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第二单元 空气和氧气（期末复习讲义）
考查重点 命题角度
空气的成分及用途 成分与体积分数常考选择题；各成分的性质与用途常考选择题或填空题，考查氧气、氮气、稀有气体的性质及对应用途。
空气中氧气含量的测定 常考选择和实验题，考查实验原理、操作步骤、现象及误差分析。
空气的污染及防治 常考选择题或简答题，考查空气污染物及防治措施（使用清洁能源、植树造林等）。
氧气的性质 主要考查氧气的化学性质 ：化学性质活泼，支持燃烧，是常见的氧化剂。硫、木炭、铁丝、镁条等物质在氧气中燃烧的现象及化学方程式是常考内容。
氧气的制取 实验室制取主要是用高锰酸钾和过氧化氢制氧气，主要以选择题和实验题，催化剂理解及探究题难点，常考点。
要点01 空气的成分及用途
1. 空气成分
气体 氮气（N2） 氧气（O2） 稀有气体 二氧化碳（CO2） 其他气体
体积分数 0.94% 0.03% 0.03%
2. 氮气的性质与用途
（1）性质：氮气是一种无色、 的气体， 溶于水。氮气的化学性质 ，在低温或常温下 与其他物质发生反应。
（2）用途：作 ，如充入食品袋中充当防腐、焊接金属时保护气；特定条件下，氮气可与某些物质发生反应，如制造 、炸药等；液氮常用于 ，如超导材料的实验提供 环境。
3. 稀有气体的性质与用途
（1）性质：稀有气体一般不与其他物质反应；随着科学技术的发展，在一定条件下稀有气体能与某些物质发生化学反应，生成其他物质。
（2）用途：常被用作 ，如焊接金属时用以隔绝空气。稀有气体在通电时能发出不同颜 色的光，可制成多种用途的 ，如航标灯、闪光灯、霓虹灯等。液态 可用于制造低温环境。
易｜错｜提｜醒
1. 空气中各成分含量是指“体积分数”而不是“质量分数”。2. 稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙和氡等气体的总称，因此“稀有气体”是混合物，而“氦气”、“氖气”等是纯净物。
要点02 氧气含量的测定
1. 拉瓦锡用定量的方法研究空气的成分
实验装置 实验现象 实验结论
一部分银白色的液态汞变成 色粉末，容器里空气的体积大约减少了 …… 空气由 和 组成，其中氧气约占空气总体积的
2．测定空气中氧气的含量
实验原理 红磷燃烧消耗集气瓶内的氧气，瓶内气体 ，压强 ，冷却后打开弹簧夹，烧杯内的水会被压入集气瓶，进入水的体积即为瓶内消耗 的体积。
实验现象 ①红磷燃烧，产生 ，并放出热量；②冷却后打开弹簧夹，烧杯中的水 ，瓶内液面上升约 。
实验结论 氧气约占空气总体积的 。
化学方程式
误差分析 小于1/5原因 ① ；② ； ③
大于1/5原因 ① ；②
知｜识｜归｜纳
1. 预先在集气瓶里放少量水的目的：吸收五氧化二磷和降温。2. 倒吸进集气瓶的水不能充满整个集气瓶的原因：空气中的其他气体不与红磷反应且不溶于水。3. 集气瓶内剩余气体的性质：物理性质：无色无味的气体，难溶于水；化学性质：不能燃烧也不支持燃烧。
要点03 空气的污染及防治
1．空气污染
（1）空气中的主要污染物：①烟尘： ； ②有害气体： 、碳氧化物、氮氧化物；③臭氧层破坏和 与空气污染有关。
（2）空气污染的主要危害：①严重损害人体的健康；②影响作物的生长；③损坏地面设施，破坏文物古迹；④导致地球生态平衡失调等。
2．保护大气环境
（1）空气污染的防治：加强 ；积极 等。
（2）空气质量日报：空气质量日报的主要内容： ；空气污染指数；空气质量指数级别。
要点04 氧气的性质
1．氧气的物理性质
（1）通常情况下，氧气是一种 色 味的气体，密度为1.429g/L比空气略 ，（因此盛满氧气的集气瓶 放在桌子上）氧气 溶于水。
（2）三态变化：氧气在-183℃时变为 色液体，在—218℃变为 固体。
2．氧气的化学性质
（1）氧气的特性是能使 复燃。
（2）与氧气的反应
反应现象 化学方程式 注意事项
在空气中 在氧气中
硫磺 产生 发出________火焰 _________________________ 集气瓶底部预先放些
，生成 的气体
木炭 发 光 剧烈燃烧，发 光 _________________________ 燃烧匙应由___而____缓慢伸入集气瓶底
，生成的气体能使澄清的石灰水变
放出热量，生成 和使石灰水 的气体
铁丝 剧烈 ， ，生成 _________________________ 集气瓶的底部要预先放
知｜识｜归｜纳
1. 在铁丝燃烧的实验中，要用光亮的铁丝，而不用生锈的铁丝。光亮的铁丝，铁和氧气才能直接接触，才确保实验成功。2.要等火柴即将燃尽再插入氧气瓶中，火柴燃烧也会消耗氧气，避免消耗过多的氧气导致铁丝不能燃烧。3. 硫、铁在充满氧气的集气瓶中燃烧时，在集气瓶中都要装水。在做铁丝在氧气中燃烧实验时，在集气瓶里预先装少量的水是为防止高温熔融物炸裂瓶底；在做硫在氧气中燃烧实验时，在集气瓶里预先装少量的水是为了吸收二氧化硫，防止二氧化硫污染空气。
要点05 氧气的制取
（一）加热高锰酸钾制氧气
1．药品：高锰酸钾（ 色固体）
2．原理：
化学方程式：
3．装置：
（1）发生装置：加热固体制气体（ 型装置）
（2）收集装置：
①排水法收集：依据氧气 溶于水且不与水反应。
②向上排空气法收集：依据氧气的 。
4．主要实验步骤：
（1）查：组装仪器，检查 ；
（2）装：把药品装入试管内，平铺在试管底部，管口塞 ，用带导管的单孔橡皮塞塞紧试管口；
（3）定：用铁夹夹持试管，并固定在铁架台上；
（4）点：点燃酒精灯加热（记得先 ，防止试管受热不均破裂）；
（5）收：用排水法收集氧气；
（6）移：实验完毕，先把导气管从水槽中移出水面（防止 ）；
（7）熄：熄灭酒精灯。
可简记为：“茶庄定点收利息”（每个字代表一个步骤：①查②装③定④点⑤收⑥移⑦熄）。
5．验满方法
（1）用排水法收集：当观察到集气瓶中的水排完，集气瓶口有大量气泡冒出时，证明已收集满。
（2）用向上排空气法收集：将 木条放在 ，若木条复燃，证明已收集满。
6．放置方法： 在桌子上，并盖上 。
易｜错｜点｜拨
1. 药品要平铺在试管底部，均匀受热。2. 试管口要略向下倾抖，防止冷凝水倒流回试管底部，使试管炸裂。3. 铁架台上的铁夹要夹在试管的中上部（或距离管口1/3处）。4. 试管内的导管稍伸出橡皮塞即可，便于气体导出。5. 集气瓶充满水后倒放入水槽中（瓶口要在水面下）。6. 加热时要先使试管均匀受热，然后用酒精灯外焰对准药品所在部位加热。7. 用排水法收集气体时，应注意当气泡连续均匀冒出时再收集，否则收集的气体中混有空气，当集气瓶口较大气泡冒出时，证明已收集满。8. 停止加热时，应先把导管从水里撤出，再熄灭酒精灯。如果先熄灭酒精灯，试管内气体温度降低，压强减小，水槽中的水就会倒吸入热的试管内，使试管炸裂。9. 用高锰酸钾制氧气时，试管口要放一小团棉花，防止加热时高锰酸钾小颗粒进入导管，不利于气体的导出。10. 盛氧气的集气瓶应盖上玻璃片正放，因为氧气的密度大于空气的密度，正放可减少气体逸散。
（二）过氧化氢分解制取氧气
1．药品：过氧化氢（H2O2）溶液和二氧化锰（MnO2）
过氧化氢溶液，是一种 色溶液，过氧化氢在 下可以分解放出氧气；二氧化锰是 色粉末。
2．原理：化学方程式：
3．实验装置：
发生装置： 装置（固体与液体反应类型，不需加热）
收集装置：排水法、向上排空气法
4．实验步骤
（1）检查装置的气密性。
（2）向锥形瓶中加入 固体。
（3）塞好带有分液漏斗(或长颈漏斗)和导管的双孔橡胶塞。
（4）向分液漏斗(或长颈漏斗)中加入过氧化氢溶液。
（5）用 或 排空气法)收集气体。
5．催化剂
（1）定义：在化学反应中能 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。
（2）特点：“一变两不变”：一变： （可以加快也可以减慢）；
两不变： （物理性质可以改变）。
（三）工业制法
1．方法：
2．原理：利用 不同。
3．具体过程：在低温下加压，使空气 ，然后 ，液态氮的沸点比液态氧的沸点 ， 先蒸发出来，剩下主要是 。
题型01 空气成分及用途
【典例1】空气是我们每天都呼吸着的“生命气体”。下列有关空气的说法正确的是（　　）
A．空气是人类宝贵的自然资源
B．空气中氧气约占总质量的21%
C．分离液态空气制取氧气的过程属于化学变化
D．目前计入空气污染指数的有害气体包括二氧化碳、二氧化硫、二氧化氮等
方｜法｜点｜拨
1. 氮气的用途：制硝酸、化肥、作保护气。2. 稀有物体的用途：保护气、电光源、激光技术。
【变式1-1】空气是一种宝贵的资源，下列生产生活中用到的气体不是来自空气的是（　　）
A．作为燃料电池燃料的H2 B．手于生产氮肥的N2
C．用于医疗急救的O2 D．用于飞艇的He
【变式1-2】空气是宝贵的自然资源。下列关于空气的说法中，正确的是（　　）
A．空气的成分按质量计算：N2约占78%，O2约占21%
B．食品采用真空包装的主要目的是为了隔绝水蒸气
C．空气是混合物，组成空气的各成分保持着它们各自的性质
D．大自然有自净能力，大量有害物质进入空气中，空气的成分仍能保持不变
题型02 空气中氧气含量的测定
【典例2】学习完测定空气中氧气的含量后，同学们对课本实验进行了改进：
（已知：白磷和红磷都能在空气中燃烧生成五氧化二磷）
（1）如图1，红磷在瓶中燃烧产生大量 　 　，燃烧停止并冷却至室温后打开弹簧夹，可以观察到水倒流入集气瓶约占空气体积的，写出该反应的化学方程式 　 　。通过该实验现象，还能判断出剩余气体的物理性质是 　 　溶于水。
（2）图2装置中，打开止水夹之前，气球的大小变化是 　 　。
（3）图3装置中，若白磷量不足，活塞最终停在刻度线 　 　（填序号）。
A．4处 B．5处 C．4～5之间 D．3～4之间
（4）图4装置中，集气瓶中空气的体积为200mL，若装置漏气，测定结果会 　 　（填“偏大”或“偏小”或“无影响”）。改进后，实验结束时流入集气瓶的水的体积为43mL，则测得的空气中氧气的体积分数为 　 　。
