资源简介

学科教师辅导讲义
学员编号：
年
级：
初三
课
时
数：3学员姓名：
辅导科目：
科学
学科教师：
授课主题
C
（空气、氧气）
授课日期及时段
教学内容
一、课前检测
1．今年3月21日，温州市区出现罕见的浮尘天气。环境监测中心报告，当天空气污染指数为270～290，首要污染物为可吸入颗粒物。依据下表判断，当天温州空气质量状况属于（　　）空气污染指数范围及相应的空气质量级别表
　A.优
B．良
C．轻度污染
D．中度污染2．受蒙古气旋和冷空气影响，2010年3月19日至20日，我国出现今年以来最强的一次沙尘暴天气。以下关于沙尘暴的说法中，不正确的是（　　）
A．沙尘漂浮在空气中是由于分子运动造成的
B．为了防止沙尘暴的发生，应保护草原植被
C．出现沙尘暴时，外出要戴好口罩，以免沙尘伤害呼吸道
D．沙尘掉落在叶片上会使植物的光合作用减弱3．分析人体从鼻孔吸入的空气与呼出的气体成分比较图，得出一些结论，其中不正确的是（　　）A．图中各气体的含量为气体的体积分数　B．吸入的空气中的氧气只有部分进入血液C．人体能产生稀有气体　　　　　D．呼出的气体中，二氧化碳所占的比例比水汽大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化学反应。如下图所示，关于这三个反应的叙述正确的是（　　）A．都放出热量B．生成物都是固体C．都产生蓝紫色火焰D．都是非金属和氧气反应5．下列物质中不能在氧气里燃烧的是（　　）A、氮气
B、木炭
C、红磷
D、铁6．下列说法错误的是（　　）
A．木炭在氧气中剧烈燃烧，生成黑色固体　　B．硫在空气中燃烧，生成有刺激性气味的气体
C．铁丝在氧气中燃烧时，火星四射
D．蜡烛燃烧的产物能使澄清石灰水变浑浊7．空气中含量较多且性质比较活泼的气体是（　　）
A．氧气
　　　
B．氮气　　　　
C．二氧化碳
　
D．水蒸气8．氧气是我们身边常见的物质，以下关于氧气的叙述不正确的是（　　）
　A．物质与氧气发生的反应都是氧化反应
B．鱼、虾能在水中生存是由于氧气易溶于水
C．氧气能使带火星的木条复燃
D．氧气可以供给呼吸，和体内物质反应而释放能量，维持生命活动9．下列关于实验室用高锰酸钾制取氧气的说法正确的是（
）A．发生装置选用长颈漏斗和锥形瓶
B.反应不需要加热C．实验时先检查装置的气密性
D.验满时将带火星的木条伸入集气瓶中10．为了经久耐用，在灯泡中可填充的气体是A．氧气
B．氮气
C．二氧化碳
D．二氧化硫答案：DACAA　　　AABCB二、知识梳理一：空气1．空气的成分:空气是一种混合物。按体积分数计，氮气约占78%，氧气约占21%，稀有气体约占0.94%，二氧化碳约占0.03%，水蒸气及其它杂质约占0.03%。虽然空气中各成分含量悬殊，但都具有重要意义。氮气性质相对稳定，一般不与其它物质发生化学反应，它对于维持大气稳定性有重要作用。氧气是空气中的“活跃分子”，不同条件下能与很多物质反应。二氧化碳是光合作用的原料之一。水蒸气是地球水循环和气候变化的媒介物质。二氧化碳和水蒸气含量虽然很少，但作用却不可替代。2．空气中各成分的证明:（1）空气中二氧化碳的证明利用“二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊”的性质，可以设计实验证明空气中含二氧化碳。（2）空气中氧气的证明氧气有助燃性，因此可以利用可燃物在空气中的燃烧来证明空气中含氧气（空气中的其它成分都不具有助燃的性质）。点燃的木条在空气中继续燃烧；在纯氧中剧烈燃烧；在盛空气的瓶中缓慢燃烧直至熄灭。上述燃烧现象不同的原因在于三种情况下助燃物（氧气）的含量（浓度）不同。无论是木条在空气中继续燃烧，还是在瓶中缓慢燃烧直至熄灭，都可以说明空气中氧气的存在。（3）空气中水蒸气的证明利用“无水硫酸铜粉末（白色）遇水变蓝色”的性质，可以设计实验证明空气中含水蒸气。总之，利用物质的性质来设计实验或搜集相关事实，是证明物质存在的基本策略，方法也因此变得丰富多样，而不局限于教材中的方案。3．空气中氧气体积分数的测定:由于空气中各成分都是气态，且均匀混合，因此测定氧气体积分数的常用策略是：利用氧气性质，将其转化为固态或液态物质，由于气态物质转化为固态或液态物质后的体积可以忽略，则转化前后的体积差就是待测气体的体积。