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專題十三 氧氣和二氧化碳的性質及應用
考點解析☆目標分解
b級目標：概述氧氣的性質和用途、氧氣的實驗室制備及檢驗；概述二氧化碳的性質和用途、二氧化碳的實驗室制備及檢驗。
c級目標：空氣中的氧氣和二氧化碳。
目標分解：
①氧氣的性質和用途
②氧氣的實驗室制備及檢驗
③二氧化碳的性質和用途
④二氧化碳的實驗室制備及檢驗
⑤空氣中的氧氣和二氧化碳
考點剖析☆聚焦高頻
考點一：氧氣的性質和用途
1.如圖所示為氧氣的幾種用途，其中利用氧氣能支持燃燒性質的是（?? ）
A.????????B.??????????C.????????D.?
【答案】A
【解析】根據氧氣的性質進行分析，氧氣能支持燃燒，能幫助呼吸，據此解答．
A、宇航事業使用氧氣利用氧氣能支持燃燒放出熱量，故A正確；
B、醫療使用氧氣是利用氧氣幫助呼吸的性質，故B錯誤；
C、潛水使用氧氣是利用氧氣幫助呼吸的性質，故C錯誤；
D、登山使用氧氣是利用氧氣幫助呼吸的性質，故D錯誤；
2.（2017?溫州）如圖是小明整理的與氧氣化學性質有關的部分筆記，他歸納了以下四點，其中不合理的是（? ）
A.?都是單質與單質反應?????B.?都是氧化反應?????C.?都生成了化合物?????D.?都生成了氣體
【答案】 D
【解析】氧氣的化學性質是比較活潑，助燃性和氧化性是氧氣的主要性質，氧氣的其一用途是供給呼吸。此題考查了氧氣的化學性質，氧氣的化學性質是比較活潑的，同時助燃新和氧化性是氧氣的主要性質，供給呼吸是氧氣的主要用途。
A、圖中三個化學反應的反應物都是單質，故A正確；
B、三個反應為氧氣的燃燒反應，都屬于氧化反應，故B正確；
C、化合物是含有兩種或兩種元素的物質，反應都生成了化合物，故C正確；
D、鐵在氧氣燃燒生成四氧化三鐵，屬于黑色固體，故D錯誤。
考點二：氧氣的實驗室制備及檢驗
1.15％的H2O2溶液在二氧化錳催化作用下會劇烈反應產生O2 ，實驗室欲利用15％的H2O2溶液制取O2 ，則下列裝置中，儀器選擇和藥品放置最合理的是（??? ）
A.?????????????????????????????????????????B.?
C.??????????????????????????????????????????D.?
【答案】D
【解析】影響化學反應的因素：溫度、有無催化劑、反應物的濃度；
A、由于15%的雙氧水濃度過高，提前加水稀釋可以減緩反應速率，但是使用的是長頸漏斗，在藥品使用上不夠節約；故A不符合；
B C、先在燒瓶中加入雙氧水和二氧化錳最后加水，還沒加水時反應已經在進行了，故B C不符合；
D、先加入水和二氧化錳，然后通過分液漏斗控制雙氧水加入的量，既可以節省藥品又可以控制反應速率；故D符合；
2.（2017?溫州）在用氯酸鉀和二氧化錳的混合物制取氧氣實驗后，為了進一步探究二氧化錳的用量對氯酸鉀分解速度的影響，小明用如圖裝置，以及實驗室提供的實驗所需藥品和器材進行實驗。老師對實驗的建議：①每組實驗氯酸鉀用量可取4克，二氧化錳質量不宜超過2克。②實驗應設計4組。
（1）結合老師建議，補充完整實驗步驟①之后的其它步驟。
①檢查裝置的氣密性；
……
（2）實驗結束后，小明回收了二氧化錳。如果要證明二氧化錳是氯酸鉀分解的催化劑，還需驗證該二氧化錳的________保持不變。
【答案】（1）②取4克氯酸鉀與0.5克二氧化錳，均勻混合后加入試管中，連接好裝置；
③開始加熱試管，用秒表記錄量筒收集一定體積氧氣的時間；
④換用三支相同的試管，各加入4克氯酸鉀，分別與1克、1.5克、2克二氧化錳均勻混合，用相同裝置重復步驟②、③；
⑤比較實驗記錄的四次時間大小，判斷氯酸鉀的分解速度與二氧化錳用量的關系。
（2）質量和化學性質
【解析】本考點主要考查氣體的制取裝置和收集裝置的選擇，用氯酸鉀和二氧化錳的混合物制取氧氣時，屬于固體加熱型，向上排空氣法可收集密度比空氣大的氣體，據此設計實驗步驟。
（1）設計實驗步驟制取氧氣，探究二氧化錳的用量對氯酸鉀分解速度的影響，
②取4克氯酸鉀與0.5克二氧化錳，均勻混合后加入試管中，連接好裝置；
③開始加熱試管，用秒表記錄量筒收集一定體積氧氣的時間；
④換用三支相同的試管，各加入4克氯酸鉀，分別與1克、1.5克、2克二氧化錳均勻混合，用相同裝置重復步驟②、③；
⑤比較實驗記錄的四次時間大小，判斷氯酸鉀的分解速度與二氧化錳用量的關系；
（2）要證明二氧化錳是氯酸鉀分解的催化劑，需保證二氧化錳的質量和化學性質保持不變。
考點三：二氧化碳的性質和用途
1.在科學拓展課中，甲同學向兩個充滿CO2氣體的塑料瓶中分別加入NaOH溶液和Ca（OH）2溶液，迅速蓋緊瓶蓋后充分振蕩，結果發現兩個塑料瓶都變癟。他認為據此實驗現象，可以判定NaOH和Ca（OH）2均能與CO2發生反應。
（1）乙同學認為上述判定方法還存在不嚴密之處，他的理由是________。
（2）丙同學根據B瓶中出現的渾濁現象，判定Ca（OH）2與CO2發生了反應，提出了可以從是否有新物質生成的角度去判斷。那么，若要判定NaOH和CO2發生了反應，在排除了（1）中的干擾因素后，接下案的方法是________。
【答案】（1）CO2能溶于水且能與水反應
（2）取A瓶中少量液體與試管中，滴加足量的稀鹽酸，觀察到有氣泡產生。或取A瓶中少量液體與試管中，滴加氯化鋇溶液，觀察到有白色沉淀產生。
【解析】二氧化碳是空氣中常見的化合物，一個二氧化碳分子由兩個氧原子與一個碳原子通過共價鍵構成，常溫下是一種無色無味氣體，密度比空氣大，能溶于水，與水反應生成碳酸，不支持燃燒。
（1）瓶子變癟只能說明可能與氫氧化鈉和氫氧化鈣反應，沒有考慮到二氧化碳的溶解性及能否與水反應的 問題；故答案為：CO2能溶于水且能與水反應；（2）如果氫氧化鈉和二氧化碳反應，其反應為： 所以只需要去驗證有碳酸鈉的生成就可以了，所以可以通過加鹽酸出現氣體或者加鋇鹽出現沉淀都可以驗證；故答案為：取A瓶中少量液體與試管中，滴加足量的稀鹽酸，觀察到有氣泡產生（取A瓶中少量液體與試管中，滴加氯化鋇溶液，觀察到有白色沉淀產生）；
2.（2016?杭州）大量排放以CO2為主的溫室氣體會導致全球氣候變曖已得到公認，控制大氣中CO2含量刻不容緩。
（1）在自然界碳循環中，大氣中CO2被消耗轉化為有機物的主要途徑是________。大氣中部分CO2會溶解于水，導致海水酸化，其反應的化學反應方程式是________。
（2）科學家提出首先用某些溶液來吸收CO2，從而將CO2從工業尾氣中“捕捉”出來，適合“捕捉”CO2的溶液有________。（寫出一種）
（3）一些城市在大型建筑物的屋頂種植當地草類、花卉等植物，并配置相應的傳感器與灌溉技術來降溫，從而減少空調使用，這種“綠色屋頂”可以降溫的主要原因是________。
（4）假定一臺空調使用時的平均功率為2千瓦，我們每天少使用空調1小時，據表計算，一個月（以30天計），可減少CO2排放________千克。
項目
使用量
CO2排放量(千克)
家庭用水(米3)
1
0.93
家庭用電(千瓦時)
1
0.96
家用天然氣(米3)
1
2.77
【答案】（1）光合作用；H2O+CO2=H2CO3
（2）NaOH溶液
（3）蒸騰作用散失水分，降低葉片表面的溫度
（4）57.6
【解析】自燃界中消消耗二氧化碳的主要途徑是綠色植物的光合作用。
【解答】(4)由W=Pt計算可得每天消耗電能W=Pt=2kW×1h=2kW·h, 一個月以30天計，消耗電能 W=30×2kW·h=60kW·h。根據表格數據可知，消耗1 kW·h的電，產生0.96千克的CO2，所以一個月使用空調產生的二氧化碳質量為60×0.96kg=57.6kg。?
考點四：二氧化碳的實驗室制備及檢驗
1.（2016?寧波）如圖是小科完成CO2的制取、收集和驗滿的主要操作過程，其中需要糾正的是（? ）
A.?氣密性檢查 B.?添加試劑
C.?制取并收集氣體 D.?氣體驗滿
【答案】D
【解析】A、根據檢查裝置氣密性的方法進行分析判斷．B、根據向試管中傾倒液體藥品的方法進行分析判斷．C、根據實驗室制取二氧化碳的發生裝置屬于固液常溫型，用向上排空氣法收集，進行分析判斷．D、根據二氧化碳氣體的驗滿方法進行分析判斷．本題難度不大，熟悉實驗室制取二氧化碳的發生裝置與收集裝置、操作的注意事項是解答此類試題的關鍵．
A、檢查裝置氣密性的方法：把導管的一端浸沒在水里，雙手緊貼容器外壁，若導管口有氣泡冒出，裝置不漏氣；圖中所示操作正確．
B、向試管中傾倒液體藥品時，瓶塞要倒放，標簽要對準手心，瓶口緊挨，圖中所示操作正確．
C、實驗室制取二氧化碳的發生裝置屬于固液常溫型，用向上排空氣法收集，圖中所示操作正確．
D、檢驗二氧化碳是否收集滿時，應將燃著的木條放在集氣瓶口，不能伸入瓶中，圖中所示操作錯誤．
2.因為“1升水中大約能溶解1升二氧化碳”，所以我們常采用向上排空氣集氣法收集二氧化碳，在集滿二氧化碳時，玻璃片的　　（選填“毛”或“光”）面應朝下蓋上集氣瓶，有同學質疑：因為發生反應時排出氣體的速度很快，二氧化碳與水接觸的時間很短，溶解的量可能不大，于是他們決定探究二氧化碳是否能用排水集氣法收集？他們查閱資料得到：①排水集氣法收集時，二氧化碳在水中的溶解損失很小；②排空氣集氣法與排水集氣法的二氧化碳純度比較如表所示：他們得出的結論是：　????　。
收集的方法
二氧化碳的純度
排空氣集氣法
71%
排水集氣法
87.5%
【答案】毛 、二氧化碳能用排水法收集
【解析】根據玻璃片的特點、二氧化碳的性質和收集氣體的純度分析判斷回答。
解：由集氣瓶的瓶口是打磨的，毛玻璃片是打磨的，在集滿二氧化碳時，玻璃片的毛面應朝下蓋上集氣瓶，能防止二氧化氣體逸出。由于二氧化碳在水的溶解性不大，二氧化碳在水中的溶解損失很小，用排水集氣法收集的較為純凈，可以用排水法收集二氧化碳。
3.實驗室里常用大理石與稀鹽酸反應來制取二氧化碳，某同學認真研究了課本中的實驗裝置(如圖甲)，對其中的氣體發生裝置進行了改進(如圖乙)。請回答下列問題：
　　??? 　
