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21教育“胜哥课程”工作室
第24讲 空气和氧气
考点 考试要求
1.说出空气的主要成分(了解) a
2.举例说明空气在人类生活和生产中的重要作用(理解) b
3.说明氧气的用途及与其性质的关系(理解) b
4.说明二氧化碳的用途及其与性质的关系(理解) b
5.列举空气中污染物的主要来源(了解) a
6.列举防治空气污染的方法(了解) a
7.列举空气质量指数的主要内容(了解) a
8.概述氧气的主要物理性质和化学性质(理解) b
9.知道典型金属(镁、铁等)和非金属(碳、硫、磷、 氢气等)在空气或氧气中燃烧的现象及产物(了解) b
10.说明氧气的实验室制备及检验方法(理解) b
11.知道催化剂的概念(了解) a
12.知道催化剂在化学反应中的作用(了解) a
一、空气的成分及用途
1. 空气属于__混合物__(填物质类别)，也是一种宝贵的资源。
2. 空气的成分
各成分的体积分数大约是：氮气_78%__(最大)，氧气_21%_，稀有气体0.93%，二氧化碳0.04%，水蒸气等其他气体和杂质0.03%。
3. 空气中氧气含量的测定
（1） 实验装置：
　　
【特别提醒】集气瓶中水的作用：__吸收热量和五氧化二磷__。该实验应用的探究方法为转化法。
（2）实验药品：红磷。
药品的选择原则：物质在空气中只能与氧气反应，不会跟其他成分反应，生成物为固体，不产生气体。
（3） 实验原理
①设计原理：红磷燃烧消耗密闭容器中的氧气，使密闭容器内压强_变小__，打开止水夹后，在外界大气压的作用下，水被压入密闭容器中，进入容器内水的体积即为消耗的氧气的体积。
②空气中氧气的体积分数＝×100%。
③反应的化学方程式为_4P＋5O2 2P2O5__。
（4）实验步骤及现象
①在实验开始前，检查装置的气密性。
解读：将导管伸入盛水的烧杯中，用手捂住集气瓶外壁，若导管内有气泡冒出，松开手后，导管内形成一段稳定的水柱，则气密性良好。
②点燃燃烧匙内的红磷，立即塞紧瓶塞，观察到：__红磷燃烧，产生大量的白烟__。
③火焰熄灭后，振荡集气瓶，待装置冷却后，打开止水夹，进入集气瓶中水的体积约占集气瓶内空气总体积的_1/5_。
（5）实验结论
空气中氧气的体积约占空气总体积的__1/5__。
（6） 拓展结论
①反应结束后，集气瓶中剩余气体的主要成分为__氮气_，体积约为原集气瓶中空气总体积的_4/5__。
②由实验可知，氮气具有的性质为__不燃烧，也不支持燃烧，且不溶于水__。
核心素养 质疑与创新
①实验中能否用硫粉或炭粉代替红磷，并说明原因
___不能，炭粉和硫粉燃烧会生成气体，虽然消耗了氧气，但由于生成了气体，瓶中压强不会出现明显变化___。
②拉瓦锡测出氧气约占空气总体积的，而在我们的实验中气体减少的体积往往小于，为什么呢？__红磷量不足，氧气不能耗尽(或未等装置冷却至室温，便打开止水夹，装置内气体温度偏高，压强偏大，导致进入瓶中水的体积偏小)__。
③在用铁生锈的原理进行实验时，不是将足量发热剂堆在瓶底，而是将其涂抹在广口瓶内壁的四周，其目的是____增大发热剂与氧气的接触面积，使反应更充分___。
④与原实验装置相比图示装置的优点是__反应装置气密性好____。
4. 空气在人类生活和生产中的重要作用
气体 用途
氮气 ①灯泡中充氮可延长灯泡的使用寿命，食品包装时充氮可以防腐、保鲜(化学性质_不活泼__) ②制造化肥、炸药的重要原料(体现化学性质) ③可作制冷剂，医疗上常用液氮冷却麻醉或冷藏人体细胞组织(体现__物理__性质)
氧气 ①医疗急救(供给_呼吸_) ②乙炔在氧气中燃烧产生高温火焰，用于切割或焊接金属(支持燃烧)
二氧 化碳 ①用作气体肥料(光合作用的原料) ②用于灭火(密度比空气大，不燃烧也不__支持燃烧__) ③用于制纯碱、尿素和汽水 ④干冰，即固态二氧化碳，可作制冷剂，也可用于人工降雨(体现_物理_性质)
稀有 气体 ①常用作保护气，如在焊接金属时用于隔绝空气(化学性质_不活泼__) ②可用于制造各种用途的电光源，如霓虹灯等(通电时能发出不同颜色的光) ③用于激光技术、制造低温环境，如氦气；用于医疗麻醉，如氙气
二、空气的污染与防治
1. 空气质量指数
(1)目前计入空气质量指数(AQI)的污染物有：二氧化硫(或SO2)、二氧化氮(或NO2)、臭氧(或O3)一氧化碳(或CO)和颗粒物等。
(2)空气质量指数范围为0～500，并分为六个级别。指数越大，表征颜色越深，说明空气污染状况越严重，对人体健康的危害也就越大。
2. 空气污染物的主要来源
(1)自然因素：森林火灾、火山爆发等。
(2)人为因素(主要原因)：工业废气、生活燃煤、汽车尾气等。
【特别提醒】①空气中CO2浓度过高会导致温室效应加剧，但CO2不属于空气污染物。
②CO2浓度越高，溶于海水形成的碳酸就越多，海水的酸度就越高。
3. 防治措施
(1)减少污染物排放量。
(2)合理规划工业区与非工业区。
(3)加大植树造林力度。
(4)加大空气质量检测等。
三、氧气
1. 氧气的性质
(1)氧气的物理性质
常温下，氧气是一种__无色无味_的气体，__不易_溶于水。在标准状况下，密度比空气略___大__。在压强为1.01×105帕的条件下，液氧呈_淡蓝__色，固态氧呈雪花状__蓝__色固体。
【特别提醒】闻药品气味的正确操作：用手轻轻地在瓶口扇动，使极少量的气体飘入鼻孔。
(2)氧气的化学性质
氧气是一种化学性质比较活泼的气体，能与许多物质发生反应，能支持燃烧，具有较强的___氧化__性，在点燃或加热条件下能跟大多数非金属或金属反应。
2. 单质在空气或氧气中燃烧
Ⅰ.金属单质
(1)铁丝燃烧
①现象：在空气中，铁丝红热，不燃烧；
在氧气中，剧烈燃烧，__火星四射，放出大量的热，生成黑色固体____。
②在氧气中燃烧的化学方程式：__3Fe＋2O2 Fe3O4____。
【特别提醒】反应前在集气瓶瓶底预先装有少量水或铺一层细沙，目的是____防止高温熔融物溅落使集气瓶炸裂___。
(2)镁条燃烧
①现象：在空气中，剧烈燃烧，发出_耀眼白光__，放出大量的热，生成__白色物体_；在氧气中燃烧更剧烈。
②化学方程式：___2Mg＋O2 2MgO__。
(3)铝箔燃烧
①实验：将一小片铝箔一端固定在粗铁丝上，另一端裹一根火柴。点燃火柴，待火柴燃尽时，立即把铝箔伸入留有水、充满氧气的集气瓶中。
②现象：发出__耀眼的白光，生成白色固体__。
③化学方程式：___4Al＋3O2 2Al2O3___。
Ⅱ.非金属单质
(1)磷燃烧
①现象：在空气中燃烧，_产生大量白烟__，放出大量的热；在氧气中燃烧更剧烈。
②化学方程式：____4P＋5O2 2P2O5_________。
(2)硫燃烧
①现象：在空气中燃烧，发出___淡蓝色火焰_，放出热量；在氧气中燃烧，发出__明亮的蓝紫色火焰__，放出大量的热，在空气和氧气中燃烧均生成有刺激性气味的气体。
②化学方程式：__S＋O2 SO2___。
【特别提醒】a.反应前在集气瓶瓶底加少量水或氢氧化钠溶液的目的是___吸收生成的有害气体SO2___，防止污染空气。
b. 硫粉燃烧生成的SO2与水反应生成H2SO3，显酸性，能使紫色石蕊溶液变__红__。
c．NaOH溶液吸收SO2的化学方程式为__2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O__。
(3)木炭燃烧
①现象：在空气中，木炭红热，无烟，无焰，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体；在氧气中，发出__白光_，放出大量的热，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。
②化学方程式：___C＋O2 CO2__(完全燃烧)，__2C＋O2 2CO____(不完全燃烧)。
(4)氢气燃烧
①现象：在空气中燃烧，产生___淡蓝___色火焰，在火焰上方罩一个干冷烧杯，烧杯内壁有水珠出现；在氧气中燃烧更剧烈。
②化学方程式：______2H2＋O2 2H2O______。
注意：氢气在点燃前，要先检验氢气的纯度。
3. 化合物在空气或氧气中燃烧
(1)一氧化碳
①现象：在空气中燃烧，产生__蓝__色火焰，放出大量的热，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体；在氧气中燃烧更剧烈。
②化学方程式：____2CO＋O2 2CO2____。
(2)甲烷
①现象：在空气中燃烧，产生明亮的蓝色火焰，放出大量的热，在火焰上方罩一个干冷烧杯，烧杯内壁有水珠出现；燃烧结束后，立即在烧杯内倒入少量澄清石灰水，石灰水变__浑浊_；在氧气中燃烧更剧烈。
②化学方程式：____CH4＋2O2 CO2＋2H2O___。
4. 蜡烛：在空气中燃烧发出黄光，放出热量。蜡烛熄灭时产生的白烟是蜡油蒸汽。
5. 氧气的制取
(1)工业制法(物理方法)
①工业上常采用空气冷冻分离法制取氧气。
②膜分离技术：在一定压力下让空气通过具有富集氧气功能的薄膜，可以得到含氧量较高的富集氧气。
(2)氧气的实验室制取
①发生装置及反应原理
发生装置的选择(依据：__反应物的状态和反应条件_)
反应原理(化学方程式) 发生装置
①__2KMnO4 K2MnO4＋MnO2＋O2↑__ ②__2KClO3 2KCl＋3O2↑_ (固体加热型)
③___2H2O2 2H2O＋O2↑___ 图1 图2 (固液常温型)
【特别提醒】实验室制取氧气时，忘记加MnO2，反应速度会变__慢__。
②收集装置的选择
选择依据：气体的溶解性和__密度__。
方法 排水法 向上排空气法
装置图 氧气_不易_溶于水 氧气的密度比空气_大_
优缺点 收集到的气体纯净 但不干燥 收集到的气体干 燥但不纯净
③检验与验满(依据：__氧气的助燃性___)。
检验 方法 __将带火星的木条伸入集气瓶中，木条立即复燃___
验满 方法 __将带火星的木条放在集气瓶瓶口，木条复燃___
【特别提醒】用排水法收集的氧气，将带火星的木条伸入集气瓶中，木条不能复燃的原因可能是氧气中含有较多水蒸气。
④实验步骤(以加热高锰酸钾制取氧气为例)
检查装置气密性―→装入药品―→固定装置―→点燃酒精灯―→收集气体―→撤离导管―→熄灭酒精灯
记忆口诀：茶、庄、定、点、收、利、息。(查、装、定、点、收、离、熄)
⑤注意事项
(1)试管口应_略向下倾斜__，防止__冷凝水倒流炸裂试管_________。
(2)用高锰酸钾制取氧气时，要在试管口加___一团棉花___。
(3)实验室用过氧化氢和二氧化锰制氧气选择分液漏斗的优点是_可以控制反应速度_，若用长颈漏斗制取氧气，为了防止气体从长颈漏斗逸出，一定要将长颈漏斗下端插入_液面以下_。
(4)向上排空气法收集氧气时，导管应伸入集气瓶的底部，目的是_排尽集气瓶中的空气__。
(5)收集满氧气后，在水面下用玻璃片(毛面向里)盖住瓶口，移出水槽，__正放_(填“正放”或“倒放”)在桌面上。
(6)当导管口有气泡_连续、均匀__冒出时开始收集。
(7)用排水法收集完后，先将导管撤出，再熄灭酒精灯，目的是为了防止_水倒吸引起试管炸裂_。
⑥实验拓展
(1)无法收集到纯净的气体的原因：①装置气密性不好；②在气泡还未连续、均匀冒出时收集气体。
(2)排水法收集氧气时，水槽中水变红的原因是高锰酸钾随着氧气进入水槽，溶解形成紫红色溶液。
⑦实验中涉及的基本实验操作
检查装置气密性
(1)手握法(如图)：先将导管口的下端浸入水中，用手紧握试管，导管口有气泡冒出，松手后导管内_形成一段稳定的液柱__，证明装置气密性良好。
(2)水压法(如图)：
将长颈漏斗的末端伸入锥形瓶中的液面以下，用弹簧夹夹紧橡皮管，向长颈漏斗中注入一定量的水，静置一段时间后，长颈漏斗内液面_高度不变_，证明装置气密性良好。
四、催化剂和催化作用
1. 催化剂
(1)在化学反应中，只起__改变_反应速度的作用，本身的_物质___和__化学性质_在反应前后都没有改变的物质叫作催化剂，工业上又叫作 触媒 。
2. 催化作用
在化学反应中，催化剂起__催化__作用。
知识点1 空气中氧气含量的测定
例1： “胜哥”在课堂上做《空气中氧气含量》的演示实验，装置如图所示。实验后，“胜哥”发现进入集气瓶中水的体积约占瓶中空气体积的1/5。那么下列操作会使进入的水的体积偏少的是---（ ）
A. 选用木炭替代红磷 B. 用过量的红磷进行实验
C. 将点燃的红磷缓慢的放入集气瓶中 D. 红磷燃烧时忘记关闭止水夹
解析：红磷燃烧是指磷和氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷，水进入集气瓶的原因是：磷燃烧消耗瓶内氧气，内外产生压强差，瓶内压强小于大气压。红磷燃烧后因为消耗了瓶内氧气且生成了固体五氧化二磷，使瓶内压强小于大气压，所以水进入集气瓶。氧气的密度比空气大，氧气的密度为1.429g/L，二氧化碳气态密度为1.977g/L，因此选用木炭在该烧杯燃烧时瓶内的压强大于选用红磷在该烧瓶燃烧时的瓶内压强，因此进入进入瓶内的水会更少，导致进入的水的体积偏少，A符合题意。
答案：A
◆变式训练
1．观看微信公众号“胜哥课程”的《空气中氧气含量》视频后，小科选用了60mL的大试管、量程足够大的针筒注射器等实验器材(如图)，将足量白磷放入试管后，橡皮塞塞紧试管，弹簧夹夹住橡皮管(整套装置的气密性良好)。用酒精灯加热白磷，燃烧结束等试管冷却后，放开弹簧夹，观察现象。实验中，可以观察到活塞从原来的30mL刻度处慢慢向左移动到约( )
A.6mL刻度处
B.8mL刻度处
C.12mL刻度处
D .18mL刻度处
解析：白磷燃烧消耗氧气,试管中气体减少,压强变小,则观察到注射器的活塞向左移动,消耗多少体积的氧气,注射器的活塞向左移动多少,据此分析解答。
根据题意可知, 60mL的大试管中氧气的体积约为: 60mL× =12mL ,所以注射器的活塞从原来的30mL刻度处慢慢向左移动到约: 30mL-12mL=18mL刻度处,故选D。
答案：D
知识点2　氧气的化学性质
