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第一节 空气成分
知识点
（一）空气的存在
1.地球周围被厚厚的空气层包围着，这个空气层叫 大气层 。
2.我们周围存在着空气，空气与其他物质一样具有 质量 。
3.大气层对地球上的所有物体都会产生 压力 的作用。一个物体，只要在空气中，
　它就会受到上下前后左右各个方向的 大气压 的作用。
4. 马德堡半球 实验证明了大气压存在，并且 很大 。请列举出三个大气
　压的应用: 吸盘挂衣服 、 吸管吸饮料 、 钢笔吸墨水 。
5.风的形成：空气的流动
（二）空气的成分
红磷燃烧时产生大量的 白烟 (五氧化二磷)。
空气中的成分有: 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%。 空气是一种 　混合物　　　 。
稀有气体不活泼，曾被叫做 惰性 气体，也可以用来填充气球（氢气球），当电流通过霓虹灯　　　　　 时，就会发出五颜六色的光。
法国的 拉瓦锡 首先发现空气的组成。
利用红磷燃烧测定空气中氧气的体积分数时，连接好实验装置后，要先 检查装置气密性 .然后使用 足量 的红磷进行实验。红磷燃烧时的现象是 产生大量的白烟 。待燃烧结束， 冷却至室温 后才能打开弹簧夹，此时可观察到 烧杯中的水倒吸进入集气瓶的 体积 。
实验误差分析：
体积大于的情况：①点燃红磷后放入集气瓶过慢 　　（导致瓶中气体受热逸出）；
　　　　　　 ②燃烧过程中，未关闭　　　　弹簧夹（导致瓶中气体受热逸出）。
体积小于的情况：①红磷的量不足　　　　　　；
②装置气密性　　　　不好；
③反应结束后，未冷却　　　　就打开弹簧夹。
物理变化和化学变化：本质区别是有无新物质　　　　　的产生。
物理性质和化学性质：物理变化　　　　或者化学变化　　　　过程表现出的性质。
（一）氧气的性质
物理性质：
通常情况下，氧气是 种 无 色 无 味的气体， 不易 溶于水，常温下是气态　　，降温或者加压可转变成液态　　或者固态（蓝色）。
化学性质：
具有氧化　　　性、助燃　　　性等特点，是一种化学性质活泼　　的非金属单质。举例如下表：
氧气是空气的主要成分之一，也是地球上绝大多数有生命的机体赖以生存的物质。氧气既可供给人和动物 呼吸 ，也能够 支持 燃烧。
氧气的性质是学习的重点，对于氧气性质的认识必须通过实验来完成。
化学性质 与非金属反应 与金属反应 与部分有机物反应
反应方程式 C+O2CO2 S+O2SO2 4P+5O22P2O5 3Fe+2O2Fe3O4 CH4+2O2CO2+2H2O
实验现象 比空气中燃烧更旺、发出白光，放出热量 产生明亮的__蓝紫_色火焰，产生有刺激性气味的气体、放出热量(在空气中燃烧发出__淡蓝__色火焰) 剧烈燃烧、产生 大量白烟　　　　，放出热量 剧烈燃烧、火星四射、生成 _　黑色　固体、放出热量 火焰上方罩一干冷的烧杯，内壁有水珠生成；罩一涂有澄清石灰水的烧杯,会变 　浑浊　　　　
物质与氧气的反应称作 氧化 反应。物质与氧气反应的最常见的方式是 燃烧
和 缓慢氧化 。燃烧就是一种 发光发热 的剧烈的氧化反应。
氧气的化学性质较活泼，常温下能和许多物质发生反应，具有 氧化 性。
缓慢氧化是速度缓慢的氧化反应，如 铁生锈 和 食物腐败 等。
燃烧会 发光 ,会 发热 ,缓慢氧化不 发光 、 发热 。
（二）氧气的制取
工业上制取氧气：
利用液态氮和液态氧的 沸点 不同，工业上可用 分离液态空气 的办法来制取氧气和氮气。由于液氮的沸点为-196 ℃，液氧的沸点为-183 ℃，所以 氮气 先从液态空气中蒸发出来，剩下的主要是 液氧 。人们将液氧和液氮分别装入 蓝色 和 黑色 的钢瓶里。 工业制氧的过程是 物理 变化
实验室制取氧气：
（1）实验原理：原理:利用分解法制氧气 　　　　的原理,用分解 H2O2 、 KMnO4 、KClO3 等制取氧气。
(2)实例：①用H2O2制取氧气的化学方程式为______ H2O2H2O+O2 ,装置可用下图B　　　装置（填字母，下同），与 C 或 D 进行组合;
②用分解KClO3的方法制取氧气的化学方程式为 ，反应装置可用下图A　　装置，在制取气体的实验前，先要检查装置的 气密性 　　　　，以防漏气。
(3)收集：可用法或向排空气法收集产生的氧气，这两种方法根据的分别是氧气 密度比空气大 、 不易溶于水 等物理性质。
连接实验装置的原则：自下而上，从左往右 。
实验装置
（4）氧气的检验
检验氧气的方法： 将带火星的木条伸入集气瓶中，观察是否复燃，若木条复燃说明是氧气
验满氧气的方法： 将带火星的木条放在集气瓶口，观察是否复燃，若木条复燃说明是氧气　　　　　　
重难点题型
题型一空气成分
【例题1】中国空间站承担着国家重要领域的科技实验任务，空间站中的“人造空气”与地球空气成分含量基本相同，其中体积分数最大的是（　　）
A．氧气 B．氮气 C．二氧化碳 D．稀有气体
【答案】B
【知识点】空气的成分及探究
【解析】【分析】氧气占了空气体积的21%，稀有气体占了空气体积的0.93，二氧化碳占了空气体积的0.04，水蒸气和其他气体杂质占了0.03%；
【解答】中国空间站承担着国家重要领域的科技实验任务，空间站中的“人造空气”与地球空气成分含量基本相同，其中体积分数最大的是氮气，但其占了空气体积的78%；
故答案为：B
【变式1】相对稳定的洁净空气对人类和其他生物的生存都非常重要，下列说法错误的是(　　)
A．空气质量指数(AQI)是评价大气环境质量的指标，其数值越低表示空气质量越好
B．自然因素也会造成空气污染
C．PM2.5 是指粒径小于等于2.5 毫米的颗粒物
D．酸雨是指 pH 低于5.6 的酸性降水
【答案】C
【知识点】空气的成分及探究；空气的利用
【解析】【分析】（1）空气质量指数（AQI）是定量描述空气质量状况的无量纲指数，数值越大、级别越高说明污染的情况越严重，对人体的健康危害也就越大，数值越低表示空气质量越好。
（2）PM2.5 是指环境空气中空气动力学当量直径小于等于 2.5 微米的颗粒物，它能较长时间悬浮于空气中，其在空气中含量浓度越高，就代表空气污染越严重。
【解答】A、空气质量指数（AQI）是评价大气环境质量的指标，其数值越低表示空气质量越好，该选项说法正确。
B、自然因素如火山喷发、森林火灾等也会造成空气污染，该选项说法正确。
C、PM2.5 是指粒径小于等于 2.5 微米的颗粒物，不是 2.5 毫米，该选项说法错误。
D、酸雨是指 pH 低于 5.6 的酸性降水，该选项说法正确。
故答案为：C。
【变式2】2021 年 5月 22日，“祝融号”火星车到达火星表面开始探测。资料显示火星表面大气成分如下表。下列说法不正确的是（　　）
火星大气成分 二氧化碳 氮气 氢气 其它气体
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．火星大气中的氮气所占比例高于地球空气中的
C．宇航员要在火星上出舱勘查，须佩戴供氧装置
D．若条件允许，可以利用火星上的二氧化碳制取氧气
【答案】B
【知识点】空气的成分及探究；空气的利用；氧气的性质和利用；二氧化碳的检验和验满
【解析】【分析】根据题意，火星大气主要含量为二氧化碳，还有少量的氮气和氢气机其他气体，不含氧气。
【解答】A、二氧化碳通入澄清石灰水会变浑浊，正确，不符合题意。
B、地球空气氮气体积分数为78%，比火星体积比2.7%高，错误，符合题意。
C、火星气体不含氧气， 宇航员要在火星上出舱勘查，须佩戴供氧装置，正确，不符合题意。
D、二氧化碳可以被植物在光合作用时，和水一起作为原料生成氧气，正确，不符合题意。
故答B。
题型二氧气体积分数探究
【例题1】白磷的着火点为40℃，现用如图装置测定空气中氧气的体积分数。实验步骤为：集气瓶里先装适量a体积的水，在酒精灯灯焰上把玻璃棒下端加热，装置如图密封。用力把玻璃棒按下与白磷接触，白磷燃烧。燃烧停止后稍振荡，完全冷却后量出集气瓶中水的体积b和整个集气瓶容积c。则下列说法错误的是(　　)
A．反应过程中集气瓶内液面的变化是先下降后上升
B．该实验测得氧气与空气的体积比为(b-a)：(c-a)
C．燃烧匙中的白磷不能换成木炭或硫粉
D．该装置没有用止水夹，会影响实验结果
【答案】D
【知识点】空气的成分及探究；氧气的性质和利用；氧气与碳、磷、硫、铁等物质的反应现象
【解析】【分析】空气是一种混合物，主要成分为氮气（约78%）和氧气（约21%）。通过燃烧红磷消耗氧气，进而测定氧气的体积分数。红磷在氧气中燃烧生成五氧化二磷（P2O5），反应式为：4P+5O2 →2P2 O5 ；实验步骤：准备实验装置：使用集气瓶和水槽，确保装置气密性良好，避免外界空气进入。加入红磷：在燃烧匙中放入过量的红磷，确保氧气被完全消耗。点燃红磷：将燃烧匙放入集气瓶中，点燃红磷，观察红磷燃烧的现象，注意安全。观察水位变化：红磷燃烧后，集气瓶内的氧气被消耗，水会倒吸入集气瓶，记录水的体积变化。计算氧气体积分数：根据水的体积变化计算消耗的氧气体积，进而计算氧气的体积分数。
【解答】A. 反应过程中集气瓶内液面的变化是先下降后上升 ，下降是因为放热气压增大，上升是因为消耗了氧气，气压变小，A正确；
B. 该实验测得氧气与空气的体积比为(b-a)：(c-a) ，B正确；
C. 燃烧匙中的白磷不能换成木炭或硫粉 ，因为产生的二氧化碳和二氧化硫是气体，没有形成气压差，C正确；
D. 该装置没有用止水夹，不会影响实验结果，因为管子是在液面下，起到封液的作用，D错误；
故答案为：D
【变式1】某科学兴趣小组的同学利用如图所示实验装置能完成测定空气中氧气的含量(注射器内预先吸了40mL水且注射器活塞的摩擦忽略不计，试管净容积为50mL)。下列关于该实验的说法正确的是(　　)
①白磷燃烧会产生大量的白雾
②生石灰与水接触会放出热量
③白磷的量不足，会使测定值偏大
④将白磷放在细沙上可防止试管炸裂
⑤实验中，注射器的活塞先向右移动，后向左移动
⑥若白磷的量充足、装置的气密性良好，最终注射器活塞将移至30mL 刻度附近
A．①④⑤ B．仅②④ C．②④⑤⑥ D．①③⑤⑥
【答案】C
【知识点】空气的成分及探究
【解析】【分析】 在装有空气的密闭容器中，欲用燃烧法测定空气中氧气含量，该实验一般要注意以下几点：①装置的气密性好；②所用药品必须是足量；③读数时一定要冷却到原温度；④所选除氧剂要具备以下特征：本身能够在空气中燃烧；本身的状态为非气体；生成的物质为非气态；据此进行分析判断。
【解答】 由题意，生石灰遇水会放出大量热，能使白磷燃烧。
①白磷燃烧，产生大量的白烟，而不是白雾，故①错误；
②向烧杯中加水，生石灰遇水会放出大量热，向烧杯中加水是为了提高烧杯内的温度，从而达到白磷的着火点，故②正确；
③白磷的量不足，不能完全消耗装置内的氧气，会使测定的结果偏小，故③错误；
④将白磷放在细沙上可防止试管炸裂，故④正确；
⑤白磷燃烧，放出大量的热，装置内空气受热膨胀，白磷燃烧后消耗了装置内的氧气，实验中可观察到，注射器的活塞先向右移动，后向左移动，故⑤正确；
⑥氧气约占空气体积的，若试管内净容积为50mL，反应后冷却至室温，活塞停止在30mL附近，故⑥正确。
由上述分析可知。②④⑤⑥说法正确。
故选C。
【变式2】在如图所示的密闭装置中进行白磷燃烧实验，在白磷被点燃至装置恢复到室温的这段时间内，集气瓶中的气压随时间变化的图象最接近(　　)
A． B．
C． D．
【答案】D
【知识点】空气的成分及探究
【解析】【分析】根据磷燃烧消耗氧气并放出大量热及反应过程中压强的变化情况分析。
【解答】白磷点燃后发生燃烧，燃烧放热，装置内压强会明显变大，反应结束后温度慢慢恢复，压强又减小，因磷燃烧消耗氧气，氧气占空气体积的五分之一，则最终压强停留在0.2P0处。
故选D。
题型三氧气性质与空气利用
【例题1】空气是一种重要的天然资源，在人们的生产和生活中有着广泛的用途。下列对空气中各成分气体的叙述不正确的（）
A．氧气性质活泼，可以作为燃料 B．稀有气体可以用来制霓虹灯
C．氮气可以用来制造化肥和炸药 D．二氧化碳不属于空气污染物
【答案】A
【知识点】空气的利用；氧气的性质和利用；空气污染与保护
【解析】【分析】氧气具有助燃性，可用作助燃剂。
【解答】A、氧气不具有可燃性，不能作为燃料，故A错误，符合题意；
B、稀有气体在通电时会发出不同颜色的光，可用作霓虹灯，故B正确，不符合题意；
C、氮气可用作制作氮肥等化肥和炸药，故C正确，不符合题意；
D、二氧化碳没有毒，不属于空气污染物，但会导致温室效应加聚，故D正确，不符合题意。
故答案为：A。
【变式1】空气是一种重要的天然资源，在大们的日常生活中有着广泛的用途，下列关于空气中各成分的性质和作用，描述正确的是(　　)
A．氧气性质活泼，不仅能支持呼吸，还是一种优质的燃料
B．氮气性质较活泼，是制造化肥、炸药的重要原料
C．各种稀有气体通电能发出不同颜色的光，可以制成霓虹灯
D．二氧化碳在空气中的含量逐年增多，可能会导致空气污染
【答案】C
【知识点】空气的利用
【解析】【分析】A、根据氧气的化学性质考虑；
B、根据氮气化学性质考虑；
C、根据稀有气体的用途考虑；
D、根据形成酸雨的原因考虑。
【解答】解：A、氧气化学性质比较活泼，氧气不具有可燃性，不能做燃料，故A错；
B、氮气性质较稳定，是制造化肥、炸药的重要原料，故B错；
C、各种稀有气体通电能发出不同颜色的光，可以制成霓虹灯，故C正确；
D、酸雨是由于二氧化硫或氮的氧化物造成的，二氧化碳不能形成酸雨，故D错。
故答案为：C。
【变式2】物质的性质决定用途。下列有关空气各成分及其用途的说法正确的是（　　）
A．空气中含量最多的气体是氮气，约占空气质量的78%
B．氧气具有支持燃烧的性质，可用作燃料
C．稀有气体用作航标灯利用其化学性质稳定的特性
D．氮气化学性质稳定，可用于食品包装
【答案】D
【知识点】空气的利用
【解析】【分析】空气的成分及各成分的体积分数分别是：“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%”。由此可见，空气中体积分数最大（或含量最多）的气体是氮气。最早通过实验得出空气是由氧气和氮气组成的结论是法国化学家拉瓦锡。
【解答】A、空气中含量最多的气体是氮气，约占空气体积的78%，而不是空气质量的78%，错误；
B、氧气具有支持燃烧的性质，但是氧气本身不能燃烧，所以不能用作燃料，错误；
C、稀有气体用作航标灯是利用稀有气体在通电时能发出不同颜色的光，这属于稀有气体的物理性质，而不是利用其化学性质稳定的特性，错误；
D、氮气化学性质稳定，不容易与其他物质发生反应，可用于食品包装，隔绝氧气，防止食品变质，正确。
故答案为：D。
题型四氧气与碳、磷、硫、铁等物质的反应现象
【例题1】水是化学实验中常见的物质。下列实验中关于水的作用解释不合理的是(　　)
A．测定空气中氧气含量———烧杯的水：通过水的体积变化得到氧气体积
B．细铁丝在氧气中燃烧——集气瓶中的水：防止瓶子破裂
C．分解高锰酸钾制氧气——集气瓶中的水：溶解氧气
D．硫在氧气中燃烧——集气瓶中的水：吸收二氧化硫
【答案】C
【知识点】空气的成分及探究；氧气与碳、磷、硫、铁等物质的反应现象
【解析】【分析】A.根据烧杯的水的作用是通过水的体积变化得到氧气体积来分析判断；
B.根据集气瓶中的水的作用是防止瓶子破裂来分析判断；
C.根据用排水法收集氧气时，水用来收集气体来分析判断；
D.根据硫在氧气中燃烧时，集气瓶中的水的作用是吸收二氧化硫来分析判断。
