资源简介

中小学教育资源及组卷应用平台
空气 氧气
考向一 空气的成分及用途
角度1 空气成分含量高低的判断
1．（2024·辽宁）空气的成分按体积计算，含量最高的是
A．氧气 B．氮气 C．二氧化碳 D．稀有气体
2．（2024·山东滨州）下列关于空气的说法错误的是
A．空气中氮气的质量分数为78% B．稀有气体可用于制造电光源
C．氧气能供给生物呼吸 D．植树造林可以改善空气质量
易错提醒空气的成分按体积分数计算，大约是：氮气78%、氧气21%、稀有气体0.94%、二氧化 碳0.03%、其他气体和杂质0.03%。注意体积分数和质量分数的区别。
角度2 空气中成分的用途
1．（2024·海南）“蛟龙”号载人潜水器在深海工作时，携带的气体中能供给呼吸的是
A．氧气 B．氮气 C．水蒸气 D．二氧化碳
2．（2024·山东东营）载人飞艇的气囊内填充的气体是
A．甲烷 B．二氧化碳 C．氦气 D．氮气
3．（2024·黑龙江牡丹江）下列关于氧气用途的说法错误的是
A．炼钢 B．航天燃料 C．医疗急救 D．潜水
易错提醒氧气支持燃烧，具有助燃性，但氧气本身不具有燃烧性，不能作为燃料。
角度3 空气中物质的性质与用途的对应关系
1. （2024·内蒙古赤峰）随着科技的发展，空气中各成分的应用越来越广泛。下列用途主要利用物理性质的是
A．氮气——充氮包装 B．氧气——医疗急救
C．稀有气体——激光技术 D．二氧化碳——气体肥料
2．（2024·西藏）空气由多种物质组成，是一种宝贵的资源。空气中物质的性质与用途对应关系正确的是
A．氧气能支持燃烧，可用来灭火
B．稀有气体具有稳定性，可作电光源
C．氮气的化学性质不活泼，可作保护气
D．二氧化碳气体密度比空气大，可用于人工降雨
易错提醒稀有气体化学性质不活泼，可以用作保护气，稀有气体作电光源，是利用了其通电可发出不同颜色的光，属于物理性质。
考向二 空气的污染与防治
角度1 判断物质是否为空气污染物
1．（2024·吉林）洁净的空气对人和其他动植物都非常重要。下列气体会对空气造成污染的是
A．二氧化硫 B．氧气 C．二氧化碳 D．氮气
2．（2024·江西·中考真题）洁净的空气对人类非常重要。下列气体不会污染空气的是
A．氮气 B．一氧化碳 C．二氧化硫 D．二氧化氮
角度2 空气污染的防治措施
（2024·北京）为防治大气污染，下列做法不可行的是
A．加强扬尘管控 B．使用清洁能源
C．直接排放工业废气 D．加强大气质量监测
【答案】C
考向三 空气中氧气含量的测定
角度1 化学家对与空气中氧气含量的研究
1.（2024·江苏无锡·中考真题）通过实验测定了空气成分的科学家是
A．牛顿 B．道尔顿 C．拉瓦锡 D．门捷列夫
2.（2024·四川成都节选）空气中含有多少氧气呢？学习小组开展“测定空气里氧气含量”的探究活动。
二百多年前，化学家拉瓦锡利用汞能和氧气发生反应的原理，采用图1装置测出氧气约占空气体积的1/5。
(1)加热时，曲颈甑内液态汞表面产生红色粉末，玻璃钟罩内的现象是 ，产生该现象的原因是 。
角度2 测定空气中氧气含量的实验
1．（2024·陕西节选）根据下面图示的三个实验回答问题。
(1)写出标有序号①的仪器名称： 。
(2)实验乙中，发生反应的化学方程式是
(3)实验甲中， （填“能”或“不能”）用细铁丝代替红磷测定空气中氧气的含量。
2. （2024·内蒙古赤峰）如图是测定空气中氧气含量的改进实验装置（夹持装置已省略），对该实验认识正确的是
A．现象：实验过程中，红磷燃烧，产生大量白雾 B．推论：实验后，玻璃管中剩余气体具有可燃性
C．分析：红磷的量多或少，都不会影响实验结果 D．评价：用改进装置实验，能减少对空气的污染
3．（2024·黑龙江节选）结合下列教材中的实验，按要求回答问题：
(1)测定空气中氧气含量实验，测量结果偏小的可能原因是 （答一点）。
(2)硫在氧气中燃烧实验，集气瓶内水的作用是 。
角度3 空气中氧气含量测定实验装置的改进
1．（2024·北京）用如图所示装置进行实验，测定出空气中约占（按体积计算）。下列叙述不正确的是
A．②中瓶内空气的体积约为200mL B．可加热铁丝引燃铜匙中的白磷
C．白磷的作用是消耗②中瓶内的 D．最终注射器活塞移至约40mL刻度线处
2. （2024·吉林）为探究铜的化学性质，某同学借助氧气传感器在密闭装置中进行下图所示实验，观察实验现象并分析氧气含量随时间变化的曲线图。其中终点D（203，6.15%）表示时间为203秒时，装置中氧气含量为6.15%。结合图示判断下列说法错误的是
A．加热前的空气样品中氧气含量为20.99%
B．铜在加热条件下能与氧气发生化学反应
C．拐点C至终点D所对应的时间范围内，装置内物质的总质量逐渐减少
D．通过现象证据和数据证据，可以从定性和定量的视角分析得出合理解释
3．（2024·江苏宿迁节选）以下是利用铜、铁等物质进行的实验，请回答下列问题。
(1)图1是“测定空气中氧气含量”的实验。
①该实验原理的化学方程式是 。
②注射器在该实验中的作用是 （写出一点即可）。
4．（2024·四川成都节选）空气中含有多少氧气呢？学习小组开展“测定空气里氧气含量”的探究活动。
资料：1．红磷的着火点是240℃，白磷的着火点是40℃。
2．相同的温度和体积下，气体压强与分子数成正比。
3．相同的温度和压强下，气体体积与分子数成正比。
【设计与实验】
设计并利用图2装置测空气里氧气含量。
(2)主要步骤如下，正确的顺序为 （填序号）。
①弹簧夹夹紧胶皮管
②红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹
③点燃红磷后立即伸入瓶中并塞紧塞子
④在集气瓶中加入少量水，将水面上方空间分成5等份
(3)实验结束，集气瓶中剩余气体的主要成分是 。
【优化与实验】
同学们利用图2装置多次实验，水面均未上升到刻度“1”。经讨论后，分别取足量红磷、白磷采用图3装置进行实验，记录并处理数据分别如图4、图5。
(4)图4中氧气含量从8.05%上升到9.26%，原因可能是 。
(5)图5中BC段压强增大，原因是 。计算白磷消耗的氧气占空气体积的 %（精确到0.01%）。
【反思与交流】
(6)图2实验水面未达到刻度“1”，原因是装置中的氧气未消耗完。红磷燃烧不能将氧气消耗完的主要原因是 。
(7)上述实验中白磷和五氧化二磷有毒，对环境“不友好”。结合实验原理和药品弊端，可选择的替代药品有 （写一种）。
考点二 氧气的性质
考向一 氧气的物理性质
1.（2024·广西）潜水员水下作业时需要携带氧气瓶，这是因为氧气
A．无色无味 B．密度比空气大 C．能支持燃烧 D．能供给呼吸
2．（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．
考向二 氧气的化学性质
角度1 物质与氧气反应的现象与结论
1.（2024·广西）下列物质能在氧气中剧烈燃烧，产生火星四射现象的是
A．蜡烛 B．红磷 C．木炭 D．铁丝
2.（2024·天津）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
易错提醒1.实验现象是描述人通过感觉器官所感知的现象，一般不出现生成物的名称，结论是经过分析、推断得出的。2.白烟指的是固体小颗粒，白雾指的是小液滴，不能说生成白色烟雾。
角度2 物质与氧气反应的化学方程式
1．（2024·山东枣庄）关于氧气性质的实验，下列现象与化学方程式均正确的是
选项 实验 现象 化学方程式
A 木炭在氧气中燃烧 发出红光，生成黑色固体
B 铁丝在氧气中燃烧 火星四射，生成黑色固体
C 镁带在空气中燃烧 发出耀眼的白光，生成白色固体
D 红磷在空气中燃烧 产生黄色火焰，生成黄烟
A．A B．B C．C D．D
2．（2024·内蒙古通辽）通过化学课的学习，我们可以从不同视角认识化学反应。关于反应。下列说法不正确的是
A．物质变化：镁和氧气反应生成氧化镁
B．能量变化：镁燃烧将化学能转化为热能、光能
C．反应条件：镁接触氧气就能燃烧
D．反应现象：发出耀眼白光、释放大量热、生成白色粉末
考点三 氧气的制取
考向一 氧气的工业制取
1．（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
D．氮气化学性质不活泼，可用来延长食品保质期
2．（2024·黑龙江大庆节选）2024年4月25日，神舟十八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，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)实验室常用加热氯酸钾和二氧化锰的混合物的方法制氧气，写出该反应的化学方程式： ；工业上选择空气为原料制氧气的主要原因是 。
(2)分离液态空气获得氧气的模拟实验过程如图1所示：
浸入液氮一段时间后，试管内产生一定体积的液态空气。取出试管，液态空气沸腾，伸入燃着的木条，木条熄灭，导致木条熄灭的原因是 ；1分钟后伸入带火星的木条，观察到木条复燃，导致木条复燃的原因是 。
(3)利用分子筛可将氧分子从空气中“筛”出去，氮分子不能通过分子筛，从而获得高浓度的氧气。其原理如图，由此可知两种分子的大小：N2 O2（填“>”或“<”）。
考向二 氧气的实验室制取
角度1 制取装置的选择与操作正误判断
1．（2024·江苏南通）“实验室用H2O2、MnO2制取O2”涉及的实验装置及操作不正确的是
A．装入MnO2 B．制备O2
C．干燥O2 D．收集O2
2．（2024·广东）实验室制取O2，下列操作、药品和装置选择不合理的是
A．选择药品 B．检查气密性
C．发生装置 D．收集装置
角度2 制取氧气操作先后顺序判断
1．（2024·江苏扬州）实验室用制取并用排水集气法收集较纯净的。下列实验操作的先后顺序合理的是
A．检查装置气密性时，先用手握住试管，再将导管的一端伸入水中
B．先向试管中加入固体，再检查装置气密性
C．实验时，先将导管伸入集气瓶中，再点燃酒精灯
D．气体收集完毕后，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯
2. （2024·江苏盐城）实验《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
角度3 制氧气常规实验综合题
1．（2024·四川成都）氧气的制取和性质实验如图。下列说法正确的是
A．发生装置仅由药品状态决定 B．该装置能收集到纯净的氧气
C．红热木炭应迅速伸入集气瓶瓶底 D．制取氧气的原料一定含有氧元素
2．（2024·四川巴中）化学是一门以实验为基础的科学。根据下列实验装置图回答有关问题：
(1)装置B或C可用于实验室制取CO2，装置C相对于装置B的优点是 。
(2)实验室选用装置A、D用于高锰酸钾制取O2，化学方程式是 ；装置A中棉花的作用是 ；实验结束时先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，理由是 。
(3)装置E中铁丝燃烧的现象是 ，集气瓶底部的水 (选填“能”或“不能”)用细沙代替。
3．（2024·辽宁节选）实验是学习化学的重要途径。
I．氧气的实验室制取与性质

(1)反应原理：用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为 。
(2)注意事项：用装置A和装置B制取氧气，为确保装置不漏气，应先检查装置的 ；集满氧气后，为防止水倒吸，应先 （填“将导管移出水面”或“熄灭酒精灯”）。
(3)气体收集：用装置C收集氧气，是利用了氧气的密度比空气 的性质；检验氧气集满的操作为 。
(4)性质验证：将装置A中产生的氧气通向D中红热的木炭，木炭燃烧变旺，说明氧气具有的化学性质为 。
4．（2024·甘肃兰州）请结合下列实验装置图回答问题。
(1)仪器①的名称是 。
(2)若用高锰酸钾制取氧气，还应对A装置做出的改进是 ，写出该反应的化学方程式 。
(3)若实验室采用C装置代替B装置制取，突出优点是 。
(4)既不能收集，也不能收集的装置是 （填字母序号）。
(5)如果用G装置测量生成的体积，则在虚线框内还需添加的仪器是 。
5．（2024·江西）根据图回答有关问题：
(1)仪器①的名称是 。
(2)实验室用装置B制取二氧化碳时，长颈漏斗下端应伸入液面下的目的是 ，与装置B相比，装置C的优点是 。
(3)实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为 ，用装置D收集氧气时，气体应从导管口 （填字母）通入。
(4)将收集的氧气倒入装置E的烧杯中，观察到带火星的木条自下而上依次复燃，说明氧气具有的性质是 和 。
角度4 制取氧气方法的改进
1．（2024·内蒙古呼和浩特节选）小柯自制了如图2的简易供氧器，反应的化学方程式为 。图2中甲的设计优点是 。
2．（2024·四川德阳）化学科学的本质是实验探究。图2为某同学在跨学科实践活动中设计的简易供氧器。
(3)若试剂甲为MnO2，根据所学知识选择试剂乙，反应仓中产生O2的化学反应原理是 （用化学方程式表达）。
(4)加湿过滤仓中H2O的作用有 （填标号）。
a．吸收杂质提纯O2 b．观察O2产生的速率 c．加快O2的生成 d．保证供给O2的湿度需求
(5)调节供氧流速可以 （填具体操作）。
3．（2024·山东济南节选）兴趣小组的同学根据实验室制取氧气原理设计了简易供氧器。
装置：如图所示。
试剂：共5份（每份包含溶质质量分数为的过氧化氢溶液、颗粒状二氧化锰、纯净水）。
①请完成该供氧器的说明书：
a.制氧原理： （用化学方程式表示）。
b.使用方法：先将纯净水加入 （填“甲”或“乙”）瓶并拧紧接有吸气面罩的瓶盖，再将二氧化锰和过氧化氢溶液加入 （填“甲”或“乙”）瓶并拧紧瓶盖，乙瓶中的气泡连续均匀冒出时，开始吸氧。
c.每份试剂最大供氧质量：。
d.使用完毕，倒出残液，清洗装置。
②请对此简易供氧器提出具体改进建议： 。
4．（2024·山东东营节选）特定人群、环境对氧气的需求不同。如何基于特定需求设计和制作简易供氧器呢？在老师的指导下，同学们开展了下列活动。
【界定任务】
(1)小英同学认为，首先了解制作简易供氧器的供氧原理再确定制取装置。同学们一致认为制作简易供氧器还需要考虑物质变化、能量变化、反应速率、制得氧气的纯度、制氧剂的用量和配比等。根据 确定发生装置，根据氧气的密度和溶解性等确定收集装置。
【模仿改造】
化学制氧机（原理图见图1）利用过碳酸钠白色固体、二氧化锰黑色粉末产生氧气。过碳酸钠（）加水溶解会分解生成碳酸钠和过氧化氢。用该制氧机制氧时，在反应仓中加入适量水，再先后加入过碳酸钠和二氧化锰，反应仓内有黑色粉末翻腾，变得浑浊，仓壁变得温热，过滤仓底部导气管口有气泡冒出。
(2)加湿过滤仓不仅可以过滤杂质，利用氧气 溶于水的性质，使氧气变得湿润；而且根据 来判断产生氧气的速率。
(3)验证加湿过滤仓导出的气体是氧气的方法： 。
(4)制氧机内部气流采用高压进低压出（即产生的气体在高处聚集，经导管从低处进入加湿过滤仓）的方式，可能的原因有 。
(5)选择制作简易供氧器的反应原理时，不需要考虑的因素是 。
A．原料是否价廉易得 B．所制气体的性质 C．反应速率是否适中
D．制得气体是否纯净 E．实验条件是否易于控制 F．是否安全、环保
【评价反思】
展示环节，小英同学所在小组制作的简易供氧器（如图2）得到了大家的好评，并提出如下修改意见：在导管出口处加装一个带有调气阀的鼻氧管，以提高适用性。
5．（2024·甘肃临夏节选）化学是以实验为基础的科学，实验是科学探究的重要手段。
(1)高锰酸钾、过氧化氢、过碳酸钠可以作为化学制氧剂是因为 。
(2)过碳酸钠溶于水会分解生成碳酸钠和过氧化氢，是很好的固体氧释放剂。学习小组同学设计对比实验探究过碳酸钠的制氧原理（如下图），实验中观察到：①中迅速产生大量气泡：②中缓慢产生少量气泡。验证①中产生的气体的方法是 ，小夏认为对比实验即可证明二氧化锰起催化作用，同学们对小夏的结论提出疑问，理由是 。
角度5 有关制取氧气的计算与图像分析
1．（2024·山东日照）某同学加热一定量的氯酸钾和二氧化锰固体混合物制取氧气（）。反应一段时间后停止加热，经实验测得反应后混合物中钾元素的质量分数为39%，则反应后混合物中氯元素的质量分数为
A．20% B．35.5% C．39% D．48%
【答案】B
【详解】根据化学方程式及质量守恒定律可知，化学反应前后钾元素和氯元素质量不变，反应后混合物中钾元素的质量分数为39%，反应后混合物中钾元素和氯元素质量比不变，根据则反应后混合物中氯元素的质量分数为35.5%。
2．（2024·内蒙古通辽）实验室用加热一定质量的高锰酸钾制氧气，下列图像能正确反映对应变化关系的是
A．B．C．D．
3.（真题组合）下列图像能直观表达各种变化关系，加深对知识的理解，下列图像与其对应表述正确的是
A．用等质量、等浓度的H2O2溶液分别制取O2（2024·四川广元）
B．红磷在装有一定量空气的密闭容器中燃烧（2024·四川广元）
C．向一定量二氧化锰中加入过氧化氢溶液（2024·山东临沂）
D．加热高锰酸钾固体（2024·黑龙江大庆）
4．（2024·广东深圳）中国天宫空间站三名航天员每日需要，固体燃料氧气发生器制氧，是航天员安全可靠的供氧途径之一。向氧气发生器加入粉末状的铁粉和氯酸钠（）；点燃铁粉，铁粉剧烈燃烧，放出大量的热，受热分解为NaCl和。
(1)氯酸钠受热分解所需的能量来自于 ；
(2)三名航天员4天所需共9.6kg，则理论上至少需要加热分解的质量为多少？（的相对分子质量为106.5，列出化学方程式写出完整过程计算）
(3)①加热和混合物制取的化学方程式 ；
②在一定条件下，制取相同质量的，则加热分解 （选填/）所需质量更少。
1．（新情境·蒸汽眼罩）（2024·江苏徐州节选蒸汽眼罩是常见的缓解眼睛疲劳的产品，使用原理是其中的发热剂（含有铁粉、氯化钠、活性炭和吸水树脂等）能释放热量，产生水蒸气。取发热剂进行如下探究。
(2)发热剂发热的原理是铁粉与 反应生成铁锈放热，铁生锈是缓慢氧化放热不明显，而蒸汽眼罩打开即迅速升温，这与发热剂中含有的氯化钠、活性炭有关，其中活性炭具有 性。
(3)取足量发热剂测定空气中氧气的含量，装置如图，气密性良好。广口瓶容积为150mL，量筒内水的体积为50mL。一段时间后，打开弹簧夹，进入瓶内的水的体积最多为 mL。
(4)影响蒸汽眼罩使用效果的因素很多，请列举一条： 。
2．（新情境·科技与生活）（2024·北京）阅读下面科普短文。
生活中有时需要用到高浓度，供氧方式主要有氧气瓶、氧气袋和制氧机…
氧气瓶和氧气袋中的一般用深冷法制得，该方法利用物质的沸点差异，从空气中分离出。
制氧机有膜分离、变压吸附等制氧方式。膜分离制氧用到的膜材料有陶瓷、聚苯胺等，其中混合导电陶瓷分离膜的工作原理示意如图甲。变压吸附制氧常用的吸附剂是沸石分子筛。科研人员在一定条件下分别将、通过某种沸石分子筛，测定其对、的吸附情况、结果如图乙（纵坐标数值越大，代表吸附量越大）。
吸氧对于缺氧人群有一定作用，但健康人短期内高流量吸氧会对机体造成不良影响，因此不能盲目吸氧。
（原文作者刘应书、汪波等，有删改）
依据文章内容回答下列问题。
（1）供氧方式主要有 （写出一种即可）。
（2）深冷法制氧利用了物质的 （填“物理性质”或“化学性质”）差异。
（3）图甲中，表示氧分子变成氧原子的是 （填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”）。
（4）由图乙可知，25℃时吸附压越大越有利于分离和，证据是 。
（5）判断下列说法是否正确（填“对”或“错”）。
①氧气瓶中的一般用深冷法制得。
②健康人不能盲目吸氧。
3. （新考法·项目活动）（2024·江苏无锡节选）项目小组对铁系食品脱氧剂（又称为“双吸剂”）进行了如下探究。
Ⅰ.探成分
某脱氧剂标签显示含有铁粉、活性炭、食盐以及无水氯化钙等。为确定脱氧剂中铁粉的存在，进行如下实验。
实验1：取一包脱氧剂粉末，用磁铁吸引。观察到部分黑色粉末被吸引。
实验2：取实验1中被吸引的部分粉末放入试管中，加入适量硫酸铜溶液。观察到有红色固体生成。
