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空气和氧气
可能用到的相对原子质量：H1，C12，N14，O16，Cl35.5，K39，Mn55，Fe56，Cu64。
一、空气的主要成分和用途
空气成分 体积分数 主要用途及相应性质
氮气 a.作__________________，如充入食品包装袋防腐（化学性质不活泼）； b.制造氮肥、硝酸、炸药； c.液氮用于制造低温环境，医疗上用作________________等
氧气 供给呼吸，支持燃烧
稀有气体 0.94% a.作保护气（化学性质很不活泼）； b.可制成多种用途的电光源，如航标灯、闪光灯、霓虹灯等
二氧化碳 0.03% a.植物进行光合作用的原料； b.用于灭火； c.固态二氧化碳（俗称______________）可用于人工降雨等
其他气体和杂质 0.03%
二、空气污染及防治措施
1.计入空气质量评价的主要污染物有：可吸入颗粒物、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧。
2.空气污染的治理:加强大气质量检测，使用清洁能源，植树造林等。
三、空气中氧气含量的测定
1.实验原理：物质在密闭容器中燃烧，消耗掉空气中的氧气，使密闭容器内的压强减小，水被压入密闭容器中。进入容器内水的体积，即为减少的氧气的体积。
2.实验装置：
3.反应的化学方程式：_____________________________________________________。　
4.实验步骤：①连接装置，检查装置的气密性；②在集气瓶中加入少量水，把集气瓶液面以上容积分成5等份；③用弹簧夹夹紧胶皮管；④点燃燃烧匙内的足量红磷后，迅速伸入集气瓶中，立即塞紧橡胶塞；⑤燃烧结束冷却至室温，打开弹簧夹。
5.实验现象
（1）红磷燃烧，产生大量__________________。
（2）冷却至室温，打开弹簧夹，水沿导管进入集气瓶中的体积约占集气瓶中空气体积的________。
6.实验结论：氧气约占空气体积的1/5；该实验还可以说明氮气难溶于水，不能燃烧也不支持燃烧。
四、氧气(O2)的性质
1.O2的物理性质：________色、________味的气体，密度比空气_________。它不易溶于水。液氧为_________色液体。
2.O2的化学性质(具有助燃性，能支持燃烧；具有氧化性，可与许多物质发生氧化反应)
物质 现象 化学方程式
空气中 氧气中
木炭 持续红热，放热，生成使_________________变浑浊的气体 发出明亮的白光，生成使澄清石灰水变浑浊的气体
硫 发出微弱的淡蓝色火焰，生成有刺激性气味的气体，放热 发出明亮的蓝紫色火焰，生成有刺激性气味的气体，放热
红磷 发出黄色火焰，放热，冒出大量白烟 发出耀眼的白光，放热，冒出大量白烟
镁条 剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放热， 生成白色固体
铁丝 红热，不燃烧 剧烈燃烧，火星四射，放出大量热，生成黑色固体
五、氧气(O2)的制取
1.O2的实验室制法
制法 化学反应 发生装置 收集方法
KMnO4加热分解
KClO3加热分解 MnO2作催化剂
H2O2常温分解 MnO2作催化剂
2.催化剂（又叫__________）
（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反应前后都没有发生变化的物质。催化剂在化学反应中所起的作用叫做催化作用。
（2）特点：①催化剂只改变化学反应速率，而不改变生成物的质量；②催化剂可以加快反应速率，也可以减慢反应速率；③反应前后催化剂的质量和化学性质__________（填“不变”或“改变”）。
3.O2的工业制法：分离液态空气法，利用的是氮气与氧气的__________（填物理性质）不同。
例1.（空气的主要成分和用途）
1.氧气是空气的主要成分之一，下列有关空气或氧气的说法正确的是（　　）
A.氧气能助燃，可以作燃料
B.空气质量级别数目越小，空气的质量越好
C.造成空气污染的气体主要有一氧化碳、二氧化碳和二氧化硫等
D.工业上用分离液态空气的方法制备氧气，此变化是分解反应
例2.（空气中氧气含量的测定）
2.图1是利用气压传感器测定红磷燃烧时集气瓶内气压变化的实验装置。点燃红磷，待红磷熄灭
并冷却后，打开止水夹。瓶内气压的变化如图2．下列说法不正确的是（　　）
A.AB段气压不变是红磷没有开始燃烧
B.BC段气压增大是因为燃烧放热
C.CD段气压减小是因为集气瓶内氧气不断被消耗
D.DE段气压增大是因为烧杯中水进入集气瓶后，气体体积增大
例3.（氧气的性质）
3.实验室加热一定质量的高锰酸钾制取氧气，随着反应的进行，试管内固体的质量逐渐减少。如
图中的点表示的含义错误的是（　　）
A.a点表示高锰酸钾的质量
B.b点表示高锰酸钾、锰酸钾和二氧化锰混合物的质量
