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八年级下册科学 第三章 第1节 空气与氧气培优训练
考点一、空气中氧气含量的测定
例1：小敏用图甲装置测定空气中氧气含量。
（1）红磷点燃后立即伸入瓶中并塞紧瓶塞，此时能观察到的现象是　 　。
（2）火焰熄灭后振荡集气瓶，等装置冷却至室温，打开止水夹，烧杯内的部分水通过导管进入集气瓶，集气瓶中消耗的氧气体积可用　 　表示。
（3）小敏将装置改成图乙所示，点燃红磷前先塞紧瓶塞，再用电热棒给红磷加热。请分析改进后的优势：　 　。
例2：某化学兴趣小组的同学对空气中氧气含量的测定实验进行探究。
（1）如图 1 所示装置和药品进行实验，冷却至室温后打开止水夹，如何实验结果符合预期，可观察到的现象是：　 　。若观察到结果小于预期值，则可能是因为　 　。（写出一种原因）。
（2）小组内同学还对该实验进行了如图2所示的改进。（已知试管容积为45mL）请结合实验目的，在以下的操作中排出正确的实验操作顺序　 　（填序号）。
①点燃酒精灯。 ②撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹。
③将少量红磷平装入试管中，将20mL的注射器活塞置于10mL刻度处，并按上图中所示的链接方式固定好，再将弹簧夹紧橡皮管。
④读取注射器活塞的数据。
最终注射器活塞将从10mL刻度处慢慢前移到约为　 　mL 刻度处才停止。
变式1：如图所示的密闭装置中进行白磷燃烧实验，在白磷被点燃至装置恢复到室温的这段时间内，集气瓶中的气压随时间变化的图像最接近的是（ ）
A.B.C.D.
变式2：暖宝宝贴(主要成分为铁粉、木炭、食盐)的热量来源于发热剂(铁粉)与氧气的反应，小涛同学设计了利用暖宝宝贴来测定空气中氧气的含量的实验。实验开始前，装置如图所示，实验后从量筒中流入玻璃瓶(容积为250mL)中的水的体积为45mL(铁粉生锈消耗的水忽略不计)。下列说法错误的是( )
A.实验前必须检查装置的气密性
B.通过本次实验数据测得空气中氧气的体积分数为18%
C.若实验测得的空气中氧气体积分数偏低，可能是暖宝宝贴的使用数量不足
D.必须等温度计的读数恢复至实验前的数值后才能记录量筒内剩余水的体积
（2） （3）
变式3：在今年的化学活动周中，某校兴趣小组同学在课题组老师的指导下，将课本“测定空气中氧气的含量”实验装置（如图甲）改进为新的实验装置（如图乙），改进后的实验装置相对于原装置，以下评价不恰当的是......（ ）
A、反应容器体积小，药品消耗少 B、装置简洁，减少了图甲装置中导管引起的误差
C、白磷比红磷着火点高，使用更安全D、容器内径相等，易准确推算出空气中氧气的含量
变式4：为了更好地理解燃烧红磷法测定空气中氧气含量的实验原理，可以利用传感器技术实时测定图1实验装置内的压强、温度和氧气浓度变化，三条曲线变化趋势如图2所示。下列有关叙述错误的是（　　）
A．X曲线表示的是温度变化 B．Y曲线表示的是氧气的浓度变化
C．CD段对应的变化进程是红磷燃烧 D．DE段对应的变化进程是水倒吸进广口瓶
变式5：某校科学小组在学习了“空气中氧气含量测定”的基础上，改进了教材中的实验，设计出了如图所示的 实验装置。实验步骤如下：
①如图所示，连接仪器，检查装置的气密性。发现装 置的气密性良好。
②在集气瓶里装进适量 a 体积的水，燃烧匙里放一块白磷（其着火点是 40℃），并在酒精灯上把玻璃棒下端加热，按图示装置把集气瓶中（整个集气瓶的体积是 c）的空气密封起来，把长导管的另一端放入盛有足量水的烧杯中。（注：集气瓶内的长导管已伸到了瓶底）。
③用力把预先加热过的玻璃棒按下与白磷接触，观察到白磷立即着火燃烧，产生大量白烟，同时放出 大量的热。（注：白磷与红磷燃烧的产物相同）。
④待白磷燃烧熄灭后，稍加振荡，白烟消失。
⑤待集气瓶完全冷却至室温，量出集气瓶中水的体积是 b。
⑥根据 a、b、c 三个数据，计算出空气中氧气的体积分数。根据以上信息，回答下列问题。
（1）在白磷开始燃烧到最后熄灭的过程中，集气瓶内水面位置的变化情况是 。
A．一直降低 B．一直升高
C．先降低后升高 D．先升高后降低
（2）若实验非常成功，请写出 a、b、c 三个数据应满足的一个等式关系式________________。
（3）在上述实验中，下列操作的实施和实验现象的出现，会导致实验最后产生的实际值小于理论值的是 。
A．装置气密性不好 B．实验前集气瓶里没有装适量的水
C．集气瓶没有冷却到室温 D．用木炭代替红磷
变式6：某兴趣小组对教材中“测定空气里氧气含量”的实验（装置I）进行了大胆改进，设计装置Ⅱ实验方案进行，收到了良好的效果．请你对比分析下面装置I、装置Ⅱ实验，回答下列有关问题：
（1）【装置Ⅰ】在实验过程中，经常出现实验结果偏小的情况，原因可能是 。
A.红磷量不足 B.装置Ⅰ漏气
C.未等装置冷却就松开止水夹 D.红磷点燃后伸入集气瓶速度太慢
（2）步骤一中检查装置气密性的方法是： 。
（3）【装置Ⅱ】实验的操作步骤如下：
①测定玻璃管容积V1为70mL。
②点燃酒精灯，缓慢推拉注射器活塞。
③将少量铜粉平装入试管中，将50mL的注射器活塞置于30mL刻度处，并按图Ⅱ中所示的连接方式固定好。 ④熄灭酒精灯，等装置冷却后读取注射器活塞的数据。
你认为正确的实验操作顺序是 （填序号）。
按正确操作和有关数据计算，最终得出氧气约占空气体积的1/5，则注射器活塞最终停留在 ml处，在实验加热过程中，缓慢推拉注射器活塞的目的是 。
（4）比较【装置Ⅰ】和【装置Ⅱ】，你能说出【装置Ⅱ】的一个优点是 。
变式7：（2023八下·武义期末）为了测定空气中氧气的含量，小华同学在课本实验的基础上进行了改进，设计方案如下：选用实际容积为50mL的试管作为反应容器，将过量的红磷放入试管，用橡皮塞塞紧试管，通过导管与实际容积25mL且润滑性能良好的针筒注射器组成如图的实验装置。实验按照小华的设想进行，且红磷及其燃烧产物所占体积与导管内的气体体积忽略不计，请回答下列问题
（1）实验前，打开开关，将注射器活塞前沿从15mL处推至5mL刻度处，然后松开手。若活塞返回至15mL刻度处，则说明　 　；
（2）若先关闭开关，用酒精灯加热红磷，红磷燃烧，请写出相应的化学方程式：　 　。燃烧结束后，待试管冷却，再打开开关。请从定量角度预测：活塞前沿会停在　 　刻度处（假设空气中氧气含量约为20%）。为什么试管中还有红磷，酒精灯还在加热，燃烧会停止？　 　
（3）若开关始终打开，也能完成实验而且更安全可靠，请说明其优点　 　（结合操作或实验原理解释一个原因即可）。
变式8：（2023八下·金华期中）学习空气中氧气含量测定实验后，小明将课本中的实验装置改进为如图甲实验装置。用加热的电烙铁点燃红磷后，立刻拔掉插头，无线气压计实时记录瓶内的气压变化。实验过程中气压变化如图乙。请回答：
资料：一个密闭容器内气压受温度和气体量的影响，温度越高，气体质量越大，气体气压越大。
（1）甲图装置的优点是：　 　；
（2）若图甲中红磷量不足，会导致测定结果　 　（填“偏大”、“偏小”或“不变”）；
（3）图乙中AB段气压上升原因：　 　，CD段气压上升原因：　 　。
变式9：（2023八下·杭州期末）小应利用如图甲所示的思维模型设计了“探究空气中氧气含量”的实验，他用一个有刻度的去底带塞子的瓶子，塞子上插入温度计和粘有“暖宝宝”贴的铜丝，实验装置如图乙所示。
查阅资料发现：“暖宝宝”贴内含有铁、活性炭、无机盐、水等物质，可在空气中吸收氧气发生放热反应，反应过程中主要反应的化学方程式为：2Fe+2H2O═2Fe（OH）2，“暖宝宝”贴吸氧能力强，放热迅速。
（1）从建模角度分析，“利用暖宝宝贴消耗空气中的氧气”的操作属于上述思维模型中的　 　。
（2）2Fe+2H2O═2Fe（OH）2属于　 　反应（填写化学反应基本类型），整个实验过程中，瓶内液面的变化情况为　 　。
（3）小应待反应结束，温度计示数恢复初始温度时记录液面位置，如图丙所示，应调整瓶子在水中的深度，使瓶子内外液面相平再读取刻度　 　。
变式10：某化学兴趣小组的同学在老师的指导下，正确完成如图所示两个实验．已知所用实验装置气密性良好． （提示：红色的铜在加热的条件下能和空气中的氧气反应生成黑色的氧化铜．）
（1）关于该实验，有如下说法：
①红磷熄灭并冷却后才能打开弹簧夹；②点燃酒精灯加热铜丝，可观察到铜丝有红色变成黑色；
③停止加热后即可读出注射器内气体的体积约为24mL；④实验取用铜丝质量的多少不会影响实验结果；
⑤两个实验均能证明空气是混合物；⑥两个实验均能证明空气中约含 20% 体积的氧气．
其中不正确的说法是　 　和　 　．（填序号）
（2）对于实验一，小李同学进行了改进与创新，实验过程如图2所示：
写出改进实验中反应的文字表达式　 　，如图2改进实验与实验一相比，明显的优点是　 　（写一条即可）．在实验开始阶段，由于支型试管内的　 　，导致气压先变　 　（填“大”或“小”），实验后期，由于　 　，冷却后气压变　 　（填“大”或“小”）．
实验二只是粗略测定空气中氧气含量的一种方法，你认为造成该实验不够精确的可能原因是　 　 （写出其中一种）．在加热过程中，交替缓慢推动两个注射器的目的是　 ．
