第1讲空气氧气考点1空气的成分和用途成分含量用途氮气78%1.制______和______的原料2.常用作______，用于食品防腐和延长灯泡寿命3.液氮作制冷剂，用于超导材料氧气21%1.______，如潜水、医疗急救2.______，如燃烧、炼钢、气焊等二氧化碳0.03%1.是______作用的原料2.固态CO2(俗称干冰)作制冷剂3.工业上用于制碱、尿素、汽水等稀有气体0.94%1.包括______、______、______、______、______等2.性质很稳定，常作保护气，如焊接金属时来隔绝空气3.稀有气体在通电时发出不同颜色的光，可制成多种用途的电光源【温馨提示】(1)空气中各成分含量表示的都是体积分数，而不是质量分数。(2)空气中各成分是相对稳定的。考点2空气的污染及防治空气中的污染物排放到空气中的有害气体(一氧化碳、______、二氧化氮等)和______污染物的来源化石燃料的燃烧、工厂排放的废气、植被破坏引起的沙尘等空气污染造成的危害严重损害人体健康，影响农作物生长，破坏生态环境。全球气候变暖、臭氧层破坏和______等都与空气污染有关防治污染的措施加强大气质量的监测，使用，积极植树、造林、种草等，以保护空气【温馨提示】目前计入空气污染指数的项目暂为：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物(粒径在10微米以下的颗粒物，称PM10，又称飘尘)和臭氧等。考点3氧气的性质和用途1.氧气的物理性质：在通常状况下氧气是一种______、______的气体，______溶于水，密度比空气______。液态氧是淡蓝色的液体，固态氧是淡蓝色的雪花状的固体。2.氧气的化学性质物质(颜色状态)反应现象化学方程式红热的木炭①在空气中红热，②在氧气中______，③放出______，④生成使澄清石灰水变______的气体硫(______色固体)①在空气中燃烧发出微弱的______火焰，②在氧气中燃烧发出______火焰，③放热，④有______气味的气体生成细铁丝(银白色固体)①在空气中加热成红热、离火变冷，②在氧气中______，生成______固体结论氧气是一种化学性质______的气体。在一定条件下与许多物质发生化学反应，放热3.缓慢氧化：进行得很缓慢，甚至不容易被察觉的氧化反应，其特点是放热但不发光，如____________、____________等。4.氧气的用途：____________和____________。考点4氧气的制取10\n1.氧气的实验室制法药品化学方程式高锰酸钾氯酸钾过氧化氢2.氧气的工业制法工业上利用液氮和液氧的沸点不同，采用蒸发的方法，分离液态空气制得液氧，它属于______变化。3.催化剂与催化作用催化剂是指在化学反应里能______其他物质的反应速率，而本身的______和______性质在化学反应前后不发生改变的物质(又叫触媒)。催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。命题点1 空气的成分 (2022·自贡)成分体积计算，大约为21%的是( )A．氮气B．氧气C．二氧化碳D．稀有气体思路点拨：空气的主要成分是氮气和氧气，其中氮气占空气的体积分数约78%，氧气约为21%，稀有气体约为0.94%，二氧化碳约为0.03%，其他物质约占0.03%。1．(2022·成都)空气的组成成分中，体积分数最大的是( )A．O2B．N2C．CO2D．稀有气体2．(2022·宜宾)空气是一种宝贵的自然资源。下列有关说法中不正确的是( )A．法国化学家拉瓦锡研究了空气的成分，并得出氧气约占空气总体积4/5的结论B．空气是由氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳等物质组成的混合物C．氮气是制造硝酸和氮肥的重要原料D．稀有气体都没有颜色、没有气味，在通电时能发出不同颜色的光命题点2 空气污染及防治 (2022·德州)雾霾天气与空气中PM2.5超标有关。PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物。下列措施不能减少PM2.5污染的是( )A．鼓励乘坐公交车出行B．鼓励用农作物秸秆作燃料C．鼓励用水力、风力发电D．