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2019浙教版八年级下——3.1空气与氧气

(
知识点一
空气的组成
)
(
思路导航
)
内容一：空气组成的介绍
(
图2-2
拉瓦锡研究空气成分所用的装置
曲颈甑
玻璃钟罩
汞槽
)很长一段时间里，人们一直认为空气的成分是单一的。200多年前，法国化学家拉瓦锡定量研究了空气的成分。他把少量的汞放在密闭容器里连续加热12天，发现有一部分银白色的液态汞变成红色粉末，同时容器里空气的体积差不多减少了1/5。他又继续研究剩余的4/5体积的气体，发现这部分气体不能支持燃烧，也不能供给呼吸......
(
图2-1
拉瓦锡
)










在拉瓦锡实验的基础上，我们又进行了大量的实验，在大量实验事实面前，我们得出结论空气的成分不是单一的，它是由多种成分混合而成的。

1. 空气的组成
(
空气的组成
氮气（N
2
）
78%
氧气（O
2
）
21%
二氧化碳（CO
2
）
0.0
4
%
其他成分
0.03%
)
(
注意：
1.
均为体积分数。
2.
空气中各组分的体
积分数
可以变化，
但是
一般情况下相
对固定
。
)


(
稀有气体
0.9
3
%
)


( 约值 )



2. 了解一下各成分的用途(阅读材料)
（1）氮气：①充灌在电灯泡里延长灯泡的使用寿命；还可用它来代替惰性气体作焊接金属时的保护气。
(
图2-3
包装里面除了
薯片还有什么？
)②在博物馆里，常将一些贵重而稀有的画页、书卷保存在 充满氮气的圆筒里，这样就能使蛀虫在氮气中被闷死。我国不少地区应用氮气来保存粮食，叫做“真空充氮贮粮”，亦可用来保存水果等农副产品。
(
图2-4
取出液氮中的玫瑰花，轻轻一敲，
原本柔软的花，一下子被敲的粉碎
)










③利用液氮给手术刀降温，就成为“冷刀”。医生用“冷刀”做手术，可以减少出血或不出血，手术后病人能更快康复。使用液氮为病人治疗皮肤病，效果也很好。这是因为液氮的沸点是－195.8℃，因此，用来治疗表浅的皮肤病常常很容易使病变处的皮肤坏死、脱落。
（2）氧气：①医疗保健 供给呼吸—用于缺氧、低氧或无氧环境，如：潜水作业、登山运动、
高空飞行、宇宙航行、医疗抢救。
(
图2-5
液氧作为火
图2-6
潜水员带着氧气
箭的助燃剂 罩在海中探索
)








②国防工业 液氧是现代火箭最好的助燃剂，在超音速飞机中也需要液氧作氧化剂，可燃物质浸渍液氧后具有强烈的爆炸性，可制作液氧炸药。
③冶金工业 在炼钢过程中吹以高纯度氧气，不但可以缩短冶炼时间，同时还
高了钢的质量。高炉炼铁时，提高鼓风中的氧浓度可以提高产量。在有色金属冶炼中，采用富氧也可以缩短冶炼时间提高产量。
（3）二氧化碳：①饮料啤酒业，CO2是消食开胃的添加剂。
②做酵母粉，CO2是促效剂。
③消防事业，CO2是灭火剂。
④所有绿色植物进行光合作用，CO2是一种主要原料。人们每天的衣、食、住、行也是来自CO2的产物。
⑤制造干冰更离不开CO2。
(
图2-7
冰冰凉的汽水，
你想喝吗？
图2-8
如雪一样的干冰
)




(
图2-9
参天的大树
)

（4）稀有气体：①稀有气体被电流击穿，会发出彩色荧光，因
此可做彩灯。通电时，管内因水银蒸气放电
而产生紫外线，激发荧光物质，使它发出近
似日光的可见光，所以又叫做日光灯。
②利用稀有气体极不活泼的化学性质，有的生
产部门常用它们来作保护气。
(
图2-10
漂亮的霓虹灯
) ③氦气是除了氢气以外最轻的气体，可以代替
气装在飞船里，不会着火或发生爆炸。

