第1節(jié)空氣與氧氣考點(diǎn)全突破【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.掌握空氣的成分及及其作用2.掌握空氣中氧氣含量的測量方法3.掌握掌握氧氣的性質(zhì)及相關(guān)現(xiàn)象4.掌握實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的方法【知識(shí)精講】一、空氣的主要成分空氣成分氮?dú)庋鯕庀∮袣怏w二氧化碳其他氣體和雜質(zhì)體積分?jǐn)?shù)78%21%0.93%0.04%0.03%（1）空氣組成成分探究：（2）空氣的利用：（1）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(zhì)：無色、無味的氣體，難溶于水；不支持燃燒。化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定。b用途：燈泡中充氮?dú)饪裳娱L使用壽命；食品包裝充入氮?dú)饪煞栏恢圃旎省⒄ㄋ幍闹匾希灰旱梢宰隼鋬鰟t(yī)療上用液氮冷凍麻醉或冷藏人體細(xì)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(zhì)：無色、無味的氣體，難溶于水，化學(xué)性質(zhì)不活潑。c用途：常用作保護(hù)氣；做光源（稀有氣體通電能發(fā)出不同顏色的光）。二、空氣中氧氣成分的測定：1、測定原理：在一個(gè)密閉容器內(nèi)，用一種足量的易燃物質(zhì)與空氣中的氧氣反應(yīng)，生成一種固體，使容器內(nèi)壓強(qiáng)減小。在大氣壓的作用下，水倒吸入密閉容器內(nèi)的體積，即為空氣中氧氣的體積。2、裝置圖3、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：A、紅磷燃燒發(fā)出黃白色火焰，放出熱量，有大量白煙產(chǎn)生。B、待集氣瓶冷卻后，打開止水夾，水經(jīng)導(dǎo)管進(jìn)入集氣瓶，約占集氣瓶內(nèi)空氣總體積的1/5。4、實(shí)驗(yàn)結(jié)論：空氣中氧氣的體積約占空氣總體積的1/5。5、化學(xué)方程式：4P+5O22P2O56、注意事項(xiàng)：a.裝置的氣密性要好，（否則測量結(jié)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(huì)導(dǎo)致測量結(jié)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(jié)果偏小）；d.在實(shí)驗(yàn)前，導(dǎo)管應(yīng)預(yù)先注滿水，（否則測量結(jié)果偏小）e.要先夾住橡皮管，然后再點(diǎn)紅磷（否則測量結(jié)果偏大）；f.點(diǎn)燃紅磷伸入瓶中要立即塞緊瓶塞（否則測量結(jié)果偏大）。三、氧氣的制取1．實(shí)驗(yàn)室里制取氧氣的方法有：分解H2O2和加熱分解KMnO4或KClO3，化學(xué)方程式為：（1）2H2O2MnO22H2O+O2↑（2）2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑（3）2KClO3MnO22KCl+3O2↑工業(yè)上用分離空氣制取氧氣。——物理變化2．在過氧化氫和氯酸鉀制取氧氣的反應(yīng)中，用二氧化錳作為催化劑，它的作用是改變反應(yīng)速度，本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后都不變。實(shí)驗(yàn)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(tuán)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(tái)上。第三步：用酒精燈外焰給試管加熱，先預(yù)熱。第四步：等氣泡連續(xù)均勻再用排水法收集氧氣。第五步：先撤導(dǎo)管，再滅酒精燈。氧氣的驗(yàn)滿方法：將一根帶火星的木條放在集氣瓶口，若木條復(fù)燃，就證明已經(jīng)收滿。【培優(yōu)訓(xùn)練】一、單選題1．高錳酸鉀、過氧化氫和氯酸鉀都可用于實(shí)驗(yàn)室制取氧氣，下列有關(guān)這三種物質(zhì)的說法正確的是()A．