資源簡介 中小學教育資源及組卷應用平臺第1節 空氣與氧氣學習目標:知識精講 有的放矢核心考點一:空氣的主要成分知識歸納空氣組成成分探究:一般說來,空氣的成分是比較固定的 空氣的密度為 1.293克/升空氣的平均分子量:29空氣的利用:O2的用途:供給呼吸;支持燃燒,也叫助燃,常用于焊接、切割金屬等方面。(2)N2:a性質:無色、無味的氣體,難溶于水;不支持燃燒。化學性質較穩定。b用途:燈泡中充氮氣可延長使用壽命;食品包裝充入氮氣可防腐;制造化肥、炸藥的重要原料;液氮可以做冷凍劑,醫療上用液氮冷凍麻醉或冷藏人體細胞組織等。(3)稀有氣體:a氦、氖、氬、氪、氙和氡等氣體的總稱,是混合物。b性質:無色、無味的氣體,難溶于水,化學性質不活潑。c用途:常用作保護氣;做光源(稀有氣體通電能發出不同顏色的光)。(3)CO:1.二氧化碳可用于滅火;2.固態二氧化碳(又稱干冰)是一種致冷劑, 可用來保藏食品,也可用于人工降雨.二氧化碳是植物光合作 用的原料,是一種氣體肥料二氧化碳是一種化工原料,可用于制純堿、尿素和汽水。21cnjy.com3.二氧化碳是植物光合作用的原料,是一種氣體肥料。4.二氧化碳是一種化工原料,可用于制純堿、尿素和汽水。典型例題 珠聯璧合【例題1】下列有關物質的性質及相關用途的敘述中,正確的是( )①氧氣易溶于水,使得魚能在水中生存②氮氣的化學性質不活潑,可用作糧食和食品倉庫的保護氣③氧氣能支持燃燒,所以可用作火箭的高能燃料④由于稀有氣體有惰性,所以常用作保護氣A.①②③ B.①②④ C.①③ D.②④【變式1】在航天活動中需要“人造空氣”供航天員呼吸。這種“人造空氣”中各成分體積含量為氮氣約占70%、氧氣占20%以上,此外還有二氧化碳等氣體,非常接近空氣比例。下列說法正確的是( ) 【來源:21cnj*y.co*m】A.空氣中的氮氣對人體呼吸沒有任何作用,因此人造空氣中可以不需要氮氣B.飛船內應充滿純凈的氧氣,這樣會更有益于人的呼吸C.我們周圍的空氣中各成分的體積分數是不變的,不隨地域和季節的變化而變化D.空氣中的二氧化碳含量雖然很少,但是在自然界中是必不可少的知識精講 有的放矢核心考點二:空氣中氧氣成分的測定知識歸納1、實驗方案設計:在相同氣壓下,看消耗掉氧氣后,剩 余氣體的體積占原空氣的體積數用紅磷燃燒,生成PO固體顆粒且可溶于水21教育名師原創作品2、裝置圖實驗現象:A、紅磷燃燒發出黃白色火焰,放出熱量,有大量白煙產生。B、待集氣瓶冷卻后,打開止水夾,水經導管進入集氣瓶,約占集氣瓶內空氣總體積的1/5。4、實驗結論:空氣中氧氣的體積約占空氣總體積的1/5。5、化學方程式: 4P + 5O2 2P2O56、注意事項:a.裝置的氣密性要好,(否則測量結果偏小);b.所用的紅磷必須過量,過少則氧氣沒有全部消耗完,會導致測量結果偏小;c.要等集氣瓶(裝置)冷卻后才能打開彈簧夾,(否則測量結果偏小);d.在實驗前,導管應預先注滿水,(否則測量結果偏小)e.要先夾住橡皮管,然后再點紅磷(否則測量結果偏大);f.點燃紅磷伸入瓶中要立即塞緊瓶塞(否則測量結果偏大)。紅磷和氧氣發生反應,P2O5溶于水,使 瓶內氣體壓強減小,打開止水夾后,大氣 壓把水壓入集氣瓶中,直至內外壓強相等另木炭燃燒生成的是氣體二氧化碳,瓶內壓 強只減小一點,倒吸入集氣瓶的水就沒有 1/5。就會使實驗產生教大的誤差。典型例題 珠聯璧合【例題2】(2022 信陽一模)利用如圖裝置驗證了空氣中氧氣的含量。下列敘述不正確的是( )A.實驗前需檢查裝置氣密性B.白磷可以用鎂粉代替C.白磷熄滅、試管冷卻后再打開止水夾D.最終量筒中液面約降至24mL刻度線處【變式2】(2021秋 銅仁市期末)數字實驗具有實時性,高精準,直觀,對實驗動態變化過程的展示和實驗數據采集、加工、處理具有很強的優勢。圖1是空氣中氧氣含量測定的實驗裝置圖。小麗在做該實驗時在該裝置上連接了一個氣壓傳感器,測得集氣瓶內的壓強變化如圖2所示。請你根據所學知識和圖回答相應問題:(1)在該實驗中集氣瓶和燒杯中都有水,它們的作用 (填“相同”或“不同”)。(2)在圖2中B﹣C段和D﹣E段壓強都增大,其中的原因分別是:B﹣C段 ;D﹣E段 。知識精講 有的放矢核心考點三: 氧氣的制取知識歸納1.實驗室里制取氧氣的方法有:分解 H2O2 和加熱分解 KMnO4 或 KCl O3 ,化學方程式為:(1)2H2O2 MnO2 2H2O + O2 ↑(2)2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑(3)2KClO3 MnO2 2KCl + 3O2↑工業上用分離空氣制取氧氣。——物理變化在過氧化氫和氯酸鉀制取氧氣的反應中,用二氧化錳作為催化劑,它的作用是改變反應速度,本身的質量和化學性質在反應前后都不變。實驗室用高氯酸鉀制取氧氣的操作順序:檢查裝置氣密性→裝入藥品→固定裝置→收集氧氣;用KClO3制取時,若缺少催化劑MnO2,可加入少量KMnO4,因為KMnO4受熱分解時會產生MnO2。21*cnjy*com裝置的改進與評價:(1)將固液常溫型裝置中的長頸漏斗換成分液漏斗或注射器(如圖A、圖B所示),改進后裝置的優點是通過控制液體的滴加速度,從而控制反應速;(2)C裝置的優點是能隨時控制反應的發生和停止。