資源簡介

(共43張PPT)
2024浙江省中考科學
復習課件
第35講　空氣和氧氣
空氣的主要成分(八下教材P71)
1．空氣的主要成分及用途
(1)氮氣(約占_____)
用途
(2)氧氣(約占_____)
用途
(3)稀有氣體(約占0.93%)
用途：用于制作電光源、作保護氣、制造低溫環境等。
78%
21%
(4)CO2(約占______)
用途：光合作用的原料，滅火，制造純堿、尿素、汽水飲料等，干冰可作制冷劑、用于人工降雨。
2．空氣中氧氣含量的測定(詳見實驗突破)。
0.04%
氧氣(八下教材P73)
1．氧氣的物理性質
常溫下，氧氣是一種____________的氣體，______溶于水。在標準狀況下，氧氣的密度比空氣______。液態氧呈________，固態氧是雪花狀的________固體。
2．氧氣的化學性質
氧氣是一種化學性質比較______的氣體，能支持燃燒(但不能燃燒)，有較強的______性。
無色、無味
不易
略大
淡藍色
淡藍色
活潑
氧化
3．典型金屬和非金屬在空氣或氧氣中燃燒的現象和產物
物質 反應現象 化學方程式
磷 在空氣中燃燒，產生大量______，放熱 4P＋5O2 2P2O5
木炭 在空氣中發紅發熱，在氧氣中發出______，生成能使澄清石灰水變______的氣體 C＋O2 CO2
硫 在空氣中燃燒發出________火焰，氧氣中燃燒發出________火焰，生成有________氣味的氣體 S＋O2 SO2
氫氣 純凈的氫氣在空氣中燃燒，產生________火焰 2H2＋O2 2H2O
鐵 在空氣中不能燃燒，在氧氣中劇烈燃燒，__________，生成______固體 3Fe＋2O2 Fe3O4
鎂 在空氣中燃燒發出____________，生成白色粉末 2Mg＋O2 2MgO
白煙
白光
渾濁
淡藍色
藍紫色
刺激性
淡藍色
火星四射
黑色
耀眼的白光
4．氧氣的實驗室制備(詳見實驗突破)。
5．氧氣的工業制法：空氣冷凍分離法。
1．氧氣的性質　
例1　如圖是關于氧氣化學性質的部分知識網絡，關于該圖說法正確的是( )
A．S、P在氧氣中燃燒均會產生大量白煙
B．Ⅰ、Ⅱ兩類反應均體現了氧氣的可燃性
C．Fe在Ⅰ、Ⅱ兩類反應中的產物不相同
D．Ⅰ類反應放出熱量，Ⅱ類反應吸收熱量
C
變式1－1　火柴作為取火的工具，在歷史上經歷了迭代更新。1830年，法國人發明了摩擦火柴，將白磷、硫、KClO3、MnO2混合做成火柴，摩擦生熱使白磷燃燒，利用白磷燃燒放出的熱量使KClO3分解，然后是硫燃燒。19世紀中期，瑞典人發明了安全火柴，將紅磷涂在火柴盒的摩擦面上，硫、KClO3和MnO2則藏于火柴頭中。火柴劃燃的瞬間火苗異常旺盛。
(1)“摩擦火柴”摩擦過程中，白磷比硫先燃燒的原因是_______
__________________。
(2)“安全火柴”劃燃的瞬間火苗異常旺盛的原因是___________
____________________________________________________。
白磷
著火點比硫低
火柴頭里
的硫比火柴梗燃燒更劇烈，氯酸鉀分解產生氧氣助燃
變式1－2　猜科學謎語可以增加學習科學的樂趣和增強記憶。謎語“說是寶，真是寶，動物植物離不了；看不見，摸不著，越往高處越稀少”描述的就是我們生活中必不可少的氧氣。
(1)下列屬于氧氣用途的是____(填序號)。
AC
(2)如圖所示，甲、乙、丙分別是木炭、硫粉和細鐵絲在氧氣中的反應。
①上述發生的3個反應的相同點有______________(寫出一點即可)。