C.c点表示生成二氧化锰的质量
D.d点表示高锰酸钾完全分解了
例4.（氧气的制备）
4.下列加热高锰酸钾制取氧气的部分操作示意图中，正确的是（　　）
A.检查气密性 B.加热立即收集
C.收满后移出集气瓶 D.结束时停止加热
变式训练：
1.（2020广州）空气是人类生产活动的重要资源。下列生活生产中用到的气体不是来自空气的是（ ）
A.炼钢过程用到的氧气　　　　　
B.磁悬浮列车用到的氮气
C.用于生产氮肥的氨气
D.制作电光源的稀有气体
2.从液态空气中分离氮气和氧气，利用了它们的（　　）
A.颜色不同 B.沸点不同 C.凝固点不同 D.密度不同
3.在我国的许多城市里，空气质量监测的指标主要包括（　　）
①悬浮颗粒（粉尘），②氧气，③二氧化碳，④一氧化碳，
⑤氮气，⑥二氧化硫，⑦稀有气体，⑧氮氧化物（二氧化氮）。
A.①④⑥⑧ B.②④⑦⑧ C.③④⑥⑦ D.①②③④
4.空气中下列各成分所占的体积由小到大的顺序是（ ）
①氧气，②氮气，③二氧化碳，④稀有气体。
A.③④①② B.④③①② C.②①④③ D.①③②④
5.某同学为研究动物呼吸作用，用下图进行实验。实验过程中可能观察到的现象是（ ）
A.澄清石灰水变浑浊，红墨水左移 B.澄清石灰水变浑浊，红墨水右移
C.澄清石灰水不浑浊，红墨水右移 D.澄清石灰水不浑浊，红墨水左移
6.化学小组同学设计实验，用红磷燃烧、蜡烛燃烧测定空气中氧气含量，比较其实验结果。下列说法正确的是（ ）
A.红磷燃烧的化学方程式为
B.红磷和蜡烛都可以用来验证空气中氧气的体积分数
C.若K1、K2、K3关闭，将红磷、蜡烛点燃，同时伸入到两个集气瓶中。待反应完毕，装置冷却到室温后，打开K1、K3，一段时间后，再关闭K1打开K2，这样可以比较两者的实验效果
D.若将K1、K2打开，再将点燃的红磷、蜡烛同时伸入两个集气瓶中，待反应完毕，装置冷却到室温后，打开止水夹K3，观察到的现象是烧杯中的水流入两个集气瓶中，但是水量不同
7.（2020广州）测定空气里氧气含量的实验装置和步骤如下（已完成装置气密性检查）：
①在集气瓶内加入少量水，并将水面上方空间分为5等份；②用弹簧夹夹紧胶皮管；③点燃燃烧匙内的红磷后，立即伸入瓶中并把塞子塞紧，观察现象；④待红磷熄灭后，立即打开弹簧夹，观察现象。其中有错误的实验步骤是（ ）
A.①　　　 B.②　　　　　C.③　　　　D.④　
8.如图所示，甲、乙两个气密性良好的干燥集气瓶中都充满了空气，甲、乙瓶中的燃烧匙内分别放有足量的红磷和碳粉，a，b为止水夹，分别点燃红磷和炭粉，充分燃烧后，恢复至室温，同时打开a、b，则烧杯中的水进入（ ）
A.甲瓶 B.乙瓶
C.同时进入甲乙两瓶 D.无法判断
9.某兴趣小组要收集一瓶（100mL）含氧气的体积分数约为38%的气体，收集气体的装置如图.方法是:在100mL集气瓶里装满水，塞紧胶塞并关闭活塞b，打开活塞a通入氧气，把瓶里的水排入量筒，当量筒内的水达到设定的体积后立即关闭活塞a，然后打开活塞b通入空气，把瓶里的水全部排入量筒.氧气的体积和通入空气的体积大约是（ ）
A.40mL和60mL B.25mL和75mL
C.22.5mL和77.5mL D.38mL和62mL
10.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
11.下列物质在空气或氧气中燃烧现象的描述，正确的是（ ）
A.镁条在空气中燃烧，冒出浓烈的黑烟，放出热量，生成黑色粉末
B.铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成四氧化三铁
C.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
D.硫在氧气中燃烧，发出微弱的淡蓝色火焰，放出热量，生成没有气味的气体
12.下列关于催化剂的说法正确的是（　　）
A.催化剂在化学反应前后的质量和化学性质都不变
B.催化剂一定能加快化学反应的速率
C.加入催化剂能增加生成物的质量
D.不加入催化剂化学反应就不能发生
13.（2021重庆）氧气是人类活动的必需的物质之一，下列与氧气有关的实验装置图错误的是（ ）
A.制取 B.干燥
C.收集 D.验满
14.（2020广东）实验室用氯酸钾固体（二氧化锰作催化剂）制取氧气，下列装置组合正确的是
（ ）
A.①③ B.①⑤ C.②③ D.②④
15.下列实验中对水的作用解释不正确的是（ ）
A B C D
实验 内容 空气中O2量测定 铁丝在氧气中燃烧 检查气密性 收集氧气
水的作用 通过量筒中水体积变化得出O2体积。 防止熔融物溅落下来炸裂集气瓶。 降温，便于气 密性检查。 排净空气，便于观察何时集满。
16.如图所示：A是一种暗紫色固体，B、G都是黑色固体粉末，D能使带火星的木条复燃，E是一种无色液体，H是一种能使澄清石灰水变浑浊的气体，在②的反应前后B的质量和化学性质都不改变。则下列推断不正确的是（ ）
