資源簡介

學科教師輔導講義
學員編號：
年
級：
初三
課
時
數：3學員姓名：
輔導科目：
科學
學科教師：
授課主題
C
（空氣、氧氣）
授課日期及時段
教學內容
一、課前檢測
1．今年3月21日，溫州市區出現罕見的浮塵天氣。環境監測中心報告，當天空氣污染指數為270～290，首要污染物為可吸入顆粒物。依據下表判斷，當天溫州空氣質量狀況屬于（　　）空氣污染指數范圍及相應的空氣質量級別表
　A.優
B．良
C．輕度污染
D．中度污染2．受蒙古氣旋和冷空氣影響，2010年3月19日至20日，我國出現今年以來最強的一次沙塵暴天氣。以下關于沙塵暴的說法中，不正確的是（　　）
A．沙塵漂浮在空氣中是由于分子運動造成的
B．為了防止沙塵暴的發生，應保護草原植被
C．出現沙塵暴時，外出要戴好口罩，以免沙塵傷害呼吸道
D．沙塵掉落在葉片上會使植物的光合作用減弱3．分析人體從鼻孔吸入的空氣與呼出的氣體成分比較圖，得出一些結論，其中不正確的是（　?。〢．圖中各氣體的含量為氣體的體積分數　B．吸入的空氣中的氧氣只有部分進入血液C．人體能產生稀有氣體　　　　　D．呼出的氣體中，二氧化碳所占的比例比水汽大4．氧氣是一種化學性質比較活潑的氣體，它可以和許多物質發生化學反應。如下圖所示，關于這三個反應的敘述正確的是（　　）A．都放出熱量B．生成物都是固體C．都產生藍紫色火焰D．都是非金屬和氧氣反應5．下列物質中不能在氧氣里燃燒的是（　　）A、氮氣
B、木炭
C、紅磷
D、鐵6．下列說法錯誤的是（　　）
A．木炭在氧氣中劇烈燃燒，生成黑色固體　　B．硫在空氣中燃燒，生成有刺激性氣味的氣體
C．鐵絲在氧氣中燃燒時，火星四射
D．蠟燭燃燒的產物能使澄清石灰水變渾濁7．空氣中含量較多且性質比較活潑的氣體是（　　）
A．氧氣
　　　
B．氮氣　　　　
C．二氧化碳
　
D．水蒸氣8．氧氣是我們身邊常見的物質，以下關于氧氣的敘述不正確的是（　?。?br/>　A．物質與氧氣發生的反應都是氧化反應
B．魚、蝦能在水中生存是由于氧氣易溶于水
C．氧氣能使帶火星的木條復燃
D．氧氣可以供給呼吸，和體內物質反應而釋放能量，維持生命活動9．下列關于實驗室用高錳酸鉀制取氧氣的說法正確的是（
）A．發生裝置選用長頸漏斗和錐形瓶
B.反應不需要加熱C．實驗時先檢查裝置的氣密性
D.驗滿時將帶火星的木條伸入集氣瓶中10．為了經久耐用，在燈泡中可填充的氣體是A．氧氣
B．氮氣
C．二氧化碳
D．二氧化硫答案：DACAA　　　AABCB二、知識梳理一：空氣1．空氣的成分:空氣是一種混合物。按體積分數計，氮氣約占78%，氧氣約占21%，稀有氣體約占0.94%，二氧化碳約占0.03%，水蒸氣及其它雜質約占0.03%。雖然空氣中各成分含量懸殊，但都具有重要意義。氮氣性質相對穩定，一般不與其它物質發生化學反應，它對于維持大氣穩定性有重要作用。氧氣是空氣中的“活躍分子”，不同條件下能與很多物質反應。二氧化碳是光合作用的原料之一。水蒸氣是地球水循環和氣候變化的媒介物質。二氧化碳和水蒸氣含量雖然很少，但作用卻不可替代。2．空氣中各成分的證明:（1）空氣中二氧化碳的證明利用“二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁”的性質，可以設計實驗證明空氣中含二氧化碳。（2）空氣中氧氣的證明氧氣有助燃性，因此可以利用可燃物在空氣中的燃燒來證明空氣中含氧氣（空氣中的其它成分都不具有助燃的性質）。點燃的木條在空氣中繼續燃燒；在純氧中劇烈燃燒；在盛空氣的瓶中緩慢燃燒直至熄滅。上述燃燒現象不同的原因在于三種情況下助燃物（氧氣）的含量（濃度）不同。無論是木條在空氣中繼續燃燒，還是在瓶中緩慢燃燒直至熄滅，都可以說明空氣中氧氣的存在。（3）空氣中水蒸氣的證明利用“無水硫酸銅粉末（白色）遇水變藍色”的性質，可以設計實驗證明空氣中含水蒸氣。總之，利用物質的性質來設計實驗或搜集相關事實，是證明物質存在的基本策略，方法也因此變得豐富多樣，而不局限于教材中的方案。3．空氣中氧氣體積分數的測定:由于空氣中各成分都是氣態，且均勻混合，因此測定氧氣體積分數的常用策略是：利用氧氣性質，將其轉化為固態或液態物質，由于氣態物質轉化為固態或液態物質后的體積可以忽略，則轉化前后的體積差就是待測氣體的體積。