②做實驗甲和乙時，木炭、硫粉在氧氣中燃燒比在空氣中燃燒劇烈；做丙實驗時，鐵絲在氧氣中劇烈燃燒，而在空氣中只是發紅并未燃燒。據此說明可燃物能否燃燒或燃燒的劇烈程度與
______________________有關。
條件都是點燃
氧氣的濃度(或含量)
2．空氣中氧氣含量的測定　
例2　如圖是測定空氣中氧氣含量的實驗。對該實驗的認識不正確的是( )
A．要等到裝置冷卻至室溫后再讀數，否則
測定結果偏小
B．該實驗中的銅粉換成鐵粉無法達到實驗目的
C．將裝置1中的氣球更換為注射器(見裝置2)，
可使空氣與銅粉接觸更充分，數據更加準確
D．正確操作情況下，反應消耗氧氣的體積應該是反應前注射器內氣體和玻璃管內氣體體積總和的
B
變式2　小樂利用如圖所示裝置測定空氣中氧氣的含量。其中廣口瓶內壁上均勻涂抹著足量的用水調和的“暖寶寶”的發熱劑(主要成分為鐵粉、炭粉和食鹽等)，燒杯中盛有足量水。下列分析合理的是( )
A．發熱劑中的鐵粉會通過銹蝕這一劇烈的氧化反應消耗氧氣
B．只將發熱劑替換成硫粉也能完成測定
空氣中氧氣含量的實驗
C．發熱劑涂抹在廣口瓶內壁上的面積越
大，最終進入廣口瓶的水就越多
D．將發熱劑均勻涂抹在廣口瓶內壁上而非堆在廣口瓶底部，是為了加快鐵的銹蝕
D
3．氧氣的制取
例3　(2022，臺州)在實驗室里可以用加熱氯酸鉀與二氧化錳的混合物來制取氧氣。
(1)請從下列各圖中選擇合適的實驗裝置(部分夾持裝置未畫出)
____(填序號)。
(2)二氧化錳、氧化鐵和氧化鋁都可以作為氯酸鉀加熱分解的催化劑。為了比較這三種金屬氧化物對氯酸鉀分解快慢的影響，某興趣小組利用下列器材和藥品進行實驗。
③
實驗器材：秒表、電子秤、上圖中合適的裝置。
實驗藥品：氯酸鉀，顆粒大小相同的二氧化錳、氧化鐵、氧化鋁。
實驗步驟：
①檢查裝置氣密性。②用電子秤稱取a克氯酸鉀和b克二氧化錳，充分混合后裝入試管，連接好裝置并固定。③加熱，用排水法收集一定體積的氣體，記錄所用的時間。④分別用等質量的氧化鐵、氧化鋁替換二氧化錳，收集相同體積的氣體，記錄所用的時間。⑤比較實驗所記錄的時間。⑥改變催化劑質量，重復上述操作。
變式3　某興趣小組同學對實驗室制取氧氣的條件進行如下探究實驗：探究影響雙氧水分解速度的某種因素，實驗數據記錄如表。
實驗次數 雙氧水的質量/g 雙氧水的濃度/% MnO2的質量/g 相同時間產生的O2體積/mL
1 50.0 1 0.1 9
2 50.0 2 0.1 16
3 50.0 4 0.1 31
(1)根據表格可以得出的實驗結論是：_________________________
____________。
(2)本實驗中，測量O2體積的裝置是圖甲中的______(填編號)。
(3)某同學采用如圖乙裝置進行實驗，通過比較_________________
__________也能達到實驗目的。
雙氧水濃度越大，分解速
率越快
c
電子天平讀數減
小速率
空氣主要成分的性質及用途
1．下列利用空氣某成分物理性質的是( )
A．氧氣可以供給呼吸
B．氮氣可以制造化肥
C．干冰用于人工降雨
D．稀有氣體用作保護氣
C
　 空氣中氧氣含量的測定
2．(2023，杭州)小金利用如圖甲所示裝置(氣密性良好)和試劑測定空氣中氧氣含量，集氣瓶中空氣的體積為200 mL，氧氣傳感器測得集氣瓶內氧氣的體積分數變化曲線如圖乙所示。
(1)實驗開始時，用酒精燈加熱粗銅絲，其目的是__________。
(2)反應開始到止水夾打開前，集氣瓶內可觀察到的現象是____________________________。
