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(共82张PPT)
第二单元　空气和氧气
必备知识夯基础
考 点 一
空气的组成及污染与防治
78%
21%
混合物
纯净物
SO2
考 点 二
氧气的性质和用途
无
无
略大
不易
白光
白色
2Mg+O2 2MgO
火星四射
黑色
3Fe+2O2 Fe3O4
防止生成的高温熔融物溅落使集气瓶瓶底炸裂　
白光
C+O2 CO2
2C+O2 2CO
刺激性气味
蓝紫色
刺激性气味
S+O2 SO2
吸收反应生成的二氧化硫,防止其污染空气
白烟
4P+5O2 2P2O5
淡蓝色
水珠
2H2+O2 2H2O
蓝色
2CO+O2 2CO2
CH4+2O2 CO2+2H2O
易错提醒　描述实验现象时要注意“发光”与“火焰”和“烟”与“雾”的不同。
考 点 三
缓慢氧化
进行得很缓慢,甚至不容易被察觉的氧化反应,其特点是放热但不发光,如动植物的呼吸、食物的腐烂、钢铁的生锈、酒和醋的酿造、农家肥的腐熟等。
辨一辨判断下列说法是否正确。正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)木炭在氧气中燃烧,发出白光,放出热量,产生二氧化碳气体。(　　)
(2)铁丝在氧气中燃烧的现象为剧烈燃烧,火星四射,生成四氧化三铁。
(　　)
(3)氧气是一种化学性质比较活泼的气体,能支持燃烧,具有可燃性,可用作燃料。(　　)
(4)物质与氧气的反应都属于氧化反应。(　　)
(5)硫在空气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰,生成一种有刺激性气味的气体。
(　　)
(6)清理家中鱼缸并通入空气,空气中的氧气易溶于水。(　　)
√
×
×
√
×
×
考 点 四
催化剂与催化作用
1.催化剂
(1)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_______　　　　　和　　　　　　　在反应前后都没有变化的物质(“一变两不变”)。
(2)特征
①催化剂只改变化学反应速率,可以加快反应速率,也可以减慢反应速率。
②催化剂不会改变生成物的质量。
(3)注意:①催化剂不能催化根本不存在的反应。
②同一反应可能存在不同的催化剂,且催化效果不同。
质量
化学性质
2.催化作用
催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用,如MnO2可以加速过氧化氢的分解,MnO2在该反应中作催化剂,起催化作用。
考 点 五
化合反应、分解反应和氧化反应
1.化合反应和分解反应(基本反应类型)
类型 化合反应 分解反应
定义 由　　　　　　　　　　物质生成　　　物质的反应 由　　　　反应物生成
　　　　　　　　　其他物质的反应
特点 多变一 一变多
表达式 A+B+…→F F→A+B+…
举例 CO2+H2O═H2CO3 2H2O2 2H2O+O2↑
两种或两种以上
一种
一种
两种或两种以上
2.氧化反应(不属于基本反应类型)
(1)概念:物质与氧气发生的反应都属于氧化反应,氧气在氧化反应中提供氧,具有氧化性。
(2)分类:氧化反应分为缓慢氧化和剧烈氧化。
考向突破增知能
考向一空气的成分、污染与防治
例12022北京冬奥会期间,国家环保部门加大了对奥运场馆周边地区空气质量的监测力度。下列物质没有被列入空气质量监测项目的是(　　)
A.二氧化硫
B.臭氧
C.细颗粒物
D.稀有气体
D
解析:稀有气体是空气的成分之一,不属于空气污染物,没有被列入空气质量监测项目。故选D。
对点练1 18世纪70年代,拉瓦锡通过定量实验证明了空气是混合物,其中约占空气体积的气体是(　　)
A.N2 B.O2
C.CO2 D.H2O
B
考向二空气中氧气含量的测定
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:红磷的量多或量少,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
D
