专题01空气和氧气（考点详解）（原卷版）.docx

1、专题01 空气和氧气 空气中氧气含量的测定1.实验现象红磷燃烧，放出热量，产生大量白烟装置冷却到室温后打开弹簧夹，烧杯内的水倒流入集气瓶，约占集气瓶内气体体积的1/5。2.实验结论：氧气约占空气总体积的1/5。还能得出瓶中剩余的主要气体是：氮气（化学性质：不可燃不助燃；物理性质：难溶于水）3.反应原理: 4.实验误差分析操作或误差分析导致结果红磷的量不足氧气不能耗尽偏小装置漏气空气进入装置，进入的水量偏小偏小集气瓶未冷却至室温打开弹簧夹装置内气体温度偏高，压强偏大进入水的体积偏小偏小红磷点燃后，伸入速度过慢装置内有气体受热逸出，进入瓶中水的体积偏大偏大红磷燃烧时，弹簧夹未夹紧红磷燃烧时，部分气

2、体受热沿导管逸出，进入水的体积偏大偏大5.集气瓶中水的作用：（1）主要是吸收有毒的五氧化二磷（固体）。（2）还可以吸热加快降温，和防止热的燃烧物溅落炸裂瓶底。6.燃烧过程中的集气瓶压强变化：红磷燃烧开始，消耗氧气使得压强减小，但同时燃烧放出的大量热使瓶内的剩余气体受热迅速膨胀，压强增大，燃烧放热引起的压强增大大于消耗氧气的压强减小，所以总的效果是压强增大。待燃烧结束后，剩余气体慢慢冷却，压强减小，减小到比初始压强更小（减少的部分就是被消耗的氧气体现的压强）。打开弹簧夹后，水流入集气瓶，瓶内压强迅速恢复到和大气压相同。1(2022年陕西省中考B卷）化学实验中常会出现一些“出乎意料”的现象或结果，

3、下列各项对相关异常情况的解释不合理的是（ ）实验异常情况未看到火星四射滤液浑浊测定结果偏大澄清石灰水未变浑浊选项A可能是温度未达到铁丝的着火点B可能是滤纸破损C可能是红磷的量不足D可能是二氧化碳中混有氯化氢气体AABBCCDD2.（2022四川乐山中考）为测定空气中氧气的含量，某同学将教材实验进行改进，改进后的实验装置如图所示，(部分夹持装置已忽略)，实验时引燃红磷后便熄灭酒精灯。下列有关改进实验的说法不正确的是（ ）A. 红磷燃烧的化学方程式可以表示为：B. 待红磷熄灭并冷却至室温，打开弹簧夹，注射器活塞向右移动C. 实验结束后试管内气体的主要成分为氮气D. 改进后的装置能减少测量误差，且对

4、环境更友好3（2022山东烟台中考）（6分）某兴趣小组利用图一装置探究O2浓度、温度等条件对物质燃烧的影响，进行了以下操作。点燃蜡烛后伸入广口瓶，立即塞紧橡皮塞，观察到蜡烛在瓶内燃烧，白磷不燃烧。待蜡烛自动熄灭，装置冷却后，在t1时，将滴管中的水全部滴入广口瓶，铝盒中的白磷开始燃烧。图二是广口瓶内O2浓度随时间变化的图像。（1）图二中0t1时间内，曲线下降的原因是 。（2）生石灰的作用是 。（3）盛放在铝盒中的白磷燃烧，说明金属铝具有良好的 性。（4）本实验能得出的结论是 （填序号）。A.可燃物燃烧氧气必须充足B.白磷燃烧结束后广口瓶内没有O2存在C.蜡烛燃烧需要O2的最低浓度高于白磷燃烧需要