1）按图把装置连接，先在集气瓶内加入少量水，再把剩余的容积用记号划成5等份。2）点燃燃烧匙内的红磷，立即塞紧瓶塞，观察现象：磷燃烧,发出白光,冒出白烟3）火焰熄灭后,振荡集气瓶,打开导管上的夹子,出现什么现象 水从烧杯倒吸入集气瓶内；4）瓶内水位变化：水位上升，水的体积约占瓶容积的1/5；消耗的气体跟余下的气体的体积比为1:4。4．空气的利用空气是一种重要的天然资源，各成分都有其特定的性质，不同的性质决定了其不同的用途。氮气的性质不活泼。用途：保护气、冷冻剂、灯泡充氮、食品防腐、制硝酸和氮肥等。2、稀有气体(氦、氖、氩、氪、氙等)：①性质极不活泼，曾被称为“惰性气体”；②用途：保护气、不同色彩的电光源、激光超导技术、医疗冷冻麻醉等。二：氧气1．氧气的物理性质氧气的物理性质重点体现在溶解性、密度、颜色三个方面。氧气不易溶解于水。自然水体中的氧气也叫溶解氧，是衡量水质的重要指标。根据氧气不易溶解于水的性质，实验室可用排水法收集氧气。密度比空气略大。因此在实验室制取氧气时可用向上排空气法收集氧气。氧气无色无味，但在液态和固态时呈淡蓝色（蓝色）。2．氧气的化学性质（1）氧气与硫反应硫在空气中燃烧发出微弱的淡蓝色火焰，在纯氧中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰，均生成刺激性气味的气体——二氧化硫，它是一种大气污染物。S+O2SO2（2）氧气与铁反应；铁丝在空气中不能燃烧，但在纯氧中能剧烈燃烧，火星四射，并放出热量，生成黑色的固体四氧化三铁。3Fe+2O2Fe3O4由于生成的四氧化三铁是灼热的固体，容易使集气瓶爆裂，因此实验前要在集气瓶底部放些沙子或水。（3）氧气与木炭反应木炭在空气中燃烧发出红光，但在氧气中燃烧却发出白光，生产了一种能使澄清石灰水变浑浊的气体—二氧化碳C+O2 CO2因此，氧气是一种比较活泼的气体，能和多种物质发生化学反应。3．氧化物由两种元素组成，其中一种是氧元素的化合物叫氧化物。如水、二氧化碳、四氧化三铁、五氧化二磷、二氧化硫等。4．工业上制取氧气的原理工业上需要的大量氧气主要用分离空气的方法制备。其原理是：用加压降温的方法使空气液化，然后逐级升温，低沸点的成分（氮气，﹣196℃）先汽化，剩下成分主要为液态氧（沸点为﹣183℃）。该过程不涉及化学变化，属于物理方法。实验室中制备少量氧气往往采用化学方法。三：氧化1．氧化反应物质跟氧发生的反应叫氧化反应。除了物质与氧气的反应属于氧化反应外，某些物质与含氧化合物的反应也属于氧化反应（如：Cu+2H2SO4（浓）=CuSO4+SO2↑+2H2O）。由于氧气的性质较活泼，且存在于空气中，因此氧化反应是自然界中最常见的反应，也是最重要的反应。氧化反应的剧烈程度与氧气的纯度、被氧化物质的性质以及反应条件都有关系，因此不同的氧化反应在现象上差异很大。2．缓慢氧化、燃烧、爆炸和自燃缓慢氧化、燃烧、爆炸和自燃都是氧化反应的表现形式。缓慢氧化进程缓慢，一般不会发光，热量及时得到散失，因此不易被察觉。呼吸作用、铁和铜生锈都属于缓慢氧化。燃烧是可燃物质跟氧气发生的一种发光、发热、剧烈的氧化反应。（注意：不一定有火焰）爆炸是燃烧以极快的速度在有限的空间里发生而引起的。自燃是缓慢氧化产生的热量不能及时散失，使温度升高到一定程度而引起的燃烧现象。3．呼吸作用人体（也包括其它生物）内的有机物与氧反应，最终产生二氧化碳、水或其它产物，同时把贮藏在有机物中的能量释放出来，供给生命活动的需要。该过程称呼吸作用。若有机物是葡萄糖，则可表示为：C6H12O6+6O26CO2+6H2O+能量4．燃烧的条件及灭火原理可燃物燃烧必须同时满足两个条件：一是有氧气的参与，二是温度要达到着火点。灭火原理：隔绝氧气（空气）或降低温度到可燃物着火点以下。具体操作上可用水降低燃烧的温度于燃点之下，使燃烧停止；将可燃物与空气隔离开。但火灾刚发生时，要首先尽力灭火和报警。若火势无法控制时，要冷静地选择科学的逃生措施。三、题型突破1、空气例1、二百多年前，英国科学家普里斯特利经过反复实验，得出结论：植物在阳光下能使空气变“好”，是因为植物能释放出“活命空气”。他所说的“活命空气”应该是（
）
A.
空气
B.
氮气
C.
氧气
D.
