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1.氧气的实验室制法药品化学方程式10\n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空气的成分例1(2022·河北)下列关于空气的说法中错误的是()A.空气是人类宝贵的自然资源B.空气中的氮气常用作保护气C.空气中的稀有气体常用作灭火剂D.空气中的氧气主要来自植物的光合作用思路点拨:氮气的化学性质在常温下比较稳定可用于食品防腐；空气中的稀有气体性质很稳定，但在空气中含量低，且不易制取；绿色植物的光合作用生成有机物并放出氧气。1.(2022·南京)空气中含量最多的气体是()A.氮气B.氧气C.二氧化碳D.水蒸气2.(2022·山西)下列说法正确的是()A.空气是一种宝贵的资源B.空气中氮气的质量分数为78%C.氧气易溶于水，供给水生生物呼吸D.汽车尾气随意排放，与雾霾形成无关命题点2空气污染及防治例2(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。1.(2022·衡阳)今年春季雾霾连续多日笼罩我国很多地方，给人们生活带来了极大的不便。下列措施不利于防治雾霾的是()A.大力植树造林B.使用清洁能源C.提高燃油品质D.将垃圾集中焚烧2.(2022·济宁)近年，我国不少城市和地区雾霾天气增多，雾是水蒸气，本身无污染，“霾”由细小颗粒物组成，主要来源是热电排放、化工生产、汽车尾气、冬季供暖以及地面灰尘等。它侵蚀着人们的健康，严重影响着人们的生活和出行。下面治理雾霾的措施中，可行的是______。①压减化石燃料②控制车辆使用③减少户外活动④加强城市绿化⑤关闭厂矿企业⑥调整能源结构命题点3氧气的性质和用途例2(2022·重庆B)氧气是我们学习过的一种重要物质，以下对氧气的认识错误的是()A.氧气既能燃烧又能支持燃烧B.氧气用于炼钢是利用了它的化学性质10\nC.硫在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰D.氧气和臭氧(O3)都是氧元素形成的单质思路点拨:氧气的化学性质主要表现为氧化性，能与金属、非金属单质及某些化合物反应。1.(2022·潍坊)下列物质在氧气中燃烧，产生大量白烟的是()A.铁丝B.红磷C.木炭D.硫磺2.(2022·云南)下列实验现象描述不正确的是()A.红磷在空气中燃烧，产生大量白烟B.硫在氧气中燃烧产生苍白色火焰C.铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射D.镁在空气中燃烧，发出耀眼的白光，生成白色固体3.(2022·广州)下列关于氧气的说法正确的是()A.氧气易溶于水B.大多数金属能与氧气反应C.食物腐败不需要氧气D.硫在氧气中燃烧生成SO3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，实验也能成功例4某化学兴趣小组的同学按照课本的实验装置做“测定空气中氧气的体积分数”实验(图1)，但测出的氧气体积分数明显小于1/5。请你参与探究：10\n【提出问题】造成误差的原因是什么？如何改进课本实验装置？【查阅资料】颜色、状态熔点/℃着火点/℃密度/g·cm-3红磷暗红色固体5902402.34白磷白色或黄色固体44.1401.82【猜想与假设】甲同学：可能是导管内原存有空气，后来留有吸入的水，影响实验的准确性；乙同学：可能是瓶内残留气体中还有氧气的缘故；你还能做的猜想是____________________________________。【交流与讨论】(1)丙同学认为，用木炭代替红磷，就可以消除这个现象，大家认为丙同学的猜想不合理，理由是________________________________________________________________________________________________。(2)他们对课本实验装置进行了如图2的改进。①甲同学提出应把红磷更换为白磷，理由是_____________________________________________________________；②通过粗铜丝来点燃玻璃管内的白磷，利用了金属铜的______性；③与课本实验装置相比，该装置的一个优点是___________________________________________________________。【探究与反思】(1)为验证乙同学的猜想，将铜粉在残余气体中加热，观察到铜粉变黑，所以乙同学的猜想______(填“合理”或“不合理”)；(2)大家采用改进的实验装置(图2)进行实验，待玻璃管冷却、管内白色的烟幕消失，左管液面上升了1格，得到了较准确的数据，但又意外发现左玻璃管内壁上端附着黄色固体。左玻璃管上端的黄色固体主要成分可能是______。思路点拨:测定空气中氧气含量的实验原理常用红磷燃烧消耗装置中的氧气，而生成五氧化二磷固体，使得瓶内气压减小，如用木炭燃烧后生成CO2，不能形成压强差；对于实验结果偏小，可能原因有红磷不足量、装置漏气和没有冷却到室温就打开止水夹等。(2022·烟台)实验是科学探究的重要方法。如图是测定空气中氧气含量实验的两套装置图，请结合图示回答有关问题。(1)根据下表提供的实验数据，完成下表：硬质玻璃管中空气的体积反应前注射器中空气体积反应后注射器中气体体积实验测得空气中氧气的体积分数25mL15mL9mL(2)装置一和装置二中气球的位置不同，______(填“装置一”或“装置二”)更合理，理由是________________________10\n__________________________________________________________________________________________________。