1）按圖把裝置連接，先在集氣瓶內加入少量水，再把剩余的容積用記號劃成5等份。2）點燃燃燒匙內的紅磷，立即塞緊瓶塞，觀察現象：磷燃燒,發出白光,冒出白煙3）火焰熄滅后,振蕩集氣瓶,打開導管上的夾子,出現什么現象 水從燒杯倒吸入集氣瓶內；4）瓶內水位變化：水位上升，水的體積約占瓶容積的1/5；消耗的氣體跟余下的氣體的體積比為1:4。4．空氣的利用空氣是一種重要的天然資源，各成分都有其特定的性質，不同的性質決定了其不同的用途。氮氣的性質不活潑。用途：保護氣、冷凍劑、燈泡充氮、食品防腐、制硝酸和氮肥等。2、稀有氣體(氦、氖、氬、氪、氙等)：①性質極不活潑，曾被稱為“惰性氣體”；②用途：保護氣、不同色彩的電光源、激光超導技術、醫療冷凍麻醉等。二：氧氣1．氧氣的物理性質氧氣的物理性質重點體現在溶解性、密度、顏色三個方面。氧氣不易溶解于水。自然水體中的氧氣也叫溶解氧，是衡量水質的重要指標。根據氧氣不易溶解于水的性質，實驗室可用排水法收集氧氣。密度比空氣略大。因此在實驗室制取氧氣時可用向上排空氣法收集氧氣。氧氣無色無味，但在液態和固態時呈淡藍色（藍色）。2．氧氣的化學性質（1）氧氣與硫反應硫在空氣中燃燒發出微弱的淡藍色火焰，在純氧中燃燒發出明亮的藍紫色火焰，均生成刺激性氣味的氣體——二氧化硫，它是一種大氣污染物。S+O2SO2（2）氧氣與鐵反應；鐵絲在空氣中不能燃燒，但在純氧中能劇烈燃燒，火星四射，并放出熱量，生成黑色的固體四氧化三鐵。3Fe+2O2Fe3O4由于生成的四氧化三鐵是灼熱的固體，容易使集氣瓶爆裂，因此實驗前要在集氣瓶底部放些沙子或水。（3）氧氣與木炭反應木炭在空氣中燃燒發出紅光，但在氧氣中燃燒卻發出白光，生產了一種能使澄清石灰水變渾濁的氣體—二氧化碳C+O2 CO2因此，氧氣是一種比較活潑的氣體，能和多種物質發生化學反應。3．氧化物由兩種元素組成，其中一種是氧元素的化合物叫氧化物。如水、二氧化碳、四氧化三鐵、五氧化二磷、二氧化硫等。4．工業上制取氧氣的原理工業上需要的大量氧氣主要用分離空氣的方法制備。其原理是：用加壓降溫的方法使空氣液化，然后逐級升溫，低沸點的成分（氮氣，﹣196℃）先汽化，剩下成分主要為液態氧（沸點為﹣183℃）。該過程不涉及化學變化，屬于物理方法。實驗室中制備少量氧氣往往采用化學方法。三：氧化1．氧化反應物質跟氧發生的反應叫氧化反應。除了物質與氧氣的反應屬于氧化反應外，某些物質與含氧化合物的反應也屬于氧化反應（如：Cu+2H2SO4（濃）=CuSO4+SO2↑+2H2O）。由于氧氣的性質較活潑，且存在于空氣中，因此氧化反應是自然界中最常見的反應，也是最重要的反應。氧化反應的劇烈程度與氧氣的純度、被氧化物質的性質以及反應條件都有關系，因此不同的氧化反應在現象上差異很大。2．緩慢氧化、燃燒、爆炸和自燃緩慢氧化、燃燒、爆炸和自燃都是氧化反應的表現形式。緩慢氧化進程緩慢，一般不會發光，熱量及時得到散失，因此不易被察覺。呼吸作用、鐵和銅生銹都屬于緩慢氧化。燃燒是可燃物質跟氧氣發生的一種發光、發熱、劇烈的氧化反應。（注意：不一定有火焰）爆炸是燃燒以極快的速度在有限的空間里發生而引起的。自燃是緩慢氧化產生的熱量不能及時散失，使溫度升高到一定程度而引起的燃燒現象。3．呼吸作用人體（也包括其它生物）內的有機物與氧反應，最終產生二氧化碳、水或其它產物，同時把貯藏在有機物中的能量釋放出來，供給生命活動的需要。該過程稱呼吸作用。若有機物是葡萄糖，則可表示為：C6H12O6+6O26CO2+6H2O+能量4．燃燒的條件及滅火原理可燃物燃燒必須同時滿足兩個條件：一是有氧氣的參與，二是溫度要達到著火點。滅火原理：隔絕氧氣（空氣）或降低溫度到可燃物著火點以下。具體操作上可用水降低燃燒的溫度于燃點之下，使燃燒停止；將可燃物與空氣隔離開。但火災剛發生時，要首先盡力滅火和報警。若火勢無法控制時，要冷靜地選擇科學的逃生措施。三、題型突破1、空氣例1、二百多年前，英國科學家普里斯特利經過反復實驗，得出結論：植物在陽光下能使空氣變“好”，是因為植物能釋放出“活命空氣”。他所說的“活命空氣”應該是（
）
A.
空氣
B.
氮氣
C.
氧氣
D.