二氧化碳解析：我们知道空气的成分比较多，有不太活泼的氮气、很不活泼的稀有气体、光合作用的二氧化碳还有水蒸汽，当然还有人类以及生物所需要的氧气，它可以供人呼吸，是使空气变“好”的气体。答案：C例2、科学课上做“用红磷燃烧测定空气中氧气的体积分数”的实验时，由于红磷燃烧生成的P2O5对人体有一定危害，小明改用氢气燃烧来测定空气中氧气的体积分数，设计的实验装置如下图所示。实验时用夹子B夹住橡胶管，打开夹子A，点燃纯净的氢气并迅速插入甲瓶中，使氢气在甲瓶中燃烧。（1）当氢气燃烧的火焰刚好熄灭时，对夹子的操作应是
_
。（2）实验测得甲瓶中氧气的体积远小于瓶中空气体积的l／5，写出一种可能的原因：_______________
。（3）有同学提出，若用CO取代H2，进行如上操作也能完成氧气体积分数的测定。你是否认同并简要说明理由：
_
。解析：本题是测定空气中氧气体积分数的实验操作题，在本题中，它将可燃物改成了氢气，生成物是液体的水，由于气态物质转化为液态物质后的体积可以忽略，转化前后的体积差就是待测气体的体积。因此，只有将甲瓶中氧气完全燃烧掉，才可以测出氧气所占的体积，而要将氧气完全燃烧掉，要等氢气熄灭才能说明，这时才可以不通氢气。所以，当氢气燃烧的火焰刚好熄灭时，对夹子的操作应是用夹子A夹住橡胶管；但是在实验时，实验结果往往与理论有一定的出入，至于甲瓶中氧气的体积远小于瓶中空气体积的l／5的原因主要是火焰熄灭后，没有及时用夹子A夹住橡胶管或是实验装置气密性不良等等；如果将可燃物改成了CO，那么生成物是气态的二氧化碳，瓶内气压就不会减小，水就不会倒流到瓶内。答案：1、用夹子A夹住橡胶管2、火焰熄灭后，没有及时用夹子A夹住橡胶管（或实验装置气密性不良）3、不认同
因为一氧化碳点燃后生成的是二氧化碳气体，瓶内气压没有减小，所以无法测出例3、小明用下图装置来测定空气中氧气的体积分数。（1）燃烧匙中最合适的物质是（
）A．蜡烛
B．铁丝
C．红磷
D．木炭（2）实验测量出氧气体积约占空气的1/6，请分析原因可能是：
。解析：选择的药品既要能消耗氧气，又不能与空气中的其他成分反应，而且生成物为固体或液体。蜡烛燃烧产物为二氧化碳和水；铁丝不能在空气中燃烧；红磷燃烧产物为五氧化二磷固体（白烟）；木炭燃烧产物主要为二氧化碳气体。所以最合适的是红磷。至于引起测量结果偏小的原因可能有：①红磷的量偏少，致使空气中的氧气不能全部转化为固体。②装置气密性不好，使空气与水同时被压进瓶内；③止水夹打开过早，瓶内温度未降至室温，剩余气体因热膨胀而抵消了一部分压强差。答案：（1）C；（2）见精析变式训练：1、“空气中氧气含量的测定”有多种方法。甲生设计了如图如示的实验方案：在燃烧匙内盛过量红磷，点燃后立即插入集气瓶内，塞紧橡皮塞，待红磷火焰熄灭，集气瓶冷却至室温，打开铁夹，水注入集气瓶。回答下列问题：（1）反应结束后，打开铁夹，水自动注入集气瓶的直接原因是
。（2）若空气中氮气也能和红磷反应，能否用该方法来测定空气中氧气的含量？（3）乙生想利用氧气和某种金属的反应，来测定空气中的氧气含量。他选择利用下列仪器、药品：①带瓶塞的l000mL烧瓶②电子天平（称量精度为0.01克）③酒精灯④某种金属粉末。他的实验步骤如下：准确称量某种金属粉末的质量（足量），将其加热后放入烧瓶，塞紧瓶塞，放置一段时间后，倒出烧瓶中的粉末，并称其质量。写出乙生的实验思路
。解析：因为红磷燃烧以后的产物是固态的五氧化二磷，所占的体积很小，可以忽略不计，因而集气瓶中的气体体积大为减少，外界的气压比瓶内的大，所以大气压把水压入集气瓶中；如果氮气能和红磷反应就不能用这种方法来测定空气中氧气的含量，因为这样测出来的是氮气和氧气的总体积；乙生是利用氧气是一种比较活泼的气体这一性质，让金属与氧气充分反应，完全消耗掉瓶内的氧气，这样反应后金属的质量就会增加，而增加的质量就是氧气的质量，利用前后两次的质量差就可算出氧气的质量，再利用密度计算式求出氧气的体积，从而算出空气中氧气的含量。答案：（1）瓶内气压小于外界大气压
（2）不能（3）用反应完全后的粉末质量减去未反应时的粉末质量,就是烧瓶内的氧气质量,用它除以氧气的密度得出体积,再除以烧瓶的容积就得出了答案2、氧气例4、据报道，科学家发明了一种“月球制氧机”，这种“月球制氧机”可利用聚焦太阳能产生的高温加热月球土壤，制得氧气。据此可推测月球土壤中一定含有（
）
A.
氧化物
B.
氧气
C.
水
D.