（5）利用图二中的传感器可以实时监测实验过程中装置内的压强、温度和氧气浓度，得到3条曲线，变化趋势如图6所示。
X曲线表示 　 　（选填“温度”或“氧气浓度”）变化趋势。压强曲线中，BC段气压变化的原因是 　 　。
方｜法｜点｜拨
1．用实验证明空气中氧气体积约占1/5，氮气约占4/5 。2．实验方法：用燃烧红磷的方法测空气中氧气的体积分数。3．现象：红磷燃烧产生大量白烟，冷却后打开弹簧夹，有水进入集气瓶内，且水的体积约占集气瓶内空气总体积的1/5。4．反应原理：4P + 5O22P2O5。5．实验分析：（1）红磷要过量，确保空气中的氧气被完全消耗，否则会导致测量结果偏低。（2）此实验开始前应先检查装置的气密性，否则会导致测量结果偏低。（3）待集气瓶冷却至室温再打开弹簧夹，否则会导致测量结果偏低。（4）导管内事先注满水，否则会导致测量结果偏低。（5）点燃红磷插入集气瓶的动作要快，否则会使瓶内部分空气受热逸出，导致测量结果偏高。（6）弹簧夹要夹紧，否则红磷燃烧时，气体膨胀，部分空气从导管中逸出，导致测量结果偏高。
【变式2-1】某学习小组同学设计了如图装置进行实验，夹紧弹簧夹，将足量的红磷和木炭分别点燃后放入甲、乙两个集气瓶中，待反应结束恢复至室温后，再打开弹簧夹。下列有关叙述正确的是（　　）
A．点燃后应将红磷和木炭迅速伸入集气瓶中
B．为防止空气污染，两个集气瓶中均应盛放适量水
C．实验结束恢复至室温后，两个集气瓶中的实验现象相同
D．该实验证明，测定空气中氧气含量时可用木炭代替红磷
【变式2-2】人类对空气成分的探究经历了艰辛的过程。
（1）18世纪拉瓦锡为研究空气成分，用如图1所示装置持续加热12天，直到曲颈甑中红色粉末不再增加，图2是仿照拉瓦锡钟罩实验原理设计的装置。
①红色粉末氧化汞的化学式是 　 　。
②图2实验时，红磷燃烧的符号表达式是 　 。如果没有弹簧夹，实验结果会 　 　（填“偏大”“偏小”或“不变”），原因是 　 　。
（2）现代利用数字化技术对“空气中氧气体积分数的测定”进行了再探究（如图3），得到的数据曲线如图4所示。
①实验前集气瓶中的水为10mL，若集气瓶的容积为100mL（燃烧匙、红磷所占体积忽略不计），实验结束后理论上集气瓶中水的体积约为 　 　mL。
②图4中X曲线表示的是 　 　（填“温度”或“氧气浓度”）变化曲线。
③图4压强曲线中，BC段气压变化的原因是 　 　；CD段气压变化的原因是 　 　；导致DE段气压变化的实验操作是 　 　。
题型03 空气的污染及防治
【典例3】党的二十大报告提出深入推进环境污染防治。为了达到此目的，以下措施中不正确的是（　　）
A．少开私家车一定程度上能减少PM2.5的排放
B．推广新能源汽车的使用，能减少汽车尾气对大气的污染
C．节日期间大量燃放烟花爆竹
D．大力提倡绿化、增加居民区绿化带
方｜法｜点｜拨
1．空气污染物烟尘（矿物燃料的燃烧、地面扬尘、沙尘暴、焚烧秸杆等）；有害气体：二氧化硫（SO2）（燃烧含硫的煤、化工厂排放的废气）；一氧化碳（CO）（矿物燃料的不完全燃烧、汽车排放的尾气）。2．改善空气质量的措施：煤脱硫处理、使用清洁能源、植树造林种草（退耕还林还草、退耕还湖）、工厂产生的废气经处理达标排放、在汽车尾气系统安装催化转化装置等。
【变式3-1】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
【变式3-2】下列情况一般不会造成空气污染的是（　　）
A．植物光合作用放出的气体 B．塑料垃圾焚烧产生的烟雾
C．工业生产产生的烟尘 D．汽车排出的尾气
题型04 氧气的性质
【典例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。如图所示。关于三个反应的叙述中不正确的是（　　）
A．都是化合反应 B．生成物都是固体
C．都需要点燃 D．都要放出热量
【变式4-1】2025年7月15号，天舟九号货运飞船在海南文昌发射场点火升空。火箭点火离不开氧气，下列有关氧气的说法正确的是（　　）
A．空气中氧气的质量分数为21%
B．液态氧气可用作火箭的助燃剂
C．鱼类能在水中生活，证明氧气易溶于水
D．氧气的化学性质活泼，可以与所有物质发生化学反应
【变式4-2】下列有关实验现象描述不正确的是（　　）
A．红磷在空气中燃烧，放出热量，产生白色烟雾
B．点燃的铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体
C．硫在氧气中燃烧，产生蓝紫色火焰，放出热量，生成有刺激性气味的气体
D．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
题型05 氧气的制取
【典例5】请结合下列实验装置，回答有关问题：
（1）写出图中标有字母b的仪器名称：　 　。
（2）若用高锰酸钾制取氧气，应选用的发生装置是 　 　（填“A”“B”或“C”），反应的化学方程式是 　 　。
（3）如用C装置制取氧气相对于B装置的优点是 　 　，反应的化学方程为 　 　。如果在D装置装有干燥用的浓硫酸，则用装置CDE的组合可以达到干燥和收集氧气的目的，CDE装置的接口正确连接顺序为 　 　（填小写字母顺序），验证此组合装置氧气已经集满的操作是 　 。
方｜法｜点｜拨
1．加热高锰酸钾分解制取氧气操作步骤：连（连接仪器、组装实验装置）→查（检查装置的气密性）→装（向试管里装入固体药品；还要注意用高锰酸钾时，在试管口放一团棉花）→定（用铁架台固定仪器装置；固定时从试管的底部插入，夹在其中上部，先用捏住铁夹，再旋动铁夹上的螺丝，但不可用力过猛）→点（用火柴点燃酒精灯，给试管加热；注意要用外焰，先预热，再固定在有药品的部位加热）→收（氧气的收集方法）→移（把导管移出水面）→熄（熄灭酒精灯）。2．分解过氧化氢溶液的方法制取氧气操作步骤：连（连接仪器、组装实验装置）→查（检查装置的气密性）→加（加入固体药品）→倒（倒入液体药品）→定（用铁架台固定仪器装置，固定时从试管的底部插入，夹在其中上部，先用捏住铁夹，再旋动铁夹上的螺丝，但不可用力过猛；当用锥形瓶做反应器时）→收集（氧气的收集方法）。
【变式5-1】化学是一门以实验为基础的科学。选择如图中的部分仪器完成高锰酸钾固体制取氧气的实验。
回答下列问题：
（1）仪器B的名称是 　 　。
（2）加热时需垫陶土网（或石棉网）的仪器是 　 　（填字母标号）。
（3）高锰酸钾固体制取氧气的化学方程式是 　 　。
（4）该实验应选择的仪器有 　 　（填字母标号，不重复选用仪器）。
（5）用制取的O2进行铁丝燃烧实验：点燃系在光亮的螺旋状细铁丝底端的火柴后，迅速插入盛满O2的集气瓶中，观察到火柴剧烈燃烧，但细铁丝未燃烧。细铁丝未燃烧的原因是 　 。
【变式5-2】根据如图装置，回答下列问题。
（1）写出装置B中标号仪器名称：a 　 　。
（2）装置A可用于高锰酸钾制取氧气，反应的化学表达式 　 　，其试管口应略向下倾斜的原因是 　 　，试管口放一团棉花的目的是 　 　。
（3）实验室用氯酸钾和二氧化锰制取氧气的化学表达式为 　 　。
（4）若用过氧化氢溶液制取氧气，为了控制反应的速率，则应选择的发生装置为 　 　（填标号），可用D装置收集氧气的依据是 　 　，如何证明收集的气体是氧气 　 。
（5）G是一种可用于集气、洗气等的多功能装置。氢气是一种密度比空气小、难溶于水且与水不反应的气体，若用G装置收集氢气，氢气应从 　 　（填“a”或“b”）进入G中；若将G装置内装满水，再连接量筒，就可以用于测定氢气的体积，则量筒与G装置 　 　（填“a”或“b”）连接。
题型06 催化剂及催化作用
【典例6】探究“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用”。
（1）实验方法：①向图1试管中加入5mL5%的过氧化氢溶液，把带火星的木条伸入试管，观察现象。②向图2试管内加入少量二氧化锰，把带火星木条伸入试管，观察现象。③待试管中没有现象发生时，重复进行①的实验操作，观察现象。
（2）实验原理：图2中发生反应的化学方程式为 　 　。
（3）实验现象：图1中带火星木条不复燃。图3中的现象为 　 　。
（4）实验结论：二氧化锰可使过氧化氢分解的速率 　 　。
【问题与思考】
（1）研究表明，二氧化锰是该反应的催化剂，它在反应前后的化学性质有无变化？
（2）常温下，图1试管内也产生了氧气，但带火星木条不能复燃的原因可能是什么？
【变式6-1】氧气是一种重要的气体。小颖在试管中加入5mL 5%过氧化氢溶液，再依次进行实验：①插入带有火星的木条；②加入少量二氧化锰；③插入带有火星的木条。
（1）观察到 　 　的现象时，说明试管中有大量氧气产生。
（2）实验③中产生氧气的文字表达式为 　 　，二氧化锰的作用为：　 　。
【变式6-2】学习了MnO2对过氧化氢有催化作用的知识后。小鑫同学想：氧化铜（CuO）能否起到类似MnO2的催化作用呢？于是进行了如下探究。
【作出猜想】
猜想Ⅰ.CuO不是催化剂，也不参与反应，反应前后质量和化学性质不变；
猜想Ⅱ.CuO参与反应产生O2，反应前后质量和化学性质发生了改变；
猜想Ⅲ.CuO是反应的催化剂，反应前后质量和化学性质 　 　。
【进行实验】用天平称量0.2gCuO，取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，进行如下实验：
（1）填写如表：
步骤③现象 步骤⑥结果 步骤⑦现象 结论
　 　，带火星的木条复燃 　 猜想溶液中有气泡冒出　 　 猜想Ⅰ、Ⅱ不成立，猜想Ⅲ成立
（2）步骤 　 （填序号）的对比能证明CuO能加快过氧化氢溶液分解的速率。
（3）步骤⑦的目的是 　 　。
（4）过氧化氢能被CuO催化分解生成氧气的符号表达式为 　 　。
【拓展】过氧化氢溶液完全分解后得到的液体是 　 　（填“纯净物”或“混合物”）。
期末基础通关练（测试时间：10分钟）
1．下列空气中的成分一定不能做保护气的气体是（　　）
A．氧气 B．二氧化碳 C．氮气 D．稀有气体
2．下列物质没有列入空气质量监测范围的是（　　）
A．二氧化碳 B．一氧化碳 C．二氧化硫 D．PM2.5
