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第01讲 空气的成分
内容导航——预习三步曲
第一步 学
析教材·学知识：教材精讲精析、全方位预习
练习题·讲典例：教材习题学解题、快速掌握解题方法
练考点·强知识：7大核心考点精准练
第二步 记
串知识·识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握
第三步 测
过关测·稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升
知识点1 空气的成分
1.拉瓦锡实验
（1）实验步骤：汞在密闭容器中加热 12 天，生成红色粉末（氧化汞）；再将红色粉末加热，又得到汞和氧气。
（2）实验结论：空气由氧气（约占 1/5）和氮气（约占 4/5）组成，氧气可与汞反应，氮气不支持燃烧、不供给呼吸。
（3）反应原理：
汞+氧气 氧化汞
氧化汞 汞+氧气
2.空气中氧气含量的测定（红磷燃烧法）
（1）实验原理：红磷燃烧消耗氧气，生成固体五氧化二磷，使装置内压强减小，水倒吸入集气瓶，进入水的体积即为氧气的体积。
磷+氧气 五氧化二磷
（2）实验装置：集气瓶、燃烧匙、导管、烧杯、止水夹。
（3）实验步骤：
①连接装置，检查气密性。
②集气瓶内加少量水，将剩余容积分为 5 等份。
③点燃红磷，立即伸入集气瓶并塞紧瓶塞。
④待装置冷却至室温后，打开止水夹。
（4）实验现象：红磷燃烧产生大量白烟，放热；冷却后打开止水夹，水倒吸入集气瓶，约占瓶内原空气体积的 1/5。
（5）实验结论：空气中氧气的体积分数约为 21%；氮气不燃烧、不支持燃烧、不易溶于水。
（6）误差分析
结果偏小原因 结果偏大原因
红磷不足，氧气未耗尽 点燃红磷后伸入过慢，装置内空气受热逸出
装置漏气，外界空气进入 止水夹未夹紧，实验中空气从导管逸出
未冷却至室温就打开止水夹 /
3.空气的成分与体积分数
成分 体积分数
氮气（N ） 78%
氧气（O ） 21%
稀有气体 0.93%
二氧化碳（CO ） 0.04%
其他气体和杂质 0.03%
知识点2 空气是重要的自然资源
1.氧气的用途
（1）医用：抢救病人。
（2）工业：炼钢、生产或产品加工。
（3）其他：支持燃烧、供给呼吸。
2.氮气与稀有气体的性质和用途
气体 物理性质 化学性质 用途
氮气 无色、无味、难溶于水 不燃烧、不支持燃烧；不活泼 ① 制造硝酸、炸药、氮肥；② 作保护气（焊接金属、食品防腐）；③ 医疗冷冻麻醉；④ 超导材料低温环境
稀有气体 无色、无味、难溶于水 很不活泼（曾称 “惰性气体”） ① 作保护气；② 电光源（霓虹灯、闪光灯）；③ 激光技术；④ 医疗麻醉
知识点3 氧气的性质
1. 物理性质
（1）通常状况下：无色、无味的气体，不易溶于水（1 L 水约溶解 30 mL 氧气）。
（2）标准状况下：密度为 1.429 g/L，比空气密度略大。
（3）三态变化：氧气 183 C 淡蓝色液体 219 C 淡蓝色雪花状固体。
2. 化学性质
（1）氧气是一种化学性质比较活泼的气体，能与多种物质发生氧化反应，具有氧化性。
（2）助燃性：将带火星的木条伸入氧气中，木条复燃（用于检验氧气）。
（3）与常见物质的反应
物质 在空气中的现象 在氧气中的现象 文字表达式
红磷 产生黄色火焰，放热，生成白烟 燃烧更剧烈，产生大量白烟 磷+氧气 五氧化二磷
硫 发出微弱的淡蓝色火焰，放热，生成有刺激性气味的气体 发出明亮的蓝紫色火焰，放热，生成有刺激性气味的气体 硫+氧气 二氧化硫
铁丝 持续红热，不能燃烧 剧烈燃烧，火星四射，放热，生成黑色固体 铁+氧气 四氧化三铁
木炭 发红光，放热，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体 发白光，放热，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体 碳+氧气 二氧化碳
铝箔 不能燃烧 剧烈燃烧，发出白光，放热，生成白色固体 铝+氧气 氧化铝
（4）注意事项
①硫在氧气中燃烧：集气瓶底部放少量水，吸收二氧化硫，防止空气污染。
②铁丝在氧气中燃烧：
铁丝需打磨除锈，并绕成螺旋状（增大受热面积）。
末端系火柴梗（引燃铁丝）。
集气瓶底部放少量水或细沙（防止高温熔融物溅落，炸裂瓶底）。
3. 氧化反应与氧化物
（1）氧化反应：物质与氧气发生的反应（氧气在反应中提供氧，具有氧化性）。
（2）氧化物：由两种元素组成，且其中一种元素是氧元素的化合物（如 CO 、Fe O 等）。
知识点4 氧气的制取
1. 工业制法
（1）空气冷冻分离法：利用液氮（-196℃）与液氧（-183℃）的沸点不同，分离液态空气（物理变化）。
流程：空气→净化→压缩→液化→蒸发→氮气（先逸出）、液氧（贮存于蓝色钢瓶）。
（2）膜分离技术：利用富氧膜富集空气中的氧气，得到含氧量 90% 以上的富氧空气。
2. 实验室制法
（1）过氧化氢分解（固液常温型）
①药品：过氧化氢溶液（H O ）、二氧化锰（MnO ，催化剂）。
②反应原理：过氧化氢水+氧气
③实验装置：锥形瓶、分液漏斗、双孔橡皮塞、导管、水槽、集气瓶。
④操作步骤：
a．检查装置气密性：关闭分液漏斗活塞，将导管一端浸入水中，双手紧握锥形瓶，若导管口有气泡冒出，松开手后形成一段稳定水柱，说明气密性良好。
b．装药品：先加二氧化锰固体，再加过氧化氢溶液。
c.收集气体：
排水法：当导管口的气泡连续、均匀冒出时开始收集（先排出的是装置内的空气）。
向上排空气法：氧气密度比空气大，将导管伸入集气瓶底部。
d.验满：
排水法：集气瓶口有大气泡冒出时，说明已收集满。
向上排空气法：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，说明已收集满。
e.检验：将带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃，证明是氧气。
（2）高锰酸钾加热分解（固体加热型）
①药品：高锰酸钾（KMnO ，暗紫色固体）。
②反应原理：高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气
③实验装置：试管、铁架台、酒精灯、导管、水槽、集气瓶。
④注意事项：
a.试管口略向下倾斜（防止冷凝水倒流，炸裂试管）。
b.试管口放一团棉花（防止加热时高锰酸钾粉末进入导管）。
c.实验结束后，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）。
（3）氯酸钾加热分解（固体加热型）
①药品：氯酸钾（KClO ）、二氧化锰（MnO ，催化剂）。
②反应原理：氯酸钾氯化钾+氧气
3. 催化剂
（1）定义：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（工业上叫触媒）。
（2）特点：一变（改变反应速率，包括加快或减慢）、两不变（质量、化学性质不变）。
（3）注意：催化剂只改变反应速率，不改变生成物的质量；一个反应的催化剂可能有多种，且催化剂具有专一性。
知识点5 化合反应与分解反应
反应类型 定义 特点 表达式 举例
化合反应 由两种或两种以上物质生成一种物质的反应 多变一 A+B→C 硫+氧气点燃 二氧化硫
分解反应 由一种物质生成两种或两种以上物质的反应 一变多 C→A+B 过氧化氢二氧化锰
教材习题01一个集气瓶中充满了空气。现要除去其中的氧气，又不使空气中增加新的气体成分，可选用的可燃物是（ ）。A. 木炭B. 细铁丝C. 磷D. 硫
【答案】C
解题方法：A. 木炭燃烧生成二氧化碳气体，会引入新的气体杂质。B. 细铁丝在空气中不能燃烧，无法除去氧气。C. 磷燃烧生成五氧化二磷固体，能除去氧气且不引入新气体。D. 硫燃烧生成二氧化硫气体，会引入新的气体杂质。
教材习题02下列反应属于化合反应的是（ ），属于氧化反应的是（ ）。A. 碳 + 氧气 二氧化碳B. 石蜡 + 氧气 二氧化碳 + 水C. 过氧化氢 水 + 氧气D. 二氧化碳 + 水→碳酸
【答案】属于化合反应的是：A、D属于氧化反应的是：A、B
解题方法：化合反应：由两种或两种以上物质生成一种物质的反应（“多变一”）。A：碳 + 氧气→二氧化碳（多变一，是化合反应）D：二氧化碳 + 水→碳酸（多变一，是化合反应）氧化反应：物质与氧气发生的反应。A：碳与氧气反应，是氧化反应B：石蜡与氧气反应，是氧化反应C 是分解反应（一变多），D 是化合反应但不是氧化反应（反应物不含氧气）。