氧元素解析：众所周知，月球上是既没有氧气又没有水，因此选项B和C就可以排除了；而氧气是由氧元素组成的，既然能制得氧气，说明这种物质中肯定有氧元素。氧化物中是有氧元素，但氧化物的范围太小，它只局限在由两种元素组成，其中一种是氧元素的化合物内，如果是三种或三种以上的元素组成，其中也有氧元素，它就不是氧化物了，但它还是有可能制得氧气的，比如实验室制氧气的药品高锰酸钾、氯酸钾，它们都不是氧化物。答案：D例5、A—E是描述一些物质在氧气中燃烧时发生的现象，选择正确的序号填在后面的括号内
（1）铁丝在氧气中剧烈燃烧。（
）
（2）硫在氧气中燃烧。（
）
（3）碳在氧气中燃烧。（
）A.
发出白光
B.
发出微弱的淡蓝色火焰C.
火星四射
D.
有水雾生成
E.
发出明亮的蓝紫色火焰解析：不同的物质与氧气发生化学反应，它们的反应现象不一定完全相同，借助各自特有的反应现象我们可以推断是什么物质在与氧气反应。而观看实验现象，我们一定要记住物质反应前、反应中、反应后各出现什么现象：铁丝在氧气中燃烧，反应剧烈、火星四射；硫在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰，生成一种有刺激性气味的气体；碳在氧气中燃烧，发出白光。答案：（1）C
（2）E
（3）A变式训练：1、如何区分空气、氧气、氮气和二氧化碳四瓶气体？写出你的方案。解析：鉴别物质主要是根据不同物质的不同性质来进行，如根据颜色、气味等差异通过观察直接确定物质的种类。若根据物理性质难于区分，则应该考虑从化学性质的差异入手，设计实验，通过实验中体现出来的不同现象，确定物质的种类。本题中的四种气体均为无色无味气体，无法通过观察法直接区分。从化学性质来分析，氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃（或使燃烧的木条燃烧得更旺）。由于空气中也含氧气，燃烧的木条在空气中将保持原状，不会熄灭，也不会燃烧得更旺。氮气和二氧化碳不燃烧，也不助燃，燃烧的木条在其中会马上熄灭。答案：分别将燃着的木条放入四个集气瓶中，木条继续正常燃烧的集气瓶中是空气，木条燃烧得更剧烈的集气瓶中是氧气。往剩下的两个集气瓶中各加入少量澄清石灰水，震荡，石灰水变浑浊的集气瓶中是二氧化碳，无明显变化的集气瓶中是氮气。氧化例6、如图所示是硫和铁丝分别在氧气中燃烧的实验示意图。这两个反应（
）A、都放出热量
B、都生成气体
C、都能在常温下反应
D、都产生蓝紫色火焰解析：本题是考查不同物质的燃烧具有什么共同点，有些物质的燃烧有火焰，比如硫在氧气里燃烧发出蓝紫色火焰；有的物质燃烧没有火焰，比如铁的燃烧；有的物质燃烧可以生成气体、有的却生成固体；有的在常温下就能燃烧（比如木炭），有的一定要在纯氧中才能燃烧（比如铁）等。但是只要是可燃物与氧气发生燃烧，那一定会放出大量的热。答案：A例7、蜡烛容易被吹灭，而篝火却越吹越旺，请分析各自的原因。解析：可燃物的燃烧决定于两个因素：温度和空气。向正在燃烧的可燃物吹气，既增加了空气的流通，又降低了温度，前者促进燃烧，后者抑制燃烧，这两种效果是相互矛盾的，最终结果则要看哪种效果占主导作用。蜡烛火焰与篝火大小相差很大，吹气时对蜡烛火焰的降温效果非常明显，而对篝火没有明显的降温作用，却增加了空气的流通。因此会出现蜡烛火焰熄灭、篝火燃烧更旺的现象。答案：吹气对蜡烛火焰起到了明显的降温作用，从而使温度降低到了着火点以下，因此火焰熄灭。而吹气对篝火没有明显降温作用，却起到了增加空气流通的作用，因此篝火燃烧更旺。变式训练：1、某实验小组进行有关红磷燃烧的系列实验（如下图所示）（1）实验一：如图A所示，将点燃的红磷插入集气瓶中，红磷在氧气中剧烈燃烧，可看到集气瓶中产生大量
，该反应的文字表达式为
；（2）实验二：如图B所示，将过量红磷点燃插入集气瓶中，塞紧橡皮塞，待燃烧停止并冷却到室温后，打开止水夹，可观察到烧杯中的水被吸进集气瓶内，吸进水的体积大约占原瓶内空气体积的
。此实验的目的是
；如果用燃烧的木条检验剩余气体，木条能否继续燃烧？
，说明什么问题？
；该实验能否用木炭代替红磷？为什么？
。（3）实验三：如图C所示，将少量红磷放置在一块铁板上，再用细砂完全覆盖，用酒精灯加热铁板一段时间，看不到明显现象，这是因为
；撤去酒精灯后，立即将砂子拨开露出红磷，看到红磷燃烧，这是因为