鼓励购买使用新能源汽车思路点拨：PM2.5是大气污染物中的可吸入颗粒物，化石燃料的燃烧、焚烧秸秆都会产生可吸入颗粒，因此减少化石燃料的燃烧和开发新能源是保护空气质量的有效措施。3．(2022·宜宾)下列措施中，不利于提升城市空气质量的是( )A．关闭或拆迁城市附近的火力发电厂B．进一步做好城市的绿化工程C．城市近郊小麦收割后就地焚烧麦秆D．用电动公交车替换化石燃料公交车4．(2022·自贡模拟)“十面霾伏”已成为2022年我国十大新闻词语之一，PM2.5是首要污染物。2022年5月7日，国家环保部公布我市空气质量指数(AQI)达到204，为重度污染。下列措施不能减少雾霾的是( )A．加大城市绿化、园林建设B．禁止焚烧秸秆10\nC．大力发展火力发电D．建筑工地定时洒水降尘命题点3 氧气的性质和用途 (2022·宜宾)氧气的化学性质比较活泼，能与多种物质反应。下列对有关反应的描述正确的是( )A．在点燃的条件下，细铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色的三氧化二铁B．在点燃的条件下，硫在氧气里燃烧，发出蓝紫色火焰，生成无色无味的气体C．铁、硫、酒精在氧气中的燃烧都是化合反应D．物质与氧发生的反应属于氧化反应，氧气具有氧化性思路点拨：铁丝在氧气中只能生成四氧化三铁，不能生成三氧化二铁；硫在氧气里燃烧，生成有刺激性气味的气体；酒精在氧气中的燃烧不是化合反应。描述实验现象时，必须准确、规范，不能混淆(不同物质的反应现象，相同物质在不同条件下的反应现象)，不能用结论代替现象(现象仅是用眼睛能看到的，用耳朵能听到的，用鼻子可闻到的，用嘴能尝过的，用手能感受的，生成了××是结论，不属于现象)，二是准确区分“烟”(固体小颗粒分散在空气中形成的)和“雾”(液体小颗粒分散在空气中形成的)。5．(2022·内江)下列有关氧气的说法正确的是( )A．夏天食物腐烂与氧气无关B．鱼、虾等能在水中生存，是由于氧气极易溶于水C．可燃物接触氧气就能够燃烧D．铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成四氧化三铁6．(2022·上海)关于物质燃烧的现象描述错误的是( )A．磷在空气中燃烧，反应剧烈，产生大量白雾B．铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成黑色固体C．镁带在空气中燃烧，发出耀眼的白光，生成白色固体D．硫在氧气中燃烧，火焰呈蓝紫色，生成有刺激性气味的气体7．(2022·鄂州)有一位同学暑假去西藏发生了严重的高原反应，医生让他吸氧后症状缓解。吸氧可以帮助人克服高原反应的原因是( )A．氧气是无色无味的无毒气体B．氧气可以燃烧C．吸氧为人体呼吸提供了适量的氧气D．氧气可以支持燃烧实验一空气中氧气含量的测定实验原理红磷在集气瓶内燃烧，消耗空气中的氧气，生成五氧化二磷固体，使得集气瓶内气体减少，压强降低。大气压将烧杯里的水压入集气瓶中。集气瓶内被消耗的氧气的体积就是进入集气瓶内水的体积。化学方程式为：______________________________实验装置实验步骤(1)检查；______(2)在集气瓶中装少量的水，再把水以上的部分分成五等份做上记号；(3)点燃燃烧匙中的红磷，立即伸入瓶内并塞紧瓶塞；(4)待红磷燃烧停止，温度降低到室温后打开弹簧夹10\n实验现象红磷燃烧放出热量、产生大量______，冷却至室温，打开止水夹，烧杯中的水进入集气瓶内，约占瓶内液面以上容积的______实验结论空气中氧气的体积约占空气体积的______误差分析进入集气瓶的水小于1/5的原因：①装置漏气；②红磷的量不足；③没有冷却到室温就打开止水夹读数等进入集气瓶的水大于1/5的原因:①止水夹没有夹紧或没有夹止水夹；②燃烧匙伸入集气瓶速度过慢，没有快速塞紧橡皮塞注意事项不能用硫、木炭、铁、镁条等代替红磷，因为硫、木炭燃烧生成气体。铁不能在空气中燃烧，镁在空气中燃烧能与氧气、氮气、二氧化碳反应。若用木炭、硫代替红磷，可把水换成NaOH溶液，实验也能成功 (2022·绵阳)用图1装置测定空气中氧气的含量，证明空气中氧气的体积分数为1/5，a、b两种物质可选用________(填序号)。A．红磷、水B．木炭、水C．硫、NaOH溶液D．小蜡烛、NaCl溶液思敏同学对该实验进行反思后，提出了改进方法(如图2所示)，你认为改进后的优点是(任写两点)______________________________________________。