）氧气的密度比空气大，用向上排空气法收集时，氧气要从长导管进入，也就是从b口通入，空气从短导管c排出； 验满时利用氧气支持燃烧的性质，将带火星的木条放在c导管口，若木条复燃，说明氧气已经收集满。 题型五｜燃烧现象判断与反应基本类型题 1．下列实验现象中正确的是 A．木炭在氧气中燃烧，有无色刺激性气味气体生成 B．蜡烛在氧气中燃烧，发出白光，瓶壁上会出现水雾，倒入澄清石灰水振荡会变浑浊 C．红磷在氧气中剧烈燃烧，有黄色火焰，生成大量白色气体 D．铁丝在空气中能剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，有黑色熔融物溅落瓶底 【答案】B 【解析】A.木炭在氧气中燃烧生成无色无味的CO2，无刺激性气味气体，错误。 B.现象描述正确。 C.红磷燃烧生成白色固体P2O5，现象为产生大量白烟，不是白色气体，错误。 D.铁丝在空气中只能红热，无法燃烧，只有在纯氧中才会出现剧烈燃烧、火星四射的现象，错误。 2．纳米铁粉是非常细小的铁的小颗粒，在空气中不易自燃，但稍加热却可剧烈燃烧。如图是纳米铁粉在锥形瓶中燃烧的实验，下列说法不正确的是 A．锥形瓶内的水也可以用一层细沙代替 B．本实验中，铁粉剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成红色固体 C．激光手电的作用是点燃锥形瓶内的铁粉 D．实验中可以看到纳米铁粉燃烧时，气球变大，冷却至室温后，气球变瘪 【答案】B 【解析】A.锥形瓶中水的作用是防止高温熔融物溅落炸裂瓶底，细沙也可以起到相同的防护作用，说法正确。 B.铁燃烧生成的四氧化三铁是黑色固体，不是红色固体，说法错误。 C.激光手电照射放出热量，使温度达到纳米铁粉的着火点，起到点燃铁粉的作用，说法正确。 D.铁粉燃烧放热，瓶内气体受热膨胀，气球变大；反应消耗瓶内氧气，冷却至室温后瓶内压强小于外界大气压，气球变瘪，说法正确。 3．某同学做木炭在氧气中燃烧的实验过程如图，下列说法正确的是 A．进行该实验时，需标注实验图标 B．坩埚钳夹持红热的木炭由瓶口快速伸入氧气中 C．木炭在氧气中剧烈燃烧，火星四射 D．澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳生成 【答案】D 【解析】A.题目给出的图标是“用电”标识，本实验使用酒精灯加热，无触电风险，无需标注该图标，A错误。 B.红热木炭需从瓶口缓慢伸入氧气集气瓶，若快速伸入，燃烧放热会使瓶内氧气受热逸出，导致木炭很快熄灭、现象不明显，B错误。 C.木炭在氧气中燃烧的现象是发出白光、放出大量热；“火星四射”是铁丝在氧气中燃烧的特征现象，C错误。 D.二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，因此澄清石灰水变浑浊可证明反应生成了二氧化碳，D正确。 4．下列反应不属于化合反应，不属于分解反应，也不属于氧化反应的是 A．氧化汞汞＋氧气 B．红磷＋氧气五氧化二磷 C．氢氧化钙＋二氧化碳→碳酸钙＋水 D．石蜡＋氧气二氧化碳＋水 【答案】C 【解析】A.反应：氧化汞汞＋氧气，符合“一变多”，属于分解反应，不符合要求。 B.反应：红磷＋氧气五氧化二磷，符合“多变一”，属于化合反应，且有氧气参与，也属于氧化反应，不符合要求。 C.反应：氢氧化钙＋二氧化碳→碳酸钙＋水，反应物、生成物均为2种，既不符合化合、分解反应的特征，也没有氧气参与，不属于氧化反应，符合要求。 D.反应：石蜡＋氧气二氧化碳＋水，有氧气参与，属于氧化反应，不符合要求。 5．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．Ⅰ、Ⅱ两类反应均体现了氧气的氧化性 B．Fe在Ⅰ、Ⅱ两类反应中的条件相同 C．Ⅰ类反应放出热量，Ⅱ类反应吸收热量 D．Ⅰ、Ⅱ两类反应均会发光 【答案】A 【解析】A.两类反应中氧气均作为氧化剂，在反应中提供氧，均体现氧气的氧化性，表述正确。 B.Fe在Ⅰ类反应的条件是点燃（在氧气中燃烧生成四氧化三铁），在Ⅱ类反应的条件是常温（和氧气、水发生缓慢氧化生锈），反应条件不同，表述错误。 C.所有氧化反应均放出热量，两类反应都放热，表述错误。 D.只有Ⅰ类剧烈氧化（燃烧）会伴随发光现象，Ⅱ类缓慢氧化无发光现象，表述错误。 6．下列反应中，属于氧化反应但不属于化合反应的是 A．铁+氧气四氧化三铁 B．碱式碳酸铜氧化铜+二氧化碳+水 C．酒精+氧气二氧化碳+水 D．铜+氧气氧化铜 【答案】C 【解析】A、该反应是物质与氧气的反应，属于氧化反应，该反应符合“多变一”的特点，属于化合反应，不符合题意； B、该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应，不是物质与氧的反应，不属于氧化反应，不符合题意； C、该反应是物质与氧气的反应，属于氧化反应，该反应的生成物有两种，不符合“多变一”的特点，不属于化合反应，符合题意； D、该反应是物质与氧气的反应，属于氧化反应，该反应符合“多变一”的特点，属于化合反应，不符合题意。 故选C。 7．食品安全、空气质量与人类健康密切相关。 （1）食物腐败是缓慢氧化的过程，下列不属于缓慢氧化的是______（用字母填空）。 A．铁生锈 B．呼吸作用 C．天然气燃烧 （2）食品保鲜常用铁粉脱氧剂。其原理是铁与水蒸气和氧气反应生成氢氧化铁，该原理的文字表达式为______。 【答案】（1）C （2） 【解析】（1）缓慢氧化的特征是反应速率慢、不易被察觉，铁生锈、呼吸作用都符合该特征，属于缓慢氧化；天然气燃烧是剧烈的发光放热的氧化反应，不属于缓慢氧化。 （2）根据题干明确给出的反应物（铁、水蒸气、氧气）和生成物（氢氧化铁），文字表达式为：。 8．新型材料纳米级铁粉具有广泛的用途，它比普通铁粉更易与氧气反应，其制备流程如图所示。 （1）在制备流程中分离液态空气制取氮气依据的是空气中液氧和液氮的_______不同。充装钢瓶中的物质属于______（填“纯净物”或“混合物”）。 （2）高温炉中发生反应得到纳米级铁粉。纳米级铁粉在氧气中能燃烧生成黑色固体，发生反应的化学方程式为______________。 （3）铁丝在氧气中燃烧的实验如图，该实验预先在集气瓶底放少量水的目的是______________。 【答案】（1）沸点 混合物 （2） （3）防止高温熔融物溅落炸裂集气瓶瓶底 【解析】（1）工业上分离液态空气是利用空气中各成分（主要是液氮和液氧）的沸点不同。液氮的沸点（-196℃）低于液氧的沸点（-183℃），通过控制温度使氮气先汽化分离出来。从精馏塔中分离出的氮气虽然纯度很高，但仍可能含有少量稀有气体等杂质，因此属于混合物。 （2）铁在氧气中燃烧，生成黑色的四氧化三铁固体。该反应的化学方程式为： （3）铁丝在氧气中燃烧时，会产生高温的熔融物（四氧化三铁）。预先在集气瓶底部放少量水，是为了吸收热量，防止高温熔融物溅落到瓶底，导致集气瓶因受热不均而炸裂。 9．《天工开物》记载“凡醋，麦、米皆可造……入瓮密封，旬日香成”，古法酿醋工艺简化流程如图。 （1）古人种植麦、米以供造醋，谷物在田间生长积累淀粉，该过程依靠植物的_______作用。 （2）酿醋后期密封瓦瓮，主要是防止_________进入，避免醋变质。 （3）谷物入瓮静待旬日，微生物促成乙醇与氧气反应，生成醋酸和水，写出该反应的文字表达式____________。 【答案】（1）光合 （2） 氧气/空气 （3） 【解析】（1）植物通过光合作用将二氧化碳和水转化为淀粉等有机物储存能量，因此该过程依靠光合作用。 （2）酿醋后期密封是为了隔绝氧气（空气），避免醋酸被氧化或者杂菌繁殖导致醋变质。 （3）乙醇与氧气反应，生成醋酸和水，反应的文字表达式见答案。 10．下图分别为硫、铁丝在氧气中燃烧的实验，请回答问题。 （1）实验一中，点燃石英玻璃燃烧匙（可以导气）中的硫粉，立即伸入装置中，产生淡蓝色火焰，然后通入氧气，产生明亮的________色火焰。对比通入氧气前后的现象，可得出硫燃烧的剧烈程度与________有关。 （2）用文字表示实验二中发生的反应：________。 （3）实验________（填“一”或“二”）集气瓶底部的水能用细沙代替。 （4）关于上述两个反应的说法不正确的是________（填序号）。 ①反应都放出热量    ②都是氧化反应 ③生成物都是固体    ④都能观察到火星四射 【答案】（1）蓝紫 氧气的浓度 （2） （3）二 （4）③④ 【解析】（1）略； 空气中氧气浓度低，硫燃烧微弱，对比可知燃烧剧烈程度和氧气的浓度有关； （2）铁丝在氧气中点燃，生成四氧化三铁，文字表达式为； （3）实验二中瓶底加水是防止高温熔融物溅落，炸裂瓶底，可以换成细沙；实验一中瓶底加水是用来吸收有毒的二氧化硫，防止污染空气，不能换细沙； （4）①燃烧反应均为放热反应，硫和铁在氧气中燃烧都属于燃烧，都放出热量，正确； ②氧化反应指物质与氧气发生的反应，两个反应都是物质与氧气反应，都属于氧化反应，正确； ③硫燃烧生成物SO2是气体，不是固体，错误； ④硫在氧气中燃烧的现象为发出蓝紫色火焰，生成有刺激性气味的气体，无火星四射现象；只有铁丝燃烧才会出现火星四射现象，错误。 