资源简介

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第二单元 空气和氧气
考点一 空气
1、空气的成分及其用途：
成分 体积分数 用 途
氮气（N2） 78% 1.化学性质不活泼，用作食品、焊接、灯泡等保护气2.制造化肥、硝酸3.营造低温环境
氧气（O2） 21% 1.供给呼吸(如医疗、登山、潜水)2.支持燃烧(如炼钢、焊接、切割金属)
稀有气体 0.94% 1.作保护气——化学性质不活泼2.氦气填充探空气球——密度比空气小3.电光源——通电时发出不同颜色的光
二氧化碳(CO2) 0.03% 1.灭火→不燃烧、不支持燃烧、密度比空气大2.人工降雨，食品冷藏保鲜→干冰升华吸热3.气体肥料→植物光合作用的原料
2、空气的污染与防治
主要污染物 空气的主要污染物有有害气体和粉尘。目前计入空气污染指数的项目暂定为：________、________、________、________(粒径在10微米以下的颗粒物，称PM10，又称飘尘)和臭氧等。
污染来源 1.化石燃料的燃烧；2.工厂废气，汽车尾气；3.露天焚烧秸秆、垃圾；4.植被破坏、建筑扬尘等引起的沙尘
防治措施 1.使用清洁能源2.工业废气处理达标后再排放，安装汽车尾气净化装置3.秸秆综合利用、垃圾分类回收再处理4.积极植树造林、种草等
【易混易错】
1. 氮气________________，不代表不能与其他物质反应。事实上在一定条件下N2能与H2、O2
及活泼金属反应。
2. CO2不是空气的污染物。但是会引起________________。
3. 稀有气体通电发出有色光属于________。
考向01 空气的成分及其用途
例1（2023·安徽中考）阅读下列科技短文并回答问题。
近年来，我国载人航天事业取得了举世瞩目的成就。在太空中，如何补充宇航员吸入的氧气和处理呼出的二氧化碳气体，是科学家需要解决的问题。
在空间站中，利用太阳能电池板提供的电能，通过电解水制备氧气，利用分子吸附技术，吸收航天员呼出的二氧化碳，同时利用舱内外压强差实现二氧化碳的脱附，将其排入太空。
我国神州十三号载人飞船座舱通过专用风机将座舱空气引入净化罐，利用无水氢氧化锂吸收二氧化碳，净化后的空气再重新流回舱。
(1)文中提到的氧化物有 （填化学式）
(2)空间站内的空气为 （填“混合物”或“纯净物”）。
(3)宇航员呼出的气体中除外，还含有 （填1种即可）。
(4)LiOH、NaOH均可吸收，请写出NaOH吸收反应的化学方程式 。
(5)相同条件下，不同吸收剂吸收的最大质量关系如右图所示。由图可知，选用LiOH作吸收剂的原因是 。
【变式1-1】【新考向】（2024人教习题）科学家对火星的大气进行分析，得到下表所示数据，与地球大气成分相比，火星大气中含量更高的是（ ）
气体 二氧化碳 氮气 氩气
体积分数% 95 2.7 1.6
A.氮气 B.氮气和氩气 C.二氧化碳和氮气 D.二氧化碳和氩气
【变式1-2】【新考法】（2024·山东烟台）空气是一种宝贵的自然资源。下列有关空气及其成分的说法错误的是
A．二氧化碳是空气污染物，也是重要的资源
B．工业上可用分离液态空气法制氧气
C．氧气能供给生物呼吸，约占空气体积的21%
D．氮气化学性质不活泼，可用来延长食品保质期
考向02 空气污染与防治
例2（2021·安徽）2021年我国政府工作报告中提出“做好碳中和工作”。碳中和是指通过植树造林，节能减排等措施，抵消因人类活动产生的二氧化碳等温室气体排放量，达到相对“零排放”。下列行为不利于实现碳中和的是
A．大量使用一次性餐具 B．使用新技术提高传统能源的利用效率
C．利用风能实现清洁发电 D．研发新工艺将二氧化碳转化为化工产品
【变式2-1】（2024·广东广州）空气是人类生产活动的重要资源。下列关于空气的说法不正确的是
A．空气是工业制取氧气的廉价、易得的原料
B．人呼吸空气时呼出的气体中只含有二氧化碳
C．将氮气充入食品包装袋中可起到防腐作用
D．倡导“低碳”生活有利于减少温室气体的排放
【变式2-2】【新考法】（2024·安徽）加快推动生态环境质量改善，建设美丽中国。下列有关说法错误的是
A．禁止使用化肥和农药，防止水体污染
B．推广新能源汽车，减少汽车尾气排放
C．发展废旧电池回收技术，促进资源循环利用
D．提升石油化工水平，实现绿色低碳转型
考点二 氧气的性质
1、氧气的性质
物理性质 色、味、态 标准状况下，无色、无味的气体
溶解性 不易溶于水
密度 比空气的密度略大
化学性质 1、氧化性（在反应中提供氧）2、助燃性
氧气的检验 将带火星的小木条放入集气瓶中，若带火星的小木条复燃，说明气体是氧气。
2、物质与氧气的反应（剧烈氧化）
物质 现象 化学方程式 注意事项
红磷 在空气中燃烧产生________，放出________ ________________ 瓶底装少量水：吸收白烟
硫粉 ①硫在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰，②硫在氧气中燃烧，产生蓝紫色火焰；③放出 热量；生成有刺激性气味的气体。 ________________ 瓶底装少量水：吸收二氧化硫，防止污染空气
木炭 ①在空气中，发出________光，②在氧气中剧烈燃烧，发出________光。③放出____；生成能使澄清石灰水变浑浊的气体 ________________
铁丝 ①在空气中，只发生红热 ；②在氧气中，剧烈燃烧、 火星四射，放出热量，生成黑色固体。 ________________ 集气瓶底部放少量细沙或水，防止高温生成物溅落瓶底炸裂
镁条 剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色固体 ________________ 镁条表面要用砂纸打磨，除去氧化膜
氢气 发出淡蓝色火焰，放出热量，罩在火焰上方的烧杯内壁有水珠产生 ________________ 点燃前，要验纯
一氧化碳 发出蓝色火焰，放出热量，罩在火焰上方的烧杯内壁澄清石灰水变浑浊 ________________
甲烷 发出蓝色火焰，放出热量，罩在火焰上方的烧杯内壁出现水雾，翻转烧杯，倒入少量澄清石灰水，振荡，澄清石灰水变浑浊 ________________
乙醇 在空气中点燃，发出________，生成无色气体和液体 ________________
3、缓慢氧化与燃烧的关系
缓慢氧化：某些物质在一些条件下，与氧气发生缓慢的氧化反应，称为缓慢氧化。如动植物呼吸，金属的锈蚀，食物的腐烂，酒醋的酿造，农家肥的腐熟等。
燃烧：可燃物与氧气发生的剧烈的发光、放热的剧烈的氧化反应
联系：（1）都有氧气参加，都是氧化反应 （2）都放热
【易混易错】
1. 现象描述错误：如“________”与“________”、“________”与“________”的词语使用不准确。
2. 对氧气的性质掌握不准确：氧气性质比较活泼，具有________。
3. 对集气瓶中预留水的作用不明确：认为水只是________，其实有时还________________。
4. 认为氧气可当做燃料：氧气具有________，不具有可燃性。
5. 性质和用途关系对应错误。
考向01 氧气的性质
例1（2024人教习题）下列对氧气的描述中，不正确的是
A.氧气极易溶于水
B.氧气是一种化学性质比较活泼的气体
C.氧气在低温、高压时能变为液体或固体
D.通常情况下，氧气时一种无色、无臭的气体
【变式1-1】【新考向】（2024·陕西）2024年4月28日，我国自主研制的大推力液氧煤油发动机，首次在陕西成功完成点火试验。
(1)煤油常温下呈液态，这是煤油的 （填“物理”或“化学”）性质。
(2)液氧的化学式为 。
(3)液氧与煤油中，具有可燃性的是 。
【变式1-2】【新考法】（2024·安徽宣城一模）科学家认为，提出一个问题比解决一个问题更重要。结合下图，提出的问题不合理的是
A．能使带火星木条复燃氧气最低浓度是多少
B．不同材质的可燃物复燃，氧气最低浓度是否相同
C．除了氧气外，有没有其他气体也可以使得带火星木条复燃
D．集气瓶中氧气为什么无色无味
考向02 燃烧的现象
例2（2024·安徽中考节选）阅读下列材料，完成下列小题。杭州亚运会开幕式主火炬的燃料——“零碳甲醇(CH3OH)”备受瞩目，这是全球首次对“零碳甲醇”的实践应用。目前，该燃料已广泛应用在船舶、汽车等领域。“零碳甲醇”是利用焦炉气中的副产品氢气和从工业尾气中捕捉的二氧化碳在一种纳米催化剂的作用下反应得到的，其微观示意图如图。有关“零碳甲醇”的说法，错误的是
A．能替代汽油作为汽车燃料 B．燃烧过程中伴随着能量变化
C．完全燃烧时不产生二氧化碳 D．生产过程实现了二氧化碳的资源化利用
【变式2-1】【新考向】（2024·安徽合肥市一模）小雨利用如图甲所示装置(气密性良好)和试剂测定空气中氧气含量，氧气传感器测得集气瓶内氧气的体积分数变化曲线如图乙所示。下列说法错误的是（ ）
A．实验体现了铜的导热性
B．取足量的白磷进行实验是为了减少误差
C．反应时，集气瓶内可观察到白磷燃烧，产生大量白烟
D．倒吸入集气瓶中水的体积等于空气中氧气的体积
【变式2-2】【新考法】（2024·安徽六安模拟预测卷）如图如图所示是硫元素的价类二维图，下列分析不正确的是
