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第二单元 空气和氧气
技巧1 空气中氧气含量的测定
一、 核心原理理解错误
忽略压强差原理
实验通过消耗氧气使瓶内气压降低，水倒吸入瓶的体积≈消耗的氧气体积。
易错题示例 ：
能否用硫粉、木炭及原因？——否，原因是瓶内压强不变，无法测量。
能否用铁丝替代红磷及原因？——否，原因是铁丝空气中不燃烧。
能否用镁替代及原因？——否，原因是镁与氮气、二氧化碳均反应。
二、 操作类错误导致误差
1.结果偏小（<1/5）的原因： 红磷量不足、 装置漏气、 未冷却读数、 导管未注满水，残留空气占据体积。
2.结果偏大（>1/5）的原因： 点燃红磷后插入过慢、 弹簧夹未夹紧、 未立即塞紧瓶塞。
三、 装置类错误
1. 气密性检查缺失 ：实验前未检查装置 气密性。
2. 导管设计问题 ：若导管过长，残留水影响体积测量。
3.改进装置（如注射器、气压传感器）可减少误差。
4. 未预先划分体积 ：集气瓶内未做五等份标记，难以精确读数。
四、 现象与结论混淆
1. 误判白烟为白雾 ：红磷燃烧产生 白烟（固体P O 颗粒） ，非白雾。
2. 氧气体积≠质量分数 ：结论是“氧气体积约占空气1/5”，非质量分数。
3. 剩余气体性质 ：氮气不溶于水、不支持燃烧。
五、题型陷阱
1. 改进装置分析：
注射器+铜粉 ：通过推拉注射器确保氧气充分反应，气球缓冲气压。
电热丝引燃白磷 ：避免打开瓶塞造成的误差。
2. 传感器图像题 ：
若压强曲线未降至最低（如DE段倒吸不足），可能原因是装置漏气或未冷却到室温就打开止水夹。
【总结归纳】关键记忆口诀
“足量红磷密封好，点燃迅速要塞牢。冷却再开止水夹，五分之一记得牢。”
（注：强调操作顺序与核心要点）
1．（24-25九年级上·福建福州·期中）拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分（实验装置如图1），实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量（实验装置如图2）。下列有关这两个实验的说法正确的是
A．图1曲颈甑中和汞槽中的汞作用相同，图2中广口瓶和烧杯中的水作用相同
B．图1曲颈甑中的现象是有氧化汞生成，图2广口瓶中的现象是有五氧化二磷生成
C．图2中的红磷换成铁丝也能测定空气中氧气含量
D．图1和图2两个装置都要检查装置气密性
2．（2025·山东济南·一模）实验是科学探究的重要方法。用如图装置测定空气中氧气含量，实验时点燃酒精灯，并反复推拉注射器和挤压气球。下列对该实验的认识中，不正确的是
A．若铜粉用量不足，会使实验结果比实际值小
B．实验时玻璃管中红色固体逐渐变为黑色
C．将铜粉改为炭粉，也能达到实验目的
D．保证装置气密性良好是该实验能否成功的关键之一
3．（24-25九年级上·广东惠州·阶段练习）下列实验设计不能用来测定空气中氧气含量的是
A． B．
C． D．
4．（24-25九年级上·四川德阳·期末）用数字化仪器对空气中氧气含量进行测定，实验装置及密闭容器内的氧气含量和压强变化曲线如图所示，下列说法错误的是
A．实验中，广口瓶内红磷燃烧，产生大量白烟，放出大量的热
B．瓶内压强先后两次增大分别是因为“反应放热”和“打开活塞后水被倒吸并进入广口瓶”
C．实验开始和结束时间点，广口瓶内氧元素的质量保持恒定不变
D．在广口瓶上标识刻度（容积），方便读出减少气体的体积
5．（24-25八年级下·山东德州·期中）实验小组用下图装置测定空气中氧气的含量。
(1)该实验中红磷燃烧的现象为 ，符号表达式为 。
(2)能说明空气中氧气含量的现象是，打开弹簧夹后水上升至 刻度。
(3)下列操作可能导致测定结果偏低的是_____。(填字母序号，下同)
A．红磷的量不足
B．点燃红磷，慢慢伸入瓶中
C．未冷却至室温就打开了弹簧夹
(4)若用硫粉来替红磷测空气中氧气含量是否可以？若不可，请说明原因 。
(5)反应完后集气瓶中剩余主要气体是 ，该气体的物理性质是 ，化学性质是 。(均写一条即可)
技巧2 探究氧气的化学性质
一、现象描述类易错题
1. 铁丝燃烧实验
错误描述 ：生成"四氧化三铁"（现象应描述为生成黑色固体，不能直接写物质名称）。
操作要点 ：瓶底需铺细沙或水，防止高温熔融物炸裂集气瓶；若瓶底有水仍炸裂，可能是燃着的铁丝触碰瓶壁。
2. 硫燃烧实验
易错点 ：混淆空气与氧气中的火焰颜色（空气中为淡蓝色，氧气中为蓝紫色）；忽略瓶底放水目的是吸收SO ，防止污染空气。
3. 木炭燃烧实验
常见错误 ：未区分空气与氧气中的现象（空气中红光，氧气中白光）；未指出生成气体使澄清石灰水变浑浊。
二、概念理解类易错题
1. 氧气性质辨析
错误说法 ：
"氧气具有可燃性"（正解：助燃性，不可燃）。
"氧气约占空气质量的21%"（正解：体积分数）。
2. 催化剂与氧气制取
易错点 ：
催化剂仅改变反应速率，不增加产量；
高锰酸钾制氧气时，试管口棉花作用是防止高锰酸钾粉末进入导管。
3. 氧化反应与化合反应
混淆点 ：误认为所有化合反应都是氧化反应（如CaO + H O → Ca(OH) 是化合非氧化）。
三、实验操作类易错题
1. 氧气收集时机
排水法 ：刚冒气泡时不收集原因是此时为空气，应等到气泡连续均匀放出再收集。
排空气法验满 ：带火星木条需放在瓶口，复燃说明已满。
2. 燃烧条件与氧气浓度
典型错误 ：认为物质在空气和氧气中燃烧现象相同（实际氧气浓度越高，燃烧越剧烈）；
铁丝在空气中仅红热，在氧气中方能剧烈燃烧。
【归纳总结】
现象描述 ：严格区分"烟"（固体）、"雾"（液体）、火焰颜色差异。
操作细节 ：牢记铁丝燃烧瓶底防护、排水法收集时机、验满方法。
概念辨析 ：氧气助燃不可燃、催化剂"一变两不变"、工业制氧为物理变化。
1．（2025·山东滨州·二模）下列化学现象的描述正确的是
A．硫在氧气中燃烧，火焰呈淡蓝色，生成一种刺激性气味的气体
B．红磷在氧气中燃烧，产生大量白烟，生成五氧化二磷
C．木炭在氧气中燃烧更旺，产生黄色火焰，放出热量
D．铁丝在氧气中燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体
2．如图是铁丝在氧气中燃烧的实验示意图，下列有关该实验叙述正确的是
A．点燃系在细铁丝下端的火柴，立即插入盛有氧气的集气瓶中
B．观察到铁丝剧烈燃烧、火星四射、生成黑色固体
C．该反应的文字表达式：铁+氧气三氧化二铁
D．集气瓶底部的水不能用少量细沙代替
3．（24-25八年级下·山东德州·期中）用如图分别为硫、木炭、铁丝燃烧实验。
(1)甲中反应的文字表达式为 ，实验现象为 。
(2)甲和丙中的水哪一个可以用细沙来代替 (“甲”或“丙”)，乙中燃烧之后往里面倒入澄清石灰水观察到 现象，证明生成了 (写化学式)。
(3)丙中做细铁丝在盛有氧气的集气瓶中燃烧的实验时需要：①预先在集气瓶底部留有少量水或铺一层细沙，作用是 ；②将细铁丝下端系一根火柴，作用是 ；③细铁丝在氧气中燃烧的现象是 ；④反应的基本类型是 。
4．（24-25八年级上·黑龙江大庆·期中）小丽同学学习了氧气的化学性质后，整理了如图所示关系图：
(1)写出反应①的实验现象： ；写出反应①的文字表达式 ；进行①实验时，要预先在集气瓶中装少量水的目的是 ；
(2)反应②的基本反应类型为 ；
(3)写出反应③的文字表达式 ；进行③实验时，有如下注意事项：要预先在集气瓶中装少量的水或细沙的目的 ；铁丝要拧成螺旋状的目的是 ；铁丝末端绑一根火柴目的是 。
5．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。下图是某兴趣小组同学探究木炭、红磷、铁丝在氧气中燃烧的实验装置，做完三个实验后，小组同学对实验进行如下反思和总结：
（1）共同点：在反应条件方面，三个实验都要 ，在能量变化方面，三个实验都 （填“吸热”或“放热”），在反应基本类型方面，三个反应都是 反应，在物质的分类方面，三种生成物都属于化合物物的 。（填物质类别）
（2）不同点：三个实验的生成物和观察到的实验现象不同。乙的生成物化学式为 ，丙中观察到的反应现象是 ，请写出丙中发生反应的文字表达式 。
经过进一步试论，小组同学又提出了下列问题，请你帮忙回答：
（3）乙、丙两个实验的集气瓶底部都放有少量水。请说明丙集气瓶底部放少量水的目的是 。
（4）甲瓶中木炭燃烧后，看不到有新物质生成，请你设计实验证明甲瓶中生成了新物质 （写出操作和现象）。
技巧3 氧气的工业制法
1. 分离液态空气法（物理变化）
原理 ：利用液氮（沸点-196℃）与液氧（沸点-183℃）的沸点不同，通过低温加压使空气液化，再升温蒸发分离。
关键步骤 ：压缩空气并降温至液态 → 升温蒸发 → 氮气先逸出（沸点更低），剩余液态氧。
★易错点 ：误认为此过程是化学变化（实际为 物理变化 ，无新物质生成）。
混淆氮气与氧气的沸点顺序（氮气沸点更低，先蒸发）。
2. 膜分离技术（物理变化）
原理 ：利用特殊薄膜对氧气分子的选择性透过性，使空气通过薄膜后富集氧气。
★易错点 ：误认为需要高温或催化剂（实际依赖 分子大小差异 ，无需化学反应）。
【易错归纳】避开易错的核心要点
变化本质 ：工业制氧均为物理变化（无新物质生成）。
方法选择 ：分离液态空气法（大规模）、膜分离技术（中小规模）。
拒踩坑 ：
催化剂（工业法无需）
化学方程式（无反应发生）
电解水（非工业方法）。
1．（24-25八年级下·山东德州·期中）如下是工业制取氧气的流程图，请回答下面问题。
(1)工业制取氧气，方法是 ，属于 变化。
(2)用 可以来区分空气、氧气和氮气。
(3)从步骤②中可以看出氮气先分离出来，说明氮气的沸点比氧气的沸点 (“低”或“高”)。
(4)氮气出去之后剩余的液体为 (“纯净物”或“混合物”)
2．（24-25九年级上·江西抚州·阶段练习）空气是一种宝贵的自然资源。请回答下列问题：
(1)科学家研制的人造空气可供航天员呼吸。人造空气中氮气的体积分数约为70%，比空气中氮气的体积分数 (选填“大”或“小”)。
(2)工业上常用分离液态空气的方法制取氧气。