题型六｜燃烧实验的操作与探究题 1．利用如图1传感器采集蜡烛燃烧过程中O2和CO2浓度的变化，实验过程中采集到的数据如图2，以探究蜡烛熄灭的原因。以下分析不合理的是 A．图2中的曲线1表示瓶内O2浓度的变化 B．蜡烛燃烧过程中，瓶内氮气的总质量基本不变 C．蜡烛熄灭的原因可能是燃烧过程中产生一定浓度的CO2导致 D．燃着的蜡烛能在浓度为15%O2、5%CO2和80%N2的混合气体中保持燃烧 【答案】D 【解析】A. 蜡烛燃烧时O2被消耗，浓度逐渐降低，曲线1初始浓度接近空气中O2的体积分数（约21%），最终稳定在15.6%，符合O2的变化规律，分析合理； B. 氮气不参与燃烧反应，瓶内氮气总质量基本不变，分析合理； C. CO2不支持燃烧，反应过程中CO2浓度逐渐升高，可能是蜡烛熄灭的原因之一，分析合理； D. 由图像可知，当O2浓度为15.6%、CO2浓度为3.8%时蜡烛已经熄灭；选项中O2浓度更低（15%）、CO2浓度更高（5%），蜡烛无法保持燃烧，分析不合理。 2．空气是一种宝贵的资源，对人类的生产、生活有很重要的作用。 （1）如图是工业上用分离液态空气法制取氧气流程图，利用空气中氮气和氧气的______不同，该方法属于______（填“物理”或“化学”）变化。流程图中空格①处应填写的物质是______，该成分在空气中所占的体积分数为______。 经过步骤A处理后的空气属于______（填“纯净物”或“混合物”）。 （2）洁净的空气对人类非常重要。下列有利于保护大气的做法是______。 A．使用新能源共享汽车 B．将工厂的烟囱造高，有害气体排向高空，以减少工厂周围的大气污染 C．植树造林，保护森林 D．加强大气监测，改善环境状况 （3）部分冰箱用“气调保鲜”的方式达到对食物保鲜的效果。如图是工业上用膜分离技术实现“气调保鲜”的流程示意图，在空气分离后，进入冰箱保鲜室内的气体是______（选填“富氧空气”或“富氮空气”），这一保鲜原理主要是利用氮气的性质是______。 【答案】（1）沸点 物理 稀有气体 0.94% 混合物 （2）ACD （3）富氮空气 氮气化学性质不活泼 【解析】（1）分离液态空气法的原理是利用氮气和氧气的沸点不同，将空气降温加压液化后蒸发，沸点更低的氮气先汽化逸出；该过程没有新物质生成，属于物理变化。空气的主要成分除去氧气、氮气、二氧化碳、水蒸气后，剩余的主要是稀有气体，稀有气体在空气中的体积分数约为0.94%。步骤A仅除去了空气中的灰尘，剩余的空气中仍含有氮气、氧气等多种物质，因此属于混合物。 （2）A.使用新能源共享汽车可减少化石燃料燃烧的尾气排放，有利于保护大气，正确； B.将烟囱造高只是把有害气体排放到更高处，并没有消除污染物，仍会造成大气污染，错误； C.植树造林可吸附粉尘、吸收有害气体，改善空气质量，有利于保护大气，正确； D.加强大气监测能及时管控污染，改善环境，有利于保护大气，正确。 （3）氮气化学性质稳定，不易和食物发生反应，还能隔绝氧气抑制食物的氧化变质，因此冰箱保鲜需要通入富氮空气，利用氮气化学性质不活泼的特性延长食物保存时间。 3．某化学兴趣小组进行“铁丝在氧气中燃烧”的实验，并进行了一些探究活动。 （1）【实验回顾】铁丝在氧气中燃烧实验的示意图如图，实验前要将铁丝打磨，原因是___________；图中螺旋状铁丝的末端系一根火柴的作用是___________；集气瓶中先放一些水的作用是___________。铁丝燃烧的符号表达式为___________。 （2）【探究一】铁丝燃烧是否需要纯氧？ 【设计实验1】取直径为0.38 mm的铁丝，分别在体积分数为90%、70%、60%、55%的氧气中实验。实验现象如表所示： 体积分数 90% 70% 60% 55% 实验现象 燃烧剧烈、燃烧时间长，效果好 燃烧比90%弱，燃烧时间短，实验成功 燃烧比70%弱，燃烧时间更短，实验成功 难以燃烧，只是发红 【结论】就0.38 mm铁丝而言，铁丝燃烧对氧气体积分数的要求是______（“>”“=”或“<”）55%。 （3）【探究二】兴趣小组同学又产生新的猜想，铁丝燃烧，是否和铁本身的颗粒大小有关？ 【设计实验2】他们用还原铁粉、纳米铁粉在空气中进行实验，实验操作及现象如表： 还原铁粉 纳米铁粉 粒径大小（nm） 1000 20-200 实验操作和现象 直接洒在燃着的酒精灯外焰上，有火星 直接从密封容器中洒落在陶土网上，有火星 由此实验你能得出的结论是：___________。 【答案】（1）除去铁丝表面的氧化物 引燃铁丝 防止铁丝燃烧形成的高温熔化物溅落炸裂瓶底 （2）> （3）铁本身的颗粒越小，越容易燃烧 【解析】（1）铁丝长期暴露在空气中表面会生成氧化物铁锈，打磨可以除去该杂质，避免其影响铁丝与氧气的接触、阻碍燃烧； 铁丝直接点燃难度大，末端系的火柴燃烧放热可以加热铁丝，从而将铁丝引燃； 铁丝燃烧会生成高温的四氧化三铁熔融物，直接掉落易使冷的集气瓶底受热不均炸裂，预先放水可以降温隔热，避免集气瓶炸裂。 （2）氧气体积分数为55%时铁丝仅发红、难以燃烧，氧气体积分数≥60%时铁丝可以成功燃烧，因此0.38mm的铁丝燃烧需要氧气体积分数大于55%。 （3）对比实验中，粒径1000nm的还原铁粉需要接触酒精灯外焰才能产生火星，而粒径仅20-200nm的纳米铁粉不需要额外明火加热，直接洒落在陶土网上就能在空气中产生火星，说明铁的颗粒越小，越容易在空气中发生燃烧，铁的燃烧难易程度和自身颗粒大小有关。 4．化学十分重视实证和理性思维。 （1）实验一中，木炭应__________（填“快速”或“缓慢”）插入充满氧气的集气瓶内。木炭在空气和氧气中燃烧现象不同，由此可知，燃烧的剧烈程度与______________________________有关。 （2）实验二中，铁在氧气中燃烧的文字表达式为______________________________，集气瓶底预先放少量的水的作用为______________________________。 【答案】（1）缓慢 氧气浓度 （2） 防止生成物溅落炸裂瓶底 【解析】（1）木炭要缓慢伸入集气瓶，防止木炭燃烧放热，使瓶内氧气受热逸出，实验现象不明显；木炭在空气中红热，在氧气中发白光，空气和氧气的氧气浓度不同，说明燃烧剧烈程度与氧气的浓度有关； （2）铁燃烧生成四氧化三铁，反应的文字表达式为：；铁丝在氧气中剧烈燃烧，放出热量，集气瓶底部的水是能防止高温熔融物溅落炸裂瓶底； 5．某同学发现，在实验室做“铁丝在氧气中燃烧”的实验时，有些同学的实验现象不明显，围绕这一现象，在老师的指导下，同学们进行了一系列的探究活动： （1）活动一：铁丝缠绕成螺旋状的作用？ 【实验内容】取3根材质、大小相同的铁丝，将一根拉直，另两根绕成宽窄不同的螺旋状，进行如图所示实验。 【实验现象】铁丝均能燃烧，剧烈程度不同。Ⅱ最剧烈，其次是Ⅲ，较弱是I。 【实验分析】铁丝在氧气中能不能燃烧，与将铁丝缠绕成螺旋状______（填“有”或“无”）关。 【实验结论】将铁丝缠绕成螺旋状的作用是_______________。 （2）活动二：铁丝燃烧产生火星四射的原因？ 【查阅资料】日常生活中的铁制品都含有少量的碳杂质。 【实验内容】取长短相同、直径均为0.38mm、含碳量不同的4根铁丝分别在足量的氧气中燃烧。 【实验现象】 含碳量不同的铁丝 纯铁丝 含碳0.05%的铁丝 含碳0.2%的铁丝 含碳0.6%的铁丝 燃烧时的现象 无火星四射，熔断 剧烈燃烧，极少火星 剧烈燃烧，少量火星 未记录 【实验分析】 ①推测表中“未记录”部分的内容可能是________________。 ②铁丝在氧气中燃烧的文字表达式为______________________。 【实验结论】通过以上实验，说明铁丝燃烧产生火星四射的现象，可能与_________有关。 【反思与评价】 （3）如图是同学们进行“铁丝在氧气中燃烧”实验时的几种操作方式，其中更能提高实验成功率的方式是___________（填字母序号）。 （4）实验中集气瓶底部预留少量水或细沙的目的_____________________。 【答案】（1）无 集中热量，增大铁丝的受热面积，减少热量散失，更容易持续维持铁丝的燃烧，让反应更剧烈 （2）剧烈燃烧，火星四射 铁 + 氧气四氧化三铁 含碳量 （3）A （4）防止高温熔融物溅落瓶底，使集气瓶炸裂 【解析】（1）实验中拉直和螺旋状的铁丝都能燃烧，说明铁丝能否燃烧和绕成螺旋状无关； 略。 （2）① 从实验现象能看出，铁丝含碳量越高，火星越明显，因此含碳0.6%的铁丝会剧烈燃烧、火星四射。 ② 略。 ③ 对照不同含碳量铁丝的燃烧现象，可知火星四射的现象和铁丝的含碳量有关。 （3）火柴向下时燃烧的火焰能充分对上方铁丝进行加热，更易使铁丝温度达到着火点，故选A。 （4）铁丝燃烧会产生高温的熔融物四氧化三铁，直接落到集气瓶底部会让瓶底受热不均炸裂，预留水或细沙可以起到隔热缓冲的保护作用。 题型七｜氧循环、碳循环与碳中和分析题 1．下图为自然界中“碳循环”“氧循环”简图。下列说法不正确的是 A．碳、氧循环有利于维持大气中二氧化碳和氧气含量的相对稳定 B．碳、氧循环过程中只发生物理变化 C．水循环与氧循环在变化上有本质的区别 D．绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能 【答案】B 【解析】A.碳、氧循环通过光合作用、呼吸作用、燃烧等过程，实现CO2和O2的消耗与生成，可维持二者在大气中含量的相对稳定，正确； B.碳、氧循环中的光合作用、呼吸作用、化石燃料燃烧过程均有新物质生成，属于化学变化，并非只发生物理变化，错误； C.水循环主要是水的三态变化，无新物质生成，属于物理变化；氧循环有新物质生成，属于化学变化，二者变化本质有区别，正确； D.绿色植物通过光合作用将太阳能转化为有机物中储存的化学能，正确。 2．“碳循环”和“氧循环”是自然界中的重要循环，下列用化学学科观点分析“碳、氧循环”的说法中．不正确的是 A．元素观：“碳、氧循环”过程中，元素种类不变 B．微粒观：自然界碳、氧循环过程中氧原子种类和总数保持不变 C．变化观：⑤⑥反应中反应物相同产物不同，原因是反应条件不同 D．平衡观：碳、氧循环发生的变化多是物理变化，可维持大气中O2和CO2含量的相对稳定 【答案】D 【解析】A.根据质量守恒定律，化学变化前后元素种类不变，碳、氧循环过程以化学变化为主，元素种类始终不变，表述正确； B.化学变化的微观本质是原子的重新组合，反应前后原子的种类、数目、质量均不改变，因此碳、氧循环中氧原子的种类和总数保持不变，表述正确； C.⑤⑥可对应碳与O2的反应，反应物均为碳和氧气，当氧气浓度（反应条件）不同时，可分别生成CO2（氧气充足）和CO（氧气不足），反应物相同产物不同的原因是反应条件不同，表述正确； D.碳、氧循环的核心过程如光合作用、动植物呼吸、化石燃料燃烧都属于化学变化，并非以物理变化为主，表述错误。 故选D。 3．关于自然界中的“氧循环”，下列说法不正确的是 A．自然界中产生氧气的途径主要是植物光合作用 B．自然界中的“氧循环”是通过物理变化实现的 C．自然界中通过“氧循环”维持了相对稳定的大气含氧量 D．自然界中通过“氧循环”为生态系统的正常运转提供可靠的资源保障 【答案】B 【解析】A. 植物光合作用吸收CO2释放O2，是自然界产生氧气的最主要途径，正确； B. 氧循环涉及光合作用、呼吸作用、可燃物燃烧等过程，均有新物质生成，属于化学变化，是通过化学变化实现的，错误； C. 氧循环使氧气的产生和消耗处于动态平衡，维持了相对稳定的大气含氧量，正确； D. 氧气是生物呼吸、生产生活燃烧等活动的必需物质，氧循环为生态系统正常运转提供了稳定的资源保障，正确。 4．下列关于自然界中“水循环”“氧循环”和“碳循环”的说法不正确的是 A．绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能 B．“碳达峰”与“碳中和”中的“碳”指的主要是二氧化碳 C．“氧循环”可使自然界中的氧原子总数增加 D．“水循环”与“氧循环”在变化上有本质区别 【答案】C 【解析】A.绿色植物光合作用的本质是利用光能将二氧化碳和水转化为有机物和氧气，将太阳能转化为化学能储存在有机物中，表述正确； B.“碳达峰”“碳中和”针对的是温室气体排放管控，其中的“碳”主要指二氧化碳，表述正确； C.根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类、数目、质量均不改变，氧循环属于化学变化，自然界中氧原子总数始终保持恒定，不会增加，表述错误； D.水循环主要是水的固、液、气三态变化，无新物质生成，属于物理变化；氧循环是氧气与含氧化合物的相互转化，有新物质生成，属于化学变化，二者变化本质有区别，表述正确。 故选C。 5．如图是自然界中氧的部分循环示意图，分析并回答下列问题。 （1）从如图所示的①~⑥中选择合适的序号填空，消耗氧气的有①⑤和________。 （2）下列关于氧气的说法正确的是________（填字母序号）。 A．氧气百利而无一害 B．空气中氧气的浓度越高越好 C．空气中氧气的含量永远不变 D．空气中的氧处于动态平衡 （3）鱼、虾能在水中生存，是因为氧气_________溶于水。 【答案】（1）②④ （2）D （3）不易 【解析】（1）①金属锈蚀、④人呼吸、⑤鱼类呼吸均发生了缓慢氧化，②煤炭燃烧是煤与氧气的反应，它们均消耗氧气；③植物光合作用、⑥水生植物光合作用释放氧气，属于产生氧气的过程，因此补充②④； （2）A. 氧气会引发金属锈蚀、食物腐败，浓度过高还会导致氧中毒，不是百利而无一害，错误； B. 氧气浓度过高会加剧火灾风险、危害人体健康，并非越高越好，错误； C. 空气中氧气含量是相对稳定的，并非永远不变，错误； D. 氧气的消耗和产生基本持平，空气中的氧处于动态平衡，正确； （3）氧气不易溶于水，水中会溶解少量氧气，能够供给鱼、虾呼吸，因此鱼、虾可在水中生存。 6．如图是自然界中氧的部分循环示意图，分析并回答下列问题。 （1）从如图所示的①~⑥中选择合适的序号填空，产生氧气的有_____，消耗氧气的有①⑤和_____。 （2）从物质组成分析，空气属于_____（填“纯净物”或“混合物”）。空气中，氧气的_________分数约为_____（填“21%”或“78%”）。 （3）下列关于氧气的有关说法正确的是_____（填字母序号）。 A．氧气有百利而无一害 B．空气中氧气的浓度越高越好 C．空气中氧气的含量永远不变 D．空气中的氧处于动态平衡 （4）鱼、虾能在水中生存，是因为氧气_____（填“能”或“不能”）溶于水。 【答案】（1）③⑥ ②④ （2）混合物 体积 21% （3）D （4）能 【解析】（1）光合作用可以吸收二氧化碳，释放氧气，图中③植物光合作用、⑥水生植物光合作用都能产生氧气； ①金属锈蚀是金属与氧气发生反应、②煤炭燃烧需要消耗氧气、④人的呼吸作用消耗氧气、⑤鱼类呼吸消耗氧气，这些过程都消耗氧气。 （2）空气中含有氮气、氧气、稀有气体等多种不同物质，由多种物质组成的属于混合物；空气中各成分按体积计算，氧气的体积分数约为 21%，氮气约为 78%。注意：是体积分数，不是质量分数。 （3）A.氧气并非百利无一害，氧气会造成金属生锈、食物腐败变质，错误； B.空气中氧气浓度不是越高越好，氧气浓度过高，会引起氧中毒，对人体有害，错误； C.空气中氧气含量不是永远不变，会随着呼吸、燃烧、光合作用等过程发生小幅变化，错误； D.自然界中氧气不断被消耗，植物光合作用又持续产生氧气，空气中的氧处于动态平衡状态，正确。 （4）氧气的溶解性是不易溶于水，但水中可以溶解少量氧气，鱼虾依靠水中溶解的少量氧气呼吸生存，因此填 “能”。 7．“水循环”“氧循环”和“碳循环”是自然界存在的三大重要循环，图1、图2是自然界中碳、氧循环简图，图3是水循环简图，结合你所学的化学知识回答下面有关问题： （1）从物质变化的角度看，三大循环中有一种循环与另外两种循环有本质的区别，这一循环是___________，你的依据是___________。 （2）在碳、氧循环简图中，转化1都是消耗二氧化碳的途径： ①图1中，转化1表示水吸收二氧化碳的过程，写出该反应的文字表达式___________。 ②图1、图2中的转化1分别发生的两个化学反应的反应物相同，但产物却完全不同，原因是___________。 （3）下列关于三大循环的说法中正确的是___________。（不定项） A．植物的光合作用使空气中的氧气含量逐年提升 B．每个人都在参与碳、氧循环，碳循环中的“碳”是指二氧化碳 C．水的天然循环是通过其三态变化实现的 D．水的天然循环实现了水资源的重新分配 【答案】（1）水循环 水循环过程中没有新物质生成，碳循环和氧循环过程中有新物质生成 （2） 反应条件不同 （3）CD 【解析】（1）从物质变化的角度看，三大循环中有一种变化与另外两种变化有本质的区别，这一循环是水循环，这种循环主要是由水分子运动引起的,发生的是物理变化，依据是水循环过程中没有新物质生成，碳循环和氧循环过程中有新物质生成； （2）①图1中，转化1表示水吸收二氧化碳反应生成碳酸，反应的文字表达式为：； ②图1、图2中的转化1分别发生的两个反应的反应物相同，但得到的产物却完全不同，原因是反应条件不同； （3）A、植物的光合作用会产生氧气，但生物的呼吸作用、化石燃料的燃烧等过程会消耗氧气，空气中的氧气含量处于动态平衡，不会逐年提升，A错误。 