解析:红磷燃烧产生大量的P2O5固体小颗粒,是白烟,而不是白雾,A错误;实验后,玻璃管中剩余气体的主要成分为N2,N2不能燃烧,也不能支持燃烧,B错误;若红磷的量少,不能完全消耗装置中的氧气,则测定结果偏小,C错误;用改进装置实验,反应始终在密闭容器中进行,无需打开瓶塞点燃红磷,有效避免瓶内空气外逸而造成实验误差,同时防止生成的五氧化二磷逸散到空气中,能减少对空气的污染,D正确。故选D。
方法总结　空气中氧气含量的测定实验成功的关键
对点练2如图所示装置是空气中氧气含量的测定实验,下列说法正确的是
(　　)
A.剩余的气体主要是二氧化碳
B.红磷燃烧时产生大量的白色烟雾
C.若把图示中的红磷换成木炭也会达到同样的效果
D.若红磷的量不足,会使进入集气瓶中水的体积偏小
D
解析:红磷燃烧消耗空气中的氧气生成五氧化二磷固体,剩余的气体主要是氮气,A错误;红磷燃烧时产生大量的白烟,而不是白色烟雾,B错误;木炭在空气中燃烧生成二氧化碳气体,虽除去了氧气,但增加了新的气体,没有形成压强差,不能用来测定空气中氧气含量,C错误;若红磷的量不足,不能完全消耗装置中的氧气,会使进入集气瓶中水的体积偏小,D正确。故选D。
考向三氧气的制取与性质
例3气体的制备和性质探究是初中化学实验的重要内容,请根据下列装置回答问题。
(1)写出标号a的仪器名称:　　　　。
锥形瓶
(2)用装置A制氧气,反应的化学方程式为
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,基本反应类型是
　　　　　;后续探究需要较纯净的氧气,收集装置最好选择　　　(填字母)。
(3)实验结束,清洗试管时发现试管破裂,原因可能是 　 。
(4)用如图装置探究氧气的性质,实验步骤如下:①将透明实验盒用隔板分成两部分,点燃燃烧室内的蜡烛,将倾倒室内的氧气传感器连接电脑并采集数据;②将氧气缓慢倒入倾倒室;③提起中间隔板;④观察并记录蜡烛的燃烧现象。
分解反应
2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑
E
试管口向上倾斜
a.图像中P点所对应的操作步骤是　　　　　(填序号)。
b.结合图像分析,25 s后蜡烛燃烧的变化情况是 　。
c.该探究实验能说明氧气的性质是　　　　　　　。
③
蜡烛剧烈燃烧,发出白光
助燃性
解析:(2)装置A属于固体加热型,可以采用加热高锰酸钾的方法来制取氧气;这个反应是由一种物质生成多种物质,基本反应类型是分解反应;排水法收集的气体比排空气法纯净。(3)实验结束,清洗试管时发现试管破裂,原因可能是试管口向上倾斜,水倒流使试管炸裂;实验结束时先熄灭酒精灯,再撤出导管,导致水倒吸使试管炸裂;实验结束马上用冷水清洗试管等。(4)a.图像中P点后氧气的浓度不断减小,所对应的操作步骤是提起中间隔板;b.氧气具有助燃性,故25 s后燃烧室中的实验现象是蜡烛剧烈燃烧,发出白光;c.氧气能支持蜡烛燃烧,说明氧气的性质是助燃性。
对点练3通过近一年的化学学习,相信你对制取气体的思路和方法有了一定的了解。如图是小亮同学对氧气制取方法的梳理,请你和小亮同学一起完成下列各题。
(1)用图中A、B所示的方法能够制取氧气,是因为它们的反应物中都含有　 。
(2)用方法D制取氧气的过程属于　　　　　(填“物理”或“化学”)变化。
氧元素
物理
(3)方法A的反应物中,锰元素的化合价为　　　价。
(4)从绿色环保的角度考虑,实验室制取氧气的最佳方法是　　　(填字母),写出用该方法制取氧气的化学方程式:　 　 。
(5)小亮同学欲用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,可供选择的实验装置如下:
+7
B
2H2O2 2H2O+O2↑
请你帮助他选择一种发生装置　　 　(填字母,下同),理由是　　　　 　　　　　　　　　　;一种收集装置　　　　　,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;用该装置收集氧气,检验气体已集满的方法是　 　。
A(或B或C)
反应物是固体和液体,不需要加热
D(或E)　
氧气不易溶于水(或氧气密度比空气密度略大)　
