资源简介

模块一　物质的性质与应用
专题二 空气　氧气
◎2022年版课标要求
①了解空气的主要成分。
②通过实验探究认识氧气的主要性质。
③学生必做实验及实践活动：氧气的性质。
④认识空气是宝贵的自然资源，形成保护和节约资源的可持续发展意识与社会责任。
⑤跨学科实践活动：微型空气质量“检测站”的组装与使用。
④跨学科实践活动：基于特定需求设计和制作简易供氧器
◎贵州三年考情分析
年份 题号 分值 考查内容
2025 8（1） 1 氧气的用途
10（1）② 1 检验氧气的方法
10（2）②③ 2 氧循环
13（4） 1 催化剂的认识
2024 8（1） 1 空气成分中各气体的含量
10（2） 2 制取氧气的收集装置的选取；检验氧气的方法
10（3） 1 过氧化氢制取氧气
2023 8（1） 1 氧气的用途
10（1）② 2 用过氧化氢和二氧化锰制取氧气的发生装置和收集装置的选取；检验氧气的方法
10（1）③ 1 铁丝与氧气反应的实验现象
◎链接教材
人教：九上第二单元P30～P54；沪教：九上第2章P36～P54、P70～P71，九下第9章P110～P114。
◎课时安排
建议2-3课时
◎教学过程
【基础知识巩固】
知识点1　空气中氧气含量的测定
1.对空气成分的研究
法国化学家 通过实验和分析得出了空气是由 和 组成的结论。
2.空气中氧气含量的测定 (详见P20【重点实验探究】实验1)
知识点2　空气的成分和用途
空气的成分 体积分数 主要用途(性质)
氮气(N2) (1)作保护气(化学性质不活泼)，如焊接金属时用氮气作保护气，食品包装袋中充入氮气以防腐； (2)制氮肥、硝酸(含氮元素)； (3)医疗上利用液氮进行冷冻治疗(沸点低)
氧气(O2) (1)炼钢、气焊、化工生产和航空航天等[支持燃烧(或助燃性)]； (2)医疗急救(纯氧)、潜水等( )
稀有气体 0.94％ (1)作保护气(化学性质很不活泼)； (2)作电光源，如霓虹灯等(通电时能发出不同颜色的光)； (3)氦气用于填充探空气球(密度很小且化学性质稳定)、液态氦可用于制造低温环境、利用氩氦刀治疗肿瘤
二氧化碳(CO2) 0.03％ (1)灭火(不能燃烧也不支持燃烧、密度比空气大)； (2)干冰用于人工增雨、作制冷剂(升华吸热)； (3)作气体肥料(光合作用的原料)； (4)制汽水(能与水反应生成碳酸)
其他气体 0.03％ —
1.空气是一种混合物。空气中各成分的含量是相对稳定的。 2.空气成分含量是指体积分数，而非质量分数。 3.稀有气体在通电时发出不同颜色的光，属于物理变化。 4.稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙、氡一系列气体的总称，因此稀有气体是混合物。 5.稀有气体在一定条件下也能跟某些物质反应。 6.食品保护气一般是氮气。作为食品保护气，要求其化学性质不活泼、无毒、廉价等。氖气、氩气等稀有气体尽管化学性质很不活泼，但是价格较高，不适合作食品保护气。
知识点3　空气的污染和防治
污染物 (1)气体污染物： 、 等(会形成酸雨)；CO、臭氧等； (2)固体颗粒物：PM10、PM2.5(形成雾霾的主要因素)
危害 严重损害人体健康，影响作物生长，破坏生态平衡
污染物来 源及防治 措施 (1)化石燃料的燃烧→使用清洁能源、改变能源结构； (2)工厂废气、汽车尾气的排放→工业废气处理达标后再排放；使用乙醇汽油、安装尾气净化装置、减少使用私家车； (3)植被破坏、建筑扬尘等引起的沙尘→积极植树造林、种草等； (4)露天焚烧秸秆、垃圾→秸秆综合利用，垃圾分类回收再处理
1.二氧化碳不属于空气污染物。 2.空气质量指数越大，空气质量指数级别越高，空气质量越差。
知识点4　氧气的性质
1.物理性质
(1)标准状况下，氧气是一种 色、 臭的气体， 溶于水，密度比空气的略 。
(2)三态变化
气体(无色)液体(淡蓝色)固体(淡蓝色雪花状)
2.化学性质
(1)与金属单质反应
物质 反应现象 化学方程式 注意事项
空气 氧气
①铁丝 红热，不燃烧 集气瓶底放少量水或细沙，目的是
②镁 剧烈燃烧，发出 (用于制闪光弹、照明弹)，放出热量，生成 色固体 比空气中燃烧更剧烈 不能手持镁条，应用坩埚钳夹持
③铜 在空气中加热，红色的固体逐渐变成 色 —
(2)与非金属单质反应
物质 反应现象 化学方程式 注意事项
空气 氧气
①红磷 剧烈燃烧，产生大量 ，放出热量 预先在集气瓶中放少量水，用来吸收生成的固体颗粒
②木炭 持续红热、无烟、无焰 剧烈燃烧，发出 ，放出热量，生成能使澄清石灰水 的气体 (完全燃烧) (不完全燃烧) 盛有木炭的燃烧匙应由上而下缓慢伸入集气瓶中
③硫 发出微弱的 色火焰，放出热量，生成 的气体 发出明亮的 色火焰，放出热量，生成 的气体 集气瓶底部加入少量水或氢氧化钠溶液，目的是
④氢气 产生 色火焰，放出热量，倒扣在火焰上方的干冷烧杯内壁出现 点燃前必须验纯
【结论】氧气是一种化学性质 的气体。物质在氧气中燃烧比在空气中剧烈，说明燃烧的剧烈程度与氧气的 有关，氧气含量越高，燃烧越剧烈；燃烧的剧烈程度还与可燃物与氧气的 有关
(3)与某些化合物反应
物质 反应现象 化学方程式 注意事项
空气 氧气
①一氧化碳 产生蓝色火焰，放出热量，生成能使澄清石灰水 的气体 点燃前必须验纯
②甲烷 产生蓝色火焰，放出热量，倒扣在火焰上方的干冷烧杯内壁出现 ，生成能使澄清石灰水 的气体 点燃前必须验纯
③乙醇 产生蓝色火焰，放出热量，倒扣在火焰上方的干冷烧杯内壁出现 ，生成能使澄清石灰水 的气体 —
对比甲烷(CH4)和乙醇(C2H5OH)的燃烧反应，可发现完全燃烧的产物都有CO2和H2O，原因是反应物中都含有碳元素和氢元素。因此我们可以根据燃烧的产物推知反应物的元素组成(依据：化学反应前后，元素种类不变)。 例：若某物质R在氧气中燃烧，产生CO2和H2O，则R中一定含有碳元素和氢元素；R中可能含有氧元素。要想确定R中是否含有氧元素，还需要进一步计算。
知识点5　氧气的制取
1.氧气的工业制取——分离液态空气法
分离空气制氧气的过程发生 变化。
2.氧气的实验室制取 (详见P23【重点实验探究】实验2)
知识点6　催化剂
1.催化剂：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。(可简记为“一变、二不变”)
1.催化剂是针对具体的反应而言的，不能单独地说某种物质是催化剂。如，二氧化锰是过氧化氢分解反应的催化剂。 2.对某些反应来说，催化剂可能不止一种。如，能催化过氧化氢分解的催化剂除二氧化锰外，还有硫酸铜、红砖粉末(主要成分为氧化铁)等。 3.催化剂的作用是改变化学反应速率，与生成物的质量无关。
