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中小学教育资源及组卷应用平台
第二单元 空气和氧气（培优讲义）
◇考点 1 空气的成分与用途
1．空气的成分及体积分数
空气的主要成分（按体积分数）
空气成分 氮气 氧气 稀有气体 二氧化碳 水蒸气和其它成分
体积分数 0.934% 0.034% 0.02%
空气成分口诀：氮78，氧21，0.94是稀气，两个0.03分别是CO2和杂气。
易｜错｜提｜醒
（1）空气中各气体成分的含量用体积分数（体积占比）表示，而不是质量分数（质量占比）。 （2）空气中各气体成分的含量一般来说是比较固定的，但不是一成不变的。在不同地区或同一地区的不同时间，空气中各成分的含量也可能有所不同。
（3）空气是混合物，主要由氧气与氮气组成，二者体积比约为21%：78%(约1:4)。
2．各成分的用途
（1）氧气
性质 对应的用途
氧气 能供给呼吸 供 、 、 、 等
能支持燃烧 、 、气割、航空航天
（2）氮气
性质 对应的用途
氮气 与某些物质反应 制硝酸和
化学性质 作 ：
①食品充氮防
②灯泡充氮防
③在氮气氛围中焊接金属防止
液氮温度 用于制造 环境：
①医疗上
②超导材料在低温环境下显示超导性能
（3）稀有气体
性质 对应的用途
稀有气体 物理
性质 无色、无味气体

通电时
如：航标灯、照明灯、闪光灯和霓虹灯
化学性质 作
氦气 ①氦气充气球（密度比空气小且 ）
②氦气用于制造低温环境
易｜错｜提｜醒
1.空气中的稀有气体是无色无味的。在通电时能发出不同颜色的光，利用的是稀有气体的物理性质，而不是化学性质。 2.氮气可以用来做保护气是利用的它的化学性质，而不是物理性质。
3.二氧化碳会引起温室效应，但不是空气污染物，二氧化碳是空气的成分，是光合作用的原料。空气污染物包括：有害物气体SO2、CO、NO2、臭氧等和可吸入颗粒物。
◇考点 2 空气的污染与防治
1. 空气的污染物及污染源
2.与空气污染有关的三大环境问题
（1）温室效应：造成全球气候变暖、海平面上升、陆地面积减小等。
（2）酸雨：造成建筑物的腐蚀损坏、土壤酸化等。
（3）臭氧空洞：使紫外线穿透大气层，危害人类和动植物。
3.空气质量日报
（1）空气质量日报的主要内容包括"空气污染指数""首要污染物""空气质量级别""空气质量状况"等。
（2）目前计入空气质量评价的主要污染物及其危害：①固体污染物： 等与雾霾的形成有关；②气体污染物：SO2、NO2等→形成 ； (有毒)、O3等。
4.防治措施
使用清洁能源，加强空气质量监测，积极植树、种草等。
◇考点 3 氧气的性质
1.氧气的物理性质
物理性质 氧气
色、味、态（通常状况下） 色、 味、 体
密度（标准状况下） 比空气略
溶解性（通常状况下） 溶于水
在压强为1.01×105Pa时，氧气在-183 ℃时变为淡蓝色的液体，在-218℃时变为淡蓝色的雪花状固体。
易｜错｜提｜醒
（1）描述物质的性质时要指明所处条件，由氧气的物理性质可知，在常温常压以及标准状况下，氧气均为无色、无味的气体。 （2）氧气不易溶于水，并不是不溶，在室温下，1 L水中只能溶解约30 mL 氧气，鱼等生物就是依靠水中溶解的少量氧气生存的。
（3）氧气的三态变化属于物理变化，氧气变为液态和固态时，颜色变为淡蓝色，而不是无色。
2．氧气化学性质
（1）具有 性质，氧气可以使带火星的木条 。
（2）氧气与常见物质的反应
物质 反应现象 化学方程式 操作注意
在空气中 在氧气中

木炭（灰黑色固体） 发 ，放热，生成使澄清石灰水 的气体 发 ，放热，生成使澄清石灰水 的气体
木炭伸入瓶中时，要自上而下，缓慢伸入（目的使木炭与氧气 ）
硫（淡黄色固体） 燃烧，发出微弱的 色火焰，放热，生成有 的气体 燃烧得更旺，发出明亮的 色火焰，放出热量，生成有 的气体
硫在氧气里燃烧，在集气瓶底要留少量水，目的：溶解吸收生成的 ，防止
红磷（红色固体） 发出 色火焰，放出热量、产生大量 同空气

氢气 产生 色火焰，放出热量 同空气
点燃氢气之前必须
铁丝（银白色固体） 变 ，不燃烧 剧烈燃烧， ，放热，生成 。
铁丝用砂纸打磨（除去表面的 ）；在铁丝一端系一根火柴棒（ ）；铁丝绕成 （预热未燃烧的的铁丝）；在瓶底加 或铺一层 （防止高温生成物使 ）；燃着的铁丝不能接触瓶壁（防止炸裂瓶壁）
镁条（银白色） 剧烈燃烧，发出 ，放出热量，生成 色固体 燃烧更剧烈

3.氧化反应
（1）定义∶物质与氧气发生的反应属于氧化反应。
（2）特点∶氧化反应有氧气参与，氧气在其中体现 性。
（3）氧化反应包括剧烈氧化和缓慢氧化。
剧烈氧化 缓慢氧化
特点 反应程度剧烈且常伴有发光、放热现象 进行得很慢，甚至不容易被察觉
举例 铁在氧气中的燃烧等 铁生锈、食物的腐烂、动植物的呼吸、酿酒、酿醋等
区别 反应的剧烈程度、反应条件和现象不同
联系 ①均属于氧化反应;②反应过程中均放出
◇考点 4 氧气的制取
1.氧气的工业制法
氧气的工业制法（分离液态空气） 原料 空气
原理 利用液态氧气和液态氮气的 。——是 变化。
利用液态氮的 比液态氧的沸点低的原理。先将空气在 条件下 变为液态，再将液态空气缓缓 至左右，氮气首先达到沸点从液态空气里蒸发出来，剩下的主要就是液态氧了
过程
贮存 氧气经加压后贮存在蓝色 中。
2.氧气的实验室制取（见实验探究）
◇考点 5 催化剂与催化作用
1．概念
在化学反应中能 其他物质的 ，但 和 在反应前后 的物质。
2．特点
一变（改变反应速率， ）；两不变（质量、化学性质不变）
3．理解
①催化剂不能改变生成物的质量。
②催化剂不是反应物也不是生成物（写在反应条件上）。
③一种催化剂只针对某一反应，不同的反应，催化剂可能相同，某一反应的催化剂可能不只一种。
4．证明某物质是催化剂：
① ：相同条件下，加或者不加药品对比实验；
② ：实验前称量一次，实验后分离出来再称量一次；
③ ：将分离出来的物质再进行实验①的操作，
观察是否还能改变反应速率。
5．拓展
影响某反应的反应速率的因素：
、 、 、 、 、 等等。
归｜纳｜总｜结
探究分解过氧化氢溶液制氧气中二氧化锰的作用 实验操作
实验现象
实验结论
把带火星的木条伸入盛有过氧化氢溶液的试管中
木条不复燃
过氧化氢在常温下分解缓慢，放出的氧气很少
向上述试管中加入少量二氧化锰，再伸入带火星的木条
木条复燃
二氧化锰加速了过氧化氢的分解，产生了大量的氧气
待上述试管没有现象后，重新加入过氧化氢溶液，并伸入带火星的木条
木条复燃
氧气是过氧化氢分解产生的，二氧化锰起加快反应速幸的作用
1．请判断下列说法的正误（正确的打“√”，错误的打“×”）
（1）我们要采取各种措施，为人类的生存提供纯净的氧气。( )
（2）空气中氮气的质量约占78%，氧气质量约占21%。( )
（3）空气的成分是固定不变的。( )
（4）空气主要是由氮气、氧气组成，还含有少量稀有气体、二氧化碳和其它气体及杂质。( )
（5）空气中的氮气用途广泛，例如：食品防腐、液氮超导实验车。( )
（6）空气中氧气的主要用途是供给呼吸和支持燃烧。( )
（7）空气污染指数数值越大，说明空气质量越好。( )
（8）在通常状况下，无色、无味的气体一定是空气。( )
2．空气是一种宝贵的自然资源，要保护空气，防止空气污染。请回答：
（1）在物质分类中空气属于 （填“纯净物”或“混合物”）。
（2）工业上常用分离液态空气法或者膜分离技术，通过改变压力和温度得到氧气，该过程发生的是 （填“化学”或“物理”）变化。
（3）下列物质中属于空气污染物的有 （填字母序号）。
A．二氧化碳 B．可吸入颗粒物 C．一氧化碳 D．稀有气体
（4）请根据空气中常见气体填空：（填气体名称）
①食品包装时充入以防腐的气体是 ；
②夏天盛放雪糕的杯子外壁附有水珠，说明空气中含有 ；
③供给呼吸，医疗上急救病人的气体是 ；
④参与植物光合作用的气体 。
3．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，请回答下列问题：
（1）甲、乙、丙三个反应的共同点_______（多选）。
A．都是化合反应 B．生成物都是固体
C．都是氧化反应 D．都伴随有发光、发热的现象
（2）从现象角度：三种物质在氧气和在空气中燃烧的现象不同的原因是 。
（3）从操作角度：甲中铁丝燃烧实验中，需要在火柴快要燃尽时再伸入盛有氧气的集气瓶中，其目的是 ，该实验的现象是 ，其反应生成物的化学式为 。
（4）从装置角度：三个实验的集气瓶底部都放有少量水，其中甲实验中集气瓶底部放少量水的目的是 ；乙实验中瓶底放少量水的目的是 。小强同学想用硫粉代替红磷测定空气中的氧气含量（图丁），小明认为他的实验不能成功，小明的理由是 。
4．如图是实验室制取气体常用的装置，回答下列问题。
（1）写出仪器a的名称 ；
（2）实验室常采用加热高锰酸钾的方法制取氧气。
①该反应的化学方程式是 ；
②用该方法制取氧气的发生装置应选择 （填字母序号）；
③可以用装置C收集氧气，因为氧气的密度比空气 。
◇实验 1 空气中氧气含量的测定
实验要点与反思
仪器、试剂 大集气瓶、 、 、烧杯、弹簧夹、橡胶塞和导管； 、蒸馏水
基本思路 通过化学反应，除去混合物中的一种成分，再测定混合物在 的体积或质量的变化。
实验原理
药品选择 ①一是该物质在空气中能够燃烧且 反应；
②二是该物质燃烧的生成物为 ，不能是气体；
红磷替代品的选择 ①若装置不变，判断下列药品能否代替红磷进行实验，并说明原因：
铁丝：不能，因为铁丝在空气中不能燃烧
镁条：不能，因为镁能与空气中的氮气、二氧化碳反应
木炭：不能，因为木炭在空气中燃烧生成二氧化碳和一氧化碳气体，装置内压强变化不明显
②若将集气瓶中的水换为氢氧化钠溶液，则硫粉可以替代红磷进行实验
实验结论 氧气约占空气总体积的 。
误差分析 结果明显偏小 ①红磷用量 ；②装置气密性 ；③未等集气瓶冷却至室温，就 ；
结果明显偏大 ①点燃红磷后伸入集气瓶速度太慢（未及时塞紧橡皮塞）；②未夹紧止水夹（未使用止水夹）
问题讨论 集气瓶内剩余气体的性质？
①物理性质： ；
②化学性质： 。
实验改进与创新
改变点燃方式 实验过程中不打开装置，使装置始终保持 ，如图：
改变测量方式 利用量筒或注射器等测量仪器，减小实验误差，使测定结果更加精确，如图
改变反应原理 己装置利用加热铜丝消耗装置中的氧气，实验过程中反复推拉两端注射器活塞的目的是使铜丝与空气中的氧气充分反应，玻璃管内发生反应的化学方程式为
数字化实验 图1装置可用于测定空气中氧气的含量。
图2是实验过程中集气瓶内气压与时间的关系(该装置气密性良好，P0是集气瓶内初始气压)。
（1）P0时红磷没有点燃，气压没有变化；
（2）P0~a段，点燃红磷后，气压增大的原因是红磷燃烧放热；
（3）a~d段，红磷燃烧消耗集气瓶中的氧气，且反应结束后温度恢复至室温，但气压P小于P0的原因是氧气被消耗。
◇实验 2 氧气的实验室制取与性质探究
实验要点与反思
1、实验室制取氧气
制取方法 高锰酸钾制取氧气 过氧化氢制取氧气
反应原理
依据：反应物状态及反应条件
发生装置
型
型
依据：气体的溶解性及密度
收集装置
排水法
依据：氧气 溶于水，且不与水反应
（何时开始收集？导管口有 气泡冒出时开始收集。）
向上排空气法
依据：氧气密度比空气 ，且不与空气的成分反应
操作步骤 检查装置气密性→装入药品→固定在铁架台上→点燃酒精灯进行加热→收集氧气→将导管从水槽中移离→熄灭酒精灯
简记为：茶(查)、装(庄)、定、点、收、利(离)、息(熄) 检查装置气密性→装入药品→收集氧气
实验讨论 实验结束后，为什么先将导气管移出水面，然后熄灭酒精灯？
。
用高锰酸钾制取氧气时，试管口为什么塞一团棉花?