用排水法收集气体,当集气瓶口有大气泡往外冒出时,表示氧气集满(或把带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,则氧气集满)
解析:(1)根据质量守恒定律,反应前后元素种类不变,要制取氧气,反应物中必须含有氧元素。(2)用方法D制取氧气的过程,没有新物质生成,属于物理变化。(3)高锰酸钾中钾元素为+1价,氧元素为-2价,根据化合物中正、负化合价代数和为0,设锰元素的化合价为x,(+1)+x+(-2)×4=0,则x=+7。(4)过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气,从绿色环保的角度考虑,该方法是实验室制取氧气的最佳方法,反应的化学方程式为2H2O2 2H2O+O2↑。(5)过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气,该反应是固液不加热型,发生装置选A或B或C;氧气不易溶于水,可用排水法收集,用排水法收集气体,当集气瓶口有大气泡往外冒出时,表示氧气集满;氧气密度比空气密度略大,可用向上排空气法收集,氧气具有助燃性,检验氧气是否收集满的方法可以是把带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,则氧气集满。
实验点1空气中氧气含量的测定
【基础实验】
实验目的 测定空气中氧气的含量
实验装置 试剂:红磷、水。
实验装置:如图所示
实验 原理 利用红磷燃烧消耗密闭容器内空气中的氧气,使密闭容器内压强减小,在大气压的作用下,进入容器内水的体积即为减小的氧气的体积,反应的化学方程式为4P+5O2 2P2O5[空气中氧气的体积分数(大致含量)=×100%]
实验 步骤 ①连接仪器,检查装置的气密性;②在集气瓶内加入少量水,并将水面上方空间分为5等份;③用弹簧夹夹紧乳胶管;④点燃红磷后,立即伸入集气瓶中并把橡胶塞塞紧,观察红磷燃烧的现象;⑤待红磷熄灭并冷却至室温后,打开弹簧夹,观察实验现象及水面的变化
实验 现象 ①红磷燃烧,产生大量白烟,并放出热量;②冷却至室温后,打开弹簧夹,烧杯中的水沿导管进入集气瓶,集气瓶中的水面上升
实验 结论 用此方法可测出氧气在空气中的大致含量
注意 事项 ①装置的气密性良好,不漏气;②红磷足量;③燃烧停止后不能立即打开弹簧夹,要待装置冷却至室温后才能打开弹簧夹;④集气瓶中放入少量水,一是为了吸收红磷燃烧生成的五氧化二磷,二是为了吸收热量有助于加速装置冷却,三是为了防止热的燃烧物溅落使集气瓶炸裂
【迁移拓展】
1.实验试剂选择原则
(1)试剂在空气中易点燃,如不能用铁丝代替红磷的原因是铁丝在空气中不能燃烧。
(2)试剂只能与空气中的氧气反应,不能消耗空气中的其他气体,如不能用镁条代替红磷的原因是镁条与空气中的氮气、二氧化碳都会发生反应。
(3)燃烧生成物为固体,如不能用硫粉、炭粉代替红磷的原因是硫粉、炭粉燃烧后的生成物为气体。
2.实验结束后,集气瓶内剩余气体的主要成分为氮气(N2),根据实验现象分析,该气体的性质是难溶于水,既不燃烧,也不支持燃烧。
3.实验误差分析
测定结果 因素 影响
偏小 装置漏气 反应结束后外界空气进入
红磷量不足 氧气不能被完全消耗
未待装置冷却到室温就打开弹簧夹 温度较高,气体膨胀,剩余气体占有较大的体积
偏大 点燃的红磷插入瓶中后未立即塞紧橡胶塞 空气受热膨胀,部分逸出
最初弹簧夹未夹紧 部分空气受热膨胀从导管逸出
4.装置改进
(1)点火方式改进
①改进原因:将燃着的红磷伸入集气瓶时,空气受热膨胀逸出,会使测量结果偏大;红磷在空气中燃烧会造成　　　　　。
②改进思路:在实验过程中不打开实验装置,使装置始终保持密闭,如图1~图5所示。
空气污染
(2)测量方式改进
①改进原因:烧杯中的水沿导管进入集气瓶中时,会有部分液体残留在导管中,使测量结果不准确。
②改进思路:将烧杯换为注射器或量筒,通过观察注射器活塞的移动或量筒内液体的体积变化,得出消耗氧气的体积。如图3、图4、图5所示。
(3)反应原理的改进
除了红磷燃烧外,还可以利用铁生锈、加热铜粉等原理测定空气中氧气的含量,如图6、图7所示。