变式11：为“测定空气里氧气体积含量”，小黄同学取足量的红磷、镁条、木炭分别在等体积的A、B、C三瓶空气中同时燃烧；充分燃烧后恢复到常温再松开止水夹，发现集气瓶B中进水最多，C中进入水量很少。查阅资料：镁条能与氮气反应生成固态氮化镁(Mg3N2)。
（1）实验A瓶中红磷燃烧的现象是　 　。
（2）实验中发现水停止倒吸后，B集气瓶中的水量明显高于A的原因是________________________　 　。
（3）“测定空气中氧气体积含量”实验中，药品的选择要考虑哪些因素：　 　(写出两点)
考点二、氧气的性质
例1：（2023八下·柯桥期末） 2023年2月6日零时起，绍兴各市全域禁止经营、燃放烟花爆竹，其中一个原因是烟花成分中的硫燃烧会产生一种　 　的气体(填气味)，引起环境污染，该燃烧过程用化学方程式表达为　 　。
1、下列关于空气成分的说法错误的是......（ ）
A、氧气约占空气体积的21％
B、饼干在空气中变软是因为空气中含有水蒸气
C、稀有气体通电发光是化学变化
D、空气中的氧气主要来自植物的光合作用
变式1：下列有关物质燃烧时观察到的现象的叙述中，正确的是(　　)
A．硫在氧气中燃烧，发出淡蓝色火焰，生成有刺激性气味的气体
B．木炭在氧气中燃烧，发出白光，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体
C．红磷在氧气中燃烧，放出大量热，产生大量白雾
D．铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成四氧化三铁
变式2：如图所示装置，有洗气、储气等用途，在医院给病人输氧气时，也利用了类似的装置，并在装置中盛放大约半瓶蒸馏水。以下说法正确的是（ ）
A.b导管连接供给氧气的钢瓶 B.a导管连接病人吸氧气的塑胶管
C.该装置可用来观察是否有氧气输出 D.该装置不能用来观察输出氧气的速度
变式3：（2023八下·仙居期末）空气是一种宝贵的自然资源，下列说法中错误的是（　　）
A．氧气可用作燃料 B．液态氮可用作冷冻剂
C．稀有气体可用作保护气 D．二氧化碳可用来灭火
变式4：下列关于实验现象的描述，正确的是 （ ）
A.红磷在空气中燃烧产生白色的烟雾 B.铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁
C.木炭在氧气中燃烧生成黑色固体 D.硫在氧气中燃烧发出蓝紫色的火焰
变式5：（2023八下·拱墅期末）物质的结构、性质与用途的关系如图所示，下列有关氧气的说法错误的是（　　）
A．氧气分子是保持氧气化学性质的最小微粒
B．氧气的助燃性决定了氧气可以作为燃料
C．分离液态空气制氧气，利用了氧气与氮气沸点不同的性质
D．氧气能和很多金属单质反应，体现了氧气具有氧化性
变式6：铁丝在氧气中燃烧的全过程如图所示，试回答下列问题：
(1)选用的细铁丝应先 ，这个变化是 变化。
(2)铁丝为什么要绕成螺旋状？ 。铁丝前端为什么要系一根火柴？
。集气瓶内为什么要预先装少量水或铺一层细沙？ 。点燃火柴后，铁丝插入集气瓶内的适宜时刻和方法是 。为什么？ 。
(3)观察到铁丝在氧气中燃烧时的现象是 。
(4)写出发生反应的文字表达式： 。
考点三、实验室氧气的制取
例1：某校探究性兴趣小组的同学到实验室进行探究实验，他们准备用加热高锰酸钾的方法制取氧气并验证氧气的性质。
（1）请指出图中所用仪器的名称： b.　 　；
（2）该装置图中有一些错误，请你指出来：
①　 　；②　 　；
（3）回答注意事项：
①用一团棉花放在靠近试管口的地方，目的是　 　。
②将导管口伸入盛满水的集气瓶里开始收集氧气的适宜时刻是　 　。
③待瓶内的水排净用玻璃片盖住瓶口，把瓶移出水面后并　 　。
④停止加热时先把导管移出水面，然后熄灭酒精灯，其原因是　 　。
（3）用如图方法收集氧气，如何检验氧气已经集满？　 　。
（4）他们用这种方法收集了两瓶气体，分别插入带火星的木条。在先收集的一瓶气体中，只看到火星亮了一些，在后收集的气体中木条则能复燃。导致这个现象的可能原因是（写出操作上的原因）：　 　。
变式1：实验室若直接用30%的过氧化氢制取氧气，反应速率太快。为获得平稳的气流，下列装置能实现的是(　　)
A． B． C． D．
变式2：（2023八下·新昌期末）下图是实验室制取气体的常用装置，请回答下列问题：
（1）仪器a的名称是　 　。
（2）选用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气时，应选用　 　(选填“A”或“B”)作为气体发生装置。
（3）选用D装置作为氧气收集装置，氧气从　 　(选填“b”或“c”)管进入。
（4）小科用抽拉法检查装置E的气密性，发现被拉出的注射器活塞一段时间后又回到原来的位置，你认为该装置是否漏气？　 　(选填“是”或“否”)．
变式3：某校科学兴趣小组的同学利用如图所示的装置进行实验。
（1）实验目的：
①用高锰酸钾制取一瓶氧气；
②粗略测定加热一定质量的高锰酸钾所收集到的氧气体积。
反应原理：加热高锰酸钾制取氧气，其化学反应方程式为　 　。
（2）装置连接：为达到实验目的②，各装置的正确连接顺序是(填接口的字母)：a　　→　 →d。
（3）问题分析：实验过程中发现瓶中的水变红了，原因是　 　
变式4：（2023·上虞期末）小明在学习了“用过氧化氢制取氧气“的知识后，进行如下实验：
①按图甲组装实验仪器并进行气密性检查。
②取10毫升溶质质量分数为3%的过氧化氢溶液和0.03克二氧化锰装入容器中，塞进橡皮塞，接上压强测量仪（如图乙）。
③倾斜装置，使过氧化氢溶液和二氧化锰充分混合，用压强测量仪测量容器内的气压
④分别用0.06克、0.09克和0.12克的二氧化锰重复上述实验，整理相关数据如图丙。
（1）写出步骤①中检查装置气密性的具体操作及气密性良好的判断依据：　 　
（2）实验中，小明用　 　来反映产生氧气的多少
（3）观察本实验相关数据，除了研究“二氧化锰质量对过氧化氢分解产生氧气质量的影响“外，还可以研究的问题是：　 　。
变式5：如图是实验室常用气体制备装置，据图回答问题。
（1）实验室用高锰酸钾制氧气的文字表达式是　 　，应选择的收集装置是　 　(填字母)，如果选用如图2装置收集氧气，气体应从　 　(填“a”或“b”)端导入。
（2）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的文字表达式为　 　。某化学小组同学用20%的过氧化氢溶液和二氧化锰，并选用B装置来制氧气。实验中，同学们发现不能得到平稳的氧气气流，大家提出从两个方面加以改进：
一是把发生装置由B改为C，其理由是　 　；
二是将过氧化氢溶液加水稀释，溶液的稀释需要经过计算、量取、搅匀三个步骤。
如果把50g质量分数为20%的过氧化氢溶液稀释成5%的过氧化氢溶液，需加水的质量为　 　g；在稀释过程中，除了烧杯外，还需要用到的仪器有　 　(填序号)。
①量筒 ②药匙 ③试管 ④酒精灯 ⑤滴管 ⑥玻璃棒
变式6：（2023八下·杭州月考）如图是实验室制取气体的有关仪器和装置，据图回答下列问题。
（1）请写出如图所示实验装置中标有序号的仪器名称：②　 　。
（2）用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气，应选择　 　（从A～G中选择，填字母序号，下同）组合装置，反应的化学方程式为　 　。制取氧气的过程如下，正确顺序是　 　。
①给试管加热 ②熄灭酒精灯 ③检查气密性
④把药品装入试管，用带导管的胶塞塞紧，固定在铁架台上
⑤用排水法收集氧气 ⑥从水中取出导管
A、③④①⑤②⑥ B、③④①⑤⑥② C、④①③⑤②⑥ D、④①③⑤⑥②
（3）某同学用排水法收集了一瓶氧气，测得氧气的纯度偏低，原因可能是　 　。（填字母）
a．收集气体前，集气瓶没有注满水 b．导管口开始有气泡冒出，立刻收集
c．收集气体后，集气瓶中仍有少量水
（4）如图为上述反应过程中某变量y随时间的变化趋势，纵坐标表示的是（　　）
A．固体中氧元素的质量 B．生成O2的质量
C．固体中MnO2的质量分数 D．固体中钾元素的质量
变式7：请根据下列装置图回答问题。
（1）写出图中仪器①②的名称：①　 　；②　 　。
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气，可选用的气体发生装置为　 　(填字母，下同)，气体收集装置为　 　或　 　；该装置中，固定仪器时的一条主要注意事项是　 　。
（3）实验室用高锰酸钾制取氧气时，试管口处要　 　。
（4）实验室加热高锰酸钾制取氧气(用排水法收集)的主要步骤：①装入药品；②检查装置气密性；③收集气体；④加热；⑤停止加热；⑥移出导气管。正确的操作顺序为 (填字母)。
A．①②③④⑤⑥ B．②①③④⑥⑤
C．②①④③⑤⑥ D．②①④③⑥⑤
（5）若用二氧化锰和过氧化氢通过B装置制取氧气，在该反应中二氧化锰是　 　； 该反应的化学方程式为　 　。
（6）经查资料可知，NH3的密度比空气小，极易溶于水，有刺激性气味。实验室常用加热氯化铵和氢氧化钙固体的方法来制取NH3，选用　 　装置作氨气的发生装置，最好选用　 　装置来收集NH3，理由是　 。
