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第二单元 我们周围的空气—2023~2024学年九年级化学人教版期末复习知识小锦
【学习目标整合】
了解空气的主要成分，了解氧气、氮气稀有气体的主要物理性质和用途。
初步认识纯净物喝混合物的概念。
通过实验探究认识氧气的主要性质，认识氧气能与许多物质发生化学反应，氧气的化学性质比较活泼。
认识化合反应、氧化反应、分解反应。
学会描述化学反应中的一些反应现象。
了解实验室制取氧气的主要方法和原理，能设计简单的实验制备并检验氧气。
认识催化剂，知道催化剂对化学反应的重要作用。
【思维导图回顾知识】
【重难知识易混易错】
一、空气
1、空气的成分及用途
成分 体积分数 主要用途
氮气(N2) 78% ①制硝酸和氮肥的原料；②用作保护气，利用其化学性质不活泼；③液氮做制冷剂
氧气(O2) 21% ①供给呼吸，可用于医疗急救、登山、潜水等；②支持燃烧，可用于炼钢、气焊和航天等
稀有气体 0.94% ①用作保护气，化学性质不活泼；②可制成多种用途的电光源，如航标灯、霓虹灯等；③氦可用于制造低温环境
二氧化碳(CO2) 0.03% ①灭火（不燃烧也不支持燃烧，密度比空气大）；②气体肥料、化工产品的原料；③固态二氧化碳（干冰）用作制冷剂[干冰易升华吸热]
其他气体和杂质 0.03%
2、空气的污染与防治
（1）空气污染物
①空气污染物：目前计入空气质量评价的主要污染物为有害气体（SO2、CO、NO2）、可吸入颗粒物（PM10）、细颗粒物（PM2.5）和臭氧等。
②空气污染的危害：损害人体健康，影响作物生长，破坏生态平衡，导致全球气候变暖，酸雨和臭氧层破坏等。
（2）污染物的来源与防治
①化石燃料的燃烧→改变能源结构，使用清洁能源
②工厂排放的废气→废气处理达标后再排放
③汽车尾气的排放→安装汽车尾气净化装置，开发有效的废气处理技术
④露天焚烧秸秆、垃圾→秸杆还田、桔秆综合利用，垃圾分类回收再处理
⑤植被破坏引起的沙尘→积极植树、造林 、种草
3、空气中氧气含量的测定
（1）实验原理：4P+5O22P2O5
利用红磷燃烧消耗密闭容器内空气中的氧气，使密闭容器内气体压强减小，在大气压的作用下，进入容器内水的体积即为减少的氧气的体积。
（2）实验装置及现象
实验结论：氧气约占空气体积的 １／５
误差分析
实验误差 原因
测定结果 偏小 红磷的量不足，氧气不能完全被消耗
装置气密性不好，反应结束后外界空气进入
未冷却至室温就打开弹簧夹，温度较高，气体膨胀，进入集气瓶的水的体积小
导管内事先没注满水
测定结果 偏大 点燃红磷后插入集气瓶太慢，赶走了集气瓶里部分空气
点燃红磷前末夹紧弹簧夹，使集气瓶内空气沿导管逸出
（5）间接结论：实验剩余的主要气体是氮气，氮气不与水、红磷等物质反应，说明氮气化学性质非常稳定，不支持燃烧；同时还能体现氮气不易溶于水。
（6）改进实验装置
上述改进装置的原理都是一样的，即：通过一种可燃物与空气中的氧气反应，生成固体，使密闭容器中气体减少，减少的气体体积即为氧气的体积。改进装置的优点是保证实验装置自始至终都是密闭的，避免在红磷（或白磷）燃烧后塞塞子的过程中空气逸出。
二、氧气的性质
物理性质
氧气在通常情况下是一种无色无味的气体，密度比空气大。不易溶于水；氧气是一种化学性质比较活泼的气体，具有氧化性；氧气能供给呼吸和支持燃烧，有助燃性，但是没有可燃性。
化学性质
部分物质在空气中和氧气中反应现象对比
物质 （颜色、状态） 反应现象 文字表达式、 化学方程式 注意事项
木炭（灰黑色固体） 空气中 持续红热，放出热量 碳+氧气 二氧化碳 C+O2CO2 盛有灰黑色木炭的燃烧匙应由上而下慢慢伸入集气瓶中
氧气中 剧烈燃烧，发出白光，放出热量
硫黄（淡黄色固体） 空气中 燃烧放热，发出微弱的淡蓝色火焰，生成无色、有刺激性气味的气体 硫+氧气 二氧化硫 S+O2SO2 硫的用量不要过多；盛有硫的燃烧匙要由上而下缓慢伸入集气瓶中；实验前应在集气瓶底放少量水，用来吸收生成的二氧化硫气体；瓶口盖一毛玻璃片