实验3：另取被磁铁吸引的黑色粉末，撒向酒精灯的火焰。观察到粉末剧烈燃烧，火星四射。
(1)写出实验2中有关反应的化学方程式： 。
(2)铁粉在空气中能燃烧，而铁丝在空气中不易被点燃。原因是 。
Ⅱ.明原理
利用图1所示装置进行实验4和实验5。
(3)实验4：一段时间后，观察到气球变大。气球变大的原因是 。
(4)实验5：能证明脱氧剂“脱氧”的现象是 。
1．（2024·广东广州二模）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．（24-25·广东东莞.开学考试）下表是我国“祝融号”火星车到达火星表面探测的火星表面大气成分，关于火星大气成分，下列说法不正确的是
火星大气成分 二氧化碳 氮气 氩气 其他气体
体积分数 95.30% 2.70% 1.60% 0.40%
A．火星大气通入澄清石灰水会变浑浊 B．火星大气与空气成分相似
C．火星暂时不适合人类生存 D．火星大气不支持燃烧
3．（2024·福建厦门·模拟预测）认识某品牌家用制氧机的工作原理和回收废弃物．某品牌制氧机的制氧剂为过碳酸钠和二氧化锰。
任务一：认识家用制氧机
(1)观察窗对应家用制氧机的“甲仓”位置，其目的是观察 。
(2)过碳酸钠在水的作用下分解成碳酸钠和过氧化氢，过氧化氢再分解产生氧气。
①设计一个实验方案证明甲仓出气口制得的气体是氧气： 。
②该过程中产生氧气的化学方程式为 。
任务二：回收二氧化锰
(3)制氧机使用完后的废弃物经过滤、 、 回收二氧化锰．过滤时除了图3中的实验仪器外，还需要用到 。
4．（23-24九年级上·辽宁抚顺·期末）请沿用科学家认识事物的方式认识“空气”。
【资料一】阅读下面科普短文，并依据短文内容回答问题。
1766年，英国科学家卡文迪许发现一种无色的可燃性气体，他将这种气体叫做“可燃空气”。同一时期，英国科学家普利斯特里，也在研究这种“可燃空气”，他发现这种气体密度只有空气的1/11，这种气体在玻璃容器燃烧，容器内壁会产生水雾。
1775年，法国科学家拉瓦锡通过实验验证空气是一种混合物，其中氧气约占 1/5。
1781年，卡文迪许改进了原来的实验方案，他用纯净的氧气代替空气，发现“可燃空气”在纯氧中可以安静燃烧，生成物只有水，没有别的物质。
1782年，拉瓦锡为证明水不是由“水元素”组成的，将水蒸气通过高温金属铁管，获得了“可燃空气”和一种黑色固体。由此他认为水是由“可燃空气”和氧结合形成的化合物。
(1)“可燃空气”的物理性质有 (填写一种即可)。
(2)“可燃空气”属于 (填“单质”或“化合物”)。
(3)分析上述史实，你认为可以证明水是由氢、氧两种元素组成的实验有___________(填序号)。
A．普利斯特里气体燃烧实验 B．1781年卡文迪许实验 C．1782年拉瓦锡实验
【资料二】冰箱中常用“气调保鲜”来达到对食物保鲜的效果，如图1所示是工业上用膜分离技术实现“气调保鲜”的流程：
(4)在空气分离后，进入冰箱保鲜室内的气体是 (填“富氧空气”或“富氮空气”)。关于富氧空气下列说法正确的是 (填字母)。
A．富氧空气是纯净物
B．潜水员水下作业时携带“富氧空气”，是因为氧气能供给呼吸
C．膜装置中没有其他物质产生
D．富氧空气中氧气和其他气体的体积比可能是1：4
【资料三】为航天员提供的“人造空气”中含有体积分数为70%的氮气、20%以上的氧气、少量二氧化碳等气体。
(5)以下是某同学对“人造空气”的分析，正确的是___________(填字母)。
A．氮气含量比空气低
B．氮气不能供给宇航员呼吸，因此“人造空气”中的氮气是多余的
C．在“人造空气”中燃着的蜡烛不会迅速熄灭
D．在太空呼吸时，呼出的气体中含量最高的是二氧化碳
(6)如图2是测定“人造空气”里氧气的含量实验装置。主要操作是：在实际容积为250mL的集气瓶里，先装进50mL的水，再按图连接好仪器，按下热的玻璃棒，白磷立即被点燃(白磷40℃即燃烧，燃烧产物与红磷相同)。冷却后，打开弹簧夹，集气瓶中水为94mL，该实验中白磷需稍过量，目的是 ，则“人造空气”中氧气含量为 。
5．（2024·江西·一模）如图是实验室制取氧气及氧气的化学性质部分实验装置，请回答下列问题。
(1)实验室过氧化氢溶液和二氧化锰混合制氧气发生反应的化学方程式是 。为了气流平稳且氧气较纯，选择制取和收集氧气的装置组合可以是 （填字母）；若用环保空塑料输液袋G装置收集氧气，验满的方法是 。
(2)排水法收集了三瓶氧气，如图是硫、木炭、铁丝三种物质在氧气中的燃烧，回答问题：
①1号瓶底放水的作用是 。
②如图是进行3号瓶实验时的几种操作，更能提高实验成功率的方式是 （填编号）；
(3)某研究小组以过氧化氢溶液为原料，探究制取氧气的适宜催化剂。实验方案如下：在试管中加入20mL5%H2O2溶液，分别取等质量的重铬酸钾（K2C2O7）、CuO、Fe2O3三种物质放在锥形瓶中，采用如图实验装置进行实验，并记录锥形瓶内压强随时间变化的曲线图。
①为了证明CuO是催化剂，除了上述实验，还需要设计实验证明 。
②根据实验结果，小明认为在实验室用过氧化氢溶液制取氧气实验中，应选择重铬酸钾作为催化剂。你是否同意他的观点，并说明理由 。
6．（2024·福建厦门·三模）学习小组开展了“设计和制作家庭供氧器”的实践活动。
【活动一】选择制氧剂
查阅资料：
①过碳酸钠制氧气的反应为：，过氧化钠制氧气的反应为：。
②不同药品制氧气的成本、反应条件及使用注意事项如下表：
序号 药品 药品状态 药品成本（每生成100g氧气） 反应条件 使用注意事项
1 高锰酸钾 固态 29.58元 加热 远离火种、热源等
2 过氧化钠 固态 5.85元 常温 远离水、易燃物、火种、热源等
3 过碳酸钠 固态 2.62元 常温 远离水、易燃物等
二氧化锰 固态
(1)实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为 。根据上表信息，小组同学认为高锰酸钾不适合作“家庭供氧器”的制氧剂，除了安全问题，原因可能是 （写一个）。
(2)10g过氧化钠和10g过碳酸钠生成氧气的质量与时间关系如图1所示，根据图1分析“家庭供氧器”的制氧剂用过碳酸钠不用过氧化钠的原因是 。
【活动二】制作供氧器
学习小组利用身边物品，模仿市售制氧机，自制了如图2的简易供氧器。
(3)在供给氧气的过程中，氧气能从A瓶中逸出，是因为氧气具有 的物理性质。
(4)验证A瓶导出的气体是氧气的方法是 。
【活动三】使用供氧器
学习小组利用图2所示装置，设计实验方案，探究药品的用量和温度对制氧速率的影响，结果如下表：
实验序号 过碳酸钠的质量 二氧化锰的质量 水的体积 温度 收集100ml氧气所用的时间
① 10g 0.3g 100ml 26℃ 36.59s
② 20g 0.3g 100ml 26℃ 11.67s
③ 10g 0.3g 100ml 41℃ 22s
④ _______ 待测
(5)由实验①和②可以得出的结论是 。
(6)实验③若将温度升高至50℃，则收集100ml氧气所用的时间 （填“>”“<”或“=”）22s。
(7)实验④与实验③对比，探究催化剂用量对制氧速率的影响，应选择药品的用量和温度是 。
(8)反思上述活动，提出一个关于不同条件下过碳酸钠制氧速率还可探究的问题： 。
答案和解析
考向一 空气的成分及用途
角度1 空气成分含量高低的判断
1．（2024·辽宁）空气的成分按体积计算，含量最高的是
A．氧气 B．氮气 C．二氧化碳 D．稀有气体
【答案】B
【解析】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%、其他气体和杂质0.03%；空气的成分按体积计算，含量最高的是氮气。
2．（2024·山东滨州）下列关于空气的说法错误的是
A．空气中氮气的质量分数为78% B．稀有气体可用于制造电光源
C．氧气能供给生物呼吸 D．植树造林可以改善空气质量
【答案】A
【解析】A、空气中氮气占空气总体积78%，不是质量分数，故A符合题意；
B、稀有气体通电时会发出不同颜色的光，可制造多种电光源，故B不符合题意；
C、氧气用于供给动植物的呼吸，故C不符合题意；
D、植树造林可以吸收有害气体，改善空气质量，故D不符合题意。
易错提醒空气的成分按体积分数计算，大约是：氮气78%、氧气21%、稀有气体0.94%、二氧化 碳0.03%、其他气体和杂质0.03%。注意体积分数和质量分数的区别。
角度2 空气中成分的用途
1．（2024·海南）“蛟龙”号载人潜水器在深海工作时，携带的气体中能供给呼吸的是
A．氧气 B．氮气 C．水蒸气 D．二氧化碳
【答案】A
【解析】A、氧气能供给呼吸和支持燃烧等，故选项正确；
B、氮气做保护气、冷冻麻醉剂等，不能供给呼吸，故选项错误；
C、水蒸气不能供给呼吸，故选项错误；
D、二氧化碳可以灭火、做化工原料等，不能供给呼吸，故选项错误。
2．（2024·山东东营）载人飞艇的气囊内填充的气体是
A．甲烷 B．二氧化碳 C．氦气 D．氮气
【答案】C
【解析】A、甲烷密度比空气小，但具有可燃性，存在安全隐患，不能用于填充载人飞艇的气囊；
B、二氧化碳密度比空气大，不能用于填充载人飞艇的气囊；
C、氦气的密度小、化学性质稳定，可用于填充载人飞艇的气囊；
D、氮气密度与空气的密度相差较小，不能用于填充载人飞艇的气囊；
3．（2024·黑龙江牡丹江）下列关于氧气用途的说法错误的是
A．炼钢 B．航天燃料 C．医疗急救 D．潜水
【答案】B
【解析】A、氧气具有助燃性，可用于炼钢，该选项不符合题意；
B、氧气具有助燃性，可用作助燃剂，用于航天，氧气不具有可燃性，不可用作燃料，该选项符合题意；
C、氧气可以供给呼吸，可以用于医疗急救，该选项不符合题意；
D、氧气可以供给呼吸，可以用于潜水，该选项不符合题意；
易错提醒氧气支持燃烧，具有助燃性，但氧气本身不具有燃烧性，不能作为燃料。
角度3 空气中物质的性质与用途的对应关系
1. （2024·内蒙古赤峰）随着科技的发展，空气中各成分的应用越来越广泛。下列用途主要利用物理性质的是
A．氮气——充氮包装 B．氧气——医疗急救
C．稀有气体——激光技术 D．二氧化碳——气体肥料
【答案C
