初中化学人教版（2024）九年级上册（2024）课题1 我们周围的空气教学设计

这是一份初中化学人教版（2024）九年级上册（2024）课题1 我们周围的空气教学设计，共40页。教案主要包含了测定空气中氧气的含量，空气是一种宝贵的资源，纯净物和混合物，氧气的性质，氧气的制取，催化剂，化合反应等内容，欢迎下载使用。
我们周围的空气 高效提升方案
知识梳理
一、测定空气中氧气的含量：
1、实验原理：红磷燃烧消耗氧气，使密闭容器内压强减小，在大气压作用下，水倒流入集气瓶中，进入集气瓶内水的体积即为氧气的体积。
红磷和氧气反应的化学方程式：4P + 5O2 2P2O5
2、实验装置：
3、实验现象：
①红磷燃烧产生大量白烟，放出热量
②装置冷却到室温后打开弹簧夹，烧杯中的水进入集气瓶约占其体积的1/5 。
4、实验结论： ①氧气约占空气总体积的1/5；
②氮气难溶于水；
= 3 \* GB3 ③氮气既不能燃烧也不能支持燃烧。
5、如果测得的氧气的体积偏小，其原因可能是：
①红磷量不足；②装置气密性不好；③未冷装置却至室温就打开弹簧夹。
6、该实验对药品的要求：
①能在空气中反应，且只能与空气中的氧气反应；
②生成物不能是气体。
二、空气是一种宝贵的资源
1、空气的主要成分（按体积分数）： N2 78% 氧气O2 21%，稀有气体 0.94%， CO2 0.03%，其它气体和杂质0.03%。
2、各成分的性质和用途：
①氧气：能供给呼吸和支持燃烧；可用于炼钢、气焊、医疗急救等；
②氮气：无色、无味的气体，密度比空气略小，难溶于水。化学性质不活泼。主要用途是用作保护气、合成氮肥等。
③稀有气体：氦、氖、氩、氪、氙等气体的总称。是无色、无味的气体，难溶于水。化学性质很不活泼，一般情况下不与其他物质反应。通常作保护气、制成多种电光源等。
3、空气的污染及防治：
三、纯净物和混合物
四、氧气的性质
1.物理性质：在通常状况下，氧气是一种无色无味的气体。在标准状况下，氧气密度比空气略大，不易溶于水。
2.化学性质：氧气是一种化学性质比较活泼的气体，在一定条件下可以和许多物质发生化学反应。
五、氧气的制取
（一）氧气的工业制法：（分离液态空气）
原理：利用液态氧和液态氮的沸点不同。——是物理变化
（二）氧气的实验室制法：
六、催化剂
1、概念：在化学反应中能改变其他物质的反应速率，但本身的化学性质和质量在反应前后不变的物质。
2、特点：一变（反应速率）、二不变（质量、化学性质）
注意：①催化剂不能改变生成物的质量 ②催化剂是反应条件
③二氧化锰不是专用的催化剂 ④某一反应的催化剂可能不只一种
七、化合反应、分解反应与氧化反应
1、化合反应、分解反应（基本反应类型）
2.氧化反应：物质跟氧发生的反应。
分类：（1）剧烈氧化：如燃烧
（2）缓慢氧化：如动植物的呼吸、铁生锈等。
直击中考
一．选择题（共15小题）
1．（2024•重庆）空气成分中含量多且可用作保护气的是（ ）
A．N2B．O2C．稀有气体D．CO2
2．（2024•河南）建设美丽家园需要天蓝、地绿、水清。下列做法不利于保护环境的是（ ）
A．开发和利用新能源
B．积极植树、造林、种草
C．露天焚烧树叶、塑料袋
D．将垃圾分类、回收、利用
3．（2024•宁夏）下列空气中的成分能用作电光源的是（ ）
A．氮气B．氧气C．稀有气体D．二氧化碳
4．（2024•广西）潜水员水下作业时需要携带氧气瓶，这是因为氧气（ ）
A．无色无味B．密度比空气大
C．能支持燃烧D．能供给呼吸
5．（2024•新疆）约占空气总体积的气体是（ ）
A．N2B．O2C．HeD．CO2
6．（2024•福建）实验室用于高锰酸钾制取氧气的下列装置或操作中，错误的是（ ）
A．B．
C．D．
7．（2024•江西）洁净的空气对人类非常重要。下列气体不会污染空气的是（ ）
A．氮气B．一氧化碳C．二氧化硫D．二氧化氮
8．（2024•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．工业上可用分离液态空气法制氧气
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，可用来延长食品保质期
9．（2024•牡丹江）下列关于氧气用途的说法错误的是（ ）
A．炼钢B．航天燃料C．医疗急救D．潜水
10．（2024•扬州）实验室用KMnO4制取并用排水集气法收集较纯净的O2。下列实验操作的先后顺序合理的是（ ）
A．检查装置气密性时，先用手握住试管，再将导管的一端伸入水中
B．先向试管中加入KMnO4固体，再检查装置气密性
C．实验时，先将导管伸入集气瓶中，再点燃酒精灯
D．气体收集完毕后，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯
11．（2024•南通）“实验室用H2O2、MnO2制取O2”涉及的实验装置及操作不正确的是（ ）
A．装入MnO2B．制备O2
C．干燥O2D．收集O2
12．（2024•北京）用如图所示装置进行实验，测定出空气中O2约占（按体积计算）。下列叙述不正确的是（ ）
A．②中瓶内空气的体积约为200mL
B．可加热铁丝引燃铜匙中的白磷
C．白磷的作用是消耗②中瓶内的O2
D．最终注射器活塞移至约40mL刻度线处
13．（2024•利州区）下列图像能正确反映对应变化关系的是（ ）
A．向一定量稀盐酸、CuCl2混合液中滴加过量NaOH溶液
B．用等质量、等浓度的H2O2溶液分别制取O2
C．向装有一定量MgO的试管中滴入过量的稀盐酸
D．红磷在装有一定量空气的密闭容器中燃烧
14．（2024•白银）密闭容器中有甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下发生化学反应，测得反应前后有关数据如下：
下列关于此反应说法不正确的是（ ）
A．表中待测数值是20
B．物质乙可能是该反应的催化剂
C．该反应是分解反应
D．反应中甲与丙变化的质量比为5：2
15．（2024•成都）氧气的制取和性质实验如图。下列说法正确的是（ ）
A．发生装置仅由药品状态决定
B．该装置能收集到纯净的氧气
C．红热木炭应迅速伸入集气瓶瓶底
D．制取氧气的原料一定含有氧元素
二．实验题（共8小题）
16．（2024•大庆）2024年4月25日，神舟十八号载人飞船发射成功，航天员将在中国空间站完成各项任务，保障航天员的氧气需求至关重要。那么，空间站的氧气从哪里来？
Ⅰ.从地球带上去
（1）实验室常用加热氯酸钾和二氧化锰的混合物的方法制氧气，写出该反应的化学方程式： ；工业上选择空气为原料制氧气的主要原因是 。
（2）分离液态空气获得氧气的模拟实验过程如图1所示：
浸入液氮一段时间后，试管内产生一定体积的液态空气。取出试管，液态空气沸腾，伸入燃着的木条，木条熄灭，导致木条熄灭的原因是 ；1分钟后伸入带火星的木条，观察到木条复燃，导致木条复燃的原因是 。
（3）利用分子筛可将氧分子从空气中“筛”出去，氮分子不能通过分子筛，从而获得高浓度的氧气。其原理如图2，由此可知两种分子的大小：N2 O2（填“＞”或“＜”）。
Ⅱ.在天宫制出来
（4）早期空间站利用二氧化碳和过氧化钠Na2O2反应制氧气，同时生成碳酸钠，请写出化学方程式： 。
（5）空间站内二氧化碳的主要来源是 。
（6）科学家设计了生命保障系统，实现了“水﹣氧﹣碳”的循环转化。下列叙述正确的是 （填字母）。
a.“水﹣氧﹣碳”的循环转化，减少了氧气的携带量，减轻了火箭和飞船的载重
b.若在产生氧气的同时产生其他气体，系统需要对其进行处理
c.人体代谢产物中的水既有气态又有液态，设计系统时应考虑水的冷凝与净化
17．（2024•临沂）如图是初中化学常用的实验室制取气体装置，请回答下列问题：
