资源简介

第2讲　空气、氧气
真题精粹 —— 福建5年真题精选及拓展
考向1 空气的主要成分和用途
1.(2023·福建节选)“嫦娥五号”月球采样返回,“天问一号”成功抵达火星,标志着我国航天事业取得突破性进展。
火星拥有丰富的金属矿物和二氧化碳等资源。火星低层大气的主要成分如下表。
气体成分 CO2 N2 Ar O2 其他
体积分数/% 95.32 2.7 1.6 0.13 0.25
①为鉴别一瓶模拟“火星低层大气”组成的气体和一瓶空气,可采用的化学方法是　 　。
②若为满足人类未来在火星上生活,下列研究设想不合理的是　　　 (填字母)。
A.将CO2转化为O2,提高O2含量
B.将CO2分解转化为N2,提高N2含量
C.寻找水的存在和开发水循环技术
D.利用火星上的金属矿物冶炼金属
氧气的循环
1.1　载人航天器中利用下图所示的“氧再生系统”处理航天员排出的H2O和CO2。下列说法不正确的是 (　　)
A.排到舱外的物质是甲烷
B.反应器2中消耗“”和生成“”的个数比为1∶1
C.反应器2中生成“”和“”的质量比为9∶8
D.该系统在产生O2的同时降低了舱内CO2的浓度
考向2 空气的污染与防治
2.(2022·莆田模拟)下列实验对空气污染最少的是 (　　)
　　　 A.　　　　　　　　B.
　　　　C.　　　　　　　　　　 D.
防治空气污染的具体措施
2.1　党的二十大报告中指出“深入推进环境污染防治,持续深入打好蓝天、碧水、净土保卫战”。防治空气污染,保护生态环境。下列做法不合理的是 (　　)
A.开发使用清洁能源
B.大力植树造林、种花种草
C.掩埋废旧电池
D.管理和控制工地扬尘
考向3 氧气的制取、性质与用途
3.(2024·福建)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.
4.(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
物质在氧气中的燃烧现象
4.1　下列有关实验现象的描述,正确的是 (　　)
A.硫在氧气中燃烧,产生淡蓝色火焰,生成无色无味的气体
B.镁在空气中燃烧,产生苍白色火焰,生成白色烟雾
C.红磷在空气中燃烧,发出红色的火焰,产生大量白色烟雾
D.细铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体
回归教材 —— 福建中考核心考点梳理
【单元构建】
【知识清单】
考点1 空气的主要成分及用途　5年4考
空气成分 体积分数 主要用途及相应性质
氮气 　　　　　　 用作保护气,如充入食品包装袋防腐(化学性质不活泼);制造氮肥、硝酸;液氮用于制造低温环境,医疗上利用其进行冷冻治疗等
氧气 　　　　　　 医疗急救(能供给呼吸)、炼钢、气焊、气割等(支持燃烧)
稀有气体 　　　　　　　　 焊接金属时用作保护气(化学性质很不活泼);可制成具有多种用途的电光源(通电时发出不同颜色的光),如航标灯、闪光灯、霓虹灯等
二氧化碳 0.03% 植物进行光合作用的原料,用于灭火,固态二氧化碳(干冰)可用于人工降雨等
其他气体 0.03% 其中空气中水蒸气的含量是影响气候变化的重要因素之一
考点2 空气的污染及防治措施　5年3考
1.我国环境空气质量标准监控项目
(1)颗粒污染物:如PM10、PM2.5。
(2)气体污染物:　　　　　　　　　　　　　　　　及臭氧等。
2.空气污染物来源及防治措施
(1)化石燃料的燃烧,可使用清洁能源。
(2)工厂排放的废气和烟尘,可将工业废气处理达标后再排放。
(3)植被破坏引起的沙尘,可积极植树造林。
(4)汽车尾气的排放,可安装汽车尾气净化装置。
考点3 氧气的性质　5年5考
　　1.氧气的物理性质
标准状态下,氧气密度比空气　　　　,氧气　　　溶于水,其液体、固体颜色显　　　。
2.氧气的化学性质
能支持燃烧,具有氧化性,可与许多物质发生氧化反应。
(1)木炭在空气中燃烧保持红热(红光);在氧气中燃烧发出明亮的　　　　,放热,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。
化学方程式为　 。
(2)硫在空气中燃烧发出微弱的　　　　火焰;在氧气中燃烧发出明亮的　　　　　火焰,生成　　　　　　　　的气体,放热。
化学方程式为　 。
(3)红磷在空气中燃烧放热,产生大量　　　　。
化学方程式为　 。