二氧化碳解析：我們知道空氣的成分比較多，有不太活潑的氮氣、很不活潑的稀有氣體、光合作用的二氧化碳還有水蒸汽，當然還有人類以及生物所需要的氧氣，它可以供人呼吸，是使空氣變“好”的氣體。答案：C例2、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，設計的實驗裝置如下圖所示。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。（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l／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：
_
。解析：本題是測定空氣中氧氣體積分數的實驗操作題，在本題中，它將可燃物改成了氫氣，生成物是液體的水，由于氣態物質轉化為液態物質后的體積可以忽略，轉化前后的體積差就是待測氣體的體積。因此，只有將甲瓶中氧氣完全燃燒掉，才可以測出氧氣所占的體積，而要將氧氣完全燃燒掉，要等氫氣熄滅才能說明，這時才可以不通氫氣。所以，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；但是在實驗時，實驗結果往往與理論有一定的出入，至于甲瓶中氧氣的體積遠小于瓶中空氣體積的l／5的原因主要是火焰熄滅后，沒有及時用夾子A夾住橡膠管或是實驗裝置氣密性不良等等；如果將可燃物改成了CO，那么生成物是氣態的二氧化碳，瓶內氣壓就不會減小，水就不會倒流到瓶內。答案：1、用夾子A夾住橡膠管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良）3、不認同
因為一氧化碳點燃后生成的是二氧化碳氣體，瓶內氣壓沒有減小，所以無法測出例3、小明用下圖裝置來測定空氣中氧氣的體積分數。（1）燃燒匙中最合適的物質是（
）A．蠟燭
B．鐵絲
C．紅磷
D．木炭（2）實驗測量出氧氣體積約占空氣的1/6，請分析原因可能是：
。解析：選擇的藥品既要能消耗氧氣，又不能與空氣中的其他成分反應，而且生成物為固體或液體。蠟燭燃燒產物為二氧化碳和水；鐵絲不能在空氣中燃燒；紅磷燃燒產物為五氧化二磷固體（白煙）；木炭燃燒產物主要為二氧化碳氣體。所以最合適的是紅磷。至于引起測量結果偏小的原因可能有：①紅磷的量偏少，致使空氣中的氧氣不能全部轉化為固體。②裝置氣密性不好，使空氣與水同時被壓進瓶內；③止水夾打開過早，瓶內溫度未降至室溫，剩余氣體因熱膨脹而抵消了一部分壓強差。答案：（1）C；（2）見精析變式訓練：1、“空氣中氧氣含量的測定”有多種方法。甲生設計了如圖如示的實驗方案：在燃燒匙內盛過量紅磷，點燃后立即插入集氣瓶內，塞緊橡皮塞，待紅磷火焰熄滅，集氣瓶冷卻至室溫，打開鐵夾，水注入集氣瓶。回答下列問題：（1）反應結束后，打開鐵夾，水自動注入集氣瓶的直接原因是
。（2）若空氣中氮氣也能和紅磷反應，能否用該方法來測定空氣中氧氣的含量？（3）乙生想利用氧氣和某種金屬的反應，來測定空氣中的氧氣含量。他選擇利用下列儀器、藥品：①帶瓶塞的l000mL燒瓶②電子天平（稱量精度為0.01克）③酒精燈④某種金屬粉末。他的實驗步驟如下：準確稱量某種金屬粉末的質量（足量），將其加熱后放入燒瓶，塞緊瓶塞，放置一段時間后，倒出燒瓶中的粉末，并稱其質量。寫出乙生的實驗思路
。解析：因為紅磷燃燒以后的產物是固態的五氧化二磷，所占的體積很小，可以忽略不計，因而集氣瓶中的氣體體積大為減少，外界的氣壓比瓶內的大，所以大氣壓把水壓入集氣瓶中；如果氮氣能和紅磷反應就不能用這種方法來測定空氣中氧氣的含量，因為這樣測出來的是氮氣和氧氣的總體積；乙生是利用氧氣是一種比較活潑的氣體這一性質，讓金屬與氧氣充分反應，完全消耗掉瓶內的氧氣，這樣反應后金屬的質量就會增加，而增加的質量就是氧氣的質量，利用前后兩次的質量差就可算出氧氣的質量，再利用密度計算式求出氧氣的體積，從而算出空氣中氧氣的含量。答案：（1）瓶內氣壓小于外界大氣壓
（2）不能（3）用反應完全后的粉末質量減去未反應時的粉末質量,就是燒瓶內的氧氣質量,用它除以氧氣的密度得出體積,再除以燒瓶的容積就得出了答案2、氧氣例4、據報道，科學家發明了一種“月球制氧機”，這種“月球制氧機”可利用聚焦太陽能產生的高溫加熱月球土壤，制得氧氣。據此可推測月球土壤中一定含有（
）
A.
氧化物
B.
氧氣
C.
水
D.
氧元素解析：眾所周知，月球上是既沒有氧氣又沒有水，因此選項B和C就可以排除了；而氧氣是由氧元素組成的，既然能制得氧氣，說明這種物質中肯定有氧元素。氧化物中是有氧元素，但氧化物的范圍太小，它只局限在由兩種元素組成，其中一種是氧元素的化合物內，如果是三種或三種以上的元素組成，其中也有氧元素，它就不是氧化物了，但它還是有可能制得氧氣的，比如實驗室制氧氣的藥品高錳酸鉀、氯酸鉀，它們都不是氧化物。答案：D例5、A—E是描述一些物質在氧氣中燃燒時發生的現象，選擇正確的序號填在后面的括號內
（1）鐵絲在氧氣中劇烈燃燒。（
）
（2）硫在氧氣中燃燒。（
）
（3）碳在氧氣中燃燒。（
）A.