【解答】 A.测定空气中氧气含量的实验中，实验小号装置内的氧气，装置冷却后打开弹簧夹，烧杯中的水沿导管浸入瓶中，进入瓶中水的体积就是原装置中氧气的体积，则烧杯的水的作用是通过水的体积变化得到氧气体积，故A正确不合题意；
B.细铁丝在氧气中燃烧，装置中的水能够吸收生成物的热量，防止集气瓶受热不均发生炸裂，则集气瓶中的水的作用是防止瓶子破裂，故B正确不合题意；
C.分解高锰酸钾制氧气，用排水法收集氧气，水排出，氧气进入集气瓶中，即用水来收集气体，而不是溶解氧气，故C错误符合题意；
D.硫在氧气中燃烧生成二氧化硫，二氧化硫有毒，易溶于水且与水反应，则集气瓶中的水的作用是吸收二氧化硫，故D正确不合题意；
故选C。
【变式1】下列关于空气中成分的说法中不正确的是（　　）
A．食品包装中充氮气可以防变质
B．硫在空气中燃烧发出淡蓝色火焰
C．鱼虾在水中生存是因为氧气易溶于水
D．稀有气体在通电时能发出不同颜色的光，可制成电光源
【答案】C
【知识点】空气的利用；氧气与碳、磷、硫、铁等物质的反应现象
【解析】【分析】A.根据氮气的化学性质判断；
B.根据不同物质在氧气中燃烧的现象判断；
C.根据氧气在水中的溶解度大小判断；
D.根据稀有气体的性质判断。
【解答】A.氮气的化学性质稳定，则氮气充入食品包装袋内可以防腐，故A正确不合题意；
B.硫在空气中燃烧发出淡蓝色火焰，故B正确不合题意；
C.鱼虾在水中生存不是因为氧气易溶于水，故C错误符合题意；
D.稀有气体的用途是：做各种电光源、作保护气等，故D正确不合题意。
故选C。
【变式2】以下相关实验的现象或操作正确的是：①硫在空气中燃烧，发出淡蓝色火焰；②木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳气体；③红磷在空气中燃烧，产生大量白烟；④铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成黑色固体；⑤实验室用高锰酸钾制取氧气时，在试管口需要放一团棉花；⑥用高锰酸钾制取氧气时，一有气泡冒出时就应马上收集，以免浪费；⑦二氧化锰可以作所有实验的催化剂。正确的是(　　)
A．①③④⑤ B．①②③④ C．②③④⑥ D．③④⑤⑦
【答案】A
【知识点】氧气与碳、磷、硫、铁等物质的反应现象；制取氧气的原理
【解析】【分析】根据不同物质在氧气中燃烧的现象，结合氧气的制取方法和原理分析判断即可。
【解答】 ①根据硫在空气中燃烧，发出淡蓝色火焰，生成有刺激性气味的气体，故①正确。
②木炭在氧气中燃烧，发出白光，生成二氧化碳是实验结论而不是实验现象，故②错误。
③红磷在空气中燃烧产生大量的白烟，故③正确；
④细铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，故④正确；
⑤用氯酸钾制取氧气时不用在试管口放棉花，用高锰酸钾制取氧气时用在试管口放棉花，故⑤正确；
⑥导管口开始有气泡冒出时，不宜立即收集，因为开始排出的气体是空气；待导管口气泡连续、均匀冒出时再开始收集，故⑥错误；
⑦二氧化锰可以做某些反应的催化剂，不是所有反应的催化剂，故⑦错误。
故选A。
【变式3】下列有关物质燃烧时观察到的现象，叙述正确的是（　　）
A．红磷在氧气中燃烧，放出大量热，产生大量白雾
B．铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成四氧化三铁
C．硫在氧气中燃烧，发出淡蓝色火焰，生成有刺激性气味的气体
D．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
【答案】D
【知识点】氧气与碳、磷、硫、铁等物质的反应现象
【解析】【分析】 根据常见物质在氧气中燃烧的现象进行分析判断。
【解答】A.红磷在氧气中燃烧，产生大量的白烟，而不是白雾，故A错误；
B.铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成四氧化三铁是实验结论而不是实验现象，故B错误；
C.硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，产生一种具有刺激性气味的气体，故C错误；
D.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D正确。
故选D。
【变式4】如图所示，装置A、B的燃烧匙中分别装红磷和硫粉，集气瓶A和B中原来均集满了氧气，C中盛有水，X为止水夹。分别点燃红磷和硫粉，使之在A、B两瓶中充分燃烧（红磷和硫粉均为足量，X关闭着）。当反应完成并冷却至室温后打开止水夹，看到的现象是（　　）
A．水流进A瓶 B．水流进B瓶
C．水流进A、B瓶 D．水既不流进A瓶也不流进B
【答案】C
【知识点】氧气与碳、磷、硫、铁等物质的反应现象
【解析】【分析】 据红磷和硫粉与氧气的反应的反应物、生成物的状态分析．磷和氧气反应生成了五氧化二磷；硫和氧气反应生成了二氧化硫气体，由物质的状态的变化分析瓶内压强的变化，从而得出现象。
【解答】根据题意可知，A瓶中的红磷燃烧消耗氧气，导致瓶内压强减少；B瓶内的硫燃烧消耗了氧气，单生成的二氧化硫气体又占据了氧气的体积，瓶内压强不变。
由于两个集气瓶相连，则二者最后气压减小，这时候两瓶的压强都小于外界压强。当打开止水夹时，水能进入A、B瓶。
故选C。
题型五制取氧气的原理
【例题1】如图是实验室利用双氧水制取和收集的实验装置，下列描述正确的是（　　）
A．组装：仪器组装按照从上往下，从左往右的顺序进行
B．试剂：烧瓶中的水起到了缓冲和稀释的作用
C．收集：当导管口有气泡冒出时就马上开始收集
D．验满：若用排空气法收集时，可用带火星的木条伸入集气瓶内，看是否复燃，若复燃，则已收集满
【答案】B
【知识点】制取氧气的原理；制取氧气的装置、步骤、收集与注意事项；氧气的检验和验满
【解析】【分析】（1）仪器组装顺序：一般遵循从下往上，从左往右的原则，这样便于操作和保证装置稳定性。
（2）试剂作用：在双氧水制取氧气实验中，烧瓶中的水可对双氧水起到缓冲和稀释作用，防止反应过于剧烈。
（3）气体收集时机：用排水法收集氧气时，刚开始冒出的气泡是装置内的空气，要等气泡连续均匀冒出时再收集，以保证收集气体纯净。
（4）氧气验满方法：用排空气法收集氧气验满时，应将带火星木条放在集气瓶口，若复燃则已集满，伸入瓶内是检验氧气的方法。
【解答】A、仪器组装应按照从下往上，从左往右的顺序进行，不是从上往下，该选项错误。
B、烧瓶中的水能够缓冲和稀释双氧水，使反应更平稳，该选项正确。
C、用排水法收集氧气，不能刚有气泡冒出就收集，应等气泡连续均匀冒出时再收集，该选项错误。
D、用排空气法收集氧气验满时，带火星木条应放在集气瓶口，不是伸入瓶内，该选项错误。
故答案为：B。
【变式1】如图所示为加热高锰酸钾制取氧气的部分操作，其中正确的是（　　）
A．①检查装置气密性
B．②加热高锰酸钾前将导管伸入集气瓶
C．③氧气集满后移出集气瓶并盖上玻璃片
D．④氧气收集完毕后立即熄灭酒精灯
【答案】A
【知识点】制取氧气的装置、步骤、收集与注意事项
【解析】【分析】根据氧气的实验室制取方法、基本实验操作的正确方法来分析。
【解答】 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，说明装置气密性良好，故A正确；
B.排水法收集气体时，由于导管刚开始排出的气体中混有空气，因此应待气泡连续均匀冒出时收集，故B错误；
C.气体收集满后，应在水面以下盖上玻璃片，然后再移出集气瓶，故C错误；
D.排水法收集氧气完毕后，应先将导管移出水面，然后再熄灭酒精灯，以防冷水倒吸，炸裂试管，故D错误。
故选A。
【变式2】对下列实验中出现的异常现象分析合理的是（　　）
选项 异常现象 分析
A 制取CO2气体时，始终收集不到CO2 收集CO2的集气瓶没盖玻璃片
B 利用排水法收集的氧气不纯 收集氧气前集气瓶内水没有装满
C 细铁丝在氧气中燃烧时，集气瓶瓶底炸裂 用于引燃的火柴太长了
D 测定空气中氧气含量时，进入集气瓶中的水过少 燃烧匙内放置的红磷过量了
A．A B．B C．C D．D
【答案】B
【知识点】空气的成分及探究；制取氧气的装置、步骤、收集与注意事项；制取二氧化碳的装置、步骤、收集与注意事项
【解析】【分析】熟悉常见化学实验基本操作的实验原理、注意事项是解答此类试题的关键。
【解答】A、制取CO2气体时，收集CO2的集气瓶没盖玻璃片，不会导致始终收集不到CO2，故选项说法错误。
B、利用排水法收集氧气，但是O2不纯，可能是因为通入氧气前集气瓶内水没有装满，故选项说法正确。
C、细铁丝在氧气中燃烧时，集气瓶瓶底炸裂，可能是因为集气瓶的底部没有放少量的水或铺一层细沙；引燃的火柴太长，不会导致集气瓶瓶底炸裂，故选项说法错误。
D、红磷过量，是正确的存在，不会导致测定空气中氧气含量时进入集气瓶中的水过少，故选项说法错误。
故答案为：B。
题型六 制取氧气的装置、步骤、收集与注意事项
【例题1】实验室常用下列装置来制取氧气，请回答下列问题：
（1） 仪器b的名称是　 　。
（2）若用加热高锰酸钾的方法制取一瓶干燥的氧气，应选择的发生装置和收集装置分别是　 　。此化学反应的原理用化学方程式表示为：　 　。
（3）若利用装置F收集氧气，证明氧气已经收满的方法是　 　。
【答案】（1）长颈漏斗
（2）A、E或A、F；
（3）将带火星的木条放在导管d的管口，观察木条是否复燃
【知识点】氧气的性质和利用；制取氧气的原理；制取氧气的装置、步骤、收集与注意事项；氧气的检验和验满；化合反应和分解反应
【解析】【分析】实验室制氧气的三个化学方程式如下：
氯酸钾分解：
高锰酸钾分解：
过氧化氢分解：
发生装置的选择要考虑，反应物的状态和反应的条件；收集装置的选择考虑气体的密度和溶解性；
【解答】（1） 仪器b的名称是长颈漏斗；
（2） 若用加热高锰酸钾的方法制取一瓶干燥的氧气，所以不选用排水法收集，应选择的发生装置和收集装置分别是A、E或A、F。此化学反应的原理用化学方程式表示为：；
（3） 、若利用装置F收集氧气，证明氧气已经收满的方法是 将带火星的木条放在导管d的管口，观察木条是否复燃
故答案为：（1）长颈漏斗（2）A、E或A、F；（3）将带火星的木条放在导管d的管口，观察木条是否复燃
【变式1】如图是科学中常用的实验室制取气体装置，请回答下列问题：
（1）仪器a的名称是　 　。
（2）若用加热高锰酸钾的方法制取一瓶干燥的氧气；应选择的发生装置和收集装置分别是　 　。（填序号）
（3）若利用装置C收集氧气，观察到　 　则证明氧气已经收满。
【答案】（1）锥形瓶
（2）AE
（3）当有大气泡从瓶口冒出时或瓶中水排尽时
【知识点】氧气的性质和利用；制取氧气的原理；催化剂在化学反应中的作用；制取氧气的装置、步骤、收集与注意事项；氧气的检验和验满
【解析】【分析】 实验室制氧气装置选择：用高锰酸钾或氯酸钾制氧气选甲装置：固体与固体加热制气体（实验室常用说法：固固加热型）2.用过氧化氢制氧气选乙装置：液体与固体不加热制气体（实验室常用说法：固液常温型）高锰酸钾制取氧气：步骤：查—装—定—点—收—离—熄查----检查装置的气密性
装----装药品；定----把试管固定到铁架台上；点----点燃酒精灯加热(先预热，注意：一律先让试管均匀受热，否则会因冷热不均炸裂试管)；收----收集气体（可以使用排水法、向上排空气法）；离----把导管从水槽中取出（如果使用向上排空气法，此步骤基本不需要，但是最好先取出导管再盖上玻片）
熄----熄灭酒精灯；（可方便记忆为：茶庄定点收利息）
【解答】（1）仪器a的名称是 锥形瓶；
（2） 若用加热高锰酸钾的方法制取选用固固装置，一瓶干燥的氧气，所以选用向上排空气法收集；应选择的发生装置和收集装置分别是 AE；
（3） 若利用装置C收集氧气，观察到当有大气泡从瓶口冒出时或瓶中水排尽时则证明氧气已经收满。
故答案为：（1）锥形瓶（2）AE（3）当有大气泡从瓶口冒出时或瓶中水排尽时
【变式2】下图是实验室制取气体的常用装置，请回答下列问题：
（1）仪器a的名称是　 　
（2）实验室用氯酸钾制取比较干燥的氧气时，发生和收集装置可选用　 　。
（3）检查装置A 气密性的方法　 　。
【答案】（1）长颈漏斗
（2）BD
（3）打开止水夹，向漏斗中加水，至漏斗尖端在液面以下，关闭止水夹，继续向长颈漏斗中加水，漏斗中液面先下降后稳定不变，说明装置气密性良好。
【知识点】气体装置的装配、连接、选择与气密性检查；常用仪器的名称；制取氧气的装置、步骤、收集与注意事项
【解析】【分析】（1）长颈漏斗没有活塞，分液漏斗有活塞，可据此分辨两种漏斗。
（2）A适用于有液体参与的反应，E用于收集密度小于空气的气体。
（3）液柱稳定，说明能形成稳定的压强差，可知装置的气密性良好。
【解答】（1）由图可知，a为长颈漏斗。
（2）氯酸钾为固态，可知发生装置选择的是B，要收集干燥的氧气，则不能选择排水法，应使用排空气法收集，氧气密度大于空气，所以应使用向上排空气法，即D进行收集。
（3）使用液压法检查装置的气密性：打开止水夹，向漏斗中加水，至漏斗尖端在液面以下，关闭止水夹，继续向长颈漏斗中加水，漏斗中液面先下降后稳定不变，说明装置气密性良好。
【变式3】回答实验室制取氧气的相关问题。
（1）如果用高锰酸钾制取氧气，如图所示仪器①的名称为　 　，写出用高锰酸钾制取氧气发生反应的文字表达式：　 　 。
（2）实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体共热来制取氨气.常温下NH3是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小．NH3极易溶于水。制取并收集NH3， 应该从上图中选择的装置是　 　 （填编号）。
（3）为测定高锰酸钾分解生成氧气的体积，应选用如图装置　 　（填编号）。
【答案】（1）长颈漏斗；高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气
（2）AE
（3）丙
【知识点】制取氧气的装置、步骤、收集与注意事项
【解析】【分析】（1）有活塞的是分液漏斗，没有活塞的是长颈漏斗。
（2）B适用于有液体参与的反应，D适用于密度大于空气的气体，C适用于收集不与水反应也不溶于水的气体。
（3）采用转换法，用量筒内水的体积表示氧气的体积。
【解答】（1）由图可知，①为长颈漏斗。用高锰酸钾制取氧气发生反应的文字表达式：高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气。
（2）反应物均为固体，所以发生装置选择的是A；氨气极易溶于水，可知不能用排水法收集，密度小于空气，应使用向下排空气法收集，故收集装置选择的是E。
（3）使用排水法测量氧气的体积，导管应短进长出，故选择的装置是图丙中的装置。
题型七 化合反应和分解反应
【例题1】同学们在学习氧气的知识时构建了如图所示的知识网络，下列说法正确的是(　　)
A．硫在氧气中燃烧发出淡蓝色火焰、生成有刺激性气味的气体，并放出大量的热
B．硫、铁、一氧化碳、甲烷能在氧气中燃烧，是因为氧气具有可燃性
C．食物腐败、燃放烟花、牛奶变酸都是物质与氧气发生了反应，属于缓慢氧化
D．实验室用双氧水、高锰酸钾、氯酸钾制取氧气都属于分解反应
【答案】D
【知识点】氧气的性质和利用；氧气与碳、磷、硫、铁等物质的反应现象；化合反应和分解反应；剧烈氧化和缓慢氧化
【解析】【分析】分解反应：反应物只有一种，生成物有多种，即“一变多”。
【解答】A、硫在氧气中燃烧，产生明亮的蓝紫色火焰，故A错误；