它們都含有三種元素，其中一種是氧元素B．它們制取氧氣的反應(yīng)有兩個(gè)需要加熱，有一個(gè)在常溫下進(jìn)行C．它們制取氧氣時(shí)均需用二氧化錳作催化劑D．它們制取氧氣的發(fā)生裝置相同2．如圖所示，將過氧化氫溶液滴入瓶中可觀察到的現(xiàn)象是()A．氣球脹大，紅墨水左移 B．氣球縮小，紅墨水右移C．氣球縮小，紅墨水左移 D．氣球脹大，紅墨水右移3．如圖是小徐用手掌總結(jié)氧氣的化學(xué)性質(zhì)的表示方法，手指上的物質(zhì)能與手掌心的氧氣反應(yīng)。則下列說法正確的是()A．鐵在空氣中燃燒，生成四氧化三鐵B．煤脫硫的目的是減少二氧化硫的生成C．磷燃燒產(chǎn)生大量的白霧D．氧氣的化學(xué)性質(zhì)非常活潑，可與所有的物質(zhì)反應(yīng)4．暖寶寶中的發(fā)熱劑是鐵粉、水和食鹽等，發(fā)熱劑能代替紅磷測定空氣中氧氣含量(裝置如圖所示)。以下對(duì)此改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的敘述中，錯(cuò)誤的是()A．此實(shí)驗(yàn)的原理是利用鐵生銹消耗氧氣B．實(shí)驗(yàn)前一定要檢查裝置的氣密性C．此實(shí)驗(yàn)中發(fā)熱劑的多少不影響測量結(jié)果D．此實(shí)驗(yàn)測出氧氣的體積分?jǐn)?shù)約是18.3%5．空氣中氧氣含量測定的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是()A．燃燒匙中的紅磷越多，水位上升越高B．燃燒匙中的紅磷可以換成硫或木炭C．選用紅磷是因?yàn)榉磻?yīng)可以消耗O2，生成固態(tài)的P2O5D．本實(shí)驗(yàn)可以證明空氣中含有N2、O2、CO2和稀有氣體6．（2021八下·仙居期末）小科加熱氯酸鉀和二氧化錳的混合物來制取氧氣。在加熱過程中，該固體混合物中氧元素質(zhì)量隨時(shí)間變化關(guān)系正確的是()A． B．C． D．7．（2021八下·仙居期末）下列有關(guān)模型或符號(hào)的說法正確的是()A．圖①中條形磁鐵的左端代表S極，右端代表N極B．圖②模擬人體呼氣的過程，此時(shí)胸腔的容積減小C．圖③表示只要不接觸高壓帶電體就不會(huì)引起觸電D．圖④中占空氣體積1%的其他成分全都是稀有氣體8．（2021八下·長興期末）下列科學(xué)家及其貢獻(xiàn)對(duì)應(yīng)正確的是（）A．盧瑟福——發(fā)現(xiàn)原子中存在電子B．法拉第——通電導(dǎo)線周圍存在著磁場C．拉瓦錫——發(fā)現(xiàn)空氣由氮?dú)夂脱鯕饨M成D．奧斯特——電磁感應(yīng)現(xiàn)象9．（2021八下·臨海期末）有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的現(xiàn)象描述正確的是()A．二氧化碳通入紫色石蕊試液中變渾濁B．木炭在氧氣中燃燒發(fā)光發(fā)熱并生成二氧化碳?xì)怏wC．鐵絲在氧氣中燃燒火星四射，并放出大量的熱，生成一種黑色的固體D．硫在氧氣中燃燒發(fā)出微弱的淡黃色火焰，生成一種有刺激性氣味的氣體10．（2021八下·濱江期末）如圖a是法國化學(xué)家拉瓦錫加熱汞研究空氣成分所用的裝置，他測出氧氣約占空氣總體積的1/5；如圖b是我們的用來測定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)中吸入的水的體積往往小于剩余容積的1/5。下列關(guān)于這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的解釋合理的是（）A．汞與氧氣反應(yīng)生成物是固體，而紅磷燃燒產(chǎn)生大量氣體B．曲頸瓶整體成形，不需要連接，氣密性更好，避免漏氣C．紅磷點(diǎn)燃后再放入瓶中，會(huì)使集氣瓶中原有的空氣逸出D．現(xiàn)在空氣中氧氣含量與拉瓦錫所處的時(shí)代相比降低了11．（2021八下·蒼南期末）食品脫氧劑的主要成分為鐵粉，可用于測量空氣中氧氣的濃度。如圖所示，反應(yīng)前AO的長度為L1，反應(yīng)后BO的長度為L2，下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是（）A．