蒸发液态空气可分离出氧气和氮气，其原理是利用液氮和液氧的 (选填“密度”或“沸点”)不同，该变化属于 (选填“物理”或“化学”)变化。
(3)部分冰箱用“气调保鲜”的方式达到对食物保鲜的效果。下图是工业上用膜分离技术实现“气调保鲜”的流程示意图。在空气分离后，进入冰箱保鲜室内的气体是 (选填“富氧空气”或“富氮空气”)，这一保鲜原理主要是 。
(4)空气质量与人体健康密切相关，请写出一条有利于保护空气的措施 。
3．（24-25八年级上·上海·期末）生产、生活中有多种获取氧气的方法。
(1)“分离液态空气法”制氧气
I.经步骤1处理后的空气属于 （填“纯净物”或“混合物”），经步骤2得到液态空气，此过程属于 （填“物理”或“化学”）变化。
II.根据表中数据：控制温度的范围为 ，可分离获得氧气。
物质
沸点/℃ 100 -56.6 -196 -183
III.此方法是利用氮气和氧气的 不同将其汽化分离。
(2)“膜分离法”制氧
膜分离法的原理：在一定压力下，让空气通过薄膜，氧气能透过薄膜，而其余气体不能透过，以得到含氧量较高的富氧空气。据此推测氧分子比氮分子体积 （填“大”或“小”），薄膜具有的性质 （一条即可）
技巧4 氧气的实验室制法
一、实验装置错误
1. 试管口未略向下倾斜
后果：冷凝水倒流使试管炸裂。
2. 试管口未放棉花团
后果：高锰酸钾粉末堵塞导管或进入水槽。
3. 酒精灯未用外焰加热
后果：内焰温度低，加热不均致试管破裂。
4. 导管伸入试管过长
后果：气体导出受阻，固体颗粒易堵塞。
5. 铁夹位置错误
正确操作：夹在距试管口约1/3处，避免夹持点过近导致试管破裂。
二、操作步骤易错点
1. 气密性检查遗漏
未检查直接装药品，导致气体泄漏无法收集。
2. 收集时机错误
刚冒气泡就收集（混有空气），应等气泡 连续均匀冒出 时收集。
3. 停止加热顺序错误
先熄酒精灯后移导管：水倒吸炸裂试管。
正确顺序 ：先将导管移出水面，再熄灭酒精灯。
4. 排水集气法操作不当
集气瓶未装满水或未倒置水槽中，残留空气使氧气不纯。
导管未伸入集气瓶底部，气体从瓶口逸出。
三、原理与现象误解
1. 催化剂混淆
二氧化锰在 氯酸钾分解 中作催化剂，但在 高锰酸钾分解 中是生成物。
催化剂仅改变反应速率，不增加氧气产量。
2. 棉花团的作用
防止高锰酸钾粉末进入导管。
3. 氧气收集方法选择
排水法 ：氧气纯净但含少量水蒸气（因氧气不易溶于水）。
向上排空气法 ：氧气干燥但可能混空气（因密度略大于空气）。
要求高纯度时优选排水法。
四、其他高频易错题
1. 验满方法错误
向上排空气法：带火星木条 置于瓶口 （非伸入瓶内）。
2. 反应表达式混淆
高锰酸钾加热：
氯酸钾加热：
分清催化剂与反应物。
3. 工业制氧气与实验室制法混淆
工业用分离液态空气法（物理变化），实验室用化学分解反应。
【归纳总结】
试管下倾加棉花，外焰加热导管短；
连续气泡才收集，先移导管再熄火；
排水纯、向上干，验满瓶口木条燃。
1．（2025·江苏常州·三模）某兴趣小组用30%的过氧化氢溶液完成以下实验。下列说法不正确的是
A．图2中冰水混合物的作用是将水蒸气冷凝
B．图3、4对比可知，温度会影响化学反应速率
C．图1、4对比可知，是否加入催化剂会影响化学反应速度
D．图1、2对比可知，1中未复燃是因为加热后产生大量的水蒸气，冲淡了氧气浓度
2．（2025·福建泉州·模拟预测）实验室用高锰酸钾制取氧气时，下列实验操作正确的是
A．检查气密性时，先紧握试管，然后将导管的一端放入水中
B．组装仪器时，将导管口伸入盛满水的集气瓶，然后加热试管
C．收集满气体时，将集气瓶移出水槽，然后用玻璃片盖住瓶口
D．实验结束时，将导管移出水槽，然后熄灭酒精灯
3．（2025九年级·安徽·专题练习）某学习小组完成“实验活动：氧气的实验室制取与性质"进行了研讨，请你参与完成下面的问题。
(1)实验室利用高锰酸钾制取氧气，选用装置A进行该实验时。需要进行的改进是 。若用E装置装满水后收集氧气，气体应从 端进入(填“a”或“b”)。
(2)化学兴趣小组进行制取氧气的实验研究。他们加热高锰酸钾，先后用两种方法各收集三瓶氧气，分别测定了收集到的氧气浓度。数据如表。
收集方法 向上排空气法 排水集气法
氧气浓度% 79.6 79.7 79.9 90.0 89.8 89.3
氧气平均浓度% 79.7 89.7
①用排水法收集氧气时，以观察到 为氧气集满的标准。
A．集气瓶中无水 B．集气瓶口有气泡胃出 C．集气瓶中有气泡冒出
②以上两种方法中，用 法收集到的氧气更纯。
③不考虑操作因素，排水集气法获得的氧气体积分数不能达到100%的主要原因是 。
(3)二氧化碳是一种无色无味味的气体，密度比空气大，可溶于水。实验室常用块状石灰石和稀盐酸液体混合物来制得。实验室制取二氧化碳应选用上图中 (填序号)装置作为发生装置。
4．（24-25八年级下·山东德州·阶段练习）化学实验是进行科学探究的重要手段。
任务一 利用如图所示的实验装置制备常见气体，请回答有关问题：
(1)写出图中仪器①的名称： 。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气，在加入药品前的操作是 ，选用的发生装置是 （填字母）。该反应的文字表达式为 ；收集较纯净的氧气宜选用 （填字母）。
(3)实验室用双氧水和二氧化锰制取氧气时应选用的发生装置 （填字母标号，下同）写出该反应的文字表达式 ；用装置C来收集气体的验满方法是 。
(4)如F图是一个正放的多功能瓶，可用于收集气体、洗涤气体、干燥气体、贮存气体等。在实验室里，用锌和稀硫酸溶液反应来制取氢气，应选用的发生装置是 （填字母），氢气的密度比空气小，且难溶于水，若用排空气法收集氢气时，氢气从 （填“a”或“b”）端通入。
(5)为了探究“铁可以在纯净的氧气中燃烧”，化学小组的同学做了如下实验：在一段螺旋状铁丝末端系一根火柴，用坩埚钳夹住铁丝，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入，如图3所示（夹持装置已略去）。
①小雪同学发现铁丝只红热，没有观察到其他现象，她分析，除了可能是铁丝太粗或铁丝表面有铁锈外，还可能的一个原因是 。
②小童同学重新做了实验，观察到明显的实验现象是 ，证明铁丝可以在纯净的氧气中燃烧。因此，做铁丝燃烧实验更适合用 法收集氧气。
③做实验时，集气瓶中要预先加少量水或铺一层细沙，其原因是 。
1．（2025·江苏徐州·三模）为探究铜的化学性质，某化学兴趣小组的同学借助氧气传感器在密闭装置中进行如图所示实验，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（200，6.15%）表示时间为200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
2．（2025·安徽滁州·三模）利用如图装置测定空气中氧气含量。集气瓶中除内容物外空气体积为，量筒内水的体积为，用酒精灯加热燃烧匙柄点燃白磷（足量）。等白磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，最终量筒内水面停留在，关于该实验的说法错误的是
A．用酒精灯加热时，应用外焰 B．加热的目的是使温度达到白磷的着火点
C．白磷量不足会导致最终量筒内水的体积小于 D．本次实验测定空气中氧气体积分数约为20.4%
3．（2025·吉林长春·三模）利用下图1装置研究过氧化氢的反应，所得结果如下图2所示，下列说法不正确的是
A．图2中的a点对应的操作是推动注射器活塞
B．对比c点利e点可以验证反应速率与过氧化氢溶液的浓度有关
C．对比b点和e点不能验证反应速率与过氧化氢溶液的浓度有关
D．该实验不能证明二氧化锰对过氧化氢的分解起催化作用
4．（24-25九年级上·江苏苏州·阶段练习）气体的实验室制取是学生必备的基本实验技能，请根据下列装置图回答问题。
(1)写出留中标号的仪器名称：① ，② 。
(2)实验空用高锰酸钾制取氧气时，①应选择的发生装置是 (填字母)，②反应的符号表达式为 。④该套装置有一处不足的地方，请写出改进的操作 。
(3)用装置B制取氧气，①反应的符号表达式为 。②分液漏斗的作用是 。③若用D装置排空气法收集氧气，气体应从 (填“a”或“b”)端通入，验证氧气已集满的方法是 。④若D装置内装满水排水法收集氧气，气体应从 (填“a”成“b”)端通入。
(4)用氯酸钾和二氧化锰混合制氧气，①反应的文字表达式为 。②其中二氧化锰的作用是 ，③若要收集一瓶氧气来验证蜡烛燃烧的产物收集装置可选仪器 (仪器填编号)进行组合。
(5)若直接用30%的H2O2溶液制取氧气，反应速率太快。为获得平稳的气流，如图所示发生装置能达到最佳效果的是 (填字母)。该反应属于 (填“吸热”或“放热”)反应。
5．（2025·江西·中考真题）兴趣小组为了解调控化学反应的方法，进行了下列实验。
(1)实验一：在空气中点燃木炭，再伸入充满氧气的集气瓶中，木炭燃烧更剧烈，说明 会影响化学反应速率。
(2)实验二：图1木条不复燃，图3中的现象为 ，由此可知MnO2可加快H2O2分解的速率。若反应前后MnO2的 和化学性质不变，则MnO2是H2O2分解的催化剂。为寻找该反应的新催化剂，兴趣小组分别用5mL10%H2O2溶液和不同催化剂进行实验，数据如表。分析表中数据，催化效果最好的物质是 。
实验编号 催化剂 收集气体体积 收集气体所用时间
① 2g氧化铁 7.0mL 560s
② 2g土豆 7.0mL 180s
③ 2g生姜 5.1mL 180s
(3)调控化学反应的方法还有很多，下列事例中调控方法相同的是______(填序号)。
A．食品在冰箱中保存不易变质
B．燃煤发电时，把煤块粉碎
C．汽车发动机把汽油喷成雾状进行燃烧
6．空气中各组分的沸点如下表所示：
组分 氮气 氧气 二氧化碳 氩气 氖气 氦气
沸点（）
根据以上数据，通过分析可以得出：
(1)工业上可通过加压、降温的方法将净化后的空气变成液态，然后利用液氮和液氧的 不同，控制温度，使 先蒸发出来，剩下的主要为 。
