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2024浙江省中考科学
复习课件
第35讲　空气和氧气
空气的主要成分(八下教材P71)
1．空气的主要成分及用途
(1)氮气(约占_____)
用途
(2)氧气(约占_____)
用途
(3)稀有气体(约占0.93%)
用途：用于制作电光源、作保护气、制造低温环境等。
78%
21%
(4)CO2(约占______)
用途：光合作用的原料，灭火，制造纯碱、尿素、汽水饮料等，干冰可作制冷剂、用于人工降雨。
2．空气中氧气含量的测定(详见实验突破)。
0.04%
氧气(八下教材P73)
1．氧气的物理性质
常温下，氧气是一种____________的气体，______溶于水。在标准状况下，氧气的密度比空气______。液态氧呈________，固态氧是雪花状的________固体。
2．氧气的化学性质
氧气是一种化学性质比较______的气体，能支持燃烧(但不能燃烧)，有较强的______性。
无色、无味
不易
略大
淡蓝色
淡蓝色
活泼
氧化
3．典型金属和非金属在空气或氧气中燃烧的现象和产物
物质 反应现象 化学方程式
磷 在空气中燃烧，产生大量______，放热 4P＋5O2 2P2O5
木炭 在空气中发红发热，在氧气中发出______，生成能使澄清石灰水变______的气体 C＋O2 CO2
硫 在空气中燃烧发出________火焰，氧气中燃烧发出________火焰，生成有________气味的气体 S＋O2 SO2
氢气 纯净的氢气在空气中燃烧，产生________火焰 2H2＋O2 2H2O
铁 在空气中不能燃烧，在氧气中剧烈燃烧，__________，生成______固体 3Fe＋2O2 Fe3O4
镁 在空气中燃烧发出____________，生成白色粉末 2Mg＋O2 2MgO
白烟
白光
浑浊
淡蓝色
蓝紫色
刺激性
淡蓝色
火星四射
黑色
耀眼的白光
4．氧气的实验室制备(详见实验突破)。
5．氧气的工业制法：空气冷冻分离法。
1．氧气的性质　
例1　如图是关于氧气化学性质的部分知识网络，关于该图说法正确的是( )
A．S、P在氧气中燃烧均会产生大量白烟
B．Ⅰ、Ⅱ两类反应均体现了氧气的可燃性
C．Fe在Ⅰ、Ⅱ两类反应中的产物不相同
D．Ⅰ类反应放出热量，Ⅱ类反应吸收热量
C
变式1－1　火柴作为取火的工具，在历史上经历了迭代更新。1830年，法国人发明了摩擦火柴，将白磷、硫、KClO3、MnO2混合做成火柴，摩擦生热使白磷燃烧，利用白磷燃烧放出的热量使KClO3分解，然后是硫燃烧。19世纪中期，瑞典人发明了安全火柴，将红磷涂在火柴盒的摩擦面上，硫、KClO3和MnO2则藏于火柴头中。火柴划燃的瞬间火苗异常旺盛。
(1)“摩擦火柴”摩擦过程中，白磷比硫先燃烧的原因是_______
__________________。
(2)“安全火柴”划燃的瞬间火苗异常旺盛的原因是___________
____________________________________________________。
白磷
着火点比硫低
火柴头里
的硫比火柴梗燃烧更剧烈，氯酸钾分解产生氧气助燃
变式1－2　猜科学谜语可以增加学习科学的乐趣和增强记忆。谜语“说是宝，真是宝，动物植物离不了；看不见，摸不着，越往高处越稀少”描述的就是我们生活中必不可少的氧气。
(1)下列属于氧气用途的是____(填序号)。
AC
(2)如图所示，甲、乙、丙分别是木炭、硫粉和细铁丝在氧气中的反应。
①上述发生的3个反应的相同点有______________(写出一点即可)。
②做实验甲和乙时，木炭、硫粉在氧气中燃烧比在空气中燃烧剧烈；做丙实验时，铁丝在氧气中剧烈燃烧，而在空气中只是发红并未燃烧。据此说明可燃物能否燃烧或燃烧的剧烈程度与
______________________有关。
条件都是点燃
氧气的浓度(或含量)
2．空气中氧气含量的测定　
例2　如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( )
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是反应前注射器内气体和玻璃管内气体体积总和的
B
变式2　小乐利用如图所示装置测定空气中氧气的含量。其中广口瓶内壁上均匀涂抹着足量的用水调和的“暖宝宝”的发热剂(主要成分为铁粉、炭粉和食盐等)，烧杯中盛有足量水。下列分析合理的是( )