(3)小金提出“倒吸入集氣瓶中水的體積除以200 mL等于空氣中氧氣的含量”。據圖乙分析，此說法________(選填“正確”或“錯誤”)，說明理由：________________________________。
引燃白磷
白磷燃燒，產生白煙
錯誤
白磷不能把集氣瓶中的氧氣耗盡
氧氣的化學性質
3．(2023，臺州)將燃燒的蠟燭放入圖甲裝置中，一段時間后，蠟燭會慢慢熄滅。興趣小組探究其原因的過程如下(氣體的含量用體積分數表示)。
(1)甲同學認為，蠟燭熄滅是裝置內的氧氣被消耗完了。他設計了圖乙的實驗裝置，待蠟燭熄滅后，用凸透鏡聚焦太陽光使白磷的溫度達到著火點，觀察到____________現象，從而否定了
白磷燃燒
自己的猜想。他重新實驗，測得蠟燭燃燒過程中燭焰附近的二氧化碳含量從0.04%上升到7.4%，氧氣含量從21%下降到13.8%。
(2)甲同學又認為可能是二氧化碳含量過高導致蠟燭熄滅。乙同學不贊同，他改變圖甲裝置中的氣體成分，只進行了一次實驗，就否定了甲同學的觀點。則乙同學進行的實驗是______。
A
實驗 氧氣含量 二氧化碳含量 蠟燭能否燃燒
A 21% 8.4% 能
B 21% 3.4% 能
C 12.8% 3.4% 不能
(3)還有一種觀點：隨著蠟燭的燃燒，氧氣含量下降，產熱速度變慢；當產熱量小于散熱量，燭芯的溫度下降至著火點以下，蠟燭熄滅。如果該觀點正確，將圖甲裝置置于溫度更低的環境中實驗，則測得燭焰附近的氧氣含量最小值會如何變化？并解釋原因。
答：大于13.8%(或變大)；低溫環境中燭焰散熱快，降溫快，
為了維持蠟燭燃燒，需要增加產熱，所以需要濃度更高的氧氣。
氧氣的實驗室制取
4．(2023，麗水)實驗室用15%的H2O2溶液在MnO2催化作用下制取氧氣，實驗前在燒瓶中加入一定量的水，是不是H2O2溶液濃度會影響氧氣產生的速度？小科利用如圖裝置進行探究。
【建立假設】H2O2溶液濃度越小，產生氧氣的速度越慢。
【實驗方案】在相同條件下，分別用30毫升2%、4%和6%的H2O2溶液進行實驗，記錄收集20毫升氧氣所需的時間。
【實驗數據】
【實驗結論】在相同條件下，H2O2溶液濃度越小，產生氧氣的速度越慢。
實驗序號 1 2 3
H2O2溶液的濃度 2% 4% 6%
收集20毫升氧氣所需時間/秒 t1 t2 t3
【交流反思】
(1)上述實驗除了實驗裝置相同，還要控制________(填字母)相同。
A．MnO2質量
B．滴加H2O2溶液的速度
(2)該實驗通過分解H2O2制取氧氣，可用化學方程式表示為__________________________________。
(3)表中t1、t2、t3的大小關系是支持上述實驗結論的，其中最大的是__________。
AB
t1
5．(2023，紹興)科學是一門以實驗為基礎的學科。如圖A和B為實驗室中常見的氣體發生裝置，請回答下列問題。
(1)儀器a的名稱是____________。
(2)實驗室用過氧化氫制取氧氣，發生裝置應選擇______(選填“A”或“B”)。
(3)圖C為過氧化氫分解的過程示意圖，請將生成物的微觀粒子模型補充完整。
分液漏斗
B
6．(2022，杭州)小金設計了一款在缺氧環境或出現高濃度有毒有害氣體環境下逃生時使用的自救呼吸器。其設計思路如圖甲所示，自救呼吸器的結構如圖乙所示(其中箭頭方向表示氣體流動方向)。
(1)呼吸氣路的設計：自救呼吸器使用時，需用鼻夾夾住鼻子，用嘴咬合呼吸軟管進行呼吸。在正常呼氣時，單向閥A和B的開閉情況是__________________(選填“A打開，B閉合”或“A閉合，B打開”)。