2.催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用叫作催化作用。
3.过氧化氢分解制取氧气的反应中二氧化锰的作用
(1)实验现象：①产生极少量气泡，带有火星的木条不复燃；②产生大量气泡， ；③重新加入过氧化氢溶液，又有大量气泡冒出，带有火星的木条复燃。
(2)实验结论：二氧化锰能加快过氧化氢的分解速率，且反应前后二氧化锰本身的化学性质不变。
设计实验验证某物质为某反应的催化剂，需验证：(1)该物质能够改变该反应的反应速率；(2)反应前后该物质的质量和化学性质不变。
构建物质网络　
写出下列化学方程式：
①2KClO32KCl＋3O2↑；　　　　
② ；
③ ；
④ ；
⑤ ；
⑥ ；
⑦ ；
⑧ ；
⑨ ；
⑩ ；
；
；
。
【核心考点突破】
考点1　空气中氧气含量的测定
(详见P20【重点实验探究】实验1)
考点2　空气的成分和用途
1.(湖南)下列有关空气的说法正确的是( )。
A.空气是混合物
B.空气是由空气分子构成的
C.空气中氮气极易溶于水
D.空气中稀有气体的体积分数最大
2.(2023六盘水盘州市模拟改编)下列有关空气的说法正确的是( )。
A.稀有气体在通电时能发出不同颜色的光，是利用其化学性质
B.氧气具有可燃性，可用作燃料
C.空气中含量最高的气体是二氧化碳
D.氮气化学性质不活泼，可用作保护气
3.(烟台)空气是一种宝贵的自然资源。下列有关空气及其成分的说法错误的是( )。
A.二氧化碳是空气污染物，也是重要的资源
B.工业上可用分离空气法制氧气
C.氧气能供给生物呼吸，约占空气体积的21％
D.氮气化学性质不活泼，可用来延长食品的保质期
4.(福建节选)“嫦娥五号”月球采样返回，“天问一号”成功抵达火星，标志着我国航天事业取得了突破性进展。
火星拥有丰富的金属矿产和二氧化碳等资源。火星低层大气的主要成分如表所示。
气体成分 CO2 N2 Ar O2 其他
体积 分数/％ 95.32 2.7 1.6 0.13 0.25
(1)为鉴别一瓶模拟“火星低层大气”组成的气体和一瓶空气，可采用的化学方法是 。
(2)若为满足人类未来在火星上生活，下列研究设想不合理的是 (填字母)。
A.将CO2转化为O2，提高O2含量
B.将CO2分解转化为N2，提高N2含量
C.寻找水的存在和开发水循环技术
D.利用火星上的金属矿物冶炼金属
考点3　空气的污染和防治
5.(2025贵阳校级二模)为了保护空气，我们要加强大气质量监测。下列气体不属于空气污染物的是( )。
A.一氧化碳 B.二氧化碳 C.二氧化氮 D.二氧化硫
6.(2025贵州)良好的生态环境是贵州最大的发展优势。下列做法有利于保护生态环境的是( )。
A.随意开采矿产资源
B.直接排放工业废气
C.乱砍滥伐森林树木
D.分类回收生活垃圾
考点4　氧气的性质
7.如图是硫在氧气中燃烧的实验改进装置，下列说法错误的是( )。
A.这套装置能使实验更加环保
B.实验中电烙铁的作用是通电放热，使温度达到硫的着火点
C.实验过程中气球先鼓起后变瘪
D.将氢氧化钠溶液换为细沙也能达到相同的目的
8.(2025毕节校级模拟)如图所示为探究氧气化学性质的实验。
(1)A中木炭燃烧的化学方程式为 。
(2)B中可观察到 的火焰。
(3)C中反应的化学方程式为 ，其中水的作用是 。
现象描述类题目的注意事项： (1)分清反应是在空气中还是在氧气中进行的； (2)区分“烟”和“雾”，“火焰”和“光”； (3)描述实验现象时，不要出现生成物的名称。
考点5　氧气的制取
(详见P23【重点实验探究】实验2)
考点6　催化剂及催化作用
9.按如图所示进行趣味实验，量筒涌出的柱状泡沫被形象地称为“大象牙膏”。实验涉及的相关内容正确的是( )。
A.产生的泡沫可用于灭火
B.没有催化剂，过氧化氢不会反应
C.反应前后催化剂的化学性质不同
D.实验中发生的反应涉及分解反应
10.(2024安顺一模)化学家常用化学思维去理解世界。下列选项正确的是( )。
A.变化与守恒：依据化学方程式X＋2O2CO2＋2H2O，可推测X的化学式为CH4O2
B.模型与推理：化学反应中物质种类发生改变，则反应前后的元素种类也发生改变
C.宏观与微观：金刚石和石墨虽然元素组成相同，但二者性质不同，原因是它们的原子构成不同
D.探究与创新：探究氧化铜是否为过氧化氢分解的催化剂，需要设计实验证明氧化铜能否改变反应速率和在反应前后氧化铜的质量与化学性质是否改变
11.(重庆)O2在医疗急救、化工生产等领域都有重要应用。
(1)从元素守恒的角度看，下列物质不能用于制取氧气的是 (填字母)。
A.CH4　　　B.KMnO4　　　C.NaCl
(2)某探究小组进行了“催化剂等因素对过氧化氢分解的影响”的系列探究，该小组分别取1 g不同的催化剂，再加入溶质质量分数为5％的过氧化氢溶液20 mL，进行了如下实验：
序号 催化剂 温度 实验现象
甲 MnO2粉末 常温 持续产生气泡，速率适中，气流平稳
乙 红砖粉末 60 ℃ 持续产生气泡，速率适中，气流平稳
丙 红砖小颗粒 常温 缓慢，有少量气泡逸出
丁 块状红砖 常温 十分缓慢，几乎看不到气泡
①写出实验甲中发生反应的化学方程式： 。
②MnO2粉末与红砖粉末对过氧化氢溶液分解具有相同的催化效果，你认为此结论是否科学？ (填“是”或“否”)。理由是 。
③能说明催化剂的催化效果与其形态有关的实验组合是 (填实验序号)。
④在一定温度下，另取2 g红砖小颗粒，向其中加入8％的过氧化氢溶液20 mL，继续实验，发现产生气泡的速率明显比实验丙快。请分析可能的原因： (至少写两条)。
【重点实验探究】
实验1　空气中氧气含量的测定
◎实验梳理
实验原理 利用红磷燃烧，消耗集气瓶中的 ，使集气瓶内压强 ，在大气压的作用下，烧杯中的水沿导管进入集气瓶中，进入集气瓶内水的体积等于被消耗的 的体积。发生反应的化学方程式为
实验装置、 实验步骤 (1)连接装置，检查装置的气密性； (2)在集气瓶内加入少量水后，将水面上方空间分为5等份，并做好标记，用弹簧夹夹紧乳胶管； (3)点燃红磷后，立即伸入集气瓶中，并塞紧橡胶塞； (4)待红磷熄灭并冷却至室温，打开弹簧夹
实验现象 (1)红磷燃烧，放出热量，产生大量 ； (2)装置冷却至室温后，打开弹簧夹，烧杯中的水被吸入集气瓶，瓶内液面上升，进入集气瓶中水的体积约占原集气瓶中水面以上容积的
实验结论 氧气约占空气总体积的