3. 空气的污染及防治
污染源：主要是化石燃料（煤和石油等）的燃烧和工
厂的废气、汽车排放的尾气等。
污染物：主要是可吸入颗粒物(微粒在10微米以下的
(
图2-11
空气污染
)颗粒物，称PM10又称飘尘)和气体。从世界
范围看，排放到空气中的气体污染物较多的是二氧化硫、 一 氧化碳、二氧
化氮等。
防治：加强大气质量监测，改善环境状况，使用清洁能源，积极植树、造林、种草等，
以保护大气！
内容二：混合物和纯净物
(
物质
混合物：由
两种或多种物质混合而成的物质
（空气）
纯净物：
只
由
一种物质组成
的物质（
氮气、氧气、二氧化碳
）
按组成物质种类的多少
)





二者的关系：混合物是由两种或两种以上的纯净物混合而成的。
(
基础达标
)
【例1】夏天从冰箱中拿出一瓶饮料，放在空气中，外壁会潮湿，这说明空气中含有（ ）
A. 氧气 B. 稀有气体 C. 二氧化碳 D. 水蒸气
【答案】D

【例2】空气成分中体积分数约为21%的是（ ）
A. 氮气 B. 氧气 C. 二氧化碳 D. 稀有气体
【答案】B

【例3】新修订的《环境空气质量标准》增设了PM2.5平均浓度限值，PM2.5是指大气中直径
小于或等于2.5微米的颗粒物也称为可入肺颗粒物，主要来源于直接排放的工业污
染物和汽车尾气等，是形成灰霾天气的最大元凶。下列做法不合理的是 （ ）
A. 举行“地球一小时"熄灯活动
B. 灰霾天出门戴N95专业口罩（过滤孔径在0.1微米左右）
C. 香烟烟雾颗粒的直径大多在0.1至1.0微米，提倡不吸或少吸烟
D. 为了减小PM2.5对环境的影响，禁止家庭使用私家车
【答案】D

(
冲击优秀
)
【例4】空气的成分中，按体积计算由小到大的正确顺序是（ ）
A. 氮气、氧气、二氧化碳、稀有气体 B. 氧气、氮气、水蒸气、稀有气体
C. 氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳 D. 二氧化碳、稀有气体、氧气、氮气
【答案】D

【例5】下列关于空气的说法中，错误的是（ ）
A. 空气中含有多种成分是一种混合物
B. 少量有害气体进入空气中，依靠大自然的自净能力，空气仍能保持洁净
C. 按质量计算，空气中约含氮气78%，氧气21%，其他气体和杂质约占1%
D. 空气中的稀有气体性质稳定，曾被称为“惰性气体”
【答案】C
【例6】下列氧气的用途中，①气焊；②动植物呼吸；③医疗；④潜水；⑤火箭发射。其中利用氧气可以维持呼吸的是（ ）
A. ①②③ B. ②③④ C. ①②③④ D. ②③④⑤
【答案】B

【例7】①下列各种日常接触到的物质是纯净物的是（ ）
A. 汽油 B. 蒸馏水 C. 酱油 D. 娃哈哈矿泉水
【答案】B

②下列各组物质中，前者是纯净物，后者是混合物的是（ ）
A. 空气 氧气 B. 二氧化碳 氮气
C. 氧气 食盐水 D. 蔗糖水 味精
【答案】C
(
知识点二
氧气的性质
)
(
思路导航
)
内容一：氧气的物理性质 (
注意：
在压强为101kPa时，氧气
在约-183
℃
时变为淡蓝色
液体，在约-218
℃
时变成淡
蓝色
的
雪花状固体。
) (
无色、无味的气体
)

(
密度比空气略大
) (
物理性质
)
(
不易溶于水
)

内容二：氧气的化学性质
1. 供给呼吸：动植物的呼吸作用离不开氧气。
2. 支持燃烧
（1）木炭在氧气中燃烧：文字表达式：碳＋氧气 (



点燃
)二氧化碳
符号表达式：C ＋ O2 (



点燃
) CO2

(
图2-12
碳在氧气中燃烧
澄清的石灰水
)










现象：在空气中燃烧发出红光，在氧气中比在空气中燃烧更旺，发出白光，并放出大量的热。燃烧后生成一种能使澄清石灰水变浑浊的气体。
(
图2-13
硫在氧气中燃烧
氧气
硫
)
（2）硫在氧气中燃烧：
文字表达式：硫＋氧气 (