例2：“胜哥”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瓶中出现了明亮的蓝紫色火焰，B瓶中出现了火星四射，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
解析：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。
答案：C
◆变式训练
1. 下列叙述中属于氧气化学性质的是（　　）
A．在通常情况下，氧气是无色无味的气体
B．氧气具有助燃性，可以支持燃烧
C．在标准状况下，氧气的密度是1.429克/升
D．氧气不易溶于水
解析：A、在通常情况下，氧气是无色无味的气体，描述的是颜色、状态、气味，不需要通过化学变化就能表现出来，属于物理性质，故选项错误。
B、氧气具有助燃性，可以支持燃烧，需要通过化学反应才能表现出来，属于化学性质，故选项正确。
C、在标准状况下，氧气的密度是1.429克/升，描述的是密度，不需要通过化学变化就能表现出来，属于物理性质，故选项错误。
D、氧气不易溶于水，描述的是溶解性，不需要通过化学变化就能表现出来，属于物理性质，故选项错误。
故选：B。
答案：B
知识点3　氧气的实验室制取
例3：如图是实验室制取和收集气体的装置，如果用氯酸钾和二氧化锰来制取并收集一瓶干燥的氧气，应选择下列装置中的________(用编号表示)，检验这瓶氧气是否收集满的方法是__________________________。
解析：制取氧气用加热氯酸钾和二氧化锰混合物，发生装置为固固加热型，即选择B装置，由于氧气的密度比空气大，不易溶于水，因此要得到干燥的气体应用向上排空气法，选择C装置；检验氧气是否收集满的方法为，将带火星的木条放在集气瓶瓶口，若木条复燃，则已收集满。
答案：BC　将带火星的木条放在集气瓶瓶口，若木条复燃，则已集满
◆变式训练
1. “胜哥”用如图所示的科学仪器装配“加热高锰酸钾制取氧气”的实验装置，请回答：
(1)装配一套该实验装置，除选用序号为FGHI的仪器外，还需用到的仪器有________(填序号)。
(2)装配该气体发生装置时，“胜哥”在检查完装置的气密性后，放置好酒精灯，根据酒精灯的高度将盛有药品的试管固定在铁架台上，固定试管时应做到_________________________
______________________________________________。
解析：(1)加热高锰酸钾制取氧气，反应容器一般用试管，从导管分析，收集方法是排水集气法，所以需用到的仪器有ABDFGHI，即需补充的仪器为ABD。(2)固定试管时，铁夹一般是夹在试管的中上部或离试管口三分之一处，为防止加热时产生的冷凝水倒流使试管炸裂，试管口需略向下倾斜。
答案： (1)ABD　(2)固定处位于离试管口三分之一处，试管口略向下倾斜(或铁夹夹在试管的中上部且试管口略向下倾斜)
知识点4　催化剂和催化作用
例4：小科通过微信公众号“胜哥课程”深刻理解了催化剂的相关科学知识。那么下列关于催化剂在化学反应中的作用说法正确的是---( )
A. 一定加快反应速度 B. 会减慢反应速度
C. 加快或减慢反应速度 D. 不改变反应速度
解析:根据催化剂定义分析，催化剂是能改变反应速率，而本身质量和化学性质不变的物质。
催化剂改变反应速率，包括加快和减慢，C正确；
答案：C
◆变式训练
1. 小科看到视频号“胜哥课程”中的《尿液发电》科学视频，只见一条小狗在罐子里拉了一泡尿，罐子上方的节能灯就亮了。原来这是利用碱性膜、镍和二氧化锰电极制成尿素燃料电池。它只要吸入尿液，就能获得电能，并产生水、氮气和二氧化碳。一个成年人每星期所排出的尿液转化的电能，足以供一辆电动自行车行驶80千米。镍在燃料电池中能改变反应速度，但自身质量和化学性质都不发生改变，起________作用。
解析:根据催化剂定义分析，催化剂是能改变反应速率，而本身质量和化学性质不变的物质。镍在燃料电池中能改变反应速度，但自身质量和化学性质都不发生改变。所以镍在这里是催化剂，起了催化作用。
答案： 催化
1．（2023·上城模拟）下列分别是实验室用双氧水和MnO2制取氧气、收集、验满并检验其性质的操作示意图，其中正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【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】 实验室用双氧水和MnO2制取氧气应该用固液装置作为发生装置，收集装置可以是排水法收集也可以是向上排空气法收集；验证氧气是否收集满，将带火星的木条放在集气瓶口，如果带火星的木条复燃，说明氧气已经收集满；检验是氧气的方法是将带火星的木条深入集气瓶中，如果带火星的木条复燃，说明该气体是氧气；
【解答】A.制氧气用A装置，产生的氧气没有导管可以出来，会在试管中积累起来，所以A错误；
B.收集氧气时，因为氧气的密度比空气大，可以采用向上排空气法来收集，B正确；
C.验证氧气是否收集满，将带火星的木条放在集气瓶口，如果带火星的木条复燃，说明氧气已经收集满，C错误；
D.铁丝在纯氧中能燃烧，说明氧气具有助燃性，但是该装置没有在集气瓶下面防水或沙子，所以D错误；
故答案为：B
2．（2024·宁波模拟） 现在实验室有两份质量相等的氯酸钾样品，一份(a)中加入少量高锰酸钾和二氧化锰混合物，另一份(b)中不加其他物质，再分别同时加热至完全反应，放出氧气的质量(m)与反应时间(t)的关系图正确的是 (　　)
A． B．
C． D．
【答案】D
【知识点】制取氧气的原理
【解析】【分析】 根据高锰酸钾受热容易分解，生成锰酸钾、二氧化锰、氧气，比只加热氯酸钾，增加了产生氧气的质量；产生的二氧化锰可以作氯酸钾分解的催化剂，故可以加快反应的速率．催化剂加快了反应的速度，但不管是什么情况这两种反应都不会开始加热就会生成氧气分析图像。
【解答】 高锰酸钾在较低的温度下，加热分解为锰酸钾、二氧化锰和氧气，高锰酸钾分解生成的二氧化锰可以作氯酸钾分解的催化剂，能加快氯酸钾的分解速率，生成的氧气能增加氧气的质量；氯酸钾在较高的温度下才能缓慢的放出氧气，因此b最终产生的氧气较多，且分解时需要加热的时间较短，但不管是什么情况这两种反应都不会开始加热就会生成氧气，因此D图象符合此变化过程。
故答案为：D。
3．（2024·杭州模拟）下列物质不属于空气污染物的是（　　）
A．二氧化硫 B．一氧化碳
C．二氧化碳 D．可吸入颗粒物
【答案】C
【知识点】空气污染与保护；全球性大气环境问题（酸雨、温室效应、臭氧空洞）
【解析】【分析】二氧化碳会导致温室效应加聚，但不属于空气污染物。【解答】A、二氧化硫容易造成酸雨，属于空气污染物，故A错误；
B、一氧化碳会污染空气，属于空气污染物，故B错误；
C、二氧化碳不属于空气污染物，故C正确；
D、可吸入颗粒物属于空气污染物，故D错误。
故答案为：C。
4．（2022·上虞模拟）实验室中利用过氧化氢、氯酸钾、高锰酸钾都可以制取氧气，其原因是（　　）
A．都属于氧化物 B．都含有氧气
C．都含有氧气分子 D．都含有氧元素
【答案】D
【知识点】制取氧气的原理
【解析】【分析】根据过氧化氢、氯酸钾、高锰酸钾的组成和构成、反前后元素种类不变分析。
【解答】A、氯酸钾、高锰酸钾不是氧化物，不符合题意；
B、 过氧化氢、氯酸钾、高锰酸钾都不含氧气，不符合题意；
C、 过氧化氢、氯酸钾、高锰酸钾都不含氧分子，不符合题意；
D、 过氧化氢、氯酸钾、高锰酸钾都含氧元素，符合题意；
故选D。
5．（2025·金华模拟）锂电池质量轻、电容量大，颇受手机、手提电脑制造商的青睐。某种锂电池放电的总反应可以表示为： 下列说法正确的是（）
A．锂电池放电过程属于物理变化
B．该反应中 MnO2是作为催化剂
C．该反应中 Mn的化合价发生了变化
D．在物质分类上，LiMnO2属于氧化物
【答案】C
【知识点】化学变化与物理变化的判别；元素化合价的规则与计算；催化剂在化学反应中的作用；氧化物
【解析】【分析】根据化合物的化合价之和为零计算锰元素的化合价。
【解答】A、由方程式可知，放电过程中有新物质生成，属于化学变化，故A错误；
B、由方程式可知，二氧化锰是反应物，催化剂写在等号上方或下方，故B错误；
C、二氧化锰中锰元素的化合价为+4价，在LiMnO2中锰元素的化合价为+3价，可知锰元素的化合价发生改变，故C正确；
D、氧化物只含有两种元素，而LiMnO 中含有三种元素，可知不属于氧化物，故D错误。
故答案为：C。
6．（2022·萧山模拟）有一种叫“固氮醋杆菌”的特珠固氮菌，能将固氮基因植入到某些农作物植株内。使这些作物的细胞具有固氨能力，研究人员已经用不少作物进行实验，该技术一旦推广运用，将大幅减少氮肥的使用，降低能源消耗，缓解环境压力，下列有关叙述，正确的是（　　）
A．固氮醋杆菌和根瘤菌结构相似，都属于真菌，都能固定空气中的氮
B．将固氮基因植入农作物植株内，所运用的生物技术是转基因技术
C．固氮菌属于原核生物，其遗传物质主要集中在细胞核内
D．氮肥中含有组成叶绿素的重要元素。主要促进茎杆粗壮和根系发达
【答案】B
【知识点】空气的利用
【解析】【分析】 固氮醋杆菌 一般指醋酸杆菌。 醋酸杆菌是一类能使糖类和酒精氧化成醋酸等产物的短杆菌。
【解答】A. 固氮醋杆菌属于细菌，故不符合题意；
B.将基因接入植株内，所用的技术为转基因技术，故正确；
C. 固氮醋杆菌属于细菌，故无细胞核；
D. 氮肥中的氮元素只要促进叶的生长发育，故不符合题意；
故答案为：B
7．（2025·浙江模拟）如图是关于氧气化学性质的部分知识网络，关于该图说法正确的是（　　）
A．S、P在氧气中燃烧均会产生大量白烟
B．I、II两类反应均体现了氧气的可燃性
C．在、两类反应中的产物不相同
D．I类反应放出热量，类反应吸收热量
【答案】C
【知识点】氧气的性质和利用
【解析】【分析】A、根据硫和磷燃烧的现象分析解答；
B、根据氧气具有助燃性解答；
C、根据铁燃烧的产物和铁锈的成分分析解答；
D、根据燃烧和缓慢氧化都放出热量解答．
【解答】A、硫燃烧能生成二氧化硫，不能产生白烟，红磷在氧气中燃烧能够产生大量白烟，故说法错误；
B、Ⅰ、Ⅱ两类有氧气参加的化学反应的相同点是都是氧化反应，均体现了氧气的氧化性，故说法错误；
C 、铁在氧气中燃烧，生成四氧化三铁；铁生锈主要成分是三氧化二铁，故说法正确；
D、燃烧和缓慢氧化都放出热量，故说法错误。
故答案为：C。
8．（2023·杭州模拟）纳米铁粉在空气中不易自燃，但稍加热即可剧烈燃烧，如图是纳米铁粉在锥形瓶中燃烧的实验。下列说法错误的是（　　）

A．锥形瓶中加水可防止瓶底炸裂
B．实验中观察到气球逐渐膨胀然后缩小
C．激光手电照射使纳米铁粉的着火点降低
D．纳米铁粉燃烧的化学方程式为3Fe +2O2 Fe3O4
【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】根据铁在氧气中燃烧的现象、结论等分析判断。
【解答】A.铁粉燃烧会放出大量的热，一旦低落平底会引起平底炸裂，因此锥形瓶中加水可防止瓶底炸裂，故A正确不会题意；
B.实验中，虽然消耗氧气，但是放出的热量导致气体温度升高，体积膨胀。当反应结束后，温度下降，气体的体积缩小，因此观察到气球逐渐膨胀然后缩小，故B正确不合题意；
C.激光手电照射使纳米铁粉的温度达到着火点，但是不会降低铁粉的着火点，故C错误符合题意；
D.纳米铁粉燃烧的化学方程式为： 3Fe +2O2 Fe3O4 ，故D正确不合题意。
故选C。
9．（2025·滨江模拟）根据下列实验方案进行实验，能达到相应实验目的是（　　）
A．甲：收集氢气并验满
B．乙：产生氧气
C．丙：测定空气中氧气的体积分数
D．丁：探究可燃物燃烧的部分条件
【答案】D
【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；燃烧与灭火
【解析】【分析】A、根据氢气密度比空气小，进行分析；
B、根据氯化钾和二氧化锰在加热条件下不会产生氧气，进行分析；
C、根据木炭燃烧生成二氧化碳，进行分析；
D、根据对比实验来验证燃烧的必要条件，进行分析。
【解答】A、氢气密度比空气小，应该使用向下排空气法收集，且验满时应该使用肥皂泡等方法，而不是带火星的木条，故A错误；
B、氯化钾和二氧化锰在加热条件下不会产生氧气，故B错误；
C、木炭燃烧生成二氧化碳，瓶内气压变化不大，不能测定氧气的体积分数，故C错误；
D、火柴头与氧气接触，温度达到着火点，燃烧，火柴梗与氧气接触，温度未达到着火点，不燃烧，可以探究可燃物燃烧的条件，故D正确；
故答案为：D。
10．（2025·浙江三模）如图是实验室制取和收集气体的常用装置。请回答下列问题：
（1）甲同学用石灰石和稀盐酸来制取和收集二氧化碳气体，他应选用的实验装置是　 　。 (填字母)
（2）乙同学用加热高锰酸钾来制取氧气，实验过程中发现装置A的试管口有少量水滴。这些水不是生成物的理由是高锰酸钾(KMnO4)不含　 　。
（3）能用C装置收集的气体性质是　 　。
【答案】（1）B、D
（2）氢
（3）不溶于水、不与水反应
【知识点】气体装置的装配、连接、选择与气密性检查；制取氧气的原理；质量守恒定律及其应用；制取二氧化碳的装置、步骤、收集与注意事项
【解析】【分析】（1）A适用于反应物全是固体的反应，B适用于固液不加热的反应。二氧化碳气体密度大于空气，所以采用向上排空气法收集。
（2）根据质量守恒定律可知，反应前后元素的种类不变。
（3）为减少气体的损失，使用排水法收集的气体不能与水反应，也不溶于水。
【解答】（1）石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳，反应物时固体和液体，选择的发生装置是B。
二氧化碳能溶于水，不能用排水法收集，所以选择的发生装置是D。
（2）高锰酸钾的化学式为，不含氢元素，可知水不是由高锰酸钾分解产生的。
（3）使用排水法收集的气体不能与水反应，也不溶于水。
11．（2025·浙江二模）建筑家装中广泛存在的甲醛(化学式CH2O)是对人体有一定危害的气体。如图所示的光触媒除甲醛原理是利用太阳光将氧气和甲醛转化为水和二氧化碳。
（1）图中“ ”所表示的物质是　 　.