(2)工业制氧气是 （填“物理变化”或“化学变化”）。
(3)工业上制得的氧气是 （填“纯净物”或“混合物”）。
7．（2025·四川泸州·二模）某学习小组利用如图装置测定空气中氧气含量并利用压强传感器测定反应过程压强变化。
已知：
①对于压强不算特别大，温度不算特别高的气体满足克拉伯龙方程：，其中P是指气体压强，V是指气体体积，n可代表气体分子数目，R是常数，T是表示温度。
②与冷水反应生成偏磷酸（），与热水反应生成磷酸（）。
③白磷的着火点是40℃。
回答下列问题：
(1)欲点燃装置内的白磷，可用 在阳光下照射（填“凸透镜”或“凹透镜”）。
(2)装置中水的作用是 ，若燃烧产物与水反应得到的和的个数比为1:2，则与水反应的总反应方程式为 。
(3)根据克拉伯龙方程推测随着反应的进行导致分子数目减小，会引起压强 ，反应放热导致温度升高，会引起压强 ，右侧图像中BC段压强增大的原因是 ，剩余气体分子数占原来空气中气体分子数的 %（保留4位有效数字），根据空气中的百分含量的理论值推测此时是否已消耗完 （填“是”或“否”）。
8．（24-25九年级上·湖南岳阳·期中）下图是几种实验室制取气体的发生装置和收集装置，请回答下列问题：
(1)指出图②的仪器名称 。
(2)实验室用高锰酸钾加热制取氧气，有如下步骤：①加热；②检查装置的气密性；③装药品；④用排水法收集氧气；⑤从水槽中取出导管；⑥熄灭酒精灯；⑦连接装置。其操作顺序正确的是 。
A．⑤⑦③②①④⑥ B．①⑦③②⑤④⑥
C．⑦②③①④⑤⑥ D．⑦③①②④⑥⑤
(3)高锰酸钾制取氧气的符号表达式为 。
(4)若用F装置来收集氧气，检验氧气已收集满的方法： 。
(5)实验室常用块状电石与水反应制取不溶于水、密度和空气接近的乙炔气体，根据信息判断：实验室制取乙炔的发生装置和收集装置应选用 （填字母）；
9．（24-25八年级下·上海浦东新·期中）氧循环系统也是空间站重要的组成部分，除了电解水可得到氧气外，空间站上的氧气还可以采取高压气体的形式储存在特种钢瓶中带上太空。
(1)我国空间站长期有航天员入住，空间站中“人造空气”的成分和含量非常接近我们身边的空气，其中含量最多的气体是 。空气中主要物质的用途利用的是其物理性质的是 。
A．氦气用于充霓虹灯
B．氮气用于填充灯泡
C．稀有气体用作保护气
D．氧气用于急救病人
(2)工业上分离液态空气获得氧气的模拟实验过程如下图所示，空试管浸入液氯一段时间后，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；1分钟后伸入带火星的木条，观察到木条复燃。下列有关说法错误的是 。
A．空气冷却变成液态空气，分子间隔变小
B．由现象可知氮气的沸点比氧气高
C．燃着的木条熄灭是因为氮气不可燃且不支持燃烧
D．后伸入带火星的木条复燃，体现了氧气的可燃性
(3)实验室可以用高锰酸钾制取氧气，该反应属于 反应（填基本反应类型）能用如图所示装置收集氧气的原因是 ，集气瓶中氧气收集满的标志是 。待氧气收集后，应先进行的操作是 （选填“熄灭酒精灯”或“将导管移出水槽”），这样操作的目的是 。
(4)在收集到的氧气中分别放入下列不同物质，有关实验现象的描述，正确的是 。
A．硫在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰，产生有刺激性气味的气体
B．细铁丝在空气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体
C．红磷在空气中燃烧产生大量白烟
D．镁在氧气中燃烧，发出耀眼的白光，生成氧化镁
(5)在跨学科实践活动中，某探究小组同学通过如图的自制“制氧机”利用过碳酸钠、水和二氧化锰制备。发生装置是 （填“M”或“N”）；M瓶中水的作用是 （写一条）。
10．（2025·安徽滁州·三模）有学者提出“铁丝燃烧绕成螺旋状，是为了防止燃烧点因迅速上升到集气瓶内氧气低浓度区而熄灭”。据此，某化学兴趣小组的同学决定对铁丝在氧气中燃烧进行更深入的探究。
活动一：探究铁丝燃烧产生“火星四射”现象的原因
【实验1】取粗细相同、含碳量不同的细铁丝，分别在氧气中燃烧，记录实验现象如下表所示。
铁丝含碳量 0 0.2% 0.38%
实验现象 无火星，燃烧处熔成小球 有短暂火星四射现象 火星四射，现象明显
(1)分析上述实验现象，铁丝燃烧产生“火星四射”现象可能和 有关；实验中 (选填“能”或“不能”)以是否产生“火星四射”的现象作为衡量铁丝是否燃烧的唯一标志。
活动二：探究铁丝燃烧时长的影响因素
【实验2】如图1所示，从同一长铁丝上分别截取三根长度相同的铁丝，将其中一根拉直、另两根绕成直径大小不同的螺旋状，下端分别系上燃着的火柴进行燃烧实验。每种形状的铁丝平行测量3次，所测得的实验数据如图2所示。
(2)实验中，点燃火柴后，将铁丝插入盛有氧气的集气瓶中的最佳时机是待火柴快燃尽时，不宜过早，其目的是 ，故进行该实验时，选择容积为 (选填“125”或“250”)mL的集气瓶更容易成功。
(3)分析图2数据可知，实验中不管铁丝形状如何，其燃烧时长均在曲线附近，说明燃烧时长与铁丝是否绕成螺旋状 (选填“有关”或“无关”)；铁丝在氧气中剧烈燃烧的时长与集气瓶内氧气的起始浓度的关系是 。
活动三：探究铁丝燃烧的产物是而不是的原因
【查阅资料】和的分解温度、Fe的熔点如下表所示。
物质 Fe3O4 Fe2O3 Fe
分解温度 /°C 1538 1400 —
熔点 /°C 1535
【理论探讨】
(4)结合表中数据，可推知铁丝在氧气中燃烧时产生的高温应在 ，在此温度范围内 (填化学式)已分解，所以铁丝在氧气中燃烧的产物是。
【反思与拓展】
(5)理论上，铁丝燃烧后固体的质量会增加。分析多组实验发现，铁丝在未发生熔断的情况下，铁丝燃烧前后固体的质量差别不大，其原因可能是 。
一、选择题
1．（2022九年级下·江苏·竞赛）将一支敞口试管竖直放在盛有液氮的大烧杯中，一段时间后，试管中出现了少许浅蓝色液体，再将一支带由余烬的木条插入试管中，应该看到的实验现象是
A．木条在试管上部没有复燃，在试管下部复燃
B．木条在试管上部复燃，在试管下部熄灭
C．木条始终没有复燃
D．木条一接近试管口就复燃
2．（24-25九年级上·四川南充·期中）下列四个图像，能正确反映其对应实验过程的是
A．在装有空气的密闭集气瓶中引燃红磷 B．加热一定质量高锰酸钾固体 C．向一定量的二氧化锰中加入过氧化氢溶液 D．用等质量、等浓度的过氧化氢溶液分别制取氧气
A．A B．B C．C D．D
二、实验题
3．（2023九年级下·山东淄博·竞赛）用来测定空气成分的方法有很多。化学实验室用红磷燃烧来测定氧气含量，原理是：磷+氧五氧化二磷（五氧化二磷是一种白色粉末）。实验过程是；将集气瓶容五等分，并做好标记，点燃燃烧匙内的红磷，立即伸入集气瓶中并塞紧瓶塞；持燃烧停止并冷却后，打开止水夹，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。
请回答下列问题：
(1)集气瓶中剩余的气体主要是 。
(2)该实验说明这种气体具有的性质 。
(3)如果实验完毕，进入集气瓶的水不到总容积的，可能的原因有 。
4．（2023九年级上·湖南邵阳·竞赛）氧气是维持人类生命的重要气体。
实验一：实验室常用如下装置制取氧气。
(1)实验室用高锰酸钾制取氧气，反应原理是 ，选用的发生装置为 (填字母)，用D装置收集氧气，证明是氧气收集满的方法为 ，用E装置收集氧气时，发现水槽中水呈现紫红色，你认为可能的原因是 。
(2)用C装置来制取氧气，分液漏斗中的药品可为 。
(3)用B、C装置都可以制取氧气，但C装置更优，理由是 。
实验二：家用制氧机可以获得“富氧空气”(氧气含量高于普通空气)
用图3装置测定家用制氧机获得的“富氧空气”中氧气的含量(集气瓶中“富氧空气”体积为100mL，底部残留少量水，燃烧匙内有足量红磷)，操作如下：
①往量筒内加入适量水，读出量筒内水的体积为100mL；
②点燃红磷，充分反应并冷却至室温；
③打开止水夹，待右侧量筒内液面不再变化时，调节两边液面在同一水平面上，读出量筒内水的体积为18mL。
(4)检查装置气密性：关闭弹簧夹，两手紧握集气瓶。过一会儿，若观察到 ，证明装置不漏气。
(5)本次实验测得“富氧空气”中氧气的体积分数为 。
实验三：研究“富氧空气”的应用
通过重油、褐煤在氧气含量不同的空气中燃烧的实验，得到有关数据如图4。
(6)结合图4，简述减少燃料燃烧尾气污染的措施： 。
5．（2024八年级上·黑龙江哈尔滨·竞赛）四十七中某学习小组围绕“实验室制取气体”进行探究，请你参与完成下面的问题。
(1)写出仪器a的名称和仪器b的一般用途：a ，b 。
(2)若用加热高锰酸钾制取并收集较纯净的氧气，应选择的制取装置为 （填标号），反应的符号表达式为 ；
(3)请写出实验室用装置B制取氧气所发生反应的文字表达式 ；
(4)若用如图装置采用排空气法收集氧气则气体应从 端通入（填“a”或“b”，下同）；验满时，带火星小木条应放在 端检验，若利用排水法收集氧气，则瓶内先注满水，氧气应从 端通入。
(5)同学们知道氨气密度小于空气，应该用向下排气法收集，可某资料上的收集装置E却在瓶口处也塞了一团棉花，为此同学们发生了争论，你认为说法正确的是______。
A．小思同学：塞棉花是为了防止固体粉末从瓶口处随气流逸出
B．小琪同学：氨气与空气中的水气结合会使瓶内气压变小，塞棉花能减少空气对流
C．小启同学：资料有错误，塞了棉花会导致气体无法逸出引起危险
D．小动同学：氨气是有毒气体，塞棉花可以防止氨气逸出，以免污染环境
6．（2024九年级下·陕西渭南·竞赛）如图为实验室常用仪器和装置的示意图，根据题意回答问题。
(1)写出标有字母a的仪器名称： 。
(2)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气时，应选择的发生与收集装置是 （填字母），反应的化学方程式为 。
(3)下图均为验证CO2性质的实验，实验①与实验 （填序号）所得结论完全相同。实验④中，除了观察到塑料瓶变瘪，还可看到 。
①. ②.