。解析：（1）、（2）红磷燃烧生成五氧化二磷固体，产生大量白烟，消耗了约占广口瓶容积1/5的氧气，瓶内气体压强降低，小于外界大气压，当冷却至室温打开止水夹时，水便进入广口瓶内约1/5，从而说明空气中氧气体积分数约为空气体积的1/5。不能用木炭或硫磺，因为他们燃烧的产物分别是二氧化碳气体和二氧化硫气体，使广口瓶内压强变化不大，因此水不会进入广口瓶。当瓶内氧气被消耗掉后，剩余的气体以氮气为主，氮气不支持燃烧，故木条熄灭。（3）此小题考查的是可燃物燃烧的条件，要使可燃物燃烧必须同时具备两个条件，即要有充足的氧气和温度要达到着火点。用细砂覆盖使红磷与空气隔绝，所以红磷不会燃烧。当拨开砂子后，红磷与空气接触，温度又达到着火点，所以红磷会自燃。答案：
（1）白烟；磷+氧气五氧化二磷；（2），证明空气中氧气的体积分数约为1/5不能，说明瓶中剩余气体不支持燃烧，主要是氮气，约占空气体积的4/5。不能，因为木炭的燃烧产物是CO2气体，使广口瓶内压强变化不大，水不会进入广口瓶。（3）用细砂覆盖使红磷与空气隔绝，所以红磷不会燃烧，拨开砂子后，红磷与空气接触，温度又达到着火点，所以红磷会燃烧。实验探究题：例8．某研究性学习小组设计了如图所示的装置，探究空气中氧气的体积分数（已知：铜和氧气在加热条件下生成氧化铜），其中A是底面积50cm、高20cm的园筒状玻璃容器（带密封盖），上面标有以cm为单位的刻度，B是带刻度的敞口玻璃管（其他辅助装置略）．他们的操作过程如下：
a．检查装置的气密性；
b．加水并调整B的高度，使A中的液面至刻度15cm处；
c．将过量的铜粉平铺在惰性电热板上，盖好密封盖．
d．通电加热铜粉，待反应充分后，冷却到原来的状况，调整B的高度使A、B容器的液面保持水平，记录液面刻度．（注：A容器内固态物质所占的体积忽略不记）
（1）在上述实验中，下列物质能代替铜粉的是
（填序号）
A．红磷
B．木炭
C．铁粉
D．硫
（2）在操作d结束时，装置A中液面约为
cm（填整数）．如果在操作结束时，装置A中液面刻度在13cm处，则实验结果比理论值
（填“偏大”或“偏小”）．
分析：（1）根据木炭和硫与氧气反应生成气体进行解答；
（2）根据空气中氧气的体积分数进行解答．
木炭和硫分别与氧气反应生成二氧化碳和二氧化硫气体，所以不能代替铜粉做实验，而铁与空气中氧气反应很慢，所以不可以代替铜粉，而红磷与空气中氧气反应生成五氧化二磷固体，所以可用来代替铜粉，故选A；
液面至A装置的15cm刻度处后，A装置内气体的高度为15cm，其中氧气约占15cm×0.2
=3cm．因此反应完成后，A中液面应上升至15cm-3cm=12cm处．
若液面升至13cm处，则15cm-13cm=2cm＜3cm．说明实验结果比理论值偏小．
故答案为：（1）A；（2）12；偏小．
例9．某校初三研究性学习小组为探究空气中氧气的体积分数，设计了如下图所示的装置，其中A是带刻度的容积为700mL的圆筒状玻璃反应器．
B是敞口玻璃瓶．C是连通A，B的橡皮管．D是密封盖
（其他辅助装置略）．他们的操作过程如下：惰性电热板
a．检查装置的气密性；b．在B中加入水，并调整B的高度，使A中的液面至刻度500mL处；c．将一定量的白磷平铺在惰性电热板上，盖紧密封盖D；d．通电加热白磷．待充分反应后，调整B的高度使容器A、B中的液面保持水平，记录A中气体体积为420mL
（注：A容器内固态物质所占的体积忽略不计）．（1）当操作d结束时，装置A中液面的刻度约为420mL．本次实验测得氧气在空气中的体积分数为
；请你说出产生误差的一个原因
．（2）测定空气中氧气的体积分数时，通常选用红磷或者白磷，而不用木炭．请你说说不用木炭的理由
．（3）该小组中有同学提出：如果用木炭代替白磷也能测定空气中氧气的体积分数，只要将水换成一种溶液，则该溶液是
．分析：（1）根据红磷消耗的氧气的体积计算氧气在空气中的体积分数，氧气少于空气体积的20%的原因可以从装置漏气，红磷量少，装置未冷却到室温方面考虑；（2）根据木炭燃烧生成物的状态分析；（3）根据二氧化碳能与碱溶液反应的性质解答．解：（1）本次实验测得氧气在空气中的体积分数为(500 420/500)×100%=16%＜20%，产生误差的原因可能是：装置漏气，白磷太少；未冷却到室温就读数等．（2）测定空气中氧气的体积分数时，通常选用红磷或者白磷，而不用木炭．原因是木炭燃烧生成二氧化碳气体，不能保证被水完全吸收，会达不到实验目的．（3）二氧化碳能与碱溶液反应，即碱溶液能吸收大量的二氧化碳，故可选用氢氧化钠等碱溶液来代替水．故答案为：（1）16%；
