资源简介

1.3 空气 氧气
真题精粹——陕西真题精选及拓展
考向1 空气的成分及用途
1.(2023·陕西副题)汽车安全气囊被触发时,气囊中的叠氮化钠(NaN3)会瞬间分解,产生一种空气中最多的气体,其化学式是　　　。
【拓展设问】
2.(2024·宜宾)中国空间站首次进行“太空养鱼”实验。在实验中,金鱼藻为斑马鱼提供呼吸所需的 (　　)
A.N2 B.O2
C.CO2 D.H2O
考向2 空气的污染与防治
3.(2023·陕西副题)汽车和摩托车尾气中通常含有CO2、CO、NO、NO2等气体,其中不属于空气污染物的是　　　　。
考向3 氧气的性质
4.(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气,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
5.(2023·陕西)下列物质在氧气中燃烧时,生成黑色固体的是 (　　)
A.木炭 B.红磷
C.铁丝 D.镁带
6.(2024·陕西节选)根据下面图示的实验回答问题。
(1)写出标有序号①的仪器名称:　　　　。
(2)实验乙中,发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　。
(3)实验甲中,　　　　(选填“能”或“不能”)用细铁丝代替红磷测定空气中氧气的含量。
考向4 氧气的实验室制取
7.(2023·陕西节选)如图,这是实验室常见的气体制备装置。
(1)写出标有字母a的仪器名称:　　　。
(2)用过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气时,应选择的气体发生装置是　　　(填字母),发生反应的化学方程式为　　 　。
8.(2023·陕西节选)根据下列实验装置图回答问题。
(1)实验室用装置A制取氧气的化学方程式为　　　　 　　　　　　　。
(2)上图中装置　　　(填字母)可用来收集氧气。
9.(2023·陕西副题节选)依据下列实验装置回答问题。
　　　　　　 甲　　　　　　　　　　乙
实验室用高锰酸钾制取氧气,反应的化学方程式是　　　 　　　　　　　　。
发生装置应选择甲中的装置　　　(填字母),要收集较纯净的氧气,应选择乙中的装置　　(填字母)。
10.(2023·陕西副题节选)根据下列实验装置图回答问题。
甲
写出实验室用装置甲制取氧气的化学方程式:　　　　　　　　　　　。
实验中试管口略向下倾斜的原因是　　　　　　　　　　　。
回归教材 —— 陕西中考核心考点梳理
【单元构建】
(注:上图中,“—”表示物质之间可以发生反应,“”表示物质之间存在转化关系)
(1)写出化学式:甲　　　　　　;乙　　　　;丙　　　　　　;丁　　　　。
(2)写出图中对应标号的化学方程式。
①　　　　　　　　　　　　　　　　;
②　　　　　　　　　　　　　　　　;
③　　　　　　　　　　　　　　　　;
④　　　　　　　　　　　　　　　　;
⑤　　　　　　　　　　　　　　　　;
⑥　　　　　　　　　　　　　　　　;
⑦　　　　　　　　　　　　　　　　;
⑧　　　　　　　　　　　　　　　　(填化合反应);
⑨　　　　　　　　　　　　　　　　。
【知识清单】
考点1 空气的成分及用途　(5年1考)
空气的成分 体积分数 主要用途
氮气(N2) 约　　　　　　(最大) a.用作焊接金属的保护气、食品包装及灯泡中充气→化学性质　　　　　; b.用于制造低温环境、(医疗上)冷冻麻醉; c.生产氮肥、硝酸的原料
氧气(　　　) 约　　　　　 　 a.供给呼吸,用于潜水、登山、医疗急救和航空; b.支持燃烧,用于炼钢、气焊、化工生产等
稀有气体 约　　　　　　　　 a.作保护气→化学性质　　　　　; b.通电时发出不同颜色的光,可制成多种用途的电光源; c.氦可用于制造低温环境
二氧化碳 (　　　　) 约0.03% a.用于灭火→不燃烧也不支持燃烧,密度比空气的大; b.干冰(固态二氧化碳)用于人工降雨、食品冷藏等→升华吸热; c.制汽水→二氧化碳能溶于水,且能与水反应生成碳酸; d.植物进行光合作用的原料