思路点拨：空气中氧气含量的测定实验的原理是：通过可燃物燃烧消耗氧气，从而通过空气体积变化来得到氧气的含量，所以要让氧气尽可能被完全消耗是实验成败的关键。红磷燃烧生成五氧化二磷固体；木炭燃烧生成二氧化碳气体；硫燃烧生成二氧化硫，二氧化硫能与氢氧化钠溶液反应；蜡烛燃烧生成水和二氧化碳。图1需要将药品点燃后在伸入集气瓶内，而图2中的白磷着火点低，用激光笔就能点燃，装置始终密封，操作简便，没有污染，提高了测定数据的准确度。测定空气成分的实验药品要具备：(1)可燃物能够在空气中燃烧；(2)可燃物在空气中燃烧时只能与氧气反应，不能消耗空气中的其他气体；(3)可燃物燃烧时只能产生固体或产生的气体能被水或其他溶液吸收。成功关键是：气密性良好，红磷足量，冷却到室温，导管内先灌满水等。【提出问题】 有实验资料表明：燃烧过程中当氧气体积分数低于7%时，红磷就无法继续燃烧，因此通过上述实验，测量结果与理论值误差较大。【实验改进】Ⅰ.根据铁在空气中生锈的原理设计右图实验装置，再次测定空气中氧气含量。装置中饱和食盐水、活性炭会加速铁生锈。Ⅱ.测得实验数据如下表测量项目实验前实验后烧杯中水的体积烧杯中剩余水的体积集气瓶(扣除内容物)和导管的容积体积/mL80.054.5126.0【交流表达】(1)铁生锈过程发生复杂的化学反应，首先是铁与氧气、水反应生成氢氧化亚铁[Fe(OH)210\n]，写出该反应的化学方程式________________________________________________________________________；(2)根据表中数据计算，改进实验后测得的空气中氧气的体积分数是________(计算结果精确到0.1%)；(3)从实验原理角度分析，改进后的实验结果比前者准确度更高的原因是：①_______________________________________________________________________；②_______________________________________________________________________。实验二氧气的实验室制取实验药品高锰酸钾(或氯酸钾和二氧化锰)过氧化氢和二氧化锰反应原理实验装置实验步骤①查：检查装置的气密性；②装：把药品装入试管内，使之平铺在试管底部；③定：把试管固定在铁架台上；④点：点燃酒精灯加热；⑤收：收集气体(用向上排空气法或排水法)；⑥离：把导气管撤离水槽；⑦熄：熄灭酒精灯。简记为：茶庄定点收利息①查②装：先放入固态药品，再放入液态药品③定④收收集方法检验气体将带火星的木条伸入集气瓶中，如果______，说明该瓶内的气体是氧气验满用向上排空气法收集时，将带火星的木条放在处______，如果木条复燃，说明该瓶内的气体已满 (2022·乐山)下图是实验室的部分仪器或实验装置，回答有关问题。(1)实验室要用KClO3和MnO2制取氧气，应选用发生装置是(填编号)________，若用排水法收集氧气，收集完毕后，应先________，再移开酒精灯。(2)装满氧气的集气瓶应盖上玻璃片后，________________(填正放或倒放)在桌面上，其验满的操作方法是________________。思路点拨：KClO3和MnO2制取氧气是固体和固体，反应条件是加热，发生装置应该用固体和固体加热制取气体的装置，用排水法收集气体结束时，要防止试管内压强减少水倒吸入试管使试管炸裂；由于氧气的密度比空气的密度大，集气瓶要口朝上并盖好玻璃片，验满一定要把带火星的木条放在集气瓶口。(3)实验发现KClO3固体加热制取O2的反应速率很慢，但如果将KMnO4固体与KClO3固体混合加热，则KClO3的分解速率大大加快。请说明KMnO4在KClO3的分解反应中是否作催化剂，为什么？________________________________________________________________________。(4)通过以上实验探究，你对“实验室制取氧气”还想探究的问题是________________________________________________________________________。10\n一、选择题1．(2022·乐山)空气能供动物呼吸，主要是因为它含有大量的( )A．氮气B．氧气C．水蒸气D．二氧化碳2．