甲　 ????????????????? ???　　?? 乙
（1）寫出實驗室里制取二氧化碳的化學反應方程式：________。
（2）寫出標號儀器的名稱a.________，b.________，c.________，d________。
（3）說明該同學進行實驗裝置改進的目的：________。
（4）如何檢查乙裝置的氣密性？________入一定量的水，________。
【答案】 （1）CaCO2＋2HCl=CaCl2＋CO2↑＋H2O
（2）長頸漏斗；集氣瓶；鐵架臺；試管
（3）控制反應速率，可隨時使反應發生和停止
（4）向長頸漏斗中加；使漏斗的下端口浸沒在液面以下，夾緊彈簧夾，再加入少量的水，停止加水后，長頸漏斗中液面與試管中液面差保持不變，說明該裝置不漏氣
【解析】（1）根據實驗室制取二氧化碳的反應原理分析；
（2）根據常用儀器名稱分析；
（3）根據裝置的特點分析；
（4）根據裝置氣密性的檢查方法分析。
（1）實驗室制取二氧化碳利用石灰石與稀鹽酸反應，方程式為 CaCO2＋2HCl=CaCl2＋CO2↑＋H2O ；
（2）儀器a為長頸漏斗，b為集氣瓶，c為鐵架臺，d為試管；
（3）改進后的裝置可通過控制固體與液體的接觸與分離達到控制反應的發生和停止的目的；
（4）檢查乙裝置氣密性時可向長頸漏斗加入一定量水， 使漏斗的下端口浸沒在液面以下，夾緊彈簧夾，再加入少量的水，停止加水后，長頸漏斗中液面與試管中液面差保持不變，說明該裝置不漏氣 ；
考點五：空氣中的氧氣和二氧化碳
1.（2016?溫州）為驗證空氣中氧氣的體積分數，小明按圖甲所示的裝置進行了多次實驗，發現每次測得的氧氣體積分數總是遠小于21%，他認為誤差主要由實驗裝置造成，于是改用圖乙裝置進行實驗，步驟如下：
①連接裝置并檢查氣密性．
②在量筒內加入100毫升的水．
③在廣口瓶中加入少量水，使瓶內空氣體積為250毫升．
④在燃燒匙內放入過量的紅磷，塞緊瓶塞，關閉止水夾，接通電源使電烙鐵發熱，點燃紅磷后，斷開電源．
⑤燃燒結束并充分冷卻后，打開止水夾，待量筒內水面不再下降時，記錄量筒內水的體積為65毫升．
（1）小明按如甲裝置進行實驗時，該如何檢查裝置的氣密性？______________
（2）與裝置甲相比，裝置乙中使用電烙鐵可以減小實驗誤差，其原因是：___________
（3）根據本實驗數據，計算出空氣中氧氣的體積分數為________．
小明發現，測量結果與真實值仍有較大差距，查閱資料發現，引起本實驗的誤差除裝置外，還與可燃物的性質有關．
【答案】（1）可將導管一端插入水中，用手緊握廣口瓶外壁，觀察水中的導管口是否有氣泡冒出，如果有氣泡冒出，說明裝置氣密性好
（2）改進后的裝置無需打開瓶塞點燃紅磷，避免瓶內空氣外逸而而造成實驗誤差
（3）14%
【解析】（1）裝置氣密性檢查的原理一般是通過壓強差來產生明顯的現象來判斷．壓強差主要來自兩方面：一是利用溫度的變化引起氣體體積變化，二是利用外力產生壓強差．（2）對比改進行前后的兩種探究裝置，可發現改進后不需要點燃紅磷后再將燃燒匙伸入瓶中，可很好地避免因裝置漏氣而對結果帶來的偏差；（3）根據量筒內減少的體積為氧氣的體積解答．了解實驗數據的處理或者誤差分析的方法及技巧；了解用紅磷測定氧氣在空氣中含量的實驗的注意事項．實驗是化學的重要組成部分，正確的實驗操作是得出科學結論的前提條件之一，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為得出正確的結論奠定基礎．
（1）檢驗此裝置的氣密性時，可將導管一端插入水中，用手緊握廣口瓶外壁，觀察水中的導管口是否有氣泡冒出，如果有氣泡冒出，說明裝置氣密性好．（2）與裝置甲相比，裝置乙中使用電烙鐵可以減小實驗誤差，其原因是：改進后的裝置無需打開瓶塞點燃紅磷，避免瓶內空氣外逸而而造成實驗誤差．（3）量筒內減少的體積為氧氣的體積，氧氣的體積=100mL﹣65mL=35mL；
空氣中氧氣的體積分數為： ×100%=14%．
2.某科學興趣小組對“測定空氣中氧氣含量”的實驗進行了改進：將數顯設備、氣體壓強傳感器和空氣中氧氣含量測量裝置按下圖連接。裝置氣密性良好，調節右邊敞口容器和集氣瓶里的水面相平，此時集氣瓶內氣體的體積為V1。關閉活塞，點燃燃燒匙內的紅磷，立即塞緊瓶塞，待火焰熄滅后，過一段時間打開活塞，觀察到集氣瓶中的水位上升。待集氣瓶內的水面不再上升時，集氣瓶內的氣體體積為V2。然后向右邊容器內加入一定量的水至兩邊水面再次相平，此時集氣瓶內的氣體體積為V3。在點燃紅磷至打開活塞這一過程中，觀察到數顯設備顯示集氣瓶內的氣體壓強先上升后下降，再趨于穩定。
（1）數顯設備顯示，開始一段時間集氣瓶內氣體壓強上升，這是因為溫度升高導致的氣壓變化量_______（選填“大于”、“等于”或“小于”）氧氣量減少導致的氣壓變化量。
（2）基于數顯設備顯示的氣壓變化，“過一段時間打開活塞”中的“一段時間”指的是火焰熄滅后到________所經歷的時間。
（3）在整個實驗過程中，集氣瓶中減少的氧氣體積為________（選填“V1—V2”、“V1—V3”或“V2—V3”）。
【答案】（1）大于
（2）集氣瓶內的溫恢復到室溫〔或“數顯設備的示數已不變”或“集氣瓶內的氣壓保持穩定”)
（3）V1—V3
【解析】轉換法主要是指在保證效果相同的前提下，將不可見、不易見的現象轉換成可見、易見的現象；將陌生、復雜的問題轉換成熟悉、簡單的問題；將難以測量或測準的物理量轉換為能夠測量或測準的物理量的方法。
（1）實驗開始時，紅磷燃燒放熱，由于溫度升高導致的氣壓變化量大于氧氣量減少導致的氣壓變化量，所以開始一段時間集氣瓶內氣體壓強上升；故答案為：大于；（2）在實驗結束后，不要急于打開活塞，防止發生危害事故，原則上必須等到集氣瓶內的溫度恢復到室溫后（或數顯設備的示數已不變，或集氣瓶內的氣壓保持穩定）才能打開活塞；故答案為：集氣瓶內的溫度恢復到室溫后（或數顯設備的示數已不變，或集氣瓶內的氣壓保持穩定）；（3）在整個實驗過程中，參加反應的氧氣即為集氣瓶內減少的氧氣，則減少的氧氣體積為：V1﹣V3；故答案為：V1﹣V3；
3.甲圖所示為測定空氣中氧氣含量的裝置及藥品。
（1）為獲得較為準確的實驗數據，下列做法不正確的是______．
A．檢查裝置的氣密性
B．燃燒匙中的紅磷足量
C．點燃紅磷后緩慢將燃燒匙插入瓶中，塞緊瓶塞
D．紅磷熄滅，廣口瓶冷卻后打開彈簧夾
（2）小明同學用足量的木炭代替紅磷，氫氧化鈉溶液代替水來做此實驗．小明操作正確，但是測得的數據小于用紅磷測得的數據，其原因是木炭燃燒除生成二氧化碳外還可能生成　　。
（3）市售“暖寶寶”中發熱劑的主要成分是：鐵粉、炭粉、水和食鹽等，反應原理可以簡化為鐵生銹，小明用配制的發熱劑按圖乙裝置實驗，他不是將足量的發熱劑堆在瓶底，而是將其涂抹在廣口瓶內壁的四周，這樣做的目的是　______　。
（4）在上述三個實驗操作都正確的情況下，與另外兩個實驗的測量結果相比，第三個實驗的測量結果與空氣中氧氣的含量更接近，推測其主要原因，最合理的是____。
【答案】（1）C（2）一氧化碳（3）增大與氧氣的接觸面積，加快緩慢氧化。
（4）可以防止磷燃燒產生的白煙散逸到空氣中，再就是實驗在密閉體系中進行，讀數更準確
【解析】本題是測定空氣中氧氣的含量，我們常用燃燒紅磷或白磷的方法，因為磷燃燒生成白色固體五氧化二磷，幾乎不占空間，使得內外產生氣壓差，從而得到正確的結論。因此在選擇可燃物時，必須考慮到：燃燒的條件；生成物的狀態；不與空氣中其他物質發生反應。
保證本實驗成功的關鍵是：①裝置氣密性好；②紅磷要足量；③要冷卻至室溫再讀數；暖寶寶暖寶寶中的鐵粉與水和空氣中氧氣發生了緩慢氧化，進而放出熱量；物質緩慢氧化會放出熱量，氯化鈉的作用是加速鐵粉氧化，更快地放出熱量。據此分析解答有關的問題。
（1）保證實驗成功的條件是：正式開始實驗前，要先檢查裝置的氣密性，防止裝置漏氣；燃燒匙中的紅磷足量；等集氣瓶冷卻，打開止水夾；點燃紅磷后燃燒匙插入集氣瓶慢，塞緊瓶塞之前，瓶內部分空氣受熱逸出，進入的水的量應大于集氣瓶體積的1/3。
（2）木炭在氧氣中燃燒生成二氧化碳，二氧化碳氣體能夠被氫氧化鈉溶液吸收，木炭在氧氣中不完全燃燒，會生成一氧化碳，瓶內氣壓變化小，導致測得的數據小于用紅磷測得的數據。
（3）暖寶寶暖寶寶中的鐵粉與水和空氣中氧氣發生了緩慢氧化，從而使瓶內的壓強減小；將其涂抹在廣口瓶內壁的四周，這樣做的目的是增大與氧氣的接觸面積，加快緩慢氧化。
（4）第三個實驗與另外兩個實驗的測量結果相比，它可以防止磷燃燒產生的白煙散逸到空氣中，再就是實驗在密閉體系中進行，讀數更準確。
考點過關☆專項突破
考點一：氧氣的性質和用途
1.下列有關氧氣說法正確的是（?? ）
A.?工業上可以利用分離液態空氣法制氧氣，該變化是分解反應
B.?氧氣用途廣泛，可以煉鋼、氣焊、醫療急救及做燃料等
C.?魚可以在水中生存因為氧氣易溶于水
D.?一般而言，物質在空氣中燃燒就是物質和氧氣發生氧化反應
2.科學家們研制了人造空氣來供航天員呼吸。這種人造空氣中氮氣的含量約占70％，氧氣的含量約占20％以上，此外，還有少量的二氧化碳等氣體，非常接近空氣的比例。飛船能根據儀器實時檢測各種氣體的含量并自動調節各種氣體成分，同時將有毒的氣體過濾掉，始終保證飛船內的空氣適合航天員呼吸。下列說法中正確的是（? ）
A.?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
B.?在航天飛船上，應把空氣中其他成分都分離出去，只留下氧氣，會更有益于航天員的呼吸
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.?空氣中的氮氣對人類呼吸沒有任何作用，因此人造空氣中可以沒有這種氣體
3.下列實驗現象的描述，正確的是（?? ）
A.?硫在氧氣中燃燒產生藍紫色火焰，生成一種刺激性氣味的氣體
B.?蠟燭在空氣中燃燒生成二氧化碳和水
C.?將木炭放入氧氣中，發出白光，生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體
D.?細鐵絲在空氣中劇烈燃燒，火星四射，生成黑色固體
4.蠟燭（足量）在如圖密閉的集氣瓶內燃燒至熄滅，用儀器測出瓶內氧氣含量的變化如圖所示，下列判斷正確的是（?? ）
A.?蠟燭燃燒前瓶內只有氧氣?????????????????????????B.?氧氣濃度小于一定值時，蠟燭無法燃燒
C.?過程中瓶內物質總質量不斷減少????????????D.?蠟燭熄滅后瓶內只剩二氧化碳氣體
5.將一種無色液體A和一種黑色固體B混合能得到另一種無色液體C和無色氣體D，E在D中燃燒很旺，產生明亮的藍紫色火焰且生成有刺激性氣味的氣體F．另一黑色固體G在無色氣體D中燃燒，產生使澄清石灰水變渾濁的氣體H．
（1）寫出以上物質的化學符號：E________；F________；
（2）寫出A、B混合得到C、D的符號表達式：________，其中B起________作用，此反應屬于________反應（填基本反應類型）．
（3）寫出G+D﹣H的符號表達式：________，此反應屬于________反應（填基本反應類型）．
考點二：氧氣的實驗室制備及檢驗
1.（2016?麗水）如圖是“用雙氧水制取一瓶氧氣”實驗的主要步驟，其中操作錯誤的是（? ）
A.?放入藥品 B.?收集氣體?????
C.?檢查裝置氣密性?? ??D.?驗滿
2.實驗室制氧氣的兩種方法如下：
方法一：
方法二：
（1）兩種方法涉及到的化學反應基本類型都是________?反應。
（2）下圖是實驗室用于制取、干燥和收集氣體的裝置圖。儀器A的名稱是________。現用方法一制取一瓶干燥的氧氣，請按氣體流向，用導管的編號將裝置連接好________?。
3.（2017?舟山）下面是實驗室制取和收集氣體的裝置。如果用氯酸鉀和二氧化錳來制取并收集一瓶干燥的氧氣，應選擇下列裝置中的________（用編號表示），檢驗這瓶氧氣是否收集滿的方法是________．
4.（2016?紹興）進行氧氣制取與性質檢驗的實驗．
（1）以過氧化氫溶液為原料制取并收集氧氣，應選用的裝置是________（選填序號）．
（2）實驗中，用裝有一定量水的集氣瓶進行排水法收集氧氣，能使帶火星木條復燃，那么使帶火星的木條復燃的氧氣體積分數的最低值是多少呢？進一步展開探究．第一組實驗：5只容積均為100毫升的集氣瓶，分別裝入一定體積的水，再用排水法收集氧氣，恰好把5只集氣瓶中的水排去，將帶火星的木條依次伸入5只集氣瓶中，記錄實驗現象．
以相同方法完成第二組實驗，兩組實驗的數據和現象見下表，（已知空氣中氧氣的體積分數為21%）?
