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2023年中考化学鲁教版（五四学制）一轮复习第四单元 我们周围的空气课件
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这是一份2023年中考化学鲁教版（五四学制）一轮复习第四单元 我们周围的空气课件，共60页。PPT课件主要包含了拉瓦锡，供给呼吸，支持燃烧，作保护气，不活泼，电光源，不同颜色，二氧化硫，一氧化碳，二氧化氮等内容，欢迎下载使用。
写出图中反应的化学方程式注:“—”表示物质之间相互可以发生反应,“→”表示物质之间存在转化关系。
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦
考点一 空气的组成和用途
1.对空气成分的研究法国化学家 通过实验得出了空气是由 和 组成的结论。 2.空气的成分及用途
(1)各组分气体的含量是各组分气体在空气中的体积分数,不是质量分数。(2)“稀有气体”是一类气体的总称,不是一种气体。
3.空气中氧气含量的测定(详见实验3)
考点二 空气的污染与防治
(1)二氧化碳属于空气的组成成分,不是空气污染物。但二氧化碳的含量过高,会加剧温室效应。(2)我国采取的空气质量等级分为五级,等级越低,空气污染指数数值越小,即空气质量越好,越有利于人体健康。
2.化学性质(1)氧气具有 性,不具有可燃性, 作燃料。 (2)常见物质在氧气或空气中的燃烧Ⅰ.与单质的反应
预先留少量水或细沙,防止高温熔化物溅落到瓶底使瓶底受热不均而炸裂
Ⅱ.与几种化合物的反应
①氧气的化学性质比较活泼,物质在空气中燃烧,实际上是与其中的氧气发生反应,由于氧气的浓度存在差异,因此在空气中燃烧不如在氧气中剧烈。②烟和雾的区别:烟是固体小颗粒分散在空气中的现象;雾是小液滴分散在空气中的现象。
3.氧化反应(不是基本反应类型)
有氧气参加的反应一定是氧化反应,但氧化反应不一定有氧气参加。
1.工业制氧(1)原料:空气。(2)原理:利用液态氮的沸点比液态氧的沸点低的原理。先将空气在低温条件下加压变为液态,再将液态空气缓缓升温至-196 ℃左右, 首先达到沸点从液态空气里蒸发出来,剩下的主要就是 。 (3)工艺流程:分离液态空气,其过程可以简单地表示如下:
(4)贮存:氧气贮存在 色钢瓶中。
工业上制取氧气的过程属于物理变化。
2.氧气的实验室制法(详见实验4)常温下用 和 混合,化学方程式为 。 3.催化剂和催化作用(1)概念在化学反应里能 其他物质的 ,而本身的 和 在化学反应前后都没有发生变化的物质叫作催化剂(又叫触媒)。 (2)特点①催化剂只能改变反应速率,可增大反应速率,也可减缓反应速率,不能改变生成物的质量。②催化剂的质量、化学性质在化学反应前后不变。(3)催化作用催化剂在化学反应中所起的作用叫作催化作用。
①催化剂不能决定化学反应能否发生;②催化剂不能改变生成物产量;③催化剂的化学性质在反应前后不变,其物理性质可能发生变化;④催化剂参与化学反应(降低反应的活化能)。
考点五 自然界中的氧循环
1.氧气的产生与消耗(1)产生:主要通过绿色植物的 。 (2)消耗:动植物的 作用、燃料的 等。 2.氧循环的意义维持了相对恒定的大气含氧量,构建了陆地、海洋和大气等环境的物质和能量平衡,为生态系统的正常运转提供可靠的资源保障。
实验3 空气中氧气含量的测定
3.实验创新(1)设计原则:都是利用物质与空气中的氧气反应,从而使密闭容器中气体体积减小,减小的体积即为氧气所占的体积。(2)药品的选择原则:①所选药品能且只能与空气中的氧气反应;②生成物是固体或液体,不能是气体,若生成气体,应选择试剂吸收。(3)磷和铜作为试剂有关实验的创新
(4)其他试剂有关实验的创新
2.(2022泰安模拟)利用如图装置验证了空气中氧气的含量。下列叙述不正确的是( )A.实验前需检查装置气密性B.白磷的作用是消耗试管中的氧气C.白磷熄灭、试管冷却后再打开止水夹D.最终量筒中液面约降至40 mL刻度线处
3.(2022厦门模拟)如图为“用红磷测定空气中氧气含量”的装置。左右两边活塞距离为20 cm,活塞可以自由移动(密闭体系内除空气外其他物质体积忽略不计)。下列说法正确的是( )A.惰性电热板上红磷不可以换成铜丝B.氧气含量指的是“氧气质量分数”C.实验结束后活塞之间的距离约为4 cmD.缓慢来回推动活塞可以提高实验结果的精确度
实验4 氧气的实验室制取
1.实验药品、反应原理及发生装置(依据: 和 )
①固液不加热型装置,长颈漏斗的末端必须伸入液面以下形成液封,防止产生的气体直接逸出;②实验室一般选用过氧化氢溶液制取氧气,而不选用高锰酸钾和氯酸钾,是因为前者不需要加热,操作简便、安全,二氧化锰与过氧化氢易分离且不会产生有害物质;③长颈漏斗可改用分液漏斗,其优点是控制反应速率。
2.收集装置(依据:气体的 和 )
①向上排空气法收集时,导管要伸到瓶底,利于排净瓶内空气;②排水法收集氧气时,要待气泡连续均匀地冒出时再收集,否则收集的气体中含有发生装置内的空气;③用排水法收集满的氧气应先在水中盖好玻璃片,再正放于桌面上。
3.操作步骤(用H2O2溶液制取氧气)(1)组:按照自下而上、从左至右的顺序连接仪器。(2)查:检查装置气密性。(3)装:向锥形瓶中加入二氧化锰固体。(4)定:固定实验装置。(5)加:向分液漏斗或长颈漏斗中加入过氧化氢溶液。(6)收:收集氧气。