A.A是KMnO4 B.B是MnO2 C.G可能是木炭粉 D.E是H2O
17.加热氯酸钾和高锰酸钾混合物一段时间后，试管内剩余固体种类不可能是（ ）
A.5种 B.4种 C.3种 D.2种
18.已知氧化铜也可以催化过氧化氢的分解，现向一定量的过氧化氢的水溶液中加入适量的氧化铜粉末，充分反应（忽略水的挥发）。下列图象不正确的是（　　）
A. B. C. D.
19.图表示一定质量的氯酸钾和二氧化锰固体混合物在受热过程中，某变量y随时间的变化趋势，纵坐标表示的是（ ）
A.剩余固体的质量 B.生成氧气的质量
C.固体中二氧化锰的质量 D.氯酸钾的质量
20.相同质量的下列物质，完全分解后制得氧气质量最少的是（ ）
A.H2O2 B.H2O C.KClO3 D.KMnO4
21.对资料或实验证据的分析是否正确，直接关系到科学探究是否符合客观事实。下图为实验室用等质量的高锰酸钾和氯酸钾（另加少量的二氧化锰），分别制取氧气的数据分析示意图。下列依据图示信息所得出的分析正确的是（ ）
A.反应结束时间较长的是高锰酸钾
B.同时开始加热，先收集到氧气的是氯酸钾
C.若加入少量的二氧化锰，能使氯酸钾产生的氧气质量增加
D.用相同质量的反应物制取较多量的氧气时，宜选择氯酸钾为原料
22.实验中误将少量高锰酸钾当成二氧化锰与氯酸钾共同加热制取氧气，部分物质质量随时间的变化如图所示，下列有关叙述错误的是（　　）
A.a表示氯酸钾
B.b表示高锰酸钾，t1℃时开始分解产生氧气
C.c表示氯化钾
D.实验过程中生成的起催化作用的二氧化锰的质量保持不变
23.若用右图中医用塑料袋收集氧气（排空气法），请将图中的导管补画完整。
24.几位同学根据下列各实验装置图，设计和讨论了以下问题：
（1）如图中仪器名称：①______________；②_________________。
（2）小超同学说：“选择A与C或A与__________组合成装置并在试管口加一团棉花可制取氧气，其反应的化学方程式为_______________________________________。
（3）小文同学说：若用过氧化氢制取氧气，则反应装置应选________________（填字母）；反应的化学方程式为__________________________，氧气可以用C装置收集，原因是________________，用该方法收集到的氧气不纯，可能的原因有____________________________（写出一条即可）。
（4）小东同学说：“我看到课外资料上介绍“实验室可用块状硫化亚铁(FeS)与稀硫酸反应制取硫化氢气体（H2S），硫化氢气体密度比空气大，能溶于水形成氢硫酸”根据以上知识：实验室制取硫化氢气体应选用的发生装置是_____________，收集装置是_____________（填字母）。
25.实验室用高锰酸钾制氧气，完全反应后固体质量减少0.8g。将所得固体投入100g水中（水足量），充分搅拌，溶解，求所得溶液中溶质的质量分数（结果精确到0.1%）。
26.为了测定某医用双氧水中H2O2的浓度，某兴趣小组取10g样品设计如图装置进行实验（实验在常温下进行，O2在水中的溶解情况忽略不计，密度为1.43g/L），实验数据如下：
时间/s 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
量筒读数/mL 0 32 60 80 90 95 98 100 98 94 90 90
（1）实验开始，将MnO2和双氧水混合，操作方法是_________________________________。
（2）反应结束，共制得氧气 ______ mL。
（3）列式计算双氧水中H2O2的溶质质量分数________________（保留到0.01%）。
（4）根据表中数据，画出产生O2的体积随时间的变化关系；70s后测得气体体积逐渐变小的原因是____________________________________________________。中小学教育资源及组卷应用平台
空气和氧气
可能用到的相对原子质量：H1，C12，N14，O16，Cl35.5，K39，Mn55，Fe56，Cu64。
一、空气的主要成分和用途
空气成分 体积分数 主要用途及相应性质
氮气 78% a.作保护气，如充入食品包装袋防腐（化学性质不活泼）； b.制造氮肥、硝酸、炸药； c.液氮用于制造低温环境，医疗上用作冷冻麻醉剂等
氧气 21% 供给呼吸，支持燃烧
稀有气体 0.94% a.作保护气（化学性质很不活泼）； b.可制成多种用途的电光源，如航标灯、闪光灯、霓虹灯等
二氧化碳 0.03% a.植物进行光合作用的原料； b.用于灭火； c.固态二氧化碳（俗称干冰）可用于人工降雨等
其他气体和杂质 0.03%
二、空气污染及防治措施