教材习题03现有两瓶气体，分别盛有空气和氧气，请简述区分方法。
【答案】将带火星的木条分别伸入两瓶气体中，若木条复燃，则该瓶气体为氧气；若木条无明显变化，则该瓶气体为空气。
解题方法：利用氧气支持燃烧的化学性质，氧气浓度越高，燃烧越剧烈。
考点一 空气中氧气含量的测定
1．科学兴趣小组利用如图所示的改进装置测定空气中氧气的含量。胶头滴管中的水接触生石灰一段时间后，白磷开始燃烧，待白磷熄灭冷却至室温后打开止水夹。下列关于该实验的描述正确的是（　　）
A．白磷不足会使测定结果偏大
B．试管中的细沙可防止试管炸裂
C．注射器中的活塞先左移再右移，最终停留在10mL刻度处
D．滴管中的水和注射器中的水作用相同
【答案】B
【解答】解：A、白磷燃烧消耗氧气，当白磷不足时，不能将试管内的氧气完全反应掉，测量结果偏小，故A错误；
B、白磷燃烧会发出热量，为防止试管炸裂，可在试管底部放少量细沙，将白磷放在细沙上，故B正确；
C、因为实验中是在白磷熄灭冷却至室温后再打开止水夹，因此注射器中的活塞会向左移动，最终停留在10mL刻度处，故C错误；
D、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；注射器中的水是用于推断消耗的氧气的体积，作用不同，故D错误。
故选：B。
2．暖宝宝中有铁粉等物质，遇氧气温度升高。小红用压强、氧气浓度和温度三种数字传感器画出暖宝宝原料遇空气的数据变化图像，如图2，下列说法中不正确的是（　　）
A．Ⅰ为温度变化曲线
B．Ⅲ为氧气浓度变化曲线
C．Ⅰ和Ⅱ开始增大是因为铁发生氧化反应放热
D．暖宝宝原料足量时，瓶内压强可降至0
【答案】D
【解答】解：A、铁进行氧化反应放热，容器内温度升高，反应结束后，温度逐渐恢复到室温。曲线Ⅰ中，反应前后数值相等，为温度变化曲线，故A正确；
B、由分析可知，Ⅲ中数值逐渐降低，反应过程中氧气被逐渐消耗，Ⅲ为氧气浓度变化曲线，故B正确；
C、根据分析可知，曲线Ⅰ是温度变化曲线、曲线Ⅱ是压强变化曲线；曲线Ⅰ、Ⅱ开始上升是因为铁缓慢氧化放热所致，故C正确；
D、如果暖宝宝原料足量，压强不能降至0，是因为容器内还有不能被消耗氮气、稀有气体等气体，故D错误。
故选：D。
3．用如图所示装置进行实验。下列现象能证明空气中 O2 含量的是（　　）
A．水槽中液面下降
B．瓶中液面最终上升至1处
C．红磷燃烧，产生白烟
D．瓶中液面先下降，后上升
【答案】B
【解答】解：A、红磷燃烧放出大量的热，使装置内空气受热膨胀，使水槽中液面下降，不能证明空气中O2含量，故选项错误。
B、瓶中液面最终上升至1处，是因为红磷燃烧消耗了空气中的氧气，说明氧气约占空气总体积的，能证明空气中O2含量，故选项正确。
C、红磷燃烧，产生白烟，是红磷燃烧的实验现象，不能证明空气中O2含量，故选项错误。
D、瓶中液面先下降，是因为红磷燃烧放出大量的热，使装置内空气受热膨胀；后上升，是因为消耗了空气中的氧气，但不能证明空气中O2含量，故选项错误。
故选：B。
4．实验室里可用如图装置粗略测定空气中氧气的体积分数，图中注射器内有一可自由滑动的活塞，活塞左端管内密封有空气，右端跟外界空气相通．实验开始前活塞处在刻度5厘米处．实验时，用热水对玻璃管内足量的白磷微热，反应开始就撤离热水，待反应结束后冷却至室温．整个实验过程观察到活塞移动的情况是（　　）
A．向左移动4厘米刻度附近停止
B．向右移动到6厘米刻度附近停止
C．先向右移动，再向左移动到5厘米刻度附近停止
D．先向右移动，再向左移动到4厘米刻度附近停止
【答案】D
【解答】解：白磷燃烧放出大量的热，装置内气体会受热膨胀，活塞先向右移动；白磷燃烧消耗了装置内的氧气，剩余气体总体积变为原来的，恢复到室温后，再向左移动，活塞在4厘米刻度处停止。
故选：D。
5．小柯带着收集到的气体来到实验室，用巧妙的办法来测定氧气的含量。开始前的装置如图所示，其中暖宝宝贴（主要成分为铁粉、木炭、食盐）的热量来源于铁粉的氧化。为保证实验准确度，实验前必须 　检查装置气密性　 ；实验后必须等 　装置冷却至室温　 时才能记录量筒内剩余水的体积：若最后流入玻璃瓶（容积为270毫升）中的水的体积为45毫升（铁粉生锈消耗的水忽略不计），所测空气中氧气的体积分数为 　18%　 。
【答案】检查装置气密性；装置冷却至室温；18%。
【解答】解：为保证实验准确度，实验前必须检查装置气密性；实验后必须等装置冷却至室温时才能记录量筒内剩余水的体积。玻璃瓶容积为270毫升，初始加入20毫升水，则瓶内空气体积为270﹣20＝250毫升，流入玻璃瓶中的水的体积为45毫升，即消耗氧气的体积为45毫升。所测空气中氧气的体积分数为18%。
故答案为：检查装置气密性；装置冷却至室温；18%。
考点二 空气的成分
6．天宫空间站中的“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．氮气 B．氧气 C．稀有气体 D．二氧化碳
【答案】A
【解答】解：空气的成分按体积计算，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%、其它气体和杂质占0.03%；天宫空间站中的“人造空气”与地球空气成分含量基本相同，则“人造空气”中体积分数最大的是氮气。
故选：A。
7．已知在同温同压下，气体的体积之比等于分子个数之比。如果用“”表示氧原子，“”表示氮原子，则下列模型表示空气的主要成分的微观示意图正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】C
【解答】解：氧气约占空气体积的，氮气约占空气体积的，图C中氮气分子和氧气分子4：1，且混合均匀，故可表示空气微观模型的是C；
故选：C。
8．打捞韩国“岁月号”沉船是水下作业，潜水员需要呼吸富氧空气。富氧空气中氧气含量高于普通空气中的含量，富氧空气中氧气与其他气体的体积比可以是（　　）
A．1：2 B．1：5 C．1：4 D．21：79
【答案】A
【解答】解：A、氧气的体积分数大于空气中的平均氧气体积分数的空气称为富氧空气，即氧气的体积分数大于21%，1：2大约是33.3%，属于富氧空气，故A正确；
B、1：5不可以，比空气中的还低，故B错误；
C、空气的成分主要以氮气和氧气为主，氧气约占五分之一，氮气约占五分之四，属于普通空气的组成，故C错误；
D、21：79与空气的成分相差不大，故D错误。
故选：A。
9．下列说法正确的是（　　）
A．空气的成分是比较固定的，主要由氮气和氧气组成
B．空气中氧气的质量占21%，氮气占78%
C．在通常状况下，无色、无味的气体一定是空气
D．空气是一种单一的物质，它是由空气一种成分组成
【答案】A
【解答】解：A、在通常情况下，空气的成分是比较固定的，主要由氮气和氧气组成，故A正确；
B、空气的成分按体积计算，大约是：氮气78%，氧气21%，则空气中氧气的质量占21%，氮气占78%是错误的；
C、在通常状况下，无色、无味的气体不一定是空气，如氧气也是无色无味的，故C错误；
D、空气不是一种单一的物质，它是由多种成分组成，故D错误。
故选：A。
考点三 氮气和稀有气体的性质和用途
10．空气是一种宝贵的自然资源，下列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
【解答】解：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；
故选：B。
考点四 氧气的物理性质
11．下列关于氧气物理性质说法错误的是（　　）
A．通常状况下氧气是无色无气味的气体
B．鱼类能在水中生活，证明氧气易溶于水
C．通常状况下，氧气的密度大于空气
D．通过低温加压，可使氧气液化成淡蓝色的液体
【答案】B
【解答】解：A、通常状况下氧气是无色无气味的气体，说法正确；
B、鱼类能在水中生活，是因为氧气能溶于水，不能说明是易溶于水，说法错误；
C、通常状况下，氧气的密度比空气的密度大，说法正确；
D、通过低温加压，可使氧气液化成淡蓝色的液体，说法正确；
故选：B。
考点五 氧气的化学性质
12．氧气的化学性质较为活泼，下列有关说法错误的是（　　）
A．红磷在空气中燃烧时，产生大量白雾，放出大量的热
B．将一根带火星的木条伸入充满氧气的集气瓶中，木条会复燃
C．铁丝在氧气中剧烈燃烧时，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体
D．硫粉在氧气中燃烧时，发出明亮的蓝紫色火焰，生成具有刺激性气味的气体
【答案】A