4.(2022东营期末)如图所示,是实验室中常见的气体制备和收集装置,请回答下列问题:
(1)a的名称是 。b的名称是 。 (2)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取O2,若收集较纯净的氧气,应该选择收集装置 (填字母),该反应的化学方程式为 。
(3)用过氧化氢溶液制取氧气,小龙同学认为B装置和C装置都可以,如果要得到平稳的氧气流,你认为应该选 装置。小红同学想用E装置代替D装置收集干燥的氧气,气体应该从 (填“c”或“d”)端进入。 (4)在实验室可以用加热固体无水醋酸钠和固体碱石灰的方法制取甲烷。通常情况下,甲烷的密度比空气小,难溶于水,实验室制取甲烷选择的发生装置是 (填字母)。若用E装置收集甲烷,气体应从 (填“c”或“d”)端进入。
5.(2021 泰安期中)用“W”形玻璃管进行微型实验。将注射器中的过氧化氢溶液推入管中与二氧化锰接触,下列说法不正确的是( )A.过氧化氢溶液遇到二氧化锰,立刻产生大量气泡B.若a处粉末是木炭粉,能看到白光C.若a处粉末是镁粉,b处会出现白雾D.若a处粉末是铜粉,能看到粉末由红色变为黑色
6.(2022烟台芝罘区模拟)根据如图回答有关问题:
(1)仪器H的名称是 ,它的主要用途是 (只写一种)。 (2)实验室制取并收集O2可选用以上仪器中A、C、F和 (填字母)组合,反应的化学方程式为 。 (3)用以上方法制取O2结束后,用过滤的方法回收MnO2固体,在上图的仪器中,除铁架台和滤纸外,还需要补充的玻璃仪器是 。
考向1 空气的成分及用途
[例1] (2022新泰期末)下列关于空气的说法中,错误的是( )A.空气是一种十分重要的天然资源B.空气本来是纯净物,被污染后变成了混合物C.空气的成分按体积分数计算,大约是:氮气78%,氧气21%,稀有气体0.94%,二氧化碳0.03%,其他气体和杂质0.03%D.空气中的稀有气体一般不跟其他物质反应,曾被称为“惰性气体”
(1)空气中各成分的含量指的是体积分数,不是质量分数。(2)空气的各种成分是均匀混合在一起的。(3)稀有气体不是一种单一的气体,包括氦、氖、氩、氪、氙等。
2.(2022东营二模)科学家们研制了“人造空气”来供航天员呼吸。这种“人造空气”中氮气含量约占70%,氧气占20%以上,此外,还有二氧化碳等气体,非常接近空气的比例。飞船能根据仪器实时监测各种气体含量,并自动调节各种气体成分,同时将有毒的气体过滤掉,始终保证飞船内的空气适合航天员呼吸。下列说法正确的是( )A.空气中的二氧化碳含量虽然很少,但是在自然界中是必不可少的B.在航天飞船上,应把空气中的其他成分都分离出去,只留下氧气,会更有益于人的呼吸C.我们周围的空气中的各成分的体积分数是不变的,不随地域和季节的变化而变化D.空气中的氮气对人类呼吸没有任何作用,因此人造空气中可以没有这种气体
考向2 空气中氧气含量的测定
[例2] (2022东营垦利区二模)小东通过查阅资料,根据铁在空气中生锈的原理,设计了如图所示的实验装置,来测定空气中氧气含量(装置中的饱和食盐水、活性炭会加速铁生锈),已知广口瓶的有效容积为242 mL,实验8分钟后打开止水夹,水从烧杯流入广口瓶中的体积为48 mL。下列说法错误的是( )A.该实验的不足之处在于实验前广口瓶底未放少量水B.通过分析本次实验数据,可知空气中氧气的体积分数约为19.8%C.若实验药品充足,时间足够长,可十分接近拉瓦锡实验的结果D.此实验可有效解决拉瓦锡实验中的汞污染问题
空气中氧气含量的测定实验(1)选择药品应满足的条件①在空气中加热时只与空气中的氧气反应(铜粉或红磷等);②该物质反应后生成物为固体。(2)实验成功的关键①药品:反应物要足量;②装置:气密性要好。(3)误差分析实验后若结果偏小,可能的原因有:铜粉量不足、装置漏气、未来回拉动注射器活塞、未反应完就停止加热、未冷却到室温就读数等。
3.(2022东营垦利区模拟)如图所示装置可用于测定空气中氧气的含量。下列说法错误的是( )A.足量的白磷和装置气密性良好是实验成功的保证B.实验成功的标志是集气瓶中水面最终停在接近1处C.用激光笔点燃白磷可防止测量数据的不准确性D.实验过程中集气瓶的液面先上升后下降4.(2022烟台牟平区三模)化学兴趣小组利用如图所示的改进装置测定空气中氧气的含量(实验操作均正确)。下列关于该实验的说法错误的是( )A.本实验可证明空气中含有氧气B.白磷燃烧会产生大量白烟C.最终注射器活塞约停在10 mL刻度处D.胶头滴管中的水和注射器中的水作用是相同的
考向3 空气的污染与防治
[例3] (2022泰安模拟)每年3月12日为我国的植树节,泰安市某日空气质量日报:污染指数为61,空气质量级别为Ⅱ级,空气质量状况为良。下列有关说法正确的是( )A.氧气占空气质量分数的78%B.洁净的空气属于混合物C.质量级别越大,空气状况越好D.树木吸收二氧化硫,减弱温室效应
(1)空气污染指数越大,空气质量越差。二氧化碳不属于有害气体,但在空气中含量过多会引发温室效应。(2)空气污染的防治措施:减少化石燃料的使用、开发无污染的新能源、工厂废气经处理后再排放、大量植树造林增大绿地面积等。