B、氧气不具有可溶性，氧气具有助燃性，故B错误；
C、烟花燃放属于剧烈氧化，不属于缓慢氧化，故C错误；
D、双氧水在二氧化锰的催化作用下分解成水和氧气；高锰酸钾分解成锰酸钾、二氧化碳和氧气；硫酸钾分解成氯化钾和氧气，都是由一种反应物生成多种生成物，符合分解反应的特点，都属于分解反应，故D正确。
故答案为：D。
【变式1】锂电池质量轻、电容量大，颇受手机、手提电脑制造商的青睐。某种锂电池放电时的反应可以表示为： 下列说法正确的是
A．锂电池放电时的反应属于化合反应
B．该反应中 MnO2是作为催化剂的
C．在物质分类上，LiMnO2属于氧化物
D．该反应前后 Mn元素化合价没有改变
【答案】A
【知识点】元素化合价的规则与计算；催化剂在化学反应中的作用；化合反应和分解反应；氧化物
【解析】【分析】 A.多种物质反应生成一种物质的反应，属于化合反应。
B.该反应中二氧化锰是反应物，不是催化剂。
C.氧化物是由氧元素和另外一种元素组成的化合物。
D.单质中元素化合价为零，化合物中元素化合价代数和为零。
【解答】 A.锂电池放电时的反应是两种物质反应生成一种物质，属于化合反应，故A正确；
B.该反应中二氧化锰是反应物，不是催化剂，故B错误；
C.氧化物是由氧元素和另外一种元素组成的化合物，LiMnO2中含有三种元素，不属于氧化物，故C错误；
D.二氧化锰中锰元素化合价是+4，LiMnO2中锰元素化合价是+3，反应前后化合价改变，故D错误。
故选A。
分层巩固
基础通关练（检测时间：10分钟）
1．下图是实验室用高锰酸钾制取并收集氧气的实验装置图。下列有关实验操作的表述，错误的是(　　)。
A．往试管里装药品前，必须检验装置的气密性
B．给试管里药品加热前，要先给试管预热
C．要等到气泡连续均匀放出后，才能开始收集气体
D．实验结束时，应先熄灭酒精灯，然后把导管口移出水面
【答案】D
【知识点】制取氧气的装置、步骤、收集与注意事项
【解析】【分析】A、根据实验室制取气体时，先检查装置气密性，再装药品分析。
B、根据给试管里药品加热的注意事项分析。
C、根据排水法收集氧气的注意事项分析。
D、根据固体加热的注意事项分析。
【解答】A. 实验室制取气体时，先检查装置气密性，再装药品，故正确，不符合题意；
B. 为防止加热时试管破裂，给试管里药品加热前要先给试管预热，再固定在药品处加热，故正确，不符合题意；
C. 排水法收集氧气时，刚开始冒出的是空气，要等到气泡连续均匀放出才能开始收集气体，故正确，不符合题意；
D. 用高锰酸钾制取氧气并用破裂，排水法收集实验结束时，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，防止水倒吸入试管，使试管炸裂，故错误，符合题意；
故答案为：D。
2．思维导图是有效的思维模式，是应用于记忆、学习、思考等的思维“地图”。下图为氧气制取课题的思维导图，下列说法不合理的是
A．Ⅰ、Ⅱ处分别是氧气的不同制法
B．Ⅲ处表示的是催化剂
C． 图中制取氧气的原料中都含有氧气
D．利用空气制取氧气可知液氧沸点比氮高
【答案】C
【知识点】制取氧气的原理
【解析】【分析】 A.根据Ⅰ、Ⅱ处分别是氧气的工业制法和实验室制法分析；
B.根据Ⅲ处物质在制取氧气的反应前后质量不变、化学性质不变分析；
C.根据制取氧气的原料分析；
D.根据利用空气制取氧气，蒸发出来的是氮气，留下来的是液态氧分析。
【解答】 A.Ⅰ、Ⅱ处分别是氧气的工业制法和实验室制法，分别是氧气的不同制法，故A正确不合题意；
B.Ⅲ处物质在制取氧气的反应前后质量不变、化学性质不变，Ⅲ处表示的是催化剂，故B正确不合题意；
C.图中制取氧气的原料中都含有氧元素，不是都含有氧气，故C错误符合题意；
D.利用空气制取氧气，蒸发出来的是氮气，留下来的是液态氧，可知液氧沸点比氮高，故D正确不合题意。
故选C。
3．对科学概念进行分类，是认识概念之间相互关系的一种重要方法。下列化学反应中，属于化合反应的是(　　)
A．碳酸水+二氧化碳
B．二氧化碳+水有机物+氧气
C．硫+氧气二氧化硫
D．过氧化氢水+氧气
【答案】C
【知识点】化合反应和分解反应
【解析】【分析】 根据化合反应是两种或两种以上物质反应后生成一种物质的反应，其特点可总结为“多变一”解答即可。
【解答】 A.该反应的生成物是两种，不符合“多变一”的形式，不属于化合反应，故A不合题意；
B.该反应的生成物是两种，不符合“多变一”的形式，不属于化合反应，故B不合题意；
C.该反应是由两种物质生成一种物质的反应，属于化合反应，故C符合题意；
D.该反应的生成物是两种，不符合“多变一”的形式，不属于化合反应，故D不符合题意。
故选C。
4．如图为探究氧气性质的相关实验，对观察到的实验现象及有关操作描述错误的是（）
A．实验Ⅰ中倒入澄清石灰水，可检验有无新物质生成
B．实验II铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，产生大量热
C．若选用砂纸打磨过的铁丝，铁丝也可以在空气中燃烧
D．集气瓶口盖上毛玻璃片，可防止氧气逸出
【答案】C
【知识点】氧气与碳、磷、硫、铁等物质的反应现象
【解析】【分析】A.根据二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，进行分析判断。
B.根据铁丝绕成螺旋状的目的，进行分析判断。
C.根据铁丝不能在空气中燃烧，进行分析判断。
D.根据毛玻璃片的作用，进行分析判断。
【解答】 A.二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，实验Ⅰ中倒入澄清石灰水，可检验有无新物质生成，故A正确不合题意；
B.实验Ⅱ铁丝绕成螺旋状，可以增大铁丝的受热面积，增强聚热效果，有利于铁丝持续燃烧，故选B正确不合题意；
C.若选用砂纸打磨过的铁丝，铁丝也不能在空气中燃烧，故C错误符合题意；
D.集气瓶口盖上毛玻璃片，可防止氧气大量逸出，故D正确不合题意。
故选C。
5．下列实验室制取氧气的装置或操作中正确的是
A．用氯酸钾和二氧化锰制取氧气
B．排空气法收集氧气
C．取出集气瓶
D．氧气验满
【答案】A
【知识点】制取氧气的装置、步骤、收集与注意事项
【解析】【分析】 根据实验室制取氧气的反应原理、实验步骤、注意事项等，进行分析判断。
【解答】 A.用氯酸钾和二氧化锰制取氧气，属于固体加热型装置，为防止冷凝水回流到热的试管底部，炸裂试管，试管口应略向下倾斜，故A正确；
B.氧气的密度比空气的大，应用向下排空气法收集，故B错误；
C.用排水法收集完氧气，应在水面以下盖上玻璃片，再移出水面，故C错误；
D.检验氧气是否收集满时，应将带火星的木条放在集气瓶口，不能伸入瓶中，故D错误。
故选A。
6． 下列有关实验室制取氧气的操作正确的是（　　）
A．检查装置气密性
B．加入药品
C．收集气体
D．验满
【答案】A
【知识点】制取氧气的装置、步骤、收集与注意事项
【解析】【分析】 根据基本实验操作的正确方法及其注意事项来分析。
【解答】 A.装置气密性的检查方法：将导气管的出口浸没在水中，双手紧握试管，如果导管口处出现气泡，说明装置气密性良好，故A正确；
B.向试管中倾倒液体试剂时，瓶塞要倒放，标签要向着手心，瓶口紧挨试管口，试管略倾斜，故B错误；
C.氧气的密度比空气大，应采用向上排空气法来收集氧气，故C错误；
D.氧气具有助燃性，氧气验满时应将带火星的木条放在集气瓶口，而不是伸入瓶内，故D错误。
故选A。
7．下列有关物质燃烧时观察到的现象叙述中，正确的是（　　）
A．硫在氧气中燃烧，发出淡蓝色火焰，生成有刺激性气味的气体
B．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
C．红磷在氧气中燃烧，放出大量热，产生大量白雾
D．铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成四氧化三铁
【答案】B
【知识点】氧气与碳、磷、硫、铁等物质的反应现象
【解析】【分析】（1）物质在氧气中燃烧会因物质种类不同而产生不同的现象，包括火焰颜色、光的颜色、生成气体的性质、热量变化、产生烟或雾等，这些现象是通过实验观察得到的重要化学知识。
（2）烟是固体小颗粒分散在空气中形成的，雾是小液滴分散在空气中形成的，在描述实验现象时要注意区分。
【解答】A、硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，生成有刺激性气味的气体，而不是淡蓝色火焰，故该选项错误。
B、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（二氧化碳），故该选项正确。
C、红磷在氧气中燃烧，放出大量热，产生大量白烟（五氧化二磷固体小颗粒），而不是白雾，故该选项错误。
D、铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成黑色固体。生成四氧化三铁是实验结论，不是实验现象，故该选项错误。
故答案为：B。
8．实验现象的正确描述和记录是学好化学的关键要素之一，下列实验现象描述正确的是 (　　)
A．红磷在空气中燃烧，发出红色的火焰，产生大量白色烟雾
B．铁丝在空气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体物质
C．硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，生成二氧化硫
D．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
【答案】D
【知识点】氧气与碳、磷、硫、铁等物质的反应现象
【解析】【分析】硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，生成具有刺激性气味的气体，放出大量的热；硫在空气中燃烧，产生淡蓝色的火焰，生成具有刺激性气味的气体，放出大量的热； 铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体物质，放出大量的热； 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；
【解答】A. 红磷在空气中燃烧，发出白色的火焰，产生大量白色烟雾，A错误；
B. 铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体物质，B错误；
C. 硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，生成具有刺激性气味的气体，C错误；
D. 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 ，D正确；
故答案为：D
9．空气是一种宝贵的自然资源，人类可以从这种自然资源中获取多种有用的气体。下列有用气体不可能直接从空气分离获得的是（　　）
A．用作医疗急救的氧气 B．用作清洁燃料的氢气
C．用作食品防腐剂的氮气 D．用作焊接保护气的稀有气体
【答案】B
【知识点】空气的成分及探究
【解析】【分析】根据空气中气体的成分判断，空气中含有氧气、氮气、稀有气体等。
【解答】A、空气中含有氧气，可以分离出来并用于医疗急救，故A不符合题意；
B、空气中没有氢气，无法分离，故B符合题意；
C、空气的主要成分就是氮气，氮气化学性质较稳定，无毒，可以分离出来用作食品防腐剂，故C不符合题意；
D、空气中含有稀有气体，可以分离出来用于焊接保护气，故D不符合题意；
故答案为：B。
归纳整理是学习科学的重要方法之一，小实对氧气的制取和性质进行了梳理，请回答下题。
10．小实整理得到制取氧气的四种方法，以下是主要反应的文字表达式，其中不属于分解反应的是（　　）
A．过氧化氢 水+氧气
B．高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气
C．氯酸钾氯化钾+氧气
D．二氧化碳+水有机物+氧气
11．同学们在利用高锰酸钾制取氧气的实验中有下列4种操作，其中可能产生的影响与操作不一致的是（　　）
选项 操作 可能产生的影响
A 加热前：集气瓶中装半瓶水 得到的氧气不纯
B 加热前：试管口没有塞棉花 水槽中变成紫色
C 水槽中出现气泡立即开始收集 得到的氧气更纯
D 结束时先熄灭酒精灯再移除导管 水倒流试管破裂
12．根据氧气的性质，以下能用于排空气法收集氧气的装置是（　　）
A． B．
C． D．
13．小实对硫、铁在氧气中燃烧的共同点进行了归纳，正确的是（　　）
A．反应中都发出明亮的蓝紫色火焰
B．反应中都产生刺激性气味的气体
C．反应后都生成了氧化物
D．反应都体现了氧气具有可燃性
14．氯酸钾加热到一定温度时会产生氧气。a和b为两份质量相等的固体，已知a为混有少量二氧化锰的氯酸钾，b为氯酸钾。当分别同时加热a和b至完全反应时，能正确表示生成氧气的质量随反应时间变化的图象是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】10．D
11．C
12．C
13．C
14．A
【知识点】氧气与碳、磷、硫、铁等物质的反应现象；制取氧气的原理；制取氧气的装置、步骤、收集与注意事项
【解析】【分析】（1）如果反应物只有一种，那么该反应为分解反应；
（2）根据对高锰酸钾制取氧气的实验器材、现象和结论的认识判断；
（3）根据排空气法收集氧气的要求分析判断。
（4）根据不同物质在氧气中燃烧的现象分析判断；
（5）催化剂可以改变反应速率，但是不能改变反应产物的种类和数量，据此分析判断。
10．根据文字表达式可知，D选项中反应物有两种，那么不是分解反应，
故选D。
11．A.加热前：集气瓶中装半瓶水，那么会有空气存在，则得到的氧气不纯，故A正确不合题意；
B.加热前：试管口没有塞棉花，那么高锰酸钾的粉末可能沿导管进入水中，从而使水槽中变成紫色，故B正确不合题意；
C.水槽中出现气泡开始收集，则会混入空气，那么得到的氧气不纯，故C错误符合题意；
D.结束时先熄灭酒精灯再移除导管，会使试管内气压减小，而烧杯内的水会倒流试管破裂，故D正确不合题意。
故选C。
12．氧气的密度大于空气，会沉积在集气瓶底部，因此集气瓶口朝上时，导管应该较短；集气瓶口朝下时，导管应该较长。
故选C。
13．铁丝在氧气中燃烧，火花四溅，生成高温熔融物，因此不会看到火焰，也不会生成气体，故A、B错误；
硫燃烧生成二氧化氯，铁燃烧生成四氧化三铁，二者都是氧化物，故C正确；
二者都体现了氧气的助燃性，故D错误。
故选C。
14．a中有二氧化锰为催化剂，则a中生成氧气的速度较快。由于二氧化锰的存在，则a中氯酸钾的质量较小，则a生成氧气的质量偏小，故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
15．用数轴表示某些化学知识直观、简明、易记，下列数轴表示错误的是 （　　）
A．地壳中元素含量由高到低
B．含氮物质中氮元素的化合价从低到高N2 NaNO2 KNO3
C．空气中气体体积分数由大到小氮气 稀有气体 氧气 二氧化碳 水蒸气
D．不同种原子的原子序数依次递增 Na Mg A1 Si
【答案】C
【知识点】元素的种类与分布；元素周期表；元素化合价的规则与计算；空气的成分及探究
【解析】【分析】A.根据地壳中元素含量来分析解答；
B.根据物质中元素的化合价解答。
C.根据空气中各气体成分的含量解答；
D.根据原子的原子序数解答；
