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第二单元 空气和氧气 知识清单
课题1 我们周围的空气
一、空气是由什么组成的
1. 第一个对空气组成进行定量探究的化学家是______，他通过实验得出空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气体积的1/5。
2. 工业上利用氮气和氧气的______不同，采用分离液态空气的方法制取氧气，该过程属于______变化。
3. 探究空气中氧气含量的实验中，选择的可燃物需满足三个条件：能在空气中燃烧、不与空气中其他成分反应、______。
4. 红磷在空气中燃烧时，会产生大量______，放出热量，该反应的生成物为固体，能导致集气瓶内压强______。
5. 空气中氧气含量测定实验中，待装置冷却至室温后打开弹簧夹，可观察到烧杯中的水沿导管进入集气瓶，进入水的体积约占集气瓶内空气体积的______。
6. 若实验测得空气中氧气的体积占比小于1/5，可能的原因是红磷的量不足、______或未冷却至室温就打开弹簧夹。
7. 实验中若点燃红磷后插入燃烧匙时瓶塞塞得太慢，会导致瓶内部分空气受热溢出，使测得的氧气体积占比______。
8. 该实验可推论出氮气具有______和不易溶于水的性质，因为集气瓶内水面上升到一定高度后不再继续上升，且氮气未被红磷消耗。
9. 不能用木炭代替红磷进行该实验，是因为木炭燃烧生成的______为气体，无法使集气瓶内产生明显的压强差。
10. 若用木炭进行实验，可事先在集气瓶内注入少量氢氧化钠溶液或澄清石灰水，目的是______，从而使实验获得成功。
11. 空气的成分按______计算，大约是氮气占78%、氧气占21%、稀有气体占0.94%、二氧化碳占0.03%、其他气体和杂质占0.03%。
12. 由两种或多种物质混合而成的物质叫做______，空气属于此类物质；由一种物质组成的物质叫做______，如氧气、氮气等。
二、空气是一种宝贵的资源
1. 氧气能供给呼吸，可用于______、潜水等场景；同时氧气能支持燃烧，可用于炼钢、气焊等工业生产中。
2. 氮气的化学性质______，常用作保护气，如在食品包装中充入氮气可防止食品腐败；氮气还是制造硝酸和______的重要原料。
3. 稀有气体包括氦、氖、氩、氪、氙等，它们的化学性质很不活泼，曾被称为“______”。
4. 稀有气体在通电时能发出不同颜色的光，可用于制作______，如霓虹灯、航标灯等；氦气密度小且性质稳定，可用于填充探空气球。
5. 医疗上可利用______进行冷冻麻醉，在液氮冷冻下，组织细胞会被破坏，从而达到治疗目的。
6. 空气中的______是植物光合作用的原料，对维持自然界的碳氧平衡起着重要作用。
三、保护空气
1. 空气污染物主要包括______和烟尘两大类，其中有害气体主要有一氧化碳、二氧化硫、氮的氧化物以及臭氧等。
2. 目前计入空气污染指数的项目暂定为一氧化碳、二氧化硫、______、臭氧和可吸入颗粒物等。
3. 空气污染会严重损害人体健康，影响作物生长，破坏生态平衡，还可能导致______、臭氧层破坏和酸雨等环境问题。
4. 酸雨主要是由空气中的______和二氧化氮等气体溶于雨水形成的，会腐蚀建筑物、破坏土壤肥力等。
5. 臭氧层能吸收大部分来自太阳的紫外线，保护地球上的生命，______和氮的氧化物等物质会破坏臭氧层。
6. 为保护空气，我们可以采取加强大气质量监测、使用______、工厂废气处理后再排放、植树造林等措施。
7. 日常生活中，我们可以通过______、减少烟花爆竹燃放等方式为改善空气质量贡献力量。
课题2 氧气
一、氧气的物理性质
1. 通常情况下，氧气是______色、______味的气体，这是其最直观的物理性质。
2. 标准状况下，氧气的密度比空气______，因此实验室可用向上排空气法收集氧气。
3. 氧气______溶于水，1升水中大约能溶解30毫升氧气，这一性质使得水中生物能够生存。
4. 在压强为101kPa时，氧气在-183℃时会变为______色液体，在-218℃时会变为淡蓝色雪花状固体。
5. 收集氧气时，若要得到较纯净的氧气，应采用______法；若要得到较干燥的氧气，可采用向上排空气法。
二、氧气的化学性质
1. 氧气是一种化学性质比较活泼的气体，具有______性，能与多种物质发生化学反应。