A．A点对应的物质在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰
B．B点对应的物质通入酚酞溶液中不变色
C．硫酸型酸雨中含有极少量C点对应的物质
D．D点对应的物质名称可能是硫酸钠
实验 氧气的实验室制取
一、氧气的实验室制法
加热高锰酸钾 过氧化氢
所用药品 高锰酸钾（紫色固体） 过氧化氢（无色液体）、二氧化锰（黑色粉末）
反应原理 ________________________ ________________
装置图 发生装置
收集装置
优点 稍加热就分解，不用催化剂；反应速度适中，便于收集 不用加热，节约能源；生成物只有水，利于环保；二氧化锰容易回收
缺点 需要加热，操作麻烦、浪费能源；紫色的高锰酸钾，不易清洗仪器和桌面 作为反应物的过氧化氢不宜长时间保存且浓度太大时反应速度太快，不宜控制
检验 将一根带火星的木条________，如果木条________，证明集气瓶内的气体是氧气。
验满 ①用向上排空气法收集时，将一根带火星的木条放在________，如果木条复燃，证明集气瓶内氧气已收集满。②用排水法收集时，水槽中的水面________时，说明已收集满氧气。
二、催化剂和催化作用
1. 概念
在化学反应里能________其他物质的________，而本身的________和________在化学反应前后都________的物质叫做催化剂。
2. 催化作用
催化剂在________________叫催化作用。
3. 特点
（1）一 变：改变化学________，加快反应或减慢反应
（2）两不变：催化剂________不变；催化剂________不变
4. 注意：
（1）催化剂只能改变化学反应的速率，不能改变化学反应的________。
（2）催化剂的质量和化学性质在________________，其反应过程中有可能改变。
（3）不同的化学反应有________________，同一化学反应也可能有几种催化剂。如过氧化氢制氧气的反应中，氧化铁、硫酸铜、红砖粉末、动物肝脏等也可以作催化剂。
（4）“多重身份”的MnO2
①“催化剂”——过氧化氢制氧气的反应中的催化剂；
②“反应物”—— MnO2＋4HCl(浓)MnO2＋Cl2↑+2H2O反应中的反应物；
③“生成物”——2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑反应中的生成物。
【易混易错】
1、发生装置选择错误：高锰酸钾或氯酸钾加热制氧气，由于是固体加热条件下反应，要选________；过氧化氢制氧气，实在常温下，固液混合反应制气体，要选________________。
2、收集方法错误：事实上收集气体主要关注________和________(与空气对比)。
3、排水法收集气体的时间：________________开始收集，而不是刚冒出气泡时就开始收集。
4、一定注意先________后________，否则水槽中水会倒流，使试管炸裂。
考向01 加热高锰酸钾、过氧化氢分解制取氧气
例1（2024·安徽中考改编）甲烷是一种较清洁的能源。小彦同学在实验室制取甲烷并验证其组成。
(1)装置甲可用于制取甲烷，稍作改动还可以制取氧气，改动之处为 。用该装置制取氧气的化学方程式为 。
(2)实验前，用图乙所示方法检查装置气密性时，如果气密性良好，很快会出现的现象是______(填字母序号)。
A． B． C．
【变式1-1】（2024·江苏省天一中学、格致中学一模联考）2023 年 5 月 30 日，神舟十六号载人飞船发射成功，航天员将在中国空间站完成各项任务，因此，保障航天员的氧气需求至关重要。那么，空间站的氧气从哪里来？
Ⅰ．从地球带上去
(1)实验室用高锰酸钾等原料制氧，写出高锰酸钾分解的化学方程式 ；航天工业以空气为原料制氧，工业上选择空气的主要原因是 。
(2)利用分子筛可将氧分子从空气中“筛”出去，从而获得高浓度的氧气。其原理示意图如图：由此可知两种分子的大小：N2 填（“＞”或“＜”）O2。
Ⅱ．在天宫制出来
(3) 早期空间站利用过氧化钠（Na2O2）、超氧化钾（KO2）等物质制氧，其原理表示如下：，空间站内二氧化碳的主要来源是 。
【变式1-2】（2022·安徽中考）阅读下列科技短文并回答问题。
过氧化氢可用于消毒杀菌，具有不稳定性。将水蒸气冷凝在硅，玻璃，塑料、金属等材料表面，均发现了过氧化氢的存在。
研究显示：水蒸气冷凝为粒径小于10微米的液滴时，部分水分子会转化为过氧化氢分子。水微滴中形成的过氧化氢含量随液滴尺寸的增大而减少。过氧化氢的产生量与温度，温度等环境条件密切相关。当使用硅材料、相对温度为55%时，得到过氧化氢的最大浓度随温度变化关系如下图所示。

(1)文中涉及到的有机合成材料是 。
(2)过氧化氢不稳定的原因是 （用化学方程式表示）。
(3)下列说法错误的是______（填字母序号）。
A．水蒸气在冷凝过程中可能发生化学变化
B．水蒸气在玻璃表面冷凝得到的液滴一定为纯净物
C．一定条件下，水蒸气冷凝可用于材料表面的绿色消毒
D．水蒸气冷凝为水流时，水分子间的间隔减小
(4)图中a点（-2.8℃）未生成过氧化氢的原因可能是 。
考向02 催化剂和催化作用
例2（2022·安徽）10．科学家设计了“人造树叶”模拟光合作用，其装置和反应的微观示意图如图。下列说法错误的是
A．反应最终生成两种分子 B．该过程实现了能量的转化
C．反应前后催化剂的化学性质不变 D．该设计为缓解温室效应提供了新途径
【变式2-1】【新考向】（2022·安徽）我国科研人员将二氧化碳高效合成为可供微生物直接利用的物质X，合成过程中主要物质向转化的微现示意图如下、下列说法错误的是
A．催化剂提高了合成效率 B．X的化学式为CH2O
C．CO2合成的过程中伴随能量变化 D．一定有含氢元素的物质参与合成反应
【变式2-2】（2024·四川南充）归纳推理是一种重要的科学思维方法，下列归纳推理正确的是
A．燃烧都伴有发光、放热现象，则有发光、放热现象的一定是燃烧
B．氧化物中都含有氧元素，则含有氧元素的化合物一定是氧化物
C．催化剂在化学反应前后质量不变，则在化学反应前后质量不变的一定是催化剂
D．常温下，pH大于7的溶液呈碱性，则碱性溶液的pH一定大于7
跨学科实践 微型空气质量“监测站”的组装与使用
某兴趣小组的同学在老师的带领下对微型空气质量“监测站”展开了项目式学习。
任务一 了解空气质量检测的主要指标
(1)目前计入空气污染指数的项目中除了可吸入颗粒物、臭氧外，还包括下列的_____（填序号）。
①一氧化碳 ②二氧化碳 ③二氧化硫④二氧化氮。
（2）下表为空气质量分级标准，由表可知，空气质量级别越高，空气质量状况越 （填“好”或“差”）。
污染指数 50以下 51―100 101―150 151―200 201―250 251―300 300以上
质量级别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ（1） Ⅲ（2） Ⅳ（1） Ⅳ（2） Ⅴ
质量状况 优 良 轻微污染 轻度污染 中度污染 中重度污染 重度污染
任务二 组装微型空气质量“监测站”，如下：
a.所需仪器和材料：传感器（如二氧化硫传感器、二氧化氮传感器、颗粒物传感器等）、数据采集器、计
算机、电源，连接导线等。
b.组装步骤：
首先将传感器与数据采集器连接，然后将数据采集器与计算机连接，接通电源，确保各部分连接正常。
检测不同污染物的原理和方法：
①二氧化硫检测：通常采用化学发光法或分光光度法。化学发光法是基于二氧化硫与特定化学试剂反应
产生发光现象，通过检测发光强度来确定二氧化硫的浓度。分光光度法是利用二氧化硫与特定试剂反应生成有色物质，通过测量吸光度来计算浓度。
②二氧化氨检测：常用的方法有盐酸萘乙二胺分光光度法和化学发光法。
③颗粒物检测：
利用光散射原理，当颗粒物通过检测区域时，会散射光线，通过测量散射光的强度来确定颗粒物的浓度。
(3)PM2.5检测仪通常采用____来测量空气中细颗粒物的浓度。
(4)PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，主要来自化石燃料的燃烧和飘尘。下列措施能减少PM2.5污染的是______（填字母）。
A．焚烧秸秆 B．用太阳能发电 C．大量烧煤取暖 D．植树造林
(5)通过组装和使用微型空气质量“检测站”来获取相关数据，可以了解空气质量状况。下列有关说法中错误的是
A．污染物传感器模组能够分析空气中二氧化硫的含量
B．“检测站”工作时，太阳能板能使太阳能转化为电能
C．空气质量监测站一般要安装在空间相对比较密闭的位置
D．对空气质量进行检测，能使人们及时掌握空气质量状况
任务三 使用微型空气质量“监测站”
某同学组装了一套微型空气质量“检测站”，对某次实验课后化学实验内的空气质量进行检测，结果如表。
污染物项目 PM2.5 PM10 二氧化氮 二氧化硫 臭氧 一氧化碳
含量 27 46 27 167 131 1
浓度限值 75 150 80 150 160 4
达标情况 达标 达标 达标 不达标 达标 达标
(6)颗粒物检测仪测定的项目是______、______，这两项污染物均达标。
(7)检测的空气中不达标的项目是______(填化学式)，该气体排放到大气中可能会导致的一种环境问题是形成______。
