专题02 空气和氧气（考点精讲）-【满分之路】 中考化学一轮复习精讲精练 （适用2023年中考化学）

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专题二空气和氧气
聚焦中考：复习目标
1、说出空气的主要成分，并了解各成分的用途；2、了解空气的污染的原因和防治措施；3、掌握空气中氧气含量的测定方法；4、说出氧气的物理性质和化学性质，认识氧气可以与多种物质发生氧化反应；5、了解催化剂、催化作用的概念；6、掌握实验室制取氧气的方法。
【复习目标】
聚焦中考：命题解读
1、空气的组成及有关空气质量的题目常以选择题的形式考查，考查命题点有：空气各成分的含量、用途的判断；提高空气质量的措施；空气污染物的判断等，常以文字的形式出现。2、氧气的性质主要以选择题和填空题的形式考查，考查命题点有：常见物质如：硫、木炭、铁丝、镁条等与氧气发生反应的实验现象和对氧气的认识的判断。3、空气中氧气含量的测定常以选择题和填空题的形式考查，考查命题点有：实验药品的判断；实验原理化学方程式的书写；实验现象和结论的判断；实验误差的分析等。4、实验室制取氧气主要以实验与探究题的形式考查，并且常与二氧化碳的制取及气体的检验与净化结合在一起考查，考查命题点有，药品的选择，仪器的名称及选择，药品的反应原理，实验步骤及注意事项，气体的检验与验满，气体的除杂净化等。
【命题解读】
聚焦中考：考点梳理
考点1：空气的成分及用途
1、法国化学家 用定量的方法研究空气成分，得出结论：空气由 和 组成，其中氧气约占空气总体积的 。
2、空气的成分及其体积分数（大约）和用途
拉瓦锡
氧气
氮气
1/5
78%
制冷剂
21%
呼吸
钢铁
0.934%
保护气
0.034%
人工降雨
0.02%
聚焦中考：考点梳理
3、分离液态空气制取各成分
物理变化
空气
液态空气
4、空气质量：（1）空气中的有害物： 、CO、NO2、 和可吸入颗粒物、 ；（2）空气污染指数越 ，污染越严重；（3）CO2不属于空气污染物，但含量增多会引起 。
聚焦中考：考点梳理
SO2
O3
总悬浮颗粒物
高
温室效应
聚焦中考：考点梳理
考点2：测定空气中氧气的含量
1、基本思路
将氧气除去，然后通过减少的体积来测定氧气的体积。
2、药品选择
只与氧气反应，不与其他气体反应。且反应不产生气体，生成物是固体。一般是红磷等。
3、实验步骤
（1）检查装置的气密性。（2）瓶加水，如图做记号。（3）夹胶管。点燃磷后，立即入瓶并把塞紧。观现象。（4）磷灭并冷后，开夹，观现象。
聚焦中考：考点梳理
1.此装置气密性一定要好。2.红磷要过量。3.在实验前集气瓶中要加入少量的水。4.点燃红磷后要立即伸入集气瓶内，并塞紧盖子。5.集气瓶的温度必须冷却至室温才能打开止水夹。
注意事项
聚焦中考：考点梳理
（1）瓶内出现大量白烟，放出大量热；（2）打开弹簧夹，水沿进入集气瓶内，约占容积的1/5。
4、实验现象
5、实验结论
（2）、氧气约占空气总体积的1/5。
6、实验反思
在实验中，进入集气瓶内的水的体积常小于集气瓶容积的1/5，可能是什么原因呢？
（1）装置漏气； （2）红磷的量不足； （3）红磷熄灭后未冷却到室温就打开止水夹；（5）有部分水留在导管内未进入集气瓶等等。
聚焦中考：考点梳理
考点3：氧气的性质
一、物理性质
无色、无味的气体； 水（故可以用排水法收集）；密度比空气 （故收集的一瓶氧气，要 放在桌面上）。
二、化学性质
不易溶于
大
正
复燃
1、氧气可以使带火星的木条 ，具有 质。
助燃性
聚焦中考：考点梳理
2、氧气与硫反应
淡蓝色
刺激性气味
蓝紫色
刺激性气味
二氧化硫
二氧化硫逸出污染环境
聚焦中考：考点梳理
3、氧气与木炭反应
红光
白光
充分反应
聚焦中考：考点梳理
4、氧气与铁丝反应
红热
火星四射