③. ④.
7．（2024九年级下·广西百色·竞赛）下图是实验室制取气体常用的发生装置和收集装置，结合图示，回答下列问题：
(1)若实验室用装置A、D制取氧气，反应的化学方程式为 。
(2)若实验室用装置B、E组合制取H2，其反应的化学方程式为 。
8．（2023九年级上·辽宁沈阳·竞赛）下图是研究实验室制取气体的装置图，请按要求回答下列问题：

(1)写出图中标号仪器的名称：① ；② 。
(2)用高锰酸钾制取氧气，装置A还需做的一点改动是 ，写出该反应的文字表达式 。下列是某同学设计实验室用高锰酸钾制取氧气的部分实验操作，其中不合理的是 。（填字母）
A．先检查装置的气密性，后加药品
B．先固定试管，后放置酒精灯
C．先将导管伸入集气瓶，后加热试管
D．实验结束后先移出导管后熄灭酒精灯
(3)小红在实验室用装置图 （填字母）制取并收集二氧化碳A气体。发生装置内装入的固体药品是 （填药品名称）；请用符号表达式表示实验室制备二氧化碳的反应： 。判断二氧化碳已收集满的方法是 。
(4)某同学用石灰水检验二氧化碳时发现，盛放石灰水的试剂瓶内壁形成了一层白色物质，该物质是 （填写物质名称），写出生成这种物质的化学反应的符号表达式 ，用 可以洗掉该物质。
(5)用F装置可以收集气体并测定气体的体积，则气体应具备的性质是： 。
(6)收集一瓶二氧化碳，供图2实验使用，将二氧化碳倒入烧杯中，观察到的实验现象是 ，该实验说明二氧化碳具有的物理性质是 ；化学性质是 。

(7)图1是铁丝在氧气中燃烧的实验，集气瓶底部水的作用 。
(8)若直接用30%的H2O2溶液制取氧气，反应太剧烈，为获得平稳的气流，下图实验能达到最佳效果的是 （填字母），发生反应的文字表达式是 ，其中二氧化锰的作用是 。

(9)某化学兴趣小组探究“排水法收集氧气时机的选择”，用加热高锰酸钾进行相关实验。用排水法收集氧气时要等到“气泡连续均匀冒出”才开始收集，原因是 。
(10)【提出问题】“气泡连续均匀冒出，此时排出的氧气比较纯净”，事实如此吗？
【设计并实验】加热高锰酸钾制氧气并用排水法收集，测定不同时刻排出气体中氧气的浓度：
时段 加热时间 氧气浓度变化特点 氧气浓度变化范围 气泡特征
1 1～11s 逐渐增大 21.2%～ 不连续、不均匀
11～16s
2 16～34s 快速增大 28.7%～66.7% 连续、均匀、快速
3 34～80s 逐渐变缓 66.7%～86.3%
4 80～135s 趋于稳定 86.3%～88.7%
①在加热药品的第1时段后期（11～16s），气泡已经连续均匀且快速冒出，此时排出气体中氧气的浓度最大只有 %左右。
②根据该实验数据分析，“气泡连续均匀冒出时表示排出的氧气已经比较纯净”的说法是 （填“合理”或“不合理”）的。
三、综合应用题
9．（2023九年级上·湖南邵阳·竞赛）“富氧空气”是指氧气含量高于普通空气的气体，可用于航天、医疗、炼钢等。化学兴趣小组欲混制“富氧空气”并开展相关探究，进行以下实验。
实验一：混制“富氧空气”。
(1)用高锰酸钾制取并收集一瓶较纯净的氧气，可以选择图1中的装置 （填字母）。实验时试管口放一团棉花的目的是 。
(2)如图2，用纯氮气及上述实验制取的氧气，混制一瓶（集气瓶容积为250mL）氧气体积分数为40%的“富氧空气”，气体应从装置中的管 （选“a”或“b”）通入，先通入氮气排出120mL水，再通入氧气排出 mL水。
实验二：测定“富氧空气”中氧气的含量。
用图3装置测定“富氧空气”中氧气的含量（集气瓶中“富氧空气”体积为100mL，底部残留少量水，燃烧匙内有足量红磷），操作如下：①往量筒内加入适量水，读出量筒内水的体积为90mL；②用电点火装置点燃红磷，充分反应；③打开止水夹，待右侧量筒内液面不再变化时，排出气球中的气体，调节两边液面在同一水平面上，读出量筒内水的体积为55mL。回答下列问题：
(3)组装好仪器后，开始实验前首先应进行的操作是 。
(4)本次实验测得“富氧空气”中氧气的含量为 。
实验三：探究“富氧空气”的应用通过重油、褐煤在氧气含量不同的空气中燃烧的实验，得到有关数据如图：
(5)结合图4，说明空气中氧气含量与燃烧产生的温度的关系 。
(6)结合图5，简述减少燃料燃烧尾气污染的措施 。
四、填空与简答
10．（2023九年级上·湖南邵阳·竞赛）小乐用图甲所示装置测定空气中氧气的含量，其中燃烧匙内的白磷用电加热装置点燃，瓶内气压用气体压强传感器测定，其变化如图乙所示。
(1)甲中的现象是 。
(2)t1时刻后的一段时间内瓶内气压显著增加，其原因是 。
(3)最适合计算得出氧气约占空气体积分数的时间段是______。
A．t1时刻后的最高处 B．t1～t2之间 C．t2～t3之间 D．t3以后
答案和解析
技巧1 空气中氧气含量的测定
一、 核心原理理解错误
忽略压强差原理
实验通过消耗氧气使瓶内气压降低，水倒吸入瓶的体积≈消耗的氧气体积。
易错题示例 ：
能否用硫粉、木炭及原因？——否，原因是瓶内压强不变，无法测量。
能否用铁丝替代红磷及原因？——否，原因是铁丝空气中不燃烧。
能否用镁替代及原因？——否，原因是镁与氮气、二氧化碳均反应。
二、 操作类错误导致误差
1.结果偏小（<1/5）的原因： 红磷量不足、 装置漏气、 未冷却读数、 导管未注满水，残留空气占据体积。
2.结果偏大（>1/5）的原因： 点燃红磷后插入过慢、 弹簧夹未夹紧、 未立即塞紧瓶塞。
三、 装置类错误
1. 气密性检查缺失 ：实验前未检查装置 气密性。
2. 导管设计问题 ：若导管过长，残留水影响体积测量。
3.改进装置（如注射器、气压传感器）可减少误差。
4. 未预先划分体积 ：集气瓶内未做五等份标记，难以精确读数。
四、 现象与结论混淆
1. 误判白烟为白雾 ：红磷燃烧产生 白烟（固体P O 颗粒） ，非白雾。
2. 氧气体积≠质量分数 ：结论是“氧气体积约占空气1/5”，非质量分数。
3. 剩余气体性质 ：氮气不溶于水、不支持燃烧。
五、题型陷阱
1. 改进装置分析：
注射器+铜粉 ：通过推拉注射器确保氧气充分反应，气球缓冲气压。
电热丝引燃白磷 ：避免打开瓶塞造成的误差。
2. 传感器图像题 ：
若压强曲线未降至最低（如DE段倒吸不足），可能原因是装置漏气或未冷却到室温就打开止水夹。
【总结归纳】关键记忆口诀
“足量红磷密封好，点燃迅速要塞牢。冷却再开止水夹，五分之一记得牢。”
（注：强调操作顺序与核心要点）
1．（24-25九年级上·福建福州·期中）拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分（实验装置如图1），实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量（实验装置如图2）。下列有关这两个实验的说法正确的是
A．图1曲颈甑中和汞槽中的汞作用相同，图2中广口瓶和烧杯中的水作用相同
B．图1曲颈甑中的现象是有氧化汞生成，图2广口瓶中的现象是有五氧化二磷生成
C．图2中的红磷换成铁丝也能测定空气中氧气含量
D．图1和图2两个装置都要检查装置气密性
【答案】D
【详解】A、在拉瓦锡的实验(图1)中，曲颈甑中加热汞生成氧化汞，而汞槽中的汞用于观察并测量气体体积变化；在红磷测氧实验(图2)中，广口瓶与烧杯中的水也并非同一功能，一个是加速冷却，吸收生成的白烟，一个用于显示体积变化，选项说法不正确；
B、图1曲颈甑中的现象是红色粉末生成，有氧化汞生成是结论，图2广口瓶中的现象是产生大量白烟，有五氧化二磷生成是结论，选项说法不正确；
C、铁丝在空气中不能燃烧，无法像红磷一样可靠地测定空气中氧气含量，选项说法不正确；
D、两套装置都需测定体积变化，故都必须检查装置的气密性，选项说法正确；
故选D。
2．（2025·山东济南·一模）实验是科学探究的重要方法。用如图装置测定空气中氧气含量，实验时点燃酒精灯，并反复推拉注射器和挤压气球。下列对该实验的认识中，不正确的是
A．若铜粉用量不足，会使实验结果比实际值小
B．实验时玻璃管中红色固体逐渐变为黑色
C．将铜粉改为炭粉，也能达到实验目的
D．保证装置气密性良好是该实验能否成功的关键之一
【答案】C
【详解】A、若铜粉不足，氧气不能完全消耗，则会使实验结果比实际值小，该选项正确；
B、铜加热生成氧化铜，则可观察到红色固体变黑色，该选项正确；
C、炭燃烧生成二氧化碳气体，装置中的压强几乎不变，则不能达到实验目的，该选项不正确；
D、该装置必须密闭性良好，否则会有误差，该选项正确。
故选C。
3．（24-25九年级上·广东惠州·阶段练习）下列实验设计不能用来测定空气中氧气含量的是
A． B．
C． D．
【答案】B
【详解】A、红磷燃烧消耗集气瓶内氧气，生成五氧化二磷固体，装置冷却至室温后，打开止水夹，由于瓶内压强减小，烧杯中的水会进入集气瓶，进入水的体积就是瓶内空气中氧气的体积，可用于测定空气中氧气含量；
B、蜡烛燃烧消耗氧气的同时生成二氧化碳气体，瓶内压强变化不大，冷却后打开止水夹，水不能进入集气瓶或进入水的体积远小于瓶内空气中氧气的实际体积，所以不能用来测定空气中氧气含量；
C、红磷在密闭装置中燃烧消耗氧气，装置冷却后，注射器活塞会向左移动，通过注射器刻度变化可测定消耗氧气的体积，能用于测定空气中氧气含量；
D、红磷燃烧消耗氧气，装置冷却至室温后，由于瓶内压强减小，水会进入无底集气瓶，进入水的体积即为瓶内空气中氧气的体积，可用于测定空气中氧气含量。
故选B。
4．（24-25九年级上·四川德阳·期末）用数字化仪器对空气中氧气含量进行测定，实验装置及密闭容器内的氧气含量和压强变化曲线如图所示，下列说法错误的是
A．实验中，广口瓶内红磷燃烧，产生大量白烟，放出大量的热
B．瓶内压强先后两次增大分别是因为“反应放热”和“打开活塞后水被倒吸并进入广口瓶”
C．实验开始和结束时间点，广口瓶内氧元素的质量保持恒定不变
D．在广口瓶上标识刻度（容积），方便读出减少气体的体积
【答案】C
【详解】A、红磷燃烧，产生大量白烟，放出大量的热，选项正确；
B、瓶内压强先后两次增大分别是因为反应放热造成瓶内气体膨胀，压强增大和打开活塞后水被倒吸并进入广口瓶造成压强增大，选项正确；
C、根据质量守恒定律，反应前后元素质量不变，在打开活塞前，广口瓶内氧元素的质量保持恒定不变，打开止水夹有水进入广口瓶中，造成氧元素质量发生改变，选项错误；
D、在广口瓶上标识刻度（容积），方便读出减少气体的体积，选项正确；
故选C。