A．发热剂中的铁粉会通过锈蚀这一剧烈的氧化反应消耗氧气
B．只将发热剂替换成硫粉也能完成测定
空气中氧气含量的实验
C．发热剂涂抹在广口瓶内壁上的面积越
大，最终进入广口瓶的水就越多
D．将发热剂均匀涂抹在广口瓶内壁上而非堆在广口瓶底部，是为了加快铁的锈蚀
D
3．氧气的制取
例3　(2022，台州)在实验室里可以用加热氯酸钾与二氧化锰的混合物来制取氧气。
(1)请从下列各图中选择合适的实验装置(部分夹持装置未画出)
____(填序号)。
(2)二氧化锰、氧化铁和氧化铝都可以作为氯酸钾加热分解的催化剂。为了比较这三种金属氧化物对氯酸钾分解快慢的影响，某兴趣小组利用下列器材和药品进行实验。
③
实验器材：秒表、电子秤、上图中合适的装置。
实验药品：氯酸钾，颗粒大小相同的二氧化锰、氧化铁、氧化铝。
实验步骤：
①检查装置气密性。②用电子秤称取a克氯酸钾和b克二氧化锰，充分混合后装入试管，连接好装置并固定。③加热，用排水法收集一定体积的气体，记录所用的时间。④分别用等质量的氧化铁、氧化铝替换二氧化锰，收集相同体积的气体，记录所用的时间。⑤比较实验所记录的时间。⑥改变催化剂质量，重复上述操作。
变式3　某兴趣小组同学对实验室制取氧气的条件进行如下探究实验：探究影响双氧水分解速度的某种因素，实验数据记录如表。
实验次数 双氧水的质量/g 双氧水的浓度/% MnO2的质量/g 相同时间产生的O2体积/mL
1 50.0 1 0.1 9
2 50.0 2 0.1 16
3 50.0 4 0.1 31
(1)根据表格可以得出的实验结论是：_________________________
____________。
(2)本实验中，测量O2体积的装置是图甲中的______(填编号)。
(3)某同学采用如图乙装置进行实验，通过比较_________________
__________也能达到实验目的。
双氧水浓度越大，分解速
率越快
c
电子天平读数减
小速率
空气主要成分的性质及用途
1．下列利用空气某成分物理性质的是( )
A．氧气可以供给呼吸
B．氮气可以制造化肥
C．干冰用于人工降雨
D．稀有气体用作保护气
C
　 空气中氧气含量的测定
2．(2023，杭州)小金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，集气瓶中空气的体积为200 mL，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。
(1)实验开始时，用酒精灯加热粗铜丝，其目的是__________。
(2)反应开始到止水夹打开前，集气瓶内可观察到的现象是____________________________。
(3)小金提出“倒吸入集气瓶中水的体积除以200 mL等于空气中氧气的含量”。据图乙分析，此说法________(选填“正确”或“错误”)，说明理由：________________________________。
引燃白磷
白磷燃烧，产生白烟
错误
白磷不能把集气瓶中的氧气耗尽
氧气的化学性质
3．(2023，台州)将燃烧的蜡烛放入图甲装置中，一段时间后，蜡烛会慢慢熄灭。兴趣小组探究其原因的过程如下(气体的含量用体积分数表示)。
(1)甲同学认为，蜡烛熄灭是装置内的氧气被消耗完了。他设计了图乙的实验装置，待蜡烛熄灭后，用凸透镜聚焦太阳光使白磷的温度达到着火点，观察到____________现象，从而否定了
白磷燃烧
自己的猜想。他重新实验，测得蜡烛燃烧过程中烛焰附近的二氧化碳含量从0.04%上升到7.4%，氧气含量从21%下降到13.8%。
(2)甲同学又认为可能是二氧化碳含量过高导致蜡烛熄灭。乙同学不赞同，他改变图甲装置中的气体成分，只进行了一次实验，就否定了甲同学的观点。则乙同学进行的实验是______。
A
实验 氧气含量 二氧化碳含量 蜡烛能否燃烧
A 21% 8.4% 能
B 21% 3.4% 能
C 12.8% 3.4% 不能
(3)还有一种观点：随着蜡烛的燃烧，氧气含量下降，产热速度变慢；当产热量小于散热量，烛芯的温度下降至着火点以下，蜡烛熄灭。如果该观点正确，将图甲装置置于温度更低的环境中实验，则测得烛焰附近的氧气含量最小值会如何变化？并解释原因。
答：大于13.8%(或变大)；低温环境中烛焰散热快，降温快，
为了维持蜡烛燃烧，需要增加产热，所以需要浓度更高的氧气。
氧气的实验室制取