(3)若实验测得的结果偏小(氧气的体积分数小于21%)，可能的原因有哪些?(列举两条)_________________________；______________________________________________________________________________。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例5(2022·湛江)老师为同学们提供了如下实验装置：(1)写出仪器a、b的名称：a是______，b是______。(2)组装仪器时，将导管插入胶皮管或橡胶塞上前，要先把玻璃管口______，然后稍稍用力转动，将其插入。(3)实验室用高锰酸钾制取氧气，应选用的发生装置是______(填字母序号，下同)。若要收集较纯的氧气，可选用的装置是______。(4)①实验室也可选用过氧化氢溶液和二氧化锰在装置B中制取氧气，化学方程式为________________________。若选用C做发生装置，你认为选用装置C的优点是______________________________。②也可以将注射器连接到装置B的导管口处，用来______________________________。思路点拨:用高锰酸钾制取氧气时，可选用固体加热型的发生装置，收集较纯净的氧气常用排水法；如用过氧化氢制取氧气，可选用常温固液反应装置；装置B和C相比，利用注射器可控制过氧化氢溶液的加入量，实现了对反应速率的控制。(2022·烟台)2022年6月3日，吉林省德惠市某公司发生火灾引发液氨泄露并发生化学爆炸，造成重大伤亡。液氨是液态的氨气，常温下，氨气(NH3)是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小。实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体共热制取氨气。请回答下列问题。10\n(1)液氨泄漏时，可用喷水的方法除去空气中的氨气，说明氨气具有______的物理性质。由液氨发生化学爆炸猜测氨气可能具有______的化学性质。(2)写出上图中指定仪器的名称：a______。(3)制取氨气的发生装置应选择上图中的______(填字母，下同)，收集装置应选择的是______。这种发生装置也可用于实验室制氧气，用该装置制氧气所用药品是______。(4)根据氨气的性质推测，发生液氨泄漏时正确的逃生方法是______________________________________________；________________________________________________。(列举两条)一、选择题1.(2022·潍坊)空气成分中，体积分数约占78%的是()A.氮气B.氧气C.稀有气体D.二氧化碳2.(2022·枣庄)下列不利于“建设幸福新枣庄，提高空气质量”的做法是()A.增大绿地面积B.大力发展清洁能源C.出行少开私家车D.垃圾就地焚烧3.(2022·衡阳)下列关于氧气的说法中，不正确的是()A.液氧用于火箭发射是利用氧气的可燃性B.氧气约占空气总体积的1/5C.实验室可用加热高锰酸钾的方法制取氧气D.氧气可用于医疗急救4.(2022·泰安)据探测卫星发回的数据分析，火星大气中95%是二氧化碳，其余为少量的氮气、氢气，还找到了有液态水存在的证据。根据以上信息，某同学作出如下推断：①火星大气是混合物②火星大气与地球大气成分相似③火星上钢铁不易生锈④火星环境适宜人类生存⑤火星上温室效应显著。你认为正确的是()A.①③⑤B.②③⑤C.②③④D.①④⑤5.(2022·武汉)某化学兴趣小组的同学在老师的指导下，正确完成如下图所示两个实验。已知所用实验装置气密性良好。关于该实验，有如下说法：①红磷熄灭并冷却后才能打开弹簧夹；②点燃酒精灯加入铜丝，可观察到铜丝由红色变成黑色；③停止加热后即可读出注射器内气体的体积约为24mL；④实验取用铜丝质量的多少不会影响实验结果；⑤两个实验均能证明空气是混合物；⑥两个实验均能证明空气中约含1/5体积的氧气。其中正确说法的个数有()A.2个B.3个C.4个D.5个6.(2022·泰安)实验室中利用过氧化氢、氯酸钾、高锰酸钾都可以制取氧气，其原因是()A.都属于氧化物B.都含有氧气C.都含有氧分子D.都含有氧元素7.下列有关催化剂的说法正确的是()A.在化学反应后其质量减小B.在化学反应后其化学性质发生了变化10\nC.在化学反应后其质量增加D.催化剂能改变化学反应速率8.(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可用于收集氧气二、填空题9.(2022·呼和浩特)化学用语是学习化学的重要工具。请你用物质的化学式表示：(1)空气成分中可用于填充探空气球的物质是______；(2)用红磷燃烧测定空气中氧气的含量时，产生的“大量白烟”是______。10.(2022·百色)今年“两会”期间，北京连续出现严重的雾霾天气，给人们出行带来了严重的影响。国家环境保护部门对外公布《环境空气质量标准》，将PM2.5作为评价项目纳入标准。PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物。(1)雾霾天气导致呼吸道病人增多，因为这种天气，空气中______大量增加(填字母序号)；A.二氧化碳B.一氧化碳C.可吸入颗粒物D.二氧化硫(2)防PM2.5专用口罩使用了活性炭的______作用；(3)请你提出一条防治空气污染的合理建议：____________________________________________________________。11.