【解答】 A.在地壳中元素含量由多到少的顺序是氧、硅、铝、铁、钙，故A正确不合题意；
B.利用化合价代数和为零的原则计算N2中N为0价、NaNO2中N为+3价、KNO3中N为+5价，与数轴关系一致，故B正确不合题意；
C.空气中各成分及体积分数为：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%．故C错误符合题意；
D.钠、镁、铝、硅的原子序数依次递增，故D正确不合题意。
故选C。
16．氧气的化学性质比较活泼，能与多种物质反应。下列对有关反应的描述正确的是(　　)
A．物质与氧气发生的反应属于氧化反应，氧气具有氧化性
B．氧气能使带火星的木条复燃说明氧气具有可燃性
C．在点燃的条件下，硫在氧气里燃烧，发出蓝紫色火焰，生成无色无味的气体
D．在点燃的条件下，细铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色的三氧化二铁
【答案】A
【知识点】氧气与碳、磷、硫、铁等物质的反应现象
【解析】【分析】 A.根据氧化反应特点分析；
B.根据氧气的特点判断；
C.根据硫在氧气中燃烧分析；
D.根据细铁丝在氧气中燃烧生成物是四氧化三铁分析。
【解答】A.物质与氧气发生的反应属于氧化反应，氧气在反应中提供氧，具有氧化性，故A正确；
B. 氧气能使带火星的木条复燃说明氧气具有助燃性，故B错误；
C.硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，产生一种具有刺激性气味的气体，故C错误；
D. 细铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，黑色固体是四氧化三铁，故D错误。
故选A。
重难突破练（检测时间：10分钟）
17．如图是“加热高锰酸钾制取氧气”实验的部分仪器或装置。
（1）连接发生装置时，需要用到图甲中的仪器有　 　（填数字序号）。
（2）若高锰酸钾里有杂质（杂质受热不分解），为了测定高锰酸钾的纯度，通过图乙装置收集并测量氧气的体积。为了使实验数据准确，开始收集气体的时间应该是（　　）
A．检验氧气的纯度后
B．导管口有气泡冒出时
C．冒出的气泡连续均匀时
【答案】（1）①②⑤
（2）B
【知识点】制取氧气的装置、步骤、收集与注意事项
【解析】【分析】（1）气体的发生装置要根据反应物的状态和条件进行选择；制取氧气使用固体药品加热，据此选择即可；
（2）根据加热高锰酸钾制取氧气的注意事项选择。
【解答】（1）高锰酸钾制取氧气属于加热固体制取气体，发生装置需用到试管、铁架台、酒精灯、带导管的单孔橡皮塞，那么需要用到甲图中的仪器有：①②⑤；
（2）为了使得到的实验数据准确，小明开始收集气体的时间点应该是导管口一有气泡冒出时，因为要测定高锰酸钾的纯度，应该是收集高锰酸钾反应产生的所有气体，因此导管口一有气泡冒出时就要收集，故选B。
18．小滨利用如图甲所示装置(气密性良好)测定空气中氧气的含量，集气瓶中空气的体积为200mL，氧气传感器(可测量氧气浓度，部分结构已略去)测得集气瓶内氧气的体积分数变化曲线如图乙所示。
（1）反应开始到止水夹打开前，图甲集气瓶内可观察到的现象是　 　。
（2）由图乙可知，在　 　秒时，反应刚好停止。
（3）待整个装置冷却至室温时，小滨打开止水夹，发现进入集气瓶内水的体积占反应前集气瓶内空气体积的比例约为1/8，请说明理由　 　。
【答案】（1）白磷燃烧，产生大量的白烟
（2）80
（3）装置漏气
【知识点】空气的成分及探究
【解析】【分析】 （1）根据白磷在空气中燃烧的现象解答；
（2）反应中要不断消耗氧气，即氧气的体积分数不断减小。当反应停止时，氧气的体积分数保持不变；
（3）如果装置漏气，那么集气瓶内外气压差变小，会导致进入集气瓶内的水的体积变小，据此分析解答。
【解答】 （1）加热粗铜丝，白磷温度升高，当温度达到白磷的着火点时，白磷燃烧，产生大量的白烟；
（2）由图乙可知，在80秒时，反应刚好停止，因为此时装置内的压强不再改变；
（3）待整个装置冷却至室温时，小滨打开止水夹，发现进入集气瓶内水的体积占反应前集气瓶内空气体积的比例约为1/8，其理由是白磷的量不足或装置漏气或没有冷却至室温就打开止水夹。
19． 空气是一种用途很多的自然资源，可用于工业上制取氧气，其流程如图所示。
（1） ①所采取的方法是 　 　 。 (填“升温”或“降温”)
（2）液态空气分离过程中，　 　(填化学式)先被分离出来，分离的依据是各物质的沸点不同。
（3）以下属于氧气用途的是（）( 填字母)。
A．气体肥料 B．医疗急救 C．助燃乙炔切割金属
【答案】（1）降温
（2）N2
（3）B；C
【知识点】空气的成分及探究；空气的利用
【解析】【分析】 （1）根据空气分离制取氧气的流程，确定①所采取的方法。
（2）根据液态空气分离的原理，确定先被分离出来的物质。
（3）根据氧气的性质和用途，选择正确的选项。
【解答】 （1）在空气分离制取氧气的过程中，通常采用降温的方法使空气液化，然后通过控制温度，使不同成分依次蒸发，从而实现分离。
（2）液态空气分离过程中，由于液态氮的沸点（-196℃）低于液态氧的沸点（-183℃），所以氮气先被分离出来。
（3）氧气的用途包括：B.医疗急救：氧气可以提供呼吸支持，用于治疗缺氧症状，C.助燃乙炔切割金属：氧气作为助燃气体，可以提高乙炔燃烧的温度，用于金属切割，A选项“气体肥料”通常指的是二氧化碳，不是氧气的用途，故答案为：BC。
20．实验室常用下列A-D装置来制取和收集氧气。
（1）若用双氧水和二氧化锰来制取氧气，应选择的发生装置和收集装置分别是图甲中的　 　。
（2）小科利用如图乙所示装水的装置收集氧气时，气体应从　 　(选填“a”或“b”)管通入；但收集到的氧气不纯，原因可能是　 　(多选)。
A.瓶中水没有排干净 B.导管口刚有气泡时开始收集氧气
C.收集前未将集气瓶灌满水 D.收集满氧气的集气瓶正放在桌面上
（3）在完成制取并收集氧气后，小科进行了检验氧气化学性质的实验，他取一根光亮的细铁丝绕成螺旋状，一端系上一根火柴，另一端系在一根粗铁丝上，点燃火柴，待火柴将要烧完时，立即伸进一瓶预留少量水的盛有氧气的集气瓶中，可以观察到的现象：　 　。
【答案】（1）BD
（2）b；BC
（3）剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，并放出大量的热
【知识点】氧气与碳、磷、硫、铁等物质的反应现象；制取氧气的原理；制取氧气的装置、步骤、收集与注意事项
【解析】【分析】（1）若反应物均为固体，选择的发生装置为A。
（2）瓶内水未排尽不会对氧气的纯度造成影响；氧气的密度大于空气收集满后要集气瓶要正放。
（3）描述实验现象时，不能出现生成物的名称。
【解答】（1）利用双氧水制取氧气，固液不加热，可知选择的发生装置为B；氧气密度大于空气，应使用向上排空气法收集氧气，可知收集装置选择的是D。
故答案为：BD。
（2）排水法收集氧气，氧气应从短管即b端进入集气瓶，将水从长管即a管排出。
氧气不纯，可能是因为一有气泡就收集，刚开始收集的气泡是装置内残留的空气。与可能是因为收集前集气瓶内没有灌满水，残留的空气与氧气混合，导致氧气不纯。
故答案为：BC。
（3）铁丝可以在纯氧燃烧，火星四射，放出大量的热同时生成黑色固体。
21．科学兴趣小组的同学利用如图微型实验装置进行实验。请回答：
（1）挤压滴管，观察 到左侧装置中产生大量气泡，微热燃烧管，白磷燃烧而红磷不燃烧，由此可说明燃烧需要的条件是　 　；
（2）打开燃烧管左侧胶管，通入氮气，燃烧的磷很快熄灭，体现出的灭火原理为　 　。
【答案】（1）温度达到可燃物的着火点
（2）隔绝氧气（空气）
【知识点】氧气的性质和利用；氧气与碳、磷、硫、铁等物质的反应现象
【解析】【分析】过氧化氢会被二氧化锰催化分解出氧气，供给白磷和红磷的燃烧。
【解答】（1）观察到白磷燃烧，而红磷不燃烧，是因为红磷燃烧时的着火点更高；
（2）氮气对于磷而言不是助燃剂，故使其缺少助燃剂达到灭火的效果。
故答案为：（1） 温度达到可燃物的着火点 ；（2） 隔绝氧气（空气）
22．“氧烛”常用做潜艇等密闭仓内的紧急供氧设备，使用时按压点火装置，药块中的镁粉持续氧化放热3)在二氧化锰的催化下分解产生氧气，化学方程式：
↑，Mg粉持续氧化放出的热量可维持至氯酸钠耗尽，生成的氧气经气滤装置后由氧气出气口排出。其装置如图甲。查资料可知产氧药块有A、B两种：A药块含有 和MnO2，并均匀分布金属燃料镁粉：B药块含有NaClO3和MnO2，不含镁粉，如图乙。为探究A、B药块的组合方式对氧烛产氧量的影响，小科进行了以下实验。
（1）从反应的基本类型看，分解氯酸钠获取氧气属于　 　反应。
（2）为探究A、B两种药块填充布局方式对产氧量的影响，小科进行了图丙设计。为保障A、B药块中的NaClO3完全消耗，以达到最大产氧量的目的，应选择哪一种结构 　 　。
（3）为探究产氧量与A、B药块的质量配比的关系，小科在保证A、B药块总质量相同的前提下，按不同的质量比进行模拟实验，如图丁所示。则该实验的结论是：　 　。
（4）为进一步确定产氧量最高的A、B药块质量比，该如何进一步实验 请简述实验步骤： 　 　。
【答案】（1）分解
（2）内外结构
（3）在A、B药块总质量相同的前提下，产氧总量随A药块所占质量比的增加，先增大后减小，且在A质量比为40%时，产氧量最大。
（4）在A 药块的质量比为40%前后，以更小的百分比差值(如2%、1%)取多组数据，进行多次实验。
【知识点】制取氧气的原理；化合反应和分解反应
【解析】【分析】（1）一种物质生成多种物质的反应是分解反应。
（2）为达到最大的产气量，在选取结构时应使镁粉所放出的热量都被药块吸收以使其充分反应；
（3）从图丁可分析其产氧量为先增加后减少；
（4）通过产氧量的多少，设定多组浓度梯度确定最适质量比。
【解答】（1）一种物质生成多种物质的反应是分解反应。从反应的基本类型看，分解氯酸钠获取氧气属于分解反应。
（2）以达到最大产氧量的目的，应选择：内外结构。理由为A层中含有镁粉，B层中不含镁粉。A中的镁粉氧化放出的热量，可以持续并最大限度地提供给B层中的氯酸钠，从而使B层中的氯酸钠也完全分解。
（3）出产氧总量随着A药块所占质量比变化的柱状图可知，在A、B药块总质量相同的前提下，产氧总量随A药块所占质量比的增加，先增大后减小，且在A质量比为40%时，产氧量最大。
（4）为进一步确定产氧量最高的A、B药块质量比，在A药块的质量比为40%左右，以更小的百分比差值取多组数据，进行多次实验。
23．小塘在实验室里用高锰酸钾固体制取氧气。
（1）检查装置气密性时，将导管浸入水中，用手捂住试管，观察到　 　，说明气密性良好。
（2）实验步骤：①在试管中加入试剂并固定好装置；②把导管移出水面；③点燃酒精灯加热；④熄灭酒精灯；⑤检查装置的气密性。以上步骤的正确顺序为　 　(填序号)。
（3）若用排空气法收集氧气，应选择丙图的收集装置　 　(选填“a”或“b”)。利用此装置收集氧气，检验氧气是否已集满的具体操作是　 　。
【答案】（1）导管口有气泡产生
（2）⑤①③②④
（3）a；将带火星的木条伸到集气瓶口，如果木条复燃，那么氧气已经收集满。
【知识点】制取氧气的装置、步骤、收集与注意事项
【解析】【分析】（1）根据装置气密性的检查方法解答；
（2） 根据用高锰酸钾制取氧气的实验步骤分析；
（3）①比较氧气和空气密度大小，从而确定收集方法；
②根据氧气的检验方法解答。
【解答】（1）检查装置气密性时，将导管浸入水中，用手捂住试管，观察到 导管口有气泡产生 ，说明气密性良好。
（2） 用高锰酸钾制取氧气的实验步骤为：先检查装置的气密性，然后在试管中加入试剂并固定好装置，再点燃酒精灯加热，收集氧气，收集满氧气后，先把导管移出水面，再熄灭酒精灯（防止水槽中的水倒流回热的试管，使试管炸裂），即正确顺序是⑤①③②④。
（3）①氧气的密度大于空气密度，则收集氧气采用向上排空气法，故选a；
② 检验氧气是否已集满的具体操作是：将带火星的木条伸到集气瓶口，如果木条复燃，那么氧气已经收集满。
24．小科在“探究空气中氧气含量”的实验时设计了如下图甲的思维模型：
他用一个有刻度的去底带塞子的瓶子，塞子上插入温度计和粘有“暖宝宝”贴的铜丝，实验装置如图乙所示。查阅资料发现：“暖宝宝”贴内含有铁、活性炭、无机盐、水等物质，可在空气中吸收氧气发生放热反应， “暖宝宝”贴吸氧能力强，放热迅速。
（1）实验中“小科利用暖宝宝贴消耗空气中的氧气”这一步骤属于上述思维模型中的　 　。
（2）瓶内液面的最终情况为　 　。
（3）若温度计与橡皮塞之间连接不是很密闭，则测量结果将　 　(填“不变”、“偏小”或“偏大”)。
（4）小科待反应结束，温度计示数恢复初始温度时记录液面位置，如图丙所示，并计算得到空气中氧气含量。小钱认为小科的操作不严谨，应调整瓶子在水中的深度，使瓶子内外液面相平再读取刻度，分析这样操作的原因是　 　。
【答案】（1）形成气压差
（2）先下降后上升
（3）偏小
（4）保证瓶内气压与外界大气压强相等，从而保持测量结果的准确性
【知识点】空气的成分及探究
【解析】【分析】（1）根据利用暖宝宝贴消耗空气中的氧气分析；
（2）根据刚开始暖宝宝吸收氧气会放出热量，瓶内温度升高，使气压增大，反应结束后随着温度下降，且反应消耗氧气使得瓶内气压减小来分析解答；
（3）根据温度计与橡皮塞之间连接不是很密闭，空气会进入容器内，容器内气压差偏小来分析解答。
（4）根据图片可知，当瓶内外水面相平时，瓶内外气压相等，此时测出气体的体积才是正常状态下的体积。
【解答】 （1）从建模角度分析，“利用暖宝宝贴消耗空气中的氧气”的操作属于上述思维模型中的耗尽O2形成气压差；
（2）刚开始暖宝宝吸收氧气会放出热量，瓶内温度升高，使气压增大，将水向下压，观察到瓶内液面下降，反应结束后随着温度下降，且反应消耗氧气使得瓶内气压减小，液面又会上升，则整个实验过程中，瓶内液面的变化情况为先下降后上升；
（3）若温度计与橡皮塞之间连接不是很密闭，空气会进入容器内，容器内气压差偏小，液面上升高度偏小，则测量结果将偏小。
（4） 小钱认为小科的操作不严谨，应调整瓶子在水中的深度，使瓶子内外液面相平再读取刻度，分析这样操作的原因是：保证瓶内气压与外界大气压强相等，从而保持测量结果的准确性。
25．小科做完课本中“测定空气中氧气体积分数实验”后，又做了两个改良实验：
【实验1】利用图1装置进行实验。一系列规范操作后，打开止水夹，观察并记录量筒中水被倒吸进入集气瓶前后的水量变化，计算出氧气的体积分数。
（1）写出图1装置气密性检查的方法：　 　。
（2）点燃红磷后，观察到集气瓶内的现象是　 　。
（3）若氧气占空气体积的21%，请计算理论上量筒中所需的最少水量为　 　mL。
（4）【实验2】利用图2装置进行数字化技术探究测定，得到两种传感器显示的数据随时间变化的曲线。
查阅资料：温度和体积恒定的密闭容器中，每消耗1%体积的气体，剩余气体重新充满容器后气压会减小1%。
小科观察到600秒后，装置内气体压强不再变化，通过计算可知，氧气在空气中的体积分数约为　 　。(结果精确到0.1%)
【答案】（1）打开止水夹，将导管进入水中，手捂集气瓶，若观察到导管口产生气泡，松手后导管中倒吸形成一段稳定的水柱，说明气密性良好(倒吸形成水柱不写不扣分)
（2）剧烈燃烧，产生大量白烟(放热可不写)
（3）52.5
（4）19.8%
【知识点】空气的成分及探究
【解析】【分析】（1）装置气密性的检查方法，通过特定操作观察现象来判断装置是否漏气。