(8)为防治空气污染，我国采取了多种措施。下列措施合理的是______
A．建立健全的大气污染联防联控机制
B．加快推进大气污染治理技术成果转化
C．发展清洁能源，减少化石能源的使用
D．实施超低排国家标准，取缔一切污染工业
任务四 提出空气质量改进方案
(9) “绿水青山就是金山银山。”为了保护人类赖以生存的空气，请你和兴趣小组同学思考，我们自己在校园中能做什么？ 。
(10)为改善空气质量，北京开展了“为首都多一个蓝天，我们每月少开一天车”的主题活动，下列说法正确
的是 。
A、尾气不会对空气造成污染 B、每月少开一天车不会减少汽车尾气的排放
C、汽车尾气中含有的CO2是污染物 D、“为首都多一个蓝天”是每个市民的职责
1、空气是人类生产活动的重要资源。下列关于空气的说法不正确的是
A．空气是工业制取氧气的廉价、易得的原料
B．人呼吸空气时呼出的气体中只含有二氧化碳
C．将氮气充入食品包装袋中可起到防腐作用
D．倡导“低碳”生活有利于减少温室气体的排放
2、小雨利用如图甲所示装置(气密性良好)和试剂测定空气中氧气含量，氧气传感器测得集气瓶内氧气的体积分数变化曲线如图乙所示。下列说法错误的是（ ）
A．实验体现了铜的导热性
B．取足量的白磷进行实验是为了减少误差
C．反应时，集气瓶内可观察到白磷燃烧，产生大量白烟
D．倒吸入集气瓶中水的体积等于空气中氧气的体积
3、2023年3月23日世界气象日主题为“天气气候水，代代向未来”。如图是世界气象日聊城当日天气状况的手机截屏，图中计入空气污染指数的有害气体属于氧化物的有（ ）

A．一种 B．二种 C．三种 D．四种
4、下列对实验现象的描述正确的是（ ）
A．红磷在空气中燃烧，产生大量白雾
B．硫在空气中燃烧，发出蓝紫色火焰
C．木炭在空气中充分燃烧，生成二氧化碳
D．过氧化氢溶液中加入二氧化锰，迅速产生大量气泡
5、实验室用于高锰酸钾制取氧气的下列装置或操作中，错误的是（ ）
A． B． C． D．
6、化学是一门以实验为基础的学科。
（1）仪器a的名称为 。
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气，发生反应的化学方程式为 。用B装置收集氧气，体现了氧气的物理性质是 ；停止加热时，为防止倒吸，应先进行的操作是 (填“熄灭酒精灯”或“把导管移出水面”)。
（3）用上述收集的O2完成如图C所示的实验，观察到澄清石灰水 。
（4）某同学为探究燃烧的条件设计了如图实验。已知白磷的着火点是40℃。
向装置甲中通入空气，甲中的热水压入到乙中，甲、乙中的白磷均燃烧。由液面降低后甲中白磷燃烧的事实，说明燃烧需要 ；由热水进入后乙中白磷燃烧的事实，说明燃烧需要 。
1．比亚迪新能源车号称“国货之光”，2023年的销量不断增长，其安全气囊内所装的化学物质，能在碰撞后10毫秒内生成一种空气中含量最多的气体，该气体是（ ）
A．氧气 B．氮气
C．氦气 D．二氧化碳
2．（2024·江苏盐城）阅读下列资料，完成下面小题：
在我市学生实验考查中，AI实验室摄像头拍摄上传学生化学实验过程，现选取部分资料呈现如下。实验2《氧气的实验室制取与性质》。本实验以高锰酸钾为原料，并采用排水法收集从视频中看到的下列实验操作不规范的是
A．查气密性：先将导管伸入水中，再用双手紧握试管外壁
B．固定装置：将试管口略向下倾斜，固定在铁架台上
C．加热药品：先让试管底部均匀受热，再对高锰酸钾所在部位加热
D．收集气体：导管口刚有气泡冒出就开始收集气体
3．（2023·福建）在“氧气的实验室制取与性质”实验中，下列装置或操作不正确的是
A．检查气密性 B．制备氧气 C．收集氧气 D．蜡烛燃烧
4.（2024·四川乐山）氧气是人类活动必需的物质之一，下列与实验室制取氧气有关的装置或操作错误的是
A．分解过氧化氢制取 B．加热氯酸钾制取 C．干燥 D．验满
5.（2024·湖北）以下是氧气的实验室制取和性质实验。
（1）仪器a的名称是 。
（2）A中制取氧气的化学方程式为 。
（3）用装置B来收集氧气，进气口为 （填“m”或“n”）。
（4）图C中，细铁丝剧烈燃烧， ，放出热量，生成黑色固体。
6.（2024·云南）化学是一门以实验为基础的学科。
（1）仪器a的名称为 。
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气，发生反应的化学方程式为 。用B装置收集氧气，体现了氧气的物理性质是 ；停止加热时，为防止倒吸，应先进行的操作是 （填“熄灭酒精灯”或“把导管移出水面”）。
（3）用上述收集的O2完成如图C所示的实验，观察到澄清石灰水 。
（4）某同学为探究燃烧的条件设计了如图实验。已知白磷的着火点是40℃。
向装置甲中通入空气，甲中的热水压入到乙中，甲、乙中的白磷均燃烧。由液面降低后甲中白磷燃烧的事实，说明燃烧需要 ；由热水进入后乙中白磷燃烧的事实，说明燃烧需要 。
7．下图是以空气等为原料合成氮肥尿素[CO（NH2）2]的主要流程（部分产物略去）。
(1)从空气中分离出X和O2 （选填“是”或“不是”）分解反应，流程图中X的化学式是 。
(2)根据示意图写出NH3合成尿素的反应的化学方程式 。
(3)分离空气也可以用变压吸附法：利用分子筛吸附氮气和氧气能力的差异，通过增压与减压的交替循环，实现氮气和氧气的分离，部分过程的示意图如图所示。
下列说法正确的是 （填字母序号）。
A．变压吸附法制得的氧气是混合物
B．变压吸附法制得的氧气中还含有稀有气体、二氧化碳
C．分子筛对氮气的吸附能力与吸附塔内气体的压强有关
D．通过加压与减压的交替循环，可以使分子筛重复使用
(4)工业上不用过氧化氢或高锰酸钾分解制氧气的原因是 。
8.某化学兴趣小组的同学为了比较氧化铜和二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果，用如图1所示的装置进行了两次实验。在试管中分别加入等质量的氧化铜和二氧化锰，分别将注射器内盛有的 3mL5%的双氧水（过氧化氢溶液）注入试管中，利用注射器收集氧气，收集到氧气的体积和时间的关系如图Ⅱ所示。
（1）在检查装置的气密性后，小组同学开始实验时注入双氧水的方法是 ______（填序号）。
A 快速推注射器活塞 B 缓慢推注射器活塞
（2）根据相同时间注射器内氧气的体积不同，可比较两种催化剂的催化效果，通过图像除了能得出二氧化锰催化效果比氧化铜好，还能得出的结论是 ______。
（3）由氧化铜催化的反应，t1～t2时间段反应速率逐渐变慢，原因可能是____。
【拓展延伸】同学们在老师的指导下设计实验继续探究。
（4）如图Ⅲ，向两支试管分别加入等质量不同浓度双氧水，再加上等质量、等浓度的FeCl3溶液，分别用气压传感器测定两试管中气体压力变化曲线，如图Ⅳ。请你思考：
①保证实验准确性，请你设计向两试管中加入 FeCl3溶液的具体操作是_____。
②请你从曲线中找出 FeCl3溶液对双氧水分解影响的一条规律性结论：_________________________，写出该反应化学方程式 ________。
阅读下列材料，回答下列小题：
高锰酸钾(KMnO4)是一种受热或见光易分解的晶体，可用于实验室制取氧气，反应原理为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑。KMnO4溶液可用作消毒剂。
9．下列物质中属于氧化物的是（ ）
A．KMnO4 B．K2MnO4 C．MnO2 D．O2
10．在高锰酸钾制氧气实验中，一定不需要用到的仪器是（ ）
A．酒精灯 B．试管 C．漏斗 D．集气瓶
11．下列关于高锰酸钾的说法正确的是（ ）
A．高锰酸钾应保存于棕色试剂瓶 B．高锰酸钾受热不易发生分解
C．高锰酸钾难溶于水 D．制氧气时高锰酸钾中氧元素全部转化为氧气
答案和解析
考点一 空气
1、空气的成分及其用途：
成分 体积分数 用 途
氮气（N2） 78% 1.化学性质不活泼，用作食品、焊接、灯泡等保护气2.制造化肥、硝酸 3.营造低温环境
氧气（O2） 21% 1.供给呼吸(如医疗、登山、潜水)2.支持燃烧(如炼钢、焊接、切割金属)
稀有气体 0.94% 1.作保护气——化学性质不活泼2.氦气填充探空气球——密度比空气小3.电光源——通电时发出不同颜色的光
二氧化碳(CO2) 0.03% 1.灭火→不燃烧、不支持燃烧、密度比空气大2.人工降雨，食品冷藏保鲜→干冰升华吸热3.气体肥料→植物光合作用的原料
2、空气的污染与防治
主要污染物 空气的主要污染物有有害气体和粉尘。目前计入空气污染指数的项目暂定为：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物(粒径在10微米以下的颗粒物，称PM10，又称飘尘)和臭氧等。
污染来源 1.化石燃料的燃烧；2.工厂废气，汽车尾气；3.露天焚烧秸秆、垃圾；4.植被破坏、建筑扬尘等引起的沙尘
防治措施 1.使用清洁能源2.工业废气处理达标后再排放，安装汽车尾气净化装置3.秸秆综合利用、垃圾分类回收再处理4.积极植树造林、种草等
【易混易错】
2. 氮气常温下性质稳定，不代表不能与其他物质反应。事实上在一定条件下N2能与H2、O2
及活泼金属反应。
2. CO2不是空气的污染物。但是会引起温室效应。
3. 稀有气体通电发出有色光属于物理性质。
