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初中科学浙教版八年级下册第1节 空气与氧气综合训练题
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这是一份初中科学浙教版八年级下册第1节 空气与氧气综合训练题，文件包含第1节空气与氧气教师版docx、第1节空气与氧气学生版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共63页， 欢迎下载使用。
第1节 空气与氧气
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课程标准
课标解读
1.知道空气的主要成分以及各主要成分在空气中所占的体积分数。
2.了解空气(氧气、氮气、稀有气体等)的利用，认识空气对入类的重要作用。
3.理解测定空气中氧气含量的实验原理和用途。
4.初步学习实验室制取氧气的方法，了解实验室制取氧气的仪器名称、装置的连接、检验气密性的方法、收集方法和检验方法。
5.知道氧气的物理性质及其主要用途，掌握氧气的化学性质，氧气与物质反应的条件、现象及特征等。
6.了解化合反应和分解反应，能正确判断两种反应。
解读1 :知道空气的主要成分及空气中氧气含量的测定方法和原理，了解各成分的用途，常见题型为选择题和填空题，难度小。
解读2 :概述氧气的主要物理性质及化学性质，氧气的用途及与其性质的关系，常见题型为选择题、填空题，难度较小。
解读3 :会判断分解反应、化合反应，知道氧化物的组成，常见题型为选择题、填空题。
解读4:掌握氧气的实验室制备及检验方法，了解催化剂的概念及催化作用，常见题型为选择题、填空题及解答题。
知识精讲
知识点01 空气的成分
（一）空气组成成分的探究
(1)探究空气中是否含有二氧化碳
①试剂:澄清石灰水。
②实验装置:如图所示。
③实验过程:用大针筒把空气压入澄清石灰水中。
④实验现象:澄清石灰水变浑浊，但变浑浊的速度较慢。
⑤结论:空气中含有二氧化碳但含量较少。
(2)探究空气中是否含有氧气
①实验用品:小木条。
②实验过程:取一瓶空气和一瓶氧气，将一根燃着的小木条先后插入两个集气瓶中。
③实验现象:燃着的小木条在空气中继续安静地燃烧，在氧气中燃烧更旺。
④结论:空气中含有氧气，空气中氧气的浓度较低。
(3)探究空气中是否含有水蒸气
①试剂:无水硫酸铜粉末。
②实验过程:取一烧杯，里面装上冰块，烧杯上放一个装有无水硫酸铜粉末的表面皿。
③实验现象:白色的无水硫酸铜粉末变成蓝色。
④结论:空气中含有水蒸气。
烧杯中冰块的作用是使无水硫酸铜的温度低于空气温度，从而使空气中的水分遇冷在硫酸铜表面液化，进而使无水硫酸铜变蓝。
（二）空气的组成成分
成分
体积分数
氮气
78%
氧气
21%
其他
1%
（三）空气中氧气含量的测定
(1)测定原理
在一个密闭容器中，用一种足量的易燃物质(如红磷或白磷)与容器中的氧气反应，生成一种固体，使密闭容器内压强减小。在大气压的作用下，水被压入密团容器中，被压入的水的体积，即为空气中氧气的体积。
(2)实验装置
(3)实验步骤(易燃物质以红磷为例，下同)
①先在集气瓶内加入少量水，将集气瓶内水面上的容积分成五等份并做上记号。
②连接装置，并检查装置的气密性。
③用止水夹夹紧橡皮管，点燃红磷，迅速伸入集气瓶内，塞紧橡皮塞。
④待红磷熄灭并冷却至室温后，振荡集气瓶，打开止水夹。
(4)实验现象
红磷剧烈燃烧，放出大量的热，有大量白烟产生；待集气瓶冷却后，打开止水夹，水经导管进入集气瓶，消耗的气体跟剩下的气体的体积比约为1:4。
(5)实验结论
空气中氧气的体积约占空气总体积的1/5。
(6)反应的文字表达式
磷+氧气 点燃 五氧化二磷
(7)实验注意事项
①在实验前，导管应预先注满水，否则在燃烧完毕，装置冷却后打开止水夹时，进入的水会有一部分留在导管中，使得进入集气瓶内水的体积减少，导致测量结果偏小。
②实验过程中要确保装置的气密性良好。如果气密性不好，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少，测得氧气的体积分数偏小。
③实验过程中红磷应过量，燃烧时才能完全消耗掉瓶内空气中的氧气。如果红磷的量不足，则不能把集气瓶内空气中的氧气完全反应掉，导致测得空气中氧气的体积分数偏小。
④实验结束后 ，待装置冷却至室温后才能打开止水夹，否则会因为集气瓶内气体温度较高，气体压强较大，从烧杯进入集气瓶中的水的体积减少，导致测量结果偏小。
⑤可用来反应的物质必须是易与氧气反应而不与空气中其他气体反应，且没有气体生成的物质。不能采用硫、木炭、铁丝等物质代替红磷完成空气中氧气含量测定的实验。硫和木炭燃烧后的生成物分别为二氧化硫和二氧化碳，均为气体，这些气体的体积会弥补反应所消耗的氧气的体积，导致测量结果不准确；而铁丝在空气中难以燃烧，瓶内空气的体积几乎不会变化，因而集气瓶内的水面几乎不上升。
【能力拓展】
①绿色植物的光合作用吸收二氧化碳、放出氧气，燃料的燃烧、动植物的呼吸作用均消耗氧气、放出二氧化碳，这一系列的活动保证了空气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定。空气成分含量是按体积计算的，而且是个粗略值。
②空气是混合物，相对恒定的成分是氮气、氧气以及稀有气体，可变成分是二氧化碳和水蒸气，空气的不定成分完全因地因时而异，如雨天空气中水蒸气含量变大。另外空气中还含有极微量的氢气、臭氧、氮的氧化物、甲烷等气体，灰尘是空气中的悬浮杂质，或多或少存在于空气中。
③对空气成分的研究作出重大贡献的科学家有拉瓦锡(得出了空气是由氮气和氧气组成的，氧气约占空气体积的的结论)、舍勒和拉姆塞(发现稀有气体)。
实验结果
原因分析
测得氧气减少的体积小于1/5
导管内未事先注满水
装置漏气
红磷量不足
未冷却至室温就打开止水夹
红磷中含有燃烧时产生不溶于水的气体杂质
测得氧气减少的体积大于1/5
点燃红磷后，塞紧瓶塞太慢
实验开始时，没有夹成没夹紧止水夹
改进教材实验的弱点，使实验结果更精确，使实验更环保：
如这些装置，图①可以通过凸透镜聚光点燃集气瓶内的白磷，避免空气污染；图②～⑥都是在装置内点燃红磷或白磷，且容器有精确的刻度，能更精确测得空气中氧气的体积。(注：图⑥中，金属梯由不活泼金属丝制成，在凸起的部分放上小块白磷，依靠凸透镜聚光加热使得白磷从下到上依次燃烧，该方法相对大块白磷的优点是缓慢燃烧，能充分消耗试管内的氧气)
【即学即练1】（2021八下·仙居期末）某校兴趣小组同学将课本“测定空气中氧气的含量”实验装置(如甲图)改进为新的实验装置(如乙图)，下列有关改进后的装置评价不恰当的是( )
A．在密闭容器中进行，环境污染少 B．装置简洁，操作简单，节约药品
C．实验中活塞先向左移，后向右移 D．更方便推算出空气中氧气的含量
【答案】C
【解析】A.在密闭容器中进行，反应生成的五氧化二磷固体不会逸散到空气中，对环境污染少，故A正确不合题意；
B.装置简洁，操作简单，节约药品，故B正确不合题意；
C.实验中，白磷燃烧放出大量的热，导致管内压强增大，则活塞先向右移；反应结束后，温度下降，气压减小，活塞向左移动，故C错误符合题意；
D.将反应前后，活塞左测所对刻度的减少量就是其中氧气的体积，则更方便推算出空气中氧气的含量，故D正确不合题意。
【即学即练2】（2021八下·丽水期末）为探究空气中氧气的体积分数，小科同学设计了如图所示的装置，容器A．B间用一软管相连。
①往敞口容器A中加水，使容器B的液面至15厘米处：
②将过量的白磷平铺在电热板上，盖紧容器B使其密封：
③通电加热，充分反应后，冷却到原来的温度；
④调节A的高度使容器A、B中的液面相平，记录液面刻度。
（1）写出容器B中发生反应的化学方程式 ；
（2）实验结束时，装置B中的液面最接近的刻度是 厘米。
【答案】（1）4P+5O2 2P2O5 （2）12
【解析】（1）确定反应物、反应条件和生成物，然后写出反应的方程式；
（2）空气中氧气体积约占20%，据此计算出氧气的体积，然后用装置B中原来空气的体积减去氧气体积得到后来液面所对的刻度即可。
【解答】（1）白磷在空气中点燃，与氧气反应生成五氧化二磷固体，方程式为： 4P+5O2 2P2O5 ；
（2）装置B中氧气的体积：15cm×20%=3cm；
则实验结束后，装置B中液面最接近的刻度是：15cm-3cm=12cm。
知识点02 空气的利用
空气是一种重要的天然资源，在生产和生活中有着广泛的用途。
（一）氧气
(1)性质:通常情况下，氧气是一种无色、无味、性质较活泼的气体，不易溶于水。
(2)用途
①供给呼吸。常用于医疗、潜水、登山等方面。
②支持燃烧(助燃)。常用于富氧炼钢、焊接与切割金属、液氧炸药等方面。。
（二）氮气
(1)性质:通常情况下，氮气是无色、无味、性质较不活泼的气体，难溶于水；不支持燃烧，也不能供给呼吸。
(2)用途
①做保护气。灯泡中充氮气可延长使用寿命。
②做食品保鲜剂。食品包装时充氮气可以防腐、保鲜。
③做制造化肥、炸药的重要原料。
④做冷冻剂。由于液氮在汽化时吸收大量的热，因此，液氮可以做冷冻剂，医疗上常用液氮冷冻麻醉或冷藏入体细胞组织等。
（三）稀有气体
(1)稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙等气体的总称，是混合物。
(2)性质:无色、无味的气体，难溶于水，化学性质不活泼。
(3)用途:常用作保护气；做电光源(因为稀有气体通电能发出不同颜色的光)；用于激光技术；制造低温环境(氦气)；用于医疗麻醉(氙气)等。
【能力拓展】
过去人们认为稀有气体不与其他任何物质发生化学反应，把它们叫做情性气体，但是随着科学技术的发展，已经发现有些稀有气体在一定条件下也能与某些物质发生化学反应，生成其他物质。
【即学即练3】下列有关物质的性质及相关用途的叙述中，正确的是( )