白磷太少；未冷却到室温就读数等（2）木炭燃烧生成二氧化碳气体，不能保证被水完全吸收（3）氢氧化钠溶液或者其他碱溶液变式训练：1、某化学兴趣小组对教材中“测定空气里氧气含量”的实验（见图I）进行了大胆改进，设计图（Ⅱ）（选用容积为45mL的18×180mm的试管作反应容器）实验方案进行，收到了良好的效果．请你对比分析下面图I、图Ⅱ实验，回答下列有关问题：（1）按图I所示装置进行实验，红磷在瓶中燃烧时的主要现象是
；发生反应的文字表达式为
．若止水夹未夹紧，会导致测定结果
（填“偏小”、“偏大”或“不变”，下同）；若图Ⅰ中集气瓶口漏气，会导致测定结果
．（2）按图Ⅱ所示装置进行实验①实验前，打开弹簧夹，将注射器的活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处，然后松手，若活塞仍能返回至20mL刻度处，则说明
．②按图Ⅱ实验时的操作步骤如下：a、读取注射器活塞的数据．
b、撤去酒精灯，待试管冷却到室温后松开弹簧夹．c、将少量红磷平装入试管中，将20mL的注射器活塞置于15mL刻度处，并按图Ⅱ中所示的连接方式固定好，再将弹簧夹紧橡皮管．d、点燃酒精灯．e、检查装置的气密性．你认为正确的实验操作顺序是
（填序号）．③当红磷与氧气充分反应后，移开酒精灯并打开弹簧夹，注射器活塞将从15mL刻度处慢慢前移到约为
mL刻度处才停止．分析：只有熟悉用红磷测定空气组成的实验原理、操作、现象、结论和注意事项，才能正确解答本题．（一）本题设计很有梯度，后面的问题在前面的问题的铺垫下稍加思考总结都能够形成结论．实验改进时建立在实验原理之上的，本实验的原理是借助对空气中氧气的消耗引起装置内压强的改进，从而使外界便于测定体积的液体进入装置内．也就是为了保证结果的精确，加入的物质需要满足能够和空气中的低浓度的氧气反应，生成的产物不能使气体，这样就可以满足替代的要求．（二）而对应用注射器进行的实验改进，相对先前的实验，数据更容易获取，因为注射器有精确的刻度．但是也有难度：怎么样减少因为注射器活塞的摩擦造成的误差．答案：（1）产生大量白烟，红磷+氧气=五氧化二磷．偏大，偏小（2）①装置不漏气．②e
c
d
b
a．③6四：专题过关1、养鱼专业户通常会在鱼塘中安放增氧泵，以补充水中溶解氧的量，避免鱼因缺氧死亡。（1）增氧泵工作的原理是（
）A．把水电解，生成氢气和氧气
B．把空气鼓入水中，加快氧气的溶解C．向水中直接通入氧气
D．增大氧气的溶解度（2）增氧泵通常在夏季使用，请分析其原因是
。2、从a.
氧气、b.
二氧化碳、c.
硫、d.
五氧化二磷、e.
四氧化三铁中选择适当的物质填空。（1）黑色固体物质有
；（2）能支持燃烧，供给呼吸的气体是
；（3）在氧气中燃烧产生蓝紫色火焰，并产生大量空气污染物的气体是
。3、把下列各项的标号填入以下短文的空格中。A.
自燃
B.
缓慢氧化
C.
燃烧
D.
爆炸（1）在人的呼吸作用和食物腐烂过程中都包含着
；（2）物质在缓慢氧化过程中会不断放出热量，柴草、秸秆等如果堆放不合理，空气不流通，时间长了会引起
；（3）把系在细铁丝上的木柴点燃后，等木柴快燃完时，缓慢插入盛有氧气的集气瓶中，铁丝剧烈
。（4）当空气中混有汽油蒸汽，接触明火时就有
的危险。4、仔细观察右边实验过程，请问哪只试管的白磷能燃烧？（白磷的着火点为40℃）
答：
，同时此实验还告诉我们可燃物燃烧必须同时具备两个条件：（1）
；（2）
。5、验证某种气体是不是氧气，可用
来检验；检验某种气体是不是二氧化碳，可用
来检验。6、某化学兴趣小组进行空气中氧气含量的粗略测定。（1）甲小组认为，选择的药品既要能消耗氧气，又不能与空气中的其他成分反应，而且生成物为固体。他们应该选择
（填序号）。A．蜡烛
B．硫粉
C．红磷
D．镁粉（2）乙小组设计了如下图所示的两套实验装置，你认为合理的是
（填序号）。为了确保实验的成功，首先应保证该装置
良好。
甲
乙（3）小明同学平时善于动脑筋，对实验又进行了反思，
提出了改进方法：用放大镜聚太阳光使红磷燃烧。你认为改进后的优点是：
。
7、某科学兴趣小组的同学设计了如下实验方案来探究燃烧的条件：（1）用镊子分别夹取一根小木条和一块小石子，放在火焰上点燃。（2）用镊子分别夹取一蘸有水的小棉团和一个干燥的小棉团，放在火焰上片刻。（3）分别点燃两支小蜡烛，将其中一支蜡烛用瓶子罩住。请你将同学们的实验报告填写完整：实验步骤设计意图实验现象实验结论（1）燃烧与物质的关系可燃物才能燃烧（2）燃烧与温度的关系干燥棉团燃烧，蘸水的棉团不燃烧（3）瓶内蜡烛熄灭，瓶外蜡烛仍燃烧由此得出结论：燃烧的条件是_____________________________________________。8、某同学用右图装置粗略地测定空气中氧气的体积分数，图中烧杯中盛放的生石灰（即氧化钙）与水反应生成氢氧化钙，同时放出大量热．烧杯上方玻璃管（预先固定好）中部有一可左右滑动的活塞，活塞左端管内封有空气，活塞右端的玻璃管口跟外界空气连通．白磷很易燃且燃烧产物与红磷燃烧的产物相同，实验开始前活塞处在刻度5