考向01 空气的成分及其用途
例1（2023·安徽中考）阅读下列科技短文并回答问题。
近年来，我国载人航天事业取得了举世瞩目的成就。在太空中，如何补充宇航员吸入的氧气和处理呼出的二氧化碳气体，是科学家需要解决的问题。
在空间站中，利用太阳能电池板提供的电能，通过电解水制备氧气，利用分子吸附技术，吸收航天员呼出的二氧化碳，同时利用舱内外压强差实现二氧化碳的脱附，将其排入太空。
我国神州十三号载人飞船座舱通过专用风机将座舱空气引入净化罐，利用无水氢氧化锂吸收二氧化碳，净化后的空气再重新流回舱。
(1)文中提到的氧化物有 （填化学式）
(2)空间站内的空气为 （填“混合物”或“纯净物”）。
(3)宇航员呼出的气体中除外，还含有 （填1种即可）。
(4)LiOH、NaOH均可吸收，请写出NaOH吸收反应的化学方程式 。
(5)相同条件下，不同吸收剂吸收的最大质量关系如右图所示。由图可知，选用LiOH作吸收剂的原因是 。
【答案】(1)CO2、H2O (2)混合物 (3)氮气或氧气或水蒸气 (4)CO2+2NaOH = Na2CO3 + H2O
(5)吸收等质量的二氧化碳，消耗氢氧化锂的质量少，等质量的氢氧化钠和氢氧化锂，氢氧化锂吸收的二氧化碳多
【详解】（1）氧化物是指由两种元素组成，其中一种是氧元素的化合物。文中提到的物质有O2、H2O、CO2和LiOH，其中CO2是由碳元素和氧元素组成的化合物，属于氧化物，H2O是由氢元素和氧元素组成的化合物，属于氧化物；
（2）空间站内的空气含有氮气、二氧化碳、氧气等多种物质，属于混合物；
（3）人类呼吸时把空气中的氧气转化为二氧化碳，同时从体内带出水蒸气，人体呼出气体和空气中的氧气、二氧化碳、水蒸气含量不同；氮气的含量基本不变，因为人体没有吸收氮气，呼出的气体与吸入空气相比，具有“两多一少”的特点，即与吸入的空气相比，二氧化碳、水蒸气含量增加，氧气含量减少，所以宇航员呼出的气体中除 CO2 外，还含有氧气、氮气、水蒸气；
（4）二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，该反应的化学方程式为CO2+2NaOH = Na2CO3 + H2O；
（5）由图可知，吸收等质量的二氧化碳，消耗氢氧化锂的质量少，等质量的氢氧化钠和氢氧化锂，氢氧化锂吸收的二氧化碳多，所以选用LiOH作吸收剂。
【变式1-1】【新考向】（2024人教习题）科学家对火星的大气进行分析，得到下表所示数据，与地球大气成分相比，火星大气中含量更高的是（ ）
气体 二氧化碳 氮气 氩气
体积分数% 95 2.7 1.6
A.氮气 B.氮气和氩气 C.二氧化碳和氮气 D.二氧化碳和氩气
【答案】D
【解析】地球空气中氮气的体积分数为78%，火星大气中氮气的体积分数为2.7.%，明显小于空气中氮气的体积分数；地球大气中二氧化碳的体积分数为0.03%，火星大气中二氧化碳的含量为95%，故火星大气中二氧化碳的体积分数大于空气中二氧化碳的体积分数；火星上大气中含有西游气体的体积分数为1.6%，空气中稀有气体的体积分数为0.94%，前者高于后者，故选D
【变式1-2】【新考法】（2024·山东烟台）空气是一种宝贵的自然资源。下列有关空气及其成分的说法错误的是
A．二氧化碳是空气污染物，也是重要的资源
B．工业上可用分离液态空气法制氧气
C．氧气能供给生物呼吸，约占空气体积的21%
D．氮气化学性质不活泼，可用来延长食品保质期
【答案】A
【解析】二氧化碳是空气成分之一，不属于空气污染物，但二氧化碳排放过多会导致温室效应，A说法错误，符合题意；工业上可用分离液态空气法制氧气，B说法正确，不符合题意；氧气约占空气体积的21%，其用途是供给呼吸、支持燃烧，C说法正确，不符合题意；氮气化学性质不活泼，可用作保护气来延长食品保质期，D说法正确，不符合题意。
考向02 空气污染与防治
例2（2021·安徽）2021年我国政府工作报告中提出“做好碳中和工作”。碳中和是指通过植树造林，节能减排等措施，抵消因人类活动产生的二氧化碳等温室气体排放量，达到相对“零排放”。下列行为不利于实现碳中和的是
A．大量使用一次性餐具 B．使用新技术提高传统能源的利用效率
C．利用风能实现清洁发电 D．研发新工艺将二氧化碳转化为化工产品
【答案】A
【详解】【详解】A、大量使用一次性餐具，不利于节能减排，故不利于实现碳中和；
B、使用新技术提高传统能源的利用效率，利于节能减排，故利于实现碳中和；
C、利用风能实现清洁发电，利于节能减排，故利于实现碳中和；
D、研发新工艺将二氧化碳转化为化工产品，利于减少二氧化碳排放，故利于实现碳中和。
故选：A。
【变式2-1】（2024·广东广州）空气是人类生产活动的重要资源。下列关于空气的说法不正确的是
A．空气是工业制取氧气的廉价、易得的原料
B．人呼吸空气时呼出的气体中只含有二氧化碳
C．将氮气充入食品包装袋中可起到防腐作用
D．倡导“低碳”生活有利于减少温室气体的排放
【答案】B
【详解】A、工业制取氧气其原理是利用液氮和液氧的沸点不同，首先从液化空气中分离出氮气，然后再得到纯度较高的氧气，故空气是工业制取氧气的廉价、易得的原料，正确；
B、人体呼出的气体中大部分是氮气，除了水、二氧化碳、氧气外，还有稀有气体，错误；
C、常温下，氮气的化学性质不活泼，可用作保护气，故将氮气充入食品包装袋中可起到防腐作用，正确；
D、二氧化碳的过量排放会导致温室效应加剧，故倡导“低碳”生活有利于减少温室气体的排放，正确；
故选B。
【变式2-2】【新考法】（2024·安徽）加快推动生态环境质量改善，建设美丽中国。下列有关说法错误的是
A．禁止使用化肥和农药，防止水体污染
B．推广新能源汽车，减少汽车尾气排放
C．发展废旧电池回收技术，促进资源循环利用
D．提升石油化工水平，实现绿色低碳转型
【答案】A
【详解】A、合理使用化肥和农药，防止水体污染。A错误；
B、推广新能源汽车，减少化石燃料使用，节约化石能源，减少汽车尾气排放。B正确；
C、发展废旧电池回收技术，减少污染，保护环境，节约资源，促进资源循环利用。C正确；
D、提升石油化工水平，充分利用二氧化碳，降低二氧化碳排放，实现绿色低碳转型。D正确。
选择A。
考点二 氧气的性质
1、氧气的性质
物理性质 色、味、态 标准状况下，无色、无味的气体
溶解性 不易溶于水
密度 比空气的密度略大
化学性质 1、氧化性（在反应中提供氧）2、助燃性
氧气的检验 将带火星的小木条放入集气瓶中，若带火星的小木条复燃，说明气体是氧气。
2、物质与氧气的反应（剧烈氧化）
物质 现象 化学方程式 注意事项
红磷 在空气中燃烧产生白烟，放出热量 4P＋5O2 2P2O5 瓶底装少量水：吸收白烟
硫粉 ①硫在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰，②硫在氧气中燃烧，产生蓝紫色火焰；③放出 热量；生成有刺激性气味的气体。 S＋ O2 SO2 瓶底装少量水：吸收二氧化硫，防止污染空气
木炭 ①在空气中，发出红光，②在氧气中剧烈燃烧，发出白光。③放出热量；生成能使澄清石灰水变浑浊的气体 C＋ O2 CO2
铁丝 ①在空气中，只发生红热 ；②在氧气中，剧烈燃烧、 火星四射，放出热量，生成黑色固体。 3Fe＋2O2 Fe3O4 集气瓶底部放少量细沙或水，防止高温生成物溅落瓶底炸裂
镁条 剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色固体 Mg＋ O2 2MgO 镁条表面要用砂纸打磨，除去氧化膜
氢气 发出淡蓝色火焰，放出热量，罩在火焰上方的烧杯内壁有水珠产生 2H2＋ O22H2O 点燃前，要验纯
一氧化碳 发出蓝色火焰，放出热量，罩在火焰上方的烧杯内壁澄清石灰水变浑浊 2CO＋ O2 2CO2
甲烷 发出蓝色火焰，放出热量，罩在火焰上方的烧杯内壁出现水雾，翻转烧杯，倒入少量澄清石灰水，振荡，澄清石灰水变浑浊 CH4＋2O2 CO2 + 2H2O
乙醇 在空气中点燃，发出蓝色火焰，生成无色气体和液体 C2H5OH＋3O2 3H2O＋2CO2
3、缓慢氧化与燃烧的关系
缓慢氧化：某些物质在一些条件下，与氧气发生缓慢的氧化反应，称为缓慢氧化。如动植物呼吸，金属的锈蚀，食物的腐烂，酒醋的酿造，农家肥的腐熟等。
燃烧：可燃物与氧气发生的剧烈的发光、放热的剧烈的氧化反应
联系：（1）都有氧气参加，都是氧化反应 （2）都放热
【易混易错】
1. 现象描述错误：如“烟”与“雾”、“光”与“火焰”的词语使用不准确。
2. 对氧气的性质掌握不准确：氧气性质比较活泼，具有氧化性。
3. 对集气瓶中预留水的作用不明确：认为水只是吸收热量，其实有时还吸收有毒有害物质。
4. 认为氧气可当做燃料：氧气具有助燃性，不具有可燃性。
5. 性质和用途关系对应错误。
考向01 氧气的性质
例1（2024人教习题）下列对氧气的描述中，不正确的是
A.氧气极易溶于水
B.氧气是一种化学性质比较活泼的气体
C.氧气在低温、高压时能变为液体或固体
D.通常情况下，氧气时一种无色、无臭的气体
【答案】A
【解析】A、氧气不易溶于水，该选项描述不正确；
B、氧气化学性质比较活泼，该选项描述正确；
C、氧气在低温、高压时能变为液体或固体，该选项描述正确；
D、通常情况下，氧气时一种无色、无臭的气体，该选项描述正确；
故选A.
