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第三篇　物质科学（二）
第29课时　空气（一）
一、空气的主要成分
知识点1　说出空气的主要成分及用途
1. 空气是一种 。
2. 空气的成分（体积分数）：氧气占 ，氮气占 ，稀有气
体、二氧化碳、其他气体和杂质共占1％。
3. 氮气：可用于充填灯泡，延长灯泡的使用寿命；用于食品的防腐、保鲜；
是制造化肥、炸药的原料；医疗上可用作冷冻剂。
4. 稀有气体：用作 ，制作 ，医疗麻醉。
混合物　
21％　
78％　
保护气　
霓虹灯　
1. 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（　B　）
A. 氢气
B. 氮气
C. 氧气
D. 二氧化碳
B
二、氧气
知识点2　概述氧气的主要物理性质及化学性质
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，氧气的密度比空气 。液态氧呈 ，固态氧是雪花状
的 固体。
无色无味　
不易　
略大　
淡蓝色　
淡蓝色　
2. 氧气的化学性质。
氧气是一种化学性质比较 的气体，能支持燃烧（但不能燃烧），有
较强的 性。
活泼　
氧化　
知识点3　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
物质 反应现象 化学方程式
磷 产生大量 4P＋5O22P2O5
木炭 发出 ，生成能使澄清石灰水
变 的气体 C＋O2CO2
硫 空气中燃烧发出 火焰，氧气中燃烧发出 火焰，生成有 气味的气体 S＋O2SO2
白烟、放热　
白光　
浑浊　
淡蓝色　
蓝紫色　
刺激性
物质 反应现象 化学方程式
氢气 纯净的氢气在空气中燃烧，产生 火焰 2H2＋O22H2O
铁 剧烈燃烧， ，生成
固体 3Fe＋2O2Fe3O4
镁 发出 ，生成白色粉末 2Mg＋O22MgO
淡蓝色　
火星四射　
黑色　
耀眼的白光　
知识点4　说明氧气的实验室制备及检验方法
反应 原理

实验 装置
收集 方法 （1） （因氧气不易溶于水） （2） （因氧气密度比空气大）
2H2O22H2O＋O2↑
2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑、
2KClO32KCl＋3O2↑
排水集气法　
向上排空气法　
验满 方法 将带火星的木条放在集气瓶口，木条 （向上排空气法）
检验 方法 将带火星的木条放在集气瓶中，木条复燃
注
意 事
项 长颈漏斗末端要
伸到液面以下
（分液漏斗则不
必） （1）试管口略向下倾斜
（2）铁夹夹在试管中上部
（3）实验完毕，先移走导气管，再移走酒精灯
（4）用KMnO4制O2时，试管口放一团棉花
复燃　
知识点5　空气中氧气含量的测定
实验原理 足量的红磷或白磷在密闭的容器中燃烧，消耗氧气，生成白色
固体五氧化二磷。密闭容器内压强减小，大气压将水压入密闭
容器，通过测定进入容器中的水的体积来测定氧气在空气中的
体积分数
实验装置
变式装置
化学方程式 4P＋5O22P2O5
实验现象 红磷燃烧，生成大量白烟，水进入原容器且水的体积约占原容
器中空气体积的1/5
实验结论 氧气约占空气体积的1/5
失败原因 1.红磷的量不足；2.装置漏气；3.装置未冷却至室温就打开止
水夹
药品选择 不能用硫、碳、铁、镁等代替红磷
2. 下列依据实验现象得出的结论错误的是（　B　）
选项 实验操作与现象 实验结论
A. 将1g白磷、1g红磷分别放入两支带塞的试管中，再将试管同时浸入约80℃的热水里，只有白磷燃烧 白磷的着火点比红磷低
B. 将二氧化碳通入紫色石蕊试液，试液变红 二氧化碳是一种酸
C. 在常温常压下，硫在氧气中燃烧比在空气中燃烧更剧烈 氧气的浓度越大硫燃烧得越剧烈
D. 将铁粉、硫粉按一定比例混合加热后，所得固体物质不能被磁铁吸引 铁粉已跟硫粉发生了化学反应
B
3. 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 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
不易溶于水　
偏大　
三、催化剂
知识点6　知道催化剂的概念及作用
1. 在化学反应中，能改变其他物质的化学反应 ，而本身的
和 在化学反应前后都 的物质叫做催化剂。在工业
上，催化剂也叫触媒。
2. 催化剂有“一变二不变”：一变（改变化学反应速率，不一定加快）；二
不变（自身的 和 不变）。
3. 我们不能说二氧化锰是催化剂，应该说某一种物质在某个反应中是催
化剂。
速率　
质量　
化学性质　
没有改变　
质量　
化学性质　
4. 为探究催化剂对双氧水（H2O2）分解的催化效果，某研究小组做了如
下实验。
【实验一】实验过程如下：
图中的实验能否证明MnO2是双氧水分解反应的催化剂，并说明理由：