黑色物质
氧化物
引燃
螺旋状
少量水
细沙
集气瓶炸裂
聚焦中考：考点梳理
考点4：实验室制取氧气
加热高锰酸钾或氯酸钾制取氧气
1、反应原理
2、实验装置
聚焦中考：考点梳理
3、装置要点
①
①酒精灯用外焰加热；
②
②试管口略向下倾斜；
③
③铁夹在距试管口1/3处；
④
④导气管略出胶塞。
⑤
⑤防止高锰酸钾粉末沿导气管进入水槽。
聚焦中考：考点梳理
4、实验步骤
（1）连接装置，检查装置气密性（2）装药品（3）固定装置（4）点燃酒精灯加热（5）收集气体（6）把导管移出水面（7）熄灭酒精灯
聚焦中考：考点梳理
5、收集方法
排水法
（2）、何时收集满？
讨论：（1）、用排水集气法应什么时候开始收集？为什么？
气泡连续均匀放出时开收集，开始排出的是空气。
当集气瓶口有大量气泡冒出时，证明已集满。
6、检验方法
将带火星的木条深入集气瓶内，木条复燃，证明是氧气。
（1）试管口要略微 倾斜：防止生成的 ，使试管破裂；（2）导气管伸入发生装置内要 橡皮塞：有利于产生的 ；（3）用高锰酸钾制取氧气时，试管口塞 ：防止高锰酸钾粉末 ；（4）实验结束后，先将导气管移出水面,然后熄灭酒精灯：防止水槽中的水 ，炸裂 。
聚焦中考：考点梳理
向下
水回流
稍露出
气体排出
一团棉花
7、注意事项
进入导气管
倒流
试管
聚焦中考：考点梳理
用过氧化氢和二氧化锰制取氧气
2、实验装置
1、反应原理
聚焦中考：考点梳理
考点5：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，而本身的质量和化学性质在反应前后没有发生变化的物质叫做催化剂（又叫触媒）
“一变”：改变其他物质的化学反应速率（改变：加快或减慢）
“二不变”：本身的质量和化学性质都没有改变。
聚焦中考：考点梳理
催化作用
催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。
例如：
【说明】此反应中，二氧化锰既不是反应物也不是生成物，只是一种催化剂，应算作一个反应条件，所以二氧化锰写在箭头的上方。
聚焦中考：解题方法指导
1、氧气的性质①实验现象是能通过眼、耳、鼻、皮肤等感官直接感知的；实验结论则需要通过理性分析得出。如果在描述中出现生成物的名称，则该描述是实验结论，而不是实验现象。例如：镁燃烧时发出耀眼的白光（实验现象），生成氧化镁（通过分析产物得出的实验结论）。②从可燃物本身颜色、状态；燃烧时的光（烟、雾）颜色；放出热量；生成物的颜色、状态、气味或其他性质。熟知铁丝等多种物质燃烧的现象。③氧气具有助燃性，但不具有可燃性，不可作为燃料。④氧气化学性质活泼，可以跟较多物质反应，但是不能跟所有物质反应。2、测定空气中氧气的含量解答此类题目的方法是“以不变应万变”，牢牢掌握测定空气中氧气含量的实验原理，牢记红磷燃烧的化学方程式、实验现象，会分析实验失败的原因，理解为什么不能用硫、碳等代替红磷（会产生气体），只要掌握这些，就能应对试题中装置的不断变化、形式的不断更新。
【解题方法指导】
聚焦中考：题型典例聚焦
【题型一 空气成分及用途】
典例1：【2021广西玉林】如图为空气成分示意图（按体积计算），其中“乙”代表的是（　　）A．氮气 B．氧气 C．稀有气体 D．二氧化碳
氮气78%，氧气21%，稀有气体0.934%，二氧化碳0.034%，乙是21%，因此乙是氧气。
B
典例2：【2021广东】下列不属于空气质量指数（简称AQI）中污染物监测范畴的是（ ）A．CO 　 B．SO2　　 C．N2　 D．PM2.5
CO、SO2有毒，是大气污染物，属于空气质量指数中污染物监测范畴，PM2.5是大气污染物之一，属于空气质量指数中污染物监测范畴。
C
2、【2021湖南株洲】二百多年前用定量方法研究了空气的成分，并得出氧气约占空气总体积1/5结论的科学家是（ ）A. 张青莲 B. 门捷列夫 C. 拉瓦锡 D. 屠呦呦