【变式1-1】【新考向】（2024·陕西）2024年4月28日，我国自主研制的大推力液氧煤油发动机，首次在陕西成功完成点火试验。
(1)煤油常温下呈液态，这是煤油的 （填“物理”或“化学”）性质。
(2)液氧的化学式为 。
(3)液氧与煤油中，具有可燃性的是 。
【答案】(1)物理 (2)O2 (3)煤油
【解析】（1）煤油常温下呈液态，状态不需要通过化学变化就能表现出来，这是煤油的物理性质；
（2）液氧是氧气的液态形式，化学式为O2；
（3）液氧与煤油中，液氧具有助燃性，煤油具有可燃性。
【变式1-2】【新考法】（2024·安徽宣城一模）科学家认为，提出一个问题比解决一个问题更重要。结合下图，提出的问题不合理的是
A．能使带火星木条复燃氧气最低浓度是多少
B．不同材质的可燃物复燃，氧气最低浓度是否相同
C．除了氧气外，有没有其他气体也可以使得带火星木条复燃
D．集气瓶中氧气为什么无色无味
【答案】D
【详解】A、本题以实验为情境考査科学探究的一般步骤话题，提出“能使带火星木条复燃氧气最低浓度是多少”与实验情境相符合，正确;
B、不同材质的可燃物，可能复燃氧气浓度不同，正确;
C、有没有其他气体也可以像氧气一样，使得带火星木条复燃，正确;
D、氧气在通常情况下就是无色无味，不需要再去探究，错误;
故选D。
考向02 燃烧的现象
例2（2024·安徽中考节选）阅读下列材料，完成下列小题。杭州亚运会开幕式主火炬的燃料——“零碳甲醇(CH3OH)”备受瞩目，这是全球首次对“零碳甲醇”的实践应用。目前，该燃料已广泛应用在船舶、汽车等领域。“零碳甲醇”是利用焦炉气中的副产品氢气和从工业尾气中捕捉的二氧化碳在一种纳米催化剂的作用下反应得到的，其微观示意图如图。有关“零碳甲醇”的说法，错误的是
A．能替代汽油作为汽车燃料 B．燃烧过程中伴随着能量变化
C．完全燃烧时不产生二氧化碳 D．生产过程实现了二氧化碳的资源化利用
【答案】C
【详解】A、甲醇是可燃物，根据“目前，该燃料已广泛应用在船舶、汽车等领域”可知，能替代汽油作为汽车燃料。不符合题意；
B、燃烧放热，将化学能转化为热能等，燃烧过程中伴随着能量变化。不符合题意；
C、甲醇含有碳元素，完全燃烧时产生二氧化碳。符合题意；
D、反应的原料有二氧化碳，所以生产过程实现了二氧化碳的资源化利用。不符合题意；
故选C。
【变式2-1】【新考向】（2024·安徽合肥市一模）小雨利用如图甲所示装置(气密性良好)和试剂测定空气中氧气含量，氧气传感器测得集气瓶内氧气的体积分数变化曲线如图乙所示。下列说法错误的是（ ）
A．实验体现了铜的导热性
B．取足量的白磷进行实验是为了减少误差
C．反应时，集气瓶内可观察到白磷燃烧，产生大量白烟
D．倒吸入集气瓶中水的体积等于空气中氧气的体积
【答案】D
【解析】A、铜具有良好的导热性，用酒精灯加热粗铜丝，目的是利用铜丝的导热性，引燃白磷。A正确；
B、为减少误差，耗尽瓶中氧气，白磷的量要足量。B正确；
C、白磷燃烧生成白色的五氧化二磷固体，所以可观察到白磷燃烧，产生大量白烟。C正确；
D、倒吸入集气瓶中水的体积等于被白磷燃烧消耗的氧气的体积。D错误。
综上所述：选择D。
【变式2-2】【新考法】（2024·安徽六安模拟预测卷）如图如图所示是硫元素的价类二维图，下列分析不正确的是
A．A点对应的物质在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰
B．B点对应的物质通入酚酞溶液中不变色
C．硫酸型酸雨中含有极少量C点对应的物质
D．D点对应的物质名称可能是硫酸钠
【答案】D
【详解】A、A点对应的物质属于单质，硫元素的化合价为零，为硫单质，硫在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰，故选项说法正确;B、B点对应的物质属于氧化物，硫元素的化合价为+4价，氧元素显-2价，为二氧化硫，二氧化硫通入酚酞溶液中，二氧化硫和水反应生成亚硫酸，亚硫酸显酸性，不能使酚酞溶液变色，故选项说法正确;C、C点对应的物质属于酸，硫元素显+6价，为硫酸，硫酸型酸雨中含有硫酸，故选项说法正确;
D、D点对应的物质属于盐，硫元素的化合价为+4价，而硫酸钠的化学式为Na,S0:，其中钠元素显+1价，氧元素显-2价，根据在化合物中各元素正负化合价代数和为0，则硫元素显+6价，D点对应的物质名称不可能是硫酸钠，故选项说法错误;
故选:D。
实验 氧气的实验室制取
一、氧气的实验室制法
加热高锰酸钾 过氧化氢
所用药品 高锰酸钾（紫色固体） 过氧化氢（无色液体）、二氧化锰（黑色粉末）
反应原理 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 2H2O22H2O+O2 ↑
装置图 发生装置
收集装置
优点 稍加热就分解，不用催化剂；反应速度适中，便于收集 不用加热，节约能源；生成物只有水，利于环保；二氧化锰容易回收
缺点 需要加热，操作麻烦、浪费能源；紫色的高锰酸钾，不易清洗仪器和桌面 作为反应物的过氧化氢不宜长时间保存且浓度太大时反应速度太快，不宜控制
检验 将一根带火星的木条伸入瓶内，如果木条复燃，证明集气瓶内的气体是氧气。
验满 ①用向上排空气法收集时，将一根带火星的木条放在瓶口，如果木条复燃，证明集气瓶内氧气已收集满。②用排水法收集时，水槽中的水面出现大气泡时，说明已收集满氧气。
二、催化剂和催化作用
1. 概念
在化学反应里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化学反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂。
2. 催化作用
催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。
3. 特点
（1）一 变：改变化学反应速率，加快反应或减慢反应
（2）两不变：催化剂质量不变；催化剂化学性质不变
4. 注意：
（1）催化剂只能改变化学反应的速率，不能改变化学反应的产率。
（2）催化剂的质量和化学性质在化学反应前后不改变，其反应过程中有可能改变。
（3）不同的化学反应有不同的催化剂，同一化学反应也可能有几种催化剂。如过氧化氢制氧气的反应中，氧化铁、硫酸铜、红砖粉末、动物肝脏等也可以作催化剂。
（4）“多重身份”的MnO2
①“催化剂”——过氧化氢制氧气的反应中的催化剂；
②“反应物”—— MnO2＋4HCl(浓)MnO2＋Cl2↑+2H2O反应中的反应物；
③“生成物”——2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑反应中的生成物。
【易混易错】
1、发生装置选择错误：高锰酸钾或氯酸钾加热制氧气，由于是固体加热条件下反应，要选固固加热装置；过氧化氢制氧气，实在常温下，固液混合反应制气体，要选固液常温型装置。
2、收集方法错误：事实上收集气体主要关注气体的溶解性和气体密度(与空气对比)。
3、排水法收集气体的时间：大量气泡均匀冒出时开始收集，而不是刚冒出气泡时就开始收集。
4、一定注意先撤出导管后熄灭酒精灯，否则水槽中水会倒流，使试管炸裂。
考向01 加热高锰酸钾、过氧化氢分解制取氧气
例1（2024·安徽中考改编）甲烷是一种较清洁的能源。小彦同学在实验室制取甲烷并验证其组成。
(1)装置甲可用于制取甲烷，稍作改动还可以制取氧气，改动之处为 。用该装置制取氧气的化学方程式为 。
(2)实验前，用图乙所示方法检查装置气密性时，如果气密性良好，很快会出现的现象是______(填字母序号)。
B． B． C．
【答案】(1) 在试管口放一团棉花 (2)AB
【详解】（1）甲是固体加热型装置，且试管口没有棉花，可用于高锰酸钾制取氧气，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↑。
（2）检查装置气密性，先将导管放入水中，然后用手捂住试管，手使试管内气体温度升高，气压变大，如装置气密性良好，则气体从短管口逸出，会很快看到导管口有气泡冒出。随后松开手后，导管内会出现水柱且无明显变化，故选AB。
【变式1-1】（2024·江苏省天一中学、格致中学一模联考）2023 年 5 月 30 日，神舟十六号载人飞船发射成功，航天员将在中国空间站完成各项任务，因此，保障航天员的氧气需求至关重要。那么，空间站的氧气从哪里来？
Ⅰ．从地球带上去
(1)实验室用高锰酸钾等原料制氧，写出高锰酸钾分解的化学方程式 ；航天工业以空气为原料制氧，工业上选择空气的主要原因是 。
(2)利用分子筛可将氧分子从空气中“筛”出去，从而获得高浓度的氧气。其原理示意图如图：由此可知两种分子的大小：N2 填（“＞”或“＜”）O2。
Ⅱ．在天宫制出来
(4) 早期空间站利用过氧化钠（Na2O2）、超氧化钾（KO2）等物质制氧，其原理表示如下：，空间站内二氧化碳的主要来源是 。
【答案】(1) 2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑ 成本低 (2)＞ (3)宇航员呼出的气体
【解析】（1）高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，故化学方程式为： 2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑；空气中含有大量的氧气，工业上选择空气，是因为空气成本低；
（2）氧气能8透过，但氮气不能，说明氮气分子比氧气分子大；
（3）呼吸作用生成二氧化碳，则空间站内二氧化碳的主要来源是宇航员呼出的气体。
【变式1-2】（2022·安徽中考）阅读下列科技短文并回答问题。
过氧化氢可用于消毒杀菌，具有不稳定性。将水蒸气冷凝在硅，玻璃，塑料、金属等材料表面，均发现了过氧化氢的存在。