。
检验与验满 检验：如图1,将带有火星的木条放入集气瓶中，若 ,说明集气瓶内的气体是氧气。
验满：如图2,将带有火星的木条 ,说明氧气已集满。
实验操作细节 在检查装置B气密性时，用弹簧夹夹紧乳胶管，向长颈漏斗内注水，长颈漏斗末端可能会出现如图3所示现象，其中一定能说明装置气密性良好的是 (填字母)
实验意外现象分析 ①用高锰酸钾制备并用排水法收集氧气时，发现水槽中的水变红，其原因是 。
②用装置A、E制取并收集氧气，收集满氧气移出集气瓶时，进行了如图4所示的操作，该操作会导致的后果为 ;实验结束后，观察到水槽中的水倒吸入试管，其原因可能是 。
③小组同学用图5所示实验装置制取氧气。小布袋里放入的固体试剂的名称是 。与教材实验装置相比，该发生装置的优点是 。
2.氧气的性质
①木炭的燃烧实验
实验原理 木炭完全燃烧的化学方程式为
实验步骤及现象 用坩埚钳夹取一小块木炭放在酒精灯火焰上加热，观察到的现象是 。接着把加热过的木炭由瓶口向下 (填“缓慢”或“快速”)插入充满氧气的集气瓶中，这样操作的目的是 ;观察到的现象是 。
燃烧停止后取出坩埚钳，向集气瓶中加入少量澄清石灰水，振荡，观察到的现象是 。
实验反思 实验结束后，集气瓶内因燃烧产生 ,且消耗了大部分氧气，导致木炭熄灭。
②硫的燃烧实验
实验原理 硫燃烧的化学方程式为
实验现象 不同点：硫在空气中燃烧发出 火焰，在氧气中燃烧发出 火焰。
相同点：硫在空气和氧气中均剧烈燃烧，产生 气味的气体，放热。
注意事项 集气瓶内预先放入一些水的目的是 。
集气瓶底的水 (填“能”或“不能”)用细沙代替
实验反思 根据硫在空气和氧气中燃烧的现象说明燃烧的剧烈程度与 有关。
③细铁丝的燃烧实验
实验原理 细铁丝燃烧的化学方程式为
实验步骤 实验前，用砂纸将细铁丝打磨光亮，目的是 。
实验前应将光亮的铁丝盘成 ，目的是 。在细铁丝下端系一根火柴的作用是 。
点燃火柴，待 时，将细铁丝伸入集气瓶中，这样做的原因是 。
实验现象 实验中观察到细铁丝 。
实验反思 集气瓶内预先放一些水的目的是 ,水还可以用 代替。
实验意外现象分析 实验结束后，若发现集气瓶炸裂，可能的原因是 。
进行该实验时，未观察到细铁丝燃烧，可能的原因是 。
实验细节分析 如图是进行实验的几种操作，更能提高实验成功率的操作是 (填字母)。
◇突破 1 空气的组成和用途
典例1（2025·长沙卷）空气是一种宝贵的自然资源。人体吸入空气主要是利用其中的
A． B． C． D．
变式1-1空气成分中含量多且可用作保护气的是（ ）
A．N2 B．O2
C．稀有气体 D．CO2
变式1-2（2025·四川眉山卷）空气中的各种成分广泛应用于工农业生产、医疗和科研等领域，下列有关空气的说法正确的是
A．干净的空气是纯净物
B．氮气约占空气质量的78%
C．空气中含有氧气，因此空气可直接用于医疗急救
D．空气中的稀有气体占比虽然很小，但用途广泛
◇突破 2 空气中氧气含量的测定
典例2如图是测定空气中氧气含量的改进实验装置（夹持装置已省略），对该实验认识正确的是（ ）
A．现象：实验过程中，红磷燃烧，产生大量白雾
B．推论：实验后，玻璃管中剩余气体具有可燃性
C．分析：红磷的量多或少，都不会影响实验结果
D．评价：用改进装置实验，能减少对空气的污染
解｜题｜技｜巧
在空气中氧气含量的测定实验中： （1）装置的气密性要好（否则测量结果偏小）
（2）所用的红磷必须过量，如果红磷过少则氧气没有全部消耗完，测量结果偏小
（3）要等集气瓶（装置）冷却后才能打开弹簧夹（否则测量结果偏小）
（4）要先夹住橡皮管，然后再点红磷（否则测量结果偏大）。
（5）该实验中的红磷不能换成木炭或蜡烛，因为木炭和蜡烛燃烧生成的二氧化碳是气体，导致瓶内压强无明显变化，烧杯中的水无法进入集气瓶。
变式2-1（2024·北京卷）用如图所示装置进行实验，测定出空气中约占（按体积计算）。下列叙述不正确的是
A．②中瓶内空气的体积约为200mL B．可加热铁丝引燃铜匙中的白磷
C．白磷的作用是消耗②中瓶内的 D．最终注射器活塞移至约40mL刻度线处
变式2-2下图是拉瓦锡测定空气成分的实验。他将汞放在密闭容器里连续加热12天，得到红色粉末(HgO)，他又把红色粉末放在另外容器里加强热，最终得出了空气成分的结论。
??
（1）若用煤块作火炉燃料，该燃料属于 (填“可”或“不可”)再生能源。
（2）连续加热12天的目的是 ，剩余气体约占原气体总体积的 。
（3）将红色粉末加强热可生成初始物质，其化学方程式为 。
◇突破 3 空气的污染与防治
典例3（2025·江苏扬州卷）下列物质的排放会引起酸雨的是
A．SO2 B．CO2 C．CO D．CH4
变式3-1（2024·北京卷）为防治大气污染，下列做法不可行的是
A．加强扬尘管控 B．使用清洁能源
C．直接排放工业废气 D．加强大气质量监测
变式3-22025年世界气象日主题为“携手缩小早期预警差距”。如图是世界气象日聊城当日天气状况的手机截屏，图中计入空气污染指数的有害气体属于氧化物的有（ ）
??
A．一种 B．二种 C．三种 D．四种
◇突破 4 氧气的性质
典例4（2025·江苏苏州卷）下列有关铁丝在氧气中燃烧反应的叙述不正确的是
A．放出热量
B．生成
C．反应前后固体质量相等
D．参加反应的铁与生成物中铁元素质量相等
变式4-1（2024·河南卷）氧气性质活泼，能支持燃烧。下列物质在氧气中燃烧，能生成无色、无味气体的是（ ）
A．铁丝 B．硫粉 C．红磷 D．木炭
变式4-2（2025·山西临汾·二模）氧气是初中化学中核心物质之一，对氧气有关知识进行结构化整理，有助于我们认识物质，应用物质，形成认识物质的思维。下图是复习课中老师带领小组同学整理的氧气知识的思维导图。
（1）实验室可以通过化学反应制取氧气，其反应的化学方程式是 。
（2）实验室可用排水法收集氧气，是因为氧气具有的物理性质是 。
（3）氧气性质活泼，可与很多物质反应，其中某种单质在氧气中反应的现象是 (写一个)。
（4）氧气可支持燃烧，在工业上可用于 (写一个)。
（5）氧气可用于医疗急救，体现了氧气可 的性质。
◇突破 5 氧气的实验室制取
典例5（2025·安徽卷）小明和小安同学在实验室选用下列装置制取并收集氧气。
回答下列问题：
I．小明同学使用溶液进行实验。
（1）仪器①的名称是 。
（2）反应的化学方程式为 。
Ⅱ．小安同学使用固体进行实验。
（3）在实验方案中，下列图标需要标注的是 （填字母序号，下同）。
（4）向试管中加入正确的操作是 。
（5）氧气收集完毕，将导管从水槽中取出，再熄灭酒精灯的原因是 。
变式5-1（2024·四川成都卷）氧气的制取和性质实验如图。下列说法正确的是（ ）
A．发生装置仅由药品状态决定 B．该装置能收集到纯净的氧气
C．红热木炭应迅速伸入集气瓶瓶底 D．制取氧气的原料一定含有氧元素
变式5-2（2025·湖南卷）根据氧气的制取和性质实验，回答下列问题。
（1）若用装置A加热制取，图中a处需补充仪器的名称是 。
（2）若实验室用装置B制取，反应的化学方程式是 。
（3）上图中仪器b既有燃烧匙的作用，又有 的作用。
（4）点燃石英玻璃燃烧匙中的硫粉立即伸入装置C中，产生淡蓝色火焰，然后通入，产生明亮的蓝紫色火焰。对比通入前后的现象，可得出硫燃烧的剧烈程度与 有关。
（5）装置C中气球的作用是 。
◇难点 1 物质在空气、氧气中的燃烧现象辨析
典例1（2025·天津卷）下列实验现象描述正确的是
A．硫在空气中燃烧时发出蓝紫色火焰
B．铁丝插入盛有氧气的集气瓶中剧烈燃烧
C．乙醇在空气中燃烧生成二氧化碳和水
D．在空气中加热铜粉，红色粉末逐渐变为黑色
类题1下图是硫粉分别在空气和氧气里燃烧的实验。下列说法正确的是
A．硫在氧气里燃烧发出微弱的淡蓝色火焰
B．集气瓶中放入水主要是防止集气瓶底炸裂
C．硫燃烧的剧烈程度主要与氧气的浓度有关
D．硫燃烧的化学方程式是2S+3O22SO3
◇难点 2 空气中氧气含量的测定数字化实验图像
典例2（2025·四川德阳卷）某化学兴趣小组用氧气传感器分别测量木条和蜡烛(主要含碳、氢元素)在密闭容器内燃烧至熄灭过程中氧气含量变化。密闭容器内氧气含量随时间的变化如图所示。
下列说法正确的是
A．若装置漏气，不会影响实验结果
B．木条熄灭时，瓶内还有O2剩余
C．蜡烛燃烧过程中不会产生气体
D．对比木条与蜡烛的燃烧过程，蜡烛消耗O2的速率更快
解｜题｜思｜维
1. 明确各种传感器中的变化： ①气体压强传感器——温度升高或气体增多，压强变大；
②温度传感器——化学反应中温度变化；
③浓度（质量）传感器——物质含量减小的是反应物，物质含量增大的是生成物；
2. 解答数字化实验题的思路：直接读出坐标中的两个变量（横、纵坐标）之间的变化关系（关注起点、终点以及变化的趋势）；对多个变化曲线，要对比它们之间的关系；结合化学反应过程，形成对变化规律的认识；根据题干要求作出解答。
类题2（2024·四川成都卷）空气中含有多少氧气呢？学习小组开展“测定空气里氧气含量”的探究活动。
资料：1．红磷的着火点是240℃，白磷的着火点是40℃。
2．相同的温度和体积下，气体压强与分子数成正比。
3．相同的温度和压强下，气体体积与分子数成正比。
【史料研究】
二百多年前，化学家拉瓦锡利用汞能和氧气发生反应的原理，采用图1装置测出氧气约占空气体积的1/5。