B、每个人的呼吸、饮食等活动都会参与碳循环和氧循环；但循环中的“碳”指的是碳元素（以二氧化碳、有机物等形式存在），不是二氧化碳，B错误。 C、水的天然循环是通过水的液态、气态、固态三态变化（蒸发、凝结、降水等）实现的，C正确。 D、水的天然循环通过蒸发、降水、径流等环节，将水资源在不同地区重新分配，D正确。 故选CD。 题型八｜氧气的实验室制取题（装置选择·操作顺序·仪器识别）1．加热高锰酸钾制取氧气的化学方程式为，实验装置如图所示，下列有关说法，不合理的是 A．试管口塞棉花团，目的是防止高锰酸钾粉末进入导管 B．实验前，应先检查装置气密性，后加入试剂 C．停止加热时，先熄灭酒精灯，再把导管移出水面 D．试管口要略向下倾斜，防止试管壁上的水流入试管底部，使试管炸裂 【答案】C 【解析】A. 高锰酸钾是粉末状固体，加热时易被气流裹挟进入导管造成堵塞，试管口塞棉花可避免该问题，表述正确； B. 制备气体的实验必须先检查装置气密性，确认装置不漏气后再加入试剂，避免药品浪费，表述正确； C. 停止加热时如果先熄灭酒精灯，试管内温度降低，压强减小，水槽中的水会倒吸入高温的试管，导致试管炸裂。正确操作是先把导管移出水面，再熄灭酒精灯，表述错误； D. 固体药品表面通常带有水，加热时水分蒸发变为水蒸气，水蒸气在温度较低的试管口冷凝为液态水，试管口略向下倾斜可避免冷凝水倒流回试管底部，防止试管骤冷炸裂，表述正确。 2．实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，实验装置如图所示。 （1）二氧化锰在本反应中起到什么作用？ （2）用排水法收集时，为什么要等到导管口有连续、均匀的气泡冒出时再开始收集？ （3）实验结束时，为什么要先把导管移出水面，再停止滴加过氧化氢溶液？ （4）检验集气瓶中是否为氧气、以及判断氧气是否集满，方法有何不同？ 【答案】（1）催化作用 （2）刚开始排出的是装置内原有的空气，此时收集到的气体不纯；待气泡连续均匀冒出，说明空气已排尽，收集到的才是较纯的氧气 （3）过氧化氢分解放热，若先停止滴加过氧化氢溶液，反应完全后瓶内温度降低，压强减小，水槽中的水会倒吸入锥形瓶，因此需先移出导管再停止滴加 （4）检验：将带火星的木条伸入瓶内，若木条复燃则为氧气。验满：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则说明已收集满 【解析】（1）二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，在反应中起催化作用。 （2）略。 （3）略。 （4）略。 3．据图回答下列问题： （1）写出下列仪器名称：a_________  b_________。 （2）实验室用高锰酸钾制取干燥的氧气，应选择的装置是________（从A—E中选，填字母），该发生装置有个问题，请改正：________________。该反应的符号表达式：________________________________。 （3）F装置有多种用途。用该装置能完成的实验有__________（多选，填标号）a．收集氧气时，气体从c端通入 b．收集氢气时，气体从c端通入 c．瓶内装一定量澄清石灰水，气体从c端通入，检验气体是否为二氧化碳 d．在c端接量筒，瓶内装满水，氧气从d端通入，测量气体的体积 【答案】（1）长颈漏斗 铁架台 （2）BD 在试管口放一团棉花 （3）acd 【解析】（1）略； （2）实验室用高锰酸钾制取干燥的氧气，该反应为固体加热型，发生装置可选择B，排空气法收集的气体较为干燥，氧气的密度比空气大，采用向上排空气法进行收集，即收集装置选D； 高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的符号表达式见答案； （3）a．氧气密度比空气大，则氧气应从c端通入，将空气从d端排出，正确； b．氢气的密度比空气小，气体应从d端通入，将空气从c端排出，错误； c．二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，通常用澄清石灰水检验二氧化碳气体，当F装置瓶内装一定量澄清石灰水，为了使气体与石灰水充分接触，则气体从c端通入，当澄清石灰水变浑浊，则可检验气体为二氧化碳，正确； d．氧气不易溶于水，氧气的密度比水小，则当F装置瓶内装满水，可用排水法收集氧气，氧气应从短管d端通入，排出水的体积即为产生氧气的体积，正确。 4．氧气的制备。 （一）请结合现有药品与以下装置完成下列填空。 （1）写出装置图中标号仪器的名称：②______。 （2）若实验室用高锰酸钾作为反应物制取氧气，可选用图中发生装置______（填字母），符号表达式为______，在实验前需检查______。 （3）实验室用B、C装置制取O2，加入液体药品液面高度应在______（选填B中的“a”或“b”）处。 （4）能用E装置收集氧气，是因为氧气具有______性质。小丁同学欲用F装置收集O2，则O2应从导管口______（填“c”或“d”）端通入。 （二）制作简易供氧器 某同学查阅资料知道，家用简易供氧器中的固体药剂是A和B。A是过碳酸钠（2Na2CO3·3H2O2），它是一种白色固体，遇水会分解出过氧化氢。B是一种黑色粉末状催化剂。该同学用塑料瓶、注射器、吸管、输液管等设计并制作简易供氧器，如图所示： （5）图中甲作为发生装置的优点是______。 （6）乙塑料瓶中水的主要作用是______（写一条）。 【答案】（1）水槽 （2）A 装置气密性 （3）b （4）不易溶于水，不与水反应 d （5）可控制液体滴加速度，控制反应速率 （6）湿润氧气（或便于观察氧气产生速率）【解析】（1）略。 （2）反应物高锰酸钾是固体，反应条件需要加热，符合固体加热型发生装置A的适用条件。 高锰酸钾加热生成锰酸钾，二氧化锰，氧气。 所有气体制备实验，装入药品之前，必须先检查装置气密性；如果装置漏气，收集不到气体，造成药品浪费。 （3）长颈漏斗下端管口一定要浸没在液面以下（b位置），形成液封； 如果液面只到a处，长颈漏斗下端管口露出液面，反应生成的氧气会顺着长颈漏斗向外逸出，气体收集失败。 （4）能用E（排水法）收集氧气，因为氧气具有：不易溶于水，且不与水发生化学反应的性质。 水的密度远大于氧气，氧气密度比水小；氧气从短导管d进入瓶上方，随着氧气增多，瓶内压强变大，将水从长导管c压出去，最终收集到氧气。 （5）注射器可以手动控制加水的快慢，加水快，过氧化氢分解快，产氧速度快；加水慢，产氧速度慢，可以按需调节氧气产生速率。 （6）从甲装置生成的氧气比较干燥，经过乙瓶的水之后，氧气携带水蒸气，变得湿润，更适合呼吸；气泡冒出快 → 供氧速度快；气泡冒出慢 → 供氧速度慢，方便监控供氧快慢。 5．如图是实验室常见的制取气体的装置： （1）写出图中标有①的仪器名称：_______。 （2）用高锰酸钾加热制取氧气时，选用的发生装置是______（填字母），反应的文字表达式___________。 （3）用高锰酸钾制取氧气时有如下步骤：①点燃酒精灯②检查装置的气密性③装药品，把试管固定在铁架台上④用排水集气法收集⑤把导气管撤离水面⑥熄灭酒精灯⑦连接仪器。其中操作顺序正确的是______。 A．②③⑦①④⑤⑥ B．⑦②③①④⑤⑥ C．⑤⑦③②①④⑥ D．⑦③①②④⑥⑤ （4）用过氧化氢溶液与二氧化锰制取氧气，选择的制取装置是______。（填字母） （5）氨气极易溶于水，且密度比空气小，实验室常用加热固体硫酸铵和固体熟石灰的混合物来制取氨气，发生装置应用______，收集氨气最好用______装置。（填字母） 【答案】（1）长颈漏斗 （2）A 高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 （3）B （4）BC或BE （5）A D 【解析】（1）略。 （2）高锰酸钾制取氧气需要加热，属于“固体加热型”反应，因此选发生装置A；高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气。 （3）实验室加热固体制取氧气的正确步骤可记忆为“查（检查气密性）装（装药品固定仪器）点（点燃酒精灯加热）收（收集气体）离（导管移出水槽）熄（熄灭酒精灯）”，完整流程为先连接仪器，再检查气密性，后续按顺序操作，对应选项B。 （4）过氧化氢和二氧化锰制取氧气是“固液不加热型”，发生装置选B；氧气密度比空气大且不易溶于水，可用向上排空气法C或排水法E收集，因此制取装置组合为BC或BE。 （5）制取氨气是加热两种固体混合物，发生装置选固体加热型的A；氨气极易溶于水不能用排水法，密度比空气小，因此只能用向下排空气法D收集。 6．根据下列实验装置图填空： （1）写出带标号仪器的名称：①_______；②_______。 （2）向气体发生装置中装药品之前，应当进行的操作是_______。 （3）实验室用高锰酸钾制取氧气时，选择的发生装置是_______（填字母序号，下同），该反应的文字或符号表达式为_______；若想得到较纯净的氧气，选择的收集装置是_______，使用该装置时观察到______（现象）说明氧气已经集满。 （4）将收集的氧气倒入甲图的烧杯中，观察到带火星的木条自下而上依次复燃，说明氧气具有的性质是_______和_______。 （5）乙图中铁丝在氧气中燃烧的文字或符号表达式是_______；实验时，集气瓶炸裂的可能原因是_______。 【答案】（1）试管 长颈漏斗 （2）检查装置气密性 （3）A / C 瓶口有大气泡冒出 （4）助燃性 密度比空气大 （5）/ 集气瓶中没有预先放少量水或铺一层细沙 【解析】（1）略； （2）向气体发生装置中装药品之前，应当进行的操作是检查装置气密性； （3）实验室用高锰酸钾制取氧气的原理是高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应中反应物为固体，反应条件为加热，应选择固体加热型发生装置，即装置A；高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，文字或符号表达式为或；氧气密度比空气略大、不易溶于水且不与水反应，可采用向上排空气法或排水法进行收集，其中用排水法能收集到较纯净的氧气，故选择的收集装置是C；使用该装置收集时观察到集气瓶内的水被全部排出，瓶口有大气泡冒出，说明氧气已经收集满； （4）将收集的氧气倒入甲图的烧杯中，观察到带火星的木条自下而上依次复燃，说明氧气具有的性质是助燃性和密度比空气大； （5）铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，文字或符号表达式是或；在该实验中，集气瓶炸裂的可能原因是：集气瓶中没有预先放少量水或铺一层细沙。 7．化学实验是进行科学探究的重要方式，利用下列装置（部分夹持装置已略去）进行实验。 实验一：研究气体的制取 （1）装置B中仪器a的名称___________。 （2）实验室用高锰酸钾制取氧气需选用的发生装置是___________（填字母序号），发生反应的化学方程式为___________。 （3）实验室制取CO2选用装置C相对于B的优点是___________。 实验二：研究二氧化碳的制取 （4）选用药品。按下表进行实验，取等质量的同种大理石加入足量的酸（杂质不与酸反应），产生二氧化碳的体积随时间变化曲线如图所示。 实验编号 药品 1 块状大理石 质量分数10%的稀硫酸 2 块状大理石 质量分数7%的稀盐酸 3 粉末状大理石 质量分数7%的稀盐酸 上表中，实验3对应F中曲线___________（填“甲”、“乙”或“丙”）实验1对应F中的曲线丙，由曲线丙可知加入稀硫酸后产生少量的CO2反应很快停止，原因是___________。 （5）选择收集方法。已知：二氧化碳在不同物质中的最大溶解能力如下表： 物质种类 水 酒精 饱和碳酸氢钠溶液 每毫升液体中溶解二氧化碳的体积 1mL 3.6mL 几乎不溶 利用G装置收集一瓶纯净的二氧化碳，对集气瓶中的液体进行选择。则应该选择的最佳液体是___________，气体应从___________（填c或d）口通入。 【答案】（1）分液漏斗 （2）A （3）能控制反应的开始与停止 （4）甲 稀硫酸与大理石反应生成二氧化碳，但同时生成微溶于水的硫酸钙覆盖在大理石表面，阻止反应进行（合理即可）（5）饱和碳酸氢钠溶液 c 【解析】（1）据图可知，装置B中仪器a的名称是：分液漏斗； （2）实验室用加热高锰酸钾的方法可以制氧气，可以固体加热型的发生装置，所以选用的发生装置是：A； 高锰酸钾在加热的条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的化学方程式为：； （3）发生装置C相较于B，可将块状放在多孔隔板上，反应进行时，关闭弹簧夹，产生的气体无法排出，则装置中的压强变大，液体被压入长颈漏斗中，固液分离，反应停止，则C装置能控制反应的开始与停止； （4）实验3用粉末状大理石和稀盐酸反应，接触面积大，反应速率快，相对于实验1和实验2来说，在相同时间内生成二氧化碳最多，因此对应图F的曲线甲； 稀硫酸与大理石反应生成二氧化碳，但同时生成微溶于水的硫酸钙覆盖在大理石表面，阻止反应进行，在相同时间内生成二氧化碳最少，因此实验1对应图F的曲线丙； （5）最终选择的液体是饱和碳酸氢钠溶液（二氧化碳在饱和碳酸氢钠溶液中几乎不溶）； 二氧化碳在饱和碳酸氢钠溶液中几乎不溶，比饱和碳酸氢钠溶液的密度小，气体从c口通入，将溶液从长管排出。 8．实验室常用下列装置来制取氧气： （1）用过氧化氢溶液和二氧化锰来制取氧气时，可用B作为发生装置，该发生装置的优点是：_____。 （2）用高锰酸钾制取氧气时，反应的文字表达式：_____，如果选A装置作为发生装置，需要改进的地方是：______。 （3）用F装置收集氧气，为了证明氧气已经集满，需将带火星的木条放在_____端管口，若木条复燃，则已集满。 （4）实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体加热来制氨气。常温下氨气是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水。若制取并收集氨气，选择的装置组合是_____。 （5）为验证氧气的某些物理性质，小组同学收集一塑料瓶干燥的氧气，进行图2所示实验，测得氧气体积分数随时间变化曲线如图3所示。BC段曲线下降幅度明显超过AB段，体现氧气的性质是_____。 （6）高原旅行由于空气稀薄，吸入的氧气量不足，易引发高原反应；高原空气湿度低，直接吸入干燥氧气会引发呼吸道不适。甲同学在咨询老师并与AI深度交流后，与学习小组一起，进行了跨学科实践“高原旅行简易供氧器”的制作。 简易供氧器模型设计（如图4）： 制氧原理： I.，II.在二氧化锰催化下生成氧气。 ①写出步骤II反应的符号表达式：_____。 ②实验室制取氧气的发生装置相当于图5中_____（填“加湿过滤仓”或“反应仓”）。 【答案】（1）控制反应发生速率 （2） 在试管口放置一团棉花 （3）n （4）AD/AF （5）密度比空气大 （6） 反应仓 【解析】（1）用过氧化氢溶液和二氧化锰来制取氧气，属于固液不加热型反应，选用B装置，可根据反应情况，随时控制发生反应速率。故应填写：控制反应发生速率； （2）高锰酸钾制取氧气，高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，其化学的文字表达式为；如果选用A装置作为发生装置，应在试管口放置一团棉花，防止加热时高锰酸钾粉末进入导管。故应填写：；在试管口放置一团棉花； （3）由于氧气密度比空气密度大，如果用F装置收集氧气时，气体应从m口进，n口出。故需将带火星的木条放在n端管口，若木条复燃，则已集满。故应填写：n； （4）氯化铵固体和碱石灰固体加热制取氨气，属于固体加热型反应，发生装置可选用A，由于氨气无色、有刺激性气味、密度比空气小且极易溶于水，收集氨气时可选用D或F。所以制取并收集氨气可选用装置AD或AF。故应填写：AD##AF； （5）打开瓶盖前180s时，AB段氧气体积变化不大，但180s后氧气体积下降迅速，是由于氧气密度比空气密度大，倒置瓶子后，氧气会向下逸出，氧气体积分数下降幅度明显超过AB段。故应填写：密度比空气大； （6）过氧化氢在二氧化锰催化下生成水和氧气，其反应的符号表达式为；实验室制取氧气时，发生装置是用于进行化学反应产生氧气的容器。图5中，反应仓是发生反应的位置，加湿过滤仓的作用是对生成的氧气进行加湿处理，因此实验室制取氧气的发生装置相当于图5中的反应仓。故应填写：；反应仓。 题型九｜催化剂的概念判断与探究题 1．关于催化剂，下列说法中错误的是 A．催化剂能改变其他物质的反应速率 B．化学反应前后催化剂的质量不变 C．化学反应前后催化剂的化学性质不变 D．催化剂能增加生成物的质量 【答案】D 【解析】催化剂能改变（加快或减慢）其他物质的化学反应速率，化学反应前后，催化剂本身的质量、化学性质均不改变； 催化剂仅改变化学反应速率，不改变反应的进行程度，生成物的质量由参与反应的反应物的质量决定，因此催化剂不能增加生成物的质量，D选项说法错误。 2．下列图像能正确反映对应变化关系的是 A．一定量的高锰酸钾受热分解 B．向少量二氧化锰中加入过氧化氢溶液 C．木炭在充满O2的集气瓶中燃烧 D．用等质量等浓度的过氧化氢溶液分别制取氧气 【答案】D 【解析】A. 高锰酸钾受热分解生成的锰酸钾、二氧化锰均为固体，剩余固体质量不会降低到0，图像错误。 B. 二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，只要持续加入过氧化氢，就会不断产生氧气，氧气质量应持续上升，不会出现恒定平台，图像错误。 