第二单元 我们周围的空气-2022年《三步冲刺中考•化学》之第1步重课本·理考点·学案

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第二单元 我们周围的空气                     1.掌握空气中氧气含量的测定实验；能区分纯净物和混合物；能说出空气的成分及体积分数。2.掌握氧气的物理性质和化学性质；能区别化合反应、分解反应和氧化反应。3.掌握氧气的实验室制取方法；认识催化剂和催化作用。4.了解大气污染的来源、危害及防止空气污染采取的措施。  　空气的成分及用途(高频考点)成分体积分数主要性质主要用途氮气78%(最大)物理性质无色、无味、不溶于水、沸点低医疗上用于冷冻、麻醉化学性质不活泼、不支持燃烧　用作保护气在一定条件下可以发生化学反应制硝酸和氮肥等氧气21%化学性质供给呼吸潜水、登山、医疗救护　支持燃烧炼钢、气焊、宇宙航行稀有气体0.94%物理性质无色、无味、不溶于水，通电时会发出不同颜色的光填充霓虹灯，制电光源；氦可用于制造低温环境化学性质很不活泼用作保护气、灯泡的填充气二氧化碳0.03%物理性质无色无味、能溶于水作制冷剂、人工降雨化学性质不支持燃烧作灭火剂、光合作用的原料其他气体和杂质0.03%  特别提醒①空气的主要成分是氮气和氧气。②空气的组成可以保持相对稳定。高原反应是由于高原地区空气稀薄，而氧气含量低所致。　空气的污染与防治(高频考点)1.2．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，导致全球气候__变暖__、臭氧层被破坏和酸雨等。3．防治措施污染来源防治措施化石燃料的燃烧改变能源结构工厂的废气工业废气要处理，减少有害物质的排放植被破坏引起的沙尘植树造林，提高空气的自净能力 特别提醒①我国修订的《环境空气质量标准》增加了PM2.5浓度监测指标。PM2.5是指大气中粒径在2.5微米以下的颗粒物，也称为可入肺颗粒物。②人类大量燃烧煤等活动造成空气中SO2、NO2等含量增加，它们排放入大气后，会导致酸雨的形成，危害环境。③虽然空气中二氧化碳含量过高会引起温室效应加剧，但二氧化碳无毒，是空气的成分之一，不是空气污染物，也不是空气质量监测的项目。　空气中氧气含量的测定实验
1．实验原理：
　利用红磷在空气中燃烧，将集气瓶内氧气消耗掉，生成五氧化二磷白色固体，使密闭容器内压强减小；在大气压作用下，进入集气瓶内水的体积即为减少的氧气的体积。
2．实验装置：    3．实验步骤：（1）将仪器连接好并检查装置的气密性。
（2）在集气瓶底装入少量的水，再把剩余的容积分成五等份并做上记号。
（3）用弹簧夹夹紧乳胶管。（4）在燃烧匙内放入过量的红磷。（5）点燃红磷迅速伸入集气瓶中，并把塞子塞紧。
（6）红磷燃烧停止，待集气瓶冷却到室温后，打开弹簧夹。4．实验现象：
（1）红磷燃烧产生大量白烟并放出热量。
（2）打开弹簧夹后烧杯中的水倒吸入集气瓶中，进入水的体积约占集气瓶中空气体积的1/5。
5. 实验结论：氧气约占空气体积的1/5。 特别提醒
1. 可燃物必须选用燃烧后生成物为固体的物质。不能选用木炭、硫等，因为木炭、硫燃烧产生的是气体物质，且与所耗氧气体积相同，使瓶内外气压相等，水不会倒吸入瓶中。2.红磷必须过量，燃烧时才能使容器内氧气消耗完。
3.红磷燃烧停止后，要等集气瓶内温度降至室温，方可打开弹簧夹。
4.该实验还能得到的结论：氮气（集气瓶内剩余的气体主要是氮气）具有不能燃烧、不支持燃烧和难溶于水的性质。5.实验后测得氧气的体积分数小于21%的原因：（1）红磷的量不足（则不能将集气瓶内空气中的氧气完全反应掉，集气瓶内水面上升不到原瓶内空气体积的1/5，导致测得空气中氧气的体积分数偏小）。（2）装置漏气（当集气瓶内氧气耗尽时，瓶内压强减小，瓶外空气会进入集气瓶内，导致进入水的体积减小，测得的氧气的体积分数偏小）。（3）装置未冷却到室温就打开弹簧夹（温度较高气体压强较大，进入瓶内水的体积减小，引起测定结果偏低）。6.测定结果大于21%的原因：（1）点燃红磷前未用弹簧夹夹紧乳胶管（红磷燃烧放热会使部分空气由导管逸出，烧杯水中冒气泡；最后造成水进入集气瓶的体积大于1/5）。