（1）加热时，曲颈甑内液态汞表面产生红色粉末，玻璃钟罩内的现象是 ，产生该现象的原因是 。
【设计与实验】
设计并利用图2装置测空气里氧气含量。
（2）主要步骤如下，正确的顺序为 （填序号）。
①弹簧夹夹紧胶皮管
②红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹
③点燃红磷后立即伸入瓶中并塞紧塞子
④在集气瓶中加入少量水，将水面上方空间分成5等份
（3）实验结束，集气瓶中剩余气体的主要成分是 。
【优化与实验】
同学们利用图2装置多次实验，水面均未上升到刻度“1”。经讨论后，分别取足量红磷、白磷采用图3装置进行实验，记录并处理数据分别如图4、图5。
（4）图4中氧气含量从8.05%上升到9.26%，原因可能是 。
（5）图5中BC段压强增大，原因是 。计算白磷消耗的氧气占空气体积的 %（精确到0.01%）。
【反思与交流】
（6）图2实验水面未达到刻度“1”，原因是装置中的氧气未消耗完。红磷燃烧不能将氧气消耗完的主要原因是 。
（7）上述实验中汞、白磷和五氧化二磷有毒，对环境“不友好”。结合实验原理和药品弊端，可选择的替代药品有 （写一种）。
◇难点 3 催化剂的实验探究
典例3（2025·江苏盐城卷）按如图所示进行实验，量筒中涌出的柱状泡沫被形象地称为“大象牙膏”。下列说法正确的是
A．H2O2分解生成H2O和O2 B．产生的泡沫可用于灭火
C．反应后催化剂的质量变小 D．图中催化剂只能使用二氧化锰
类题3（2025·四川泸州卷）某化学兴趣小组对不同催化剂催化分解的效率开展如下探究，并据此自制高原旅行的简易供氧器。回答相关问题：安全提示：实验中应佩戴护目镜和手套，避免皮肤直接接触对细胞造成损害。
【探究一】分解实验
（1）取的溶液于试管中，放入粘胶凝固的小球，将带火星木条置于试管口，观察到溶液中立即产生气泡， （补充完现象）。从试管中取出小球，洗净，晾干，称量，其质量仍为。说明粘胶凝固的小球能催化分解产生。
（2）为了使本探究更加严谨，小组讨论后又做了一个对照实验：向盛有4mL 的试管中，加入粘胶凝固的小球，无明显现象。
【探究二】对比粉末与酵母粉末的催化效率
（3）向两支试管中分别加入粉末、酵母粉末各，然后都注入的的溶液，相同条件下测量不同时间产生的体积（见下表），则 催化效率更高。
时间/s 0 10 20 30 40 50 60
体积/mL
0 10.5 19.8 27.5 33.1 36.2 37.5
酵母 0 15.2 28.6 38.9 45.3 49.7 52.1
【探究三】跨学科实践活动
（4）查阅资料：酵母中的过氧化氢酶才是分解的催化剂，生物细胞代谢会产生副产物。据此推测，在生物体细胞内普遍存在过氧化氢酶的原因是：避免累积，导致 （补充完整）。
（5）自制高原旅行的简易供氧器：为实现缓慢供氧，并能随时控制氧气的产生与停止，现有浓溶液，还应选用的试剂有 （选填编号）。
可供选择的试剂：①粘胶凝固的小球????????②粉末????????③酵母粉末????????④水。
（6）反思总结：实践学习后，部分同学交流的以下观点，你认为错误的有______。
A．解决实践中的真实问题，通常需要多学科知识
B．当设计的装置比较优秀时，没有必要组内交流
C．设计方案时应综合考虑反应原理、实际需求和现有条件
D．开展跨学科实践活动费时费力，不利于综合素养的发展
跨学科实践活动 微型空气质量“检测站”的组装与使用
（2025·青海卷）对于缺氧环境或者处于缺氧状态的人群往往需要使用供氧设备补充氧气。学习小组参考某供氧器原理(如下图所示)，开展了“设计和制作简易供氧器”的实践活动。完成下面小题。
1．从元素守恒角度看，下列物质不能用于制取氧气的是
A．NaCl B． C． D．
2．下列关于供氧器说法不正确的是
A．供氧器原料的选择应考虑是否价廉易得
B．过滤仓导出的气体可用带火星的木条检验
C．供氧器内部气流采用低压进高压出的方式
D．过滤仓不仅可以过滤杂质还能使氧气变得湿润
3．（2025·河北卷）供氧自救器可用于生产生活中遇到有害气体时应急自救，某兴趣小组探究并自制了供氧自救器。
活动I：探究供氧自救器
【分析原理】为防止人体吸入有害气体，使用自救器时夹住鼻子，只用嘴呼吸，使气体在“气囊人体清洁罐气囊”间形成循环(如图1所示)。
【交流讨论】
（1）用氧气瓶为人体提供氧气，是因为氧气能供给 。
（2）氧气经压缩储存于氧气瓶中，从微观角度分析，氧气可被压缩是因为 。
（3）清洁罐中填充有吸收剂。小组同学讨论后认为：氢氧化钠和氢氧化钙均可吸收，理由是 。资料显示：氢氧化钠比氢氧化钙价格高，且具有强烈的腐蚀性。故实际选用氢氧化钙作吸收剂。
活动II：自制简易供氧自救器
小组同学利用化学方法提供氧气，制作简易供氧自救器。
【回忆旧知】
（4）获取氧气的化学方法：
一是加热高锰酸钾，反应的化学方程式为 ；
二是混合过氧化氢溶液和二氧化锰，反应的化学方程式为。
小组同学经讨论选择了第二种方法。
【设计制作】参照图1所示原理，利用透明塑料板、导管等材料，设计并制作了图2所示的简易供氧自救器(鼻夹、排气阀等未画出)。
【分析讨论】使用时，打开开关、，从注液口加入适量过氧化氢溶液，自救器开始工作。
（5）工作时，乙中水的作用是 (写一条即可)。
（6）关闭开关a可使制氧室中的反应基本停止，其原理是 。
【实践应用】小组同学试用了自制的简易供氧自救器，效果很好。
反思拓展：
（7）供氧自救器需要科学维护，应定期检查： (写一条即可)。
1．（2025·云南卷）空气中能供给呼吸的气体是
A．氮气 B．氧气 C．稀有气体 D．二氧化碳
2．（2025·广西卷）防治空气污染是一项意义重大的课题。下列气体属于空气污染物的是
A．氮气 B．氧气 C．二氧化硫 D．水蒸气
3．（2024·北京卷）为防治大气污染，下列做法不可行的是
A．加强扬尘管控 B．使用清洁能源
C．直接排放工业废气 D．加强大气质量监测
4．人类每时每刻都离不开空气。下列关于空气的说法，正确的是
A．禁止焚烧秸秆有利于保护空气 B．不能用于食品防腐
C．稀有气体约占空气总体积的 D．空气质量指数级别越高，空气质量状况越好
5．（2025·河北卷）如图所示为探究空气中氧气含量的实验，其中没有用到的仪器是
A．集气瓶 B．试管 C．燃烧匙 D．烧杯
6．（2025·江苏苏州卷）白炽灯泡的结构如图，通电后钨丝在高温下发光。生产时灯泡内可能会混入少量氧气。下列说法正确的是
A．钨丝的熔点低
B．两侧的金属丝不导电
C．灯泡内填充氮气是因为其化学性质活泼
D．白炽灯工作时，红磷能消耗残留氧气
（2025·江苏苏州卷）阅读下列材料，完成下面小题：
过氧化氢在二氧化锰催化下分解产生氧气，该原理可用于实验室制氧气。氧气化学性质活泼，能与许多物质反应，如铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成黑色固体。
7．实验室用的过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气，并进行铁丝燃烧实验。下列实验操作不规范的是
A．检查气密性 B．取用液体
C．收集氧气 D．铁丝燃烧
8．下列有关铁丝在氧气中燃烧反应的叙述不正确的是
A．放出热量
B．生成
C．反应前后固体质量相等
D．参加反应的铁与生成物中铁元素质量相等
9．（2023·湖南衡阳卷）拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。某兴趣小组利用氧气传感器来检测足量红磷燃烧过程中氧气的含量，如图所示，下列判断正确的是（ ）
A．a点时容器内氮气体积分数为85%
B．容器内物质总质量：b点>c点
C．氧气有剩余，说明物质燃烧时氧气必须达到一定浓度
D．此实验测得空气中氧气的质量分数为18%
10．（2025·山东卷）兴趣小组利用图1装置进行实验，测量木条和蜡烛燃烧至熄灭过程中集气瓶内的体积分数，数据如图2。下列说法不正确的是
A．实验开始时，两集气瓶内的体积分数均约为
B．木条、蜡烛均熄灭后，集气瓶内的体积分数：甲<乙
C．70s时，甲集气瓶内的体积分数为88.3%
D．可以通过调节的体积分数调控燃烧
11．（2025·陕西卷）如图甲是实验室制取氧气的实验装置，乙是某学习小组设计的自制简易供氧器。
（1）写出标有字母a的仪器的名称： 。
（2）甲、乙中制取氧气的化学反应方程式是 。
（3）甲中实验时长颈漏斗必须伸入液面以下的目的是 。
（4）乙中为了便于观察氧气的流速以增加吸氧的安全性，塑料吸管需要伸入液体X中，X应该是 。
12．（2024·山东烟台卷）实验探究是学习化学的重要方法。请根据下列实验装置图回答问题。
（1）装置B中仪器①的名称是 。
（2）实验室用大理石和稀盐酸制取，应选用的发生装置是 （填字母序号，下同），实验室加热高锰酸钾固体制取，应选用的发生装置是 。
（3）实验室制取和，均不能选用的收集装置是 。
（4）兴趣小组用图甲所示装置探究不同催化剂对过氧化氢分解的催化效果。取大小相同的新鲜土豆块和新鲜猪肝块作催化剂，分别加入10mL相同浓度的过氧化氢稀溶液后，用传感器测量装置中气压的变化，如图乙中曲线a、b所示。
①结合实验和曲线a、b分析，两种催化剂中催化效率更高的是 。