5.(2022栖霞期末)“空气污染指数”是我国城市空气质量报告的主要内容之一。目前计入其中的各项污染物除可吸入颗粒物外,还应包括的气体是( )A.SO2 CO NO2 O3B.CO2 SO2 CO NO2C.SO2 CO2 NO2 O3D.SO3 CO CO2 NO26.(2022贺州)2022年6月5日世界环境日中国的主题是“共建清洁美丽世界”。下列一般不会造成空气污染的是( )A.燃放烟花B.人工降雨C.焚烧垃圾D.汽车尾气
[例4] (2022新泰期末)记录实验现象是科学探究中收集有关证据的过程。下面是几位同学在科学探究中记录的实验现象,其中描述不正确的是( )A.硫在空气中燃烧发出淡蓝色火焰,放出热量B.铁在空气中剧烈燃烧,火星四射,放出大量的热C.磷在空气中燃烧,产生大量的白烟D.将稀盐酸加入装有氧化铜粉末的试管中,固体粉末溶解,溶液变蓝
(1)氧气是一种化学性质比较活泼的气体,能支持燃烧、供给呼吸,但没有可燃性。(2)做铁丝在氧气中燃烧的实验时,需在集气瓶底放少量水或铺一层细沙,以防瓶底炸裂。(3)磷在氧气中燃烧生成白烟而不是白雾,“烟”是固体悬浮小颗粒,“雾”是悬浮小液滴。
7.(2022泰安东平县二模)下列物质在空气中燃烧,对其实验现象的描述正确的是( )A.铁丝:火星四射,剧烈燃烧,放热,有黑色固体产生B.木炭:产生白光,放热,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体C.蜡烛:产生黄色火焰,放热,生成二氧化碳和水D.红磷:放热,产生大量白烟8.(2022莱州期中)近日,在距地球5.6亿光年的“马卡良231”(Markarian 231)星系内,中外科学家联手发现了氧气。据悉,这是人类首次在银河系外发现氧气,也是迄今为止在太阳系外探测到氧气最多的一次。下列关于氧气说法正确的是( )A.氧气可以支持燃烧,是高能燃料B.固态氧为淡蓝色雪花状固体C.鱼类能在水中生存,因为氧气易溶于水D.氧气的化学性质很活泼,常温下能和所有物质反应
考向5 氧气的实验室制取
[例5] (2022东营模拟)实验室中,利用如图装置可以制取某些气体,请回答下列问题。
(1)写出编号所指仪器的名称:① ;④ 。 (2)向气体发生装置内加入药品前,应该进行的操作是 。
(3)以上装置图中共有两处明显的错误,请你找出其中一处错误的地方并把改正的结果填在下列横线上: . 。 (4)上述装置的错误全部改进正确后,请继续回答下列问题。小雨在实验室中若先用高锰酸钾制取氧气,选择的发生装置是 ,且在试管口应放 。 (5)后来小林又改用氯酸钾和另一种固体制取氧气,他选择上述装置中的A和 (填字母)进行组装,此反应文字表达式为 。 (6)小晴在实验室中选用C装置作为氧气的发生装置。在他们的实验中都用到的一种相同的固体药品是 ,在两个反应中它起 作用。请你写出小晴制取氧气的文字表达式 。用此法制取的优点是 。
A中的试管口没有向下倾斜,A中试管口应略向下倾斜;E中的导管伸入太短,E中导管应伸至集气瓶底部
(7)若选用F装置来收集氧气,怎样判断氧气是否已经收集满 。 (8)乙炔又称电石气,是一种无色、无味、密度比空气略小、不溶于水的气体;工业上常用它燃烧产生的高温来切割和焊接金属;实验室用电石(固体)与水反应制取乙炔。你认为制取乙炔应选择的发生装置是 ,收集装置是 。 (9)如果用G图装置收集氧气,则氧气由 (填“a”或“b”,下同)端通入,当用排水法收集氢气时,瓶内先装满水,气体从 处导管通入。
当集气瓶口出现较大气泡时
如何确定制取并收集氧气的实验装置1.实验装置
3.收集气体的方法(1)向上排空气法:气体密度大于空气密度,如图C。(2)向下排空气法:气体密度小于空气密度,如图D。(3)排水法:气体不溶于水或不易溶于水且不与水反应,如图E。
9.(2021新泰二模)如图是小强同学在制取某种气体时用到的一些实验药品和仪器装置。
(1)装置C中,“去底塑料瓶”和“玻璃导管”的组合,其功能与实验室中的 (填仪器名称)类似。 (2)从使用的实验药品上看,小强同学欲制取的气体是 。写出制取该气体的化学方程式 。 (3)从准备的实验仪器上看,小强同学欲采用 法收集气体,利用该方法收集气体的依据是 。利用该套装置检验该气体是否收集满的方法是 . 。
氧气不易溶解于水且不与水反应
集气瓶内水全部排尽,瓶口有大气泡冒出时,证明氧气已收集满
易错点一 对空气中各成分的含量是体积分数还是质量分数分辨不清
[例1] (2022泰安二模)下列关于空气的说法正确的是( )A.空气是由空气分子构成的B.空气中氧气质量分数约为21%C.空气里氮气、氧气等分子均匀地混合在一起D.氧气能支持燃烧,所以可以作燃料
易错分析:空气中各成分的体积分数分别是:氮气大约占空气体积的78%、氧气大约占空气体积的21%、稀有气体大约占空气体积的0.94%、二氧化碳大约占空气体积的0.03%、水蒸气与其他杂质大约占0.03%;氧气具有助燃性,不具有可燃性等。
易错点二 对“烟”与“雾”“光”与“火焰”混淆
[例2] 下列对有关实验现象的描述正确的是( )A.红磷在空气中燃烧产生大量白雾B.细铁丝伸入盛氧气的瓶中剧烈燃烧,火星四射C.硫在空气中燃烧生成有刺激性气味的气体D.镁条在空气中剧烈燃烧,产生了白色火焰
易错分析:本题易错选A、D,主要是“雾”与“烟”“光”与“火焰”分不清楚。错选B则是忽视了反应发生的条件。
考点一 空气的成分及用途