考点四、常见气体检验与验满
例1：如图，在实验台上放置两瓶气体，集气瓶A、B中分别盛有CO2、O2、H2中的一种．
（1）由放置方法判断出A瓶中的气体是　 　 ；
（2）将带火星的木条伸入B瓶中，若木条复燃，则B瓶中的气体是　 　
。
（3）将一种澄清溶液　 　 （填化学式）倒入B瓶中，振荡，若出现浑浊，则B瓶中是CO2气体．
变式1：下图是实验室氧气制备、收集、验满、验证性质的操作，其中正确的是（ ）
A. B.C.D.
变式2：有关氧气的收集、检验、验满，下列叙述正确的是（ ）
A.甲装置为向下排空气法，可用于收集氧气
B.利用乙装置收集氧气，气体从a通入
C.用燃着的木条伸入丙中，若木条熄灭表明该气体是氧气
D.将带火星的木条放置于丁装置 d 处可检验氧气是否集满
变式3：下列收集装置，可以用来收集氧气的是（ ）
A.①③ B.①②③⑥ C.①⑤⑥ D.①②③④
变式4：实验室需收集一瓶约混有 体积空气的氧气，下列操作正确的是( )
A B C D
集气瓶中灌1/4的水 集气瓶中灌3/4的水 导管伸入到集气瓶体积的1/4处 导管伸入到集气瓶体积的3/4处
变式5：根据表中五种气体在标准状况下的密度和溶解性，回答下列问题：
空气 氨气 甲烷 氯化氢 氧气
密度/g·L-1 1.293 0.771 0.717 1.629 1.43
溶解性 —— 极易溶 难溶 极易溶 难溶
（1）不能用排水法，能用向下排空气法收集的是 。
（2）标准状况下氨气的密度比空气 （填“大”或“小”）。
（3）用如图所示盛满水的集气瓶收集甲烷，气体应从 （填“a”或“b”）端进入。
变式6：柯桥区某中学小曹老师带领学生进行氧气性质实验时，张强同学不慎碰倒装满氧气的集气瓶，迅速扶起后，瓶中混入空气的氧气仍能使带火星的木条复燃．对此，小曹老师让张强同学往集气瓶装入半瓶水，再用排水法收集半瓶的氧气，发现瓶中的混合气体也能使带火星木条复燃．
（1）用上图装置收集“半瓶的氧气”，其中最合理的是　 　（填字母）．
（2）用排水法收集气体时，如何判断集气瓶中气体已收集满？答：　 　．
（3）空气中氧气的体积分数约为21%．张强同学的实验中，集气瓶内的氧气约占总体积的　 　%，关于使用带火星木条进行的相关实验，由张强同学的计算结果和上述实验现象，得出的结论是：　 　．
变式7：在科学拓展课程中，某科学兴趣小组开展了“使带火星的木条复燃所需氧气的最低体积分数是多少”的实验探究。
（1）该兴趣小组同学利用如图所示装置制取氧气，称取一定质量的KMnO4固体放入试管中，试管内的药品放入试管底部，开始加热时，要让试管均匀受热，具体操作是　 　。
（2）有同学认为用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气更好，其理由是　 　。
（3）为了使实验数据更加具体和准确，小组同学经讨论，他们准备用不同体积分数的氧气来进行实验。利用如图所示装置收集氧气得到1号瓶，并利用这种方法依次得到2-4号瓶。分别将带火星的木条伸入集气瓶中，得到的现象如下：
1号瓶（收集34%的氧气） 2号瓶（收集35%的氧气） 3号瓶（收集36%的氧气） 4号瓶（收集37%的氧气）
不复燃 不复燃，但很亮 很亮，复燃 立即复燃
某同学根据实验现象得出结论：“氧气约占36％时就是带火星木条复燃的最低体积分数”，而其他同学立即反对，原因是　 　。
（4）反思交流：结合上述探究，排空气法收集氧气时，检验氧气是否集满采用使带火星的木条复燃的方法，你认为是否科学 　 　。
考点五、数轴图形分析和催化剂
例1：将质量相等的两份药品a和b（其中a为纯净的氯酸钾，b为氯酸钾与少量二氧化锰的混合物）分别放在酒精灯上均匀加热，收集到氧气的总量随加热时间变化的函数图象正确的是（　　）
A．B．C． D．
变式1：下列图像能正确反映对应变化关系的是（ ）
A.A图表示加热KClO3（含少量MnO2）固体制取氧气时剩余固体的质量
B.B图表示加热KClO3（含少量MnO2）固体制取氧气时固体中氧元素的质量
C.C图表示双氧水（含少量MnO2）分解时溶剂的质量
D.D图表示双氧水（含少量MnO2）分解时氢元素的质量分数
变式2：取一定质量的高锰酸钾在加热条件下制取氧气，下列图象不正确的是（　　）
变式3：小科加热氯酸钾和二氧化锰的混合物来制取氧气。在加热过程中，该混合物中氧元素质量随时间变化关系正确的是（ ）
变式4：如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.同时开始加热，先收集到氧气的是氯酸钾
B.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
C.加入少量的二氧化锰使氯酸钾产生的氧气质量增加
D.反应时间较长的是高锰酸钾
（4） （5）
变式5：某同学误将少量KMnO4当成MnO2加入KClO3中进行加热制取氧气，部分物质质量随时间变化如图所示，下列关于该过程的说法正确的是（　　）
A．c代表氯化钾 B．t2时刻，O2开始产生
C．t1时刻，KClO3开始分解 D．KMnO4质量在反应前后不变
考点六、化合反应和分解反应
例1：下列反应中既不属于分解反应，也不属于化合反应的是(　　)
A．氧化汞 汞+氧气 B．石蜡+氧气 水+二氧化碳
C．碳+氧气 二氧化碳 D．磷+氧气 五氧化二磷
变式1：（2023八下·金东期末）下列反应属于分解反应的是（　　）
A．H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O B．Mg+2HCI=MgCl+H2↑
C．2KClO32KCl+3O2↑ D．CO2+H2O=H2CO3
变式2：下列反应中属于化合反应的是(　　)
A．H2O+CO CO2+H2 B．H2CO3=H2O+CO2↑
C．2SO2+O2 2SO3 D．Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2
变式3：分类是学习科学的重要方法，下列反应与CO2+H2O=H2CO3化学反应类型相同的是(　　)
A．2H2+O2 2H2O B．CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
C．2H2O2 2H2O+O2↑ D．2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑
变式4：氧气是一种化学性质比较活泼的气体，它可以和许多物质发生反应：
（1）上述甲、乙、丙三个反应的相同点是　 　(多选，填序号)。
A.都是化合反应 B.都是氧化反应
C.生成物都是固体 D.都需要点燃 E.都是非金属与氧气反应
（2）将装置乙改装为如图丁所示装置还可用于测定空气中氧气的体积分数：经测定，集气瓶的容积为250mL，在此实验中，观察到量筒中减少的水的体积为50mL，则空气中氧气的体积分数为　 　；在保证整个装置不漏气的前提下，如果未冷却到室温便打开弹簧夹观察量筒内减少的水的体积，则实验结果将　 　(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
八年级下册科学 第三章 第1节 空气与氧气培优训练 解析
考点一、空气中氧气含量的测定
例1：小敏用图甲装置测定空气中氧气含量。
（1）红磷点燃后立即伸入瓶中并塞紧瓶塞，此时能观察到的现象是　 　。
（2）火焰熄灭后振荡集气瓶，等装置冷却至室温，打开止水夹，烧杯内的部分水通过导管进入集气瓶，集气瓶中消耗的氧气体积可用　 　表示。
（3）小敏将装置改成图乙所示，点燃红磷前先塞紧瓶塞，再用电热棒给红磷加热。请分析改进后的优势：　 　。
【答案】（1）红磷剧烈燃烧，产生大量白烟，放出大量热量
（2）进入集气瓶的水的体积
（3）能避免甲实验中将燃烧匙伸入时因受热导致部分空气逸出而形成误差，从而使实验结果更准确。
【解析】（1）根据红磷在空气中燃烧的现象解答；
（2）烧杯中的水进入集气瓶后，集气瓶内的气压会逐渐增大。当进入集气瓶内水的体积等于消耗氧气的体积时，集气瓶内的气压等于外界的大气压强，此时水会停止流动。
（3）从是否需要打开瓶塞对红磷进行加热点燃的角度分析。
【解答】（1）红磷点燃后立即伸入瓶中并塞紧瓶塞，此时能观察到的现象是：红磷剧烈燃烧，产生大量白烟，放出大量热量。
（2）火焰熄灭后振荡集气瓶，等装置冷却至室温，打开止水夹，烧杯内的部分水通过导管进入集气瓶，集气瓶中消耗的氧气体积可用进入集气瓶的水的体积表示。
（3）小敏将装置改成图乙所示，点燃红磷前先塞紧瓶塞，再用电热棒给红磷加热，改进后的优势为：能避免甲实验中将燃烧匙伸入时因受热导致部分空气逸出而形成的误差，从而使实验结果更准确。
例2：某化学兴趣小组的同学对空气中氧气含量的测定实验进行探究。
（1）如图 1 所示装置和药品进行实验，冷却至室温后打开止水夹，如何实验结果符合预期，可观察到的现象是：　 　。若观察到结果小于预期值，则可能是因为　 　。（写出一种原因）。
（2）小组内同学还对该实验进行了如图2所示的改进。（已知试管容积为45mL）请结合实验目的，在以下的操作中排出正确的实验操作顺序　 　（填序号）。
①点燃酒精灯。 ②撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹。
③将少量红磷平装入试管中，将20mL的注射器活塞置于10mL刻度处，并按上图中所示的链接方式固定好，再将弹簧夹紧橡皮管。
④读取注射器活塞的数据。
最终注射器活塞将从10mL刻度处慢慢前移到约为　 　mL 刻度处才停止。
答案：（1）水进入集气瓶，进入水的体积约为空气体积的五分一；红磷不足或装置气密性不好
（2）③①②④；1
解析：（1）如图 1 所示装置和药品进行实验，冷却至室温后打开止水夹，如何实验结果符合预期，可观察到的现象是：水进入集气瓶，进入水的体积约为空气体积的五分一。若观察到结果小于预期值，则可能是因为：红磷不足或装置气密性不好。
（2）实验操作的正确步骤如下：
③将少量红磷平装入试管中，将20mL的注射器活塞置于10mL刻度处，并按上图中所示的链接方式固定好，再将弹簧夹紧橡皮管。
①点燃酒精灯。
②撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹。
④读取注射器活塞的数据。
则正确的实验顺序为③①②④。
试管中氧气的体积为：45mL×1/5=9mL；
注射器活塞所对的刻度值为：10mL-9mL=1mL。
变式1：如图所示的密闭装置中进行白磷燃烧实验，在白磷被点燃至装置恢复到室温的这段时间内，集气瓶中的气压随时间变化的图像最接近的是（ ）
A.B.C.D.