(2022·雅安)蜡烛(足量)在如图1密闭的集气瓶内燃烧至熄灭，用仪器测出瓶内氧气含量的变化如图2所示。下列判断正确的是( )A．蜡烛燃烧前瓶内只有氧气B．氧气浓度小于一定值时，蜡烛无法燃烧C．过程中瓶内物质总质量不断减少D．蜡烛熄灭后瓶内只剩二氧化碳气体3．(2022·成都)实验室制取氧气，下列说法错误的是( )A．装置①可用于高锰酸钾制取氧气B．装置②可用于过氧化氢溶液制取氧气C．装置③可用于收集氧气D．装置④可用于收集氧气4．(2022·南充)今年南充市成为四川省空气质量重点监测城市，PM2.5是监测指标之一，PM2.5是大气中直径小于或等于2.5微米的可吸入颗粒，下列做法不会增大PM2.5监测结果的是( )A．汽车排放尾气B．工厂排放烟尘C．太阳能发电D．露天焚烧垃圾5．(2022·凉山)下列说法正确的是( )A．空气质量影响人类生命的质量B．人类活动不会影响空气的质量C．空气中氧气与氮气的体积比约是4：1D．排放在空气中的有害气体是二氧化碳、二氧化硫、氮氧化合物等6．(2022·成都)实验室用氯酸钾和二氧化锰制取氧气，有关该实验的说法错误的是( )A．二氧化锰是反应物B．与高锰酸钾制取氧气装置相同C．可用向上排空气法收集D．可用带火星的木炭检验氧气二、填空题7．(2022·南京)空气是一种宝贵的资源。(1)洁净的空气属于________(填“混合物”或“纯净物”)。10\n(2)据报道，今年1～4月南京空气中PM2.5与去年同期相比下降22.3%，下列行为不会增加空气中PM2.5的是________。A．燃煤火力发电B．治理工地扬尘C．露天焚烧垃圾D．使用氢能源汽车8．(2022·自贡模拟)如图是同学们学习过的重要实验，仔细观察，回答下列问题：如图是测定空气中氧气含量的实验。在实验过程中，可观察到：红磷剧烈燃烧、放出大量热、______，打开弹簧夹，集气瓶内水面上升约________。燃烧熄灭后，红磷有剩余，则集气瓶内______(填“仍有”或“没有”)残余的氧气(不考虑气密性不好等因素)。三、实验探究题9．(2022·内江)为测定空气中氧气的含量，某学生设计了如下一些实验并进行探究。请你参与评价或帮助他分析完成相关问题。Ⅰ.【探究目的】测定空气中氧气的含量。Ⅱ.【查阅资料】25℃(室温)、101kPa下，100g水可溶解0.1366gCO2。Ⅲ.【提出问题】氧气约占空气体积的多少？Ⅳ.【猜想假设】若各装置都能将集气瓶中的氧气耗尽、木炭燃烧都转化成CO2、烧杯中液体都足量，忽略导管中的空气和进入导管中的液体对测量的影响，则集气瓶中吸入液体体积应该约占集气瓶容积的________________。Ⅴ.【实验探究】方案甲乙丙丁装置操作①关闭旋塞；②将足量的铜网加热至红热状；②将足量的红磷点燃；②将足量的木炭点燃；②将足量的木炭点燃；③立即伸入集气瓶中并塞紧胶塞；④充分反应，待集气瓶中气温冷却至室温后打开旋塞；至烧杯中液面________时记录集气瓶中吸入液体体积约占集气瓶容积几分之几。记录约1/5约1/5<<1/5约1/5结论氧气约占空气体积的1/5氧气约占空气体积的1/5空气中氧气的体积含量远小于1/5氧气约占空气体积的1/5【反思交流】(1)当集气瓶中气温未冷却至室温即记录集气瓶中吸入液体体积约占集气瓶容积的体积分数为a，当集气瓶中气温冷却至室温后再记录集气瓶中吸入液体体积约占集气瓶容积的体积分数为b，则a________b(填“>”“<”或“＝”)。(2)丁方案所测数据与猜想假设数据基本吻合的原因是________________________(用化学方程式表示)。(3)丙方案所测数据远小于1/5的主要原因是________________________________。(4)以乙方案为例，试分析在测定过程中，对测定结果带来误差的因素可能有________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。10\n10．(2022·巴中)根据下列装置图，回答有关问题：(1)写出实验室用H2O2制取氧气的化学方程式________________________________________________________________________。(2)若用高锰酸钾制取氧气，可选用的发生装置是________(填字母)。(3)指出装置B中的错误________________________________________。