（2）光触媒在反应前后质量和化学性质均没有变化，由此可见，光触媒是该化学反应的　 　。
（3）某些绿色植物也会被人用来除甲醛，其叶片上控制甲醛气体进出的结构是　 　.
【答案】（1）水
（2）催化剂
（3）气孔
【知识点】叶的形态结构；催化剂在化学反应中的作用
【解析】【分析】 （1）根据质量守恒定律来分析；
（2）根据催化剂的特点来分析；
（3）根据叶片的结构来分析；
【解答】 （1）根据化学反应前后原子的种类和数目不变，甲醛（CH2O）和氧气在光触媒和光的作用下反应，生成二氧化碳和水。从图中可以看到，该物质由一个氧原子和两个氢原子构成，所以这种物质是水，化学式为H2O；
（2）因为光触媒在反应前后质量和化学性质均没有变化，根据催化剂的定义：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叫做催化剂，所以光触媒是该化学反应的催化剂；
（3）在植物叶片上，控制气体进出的结构是气孔。气孔是由两两相对而生的保卫细胞围成的空腔，保卫细胞吸水膨胀时，气孔张开；保卫细胞失水收缩时，气孔关闭；所以某些绿色植物叶片上控制甲醛气体进出的结构是气孔。
12．（2025·黄岩模拟）现有一瓶过氧化氢(H2O2)溶液，观察发现瓶壁上有少量气泡，说明H2O2在常温下也能分解生成氧气。
（1）请写出反应的化学方程式　 　。
（2）取少量H2O2于试管中，将试管置于热水中(如图1所示)，观察到产生的气泡明显增多。则H2O2溶液适宜在　 　的环境中保存。
（3）查阅资料获知：H2O2分解越快，溶液中溶氧量越高。取少量H2O2溶液，常温下改变pH，测定溶液中的溶氧量如图2所示。由此可得随着pH的增大，H2O2分解的速率　 　。
【答案】（1）
（2）低温或阴凉
（3）先变大后变小
【知识点】制取氧气的原理
【解析】【分析】（1）双氧水产生氧气的反应属于分解反应。
（2）根据温度升高，双氧水分解速度加快可知，应低温保存双氧水。
（3）根据图像和H2O2分解越快，溶液中溶氧量越高进行分析。
【解答】（1）双氧水分解产生水和氧气，方程式为。
（2）取少量H2O2于试管中，将试管置于热水中，观察到产生的气泡明显增多，说明温度升高，双氧水分解速度加快，可知双氧水应在低温阴凉处保存。
（3）由图2可知，溶液中的溶解氧浓度先增大后减小，由“H2O2分解越快，溶液中溶氧量越高”可知，双氧水分解速度先变大后变小。
13．（2025·舟山模拟）我国科学家研究出碳化钼(Mo2C)负载金原子组成的高效催化体系，使水煤气中的CO和H2O在120℃下发生反应生成H2和CO2，反应微观模型如图所示。
（1）反应微观模型中，除钼外还有　 　种元素。
（2）在该反应前后，构成催化剂的各物质　 　(填“有”或“没有”)变化；反应的化学方程式为　 　。
【答案】（1）四
（2）没有；
【知识点】元素的概念；催化剂在化学反应中的作用；书写化学方程式、文字表达式
【解析】【分析】（1）根据图片和描述分析反应模型中包含的元素种类；
（2）①在反应前后，催化剂的质量和化学性质保持不变；
②根据反应物、反应条件和生成物，确定反应的化学方程式。
【解答】 （1）由图可知，反应微观模型中，除钼外还有金、碳、氧、氢四种元素；
（2）①化学反应前后，构成催化剂的各原子没有变化；
②根据图片可知，该反应为CO和水在碳化钼负载金原子的催化下，在120℃条件下反应生成二氧化碳和氢气，该反应的化学方程式为：。
14．（2025·温州模拟）小明发现人们喜欢在清晨锻炼，父母告诉他这是因为早晨空气中氧气含量高，小明对此表示质疑。他利用如图装置分别测定了公园某处早、中、晚空气中氧气的含量。实验的操作步骤如下：
①连接装置，并检查装置的 。
②将足量铜粉装入玻璃管中，将两支注射器活塞都置于25 毫升处。
③在装置中加入早晨收集到的空气，点燃酒精灯，缓慢推拉两侧注射器活塞，反应完成后，熄灭酒精灯。冷却到室温后读取数据。
④分别换用中午、傍晚收集到的空气，重复实验。
（1）步骤①中的横线处应填入：　 　
（2）点燃酒精灯，缓慢推拉两侧注射器活塞的目的是　 　。
（3）已知玻璃管内的气体体积为50 毫升，测算早晨空气中氧气含量时，装置内气体总体积减少20 毫升，则氧气的体积分数为　 　。
（4）小明通过实验，发现早晨空气中氧气含量最低，你认为其原因是　 　。
【答案】（1）气密性
（2）使氧气与铜充分接触，将氧气耗尽
（3）20%
（4）植物在夜间只进行呼吸作用
【知识点】气体装置的装配、连接、选择与气密性检查；植物的呼吸作用；空气的成分及探究
【解析】【分析】（1）涉及气体的实验，在实验前要先检查装置的气密性。
（2）缓慢推拉两侧注射器活塞，可以促使气体流动，与铜充分接触。
（3）减少的气体即为小=消耗的氧气。
（4）植物呼吸作用消耗氧气，释放二氧化碳，所以晨空气中氧气含量最低。
【解答】（1）在实验前要先检查装置的气密性。
（2）点燃酒精灯，缓慢推拉两侧注射器活塞，可以使氧气与铜充分接触，将氧气耗尽，减小误差。
（3）氧气的体积分数。
（4）植物在夜间只进行呼吸作用，消化氧气，所以早晨空气中氧气含量最低。
15．（2025·温州模拟）新装修的房屋会释放出甲醛，除开窗通风还可用活性炭或光触媒辅助去除室内甲醛。“光触媒”是一种纳米级材料，具有强烈的催化分解功能。图1就是“光触媒”技术应用于分解甲醛、氨气、甲苯等有害物质的原理图，在紫外线（阳光）照射下，光触媒催化甲醛分解为和。小温想知道在相同条件下，活性炭与光触媒去除室内甲醛的效果如何，于是开展了实验探究。实验在自然光照的密闭室内进行，上午9时准时启动，相关数据见图2。请回答以下问题：
（1）“光触媒技术”可将污染物转化为水和二氧化碳，依据图1写出该反应的条件：　 　。
（2）从物质的性质和变化的角度分别分析活性炭和光触媒去除甲醛的原理：　 　。
（3）在光触媒的实验中，实验8~24小时和32~48小时两个时间段内，甲醛浓度均没有明显下降，结合光触媒去甲醛的原理，分析其原因是　 　。
（4）根据该实验结果，请提出能提高去除室内甲醛效率的一条合理建议：　 　。
【答案】（1）光和TiO2做催化剂
（2）活性炭具有吸附性，吸附甲醛从而降低室内甲醛含量，是物理变化，光触媒是一种催化剂，可催化甲醛分解为CO2和H2O，使室内甲醛含量降低，发生化学变化（合理即可）
（3）8～24小时和32～48小时内自然光中紫外线强度不足，导致光触媒催化效率降低（合理即可）
（4）选择光触媒的方法去除室内甲醛效果更好（合理即可）
【知识点】催化剂在化学反应中的作用
【解析】【分析】（1）根据已有信息分析；
（2）根据化学变化与物理变化的本质分析；
（3）根据图像分析；
（4）根据反应条件分析。
【解答】（1）由图1信息可知，“光触媒技术”可将污染物转化为水和二氧化碳，该反应的条件是光和TiO2做催化剂；
（2）从物质的性质和变化的角度分别分析活性炭和光触媒去除甲醛的原理活性炭具有吸附性，吸附甲醛从而降低室内甲醛含量，是物理变化；光触媒是一种催化剂，可催化甲醛分解为CO2和H2O，使室内甲醛含量降低，发生化学变化；
（3）在光触媒的实验中，8～24小时和32～48小时两个时间段内，甲醛浓度均没有明显下降，可能原因是8～24小时和32～48小时内自然光中紫外线强度不足，导致光触媒催化效率降低；
（4）由图可知，相同条件下，光触媒取出甲醛的效果更好，则可选用光触媒去除室内甲醛。
（1）由图1信息可知，“光触媒技术”可将污染物转化为水和二氧化碳，该反应的条件是光和TiO2做催化剂；
（2）从物质的性质和变化的角度分别分析活性炭和光触媒去除甲醛的原理活性炭具有吸附性，吸附甲醛从而降低室内甲醛含量，是物理变化；光触媒是一种催化剂，可催化甲醛分解为CO2和H2O，使室内甲醛含量降低，发生化学变化；
（3）在光触媒的实验中，8～24小时和32～48小时两个时间段内，甲醛浓度均没有明显下降，可能原因是8～24小时和32～48小时内自然光中紫外线强度不足，导致光触媒催化效率降低；
（4）由图可知，相同条件下，光触媒取出甲醛的效果更好，则可选用光触媒去除室内甲醛。
16．（2022·丽水）在实验室制取和收集气体的四种装置中，下列用法不正确的是（　　）
A．可制取O2 B．可制取CO2
C．可收集CO2 D．可收集O2
【答案】C
【知识点】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】根据制取氧气、二氧化碳的发生装置及收集装置选择要求分析。
【解答】A、选择氯酸钾和二氧化锰制取氧气时，可利用固体加热型发生装置，正确，不符合题意；
B、二氧化碳制取选择固液常温型发生装置，正确，不符合题意；
C、二氧化碳密度比空气大，不能用向下排空气法收集，错误，符合题意；
D、氧气不易溶于水，可用排水法收集，正确，不符合题意；
故选C。
17．（2022·杭州）2008年北京奥运会“样云”火炬、2022年北京冬奥会“飞扬”火炬的外壳材料的主要成分和燃料如表所示。奥运火炬的迭代，体现了我国科技水平的提高。下列有关两火炬的说法错误的是（　　）
　 “样云”火炬 “飞扬”火炬
外壳材料的主要成分 铝合金 碳纤维复合材料
燃料 丙烷(C3H8) 氢气(H2)
A． 外壳材料的主要成分都属于非金属单质
B．燃料都具有可燃性
C．燃料燃烧时，助燃物都是氧气
D．燃料燃烧时，都有水生成
【答案】A
【知识点】燃烧与灭火；常见金属与金属的物理性质及用途
【解析】【分析】根据表格提取信息，然后对各个选项进行分析。
【解答】A.根据表格可知，“祥云”外壳的主要成分为铝合金，而不是非金属单质，故A错误符合题意；
B.燃料丙烷和氢气都具有可燃性，故B正确不合题意；
CD.丙烷与氧气反应，生成水和二氧化碳；氢气与氧气反应，生成水，故C、D正确符合题意。
故选A。
18．（2022·湖州）将一根火柴折断，分成火柴头和火柴梗两部分，放在铜片上，如图所示。用酒精灯加热铜片，发现火柴头先燃烧。下列叙述中，错误的是（　　）
A．用酒精灯加热要使用外焰中
B．利用了铜片良好的导热性
C．说明了火柴头和火柴梗有不同的着火点
D．说明了燃烧需要助燃剂
【答案】D
【知识点】燃烧与灭火
【解析】【分析】根据对燃烧和燃烧条件的理解分析。
【解答】A.酒精灯的外焰燃烧最充分，温度最高，因此应该用外焰加热，故A正确不合题意；
B.酒精灯火焰对铜片加热，铜片对火柴加热，这说明铜片具有良好的导热性，故B正确不合题意；
C.在相同的温度下，火车头燃烧，而火柴梗不燃烧，说明二者的着火点不同，故C正确不合题意；
D.没有任何现象说明燃烧需要助燃剂，故D错误符合题意。
故选D。
19．（2023·绍兴）小敏在鉴别氢气、氮气、氧气、二氧化碳四瓶无色气体时，对它们的部分性质进行归纳梳理并编制了检索表(如图)。检索表中S代表的是（　　）
检索表
1a具有可燃性...............P
1b不具有可燃性...............2
2a能使澄清石灰水变浑........Q
2b不能使澄清石灰水变浑.......3
3a能使带火星的木条复......R
3b不能使带火星的木条复..... S
A．氢气 B．氮气 C．氧气 D．二氧化碳
【答案】B
【知识点】氧气的性质和利用；物质的鉴别、推断；二氧化碳的化学性质
【解析】【分析】根据氢气具有可燃性，氧气具有助燃性，氮气和二氧化碳不支持燃烧，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊分析。
【解答】S代表不具有可燃性、不能使澄清石灰水变浑浊、不能使带火星木条复燃，则为氮气；
故选B。
20．（2023·宁波）下列与氧气有关的实验操作，需要纠正的是（　　）
A． B．
C． D．
【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】根据气体发生装置、排水法收集氧气注意事项、检验氧气的方法及硫在氧气中燃烧的注意事项分析。
【解答】A、过氧化氢溶液在二氧化锰催化作用下分解制氧气，长颈漏斗下端要浸入液面以下，在液面以上会使气体逸出，装置需要纠正，符合题意；
B、排水法收集氧气，导管伸入倒置集气瓶口，操作不需纠正，不符合题意；
C、检验气体是否为氧气，要用带火星木条伸入瓶中，观察木条是否复燃，操作不需纠正，不符合题意；
D、硫在氧气中燃烧，将硫伸入到瓶底预留水的集气瓶中，以吸收生成的二氧化硫，操作不需纠正，不符合题意；
故选A。