第一組
第二組
集氣瓶編號
A
B
C
D
E
A
B
C
D
E
集氣前裝入集氣瓶內水的體積（毫升）
10
20
30
40
50
31
33
35
37
39
帶火星木條的狀況
微亮
亮
很亮
復燃
復燃
很亮
很亮
復燃
復燃
復燃
①第一組實驗D瓶，集氣結束時氧氣的體積分數為________%．
②經計算，第二組實驗C瓶的氧氣體積分數為48.65%，由此得出“使帶火星的木條復燃的氧氣體積分數的最低值只能是48.65%”的結論，對此結論和過程進行評價：________________________________．
5.某校化學興趣小組的同學利用下列裝置進行實驗．
（1）實驗目的：（1）用高錳酸鉀制取一瓶氧氣，做細鐵絲燃燒的實驗．（2）粗略測定加熱2g高錳酸鉀所收集到的氧氣體積。反應原理：________（用化學方程式表示）高錳酸鉀制氧氣：________細鐵絲在氧氣中燃燒：________．
裝置連接：為達到實驗目的（2），各裝置的正確連接順序是：（填接口的字母）a→________→d
（2）問題分析：
1）實驗過程發現B瓶中的水變紅了，原因是：________
2）用收集到的氧氣做細鐵絲燃燒的實驗時，發現瓶底炸裂，發生失誤的操作可能是：________
3）鐵絲在氧氣中燃燒實驗中
①鐵絲為什么要繞成螺旋狀？________．
②鐵絲前端為什么要系一根火柴？________．
③點燃火柴后，鐵絲插入集氣瓶中的適宜時刻是________．
4）為何鐵絲要由上而下伸入集氣瓶中________．
6.課堂上同學們利用甲圖所示裝置做過氧化氫制氧氣的實驗時，用帶火星的木條檢驗氧氣，帶火星的木條很難復燃．于是老師將甲裝置進行了改進，如乙圖，帶火星的木條較易復燃．（圖中的鐵架臺均已略去）
（1）分析改用乙裝置后，帶火星的木條較易復燃的原因：________．
（2）老師又設計了另一個改進的丙裝置，帶火星的木條也易復燃．根據（1）推測的原因，分析濃硫酸的作用：________．
7.工業制取氧氣主要有下列步驟．
（1）從步驟②可以得出氮氣的沸點比氧氣的沸點________（填“高”或“低”）；
（2）空氣中的氧與液態空氣的氧化學性質相同的原因是________；
（3）儲存在藍色鋼瓶里的“工業液氧”是________（填“純凈物”或“混合物”）；
（4）用________可以區分空氣、“工業液氧”和二氧化碳．
8.我們學過幾種途徑可以制得氧氣，如圖所示：
（1）________（填序號）途徑發生的是物理變化；
（2）為了使A、F兩種途徑更快地制取氧氣，還需加入________；
（3）發生化學變化的途徑，它們的基本反應類型是________；
（4）根據“綠色化學”理念，________（填序號）途徑是實驗室制氧氣的最佳方法．
考點三：二氧化碳的性質和用途
1.（2016?臺州）小晨同學在研究二氧化碳氣體的性質時，進行了如圖所示的實驗．
（1）二氧化碳通常用大理石與稀鹽酸反應制取，一般用________法收集．
（2）向漏斗中傾倒二氧化碳，燃著的蠟燭自下而上熄滅，由此說明二氧化碳具有的物理性質是________．
2.如圖，在實驗臺上放置兩瓶氣體，集氣瓶甲、乙中分別盛有CO2、O2、H2中的一種。
（1）如果其中一瓶是氧氣，則你認為是________瓶。
（2）將一種________溶液（填化學式）倒入乙瓶中，振蕩，若出現渾濁，則乙瓶中是CO2氣體。
3.某同學在家中做關于二氧化碳的相關實驗。根據老師提供的相關資料，他利用廚房里的蘇打（碳酸鈉）和白醋，制取二氧化碳氣體。
（1）該同學找了一個大的透明的玻璃杯，將這兩種物質分別放入杯中，觀察到產生了大量的氣泡，細心的小明還發現，在玻璃杯的外側杯壁上有一些小水珠，用手摸玻璃杯的外壁，涼涼的。根據這個現象，你推測這個反應是________反應（填“吸熱”或者“放熱”）。

（2）該同學想研究二氧化碳的某些性質。他用大可樂瓶做了如圖所示的一個裝置，按箭頭方向通入二氧化碳氣體，根據所學知識他預測一段時間后出現的現象是低處的蠟燭先熄滅，高處的蠟燭后熄滅。說出他做出推測的理由是：________。
（3）實際在實驗過程中發現低處的蠟燭熄滅了，而高處的蠟燭沒有熄滅，試分析可能的原因是：________。
4.?化學研究性學習小組探究二氧化碳氣體能否用排水集氣法收集．
（1）【猜想】
Ⅰ．不能用排水法收集．你認為其理由是________?；
Ⅱ．能夠用排水法收集．你認為其理由可能是________．
（2）【實驗】實驗一：制取二氧化碳．用石灰石與稀鹽酸反應．反應的化學方程式為　________??．分別用向上排空氣法和排水集氣法收集兩瓶氣體并分別標注為①和②．
（3）實驗二：將兩瓶氣體分別倒立于盛有足量氫氧化鈉溶液的玻璃水槽中．一段時間后，①號集氣瓶中的溶液的體積約為集氣瓶容積的2/3， ②號集氣瓶中的溶液幾乎全充滿．該實驗中反應的化學方程式為________．
（4）【結論】由實驗一得出的結論是猜想________正確；由實驗二得出的結論是________?．
考點四：二氧化碳的實驗室制備及檢驗
1.實驗室制取CO2的有關操作如圖，正確的是（?? ）
A.?檢查氣密性????????? ????B.?制氣??
C.?收集?????????????????????????????????????????????????D.?驗滿
2.實驗室制CO2時，一般有如下五個步驟：①檢查裝置的氣密性；②按要求裝配好儀器；③向長頸漏斗注入稀鹽酸；④向反應器中放入幾塊大理石；⑤收集二氧化碳氣體．正確的順序是（?? ）
A.?①②③④⑤?????????????B.?①②④③⑤???????????????C.?②①④③⑤??????????????D.?②④①③⑤
3.用如圖的實驗裝置可制取二氧化碳氣體，并驗證二氧化碳的性質。請回答下列問題：
（1）指出裝置A中的錯誤之處：
①________________________；
②________________________。
（2）糾正錯誤后，完成以下實驗內容：
①實驗室制取二氧化碳的化學方程式是________；
②實驗開始時應檢查裝置A的________；
③若要檢驗二氧化碳氣體，裝置A與裝置C中的導管連接順序是a→d ， 觀察到裝置C中的現象是________；
④裝置A與裝置B連接，觀察到裝置B中的現象是________，說明二氧化碳具有________的性質。
4.小麗利用底部有一小孔的大試管，如圖甲所示裝配成一個制取CO2氣體的裝置。
（1）實驗前，關閉止水夾，先將試管底部稍浸沒在水中，再用雙手緊握試管，觀察到________，則說明裝置氣密性良好；
（2）小麗將CO2通入盛有NaOH溶液的試管中，觀察不到明顯現象。那么CO2與NaOH是否發生反應？為此又做了實驗：在集滿CO2的軟塑料瓶（如圖乙）中加入適量的NaOH溶液，蓋緊瓶塞振蕩，發現瓶變癟，于是認為CO2與NaOH發生了反應。小衢提出質疑，認為導致軟塑料瓶變癟的原因還有可能是________；
（3）小科從變癟的軟塑料瓶中取出少量試液置于試管中，滴入________溶液（填一種鹽），觀察到有白色沉淀產生，就證明了CO2與NaOH的反應確實已經發生。
5.（2016?寧波）活性碳酸鈣（CaCO3）和炭黑（C）常用作橡膠的填充料，用來改良橡膠性能．在不同的橡膠制品中，對活性碳酸鈣和炭黑的投料比有不同的要求．現有一份由活性碳酸鈣和炭黑組成的橡膠填充料樣品，為測定其中活性碳酸鈣的含量，小科用如圖所示的實驗裝置進行實驗
實驗步驟如下：
①按圖連接裝置并檢查裝置的氣密性；
②取樣品4.0g，置于甲中的硬質玻璃管內，乙中加入足量的氫氧化鈉溶液；
③通入干燥的氧氣一段時間后，電子稱的示數穩定在150.0g；
④繼續保持氧氣通入，點燃酒精噴燈，加強熱；
⑤充分反應后（C被完全氧化，CaCO3被完全分解），最終電子稱的示數穩定在152.2g；
⑥實驗結束后，根據實驗所得的數據進行計算．
請回答下列問題：
（1）實驗中所用的氧氣可以在實驗室中利用________分解得到．
（2）步驟③中先通入干燥的氧氣一段時間的目的是________．
（3）計算樣品中活性CaCO3的質量分數（結果精確到0.1%）．
考點五：空氣中的氧氣和二氧化碳
1.人類每時每刻都離不開空氣。下列有關空氣的說法不正確的是( ???)
A.?空氣是由多種單質和化合物組成的混合物
B.?空氣中含量較多且化學性質活潑的是氨氣
C.?呼吸、燃燒、煉鋼、化工生產等都要用到氧氣
D.?空氣是一種寶貴的自然資源，要保護空氣，防止空氣污染
2.暖寶寶貼（主要成分為鐵粉、木炭、食鹽）的熱量來源與鐵粉的氧化。小濤同學設計使用暖寶寶貼來測定空氣中氧氣的含量，實驗開始前的裝置如圖所示，實驗后從量筒中流入玻璃瓶（容積為250mL）中的水的體積為45mL（鐵粉生銹消耗的水忽略不計）。下列說法錯誤的是（　　）
A.?實驗前必須檢查裝置的氣密性
B.?通過本次實驗數據測得空氣中氧氣的體積分數為18%
C.?若實驗測得空氣中氧氣體積分數偏低，可能是暖寶寶貼的使用數量不足
D.?必須等溫度計的讀數恢復至實驗前的溫度后才能記錄量筒內剩余水的體積
3.學會用科學知識解釋用途、現象，理解物質性質及原因是學習科學的要求之一，下列物質的用途、性質及有關的解釋正確的是（?? ）
A.?氮氣可作食品保護氣、鐵粉可做食品保鮮劑，都利用物質的化學性質??????????
B.?濃硫酸、濃鹽酸露置在空氣中一段時間后質量分數均會減小，因為它們均有吸水性
C.?生石灰、濃硫酸均可作干燥劑，是因為它們能與水反應??????????
D.?氫氧化鈣溶液、碳酸鈉溶液都使無色酚酞試液變紅色，是因為它們都能電離出OH-
4.為測定空氣中氧氣的體積分數，某興趣小組的同學選用了35mL的試管作反應容器（如圖）和量程體積足夠大的針筒注射器．將紅磷放入試管后，橡皮塞塞緊試管，松開彈簧夾（整套裝置的氣密性良好）．用酒精燈加熱紅磷，待燃燒結束，冷卻到室溫，觀察現象．可以觀察到活塞從原來的10mL刻度處慢慢前移到約（?? ）
A.?1mL刻度處?????????????B.?3mL刻度處??????????????C.?5mL刻度處??????????????D.?8mL刻度處
5.如圖所示是測定空氣中氧氣含量（體積分數）的實驗裝置，操作步驟如下：先用彈簧夾夾住乳膠管；將燃燒匙中的紅磷點燃后，迅速伸入瓶中并塞上瓶塞；待紅磷熄滅，廣口瓶冷卻后，打開彈簧夾，觀察瓶內水面上升情況．若實驗完畢后，進入廣口瓶內水的體積明顯小于瓶內原來空氣體積的1/5，則下列解釋中不合理的是（?? ）
A.?可能使用的紅磷量不足，瓶內氧氣沒有完全消耗
B.?可能未塞緊瓶塞，冷卻時外界空氣進入瓶內
C.?可能未等廣口瓶冷卻至室溫，即打開了彈簧夾
D.?可能沒夾緊彈簧夾，紅磷燃燒時瓶內部分空氣受熱從導管逸出
6.空氣中氧氣約占21%，利用分離液態空氣的方法得到氧氣是工業上制取氧氣的重要途徑，下面是工業上制氧氣流程圖：
（1）工業上分離液態空氣制氧氣的變化屬于________（填“物理變化”或“化學變化”）
（2）這樣制得的氧氣是________（填“純凈物”或“混合物”）
（3）氮氣的沸點﹣196℃，氧氣的沸點﹣183℃，在蒸發的過程中________先被蒸發出來．（填“氮氣”或“氧氣”）
（4）任何物質我們都要辯證的看待，氧氣既有利的一面，也有有害的一面請各寫出一點：用途：________危害：________．
7.在“測定空氣中氧氣的體積分數”實驗中：
（1）甲組同學采用課本實驗裝置（圖2），他們先用圖1的組合裝置在空氣中點燃紅磷，然后慢慢地將燃燒匙從上到下插入廣口瓶中，目的使上、下層空氣中的氧氣都能得到充分消耗，直到橡皮塞塞緊瓶口，紅磷在瓶中繼續燃燒直到熄滅，等廣口瓶冷卻后，打開止水夾．但這樣測出的氧氣的體積分數明顯大于1/5，請分析原因________
（2）乙組同學先查閱資料（如下表），然后對課本上的實驗裝置進行了圖3所示的改進，右端玻璃管上端開口（其它儀器忽略）。
顏色、狀態
熔點/℃
著火點/℃
密度/（g/cm3）
紅磷
暗紅色固體
590
240
2.34
白磷
白色或黃白色固體
44.1
40
1.82
①乙組同學紅磷換成了白磷的優點是________。
②大家用改進的實驗裝置進行實驗，待玻璃管冷卻、管內白色的煙幕消失時，左玻璃管內的液面上升了一段距離，此時他們應該怎樣操作之后，才能讀取左管液面的刻度________
專題十三 氧氣和二氧化碳的性質及應用
考點解析☆目標分解
b級目標：概述氧氣的性質和用途、氧氣的實驗室制備及檢驗；概述二氧化碳的性質和用途、二氧化碳的實驗室制備及檢驗。
c級目標：空氣中的氧氣和二氧化碳。
目標分解：
①氧氣的性質和用途
②氧氣的實驗室制備及檢驗
③二氧化碳的性質和用途
④二氧化碳的實驗室制備及檢驗
⑤空氣中的氧氣和二氧化碳
考點剖析☆聚焦高頻
考點一：氧氣的性質和用途
1.如圖所示為氧氣的幾種用途，其中利用氧氣能支持燃燒性質的是（?? ）
A.????????B.??????????C.????????D.?
【答案】A
【解析】根據氧氣的性質進行分析，氧氣能支持燃燒，能幫助呼吸，據此解答．
A、宇航事業使用氧氣利用氧氣能支持燃燒放出熱量，故A正確；
B、醫療使用氧氣是利用氧氣幫助呼吸的性質，故B錯誤；
C、潛水使用氧氣是利用氧氣幫助呼吸的性質，故C錯誤；
D、登山使用氧氣是利用氧氣幫助呼吸的性質，故D錯誤；
2.（2017?溫州）如圖是小明整理的與氧氣化學性質有關的部分筆記，他歸納了以下四點，其中不合理的是（? ）
A.?都是單質與單質反應?????B.?都是氧化反應?????C.?都生成了化合物?????D.?都生成了氣體
【答案】 D
【解析】氧氣的化學性質是比較活潑，助燃性和氧化性是氧氣的主要性質，氧氣的其一用途是供給呼吸。此題考查了氧氣的化學性質，氧氣的化學性質是比較活潑的，同時助燃新和氧化性是氧氣的主要性質，供給呼吸是氧氣的主要用途。
A、圖中三個化學反應的反應物都是單質，故A正確；
B、三個反應為氧氣的燃燒反應，都屬于氧化反應，故B正確；
C、化合物是含有兩種或兩種元素的物質，反應都生成了化合物，故C正確；
D、鐵在氧氣燃燒生成四氧化三鐵，屬于黑色固體，故D錯誤。
考點二：氧氣的實驗室制備及檢驗
1.15％的H2O2溶液在二氧化錳催化作用下會劇烈反應產生O2 ，實驗室欲利用15％的H2O2溶液制取O2 ，則下列裝置中，儀器選擇和藥品放置最合理的是（??? ）
A.?????????????????????????????????????????B.?
C.??????????????????????????????????????????D.?