5．（24-25八年级下·山东德州·期中）实验小组用下图装置测定空气中氧气的含量。
(1)该实验中红磷燃烧的现象为 ，符号表达式为 。
(2)能说明空气中氧气含量的现象是，打开弹簧夹后水上升至 刻度。
(3)下列操作可能导致测定结果偏低的是_____。(填字母序号，下同)
A．红磷的量不足
B．点燃红磷，慢慢伸入瓶中
C．未冷却至室温就打开了弹簧夹
(4)若用硫粉来替红磷测空气中氧气含量是否可以？若不可，请说明原因 。
(5)反应完后集气瓶中剩余主要气体是 ，该气体的物理性质是 ，化学性质是 。(均写一条即可)
【答案】(1) 产生大量白烟，发出大量的热
(2)1
(3)AC
(4)不可以，硫在空气中燃烧生成二氧化硫气体，化学反应前后，装置内压强变化不大，无法测定空气中的氧气含量
(5) 氮气/N2 难溶于水（合理即可） 不燃烧也不支持火燃烧（合理即可）
【详解】（1）红磷在空气中燃烧，与氧气发生反应，会剧烈燃烧，生成五氧化二磷固体小颗粒，现象是：产生大量白烟，发出大量的热；
红磷燃烧是磷（P）和氧气（O2 ）在点燃条件下反应生成五氧化二磷（P2 O5 ），符号表达式为。
（2）空气中氧气的体积分数约为，该实验中红磷燃烧消耗集气瓶内的氧气，使瓶内压强减小。冷却至室温后，打开弹簧夹，在外界大气压作用下，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，则水上升至1刻度处。
（3）A、红磷的量不足，不能将集气瓶内的氧气完全消耗，导致进入集气瓶的水的体积偏小，测定结果偏低，该选项符合题意；
B、点燃红磷，慢慢伸入瓶中，会使瓶内空气受热逸出，导致瓶内压强减小更多，进入集气瓶的水的体积偏大，测定结果偏高，该选项不符合题意；
C、未冷却至室温就打开了弹簧夹，此时瓶内气体温度较高，压强较大，进入集气瓶的水的体积偏小，测定结果偏低，该选项符合题意。
故选AC。
（4）硫在空气中燃烧生成的二氧化硫是气体，填补了消耗氧气的空间，集气瓶内压强几乎不变，所以打开弹簧夹后，水不能进入集气瓶，无法测定空气中氧气的含量。
（5）空气主要由氮气和氧气组成，红磷燃烧消耗了氧气，所以反应完后集气瓶中剩余主要气体是氮气（N2）；
氮气在常温常压下是无色、无味的气体，难溶于水，写出其中一条物理性质即可；
在该实验中，红磷燃烧一段时间后熄灭，说明剩余的氮气不能燃烧也不支持燃烧，化学性质相对稳定、不活泼，写出其中一条化学性质即可。
技巧2 探究氧气的化学性质
一、现象描述类易错题
1. 铁丝燃烧实验
错误描述 ：生成"四氧化三铁"（现象应描述为生成黑色固体，不能直接写物质名称）。
操作要点 ：瓶底需铺细沙或水，防止高温熔融物炸裂集气瓶；若瓶底有水仍炸裂，可能是燃着的铁丝触碰瓶壁。
2. 硫燃烧实验
易错点 ：混淆空气与氧气中的火焰颜色（空气中为淡蓝色，氧气中为蓝紫色）；忽略瓶底放水目的是吸收SO ，防止污染空气。
3. 木炭燃烧实验
常见错误 ：未区分空气与氧气中的现象（空气中红光，氧气中白光）；未指出生成气体使澄清石灰水变浑浊。
二、概念理解类易错题
1. 氧气性质辨析
错误说法 ：
"氧气具有可燃性"（正解：助燃性，不可燃）。
"氧气约占空气质量的21%"（正解：体积分数）。
2. 催化剂与氧气制取
易错点 ：
催化剂仅改变反应速率，不增加产量；
高锰酸钾制氧气时，试管口棉花作用是防止高锰酸钾粉末进入导管。
3. 氧化反应与化合反应
混淆点 ：误认为所有化合反应都是氧化反应（如CaO + H O → Ca(OH) 是化合非氧化）。
三、实验操作类易错题
1. 氧气收集时机
排水法 ：刚冒气泡时不收集原因是此时为空气，应等到气泡连续均匀放出再收集。
排空气法验满 ：带火星木条需放在瓶口，复燃说明已满。
2. 燃烧条件与氧气浓度
典型错误 ：认为物质在空气和氧气中燃烧现象相同（实际氧气浓度越高，燃烧越剧烈）；
铁丝在空气中仅红热，在氧气中方能剧烈燃烧。
【归纳总结】
现象描述 ：严格区分"烟"（固体）、"雾"（液体）、火焰颜色差异。
操作细节 ：牢记铁丝燃烧瓶底防护、排水法收集时机、验满方法。
概念辨析 ：氧气助燃不可燃、催化剂"一变两不变"、工业制氧为物理变化。
1．（2025·山东滨州·二模）下列化学现象的描述正确的是
A．硫在氧气中燃烧，火焰呈淡蓝色，生成一种刺激性气味的气体
B．红磷在氧气中燃烧，产生大量白烟，生成五氧化二磷
C．木炭在氧气中燃烧更旺，产生黄色火焰，放出热量
D．铁丝在氧气中燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体
【答案】D
【详解】A、硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量，生成具有刺激性气味的气体，不符合题意；
B、红磷在氧气中燃烧，产生大量白烟，生成五氧化二磷属于实验结论，不是实验现象，不符合题意；
C、木炭在氧气中燃烧，发出白光，放出热量，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体，不符合题意；
D、铁丝在氧气中剧烈燃烧、火星四射，生成黑色固体，放出大量的热，符合题意。
故选D。
2．如图是铁丝在氧气中燃烧的实验示意图，下列有关该实验叙述正确的是
A．点燃系在细铁丝下端的火柴，立即插入盛有氧气的集气瓶中
B．观察到铁丝剧烈燃烧、火星四射、生成黑色固体
C．该反应的文字表达式：铁+氧气三氧化二铁
D．集气瓶底部的水不能用少量细沙代替
【答案】B
【详解】A、铁的着火点较高，不易引燃，实验时，点燃系在螺旋状细铁丝底端的火柴，待火柴将要燃尽时，插入盛有氧气的集气瓶中，故选项说法错误；
B、铁丝在氧气中燃烧观察到铁丝剧烈燃烧、火星四射、生成黑色固体，故选项说法正确；
C、铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，反应文字表达式为，故选项说法错误；
D、集气瓶底部的水是为了防止熔融状态的生成物温度过高炸裂瓶底，所以可以用细沙代替，故选项说法错误。
故选B。
3．（24-25八年级下·山东德州·期中）用如图分别为硫、木炭、铁丝燃烧实验。
(1)甲中反应的文字表达式为 ，实验现象为 。
(2)甲和丙中的水哪一个可以用细沙来代替 (“甲”或“丙”)，乙中燃烧之后往里面倒入澄清石灰水观察到 现象，证明生成了 (写化学式)。
(3)丙中做细铁丝在盛有氧气的集气瓶中燃烧的实验时需要：①预先在集气瓶底部留有少量水或铺一层细沙，作用是 ；②将细铁丝下端系一根火柴，作用是 ；③细铁丝在氧气中燃烧的现象是 ；④反应的基本类型是 。
【答案】(1) 产生明亮的蓝紫色火焰，放出热量，生成有刺激性气味的气体
(2) 丙 澄清石灰水变浑浊 CO2
(3) 防止高温熔化物溅落炸裂瓶底 引燃铁丝 剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体 化合反应
【详解】（1）甲中是硫在氧气中燃烧生成二氧化硫，文字表达式为；
硫在氧气中燃烧比在空气中燃烧更剧烈，现象是：产生明亮的蓝紫色火焰，放出热量，生成有刺激性气味的气体。
（2）甲中集气瓶底部的水是为了吸收有毒的二氧化硫，防止污染空气，细沙不能吸收二氧化硫，不能替代；丙中集气瓶底部留少量水或铺细沙是为了防止高温熔融物溅落炸裂瓶底，所以丙中的水可以用细沙代替；
乙中木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊；
木炭燃烧生成二氧化碳，其化学式为CO2。
（3）细铁丝在氧气中燃烧剧烈，火星四射，生成的高温熔融物溅落易使集气瓶底炸裂，所以预留少量水或铺细沙起防护作用；
火柴燃烧放热，能使细铁丝达到着火点，从而引燃细铁丝；
细铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体；
细铁丝在氧气中燃烧的文字表达式为：，是由两种物质生成一种物质的反应，符合化合反应 “多变一” 的特征，属于化合反应。
4．（24-25八年级上·黑龙江大庆·期中）小丽同学学习了氧气的化学性质后，整理了如图所示关系图：
(1)写出反应①的实验现象： ；写出反应①的文字表达式 ；进行①实验时，要预先在集气瓶中装少量水的目的是 ；
(2)反应②的基本反应类型为 ；
(3)写出反应③的文字表达式 ；进行③实验时，有如下注意事项：要预先在集气瓶中装少量的水或细沙的目的 ；铁丝要拧成螺旋状的目的是 ；铁丝末端绑一根火柴目的是 。
【答案】(1) 燃烧，放热，产生蓝紫色火焰，生成无色有刺激性气味的气体 吸收二氧化硫，防止二氧化硫污染空气
(2)化合反应
(3) 防止高温熔融物降落，使集气瓶底部炸裂 增大铁丝受热面积，使燃烧更充分 引燃铁丝
【详解】（1）反应①是硫在氧气中燃烧，其实验现象：燃烧，放热，产生蓝紫色火焰，生成无色有刺激性气味的气体。
反应①是硫与氧气中点燃时生成二氧化硫，反应的文字表达式为：。
进行①实验时，要预先在集气瓶中装少量水的目的吸收二氧化硫，防止二氧化硫污染空气。
（2）反应②是木炭与氧气点燃时反应生成二氧化碳，该反应由两种物质生成一种物质，属于化合反应。
（3）反应③铁与氧气点燃时生成四氧化三铁，反应的文字表达式是：。
进行③实验时要预先在集气瓶中装少量的水或细沙的目的是防止高温熔融物降落，使集气瓶底部炸裂。
铁丝要拧成螺旋状的目的是增大铁丝受热面积，使燃烧更充分。
铁丝末端绑一根火柴目的是引燃铁丝。
5．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。下图是某兴趣小组同学探究木炭、红磷、铁丝在氧气中燃烧的实验装置，做完三个实验后，小组同学对实验进行如下反思和总结：
（1）共同点：在反应条件方面，三个实验都要 ，在能量变化方面，三个实验都 （填“吸热”或“放热”），在反应基本类型方面，三个反应都是 反应，在物质的分类方面，三种生成物都属于化合物物的 。（填物质类别）
（2）不同点：三个实验的生成物和观察到的实验现象不同。乙的生成物化学式为 ，丙中观察到的反应现象是 ，请写出丙中发生反应的文字表达式 。
经过进一步试论，小组同学又提出了下列问题，请你帮忙回答：
（3）乙、丙两个实验的集气瓶底部都放有少量水。请说明丙集气瓶底部放少量水的目的是 。
（4）甲瓶中木炭燃烧后，看不到有新物质生成，请你设计实验证明甲瓶中生成了新物质 （写出操作和现象）。
【答案】
（1）点燃 放热 化合反应 氧化物