3．9月7日为“国际清洁空气蓝天日”。下列有关空气的说法错误的是（　　）
A．空气的成分按体积计算，氮气约占78%
B．空气质量指数越小，空气质量状况越好
C．氧气、氮气、氖气都属于稀有气体
D．二氧化碳不属于空气污染物
4．（2024春 山东东营区期中）某同学在实验室用过氧化氢制取氧气，所涉及的下列操作不符合规范的是（　　）
A．检查装置气密性 B．装入MnO2
C．装入过氧化氢溶液 D．收集并验满
5．氧气性质活泼，能支持燃烧。下列物质在氧气中燃烧，能生成无色、无味气体的是（　　）
A．铁丝 B．硫粉 C．红磷 D．木炭
6．某同学用如图所示装置测定空气中氧气的含量。实验时，连接好装置并检查装置气密性后再进行后续操作。下列说法不正确的是（　　）
A．红磷要过量，以保证集气瓶内空气中的氧气能充分反应
B．点燃红磷后，应迅速地把燃烧匙伸入瓶内并塞紧橡皮塞
C．红磷熄灭后，要等到装置冷却到室温后再打开止水夹
D．把红磷换成燃烧的木炭，能够更精确地测定空气中氧气的含量
7．工业制取氧气
空气中氧气约占21%，利用分离液态空气的方法得到氧气是工业上制取氧气的重要途径，如图所示是工业上制氧气流程图：
（1）工业上分离液态空气制氧气的变化属于 　 　（填“物理变化”或“化学变化”）。
（2）这样制得的氧气是 　 　（填“纯净物“或“混合物”）。
（3）氮气的沸点﹣196℃，氧气的沸点﹣183℃，在蒸发的过程中先被蒸发出来的是 　 　（填物质符号），在出口放一根燃着的木条，会看到木条 　 　。
期末重难突破练（测试时间：10分钟）
1．空气是宝贵的自然资源。下列关于空气的说法中，正确的是（　　）
A．空气的成分按质量计算：N2约占78%，O2约占21%
B．食品采用真空包装的主要目的是为了隔绝水蒸气
C．空气是混合物，组成空气的各成分保持着它们各自的性质
D．大自然有自净能力，大量有害物质进入空气中，空气的成分仍能保持不变
2．小科的爸爸给患病的奶奶购买了一台“便携式制氧器”，其原理图如图所示。小科通过阅读说明书，了解它的工作原理。下列说法错误的是（　　）
A．加湿过滤仓利用氧气不易溶于水的原理，使氧气湿润
B．输出的氧气可作为高能燃料
C．根据加湿过滤仓中气泡的多少，可以判断氧气排出的快慢
D．夏天鱼缸中溶解氧下降，可用该仪器给鱼缸中的鱼供氧
3．不同物质在氧气里燃烧的现象不同，下列现象的描述不科学的是（　　）
A．硫：发出明亮的蓝紫色火焰，放热，生成有刺激性气味的气体
B．木炭：发出明亮的白光，放热，有二氧化碳生成
C．镁：产生耀眼的白光，放热，有白烟和白色固体生成
D．细铁丝：剧烈燃烧、火星四射，放热，生成黑色固体
4．如图是某实验小组对测定空气中氧气含量实验的改进。取有刻度的管状玻璃容器，容器一端封闭，另一端有可自由滑动的活塞，容器中有空气和足量的白磷（已知白磷在40℃时即可燃烧，其燃烧现象、生成物与红磷一致），将容器放在盛有热水的烧杯上方，开始实验。下列说法错误的是（　　）
A．实验过程中活塞先向右移动，后向左移动
B．管状玻璃容器冷却至室温后，活塞将停在“8”附近
C．实验结束后装置内剩余气体只有氮气
D．改进装置具有不会污染空气、测定结果更精确的优点
5．某同学发现，在实验室做“铁丝在氧气中燃烧”的实验时，。有些同学的实验现象不明显，围绕这一现象，在老师的指导下，同学们进行了一系列的探究活动：
（1）活动一：铁丝缠绕成螺旋状的作用？
【实验内容】取3根材质、大小相同的铁丝，将一根拉直，另两根绕成宽窄不同的螺旋状，进行如图所示实验。
【实验现象】铁丝均能燃烧，剧烈程度不同。Ⅱ最剧烈，其次是Ⅲ，较弱是Ⅰ。
【实验分析】铁丝在氧气中能不能燃烧，与将铁丝缠绕成螺旋状 　 　（填“有”或“无”）关。
【实验结论】将铁丝缠绕成螺旋状的作用是 　 　。
活动二：铁丝燃烧产生火星四射的原因？
【查阅资料】日常生活中的铁制品都含有少量的碳杂质。
【实验内容】取长短相同、直径均为0.38mm、含碳量不同的4根铁丝分别在足量的氧气中燃烧。
【实验现象】
含碳量不同的铁丝 纯铁丝 含碳0.05%的铁丝 含碳0.2%的铁丝 含碳0.6%的铁丝
燃烧时的现象 无火星四射，熔断 剧烈燃烧，极少火星 剧烈燃烧，少量火星 未记录
【实验分析】
（2）推测表中“未记录”部分的内容可能是 　 。
（3）铁丝在氧气中燃烧的文字表达式为 　 　。
【实验结论】
（4）通过以上实验，说明铁丝燃烧产生火星四射的现象，可能与 　 　有关。
【反思与评价】
（5）如图是同学们进行“铁丝在氧气中燃烧”实验时的几种操作方式，其中更能提高实验成功率的方式是 　 　（填字母序号）。
（6）同学们认为铁丝燃烧的现象还与氧气的浓度有关，所以想收集不同浓度的氧气进行相关实验，若用排水法收集一瓶体积分数为60%的氧气，预先应向250mL的集气瓶中加水，水的体积约为 　 　mL。（提示：空气中氧气的体积分数约为）
6．以下是常见的实验室制取气体装置，根据给出的装置回答下列问题。
（1）写出仪器a的名称：　 　。
（2）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，与装置B相比，选用装置C的优点是 　 　。
（3）小麓同学认为装置G也可以用来收集氧气，如果用该装置收集氧气，检验收集满的方法是 　 　。
（4）实验室可以用加热无水醋酸钠固体和氢氧化钠固体的方法来制取甲烷，甲烷通常情况下是一种无色、无味的气体，密度比空气小，难溶于水，请从以上装置中选择在实验室制取较纯净甲烷的发生装置和收集装置的组合： 　（填字母）。
期末综合拓展练（测试时间：15分钟）
1．下列有关物质的性质及相关用途的叙述，正确的是（　　）
①氧气易溶于水，使得鱼能在水中生存；
②氮气的化学性质不活泼，可用作粮食和食品仓库的保护气；
③氧气能支持燃烧，所以可用作火箭的高能燃料；
④由于稀有气体有惰性，所以常用作保护气。
A．①②③ B．①②④ C．①③ D．②④
2．同时加热等质量的两份氯酸钾，其中一份混入少量的二氧化锰（b曲线），放出氧气的质量（m）与加热时间（t）的关系图像正确的是（　　）
A． B． C． D．
3．某社团探究氧气浓度对燃烧的影响，探究结果如图所示，下列说法错误的是（　　）
A．带火星木条不一定在纯氧中才能复燃
B．可用排水法收集不同浓度的氧气
C．欲使直径0.2mm细铁丝燃烧，所需氧气的最低体积分数为60%
D．由图可知影响铁丝燃烧剧烈程度的因素有氧气浓度和铁丝直径
4．某兴趣小组用15%的过氧化氢溶液完成以下实验。下列说法错误的是（　　）
A．图2中冰水混合物的作用是将水蒸气冷凝
B．对比图1、2可知，图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
C．对比图3、4可知，温度会影响化学反应速率
D．对比图1、4可知，是否加入催化剂会影响化学反应速率
5．利用红磷燃烧测定空气中氧气含量的实验装置如图1所示。
（1）为了确保实验成功，应先 　 　 。利用电加热丝通电放出热量引燃红磷的优点是 　 　 （写一点）。
（2）红磷燃烧的化学表达式：　 　 。
（3）利用气压传感器测定图1装置内的压强变化，所得数据如图2所示。
①BC段压强增大的原因是 　 。
②CD段压强减小的原因是 　 　 。
③测得空气中氧气的体积分数约为 　 （列式即可）。
④如果用木炭代替红磷完成此实验，在图2中画出集气瓶内气压变化趋势。
答案和解析
考查重点 命题角度
空气的成分及用途 成分与体积分数常考选择题；各成分的性质与用途常考选择题或填空题，考查氧气、氮气、稀有气体的性质及对应用途。
空气中氧气含量的测定 常考选择和实验题，考查实验原理、操作步骤、现象及误差分析。
空气的污染及防治 常考选择题或简答题，考查空气污染物及防治措施（使用清洁能源、植树造林等）。
氧气的性质 主要考查氧气的化学性质 ：化学性质活泼，支持燃烧，是常见的氧化剂。硫、木炭、铁丝、镁条等物质在氧气中燃烧的现象及化学方程式是常考内容。
氧气的制取 实验室制取主要是用高锰酸钾和过氧化氢制氧气，主要以选择题和实验题，催化剂理解及探究题难点，常考点。
要点01 空气的成分及用途
1. 空气成分
气体 氮气（N2） 氧气（O2） 稀有气体 二氧化碳（CO2） 其他气体
体积分数 78% 21% 0.94% 0.03% 0.03%
2. 氮气的性质与用途
（1）性质：氮气是一种无色、 无气味 的气体， 难 溶于水。氮气的化学性质 不活泼 ，在低温或常温下难 与其他物质发生反应。
（2）用途：作 保护气 ，如充入食品袋中充当防腐、焊接金属时保护气；特定条件下，氮气可与某些物质发生反应，如制造 氮肥 、炸药等；液氮常用于 制冷 ，如超导材料的实验提供 低温 环境。
3. 稀有气体的性质与用途
（1）性质：稀有气体一般不与其他物质反应；随着科学技术的发展，在一定条件下稀有气体能与某些物质发生化学反应，生成其他物质。
（2）用途：常被用作 保护气 ，如焊接金属时用以隔绝空气。稀有气体在通电时能发出不同颜 色的光，可制成多种用途的 电光源 ，如航标灯、闪光灯、霓虹灯等。液态 氦 可用于制造低温环境。
易｜错｜提｜醒
1. 空气中各成分含量是指“体积分数”而不是“质量分数”。2. 稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙和氡等气体的总称，因此“稀有气体”是混合物，而“氦气”、“氖气”等是纯净物。
要点02 氧气含量的测定
1. 拉瓦锡用定量的方法研究空气的成分
实验装置 实验现象 实验结论
一部分银白色的液态汞变成红色粉末，容器里空气的体积大约减少了1/5…… 空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的1/5
2．测定空气中氧气的含量
实验原理 红磷燃烧消耗集气瓶内的氧气，瓶内气体减少，压强减小，冷却后打开弹簧夹，烧杯内的水会被压入集气瓶，进入水的体积即为瓶内消耗氧气的体积。
实验现象 ①红磷燃烧，产生大量白烟，并放出热量；②冷却后打开弹簧夹，烧杯中的水被吸入集气瓶，瓶内液面上升约1/5。
实验结论 氧气约占空气总体积的1/5。