①图6利用铁锈蚀消耗装置内的氧气,钢丝棉浸有食盐水的目的是
　 。
②图7利用铜的氧化消耗装置内的氧气,玻璃管内发生反应的化学方程式为 　 。
加快铁的锈蚀
2Cu+O2 2CuO
【一题通关】
例题用图1和图2所示的装置均可测定空气中氧气的含量。
(1)图1实验的原理是通过化学方法除去混合物中的一种成分,从而测定混合物中某成分的含量。进行该实验时,连接好仪器后应先检查　　　　　。用铜粉测定空气中氧气含量的化学方程式为　 　。
装置气密性
2Cu+O2 2CuO
(2)利用红磷燃烧测定空气中氧气含量的实验装置如图2所示。红磷燃烧反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　,该反应属于　　　　(填基本反应类型)。实验时在瓶内加少量水并将水面上方空间分为5等份,接下来的实验步骤依次为　　　　(填序号),最后打开弹簧夹。
①冷却到室温
②弹簧夹夹紧乳胶管
③点燃燃烧匙内的红磷后,立即伸入集气瓶中并把橡胶塞塞紧
(3)若实验结果偏小,造成误差的原因可能有 　(任答一条)。
化合反应
4P+5O2 2P2O5
②③①
装置漏气
【考法拓展】
(4)[装置创新]用如图所示装置进行实验,测定空气中O2的大致含量(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200 mL
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O2
D.最终注射器活塞移至约40 mL刻度线处
D
(5)[数字化实验]为探究铜的化学性质,某同学借助氧气传感器在密闭装置中进行如图所示实验,观察实验现象并分析氧气含量随时间变化的曲线图。其中终点D(203,6.15%)表示时间为203 s时,装置中氧气含量为6.15%。
结合图示判断下列说法错误的是(　　)
A.加热前的空气样品中氧气含量为20.99%
B.铜在加热条件下能与氧气发生化学反应
C.拐点C至终点D所对应的时间范围内,装置内物质的总质量逐渐减少
D.通过现象证据和数据证据,可以从定性和定量的视角分析得出合理解释
C
解析:(1)该反应有气体参与,进行该实验时,连接好仪器后应先检查装置气密性。用铜粉测定空气中氧气含量,加热时铜与氧气反应生成氧化铜,据此书写化学方程式。(2)红磷燃烧生成五氧化二磷,据此书写化学方程式,该反应属于化合反应。实验时在瓶内加少量水并将水面上方空间分为5等份,接下来的实验步骤依次为②③①,最后打开弹簧夹。(3)若实验结果偏小,造成误差的原因可能是装置漏气、试剂量不足等。(4)①中取出了200 mL水,则②中瓶内空气的体积约为200 mL,A正确;铁丝具有良好的导热性,可加热铁丝引燃铜匙中的白磷,B正确;白磷燃烧,与氧气反应生成五氧化二磷固体,白磷的作用是消耗②中瓶内的O2,C正确;氧气约占空气总体积的五分之一,则试管内气体约减少200 mL×=40 mL,最终注射器活塞移至约100 mL-40 mL=60 mL刻度线处,D错误。
(5)由图像信息可知,加热前的空气样品中氧气含量为20.99%,A正确;由曲线的变化趋势可知,铜在加热条件下能与氧气发生化学反应生成氧化铜,B正确;由质量守恒定律可知,装置内物质的总质量不变,C错误;通过分析实验现象和坐标曲线图,可以从定性和定量的视角分析得出合理解释,D正确。
实验点2氧气的实验室制取
1.实验室制取氧气的反应原理、发生装置、操作步骤、收集方法、验满方法及检验方法
试剂 高锰酸钾 过氧化氢溶液、二氧化锰
反应 原理 2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑ 2H2O2 2H2O+O2↑
发生 装置
试剂 高锰酸钾 过氧化氢溶液、二氧化锰
操作 步骤 查:实验前检查装置的气密性; 装:组装仪器,装入试剂; 定:固定实验装置; 点:点燃酒精灯; 收:收集氧气; 离:撤离导管; 熄:熄灭酒精灯 查:检查装置的气密性;
装:向锥形瓶中装入二氧化锰固体;
定:固定实验装置;
加:向分液漏斗中加入过氧化氢溶液,打开活塞,使过氧化氢溶液滴入锥形瓶中与二氧化锰固体接触;
