資源簡介

浙教版八下2.1節空氣與氧氣
知識點與考點題目分析
知識梳理
1．空氣里各種氣體所占的體積：氮氣占78％，氧氣21％，稀有氣體0.93%，二氧化碳0.04%，水蒸氣等其他氣體和雜質
0.03%
。
2、測定空氣中氧氣含量的實驗
A.
實驗裝置：
B.實驗原理：紅磷在密閉容器內充分燃燒，消耗了空氣中的氧氣，生成五氧化二磷固體。容器內壓強減小，大氣壓將燒杯中的水壓入廣口瓶中，水的體積正好填補消耗掉的氧氣的體積，從而確定空氣中氧氣的體積分數。
C.實驗步驟：
（1）按圖把裝置連接，先在廣口瓶內加入少量水，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：
紅磷繼續燃燒,產生大量白煙。過一會兒后熄滅
。
（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？_燒杯中的水進入集氣瓶_。瓶內
水位變化_上升__；消耗的氣體跟余下的氣體的體積比為__4：1__。
D.
實驗結論：空氣中氧氣的體積約占總體積的1/5
拓展：1、實驗時為什么要選用紅磷，用木炭代替紅磷是否可行？為什么？不可以。木炭燃燒產生二氧化碳氣體，不能使瓶內氣壓有效減小。
2、在這個實驗中，為什么有時氣體減少的體積小于1/5呢？導致結果偏低的原因可能有哪些？
（1）紅磷的量不足；（2）裝置漏氣（如塞子未塞緊、燃燒匙與橡皮塞之間有縫隙等），使外界空氣進入瓶內；（3）未冷卻至室溫就打開彈簧夾，使進入瓶內的水的體積減少。
3、實驗中有時氣體減少的體積大于1/5，又是為什么呢？（1）點燃紅磷后，插入燃燒匙時，瓶塞子塞得太慢，使得瓶中空氣受熱膨脹，部分空氣溢出。（2）實驗開始時，沒有夾或沒夾緊止水夾。
3.空氣中各成分有重要的利用
氣體
性質
用?????????途
氧氣
性質較活潑的氣體。
1、供給呼吸
2、幫助燃燒
3、燃料在氧氣中燃燒后產生的高溫火焰可用來切割或焊接金屬
氮氣
無色、無味、性質較不活潑的氣體
充入燈泡中，延長燈泡的使用壽命；
充入食品保裝袋防腐，保鮮。
制造化肥、炸藥的重要原料。
用作致冷劑，醫療上常用液氮冷凍麻醉或冷藏人體細胞組織。
稀有氣體
化學性質不活潑
1、霓虹燈內充氣，稀有氣體通電后能發出不同顏色的光。
2、激光技術，制造低溫環境（氦氣）用于醫療麻醉（氙氣）等。
4．氧氣的物理性質：通常狀況下是無色、無味的氣體、不易溶于水，密度比空氣略大、易液化和凝固,
液態氧呈淡藍色，固態氧呈雪花狀藍色固體。
5．氧氣的化學性質（是一種化學性質比較活潑的氣體）
碳在氧氣中燃燒
硫在氧氣中燃燒
細鐵絲在氧氣中燃燒
現
象
燃燒發出白光，放出大量
的熱，生成一種使澄清石灰水變渾濁的氣體。
燃燒放出大量的熱，發出明
亮的藍紫色火焰，生成一種有刺激性氣味的氣體。
劇烈燃燒，火星四射，放出大量的熱，生成一種黑色固體。
化學方程式
C+O2
CO2
S
+
O2
SO2
3Fe
+
2O2
Fe3O4
6．
實驗室制取氧氣的方法：
利用高錳酸鉀（KMnO4）制取氧氣：實驗室制取氧氣并用排水法收集的實驗步驟可概括為：查、裝、定、點、收、離、熄
（巧記為：茶莊定點收利息）操作：①查：檢查裝置的氣密性
②裝：裝入藥品
③定：固定試管
④點：點燃酒精燈⑤收：用排水法收集
⑥離：將導管移離水面
⑦熄：熄滅酒精燈。
利用過氧化氫（H2O2）制取氧氣時，要用二氧化錳做催化劑。
利用氯酸鉀（KClO3）制取氧氣時，要用二氧化錳做催化劑。
催化劑：是在化學反應中能改變物質的反應速度，而本身的質量和化學性質在化學反應前后都沒有改變的物質。（即“一變二不變”）如二氧化錳。催化劑具有選擇性，不是萬能的，也不是唯一的。
收集方法：①排水法（因為氧氣不易溶于水或難溶于水）；
②
向上排空氣法（因為氧氣密度比空氣大）。
鑒別氧氣：用帶火星的木條，伸入
瓶中
，看能否復燃。
7．工業上制取氧氣：
空氣冷凍分離法：是物理變化，只是利用各種成分的沸點不同，把氧氣從液態空氣中分離出來。
