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第六讲　空气、氧气
知识点1 空气的组成及用途
1．空气的组成
二百多年前，法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成
分，得出空气是由_____和_____组成，其中氧气约占空气总体
积____的结论。
氧气
氮气
1/5
2．测定空气中氧气含量的实验
实验原理
红磷燃烧消耗瓶内氧气，生成固体，使瓶内气体压强减
小，打开止水夹后，水倒流回集气瓶，根据倒流回集气
瓶中水的体积来确定集气瓶中氧气的含量
实验装置

发生反应
__________________
4P＋5O2 2P2O5
实验步骤
(1)在集气瓶中加入少量水，将水面上方空间分为____
___，并做好标记。用弹簧夹夹紧乳胶管；
(2)在燃烧匙内放入_____的红磷，点燃红磷后立即伸入
瓶中并把橡胶塞塞紧；
(3)待红磷熄灭并冷却至室温，打开弹簧夹；
(4)拆除装置，清洗仪器，整理器材
实验现象
红磷燃烧，产生___________；
烧杯中的水被吸入集气瓶，瓶内液面上升至1个等份的
标记附近
实验结论
空气中氧气的体积约占空气总体积的____
5等
份
足量
大量的白烟
1/5
注意事项
(1)装置的气密性要好；
(2)红磷要过量；
(3)点燃红磷后要立即塞进集气瓶中，并塞紧塞子；
(4)必须待集气瓶冷却至室温再打开止水夹；
(5)导管中事先要注满水
误差分析
(1)测量结果偏低
红磷不足，氧气不能耗尽；装置漏气使装置外的空气进入；过早打开弹簧夹，由于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，测量结果偏低。
(2)测量结果偏高
导气管未夹紧，红磷燃烧时集气瓶内气体受热顺着导管逸出；燃烧匙伸入过慢会使装置内的气体受热逸出，导致进入瓶中的水的体积偏大，测量结果偏高
延伸探究
(1)实验装置创新
(2)测量方式创新
延伸探究
(3)实验原理创新
3.空气主要的成分和用途
气体
体积
用途
氧气
____
动植物呼吸、支持燃烧、炼钢、医疗急救、化工
生产、气割、气焊和航空航天等
氮气
____
制造硝酸和氮肥，作保护气、防腐，作制冷剂
稀有
气体
0.94%
作探空气球填充气，制电光源，制造低温环境
21%
78%
【名师点拨】
空气中各成分含量的记忆口诀
氮七八，氧二一，零点九四是稀气；
还有两个零零三，二氧化碳和杂气；
各自含量基本定，体积分数要记清。
4．氮气的性质
氮气是___色___味的气体，___溶于水，通常化学性质_____。
5．稀有气体的性质
稀有气体(氦、氖、氩、氪、氙和氡)都没有_____，没有_____，
化学性质_________。
无
无
难
稳定
颜色
气味
很不活泼
知识点2 保护大气环境
1．空气质量日报的主要内容
包括“空气质量指数”“首要污染物”“空气质量状况”等。
2．目前计入空气质量评价的主要污染物
_________、_________、_________、__________________、
_______________和_____等。
二氧化硫
一氧化碳
二氧化氮
可吸入颗粒物(PM10)
细颗粒物(PM2.5)
臭氧
3．空气污染的防治措施
(1)加强空气质量监测。
(2)对工厂废气回收处理、达标排放。
(3)使用清洁燃料，减少化石燃料的使用。
(4)积极种草、植树、造林，增大绿化面积。
(5)安装汽车尾气净化装置。
知识点3 氧气的性质
1．氧气的物理性质
氧气是一种_____、_____的气体，密度比空气_____，_____溶
于水，液氧和固氧是_____色的。
2．氧气的化学性质
氧气的化学性质_________，在氧化反应中提供___，具有_____
性。
无色
无味
略大
不易
淡蓝
比较活泼
氧
氧化
(1)氧气的助燃性
氧气的检验：将一支带火星的木条伸到集气瓶___，若木条___
___，证明是氧气。(注：氧气不能做燃料，没有可燃性)
中
复
燃