發出白光
B.
發出微弱的淡藍色火焰C.
火星四射
D.
有水霧生成
E.
發出明亮的藍紫色火焰解析：不同的物質與氧氣發生化學反應，它們的反應現象不一定完全相同，借助各自特有的反應現象我們可以推斷是什么物質在與氧氣反應。而觀看實驗現象，我們一定要記住物質反應前、反應中、反應后各出現什么現象：鐵絲在氧氣中燃燒，反應劇烈、火星四射；硫在氧氣中燃燒發出明亮的藍紫色火焰，生成一種有刺激性氣味的氣體；碳在氧氣中燃燒，發出白光。答案：（1）C
（2）E
（3）A變式訓練：1、如何區分空氣、氧氣、氮氣和二氧化碳四瓶氣體？寫出你的方案。解析：鑒別物質主要是根據不同物質的不同性質來進行，如根據顏色、氣味等差異通過觀察直接確定物質的種類。若根據物理性質難于區分，則應該考慮從化學性質的差異入手，設計實驗，通過實驗中體現出來的不同現象，確定物質的種類。本題中的四種氣體均為無色無味氣體，無法通過觀察法直接區分。從化學性質來分析，氧氣具有助燃性，能使帶火星的木條復燃（或使燃燒的木條燃燒得更旺）。由于空氣中也含氧氣，燃燒的木條在空氣中將保持原狀，不會熄滅，也不會燃燒得更旺。氮氣和二氧化碳不燃燒，也不助燃，燃燒的木條在其中會馬上熄滅。答案：分別將燃著的木條放入四個集氣瓶中，木條繼續正常燃燒的集氣瓶中是空氣，木條燃燒得更劇烈的集氣瓶中是氧氣。往剩下的兩個集氣瓶中各加入少量澄清石灰水，震蕩，石灰水變渾濁的集氣瓶中是二氧化碳，無明顯變化的集氣瓶中是氮氣。氧化例6、如圖所示是硫和鐵絲分別在氧氣中燃燒的實驗示意圖。這兩個反應（
）A、都放出熱量
B、都生成氣體
C、都能在常溫下反應
D、都產生藍紫色火焰解析：本題是考查不同物質的燃燒具有什么共同點，有些物質的燃燒有火焰，比如硫在氧氣里燃燒發出藍紫色火焰；有的物質燃燒沒有火焰，比如鐵的燃燒；有的物質燃燒可以生成氣體、有的卻生成固體；有的在常溫下就能燃燒（比如木炭），有的一定要在純氧中才能燃燒（比如鐵）等。但是只要是可燃物與氧氣發生燃燒，那一定會放出大量的熱。答案：A例7、蠟燭容易被吹滅，而篝火卻越吹越旺，請分析各自的原因。解析：可燃物的燃燒決定于兩個因素：溫度和空氣。向正在燃燒的可燃物吹氣，既增加了空氣的流通，又降低了溫度，前者促進燃燒，后者抑制燃燒，這兩種效果是相互矛盾的，最終結果則要看哪種效果占主導作用。蠟燭火焰與篝火大小相差很大，吹氣時對蠟燭火焰的降溫效果非常明顯，而對篝火沒有明顯的降溫作用，卻增加了空氣的流通。因此會出現蠟燭火焰熄滅、篝火燃燒更旺的現象。答案：吹氣對蠟燭火焰起到了明顯的降溫作用，從而使溫度降低到了著火點以下，因此火焰熄滅。而吹氣對篝火沒有明顯降溫作用，卻起到了增加空氣流通的作用，因此篝火燃燒更旺。變式訓練：1、某實驗小組進行有關紅磷燃燒的系列實驗（如下圖所示）（1）實驗一：如圖A所示，將點燃的紅磷插入集氣瓶中，紅磷在氧氣中劇烈燃燒，可看到集氣瓶中產生大量
，該反應的文字表達式為
；（2）實驗二：如圖B所示，將過量紅磷點燃插入集氣瓶中，塞緊橡皮塞，待燃燒停止并冷卻到室溫后，打開止水夾，可觀察到燒杯中的水被吸進集氣瓶內，吸進水的體積大約占原瓶內空氣體積的
。此實驗的目的是
；如果用燃燒的木條檢驗剩余氣體，木條能否繼續燃燒？
，說明什么問題？
；該實驗能否用木炭代替紅磷？為什么？
。（3）實驗三：如圖C所示，將少量紅磷放置在一塊鐵板上，再用細砂完全覆蓋，用酒精燈加熱鐵板一段時間，看不到明顯現象，這是因為
；撤去酒精燈后，立即將砂子撥開露出紅磷，看到紅磷燃燒，這是因為
。解析：（1）、（2）紅磷燃燒生成五氧化二磷固體，產生大量白煙，消耗了約占廣口瓶容積1/5的氧氣，瓶內氣體壓強降低，小于外界大氣壓，當冷卻至室溫打開止水夾時，水便進入廣口瓶內約1/5，從而說明空氣中氧氣體積分數約為空氣體積的1/5。不能用木炭或硫磺，因為他們燃燒的產物分別是二氧化碳氣體和二氧化硫氣體，使廣口瓶內壓強變化不大，因此水不會進入廣口瓶。當瓶內氧氣被消耗掉后，剩余的氣體以氮氣為主，氮氣不支持燃燒，故木條熄滅。（3）此小題考查的是可燃物燃燒的條件，要使可燃物燃燒必須同時具備兩個條件，即要有充足的氧氣和溫度要達到著火點。用細砂覆蓋使紅磷與空氣隔絕，所以紅磷不會燃燒。當撥開砂子后，紅磷與空氣接觸，溫度又達到著火點，所以紅磷會自燃。答案：