氧气中 燃烧放热，发出明亮的蓝紫色火焰，生成无色有刺激性气味的气体
红磷（暗红色固体） 空气中 黄色火焰，放热，产生大量白烟 磷+氧气 五氧化二磷 4P+5O22P2O5 实验前在集气瓶中放少量水，吸收生成的固体颗粒
氧气中 黄白色火焰，放出热量，产生大量白烟
铁（银白色固体） 空气中 灼烧至红热，离火后变冷，不易燃烧 铁+氧气 四氧化三铁 3Fe+2O2Fe3O4 细铁丝应绕成螺旋状；在铁丝的末端系一根火柴以引燃铁丝；集气瓶中要预先放少量水或细沙，防止高温熔融物溅落到瓶底，使瓶底受热不均而炸裂
氧气中 剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，放出大量的热
镁（银白色固体） 空气中 剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出大量的热，生成白色固体 镁+氧气 氧化镁 Mg+O2MgO 不能手持镁条，应用坩埚钳夹持
氧气中 在氧气中比在空气中燃烧更剧烈
石蜡（白色固体） 空气中 黄白色明亮火焰，火焰分层，放出热量，稍有黑烟 石蜡+氧气 二氧化碳+水 ——
氧气中 燃烧，发出白光，放热，瓶壁上有水雾出现
三、氧气的制取
工业制取氧气通常采用分离液态空气的方法，发生的变化属于物理变化。
氧气的实验室制法
实验原理
发生装置 固体加热型 固液常温型
步骤 查、装、定、点、收、离、熄（谐音：茶庄定点收利息） 查、装、倒、收
收集方法 排水集气法 向上排空气法
检验方法 将带火星的木条插人集气瓶中，如果木条复燃，即证明是氧气
验满方法 用向上排空气法收集时，将带火星的木条放在集气瓶口，如果木条复燃，证明氧气已收集满；用排水法收集时，当有气泡从集气瓶口冒出时，表明已收集满
注意事项 （1）试管口要略向下倾斜（防止凝结的小水珠倒流使试管炸裂） （2）加热时应先使试管均匀受热，再集中在药品部位加热 （3）排水法收集完氧气后，先撤导管后撤酒精灯（防止水槽中的水倒吸，使试管炸裂） （4）用KMnO4制取O2时，试管口放一小团棉花，防止加热时KMnO4小颗粒随气流进人导管
3、在化学反应中能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质叫催化剂。催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。
（1）具有高度的选择性（或专一性）。一种催化剂并非对所有的化学反应都有催化作用，例如二氧化锰在氯酸钾受热分解的反应中起催化作用，加快化学反应速率，但对其他的化学反应就不一定有催化作用。
（2）某些化学反应并非只有一种催化剂，例如在氯酸钾受热分解的反应中能起催化作用的还有氧化铁和氧化铜等。
（3）不能改变生成物的质量。
四、 化学反应类型
1、四种基本反应类型
类型 化合反应 分解反应 置换反应 复分解反应
定义 由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应 由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应 由一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应 由两种化合物相互交换成分生成另外两种化合物的反应
特点 “多变一” A+B+…→C “一变多” C→A+B+… “单换单” A+BC→B+AC “双交换，价不变” AB+CD→AD+CB
举例 C+O2CO2 HCl+NaOH=NaCl+H2O
2、从得氧、失氧角度划分
（1）氧化反应:物质得到氧的反应
类型 相同点 不同点 举例
剧烈反应 均与氧气反应；反应过程中均有热量放出 反应快，现象明显 碳、硫、磷、铁等物质在氧气中燃烧