结论拓展 (1)证明空气的成分不单一，空气是混合物； (2)氮气约占空气总体积的，氮气 溶于水，且不能燃烧也不支持燃烧
1.本实验成功的关键：(1)装置的气密性要好；(2)红磷要足量；(3)点燃红磷后要立即伸入容器内并塞紧橡胶塞，以防瓶内气体外逸；(4)必须冷却至室温后再打开弹簧夹。 2.集气瓶中水的作用：(1)吸收P2O5；(2)吸收热量。
◎核心素养
1.误差分析
误差 原因分析
测量结果 (填“偏大”或“偏小”，下同) 红磷不足，氧气没有消耗尽
装置气密性不好，装置外空气进入集气瓶内
未冷却至室温就打开弹簧夹，集气瓶内气温偏高，压强偏大，导致进入瓶中的水的体积偏小
测量结果 未夹紧弹簧夹，集气瓶内气体受热逸出
燃烧匙伸入过慢，集气瓶内气体受热逸出
2.试剂选择
试剂 能否替换红磷(填“能”或“否”) 原因分析
铁丝 铁在空气中不能燃烧
镁条 镁在消耗氧气的同时，还与氮气、二氧化碳反应，使测量结果偏大
木炭 燃烧后产生的气体(CO2、SO2)不能被集气瓶内的水完全吸收，不能形成明显的压强差，影响测量结果
硫粉
【结论】红磷的替代品应满足的条件：①物质在空气中能燃烧；②物质只能与 反应，不能消耗空气中的其他气体；③反应的生成物是固体，或生成的气体能被某种试剂完全吸收。
若用木炭或硫粉作为红磷的替代品，则要将集气瓶中的水替换成NaOH溶液。
3.实验改进
(1)改进思路
一是使实验装置更简单，操作更方便；二是力求更环保。
(2)改进装置
改进装置示意图 点燃方式改进 试剂改进 测量方式改进 多方面改进
例1　空气是一种重要的自然资源。某化学兴趣小组用图1所示装置测定空气中氧气的体积分数，请回答下列问题：
图1 图2
(1)实验所用的红磷的量必须 。红磷燃烧的化学方程式为 ，红磷燃烧时可观察到产生大量 。
(2)如果集气瓶的容积为250 mL，集气瓶底部预先装有50 mL水，理论上量筒内减少的水的体积为 mL。
(3)实验中观察到燃烧的红磷熄灭，说明集气瓶内剩余氮气的化学性质是 。
(4)若未冷却到 便打开弹簧夹观察量筒内减少的水的体积，则测出氧气的体积分数将 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【拓展延伸】
(5)若将上述实验中的红磷换成木炭，严格按操作步骤进行实验，并未发现量筒内的水倒流进集气瓶的现象，其原因是 。
(6)用图2所示的装置进行实验，此装置的优点是 (写一条即可)。
(7)建构合理的思维模型，既能促进深度学习，又能提高思维品质。通过以上实验小科建构了“两组分混合物含量测定 ”的思维模型。
①利用红磷燃烧测定空气中氧气含量，从建模角度分析，属于上述思维模型中的 。
②将空气转变为液态空气，氮气先汽化，从建模角度分析，该操作属于上述思维模型中的 。
1.(成都节选)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260 ℃，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)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 。
【优化与实验】同学们利用图2装置多次进行实验，水面均未上升到刻度“1”。同学们经讨论后，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 。
【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被消耗完。红磷燃烧不能将氧气消耗完的主要原因是 。
(7)上述实验中使用的汞、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 (写一种即可)。
实验2　氧气的实验室制取
◎实验梳理
试剂 过氧化氢溶液和二氧化锰 ①高锰酸钾(暗紫色) ②氯酸钾(白色)与二氧化锰(黑色)(沪教版)
反应原理 (用化学方 程式表示) ① ②2KClO32KCl＋3O2↑
发生装置 固液常温型 　　　　固体加热型
收集装置 及其特点 向上排空气法(适合收集密度比空气大，无毒，且不与空气中的其他成分反应的气体) 特点：收集的氧气干燥但纯度不高
排水法(适合收集不易溶于水且不与水反应的气体) 特点：收集的氧气纯度较高但不干燥
检验方法 将带有火星的木条 ，如果 ，证明收集的气体 是氧气
验满方法 排水法：当集气瓶口 时，证明氧气已收集满
向上排空气法：将带有火星的木条放在 ，如果 ，证明氧气已收集满
1.实验步骤(以高锰酸钾分解制取、排水法收集氧气为例)
(1)查：连接好仪器，并检查装置的 。(2)装：将试剂装入试管内，并平铺在试管底部。(3)定：把试管固定在铁架台上。(4)点：点燃酒精灯加热。(5)收：用排水法收集气体。(6)离：收集完毕，将导管撤离水槽。(7)熄：熄灭酒精灯。
【巧记口诀】茶(查)庄(装)定点收利(离)息(熄)。
2.操作时的注意事项
(1)用高锰酸钾制取氧气时，试管口略向 倾斜，防止 。试管口放一团棉花，防止 。加热时应先使试管均匀受热，再集中在试剂部位加热。
(2)用过氧化氢制取氧气时，长颈漏斗的末端必须伸入液面以下，形成液封，防止 。
(3)用排水法收集气体时，应在导管口有 时开始收集，防止收集的气体不纯。收集完氧气后，先 后 ，防止 。
(4)用排空气法收集气体时，导管应伸至集气瓶底部，目的是 。
例2　(2025遵义红花岗区一模改编)在实验室和生活中选择合适的试剂和装置可以制取气体。如图1所示为实验室中常见气体制备、净化、干燥、收集和进行实验探究的部分仪器。
图1
(1)写出仪器①的名称： 。
(2)实验室若用高锰酸钾制取氧气，可选取的发生装置是 (填字母)；若用F装置收集氧气，气体从 (填“m”或“n”)端通入，检验氧气的方法是 。
(3)氨气的密度比空气小，极易溶于水，其水溶液称为氨水，氨水在浓度大或受热时易分解放出氨气。实验室可用生石灰和浓氨水快速制取氨气的原因是 ；收集一瓶氨气，可选用的收集装置是 (填字母)。
(4)某款家用制氧机利用试剂过碳酸钠和二氧化锰在水中制取氧气，装置如图2所示。
图2 图3
①制氧机工作时发生了两步反应，写出第二步反应的化学方程式。第一步：2Na2CO3·3H2O22Na2CO3＋3H2O2；第二步： 。
②图2中“甲仓”的原理与图3中 (填字母)装置类似。
2.(2023贵州)化学是一门以实验为基础的学科。
　　　　　　
(1)用图1、图2装置进行氧气实验室制取及性质实验。