②从曲线a、b的变化可以看出，过氧化氢分解的反应是 （填“放热”或“吸热”）反应，加猪肝块催化的过氧化氢完全反应所用的时间大约是 s（填“30”“65”或“120”）。
③曲线a、b最终达到相同的压强，说明 。
13．（2025·四川泸州卷）某化学兴趣小组对不同催化剂催化分解的效率开展如下探究，并据此自制高原旅行的简易供氧器。回答相关问题：安全提示：实验中应佩戴护目镜和手套，避免皮肤直接接触对细胞造成损害。
【探究一】分解实验
（1）取的溶液于试管中，放入粘胶凝固的小球，将带火星木条置于试管口，观察到溶液中立即产生气泡， （补充完现象）。从试管中取出小球，洗净，晾干，称量，其质量仍为。说明粘胶凝固的小球能催化分解产生。
（2）为了使本探究更加严谨，小组讨论后又做了一个对照实验：向盛有4mL 的试管中，加入粘胶凝固的小球，无明显现象。
【探究二】对比粉末与酵母粉末的催化效率
（3）向两支试管中分别加入粉末、酵母粉末各，然后都注入的的溶液，相同条件下测量不同时间产生的体积（见下表），则 催化效率更高。
时间/s 0 10 20 30 40 50 60
体积/mL
0 10.5 19.8 27.5 33.1 36.2 37.5
酵母 0 15.2 28.6 38.9 45.3 49.7 52.1
【探究三】跨学科实践活动
（4）查阅资料：酵母中的过氧化氢酶才是分解的催化剂，生物细胞代谢会产生副产物。据此推测，在生物体细胞内普遍存在过氧化氢酶的原因是：避免累积，导致 （补充完整）。
（5）自制高原旅行的简易供氧器：为实现缓慢供氧，并能随时控制氧气的产生与停止，现有浓溶液，还应选用的试剂有 （选填编号）。
可供选择的试剂：①粘胶凝固的小球????????②粉末????????③酵母粉末????????④水。
（6）反思总结：实践学习后，部分同学交流的以下观点，你认为错误的有______。
A．解决实践中的真实问题，通常需要多学科知识
B．当设计的装置比较优秀时，没有必要组内交流
C．设计方案时应综合考虑反应原理、实际需求和现有条件
D．开展跨学科实践活动费时费力，不利于综合素养的发展
答案和解析
◇考点 1 空气的成分与用途
1．空气的成分及体积分数
空气的主要成分（按体积分数）
空气成分 氮气 氧气 稀有气体 二氧化碳 水蒸气和其它成分
体积分数 78% 21% 0.934% 0.034% 0.02%
空气成分口诀：氮78，氧21，0.94是稀气，两个0.03分别是CO2和杂气。
易｜错｜提｜醒
（1）空气中各气体成分的含量用体积分数（体积占比）表示，而不是质量分数（质量占比）。 （2）空气中各气体成分的含量一般来说是比较固定的，但不是一成不变的。在不同地区或同一地区的不同时间，空气中各成分的含量也可能有所不同。
（3）空气是混合物，主要由氧气与氮气组成，二者体积比约为21%：78%(约1:4)。
2．各成分的用途
（1）氧气
性质 对应的用途
氧气 能供给呼吸 供动植物呼吸、医疗急救、登山、潜水等
能支持燃烧 炼钢、气焊、气割、航空航天
（2）氮气
性质 对应的用途
氮气 与某些物质反应 制硝酸和氮肥
化学性质不活泼 作保护气：
①食品充氮防腐
②灯泡充氮防钨丝氧化
③在氮气氛围中焊接金属防止金属氧化
液氮温度很低 用于制造低温环境：
①医疗上冷冻治疗
②超导材料在低温环境下显示超导性能
（3）稀有气体
性质 对应的用途
稀有气体 物理
性质 无色、无味气体

通电时能发出不同颜色的光 制多种用途的电光源
如：航标灯、照明灯、闪光灯和霓虹灯
化学性质很不活泼 作保护气
氦气 ①氦气充气球（密度比空气小且化学性质稳定）
②氦气用于制造低温环境
易｜错｜提｜醒
1.空气中的稀有气体是无色无味的。在通电时能发出不同颜色的光，利用的是稀有气体的物理性质，而不是化学性质。 2.氮气可以用来做保护气是利用的它的化学性质，而不是物理性质。
3.二氧化碳会引起温室效应，但不是空气污染物，二氧化碳是空气的成分，是光合作用的原料。空气污染物包括：有害物气体SO2、CO、NO2、臭氧等和可吸入颗粒物。
◇考点 2 空气的污染与防治
1. 空气的污染物及污染源
2.与空气污染有关的三大环境问题
（1）温室效应：造成全球气候变暖、海平面上升、陆地面积减小等。
（2）酸雨：造成建筑物的腐蚀损坏、土壤酸化等。
（3）臭氧空洞：使紫外线穿透大气层，危害人类和动植物。
3.空气质量日报
（1）空气质量日报的主要内容包括"空气污染指数""首要污染物""空气质量级别""空气质量状况"等。
（2）目前计入空气质量评价的主要污染物及其危害：①固体污染物：细颗粒物(PM2.5)、可吸入颗粒物(PM10)等与雾霾的形成有关；②气体污染物：SO2、NO2等→形成酸雨；CO(有毒)、O3等。
4.防治措施
使用清洁能源，加强空气质量监测，积极植树、种草等。
◇考点 3 氧气的性质
1.氧气的物理性质
物理性质 氧气
色、味、态（通常状况下） 无色、无味、气体
密度（标准状况下） 比空气略大
溶解性（通常状况下） 不易溶于水
在压强为1.01×105Pa时，氧气在-183 ℃时变为淡蓝色的液体，在-218℃时变为淡蓝色的雪花状固体。
易｜错｜提｜醒
（1）描述物质的性质时要指明所处条件，由氧气的物理性质可知，在常温常压以及标准状况下，氧气均为无色、无味的气体。 （2）氧气不易溶于水，并不是不溶，在室温下，1 L水中只能溶解约30 mL 氧气，鱼等生物就是依靠水中溶解的少量氧气生存的。
（3）氧气的三态变化属于物理变化，氧气变为液态和固态时，颜色变为淡蓝色，而不是无色。
2．氧气化学性质
（1）具有助燃性质，氧气可以使带火星的木条复燃。
（2）氧气与常见物质的反应
物质 反应现象 化学方程式 操作注意
在空气中 在氧气中

木炭（灰黑色固体） 发红光，放热，生成使澄清石灰水变浑浊的气体 发白光，放热，生成使澄清石灰水变浑浊的气体 C+O2CO2 木炭伸入瓶中时，要自上而下，缓慢伸入（目的使木炭与氧气充分反应）
硫（淡黄色固体） 燃烧，发出微弱的淡蓝色火焰，放热，生成有刺激性气味的气体 燃烧得更旺，发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量，生成有刺激性气味的气体 S+O2SO2 硫在氧气里燃烧，在集气瓶底要留少量水，目的：溶解吸收生成的二氧化硫，防止二氧化硫逸出污染环境
红磷（红色固体） 发出黄色火焰，放出热量、产生大量白烟 同空气 4P+5O22P2O5
氢气 产生 淡蓝 色火焰，放出热量 同空气 2H2＋O22H2O 点燃氢气之前必须验纯
铁丝（银白色固体） 变红热，不燃烧 剧烈燃烧，火星四射，放热，生成黑色物质。 3Fe+2O2Fe3O4 铁丝用砂纸打磨（除去表面的氧化物）；在铁丝一端系一根火柴棒（引燃）；铁丝绕成螺旋状（预热未燃烧的的铁丝）；在瓶底加少量水或铺一层细沙（防止高温生成物使集气瓶炸裂）；燃着的铁丝不能接触瓶壁（防止炸裂瓶壁）
镁条（银白色） 剧烈燃烧，发出 耀眼的白光，放出热量，生成白色固体 燃烧更剧烈 2Mg＋O2
2MgO
3.氧化反应
（1）定义∶物质与氧气发生的反应属于氧化反应。
（2）特点∶氧化反应有氧气参与，氧气在其中体现氧化性。
（3）氧化反应包括剧烈氧化和缓慢氧化。
剧烈氧化 缓慢氧化
特点 反应程度剧烈且常伴有发光、放热现象 进行得很慢，甚至不容易被察觉
举例 铁在氧气中的燃烧等 铁生锈、食物的腐烂、动植物的呼吸、酿酒、酿醋等
区别 反应的剧烈程度、反应条件和现象不同
联系 ①均属于氧化反应;②反应过程中均放出热量
◇考点 4 氧气的制取
1.氧气的工业制法
氧气的工业制法（分离液态空气） 原料 空气
原理 利用液态氧气和液态氮气的沸点不同。——是物理变化。
利用液态氮的沸点比液态氧的沸点低的原理。先将空气在低温条件下加压变为液态，再将液态空气缓缓升温至左右，氮气首先达到沸点从液态空气里蒸发出来，剩下的主要就是液态氧了
过程
贮存 氧气经加压后贮存在蓝色钢瓶中。
2.氧气的实验室制取（见实验探究）
◇考点 5 催化剂与催化作用
1．概念
在化学反应中能改变其他物质的反应速率，但本身的化学性质和质量在反应前后不变的物质。
2．特点
一变（改变反应速率，加快或减慢）；两不变（质量、化学性质不变）
3．理解
①催化剂不能改变生成物的质量。
②催化剂不是反应物也不是生成物（写在反应条件上）。
③一种催化剂只针对某一反应，不同的反应，催化剂可能相同，某一反应的催化剂可能不只一种。
4．证明某物质是催化剂：
①证明是否改变反应速率：相同条件下，加或者不加药品对比实验；
②证明质量是否改变：实验前称量一次，实验后分离出来再称量一次；
③证明化学性质是否改变：将分离出来的物质再进行实验①的操作，
观察是否还能改变反应速率。
5．拓展
影响某反应的反应速率的因素：反应物浓度、反应温度、反应物接触面积、是否有催化剂、催化剂种类、催化剂质量等等。
归｜纳｜总｜结
探究分解过氧化氢溶液制氧气中二氧化锰的作用 实验操作
实验现象
实验结论
把带火星的木条伸入盛有过氧化氢溶液的试管中
木条不复燃
过氧化氢在常温下分解缓慢，放出的氧气很少
向上述试管中加入少量二氧化锰，再伸入带火星的木条
木条复燃
二氧化锰加速了过氧化氢的分解，产生了大量的氧气
待上述试管没有现象后，重新加入过氧化氢溶液，并伸入带火星的木条