總結:相比于高錳酸鉀或氯酸鉀,實驗室用過氧化氫溶液和二氧化錳制取氧氣的優點是可隨時添加液體、反應不需要加熱、操作簡便等。實驗室用高錳酸鉀制取氧氣的操作順序:第一步:檢查裝置的氣密性。第二步:將藥品裝入試管中,用一團棉花放在靠近試管口的地方,試管口略向下傾斜固定在鐵架臺上。第三步:用酒精燈外焰給試管加熱,先預熱。第四步:等氣泡連續均勻再用排水法收集氧氣。第五步:先撤導管,再滅酒精燈。氧氣的驗滿方法:將一根帶火星的木條放在集氣瓶口,若木條復燃,就證明已經收滿。收集裝置:方法 排水法 向上排空氣法收集裝置選取依據 氣體的密度及在水中的溶解性不易溶于水且不與水反應 密度比空氣大優缺點 優點:①收集的氣體較純凈;②易判斷是否收集滿缺點:收集的氣體不干燥 優點:收集的氣體較干燥缺點:收集的氣體純度不高注意事項 當觀察到瓶口有氣泡冒出時,證明氧氣已收集滿 導氣管應伸至集氣瓶底部,目的是排盡集氣瓶中的空氣檢驗和驗滿:檢驗 將帶火星的木條伸入集氣瓶瓶內,如果木條復燃,證明收集的氣體是氧氣驗滿 向上排空氣法:將帶火星的木條放在集氣瓶瓶口,如果木條復燃,說明氧氣已集滿排水法:當有大量氣泡從集氣瓶瓶口冒出時,說明氧氣已集滿排水法收集的O2中有較多水蒸氣。排空氣法收集的氣體不能與空氣中的物質反應。如NO能與O2反應,就不能用排空氣法收集。典型例題 珠聯璧合【例題3】利用下列原理制取氧氣,具有反應快、操作簡便、耗能少、無污染等優點的是( )A.氯酸鉀 氯化鉀+氧氣B.高錳酸鉀 錳酸鉀+二氧化錳+氧氣C.過氧化氫 水+氧氣D.分離液態空氣【變式3】如圖所示,①為制取氧氣的發生裝置(氣密性良好),其中的燃燒匙可以上下移動。②和③為氧氣的收集裝置。小金欲制取一瓶氧氣,下列分析正確的是( )A.在①中,將MnO2浸人H2O2溶液,MnO2可分解產生氧氣B.若用裝置②收集氧氣,需等到導管口氣泡均勻并連續冒出時才可收集C.可將帶火星的木條放入瓶中進行驗滿D.將裝置①分別與裝置②或③連接,均能達到實驗目的走進重高 拓展視野【題1】.取4份等質量的KClO3,向其中3份中分別加入少量等質量的KMnO4、MnO2和Mn,分別在某溫度下加熱至質量不再改變,測定產生氧氣的質量。然后將剩余固體溶于足量水中,添加過物質的組別中均有相同組成的不溶物。測定結果如下:組別 ① ② ③ ④加入物質 無 KMnO4 MnO2 Mn產生氧氣的質量/g 0 m1 m2 m3不溶物的質量/g 0 w1 w2 w3已知 m1>m2>m3,下列關于此實驗的說法一定不正確的是( )A.3種物質的加入都有利于KClO3分解放出氧氣B.殘留不溶物的質量關系為 w1<w2<w3C.三種催化效果的比較是KMnO4>MnO2>MnD.不加入其他物質時,KClO3也可以發生分解反應【題2】.已知2KClO32KCl+3O2↑如圖表示一定質量的KClO3和MnO2固體混合物受熱過程中,某變量Y隨時間的變化趨勢,縱坐標Y能表示的是( )A.固體中鉀元素的質量B.固體中錳元素的質量分數C.反應中生成的KCl的質量D.反應中生成的O2的質量鞏固訓練 初露鋒芒【題1】人類離不開空氣,下列有關空氣及其成分的說法正確的是( )A.潔凈的空氣是純凈物B.空氣中主要氣體的體積分數由大到小依次是O2、N2、CO2C.氮氣的化學性質穩定,可做保護氣D.氧氣約占空氣質量的【題2】(2021八下·西湖期中)以下對氧氣性質和用途的敘述中錯誤的是( )A.通常情況下,氧氣是一種無色無味的氣體;液化時變為淡藍色B.氧氣不易溶于水C.氧氣能燃燒,供給呼吸D.氧氣是一種化學性質比較活潑的氣體【題3】(2021八下·杭州月考)根據如圖所示實驗,并閱讀小資料,回答下列問題:(1)圖1中化學反應的文字式為 ,圖2中的反應現象為 ;(2)上述三個反應都屬于氧化反應。從化學反應前后氧元素化合價變化分析,氧氣在上述反應中具有氧化性的原因是氧元素的化合價 (填“升高”或“降低”)。【題4】有關催化劑在化學反應中的說法中正確的是( )①質量變小②質量不變 ③化學性質改變④化學性質保持不變⑤能加快反應速率⑥若用雙氧水制氧氣時忘記添加二氧化錳,會使氧氣的生成量減少⑦二氧化錳可以作為各種化學反應的催化劑A.①③ B.②④⑤ C.②④ D.④⑥⑦【題5】(2021八下·義烏期中)科學課上做“用紅磷燃燒測定空氣中氧氣的體積分數”的實驗時,由于紅磷燃燒生成 的 P2O5 對人體有一定危害,小明改用氫氣燃燒來測定空氣中氧氣的體積分數,設計 的實驗裝置如圖所示,實驗時用夾子 B 夾住橡膠管,打開夾子 A,點燃純凈的氫氣 并迅速插入甲瓶中,使氫氣在甲瓶中燃燒。(提示:氫氣的燃燒產物是水,CO 的 燃燒產物是二氧化碳)(1)當氫氣燃燒的火焰剛好熄滅時,對夾子的操作應是 。(2)實驗測得甲瓶中氧氣的體積遠小于瓶中空氣體積的 1/5,寫出一種可能的原因: (3)有同學提出,若用 CO 取代 H2,進行如上操作也能完成氧氣體積分數的測定, 你是否認同 并簡要說明理由: 。課后訓練 鯤鵬展翅【題1】.(2022春 沂源縣校級月考)以下關于幾種物質燃燒實驗的描述,不正確的是( )A.