①加热高锰酸钾制取氧气，往试管中加入高锰酸钾粉末的操作是 ，反应的化学方程式为 ，反应的基本类型是 。
②用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，应选择的发生和收集装置是 (填字母)。检验氧气的方法是 。
③图2中发生化学反应的现象为 。
(2)图3是一种紧急供氧设备内部结构示意图。使用时按动点火装置，金属粉末发生反应放热，使药块分解，持续供氧，并有氯化钠生成。其中产生氧气的化学方程式为 。
【跨学科实践活动】
一、微型空气质量“检测站”的组装与使用
1.空气质量与人类的健康息息相关。某校化学社团开展了微型空气质量“检测站”的组装与使用、检测某小区地下车库的空气质量、分析某化工厂附近降雨类型、调查空气污染的原因等项目化学习。
任务一：微型空气质量“检测站”的组装与使用
【组装步骤】①阅读安装说明书。
②将空气质量检测站组件——采样系统(检测站)、分析系统和数据传输系统连接起来。
③联网调试。
任务二：检测某小区地下车库中的有害气体
【测定实验】利用微型空气质量“检测站”能检验多种空气污染物。用该“检测站”测得某小区地下车库中一氧化碳在不同时间段内的浓度如图。(已知：50 ppm为一氧化碳准许成年人置身其中的最大量)
【交流分析】(1)一氧化碳浓度最大的时间段是 ，原因可能是 。
任务三：设计实验分析某化工厂区附近降雨的类型
【调查分析】同学们通过走访调查，得知该化工厂区附近所降雨水为酸雨。
【查阅资料】常见的酸雨根据致酸物质分为硫酸型酸雨和硝酸型酸雨。
(2)【进行实验】
实验步骤 实验现象 实验结论
①取少量雨水于试管中，利用pH计检测 pH (填“＞”“＜”或“＝”)5.6 该化工厂区附近所降雨水为硫酸型酸雨
②取少量雨水于试管中，向其中滴加 溶液 有白色沉淀生成
【反思评价】(3)步骤②发生反应的化学方程式为 。
(4)小李同学认为只进行步骤②即可得出结论，理由是 。
任务四：调查空气污染的原因
【交流讨论】(5)空气污染主要是由 (填一种燃料)的燃烧造成的。
【成果分享】(6)同学们通过项目化学习，了解了微型空气质量“检测站”的组装和使用、有害气体的检测等知识。他们一起制作了保护空气倡议书，请你将其补充完整。
保护空气倡议书 　　为了使天空更蓝，人类正在积极行动。我们能做的有很多，请写出其中一种保护空气的具体做法： 。
二、基于特定需求设计和制作简易供氧器
2.(河北改编)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，使用自救器时需夹住鼻子，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)。
图1
【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。
活动Ⅱ：自制简易供氧自救器
小组同学利用化学方法制取氧气，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2H2O22H2O＋O2↑。
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)。
图2
(5)制作简易家用制氧机时，需考虑很多方面的因素，例如： (写一条)。
【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。
(6)工作时，乙中水的作用是 (写一条即可)。
(7)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】(8)供氧自救器需要科学维护，应定期检查 (写一条即可)。
【板书设计】模块一　物质的性质与应用
专题二 空气　氧气
◎2022年版课标要求
①了解空气的主要成分。
②通过实验探究认识氧气的主要性质。
③学生必做实验及实践活动：氧气的性质。
④认识空气是宝贵的自然资源，形成保护和节约资源的可持续发展意识与社会责任。
⑤跨学科实践活动：微型空气质量“检测站”的组装与使用。
④跨学科实践活动：基于特定需求设计和制作简易供氧器
◎贵州三年考情分析
年份 题号 分值 考查内容
2025 8（1） 1 氧气的用途
10（1）② 1 检验氧气的方法
10（2）②③ 2 氧循环
13（4） 1 催化剂的认识
2024 8（1） 1 空气成分中各气体的含量
10（2） 2 制取氧气的收集装置的选取；检验氧气的方法
10（3） 1 过氧化氢制取氧气
2023 8（1） 1 氧气的用途
10（1）② 2 用过氧化氢和二氧化锰制取氧气的发生装置和收集装置的选取；检验氧气的方法
10（1）③ 1 铁丝与氧气反应的实验现象
◎链接教材
人教：九上第二单元P30～P54；沪教：九上第2章P36～P54、P70～P71，九下第9章P110～P114。
◎课时安排
建议2-3课时
◎教学过程
【基础知识巩固】
知识点1　空气中氧气含量的测定
1.对空气成分的研究
法国化学家　拉瓦锡　通过实验和分析得出了空气是由　氮气　和　氧气　组成的结论。
2.空气中氧气含量的测定 (详见P20【重点实验探究】实验1)
知识点2　空气的成分和用途
空气的成分 体积分数 主要用途(性质)
氮气(N2) 　78％　 (1)作保护气(化学性质不活泼)，如焊接金属时用氮气作保护气，食品包装袋中充入氮气以防腐； (2)制氮肥、硝酸(含氮元素)； (3)医疗上利用液氮进行冷冻治疗(沸点低)
氧气(O2) 　21％　 (1)炼钢、气焊、化工生产和航空航天等[支持燃烧(或助燃性)]； (2)医疗急救(纯氧)、潜水等(　供给呼吸　)
稀有气体 0.94％ (1)作保护气(化学性质很不活泼)； (2)作电光源，如霓虹灯等(通电时能发出不同颜色的光)； (3)氦气用于填充探空气球(密度很小且化学性质稳定)、液态氦可用于制造低温环境、利用氩氦刀治疗肿瘤
二氧化碳(CO2) 0.03％ (1)灭火(不能燃烧也不支持燃烧、密度比空气大)； (2)干冰用于人工增雨、作制冷剂(升华吸热)； (3)作气体肥料(光合作用的原料)； (4)制汽水(能与水反应生成碳酸)
其他气体 0.03％ —
1.空气是一种混合物。空气中各成分的含量是相对稳定的。 2.空气成分含量是指体积分数，而非质量分数。 3.稀有气体在通电时发出不同颜色的光，属于物理变化。 4.稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙、氡一系列气体的总称，因此稀有气体是混合物。 5.稀有气体在一定条件下也能跟某些物质反应。 6.食品保护气一般是氮气。作为食品保护气，要求其化学性质不活泼、无毒、廉价等。氖气、氩气等稀有气体尽管化学性质很不活泼，但是价格较高，不适合作食品保护气。