21．（2023·湖州）下列关于氧气性质及其制备的说法正确的是（　　）
A．氧气的化学性质很不活泼，与其他物质反应必须要加热
B．氧气参与很多燃烧反应，它是一种常见的可燃物
C．实验室可用加热分解高锰酸钾的方法制备氧气
D．要除去N2中的O2得到纯净的N2，只需将混合气体通过红热的炭
【答案】C
【知识点】物质除杂或净化；氧气的性质和利用；制取氧气的装置、步骤、收集与注意事项
【解析】【分析】A、根据氧气与铝、铁等常温可发生反应分析；
B、根据氧气的助燃性分析；
C、根据实验室高锰酸钾制氧气分析；
D、根据除杂时不能引入新杂质分析。
【解答】A. 氧气的化学性质比较活泼，与其他物质反应可以在常温下进行，如铁生锈，不符合题意；
B. 氧气参与很多燃烧反应，它是一种常见的助燃物 ，不符合题意；
C. 实验室可用加热分解高锰酸钾的方法制备氧气 ，符合题意；
D. 将氮气和氧气的混合气体通过红热的炭 ，氧气与碳反应会生成二氧化碳，引入新杂质，不符合题意；
故答案为：C。
22．（2021·宁波）家庭医药箱里有一瓶标签缺损的医用双氧水，为测定其溶质质量分数，小宁设计了如图实验：在试管中放入一定量的二氧化锰，然后用注射器注入10mL该医用双氧水，直到试管中不再有气泡产生，通过测量量筒中水的体积就可以大致计算出双氧水质量分数。
（1）实验中用排水法测量氧气的体积是因为氧气具有　 　的性质。
（2）若俯视读得量筒中水的体积，则测得的双氧水质量分数将　 　。(填“偏大”“偏小”或“不变")。
【答案】（1）不易溶于水
（2）偏大
【知识点】体积的测量；氧气的性质和利用
【解析】【分析】（1）根据气体的性质选择合适的气体收集方法；
（2）根据“俯视大仰视小”的规律确定实际得到水的质量变化，再根据溶质质量分数=确定溶质质量分数的变化。
【解答】（1）实验中用排水法测量氧气的体积是因为氧气具有不易溶于水的性质。
（2）根据“俯视大仰视小”的规律可知，若俯视读得量筒中水的体积，读出的示数偏大，而实际得到水的体积偏小，根据溶质质量分数=可知，双氧水的质量分数偏大。
23．（2021·衢州）科学发现往往源于对实验现象的观察与研究。
（1）如图甲进行白糖溶解实验，根据图中现象判断：溶液②　 　(填“是”“不是”或“可能是")白糖的饱和溶液。
（2）如图乙所示，小科利用集气瓶收集从导管导出的氧气时，每隔一段时间，他就取出导管，再用带火星的木条放在瓶口验满。可是他始终没有观察到带火星木条复燃，小科实验操作中出现的错误是　 　。
【答案】（1）可能是
（2）取出导管再进行验满
【知识点】饱和溶液与不饱和溶液；氧气的检验和验满
【解析】【分析】（1）如果溶液中有未溶的固体存在，那么溶液肯定饱和；如果没有未溶的固体存在，那么溶液可能饱和，也可能不饱和。
（2）导管在集气瓶中也会占有一定的体积，当取出导管后，集气瓶内氧气的体积肯定小于瓶子的容积，即集气瓶还没有收集满，据此分析解答。
【解答】（1）根据图片可知，溶液②中没有未溶的白糖存在，因此它可能是白糖的饱和溶液；
（2）可是他始终没有观察到带火星木条复燃，小科实验操作中出现的错误是：取出导管再进行验满。
24．（2021·湖州）如图是小勇用自制空气炮吹灭烛焰的实验。拉伸弹性薄膜然后放手，空气会从一端喷出，这是因为气体具有　 　。烛焰被吹灭是由于　 　。利用烛焰被吹灭确定空气流动与下列哪项采取的科学方法相同 　 　
①用带箭头的直线表示光的传播路线和方向
②利用被吸引的大头针数目来比较电磁铁的磁性强弱
③控制电压相等，研究电流与电阻的关系
【答案】惯性；可燃物的温度降低到着火点以下；②
【知识点】实验探究的其他思想方法；惯性；燃烧与灭火
【解析】【分析】（1）物体保持运动状态不变的性质叫惯性；
（2）灭火的方法：①隔绝可燃物；②隔绝空气；③温度降低到着火点以下；
（3）物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法，据此分析判断。
【解答】（1）拉伸弹性薄膜然后放手，空气会从一端喷出，这是因为气体具有惯性；
（2）烛焰被吹灭是由于风带走了热量，使可燃物的温度降低到着火点以下；
（3）用烛焰被吹灭确定空气流动这个实验使用了转换法。
①用带箭头的直线表示光的传播路线和方向，使用了模型法，故①不合题意；
②利用被吸引的大头针数目来比较电磁铁的磁性强弱，使用了转换法，故②不合题意；
③控制电压相等，研究电流与电阻的关系，使用了控制变量法，故③不合题意。
故选②。
25．（2021·嘉兴）火是文明的起源，人类取火的方法经过了漫长的演变过程。
（1）古人取火时，用火镰击打火石，产生的火花引燃可燃物，艾绒是一种常用的引燃物，主要是它的　 　，因而容易点燃。
（2）1830年发明了火柴。原理是将白磷、硫、KClO3、MnO2混合，摩擦后发生KClO3分解等一系列反应，引燃火柴杆。推测KClO3在此过程中的作用是　 　，使燃烧更剧烈。
【答案】（1）着火点低
（2）提供氧气
【知识点】燃烧与灭火
【解析】【分析】（1）燃烧的条件：①有可燃物；②与氧气接触；③温度达到着火点；
（2）氯酸钾以二氧化锰为催化剂，在加热的条件下分解生成氧气和氯化钾，据此分析解答。
【解答】（1）古人取火时，用火镰击打火石，产生的火花引燃可燃物，艾绒是一种常用的引燃物，主要是它的着火点低，因而容易点燃。
（2）1830年发明了火柴。原理是将白磷、硫、KClO3、MnO2混合，摩擦后发生KClO3分解等一系列反应，引燃火柴杆。推测KClO3在此过程中的作用是提供氧气，使燃烧更剧烈。
26．（2022·湖州）洗衣机槽清洁剂的主要成分是过碳酸钠（Na2CO4），过碳酸钠是一种白色晶体，溶于水时会与水反应生成碳酸钠和过氧化氢（化学方程式为：Na2CO4+H2O=Na2CO3＋H2O2）。现取少许过碳酸钠晶体，加入水形成溶液。
（1）取少量二氧化锰加入试管中，再加入适量该溶液，观察到有气泡产生，为了检验该气体，可用　 　
（2）待不再产生气泡时，得到的溶液呈　 　（选填“酸性”或“中性”或“碱性”）。
（3）生成的碳酸钠中碳元素的化合价为　 　。
【答案】（1）带火星的木条
（2）碱性
（3）＋4
【知识点】元素化合价的规则与计算；氧气的检验和验满；酸、碱的概念
【解析】【分析】（1）过碳酸钠与水反应生成碳酸钠和过氧化氢，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成氧气，根据氧气的检验方法解答。
（2）碳酸钠虽然是盐，但是它的溶液呈碱性；
（3）在化学式中，正负化合价的代数和为零，据此计算即可。
【解答】（1）取少量二氧化锰加入试管中，再加入适量该溶液，观察到有气泡产生，为了检验该气体，可用带火星的木条。
（2）待不再产生气泡时，得到的溶液中只含有碳酸钠，因此溶液呈碱性；
（3）在Na2CO3中，Na的化合价为+1，O的化合价为-2，根据正负化合价代数和为零得到：2×（+1）+x+（-2）×3=0，解得：x=+4。
27．（2022·舟山）家务劳动不仅能减轻父母的负担，而且能将科学知识学以致用。
（1）洗涤铝制容器时，不能用钢丝球擦洗，以免破坏　 　导致金 属铝继续被空气氧化。
（2）烹饪时如遇油锅着火，灭火的措施是　 　，以免引起火灾。
【答案】（1）氧化膜
（2）用锅盖盖灭
【知识点】燃烧与灭火；金属的化学性质
【解析】【分析】（1）根据铝表面有氧化铝膜分析；
（2）根据隔离氧气的灭火原理分析。
【解答】（1）铝制品表面有氧化膜，可保护里面的铝不被腐蚀，所以洗涤铝制容器时，不能用钢丝球擦洗 ，以免破坏氧化膜；
（2） 烹饪时如遇油锅着火， 可用锅盖盖灭，使油隔离空气达到灭火目的。
故答案为：（1）氧化膜；（2） 用锅盖盖灭 。
28．（2022·衢州）北京冬奥会首次实现了机器人水下火炬接力(如图)。
（1）火炬燃烧前，要将储存在“氢芯”里的氢气减压到常压状态，使氢气体积变大。此过程中氢气发生了　 　 (选填 “物理变化”或“化学变化”)。
（2）点火时，需启动氧气喷发装置，才能保证火炬在水下正常燃烧。其原因是　 　。
【答案】（1）物理变化
（2）燃烧需要助燃剂(或燃烧需要氧气)
【知识点】化学变化与物理变化的判别；燃烧与灭火
【解析】【分析】（1）物理变化和化学变化的本质区别：有无新物质生成；
（2）燃烧的条件：①有可燃物；②与氧气接触；③温度达到着火点。
【解答】（1）氢气体积变大压强减小，没有新物质生成，只是存在状态改变，因此发生了物理变化。
（2）点火时，需启动氧气喷发装置，才能保证火炬在水下正常燃烧，其原因是燃烧需要助燃剂(或燃烧需要氧气)。
29．（2025·浙江）小科在实验室用二氧化锰催化过氧化氢分解制取氧气，并进行相关实验。
（1）为便于控制过氧化氢溶液的添加速度，应选择图1中的装置　 　(填“A”或“B”)。
（2）用排水法收集一瓶氧气，给出验证它是氧气的方法：　 　。
（3）如图2所示的燃烧现象说明硫燃烧的剧烈程度与　 　有关。
【答案】（1）A
（2）将带火星的木条伸入集气瓶，观察是否复燃
（3）氧气浓度
【知识点】氧气与碳、磷、硫、铁等物质的反应现象；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）A中的漏斗是分液漏斗，有活塞，可以控制流速，B中的漏斗是长颈漏斗。
（2）根据氧气具有助燃性检验氧气。
（3）图中的变量是氧气的浓度，实验现象不同，说明硫燃烧点的剧烈程度与氧气的浓度有关。
【解答】（1）A中使用的是分液漏斗，可知控制双氧水添加的速度。
（2）氧气具有助燃性，验证氧气的方法是：将带火星的木条伸入集气瓶，观察是否复燃。
（3）硫在氧气中燃烧得更剧烈，可知硫燃烧的剧烈程度与氧气的浓度有关。
30．（2022·温州）小明认为教室内空气中氧气含量比室外低，于是想用红磷测定教室内空气中氧气的体积分数。老师告诉他，足量的红磷燃烧并不能耗尽空气中的氧气，建议用一氧化氮气体代替红磷进行实验。
在老师的指导下，小明进行如图所示实验：用注射器获取V1毫升教室内的空气，通过导管缓缓地全部推入量筒，与量筒内足量的V2毫升一氧化氮气体混合，待充分反应后，读出量筒中剩余气体体积为V3毫升。
说明：①V1、V2、V3都是在与教室气温、气压相同的状态下测得。
②一氧化氮难溶于水，也不与水反应。
③同温同压下，在氢氧化钠溶液参与下，4体积一氧化氮与3体积氧气恰好完全反应，且产物能完全被溶液吸收。
（1）小明用气密性良好的注射器，获取V1毫升教室内空气的具体操作是　 　。
（2）实验测得教室内空气中氧气的体积分数为　 　。（用V1、V2、V3表示）
（3）小明提出，注射器内空气中的二氧化碳也会被氢氧化钠溶液吸收，从而影响实验结果。但老师指出，相比空气中的氧气含量，二氧化碳对实验结果的影响属于“次要因素”，不是“主要因素”，可忽略不计。还有许多科学实验中存在“主要因素”和“次要因素”，请再举一例并指明次要因素。　 　
【答案】（1）在教室内，将注射器活塞推到底，再拉动活塞至刻度为V1毫升处并密封
（2）
（3）在探究影响重力势能大小的因素实验中，空气阻力是次要因素（其它合理答案也给分）
【知识点】空气的成分及探究
【解析】【分析】（1）在使用注射器时，活塞所对的刻度值就是针筒内气体或液体的体积；
（2）根据消耗一氧化氮和氧气体积空气体积+一氧化氮体积-量筒内剩余气体体积，结合题干信息求出空气中氧气体积，再求氧气体积分数；
（3）在探究影响重力势能大小的因素实验中，空气阻力是次要因素。
【解答】（1）用气密性良好的注射器，获取V1毫升教室内空气的具体操作是：在教室外，将注射器活塞推到底，将注射器拿到教室，再拉动活塞至刻度为V1毫升处并密封。
（2）同温同压下，在氢氧化钠溶液参与下，4体积一氧化氮与3体积氧气恰好完全反应，且产物能完全被溶液吸收，
故氧气体积为；
教室内空气中氧气的体积分数为：。
（3）还有许多科学实验中存在“主要因素”和“次要因素”，举例如下：探究影响重力势能大小的因素实验中，空气阻力是次要因素。
31．（2022·台州）在实验室里可以用加热氯酸钾与二氧化锰的混合物来制取氧气。
（1）请从下列各图中选择合适的实验装置(部分夹持装置未画出)　 　(填序号)。
（2）二氧化锰、氧化铁和氧化铝都可以作为氯酸钾加热分解的催化剂。为了比较这三种金属氧化物对氯酸钾分解快慢的影响，某兴趣小组利用下列器材和药品进行实验。
实验器材：秒表、电子秤、上图中合适的装置。
实验药品：氯酸钾，颗粒大小相同的二氧化锰、氧化铁、氧化铝。
实验步骤： ▲ .