5、O2的最低浓度本考点主要考查实验的现象、错误操作的分析、实验的改进等，通常以文字叙述和图示相结合的形式出现在选择题中。在装有空气的密闭容器中，用燃烧法测定空气中氧气含量时，一般要注意以下几点:装置的气密性好；所用药品必须是足量；一定要等冷却到原温度后再读数；除氧剂要具备以下特征:本身能够在空气中燃烧；本身的状态为非气体；生成的物质为非气态。1.考查实验现象时，要注意红磷燃烧产生白烟，不是白雾。（烟：固体的小颗粒；雾：液体的小液滴）2.实验改进之药品选择：不能使用木炭、硫等物质代替红磷。因为木炭或硫燃烧会产生气体，造成瓶内气体体积变化小。可将集气瓶内的水换成氢氧化钠溶液吸收二氧化碳、二氧化硫。不

6、能使用铁丝代替红磷，因为铁丝在空气中不燃烧。不能使用镁条代替红磷。因为金属镁能够与氧气、氮气、二氧化碳反应。故药品选择条件是：物质能在空气中燃烧且只与氧气反应，燃烧后的生成物为固体或液体（占的体积忽略不计）。【实验改进】 实验改进方向：药品（红磷很难耗尽氧气）；导管（导管内的空气会造成误差）；点燃方式（伸入集气瓶再迅速也会有影响，下面所有装置图都是密封后点燃药品）。【注】实验改进（或实验对比）需要考虑的问题：装置是否简单；操作是否简便；实验是否安全、环保、节约（药品和能源）、精确（首要因素）。 空气的组成、空气污染和防治1、空气的成分及其体积分数（大约）空气成分氮气氧气稀有气体二氧化碳其它成分

7、体积分数78%21%0.94%0.03%0.03%（1）氮气用途：氮气 工业生产硝酸和氮肥，食品防腐，液态氮气用作制冷剂；（2）氧气用途：供给呼吸；支持燃烧；（3）稀有气体用途：稀有气体用作保护气，制作多用途电光源；可做电光源2、空气污染物（1）空气的主要污染物有有害气体和粉尘。目前计入空气污染指数的项目暂定为：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。（2）空气污染的危害：严重影响人体健康，影响农作物生长，破坏生态环境，其中全球气候变暖、臭氧层破坏和酸雨等也都与空气污染有关。（3）防治空气污染：加强大气质量监测，改善环境状况；减少使用化

8、石燃料，使用清洁能源；积极植树造林种草；禁止露天焚烧垃圾等。防治空气污染的措施：一方面要减少污染物的排放，如减少化石燃料的燃烧，多使用清洁能源等；另一方面要加强污染物的吸收，如植树造林等。1.（2022湖北黄石中考）空气中含很多成分，其中含量较少，常用作保护气的是（ ）A. 氮气B. 氧气C. 二氧化碳D. 稀有气体2.（2022河北中考）2021年河北省PM2.5平均浓度同比下降15.3%，改善幅度为“十三五”以来最高。下列举措不能改善空气质量的是A. 开发利用新能源B. 推进低碳交通运输C. 提高森林覆盖率D. 增高炼铁厂的烟囱3.（2022四川内江中考）空气是一种重要的资源。下列与空气有

9、关的说法错误的是A. 空气中氮气的体积分数约为78%B. 稀有气体化学性质比较活泼C. 自然界中的二氧化碳处于不停循环过程中D. 工业上用分离液态空气方法制取氧气和氮气4.（2022山东聊城中考）空气是一种重要的资源。下列有关说法不正确的是A. 液态空气属于混合物B. 食品包装袋中充入氮气可延长食品保质期C. 稀有气体可用于制造多种用途的电光源D. 空气污染指数越大，空气质量状况越好本考点常在选择题或填空题中以新信息或图片形成命题，考查的知识点有:空气中氮气、氧气所占的体积分数；空气中各成分的性质及用途等；空气污染的来源及危害；防治空气污染的措施等。解答此类问题首先要掌握空气的组成及按体积分数