木条复燃
氧气是过氧化氢分解产生的，二氧化锰起加快反应速幸的作用
1．请判断下列说法的正误（正确的打“√”，错误的打“×”）
（1）我们要采取各种措施，为人类的生存提供纯净的氧气。( )
（2）空气中氮气的质量约占78%，氧气质量约占21%。( )
（3）空气的成分是固定不变的。( )
（4）空气主要是由氮气、氧气组成，还含有少量稀有气体、二氧化碳和其它气体及杂质。( )
（5）空气中的氮气用途广泛，例如：食品防腐、液氮超导实验车。( )
（6）空气中氧气的主要用途是供给呼吸和支持燃烧。( )
（7）空气污染指数数值越大，说明空气质量越好。( )
（8）在通常状况下，无色、无味的气体一定是空气。( )
【答案】（1）× （2）× （3）× （4）√ （5）√ （6）√ （7）× （8）×
2．空气是一种宝贵的自然资源，要保护空气，防止空气污染。请回答：
（1）在物质分类中空气属于 （填“纯净物”或“混合物”）。
（2）工业上常用分离液态空气法或者膜分离技术，通过改变压力和温度得到氧气，该过程发生的是 （填“化学”或“物理”）变化。
（3）下列物质中属于空气污染物的有 （填字母序号）。
A．二氧化碳 B．可吸入颗粒物 C．一氧化碳 D．稀有气体
（4）请根据空气中常见气体填空：（填气体名称）
①食品包装时充入以防腐的气体是 ；
②夏天盛放雪糕的杯子外壁附有水珠，说明空气中含有 ；
③供给呼吸，医疗上急救病人的气体是 ；
④参与植物光合作用的气体 。
【答案】（1）混合物
（2）物理
（3）BC
（4）氮气 水蒸气 氧气 二氧化碳和水蒸气/水蒸气和二氧化碳
【解析】（1）空气中各成分的体积分数分别是：氮气大约占78%、氧气大约占21%、稀有气体大约占0.94%、二氧化碳大约占0.03%、水蒸气和其它气体和杂质大约占0.03%；在物质分类中空气属于混合物；
（2）工业上常用分离液态空气法或者膜分离技术，通过改变压力和温度得到氧气，该过程没有新物质生成，发生的是物理变化；
（3）目前计入空气质量评价的主要污染物为：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物（粒径小于等于10微米的颗粒物，称PM10）、细颗粒物（粒径小于等于2.5微米的颗粒物，称PM2.5）和臭氧等。下列物质中属于空气污染物的有可吸入颗粒物、一氧化碳。故选BC；
（4）①氮气化学性质稳定，食品包装时充入以防腐的气体是氮气；
②水蒸气遇冷液化，夏天盛放雪糕的杯子外壁附有水珠，说明空气中含有水蒸气；
③氧气能供给呼吸，供给呼吸，医疗上急救病人的气体是氧气；
④光合作用，通常是指绿色植物（包括藻类）吸收光能，把二氧化碳和水合成富能有机物，同时释放氧气的过程。参与植物光合作用的气体是二氧化碳和水蒸气。
3．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，请回答下列问题：
（1）甲、乙、丙三个反应的共同点_______（多选）。
A．都是化合反应
B．生成物都是固体
C．都是氧化反应
D．都伴随有发光、发热的现象
（2）从现象角度：三种物质在氧气和在空气中燃烧的现象不同的原因是 。
（3）从操作角度：甲中铁丝燃烧实验中，需要在火柴快要燃尽时再伸入盛有氧气的集气瓶中，其目的是 ，该实验的现象是 ，其反应生成物的化学式为 。
（4）从装置角度：三个实验的集气瓶底部都放有少量水，其中甲实验中集气瓶底部放少量水的目的是 ；乙实验中瓶底放少量水的目的是 。小强同学想用硫粉代替红磷测定空气中的氧气含量（图丁），小明认为他的实验不能成功，小明的理由是 。
【答案】（1）ACD （2）氧气浓度不同
（3） 避免火柴燃烧消耗瓶内过多氧气 （剧烈燃烧）火星四射，生成黑色固体，放大量热 Fe3O4
（4） 避免高温生成物炸裂瓶底 吸收生成SO2防止污染空气 硫燃烧生成气态的SO2，占据了被消耗氧气的体积
【详解】（1）甲是铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，燃烧反应放热，且符合“多变一”的特点，属于化合反应，生成物四氧化三铁是固体；
乙是硫在氧气中燃烧生成二氧化硫，燃烧反应放热，且符合“多变一”的特点，属于化合反应，生成物二氧化硫是气体；
丙是红磷在氧气中燃烧生成五氧化二磷，燃烧反应放热，且符合“多变一”的特点，属于化合反应，生成物五氧化二磷是固体；
A、都是化合反应，选项正确；
B、二氧化硫是气体，选项错误；
C、都有氧气参与反应，都属于氧化反应，选项正确；
D、都是燃烧反应，都伴随发光、发热的现象，选项正确；
故选ACD
（2）空气中氧气浓度较低，三种物质在氧气中燃烧更剧烈，所以三种物质在氧气和在空气中燃烧的现象不同的原因是氧气浓度不同；
（3）甲中铁丝燃烧实验中，需要在火柴快要燃尽时再伸入盛有氧气的集气瓶中，其目的是避免火柴燃烧消耗瓶内过多氧气，导致氧气浓度过低，铁丝不能燃烧；
铁丝燃烧的现象剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，放大量热；
铁丝在氧气中燃烧生成物是四氧化三铁，化学式为Fe3O4；
（4）甲中铁丝燃烧，集气瓶底部放少量水的目的是防止高温熔化物溅落，集气瓶底炸裂；
乙中硫燃烧，瓶底放少量水的目的是吸收二氧化硫，防止污染空气；
硫燃烧消耗氧气生成气体二氧化硫，装置内压强没有减小，没有形成压强差，水不能倒流。
4．如图是实验室制取气体常用的装置，回答下列问题。
（1）写出仪器a的名称 ；
（2）实验室常采用加热高锰酸钾的方法制取氧气。
①该反应的化学方程式是 ；
②用该方法制取氧气的发生装置应选择 （填字母序号）；
③可以用装置C收集氧气，因为氧气的密度比空气 。
【答案】（1）试管
（2） A 大
【解析】（1）由图可知，仪器a是试管；
（2）①加热高锰酸钾的方法制取氧气，生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，化学方程式为；
②实验室采用高锰酸钾制取氧气，属于固体加热反应，发生装置选A；
③装置C是向上排空法收集氧气，是因为因为氧气的密度比空气大。
◇实验 1 空气中氧气含量的测定
实验要点与反思
仪器、试剂 大集气瓶、酒精灯、燃烧匙、烧杯、弹簧夹、橡胶塞和导管；红磷、蒸馏水
基本思路 通过化学反应，除去混合物中的一种成分，再测定混合物在反应前后的体积或质量的变化。
实验原理 4P+5O2??2P2O5。
药品选择 ①一是该物质在空气中能够燃烧且只与氧气反应；
②二是该物质燃烧的生成物为固体或液体，不能是气体；
红磷替代品的选择 ①若装置不变，判断下列药品能否代替红磷进行实验，并说明原因：
铁丝：不能，因为铁丝在空气中不能燃烧
镁条：不能，因为镁能与空气中的氮气、二氧化碳反应
木炭：不能，因为木炭在空气中燃烧生成二氧化碳和一氧化碳气体，装置内压强变化不明显
②若将集气瓶中的水换为氢氧化钠溶液，则硫粉可以替代红磷进行实验
实验结论 氧气约占空气总体积的1/5。
误差分析 结果明显偏小 ①红磷用量不足；②装置气密性不好；③未等集气瓶冷却至室温，就打开弹簧夹；
结果明显偏大 ①点燃红磷后伸入集气瓶速度太慢（未及时塞紧橡皮塞）；②未夹紧止水夹（未使用止水夹）
问题讨论 集气瓶内剩余气体的性质？
①物理性质：无色无味的气体，难溶于水；
②化学性质：不能燃烧也不支持燃烧。
实验改进与创新
改变点燃方式 实验过程中不打开装置，使装置始终保持密闭，如图：
改变测量方式 利用量筒或注射器等测量仪器，减小实验误差，使测定结果更加精确，如图
改变反应原理 己装置利用加热铜丝消耗装置中的氧气，实验过程中反复推拉两端注射器活塞的目的是使铜丝与空气中的氧气充分反应，玻璃管内发生反应的化学方程式为2Cu+O22CuO
数字化实验 图1装置可用于测定空气中氧气的含量。
图2是实验过程中集气瓶内气压与时间的关系(该装置气密性良好，P0是集气瓶内初始气压)。
（1）P0时红磷没有点燃，气压没有变化；
（2）P0~a段，点燃红磷后，气压增大的原因是红磷燃烧放热；
（3）a~d段，红磷燃烧消耗集气瓶中的氧气，且反应结束后温度恢复至室温，但气压P小于P0的原因是氧气被消耗。
◇实验 2 氧气的实验室制取与性质探究
实验要点与反思
1、实验室制取氧气
制取方法 高锰酸钾制取氧气 过氧化氢制取氧气
反应原理 2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑ 2H2O22H2O＋O2↑
依据：反应物状态及反应条件
发生装置
固体加热型
固液不加热型
依据：气体的溶解性及密度
收集装置
排水法
依据：氧气不易溶于水，且不与水反应
（何时开始收集？导管口有连续均匀气泡冒出时开始收集。）
向上排空气法
依据：氧气密度比空气大，且不与空气的成分反应
操作步骤 检查装置气密性→装入药品→固定在铁架台上→点燃酒精灯进行加热→收集氧气→将导管从水槽中移离→熄灭酒精灯
简记为：茶(查)、装(庄)、定、点、收、利(离)、息(熄) 检查装置气密性→装入药品→收集氧气
实验讨论 实验结束后，为什么先将导气管移出水面，然后熄灭酒精灯？
防止水槽中的水倒流回炽热的试管中，炸裂试管。
用高锰酸钾制取氧气时，试管口为什么塞一团棉花?