（1）白煙；磷+氧氣五氧化二磷；（2），證明空氣中氧氣的體積分數約為1/5不能，說明瓶中剩余氣體不支持燃燒，主要是氮氣，約占空氣體積的4/5。不能，因為木炭的燃燒產物是CO2氣體，使廣口瓶內壓強變化不大，水不會進入廣口瓶。（3）用細砂覆蓋使紅磷與空氣隔絕，所以紅磷不會燃燒，撥開砂子后，紅磷與空氣接觸，溫度又達到著火點，所以紅磷會燃燒。實驗探究題：例8．某研究性學習小組設計了如圖所示的裝置，探究空氣中氧氣的體積分數（已知：銅和氧氣在加熱條件下生成氧化銅），其中A是底面積50cm、高20cm的園筒狀玻璃容器（帶密封蓋），上面標有以cm為單位的刻度，B是帶刻度的敞口玻璃管（其他輔助裝置略）．他們的操作過程如下：
a．檢查裝置的氣密性；
b．加水并調整B的高度，使A中的液面至刻度15cm處；
c．將過量的銅粉平鋪在惰性電熱板上，蓋好密封蓋．
d．通電加熱銅粉，待反應充分后，冷卻到原來的狀況，調整B的高度使A、B容器的液面保持水平，記錄液面刻度．（注：A容器內固態物質所占的體積忽略不記）
（1）在上述實驗中，下列物質能代替銅粉的是
（填序號）
A．紅磷
B．木炭
C．鐵粉
D．硫
（2）在操作d結束時，裝置A中液面約為
cm（填整數）．如果在操作結束時，裝置A中液面刻度在13cm處，則實驗結果比理論值
（填“偏大”或“偏小”）．
分析：（1）根據木炭和硫與氧氣反應生成氣體進行解答；
（2）根據空氣中氧氣的體積分數進行解答．
木炭和硫分別與氧氣反應生成二氧化碳和二氧化硫氣體，所以不能代替銅粉做實驗，而鐵與空氣中氧氣反應很慢，所以不可以代替銅粉，而紅磷與空氣中氧氣反應生成五氧化二磷固體，所以可用來代替銅粉，故選A；
液面至A裝置的15cm刻度處后，A裝置內氣體的高度為15cm，其中氧氣約占15cm×0.2
=3cm．因此反應完成后，A中液面應上升至15cm-3cm=12cm處．
若液面升至13cm處，則15cm-13cm=2cm＜3cm．說明實驗結果比理論值偏?。?br/>故答案為：（1）A；（2）12；偏?。?br/>例9．某校初三研究性學習小組為探究空氣中氧氣的體積分數，設計了如下圖所示的裝置，其中A是帶刻度的容積為700mL的圓筒狀玻璃反應器．
B是敞口玻璃瓶．C是連通A，B的橡皮管．D是密封蓋
（其他輔助裝置略）．他們的操作過程如下：惰性電熱板
a．檢查裝置的氣密性；b．在B中加入水，并調整B的高度，使A中的液面至刻度500mL處；c．將一定量的白磷平鋪在惰性電熱板上，蓋緊密封蓋D；d．通電加熱白磷．待充分反應后，調整B的高度使容器A、B中的液面保持水平，記錄A中氣體體積為420mL
（注：A容器內固態物質所占的體積忽略不計）．（1）當操作d結束時，裝置A中液面的刻度約為420mL．本次實驗測得氧氣在空氣中的體積分數為
；請你說出產生誤差的一個原因
．（2）測定空氣中氧氣的體積分數時，通常選用紅磷或者白磷，而不用木炭．請你說說不用木炭的理由
．（3）該小組中有同學提出：如果用木炭代替白磷也能測定空氣中氧氣的體積分數，只要將水換成一種溶液，則該溶液是
．分析：（1）根據紅磷消耗的氧氣的體積計算氧氣在空氣中的體積分數，氧氣少于空氣體積的20%的原因可以從裝置漏氣，紅磷量少，裝置未冷卻到室溫方面考慮；（2）根據木炭燃燒生成物的狀態分析；（3）根據二氧化碳能與堿溶液反應的性質解答．解：（1）本次實驗測得氧氣在空氣中的體積分數為(500 420/500)×100%=16%＜20%，產生誤差的原因可能是：裝置漏氣，白磷太少；未冷卻到室溫就讀數等．（2）測定空氣中氧氣的體積分數時，通常選用紅磷或者白磷，而不用木炭．原因是木炭燃燒生成二氧化碳氣體，不能保證被水完全吸收，會達不到實驗目的．（3）二氧化碳能與堿溶液反應，即堿溶液能吸收大量的二氧化碳，故可選用氫氧化鈉等堿溶液來代替水．故答案為：（1）16%；
白磷太少；未冷卻到室溫就讀數等（2）木炭燃燒生成二氧化碳氣體，不能保證被水完全吸收（3）氫氧化鈉溶液或者其他堿溶液變式訓練：1、某化學興趣小組對教材中“測定空氣里氧氣含量”的實驗（見圖I）進行了大膽改進，設計圖（Ⅱ）（選用容積為45mL的18×180mm的試管作反應容器）實驗方案進行，收到了良好的效果．請你對比分析下面圖I、圖Ⅱ實驗，回答下列有關問題：（1）按圖I所示裝置進行實驗，紅磷在瓶中燃燒時的主要現象是
；發生反應的文字表達式為