(4)镁条在空气中燃烧,发出耀眼的白光,放热,生成　　　　固体。
化学方程式为　 。
(5)铁丝在空气中保持红热,不燃烧;在氧气中剧烈燃烧,　　　　　　,放出大量的热,生成　　　　　　。
化学方程式为　 。
　　做硫燃烧的实验时,集气瓶中应放少量水或氢氧化钠溶液,用来吸收生成的气体SO2,以防止其污染空气。
做红磷燃烧实验时,集气瓶中放少量水,其作用是吸收热量,防止集气瓶炸裂;同时吸收生成的P2O5(白烟),防止其污染空气。
做铁丝在氧气中燃烧的实验时,集气瓶底部铺一层细沙或放少量水,以防止高温熔融物溅落,使瓶底炸裂。
【核心突破】
重难点一、空气成分、污染及其防治
生机勃勃的地球离不开空气,下列关于空气的说法不正确的是 (　　)
A.稀有气体可用于制作霓虹灯
B.CO2是植物光合作用的重要原料
C.SO2的排放是导致酸雨的原因之一
D.PM2.5的含量越高,空气质量越好
[思维破冰]　稀有气体通电可以发出不同颜色的光,可用于制作霓虹灯;光合作用可将二氧化碳和水转化为有机物和氧气,二氧化碳是植物光合作用的原料;二氧化硫和水、氧气反应可生成硫酸,随降水落下形成酸雨,二氧化硫的排放是导致酸雨的原因之一;PM2.5是空气污染物,含量越高,空气质量越差。
近年来,我国多地出现了较严重的雾霾天气,雾霾对人体有害,全民应参与防霾和治霾。下列说法不合理的是 (　　)
A.分析原因:空气中二氧化碳的增多导致了雾霾
B.治霾措施:积极植树造林,改善空气质量
C.治霾措施:建筑工地应强化防尘降尘管理
D.治霾措施:政府部门应严控机动车,倡导市民出行多坐公交车
　　空气成分及空气污染物
(1)空气的成分按体积计算,大约是氮气78%、氧气21%、稀有气体0.94%、二氧化碳0.03%、其他气体0.03%。
(2)空气的污染物:气体污染物有三大有害气体(SO2、NO2、CO)、臭氧等;固体污染物有可吸入颗粒物(PM10)、细颗粒物(PM2.5)、烟、尘等。
重难点二、测定空气中氧气含量的探究
在“空气中氧气含量的测定”实验探究中,甲同学设计了如下实验方案:
在燃烧匙内盛足量红磷,点燃后立即插入集气瓶内,塞紧橡胶塞,待红磷熄灭并冷却至室温,打开止水夹,烧杯中的水被吸入集气瓶(实验装置如图所示)。回答下列问题:
(1)通过该实验能得出氮气的性质有　　　　　　　　　　　　　、　 。
(2)若实验操作规范,该实验得出的结论是　 。
(3)若该方法测定的结果偏小,则原因可能是　　　　　(填序号)。
①红磷量不足　②装置气密性不好　③止水夹没有夹紧　④没有冷却到室温就打开止水夹
某学习小组的同学对甲同学的实验方案开展进一步探究:
【提出问题】
①可用于“空气中氧气含量测定实验”的试剂只能是红磷吗 什么样的试剂可以作为该实验的反应物
②可用于“空气中氧气含量测定实验”的装置除了课本中提及的,还有其他装置吗
【猜想与假设】
猜想1:一定还可用其他物质测定空气中氧气含量,如镁条。
猜想2:可用于“空气中氧气含量测定实验”的装置不止这一种,但都须满足一定的条件。
【查阅资料】
甲同学查阅资料获知:
①“镁在空气中燃烧不仅与氧气反应,还与氮气和二氧化碳反应”;
②铁丝在潮湿的空气中会生锈;
③“引火铁”(极细的铁粉)是一种准纳米材料,这种铁粉具有很高的反应活性,它在空气中受热很容易燃烧。
【分析论证】
甲同学觉得如果用蜡烛、硫粉、木炭在空气中燃烧做此实验将产生很大误差,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　。乙同学觉得用铁丝也不行,理由是　　　　　　　　　　　　　　　。根据甲同学查阅的资料,若用镁条代替红磷,测得的氧气含量应该　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)空气体积的。
【得出结论】
根据甲同学查阅的资料及上述分析,请归纳在测定空气中氧气含量的实验中,所用试剂和生成物应满足的条件:①　　　　　　　　　　　　　　　　　;②　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　。
[思维破冰]　(1)红磷燃烧生成五氧化二磷,该反应的化学方程式为4P+5O22P2O5;红磷足量,氧气耗尽后,红磷熄灭,说明氮气不燃烧、不支持燃烧;待冷却至室温后,打开止水夹,烧杯中的水进入集气瓶,进入水的体积约占集气瓶内空气体积的便不再进入,说明氮气难溶于水。