防止高锰酸钾粉末进入导气管。
检验与验满 检验：如图1,将带有火星的木条放入集气瓶中，若木条复燃,说明集气瓶内的气体是氧气。
验满：如图2,将带有火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃,说明氧气已集满。
实验操作细节 在检查装置B气密性时，用弹簧夹夹紧乳胶管，向长颈漏斗内注水，长颈漏斗末端可能会出现如图3所示现象，其中一定能说明装置气密性良好的是 b (填字母)
实验意外现象分析 ①用高锰酸钾制备并用排水法收集氧气时，发现水槽中的水变红，其原因是试管口未塞棉花。
②用装置A、E制取并收集氧气，收集满氧气移出集气瓶时，进行了如图4所示的操作，该操作会导致的后果为收集到的氧气不纯;实验结束后，观察到水槽中的水倒吸入试管，其原因可能是实验结束后先熄灭酒精灯，再将水槽中的导管撤出。
③小组同学用图5所示实验装置制取氧气。小布袋里放入的固体试剂的名称是二氧化锰。与教材实验装置相比，该发生装置的优点是通过放下和提起粗铜丝，可以随时控制反应的发生和停止。
2.氧气的性质
①木炭的燃烧实验
实验原理 木炭完全燃烧的化学方程式为C+O2 点燃 CO2
实验步骤及现象 用坩埚钳夹取一小块木炭放在酒精灯火焰上加热，观察到的现象是木炭红热。接着把加热过的木炭由瓶口向下 缓慢 (填“缓慢”或“快速”)插入充满氧气的集气瓶中，这样操作的目的是防止伸入过快使集气瓶中的氧气因受热膨胀而逸出;观察到的现象是木炭发出白光，放出热量。
燃烧停止后取出坩埚钳，向集气瓶中加入少量澄清石灰水，振荡，观察到的现象是澄清石灰水变浑浊。
实验反思 实验结束后，集气瓶内因燃烧产生二氧化碳,且消耗了大部分氧气，导致木炭熄灭。
②硫的燃烧实验
实验原理 硫燃烧的化学方程式为S+O2 点燃 SO2
实验现象 不同点：硫在空气中燃烧发出微弱的淡蓝色火焰，在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰。
相同点：硫在空气和氧气中均剧烈燃烧，产生刺激性气味的气体，放热。
注意事项 集气瓶内预先放入一些水的目的是吸收生成的二氧化硫，防止污染空气。
集气瓶底的水 不能 (填“能”或“不能”)用细沙代替
实验反思 根据硫在空气和氧气中燃烧的现象说明燃烧的剧烈程度与 氧气浓度 有关。
③细铁丝的燃烧实验
实验原理 细铁丝燃烧的化学方程式为3Fe+2O2 点燃 Fe3O4
实验步骤 实验前，用砂纸将细铁丝打磨光亮，目的是除去细铁丝表面的氧化物和污物。
实验前应将光亮的铁丝盘成螺旋状，目的是增大铁丝的受热面积，有利于铁丝持续燃烧。在细铁丝下端系一根火柴的作用是引燃细铁丝。
点燃火柴，待火柴快燃尽时，将细铁丝伸入集气瓶中，这样做的原因是防止火柴燃烧消耗集气瓶中的氧气。
实验现象 实验中观察到细铁丝剧烈燃烧，火星四射,放出大量的热。
实验反思 集气瓶内预先放一些水的目的是防止生成的高温熔融物溅落，使集气瓶底炸裂,水还可以用细沙代替。
实验意外现象分析 实验结束后，若发现集气瓶炸裂，可能的原因是燃着的细铁丝不小心碰到集气瓶瓶壁。
进行该实验时，未观察到细铁丝燃烧，可能的原因是氧气不纯（或温度未达到细铁丝的着火点）。
实验细节分析 如图是进行实验的几种操作，更能提高实验成功率的操作是 C (填字母)。
◇突破 1 空气的组成和用途
典例1（2025·长沙卷）空气是一种宝贵的自然资源。人体吸入空气主要是利用其中的
A． B． C． D．
【答案】A
【解析】A、氧气（O2）是呼吸作用的关键物质，人体通过呼吸将氧气输送至细胞，参与分解有机物并释放能量。正确。
B、氮气（N2）虽占空气主要成分，但人体不直接利用它进行生理活动。错误。
C、二氧化碳（CO2）是代谢废物，吸入时含量极低，呼吸作用是排出而非利用。错误。
D、水蒸气（H2O）在空气中含量不固定，并非呼吸的主要目标。错误。
故选A。
变式1-1空气成分中含量多且可用作保护气的是（ ）
A．N2 B．O2
C．稀有气体 D．CO2
【答案】A
【解析】氮气大约占空气体积的78%，含量多，且氮气化学性质稳定，可用作保护气，故A选项正确；氧气大约占空气体积的21%，氧气可以支持燃烧和供给呼吸，氧气不能用作保护气，故B选项错误；稀有气体大约占空气体积的0.94%，稀有气体化学性质稳定，可用作保护气，但是含量少，故C选项错误；二氧化碳大约占空气体积的0.03%，含量少，故D选项错误。
变式1-2（2025·四川眉山卷）空气中的各种成分广泛应用于工农业生产、医疗和科研等领域，下列有关空气的说法正确的是
A．干净的空气是纯净物
B．氮气约占空气质量的78%
C．空气中含有氧气，因此空气可直接用于医疗急救
D．空气中的稀有气体占比虽然很小，但用途广泛
【答案】D
【解析】A、干净的空气仍然是氮气、氧气、稀有气体等多种成分组成的混合物，而非单一物质（纯净物），故选项说法错误；
B、氮气约占空气体积的78%，而非质量。由于氮气密度小于氧气，质量占比实际低于体积占比，故选项说法错误；
C、医疗急救需高浓度氧气，而空气中氧气仅占约21%，浓度不足，需提纯后使用，故选项说法错误；
D、稀有气体在空气中占比约0.94%，但用途广泛（如霓虹灯、保护气等），符合题意，故选项说法正确；
故选：D。
◇突破 2 空气中氧气含量的测定
典例2如图是测定空气中氧气含量的改进实验装置（夹持装置已省略），对该实验认识正确的是（ ）
A．现象：实验过程中，红磷燃烧，产生大量白雾
B．推论：实验后，玻璃管中剩余气体具有可燃性
C．分析：红磷的量多或少，都不会影响实验结果
D．评价：用改进装置实验，能减少对空气的污染
【答案】D
【解析】A、实验过程中，红磷燃烧，产生大量白烟，A错误；
B、实验后，红磷有剩余，且不再燃烧，说明玻璃管中剩余气体不具有可燃性，B错误；
C、红磷必须过量，确保试管中的氧气被完全消耗，红磷不足会导致试管中有氧气剩余，测量结果偏小，C错误；
D、红磷燃烧产生的五氧化二磷是有毒物质，该装置在密封装置内引燃红磷，能减少五氧化二磷对空气的污染，D正确。
故选：D。
解｜题｜技｜巧
在空气中氧气含量的测定实验中： （1）装置的气密性要好（否则测量结果偏小）
（2）所用的红磷必须过量，如果红磷过少则氧气没有全部消耗完，测量结果偏小
（3）要等集气瓶（装置）冷却后才能打开弹簧夹（否则测量结果偏小）
（4）要先夹住橡皮管，然后再点红磷（否则测量结果偏大）。
（5）该实验中的红磷不能换成木炭或蜡烛，因为木炭和蜡烛燃烧生成的二氧化碳是气体，导致瓶内压强无明显变化，烧杯中的水无法进入集气瓶。
变式2-1（2024·北京卷）用如图所示装置进行实验，测定出空气中约占（按体积计算）。下列叙述不正确的是
A．②中瓶内空气的体积约为200mL B．可加热铁丝引燃铜匙中的白磷
C．白磷的作用是消耗②中瓶内的 D．最终注射器活塞移至约40mL刻度线处
【答案】D
【解析】A、根据题意打开胶塞，取出200mL水，②中瓶内空气的体积约为200mL，说法正确，不符合题意；
B、铁具有良好的导热性，可加热铁丝引燃铜匙中的白磷，说法正确，不符合题意；
C、白磷燃烧是与空气中氧气反应，能消耗瓶内的氧气，使容器内压强减小，打开弹簧夹，注射器活塞向左移动，移动的体积为消耗的氧气，说法正确，不符合题意；
D、氧气约占空气体积的五分之一，瓶内空气体积约为 200mL，消耗的氧气约为 40mL，注射器活塞向左移动40mL，最终注射器活塞会移至约 100mL-40mL=60mL 刻度线处，说法错误，符合题意。
故选D。
变式2-2下图是拉瓦锡测定空气成分的实验。他将汞放在密闭容器里连续加热12天，得到红色粉末(HgO)，他又把红色粉末放在另外容器里加强热，最终得出了空气成分的结论。
??
（1）若用煤块作火炉燃料，该燃料属于 (填“可”或“不可”)再生能源。
（2）连续加热12天的目的是 ，剩余气体约占原气体总体积的 。
（3）将红色粉末加强热可生成初始物质，其化学方程式为 。
【答案】（1）不可
（2） 加热时间足够长，将密闭装置中的氧气几乎耗尽 五分之四
（3）2HgO2Hg+O2↑
【解析】（1）煤炭随着使用不断减少，短时间内从自然界得不到补充，因此属于不可再生能源。
（2）连续加热12天的目的是加热时间足够长，能将密闭装置中的氧气几乎耗尽，容器内气体体积减少了约五分之一，剩余气体约占原气体总体积的五分之四。
（3）将红色粉末加强热可生成初始物质，其反应为氧化汞受热分解为汞和氧气，化学方程式为2HgO2Hg+O2↑
◇突破 3 空气的污染与防治
典例3（2025·江苏扬州卷）下列物质的排放会引起酸雨的是
A．SO2 B．CO2 C．CO D．CH4
【答案】A
【解析】A、SO2在大气中会转化为硫酸，导致酸雨，故A正确；
B、CO2是温室气体，不直接导致酸雨，故B错误；??
C、CO主要引起中毒，与酸雨无关，故C错误；
D、CH4是温室气体，与酸雨无关，故D错误。??
故选A；
变式3-1（2024·北京卷）为防治大气污染，下列做法不可行的是
A．加强扬尘管控 B．使用清洁能源
C．直接排放工业废气 D．加强大气质量监测
【答案】C
【解析】A、加强扬尘管控，可以减少空气污染，保护环境，不符合题意；
B、使用清洁能源，可以减少化石燃料的使用，减少污染物的排放，保护环境，不符合题意；
C、直接排放工业废气，会污染空气，符合题意；
D、加强大气质量监测，可以减少空气污染，保护环境，不符合题意。
故选C。
变式3-22025年世界气象日主题为“携手缩小早期预警差距”。如图是世界气象日聊城当日天气状况的手机截屏，图中计入空气污染指数的有害气体属于氧化物的有（ ）
??
A．一种 B．二种 C．三种 D．四种
【答案】C
【解析】氧化物的定义是只含有两种元素，其中一种元素为氧元素的化合物，图中计入空气污染指数的有害气体属于氧化物的有二氧化氮、二氧化硫和一氧化碳，所以共有3种；
故选：C。
◇突破 4 氧气的性质
典例4（2025·江苏苏州卷）下列有关铁丝在氧气中燃烧反应的叙述不正确的是
A．放出热量
B．生成
C．反应前后固体质量相等
D．参加反应的铁与生成物中铁元素质量相等
【答案】 C
【解析】 A、铁丝在氧气中燃烧放出热量，说法正确，不符合题意；
B、铁丝在氧气中燃烧生成，说法正确，不符合题意；
C、铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，根据质量守恒定律，参加化学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，则生成四氧化三铁的质量等于参加反应的铁、氧气的质量之和，故反应前后固体质量不相等，说法错误，符合题意；
D、根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类及质量不变，则参加反应的铁与生成物中铁元素质量相等，说法正确，不符合题意。
故选：C。
变式4-1（2024·河南卷）氧气性质活泼，能支持燃烧。下列物质在氧气中燃烧，能生成无色、无味气体的是（ ）
A．铁丝 B．硫粉 C．红磷 D．木炭
【答案】D
【解析】A、铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成一种黑色固体，故选项A错误；
B、硫粉在氧气中燃烧生成一种具有刺激性气味的气体，故选项B错误；
C、红磷在氧气中燃烧，生成一种白色固体，故选项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无色无味的气体，故选D项正确。
故选：D。