（1）仪器a的名称是 。
（2）若用加热高锰酸钾的方法制取一瓶干燥的氧气，应选择的发生装置和收集装置是 （填序号），该反应的化学方程式是 。
18．（2024•赤峰）气体制备和性质探究是初中化学实验的重要内容，请根据下列装置回答问题。
（1）写出标号a的仪器名称 。
（2）用装置A制氧气，反应的化学方程式为 ，基本反应类型是 ；后续探究需要较纯净的氧气，收集装置最好选择 （填序号）。
（3）实验结束，清洗试管时发现试管破裂，原因可能是 。
（4）用如图装置探究氧气的性质，实验步骤如下：①将透明实验盒用隔板分成两部分，点燃燃烧室内的蜡烛，将倾倒室内的氧气传感器连接电脑并采集数据；②将氧气缓慢倒入倾倒室；③提起中间隔板；④观察并记录蜡烛的燃烧现象。
a.图像中P点所对应的操作步骤是 （填序号）。
b.结合图像分析，25秒后蜡烛燃烧的变化情况是 。
c.该探究实验能说明氧气的性质是 。
19．（2024•湖北）以下是氧气的实验室制取和性质实验。
（1）仪器a的名称是 。
（2）A中制取氧气的化学方程式为 。
（3）用装置B来收集氧气，进气口为 （填“m”或“n”）。
（4）图C中，细铁丝剧烈燃烧， ，放出热量，生成黑色固体。
20．（2024•宜宾）化学是一门以实验为基础的科学。选择如图中的部分仪器完成高锰酸钾固体制取氧气的实验。
回答下列问题：
（1）仪器B的名称是 。
（2）加热时需垫陶土网（或石棉网）的仪器是 （填字母标号）。
（3）高锰酸钾固体制取氧气的化学方程式是 。
（4）该实验应选择的仪器有 （填字母标号，不重复选用仪器）。
（5）用制取的O2进行铁丝燃烧实验：点燃系在光亮的螺旋状细铁丝底端的火柴后，迅速插入盛满O2的集气瓶中，观察到火柴剧烈燃烧，但细铁丝未燃烧。细铁丝未燃烧的原因是 。
21．（2024•遂宁）根据下列实验装置图，回答问题：
（1）装置B中仪器a的名称是 。
（2）实验室用过氧化氢溶液制取并收集40mL干燥的氧气，应选择的装置是 （填装置的字母序号）；其反应的化学方程式为 。
（3）实验室常用加热无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物制取甲烷气体，应选择的发生装置是 （填装置的字母序号）。
22．（2024•连云港）O2是人类生存必需的物质，认识和获取O2具有重要意义。
（1）工业生产的O2可加压贮存在蓝色钢瓶中，在此过程中发生的变化是 （填字母）。
a.O2分子质量变小
b.O2分子间间隔减小
c.O2分子转变为其他分子
（2）实验室里现有MnO2固体、H2O2溶液以及下列装置（A～D）：
①仪器M的名称是 （填字母）。
a.长颈漏斗
b.锥形瓶
c.集气瓶
②利用上述药品制取O2，应选择的两个装置是 （填字母）。
③检验一瓶无色气体是氧气的简单方法是 （包括操作和现象）。
（3）气焊的化学原理为2X+5O24CO2+2H2O，X的化学式为 。
（4）氧循环对维持自然界中的物质、能量及生态平衡具有重要意义。
①能向自然界中释放O2的是 （填字母）。
a.动植物的呼吸
b.可燃物的燃烧
c.植物的光合作用
②氧气和臭氧（O3）可以相互转化。在紫外线的作用下，O2转化为O3的化学方程式为 。
23．（2024•重庆）O2在医疗急救、化工生产等领域都有重要应用。
（1）从元素守恒角度看，下列物质不能用于制取氧气的是 （填序号）。
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1g不同的催化剂，再加入溶质质量分数5%的过氧化氢溶液20mL，进行了如下实验：
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2g红砖小颗粒，向其中加入8%的过氧化氢溶液20mL，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） 。
三．科普阅读题（共1小题）
24．（2024•北京）阅读下面科普短文。
生活中有时需要用到高浓度O2，供氧方式主要有氧气瓶、氧气袋和制氧机。
氧气瓶和氧气袋中的O2一般用深冷法制得，该方法利用物质的沸点差异，从空气中分离出O2。
制氧机有膜分离、变压吸附等制氧方式。膜分离制氧用到的膜材料有陶瓷、聚苯胺等，其中混合导电陶瓷分离膜的工作原理示意如图甲。变压吸附制氧常用的吸附剂是沸石分子筛。科研人员在一定条件下分别将N2、O2通过某种沸石分子筛，测定其对N2、O2的吸附情况、结果如图乙（纵坐标数值越大，代表吸附量越大）。
吸氧对于缺氧人群有一定作用，但健康人短期内高流量吸氧会对机体造成不良影响，因此不能盲目吸氧。
（原文作者刘应书、汪波等，有删改）
依据文章内容回答下列问题。
（1）供氧方式主要有 （写出一种即可）。
（2）深冷法制氧利用了物质的 （填“物理性质”或“化学性质”）差异。
（3）图甲中，表示氧分子变成氧原子的是 （填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”）。
（4）由图乙可知，25℃时吸附压越大越有利于分离N2和O2，证据是 。
（5）判断下列说法是否正确（填“对”或“错”）。
①氧气瓶中的O2一般用深冷法制得。
②健康人不能盲目吸氧。
四．科学探究题（共2小题）
25．（2024•东营）特定人群、环境对氧气的需求不同。如何基于特定需求设计和制作简易供氧器呢？在老师的指导下，同学们开展了下列活动。
【界定任务】
小英同学认为，首先了解制作简易供氧器的供氧原理再确定制取装置。同学们一致认为制作简易供氧器还需要考虑物质变化、能量变化、反应速率、制得氧气的纯度、制氧剂的用量和配比等。根据 确定发生装置，根据氧气的密度和溶解性等确定收集装置。
【建构模型】
老师提供了以下实验装置，同学们选择装置用过氧化氢分解和加热高锰酸钾的方法获得氧气。
（1）仪器a的名称： ；仪器b的名称： 。
（2）加热高锰酸钾制取氧气应选择的制取装置是 （填字母序号），用过氧化氢制取氧气的化学方程式为 。
【模仿改造】
化学制氧机（原理图见图1）利用过碳酸钠白色固体、二氧化锰黑色粉末产生氧气。过碳酸钠（2Na2CO3•3H2O2）加水溶解会分解生成碳酸钠和过氧化氢。用该制氧机制氧时，在反应仓中加入适量水，再先后加入过碳酸钠和二氧化锰，反应仓内有黑色粉末翻腾，变得浑浊，仓壁变得温热，过滤仓底部导气管口有气泡冒出。
（1）加湿过滤仓不仅可以过滤杂质，利用氧气 溶于水的性质，使氧气变得湿润；而且根据 来判断产生氧气的速率。
（2）验证加湿过滤仓导出的气体是氧气的方法： 。
（3）制氧机内部气流采用高压进低压出（即产生的气体在高处聚集，经导管从低处进入加湿过滤仓）的方式，可能的原因有 。
（4）选择制作简易供氧器的反应原理时，不需要考虑的因素是 。
A．原料是否价廉易得
B．所制气体的性质
C．反应速率是否适中
D．制得气体是否纯净
E．实验条件是否易于控制
F．是否安全、环保
【评价反思】
展示环节，小英同学所在小组制作的简易供氧器（如图2）得到了大家的好评，并提出如下修改意见：在导管出口处加装一个带有调气阀的鼻氧管，以提高适用性。
26．（2024•山西）探究“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用”。
（1）实验方法：①向图1试管中加入5mL5%的过氧化氢溶液，把带火星的木条伸入试管，观察现象。②向图2试管内加入少量二氧化锰，把带火星木条伸入试管，观察现象。③待试管中没有现象发生时，重复进行①的实验操作，观察现象。
（2）实验原理：图2中发生反应的化学方程式为 。
（3）实验现象：图1中带火星木条不复燃。图3中的现象为 。
（4）实验结论：二氧化锰可使过氧化氢分解的速率 。
【问题与思考】