。
不
能，虽然能改变反应速度，但无法判断二氧化锰在反应前后质量和化学性质
有无改变　
【实验二】数据记录表如下：
1％ H2O2溶液/mL 50 50 50
加入MnO2的质量/g 0.1 0.2 0.4
测量40s末得到O2体积/mL
从表格的设计可以看出，该实验的目的是
。
探究二氧化锰质量对双氧水（过
氧化氢）分解的催化效果的影响　
四、燃烧和缓慢氧化
知识点7　举例说出缓慢氧化与剧烈氧化现象
1. 缓慢氧化：速度缓慢、不易觉察、没有发光但有发热的一种氧化反应，如
橡胶制品的老化、金属的生锈、生物呼吸、食物的腐败等。
2. 燃烧是指可燃物与空气中的氧气发生发光发热的剧烈的 。
3. 爆炸：在有限空间内 。如火药爆炸。
氧化反应　
急速燃烧　
知识点8　知道可燃物燃烧的条件及灭火原理
1. 可燃物燃烧条件：①可燃物与 （或空气）充分接触。②温度达到
可燃物的 。
2. 灭火方法及原理：隔绝 、降低温度至 以下、撤离
。
氧气　
着火点　
空气　
着火点　
可
燃物　
知识点9　列举火灾自救的一般方法
1. 浓烟密布时，应匍匐前进，并用湿毛巾掩盖口鼻。
2. 用湿毛巾等物品塞住门和窗缝隙。
3. 在窗前呼救。
5. 下列实验中，能证明燃烧需要氧气的是（　D　）
A. B. C. D.
D
6. 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年人们发明了火柴。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。
着火点低　
提供氧气　
高频点1　氧气的性质和用途
例1　下列关于氧气的说法，正确的是（　D　）
A. 鱼类能在水中生存，说明氧气易溶于水
B. 硫在氧气中燃烧放热，产生微弱的淡蓝色火焰
C. 氧气能支持燃烧，可用作火箭燃料
D. 空气中的氧气主要来自植物的光合作用
D
1. 如图是硫在空气和氧气中燃烧的实验。下列说法不正确的是（　D　）
A. 氧气含量越多硫燃烧越剧烈
B. 硫在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰
C. 瓶底的水可以吸收生成的有害气体
D. 硫在空气和氧气中燃烧的生成物不同
D
高频点2　空气中氧气含量的测定
例2　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浓度传感
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
（　C　）
C
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％
2. 如图是测定空气中氧气含量的实验。对该实验的认识不正确的是（　B　）
装置1
B
装置2
A. 要等到装置冷却至室温后再读数，否则测定结果偏小
B. 该实验中的铜粉换成铁粉无法达到实验目的
C. 将装置1中的气球更换为注射器（见装置2），可使空气与铜粉接触更充
分，数据更加准确
D. 正确操作情况下，反应消耗氧气的体积应该是反应前注射器内气体和玻璃
管内气体体积总和的
高频点3　氧气的制取
例3　小嘉用H2O2溶液制取氧气时，在烧瓶中加入50mL水及0.5gMnO2，
再往分液漏斗中加入30mL15％的H2O2溶液。为什么要加入50mL水呢？
查阅资料发现：在不加入水时，若注入H2O2溶液速度过快，反应会过于
剧烈而引发事故。
【建立假设】水可以降低H2O2溶液浓度，从而减缓反应速度。
【实验方案】他利用如图装置，在相同条件下，分别用30mL的1％、3％和7％的H2O2溶液进行实验，观察并比较。
【实验结论】加水降低了H2O2溶液的浓度，使反应速度变慢。
【提出问题】水是如何减缓该反应速度的呢？
【交流反思】
（1）为了更好地比较反应的快慢，需控制三次实验中滴加H2O2溶液的
相同。
（2）判断产生氧气的速度时，可以通过观察产生气泡的快慢，还可以比较
。
（3）【继续探究】针对提出的问题，他又利用如图装置，用3％的H2O2溶液
分别在0℃、20℃和60℃的条件下进行实验。进行该实验所基于的假设是
。
速度
相同时间内收集到氧气的体积　
水
可以降低温度，从而减缓反应的速度　
3. 下列加热高锰酸钾制取氧气的部分操作示意图中，正确的是（　A　）
A. 检查气密性　　 B. 加热立即收集
C. 收满后移出集气瓶　　 D. 结束时停止加热
A
高频点4　燃烧的条件
例4　某化学小组用如图所示的装置进行探究实验。
（1）请写出滴加过氧化氢溶液时发生反应的化学方程式：
。
（2）用80℃的水加热Y形管，白磷燃烧而红磷不燃烧，说明燃烧需要什
么条件？ 。
2H2O22H2O＋O2↑　
温度达到可燃物着火点　
4. 在一次家庭小实验中，当点燃装有半杯水的纸杯时，发现水面以下部分没
有燃烧，其主要原因是（　B　）
A. 纸杯着火点变低
B. 温度低于着火点
C. 与氧气接触面太小
D. 纸杯不是可燃物
B
【提醒】本题主要考查常见气体的发生装置与收集装置的探究，发生装置依
据反应物的状态和反应条件选择，收集装置依据气体的密度和溶解性选择。
例5　某化学兴趣小组用如图所示的装置来制取干燥的氧气，并测定H2O2溶液
中溶质的质量分数。装置气密性良好，图Ⅰ中的锥形瓶内盛有质量为m的H2O2溶液，燃烧匙内装有二氧化锰，燃烧匙可以上下移动，干燥管内装有足量碱石灰（CaO和NaOH的混合物）。下列说法正确的是（　B　）
B
A. 将装置Ⅰ分别与装置Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ连接，均能达到实验目的
B. 称量装置Ⅰ反应前及完全反应冷却后的质量，可计算出H2O2溶液中溶质的质量分数
C. 若用装置Ⅳ收集氧气，可将带火星的木条放置在b导管口处验满
D. 若用装置Ⅴ测量生成氧气的体积，集气瓶上方原有的空气会使测量结果偏大

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