C. 木炭在氧气中燃烧放热，集气瓶内温度先升高，反应结束后热量会逐渐散失，温度最终会降低至室温，不会长期保持高温不变，图像错误。 D. 二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，仅加快反应速率，不改变生成物的质量。等质量等浓度的过氧化氢最终生成氧气的质量相等，加二氧化锰的反应速率更快，先完全反应，图像正确。 3．某小组以“过氧化氢分解的催化剂”为研究主题展开学习活动。 【活动一】认识催化剂 （1）催化剂在化工生产中起着重要作用，下列说法正确的是______。 A．不加入催化剂化学反应就不能发生 B．在化学反应前后催化剂的性质不发生改变 C．用作催化剂的物质不可能是其他反应的反应物或生成物 D．同一反应可能有多种催化剂 【活动二】某研究小组发现，将适量淀粉放入过氧化氢溶液中，过氧化氢的分解速率加快。小组同学对淀粉是否能做过氧化氢分解的催化剂进行了下列实验。 （2）证明淀粉能加快过氧化氢分解速率的实验现象是______。 （3）步骤Ⅳ中称得的固体质量为______g。多次重复步骤Ⅰ～Ⅳ，证明淀粉的______和______在反应前后均未发生变化，可作过氧化氢分解的催化剂。 【活动三】比较淀粉和二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果。 序号 5%过氧化氢溶液体积/mL 其他物质质量 待测数据 1 20 / a 2 20 淀粉0.5g b 3 20 二氧化锰0.5g c 【定量探究】为了定量比较二者的催化效果，实验时小明用如图所示装置做对照实验，以生成40mL气体为标准（其他可能影响实验的因素均已忽略）设计了三组实验（如表所示）。 （4）上述实验中待测数据是指______。最后结果表明二氧化锰的催化效果较好，则b______c（填“＜”、“＞”或“=”）。 【答案】（1）D （2）步骤Ⅰ中带火星的木条不复燃，步骤Ⅲ中加入淀粉后，试管内产生大量气泡，带火星的木条复燃 （3）0.5 质量 化学性质 （4）生成40mL气体所需的时间 ＞ 【解析】（1）A.催化剂只能改变化学反应速率，不加入催化剂反应也可以发生，比如过氧化氢常温下就能缓慢分解，说法错误； B.催化剂在反应前后是化学性质不变，物理性质可能改变，说法错误； C.用作催化剂的物质也可以是其他反应的反应物或生成物，比如二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，也是高锰酸钾分解的生成物，说法错误； D.同一反应可以有多种催化剂，比如过氧化氢分解可以用二氧化锰、氧化铜、淀粉等作催化剂，说法正确。 （2）要证明淀粉能加快过氧化氢分解速率，需要做对照：不加淀粉时，过氧化氢分解速率很慢，生成氧气极少，步骤Ⅰ的带火星木条不复燃；加入淀粉后，过氧化氢分解速率大幅提升，快速产生大量氧气，使步骤Ⅲ的带火星木条复燃，通过两组现象的差异证明淀粉的加速作用。 （3）根据催化剂的定义，反应前后催化剂的质量不变，初始加入了0.5g淀粉，所以步骤Ⅳ称量得到的固体质量仍为0.5g；多次重复实验后，验证淀粉的质量和化学性质在反应前后都没有改变，就可以证明淀粉符合催化剂的要求。 （4）实验以生成40mL气体为标准来定量比较催化效果，所以待测数据是收集满40mL气体所需要的时间；催化效果越好，反应速率越快，收集等量气体的耗时越短。已知二氧化锰催化效果更好，说明用二氧化锰的实验组3耗时c更短，因此淀粉组的耗时b大于c。 4．催化剂在化工生产中有重要作用。化学兴趣小组为了比较氧化铁（Fe2O3）和二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果，利用如图所示的装置先后进行了两次实验，分别记录收集30 mL氧气所需的时间。 实验编号 过氧化氢溶液 的体积/mL 过氧化氢溶液 的浓度/% 催化剂种类 催化剂质量/g 时间/s ① 10 4 二氧化锰 0.2 t₁ ② 10 4 氧化铁 a t2 （1）实验②中a应为____________g。 （2）①中反应的文字表达式为_____________________________。 （3）反应中U形管内液面左低右高，说明该反应会放出_________ （4）若t1_________t2（填“>”“<”或“=”），则可得出结论：二氧化锰的催化效果比氧化铁好。 （5）为了使实验结论更加直观，利用氧气传感器测得氧气体积分数随时间变化情况如下： ①初始时，氧气的体积分数不为0的原因是____________________________________________________。 ②两组实验的氧气体积分数最终相同，说明____________________________________________________。 【答案】（1）0.2 （2） （3）热量 （4）< （5）装置内含有空气，空气中氧气的体积分数约为21%（合理即可）二氧化锰和氧化铁作为催化剂，只能加快过氧化氢分解的反应速率，不能改变最终生成氧气的质量（合理即可）【解析】（1）该实验是比较氧化铁（Fe2O3）和二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果，因此加入催化剂的质量应相等，因此a=0.2； （2）①中反应为过氧化氢在二氧化锰的催化下反应生成水和氧气，反应的文字表达式见答案； （3）反应中U形管内液面左低右高，是因为该反应是放热反应，温度升高，装置内气压增大； （4）二氧化锰的催化效果比氧化铁好，说明二氧化锰催化分解所用时间比氧化铁少，所以t1<t2； （5）①由于装置内含有空气，空气中氧气的体积分数约为21%，所以初始时氧气的体积分数不为0； ②两组实验只是分别使用了二氧化锰和氧化铁作为催化剂，催化剂的作用仅为改变化学反应的速率，不会改变反应最终生成的产物量。在过氧化氢溶液的溶质质量、体积完全相同的前提下，无论使用哪种催化剂，最终分解产生的氧气总质量（总体积）是相等的，因此最终装置内的氧气体积分数也相同，这说明二氧化锰和氧化铁这两种催化剂，只能改变过氧化氢分解的反应速率，不能改变最终生成氧气的量（或相同条件下，等质量等浓度的过氧化氢溶液完全分解产生的氧气总量相同）。 5．学习和运用化学实验技能和科学探究方法，离不开实验活动。某兴趣小组同学阅读课外资料得知：很多因素都能影响过氧化氢分解速度；于是，同学们对影响过氧化氢分解速度的某种因素进行探究。实验数据记录如下： 实验 温度/ 试剂 氧气体积mL 反应所需时间/s ① 20 5%过氧化氢溶液 无 125 3749 ② 20 5%过氧化氢溶液 二氧化锰 125 20 ③ 50 5%过氧化氢溶液 二氧化锰 125 18 ④ 20 30%过氧化氢溶液 二氧化锰 125 5 ⑤ 20 30%过氧化氢溶液 红砖粉末 125 24 （1）通过对比实验__________可知，反应物浓度大，反应速率快；通过对比实验__________可知，温度越高，反应速率越快。 （2）若要确定红砖粉末也为过氧化氢分解的催化剂，我们需要实验证明__________。确认红砖粉末也为过氧化氢分解的催化剂后，通过实验①④⑤可知__________。 （3）另一组同学取大小相同的新鲜土豆块和新鲜猪肝块作催化剂，如图甲所示装置，分别加入10 mL相同浓度的过氧化氢稀溶液后，用传感器测量装置中气压的变化，如图乙中曲线a、b所示。 ①结合实验和曲线a、b分析，两种催化剂中催化效率更高的是__________； ②从曲线a、b的变化可以看出过氧化氢分解的反应是__________（填“放热”或“吸热”）反应； ③曲线a、b最终达到相同的压强，说明__________。 【答案】（1）②④ ②③ （2）红砖粉末可以加快过氧化氢分解速率，且反应前后红砖粉末的质量和化学性质不变 催化剂的种类会影响过氧化氢分解速率，二氧化锰催化效果比红砖粉末好 （3）猪肝块 放热 催化剂只加快反应速率，不改变生成物的质量 【解析】（1）对比②④：温度相同、催化剂相同，只有过氧化氢浓度不同，④浓度大，时间短、速率快； 对比②③：浓度、催化剂相同，只有温度不同，③温度更高，反应更快。 （2）催化剂三要素是能改变反应速率，反应前后本身的质量和化学性质不变； ④⑤的浓度、温度一样，催化剂种类不同，反应时间不同，说明相同条件下，二氧化锰的催化效果比红砖粉末好。 （3）①猪肝块（曲线a）压强上升更快，催化效率更高。 ②反应结束后，温度慢慢回落，压强跟着下降，说明反应放出热量。 ③略。 题型十｜气体制备实践与跨学科供氧器题 1．小科的爸爸给患病的奶奶购买了一台“便携式制氧器”，其原理如图所示。小科通过阅读说明书，了解它的工作原理。下列说法不正确的是 A．要防止输出氧气的管道堵塞，避免引发安全事故 B．根据加湿过滤仓中气泡产生速度，判断氧气排出的快慢 C．加湿过滤仓利用氧气难溶于水的原理，使氧气湿润 D．