【答案】（1）③
（2）①检查装置气密性。
②用电子秤称取a克氯酸钾和b克二氧化锰，充分混合后装入试管，连接好装置并固定。
③加热，用排水法收集一定体积的气体，记录所用的时间。
④分别用等质量的氧化铁、氧化铝替换二氧化锰，收集相同体积的气体，记录所用的时间。
⑤重复上述实验，比较实验所记录的时间。
⑥改变催化剂质量，重复实验。
【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
【解析】【分析】（1）根据反应物的状态和反应条件选择合适的气体发生状态，根据气体的性质选择合适的收集方法。
（2）催化剂的催化作用越好，反应越快，则收集相同的氧气需要的时间越短。因为要制取气体，所以实验前要先检查装置的气密性，然后装入药品进行反应，并记录收集一定体积氧气的时间即可，据此设计实验步骤。
【解答】（1）氯酸钾和二氧化锰为固态，且需要加热，因此发生装置选择“固态加热型”。氧气难溶于水，因此收集氧气选择排水法，故选③。
（2）根据实验目的，设计实验如下：
①检查装置气密性。
②用电子秤称取a克氯酸钾和b克二氧化锰，充分混合后装入试管，连接好装置并固定。
③加热，用排水法收集一定体积的气体，记录所用的时间。
④分别用等质量的氧化铁、氧化铝替换二氧化锰，收集相同体积的气体，记录所用的时间。
⑤重复上述实验，比较实验所记录的时间。
⑥改变催化剂质量，重复实验。
32．（2023·杭州）小金利用如图甲所示装置（气密性良好）和试剂测定空气中氧气含量，集气瓶中空气的体积为200mL，氧气传感器测得集气瓶内氧气的体积分数变化曲线如图乙所示。
（1）实验开始时，用酒精灯加热粗铜丝，其目的是　 　。
（2）反应开始到止水夹打开前，集气瓶内可观察到的现象是　 　。
（3）小金提出“倒吸入集气瓶中水的体积除以200mL等于空气中氧气的含量”。据图乙分析，此说法　 　（选填“正确”或“错误”），说明理由：　 　。
【答案】（1）引燃白磷
（2）白磷燃烧，产生大量白烟，放出热量
（3）错误；装置中的氧气未耗尽
【知识点】实验方案设计与评价；氧气与碳、磷、硫、铁等物质的反应现象
【解析】【分析】根据铜的导热性、白磷燃烧的现象及图示中白磷不能完全消耗氧气分析。
【解答】（1） 实验开始时，用酒精灯加热粗铜丝，其目的是利用铜的导热性引燃白磷 。
（2） 反应开始到止水夹打开前，集气瓶内可观察到的现象是白磷燃烧，产生大量白烟，放出热量 。
（3）由图示可知， 白磷不能耗尽装置中的氧气，所以“倒吸入集气瓶中水的体积除以200mL等于空气中氧气的含量”说法错误。
故答案为：（1）引燃白磷；（2） 白磷燃烧，产生大量白烟，放出热量 ；（3）错误；装置中的氧气没有耗尽。
33．（2023·金华）测量空气中氧气体积分数实验的思维模型如下：
封闭空间——消耗氧气——气压减小——观察现象
项目化学习小组按图甲完成氧气含量测定的实验时，发现进人集气瓶的水量低于”1”刻度线。为提高氧气含量测定的精准度，展开了如下研究。
[误差分析]几位同学对测量值偏小原因的分析如下：
甲：红磷的量不足，未能把瓶内氧气耗尽；
乙：将燃烧匙伸入集气瓶瞬间，部分空气逸出；
丙：实验前导管中有空气，实验后一部分本应进入容器的水滞留在导管中；
丁：由于广口瓶的形状造成很难均分五等份，影响测量结果；
（1）以上原因分析中，其中一位同学的观点被大家一致否定，你认为是哪位同学的观点？　 　(选填”甲”“乙”“丙”或”丁”)；
（2）[方案改进]根据以上讨论，为减少实验误差，提高实验结果的精准度，学习小组同学设计了图乙改进装置。(已知：红磷的着火点是240℃，无毒；白磷的着火点是40℃，有剧毒)
比较图甲、图乙的实验方案，下列关于图乙实验方案叙述正确的是 。
A．利用着火点更低的白磷并采用加热后的玻璃棒”内引燃”，建立封闭空间使实验结果更精准
B．可以解决图甲方案中一部分水滞留在导管中带来的误差问题
C．改用量筒内水的体积变化来确定消耗氧气的体积，使测量结果更精准
D．彻底地解决了实验的安全性问题，符合绿色化学理念
（3）小金同学认为，图乙实验装置还需在橡皮管处补充一个止水夹，请表达你的观点及理由　 　；
（4）[问题反思]小组同学多次实验，测量值总是小于。经过老师指导，小组同学讨论后认为，可以从模型中”消耗氧气”的方法入手给实验做进一步改进。
[资料]暖宝宝是利用铁粉在空气中氧化的原理制成。
[方案迭代]讨论后，项目组设计了如图丙所示的装置，用暖宝宝粉代替红磷，利用铁粉在空气中氧化的原理进行实验。操作步骤如下：①将滤纸用水浸润后黏附在针筒内壁；②把暖宝宝粉倒入针筒，轻轻转动，使涂抹均匀；③涂上凡士林，将活塞插入针筒，盖上橡皮帽，观察并记录活塞移动情况。
经多次实验后，测得空气中氧气的体积分数均约占。
从消耗氧气的方法角度分析，图丙方案比图甲方案测定结果更精准的原因是　 　。
[心得交流]科学探究需要不断根据结果反思探究过程，优化方案，实现方案的迭代更新。
【答案】（1）乙
（2）A；B；C
（3）不需要，因为两边导管均已伸到液面以下，已起到液封作用(
（4）用暧宝宝能更充分消耗氧气(合理即可)
【知识点】空气的成分及探究
【解析】【分析】根据测定氧气含量的原理分析，测定空气中氧气含量的原理是，利用物质与空气中的氧气反应，又不生成气体，使瓶内气体减少，压强变小，引起水倒流或活塞移动，倒流的水的体积或活塞移动体积等于瓶内氧气的体积，结合实验的注意事项及误差原因解答。
【解答】（1） 乙同学提出将燃烧匙伸入集气瓶瞬间，部分空气逸出的原因会造成结果偏大；
（2）图乙中利用着火点更低的白磷并采用加热后的玻璃棒”内引燃”，建立封闭空间使实验结果更精准，A正确； 图乙装置可以解决图甲方案中一部分水滞留在导管中带来的误差问题 ，B正确； 改用量筒内水的体积变化来确定消耗氧气的体积，比图甲中瓶内五等份的刻度能使测量结果更精准 ，C正确；该实验中并未吸收产生的物质，且白磷燃烧放出大量热会使装置内压强增大，不能缓冲压强，没有彻底解决实验的安全性问题，D错误；
（3） 因为两边导管均已伸到液面以下，已起到液封作用 ，所以 图乙实验装置不需要在橡皮管处补充一个止水夹 ；
（4）图丙方案中用暧宝宝能更充分消耗氧气 ， 比图甲方案测定结果更精准 。
故答案为：（1）乙；（2）ABC；（3） 不需要，因为两边导管均已伸到液面以下，已起到液封作用 ；（4） 用暧宝宝能更充分消耗氧气(合理即可) 。
34．（2023·金华）某款市售制氧杯具有供氧快、便携带、易操作、成本低的特点。图1为制氧杯实物图，图2为制氧杯内部结构剖面示意图，图3为制氧剂的相关信息。利用该制氧杯制氧，产生的氧气可以在剧烈运动后即时补氧，也可以供老人、孕妇等在家中和户外急救补氧。
[制氧剂]相关信息
制氧剂A的成分为：2Na2CO3·3H2O2
制氧剂A放入水中后发生的反应：
2Na2CO3·3H2O2=2Na2CO3+3H2O2
制氧剂B的成分为：MnO2
[使用步骤]
Ⅰ．取下杯盖，在甲杯中加入A、B两种制氧剂，再加入清水至相应水位；
Ⅱ．取下与杯盖相连的乙杯，在乙杯中加入适量清水，将乙杯装回杯盖的中央正下方；
Ⅲ．将带有乙杯的杯盖和甲杯旋紧，形成一个如图1所示的整体；
Ⅳ．待出气孔②处有氧气逸出时，通过医用导气管供人呼吸补氧。
回答下列问题：
（1）在乙杯中加入清水的作用是　 　；
（2）在甲杯中加入清水至相应水位，清水除了溶解制氧剂A并使制氧反应发生以外，还具有的作用是　 　；
（3）请运用所学知识，并结合以上信息，解释该制氧杯能快速产生氧气并能从出气孔②快速逸出的原因。
【答案】（1）通过观察气泡的速度知道供氧的快慢，湿润氧气
（2）控制氧气产生的速率
（3）知识要点：
①过氧化氢溶液分解会产生氧气
②二氧化锰是该反应的催化剂，能加快过氧化氢的分解
③气体增多使甲杯内上方压强增大，大于外界大气压
【知识点】水的组成和主要性质；制取氧气的原理；催化剂在化学反应中的作用；影响化学反应速率的因素
【解析】【分析】（1）根据气体从水中导出可观察速率及湿润气体分析；
（2）根据反应速率与反应物浓度有关分析；
（3）根据过氧化氢分解产生氧气，且在二氧化锰催化作用下可加快分解分析。
【解答】（1） 在乙杯中加入清水的作用是通过观察气泡的速度知道供氧的快慢，且能湿润氧气 ；
（2） 甲杯中加入清水除了溶解制氧剂A并使制氧反应发生以外，还具有改变反应的浓度，以 控制氧气产生的速率 ；
故答案为：（1） 通过观察气泡的速度知道供氧的快慢，湿润氧气 ；（2） 控制氧气产生的速率 ；（3）从产生氧气、催化剂加快分解、产生气体后装置内压强增大等方面解答合理即可。
35．（2023·舟山）如图，小舟制作了一个简易泡沫灭火器，为增加泡沫量，添加少量不参与反应的发泡剂。
（1）使用灭火器时，只需将装置倒置，浓盐酸与碳酸钠反应后喷出大量含有CO2的泡沫，当泡沫“粘附”在燃烧物表面后，起到隔绝　 　作用，即可灭火。选用CO2作为灭火气体是因为该气体具有的性质是　 　。
（2）制作成本也是须考虑的重要指标。将含有10.6克溶质的饱和碳酸钠溶液装入吸滤瓶，理论上需要质量分数为36.5%的浓盐酸多少克，才能恰好完全反应。(已知；Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑)
【答案】（1）氧气(空气)；不能燃烧也不支持燃烧
（2）解：设恰好反应完10.6克碳酸钠所需HCl的质量为x
Na2CO3+ 2HCl= 2NaCl+H2O CO2↑
106 73 　 　
10.6克 X 　 　
x=7.3克
理论上需要的依盐酸质量为： =20克
答：理论上需要质量分数为36.5%的依盐酸20克。
【知识点】燃烧与灭火；根据化学反应方程式的计算；二氧化碳的物理性质及用途
【解析】【分析】燃烧需要同时达到的三个条件：第一可燃物，第二，达到着火点，第三，需要助燃剂；质量守恒定律是指在化学反应中，参加反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和；
【解答】（1）燃烧需要同时达到的三个条件：第一可燃物，第二，达到着火点，第三，需要助燃剂；使用灭火器时，只需将装置倒置，浓盐酸与碳酸钠反应后喷出大量含有CO2的泡沫，当泡沫“粘附”在燃烧物表面后，起到隔绝氧气作用； 选用CO2作为灭火气体是因为该气体具有的性质是不能燃烧也不支持燃烧；
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第24讲 空气和氧气
考点 考试要求
1.说出空气的主要成分(了解) a
2.举例说明空气在人类生活和生产中的重要作用(理解) b
3.说明氧气的用途及与其性质的关系(理解) b
4.说明二氧化碳的用途及其与性质的关系(理解) b
5.列举空气中污染物的主要来源(了解) a
6.列举防治空气污染的方法(了解) a
7.列举空气质量指数的主要内容(了解) a
8.概述氧气的主要物理性质和化学性质(理解) b
9.知道典型金属(镁、铁等)和非金属(碳、硫、磷、 氢气等)在空气或氧气中燃烧的现象及产物(了解) b
10.说明氧气的实验室制备及检验方法(理解) b
11.知道催化剂的概念(了解) a
12.知道催化剂在化学反应中的作用(了解) a
一、空气的成分及用途
1. 空气属于________(填物质类别)，也是一种宝贵的资源。
2. 空气的成分
各成分的体积分数大约是：氮气______(最大)，氧气______，稀有气体0.93%，二氧化碳0.04%，水蒸气等其他气体和杂质0.03%。
3. 空气中氧气含量的测定
（1） 实验装置：
　　
【特别提醒】集气瓶中水的作用：__________________________。该实验应用的探究方法为转化法。
（2）实验药品：红磷。
药品的选择原则：物质在空气中只能与氧气反应，不会跟其他成分反应，生成物为固体，不产生气体。
（3） 实验原理
①设计原理：红磷燃烧消耗密闭容器中的氧气，使密闭容器内压强________，打开止水夹后，在外界大气压的作用下，水被压入密闭容器中，进入容器内水的体积即为消耗的氧气的体积。
②空气中氧气的体积分数＝×100%。
③反应的化学方程式为____________________。
（4）实验步骤及现象
①在实验开始前，检查装置的气密性。
解读：将导管伸入盛水的烧杯中，用手捂住集气瓶外壁，若导管内有气泡冒出，松开手后，导管内形成一段稳定的水柱，则气密性良好。
②点燃燃烧匙内的红磷，立即塞紧瓶塞，观察到：________________________________。
③火焰熄灭后，振荡集气瓶，待装置冷却后，打开止水夹，进入集气瓶中水的体积约占集气瓶内空气总体积的____。
（5）实验结论
空气中氧气的体积约占空气总体积的________。
（6） 拓展结论
①反应结束后，集气瓶中剩余气体的主要成分为________，体积约为原集气瓶中空气总体积的________。
②由实验可知，氮气具有的性质为____________________________。
核心素养 质疑与创新
①实验中能否用硫粉或炭粉代替红磷，并说明原因
________________________________________________________________________。
②拉瓦锡测出氧气约占空气总体积的，而在我们的实验中气体减少的体积往往小于，为什么呢？__________________________________________________________________。
