资源简介

中小学教育资源及组卷应用平台


第1讲 空气 氧气 水和氢气
一、考点、热点回顾
【教学目标】
1）掌握空气、氧气、水和氢气基本知识 2）灵活掌握相关基础知识解题方法 3）提高此类题目的准确率。4）了解物理变化和化学变化的概念及物理性质化学性质
【教学重点】
理解化学变化和物理变化的概念，理解物质的两种性质 掌握 空气、水的基本知识，掌握氧气和氢气的化学性质及制取方法
【教学难点】
物理化学变化的特征是有新物质的生成。提高此类题目准确率
【知识要点】
知识点一、空气 氧气
1.法国化学家拉瓦锡提出了空气主要是由氧气和氮气组成的。舍勒和普利斯特里先后用不同的方法制得了氧气。
2.空气的成分按体积分数计算，大约是：氮气为78%、氧气为21%（氮气比氧气约为4︰1）、稀有气体（混合物）为0.94%、二氧化碳为0.03%、其它气体和杂质为0.03%。空气的成分以氮气和氧气为主，属于混合物。
3.纯净物（由同一种分子构成）：由一种物质组成的物质；
混合物（由不同种分子构成）：由两种或两种以上物质组成,各物质都保持原来的性质。
4.空气中氧气含量的测定<实验现象>：①红磷（不能用木炭、硫磺、铁丝等代替）燃烧时有大量白烟生成；②同时钟罩内水面逐渐上升，冷却后，水面上升约1/5体积。
若测得水面上升小于1/5体积的原因可能是：①红磷不足，氧气没有全部消耗完
②装置漏气 ③没有冷却到室温就打开弹簧夹。
5.O2 是无色无味，密度比空气略大，不易溶于水，液氧是淡蓝色的，具有助燃性。
实验室制O2的方法是： A、加热氯酸钾 2KClO3 2KCl + 3O2 ↑
B、加热高锰酸钾2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑
C、双氧水 2H2O2 MnO2 2H2O + O2 ↑
工业上制O2的方法是：分离液态空气（物理变化）
原理：利用N2、 O2的沸点不同，N2先被蒸发，余下的是液氧（贮存在天蓝色钢瓶中）。
6、氧气的化学性质：它是一种比较活泼的气体，具有助燃性、氧化性，是一种常用的氧化剂。
①（黑色）C + O2 点燃 CO2 现象是：在氧气中比在空气中更旺，发出白光，放出热量。
②（黄色）S + O2 点燃 SO2 现象是：在空气中淡蓝色火焰，在氧气中蓝紫色的火焰，生成刺激性气味的气体SO2。
③（红色或白色）4P + 5O2 点燃 2P2O5 现象是：冒白烟，生成白色固体P2O5。（用于发令枪、烟幕弹）
④（银白色）2Mg + O2 点燃 2MgO 现象是： 放出大量的热，发出耀眼的白光，生成一种白色固体氧化镁。（用于照明弹等）
⑤（银白色）3Fe + 2O2 点燃 Fe3O4 现象是： 剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体Fe3O4；注意点：
预先放入少量水或一层沙，防止生成的熔化物炸裂瓶底。
7、排放到大气中的有害物质，大致可分为 粉尘 和 气体 两类，气体污染物较多是SO2、CO、NO2，这些气体主要来自矿物燃料的燃烧和工厂的废气。
8、化合反应（多变一）：由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应。
A+B=AB （属基本类型之一）
分解反应（一变多）：由一种物质反应生成两种或两种以上物质的反应。
AB=A+B （属基本类型之一）
9、氧化反应（必须有氧参加）：物质与氧（氧气和氧化物）发生的反应；氧气在氧化反应中提
供氧，它具有氧化性，是一种常见的氧化剂。（不属基本反应类型）
缓慢氧化：动植物的呼吸、人的衰老、食物的腐烂、酒和醋的酿造、农家肥料的腐熟等。
（不属基本反应类型）
10、催化剂（一变二不变）：改变化学反应速率，而本身质量和化学性质在反应前后都不改变。（如：
2H2O2 MnO2 2H2O + O2 ↑ 此反应中MnO2是催化剂）
11、实验室制取气体的一般步骤：（谐音：茶庄定点收利息）
查（装置气密性） ②装药品等 ③固定装置 ④点燃酒精灯，给试管加
⑤收集气 ⑥移出导管（离） ⑦熄灭酒精灯
知识点二、自然界的水 氢气
电解水《通的是直流电》实验可证明：水是由氢元素和氧元素组成的。电解水中正极产生氧气，负极产生氢气，体积比（分子个数比）为1︰2 ；质量比为8︰1。