（2） 红磷燃烧的实验现象，红磷在空气中燃烧会产生特定的现象。
（3） 空气中氧气含量的计算，根据氧气在空气中的体积分数进行计算。
（4） 通过气压变化计算氧气含量的方法，利用气压变化与气体体积变化的关系进行计算。
【解答】（1） 图 1 装置气密性检查的方法：打开止水夹，将导管进入水中，手指集气瓶，若观察到导管口产生气泡，松手后导管中倒吸形成一段稳定的水柱，说明气密性良好。
（2） 点燃红磷后，观察到集气瓶内的现象是剧烈燃烧，产生大量白烟。
（3） 集气瓶内空气体积为 250mL，氧气占空气体积的 21%，则氧气的体积为
250mL×21%=52.5mL，所以理论上量筒中所需的最少水量为 52.5mL。
（4） 由图 2 可知，初始气压为 101kPa，反应后气压为 81kPa，气压减少了 20kPa。根据资料，每消耗 1% 体积的气体，气压会减小 1%，所以氧气在空气中的体积分数约为
综合拓展练（检测时间：15分钟）
26．小科利用如图甲所示的思维模型设计“测定空气中氧气含量”的实验。取一支50mL的注射器，在其中放入白磷，用橡皮帽堵住注射器，将注射器浸入热水引燃白磷，如图乙。
（1）从建模角度分析， “用橡皮帽堵住注射器”的操作属于上述思维模型中的　 　；
（2）为了保证实验能顺利进行，应检查注射器的气密性，具体的操作为　 　；
（3）若反应前注射器活塞位于40mL刻度处，反应完毕后，注射器活塞位于33mL刻度处，则该实验测得空气中氧气的体积分数为　 　；
（4）实验结果发现测得的氧气含量偏小，可能的原因是____
A．白磷的质量不足
B．注射器与活塞间存在摩擦
C．氧气的浓度降低到一定程度时，白磷不再燃烧
【答案】（1）构建封闭体系
（2）用橡皮帽堵住注射器，把活塞从V1处推或拉至V2处后松手，活塞仍能自动回弹至 V1处，则气密性良好
（3）17.5%
（4）A；B；C
【知识点】空气的成分及探究
【解析】【分析】红磷燃烧会消耗氧气生成固态的五氧化二磷，使装置内的气压减小，在大气压的作用下，注射器活塞会向内移动，减少的体积就等于反应消耗的氧气体积。
【解答】(1)用橡皮帽堵住注射器是为了构建一个封闭的实验装置，防止装置内外气体交换，属于构建封闭体系环节 。
(2)检查注射器气密性的方法：将注射器活塞推至某一刻度，用橡皮帽堵住注射器口，拉动活塞一段距离后松手，若活塞能回到原位置，说明气密性良好；反之则漏气 。即将注射器活塞推至刻度处，用橡皮帽堵住口，拉动活塞后松手，观察活塞是否回到原位置 。
(3) 白磷燃烧消耗氧气，反应前注射器内空气体积为40mL，反应后活塞位于33mL，消耗氧气的体积为40mL 33mL=7mL，则 。
(4) 测得的氧气含量偏小是因为注射器内减小的气体体积偏小，主要原因有氧气消耗的不够充分，装置气密性差等，故答案选ABC。
27． 小科在做教材“测定空气里氧气含量”实验如图甲后进行改进，设计图乙实验装置进行实验，一开始活塞停在10毫升处。(选用容积为30毫升的试管作反应容器)请你对比分析图甲、图乙实验，回答：
（1）图甲实验的原理是　 　。
（2）完成图乙实验后，发现测得空气中氧气的含量偏小，写出其中1个可能的原因：　 　。
（3）图乙实验中，当试管冷却后，打开弹簧夹，注射器活塞从10mL 刻度处慢慢前移到约　 　mL 刻度处才停止。
（4）实验后，小科换用食品脱氧剂(可以直接与氧气反应，无需点燃的物质)、白磷代替红磷测量氧气体积分数，根据测量结果如图丙所示，之后测量氧气体积分数你会选用哪种药品并说明理由　 　。
【答案】（1）红磷燃烧消耗氧气，生成物为固体，集气瓶内压强减小，小于大气压，水被压入集气瓶内（合理即可）
（2）红磷不足、红磷不能将氧气耗尽（合理即可）
（3）4
（4）白磷：反应速度快且能将氧气降低到较低浓度；食品脱氧剂：几乎能将氧气耗尽，实验结果更准确，且不用点燃，实验操作更方便。（任意一种即可）
【知识点】空气的成分及探究
【解析】【分析】（1）实验利用的是压强差，进入瓶内的水的体积等于氧气的体积。
（2）氧气偏小，即没有将氧气耗尽。
（3）根据氧气占空气的五分之一计算试管内氧气的体积，用10毫升减去氧气的体积即为活塞最终的位置。
（4）根据图像进行分析，选择白磷或食品脱氧剂均可。
【解答】（1）红磷燃烧消耗氧气，生成物五氧化二磷为固体，集气瓶内压强减小，水被压入瓶内，进入瓶内的水的体积等于消耗的氧气的体积。
（2）测得空气中氧气的含量偏小，可能是因为红磷不足或者红磷不能将氧气耗尽导致的（合理即可）。
（3）试管内空气的体积为30毫升，氧气约占五分之一，可知氧气的体积为，可知最终活塞的位置为：10mL-6mL=4mL。
（4）由图可知，使用白磷反应速度快且能将氧气降低到较低浓度；使用食品脱氧剂：几乎能将氧气耗尽，实验结果更准确，且不用点燃，实验操作更方便。
28．研习小组选用铜粉测定空气中氧气含量(原理：铜+氧气→氧化铜)，装置如图。已知硬质玻璃管容积为50mL，注射器量程为50mL。
实验步骤：
I.装置气密性检查完好后，往玻璃管中装入药品(体积不计)，使气球处于瘪的状态(球内空气被挤出)，调节注射器活塞至40.0mL刻度处，记录注射器初始体积为V1，连接好装置。
Ⅱ.点燃酒精灯，先给玻璃管均匀受热，然后用酒精灯加热铜粉位置，并来回缓慢推拉注射器10次(每次推拉范围30mL左右)。
Ⅲ.充分反应后停止加热并冷却到室温，挤出气球内空气，读取此时注射器内气体体积为V2。甲乙两组同学各自完成了以上实验，记录数据如下表所示。
实验组 V1(mL) V2(mL) 氧气体积分数
甲组 40 25 a
乙组 40 22 b
请回答：
（1）步骤I，进行装置气密性检查操作方法：将注射器活塞拉至40.0mL刻度处，然后将其与硬质玻璃管(未装药品)、瘪气球进行组装，并推动注射器活塞至30.0mL处，观察到气球鼓起。固定活塞位置，一段时间后若观察到　 　，则证明装置气密性良好。
（2）步骤Ⅱ，来回缓慢推拉注射器多次的目的是　 　。
（3）乙组测得氧气体积分数b=　 　%，甲乙组实验结果造成差异(a、b不同)的可能原因是　 　(写出一点即可)。
（4）若实验结果与理论值相比偏大(超过21%)，推测造成该误差的可能原因是　 　(写出一点即可)。
【答案】（1）鼓起的气球体积大小保持不变
（2）使氧气与铜粉完全反应
（3）20；甲组铜粉用量太少(或甲组氧气没有完全反应或甲组没有待冷却到室温就读取V2或装置漏气)
（4）步骤Ⅲ中没有完全挤出气球内空气就读数(或V2读数不准确，偏小或 Cu可能与空气中其他成分反应或挤出气球内空气时，由于活塞和注射器间存在摩擦力，活塞未向左移动，导致V2偏小等)
【知识点】空气的成分及探究
【解析】【分析】（1）根据检查装置气密性的方法来分析；
（2）根据使测定结果更精确的方法来分析；
（3）根据实验数据以及产生误差的原因来分析；
（4）根据产生误差的原因来分析。
【解答】 （1）步骤Ⅰ，进行装置气密性检查操作方法：将注射器活塞拉至40.0mL刻度处，然后将其与硬质玻璃管（未装试剂）、瘪气球进行组装，并推动注射器活塞至30.0mL处，观察到气球鼓起。固定活塞位置，一段时间后若观察到鼓起的气球体积大小保持不变，则证明装置气密性良好；
（2）步骤Ⅱ，来回缓慢推拉注射器多次的目的是使氧气与铜粉完全反应（或充分反应）；
（3）注射器内减少的气体体积即为消耗的氧气的体积，则甲组，氧气的体积为40mL-25mL=15mL，
因此空气中氧气的体积分数为；
乙组：氧气的体积为40mL-22mL=18mL，
因此空气中氧气的体积分数为；
甲、乙组实验结果造成差异（a、b不同）的可能原因是甲组铜粉用量太少或甲组氧气没有完全反应或甲组没有待冷却到室温就读取V2或装置漏气；
（4）若实验结果与理论值相比偏大（超过21%），推测造成该误差的可能原因是步骤Ⅲ中没有完全挤出气球内空气就读数或V2读数不准确，偏小或Cu可能与空气中其他成分反应或挤出气球内空气时，由于活塞和注射器间存在摩擦力，活塞未向左移动，导致V2偏小等；
29．《蜡烛的化学史》是英国科学家法拉第所著的传世科普经典。某兴趣小组的同学们沿着大师的足迹，应用蜡烛燃烧来探究空气的组成。
【实验设计】
原理：蜡烛在空气中燃烧生成二氧化碳和水。二氧化碳会被澄清石灰水反应并吸收，产物不会对空气体积变化产生影响。
操作：在盛有澄清石灰水的水槽中固定一支小蜡烛，将其点燃后。用一支大试管迅速倒扣在燃着的蜡烛上，如图。
现象：蜡烛逐渐熄灭，试管内澄清石灰水变浑浊，大试管内的液面上升。
初步结论：
①空气的组成不是单一的；
②原大试管内氧气的体积等于大试管内气体减少的体积。
【反思与评价】兴趣小组为了验证“初步结论②”是否正确，又做了如下补充实验：用仪器测量蜡烛（足量）在密闭装置内（如图1）燃烧至熄灭过程中氧气含量的变化（如图2）。
（1）蜡烛在空气中燃烧说明氧气具有　 　。
（2）从图2可获得蜡烛燃烧过程中氧气含量的变化规律是　 　。
（3）支持初步结论①空气的组成不是单一的实验证据是　 　。
（4）综合这一补充实验，以上“初步结论②”是否正确？并说明理由　 　。
【答案】（1）助燃性
（2）蜡烛燃烧过程中氧气含量先减小后不变
（3）液面上升但未充满试管
（4）不正确，蜡烛熄灭时氧气没有耗尽
【知识点】空气的成分及探究；空气的利用
【解析】【分析】氧气的性质包括：物理性质：通常情况下是无色、无味的气体，降温时变成淡蓝色液体或固体，密度比空气略大，不易溶于水。化学性质：具有氧化性和助燃性，是一种比较活泼的气体。与常见物质的反应：氧气是一种氧化剂，能与其他物质发生氧化反应，形成氧化物。
【解答】（1） 蜡烛在空气中燃烧说明氧气具有助燃性；
（2） 从图2可获得蜡烛燃烧过程中氧气含量的变化规律是 蜡烛燃烧过程中氧气含量先减小后不变；
（3） 支持初步结论①空气的组成不是单一的实验证据是液面上升但未充满试管；说明空气中不仅仅只有氧气；
（4）综合这一补充实验，以上“初步结论②”是否正确？并说明理由不正确，蜡烛熄灭时氧气没有耗尽；
故答案为：（1）助燃性（2）蜡烛燃烧过程中氧气含量先减小后不变（3）液面上升但未充满试管（4）不正确，蜡烛熄灭时氧气没有耗尽
30． 某化学兴趣小组对“测定空气中氧气含量”的实验（见图I）进行了大胆改进，设计图（II），选用容积为的试管作反应容器（固定装置略）。请你对比分析下面图I和图II实验，回答下列有关问题：
（1）图I实验中，若红磷量不足，这样测出来的氧气含量　 　（选填“偏大”、“偏小”或“无影响”）
（2）图II实验的操作步骤如下：
①点燃酒精灯。
②撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹。
③将少量红磷平装入试管中，将30mL的注射器活塞置于刻度处，并按图II中所
示的连接方式固定好，再将弹簧夹紧橡皮管。
④读取注射器活塞的数据。
你认为正确的实验操作顺序是　 　（填序号）
（3）图II实验中，注射器活塞将从刻度处慢慢前移到约为　 　刻度处才停止。
（4）你认为图II实验有何优点？（回答一点即可）　 　。
【答案】（1）偏小
（2）③①②④
（3）6
（4）实验结果准确
【知识点】空气的成分及探究
【解析】【分析】（1）（2） 红磷燃烧能够消耗空气中的氧气，氧气消耗后，容器中的气压减小，在外界大气压作用下，容器内体积减小，减少的体积即为容器中空气中的氧气体积，进一步可以计算出空气中氧气的含量。
（3） 根据空气中氧气的含量来分析；
（4） 根据实验装置的特点来分析解答。
【解答】 （1）图Ⅰ实验中，若红磷量不足，就不将瓶内的氧气耗尽，因此这样测出来的氧气含量偏小；
（2） 图Ⅱ实验操作的正确步骤为：③将少量红磷平装入试管中，将30mL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；
①点燃酒精灯；
②撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹；
④读取注射器活塞的数据；
故实验操作顺序 为：③①②④；
（3） 图Ⅱ实验中，消耗氧气体积：，注射器活塞将从15mL刻度处慢慢前移到的刻度处为：15mL-9mL=6mL；
（4） 对照图Ⅱ实验，图Ⅰ实验不足之处：燃烧匙伸入集气瓶中时会导致部分气体受热膨胀逸出，实验结果不准确，反应生成的五氧化二磷扩散到空气中污染环境，则实验II的优点为：实验结果准确。
31．小科为了测定空气中氧气的含量，选用如图甲所示的装置，通过以下步骤进行实验：
步骤一：检查装置的气密性，并在广口瓶内加入少量水。
步骤二：将____(选填“水面上方体积”或“广口瓶总体积”)分为5等分，用弹簧夹夹紧橡皮管、点燃红磷后，迅速伸入瓶中并塞紧塞子。
步骤三：待燃烧停止并冷却至室温后，打开弹簧夹。
小科测得实验过程中广口瓶内气压的变化如图乙所示，请分析回答：
（1）将步骤二补充完整。　 　
（2）图乙中a-c段气压上升的原因是　 　。
（3）图乙中的e点对应的实验操作是　 　。
（4）实验结束后，如果广口瓶中的水位高于理论的水位高度，可能的原因是____
A．步骤一中加入的水太多
B．加入的红磷量不足
C．当瓶内气压为图乙中的b点时就打开弹簧夹
D．当瓶内气压为图乙中的d 点时就打开弹簧夹
【答案】（1）水面上方体积
（2）红磷燃烧放热对压强的影响大于氧气消耗对压强的影响
（3）打开止水夹
（4）C
【知识点】空气的成分及探究
【解析】【分析】（1）测量的是空气中氧气的体积分数，所以应将空气的体积分为五等分。
（2）燃烧放热和氧气消耗都会影响压强大小，压强变大，说明温度的影响更大。
（3）冷却后装置内压强小于大气压，打开止水夹大气压会将水压入瓶内，直至压强与大气压相同。
（4）水位偏高，说明氧气测量值偏大，有氧气以外气体损失。
【解答】（1）将广口瓶内空气的体积分为五等分，所以用将水面上方体积分为五等分。
（2）ac段气压上升是因为红磷燃烧放出热量，使压强增大的程度大于氧气被消耗使压强减小的程度。
（3）e点之后压强增大，是因为打开了止水夹，水进入广口瓶，挤压剩余气体，所以压强增大。
（4）A、步骤一中加入的水太多不会对实验造成影响，故A错误；
B、加入的红磷量不足，氧气未耗尽，会导致进入的水偏少水位应低于理论位置，故B错误；
C、当瓶内气压为图乙中的b点时就打开弹簧夹，红磷还在燃烧，装置内压强大于大气压，会导致
气体逸出，最终压入瓶内的水偏多，水位偏高，故C正确；
D、当瓶内气压为图乙中的d 点时就打开弹簧夹，此时装置未冷却至室温，压强偏大，进入装置内的水
偏少，会导致水位偏低，故D错误。
故答案为：C。
32．某同学利用“暖宝宝贴”(主要成分为铁粉、活性炭、食盐等)来测定空气中氧气的体积分数，装置如图所示。
Ⅰ.实验用品：直径为4.5mm的通用空笔芯、直尺、暖宝宝贴、红墨水。
Ⅱ.实验步骤：
①取两支直径为4.5mm的通用空笔芯，拆开笔头，向其中一支笔芯管尾注入一滴红墨水(封住笔芯管口)，轻轻吹动红墨水到指定刻度，另一支作对比。
②在笔头与笔芯连接处采用一定方法填充1mm厚的“暖宝宝贴”内容物，右侧空间用实心物体(不与空气反应)填充后再次装好笔头，记录时间及对应的红墨水柱移动距离。
③重复上述步骤，在笔头与笔芯连接处分别填充2mm、3mm、4mm、5mm、8mm厚的“暖宝宝贴”内容物，注意确保每次实验开始时笔芯中空气柱的体积相同。记录时间及对应的红墨水柱移动距离，统计并处理实验数据如图所示。
（1）本实验中铁粉等与氧气的反应属于　 　(选填“缓慢氧化”或“剧烈氧化”)。
（2）确保每次实验时笔芯中空气柱体积相同的操作方法是　 　。
（3）实验中测得的氧气体积分数为　 　。
（4）与课本实验相比，本实验的主要优点是　 　.