缓慢氧化 反应很慢，不易被察觉 食物变质、铁生锈、呼吸作用等
（2）还原反应:物质失去氧的反应
注意：氧化反应和还原反应是同一化学反应中的两个过程，两者必然同时发生。
3、从能量角度划分
（1）吸热反应:吸收热量的化学反应。从始至终需要加热或高温的反应都属于吸热反应。如:CO2+C2CO
放热反应:放出热量的化学反应。如:物质的燃烧、金属与酸的反应、生石灰与水的反应等都属于放热反应
【单元核心素养对接中考】
1.（2023·天津）下列有关空气的说法正确的是( )
A.空气是由空气分子组成的
B.空气中氧气的体积分数最大
C.空气中氧气的化学性质不活泼
D.空气中氮气、氧气等分子均匀地混合在一起
2. （2023·河南）氧气的化学性质比较活泼。下列物质在氧气中燃烧，能生成黑色固体的是( )
A.硫粉 B.铁丝 C.镁条 D.木炭
3. （2023·陕西）氧气是维持生命的重要物质。下列说法不正确的是( )
A.自然界绿色植物的光合作用产生氧气，同时消耗大气中的二氧化碳
B.工业上分离液态空气制氧，利用的是液氧、液氮的沸点不同
C.家用制氧机有的是通过吸附空气中的氮气得到较纯的氧气，该过程氧分子未发生变化
D.实验室电解水制氧气，生成氢气和氧气的质量比为2：1
4. （2023·重庆）下图是拉瓦锡测定空气成分的实验。他将汞放在密闭容器里连续加热12天，得到红色粉末（HgO），他又把红色粉末放在另外容器里加强热，最终得出了空气成分的结论。
（1）若用煤块作火炉燃料，该燃料属于_______（填“可”或“不可”）再生能源。
（2）连续加热12天的目的是_______，剩余气体约占原气体总体积的_______。
（3）将红色粉末加强热可生成初始物质，其化学方程式为_______。
5. （2023·河北）根据如图所示实验回答问题。
（1）甲是稀释浓硫酸的实验。试剂X是_____；为使溶解时热量及时散失，防止液滴飞溅，应沿烧杯内壁慢慢倒入并_____。
（2）乙是铁丝燃烧的改进实验。①将加热至红热的铁丝伸入盛有过氧化氢溶液的集气瓶中（如左图），铁丝不燃烧。②向集气瓶中加入少量二氧化锰，过氧化氢溶液中产生大量气泡，该反应中二氧化锰起_____作用；将铁丝再次加热至红热伸入集气瓶中（如右图），观察到铁丝剧烈燃烧、_____、放出大量热、有黑色固体生成。对比①②，说明影响铁丝燃烧剧烈程度的因素是_____。
答案以及解析
【单元核心素养对接中考】
1.答案：D
解析：空气是混合物，主要成分如下表所示。其中，氮气的体积分数最大，氧气的化学性质较为活泼，因此A、B、C项错误。
空气的组成成分 氮气 氧气 稀有气体 二氧化碳 其他气体和杂质
体积分数/% 78 21 0.94 0.03 0.03
2.答案：B
解析：A（×）是有刺激性气味的气体。
B（√）是黑色固体。
C（×）是白色固体。
D（×）充分燃烧：，不充分燃烧：均是无色无味的气体。
3.答案：D
解析：D（×）水通电分解：。生成的氢气和氧气的体积比是2:1，质量比是1:8。
4.答案：（1）不可
（2）让密闭容器中的氧气完全反应；
（3）
解析：（1）煤属于三大化石燃料之一，不可再生。
（2）汞与氧气反应：。连续加热12天，使装置内的氧气被完全消耗，测得的数据较准确。剩余气体主要是氮气，约占原气体总体积的。
5.答案：（1）浓硫酸；用玻璃棒不断搅拌
（2）催化；火星四射；氧气浓度
解析：（1）浓硫酸稀释时放出大量的热，可能造成水沸腾，酸液飞溅，因此应将浓硫酸沿器壁慢慢倒入水中，并用玻璃棒不断搅拌，以使热量及时散失。
（2）铁丝在空气中不可燃烧，过氧化氢常温分解不明显，红热铁丝不能燃烧，当过氧化氢溶液中加入二氧化锰后，迅速分解产生大量氧气，红热铁丝剧烈燃烧，火星四射，放热，产生黑色固体。通过对比实验可知，氧气的浓度大小影响了铁丝燃烧情况。

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