【解答】解：A、红磷在空气中燃烧时，放出大量的热，产生大量的白烟，而不是白雾，故选项说法错误。
B、氧气能支持燃烧，将一根带火星的木条伸入充满氧气的集气瓶中，木条会复燃，故选项说法正确。
C、铁丝在氧气中剧烈燃烧时，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。
D、硫粉在氧气中燃烧时，发出明亮的蓝紫色火焰，生成具有刺激性气味的气体，故选项说法正确。
故选：A。
13．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
【解答】解：A、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，所以实验Ⅰ中倒入澄清石灰水，可检验有无新物质（二氧化碳 ）生成，故A正确；
B、铁丝在氧气中燃烧的现象是剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体，故B正确；
C、铁丝在空气中不能燃烧，即使选用砂纸打磨过的铁丝，空气中氧气浓度较低，也无法使铁丝燃烧，故C错误；
D、集气瓶口盖上毛玻璃片，能起到密封作用，可防止氧气逸出，故D正确；
故选：C。
14．我们在做“物质在氧气中的燃烧”实验时，把甲、乙、丙三种物质，分别放入A、B、C三瓶氧气中燃烧。A瓶中看到了明亮的蓝紫色火焰，B瓶中看到了火星四射，C瓶中出现了明亮的白光。则对此实验的推断正确的是（　　）
A．甲物质为硫，并且A瓶中会产生一种无色无味的气体
B．乙物质为铁，B瓶中会产生一种白色的固体
C．丙物质可能为木炭，同时C瓶中会生成一种可使澄清石灰水变浑浊的气体
D．在AB瓶中还得加入一些细沙或少量的水以保护集气瓶
【答案】C
【解答】解：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二氧化硫，该选项说法不正确；
B、铁在氧气中燃烧火星四射，生成黑色固体四氧化三铁，该选项说法不正确；
C、木条燃烧发出白光，生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，因此丙物质可能为木炭，同时C瓶中会生成一种可使澄清石灰水变浑浊的气体，该选项说法正确；
D、硫燃烧生成二氧化硫，加入水是为了吸收二氧化硫，防止污染环境，铁燃烧形成的高温熔融物容易溅落，加入水是为了防止炸裂集气瓶，该选项说法不正确。
故选：C。
15．铁丝在氧气中可以剧烈燃烧，但在空气中很难燃烧，其主要影响因素是（　　）
A．反应温度 B．氧气浓度 C．催化剂 D．铁丝质量
【答案】B
【解答】解：铁丝在氧气中可以剧烈燃烧，但在空气中很难燃烧，空气中氧气的浓度比氧气中低，则主要影响因素是氧气浓度。
故选：B。
16．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。如图所示是硫粉、红磷、光亮的细铁丝在氧气中燃烧的实验装置。请分析回答下列问题：
（1）小科是个善于思考、善于总结的学生，做完实验后，他发现了一些共同点：在反应条件方面，三个实验都要 　点燃　 。
（2）小科同时也总结出在生成物的种类、状态和观察到的实验现象三个方面存在不同。其中丙中观察到的实验现象是 　剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成一种黑色固体　 。
（3）小科还总结出：三个实验的集气瓶底部都放有少量水，其中甲集气瓶底部放少量水的目的是 　吸收二氧化硫，防止污染空气　 。
【答案】（1）点燃；
（2）剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成一种黑色固体；
（3）吸收二氧化硫，防止污染空气。
【解答】解：（1）硫粉、红磷、光亮的细铁丝在氧气中燃烧，在反应条件方面，三个实验都要点燃。
（2）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。
（3）硫在氧气中燃烧生成污染空气的二氧化硫，集气瓶底部放少量水的目的是吸收二氧化硫，防止污染空气。
故答案为：
（1）点燃；
（2）剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成一种黑色固体；
（3）吸收二氧化硫，防止污染空气。
考点六 氧气的工业制法
17．变压吸附法的原理是利用分子筛吸附氮气和氧气能力的差异将二者进行分离。在吸附塔中，通过加压与减压的交替循环，可以使分子筛重复使用。部分过程的示意图如图：
下列说法不正确的是（　　）
A．变压吸附法制取的氧气中含有稀有气体
B．变压吸附法制取的氧气中含有二氧化碳
C．分子筛对氮气的吸附能力与吸附塔内气体压强有关
D．分子筛中发生的变化是物理变化
【答案】B
【解答】解：A、空气中含有稀有气体，且稀有气体不能被除去，所以变压吸附法制取的氧气中含有稀有气体，故A正确；
B、空气中含有二氧化碳，但是二氧化碳能被氧化铝除去，所以变压吸附法制取的氧气中不含有二氧化碳，故B错误；
C、在吸附塔中，通过加压与减压的交替循环，所以分子筛对氮气的吸附能力与吸附塔内气体压强有关，故C正确；
D、分子筛吸附氮气和氧气能力的差异将二者进行分离，此过程中没有新物质生成，属于物理变化，故D正确。
故选：B。
18.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 　降温　 。（填“升温”或“降温”）
（2）液态空气分离过程中，　氮气　 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 　BC　 （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）氮气。
（3）BC。
【解答】解：（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，故答案为：降温。
（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，故答案为：氮气。
（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。
考点七 氧气的实验室制取方法
19．加热试管中一定质量的高锰酸钾固体使其分解（反应的化学方程式：2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑）。下列能正确反映该过程中各科学量随时间变化的图象是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】C
【解答】解：A、高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，随着反应的进行，氧气的质量从0开始逐渐增加，至反完全反应不再发生改变，故选项图像错误。
B、高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，随着反应的进行，氧气逸出，固体的质量逐渐减少，至反完全反应不再发生改变，但最终固体质量不会减小至0，故选项图像错误。
C、高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应前后固体中钾元素的质量不变，故选项图像正确。
D、高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，随着反应的进行，二氧化锰的质量从0开始逐渐增加，至反完全反应不再发生改变，故选项图像错误。
故选：C。
20．如图是实验室用高锰酸钾制取并收集氧气的实验装置图，下列关于氧气制取和收集的实验操作错误的是（　　）
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
【解答】解：
A、实验室制取气体时，先检查装置气密性，再装药品，故选项说法正确。
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，故选项说法正确。
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，故选项说法正确。
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，故选项说法错误。
故选：D。
21．如图是气体制取与性质验证的组合实验，打开A中分液漏斗的活塞，请回答问题：