变式4-2（2025·山西临汾·二模）氧气是初中化学中核心物质之一，对氧气有关知识进行结构化整理，有助于我们认识物质，应用物质，形成认识物质的思维。下图是复习课中老师带领小组同学整理的氧气知识的思维导图。
（1）实验室可以通过化学反应制取氧气，其反应的化学方程式是 。
（2）实验室可用排水法收集氧气，是因为氧气具有的物理性质是 。
（3）氧气性质活泼，可与很多物质反应，其中某种单质在氧气中反应的现象是 (写一个)。
（4）氧气可支持燃烧，在工业上可用于 (写一个)。
（5）氧气可用于医疗急救，体现了氧气可 的性质。
【答案】（1）/
（2）不易溶于水
（3）发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量，生成具有刺激性气味的气体
（4）气焊、炼钢
（5）供给呼吸
【解析】（1）实验室可用加热高锰酸钾制取氧气，高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的化学方程式为：，或是利用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，该反应的化学方程式为：；
（2）实验室可用排水法收集氧气，是因为氧气具有的物理性质是：氧气不易溶于水；
（3）硫是由硫元素组成的纯净物，属于单质，硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量，生成具有刺激性气味的气体；
（4）氧气可支持燃烧，在工业上可用于气焊、炼钢等；
（5）氧气可用于医疗急救，体现了氧气可供给呼吸的性质。
◇突破 5 氧气的实验室制取
典例5（2025·安徽卷）小明和小安同学在实验室选用下列装置制取并收集氧气。
回答下列问题：
I．小明同学使用溶液进行实验。
（1）仪器①的名称是 。
（2）反应的化学方程式为 。
Ⅱ．小安同学使用固体进行实验。
（3）在实验方案中，下列图标需要标注的是 （填字母序号，下同）。
（4）向试管中加入正确的操作是 。
（5）氧气收集完毕，将导管从水槽中取出，再熄灭酒精灯的原因是 。
【答案】（1）长颈漏斗
（2）
（3）bc
（4）b、c
（5）防止水槽中的水倒吸入试管，使试管因骤然冷却而炸裂
【解析】（1）由图可知，仪器①为长颈漏斗。
（2）过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气，反应的化学方程式为：。
（3）高锰酸钾制取氧气的反应为加热固体的反应，则需要标注热烫和排风，但不需要用电，故选bc。
（4）取用高锰酸钾时，先将试管横放，用药匙或纸槽将药品送至试管底，再将试管竖立，故选bc。
（5）实验结束后，为了防止水槽中的水倒吸，引起热的试管炸裂，则应先将导管从水槽中取出，再熄灭酒精灯。
变式5-1（2024·四川成都卷）氧气的制取和性质实验如图。下列说法正确的是（ ）
A．发生装置仅由药品状态决定 B．该装置能收集到纯净的氧气
C．红热木炭应迅速伸入集气瓶瓶底 D．制取氧气的原料一定含有氧元素
【答案】D
【解析】A、发生装置由反应物状态和反应条件共同决定，故选项说法错误；
B、该装置只能收集到较为纯净的氧气，收集的氧气中会混入水蒸气等杂质，故选项说法错误；
C、木炭在氧气中燃烧实验中，要把红热的木炭缓慢放入集气瓶中，以利于木炭与氧气充分接触，防止氧气受热逸出，实验现象不明显，故选项说法错误；
D、由质量守恒定律可知，化学反应前后元素的种类不变，则制取氧气的原料一定含有氧元素，故选项说法正确；
故选：D。
变式5-2（2025·湖南卷）根据氧气的制取和性质实验，回答下列问题。
（1）若用装置A加热制取，图中a处需补充仪器的名称是 。
（2）若实验室用装置B制取，反应的化学方程式是 。
（3）上图中仪器b既有燃烧匙的作用，又有 的作用。
（4）点燃石英玻璃燃烧匙中的硫粉立即伸入装置C中，产生淡蓝色火焰，然后通入，产生明亮的蓝紫色火焰。对比通入前后的现象，可得出硫燃烧的剧烈程度与 有关。
（5）装置C中气球的作用是 。
【答案】（1）酒精灯
（2）
（3）导气
（4）氧气浓度
（5）密封和平衡气压
【解析】（1）在实验室中，加热常用的仪器是酒精灯，所以若用装置A加热制取，图中a处需补充仪器的名称是：酒精灯；
（2）B装置适用于固液不加热型反应，可用于过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气，反应的化学方程式为：；
（3）据图可知，仪器b是石英玻璃燃烧匙，且与外界相通可以起到导气作用；所以作用有：既作为燃烧匙，又作为气体进入的导管；
（4）点燃石英玻璃燃烧匙中的硫粉立即伸入装置C中，产生淡蓝色火焰，然后通入，产生明亮的蓝紫色火焰，由以上现象可知，硫燃烧的剧烈程度与氧气浓度有关；
（5）根据装置，气球可以随着气体增多而变鼓，气球起两个作用，一是密封防止二氧化硫逸散到空气中污染空气，二是平衡集气瓶内外气压。
◇难点 1 物质在空气、氧气中的燃烧现象辨析
典例1（2025·天津卷）下列实验现象描述正确的是
A．硫在空气中燃烧时发出蓝紫色火焰
B．铁丝插入盛有氧气的集气瓶中剧烈燃烧
C．乙醇在空气中燃烧生成二氧化碳和水
D．在空气中加热铜粉，红色粉末逐渐变为黑色
【答案】D
【解析】A、硫在空气中燃烧发出淡蓝色火焰，硫在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰，说法错误，不符合题意；
B、点燃的铁丝插入盛有氧气的集气瓶中剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体，说法错误，不符合题意；
C、乙醇在空气中燃烧生成二氧化碳和水是实验结论，而不是实验现象，说法错误，不符合题意；
D、在空气中加热铜粉，铜和氧气加热生成黑色的氧化铜，故红色粉末逐渐变为黑色，说法正确，符合题意。
故选：D。
类题1下图是硫粉分别在空气和氧气里燃烧的实验。下列说法正确的是
A．硫在氧气里燃烧发出微弱的淡蓝色火焰
B．集气瓶中放入水主要是防止集气瓶底炸裂
C．硫燃烧的剧烈程度主要与氧气的浓度有关
D．硫燃烧的化学方程式是2S+3O22SO3
【答案】C
【解析】A、硫在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰，在空气燃烧发出淡蓝色火焰，故A错误；
B、二氧化硫有毒，且二氧化硫能与水反应，则实验中水的主要作用是吸收二氧化硫，防止污染空气，故B错误；
C、纯氧比空气中氧气的浓度高，所以硫在氧气里燃烧比在空气里燃烧剧烈，故C正确；
D、硫在氧气中燃烧生成二氧化硫，反应的化学方程式为，故D错误。
故选C。
◇难点 2 空气中氧气含量的测定数字化实验图像
典例2（2025·四川德阳卷）某化学兴趣小组用氧气传感器分别测量木条和蜡烛(主要含碳、氢元素)在密闭容器内燃烧至熄灭过程中氧气含量变化。密闭容器内氧气含量随时间的变化如图所示。
下列说法正确的是
A．若装置漏气，不会影响实验结果
B．木条熄灭时，瓶内还有O2剩余
C．蜡烛燃烧过程中不会产生气体
D．对比木条与蜡烛的燃烧过程，蜡烛消耗O2的速率更快
【答案】B
【解析】A、该实验用氧气传感器分别测量木条和蜡烛在密闭容器内燃烧至熄灭过程中氧气含量变化，木条、蜡烛燃烧均消耗氧气，因此若装置漏气，会影响实验结果，说法错误，不符合题意；
B、由图可知，木条燃烧时氧气含量降至12%时基本不再变化，说明木条熄灭时，瓶内还有剩余，说法正确，符合题意；
C、蜡烛主要含碳、氢元素，则蜡烛燃烧时会产生二氧化碳气体，说法错误，不符合题意；
D、对比木条与蜡烛的燃烧过程可知，木条燃烧消耗的速率更快，说法错误，不符合题意。
故选：B。
解｜题｜思｜维
1. 明确各种传感器中的变化： ①气体压强传感器——温度升高或气体增多，压强变大；
②温度传感器——化学反应中温度变化；
③浓度（质量）传感器——物质含量减小的是反应物，物质含量增大的是生成物；
2. 解答数字化实验题的思路：直接读出坐标中的两个变量（横、纵坐标）之间的变化关系（关注起点、终点以及变化的趋势）；对多个变化曲线，要对比它们之间的关系；结合化学反应过程，形成对变化规律的认识；根据题干要求作出解答。
类题2（2024·四川成都卷）空气中含有多少氧气呢？学习小组开展“测定空气里氧气含量”的探究活动。
资料：1．红磷的着火点是240℃，白磷的着火点是40℃。
2．相同的温度和体积下，气体压强与分子数成正比。
3．相同的温度和压强下，气体体积与分子数成正比。
【史料研究】
二百多年前，化学家拉瓦锡利用汞能和氧气发生反应的原理，采用图1装置测出氧气约占空气体积的1/5。
（1）加热时，曲颈甑内液态汞表面产生红色粉末，玻璃钟罩内的现象是 ，产生该现象的原因是 。
【设计与实验】
设计并利用图2装置测空气里氧气含量。
（2）主要步骤如下，正确的顺序为 （填序号）。
①弹簧夹夹紧胶皮管
②红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹
③点燃红磷后立即伸入瓶中并塞紧塞子
④在集气瓶中加入少量水，将水面上方空间分成5等份
（3）实验结束，集气瓶中剩余气体的主要成分是 。
【优化与实验】
同学们利用图2装置多次实验，水面均未上升到刻度“1”。经讨论后，分别取足量红磷、白磷采用图3装置进行实验，记录并处理数据分别如图4、图5。
（4）图4中氧气含量从8.05%上升到9.26%，原因可能是 。
（5）图5中BC段压强增大，原因是 。计算白磷消耗的氧气占空气体积的 %（精确到0.01%）。
【反思与交流】
（6）图2实验水面未达到刻度“1”，原因是装置中的氧气未消耗完。红磷燃烧不能将氧气消耗完的主要原因是 。
（7）上述实验中汞、白磷和五氧化二磷有毒，对环境“不友好”。结合实验原理和药品弊端，可选择的替代药品有 （写一种）。
【答案】（1）汞液面上升 汞与氧气反应，钟罩内气体减少，气压减小
（2）④①③②
（3）氮气
（4）反应结束后，温度下降气体逐渐混合均匀/温度下降水蒸气变成液态，氧气含量增大
（5） 反应刚开始，温度升高对压强的影响比气体减少对压强的影响大 19.37
（6）反应一段时间后，氧气浓度下降到一定程度，燃烧放出的热量减少，温度降低到红磷着火点以下，红磷熄灭，所以氧气消耗不完（合理即可）
（7）铜粉
【解析】（1）汞与氧气反应生成氧化汞，导致钟罩内气体减少，气压减小，玻璃钟罩内汞液面上升；
（2）该实验操作的正确顺序是：检验装置的气密性。在集气瓶中加入少量水，并将水面上方空间分成5等份；用弹簧夹夹紧胶皮管；点燃红磷，立即伸入瓶中并把塞子塞紧；待红磷熄灭并冷却至室温后，打开弹簧夹；故答案为：④①③②；
（3）由于氧气占空气体积的五分之一，红磷燃烧消耗了氧气，实验结束，集气瓶中剩余气体的主要成分是氮气；
（4）白磷燃烧消耗氧气并放出热量，而其他气体不变，氧气的含量逐渐减小，但反应结束后，温度下降，气体逐渐混合均匀或温度下降水蒸气变成液态，导致氧气的含量逐渐增大；
（5）红磷燃烧放热，温度升高，装置内压强增大，消耗氧气，装置内压强减小，温度升高所增加的气压大于氧气消耗所减小的气压，所以BC段压强增大；用如图所示数据计算，用这种方法测得的空气中氧气的体积分数是：；
（6）红磷燃烧发热，但反应一段时间后，氧气浓度下降到一定程度，燃烧放出的热量减少，温度降低到红磷着火点以下，红磷熄灭，导致氧气消耗不完；
（7）铜粉在空气中加热生成氧化铜固体，不会造成污染。
◇难点 3 催化剂的实验探究
典例3（2025·江苏盐城卷）按如图所示进行实验，量筒中涌出的柱状泡沫被形象地称为“大象牙膏”。下列说法正确的是