8．化合反應：A+B→C
由兩種或兩種以上的物質生成一種物質的反應叫做化合反應。(多變一)
分解反應：A→B+C
由一種物質生成兩種或兩種以上物質的反應叫做分解反應。(一變多)
考點分類
考點一、空氣成分及作用
1.如圖組裝儀器關閉止水夾，通電使紅磷燃燒。（1）燃燒的現象是
_紅磷燃燒，產生大量白煙____。（2）紅磷燃燒一段時間后，自動熄滅了，你認為其原因是
_瓶內氧氣消耗完___。（3）冷卻后，松開止水夾，你觀察到的現象為_燒杯中的水進入集氣瓶，且體積約占1/5__。
2．(2019·衢州)1784年，科學家卡文迪什演示了“人工空氣”的燃燒，發現燃燒產物只有水。據此判斷“人工空氣”是(
A
)
A．氫氣
B．氮氣
C．二氧化碳
D．氧氣
3．(2019·山西)中國對大深度載人潛水器“蛟龍號”的研制取得了世界矚目的成績，實現了我國挺進深藍的宏偉目標，乘蛟龍號下潛的科研人員，他們的呼吸環境必須注意調節的是(　B　)
A．O2和H2O的含量
B．O2和N2的含量
C．O2和H2的含量
D．O2和CO2的含量
4.(2019中考)某科學家除去空氣中的O2與CO2得N2樣品，并在相同條件下比較等體積的樣品質量(m1)與純N2質量(m2)，重復多次，結果均為m1＞m2。樣品中含哪種氣體可解釋該結果(　B　)
A．氖氣
B．氬氣
C．甲烷
D．水蒸氣
考點二、氧氣的物理與化學性質，及用途
1.下列有關物質的性質及相關用途的敘述，正確的是(
D
)
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
2.醫院給病人輸氧氣時用到類似如圖所示的裝置，下列說法不正確的是(
C
)
A.使用該裝置可觀測是否有氧氣輸出
B.使用該裝置可觀測氧氣輸出的速度
C.b導管連接供給氧氣的鋼瓶
D.b導管連接病人吸氧氣的塑料管
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反應：
（1）上述三個反應的相同點是
（多選，填序號）。
A．都是化合反應
B．都是氧化反應
C．生成物都是固體
D．都需要點燃
E.
都是非金屬與氧氣反應
F．都伴隨有發光、放熱的現象
（2）在做甲、丙兩個實驗時，事先都需在集氣瓶底部裝有少量水，其作用分別是：甲
，丙
。
（3）做實驗乙和丙時，紅磷、硫在氧氣中燃燒比在空氣中燃燒劇烈；做實驗甲時，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。
（4）將裝置乙改裝為如圖丁所示裝置還可用于測定空氣中氧氣的體積分數：經測定，集氣瓶的容積為250mL，在此實驗中，觀察到量筒中減少的水的體積為50mL，則空氣中氧氣的體積分數為
，在保證整個裝置不漏氣的前提下，所用紅磷的量必須
，如果未冷卻到室溫便打開彈簧夾觀察量筒內減少的水的體積，則實驗結果將
（填“偏大”、“偏小”或“不變”）。實驗完畢后，集氣瓶內殘余的氣體主要是
（填化學符號）。如果將上述實驗中的紅磷換成木炭，嚴格按操作步驟進行實驗，并未發現倒吸現象，其原因是
，若將量筒中的水換成
，可以達到理想的效果。反思此實驗的探究過程，用燃燒法測定空氣中氧氣含量的實驗時，在藥品的選擇或生成物的要求上應考慮的是（答一條）
。
【答案】（1）A、B、D、F
（2）防止生成物濺落后，炸裂瓶底
吸收生成的氣體，避免污染空氣
（3）氧氣的濃度
（4）20%
足量
偏小
N2
木炭燃燒消耗氧氣，同時生成二氧化碳，瓶內氣體體積無明顯減小　　　氫氧化鈉溶液
藥品與氧氣反應生成物最好是固體
考點三、制取與收集氧氣的裝置
1．[2018·嘉興舟山]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
(　D　)
A　　　　　
B　　　　
　
C　　
　　　
D
利用下列原理制取氧氣，具有反應快、操作簡便、能耗少、無污染的是(　C　)
A．2KClO32KCl＋3O2↑
B．2KMnO4
△