知识点3　空气的污染和防治
污染物 (1)气体污染物：　二氧化硫　、　二氧化氮　等(会形成酸雨)；CO、臭氧等； (2)固体颗粒物：PM10、PM2.5(形成雾霾的主要因素)
危害 严重损害人体健康，影响作物生长，破坏生态平衡
污染物来 源及防治 措施 (1)化石燃料的燃烧→使用清洁能源、改变能源结构； (2)工厂废气、汽车尾气的排放→工业废气处理达标后再排放；使用乙醇汽油、安装尾气净化装置、减少使用私家车； (3)植被破坏、建筑扬尘等引起的沙尘→积极植树造林、种草等； (4)露天焚烧秸秆、垃圾→秸秆综合利用，垃圾分类回收再处理
1.二氧化碳不属于空气污染物。 2.空气质量指数越大，空气质量指数级别越高，空气质量越差。
知识点4　氧气的性质
1.物理性质
(1)标准状况下，氧气是一种　无　色、　无　臭的气体，　不易　溶于水，密度比空气的略　大　。
(2)三态变化
气体(无色)液体(淡蓝色)固体(淡蓝色雪花状)
2.化学性质
(1)与金属单质反应
物质 反应现象 化学方程式 注意事项
空气 氧气
①铁丝 红热，不燃烧 　剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体　 　3Fe＋2O2Fe3O4　 集气瓶底放少量水或细沙，目的是　防止生成的高温熔融物溅落使集气瓶炸裂　
②镁 剧烈燃烧，发出　耀眼的白光　(用于制闪光弹、照明弹)，放出热量，生成　白　色固体 比空气中燃烧更剧烈 2Mg＋O22MgO　 不能手持镁条，应用坩埚钳夹持
③铜 在空气中加热，红色的固体逐渐变成　黑　色 　2Cu＋O22CuO　 —
(2)与非金属单质反应
物质 反应现象 化学方程式 注意事项
空气 氧气
①红磷 剧烈燃烧，产生大量　白烟　，放出热量 　4P＋5O22P2O5　 预先在集气瓶中放少量水，用来吸收生成的固体颗粒
②木炭 持续红热、无烟、无焰 剧烈燃烧，发出　白光　，放出热量，生成能使澄清石灰水　变浑浊　的气体 　C＋O2CO2　 (完全燃烧) 　2C＋O22CO　 (不完全燃烧) 盛有木炭的燃烧匙应由上而下缓慢伸入集气瓶中
③硫 发出微弱的　淡蓝　色火焰，放出热量，生成　有刺激性气味　的气体 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　 集气瓶底部加入少量水或氢氧化钠溶液，目的是　吸收产生的二氧化硫气体　
④氢气 产生　淡蓝　色火焰，放出热量，倒扣在火焰上方的干冷烧杯内壁出现　小水珠　 　2H2＋O22H2O　 点燃前必须验纯
【结论】氧气是一种化学性质　比较活泼　的气体。物质在氧气中燃烧比在空气中剧烈，说明燃烧的剧烈程度与氧气的　浓度　有关，氧气含量越高，燃烧越剧烈；燃烧的剧烈程度还与可燃物与氧气的　接触面积　有关
(3)与某些化合物反应
物质 反应现象 化学方程式 注意事项
空气 氧气
①一氧化碳 产生蓝色火焰，放出热量，生成能使澄清石灰水　变浑浊　的气体 　2CO＋O22CO2　 点燃前必须验纯
②甲烷 产生蓝色火焰，放出热量，倒扣在火焰上方的干冷烧杯内壁出现　小水珠　，生成能使澄清石灰水　变浑浊　的气体 　CH4＋2O2CO2＋2H2O　 点燃前必须验纯
③乙醇 产生蓝色火焰，放出热量，倒扣在火焰上方的干冷烧杯内壁出现　小水珠　，生成能使澄清石灰水　变浑浊　的气体 　C2H5OH＋3O22CO2＋3H2O　 —
对比甲烷(CH4)和乙醇(C2H5OH)的燃烧反应，可发现完全燃烧的产物都有CO2和H2O，原因是反应物中都含有碳元素和氢元素。因此我们可以根据燃烧的产物推知反应物的元素组成(依据：化学反应前后，元素种类不变)。 例：若某物质R在氧气中燃烧，产生CO2和H2O，则R中一定含有碳元素和氢元素；R中可能含有氧元素。要想确定R中是否含有氧元素，还需要进一步计算。
知识点5　氧气的制取
1.氧气的工业制取——分离液态空气法
分离空气制氧气的过程发生　物理　变化。
2.氧气的实验室制取 (详见P23【重点实验探究】实验2)
知识点6　催化剂
1.催化剂：在化学反应里，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　在化学反应前后都没有发生变化的物质。(可简记为“一变、二不变”)
1.催化剂是针对具体的反应而言的，不能单独地说某种物质是催化剂。如，二氧化锰是过氧化氢分解反应的催化剂。 2.对某些反应来说，催化剂可能不止一种。如，能催化过氧化氢分解的催化剂除二氧化锰外，还有硫酸铜、红砖粉末(主要成分为氧化铁)等。 3.催化剂的作用是改变化学反应速率，与生成物的质量无关。
2.催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用叫作催化作用。
3.过氧化氢分解制取氧气的反应中二氧化锰的作用
(1)实验现象：①产生极少量气泡，带有火星的木条不复燃；②产生大量气泡，　带有火星的木条复燃　；③重新加入过氧化氢溶液，又有大量气泡冒出，带有火星的木条复燃。
(2)实验结论：二氧化锰能加快过氧化氢的分解速率，且反应前后二氧化锰本身的化学性质不变。
设计实验验证某物质为某反应的催化剂，需验证：(1)该物质能够改变该反应的反应速率；(2)反应前后该物质的质量和化学性质不变。
构建物质网络　
写出下列化学方程式：
①2KClO32KCl＋3O2↑；　　　　
②　2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑　；
③　2H2O22H2O＋O2↑　；
④　2H2O2H2↑＋O2↑　；
⑤　4P＋5O22P2O5　；
⑥　C＋O2CO2(或2C＋O22CO)　；
⑦　S＋O2SO2　；
⑧　2H2＋O22H2O　；
⑨　2Cu＋O22CuO　；
⑩　3Fe＋2O2Fe3O4　；
　2Mg＋O22MgO　；
　2CO＋O22CO2　；
　CH4＋2O2CO2＋2H2O　。
【核心考点突破】
考点1　空气中氧气含量的测定
(详见P20【重点实验探究】实验1)
考点2　空气的成分和用途
1.(湖南)下列有关空气的说法正确的是(　A　)。
A.空气是混合物
B.空气是由空气分子构成的
C.空气中氮气极易溶于水
D.空气中稀有气体的体积分数最大
2.(2023六盘水盘州市模拟改编)下列有关空气的说法正确的是(　D　)。