①氧气易溶于水，使得鱼能在水中生存
②氮气的化学性质不活泼，可用作粮食和食品仓库的保护气
③氧气能支持燃烧，所以可用作火箭的高能燃料
④由于稀有气体有惰性，所以常用作保护气
A．①②③ B．①②④ C．①③ D．②④
【答案】D
【解析】①氧气不易溶于水，错误；②氮气的化学性质不活泼，可用作粮食和食品仓库的保护气，正确；③氧气能支持燃烧，所以可用作火箭的助燃剂，但不能作燃料，错误；④由于稀有气体有惰性，所以常用作保护气，正确
【即学即练4】下列关于氮气的说法错误的是( )
A．氮气在食品贮存时可用作保护气
B．制作氮肥，作为促进农作物生长的肥料
C．常温下氮气的化学性质不活泼，很难与其他物质发生反应
D．常温下氮气可以支持燃烧
【答案】D
【解析】A、氮气化学性质稳定，在食品贮存时可用作保护气 ，不符合题意；
B、氮气中含有植物所需氮元素，可以制作氮肥，作为促进农作物生长的肥料 ，不符合题意；
C、常温下氮气的化学性质不活泼，很难与其他物质发生反应 ，不符合题意；
D、常温下氮气的化学性质不活泼，不能支持燃烧，符合题意；
知识点03 氧气的性质
（一）氧气的物理性质
(1)颜色和气味:通常状况下为无色、无味的气体。
(2)密度:比空气密度略大(标准状况下氧气的密度为1.429克1升，而空气的密度为1.293克1升)。
(3)溶解性: 不易溶解于水(常温下1升水中大约能溶解30毫升的氧气，这些氧气是水生生物得以生存的必要条件之一)。
(4)氧气的三态变化:氧气 -183℃（101千帕） 淡蓝色液体 -218℃（101千帕） 蓝色雪花状固体
【说明】
(1)观察氧气的颜色时，可以在集气瓶后放上一张白纸，这样便于显示氧气是一种没有颜色的气体。
(2)闻气味的正确方法:用手轻轻地在瓶口扇动，使极少量氧气飘进鼻孔，闻一闻氧气的气味，发现氧气是一种没有气味的气体。
（二）氧气的化学性质
(1)氧气的化学性质比较活泼，在一定条件下可与许多物质发生化学反应，同时释放出热量。在化学反应中，氧气提供氧，是一种常用的氧化剂。
(2)一些物质与氧气发生化学反应的现象、反应表达式及注意事项如下所示:
物质(颜色、状态)
反应现象
反应表达式
注意事项
木炭(灰黑色固体)
①在空气中持续红热
②在氧气中发出白光
③放出热量
④生成气体能使澄清石灰水变浑浊
碳+氧气 点燃 二氧化碳
C O2 CO2
盛有灰黑色木炭的燃烧匙应由上而下慢慢伸入瓶中
硫(淡黄色固体)
①在空气中发出淡蓝色火焰
②在氧气中发出蓝紫色火焰
③放出热量
④生成有刺激性气味的气体
硫+氧气 点燃 二氧化硫
S O2 SO2
①硫的用量不能过多
②瓶内装少量水，目的是吸收生成的二氧化硫，防止对空气造成污染
红磷(暗红色固体)
①有浓厚的白烟
②放出热量
③在氧气中发出白光
磷+氧气 点燃 五氧化二磷
P O2 P2O5
此反应生成的是P2O5固体小颗粒，现象应描述为白烟，而不是白雾(指小液滴)
光亮铁丝(银白色固体)
在空气中持续红热；在氧气中燃烧
①剧烈燃烧 ②火星四射
③放出大量的热
④生成黑色固体
铁+氧气 点燃 氧化三铁
Fe O2 Fe2O3
预先在瓶底留少量水或铺一层细沙的目的是防止高温熔融的溅落物炸裂集气瓶瓶底
在化学反应中原子发生了重新组合，生成物中的原子组合形式与反应物中不同
（三）氧化物
(1)定义:由两种元素组成，其中一种元素是氧元素的化合物。
(2)常见的氧化物:水(H2O)、二氧化碳(CO2)、二氧化硫(SO2)和五氧化二磷(P205)等。
(3)氧化物的一般分类:金属氧化物(另一种组成元素为金属元素的氧化物，如FeO、CuO、CaO和Al2O3等)和非金属氧化物(另一种组成元素为非金属元素的氧化物，如H2O、SiO2、CO和P2O5等)。
注意：
①含有两种元素，其中一种元素为氧元素的物质不一定都是氧化物，如在密闭容器内含有氧气和金属铜的混合物就不属于氧化物。
②含氧化合物指的是含氧元素的化合物，但不一定就是氧化物；而氧化物一定属于含氧化合物。如二氧化硫是氧化物，也是含氧化合物；氯酸钾(KClO3)是含氧化合物，含3有三种元素，但不是氧化物。
【能力拓展】
1.氧气具有帮助其他可燃物燃烧的化学性质(具有助燃性)，但氧气本身不能燃烧(不具有可燃性)。
2.铁丝燃烧实验时：将铁丝盘成螺旋状可以增大铁丝的受热面积，有利于铁丝持续燃烧。铁丝下端系一根火柴，可以利用火柴燃烧放出的热量使铁丝的温度升高，引燃铁丝。点燃火柴后，要待火柴快燃尽时，再插入充满氧气的集气瓶中，以免火柴燃烧消耗氧气过多而使现象不明显。
【即学即练5】（2021八下·吴兴期末）某同学学习了氧气制取和性质后，记录了部分实验操作或现象，其中符合事实的是（ ）
A．实验室制取氧气时，加入药品后再检查装置的气密性
B．铜片在氧气中加热时，不会发生任何变化
C．红磷在氧气中燃烧时，生成刺激性气味的气体
D．铁丝在氧气中燃烧时，火星四射，生成黑色固体
【答案】D
【解析】根据氧气的制取实验、物质在氧气中燃烧的现象分析判断。
A.实验室制取氧气时，先检查装置的气密性再装入药品，故A错误；
B.铜片在氧气中加热时，会变成黑色，即生成氧化铜，故B错误；
C.红磷在氧气中燃烧时，生成白烟，即生成五氧化二磷固体，故C错误；
D.铁丝在氧气中燃烧时，火星四射，生成黑色固体，故D正确。
【即学即练6】如图所示装置，有洗气、储气等用途，在医院给病人输氧气时，也利用了类似的装置，并在装置中盛放大约半瓶蒸馏水。以下说法正确的是（ ）
A.b导管连接供给氧气的钢瓶 B.a导管连接病人吸氧气的塑胶管
C.该装置可用来观察是否有氧气输出 D.该装置不能用来观察输出氧气的速度
【答案】C
【解析】该装置洗气除杂时不管密度大小，都是长进短出；排水法收集气体时，短进长出；排空气法收集气体时，密度大则长进短出，密度小则短进长出。
a导管连接供氧气的钢瓶，A错误；b导管连接病人吸氧气的塑胶管，B错误；若有氧气输出，瓶内水中有气泡，C正确；该装置可以通过气泡的快慢来观察输出氧气的速度，D错误。
知识点04 氧气的制取
（一）氧气的实验室制法
(1)过氧化氢制氧气
①药品:过氧化氢、二氧化锰。
②反应原理:过氧化氢 二氧化锰 水 + 氧气
H2O2 H2O O2
③操作步骤:
操作步骤
操作方法及注意事项
检查装置气密性
将橡皮管用弹簧夹夹住，打开分液漏斗活塞，向分液漏斗中加入一定量水后，烧瓶与漏斗形成液面差，说明装置不漏气
装入药品
将黑色的二氧化锰加入烧瓶，另将带有分液漏斗和导管的双孔橡皮塞塞紧瓶口，放置好集气瓶。最后向分液漏斗中加入过氧化氢(俗称“双氧水”)
打开活塞进行反应
将分液漏斗活塞打开，让过氧化氢溶液从分液漏斗滴入圆底烧瓶，观察现象
向上排空气法收集氧气并验满
氧气密度比空气大，因此实验室收集氧气时可采用向上排空气法。 将带火星的木条放置于集气瓶瓶口，若复燃则氧气已经收集满
收集完毕，关闭分液漏斗活塞，回收二氧化锰
待氧气收集满后，关闭分液漏斗活塞。回收分液漏斗中剩余的过氧化氢和烧瓶中的二氧化锰固体。洗涤仪器并整理实验器
(2)高锰酸钾(或氯酸钾和二氧化锰)制氧气
①药品:高锰酸钾或氯酸钾和二氧化锰。
②原理:高锰酸钾 加热 锰酸钾+二氧化锰+氧气
KMnO4 K2MnO4 MnO2 O2
氯酸钾 二氧化锰，加热 氯化钾+氧气
KClO3 KCl O2
③装置:此处是用加热固体制取气体，所以固体加热装置。
④操作步骤
操作步骤
操作方法及注意事项
检查装置气性
将导管一端浸入水中，用手紧握试管外壁，若水中导管口有气泡冒出，或者手撒离后在导管中形成一段水柱，证明装置不漏气。否则，应塞紧或更换橡皮塞
将药品装入试管
按固体药品的取用方法，取少量高锰酸钾装入试管，平铺在试管底部，管口塞一团棉花，防止高锰酸钾颗粒随氧气进入水槽、集气瓶或堵塞导管
将试管固定在铁架台上
铁夹夹在距离试管口 1/3 处，试管口要低于试管底部(防止冷凝水倒流，致使试管破裂)
点燃酒精灯加热
先使酒精灯外焰在试管下方来回移动，让试管均匀受热，然后对准试管中的药品部位加热
排水法收集氧气
集气瓶内装满水，不留空气，当导管口产生连续均匀的气泡时开始收集，瓶中水排尽出现大气泡时，瓶中氧气集满
收集完毕，导管撤离水槽
导管不离开水槽，不能熄灭酒精灯
熄灭酒精灯
当导管撤离水槽后才能熄灭酒精灯，否则水槽中的水会倒吸入试管，引起试管炸裂
用高锰酸钾制取氧气，并用排水法收集。其实验步骤可以概括为“查一装一定一点一收一离→熄”7个字，可用谐音记忆为“茶”“庄”“定”“点”“收”“利”“息”。
（二）催化剂
(1)催化剂:在化学反应里能改变反应速度，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(工业上也称为“触媒”)。
(2)催化作用:催化剂在化学反应中所起的作用叫做催化作用。
(3)对催化剂和催化作用的理解
①能改变反应速度，这里的“改变”包括加快和减慢两种含义；不加入催化剂，并不意味着化学反应不能发生。
②化学性质在化学反应前后没有改变，但是物理性质可能改变，如块状催化剂反应后变为粉末状。
③催化剂是针对具体的反应而言的，某一个反应的催化剂在另一个化学反应中可能成为反应物、生成物或毫无关联的物质。如MnO2是过氧化氢分解的催化剂，在KMnO4分解中是生成物。
④催化剂不是万能的，也不是唯一的， 在某个化学反应中，可选择不同的物质作为催化剂。
⑤催化剂只能改变化学反应的速度，不能增加或减少生成物的质量。
催化剂具有“一变"和“两不变”的特点:
①“一变”:改变其他物质的化学反应速度。
②“两不变”:a.在化学反应前后，催化剂本身质量不变；b.在化学反应前后，催化剂本身的化学性质不变。
（三）氧气的工业制法
(1)空气冷冻分离法
①原理:利用液氧的沸点( -183 ℃ )和液氮的沸点( -196 ℃ )不同，说明通过分离液态空气获得氧气。
工业制氧气过程中无新物质生成，属于物理变化。
②过程:
空气 净化 洁净的空气 多次压缩降温 液态空气 -196 ℃低温蒸发 氮气(沸点-196℃)+液氧(沸点-183℃，贮存在蓝色钢瓶中)