(2)非金属与氧气(空气)反应
①碳与氧气(空气)反应
a．实验现象
碳在氧气中剧烈燃烧、发出白光、放出热量，生成无色无味的、
能使澄清石灰水变浑浊的气体；碳在空气中燃烧，木炭红热、
无烟、生成无色无味的、能使澄清石灰水变浑浊的气体。
b．化学方程式
_____________。
C＋O2 CO2
②硫与氧气(空气)反应
a．实验现象
硫在氧气中燃烧，发出_________________，
放出热量，生成无色、有刺激性气味的气体；硫在空气中燃烧，
发出_________________，放出热量，生成无色、有刺激性气
味的气体。
b．化学方程式
_____________。
明亮的蓝紫色火焰
微弱的淡蓝色火焰
S＋O2 SO2
③磷与氧气(空气)反应
a．实验现象
磷在氧气中剧烈燃烧，发出白光，放出热量，
_______________。
b．化学方程式
_________________。
产生大量的白烟
4P＋5O2 2P2O5
(3)铁与氧气反应
a．实验现象
铁在氧气中剧烈燃烧、_________、放出热量，
生成一种_________；铁在空气中加热，铁丝_____，不能_____。
b．化学方程式
__________________。
火星四射
黑色固体
红热
燃烧
3Fe＋2O2 Fe3O4
【名师点拨】
1.集气瓶中水或细沙的作用
硫燃烧时集气瓶里留少量的水是为了吸收二氧化硫，防止污染空气；铁丝燃烧时集气瓶里留少量水或瓶底铺一层细沙是防止熔融物溅落炸裂瓶底。
2．氧气的浓度越大，反应越剧烈
分子之间欲发生化学反应，其首要条件是分子之间接触碰撞。当物质在空气中燃烧时，由于空气中含量较多的是氮分子，氧分子的含量相对较少，它们与氧分子碰撞的机会就较少，而在纯氧中，氧分子多，大大增加了碰撞机会，使反应加剧。
3．烟和雾的区别
化学中的烟指的是物质燃烧时形成的极其细小的粉尘颗粒，它是固体形态的，而雾指的是液体小液滴。
知识点4 制取氧气
1．氧气的工业制法
(1)原理
工业上主要是利用液氮和液氧的_____不同，通过_____________
法制得，这个过程属于_____变化。
(2)过程
沸点
分离液态空气
物理
2．氧气的实验室制法
(1)加热高锰酸钾制取氧气，反应原理为___________________
__________。
(2)用过氧化氢与二氧化锰的混合物制取氧气，反应原理为_____
______________________。
2KMnO4 K2MnO4＋
MnO2＋O2↑
2H2O2
2H2O＋O2↑
知识点5 有关概念
1．催化剂与催化作用
在化学反应里能_____其他物质的化学反应速率，而本身的_____
和_________在化学反应前后都没有发生变化的物质叫催化剂。
催化剂所起的作用叫_________。
改变
质量
化学性质
催化作用
【名师点拨】
催化剂的特性
(1)催化剂可概括为“一变”“二不变”。“一变”：改变化学反应速率，包括减慢或加快反应速率；“二不变”：反应前后催化剂的质量和化学性质不会发生改变。
(2)在某个化学反应中，可以选择不同的物质作催化剂。如双氧水分解制取氧气时，既可以选择二氧化锰作催化剂，也可以选择硫酸铜溶液等作催化剂。
2．其他影响反应速率的因素
(1)浓度
增大反应物的浓度，可以加快反应速率，如硫在氧气中燃烧比在空气中燃烧更加剧烈。
(2)温度
升高温度，可以加快反应速率，如食物在夏天比在冬天更容易变质。
(3)反应物的接触面积
增大反应物的接触面积，可以加快反应速率，如木柴架空时燃烧得会更旺。
实验 氧气的实验室制取
1．制取装置及方法
2.收集装置的选择
收集方法
___________
_________________
装置图


选择依据
氧气不易溶于水，且与水
不发生化学反应
氧气密度比空气的密度略大
注意事项
集气瓶要装满水，且导管
要伸入集气瓶瓶口，以便
于操作和观察氧气的情况
导管一定要伸入集气瓶的底
部，以便于排尽集气瓶内的
空气
优点
收集到的气体纯净
收集到的气体干燥
排水集气法
向上排空气集气法
3.气体的检验和验满