A.稀有气体在通电时能发出不同颜色的光，是利用其化学性质
B.氧气具有可燃性，可用作燃料
C.空气中含量最高的气体是二氧化碳
D.氮气化学性质不活泼，可用作保护气
3.(烟台)空气是一种宝贵的自然资源。下列有关空气及其成分的说法错误的是(　A　)。
A.二氧化碳是空气污染物，也是重要的资源
B.工业上可用分离空气法制氧气
C.氧气能供给生物呼吸，约占空气体积的21％
D.氮气化学性质不活泼，可用来延长食品的保质期
4.(福建节选)“嫦娥五号”月球采样返回，“天问一号”成功抵达火星，标志着我国航天事业取得了突破性进展。
火星拥有丰富的金属矿产和二氧化碳等资源。火星低层大气的主要成分如表所示。
气体成分 CO2 N2 Ar O2 其他
体积 分数/％ 95.32 2.7 1.6 0.13 0.25
(1)为鉴别一瓶模拟“火星低层大气”组成的气体和一瓶空气，可采用的化学方法是　把燃着的木条分别伸入两个集气瓶中，能使木条正常燃烧的气体是空气，能使木条熄灭的气体是“火星低层大气”(或把适量的澄清石灰水分别注入两个集气瓶中振荡，能使石灰水变浑浊的气体是“火星低层大气”，无明显变化的是空气)　。
(2)若为满足人类未来在火星上生活，下列研究设想不合理的是　B　(填字母)。
A.将CO2转化为O2，提高O2含量
B.将CO2分解转化为N2，提高N2含量
C.寻找水的存在和开发水循环技术
D.利用火星上的金属矿物冶炼金属
考点3　空气的污染和防治
5.(2025贵阳校级二模)为了保护空气，我们要加强大气质量监测。下列气体不属于空气污染物的是(　B　)。
A.一氧化碳 B.二氧化碳 C.二氧化氮 D.二氧化硫
6.(2025贵州)良好的生态环境是贵州最大的发展优势。下列做法有利于保护生态环境的是(　D　)。
A.随意开采矿产资源
B.直接排放工业废气
C.乱砍滥伐森林树木
D.分类回收生活垃圾
考点4　氧气的性质
7.如图是硫在氧气中燃烧的实验改进装置，下列说法错误的是(　D　)。
A.这套装置能使实验更加环保
B.实验中电烙铁的作用是通电放热，使温度达到硫的着火点
C.实验过程中气球先鼓起后变瘪
D.将氢氧化钠溶液换为细沙也能达到相同的目的
8.(2025毕节校级模拟)如图所示为探究氧气化学性质的实验。
(1)A中木炭燃烧的化学方程式为　C＋O2CO2　。
(2)B中可观察到　蓝紫色　的火焰。
(3)C中反应的化学方程式为　3Fe＋2O2Fe3O4　，其中水的作用是　防止生成的高温熔融物溅落使集气瓶炸裂　。
现象描述类题目的注意事项： (1)分清反应是在空气中还是在氧气中进行的； (2)区分“烟”和“雾”，“火焰”和“光”； (3)描述实验现象时，不要出现生成物的名称。
考点5　氧气的制取
(详见P23【重点实验探究】实验2)
考点6　催化剂及催化作用
9.按如图所示进行趣味实验，量筒涌出的柱状泡沫被形象地称为“大象牙膏”。实验涉及的相关内容正确的是(　D　)。
A.产生的泡沫可用于灭火
B.没有催化剂，过氧化氢不会反应
C.反应前后催化剂的化学性质不同
D.实验中发生的反应涉及分解反应
10.(2024安顺一模)化学家常用化学思维去理解世界。下列选项正确的是(　D　)。
A.变化与守恒：依据化学方程式X＋2O2CO2＋2H2O，可推测X的化学式为CH4O2
B.模型与推理：化学反应中物质种类发生改变，则反应前后的元素种类也发生改变
C.宏观与微观：金刚石和石墨虽然元素组成相同，但二者性质不同，原因是它们的原子构成不同
D.探究与创新：探究氧化铜是否为过氧化氢分解的催化剂，需要设计实验证明氧化铜能否改变反应速率和在反应前后氧化铜的质量与化学性质是否改变
11.(重庆)O2在医疗急救、化工生产等领域都有重要应用。
(1)从元素守恒的角度看，下列物质不能用于制取氧气的是　AC　(填字母)。
A.CH4　　　B.KMnO4　　　C.NaCl
(2)某探究小组进行了“催化剂等因素对过氧化氢分解的影响”的系列探究，该小组分别取1 g不同的催化剂，再加入溶质质量分数为5％的过氧化氢溶液20 mL，进行了如下实验：
序号 催化剂 温度 实验现象
甲 MnO2粉末 常温 持续产生气泡，速率适中，气流平稳
乙 红砖粉末 60 ℃ 持续产生气泡，速率适中，气流平稳
丙 红砖小颗粒 常温 缓慢，有少量气泡逸出
丁 块状红砖 常温 十分缓慢，几乎看不到气泡
①写出实验甲中发生反应的化学方程式：　2H2O22H2O＋O2↑　。
②MnO2粉末与红砖粉末对过氧化氢溶液分解具有相同的催化效果，你认为此结论是否科学？　否　(填“是”或“否”)。理由是　实验温度不同，没有控制变量　。
③能说明催化剂的催化效果与其形态有关的实验组合是　丙、丁　(填实验序号)。
④在一定温度下，另取2 g红砖小颗粒，向其中加入8％的过氧化氢溶液20 mL，继续实验，发现产生气泡的速率明显比实验丙快。请分析可能的原因：　在其他条件相同时，红砖小颗粒更多，催化效果更好；过氧化氢溶液浓度更高，反应更快(或在其他条件相同时，温度更高，反应更快；合理即可)　(至少写两条)。
【重点实验探究】
实验1　空气中氧气含量的测定
◎实验梳理
实验原理 利用红磷燃烧，消耗集气瓶中的　氧气　，使集气瓶内压强　降低　，在大气压的作用下，烧杯中的水沿导管进入集气瓶中，进入集气瓶内水的体积等于被消耗的　氧气　的体积。发生反应的化学方程式为　4P＋5O22P2O5　
实验装置、 实验步骤 (1)连接装置，检查装置的气密性； (2)在集气瓶内加入少量水后，将水面上方空间分为5等份，并做好标记，用弹簧夹夹紧乳胶管； (3)点燃红磷后，立即伸入集气瓶中，并塞紧橡胶塞； (4)待红磷熄灭并冷却至室温，打开弹簧夹
实验现象 (1)红磷燃烧，放出热量，产生大量　白烟　； (2)装置冷却至室温后，打开弹簧夹，烧杯中的水被吸入集气瓶，瓶内液面上升，进入集气瓶中水的体积约占原集气瓶中水面以上容积的　　
实验结论 氧气约占空气总体积的　　
结论拓展 (1)证明空气的成分不单一，空气是混合物； (2)氮气约占空气总体积的，氮气　难　溶于水，且不能燃烧也不支持燃烧
1.本实验成功的关键：(1)装置的气密性要好；(2)红磷要足量；(3)点燃红磷后要立即伸入容器内并塞紧橡胶塞，以防瓶内气体外逸；(4)必须冷却至室温后再打开弹簧夹。 2.集气瓶中水的作用：(1)吸收P2O5；(2)吸收热量。
◎核心素养
1.误差分析
误差 原因分析
测量结果　偏小　(填“偏大”或“偏小”，下同) 红磷不足，氧气没有消耗尽
装置气密性不好，装置外空气进入集气瓶内
未冷却至室温就打开弹簧夹，集气瓶内气温偏高，压强偏大，导致进入瓶中的水的体积偏小