化学方程式 4P + 5O22P2O5
误差分析 小于1/5原因 ①装置漏气；②红磷量不足； ③未冷却到室温就打开弹簧夹
大于1/5原因 ①弹簧没有夹紧；②插入燃烧匙太慢
知｜识｜归｜纳
1. 预先在集气瓶里放少量水的目的：吸收五氧化二磷和降温。2. 倒吸进集气瓶的水不能充满整个集气瓶的原因：空气中的其他气体不与红磷反应且不溶于水。3. 集气瓶内剩余气体的性质：物理性质：无色无味的气体，难溶于水；化学性质：不能燃烧也不支持燃烧。
要点03 空气的污染及防治
1．空气污染
（1）空气中的主要污染物：①烟尘：可吸入颗粒物； ②有害气体： 二氧化硫 、碳氧化物、氮氧化物；③臭氧层破坏和 酸雨 与空气污染有关。
（2）空气污染的主要危害：①严重损害人体的健康；②影响作物的生长；③损坏地面设施，破坏文物古迹；④导致地球生态平衡失调等。
2．保护大气环境
（1）空气污染的防治：加强 大气质量监测 ；积极 植树造林、种草 等。
（2）空气质量日报：空气质量日报的主要内容：首要污染物；空气污染指数；空气质量指数级别。
要点04 氧气的性质
1．氧气的物理性质
（1）通常情况下，氧气是一种 无 色 无 味的气体，密度为1.429g/L比空气略 大 ，（因此盛满氧气的集气瓶 倒 放在桌子上）氧气 不易 溶于水。
（2）三态变化：氧气在-183℃时变为 淡蓝 色液体，在—218℃变为 淡蓝色雪花状 固体。
2．氧气的化学性质
（1）氧气的特性是能使 带火星的木条 复燃。
（2）与氧气的反应
反应现象 化学方程式 注意事项
在空气中 在氧气中
硫磺 产生 淡蓝色火焰 发出明亮的蓝紫色 火焰 S＋O2SO2 集气瓶底部预先放些 水或氢氧化钠溶液
放热 ，生成有刺激性气味 的气体
木炭 发 红 光 剧烈燃烧，发 白 光 C＋O2CO2 燃烧匙应由 上 而下 缓慢伸入集气瓶底
放热 ，生成的气体能使澄清的石灰水变 浑浊
放出热量，生成 白雾 和使石灰水 浑浊 的气体
铁丝 在空气中烧的红热 剧烈燃烧 ，火星四射 ，生成 黑色固体 3Fe＋2O2Fe3O4 集气瓶的底部要预先放 铺沙或加水
知｜识｜归｜纳
1. 在铁丝燃烧的实验中，要用光亮的铁丝，而不用生锈的铁丝。光亮的铁丝，铁和氧气才能直接接触，才确保实验成功。2.要等火柴即将燃尽再插入氧气瓶中，火柴燃烧也会消耗氧气，避免消耗过多的氧气导致铁丝不能燃烧。3. 硫、铁在充满氧气的集气瓶中燃烧时，在集气瓶中都要装水。在做铁丝在氧气中燃烧实验时，在集气瓶里预先装少量的水是为防止高温熔融物炸裂瓶底；在做硫在氧气中燃烧实验时，在集气瓶里预先装少量的水是为了吸收二氧化硫，防止二氧化硫污染空气。
要点05 氧气的制取
（一）加热高锰酸钾制氧气
1．药品：高锰酸钾（暗紫色固体）
2．原理：
化学方程式： 2KMnO4K2MnO4 + MnO2 + O2↑
3．装置：
（1）发生装置：加热固体制气体（固体加热型装置）
（2）收集装置：
①排水法收集：依据氧气不易溶于水且不与水反应。
②向上排空气法收集：依据氧气的密度比空气略大。
4．主要实验步骤：
（1）查：组装仪器，检查装置的气密性；
（2）装：把药品装入试管内，平铺在试管底部，管口塞一小团棉花，用带导管的单孔橡皮塞塞紧试管口；
（3）定：用铁夹夹持试管，并固定在铁架台上；
（4）点：点燃酒精灯加热（记得先预热，防止试管受热不均破裂）；
（5）收：用排水法收集氧气；
（6）移：实验完毕，先把导气管从水槽中移出水面（防止水倒吸回热的试管，使试管炸裂）；
（7）熄：熄灭酒精灯。
可简记为：“茶庄定点收利息”（每个字代表一个步骤：①查②装③定④点⑤收⑥移⑦熄）。
5．验满方法
（1）用排水法收集：当观察到集气瓶中的水排完，集气瓶口有大量气泡冒出时，证明已收集满。
（2）用向上排空气法收集：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明已收集满。
6．放置方法：正放在桌子上，并盖上毛玻璃片。
易｜错｜点｜拨
1. 药品要平铺在试管底部，均匀受热。2. 试管口要略向下倾抖，防止冷凝水倒流回试管底部，使试管炸裂。3. 铁架台上的铁夹要夹在试管的中上部（或距离管口1/3处）。4. 试管内的导管稍伸出橡皮塞即可，便于气体导出。5. 集气瓶充满水后倒放入水槽中（瓶口要在水面下）。6. 加热时要先使试管均匀受热，然后用酒精灯外焰对准药品所在部位加热。7. 用排水法收集气体时，应注意当气泡连续均匀冒出时再收集，否则收集的气体中混有空气，当集气瓶口较大气泡冒出时，证明已收集满。8. 停止加热时，应先把导管从水里撤出，再熄灭酒精灯。如果先熄灭酒精灯，试管内气体温度降低，压强减小，水槽中的水就会倒吸入热的试管内，使试管炸裂。9. 用高锰酸钾制氧气时，试管口要放一小团棉花，防止加热时高锰酸钾小颗粒进入导管，不利于气体的导出。10. 盛氧气的集气瓶应盖上玻璃片正放，因为氧气的密度大于空气的密度，正放可减少气体逸散。
（二）过氧化氢分解制取氧气
1．药品：过氧化氢（H2O2）溶液和二氧化锰（MnO2）
过氧化氢溶液，是一种无色溶液，过氧化氢在常温 下可以分解放出氧气；二氧化锰是黑 色粉末。
2．原理：化学方程式： H2O2H2O + O2↑
3．实验装置：
发生装置：固液不加热型装置（固体与液体反应类型，不需加热）
收集装置：排水法、向上排空气法
4．实验步骤
（1）检查装置的气密性。
（2）向锥形瓶中加入二氧化锰固体。
（3）塞好带有分液漏斗(或长颈漏斗)和导管的双孔橡胶塞。
（4）向分液漏斗(或长颈漏斗)中加入过氧化氢溶液。
（5）用排水法(或向上排空气法)收集气体。
5．催化剂
（1）定义：在化学反应中能 改变 其他物质的化学反应速率，而本身的 质量 和 化学性质 在反应前后都没有发生变化的物质。
（2）特点：“一变两不变”：一变： 其他物质的化学反应速率（可以加快也可以减慢）；
两不变： 本身的质量和化学性质 （物理性质可以改变）。
（三）工业制法
1．方法：分离液态空气法
2．原理：利用液态氧和液态氮的沸点不同。
3．具体过程：在低温下加压，使空气液化，然后升温，液态氮的沸点比液态氧的沸点低，氮气先蒸发出来，剩下主要是液氧。
题型01 空气成分及用途
【典例1】空气是我们每天都呼吸着的“生命气体”。下列有关空气的说法正确的是（　　）
A．空气是人类宝贵的自然资源
B．空气中氧气约占总质量的21%
C．分离液态空气制取氧气的过程属于化学变化
D．目前计入空气污染指数的有害气体包括二氧化碳、二氧化硫、二氧化氮等
【答案】A
【解析】A、空气有着重要的用途，是人类宝贵的自然资源，故选项说法正确。
B、空气中氧气约占总体积的21%，故选项说法错误。
C、分离液态空气制取氧气，利用的是液态氮和液态氧沸点的不同，没有新物质生成，属于物理变化，故选项说法错误。
D、目前计入空气污染指数的有害气体包括一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮等，二氧化碳是空气的成分之一，不是计入空气污染指数的有害气体，故选项说法错误。故选：A。
方｜法｜点｜拨
1. 氮气的用途：制硝酸、化肥、作保护气。2. 稀有物体的用途：保护气、电光源、激光技术。
【变式1-1】空气是一种宝贵的资源，下列生产生活中用到的气体不是来自空气的是（　　）
A．作为燃料电池燃料的H2 B．手于生产氮肥的N2
C．用于医疗急救的O2 D．用于飞艇的He
【答案】A
【解析】A、氢气不是空气的成分，不是来自空气，故选项正确。
B、氮气是空气的主要成分之一，故选项错误。
C、氧气是空气的主要成分之一，故选项错误。
D、稀有气体是空气的成分之一，氦气是稀有气体之一，故选项错误。
故选：A。
【变式1-2】空气是宝贵的自然资源。下列关于空气的说法中，正确的是（　　）
A．空气的成分按质量计算：N2约占78%，O2约占21%
B．食品采用真空包装的主要目的是为了隔绝水蒸气
C．空气是混合物，组成空气的各成分保持着它们各自的性质
D．大自然有自净能力，大量有害物质进入空气中，空气的成分仍能保持不变
【答案】C
【解析】A、按体积计算，空气中氮气约占78%，氧气约占21%，故A错；
B、食品采用真空包装的主要目的是为了隔绝氧气，故B错；
C、空气是一种混合物，各组成成分保持着它们各自的性质，故C正确；
D、大自然的自净能力是有一定限度的，若大量有害物质进入空气中，仅靠大自然的自净能力，大气不能保持洁净，故D错。
故选：C。
题型02 空气中氧气含量的测定
【典例2】学习完测定空气中氧气的含量后，同学们对课本实验进行了改进：
（已知：白磷和红磷都能在空气中燃烧生成五氧化二磷）
（1）如图1，红磷在瓶中燃烧产生大量 　 　，燃烧停止并冷却至室温后打开弹簧夹，可以观察到水倒流入集气瓶约占空气体积的，写出该反应的化学方程式 　 　。通过该实验现象，还能判断出剩余气体的物理性质是 　 　溶于水。
（2）图2装置中，打开止水夹之前，气球的大小变化是 　 　。
（3）图3装置中，若白磷量不足，活塞最终停在刻度线 　 　（填序号）。
A．4处 B．5处 C．4～5之间 D．3～4之间
（4）图4装置中，集气瓶中空气的体积为200mL，若装置漏气，测定结果会 　 　（填“偏大”或“偏小”或“无影响”）。改进后，实验结束时流入集气瓶的水的体积为43mL，则测得的空气中氧气的体积分数为 　 　。
（5）利用图二中的传感器可以实时监测实验过程中装置内的压强、温度和氧气浓度，得到3条曲线，变化趋势如图6所示。
X曲线表示 　 　（选填“温度”或“氧气浓度”）变化趋势。压强曲线中，BC段气压变化的原因是 　 　。
【答案】（1）白烟；4P+5O22P2O5；难；（2）先变大后变小；
（3）C；
（4）偏小；21.5%；
（5）温度；红磷燃烧放热，装置中的温度升高
【解析】（1）红磷燃烧，产生大量白烟，放热；红磷燃烧生成五氧化二磷，反应的化学方程式为：4P+5O22P2O5；由于集气瓶中的液面上升一定高度后就不再变化，说明氮气难溶于水。
（2）红磷燃烧放热，装置中的温度升高，压强增大，气球变大，后来随着氧气的消耗，气球又慢慢变小。