（1）研究表明，二氧化锰是该反应的催化剂，它在反应前后的化学性质有无变化？
（2）常温下，图1试管内也产生了氧气，但带火星木条不能复燃的原因可能是什么？
我们周围的空气
参考答案
一．选择题（共15小题）
1．（2024•重庆）空气成分中含量多且可用作保护气的是（ ）
A．N2B．O2C．稀有气体D．CO2
【分析】根据空气的组成、性质和用途分析解答。
【解答】解：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%、水蒸气和其它气体和杂质大约占0.03%；即空气成分中含量多的是氮气，且氮气的化学性质不活泼，可作为保护气。
故选：A。
【点评】本考点考查了空气中各种气体的成分和用途等，同学们要加强记忆有关的知识点，在理解的基础上加以应用，本考点基础性比较强，主要出现在选择题和填空题中。
2．（2024•河南）建设美丽家园需要天蓝、地绿、水清。下列做法不利于保护环境的是（ ）
A．开发和利用新能源
B．积极植树、造林、种草
C．露天焚烧树叶、塑料袋
D．将垃圾分类、回收、利用
【分析】防止环境污染的措施有：提倡绿色出行、工厂排放的废气经过处理再排放、植树造林、合理开发新能源、禁止燃放烟花爆竹等。
【解答】解：A、开发和利用新能源，减少对环境的污染，故A不符合题意；
B、积极植树、造林、种草，可以净化空气，防风固沙，故B不符合题意；
C、露天焚烧树叶、塑料袋生成有害气体和烟尘，污染环境，故C符合题意；
D、将垃圾分类、回收、利用，减少污染，节约资源，故D不符合题意。
故选：C。
【点评】环保问题已经引起了全球的重视，关于“三废”的处理问题，是中考的热点问题，化学上提倡绿色化学工艺，要从源头上杜绝污染。
3．（2024•宁夏）下列空气中的成分能用作电光源的是（ ）
A．氮气B．氧气C．稀有气体D．二氧化碳
【分析】物质的性质决定物质的用途，根据常见气体的性质与用途，进行分析解答。
【解答】解：稀有气体通电时会发出不同颜色的光，可用作电光源。
故选：C。
【点评】本题难度不大，物质的性质决定物质的用途，了解常见气体的性质和用途是正确解答此类题的关键。
4．（2024•广西）潜水员水下作业时需要携带氧气瓶，这是因为氧气（ ）
A．无色无味B．密度比空气大
C．能支持燃烧D．能供给呼吸
【分析】根据氧气的性质与用途来分析。
【解答】解：氧气能供给呼吸，因此潜水员水下作业时需要携带氧气瓶。
故选：D。
【点评】解答这类题目时，要熟记氧气的用途，以及它与氧气的性质的相互联系等。
5．（2024•新疆）约占空气总体积的气体是（ ）
A．N2B．O2C．HeD．CO2
【分析】根据空气中各成分的体积分数，进行分析判断。
【解答】解：空气的成分按体积计算，大约是：氮气占78%、氧气占21%、稀有气体占0.94%、二氧化碳占0.03%、其它气体和杂质占0.03%，约占空气总体积的气体是氧气（O2）。
故选：B。
【点评】本题难度不大，熟记空气的成分及各成分的体积分数（口诀：“氮七八氧二一，零点九四是稀气；还有两个点零三，二氧化碳和杂气”）是正确解答此类题的关键。
6．（2024•福建）实验室用于高锰酸钾制取氧气的下列装置或操作中，错误的是（ ）
A．B．
C．D．
【分析】根据加热高锰酸钾制氧气的实验操作及其注意事项来分析。
【解答】解：A、高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，故采用固体加热型装置作为氧气的发生装置，为防止冷凝水倒流炸裂试管，试管口应略向下倾斜，为防止加热时高锰酸钾颗粒进入导气管，需要在试管口放置一团棉花，用酒精灯的外焰给试管加热，图示操作正确；
B、氧气不易溶于水，可采用排水法来收集氧气，图示操作正确；
C、氧气的密度比空气大，可采用向上排空气法来收集氧气，图示操作正确；
D、氧气的密度比空气大，不能采用向下排空气法来收集氧气，图示操作错误。
故选：D。
【点评】本题主要考查气体发生装置和收集装置的选择依据，熟练掌握实验室制取气体药品性质和气体溶解度、密度，是回答此类问题的关键。
7．（2024•江西）洁净的空气对人类非常重要。下列气体不会污染空气的是（ ）
A．氮气B．一氧化碳C．二氧化硫D．二氧化氮
【分析】根据造成对空气污染的有害物质大致可分为：粉尘和有害气体两大类。从世界范围看，排放到空气中的有害气体主要有二氧化硫、一氧化碳，氮的氧化物等，进行分析判断。
【解答】解：A、氮气属于空气的主要成分，不属于空气污染物，故选项正确。
B、一氧化碳是空气的污染气体，故选项错误。
C、二氧化硫是空气的污染气体，故选项错误。
D、二氧化氮是空气的污染气体，故选项错误。
故选：A。
【点评】本题难度不大，了解造成空气污染的有害气体是正确解答本题的关键。
8．（2024•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．工业上可用分离液态空气法制氧气
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，可用来延长食品保质期
【分析】A、根据造成空气污染的物质来分析；
B、根据工业制氧气的原理来分析；
C、根据空气中氧气的含量及其用途来分析；
D、根据氮气的化学性质与用途来分析。
【解答】解：A、二氧化碳是空气的成分之一，不属于空气污染物，选项说法错误；
B、空气主要是由氮气与氧气组成的，氮气与氧气的沸点不同，因此工业上可用分离液态空气法制氧气，选项说法正确；
C、氧气能供给生物呼吸，约占空气体积的21%，选项说法正确；
D、氮气化学性质不活泼，可用作保护气，来延长食品保质期，选项说法正确。
故选：A。
【点评】本考点考查了空气中各种气体的含量、性质、用途等，同学们要加强记忆有关的知识点，在理解的基础上加以应用，本考点基础性比较强，主要出现在选择题和填空题中。
9．（2024•牡丹江）下列关于氧气用途的说法错误的是（ ）
A．炼钢B．航天燃料C．医疗急救D．潜水
【分析】物质的性质决定物质的用途，根据氧气的性质与用途，进行分析解答。
【解答】解：A、氧气能支持燃烧，可用于炼钢，故选项说法正确。
B、氧气能支持燃烧，但不具有可燃性，不能作航天燃料，故选项说法错误。
C、氧气能供给呼吸，可用于医疗急救，故选项说法正确。
D、氧气能供给呼吸，可用于潜水，故选项说法正确。
故选：B。
【点评】本题难度不大，物质的性质决定物质的用途，了解氧气的性质和用途是正确解答此类题的关键。
10．（2024•扬州）实验室用KMnO4制取并用排水集气法收集较纯净的O2。下列实验操作的先后顺序合理的是（ ）
A．检查装置气密性时，先用手握住试管，再将导管的一端伸入水中
B．先向试管中加入KMnO4固体，再检查装置气密性
C．实验时，先将导管伸入集气瓶中，再点燃酒精灯
D．气体收集完毕后，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯
【分析】根据加热高锰酸钾制氧气实验步骤、注意事项来分析。
【解答】解：A、检查装置气密性时，先将导管放入水中，再用手握住试管，观察导管口是否冒出气泡，故A说法错误；
B、先检查装置气密性，再向大试管中加入高锰酸钾固体，以避免装入药品后发现装置气密性不好，更换部分仪器而浪费药品，故B说法错误；
C、实验时，先点燃酒精灯，待导管口的气泡连续均匀冒出时，再将导管伸入集气瓶口开始收集，因为导管口开始排出的是装置内的空气，故C说法错误；
D、气体收集完毕后，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，以防冷水倒吸，炸裂试管，故D说法正确。
故选：D。
【点评】本题难度不大，掌握实验室加热高锰酸钾制取氧气的实验步骤、注意事项等是正确解答本题的关键。