（1）写出仪器Ⅰ的名称　锥形瓶　 。
（2）D中观察到的现象是　C中液体流入D中，D中石灰石表面产生气泡　 。
（3）在G装置上画出用排水法收集一种难溶性气体的方法。（画图表示）
【答案】（1）锥形瓶；
（2）C中液体流入D中，D中石灰石表面产生气泡；
（3）。
【解答】解：（1）仪器Ⅰ的名称是锥形瓶，常用作反应容器。故答案为：锥形瓶；
（2）D中观察到的现象是C中液体流入D中，D中石灰石与盐酸反应生成二氧化碳气体，因此观察到石灰石表面产生气泡。故答案为：C中液体流入D中，D中石灰石表面产生气泡；
（3）用排水法收集一种难溶性气体的方法如下图所示：
。
22．实验室常用于制取氧气的方法有：
a、加热氯酸钾晶体和二氧化锰粉末；
b、加热高锰酸钾固体；
c、用二氧化锰粉末作催化剂使过氧化氢溶液分解产生水和氧气
（1）请仔细分析装置A的特点，推测其所用的制氧气的方法是 　b　 （填a、b或c）；
（2）采用方法c制取氧气应该选用装置 　B　 （填“A”或“B”）；
（3）利用装置A制氧气，在结束实验时要先撤离导管出水面，再熄灭酒精灯，其目的是：　防止水槽中的倒吸炸裂试管　 ；利用装置B制氧气时，仪器③的下端要插入液面以下，其目的是：　防止产生的气体从长颈漏斗下端逸出　 。
【答案】（1）b；
（2）B；
（3）防止水槽中的倒吸炸裂试管；防止产生的气体从长颈漏斗下端逸出。
【解答】解：（1）装置A属于固、固加热型，试管口有棉花，适合用作高锰酸钾制取氧气的发生装置，故选：b；
（2）用过氧化氢和二氧化锰混合制取氧气，属于固、液常温型，适合用装置B制取；故选：B；
（3）利用装置A制氧气，为了防止水槽中的倒吸炸裂试管，要先把导管从水槽中移出，再熄灭酒精灯；利用装置B制氧气时，为了防止产生的气体从长颈漏斗下端逸出，长颈漏斗的下端要插入液面以下。
故答案为：
（1）b；
（2）B；
（3）防止水槽中的倒吸炸裂试管；防止产生的气体从长颈漏斗下端逸出。
考点八 化合反应和分解反应
23．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
【解答】解：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，故选项不符合题意；
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，故选项不符合题意；
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，故选项符合题意；
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，故选项不符合题意。
故选：C。
24．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。请回答下面小题。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
【答案】D
【解答】解：A过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解为水和氧气，符合“一变多”的特征，属于分解反应，A正确；
B.高锰酸钾在加热条件下分解为锰酸钾、二氧化锰和氧气，符合“一变多”的特征，属于分解反应，B正确；
C.氯酸钾在二氧化锰作催化剂并加热的条件下分解为氯化钾和氧气，符合“一变多”的特征，属于分解反应，C正确；
D.二氧化碳和水在光和叶绿体的作用下生成有机物和氧气，这个反应的反应物是两种，不符合“一变多”的特征，不属于分解反应，D错误。故选：D。
25．现有几种变化：
①氢气+氧气水
②乙炔+氧气水+二氧化碳
③碱式碳酸铜氧化铜+二氧化碳+水
④氯化氢+氨气→氯化铵
其中属于化合反应的是 　①④　 （填序号，下同），属于分解反应的是 　③　 。
【答案】①④；③。
【解答】解：①氢气+氧气水，该反应符合“多变一”的形式，属于化合反应。
②乙炔+氧气水+二氧化碳，该反应的反应物和生成物均是两种，不符合“一变多”、“多变一”的形式，不属于分解反应、化合反应。
③碱式碳酸铜氧化铜+二氧化碳+水，该反应符合“一变多”的形式，属于分解反应。
④氯化氢+氨气→氯化铵，该反应符合“多变一”的形式，属于化合反应。
故答案为：
④；③。
1．下列物质在氧气中燃烧，其中可观察到火星四射现象的是（　　）
A．木炭 B．铁丝
C． 硫粉 D．蜡烛
【答案】B
【解答】解：A、木炭在氧气中燃烧，发出白光，故选项错误。
B、铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，故选项正确。
C、硫粉在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，故选项错误。
D、蜡烛在氧气中燃烧，发出白光，故选项错误。
故选：B。
2．下图是氧气的实验室制备、收集、验满、验证性质的操作，其中正确的是（　　）
A．制备 B．收集
C．验满 D．验证性质
【答案】A
【解答】解：A、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；为防止加热时试管内的粉末状物质进入导管，试管口应放一团棉花，故选项实验操作正确。
B、氧气的密度比空气大，可用向上排空气法收集，但是导管口应伸到集气瓶底部，这样才能将集气瓶内空气排尽，故选项实验操作错误。
C、氧气具有助燃性，氧气验满的方法：将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，说明已经集满，不能伸到集气瓶内部，故选项实验操作错误。
D、细铁丝在氧气中燃烧放出大量的热，应在集气瓶底部放少量水或铺一层细沙，防止高温熔融物溅落，炸裂瓶底，故选项实验操作错误。
故选：A。
3．如图所示，在进行“铁丝在氧气中燃烧”的实验时，下列做法正确的是（　　）
A．瓶中加水或沙，待火柴快燃尽时伸入
B．瓶中不加水或沙，待火柴燃尽后伸入
C．瓶中加水或沙，待火柴燃尽后伸入
D．瓶中不加水或沙，待火柴快燃尽时伸入
【答案】A
【解答】解：在进行“铁丝在氧气中燃烧”的实验时，瓶中加水或沙（防止高温熔融物溅落，炸裂瓶底），待火柴快燃尽时伸入集气瓶内（伸入过早会消耗氧气，伸入过晚，温度达不到铁丝的着火点）。
故选：A。
4．下列关于实验室利用双氧水溶液制取氧气的描述正确的是（　　）
A．试剂：烧瓶内的水起缓冲和稀释作用
B．收集：氧气的密度比空气大，可用向下排空气法收集
C．检验：用燃着的木条伸入集气瓶内，若木条熄灭，则证明是氧气
D．验满：用带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃，则证明集满
【答案】A
【解答】解：A、在该实验中，烧瓶内的水可以稀释过氧化氢溶液，还能起到缓冲的作用，故A说法正确；
B、氧气的密度比空气大，可用向上排空气法收集，故B说法错误；
C、用带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃，则证明是氧气，故C说法错误；
D、将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则证明集满，故D说法错误。
故选：A。
5．如图为空气中氧气含量的测定实验。关于该实验的说法正确的是（　　）
A．可用木炭代替红磷进行实验
B．红磷量不足会导致测定结果偏大
C．未冷却至室温就打开止水夹一定会导致测定结果偏大
D．该实验可以说明氮气难溶于水
【答案】D
【解答】解：A、木炭燃烧生成二氧化碳气体，装置内的压强几乎不变，因此不能用木炭代替红磷进行实验，故A说法错误；
B、红磷量不足就不能耗尽瓶内的氧气，实验结束装置冷却至室温后，打开止水夹，进入的水偏少，会导致测定结果偏小，故B说法错误；
C、未冷却至室温就打开止水夹会导致进入的水偏少，会导致测定结果偏小，故C说法错误；
D、打开弹簧夹，烧杯中的水进入集气瓶，且进入的水约占集气瓶容积的五分之一，水不再继续进入，说明氮气难溶于水，故D说法正确。
故选：D。
6．在做氯酸钾和二氧化锰混合制取氧气实验时，小科绘制了如图的图像模型，则y表示（　　）
A．试管中氯酸钾的质量
B．试管中氯化钾的质量
C．试管中固体的总质量
D．试管中二氧化锰的质量
【答案】C
【解答】解：A、氯酸钾在二氧化锰的催化作用下、在加热条件下生成氯化钾和氧气，随着反应的进行，氯酸钾逐渐分解，其质量逐渐减少，最终减少至0，与图像不符，故选项错误。