10、计算各成分的含量；其次要了解氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳的一些性质及其对应的用途。二氧化碳属于空气的组成成分，不是空气污染物。但二氧化碳的含量过高，会加剧温室效应。 氧气的性质和用途1.物理性质：无色、无味的气体，水（故可以用排水法收集）； 密度比空气（故收集的一瓶氧气，要在桌面上）。2.氧气的化学性质与木炭反应；原理： 现象：空气中：发红光，放热，生成使澄清石灰水变浑浊的气体。氧气中：发白光，放热，生成使澄清石灰水变浑浊的气体注意：木炭伸入瓶中时，要自上而下，缓慢伸入（目的使木炭与氧气充分反应）。与铁丝反应；原理： 现象：空气中：红热，不燃烧；氧气中：剧烈燃烧，火星四射，放热，生产黑色固体

11、注意：铁丝用砂纸打磨（目的是除去表面的氧化物）；在铁丝一端系一根火柴棒（目的是引燃）；铁丝绕成（目的是预热未燃烧的的铁丝）；在瓶底加或铺一层（目的是防止高温生成物使集气瓶炸裂）；燃着的铁丝不能接触瓶壁（目的是防止炸裂瓶壁）。硫粉（淡黄色）燃烧： 实验现象：在空气中：发出微弱的淡蓝色火焰，放出热量、生成一种带有刺激性气味的气体。在氧气中： 发出明亮的蓝紫色的火焰， 放出热量、生成一种带有刺激性气味的气体。原理： 实验时，要在瓶底装少量水（目的是吸收二氧化硫，防止污染空气）。3.氧气的用途与氧化反应（1）氧气能支持物质燃烧，如火箭中使用液氧作为助燃剂；氧气还能供给呼吸，抢救危重病人。（2）物质与氧

12、气的反应称为氧化反应。如动植物呼吸、食物腐烂、酒和醋的酿造等变化过程中都包含有物质的缓慢氧化。氧化反应属于放热反应。1.（2022湖南邵阳中考）下列物质，在空气中加热只能发生红热现象，不能燃烧；但在氧气中点燃能剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体的是（）A红磷B铁丝C木炭D硫2.（2022黑龙江龙东中考）人类的生存离不开氧气，下列关于氧气说法错误的是（ ）A. 硫在氧气中燃烧，产生淡蓝色火焰B. 保持氧气化学性质的最小粒子是氧分子C. 氧气有助燃性，可用于航天D. 氧气能供给呼吸，与体内的物质反应释放能量，维持生命活动3（2022湖南娄底中考）下列有关实验现象的描述，正确的是（）A硫在氧气中燃烧，

13、产生淡蓝色火焰，生成无色无味的气体B镁在空气中燃烧，产生苍白色火焰，生成白色烟雾C红磷在空气中燃烧，发出红色的火焰，产生大量白色烟雾D细铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体本考点主要考查的知识点有:氧气的性质及其用途的判断；物质在氧气(或空气)中燃烧现象的描述；燃烧实验的操作及注意事项；物质燃烧的化学方程式等。一般在选择题中出现，试题难度不大。1.描述现象时不能出现该现象所对应的生成物的名称，即不能把实验现象与结论混淆。2.注意区分“白烟”与“白雾”，“光”与“火焰”等。“烟”为固体小颗粒，“雾”为液态小液滴；气体、液体、低沸点固体燃烧产生火焰，高沸点固体燃烧发光，如硫在氧气中燃烧产生

14、蓝紫色火焰，木炭在氧气中燃烧发白光。3.物质在空气中和在氧气中燃烧的现象要有所区别：同一种物质在氧气中燃烧比在空气中剧烈，如硫、碳等；有些物质在空气中不燃烧，在氧气中能剧烈燃烧，如铁丝。这是因为物质燃烧的剧烈程度与氧气的浓度有关，氧气浓度越高，燃烧越剧烈。4.氧气溶解能力不大，但水中溶解少量氧气即可供水中生物呼吸、生存。氧气化学性质比较活泼，在与其他物质反应中常用作氧化剂，有氧化性，氧气能支持燃烧、能供给呼吸就是氧化性的具体体现。 氧气的制法（一）氧气的工业制法原理：氮气和氧气沸点不同，氮气沸点低于氧气，氮气先分离出来，剩下的主要是氧气。工业上在制取氧气的过程中，没有新物质生成，属于物理变化。