(2)红磷燃烧消耗氧气,待冷却到室温后,打开止水夹,由于消耗了氧气,集气瓶内压强减小,烧杯中的水进入集气瓶,进入水的体积就是消耗的氧气体积,进入水的体积约占集气瓶内空气体积的,说明氧气约占空气体积的。①红磷量不足,不能将氧气耗尽,会使测定结果偏小,正确;②装置气密性不好,在冷却至室温的过程中,外界空气进入,占据了一定的体积,会使测定结果偏小,正确;③止水夹没有夹紧,红磷燃烧,放出大量的热,气体受热膨胀逸出,会使测定结果偏大,错误;④没有冷却到室温,就打开止水夹,气体受热膨胀,占据了一定的体积,会使测定结果偏小,正确。
【分析论证】蜡烛燃烧生成二氧化碳和水,硫在空气中燃烧生成二氧化硫,木炭在空气中燃烧生成二氧化碳,均生成了气体,化学反应前后,压强变化不大,无法产生压强差;铁丝在空气中不能燃烧,故不能用铁丝做该实验;镁在空气中燃烧不仅与氧气反应,还与氮气和二氧化碳反应,故若用镁条代替红磷,测得的氧气的体积含量应该大于空气体积的。
【得出结论】在测定空气中氧气含量的实验中,所用试剂只能与空气中的氧气反应,且生成物没有气体或生成的气体能及时被吸收。
利用红磷燃烧测定空气中氧气含量的实验中,用传感器记录集气瓶中压强、温度随时间变化如图所示。下列对实验记录的分析不正确的是 (　　)
A.b点压强最大,说明红磷燃烧结束
B.a→b段压强增大是因为红磷燃烧放热
C.t1~t2时段,压强降低的主要原因是氧气大量被消耗
D.若在t3前打开止水夹,则测定的氧气体积分数偏小
测定空气中氧气含量实验的注意事项
1.利用物质仅能与氧气反应,使得压强减小进行测定,因而反应物只与氧气反应;
2.生成物不影响压强的变化,所以生成物可以是固体或能及时被吸收的气体;
3.实验中要注意因操作产生的误差。
重难点三、氧气的制取
下图所示是实验室制取气体的常用装置。请回答下列问题:
(1)A装置中仪器①的名称是　　　　　,试管口略向下倾斜的原因是　　 　。
(2)仪器②的名称是　　　　　　,该仪器的主要作用是　 。
(3)实验室用高锰酸钾制取氧气,选择的发生装置应进行改进,操作是　　　　　　　　　　　;若要收集较纯净的氧气,应选择的收集装置是　　　(填字母)。
(4)用过氧化氢溶液和二氧化锰的混合物制取氧气:
①该反应的化学方程式为　 　。
②若用C装置收集氧气,检验氧气收集满的方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
③若改用F装置收集氧气,气体应从　　　(选填“a”或“b”)端通入。
[思维破冰]　(1)A中仪器①的名称是酒精灯,给试管中的固体加热时,为了防止冷凝水倒流,炸裂试管,所以试管口应略向下倾斜。
(2)仪器②的名称是长颈漏斗,其作用是添加液体试剂。
(3)实验室用加热高锰酸钾制取氧气应选择的发生装置为A,必须在试管口塞一团棉花,以防止高锰酸钾粉末进入导管造成堵塞;氧气不易溶于水,要收集一瓶较纯净的氧气,应选择的收集装置是D装置。
(4)①过氧化氢在二氧化锰的催化作用下反应生成水和氧气,化学方程式为2H2O22H2O+O2↑。②氧气具有助燃性,用C装置收集氧气,检验收集满的方法是将带火星的木条放在集气瓶口,木条复燃说明氧气已收集满。③改用F装置收集氧气,氧气密度大于空气密度,气体长进短出。
实验室用高锰酸钾制氧气。回答下列问题:
(1)仪器⑧的名称是　　　　。
(2)高锰酸钾制氧气的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　;若用上述装置制备并用排水法收集制取的氧气,需要的仪器有　　　　　　　　(填序号);在实验过程中,还需使用棉花,棉花的作用是　　 　。
(3)反应剩余的固体通过溶解、　　　　、洗涤、干燥,可得到纯净的二氧化锰。在“溶解”时需要使用玻璃棒,玻璃棒的作用是　　 　。
(4)用过氧化氢制备氧气。若用右图装置干燥、收集氧气,A中应盛放　　　　　　　,此时需关闭　　　　　(选填“K1”或“K2”,下同)、打开　　　。
　　实验室制氧气的常见考点
氧气的制取主要考查装置的选择、操作过程、反应原理,书写化学方程式时应注意反应条件和气体符号的标注,以及对知识的迁移,如甲烷气体的制取需选用的发生装置和收集装置等。
实验探究 —— 学科核心素养提升
【围绕课标】
必做实验1　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】