2、




3、分子：保持物质化学性质的最小粒子，在化学变化中可以再分。
〈特点〉①分子总是在不停的运动 ②分子间有间隔 ③分子由原子构成。
原子：是在化学变化中的最小粒子，在化学变化中不可再分。
注：分子和原子都能构成物质，没有大小之分。
4、水净化程度由低到高的顺序是： 静置沉淀 —— 吸附沉淀 —— 过滤 —— 蒸馏
5、过滤操作：分离（不溶性）固体与液体的一种方法；如：粗盐提纯
操作要点：“一贴” 用水润湿滤纸并紧贴漏斗壁；
“二低”指①滤纸边缘低于漏斗边缘 ②滤液液面低于滤纸边缘；
“三靠”①烧杯紧靠玻璃棒 ②玻璃棒紧靠三层滤纸边 ③漏斗末端紧靠烧杯内壁
6、硬水：含有较多可溶性钙、镁化合物的水；
软水：不含（或含较少）可溶性钙、镁化合物的水。
硬水软化的方法：①加热煮沸（蒸馏）；
②加入化学试剂转化成软水。
注：利用肥皂水可区分硬水和软水（产生较多泡沫的是软水）。
7、水在地球上分布很广，江河、湖泊和海洋约占地球表面积的3/4，人体含水约占人体质量的2/3。淡水
资源却不充裕，地面淡水量还不到总水量的1%，而且分布很不均匀。
8、爱护水资源，主要从 ：①节约用水；
②防止水体污染两方面着手。水的污染来自于 A、工厂生产中的废渣、废水、废气；
B、生活污水的任意排放； C、农业生产中施用的农药、化肥随雨水流入河中。
防止水体污染措施：①生活用水处理后排放； ②工业“三废”要经过处理后再排放；
③农业上要合理（不是禁止）使用化肥和农药等。
氢气的性质及制备
氢气的物理性质 氢气是一种无色，无味的气体。在101KPa时氢气在-252℃时变成液体，在—259℃变成雪花状固体，它难溶于水，密度比空气小。 氢气的化学性质 （1）氢气在空气中燃烧 现象：① 氢气在空气中安静的燃烧，发 出淡蓝色火焰；② 烧杯内壁有水珠，并且发热。 结论：H2 + O2 H2O 总结：氢气具有可燃性。 （2）氢气与氧化铜的反应 结论: H2 + CuO Cu + H2O总结：氢气具有还原性。 氢气的实验室制法 1、原理：锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气 Zn + H2SO4ZnSO4 + H2 2、装置特点：液态物质与固态物质反应，且不需要加热， 生成物为 气态。 3、收集方法：①排水法收集因为氢气难溶于水②向下排空气法收集因为氢气的密度 比空气的小实验步骤：查装收离工业制法1、电解水2、碳氢化合物制取 石化燃料包括煤、石油和天然气，它们都是制取氢气的基础原料