1.(2022泰安)水和空气是人类宝贵的自然资源。下列有关说法正确的是( )A.水电解得到氢气和氧气的质量比为2∶1B.水能灭火是因为可以降低可燃物的着火点C.空气中氧气的质量分数约为21%D.稀有气体在通电时能发出不同颜色的光
2.(2022烟台)空气是一种宝贵的自然资源。下列有关空气中各成分的说法错误的是( )A.液氮可用作制冷剂B.稀有气体可用于制造多种用途的电光源C.CO2属于空气污染物D.空气中的O2主要来源于植物的光合作用3.(2021烟台)下列有关空气各成分的说法错误的是( )A.氧气能供给生物呼吸,支持燃料燃烧B.二氧化碳是植物进行光合作用必需的物质C.氮气的化学性质不活泼,可用于食品防腐D.稀有气体通电发出各种不同颜色的光是化学变化
考点二 空气中氧气含量的测定
4.(2021东营)如图是测定空气中氧气含量的实验。对该实验的认识不正确的是( )A.要等到装置冷却至室温后再读数,否则测定结果偏小B.该实验中的铜粉换成铁粉无法达到实验目的C.将装置1中的气球更换为注射器(见装置2),可使空气与铜粉接触更充分,数据更加准确D.正确操作情况下,反应消耗氧气的体积应该是反应前注射器内气体和玻璃管内气体体积总和的1∕5
5.(2021烟台)化学兴趣小组设计如图所示的装置测定空气中氧气的含量,胶头滴管中的水滴入生石灰一段时间后,试管内的白磷(白磷的着火点为40 ℃)开始燃烧,待白磷熄灭并冷却至室温后打开弹簧夹。下列关于该实验的说法错误的是( )A.试管中的细沙可防止试管炸裂B.胶头滴管中的水和注射器中的水作用相同C.若实验测得氧气的体积分数偏低,可能是试管中白磷的量不足D.若注射器中的水最终减少了10 mL,说明空气中氧气的体积分数约为20%
6.(2020淄博)以下对物质在氧气中燃烧现象的描述不正确的是( )A.蜡烛在氧气中燃烧发出白光,放出热量B.铝粉在氧气中燃烧发出白光,火星四射C.木炭在氧气中燃烧产生蓝色火焰,放出热量D.铁丝在氧气中燃烧生成黑色固体,火星四射7.(2020东营节选)如图是同学们进行“铁丝在氧气中燃烧的性质实验”时的几种操作方式,更能提高实验成功率的方式是 (填字母)。
8.(2021泰安)实验室制取某些气体的装置如图,下列说法错误的是( )
① ② ③ ④ ⑤
A.装置①和④组合可以用来制取氧气B.装置②和⑤组合可以用来制取氢气C.装置②和③组合可以用来制取二氧化碳D.装置②可以随时添加液体药品
9.(2022烟台节选)化学是一门以实验为基础的科学。根据下列实验装置图,回答有关问题:
A B C D E
(1)实验室用氯酸钾固体在二氧化锰作催化剂并加热的条件下制取氧气,反应的化学方程式是 ,应选用的发生装置是 (填装置字母)。如果用盛满水的E装置来收集氧气,氧气应从 (填“a”或“b”)导管通入。
(2)如果在空间站失重状态下收集制得的O2,可选用下列装置中的 (填字母)。
A B C D
10.(2021烟台)化学是一门以实验为基础的科学,化学小组的同学利用如图装置进行实验探究,结合装置回答下列问题:
A B C D E
(1)写出标号仪器的名称:① ;② 。 (2)下列制取气体的反应可选用装置A的是 (填序号)。 ①二氧化锰与浓盐酸加热制取Cl2②大理石与稀盐酸制取CO2③加热氯酸钾与二氧化锰制取O2④锌粒与稀硫酸制取H2(3)实验室用过氧化氢和二氧化锰制取氧气,反应的化学方程式是 。可选用的收集装置是 (填装置字母)。
1.(2022潍坊)下列气体在空气中体积分数最小的是( )A.氮气B.稀有气体C.氧气D.二氧化碳2.(2022聊城)空气是一种重要的资源。下列有关说法不正确的是( )A.液态空气属于混合物B.食品包装袋中充入氮气可延长食品保质期C.稀有气体可用于制造多种用途的电光源D.空气污染指数越大,空气质量状况越好
3.(2022湘潭)下列物质能在氧气中剧烈燃烧、火星四射、产生黑色固体的是( )A.木炭B.硫粉C.红磷D.铁丝4.(2022长沙)为了打赢蓝天保卫战,我们要加强大气质量监测。下列气体属于空气污染物的是( )A.氧气B.二氧化硫C.氮气D.水蒸气5.(2022衡阳)下列关于空气的说法错误的是( )A.空气是一种混合物B.空气是一种宝贵的资源C.稀有气体化学性质很不活泼,不与任何物质发生化学反应D.空气中氧气的体积分数约为21%
6.(2022昆明)2021年12月9日,航天员在中国“天和号”空间站进行“天宫课堂”第一课。水球光学实验中打入的“人造空气”与我们身边的空气成分含量基本相同,“人造空气”中氧气含量约为( )A.78%B.21%%%7.(2022乐山改编)为测定空气中氧气的含量,某同学将红磷燃烧测定空气中氧气含量的实验进行改进,改进后的实验装置如图所示(部分夹持装置已忽略),实验时引燃红磷后便熄灭酒精灯。下列有关该实验的说法不正确的是( )
8.(2022聊城)化学实验是进行科学探究的重要途径。某研究性学习小组欲利用下列装置进行相关气体制取的探究,请你分析并回答问题:
A B C D E F
(1)图中标号a的仪器名称是 。 (2)若用加热高锰酸钾固体制取并收集一集气瓶氧气,可选用的装置组合是 (填字母序号)。
(3)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的化学方程式为 。 主要操作步骤有:①检查装置的气密性;②收集并验满气体;③装入药品;④组装仪器。正确的操作顺序是 (填数字序号)。 (4)F是密封良好、充满空气的单气阀充气袋,现用F收集一袋较纯净的氧气,则导气管口b、c连接之前需进行的一项操作是 。