cm处．（1）向烧杯内加入适量水，与生石灰反应的目的是
；（2）可观察到玻璃管内开始时发生的现象：
,
活塞向
移动；（3）反应结束，恢复到室温后，活塞应停在约
cm处，据此可得出的结论是氧气约占空气体积的氧气约占空气体积的1/5。答案：1、（1）B
（2）夏天气温高，氧气溶解能力减弱，需要用增氧泵来加快氧气的溶解2、e
a
c
3、B
A
C
D
4、3
要有充足的氧气；温度达到着火点5、带火星的木条
澄清石灰水
6、（1）C
（2）甲
气密性
（3）避免在空气中点燃红磷污染空气7、实验步骤（1）：木条燃烧，小石块不燃烧
实验步骤（2）：达到一定温度可燃物才能燃烧
实验步骤（3）：燃烧与氧气的关系
可燃物燃烧需要氧气
结论：可燃物必须达到一定的温度，并且与氧气充分接触8、（1）产生热量（提供热量）
（2）白磷燃烧,
产生白烟　　右　　（3）4　　五、课后作业1．某科学兴趣小组查阅资料得知镁可在氮气中燃烧生成Mg3N2，设计了如下方案进行验证。
步骤l：用盛水的水槽、无底的废广口瓶、燃烧匙、蒸发皿、橡皮塞等装配成如图所示的装置。另准备一只有一根铜丝穿过的橡皮塞，铜丝末端固定一根镁条。步骤2：引燃燃烧匙中足量的红磷，塞好橡皮塞。待充分冷却，观察到广口瓶内水面上升的体积约占瓶内水面原上方空间的1／5左右。步骤3：往水槽中加水使广口瓶内外水面相平。点燃镁条，更换橡皮塞，镁条在广口瓶内继续燃烧，发出红光，放出热量。待冷却后广口瓶内水位继续上升。(1)步骤2的目的是
。(2)在步骤3“待冷却后广口瓶内水位继续上升”是由于瓶内气压
(选填“大于”“小于”或“等于”)外界气压。(3)根据上述实验和你所学的知识，请写出镁在空气中燃烧时的化学方程式：
　　　　　　
。2．某课外活动小组在学习了书本
“空气中氧气含量的测定”实验，知道P2O5
不能随便排放在空气中，否则会对空气造成污染，所以对该实验进行了改进：在由两个注射器组成的密闭系统内共有50
mL空气，如右图。然后给装有红磷的玻璃管加热。同时交替推动两个注射器的活塞，至玻璃管内的红磷变成白烟，且较长时间内无进一步变化时停止。停止加热后，待冷却至室温将气体全部推至一个注射器内。请根据你对上述实验的理解，回答下列问题：（1）实验结束后，注射器内的气体体积理论上应该减少约

mL。 （2）在实验的加热过程中，交替缓慢推动两个注射器的目的是
。写出该反应的化学方程式
。（3）上述实验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）

。3．科学探究是重要的学习方式，假设和验证是探究过程中的重要环节。为了探究“铁丝可以在纯净的氧气中燃烧”，同学们将一根火柴梗塞入一段螺旋状“铁丝”(可能是纯铁铁
丝或含碳铁丝)末端，将它固定，用镊子夹住“铁丝”，然后将火柴在酒精灯上点燃，将“铁丝”由集气瓶口向下慢慢伸人，观察现象：
　(1)甲同学只发现“铁丝”红热一下，就没有观察到其它现象，请你分析铁丝没有燃烧的
　
可能原因是
　　　　　　　　　　　　
；(只答一条)(2)乙同学发现“铁丝”在纯净氧气中燃烧起来，观察到火星四射，并有黑色固体生成，请写出该反应的化学方程式
　　　　　　　　　　　　　　　
；(3)为了找出“铁丝”在纯氧中燃烧“火星四射”的原因，根据现有实验用品：细纯铁铁
　丝、细含碳铁丝、镁条、集气瓶装的几瓶纯氧气、酒精灯、火柴和镊子等，你能提出的假设和验证方法有：a.假设1：
，验证方法是
b.假设2：
，验证方法是
只要假设合理，验证方法准确，根据实验现象，进行分析判断，就能得出结论。4．央视《每周质量报告》曝光了一种叫“富氧水”的高价饮用水，它是以饮用水为基质，加压充入氧气制得。节目中对“富氧水”有两种截然不同的观点：观点一：“富氧水”富含氧分子，活性强、易吸收。喝水后氧气通过胃肠绒毛细胞膜直接进入细胞，能有效补充体内的氧，在细胞内分解各种营养物质产生能量。观点二：“观点一”违背科学常识，是概念炒作，在“忽悠”消费者。（1）石田教授曾对富氧水的效果进行研究。他以10名学生为对象，让学生在不同时间分别饮用350毫升普通水和富氧水，但不告诉学生喝的是哪一种水。学生喝完水后被要求运动15分钟，然后由研究人员测试并比较反映他们心率和耐力等生理指标，结果无明显差异。石田教授研究的主要方法属于：