【答案】D
【解析】影響化學反應的因素：溫度、有無催化劑、反應物的濃度；
A、由于15%的雙氧水濃度過高，提前加水稀釋可以減緩反應速率，但是使用的是長頸漏斗，在藥品使用上不夠節約；故A不符合；
B C、先在燒瓶中加入雙氧水和二氧化錳最后加水，還沒加水時反應已經在進行了，故B C不符合；
D、先加入水和二氧化錳，然后通過分液漏斗控制雙氧水加入的量，既可以節省藥品又可以控制反應速率；故D符合；
2.（2017?溫州）在用氯酸鉀和二氧化錳的混合物制取氧氣實驗后，為了進一步探究二氧化錳的用量對氯酸鉀分解速度的影響，小明用如圖裝置，以及實驗室提供的實驗所需藥品和器材進行實驗。老師對實驗的建議：①每組實驗氯酸鉀用量可取4克，二氧化錳質量不宜超過2克。②實驗應設計4組。
（1）結合老師建議，補充完整實驗步驟①之后的其它步驟。
①檢查裝置的氣密性；
……
（2）實驗結束后，小明回收了二氧化錳。如果要證明二氧化錳是氯酸鉀分解的催化劑，還需驗證該二氧化錳的________保持不變。
【答案】（1）②取4克氯酸鉀與0.5克二氧化錳，均勻混合后加入試管中，連接好裝置；
③開始加熱試管，用秒表記錄量筒收集一定體積氧氣的時間；
④換用三支相同的試管，各加入4克氯酸鉀，分別與1克、1.5克、2克二氧化錳均勻混合，用相同裝置重復步驟②、③；
⑤比較實驗記錄的四次時間大小，判斷氯酸鉀的分解速度與二氧化錳用量的關系。
（2）質量和化學性質
【解析】本考點主要考查氣體的制取裝置和收集裝置的選擇，用氯酸鉀和二氧化錳的混合物制取氧氣時，屬于固體加熱型，向上排空氣法可收集密度比空氣大的氣體，據此設計實驗步驟。
（1）設計實驗步驟制取氧氣，探究二氧化錳的用量對氯酸鉀分解速度的影響，
②取4克氯酸鉀與0.5克二氧化錳，均勻混合后加入試管中，連接好裝置；
③開始加熱試管，用秒表記錄量筒收集一定體積氧氣的時間；
④換用三支相同的試管，各加入4克氯酸鉀，分別與1克、1.5克、2克二氧化錳均勻混合，用相同裝置重復步驟②、③；
⑤比較實驗記錄的四次時間大小，判斷氯酸鉀的分解速度與二氧化錳用量的關系；
（2）要證明二氧化錳是氯酸鉀分解的催化劑，需保證二氧化錳的質量和化學性質保持不變。
考點三：二氧化碳的性質和用途
1.在科學拓展課中，甲同學向兩個充滿CO2氣體的塑料瓶中分別加入NaOH溶液和Ca（OH）2溶液，迅速蓋緊瓶蓋后充分振蕩，結果發現兩個塑料瓶都變癟。他認為據此實驗現象，可以判定NaOH和Ca（OH）2均能與CO2發生反應。
（1）乙同學認為上述判定方法還存在不嚴密之處，他的理由是________。
（2）丙同學根據B瓶中出現的渾濁現象，判定Ca（OH）2與CO2發生了反應，提出了可以從是否有新物質生成的角度去判斷。那么，若要判定NaOH和CO2發生了反應，在排除了（1）中的干擾因素后，接下案的方法是________。
【答案】（1）CO2能溶于水且能與水反應
（2）取A瓶中少量液體與試管中，滴加足量的稀鹽酸，觀察到有氣泡產生。或取A瓶中少量液體與試管中，滴加氯化鋇溶液，觀察到有白色沉淀產生。
【解析】二氧化碳是空氣中常見的化合物，一個二氧化碳分子由兩個氧原子與一個碳原子通過共價鍵構成，常溫下是一種無色無味氣體，密度比空氣大，能溶于水，與水反應生成碳酸，不支持燃燒。
（1）瓶子變癟只能說明可能與氫氧化鈉和氫氧化鈣反應，沒有考慮到二氧化碳的溶解性及能否與水反應的 問題；故答案為：CO2能溶于水且能與水反應；（2）如果氫氧化鈉和二氧化碳反應，其反應為： 所以只需要去驗證有碳酸鈉的生成就可以了，所以可以通過加鹽酸出現氣體或者加鋇鹽出現沉淀都可以驗證；故答案為：取A瓶中少量液體與試管中，滴加足量的稀鹽酸，觀察到有氣泡產生（取A瓶中少量液體與試管中，滴加氯化鋇溶液，觀察到有白色沉淀產生）；
2.（2016?杭州）大量排放以CO2為主的溫室氣體會導致全球氣候變曖已得到公認，控制大氣中CO2含量刻不容緩。
（1）在自然界碳循環中，大氣中CO2被消耗轉化為有機物的主要途徑是________。大氣中部分CO2會溶解于水，導致海水酸化，其反應的化學反應方程式是________。
（2）科學家提出首先用某些溶液來吸收CO2，從而將CO2從工業尾氣中“捕捉”出來，適合“捕捉”CO2的溶液有________。（寫出一種）
（3）一些城市在大型建筑物的屋頂種植當地草類、花卉等植物，并配置相應的傳感器與灌溉技術來降溫，從而減少空調使用，這種“綠色屋頂”可以降溫的主要原因是________。
（4）假定一臺空調使用時的平均功率為2千瓦，我們每天少使用空調1小時，據表計算，一個月（以30天計），可減少CO2排放________千克。
項目
使用量
CO2排放量(千克)
家庭用水(米3)
1
0.93
家庭用電(千瓦時)
1
0.96
家用天然氣(米3)
1
2.77
【答案】（1）光合作用；H2O+CO2=H2CO3
（2）NaOH溶液
（3）蒸騰作用散失水分，降低葉片表面的溫度
（4）57.6
【解析】自燃界中消消耗二氧化碳的主要途徑是綠色植物的光合作用。
【解答】(4)由W=Pt計算可得每天消耗電能W=Pt=2kW×1h=2kW·h, 一個月以30天計，消耗電能 W=30×2kW·h=60kW·h。根據表格數據可知，消耗1 kW·h的電，產生0.96千克的CO2，所以一個月使用空調產生的二氧化碳質量為60×0.96kg=57.6kg。?
考點四：二氧化碳的實驗室制備及檢驗
1.（2016?寧波）如圖是小科完成CO2的制取、收集和驗滿的主要操作過程，其中需要糾正的是（? ）
A.?氣密性檢查 B.?添加試劑
C.?制取并收集氣體 D.?氣體驗滿
【答案】D
【解析】A、根據檢查裝置氣密性的方法進行分析判斷．B、根據向試管中傾倒液體藥品的方法進行分析判斷．C、根據實驗室制取二氧化碳的發生裝置屬于固液常溫型，用向上排空氣法收集，進行分析判斷．D、根據二氧化碳氣體的驗滿方法進行分析判斷．本題難度不大，熟悉實驗室制取二氧化碳的發生裝置與收集裝置、操作的注意事項是解答此類試題的關鍵．
A、檢查裝置氣密性的方法：把導管的一端浸沒在水里，雙手緊貼容器外壁，若導管口有氣泡冒出，裝置不漏氣；圖中所示操作正確．
B、向試管中傾倒液體藥品時，瓶塞要倒放，標簽要對準手心，瓶口緊挨，圖中所示操作正確．
C、實驗室制取二氧化碳的發生裝置屬于固液常溫型，用向上排空氣法收集，圖中所示操作正確．
D、檢驗二氧化碳是否收集滿時，應將燃著的木條放在集氣瓶口，不能伸入瓶中，圖中所示操作錯誤．
2.因為“1升水中大約能溶解1升二氧化碳”，所以我們常采用向上排空氣集氣法收集二氧化碳，在集滿二氧化碳時，玻璃片的　　（選填“毛”或“光”）面應朝下蓋上集氣瓶，有同學質疑：因為發生反應時排出氣體的速度很快，二氧化碳與水接觸的時間很短，溶解的量可能不大，于是他們決定探究二氧化碳是否能用排水集氣法收集？他們查閱資料得到：①排水集氣法收集時，二氧化碳在水中的溶解損失很小；②排空氣集氣法與排水集氣法的二氧化碳純度比較如表所示：他們得出的結論是：　????　。
收集的方法
二氧化碳的純度
排空氣集氣法
71%
排水集氣法
87.5%
【答案】毛 、二氧化碳能用排水法收集
【解析】根據玻璃片的特點、二氧化碳的性質和收集氣體的純度分析判斷回答。
解：由集氣瓶的瓶口是打磨的，毛玻璃片是打磨的，在集滿二氧化碳時，玻璃片的毛面應朝下蓋上集氣瓶，能防止二氧化氣體逸出。由于二氧化碳在水的溶解性不大，二氧化碳在水中的溶解損失很小，用排水集氣法收集的較為純凈，可以用排水法收集二氧化碳。
3.實驗室里常用大理石與稀鹽酸反應來制取二氧化碳，某同學認真研究了課本中的實驗裝置(如圖甲)，對其中的氣體發生裝置進行了改進(如圖乙)。請回答下列問題：
　　??? 　
甲　 ????????????????? ???　　?? 乙
（1）寫出實驗室里制取二氧化碳的化學反應方程式：________。
（2）寫出標號儀器的名稱a.________，b.________，c.________，d________。
（3）說明該同學進行實驗裝置改進的目的：________。
（4）如何檢查乙裝置的氣密性？________入一定量的水，________。
【答案】 （1）CaCO2＋2HCl=CaCl2＋CO2↑＋H2O
（2）長頸漏斗；集氣瓶；鐵架臺；試管
（3）控制反應速率，可隨時使反應發生和停止
（4）向長頸漏斗中加；使漏斗的下端口浸沒在液面以下，夾緊彈簧夾，再加入少量的水，停止加水后，長頸漏斗中液面與試管中液面差保持不變，說明該裝置不漏氣
【解析】（1）根據實驗室制取二氧化碳的反應原理分析；
（2）根據常用儀器名稱分析；
（3）根據裝置的特點分析；
（4）根據裝置氣密性的檢查方法分析。
（1）實驗室制取二氧化碳利用石灰石與稀鹽酸反應，方程式為 CaCO2＋2HCl=CaCl2＋CO2↑＋H2O ；
（2）儀器a為長頸漏斗，b為集氣瓶，c為鐵架臺，d為試管；
（3）改進后的裝置可通過控制固體與液體的接觸與分離達到控制反應的發生和停止的目的；
（4）檢查乙裝置氣密性時可向長頸漏斗加入一定量水， 使漏斗的下端口浸沒在液面以下，夾緊彈簧夾，再加入少量的水，停止加水后，長頸漏斗中液面與試管中液面差保持不變，說明該裝置不漏氣 ；
考點五：空氣中的氧氣和二氧化碳
1.（2016?溫州）為驗證空氣中氧氣的體積分數，小明按圖甲所示的裝置進行了多次實驗，發現每次測得的氧氣體積分數總是遠小于21%，他認為誤差主要由實驗裝置造成，于是改用圖乙裝置進行實驗，步驟如下：
①連接裝置并檢查氣密性．
②在量筒內加入100毫升的水．
③在廣口瓶中加入少量水，使瓶內空氣體積為250毫升．
④在燃燒匙內放入過量的紅磷，塞緊瓶塞，關閉止水夾，接通電源使電烙鐵發熱，點燃紅磷后，斷開電源．
⑤燃燒結束并充分冷卻后，打開止水夾，待量筒內水面不再下降時，記錄量筒內水的體積為65毫升．
（1）小明按如甲裝置進行實驗時，該如何檢查裝置的氣密性？______________
（2）與裝置甲相比，裝置乙中使用電烙鐵可以減小實驗誤差，其原因是：___________
（3）根據本實驗數據，計算出空氣中氧氣的體積分數為________．
小明發現，測量結果與真實值仍有較大差距，查閱資料發現，引起本實驗的誤差除裝置外，還與可燃物的性質有關．
【答案】（1）可將導管一端插入水中，用手緊握廣口瓶外壁，觀察水中的導管口是否有氣泡冒出，如果有氣泡冒出，說明裝置氣密性好
（2）改進后的裝置無需打開瓶塞點燃紅磷，避免瓶內空氣外逸而而造成實驗誤差
（3）14%
【解析】（1）裝置氣密性檢查的原理一般是通過壓強差來產生明顯的現象來判斷．壓強差主要來自兩方面：一是利用溫度的變化引起氣體體積變化，二是利用外力產生壓強差．（2）對比改進行前后的兩種探究裝置，可發現改進后不需要點燃紅磷后再將燃燒匙伸入瓶中，可很好地避免因裝置漏氣而對結果帶來的偏差；（3）根據量筒內減少的體積為氧氣的體積解答．了解實驗數據的處理或者誤差分析的方法及技巧；了解用紅磷測定氧氣在空氣中含量的實驗的注意事項．實驗是化學的重要組成部分，正確的實驗操作是得出科學結論的前提條件之一，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為得出正確的結論奠定基礎．
（1）檢驗此裝置的氣密性時，可將導管一端插入水中，用手緊握廣口瓶外壁，觀察水中的導管口是否有氣泡冒出，如果有氣泡冒出，說明裝置氣密性好．（2）與裝置甲相比，裝置乙中使用電烙鐵可以減小實驗誤差，其原因是：改進后的裝置無需打開瓶塞點燃紅磷，避免瓶內空氣外逸而而造成實驗誤差．（3）量筒內減少的體積為氧氣的體積，氧氣的體積=100mL﹣65mL=35mL；