(1)气体的检验(图甲)
将带火星的小木条___________中，若_________，则证明是氧
气。
插入集气瓶
木条复燃
(2)气体的验满
　①向上排空气法收集气体(图乙)时，将带火星的小木条放在
_________，若木条复燃，则氧气已满。
　②排水法收集气体时，当有较大气泡从集气瓶口逸出时，则
氧气已满。
集气瓶口
【知识拓展】多功能瓶的使用
考点1 空气的成分、用途及保护
1．[2024·赤峰]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
2．[2025·包头模拟]生机勃勃的地球离不开空气，下列关于空气的说法不正确的是( )
A．稀有气体可用于霓虹灯的制作
B．CO2是植物光合作用的重要原料
C．SO2排放是导致酸雨的原因之一
D．PM2.5的含量越高空气质量越好
3．[2025·通辽一模]以典型物质为核心进行问题的设置与整合，是我们全面认识物质性质及应用的有效途径。同学们在小组合作学习过程中对氧气的相关问题完成了结构化的梳理和整合。下列说法正确的是( )
A．空气成分中氧气的体积分数最大
B．氧气不能支持呼吸
C．实验室中用高锰酸钾和二氧化锰制取氧气
D．过氧化氢溶液和水都可以用于制氧气，两个反应所属的基本化学反应类型均为分解反应
4．空气是一种宝贵的自然资源。下面让我们从几个不同的角度
认识空气。
Ⅰ.从空气的成分角度：
(1)洁净的空气是_______(填“纯净物”或“混合物”)。
混合物
(2)请从以下选项中选择适当物质的序号填空：
a．氧气 b．氮气
c．稀有气体 d．水蒸气
①可用于制作霓虹灯的是__；
②可用于医疗急救的是__；
③可用于食品包装袋中防腐的是__；
④可使酥脆的饼干变软的是__。
c
a
b
d
Ⅱ.从污染角度：
(3)下列物质中不属于空气污染物的是__(填序号)。
A．二氧化氮 B．二氧化硫
C．一氧化碳 D．二氧化碳
D
(4)为改善空气质量，下列做法正确的是___(填序号)。
A．禁止使用化石燃料
B．适当控制机动车使用
C．关闭所有厂矿产业、禁止烧煤
D．加强建筑工地、道路扬尘监管
BD
考点2 空气中氧气含量的测定
1．[2025·鄂尔多斯一模]实验小组用氧气传感器测定足量白磷在密闭容器中燃烧前后氧气含量的变化。在锥形瓶底部铺上细沙，放入足量白磷，连接氧气传感器，确保气密性良好，微热白磷。记录氧气含量随时间的变化曲线如图所示。下列分析不正确的是( )
A．ab段，白磷缓慢氧化，还未燃烧
B．bc段，白磷剧烈燃烧，消耗大量氧气
C．cd段，白磷燃烧减缓，氧气含量减少
D．de段，白磷燃烧结束，氧气全部消耗
2．[2024·赤峰]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
3．[2025·巴彦淖尔模拟]某同学在密闭装置中进行图1实验，测得氧气含量随时间变化的曲线如图2所示。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．实验中观察到固体粉末由红色变为黑色
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小
D．充分加热后，氧气含量没有降为0的原因可能是空气不流通，未能充分反应
考点3 氧气的制取与性质
1．[2025·包头三模]化学兴趣小组用如图所示的装置来制备干燥的氧气，并测定产生的氧气体积。装置气密性良好，图Ⅰ中的锥形瓶内盛有过氧化氢溶液，燃烧匙内装有二氧化锰，燃烧匙可以上下移动，干燥管内装有干燥剂。下列说法正确的是( )
A．将装置Ⅰ分别与装置Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ连接，均能达到实验目的
B．实验中只需将装有二氧化锰的燃烧匙上提离开过氧化氢溶液的液面，反应即可停止
C．若用装置Ⅲ收集氧气，验满的方法是将燃着的木条放在瓶口，若燃烧更剧烈则已集满
D．若用装置Ⅳ测量生成氧气的体积，集气瓶上方原有的空气对测量结果无影响