测量结果　偏大　 未夹紧弹簧夹，集气瓶内气体受热逸出
燃烧匙伸入过慢，集气瓶内气体受热逸出
2.试剂选择
试剂 能否替换红磷(填“能”或“否”) 原因分析
铁丝 　否　 铁在空气中不能燃烧
镁条 　否　 镁在消耗氧气的同时，还与氮气、二氧化碳反应，使测量结果偏大
木炭 　否　 燃烧后产生的气体(CO2、SO2)不能被集气瓶内的水完全吸收，不能形成明显的压强差，影响测量结果
硫粉 　否　
【结论】红磷的替代品应满足的条件：①物质在空气中能燃烧；②物质只能与　氧气　反应，不能消耗空气中的其他气体；③反应的生成物是固体，或生成的气体能被某种试剂完全吸收。
若用木炭或硫粉作为红磷的替代品，则要将集气瓶中的水替换成NaOH溶液。
3.实验改进
(1)改进思路
一是使实验装置更简单，操作更方便；二是力求更环保。
(2)改进装置
改进装置示意图 点燃方式改进 试剂改进 测量方式改进 多方面改进
例1　空气是一种重要的自然资源。某化学兴趣小组用图1所示装置测定空气中氧气的体积分数，请回答下列问题：
图1 图2
(1)实验所用的红磷的量必须　足量　。红磷燃烧的化学方程式为　4P＋5O22P2O5　，红磷燃烧时可观察到产生大量　白烟　。
(2)如果集气瓶的容积为250 mL，集气瓶底部预先装有50 mL水，理论上量筒内减少的水的体积为　40　mL。
(3)实验中观察到燃烧的红磷熄灭，说明集气瓶内剩余氮气的化学性质是　不能燃烧也不支持燃烧　。
(4)若未冷却到　室温　便打开弹簧夹观察量筒内减少的水的体积，则测出氧气的体积分数将　偏小　(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【拓展延伸】
(5)若将上述实验中的红磷换成木炭，严格按操作步骤进行实验，并未发现量筒内的水倒流进集气瓶的现象，其原因是　木炭燃烧生成二氧化碳气体，瓶内气压几乎不变　。
(6)用图2所示的装置进行实验，此装置的优点是　减少对空气的污染(合理即可)　(写一条即可)。
(7)建构合理的思维模型，既能促进深度学习，又能提高思维品质。通过以上实验小科建构了“两组分混合物含量测定 ”的思维模型。
①利用红磷燃烧测定空气中氧气含量，从建模角度分析，属于上述思维模型中的　反应转化　。
②将空气转变为液态空气，氮气先汽化，从建模角度分析，该操作属于上述思维模型中的　分离转移　。
1.(成都节选)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260 ℃，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)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　汞液面上升　，产生该现象的原因是　汞与氧气反应，钟罩内气体减少，气压减小　。
【设计与实验】设计并利用图2装置测定空气里氧气含量。
(2)主要步骤如下，正确的顺序为　④①③②　(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　氮气　。
【优化与实验】同学们利用图2装置多次进行实验，水面均未上升到刻度“1”。同学们经讨论后，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　反应结束后，温度下降，水蒸气变成液态，氧气含量上升(或反应结束后，温度下降，气体逐渐混合均匀)　。
(5)图5中BC段压强增大，原因是　反应刚开始时，温度升高对压强的影响比气体减少对压强的影响大　。
【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被消耗完。红磷燃烧不能将氧气消耗完的主要原因是　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，温度降低到红磷的着火点以下，红磷熄灭，所以氧气消耗不完(合理即可)　。
(7)上述实验中使用的汞、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　铜粉(合理即可)　(写一种即可)。
实验2　氧气的实验室制取
◎实验梳理
试剂 过氧化氢溶液和二氧化锰 ①高锰酸钾(暗紫色) ②氯酸钾(白色)与二氧化锰(黑色)(沪教版)
反应原理 (用化学方 程式表示) 　2H2O22H2O＋O2↑　 ①　2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑　 ②2KClO32KCl＋3O2↑
发生装置 固液常温型 　　　　固体加热型
收集装置 及其特点 向上排空气法(适合收集密度比空气大，无毒，且不与空气中的其他成分反应的气体) 特点：收集的氧气干燥但纯度不高
排水法(适合收集不易溶于水且不与水反应的气体) 特点：收集的氧气纯度较高但不干燥
检验方法 将带有火星的木条　伸入集气瓶内　，如果　木条复燃　，证明收集的气体 是氧气
验满方法 排水法：当集气瓶口　有大气泡向外冒出　时，证明氧气已收集满
向上排空气法：将带有火星的木条放在　集气瓶口　，如果　木条复燃　，证明氧气已收集满
1.实验步骤(以高锰酸钾分解制取、排水法收集氧气为例)
(1)查：连接好仪器，并检查装置的　气密性　。(2)装：将试剂装入试管内，并平铺在试管底部。(3)定：把试管固定在铁架台上。(4)点：点燃酒精灯加热。(5)收：用排水法收集气体。(6)离：收集完毕，将导管撤离水槽。(7)熄：熄灭酒精灯。
【巧记口诀】茶(查)庄(装)定点收利(离)息(熄)。
2.操作时的注意事项
(1)用高锰酸钾制取氧气时，试管口略向　下　倾斜，防止　冷凝水流至热的试管底部，避免试管炸裂　。试管口放一团棉花，防止　试管内的粉末状物质进入导管　。加热时应先使试管均匀受热，再集中在试剂部位加热。
(2)用过氧化氢制取氧气时，长颈漏斗的末端必须伸入液面以下，形成液封，防止　气体从长颈漏斗口逸出　。
(3)用排水法收集气体时，应在导管口有　连续、均匀的气泡冒出　时开始收集，防止收集的气体不纯。收集完氧气后，先　移出导管　后　熄灭酒精灯　，防止　水槽中的水倒吸炸裂试管　。
(4)用排空气法收集气体时，导管应伸至集气瓶底部，目的是　排尽集气瓶中的空气　。
例2　(2025遵义红花岗区一模改编)在实验室和生活中选择合适的试剂和装置可以制取气体。如图1所示为实验室中常见气体制备、净化、干燥、收集和进行实验探究的部分仪器。
图1
(1)写出仪器①的名称：　试管　。