測量的原理利用了鐵生銹消耗管內(nèi)氧氣B．實(shí)驗(yàn)測得氧氣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為LC．實(shí)驗(yàn)前應(yīng)彈動(dòng)玻璃管，使脫氧劑分布均勻且緊密D．脫氧劑應(yīng)平鋪在玻璃管中，增加與氧氣的接觸面積12．（2021八下·浦江期末）下列對(duì)氧氣的性質(zhì)與變化的判斷正確的是（）A．氧氣具有可燃性B．物質(zhì)與氧氣發(fā)生的反應(yīng)都屬于氧化反應(yīng)C．物質(zhì)在氧氣中的燃燒都能產(chǎn)生火焰D．工業(yè)上用分離液態(tài)空氣的方法制取氧氣是分解反應(yīng)13．下列證明水電解實(shí)驗(yàn)中兩極產(chǎn)生什么氣體的方法，正確的是()。A．用燃著的木條接近液面下降較多的玻璃管尖嘴處的氣體，氣體燃燒，出現(xiàn)淡藍(lán)色火焰，證明是氫氣B．用帶火星的木條接近液面下降較多的玻璃管尖嘴處的氣體，木條立即復(fù)燃，證明是氧氣C．用帶火星的木條接近液面下降較少的玻璃管尖嘴處的氣體，氣體燃燒，證明是氧氣D．用燃著的木條接近液面下降較少的玻璃管尖嘴處的氣體，氣體燃燒，出現(xiàn)淡藍(lán)色火焰，證明是氫氣14．（2021八下·西湖期中）下列反應(yīng)中，既屬于化合反應(yīng)，又屬于氧化反應(yīng)的是（）A．鐵+氧氣→四氧化三鐵（點(diǎn)燃）B．水→氫氣+氧水（通電）C．鋅+稀硫酸→硫酸鋅+氫氣D．甲烷＋氧氣→燃二氧化碳+水（點(diǎn)燃）15．（2021八下·杭州期中）小金需收集一瓶約混有四分之一體積空氣的氧氣，下列操作正確的是（）ABCD集氣瓶中灌14水集氣瓶中灌34導(dǎo)管伸入到集氣瓶體積的14導(dǎo)管伸入到集氣瓶體積的34A．A B．B C．C D．D二、實(shí)驗(yàn)探究題16．（2021八下·新昌期末）空氣中氧氣含量測定的再認(rèn)識(shí)。[查閱資料]⒈白磷的著火點(diǎn)是40°C，紅磷的著火點(diǎn)是240℃，兩種物質(zhì)的燃燒產(chǎn)物五氧化二磷是白色固體。⒉銅與氧氣在加熱的條件下生成黑色固體氧化銅。[經(jīng)典賞析]教材中介紹了拉瓦錫用定量的方法研究了空氣的成分(實(shí)驗(yàn)裝置如圖1)。該實(shí)驗(yàn)與下圖另兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理相同，即通過物質(zhì)和氧氣反應(yīng)生成固體使密閉容器內(nèi)氣壓(選填“增大”或“減小”)，大氣壓將水壓入，測出氧氣的含量。[實(shí)驗(yàn)回顧]實(shí)驗(yàn)室常用紅磷燃燒的方法測定空氣中氧氣的含量(裝置如圖2)，測出的氧氣體積分?jǐn)?shù)明顯偏小。請(qǐng)你參與探究：[提出問題]造成誤差的原因是什么？如何改進(jìn)課本實(shí)驗(yàn)裝置？[猜想]甲同學(xué)：可能是瓶內(nèi)殘留氣體中還有氧氣。乙同學(xué)：可能是燒杯中的水倒流結(jié)束后，導(dǎo)管內(nèi)有部分水滯留。[交流與討論]打開彈簧夾的時(shí)機(jī)很重要，才可打開彈簧夾。[探究與反思]為驗(yàn)證甲同學(xué)的猜想，將銅粉在殘余氣體中加熱，觀察到銅粉，說明甲同學(xué)的猜想是合理的。大家采用改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)裝置(圖3)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，圖3裝置與圖2相比，優(yōu)點(diǎn)有：。17．（2021八下·浦江期末）小明設(shè)計(jì)如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來同時(shí)完成燃燒條件的探究和空氣中氧氣含量的測定。裝置中注射器活塞與內(nèi)壁摩擦非常小，可忽略不計(jì)。實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：步驟1：檢查裝置氣密性，且裝置氣密性良好。步驟2：將盛有足量白磷的燃燒匙放入空集氣瓶中，塞緊塞子，白磷不燃燒。步驟3：打開集氣瓶塞子，往瓶中倒?jié)M80℃的熱水，并塞緊塞子，白磷仍然不能燃燒。