（2）P2O5 剧烈燃烧，火星四射，放热，生成黑色固体
（3）反应放出大量的热，防止生成的高温熔融物坠落炸裂集气瓶
（4）可以向集气瓶中倒入少量澄清石灰水振荡，若石灰水变混浊，则证明有二氧化碳生成
【详解】（1）在反应条件方面，三个实验都需要点燃；在能量变化方面，三个反应都是放热反应；木炭燃烧生成二氧化碳，红磷燃烧生成五氧化二磷，铁丝燃烧生成四氧化三铁，在反应基本类型方面，三个反应都是多变一类型属于化合反应，而生成的产物从物质分类角度看都属于氧化物，故填点燃、放热、化合、氧化物；
（2）红磷燃烧生成五氧化二磷，其化学式为P2O5；铁丝在氧气中燃烧现象为：剧烈燃烧，火星四射，放热，生成黑色固体，反应的文字表达式为：；
（3）丙集气瓶底部放少量水的目的是：反应放出大量的热，防止生成的高温熔融物坠落炸裂集气瓶；
（4）木炭和氧气反应生成二氧化碳，二氧化碳是无色无味的气体，故计实验证明甲瓶中生成了新物质，可以向集气瓶中倒入少量澄清石灰水振荡，若石灰水变混浊，则证明有二氧化碳生成。
技巧3 氧气的工业制法
1. 分离液态空气法（物理变化）
原理 ：利用液氮（沸点-196℃）与液氧（沸点-183℃）的沸点不同，通过低温加压使空气液化，再升温蒸发分离。
关键步骤 ：压缩空气并降温至液态 → 升温蒸发 → 氮气先逸出（沸点更低），剩余液态氧。
★易错点 ：误认为此过程是化学变化（实际为 物理变化 ，无新物质生成）。
混淆氮气与氧气的沸点顺序（氮气沸点更低，先蒸发）。
2. 膜分离技术（物理变化）
原理 ：利用特殊薄膜对氧气分子的选择性透过性，使空气通过薄膜后富集氧气。
★易错点 ：误认为需要高温或催化剂（实际依赖 分子大小差异 ，无需化学反应）。
【易错归纳】避开易错的核心要点
变化本质 ：工业制氧均为物理变化（无新物质生成）。
方法选择 ：分离液态空气法（大规模）、膜分离技术（中小规模）。
拒踩坑 ：
催化剂（工业法无需）
化学方程式（无反应发生）
电解水（非工业方法）。
1．（24-25八年级下·山东德州·期中）如下是工业制取氧气的流程图，请回答下面问题。
(1)工业制取氧气，方法是 ，属于 变化。
(2)用 可以来区分空气、氧气和氮气。
(3)从步骤②中可以看出氮气先分离出来，说明氮气的沸点比氧气的沸点 (“低”或“高”)。
(4)氮气出去之后剩余的液体为 (“纯净物”或“混合物”)
【答案】(1) 分离液态空气法 物理
(2)燃着的木条
(3)低
(4)混合物
【详解】（1）工业上制取氧气，先将空气加压变成液态空气，再利用液氮和液氧沸点不同，升温分离出氮气，从而得到液氧，这种方法是分离液态空气法；
分离液态空气法制取氧气过程中，只是利用各成分沸点不同进行分离，没有新物质生成，属于物理变化。
（2）氧气具有助燃性，空气中氧气浓度较低，而氮气不能燃烧也不支持燃烧。把燃着的木条分别伸入空气、氧气和氮气中，木条在空气中正常燃烧；在氧气中燃烧更旺；在氮气中会熄灭，所以可用燃着的木条区分这三种气体。
（3）步骤②中氮气先分离出来，是因为氮气沸点比氧气低，升温时氮气先达到沸点汽化分离出去。
（4）除去氮气后，剩余液体中还含有液氧、稀有气体等多种物质，属于混合物。
2．（24-25九年级上·江西抚州·阶段练习）空气是一种宝贵的自然资源。请回答下列问题：
(1)科学家研制的人造空气可供航天员呼吸。人造空气中氮气的体积分数约为70%，比空气中氮气的体积分数 (选填“大”或“小”)。
(2)工业上常用分离液态空气的方法制取氧气。
蒸发液态空气可分离出氧气和氮气，其原理是利用液氮和液氧的 (选填“密度”或“沸点”)不同，该变化属于 (选填“物理”或“化学”)变化。
(3)部分冰箱用“气调保鲜”的方式达到对食物保鲜的效果。下图是工业上用膜分离技术实现“气调保鲜”的流程示意图。在空气分离后，进入冰箱保鲜室内的气体是 (选填“富氧空气”或“富氮空气”)，这一保鲜原理主要是 。
(4)空气质量与人体健康密切相关，请写出一条有利于保护空气的措施 。
【答案】(1)小
(2) 沸点 物理
(3) 富氮空气 氧气具有氧化性，而氮气化学性质稳定，可做保护气
(4)减少化石燃料的使用
【详解】（1）空气中氮气的体积分数约为79%，故人造空气中氮气的体积分数约为70%，比空气中氮气的体积分数小；
（2）蒸发液态空气可分离出氧气和氮气，其原理是利用液氮和液氧的沸点不同，该变化属于物理变化；
（3）根据流程示意图可知，在空气分离后，进入冰箱保鲜室内的气体是富氮空气，这一保鲜原理主要是氧气具有氧化性，氮气化学性质稳定，可做保护气；
（4）减少化石燃料的使用有利于保护空气。
3．（24-25八年级上·上海·期末）生产、生活中有多种获取氧气的方法。
(1)“分离液态空气法”制氧气
I.经步骤1处理后的空气属于 （填“纯净物”或“混合物”），经步骤2得到液态空气，此过程属于 （填“物理”或“化学”）变化。
II.根据表中数据：控制温度的范围为 ，可分离获得氧气。
物质
沸点/℃ 100 -56.6 -196 -183
III.此方法是利用氮气和氧气的 不同将其汽化分离。
(2)“膜分离法”制氧
膜分离法的原理：在一定压力下，让空气通过薄膜，氧气能透过薄膜，而其余气体不能透过，以得到含氧量较高的富氧空气。据此推测氧分子比氮分子体积 （填“大”或“小”），薄膜具有的性质 （一条即可）
【答案】(1) 混合物 物理 -183≤T2＜-56.6 沸点
(2) 小 化学性质比较稳定，不与氧气反应（合理即可）
【详解】（1）Ⅰ、经步骤1处理后的空气中仍含有多种物质，属于混合物，经步骤2得到液态空气，此过程没有新物质生成，属于物理变化；
Ⅱ、要想将表中液态空气中的氧气分离出来，温度应大于（或等于）氧气的沸点，但是小于二氧化碳的沸点，故温度范围为：-183≤T2＜-56.6；
Ⅲ、此方法是利用氮气和氧气的沸点不同将其汽化分离；
（2）在一定压力下，让空气通过薄膜，氧气能透过薄膜，而其余气体不能透过，以得到含氧量较高的富氧空气。据此推测氧分子比氮分子体积小，薄膜具有的性质是化学性质比较稳定，不与氧气反应等。
技巧4 氧气的实验室制法
一、实验装置错误
1. 试管口未略向下倾斜
后果：冷凝水倒流使试管炸裂。
2. 试管口未放棉花团
后果：高锰酸钾粉末堵塞导管或进入水槽。
3. 酒精灯未用外焰加热
后果：内焰温度低，加热不均致试管破裂。
4. 导管伸入试管过长
后果：气体导出受阻，固体颗粒易堵塞。
5. 铁夹位置错误
正确操作：夹在距试管口约1/3处，避免夹持点过近导致试管破裂。
二、操作步骤易错点
1. 气密性检查遗漏
未检查直接装药品，导致气体泄漏无法收集。
2. 收集时机错误
刚冒气泡就收集（混有空气），应等气泡 连续均匀冒出 时收集。
3. 停止加热顺序错误
先熄酒精灯后移导管：水倒吸炸裂试管。
正确顺序 ：先将导管移出水面，再熄灭酒精灯。
4. 排水集气法操作不当
集气瓶未装满水或未倒置水槽中，残留空气使氧气不纯。
导管未伸入集气瓶底部，气体从瓶口逸出。
三、原理与现象误解
1. 催化剂混淆
二氧化锰在 氯酸钾分解 中作催化剂，但在 高锰酸钾分解 中是生成物。
催化剂仅改变反应速率，不增加氧气产量。
2. 棉花团的作用
防止高锰酸钾粉末进入导管。
3. 氧气收集方法选择
排水法 ：氧气纯净但含少量水蒸气（因氧气不易溶于水）。
向上排空气法 ：氧气干燥但可能混空气（因密度略大于空气）。
要求高纯度时优选排水法。
四、其他高频易错题
1. 验满方法错误
向上排空气法：带火星木条 置于瓶口 （非伸入瓶内）。
2. 反应表达式混淆
高锰酸钾加热：
氯酸钾加热：
分清催化剂与反应物。
3. 工业制氧气与实验室制法混淆
工业用分离液态空气法（物理变化），实验室用化学分解反应。
【归纳总结】
试管下倾加棉花，外焰加热导管短；
连续气泡才收集，先移导管再熄火；
排水纯、向上干，验满瓶口木条燃。
1．（2025·江苏常州·三模）某兴趣小组用30%的过氧化氢溶液完成以下实验。下列说法不正确的是
A．图2中冰水混合物的作用是将水蒸气冷凝
B．图3、4对比可知，温度会影响化学反应速率
C．图1、4对比可知，是否加入催化剂会影响化学反应速度
D．图1、2对比可知，1中未复燃是因为加热后产生大量的水蒸气，冲淡了氧气浓度
【答案】D
【详解】A、图2中冰水混合物用于冷凝氧气中的水蒸气，故A不符合题意；
B、图3和图4的对比（温度不同）可直接反映温度对反应速率的影响，故B不符合题意；
C、图1（无催化剂）和图4（有催化剂）的对比能证明催化剂的作用，加入催化剂会影响化学反应速度，故C不符合题意；
D、图1未复燃的主要原因是未使用催化剂，导致氧气产生速率慢，而非水蒸气冲淡氧气浓度， 故D符合题意。
故选D。
2．（2025·福建泉州·模拟预测）实验室用高锰酸钾制取氧气时，下列实验操作正确的是
A．检查气密性时，先紧握试管，然后将导管的一端放入水中
B．组装仪器时，将导管口伸入盛满水的集气瓶，然后加热试管
C．收集满气体时，将集气瓶移出水槽，然后用玻璃片盖住瓶口
D．实验结束时，将导管移出水槽，然后熄灭酒精灯
【答案】D
【详解】A、检查气密性时，应先将导管一端放入水中，再紧握试管，若先紧握试管，内部气体受热膨胀提前逸出，再放入水中无法准确检验气密性，A 错误 。
B、组装仪器后，应先检查气密性，再装药品、加热，且不能一开始就将导管伸入盛满水的集气瓶，要等气泡连续均匀冒出时再收集，B 错误 。
C、收集满气体时，应在水下用玻璃片盖住瓶口，再将集气瓶移出水槽，否则空气易进入，C 错误 。
D、实验结束时，先将导管移出水槽，再熄灭酒精灯，防止水倒吸使试管炸裂，D 正确 。
故选D。
3．（2025九年级·安徽·专题练习）某学习小组完成“实验活动：氧气的实验室制取与性质"进行了研讨，请你参与完成下面的问题。
(1)实验室利用高锰酸钾制取氧气，选用装置A进行该实验时。需要进行的改进是 。若用E装置装满水后收集氧气，气体应从 端进入(填“a”或“b”)。
(2)化学兴趣小组进行制取氧气的实验研究。他们加热高锰酸钾，先后用两种方法各收集三瓶氧气，分别测定了收集到的氧气浓度。数据如表。
收集方法 向上排空气法 排水集气法
氧气浓度% 79.6 79.7 79.9 90.0 89.8 89.3
氧气平均浓度% 79.7 89.7
①用排水法收集氧气时，以观察到 为氧气集满的标准。
A．集气瓶中无水 B．集气瓶口有气泡胃出 C．集气瓶中有气泡冒出
②以上两种方法中，用 法收集到的氧气更纯。
③不考虑操作因素，排水集气法获得的氧气体积分数不能达到100%的主要原因是 。