（2）将点燃的燃烧匙伸入瓶内太慢（放出的热将瓶内的部分空气赶出瓶外；冷却后打开止水夹，进入集气瓶水的体积大于1/5）。　氧气的性质(高频考点)1．氧气的物理性质：在标准状况下，氧气为无色、无味、不易溶于水的气体；在一定条件下，可变成液体或固体(淡蓝色)。2．氧气的化学性质类别物质反应现象化学方程式非金属单质木炭在氧气中燃烧：发出白光；放出热量；生成能使澄清石灰水变浑浊的气体C＋O2CO2硫在空气中燃烧：发出微弱的淡蓝色火焰；在氧气中燃烧：发出明亮的蓝紫色火焰；放出热量；生成一种有刺激性气味的气体S＋O2SO2注意：硫燃烧时，集气瓶底部要放少量水或碱溶液，以吸收有害的SO2红磷在空气中燃烧：放出热量；产生大量白烟4P＋5O22P2O5氢气在空气中燃烧：发出淡蓝色火焰；放出热量；烧杯内壁出现水滴(或水雾)2H2＋O22H2O续表类别物质反应现象化学方程式金属单质铁在氧气中燃烧：剧烈燃烧，火星四射；放出热量；生成黑色固体3Fe＋2O2Fe3O4注意：a.铁丝绕成螺旋状是为了增大铁丝受热面积；b.下端系一根火柴的目的是引燃铁丝；c.实验前集气瓶放少量水或铺一层沙子，以防生成物溅落使集气瓶底炸裂镁在空气中燃烧：发出耀眼白光；放出热量；生成白色固体2Mg＋O22MgO铜在空气中加热：表面变成黑色2Cu＋O22CuO氧化物一氧化碳在空气中燃烧：发出蓝色火焰；放出热量；生成能使澄清石灰水变浑浊的气体2CO＋O22CO2有机物甲烷在空气中燃烧：发出蓝色火焰；放出热量；生成能使澄清石灰水变浑浊的气体；烧杯内壁出现液滴(或水雾)CH4＋2O2CO2＋2H2O乙醇C2H5OH＋3O22CO2＋3H2O 归纳总结可燃物在氧气里燃烧比在空气里燃烧要剧烈，以及某些在空气里不能燃烧的物质却可以在氧气中燃烧，这些都说明氧气的化学性质比较活泼，同时也说明物质在空气中燃烧，实际上是与其中的氧气发生反应。由于空气中的氧气含量相对较少，因此在空气中燃烧不如在氧气中燃烧剧烈。【易错分析】①烟和雾a．烟——大量固体小颗粒分散在空气中产生烟。如红磷燃烧产生的大量白烟，是燃烧生成的固体P2O5分散到空气中形成的。b．雾——大量小液滴分散在空气中产生雾。如打开盛浓盐酸的试剂瓶瓶塞，瓶口有白雾出现，是因为挥发出的HCl气体遇到空气中的水蒸气而形成了盐酸小液滴。②光和火焰a．光——固态物质燃烧时发光。如镁条燃烧发出耀眼的白光，木炭在氧气中燃烧发出白光。b．火焰——气态物质或容易汽化的物质燃烧时产生火焰。如蜡烛在氧气中燃烧产生白色的火焰，是石蜡蒸气燃烧而产生的。③可燃性和助燃性a．可燃性——物质本身可以燃烧，是可燃物，具有可燃性，如氢气具有可燃性。b．助燃性——可以帮助可燃物燃烧的物质具有助燃性，但本身不能燃烧，如氧气具有助燃性，但不具有可燃性，不能作燃料。④实验现象和实验结论a．实验现象——通过人的感觉器官直接感知到的，如发光、放热、吸热、变色、产生沉淀或生成气体等。描述实验现象时不能出现物质的名称。b.实验结论——由现象经过分析、推理得到的。实验现象：铁丝在O2中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体。实验结论：铁丝在O2中燃烧生成Fe3O4。　氧气的制取(高频考点)1．自然界中氧气来源：植物的光合作用。2．氧气的工业制法分离液态空气法：利用液态氮、液态氧的沸点不同，先将空气转化为液体，然后先蒸发氮气制得氧气。这一过程属于物理变化。3．氧气的实验室制取：1.反应原理和实验装置：（1）分解过氧化氢溶液制取氧气（实验装置如图B或C所示）2H2O22H2O＋O2↑
（2）加热高锰酸钾（紫黑色固体）制取氧气2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑（3）加热氯酸钾（白色固体）制取氧气（实验装置如图A所示）2KClO32KCl+3O2↑

　 分解过氧化氢制取氧气的发生装置也可以使用如图D所示装置，这样就可以通过调节分液漏斗的活塞来控制液体的滴加速度，从而可以控制反应速率，得到比较稳定的氧气流。　　　　　　　 2.收集方法：
（1）排水集气法：如图E（因为氧气不易溶于水）
（2）向上排空气集气法：如图F（因为氧气密度比空气大）