空氣中氧氣的體積分數為： ×100%=14%．
2.某科學興趣小組對“測定空氣中氧氣含量”的實驗進行了改進：將數顯設備、氣體壓強傳感器和空氣中氧氣含量測量裝置按下圖連接。裝置氣密性良好，調節右邊敞口容器和集氣瓶里的水面相平，此時集氣瓶內氣體的體積為V1。關閉活塞，點燃燃燒匙內的紅磷，立即塞緊瓶塞，待火焰熄滅后，過一段時間打開活塞，觀察到集氣瓶中的水位上升。待集氣瓶內的水面不再上升時，集氣瓶內的氣體體積為V2。然后向右邊容器內加入一定量的水至兩邊水面再次相平，此時集氣瓶內的氣體體積為V3。在點燃紅磷至打開活塞這一過程中，觀察到數顯設備顯示集氣瓶內的氣體壓強先上升后下降，再趨于穩定。
（1）數顯設備顯示，開始一段時間集氣瓶內氣體壓強上升，這是因為溫度升高導致的氣壓變化量_______（選填“大于”、“等于”或“小于”）氧氣量減少導致的氣壓變化量。
（2）基于數顯設備顯示的氣壓變化，“過一段時間打開活塞”中的“一段時間”指的是火焰熄滅后到________所經歷的時間。
（3）在整個實驗過程中，集氣瓶中減少的氧氣體積為________（選填“V1—V2”、“V1—V3”或“V2—V3”）。
【答案】（1）大于
（2）集氣瓶內的溫恢復到室溫〔或“數顯設備的示數已不變”或“集氣瓶內的氣壓保持穩定”)
（3）V1—V3
【解析】轉換法主要是指在保證效果相同的前提下，將不可見、不易見的現象轉換成可見、易見的現象；將陌生、復雜的問題轉換成熟悉、簡單的問題；將難以測量或測準的物理量轉換為能夠測量或測準的物理量的方法。
（1）實驗開始時，紅磷燃燒放熱，由于溫度升高導致的氣壓變化量大于氧氣量減少導致的氣壓變化量，所以開始一段時間集氣瓶內氣體壓強上升；故答案為：大于；（2）在實驗結束后，不要急于打開活塞，防止發生危害事故，原則上必須等到集氣瓶內的溫度恢復到室溫后（或數顯設備的示數已不變，或集氣瓶內的氣壓保持穩定）才能打開活塞；故答案為：集氣瓶內的溫度恢復到室溫后（或數顯設備的示數已不變，或集氣瓶內的氣壓保持穩定）；（3）在整個實驗過程中，參加反應的氧氣即為集氣瓶內減少的氧氣，則減少的氧氣體積為：V1﹣V3；故答案為：V1﹣V3；
3.甲圖所示為測定空氣中氧氣含量的裝置及藥品。
（1）為獲得較為準確的實驗數據，下列做法不正確的是______．
A．檢查裝置的氣密性
B．燃燒匙中的紅磷足量
C．點燃紅磷后緩慢將燃燒匙插入瓶中，塞緊瓶塞
D．紅磷熄滅，廣口瓶冷卻后打開彈簧夾
（2）小明同學用足量的木炭代替紅磷，氫氧化鈉溶液代替水來做此實驗．小明操作正確，但是測得的數據小于用紅磷測得的數據，其原因是木炭燃燒除生成二氧化碳外還可能生成　　。
（3）市售“暖寶寶”中發熱劑的主要成分是：鐵粉、炭粉、水和食鹽等，反應原理可以簡化為鐵生銹，小明用配制的發熱劑按圖乙裝置實驗，他不是將足量的發熱劑堆在瓶底，而是將其涂抹在廣口瓶內壁的四周，這樣做的目的是　______　。
（4）在上述三個實驗操作都正確的情況下，與另外兩個實驗的測量結果相比，第三個實驗的測量結果與空氣中氧氣的含量更接近，推測其主要原因，最合理的是____。
【答案】（1）C（2）一氧化碳（3）增大與氧氣的接觸面積，加快緩慢氧化。
（4）可以防止磷燃燒產生的白煙散逸到空氣中，再就是實驗在密閉體系中進行，讀數更準確
【解析】本題是測定空氣中氧氣的含量，我們常用燃燒紅磷或白磷的方法，因為磷燃燒生成白色固體五氧化二磷，幾乎不占空間，使得內外產生氣壓差，從而得到正確的結論。因此在選擇可燃物時，必須考慮到：燃燒的條件；生成物的狀態；不與空氣中其他物質發生反應。
保證本實驗成功的關鍵是：①裝置氣密性好；②紅磷要足量；③要冷卻至室溫再讀數；暖寶寶暖寶寶中的鐵粉與水和空氣中氧氣發生了緩慢氧化，進而放出熱量；物質緩慢氧化會放出熱量，氯化鈉的作用是加速鐵粉氧化，更快地放出熱量。據此分析解答有關的問題。
（1）保證實驗成功的條件是：正式開始實驗前，要先檢查裝置的氣密性，防止裝置漏氣；燃燒匙中的紅磷足量；等集氣瓶冷卻，打開止水夾；點燃紅磷后燃燒匙插入集氣瓶慢，塞緊瓶塞之前，瓶內部分空氣受熱逸出，進入的水的量應大于集氣瓶體積的1/3。
（2）木炭在氧氣中燃燒生成二氧化碳，二氧化碳氣體能夠被氫氧化鈉溶液吸收，木炭在氧氣中不完全燃燒，會生成一氧化碳，瓶內氣壓變化小，導致測得的數據小于用紅磷測得的數據。
（3）暖寶寶暖寶寶中的鐵粉與水和空氣中氧氣發生了緩慢氧化，從而使瓶內的壓強減小；將其涂抹在廣口瓶內壁的四周，這樣做的目的是增大與氧氣的接觸面積，加快緩慢氧化。
（4）第三個實驗與另外兩個實驗的測量結果相比，它可以防止磷燃燒產生的白煙散逸到空氣中，再就是實驗在密閉體系中進行，讀數更準確。
考點過關☆專項突破
考點一：氧氣的性質和用途
1.下列有關氧氣說法正確的是（?? ）
A.?工業上可以利用分離液態空氣法制氧氣，該變化是分解反應
B.?氧氣用途廣泛，可以煉鋼、氣焊、醫療急救及做燃料等
C.?魚可以在水中生存因為氧氣易溶于水
D.?一般而言，物質在空氣中燃燒就是物質和氧氣發生氧化反應
【答案】D
【解析】氧氣是一種無色無味的氣體，密度比空氣的密度大，不易溶于水；氧氣的化學性質是：氧化性和助燃性；氧氣的用途主要有兩個：支持燃燒和供給呼吸．物質與氧發生的化學反應叫氧化反應，因此物質與氧氣發生的反應都是氧化反應；氧氣的化學性質比較活潑，是助燃劑，不是可燃物；工業上用分離液態空氣法得到氧氣是屬于物理變化，不屬于分解反應．
A、工業上用分離液態空氣法得到氧氣是屬于物理變化，不屬于分解反應，故選項錯誤；
B、氧氣的化學性質比較活潑，是助燃劑，不是可燃物，故選項錯誤；
C、氧氣不易溶于水，不是易溶于水，故選項錯誤；
D、物質與氧發生的化學反應叫氧化反應，因此物質與氧氣發生的反應都是氧化反應，故選項正確．
2.科學家們研制了人造空氣來供航天員呼吸。這種人造空氣中氮氣的含量約占70％，氧氣的含量約占20％以上，此外，還有少量的二氧化碳等氣體，非常接近空氣的比例。飛船能根據儀器實時檢測各種氣體的含量并自動調節各種氣體成分，同時將有毒的氣體過濾掉，始終保證飛船內的空氣適合航天員呼吸。下列說法中正確的是（? ）
A.?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
B.?在航天飛船上，應把空氣中其他成分都分離出去，只留下氧氣，會更有益于航天員的呼吸
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.?空氣中的氮氣對人類呼吸沒有任何作用，因此人造空氣中可以沒有這種氣體
【答案】 A
【解析】A、空氣中的二氧化碳含量雖然很少，但是自然界中植物進行光合作用必不可少的原料，所以A說法正確；
B、人體吸入氧氣后，在體內進行緩慢氧化，放出能量供給體內各個器官的需要．如果長時間吸入純氧，體內氧化速度過快，放出的熱量過多，正常的生理機制發生紊亂，使體溫升高，出現疾病，故B說法錯誤；
C、一般來說，空氣的成分是比較固定的，但在不同地區或同一區域的不同季節空氣的成分也有所不同，故C說法錯誤；
D、由于氮氣化學性質穩定、無毒，主要用來調節氧氣含量，純氧氣不利于人體呼吸，故D說法錯誤。
3.下列實驗現象的描述，正確的是（?? ）
A.?硫在氧氣中燃燒產生藍紫色火焰，生成一種刺激性氣味的氣體
B.?蠟燭在空氣中燃燒生成二氧化碳和水
C.?將木炭放入氧氣中，發出白光，生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體
D.?細鐵絲在空氣中劇烈燃燒，火星四射，生成黑色固體
【答案】A
【解析】A、根據硫在氧氣中燃燒的現象進行分析判斷．
B、根據蠟燭在空氣中燃燒的現象進行分析判斷．
C、根據木炭在氧氣中燃燒的現象進行分析判斷．
D、根據鐵絲在空氣中不能燃燒進行分析判斷．
A、硫粉在氧氣中燃燒，發出明亮的藍紫色火焰，生成有刺激性氣味的氣體，故選項說法正確．
B、蠟燭在空氣中燃燒生成二氧化碳和水是實驗結論，不是實驗現象，故選項說法錯誤．
C、將點燃的木炭在放于氧氣中才能燃燒，若不點燃放入則不能燃燒，故選項說法錯誤．
D、鐵絲在空氣中不能燃燒，氧氣的濃度不夠，故選項說法錯誤．
4.蠟燭（足量）在如圖密閉的集氣瓶內燃燒至熄滅，用儀器測出瓶內氧氣含量的變化如圖所示，下列判斷正確的是（?? ）
A.?蠟燭燃燒前瓶內只有氧氣?????????????????????????B.?氧氣濃度小于一定值時，蠟燭無法燃燒
C.?過程中瓶內物質總質量不斷減少????????????D.?蠟燭熄滅后瓶內只剩二氧化碳氣體
【答案】B
【解析】根據瓶內氧氣含量的變化圖，反應前瓶內氧氣的體積分數約是19%，當氧氣的體積分數達到16%時，蠟燭熄滅，說明開始時瓶內含有其它氣體，氧氣的濃度低于一定值時，蠟燭無法燃燒，據此結合題意、遵循質量守恒定律進行分析判斷即可．
A、蠟燭燃燒前瓶內氣體，氧氣的體積分數約是19%，說明含有其它氣體，故選項說法錯誤．
B、瓶內氧氣含量的變化圖，當氧氣的體積分數達到16%時，蠟燭熄滅，說明氧氣的濃度低于一定值時，蠟燭無法燃燒，故選項說法正確．
C、任何化學反應都遵循質量守恒定律，密閉容器內的物質的質量總質量不會減少，故選項說法錯誤．
D、蠟燭燃燒生成二氧化碳和水，瓶內不會只剩下二氧化碳，故選項說法錯誤．
5.將一種無色液體A和一種黑色固體B混合能得到另一種無色液體C和無色氣體D，E在D中燃燒很旺，產生明亮的藍紫色火焰且生成有刺激性氣味的氣體F．另一黑色固體G在無色氣體D中燃燒，產生使澄清石灰水變渾濁的氣體H．
（1）寫出以上物質的化學符號：E________；F________；
（2）寫出A、B混合得到C、D的符號表達式：________，其中B起________作用，此反應屬于________反應（填基本反應類型）．
（3）寫出G+D﹣H的符號表達式：________，此反應屬于________反應（填基本反應類型）．
【答案】（1）S；SO2
（2）2H2O22H2O+O2↑；催化；分解
（3）C+O2CO2；化合
【解析】首先根據物質的性質和反應現象找到突破點，也就是D物質，它能支持燃燒，是氧氣，然后根據D物質確定A、B、C，進而確定E、F、G、H，在確定A、B、C三種物質時要根據實驗室制氧氣的三種方法進行分析，在確定E、F兩種物質時要根據幾種常見的可燃物在氧氣中燃燒的實驗現象進行分析．
（1）E在D中燃燒更旺，說明D具有助燃性，則D是氧氣，無色液體A和黑色固體B混合能得到氧氣，從實驗室制氧氣的三種方法進行考慮，則A是過氧化氫，B是二氧化錳，C是水，E在氧氣中燃燒發出明亮的藍紫色火焰，生成有刺激性氣味的氣體F，則E是硫，F是二氧化硫．
故答案為：S； SO2；（2）過氧化氫以二氧化錳為催化劑生成水和氧氣，二氧化錳是該反應的催化劑，起催化作用，該反應的反應物是一種，生成物是兩種，屬于分解反應．故答案為：2H2O22H2O+O2↑；?? 催化；?? 分解；（3）黑色固體G在氧氣中燃燒，產生使澄清石灰水變渾濁的氣體H，則G是木炭，H是二氧化碳，該反應中反應物是兩種，生成物是一種，屬于化合反應．
考點二：氧氣的實驗室制備及檢驗
1.（2016?麗水）如圖是“用雙氧水制取一瓶氧氣”實驗的主要步驟，其中操作錯誤的是（? ）
A.?放入藥品 B.?收集氣體?????