聚焦中考：题型典例聚焦
【趁热打铁】
1、【2021内蒙古赤峰】一种气体在空气中的体积分数约为21%，该气体是（ ）A. 二氧化碳 B. 氧气 C. 氮气 D. 水蒸气
拉瓦锡用定量方法研究了空气的成分，并得出氧气约占空气总体积1/5，故选：C。
氮气78%，氧气21%，稀有气体0.934%，二氧化碳0.034%，因此该气体是氧气。
B
C
聚焦中考：题型典例聚焦
【趁热打铁】
3、【2021吉林长春】人类每时每刻都离不开空气，其中能供给呼吸和支持燃烧的气体是（　　）A．氮气 B．氧气 C．稀有气体 D．水蒸气
氧气能供给呼吸、支持燃烧。氮气、稀有气体和水蒸气无此性质。
空气污染物包括有害气体(包括二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳等)和烟尘（可吸入颗粒物）；二氧化碳是空气成分之一，不是污染物。
B
4、【2021甘肃定西】2021年3月，我省大部分地区遭受非常严重的沙尘天气。下列不属于空气污染物的是（ ）A. 沙尘 B. 一氧化碳 C. 二氧化碳 D. 二氧化硫
C
聚焦中考：题型典例聚焦
【趁热打铁】
5、【2021湖北黄石】下列有关空气的说法错误的是（　　　　）A. 氮气是制造氮肥的重要原料 B. 氧气约占空气体积的21%C. 空气中稀有气体所占比例虽小但用途广泛 D. 空气污染不会造成臭氧层空洞
D
氮气是制造氮肥的重要原料，故选项说法正确；性质
氧气约占空气体积的21%，故选项说法正确
空气中稀有气体所占比例虽小但用途广泛，故选项说法正确
臭氧层空洞主要是应为冰箱等冷藏装置使用了氟化物作为制冷剂，氟化物会与臭氧反应，使它分解为氧气，会造成臭氧层空洞，故选项说法错误
聚焦中考：题型典例聚焦
【题型二  测定空气中氧气的含量】
【2021辽宁抚顺】关于测定空气中氧气含量的实验，下列说法正确的是（ ）A. 实验前止水夹没有夹紧B. 将红磷换成木炭进行实验C. 待装置冷却至室温后，再打开止水夹D. 点燃红磷缓慢伸入集气瓶中后，再塞紧瓶塞
C
若做该实验时，止水夹没有夹紧，会使集气瓶内的空气受热通过导管进入空气中，因此集气瓶内的气体减少的量包括消耗的氧气及逸出的空气，会使瓶内的气体比实际氧气减少的多，因此会使水倒流超过五分之一，造成结果偏大性质
木炭在空气中燃烧生成二氧化碳气体，虽然能除去氧气，但却增加了新的气体
以防止剩余的气体在受热状态下，处于膨胀状态，占据了部分水的体积，造成结果偏小性质
点燃后的红磷必须迅速伸入集气瓶中，塞紧瓶塞，否则瓶内气体逸出，造成实验误差质
聚焦中考：题型典例聚焦
【趁热打铁】
1、【2020黑龙江牡丹、鸡西】测定空气中氧气含量的实验装置如图所示：下列有关说法正确的是（ ）A.燃烧匙中的红磷可以换成硫或木炭B.选用红磷是因为反应只消耗O2，生成固态的P2O5C.装置内水位不会发生变化D.本实验可以证明空气含有Ｎ2、O2、CO2和稀有气体
B
硫或木炭燃烧生成气体，装置中气压不变，装置中液面不会上升
选用红磷是因为磷只消耗O2不和氮气反应，生成固态的P2O5没有生成新的气体
红磷燃烧消耗氧气，没有生成新的气体，装置中气压下降，在大气压作用下，液面上升，装置内水位会发生变化
本实验不可以证明空气含有CO2和稀有气体
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【趁热打铁】
2、【2021山西晋中】拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。后人仿照其实验原理测定空气中氧气含量（如图）。实验过程中，逐渐减少的气体和逐渐增多的物质是（ ）A. O2、P2O5 B. P、P2O5 C. O2、P D. N2、P2O5