1.计入空气质量评价的主要污染物有：可吸入颗粒物、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧。
2.空气污染的治理:加强大气质量检测，使用清洁能源，植树造林等。
三、空气中氧气含量的测定
1.实验原理：物质在密闭容器中燃烧，消耗掉空气中的氧气，使密闭容器内的压强减小，水被压入密闭容器中。进入容器内水的体积，即为减少的氧气的体积。
2.实验装置：
3.反应的化学方程式：4P＋5O22P2O5。　
4.实验步骤：①连接装置，检查装置的气密性；②在集气瓶中加入少量水，把集气瓶液面以上容积分成5等份；③用弹簧夹夹紧胶皮管；④点燃燃烧匙内的足量红磷后，迅速伸入集气瓶中，立即塞紧橡胶塞；⑤燃烧结束冷却至室温，打开弹簧夹。
5.实验现象
（1）红磷燃烧，产生大量白烟。
（2）冷却至室温，打开弹簧夹，水沿导管进入集气瓶中的体积约占集气瓶中空气体积的1/5。
6.实验结论：氧气约占空气体积的1/5；该实验还可以说明氮气难溶于水，不能燃烧也不支持燃烧。
四、氧气(O2)的性质
1.O2的物理性质：无色、无味的气体，密度比空气略大。它不易溶于水。液氧为淡蓝色液体。
2.O2的化学性质(具有助燃性，能支持燃烧；具有氧化性，可与许多物质发生氧化反应)
物质 现象 化学方程式
空气中 氧气中
木炭 持续红热，放热，生成使澄清石灰水变浑浊的气体 发出明亮的白光，生成使澄清石灰水变浑浊的气体 C＋O2CO2
硫 发出微弱的淡蓝色火焰，生成有刺激性气味的气体，放热 发出明亮的蓝紫色火焰，生成有刺激性气味的气体，放热 S＋O2SO2
红磷 发出黄色火焰，放热，冒出大量白烟 发出耀眼的白光，放热，冒出大量白烟 4P＋5O22P2O5
镁条 剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放热， 生成白色固体 2Mg＋O22MgO
铁丝 红热，不燃烧 剧烈燃烧，火星四射，放出大量热，生成黑色固体 3Fe＋2O2Fe3O4
五、氧气(O2)的制取
1.O2的实验室制法
制法 化学反应 发生装置 收集方法
KMnO4加热分解 排水法或向 上排空气法
KClO3加热分解 MnO2作催化剂
H2O2常温分解 MnO2作催化剂
2.催化剂（又叫触媒）
（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反应前后都没有发生变化的物质。催化剂在化学反应中所起的作用叫做催化作用。
（2）特点：①催化剂只改变化学反应速率，而不改变生成物的质量；②催化剂可以加快反应速率，也可以减慢反应速率；③反应前后催化剂的质量和化学性质不变（填“不变”或“改变”）。
3.O2的工业制法：分离液态空气法，利用的是氮气与氧气的沸点（填物理性质）不同。
例1.（空气的主要成分和用途）
1.氧气是空气的主要成分之一，下列有关空气或氧气的说法正确的是（　　）
A.氧气能助燃，可以作燃料
B.空气质量级别数目越小，空气的质量越好
C.造成空气污染的气体主要有一氧化碳、二氧化碳和二氧化硫等
D.工业上用分离液态空气的方法制备氧气，此变化是分解反应
【答案】B。
【解析】A.氧气具有助燃性，没有可燃性，不能用作燃料，选项说法错误；B.空气质量级别数目越小，空气的质量越好，选项说法正确；C.二氧化碳是空气的成分之一，不属于空气污染物，选项说法错误；D.工业上采用分离液态空气法来制取氧气的过程中没有新物质生成，发生的属于物理变化，选项说法错误。
例2.（空气中氧气含量的测定）
2.图1是利用气压传感器测定红磷燃烧时集气瓶内气压变化的实验装置。点燃红磷，待红磷熄灭
并冷却后，打开止水夹。瓶内气压的变化如图2．下列说法不正确的是（　　）
A.AB段气压不变是红磷没有开始燃烧
B.BC段气压增大是因为燃烧放热
C.CD段气压减小是因为集气瓶内氧气不断被消耗
D.DE段气压增大是因为烧杯中水进入集气瓶后，气体体积增大
【解析】A．AB段气压不变是红磷没有开始燃烧，故正确；B．BC段气压增大，是因为红磷燃烧放出大量的热，使装置内气压增大，故正确；C．CD段气压减小的主要原因是，红磷燃烧消耗氧气，使装置内气压减小，且瓶内温度逐渐降低，故正确；D．DE段气压增大，是因为烧杯中的水进入集气瓶后，气体体积减小，压强增大，故错误。
【答案】D。
例3.（氧气的性质）
3.实验室加热一定质量的高锰酸钾制取氧气，随着反应的进行，试管内固体的质量逐渐减少。如
图中的点表示的含义错误的是（　　）
A.a点表示高锰酸钾的质量
B.b点表示高锰酸钾、锰酸钾和二氧化锰混合物的质量
C.c点表示生成二氧化锰的质量
D.d点表示高锰酸钾完全分解了
【答案】C