实验用品 实验 仪器 酒精灯、试管、烧杯、集气瓶、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 　 2KClO32KCl+3O2↑ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　
发生装置 装置 图示 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 1.A装置简单,加入的试剂不能太多,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　　　　　　　　　　　
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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
收集装置 装置 图示 选择依据:气体的　　　　、溶解性及能否与空气中的成分、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,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,使试剂平铺在试管底部; 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和排水法收集氧气,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)排水法收集:当　　　　　　　　　　　　　时,证明已收集满; (2)向上排空气法收集:将带火星的木条　　　　　　　　,若观察到木条复燃,则证明已收集满
【实验分析与评价】
　　(1)用高锰酸钾制取并用排水法收集氧气时,发现水槽中的水变红,其原因是　 　。
(2)用过氧化氢溶液制取氧气,有反应不需要加热,操作简便、节能、安全等优点,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,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】
　　一、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　 。
　　二、多功能瓶的使用
1.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,气体应从　　　(选填“c”或“d”)端通入。
2.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　　　　　干燥,氧气应从导管　　　(选填“a”或“b”)端通入。
【对接中考】
常见实验1　空气中氧气含量的测定
【实验目的】测定空气中氧气的体积分数。
【实验过程】
实验仪器及用品 集气瓶、橡胶塞、导管、燃烧匙、乳胶管、弹簧夹、酒精灯、烧杯、火柴等
实验试剂 红磷、水
实验装置
实验原理 　　　　　　　　　　　　
实验过程 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等份并加以标记 　　　　　　　　　 　　　　　　　　　
(3)用弹簧夹夹紧乳胶管,点燃烧匙内的红磷后,立即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 　　　　　　　　　　　　 (用化学方程式表示)
(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,装置B、D的优点为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;若用装置D进行实验(实验前夹紧弹簧夹),反应结束后,待装置冷却至室温,打开弹簧夹,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的关系图(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)。
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O2迅速消耗造成的
C.c点时反应刚好停止 D.d点时装置温度恢复至室温
答案
真题精粹