A
磷燃烧消耗了氧气生成五氧化二磷固体，装置中压强减小，水进入装置，进入装置中水的体积就是消耗氧气的体积；燃烧过程中氮气不参与反应，故实验过程中，逐渐减少的气体和逐渐增多的物质是氧气、五氧化二磷。
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【2021湖南娄底】认真观察、准确记录和仔细分析实验现象是学习化学的重要方法。下列有关实验现象的描述不正确的是（　　）A．红磷在空气中燃烧产生大量的白烟 B．细铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成黑色固体 C．木炭在氧气中燃烧发白光，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体 D．镁条在空气中燃烧发出耀眼的白光，生成氧化镁
D
红磷在空气中燃烧，产生大量的白烟
细铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成一种黑色固体
木炭在氧气中燃烧，发出白光，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体
镁条在空气中燃烧发出耀眼的白光，生成氧化镁是实验结论而不是实验现象
【题型三   氧气的性质】
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【趁热打铁】
1、【2021江苏宿迁】下列变化过程中，不属于缓慢氧化的是（ ）A. 塑料老化 B. 食物腐败 C. 镁条燃烧 D. 动植物呼吸
C
A、塑料老化是塑料与氧气发生的缓慢氧化；B、食物腐败进行的很慢，属于缓慢氧化；D、动植物呼吸进行的很慢，属于缓慢氧化。
C、镁条燃烧是剧烈的氧化反应，符合题意；
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【趁热打铁】
2、【2021湖北襄阳】下列对氧气的性质和用途的描述，错误的是（ ）A. 无色 B. 无味 C. 供给呼吸 D. 食品防腐
D
在通常状况下，氧气是一种无色、无味的气体，能供给呼吸。但氧气具有氧化性，食品和氧气接触会发生缓慢氧化而变质，因此不能用于食品防腐。
3、【2021广西玉林】下列物质在氧气中燃烧，火星四射的是（　　）A．红磷 B．蜡烛 C．硫粉 D．铁丝
红磷在氧气中燃烧，产生大量的白烟；蜡烛在氧气中燃烧，发出白光，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体；硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，产生一种具有刺激性气味的气体；铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成一种黑色固体，故选D。
D
聚焦中考：题型典例聚焦
【趁热打铁】
4、【2021辽宁阜新】如图是铁丝在氧气中燃烧的实验示意图，下列有关该实验叙述正确的是（ ）A. 点燃系在细铁丝下端的火柴，立即插入盛有氧气的集气瓶中B. 观察到铁丝剧烈燃烧、火星四射、生成黑色固体C. 该反应的化学方程式为3Fe+2O2=Fe3O4D. 集气瓶底部的水不能用少量细沙代替
D
铁的着火点较高，不易引燃，实验时，点燃系在螺旋状细铁丝底端的火柴，待火柴将要燃尽时，插入盛有氧气的集气瓶中
铁丝在氧气中燃烧观察到铁丝剧烈燃烧、火星四射、生成黑色固体
集气瓶底部的水是为了防止熔融状态的生成物温度过高炸裂瓶底，所以可以用细沙代替
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【趁热打铁】