【解析】A、a点对应的时间为0，高锰酸钾还未发生分解，则a点表示高锰酸钾的质量，故选项说法正确。B、b点时高锰酸钾已分解了一段时间，b点时试管内物质为剩余的高锰酸钾、生成的锰酸钾和二氧化锰，则b点表示高锰酸钾、锰酸钾和二氧化锰混合物的质量，故选项说法正确。C、c点时高锰酸钾相对于b点，又分解了一段时间，但还没有完全分解，c点时试管内物质仍为剩余的高锰酸钾、生成的锰酸钾和二氧化锰，则c点表示高锰酸钾、锰酸钾和二氧化锰混合物的质量，故选项说法错误。D、d点之后，剩余固体质量不再发生改变，说明高锰酸钾此时恰好完全分解，则d点表示高锰酸钾完全分解了，故选项说法正确。
例4.（氧气的制备）
4.下列加热高锰酸钾制取氧气的部分操作示意图中，正确的是（　　）
A.检查气密性 B.加热立即收集
C.收满后移出集气瓶 D.结束时停止加热
【解析】A．检查装置气密性：组装好仪器，把导管的一端放入水中，用手紧握试管，水中的导管口有气泡冒出，证明装置的气密性良好，故A正确；B．为了防止收集到的气体不纯，当导管口有气泡均匀连续冒出时再收集。故B错误；C．收集满氧气后要先用玻璃片把瓶口盖住，再拿出水面，故C错误；D．实验结束后要先把导管从水槽中移出，再熄灭酒精灯，故D错误。
【答案】A。
变式训练：
1.（2020广州）空气是人类生产活动的重要资源。下列生活生产中用到的气体不是来自空气的是（ ）
A.炼钢过程用到的氧气　　　　　 B.磁悬浮列车用到的氮气
C.用于生产氮肥的氨气 D.制作电光源的稀有气体
【解析】空气的组分包含氮气、氧气、稀有气体，二氧化碳、其他气体和杂质，不包含氨气，故选C。
2.从液态空气中分离氮气和氧气，利用了它们的（　　）
A.颜色不同 B.沸点不同 C.凝固点不同 D.密度不同
【解析】由于空气中大约含有21%的氧气，所以这是工业制取氧气的既廉价又易得的最好原料；工业上制氧气采用的是分离液态空气法：在低温条件下加压，使空气转变为液态空气，然后蒸发；由于液态氮的沸点比液态氧的沸点低，因此氮气首先从液态空气中蒸发出来，剩下的主要是液态氧。故从液态空气中分离氮气和氧气，利用了它们的沸点不同。
【答案】B。
3.在我国的许多城市里，空气质量监测的指标主要包括（　　）
①悬浮颗粒（粉尘），②氧气，③二氧化碳，④一氧化碳，
⑤氮气，⑥二氧化硫，⑦稀有气体，⑧氮氧化物（二氧化氮）。
A.①④⑥⑧ B.②④⑦⑧ C.③④⑥⑦ D.①②③④
【解析】我国许多城市要发布空气质量报告，报告中计入空气污染指数的有①悬浮颗粒（粉尘），④一氧化碳，⑥二氧化硫，⑧氮氧化物（二氧化氮）。
【答案】A。
4.空气中下列各成分所占的体积由小到大的顺序是（ ）
①氧气，②氮气，③二氧化碳，④稀有气体。
A.③④①② B.④③①② C.②①④③ D.①③②④
【答案】A
【解析】空气中各组分的体积含量为：氮气78%、氧气21%、稀有气体0．94%、二氧化碳0．03%，故选A。
5.某同学为研究动物呼吸作用，用下图进行实验。实验过程中可能观察到的现象是（ ）
A.澄清石灰水变浑浊，红墨水左移 B.澄清石灰水变浑浊，红墨水右移
C.澄清石灰水不浑浊，红墨水右移 D.澄清石灰水不浑浊，红墨水左移
【答案】A
【详解】
青蛙进行呼吸作用需要吸收空气中的氧气，呼出二氧化碳，而澄清的石灰水可以吸收二氧化碳，从而导致试剂瓶内气体压强发生改变，进而可判断红墨水的移动方向。
解：因为空气中含有氮气、氧气、二氧化碳等各种气体，而青蛙呼吸时需要吸入氧气，呼出二氧化碳，并且呼出的二氧化碳被澄清石灰水吸收，使澄清石灰水变浑浊，从而导致试剂瓶内气体压强减小，细玻璃管中的红墨水向左移动。故A正确。
6.化学小组同学设计实验，用红磷燃烧、蜡烛燃烧测定空气中氧气含量，比较其实验结果。下列说法正确的是（ ）
A.红磷燃烧的化学方程式为
B.红磷和蜡烛都可以用来验证空气中氧气的体积分数
C.若K1、K2、K3关闭，将红磷、蜡烛点燃，同时伸入到两个集气瓶中。待反应完毕，装置冷却到室温后，打开K1、K3，一段时间后，再关闭K1打开K2，这样可以比较两者的实验效果
D.若将K1、K2打开，再将点燃的红磷、蜡烛同时伸入两个集气瓶中，待反应完毕，装置冷却到室温后，打开止水夹K3，观察到的现象是烧杯中的水流入两个集气瓶中，但是水量不同
【答案】C
【详解】
A、方程式少了燃烧条件，故A不正确；
B、蜡烛燃烧产生二氧化碳气体，不适合用来验证氧气的体积分数，故B错误；
C、红磷燃烧生成五氧化二磷固体，气体体积减少有水进入。蜡烛燃烧生成二氧化碳气体，气体体积不变无水进入。若先关闭各阀门试验后打开打开K1、K3，可看到有水流入装有红磷的集气瓶，一段时间后，再关闭K1打开K2，可看到水不进入装有蜡烛的集气瓶，这样可以比较两者的实验效果。故C正确。
D、若将K1、K2打开，再将点燃的红磷、蜡烛同时伸入两个集气瓶中，待反应完毕，装置冷却到室温后，打开止水夹K3，观察到的现象是烧杯中的水流入两个集气瓶中且水量应该相同，故D错误。
故选C。
7.（2020广州）测定空气里氧气含量的实验装置和步骤如下（已完成装置气密性检查）：
①在集气瓶内加入少量水，并将水面上方空间分为5等份；②用弹簧夹夹紧胶皮管；③点燃燃烧匙内的红磷后，立即伸入瓶中并把塞子塞紧，观察现象；④待红磷熄灭后，立即打开弹簧夹，观察现象。其中有错误的实验步骤是（ ）