11．（2024•南通）“实验室用H2O2、MnO2制取O2”涉及的实验装置及操作不正确的是（ ）
A．装入MnO2B．制备O2
C．干燥O2D．收集O2
【分析】根据实验室采用过氧化氢制取氧气的实验步骤和注意事项来分析。
【解答】解：A、取用粉末状药品，试管倾斜（或平放），用药匙或纸槽把药品送到试管底部，然后使试管直立起来，图中所示操作正确。
B、用图示装置制取氧气时，长颈漏斗的下端要伸入液面以下，以防生成的氧气由长颈漏斗逸出，图中所示操作错误。
C、用浓硫酸干燥氧气时，氧气应从长管通入，经浓硫酸干燥后由短管排出，图中所示操作正确。
D、氧气的密度比空气大，且与空气中的其他成分不反应，因此可采用向上排空气法来收集氧气，图中所示操作正确。
故选：B。
【点评】本题难度不大，熟悉各种仪器的用途及使用注意事项、常见化学实验基本操作的注意事项是解答此类试题的关键。
12．（2024•北京）用如图所示装置进行实验，测定出空气中O2约占（按体积计算）。下列叙述不正确的是（ ）
A．②中瓶内空气的体积约为200mL
B．可加热铁丝引燃铜匙中的白磷
C．白磷的作用是消耗②中瓶内的O2
D．最终注射器活塞移至约40mL刻度线处
【分析】在装有空气的密闭容器中，欲用燃烧法测定空气中氧气含量，所选除氧剂要具备以下特征：本身能够在空气中燃烧（只能与空气中的氧气反应）；本身的状态为非气体；生成物为非气态。该实验一般要注意以下几点：①装置的气密性好；②所用药品必须是足量；③读数时一定要冷却到原温度，据此进行分析解答。
【解答】解：A、①中取出了200mL水，则②中瓶内空气的体积约为200mL，故选项说法正确。
B、铁丝具有良好的导热性，可加热铁丝引燃铜匙中的白磷，故选项说法正确。
C、白磷燃烧，与氧气反应生成五氧化二磷固体，白磷的作用是消耗②中瓶内的O2，故选项说法正确。
D、氧气约占空气总体积的五分之一，则试管内气体减少200mL×＝40mL，最终注射器活塞移至约100mL﹣40mL＝60mL刻度线处，故选项说法错误。
故选：D。
【点评】本题难度不大，明确用燃烧法测定空气中氧气含量的实验原理、注意事项等是正确解答本题的关键。
13．（2024•利州区）下列图像能正确反映对应变化关系的是（ ）
A．向一定量稀盐酸、CuCl2混合液中滴加过量NaOH溶液
B．用等质量、等浓度的H2O2溶液分别制取O2
C．向装有一定量MgO的试管中滴入过量的稀盐酸
D．红磷在装有一定量空气的密闭容器中燃烧
【分析】A、根据氢氧化钠先和盐酸反应生成氯化钠和水，盐酸反应完后，氢氧化钠再和氯化铜反应生成氢氧化铜沉淀和氯化钠来分析；
B、根据用等质量、等浓度的H2O2溶液分别制取O2，有催化剂反应快，无催化剂反应慢，但最终生成氧气的质量相等来分析；
C、根据氧化镁和盐酸反应生成氯化镁和水，氧化镁完全反应后，继续滴加稀盐酸，溶液中氯化氢的质量不断增大来分析；
D、根据红磷在装有一定量空气的密闭容器中燃烧，开始时燃烧放热，压强增大，完全反应冷却至室温后，压强会小于原压强来分析。
【解答】解：A、向一定量稀盐酸、CuCl2混合液中滴加过量NaOH溶液，氢氧化钠先和盐酸反应生成氯化钠和水，该过程中没有沉淀生成，盐酸反应完后，氢氧化钠再和氯化铜反应生成氢氧化铜沉淀和氯化钠，该过程中沉淀质量不断增大，氯化铜反应完后，继续滴加氢氧化钠，沉淀质量也不再增加，故选项图像正确。
B、用等质量、等浓度的H2O2溶液分别制取O2，有催化剂反应快，无催化剂反应慢，但最终生成氧气的质量相等，故选项图像错误。
C、向装有一定量MgO的试管中滴入过量的稀盐酸，氧化镁和盐酸反应生成氯化镁和水，一开始溶质氯化镁的质量不断增大，氧化镁完全反应后，继续滴加稀盐酸，溶液中氯化氢的质量不断增大，所以溶质总质量还会继续增大，只是增大的趋势变缓，故选项图像错误。
D、红磷在装有一定量空气的密闭容器中燃烧，开始时燃烧放热，容器内的空气受热膨胀，压强增大，完全反应冷却至室温后，由于氧气被消耗，压强会小于原压强，故选项图像错误。
故选：A。
【点评】本题是一道图象坐标与化学知识相结合的综合题，解题的关键是结合所涉及的化学知识，正确分析各变化的过程，注意分析坐标轴表示的意义、曲线的起点、折点及变化趋势，进而确定正确的图象。
14．（2024•白银）密闭容器中有甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下发生化学反应，测得反应前后有关数据如下：
下列关于此反应说法不正确的是（ ）
A．表中待测数值是20
B．物质乙可能是该反应的催化剂
C．该反应是分解反应
D．反应中甲与丙变化的质量比为5：2
【分析】根据反应后质量增加的属于生成物，反应后质量减少的属于反应物，反应后质量不变的可能作催化剂，进行分析判断。
【解答】解：A、由表中数据分析可知，反应前后乙的质量不变，可能作该反应的催化剂，也可能是没有参加反应的杂质；反应前后的丙质量增加了22g﹣14g＝8g，故是生成物，生成的质量为8g；丁是反应物，参加反应的质量为35g﹣13g＝22g；由质量守恒定律，甲应是生成物，生成的质量为22g﹣8g＝14g，故待测的数值为14+6＝20，故选项说法正确。
B、反应前后乙的质量不变，可能作该反应的催化剂，也可能是没有参加反应的杂质，故选项说法正确。
C、该反应的反应物为丁，生成物是乙和丙，符合“一变多”的形式，属于分解反应，故选项说法正确。
D、反应中甲与丙变化的质量比为14g：8g＝7：4，故选项说法错误。
故选：D。
【点评】本题难度不大，考查的是质量守恒定律的应用，解题的关键是分析表中数据（反应后质量增加的属于生成物、质量减少的属于反应物）、灵活运用质量守恒定律。
15．（2024•成都）氧气的制取和性质实验如图。下列说法正确的是（ ）
A．发生装置仅由药品状态决定
B．该装置能收集到纯净的氧气
C．红热木炭应迅速伸入集气瓶瓶底
D．制取氧气的原料一定含有氧元素
【分析】A、根据发生装置由药品状态和反应条件共同决定来分析；
B、根据用排水法收集的氧气中会混有水蒸气来分析；
C、根据红热木炭应缓慢伸入集气瓶瓶底来分析；
D、根据化学反应前后元素的种类不变来分析。
【解答】解：A、发生装置由药品状态和反应条件共同决定，故选项说法不正确。
B、该装置是用排水法收集氧气，氧气中会混有水蒸气，不能收集到纯净的氧气，故选项说法不正确。
C、红热木炭应缓慢伸入集气瓶瓶底，使木炭与氧气充分反应，故选项说法不正确。
D、根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，则制取氧气的原料一定含有氧元素，故选项说法正确。
故选：D。
【点评】本题主要考查了实验室气体的制取和收集，熟练掌握气体的制取原理，了解确定发生装置、收集装置的原理及注意事项等知识是解答本题的关键。
二．实验题（共8小题）
16．（2024•大庆）2024年4月25日，神舟十八号载人飞船发射成功，航天员将在中国空间站完成各项任务，保障航天员的氧气需求至关重要。那么，空间站的氧气从哪里来？
Ⅰ.从地球带上去
（1）实验室常用加热氯酸钾和二氧化锰的混合物的方法制氧气，写出该反应的化学方程式： 2KClO32KCl+3O2↑ ；工业上选择空气为原料制氧气的主要原因是 成本低 。
（2）分离液态空气获得氧气的模拟实验过程如图1所示：
浸入液氮一段时间后，试管内产生一定体积的液态空气。取出试管，液态空气沸腾，伸入燃着的木条，木条熄灭，导致木条熄灭的原因是 液氮的沸点低，先汽化出来，氮气不能支持燃烧 ；1分钟后伸入带火星的木条，观察到木条复燃，导致木条复燃的原因是 液氧的沸点高，后汽化出来，氧气具有助燃性 。
（3）利用分子筛可将氧分子从空气中“筛”出去，氮分子不能通过分子筛，从而获得高浓度的氧气。其原理如图2，由此可知两种分子的大小：N2 ＞ O2（填“＞”或“＜”）。