(2)膜分离技术制取氧气
利用膜分离技术，在一定压力下让空气通过具有富集氧气功能的薄膜，得到含氧量较高的富集氧气。
【能力拓展】
①用过氧化氢制取氧气属于放热反应，且该反应不需要加热即可进行。
②二氧化锰在该反应中起加快过氧化氢分解的作用，但不改变过氧化氢产生氧气的总量，且二氧化锰在反应前后质量和化学性质都保持不变。
③该反应不加入二氧化锰也能够发生，只是发生反应的速度较慢。
【即学即练7】（2021八下·仙居期末）下图是实验室用氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气装置，结合所学知识回答下列问题：
（1）请写出图中带有标号仪器的名称：① 。
（2）实验中制取的氧气可以用上图中的 (填字母)装置来收集。
（3）用制得的氧气完成D装置所示实验，该实验的现象是 。
【答案】（1）铁架台 （2）C （3）剧烈燃烧、火星四射、生成黑色固体、放出大量的热
【解析】（1）仪器①的名称叫铁架台；
（2）氧气的密度大于空气，因此用向上排空气法收集，故选C；
（3）用制得的氧气完成D装置所示实验，该实验的现象是：剧烈燃烧、火星四射、生成黑色固体、放出大量的热。
【即学即练8】（2021八下·上虞期末）实验室里的氧气可以通过加热分解高锰酸钾的方法来制取。
（1）上图为实验室制取气体的装置，为收集较为纯净的氧气应选择的装置是 。（填字母）
（2）实验室加热高锰酸钾实验的步骤正确排序为 。
①组装装置，加入药品，固定在铁架台上 ②加热药品
③检查装置的气密性 ④停止加热 ⑤收集气体
（3）在实验中，在试管口放一团棉花的目的是 。
（4）点燃酒精灯后，加热不久后试管发生破裂的原因是 。（写出一点即可）
【答案】（1）e （2）③①②⑤④ （3）防止高锰酸钾粉末进入导管
（4）没有预热﹑试管外壁有水﹑试管口未向下倾斜等
【解析】（1）氧气的密度大于空气，可以使用向上排空气法收集；氧气难溶于水，也可以用排水法收集。二者比较可知，由于排空气法中多少都会混有空气，因此排水法收集的氧气比较纯净。
（2）根据实验室制取氧气的实验分析解答；
（3）加热时，高锰酸钾的粉末很容易被生成的氧气带入导气管，从而引起导气管堵塞，严重的话可能引起爆炸。
（4）在对试管进行加热时，如果试管受热不均匀、外壁有水或者药品里面的水倒流进试管底部，都可能造成试管破裂。
【解答】（1）图为实验室制取气体的装置，因为排水法比向上排空气法收集的氧气更纯净，因此收集较为纯净的氧气应选择的装置是e。
（2）实验室加热高锰酸钾实验的步骤正确排序为：
③检查装置的气密性； ①组装装置，加入药品，固定在铁架台上；
②加热药品； ⑤收集气体； ④停止加热 。 正确的顺序为③①②⑤④。
（3）在实验中，在试管口放一团棉花的目的是：防止高锰酸钾粉末进入导管 。
（4）点燃酒精灯后，加热不久后试管发生破裂的原因是：没有预热﹑试管外壁有水﹑试管口未向下倾斜等。
知识点05 氧气的制取和性质研究
（一）实验目标要求
(1)初步学会实验室制取氧气装置的装配、连接方法和气密性检查。
(2)初步学会实验室制取氧气的方法，学习用排水法收集氧气，学习粉末状固体试剂的使用方法。
(3)学习研究氧气性质的方法。
（二）实验内容详解
(1)实验器材：大试管、单孔橡皮塞、橡皮管、玻璃导管、集气瓶、水槽铁架台(带铁夹)、坩埚钳、酒精灯、玻璃片、木条、火柴、粗铁丝、木炭、铝箔、棉花、澄清石灰水、高锰酸钾。
(2)实验过程：
①检查装置的气密性：先将导管的一端浸入水中，用手紧握试管外壁。若水中导管口有气泡冒出(或手撤离后浸入水中的导管出现一段水柱，且一段时间内水柱高度不变 )，则表明装置不漏气，如果无气泡产生，导管中也无水柱生成，应重新组装并检查，直到装置气密性良好。
②加入药品：组装装置。取检查过气密性的试管，将试管横放，用纸槽盛约7克高锰酸钾粉末伸入试管底部，然后将试管竖直，让粉末状药品进入试管底部。
③装配：在试管口放一团棉花，是为了防止加热时高锰酸钾粉末随气体进入导管或水槽。用带导管的塞子塞紧试管口，铁夹夹在距离试管口1/3处，试管口略向下倾斜，目的是防止冷凝水倒流，使试管破裂。
④加热：加热时，要先使酒精灯火焰在试管下方来回移动，目的是使试管受热均匀，防止试管因受热不均匀而破裂。
⑤收集气体：集气时，当气泡连续、均匀地放出后，再把导管口伸入盛满水的集气瓶里。这是因为开始放出的气体是试管里受热膨胀的空气，不是纯净的氧气。
a.收集气体的原理和方法:氧气的密度比空气大，且不易溶于水，因此实验室收集氧气时采用向上排空气法或排水法，为了使收集的气体更纯，一般采用排水法。
b.盛放氧气的集气瓶正确放置:当集气瓶内的水全部排出后，用玻璃片盖住集气瓶口，正放在桌面上。
⑥实验结束后整理仪器的正确顺序
停止加热时，先把导管移出水面，再熄灭酒精灯，这样可以防止因水槽内的水倒流入试管而引起试管炸裂。
⑦观察收集到的气体，是一种无色的气体。
⑧木炭在氧气中燃烧的实验
用坩埚钳夹取一小块木炭，在酒精灯上灼烧至发红，然后将木炭插入集气瓶内，出现剧烈燃烧的现象，说明集气瓶中有氧气。反应完全后，向集气瓶内加入澄清石灰水，振荡后，出现澄清石灰水变浑浊的现象。反应的文字表达式为:碳+氧气点燃二氧化碳
C O2 CO2
二氧化碳+氢氧化钙 → 碳酸钙 + 水
CO2 Ca(OH)2 CaCO3 H20
⑨铝在氧气中燃烧的实验
把2厘米x 5厘米铝箔片的一端固定在粗铁丝上，另一端裏一根火柴。点燃火柴，待火柴燃烧尽时，立即把铝箔伸入留有水、充满氧气的集气瓶中，产生剧烈燃烧、发出白光、生成白色固体的现象。
反应的文字表达式为:铝+氧气 点燃 氧化铝
Al O2 Al2O3
此实验中要求集气瓶底部放少量水或铺一层细沙，是因为铝在燃烧过程中放出大量的热，生成温度很高的固体，溅落到瓶底，会使集气瓶炸裂。
【即学即练9】（2019八下·金华期中）如图是小珂和小琦各自设计的实验室用于制取、干燥和收集气体的装置图（本题的所有夹持仪器均已省略）。小珂同学用过氧化氢溶液和二氧化锰制取并收集氧气（浓硫酸具有吸水性，不溶解氧且不与氧气反应），请回答问题：
（1）小珂同学制取氧气的发生装置应选择（填装置编号）________。
（2）现要收集一瓶干燥的氧气，请按气体的流向，用装置导管的编号将装置连接好：①→ ________。
（3）小琦同学设计了图C 的装置，并用仪器乙收集氧气。仪器甲叫________，收集氧气的方法为________。
【答案】（1）A （2）②→③→⑤（或②→③→⑤→④） （3）分液漏斗；排水法
【解析】（1）小珂同学制取氧气选择过氧化氢溶液和二氧化锰常温反应，发生装置应选择A；
（2）现要收集一瓶干燥的氧气， 则要先制取氧气，再干燥，再收集，连接顺序为 ①→②→③→⑤；
（3）仪器甲名称为分液漏斗，收集装置的方法是排水法。
【即学即练10】请根据下列装置图回答问题：
（1）写出图中仪器①、②的名称：①________；②________。
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气，可选用的气体发生装置为________ (填字母，下同)，气体收集装置为________或________；该装置中，固定仪器时的一条主要注意事项是________。
（3）实验室用高锰酸钾制取氧气时，试管口处要________ 。
（4）实验室加热高锰酸钾制取氧气(用排水法收集)的主要步骤有：①装入药品；②检查装置气密性；③收集气体；④加热；⑤停止加热；⑥移出导气管。正确的操作顺序为
A.①②③④⑤⑥ B.②①③④⑥⑤ C.②①④③⑤⑥ D.②①④③⑥⑤
（5）若使用B装置来进行二氧化锰和过氧化氢制取氧气的实验，在该反应中二氧化锰是________；该反应的文字表达式为________。
（6）经查资料可知，NH3的密度比空气小，极易溶于水，有刺激性气味。实验室常用加热氯化铵和氢氧化钙固体的方法来制取NH3，选用________装置作制取氨气的发生装置，最好选用________装置来收集NH3，理由是________
【答案】（1）酒精灯；锥形瓶 （2）A；E；F；试管口要略向下倾斜
（3）放一团棉花 （4）D （5）催化剂；过氧化氢 水＋氧气
（6）A；G；氨气有刺激性气味，会污染空气，且极易溶于水，G装置可处理尾气
【解析】（1）对于实验器材的认识；故答案为：酒精灯，锥形瓶；
（2）选择A|G|发生装置条件应考虑反应物的状态和反应条件，如A适用于固＋固 气，B适用于固＋液 气。收集装置应考虑气体的密度、气体的溶解性等，D是向下排空气法，E是向上排空气法，根据题意氧气的收集装置应是E或F。故答案为：A,E,F，试管口向下倾斜；
（3）为了防止固体高锰酸钾粉末进入水槽中，所以要在试管口放一团棉花；故答案为：放一团棉花；
（4）实验的主要步骤是：先检查装置气密性，然后装药品、连接实验装置，开始实验，最后整理实验器材；故答案为：D；
（5）双氧水自身分解较慢，所以要加入催化剂让其分解的更快；故答案为：催化剂；过氧化氢 ---二氧化锰--->水+ 氧气；
（6）制取NH3的物质的状态和反应条件是固＋固 气，所以发生装置是选A，由于NH3具有刺激性气味，且极易溶于水，所以用G来收集较好。故答案为：A，G，氨气有刺激性气味，会污染空气，且极易溶于水，G装置可处理尾气；
知识点06 化合反应和分解反应
（一）化合反应
(1)定义:由两种或两种以上物质生成一种物质的反应，叫做化合反应，它属于化学反应的基本类型之-。
(2)特点:反应物有多种，生成物只有一-种， 即“多变一” 。
(3)表示式: A+B+...→C
(4)举例:磷+氧气 点燃 五氧化二磷
（二）分解反应
(1)定义:由一种物质生成两种或两种以上物质反应叫做分解反应，分解反应也属于化学反应基本类型之一。
(2)特点:反应物只有一种，生成物有多种，即“一变多”。
(3)表达式:A → B+C+...