B、氯酸钾在二氧化锰的催化作用下、在加热条件下生成氯化钾和氧气，试管中氯化钾的质量从0开始逐渐增加，至完全反应不再发生改变，与图像不符，故选项错误。
C、根据质量守恒定律可知，随着反应的进行，氧气逸出，试管中固体的总质量逐渐减少，至完全反应不再发生改变，最终试管中剩余固体为氯化钾和二氧化锰的混合物，与图像相符，故选项正确。
D、二氧化锰在反应中作催化剂，反应前后质量不变，与图像不符，故选项错误。
故选：C。
7．神舟十八号“太空养鱼”项目进展顺利。下列能供给斑马鱼和宇航员呼吸的气体是（　　）
A．氧气 B．氮气 C．水蒸气 D．二氧化碳
【答案】A
【解答】解：A、氧气用途有：支持燃烧和供给呼吸；能供给斑马鱼和宇航员呼吸的气体是氧气；故选项正确；
B、氮气的用途是：制造氮肥、氮气充入食品包装袋内可以防腐、液态氮可以做制冷剂；因此氮气不能供给呼吸；故选项错误；
C、水蒸气不能供给呼吸，故选项错误；
D、二氧化碳不能供给呼吸，故选项错误；
故选：A。
8．凉开水不宜养鱼，主要是因为凉开水中几乎不含（　　）
A．氧元素 B．氢元素 C．氧原子 D．氧分子
【答案】D
【解答】解：A、水（H2O）是由氢元素和氧元素组成的，凉开水也是水，肯定含有氧元素，所以不能说凉开水中几乎不含氧元素，故选项A不合题意；
B、水由氢、氧元素组成，凉开水中含有氢元素，故选项B不合题意；
C、水分子（H2O）是由氢原子和氧原子构成的，凉开水中存在水分子，也就含有氧原子，故选项C不合题意；
D、鱼呼吸需要氧气，氧气是由氧分子构成的。水在加热过程中，水中溶解的氧气会逸出，凉开水中氧气含量极少，即几乎不含氧分子，这就是凉开水不宜养鱼的主要原因，故选项D符合题意。
故选：D。
9．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。请回答下面小题。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．
【答案】C
【解答】解：A、氧气的密度比空气大，可用向上排空气法收集，此图气体应该从长管进，故选项不符合题意。
B、氧气的密度比空气大，可用向上排空气法收集，此图气体应该从短管进，故选项不符合题意。
C、氧气的密度比空气大，可用向上排空气法收集，此图能收集到氧气，故选项符合题意。
D、氧气的密度比空气大，可用向上排空气法收集，此图导管都是短管，导入的氧气马上又会排出，无法收集氧气，故选项不符合题意。
故选：C。
10．化合反应是化学反应基本类型之一。下列反应中属于化合反应的是（　　）
A．石蜡+氧气二氧化碳+水
B．硫+氧气二氧化硫
C．氯酸钾氯化钾+氧气
D．双氧水水+氧气
【答案】B
【解答】解：A、该反应的生成物有两种，因此该反应不属于化合反应，故A不合题意；
B、该反应符合“多变一”的特征，属于化合反应，故B符合题意；
C、该反应符合“一变多”的特征，属于分解反应，故C不合题意；
D、该反应符合“一变多”的特征，属于分解反应，故D不合题意；
故选：B。
11．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像最接近的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】C
【解答】解：白磷燃烧放热，气体膨胀，导致气压增大的幅度大于氧气减少导致气压减小的幅度，因此开始一段时间，气压增大，完全反应后氧气消耗，温度降低，气压减小至小于原气压，减小幅度约为空气总体积的五分之一，C选项符合题意。
故选：C。
12．工业制氧有多种方法，空气冷冻分离法是常用方法之一，流程如图所示。
空气冷冻分离法
（1）利用空气冷冻分离法来获取氧气，主要是利用了液氧与液氮哪一物理性质的差异？　沸点　 。
（2）下列关于氧气的说法，正确的是（ 　C　 ）。
A．液氧用于火箭发射时利用氧气的可燃性
B．空气从气态变成液态后氧气的质量分数增大
C．液氧与氧气化学性质相同
【答案】（1）沸点；
（2）C。
【解答】解：（1）空气冷冻分离法获取氧气，主要是利用了液氧（沸点﹣183℃）与液氮（沸点﹣196℃）沸点的差异，通过低温蒸发，沸点低的液氮先蒸发出来，剩下的主要是液氧；故答案为：沸点；
（2）A、液氧用于火箭发射时利用的是氧气的助燃性，氧气不具有可燃性，故错误；
B、空气从气态变成液态后，各成分的质量分数不变，故错误；
C、分子是保持物质化学性质的最小粒子，液氧和氧气都是由氧分子构成的，化学性质相同，故正确；
故选：C。
13．如表是二氧化锰用量与一定质量氯酸钾制取氧气反应速率关系的实验数据：
二氧化锰与氯酸钾的质量比 1：40 1：20 1：10 1：5 1：3 1：2 2：3 1：1 2：1
生成1L氧气所需的时间（s） 124 79 60 54 75 93 106 153 240
（1）据表可知二氧化锰与氯酸钾的质量比为　1：5　 时，反应速率最快。
（2）二氧化锰用量过多冲淡了氯酸钾粉末，相当于减小反应物的　接触面积　 ，所以反应速率受到影响。
（3）二氧化锰的用量过少时产生氧气的速率很慢，原因是　大大减少了二氧化锰和氯酸钾接触的机会　 。
【答案】（1）1：5。
（2）接触面积。
（3）大大减少了二氧化锰和氯酸钾接触的机会。
【解答】解：（1）据表可知二氧化锰与氯酸钾的质量比为1：5时，反应速率最快。
故答案为：1：5。
（2）二氧化锰用量过多冲淡了氯酸钾粉末，相当于减小反应物的接触面积，所以反应速率受到影响。
故答案为：接触面积。
（3）二氧化锰的用量过少时产生氧气的速率很慢，原因是大大减少了二氧化锰和氯酸钾接触的机会。
故答案为：大大减少了二氧化锰和氯酸钾接触的机会。
14．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自磷，活塞左端管内密封有空气，右端的管口跟空气连通．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　浓厚的白烟　 ；活塞先向　右　 移动再向　左　 移动，最终停在刻度　4　 处．
（2）由此实验你可以得出的一条结论是　空气中氧气的含量约占空气体积的．　 ．
【答案】浓厚的白烟；右；左；4；空气中氧气的含量约占空气体积的．
【解答】解：（1）红磷燃烧，产生浓厚的白烟，放出大量的热，装置内的气体受热体积会膨胀，所以活塞向右滑动．反应结束后，随着温度的降低，最终完全恢复至室温后，气体的体积慢慢收缩，活塞向左滑动．由于氧气被消耗掉，氧气约占空气体积的，故装置冷却后活塞左移，到达处4处．所以，活塞最终停在刻度“4”处；
（2）反应结束，恢复到室温后，活塞应停在约4cm处，据此可得出的结论是：空气中氧气约占空气体积的．
故答案为：（1）浓厚的白烟；右；左；4．（2）空气中氧气的含量约占空气体积的．
15．分析硫、碳、铁丝三种物质在氧气中的燃烧：
（1）从操作角度：三种物质都要自上而下 　缓慢　 （填“快速”或“缓慢”）伸入氧气瓶中：铁丝燃烧实验中，需要在火柴快要燃尽时再伸入充满氧气的集气瓶中，其目的是 　防止火柴燃烧消耗过多氧气，保证铁丝能在充足氧气中燃烧　 。
（2）从现象角度；在空气中点燃硫时，观察到淡黄色固体熔化后，燃烧发出 　淡蓝　 色火焰，在氧气中，燃烧得更旺。铁丝在空气中不燃烧，在氧气中剧烈燃烧，火星四射并生成黑色的固体，此黑色的固体物质是 　Fe3O4 （填化学式）。
（3）从能量变化角度：三个实验都是 　放热　 反应（填“吸热”或“放热”）。
【答案】（1）缓慢；防止火柴燃烧消耗过多氧气，保证铁丝能在充足氧气中燃烧；
（2）淡蓝；Fe3O4；
（3）放热。
【解答】解：（1）三种物质都要自上而下缓慢伸入氧气瓶中，这样能使物质与氧气充分接触反应；铁丝燃烧实验中，需要在火柴快要燃尽时再伸入充满氧气的集气瓶中，其目的是防止火柴燃烧消耗过多氧气，保证铁丝能在充足氧气中燃烧。
（2）在空气中点燃硫时，观察到淡黄色固体熔化后，燃烧发出淡蓝色火焰；在氧气中，燃烧得更旺，发出蓝紫色火焰。铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射并生成黑色的固体，此黑色的固体物质是四氧化三铁，化学式为Fe3O4。
（3）燃烧过程会释放热量，所以三个实验都是放热反应。
故答案为：
（1）缓慢；防止火柴燃烧消耗过多氧气，保证铁丝能在充足氧气中燃烧；
（2）淡蓝；Fe3O4；
（3）放热。
16．利用下列实验来探究实验室氧气的制取和性质。
（1）A、B、C三套发生装置都可用于实验室制取O2气体。
①实验室制取O2的文字表达式是 　过氧化氢水+氧气　 。