A.①　　　 B.②　　　　　C.③　　　　D.④　
【答案】D。
【解析】待红磷熄灭后，应等集气瓶冷却后再打开弹簧夹，观察现象，所以④错误。
8.如图所示，甲、乙两个气密性良好的干燥集气瓶中都充满了空气，甲、乙瓶中的燃烧匙内分别放有足量的红磷和碳粉，a，b为止水夹，分别点燃红磷和炭粉，充分燃烧后，恢复至室温，同时打开a、b，则烧杯中的水进入（ ）
A.甲瓶 B.乙瓶
C.同时进入甲乙两瓶 D.无法判断
【答案】A
【详解】
红磷燃烧消耗氧气，无气体生成，充分燃烧后，恢复至室温，瓶内压强变小，水进入瓶内。碳粉燃烧消耗多少体积的氧气生成多少体积的二氧化碳，充分燃烧后，恢复至室温，瓶内压强不变，无水进入，故选A。
9.某兴趣小组要收集一瓶（100mL）含氧气的体积分数约为38%的气体，收集气体的装置如图.方法是:在100mL集气瓶里装满水，塞紧胶塞并关闭活塞b，打开活塞a通入氧气，把瓶里的水排入量筒，当量筒内的水达到设定的体积后立即关闭活塞a，然后打开活塞b通入空气，把瓶里的水全部排入量筒.氧气的体积和通入空气的体积大约是（ ）
A.40mL和60mL B.25mL和75mL
C.22.5mL和77.5mL D.38mL和62mL
【答案】C
【详解】
因为要收集一瓶（100 mL）含氧气的体积分数约为38%的气体，设通入氧气的体积为X，则X+（100-X）×1/5=38，得X=22.5ml，所以答案选择C.
10.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
【答案】C
【解析】A、木炭在氧气中燃烧生成的是无色气体（二氧化碳），此选项不正确；B、磷燃烧生成的是白烟（五氧化二磷），此选项不正确；C、铁丝在氧气中燃烧生成的是黑色固体（四氧化三铁），此选项正确；D、镁带在氧气中燃烧生成的是白色固体（氧化镁），此选项不正确。故选C。
11.下列物质在空气或氧气中燃烧现象的描述，正确的是（ ）
A.镁条在空气中燃烧，冒出浓烈的黑烟，放出热量，生成黑色粉末
B.铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成四氧化三铁
C.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
D.硫在氧气中燃烧，发出微弱的淡蓝色火焰，放出热量，生成没有气味的气体
【解析】A．镁条燃烧应该生成白色固体；B．铁丝在氧气中燃烧生成黑色固体，不能说生成四氧化三铁，这是实验结论；D．硫在氧气中燃烧生成有刺激性气味的气体。故选C。
【答案】C。
12.下列关于催化剂的说法正确的是（　　）
A.催化剂在化学反应前后的质量和化学性质都不变
B.催化剂一定能加快化学反应的速率
C.加入催化剂能增加生成物的质量
D.不加入催化剂化学反应就不能发生
【答案】A
【解析】A、催化剂在化学反应前后，质量和化学性质均不变，故选项说法正确。B、催化剂能够改变化学反应速率，既可加快反应速率，也可以减慢反应速率，故选项说法错误。C、催化剂只能改变化学反应速率，对生成物的质量无影响，故选项说法错误。D、不是所有化学反应都需要催化剂，不使用催化剂物质也能发生化学反应，如碳在空气中燃烧就不需要催化剂，故选项说法错误。
13.（2021重庆）氧气是人类活动的必需的物质之一，下列与氧气有关的实验装置图错误的是（ ）
A.制取 B.干燥
C.收集 D.验满
【答案】C
【解析】A、实验室可用过氧化氢和二氧化锰制取氧气，且长颈漏斗下端应在液面以下，图中正确，不符合题意；B、浓硫酸具有吸水性且不与氧气反应。洗气应“长进短出”，这样反应比较充分，图中正确，不符合题意；C、氧气的密度比空气大，收集氧气，应“长进短出”，符合题意；D、氧气具有助燃性，氧气验满，将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，说明已经集满，不符合题意。故选C。
14.（2020广东）实验室用氯酸钾固体（二氧化锰作催化剂）制取氧气，下列装置组合正确的是
（ ）
A.①③ B.①⑤ C.②③ D.②④
【解析】实验室用氯酸钾固体(二氧化锰作催化剂)制取氧气，发生装置为固固加热型，应选①，收集装置可以用排水法，也可用向上排空气法，综上应选A。
【答案】A。
15.下列实验中对水的作用解释不正确的是（ ）
A B C D
实验 内容 空气中O2量测定 铁丝在氧气中燃烧 检查气密性 收集氧气
水的作用 通过量筒中水体积变化得出O2体积。 防止熔融物溅落下来炸裂集气瓶。 降温，便于气 密性检查。 排净空气，便于观察何时集满。
【答案】C【详解】
A、红磷燃烧消耗瓶内氧气，气压减小，量筒内的水会被倒吸入集气瓶内，通过水体积变化测出空气中氧气的含量，故不符合题意；
B、铁丝在氧气中燃烧时，集气瓶中的水：冷却溅落融熔物，防止集气瓶炸裂，故不符合题意；