二、典型例题
【例1】（2019湖南省娄底市，题号24，分值2）空气中含量较多且化学性质比较活泼的气体是（ ）
A.氧气 B.氮气 C.稀有气体 D.二氧化碳
【答案】A
【解析】此题考查的是空气组成知识点，可根据课本知识解答此题。空气里其中氮气的体积分数约为78%，氧气的体积分数约为21%，稀有气体 (?http:?/??/?www.baidu.com?/?s?wd=%E7%A8%80%E6%9C%89%E6%B0%94%E4%BD%93&tn=SE_PcZhidaonwhc_ngpagmjz&rsv_dl=gh_pc_zhidao" \t "_blank?)（氦、氖、氩、氪、氙、氡、气奥）的体积分数约为0.934%，二氧化碳的体积分数约为0.04%，其他物质（如水蒸气、杂质等）的体积分数约为0.002%，氮气的化学性质不活泼，故选A。
【变式训练】
1、下列成就不属于化学研究对象的是 （ ）
A．研究生命起源、进步 B. 合成新药物
C. 超导体材料的研制 D.开发氢能源
【答案】A
【解析】化学研究对象是有物质的组成、结构、性质、变化规律、用途及合成等。因此A不属于化学的研究对象
2、下列变化，属于化学变化的是（ ）
使用洗涤剂清洗油污餐盘 B、南极的冰川逐渐消融
C、利用干冰人工降雨 D、食物变质变馊
【答案】D
【解析】A选项，洗涤剂清洗油污属于乳化现象，乳化作用属于物理变化。B选项，融化属于物理变化。C选项，干冰降雨利用的是冷、热空气对流，使水蒸气冷凝成水珠属于液化现象，液化属于物理变化。D选项，食物变馊发生了缓慢氧化，属于化学变化，故选D。
3、下列性质中，前者是化学性质，后者是物理性质的是 （ ）
A．浓硫酸有吸水性、也有脱水性
B．氢氧化钠固体露置空中易潮解、易吸收二氧化碳
C．氢氧化钙溶液有腐蚀性、升温出现浑浊
D．浓盐酸易挥发、能使紫色石蕊变红
【答案】C
【解析】化学性质是在化学变化中表现出来的性质，物理性质是物质自身固有的性质。A项浓硫酸有吸水性是其物理性质，脱水性如浓硫酸 (?https:?/??/?baike.so.com?/?doc?/?1155604-1222428.html" \t "https:?/??/?baike.so.com?/?doc?/?_blank?)能将有机物(包括木材,布匹,皮肤,糖类等)中的氢元素和氧元素 (?https:?/??/?baike.so.com?/?doc?/?6804568-7021473.html" \t "https:?/??/?baike.so.com?/?doc?/?_blank?)按照2比1的比例(以水的形式)脱去是浓硫酸的化学性质，不符合题意；B项前者是反应的是氢氧化钠的物理性质，后者是氢氧化钠的化学性质，不符题意；C项前者是氢氧化钙的化学性质，后者是因为温度升高氢氧化钙的溶解度降低是物理性质，符合题意；D项前者属于物理性质，后者盐酸是化学性质，不符合题意。
4、下列物质的用途中，主要是利用其物理性质的是 （ ）
A．镁粉用于制作照明弹 B．氮气用作焊接金属时的保护气
C．用熟石灰改良酸性土壤 D．用干冰作制冷剂
【答案】D
【解析】性质决定用途，ABC项都是利用了对应物质的化学性质；D项二氧化碳的固体俗称“干冰”，干冰升华吸收周围的热量而达到致冷的目的
5．有化合价升降的反应是氧化还原反应。下列一定不是氧化还原反应的是 （ ）
A．化合反应 B．分解反应 C．置换反应 D．复分解反应
【答案】D
【解析】氧化还原反应的表征是反应物中元素化合价升降，在ABC项中C项一定是氧化还原反应，AB项不一定，有的反应中存在着元素化合价升降有的没有，而D项反应中一定没有元素化合价升降。
【例2】（2019广东省广州市，题号3，2分）空气是一种宝贵的资源，下列生产生活中用到的气体不是来自空气的是( )
A．作为燃料电池燃料的H2 B．手于生产氮肥的N2
C．用于医疗急救的O2 D．用于飞艇的He
【答案】A
【解析】根据空气的成分及各成分的用途进行分析。
空气中含有较多的氮气和氧气，含含有二氧化碳、稀有气体、水蒸气等，空气中不含氢气，所以选项A符合题意。
【变式训练】
1.下列对实验现象的描述正确的是(　　)
A.木炭在氧气中燃烧，发出白光　　　　　B.磷在氧气中燃烧产生大量白雾
C.硫在氧气中燃烧发生蓝紫色火焰　　　　D.细铁丝在空气中剧烈燃烧，火星四射
【答案】C
【解析】A．木炭在氧气中燃烧发出明亮的光，此选项错误B．磷在氧气中燃烧时产生大量白烟，此选项错误C．硫在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰，此选项正确 D．细铁丝在氧气气中剧烈燃烧，火星四射，此选项错误。故选C。
2.【2017年天津市】臭氧（O3）主要分布在距离地面10-25km的高空。它能吸收大部分紫外线，保护地球生物。臭氧属于
A．非金属单质 B．金属单质 C．化合物 D．混合物
【答案】A
【解析】A倾倒液体时，试管和试剂瓶要倾斜，试剂瓶口要紧靠试管口，标签要向着手心，瓶盖倒放在桌面上；B量取液体读数时，要平视凹液面的最低处；C、检查装置的气密性，组装好仪器后先将导管伸入水中，然后用手握试管，导管口有气泡冒出，证明装置的气密性好；D加热试管中的液体时，液体的量不能超过试管容积的三分之一，且要用外焰加热，先均匀加热，后对准药品固定加热。试管口向上倾斜，与桌面呈45°角。