【答案】C
【解析】（1）白磷燃烧会消耗氧气，同时释放出大量的热，由于温度升高而引起的压强增大量远远大于氧气消耗引起的压强减小量，所以在反应结束前，集气瓶内的气压是增大的。
（2）当反应结束后，没有热量产生，集气瓶内气体的温度开始下降，气压不断减小。
（3）当温度降低到室温时，由于其中有1/5体积的氧气被消耗，所以气压也会减小1/5，即现在的气压是标准气压的4/5=0.8.故C正确，而A、B、D错误。
变式2：暖宝宝贴(主要成分为铁粉、木炭、食盐)的热量来源于发热剂(铁粉)与氧气的反应，小涛同学设计了利用暖宝宝贴来测定空气中氧气的含量的实验。实验开始前，装置如图所示，实验后从量筒中流入玻璃瓶(容积为250mL)中的水的体积为45mL(铁粉生锈消耗的水忽略不计)。下列说法错误的是( )
A.实验前必须检查装置的气密性
B.通过本次实验数据测得空气中氧气的体积分数为18%
C.若实验测得的空气中氧气体积分数偏低，可能是暖宝宝贴的使用数量不足
D.必须等温度计的读数恢复至实验前的数值后才能记录量筒内剩余水的体积
【答案】B
【解析】A.物质反应消耗集气瓶中的氧气，使集气瓶中气压减小，在大气压强的作用下水被吸进集气瓶，吸入水的体积就是氧气的体积。如果装置的气密性不好，那么集气瓶内气压始终与外界气压一致，就无法吸入水，进而无法完成测量，故A正确不合题意；
B.集气瓶中空气的体积为：250ml-20ml=230ml，那么空气中氧气的体积分数：，故B错误符合题意；
C.若实验测得的空气中氧气体积分数偏低，可能是暖宝宝贴的使用数量不足，没有将氧气全部消耗完，故C正确不合题意；
D.必须等温度计的读数恢复至实验前的数值后才能记录量筒内剩余水的体积，即在常温常压下测量才准确，故D正确不合题意。
变式3：在今年的化学活动周中，某校兴趣小组同学在课题组老师的指导下，将课本“测定空气中氧气的含量”实验装置（如图甲）改进为新的实验装置（如图乙），改进后的实验装置相对于原装置，以下评价不恰当的是......（▲）
A、反应容器体积小，药品消耗少
B、装置简洁，减少了图甲装置中导管引起的误差
C、白磷比红磷着火点高，使用更安全
D、容器内径相等，易准确推算出空气中氧气的含量
【答案】C
变式4：为了更好地理解燃烧红磷法测定空气中氧气含量的实验原理，可以利用传感器技术实时测定图1实验装置内的压强、温度和氧气浓度变化，三条曲线变化趋势如图2所示。下列有关叙述错误的是（　　）
A．X曲线表示的是温度变化 B．Y曲线表示的是氧气的浓度变化
C．CD段对应的变化进程是红磷燃烧 D．DE段对应的变化进程是水倒吸进广口瓶
解：A、红磷燃烧放热，温度升高，完全反应后温度降低至原温度，X曲线表示的是温度变化，该选项正确。
B、红磷燃烧消耗氧气，Y曲线表示的是氧气的浓度变化，该选项正确。
C、CD段对应的是红磷完全燃烧后，冷却至室温的过程，该选项不正确。
D、DE段对应的变化进程是水倒吸进广口瓶，该选项正确。
故选：C。
变式5：某校科学小组在学习了“空气中氧气含量测定”的基础上，改进了教材中的实验，设计出了如图所示的 实验装置。实验步骤如下：
①如图所示，连接仪器，检查装置的气密性。发现装 置的气密性良好。
②在集气瓶里装进适量 a 体积的水，燃烧匙里放一块白磷（其着火点是 40℃），并在酒精灯上把玻璃棒下端加热，按图示装置把集气瓶中（整个集气瓶的体积是 c）的空气密封起来，把长导管的另一端放入盛有足量水的烧杯中。（注：集气瓶内的长导管已伸到了瓶底）。
③用力把预先加热过的玻璃棒按下与白磷接触，观察到白磷立即着火燃烧，产生大量白烟，同时放出 大量的热。（注：白磷与红磷燃烧的产物相同）。
④待白磷燃烧熄灭后，稍加振荡，白烟消失。
⑤待集气瓶完全冷却至室温，量出集气瓶中水的体积是 b。
⑥根据 a、b、c 三个数据，计算出空气中氧气的体积分数。根据以上信息，回答下列问题。
（1）在白磷开始燃烧到最后熄灭的过程中，集气瓶内水面位置的变化情况是 。
A．一直降低 B．一直升高
C．先降低后升高 D．先升高后降低
（2）若实验非常成功，请写出 a、b、c 三个数据应满足的一个等式关系式________________。
（3）在上述实验中，下列操作的实施和实验现象的出现，会导致实验最后产生的实际值小于理论值的是 。
A．装置气密性不好 B．实验前集气瓶里没有装适量的水
C．集气瓶没有冷却到室温 D．用木炭代替红磷
答案：（1）C （2） （3）A、C
解析：（1）白磷燃烧的化学方程式是：；白磷燃烧时放出大量的热，温度升高，集气瓶中的压强增大，导致集气瓶中的水通过导管进入烧杯，当白磷燃烧完并且降温至室温时，集气瓶中的压强减小，在外界大气压的作用下，水进入集气瓶，因此在白磷开始燃烧到最后熄灭冷却的过程中，集气瓶内水面的变化情况是先降低、再上升；
（2）因为氧气约占空气总体积的五分之一，若实验成功，进入集气瓶中的水约为b-a，原集气瓶中空气的体积为：c-a．它们满足的关系式为：
（3）导致实验值小于理论值，也就是最终进入集气瓶的水不足1/5，原因可能有：气密性不好，没有冷却至室温就打开了弹簧夹。
变式6：某兴趣小组对教材中“测定空气里氧气含量”的实验（装置I）进行了大胆改进，设计装置Ⅱ实验方案进行，收到了良好的效果．请你对比分析下面装置I、装置Ⅱ实验，回答下列有关问题：
（1）【装置Ⅰ】在实验过程中，经常出现实验结果偏小的情况，原因可能是 。
A.红磷量不足 B.装置Ⅰ漏气
C.未等装置冷却就松开止水夹 D.红磷点燃后伸入集气瓶速度太慢
（2）步骤一中检查装置气密性的方法是： 。
（3）【装置Ⅱ】实验的操作步骤如下：
①测定玻璃管容积V1为70mL。
②点燃酒精灯，缓慢推拉注射器活塞。
③将少量铜粉平装入试管中，将50mL的注射器活塞置于30mL刻度处，并按图Ⅱ中所示的连接方式固定好。 ④熄灭酒精灯，等装置冷却后读取注射器活塞的数据。
你认为正确的实验操作顺序是 （填序号）。
按正确操作和有关数据计算，最终得出氧气约占空气体积的1/5，则注射器活塞最终停留在 ml处，在实验加热过程中，缓慢推拉注射器活塞的目的是 。
（4）比较【装置Ⅰ】和【装置Ⅱ】，你能说出【装置Ⅱ】的一个优点是 。
【答案】（1）A,B,C
（2）试管加热，活塞向外推，等试管冷却后活塞恢复到原位。或 绑住注射器1活塞固定不动，向里推或向外抽注射器2活塞，放手后回到活塞原位置。或 往里推进（抽拉）注射器1活塞时注射器2活塞向外移动（向里移动），且两者移动的体积相同。
（3）①③②④；10；使装置中的氧气充分反应
（4）测量结果更准确/减少大气污染/更环保
【解析】（1）A.如果红磷量不足，那么氧气就不能充分反应，从而剩余部分氧气，造成气压偏大，故A符合题意；
B.如果装置I漏气，那么外面的空气会进入瓶内，造成瓶内气压偏大，故B符合题意；
C.如果装置内的温度偏高，那么造成瓶内气压偏大，故C符合题意；
D.红磷点燃后伸入集气瓶速度太慢，对瓶内气压的变化几乎没有影响，故D不合题意。 故选ABC。
（3）装置II中的实验步骤为：
①测定玻璃管容积V1为70mL；
③将少量铜粉平装入试管中，将50mL的注射器活塞置于30mL刻度处，并按图Ⅱ中所示的连接方式固定好；
②点燃酒精灯，缓慢推拉注射器活塞；
④熄灭酒精灯，等装置冷却后读取注射器活塞的数据。
正确的操作顺序为：①③②④。
装置内氧气的体积为：；
那么活塞最终所对的刻度为：30ml-20ml=10ml。
在实验加热过程中，缓慢推拉注射器活塞的目的是：使装置中的氧气充分反应。
（4）比较【装置Ⅰ】和【装置Ⅱ】，【装置Ⅱ】的一个优点是：
①注射器上有刻度，因此测量结果更准确
②尾气用气球收集，不会排放到大气中，减少大气污染，更环保。
变式7：（2023八下·武义期末）为了测定空气中氧气的含量，小华同学在课本实验的基础上进行了改进，设计方案如下：选用实际容积为50mL的试管作为反应容器，将过量的红磷放入试管，用橡皮塞塞紧试管，通过导管与实际容积25mL且润滑性能良好的针筒注射器组成如图的实验装置。实验按照小华的设想进行，且红磷及其燃烧产物所占体积与导管内的气体体积忽略不计，请回答下列问题
（1）实验前，打开开关，将注射器活塞前沿从15mL处推至5mL刻度处，然后松开手。若活塞返回至15mL刻度处，则说明　 　；
（2）若先关闭开关，用酒精灯加热红磷，红磷燃烧，请写出相应的化学方程式：　 　。燃烧结束后，待试管冷却，再打开开关。请从定量角度预测：活塞前沿会停在　 　刻度处（假设空气中氧气含量约为20%）。为什么试管中还有红磷，酒精灯还在加热，燃烧会停止？　 　
（3）若开关始终打开，也能完成实验而且更安全可靠，请说明其优点　 　（结合操作或实验原理解释一个原因即可）。
【答案】（1）气密性良好（2）；5mL；缺少氧气
（3）红磷燃烧时活塞可调节容器内气压 或 红磷燃烧时抽拉活塞使氧气更完全被反应
【解析】 装置气密性良好，装置内外会存在气压差，气压差会推动活塞运动，测定空气中氧气体积分数是利用红磷燃烧消耗完氧气产生五氧化二磷固体使装置内气压变小，外界大气压将活塞压入，根据活塞移动的距离可知氧气的体积，该装置中装置内气压减小后可能因为瓶内气体燃烧导致内外气压差过大导致试管内胶塞被弹出或试管破裂，所以可以打开开关，通过活塞向右侧移动来防止试管口的胶塞弹出或试管破裂。
【解答】（1）将注射器活塞前沿从15mL处推至5mL刻度处，装置内气体被压缩，气压变大，松开手。变大的气压将活塞推回，则说明装置不漏气；
（2）红磷与氧气反应生成五氧化二磷，化学方程式为，空气中氧气的体积含量约为20%，则活塞前沿会停在(15mL-50mLx20%)=5mL刻度处；试管中还有红磷，酒精灯还在加热，燃烧停止的原因是氧气耗尽；