【解析】A、氮气化学性质不活泼，可用于填充包装，该性质属于化学性质，A错误；
B、氧气可供给呼吸，呼吸作用消耗糖类和氧气，产生二氧化碳和水，利用的是氧气的化学性质，B错误；
C、稀有气体通电能发出不同颜色的光，可用于制造电光源，此过程不产生新物质，该性质属于物理性质，C正确；
D、二氧化碳是光合作用的原料，二氧化碳和水经光合作用转化为糖类和氧气，利用的是二氧化碳的化学性质，D错误。
2．（2024·西藏）空气由多种物质组成，是一种宝贵的资源。空气中物质的性质与用途对应关系正确的是
A．氧气能支持燃烧，可用来灭火
B．稀有气体具有稳定性，可作电光源
C．氮气的化学性质不活泼，可作保护气
D．二氧化碳气体密度比空气大，可用于人工降雨
【答案】C
【解析】A、氧气能支持燃烧，可作助燃剂，故A错误；
B、稀有气体通电会发出不同颜色的光，可制成多种用途的电光源，故B错误；
C、氮气的化学性质不活泼，可作保护气，故C正确；
D、固体二氧化碳升华吸热，可用于人工降雨，故D错误。
易错提醒稀有气体化学性质不活泼，可以用作保护气，稀有气体作电光源，是利用了其通电可发出不同颜色的光，属于物理性质。
考向二 空气的污染与防治
角度1 判断物质是否为空气污染物
1．（2024·吉林）洁净的空气对人和其他动植物都非常重要。下列气体会对空气造成污染的是
A．二氧化硫 B．氧气 C．二氧化碳 D．氮气
【答案】A
【解析】A、二氧化硫在空气中易形成硫酸，引起酸雨，会污染空气，符合题意；
B、氧气是空气的组成成分之一，不会污染空气，不符合题意；
C、二氧化碳是空气的组成成分之一，不会污染空气，不符合题意；
易错提醒二氧化碳能造成温室效应加剧，但不是空气污染物和有害气体。
D、氮气是空气的组成成分之一，不会污染空气，不符合题意。
2．（2024·江西·中考真题）洁净的空气对人类非常重要。下列气体不会污染空气的是
A．氮气 B．一氧化碳 C．二氧化硫 D．二氧化氮
【答案】A
【详解】A、氮气不会污染空气，故A符合题意；
B、一氧化碳有毒，会污染空气，故B不符合题意；
C、二氧化硫有毒，会污染空气，故C不符合题意；
D、二氧化氮有毒，会污染空气，故D不符合题意；
角度2 空气污染的防治措施
（2024·北京）为防治大气污染，下列做法不可行的是
A．加强扬尘管控 B．使用清洁能源
C．直接排放工业废气 D．加强大气质量监测
【答案】C
【解析】A、加强扬尘管控，可以减少空气污染，保护环境，不符合题意；
B、使用清洁能源，可以减少化石燃料的使用，减少污染物的排放，保护环境，不符合题意；
C、直接排放工业废气，会污染空气，符合题意；
D、加强大气质量监测，可以减少空气污染，保护环境，不符合题意。
考向三 空气中氧气含量的测定
角度1 化学家对与空气中氧气含量的研究
1.（2024·江苏无锡·中考真题）通过实验测定了空气成分的科学家是
A．牛顿 B．道尔顿 C．拉瓦锡 D．门捷列夫
【答案】C
【详解】A、牛顿发现了力学定律，不符合题意；
B、道尔顿提出了原子论，不符合题意；
C、拉瓦锡用定量的方法测定了空气的成分，得出空气是由氮气和氧气组成的，符合题意；
D、门捷列夫发现了元素周期律并编制出元素周期表，不符合题意。
2.（2024·四川成都节选）空气中含有多少氧气呢？学习小组开展“测定空气里氧气含量”的探究活动。
二百多年前，化学家拉瓦锡利用汞能和氧气发生反应的原理，采用图1装置测出氧气约占空气体积的1/5。
(1)加热时，曲颈甑内液态汞表面产生红色粉末，玻璃钟罩内的现象是 ，产生该现象的原因是 。
【答案】(1)汞液面上升 汞与氧气反应，钟罩内气体减少，气压减小
【详解】（1）汞与氧气反应生成氧化汞，导致钟罩内气体减少，气压减小，玻璃钟罩内汞液面上升。
角度2 测定空气中氧气含量的实验
1．（2024·陕西节选）根据下面图示的三个实验回答问题。
(1)写出标有序号①的仪器名称： 。
(2)实验乙中，发生反应的化学方程式是
(3)实验甲中， （填“能”或“不能”）用细铁丝代替红磷测定空气中氧气的含量。
【答案】(1)水槽 (2) (3)不能
【详解】（1）实验甲中仪器①的名称为水槽；故填：水槽。
（2）实验乙中发生的反应是铁丝在氧气中燃烧生成黑色固体四氧化三铁，反应的化学方程式为；故填：。
（3）实验甲不能用细铁丝代替红磷测定空气中氧气的含量，因为铁丝在空气中不能燃烧，只能在氧气中燃烧；故填：不能。
2. （2024·内蒙古赤峰）如图是测定空气中氧气含量的改进实验装置（夹持装置已省略），对该实验认识正确的是
A．现象：实验过程中，红磷燃烧，产生大量白雾 B．推论：实验后，玻璃管中剩余气体具有可燃性
C．分析：红磷的量多或少，都不会影响实验结果 D．评价：用改进装置实验，能减少对空气的污染
【答案】D
A、实验过程中，红磷燃烧，产生大量白烟，A错误；
B、实验后，红磷有剩余，且不再燃烧，说明玻璃管中剩余气体不具有可燃性，B错误；
C、红磷必须过量，确保试管中的氧气被完全消耗，红磷不足会导致试管中有氧气剩余，测量结果偏小，C错误；
D、红磷燃烧产生的五氧化二磷是有毒物质，该装置在密封装置内引燃红磷，能减少五氧化二磷对空气的污染，D正确。
3．（2024·黑龙江节选）结合下列教材中的实验，按要求回答问题：
(1)测定空气中氧气含量实验，测量结果偏小的可能原因是 （答一点）。
(2)硫在氧气中燃烧实验，集气瓶内水的作用是 。
【答案】(1)红磷的量不足或装置漏气或未冷却至室温就打开止水夹
(2)吸收二氧化硫，防止污染空气
【详解】（1）在测定空气中氧气含量实验中，实验结果偏小，可能是红磷的量不足，不能将装置内氧气耗尽，也可能是装置漏气，在冷却至室温的过程中，外界空气进入占据了一定的体积，也可能是未冷却至室温就打开止水夹，气体受热膨胀，占据了一定的体积；
（2）硫在氧气中燃烧生成二氧化硫，二氧化硫有毒，散逸到空气中，会污染空气，二氧化硫能与水反应，故集气瓶内水的作用是：吸收二氧化硫，防止污染空气。
角度3 空气中氧气含量测定实验装置的改进
1．（2024·北京）用如图所示装置进行实验，测定出空气中约占（按体积计算）。下列叙述不正确的是
A．②中瓶内空气的体积约为200mL B．可加热铁丝引燃铜匙中的白磷
C．白磷的作用是消耗②中瓶内的 D．最终注射器活塞移至约40mL刻度线处
【答案】D
【详解】A、根据题意打开胶塞，取出200mL水，②中瓶内空气的体积约为200mL，说法正确，不符合题意；
B、铁具有良好的导热性，可加热铁丝引燃铜匙中的白磷，说法正确，不符合题意；
C、白磷燃烧是与空气中氧气反应，能消耗瓶内的氧气，使容器内压强减小，打开弹簧夹，注射器活塞向左移动，移动的体积为消耗的氧气，说法正确，不符合题意；
D、氧气约占空气体积的五分之一，瓶内空气体积约为 200mL，消耗的氧气约为 40mL，注射器活塞向左移动40mL，最终注射器活塞会移至约 100mL-40mL=60mL 刻度线处，说法错误，符合题意。
2. （2024·吉林）为探究铜的化学性质，某同学借助氧气传感器在密闭装置中进行下图所示实验，观察实验现象并分析氧气含量随时间变化的曲线图。其中终点D（203，6.15%）表示时间为203秒时，装置中氧气含量为6.15%。结合图示判断下列说法错误的是
A．加热前的空气样品中氧气含量为20.99%
B．铜在加热条件下能与氧气发生化学反应
C．拐点C至终点D所对应的时间范围内，装置内物质的总质量逐渐减少
D．通过现象证据和数据证据，可以从定性和定量的视角分析得出合理解释
【答案】C
【详解】A、根据图示可知，加热前的空气样品中氧气含量为 20.99%，说法正确，不符合题意；
B、加热过程中氧气含量减少，说明铜在加热条件下能与氧气发生化学反应，说法正确，不符合题意；
C、在密闭装置中进行实验，化学反应遵循质量守恒定律。拐点 C 至终点 D 所对应的时间范围内，铜与氧气发生反应生成氧化铜，但装置内物质的总质量不变，说法错误，符合题意；
D 、通过铜表面变黑的现象证据（定性）和氧气含量变化的数据证据（定量），可以从定性和定量的视角分析得出合理解释，说法正确，不符合题意。
3．（2024·江苏宿迁节选）以下是利用铜、铁等物质进行的实验，请回答下列问题。
(1)图1是“测定空气中氧气含量”的实验。
①该实验原理的化学方程式是 。
②注射器在该实验中的作用是 （写出一点即可）。
【答案】(1) 便于推动注射器活塞，使铜丝与氧气充分反应或可以通过注射器活塞的移动直观地显示出装置内压强的变化等（合理即可）
【详解】（1）①铜在加热条件下与氧气反应生成氧化铜，容器内压强减小，注射器的活塞在大气压的作用下，向右移动，容器内气体减少的体积为空气中氧气的体积，化学方程式为：；
②注射器在该实验中的作用有：便于推动注射器活塞，使铜丝与氧气充分反应；可以通过注射器活塞的移动直观地显示出装置内压强的变化等。
4．（2024·四川成都节选）空气中含有多少氧气呢？学习小组开展“测定空气里氧气含量”的探究活动。
资料：1．红磷的着火点是240℃，白磷的着火点是40℃。
2．相同的温度和体积下，气体压强与分子数成正比。
3．相同的温度和压强下，气体体积与分子数成正比。
【设计与实验】
设计并利用图2装置测空气里氧气含量。
(2)主要步骤如下，正确的顺序为 （填序号）。
①弹簧夹夹紧胶皮管
②红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹
③点燃红磷后立即伸入瓶中并塞紧塞子
④在集气瓶中加入少量水，将水面上方空间分成5等份
(3)实验结束，集气瓶中剩余气体的主要成分是 。
【优化与实验】
同学们利用图2装置多次实验，水面均未上升到刻度“1”。经讨论后，分别取足量红磷、白磷采用图3装置进行实验，记录并处理数据分别如图4、图5。
(4)图4中氧气含量从8.05%上升到9.26%，原因可能是 。
(5)图5中BC段压强增大，原因是 。计算白磷消耗的氧气占空气体积的 %（精确到0.01%）。
【反思与交流】
(6)图2实验水面未达到刻度“1”，原因是装置中的氧气未消耗完。红磷燃烧不能将氧气消耗完的主要原因是 。
(7)上述实验中白磷和五氧化二磷有毒，对环境“不友好”。结合实验原理和药品弊端，可选择的替代药品有 （写一种）。