2．[2025·内蒙古]氧气在生产、生活和生命活动中发挥着重要作用。兴趣小组以“氧气的制备”为主题开展了项目式学习活动。
Ⅰ.实验室制氧气
(1)用A装置制取氧气，反应的化学方程式为_________________
____________，基本反应类型为_________。
(2)若要收集一瓶较为纯净的氧气，应选择的收集装置是__(填
序号)。
2KMnO4 K2MnO4
＋MnO2＋O2↑
分解反应
B
Ⅱ.工业制氧气
(3)利用分离液态空气法制氧气。在低温下加压，使空气转变为
液态，当液态空气升温时，由于液氮沸点比液氧沸点___，液氮
先汽化，剩下的主要是液氧。
低
(4)利用膜分离法制氧气。如图所示，利用氧分子的体积_____
(填“大于”“小于”或“等于”)氮分子的体积实现分离，从
而获得高浓度的氧气。
小于
Ⅲ.空间站内的氧气再生
空间站内电解H2O产生的O2供航天员呼吸，产生的H2与航天员呼出的CO2通过“萨巴蒂尔反应”系统转化为CH4和H2O，生成的H2O再进行电解，实现O2的再生。示意图如下。
(5)“萨巴蒂尔反应”系统中发生反应的化学方程式为________
_________________。
(6)电解水的质量为m1，“萨巴蒂尔反应”系统中生成水的质量
为m2，m2＜m1的原因是_____________________________________
_______________________________________________________
______________________________________________________
__________(忽略非反应损耗)。
4H2＋CO2
CH4＋2H2O
电解水产生的氢气用于“萨巴蒂尔反应”，
参与反应的氢元素质量一部分转化到甲烷中，另一部分转化到
生成的水中，根据质量守恒定律，生成水的质量?m2小于电解
水的质量m1
3．[2025·内蒙古模拟改编]请结合下列实验常用装置，回答有关问题：
(1)写出装置B和C中相同玻璃仪器的名称：___________________
(只写一种)。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气，应选用发生装置__(填序号)，
反应的化学方程式为____________________________。实验室
常用块状石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳气体，已知二氧化
碳密度比空气大，能溶于水。则制取二氧化碳气体，应该从A～
E选择的装置是_________(填序号)。
长颈漏斗(合理即可)
2KMnO4 K2MnO4＋MnO2＋O2↑
BD(或CD)
A
(3)若用F装置收集氧气，则气体从__(填“a”或“b”)端进入。
写出实验室用过氧化氢制取氧气的化学方程式：______________
______。
(4)实验室如用块状固体和液体无需加热制取气体，可将B装置
改进为C装置(多孔隔板用来放块状固体)，其优点是___________
_______________。
a
2H2O2 2H2O
＋O2↑
可以控制反
应的发生与停止
考点4 保护大气环境
1．[2025·通辽三模]我国蓝天、碧水、净土三大保卫战的生态环境治理工程，体现中国在全球生态文明建设中的参与者、贡献者、引领者作用。下列做法不合理的是( )
A．大力植树造林 B．提倡低碳出行
C．禁止使用化肥 D．建自然保护区
2．[2025·赤峰模拟]为了持续深入打赢蓝天保卫战，切实筑牢我国北方重要生态安全屏障，推动自治区经济社会高质量发展，结合工作实际，制定《内蒙古自治区空气质量持续改善行动实施方案》。下列内容与方案精神不相符的是( )
A．持续推进清洁取暖改造，保障城镇、农村冬季供暖需求
B．加强秸秆综合利用，避免秸秆露天焚烧
C．加快提升机动车清洁化水平，减少机动车尾气的排放
D．为了节省成本，直接排放工业废气
3．[2025·赤峰二模]2025年我国推动美丽中国先行区建设，强调空气质量改善与绿色低碳发展。下列做法不符合这一要求的是( )