其他气体和杂质 约0.03% —
考点2 空气中氧气含量的测定　(5年2考)
空气中氧气含量的测定
考点3 空气的污染与防治　(5年1考)
1.主要污染物
2.污染物来源及防治措施
考点4 氧气的性质(5年2考)
1.物质性质:标准状况下,氧气是　　　色　　　味的气体,　　　溶于水,密度比空气　　　;液态氧为淡蓝色,固态氧为淡蓝色雪花状。
2.化学性质
(1)氧气的化学性质比较活泼,在一定条件下能与许多物质发生反应,说明氧气具有氧化性;能使带火星的木条复燃,说明氧气　　　　　　,但不具有可燃性,不能作燃料。
　(2)与金属单质的反应
(3)与非金属单质反应
(4)与化合物反应
总结
考点5 氧气的实验室制取　(5年5考)
1.工业制法
2.实验室制法(详见实验探究栏目)。
【核心突破】
重难点、空气中氧气含量的测定
下图是测定空气中氧气含量的实验。对该实验的认识不正确的是 (　　)
装置1
装置2
A.要等到装置冷却至室温后再读数,否则测定结果偏小
B.该实验中的铜粉换成铁粉无法达到实验目的
C.将装置1中的气球更换为注射器(见装置2),可使空气与铜粉接触更充分,数据更加准确
D.正确操作情况下,反应消耗氧气的体积应该约为反应前注射器内气体和玻璃管内气体体积总和的
[思维破冰]　在装有空气的密闭容器中,欲用燃烧法或加热法测定空气中氧气含量,该实验一般要注意以下几点有①装置的气密性良好;②所用试剂必须足量;③读数时一定要冷却到原温度;④所选除氧剂要具备以下特征:本身能够在空气中燃烧或加热条件下能与氧气反应(只能与空气中的氧气反应);本身的状态为非气体;生成的物质为非气态(若为气体,应选择适当的试剂吸收)。据此进行分析判断。A.停止加热后,待装置冷却后再读数,否则此时剩余的气体在受热状态下,处于膨胀状态,会导致测定结果偏小,正确;B.在加热的条件下,铁粉也能与空气中的氧气反应生成铁的固体氧化物,因此该实验中的铜粉换成铁粉也能达到实验目的,错误;C.将装置1中的气球更换为注射器(见装置2),可使装置内的空气充分流通,使空气与铜粉接触更充分,数据更加准确,正确;D.正确操作情况下,反应结束后,消耗的氧气的总体积应该约为反应前注射器内气体和玻璃管内气体体积总和的,正确。
实验小组利用下图装置测定空气中氧气的含量。下列说法错误的是 (　　)
A.该实验利用了铜丝的导电性将红磷点燃
B.实验中可观察到有大量的白烟产生
C.左侧玻璃管内液面最终约停留在1刻度线处
D.该装置具有环保、实验结果更准确的优点
【归纳总结】　测定空气中氧气含量实验的知识要点
空气中氧气含量的测定实验基本原理都是在密闭容器中,利用某种物质只与空气中的氧气反应,生成非气体物质(或生成的气体能被事先放入的试剂完全吸收),使内部压强减小,通过体积变化,测出氧气含量。以此评价实验设计或进行相关计算。
误差分析基本情况如下(以课本上的实验为例):
操作 原因分析 误差
红磷量不足 集气瓶中的氧气未耗完 偏小
装置气密性不好 装置外的空气进入
未冷却至室温就打开弹簧夹 集气瓶内温度偏高,压强偏大
未夹紧弹簧夹 集气瓶内的气体受热膨胀,沿导管逸出 偏大
燃烧匙伸入过慢 集气瓶中的气体受热逸出
实验探究 —— 学科核心素养提升
【对接中考】
常见实验2　空气中氧气含量的测定
【实验目的】测定空气中氧气的含量。
【实验过程】
实验仪器及用品 集气瓶、带橡胶塞和导管的燃烧匙、乳胶管、弹簧夹、酒精灯、烧杯、火柴
实验试剂 红磷、水
实验装置
实验原理 　　　　　　　　　　　　
实验步骤 实验现象 实验结论 注意事项
(1)检查装置的气密性 — — 1.红磷要　　　　; 2.弹簧夹要夹紧; 3.燃烧匙要　　　　伸入集气瓶,并塞紧橡胶塞; 4.集气瓶冷却至室温后再打开弹簧夹
(2)将集气瓶水面上方空间划分为5等分并加以标记 — —
(3)用弹簧夹夹紧乳胶管,点燃燃烧匙内的红磷后,立即将其伸入集气瓶中并塞紧橡胶塞,观察红磷燃烧的现象 红磷燃烧,产生大量　　　　,放出热量 　　　　　　　　　　　　