(4)举例:过氧化氢 二氧化锰 水+氧气。
【能力拓展】
①化合反应和分解反应都属于化学反应的基本反应类型，是从反应物和生成物的种类变化上分类的。
②化合反应是原子利用率最高的一种化学反应类型，所有的原料都转化到一种物质中。
【即学即练11】（2021八下·丽水期末）分类是学习科学的重要方法，下列反应与CO2+H2O=H2CO3化学反应类型相同的是( )
A．2H2+O2 2H2O B．CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
C．2H2O2 2H2O+O2↑ D．2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑
【答案】A
【解析】根据反应物的种数和种类确定化学反应的基本类型。
根据方程式CO2+H2O=H2CO3可知，反应物有两种，而生成物只有一种，该反应为化合反应。
A.反应物有两种，而生成物只有一种，为化合反应，故A符合题意；
BCD.三个反应的生成物都不是一种，肯定不是化合反应，故B、C、D不合题意。
【即学即练12】下列反应中既不属于分解反应，也不属于化合反应的是( )
A．氧化汞 汞+氧气 B．石蜡+氧气 水+二氧化碳
C．碳+氧气 二氧化碳 D．磷+氧气 五氧化二磷
【答案】B
【解析】根据分解反应符合“一变多”的特点，化合反应符合“多变一”的特点分析。
A、所给反应为“一变多”的分解反应，不符合题意；
B、所给反应反应物和生成物都两种物质，不属于分解或化合，符合题意；
C、所给反应是“多变一”的化合反应，不符合题意；
D、所给反应是“多变一”的化合反应，不符合题意；
能力拓展
考法01 误把结论当成现象
描述实验现象时只能把通过眼、鼻等感觉器官感觉到的现象描述出来，而不能描述物质名称。因为仅仅通过现象不可能知道生成物是什么，只能通过深入研究才能确定生成物的种类。如“硫燃烧生成一种有刺激性气味的气体”描述的是实验现象，而“硫燃烧生成二氧化硫”描述的是实验结论。
【典例1】下列关于实验现象的描述，正确的是 （ ）
A.红磷在空气中燃烧产生白色的烟雾 B.铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁
C.木炭在氧气中燃烧生成黑色固体 D.硫在氧气中燃烧发出蓝紫色的火焰
【答案】D
【解析】红磷在空气中燃烧产生白烟，“烟”为固态，而“雾”为液态，A不正确；.铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，是结论的叙述，B不正确；.木炭在氧气中燃烧生成无色气体，C不正确；硫在氧气中燃烧发出蓝紫色的火焰，D正确。
考法02 误认为催化剂只能加快化学反应速度
催化剂能改变化学反应的速度，不只是加快，也可以减慢。
【典例2】下列关于催化剂的叙述中正确的是（ ）
A．化学反应都需要催化剂
B．不使用二氧化产生氧气锰作催化剂，过氧化氢就不能产生氧气
C．催化剂在化学反应前后，其质量和化学性质均不变
D．二氧化锰只能作催化剂，催化剂只有二氧化锰
【答案】C
【解析】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）．催化剂的特点可以概括为“一变二不变”，一变是能够改变化学反应速率，二不变是指质量和化学性质在化学反应前后保持不变．
A、并不是所有的化学反应都需要催化剂，如人的呼吸作用，不需要使用催化剂，故选项说法错误．
B、不使用二氧化产生氧气锰作催化剂，过氧化氢能产生氧气，只是速率较慢，故选项说法错误．
C、催化剂在化学反应前后，其质量和化学性质均不变，故选项说法正确．
D、二氧化锰不是只能作催化剂，也可以作反应物，催化剂也不是只有二氧化锰，其它物质也可以作催化剂，故选项说法错误．
分层提分
题组A 基础过关练
1．（2021八下·长兴期末）下列关于物质的燃烧现象描述正确的是（ ）
A．铝箔在氧气中燃烧发出耀眼的白光，生成白色固体物质
B．硫在氧气中燃烧发出淡蓝色火焰，生成有刺激性气味的气体
C．磷在氧气中剧烈燃烧放出热量，产生大量的白色烟雾
D．铁在氧气中燃烧火星四射，生成红褐色固体物质
【答案】A
【解析】A.铝箔在氧气中燃烧发出耀眼的白光，生成白色固体物质，故A正确；
B.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，故B错误；
C.磷在氧气中剧烈燃烧放出热量，产生大量的白烟，故C错误；
D.铁在氧气中燃烧火星四射，生成黑色的固体物质，故D错误。
2．（2021八上·鄞州月考）小科在课堂上做“探究空气的成分”实验，装置如图所示。实验后，小科发现进入集气瓶中水的体积约占瓶中空气体积的1/5。下列操作会使进入的水的体积偏少的是（ ）
A．选用木炭替代红磷 B．用过量的红磷进行实验
C．将点燃的红磷缓慢的放入集气瓶中 D．红磷燃烧时忘记关闭止水夹
【答案】A
【解析】红磷燃烧是指磷和氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷，水进入集气瓶的原因是：磷燃烧消耗瓶内氧气，内外产生压强差，瓶内压强小于大气压。
【解答】红磷燃烧后因为消耗了瓶内氧气且生成了固体五氧化二磷，使瓶内压强小于大气压，所以水进入集气瓶。氧气的密度比空气大，氧气的密度为1.429g/L，二氧化碳气态密度为1.977g/L，因此选用木炭在该烧杯燃烧时瓶内的压强大于选用红磷在该烧瓶燃烧时的瓶内压强，因此进入进入瓶内的水会更少，导致进入的水的体积偏少，A符合题意。
3．（2021八下·仙居期末）实验室用加热高锰酸钾和排水法制取氧气实验中，下列操作说法正确的是( )
A．应向试管中加入大量药品，以产生更多氧气 B．应先给试管均匀预热，后集中药品部位加热
C．导管冒出气泡时应立即收集，以免氧气浪费 D．结束时应先熄灭酒精灯，后将导管移出水面
【答案】B
【解析】A.应向试管中加入适量药品，将试管底部铺满即可，故A错误；
B.应先给试管均匀预热，后集中药品部位加热，防止试管炸裂，故B正确；
C.导管冒出气泡时不应该立即收集，这时气泡中存在空气，故C错误；
D.结束时应先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，防止水被倒吸进试管造成炸裂，故D错误。
4.（2019八下·台州期末）有关氧气的收集、检验、验满，下列叙述正确的是（ ）
A.甲装置为向下排空气法，可用于收集氧气
B.利用乙装置收集氧气，气体从a通入
C.用燃着的木条伸入丙中，若木条熄灭表明该气体是氧气
D.将带火星的木条放置于丁装置 d 处可检验氧气是否集满
【答案】D
【解析】A.氧气的密度大于空气，收集氧气应使用向上排空气法，故A错误；
B.利用乙装置收集氧气，气体从b通入 ，故B错误；
C.用燃着的木条伸入丙中，若木条剧烈燃烧，发出白光，表明该气体是氧气，故C错误；
D.将带火星的木条放置于丁装置 d 处可检验氧气是否集满，故D正确。
5.（2020·温州模拟）实验室制取氧气的过程巾，可以利用右图装置进行干燥、收集、测量等操作。下列对应的处理方式不合理的是( )
A.方式①：瓶内装浓硫酸干燥氧气，氧气由b进a出
B.方式②：向上排空气法收集氧气，由a进气收集氧气
C.方式③：排出瓶中原来储存的氧气，由b通入水，氧气从a排出
D.方式④：瓶内装满水后用排水法测量通入氧气的体积，由a进氧气，b接量筒
【答案】B
【解析】A、方式①：瓶内装浓硫酸干燥氧气，氧气由b进a出 ，气体在通过浓硫酸的过程中水蒸气被吸收，处理合理，A错误；
B、方式②：向上排空气法收集氧气，氧气进来将空气向上逐渐排出，所以应该是从b进入，处理不合理，B正确；
C、方式③：排出瓶中原来储存的氧气，由b通入水，氧气从a排出。通入的水会将长导管的下部封住，所以氧气要从a排出，处理合理，C错误；
D、方式④：瓶内装满水后用排水法测量通入氧气的体积，由a进氧气，气体在瓶内积累，气压增大将液化由b压出，所以b接量筒处理合理，D错误。
6．（2021八下·柯桥期末）暖宝宝中的发热剂是铁粉、水和食盐等，用发热剂代替红磷测定空气中氧气含量，装置如图，以下对此改进实验的叙述错误的是( )
A．实验前要检查装置的气密性
B．此实验测出空气中氧气的质量分数约18%
C．此实验的原理是利用铁生锈消耗氧气，生成氧化铁
D．此实验必须到水不再流入左瓶才可获取进入广口瓶的水的体积
【答案】B
【解析】只要有氧气产生或参加的反应，都要检查装置的气密性；当水不再流入集气瓶中时，集气瓶内的气压与外界的大气压强相等，此时集气瓶内水的体积才等于氧气的体积。
【解答】A.该实验要测量消耗氧气的体积，因此实验前要检查装置的气密性，故A正确不合题意；
B.此实验测出空气中氧气的体积分数约18%，而不是质量分数，故B错误符合题意；
C.此实验的原理是利用铁生锈消耗氧气，生成氧化铁，故C正确不合题意；
D.此实验必须到水不再流入左瓶才可获取进入广口瓶的水的体积，故D正确不合题意。
7．（2021八下·杭州月考）某化学兴趣小组用如图所示的装置来制取干燥的氧气，并测定实验中生成的氧气体积。装置气密性良好，图Ⅰ中的燃烧匙内装有二氧化锰，燃烧匙可以上下移动，干燥管内装有足量碱石灰（可以吸收水蒸气）。下列说法正确的是（ ）
A．将装置Ⅰ分别与装置Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、V连接，均能达到测定氧气体积的目的
B．若用装置V测量生成氧气的体积，集气瓶上方原有的空气会使测量结果偏大
C．若用装置Ⅳ收集氧气，可将带火星的木条放置在b处导管口验满
D．若用装置Ⅰ与装置V量组合测量生成氧气体积，实验时先连接装置Ⅰ和V，后将燃烧匙伸到液面以下
【答案】D