②主要实验操作步骤有：a.收集气体；b.检查装置气密性；c.将二氧化锰放入锥形瓶中；d.从长颈漏斗中注入过氧化氢溶液正确的操作顺序是 　bcda　 （写字母序号）。
（2）与A装置相比，利用C装置制取O2的优点是 　能控制反应速率　 。
（3）某同学用B装置制取氧气，用排水法收集氧气，在实验过程中因加入的试剂量不足，致使集气瓶内剩余少量水。若想集满这瓶氧气，在不拆卸装置和不添加试剂的前提下，请帮他设计一种解决的方法 　从长颈漏斗中注入水　 。
【答案】（1）①过氧化氢水+氧气；
②bcda；
（2）能控制反应速率；
（3）从长颈漏斗中注入水。
【解答】解：（1）①A、B、C三套发生装置都是固液常温型发生装置，实验室用该类装置制取O2的原理是过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应的文字表达式是：过氧化氢水+氧气；
②实验室制取气体首先要检查装置的气密性，再添加固体试剂、液体试剂，反应收集，则制取氧气的主要实验操作步骤为：b检查装置气密性，c将二氧化锰放入锥形瓶中，d从长颈漏斗中注入过氧化氢溶液，a收集气体，故填：bcda；
（2）与A装置相比，利用C装置制取O2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）某同学用B装置制取氧气，用排水法收集氧气，在实验过程中因加入的试剂量不足，致使集气瓶内剩余少量水。想集满这瓶氧气，在不拆卸装置和不添加试剂的前提下，可以从长颈漏斗中注入水，将装置内的氧气压入集气瓶内。
故答案为：
（1）①过氧化氢水+氧气；
②bcda；
（2）能控制反应速率；
（3）从长颈漏斗中注入水。
17．在制作“简易制氧机”项目式学习中，师生共同制定了如表所示的评价表。小组同学通过对照评价表自评后，完成了如图所示的简易制氧机从1.0到3.0版的迭代。已知使用制氧机的具体操作是量取一次保健吸氧所需过碳酸钠固体（2Na2CO3 3H2O2）置于塑料瓶中，再加入一定量的水和少量的二氧化锰。
简易制氧机评价表
评价指标 优秀 合格 待改进
稳定性 摆放平稳，不易倒伏 摆放较平稳，轻碰后易倒伏 摆放不稳定，不碰即倒
产氧速率 产氧速率适中，适合人体呼吸 产氧速率略快或略慢 产氧速率过快或过慢，不适合人体呼吸
氧气湿度 适宜呼吸，让人体感觉舒适 偏干燥或潮湿，呼吸道略有不适 过于干燥或潮湿，呼吸道极度不适
请回答：
（1）对1.0版的制氧机进行测试时，发现塑料瓶瓶壁微烫。则说明该反应是 　放热　 反应。
（2）从评价指标看，2.0版的制氧机将发生装置和加湿装置固定相贴的作用是 　摆放平稳，不易歪倒　 。
（3）3.0版的制氧机，发生装置中标注了a、b、c三条不同季节的水位线，以控制不同季节产氧速率的大致稳定。c为夏季的水位线，原因是 　夏季温度高，氧气在水中的溶解度减小，需要更高的水位才能达到与其他季节相近的产氧速率（答案不唯一）　 。
（4）制氧机使用后会残留大量含碳酸钠的废液，需调节至中性才能排放。则可以向废液中加入的过量试剂是 　氯化钙溶液　 。
【答案】（1）放热；
（2）摆放平稳，不易歪倒；
（3）夏季温度高，氧气在水中的溶解度减小，需要更高的水位才能达到与其他季节相近的产氧速率（答案不唯一）；
（4）氯化钙溶液。
【解答】解：（1）因为装置外壁变烫，说明反应过程中释放热量，是放热反应；故答案为：放热；
（2）将发生装置和加湿装置固定相贴，装置摆放平稳，不易歪倒；故答案为：摆放平稳，不易歪倒；
（3）气体溶解度随温度升高而减小，夏季水温高，氧气溶解度减小，提高水位可增加氧气与水的接触，维持产氧速率稳定；故答案为：夏季温度高，氧气在水中的溶解度减小，需要更高的水位才能达到与其他季节相近的产氧速率（答案不唯一）；
（4）碳酸钠能与酸反应生成可溶于水的盐、二氧化碳和水，加入过量的氯化钙溶液可将碳酸钠转化为无害的氯化钠，调节至中性后排放；故答案为：氯化钙溶液。
二氧化锰
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第01讲 空气的成分
内容导航——预习三步曲
第一步 学
析教材·学知识：教材精讲精析、全方位预习
练习题·讲典例：教材习题学解题、快速掌握解题方法
练考点·强知识：7大核心考点精准练
第二步 记
串知识·识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握
第三步 测
过关测·稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升
知识点1 空气的成分
1.拉瓦锡实验
（1）实验步骤：汞在密闭容器中加热 12 天，生成 色粉末（氧化汞）；再将红色粉末加热，又得到汞和氧气。
（2）实验结论：空气由 （约占 1/5）和 （约占 4/5）组成，氧气可与汞反应，氮气不支持 、不供给呼吸。
（3）反应原理：
2.空气中氧气含量的测定（红磷燃烧法）
（1）实验原理：红磷燃烧消耗氧气，生成固体五氧化二磷，使装置内压强减小，水倒吸入集气瓶，进入水的体积即为氧气的体积。
（2）实验装置：集气瓶、燃烧匙、导管、烧杯、止水夹。
（3）实验步骤：
①连接装置，检查 。
②集气瓶内加少量水，将剩余容积分为 等份。
③点燃红磷，立即伸入集气瓶并塞紧瓶塞。
④待装置 后，打开止水夹。
（4）实验现象：红磷燃烧产生大量 ，放热；冷却后打开止水夹，水倒吸入集气瓶，约占瓶内原空气体积的 。
（5）实验结论： ；氮气 、不支持 、不易 。
（6）误差分析
结果偏小原因 结果偏大原因
，氧气未耗尽 ，装置内空气受热逸出
，外界空气进入 ，实验中空气从导管逸出
就打开止水夹 /
3.空气的成分与体积分数
成分 体积分数
氮气（N ）
氧气（O ）
稀有气体 0.93%
二氧化碳（CO ） 0.04%
其他气体和杂质 0.03%
知识点2 空气是重要的自然资源
1.氧气的用途
（1）医用： 。
（2）工业：炼钢、生产或产品加工。
（3）其他：支持 、供给 。
2.氮气与稀有气体的性质和用途
气体 物理性质 化学性质 用途
氮气 无色、无味、难溶于水 ； ① 制造硝酸、炸药、氮肥；② 作保护气（焊接金属、食品防腐）；③ 医疗冷冻麻醉；④ 超导材料低温环境
稀有气体 无色、无味、难溶于水 （曾称 “惰性气体”） ① 作保护气；② 电光源（霓虹灯、闪光灯）；③ 激光技术；④ 医疗麻醉
知识点3 氧气的性质
1. 物理性质
（1）通常状况下：无色、无味的气体， 溶于水（1 L 水约溶解 30 mL 氧气）。
（2）标准状况下：密度为 1.429 g/L，比空气密度略 。
（3）三态变化：氧气 183 C 色液体 219 C 色雪花状固体。
2. 化学性质
（1）氧气是一种化学性质比较 的气体，能与多种物质发生 反应，具有 性。
（2）助燃性：将 的木条伸入氧气中，木条 （用于检验氧气）。
（3）与常见物质的反应
物质 在空气中的现象 在氧气中的现象 文字表达式
红磷 产生黄色火焰，放热，生成 燃烧更 ，产生大量
硫 发出微弱的 火焰，放热，生成有 气味的气体 发出明亮的 火焰，放热，生成有 气味的气体
铁丝 持续红热，不能 剧烈燃烧，火星四射，放热，生成 固体
木炭 发 光，放热，生成能使澄清石灰水变 的气体 发 光，放热，生成能使澄清石灰水变 的气体
铝箔 不能 剧烈燃烧，发出 ，放热，生成 固体
（4）注意事项
①硫在氧气中燃烧：集气瓶底部放少量水，吸收二氧化硫，防止空气污染。
②铁丝在氧气中燃烧：
铁丝需打磨除锈，并绕成螺旋状（增大 ）。
末端系火柴梗（ 铁丝）。
集气瓶底部放少量水或细沙（防止 ，炸裂瓶底）。
3. 氧化反应与氧化物
（1）氧化反应：物质与 发生的反应（氧气在反应中提供氧，具有氧化性）。
（2）氧化物：由两种元素组成，且其中一种元素是 的化合物（如 CO 、Fe O 等）。
知识点4 氧气的制取
1. 工业制法
（1）空气冷冻分离法：利用液氮（-196℃）与液氧（-183℃）的 不同，分离液态空气（物理变化）。
流程：空气→净化→压缩→液化→蒸发→氮气（先逸出）、液氧（贮存于蓝色钢瓶）。
（2）膜分离技术：利用 富集空气中的氧气，得到含氧量 90% 以上的富氧空气。
2. 实验室制法
（1）过氧化氢分解（固液常温型）
①药品：过氧化氢溶液（H O ）、二氧化锰（MnO ，催化剂）。
②反应原理：
③实验装置：锥形瓶、分液漏斗、双孔橡皮塞、导管、水槽、集气瓶。
④操作步骤：
a．检查装置 ：关闭分液漏斗活塞，将导管一端浸入水中，双手紧握锥形瓶，若导管口有气泡冒出，松开手后形成一段稳定水柱，说明气密性良好。