(2)实验室若用高锰酸钾制取氧气，可选取的发生装置是　A　(填字母)；若用F装置收集氧气，气体从　m　(填“m”或“n”)端通入，检验氧气的方法是　将带有火星的木条放在n端导管口，若木条复燃，则该气体为氧气　。
(3)氨气的密度比空气小，极易溶于水，其水溶液称为氨水，氨水在浓度大或受热时易分解放出氨气。实验室可用生石灰和浓氨水快速制取氨气的原因是　氧化钙和水反应放出大量的热，氨水在浓度大或受热时易分解放出氨气　；收集一瓶氨气，可选用的收集装置是　D(或F)　(填字母)。
(4)某款家用制氧机利用试剂过碳酸钠和二氧化锰在水中制取氧气，装置如图2所示。
图2 图3
①制氧机工作时发生了两步反应，写出第二步反应的化学方程式。第一步：2Na2CO3·3H2O22Na2CO3＋3H2O2；第二步：　2H2O22H2O＋O2↑　。
②图2中“甲仓”的原理与图3中　B　(填字母)装置类似。
2.(2023贵州)化学是一门以实验为基础的学科。
　　　　　　
(1)用图1、图2装置进行氧气实验室制取及性质实验。
①加热高锰酸钾制取氧气，往试管中加入高锰酸钾粉末的操作是　将试管横放，用纸槽(或药匙)把试剂送至试管底部，然后慢慢竖立试管　，反应的化学方程式为　2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑　，反应的基本类型是　分解反应　。
②用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，应选择的发生和收集装置是　BC(或BE)　(填字母)。检验氧气的方法是　将带有火星的木条插入集气瓶，木条复燃，则说明是氧气　。
③图2中发生化学反应的现象为　剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，放出热量　。
(2)图3是一种紧急供氧设备内部结构示意图。使用时按动点火装置，金属粉末发生反应放热，使药块分解，持续供氧，并有氯化钠生成。其中产生氧气的化学方程式为　2NaClO32NaCl＋3O2↑　。
【跨学科实践活动】
一、微型空气质量“检测站”的组装与使用
1.空气质量与人类的健康息息相关。某校化学社团开展了微型空气质量“检测站”的组装与使用、检测某小区地下车库的空气质量、分析某化工厂附近降雨类型、调查空气污染的原因等项目化学习。
任务一：微型空气质量“检测站”的组装与使用
【组装步骤】①阅读安装说明书。
②将空气质量检测站组件——采样系统(检测站)、分析系统和数据传输系统连接起来。
③联网调试。
任务二：检测某小区地下车库中的有害气体
【测定实验】利用微型空气质量“检测站”能检验多种空气污染物。用该“检测站”测得某小区地下车库中一氧化碳在不同时间段内的浓度如图。(已知：50 ppm为一氧化碳准许成年人置身其中的最大量)
【交流分析】(1)一氧化碳浓度最大的时间段是　早晨　，原因可能是　上班高峰期，产生汽车尾气较多，导致一氧化碳浓度最大(合理即可)　。
任务三：设计实验分析某化工厂区附近降雨的类型
【调查分析】同学们通过走访调查，得知该化工厂区附近所降雨水为酸雨。
【查阅资料】常见的酸雨根据致酸物质分为硫酸型酸雨和硝酸型酸雨。
(2)【进行实验】
实验步骤 实验现象 实验结论
①取少量雨水于试管中，利用pH计检测 pH　＜　(填“＞”“＜”或“＝”)5.6 该化工厂区附近所降雨水为硫酸型酸雨
②取少量雨水于试管中，向其中滴加　氯化钡　溶液 有白色沉淀生成
【反思评价】(3)步骤②发生反应的化学方程式为　BaCl2＋H2SO4BaSO4↓＋2HCl　。
(4)小李同学认为只进行步骤②即可得出结论，理由是　氯化钡和硫酸反应生成硫酸钡沉淀，硝酸不与氯化钡反应　。
任务四：调查空气污染的原因
【交流讨论】(5)空气污染主要是由　煤(合理即可)　(填一种燃料)的燃烧造成的。
【成果分享】(6)同学们通过项目化学习，了解了微型空气质量“检测站”的组装和使用、有害气体的检测等知识。他们一起制作了保护空气倡议书，请你将其补充完整。
保护空气倡议书 　　为了使天空更蓝，人类正在积极行动。我们能做的有很多，请写出其中一种保护空气的具体做法：　使用清洁能源(合理即可)　。
二、基于特定需求设计和制作简易供氧器
2.(河北改编)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，使用自救器时需夹住鼻子，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)。
图1
【交流讨论】(1)用氧气瓶为人体提供氧气，是因为氧气能供给　呼吸　。
(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　分子间有间隔　。
(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　氢氧化钠和氢氧化钙均可和二氧化碳反应　。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。
活动Ⅱ：自制简易供氧自救器
小组同学利用化学方法制取氧气，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　2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑　；
二是混合过氧化氢溶液和二氧化锰，反应的化学方程式为2H2O22H2O＋O2↑。
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)。
图2
(5)制作简易家用制氧机时，需考虑很多方面的因素，例如：　设备的经济便捷性(合理即可)　(写一条)。
【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。
(6)工作时，乙中水的作用是　润湿氧气(合理即可)　(写一条即可)。
(7)关闭开关a可使制氧室中的反应基本停止，其原理是　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　。
【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】(8)供氧自救器需要科学维护，应定期检查　装置的气密性　(写一条即可)。
【板书设计】

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