收:收集氧气
试剂 高锰酸钾 过氧化氢溶液、二氧化锰
收集 方法 　 图1　 图2 (1)由于氧气不易溶于水,可用排水法收集,如图1所示; (2)由于氧气的密度比空气大,可用向上排空气法收集,如图2所示
排水法(短进长出)
排空气法(长进短出)
验满 方法 (1)用排水法收集时,当集气瓶口有气泡冒出时,证明已
收集满;
(2)用向上排空气法收集时,将带火星的木条放在集气瓶
口,若带火星的木条复燃,证明已收集满,如图所示
检验 方法 将带火星的木条插入集气瓶中,若带火星的木条复燃,
即证明是氧气,如图所示
2.制备和收集氧气的不同装置的评价
(1)发生装置:用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,反应不需要加热,操作简便、节能、安全,二氧化锰便于分离且不会产生有害物质,符合化学反应的绿色化;但过氧化氢溶液与二氧化锰混合后反应剧烈,需控制反应速率。
(2)收集装置:用排水法收集的氧气比较纯净,但制取的氧气中含有水分,做有关实验时需用浓硫酸干燥;用排空气法收集氧气操作简便,但相对不纯,且需要验满。
3.实验注意事项
(1)用高锰酸钾制取氧气时,试管口应略向下倾斜,防止冷凝水回流,使试管炸裂。
(2)用高锰酸钾制取氧气时,试管口需塞一团棉花,作用是防止高锰酸钾粉末随气流进入导管,堵塞导管。某同学用排水法收集氧气时,发现水槽中的水变红了,可能是未使用棉花。
(3)用固体加热型发生装置制取氧气和用排水法收集氧气时,实验结束后,一定要先将导管撤离水槽,再熄灭酒精灯,防止水槽中的水倒流至试管中,使试管炸裂。
【一题通关】
例题如图所示为实验室常用的实验装置。
请回答下列问题。
(1)仪器①的名称是　　　　　　。
分液漏斗
(2)用加热高锰酸钾的方法制取并收集较为纯净的氧气,所选的装置组合为
　　　(填字母);产生氧气的反应的化学方程式为
　。
(3)若用过氧化氢溶液与二氧化锰制取并收集干燥的氧气,装置的连接顺序是　　　(填字母);实验过程中发现反应过分剧烈,为了得到平稳的氧气流,应该进行的操作是　 　。
AE
2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑
BCD
通过调节分液漏斗的旋塞降低过氧化氢溶液的滴速
【考法拓展】
(4)高锰酸钾制取氧气并用装置E收集,收集完气体后,测得其纯度明显偏低,其原因可能是　　　　(填字母)。
A.高锰酸钾中混入了二氧化锰
B.收集前,集气瓶中未注满水
C.收集后,集气瓶中仍留有水
D.未见气泡连续均匀冒出时就开始收集
BD
(5)用高锰酸钾制取氧气后,从剩余固体中分离出生成的MnO2的实验步骤有溶解、过滤和洗涤。过滤时玻璃棒的作用是 　。
引流
(6)[万能瓶应用]图中的装置可用来测量生成氧气的体积。进行操作时,集气瓶未装满水是否会影响实验结果 　　　　　(填“是”或“否”)。
否
(7)[催化剂探究]FeCl3对H2O2分解也有催化作用。为比较MnO2和FeCl3对H2O2分解快慢的不同影响,用如图装置进行实验,启动氧气传感器,注入H2O2溶液。氧气体积分数随时间变化情况如下:
①初始时氧气的体积分数不为0,原因是_____________________________
　 。
②使H2O2分解较快的催化剂是　　　　　　(填“MnO2”或“FeCl3”),判断依据是　 　 。
装置中含有空气,空气中约含21%
的氧气
MnO2
MnO2作催化剂时,产生等量氧气所需的时间比FeCl3更短
(8)研究表明,将新制的5%的H2O2溶液加热到65 ℃时就有氧气放出,加热到100 ℃时就有较多氧气产生。小明用如图所示装置及上述方法制得氧气,用带火星的木条直接在试管口检验,结果木条不能复燃。木条不能复燃的原因是 　。
氧气中含有较多的水蒸气
解析:(2)用加热高锰酸钾的方法制取并收集较为纯净的氧气,需要固体加热型发生装置,用排水法收集的氧气较纯净,则所选的装置组合为AE;产生氧气的反应是高锰酸钾在加热的条件下反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,据此书写化学方程式。(3)若用过氧化氢溶液与二氧化锰制取并收集干燥的氧气,需要固液常温型发生装置,生成的氧气先通过浓硫酸进行干燥,再用向上排空气法收集,则装置的连接顺序是BCD;实验过程中发现反应过分剧烈,为了得到平稳的氧气流,应该进行的操作是通过调节分液漏斗的旋塞降低过氧化氢溶液的滴速。