(3)若开关始终打开，也能完成实验而且更安全可靠，红磷燃烧时放出热量，装置内的压强增大，注射器的活塞向右侧移动，可以防止试管口的胶塞弹出，故答案为：红磷燃烧时活塞可调节容器内气压或红磷燃烧时抽拉活塞使氧气更完全被反应
变式8：（2023八下·金华期中）学习空气中氧气含量测定实验后，小明将课本中的实验装置改进为如图甲实验装置。用加热的电烙铁点燃红磷后，立刻拔掉插头，无线气压计实时记录瓶内的气压变化。实验过程中气压变化如图乙。请回答：
资料：一个密闭容器内气压受温度和气体量的影响，温度越高，气体质量越大，气体气压越大。
（1）甲图装置的优点是：　 　；
（2）若图甲中红磷量不足，会导致测定结果　 　（填“偏大”、“偏小”或“不变”）；
（3）图乙中AB段气压上升原因：　 　，CD段气压上升原因：　 　。
【答案】（1）装置始终密闭，测量结果更准确，没有污染 （2）偏小
（3）红磷燃烧放热，装置中的气体受热膨胀；打开止水夹，烧杯中的水进入广口瓶，气体体积减小，压强增大
【解析】本题主要考查氧气含量测定的实验原理，左侧集气瓶中的红磷燃烧时使内部气压减少，在大气压的作用下使右侧水流入左侧填补减少的空气体积。
【解答】（1）可以直接在瓶内点燃红磷， 测量结果更准确，没有污染 。
（2）红磷量不足，使其消耗的氧气量变小，故偏小。
（3）AB是由于燃烧放热温度升高使气压增大，CD是由于水进入集气瓶挤压内部气体使气压增大。
故答案为：（1）装置始终密闭，测量结果更准确，没有污染 ；（2）偏小 ；
（3）红磷燃烧放热，装置中的气体受热膨胀 ； 打开止水夹，烧杯中的水进入广口瓶，气体体积减小，压强增大
变式9：（2023八下·杭州期末）小应利用如图甲所示的思维模型设计了“探究空气中氧气含量”的实验，他用一个有刻度的去底带塞子的瓶子，塞子上插入温度计和粘有“暖宝宝”贴的铜丝，实验装置如图乙所示。
查阅资料发现：“暖宝宝”贴内含有铁、活性炭、无机盐、水等物质，可在空气中吸收氧气发生放热反应，反应过程中主要反应的化学方程式为：2Fe+2H2O═2Fe（OH）2，“暖宝宝”贴吸氧能力强，放热迅速。
（1）从建模角度分析，“利用暖宝宝贴消耗空气中的氧气”的操作属于上述思维模型中的　 　。
（2）2Fe+2H2O═2Fe（OH）2属于　 　反应（填写化学反应基本类型），整个实验过程中，瓶内液面的变化情况为　 　。
（3）小应待反应结束，温度计示数恢复初始温度时记录液面位置，如图丙所示，应调整瓶子在水中的深度，使瓶子内外液面相平再读取刻度　 　。
【答案】（1）消耗O2形成气压差 （2）化合；先下降后上升
（3）使瓶内外气压相等，排除外界大气压的干扰
【解析】（1）根据图甲的各个环节分析解答；
（2）①根据反应物和生成物的种类或种数确定反应类型。
②分析瓶内的气压变化即可；
（3）当瓶子内外水面相平时，瓶内气压等于瓶外的大气压强，从而抵消外界大气压对实验影响即可。
【解答】（1）从建模角度分析，“利用暖宝宝贴消耗空气中的氧气”的操作属于上述思维模型中的第二个环节，即消耗O2形成气压差。
（2）①根据方程式 2Fe+2H2O═2Fe（OH）2 可知反应物有2种，而生成物只有1种，那么为化合反应；
②根据图片可知，暖宝宝贴消耗氧气导致气压减小，同时放出大量的热导致气压增大，且后者的影响明显大于前者，因此在反应进行时瓶内气压增大。当反应结束后，随着稳定的降低，瓶内气压减小。由此可知，瓶内液面先降低后上升。
（3）小应待反应结束，温度计示数恢复初始温度时记录液面位置，如图丙所示，应调整瓶子在水中的深度，使瓶内外气压相等，排除外界大气压的干扰，待瓶子内外液面相平再读取刻度。
变式10：某化学兴趣小组的同学在老师的指导下，正确完成如图所示两个实验．已知所用实验装置气密性良好． （提示：红色的铜在加热的条件下能和空气中的氧气反应生成黑色的氧化铜．）
（1）关于该实验，有如下说法：
①红磷熄灭并冷却后才能打开弹簧夹；②点燃酒精灯加热铜丝，可观察到铜丝有红色变成黑色；
③停止加热后即可读出注射器内气体的体积约为24mL；④实验取用铜丝质量的多少不会影响实验结果；
⑤两个实验均能证明空气是混合物；⑥两个实验均能证明空气中约含 20% 体积的氧气．
其中不正确的说法是　 　和　 　．（填序号）
（2）对于实验一，小李同学进行了改进与创新，实验过程如图2所示：
写出改进实验中反应的文字表达式　 　，如图2改进实验与实验一相比，明显的优点是　 　（写一条即可）．在实验开始阶段，由于支型试管内的　 　，导致气压先变　 　（填“大”或“小”），实验后期，由于　 　，冷却后气压变　 　（填“大”或“小”）．
实验二只是粗略测定空气中氧气含量的一种方法，你认为造成该实验不够精确的可能原因是　 　 （写出其中一种）．在加热过程中，交替缓慢推动两个注射器的目的是　 ．
答案：（1）③；④
（2）磷+氧气 五氧化二磷；装置简单或操作简便或实验结果更准确（误差小），或封闭体系更环保或试验成功率高等；白磷燃烧放热，导致气体膨胀；大；具支试管中的氧气被耗尽；小
（3）加入的铜丝量不足（答案合理即可）；促进空气流通，尽可能耗尽氧气
解：（1）①红磷燃烧并冷却后打开弹簧夹，避免了集气瓶内压强过大进入水过少，不能正确测定空气中氧气的含量的情况，故①说法正确；②点燃酒精灯加热铜丝，铜与氧气反应生成氧化铜（2Cu+O2 2CuO），所以铜丝表面由光滑的红色变成黑色，故②说法正确；③应该在停止加热并冷却至室温才能读数，故③说法错误；④实验过程中为了将空气中的氧气完全耗尽，加入的红磷和铜丝必须是过量的，故④说法错误；⑤两个实验均能证明空气是混合物，故⑤说法正确；
⑥两个实验均能证明空气中约含五分之一体积的氧气，故⑥说法正确．
故答案为：③；④．（2）磷在空气中燃烧生成五氧化二磷，该反应的文字表达式为：磷+氧气 五氧化二磷；
如图2改进实验与B实验相比，明显的优点是，装置简单或操作简便或实验结果更准确（误差小），或封闭体系更环保或试验成功率高等，故填：装置简单或操作简便或实验结果更准确（误差小），或封闭体系更环保或试验成功率高等；在实验开始阶段，由于支型试管内的由于白磷燃烧放热，气体受热膨胀，导致气压先变大，实验后期，由于具支试管中的氧气被耗尽，故冷却后气压变小．故填：磷+氧气 五氧化二磷；装置简单或操作简便或实验结果更准确（误差小），或封闭体系更环保或试验成功率高等；白磷燃烧放热，导致气体膨胀；大；具支试管中的氧气被耗尽；小；（3）改进后的实验只是粗略测定空气中氧气含量的一种方法，造成该实验不够精确的可能原因有以下几个原因：注射器的前端、玻璃管管比较细，不利于铜丝与注射器里的氧气反应，未交替缓缓推动两个注射器活塞，加入的铜丝量不足，没有完全消耗掉氧气，读数时没有冷却至室温等．
交替缓慢推动两个注射器的目的是使封闭空间的氧气与铜丝充分接触，使空气中的氧气与铜丝充分反应；
故填：加入的铜丝量不足（答案合理即可）；促进空气流通，尽可能耗尽氧气
变式11：为“测定空气里氧气体积含量”，小黄同学取足量的红磷、镁条、木炭分别在等体积的A、B、C三瓶空气中同时燃烧；充分燃烧后恢复到常温再松开止水夹，发现集气瓶B中进水最多，C中进入水量很少。查阅资料：镁条能与氮气反应生成固态氮化镁(Mg3N2)。
（1）实验A瓶中红磷燃烧的现象是　 　。
（2）实验中发现水停止倒吸后，B集气瓶中的水量明显高于A的原因是________________________　 　。
（3）“测定空气中氧气体积含量”实验中，药品的选择要考虑哪些因素：　 　(写出两点)
答案：（1）产生大量白烟
（2）镁条燃烧不但消耗了氧气，还消耗了部分氮气
（3）可燃物与只氧气反应，不与氮气等其他气体反应：生成物为固体
解析：
（1）红磷燃烧产生五氧化二磷，红磷燃烧产生发出黄光，放出大量的热，产生大量地白烟。（2）镁燃烧不但消耗了氧气，还能消耗部分氮气，所以水停止倒吸后发现B中的水量明显高于A。
（3）“测定空气中氧气体积含量”实验中，药品的选择要考虑哪些因素：可燃物与只氧气反应，不与氮气等其他气体反应：生成物为固体。
考点二、氧气的性质
例1：（2023八下·柯桥期末） 2023年2月6日零时起，绍兴各市全域禁止经营、燃放烟花爆竹，其中一个原因是烟花成分中的硫燃烧会产生一种　 　的气体(填气味)，引起环境污染，该燃烧过程用化学方程式表达为　 　。
【答案】有刺激性气味；S+O2 点燃 SO2
【解析】硫在空气中燃烧，发出淡蓝色火焰，生成一种有刺激性气味的气体——二氧化硫。化学方程式是 S+O2 点燃 SO2。
【解答】硫燃烧生成二氧化硫，二氧化硫是一种由刺激性气味的气体。化学方程式是 S+O2 点燃 SO2
1、下列关于空气成分的说法错误的是......（▲）
A、氧气约占空气体积的21％
B、饼干在空气中变软是因为空气中含有水蒸气
C、稀有气体通电发光是化学变化
D、空气中的氧气主要来自植物的光合作用
【答案】C
变式1：下列有关物质燃烧时观察到的现象的叙述中，正确的是(　　)
A．硫在氧气中燃烧，发出淡蓝色火焰，生成有刺激性气味的气体
B．木炭在氧气中燃烧，发出白光，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体
C．红磷在氧气中燃烧，放出大量热，产生大量白雾
D．铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成四氧化三铁
【答案】B
【解析】A.硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，生成有刺激性气味的气体，故A错误；