C、检查装置的气密性时，烧杯中的水能形成密闭系统，用于观察现象检查装置是否漏气，故符合题意；
D、排水法收集氧气中水的作用排尽瓶中空气并便于观察O2何时集满，故不符合题意。
16.如图所示：A是一种暗紫色固体，B、G都是黑色固体粉末，D能使带火星的木条复燃，E是一种无色液体，H是一种能使澄清石灰水变浑浊的气体，在②的反应前后B的质量和化学性质都不改变。则下列推断不正确的是（ ）
A.A是KMnO4 B.B是MnO2 C.G可能是木炭粉 D.E是H2O
【答案】D
【详解】
A是一种暗紫色固体，反应产生三种物质，其中D能使带火星的木条复燃，因此A是高锰酸钾，D是氧气，A能分解生成黑色固体B，在②的反应前后B的质量和化学性质都不改变，则B是二氧化锰，C是锰酸钾，E是一种无色液体，能与二氧化锰反应生成氧气，则E是过氧化氢，F是水，H是一种能使澄清石灰水变浑浊的气体，则H是二氧化碳，黑色固体G是碳，代入框图，推断合理。A、A是KMnO4，正确；B、B是MnO2，正确；C、G可能是木炭粉，正确；D、E是H2O，错误。故选D。
17.加热氯酸钾和高锰酸钾混合物一段时间后，试管内剩余固体种类不可能是（ ）
A.5种 B.4种 C.3种 D.2种
【答案】D【详解】
A、加热氯酸钾和高锰酸钾混合物一段时间后，氯酸钾和高锰酸钾都没有完全分解，剩余固体中有：高锰酸钾、锰酸钾、二氧化锰、氯酸钾、氯化钾5种物质；故选项正确，但不符合题意。
B、加热氯酸钾和高锰酸钾混合物一段时间后，高锰酸钾未分解完全，氯酸钾分解完全，剩余固体中含有：高锰酸钾、锰酸钾、二氧化锰、氯化钾4中物质；故选项正确，但不符合题意。
C、加热氯酸钾和高锰酸钾混合物一段时间后，高锰酸钾和氯酸钾都分解完全，剩余固体中含有：锰酸钾、二氧化锰、氯化钾3种；故选项正确，但不符合题意。
D、加热氯酸钾和高锰酸钾混合物一段时间后，至少含有锰酸钾、二氧化锰、氯化钾3种；故选项错误，但符合题意。
故选D。
18.已知氧化铜也可以催化过氧化氢的分解，现向一定量的过氧化氢的水溶液中加入适量的氧化铜粉末，充分反应（忽略水的挥发）。下列图象不正确的是（　　）
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】
A、根据反应方程式：过氧化氢氧气+水，随着反应进行，氧气质量逐渐增大后不变，A正确。
B、反应中氧化铜是催化剂，氧化铜质量不变，B正确。
C、溶液中水的质量先增多，后不变，C正确。
D、过氧化氢质量减少到零，D错误。
故选D。
19.图表示一定质量的氯酸钾和二氧化锰固体混合物在受热过程中，某变量y随时间的变化趋势，纵坐标表示的是（ ）
A.剩余固体的质量 B.生成氧气的质量
C.固体中二氧化锰的质量 D.氯酸钾的质量
【答案】A
【详解】
A、氯酸钾受热分解生成氯化钾和氧气，氧气逸出，剩余固体质量减少，实验结束后，氯化钾的质量不变，故正确；
B、生成氧气的质量不断增大，反应结束后质量不变，而不是减少，故错误；
C、二氧化锰是催化剂，催化剂在反应前后质量不变，故错误；
D、氯酸钾受热分解生成氯化钾和氧气，反应结束，氯酸钾的质量为0，故错误。
20.相同质量的下列物质，完全分解后制得氧气质量最少的是（ ）
A.H2O2 B.H2O C.KClO3 D.KMnO4
【答案】D
【分析】
过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气，水通电生成氢气和氧气，氯酸钾在二氧化锰催化作用下加热生成氯化钾和氧气，高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气。
【详解】
相同质量的物质，完全分解制得氧气，设各物质的质量均为m
，，，
H2O2完全分解后制得氧气质量约为，H2O完全分解后制得氧气质量约为，KClO3完全分解后制得氧气质量约为，KMnO4完全分解后制得氧气质量约为，则KMnO4完全分解后制得氧气质量最少。
故选D。
21.对资料或实验证据的分析是否正确，直接关系到科学探究是否符合客观事实。下图为实验室用等质量的高锰酸钾和氯酸钾（另加少量的二氧化锰），分别制取氧气的数据分析示意图。下列依据图示信息所得出的分析正确的是（ ）
A.反应结束时间较长的是高锰酸钾
B.同时开始加热，先收集到氧气的是氯酸钾
C.若加入少量的二氧化锰，能使氯酸钾产生的氧气质量增加
D.用相同质量的反应物制取较多量的氧气时，宜选择氯酸钾为原料
【答案】D
【详解】
A、通过观察图示可知，氯酸钾用时较长，错误；B、观察图示可知，同时开始加热，先收集到氧气的是高锰酸钾，错误；C、二氧化锰是催化剂，与生成氧气的多少无关，错误；D、因相同质量的氯酸钾和高锰酸钾制得氧气较多的是氯酸钾，所以用相同容积的试管制取较多量的氧气时，宜选择氯酸钾为原料较好，正确。故选D。
22.实验中误将少量高锰酸钾当成二氧化锰与氯酸钾共同加热制取氧气，部分物质质量随时间的变化如图所示，下列有关叙述错误的是（　　）