9.(2022台州)在实验室里可以用加热氯酸钾与二氧化锰的混合物来制取氧气。(1)请从下列各图中选择合适的实验装置(部分夹持装置未画出) (填序号)。
① ② ③ ④
写出图中反应的化学方程式注:“—”表示物质之间相互可以发生反应,“→”表示物质之间存在转化关系。
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦
考点一 空气的组成和用途
1.对空气成分的研究法国化学家 通过实验得出了空气是由 和 组成的结论。 2.空气的成分及用途
(1)各组分气体的含量是各组分气体在空气中的体积分数,不是质量分数。(2)“稀有气体”是一类气体的总称,不是一种气体。
3.空气中氧气含量的测定(详见实验3)
考点二 空气的污染与防治
(1)二氧化碳属于空气的组成成分,不是空气污染物。但二氧化碳的含量过高,会加剧温室效应。(2)我国采取的空气质量等级分为五级,等级越低,空气污染指数数值越小,即空气质量越好,越有利于人体健康。
2.化学性质(1)氧气具有 性,不具有可燃性, 作燃料。 (2)常见物质在氧气或空气中的燃烧Ⅰ.与单质的反应
预先留少量水或细沙,防止高温熔化物溅落到瓶底使瓶底受热不均而炸裂
Ⅱ.与几种化合物的反应
①氧气的化学性质比较活泼,物质在空气中燃烧,实际上是与其中的氧气发生反应,由于氧气的浓度存在差异,因此在空气中燃烧不如在氧气中剧烈。②烟和雾的区别:烟是固体小颗粒分散在空气中的现象;雾是小液滴分散在空气中的现象。
3.氧化反应(不是基本反应类型)
有氧气参加的反应一定是氧化反应,但氧化反应不一定有氧气参加。
1.工业制氧(1)原料:空气。(2)原理:利用液态氮的沸点比液态氧的沸点低的原理。先将空气在低温条件下加压变为液态,再将液态空气缓缓升温至-196 ℃左右, 首先达到沸点从液态空气里蒸发出来,剩下的主要就是 。 (3)工艺流程:分离液态空气,其过程可以简单地表示如下:
(4)贮存:氧气贮存在 色钢瓶中。
工业上制取氧气的过程属于物理变化。
2.氧气的实验室制法(详见实验4)常温下用 和 混合,化学方程式为 。 3.催化剂和催化作用(1)概念在化学反应里能 其他物质的 ,而本身的 和 在化学反应前后都没有发生变化的物质叫作催化剂(又叫触媒)。 (2)特点①催化剂只能改变反应速率,可增大反应速率,也可减缓反应速率,不能改变生成物的质量。②催化剂的质量、化学性质在化学反应前后不变。(3)催化作用催化剂在化学反应中所起的作用叫作催化作用。
①催化剂不能决定化学反应能否发生;②催化剂不能改变生成物产量;③催化剂的化学性质在反应前后不变,其物理性质可能发生变化;④催化剂参与化学反应(降低反应的活化能)。
考点五 自然界中的氧循环
1.氧气的产生与消耗(1)产生:主要通过绿色植物的 。 (2)消耗:动植物的 作用、燃料的 等。 2.氧循环的意义维持了相对恒定的大气含氧量,构建了陆地、海洋和大气等环境的物质和能量平衡,为生态系统的正常运转提供可靠的资源保障。
实验3 空气中氧气含量的测定
3.实验创新(1)设计原则:都是利用物质与空气中的氧气反应,从而使密闭容器中气体体积减小,减小的体积即为氧气所占的体积。(2)药品的选择原则:①所选药品能且只能与空气中的氧气反应;②生成物是固体或液体,不能是气体,若生成气体,应选择试剂吸收。(3)磷和铜作为试剂有关实验的创新
(4)其他试剂有关实验的创新
2.(2022泰安模拟)利用如图装置验证了空气中氧气的含量。下列叙述不正确的是( )A.实验前需检查装置气密性B.白磷的作用是消耗试管中的氧气C.白磷熄灭、试管冷却后再打开止水夹D.最终量筒中液面约降至40 mL刻度线处
3.(2022厦门模拟)如图为“用红磷测定空气中氧气含量”的装置。左右两边活塞距离为20 cm,活塞可以自由移动(密闭体系内除空气外其他物质体积忽略不计)。下列说法正确的是( )A.惰性电热板上红磷不可以换成铜丝B.氧气含量指的是“氧气质量分数”C.实验结束后活塞之间的距离约为4 cmD.缓慢来回推动活塞可以提高实验结果的精确度
实验4 氧气的实验室制取
1.实验药品、反应原理及发生装置(依据: 和 )
①固液不加热型装置,长颈漏斗的末端必须伸入液面以下形成液封,防止产生的气体直接逸出;②实验室一般选用过氧化氢溶液制取氧气,而不选用高锰酸钾和氯酸钾,是因为前者不需要加热,操作简便、安全,二氧化锰与过氧化氢易分离且不会产生有害物质;③长颈漏斗可改用分液漏斗,其优点是控制反应速率。
2.收集装置(依据:气体的 和 )
①向上排空气法收集时,导管要伸到瓶底,利于排净瓶内空气;②排水法收集氧气时,要待气泡连续均匀地冒出时再收集,否则收集的气体中含有发生装置内的空气;③用排水法收集满的氧气应先在水中盖好玻璃片,再正放于桌面上。
3.操作步骤(用H2O2溶液制取氧气)(1)组:按照自下而上、从左至右的顺序连接仪器。(2)查:检查装置气密性。(3)装:向锥形瓶中加入二氧化锰固体。(4)定:固定实验装置。(5)加:向分液漏斗或长颈漏斗中加入过氧化氢溶液。(6)收:收集氧气。
4.(2022东营期末)如图所示,是实验室中常见的气体制备和收集装置,请回答下列问题:
(1)a的名称是 。b的名称是 。 (2)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取O2,若收集较纯净的氧气,应该选择收集装置 (填字母),该反应的化学方程式为 。