【答案】(2)④①③② (3)氮气
(4)反应结束后，温度下降气体逐渐混合均匀/温度下降水蒸气变成液态，氧气含量增大
(5) 反应刚开始，温度升高对压强的影响比气体减少对压强的影响大 19.37
(6)反应一段时间后，氧气浓度下降到一定程度，燃烧放出的热量减少，温度降低到红磷着火点以下，红磷熄灭，所以氧气消耗不完（合理即可）
(7)铜粉
【详解】（2）该实验操作的正确顺序是：检验装置的气密性。在集气瓶中加入少量水，并将水面上方空间分成5等份；用弹簧夹夹紧胶皮管；点燃红磷，立即伸入瓶中并把塞子塞紧；待红磷熄灭并冷却至室温后，打开弹簧夹；故答案为：④①③②；
（3）由于氧气占空气体积的五分之一，红磷燃烧消耗了氧气，实验结束，集气瓶中剩余气体的主要成分是氮气；
（4）白磷燃烧消耗氧气并放出热量，而其他气体不变，氧气的含量逐渐减小，但反应结束后，温度下降，气体逐渐混合均匀或温度下降水蒸气变成液态，导致氧气的含量逐渐增大；
（5）红磷燃烧放热，温度升高，装置内压强增大，消耗氧气，装置内压强减小，温度升高所增加的气压大于氧气消耗所减小的气压，所以BC段压强增大；用如图所示数据计算，用这种方法测得的空气中氧气的体积分数是：；
（6）红磷燃烧发热，但反应一段时间后，氧气浓度下降到一定程度，燃烧放出的热量减少，温度降低到红磷着火点以下，红磷熄灭，导致氧气消耗不完；
（7）铜粉在空气中加热生成氧化铜固体，不会造成污染。
考点二 氧气的性质
考向一 氧气的物理性质
1.（2024·广西）潜水员水下作业时需要携带氧气瓶，这是因为氧气
A．无色无味 B．密度比空气大 C．能支持燃烧 D．能供给呼吸
【答案】D
【详解】潜水员水下作业时需要携带氧气瓶，这是因为氧气能供给呼吸，与氧气无色、无味、密度比空气大、能支持燃烧无关，故选：D。
2．（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．
【答案】D
【详解】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；
考向二 氧气的化学性质
角度1 物质与氧气反应的现象与结论
1.（2024·广西）下列物质能在氧气中剧烈燃烧，产生火星四射现象的是
A．蜡烛 B．红磷 C．木炭 D．铁丝
【答案】D
【详解】A、蜡烛在氧气中剧烈燃烧，发出白光，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体，故A错误；
B、红磷在氧气中燃烧，产生大量的白烟，生成一种白色固体，故B错误；
C、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C错误；
D、铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成一种黑色固体，故D正确。
故选D。
2.（2024·天津）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
【详解】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。
易错提醒1.实验现象是描述人通过感觉器官所感知的现象，一般不出现生成物的名称，结论是经过分析、推断得出的。2.白烟指的是固体小颗粒，白雾指的是小液滴，不能说生成白色烟雾。
角度2 物质与氧气反应的化学方程式
1．（2024·山东枣庄）关于氧气性质的实验，下列现象与化学方程式均正确的是
选项 实验 现象 化学方程式
A 木炭在氧气中燃烧 发出红光，生成黑色固体
B 铁丝在氧气中燃烧 火星四射，生成黑色固体
C 镁带在空气中燃烧 发出耀眼的白光，生成白色固体
D 红磷在空气中燃烧 产生黄色火焰，生成黄烟
A．A B．B C．C D．D
【答案】B
【详解】A、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，现象不正确；碳燃烧生成二氧化碳，方程式正确，该选项不符合题意。
B、铁丝在氧气中，剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，现象正确；铁丝燃烧生成四氧化三铁，方程式正确，该选项符合题意。
C、镁燃烧时发出耀眼的白光，生成白色固体，现象正确；镁燃烧生成氧化镁，氧化镁的化学式为MgO，正确的方程式为，该选项不符合题意。
D、红磷燃烧，产生黄色火焰，产生大量白烟，现象不正确；红磷燃烧生成五氧化二磷，正确的方程式为，该选项不符合题意。
2．（2024·内蒙古通辽）通过化学课的学习，我们可以从不同视角认识化学反应。关于反应。下列说法不正确的是
A．物质变化：镁和氧气反应生成氧化镁
B．能量变化：镁燃烧将化学能转化为热能、光能
C．反应条件：镁接触氧气就能燃烧
D．反应现象：发出耀眼白光、释放大量热、生成白色粉末
【答案】C
【详解】A. 物质变化：镁和氧气反应生成氧化镁，此选项正确；
B. 能量变化：镁燃烧将化学能转化为热能、光能，此选项正确；
C. 反应条件：镁接触氧气、温度达到着火点才能燃烧，此选项错误；
D. 反应现象：发出耀眼白光、释放大量热、生成白色粉末，此选项正确。
考点三 氧气的制取
考向一 氧气的工业制取
1．（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
D．氮气化学性质不活泼，可用来延长食品保质期
【答案】A
【详解】A、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，说法错误，符合题意；
B、工业上可用分离液态空气法制氧气，说法正确，不符合题意；
C、氧气约占空气体积的，其用途是供给呼吸、支持燃烧，说法正确，不符合题意；
D、氮气化学性质不活泼，可用作保护气来延长食品保质期，说法正确，不符合题意。
2．（2024·黑龙江大庆节选）2024年4月25日，神舟十八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，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)实验室常用加热氯酸钾和二氧化锰的混合物的方法制氧气，写出该反应的化学方程式： ；工业上选择空气为原料制氧气的主要原因是 。
(2)分离液态空气获得氧气的模拟实验过程如图1所示：
浸入液氮一段时间后，试管内产生一定体积的液态空气。取出试管，液态空气沸腾，伸入燃着的木条，木条熄灭，导致木条熄灭的原因是 ；1分钟后伸入带火星的木条，观察到木条复燃，导致木条复燃的原因是 。
(3)利用分子筛可将氧分子从空气中“筛”出去，氮分子不能通过分子筛，从而获得高浓度的氧气。其原理如图，由此可知两种分子的大小：N2 O2（填“>”或“<”）。
【答案】(1) 氧气占空气体积的21%，空气是廉价易得的原料，所以航天工业以空气为原料制氧。
(2) 液氮的沸点低，先从液态空气中扩散出来，且氮气不能助燃 液氧的沸点高，后从液态空气中扩散出来，且氧气具有助燃性
(3)＞ (4) (5)宇航员的呼吸作用 (6)abc
【详解】（1）氯酸钾在二氧化锰作催化剂的条件下分解产生氯化钾和氧气，故方程式为：；
氧气占空气体积的21%，空气是廉价易得的原料，所以工业制取大量氧气以空气为原料；
（2）液氮的沸点低，先从液态空气中扩散出来，且氮气不能助燃，液氧的沸点高，后从液态空气中扩散出来，且氧气具有助燃性，所以取出试管，液态空气沸腾，伸入燃着的木条，木条熄灭，1分钟后伸入带火星的木条，观察到木条复燃；
（3）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，由图可知，除去了大分子的氮气，所以氮气分子大于氧气分子；
考向二 氧气的实验室制取
角度1 制取装置的选择与操作正误判断
1．（2024·江苏南通）“实验室用H2O2、MnO2制取O2”涉及的实验装置及操作不正确的是
A．装入MnO2 B．制备O2
C．干燥O2 D．收集O2
【答案】B
【详解】A、取用粉末状药品，试管倾斜（或平放），用药匙或纸槽把药品送到试管底部，然后使试管直立起来，图中所示操作正确。
B、用图示装置制取氧气时，长颈漏斗的下端要伸入液面以下，以防生成的氧气由长颈漏斗逸出，图中所示操作错误。
C、用浓硫酸干燥氧气时，氧气应从长管通入，经浓硫酸干燥后由短管排出，图中所示操作正确。
D、氧气的密度比空气大，且与空气中的其他成分不反应，因此可采用向上排空气法来收集氧气，图中所示操作正确。
2．（2024·广东）实验室制取O2，下列操作、药品和装置选择不合理的是
A．选择药品 B．检查气密性
C．发生装置 D．收集装置
【答案】C
【详解】A.实验室可以通过加热高锰酸钾生成氧气，故A正确；
B.有气体生成或参与的反应需要进行气密性检查，用手捂住试管，导管口放水中，如果导管口有气泡生成，松手后，导管内形成一段水柱，说明气密性良好，故B正确；
C.加热固体制取氧气时，试管口应略向下倾斜，防止冷凝水倒流，使试管炸裂，故C错误；
D.氧气密度比空气大，可以用向上排空气法，多功能瓶收集氧气时，氧气应从长管通入，空气由短管排出，故D正确；
角度2 制取氧气操作先后顺序判断
1．（2024·江苏扬州）实验室用制取并用排水集气法收集较纯净的。下列实验操作的先后顺序合理的是
A．检查装置气密性时，先用手握住试管，再将导管的一端伸入水中
B．先向试管中加入固体，再检查装置气密性
C．实验时，先将导管伸入集气瓶中，再点燃酒精灯
D．气体收集完毕后，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯
【答案】D
【详解】A、检查装置的气密性时，应先将导管的一端伸入水中，然后用手紧握试管，观察导管口是否有气泡冒出，有气泡冒出，说明装置气密性良好，不符合题意；
B、应先检查装置的气密性，然后向试管中加入高锰酸钾固体，防止装置漏气，浪费药品，不符合题意；
C、实验时，先点燃酒精灯，待导管口气泡连续均匀冒出时，再将导管伸入集气瓶中开始收集氧气，因为一开始排出的是空气，不符合题意；