A．某钢铁厂升级设备，实现工业废气超低排放
B．推广使用电动公交车，减少化石燃料消耗
C．某化工企业为降低成本，将未处理的废气直接排放
D．社区开展“蓝天行动”，倡导居民减少露天烧烤
1．[2025·长沙]空气是一种混合物。洁净的空气中含量较高且化学性质不活泼的是( )
A．氮气 B．氧气
C．二氧化碳 D．水蒸气
2．[2025·重庆]氮气常用作文物保护气，主要是利用了氮
气( )
A．性质稳定 B．难溶于水
C．无色无味 D．沸点低
3．[2025·长春]人类的生活离不开空气。空气中可供给呼吸的气体是( )
A．氮气 B．氧气
C．稀有气体 D．二氧化碳
4．[2025·盐城]下列气体中属于单质且常用作食品包装保护气的是( )
A．氧气 B．氮气
C．二氧化碳 D．稀有气体
5．[2025·广东]“绿美广东，人人有份、人人有责。”下列不符合这一理念的是( )
A．推广一次性餐具
B．节约使用纸张
C．组织义务植树
D．宣传爱绿护绿
6．[2025·眉山]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
7．[2025·盐城]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
8．[2025·广东]下列关于O2的制取、验满及性质实验操作错误的是( )
9．[2025·成都]高锰酸钾制取氧气的
实验如图，下列操作符合安全规范的
是( )
A．连接仪器——将试管抵住实验台，用力塞紧胶塞
B．加热试管——先预热，再对准试剂所在部位加热
C．结束实验——熄灭酒精灯后，将导管移出水面
D．整理复位——加热后的试管，立即用冷水清洗
10．[2025·苏州]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Fe3O4
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
11．[2025·宜宾]利用微型空气质量“检测站”
(如图)可以监测空气质量状况。下列有关说法
错误的是( )
A．太阳能板可以将光能转化为电能
B．污染物传感器主要用于测定CO2的含量
C．气象参数传感器能够测定空气的温度、湿度等
D．利用该种设备可实时监测不同地方的空气质量状况
12．[2025·咸阳一模]某小组利用如图所示的装置(装置气密性良好，忽略空气中的水蒸气)进行实验，将等量蒸馏水和氯化钠溶液同时滴入硬质玻璃管中。一段时间后，观察到实验二中锈蚀更严重，打开弹簧夹，注射器活塞均向左移动。下列说法不合理的是( )
A．实验二中注射器活塞向左移动是因为铁生锈消耗了氧气
B．打开弹簧夹后，实验二中注射器活塞最终停留在约“6”刻度处
C．此实验能推断出铁生锈条件之一是需要水的参与
D．通过上述实验可知氯化钠溶液能加快铁生锈的速率
13．[2025·云南]为探究硫燃烧产物的性质，利用如图所示装
置进行实验。
(1)实验室用过氧化氢溶液制取氧气，该反应的化学方程式为
____________________。
2H2O2 2H2O＋O2↑
在集满氧气的三颈烧瓶中(夹持装置省略)，加入少量紫色石蕊
溶液，塞紧带电热棒和燃烧匙的双孔塞，关闭止水夹，引燃足
量硫粉，充分反应。
资料卡片
Ⅰ.通常状况下，1体积水约能溶解40体积SO2；
Ⅱ.SO2与CO2的化学性质相似。
(2)气球的作用是_______________________________。
(3)燃烧结束，待装置冷却至室温，振荡烧瓶，紫色石蕊溶液变
为___色。打开止水夹，烧杯中可观察到的现象是_____________
_________________________。
平衡装置内外压强，防止瓶塞弹出
红
烧杯中的氢氧
化钠溶液倒吸入三颈烧瓶中
14．[2025·青岛]“追梦”小组在实验室中制取氧气并探究其
性质，请回答下列问题：
(1)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气用于铁丝燃烧实