点燃
)二氧化硫
符号表达式：S ＋ O2 (



点燃
) SO2




现象：硫在空气中燃烧时发出微弱的淡蓝色火焰，而在氧气中燃烧则更旺，发出明亮的蓝紫色火焰。放出热量，同时生成了一种有刺激性气味的气体 。
注意：集气瓶底部放少量水，吸收产生的二氧化硫气体，防止污染空气。

(
小资料：烟和雾的区别
烟：是由固体小颗粒组成的
雾：是由小液滴组成的
)（3） 磷在氧气中燃烧：
文字表达式：磷＋氧气 (



点燃
)五氧化二磷
符号表达式：P ＋ O2 (



点燃
) P2O5

现象：磷在氧气中燃烧比在空气中燃烧更旺，放出热量，并产生大量的白烟。
注意：生成的五氧化二磷是固体，而不是气体，也不是液体。
固体小颗粒悬浮在空气中形成烟。

（4） 铁在氧气中燃烧：文字表达式： 铁＋氧气 (



点燃
)四氧化三铁
符号表达式：Fe＋O2 (



点燃
)Fe3O4

(
图2-14
铁丝在氧气中燃烧
)









现象：细铁丝在空气中不能燃烧，只能烧至红热，但在氧气中能够剧烈燃烧，放出大量的热，火星四射，生成了黑色固体。
注意：集气瓶里要预先装少量水或者细沙，防止高温熔融物溅落瓶底，使瓶底炸裂。
(
基础达标
)
【例8】 以下对氧气性质的描述，错误的是（ ）
A. 通常情况下，氧气是一种无色无味的气体
B. 氧气极易溶于水
C. 氧气在低温时能变为液体或固体
D. 氧气是一种化学性质比较活泼的气体
【答案】B

【例9】红磷在氧气中燃烧的主要实验现象是（ ）
A. 产生大量白烟 B. 火星四射，有黑色固体生成
C. 燃烧的火焰为蓝色 D. 产生有刺激性气味的气体
【答案】A
(
冲击优秀
)
【例10】① 做细铁丝在氧气中燃烧的实验时，操作或现象不正确的是（ ）
A. 通常应在细铁丝的末端系一根火柴或其它可燃物
B. 盛氧气的集气瓶底应放入水或细沙
C. 生成黑色固体四氧化三铁
D. 剧烈燃烧、火星四射、放出热量
【答案】C
②下列有关物质的燃烧实验，操作或现象正确的是（ ）
A. 硫在氧气中燃烧时发出蓝紫色的火焰，生成无色无味的气体
B. 木炭在空气中燃烧时发出红光，生成使澄清石灰水变浑浊的气体
C. 做硫在氧气中燃烧的实验时在集气瓶底部放少量的水目的是防止集气瓶炸裂
D. 铁丝在空气、氧气中燃烧都会生成四氧化三铁
【答案】B
【例11】氧气是空气的主要成分之一，地球上一切生命每时每刻都离不开氧气。
(1)通常状况下，氧气为（填颜色、气味、状态） 。
(2)氧气的化学性质比较活泼，能与多种物质发生化学反应。
①木炭在氧气中燃烧的主要现象是 。
②硫在氧气中燃烧的主要现象是 ，反应的文字表达式
是 。
③没有生锈的铁丝是 色的金属，铁丝在氧气中燃烧的主要现象是
，反应的文字表达式是 。铁丝在氧气中燃烧时集气瓶
底要放少量的水，水的作用是 .
【答案】（1）无色、无味、气态
（2）①剧烈燃烧，发出白光，放出大量的热，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体
②放出明亮的蓝紫色火焰，放出大量的热，有刺激性气味气体生成
硫＋氧气 (