木炭在氧氣中燃燒比在空氣中更旺,生成的氣體可以讓帶火星的木條復燃B.鐵絲在氧氣中燃燒火星四射,生成黑色固體C.紅磷在空氣中燃燒,發出黃色的火焰,產生大量白煙D.鎂帶在空氣中燃燒發出耀眼白光,生成白色粉末【題2】.(2021秋 灌云縣期末)如圖裝置測定空氣中的氧氣含量,可在閉合電源開關后利用電阻絲放熱引燃白磷。下列有關說法正確的是( )A.實驗前傾斜U型管,若管內液體始終水平,則裝置氣密性良好B.白磷燃燒時,可觀察到右側管內液面降低C.若電阻絲本身消耗氧氣生成某種固體,則實驗結果偏小D.裝置未完全冷卻時,左側管內液面始終低于1刻度處【題3】.(2022 廣西一模)下列有關空氣的說法中,不正確的是( )A.空氣成分中含有水蒸氣B.稀有氣體可制成多種用途的電光源C.空氣的成分按體積計算,氮氣約占78%D.氮氣的化學性質不活潑,不能與任何物質發生反應【題4】.(2021秋 銅仁市期末)某同學誤將少量高錳酸鉀當成二氧化錳加入氯酸鉀中進行加熱制取氧氣,部分物質質量隨時間變化如圖所示。下列關于該過程的說法正確的是( )A.t2時刻,O2開始產生B.c代表二氧化錳和氯化鉀C.氯酸鉀分解產生氧氣的質量為m﹣nD.t3時刻,表示生成氧氣的質量達到最多【題5】.(2021秋 泰安月考)下列關于氧氣物理性質的敘述,正確的是( )A.通常狀況下,氧氣是一種無色無味的氣體B.液態氧是無色的C.氧氣易溶于水D.氧氣的密度比空氣略小【題6】.(2022 南充模擬)北京冬奧會理念之一是“綠色”,下列行為不符合這一理念的是( )A.禁止露天焚燒秸稈 B.發展燃煤火力發電C.推廣新能源公交車 D.限制燃放煙花爆竹【題7】.(2021秋 商州區校級期末)2021年5月15日,中國“天問”一號探測器成功著陸火星。(1)“天問”火星探測器通過長征5號運載火箭發射,長征5號火箭使用了液氧,是利用氧氣能 的化學性質,燃燒過程中, 能轉化為大量熱能。(2)火星擁有豐富的金屬礦物和一些資源。火星低層大氣的主要成分如表。氣體成分 二氧化碳 氮氣 氬氣 氧氣 其他體積分數/% 95.32 2.7 1.6 0.13 0.25為鑒別一瓶模擬“火星低層大氣”組成的氣體和一瓶空氣,可選用的試劑是 。(3)化學家提出“鎂粉在火星上可以扮演地球上煤的角色”,結合火星低層大氣成分推測Mg一定還能在 氣體中燃燒。2·1·c·n·j·y【題8】.(2021秋 浦北縣期末)每年的6月5日是世界環境日,我國倡導社會各界著力踐行人與自然和諧共生和綠色發展理念,共同履行環保責任,呵護環境質量。(1)PM2.5是指大氣中直徑 (選填“大于”或“小于”)或等于2.5微米的顆粒物。(2)下列行為不會形成PM2.5的是 (填序號)。A.汽車尾氣排放B.焚燒秸稈C.風力發電(3)計入空氣污染指數的項目中除了可吸入顆粒物外,還包括 (填序號)。①CO2 ②SO2 ③N2 ④H2O(氣)(4)寫出PM2.5對人類健康的危害: (寫一點即可)。(5)改善空氣質量需要全民行動,作為中學生的你能做的一件事是: 。【題9】.(2021秋 大興區期末)用如圖實驗測定空氣中氧氣的含量。(1)白磷燃燒反應的化學方程式為 。(2)管2中觀察到的現象是 。(3)實驗結束后,測得管1中水面高度為c,則空氣中的氧氣含量為 (用含a、b、c的代數式表示)。21·世紀*教育網【題10】.(2022 寧波一模)某興趣小組開展“測定密閉容器中某種氣體的體積分數”的探究實驗:實驗1:用紅磷燃燒的方法測定空氣中氧氣的體積分數,如圖甲所示。實驗2:按圖乙所示裝置,在集氣瓶內壁用水均勻涂附鐵粉除氧劑,利用鐵與水和氧氣反應生成紅色固體鐵銹的原理測定空氣中氧氣的體積分數。(1)為提高實驗的準確性,實驗前都必須進行的操作是 。(2)實驗1中的現象:紅磷燃燒, ,放出大量的熱。(3)實驗過程中,連接數字傳感器,測得實驗1、實驗2中氧氣的體積分數隨時間變化的關系分別如圖丙、圖丁所示。由此可知, (填“實驗1”或“實驗2”)的測定方法更準確。21教育網【知識與技能】知道空氣的組成、各成分的性質及用途,能用實驗說明空氣是混合物。【過程與方法】通過實驗探究空氣的組成,了解探究的一般過程;聯系生活經驗,認識純凈物和混合物;培養學生自主學習能力。【情感態度與價值觀】通過對空氣的組成的實驗探究,激發學習和探究的興趣,培養合作和勤于思考的科學作風,體驗探究成功的樂趣。【重點難點】【重點】知道空氣的組成,掌握各成分的性質及用途。【難點】空氣中氧氣含量的測定。21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 (共 2 頁)HYPERLINK "http://21世紀教育網(www.21cnjy.com)" 21世紀教育網(www.21cnjy.com)第1節 空氣與氧氣學習目標:知識精講 有的放矢核心考點一:空氣的主要成分知識歸納空氣組成成分探究:一般說來,空氣的成分是比較固定的 空氣的密度為 1.293克/升空氣的平均分子量:29空氣的利用:O2的用途:供給呼吸;支持燃燒,也叫助燃,常用于焊接、切割金屬等方面。(2)N2:a性質:無色、無味的氣體,難溶于水;不支持燃燒。