多维训练培素养
1.下列做法符合全面推进美丽中国建设主题的是(　　)
A.露天焚烧生活垃圾
B.就地丢弃废旧塑料
C.推广使用清洁能源
D.随意燃放烟花爆竹
C
2.空气是人类生产活动的重要资源。下列有关空气成分的说法错误的是
(　　)
A.氧气可以支持可燃物燃烧
B.氮气不与任何物质发生化学反应
C.二氧化碳在蔬菜大棚中作气体肥料
D.稀有气体可制成多种用途的电光源
B
3.下列物质属于纯净物的是(　　)
A.自来水
B.红糖水
C.蒸馏水
D.矿泉水
C
4.氧气是人类活动必需的物质之一,下列与实验室制取氧气有关的装置或操作错误的是(　　)
B
5.下列说法正确的是(　　)
A.经过液化、蒸发从空气中得到氧气的过程是化学变化
B.破坏臭氧层会引起酸雨
C.空气是由空气分子组成的
D.氧气可用于医疗急救
D
6.下列实验现象描述正确的是(　　)
A.硫在空气中燃烧产生蓝紫色火焰
B.红磷在空气中燃烧产生大量白烟
C.木炭燃烧后生成黑色固体
D.甲烷在氧气中燃烧生成水和二氧化碳
B
7.氧气是一种重要的气体。小明在试管中加入5 mL 5%过氧化氢溶液,再依次进行实验:①插入带有火星的木条;②加入少量二氧化锰;③插入带有火星的木条。
下列有关说法错误的是(　　)
A.在实验①中,带有火星的木条不复燃,说明过氧化氢没有分解,不放出氧气
B.在实验②中,二氧化锰作催化剂,增大了过氧化氢分解的速率
C.在实验③中,当带有火星的木条复燃时,说明试管中有大量氧气产生
D.试管内发生的反应属于分解反应
A
8.O2是人类生存必需的物质,认识和获取O2具有重要意义。
(1)工业生产的O2可加压储存在蓝色钢瓶中,在此过程中发生的变化是
　　　　(填字母)。
a.O2分子质量变小
b.O2分子间隔减小
c.O2分子转变为其他分子
b
(2)实验室里现有MnO2固体、H2O2溶液以及下列装置(A~D)。
①仪器M的名称是　　　　(填字母)。
a.长颈漏斗　b.锥形瓶　c.集气瓶
②利用上述试剂制取O2,应选择的两个装置是　　　　(填字母)。
③检验一瓶无色气体是氧气的简单方法是___________________________
(包括操作和现象)。
a
BC
将带火星的木条伸入集气瓶中,
若木条复燃,说明该气体是氧气
(3)气焊的化学原理为2X+5O2 4CO2+2H2O,X的化学式为　 。
(4)氧循环对维持自然界中的物质、能量及生态平衡具有重要意义。
①能向自然界中释放O2的是　　　　(填字母)。
a.动植物的呼吸
b.可燃物的燃烧
c.植物的光合作用
②氧气和臭氧(O3)可以相互转化。在紫外线的作用下,O2转化为O3的化学方程式为 　。
c
C2H2
3O2 2O3
9.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%
C
10.火星表面大气成分(体积分数)如图所示,下列说法正确的是(　　)
A.火星大气中N2的含量最高
B.火星大气中CO2的含量高于空气中的
C.火星大气不含稀有气体
D.火星大气能使带火星的木条复燃
B
11.化学是一门以实验为基础的学科。
(1)仪器a的名称为　　　　。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气,发生反应的化学方程式为
　　 　　　。用B装置收集氧气,体现了氧气的物理性质是　　 　　　;停止加热时,为防止倒吸,应先进行的操作是
　　　　　　　　　　(填“熄灭酒精灯”或“把导管移出水面”)。
(3)用上述收集的O2完成如图C所示的实验,观察到澄清石灰水　 。
铁架台
2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑　
不易溶于水　
把导管移出水面
变浑浊