　
。（选填　　“查阅资料”、“建立模型”或“对比实验”）（2）人应该是由
　　
系统吸收氧气。右表是人在呼吸时吸入空气与呼出气体成分比较。平静状态下，如果一个人每次吸入与呼出时的气体都是500毫升，氧气的密度为1.4克/升，根据表中信息，可求得呼吸1次人体可吸收氧气
　
毫克。因此呼吸1分钟（16次）人体吸收的氧气相当于28
瓶500毫升富氧水中的溶氧量。（3）依据（1）（2）的分析和所掌握的科学知识，你支持哪种观点？
　　
。5．科学家发现，海底可燃冰分布的范围约占海洋总面积的10％，其储量是煤、石油和天然气总和的两倍，是迄今为止发现的海底最具价值的矿产资源。可燃冰也称为“甲烷水合物”。“置换法”是开采可燃冰设想方案之一，即将CO2注人海底的甲烷水合物储层，CO2较甲烷更易形成水合物，因而就能将甲烷水合物中的甲烷分子“挤走”，从而将其“置换”出来(原理：CH4·nH2O+CO2==CO2·nH2O+CH4)。
(1)通常情况下，CH4是一种无色、无味、难溶于水、密度比空气小的气体。用如图所示的装置收集CH4气体时，则应让气体从
(选填“a”或“b”)管通入。
(2)若上述方法能够实现，那么要制取8吨的CH4气体，理论上需CO2多少吨 6．二氧化硫是大气污染物之一，我国的环境空气质量标准中对空气中二氧化硫的最高浓度(单位体积的空气中所含二氧化硫的质量)限制如下表所示：
一级标准二级标准三级标准浓度限制(mg/m3)0.150.500.70为测定某地空气中二氧化硫的含量，某中学环保小组按右图所示的装置进行实验：向试管中加入一定量的含碘(I2)1.27mg的碘溶液，再加入2~3滴淀粉溶液(淀粉遇I2变蓝色)，通过抽气装置抽气，使空气由导气管进入试管与碘溶液充分接触，当溶液由蓝色变为无色时，恰好完全反应，其反应方程式为SO2+I2+2H2O==H2SO4+2HI．实验过程中进入试管内的空气的总体积为1000L．请通过计算判断此空气中二氧化硫的浓度级别。7、用来测定空气成分的方法很多，图Ⅰ所示的是用红磷在空气中燃烧的测定方法。实验过程是：第一步：将集气瓶容积划分为五等份，并做好标记。第二步：点燃燃烧匙内的红磷，伸入集气瓶中并把塞子塞紧。第三步：待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，发现水被吸入集气瓶中，进入集气瓶中水的体积约为集气瓶总容积的1/5。请完成下列问题：（1）集气瓶中剩余的气体主要是_________。（2）实验完毕，若进入集气瓶中水的体积不到总容积的1/5，你认为导致这一结果的原因可能是_________、_________。（3）某同学对实验进行反思后，提出了改进方法（如图Ⅱ所示），你认为改进后的优点是：_______________________________________________。答案：1．(1)除去广口瓶内空气中的氧气　
(2)小于
(3)2Mg+O2==2MgO
3Mg+N2==Mg3N22．（1） 10
mL　 （2） 是注射器内的氧气充分与红磷反应
　
4P+5O2==2P2O5
[]（3）装置漏气等合理即可。3．（1）没等到火柴快要熄灭的时将“铁丝”由集气瓶口向下慢慢伸入（或者集气瓶中氧气不足）（2）3Fe
+
2O2
Fe3O4（3）假设1：
铁丝中含碳引起的
取长短相等、粗细相同的含碳细铁丝和不含碳细铁丝；分别在足量的氧气中燃烧，观察实验现象假设2：
所有金属丝在纯氧中燃烧都会火星四射
同时取上述几种金属丝用砂子将表面打磨后分别在纯氧中燃烧观察现象4．（1）对比实验　　　　　（2）呼吸　　　　35
　　（3）观点二5．(1)b
(2)22吨6．二氧化硫的质量为0.32克
浓度为0.32mg/m3
所以是二级标准7、答案：(1)氮气（或N2）
（2）装置漏气
红磷的量不足
（3）装置始终密闭，空气没有逸出，实验结果准确六、专题总结题
成分
吸入的空气
呼出的气体
N2
78%
78%
O2
21%
16%
CO2
0.03%，
4%，
其他
稀有气体0.94%较少的水汽
稀有气体1%较多的水汽

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