化學性質較穩定。b用途:燈泡中充氮氣可延長使用壽命;食品包裝充入氮氣可防腐;制造化肥、炸藥的重要原料;液氮可以做冷凍劑,醫療上用液氮冷凍麻醉或冷藏人體細胞組織等。(3)稀有氣體:a氦、氖、氬、氪、氙和氡等氣體的總稱,是混合物。b性質:無色、無味的氣體,難溶于水,化學性質不活潑。c用途:常用作保護氣;做光源(稀有氣體通電能發出不同顏色的光)。(3)CO:1.二氧化碳可用于滅火;2.固態二氧化碳(又稱干冰)是一種致冷劑, 可用來保藏食品,也可用于人工降雨.二氧化碳是植物光合作 用的原料,是一種氣體肥料二氧化碳是一種化工原料,可用于制純堿、尿素和汽水。3.二氧化碳是植物光合作用的原料,是一種氣體肥料。4.二氧化碳是一種化工原料,可用于制純堿、尿素和汽水。典型例題 珠聯璧合【例題1】下列有關物質的性質及相關用途的敘述中,正確的是( )①氧氣易溶于水,使得魚能在水中生存②氮氣的化學性質不活潑,可用作糧食和食品倉庫的保護氣③氧氣能支持燃燒,所以可用作火箭的高能燃料④由于稀有氣體有惰性,所以常用作保護氣A.①②③ B.①②④ C.①③ D.②④【答案】D【解析】①氧氣不易溶于水,錯誤;②氮氣的化學性質不活潑,可用作糧食和食品倉庫的保護氣,正確;③氧氣能支持燃燒,所以可用作火箭的助燃劑,但不能作燃料,錯誤;④由于稀有氣體有惰性,所以常用作保護氣,正確; 故選D。【變式1】在航天活動中需要“人造空氣”供航天員呼吸。這種“人造空氣”中各成分體積含量為氮氣約占70%、氧氣占20%以上,此外還有二氧化碳等氣體,非常接近空氣比例。下列說法正確的是( )A.空氣中的氮氣對人體呼吸沒有任何作用,因此人造空氣中可以不需要氮氣B.飛船內應充滿純凈的氧氣,這樣會更有益于人的呼吸C.我們周圍的空氣中各成分的體積分數是不變的,不隨地域和季節的變化而變化D.空氣中的二氧化碳含量雖然很少,但是在自然界中是必不可少的【答案】D【解析】A、 正常人呼吸不需要純凈的氧氣,而空氣的成分為氮氣所占體積分數最大,所以人造空氣中必須要有氮氣 ,不符合題意;B、 正常人呼吸不需要純凈的氧氣,,不符合題意;C、 我們周圍的空氣中各成分的體積分數基本穩定,但也受地域和季節的影響,并不是絕對的不變化 ,不符合題意;D、 空氣中的二氧化碳含量雖然很少,但是在自然界中是必不可少的 ,符合題意; 故選D。知識精講 有的放矢核心考點二:空氣中氧氣成分的測定知識歸納1、實驗方案設計:在相同氣壓下,看消耗掉氧氣后,剩 余氣體的體積占原空氣的體積數用紅磷燃燒,生成PO固體顆粒且可溶于水2、裝置圖實驗現象:A、紅磷燃燒發出黃白色火焰,放出熱量,有大量白煙產生。B、待集氣瓶冷卻后,打開止水夾,水經導管進入集氣瓶,約占集氣瓶內空氣總體積的1/5。4、實驗結論:空氣中氧氣的體積約占空氣總體積的1/5。5、化學方程式: 4P + 5O2 2P2O56、注意事項:a.裝置的氣密性要好,(否則測量結果偏小);b.所用的紅磷必須過量,過少則氧氣沒有全部消耗完,會導致測量結果偏小;c.要等集氣瓶(裝置)冷卻后才能打開彈簧夾,(否則測量結果偏小);d.在實驗前,導管應預先注滿水,(否則測量結果偏小)e.要先夾住橡皮管,然后再點紅磷(否則測量結果偏大);f.點燃紅磷伸入瓶中要立即塞緊瓶塞(否則測量結果偏大)。紅磷和氧氣發生反應,P2O5溶于水,使 瓶內氣體壓強減小,打開止水夾后,大氣 壓把水壓入集氣瓶中,直至內外壓強相等另木炭燃燒生成的是氣體二氧化碳,瓶內壓 強只減小一點,倒吸入集氣瓶的水就沒有 1/5。就會使實驗產生教大的誤差。典型例題 珠聯璧合【例題2】(2022 信陽一模)利用如圖裝置驗證了空氣中氧氣的含量。下列敘述不正確的是( )A.實驗前需檢查裝置氣密性B.白磷可以用鎂粉代替C.白磷熄滅、試管冷卻后再打開止水夾D.最終量筒中液面約降至24mL刻度線處【答案】B【解答】解:A、實驗前需檢查裝置氣密性,以防止裝置漏氣,造成結果不準確,故選項說法正確。B、鎂粉在空氣燃燒,能與氮氣、二氧化碳反應,不能用于測定空氣中氧氣的含量,故選項說法錯誤。C、白磷熄滅、試管冷卻后再打開止水夾,否則剩余的氣體在受熱狀態下,處于膨脹狀態,占據了部分水的體積,故選項說法正確。D、氧氣約占空氣總體積的五分之一,最終量筒中液面約降至50mL﹣130mL×=24mL刻度線處,故選項說法正確。故選:B。【變式2】(2021秋 銅仁市期末)數字實驗具有實時性,高精準,直觀,對實驗動態變化過程的展示和實驗數據采集、加工、處理具有很強的優勢。圖1是空氣中氧氣含量測定的實驗裝置圖。小麗在做該實驗時在該裝置上連接了一個氣壓傳感器,測得集氣瓶內的壓強變化如圖2所示。請你根據所學知識和圖回答相應問題:(1)在該實驗中集氣瓶和燒杯中都有水,它們的作用 (填“相同”或“不同”)。(2)在圖2中B﹣C段和D﹣E段壓強都增大,其中的原因分別是:B﹣C段 ;D﹣E段 。【答案】(1)不同;(2)紅磷燃燒放熱導致的壓強增大趨勢大于氧氣消耗導致的壓強減小趨勢;打開彈簧夾,燒杯中的水進入集氣瓶。