3.验满方法：
　(1)排水集气法：当有气泡从集气瓶口冒出来，说明氧气已收集满。
　(2)向上排空气集气法：把带火星的木条靠近集气瓶口，如果木条复燃，说明氧气已收集满。4.检验方法：将带火星的小木条伸入集气瓶内，如果木条复燃，说明该瓶内气体是氧气。
　5.加热高锰酸钾制取氧气的操作步骤： 可归纳为“查、装、定、点、收、离、熄”，用谐音“茶庄定点收利息”来记。
　(1)查：检查装置的气密性。(2)装：把药品装入试管内，塞好带导管的橡皮塞。
　(3)定：把试管固定在铁架台上，使试管口稍向下倾斜。集气瓶装满水，倒扣在水槽中。(4)点：点燃酒精灯，均匀预热后再集中在药品部位加热。
　(5)收：导管口有连续气泡产生时再收集氧气。(6)离：实验结束，先将导气管从水槽中取出。(7)熄：最后熄灭酒精灯。
特别提醒
　1.实验室（高锰酸钾加热）制取氧气应注意的事项
　(1)药品要平铺在试管底部，使其均匀受热。
　(2)铁夹要夹在距离试管口1/3处。
　(3)试管内的导管稍伸出胶塞即可，便于气体导出。
　(4)试管口应略向下倾斜，防止加热时产生的冷凝水倒流，使试管受热不均匀而炸裂。
　(5)试管口处要放一小团棉花，防止加热时高锰酸钾粉末进入导气管。
　(6)加热前导管不能伸入集气瓶口内，当导管口产生连续气泡时才能开始收集，因开始排出的气体含有装置内的空气。(7)收集完毕，先将导管移出水面，然后再熄灭酒精灯，防止水沿导管倒流入热的试管中而使试管炸裂。(8)盛氧气的集气瓶应盖上玻璃片，正放，因为氧气的密度大于空气的密度，正放可减少气体的逸散。2.制取气体时反应装置的选择气体的反应装置包括发生装置和收集装置两部分：(1)发生装置的选择：选择的依据是反应物的状态和反应条件（如下图所示）。①固体反应物加热制取气体（如高锰酸钾制氧气）：固体+固体（加热型）；②液体反应物不加热制取气体（如过氧化氢制氧气）：固体+液体（不加热型）。     (2)收集装置的选择：选择的依据是气体的密度和溶解性。①当气体不与水反应且难溶于水或不易溶于水时（如氧气），采用排水法收集（如下图丙所示）；②当气体不与空气中的成分反应且密度大于空气（如氧气），采用向上排空气法收集（如下图甲所示）；③当气体不与空气中的成分反应且密度小于空气（如氢气），采用向下排空气法收集（如下图乙所示）。　催化剂及催化作用1．探究分解过氧化氢制取氧气的反应中二氧化锰的作用实验原理过氧化氢水＋氧气实验图示操作步骤(1)  在试管中加入5 mL 5%的过氧化氢溶液，把带火星的木条伸入试管；(2)  向上述试管中加入1 g二氧化锰，把带火星的木条伸入试管；(3)待上述试管中没有现象发生时，重新加入过氧化氢溶液，并把带火星的木条伸入试管，观察现象，待试管中现象消失后，再重复上述操作现象与分析现象：(1)产生极少量气泡，木条不复燃；(2)产生大量气泡，木条复燃；(3)产生大量气泡，木条复燃，黑色固体多次使用后无变化分析：(1)过氧化氢在常温下分解缓慢，放出的氧气很少；(2)过氧化氢溶液中加入少量二氧化锰，使过氧化氢分解加速；(3)实验重复多次，每次只消耗了过氧化氢，二氧化锰好像永远用不完继续实验实验后把二氧化锰洗净、干燥、称量，其质量仍为1 g解释与结论过氧化氢在有二氧化锰存在的条件下，能更快地分解产生氧气。二氧化锰能促进过氧化氢分解，但它的质量和化学性质在化学反应前后没有改变，说明它本身没有分解拓展硫酸铜溶液对过氧化氢的分解也具有催化作用。加热混有二氧化锰的氯酸钾固体制取氧气时，二氧化锰在这一反应中也起催化作用　　2.催化剂及催化作用(1)定义催化剂在化学反应里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都没有发生变化的物质叫做催化剂(又叫触媒)催化作用催化剂在化学反应中所起的作用，改变(加快或减慢)化学反应速率　　(2)催化剂的主要特征①“一变”：催化剂能改变其他物质的化学反应速率，这里“改变”包括加快或减慢反应速率。②“二不变”：催化剂本身的质量和化学性质在化学反应前后不变。 特别提醒①对给定质量的反应物，加入催化剂不能增加(或减少)生成物的质量。②同一反应可能有多种催化剂，同一物质可以是不同反应的催化剂。③反应前后催化剂的质量不变，但不等同于反应过程中，催化剂的质量自始至终都不变。　几组概念(高频考点)1．混合物和纯净物种类混合物纯净物定义由两种或两种以上的物质混合而成的物质由一种物质组成的物质宏观由多种物质组成由一种物质组成微观__不同种__分子构成，没有固定的组成__同种__分子构成，有固定的组成和性质表示一般__不能__(选填“能”或“不能”)用一个化学式表示有唯一的化学式联系  特别提醒①物质的成分与状态无关。例如冰与水是相同物质的两种状态，但是把它们放在一起混合仍是一种物质，属于纯净物。②混合物各种成分之间不发生化学变化，保持各自的性质。例如空气中的多种成分可以稳定地存在，氧气仍然具有助燃的性质，不受其他物质的影响，其他物质也仍然具有它们各自的性质。2．氧化反应与缓慢氧化反应类型定义举例氧化反应物质与氧发生的反应C2H5OH＋3O23H2O＋2CO2缓慢氧化进行得很缓慢，甚至不容易被察觉的氧化反应，其特点是放热但不发光动植物呼吸；钢铁生锈　　3.化合反应与分解反应 项目　　 反应类型化合反应分解反应定义由两种或两种以上的物质生成另一种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CO2＋H2O===H2CO32H2O22H2O＋O2↑ 特别提醒化合反应与分解反应主要从反应物、生成物的种类多少来区别，不限制反应物、生成物是什么类别的物质。以O2为核心的物质网络图①2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑②2KClO32KCl＋3O2↑③2H2O22H2O＋O2↑④2H2O2H2↑＋O2↑⑤4P＋5O22P2O5⑥C＋O2CO2⑦2H2＋O22H2O⑧S＋O2SO2⑨2CO＋O22CO2⑩2Mg＋O22MgO⑪3Fe＋2O2Fe3O4⑫4Al＋3O2===2Al2O3⑬2Cu＋O22CuO⑭CH4＋2O2CO2＋2H2O⑮C2H5OH＋3O22CO2＋3H2O【考点一】物质的分类1.（2019常州中考）下列物质属于纯净物的是A. 深井水    B. 自来水     C. 矿泉水    D. 蒸馏水2．（2019苏州中考）下列物质属于纯净物的是（　　）A．空气 B．氮气 C．石油 D．牛奶3．（2019扬州中考）2019年5月11日，扬州市启动了城市节水宣传活动。H2O属于（　　）A．单质 B．氧化物 C．混合物 D．有机物4．（2019泰州中考）下列物质属于氧化物的是（　　）A．蒸馏水 B．氖气 C．硝酸钾 D．氢氧化钡5.（2019连云港中考节选）化学的基本特征是研究和创造物质。试从科学家认识物质的视角认识CO2。
（1）分类角度
CO2属于______（填字母）
a．单质 b．氧化物 c．有机物
 【考点二】空气的成分8．（2019苏州中考）下列关于氧气的说法正确的是（　　）A．分离液态空气获得氧气是化学变化 B．植物的光合作用会消耗氧气 C．氧气的化学性质不活泼 D．液态氧可用作火箭助燃剂9．（2019宿迁中考）下列说法中正确的是（　　）A．催化剂只能加快反应速率 B．溶液一定是混合物 C．分子是保持物质性质的最小微粒 D．空气中氧气的质量分数约为21%【考点三】气体的制备1．（2019苏州中考）下列有关CO2实验的图示正确的是（　　）A．制取CO2 B．收集CO2 C．验证CO2已集满 D．验证CO2能与水反应2．（2019扬州中考）实验室用KClO3和MnO2制O2，反应后分离KCl和MnO2（难溶于水）。下列图示装置能达到实验目的是（　　）A．用此装置制取O2 B．用此装置收集O2 C．用此装置过滤 D．用此装置蒸发滤液3．（2019淮安中考）化学是一门以实验为基础的科学，根据如图所示装置，回答相关问题。

（1）图中标有序号①的仪器名称是______。
（2）实验室用双氧水和二氧化锰制取氧气，该反应的化学方程式是______，若需收集一瓶氧气用于铁丝燃烧的实验，应选择的发生与收集装置的组合是______（从A-E中选择，填字母），收集完毕，用玻璃片的______（填“光滑面”或“磨砂面”）盖住集气瓶口。
（3）装置F可以作为制取二氧化碳的发生装置，相比B装置其主要优点是______。4.（2019常州中考）某化学兴趣小组利用如图装置进行氧气的制取和性质实验（1）仪器a的名称是____________；（2）实验中，点燃酒精灯后，可观察到硫粉在氧气中燃烧呈现______色火焰；装置C中象是______；（3）装置D的作用是____________（用化学方程式表示）；（4）为了证明装置C中出现的现象不是由氧气造成的，在不改变装置的情况下，操作方法是________，并观察装置C中的现象_______；（5）实验时加入6％的过氧化氢溶液51g，理论上可生成多少克氧气_______？（写出计算过程）5．（2019苏州中考）实验室常用高锰酸钾制取氧气，可能用到的装置如图所示。（1）本实验可选用的发生和收集装置为　 　（填字母）。（2）①写出高锰酸钾分解制氧气的化学方程式：　                    　。②上述反应的理论产氧率为　  　[产氧率100%，结果精确到0.1%]。③取一定量的高锰酸钾固体，充分加热，发现实际产氧率远高于上述数值，则可能的原因有　                       　（测定过程中产生的误差可忽略）。（3）某同学进行该实验并用排水法收集O2．下列操作正确的是　    　（填字母）a．未检查装置气密性即向大试管中加入高锰酸钾固体b．当导管口有连续气泡均匀冒出时，开始收集氧气c．集气瓶中氧气收集满后，先用玻璃片盖住集气瓶口，再将其移出水面d．气体收集完毕后，先熄灭酒精灯，再将导管移出水面（4）实验室也可用双氧水制氧气。某同学为研究MnO2粉末用量对双氧水分解速率的影响，做了以下实验：采用不同质量的MnO2粉末做催化剂，每次均用30mL 10%的双氧水（其他实验条件均相同），测定收集500mL氧气所用的时间，结果如表：序号123456789MnO2用量/g0.10.20.30.40.50.60.70.80.9所用时间/s1786322222①写出上述反应的化学方程式：                             　。②该实验可得出的结论是　                                          　。6．（2019宿迁中考）实验室制取气体时需要的一些装置如图所示，请回答下列问题：（1）写出标有序号的仪器名称：①　        　。（2）实验室制取氧气和二氧化碳的发生装置都可选用B装置的原因是　                    　，其中实验室制O2的化学方程式为　                   　。（3）若要制取并收集到干燥的氧气，所选择装置的连接顺序为：      　（填字母序号）。（4）若B装置用于实验室制取二氧化碳，则反应的化学方程式为　                    　。（5）实验室用加热无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物制取甲烷，甲烷密度比空气小，难溶于水，收集装置可以选择　     　（填字母序号，一种即可）；请写出甲烷完全燃烧的化学方程式　                     　。7.（2019盐城中考）如图为初中化学常见的仪器装置，请回答下列问题。

（1）写出仪器名称：a为______，b为______。
（2）实验室可选用______（填字母序号）和D装置制取CO2气体：在添加药品前，首先应进行的操作是______。
（3）实验室用KMnO4粉末制取O2的化学方程式为______；发生装置中需在试管口放一团棉花，以防止KMnO4粉末______。
（4）实验室用过氧化氢溶液及少量MnO2制取O2，可选用______（填字母序号）装置收集O2；MnO2起______作用。8．（2019盐城中考）如图是初中化学实验室制取气体的常用装置图，请回答下列问题：（1）仪器a的用途是　   　；（2）写出装置B制取氧气的化学方程式　   　。装置B中试管口略向下倾斜的目的是　   　，若用C装置收集氧气，当　   　时开始收集；（3）实验室制取二氧化碳选择的发生装置是　   　（填写装置下方的字母）。若用F装置收集二氧化碳气体，检验气体收集满的操作方法是　   　。