(4)某同学为探究燃烧的条件设计了如下实验。已知白磷的着火点是40 ℃。向装置甲中通入空气,将甲中的热水压入乙中,甲、乙中的白磷均燃烧。由液面降低后甲中白磷燃烧的事实,说明燃烧需要　　　　　　;由热水进入后乙中白磷燃烧的事实,说明燃烧需要　 　　　　　　。
与空气接触
温度达到可燃物的着火点
解析:(2)高锰酸钾在加热的条件下反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,据此书写化学方程式;氧气不易溶于水,也不与水反应,故可采用排水法进行收集,从而体现了氧气的物理性质是不易溶于水;停止加热时,为防止倒吸,应先进行的操作是把导管移出水面。(3)木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳,二氧化碳与澄清石灰水的主要成分氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,可观察到澄清石灰水变浑浊。(4)甲中液面降低后,白磷与空气接触后燃烧,说明燃烧需要与空气接触;乙中白磷与空气接触不燃烧,热水进入后乙中白磷燃烧,说明燃烧需要温度达到可燃物的着火点。
12.[跨学科实践活动]空气中含有多少氧气呢 学习小组开展“测定空气中氧气含量”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与
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。
图1
(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装置测定空气中氧气含量。
图2
(2)主要步骤如下,正确的顺序为　　　　　　(填序号)。
①弹簧夹夹紧乳胶管
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　　　　　　。
汞液面上升　
汞与氧气反应,玻璃钟罩内气体减少,气压减小
④①③②
氮气
【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,取足量白磷采用图3装置进行实验,记录并处理数据如图4。
(4)图4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%)。
图3
图2
图4　压强随时间变化图
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
【反思与交流】(5)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 　。
(6)上述实验中汞、白磷和五氧化二磷有毒,对环境“不友好”。结合实验原理和试剂弊端,可选择的替代试剂有　　　　　　　(写一种)。
铜粉
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
解析:(1)汞与氧气反应生成氧化汞固体,导致玻璃钟罩内气体减少,气压减小,则玻璃钟罩内的现象是汞液面上升。(2)该实验的正确顺序是检查装置气密性,在集气瓶中加入少量水,将水面上方空间分成5等份,用弹簧夹夹紧乳胶管,点燃红磷后立即伸入瓶中并塞紧塞子,红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹,则正确的顺序为④①③②。(3)空气主要由氮气和氧气组成,红磷燃烧消耗了氧气,则实验结束,集气瓶中剩余气体的主要成分是氮气。(4)白磷燃烧放热,温度升高,装置内压强增大,同时白磷燃烧消耗氧气,装置内压强减小,但反应刚开始,温度升高对压强的影响比气体减少对压强的影响大,所以图4中BC段压强增大;用图4数据计算,白磷消耗的氧气占空气体积的体积分数为×100%≈19.37%。
(5)红磷燃烧放热,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,导致不能将氧气消耗完。(6)铜粉在空气中加热生成氧化铜固体,不会造成空气污染,故可选择的替代试剂有铜粉。

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