4．(2023，丽水)实验室用15%的H2O2溶液在MnO2催化作用下制取氧气，实验前在烧瓶中加入一定量的水，是不是H2O2溶液浓度会影响氧气产生的速度？小科利用如图装置进行探究。
【建立假设】H2O2溶液浓度越小，产生氧气的速度越慢。
【实验方案】在相同条件下，分别用30毫升2%、4%和6%的H2O2溶液进行实验，记录收集20毫升氧气所需的时间。
【实验数据】
【实验结论】在相同条件下，H2O2溶液浓度越小，产生氧气的速度越慢。
实验序号 1 2 3
H2O2溶液的浓度 2% 4% 6%
收集20毫升氧气所需时间/秒 t1 t2 t3
【交流反思】
(1)上述实验除了实验装置相同，还要控制________(填字母)相同。
A．MnO2质量
B．滴加H2O2溶液的速度
(2)该实验通过分解H2O2制取氧气，可用化学方程式表示为__________________________________。
(3)表中t1、t2、t3的大小关系是支持上述实验结论的，其中最大的是__________。
AB
t1
5．(2023，绍兴)科学是一门以实验为基础的学科。如图A和B为实验室中常见的气体发生装置，请回答下列问题。
(1)仪器a的名称是____________。
(2)实验室用过氧化氢制取氧气，发生装置应选择______(选填“A”或“B”)。
(3)图C为过氧化氢分解的过程示意图，请将生成物的微观粒子模型补充完整。
分液漏斗
B
6．(2022，杭州)小金设计了一款在缺氧环境或出现高浓度有毒有害气体环境下逃生时使用的自救呼吸器。其设计思路如图甲所示，自救呼吸器的结构如图乙所示(其中箭头方向表示气体流动方向)。
(1)呼吸气路的设计：自救呼吸器使用时，需用鼻夹夹住鼻子，用嘴咬合呼吸软管进行呼吸。在正常呼气时，单向阀A和B的开闭情况是__________________(选填“A打开，B闭合”或“A闭合，B打开”)。
(2)生氧药品的选择：小金查阅资料发现超氧化物(用MO2表示，其中M为＋1价)可与人呼出气中的CO2、H2O反应生成O2，其反应的化学方程式为：
4MO2＋2H2O===4X＋3O2↑
4MO2＋2CO2===2M2CO3＋3O2
X的化学式为__________。
A打开B闭合
MOH
500 g超氧化钾(KO2)和500 g超氧化钠(NaO2)的生氧性能如图丙所示。小金依据人正常呼吸时需要生氧药品的生氧速度不低于1 L/min，并结合自救呼吸器的结构和生氧药品的生氧性能，选取了KO2作为生氧药品。选取KO2的优点是____________________
______________________________。(写出1点)
(3)影响自救呼吸器有效防护时间的因素有________(选填序号)。
①生氧药品的质量
②外界有毒有害气体浓度
③外界氧气浓度
④生氧药品的种类
生氧速度波较小，使用时间长，氧气浪费较少
①④
催化剂和催化作用
7．二氧化锰和过氧化氢酶均能催化过氧化氢分解制取氧气。为了比较两者的催化能力，小明按图甲所示装置进行了如下实验。
①取1.5毫克过氧化氢酶和8毫升蒸馏水加入容器中，搅拌后塞紧橡皮塞。
②用注射器A从容器中抽出2毫升气体，用注射器B将2毫升H2O2溶液注入容器中，采集数据，直至反应结束。
③用3.1毫克、5.6毫克过氧化氢酶及1.5毫克、5.6毫克、10.7毫克二氧化锰重复上述实验，获取数据如图乙。
(1)步骤②将注射器B中的2毫升H2O2溶液全部注入容器前，用注射器A先从容器中抽出2毫升气体，其目的是________________
_________。
反应前保持容器中
气压不变
(2)小明分析相关数据，得出“过氧化氢酶对过氧化氢的催化能力比二氧化锰强”这一结论，其依据是______________________
___________________________________________________________________________。
(3)查阅资料得知：过氧化氢分解为放热反应。小明推测：过氧化氢酶质量过大，可能导致实验过程中过氧化氢分解突然变慢。请说明其理由：__________________________________________
___________________________________________________________________________________。
加入等量的过氧化氢酶、二氧化锰时，气压相等即产生氧气体积相等时，加入过氧化氢酶需要时间短