③在用铁生锈的原理进行实验时，不是将足量发热剂堆在瓶底，而是将其涂抹在广口瓶内壁的四周，其目的是_______________________________________________________。
④与原实验装置相比图示装置的优点是_________________________________。
4. 空气在人类生活和生产中的重要作用
气体 用途
氮气 ①灯泡中充氮可延长灯泡的使用寿命，食品包装时充氮可以防腐、保鲜(化学性质______) ②制造化肥、炸药的重要原料(体现化学性质) ③可作制冷剂，医疗上常用液氮冷却麻醉或冷藏人体细胞组织(体现________性质)
氧气 ①医疗急救(供给____) ②乙炔在氧气中燃烧产生高温火焰，用于切割或焊接金属(支持燃烧)
二氧 化碳 ①用作气体肥料(光合作用的原料) ②用于灭火(密度比空气大，不燃烧也不________) ③用于制纯碱、尿素和汽水 ④干冰，即固态二氧化碳，可作制冷剂，也可用于人工降雨(体现____性质)
稀有 气体 ①常用作保护气，如在焊接金属时用于隔绝空气(化学性质________) ②可用于制造各种用途的电光源，如霓虹灯等(通电时能发出不同颜色的光) ③用于激光技术、制造低温环境，如氦气；用于医疗麻醉，如氙气
二、空气的污染与防治
1. 空气质量指数
(1)目前计入空气质量指数(AQI)的污染物有：________、________、________、________和________等。
(2)空气质量指数范围为0～500，并分为六个级别。指数越大，表征颜色越深，说明空气污染状况越严重，对人体健康的危害也就越大。
2. 空气污染物的主要来源
(1)自然因素：森林火灾、火山爆发等。
(2)人为因素(主要原因)：工业废气、生活燃煤、汽车尾气等。
【特别提醒】①空气中CO2浓度过高会导致温室效应加剧，但CO2不属于空气污染物。
②CO2浓度越高，溶于海水形成的碳酸就越多，海水的酸度就越高。
3. 防治措施
(1)减少污染物排放量。
(2)合理规划工业区与非工业区。
(3)加大植树造林力度。
(4)加大空气质量检测等。
三、氧气
1. 氧气的性质
(1)氧气的物理性质
常温下，氧气是一种________的气体，______溶于水。在标准状况下，密度比空气略______。在压强为1.01×105帕的条件下，液氧呈______色，固态氧呈雪花状______色固体。
【特别提醒】闻药品气味的正确操作：用手轻轻地在瓶口扇动，使极少量的气体飘入鼻孔。
(2)氧气的化学性质
氧气是一种化学性质比较活泼的气体，能与许多物质发生反应，能支持燃烧，具有较强的________性，在点燃或加热条件下能跟大多数非金属或金属反应。
2. 单质在空气或氧气中燃烧
Ⅰ.金属单质
(1)铁丝燃烧
①现象：在空气中，铁丝红热，不燃烧；
在氧气中，剧烈燃烧，________________________________________。
②在氧气中燃烧的化学方程式：____________________________。
【特别提醒】反应前在集气瓶瓶底预先装有少量水或铺一层细沙，目的是______________________。
(2)镁条燃烧
①现象：在空气中，剧烈燃烧，发出____________，放出大量的热，生成________；在氧气中燃烧更剧烈。
②化学方程式：____________________________。
(3)铝箔燃烧
①实验：将一小片铝箔一端固定在粗铁丝上，另一端裹一根火柴。点燃火柴，待火柴燃尽时，立即把铝箔伸入留有水、充满氧气的集气瓶中。
②现象：发出_____________________________。
③化学方程式：___________________________。
Ⅱ.非金属单质
(1)磷燃烧
①现象：在空气中燃烧，________________，放出大量的热；在氧气中燃烧更剧烈。
②化学方程式：________________________________________________________。
(2)硫燃烧
①现象：在空气中燃烧，发出____________，放出热量；在氧气中燃烧，发出________________，放出大量的热，在空气和氧气中燃烧均生成有刺激性气味的气体。
②化学方程式：____________________________。
【特别提醒】a.反应前在集气瓶瓶底加少量水或氢氧化钠溶液的目的是______________________，防止污染空气。
b. 硫粉燃烧生成的SO2与水反应生成H2SO3，显酸性，能使紫色石蕊溶液变________。
c．NaOH溶液吸收SO2的化学方程式为____________________。
(3)木炭燃烧
①现象：在空气中，木炭红热，无烟，无焰，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体；在氧气中，发出______，放出大量的热，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。
②化学方程式：______________________(完全燃烧)，______________________(不完全燃烧)。
(4)氢气燃烧
①现象：在空气中燃烧，产生____________色火焰，在火焰上方罩一个干冷烧杯，烧杯内壁有水珠出现；在氧气中燃烧更剧烈。
②化学方程式：___________________________________________________。
注意：氢气在点燃前，要先检验氢气的纯度。
3. 化合物在空气或氧气中燃烧
(1)一氧化碳
①现象：在空气中燃烧，产生________色火焰，放出大量的热，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体；在氧气中燃烧更剧烈。
②化学方程式：__________________________________________________。
(2)甲烷
①现象：在空气中燃烧，产生明亮的蓝色火焰，放出大量的热，在火焰上方罩一个干冷烧杯，烧杯内壁有水珠出现；燃烧结束后，立即在烧杯内倒入少量澄清石灰水，石灰水变________；在氧气中燃烧更剧烈。
②化学方程式：___________________________________________________。
4. 蜡烛：在空气中燃烧发出黄光，放出热量。蜡烛熄灭时产生的白烟是蜡油蒸汽。
5. 氧气的制取
(1)工业制法(物理方法)
①工业上常采用空气冷冻分离法制取氧气。
②膜分离技术：在一定压力下让空气通过具有富集氧气功能的薄膜，可以得到含氧量较高的富集氧气。
(2)氧气的实验室制取
1．发生装置及反应原理
发生装置的选择(依据：________________)
反应原理(化学方程式) 发生装置
①______________________________ ②_______________________________ (固体加热型)
⑤______________________________ 图1 图2 (固液常温型)
【特别提醒】实验室制取氧气时，忘记加MnO2，反应速度会变________。
2. 收集装置的选择
选择依据：气体的溶解性和______。
方法 排水法 向上排空气法
装置图 氧气____溶于水 氧气的密度比空气____
优缺点 收集到的气体纯净 但不干燥 收集到的气体干 燥但不纯净
3. 检验与验满(依据：____________________)。
检验 方法 ______________ ______________
验满 方法 ______________ ______________ ______________
【特别提醒】用排水法收集的氧气，将带火星的木条伸入集气瓶中，木条不能复燃的原因可能是氧气中含有较多水蒸气。
4. 实验步骤(以加热高锰酸钾制取氧气为例)
检查装置气密性―→装入药品―→固定装置―→点燃酒精灯―→收集气体―→撤离导管―→熄灭酒精灯
记忆口诀：茶、庄、定、点、收、利、息。(查、装、定、点、收、离、熄)
5. 注意事项
(1)试管口应____________，防止____________。
(2)用高锰酸钾制取氧气时，要在试管口加__________________。
(3)实验室用过氧化氢和二氧化锰制氧气选择分液漏斗的优点是______________，若用长颈漏斗制取氧气，为了防止气体从长颈漏斗逸出，一定要将长颈漏斗下端插入________。
(4)向上排空气法收集氧气时，导管应伸入集气瓶的底部，目的是_____________________。
(5)收集满氧气后，在水面下用玻璃片(毛面向里)盖住瓶口，移出水槽，________(填“正放”或“倒放”)在桌面上。
(6)当导管口有气泡________冒出时开始收集。
(7)用排水法收集完后，先将导管撤出，再熄灭酒精灯，目的是为了防止________。
6. 实验拓展
(1)无法收集到纯净的气体的原因：①装置气密性不好；②在气泡还未连续、均匀冒出时收集气体。
(2)排水法收集氧气时，水槽中水变红的原因是高锰酸钾随着氧气进入水槽，溶解形成紫红色溶液。
7. 实验中涉及的基本实验操作
检查装置气密性
(1)手握法(如图)：先将导管口的下端浸入水中，用手紧握试管，导管口有气泡冒出，松手后导管内________________，证明装置气密性良好。
(2)水压法(如图)：
将长颈漏斗的末端伸入锥形瓶中的液面以下，用弹簧夹夹紧橡皮管，向长颈漏斗中注入一定量的水，静置一段时间后，长颈漏斗内液面________，证明装置气密性良好。
四、催化剂和催化作用
1. 催化剂
(1)在化学反应中，只起________反应速度的作用，本身的________和__________在反应前后都没有改变的物质叫作催化剂，工业上又叫作 。
2. 催化作用
在化学反应中，催化剂起________作用。
知识点1 空气中氧气含量的测定
例1： “胜哥”在课堂上做《空气中氧气含量》的演示实验，装置如图所示。实验后，“胜哥”发现进入集气瓶中水的体积约占瓶中空气体积的1/5。那么下列操作会使进入的水的体积偏少的是---（ ）
A. 选用木炭替代红磷 B. 用过量的红磷进行实验
C. 将点燃的红磷缓慢的放入集气瓶中 D. 红磷燃烧时忘记关闭止水夹
◆变式训练
1．观看微信公众号“胜哥课程”的《空气中氧气含量》视频后，小科选用了60mL的大试管、量程足够大的针筒注射器等实验器材(如图)，将足量白磷放入试管后，橡皮塞塞紧试管，弹簧夹夹住橡皮管(整套装置的气密性良好)。用酒精灯加热白磷，燃烧结束等试管冷却后，放开弹簧夹，观察现象。实验中，可以观察到活塞从原来的30mL刻度处慢慢向左移动到约( )
A.6mL刻度处
B.8mL刻度处
C.12mL刻度处
D .18mL刻度处
知识点2　氧气的化学性质
例2：“胜哥”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瓶中出现了明亮的蓝紫色火焰，B瓶中出现了火星四射，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
◆变式训练
1. 下列叙述中属于氧气化学性质的是（　　）
A．在通常情况下，氧气是无色无味的气体
B．氧气具有助燃性，可以支持燃烧
C．在标准状况下，氧气的密度是1.429克/升
D．氧气不易溶于水
知识点3　氧气的实验室制取
例3：如图是实验室制取和收集气体的装置，如果用氯酸钾和二氧化锰来制取并收集一瓶干燥的氧气，应选择下列装置中的________(用编号表示)，检验这瓶氧气是否收集满的方法是__________________________。
解析：制取氧气用加热氯酸钾和二氧化锰混合物，发生装置为固固加热型，即选择B装置，由于氧气的密度比空气大，不易溶于水，因此要得到干燥的气体应用向上排空气法，选择C装置；检验氧气是否收集满的方法为，将带火星的木条放在集气瓶瓶口，若木条复燃，则已收集满。
答案：BC　将带火星的木条放在集气瓶瓶口，若木条复燃，则已集满
◆变式训练
1. “胜哥”用如图所示的科学仪器装配“加热高锰酸钾制取氧气”的实验装置，请回答：
(1)装配一套该实验装置，除选用序号为FGHI的仪器外，还需用到的仪器有________(填序号)。
(2)装配该气体发生装置时，“胜哥”在检查完装置的气密性后，放置好酒精灯，根据酒精灯的高度将盛有药品的试管固定在铁架台上，固定试管时应做到_________________________
______________________________________________。
知识点4　催化剂和催化作用
例4：小科通过微信公众号“胜哥课程”深刻理解了催化剂的相关科学知识。那么下列关于催化剂在化学反应中的作用说法正确的是---( )
A. 一定加快反应速度 B. 会减慢反应速度
C. 加快或减慢反应速度 D. 不改变反应速度
◆变式训练
1. 小科看到视频号“胜哥课程”中的《尿液发电》科学视频，只见一条小狗在罐子里拉了一泡尿，罐子上方的节能灯就亮了。原来这是利用碱性膜、镍和二氧化锰电极制成尿素燃料电池。它只要吸入尿液，就能获得电能，并产生水、氮气和二氧化碳。一个成年人每星期所排出的尿液转化的电能，足以供一辆电动自行车行驶80千米。镍在燃料电池中能改变反应速度，但自身质量和化学性质都不发生改变，起________作用。