(3)用过氧化氢溶液制取氧气,小龙同学认为B装置和C装置都可以,如果要得到平稳的氧气流,你认为应该选 装置。小红同学想用E装置代替D装置收集干燥的氧气,气体应该从 (填“c”或“d”)端进入。 (4)在实验室可以用加热固体无水醋酸钠和固体碱石灰的方法制取甲烷。通常情况下,甲烷的密度比空气小,难溶于水,实验室制取甲烷选择的发生装置是 (填字母)。若用E装置收集甲烷,气体应从 (填“c”或“d”)端进入。
5.(2021 泰安期中)用“W”形玻璃管进行微型实验。将注射器中的过氧化氢溶液推入管中与二氧化锰接触,下列说法不正确的是( )A.过氧化氢溶液遇到二氧化锰,立刻产生大量气泡B.若a处粉末是木炭粉,能看到白光C.若a处粉末是镁粉,b处会出现白雾D.若a处粉末是铜粉,能看到粉末由红色变为黑色
6.(2022烟台芝罘区模拟)根据如图回答有关问题:
(1)仪器H的名称是 ,它的主要用途是 (只写一种)。 (2)实验室制取并收集O2可选用以上仪器中A、C、F和 (填字母)组合,反应的化学方程式为 。 (3)用以上方法制取O2结束后,用过滤的方法回收MnO2固体,在上图的仪器中,除铁架台和滤纸外,还需要补充的玻璃仪器是 。
考向1 空气的成分及用途
[例1] (2022新泰期末)下列关于空气的说法中,错误的是( )A.空气是一种十分重要的天然资源B.空气本来是纯净物,被污染后变成了混合物C.空气的成分按体积分数计算,大约是:氮气78%,氧气21%,稀有气体0.94%,二氧化碳0.03%,其他气体和杂质0.03%D.空气中的稀有气体一般不跟其他物质反应,曾被称为“惰性气体”
(1)空气中各成分的含量指的是体积分数,不是质量分数。(2)空气的各种成分是均匀混合在一起的。(3)稀有气体不是一种单一的气体,包括氦、氖、氩、氪、氙等。
2.(2022东营二模)科学家们研制了“人造空气”来供航天员呼吸。这种“人造空气”中氮气含量约占70%,氧气占20%以上,此外,还有二氧化碳等气体,非常接近空气的比例。飞船能根据仪器实时监测各种气体含量,并自动调节各种气体成分,同时将有毒的气体过滤掉,始终保证飞船内的空气适合航天员呼吸。下列说法正确的是( )A.空气中的二氧化碳含量虽然很少,但是在自然界中是必不可少的B.在航天飞船上,应把空气中的其他成分都分离出去,只留下氧气,会更有益于人的呼吸C.我们周围的空气中的各成分的体积分数是不变的,不随地域和季节的变化而变化D.空气中的氮气对人类呼吸没有任何作用,因此人造空气中可以没有这种气体
考向2 空气中氧气含量的测定
[例2] (2022东营垦利区二模)小东通过查阅资料,根据铁在空气中生锈的原理,设计了如图所示的实验装置,来测定空气中氧气含量(装置中的饱和食盐水、活性炭会加速铁生锈),已知广口瓶的有效容积为242 mL,实验8分钟后打开止水夹,水从烧杯流入广口瓶中的体积为48 mL。下列说法错误的是( )A.该实验的不足之处在于实验前广口瓶底未放少量水B.通过分析本次实验数据,可知空气中氧气的体积分数约为19.8%C.若实验药品充足,时间足够长,可十分接近拉瓦锡实验的结果D.此实验可有效解决拉瓦锡实验中的汞污染问题
空气中氧气含量的测定实验(1)选择药品应满足的条件①在空气中加热时只与空气中的氧气反应(铜粉或红磷等);②该物质反应后生成物为固体。(2)实验成功的关键①药品:反应物要足量;②装置:气密性要好。(3)误差分析实验后若结果偏小,可能的原因有:铜粉量不足、装置漏气、未来回拉动注射器活塞、未反应完就停止加热、未冷却到室温就读数等。
3.(2022东营垦利区模拟)如图所示装置可用于测定空气中氧气的含量。下列说法错误的是( )A.足量的白磷和装置气密性良好是实验成功的保证B.实验成功的标志是集气瓶中水面最终停在接近1处C.用激光笔点燃白磷可防止测量数据的不准确性D.实验过程中集气瓶的液面先上升后下降4.(2022烟台牟平区三模)化学兴趣小组利用如图所示的改进装置测定空气中氧气的含量(实验操作均正确)。下列关于该实验的说法错误的是( )A.本实验可证明空气中含有氧气B.白磷燃烧会产生大量白烟C.最终注射器活塞约停在10 mL刻度处D.胶头滴管中的水和注射器中的水作用是相同的
考向3 空气的污染与防治
[例3] (2022泰安模拟)每年3月12日为我国的植树节,泰安市某日空气质量日报:污染指数为61,空气质量级别为Ⅱ级,空气质量状况为良。下列有关说法正确的是( )A.氧气占空气质量分数的78%B.洁净的空气属于混合物C.质量级别越大,空气状况越好D.树木吸收二氧化硫,减弱温室效应
(1)空气污染指数越大,空气质量越差。二氧化碳不属于有害气体,但在空气中含量过多会引发温室效应。(2)空气污染的防治措施:减少化石燃料的使用、开发无污染的新能源、工厂废气经处理后再排放、大量植树造林增大绿地面积等。
5.(2022栖霞期末)“空气污染指数”是我国城市空气质量报告的主要内容之一。目前计入其中的各项污染物除可吸入颗粒物外,还应包括的气体是( )A.SO2 CO NO2 O3B.CO2 SO2 CO NO2C.SO2 CO2 NO2 O3D.SO3 CO CO2 NO26.(2022贺州)2022年6月5日世界环境日中国的主题是“共建清洁美丽世界”。下列一般不会造成空气污染的是( )A.燃放烟花B.人工降雨C.焚烧垃圾D.汽车尾气