（3）氧气约占空气体积的五分之一，活塞移动的体积即为氧气的体积，若白磷不足，氧气不能完全消耗，则活塞最终停在刻度线4～5之间，故选C。
（4）若装置漏气，由于会有气体进入集气瓶中，则结果会偏小；
由于进入的水的体积即为氧气的体积，则测得的空气中氧气的体积分数为。
（5）由图可知，X先变大后变小，则X曲线表示温度；由于红磷燃烧放热，则装置中的温度瞬间升高，压强增大。
方｜法｜点｜拨
1．用实验证明空气中氧气体积约占1/5，氮气约占4/5 。2．实验方法：用燃烧红磷的方法测空气中氧气的体积分数。3．现象：红磷燃烧产生大量白烟，冷却后打开弹簧夹，有水进入集气瓶内，且水的体积约占集气瓶内空气总体积的1/5。4．反应原理：4P + 5O22P2O5。5．实验分析：（1）红磷要过量，确保空气中的氧气被完全消耗，否则会导致测量结果偏低。（2）此实验开始前应先检查装置的气密性，否则会导致测量结果偏低。（3）待集气瓶冷却至室温再打开弹簧夹，否则会导致测量结果偏低。（4）导管内事先注满水，否则会导致测量结果偏低。（5）点燃红磷插入集气瓶的动作要快，否则会使瓶内部分空气受热逸出，导致测量结果偏高。（6）弹簧夹要夹紧，否则红磷燃烧时，气体膨胀，部分空气从导管中逸出，导致测量结果偏高。
【变式2-1】某学习小组同学设计了如图装置进行实验，夹紧弹簧夹，将足量的红磷和木炭分别点燃后放入甲、乙两个集气瓶中，待反应结束恢复至室温后，再打开弹簧夹。下列有关叙述正确的是（　　）
A．点燃后应将红磷和木炭迅速伸入集气瓶中
B．为防止空气污染，两个集气瓶中均应盛放适量水
C．实验结束恢复至室温后，两个集气瓶中的实验现象相同
D．该实验证明，测定空气中氧气含量时可用木炭代替红磷
【答案】A
【解析】A、点燃红磷和木炭后迅速放入集气瓶，防止燃烧放热使集气瓶中的空气受热逸出，从而导致实验结果不准确，故A正确；
B、甲集气瓶中盛放适量的水是为了吸收白烟和热量，而木炭在集气瓶中燃烧生成的二氧化碳，能溶于水，可能会产生有毒的一氧化碳，但一氧化碳难溶于水，故B错误；
C、恢复至室温两个集气瓶中的现象也不一样。因为虽然二者都消耗了等体积的氧气，但乙中木炭燃烧产生了二氧化碳、一氧化碳等气体，又填充了消耗的氧气的体积。气压不同，导致吸进集气瓶的水量不同，故C错误；
D、该实验证明测定空气中的氧气含量时不能用木炭代替红磷，故D错误。
故选：A。
【变式2-2】人类对空气成分的探究经历了艰辛的过程。
（1）18世纪拉瓦锡为研究空气成分，用如图1所示装置持续加热12天，直到曲颈甑中红色粉末不再增加，图2是仿照拉瓦锡钟罩实验原理设计的装置。
①红色粉末氧化汞的化学式是 　 　。
②图2实验时，红磷燃烧的符号表达式是 　 。如果没有弹簧夹，实验结果会 　 　（填“偏大”“偏小”或“不变”），原因是 　 　。
（2）现代利用数字化技术对“空气中氧气体积分数的测定”进行了再探究（如图3），得到的数据曲线如图4所示。
①实验前集气瓶中的水为10mL，若集气瓶的容积为100mL（燃烧匙、红磷所占体积忽略不计），实验结束后理论上集气瓶中水的体积约为 　 　mL。
②图4中X曲线表示的是 　 　（填“温度”或“氧气浓度”）变化曲线。
③图4压强曲线中，BC段气压变化的原因是 　 　；CD段气压变化的原因是 　 　；导致DE段气压变化的实验操作是 　 　。
【答案】（1）①HgO；
②P+O2P2O5；偏大；红磷燃烧放热，使部分气体受热膨胀逸出，导致进入瓶内的水量增多，导致测量结果偏大；
（2）①28；
②温度；
③红磷燃烧放热，导致瓶内温度升高，气体膨胀，压强变大；红磷燃烧消耗瓶内氧气且温度逐渐降至室温，气体体积逐渐减小，压强减小；打开弹簧夹。
【详解】（1）①氧化汞中汞元素显+2价，氧元素显﹣2价，根据正价在左负价在右，正负化合价代数和为零，化合价数值约到最简交叉写在元素右下角，则氧化汞化学式为HgO；
②红磷和氧气在点燃的条件下反应生成五氧化二磷，反应的符号表达式为P+O2P2O5，如果没有弹簧夹，实验结果会偏大，因为没有弹簧夹，红磷燃烧放热，使部分空气受热膨胀逸出，导致进入瓶内水量增多，测量结果偏大；
（2）①实验前集气瓶中的水为10mL，若集气瓶的容积为100mL，则瓶内空气的体积为100mL﹣10mL＝90mL，实验结束时进入水的体积等于氧气的体积，空气中氧气约占空气总体积的，则氧气的体积为90mL×＝18mL，所以实验结束后瓶中水的体积为10mL+18mL＝28mL；
②图4中X曲线先上升，而后降低，最终与初始值相同，应该是温度的曲线，红磷燃烧放热，温度上升，红磷熄灭后，温度下降，直至恢复到室温；
③图4压强曲线中，BC段红磷燃烧放热，导致瓶内温度升高，气体膨胀，压强变大，CD段红磷燃烧消耗瓶内氧气且温度逐渐降至室温，气体体积逐渐减小，压强减小，DE段应为打开弹簧夹，水流入瓶中，瓶内压强逐渐恢复到初始气压值。
题型03 空气的污染及防治
【典例3】党的二十大报告提出深入推进环境污染防治。为了达到此目的，以下措施中不正确的是（　　）
A．少开私家车一定程度上能减少PM2.5的排放
B．推广新能源汽车的使用，能减少汽车尾气对大气的污染
C．节日期间大量燃放烟花爆竹
D．大力提倡绿化、增加居民区绿化带
【答案】C
【解析】A、开私家车出行，有利于减少机动车产生的PM2.5，一定程度上能减少 PM2.5的排放，故A措施正确；
B、推广新能源汽车的使用，能减少汽车尾气对大气的污染，故B措施正确；
C、节日期间大量燃放烟花爆竹，会产生大量的空气污染物，故C措施不正确；
D、大力提倡绿化、增加居民区绿化带，能净化空气，减轻环境污染，故D措施正确。
故选：C。
方｜法｜点｜拨
1．空气污染物烟尘（矿物燃料的燃烧、地面扬尘、沙尘暴、焚烧秸杆等）；有害气体：二氧化硫（SO2）（燃烧含硫的煤、化工厂排放的废气）；一氧化碳（CO）（矿物燃料的不完全燃烧、汽车排放的尾气）。2．改善空气质量的措施：煤脱硫处理、使用清洁能源、植树造林种草（退耕还林还草、退耕还湖）、工厂产生的废气经处理达标排放、在汽车尾气系统安装催化转化装置等。
【变式3-1】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、有害气体主要有一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、臭氧等气体；二氧化硫会对空气造成污染，故选项正确；
B、氧气是空气的成分，不会对空气造成污染；故选项错误；
C、二氧化碳是空气的成分，不会对空气造成污染；故选项错误；
D、氮气是空气的成分，不会对空气造成污染；故选项错误。故选：A。
【变式3-2】下列情况一般不会造成空气污染的是（　　）
A．植物光合作用放出的气体 B．塑料垃圾焚烧产生的烟雾
C．工业生产产生的烟尘 D．汽车排出的尾气
【答案】A
【详解】A、植物光合作用放出的气体是氧气，不会造成空气污染，故A正确；
B、燃烧产生的烟雾中含有大量的粉尘，会造成空气污染，故B错误；
C、工厂生产产生的烟尘中含有许多有害气体，污染空气，故C错误。
D、汽车排气产生的尾气中含有有害气体和粉尘，会造成空气污染，故D错误。
故选：A。
题型04 氧气的性质
【典例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。如图所示。关于三个反应的叙述中不正确的是（　　）
A．都是化合反应 B．生成物都是固体
C．都需要点燃 D．都要放出热量
【答案】B
【解析】A、铁燃烧生成四氧化三铁，硫燃烧生成二氧化硫，磷燃烧生成五氧化二磷，都属于化合反应；
B、生成物中，四氧化三铁和五氧化二磷是固体，二氧化硫是气体；
C、反应条件都是点燃；
D、燃烧时都能够放出大量的热。故选：B。
【变式4-1】2025年7月15号，天舟九号货运飞船在海南文昌发射场点火升空。火箭点火离不开氧气，下列有关氧气的说法正确的是（　　）
A．空气中氧气的质量分数为21%
B．液态氧气可用作火箭的助燃剂
C．鱼类能在水中生活，证明氧气易溶于水
D．氧气的化学性质活泼，可以与所有物质发生化学反应
【答案】B
【解析】A、空气中氧气的体积分数为21%，故选项说法错误。
B、氧气能支持燃烧，液态氧气可用作火箭的助燃剂，故选项说法正确。
C、鱼类能在水中生活，说明水中溶有一定量的氧气，但是不能确定溶解量，得不出易溶于水的结论，故选项说法错误。
D、氧气的化学性质比较活泼，能与许多物质发生化学反应，不能与所有物质发生化学反应，故选项说法错误。故选：B。
【变式4-2】下列有关实验现象描述不正确的是（　　）
A．红磷在空气中燃烧，放出热量，产生白色烟雾
B．点燃的铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体
C．硫在氧气中燃烧，产生蓝紫色火焰，放出热量，生成有刺激性气味的气体
D．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
【答案】A
【解析】A、红磷在空气中燃烧，放出热量，产生大量的白烟，而不是白色烟雾，故选项说法错误；
B、点燃的铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体，故选项说法正确；
C、硫在氧气中燃烧，产生蓝紫色火焰，放出热量，生成有刺激性气味的气体，故选项说法正确；
D、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，故选项说法正确。
故选：A。
题型05 氧气的制取
【典例5】请结合下列实验装置，回答有关问题：
（1）写出图中标有字母b的仪器名称：　 　。
（2）若用高锰酸钾制取氧气，应选用的发生装置是 　 　（填“A”“B”或“C”），反应的化学方程式是 　 　。
（3）如用C装置制取氧气相对于B装置的优点是 　 　，反应的化学方程为 　 　。如果在D装置装有干燥用的浓硫酸，则用装置CDE的组合可以达到干燥和收集氧气的目的，CDE装置的接口正确连接顺序为 　 　（填小写字母顺序），验证此组合装置氧气已经集满的操作是 　 。
【答案】（1）长颈漏斗；（2）A；；