【解答】解:(1)根據紅磷和氧氣在點燃的條件下生成五氧化二磷,放出熱量,集氣瓶中的水吸收熱量,防止炸裂瓶底,利用燒杯內的水進入集氣瓶內的體積驗證空氣中氧氣的含量,所以在該實驗中集氣瓶和燒杯中都有水,它們的作用不同;(2)在圖2中B﹣C段和D﹣E段壓強都增大,其中的原因分別是:B﹣C段:紅磷燃燒放熱導致的壓強增大趨勢大于氧氣消耗導致的壓強減小趨勢;D﹣E段:打開彈簧夾,燒杯中的水進入集氣瓶。故答案為:(1)不同;(2)紅磷燃燒放熱導致的壓強增大趨勢大于氧氣消耗導致的壓強減小趨勢;打開彈簧夾,燒杯中的水進入集氣瓶。知識精講 有的放矢核心考點三: 氧氣的制取知識歸納1.實驗室里制取氧氣的方法有:分解 H2O2 和加熱分解 KMnO4 或 KCl O3 ,化學方程式為:(1)2H2O2 MnO2 2H2O + O2 ↑(2)2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑(3)2KClO3 MnO2 2KCl + 3O2↑工業上用分離空氣制取氧氣。——物理變化在過氧化氫和氯酸鉀制取氧氣的反應中,用二氧化錳作為催化劑,它的作用是改變反應速度,本身的質量和化學性質在反應前后都不變。實驗室用高氯酸鉀制取氧氣的操作順序:檢查裝置氣密性→裝入藥品→固定裝置→收集氧氣;用KClO3制取時,若缺少催化劑MnO2,可加入少量KMnO4,因為KMnO4受熱分解時會產生MnO2。裝置的改進與評價:(1)將固液常溫型裝置中的長頸漏斗換成分液漏斗或注射器(如圖A、圖B所示),改進后裝置的優點是通過控制液體的滴加速度,從而控制反應速;(2)C裝置的優點是能隨時控制反應的發生和停止。總結:相比于高錳酸鉀或氯酸鉀,實驗室用過氧化氫溶液和二氧化錳制取氧氣的優點是可隨時添加液體、反應不需要加熱、操作簡便等。實驗室用高錳酸鉀制取氧氣的操作順序:第一步:檢查裝置的氣密性。第二步:將藥品裝入試管中,用一團棉花放在靠近試管口的地方,試管口略向下傾斜固定在鐵架臺上。第三步:用酒精燈外焰給試管加熱,先預熱。第四步:等氣泡連續均勻再用排水法收集氧氣。第五步:先撤導管,再滅酒精燈。氧氣的驗滿方法:將一根帶火星的木條放在集氣瓶口,若木條復燃,就證明已經收滿。收集裝置:方法 排水法 向上排空氣法收集裝置選取依據 氣體的密度及在水中的溶解性不易溶于水且不與水反應 密度比空氣大優缺點 優點:①收集的氣體較純凈;②易判斷是否收集滿缺點:收集的氣體不干燥 優點:收集的氣體較干燥缺點:收集的氣體純度不高注意事項 當觀察到瓶口有氣泡冒出時,證明氧氣已收集滿 導氣管應伸至集氣瓶底部,目的是排盡集氣瓶中的空氣檢驗和驗滿:檢驗 將帶火星的木條伸入集氣瓶瓶內,如果木條復燃,證明收集的氣體是氧氣驗滿 向上排空氣法:將帶火星的木條放在集氣瓶瓶口,如果木條復燃,說明氧氣已集滿排水法:當有大量氣泡從集氣瓶瓶口冒出時,說明氧氣已集滿排水法收集的O2中有較多水蒸氣。排空氣法收集的氣體不能與空氣中的物質反應。如NO能與O2反應,就不能用排空氣法收集。典型例題 珠聯璧合【例題3】利用下列原理制取氧氣,具有反應快、操作簡便、耗能少、無污染等優點的是( )A.氯酸鉀 氯化鉀+氧氣B.高錳酸鉀 錳酸鉀+二氧化錳+氧氣C.過氧化氫 水+氧氣D.分離液態空氣【答案】C【解析】A、氯酸鉀制氧氣需加熱,操作不簡便,耗能多,不符合題意;B、高錳酸鉀制氧氣需加熱,操作不簡便,耗能多,不符合題意;C、 過氧化氫制氧氣常溫反應,操作簡便,反應快,耗能少,符合題意;D、 分離液態空氣操作麻煩,耗能多,不符合題意; 故選C。【變式3】如圖所示,①為制取氧氣的發生裝置(氣密性良好),其中的燃燒匙可以上下移動。②和③為氧氣的收集裝置。小金欲制取一瓶氧氣,下列分析正確的是( )A.在①中,將MnO2浸人H2O2溶液,MnO2可分解產生氧氣B.若用裝置②收集氧氣,需等到導管口氣泡均勻并連續冒出時才可收集C.可將帶火星的木條放入瓶中進行驗滿D.將裝置①分別與裝置②或③連接,均能達到實驗目的【答案】B【解析】A、 在①中,將MnO2浸人H2O2溶液,MnO2可催化過氧化氫分解產生氧氣 ,不符合題意;B、 若用裝置②收集氧氣,因開始冒出氣泡為裝置內空氣,需等到導管口氣泡均勻并連續冒出時才可收集 ,不符合題意;C、驗滿時需將帶火星的木條放入瓶口進行驗滿 ,不符合題意;D、裝置③收集氧氣導管太短,不利于空氣的排出,不符合題意; 故選B。走進重高 拓展視野【題1】.取4份等質量的KClO3,向其中3份中分別加入少量等質量的KMnO4、MnO2和Mn,分別在某溫度下加熱至質量不再改變,測定產生氧氣的質量。然后將剩余固體溶于足量水中,添加過物質的組別中均有相同組成的不溶物。測定結果如下:組別 ① ② ③ ④加入物質 無 KMnO4 MnO2 Mn產生氧氣的質量/g 0 m1 m2 m3不溶物的質量/g 0 w1 w2 w3已知 m1>m2>m3,下列關于此實驗的說法一定不正確的是( )A.3種物質的加入都有利于KClO3分解放出氧氣B.殘留不溶物的質量關系為 w1<w2<w3C.三種催化效果的比較是KMnO4>MnO2>MnD.