(2022·绵阳)(1)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约为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、NaOH溶液(2)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______________________________________________________________________________________________________。三、实验探究题12.（2022·株洲）某校化学兴趣小组的同学根据实验室提供的仪器和药品，在老师的指导下从下图中选择装置进行了氧气的制备实验。（1）写出仪器a的名称______。（2）甲同学从上图中选择B、E装置的组合制取氧气，反应的化学方程式为__________________。在用橡皮管连接装置B和E中的玻璃导管时，应先把玻璃管口______，然后稍稍用力把玻璃管插入橡皮管。收集气体前，应将集气瓶装满______并盖上______。收集氧气还可选用的装置是______。（3）乙同学称取一定质量的KMnO4固体放入大试管中，将温度控制在250℃加热制取O210\n，实验结束时，乙同学发现用排水法收集到的O2大于理论产量。针对这一现象，同学们进行了如下探究：【提出猜想】猜想Ⅰ：反应生成的MnO2分解放出O2；猜想Ⅱ：反应生成的K2MnO4分解放出O2；猜想Ⅲ：反应生成的K2MnO4和MnO2分解都放出O2。【实验验证】同学们分成两组，分别进行下列实验：第一组同学取一定质量的MnO2，在250℃条件下加热一段时间，冷却后测得MnO2的质量不变，则猜想______错误；第二组同学取K2MnO4在250℃条件下加热，没有用测定质量的方法得出了猜想Ⅱ正确的结论。该同学选择的实验方法是____________________________________________________________________________________。【拓展延伸】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分解速率加快。请说明KMnO4在KClO3分解反应中是否作催化剂，为什么？__________________________________________________________________________________________________________________________。【实验反思】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__________________________________四、计算题13.(2022·菏泽)韩国“岁月号”沉船事故发生后，几百名潜水员参与了打捞工作，他们携带的水下供氧设备中供氧剂是过氧化钠(Na2O2)，它与人呼出的二氧化碳及水蒸气反应生成氧气供人呼吸。某同学想进一步探讨过氧化钠与水的反应(2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑),将15.6g过氧化钠加入盛有147.6g水(过量)的烧杯中充分反应，直至固体完全消失，不再有气泡产生。请计算：(1)反应生成的氧气质量。(2)反应后所得溶液中溶质的质量分数。10\n参考答案考点解读考点1硝酸氮肥保护气供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31.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41.2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑2KClO32KCl+3O2↑2H2O22H2O+O2↑2.物理3.改变质量化学各个击破例1C题组训练1.A2.A例2B题组训练1.D2.①②④⑥例3A题组训练1.B2.B3.B实验突破实验一4P+5O22P2O5装置的气密性白烟1/51/5例4集气瓶未冷却至室温就打开止水夹(1)木炭可以和氧气反应生成二氧化碳气体，不能形成压强差(2)①白磷的着火点低，可以较容易地发生燃烧②导热③在密闭环境中反应，可以减少误差(1)合理(2)白磷变式训练(1)15%(2)装置二能让空气更易流通，全部通过铜粉，使氧气与铜粉充分反应(3)铜粉的量不足未待装置完全冷却至室温就读数(其他合理答案也可)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)酒精灯锥形瓶(2)润湿(3)AF(4)①2H2O22H2O+O2↑控制反应的速率②检查装置的气密性变式训练(1)溶于水可燃性(其他合理猜测也可)(2)分液漏斗(3)AC高锰酸钾(或氯酸钾和二氧化锰)(4)用湿毛巾捂住口鼻尽量贴近地面逃离(其他合理答案也可)整合集训1.A2.D3.A4.A5.C6.D7.D8.C9.(1)He(2)P2O510.(1)C(2)吸附(3)减少化石燃料的使用(减少汽车尾气的排放，植树造林等)11.(1)AC(2)操作简便，无污染，提高了测定数据的准确性12.（1）锥形瓶（2）2H2O22H2O+O2↑用水润湿水玻璃片C（3）Ⅰ将加热K2MnO4产生的气体收集并用带火星的木条进行检验不是,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）氯酸钾分解的最佳温度是什么？13.解：设反应生成的氧气质量为x，生成氢氧化钠的质量为y。2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑1561603215.6gyxx=3.2gy=16g反应后所得溶液中溶质的质量分数:10\n答:(1)生成的氧气质量为3.2g。(2)反应后所得溶液中溶质的质量分数为10%。10