(3)二氧化碳是一种无色无味味的气体，密度比空气大，可溶于水。实验室常用块状石灰石和稀盐酸液体混合物来制得。实验室制取二氧化碳应选用上图中 (填序号)装置作为发生装置。
【答案】(1) 试管口放一团棉花 b
(2) B 排水 氧气中混有少量水蒸气
(3)B
【详解】（1）实验室利用高锰酸钾制取氧气，选用装置A进行该实验时，需要进行的改进是试管口应放一团棉花，防止加热时试管中的粉末状物质进入导管，故填试管口放一团棉花；
氧气的密度小于水，且氧气不易溶于水，用E装置装满水后收集氧气，气体应从短管，即b端进入，故填b。
（2）①用排水集气法收集氧气时，以观察到集气瓶口有气泡冒出时为氧气集满的标准，故填B。
②根据表中数据对比，排水集气法收集到的氧气纯度更高，故填排水。
③不考虑操作因素时，排水集气法得到的氧气体积分数无法达到100％的主要原因是氧气中混有少量的水蒸气，故填氧气中混有少量水蒸气。
（3）实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳，是固液常温反应，应选用固液常温发生装置，即B装置，故填B。
4．（24-25八年级下·山东德州·阶段练习）化学实验是进行科学探究的重要手段。
任务一 利用如图所示的实验装置制备常见气体，请回答有关问题：
(1)写出图中仪器①的名称： 。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气，在加入药品前的操作是 ，选用的发生装置是 （填字母）。该反应的文字表达式为 ；收集较纯净的氧气宜选用 （填字母）。
(3)实验室用双氧水和二氧化锰制取氧气时应选用的发生装置 （填字母标号，下同）写出该反应的文字表达式 ；用装置C来收集气体的验满方法是 。
(4)如F图是一个正放的多功能瓶，可用于收集气体、洗涤气体、干燥气体、贮存气体等。在实验室里，用锌和稀硫酸溶液反应来制取氢气，应选用的发生装置是 （填字母），氢气的密度比空气小，且难溶于水，若用排空气法收集氢气时，氢气从 （填“a”或“b”）端通入。
(5)为了探究“铁可以在纯净的氧气中燃烧”，化学小组的同学做了如下实验：在一段螺旋状铁丝末端系一根火柴，用坩埚钳夹住铁丝，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入，如图3所示（夹持装置已略去）。
①小雪同学发现铁丝只红热，没有观察到其他现象，她分析，除了可能是铁丝太粗或铁丝表面有铁锈外，还可能的一个原因是 。
②小童同学重新做了实验，观察到明显的实验现象是 ，证明铁丝可以在纯净的氧气中燃烧。因此，做铁丝燃烧实验更适合用 法收集氧气。
③做实验时，集气瓶中要预先加少量水或铺一层细沙，其原因是 。
【答案】(1)锥形瓶
(2) 检查装置气密性 A E
(3) B 将带火星的小木条放在集气瓶口，若木条复燃，则证明已经收集满
(4) B b
(5) 氧气纯度不够 剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体 排水 防止高温生成物溅落炸裂瓶底
【详解】（1）由图可知，图中仪器①的名称为锥形瓶，故填：锥形瓶；
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气，在加入药品前的操作是检查装置气密性，防止装置漏气造成药品浪费；
高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的文字表达式为，该反应适用于固体加热型，发生装置选A；氧气的密度比空气大，不易溶于水，则可采用向上排空气法或排水法进行收集，其中排水法收集的气体较为纯净，即收集装置选E，故填：检查装置气密性；A；；E；
（3）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应的文字表达式为，该反应适用于固-液常温型，发生装置选B；氧气具有可燃性，则用装置C来收集气体的验满方法是将带火星的小木条放在集气瓶口，若木条复燃，则证明已经收集满，故填：B；；将带火星的小木条放在集气瓶口，若木条复燃，则证明已经收集满；
（4）在实验室里，用锌和稀硫酸溶液反应来制取氢气，该反应适用于固-液常温型，生成装置选B；氢气的密度比空气小，若用排空气法收集氢气时，氢气从b端通入，故填：B；b；
（5）①铁丝在空气中不能燃烧，在氧气中能燃烧，说明当氧气的浓度达到一定值时，才能支持铁丝燃烧。小雪同学发现铁丝只红热，没有观察到其他现象，她分析，除了可能是铁丝太粗或铁丝表面有铁锈外，还可能的一个原因是氧气的纯度不够，故填：氧气纯度不够；
②小童同学重新做了实验，观察到明显的实验现象是铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体；铁丝可以在纯净的氧气中燃烧，因此，做铁丝燃烧实验更适合用排水法收集氧气，排水法收集的氧气较为纯净，故填：剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体；排水；
③铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体，则在做实验时，集气瓶中要预先加少量水或铺一层细沙，其原因是防止高温生成物溅落炸裂瓶底，故填：防止高温生成物溅落炸裂瓶底。
1．（2025·江苏徐州·三模）为探究铜的化学性质，某化学兴趣小组的同学借助氧气传感器在密闭装置中进行如图所示实验，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（200，6.15%）表示时间为200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%，故选项说法正确；
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，方程式为：；故选项说法正确；
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，故选项说法错误；
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，故选项说法正确；
故选C。
2．（2025·安徽滁州·三模）利用如图装置测定空气中氧气含量。集气瓶中除内容物外空气体积为，量筒内水的体积为，用酒精灯加热燃烧匙柄点燃白磷（足量）。等白磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，最终量筒内水面停留在，关于该实验的说法错误的是
A．用酒精灯加热时，应用外焰 B．加热的目的是使温度达到白磷的着火点
C．白磷量不足会导致最终量筒内水的体积小于 D．本次实验测定空气中氧气体积分数约为20.4%
【答案】C
【详解】A、酒精灯的灯焰分焰心、内焰、外焰三部分，外焰温度最高，用酒精灯加热时，应用外焰部分进行加热，A正确；
B、燃烧匙通常由铁丝和铜质小勺铆合而成，利用金属的导热性，加热燃烧匙柄可以使温度达到白磷的着火点，从而引燃白磷，B正确；
C、白磷量不足，氧气不能被完全消耗，水被吸入集气瓶的体积偏小，水位下降小，量筒内剩余水的体积大于，C错误；
D、量筒内水面停留在，集气瓶内消耗氧气的体积为，故本次实验测定空气中氧气体积分数为，D正确。
故选C。
3．（2025·吉林长春·三模）利用下图1装置研究过氧化氢的反应，所得结果如下图2所示，下列说法不正确的是
A．图2中的a点对应的操作是推动注射器活塞
B．对比c点利e点可以验证反应速率与过氧化氢溶液的浓度有关
C．对比b点和e点不能验证反应速率与过氧化氢溶液的浓度有关
D．该实验不能证明二氧化锰对过氧化氢的分解起催化作用
【答案】C
【详解】A、由图2可知，a点时氧气浓度开始逐渐增大，说明a点对应的操作是推动注射器活塞，过氧化氢溶液进入锥形瓶中，过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，氧气浓度增大，说法正确，不符合题意；
B、由图2可知，c、e点是相同时间内收集氧气的体积分数①大于②，①②的溶液浓度不同，则对比c点和e点能验证反应速率与的浓度有关，说法正确，不符合题意；
C、由图2可知，b、e点是收集相同体积分数氧气所需的时间①小于②，①②的溶液浓度不同，则对比b点和e点能验证反应速率与的浓度有关，说法错误，符合题意；
D、该实验的变量是过氧化氢溶液的浓度，两组实验均有二氧化锰，故该实验不能证明二氧化锰对过氧化氢的分解起催化作用，说法正确，不符合题意。
故选C。
4．（24-25九年级上·江苏苏州·阶段练习）气体的实验室制取是学生必备的基本实验技能，请根据下列装置图回答问题。
(1)写出留中标号的仪器名称：① ，② 。
(2)实验空用高锰酸钾制取氧气时，①应选择的发生装置是 (填字母)，②反应的符号表达式为 。④该套装置有一处不足的地方，请写出改进的操作 。
(3)用装置B制取氧气，①反应的符号表达式为 。②分液漏斗的作用是 。③若用D装置排空气法收集氧气，气体应从 (填“a”或“b”)端通入，验证氧气已集满的方法是 。④若D装置内装满水排水法收集氧气，气体应从 (填“a”成“b”)端通入。
(4)用氯酸钾和二氧化锰混合制氧气，①反应的文字表达式为 。②其中二氧化锰的作用是 ，③若要收集一瓶氧气来验证蜡烛燃烧的产物收集装置可选仪器 (仪器填编号)进行组合。
(5)若直接用30%的H2O2溶液制取氧气，反应速率太快。为获得平稳的气流，如图所示发生装置能达到最佳效果的是 (填字母)。该反应属于 (填“吸热”或“放热”)反应。
【答案】(1) 锥形瓶 集气瓶
(2) A KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2 在试管口放一团棉花
(3) H2O2H2O+O2 控制反应的速率 a 将带火星的木条放到b端管口，若木条复燃，则已集满 b
(4) 氯酸钾 氯化钾+氧气 催化作用 C/D
(5) c 放热
【详解】（1）图中标号的仪器名称：①锥形瓶；②集气瓶。