不加入其他物質時,KClO3也可以發生分解反應【解答】解:A、觀察圖表可知,未加入任何物質的氯酸鉀生成氧氣的質量是0g,而其他三組均有氧氣生成,由此可知:3種物質的加入都有利于KClO3分解制氧氣,正確;B、高錳酸鉀受熱分解生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣,二氧化錳是氯酸鉀分解的催化劑,金屬錳會與生成的氧氣反應生成二氧化錳,二氧化錳不溶于水;加入等質量的KMnO4、MnO2和Mn,高錳酸鉀除了分解生成二氧化錳,還生成其他物質,而③中二氧化錳的質量不變,④中錳反應生成二氧化錳,質量增加,故殘留不溶物的質量關系為w1<w2<w3;正確;C、高錳酸鉀加熱分解產生部分氧氣而質量減少,生成的二氧化錳用作了氯酸鉀分解的催化劑,而催化劑的質量和化學性質在反應前后均不變,錯誤;D、加熱到一定溫度時,氯酸鉀也會分解產生氧氣,所以不加入其他物質氯酸鉀也會分解,正確。故選:C。【題2】.已知2KClO32KCl+3O2↑如圖表示一定質量的KClO3和MnO2固體混合物受熱過程中,某變量Y隨時間的變化趨勢,縱坐標Y能表示的是( )A.固體中鉀元素的質量B.固體中錳元素的質量分數C.反應中生成的KCl的質量D.反應中生成的O2的質量【解答】解:A.由質量守恒定律可知:反應前后鉀元素質量不變,故錯誤;B.由質量守恒定律可知:反應前后錳元素質量不變,但固體的質量減少,所以加熱到一定溫度時固體中錳元素的質量分數增大,當氯酸鉀完全分解后,固體質量不再減少,則錳元素的質量分數也不再增大,故正確;C.反應開始前,氯化鉀的質量為零,隨著反應的進行,氯化鉀的質量增大,當氯酸鉀完全分解后氯化鉀的質量不再改變,故錯誤;D.生成的氧氣質量從零開始,逐漸增加,然后不變,故錯誤。故選:B。鞏固訓練 初露鋒芒【題1】人類離不開空氣,下列有關空氣及其成分的說法正確的是( )A.潔凈的空氣是純凈物B.空氣中主要氣體的體積分數由大到小依次是O2、N2、CO2C.氮氣的化學性質穩定,可做保護氣D.氧氣約占空氣質量的【答案】C【解析】A、 潔凈的空氣由多種物質組成,屬于混合物,不符合題意;B、 空氣中主要氣體的體積分數由大到小依次是N2、O2、CO2 ,不符合題意;C、 氮氣的化學性質穩定,可做保護氣 ,符合題意;D、氧氣約占空氣體積的 ,不符合題意; 故選C。【題2】(2021八下·西湖期中)以下對氧氣性質和用途的敘述中錯誤的是( )A.通常情況下,氧氣是一種無色無味的氣體;液化時變為淡藍色B.氧氣不易溶于水C.氧氣能燃燒,供給呼吸D.氧氣是一種化學性質比較活潑的氣體【答案】C【解析】A.通常情況下,氧氣是一種無色無味的氣體;液化時變為淡藍色 ,故A正確不合題意;B. 氧氣不易溶于水,故B正確不合題意;C. 氧氣不能燃燒,但支持燃燒,供給呼吸,故C錯誤符合題意;D. 氧氣是一種化學性質比較活潑的氣體,能和很多物質發生反應,故D正確不合題意。 故選C。【題3】(2021八下·杭州月考)根據如圖所示實驗,并閱讀小資料,回答下列問題:(1)圖1中化學反應的文字式為 ,圖2中的反應現象為 ;(2)上述三個反應都屬于氧化反應。從化學反應前后氧元素化合價變化分析,氧氣在上述反應中具有氧化性的原因是氧元素的化合價 (填“升高”或“降低”)。【答案】(1)鐵+氧氣 四氧化三鐵;明亮的藍紫色火焰、放出熱量、生成有刺激性氣味的氣體(2)降低【解析】(1)鐵和氧氣點燃,生成四氧化三鐵,文字表達式為: 鐵+氧氣 四氧化三鐵 ,圖2中硫在氧氣中燃燒的現象為:明亮的藍紫色火焰、放出熱量、生成有刺激性氣味的氣體;(2)從化學反應前后氧元素化合價變化分析,氧氣在上述反應中具有氧化性的原因是氧元素的化合價降低。【題4】有關催化劑在化學反應中的說法中正確的是( )①質量變小②質量不變 ③化學性質改變④化學性質保持不變⑤能加快反應速率⑥若用雙氧水制氧氣時忘記添加二氧化錳,會使氧氣的生成量減少⑦二氧化錳可以作為各種化學反應的催化劑A.①③ B.②④⑤ C.②④ D.④⑥⑦【答案】C【解析】催化劑反應前后質量不變,①錯誤,②正確,催化劑反應前后化學性質不變, ③錯誤,催化劑反應前后化學性質不變,④正確,催化劑能改變反應速率,包括加快和減慢,⑤錯誤,若用雙氧水制氧氣時忘記添加二氧化錳,只會使速率減慢,不會使氧氣的生成量減少,⑥錯誤,二氧化錳并不可以作為各種化學反應的催化劑 ,⑦錯誤; 故選C。【題5】(2021八下·義烏期中)科學課上做“用紅磷燃燒測定空氣中氧氣的體積分數”的實驗時,由于紅磷燃燒生成 的 P2O5 對人體有一定危害,小明改用氫氣燃燒來測定空氣中氧氣的體積分數,設計 的實驗裝置如圖所示,實驗時用夾子 B 夾住橡膠管,打開夾子 A,點燃純凈的氫氣 并迅速插入甲瓶中,使氫氣在甲瓶中燃燒。(提示:氫氣的燃燒產物是水,CO 的 燃燒產物是二氧化碳)(1)當氫氣燃燒的火焰剛好熄滅時,對夾子的操作應是 。(2)實驗測得甲瓶中氧氣的體積遠小于瓶中空氣體積的 1/5,寫出一種可能的原因: (3)有同學提出,若用 CO 取代 H2,進行如上操作也能完成氧氣體積分數的測定, 你是否認同 并簡要說明理由: 。【答案】(1)用夾子 A 夾住橡膠管,待集氣瓶冷卻至室溫后打開 B(2)火焰熄滅后,沒有及時用夾子 A 夾住橡膠管(或實驗裝置氣密性不好)(3)不認同,因為 CO 點燃后生成的是 CO2 氣體,瓶內氣壓不會降低,所以無法測定。