【答案】（1）缓慢氧化
（2）红墨水的右侧与“暖宝宝贴”内容物左侧之间间距保持固定
（3）20.4%
（4）实验器材易得、操作简便、节约药品用量、无污染、氧气消耗更彻底（测得的体积分 数更准确）、能够体现动态变化过程（写出一点即可）
【知识点】空气的成分及探究
【解析】【分析】要测定氧气的体积分数，可以按照以下步骤进行实验：实验原理：选择一种能在空气中燃烧的固体物质（如红磷），利用其与氧气反应消耗空气中的氧气，从而测量气体体积的变化。 实验步骤：将红磷放入密闭容器中，点燃后密封。观察红磷燃烧后，容器内气体体积的减少。通过计算消耗的氧气体积，得出氧气的体积分数。注意事项：确保实验装置的气密性良好，以避免气体泄漏影响结果。通过以上步骤，可以有效测定空气中氧气的体积分数。
【解答】（1） 本实验中铁粉等与氧气的反应属于 缓慢氧化，氧化程度是不剧烈的；
（2） 确保每次实验时笔芯中空气柱体积相同的操作方法是红墨水的右侧与“暖宝宝贴”内容物左侧之间间距保持固定；
（3） 实验中测得的氧气体积分数为 =1.02cmS /5cmS =20.4%
(4) 与课本实验相比，本实验的主要优点是 实验器材易得、操作简便、节约药品用量、无污染、氧气消耗更彻底（测得的体积分 数更准确）、能够体现动态变化过程（写出一点即可）
故答案为：（1） 缓慢氧化 （2）红墨水的右侧与“暖宝宝贴”内容物左侧之间间距保持固定（3） 20.4% （4） 实验器材易得、操作简便、节约药品用量、无污染、氧气消耗更彻底（测得的体积分 数更准确）、能够体现动态变化过程（写出一点即可）
33．兴趣小组开展“测定空气中氧气含量”的系列探究活动。
【史料回顾】
1774年拉瓦锡利用图甲所示装置测定空气成分，他将金属汞(Hg)放在密闭的曲颈甑里连续加热12天，得到红色粉末氧化汞，容器中空气体积大约减小了1/5。随后他又将产生的红色粉末收集于另一容器中加热，发现又生成了汞和另一种气体。这种气体的体积恰好等于之前曲颈甑中空气减小的体积。
（1）实验中，金属汞(Hg)和氧气反应产生氧化汞(HgO)，请写出该反应的化学方程式： 　 　。
【教材实验】
小组同学利用图乙所示装置进行实验验证，其主要步骤如下：
①在集气瓶中加入少量水，将水面上方空间等分为5份；
②火焰熄灭后，振荡集气瓶，等待集气瓶冷却回室温；
③点燃燃烧匙内的红磷，立即塞紧瓶塞；
④关闭导管上的弹簧夹；
⑤打开导管上的弹簧夹，观察现象并记录瓶内水位变化情况。
（2）将上述实验步骤进行正确排序：①　 　⑤。
（3）实验中红磷的用量有什么要求 　 　
【对比实验】
（4）对比教材实验，拉瓦锡的实验有何优点 　 　(写出一点)
【答案】（1）
（2）④③②
（3）要足量，其他如过量等合理均可
（4）装置的气密性更好；能充分消耗装置中的氧气；能正向和反向验证；避免了水蒸气等对体积测量的干扰等合理即可
【知识点】空气的成分及探究
【解析】【分析】（1）根据反应物、反应条件和生成物，确定反应的化学方程式；
（2）根据空气中氧气含量测量的实验过程分析解答；
（3）在实验过程中，如果红磷的数量不足，那么会导致氧气不能被完全消耗，因此测出的氧气含量会偏低；
（4）可从装置气密性、对氧气消耗是否充分、能否反向验证等角度分析解答。
【解答】（1） 实验中，金属汞(Hg)和氧气反应产生氧化汞(HgO)，则该反应的化学方程式：；
（2）小组同学利用图乙所示装置进行实验验证，其主要步骤如下：
①在集气瓶中加入少量水，将水面上方空间等分为5份；
④关闭导管上的弹簧夹；
③点燃燃烧匙内的红磷，立即塞紧瓶塞；
②火焰熄灭后，振荡集气瓶，等待集气瓶冷却回室温；
⑤打开导管上的弹簧夹，观察现象并记录瓶内水位变化情况。
即正确顺序为：①④③②⑤。
（3）在实验时，加入的红磷要足量；
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第一节 空气成分
知识点
（一）空气的存在
1.地球周围被厚厚的空气层包围着，这个空气层叫 。
2.我们周围存在着空气，空气与其他物质一样具有 。
3.大气层对地球上的所有物体都会产生 的作用。一个物体，只要在空气中，
　它就会受到上下前后左右各个方向的 的作用。
4. 实验证明了大气压存在，并且 。请列举出三个大气
　压的应用: 、 、 。
5.风的形成：空气的流动
（二）空气的成分
红磷燃烧时产生大量的 (五氧化二磷)。
空气中的成分有: 约占78%、 约占21%、 约占0.94%、 约占0.03%。 空气是一种 　　 。
稀有气体不活泼，曾被叫做 气体，也可以用来填充气球（氢气球），当电流通过　　　 　 时，就会发出五颜六色的光。
法国的 首先发现空气的组成。
利用红磷燃烧测定空气中氧气的体积分数时，连接好实验装置后，要先 .然后使用 的红磷进行实验。红磷燃烧时的现象是 。待燃烧结束， 后才能打开弹簧夹，此时可观察到 。
实验误差分析：
体积大于的情况：①点燃红磷后放入集气瓶　 　（导致瓶中气体受热逸出）；
　　　　　　 ②燃烧过程中，未　　 　弹簧夹（导致瓶中气体受热逸出）。
体积小于的情况：①红磷的量　　　 　　　；
②装置　　 　　不好；
③反应结束后，未　　 　就打开弹簧夹。
物理变化和化学变化：本质区别是有无　　　 　的产生。
物理性质和化学性质：　 　　或者　　 　过程表现出的性质。
（一）氧气的性质
物理性质：
通常情况下，氧气是 种 色 味的气体， 溶于水，常温下是 　，降温或者加压可转变成　 或者固态（蓝色）。
化学性质：
具有　 　性、 　　性等特点，是一种化学性质 　的非金属单质。举例如下表：
氧气是空气的主要成分之一，也是地球上绝大多数有生命的机体赖以生存的物质。氧气既可供给人和动物 ，也能够 燃烧。
氧气的性质是学习的重点，对于氧气性质的认识必须通过实验来完成。
化学性质 与非金属反应 与金属反应 与部分有机物反应
反应方程式 C+O2CO2 S+O2SO2 4P+5O22P2O5 3Fe+2O2Fe3O4 CH4+2O2CO2+2H2O
实验现象 比空气中燃烧更旺、发出白光，放出热量 产生明亮的_ 色火焰，产生有刺激性气味的气体、放出热量(在空气中燃烧发出_ _色火焰) 剧烈燃烧、产生 　　，放出热量 剧烈燃烧、火星四射、生成 _ 　固体、放出热量 火焰上方罩一干冷的烧杯，内壁有水珠生成；罩一涂有澄清石灰水的烧杯,会变 　　　
物质与氧气的反应称作 反应。物质与氧气反应的最常见的方式是 和 。燃烧就是一种 的剧烈的氧化反应。
氧气的化学性质较活泼，常温下能和许多物质发生反应，具有 性。
缓慢氧化是速度缓慢的氧化反应，如 和 等。
燃烧会 ,会 ,缓慢氧化不 、 。
（二）氧气的制取
工业上制取氧气：
利用液态氮和液态氧的 不同，工业上可用 的办法来制取氧气和氮气。由于液氮的沸点为-196 ℃，液氧的沸点为-183 ℃，所以 先从液态空气中蒸发出来，剩下的主要是 。人们将液氧和液氮分别装入 和 的钢瓶里。 工业制氧的过程是 变化
实验室制取氧气：
（1）实验原理：原理:利用　　 　的原理,用分解 、 、 等制取氧气。
(2)实例：①用H2O2制取氧气的化学方程式为_____ ,装置可用下图　 　装置（填字母，下同），与 或 进行组合;
②用分解KClO3的方法制取氧气的化学方程式为 ，反应装置可用下图 装置，在制取气体的实验前，先要检查装置的　　 　　，以防漏气。
(3)收集：可用法或向排空气法收集产生的氧气，这两种方法根据的分别是氧气 、 等物理性质。
连接实验装置的原则： 。
实验装置
（4）氧气的检验
检验氧气的方法： ，验满氧气的方法： 　　　　　
重难点题型
题型一空气成分
【例题1】中国空间站承担着国家重要领域的科技实验任务，空间站中的“人造空气”与地球空气成分含量基本相同，其中体积分数最大的是（　　）
A．氧气 B．氮气 C．二氧化碳 D．稀有气体
【变式1】相对稳定的洁净空气对人类和其他生物的生存都非常重要，下列说法错误的是(　　)
A．空气质量指数(AQI)是评价大气环境质量的指标，其数值越低表示空气质量越好
B．自然因素也会造成空气污染
C．PM2.5 是指粒径小于等于2.5 毫米的颗粒物
D．酸雨是指 pH 低于5.6 的酸性降水
【变式2】2021 年 5月 22日，“祝融号”火星车到达火星表面开始探测。资料显示火星表面大气成分如下表。下列说法不正确的是（　　）
火星大气成分 二氧化碳 氮气 氢气 其它气体
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．火星大气中的氮气所占比例高于地球空气中的
C．宇航员要在火星上出舱勘查，须佩戴供氧装置
D．若条件允许，可以利用火星上的二氧化碳制取氧气
题型二氧气体积分数探究
【例题1】白磷的着火点为40℃，现用如图装置测定空气中氧气的体积分数。实验步骤为：集气瓶里先装适量a体积的水，在酒精灯灯焰上把玻璃棒下端加热，装置如图密封。用力把玻璃棒按下与白磷接触，白磷燃烧。燃烧停止后稍振荡，完全冷却后量出集气瓶中水的体积b和整个集气瓶容积c。则下列说法错误的是(　　)
A．反应过程中集气瓶内液面的变化是先下降后上升
B．该实验测得氧气与空气的体积比为(b-a)：(c-a)
C．燃烧匙中的白磷不能换成木炭或硫粉
D．该装置没有用止水夹，会影响实验结果
【变式1】某科学兴趣小组的同学利用如图所示实验装置能完成测定空气中氧气的含量(注射器内预先吸了40mL水且注射器活塞的摩擦忽略不计，试管净容积为50mL)。下列关于该实验的说法正确的是(　　)
①白磷燃烧会产生大量的白雾
②生石灰与水接触会放出热量
③白磷的量不足，会使测定值偏大
④将白磷放在细沙上可防止试管炸裂
⑤实验中，注射器的活塞先向右移动，后向左移动
⑥若白磷的量充足、装置的气密性良好，最终注射器活塞将移至30mL 刻度附近
A．①④⑤ B．仅②④ C．②④⑤⑥ D．①③⑤⑥
【变式2】在如图所示的密闭装置中进行白磷燃烧实验，在白磷被点燃至装置恢复到室温的这段时间内，集气瓶中的气压随时间变化的图象最接近(　　)
A． B．
C． D．
题型三氧气性质与空气利用
【例题1】空气是一种重要的天然资源，在人们的生产和生活中有着广泛的用途。下列对空气中各成分气体的叙述不正确的（）
A．氧气性质活泼，可以作为燃料 B．稀有气体可以用来制霓虹灯
C．氮气可以用来制造化肥和炸药 D．二氧化碳不属于空气污染物
【变式1】空气是一种重要的天然资源，在大们的日常生活中有着广泛的用途，下列关于空气中各成分的性质和作用，描述正确的是(　　)
A．氧气性质活泼，不仅能支持呼吸，还是一种优质的燃料
B．氮气性质较活泼，是制造化肥、炸药的重要原料
C．各种稀有气体通电能发出不同颜色的光，可以制成霓虹灯
D．二氧化碳在空气中的含量逐年增多，可能会导致空气污染
【变式2】物质的性质决定用途。下列有关空气各成分及其用途的说法正确的是（　　）
A．空气中含量最多的气体是氮气，约占空气质量的78%
B．氧气具有支持燃烧的性质，可用作燃料
C．稀有气体用作航标灯利用其化学性质稳定的特性
D．氮气化学性质稳定，可用于食品包装
题型四氧气与碳、磷、硫、铁等物质的反应现象
【例题1】水是化学实验中常见的物质。下列实验中关于水的作用解释不合理的是(　　)
A．测定空气中氧气含量———烧杯的水：通过水的体积变化得到氧气体积
B．细铁丝在氧气中燃烧——集气瓶中的水：防止瓶子破裂
C．分解高锰酸钾制氧气——集气瓶中的水：溶解氧气
D．硫在氧气中燃烧——集气瓶中的水：吸收二氧化硫
【变式1】下列关于空气中成分的说法中不正确的是（　　）
A．食品包装中充氮气可以防变质
B．硫在空气中燃烧发出淡蓝色火焰
C．鱼虾在水中生存是因为氧气易溶于水
D．稀有气体在通电时能发出不同颜色的光，可制成电光源
【变式2】以下相关实验的现象或操作正确的是：①硫在空气中燃烧，发出淡蓝色火焰；②木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳气体；③红磷在空气中燃烧，产生大量白烟；④铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成黑色固体；⑤实验室用高锰酸钾制取氧气时，在试管口需要放一团棉花；⑥用高锰酸钾制取氧气时，一有气泡冒出时就应马上收集，以免浪费；⑦二氧化锰可以作所有实验的催化剂。正确的是(　　)
A．①③④⑤ B．①②③④ C．②③④⑥ D．③④⑤⑦
【变式3】下列有关物质燃烧时观察到的现象，叙述正确的是（　　）
A．红磷在氧气中燃烧，放出大量热，产生大量白雾
B．铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成四氧化三铁
C．硫在氧气中燃烧，发出淡蓝色火焰，生成有刺激性气味的气体
D．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
【变式4】如图所示，装置A、B的燃烧匙中分别装红磷和硫粉，集气瓶A和B中原来均集满了氧气，C中盛有水，X为止水夹。分别点燃红磷和硫粉，使之在A、B两瓶中充分燃烧（红磷和硫粉均为足量，X关闭着）。当反应完成并冷却至室温后打开止水夹，看到的现象是（　　）
A．水流进A瓶 B．水流进B瓶
C．水流进A、B瓶 D．水既不流进A瓶也不流进B
题型五制取氧气的原理
【例题1】如图是实验室利用双氧水制取和收集的实验装置，下列描述正确的是（　　）
A．组装：仪器组装按照从上往下，从左往右的顺序进行
B．试剂：烧瓶中的水起到了缓冲和稀释的作用
C．收集：当导管口有气泡冒出时就马上开始收集
D．验满：若用排空气法收集时，可用带火星的木条伸入集气瓶内，看是否复燃，若复燃，则已收集满
【变式1】如图所示为加热高锰酸钾制取氧气的部分操作，其中正确的是（　　）
A．①检查装置气密性
B．②加热高锰酸钾前将导管伸入集气瓶
C．③氧气集满后移出集气瓶并盖上玻璃片
D．④氧气收集完毕后立即熄灭酒精灯
【变式2】对下列实验中出现的异常现象分析合理的是（　　）
选项 异常现象 分析
A 制取CO2气体时，始终收集不到CO2 收集CO2的集气瓶没盖玻璃片
B 利用排水法收集的氧气不纯 收集氧气前集气瓶内水没有装满
C 细铁丝在氧气中燃烧时，集气瓶瓶底炸裂 用于引燃的火柴太长了
D 测定空气中氧气含量时，进入集气瓶中的水过少 燃烧匙内放置的红磷过量了
A．A B．B C．C D．D
题型六 制取氧气的装置、步骤、收集与注意事项
【例题1】实验室常用下列装置来制取氧气，请回答下列问题：
（1） 仪器b的名称是　 　。
（2）若用加热高锰酸钾的方法制取一瓶干燥的氧气，应选择的发生装置和收集装置分别是　 　。此化学反应的原理用化学方程式表示为：　 　。