点燃
)二氧化硫
③银白；剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体；
铁＋氧气 (



点燃
)四氧化三铁;防止高温熔融物溅落，使瓶底炸裂。






















(
知识点三
氧气的制取
)
内容一：氧气的制取
氧气的工业制法：利用空气中各成分沸点不同，通过分离液态空气的方法得到氧气。
2. 氧气的实验室制法：
（1）简易装置分解过氧化氢溶液制取氧气
(
图2-15
过氧化氢制取氧气
注意：
1. 通常检验一瓶气体是否为氧气，可以用带火星的木条，若木条复燃则为氧气。
2. 在本实验中，二氧化锰起到一个加速化学反应速率的作用。实验结束将二氧化锰洗净、干燥后称量发现其质量并未发生改变。像二氧化锰这样
能够改变
化学
反应的速率
;它本身的质量和化学性质在化学反应前后不发生任何改变的一类物质称为
催化剂。
过氧化氢溶液常温下能缓慢分解成水和氧气，实验1
带有火星的木条不能复燃，因为放出的氧气很少。
实验2带火星的木条复燃，是因为过氧化氢溶液中
加入了少量的二氧化锰加速了过氧化氢的分解。
原理为：
过氧化氢 水 + 氧气
H
2
O
2
H
2
O + O
2
↑
二氧化锰
MnO
2

带有火星的木条
过氧化氢溶液
二氧化锰
木条复燃
)

























(
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高锰酸钾制取氧气的实验应该注意以下几点：
①
铁夹应夹在试管
的中上部
。
②
试管口应略向下倾斜，防止冷凝水倒流
使试管炸裂
。
③
导气管伸入试管内不
宜
过长，略露出胶塞即可。
④
加热时用酒精灯的外焰。要先预热，再集中加热有药品的部位。
⑤
用高锰酸钾来制取氧气时，必须在试管口塞一团棉花
,防止高锰酸钾颗粒进入导管堵
塞导管
⑥
实验结束后要先将导气管从水槽中取出，再熄灭酒精灯
，防止水槽中的水倒吸使试
管炸裂。
⑦
用排空气法收集氧气时应采用瓶口向上排空气法，导管口要尽量伸到集气瓶底部。
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)

（2）加热固体药品制取氧气
(
图2-16
高锰酸钾制取氧气
)步骤：连、查、装、定、点、收、离、熄

原理：①加热高锰酸钾（KMnO4）制取氧气
文字表达式：
高锰酸钾 (



加热
) 锰酸钾 ＋ 二氧化锰 ＋ 氧气
符号表达式：
KMnO4 (



△
) K2MnO4 ＋ MnO2 ＋ O2↑

② 以二氧化锰为催化剂，加热氯酸钾制取氧气
文字表达式：
氯酸钾 (


加热


二氧化锰
) 氯化钾 ＋ 氧气
符号表达式：
KClO3 (

△


MnO
2
) KCl ＋ O2↑
初中阶段使用下面几种装置来收集气体
(
图2-17
收集气体的方法
)





(
向上排空气法 向下排空气法 排水法
)







因为氧气的密度大于空气且不易溶于水，所以可用向上排空气法，排水法收集氧气

3. 氧气的检验与验满

检验：将带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃则该气体为氧气

验满：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃则氧气已收集满

内容二：两种基本反应类型

(
基本反
应类型
化合反应：
由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应
【多变一】
分解反应：
由一种物质生成两种或两种以上其他物质的反应
【一变多】
)






(
基础达标
)
(
点燃
) (
点燃
)【例12】下列反应不属于化合反应的是（ ）
(
加热
) (
点燃
)A. 铁 + 氧气 → 四氧化三铁 B. 碳 + 氧气 → 二氧化碳
C. 硫 + 氧气 → 二氧化硫 D. 碱式碳酸铜 → 氧化铜 + 水 + 二氧化碳
【答案】D

【例13】实验室利用高锰酸钾制取氧气的主要步骤有：
①固定装置、②装入药品、③加热、④检查装置的气密性、⑤用排水法收集、⑥熄灭酒精灯、⑦从水槽中移出导气管．其操作顺序正确的是（ ）
A. ④②①③⑤⑦⑥ B. ②③①⑥④⑤⑦
C. ①②③④⑤⑥⑦ D. ⑥④①②⑦⑤③
【答案】A