3.下列关于氧气的叙述正确的是(　　)
A.红磷可以在氧气中自燃　　　　　　　　B.氧气极易溶于水
C.氧气可以使带火星的木条复燃　　　　　D.氧气可以做燃料
【答案】C
【解析】A、红磷的着火点比较高，因此不可以在氧气中自燃，故选项错误；B、氧气不易溶于水，故选项错误；
C、氧气能够支持燃烧，因此可以使带火星的木条复燃，故选项正确；
D、氧气能够支持燃烧，但是本身不燃烧，因此不能做燃料，故选项错误；
故选C．
4、实验室制取O2，某同学按如下步骤设计：①连接仪器 ②装药品 ③将装有药品的试管固定在铁架台上 ④检查装置的气密性 ⑤加热 ⑥用排水法收集一瓶氧气 ⑦熄灭酒精灯 ⑧将导管移出水面.问该同学的操作是否有误？____若有错误，请你将正确操作顺序写出来(按序号排列)____，若最后两步操作顺序错了，会有什么后果？____.
【答案】有。①④②③⑤⑥⑧⑦ 会导致水槽中的水沿导管倒流回试管引起试管炸裂。
【解析】制取氧气的操作步骤可记住口诀“查装定点收移熄”，找出题目中各项的关键字，然后对号入座．本题在查气密性前，还应先连接仪器；而不查气密性，如果气密性不好，还得换装置；先熄灯后移导管，会使冷水倒流，引起热试管炸裂．
制取氧气的操作步骤可记住口诀“查装定点收移熄”，找出题目中各项的关键字，然后对号入座．本题在查气密性前，还应先连接仪器；而不查气密性，如果气密性不好，还得换装置；“装”装药品，“定”将装药品的试管固定在铁架台上，“点”加热，“收”用排水法收集氧气，如果先熄灯后移导管，会使冷水倒流，引起热试管炸裂．
故答案为：不正确，合理顺序为：①④②③⑤⑥⑧⑦．不查气密性，如果气密性不好，还得换装置；先熄灯后移导管，会使冷水倒流，引起热试管炸裂．
5.氢气“让人欢喜，让人忧”的主要原因是(　　)
A.常温下密度很小　　　　　　　　　B.是无污染的新能源，但易引起爆炸
C.用水电解得到氢气，资源丰富，但成本太高
D.常温下稳定，需点燃或加热才能参加反应
【答案】C
【解析】易水为原料制取氢气耗能成本高，同时不变运输和储存。所以C选项正确。
6.下列用途中利用氢气物理性质的是(　　)
A.氢氧焰焊接或切割金属　　　　B.冶炼金属 C.充灌探空气球　　　　　D.合成盐酸
【答案】C
【解析】根据氢气的性质。ABD选项时利用氢气的化学性质，C选项是利用氢气的物理性质。
三、课堂练习
1、下列观点，说法正确的是（ ）
A、物理变化和化学变化都是物质状态变化的基本形式
B、物理变化和化学变化一定同时发生
C、化学变化过程中一定同时伴随物理变化
D、物理变化过程中一定同时发生化学变化
【答案】C
【解析】A选项，物理变化是物质气、液、固三态变化的基本形式，而化学变化不是。B选项，物理变化不一定与化学变化同时发生。C选项，化学变化一般会伴随发光、放热等物理变化。故选C；D选项，物理变化中不一定同时发生化学变化，例如气球的爆炸，只发生了物理变化而没有化学变化。
2、下列实验现象描述不正确的是( )
A．白磷自燃产生大量的白烟 B．硫在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰
C．细铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体 D．电解水时正极产生的气体比负极产生的气体多
【答案】D
【解析】：A、白磷自燃产生大量的白烟，白烟就是生成的五氧化二磷的固体小颗粒，A现象描述正确正确．
B、硫在空气中燃烧产生淡蓝色火焰，B现象描述正确．
C、细铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，C现象描述正确．
D、木炭在氧气中剧烈燃烧，发出白光，这是现象；同时生成二氧化碳气体是结论不是现象，D现象和结论混了，D不正确．
3、最近科学家发现，水在－157 ℃超低温、正常压力或真空条件下仍呈液态，比蜂蜜还黏稠。下列关于这种“高密度液态水”的说法正确的是( )
A．化学性质与普通水不同 B．分子不再运动
C．氢、氧两种原子的个数比为2∶1 D．分子间的间隔比普通水大
【答案】C
【解析】A．化学性质与普通水不同是错误的叙述，密度不同；B．分子不再运动是错误的叙述，是分子运动较慢； C．氢、氧两种原子的个数比为2:1是正确的叙述，都是水； D．分子间的间隔比普通水大? 是错误的叙述，分子间的间隔比普通水小，故答案选择C。
4、水是生命之源，“珍惜水、节约水、保护水”是每个公民的义务和责任。
(1)下列“水”属于纯净物的是_______(填序号)。
A．蒸馏水　　　B．河水　　C．自来水
(2)用如图甲装置进行电解水的实验，b中收集到的气体是_______，该实验说明水是由___________和___________组成的。
(3)云南水资源丰富，但分布不均。有些村民用地下水作为生活用水，人们常用___________检验地下水是硬水还是软水。生活中可用_____________的方法降低水的硬度。某同学自制如图乙所示简易净水器，图中活性炭的主要作用是_______________。