．若止水夾未夾緊，會導致測定結果
（填“偏小”、“偏大”或“不變”，下同）；若圖Ⅰ中集氣瓶口漏氣，會導致測定結果
．（2）按圖Ⅱ所示裝置進行實驗①實驗前，打開彈簧夾，將注射器的活塞前沿從20mL刻度處推至15mL刻度處，然后松手，若活塞仍能返回至20mL刻度處，則說明
．②按圖Ⅱ實驗時的操作步驟如下：a、讀取注射器活塞的數據．
b、撤去酒精燈，待試管冷卻到室溫后松開彈簧夾．c、將少量紅磷平裝入試管中，將20mL的注射器活塞置于15mL刻度處，并按圖Ⅱ中所示的連接方式固定好，再將彈簧夾緊橡皮管．d、點燃酒精燈．e、檢查裝置的氣密性．你認為正確的實驗操作順序是
（填序號）．③當紅磷與氧氣充分反應后，移開酒精燈并打開彈簧夾，注射器活塞將從15mL刻度處慢慢前移到約為
mL刻度處才停止．分析：只有熟悉用紅磷測定空氣組成的實驗原理、操作、現象、結論和注意事項，才能正確解答本題．（一）本題設計很有梯度，后面的問題在前面的問題的鋪墊下稍加思考總結都能夠形成結論．實驗改進時建立在實驗原理之上的，本實驗的原理是借助對空氣中氧氣的消耗引起裝置內壓強的改進，從而使外界便于測定體積的液體進入裝置內．也就是為了保證結果的精確，加入的物質需要滿足能夠和空氣中的低濃度的氧氣反應，生成的產物不能使氣體，這樣就可以滿足替代的要求．（二）而對應用注射器進行的實驗改進，相對先前的實驗，數據更容易獲取，因為注射器有精確的刻度．但是也有難度：怎么樣減少因為注射器活塞的摩擦造成的誤差．答案：（1）產生大量白煙，紅磷+氧氣=五氧化二磷．偏大，偏?。?）①裝置不漏氣．②e
c
d
b
a．③6四：專題過關1、養魚專業戶通常會在魚塘中安放增氧泵，以補充水中溶解氧的量，避免魚因缺氧死亡。（1）增氧泵工作的原理是（
）A．把水電解，生成氫氣和氧氣
B．把空氣鼓入水中，加快氧氣的溶解C．向水中直接通入氧氣
D．增大氧氣的溶解度（2）增氧泵通常在夏季使用，請分析其原因是
。2、從a.
氧氣、b.
二氧化碳、c.
硫、d.
五氧化二磷、e.
四氧化三鐵中選擇適當的物質填空。（1）黑色固體物質有
；（2）能支持燃燒，供給呼吸的氣體是
；（3）在氧氣中燃燒產生藍紫色火焰，并產生大量空氣污染物的氣體是
。3、把下列各項的標號填入以下短文的空格中。A.
自燃
B.
緩慢氧化
C.
燃燒
D.
爆炸（1）在人的呼吸作用和食物腐爛過程中都包含著
；（2）物質在緩慢氧化過程中會不斷放出熱量，柴草、秸稈等如果堆放不合理，空氣不流通，時間長了會引起
；（3）把系在細鐵絲上的木柴點燃后，等木柴快燃完時，緩慢插入盛有氧氣的集氣瓶中，鐵絲劇烈
。（4）當空氣中混有汽油蒸汽，接觸明火時就有
的危險。4、仔細觀察右邊實驗過程，請問哪只試管的白磷能燃燒？（白磷的著火點為40℃）
答：
，同時此實驗還告訴我們可燃物燃燒必須同時具備兩個條件：（1）
；（2）
。5、驗證某種氣體是不是氧氣，可用
來檢驗；檢驗某種氣體是不是二氧化碳，可用
來檢驗。6、某化學興趣小組進行空氣中氧氣含量的粗略測定。（1）甲小組認為，選擇的藥品既要能消耗氧氣，又不能與空氣中的其他成分反應，而且生成物為固體。他們應該選擇
（填序號）。A．蠟燭
B．硫粉
C．紅磷
D．鎂粉（2）乙小組設計了如下圖所示的兩套實驗裝置，你認為合理的是
（填序號）。為了確保實驗的成功，首先應保證該裝置
良好。
甲
乙（3）小明同學平時善于動腦筋，對實驗又進行了反思，
提出了改進方法：用放大鏡聚太陽光使紅磷燃燒。你認為改進后的優點是：
。
7、某科學興趣小組的同學設計了如下實驗方案來探究燃燒的條件：（1）用鑷子分別夾取一根小木條和一塊小石子，放在火焰上點燃。（2）用鑷子分別夾取一蘸有水的小棉團和一個干燥的小棉團，放在火焰上片刻。（3）分別點燃兩支小蠟燭，將其中一支蠟燭用瓶子罩住。請你將同學們的實驗報告填寫完整：實驗步驟設計意圖實驗現象實驗結論（1）燃燒與物質的關系可燃物才能燃燒（2）燃燒與溫度的關系干燥棉團燃燒，蘸水的棉團不燃燒（3）瓶內蠟燭熄滅，瓶外蠟燭仍燃燒由此得出結論：燃燒的條件是_____________________________________________。8、某同學用右圖裝置粗略地測定空氣中氧氣的體積分數，圖中燒杯中盛放的生石灰（即氧化鈣）與水反應生成氫氧化鈣，同時放出大量熱．燒杯上方玻璃管（預先固定好）中部有一可左右滑動的活塞，活塞左端管內封有空氣，活塞右端的玻璃管口跟外界空氣連通．白磷很易燃且燃燒產物與紅磷燃燒的產物相同，實驗開始前活塞處在刻度5