b．装药品：先加二氧化锰固体，再加过氧化氢溶液。
c.收集气体：
排水法：当导管口的气泡 、 冒出时开始收集（先排出的是装置内的空气）。
向上排空气法：氧气密度比空气 ，将导管伸入集气瓶 。
d.验满：
排水法：集气瓶口有 冒出时，说明已收集满。
向上排空气法：将 木条放在集气瓶口，若木条 ，说明已收集满。
e.检验：将 木条伸入集气瓶内，若木条 ，证明是氧气。
（2）高锰酸钾加热分解（固体加热型）
①药品：高锰酸钾（KMnO ，暗紫色固体）。
②反应原理：
③实验装置：试管、铁架台、酒精灯、导管、水槽、集气瓶。
④注意事项：
a.试管口略向下倾斜（防止 ，炸裂试管）。
b.试管口放一团棉花（防止加热时高锰酸钾粉末进入 ）。
c.实验结束后，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯（防止 ，使试管炸裂）。
（3）氯酸钾加热分解（固体加热型）
①药品：氯酸钾（KClO ）、二氧化锰（MnO ，催化剂）。
②反应原理：
3. 催化剂
（1）定义：在化学反应里能 其他物质的化学反应 ，而本身的 和 在反应前后都没有发生变化的物质（工业上叫触媒）。
（2）特点：一变（改变 ，包括加快或减慢）、两不变（ 、 不变）。
（3）注意：催化剂只改变反应速率，不改变生成物的质量；一个反应的催化剂可能有多种，且催化剂具有专一性。
知识点5 化合反应与分解反应
反应类型 定义 特点 表达式 举例
化合反应 由两种或两种以上物质生成一种物质的反应 A+B→C 硫+氧气点燃 二氧化硫
分解反应 由一种物质生成两种或两种以上物质的反应 C→A+B 过氧化氢二氧化锰
教材习题01一个集气瓶中充满了空气。现要除去其中的氧气，又不使空气中增加新的气体成分，可选用的可燃物是（ ）。A. 木炭B. 细铁丝C. 磷D. 硫
【答案】C
解题方法：A. 木炭燃烧生成二氧化碳气体，会引入新的气体杂质。B. 细铁丝在空气中不能燃烧，无法除去氧气。C. 磷燃烧生成五氧化二磷固体，能除去氧气且不引入新气体。D. 硫燃烧生成二氧化硫气体，会引入新的气体杂质。
教材习题02下列反应属于化合反应的是（ ），属于氧化反应的是（ ）。A. 碳 + 氧气 二氧化碳B. 石蜡 + 氧气 二氧化碳 + 水C. 过氧化氢 水 + 氧气D. 二氧化碳 + 水→碳酸
【答案】属于化合反应的是：A、D属于氧化反应的是：A、B
解题方法：化合反应：由两种或两种以上物质生成一种物质的反应（“多变一”）。A：碳 + 氧气→二氧化碳（多变一，是化合反应）D：二氧化碳 + 水→碳酸（多变一，是化合反应）氧化反应：物质与氧气发生的反应。A：碳与氧气反应，是氧化反应B：石蜡与氧气反应，是氧化反应C 是分解反应（一变多），D 是化合反应但不是氧化反应（反应物不含氧气）。
教材习题03现有两瓶气体，分别盛有空气和氧气，请简述区分方法。
【答案】将带火星的木条分别伸入两瓶气体中，若木条复燃，则该瓶气体为氧气；若木条无明显变化，则该瓶气体为空气。
解题方法：利用氧气支持燃烧的化学性质，氧气浓度越高，燃烧越剧烈。
考点一 空气中氧气含量的测定
1．科学兴趣小组利用如图所示的改进装置测定空气中氧气的含量。胶头滴管中的水接触生石灰一段时间后，白磷开始燃烧，待白磷熄灭冷却至室温后打开止水夹。下列关于该实验的描述正确的是（　　）
A．白磷不足会使测定结果偏大
B．试管中的细沙可防止试管炸裂
C．注射器中的活塞先左移再右移，最终停留在10mL刻度处
D．滴管中的水和注射器中的水作用相同
2．暖宝宝中有铁粉等物质，遇氧气温度升高。小红用压强、氧气浓度和温度三种数字传感器画出暖宝宝原料遇空气的数据变化图像，如图2，下列说法中不正确的是（　　）
A．Ⅰ为温度变化曲线
B．Ⅲ为氧气浓度变化曲线
C．Ⅰ和Ⅱ开始增大是因为铁发生氧化反应放热
D．暖宝宝原料足量时，瓶内压强可降至0
3．用如图所示装置进行实验。下列现象能证明空气中 O2 含量的是（　　）
A．水槽中液面下降
B．瓶中液面最终上升至1处
C．红磷燃烧，产生白烟
D．瓶中液面先下降，后上升
4．实验室里可用如图装置粗略测定空气中氧气的体积分数，图中注射器内有一可自由滑动的活塞，活塞左端管内密封有空气，右端跟外界空气相通．实验开始前活塞处在刻度5厘米处．实验时，用热水对玻璃管内足量的白磷微热，反应开始就撤离热水，待反应结束后冷却至室温．整个实验过程观察到活塞移动的情况是（　　）
A．向左移动4厘米刻度附近停止
B．向右移动到6厘米刻度附近停止
C．先向右移动，再向左移动到5厘米刻度附近停止
D．先向右移动，再向左移动到4厘米刻度附近停止
5．小柯带着收集到的气体来到实验室，用巧妙的办法来测定氧气的含量。开始前的装置如图所示，其中暖宝宝贴（主要成分为铁粉、木炭、食盐）的热量来源于铁粉的氧化。为保证实验准确度，实验前必须 ；实验后必须等 时才能记录量筒内剩余水的体积：若最后流入玻璃瓶（容积为270毫升）中的水的体积为45毫升（铁粉生锈消耗的水忽略不计），所测空气中氧气的体积分数为 。
考点二 空气的成分
6．天宫空间站中的“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．氮气 B．氧气 C．稀有气体 D．二氧化碳
7．已知在同温同压下，气体的体积之比等于分子个数之比。如果用“”表示氧原子，“”表示氮原子，则下列模型表示空气的主要成分的微观示意图正确的是（　　）
A． B．
C． D．
8．打捞韩国“岁月号”沉船是水下作业，潜水员需要呼吸富氧空气。富氧空气中氧气含量高于普通空气中的含量，富氧空气中氧气与其他气体的体积比可以是（　　）
A．1：2 B．1：5 C．1：4 D．21：79
9．下列说法正确的是（　　）
A．空气的成分是比较固定的，主要由氮气和氧气组成
B．空气中氧气的质量占21%，氮气占78%
C．在通常状况下，无色、无味的气体一定是空气
D．空气是一种单一的物质，它是由空气一种成分组成
考点三 氮气和稀有气体的性质和用途
10．空气是一种宝贵的自然资源，下列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
考点四 氧气的物理性质
11．下列关于氧气物理性质说法错误的是（　　）
A．通常状况下氧气是无色无气味的气体
B．鱼类能在水中生活，证明氧气易溶于水
C．通常状况下，氧气的密度大于空气
D．通过低温加压，可使氧气液化成淡蓝色的液体
考点五 氧气的化学性质
12．氧气的化学性质较为活泼，下列有关说法错误的是（　　）
A．红磷在空气中燃烧时，产生大量白雾，放出大量的热
B．将一根带火星的木条伸入充满氧气的集气瓶中，木条会复燃
C．铁丝在氧气中剧烈燃烧时，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体
D．硫粉在氧气中燃烧时，发出明亮的蓝紫色火焰，生成具有刺激性气味的气体
13．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
14．我们在做“物质在氧气中的燃烧”实验时，把甲、乙、丙三种物质，分别放入A、B、C三瓶氧气中燃烧。A瓶中看到了明亮的蓝紫色火焰，B瓶中看到了火星四射，C瓶中出现了明亮的白光。则对此实验的推断正确的是（　　）
A．甲物质为硫，并且A瓶中会产生一种无色无味的气体
B．乙物质为铁，B瓶中会产生一种白色的固体
C．丙物质可能为木炭，同时C瓶中会生成一种可使澄清石灰水变浑浊的气体
D．在AB瓶中还得加入一些细沙或少量的水以保护集气瓶
15．铁丝在氧气中可以剧烈燃烧，但在空气中很难燃烧，其主要影响因素是（　　）
A．反应温度 B．氧气浓度 C．催化剂 D．铁丝质量
16．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。如图所示是硫粉、红磷、光亮的细铁丝在氧气中燃烧的实验装置。请分析回答下列问题：
（1）小科是个善于思考、善于总结的学生，做完实验后，他发现了一些共同点：在反应条件方面，三个实验都要 。
（2）小科同时也总结出在生成物的种类、状态和观察到的实验现象三个方面存在不同。其中丙中观察到的实验现象是 。
（3）小科还总结出：三个实验的集气瓶底部都放有少量水，其中甲集气瓶底部放少量水的目的是 。
考点六 氧气的工业制法
17．变压吸附法的原理是利用分子筛吸附氮气和氧气能力的差异将二者进行分离。在吸附塔中，通过加压与减压的交替循环，可以使分子筛重复使用。部分过程的示意图如图：
下列说法不正确的是（　　）