（3）若利用装置F收集氧气，证明氧气已经收满的方法是　 　。
【变式1】如图是科学中常用的实验室制取气体装置，请回答下列问题：
（1）仪器a的名称是　 　。
（2）若用加热高锰酸钾的方法制取一瓶干燥的氧气；应选择的发生装置和收集装置分别是　 　。（填序号）
（3）若利用装置C收集氧气，观察到　 　则证明氧气已经收满。
【变式2】下图是实验室制取气体的常用装置，请回答下列问题：
（1）仪器a的名称是　 　
（2）实验室用氯酸钾制取比较干燥的氧气时，发生和收集装置可选用　 　。
（3）检查装置A 气密性的方法　 　。
【变式3】回答实验室制取氧气的相关问题。
（1）如果用高锰酸钾制取氧气，如图所示仪器①的名称为　 　，写出用高锰酸钾制取氧气发生反应的文字表达式：　 　 。
（2）实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体共热来制取氨气.常温下NH3是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小．NH3极易溶于水。制取并收集NH3， 应该从上图中选择的装置是　 　 （填编号）。
（3）为测定高锰酸钾分解生成氧气的体积，应选用如图装置　 　（填编号）。
题型七 化合反应和分解反应
【例题1】同学们在学习氧气的知识时构建了如图所示的知识网络，下列说法正确的是(　　)
A．硫在氧气中燃烧发出淡蓝色火焰、生成有刺激性气味的气体，并放出大量的热
B．硫、铁、一氧化碳、甲烷能在氧气中燃烧，是因为氧气具有可燃性
C．食物腐败、燃放烟花、牛奶变酸都是物质与氧气发生了反应，属于缓慢氧化
D．实验室用双氧水、高锰酸钾、氯酸钾制取氧气都属于分解反应
【变式1】锂电池质量轻、电容量大，颇受手机、手提电脑制造商的青睐。某种锂电池放电时的反应可以表示为： 下列说法正确的是
A．锂电池放电时的反应属于化合反应
B．该反应中 MnO2是作为催化剂的
C．在物质分类上，LiMnO2属于氧化物
D．该反应前后 Mn元素化合价没有改变
分层巩固
基础通关练（检测时间：15分钟）
1．下图是实验室用高锰酸钾制取并收集氧气的实验装置图。下列有关实验操作的表述，错误的是(　　)。
A．往试管里装药品前，必须检验装置的气密性
B．给试管里药品加热前，要先给试管预热
C．要等到气泡连续均匀放出后，才能开始收集气体
D．实验结束时，应先熄灭酒精灯，然后把导管口移出水面
2．思维导图是有效的思维模式，是应用于记忆、学习、思考等的思维“地图”。下图为氧气制取课题的思维导图，下列说法不合理的是
A．Ⅰ、Ⅱ处分别是氧气的不同制法
B．Ⅲ处表示的是催化剂
C． 图中制取氧气的原料中都含有氧气
D．利用空气制取氧气可知液氧沸点比氮高
3．对科学概念进行分类，是认识概念之间相互关系的一种重要方法。下列化学反应中，属于化合反应的是(　　)
A．碳酸水+二氧化碳 B．二氧化碳+水有机物+氧气
C．硫+氧气二氧化硫 D．过氧化氢水+氧气
4．如图为探究氧气性质的相关实验，对观察到的实验现象及有关操作描述错误的是（）
A．实验Ⅰ中倒入澄清石灰水，可检验有无新物质生成
B．实验II铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，产生大量热
C．若选用砂纸打磨过的铁丝，铁丝也可以在空气中燃烧
D．集气瓶口盖上毛玻璃片，可防止氧气逸出
5．下列实验室制取氧气的装置或操作中正确的是
A．用氯酸钾和二氧化锰制取氧气
B．排空气法收集氧气
C．取出集气瓶
D．氧气验满
6． 下列有关实验室制取氧气的操作正确的是（　　）
A．检查装置气密性
B．加入药品
C．收集气体
D．验满
7．下列有关物质燃烧时观察到的现象叙述中，正确的是（　　）
A．硫在氧气中燃烧，发出淡蓝色火焰，生成有刺激性气味的气体
B．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
C．红磷在氧气中燃烧，放出大量热，产生大量白雾
D．铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成四氧化三铁
8．实验现象的正确描述和记录是学好化学的关键要素之一，下列实验现象描述正确的是 (　　)
A．红磷在空气中燃烧，发出红色的火焰，产生大量白色烟雾
B．铁丝在空气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体物质
C．硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，生成二氧化硫
D．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
9．空气是一种宝贵的自然资源，人类可以从这种自然资源中获取多种有用的气体。下列有用气体不可能直接从空气分离获得的是（　　）
A．用作医疗急救的氧气 B．用作清洁燃料的氢气
C．用作食品防腐剂的氮气 D．用作焊接保护气的稀有气体
归纳整理是学习科学的重要方法之一，小实对氧气的制取和性质进行了梳理，请回答下题。
10．小实整理得到制取氧气的四种方法，以下是主要反应的文字表达式，其中不属于分解反应的是（　　）
A．过氧化氢 水+氧气 B．高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气
C．氯酸钾氯化钾+氧气 D．二氧化碳+水有机物+氧气
11．同学们在利用高锰酸钾制取氧气的实验中有下列4种操作，其中可能产生的影响与操作不一致的是（　　）
选项 操作 可能产生的影响
A 加热前：集气瓶中装半瓶水 得到的氧气不纯
B 加热前：试管口没有塞棉花 水槽中变成紫色
C 水槽中出现气泡立即开始收集 得到的氧气更纯
D 结束时先熄灭酒精灯再移除导管 水倒流试管破裂
12．根据氧气的性质，以下能用于排空气法收集氧气的装置是（　　）
A． B．
C． D．
13．小实对硫、铁在氧气中燃烧的共同点进行了归纳，正确的是（　　）
A．反应中都发出明亮的蓝紫色火焰
B．反应中都产生刺激性气味的气体
C．反应后都生成了氧化物
D．反应都体现了氧气具有可燃性
14．氯酸钾加热到一定温度时会产生氧气。a和b为两份质量相等的固体，已知a为混有少量二氧化锰的氯酸钾，b为氯酸钾。当分别同时加热a和b至完全反应时，能正确表示生成氧气的质量随反应时间变化的图象是（　　）
A． B．
C． D．
15．用数轴表示某些化学知识直观、简明、易记，下列数轴表示错误的是 （　　）
A．地壳中元素含量由高到低
B．含氮物质中氮元素的化合价从低到高N2 NaNO2 KNO3
C．空气中气体体积分数由大到小氮气 稀有气体 氧气 二氧化碳 水蒸气
D．不同种原子的原子序数依次递增 Na Mg A1 Si
16．氧气的化学性质比较活泼，能与多种物质反应。下列对有关反应的描述正确的是(　　)
A．物质与氧气发生的反应属于氧化反应，氧气具有氧化性
B．氧气能使带火星的木条复燃说明氧气具有可燃性
C．在点燃的条件下，硫在氧气里燃烧，发出蓝紫色火焰，生成无色无味的气体
D．在点燃的条件下，细铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色的三氧化二铁
重难突破练（检测时间：10分钟）
17．如图是“加热高锰酸钾制取氧气”实验的部分仪器或装置。
（1）连接发生装置时，需要用到图甲中的仪器有　 　（填数字序号）。
（2）若高锰酸钾里有杂质（杂质受热不分解），为了测定高锰酸钾的纯度，通过图乙装置收集并测量氧气的体积。为了使实验数据准确，开始收集气体的时间应该是（　　）
A．检验氧气的纯度后
B．导管口有气泡冒出时
C．冒出的气泡连续均匀时
18．小滨利用如图甲所示装置(气密性良好)测定空气中氧气的含量，集气瓶中空气的体积为200mL，氧气传感器(可测量氧气浓度，部分结构已略去)测得集气瓶内氧气的体积分数变化曲线如图乙所示。
（1）反应开始到止水夹打开前，图甲集气瓶内可观察到的现象是　 　。
（2）由图乙可知，在　 　秒时，反应刚好停止。
（3）待整个装置冷却至室温时，小滨打开止水夹，发现进入集气瓶内水的体积占反应前集气瓶内空气体积的比例约为1/8，请说明理由　 　。
19． 空气是一种用途很多的自然资源，可用于工业上制取氧气，其流程如图所示。
（1） ①所采取的方法是 　 　 。 (填“升温”或“降温”)
（2）液态空气分离过程中，　 　(填化学式)先被分离出来，分离的依据是各物质的沸点不同。
（3）以下属于氧气用途的是（）( 填字母)。
A．气体肥料 B．医疗急救 C．助燃乙炔切割金属
20．实验室常用下列A-D装置来制取和收集氧气。
（1）若用双氧水和二氧化锰来制取氧气，应选择的发生装置和收集装置分别是图甲中的　 　。
（2）小科利用如图乙所示装水的装置收集氧气时，气体应从　 　(选填“a”或“b”)管通入；但收集到的氧气不纯，原因可能是　 　(多选)。
A.瓶中水没有排干净 B.导管口刚有气泡时开始收集氧气
C.收集前未将集气瓶灌满水 D.收集满氧气的集气瓶正放在桌面上
（3）在完成制取并收集氧气后，小科进行了检验氧气化学性质的实验，他取一根光亮的细铁丝绕成螺旋状，一端系上一根火柴，另一端系在一根粗铁丝上，点燃火柴，待火柴将要烧完时，立即伸进一瓶预留少量水的盛有氧气的集气瓶中，可以观察到的现象：　 　。
21．科学兴趣小组的同学利用如图微型实验装置进行实验。请回答：
（1）挤压滴管，观察 到左侧装置中产生大量气泡，微热燃烧管，白磷燃烧而红磷不燃烧，由此可说明燃烧需要的条件是　 　；
（2）打开燃烧管左侧胶管，通入氮气，燃烧的磷很快熄灭，体现出的灭火原理为　 　。
三、实验与探究题
22．“氧烛”常用做潜艇等密闭仓内的紧急供氧设备，使用时按压点火装置，药块中的镁粉持续氧化放热3)在二氧化锰的催化下分解产生氧气，化学方程式：
↑，Mg粉持续氧化放出的热量可维持至氯酸钠耗尽，生成的氧气经气滤装置后由氧气出气口排出。其装置如图甲。查资料可知产氧药块有A、B两种：A药块含有 和MnO2，并均匀分布金属燃料镁粉：B药块含有NaClO3和MnO2，不含镁粉，如图乙。为探究A、B药块的组合方式对氧烛产氧量的影响，小科进行了以下实验。
（1）从反应的基本类型看，分解氯酸钠获取氧气属于　 　反应。
（2）为探究A、B两种药块填充布局方式对产氧量的影响，小科进行了图丙设计。为保障A、B药块中的NaClO3完全消耗，以达到最大产氧量的目的，应选择哪一种结构 　 　。
（3）为探究产氧量与A、B药块的质量配比的关系，小科在保证A、B药块总质量相同的前提下，按不同的质量比进行模拟实验，如图丁所示。则该实验的结论是：　 　。
（4）为进一步确定产氧量最高的A、B药块质量比，该如何进一步实验 请简述实验步骤： 　 　。
23．小塘在实验室里用高锰酸钾固体制取氧气。
（1）检查装置气密性时，将导管浸入水中，用手捂住试管，观察到　 　，说明气密性良好。
（2）实验步骤：①在试管中加入试剂并固定好装置；②把导管移出水面；③点燃酒精灯加热；④熄灭酒精灯；⑤检查装置的气密性。以上步骤的正确顺序为　 　(填序号)。
（3）若用排空气法收集氧气，应选择丙图的收集装置　 　(选填“a”或“b”)。利用此装置收集氧气，检验氧气是否已集满的具体操作是　 　。
24．小科在“探究空气中氧气含量”的实验时设计了如下图甲的思维模型：
他用一个有刻度的去底带塞子的瓶子，塞子上插入温度计和粘有“暖宝宝”贴的铜丝，实验装置如图乙所示。查阅资料发现：“暖宝宝”贴内含有铁、活性炭、无机盐、水等物质，可在空气中吸收氧气发生放热反应， “暖宝宝”贴吸氧能力强，放热迅速。
（1）实验中“小科利用暖宝宝贴消耗空气中的氧气”这一步骤属于上述思维模型中的　 　。
（2）瓶内液面的最终情况为　 　。
（3）若温度计与橡皮塞之间连接不是很密闭，则测量结果将　 　(填“不变”、“偏小”或“偏大”)。
（4）小科待反应结束，温度计示数恢复初始温度时记录液面位置，如图丙所示，并计算得到空气中氧气含量。小钱认为小科的操作不严谨，应调整瓶子在水中的深度，使瓶子内外液面相平再读取刻度，分析这样操作的原因是　 　。
25．小科做完课本中“测定空气中氧气体积分数实验”后，又做了两个改良实验：
【实验1】利用图1装置进行实验。一系列规范操作后，打开止水夹，观察并记录量筒中水被倒吸进入集气瓶前后的水量变化，计算出氧气的体积分数。
（1）写出图1装置气密性检查的方法：　 　。
（2）点燃红磷后，观察到集气瓶内的现象是　 　。
（3）若氧气占空气体积的21%，请计算理论上量筒中所需的最少水量为　 　mL。
（4）【实验2】利用图2装置进行数字化技术探究测定，得到两种传感器显示的数据随时间变化的曲线。
查阅资料：温度和体积恒定的密闭容器中，每消耗1%体积的气体，剩余气体重新充满容器后气压会减小1%。
小科观察到600秒后，装置内气体压强不再变化，通过计算可知，氧气在空气中的体积分数约为　 　。(结果精确到0.1%)
综合拓展练（检测时间：15分钟）
26．小科利用如图甲所示的思维模型设计“测定空气中氧气含量”的实验。取一支50mL的注射器，在其中放入白磷，用橡皮帽堵住注射器，将注射器浸入热水引燃白磷，如图乙。
（1）从建模角度分析， “用橡皮帽堵住注射器”的操作属于上述思维模型中的　 　；
（2）为了保证实验能顺利进行，应检查注射器的气密性，具体的操作为　 　；
（3）若反应前注射器活塞位于40mL刻度处，反应完毕后，注射器活塞位于33mL刻度处，则该实验测得空气中氧气的体积分数为　 　；
（4）实验结果发现测得的氧气含量偏小，可能的原因是____
A．白磷的质量不足
B．注射器与活塞间存在摩擦
C．氧气的浓度降低到一定程度时，白磷不再燃烧
27． 小科在做教材“测定空气里氧气含量”实验如图甲后进行改进，设计图乙实验装置进行实验，一开始活塞停在10毫升处。(选用容积为30毫升的试管作反应容器)请你对比分析图甲、图乙实验，回答：
（1）图甲实验的原理是　 　。
（2）完成图乙实验后，发现测得空气中氧气的含量偏小，写出其中1个可能的原因：　 　。
（3）图乙实验中，当试管冷却后，打开弹簧夹，注射器活塞从10mL 刻度处慢慢前移到约　 　mL 刻度处才停止。
（4）实验后，小科换用食品脱氧剂(可以直接与氧气反应，无需点燃的物质)、白磷代替红磷测量氧气体积分数，根据测量结果如图丙所示，之后测量氧气体积分数你会选用哪种药品并说明理由　 　。
28．研习小组选用铜粉测定空气中氧气含量(原理：铜+氧气→氧化铜)，装置如图。已知硬质玻璃管容积为50mL，注射器量程为50mL。