D、气体收集完毕后，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，防止水倒流，炸裂试管，符合题意。
2. （2024·江苏盐城）实验《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；
角度3 制氧气常规实验综合题
1．（2024·四川成都）氧气的制取和性质实验如图。下列说法正确的是
A．发生装置仅由药品状态决定 B．该装置能收集到纯净的氧气
C．红热木炭应迅速伸入集气瓶瓶底 D．制取氧气的原料一定含有氧元素
【答案】D
【详解】A、发生装置由反应物状态和反应条件共同决定，故选项说法错误；
B、该装置只能收集到较为纯净的氧气，收集的氧气中会混入水蒸气等杂质，故选项说法错误；
C、木炭在氧气中燃烧实验中，要把红热的木炭缓慢放入集气瓶中，以利于木炭与氧气充分接触，防止氧气受热逸出，实验现象不明显，故选项说法错误；
D、由质量守恒定律可知，化学反应前后元素的种类不变，则制取氧气的原料一定含有氧元素，故选项说法正确；
2．（2024·四川巴中）化学是一门以实验为基础的科学。根据下列实验装置图回答有关问题：
(1)装置B或C可用于实验室制取CO2，装置C相对于装置B的优点是 。
(2)实验室选用装置A、D用于高锰酸钾制取O2，化学方程式是 ；装置A中棉花的作用是 ；实验结束时先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，理由是 。
(3)装置E中铁丝燃烧的现象是 ，集气瓶底部的水 (选填“能”或“不能”)用细沙代替。
【答案】(1)可以控制反应的发生与停止
(2) 防止加热时试管内粉末状物质进入导管 防止水倒吸，炸裂试管
(3) 剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，放出大量的热 能
【详解】（1）与装置B相比，装置C可将固体置于多孔隔板上，关闭弹簧夹，通过长颈漏斗添加液体，固液接触，生成气体，装置内压强增大，将液体压入长颈漏斗中，固液分离，反应停止，打开弹簧夹，气体导出，固液接触，反应开始，故优点是：可以控制反应的发生和停止；
（2）高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的化学方程式为：；
装置A中棉花的作用是：防止加热时试管内粉末状物质进入导管；
实验结束时先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，理由是：防止水倒流，炸裂试管；
（3）装置E中，铁丝在氧气中燃烧的现象是：剧烈燃烧、火星四射，生成黑色固体，放出大量的热；
铁丝在氧气中燃烧，放出大量的热，集气瓶底部水的作用是：防止高温熔融物溅落，炸裂瓶底，故集气瓶底部的水能用细沙代替。
3．（2024·辽宁节选）实验是学习化学的重要途径。
I．氧气的实验室制取与性质

(1)反应原理：用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为 。
(2)注意事项：用装置A和装置B制取氧气，为确保装置不漏气，应先检查装置的 ；集满氧气后，为防止水倒吸，应先 （填“将导管移出水面”或“熄灭酒精灯”）。
(3)气体收集：用装置C收集氧气，是利用了氧气的密度比空气 的性质；检验氧气集满的操作为 。
(4)性质验证：将装置A中产生的氧气通向D中红热的木炭，木炭燃烧变旺，说明氧气具有的化学性质为 。
(2) 气密性 将导管移出水面
(3) 大 将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，说明氧气已收集满
(4)助燃性
【详解】（1）用高锰酸钾制取氧气的原理是高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，化学方程式为；
（2）用装置A和装置B制取氧气，为确保装置不漏气，应先检查装置的气密性；
集满氧气后，为防止水倒吸，应先将导管移出水面，再熄灭酒精灯；
（3）用装置C收集氧气，是利用了氧气的密度比空气大的性质；
检验氧气集满的操作：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，说明氧气已收集满；
（4）将装置A中产生的氧气通向D中红热的木炭，木炭燃烧变旺，说明氧气具有的化学性质为助燃性。
4．（2024·甘肃兰州）请结合下列实验装置图回答问题。
(1)仪器①的名称是 。
(2)若用高锰酸钾制取氧气，还应对A装置做出的改进是 ，写出该反应的化学方程式 。
(3)若实验室采用C装置代替B装置制取，突出优点是 。
(4)既不能收集，也不能收集的装置是 （填字母序号）。
(5)如果用G装置测量生成的体积，则在虚线框内还需添加的仪器是 。
【答案】(1)酒精灯 (2) 在试管口塞一团棉花
(3)可随时控制反应的发生与停止 (4)E (5)量筒
【详解】（1）仪器①的名称是酒精灯；
（2）若用高锰酸钾制取氧气，还应对A装置做出的改进是在试管口放一团棉花，防止加热时粉末状物质进入导管，堵塞导管；
高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，化学方程式为；
（3）若实验室采用C装置代替B装置制取CO2，装置C中，当打开弹簧夹时，长颈漏斗内的液体进入试管，使试管内液面上升到多孔塑料隔板以上，与固体试剂接触，开始反应；当关闭弹簧夹时，产生的气体无法排出，在试管上半部分聚积，使试管内部气压增大，将液体压回到长颈漏斗，使液面降到多孔塑料隔板以下，使反应物相互分离，反应停止，故该装置的突出优点是可随时控制反应的发生与停止；
（4）氧气密度比空气大，氧气不易溶于水，可选择D向上排空气法或F排水法收集，二氧化碳能溶于水且能与水反应，二氧化碳密度比空气大，可选择D向上排空气法收集，故既不能收集O2，也不能收集CO2的装置是E向下排空气法；
（5）氧气不易溶于水，氧气的密度比水小，如果用G装置测量生成O2的体积，氧气从短管通入，排出水的体积即为生成氧气的体积，则在虚线框内还需添加的仪器是量筒。
5．（2024·江西）根据图回答有关问题：
(1)仪器①的名称是 。
(2)实验室用装置B制取二氧化碳时，长颈漏斗下端应伸入液面下的目的是 ，与装置B相比，装置C的优点是 。
(3)实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为 ，用装置D收集氧气时，气体应从导管口 （填字母）通入。
(4)将收集的氧气倒入装置E的烧杯中，观察到带火星的木条自下而上依次复燃，说明氧气具有的性质是 和 。
【答案】(1)铁架台 (2)防止气体从长颈漏斗逸出 可控制反应速率（或获得平稳气流等）
(3) a
(4)密度比空气大 能支持燃烧（或能使带火星的木条复燃等）
【详解】（1）仪器①的名称是铁架台；
（2）实验室用装置B制取二氧化碳时，长颈漏斗下端应伸入液面下的目的是形成液封，防止气体从长颈漏斗逸出；C中的分液漏斗能控制液体的滴加速率，从而能控制反应的速度，与装置B相比，装置C的优点是可控制反应速率（或获得平稳气流等）；
（3）高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的化学方程式是；氧气的密度小于水，用装置D收集氧气时，气体应从导管口a通入，水从b 端排出；
（4）将收集的氧气倒入装置E的烧杯中，发现木条复燃，说明能支持燃烧（或能使带火星的木条复燃等），带火星的木条自下而上依次复燃，说明氧气密度比空气大。
角度4 制取氧气方法的改进
1．（2024·内蒙古呼和浩特节选）小柯自制了如图2的简易供氧器，反应的化学方程式为 。图2中甲的设计优点是 。
【答案】 可以控制反应的发生和停止
【详解】过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气，反应的化学方程式为：；利用可以抽拉的线绳，可以实现二氧化锰与过氧化氢溶液的接触与分离，这样设计的优点是可以控制反应的发生和停止。
2．（2024·四川德阳）化学科学的本质是实验探究。图2为某同学在跨学科实践活动中设计的简易供氧器。
(3)若试剂甲为MnO2，根据所学知识选择试剂乙，反应仓中产生O2的化学反应原理是 （用化学方程式表达）。
(4)加湿过滤仓中H2O的作用有 （填标号）。
a．吸收杂质提纯O2 b．观察O2产生的速率 c．加快O2的生成 d．保证供给O2的湿度需求
(5)调节供氧流速可以 （填具体操作）。
【答案】(3)2H2O22H2O+O2↑ (4)abd (5)向下推动注射器的快慢
【详解】（3）若试剂甲为MnO2，反应仓是在固液常温条件下制取氧气，即过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑，故填：2H2O22H2O+O2↑；
（4）a．加湿过滤仓中的H2O能溶解一些可能存在的杂质气体，可以提纯O2，故选项符合题意；
b．可通过产生气泡的速率观察生成氧气的速率，故选项符合题意；
c．加湿过滤仓中的H2O不能加快生成氧气的速率，故选项不符合题意；
d．加湿过滤仓有保证供给O2的湿度需求的作用，故选项符合题意；
故选abd；
（5）可以通过向下推动注射器的快慢，控制液体滴加速率，来调节供氧流速，故填：向下推动注射器的快慢。
3．（2024·山东济南节选）兴趣小组的同学根据实验室制取氧气原理设计了简易供氧器。
装置：如图所示。
试剂：共5份（每份包含溶质质量分数为的过氧化氢溶液、颗粒状二氧化锰、纯净水）。
①请完成该供氧器的说明书：
a.制氧原理： （用化学方程式表示）。
b.使用方法：先将纯净水加入 （填“甲”或“乙”）瓶并拧紧接有吸气面罩的瓶盖，再将二氧化锰和过氧化氢溶液加入 （填“甲”或“乙”）瓶并拧紧瓶盖，乙瓶中的气泡连续均匀冒出时，开始吸氧。
c.每份试剂最大供氧质量：。
d.使用完毕，倒出残液，清洗装置。
②请对此简易供氧器提出具体改进建议： 。