（3）可以随时控制反应的发生和停止；；cedfg；将带火星的小木条放在g口，若木条复燃，则说明已收集满。
【解析】（1）b为长颈漏斗；
（2）若用高锰酸钾制取氧气，该反应为固体加热型，发生装置可选择A；高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的化学方程式为：；
（3）C装置中，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，使液面降到多孔隔板以下，使反应物相互分离，反应停止，所以C装置制取氧气相对于B装置的优点是：可以随时控制反应的发生和停止；该反应为固液常温型，即为过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，该反应的化学方程式为：；如果在D装置装有干燥用的浓硫酸，从发生装置出来的气体先经过干燥装置，干燥装置要长进短出（即e管进d管出），然后进行收集，由于氧气密度比空气大，用E装置收集时，气体应该从长管f进，故CDE装置的接口正确连接顺序为：cedfg；氧气具有助燃性，验满方法为：将带火星的小木条放在g口，若木条复燃，则说明已收集满。
方｜法｜点｜拨
1．加热高锰酸钾分解制取氧气操作步骤：连（连接仪器、组装实验装置）→查（检查装置的气密性）→装（向试管里装入固体药品；还要注意用高锰酸钾时，在试管口放一团棉花）→定（用铁架台固定仪器装置；固定时从试管的底部插入，夹在其中上部，先用捏住铁夹，再旋动铁夹上的螺丝，但不可用力过猛）→点（用火柴点燃酒精灯，给试管加热；注意要用外焰，先预热，再固定在有药品的部位加热）→收（氧气的收集方法）→移（把导管移出水面）→熄（熄灭酒精灯）。2．分解过氧化氢溶液的方法制取氧气操作步骤：连（连接仪器、组装实验装置）→查（检查装置的气密性）→加（加入固体药品）→倒（倒入液体药品）→定（用铁架台固定仪器装置，固定时从试管的底部插入，夹在其中上部，先用捏住铁夹，再旋动铁夹上的螺丝，但不可用力过猛；当用锥形瓶做反应器时）→收集（氧气的收集方法）。
【变式5-1】化学是一门以实验为基础的科学。选择如图中的部分仪器完成高锰酸钾固体制取氧气的实验。
回答下列问题：
（1）仪器B的名称是 　 　。
（2）加热时需垫陶土网（或石棉网）的仪器是 　 　（填字母标号）。
（3）高锰酸钾固体制取氧气的化学方程式是 　 　。
（4）该实验应选择的仪器有 　 　（填字母标号，不重复选用仪器）。
（5）用制取的O2进行铁丝燃烧实验：点燃系在光亮的螺旋状细铁丝底端的火柴后，迅速插入盛满O2的集气瓶中，观察到火柴剧烈燃烧，但细铁丝未燃烧。细铁丝未燃烧的原因是 　 。
【答案】（1）试管；（2）H；（3）2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑；
（4）ABDGEF；
（5）火柴燃烧消耗了氧气，瓶中氧气不足，不能支持铁丝燃烧
【解析】（1）根据常见仪器名称可知仪器B是试管。
（2）锥形瓶加热时需垫陶土网，防止因受热不均匀而炸裂。
（3）高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，化学方程式为：2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑；
（4）高锰酸钾固体制取氧气应选用固固加热型发生装置，因此选ABDG，氧气密度比空气大，收集氧气可以用排水法，因此选EF。
（5）点燃火柴迅速插入盛满O2的集气瓶中，火柴剧烈燃烧，消耗了瓶中氧气，氧气不足铁丝未燃烧。
【变式5-2】根据如图装置，回答下列问题。
（1）写出装置B中标号仪器名称：a 　 　。
（2）装置A可用于高锰酸钾制取氧气，反应的化学表达式 　 　，其试管口应略向下倾斜的原因是 　 　，试管口放一团棉花的目的是 　 　。
（3）实验室用氯酸钾和二氧化锰制取氧气的化学表达式为 　 　。
（4）若用过氧化氢溶液制取氧气，为了控制反应的速率，则应选择的发生装置为 　 　（填标号），可用D装置收集氧气的依据是 　 　，如何证明收集的气体是氧气 　 。
（5）G是一种可用于集气、洗气等的多功能装置。氢气是一种密度比空气小、难溶于水且与水不反应的气体，若用G装置收集氢气，氢气应从 　 　（填“a”或“b”）进入G中；若将G装置内装满水，再连接量筒，就可以用于测定氢气的体积，则量筒与G装置 　 　（填“a”或“b”）连接。
【答案】（1）长颈漏斗； （2）KMnO4K2MnO4+MnO2+O2；防止冷凝水倒流，使试管炸裂；防止加热时试管内固体粉末进入导管； （3）KClO3KCl+O2；
（4）C；氧气密度比空气略大；把带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，证明收集到的气体为氧气；
（5）a；b
【解析】（1）根据仪器的结构特点，装置B中标号a仪器名称：长颈漏斗；
（2）用高锰酸钾制取氧气，高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，符号表达式为：KMnO4K2MnO4+MnO2+O2；试管口应略向下倾斜的原因是：防止冷凝水倒流，引起试管炸裂；试管口放一团棉花的目的是：防止试管内固体粉末进入导管，堵塞导管；
（3）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，符号表达式为：KClO3KCl+O2；
（4）过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气，该反应的反应物是固体和液体，不需加热，属于固、液混合不加热型，发生装置可用B或C，其中C的分液漏斗能控制液体滴加速率，从而能控制反应的速率，若用过氧化氢溶液制取氧气，为了控制反应的速率，应选择的发生装置为C；D装置是向上排空气法收集装置，可用D装置收集氧气的依据是氧气的密度大于空气；氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，证明收集的气体是氧气的方法是将带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃，气体是氧气；
（5）G是一种可用于集气、洗气等的多功能装置，氢气是一种密度比空气小、难溶于水且与水不反应的气体，若用G装置收集氢气，氢气应从a进入G中；若将G装置内装满水，再连接量筒，利用排出水体积等于氢气体积，就可以用于测定氢气的体积，量筒与G装置b连接。
题型06 催化剂及催化作用
【典例6】探究“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用”。
（1）实验方法：①向图1试管中加入5mL5%的过氧化氢溶液，把带火星的木条伸入试管，观察现象。②向图2试管内加入少量二氧化锰，把带火星木条伸入试管，观察现象。③待试管中没有现象发生时，重复进行①的实验操作，观察现象。
（2）实验原理：图2中发生反应的化学方程式为 　 　。
（3）实验现象：图1中带火星木条不复燃。图3中的现象为 　 　。
（4）实验结论：二氧化锰可使过氧化氢分解的速率 　 　。
【问题与思考】
（1）研究表明，二氧化锰是该反应的催化剂，它在反应前后的化学性质有无变化？
（2）常温下，图1试管内也产生了氧气，但带火星木条不能复燃的原因可能是什么？
【答案】（2）2H2O22H2O+O2↑；（3）带火星的木条复燃；（4）加快；
【问题与思考】（1）无；（2）常温下，过氧化氢分解速率太慢，产生的氧气太少
【详解】（2）图2中过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解为水和氧气，化学方程式为2H2O22H2O+O2↑；
（3）图3中观察到的现象是带火星的木条复燃，是因为过氧化氢在二氧化锰的催化作用下迅速分解产生大量的氧气；
（4）由图1和图3的现象可知，二氧化锰可使过氧化氢分解的速率加快；
【问题与思考】（1）研究表明，二氧化锰是该反应的催化剂，它在反应前后的化学性质没有发生变化；
（2）常温下，图1试管内也产生了氧气，但带火星木条不能复燃的原因可能是常温下，过氧化氢分解速率太慢，产生的氧气太少。
方｜法｜点｜拨
这种在化学反应里，能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质叫作催化剂。催化剂在化学反应中所起的作用叫作催化作用，改变反应速率，可以加快也可以减速，不能改变反应质量。
【变式6-1】氧气是一种重要的气体。小颖在试管中加入5mL 5%过氧化氢溶液，再依次进行实验：①插入带有火星的木条；②加入少量二氧化锰；③插入带有火星的木条。
（1）观察到 　 　的现象时，说明试管中有大量氧气产生。
（2）实验③中产生氧气的文字表达式为 　 　，二氧化锰的作用为：　 　。
【答案】（1）带火星的木条复燃。（2）过氧化氢水+氧气；催化作用
【详解】（1）观察到带火星的木条复燃的现象时，说明试管中有大量氧气产生。
（2）实验③中产生氧气的文字表达式为：过氧化氢水+氧气，二氧化锰的作用是催化作用。
【变式6-2】学习了MnO2对过氧化氢有催化作用的知识后。小鑫同学想：氧化铜（CuO）能否起到类似MnO2的催化作用呢？于是进行了如下探究。
【作出猜想】
猜想Ⅰ.CuO不是催化剂，也不参与反应，反应前后质量和化学性质不变；
猜想Ⅱ.CuO参与反应产生O2，反应前后质量和化学性质发生了改变；
猜想Ⅲ.CuO是反应的催化剂，反应前后质量和化学性质 　 　。
【进行实验】用天平称量0.2gCuO，取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，进行如下实验：
（1）填写如表：
步骤③现象 步骤⑥结果 步骤⑦现象 结论
　 　，带火星的木条复燃 　 猜想溶液中有气泡冒出　 　 猜想Ⅰ、Ⅱ不成立，猜想Ⅲ成立
（2）步骤 　 （填序号）的对比能证明CuO能加快过氧化氢溶液分解的速率。
（3）步骤⑦的目的是 　 　。