实验步骤：
I.装置气密性检查完好后，往玻璃管中装入药品(体积不计)，使气球处于瘪的状态(球内空气被挤出)，调节注射器活塞至40.0mL刻度处，记录注射器初始体积为V1，连接好装置。
Ⅱ.点燃酒精灯，先给玻璃管均匀受热，然后用酒精灯加热铜粉位置，并来回缓慢推拉注射器10次(每次推拉范围30mL左右)。
Ⅲ.充分反应后停止加热并冷却到室温，挤出气球内空气，读取此时注射器内气体体积为V2。甲乙两组同学各自完成了以上实验，记录数据如下表所示。
实验组 V1(mL) V2(mL) 氧气体积分数
甲组 40 25 a
乙组 40 22 b
请回答：
（1）步骤I，进行装置气密性检查操作方法：将注射器活塞拉至40.0mL刻度处，然后将其与硬质玻璃管(未装药品)、瘪气球进行组装，并推动注射器活塞至30.0mL处，观察到气球鼓起。固定活塞位置，一段时间后若观察到　 　，则证明装置气密性良好。
（2）步骤Ⅱ，来回缓慢推拉注射器多次的目的是　 　。
（3）乙组测得氧气体积分数b=　 　%，甲乙组实验结果造成差异(a、b不同)的可能原因是　 　(写出一点即可)。
（4）若实验结果与理论值相比偏大(超过21%)，推测造成该误差的可能原因是　 　(写出一点即可)。
29．《蜡烛的化学史》是英国科学家法拉第所著的传世科普经典。某兴趣小组的同学们沿着大师的足迹，应用蜡烛燃烧来探究空气的组成。
【实验设计】
原理：蜡烛在空气中燃烧生成二氧化碳和水。二氧化碳会被澄清石灰水反应并吸收，产物不会对空气体积变化产生影响。
操作：在盛有澄清石灰水的水槽中固定一支小蜡烛，将其点燃后。用一支大试管迅速倒扣在燃着的蜡烛上，如图。
现象：蜡烛逐渐熄灭，试管内澄清石灰水变浑浊，大试管内的液面上升。
初步结论：
①空气的组成不是单一的；
②原大试管内氧气的体积等于大试管内气体减少的体积。
【反思与评价】兴趣小组为了验证“初步结论②”是否正确，又做了如下补充实验：用仪器测量蜡烛（足量）在密闭装置内（如图1）燃烧至熄灭过程中氧气含量的变化（如图2）。
（1）蜡烛在空气中燃烧说明氧气具有　 　。
（2）从图2可获得蜡烛燃烧过程中氧气含量的变化规律是　 　。
（3）支持初步结论①空气的组成不是单一的实验证据是　 　。
（4）综合这一补充实验，以上“初步结论②”是否正确？并说明理由　 　。
30． 某化学兴趣小组对“测定空气中氧气含量”的实验（见图I）进行了大胆改进，设计图（II），选用容积为的试管作反应容器（固定装置略）。请你对比分析下面图I和图II实验，回答下列有关问题：
（1）图I实验中，若红磷量不足，这样测出来的氧气含量　 　（选填“偏大”、“偏小”或“无影响”）
（2）图II实验的操作步骤如下：
①点燃酒精灯。
②撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹。
③将少量红磷平装入试管中，将30mL的注射器活塞置于刻度处，并按图II中所
示的连接方式固定好，再将弹簧夹紧橡皮管。
④读取注射器活塞的数据。
你认为正确的实验操作顺序是　 　（填序号）
（3）图II实验中，注射器活塞将从刻度处慢慢前移到约为　 　刻度处才停止。
（4）你认为图II实验有何优点？（回答一点即可）　 　。
31．小科为了测定空气中氧气的含量，选用如图甲所示的装置，通过以下步骤进行实验：
步骤一：检查装置的气密性，并在广口瓶内加入少量水。
步骤二：将____(选填“水面上方体积”或“广口瓶总体积”)分为5等分，用弹簧夹夹紧橡皮管、点燃红磷后，迅速伸入瓶中并塞紧塞子。
步骤三：待燃烧停止并冷却至室温后，打开弹簧夹。
小科测得实验过程中广口瓶内气压的变化如图乙所示，请分析回答：
（1）将步骤二补充完整。　 　
（2）图乙中a-c段气压上升的原因是　 　。
（3）图乙中的e点对应的实验操作是　 　。
（4）实验结束后，如果广口瓶中的水位高于理论的水位高度，可能的原因是____
A．步骤一中加入的水太多
B．加入的红磷量不足
C．当瓶内气压为图乙中的b点时就打开弹簧夹
D．当瓶内气压为图乙中的d 点时就打开弹簧夹
32．某同学利用“暖宝宝贴”(主要成分为铁粉、活性炭、食盐等)来测定空气中氧气的体积分数，装置如图所示。
Ⅰ.实验用品：直径为4.5mm的通用空笔芯、直尺、暖宝宝贴、红墨水。
Ⅱ.实验步骤：
①取两支直径为4.5mm的通用空笔芯，拆开笔头，向其中一支笔芯管尾注入一滴红墨水(封住笔芯管口)，轻轻吹动红墨水到指定刻度，另一支作对比。
②在笔头与笔芯连接处采用一定方法填充1mm厚的“暖宝宝贴”内容物，右侧空间用实心物体(不与空气反应)填充后再次装好笔头，记录时间及对应的红墨水柱移动距离。
③重复上述步骤，在笔头与笔芯连接处分别填充2mm、3mm、4mm、5mm、8mm厚的“暖宝宝贴”内容物，注意确保每次实验开始时笔芯中空气柱的体积相同。记录时间及对应的红墨水柱移动距离，统计并处理实验数据如图所示。
（1）本实验中铁粉等与氧气的反应属于　 　(选填“缓慢氧化”或“剧烈氧化”)。
（2）确保每次实验时笔芯中空气柱体积相同的操作方法是　 　。
（3）实验中测得的氧气体积分数为　 　。
（4）与课本实验相比，本实验的主要优点是　 　.
33．兴趣小组开展“测定空气中氧气含量”的系列探究活动。
【史料回顾】
1774年拉瓦锡利用图甲所示装置测定空气成分，他将金属汞(Hg)放在密闭的曲颈甑里连续加热12天，得到红色粉末氧化汞，容器中空气体积大约减小了1/5。随后他又将产生的红色粉末收集于另一容器中加热，发现又生成了汞和另一种气体。这种气体的体积恰好等于之前曲颈甑中空气减小的体积。
（1）实验中，金属汞(Hg)和氧气反应产生氧化汞(HgO)，请写出该反应的化学方程式： 　 　。
【教材实验】
小组同学利用图乙所示装置进行实验验证，其主要步骤如下：
①在集气瓶中加入少量水，将水面上方空间等分为5份；
②火焰熄灭后，振荡集气瓶，等待集气瓶冷却回室温；
③点燃燃烧匙内的红磷，立即塞紧瓶塞；
④关闭导管上的弹簧夹；
⑤打开导管上的弹簧夹，观察现象并记录瓶内水位变化情况。
（2）将上述实验步骤进行正确排序：①　 　⑤。
（3）实验中红磷的用量有什么要求 　 　
【对比实验】
（4）对比教材实验，拉瓦锡的实验有何优点 　 　(写出一点)
34．兴趣小组的同学用如图所示的装置改进了课本上测量氧气体积分数的实验。其中A 是带有盖子的圆柱形玻璃容器，B为辅助装置。a、b为电热板，通电后可以给上面的物体加热。
（1）在读取A装置的水位前，可以上下移动B装置，直到两装置液面相平，这样可以使A装置内的气压等于外界气压，减少误差，所以B装置的上端是（）(填字母)；
A．敞口的 B．密闭的 C．敞口密闭都可以
（2）由于没有红磷，小组同学用足量的镁条代替红磷，放在电热板上，加热燃烧后发现测出氧气的体积分数远远偏　 　，查阅资料后得知镁点燃时既可以和氧气反应生成MgO(固体)，又可以和氮气反应生成Mg3N2(固体)，写出镁和氮气反应的化学方程式　 　；
（3）小组同学找来铜粉放在加热板a上，加热板b上放镁条(a、b相互独立，加热点燃互不影响)。初始时水位在15cm处，先给a通电加热铜粉，一段时间后读出水位为13cm，再给b通电点燃镁条，一段时间后读出水位为4cm，他们测出了瓶内氧气和氮气的体积分数，其中氮气的体积分数为　 　；
（4）有人提出上述操作中先点燃镁条再加热铜粉对实验结果没有影响，你怎么看 　 　。
35．在医疗急救、工业焊接等领域需要高纯度氧气。如图所示，实验室采用不同方式制取和收集氧气。
（1）实验室用双氧水制取氧气，应选择　 　(填“甲”或“乙”)装置。
（2）实验室用排水法收集氧气时，当观察到　 　，表明氧气已经集满。
（3）按规范操作，排空气法收集氧气无法将空气排尽，所得氧气纯度相对较低，其原因是　 　。
36．某科学兴趣小组的同学利用如图装置进行“测定空气中氧气含量”的实验。
【实验步骤】
①检查气密性后，将Ⅰ装满水和相应药品，按图连接各仪器；
②打开止水夹a和b，向Ⅰ中缓慢鼓入一定量空气，记录Ⅱ中水的体积为200毫升；
③关闭止水夹a和b，用凸透镜聚光引燃白磷，充分反应后，燃烧匙中的白磷有剩余；
④待装置冷却到室温，打开止水夹b，Ⅱ中的水倒吸进入Ⅰ中，测得Ⅱ中水的体积变为157毫升。
（1）步骤②中鼓入一定量空气，“一定量”的具体要求是　 　
（2）根据实验结果，计算所测空气中氧气的体积分数为　 　
（3）与教材实验相比，本实验的优点有　 　。(写出一点即可)
37．为了探究空气中氧气的体积分数。小明利用容积为V 的集气瓶、装有密织铜网的燃烧匙、白磷等材料设计如图装置进行实验，已知大气压为p0。
实验步骤如下：
①检查装置气密性。
②往标有刻度的集气瓶中倒入90℃热水，读出集气瓶中热水的体积为V1。
③取过量的白磷放置于密织铜网中，立即塞紧瓶塞，使白磷浸没在热水中。
④降低漏斗的高度，使右侧的白磷露出水面，此时观察到白磷燃烧，一段时间后白磷熄灭。
⑤____，读出集气瓶中热水的体积为V2。
⑥处理数据，得出结果。
（1）热水在步骤③环节中起的作用是　 　。
（2）请将步骤⑤补充完整　 　。
（3）实验测得空气中氧气的体积分数为　 　。
38．为验证空气中氧气的体积分数，小耘按图甲所示的装置进行了多次实验，发现每次测得的氧气体积分数总是远小于21%。她认为误差主要由实验装置造成，于是改用图乙装置进行实验，步骤如下：
①连接装置并检查气密性。
② 在量筒内加入100mL的水。
③在广口瓶中加入少量水，使瓶内空气体积为250mL。
④在燃烧匙内放入过量的红磷，塞紧瓶塞。关闭止水夹，接通电源，点燃红磷后，断开电源。
⑤燃烧结束并充分冷却后，打开止水夹，待量筒内水面不再下降，记录量筒内水的体积为50mL。
（1）小耘按图甲装置进行实验时，该如何检查装置的气密性 　 　。
（2）与装置甲相比，装置乙中使用电烙铁可以减小实验误差，其原因是　 　。
（3）根据本实验数据，计算出空气中氧气的体积分数为　 　。
39．为了验证空气中氧气的体积分数大约为，某科技小组的三位同学分别设计了以下三种实验方案（A，B，C装置集气瓶底部都装有少量水），请根据图示装置回答有关问题：
（1）你认为B装置与A装置相比，优点是　 　。（写出一个优点即可）
（2）小明同学认为装置C不能测定空气中氧气含量，其原因是　 　。
（3）点燃A中燃烧匙中的红磷，观察到的现象题　 　。
（4）瓶内的水的作用除了吸收热量外，还有什么作用？　 　。
（5）打开止水夹后，进入广口瓶的水不到刻度线“1”处，请写出造成这个现象的一个原因　 　；
40．食品脱氧剂主要成分有铁粉、活性炭、氯化钠，发生脱氧反应消耗食品包装袋内的氧气，可延长食品保质期。实验小组开展了以下两个探究活动。
实验一：探究脱氧反应的发生条件
按图1示装置进行实验，利用氧气传感器测定密闭容器中氧气含量变化如图2所示。
（1）本实验通过观察　 　判断集气瓶②中铁粉发生了脱氧反应。
（2）实验一可得出的结论是发生脱氧反应需要铁粉与氧气和　 　同时接触。
（3）实验二：探究氯化钠和活性炭的用量对脱氧反应速率的影响
室温下，利用 5g 铁粉和 10 滴水，改变活性炭和氯化钠的用量(见下表)，用氧气传感器测定密闭容器中氧气含量变化，实验结果如图3、图4所示。
实验编号 铁粉/g 活性炭/g 氯化钠/g
1 5 0 1
2 5 0.5 0
3 5 0.5 1
4 5 1 1
5 5 0.5 2
根据实验1、2判断活性炭和氯化钠哪种对脱氧反应速率的影响更大(0.5g活性炭和1g氯化钠的表面积相近)，并说明理由：　 　。
41．用如图所示的实验装置可以测定空气中氧气含量，在一个具有刻度和可以左右滑动的活塞的玻璃管中放入足量的白磷，活塞的左端管内密封有空气，右端的管口跟空气相通，将玻璃容器固定在盛有80℃热水（恒温）的烧杯上，进行实验。
试回答：
（1）实验过程中你所观察到的现象是：白磷燃烧，产生大量　 　，活塞先向　 　移动再向　 　移动，最终停在刻度　 　处。
（2）由此实验你可以得出的一条结论是　 　。
42．小科利用红磷燃烧测定空气中氧气的含量(如图所示)。
（1）点燃燃烧匙内红磷，立即塞紧瓶塞，观察到红磷剧烈燃烧，产生　 　并放出热量；
（2）实验中进入左瓶中的水位不足集气瓶体积的1/5，原因有____。
A．导管内残留部分水
B．点燃红磷后插入集气瓶动作缓慢
C．装置气密性不好
D．反应一结束就打开弹簧夹
（3）【拓展延伸】
为了帮助同学们更好地理解测定氧气含量的实验原理，老师改了一下装置，并利用传感器技术定时测定了实验装置(如图2)内的压强、温度和氧气浓度，三条曲线变化趋势如图3所示。
X曲线表示压强变化趋势，Y曲线表示 　 　的变化趋势。
（4）根据图3中压强变化曲线，CD段压强快速增大对应的操作是　 　。
（5）结合曲线变化解释图3中X 曲线AB段压强变化的原因是氧气减少导致的气压变化量　 　温度升高导致的气压变化量。 (填大于，等于或小于)
43．为证明空气中含有CO2、O2、H2O，西溪中学的同学们进行了如下表所示实验。
（1）用大针简把空气压人石灰水中，观察到石灰水　 　，但现象不太明显，这说明空气中含有少量的CO2。
（2）取一瓶空气和一瓶氧气，把一根燃着的木条先后插入两个集气瓶中，观察到木条在氧气中的燃烧比在空气中更　 　，这说明空气中含有氧气，且空气中的氧气浓度较低。
（3）将无水硫酸铜粉末放置于空气中一段时间，会发现粉末变为　 　色，这说明空气中含有水蒸气。
44．某兴趣小组对教材中“测定空气里氧气含量”的实验(装置I)进行了大胆改进，设计装置Ⅱ实验方案进行，收到了良好的效果。请你对比分析下面装置Ⅰ、装置Ⅱ实验，回答下列有关问题：
（1）[装置Ⅰ]实验过程中，经常出现实验结果偏小的情况，原因可能是____。
A．红磷量不足
B．实验时止水夹未夹紧
C．未等装置冷却就松开止水夹
D．红磷点燃后伸入集气瓶速度太慢
（2）[装置Ⅱ]实验的操作步骤如下：①测定玻璃管容积 V1为 70mL。②点燃酒精灯，缓慢推拉注射器活塞。③将少量铜粉平装入试管中，将50mL 的注射器活塞置于30mL 刻度处，并按图Ⅱ中所示的连接方式固定好。④熄灭酒精灯，等装置冷却后读取注射器活塞的数据。你认为正确的实验操作顺序是　 　(填序号)。
（3）按正确操作和有关数据计算，最终得出氧气约占空气体积的20%，则注射器活塞最终停留在　 　mL 处，在实验加热过程中，缓慢推拉注射器活塞的目的是　 　。
（4）比较[装置Ⅰ]和[装置Ⅱ]，你能说出[装置Ⅱ]的一个优点是：　 　。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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