验，从图一中选择最合适的发生和收集装置___(填序号)，反应
的化学方程式为____________________，二氧化锰的作用是___
_______。
BE
2H2O2 2H2O＋O2↑
催
化作用
(2)进行图二所示实验时，发现铁丝在空气中不燃烧，在氧气中
剧烈燃烧、_________，放热，生成黑色固体，该反应的化学方
程式为__________________。铁丝在空气中与在氧气中反应的
剧烈程度明显不同，原因是_______________________________
_______。
火星四射
3Fe＋2O2 Fe3O4
空气中氧气的浓度比纯氧中氧气的
浓度低
(3)为验证氧气的某些物理性质，小组同学收集一塑料瓶干燥的
氧气，进行图三所示实验，测得氧气体积分数随时间变化曲线如
图四所示。
①从微观角度分析AB段曲线下降的原因是___________________
___________。
②BC段曲线下降幅度明显超过AB段，体现氧气的性质是_______
___________。
③图四中D点氧气的体积分数约为___%。
氧气分子不断运动，
向瓶外扩散
氧气密
度比空气大
21
15．[2025·成都]用废旧玻璃瓶与硬质玻璃管等用品设计如图
装置，完成氧气的制取与性质实验。
(1)仪器b的名称是_______。
(2)检查装置气密性的方法是______________________________
______________________________________________________
_____________________________________。
(3)打开弹簧夹K1、K3，关闭K2，用注射器向盛有二氧化锰的A
中注入过氧化氢溶液，反应的化学方程式为________________
____。
铁架台
连接仪器装置，关闭K3，打开K1、
K2，向C中加水浸没导管口，推动注射器活塞，C装置导管口有
气泡冒出，则装置气密性良好(合理即可)
2H2O2 2H2O＋
O2↑
(4)检验B中氧气已集满的方法是____________________________
___________________________。
(5)向C中加入澄清石灰水，将D中红热的木炭移入B中，塞紧胶
塞，打开K2，观察到的现象：B中木炭燃烧发出白光，C中_____
_______________________________。对比木炭移入B前后的现
象，可得出的结论是_________________________。
将带火星的木条放在a导管口，
木条复燃，证明氧气已收集满
导管
口有气泡冒出，澄清石灰水变浑浊
氧气浓度越大，燃烧越剧烈
(6)对该装置评价不合理的是__(填序号)。
a．废旧物品再利用
b．可完成CO2的制取和检验
c．可控制反应速率
d．可随时控制反应发生和停止
d
跨学科实践活动1　微型空气质量“检测站”的组装与使用
1．[2025·许昌二模]微型空气质量“检测站”主要通过传感器技术来检测空气污染物的浓度。下列物质的传感器不需要安装的是( )
A．二氧化氮 B．二氧化碳
C．臭氧 D．PM2.5
2．[2025·包头二模]微型空气质量检测仪是一种检测空气污染指数的仪器。化学兴趣小组同学利用该仪器检测某工业园区气体的成分(见图①)，同时用实验探究的方法测定氧气的含量(见图②)，并绘制相关图像(见图③)。集气瓶的内部体积250 mL，实验前在集气瓶中预先放入了30 mL的水，实验后瓶内水的体积为75 mL，分析如图信息，所得结论正确的是( )
A．①中显示屏上可显示出CO2的含量
B．③中Q点对应的实验操作是打开止水夹
C．②中装置气密性不好会使测量结果偏大
D．该实验测得空气中氧气体积分数是21%
3．[原创题]“极目一号”Ⅲ型无人浮空艇是我国重要的新型科研平台，其升空高度达到海拔9 050米，创造了浮空艇原位大气科学观测海拔最高的世界纪录。下列说
法正确的是( )
A．风速的大小对空气质量的变化无影响
B．PM2.5是指粒径为0.25毫米的细颗粒物