(4)待红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹 烧杯中的水沿导管进入集气瓶中,进入集气瓶中的水约占　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　
【实验分析与评价】
1.不能用木炭、蜡烛代替红磷进行相同实验,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
2.进行相同实验测定空气中氧气含量时,选择的试剂需要满足的条件为在空气中　　　　　　　　　　　　,燃烧后的生成物　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
3.进行相同实验测定空气中氧气含量时,小明同学发现测定结果小于五分之一,可能的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;而小方同学测出的结果略大于五分之一,可能的原因是　 。
【实验拓展】
1.以下四个实验装置,均可用于“测定空气中氧气的含量”。
A.　　　　　　　　　　　　　B.　
　
C.　　　　　　 　　　D.　　　　
(1)拉瓦锡用装置　　　(填字母)定量研究了空气的成分,在密闭容器中,空气中的氧气与　　　反应,生成固态物质。人们沿着科学家的足迹,对反应物进行了优化,分别用铜粉、红磷等进行实验,其原理都是采用　　　　(选填“物理”或“化学”)方法,从混合气体中除去某种气体,从而达到物质的分离的目的。
(2)实验过程中,需要不断推拉注射器活塞的装置是　　　(填字母),利用此装置进行实验,可能造成实验误差的因素是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(答一条)。
(3)与装置C相比,B、D装置的优点为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;反应结束后,待装置冷却至室温,打开弹簧夹,装置D(试管容积为40 mL)中注射器活塞从10 mL刻度处缓慢移动至　　　mL刻度处停止(误差忽略不计)。
2.图1所示装置可用于测定空气中氧气的含量,图2是用该装置测得实验过程中集气瓶内气压与时间关系图(该装置气密性良好,p0是集气瓶内初始气压)。下列说法正确的是　 (填字母)。
图1　　　　　　　　　　　　　　　图2
A.红磷的量对实验结果无影响
B.集气瓶中气压瞬间变大是由O2迅速消耗造成的
C.c点时反应刚好停止
D.b、c、d点时集气瓶中所含物质相同
必做实验3　氧气的实验室制取
【实验目的】学习实验室制取氧气的方法。
【实验过程】
实验仪器 酒精灯、试管、烧杯、集气瓶、锥形瓶、长颈漏斗、分液漏斗、导管、铁架台等
实验试剂 高锰酸钾 氯酸钾和二氧化锰 过氧化氢溶液和二氧化锰
反应原理 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　
装置 选择依据:反应物的状态和反应条件
A B C
类型 固体加热型 固液不加热型
注意 事项 1.用高锰酸钾制取氧气时,试管口需要放一团棉花,目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　; 2.试管口略向下倾斜,目的是　　　　　　　　　　　　　　　　 1.A装置简单,加入试剂不能太多,防止产生气体速率过快,不便于收集; 2.B中长颈漏斗末端要伸入液面以下,防止　　　　　　　　　　　　　　; 3.C装置的优点是　　　　　　　　　　　。
装置 选择依据:气体的　　　　、溶解性及能否与水反应
排水法 向上排空气法
优缺点 收集的气体比较　　　　,但含水蒸气 收集的气体比较　　　　,但纯度不高
注意 事项 当观察到导管口　　　　　　　　　　　　　时再开始收集 导管要伸入集气瓶底部,目的是　　　　 　　　　　 　　　