（2）高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的反应物是固体，反应条件是加热，属于固体加热型，应选择的发生装置是A；反应的符号表达式为：KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2；该套装置有一处不足的地方，是试管口缺少一团棉花，加热时，试管内的固体粉末会进入导管，改进的操作：在试管口放一团棉花；
（3）装置B是固体与液体混合不需加热的发生装置，制氧气所用药品是过氧化氢和二氧化锰，过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气，反应的符号表达式为：H2O2H2O+O2；分液漏斗能控制液体的滴加速率，其作用是控制反应的速率；氧气的密度大于空气，若用D装置排空气法收集氧气，气体应从a端通入，空气从b端排出，当b管处有氧气逸出时，说明氧气集满，氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，用装置D 收集氧气时，其验满的方法是将带火星的木条放到b端管口，若木条复燃，则已集满；氧气的密度小于水，若D装置内装满水排水法收集氧气，气体应从b端通入；
（4）氯酸钾在二氧化锰催化作用下受热分解生成氯化钾和氧气，反应的文字表达式为：氯酸钾 氯化钾+氧气；其中二氧化锰的作用是催化作用；蜡烛燃烧生成水和二氧化碳，若想证明蜡烛燃烧的产物，则应选用干燥的氧气，氧气密度比空气大，收集装置选向上排空气法，则仪器选C或D。
（5）若想控制反应速率，则应控制分液漏斗的双氧水的滴加速率，故选装置c；该反应属于放热反应。
5．（2025·江西·中考真题）兴趣小组为了解调控化学反应的方法，进行了下列实验。
(1)实验一：在空气中点燃木炭，再伸入充满氧气的集气瓶中，木炭燃烧更剧烈，说明 会影响化学反应速率。
(2)实验二：图1木条不复燃，图3中的现象为 ，由此可知MnO2可加快H2O2分解的速率。若反应前后MnO2的 和化学性质不变，则MnO2是H2O2分解的催化剂。为寻找该反应的新催化剂，兴趣小组分别用5mL10%H2O2溶液和不同催化剂进行实验，数据如表。分析表中数据，催化效果最好的物质是 。
实验编号 催化剂 收集气体体积 收集气体所用时间
① 2g氧化铁 7.0mL 560s
② 2g土豆 7.0mL 180s
③ 2g生姜 5.1mL 180s
(3)调控化学反应的方法还有很多，下列事例中调控方法相同的是______(填序号)。
A．食品在冰箱中保存不易变质
B．燃煤发电时，把煤块粉碎
C．汽车发动机把汽油喷成雾状进行燃烧
【答案】(1)反应物的浓度(或氧气的浓度)
(2) 木条复燃 质量 土豆
(3)BC
【详解】（1）在空气中点燃木炭，再伸入充满氧气的集气瓶中，木炭燃烧更剧烈。空气中氧气体积分数约为21%，集气瓶中是纯氧，氧气浓度不同，说明反应物浓度会影响化学反应速率，故填：反应物的浓度(或氧气的浓度) 。
（2）MnO2可加快H2O2分解速率，产生更多氧气，所以图 3 中的现象为带火星的木条复燃。
催化剂的特点是 “一变两不变”，即能改变反应速率，本身的质量和化学性质在反应前后不变；所以若反应前后MnO2的质量和化学性质不变，则MnO2是H2O2分解的催化剂 。
分析表中数据，收集相同体积（7.0mL ）气体时，土豆作催化剂所用时间（180s ）比氧化铁（560s ）短；收集气体时土豆和生姜所用时间相同，但土豆收集气体体积更大，所以催化效果最好的物质是土豆。
（3）A、食品在冰箱中保存不易变质，是利用低温减慢化学反应速率，调控方法是改变温度。
B、燃煤发电时把煤块粉碎，增大了煤与氧气的接触面积，加快反应速率，调控方法是增大反应物接触面积 。
C、汽车发动机把汽油喷成雾状进行燃烧，增大了汽油与氧气的接触面积，加快反应速率，调控方法是增大反应物接触面积 。
所以调控方法相同的是BC 。
6．空气中各组分的沸点如下表所示：
组分 氮气 氧气 二氧化碳 氩气 氖气 氦气
沸点（）
根据以上数据，通过分析可以得出：
(1)工业上可通过加压、降温的方法将净化后的空气变成液态，然后利用液氮和液氧的 不同，控制温度，使 先蒸发出来，剩下的主要为 。
(2)工业制氧气是 （填“物理变化”或“化学变化”）。
(3)工业上制得的氧气是 （填“纯净物”或“混合物”）。
【答案】(1) 沸点 氮气 液氧
(2)物理变化
(3)混合物
【详解】（1）工业上可通过加压、降温的方法将净化后的空气变成液态，然后利用液氮和液氧的沸点不同，控制温度，使氮气先蒸发出来，剩下的主要是液氧，故填：沸点；氮气；液氧；
（2）工业制氧气的过程中没有新物质的生成，属于物理变化，故填：物理变化；
（3）工业上制得的氧气中还含有稀有气体等多种物质，属于混合物，故填：混合物。
7．（2025·四川泸州·二模）某学习小组利用如图装置测定空气中氧气含量并利用压强传感器测定反应过程压强变化。
已知：
①对于压强不算特别大，温度不算特别高的气体满足克拉伯龙方程：，其中P是指气体压强，V是指气体体积，n可代表气体分子数目，R是常数，T是表示温度。
②与冷水反应生成偏磷酸（），与热水反应生成磷酸（）。
③白磷的着火点是40℃。
回答下列问题：
(1)欲点燃装置内的白磷，可用 在阳光下照射（填“凸透镜”或“凹透镜”）。
(2)装置中水的作用是 ，若燃烧产物与水反应得到的和的个数比为1:2，则与水反应的总反应方程式为 。
(3)根据克拉伯龙方程推测随着反应的进行导致分子数目减小，会引起压强 ，反应放热导致温度升高，会引起压强 ，右侧图像中BC段压强增大的原因是 ，剩余气体分子数占原来空气中气体分子数的 %（保留4位有效数字），根据空气中的百分含量的理论值推测此时是否已消耗完 （填“是”或“否”）。
【答案】(1)凸透镜
(2) 吸收反应生成的五氧化二磷，防止污染空气
(3) 减小 增大 白磷燃烧放出热量，装置内气体受热膨胀，压强增大，白磷燃烧消耗氧气，导致压强减小，温度升高对压强的影响比气体减少对压强的影响大 80.63 否
【详解】（1）欲点燃装置内的白磷，可用 凸透镜在阳光下照射，凸透镜能将阳光会聚到白磷上，使其局部温度很快达到白磷的着火点(约40 ℃)而点燃白磷；
（2）白磷燃烧生成五氧化二磷，五氧化二磷有毒，散逸到空气中，会污染空气，五氧化二磷能与水反应，故装置中水的作用是：吸收反应生成的五氧化二磷，防止污染空气；
若燃烧产物与水反应得到的和的个数比为1:2，则与水反应的总反应方程式为：；
（3）根据克拉伯龙方程推测，随着反应的进行，红磷燃烧消耗氧气，导致O2分子数目减小，会引起压强减小；反应放热，导致温度升高，会引起压强增大；
右侧图像中BC段压强增大的原因：白磷燃烧放出热量，装置内气体受热膨胀，压强增大，白磷燃烧消耗氧气，导致压强减小，温度升高对压强的影响比气体减少对压强的影响大；
根据PV=nRT，则压强之比等于气体分子数之比，则剩余气体分子数占原来空气中气体分子数的：；
氮气约占空气体积的78%，其他气体约占空气体积的1%，78%+1%=79%小于80.63%，故此时氧气没有消耗完，故填：否。
8．（24-25九年级上·湖南岳阳·期中）下图是几种实验室制取气体的发生装置和收集装置，请回答下列问题：
(1)指出图②的仪器名称 。
(2)实验室用高锰酸钾加热制取氧气，有如下步骤：①加热；②检查装置的气密性；③装药品；④用排水法收集氧气；⑤从水槽中取出导管；⑥熄灭酒精灯；⑦连接装置。其操作顺序正确的是 。
A．⑤⑦③②①④⑥ B．①⑦③②⑤④⑥
C．⑦②③①④⑤⑥ D．⑦③①②④⑥⑤
(3)高锰酸钾制取氧气的符号表达式为 。
(4)若用F装置来收集氧气，检验氧气已收集满的方法： 。
(5)实验室常用块状电石与水反应制取不溶于水、密度和空气接近的乙炔气体，根据信息判断：实验室制取乙炔的发生装置和收集装置应选用 （填字母）；
【答案】(1)集气瓶
(2)C
(3)KMnO4K2MnO4+MnO2+O2
(4)将带火星的木条放到b端管口，若木条复燃，则已集满
(5)BD/DB
【详解】（1）图②的仪器名称是集气瓶；
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气的操作步骤可简记为 “查、装、定、点、收、离、熄”（谐音 “茶庄定点收利息”）；首先要连接装置（⑦），然后检查装置的气密性（②），再装药品（③），固定装置后加热（①），用排水法收集氧气（④），收集完毕先从水槽中取出导管（⑤），最后熄灭酒精灯（⑥）。所以操作顺序正确的是⑦②③①④⑤⑥。
故选 C。
（3）高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，符号表达式为KMnO4K2MnO4+MnO2+O2；
（4）氧气的密度大于空气，用F装置来收集氧气时应从长管通入，当短管处有氧气逸出时，说明氧气集满，氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，用装置F收集氧气时，其验满的方法是将带火星的木条放到b端管口，若木条复燃，则已集满；
（5）实验室常用块状电石与水反应制取乙炔气体，该反应是固体与液体在常温下反应，所以发生装置应选择固液不加热型，即B ； 乙炔气体不溶于水、密度和空气接近，所以收集装置应选择排水法，即D； 故实验室制取乙炔的发生装置和收集装置应选用 BD。
9．（24-25八年级下·上海浦东新·期中）氧循环系统也是空间站重要的组成部分，除了电解水可得到氧气外，空间站上的氧气还可以采取高压气体的形式储存在特种钢瓶中带上太空。
(1)我国空间站长期有航天员入住，空间站中“人造空气”的成分和含量非常接近我们身边的空气，其中含量最多的气体是 。空气中主要物质的用途利用的是其物理性质的是 。
A．氦气用于充霓虹灯
B．氮气用于填充灯泡
C．稀有气体用作保护气
D．氧气用于急救病人
(2)工业上分离液态空气获得氧气的模拟实验过程如下图所示，空试管浸入液氯一段时间后，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；1分钟后伸入带火星的木条，观察到木条复燃。下列有关说法错误的是 。
A．空气冷却变成液态空气，分子间隔变小
B．由现象可知氮气的沸点比氧气高
C．燃着的木条熄灭是因为氮气不可燃且不支持燃烧
D．后伸入带火星的木条复燃，体现了氧气的可燃性
(3)实验室可以用高锰酸钾制取氧气，该反应属于 反应（填基本反应类型）能用如图所示装置收集氧气的原因是

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