A.a表示氯酸钾
B.b表示高锰酸钾，t1℃时开始分解产生氧气
C.c表示氯化钾
D.实验过程中生成的起催化作用的二氧化锰的质量保持不变
【答案】D
【详解】
将少量高锰酸钾当成二氧化锰与氯酸钾共同加热制取氧气，高锰酸钾分解生成锰酸钾和二氧化锰和氧气，氯酸钾在生成的二氧化锰的催化作用下分解生成氯化钾和氧气；
题干中：将少量高锰酸钾当成二氧化锰，所以高锰酸钾质量较少且首先分解，故b为高锰酸钾，a为氯酸钾；
图中b刚分解生成氧气时，c仍为零，所以c不是二氧化锰、不是氧气；当a分解时c开始增加，所以c为氯酸钾生成的氯化钾；
A、由以上分析，a表示氯酸钾，正确；
B、由以上分析，b表示高锰酸钾，t1℃时开始分解产生氧气，正确；
C、由以上分析，c表示氯化钾，正确；
D、实验过程中生成的起催化作用的二氧化锰的质量在高锰酸钾分解结束前，一直在生成二氧化锰，质量变大，错误；
故选D。
23.若用右图中医用塑料袋收集氧气（排空气法），请将图中的导管补画完整。
解：
24.几位同学根据下列各实验装置图，设计和讨论了以下问题：
（1）如图中仪器名称：①______________；②_________________。
（2）小超同学说：“选择A与C或A与__________组合成装置并在试管口加一团棉花可制取氧气，其反应的化学方程式为_______________________________________。
（3）小文同学说：若用过氧化氢制取氧气，则反应装置应选________________（填字母）；反应的化学方程式为__________________________，氧气可以用C装置收集，原因是________________，用该方法收集到的氧气不纯，可能的原因有____________________________（写出一条即可）。
（4）小东同学说：“我看到课外资料上介绍“实验室可用块状硫化亚铁(FeS)与稀硫酸反应制取硫化氢气体（H2S），硫化氢气体密度比空气大，能溶于水形成氢硫酸”根据以上知识：实验室制取硫化氢气体应选用的发生装置是_____________，收集装置是_____________（填字母）。
解：
（1）酒精灯；试管；
（2）E；2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑；
（3）B；2H2O22H2O+O2↑；O2不易溶于水；未等连续且均匀的气泡冒出时就开始收集或集气瓶没有装满水；
（4）B；E。
25.实验室用高锰酸钾制氧气，完全反应后固体质量减少0.8g。将所得固体投入100g水中（水足量），充分搅拌，溶解，求所得溶液中溶质的质量分数（结果精确到0.1%）。
【答案】4.7%
解：高锰酸钾制氧气，完全反应后固体质量减少0.8g即为氧气的质量；
设生成的锰酸钾质量是x
x=4.925g
由于二氧化锰不能溶于水，所以溶液中的溶质只有锰酸钾，故所得溶液的溶质质量分数为：
答：所得溶液中溶质的质量分数为4.7%．
26.为了测定某医用双氧水中H2O2的浓度，某兴趣小组取10g样品设计如图装置进行实验（实验在常温下进行，O2在水中的溶解情况忽略不计，密度为1.43g/L），实验数据如下：
时间/s 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
量筒读数/mL 0 32 60 80 90 95 98 100 98 94 90 90
（1）实验开始，将MnO2和双氧水混合，操作方法是_________________________________。
（2）反应结束，共制得氧气 ______ mL。
（3）列式计算双氧水中H2O2的溶质质量分数________________（保留到0.01%）。
（4）根据表中数据，画出产生O2的体积随时间的变化关系；70s后测得气体体积逐渐变小的原因是____________________________________________________。
解：
（1）把Y型管倾斜将MnO2倒入双氧水中（或Y型管倾斜将双氧水倒入MnO2中）
（2）90
（3）2.73%
（4）
双氧水和MnO2作用时温度升高，反应结束后温度降至室温，气体体积缩小
【详解】
(1)由图可知，MnO2和双氧水分别在Y型管的两端，要将两者混合，操作方法是把Y型管倾斜将MnO2倒入双氧水中（或Y型管倾斜将双氧水倒入MnO2中）；
(2)由表可知，最终时间110s时，收集到的氧气体积为90mL，故反应结束，共制得氧气90mL；
(3)
双氧水中H2O2的溶质质量分数为：ⅹ100%=2.73%；
(4)
70s后测得气体体积逐渐变小的原因是：双氧水和MnO2作用时温度升高，反应结束后温度降至室温，气体体积缩小。

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