步驟4：打開K1和K2，通過注射器從b管抽水，當(dāng)瓶中液面剛低于燃燒匙底部時(shí)，立即同時(shí)關(guān)閉K1、K2，發(fā)現(xiàn)瓶中白磷燃燒，此時(shí)讀出注射器中水量為V1毫升，導(dǎo)管b中水的體積忽略不計(jì)。步驟5：待整個(gè)裝置冷卻至室溫時(shí)，只打開K2，發(fā)現(xiàn)注射器中的水剩余V2毫升。（1）白磷和紅磷在空氣中燃燒的現(xiàn)象相似。步驟4中，白磷燃燒的現(xiàn)象是。（2）結(jié)合步驟2、4，說明白磷燃燒需要的條件是。（3）該實(shí)驗(yàn)測得空氣中氧氣的含量為（用V1、V2來表示）。（4）小明多次重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，測得空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)遠(yuǎn)大于21%，原因是。18．（2021八下·吳興期末）某同學(xué)為了探究二氧化錳對(duì)H2O2分解速率的影響，利用下圖所示裝置（夾持裝置略去）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其中實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)2加入二氧化錳，實(shí)驗(yàn)3不加，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下：實(shí)驗(yàn)1實(shí)驗(yàn)2實(shí)驗(yàn)32%的H2O2溶液體積/毫升202020溫度/攝氏度208020相同時(shí)間集氣瓶內(nèi)氣體體積較多最多最少（1）三組實(shí)驗(yàn)中，分解速率最快的是，你的判斷依據(jù)是。（2）實(shí)驗(yàn)2中測定的反應(yīng)速率往往相比真實(shí)值會(huì)偏大，其原因是。19．（2021八下·西湖期中）下面是學(xué)習(xí)“制取氧氣”后進(jìn)行“氧氣的性質(zhì)”的探究實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)回答：（1）連接儀器組裝成如圖2所示實(shí)驗(yàn)裝置。某學(xué)生用抽拉法檢查該裝置的氣密性，發(fā)現(xiàn)被拉出的注射器活塞一段時(shí)間后又回到原來的位置，你認(rèn)為該裝置是否漏氣？。（2）實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀制取氧氣，應(yīng)選用的發(fā)生裝置是（填字母），實(shí)驗(yàn)時(shí)該裝置的試管口應(yīng)放一團(tuán)棉花，其目的是；該反應(yīng)的文字表達(dá)式為。若用E裝置收集產(chǎn)生的氧氣，實(shí)驗(yàn)結(jié)束，停止加熱前要先將導(dǎo)管移出水面，再熄滅酒精燈，這是為了。若用過氧化氫溶液和二氧化錳制取氧氣，則用F裝置收集產(chǎn)生的氧氣，氣體應(yīng)從（填“c”或“d”）端進(jìn)入。（3）細(xì)鐵絲在氧氣中燃燒會(huì)火星四射（圖G）。某興趣小組對(duì)其產(chǎn)生原因進(jìn)行探究。下表是他們將不同含碳量的鐵絲（鐵絲的直徑均為0.4mm）放入氧氣中燃燒時(shí)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的記錄。請(qǐng)你分析回答：物質(zhì)含碳0.05%的鐵絲含碳0.2%的鐵絲含碳0.6%的鐵絲燃燒時(shí)的現(xiàn)象劇烈燃燒、極少火星劇烈燃燒、少量火星（未填）通過對(duì)表中結(jié)果分析，火星四射的現(xiàn)象可能與鐵絲中的有關(guān)，表中未填的現(xiàn)象可能為。20．（2021八下·秀洲月考）同學(xué)們學(xué)習(xí)氧氣后發(fā)現(xiàn)，許多物質(zhì)在氧氣中能劇烈燃燒。如圖1：鐵絲能在氧氣中燃燒，火星四射，劇烈燃燒，但沒有火焰，因?yàn)槭枪腆w物質(zhì)燃燒。如圖2：蠟燭在氧氣中燃燒且有明亮的火焰。針對(duì)這些問題，同學(xué)們進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)你參與他們的實(shí)驗(yàn)探究。