1.①分别伸入燃着的木条,观察木条是否熄灭,持续燃烧的是空气,熄灭的是“火星低层大气”(或把适量的澄清石灰水分别注入两个集气瓶中振荡,石灰水变浑浊的是“火星低层大气”,无明显变化的是空气)　②B
【解析】①“火星低层大气”中二氧化碳含量为95.32%,所以“火星低层大气”不能燃烧也不支持燃烧,能使澄清石灰水变浑浊,可以用燃着的木条、澄清石灰水来鉴别“火星低层大气”和空气,具体的方法是把燃着的木条分别伸入两个集气瓶中,木条正常燃烧的是空气,木条熄灭的是“火星低层大气”,或把适量的澄清石灰水分别注入两个集气瓶中振荡,石灰水变浑浊的是“火星低层大气”,无明显变化的是空气。
②A.CO2中含有氧元素,可以转化为O2,正确;B.CO2中没有氮元素,它分解不能转化为N2,错误;C.寻找水和开发水循环技术都可以解决人类生存需要水的问题,正确;D.火星上的金属矿物中含有金属元素,可以用来冶炼金属,正确。
1.1　C　【解析】该系统用于处理二氧化碳和水,故“”表示水,每个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成,故“”表示氢原子,“”表示氧原子,“”表示二氧化碳分子,每个二氧化碳分子由1个碳原子和2个氧原子构成,故“”表示碳原子。 A.每个“”由1个碳原子和4个氢原子构成,表示甲烷,正确;B.由图可知,反应器2中反应为二氧化碳和氢气在一定条件下反应生成甲烷和水,该反应的化学方程式为CO2+4H2CH4+2H2O,故消耗二氧化碳和生成甲烷的分子个数比为1∶1,正确;C.反应器2中生成水和甲烷的质量比为(18×2)∶16=9∶4,不正确;D.由图可知,该系统中生成了氧气,同时将二氧化碳和氢气转化为甲烷和水,降低了舱内二氧化碳的浓度,正确。
2.B　【解析】A.镁在空气中燃烧生成氧化镁,部分氧化镁扩散到空气中会造成污染,不符合题意;B.硫在氧气中燃烧生成的二氧化硫溶于水,且瓶口蘸有氢氧化钠溶液的棉花能吸收剩余的SO2,SO2不会扩散到空气中造成污染,符合题意;C.硫酸铵与熟石灰反应生成的有刺激性气味的氨气扩散到空气中造成污染,不符合题意;D.铜片上的白磷燃烧生成的五氧化二磷有毒,扩散到空气中会造成污染,不符合题意。
2.1　C
3.D　【解析】A.高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,故采用固体加热型装置作为氧气的发生装置,为防止冷凝水倒流炸裂试管,试管口应略向下倾斜,为防止加热时高锰酸钾粉末进入导管,需要在试管口放一团棉花,用酒精灯的外焰给试管加热,正确;B.氧气不易溶于水,可采用排水法来收集,正确;C.氧气的密度比空气的密度大,可采用向上排空气法来收集,正确;D.氧气的密度比空气的密度大,不能采用向下排空气法来收集,错误。
4.C　【解析】A.检查装置气密性方法:连接装置,将导管一端浸入水中,用手掌紧握试管外壁,如果导管口有气泡冒出,证明装置的气密性良好,正确;B.制备氧气: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,发生装置属于固体加热型,试管口放一团棉花,目的是防止高锰酸钾粉末进入并堵塞导管,正确;C.收集氧气:氧气的密度比空气的密度大,应用向上排空气法收集,图示中导管没有伸到集气瓶底部,不容易排尽空气,错误; D.蜡烛燃烧:将蜡烛放在燃烧匙上,点燃后,慢慢伸入盛有氧气的集气瓶中,观察现象,正确。
4.1　D　【解析】A.硫在氧气中燃烧,发出明亮的蓝紫色火焰,产生一种具有刺激性气味的气体,错误;B.镁在空气中燃烧,发出耀眼的白光,产生大量的白烟,而不是生成白色烟雾,错误;C.红磷在空气中燃烧,发出黄白色火焰,产生大量的白烟,而不是红色火焰、白色烟雾,错误;D.细铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,放出大量的热,生成一种黑色固体,正确。
回归教材
知识清单
考点1
78%　21%　0.94%
考点2
1.(2)二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳
考点3
1.略大　不易　淡蓝色
2.(1)白光　C+O2CO2
(2)淡蓝色　蓝紫色　有刺激性气味　S+O2SO2
(3)白烟　4P+5O22P2O5
(4)白色　2Mg+O22MgO
(5)火星四射　黑色固体　3Fe+2O2Fe3O4
核心突破
例题1　D
变式训练