15、（二）氧气的实验室制法1用高锰酸钾或氯酸钾制氧气（1）药品：高锰酸钾或氯酸钾和二氧化锰（2）反应原理 （3）实验装置（如图所示）注意：药品要平铺在试管底部，均匀受热。试管口要略向下倾抖，防止水倒流，使试管炸裂。铁架台上的铁夹要夹在试管的中上部（或距离管口1/3处）。试管内的导管稍伸出橡皮塞即可，便于气体导出。集气瓶充满水后倒放入水槽中（瓶口要在水面下）。加热时要先使试管均匀受热，然后用酒精灯外焰对准药品所在部位加热。用排水法收集气体时，应注意当气泡 ，否则收集的气体 ，当集气瓶口有大气泡冒出时，证明已收集满。停止加热时，应先把导管从水里撤出，再熄灭酒精灯。防止倒吸炸裂试管。用高锰酸钾制氧气时，

16、试管口要放一小团棉花，防止加热时高锰酸钾粉末进入导管，堵塞导管盛氧气的集气瓶应盖上玻璃片正放，因为氧气的密度大于空气的密度，正放可减少气体逸散。（4）实验步骤： 连接装置：先下后上，从左到右的顺序。检查装置的气密性： 装入药品：按粉末状固体取用的方法（药匙或纸槽）固定装置 ：固定试管时，试管口应略向下倾斜；铁夹应夹在试管的中上部点燃酒精灯：先使试管均匀受热，后在反应物部位用酒精灯外焰由前向后加热。收集气体：排水法收集或向上排空气法先将导管移出水面 最后熄灭酒精灯（5）收集氧气的方法：排水法收集（原因氧气不易溶于水，且不与水反应）用排空气法收集气体时，应将导管伸到接近集气瓶底部，以便于空气的排出

17、。用排水法收集的氧气比向上排空气法收集的氧气更纯净。向上排空气法（原因氧气密度比空气大，且不与空气成分反应）。与空气的密度相近或有毒的气体，一般不宜用排空气法收集。用向上排空气法收集的氧气比排水法收集的氧气更干燥。（6）检验方法： 。（7）验满：用向上排空气法收集时， 。用排水法收集时， 。2用过氧化氢制氧气（1）药品：过氧化氢溶液和二氧化锰粉末。（2）反应原理： （3）实验装置（4）实验步骤检查装置的气密性。向锥形瓶中加入二氧化锰固体。塞好带有长颈漏斗（或分液漏斗）和导管的双孔塞。向长颈漏斗（或分液漏斗）中加入过氧化氢溶液。用排水法收集。说明：a用过氧化氢溶液制氧气的发生装置中使用长颈漏斗便

18、于加入液体药品；使用分液漏斗便于控制滴液速率。b使用带有长颈漏斗的发生装置时，要注意长颈漏斗下端管口应伸到液面以下，以防止产生的气体从长颈漏斗口逸出。3.催化剂催化剂是指在化学反应中能改变其他物质的反应速率，但本身的化学性质和质量在反应前后不变的物质。特点：一变（改变反应速率，加快或减慢）；两不变（质量、化学性质不变）（1）理解：催化剂不能改变生成物的质量 催化剂不是反应物也不是生成物（写在反应条件上）一种催化剂只针对某一反应，不同的反应，催化剂可能相同，某一反应的催化剂可能不只一种（2）证明某物质是催化剂：证明是否改变反应速率：相同条件下，加或者不加药品对比实验；证明质量是否改变：实验前称量