（1）寫出實(shí)驗(yàn)室用過氧化氫溶液和二氧化錳制取氧氣的化學(xué)方程式：。（2）點(diǎn)燃蠟燭，用坩堝鉗夾持一根尖嘴玻璃管，將其末端插入燃著的蠟燭燭心附近，一段時(shí)間后用火柴在玻璃管尖嘴處點(diǎn)燃，有火焰產(chǎn)生(如圖2所示)。由此可知，蠟燭燃燒產(chǎn)生的火焰是由(填“固態(tài)”或者“氣態(tài)”)石蠟燃燒形成的。要使該實(shí)驗(yàn)成功，同學(xué)們認(rèn)為尖嘴玻璃管不宜過長，原因是如果導(dǎo)氣管過長石蠟蒸氣會(huì)在導(dǎo)管中。21．（2021八下·蕭山月考）某興趣小組開展“測定密閉容器中某種氣體的體積分?jǐn)?shù)”的探究實(shí)驗(yàn)。【實(shí)驗(yàn)1】按圖一所示裝置，用紅磷燃燒的方法測定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)。【實(shí)驗(yàn)2】按圖二所示裝置，在集氣瓶內(nèi)壁用水均勻涂附鐵粉除氧劑（其中輔助成分不干擾實(shí)驗(yàn)），利用鐵銹蝕原理測定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)。（1）實(shí)驗(yàn)1中，紅磷燃燒的主要現(xiàn)象是。紅磷熄滅后，集氣瓶冷卻至室溫，打開K，水能倒吸入集氣瓶的原因是。（2）為提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，以上兩個(gè)實(shí)驗(yàn)都需要注意的事項(xiàng)是（寫一點(diǎn)）。（3）實(shí)驗(yàn)過程中，連接數(shù)字傳感器，測得實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)2中氧氣的體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化的關(guān)系分別如圖3、圖4所示。依據(jù)圖3、圖4信息，（填"實(shí)驗(yàn)1”或“實(shí)驗(yàn)2"）的測定方法更準(zhǔn)確，判斷依據(jù)是。22．（2021八下·杭州月考）實(shí)驗(yàn)室用過氧化氫溶液與二氧化錳混合制取氧氣時(shí)選用了右圖裝置。甲、乙、丙三名同學(xué)用所選裝置合作實(shí)驗(yàn)過程中，橡皮塞突然彈飛，就此異常現(xiàn)象三名同學(xué)探究如下：【問題】為什么橡皮塞會(huì)突然彈飛呢？【查閱資料】①容器內(nèi)瞬間產(chǎn)生氣體過多，壓強(qiáng)過大，可能導(dǎo)致橡皮塞彈飛。②化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)物的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)、接觸面積、溫度、催化劑等因素有關(guān)。【猜想】甲同學(xué)：導(dǎo)氣管堵塞或彎折造成。乙同學(xué)：過氧化氫溶液用量過多造成。丙同學(xué)：過氧化氫溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)過大造成。【分析驗(yàn)證】通過檢查實(shí)驗(yàn)裝置發(fā)現(xiàn)導(dǎo)氣管沒有堵塞、彎折的情況；與實(shí)驗(yàn)成功的小組交流，得知各小組所用過氧化氫溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)均相同。于是他們否定了（1）同學(xué)的猜想。請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證另一名同學(xué)的猜想是導(dǎo)致本次實(shí)驗(yàn)橡皮塞彈飛的主要原因。實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論取兩支試管分別加入等質(zhì)量的二氧化錳，再加入（2）.的反應(yīng)較劇烈該同學(xué)的猜想正確【交流反思】老師建議他們可以通過改進(jìn)發(fā)生裝置的方法，避免橡皮塞彈飛。請(qǐng)選擇你覺得最合適的發(fā)生裝置