5、【2021河北】根据图所示的实验回答问题。（1）甲装置中仪器a的名称为 ；用该装置收集气体，气体应满足的条件是 ；实验时导管接近集气瓶底部的目的是 。（2）乙是铁丝在氧气中燃烧的实验。点燃铁丝下端的火柴，待 时，将铁丝伸入集气瓶内。实验时瓶底有水，若集气瓶炸裂，操作上可能的错误是__ 。
长颈漏斗
密度大于空气，且与空气中的物质不反应
便于排净装置内的空气
火柴快燃尽
铁丝挨集气瓶内壁太近，或高温物质溅到集气瓶内壁上
聚焦中考：题型典例聚焦
【趁热打铁】
5、【解析】（1）由图可知，甲装置中仪器a的名称为：长颈漏斗；由图可知，该装置是向上排空气法收集气体，故气体应密度比空气大，且与空气中的物质不反应；实验时导管接近集气瓶底部的目的是：便于排净装置内的空气；（2）点燃铁丝下端的火柴，待火柴快燃尽时，将铁丝伸入集气瓶内，防止火柴燃烧消耗氧气，影响实验结果；将铁丝伸入集气瓶内。实验时瓶底有水，若集气瓶炸裂，操作上可能的错误是：铁丝挨集气瓶内壁太近，或高温物质溅到集气瓶内壁上，使集气瓶受热不均，炸裂。
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【2021湖南株洲】O2是人类生活不可缺少的物质，制取O2的方法很多。请回答下列问题：（1）KMnO4分解法：该反应的化学方程式为 ；（2）KClO3分解法：应选用上图中的___________（填图中装置对应的字母）作发生装置（3）H2O2分解法：常温下H2O2分解缓慢，通常加入少量MnO2，则MnO2的作用为 ；（4）可以用C所示装置来收集O2，体现了O2 的性质；（5）已知N2的沸点为-196℃，O2的沸点为-183℃。工业上在低温下加压，先使空气液化，然后蒸发，则O2为___________（填“先”或“后”）蒸发出来的气体。
【题型四   氧气的制取】
A
催化作用
不易溶于水
后
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【解析】(1)高锰酸钾分解制取氧气，生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应方程式为： (2)氯酸钾分解制取氧气，反应物为固体，反应条件需要加热，故选择A作为发生装置；(3)过氧化氢分解制取氧气，加少量二氧化锰作为催化剂，加快反应速率，起催化作用；(4)能用排水法收集气体，说明气体不溶于水，故体现了氧气不易溶于水的性质；(5)因氮气的沸点低，液化空气后蒸发时沸点低的物质会先分离出，故氧气比氮气后蒸发出来。
聚焦中考：题型典例聚焦
【趁热打铁】
1、【2020云南】下列有关催化剂的说法正确的是（　　）A.在化学反应后其质量增加B.在化学反应后其质量减少C.在化学反应后其化学性质发生了变化D.催化剂能改变化学反应速率
D
在化学反应后其质量不变
在化学反应后其质量不变
在化学反应后其化学性质不变
催化剂能改变化学反应的速率
聚焦中考：题型典例聚焦
【趁热打铁】
2、【2021贵州铜仁】北京3号卫星于 2021 年 6 月 11 日发射成功，该卫星主要用于资源调查和环境监测。实验室用氯酸钾和MnO2（MnO2作催化剂）反应制取氧气，为了不造成资源浪费和环境污染，对完全反应后的固体进行回收，请写出具体的实验操作步骤。
加足量水溶解、过滤，将滤渣洗涤、干燥得到二氧化锰，滤液蒸发结晶得到氯化钾。
【解析】氯酸钾在二氧化锰的催化下分解为水和氧气，二氧化锰是催化剂，化学反应前后，其质量和化学性质不变，故完全反应后的固体是氯化钾和二氧化锰，氯化钾溶于水，二氧化锰难溶于水，可加足量水溶解、过滤，将滤渣洗涤、干燥得到二氧化锰，滤液蒸发结晶得到氯化钾。
聚焦中考：题型典例聚焦
【趁热打铁】