【解析】A.将装置Ⅰ分别与装置Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ连接，由于集气瓶上没有刻度，因此无法测定氧气的体积，故A错误；
B.用装置V测量生成氧气的体积，依靠的是生成气体对液体产生的压强，将液体压入量筒中，因此进入量筒中液体的体积，只与生成氧气的体积大小有关，而与是否存在空气无关，即测量结果不变，故B错误；
C.若用装置Ⅳ收集氧气，则应该使氧气从长导管b进入，其中的空气从短导管a排出，因此可将带火星的木条放置在a处导管口验满，故C错误；
D.若用装置Ⅰ与装置V量组合测量生成氧气的体积，为了防止生成的氧气外溢到空气中，因此实验时先连接装置Ⅰ和V，后将燃烧匙伸到液面以下，故D正确。
8．（2021八下·长兴期末）暖宝宝贴（主要成分为铁粉、木炭、食盐）的热量来源于铁粉的氧化。小敏同学设计使用暖宝宝贴来测定空气中氧气的含量，实验开始前的装置如图所示，实验后从量筒中流入玻璃瓶（容积为250mL）中的水的体积为40mL（铁粉生锈消耗的水忽略不计）。下列关于造成这一结果的原因分析错误的是（ ）
A．该装置可能气密性不好 B．实验过程中弹簧夹未夹紧
C．暖宝宝贴的使用数量可能不足 D．反应刚结束就立刻打开弹簧夹
【答案】B
【解析】计算出氧气的体积分析，然后对各个选项进行分析即可。
集气瓶中氧气的体积分数为：，则测量结果偏小。
A.该装置可能气密性不好，会造成外面的空气进入集气瓶，从而使量筒中进入集气瓶内水的体积偏小，即测量结果偏小，故A不合题意；
B.实验过程中弹簧夹未夹紧，集气瓶中的气体会从导管逸出，导致测量出氧气的体积偏大，故B符合题意；
C.暖宝宝贴的使用数量可能不足，集气瓶中的氧气没有被完全消耗，导致测量结果偏小，故C不合题意；
D.反应刚结束就立刻打开弹簧夹，此时集气瓶内温度较高气压较大，导致进入集气瓶的水的体积偏小，故D不合题意。
题组B 能力提升练
1．（2021八下·义乌期中）下列实验装置中不能用来测定空气中氧气含量的是（ ）
【答案】C
【解析】我们常用燃烧红磷或白磷的方法，因为磷燃烧生成白色固体五氧化二磷，几乎不占空间，使得内外产生气 压差，从而得到正确的结论，据此分析判断。
A.红磷燃烧生成白色固体五氧化二磷，几乎不占空间，使得内外产生气压差，水面上升，可以完成氧气的测定，故A正确不合题意；
B.白磷燃烧生成白色固体五氧化二磷，使得内外产生气压差，水会倒流进集气瓶，可以完成氧气测定，故B正确不合题意；
C.木炭燃烧生成的是二氧化碳，二氧化碳是气体，占了氧气的空间，气压变化很小，水几乎不进入，故C错误符合题意；
D.白磷燃烧生成白色固体五氧化二磷，几乎不占空间，使得内外产生气压差，活塞向左移动，故D正确不合题意。
2．“绿色化学”是当今社会提出的一个新概念，在“绿色化学工艺”中理想状态是反应物的原子全部转化为目标产物，即原子利用率为100%。下列过程符合“绿色化学”理念的是( )
A．实验室制O2：2KClO3 2KCl＋3O2↑
B．2C2H5OH＋O2 =2CH3CHO＋2H2O
C．2M＋N=2P＋2Q，2P＋M=Q(M、N为原料，Q为期望产品)
D．用铁屑、CuO、稀硫酸为原料制铜：CuO＋H2SO4=CuSO4＋H2O ，Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu
【答案】C
【解析】A.该反应除所需氧气外还生成了氯化钾，不符合题意；
B.该反应生成物两种物质，不符合题意；
C.该反应最终都转化了期望产品，符合题意；
D.该反应最终没有全部转化成期望产品，不符合题意；
3．（2020九上·余杭月考）“绿色化学"能实现零排放(即反应物中的原子利用率达到100%)。CO和H2在一定条件下，按照不同的比例可以合成不同的有机化工原料，根据零排放的要求，CO和H2合成的有机物中，不可能有的是( )
A．甲醇(CH6O) B．乙醇(C2H6O) C．甲醛(CH2O) D．乙酸(C2H4O2)
【答案】B
【解析】根据一氧化碳、氢气若达到零排放要求，碳和氧原子个数比需1：1分析。
A、CO和H2按1：3的分子个数比合成甲醇，可达到零排放，不符合题意；
B、乙醇中碳、氧个数比为2：1，CO和H2合成时不能达到零排放，符合题意；
C、CO和H2按1：1的分子个数比合成甲醛，可达到零排放，不符合题意；
D、CO和H2按2：2的分子个数比合成乙酸，可达到零排放，不符合题意；
4．（2021八下·仙居期末）小科加热氯酸钾和二氧化锰的混合物来制取氧气。在加热过程中，该固体混合物中氧元素质量随时间变化关系正确的是( )
A． B． C． D．
【答案】B
【解析】氯酸钾在二氧化锰的催化作用下受热分解，生成氯化钾和氧气，据此分析即可。
【解答】随着氯酸钾的分解，生成的氧气越来越多，而混合物中的氧元素越来越少。当氯酸钾完全分解后，因为二氧化锰的质量不变，所以混合物中氧元素的质量不再发生改变，故B正确，而A、C、D错误。
4．（2021八下·新昌期末）下图是实验室制取气体的常用装置，请回答下列问题：
（1）仪器a的名称是 。
（2）选用双氧水和二氧化锰制取氧气时，应选用 (选填*A"或“B")作为气体发生装置。
（3）选用D装置作为氧气收集装置，氧气从 (选填“a"或“b")管进入。
【答案】（1）长颈漏斗 （2）A （3）a
【解析】（1）仪器a的名称是长颈漏斗；
（2）选用双氧水和二氧化锰制取氧气时，应该选择“固液常温型”，即选用A。
（3）D装置为“向上排空气法”，因为氧气的密度大于空气，所以氧气从长导管a进入集气瓶，而空气从短导管b排出去。
5．（2021八下·杭州期末）如图实验，关闭止水夹，通电使红磷燃烧。
（1）燃烧的现象是 。
（2）红磷燃烧一段时间后，自动熄灭了，你认为可能的原因是 。
（3）冷却后，松开止水夹，你观察到的现象为 。
【答案】（1）产生大量白烟
（2）集气瓶内的氧气已经耗尽
（3）烧杯中的水进入集气瓶内，最后集气瓶中的水约占集气瓶容积的1/5
【解析】（1）根据红磷在空气中燃烧的现象解答；
（2）燃烧的条件：①可燃物；②与氧气接触；③温度达到着火点；
（3）集气瓶中的氧气被消耗后，气压减小，烧杯中的水在大气压强的作用下进入集气瓶。当水的体积约占集气瓶容积的1/5时，瓶内气压与大气压强相等，水就停止进入瓶内了。
【解答】（1）红磷燃烧，即与氧气反应生成五氧化二磷，而五氧化二磷为白色粉末，那么燃烧的现象是产生大量白烟。
（2）红磷燃烧一段时间后，自动熄灭了，我认为可能的原因是集气瓶内的氧气已经耗尽。
（3）冷却后，松开止水夹，你观察到的现象为：烧杯中的水进入集气瓶内，最后集气瓶中的水约占集气瓶容积的1/5。
6．（2022九下·义乌开学考）某科学兴趣小组对“测定空气中氧气含量”的实验进行了改进： 将数显设备、气体压强传感器和空气中氧气含量测量装置按下图连接。装置气密性良好， 调节右边敞口容器和集气瓶里的水面相平， 此时集气瓶内气体的体积为 V1。关闭活塞，点燃燃烧匙内的红磷， 立即塞紧瓶塞， 待火焰熄灭后， 过一段时间打开活塞， 观察到集气瓶中的水位上升。待集气瓶内的水面不再上升时， 集气瓶内的气体体积为 V2 。 然后向右边容器内加入一定量的水至两边水面再次相 平，此时集气瓶内的气体体积为 V3 。在点燃红磷至打开活塞这一过程中，观察到数显设备显示集气瓶内的气体压强先上升后下降，再趋于稳定。请回答：
（1）数显设备显示， 开始一段时间集气瓶内气体压强上升， 这是因为温度升高导致的气压变化量 (选填“大于”、 “等于”或“小于”)氧气量减少导致的气压变化量。
（2）基于数显设备显示的气压变化， “过一段时间打开活塞”中的“一段时间”指的是火焰熄灭 后到 所经历的时间。
（3）在整个实验过程中，集气瓶中减少的氧气体积为 (选填“V1﹣V2”、“V1﹣V3”或“V2﹣V3”)。
【答案】（1）大于 （2）装置冷却至室温 （3）V1-V3
【解析】根据磷燃烧消耗氧气并放出热量，结合实验操作步骤及现象分析。
（1）磷燃烧消耗氧气并放热，开始一段时间集气瓶内气体压强上升， 是由于温度升高导致的气压变化量大于氧气量减少导致的气压变化量；
（2）测氧气含量时需在装置冷却至室温时再打开活塞，进行读数，故“过一段时间打开活塞”中的“一段时间”指的是火焰熄灭 后到装置冷却至室温所经历的时间；
（3）由操作过程可知，整个实验过程中，集气瓶内减少的氧气体积为，为V1-V3；
7．（2021八下·上城期末）小徐用食品脱氧剂粉末(能吸收空气中氧气且不产生新的气体，不与空气中的其它成分反应)和玻璃管来测定空气中氧气含量，装置如图甲，实验步骤：
①取一根玻璃管，用橡皮塞将一端密封；
②将食品脱氧剂粉末迅速装入玻璃管，立即向管口注入一滴水将玻璃管密封，水滴的下端标为A 。弹动玻璃管使脱氧剂粉末分布均匀且紧密，脱氧剂的上端标为O，如图甲所示；
③水平滚动玻璃管，使食品脱氧剂粉末平铺在玻璃管中。静置至水滴不再移动时，水滴的 端标为B，如图乙；
④用刻度尺测量AO段与AB段的长度，计算出AB与AO的比值，将数据记录在表格中。
次数
1
2
3
4
AO/mm
513.5
485.5
516.3
517.0
AB/mm
107.4
127.3
107.8
108.3
AB/AO
0.21
0.26
0.21
0.21
⑤洗涤、干燥各装置，重复上述实验。
请回答下列问题：
（1）实验步骤③中静置至水滴不再移动时，水滴的 (选填“a”或“b”)端标为B；
（2）实验步骤④测量AO段和AB段的长度的原因是由于食品脱氧剂能吸收尽空气中的氧气使气体体积 (选填“增大”或“减小”)，且玻璃管的管径各处相同，所以氧气与空气的体积之比就等于AB与AO的比值；
（3）根据实验记录数据，可知空气中氧气含量为 %。
【答案】（1）b （2）减小 （3）22.25