19、一次，实验后分离出来再称量一次；证明化学性质是否改变：将分离出来的物质再进行实验的操作，观察是否还能改变反应速率。6.影响某反应的反应速率的因素反应物浓度、反应温度、反应物接触面积、是否有催化剂、催化剂种类、催化剂质量等等。1.（2021江苏苏州）下列有关空气的说法正确的是A洁净的空气属于纯净物B工业分离液态空气时发生化学变化C食品在空气中因与氧气发生缓慢氧化而变质D空气中的二氧化碳含量过高不会对环境造成影响2.（2022湖南岳阳中考）如图是实验室制取气体的部分装置示意图，下列说法正确的是（ ）A. 用过氧化氢溶液制取 O2，可选用装置组合B. 用装置制取 CO2，分液漏斗中应装稀硫酸C. 用

20、装置收集 CO2，气体应从管口 c 通入D. 要做铁丝燃烧实验，用收集 O2时建议留部分水3（2022年安徽省中考）某小组用高锰酸钾制取氧气。下图是实验室中常见仪器，回答下列问题。 (1)仪器的名称是_。(2)高锰酸钾制氧气的化学方程式为_。组装氧气的收集装置，可选用_（填序号）。(3)某同学用排水法收集氧气时，发现水槽中的水变红了，可能是未使用_（填实验用品名称）。若该同学收集的氧气不纯，原因可能是_（写出1点即可）。4.（2022湖北黄石中考）某化学兴趣小组在学习O2制备时，对MnO2做催化剂加快双氧水分解产生了兴趣，他们提出疑问：其他物质能否对双氧水分解速率产生影响？【查阅资料】影响化学

21、反应速率的因素有很多，如：使用催化剂、改变温度、改变反应物的浓度等。【实验探究】小组的同学们按图组装，在室温下分别进行了四组实验，并用O2传感器测定实验过程中O2含量的变化情况，得到如下图所示曲线。组别试剂第1组2mL 5% H2O2第2组2mL 5% H2O2 + 3滴FeCl3溶液第3组2mL 5% H2O2 + 3滴CuSO4溶液第4组2mL 5% H2O2 +少量MnO2粉末【实验结论】对比四条曲线，进行分析：（1）FeCl3溶液、CuSO4溶液对H2O2的分解_（填“有”或“无”）催化作用；（2）写出实验中催化效果最优的使H2O2分解的化学方程式_；（3）第1组实验的目的是_；（4）

22、小组的同学们不加催化剂，在不同温度下，用不同浓度的H2O2进行实验，记录实验现象如下表。据此可得出：升高温度或_（填“增大”或“减小”）反应物浓度可加快H2O2的分解。 温度H2O2%5060705%无明显气泡无明显气泡极少量气泡10%无明显气泡无明显气泡少量气泡15%无明显气泡少量气泡较多气泡（5）实验需要30g10%的双氧水溶液，可用15%的双氧水溶液加_g蒸馏水配置。本考点主要考查的知识点有:常用仪器的名称；反应原理及化学方程式的书写；制取(发生、收集)装置的选择；气体的检验与验满；气体的净化及多功能瓶的作用；实验步骤及注意事项等，一般以实验探究题的形式，常结合其他气体一起考查。此知识点一般考查对催化剂及催化作用的概念的理解，以及对催化剂种类的选择。常以选择题或实验探究题的形式展现，在实验探究中常采用对比或控制变量的方法对催化剂进行探究。确定气体的发生装置主要考虑反应物的状态和反应条件：常用的气体发生装置如下：一般来说，“固体加热型”常用A装置；而“固-液不加热”型，常用B或C装置（其中，C装置中的长颈漏斗便于随时添加液体，也可以用分液漏斗或注射器代替，可通过添加液体的速率来控制反应速率）。过氧化氢制氧气是实验室用“固-液不加热”装置制气体的典型，该发生装置还可以用来制取氢气和二氧化碳；而高锰酸钾和氯酸钾制氧气是“固体加热型”装置制取气体的典型。