K2MnO4＋MnO2＋O2↑
C．2H2O22H2O＋O2↑
D．2HgO
△
2Hg＋O2↑
【解析】用高錳酸鉀、氯酸鉀、氧化汞制取氧氣都需要加熱，反應后都有殘渣，且汞有毒性。
2．下列裝置能達到對應實驗目的是(　C　)
【解析】A組實驗有多個不同的變量；B實驗中收集二氧化碳氣體要用向上排空氣法。
3．如圖所示為實驗室加熱高錳酸鉀制取氧氣的裝置。在實驗過程中，當觀察到氣泡在導氣管口連續、均勻地冒出時，才開始收集氣體，其目的是
(　B　)
A．為了檢驗該實驗裝置的氣密性
B．為了提高收集到的氧氣的純度
C．防止水槽中的水倒吸使試管破裂
D．防止高錳酸鉀顆粒進入導氣管
【解析】
制取氣體剛開始時混有較多的空氣。
4．對資料或實驗證據的分析是否正確，直接關系到科學探究是否符合客觀事實。如圖為實驗室用等質量的高錳酸鉀和氯酸鉀(另加少量的二氧化錳)，分別制取氧氣的數據分析示意圖。下列依據圖示信息所得出的分析正確的是(　B　)
A．同時開始加熱，先收集到氧氣的是氯酸鉀
B．用相同容積的試管制取較多量的氧氣時，宜選擇氯酸鉀為原料
C．加入少量的二氧化錳使氯酸鉀產生的氧氣質量增加
D．反應時間較長的是高錳酸鉀
【解析】根據圖示信息，同時開始加熱，先收集到氧氣的是高錳酸鉀。等量的反應物，氯酸鉀能制取更多的氧氣。加入少量的二氧化錳作為催化劑，能加快氯酸鉀產生氧氣的速度，但不能增加氧氣質量。反應時間較長的為氯酸鉀。
5．如圖是實驗室用高錳酸鉀或氯酸鉀制取并收集氧氣的實驗裝置圖，下列關于實驗操作正確的是(　B　)
A．用氯酸鉀為原料制取氧氣時試管口須塞一小團棉花
B．為防止冷凝水流入試管底部，就使試管口略向下傾斜
C．為減少浪費加熱后一產生氣體就馬上開始收集氣體
D．實驗結束時，應先熄滅酒精燈然后把導管口移出水面
【解析】用氯酸鉀為原料制取氧氣時試管口不用塞一小團棉花。加熱后須等導管口氣泡連續再收集。實驗結束時，應先把導管口移出水面再熄滅酒精燈，以防水被倒吸進試管。
6．用高錳酸鉀制氧氣，實驗中發現試管破裂，可能原因有：①試管外壁有水沒擦干；②加熱時試管底部觸及燈芯；③試管口沒放一小團棉花；④高錳酸鉀的量太多；⑤加熱過程中不時地移動酒精燈；⑥加熱時直接對準藥品部分加熱；⑦停止加熱后即將試管直立起來，等冷卻后洗滌。其中與之不相關的是(　B　)
A．②④⑦
B．③④⑤
C．③⑤⑦
D．①②⑥⑦
【解析】③試管口沒放一小團棉花會使高錳酸鉀顆粒進入導管，不會使試管炸裂；④高錳酸鉀的量太多浪費藥品，不會使試管炸裂；⑤加熱過程中不時移動酒精燈導致溫度不集中，分解速度慢，不會使試管炸裂。
7．某同學用如圖所示的裝置和藥品，制取并收集氧氣。
請回答下列問題：
(1)裝置中標注①的儀器名稱是________。
(2)裝置中二氧化錳的作用是________________。
(3)圖中發生反應的文字表達式為________________。
(4)連接好裝置后，必須首先檢查裝置的________________。收集氧氣還可以采用________________法。
【答案】(1)分液漏斗
(2)催化作用
(3)過氧化氫水+氧氣
(4)氣密性
向上排空氣
解析
(1)①的儀器名稱是分液漏斗；(2)在反應過程中二氧化錳起催化作用；(3)過氧化氫在二氧化錳的催化作用下分解的文字表達式為過氧化氫水+氧氣；(4)連接好裝置后，必須先檢查裝置的氣密性；因為氧氣的密度比空氣大，因此可以用向上排空氣法收集。
8.[2018·溫州]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1.5mg過氧化氫酶和8mL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2mL氣體，用注射器B將2mL
H2O2溶液注入容器中，采集數據，直至反應結束。
③用3.1mg、5.6mg過氧化氫酶及1.5mg、5.6mg、10.7mg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2mL