B.木炭在氧气中燃烧，发出白光，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体，故B正确；
C.红磷在氧气中燃烧，放出大量热，产生大量白烟，故C错误；
D.铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成黑色的固体，故D错误。
变式2：如图所示装置，有洗气、储气等用途，在医院给病人输氧气时，也利用了类似的装置，并在装置中盛放大约半瓶蒸馏水。以下说法正确的是（ ）
A.b导管连接供给氧气的钢瓶 B.a导管连接病人吸氧气的塑胶管
C.该装置可用来观察是否有氧气输出 D.该装置不能用来观察输出氧气的速度
【答案】C
【解析】该装置洗气除杂时不管密度大小，都是长进短出；排水法收集气体时，短进长出；排空气法收集气体时，密度大则长进短出，密度小则短进长出。
a导管连接供氧气的钢瓶，A错误；b导管连接病人吸氧气的塑胶管，B错误；若有氧气输出，瓶内水中有气泡，C正确；该装置可以通过气泡的快慢来观察输出氧气的速度，D错误。
变式3：（2023八下·仙居期末）空气是一种宝贵的自然资源，下列说法中错误的是（　　）
A．氧气可用作燃料 B．液态氮可用作冷冻剂
C．稀有气体可用作保护气 D．二氧化碳可用来灭火
【答案】A
【解析】 1．氧气（1）性质：无色无味气体、难溶于水、能支持燃烧（2）用途：①供给呼吸：潜水、医疗救护、登山、宇航等②支持燃烧：气焊、炼钢、宇航；日常生活中的烧水、煮饭等；注意：氧气具有助燃性，而不具有可燃性；2．氮气（1）性质；物理性质：无色、无味气体，难溶于水，密度为1.251g/L，比空气密度（1.293g/L）略小；化学性质：不可燃也不支持燃烧，不与水反应，化学性质不活泼（2）用途；①制硝酸和化肥的重要原料②作保护气，如焊接金属时常用氮气作保护气，灯泡中充氮以延长寿命，食品包装时充氮以防腐等；③医疗上可在液氮冷冻麻醉条件下做手术；④超导材料在液氮的低温环境下能显示超导性能3．稀有气体：（1）稀有气体包括：氦、氖、氩、氪、氙、氡等气体，属于混合物（2）性质：物理性质：无色、无味气体，难溶于水；化学性质：化学性质极不活泼，但某些稀有气体在一定条件下也能与某些物质发生化学反应；（3）用途：①常用作保护剂，如焊接金属时常用稀有气体来隔绝空气，灯泡中充稀有气体以使灯泡耐用；②稀有气体在通电时能发出不同颜色的光，可制成多种用途的电光源，如航标灯、闪光灯、霓虹灯等；③氦、氖、氩、氪、氙等可用于激光技术；④氦可用于制造低温环境；⑤氙可用于医疗麻醉
【解答】A. 氧气不可用作燃料，只能做助燃剂，A错误；
B. 液态氮可用作冷冻剂，B正确；
C. 稀有气体可用作保护气，C正确；
D. 二氧化碳可用来灭火，D正确；
变式4：下列关于实验现象的描述，正确的是 （ ）
A.红磷在空气中燃烧产生白色的烟雾 B.铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁
C.木炭在氧气中燃烧生成黑色固体 D.硫在氧气中燃烧发出蓝紫色的火焰
【答案】D
【解析】红磷在空气中燃烧产生白烟，“烟”为固态，而“雾”为液态，A不正确；.铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，是结论的叙述，B不正确；.木炭在氧气中燃烧生成无色气体，C不正确；硫在氧气中燃烧发出蓝紫色的火焰，D正确。
变式4：（2023八下·拱墅期末）物质的结构、性质与用途的关系如图所示，下列有关氧气的说法错误的是（　　）
A．氧气分子是保持氧气化学性质的最小微粒
B．氧气的助燃性决定了氧气可以作为燃料
C．分离液态空气制氧气，利用了氧气与氮气沸点不同的性质
D．氧气能和很多金属单质反应，体现了氧气具有氧化性
【答案】B
【解析】氧气是氧元素形成的一种单质，化学式O2，其化学性质比较活泼，与大部分的元素都能与氧气反应。氧气是无色无味气体，是氧元素最常见的单质形态。熔点-218.4℃，沸点-183℃。不易溶于水，1L水中溶解约30mL氧气。在空气中氧气约占21%。液氧为天蓝色。固氧为蓝色晶体。动物呼吸、燃烧和一切氧化过程（包括有机化合物的腐败）都消耗氧气。但空气中的氧能通过植物的光合作用不断地得到补充。在金属的切割和焊接中。是用纯度93.5%~99.2%的氧气与可燃气（如乙炔）混合，产生极高温度的火焰，从而使金属熔融。冶金过程离不开氧气。为了强化硝酸和硫酸的生产过程也需要氧。不用空气而用氧与水蒸气的混合物吹入煤气气化炉中，能得到高热值煤气。医疗用气极为重要。
【解答】A.氧气分子是保持氧气化学性质的最小微粒，A正确；
B.氧气的助燃性决定了氧气可以作为助燃剂，B错误；
C.分离液态空气制氧气，利用了氧气与氮气沸点不同的性质 ，C正确；
D.氧气能和很多金属单质反应，体现了氧气具有氧化性 ，D正确；
变式6：铁丝在氧气中燃烧的全过程如图所示，试回答下列问题：
(1)选用的细铁丝应先 ，这个变化是 变化。
(2)铁丝为什么要绕成螺旋状？ 。铁丝前端为什么要系一根火柴？
。集气瓶内为什么要预先装少量水或铺一层细沙？ 。点燃火柴后，铁丝插入集气瓶内的适宜时刻和方法是 。为什么？ 。
(3)观察到铁丝在氧气中燃烧时的现象是 。
(4)写出发生反应的文字表达式： 。
答案：(1) 用砂布擦去铁丝表面的铁锈， 物理变化。
增大铁丝的受热面积。 引燃且提高铁丝局部的温度，以利于铁丝顺利燃烧。 防止溅落的熔融物使瓶底炸裂。 待火柴将要燃尽时，自上而下缓缓插入集气瓶。 避免火柴梗太长而消耗过多的氧气。
(3)剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体物质。
(4)铁＋氧气四氧化三铁。
考点三、实验室氧气的制取
例1：某校探究性兴趣小组的同学到实验室进行探究实验，他们准备用加热高锰酸钾的方法制取氧气并验证氧气的性质。
（1）请指出图中所用仪器的名称： b.　 　；
（2）该装置图中有一些错误，请你指出来：
①　 　；②　 　；
（3）回答注意事项：
①用一团棉花放在靠近试管口的地方，目的是　 　。
②将导管口伸入盛满水的集气瓶里开始收集氧气的适宜时刻是　 　。
③待瓶内的水排净用玻璃片盖住瓶口，把瓶移出水面后并　 　。
④停止加热时先把导管移出水面，然后熄灭酒精灯，其原因是　 　。
（3）用如图方法收集氧气，如何检验氧气已经集满？　 　。
（4）他们用这种方法收集了两瓶气体，分别插入带火星的木条。在先收集的一瓶气体中，只看到火星亮了一些，在后收集的气体中木条则能复燃。导致这个现象的可能原因是（写出操作上的原因）：　 　。
答案：（1）试管
（2）试管口没有略向下倾斜；试管口没有塞棉花
（3）①加热时防止高锰酸钾粉末堵塞导管
②导管口有气泡连续均匀地放出后 ③．正放在桌上 ④防止水沿导管回流，引起灼热试管炸裂
（4）当看到有气泡从集气瓶口逸出即可
（5）导管口刚冒气泡就立即收集
解析：
（1）b 仪器名称为试管；
（2）加热试管内固体药品时试管口要略向下倾斜，以防止水回流炸裂试管，而图中试管口向上倾斜错误；高锰酸钾制氧气为防止颗粒进入导管，试管口要塞团棉花，图中没有塞棉花错误；
（3）①加热时防止高锰酸钾粉末堵塞导管
②导管口有气泡连续均匀地放出后 ③．正放在桌上 ④防止水沿导管回流，引起灼热试管炸裂
（4）排水法收集氧气时 当看到有气泡从集气瓶口逸出则证明已收集满；
（5）开始收集的氧气木条没有复燃只看到火星亮了些说明氧气纯度不够，则可能是刚一冒气泡就开始收集，收集的氧气中含有装置内空气。
变式1：实验室若直接用30%的过氧化氢制取氧气，反应速率太快。为获得平稳的气流，下列装置能实现的是(　　)
A． B． C． D．
【答案】C
【解析】根据各个装置的特点和功能分析判断。
【解答】在C中，使用分液漏斗盛放过氧化氢溶液，可以控制滴入锥形瓶中过氧化氢的速度，从而控制反应速度，从而获得平稳的气流，故C正确，而A、B、D错误。
变式2：（2023八下·新昌期末）下图是实验室制取气体的常用装置，请回答下列问题：
（1）仪器a的名称是　 　。
（2）选用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气时，应选用　 　(选填“A”或“B”)作为气体发生装置。
（3）选用D装置作为氧气收集装置，氧气从　 　(选填“b”或“c”)管进入。
（4）小科用抽拉法检查装置E的气密性，发现被拉出的注射器活塞一段时间后又回到原来的位置，你认为该装置是否漏气？　 　(选填“是”或“否”)．
【答案】（1）长颈漏斗 （2）A （3）b （4）否
【解析】①A装置适用于固液不加热型发生装置，气密性的检查：在右侧导管装上橡皮管，用止水夹夹住橡皮管，向长颈漏斗中加水至液面没过长颈漏斗下端，若在长颈漏斗中形成一段稳定的液柱，说明装置气密性良好。
②B装置适用于固体加热型发生装置，气密性的检查：将导管口伸入水中，用手捂住试管，若在导管口冒出气泡，且一段时间后导管中有一段稳定的液柱，说明装置气密性良好。
③氧气不易溶于水，可以用排水法收集。氧气密度比空气略大，可以用向上排空气法收集。
【解答】（2）装置A，适用于固液反应，不需要加热，装置B适用于固体的反应，需要加热，故选A。
（3）氧气的密度比空气略大，用向上排空气法收集，故氧气从b管进入。
（4）被拉出的注射器活塞一段时间后又回到原来的位置说明装置内的气体质量不发生变化，则装置气密性良好。
变式3：某校科学兴趣小组的同学利用如图所示的装置进行实验。