2. 物质与氧发生的化学反应叫做______，根据反应的剧烈程度可分为剧烈氧化和缓慢氧化。
3. 木炭在氧气中燃烧比在空气中更旺，发出______光，放出热量，生成的气体能使澄清石灰水变浑浊。
4. 硫在空气中燃烧发出微弱的______色火焰，在氧气中燃烧发出明亮的______色火焰，同时都能生成有刺激性气味的气体。
5. 做硫在氧气中燃烧实验时，集气瓶内事先预留少量水，目的是______，防止污染空气。
6. 铁丝在空气中不能燃烧，在氧气中能剧烈燃烧，______，放出大量热，生成黑色固体。
7. 做铁丝在氧气中燃烧实验时，需在集气瓶底部放少量水或铺一层细沙，防止______。
8. 镁条在氧气中燃烧时，发出耀眼的______，放出大量热，生成白色固体，该反应常被用于制造照明弹。
9. 蜡烛在氧气中燃烧时，火焰明亮，发出白光，瓶壁上出现______，生成的气体能使澄清石灰水变浑浊。
10. 检验氧气的方法是：将______伸入集气瓶中，若木条复燃，则证明该气体为氧气。
11. 缓慢氧化是指进行得很慢，甚至不容易被察觉的氧化反应，如______、食物腐烂、酒的酿造等，缓慢氧化过程中也会放出热量。
12. 剧烈氧化和缓慢氧化的共同点是：都是______反应，都能放出热量。
课题3 制取氧气
一、氧气的实验室制取
1. 实验室制取氧气的方法有三种，分别是加热高锰酸钾、加热氯酸钾和二氧化锰的混合物以及分解______。
2. 用高锰酸钾制取氧气时，需要在试管口放一团棉花，目的是______，防止其进入导管堵塞气流。
3. 加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气时，二氧化锰起______作用，能加快反应速率，但自身的质量和化学性质在反应前后不变。
4. 分解过氧化氢制取氧气时，不需要加热，属于______型发生装置，反应物状态为固体和液体。
5. 气体发生装置的选择依据是______和反应条件，固体加热型装置适用于反应物为固体且需要加热的反应。
6. 气体收集装置的选择依据是气体的______和溶解性，氧气可用排水法和向上排空气法收集。
7. 用排水法收集氧气时，当导管口有______的气泡冒出时才开始收集，因为刚开始排出的是装置内的空气。
8. 用向上排空气法收集氧气时，导管应伸入集气瓶底部，目的是______，使收集到的氧气更纯净。
9. 检验氧气是否收集满的方法是：用向上排空气法收集时，将带火星的木条放在______，若木条复燃，则证明已收集满。
10. 用排水法收集氧气时，当观察到______从集气瓶口冒出时，说明氧气已收集满。
11. 收集满氧气的集气瓶应______放在桌面上，因为氧气的密度比空气大，这样可以防止氧气泄漏。
12. 实验室用高锰酸钾制取氧气的实验步骤可总结为“查、装、定、点、收、离、熄”，其中“查”指的是______。
13. 实验结束后，应先将导管从水槽中撤离，再熄灭酒精灯，防止______，导致试管炸裂。
14. 组装加热高锰酸钾制取氧气的装置时，试管口应略向下倾斜，目的是防止______倒流，使试管炸裂。
15. 用长颈漏斗组装过氧化氢制取氧气的装置时，长颈漏斗的末端应伸入液面以下，形成______，防止生成的氧气从长颈漏斗口逸出。
16. 若要控制过氧化氢制取氧气的反应速率，可选用______代替长颈漏斗，通过调节活塞控制液体滴加速度。
17. 加热高锰酸钾时，应先对试管进行______，再用酒精灯外焰集中加热，防止试管因受热不均而炸裂。
18. 铁夹应夹在距试管口约______处，便于试管受热和固定。
二、催化剂与催化作用
1. 在化学反应中能改变其他物质的化学反应速率，而本身的______和______在反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂（又叫触媒）。
2. 催化剂在化学反应中所起的作用叫做______，它只能改变反应速率，不能决定反应是否发生，也不能改变生成物的质量。
3. 一个化学反应的催化剂并非唯一，如在过氧化氢分解反应中，除二氧化锰外，______等也可作催化剂。
4. 催化剂的“一变两不变”中，“一变”指的是改变______，包括加快和减慢两种情况。
5. 二氧化锰在加热氯酸钾制取氧气的反应中是催化剂，但在其他反应中可能是反应物或生成物，说明催化剂的作用具有______。
三、分解反应与氧气的工业制取