A．变压吸附法制取的氧气中含有稀有气体
B．变压吸附法制取的氧气中含有二氧化碳
C．分子筛对氮气的吸附能力与吸附塔内气体压强有关
D．分子筛中发生的变化是物理变化
18.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， 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
考点七 氧气的实验室制取方法
19．加热试管中一定质量的高锰酸钾固体使其分解（反应的化学方程式：2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑）。下列能正确反映该过程中各科学量随时间变化的图象是（　　）
A． B．
C． D．
20．如图是实验室用高锰酸钾制取并收集氧气的实验装置图，下列关于氧气制取和收集的实验操作错误的是（　　）
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
21．如图是气体制取与性质验证的组合实验，打开A中分液漏斗的活塞，请回答问题：
（1）写出仪器Ⅰ的名称 。
（2）D中观察到的现象是 。
（3）在G装置上画出用排水法收集一种难溶性气体的方法。（画图表示）
22．实验室常用于制取氧气的方法有：
a、加热氯酸钾晶体和二氧化锰粉末；
b、加热高锰酸钾固体；
c、用二氧化锰粉末作催化剂使过氧化氢溶液分解产生水和氧气
（1）请仔细分析装置A的特点，推测其所用的制氧气的方法是 （填a、b或c）；
（2）采用方法c制取氧气应该选用装置 （填“A”或“B”）；
（3）利用装置A制氧气，在结束实验时要先撤离导管出水面，再熄灭酒精灯，其目的是： ；利用装置B制氧气时，仪器③的下端要插入液面以下，其目的是： 。
考点八 化合反应和分解反应
23．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
24．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。请回答下面小题。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
25．现有几种变化：
①氢气+氧气水
②乙炔+氧气水+二氧化碳
③碱式碳酸铜氧化铜+二氧化碳+水
④氯化氢+氨气→氯化铵
其中属于化合反应的是 （填序号，下同），属于分解反应的是 。
1．下列物质在氧气中燃烧，其中可观察到火星四射现象的是（　　）
A．木炭 B．铁丝
C． 硫粉 D．蜡烛
2．下图是氧气的实验室制备、收集、验满、验证性质的操作，其中正确的是（　　）
A．制备 B．收集
C．验满 D．验证性质
3．如图所示，在进行“铁丝在氧气中燃烧”的实验时，下列做法正确的是（　　）
A．瓶中加水或沙，待火柴快燃尽时伸入
B．瓶中不加水或沙，待火柴燃尽后伸入
C．瓶中加水或沙，待火柴燃尽后伸入
D．瓶中不加水或沙，待火柴快燃尽时伸入
4．下列关于实验室利用双氧水溶液制取氧气的描述正确的是（　　）
A．试剂：烧瓶内的水起缓冲和稀释作用
B．收集：氧气的密度比空气大，可用向下排空气法收集
C．检验：用燃着的木条伸入集气瓶内，若木条熄灭，则证明是氧气
D．验满：用带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃，则证明集满
5．如图为空气中氧气含量的测定实验。关于该实验的说法正确的是（　　）
A．可用木炭代替红磷进行实验
B．红磷量不足会导致测定结果偏大
C．未冷却至室温就打开止水夹一定会导致测定结果偏大
D．该实验可以说明氮气难溶于水
6．在做氯酸钾和二氧化锰混合制取氧气实验时，小科绘制了如图的图像模型，则y表示（　　）
A．试管中氯酸钾的质量
B．试管中氯化钾的质量
C．试管中固体的总质量
D．试管中二氧化锰的质量
7．神舟十八号“太空养鱼”项目进展顺利。下列能供给斑马鱼和宇航员呼吸的气体是（　　）
A．氧气 B．氮气 C．水蒸气 D．二氧化碳
8．凉开水不宜养鱼，主要是因为凉开水中几乎不含（　　）
A．氧元素 B．氢元素 C．氧原子 D．氧分子
9．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。请回答下面小题。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．
10．化合反应是化学反应基本类型之一。下列反应中属于化合反应的是（　　）
A．石蜡+氧气二氧化碳+水
B．硫+氧气二氧化硫
C．氯酸钾氯化钾+氧气
D．双氧水水+氧气
11．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像最接近的是（　　）
A． B．
C． D．
12．工业制氧有多种方法，空气冷冻分离法是常用方法之一，流程如图所示。
空气冷冻分离法
（1）利用空气冷冻分离法来获取氧气，主要是利用了液氧与液氮哪一物理性质的差异？ 。
（2）下列关于氧气的说法，正确的是（ ）。
A．液氧用于火箭发射时利用氧气的可燃性
B．空气从气态变成液态后氧气的质量分数增大
C．液氧与氧气化学性质相同
13．如表是二氧化锰用量与一定质量氯酸钾制取氧气反应速率关系的实验数据：
二氧化锰与氯酸钾的质量比 1：40 1：20 1：10 1：5 1：3 1：2 2：3 1：1 2：1
生成1L氧气所需的时间（s） 124 79 60 54 75 93 106 153 240
（1）据表可知二氧化锰与氯酸钾的质量比为 时，反应速率最快。
（2）二氧化锰用量过多冲淡了氯酸钾粉末，相当于减小反应物的 ，所以反应速率受到影响。
（3）二氧化锰的用量过少时产生氧气的速率很慢，原因是 。
14．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自磷，活塞左端管内密封有空气，右端的管口跟空气连通．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 ．
15．分析硫、碳、铁丝三种物质在氧气中的燃烧：
（1）从操作角度：三种物质都要自上而下 （填“快速”或“缓慢”）伸入氧气瓶中：铁丝燃烧实验中，需要在火柴快要燃尽时再伸入充满氧气的集气瓶中，其目的是 。
（2）从现象角度；在空气中点燃硫时，观察到淡黄色固体熔化后，燃烧发出 色火焰，在氧气中，燃烧得更旺。铁丝在空气中不燃烧，在氧气中剧烈燃烧，火星四射并生成黑色的固体，此黑色的固体物质是 （填化学式）。
（3）从能量变化角度：三个实验都是 反应（填“吸热”或“放热”）。
16．利用下列实验来探究实验室氧气的制取和性质。
（1）A、B、C三套发生装置都可用于实验室制取O2气体。
①实验室制取O2的文字表达式是 。
②主要实验操作步骤有：a.收集气体；b.检查装置气密性；c.将二氧化锰放入锥形瓶中；d.从长颈漏斗中注入过氧化氢溶液正确的操作顺序是 （写字母序号）。
（2）与A装置相比，利用C装置制取O2的优点是 。
（3）某同学用B装置制取氧气，用排水法收集氧气，在实验过程中因加入的试剂量不足，致使集气瓶内剩余少量水。若想集满这瓶氧气，在不拆卸装置和不添加试剂的前提下，请帮他设计一种解决的方法 。
17．在制作“简易制氧机”项目式学习中，师生共同制定了如表所示的评价表。小组同学通过对照评价表自评后，完成了如图所示的简易制氧机从1.0到3.0版的迭代。已知使用制氧机的具体操作是量取一次保健吸氧所需过碳酸钠固体（2Na2CO3 3H2O2）置于塑料瓶中，再加入一定量的水和少量的二氧化锰。
简易制氧机评价表
评价指标 优秀 合格 待改进
稳定性 摆放平稳，不易倒伏 摆放较平稳，轻碰后易倒伏 摆放不稳定，不碰即倒
产氧速率 产氧速率适中，适合人体呼吸 产氧速率略快或略慢 产氧速率过快或过慢，不适合人体呼吸
氧气湿度 适宜呼吸，让人体感觉舒适 偏干燥或潮湿，呼吸道略有不适 过于干燥或潮湿，呼吸道极度不适
请回答：
（1）对1.0版的制氧机进行测试时，发现塑料瓶瓶壁微烫。则说明该反应是 反应。
（2）从评价指标看，2.0版的制氧机将发生装置和加湿装置固定相贴的作用是 。
（3）3.0版的制氧机，发生装置中标注了a、b、c三条不同季节的水位线，以控制不同季节产氧速率的大致稳定。c为夏季的水位线，原因是 。
（4）制氧机使用后会残留大量含碳酸钠的废液，需调节至中性才能排放。则可以向废液中加入的过量试剂是 。
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