【解析】（1）空气中氧气的含量等于氧气体积和空气体积的比值，而空气的体积就是水滴封闭住的体积。根据甲图可知，AO段就是以水滴的内表面为标准的，因此再次测量封闭气体的体积时还应该以水滴的内表面为标准，即水滴的b端标为B。
（2）脱氧剂吸收空气中的氧气，从而使封闭气体的体积减小，据此分析解答；
（3）表格中AB/AO的比值就是空气中氧气的含量，计算出它们的平均数即可。
【解答】(1)实验步骤③中静置至水滴不再移动时，水滴的b端标为B；
(2)实验步骤④测量AO段和AB段的长度的原因是由于食品脱氧剂能吸收尽空气中的氧气使气体体积减小且玻璃管的管径各处相同，所以氧气与空气的体积之比就等于AB与AO的比值；
（3）根据表格可知，空气中氧气的含量为：。
8．（2021八下·仙居期末）小嘉用H2O2溶液制取氧气时，在烧瓶中加入50毫升水及0.5克MnO2，再往分液漏斗中加入30毫升15%的H2O2溶液。为什么要加入50毫升水呢？查阅资料发现：在不加入水时，若注入H2O2溶液速度过快，反应会过于剧烈而引发事故。
[提出问题]水是如何减缓该反应速度的呢？
[建立假设]水可以降低H2O2溶液浓度，从而减缓反应速度
[实验方案]他利用如图装置，在相同条件下，分别用30毫升的1%、3%和7%的H2O2溶液进行实验，观察并比较。
[实验结论]加水降低了H2O2溶液的浓度，使反应速度变慢。
[交流反思]
（1）为了更好地比较反应的快慢，在三次实验中滴加等量H2O2溶液时，需控制 相同。
（2）判断产生氧气的速度时，可以通过观察产生气泡的快慢，还可以比较 。
（3）为了探究H2O2溶液分解快慢还与哪些因素有关，他又利用如图装置，用3%的H2O2溶液分别在0°C、20℃和60℃的条件下进行实验。进行该实验所基于的假设是 。
【答案】（1）速度（或时间）
（2）相同时间内收集的氧气体积（或收集相同体积氧气所需的时间或量筒内液面下降的快慢） [继续探究]
（3）H2O2溶液分解快慢可能与温度有关。
【解析】（1）实验中滴加H2O2溶液的速度越大，化学反应的速度越大，即滴入溶液的速度也会影响反应的快慢，根据控制变量法的要求解答。
（2）生成氧气的速度，与氧气的体积和时间有关，可以利用控制时间相同比较氧气体积或氧气体积相同比较时间的方法比较即可；
（3）H2O2溶液的浓度相同但是温度不同，肯定小嘉认为H2O2溶液的分解快慢与溶液的温度有关，据此分析解答。
【解答】（1）为了更好比较反应的快慢，在三次实验中滴加等量H2O2溶液时，需控制速度（或时间）相同。
（2）判断产生氧气的速度时，可以通过观察产生气泡的快慢，还可以比较相同时间内收集的氧气体积（或收集相同体积氧气所需的时间或量筒内液面下降的快慢）。
（3）为了探究H2O2溶液分解快慢还与哪些因素有关，他又利用如图装置，用3%的H2O2溶液分别在0°C、20℃和60℃的条件下进行实验。进行该实验所基于的假设是：H2O2溶液分解快慢可能与温度有关。
9.（2020八下·温州期中）学习空气中氧气含量测定实验后，小明将课本中的实验装置改进为如图甲实验装置。用加热的电烙铁点燃红磷后，立刻拔掉插头，无线气压计实时记录瓶内的气压变化。实验过程中气压变化如图乙。
资料：一个密闭容器内气压受温度和气体量的影响，温度越高，气体质量越大，气体气压越大。
结合以上信息，及所学知识，对图乙中AB段与CD段气压上升原因做出简要说明。
【答案】AB段：白磷燃烧放出热量，瓶内气温升高使气压变大。同时瓶内氧气被消耗，气体质量减少使气压变小。但气温对对气压的影响大于气体质量对气压的影响，所以气压升高；
CD段：C点时打开止水夹，烧杯内的水倒流入容器内，水填充了消耗的氧气的体积，所以气压升高。
【解析】（1）红磷燃烧消耗氧气，并放出热量，一个因素使气压减小，另一个因素使气压增大，而最终两个因素影响程度的大小决定了气压的走向；
（2）集气瓶内气压减小，烧杯里的水会被大气压强压入集气瓶；当水不再流动时，集气瓶内的气压肯定等于一个标准气压，据此分析即可。
【解答】 AB段：白磷燃烧放出热量，瓶内气温升高使气压变大。同时瓶内氧气被消耗，气体质量减少使气压变小。但气温对对气压的影响大于气体质量对气压的影响，所以气压升高；
CD段：C点时打开止水夹，烧杯内的水倒流入容器内，水填充了消耗的氧气的体积，所以气压升高。
题组C 培优拔尖练
1．（2021八下·杭州月考）实验室常用如图装置测定空气中氧气的含量。某化学兴趣小组在实验室测定空气中氧气的含量由注射器和硬质玻璃管组成的密闭系统，其中注射器中存有15mL空气，玻璃管的容积是40mL。
（1）连接好装置后，需要 ，再加入铜粉。为了保证氧气全部反应，加入的铜粉应该 。
（2）保证氧气跟铜粉充分反应的操作是 。
（3）充分反应后，停止加热，冷却至室温，挤出气球内的气体，发现注射器中的气体体积约为4mL，通过计算，你认为该同学测定得到的空气中氧气的体积分数是 。
【答案】（1）检查装置的气密性；足量
（2）缓慢推拉注射器的活塞
（3）20%
【解析】（1）如果装置的气密性不好，那么外面的空气会进入装置内，对其中氧气含量的测定产生影响。铜和氧气反应，生成氧化铜，只有加入的铜粉足量，其中的氧气才能被完全消耗。
（2）在实验过程中，不断的推拉注射器的活塞，可以对里面的气体施加压强，从而使里面的氧气与铜粉充分接触，保证氧气被完全反应。
（3）反应前后，注射器与玻璃管内体积的总体积之差，就是其中氧气的体积，然后根据计算即可。
【解答】（1）连接好装置后，需要检查装置的气密性，再加入铜粉。为了保证氧气全部反应，加入的铜粉应该足量。
（2）保证氧气跟铜粉充分反应的操作是：缓慢推拉注射器的活塞。
（3）空气中氧气的体积分数：。
2．（2021八上·鄞州月考）已知铜在加热的条件下能和氧气反应只生成氧化铜固体。在测定空气中氧气含量的实验中，小科采用了如图所示装置：在由两个注射器组成的密闭系统中留有25mL 空气，给装有细铜丝的玻璃管加热，同时缓慢推动两个注射器活塞，至玻璃管内的铜丝在较长时间内无进一步变化时停止加热。待冷却至室温，将气体全部推至一个注射器内，观察密闭系统内空气体积变化。
（1）在加热过程中，交替缓慢推动两个注射器活塞的目的是 。
（2）小科测得实验结果如下：
反应前注射器内气体总体积
反应后注射器内气体总体积
25mL
22mL
①反应后剩余气体的性质有 。（写出一条即可）
②由此数据可以推算出空气中氧气的体积分数 （填“>”“=”或“<”）21%。
③造成该实验出现误差的原因可能是 。（填序号）
A．交替推动两个注射器活塞的次数过少 B．读数时没有冷却至室温
C．加入铜丝量太少 D．加入铜丝量太多
（3）通过上面的实验，你学到的测量混合物中某成分含量的方法是
【答案】（1）使注射器中的氧气充分反应
（2）无色，不与铜反应等合理均可；<；ABC
（3）通过化学反应除去混合物中的一种成分，再测量混合物在反应前后体积（或质量）的变化，从而得出该种成分的含量（其它答案合理也可）
【解析】实验中需准备充分的铜粉，让铜粉在密闭注射器里的空气中的燃烧，消耗了氧气，压强减小，注射器里的空气的减小，以此测定空气中氧气的体积分数。
（1）在实验加热过程中，交替缓慢推动两个注射器活塞的目的是，促使空气中的氧气和物质充分反应，使实验现象更明显。
（2）反应前注射器内气体的体积为25mL，反应后注射器内气体的体积为22mL，则氧气的体积为3mL，则空气中氧气的体积分数为，造成该实验出现误差的原因可能是：交替推动两个注射器活塞的次数过少、读数时没有冷却至室温、加入铜丝量太少，ABC符合题意。
（3）通过上面的实验操作方法，学得的测量混合物中某成分含量的方法是通过化学反应除去混合物中的一种成分，再测量混合物在反应前后体积（或质量）的变化，从而得出该种成分的含量。
3.（2020八下·温岭期中）某兴趣小组用两支规格相同的注射器与一支具支试管对“测定空气中氧气的含量”的实验装置进行了改进（如图）具体实验步骤如下：
步骤一：将注射器Ⅰ连接试管右侧导管，注射器Ⅱ插入试管橡皮塞中。使注射器Ⅰ中不留空气，注射器Ⅱ中留有一定体积空气，检查装置气密性。
步骤二：在具支试管中加入足量的试剂X，塞上橡胶塞，记录注射器Ⅱ中气体体积（记为V1）
步骤三：用酒精灯加热，使试剂X与氧气反应充分。
步骤四：停止加热，冷却至室温，将注射器Ⅰ中的气体全部挤入具支试管，待注射器Ⅱ的活塞稳定后，读取并记录气体体积（记为V2）
步骤五：实验结束后，清洗仪器，将具支试管装满水并塞上塞子，使注射器Ⅰ和Ⅱ中均无气体或液体残留，将试管中的水倒入量筒，测定体积（记为V3）
（1）步骤一中检查装置气密性的方法是：________ 。
（2）步骤三中，为使试剂X与氧气反应充分，可以采取的操作是________。
（3）根据测得数据可以计算空气中氧气的体积分数为________ （用V1、V2、V3表示）。
【答案】（1）试管加热，活塞向外推，等试管冷却后活塞恢复到原位。或️绑住注射器1活塞固定不动，向里推或向外抽注射器2活塞，放手后回到活塞原位置。或️往里推进（抽拉）注射器1活塞时注射器2活塞向外移动（向里移动），且两者移动的体积相同。
（2）交替推动两注射器的活塞 （3）
【解析】（1）步骤一中检查装置气密性的方法是：试管加热，活塞向外推，等试管冷却后活塞恢复到原位。或绑住注射器1活塞固定不动，向里推或向外抽注射器2活塞，放手后回到活塞原位置。或️往里推进（抽拉）注射器1活塞时注射器2活塞向外移动（向里移动），且两者移动的体积相同。 。
（2）步骤三中，为使试剂X与氧气反应充分，可以采取的操作： 交替推动两注射器的活塞 ；
（3）根据测得数据可以计算空气中氧气的体积分数为： 。
4．（2021八下·浦江期末）小明设计如图所示的实验装置来同时完成燃烧条件的探究和空气中氧气含量的测定。装置中注射器活塞与内壁摩擦非常小，可忽略不计。