【答案】（1）氢气，；（2）吸附作用；（3）Fe2O3；（4）C；（5）
【解析】（1）用如图甲装置进行电解水的实验，根据氧气与氢气体积的多少，因此b中收集到的较多的气体是氢气，氢气能够燃烧，具有可燃性；该实验说明水是由氢元素和氧元素组成的；
（2）由于活性炭有吸附作用、在简易净水器中，图中活性炭的主要作用是吸附作用，过滤水中的杂质．
（3）由质量守恒定律可知，R为氧化铁，化学式是：Fe2O3；
（4）A．苯是由分子构成的，每个苯分子是由6个碳原子和6个氢原子构成的．故A错误；
B．由于苯难溶于水，不用过滤的方法即可除去水中的苯．故B错误；
C．由于苯难道溶于水，其沸点为80.1℃，可通过加热蒸发的方法除去水中的苯．故C正确．
（5）由题意可知，乙是相对分子质量最小的氧化物，可以判断乙为水，而甲、乙均由两种相同的元素组成，所以可以判断甲为过氧化氢，所以可以判断丙为氧气，实验室由甲制取丙的化学方程式为：
5、实验室制取氧气，可供选择的实验装置如图所示。

(1)若用氯酸钾与二氧化锰加热制氧气，可选用A装置，其中的玻璃仪器有___________(填一种)。反应的化学方程式是_________；二氧化锰是反应的_________。
(2)若用过氧化氢溶液和二氧化锰来制取氧气，应选择的气体发生装置是_____________(填装置序号)，在加试剂之前的操作是___________。
(3)若收集一瓶氧气，供硫粉在氧气中燃烧的实验使用，最好选择气体收集装置中的___________(填装置序号)，理由是_______________。
【答案】（1）试管（或酒精灯）；2KClO32KCl+3O2↑；催化剂．（2）B；检查装置的气密性．（3）E；集气瓶底部要留少量水．
【解析】（1）A装置中的玻璃仪器有酒精灯和试管；氯酸钾与二氧化锰加热制氧气反应的化学方程式是：2KClO32KCl+3O2↑；其中的二氧化锰是催化剂．
故答案为：试管（或酒精灯）；2KClO32KCl+3O2↑；催化剂．
（2）用过氧化氢溶液和二氧化锰来制取氧气，是固体和液体的不加热反应，可用装置B作发生装置；在加试剂之前一定要对装置进行气密性的检查．
故答案为：B；检查装置的气密性．
（3）硫燃烧会生成有毒气体二氧化硫，二氧化硫可以被水吸收，所以在集气瓶底部要有少量水，用E排水法收集最合适。
6、如图，是实验室制取氢气并用氢气还原氧化铜的装置图，试按下列要求回答下列问题：
（1）指出图中的四处错误，并加以改正。