【答案】 乙 甲 使用轻质材料 ：选择轻便且耐用的材料制作供氧器的外壳和部件，减少整体重量
【详解】过氧化氢在二氧化锰作为催化剂生成水和氧气，化学方程式为，先将纯净水加入乙瓶中，为产生的氧气增加湿度，然后在甲瓶中加入氧化锰和过氧化氢溶液产生氧气，氧气通过甲瓶上端排向乙瓶。简易供氧器提出具体改进建议可以从 使用轻质材料 、增强安全措施 等方面提出建议。
4．（2024·山东东营节选）特定人群、环境对氧气的需求不同。如何基于特定需求设计和制作简易供氧器呢？在老师的指导下，同学们开展了下列活动。
【界定任务】
(1)小英同学认为，首先了解制作简易供氧器的供氧原理再确定制取装置。同学们一致认为制作简易供氧器还需要考虑物质变化、能量变化、反应速率、制得氧气的纯度、制氧剂的用量和配比等。根据 确定发生装置，根据氧气的密度和溶解性等确定收集装置。
【模仿改造】
化学制氧机（原理图见图1）利用过碳酸钠白色固体、二氧化锰黑色粉末产生氧气。过碳酸钠（）加水溶解会分解生成碳酸钠和过氧化氢。用该制氧机制氧时，在反应仓中加入适量水，再先后加入过碳酸钠和二氧化锰，反应仓内有黑色粉末翻腾，变得浑浊，仓壁变得温热，过滤仓底部导气管口有气泡冒出。
(2)加湿过滤仓不仅可以过滤杂质，利用氧气 溶于水的性质，使氧气变得湿润；而且根据 来判断产生氧气的速率。
(3)验证加湿过滤仓导出的气体是氧气的方法： 。
(4)制氧机内部气流采用高压进低压出（即产生的气体在高处聚集，经导管从低处进入加湿过滤仓）的方式，可能的原因有 。
(5)选择制作简易供氧器的反应原理时，不需要考虑的因素是 。
A．原料是否价廉易得 B．所制气体的性质 C．反应速率是否适中
D．制得气体是否纯净 E．实验条件是否易于控制 F．是否安全、环保
【评价反思】
展示环节，小英同学所在小组制作的简易供氧器（如图2）得到了大家的好评，并提出如下修改意见：在导管出口处加装一个带有调气阀的鼻氧管，以提高适用性。
【答案】(1)反应物状态和反应条件 (2) 不易 产生气泡的快慢
(3)将带火星的木条放在导管口，若木条复燃，则说明为氧气
(4)更利于气体排出，有利于提纯氧气 (5)B、D
【详解】（1）根据反应物状态和反应条件来确定发生装置；根据氧气的密度和溶解性等确定收集装置；
（2）加湿过滤仓不仅可以过滤杂质，利用氧气不易溶于水的性质，使氧气变得湿润；而且根据产生气泡的快慢来判断产生氧气的速率；
（3）氧气具有助燃性，则验证加湿过滤仓导出的气体是氧气的方法为：将带火星的木条放在导管口，若木条复燃，则说明为氧气；
（4）制氧机内部气流采用高压进低压出（即产生的气体在高处聚集，经导管从低处进入加湿过滤仓）的方式，可能的原因为有利于气体排出，更有利于提纯氧气；
（5）选择制作简易供氧器的反应原理时，需要考虑的因素有原料是否价廉易得、反应速率是否适中、实验条件是否易于控制、是否安全、环保，不需要考虑所制气体的性质和制得气体是否纯净，故选：BD。
5．（2024·甘肃临夏节选）化学是以实验为基础的科学，实验是科学探究的重要手段。
(1)高锰酸钾、过氧化氢、过碳酸钠可以作为化学制氧剂是因为 。
(2)过碳酸钠溶于水会分解生成碳酸钠和过氧化氢，是很好的固体氧释放剂。学习小组同学设计对比实验探究过碳酸钠的制氧原理（如下图），实验中观察到：①中迅速产生大量气泡：②中缓慢产生少量气泡。验证①中产生的气体的方法是 ，小夏认为对比实验即可证明二氧化锰起催化作用，同学们对小夏的结论提出疑问，理由是 。
【答案】(1)含有氧元素
(2)用带火星的木条伸入试管中，若木条复燃，说明管内气体是氧气 未验证二氧化锰的质量和化学性质在反应前后是否改变
【详解】（1）根据质量守恒定律，化学反应前后，元素种类不变。通过化学方法制取氧气，反应物必须含有氧元素，所以高锰酸钾、过氧化氢、过碳酸钠(2Na2CO3 3H2O)可以作为化学制氧剂是因为含有氧元素。
（2）实验目的是探究过碳酸钠的制氧原理，所以试管中产生的气体是氧气，验证氧气的方法是：用带火星的木条伸入试管中，若木条复燃，说明管内气体是氧气。
催化剂能改变反应速率，且自身的质量和化学性质在反应前后保持不变。实验中试管①中迅速产生大量气泡，试管②中缓慢产生少量气泡，说明二氧化锰能加快反应速率，但该实验未验证二氧化锰的质量和化学性质在反应前后是否改变，所以无法证明二氧化锰起催化作用。故填：未验证二氧化锰的质量和化学性质在反应前后是否改变。
角度5 有关制取氧气的计算与图像分析
1．（2024·山东日照）某同学加热一定量的氯酸钾和二氧化锰固体混合物制取氧气（）。反应一段时间后停止加热，经实验测得反应后混合物中钾元素的质量分数为39%，则反应后混合物中氯元素的质量分数为
A．20% B．35.5% C．39% D．48%
【答案】B
【详解】根据化学方程式及质量守恒定律可知，化学反应前后钾元素和氯元素质量不变，反应后混合物中钾元素的质量分数为39%，反应后混合物中钾元素和氯元素质量比不变，根据则反应后混合物中氯元素的质量分数为35.5%。
2．（2024·内蒙古通辽）实验室用加热一定质量的高锰酸钾制氧气，下列图像能正确反映对应变化关系的是
A．B．C．D．
【答案】A
【详解】A、加热到一定温度，高锰酸钾分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，随着反应的进行，氧气的质量从0开始逐渐增大，至完全反应，氧气的质量不再发生变化，故正确；
B、高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，随着反应的进行，固体的质量不断减小，至完全反应，不再发生变化，但不会减小至0，因为高锰酸钾反应完全，最终固体为锰酸钾和二氧化锰，故错误；
C、高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应前后钾元素的质量不变，随着反应的进行，固体的质量不断减小，至完全反应，不再发生变化，则固体中钾元素的质量分数逐渐增大，至完全反应不再发生改变，但反应前固体中钾元素的质量分数不为零，故错误；
D、高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，随着反应的进行，二氧化锰的质量从0开始逐渐增大，至完全反应不再发生变化，故错误；
3.（真题组合）下列图像能直观表达各种变化关系，加深对知识的理解，下列图像与其对应表述正确的是
A．用等质量、等浓度的H2O2溶液分别制取O2（2024·四川广元）
B．红磷在装有一定量空气的密闭容器中燃烧（2024·四川广元）
C．向一定量二氧化锰中加入过氧化氢溶液（2024·山东临沂）
D．加热高锰酸钾固体（2024·黑龙江大庆）
【答案】CD
【详解】A、用等质量、等浓度的H2O2溶液分别制取O2，有催化剂反应快，无催化剂反应慢，但最终生成氧气的质量相等，故选项图像错误；
B、红磷在装有一定量空气的密闭容器中燃烧，开始时燃烧放热，容器内的空气受热膨胀，压强增大，完全反应冷却至室温后，由于氧气被消耗，压强会小于原压强，故选项图像错误。
C、二氧化锰在过氧化氢分解的过程中，充当的是催化剂，其质量在反应前后不会改变，故C项正确；
D、加热高锰酸钾固体，需要加热到一定温度才开始分解，达到分解温度后，高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类和质量不变，则固体中钾元素的质量不变，由于生成了气体，固体的质量减小，则钾元素的质量分数逐渐增大，故固体中钾元素的质量分数先不变，后逐渐增大，待完全反应后，不再变化，故D项正确。
4．（2024·广东深圳）中国天宫空间站三名航天员每日需要，固体燃料氧气发生器制氧，是航天员安全可靠的供氧途径之一。向氧气发生器加入粉末状的铁粉和氯酸钠（）；点燃铁粉，铁粉剧烈燃烧，放出大量的热，受热分解为NaCl和。
(1)氯酸钠受热分解所需的能量来自于 ；
(2)三名航天员4天所需共9.6kg，则理论上至少需要加热分解的质量为多少？（的相对分子质量为106.5，列出化学方程式写出完整过程计算）
(3)①加热和混合物制取的化学方程式 ；
②在一定条件下，制取相同质量的，则加热分解 （选填/）所需质量更少。
【答案】(1)铁粉的剧烈燃烧
(2)解：设理论上至少需要加热分解NaClO3的质量为x
答：理论上至少需要加热分解NaClO3的质量为21.3kg。
(3) NaClO3
【详解】（1）根据题目信息，点燃铁粉，铁粉剧烈燃烧，放出大量的热，NaClO3受热分解为NaCl和O2，所以氯酸钠受热分解所需的能量来自于铁粉的剧烈燃烧。
（2）NaClO3受热分解为NaCl和O2，化学方程式为，O2的质量（9.6kg）为已知量，据此可通过化学方程式计算出所需NaClO3的质量，详见答案。
（3）①加热KClO3和MnO2混合物生成KCl、O2，化学方程式为：。
②根据化学方程式，每213份质量的NaClO3能分解产生96份质量的O2，根据化学方程式，每245份质量的KClO3能分解产生96份质量的O2，则制取相同质量的O2，则加热分解NaClO3所需质量更少。
1．（新情境·蒸汽眼罩）（2024·江苏徐州节选蒸汽眼罩是常见的缓解眼睛疲劳的产品，使用原理是其中的发热剂（含有铁粉、氯化钠、活性炭和吸水树脂等）能释放热量，产生水蒸气。取发热剂进行如下探究。
(2)发热剂发热的原理是铁粉与 反应生成铁锈放热，铁生锈是缓慢氧化放热不明显，而蒸汽眼罩打开即迅速升温，这与发热剂中含有的氯化钠、活性炭有关，其中活性炭具有 性。
(3)取足量发热剂测定空气中氧气的含量，装置如图，气密性良好。广口瓶容积为150mL，量筒内水的体积为50mL。一段时间后，打开弹簧夹，进入瓶内的水的体积最多为 mL。
(4)影响蒸汽眼罩使用效果的因素很多，请列举一条： 。
【答案】(2) 氧气和水 吸附 (3)30 (4)包装袋密封性不好
【详解】（2）铁生锈是铁与空气中的氧气和水反应生成的；活性炭疏松多孔，所以活性炭具有吸附性。
（3）空气中氧气约占空气体积的，因广口瓶容积为150mL，所以瓶内氧气的体积约为。
（4）蒸汽眼罩发热是铁与空气中的氧气和水反应放热，若包装袋密封性不好，铁提前反应，使用时影响蒸汽眼罩使用效果。