A　【解析】A.空气中粉尘的增多是导致雾霾的主要原因,不合理;B.植树造林能净化空气,并减少空气中粉尘的产生,合理;C.建筑工地应强化防尘降尘管理,可减少向空气排放的大量粉尘,合理;D.倡导市民出行多坐公交车,可减少大量私家车的行驶产生的大量烟尘,合理。
例题2　(1)不燃烧、不支持燃烧　难溶于水
(2)空气中的氧气约占空气体积的
(3)①②④　【分析论证】燃烧产物为气态,无法产生压强差　铁丝不能在空气中燃烧　大于
【得出结论】①所用试剂只能与空气中的氧气反应　②生成物没有气体(或生成的气体能及时被吸收)
变式训练
A　【解析】A.红磷燃烧放热,温度升高,随着反应的进行,氧气被消耗,压强逐渐减小,至t2时,放出的热量最多,b点压强最大,不能说明红磷燃烧结束,说法错误;B.a→b段压强增大是因为红磷燃烧放热,说法正确;C.t1~t2时段,压强降低的主要原因是氧气大量被消耗,说法正确;D.若在t3前打开止水夹,此时剩余的气体受热处于膨胀状态,占据了部分水的体积,则测定的氧气体积分数偏小,说法正确。
例题3　(1)酒精灯　防止冷凝水倒流,炸裂试管
(2)长颈漏斗　添加液体试剂
(3)在试管口塞一团棉花　D
(4)①2H2O22H2O+O2↑　②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　③a
变式训练
(1)烧杯
(2)2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑　①③④⑤⑥⑦　防止加热时固体粉末进入并阻塞导管
(3)过滤　搅拌,加速溶解
(4)浓硫酸　K1　K2
【解析】(1)仪器⑧的名称是烧杯。
(2)高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,化学方程式为 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑;发生装置为固体加热型,收集方式为排水法,需要选用①集气瓶、③导管(排水法收集使用弯管)、④酒精灯(作为热源)、⑤水槽(排水法使用)、⑥铁架台(固定装置)、⑦试管(盛放反应物);在实验过程中,还需使用棉花,棉花的作用是防止加热时固体粉末进入导管,阻塞导管。
(3)反应剩余的固体通过溶解、过滤、洗涤、干燥,可得到纯净的二氧化锰。在“溶解”时需要使用玻璃棒,玻璃棒的作用是搅拌,加速溶解。
(4)用过氧化氢制备氧气,用图中装置干燥、收集氧气,A中应盛放浓硫酸,浓硫酸具有吸水性,可以干燥氧气,干燥后氧气进入装置B,氧气的密度比空气的大,用向上排空气法收集氧气,此时需关闭K1、打开K2。
实验探究
必做实验1　氧气的实验室制取
【实验过程】2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑　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　伸入集气瓶　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,高锰酸钾粉末随气体进入导管至水槽中
(3)集气瓶中未装满水(或未等气泡连续、均匀冒出就开始收集,合理即可)
(4)没有预热
【实验拓展】一、可以控制反应速率
二、1.a　d
2.b
3.将带火星的木条放在导管b端,若木条复燃,则证明已收集满
4.浓硫酸　a
常见实验1　空气中氧气含量的测定
【实验过程】4P+5O22P2O5
(3)白烟　4P+5O22P2O5
(4)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　足量　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体积与生成二氧化碳的体积相等,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(或装置漏气,或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(或点燃红磷后没有立即伸入集气瓶中,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

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