研究显示：水蒸气冷凝为粒径小于10微米的液滴时，部分水分子会转化为过氧化氢分子。水微滴中形成的过氧化氢含量随液滴尺寸的增大而减少。过氧化氢的产生量与温度，温度等环境条件密切相关。当使用硅材料、相对温度为55%时，得到过氧化氢的最大浓度随温度变化关系如下图所示。

(1)文中涉及到的有机合成材料是 。
(2)过氧化氢不稳定的原因是 （用化学方程式表示）。
(3)下列说法错误的是______（填字母序号）。
A．水蒸气在冷凝过程中可能发生化学变化
B．水蒸气在玻璃表面冷凝得到的液滴一定为纯净物
C．一定条件下，水蒸气冷凝可用于材料表面的绿色消毒
D．水蒸气冷凝为水流时，水分子间的间隔减小
(4)图中a点（-2.8℃）未生成过氧化氢的原因可能是 。
【答案】(1)塑料 (2)2H2O22H2O+O2 ↑ (3)B (4)形成的水滴粒径大于10微米
【详解】（1）有机合成材料包括塑料、合成橡胶、合成纤维，文中“将水蒸气冷凝在硅，玻璃，塑料、金属等材料表面”中涉及到的塑料是有机合成材料。
（2）过氧化氢在常温下可分解为水和氧气，所以不稳定。化学方程式为2H2O22H2O+O2 ↑。
（3）A. “水蒸气冷凝为粒径小于10微米的液滴时，部分水分子会转化为过氧化氢分子”，有新物质生成，发生化学变化，所以水蒸气在冷凝过程中可能发生化学变化，正确。
B. 从“将水蒸气冷凝在硅，玻璃，塑料、金属等材料表面，均发现了过氧化氢的存在”，则说明水蒸气在玻璃表面冷凝得到的液滴可能是混合物，含有水和过氧化氢。错误。
C. 水蒸气冷凝可能产生过氧化氢，“过氧化氢可用于消毒杀菌”，过氧化氢分解为水和氧气无污染，所以一定条件下，水蒸气冷凝可用于材料表面的绿色消毒，正确。
D. 水蒸气冷凝为水流时，水分子间的间隔减小，正确。
故选:B。
（4）从文中“水蒸气冷凝为粒径小于10微米的液滴时，部分水分子会转化为过氧化氢分子。水微滴中形成的过氧化氢含量随液滴尺寸的增大而减少”可推测，图中a点（-2.8℃）未生成过氧化氢的原因可能是形成的水滴粒径大于10微米。
考向02 催化剂和催化作用
例2（2022·安徽）10．科学家设计了“人造树叶”模拟光合作用，其装置和反应的微观示意图如图。下列说法错误的是
A．反应最终生成两种分子 B．该过程实现了能量的转化
C．反应前后催化剂的化学性质不变 D．该设计为缓解温室效应提供了新途径
【答案】A
【详解】A、由图可知，反应后生成了氧气、氢气、一氧化碳，故有一氧化碳分子、氢分子、氧分子三种分子，符合题意；
B、该过程将光能转化为化学能，不符合题意；
C、催化剂化学反应前后，质量和化学性质不变，不符合题意；
D、该设计可以吸收二氧化碳，为缓解温室效应提供了新途径，不符合题意。
故选A。
【变式2-1】【新考向】（2022·安徽）我国科研人员将二氧化碳高效合成为可供微生物直接利用的物质X，合成过程中主要物质向转化的微现示意图如下、下列说法错误的是
A．催化剂提高了合成效率 B．X的化学式为CH2O
C．CO2合成的过程中伴随能量变化 D．一定有含氢元素的物质参与合成反应
【答案】B
【详解】A、根据题意可知，催化剂能提高合成效率，故选项说法正确；
B、根据微观示意图可知，X的化学式为C2H4O2，故选项说法错误；
C、CO2合成的过程中有新物质生成，伴随能量变化，故选项说法正确；
D、根据质量守恒定律可知，化学反应前后元素的种类不变，该反应中生成物只有一种且含有氢元素，因此一定有含氢元素的物质参与合成反应，故选项说法正确。
故选：B。
【变式2-2】（2024·四川南充）归纳推理是一种重要的科学思维方法，下列归纳推理正确的是
A．燃烧都伴有发光、放热现象，则有发光、放热现象的一定是燃烧
B．氧化物中都含有氧元素，则含有氧元素的化合物一定是氧化物
C．催化剂在化学反应前后质量不变，则在化学反应前后质量不变的一定是催化剂
D．常温下，pH大于7的溶液呈碱性，则碱性溶液的pH一定大于7
【答案】D
【详解】A、燃烧都伴有发光、放热现象，但是有发光、放热现象的不一定是燃烧，例如灯泡通电发光发热，没有新物质生成，属于物理变化，不属于燃烧，故A推理错误；
B、氧化物是由两种元素组成，其中一种元素是氧元素的化合物，氧化物中都含有氧元素，但是含有氧元素的化合物不一定是氧化物，例如H2SO4含有氧元素，但是硫酸是由氢、硫、氧三种元素组成的，不属于氧化物，故B推理错误；
C、催化剂在化学反应前后质量不变，但是在化学反应前后质量不变的不一定是催化剂，也可能是没有参与反应的杂质，故C推理错误；
D、常温下，pH大于7的溶液呈碱性，则碱性溶液的pH一定大于7，故D推理正确。
故选：D。
跨学科实践 微型空气质量“监测站”的组装与使用
某兴趣小组的同学在老师的带领下对微型空气质量“监测站”展开了项目式学习。
任务一 了解空气质量检测的主要指标
(1)目前计入空气污染指数的项目中除了可吸入颗粒物、臭氧外，还包括下列的_____（填序号）。
①一氧化碳 ②二氧化碳 ③二氧化硫④二氧化氮。
（2）下表为空气质量分级标准，由表可知，空气质量级别越高，空气质量状况越 （填“好”或“差”）。
污染指数 50以下 51―100 101―150 151―200 201―250 251―300 300以上
质量级别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ（1） Ⅲ（2） Ⅳ（1） Ⅳ（2） Ⅴ
质量状况 优 良 轻微污染 轻度污染 中度污染 中重度污染 重度污染
任务二 组装微型空气质量“监测站”，如下：
a.所需仪器和材料：传感器（如二氧化硫传感器、二氧化氮传感器、颗粒物传感器等）、数据采集器、计
算机、电源，连接导线等。
b.组装步骤：
首先将传感器与数据采集器连接，然后将数据采集器与计算机连接，接通电源，确保各部分连接正常。
检测不同污染物的原理和方法：
①二氧化硫检测：通常采用化学发光法或分光光度法。化学发光法是基于二氧化硫与特定化学试剂反应
产生发光现象，通过检测发光强度来确定二氧化硫的浓度。分光光度法是利用二氧化硫与特定试剂反应生成有色物质，通过测量吸光度来计算浓度。
②二氧化氨检测：常用的方法有盐酸萘乙二胺分光光度法和化学发光法。
③颗粒物检测：
利用光散射原理，当颗粒物通过检测区域时，会散射光线，通过测量散射光的强度来确定颗粒物的浓度。
(3)PM2.5检测仪通常采用____来测量空气中细颗粒物的浓度。
(4)PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，主要来自化石燃料的燃烧和飘尘。下列措施能减少PM2.5污染的是______（填字母）。
B．焚烧秸秆 B．用太阳能发电 C．大量烧煤取暖 D．植树造林
(5)通过组装和使用微型空气质量“检测站”来获取相关数据，可以了解空气质量状况。下列有关说法中错误的是
A．污染物传感器模组能够分析空气中二氧化硫的含量
B．“检测站”工作时，太阳能板能使太阳能转化为电能
C．空气质量监测站一般要安装在空间相对比较密闭的位置
D．对空气质量进行检测，能使人们及时掌握空气质量状况
任务三 使用微型空气质量“监测站”
某同学组装了一套微型空气质量“检测站”，对某次实验课后化学实验内的空气质量进行检测，结果如表。
污染物项目 PM2.5 PM10 二氧化氮 二氧化硫 臭氧 一氧化碳
含量 27 46 27 167 131 1
浓度限值 75 150 80 150 160 4
达标情况 达标 达标 达标 不达标 达标 达标
(6)颗粒物检测仪测定的项目是______、______，这两项污染物均达标。
(7)检测的空气中不达标的项目是______(填化学式)，该气体排放到大气中可能会导致的一种环境问题是形成______。
(8)为防治空气污染，我国采取了多种措施。下列措施合理的是______
A．建立健全的大气污染联防联控机制
B．加快推进大气污染治理技术成果转化
C．发展清洁能源，减少化石能源的使用
D．实施超低排国家标准，取缔一切污染工业
任务四 提出空气质量改进方案
(9) “绿水青山就是金山银山。”为了保护人类赖以生存的空气，请你和兴趣小组同学思考，我们自己在校园中能做什么？ 。
(10)为改善空气质量，北京开展了“为首都多一个蓝天，我们每月少开一天车”的主题活动，下列说法正确
的是 。
A、尾气不会对空气造成污染 B、每月少开一天车不会减少汽车尾气的排放
C、汽车尾气中含有的CO2是污染物 D、“为首都多一个蓝天”是每个市民的职责
【答案】任务一 (1)①③④ (2)差
任务二(3)测量散射光的强度 (4)BD (5)C
任务三（6）PM2.5 PM10 （7）SO2 酸雨（8）ABC
任务四 (9)节约用电，做到人走电断；多植树，不毁坏校园里的花草树木；不乱认垃圾，垃圾要分类投放到垃圾桶里。 (10)D
【详解】任务一(1)空气污染物包括:一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、可吸入颗粒物、细颗粒物和臭氧。二氧化碳是空气中的组成成分，不是污染物。故填:④③④;
(2)空气质量级别越高，说明污染的越严重，空气质量越差。
任务二(3)由题中信息:颗粒物检测:利用光散射原理，当颗拉物通过检汉区域时，会散射光线，通过汉量散射光的强度来确定颗粒物的浓度，故填:测量散射光的强度。
(4)A、焚烧秸秆会产生PM2.5，不符合题意;
B、用太阳能发电，减少火力发电，减少煤炭燃烧，能减少PM2.5污染，符合题意;
C、大量烧煤取暖会产生PM2.5，不符合题意;
D、植树造林，能净化空气，减少PM2.5污染，符合题意;
故选BD。
(5)A、通过组装和使用微型空气质量“检测站“来获取相关数据，可以了解空气质量状况，二氧化硫是空气污染物，污染物传感器模组能够分析空气中二氧化硫的含量，故A正确;
B、“检测站”工作时，太阳能板能使太阳能转化为电能，故B正确;
C、空气质量监测站一般要安装在空间相对比较宽敞的位置，来获取相关数据，可以了解空气质量状况，故C错误;