实验步骤 以加热高锰酸钾制氧气,用排水法收集氧气为例: 1.查:连接好装置后,先检查　　　　　　　　; 2.装:用　　　　(或纸槽)把试剂装入试管内,使试剂平铺试管底部; 3.定:把试管固定在　　　　　上; 4.点:点燃酒精灯,利用酒精灯火焰的　　　　加热(先预热再加热); 5.收:收集氧气; 6.离:撤离导管; 7.熄:熄灭酒精灯
注意事项:用固体加热型发生装置制氧气和用排水法收集氧气,实验结束时,一定要先　　　　　　,再　　　　　　　,防止　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
检验 将带火星的木条　　　　　　　中,若观察到　　　　　　,则证明该气体是氧气
验满 (1)用排水法收集:当　　　　　　　　　　　　　时,证明已收集满; (2)用向上排空气法收集:将带火星的木条　　　　　　　　,木条复燃,证明已收集满
【实验分析与评价】
(1)用高锰酸钾制取氧气并用排水法收集氧气时,发现水槽中的水变红,可能的原因是　　　　　　　　　　　　 。
(2)用过氧化氢溶液制取氧气,反应不需要加热,操作简便、节能、安全等,二氧化锰便于分离且不会产生有害物质,符合绿色化学的观念。
(3)某同学用排水法收集到的氧气不纯,可能的原因是　　　　　　　　　　　　 (任写一条)。
(4)用固体加热型发生装置制取氧气时,若出现了试管炸裂的情况,其原因可能是①加热时试管外壁有水;②加热时试管底部接触到了酒精灯灯芯;③加热时试管口没有略向下倾斜;④　　　　　　　　就直接加热等。
【实验拓展】
1.发生装置的改进
同学们在实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,并对发生装置进行了改进(如图所示),该装置具有的优点是　　　　　　　　　　　　。
2.多功能瓶的使用
(1)用排空气法收集氧气
用图1装置收集氧气,气体应从导管　　　(选填“a”或“b”)端通入;若利用图2装置收集氧气,气体应从导管　　　(选填“c”或“d”)端通入。
　图1　　　　　　　图2　
(2)用排水法收集氧气
向图1装置中装满水,用该装置收集氧气,氧气应从导管　　　(选填“a”或“b”)端通入。
(3)氧气的验满
用图1装置收集氧气,检验气体已经收集满的方法是　　　　　　　　　　　　。
(4)氧气的除杂
利用排水法收集的氧气中含有水分,利用图1装置除去水分,可在集气瓶中加入适量　　　　　,氧气应从导管　　　(选填“a”或“b”)端通入。
答案
真题精粹
1.N2
2.B　【解析】金鱼藻的作用是利用光能释放出一种能供给斑马鱼呼吸的气体,氧气能供给呼吸,产生的气体是氧气,其化学式是O2。
3.CO2　【解析】CO2是空气的成分之一, 没有毒性,不属于空气污染物。
4.D
5.C　【解析】A.木炭在氧气中燃烧,发出白光,放出热量,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体;B.红磷在氧气中燃烧,放出热量,产生大量白烟;C.铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,放出热量,生成黑色固体;D.镁带在氧气中燃烧发出耀眼的白光,放出热量,生成白色固体。
6.(1)水槽　(2)3Fe+2O2Fe3O4　(3)不能
7.(1)集气瓶　(2)B　2H2O22H2O+O2↑
8.(1)2H2O22H2O+O2↑　(2)B
【解析】(1)装置A是固液常温型发生装置,用该装置制取氧气时用的试剂是过氧化氢溶液和二氧化锰,发生的反应是过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气,据此写出反应的化学方程式。
(2)氧气的密度比空气的大,可以用向上排空气法收集,即用装置B收集。
9.2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑　A　C