3、【2021湖北襄阳】掌握常用仪器的特征和用途，积极动手实验，是化学学习和研究的基础。图甲为实验室用高锰酸钾制取氧气的装置。（1）取一定量的高锰酸钾粉末装入试管中，应选择的仪器是___________（填字母）。A．药匙 B．镊子 C．玻璃棒（2）图甲中收集氧气所采用的方法是___________法。（3）加热试管时，先使酒精灯火焰在试管下方___________，让试管均匀受热，然后对准高锰酸钾所在部位加热。（4）检验氧气是否集满的正确操作是图乙中的___________（填字母）。
A
向上排空气
来回移动
B
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【趁热打铁】
3、【解析】（1）取一定量的高锰酸钾粉末装入试管中，取用粉末状固体，应选用药匙或纸槽。故选A；（2）图甲中收集氧气所采用的方法是向上排空气法；（3）加热试管时，先使酒精灯火焰在试管下方来回移动，让试管均匀受热，然后对准高锰酸钾所在部位加热；（4）氧气具有助燃性。氧气验满：将带火星的木条放在集气瓶口，木条熄灭，说明已经集满，不能伸入集气瓶内，故选B。
聚焦中考：题型典例聚焦
【趁热打铁】
4、【2021内蒙呼伦贝尔】请根据下面常用化学实验装置回答以下问题。（1）写出仪器①的名称___________。（2）实验室选用B装置制取氧气的化学方程式为 。（3）若用F装置收集氧气，当 时开始收集，收集完氧气后用玻璃片__________（填 “磨砂”或“光滑”）一面盖住集气瓶口，___________（填“正放”或“倒放”）在桌面上。（4）若用G装置通过排空气的方法收集氧气，验满的方法是 。（5）实验室制取CO2的化学方程式为 。（6）实验室制取CO2时，为了控制反应速率和节约药品，最好选择___________（填字母）作为发生装置。检验生成气体是CO2所选用的试剂为 。
聚焦中考：题型典例聚焦
4、【2021内蒙呼伦贝尔】请根据下面常用化学实验装置回答以下问题。（1）写出仪器①的名称___________。（2）实验室选用B装置制取氧气的化学方程式为 。（3）若用F装置收集氧气，当 时开始收集，收集完氧气后用玻璃片__________（填 “磨砂”或“光滑”）一面盖住集气瓶口，___________（填“正放”或“倒放”）在桌面上。（4）若用G装置通过排空气的方法收集氧气，验满的方法是 。（5）实验室制取CO2的化学方程式为 。（6）实验室制取CO2时，为了控制反应速率和节约药品，最好选择___________（填字母）作为发生装置。检验生成气体是CO2所选用的试剂为 。
长颈漏斗
导管口有连续均匀气泡冒出
磨砂
正放
将带火星的木条放在集气瓶b口，若木条复燃，说明氧气已收集满
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
C
澄清石灰水
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4、【解析】（1）仪器①的名称是长颈漏斗；（2）B装置是固液常温型发生装置，用该装置制取氧气选用的药品是过氧化氢溶液和二氧化锰，反应的化学方程式为 ；（3）F装置为排水法收集气体，若用于收集氧气，当导管口有连续均匀气泡冒出时开始收集，收集完氧气后用玻璃片磨砂一面盖住集气瓶口，因氧气密度大于空气，集气瓶需正放在桌面上；（4）若用G装置通过排空气的方法收集氧气，因氧气密度大于空气，氧气从a管进入，故将带火星的木条放在集气瓶b口，若木条复燃，说明氧气已收集满；（5）实验室制取CO2选用大理石或石灰石和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；（6）实验室制取CO2时，为了控制反应速率和节约药品，最好选择C作为发生装置。检验生成气体是CO2所选用的试剂为澄清石灰水。