【解析】(1)當氫氣燃燒的火焰剛好熄滅時,對夾子的操作應是:用夾子 A 夾住橡膠管,待集氣瓶冷卻至室溫后打開B。(2)實驗測得甲瓶中氧氣的體積遠小于瓶中空氣體積的 1/5,寫出一種可能的原因:火焰熄滅后,沒有及時用夾子 A 夾住橡膠管(或實驗裝置氣密性不好)。(3)有同學提出,若用 CO 取代 H2,進行如上操作也能完成氧氣體積分數的測定, 我不認同,因為 CO 點燃后生成的是 CO2 氣體,瓶內氣壓不會降低,所以無法測定。課后訓練 鯤鵬展翅【題1】.(2022春 沂源縣校級月考)以下關于幾種物質燃燒實驗的描述,不正確的是( )A.木炭在氧氣中燃燒比在空氣中更旺,生成的氣體可以讓帶火星的木條復燃B.鐵絲在氧氣中燃燒火星四射,生成黑色固體C.紅磷在空氣中燃燒,發出黃色的火焰,產生大量白煙D.鎂帶在空氣中燃燒發出耀眼白光,生成白色粉末【解答】解:A.木炭在氧氣中燃燒比在空氣中更旺,生成的氣體能使澄清石灰水變渾濁,不能讓帶火星的木條復燃,故A錯誤;B.鐵絲在氧氣中燃燒火星四射,放出大量的熱,生成黑色固體,故B正確;C.紅磷在空氣中燃燒,發出黃色的火焰,產生大量白煙,故C正確;D.鎂帶在空氣中燃燒發出耀眼白光,生成白色粉末,故D正確。故選:A。【題2】.(2021秋 灌云縣期末)如圖裝置測定空氣中的氧氣含量,可在閉合電源開關后利用電阻絲放熱引燃白磷。下列有關說法正確的是( )A.實驗前傾斜U型管,若管內液體始終水平,則裝置氣密性良好B.白磷燃燒時,可觀察到右側管內液面降低C.若電阻絲本身消耗氧氣生成某種固體,則實驗結果偏小D.裝置未完全冷卻時,左側管內液面始終低于1刻度處【解答】解:A、實驗前傾斜U型管,若管內液體始終水平,說明裝置漏氣,氣密性不好,故A錯誤;B、白磷燃燒時,放出熱量,溫度升高,U型管內左側氣體受熱膨脹,壓強增大,右側液面則會上升,故B錯誤;C、若電阻絲本身消耗氧氣生成某種固體,則對實驗結果沒有影響,因為該實驗的目的消耗密閉裝置內空氣中的氧氣,內外形成壓強差,無論是白磷燃燒消耗氧氣,還是電阻絲消耗氧氣,結果是一樣的,故C錯誤;D、足量的白磷燃燒耗盡了裝置內的氧氣,當裝置冷卻到室溫時,可觀察到U型管內左側液面上升,約上升至1處,故D正確。故選:D。【題3】.(2022 廣西一模)下列有關空氣的說法中,不正確的是( )A.空氣成分中含有水蒸氣B.稀有氣體可制成多種用途的電光源C.空氣的成分按體積計算,氮氣約占78%D.氮氣的化學性質不活潑,不能與任何物質發生反應【解答】解:A、空氣成分中含有水蒸氣,故A說法正確;B、稀有氣體通電后發出不同顏色的光,可制成多種用途的電光源,故B說法正確;C、空氣中各成分及體積分數為:氮氣:78%、氧氣:21%、稀有氣體:0.94%、二氧化碳0.03%、其他氣體和雜質:0.03%,故C說法正確;D、雖然氮氣的化學性質不活潑,但在特殊條件下也能發生化學反應,如氮氣與氫氣在特殊條件下生成氨氣,故D說法錯誤。故選:D。【題4】.(2021秋 銅仁市期末)某同學誤將少量高錳酸鉀當成二氧化錳加入氯酸鉀中進行加熱制取氧氣,部分物質質量隨時間變化如圖所示。下列關于該過程的說法正確的是( )A.t2時刻,O2開始產生B.c代表二氧化錳和氯化鉀C.氯酸鉀分解產生氧氣的質量為m﹣nD.t3時刻,表示生成氧氣的質量達到最多【解答】解:A、高錳酸鉀在加熱條件下生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣,t1時刻,氧氣開始產生,故選項說法錯誤。B、氧氣在高錳酸鉀開始分解的時刻,即t1時刻,開始生成;c是在t2時刻才開始增加的,氯酸鉀在二氧化錳的催化作用下在加熱條件下生成氯化鉀和氧氣,則c代表氯化鉀,故選項說法錯誤。C、n是氯化鉀的質量,m是氯酸鉀的質量,因此氯酸鉀分解產生氧氣的質量為(m﹣n)g,故選項說法錯誤。D、t3時間,氯酸鉀和高錳酸鉀均已完全分解,表示產生的氧氣的質量達到最多,故選項說法正確。故選:D。【題5】.(2021秋 泰安月考)下列關于氧氣物理性質的敘述,正確的是( )A.通常狀況下,氧氣是一種無色無味的氣體B.液態氧是無色的C.氧氣易溶于水D.氧氣的密度比空氣略小【解答】解:A、通常狀況下,氧氣是一種無色無味的氣體,故A正確;B、液態氧是淡藍色的,故B錯誤;C、氧氣不易溶于水,故C錯誤;D、氧氣的密度比空氣大,故D錯誤。故選:A。【題6】.(2022 南充模擬)北京冬奧會理念之一是“綠色”,下列行為不符合這一理念的是( )A.禁止露天焚燒秸稈 B.發展燃煤火力發電C.推廣新能源公交車 D.限制燃放煙花爆竹【解答】解:A、禁止露天焚燒秸稈,減少生成有害氣體和煙塵,行為符合這一理念;故選項錯誤;B、發展燃煤火力發電,燃煤生成有害氣體和煙塵,行為不符合這一理念;故選項正確;C、推廣新能源公交車,行為符合這一理念;故選項錯誤;D、限制燃放煙花爆竹,行為符合這一理念;故選項錯誤;故選:B。【題7】.(2021秋 商州區校級期末)2021年5月15日,中國“天問”一號探測器成功著陸火星。(1)“天問”火星探測器通過長征5號運載火箭發射,長征5號火箭使用了液氧,是利用氧氣能 的化學性質,燃燒過程中, 能轉化為大量熱能。