过氧化氢酶质量越大，催化效果越好，过氧化氢酶质量过大时，当会导致过氧化氢分解速率过快，单位时间内放热多，导致过氧化氢酶失去活性
实验一、空气中氧气含量的测定
1．实验原理：利用红磷燃烧消耗密闭集气瓶内空气中的______，使密闭集气瓶内的__________，在大气压的作用下，将水压入集气瓶，进入集气瓶中水的体积即是____________。
2．实验装置：如图所示。
3．实验现象：红磷燃烧、
产生__________，冷却后，打开弹簧夹，烧杯中的水进入集气瓶内，其体积约占集气瓶内空气体积的____。
4．实验结论：空气中含有约占空气体积____的O2。
氧气
压强减小
氧气的体积
大量的烟
1/5
1/5
5．常见误差及分析
(1)测量结果小于 的原因：红磷用量______，氧气未消耗尽；装置的____________，当集气瓶内氧气消耗尽时，瓶内压强减小，瓶外空气进入集气瓶；装置未冷却至室温就打开弹簧夹。
(2)测量结果大于 的原因：点燃红磷后，塞瓶塞太慢致使部分空气因膨胀逸出；弹簧夹______________，在红磷燃烧过程中，有少量瓶内气体沿导管排出。
6．测定空气中氧气含量的其他装置
不足
气密性不好
未夹紧乳胶管
例1　(2022，温州)小明认为教室内空气中氧气含量比室外低，于是想用红磷测定教室内空气中氧气的体积分数。老师告诉他，足量的红磷燃烧并不能耗尽空气中的氧气，建议用一氧化氮气体代替红磷进行实验。
在老师的指导下，小明进行如图所示实验：
用注射器获取V1毫升教室内的空气，通过
导管缓缓地全部推入量筒，与量筒内足量的V2毫升一氧化氮气体混合，待充分反应后，读出量筒中剩余气体体积为V3毫升。
说明：①V1、V2、V3都是在与教室气温、气压相同的状态下测得。
②一氧化氮难溶于水，也不与水反应。
③同温同压下，在氢氧化钠溶液参与下，4体积一氧化氮与3体积氧气恰好完全反应，且产物能完全被溶液吸收。
(1)小明用气密性良好的注射器，获取V1毫升教室内空气的具体操作是_____________________________________________________
___________。
(2)实验测得教室内空气中氧气的体积分数为_________________。(用V1、V2、V3表示)
在教室内，将注射器活塞推到底，再拉动活塞至刻度为V1毫升处并密封
(3)小明提出，注射器内空气中的二氧化碳也会被氢氧化钠溶液吸收，从而影响实验结果。但老师指出，相比空气中的氧气含量，二氧化碳对实验结果的影响属于“次要因素”，不是“主要因素”，可忽略不计。还有许多科学实验中存在“主要因素”和“次要因素”，请再举一例并指明次要因素______________________________________________________________________________________________________。
电解水实验中，氧气部分溶于水是次要因素，在探究影响重力势能大小的因素实验中，空气阻力是次要因素
实验二、氧气的实验室制备
反应
原理 2H2O2 2H2O＋O2↑ 2KMnO4 K2MnO4＋MnO2＋O2↑
或2KClO3 2KCl＋3O2↑
实验
装置
收集
方法 (1)______________(因氧气不易溶于水)
(2)______________(因氧气密度比空气大)
排水集气法
向上排空气法
验满
方法 将带火星的木条放在集气瓶口，
木条________(向上排空气法)
检验
方法 将带火星的木条放在集气瓶中，
木条________
注意
事项 长颈漏斗末端要伸到液面以下(分液漏斗则不必) (1)试管口略向下倾斜；
(2)铁夹夹在试管的中上部；
(3)实验完毕，先移走导气管，再移走酒精灯；
(4)用KMnO4制氧气时，试管口放一团棉花
复燃
复燃
例2　回答实验室制取氧气的相关问题。
(1)如果用高锰酸钾制取氧气，如图所示，发生装置应选用____
(填编号，下同)，以上气体收集装置中不能采用的是____。
(2)若用E装置收集某气体，则该气体应具有的物理性质是
____________________________________。
A
E
密度比空气小，不和空气中的成分反应
(3)某同学在制取氧气时发现试管固定得太高，该同学应调节如图中的旋钮____(选填“①”“②”或“③”)。
(4)为测定高锰酸钾分解生成氧气的体积，应选用如图装置____(填编号)。
①
丙

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