（1）实验目的：
①用高锰酸钾制取一瓶氧气；
②粗略测定加热一定质量的高锰酸钾所收集到的氧气体积。
反应原理：加热高锰酸钾制取氧气，其化学反应方程式为_　 　。
（2）装置连接：为达到实验目的②，各装置的正确连接顺序是(填接口的字母)：a　 　→　 →d。
（3）问题分析：实验过程中发现瓶中的水变红了，原因是_　 　
【答案】（1）2KMnO4 K2MnO4+MnO2＋O2↑ （2）c；b （3）试管口没有放棉花
【解析】（1）确定反应物、反应条件和生成物，据此写出反应的方程式；
（2）根据氧气体积的测量原理分析解答；
（3）在用高锰酸钾制取氧气的实验中，要在试管口放一团棉花，防止生成的氧气气流将高锰酸钾粉末带入试管，这样可能发生爆炸。高锰酸钾溶于水时呈红色，据此分析解答。
【解答】（1）高锰酸钾在加热的条件下反应，生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，则反应的方程式为：2KMnO4 K2MnO4+MnO2＋O2↑。
（2）A中产生的氧气，通入B中，利用生成氧气产生的压强将水排出，从而流入量筒。当水不再流入时，进入量筒内水的体积等于生成氧气的体积，则正确连接顺序为：a→c→b→d。
（3）问题分析：实验过程中发现瓶中的水变红了，原因是试管口没有放棉花。
变式4：（2023八下·上虞期末）小明在学习了“用过氧化氢制取氧气“的知识后，进行如下实验：
①按图甲组装实验仪器并进行气密性检查。
②取10毫升溶质质量分数为3%的过氧化氢溶液和0.03克二氧化锰装入容器中，塞进橡皮塞，接上压强测量仪（如图乙）。
③倾斜装置，使过氧化氢溶液和二氧化锰充分混合，用压强测量仪测量容器内的气压
④分别用0.06克、0.09克和0.12克的二氧化锰重复上述实验，整理相关数据如图丙。
（1）写出步骤①中检查装置气密性的具体操作及气密性良好的判断依据：　 　
（2）实验中，小明用　 　来反映产生氧气的多少
（3）观察本实验相关数据，除了研究“二氧化锰质量对过氧化氢分解产生氧气质量的影响“外，还可以研究的问题是：　 　。
【答案】（1）用手捂住容器后，导管口有气泡产生
（2）容器内压强大小
（3）二氧化锰的质量对过氧化氢分解快慢的影响
【解析】（1）根据热胀冷缩原理检查装置气密性方法分析；
（2）根据有气体产生的实验可利用装置内压强的变化判断产生气体多少分析；
（3）根据图示中各实验的条件分析。
【解答】（1）步骤①中检查装置气密性的具体操作及气密性良好的判断依据是用手捂住容器后，导管口有气泡产生 ；
（2）实验中，气体产生的多则容器内压强增大明显，小明用容器内压强大小来反映产生氧气的多少；
（3）由实验中数据可知，该实验变量分别为二氧化锰、二氧化锰质量，则实验除了研究“二氧化锰质量对过氧化氢分解产生氧气质量影响“外，还可以研究二氧化锰质量对过氧化氢分解快慢的影响 。
故答案为：（1）用手捂住容器后，导管口有气泡产生 ；（2）容器内压强大小 ；（3）二氧化锰的质量对过氧化氢分解快慢的影响 。
变式5：如图是实验室常用气体制备装置，据图回答问题。
（1）实验室用高锰酸钾制氧气的文字表达式是　 　，应选择的收集装置是　 　(填字母)，如果选用如图2装置收集氧气，气体应从　 　(填“a”或“b”)端导入。
（2）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的文字表达式为　 　。某化学小组同学用20%的过氧化氢溶液和二氧化锰，并选用B装置来制氧气。实验中，同学们发现不能得到平稳的氧气气流，大家提出从两个方面加以改进：
一是把发生装置由B改为C，其理由是　 　；
二是将过氧化氢溶液加水稀释，溶液的稀释需要经过计算、量取、搅匀三个步骤。
如果把50g质量分数为20%的过氧化氢溶液稀释成5%的过氧化氢溶液，需加水的质量为　 　g；在稀释过程中，除了烧杯外，还需要用到的仪器有　 　(填序号)。
①量筒②药匙③试管 ④酒精灯⑤滴管⑥玻璃棒
答案为：（1） 高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气 ；D或F；a；（2） 过氧化氢 水+氧气 ；可以控制液体的滴加速度 ；150； ①⑤⑥ 。
解析：（1） 高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，文字表达式是 高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气，氧气密度比空气大且不易溶于水，可利用排水法F或向上排空气法D收集；因氧气密度比空气大，所以图2收集氧气，气体应从长导管a进入；
（2） 实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的文字表达式为过氧化氢 水+氧气 ；C中注射器可以控制液体的滴加速度 ，从而控制反应速率； 如果把50g质量分数为20%的过氧化氢溶液稀释成5%的过氧化氢溶液 ，则所得5%的溶液质量为50g ×20%5%=200g，则需加水的质量为200g-50g=150g，在稀释过程中，除需烧杯外，还需量筒、滴管和玻璃棒。
变式6：（2023八下·杭州月考）如图是实验室制取气体的有关仪器和装置，据图回答下列问题。
（1）请写出如图所示实验装置中标有序号的仪器名称：②　 　。
（2）用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气，应选择　 　（从A～G中选择，填字母序号，下同）组合装置，反应的化学方程式为　 　。制取氧气的过程如下，正确顺序是　 　。
①给试管加热 ②熄灭酒精灯 ③检查气密性
④把药品装入试管，用带导管的胶塞塞紧，固定在铁架台上
⑤用排水法收集氧气 ⑥从水中取出导管
A、③④①⑤②⑥ B、③④①⑤⑥② C、④①③⑤②⑥ D、④①③⑤⑥②
（3）某同学用排水法收集了一瓶氧气，测得氧气的纯度偏低，原因可能是　 　。（填字母）
a．收集气体前，集气瓶没有注满水
b．导管口开始有气泡冒出，立刻收集
c．收集气体后，集气瓶中仍有少量水
（4）如图为上述反应过程中某变量y随时间的变化趋势，纵坐标表示的是（　　）
A．固体中氧元素的质量 B．生成O2的质量
C．固体中MnO2的质量分数 D．固体中钾元素的质量
【答案】（1）长颈漏斗 （2）BEF；2KClO3 2KCl+3O2↑；B （3）ab （4）C
【解析】（1）熟悉各种仪器名称 （2）加热固体装置和排水法收集氧气装置 ；加热并收集气体要考虑安全性 （3）从是否装满水及收集时间考虑 （4）结合质量守恒定律以及反应后物质质量变化考虑
【解答】（1）①为试管②长颈漏斗，故答案为：长颈漏斗
（2）加热装置为B，氧气可用排水法或向上排空气法收集， A～G 中选择EF，所以应选择BEF；反应的化学方程式为： 2KClO3 2KCl+3O2↑ ；制取氧气的正确顺序是：③④①⑤⑥②
故答案为：第1空、BEF 第2空、 2KClO3 2KCl+3O2↑ 第3空、B
（3）排水法收集氧气要把集气瓶装满水，等气泡连续均匀冒出时收集，所以测得氧气的纯度偏低，原因可能是收集气体前，集气瓶没有注满水或导管口开始有气泡冒出，立刻收集；
故答案为： ab
（4）氯酸钾加热到一定温度时才开始分解产生氧气。生成氧气溢出，反应后固体质量减小；MnO2是催化剂，反应前后质量不变。
A、氯酸钾分解产生氧气和氯化钾，所以固体中氧元素质量减小，与图所示不符合；
B、氯酸钾加热到一定温度时才开始分解产生氧气，所以生成氧气的质量从0开始，与图所示不符合；C、加热一定时间反应生成氧气，所以固体质量先不变后减小，最后不变，固体中MnO2的质量分数先不变后增大，最后不变，与图所示符合；
D、氯酸钾分解产生氧气和氯化钾，由质量守恒定律可知，反应前后元素质量不变，所以固体中钾元素的质量不变，与图所示不符合；故答案为：C
变式7：请根据下列装置图回答问题。
（1）写出图中仪器①②的名称：①　 　；②　 　。
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气，可选用的气体发生装置为　 　(填字母，下同)，气体收集装置为　 　或　 　；该装置中，固定仪器时的一条主要注意事项是　 　。
（3）实验室用高锰酸钾制取氧气时，试管口处要　 　。
（4）实验室加热高锰酸钾制取氧气(用排水法收集)的主要步骤：①装入药品；②检查装置气密性；③收集气体；④加热；⑤停止加热；⑥移出导气管。正确的操作顺序为 (填字母)。
A．①②③④⑤⑥ B．②①③④⑥⑤
C．②①④③⑤⑥ D．②①④③⑥⑤
（5）若用二氧化锰和过氧化氢通过B装置制取氧气，在该反应中二氧化锰是　 　； 该反应的化学方程式为　 　。
（6）经查资料可知，NH3的密度比空气小，极易溶于水，有刺激性气味。实验室常用加热氯化铵和氢氧化钙固体的方法来制取NH3，选用　 　装置作氨气的发生装置，最好选用　 　装置来收集NH3，理由是　 。
答案为：（1）酒精灯；锥形瓶；（2）A；E；F；试管口要略向下倾斜；（3）放一团棉花；（4）D；（5）催化剂； 2H2O2 2H2O+O2↑ ；（6）A；G； 氨气密度比空气小，有刺激性气味，会污染空气，且极易溶于水，G装置可处理尾气并且防止倒吸 。
解析：（1） 仪器①为酒精灯，②为锥形瓶；
（2）高锰酸钾制氧气需选择固体加热型发生装置，即A，氧气的密度比空气大且不易溶于水，可用E或F收集，加热固体药品时，为防止冷凝水回流炸裂试管，试管口需略向下倾斜；