(
冲击优秀
)
【例14】中学化学兴趣小组的同学利用下列装置进行实验。

实验目的：
（1）用高锰酸钾制取一瓶氧气，做细铁丝燃烧的实验。
（2）测定加热高锰酸钾所收集到的氧气体积。
反应原理：(用符号表达式表示)
高锰酸钾制氧气： 该反应属于_________反应
细铁丝在氧气中燃烧： 该反应属于 反应
仪器认识：写出仪器①②的名称：① ；②
装置连接：为达实验目的（2）装置的正确连接顺序：(填接口的字母)a→（ ）（ ）→d
问题分析：
（1）实验过程发现B瓶中的水变红了，原因是：
（2）用收集到的氧气做细铁丝燃烧的实验时，发现瓶底炸裂，发生这一现象的原因可能是：
（3）A装置中蓬松棉花团的作用是______________________________;实验结束时先将导管移
出水面，在熄灭酒精灯的目的是防止____________________________________.
【答案】(2)KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑ 分解;
Fe＋O2Fe3O4 化合； 试管；量筒；c、b；
(1)试管口没有放一团棉花使高锰酸钾粉末进入瓶中；
(2)瓶中没有留少量水；
(3) 防止高锰酸钾固体小颗粒进入导气管阻塞导气管 ；水槽中的水倒吸入试管使试
管炸裂

(
思路导航
)
【冲1】若用下图装置收集氧气，气体应从哪一导管口进入（ ）应用此装置
如何检验氧气已经收集满___________________________________
【答案】a;将带火星的木条放在导管口b处，若木条复燃则氧气已经收集满.

【冲2】(选讲)下图所示为实验室中常见的气体制备和收集装置。








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的文字表达_______________________，
若选用C做发生装置，你认为选用C的优是 。
若用装置D收集氧气，验满的方法是 。
若用装置E排水法收集氧气，则气体从导管口______________处进入。
（2）已知一氧化氮气体难溶于水，在空气中容易与氧气发生反应，则收集一氧化氮气体
(
二氧化锰
) 时应选用图中装置 (填字母序号)。
【答案】(1) 过氧化氢 水 + 氧气 ;控制氧气产生的快慢和量的多少;将带火星的木
条置于集气瓶口，木条复燃，证明已集满；b
(2) F

(
复习巩固
)
【演练1】将下列数据前的（空气中各成分在空气中的体积分数）字母填入有关物质后面的括
号内。
A. 78% B. 21% C. 0.94% D. 0.03%
（1）二氧化碳（ ） （2）氧气（ ） （3）氮气（ ）
【答案】D；B；A

【演练2】下列物质中，属于混合物的是（ ）
A. 纯净的空气 B. 氮气 C. 五氧化二磷 D. 二氧化碳
【答案】A
【演练3】下列关于空气中各成分的用途叙述正确的是（ ）
A. 植物的光合作用吸收氧气 B. 氮气可用作保护气
C. 二氧化碳可用于制作霓虹灯 D. 稀有气体可用于人工降雨
【答案】B

【演练4】下列化学现象描述正确的是（ ）
A. 把盛有点燃红磷的燃烧匙伸入空气中，磷燃烧产生大量白烟，生成五氧化二磷
B. 铁丝在空气中燃烧，火星四射，生成一种黑色固体
C. 木炭在氧气中燃烧比在空气中燃烧更旺，发出白光，产生能污染大气的气体
D. 硫在氧气中燃烧产生蓝紫色火焰，生成有刺激性气味的气体
【答案】D

【演练5】实验室提供如图所示的仪器：

① ② ③ ④ ⑤ ⑥


⑦ ⑧ ⑨ ⑩

（1）实验室欲利用上述仪器完成高锰酸钾制取氧气的实验，需要用到的仪器有(填仪器序
号) ，装配制取装置时还须补充的一种用品是 ，它可以防
止 。
（2）写出高锰酸钾制取氧气反应的文字表达式 。该反应属于________反应
（3）实验室制氧气时，装有高锰酸钾的试管的管口应 ，否则 。
收集氧气可以用 法_________法收集，因为 。
（4）检验集气瓶里的气体是氧气的方法是 。
【答案】（1）①②⑥⑦⑧⑩；棉花；高锰酸钾的粉末进入水槽中；（2）高锰酸钾 锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气； 分解 （3）略向下倾斜；冷凝水倒流，使试管炸裂；向上排空气，排水；氧气的密度比空气大且不与空气中的成分发生反应，氧气不易溶于

水且不与水发生反应；（4）用带火星的木条伸入集气瓶中，木条复燃说明该气体是氧
气。

(
1
)

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