[例4] (2022新泰期末)记录实验现象是科学探究中收集有关证据的过程。下面是几位同学在科学探究中记录的实验现象,其中描述不正确的是( )A.硫在空气中燃烧发出淡蓝色火焰,放出热量B.铁在空气中剧烈燃烧,火星四射,放出大量的热C.磷在空气中燃烧,产生大量的白烟D.将稀盐酸加入装有氧化铜粉末的试管中,固体粉末溶解,溶液变蓝
(1)氧气是一种化学性质比较活泼的气体,能支持燃烧、供给呼吸,但没有可燃性。(2)做铁丝在氧气中燃烧的实验时,需在集气瓶底放少量水或铺一层细沙,以防瓶底炸裂。(3)磷在氧气中燃烧生成白烟而不是白雾,“烟”是固体悬浮小颗粒,“雾”是悬浮小液滴。
7.(2022泰安东平县二模)下列物质在空气中燃烧,对其实验现象的描述正确的是( )A.铁丝:火星四射,剧烈燃烧,放热,有黑色固体产生B.木炭:产生白光,放热,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体C.蜡烛:产生黄色火焰,放热,生成二氧化碳和水D.红磷:放热,产生大量白烟8.(2022莱州期中)近日,在距地球5.6亿光年的“马卡良231”(Markarian 231)星系内,中外科学家联手发现了氧气。据悉,这是人类首次在银河系外发现氧气,也是迄今为止在太阳系外探测到氧气最多的一次。下列关于氧气说法正确的是( )A.氧气可以支持燃烧,是高能燃料B.固态氧为淡蓝色雪花状固体C.鱼类能在水中生存,因为氧气易溶于水D.氧气的化学性质很活泼,常温下能和所有物质反应
考向5 氧气的实验室制取
[例5] (2022东营模拟)实验室中,利用如图装置可以制取某些气体,请回答下列问题。
(1)写出编号所指仪器的名称:① ;④ 。 (2)向气体发生装置内加入药品前,应该进行的操作是 。
(3)以上装置图中共有两处明显的错误,请你找出其中一处错误的地方并把改正的结果填在下列横线上: . 。 (4)上述装置的错误全部改进正确后,请继续回答下列问题。小雨在实验室中若先用高锰酸钾制取氧气,选择的发生装置是 ,且在试管口应放 。 (5)后来小林又改用氯酸钾和另一种固体制取氧气,他选择上述装置中的A和 (填字母)进行组装,此反应文字表达式为 。 (6)小晴在实验室中选用C装置作为氧气的发生装置。在他们的实验中都用到的一种相同的固体药品是 ,在两个反应中它起 作用。请你写出小晴制取氧气的文字表达式 。用此法制取的优点是 。
A中的试管口没有向下倾斜,A中试管口应略向下倾斜;E中的导管伸入太短,E中导管应伸至集气瓶底部
(7)若选用F装置来收集氧气,怎样判断氧气是否已经收集满 。 (8)乙炔又称电石气,是一种无色、无味、密度比空气略小、不溶于水的气体;工业上常用它燃烧产生的高温来切割和焊接金属;实验室用电石(固体)与水反应制取乙炔。你认为制取乙炔应选择的发生装置是 ,收集装置是 。 (9)如果用G图装置收集氧气,则氧气由 (填“a”或“b”,下同)端通入,当用排水法收集氢气时,瓶内先装满水,气体从 处导管通入。
当集气瓶口出现较大气泡时
如何确定制取并收集氧气的实验装置1.实验装置
3.收集气体的方法(1)向上排空气法:气体密度大于空气密度,如图C。(2)向下排空气法:气体密度小于空气密度,如图D。(3)排水法:气体不溶于水或不易溶于水且不与水反应,如图E。
9.(2021新泰二模)如图是小强同学在制取某种气体时用到的一些实验药品和仪器装置。
(1)装置C中,“去底塑料瓶”和“玻璃导管”的组合,其功能与实验室中的 (填仪器名称)类似。 (2)从使用的实验药品上看,小强同学欲制取的气体是 。写出制取该气体的化学方程式 。 (3)从准备的实验仪器上看,小强同学欲采用 法收集气体,利用该方法收集气体的依据是 。利用该套装置检验该气体是否收集满的方法是 . 。
氧气不易溶解于水且不与水反应
集气瓶内水全部排尽,瓶口有大气泡冒出时,证明氧气已收集满
易错点一 对空气中各成分的含量是体积分数还是质量分数分辨不清
[例1] (2022泰安二模)下列关于空气的说法正确的是( )A.空气是由空气分子构成的B.空气中氧气质量分数约为21%C.空气里氮气、氧气等分子均匀地混合在一起D.氧气能支持燃烧,所以可以作燃料
易错分析:空气中各成分的体积分数分别是:氮气大约占空气体积的78%、氧气大约占空气体积的21%、稀有气体大约占空气体积的0.94%、二氧化碳大约占空气体积的0.03%、水蒸气与其他杂质大约占0.03%;氧气具有助燃性,不具有可燃性等。
易错点二 对“烟”与“雾”“光”与“火焰”混淆
[例2] 下列对有关实验现象的描述正确的是( )A.红磷在空气中燃烧产生大量白雾B.细铁丝伸入盛氧气的瓶中剧烈燃烧,火星四射C.硫在空气中燃烧生成有刺激性气味的气体D.镁条在空气中剧烈燃烧,产生了白色火焰
易错分析:本题易错选A、D,主要是“雾”与“烟”“光”与“火焰”分不清楚。错选B则是忽视了反应发生的条件。
考点一 空气的成分及用途
1.(2022泰安)水和空气是人类宝贵的自然资源。下列有关说法正确的是( )A.水电解得到氢气和氧气的质量比为2∶1B.水能灭火是因为可以降低可燃物的着火点C.空气中氧气的质量分数约为21%D.稀有气体在通电时能发出不同颜色的光