Ⅱ.在天宫制出来
（4）早期空间站利用二氧化碳和过氧化钠Na2O2反应制氧气，同时生成碳酸钠，请写出化学方程式： 2Na2O2+2CO2＝2Na2CO3+O2 。
（5）空间站内二氧化碳的主要来源是 航天员的呼吸作用 。
（6）科学家设计了生命保障系统，实现了“水﹣氧﹣碳”的循环转化。下列叙述正确的是 abc （填字母）。
a.“水﹣氧﹣碳”的循环转化，减少了氧气的携带量，减轻了火箭和飞船的载重
b.若在产生氧气的同时产生其他气体，系统需要对其进行处理
c.人体代谢产物中的水既有气态又有液态，设计系统时应考虑水的冷凝与净化
【分析】（1）根据化学反应的原理以及工业制氧气的原理来分析；
（2）根据图示信息以及气体的性质来分析；
（3）根据分离混合物的方法来分析；
（4）根据化学反应的原理来分析；
（5）根据人体的呼吸作用来分析；
（6）根据“水﹣氧﹣碳”的循环转化过程来分析。
【解答】解：（1）氯酸钾在二氧化锰的催化作用下，加热分解为氯化钾和氧气，化学方程式为2KClO32KCl+3O2↑，空气中含有丰富的氧气资源，工业上选择空气制氧气的主要原因是成本低；故答案为：2KClO32KCl+3O2↑；成本低；
（2）液态氮气的沸点比液氧低，取出试管，液态氮气先汽化出来，氮气不能支持燃烧，伸入燃着的木条，木条熄灭；液氧的沸点高，后汽化，因此1分钟后伸入带火星的木条，观察到木条复燃；故答案为：液氮的沸点低，先汽化出来，氮气不能支持燃烧；液氧的沸点高，后汽化，氧气具有助燃性；
（3）利用分子筛可将氧分子从空气中“筛”出去，氮分子不能通过分子筛，从而获得高浓度的氧气。其原理如图2，由此可知两种分子的大小：N2＞O2；故答案为：＞；
（4）过氧化钠常温下与二氧化碳反应产生氧气，同时生成碳酸钠，该反应的化学方程式为：2Na2O2+2CO2＝2Na2CO3+O2，故答案为：2Na2O2+2CO2＝2Na2CO3+O2；
（5）空间站内二氧化碳的主要来源是航天员的呼吸作用；故答案为：航天员的呼吸作用；
（6）a.“水﹣氧﹣碳”的循环转化，减少了氧气的携带量，减轻了火箭和飞船的载重，选项说法正确；
b.若在产生氧气的同时产生其他气体，系统需要对其进行处理，选项说法正确；
c.人体代谢产物中的水既有气态又有液态，设计系统时应考虑水的冷凝与净化，选项说法正确；
故答案为：abc。
【点评】本题难度一般，主要考查实验室制取氧气、工业制氧气的实验，理解装置的选择、注意事项等进行分析。
17．（2024•临沂）如图是初中化学常用的实验室制取气体装置，请回答下列问题：
（1）仪器a的名称是 锥形瓶 。
（2）若用加热高锰酸钾的方法制取一瓶干燥的氧气，应选择的发生装置和收集装置是 AE （填序号），该反应的化学方程式是 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 。
【分析】（1）根据仪器的用途进行分析；
（2）根据反应物的状态及条件确定气体发生装置，根据气体的性质确定气体的收集方法进行分析。
【解答】解：（1）仪器a的名称是锥形瓶；
（2）固体与固体混合加热反应制备气体，选用装置A；氧气的密度大于空气，采用向上排空气法进行收集，选用装置E；因此若用加热高锰酸钾的方法制取一瓶干燥的氧气，需要选用装置A和装置E；该反应的化学方程式是2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑。
故答案为：
（1）锥形瓶；
（2）AE；2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑。
【点评】掌握制备气体的原理和气体的性质确定气体发生装置和收集方法等相关知识是解答本题的关键。
18．（2024•赤峰）气体制备和性质探究是初中化学实验的重要内容，请根据下列装置回答问题。
（1）写出标号a的仪器名称 锥形瓶 。
（2）用装置A制氧气，反应的化学方程式为 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑或2KClO32KCl+3O2↑ ，基本反应类型是 分解反应 ；后续探究需要较纯净的氧气，收集装置最好选择 E （填序号）。
（3）实验结束，清洗试管时发现试管破裂，原因可能是 试管口向上倾斜（合理即可） 。
（4）用如图装置探究氧气的性质，实验步骤如下：①将透明实验盒用隔板分成两部分，点燃燃烧室内的蜡烛，将倾倒室内的氧气传感器连接电脑并采集数据；②将氧气缓慢倒入倾倒室；③提起中间隔板；④观察并记录蜡烛的燃烧现象。
a.图像中P点所对应的操作步骤是 ③ （填序号）。
b.结合图像分析，25秒后蜡烛燃烧的变化情况是 蜡烛剧烈燃烧，发出白光 。
c.该探究实验能说明氧气的性质是 助燃性 。
【分析】（1）熟记仪器的名称；
（2）根据气体的发生装置确定反应的原理、根据反应的特点判断其基本反应类型、根据氧气的收集方法来分析；
（3）根据试管破裂的原因来分析；
（4）根据实验的目的、图像信息以及氧气的性质来分析。
【解答】解：（1）标号a的仪器名称是锥形瓶；故答案为：锥形瓶；
（2）装置A属于固体加热型，可以采用加热高锰酸钾或加热氯酸钾与二氧化锰的混合物来制取氧气，化学方程式分别为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑、2KClO32KCl+3O2↑，这两个反应都是由一种物质生成多种物质，基本反应类型是分解反应；后续探究需要较纯净的氧气，收集装置最好选择排水法；故答案为：2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑或2KClO32KCl+3O2↑；分解反应；E；
（3）实验结束，清洗试管时发现试管破裂，原因可能是试管口向上倾斜，水倒流使试管炸裂，实验结束先熄灭酒精灯，再撤出导管，导致水倒吸使试管炸裂，实验结束马上用冷水清洗试管，会使试管炸裂等，故答案为：试管口向上倾斜（合理即可）；
（4）a.图像中P点后氧气的浓度不断减小，所对应的操作步骤是提起中间隔板；故答案为：③；
b.氧气具有助燃性，故25～50s时燃烧室的实验现象是蜡烛剧烈燃烧，发出白光；故答案为：蜡烛剧烈燃烧，发出白光；
c.该探究实验能说明氧气的性质是助燃性；故答案为：助燃性。
【点评】本题主要考查了实验室气体的制取，熟练掌握气体的制取原理，了解确定发生装置、收集装置的因素和注意事项等知识是解答本题的关键。
19．（2024•湖北）以下是氧气的实验室制取和性质实验。
（1）仪器a的名称是 试管 。
（2）A中制取氧气的化学方程式为 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 。
（3）用装置B来收集氧气，进气口为 m （填“m”或“n”）。
（4）图C中，细铁丝剧烈燃烧， 火星四射 ，放出热量，生成黑色固体。
【分析】（1）熟记仪器的名称；
（2）根据化学反应的原理来分析；
（3）根据氧气的密度比空气大来分析；
（4）根据铁丝在氧气中燃烧的实验现象来分析。
【解答】解：（1）仪器a的名称是试管；故答案为：试管；
（2）高锰酸钾在加热的条件下分解为锰酸钾、二氧化锰和氧气，化学方程式为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑；故答案为：2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑；
（3）氧气的密度比空气大，用装置B来收集氧气，进气口为m；故答案为：m；
（4）图C中，细铁丝剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体；故答案为：火星四射。