1．（2023·上城模拟）下列分别是实验室用双氧水和MnO2制取氧气、收集、验满并检验其性质的操作示意图，其中正确的是（　　）
A． B．
C． D．
2．（2024·宁波模拟） 现在实验室有两份质量相等的氯酸钾样品，一份(a)中加入少量高锰酸钾和二氧化锰混合物，另一份(b)中不加其他物质，再分别同时加热至完全反应，放出氧气的质量(m)与反应时间(t)的关系图正确的是 (　　)
A． B．
C． D．
3．（2024·杭州模拟）下列物质不属于空气污染物的是（　　）
A．二氧化硫 B．一氧化碳
C．二氧化碳 D．可吸入颗粒物
4．（2022·上虞模拟）实验室中利用过氧化氢、氯酸钾、高锰酸钾都可以制取氧气，其原因是（　　）
A．都属于氧化物 B．都含有氧气
C．都含有氧气分子 D．都含有氧元素
5．（2025·金华模拟）锂电池质量轻、电容量大，颇受手机、手提电脑制造商的青睐。某种锂电池放电的总反应可以表示为： 下列说法正确的是（）
A．锂电池放电过程属于物理变化
B．该反应中 MnO2是作为催化剂
C．该反应中 Mn的化合价发生了变化
D．在物质分类上，LiMnO2属于氧化物
6．（2022·萧山模拟）有一种叫“固氮醋杆菌”的特珠固氮菌，能将固氮基因植入到某些农作物植株内。使这些作物的细胞具有固氨能力，研究人员已经用不少作物进行实验，该技术一旦推广运用，将大幅减少氮肥的使用，降低能源消耗，缓解环境压力，下列有关叙述，正确的是（　　）
A．固氮醋杆菌和根瘤菌结构相似，都属于真菌，都能固定空气中的氮
B．将固氮基因植入农作物植株内，所运用的生物技术是转基因技术
C．固氮菌属于原核生物，其遗传物质主要集中在细胞核内
D．氮肥中含有组成叶绿素的重要元素。主要促进茎杆粗壮和根系发达
7．（2025·浙江模拟）如图是关于氧气化学性质的部分知识网络，关于该图说法正确的是（　　）
A．S、P在氧气中燃烧均会产生大量白烟
B．I、II两类反应均体现了氧气的可燃性
C．在、两类反应中的产物不相同
D．I类反应放出热量，类反应吸收热量
8．（2023·杭州模拟）纳米铁粉在空气中不易自燃，但稍加热即可剧烈燃烧，如图是纳米铁粉在锥形瓶中燃烧的实验。下列说法错误的是（　　）

A．锥形瓶中加水可防止瓶底炸裂
B．实验中观察到气球逐渐膨胀然后缩小
C．激光手电照射使纳米铁粉的着火点降低
D．纳米铁粉燃烧的化学方程式为3Fe +2O2 Fe3O4
9．（2025·滨江模拟）根据下列实验方案进行实验，能达到相应实验目的是（　　）
A．甲：收集氢气并验满
B．乙：产生氧气
C．丙：测定空气中氧气的体积分数
D．丁：探究可燃物燃烧的部分条件
10．（2025·浙江三模）如图是实验室制取和收集气体的常用装置。请回答下列问题：
（1）甲同学用石灰石和稀盐酸来制取和收集二氧化碳气体，他应选用的实验装置是　 　。 (填字母)
（2）乙同学用加热高锰酸钾来制取氧气，实验过程中发现装置A的试管口有少量水滴。这些水不是生成物的理由是高锰酸钾(KMnO4)不含　 　。
（3）能用C装置收集的气体性质是　 　。
11．（2025·浙江二模）建筑家装中广泛存在的甲醛(化学式CH2O)是对人体有一定危害的气体。如图所示的光触媒除甲醛原理是利用太阳光将氧气和甲醛转化为水和二氧化碳。
（1）图中“ ”所表示的物质是　 　.
（2）光触媒在反应前后质量和化学性质均没有变化，由此可见，光触媒是该化学反应的　 　。
（3）某些绿色植物也会被人用来除甲醛，其叶片上控制甲醛气体进出的结构是　 　.
12．（2025·黄岩模拟）现有一瓶过氧化氢(H2O2)溶液，观察发现瓶壁上有少量气泡，说明H2O2在常温下也能分解生成氧气。
（1）请写出反应的化学方程式　 　。
（2）取少量H2O2于试管中，将试管置于热水中(如图1所示)，观察到产生的气泡明显增多。则H2O2溶液适宜在　 　的环境中保存。
（3）查阅资料获知：H2O2分解越快，溶液中溶氧量越高。取少量H2O2溶液，常温下改变pH，测定溶液中的溶氧量如图2所示。由此可得随着pH的增大，H2O2分解的速率　 　。
13．（2025·舟山模拟）我国科学家研究出碳化钼(Mo2C)负载金原子组成的高效催化体系，使水煤气中的CO和H2O在120℃下发生反应生成H2和CO2，反应微观模型如图所示。
（1）反应微观模型中，除钼外还有　 　种元素。
（2）在该反应前后，构成催化剂的各物质　 　(填“有”或“没有”)变化；反应的化学方程式为　 　。
14．（2025·温州模拟）小明发现人们喜欢在清晨锻炼，父母告诉他这是因为早晨空气中氧气含量高，小明对此表示质疑。他利用如图装置分别测定了公园某处早、中、晚空气中氧气的含量。实验的操作步骤如下：
①连接装置，并检查装置的 。
②将足量铜粉装入玻璃管中，将两支注射器活塞都置于25 毫升处。
③在装置中加入早晨收集到的空气，点燃酒精灯，缓慢推拉两侧注射器活塞，反应完成后，熄灭酒精灯。冷却到室温后读取数据。
④分别换用中午、傍晚收集到的空气，重复实验。
（1）步骤①中的横线处应填入：　 　
（2）点燃酒精灯，缓慢推拉两侧注射器活塞的目的是　 　。
（3）已知玻璃管内的气体体积为50 毫升，测算早晨空气中氧气含量时，装置内气体总体积减少20 毫升，则氧气的体积分数为　 　。
（4）小明通过实验，发现早晨空气中氧气含量最低，你认为其原因是　 　。
15．（2025·温州模拟）新装修的房屋会释放出甲醛，除开窗通风还可用活性炭或光触媒辅助去除室内甲醛。“光触媒”是一种纳米级材料，具有强烈的催化分解功能。图1就是“光触媒”技术应用于分解甲醛、氨气、甲苯等有害物质的原理图，在紫外线（阳光）照射下，光触媒催化甲醛分解为和。小温想知道在相同条件下，活性炭与光触媒去除室内甲醛的效果如何，于是开展了实验探究。实验在自然光照的密闭室内进行，上午9时准时启动，相关数据见图2。请回答以下问题：
（1）“光触媒技术”可将污染物转化为水和二氧化碳，依据图1写出该反应的条件：　 　。
（2）从物质的性质和变化的角度分别分析活性炭和光触媒去除甲醛的原理：　 　。
（3）在光触媒的实验中，实验8~24小时和32~48小时两个时间段内，甲醛浓度均没有明显下降，结合光触媒去甲醛的原理，分析其原因是　 　。
（4）根据该实验结果，请提出能提高去除室内甲醛效率的一条合理建议：　 　。
16．（2022·丽水）在实验室制取和收集气体的四种装置中，下列用法不正确的是（　　）
A．可制取O2 B．可制取CO2
C．可收集CO2 D．可收集O2
17．（2022·杭州）2008年北京奥运会“样云”火炬、2022年北京冬奥会“飞扬”火炬的外壳材料的主要成分和燃料如表所示。奥运火炬的迭代，体现了我国科技水平的提高。下列有关两火炬的说法错误的是（　　）
　 “样云”火炬 “飞扬”火炬
外壳材料的主要成分 铝合金 碳纤维复合材料
燃料 丙烷(C3H8) 氢气(H2)
A． 外壳材料的主要成分都属于非金属单质
B．燃料都具有可燃性
C．燃料燃烧时，助燃物都是氧气
D．燃料燃烧时，都有水生成
18．（2022·湖州）将一根火柴折断，分成火柴头和火柴梗两部分，放在铜片上，如图所示。用酒精灯加热铜片，发现火柴头先燃烧。下列叙述中，错误的是（　　）
A．用酒精灯加热要使用外焰中
B．利用了铜片良好的导热性
C．说明了火柴头和火柴梗有不同的着火点
D．说明了燃烧需要助燃剂
19．（2023·绍兴）小敏在鉴别氢气、氮气、氧气、二氧化碳四瓶无色气体时，对它们的部分性质进行归纳梳理并编制了检索表(如图)。检索表中S代表的是（　　）
检索表
1a具有可燃性...............P
1b不具有可燃性...............2
2a能使澄清石灰水变浑........Q
2b不能使澄清石灰水变浑.......3
3a能使带火星的木条复......R
3b不能使带火星的木条复..... S
A．氢气 B．氮气 C．氧气 D．二氧化碳
20．（2023·宁波）下列与氧气有关的实验操作，需要纠正的是（　　）
A． B．
C． D．
21．（2023·湖州）下列关于氧气性质及其制备的说法正确的是（　　）
A．氧气的化学性质很不活泼，与其他物质反应必须要加热
B．氧气参与很多燃烧反应，它是一种常见的可燃物
C．实验室可用加热分解高锰酸钾的方法制备氧气
D．要除去N2中的O2得到纯净的N2，只需将混合气体通过红热的炭
22．（2021·宁波）家庭医药箱里有一瓶标签缺损的医用双氧水，为测定其溶质质量分数，小宁设计了如图实验：在试管中放入一定量的二氧化锰，然后用注射器注入10mL该医用双氧水，直到试管中不再有气泡产生，通过测量量筒中水的体积就可以大致计算出双氧水质量分数。
（1）实验中用排水法测量氧气的体积是因为氧气具有　 　的性质。
（2）若俯视读得量筒中水的体积，则测得的双氧水质量分数将　 　。(填“偏大”“偏小”或“不变")。
23．（2021·衢州）科学发现往往源于对实验现象的观察与研究。
（1）如图甲进行白糖溶解实验，根据图中现象判断：溶液②　 　(填“是”“不是”或“可能是")白糖的饱和溶液。
（2）如图乙所示，小科利用集气瓶收集从导管导出的氧气时，每隔一段时间，他就取出导管，再用带火星的木条放在瓶口验满。可是他始终没有观察到带火星木条复燃，小科实验操作中出现的错误是　 　。
24．（2021·湖州）如图是小勇用自制空气炮吹灭烛焰的实验。拉伸弹性薄膜然后放手，空气会从一端喷出，这是因为气体具有　 　。烛焰被吹灭是由于　 　。利用烛焰被吹灭确定空气流动与下列哪项采取的科学方法相同 　 　
①用带箭头的直线表示光的传播路线和方向
②利用被吸引的大头针数目来比较电磁铁的磁性强弱
③控制电压相等，研究电流与电阻的关系
25．（2021·嘉兴）火是文明的起源，人类取火的方法经过了漫长的演变过程。
（1）古人取火时，用火镰击打火石，产生的火花引燃可燃物，艾绒是一种常用的引燃物，主要是它的　 　，因而容易点燃。
（2）1830年发明了火柴。原理是将白磷、硫、KClO3、MnO2混合，摩擦后发生KClO3分解等一系列反应，引燃火柴杆。推测KClO3在此过程中的作用是　 　，使燃烧更剧烈。
26．（2022·湖州）洗衣机槽清洁剂的主要成分是过碳酸钠（Na2CO4），过碳酸钠是一种白色晶体，溶于水时会与水反应生成碳酸钠和过氧化氢（化学方程式为：Na2CO4+H2O=Na2CO3＋H2O2）。现取少许过碳酸钠晶体，加入水形成溶液。
（1）取少量二氧化锰加入试管中，再加入适量该溶液，观察到有气泡产生，为了检验该气体，可用　 　
（2）待不再产生气泡时，得到的溶液呈　 　（选填“酸性”或“中性”或“碱性”）。
（3）生成的碳酸钠中碳元素的化合价为　 　。
27．（2022·舟山）家务劳动不仅能减轻父母的负担，而且能将科学知识学以致用。
（1）洗涤铝制容器时，不能用钢丝球擦洗，以免破坏　 　导致金 属铝继续被空气氧化。
（2）烹饪时如遇油锅着火，灭火的措施是　 　，以免引起火灾。
28．（2022·衢州）北京冬奥会首次实现了机器人水下火炬接力(如图)。
（1）火炬燃烧前，要将储存在“氢芯”里的氢气减压到常压状态，使氢气体积变大。此过程中氢气发生了　 　 (选填 “物理变化”或“化学变化”)。
（2）点火时，需启动氧气喷发装置，才能保证火炬在水下正常燃烧。其原因是　 　。
29．（2025·浙江）小科在实验室用二氧化锰催化过氧化氢分解制取氧气，并进行相关实验。
（1）为便于控制过氧化氢溶液的添加速度，应选择图1中的装置　 　(填“A”或“B”)。
（2）用排水法收集一瓶氧气，给出验证它是氧气的方法：　 　。
（3）如图2所示的燃烧现象说明硫燃烧的剧烈程度与　 　有关。
30．（2022·温州）小明认为教室内空气中氧气含量比室外低，于是想用红磷测定教室内空气中氧气的体积分数。老师告诉他，足量的红磷燃烧并不能耗尽空气中的氧气，建议用一氧化氮气体代替红磷进行实验。
在老师的指导下，小明进行如图所示实验：用注射器获取V1毫升教室内的空气，通过导管缓缓地全部推入量筒，与量筒内足量的V2毫升一氧化氮气体混合，待充分反应后，读出量筒中剩余气体体积为V3毫升。
说明：①V1、V2、V3都是在与教室气温、气压相同的状态下测得。
②一氧化氮难溶于水，也不与水反应。
③同温同压下，在氢氧化钠溶液参与下，4体积一氧化氮与3体积氧气恰好完全反应，且产物能完全被溶液吸收。
（1）小明用气密性良好的注射器，获取V1毫升教室内空气的具体操作是　 　。
（2）实验测得教室内空气中氧气的体积分数为　 　。（用V1、V2、V3表示）
（3）小明提出，注射器内空气中的二氧化碳也会被氢氧化钠溶液吸收，从而影响实验结果。但老师指出，相比空气中的氧气含量，二氧化碳对实验结果的影响属于“次要因素”，不是“主要因素”，可忽略不计。还有许多科学实验中存在“主要因素”和“次要因素”，请再举一例并指明次要因素。　 　
31．（2022·台州）在实验室里可以用加热氯酸钾与二氧化锰的混合物来制取氧气。
（1）请从下列各图中选择合适的实验装置(部分夹持装置未画出)　 　(填序号)。
（2）二氧化锰、氧化铁和氧化铝都可以作为氯酸钾加热分解的催化剂。为了比较这三种金属氧化物对氯酸钾分解快慢的影响，某兴趣小组利用下列器材和药品进行实验。
实验器材：秒表、电子秤、上图中合适的装置。
实验药品：氯酸钾，颗粒大小相同的二氧化锰、氧化铁、氧化铝。
实验步骤： ▲ .