cm處．（1）向燒杯內加入適量水，與生石灰反應的目的是
；（2）可觀察到玻璃管內開始時發生的現象：
,
活塞向
移動；（3）反應結束，恢復到室溫后，活塞應停在約
cm處，據此可得出的結論是氧氣約占空氣體積的氧氣約占空氣體積的1/5。答案：1、（1）B
（2）夏天氣溫高，氧氣溶解能力減弱，需要用增氧泵來加快氧氣的溶解2、e
a
c
3、B
A
C
D
4、3
要有充足的氧氣；溫度達到著火點5、帶火星的木條
澄清石灰水
6、（1）C
（2）甲
氣密性
（3）避免在空氣中點燃紅磷污染空氣7、實驗步驟（1）：木條燃燒，小石塊不燃燒
實驗步驟（2）：達到一定溫度可燃物才能燃燒
實驗步驟（3）：燃燒與氧氣的關系
可燃物燃燒需要氧氣
結論：可燃物必須達到一定的溫度，并且與氧氣充分接觸8、（1）產生熱量（提供熱量）
（2）白磷燃燒,
產生白煙　　右　　（3）4　　五、課后作業1．某科學興趣小組查閱資料得知鎂可在氮氣中燃燒生成Mg3N2，設計了如下方案進行驗證。
步驟l：用盛水的水槽、無底的廢廣口瓶、燃燒匙、蒸發皿、橡皮塞等裝配成如圖所示的裝置。另準備一只有一根銅絲穿過的橡皮塞，銅絲末端固定一根鎂條。步驟2：引燃燃燒匙中足量的紅磷，塞好橡皮塞。待充分冷卻，觀察到廣口瓶內水面上升的體積約占瓶內水面原上方空間的1／5左右。步驟3：往水槽中加水使廣口瓶內外水面相平。點燃鎂條，更換橡皮塞，鎂條在廣口瓶內繼續燃燒，發出紅光，放出熱量。待冷卻后廣口瓶內水位繼續上升。(1)步驟2的目的是
。(2)在步驟3“待冷卻后廣口瓶內水位繼續上升”是由于瓶內氣壓
(選填“大于”“小于”或“等于”)外界氣壓。(3)根據上述實驗和你所學的知識，請寫出鎂在空氣中燃燒時的化學方程式：
　　　　　　
。2．某課外活動小組在學習了書本
“空氣中氧氣含量的測定”實驗，知道P2O5
不能隨便排放在空氣中，否則會對空氣造成污染，所以對該實驗進行了改進：在由兩個注射器組成的密閉系統內共有50
mL空氣，如右圖。然后給裝有紅磷的玻璃管加熱。同時交替推動兩個注射器的活塞，至玻璃管內的紅磷變成白煙，且較長時間內無進一步變化時停止。停止加熱后，待冷卻至室溫將氣體全部推至一個注射器內。請根據你對上述實驗的理解，回答下列問題：（1）實驗結束后，注射器內的氣體體積理論上應該減少約

mL。 （2）在實驗的加熱過程中，交替緩慢推動兩個注射器的目的是
。寫出該反應的化學方程式
。（3）上述實驗只是粗略測定空氣中氧氣含量的一種方法，你認為造成該實驗不夠精確的可能原因是 （寫出其中一種）

。3．科學探究是重要的學習方式，假設和驗證是探究過程中的重要環節。為了探究“鐵絲可以在純凈的氧氣中燃燒”，同學們將一根火柴梗塞入一段螺旋狀“鐵絲”(可能是純鐵鐵
絲或含碳鐵絲)末端，將它固定，用鑷子夾住“鐵絲”，然后將火柴在酒精燈上點燃，將“鐵絲”由集氣瓶口向下慢慢伸人，觀察現象：
　(1)甲同學只發現“鐵絲”紅熱一下，就沒有觀察到其它現象，請你分析鐵絲沒有燃燒的
　
可能原因是
　　　　　　　　　　　　
；(只答一條)(2)乙同學發現“鐵絲”在純凈氧氣中燃燒起來，觀察到火星四射，并有黑色固體生成，請寫出該反應的化學方程式
　　　　　　　　　　　　　　　
；(3)為了找出“鐵絲”在純氧中燃燒“火星四射”的原因，根據現有實驗用品：細純鐵鐵
　絲、細含碳鐵絲、鎂條、集氣瓶裝的幾瓶純氧氣、酒精燈、火柴和鑷子等，你能提出的假設和驗證方法有：a.假設1：
，驗證方法是
b.假設2：
，驗證方法是
只要假設合理，驗證方法準確，根據實驗現象，進行分析判斷，就能得出結論。4．央視《每周質量報告》曝光了一種叫“富氧水”的高價飲用水，它是以飲用水為基質，加壓充入氧氣制得。節目中對“富氧水”有兩種截然不同的觀點：觀點一：“富氧水”富含氧分子，活性強、易吸收。喝水后氧氣通過胃腸絨毛細胞膜直接進入細胞，能有效補充體內的氧，在細胞內分解各種營養物質產生能量。觀點二：“觀點一”違背科學常識，是概念炒作，在“忽悠”消費者。（1）石田教授曾對富氧水的效果進行研究。他以10名學生為對象，讓學生在不同時間分別飲用350毫升普通水和富氧水，但不告訴學生喝的是哪一種水。學生喝完水后被要求運動15分鐘，然后由研究人員測試并比較反映他們心率和耐力等生理指標，結果無明顯差異。石田教授研究的主要方法屬于：