C.?檢查裝置氣密性?? ??D.?驗滿
【答案】 D
【解析】A、根據向試管中傾倒液體藥品的方法進行分析判斷．B、根據氧氣的收集方法，進行分析判斷．C、根據檢查裝置氣密性的方法進行分析判斷．D、根據氧氣的驗滿方法進行分析判斷．本題難度不大，掌握實驗室制取氧氣的實驗步驟與注意事項、常見化學實驗基本操作的注意事項是解答此類試題的關鍵．
A、向試管中傾倒液體藥品時，瓶塞要倒放，標簽要對準手心，瓶口緊挨，圖中所示操作正確．
B、氧氣密度比空氣的大，可用向上排空氣法收集，圖中所示操作正確．
C、檢查裝置氣密性的方法：把導管的一端浸沒在水里，雙手緊貼容器外壁，若導管口有氣泡冒出，裝置不漏氣；圖中所示操作正確．
D、檢驗氧氣是否收集滿時，應將帶火星的木條放在集氣瓶口，不能伸入瓶中，圖中所示操作錯誤．
2.實驗室制氧氣的兩種方法如下：
方法一：
方法二：
（1）兩種方法涉及到的化學反應基本類型都是________?反應。
（2）下圖是實驗室用于制取、干燥和收集氣體的裝置圖。儀器A的名稱是________。現用方法一制取一瓶干燥的氧氣，請按氣體流向，用導管的編號將裝置連接好________?。
【答案】（1）分解
（2）分液漏斗；①③④⑧
【解析】（1)從兩個反應都是一種物質生成兩種可兩種以上物質的反應，都屬于分解反應去分析解答；
（2)由儀器的圖形和用途可知A為分液漏斗；用方法一制取氧氣并收集一瓶干燥的氧氣，不能用排水法，只能用向上排空氣法收集，由于過氧化氫溶液中有水，去分析解答。
（1)兩個反應都是一種物質生成兩種可兩種以上物質的反應，都屬于分解反應；故答案為：分解；
（2)由儀器的圖形和用途可知A為分液漏斗；用方法一制取氧氣并收集一瓶干燥的氧氣，由于過氧化氫溶液中有水，導致制取的氧氣中含有水分，就要除去水分，濃硫酸具有吸水性，可做干燥劑，氣體通入的方向是“長進短出”（否則會把瓶中的濃硫酸壓出)，如果用排水法收集，則又會混入水分，只能用向上排空氣法，用向上收集時應從長導管進入，由于氧氣的密度比空氣大，氧氣沉積在集氣瓶的底部，由下而上，充滿集氣瓶；
3.（2017?舟山）下面是實驗室制取和收集氣體的裝置。如果用氯酸鉀和二氧化錳來制取并收集一瓶干燥的氧氣，應選擇下列裝置中的________（用編號表示），檢驗這瓶氧氣是否收集滿的方法是________．
【答案】B、C；將帶火星的木條放在集氣瓶口，若復燃，則集滿。
【解析】制取裝置包括加熱和不需加熱兩種，如果用雙氧水和二氧化錳制氧氣就不需要加熱，如果用高錳酸鉀或氯酸鉀制氧氣就需要加熱．氧氣的密度比空氣的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空氣法和排水法收集，用向上排空氣法收集的氧氣比較干燥．氧氣的驗滿方法是：將帶火星的木條平放在集氣瓶口，木條復燃，證明氧氣滿了．
用氯酸鉀和二氧化錳來制取氧氣，反應需要加熱，因此選擇裝置B，氧氣的密度比空氣大，且不溶于水，可以用排水法和向上排空氣法收集，但是此題要求收集干燥的氧氣，所以只能選擇C裝置；（2）氧氣的驗滿方法是：將帶火星的木條平放在集氣瓶口，木條復燃證明氧氣滿了。
4.（2016?紹興）進行氧氣制取與性質檢驗的實驗．
（1）以過氧化氫溶液為原料制取并收集氧氣，應選用的裝置是________（選填序號）．
（2）實驗中，用裝有一定量水的集氣瓶進行排水法收集氧氣，能使帶火星木條復燃，那么使帶火星的木條復燃的氧氣體積分數的最低值是多少呢？進一步展開探究．第一組實驗：5只容積均為100毫升的集氣瓶，分別裝入一定體積的水，再用排水法收集氧氣，恰好把5只集氣瓶中的水排去，將帶火星的木條依次伸入5只集氣瓶中，記錄實驗現象．
以相同方法完成第二組實驗，兩組實驗的數據和現象見下表，（已知空氣中氧氣的體積分數為21%）?
第一組
第二組
集氣瓶編號
A
B
C
D
E
A
B
C
D
E
集氣前裝入集氣瓶內水的體積（毫升）
10
20
30
40
50
31
33
35
37
39
帶火星木條的狀況
微亮
亮
很亮
復燃
復燃
很亮
很亮
復燃
復燃
復燃
①第一組實驗D瓶，集氣結束時氧氣的體積分數為________%．
②經計算，第二組實驗C瓶的氧氣體積分數為48.65%，由此得出“使帶火星的木條復燃的氧氣體積分數的最低值只能是48.65%”的結論，對此結論和過程進行評價：________________________________．
【答案】（1）AE
（2）52.6；該結論不嚴格；實驗過程可省去第二組中編號A、D、E的實驗，補充一個當水的體積分數達到34%的實驗
【解析】（1）根據制取氣體發生裝置選擇的依據和收集裝置的依據進行分析；（2）分析表格可發現收集的氧氣占容積的體積分數最低為35%時木條就可復燃，根據空氣中原有的氧氣和收集到的氧氣，就可算出氧氣的分數．設計實驗時，要明確實驗的目的，要注意控制一些變量，從而可減少實驗的次數，減少實驗的過程．
（1）以過氧化氫溶液為原料制取并收集氧氣，反應物為過氧化氫，二氧化錳作催化劑，為固液反應，不需加熱，故發生裝置選A裝置，氧氣密度比空氣大，不易溶于水，可以用向上排空氣法，也可用排水法進行收集，但圖示向上排空氣法有錯誤，故只能選E裝置，故填：AE．（2）①集氣瓶中氧氣的體積分數=收集的氧氣占容積的體積分數+瓶中空氣占容積的體積分數×空氣中氧氣的體積分數，第一組實驗D瓶，集氣結束時氧氣的體積分數為40%+60%×21%=52.6%，故填：52.6；
②該結論不嚴格，由圖中可知，當水的體積分數達到35%時，帶火星的木條復燃，水的體積分數達到33%時，帶火星的木條不復燃，應作一個補充實驗，當水的體積分數達到34%時，看帶火星的木條是否復燃；
采取“半值法”探究能減少實驗次數，實際上就是通過實驗數據的分析，減少不必要的實驗，第二組實驗若按B、C的編號順序進行實驗，即可確定下一組實驗收集的氧氣占容積的體積分數應在33%～35%之間，從而省去編號A、D、E的實驗，但需補充一個當水的體積分數達到34%的實驗．故填：該結論不嚴格；實驗過程可省去第二組中編號A、D、E的實驗，補充一個當水的體積分數達到34%的實驗．
5.某校化學興趣小組的同學利用下列裝置進行實驗．
（1）實驗目的：（1）用高錳酸鉀制取一瓶氧氣，做細鐵絲燃燒的實驗．（2）粗略測定加熱2g高錳酸鉀所收集到的氧氣體積。反應原理：________（用化學方程式表示）高錳酸鉀制氧氣：________細鐵絲在氧氣中燃燒：________．
裝置連接：為達到實驗目的（2），各裝置的正確連接順序是：（填接口的字母）a→________→d
（2）問題分析：
1）實驗過程發現B瓶中的水變紅了，原因是：________
2）用收集到的氧氣做細鐵絲燃燒的實驗時，發現瓶底炸裂，發生失誤的操作可能是：________
3）鐵絲在氧氣中燃燒實驗中
①鐵絲為什么要繞成螺旋狀？________．
②鐵絲前端為什么要系一根火柴？________．
③點燃火柴后，鐵絲插入集氣瓶中的適宜時刻是________．
4）為何鐵絲要由上而下伸入集氣瓶中________．
【答案】（1）2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑；3Fe+2O2Fe3O4；c→b
（2）試管口沒有放一團棉花；瓶中沒有留少量水；增大鐵絲的受熱面積；引燃鐵絲；待火柴臨近燒完時；防止細鐵絲燃燒時放熱使氧氣從集氣瓶口逸出，保證有充足的氧氣與細鐵絲反應
【解析】反應原理：高錳酸鉀制氧氣：知其反應物為高錳酸鉀，生成物為錳酸鉀、二氧化錳、氧氣，反應條件為加熱，可書寫化學方程式；細鐵絲在氧氣中燃燒：知其反應物為鐵和氧氣，生成物為四氧化三鐵，反應條件為點燃，可書寫出化學方程式； 裝置連接：
為達到實驗目的粗略測定加熱2g高錳酸鉀所收集到的氧氣體積，則各裝置的正確連接順序是a→c→b→d；
問題分析：
由圖知：1）裝置A試管口缺少一團棉花，會導致KMnO4進入導管，進入B瓶，使水變紅（KMnO4溶液的顏色）；2）鐵絲燃燒實驗集氣瓶應保留少量水，以免細鐵絲在氧氣中燃燒，瓶底炸裂；3）可以根據鐵絲在氧氣中燃燒的實驗方面進行分析、判斷，從而得出正確的結論；4）根據鐵絲在氧氣中燃燒實驗的注意問題分析解答，鐵絲燃燒需要與充足的氧氣接觸，溫度達到鐵絲的著火點．
解：反應原理：高錳酸鉀制氧氣：知其反應物為高錳酸鉀，生成物為錳酸鉀、二氧化錳、氧氣，反應條件為點燃，
故該反應的化學方程式是2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑；細鐵絲在氧氣中燃燒：知其反應物為鐵和氧氣，生成物為四氧化三鐵，反應條件為點燃，故該反應的化學方程式是3Fe+2O2Fe3O4；
裝置連接：為達到實驗目的粗略測定加熱2g高錳酸鉀所收集到的氧氣體積，則各裝置的正確連接順序是a→c→b→d；
問題分析：1）用高錳酸鉀制取一瓶氧氣，實驗過程發現B瓶中水變紅了，原因是：試管口沒有放一團棉花，導致高錳酸鉀粉末進入水中；2）用收集到的氧氣做細鐵絲燃燒的實驗時，瓶底要預先放一些水，防止燃燒后的熔融物濺落瓶底，引起瓶底炸裂；3）①鐵絲繞成螺旋狀的目的是增大鐵絲的受熱面積；②鐵絲前端系一根火柴頭的目的是引燃且提高鐵絲局部的溫度，以利于鐵絲順利燃燒；③點燃火柴后，鐵絲插入集氣瓶內的適宜時刻是待火柴臨近燒完時．4）鐵絲燃燒放出熱量，使瓶中氣體受熱膨脹逸出，因此要把細鐵絲由上向下慢慢插入盛有氧氣的集氣瓶中．
6.課堂上同學們利用甲圖所示裝置做過氧化氫制氧氣的實驗時，用帶火星的木條檢驗氧氣，帶火星的木條很難復燃．于是老師將甲裝置進行了改進，如乙圖，帶火星的木條較易復燃．（圖中的鐵架臺均已略去）
（1）分析改用乙裝置后，帶火星的木條較易復燃的原因：________．
（2）老師又設計了另一個改進的丙裝置，帶火星的木條也易復燃．根據（1）推測的原因，分析濃硫酸的作用：________．
【答案】（1）通過冷水冷卻后，氧氣中的水蒸氣冷凝成液態水，從U型管導出的氧氣比較純凈，能使帶火星的木條復燃
（2）吸收氧氣中的水蒸氣
【解析】（1）利用過氧化氫溶液制取氧氣時，產生的氧氣中會混有水蒸氣，當水蒸氣含量較高時，帶火星的木條不能復燃；（2）濃硫酸具有吸水性，可以用作某些物質的干燥劑．
解：（1）甲中，帶火星的木條很難復燃的原因是氧氣中含有較多的水蒸氣，改用乙裝置后，冷水能使氧氣中的水蒸氣液化，導出的氧氣較純，帶火星的木條較易復燃．
故填：通過冷水冷卻后，氧氣中的水蒸氣冷凝成液態水，從U型管導出的氧氣比較純凈，能使帶火星的木條復燃．（2）含有水蒸氣的氧氣通過濃硫酸時，濃硫酸能夠吸收氧氣中的水蒸氣，導出的氧氣比較純凈，帶火星的木條容易復燃．
故填：吸收氧氣中的水蒸氣．
7.工業制取氧氣主要有下列步驟．
（1）從步驟②可以得出氮氣的沸點比氧氣的沸點________（填“高”或“低”）；
（2）空氣中的氧與液態空氣的氧化學性質相同的原因是________；
（3）儲存在藍色鋼瓶里的“工業液氧”是________（填“純凈物”或“混合物”）；
（4）用________可以區分空氣、“工業液氧”和二氧化碳．
【答案】（1）低 （2）分子構成相同
（3）混合物 （4）燃著的木條
【解析】根據空氣中各種氣體的沸點不同，可以進行分離．分離前首先進行除塵，除去二氧化碳和水蒸氣．
解：在除去空氣中的灰塵、二氧化碳和水蒸氣后，液化空氣，控制條件，氮氣的沸點比氧氣的沸點低，蒸發液態空氣首先的到的是氮氣，再把氮氣和氧氣分離．該過程沒有新的物質生成，屬于物理變化，貯存在藍色鋼瓶里的“工業液氧”是混合物．（1）從步驟②可以得出氮氣的沸點比氧氣的沸點低；（2）空氣中的氧與液態空氣的氧化學性質相同的原因是分子構成相同；（3）貯存在藍色鋼瓶里的“工業液氧”是混合物．（4）用燃著的木條可以區分空氣、“工業液氧”和二氧化碳，燃燒更旺的是工業液氧，無明顯變化的是空氣，熄滅的是二氧化碳．
8.我們學過幾種途徑可以制得氧氣，如圖所示：
（1）________（填序號）途徑發生的是物理變化；
（2）為了使A、F兩種途徑更快地制取氧氣，還需加入________；
（3）發生化學變化的途徑，它們的基本反應類型是________；
（4）根據“綠色化學”理念，________（填序號）途徑是實驗室制氧氣的最佳方法．
【答案】（1）D
（2）二氧化錳作催化劑
（3）分解反應
（4）A
【解析】（1）分離液態空氣制取氧氣，是根據液態氧和液態氮的沸點不同而分離；（2）雙氧水和氯酸鉀分解需加入二氧化錳作催化劑；（3）由發生化學變化的途徑，結合基本的化學反應類型，進行分析解答；（4）最佳方法可從是否加熱、生成物是否有污染等方面解答．
（1）分離液態空氣制取氧氣，是根據液態氧和液態氮的沸點不同而分離的，沒有產生新物質，是物理變化；（2）過氧化氫和氯酸鉀單獨加熱也能產生氧氣，但反應速度太慢，故通常須加入二氧化錳作催化劑，加快化學反應速度；（3）本題中涉及的反應物都為一種，而生成物為多種，所以它們都屬于分解反應；（4）過氧化氫制氧氣裝置操作簡單、安全，不需加熱，生成物是水和氧氣，無污染，因此是實驗室制取氧氣的最佳方法；
考點三：二氧化碳的性質和用途
1.（2016?臺州）小晨同學在研究二氧化碳氣體的性質時，進行了如圖所示的實驗．
（1）二氧化碳通常用大理石與稀鹽酸反應制取，一般用________法收集．
（2）向漏斗中傾倒二氧化碳，燃著的蠟燭自下而上熄滅，由此說明二氧化碳具有的物理性質是________．
【答案】（1）向上排空氣
（2）密度比空氣的大
【解析】（1）根據二氧化碳的密度及水溶性來選擇收集裝置．（2）根據向漏斗中傾倒二氧化碳，燃著的蠟燭自下而上熄滅，由蠟燭熄滅的順序進行分析解答．本題難度不大，掌握實驗室制取二氧化碳的方法、二氧化碳的物理性質是正確解答本題的關鍵．
（1）二氧化碳密度比空氣大，能溶于水，所以應該選擇向上排空氣法來收集二氧化碳．（2）向漏斗中傾倒二氧化碳，燃著的蠟燭自下而上熄滅，說明二氧化碳的化學性質是不能燃燒，不能支持燃燒；蠟燭自下而上熄滅，說明了二氧化碳的密度比空氣的大，這是二氧化碳的物理性質．
2.如圖，在實驗臺上放置兩瓶氣體，集氣瓶甲、乙中分別盛有CO2、O2、H2中的一種。
（1）如果其中一瓶是氧氣，則你認為是________瓶。