1. 由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应，叫做______，实验室制取氧气的三个反应都属于此类反应。
2. 工业制取氧气的主要方法是______，该方法是利用液态氮和液态氧的沸点不同，通过蒸发液态空气得到氧气。
3. 工业制取氧气的过程中，首先将空气加压降温至液态，然后逐渐升温，由于______的沸点较低，会先蒸发出来，剩下的主要是液态氧。
4. 分解反应的特点是“______”，与化合反应的“多变一”特点形成鲜明对比。
5. 实验室制取氧气属于化学变化，而工业制取氧气属于物理变化，根本区别在于______。
6. 工业生产的氧气通常加压储存在______色的钢瓶中，便于运输和使用。
7. 除了分离液态空气法，工业上还可通过膜分离技术制取氧气，利用特殊薄膜对氮气和氧气的______不同，实现两者的分离。
8. 分解反应和化合反应都属于基本反应类型，判断反应类型的依据是______。
四、实验拓展与误差分析
1. 用白磷代替红磷测定空气中氧气含量时，可通过电阻丝发热点燃白磷，该改进装置的优点是______，误差更小。
2. 白磷的着火点比红磷低，约为______℃，更容易被点燃，因此在一些实验中更易操作。
3. 若用铜丝加热的方法测定空气中氧气含量，利用的是铜与氧气在加热条件下反应生成固体氧化铜，该实验同样能得出氧气约占空气体积______的结论。
4. 实验室制取氧气时，若收集到的氧气不纯，可能的原因是______（写一点即可）。
5. 用高锰酸钾制取氧气时，若观察到水槽中的水变红，可能的原因是______，导致高锰酸钾粉末进入导管并溶于水。
6. 加热氯酸钾制取氧气时，试管口不需要放棉花，是因为______，不易随气流进入导管。
7. 探究催化剂性质的实验中，需通过对比实验证明催化剂的“两不变”，即分别称量反应前后催化剂的质量和检验反应前后催化剂的______。
8. 在过氧化氢分解实验中，加入催化剂后，反应速率加快，单位时间内产生的______增多，但最终生成氧气的总量不变。
参考答案
课题1 我们周围的空气
一、空气是由什么组成的
1. 拉瓦锡
2. 沸点；物理
3. 生成物为固体
4. 白烟；减小
5. 1/5
6. 装置漏气
7. 偏大
8. 不能支持燃烧（或不能燃烧）
9. 二氧化碳
10. 吸收生成的气体
11. 体积分数
12. 混合物；纯净物
二、空气是一种宝贵的资源
1. 医疗急救
2. 不活泼（或稳定）；化肥
3. 惰性气体
4. 电光源
5. 液氮
6. 二氧化碳
三、保护空气
1. 有害气体
2. 二氧化氮
3. 温室效应
4. 二氧化硫
5. 氟里昂（或氟氯代烷）
6. 清洁能源
7. 低碳出行（或绿色出行等合理答案）
课题2 氧气
一、氧气的物理性质
1. 无；无
2. 大
3. 不易
4. 淡蓝
5. 排水
二、氧气的化学性质
1. 氧化
2. 氧化反应
3. 白
4. 淡蓝；蓝紫
5. 吸收生成的有刺激性气味的气体
6. 火星四射
7. 溅落的高温熔化物炸裂瓶底
8. 白光
9. 水雾
10. 带火星的木条
11. 铁生锈（或人的呼吸等合理答案）
12. 氧化
课题3 制取氧气
一、氧气的实验室制取
1. 过氧化氢（或过氧化氢溶液）
2. 防止高锰酸钾粉末进入导管
3. 催化
4. 固液不加热
5. 反应物的状态
6. 密度
7. 连续、均匀
8. 充分排出集气瓶内的空气
9. 集气瓶口
10. 气泡
11. 正
12. 检查装置的气密性
13. 冷水倒吸
14. 冷凝水
15. 液封
16. 分液漏斗
17. 预热
18. 1/3
二、催化剂与催化作用
1. 质量；化学性质
2. 催化作用
3. 硫酸铜溶液（或氧化铁等合理答案）
4. 化学反应速率
5. 专一性（或针对性）
三、分解反应与氧气的工业制取
1. 分解反应
2. 分离液态空气法
3. 氮气
4. 一变多
5. 是否有新物质生成
6. 蓝
7. 透过性（或吸附性等合理答案）
8. 反应物和生成物的种类和数量
四、实验拓展与误差分析
1. 装置密封（或节约能源等合理答案）
2. 40
3. 1/5
4. 未等气泡连续均匀冒出就开始收集（或集气瓶未装满水等合理答案）
5. 试管口未放棉花
6. 氯酸钾颗粒较大
7. 化学性质
8. 氧气（或气泡）

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