(2)生氧藥品的選擇：小金查閱資料發現超氧化物(用MO2表示，其中M為＋1價)可與人呼出氣中的CO2、H2O反應生成O2，其反應的化學方程式為：
4MO2＋2H2O===4X＋3O2↑
4MO2＋2CO2===2M2CO3＋3O2
X的化學式為__________。
A打開B閉合
MOH
500 g超氧化鉀(KO2)和500 g超氧化鈉(NaO2)的生氧性能如圖丙所示。小金依據人正常呼吸時需要生氧藥品的生氧速度不低于1 L/min，并結合自救呼吸器的結構和生氧藥品的生氧性能，選取了KO2作為生氧藥品。選取KO2的優點是____________________
______________________________。(寫出1點)
(3)影響自救呼吸器有效防護時間的因素有________(選填序號)。
①生氧藥品的質量
②外界有毒有害氣體濃度
③外界氧氣濃度
④生氧藥品的種類
生氧速度波較小，使用時間長，氧氣浪費較少
①④
催化劑和催化作用
7．二氧化錳和過氧化氫酶均能催化過氧化氫分解制取氧氣。為了比較兩者的催化能力，小明按圖甲所示裝置進行了如下實驗。
①取1.5毫克過氧化氫酶和8毫升蒸餾水加入容器中，攪拌后塞緊橡皮塞。
②用注射器A從容器中抽出2毫升氣體，用注射器B將2毫升H2O2溶液注入容器中，采集數據，直至反應結束。
③用3.1毫克、5.6毫克過氧化氫酶及1.5毫克、5.6毫克、10.7毫克二氧化錳重復上述實驗，獲取數據如圖乙。
(1)步驟②將注射器B中的2毫升H2O2溶液全部注入容器前，用注射器A先從容器中抽出2毫升氣體，其目的是________________
_________。
反應前保持容器中
氣壓不變
(2)小明分析相關數據，得出“過氧化氫酶對過氧化氫的催化能力比二氧化錳強”這一結論，其依據是______________________
___________________________________________________________________________。
(3)查閱資料得知：過氧化氫分解為放熱反應。小明推測：過氧化氫酶質量過大，可能導致實驗過程中過氧化氫分解突然變慢。請說明其理由：__________________________________________
___________________________________________________________________________________。
加入等量的過氧化氫酶、二氧化錳時，氣壓相等即產生氧氣體積相等時，加入過氧化氫酶需要時間短
過氧化氫酶質量越大，催化效果越好，過氧化氫酶質量過大時，當會導致過氧化氫分解速率過快，單位時間內放熱多，導致過氧化氫酶失去活性
實驗一、空氣中氧氣含量的測定
1．實驗原理：利用紅磷燃燒消耗密閉集氣瓶內空氣中的______，使密閉集氣瓶內的__________，在大氣壓的作用下，將水壓入集氣瓶，進入集氣瓶中水的體積即是____________。
2．實驗裝置：如圖所示。
3．實驗現象：紅磷燃燒、
產生__________，冷卻后，打開彈簧夾，燒杯中的水進入集氣瓶內，其體積約占集氣瓶內空氣體積的____。
4．實驗結論：空氣中含有約占空氣體積____的O2。
氧氣
壓強減小
氧氣的體積
大量的煙
1/5
1/5
5．常見誤差及分析
(1)測量結果小于 的原因：紅磷用量______，氧氣未消耗盡；裝置的____________，當集氣瓶內氧氣消耗盡時，瓶內壓強減小，瓶外空氣進入集氣瓶；裝置未冷卻至室溫就打開彈簧夾。