①
②
③
④
（2）装置改正后进行实验时，有下列操作（每次操作只能使用一次）：①加热CuO；②通入纯净H2；③继续通入H2；④停止加热。
其正确的操作顺序是（填序号） 、 、 、 。
若实验时出现下列情况，请你在横线上指出此种情况的可能原因：（填一种）
①装CuO的试管炸裂
②长时间加热时，发现CuO颜色始终没有变
③实验结束时，发现制的铜很快变黑
【答案】（1）① 长颈漏斗下端管口未伸入液面；②右侧试管口没略向下倾斜；③右侧试管不应有胶塞；④右侧试管中导管太短；（2）排除试管内的空气，防止加热时氢气和氧气混合气发生爆炸（不答加热不得分）；氧化铜由黑色逐渐变为红色管口壁上有水珠生成；先停止加热，继续通入H2，直到试管冷却到室温再停止通氢气；防止热的铜又被氧化．（3）①右侧试管口向上倾斜，生成水在试管口冷却倒流会试管底部因灼热而炸裂 ②导气管未伸入氧化铜粉末上方，试管底部空气未排尽氢气不能与氧化铜接触不能达到还原的目的 ③ 先停止通氢试管未冷却还原出来的铜因灼热而重新被氧化。
【解析】（1）长颈漏斗下端管口应伸入液面、右侧试管口没略向下倾斜、右侧试管不应有胶塞、右侧试管中导管应伸到试管底部．
故答案：① 长颈漏斗下端管口未伸入液面；②右侧试管口没略向下倾斜；③右侧试管不应有胶塞；④右侧试管中导管太短．
（2）先通入氢气是为了排净装置内空气防止试管爆炸；氢气还原氧化铜生成铜和水，所以黑色固体变为红色，试管壁上有水珠生成；CuO被还原成Cu时，还应继续通入氢气，待试管冷却到室温，再停止通氢气，防止生成的铜被空气中氧气，氧化为氧化铜．
（3）①右侧试管口向上倾斜，生成水在试管口冷却倒流会试管底部因灼热而炸裂 ②导气管未伸入氧化铜粉末上方，试管底部空气未排尽氢气不能与氧化铜接触不能达到还原的目的 ③ 先停止通氢试管未冷却还原出来的铜因灼热而重新被氧化。






















































H2、O2、N2、

H2O、Al2O3、CO2

KMnO4、KClO3等






21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）



HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)

展开更多......

收起↑