（4）过氧化氢能被CuO催化分解生成氧气的符号表达式为 　 　。
【拓展】过氧化氢溶液完全分解后得到的液体是 　 　（填“纯净物”或“混合物”）。
【答案】【作出猜想】
不变。
【进行实验】
（1）产生大量气泡；0.2g；带火星的木条复燃。
（2）①③。
（3）验证反应前后氧化铜化学性质是否改变。
（4）H2O2H2O+O2。
【拓展】
纯净物。
【解析】【作出猜想】
猜想Ⅰ.CuO不是催化剂，也不参与反应，反应前后质量和化学性质不变；
猜想Ⅱ.CuO参与反应产生O2，反应前后质量和化学性质发生了改变；
猜想Ⅲ.CuO是反应的催化剂，反应前后质量和化学性质 不变。
【进行实验】
（1）
步骤③现象 步骤⑥结果 步骤⑦现象 结论
产生大量气泡，带火星的木条复燃 0.2g 猜想溶液中有气泡冒出，带火星的木条复燃 猜想Ⅰ、Ⅱ不成立，猜想Ⅲ成立
（2）步骤①③的对比能证明CuO能加快过氧化氢溶液分解的速率。
（3）步骤⑦的目的是 验证反应前后氧化铜化学性质是否改变。
（4）过氧化氢能被CuO催化分解生成氧气的符号表达式为 H2O2H2O+O2。
期末基础通关练（测试时间：10分钟）
1．下列空气中的成分一定不能做保护气的气体是（　　）
A．氧气 B．二氧化碳 C．氮气 D．稀有气体
【答案】A
【解析】A、氧气化学性质活泼，一定不能做保护气，正确；
B、二氧化碳在一定条件下可以做保护气，错误；
C、氮气化学性质不活泼可以做保护气，错误；
D、稀有气体性质不活泼可以做保护气，错误。
故选：A。
2．下列物质没有列入空气质量监测范围的是（　　）
A．二氧化碳 B．一氧化碳 C．二氧化硫 D．PM2.5
【答案】A
【解析】A.二氧化碳不属于空气污染物，没有被列入空气质量监测范围，故A选项符合题意；
B.一氧化碳是有毒气体，会对人体健康造成危害，属于空气污染物，被列入空气质量监测范围，故B选项不符合题意；
C.二氧化硫是形成酸雨的主要气体之一，会污染空气，属于空气污染物，被列入空气质量监测范围，故C选项不符合题意；
D.PM2.5是可吸入颗粒物，其粒径小，富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远，对人体健康和大气环境质量的影响较大，被列入空气质量监测范围，故D选项不符合题意；
故选：A。
3．9月7日为“国际清洁空气蓝天日”。下列有关空气的说法错误的是（　　）
A．空气的成分按体积计算，氮气约占78%
B．空气质量指数越小，空气质量状况越好
C．氧气、氮气、氖气都属于稀有气体
D．二氧化碳不属于空气污染物
【答案】C
【解析】A、氮气大约占空气体积的78%，因此空气的成分按体积计算，氮气约占78%正确，正确但不符合题意，故选项错误；
B、空气质量指数越小，说明污染物含量越少，说明空气质量越好，正确但不符合题意，故选项错误；
C、氧气、氮气不属于稀有气体，氖气都属于稀有气体，错误符合题意，故选项正确；
D、二氧化碳是空气的成分，不属于空气污染物，正确但不符合题意，故选项错误。
故选：C。
4．（2024春 山东东营区期中）某同学在实验室用过氧化氢制取氧气，所涉及的下列操作不符合规范的是（　　）
A．检查装置气密性 B．装入MnO2
C．装入过氧化氢溶液 D．收集并验满
【答案】D
【解析】A、检查该装置气密性时，先将导管放入水中，再用手紧握试管，若有气泡冒出，则说明装置气密性良好，该选项操作符合规范；
B、取用粉末状药品时，先将试管平放，再用药匙或纸槽将药品送至试管底部，然后将试管竖立，该选项操作符合规范；
C、取用液体药品时，试管倾斜，试剂瓶紧挨试管口，标签向手心，瓶塞倒放，该选项操作符合规范；
D、氧气具有助燃性，用向上排空气法收集氧气时的验满方法是应将带火星的木条放在集气瓶口，而不是伸入集气瓶中，该选项操作不符合规范。
故选：D。
5．氧气性质活泼，能支持燃烧。下列物质在氧气中燃烧，能生成无色、无味气体的是（　　）
A．铁丝 B．硫粉 C．红磷 D．木炭
【答案】D
【解析】A、铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成一种黑色固体，故选项错误。
B、硫在氧气中燃烧，产生一种具有刺激性气味的气体，故选项错误。
C、红磷在氧气中燃烧，产生大量的白烟，没有生成气体，故选项错误。
D、木炭在氧气中燃烧，生成能使澄清石灰水变浑浊的无色、无味的气体，故选项正确。
故选：D。
6．某同学用如图所示装置测定空气中氧气的含量。实验时，连接好装置并检查装置气密性后再进行后续操作。下列说法不正确的是（　　）
A．红磷要过量，以保证集气瓶内空气中的氧气能充分反应
B．点燃红磷后，应迅速地把燃烧匙伸入瓶内并塞紧橡皮塞
C．红磷熄灭后，要等到装置冷却到室温后再打开止水夹
D．把红磷换成燃烧的木炭，能够更精确地测定空气中氧气的含量
【答案】D
【解析】A、红磷要过量，以保证集气瓶内空气中的氧气能充分反应，该选项说法正确；
B、点燃红磷后，应迅速地把燃烧匙伸入瓶内并塞紧橡皮塞，以防止气体膨胀逸出，该选项说法正确；
C、红磷熄灭后，要等到装置冷却到室温后再打开止水夹，以防止进入集气瓶中的水偏少，导致实验结果偏小，该选项说法正确；
D、木炭燃烧生成二氧化碳，导致水不能进入集气瓶，不能测定氧气含量，该选项说法不正确。
故选：D。
7．工业制取氧气
空气中氧气约占21%，利用分离液态空气的方法得到氧气是工业上制取氧气的重要途径，如图所示是工业上制氧气流程图：
（1）工业上分离液态空气制氧气的变化属于 　 　（填“物理变化”或“化学变化”）。
（2）这样制得的氧气是 　 　（填“纯净物“或“混合物”）。
（3）氮气的沸点﹣196℃，氧气的沸点﹣183℃，在蒸发的过程中先被蒸发出来的是 　 　（填物质符号），在出口放一根燃着的木条，会看到木条 　 　。
【答案】（1）物理变化；（2）混合物；（3）氮气；熄灭
【解析】（1）工业上制取氧气是利用液态氧和液态氮的沸点的不同，分离过程中没有其它物质生成，属于物理变化；
（2）氮气的沸点比氧气的沸点低，蒸发液态空气首先的到的是氮气，剩余的主要是液氧，还含有液态稀有气体等，这样制得的氧气是混合物；
（3）氮气的沸点比氧气的沸点低，蒸发液态空气首先的到的是氮气，氮气不燃烧、也不支持燃烧，在出口放一根燃着的木条，会看到木条熄灭。
期末重难突破练（测试时间：10分钟）
1．空气是宝贵的自然资源。下列关于空气的说法中，正确的是（　　）
A．空气的成分按质量计算：N2约占78%，O2约占21%
B．食品采用真空包装的主要目的是为了隔绝水蒸气
C．空气是混合物，组成空气的各成分保持着它们各自的性质
D．大自然有自净能力，大量有害物质进入空气中，空气的成分仍能保持不变
【答案】C
【解析】A、按体积计算，空气中氮气约占78%，氧气约占21%，故A错；
B、食品采用真空包装的主要目的是为了隔绝氧气，故B错；
C、空气是一种混合物，各组成成分保持着它们各自的性质，故C正确；
D、大自然的自净能力是有一定限度的，若大量有害物质进入空气中，仅靠大自然的自净能力，大气不能保持洁净，故D错。故选：C。
2．小科的爸爸给患病的奶奶购买了一台“便携式制氧器”，其原理图如图所示。小科通过阅读说明书，了解它的工作原理。下列说法错误的是（　　）
A．加湿过滤仓利用氧气不易溶于水的原理，使氧气湿润
B．输出的氧气可作为高能燃料
C．根据加湿过滤仓中气泡的多少，可以判断氧气排出的快慢
D．夏天鱼缸中溶解氧下降，可用该仪器给鱼缸中的鱼供氧
【答案】B
【解析】A、氧气不易溶于水，可利用加湿过滤仓，使氧气湿润，正确但不符合题意，故选项错误；
B、氧气具有助燃性，不具有可燃性，所以不可以作为燃料，错误符合题意，故选项正确；
C、氧气排出的快，产生的气泡越多，反之越少，可以根据加湿过滤仓中气泡的多少，可以判断氧气排出的快慢，正确但不符合题意，故选项错误；
D、该装置能够产生氧气，夏天鱼缸中溶解氧下降，可用该仪器给鱼缸中的鱼供氧，正确但不符合题意，故选项错误。
故选：B。
3．不同物质在氧气里燃烧的现象不同，下列现象的描述不科学的是（　　）
A．硫：发出明亮的蓝紫色火焰，放热，生成有刺激性气味的气体
B．木炭：发出明亮的白光，放热，有二氧化碳生成
C．镁：产生耀眼的白光，放热，有白烟和白色固体生成
D．细铁丝：剧烈燃烧、火星四射，放热，生成黑色固体
【答案】B
【解析】A、硫在氧气中燃烧，产生明亮的蓝紫色火焰，放热，产生一种具有刺激性气味的气体，故选项说法正确。
B、木炭在氧气中燃烧，发出明亮的白光，放热，有二氧化碳生成是实验结论而不是实验现象，故选项说法错误。
C、镁在氧气中燃烧，产生耀眼的白光，放热，有白烟和白色固体生成，故选项说法正确。
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，故选项说法正确。
故选：B。
4．如图是某实验小组对测定空气中氧气含量实验的改进。取有刻度的管状玻璃容器，容器一端封闭，另一端有可自由滑动的活塞，容器中有空气和足量的白磷（已知白磷在40℃时即可燃烧，其燃烧现象、生成物与红磷一致），将容器放在盛有热水的烧杯上方，开始实验。下列说法错误的是（　　）
A．实验过程中活塞先向右移动，后向左移动
B．管状玻璃容器冷却至室温后，活塞将停在“8”附近
C．实验结束后装置内剩余气体只有氮气
D．改进装置具有不会污染空气、测定结果更精确的优点
【答案】C
【解析】A、白磷燃烧放出大量的热，玻璃容器中的气体受热膨胀，活塞先向右移；由于白磷燃烧消耗了该容器中的氧气，气体体积减小，装置冷却后活塞会再向左移，则实验过程中活塞先向右移动，后向左移动，故选项说法正确。
B、实验开始前玻璃管至活塞处的容积刻度为10，氧气约占空气总体积的五分之一，白磷燃烧将氧气完全反应并冷却至室温后，最后活塞停在刻度“8”附近，故选项说法正确。
C、实验结束后装置内剩余气体主要是氮气，还含有稀有气体、二氧化碳等，故选项说法错误。
D、该改进装置的反应始终在密闭的装置内进行，不污染空气、测定结果更精确，故选项说法正确。
故选：C。
5．某同学发现，在实验室做“铁丝在氧气中燃烧”的实验时，。有些同学的实验现象不明显，围绕这一现象，在老师的指导下，同学们进行了一系列的探究活动：