(2)測量結果大于 的原因：點燃紅磷后，塞瓶塞太慢致使部分空氣因膨脹逸出；彈簧夾______________，在紅磷燃燒過程中，有少量瓶內氣體沿導管排出。
6．測定空氣中氧氣含量的其他裝置
不足
氣密性不好
未夾緊乳膠管
例1　(2022，溫州)小明認為教室內空氣中氧氣含量比室外低，于是想用紅磷測定教室內空氣中氧氣的體積分數。老師告訴他，足量的紅磷燃燒并不能耗盡空氣中的氧氣，建議用一氧化氮氣體代替紅磷進行實驗。
在老師的指導下，小明進行如圖所示實驗：
用注射器獲取V1毫升教室內的空氣，通過
導管緩緩地全部推入量筒，與量筒內足量的V2毫升一氧化氮氣體混合，待充分反應后，讀出量筒中剩余氣體體積為V3毫升。
說明：①V1、V2、V3都是在與教室氣溫、氣壓相同的狀態下測得。
②一氧化氮難溶于水，也不與水反應。
③同溫同壓下，在氫氧化鈉溶液參與下，4體積一氧化氮與3體積氧氣恰好完全反應，且產物能完全被溶液吸收。
(1)小明用氣密性良好的注射器，獲取V1毫升教室內空氣的具體操作是_____________________________________________________
___________。
(2)實驗測得教室內空氣中氧氣的體積分數為_________________。(用V1、V2、V3表示)
在教室內，將注射器活塞推到底，再拉動活塞至刻度為V1毫升處并密封
(3)小明提出，注射器內空氣中的二氧化碳也會被氫氧化鈉溶液吸收，從而影響實驗結果。但老師指出，相比空氣中的氧氣含量，二氧化碳對實驗結果的影響屬于“次要因素”，不是“主要因素”，可忽略不計。還有許多科學實驗中存在“主要因素”和“次要因素”，請再舉一例并指明次要因素______________________________________________________________________________________________________。
電解水實驗中，氧氣部分溶于水是次要因素，在探究影響重力勢能大小的因素實驗中，空氣阻力是次要因素
實驗二、氧氣的實驗室制備
反應
原理 2H2O2 2H2O＋O2↑ 2KMnO4 K2MnO4＋MnO2＋O2↑
或2KClO3 2KCl＋3O2↑
實驗
裝置
收集
方法 (1)______________(因氧氣不易溶于水)
(2)______________(因氧氣密度比空氣大)
排水集氣法
向上排空氣法
驗滿
方法 將帶火星的木條放在集氣瓶口，
木條________(向上排空氣法)
檢驗
方法 將帶火星的木條放在集氣瓶中，
木條________
注意
事項 長頸漏斗末端要伸到液面以下(分液漏斗則不必) (1)試管口略向下傾斜；
(2)鐵夾夾在試管的中上部；
(3)實驗完畢，先移走導氣管，再移走酒精燈；
(4)用KMnO4制氧氣時，試管口放一團棉花
復燃
復燃
例2　回答實驗室制取氧氣的相關問題。
(1)如果用高錳酸鉀制取氧氣，如圖所示，發生裝置應選用____
(填編號，下同)，以上氣體收集裝置中不能采用的是____。
(2)若用E裝置收集某氣體，則該氣體應具有的物理性質是
____________________________________。
A
E
密度比空氣小，不和空氣中的成分反應
(3)某同學在制取氧氣時發現試管固定得太高，該同學應調節如圖中的旋鈕____(選填“①”“②”或“③”)。
(4)為測定高錳酸鉀分解生成氧氣的體積，應選用如圖裝置____(填編號)。
①
丙

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