夏天鱼缸中溶解氧下降，可用该仪器给鱼缸中的鱼供氧 【答案】C 【解析】A、氧气是气体，要防止输出氧气的管道堵塞，防止压强过大，避免引发安全事故，故A选项不符合题意； B、氧气不易溶于水，可根据加湿过滤仓中气泡产生速度，判断氧气排出的快慢，故B选项不符合题意； C、加湿过滤仓利用氧气不易溶于水的原理，使氧气湿润，故C选项符合题意； D、该装置能够产生氧气，氧气可以供给动物呼吸，夏天鱼缸中溶解氧下降，可用该仪器给鱼缸中的鱼供氧，故D选项不符合题意。 故选C。 2．空气中的各种成分应用广泛，是人类生命及生产活动的重要资源。 （Ⅰ）认识各成分的重要作用 （1）唐代炼丹家马和认为空气中存在“阴阳二气”，阳气比阴气多得多。则氧气属于马和认为的________（填“阳气”或“阴气”）。写出一种氧气的常见用途：_____________________。 （2）如图是自然界碳—氧循环的示意图，下列说法正确的是________（填序号） a．CO2的排放导致了酸雨 b．二氧化碳的产生途径有动物的呼吸作用、化石燃料的燃烧等 c．植物光合作用可将大气中的CO2全部吸收 d．大气中CO2没有任何作用，越少越好 （3）飞机的航标灯和频闪灯常充入稀有气体，是利用稀有气体__________________的物理性质。填充探空气球时选氦气而非氢气，原因是_________________________。 （Ⅱ）保护空气 （4）利用微型空气质量“检测站”可以监测空气质量状况，由图可知，当日首要污染物是________。 （5）炎热的夏天，街道上有雾炮车在向空中喷水，它比普通洒水车的降温、净化空气的效果更好。雾炮车净化空气主要针对的污染物是________；雾炮车的降温效果更好，原因是喷出的极细水珠增加了_______，从而加快了水的蒸发。 （Ⅲ）同学们结合构建的分离混合物的思维模型，对分离空气得到氧气的方法进行探讨。 （6）利用分离液态空气法。由于液态氮气与液氧的________不同，可以获得纯度较高的氧气，液氧保存在________色钢瓶中，该方法以空气为原料的优点是________________。 （7）利用膜分离法：膜分离技术如上图所示，利用氧分子的体积________（填“大于”“小于”或“等于”）氮气分子的体积实现分离，从而获得高浓度的氧气。 （8）总结提升：从建模角度分析，上述两种方法属于思维模型中的________（“分离转移”或“反应转化”）。 【答案】（1）阴气 医疗急救（合理即可）（2）b （3）通电时能发出不同颜色的光 氦气化学性质稳定，不可燃，使用更安全（合理即可）（4）可吸入颗粒物（或）（5）可吸入颗粒物（合理即可）水与空气的接触面积 （6）沸点 蓝 原料来源广泛（合理即可）（7）小于 （8）分离转移 【解析】（1）空气中氮气体积分数约78%（属于含量更高的“阳气”），氧气体积分数约21%，含量更低属于“阴气”；氧气可供给呼吸或支持燃烧，对应用途合理即可。 （2）a.CO2排放导致温室效应，酸雨由SO2、NO2等引起，错误； b.动物呼吸、化石燃料燃烧都会产生CO2，正确； c.植物光合作用只能吸收部分CO2，错误； d.CO2是光合作用原料，并非越少越好，错误。 （3）稀有气体通电能发出不同颜色光的物理性质可用于制作电光源；氢气易燃易爆，氦气化学性质不活泼，无爆炸风险，适合填充探空气球。 （4）由监测数据可知浓度最高，为当日首要污染物。 （5）水雾可吸附可吸入颗粒物使其沉降达到净化效果；极细水珠增大了水和空气的接触面积，加快蒸发，蒸发吸热更多，降温效果更好。 （6）分离液态空气利用液氮和液氧的沸点不同实现分离；液氧常规保存在蓝色钢瓶中；该方法以空气为原料，来源广泛、成本低。 （7）膜分离中氧分子能透过膜、氮分子不能，说明氧分子体积小于氮分子。 （8）两种方法均未发生化学反应，只是将氧气从空气混合物中分离，属于分离转移模型。 3．太空中，宇航员的每一次呼吸都离不开一系列精心设计的化学反应。 （1）空间站需模拟地球的大气环境。 ①法拉第认为，“空气进入肺部，碳与氧立即结合，即使外面天寒地冻，我们也能通过呼吸迅速产生二氧化碳。一切反应都恰到好处地进行着。”伴随呼吸过程会______（填“吸收”或“放出”）热量，从而维持人体的体温正常。呼吸与燃烧的不同之处在于，呼吸属于_____（填“缓慢”或“剧烈”）氧化。 ②太空舱中使用的“人造空气”与地球上的空气组分相似，“人造空气”含量最多的气体是_____。成年人每次呼吸时，吸入的空气和呼出的气体的成分（部分）质量变化如图1所示，图中成分B的化学式为_____。利用膜分离法从呼吸的空气中分离二氧化碳的过程属于_____（填“物理”或“化学”）变化。 ③呼吸时，CO2进入人体血液中会与血液中的水反应，写出化学方程式____。 （2）空间站需源源不断为呼吸提供O2。 备用装置可应急提供O2，其原理是：NaClO3固体受热分解产生；均匀添加于其中的适量金属锰（Mn）在O2中燃烧生成氧化物，有助于快速产生O2，该反应中生成的锰的氧化物可能起到_____作用。 （3）空间站需及时处理产生的CO2。 ①中国空间站构建了高效循环的生命保障系统，如图2所示，该系统中CO2与H2反应的化学方程式_____。 ②空间站是一个相对封闭的场所，解决“气体从哪里来”的问题必然伴着“气体往哪里去”的问题。为此，科学家设计了生物再生生命保障系统，实现了“水-氧-碳”的循环转化。下列叙述正确的____（填序号）。 a．“水-氧-碳”的循环转化，减少了氧气的携带量，减轻了火箭和飞船的载重 b．电解水在产生氧气的同时产生氢气，系统需要对氢气进行转化 c．人体代谢产物中的水既有气态又有液态，设计系统时应考虑水的冷凝与净化 【答案】（1）放出 缓慢 氮气 物理 （2）催化 （3） abc 【解析】（1）法拉第的观点是，伴随呼吸过程会放出热量，从而维持人体的体温正常。 呼吸作用，是物质与氧气的反应，且进行的很慢，不易察觉，属于缓慢氧化。 太空舱中使用的“人造空气”与地球上的空气组分相似，地球上的空气中含量最多的气体是氮气，则“人造空气”含量最多的气体是氮气。 成年人每次呼吸时，吸入的空气和呼出的气体的成分（部分）质量变化如图所示。氮气（相对分子质量28）约占空气总体积的78%，氧气（相对分子质量32）约占空气总体积的21%，呼吸过程中消耗氧气，呼出二氧化碳，氧气含量降低，二氧化碳含量增加，所以图中的成分B是氧气，化学式为O2。 使用膜分离法从空气中分离出CO2，此过程中没有新的分子生成，属于物理变化。 二氧化碳与水反应生成了碳酸，反应的化学方程式为。 故填：放出；缓慢；氮气；O2；物理；。 （2）金属锰在O2中燃烧生成氧化物，有助于快速产生O2，说明锰的氧化物能加快反应速率，可能起到催化作用；故填：催化。 （3）如图2所示，该系统中CO2与发生的反应是CO2与H2在太阳光的作用下反应生成和，反应的化学方程式为。 a．“水-氧-碳”的循环转化，可以再生氧气，不用大量携带，减轻了飞船载重，说法正确； b．电解水生成氧气和氢气，氢气具有可燃性，与空气混合，遇到明火或高温可能发生爆炸，因此系统需要对氢气进行转化，说法正确； c．人体代谢水有气态（水蒸气）、液态，设计系统时应考虑水的冷凝与净化，说法正确。 故填：；abc。 4．工业上利用膜分离技术，在一定压力下，让空气通过具有富集氧气功能的分子筛薄膜，可得到含氧量较高的富氧空气。部分过程的示意图如下： （1）分子筛中发生的变化是______（填“物理变化”或“化学变化”）。 （2）某同学查阅资料知道，家用简易供氧器中的固体药剂是A和B，A是过碳酸钠（），它是一种白色固体，遇水会分解出H2O2，B是一种黑色粉末状催化剂。该同学利用塑料瓶、注射器、吸管、输液管等设计并制作简易供氧器，如图所示： ①B可能是______，写出用B制取氧气的化学方程式______。 ②氧气通过乙塑料瓶中水的主要目的是______。 【答案】（1）物理变化 （2）二氧化锰（合理即可）（合理即可）湿润氧气（合理即可）【解析】（1）空气通过具有富集氧气功能的分子筛薄膜过程中没有新物质生成，属于物理变化； （2）①A是过碳酸钠，它是一种白色固体，遇水会分解出过氧化氢，而B是一种黑色粉末状催化剂，即B是能加快过氧化氢分解的固体，则B剂可能是二氧化锰；过碳酸钠（），遇水会分解出H2O2，过氧化氢在二氧化锰催化作用生成水和氧气，反应的化学方程式为：； ②氧气不易溶于水，氧气通过乙塑料瓶中水的主要目的是湿润氧气，也可以通过观察气泡产生的速度判断产生氧气的速率。 5．随着科技的进步，家用制氧机逐步走进千家万户。某化学项目式学习小组开展了“自制简易家庭制氧机”的跨学科实践活动。 活动一：探秘制氧原理 【查阅资料】如图某款家用制氧机的工作原理为：在反应仓中先加入水和粉末状过碳酸钠（），然后加入粉末状二氧化锰，即可产生氧气。该制氧机的制氧原理： 第一步： 第二步： （1）实验室中用过氧化氢制取氧气的符号表达式为_____________________。 