（1）活动一：铁丝缠绕成螺旋状的作用？
【实验内容】取3根材质、大小相同的铁丝，将一根拉直，另两根绕成宽窄不同的螺旋状，进行如图所示实验。
【实验现象】铁丝均能燃烧，剧烈程度不同。Ⅱ最剧烈，其次是Ⅲ，较弱是Ⅰ。
【实验分析】铁丝在氧气中能不能燃烧，与将铁丝缠绕成螺旋状 　 　（填“有”或“无”）关。
【实验结论】将铁丝缠绕成螺旋状的作用是 　 　。
活动二：铁丝燃烧产生火星四射的原因？
【查阅资料】日常生活中的铁制品都含有少量的碳杂质。
【实验内容】取长短相同、直径均为0.38mm、含碳量不同的4根铁丝分别在足量的氧气中燃烧。
【实验现象】
含碳量不同的铁丝 纯铁丝 含碳0.05%的铁丝 含碳0.2%的铁丝 含碳0.6%的铁丝
燃烧时的现象 无火星四射，熔断 剧烈燃烧，极少火星 剧烈燃烧，少量火星 未记录
【实验分析】
（2）推测表中“未记录”部分的内容可能是 　 。
（3）铁丝在氧气中燃烧的文字表达式为 　 　。
【实验结论】
（4）通过以上实验，说明铁丝燃烧产生火星四射的现象，可能与 　 　有关。
【反思与评价】
（5）如图是同学们进行“铁丝在氧气中燃烧”实验时的几种操作方式，其中更能提高实验成功率的方式是 　 　（填字母序号）。
（6）同学们认为铁丝燃烧的现象还与氧气的浓度有关，所以想收集不同浓度的氧气进行相关实验，若用排水法收集一瓶体积分数为60%的氧气，预先应向250mL的集气瓶中加水，水的体积约为 　 　mL。（提示：空气中氧气的体积分数约为）
【答案】（1）无；增大铁丝的受热面积，增大铁丝与氧气的接触面积，使反应充分；
（2）剧烈燃烧，火星四射；（3）铁+氧气四氧化三铁；
（4）碳含量；（5）A；（6）125
【解析】（1）根据实验现象：铁丝均能燃烧，说明铁丝在氧气中能不能燃烧，与将铁丝缠绕成螺旋状无关；将铁丝绕成螺旋状，能增大铁丝的受热面积，增大铁丝与氧气的接触面积，可以使燃烧更剧烈。
（2）根据表格分析，铁丝中含碳量的升高，铁丝燃烧越剧烈，火星越多，则含碳0.6%的铁丝燃烧现象可能是剧烈燃烧，火星四射。
（3）铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，该反应的文字表达式为：铁+氧气四氧化三铁。
（4）通过以上实验，可知铁丝燃烧时火星四射的现象与C元素含量有关，含碳量越高，燃烧越剧烈。
（5）火柴向下点燃，能使铁丝充分受热，且氧气密度比空气大，在下方浓度高，更易点燃，故选A。
（6）若用排水法收集一瓶体积分数为60%的氧气，预先应向250mL的集气瓶中加水，设水的体积约为x；则有x+（250mL﹣x）×＝250mL×60%，解得x＝125mL。
6．以下是常见的实验室制取气体装置，根据给出的装置回答下列问题。
（1）写出仪器a的名称：　 　。
（2）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，与装置B相比，选用装置C的优点是 　 　。
（3）小麓同学认为装置G也可以用来收集氧气，如果用该装置收集氧气，检验收集满的方法是 　 　。
（4）实验室可以用加热无水醋酸钠固体和氢氧化钠固体的方法来制取甲烷，甲烷通常情况下是一种无色、无味的气体，密度比空气小，难溶于水，请从以上装置中选择在实验室制取较纯净甲烷的发生装置和收集装置的组合： 　（填字母）。
【答案】（1）锥形瓶；（2）能控制反应速率；
（3）将带火星的木条放在②端管口，若木条复燃，则已集满；（4）AF。
【解析】（1）由图可知，仪器a的名称为锥形瓶。
（2）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，与装置B相比，选用装置C的优点是能通过分液漏斗控制滴加液体的速率，从而控制反应速率。
（3）小麓同学认为装置G也可以用来收集氧气，如果用该装置收集氧气，由于氧气的密度比空气大，从①端通入，将空气从②端排出，氧气具有助燃性，检验收集满的方法是将带火星的木条放在②端管口，若木条复燃，则已集满。
（4）实验室可以用加热无水醋酸钠固体和氢氧化钠固体的方法来制取甲烷，需要固体加热型发生装置，甲烷通常情况下是一种无色、无味的气体，密度比空气小，难溶于水，用排水法收集的甲烷较纯净，所以在实验室制取较纯净甲烷的发生装置和收集装置的组合：AF。
期末综合拓展练（测试时间：15分钟）
1．下列有关物质的性质及相关用途的叙述，正确的是（　　）
①氧气易溶于水，使得鱼能在水中生存；
②氮气的化学性质不活泼，可用作粮食和食品仓库的保护气；
③氧气能支持燃烧，所以可用作火箭的高能燃料；
④由于稀有气体有惰性，所以常用作保护气。
A．①②③ B．①②④ C．①③ D．②④
【答案】D
【解析】①氧气不易溶于水，所以题中“易溶于水”的描述是错误的；
②氮气化学性质不活泼，不能维持粮食、瓜果呼吸，常用作瓜果、粮食的保护气。此句描述是正确的；
③氧气化学性质比较活泼，能支持燃烧，但氧气不能燃烧，所以题中“用途火箭的高能燃料”的描述是对氧气的错误认识；
④稀有气体又称惰性气体，很难与其他物质反应，常用作金属焊接的保护气。此句描述属于正确描述。
故选：D。
2．同时加热等质量的两份氯酸钾，其中一份混入少量的二氧化锰（b曲线），放出氧气的质量（m）与加热时间（t）的关系图像正确的是（　　）
A． B． C． D．
【答案】C
【解析】催化剂是指在化学反应中能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后不变的物质；催化剂能改变反应速率，催化剂不能使生成物的质量增加。故a、b二份质量相等的氯酸钾，向b中加入适量的二氧化锰，a是纯净的氯酸钾，b是氯酸钾和少量二氧化锰的混合物，分别在酒精灯上加热来制氧气，b所需温度较低，首先发生分解，a所需温度较高，加热到较高温度才分解。完全反应后，加入二氧化锰的氯酸钾产生氧气的速度快，所需时间较短。因为氯酸钾的质量相同，所以a与b产生氧气的质量相等；观察选项，C图象符合要求。故选：C。
3．某社团探究氧气浓度对燃烧的影响，探究结果如图所示，下列说法错误的是（　　）
A．带火星木条不一定在纯氧中才能复燃
B．可用排水法收集不同浓度的氧气
C．欲使直径0.2mm细铁丝燃烧，所需氧气的最低体积分数为60%
D．由图可知影响铁丝燃烧剧烈程度的因素有氧气浓度和铁丝直径
【答案】C
【解析】A.根据带火星木条在不同浓度氧气中燃烧情况可知，带火星木条不一定在纯氧中才能复燃，故A正确，不符合题意；
B.可在集气瓶中盛不同体积的水，收集不同浓度的氧气，故B正确，不符合题意；
C.由细铁丝在不同浓度氧气中燃烧情况可知，欲使直径0.2mm细铁丝剧烈燃烧，所需氧气的最低体积分数为47%，故C错误，符合题意；
D.由上图可知影响铁丝燃烧剧烈程度的因素有氧气浓度和铁丝直径，故正确，不符合题意。
故选：C。
4．某兴趣小组用15%的过氧化氢溶液完成以下实验。下列说法错误的是（　　）
A．图2中冰水混合物的作用是将水蒸气冷凝
B．对比图1、2可知，图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
C．对比图3、4可知，温度会影响化学反应速率
D．对比图1、4可知，是否加入催化剂会影响化学反应速率
【答案】D
【解析】A、图2中冰水混合物的作用是将水蒸气冷凝，以除去氧气中的水蒸气，故不符合题意；
B、图1和图2实验中，唯一的不同点是图2将生成的氧气用冰水混合物对气体进行了冷却，由图1实验中木条未复燃，而图2中的木条复燃对比可知，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，故不符合题意；
C、图3、4中唯一的不同点是图4中将反应容器放入凉水中，温度低，反应速率平缓，图3是在常温下，反应剧烈，二者对比可知，温度会影响化学反应速率，故不符合题意；
D、根据控制变量唯一的原则，图1、4中反应物的温度不同，无法证明加入催化剂会影响化学反应速率，故符合题意。故选：D。
5．利用红磷燃烧测定空气中氧气含量的实验装置如图1所示。
（1）为了确保实验成功，应先 　 　 。利用电加热丝通电放出热量引燃红磷的优点是 　 　 （写一点）。
（2）红磷燃烧的化学表达式：　 　 。
（3）利用气压传感器测定图1装置内的压强变化，所得数据如图2所示。
①BC段压强增大的原因是 　 。
②CD段压强减小的原因是 　 　 。
③测得空气中氧气的体积分数约为 　 （列式即可）。
④如果用木炭代替红磷完成此实验，在图2中画出集气瓶内气压变化趋势。
【答案】（1）检查装置的气密性；装置始终密闭，环保（或实验结果更准确）。
（2）P+O2P2O5。
（3）①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。
②红磷燃烧消耗了氧气且温度逐渐降低。
③。
④。
【解析】（1）为了确保实验成功，应先检查装置的气密性。如果装置气密性不好，外界空气会进入装置，导致实验结果不准确。利用电加热丝通电放出热量引燃红磷的优点是：装置始终密闭，防止了红磷燃烧生成的五氧化二磷逸散到空气中污染空气，同时也避免了在将红磷伸入集气瓶时部分空气受热逸出，使实验结果更准确。
（2）红磷燃烧是红磷和氧气在点燃的条件下反应生成五氧化二磷，化学表达式为：P+O2P2O5。
（3）①BC段压强增大的原因是：红磷燃烧放出大量的热，使瓶内气体受热膨胀，压强增大，消耗氧气使压强减小，温度升高对压强的影响比气体减少对压强的影响大。
②CD段压强减小的原因是：红磷燃烧消耗了氧气且温度逐渐降低。
③反应前装置内压强为103.15kPa，反应结束后压强为83.17kPa，则测得空气中氧气的体积分数为。
④如果用木炭代替红磷完成此实验，木炭燃烧生成二氧化碳气体，瓶内压强几乎不变，集气瓶内气压变化趋势为：在点燃木炭时，因放热压强短暂增大，随后几乎不变，图像大致为一条平行于横坐标的直线，故图示为。
发生装置
收集装置
发生装

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