实验操作步骤如下：
步骤1：检查装置气密性，且装置气密性良好。
步骤2：将盛有足量白磷的燃烧匙放入空集气瓶中，塞紧塞子，白磷不燃烧。
步骤3：打开集气瓶塞子，往瓶中倒满80℃的热水，并塞紧塞子，白磷仍然不能燃烧。
步骤4：打开K1和K2，通过注射器从b管抽水，当瓶中液面刚低于燃烧匙底部时，立即同时关闭K1、K2，发现瓶中白磷燃烧，此时读出注射器中水量为V1毫升，导管b中水的体积忽略不计。
步骤5：待整个装置冷却至室温时，只打开K2，发现注射器中的水剩余V2毫升。
（1）白磷和红磷在空气中燃烧的现象相似。步骤4中，白磷燃烧的现象是 。
（2）结合步骤2、4，说明白磷燃烧需要的条件是 。
（3）该实验测得空气中氧气的含量为 （用V1、V2来表示）。
（4）小明多次重复上述实验，测得空气中氧气的体积分数远大于21%，原因是 。
【答案】（1）产生大量的白烟 （2）必须与氧气接触 （3）
（4）整个装置冷却至室温时测出注射器中剩余V2毫升的水，V2偏小了。（没有控制温度恢复到略低于80℃来测量体积V2，合理即可）
【解析】（1）白磷燃烧，生成五氧化二磷白色粉末，则看到瓶内产生大量的白烟；
（2）比较2、4两个实验中影响燃烧的哪个因素不同即可；
（3）空气中氧气的含量=；
（4）如果集气瓶中温度低于80℃，那么瓶中气体体积偏小，压强偏小，于是从注射器中进入瓶内的水的体积偏大，而注射器中剩余水的体积V2偏小，则测出氧气的体积偏大，据此分析解答。
【解答】（1）白磷和红磷在空气中燃烧的现象相似。步骤4中，白磷燃烧的现象是产生大量的白烟。
（2）步骤2、4中的白磷都是可燃物，温度都已经达到80℃，2中的白磷浸泡在水中，不能与氧气接触，因此没有燃烧；4中的白磷在水面下降后与空气接触而燃烧，则说明白磷燃烧的条件：必须与氧气接触。
（3）步骤4中注射器内水的体积V1就是集气瓶中空气的体积；
步骤5中，集气瓶内气压减小，注射器中的水进入集气瓶，其减少的水的体积就是氧气的体积，即氧气体积为（V1-V2）；
则空气中氧气的体积分数： 。
（4）小明多次重复上述实验，测得空气中氧气的体积分数远大于21%，原因是：整个装置冷却至室温时测出注射器中剩余V2毫升的水，V2偏小了。（没有控制温度恢复到略低于80℃来测量体积V2）
5．（2021八下·乐清期末）乐乐和清清学习了“空气中氧气含量测定”实验后，发现用甲图装置实验误差大且生成的五氧化二磷有毒，于是他们对课本装置进行改进，见图乙。实验时先在酒精灯上加热玻璃棒，然后迅速插入瓶塞中来加热白磷，实验过程中气压变化如图丙，图丙中白磷燃烧后刚好熄灭时的气压记为点B。
提示：①白磷燃烧所需要的最低温度是40℃，生成产物与红磷在氧气中燃烧一致。
②一个密闭的容器内，温度越高，气体气压越大；气体质量越大，气体气压越大。
根据以上实验信息，回答下列有关问题：
（1）如果按照原来方式点燃红磷，若瓶塞塞的较慢，将导致测量结果 （选填“偏大”、“不变”或“偏小”）
（2）图乙中，a、b、c分别表示实验中先后测定的量。a为瓶中原有水的体积；b为反应后冷却至室温，打开止水夹，集气瓶中水的体积；c为整个集气瓶的体积。若集气瓶中氧气耗尽，请写出a、b、c三个数据应满足的等式关系： =
（3）结合题目信息，简要解释丙图中AB段气压上升的原因。 。
【答案】（1）偏大 （2）
（3）红磷燃烧瓶中气体受热膨胀，使瓶内气压变大。燃烧消耗氧气的质量，使瓶内气体质量变小，气压变小。但温度对气体气压的影响比气体质量对气体气压的影响更大，所以瓶内气压总体来说会变大，AB段气压上升。
【解析】（1）如果瓶塞塞入的太慢，那么瓶中空气受热体积膨胀，于是会有部分空气逸出，从而导致瓶内气体减小，最终测出的氧气的体积则会偏大；
（2）空气中氧气的体积约占空气体积的，据此分析解答；
（3）红磷燃烧导致空气体积减小、气压减小，而放出的热量导致空气温度升高而气压增大，比较这两个因素对气压影响的大小关系，从而确定AB断气压上升的原因。
【解答】（1）如果按照原来方式点燃红磷，若瓶塞塞的较慢，将导致测量结果偏大。
（2）集气瓶内有水，那么瓶内空气的体积等于瓶子的容积与水的体积之差，即V空=c-a；
反应前后瓶内水的体积之差就是瓶子中氧气的体积，即V氧=b-a；
那么空气中氧气的体积分数为：。
（3）丙图中AB段气压上升的原因：红磷燃烧瓶中气体受热膨胀，使瓶内气压变大。燃烧消耗氧气的质量，使瓶内气体质量变小，气压变小。但温度对气体气压的影响比气体质量对气体气压的影响更大，所以瓶内气压总体来说会变大，AB段气压上升。
第1节 空气与氧气
目标导航
课程标准
课标解读
1.知道空气的主要成分以及各主要成分在空气中所占的体积分数。
2.了解空气(氧气、氮气、稀有气体等)的利用，认识空气对入类的重要作用。
3.理解测定空气中氧气含量的实验原理和用途。
4.初步学习实验室制取氧气的方法，了解实验室制取氧气的仪器名称、装置的连接、检验气密性的方法、收集方法和检验方法。
5.知道氧气的物理性质及其主要用途，掌握氧气的化学性质，氧气与物质反应的条件、现象及特征等。
6.了解化合反应和分解反应，能正确判断两种反应。
解读1 :知道空气的主要成分及空气中氧气含量的测定方法和原理，了解各成分的用途，常见题型为选择题和填空题，难度小。
解读2 :概述氧气的主要物理性质及化学性质，氧气的用途及与其性质的关系，常见题型为选择题、填空题，难度较小。
解读3 :会判断分解反应、化合反应，知道氧化物的组成，常见题型为选择题、填空题。
解读4:掌握氧气的实验室制备及检验方法，了解催化剂的概念及催化作用，常见题型为选择题、填空题及解答题。
知识精讲
知识点01 空气的成分
（一）空气组成成分的探究
(1)探究空气中是否含有二氧化碳
①试剂:澄清石灰水。
②实验装置:如图所示。
③实验过程:用大针筒把空气压入澄清石灰水中。
④实验现象:澄清石灰水变浑浊，但变浑浊的速度较慢。
⑤结论:空气中含有二氧化碳但含量较少。
(2)探究空气中是否含有氧气
①实验用品:小木条。
②实验过程:取一瓶空气和一瓶氧气，将一根燃着的小木条先后插入两个集气瓶中。
③实验现象:燃着的小木条在空气中继续安静地燃烧，在氧气中燃烧更旺。
④结论:空气中含有氧气，空气中氧气的浓度较低。
(3)探究空气中是否含有水蒸气
①试剂:无水硫酸铜粉末。
②实验过程:取一烧杯，里面装上冰块，烧杯上放一个装有无水硫酸铜粉末的表面皿。
③实验现象:白色的无水硫酸铜粉末变成蓝色。
④结论:空气中含有水蒸气。
烧杯中冰块的作用是使无水硫酸铜的温度低于空气温度，从而使空气中的水分遇冷在硫酸铜表面液化，进而使无水硫酸铜变蓝。
（二）空气的组成成分
成分
体积分数
氮气
78%
氧气
21%
其他
1%
（三）空气中氧气含量的测定
(1)测定原理
在一个密闭容器中，用一种足量的易燃物质(如红磷或白磷)与容器中的氧气反应，生成一种固体，使密闭容器内压强减小。在大气压的作用下，水被压入密团容器中，被压入的水的体积，即为空气中氧气的体积。
(2)实验装置
(3)实验步骤(易燃物质以红磷为例，下同)
①先在集气瓶内加入少量水，将集气瓶内水面上的容积分成五等份并做上记号。
②连接装置，并检查装置的气密性。
③用止水夹夹紧橡皮管，点燃红磷，迅速伸入集气瓶内，塞紧橡皮塞。
④待红磷熄灭并冷却至室温后，振荡集气瓶，打开止水夹。
(4)实验现象
红磷剧烈燃烧，放出大量的热，有大量白烟产生；待集气瓶冷却后，打开止水夹，水经导管进入集气瓶，消耗的气体跟剩下的气体的体积比约为1:4。
(5)实验结论
空气中氧气的体积约占空气总体积的1/5。
(6)反应的文字表达式
磷+氧气 点燃 五氧化二磷
(7)实验注意事项
①在实验前，导管应预先注满水，否则在燃烧完毕，装置冷却后打开止水夹时，进入的水会有一部分留在导管中，使得进入集气瓶内水的体积减少，导致测量结果偏小。
②实验过程中要确保装置的气密性良好。如果气密性不好，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少，测得氧气的体积分数偏小。
③实验过程中红磷应过量，燃烧时才能完全消耗掉瓶内空气中的氧气。如果红磷的量不足，则不能把集气瓶内空气中的氧气完全反应掉，导致测得空气中氧气的体积分数偏小。
④实验结束后 ，待装置冷却至室温后才能打开止水夹，否则会因为集气瓶内气体温度较高，气体压强较大，从烧杯进入集气瓶中的水的体积减少，导致测量结果偏小。
⑤可用来反应的物质必须是易与氧气反应而不与空气中其他气体反应，且没有气体生成的物质。不能采用硫、木炭、铁丝等物质代替红磷完成空气中氧气含量测定的实验。硫和木炭燃烧后的生成物分别为二氧化硫和二氧化碳，均为气体，这些气体的体积会弥补反应所消耗的氧气的体积，导致测量结果不准确；而铁丝在空气中难以燃烧，瓶内空气的体积几乎不会变化，因而集气瓶内的水面几乎不上升。
【能力拓展】
①绿色植物的光合作用吸收二氧化碳、放出氧气，燃料的燃烧、动植物的呼吸作用均消耗氧气、放出二氧化碳，这一系列的活动保证了空气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定。空气成分含量是按体积计算的，而且是个粗略值。
②空气是混合物，相对恒定的成分是氮气、氧气以及稀有气体，可变成分是二氧化碳和水蒸气，空气的不定成分完全因地因时而异，如雨天空气中水蒸气含量变大。另外空气中还含有极微量的氢气、臭氧、氮的氧化物、甲烷等气体，灰尘是空气中的悬浮杂质，或多或少存在于空气中。
③对空气成分的研究作出重大贡献的科学家有拉瓦锡(得出了空气是由氮气和氧气组成的，氧气约占空气体积的的结论)、舍勒和拉姆塞(发现稀有气体)。
实验结果
原因分析
测得氧气减少的体积小于1/5
导管内未事先注满水
装置漏气
红磷量不足
未冷却至室温就打开止水夹
红磷中含有燃烧时产生不溶于水的气体杂质