（2）將一種________溶液（填化學式）倒入乙瓶中，振蕩，若出現渾濁，則乙瓶中是CO2氣體。
【答案】（1）乙 （2）Ca(OH)2
【解析】密度比空氣小的氣體要倒放，密度比空氣大的氣體要正放，氧氣有助燃性，二氧化碳不支持燃燒，能使澄清石灰水變渾濁，了解這些知識，才能正確解答。（1）氫氣的密度小于空氣，集氣瓶應該倒放。二氧化碳和氧氣的密度比空氣大，集氣瓶應該正放；（2）二氧化碳能使石灰水變渾濁，而氧氣不能。
（1）二氧化碳和氧氣的密度比空氣大，集氣瓶應該正放，應該使乙瓶；
（2）二氧化碳能使石灰水變渾濁，而氧氣不能，所以所選的溶液是石灰水，二者反應生成碳酸鈣沉淀和水，反應方程式是Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O。
3.某同學在家中做關于二氧化碳的相關實驗。根據老師提供的相關資料，他利用廚房里的蘇打（碳酸鈉）和白醋，制取二氧化碳氣體。
（1）該同學找了一個大的透明的玻璃杯，將這兩種物質分別放入杯中，觀察到產生了大量的氣泡，細心的小明還發現，在玻璃杯的外側杯壁上有一些小水珠，用手摸玻璃杯的外壁，涼涼的。根據這個現象，你推測這個反應是________反應（填“吸熱”或者“放熱”）。

（2）該同學想研究二氧化碳的某些性質。他用大可樂瓶做了如圖所示的一個裝置，按箭頭方向通入二氧化碳氣體，根據所學知識他預測一段時間后出現的現象是低處的蠟燭先熄滅，高處的蠟燭后熄滅。說出他做出推測的理由是：________。
（3）實際在實驗過程中發現低處的蠟燭熄滅了，而高處的蠟燭沒有熄滅，試分析可能的原因是：________。
【答案】（1）吸熱
（2）二氧化碳不能燃燒也不支持燃燒，且密度比空氣大
（3）通入二氧化碳氣體的流速與低處出口氣體流出的流速相同
【解析】本題以實驗探究的形式考查二氧化碳的滅火性、與水的反應、密度等特點，屬于基礎知識類題目，較好做。（1）根據反應后玻璃杯的外壁有水珠，可以判斷反應是吸熱的；（2）根據二氧化碳的性質和用途分析回答；（3）高處的蠟燭沒有熄滅，可能的原因是通入二氧化碳氣體的流速與低處出口氣體流出的流速相同，使得玻璃杯中的二氧化碳無法堆積。
（1）玻璃杯的外壁有水珠，說明該化學反應是吸熱的，空氣中的水蒸氣遇冷液化，形成小水珠；
（2）根據提供的信息：裝置H中觀察到下層蠟燭先熄滅，上層蠟燭后熄滅，說明二氧化碳的密度比空氣大，它不能燃燒，也不能支持燃燒；
（3）高處的蠟燭沒有熄滅，可能的原因是通入二氧化碳氣體的流速與低處出口氣體流出的流速相同，使得玻璃杯中的二氧化碳無法堆積。
4.?化學研究性學習小組探究二氧化碳氣體能否用排水集氣法收集．
（1）【猜想】
Ⅰ．不能用排水法收集．你認為其理由是________?；
Ⅱ．能夠用排水法收集．你認為其理由可能是________．
（2）【實驗】實驗一：制取二氧化碳．用石灰石與稀鹽酸反應．反應的化學方程式為　________??．分別用向上排空氣法和排水集氣法收集兩瓶氣體并分別標注為①和②．
（3）實驗二：將兩瓶氣體分別倒立于盛有足量氫氧化鈉溶液的玻璃水槽中．一段時間后，①號集氣瓶中的溶液的體積約為集氣瓶容積的2/3， ②號集氣瓶中的溶液幾乎全充滿．該實驗中反應的化學方程式為________．
（4）【結論】由實驗一得出的結論是猜想________正確；由實驗二得出的結論是________?．
【答案】（1）二氧化碳能溶于水且與水反應；二氧化碳在水中的溶解度不大，且溶解速率較慢，能夠用排水法收集
（2）CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
（3）2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
（4）Ⅱ；用排水法收集比用向上排空氣法收集的二氧化碳更純凈
【解析】【猜想】Ⅰ．因為二氧化碳能溶于水且與水反應，所以實驗不適宜用排水集氣法收集二氧化碳；
Ⅱ．二氧化碳在水中的溶解度不大，且溶解速率較慢，能夠用排水法收集；
【實驗】實驗室用石灰石與稀鹽酸制取二氧化碳，反應的化學方程式為：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；
二氧化碳和氫氧化鈉反應生成碳酸鈉和水，反應的化學方程式為：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O；
【結論】，①號集氣瓶中的溶液的體積約為集氣瓶容積的2/3， ②號集氣瓶中的溶液幾乎全充滿．說明用排水法收集比用向上排空氣法收集的二氧化碳更純凈，故猜想Ⅱ正確．
答案：【猜想】Ⅰ．二氧化碳能溶于水；Ⅱ．二氧化碳在水中的溶解度不大，且溶解速率較慢；
【實驗】實驗一：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；
實驗二：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O；
【結論】Ⅱ；用排水法收集比用向上排空氣法收集的二氧化碳更純凈．
【分析】【猜想】根據二氧化碳的密度和溶解性分析回答；
【實驗】實驗室制取CO2，是在常溫下，用碳酸鈣和鹽酸互相交換成分生成氯化鈣和水和二氧化碳，因此不需要加熱．根據二氧化碳和氫氧化鈉反應生成碳酸鈉和水解答；
【結論】根據實驗現象分析解答．
考點四：二氧化碳的實驗室制備及檢驗
1.實驗室制取CO2的有關操作如圖，正確的是（?? ）
A.?檢查氣密性?????????????B.?制氣??
C.?收集??????????????????????????????????????????????????D.?驗滿
【答案】A
【解析】A、根據檢查氣密性的方法進行判斷． B、根據實驗室制取二氧化碳的反應原理，進行分析判斷．
C、根據二氧化碳的收集方法進行分析判斷．
D、根據二氧化碳氣體的驗滿方法進行分析判斷．
A、該裝置的氣密性檢查方法是：當拉動注射器的活塞時，錐形瓶內的空氣體積增大壓強變小，若氣密性良好則可以看到長頸漏斗的下端會產生氣泡，圖中所示裝置正確．
B、實驗室制取二氧化碳不能使用稀硫酸，生成微溶于水的硫酸鈣，會覆蓋在石灰石表面，阻止反應的進行，圖中所示裝置錯誤．
C、二氧化碳的密度比空氣的大，收集二氧化碳應用向上排空氣法，圖中所示裝置錯誤．
D、檢驗二氧化碳是否收集滿時，應將燃著的木條放在集氣瓶口，不能伸入瓶中，圖中所示裝置錯誤．
2.實驗室制CO2時，一般有如下五個步驟：①檢查裝置的氣密性；②按要求裝配好儀器；③向長頸漏斗注入稀鹽酸；④向反應器中放入幾塊大理石；⑤收集二氧化碳氣體．正確的順序是（?? ）
A.?①②③④⑤?????????????B.?①②④③⑤???????????????C.?②①④③⑤??????????????D.?②④①③⑤
【答案】C
【解析】根據制取二氧化碳的步驟（連→查→加→倒→收→驗滿），進行分析解答即可．
制取二氧化碳的操作步驟是：連（連接儀器、組裝實驗裝置）→查（檢查裝置的氣密性）→加（向錐形瓶中裝入大理石）→倒（向長頸漏斗中注入稀鹽酸）→收集（用向上排空氣法收集）；則正確的操作順序為：②①④③⑤．
3.用如圖的實驗裝置可制取二氧化碳氣體，并驗證二氧化碳的性質。請回答下列問題：
（1）指出裝置A中的錯誤之處：
①________________________；
②________________________。
（2）糾正錯誤后，完成以下實驗內容：
①實驗室制取二氧化碳的化學方程式是________；
②實驗開始時應檢查裝置A的________；
③若要檢驗二氧化碳氣體，裝置A與裝置C中的導管連接順序是a→d ， 觀察到裝置C中的現象是________；
④裝置A與裝置B連接，觀察到裝置B中的現象是________，說明二氧化碳具有________的性質。
【答案】 （1）藥品使用稀硫酸；長頸漏斗下端未插入液體中
（2）CaCO3＋2HCl=CaCl2＋H2O＋CO2↑；氣密性；澄清石灰水變渾濁；下層的蠟燭先熄滅，上層的蠟燭后熄滅；不能燃燒也不支持燃燒，密度比空氣大
【解析】（1）根據制取二氧化碳的藥品和發生裝置的要求分析；
（2）根據制取二氧化碳的反應原理、操作步驟、檢驗二氧化碳的方法及二氧化碳的性質分析。
（1）A中長頸漏斗下端在液面以上錯誤，所以藥品稀硫酸錯誤；
（2） 實驗室制取二氧化碳的化學方程式是 CaCO3＋2HCl=CaCl2＋H2O＋CO2↑ ； 實驗開始時應檢查裝置A的氣密性；檢驗二氧化碳氣體，將氣體通入澄清石灰水中，石灰水變渾濁則為二氧化碳； 裝置A與裝置B連接，觀察到裝置B中下層蠟燭先熄滅，上層蠟燭后熄滅；說明二氧化碳密度比空氣大且不支持燃燒本身也不燃燒。
4.小麗利用底部有一小孔的大試管，如圖甲所示裝配成一個制取CO2氣體的裝置。
（1）實驗前，關閉止水夾，先將試管底部稍浸沒在水中，再用雙手緊握試管，觀察到________，則說明裝置氣密性良好；
（2）小麗將CO2通入盛有NaOH溶液的試管中，觀察不到明顯現象。那么CO2與NaOH是否發生反應？為此又做了實驗：在集滿CO2的軟塑料瓶（如圖乙）中加入適量的NaOH溶液，蓋緊瓶塞振蕩，發現瓶變癟，于是認為CO2與NaOH發生了反應。小衢提出質疑，認為導致軟塑料瓶變癟的原因還有可能是________；
（3）小科從變癟的軟塑料瓶中取出少量試液置于試管中，滴入________溶液（填一種鹽），觀察到有白色沉淀產生，就證明了CO2與NaOH的反應確實已經發生。
【答案】（1）試管底部有氣泡逸出
（2）二氧化碳能溶于水（或二氧化碳能與水反應）
（3）氯化鈣（氯化鋇、硝酸鈣、硝酸鋇等合理答案）
【解析】本題考查的是檢查裝置氣密性的原理，二氧化碳的化學性質、碳酸鹽的檢驗方法。（1)檢查裝置的氣密性裝置氣密性檢驗有多種方法，原理都是根據裝置內外的壓強差形成水柱或氣泡；（2)在集滿CO2的軟塑料瓶（如圖乙)中加入適量的NaOH溶液，蓋緊瓶塞振蕩，發生瓶變癟，說明二氧化碳被吸收了，針對以上現象，有兩種可能：①認為CO2與NaOH發生了反應；②認為二氧化碳與溶于水；（3)因為變癟后的塑料瓶內有碳酸鈉生成，所以若加入能與碳酸鈉反應生成沉淀的鹽溶液即可。
（1)檢查裝置氣密性的原理都是根據裝置內外的壓強差形成水柱或氣泡；故該裝置檢查氣密性的方法是：關閉止水夾（或用手指堵住導管)，將試管通底部分浸入水中，再用手握試管，觀察通底處是否有氣泡冒出，觀察到試管底部有氣泡冒出，則說明裝置氣密性良好；
（2)在集滿CO2的軟塑料瓶（如圖乙)中加入適量的NaOH溶液，蓋緊瓶塞振蕩，發生瓶變癟，于是認為CO2與NaOH發生了反應，小衢提出質疑，因為NaOH溶液中除NaOH外還有水，而CO2還能溶于水或與水反應，所以他認為導致軟塑料瓶變癟的原因還有可能是：二氧化碳能溶于水（或二氧化碳能與水反應)，
（3)CO2與NaOH的反應有碳酸鈉生成，所以若加入能與碳酸鈉反應生成沉淀的鹽溶液如氯化鈣溶液就會有白色沉淀生成，就證明了CO2與NaOH的反應確實已經發生。
5.（2016?寧波）活性碳酸鈣（CaCO3）和炭黑（C）常用作橡膠的填充料，用來改良橡膠性能．在不同的橡膠制品中，對活性碳酸鈣和炭黑的投料比有不同的要求．現有一份由活性碳酸鈣和炭黑組成的橡膠填充料樣品，為測定其中活性碳酸鈣的含量，小科用如圖所示的實驗裝置進行實驗
實驗步驟如下：
①按圖連接裝置并檢查裝置的氣密性；
②取樣品4.0g，置于甲中的硬質玻璃管內，乙中加入足量的氫氧化鈉溶液；
③通入干燥的氧氣一段時間后，電子稱的示數穩定在150.0g；
④繼續保持氧氣通入，點燃酒精噴燈，加強熱；
⑤充分反應后（C被完全氧化，CaCO3被完全分解），最終電子稱的示數穩定在152.2g；
⑥實驗結束后，根據實驗所得的數據進行計算．
請回答下列問題：
（1）實驗中所用的氧氣可以在實驗室中利用________分解得到．
（2）步驟③中先通入干燥的氧氣一段時間的目的是________．
（3）計算樣品中活性CaCO3的質量分數（結果精確到0.1%）．
【答案】（1）過氧化氫（或氯酸鉀、高錳酸鉀）
（2）排盡裝置內的空氣，避免空氣中的二氧化碳對實驗造成干擾
（3）設樣品中碳酸鈣的質量為x，高溫分解生成二氧化碳的質量為y
CaCO3CaO+CO2↑??????? C+O2CO2
?? 100???????????????????? 44??????? 12????? ? ? ?? 44
???? x????? ? ? ? ? ? ??? y????? 4g﹣x?? ? ?? 2.2g﹣y
??????? ?????解得：x= g
樣品中活性CaCO3的質量分數為 ×100%≈96.6%．
答：樣品中活性CaCO3的質量分數為96.6%．
【解析】（1）根據實驗室制取氧氣的反應原理，進行分析解答．（2）通入干燥的氧氣一段時間，能排出裝置內的空氣，進行分析解答．（3）根據題意，C被完全氧化生成二氧化碳，CaCO3被完全分解生成氧化鈣和二氧化碳；氫氧化鈉溶液滴加的質量即為生成二氧化碳的質量，則生成二氧化碳的質量為152.2g﹣150.0g=2.2g；由反應的化學方程式列式計算出參加反應的碳酸鈣的質量，進而計算出活性CaCO3的質量分數即可．本題難度不大，掌握根據化學方程式的計算即可正確解答本題，細致地分析題意、圖示信息等各種信息，確定二氧化碳氣體的質量是正確解答本題的前提和關鍵．
（1）實驗中所用的氧氣可以在實驗室中利用過氧化氫（或氯酸鉀、高錳酸鉀）分解得到．（2）通入干燥的氧氣一段時間，能排盡裝置內的空氣，避免空氣中的二氧化碳對實驗造成干擾．
3）設樣品中碳酸鈣的質量為x，高溫分解生成二氧化碳的質量為y
CaCO3CaO+CO2↑??????? C+O2CO2
100????? ? ? ? ? ??? 44?????? ? 12??? ? ? ?? 44
? x??????? ? ? ? ? ? ?? y?????? 4g﹣x??? ? 2.2g﹣y
???? 解得：x= g
樣品中活性CaCO3的質量分數為 ×100%≈96.6%．
考點五：空氣中的氧氣和二氧化碳
1.人類每時每刻都離不開空氣。下列有關空氣的說法不正確的是( ???)