2．（新情境·科技与生活）（2024·北京）阅读下面科普短文。
生活中有时需要用到高浓度，供氧方式主要有氧气瓶、氧气袋和制氧机…
氧气瓶和氧气袋中的一般用深冷法制得，该方法利用物质的沸点差异，从空气中分离出。
制氧机有膜分离、变压吸附等制氧方式。膜分离制氧用到的膜材料有陶瓷、聚苯胺等，其中混合导电陶瓷分离膜的工作原理示意如图甲。变压吸附制氧常用的吸附剂是沸石分子筛。科研人员在一定条件下分别将、通过某种沸石分子筛，测定其对、的吸附情况、结果如图乙（纵坐标数值越大，代表吸附量越大）。
吸氧对于缺氧人群有一定作用，但健康人短期内高流量吸氧会对机体造成不良影响，因此不能盲目吸氧。
（原文作者刘应书、汪波等，有删改）
依据文章内容回答下列问题。
（1）供氧方式主要有 （写出一种即可）。
（2）深冷法制氧利用了物质的 （填“物理性质”或“化学性质”）差异。
（3）图甲中，表示氧分子变成氧原子的是 （填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”）。
（4）由图乙可知，25℃时吸附压越大越有利于分离和，证据是 。
（5）判断下列说法是否正确（填“对”或“错”）。
①氧气瓶中的一般用深冷法制得。
②健康人不能盲目吸氧。
【答案】（1）氧气瓶、氧气袋和制氧机
（2）物理性质
（3）Ⅱ
（4）25℃时，吸附压越大，氮气的吸附量越大，而氧气的吸附量变化不大
（5）对 对
【解析】（1）由题干信息可知，供氧方式主要有氧气瓶、氧气袋和制氧机；
（2）深冷法利用物质的沸点差异，从空气中分离出O2， 不需要通过化学变化就能表现出来，利用的是其物理性质；
（3）由图甲可知，Ⅱ中氧分子分解为氧原子；
（4）由图乙可知，25℃时，吸附压越大，氮气的吸附量越大，而氧气的吸附量变化不大，故25℃时吸附压越大越有利于分离N2和O2 。
（5）①由题干信息可知，氧气瓶和氧气袋中的O2一般用深冷法制得，故填：对；
②吸氧对于缺氧人群有一定作用，但健康人短期内高流量吸氧会对机体造成不良影响，因此不能盲目吸氧，故填：对。
3. （新考法·项目活动）（2024·江苏无锡节选）项目小组对铁系食品脱氧剂（又称为“双吸剂”）进行了如下探究。
Ⅰ.探成分
某脱氧剂标签显示含有铁粉、活性炭、食盐以及无水氯化钙等。为确定脱氧剂中铁粉的存在，进行如下实验。
实验1：取一包脱氧剂粉末，用磁铁吸引。观察到部分黑色粉末被吸引。
实验2：取实验1中被吸引的部分粉末放入试管中，加入适量硫酸铜溶液。观察到有红色固体生成。
实验3：另取被磁铁吸引的黑色粉末，撒向酒精灯的火焰。观察到粉末剧烈燃烧，火星四射。
(1)写出实验2中有关反应的化学方程式： 。
(2)铁粉在空气中能燃烧，而铁丝在空气中不易被点燃。原因是 。
Ⅱ.明原理
利用图1所示装置进行实验4和实验5。
(3)实验4：一段时间后，观察到气球变大。气球变大的原因是 。
(4)实验5：能证明脱氧剂“脱氧”的现象是 。
【答案】(1)
(2)铁粉与氧气的接触面积大（合理即可）
(3)集气瓶内氧气被脱氧剂吸收，使瓶内气压变小
【详解】（1）实验1中被磁铁吸引的粉末是铁粉，实验2中是铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，反应的化学方程式为。故填：；
（2）铁粉和铁丝的区别是与氧气的接触面积不同。铁粉与氧气的接触面积大，所以铁粉在空气中能燃烧，铁丝在空气中不易被点燃。
（3）实验4中脱氧剂中的铁粉消耗集气瓶中的氧气，使瓶内气压变小，外界空气进入气球，气球变大。
（4）实验5中脱氧剂中的铁粉消耗集气瓶中的氧气，使瓶内气压减小，打开弹簧夹后，外界大气压使烧杯中的水倒吸。故填：打开弹簧夹后，烧杯中的水倒吸。
1．（2024·广东广州二模）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
【解析】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；
2．（24-25·广东东莞.开学考试）下表是我国“祝融号”火星车到达火星表面探测的火星表面大气成分，关于火星大气成分，下列说法不正确的是
火星大气成分 二氧化碳 氮气 氩气 其他气体
体积分数 95.30% 2.70% 1.60% 0.40%
A．火星大气通入澄清石灰水会变浑浊 B．火星大气与空气成分相似
C．火星暂时不适合人类生存 D．火星大气不支持燃烧
【答案】B
【解析】A、火星大气中最主要的成分为二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水会变浑浊。所以火星大气通入澄清石灰水，澄清石灰水会变浑浊。A正确；
B、地球大气的主要成分为氮气、氧气，而火星大气中最主要的成分为二氧化碳。二者的成分不相似。B不正确；
C、火星上不含人类生存必需的氧气，所以火星暂时不适合人类生存。C正确；
D、火星大气的成分为二氧化碳、氮气 、 氩气，二氧化碳、氮气 、 氩气都不支持燃烧，所以火星大气不支持燃烧。D正确。
3．（2024·福建厦门·模拟预测）认识某品牌家用制氧机的工作原理和回收废弃物．某品牌制氧机的制氧剂为过碳酸钠和二氧化锰。
任务一：认识家用制氧机
(1)观察窗对应家用制氧机的“甲仓”位置，其目的是观察 。
(2)过碳酸钠在水的作用下分解成碳酸钠和过氧化氢，过氧化氢再分解产生氧气。
①设计一个实验方案证明甲仓出气口制得的气体是氧气： 。
②该过程中产生氧气的化学方程式为 。
任务二：回收二氧化锰
(3)制氧机使用完后的废弃物经过滤、 、 回收二氧化锰．过滤时除了图3中的实验仪器外，还需要用到 。
【答案】(1)产生气泡的速率，判断氧气的生成速率
(2)将带火星的木条放在出气口，木条复燃，则说明为氧气
(3)洗涤 干燥 玻璃棒和漏斗
【详解】（1）“甲仓”中，将氧气通入水中，可通过产生气泡的速率，判断氧气的生成速率。
（2）①氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，则可将带火星的木条放在出气口，若木条复燃，则说明为氧气。
②过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气，反应的化学方程式为：。
（3）二氧化锰难溶于水，则反应后的废弃物经过滤、洗涤、干燥可回收二氧化锰；
图3中的仪器为烧杯，过滤时，除了烧杯外，还需要玻璃棒和漏斗。
4．（23-24九年级上·辽宁抚顺·期末）请沿用科学家认识事物的方式认识“空气”。
【资料一】阅读下面科普短文，并依据短文内容回答问题。
1766年，英国科学家卡文迪许发现一种无色的可燃性气体，他将这种气体叫做“可燃空气”。同一时期，英国科学家普利斯特里，也在研究这种“可燃空气”，他发现这种气体密度只有空气的1/11，这种气体在玻璃容器燃烧，容器内壁会产生水雾。
1775年，法国科学家拉瓦锡通过实验验证空气是一种混合物，其中氧气约占 1/5。
1781年，卡文迪许改进了原来的实验方案，他用纯净的氧气代替空气，发现“可燃空气”在纯氧中可以安静燃烧，生成物只有水，没有别的物质。
1782年，拉瓦锡为证明水不是由“水元素”组成的，将水蒸气通过高温金属铁管，获得了“可燃空气”和一种黑色固体。由此他认为水是由“可燃空气”和氧结合形成的化合物。
(1)“可燃空气”的物理性质有 (填写一种即可)。
(2)“可燃空气”属于 (填“单质”或“化合物”)。
(3)分析上述史实，你认为可以证明水是由氢、氧两种元素组成的实验有___________(填序号)。
A．普利斯特里气体燃烧实验 B．1781年卡文迪许实验 C．1782年拉瓦锡实验
【资料二】冰箱中常用“气调保鲜”来达到对食物保鲜的效果，如图1所示是工业上用膜分离技术实现“气调保鲜”的流程：
(4)在空气分离后，进入冰箱保鲜室内的气体是 (填“富氧空气”或“富氮空气”)。关于富氧空气下列说法正确的是 (填字母)。
A．富氧空气是纯净物
B．潜水员水下作业时携带“富氧空气”，是因为氧气能供给呼吸
C．膜装置中没有其他物质产生
D．富氧空气中氧气和其他气体的体积比可能是1：4
【资料三】为航天员提供的“人造空气”中含有体积分数为70%的氮气、20%以上的氧气、少量二氧化碳等气体。
(5)以下是某同学对“人造空气”的分析，正确的是___________(填字母)。
A．氮气含量比空气低
B．氮气不能供给宇航员呼吸，因此“人造空气”中的氮气是多余的
C．在“人造空气”中燃着的蜡烛不会迅速熄灭
D．在太空呼吸时，呼出的气体中含量最高的是二氧化碳
(6)如图2是测定“人造空气”里氧气的含量实验装置。主要操作是：在实际容积为250mL的集气瓶里，先装进50mL的水，再按图连接好仪器，按下热的玻璃棒，白磷立即被点燃(白磷40℃即燃烧，燃烧产物与红磷相同)。冷却后，打开弹簧夹，集气瓶中水为94mL，该实验中白磷需稍过量，目的是 ，则“人造空气”中氧气含量为 。
【答案】(1)无色/密度小于空气
(2)单质
(3)ABC
(4)富氮空气 BC
(5)AC
(6)耗尽集气瓶中的氧气 22%
【详解】（1）由题中信息可知可燃空气是无色气体，密度比空气小，这些都是不需要化学变化就能表现出来的性质，属于物理性质；
（2）“可燃空气”燃烧只生成了水，根据元素守恒可知，可燃空气为氢气，属于单质；
（3）A、氢气燃烧生成水，根据反应前后元素种类不变，氢气是由氢元素组成，氧气是由氧元素组成，则说明水是由氢、氧元素组成，该选项符合题意；
B、1781年卡文迪许的实验是用纯净的氧气代替空气，发生的反应也为氢气燃烧，则也能说明水是由氢、氧元素组成，该选项符合题意；
C、1782年拉瓦锡的实验中，水蒸气和铁反应生成氢气和黑色固体，该黑色固体为四氧化三铁，根据反应前后元素种类不变，也能说明水是由氢、氧元素组成，该选项符合题意。
故选ABC；
（4）①氧气化学性质比较活泼，氮气化学性质稳定，则进入冰箱保鲜室内的气体是富氮空气；
②A、富氧空气中含有氧气和其它成分，属于混合物，该选项分析不正确；
B、氧气能供给呼吸，则可用于潜水，该选项分析正确；
C、膜装置是将氮气和

展开更多......

收起↑