H2O2溶液全部注入容器前，用注射器A先從容器中抽出2mL氣體，其目的是__使加入反應物后瓶內的初始氣壓與原有氣壓相同__。
(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__相等質量的催化劑使相等質量的過氧化氫分解達到相同氣壓，過氧化氫酶所需的時間更短(或相等時間內，與二氧化錳質量相同的過氧化氫酶能使瓶內氣壓達到更大值)__。
(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：__過氧化氫酶質量過大，可能導致反應過快，溫度過高，降低了酶的活性__。
9．[麗水中考]小峰和小剛閱讀試劑標簽后發現，市場銷售的高錳酸鉀晶體純度高達99.5%，含水量可以忽略不計。為探究“試管放置方式對高錳酸鉀制取氧氣速度和體積的影響”，他倆設計了制取氧氣的直立型裝置(如圖)，并與斜臥型裝置比較，在氣密性良好的裝置中分別加入5.0g高錳酸鉀晶體，用同一酒精燈分別加熱，用同一型號的集氣瓶收集氣體，每組實驗進行五次，實驗數據取平均值后記錄如表：
(1)收集2瓶氧氣，所需時間較短的裝置類型是__直立型__。
(2)等質量的高錳酸鉀加熱到不再產生氣體，斜臥型裝置收集到氧氣的總體積比直立型少的原因是_斜臥型裝置中的高錳酸鉀被氣流帶到試管口(或棉花團)附近更多，未完全反應的高錳酸鉀更多，所以收集到的氧氣較少(合理即可)__。
(3)根據2KMnO4
△
K2MnO4＋MnO2＋O2↑，算出5.0g高錳酸鉀生成的氧氣體積為理論值。實驗中發現，斜臥型發生裝置收集到的氧氣體積明顯大于理論值，他們對其原因進行了探究：
【提出假設】
小峰的假設：反應生成的二氧化錳在較高溫度下受熱分解放出氧氣；
你的假設：__反應生成的錳酸鉀在較高溫度下受熱分解放出氧氣(或反應生成的二氧化錳和錳酸鉀在較高溫度下受熱分解放出氧氣)__。
【設計實驗】要驗證小峰的假設能否成立，請設計簡明的實驗方案：__取一定量的二氧化錳于試管中，加熱一段時間，若冷卻后測得二氧化錳的質量不變，證明小峰的假設不成立，否則假設成立(或取一定量的二氧化錳于試管中，加熱一段時間，若不能使帶火星的木條復燃，證明小峰的假設不成立，否則假設成立)__。
考點四、物質在空氣與氧氣中反應及燃燒的現象（鐵、硫、碳等）
1．(2019·咸寧)下列有關實驗現象描述正確的是(　A　)
A．硫在氧氣中燃燒發出藍紫色火焰
B．紅磷在空氣中燃燒產生白色煙霧
C．向稀硫酸中滴加石蕊試液后，溶液由紫色變成藍色
D．將鐵絲伸入盛有氧氣的集氣瓶中，鐵絲劇烈燃燒
2．(2019·宜昌)如圖是硫在空氣和氧氣中燃燒的實驗。下列說法不正確的是(　D　)
A．氧氣含量越多硫燃燒越劇烈
B．硫在氧氣中燃燒發出藍紫色火焰
C．瓶底的水可以吸收生成的有害氣體
D．硫在空氣和氧氣中燃燒的生成物不同
3．下列有關物質燃燒現象的敘述中，正確的是
(
B
)
A．鐵絲在氧氣中燃燒：火星四射，生成紅色固體
B．硫粉在空氣中燃燒：產生淡藍色火焰，生成一種具有刺激性氣味的氣體
C．鎂條在空氣中燃燒：發出耀眼的白光，只生成一種黑色固體
D．紅磷在空氣中燃燒：發出白光，生成大量的白色煙霧
鐵在氧氣中燃燒生成的是黑色固體，A項錯誤；硫粉在空氣中燃燒，產生淡藍色火焰，生成一種具有刺激性氣味的氣體，B項正確；鎂條在空氣中燃燒能生成一種白色固體，C項錯誤；紅磷在空氣中燃燒產生白煙，D項錯誤。
4．如圖所示，加熱燒瓶中的水使之沸騰，水蒸氣從銅管噴出，把火柴靠近管口B處，火柴被加熱，迅速移開火柴，火柴開始燃燒。下列說法錯誤的是（
D
）
A．該實驗說明火柴的著火點不超過100℃
B．B處水蒸氣的作用是使火柴溫度達到著火點
C．火柴移離水蒸氣，與氧氣充分接觸，從而燃燒
D．水沸騰后，水分子的間隔、質量和體積都增大

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