D、对空气质量进行检测，能使人们及时掌握空气质量状况，故D正确。
故选:C。
任务三(6)根据表中信息可知，颗粒物检测仪测定的项目是PM2.5、PM10，这两项污染物均达标，故填:PM2.5、PM10;
(7)根据表中信息可知，检测的空气中不达标的项目是二氧化硫，二氧化硫能与水反应生成亚硫酸，则该气体排放到大气中可能会导致的一种环境问题是形成酸雨，故填:二氧化硫;酸雨;
(8)A、建立健全的大气污染联防联控机制，有利于防治空气污染，故A符合题意B、加快推进大气污染治理技术成果转化，有利于防治空气污染，故B符合题意;C、发展清洁能源，减少化石能源的使用，有利于防治空气污染，故C符合题意D、取缔一切污染工业，不符合实际，故D不符合题意。
故选ABC。
任务四
(9)本题考查口语交际，合理即可，如节约用电，做到人走电断；多植树，不毁坏校园里的花草树木；不乱认垃圾，垃圾要分类投放到垃圾桶里，绿色出行等。
(10)A、尾气中含有二氧化硫等有害气体，会对空气造成污染，故A说法错误；
B、每月少开一天车，如果每个人都这么做的话，会很大程度上的减少汽车尾气的排放，故B说法错误；
C、二氧化碳是空气中组成成分，不是污染物，故C说法错误；
D、“为首都多一个蓝天”，保护环境是每个市民的职责，故D说法正确；
故选D。
1、空气是人类生产活动的重要资源。下列关于空气的说法不正确的是
A．空气是工业制取氧气的廉价、易得的原料
B．人呼吸空气时呼出的气体中只含有二氧化碳
C．将氮气充入食品包装袋中可起到防腐作用
D．倡导“低碳”生活有利于减少温室气体的排放
【答案】B
【详解】A、工业制取氧气其原理是利用液氮和液氧的沸点不同，首先从液化空气中分离出氮气，然后再得到纯度较高的氧气，故空气是工业制取氧气的廉价、易得的原料，正确；
B、人体呼出的气体中大部分是氮气，除了水、二氧化碳、氧气外，还有稀有气体，错误；
C、常温下，氮气的化学性质不活泼，可用作保护气，故将氮气充入食品包装袋中可起到防腐作用，正确；
D、二氧化碳的过量排放会导致温室效应加剧，故倡导“低碳”生活有利于减少温室气体的排放，正确；
故选B。
2、小雨利用如图甲所示装置(气密性良好)和试剂测定空气中氧气含量，氧气传感器测得集气瓶内氧气的体积分数变化曲线如图乙所示。下列说法错误的是（ ）
A．实验体现了铜的导热性
B．取足量的白磷进行实验是为了减少误差
C．反应时，集气瓶内可观察到白磷燃烧，产生大量白烟
D．倒吸入集气瓶中水的体积等于空气中氧气的体积
【答案】D
【解析】A、铜具有良好的导热性，用酒精灯加热粗铜丝，目的是利用铜丝的导热性，引燃白磷。A正确；
B、为减少误差，耗尽瓶中氧气，白磷的量要足量。B正确；
C、白磷燃烧生成白色的五氧化二磷固体，所以可观察到白磷燃烧，产生大量白烟。C正确；
D、倒吸入集气瓶中水的体积等于被白磷燃烧消耗的氧气的体积。D错误。
综上所述：选择D。
3、2023年3月23日世界气象日主题为“天气气候水，代代向未来”。如图是世界气象日聊城当日天气状况的手机截屏，图中计入空气污染指数的有害气体属于氧化物的有（ ）

A．一种 B．二种 C．三种 D．四种
【答案】C
【解析】氧化物的定义是只含有两种元素，其中一种元素为氧元素的化合物，图中计入空气污染指数的有害气体属于氧化物的有二氧化氮、二氧化硫和一氧化碳，所以共有3种；
故选：C。
4、下列对实验现象的描述正确的是（ ）
A．红磷在空气中燃烧，产生大量白雾
B．硫在空气中燃烧，发出蓝紫色火焰
C．木炭在空气中充分燃烧，生成二氧化碳
D．过氧化氢溶液中加入二氧化锰，迅速产生大量气泡
【答案】D
【解析】A、红磷在空气中燃烧，产生大量的白烟，而不是白雾，错误；
B、硫在空气中燃烧，发出淡蓝色火焰；在氧气中燃烧，发出蓝紫色火焰，错误；
C、木炭在空气中充分燃烧，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体，生成二氧化碳是实验结论而不是实验现象，错误；
D、过氧化氢溶液在二氧化锰的催化作用下迅速分解，产生大量气泡，正确。
故选D。
5、实验室用于高锰酸钾制取氧气的下列装置或操作中，错误的是（ ）
B． B． C． D．
【答案】D
【解析】A、高锰酸钾固体需要在加热的条件下分解制取氧气，属于固固加热制气体，试管口要略向下倾斜，防止冷凝水倒流，造成试管炸裂，且试管口要塞一团棉花，防止加热时粉末状物质进入导管，故A正确，不符合题意；
B、氧气不易溶于水，故可用排水法来收集，故B正确，不符合题意；
C、氧气密度比空气略大，可选择向上排空气法收集，故C正确，不符合题意；
D、氧气密度比空气略大，可选择向上排空气法收集，故D错误，符合题意；
故选：D。
6、化学是一门以实验为基础的学科。
（1）仪器a的名称为 。
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气，发生反应的化学方程式为 。用B装置收集氧气，体现了氧气的物理性质是 ；停止加热时，为防止倒吸，应先进行的操作是 (填“熄灭酒精灯”或“把导管移出水面”)。
（3）用上述收集的O2完成如图C所示的实验，观察到澄清石灰水 。
（4）某同学为探究燃烧的条件设计了如图实验。已知白磷的着火点是40℃。
向装置甲中通入空气，甲中的热水压入到乙中，甲、乙中的白磷均燃烧。由液面降低后甲中白磷燃烧的事实，说明燃烧需要 ；由热水进入后乙中白磷燃烧的事实，说明燃烧需要 。
【答案】（1）铁架台
（2） 氧气不易溶于水 把导管移出水面
（3）变浑浊
（4）与空气接触 温度达到可燃物的着火点
【解析】（1）由图可知，仪器a的名称为铁架台，故填：铁架台；
（2）高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的化学方程式为，氧气不易溶于水也不与水反应，故可采用排水法进行收集，从而体现了氧气的物理性质是不易溶于；停止加热时，为防止倒吸，应先进行的操作是把导管移出水面，故填：；氧气不易溶于水；把导管移出水面；
（3）木碳在氧气中燃烧生成二氧化碳，二氧化碳与澄清石灰水的主要成分氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，可观察到澄清石灰水变浑浊，故填：变浑浊；
（4）甲中液面降低后，白磷与空气接触后燃烧，说明燃烧需要与空气接触；乙中白磷与空气接触不燃烧，热水进入后乙中白磷燃烧，说明燃烧需要温度达到可燃物的着火点，故填：与空气接触；温度达到可燃物的着火点。
1．比亚迪新能源车号称“国货之光”，2023年的销量不断增长，其安全气囊内所装的化学物质，能在碰撞后10毫秒内生成一种空气中含量最多的气体，该气体是（ ）
A．氧气 B．氮气
C．氦气 D．二氧化碳
【答案】B
【解析】空气中各种气体的体积含量为：氮气为78%，氧气为21%，稀有气体为0.94%，二氧化碳为0.03%，空气中含量最多的气体是氮气，故选B。
2．（2024·江苏盐城）阅读下列资料，完成下面小题：
在我市学生实验考查中，AI实验室摄像头拍摄上传学生化学实验过程，现选取部分资料呈现如下。实验2《氧气的实验室制取与性质》。本实验以高锰酸钾为原料，并采用排水法收集从视频中看到的下列实验操作不规范的是
A．查气密性：先将导管伸入水中，再用双手紧握试管外壁
B．固定装置：将试管口略向下倾斜，固定在铁架台上
C．加热药品：先让试管底部均匀受热，再对高锰酸钾所在部位加热
D．收集气体：导管口刚有气泡冒出就开始收集气体
【答案】D
【解析】A、查气密性：先将导管伸入水中，再用双手紧握试管外壁，若导管口有气泡冒出，则说明装置气密性良好，该选项实验操作规范；
B、高锰酸钾为固体，加热固体时试管口略向下倾斜，防止冷凝水倒流使试管炸裂，再固定在铁架台上，该选项实验操作规范；
C、加热固体药品时，应先预热使试管底部受热均匀，再对高锰酸钾所在部位集中加热，该选项实验操作规范；
D、利用排水法收集气体要等到气泡连续均匀冒出时开始收集，该选项实验操作不规范；
故选D。
3．（2023·福建）在“氧气的实验室制取与性质”实验中，下列装置或操作不正确的是
A．检查气密性 B．制备氧气 C．收集氧气 D．蜡烛燃烧
【答案】C
【详解】A、检查装置的气密性先将导管放入水中然后用手握住试管外壁看导管口是否有气泡冒出，操作正确；
B、实验室用加热高锰酸钾制取氧气时，在试管口加一团棉花，用酒精灯加热，试管口略向下倾斜，操作正确；
C、氧气密度大于空气，用排空气法收集氧气时，导管应插入到集气瓶底，操作错误；
D、蜡烛能够在氧气中燃烧，操作正确。
故选C。
4.（2024·四川乐山）氧气是人类活动必需的物质之一，下列与实验室制取氧气有关的装置或操作错误的是
A．分解过氧化氢制取 B．加热氯酸钾制取 C．干燥 D．验满
【答案】B
【解析】分解过氧化氢制取氧气，过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成氧气和水，该反应为固液常温型，可选择图示装置制取氧气，故A正确，不符合题意；加热氯酸钾制取氧气，氯酸钾在二氧化锰的催化下加热分解生成氧气和氯化钾，该反应为固体加热型，试管口应该略向下倾斜，防止冷凝水倒流，造成试管炸裂，故B错误，符合题意；浓硫酸具有吸水性，且不与氧气反应，可用于干燥氧气，气体应该长进短出，故C正确，不符合题意；氧气具有助燃性，验满的方法为：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则说明氧气已收集满，故D正确，不符合题意。
5.（2024·湖北）以下是氧气的实验室制取和性质实验。
（1）仪器a的名称是 。
（2）A中制取氧气的化学方程式为 。
（3）用装置B来收集氧气，进气口为 （填“m”或“n”）。
（4）图C中，细铁丝剧烈燃烧， ，放出热量，生成黑色固体。
【答案】（1）试管