(4)实验室除用装置C和D收集氧气外，还可用E装置收集氧气。若将E装置装满水来收集该气体，应从________(填“a”或“b”)端通入气体。11．(2022·自贡模拟)空气是人类活动必需的自然资源。工业常用分离液态空气的方法制取氧气，实验室常用物质分解的方法制取氧气。(1)工业制氧气是________(填“物理”或“化学”)变化。(2)图中仪器a的名称是__________，b的名称是________。(3)实验室用一种液体原料来制取氧气，可选择________装置(填字母代号)，此法制取氧气的化学反应方程式是________________________________________________________________________。(4)检查B装置的气密性方法是(可借助水和图中的其他装置)________________________________________________________________________。四、计算题12．(2022·南充)实验室有不纯的氯酸钾样品12.5g，把该样品与少量二氧化锰混合加热制取氧气(杂质不参加反应)，充分反应后，固体混合物质量变化如下所示：反应前固体总质量反应后固体总质量13.5g8.7g(1)生成氧气的质量为________g；(2)氯酸钾在样品中的质量分数是多少？10\n参考答案考点解读考点1 硝酸 氮肥 保护气 供给呼吸 支持燃烧 光合 氦 氖 氩 氪 氙考点2 二氧化硫 烟尘 酸雨 清洁能源考点3 1.无色 无味 不易 大 2.发出白光 热量 浑浊 C＋O2CO2 黄 淡蓝色 蓝紫色 刺激性 S＋O2SO2 剧烈燃烧、火星四射 黑色 3Fe＋2O2Fe3O4 比较活泼 3.动植物呼吸 钢铁生锈 4.供给呼吸 支持燃烧考点4 1.2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑ 2KClO32KCl＋3O2↑ 2H2O22H2O＋O2↑ 2.物理 3.改变 质量 化学各个击破例1 B 例2 B 例3 D题组训练 1.B 2.A 3.C 4.C 5.D 6.A 7.C实验突破实验一 4P＋5O22P2O5 装置的气密性 白烟 1/5 1/5例4 AC 操作简便，无污染，提高了测定数据的准确性拓展训练 (1)2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2 (2)20.2% (3)①铁的缓慢氧化使集气瓶内的氧气消耗更彻底，使实验结果更准确 ②测量时考虑到导管容积和扣除内容物后的集气瓶容积，使实验结果更准确实验二 2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑ 2H2O22H2O＋O2↑ 排水法或向上排空气法 木条复燃 集气瓶口例5(1)A 撤导气管 (2)正放 用带火星的木条靠近集气瓶口拓展训练 (3)不是，因为KMnO4的质量和化学性质在反应前后发生改变(或因为高锰酸钾在受热时发生分解) (4)氯酸钾分解的最佳温度是多少？整合集训1．B 2.B 3.C 4.C 5.A 6.A 7．(1)混合物 (2)BD8．产生大量白烟 1/5 没有9．【猜想假设】Ⅳ.1/5(或20%或21%) 【实验探究】Ⅴ.保持不变 【反思交流】Ⅵ.(1)< (2)2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O (3)CO2气体在水中的溶解度不大 (4)装置气密性差、集气瓶容积与瓶中空气体积不一致(或读取吸入液体体积不准、导管内的空气、导管内的水、测定吸入液体体积时集气瓶中气温未恢复至室温、测定吸入液体体积时烧杯中液面未恒定等。任意两点即可，其他合理答案亦可)10．(1)2H2O22H2O＋O2↑ (2)A (3)长颈漏斗的下端没有伸入液面以下 (4)b11．(1)物理 (2)铁架台 锥形瓶 (3)B 2H2O22H2O＋O2↑ (4)把B、C装置中的导管连接起来，把导管伸入水中，关闭分液漏斗的活塞，双手紧捂锥形瓶，如果导管口有气泡冒出，说明装置不漏气12．(1)4.8(2)设样品中氯酸钾的质量为x。10\n2KClO32KCl＋3O2↑24596x4.8g＝x＝12.25g样品中氯酸钾的质量分数为：×100%＝98%。答：氯酸钾在样品中的质量分数是98%。10