A.?空氣是由多種單質和化合物組成的混合物
B.?空氣中含量較多且化學性質活潑的是氨氣
C.?呼吸、燃燒、煉鋼、化工生產等都要用到氧氣
D.?空氣是一種寶貴的自然資源，要保護空氣，防止空氣污染
【答案】B
【解析】空氣中各成分的體積分數分別是：氮氣大約占78%、氧氣大約占21%、稀有氣體大約占0.94%、二氧化碳大約占0.03%、水蒸氣和其它氣體和雜質大約占0.03%。氧氣用途有：支持燃燒和供給呼吸。氮氣和稀有氣體的化學性質不活潑，氮氣的用途是：制造氮肥、氮氣充入食品包裝袋內可以防腐、液態氮可以做制冷劑。稀有氣體的用途是：做各種電光源、作保護氣等。
A、空氣是由多種單質和化合物組成的混合物，正確但不符合題意，故選項錯誤；
B、空氣中含量較多且化學性質活潑的是氨氣是錯誤的，因為空氣中沒有氨氣，故選項正確；
C、氧氣用途有：支持燃燒和供給呼吸，呼吸、燃燒、煉鋼、化學生產等都需要用到氧氣，正確但不符合題意，故選項錯誤；
D、空氣是一種寶貴的自然資源，要保護空氣，防止污染空氣，正確但不符合題意，故選項錯誤。
2.暖寶寶貼（主要成分為鐵粉、木炭、食鹽）的熱量來源與鐵粉的氧化。小濤同學設計使用暖寶寶貼來測定空氣中氧氣的含量，實驗開始前的裝置如圖所示，實驗后從量筒中流入玻璃瓶（容積為250mL）中的水的體積為45mL（鐵粉生銹消耗的水忽略不計）。下列說法錯誤的是（　　）
A.?實驗前必須檢查裝置的氣密性
B.?通過本次實驗數據測得空氣中氧氣的體積分數為18%
C.?若實驗測得空氣中氧氣體積分數偏低，可能是暖寶寶貼的使用數量不足
D.?必須等溫度計的讀數恢復至實驗前的溫度后才能記錄量筒內剩余水的體積
【答案】 B
【解析】本題考查了空氣中氧氣含量的測定，結合紅磷測定的原理進行分析，要注意測定原理、實驗關鍵、現象和結論、裝置的評價和改進等，能夠考查學生的知識遷移能力。測定空氣中氧氣含量的實驗原理是：藥品消耗消耗了瓶內的氧氣，生成的是固體，使瓶內壓強減小，在外界大氣壓的作用下水被壓進集氣瓶，進入水的體積就是集氣瓶內原來氧氣的體積。保證本實驗成功的關鍵是：①裝置氣密性好；②藥品要足量；③要冷卻至室溫再讀數等，本題結合紅磷測定氧氣的原理分析即可。
A．如果裝置漏氣，會使進入的水偏少，測定的結果偏小，實驗前必須檢查裝置的氣密性，故正確；
B．鐵生銹消耗氧氣，使裝置內的氣壓減小，進入水的體積就是消耗氧氣的體積，集氣瓶內空氣的體積是（250-20）mL=230ml，進入水的體積是45mL，即氧氣的體積是45mL，因此氧氣的體積分數=≈19.6%，故錯誤；
C、發熱劑的量必須足量，因為只有足量的發熱劑才能把氧氣消耗完，使結果準確，若實驗測得空氣中氧氣體積分數偏低，可能是暖寶寶貼的使用數量不足，故正確；
D、必須等溫度計的讀數恢復至實驗前的溫度后才能記錄量筒內剩余水的體積，使結果準確，故正確。
3.學會用科學知識解釋用途、現象，理解物質性質及原因是學習科學的要求之一，下列物質的用途、性質及有關的解釋正確的是（?? ）
A.?氮氣可作食品保護氣、鐵粉可做食品保鮮劑，都利用物質的化學性質??????????
B.?濃硫酸、濃鹽酸露置在空氣中一段時間后質量分數均會減小，因為它們均有吸水性
C.?生石灰、濃硫酸均可作干燥劑，是因為它們能與水反應??????????
D.?氫氧化鈣溶液、碳酸鈉溶液都使無色酚酞試液變紅色，是因為它們都能電離出OH-
【答案】A
【解析】（1）氮氣化學性質穩定不易與食品發生反應，鐵粉易與空氣中的氧氣反應；
（2）濃硫酸具有吸水性，濃鹽酸具有揮發性；
（3）生石灰能與水反應生成熟石灰，濃硫酸具有吸水性；
（4）氫氧化鈣是堿能電離產生鈣離子和氫氧根離子，碳酸鈉是鹽能電離產生鈉離子和碳酸根離子。
A、氮氣可作食品保護氣、鐵粉可做食品保鮮劑，都利用物質的化學性質，氮氣化學性質穩定不易與食品發生反應，鐵粉易與氧氣反應除去食品包裝內的氧氣，都是利用了物質的化學性質，A正確；
B、濃硫酸、濃鹽酸露置在空氣中一段時間后質量分數均會減小，因為它們均有吸水性，濃鹽酸具有揮發性，B錯誤；
C、生石灰、濃硫酸均可作干燥劑，是因為它們能與水反應，濃硫酸沒有與水反應，C錯誤；
D、氫氧化鈣溶液、碳酸鈉溶液都使無色酚酞試液變紅色，是因為它們都能電離出OH- ， 碳酸鈉沒有電離出OH-，D錯誤。
4.為測定空氣中氧氣的體積分數，某興趣小組的同學選用了35mL的試管作反應容器（如圖）和量程體積足夠大的針筒注射器．將紅磷放入試管后，橡皮塞塞緊試管，松開彈簧夾（整套裝置的氣密性良好）．用酒精燈加熱紅磷，待燃燒結束，冷卻到室溫，觀察現象．可以觀察到活塞從原來的10mL刻度處慢慢前移到約（?? ）
A.?1mL刻度處?????????????B.?3mL刻度處??????????????C.?5mL刻度處??????????????D.?8mL刻度處
【答案】A
【解析】根據密閉容器內空氣的體積和氧氣的體積分數分析解答．
解：由題意可知可知，密閉容器內空氣的體積是35mL+10mL=45mL，實驗后，白磷燃燒消耗了密閉空氣中大約五分之一的氧氣約9mL，活塞向左移至約1mL刻度處．
5.如圖所示是測定空氣中氧氣含量（體積分數）的實驗裝置，操作步驟如下：先用彈簧夾夾住乳膠管；將燃燒匙中的紅磷點燃后，迅速伸入瓶中并塞上瓶塞；待紅磷熄滅，廣口瓶冷卻后，打開彈簧夾，觀察瓶內水面上升情況．若實驗完畢后，進入廣口瓶內水的體積明顯小于瓶內原來空氣體積的1/5，則下列解釋中不合理的是（?? ）
A.?可能使用的紅磷量不足，瓶內氧氣沒有完全消耗
B.?可能未塞緊瓶塞，冷卻時外界空氣進入瓶內
C.?可能未等廣口瓶冷卻至室溫，即打開了彈簧夾
D.?可能沒夾緊彈簧夾，紅磷燃燒時瓶內部分空氣受熱從導管逸出
【答案】D
【解析】根據紅磷測定空氣里氧氣含量的實驗原理、操作步驟、注意事項進行分析：造成測得氧氣的體積分數小于 1/5的因素可以從以下四個方面考慮：（1）裝置是否漏氣；（2）紅磷的用量是否充足；（3）瓶內的氧氣是否耗盡；（4）裝置是否冷卻到室溫．
解：A．若紅磷的量不足，導致不能將裝置內的氧氣完全反應掉，因此測得氧氣的體積分數小于 1/5，故解釋合理；
B．若甲同學可能未塞緊瓶塞，則會使實驗裝置漏氣，那么外界空氣就會進入集氣瓶內，因此測得氧氣的體積分數小于1/5，故解釋合理；
C．若未等到裝置冷卻到室溫，就打開止水夾，會使集氣瓶內的氣體處于膨脹狀態，進入裝置內的水會減少，因此測得的氧氣體積分數會小于1/5，故解釋合理；
D．同學沒有將彈簧夾夾緊，會導致實驗中裝置內的氣體受熱膨脹而逸出，因此測定氧氣體積分數大于1/5，故解釋不合理．
6.空氣中氧氣約占21%，利用分離液態空氣的方法得到氧氣是工業上制取氧氣的重要途徑，下面是工業上制氧氣流程圖：
（1）工業上分離液態空氣制氧氣的變化屬于________（填“物理變化”或“化學變化”）
（2）這樣制得的氧氣是________（填“純凈物”或“混合物”）
（3）氮氣的沸點﹣196℃，氧氣的沸點﹣183℃，在蒸發的過程中________先被蒸發出來．（填“氮氣”或“氧氣”）
（4）任何物質我們都要辯證的看待，氧氣既有利的一面，也有有害的一面請各寫出一點：用途：________危害：________．
【答案】（1）物理變化（2）混合物（3）氮氣
（4）供給呼氣，支持燃燒；引起金屬生銹和食物腐敗
【解析】根據工業上制取氧氣的原理、物理變化與化學變化的判別方法進行分析解答即可．化學是一把雙刃劍，任何化學物質既有有利的一面，也有不利的一面．
（1）工業上制取氧氣是利用液態氧和液態氮的沸點的不同，分離過程中沒有其它物質生成，屬于物理變化．（2）氮氣的沸點比氧氣的沸點低，蒸發液態空氣首先的到的是氮氣，剩余的主要是液態氧，樣制得的氧氣是混合物．（3）氮氣的沸點比氧氣的沸點低，蒸發液態空氣首先的到的是氮氣；（4）氧氣供給呼氣，支持燃燒，但易引起金屬生銹和食物腐敗．
7.在“測定空氣中氧氣的體積分數”實驗中：
（1）甲組同學采用課本實驗裝置（圖2），他們先用圖1的組合裝置在空氣中點燃紅磷，然后慢慢地將燃燒匙從上到下插入廣口瓶中，目的使上、下層空氣中的氧氣都能得到充分消耗，直到橡皮塞塞緊瓶口，紅磷在瓶中繼續燃燒直到熄滅，等廣口瓶冷卻后，打開止水夾．但這樣測出的氧氣的體積分數明顯大于1/5，請分析原因________
（2）乙組同學先查閱資料（如下表），然后對課本上的實驗裝置進行了圖3所示的改進，右端玻璃管上端開口（其它儀器忽略）。
顏色、狀態
熔點/℃
著火點/℃
密度/（g/cm3）
紅磷
暗紅色固體
590
240
2.34
白磷
白色或黃白色固體
44.1
40
1.82
①乙組同學紅磷換成了白磷的優點是________。
②大家用改進的實驗裝置進行實驗，待玻璃管冷卻、管內白色的煙幕消失時，左玻璃管內的液面上升了一段距離，此時他們應該怎樣操作之后，才能讀取左管液面的刻度________
【答案】（1）可能向瓶口塞入膠塞過慢由于磷燃燒放熱使瓶內氣體被趕出一部分
（2）白磷的著火點低，可以較容易的發生燃燒；待充分反應后．冷卻到原來的狀況，調整兩邊的高度使容器左右中的液面保持水平，記錄液面刻度
【解析】了解實驗數據的處理或者誤差分析的方法及技巧；了解用紅磷測定氧氣在空氣中含量的實驗的注意事項。（1）根據測得的氧氣體積分數大于1/5說明從裝置內出來的氣體多了解答：（2）白磷的著火點低，可以較容易的發生燃燒，可以據此解答。
（1）測得的氧氣體積分數大于1/5說明從裝置內出來的氣體多了，即有可能向瓶口塞入膠塞過慢由于磷燃燒放熱使瓶內氣體被趕出一部分；
（2）①乙組同學紅磷換成了白磷的優點是：白磷的著火點低，可以較容易的發生燃燒；
②待充分反應后．冷卻到原來的狀況，調整兩邊的高度使容器左右中的液面保持水平，記錄液面刻度。

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