（3） 实验室用高锰酸钾制取氧气时，为防止固体颗粒进入导管，试管口处要放一团棉花；
（4） 实验室加热高锰酸钾制取氧气要先检查装置气密性，再装药品，再加热，然后收集气体，结束后先移出导管，最后停止加热，故选D；
（5） 用二氧化锰和过氧化氢制取氧气，二氧化锰在反应中作催化剂，反应方程式为 2H2O2 2H2O+O2↑ ；
（6）氨气用加热氯化铵和氢氧化钙固体的方法来制取 ，要选择A作发生装置，氨气密度比空气小且极易溶于水，有刺激性气味，会污染空气，最好选择G收集；
考点四、常见气体检验与验满
例1：如图，在实验台上放置两瓶气体，集气瓶A、B中分别盛有CO2、O2、H2中的一种．
（1）由放置方法判断出A瓶中的气体是　 　 ；
（2）将带火星的木条伸入B瓶中，若木条复燃，则B瓶中的气体是　 　
。
（3）将一种澄清溶液　 　 （填化学式）倒入B瓶中，振荡，若出现浑浊，则B瓶中是CO2气体．
答案：（1）H2
（2）O2
（3）Ca（OH）2
解析：（1）A瓶的瓶口朝下放置，说明收集气体的密度小于空气，那么该气体为H2；
（2）将带火星的木条伸入B瓶中，若木条复燃，则B瓶中的气体是O2；
（3）将一种澄清溶液Ca（OH）2倒入B瓶中，振荡，若出现浑浊，则B瓶中是CO2气体。
变式1：下图是实验室氧气制备、收集、验满、验证性质的操作，其中正确的是（ ）
A. B.C.D.
【答案】A
【解析】A.将高锰酸钾放入试管底部，固定在铁架台上，且管口略微向下，防止冷凝水倒流导致试管炸裂；在导管口放入一团棉花，防止高锰酸钾的颗粒堵住导管口发生爆炸，并用酒精灯加热，故A正确；
B.氧气的密度大于空气，使用向上排空气法收集，注意导管要伸到集气瓶底部，故B错误；
C.验满时，将带火星的小木条伸到集气瓶口即可，不能伸入瓶内，故C错误；
D.铁丝在氧气中燃烧，放出大量的热，火花四溅，如果熔融物滴落在瓶底，很容易发生炸裂，因此在瓶底放入一层细沙或少量的水，故D错误。
变式2：有关氧气的收集、检验、验满，下列叙述正确的是（ ）
A.甲装置为向下排空气法，可用于收集氧气
B.利用乙装置收集氧气，气体从a通入
C.用燃着的木条伸入丙中，若木条熄灭表明该气体是氧气
D.将带火星的木条放置于丁装置 d 处可检验氧气是否集满
【答案】D
【解析】A.氧气的密度大于空气，收集氧气应使用向上排空气法，故A错误；
B.利用乙装置收集氧气，气体从b通入 ，故B错误；
C.用燃着的木条伸入丙中，若木条剧烈燃烧，发出白光，表明该气体是氧气，故C错误；
D.将带火星的木条放置于丁装置 d 处可检验氧气是否集满，故D正确。
变式3：下列收集装置，可以用来收集氧气的是（ ）
A.①③ B.①②③⑥ C.①⑤⑥ D.①②③④
【答案】D
【解析】密度小于空气的且不与空气中的气体反应的气体可以用向下排空气(如H2)，密度大小只要看该气体的相对分子质量大于29,密度就基本大于空气。因为氧气的密度比空气的密度要大，因此可以选择向上排空气法来收集，因为氧气不容易溶于水，所以可以选择排水法收集，①②其实就是排水法，可以作为收集氧气的装置；③④其实也是向上排空气法，因此也可以作为收集氧气的装置；但是⑤⑥却是向下排空气法，所以不能作为收集氧气的装置。
变式4：实验室需收集一瓶约混有 体积空气的氧气，下列操作正确的是( )
A B C D
集气瓶中灌1/4的水 集气瓶中灌3/4的水 导管伸入到集气瓶体积的1/4处 导管伸入到集气瓶体积的3/4处
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【解析】根据排水法收集气体时排出多少体积的水则收集多少体积的氧气分析。实验室需收集一瓶约混有1/4体积空气的氧气，则需用排水法收集，排出多少体积的水则收集多少体积的氧气，则集气瓶中注入３/４体积的水；
变式5：根据表中五种气体在标准状况下的密度和溶解性，回答下列问题：
空气 氨气 甲烷 氯化氢 氧气
密度/g·L-1 1.293 0.771 0.717 1.629 1.43
溶解性 —— 极易溶 难溶 极易溶 难溶
（1）不能用排水法，能用向下排空气法收集的是 。
（2）标准状况下氨气的密度比空气 （填“大”或“小”）。
（3）用如图所示盛满水的集气瓶收集甲烷，气体应从 （填“a”或“b”）端进入。
【答案】（1）氨气 （2）小 （3）b
变式6：柯桥区某中学小曹老师带领学生进行氧气性质实验时，张强同学不慎碰倒装满氧气的集气瓶，迅速扶起后，瓶中混入空气的氧气仍能使带火星的木条复燃．对此，小曹老师让张强同学往集气瓶装入半瓶水，再用排水法收集半瓶的氧气，发现瓶中的混合气体也能使带火星木条复燃．
（1）用上图装置收集“半瓶的氧气”，其中最合理的是　 　（填字母）．
（2）用排水法收集气体时，如何判断集气瓶中气体已收集满？答：　 　．
（3）空气中氧气的体积分数约为21%．张强同学的实验中，集气瓶内的氧气约占总体积的　 　%，关于使用带火星木条进行的相关实验，由张强同学的计算结果和上述实验现象，得出的结论是：　 　．
答案为：（1）a；（2） 液面出现大量气泡 ；（3）60.5； 带火星的木条复燃不能说明收集的氧气是纯净的。
解析：（1）用排水法收集氧气时，导管要稍伸入集气瓶口，a正确；
（2）排水集气时，若集气瓶外有大量气泡排出则证明已满；
（3） 空气中氧气的体积分数约为21%，张强同学的实验中，利用排水法收集了一半氧气，设集气瓶体积为100mL，则集气瓶内的氧气约占总体积的 ； 由张强同学的计算结果和上述实验现象，得出的结论是 带火星的木条复燃不能说明收集的氧气是纯净的 ；
变式7：在科学拓展课程中，某科学兴趣小组开展了“使带火星的木条复燃所需氧气的最低体积分数是多少”的实验探究。
（1）该兴趣小组同学利用如图所示装置制取氧气，称取一定质量的KMnO4固体放入试管中，试管内的药品放入试管底部，开始加热时，要让试管均匀受热，具体操作是　 　。
（2）有同学认为用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气更好，其理由是　 　。
（3）为了使实验数据更加具体和准确，小组同学经讨论，他们准备用不同体积分数的氧气来进行实验。利用如图所示装置收集氧气得到1号瓶，并利用这种方法依次得到2-4号瓶。分别将带火星的木条伸入集气瓶中，得到的现象如下：
1号瓶（收集34%的氧气） 2号瓶（收集35%的氧气） 3号瓶（收集36%的氧气） 4号瓶（收集37%的氧气）
不复燃 不复燃，但很亮 很亮，复燃 立即复燃
某同学根据实验现象得出结论：“氧气约占36％时就是带火星木条复燃的最低体积分数”，而其他同学立即反对，原因是　 　。
（4）反思交流：结合上述探究，排空气法收集氧气时，检验氧气是否集满采用使带火星的木条复燃的方法，你认为是否科学 　 　。
【答案】（1）来回移动点燃的酒精灯对试管进行加热
（2）操作简单、方便、安全
（3）瓶中剩余的64%体积里面的空气中还有很多氧气
（4）不科学
考点五、数轴图形分析和催化剂
例1：将质量相等的两份药品a和b（其中a为纯净的氯酸钾，b为氯酸钾与少量二氧化锰的混合物）分别放在酒精灯上均匀加热，收集到氧气的总量随加热时间变化的函数图象正确的是（　　）
A．B．C． D．
【答案】C
【解析】【分析】 催化剂能够改变反应速率，反应前后质量和化学性质都不变。
【解答】氯酸钾受热分解生成氯化钾和氧气，因此需要加热一段时间后产生氧气。利用催化剂时反应速率较快，则b反应速率比a快；由于a中氯酸钾的质量小于b中氯酸钾的质量，因此最终a产生氧气比b多，故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
变式1：下列图像能正确反映对应变化关系的是（ ）
A.A图表示加热KClO3（含少量MnO2）固体制取氧气时剩余固体的质量
B.B图表示加热KClO3（含少量MnO2）固体制取氧气时固体中氧元素的质量
C.C图表示双氧水（含少量MnO2）分解时溶剂的质量
D.D图表示双氧水（含少量MnO2）分解时氢元素的质量分数
【答案】B
【解析】A.在加热氯酸钾制取氧气的过程中，不断有氧气生成，因此剩余固体的质量不断减小。当氯酸钾完全反应后生成了固体氯化钾，因此剩余固体的质量保持不变但不能是零，故A错误；
B.在加热氯酸钾制取氧气的过程中，由于不断有氧气产生，因此固体中氧元素的质量不断减小。当氯酸钾完全反应后，氧气不再产生，氧元素的质量保持不变，故B正确；
C.双氧水分解生成水和氧气，因此溶剂的质量在不断增大；当反应结束后，溶剂水的质量保持不变，故C错误；
D.双氧水分解生成水和氧气，由于氢元素始终存在于水中，不会溢出，所以氢元素的质量保持不变。但是双氧水的质量在不断减小，因此氢元素的质量分数越来越大，故D错误。
变式2：取一定质量的高锰酸钾在加热条件下制取氧气，下列图象不正确的是（　　）
解：A、高锰酸钾在加热到一定温度时分解放出氧气，当完全分解后不再放出氧气，故A正确；
B、取一定质量的高锰酸钾在加热条件下制取氧气，剩余固体中锰元素的质量不变，故B正确；
C、高锰酸钾在加热到一定温度时分解放出氧气，未反应时物质的种类是一种，开始反应时固体物质的种类是三种，当完全反应后固体物质的种类是两种，故C正确；
D、一定质量的高锰酸钾在加热条件下分解放出了氧气，剩余固体中氧元素的质量分数要减小，氧元素的子偶昂分属要减小。故D错误。
故选：D。
变式3：小科加热氯酸钾和二氧化锰的混合物来制取氧气。在加热过程中，该混合物中氧元素质量随时间变化关系正确的是（ ）
【答案】B 【解析】加热氯酸钾和二氧化锰的混合物来制取氧气，随着反应的进行，氯酸钾中的氧元素全部以氧气的形式释放到空气中。但是最终混合物中的氧元素不为零，因为其中的二氧化锰中的氧元素质量保持不变，故B符合题意，A、C、D不合题意。
变式4：如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( B )
A.同时开始加热，先收集到氧气的是氯酸钾
B.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
C.加入少量的二氧化锰使氯酸钾产生的氧气质量增加
D.反应时间较长的是高锰酸钾
变式5：某同学误将少量KMnO4当成MnO2加入KClO3中进行加热制取氧气，部分物质质量随时间变化如图所示，下列关于该过程的说法正确的是（　　）
A．c代表氯化钾 B．t2时刻，O2开始产生
C．t1时刻，KClO3开始分解 D．KMnO4质量在反应前后不变
解：A、根据题干所给信息可知，b物质的质量少，b是高锰酸钾，a是氯酸钾，在t1时刻高锰酸钾开始分解，有氧气生成，随着高锰酸钾的分解，二氧化锰的质量也在不断的增加，在二氧化锰的催化作用下，氯酸钾分解产生氯化钾和氧气，所以c可以表示氯化钾，故A正确。
B、因为温度在t1℃时，高锰酸钾就开始分解产生氧气；t2时，氯酸钾开始分解产生氧气，故B错误。
C、由图象可知，t1时刻，KMnO4开始分解，故C错误。
D、在t1时刻，高锰酸钾开始分解，随着反应的进行高锰酸钾的质量不断减少，直至为零，故D错误。
故选：A。
考点六、化合反应和分解反应
例1：下列反应中既不属于分解反应，也不属于化合反应的是(　　)
A．氧化汞 汞+氧气 B．石蜡+氧气 水+二氧化碳
C．碳+氧气 二氧化碳 D．磷+氧气 五氧化二磷
【答案】B
【解析】根据分解反应符合“一变多”的特点，化合反应符合“多变一”的特点分析。
A、所给反应为“一变多”的分解反应，不符合题意；
B、所给反应反应物和生成物都两种物质，不属于分解或化合，符合题意；
C、所给反应是“多变一”的化合反应，不符合题意；
D、所给反应是“多变一”的化合反应，不符合题意；
变式1：（2023八下·金东期末）下列反应属于分解反应的是（　　）
A．H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O B．Mg+2HCI=MgCl+H2↑
C．2KClO32KCl+3O2↑ D．CO2+H2O=H2CO3
【答案】C
【解析】两种化合物交换成分生成另外两种化合物，属于复分解反应，单质和化合物反应生成另一种单质和化合物，属于置换反应，一种物质反应生成多种物质，属于分解反应，两种物质反应生成一种物质，属于化合反应。
【解答】A.属于复分解反应，故A错误；
B.属于置换反应，故B错误；
C.属于分解反应，故C正确；
D.属于化合反应，故D错误。
变式2：下列反应中属于化合反应的是(　　)
A．H2O+CO CO2+H2 B．H2CO3=H2O+CO2↑
C．2SO2+O2 2SO3 D．Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2
【答案】C
【解析】根据化合反应的定义判断。
【解答】如果反应物有多种，而生成物只有一种，那么该反应为化合反应。
A、B、D中，生成物都不是一种，只有C中生成物只有一种，那

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