(2)火星擁有豐富的金屬礦物和一些資源。火星低層大氣的主要成分如表。氣體成分 二氧化碳 氮氣 氬氣 氧氣 其他體積分數/% 95.32 2.7 1.6 0.13 0.25為鑒別一瓶模擬“火星低層大氣”組成的氣體和一瓶空氣,可選用的試劑是 。(3)化學家提出“鎂粉在火星上可以扮演地球上煤的角色”,結合火星低層大氣成分推測Mg一定還能在 氣體中燃燒。【解答】解:(1)“天問”火星探測器通過長征5號運載火箭發射,長征5號火箭使用了液氧,是利用氧氣能助燃的化學性質,燃燒過程中化學能轉化為大量熱能;(2)為鑒別一瓶模擬“火星低層大氣”組成的氣體和一瓶空氣,二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁,可選用的試劑是:澄清石灰水;(3)鎂粉在火星上可以扮演地球上煤的角色,地球上的煤在空氣中可以燃燒,所以化學家提出“鎂粉在火星上可以扮演地球上煤的角色”,結合火星低層大氣成分推測Mg一定還能在二氧化碳氣體中燃燒。故答案為:(1)支持燃燒;化學;(2)澄清石灰水;(3)二氧化碳。【題8】.(2021秋 浦北縣期末)每年的6月5日是世界環境日,我國倡導社會各界著力踐行人與自然和諧共生和綠色發展理念,共同履行環保責任,呵護環境質量。(1)PM2.5是指大氣中直徑 (選填“大于”或“小于”)或等于2.5微米的顆粒物。(2)下列行為不會形成PM2.5的是 (填序號)。A.汽車尾氣排放B.焚燒秸稈C.風力發電(3)計入空氣污染指數的項目中除了可吸入顆粒物外,還包括 (填序號)。①CO2 ②SO2 ③N2 ④H2O(氣)(4)寫出PM2.5對人類健康的危害: (寫一點即可)。(5)改善空氣質量需要全民行動,作為中學生的你能做的一件事是: 。【解答】解:(1)PM2.5是指大氣中直徑小于或等于2.5微米的顆粒物,故答案為:小于;(2)不會形成PM2.5的是:風力發電;故答案為:C;(3)計入空氣污染指數的項目中除了可吸入顆粒物外,還包括二氧化硫;答案:②;(4)PM2.5對人類健康的危害:傷害呼吸系統和心血管系統,導致哮喘、心血管疾病等;故答案為:傷害呼吸系統和心血管系統,導致哮喘、心血管疾病等(答對其中一點即可);(5)改善空氣質量需要全民行動,作為中學生的能做的一件事是:植樹造林、綠色出行等;故答案為:植樹造林、綠色出行等(合理即可)。【題9】.(2021秋 大興區期末)用如圖實驗測定空氣中氧氣的含量。(1)白磷燃燒反應的化學方程式為 。(2)管2中觀察到的現象是 。(3)實驗結束后,測得管1中水面高度為c,則空氣中的氧氣含量為 (用含a、b、c的代數式表示)。【解答】解:(1)白磷燃燒反應的化學方程式為:4P+5O22P2O5。故答案為:4P+5O22P2O5。(2)管2中觀察到的現象是液面先升高(白磷燃燒放熱,導致1中氣壓增大,液面下降,進一步導致2中液面上升)后降低(完全反應后氧氣消耗,溫度降低,1中氣壓減小,液面上升,導致2中液面下降)。故答案為:液面先升高后降低。(3)實驗結束后,測得管1中水面高度為c,氧氣體積=c﹣a,空氣體積=b﹣a,則空氣中的氧氣含量為:100%。故答案為:100%。【題10】.(2022 寧波一模)某興趣小組開展“測定密閉容器中某種氣體的體積分數”的探究實驗:實驗1:用紅磷燃燒的方法測定空氣中氧氣的體積分數,如圖甲所示。實驗2:按圖乙所示裝置,在集氣瓶內壁用水均勻涂附鐵粉除氧劑,利用鐵與水和氧氣反應生成紅色固體鐵銹的原理測定空氣中氧氣的體積分數。(1)為提高實驗的準確性,實驗前都必須進行的操作是 。(2)實驗1中的現象:紅磷燃燒, ,放出大量的熱。(3)實驗過程中,連接數字傳感器,測得實驗1、實驗2中氧氣的體積分數隨時間變化的關系分別如圖丙、圖丁所示。由此可知, (填“實驗1”或“實驗2”)的測定方法更準確。【解答】解:(1)為提高實驗的準確性,實驗前都必須進行的操作是:檢查裝置的氣密性;故答案為:檢查裝置的氣密性;(2)實驗1中的現象:紅磷燃燒,發出黃光,放出大量的熱;故答案為:發出黃光;(3)實驗過程中,連接數字傳感器,測得實驗1、實驗2中氧氣的體積分數隨時間變化的關系分別如圖丙、圖丁所示。由此可知,實驗2的測定方法更準確,因為鐵生銹,把氧氣幾乎都反應了,實驗1中,氧氣剩余的比較多;故答案為:實驗2。【知識與技能】知道空氣的組成、各成分的性質及用途,能用實驗說明空氣是混合物。【過程與方法】通過實驗探究空氣的組成,了解探究的一般過程;聯系生活經驗,認識純凈物和混合物;培養學生自主學習能力。【情感態度與價值觀】通過對空氣的組成的實驗探究,激發學習和探究的興趣,培養合作和勤于思考的科學作風,體驗探究成功的樂趣。【重點難點】【重點】知道空氣的組成,掌握各成分的性質及用途。【難點】空氣中氧氣含量的測定。 展開更多...... 收起↑ 資源列表 第三章 空氣與生命 第1節 空氣與氧氣(原卷版).doc 第三章 空氣與生命 第1節 空氣與氧氣(解析版).doc 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