2.(2022烟台)空气是一种宝贵的自然资源。下列有关空气中各成分的说法错误的是( )A.液氮可用作制冷剂B.稀有气体可用于制造多种用途的电光源C.CO2属于空气污染物D.空气中的O2主要来源于植物的光合作用3.(2021烟台)下列有关空气各成分的说法错误的是( )A.氧气能供给生物呼吸,支持燃料燃烧B.二氧化碳是植物进行光合作用必需的物质C.氮气的化学性质不活泼,可用于食品防腐D.稀有气体通电发出各种不同颜色的光是化学变化
考点二 空气中氧气含量的测定
4.(2021东营)如图是测定空气中氧气含量的实验。对该实验的认识不正确的是( )A.要等到装置冷却至室温后再读数,否则测定结果偏小B.该实验中的铜粉换成铁粉无法达到实验目的C.将装置1中的气球更换为注射器(见装置2),可使空气与铜粉接触更充分,数据更加准确D.正确操作情况下,反应消耗氧气的体积应该是反应前注射器内气体和玻璃管内气体体积总和的1∕5
5.(2021烟台)化学兴趣小组设计如图所示的装置测定空气中氧气的含量,胶头滴管中的水滴入生石灰一段时间后,试管内的白磷(白磷的着火点为40 ℃)开始燃烧,待白磷熄灭并冷却至室温后打开弹簧夹。下列关于该实验的说法错误的是( )A.试管中的细沙可防止试管炸裂B.胶头滴管中的水和注射器中的水作用相同C.若实验测得氧气的体积分数偏低,可能是试管中白磷的量不足D.若注射器中的水最终减少了10 mL,说明空气中氧气的体积分数约为20%
6.(2020淄博)以下对物质在氧气中燃烧现象的描述不正确的是( )A.蜡烛在氧气中燃烧发出白光,放出热量B.铝粉在氧气中燃烧发出白光,火星四射C.木炭在氧气中燃烧产生蓝色火焰,放出热量D.铁丝在氧气中燃烧生成黑色固体,火星四射7.(2020东营节选)如图是同学们进行“铁丝在氧气中燃烧的性质实验”时的几种操作方式,更能提高实验成功率的方式是 (填字母)。
8.(2021泰安)实验室制取某些气体的装置如图,下列说法错误的是( )
① ② ③ ④ ⑤
A.装置①和④组合可以用来制取氧气B.装置②和⑤组合可以用来制取氢气C.装置②和③组合可以用来制取二氧化碳D.装置②可以随时添加液体药品
9.(2022烟台节选)化学是一门以实验为基础的科学。根据下列实验装置图,回答有关问题:
A B C D E
(1)实验室用氯酸钾固体在二氧化锰作催化剂并加热的条件下制取氧气,反应的化学方程式是 ,应选用的发生装置是 (填装置字母)。如果用盛满水的E装置来收集氧气,氧气应从 (填“a”或“b”)导管通入。
(2)如果在空间站失重状态下收集制得的O2,可选用下列装置中的 (填字母)。
A B C D
10.(2021烟台)化学是一门以实验为基础的科学,化学小组的同学利用如图装置进行实验探究,结合装置回答下列问题:
A B C D E
(1)写出标号仪器的名称:① ;② 。 (2)下列制取气体的反应可选用装置A的是 (填序号)。 ①二氧化锰与浓盐酸加热制取Cl2②大理石与稀盐酸制取CO2③加热氯酸钾与二氧化锰制取O2④锌粒与稀硫酸制取H2(3)实验室用过氧化氢和二氧化锰制取氧气,反应的化学方程式是 。可选用的收集装置是 (填装置字母)。
1.(2022潍坊)下列气体在空气中体积分数最小的是( )A.氮气B.稀有气体C.氧气D.二氧化碳2.(2022聊城)空气是一种重要的资源。下列有关说法不正确的是( )A.液态空气属于混合物B.食品包装袋中充入氮气可延长食品保质期C.稀有气体可用于制造多种用途的电光源D.空气污染指数越大,空气质量状况越好
3.(2022湘潭)下列物质能在氧气中剧烈燃烧、火星四射、产生黑色固体的是( )A.木炭B.硫粉C.红磷D.铁丝4.(2022长沙)为了打赢蓝天保卫战,我们要加强大气质量监测。下列气体属于空气污染物的是( )A.氧气B.二氧化硫C.氮气D.水蒸气5.(2022衡阳)下列关于空气的说法错误的是( )A.空气是一种混合物B.空气是一种宝贵的资源C.稀有气体化学性质很不活泼,不与任何物质发生化学反应D.空气中氧气的体积分数约为21%
6.(2022昆明)2021年12月9日,航天员在中国“天和号”空间站进行“天宫课堂”第一课。水球光学实验中打入的“人造空气”与我们身边的空气成分含量基本相同,“人造空气”中氧气含量约为( )A.78%B.21%%%7.(2022乐山改编)为测定空气中氧气的含量,某同学将红磷燃烧测定空气中氧气含量的实验进行改进,改进后的实验装置如图所示(部分夹持装置已忽略),实验时引燃红磷后便熄灭酒精灯。下列有关该实验的说法不正确的是( )
8.(2022聊城)化学实验是进行科学探究的重要途径。某研究性学习小组欲利用下列装置进行相关气体制取的探究,请你分析并回答问题:
A B C D E F
(1)图中标号a的仪器名称是 。 (2)若用加热高锰酸钾固体制取并收集一集气瓶氧气,可选用的装置组合是 (填字母序号)。
(3)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的化学方程式为 。 主要操作步骤有:①检查装置的气密性;②收集并验满气体;③装入药品;④组装仪器。正确的操作顺序是 (填数字序号)。 (4)F是密封良好、充满空气的单气阀充气袋,现用F收集一袋较纯净的氧气,则导气管口b、c连接之前需进行的一项操作是 。
9.(2022台州)在实验室里可以用加热氯酸钾与二氧化锰的混合物来制取氧气。(1)请从下列各图中选择合适的实验装置(部分夹持装置未画出) (填序号)。
① ② ③ ④
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