A．H2O2分解生成H2O和O2 B．产生的泡沫可用于灭火
C．反应后催化剂的质量变小 D．图中催化剂只能使用二氧化锰
【答案】A
【解析】A、过氧化氢能在催化剂的催化下分解生成水和氧气，符合题意；
B、过氧化氢分解生成了氧气，产生的泡沫中含有氧气，氧气具有助燃性，故产生的泡沫不能用于灭火，不符合题意；
C、化学反应前后催化剂的质量不变，不符合题意；
D、图中催化剂不是只能使用二氧化锰，如氧化铜等均可作过氧化氢分解的催化剂，不符合题意。
故选A。
类题3（2025·四川泸州卷）某化学兴趣小组对不同催化剂催化分解的效率开展如下探究，并据此自制高原旅行的简易供氧器。回答相关问题：安全提示：实验中应佩戴护目镜和手套，避免皮肤直接接触对细胞造成损害。
【探究一】分解实验
（1）取的溶液于试管中，放入粘胶凝固的小球，将带火星木条置于试管口，观察到溶液中立即产生气泡， （补充完现象）。从试管中取出小球，洗净，晾干，称量，其质量仍为。说明粘胶凝固的小球能催化分解产生。
（2）为了使本探究更加严谨，小组讨论后又做了一个对照实验：向盛有4mL 的试管中，加入粘胶凝固的小球，无明显现象。
【探究二】对比粉末与酵母粉末的催化效率
（3）向两支试管中分别加入粉末、酵母粉末各，然后都注入的的溶液，相同条件下测量不同时间产生的体积（见下表），则 催化效率更高。
时间/s 0 10 20 30 40 50 60
体积/mL
0 10.5 19.8 27.5 33.1 36.2 37.5
酵母 0 15.2 28.6 38.9 45.3 49.7 52.1
【探究三】跨学科实践活动
（4）查阅资料：酵母中的过氧化氢酶才是分解的催化剂，生物细胞代谢会产生副产物。据此推测，在生物体细胞内普遍存在过氧化氢酶的原因是：避免累积，导致 （补充完整）。
（5）自制高原旅行的简易供氧器：为实现缓慢供氧，并能随时控制氧气的产生与停止，现有浓溶液，还应选用的试剂有 （选填编号）。
可供选择的试剂：①粘胶凝固的小球????????②粉末????????③酵母粉末????????④水。
（6）反思总结：实践学习后，部分同学交流的以下观点，你认为错误的有______。
A．解决实践中的真实问题，通常需要多学科知识
B．当设计的装置比较优秀时，没有必要组内交流
C．设计方案时应综合考虑反应原理、实际需求和现有条件
D．开展跨学科实践活动费时费力，不利于综合素养的发展
【答案】（1）带火星的木条复燃
（2）水/蒸馏水/H2O
（3）酵母粉末（或酵母等）
（4）对细胞造成损害
（5）①④
（6）BD
【解析】（1）结论为粘胶凝固的小球能催化分解产生，氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，故取的溶液于试管中，放入粘胶凝固的小球，将带火星木条置于试管口，观察到溶液中立即产生气泡，带火星的木条复燃；
（2）过氧化氢溶液中除了过氧化氢，还有水，故为了使本探究更加严谨，还应设置对比实验，证明粘胶凝固的小球不能催化分解水，根据控制变量法，除了液体种类不同，其他因素应相同，故向盛有4mL蒸馏水的试管中，加入粘胶凝固的小球，无明显现象；
（3）由表可知，相同条件下，使用酵母粉末作催化剂时相同时间内收集的氧气体积大，说明使用酵母粉末作催化剂时，反应速率快，故酵母粉末的催化效率更高；
（4）生物细胞代谢会产生副产物。过氧化氢具有强氧化性，故在生物体细胞内普遍存在过氧化氢酶的原因是：避免累积，导致对细胞造成损害；
（5）该实验需要实现缓慢供氧，并能随时控制氧气的产生与停止，首先需要用水，用于稀释过氧化氢溶液，防止溶液浓度过浓，反应速率过快，该实验需要控制反应的发生和停止，可能需要用到启普发生器等类似装置，故需要粘胶凝固的小球作催化剂，酵母粉末和氧化铁粉末均是粉末状，不能放在多孔隔板上，故选：①④；
（6）A、解决实践中的真实问题（如自制供氧器），需化学、生物等多学科知识，体现跨学科，不符合题意；
B、组内交流能优化设计，即使装置优秀，交流也有助于改进和知识共享，故需要组内交流，符合题意；
C、设计方案需考虑反应原理（如试剂和装置的选择）、实际需求（如缓慢供氧）、现有条件（如提供的试剂等），不符合题意；
D、跨学科活动培养综合素养（如探究能力、解决问题能力），虽耗时但有益，符合题意。
故选BD。
跨学科实践活动 微型空气质量“检测站”的组装与使用
（2025·青海卷）对于缺氧环境或者处于缺氧状态的人群往往需要使用供氧设备补充氧气。学习小组参考某供氧器原理(如下图所示)，开展了“设计和制作简易供氧器”的实践活动。完成下面小题。
1．从元素守恒角度看，下列物质不能用于制取氧气的是
A．NaCl B． C． D．
2．下列关于供氧器说法不正确的是
A．供氧器原料的选择应考虑是否价廉易得
B．过滤仓导出的气体可用带火星的木条检验
C．供氧器内部气流采用低压进高压出的方式
D．过滤仓不仅可以过滤杂质还能使氧气变得湿润
【答案】1．A 2．C
【解析】1．要制取氧气，原料本身必须含有氧元素；
A、NaCl中含有钠元素和氯元素，不能制取氧气，故选项正确；
B、H2O2含有氢元素和氧元素，能制取氧气，故选项错误；
C、H2O含有氢元素和氧元素，能制取氧气，故选项错误；
D、含有钾元素、锰元素和氧元素，能制取氧气，故选项错误，故选：A；
2．A、选择制作简易供氧器的反应原理时，需要考虑的因素有原料是否价廉易得，故选项正确；
B、过滤仓导出的气体是氧气，可用带火星木条检验氧气，故选项正确；
C、制氧机内部气流采用高压进低压出的方式，可能的原因为有利于气体排出，更有利于提纯氧气，故选项错误；
D、过滤仓能过滤杂质并使氧气变得湿润，故选项正确，故选：C。
3．（2025·河北卷）供氧自救器可用于生产生活中遇到有害气体时应急自救，某兴趣小组探究并自制了供氧自救器。
活动I：探究供氧自救器
【分析原理】为防止人体吸入有害气体，使用自救器时夹住鼻子，只用嘴呼吸，使气体在“气囊人体清洁罐气囊”间形成循环(如图1所示)。
【交流讨论】
（1）用氧气瓶为人体提供氧气，是因为氧气能供给 。
（2）氧气经压缩储存于氧气瓶中，从微观角度分析，氧气可被压缩是因为 。
（3）清洁罐中填充有吸收剂。小组同学讨论后认为：氢氧化钠和氢氧化钙均可吸收，理由是 。资料显示：氢氧化钠比氢氧化钙价格高，且具有强烈的腐蚀性。故实际选用氢氧化钙作吸收剂。
活动II：自制简易供氧自救器
小组同学利用化学方法提供氧气，制作简易供氧自救器。
【回忆旧知】
（4）获取氧气的化学方法：
一是加热高锰酸钾，反应的化学方程式为 ；
二是混合过氧化氢溶液和二氧化锰，反应的化学方程式为。
小组同学经讨论选择了第二种方法。
【设计制作】参照图1所示原理，利用透明塑料板、导管等材料，设计并制作了图2所示的简易供氧自救器(鼻夹、排气阀等未画出)。
【分析讨论】使用时，打开开关、，从注液口加入适量过氧化氢溶液，自救器开始工作。
（5）工作时，乙中水的作用是 (写一条即可)。
（6）关闭开关a可使制氧室中的反应基本停止，其原理是 。
【实践应用】小组同学试用了自制的简易供氧自救器，效果很好。
反思拓展：
（7）供氧自救器需要科学维护，应定期检查： (写一条即可)。
【答案】（1）呼吸
（2）分子之间有间隔，压缩时分子间隔减小
（3）氢氧化钠和氢氧化钙都能与二氧化碳发生化学反应
（4）
（5）湿润氧气（或冷却氧气、观察氧气流速等）
（6）制氧仓中压强增大，将液体逐渐下降到隔板下方，固液分离，从而反应停止
（7）氧气瓶的气密性（开关是否灵活等）
【解析】（1）用氧气瓶为人体提供氧气，是因为氧气能供给呼吸，故填：呼吸；
（2）氧气是由氧分子构成的，氧气经压缩储存于氧气瓶中，氧分子间隔减小；
（3）氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙和水，两者都能与二氧化碳反应，故都能用于吸收二氧化碳；
（4）高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，方程式为：；
（5）甲中反应产生的氧气，通过乙中的水后排出，通过水将氧气润湿，同时可以通过冒泡速率观察氧气流速（合理即可）；
（6）关闭开关，甲中气体增多，压强增大，将液体逐渐压到多孔隔板下，从而固液分离，反应停止；
（7）供氧自救器需要科学维护，应定期检查氧气瓶的气密性、开关是否灵活、二氧化碳吸收剂是否有效等合理即可。
1．（2025·云南卷）空气中能供给呼吸的气体是
A．氮气 B．氧气 C．稀有气体 D．二氧化碳
【答案】B
【解析】A、氮气化学性质稳定，在空气中含量最多，常用作保护气等，但不能供给呼吸，该选项错误；
B、氧气能参与人体的呼吸作用，在细胞内与有机物发生氧化反应，释放能量，维持生命活动，所以空气中能供给呼吸的气体是氧气，该选项正确；
C、稀有气体化学性质很不活泼，一般用作保护气、电光源等，不能供给呼吸，该选项错误；
D、二氧化碳是光合作用的原料之一，不能供给呼吸，反而当空气中二氧化碳含量过高时，会使人感到窒息，该选项错误。
故选B。
2．（2025·广西卷）防治空气污染是一项意义重大的课题。下列气体属于空气污染物的是
A．氮气 B．氧气 C．二氧化硫 D．水蒸气
【答案】C
【解析】A、氮气是空气的主要成分，约占78%，属于无害气体， 不是污染物，不符合题意；
B、氧气占空气约21%，是生物呼吸必需的气体，本身无污染性， 不是污染物，不符合题意；
C、二氧化硫在空气中易形成硫酸，会形成酸雨，腐蚀建筑、破坏生态，属于典型空气污染物，符合题意；
D、水蒸气是空气中的正常成分，湿度变化可能影响舒适度，但未被列为污染物， 不是污染物，不符合题意。
故选C。
3．（2024·北京卷）为防治大气污染，下列做法不可行的是
A．加强扬尘管控 B．使用清洁能源
C．直接排放工业废气 D．加强大气质量监测
【答案】C
【解析】A、加强扬尘管控，可以减少空气污染，保护环境，不符合题意；
B、使用清洁能源，可以减少化石燃料的使用，减少污染物的排放，保护环境，不符合题意；
C、直接排放工业废气，会污染空气，符合题意；
D、加强大气质量监测，可以减少空气污染，保护环境，不符合题意。
故选C。
4．人类每时每刻都离不开空气。下列关于空气的说法，正确的是
A．禁止焚烧秸秆有利于保护空气 B．不能用于食品防腐
C．稀有气体约占空气总体积的 D．空气质量指数级别越高，空气质量状况越好
【答案】A
【解析】A、 禁止焚烧秸秆可减少烟尘和有害气体（如CO、SO?）的排放，有效保护空气质量，正确；
B、N2化学性质稳定，常用于食品防腐（如充氮包装），错误；
C、稀有气体约占空气体积的0.94%，而1/5（20%）是氧气的体积占比，错误；
D、空气质量指数（AQI）级别越高，污染越严重，空气质量越差，错误。
故选A。
5．（2025·河北卷）如图所示为探究空气中氧气含量的实验，其中没有用到的仪器是
A．集气瓶 B．试管 C．燃烧匙 D．烧杯
【答案】B
【解析】图中左侧反应容器为集气瓶，盛放红磷的仪器是燃烧匙，右侧盛放水的仪器是烧杯，故没有用到的仪器是试管。
故选B。
6．（2025·江苏苏州卷）白炽灯泡的结构如图，通电后钨丝在高温下发光。生产时灯泡内可能会混入少量氧气。下列说法正确的是
A．钨丝的熔点低
B．两侧的金属丝不导电
C．灯泡内填充氮气是因为其化学性质活泼
D．白炽灯工作时，红磷能消耗残留氧气
【答案】D
【解析】A、钨丝能在高温下发光而不熔化，说明钨丝的熔点高，而不是低，A 错误；
B、两侧的金属丝起到导电作用，使电流能够通过钨

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