【解析】实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑,该反应为固固加热型反应,应该选择装置A作发生装置,要收集较纯净的氧气,应该选择乙中的装置C。
10.2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑　防止冷凝水倒流使试管炸裂
【解析】装置甲适合固体加热的反应,有棉花,所以用高锰酸钾加热制取氧气,高锰酸钾在加热条件下反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,化学方程式为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑;实验中试管口略向下倾斜,防止冷凝水倒流使试管炸裂。
回归教材
(1)KClO3　H2O　KMnO4　Fe
(2)①2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑　②2KClO32KCl+3O2↑　③2H2O22H2O+O2↑　④2H2O2H2↑+O2↑　⑤3Fe+2O2Fe3O4
⑥2CO+O22CO2　⑦CH4+2O2CO2+2H2O
⑧2H2+O22H2O　⑨4P+5O22P2O5
知识清单
考点1
78%　不活泼　O2　21%　0.94%　不活泼　CO2
考点2
拉瓦锡
考点3
1.SO2　酸雨　2.清洁能源　尾气、废气经处理达标后排放　积极植树造林、种花种草(合理即可)
考点4
1.无　无　不易　略大
2.(1)支持燃烧　(2)剧烈燃烧　火星四射　黑色固体　3Fe+2O2Fe3O4　对未燃烧部分的铁丝进行预热　引燃铁丝　防止火柴燃烧消耗氧气,影响实验效果　防止生成的高温熔融物溅落炸裂瓶底　氧气不纯(合理即可)　耀眼的白光　白色固体　2Mg+O22MgO　(3)剧烈燃烧,发出白光　C+O2CO2　2C+O22CO　产生大量白烟,放出热量　4P+5O22P2O5　淡蓝色　蓝紫色　有刺激性气味　S+O2SO2　(4)2CO+O22CO2　CH4+2O2CO2+2H2O　C2H5OH+3O22CO2+3H2O　含量
考点5
物理　沸点
核心突破
例题1　B
变式训练　A
常见实验2　空气中氧气含量的测定
【实验过程】
4P+5O22P2O5　白烟　4P+5O22P2O5　集气瓶内空气体积的五分之一　氧气约占空气体积的五分之一　过量　迅速
【实验分析与评价】
1.木炭、蜡烛在空气中燃烧消耗氧气的同时会生成二氧化碳气体,使集气瓶内压强变化不大
2.能燃烧且只与氧气反应　不是气体(若为气体,应选择适当的试剂吸收)
3.红磷量不足、装置漏气、集气瓶未冷却至室温就打开弹簧夹,合理即可　弹簧夹未夹紧、点燃红磷后没有立即将燃烧匙伸入集气瓶中等,合理即可
【实验拓展】
1.(1)A　汞　化学
(2)B　试剂的量不足(或实验结束后没有冷却到室温就读数,合理即可)
(3)不污染空气、操作简单、实验结果更准确(合理即可)　2
2.D
必做实验3　氧气的实验室制取
【实验过程】
2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑　2KClO32KCl+3O2↑　2H2O22H2O+O2↑　防止加热时高锰酸钾粉末进入导管,堵塞导管　防止冷凝水倒流,使试管炸裂　生成的气体从漏斗末端逸出　可以控制反应速率　密度　纯净　干燥　有连续、均匀的气泡冒出　排尽集气瓶内的空气　装置的气密性　药匙　铁架台　外焰　撤离导管　熄灭酒精灯　水槽中的水倒吸入试管中,使试管炸裂　插入集气瓶　木条复燃　集气瓶口有较大气泡冒出　放在集气瓶口
【实验分析与评价】(1)试管口没有放一团棉花　(3)集气瓶中未装满水(或未等气泡连续、均匀地冒出就开始收集,合理即可)
(4)试管没有预热
【实验拓展】
1.可以控制反应的发生与停止
2.(1)a　d　(2)b
(3)将带火星的木条放在导管b端,若木条复燃,证明已经收集满
(4)浓硫酸　a

展开更多......

收起↑