C．9 050米的高空中空气稀薄，氧气含量高于21%
D．若检测到二氧化硫超标，可能会导致酸雨
4．空气质量指数(简称AQI)是定量描述空气质量状况的指数，
其范围是0～50、51～100、101～200、201～300和大于300，
分别对应国家空气质量标准中的Ⅰ级(优)、Ⅱ级(良)、Ⅲ级
(轻度污染)、Ⅳ级(中度污染)和V级(严重污染)。某日实践小
组的同学们跟随环保部门的工作人员利用如图所示的微型空
气质量监测仪测量空气质量，并记录数据如表格所示(1 mg＝
1 000 μg)，下列说法错误的是( )
AQI
PM2.5
μg/m3
PM10
μg/m3
X
mg/m3
二氧
化氮
μg/m3
二氧
化硫
μg/m3
臭氧
μg/m3
55
20
60
0.7
50
8
6
A．污染物X是一氧化碳
B．该日空气污染物中含量最少的是臭氧
C．其空气质量属于国家空气质量标准的 Ⅰ 级
D．可通过使用清洁能源代替煤和石油改善空气质量
5．随着环保意识的提高，人们对空气质量越来越关注，某实践活动小组在老师的带领下，对空气质量检测等开展了一系列项目式学习。
【项目导引】认识微型空气质量“检测站”
微型空气质量检测系统用于实时、准确检
测室外空气污染物，其结构如图所示。
思考：(1)微型空气质量检测系统由___________检测模块、颗
粒物检测模块、气象参数传感器、“云平台”实时通信模块、
供电模块等组成。其中太阳能板可将_____能转化为___能。
【项目活动一】调查微型空气质量“检测站”
[任务1]寻找微型空气质量“检测站”
思考：(2)你认为微型空气质量“检测站”应该在哪些地点集中
布设？_____________________________________________。
气态污染物
太阳
电
人口密集区、工业聚集区、交通繁忙区(合理即可)
[任务2]观察微型空气质量“检测站”
同学们找到一个微型空气质量检测站，观察并记录了不同时间
显示的数据如表。
(3)除显示器显示的内容(如表)外，还需要监测的空气污染物有
___________________(写一种)。
二氧化氮/μg
一氧化碳/μg
臭氧/μg
22.0
158.0
3.26
二氧化硫(合理即可)
(4)空气中二氧化硫和二氧化氮的主要来源是_______________，
所引起的环境问题是_____。
(5)空气质量指数AQI越___，空气质量越优。同学们通过多次观
测，发现空气污染首要污染物几乎都是PM10，它可能对人体的___
_______(填“呼吸系统”或“消化系统”)造成危害。
化石燃料的燃烧
酸雨
小
呼
吸系统
[任务3]探究空气中是否含有二氧化硫(SO2)
调查资料：二氧化硫能使红色的品红溶液褪色，常用于检验二氧化硫(SO2)。
进行实验：
实验步骤
实验现象
实验结论
将收集的本地空气通入盛有少量品红溶液的试管中
红色褪去
(6)_________________
_______
本地空气中含有二
氧化硫
归纳总结：(7)煤中含有硫单质，其燃烧会生成二氧化硫，该反
应的化学方程式为_____________，硫在空气中燃烧的现象为___
_______________________________________________。
【项目活动二】分析微型空气质量“检测站”
思考：(8)微型空气质量“检测站”可能因为其他因素干扰导致
数据偏差，从而不能准确地反映空气质量变化情况，请你对微
型空气质量“检测站”的合理布设提出一条建议：___________
___________。
S＋O2 SO2
发
出淡蓝色火焰，放出热量，生成有刺激性气味的气体
远离污染源
(合理即可)
【项目活动三】展望微型空气质量“检测站”
(9)微型空气质量“检测站”使用网络大数据云平台，对于环境
监测有什么积极的意义？_________________________________
___________________________。
【成果分享】(10)同学们通过各种方式，认识到了空气质量检