【点评】本题难度不大，掌握氧气的实验室制取方法、氧气的性质是解题的关键。
20．（2024•宜宾）化学是一门以实验为基础的科学。选择如图中的部分仪器完成高锰酸钾固体制取氧气的实验。
回答下列问题：
（1）仪器B的名称是 试管 。
（2）加热时需垫陶土网（或石棉网）的仪器是 H （填字母标号）。
（3）高锰酸钾固体制取氧气的化学方程式是 2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑ 。
（4）该实验应选择的仪器有 ABDGEF （填字母标号，不重复选用仪器）。
（5）用制取的O2进行铁丝燃烧实验：点燃系在光亮的螺旋状细铁丝底端的火柴后，迅速插入盛满O2的集气瓶中，观察到火柴剧烈燃烧，但细铁丝未燃烧。细铁丝未燃烧的原因是 火柴燃烧消耗了氧气，瓶中氧气不足，不能支持铁丝燃烧 。
【分析】（1）根据常见仪器名称分析；
（2）根据锥形瓶用途分析；
（3）根据反应物生成物书写；
（4）根据药品状态和反应条件分析；
（5）根据火柴燃烧消耗氧气分析。
【解答】解：（1）根据常见仪器名称可知仪器B是试管。故答案为：试管；
（2）锥形瓶加热时需垫陶土网，防止因受热不均匀而炸裂。故答案为：H；
（3）高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，化学方程式为：2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑；
（4）高锰酸钾固体制取氧气应选用固固加热型发生装置，因此选ABDG，氧气密度比空气大，收集氧气可以用排水法，因此选EF。故答案为：ABDGEF；
（5）点燃火柴迅速插入盛满O2的集气瓶中，火柴剧烈燃烧，消耗了瓶中氧气，氧气不足铁丝未燃烧。故答案为：火柴燃烧消耗了氧气，瓶中氧气不足，不能支持铁丝燃烧。
【点评】本题主要考查常见气体的发生装置与收集装置的探究，发生装置依据反应物的状态和反应条件选择，收集装置依据气体的密度和溶解性选择。
21．（2024•遂宁）根据下列实验装置图，回答问题：
（1）装置B中仪器a的名称是 酒精灯 。
（2）实验室用过氧化氢溶液制取并收集40mL干燥的氧气，应选择的装置是 AFG （填装置的字母序号）；其反应的化学方程式为 2H2O22H2O+O2↑ 。
（3）实验室常用加热无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物制取甲烷气体，应选择的发生装置是 B （填装置的字母序号）。
【分析】（1）根据常见的化学仪器的名称，进行分析解答。
（2）根据实验室用过氧化氢溶液制取氧气，属于固液常温型，收集的是40mL干燥的氧气，进行分析解答。
（3）根据实验室常用加热无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物制取甲烷气体，属于固体加热型，进行分析解答。
【解答】解：（1）装置B中仪器a的名称是酒精灯。
（2）实验室用过氧化氢溶液制取氧气，属于固液常温型，制取装置是A；收集40mL干燥的氧气，可先通过浓硫酸进行干燥，再通过G装置进行收集，当排出植物油的体积为40mL时，收集的是40mL干燥的氧气，则应选择的装置是AFG；过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑。
（3）实验室常用加热无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物制取甲烷气体，属于固体加热型，应选择的发生装置是B。
故答案为：
（1）酒精灯；
（2）AFG；2H2O22H2O+O2↑；
（3）B。
【点评】本题难度不大，是中考的重要考点之一，熟练掌握实验室中制取气体的反应原理、发生装置和收集装置的选择依据等是正确解答本题的关键。
22．（2024•连云港）O2是人类生存必需的物质，认识和获取O2具有重要意义。
（1）工业生产的O2可加压贮存在蓝色钢瓶中，在此过程中发生的变化是 b （填字母）。
a.O2分子质量变小
b.O2分子间间隔减小
c.O2分子转变为其他分子
（2）实验室里现有MnO2固体、H2O2溶液以及下列装置（A～D）：
①仪器M的名称是 a （填字母）。
a.长颈漏斗
b.锥形瓶
c.集气瓶
②利用上述药品制取O2，应选择的两个装置是 BC （填字母）。
③检验一瓶无色气体是氧气的简单方法是 将带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，说明该气体是氧气 （包括操作和现象）。
（3）气焊的化学原理为2X+5O24CO2+2H2O，X的化学式为 C2H2 。
（4）氧循环对维持自然界中的物质、能量及生态平衡具有重要意义。
①能向自然界中释放O2的是 c （填字母）。
a.动植物的呼吸
b.可燃物的燃烧
c.植物的光合作用
②氧气和臭氧（O3）可以相互转化。在紫外线的作用下，O2转化为O3的化学方程式为 3O22O3 。
【分析】（1）根据分子的性质来分析；
（2）根据仪器的名称、反应物的状态与反应的条件、氧气的性质以及氧气的检验方法来分析；
（3）根据质量守恒定律来分析；
（4）根据向自然界中释放O2的途径、化学反应的原理来分析。
【解答】解：（1）工业生产的O2可加压贮存在蓝色钢瓶中，在此过程中没有新物质生成，发生的属于物理变化，因此分子的种类没有发生改变，发生改变的是氧分子间的间隔，加压时，氧分子间的间隔变小了；故答案为：b；
（2）①仪器M的名称是长颈漏斗；故答案为：a；
②用过氧化氢溶液与二氧化锰制氧气属于固液常温型，发生装置选择B；氧气的密度比空气大，可采用向上排空气法来收集，氧气不易溶于水，可采用排水法来收集；故答案为：BC；
③氧气具有助燃性，检验一瓶无色气体是氧气的简单方法是将带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，说明该气体是氧气；故答案为：将带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，说明该气体是氧气；
（3）由质量守恒定律可知，化学反应前后原子的种类与数目不变。由化学方程式2X+5O24CO2+2H2O可知，反应前有：10个氧原子；反应后有：10个氧原子、4个碳原子和4个氢原子，则2X中含有4个碳原子和4个氢原子，因此X的化学式为C2H2；故答案为：C2H2；
（4）①a.动植物的呼吸需要消耗氧气，不合题意；
b.可燃物的燃烧需要消耗氧气，不合题意；
c.植物的光合作用会释放出氧气，符合题意；
故答案为：c；
②在紫外线的作用下，O2转化为O3的化学方程式为3O22O3；故答案为：3O22O3。
【点评】本题难度不大，掌握实验室制氧气的原理、实验装置的选择方法、氧气的检验方法、化学方程式的写法等是解题的关键。
23．（2024•重庆）O2在医疗急救、化工生产等领域都有重要应用。
（1）从元素守恒角度看，下列物质不能用于制取氧气的是 AC （填序号）。
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1g不同的催化剂，再加入溶质质量分数5%的过氧化氢溶液20mL，进行了如下实验：
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2g红砖小颗粒，向其中加入8%的过氧化氢溶液20mL，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） 在其他条件相同时，红砖小颗粒越多，催化效果越好；过氧化氢溶液的浓度越大，反应越快 。
【分析】（1）根据质量守恒定律来分析；
（2）①根据化学反应的原理来分析；
②根据控制变量的方法来分析；
③根据实验内容来分析；
④根据影响化学反应速率的因素来分析。
【解答】解：（1）CH4和NaCl中均不含氧元素，不能用来制氧气；KMnO4中含氧元素，可用于制氧气；故答案为：AC；
（2）①实验甲中发生反应是过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，反应的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑；故答案为：2H2O22H2O+O2↑；
②由表中甲、乙的实验数据可知，实验时除催化剂的种类不同，实验温度也不同，没有控制变量，所以不能用于比较两种催化剂的催化效果，故实验结论不科学；故答案为：否；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必须是温度相同，只有催化剂的形态不同，因此选择丙和丁；故答案为：丙、丁；
④在一定温度下，另取2g红砖小颗粒，向其中加入8%的过氧化氢溶液20mL，继续实验，发现产生气泡的速率明显比实验丙快。其原因是在其他条件相同时，红砖小颗粒越多，催化效果越好；过氧化氢溶液的浓度越大，反应越快；故答案为：在其他条件相同时，红砖小颗粒越多，催化效果越好；过氧化氢溶液的浓度越大，反应越快。
【点评】此题考查了催化剂的特点与催化作用，以及实验室中制取氧气的反应原理来解答此题，锻炼了学生分析问题解决问题能力
三．科普阅读题（共1小题）
24．（2024•北京）阅读下面科普短文。
生活中有时需要用到高浓度O2，供氧方式主要有氧气瓶、氧气袋和制氧机。
氧气瓶和氧气袋中的O2一般用深冷法制得，该方法利用物质的沸点差异，从空气中分离出O2。
制氧机有膜分离、变压吸附等制氧方式。膜分离制氧用到的膜材料有陶瓷、聚苯胺等，其中混合导电陶瓷分离膜的工作原理示意如图甲。变压吸附制氧常用的吸附剂是沸石分子筛。科研人员在一定条件下分别将N2、O2通过某种沸石分子筛，测定其对N2、O2的吸附情况、结果如图乙（纵坐标数值越大，代表吸附量越大）。
吸氧对于缺氧人群有一定作用，但健康人短期内高流量吸氧会对机体造成不良影响，因此不能盲目吸氧。
（原文作者刘应书、汪波等，有删改）
依据文章内容回答下列问题。
（1）供氧方式主要有 氧气瓶（或氧气袋或制氧机） （写出一种即可）。
（2）深冷法制氧利用了物质的 物理性质 （填“物理性质”或“化学性质”）差异。
（3）图甲中，表示氧分子变成氧原子的是 Ⅱ （填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”）。
（4）由图乙可知，25℃时吸附压越大越有利于分离N2和O2，证据是 在相同温度下，随着吸附压的增大，N2和O2的吸附量差值逐渐增大 。
（5）判断下列说法是否正确（填“对”或“错”）。
①氧气瓶中的O2一般用深冷法制得。 对
②健康人不能盲目吸氧。 对
【分析】本题主要考查了氧气的制备、性质、应用以及对图表信息的分析能力；
（1）根据题目信息，供氧方式主要有氧气瓶、氧气袋和制氧机；
（2）深冷法制氧是利用物质的沸点差异来分离氧气的；
（3）在图甲中，要判断哪个过程表示氧分子变成氧原子，需要观察哪个过程涉及到了化学变化；
（4）图乙展示了在不同吸附压下N2和O2的吸附情况。
【解答】解：（1）根据文章内容，供氧方式主要有氧气瓶、氧气袋和制氧机，因此，可以填写其中一种，如氧气瓶（或氧气袋或制氧机）；故答案为：氧气瓶（或氧气袋或制氧机）。
（2）深冷法制氧是利用物质的沸点差异，从空气中分离出氧气，这个过程中并没有改变物质的化学性质，只是利用了物质在物理状态（如气态、液态）下的不同性质进行分离，因此，深冷法制氧利用了物质的物理性质差异；故答案为：物理性质。
（3）在图甲中，表示氧分子变成氧原子的过程需要涉及到化学变化，即氧分子被分解成氧原子的过程，然而，观察图甲中的三个过程，只有过程Ⅱ由氧分子变成了氧原子，因此，表示氧分子变成氧原子的是过程Ⅱ；故答案为：Ⅱ。
（4）由图乙可知，在25℃时，随着吸附压的增大，N2和O2的吸附量都在增加，但是，N2的吸附量增加得更快，而O2的吸附量虽然也在增加，但相对较慢，这意味着在较大的吸附压下，N2和O2之间的吸附差异变得更加明显，从而更有利于它们的分离，因此，证据是在相同温度下，随着吸附压的增大，N2和O2的吸附量差值逐渐增大；故答案为：在相同温度下，随着吸附压的增大，N2和O2的吸附量差值逐渐增大。
（5）①根据文章内容，“氧气瓶和氧气袋中的O2一般用深冷法制得”，因此这个说法是正确的，填“对”；②文章还提到，“健康人短期内高流量吸氧会对机体造成不良影响，因此不能盲目吸氧”，因此这个说法也是正确的，填“对”；故答案为：①对；②对。
【点评】本题难度适中，通过科普短文的形式，考查了氧气的制备、性质、应用以及对图表信息的分析能力，题目内容贴近生活实际，既考查了基础知识，又培养了学生的综合分析能力，在解答此类题目时，需要认真阅读题目信息，结合所学知识进行分析判断。
四．科学探究题（共2小题）
25．（2024•东营）特定人群、环境对氧气的需求不同。如何基于特定需求设计和制作简易供氧器呢？在老师的指导下，同学们开展了下列活动。
【界定任务】
小英同学认为，首先了解制作简易供氧器的供氧原理再确定制取装置。同学们一致认为制作简易供氧器还需要考虑物质变化、能量变化、反应速率、制得氧气的纯度、制氧剂的用量和配比等。根据 反应物状态和反应条件 确定发生装置，根据氧气的密度和溶解性等确定收集装置。
【建构模型】
老师提供了以下实验装置，同学们选择装置用过氧化氢分解和加热高锰酸钾的方法获得氧气。
（1）仪器a的名称： 锥形瓶 ；仪器b的名称： 水槽 。
（2）加热高锰酸钾制取氧气应选择的制取装置是 AC和AE （填字母序号），用过氧化氢制取氧气的化学方程式为 2H2O22H2O+O2↑ 。
【模仿改造】
化学制氧机（原理图见图1）利用过碳酸钠白色固体、二氧化锰黑色粉末产生氧气。过碳酸钠（2Na2CO3•3H2O2）加水溶解会分解生成碳酸钠和过氧化氢。用该制氧机制氧时，在反应仓中加入适量水，再先后加入过碳酸钠和二氧化锰，反应仓内有黑色粉末翻腾，变得浑浊，仓壁变得温热，过滤仓底部导气管口有气泡冒出。
（1）加湿过滤仓不仅可以过滤杂质，利用氧气 不易 溶于水的性质，使氧气变得湿润；而且根据 产生气泡的快慢 来判断产生氧气的速率。
（2）验证加湿过滤仓导出的气体是氧气的方法： 将带火星的木条放在导管口，若木条复燃，则说明为氧气 。
（3）制氧机内部气流采用高压进低压出（即产生的气体在高处聚集，经导管从低处进入加湿过滤仓）的方式，可能的原因有 有利于气体排出，更有利于提纯氧气 。
（4）选择制作简易供氧器的反应原理时，不需要考虑的因素是 B 。
A．原料是否价廉易得
B．所制气体的性质
C．反应速率是否适中
D．制得气体是否纯净
E．实验条件是否易于控制
F．是否安全、环保
【评价反思】
展示环节，小英同学所在小组制作的简易供氧器（如图2）得到了大家的好评，并提出如下修改意见：在导管出口处加装一个带有调气阀的鼻氧管，以提高适用性。
【分析】【界定任务】根据反应物状态和反应条件确定发生装置来分析解答；
【建构模型】（1）根据常用仪器的名称来分析解答；
（2）根据加热高锰酸钾制取氧气为固体加热型反应，氧气密度比空气大，可用向上排空气法收集，氧气不易溶于水，可E排水法收集来分析解答；根据过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气来分析解答；
【模仿改造】（1）根据氧气不易溶于水的性质，使氧气变得湿润，根据产生气泡的快慢来判断产生氧气的速率来分析解答；