　
。（選填　　“查閱資料”、“建立模型”或“對比實驗”）（2）人應該是由
　　
系統吸收氧氣。右表是人在呼吸時吸入空氣與呼出氣體成分比較。平靜狀態下，如果一個人每次吸入與呼出時的氣體都是500毫升，氧氣的密度為1.4克/升，根據表中信息，可求得呼吸1次人體可吸收氧氣
　
毫克。因此呼吸1分鐘（16次）人體吸收的氧氣相當于28
瓶500毫升富氧水中的溶氧量。（3）依據（1）（2）的分析和所掌握的科學知識，你支持哪種觀點？
　　
。5．科學家發現，海底可燃冰分布的范圍約占海洋總面積的10％，其儲量是煤、石油和天然氣總和的兩倍，是迄今為止發現的海底最具價值的礦產資源?？扇急卜Q為“甲烷水合物”?！爸脫Q法”是開采可燃冰設想方案之一，即將CO2注人海底的甲烷水合物儲層，CO2較甲烷更易形成水合物，因而就能將甲烷水合物中的甲烷分子“擠走”，從而將其“置換”出來(原理：CH4·nH2O+CO2==CO2·nH2O+CH4)。
(1)通常情況下，CH4是一種無色、無味、難溶于水、密度比空氣小的氣體。用如圖所示的裝置收集CH4氣體時，則應讓氣體從
(選填“a”或“b”)管通入。
(2)若上述方法能夠實現，那么要制取8噸的CH4氣體，理論上需CO2多少噸 6．二氧化硫是大氣污染物之一，我國的環境空氣質量標準中對空氣中二氧化硫的最高濃度(單位體積的空氣中所含二氧化硫的質量)限制如下表所示：
一級標準二級標準三級標準濃度限制(mg/m3)0.150.500.70為測定某地空氣中二氧化硫的含量，某中學環保小組按右圖所示的裝置進行實驗：向試管中加入一定量的含碘(I2)1.27mg的碘溶液，再加入2~3滴淀粉溶液(淀粉遇I2變藍色)，通過抽氣裝置抽氣，使空氣由導氣管進入試管與碘溶液充分接觸，當溶液由藍色變為無色時，恰好完全反應，其反應方程式為SO2+I2+2H2O==H2SO4+2HI．實驗過程中進入試管內的空氣的總體積為1000L．請通過計算判斷此空氣中二氧化硫的濃度級別。7、用來測定空氣成分的方法很多，圖Ⅰ所示的是用紅磷在空氣中燃燒的測定方法。實驗過程是：第一步：將集氣瓶容積劃分為五等份，并做好標記。第二步：點燃燃燒匙內的紅磷，伸入集氣瓶中并把塞子塞緊。第三步：待紅磷熄滅并冷卻后，打開彈簧夾，發現水被吸入集氣瓶中，進入集氣瓶中水的體積約為集氣瓶總容積的1/5。請完成下列問題：（1）集氣瓶中剩余的氣體主要是_________。（2）實驗完畢，若進入集氣瓶中水的體積不到總容積的1/5，你認為導致這一結果的原因可能是_________、_________。（3）某同學對實驗進行反思后，提出了改進方法（如圖Ⅱ所示），你認為改進后的優點是：_______________________________________________。答案：1．(1)除去廣口瓶內空氣中的氧氣　
(2)小于
(3)2Mg+O2==2MgO
3Mg+N2==Mg3N22．（1） 10
mL　 （2） 是注射器內的氧氣充分與紅磷反應
　
4P+5O2==2P2O5
[]（3）裝置漏氣等合理即可。3．（1）沒等到火柴快要熄滅的時將“鐵絲”由集氣瓶口向下慢慢伸入（或者集氣瓶中氧氣不足）（2）3Fe
+
2O2
Fe3O4（3）假設1：
鐵絲中含碳引起的
取長短相等、粗細相同的含碳細鐵絲和不含碳細鐵絲；分別在足量的氧氣中燃燒，觀察實驗現象假設2：
所有金屬絲在純氧中燃燒都會火星四射
同時取上述幾種金屬絲用砂子將表面打磨后分別在純氧中燃燒觀察現象4．（1）對比實驗　　　　　（2）呼吸　　　　35
　　（3）觀點二5．(1)b
(2)22噸6．二氧化硫的質量為0.32克
濃度為0.32mg/m3
所以是二級標準7、答案：(1)氮氣（或N2）
（2）裝置漏氣
紅磷的量不足
（3）裝置始終密閉，空氣沒有逸出，實驗結果準確六、專題總結題
成分
吸入的空氣
呼出的氣體
N2
78%
78%
O2
21%
16%
CO2
0.03%，
4%，
其他
稀有氣體0.94%較少的水汽
稀有氣體1%較多的水汽

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