32．（2023·杭州）小金利用如图甲所示装置（气密性良好）和试剂测定空气中氧气含量，集气瓶中空气的体积为200mL，氧气传感器测得集气瓶内氧气的体积分数变化曲线如图乙所示。
（1）实验开始时，用酒精灯加热粗铜丝，其目的是　 　。
（2）反应开始到止水夹打开前，集气瓶内可观察到的现象是　 　。
（3）小金提出“倒吸入集气瓶中水的体积除以200mL等于空气中氧气的含量”。据图乙分析，此说法　 　（选填“正确”或“错误”），说明理由：　 　。
33．（2023·金华）测量空气中氧气体积分数实验的思维模型如下：
封闭空间——消耗氧气——气压减小——观察现象
项目化学习小组按图甲完成氧气含量测定的实验时，发现进人集气瓶的水量低于”1”刻度线。为提高氧气含量测定的精准度，展开了如下研究。
[误差分析]几位同学对测量值偏小原因的分析如下：
甲：红磷的量不足，未能把瓶内氧气耗尽；
乙：将燃烧匙伸入集气瓶瞬间，部分空气逸出；
丙：实验前导管中有空气，实验后一部分本应进入容器的水滞留在导管中；
丁：由于广口瓶的形状造成很难均分五等份，影响测量结果；
（1）以上原因分析中，其中一位同学的观点被大家一致否定，你认为是哪位同学的观点？　 　(选填”甲”“乙”“丙”或”丁”)；
（2）[方案改进]根据以上讨论，为减少实验误差，提高实验结果的精准度，学习小组同学设计了图乙改进装置。(已知：红磷的着火点是240℃，无毒；白磷的着火点是40℃，有剧毒)
比较图甲、图乙的实验方案，下列关于图乙实验方案叙述正确的是 。
A．利用着火点更低的白磷并采用加热后的玻璃棒”内引燃”，建立封闭空间使实验结果更精准
B．可以解决图甲方案中一部分水滞留在导管中带来的误差问题
C．改用量筒内水的体积变化来确定消耗氧气的体积，使测量结果更精准
D．彻底地解决了实验的安全性问题，符合绿色化学理念
（3）小金同学认为，图乙实验装置还需在橡皮管处补充一个止水夹，请表达你的观点及理由　 　；
（4）[问题反思]小组同学多次实验，测量值总是小于。经过老师指导，小组同学讨论后认为，可以从模型中”消耗氧气”的方法入手给实验做进一步改进。
[资料]暖宝宝是利用铁粉在空气中氧化的原理制成。
[方案迭代]讨论后，项目组设计了如图丙所示的装置，用暖宝宝粉代替红磷，利用铁粉在空气中氧化的原理进行实验。操作步骤如下：①将滤纸用水浸润后黏附在针筒内壁；②把暖宝宝粉倒入针筒，轻轻转动，使涂抹均匀；③涂上凡士林，将活塞插入针筒，盖上橡皮帽，观察并记录活塞移动情况。
经多次实验后，测得空气中氧气的体积分数均约占。
从消耗氧气的方法角度分析，图丙方案比图甲方案测定结果更精准的原因是　 　。
[心得交流]科学探究需要不断根据结果反思探究过程，优化方案，实现方案的迭代更新。
34．（2023·金华）某款市售制氧杯具有供氧快、便携带、易操作、成本低的特点。图1为制氧杯实物图，图2为制氧杯内部结构剖面示意图，图3为制氧剂的相关信息。利用该制氧杯制氧，产生的氧气可以在剧烈运动后即时补氧，也可以供老人、孕妇等在家中和户外急救补氧。
[制氧剂]相关信息
制氧剂A的成分为：2Na2CO3·3H2O2
制氧剂A放入水中后发生的反应：
2Na2CO3·3H2O2=2Na2CO3+3H2O2
制氧剂B的成分为：MnO2
[使用步骤]
Ⅰ．取下杯盖，在甲杯中加入A、B两种制氧剂，再加入清水至相应水位；
Ⅱ．取下与杯盖相连的乙杯，在乙杯中加入适量清水，将乙杯装回杯盖的中央正下方；
Ⅲ．将带有乙杯的杯盖和甲杯旋紧，形成一个如图1所示的整体；
Ⅳ．待出气孔②处有氧气逸出时，通过医用导气管供人呼吸补氧。
回答下列问题：
（1）在乙杯中加入清水的作用是　 　；
（2）在甲杯中加入清水至相应水位，清水除了溶解制氧剂A并使制氧反应发生以外，还具有的作用是　 　；
（3）请运用所学知识，并结合以上信息，解释该制氧杯能快速产生氧气并能从出气孔②快速逸出的原因。
35．（2023·舟山）如图，小舟制作了一个简易泡沫灭火器，为增加泡沫量，添加少量不参与反应的发泡剂。
（1）使用灭火器时，只需将装置倒置，浓盐酸与碳酸钠反应后喷出大量含有CO2的泡沫，当泡沫“粘附”在燃烧物表面后，起到隔绝　 　作用，即可灭火。选用CO2作为灭火气体是因为该气体具有的性质是　 　。
（2）制作成本也是须考虑的重要指标。将含有10.6克溶质的饱和碳酸钠溶液装入吸滤瓶，理论上需要质量分数为36.5%的浓盐酸多少克，才能恰好完全反应。(已知；Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑)
答案
知识梳理
1. 混合物 2. 78% 21% 3. 空气中氧气含量的测定 吸收热量和五氧化二磷 转化法
（3） ①变小 ③4P＋5O2 2P2O5 （4） (2) 红磷燃烧，产生大量的白烟 ③ 1/5
（5） 1/5 （6）①氮气 4/5 ②不燃烧，也不支持燃烧，且不溶于水
核心素养 质疑与创新
① 不能，炭粉和硫粉燃烧会生成气体，虽然消耗了氧气，但由于生成了气体，瓶中压强不会出现明显变化
② 红磷量不足，氧气不能耗尽(或未等装置冷却至室温，便打开止水夹，装置内气体温度偏高，压强偏大，导致进入瓶中水的体积偏小)
③ 增大发热剂与氧气的接触面积，使反应更充分 ④ 反应装置气密性好
4. 不活泼 物理 呼吸 支持燃烧 物理 不活泼
三、氧气
1. (1) 无色无味 不易 大 淡蓝 蓝 (2) 氧化
2. (1)① 火星四射，放出大量的热，生成黑色固体 ② 3Fe＋2O2 Fe3O4
防止高温熔融物溅落使集气瓶炸裂 (2) ① 耀眼白光 白色 ② 2Mg＋O2 2MgO
(3) ② 耀眼的白光，生成白色固体 ③ 4Al＋3O2 2Al2O3
Ⅱ.非金属单质 (1) 产生大量白烟 ② 4P＋5O2 2P2O5
(2)① 淡蓝色火焰 明亮的蓝紫色火焰 ② S＋O2 SO2
吸收生成的有害气体SO2 b. 红 c． 2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O
(3)① 白光 ② C＋O2 CO2 2C＋O2 2CO (4) ① 淡蓝 ② 2H2＋O2 2H2O
3. (1)① 蓝 ② 2CO＋O2 2CO2 (2)① 浑浊 ② CH4＋2O2 CO2＋2H2O
5. (2 ① 反应物的状态和反应条件 2KMnO4 K2MnO4＋MnO2＋O2↑
② ③ 2H2O2 2H2O＋O2↑ 慢
② 密度 不易 大 ③ 氧气的助燃性 将带火星的木条伸入集气瓶中，木条立即复燃
将带火星的木条放在集气瓶瓶口，木条复燃
⑤ (1) 略向下倾斜 冷凝水倒流炸裂试管 (2) 一团棉花 (3) 液面以下
(4) 排尽集气瓶中的空气 (5) 正放 (6) 连续、均匀 (7) 水倒吸引起试管炸裂
⑥(1) 形成一段稳定的液柱 (2) 高度不变
四、催化剂和催化作用 1. (1) 改变 物质 化学性质 触媒 2. 催化
考点突破
例1：A 1．D
例2：C 1.B
例3：BC　将带火星的木条放在集气瓶瓶口，若木条复燃，则已集满
1. (1)ABD　(2)固定处位于离试管口三分之一处，试管口略向下倾斜(或铁夹夹在试管的中上部且试管口略向下倾斜)
例4：C 1.催化
夯实基础
1．B 2．D 3．C 4．D 5．C 6．B 7．C 8．C 9．D
10．（1）B、D （2）氢 （3）不溶于水、不与水反应
11．（1）水 （2）催化剂 （3）气孔
12．（1）（2）低温或阴凉 （3）先变大后变小
13．（1）四 （2）没有；
14．（1）气密性 （2）使氧气与铜充分接触，将氧气耗尽 （3）20%
（4）植物在夜间只进行呼吸作用
15．（1）光和TiO2做催化剂
（2）活性炭具有吸附性，吸附甲醛从而降低室内甲醛含量，是物理变化，光触媒是一种催化剂，可催化甲醛分解为CO2和H2O，使室内甲醛含量降低，发生化学变化（合理即可）
（3）8～24小时和32～48小时内自然光中紫外线强度不足，导致光触媒催化效率降低（合理即可）
（4）选择光触媒的方法去除室内甲醛效果更好（合理即可）
真题再现
16．C 17．A 18．D 19．B 20．A 21．C
22．（1）不易溶于水 （2）偏大 23．（1）可能是 （2）取出导管再进行验满
24．惯性；可燃物的温度降低到着火点以下；②
25．（1）着火点低 （2）提供氧气
26．（1）带火星的木条 （2）碱性 （3）＋4
27．（1）氧化膜 （2）用锅盖盖灭
28．（1）物理变化 （2）燃烧需要助燃剂(或燃烧需要氧气)
29．（1）A （2）将带火星的木条伸入集气瓶，观察是否复燃 （3）氧气浓度
30．（1）在教室内，将注射器活塞推到底，再拉动活塞至刻度为V1毫升处并密封
（2）
（3）在探究影响重力势能大小的因素实验中，空气阻力是次要因素（其它合理答案也给分）
31．（1）③
（2）①检查装置气密性。
②用电子秤称取a克氯酸钾和b克二氧化锰，充分混合后装入试管，连接好装置并固定。
③加热，用排水法收集一定体积的气体，记录所用的时间。
④分别用等质量的氧化铁、氧化铝替换二氧化锰，收集相同体积的气体，记录所用的时间。
⑤重复上述实验，比较实验所记录的时间。
⑥改变催化剂质量，重复实验。
32．（1）引燃白磷 （2）白磷燃烧，产生大量白烟，放出热量
（3）错误；装置中的氧气未耗尽
33．（1）乙 （2）A；B；C
（3）不需要，因为两边导管均已伸到液面以下，已起到液封作用(
（4）用暧宝宝能更充分消耗氧气(合理即可)
34．（1）通过观察气泡的速度知道供氧的快慢，湿润氧气
（2）控制氧气产生的速率 （3）知识要点：
①过氧化氢溶液分解会产生氧气
②二氧化锰是该反应的催化剂，能加快过氧化氢的分解
③气体增多使甲杯内上方压强增大，大于外界大气压
35．（1）氧气(空气)；不能燃烧也不支持燃烧
（2）解：设恰好反应完10.6克碳酸钠所需HCl的质量为x
Na2CO3+ 2HCl= 2NaCl+H2O CO2↑
106 73 　 　
10.6克 X 　 　
x=7.3克
理论上需要的依盐酸质量为： =20克
答：理论上需要质量分数为36.5%的依盐酸20克。
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