测的重要性。在本次项目式学习活动中，同学们提出许多合理
化的建议来改善空气质量，作为中学生，你可以做的是_______
_______________________(写两点)。
实现数据的实时共享、能够进行长期
的数据统计和分析(合理即可)
绿色出
行、节约能源(合理即可)
跨学科实践活动2　基于特定需求设计和制作简易供氧器
1．[2025·宜宾]过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)溶于水可产生H2O2，进而制得O2。实验小组利用此原理，自制简易供氧器(如图)制取O2。下列说法错误的是( )
A．使用前应检查装置气密性
B．Ⅰ中的二氧化锰起催化作用
C．Ⅱ中的水可用于增加O2的湿度
D．该装置不能控制产生O2的快慢
2．[2025·岳阳二模]化学兴趣小组开展了“基于特定需求设计和制作简易供氧器”的跨学科实践活动。图1为供氧器的工作原理，下列说法不正确的是( )
A．该制氧器中的反应仓相当于实验室制取氧气的发生装置
B．加湿过滤仓可使输出的氧气保持湿润
C．可通过加湿过滤仓观察氧气的供给速率
D．图2的作用相当于过滤仓，则a管与病人的氧气罩相连
3．[2025·武汉]便携式供氧器广泛用于医疗急救、航空航天、水下作业等领域。某项目小组从制氧剂选择和装置优化等方面开展简易供氧器设计和制作的跨学科实践活动。
制氧剂
制氧原理
生产1 kg氧
气所需成本
30%过氧
化氢溶液
▲
约13元
氯酸钠
2NaClO3 2NaCl＋3O2↑
约11元
高锰酸钾
2KMnO4 K2MnO4＋MnO2＋O2↑
约148元
回答下列问题：
(1)表中生产1 kg氧气所需成本最低的制氧剂是__(填序号)。
A．30%过氧化氢溶液
B．氯酸钠
C．高锰酸钾
B
(2)某同学设计的简易供氧器如图所示，制取氧气的化学方程
式为____________________。
2H2O2 2H2O＋O2↑
(3)上表中三种制氧原理均属于_________(填基本反应类型)。
分解反应
4．[2025·陕西]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___。
集气瓶
2H2O2 2H2O＋
O2↑
防止生成
的气体从长颈漏斗逸出
水
5．[2025·河北]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→CO2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)CO2清洁罐中填充有CO2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CO2，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CO2吸收剂。
呼吸
分子间有间隔
氢氧化钠和氢氧化钙均可
和二氧化碳反应
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2H2O2
2H2O＋O2↑。
小组同学经讨论选择了第二种方法。
2KMnO4 K2MnO4＋
MnO2＋O2↑
【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a、b，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_______
________________________________________________________
___________。
湿润氧气(或观察氧气流速等合理
即可)
关闭开
关a，制氧室中压强增大，使过氧化氢溶液和二氧化锰分离，反
应基本停止
【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)。
装置的气密性(合理
即可)

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