【提出问题】使用时加入水和少量二氧化锰，对制氧速率有何影响？ 【设计实验】20℃时，取一定质量的过碳酸钠和二氧化锰，并加入不同体积的水，测得相关数据如下表所示。 序号 过碳酸钠质量/g 二氧化锰质量/g 加水体积/mL 收集氧气的体积/mL 所用时间/s 实验① 240 2.5 350 500 15.0 实验② x 2.5 500 500 33.3 实验③ 240 0 500 500 待测 【解释与结论】 （2）实验②中x应为__________。 （3）对比实验①②可知，适当增加水量，产氧速率变__________（填“快”或“慢”）。 （4）若实验③测得所用时间大于35s，请判断能否证明二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂并说明理由。_________________________________。 活动二：选择制氧试剂 【查阅资料】 已知过氧化氢也能做供氧剂，用9.1 mL 5%的过氧化氢溶液、1.41 g过碳酸钠分别加入0.2 g二氧化锰充分反应，常温常压下均生成150 mL氧气，测得反应过程中生成氧气的体积随时间变化关系如图所示。 【讨论分析】 （5）结合图像，选择过碳酸钠作制氧剂更合适的依据是__________________。 【表达交流】 （6）加湿过滤仓不能起到的作用是__________（填序号）。 A．使氧气具有一定湿度 B．观察氧气产生速率 C．加快氧气的生成 活动三：自制制氧机 （7）小组同学利用饮料瓶、注射器、吸管、输液管等日常用品，模仿市售制氧机，自制如图3套简易制氧机，瓶中所装液体为水，向左侧瓶中加入制氧试剂。其中不合理的装置有__________（填“甲”“乙”或“丙”）。 【答案】（1） （2）240 （3）慢 （4）不能，仅通过反应时间变长只能说明不加二氧化锰时反应速率更慢，但没有验证反应前后二氧化锰的质量和化学性质是否保持不变，不满足催化剂的全部判定条件 （5）过碳酸钠作制氧剂产生氧气的速率更快 （6）C （7）乙 【解析】（1）实验室用过氧化氢制取氧气，是过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，对应的符号表达式为：见答案； （2）实验①和实验②是探究加水量对制氧速率的影响，根据控制变量法，除了加水体积不同，其他变量（过碳酸钠质量、二氧化锰质量）都要保持一致，因此x应为240； （3）对比实验①和②，其他条件相同，实验①加水量为350mL，收集500mL氧气用时15.0s，实验②加水量为500mL，收集相同体积氧气用时33.3s，用时更长说明产氧速率变慢； （4）仅通过实验③反应时间更长，不能证明二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂。因为催化剂的定义要求满足“能改变反应速率，且反应前后自身的质量和化学性质都不发生改变”，该实验只验证了不加二氧化锰时反应速率更慢，没有验证反应后二氧化锰的质量和化学性质是否保持不变； （5）结合图像可知，相同时间内过碳酸钠反应生成氧气的体积更大，反应速率更快，因此更适合作为制氧剂； （6）加湿过滤仓的作用：可以让氧气通过水，使氧气带有一定湿度；可以通过观察水中气泡的冒出快慢，直观判断氧气的产生速率，A、B不符合题意，加湿过滤仓本身不参与反应，无法加快氧气的生成，C符合题意。 （7）甲装置中左侧为反应仓、右侧为加湿仓，气体路径合理；乙装置中左侧加制氧试剂后，生成的氧气无法顺利导出，气体会将液体压向右侧但无法正常输出氧气，结构不合理；丙装置通过注射器可以控制加液量装置路径合理，因此不合理的装置是乙。 6．化学兴趣小组的同学在实验室里制取二氧化碳并进行有关性质实验： （1）小组同学设计了4种实验室制取CO2方案并进行实验。 实验编号 试剂 实验现象 a 粉末状碳酸钠和稀盐酸 反应速率极快，瞬间产生大量气泡 b 块状大理石和稀硫酸 反应初期产生少量气泡，很快反应_______ c 块状大理石和稀盐酸 反应速率_________，持续产生气泡 d 粉末状大理石和稀盐酸 反应速率极快，瞬间产生大量气泡 结合上表实验现象，选取实验室制取CO2的最佳方案是_____。（填实验编号）（2）兴趣小组的同学在实验课上完成了二氧化碳的实验室制取并探究二氧化碳的性质（如图）。 ①利用甲装置制取二氧化碳。连接好仪器后，接下来的操作是________。 ②观察到乙装置内紫色石蕊溶液变红的原因，用化学方程式表示_________。 ③观察到丙装置内的现象是________。 （3）兴趣小组对CO2的性质实验进行了创新，如图塑料瓶内壁上贴的是用紫色石蕊溶液浸泡过的纸花，其中b处是干燥的纸花，a、c两处是湿润的纸花。 ①一段时间后，观察到纸花的现象是______，b处纸花不变色。 ②蜡烛从________依次熄灭，说明CO2具有的性质是______。 【答案】（1）停止 适中 c （2）检查装置气密性 红色溶液变成紫色，有气泡产生 （3）c处纸花先变红，a处纸花后变红 低处到高处 密度比空气大，不能燃烧且不支持燃烧 【解析】（1）大理石和稀硫酸反应生成微溶的硫酸钙，会附着在块状大理石表面，阻碍反应继续进行，因此反应很快停止；块状大理石和稀盐酸反应速率适中，便于收集气体，是制取CO2的最佳方案，粉末状试剂反应速率过快不易控制、稀硫酸方案反应无法持续，都不适合实验室制取。 （2）① 制取气体的装置连接完成后，必须先检查气密性，确认不漏气才能添加药品实验； ② 二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸呈酸性，使紫色石蕊溶液变红； ③ 碳酸不稳定，受热易分解为二氧化碳和水，溶液酸性消失，因此红色石蕊溶液恢复紫色。 （3）① 二氧化碳本身不能使石蕊变色，和水反应生成的碳酸可使石蕊变红，且二氧化碳密度大于空气，优先接触位置更低的c处湿润纸花，因此c先变红、a后变红，干燥的b处无碳酸生成不变色； ② 二氧化碳密度比空气大，先从塑料瓶下部出口逸出，且其不可燃、不助燃，因此下方蜡烛先熄灭，上方蜡烛后熄灭。 7．基于特定需求设计和制作简易供氧器。 （1）图1加湿仓中水的作用是_______。 （2）反应仓中A剂MnO2可以重复使用，理由是_______。 （3）图1中“O2”通道”相当于下图装置中的_______（填字母）。 【答案】（1）湿润氧气等 （2）化学反应前后二氧化锰的质量和化学性质没有改变 （3）B 【解析】（1）氧气不易溶于水，氧气从加湿仓中的水中经过后，会带出一定量的水蒸气，使氧气湿润，还可以通过产生气泡的快慢观察产生氧气的速率（合理即可）； （2）二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，反应前后质量和化学性质不变。所以可以重复使用； （3）图1中“O2通道”是将反应仓中产生的O2通入水中，由于氧气不易溶于水，密度比水小，从左上方“O2出口”逸出。相当于图2装置中的B装置。 故填B。 技巧 一句话要点 测定氧气含量——“体积代换”法 抓住“倒吸进水的体积 = 被消耗氧气的体积”，误差分析围绕“进水量偏少还是偏多”展开：未冷却、红磷量不足、装置漏气→结果偏低；燃着的红磷伸入过慢或弹簧夹未夹紧→结果偏高。 空气成分与污染——“排除法” 熟记体积分数氮气78%、氧气21%；判断空气污染物时先排除二氧化碳，再看是否属于二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧、PM₁₀、PM₂.₅。 气体性质判断——“现象反推性质”法 由蜡烛自下而上熄灭→密度比空气大、不燃烧不支持燃烧；由石蕊变红→与水反应生成酸性物质；由石灰水变浑浊→生成或存在二氧化碳。 气体鉴别——“找差异”法 先列出两气体性质差异（助燃性、能否使石灰水变浑浊、能否使石蕊变红），再选操作最简便、现象最明显的一种方法。 装置选择——“状态+条件”定发生、”密度+溶解性”定收集 固固加热型用于加热高锰酸钾；固液不加热型用于过氧化氢与二氧化锰、大理石与稀盐酸。密度大于空气用向上排空气法，小于空气用向下排空气法，不易溶于水且不与水反应用排水法。 气密性检查——“压强差”法 用手握（或用热毛巾捂、或用酒精灯微热）使管内气体温度升高、压强增大，观察导管口是否冒气泡，松手后是否形成水柱；用注射器或长颈漏斗时则看是否形成稳定水柱或液面变化。 催化剂判断——“一变两不变”核对法 逐条核对是否改变速率、反应前后质量是否不变、化学性质是否不变；三者缺一不可。 制取气体步骤排序——“先查后装再收集”法 连接装置→检查气密性→装入药品→收集→验满（或先移导管后熄灯）。 学科网（北京）股份有限公5 / 5 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $