专题02 空气和氧气- 决胜2023年中考化学一轮地毯式复习（全国通用）

专题02：空气和氧气

一、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）

3、空气各成分的用途：

（1）分离液态空气：首先通过          ，使空气        ，然后        ，利用各气体的        ，使其在不同温度下气化，再冷凝，从而将各种气体分离,工业分离液态空气法——         变化。

（2）用途： 氮气 工业生产硝酸和氮肥，食品防腐，液态氮气用作        ； O2供给        ，支持燃烧，        冶炼，金属焊接； 稀有气体用作        ，制作多用途电光源；

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        。

二、测定空气中氧气的含量

1、基本思路：通过化学反应，除去混合物中的一种成分，再测定混合物在          的体积或质量的变化。

2、药品选择要求：生成物是        ，只与氧气反应。例如：红磷或铜等。

3、原理：                                           。

4、装置：

5、步骤：连接装置，检查装置气密性；把集气瓶的容积分成5等份，做好记号；用止水夹夹紧胶管；在燃烧匙内放入             的红磷；点燃燃烧匙中的红磷，立即伸入集气瓶中，把塞子塞紧；待红磷熄灭并        后，打开止水阀。

6、现象：集气瓶中有大量的        生成，并放出热量；打开止水夹，烧杯中的水倒流到集气瓶中，并上升到约        处。

7、结论：空气中的氧气含量大约是        ；（体积分数而非质量分数）

8、误差分析

氧气含量偏小的原因：没有冷却至室温就读数；        ；加热时间不够；装置漏气等；

氧气含量偏大的原因：点燃红磷后未立即神伸入集气瓶中；弹簧夹未夹紧等。

三、氧气的性质

1、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        在桌面上）。

2、化学性质：

（1）氧气可以使带火星的木条        ，具有        性质。

（2）氧气与硫反应

原理：                                。

现象：空气中：燃烧，发出微弱的        火焰，放出热量,生成有                        的气体。氧气中：燃烧得更旺，发出明亮的             火焰，放出热量,生成有               的气体。

注意：硫在氧气里燃烧，在集气瓶底要留少量水，目的：溶解吸收生成的                ，防止                                。

（3）氧气与木炭反应；

原理：                                。

现象：空气中：发            ，放热，生成使澄清石灰水变浑浊的气体。氧气中：发        ，放热，生成使澄清石灰水变浑浊的气体

注意：木炭伸入瓶中时，要自上而下，缓慢伸入（目的使木炭与氧气           ）。

（4）与铁丝反应；

原理：                                        。

现象：空气中：变           ，不燃烧；氧气中：剧烈燃烧，               ，放热，生产          

注意：铁丝用砂纸打磨（除去表面的        ）； 在铁丝一端系一根火柴棒（        ）；铁丝绕成                    （预热未燃烧的的铁丝）；在瓶底加            或铺一层        （防止高温生成物使               ）；燃着的铁丝不能接触瓶壁（防止炸裂瓶壁）。

四、实验室制取氧气

1、选药品的条件：必须含有           。常用                和二氧化锰；或加热               或氯酸钾。

如：用过氧化氢和二氧化锰制取氧气：

（1）原理：                                ；

（2）装置：                        ，排水法（或向上排空法）。

（3）步骤：检查                        ；装药品（先固后液）；

（4）收集法：

、排水法：原因氧气                 水，不与水反应；（何时开始收集：导管口有                气泡冒出时开始收集。）、向上排空气法：原因                        且不与空气反应；

（5）验满：向上排空气法，用带火星的木条放在，        ，木条        则收集满。

（6）检验：用带火星的木条伸入，        ，木条        则该气体是氧气。

（7）注意事项：向上排空气法收集气体时，导管口要接近集气           （目的：                  ）。

如：用加热高锰酸钾或氯酸钾制取氧气：

（1）原理：                                ；

（2）装置：固固加热，                （或向上排空法）

（3）步骤：连接装置：             ，从左到右的顺序；②检查装置的                ；③装入药品：按粉末状固体取用的方法；④固定装置：固定试管时，试管口应略        倾斜，铁夹应夹在试管的        ；⑤加热药品：先        ，后在反应物部位用酒精灯        加热；⑥收集气体；⑦先将                                ，再停止          。

（4）收集法：

、排水法：原因氧气                水，不与水反应；（何时开始收集：导管口有                气泡冒出时开始收集。）、向上排空气法：原因密度比空气大且不与空气反应；

（5）验满：向上排空气法，用带火星的木条放在，        ，木条复燃则收集满。

（6）检验：用带火星的木条伸入，        ，木条复燃则该气体是氧气。

（7）注意事项：

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           。

2、催化剂

（1）概念：在化学反应中能改变其他物质的                ，但本身的                和        在反应前后没有发生变化的物质。 

（2）特点：两不变（质量、化学性质）、一改变（反应速率，包括        或        ）

注意：①催化剂不能改变                的质量，不能决定反应的进行；②催化剂不是反应物、也不是生成物；③催化剂仅针对某一反应，并不是                的催化剂；④某一反应的催化剂可能                        。

1、【命题解读】

（1）空气的组成以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；实验现象和结论的判断；实验误差的分析等。

（4）实验室制取氧气常以选择题和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。

2、【解题技巧】

（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，但是不是跟所有物质反应。

（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。

题型一   空气成分及用途

1．（2022·天津·专题练习）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

2．（2022·黑龙江·哈尔滨市萧红中学）下列物质中，不是列入空气质量评价的主要污染物的是（     ）

A．二氧化硫 B．细颗粒物 C．二氧化碳 D．二氧化氮

3．（2022·河南开封）下列对空气成分的叙述正确的是（     ）

A．按质量分数计，空气中含氧气约21%，含氮气约78%

B．稀有气体约占空气体积的0.03%

C．红磷可用于测定空气中氧气的含量

D．空气中的氧气可以供给呼吸，所以浓度越高越好，其他成分含量高低无关紧要

题型二   测定空气中氧气的含量

1．（2022·广西·南宁市武鸣区教育局教研室一模）下图装置可用于测定空气中氧气的含量，下列说法不正确的是（     ）

A．实验时红磷一定要过量

B．该实验证明氧气约占空气总体积的1/5

C．红磷燃烧产生大量的白雾，火焰熄灭后立刻打开弹簧夹

D．通过该实验还可以了解氮气的一些性质

2．（2022·四川·一模）为了让测定空气中氧气含量的实验可视化，在课本实验的基础上增加了氧气浓度传感器，有关装置和数据曲线如图。下列说法正确的是（     ）

A．红磷燃烧产生蓝紫色火焰

B．红磷熄灭是因为氧气耗尽

C．进入瓶中的水约占集气瓶容积的

D．该实验只能粗略测定空气中氧气含量

题型三   氧气的性质

1．空气及其中的氧气对人类活动起着重要作用，下列有关描述正确的是（　　）

A．红磷在空气中燃烧，有大量的白色烟雾生成

B．所有物质与氧气的反应均属于化合反应

C．铁丝在空气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体

D．硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，生成有刺激性气味的气体

2．（2022·广西·南宁市三美学校）下列对有关实验现象的描述正确的是（     ）

A．铁丝在空气中剧烈燃烧，发出红光

B．磷在空气中燃烧产生大量白雾，放热

C．木炭在空气中燃烧，产生刺激性气味气体

D．硫粉在氧气中燃烧，发出蓝紫色火焰，有刺激性气味气体生成

题型四   氧气的制取

氧气是人类无法离开的物质。

（1）工业上常采用分离液态空气的方法获取O2。能说明空气中存在氧气的事例有_______(写一点即可)。

（2）实验室用双氧水和二氧化锰制取并收集氧气，可选择的装置组合是_________，该反应的化学方程式为                            。

（3）高锰酸钾制取O2时，常用_______（填仪器名称）提供热源；现制取3瓶氧气，集气瓶容积为250mL，需要高锰酸钾的质量至少为_________g（通常氧气的密度约为1.34g/L，结果精确到0.1g）。

（4）某些空气净化剂含超氧化钾，其净化原理为：。该方法一般不用于实验室制取氧气的原因是________（写一点即可）。

1．（2022·福建·顺昌县教师进修学校）下列有关空气的说法错误的是（     ）

A．工业上采用分离液态空气法获得氧气是物理变化

B．空气充入食品包装袋可以防压，但不能防腐

C．呼出气体中二氧化碳的含量大于吸入空气中二氧化碳的含量

D．空气中氧气来源于绿色植物的呼吸作用

2．如图为空气成分示意图（按体积计算），其中“c”代表的是（     ）

A．氧气 B．稀有气体 C．氮气 D．二氧化碳

3．（2022·陕西商洛）人类的生存离不开空气，如图所示为空气成分示意图（按体积分数计算），下列说法中正确的是（     ）

A．实验室可用木炭代替红磷测定空气中氧气含量

B．X的含量约占空气总体积的70%

C．M中含稀有气体，其可用于制作霓虹灯

D．灯泡和食品包装袋中均可充入Y作为保护气

4．化学反应之间、化学物质之间具有包含、并列、交叉等关系。下表中X、Y符合下图所示关系正确的是（     ）

A．A B．B C．C D．D

5．某同学加热氯酸钾制氧气，错把高锰酸钾当作二氧化锰放入氯酸钾内，其结果与只加热氯酸钾相比（     ）

A．反应速率不变，生成氧气质量增加 B．反应速率不变，生成氧气质量不变

C．反应速率加快，生成氧气质量不变 D．反应速率加快，生成氧气质量增加

6．某气体既能用排水法收集，又能用向上排空气法收集，该气体具备的性质是（     ）

A．易溶于水且比空气的密度小 B．难溶于水且比空气的密度大

C．易溶于水且比空气的密度大 D．难溶于水且比空气的密度小

7．某同学做物质在氧气中燃烧的实验，如图所示，其中不合理的是（     ）

A．木炭在氧气中燃烧 B．铁丝在氧气中燃烧

C．硫在氧气中燃烧 D．蜡烛在氧气中燃烧

8．化学中的许多概念之间存在着包含、并列、交叉等关系。下列概念之间的关系分析正确的是（    ）                                                               

A．化合反应和分解反应属于交叉关系

B．混合物和纯净物属于包含关系

C．化合反应和氧化反应属于并列关系

D．缓慢氧化和氧化反应属于包含关系

9．（2022·安徽·模拟）某兴趣小组的同学利用现代传感器技术进行测定空气里氧气的含量的实验，测得实验过程中容器内温度和气体压强随时间的变化趋势如图所示。下列说法中错误的是（     ）

A．要保证实验的准确性，白磷必须过量

B．实验过程中容器内温度先增大后减小至起始温度

C．曲线BC段是装置逐渐冷却至室温的过程

D．在t2时打开了弹簧夹

10．（2022·重庆一中模拟）5月29日，端午前夜的松花江畔人声鼎沸，摩肩接踵，一年一度的端午佳节在人们踏青的脚步声中拉开了帷幕!下列叙述错误的是（     ）

A．霓虹灯内充有氮气，通电后才能发出绚丽夺目的光芒

B．端午节吃到美味的粽子，离不开化学发挥的重要作用

C．人们踏青时，应该将垃圾扔进垃圾桶，积极保护环境

D．松花江水中含有难溶性和可溶性的杂质，属于混合物

11．空气是人类赖以生存的宝贵资源。

(1)空气的用途：焊接金属时常用作保护气的是_______(填化学式)。

(2)空气的成分：老师利用图甲装置测定空气中氧气的含量并结合现代传感器技术，测得过程中容器内气体压强、氧气浓度、温度的变化趋势如图乙所示。

①图乙中代表氧气浓度的曲线为_______(填写a或b或c)

②t2时打开止水夹，图甲中最终集气瓶中水平面大约上升至刻度_______处。

③若图乙中AB段表示气体压强的变化，请结合曲线解释原因_______。

(3)空气的保护：图丙是某地PM2.5来源分布图。据此，下列措施对减少PM2.5效果最不明显的是___。

A 减少汽车的保有量

B 用风能与太阳能发电替代燃煤发电

C 减少工业生产中二氧化碳的排放