（2）2 KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑
（3）m
（4）火星四射
【解析】
（1）据图可知，仪器a的名称是试管；
（2）装置A需要加热，试管口有棉花，可用加热高锰酸钾制取氧气，高锰酸钾在加热条件下反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，化学的反应方程式为2 KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑；
（3）氧气的密度比空气大，用装置B收集氧气，氧气从长管端进入，即氧气应从导管口m端通入；
（4）细铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成一种黑色固体。
6.（2024·云南）化学是一门以实验为基础的学科。
（1）仪器a的名称为 。
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气，发生反应的化学方程式为 。用B装置收集氧气，体现了氧气的物理性质是 ；停止加热时，为防止倒吸，应先进行的操作是 （填“熄灭酒精灯”或“把导管移出水面”）。
（3）用上述收集的O2完成如图C所示的实验，观察到澄清石灰水 。
（4）某同学为探究燃烧的条件设计了如图实验。已知白磷的着火点是40℃。
向装置甲中通入空气，甲中的热水压入到乙中，甲、乙中的白磷均燃烧。由液面降低后甲中白磷燃烧的事实，说明燃烧需要 ；由热水进入后乙中白磷燃烧的事实，说明燃烧需要 。
【答案】（1）铁架台
（2）2 KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑ 氧气不易溶于水 把导管移出水面
（3）变浑浊
（4）与空气接触 温度达到可燃物的着火点
【解析】（1）由图可知，仪器a的名称为铁架台；
（2）高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的化学方程式为2 KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑，氧气不易溶于水也不与水反应，故可采用排水法进行收集，从而体现了氧气的物理性质是不易溶于；停止加热时，为防止倒吸，应先进行的操作是把导管移出水面；
（3）木碳在氧气中燃烧生成二氧化碳，二氧化碳与澄清石灰水的主要成分氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，可观察到澄清石灰水变浑浊；
（4）甲中液面降低后，白磷与空气接触后燃烧，说明燃烧需要与空气接触；乙中白磷与空气接触不燃烧，热水进入后乙中白磷燃烧，说明燃烧需要温度达到可燃物的着火点。
7．下图是以空气等为原料合成氮肥尿素[CO（NH2）2]的主要流程（部分产物略去）。
(1)从空气中分离出X和O2 （选填“是”或“不是”）分解反应，流程图中X的化学式是 。
(2)根据示意图写出NH3合成尿素的反应的化学方程式 。
(3)分离空气也可以用变压吸附法：利用分子筛吸附氮气和氧气能力的差异，通过增压与减压的交替循环，实现氮气和氧气的分离，部分过程的示意图如图所示。
下列说法正确的是 （填字母序号）。
A．变压吸附法制得的氧气是混合物
B．变压吸附法制得的氧气中还含有稀有气体、二氧化碳
C．分子筛对氮气的吸附能力与吸附塔内气体的压强有关
D．通过加压与减压的交替循环，可以使分子筛重复使用
(4)工业上不用过氧化氢或高锰酸钾分解制氧气的原因是 。
【答案】(1) 不是 N2
(2)
(3)ACD
(4)成本较高，很难大量制取氧气
【解析】（1）X与氢气化合生成氨气，说明X含有氮元素，故X为氮气，化学式为：N2；从空气中分离出N2和O2过程中没有新物质生成属于物理变化，不是分解反应；
（2）由流程图可知，二氧化碳与氨气在低温加压的条件下反应生成尿素和水，故方程式为：；
（3）A.空气中含有氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳和水蒸气等，氧化铝除去水蒸气和二氧化碳，分子筛吸附氮气，由此制得的氧气中会含有稀有气体，为混合物，故A正确；
B.氧化铝除去水蒸气和二氧化碳，由此制得的氧气中不含有二氧化碳，故B错误。
C.根据题中信息，通过增压与减压的交替循环，可以使分子筛重复使用，说明分子筛对氮气的吸附能力与吸附塔内气体压强有关，故C正确；
D.通过加压与减压的交替循环，可以使分子筛重复使用，故D正确；
故选ACD
（4）工业生产则需考虑原料是否易得、成本是否低廉、能否大量生产以及对环境的影响等，工业上不用过氧化氢或高锰酸钾分解制氧气的原因是成本较高，很难大量制取氧气。
8.某化学兴趣小组的同学为了比较氧化铜和二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果，用如图1所示的装置进行了两次实验。在试管中分别加入等质量的氧化铜和二氧化锰，分别将注射器内盛有的 3mL5%的双氧水（过氧化氢溶液）注入试管中，利用注射器收集氧气，收集到氧气的体积和时间的关系如图Ⅱ所示。
（1）在检查装置的气密性后，小组同学开始实验时注入双氧水的方法是 ______（填序号）。
A 快速推注射器活塞 B 缓慢推注射器活塞
（2）根据相同时间注射器内氧气的体积不同，可比较两种催化剂的催化效果，通过图像除了能得出二氧化锰催化效果比氧化铜好，还能得出的结论是 ______。
（3）由氧化铜催化的反应，t1～t2时间段反应速率逐渐变慢，原因可能是____。
【拓展延伸】同学们在老师的指导下设计实验继续探究。
（4）如图Ⅲ，向两支试管分别加入等质量不同浓度双氧水，再加上等质量、等浓度的FeCl3溶液，分别用气压传感器测定两试管中气体压力变化曲线，如图Ⅳ。请你思考：
①保证实验准确性，请你设计向两试管中加入 FeCl3溶液的具体操作是_____。
②请你从曲线中找出 FeCl3溶液对双氧水分解影响的一条规律性结论：_________________________，写出该反应化学方程式 ________。
【答案】（1）B
（2）催化剂不能改变生成氧气的量
（3）随着反应的进行，过氧化氢溶液浓度在不断下降
（4）①分别用注射器吸取等量、等浓度的FeCl3溶液同时注入两支试管中
②FeCl3溶液对浓度大H2O2溶液分解促进效果更好 2H2O2 2H2O+O2↑
【解析】（1）开始实验时注入双氧水的方法是缓慢推注射器活塞，防止反应剧烈，放出大量的热，可能会造成活塞向外移动，导致装置漏气；
（2）由图象分析得出，当反应结束时，无论是用何种催化剂，等体积、等浓度的过氧化氢溶液生成的氧气体积相等，说明催化剂不能改变生成氧气的量；
（3）由图象知，在氧化铜作为催化的条件下，t0～t1时间段曲线逐渐变陡，说明反应速率逐渐变快，因为过氧化氢分解制氧气的同时放出热量；t1～t2时间段曲线逐渐变平缓，说明反应速率又逐渐变慢，这是因为随着反应的进行，过氧化氢溶液浓度在不断下降；
[拓展延伸]
（4）①保证实验准确性，要保证时间的统一性，能够进行对比；向试管中加入FeCl3溶液，可以分别用注射器吸取等量、等浓度的FeCl3溶液同时注入两支试管中；
②根据曲线可以看出，FeCl3溶液能加快H2O2溶液的分解；FeCl3溶液对浓度大H2O2溶液分解促进效果更好；
过氧化氢在氯化铁的催化作用下生成水和氧气：2H2O2 2H2O+O2↑。
阅读下列材料，回答下列小题：
高锰酸钾(KMnO4)是一种受热或见光易分解的晶体，可用于实验室制取氧气，反应原理为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑。KMnO4溶液可用作消毒剂。
9．下列物质中属于氧化物的是（ ）
A．KMnO4 B．K2MnO4 C．MnO2 D．O2
10．在高锰酸钾制氧气实验中，一定不需要用到的仪器是（ ）
A．酒精灯 B．试管 C．漏斗 D．集气瓶
11．下列关于高锰酸钾的说法正确的是（ ）
A．高锰酸钾应保存于棕色试剂瓶 B．高锰酸钾受热不易发生分解
C．高锰酸钾难溶于水 D．制氧气时高锰酸钾中氧元素全部转化为氧气
【答案】9．C 10．C 11．A
【解析】9．氧化物是由两种元素组成，其中一种元素是氧元素的化合物。
A、KMnO4是由钾、锰、氧三种元素组成，不是氧化物，不符合题意；
B、K2MnO4是由钾、锰、氧三种元素组成，不是氧化物，不符合题意；
C、MnO2是由锰、氧两种元素组成，是氧化物，符合题意；
D、O2是由一种元素组成，是单质，不是氧化物，不符合题意。
故选C。
10．高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的反应物是固体，反应条件是加热，属于固体加热型，氧气密度略大于空气，不易溶于水，可用向上排空气法收集或排水法收集。
A、酒精灯用于加热，使高锰酸钾分解，不符合题意；
B、试管用于高锰酸钾分解的反应容器，不符合题意；
C、反应是在试管内进行的，不需要过滤或其他需要漏斗的操作，漏斗在此实验中并不需要，符合题意；
D、集气瓶用于收集生成的氧气，不符合题意。
故选C；
11．A、高锰酸钾见光易分解，棕色试剂瓶可以避光，高锰酸钾应保存于棕色试剂瓶，正确；
B、高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，错误；
C、高锰酸钾易溶于水，错误；
D、根据反应的化学方程式2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑可知，高锰酸钾中的氧元素只有部分转化为氧气，还有部分氧元素留在K2MnO4和MnO2中，错误。
故选A。
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