（2）根据氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃来分析解答；
（3）根据制氧机内部气流采用高压进低压出有利于气体排出，更有利于提纯氧气来分析解答；
（4）根据选择制作简易供氧器的反应原理时，不需要考虑的因素是所制气体的性质来分析解答。
【解答】解：【界定任务】根据反应物状态和反应条件确定发生装置，根据氧气的密度和溶解性等确定收集装置；
【建构模型】（1）由图可知，仪器a的名称是锥形瓶，仪器b的名称是水槽；
（2）加热高锰酸钾制取氧气为固体加热型反应，发生装置选A，氧气密度比空气大，可用C向上排空气法收集，氧气不易溶于水，可用E排水法收集，则加热高锰酸钾制取氧气应选择的制取装置是AC和AE，过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气，反应的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑；
【模仿改造】（1）加湿过滤仓不仅可以过滤杂质，利用氧气不易溶于水的性质，使氧气变得湿润，而且根据产生气泡的快慢来判断产生氧气的速率；
（2）氧气具有助燃性，则验证加湿过滤仓导出的气体是氧气的方法是将带火星的木条放在导管口，若木条复燃，则说明为氧气；
（3）制氧机内部气流采用高压进低压出（即产生的气体在高处聚集，经导管从低处进入加湿过滤仓）的方式，可能的原因为有利于气体排出，更有利于提纯氧气；
（4）选择制作简易供氧器的反应原理时，需要考虑的因素是原料是否价廉易得，反应速率是否适中，实验条件是否易于控制，是否安全、环保，制得气体是否纯净，不需要考虑所制气体的性质，故选：B。
故答案为：【界定任务】反应物状态和反应条件；
【建构模型】（1）锥形瓶；水槽；
（2）AC和AE；2H2O22H2O+O2↑；
【模仿改造】（1）不易；产生气泡的快慢；
（2）将带火星的木条放在导管口，若木条复燃，则说明为氧气；
（3）有利于气体排出，更有利于提纯氧气；
（4）B。
【点评】本考点主要考查了仪器的名称、气体的制取装置的选择和氧气的检验，同时也考查了化学方程式的书写等，综合性比较强。
26．（2024•山西）探究“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用”。
（1）实验方法：①向图1试管中加入5mL5%的过氧化氢溶液，把带火星的木条伸入试管，观察现象。②向图2试管内加入少量二氧化锰，把带火星木条伸入试管，观察现象。③待试管中没有现象发生时，重复进行①的实验操作，观察现象。
（2）实验原理：图2中发生反应的化学方程式为 2H2O22H2O+O2↑ 。
（3）实验现象：图1中带火星木条不复燃。图3中的现象为 带火星的木条复燃 。
（4）实验结论：二氧化锰可使过氧化氢分解的速率 加快 。
【问题与思考】
（1）研究表明，二氧化锰是该反应的催化剂，它在反应前后的化学性质有无变化？
（2）常温下，图1试管内也产生了氧气，但带火星木条不能复燃的原因可能是什么？
【分析】（2）根据化学反应的原理来分析；
（3）根据氧气具有助燃性来分析；
（4）根据实验现象来分析；
【问题与思考】（1）根据催化剂的概念来分析；
（2）根据产生氧气的速率来分析。
【解答】解：（2）图2中过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解为水和氧气，化学方程式为2H2O22H2O+O2↑；故答案为：2H2O22H2O+O2↑；
（3）图3中观察到的现象是带火星的木条复燃，是因为过氧化氢在二氧化锰的催化作用下迅速分解产生大量的氧气；故答案为：带火星的木条复燃；
（4）由图1和图3的现象可知，二氧化锰可使过氧化氢分解的速率加快；故答案为：加快；
【问题与思考】（1）研究表明，二氧化锰是该反应的催化剂，它在反应前后的化学性质没有发生变化；故答案为：无；
（2）常温下，图1试管内也产生了氧气，但带火星木条不能复燃的原因可能是常温下，过氧化氢分解速率太慢，产生的氧气太少；故答案为：常温下，过氧化氢分解速率太慢，产生的氧气太少。
【点评】本题主要考查物质的性质，解答时要根据各种物质的性质，结合各方面条件进行分析、判断，从而得出正确的结论。空气污染物
①粉尘；②有害气体（二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮等）
污染物的主要来源
①矿物燃烧；②工厂的废气；③汽车排放的尾气等
空气污染的危害
损害人体健康、影响作物生长、破坏生态平衡。
存在的环境问题：①温室效应（二氧化碳含量过多引起）②臭氧层空洞（氟里昂的排放）、③酸雨（由二氧化硫、二氧化氮引起）
空气污染的防治
加强大气质量监测,改善环境状态、植树造林、使用清洁能源
空气污染指数项目
一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、可吸入颗粒物、臭氧
物质
纯净物
混合物
区别
宏观：一种物质组成的
微观：由同种分子或原子构成
宏观：两种或多种物质组成的
微观：由不同种分子或原子构成
举例
氧气、氮气、二氧化碳、蒸馏水、氢氧化钙等
空气、盐水、糖水、矿泉水、铝合金、酱油等
反应物
条
件
反应现象
化学反应的化学方程式
在空气中燃烧
在氧气中燃烧
反应后
木炭和
氧气
点
燃
持续红热，放出热量
剧烈燃烧，发出白光，放出热量
生成使澄清石灰水变浑浊的气体
C＋O2eq \(=====,\s\up7(点燃))CO2
硫磺和
氧气
发出微弱的淡蓝色火焰，放出热量
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＋O2eq \(=====,\s\up7(点燃))SO2
红磷和氧气
发出黄色火焰，放出热量
发出耀眼的白光，放出热量
产生大量白烟
4P＋5O2eq \(=====,\s\up7(点燃))2P2O5
铁丝和
氧气
灼烧至红热，离火后迅速变凉（不能燃烧）
剧烈燃烧，火星四射，放出热量
生成黑色固体
3Fe＋2O2eq \(=====,\s\up7(点燃))Fe3O4
实验药品
高锰酸钾(或氯酸钾和二氧化锰)
过氧化氢和二氧化锰
反应原理
2KMnO4 △ K2MnO4 + MnO2 + O2↑
2H2O2 MnO2 2H2O+ O2 ↑
实验装置
实验步骤
①查：检查装置的气密性；②装：把药品装入试管内，使之平铺在试管底部；③定：把试管固定在铁架台上；④点：点燃酒精灯加热；⑤收：收集气体(用向上排空气法或排水法)；⑥离：把导气管撤离水槽；⑦熄：熄灭酒精灯。简记为：茶庄定点收利息
①查
②装：先放入固态药品，再放入液态药品
③定
④收
收集方法
排水集气法或向上排空气法
检验
气体
将带火星的木条伸入集气瓶中，如果木条复燃，说明该瓶内的气体是氧气
验满
用向上排空气法收集时，将带火星的木条放在口处，如果木条复燃，说明该瓶内的气体已满
反应类型反应类型
化合反应
分解反应
定义
由两种或多种物质 以上的物质生成一种物质 物质的反应
由一种 反应物生成两种或两种以上其他物质的反应
特点
多变一
一变多
表达式
A+B→AB
AB→A+B
举例
CaO+H2OCa（OH）2
2H2O22H2O+O2↑
物质
甲
乙
丙
丁
反应前质量/g
6
2
14
35
反应后质量/g
待测
2
22
13
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
物质
甲
乙
丙
丁
反应前质量/g
6
2
14
35
反应后质量/g
待测
2
22
13
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