测得氧气减少的体积大于1/5
点燃红磷后，塞紧瓶塞太慢
实验开始时，没有夹成没夹紧止水夹
改进教材实验的弱点，使实验结果更精确，使实验更环保：
如这些装置，图①可以通过凸透镜聚光点燃集气瓶内的白磷，避免空气污染；图②～⑥都是在装置内点燃红磷或白磷，且容器有精确的刻度，能更精确测得空气中氧气的体积。(注：图⑥中，金属梯由不活泼金属丝制成，在凸起的部分放上小块白磷，依靠凸透镜聚光加热使得白磷从下到上依次燃烧，该方法相对大块白磷的优点是缓慢燃烧，能充分消耗试管内的氧气)
【即学即练1】（2021八下·仙居期末）某校兴趣小组同学将课本“测定空气中氧气的含量”实验装置(如甲图)改进为新的实验装置(如乙图)，下列有关改进后的装置评价不恰当的是( )
A．在密闭容器中进行，环境污染少 B．装置简洁，操作简单，节约药品
C．实验中活塞先向左移，后向右移 D．更方便推算出空气中氧气的含量
【答案】C
【解析】A.在密闭容器中进行，反应生成的五氧化二磷固体不会逸散到空气中，对环境污染少，故A正确不合题意；
B.装置简洁，操作简单，节约药品，故B正确不合题意；
C.实验中，白磷燃烧放出大量的热，导致管内压强增大，则活塞先向右移；反应结束后，温度下降，气压减小，活塞向左移动，故C错误符合题意；
D.将反应前后，活塞左测所对刻度的减少量就是其中氧气的体积，则更方便推算出空气中氧气的含量，故D正确不合题意。
【即学即练2】（2021八下·丽水期末）为探究空气中氧气的体积分数，小科同学设计了如图所示的装置，容器A．B间用一软管相连。
①往敞口容器A中加水，使容器B的液面至15厘米处：
②将过量的白磷平铺在电热板上，盖紧容器B使其密封：
③通电加热，充分反应后，冷却到原来的温度；
④调节A的高度使容器A、B中的液面相平，记录液面刻度。
（1）写出容器B中发生反应的化学方程式 ；
（2）实验结束时，装置B中的液面最接近的刻度是 厘米。
【答案】（1）4P+5O2 2P2O5 （2）12
【解析】（1）确定反应物、反应条件和生成物，然后写出反应的方程式；
（2）空气中氧气体积约占20%，据此计算出氧气的体积，然后用装置B中原来空气的体积减去氧气体积得到后来液面所对的刻度即可。
【解答】（1）白磷在空气中点燃，与氧气反应生成五氧化二磷固体，方程式为： 4P+5O2 2P2O5 ；
（2）装置B中氧气的体积：15cm×20%=3cm；
则实验结束后，装置B中液面最接近的刻度是：15cm-3cm=12cm。
知识点02 空气的利用
空气是一种重要的天然资源，在生产和生活中有着广泛的用途。
（一）氧气
(1)性质:通常情况下，氧气是一种无色、无味、性质较活泼的气体，不易溶于水。
(2)用途
①供给呼吸。常用于医疗、潜水、登山等方面。
②支持燃烧(助燃)。常用于富氧炼钢、焊接与切割金属、液氧炸药等方面。。
（二）氮气
(1)性质:通常情况下，氮气是无色、无味、性质较不活泼的气体，难溶于水；不支持燃烧，也不能供给呼吸。
(2)用途
①做保护气。灯泡中充氮气可延长使用寿命。
②做食品保鲜剂。食品包装时充氮气可以防腐、保鲜。
③做制造化肥、炸药的重要原料。
④做冷冻剂。由于液氮在汽化时吸收大量的热，因此，液氮可以做冷冻剂，医疗上常用液氮冷冻麻醉或冷藏入体细胞组织等。
（三）稀有气体
(1)稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙等气体的总称，是混合物。
(2)性质:无色、无味的气体，难溶于水，化学性质不活泼。
(3)用途:常用作保护气；做电光源(因为稀有气体通电能发出不同颜色的光)；用于激光技术；制造低温环境(氦气)；用于医疗麻醉(氙气)等。
【能力拓展】
过去人们认为稀有气体不与其他任何物质发生化学反应，把它们叫做情性气体，但是随着科学技术的发展，已经发现有些稀有气体在一定条件下也能与某些物质发生化学反应，生成其他物质。
【即学即练3】下列有关物质的性质及相关用途的叙述中，正确的是( )
①氧气易溶于水，使得鱼能在水中生存
②氮气的化学性质不活泼，可用作粮食和食品仓库的保护气
③氧气能支持燃烧，所以可用作火箭的高能燃料
④由于稀有气体有惰性，所以常用作保护气
A．①②③ B．①②④ C．①③ D．②④
【答案】D
【解析】①氧气不易溶于水，错误；②氮气的化学性质不活泼，可用作粮食和食品仓库的保护气，正确；③氧气能支持燃烧，所以可用作火箭的助燃剂，但不能作燃料，错误；④由于稀有气体有惰性，所以常用作保护气，正确
【即学即练4】下列关于氮气的说法错误的是( )
A．氮气在食品贮存时可用作保护气
B．制作氮肥，作为促进农作物生长的肥料
C．常温下氮气的化学性质不活泼，很难与其他物质发生反应
D．常温下氮气可以支持燃烧
【答案】D
【解析】A、氮气化学性质稳定，在食品贮存时可用作保护气 ，不符合题意；
B、氮气中含有植物所需氮元素，可以制作氮肥，作为促进农作物生长的肥料 ，不符合题意；
C、常温下氮气的化学性质不活泼，很难与其他物质发生反应 ，不符合题意；
D、常温下氮气的化学性质不活泼，不能支持燃烧，符合题意；
知识点03 氧气的性质
（一）氧气的物理性质
(1)颜色和气味:通常状况下为无色、无味的气体。
(2)密度:比空气密度略大(标准状况下氧气的密度为1.429克1升，而空气的密度为1.293克1升)。
(3)溶解性: 不易溶解于水(常温下1升水中大约能溶解30毫升的氧气，这些氧气是水生生物得以生存的必要条件之一)。
(4)氧气的三态变化:氧气 -183℃（101千帕） 淡蓝色液体 -218℃（101千帕） 蓝色雪花状固体
【说明】
(1)观察氧气的颜色时，可以在集气瓶后放上一张白纸，这样便于显示氧气是一种没有颜色的气体。
(2)闻气味的正确方法:用手轻轻地在瓶口扇动，使极少量氧气飘进鼻孔，闻一闻氧气的气味，发现氧气是一种没有气味的气体。
（二）氧气的化学性质
(1)氧气的化学性质比较活泼，在一定条件下可与许多物质发生化学反应，同时释放出热量。在化学反应中，氧气提供氧，是一种常用的氧化剂。
(2)一些物质与氧气发生化学反应的现象、反应表达式及注意事项如下所示:
物质(颜色、状态)
反应现象
反应表达式
注意事项
木炭(灰黑色固体)
①在空气中持续红热
②在氧气中发出白光
③放出热量
④生成气体能使澄清石灰水变浑浊
碳+氧气 点燃 二氧化碳
C O2 CO2
盛有灰黑色木炭的燃烧匙应由上而下慢慢伸入瓶中
硫(淡黄色固体)
①在空气中发出淡蓝色火焰
②在氧气中发出蓝紫色火焰
③放出热量
④生成有刺激性气味的气体
硫+氧气 点燃 二氧化硫
S O2 SO2
①硫的用量不能过多
②瓶内装少量水，目的是吸收生成的二氧化硫，防止对空气造成污染
红磷(暗红色固体)
①有浓厚的白烟
②放出热量
③在氧气中发出白光
磷+氧气 点燃 五氧化二磷
P O2 P2O5
此反应生成的是P2O5固体小颗粒，现象应描述为白烟，而不是白雾(指小液滴)
光亮铁丝(银白色固体)
在空气中持续红热；在氧气中燃烧
①剧烈燃烧 ②火星四射
③放出大量的热
④生成黑色固体
铁+氧气 点燃 氧化三铁
Fe O2 Fe2O3
预先在瓶底留少量水或铺一层细沙的目的是防止高温熔融的溅落物炸裂集气瓶瓶底
在化学反应中原子发生了重新组合，生成物中的原子组合形式与反应物中不同
（三）氧化物
(1)定义:由两种元素组成，其中一种元素是氧元素的化合物。
(2)常见的氧化物:水(H2O)、二氧化碳(CO2)、二氧化硫(SO2)和五氧化二磷(P205)等。
(3)氧化物的一般分类:金属氧化物(另一种组成元素为金属元素的氧化物，如FeO、CuO、CaO和Al2O3等)和非金属氧化物(另一种组成元素为非金属元素的氧化物，如H2O、SiO2、CO和P2O5等)。
注意：
①含有两种元素，其中一种元素为氧元素的物质不一定都是氧化物，如在密闭容器内含有氧气和金属铜的混合物就不属于氧化物。
②含氧化合物指的是含氧元素的化合物，但不一定就是氧化物；而氧化物一定属于含氧化合物。如二氧化硫是氧化物，也是含氧化合物；氯酸钾(KClO3)是含氧化合物，含3有三种元素，但不是氧化物。
【能力拓展】
1.氧气具有帮助其他可燃物燃烧的化学性质(具有助燃性)，但氧气本身不能燃烧(不具有可燃性)。
2.铁丝燃烧实验时：将铁丝盘成螺旋状可以增大铁丝的受热面积，有利于铁丝持续燃烧。铁丝下端系一根火柴，可以利用火柴燃烧放出的热量使铁丝的温度升高，引燃铁丝。点燃火柴后，要待火柴快燃尽时，再插入充满氧气的集气瓶中，以免火柴燃烧消耗氧气过多而使现象不明显。
【即学即练5】（2021八下·吴兴期末）某同学学习了氧气制取和性质后，记录了部分实验操作或现象，其中符合事实的是（ ）
A．实验室制取氧气时，加入药品后再检查装置的气密性
B．铜片在氧气中加热时，不会发生任何变化
C．红磷在氧气中燃烧时，生成刺激性气味的气体
D．铁丝在氧气中燃烧时，火星四射，生成黑色固体
【答案】D
【解析】根据氧气的制取实验、物质在氧气中燃烧的现象分析判断。
A.实验室制取氧气时，先检查装置的气密性再装入药品，故A错误；
B.铜片在氧气中加热时，会变成黑色，即生成氧化铜，故B错误；
C.红磷在氧气中燃烧时，生成白烟，即生成五氧化二磷固体，故C错误；
D.铁丝在氧气中燃烧时，火星四射，生成黑色固体，故D正确。
【即学即练6】如图所示装置，有洗气、储气等用途，在医院给病人输氧气时，也利用了类似的装置，并在装置中盛放大约半瓶蒸馏水。以下说法正确的是（ ）
A.b导管连接供给氧气的钢瓶 B.a导管连接病人吸氧气的塑胶管
C.该装置可用来观察是否有氧气输出 D.该装置不能用来观察输出氧气的速度
【答案】C
【解析】该装置洗气除杂时不管密度大小，都是长进短出；排水法收集气体时，短进长出；排空气法收集气体时，密度大则长进短出，密度小则短进长出。
a导管连接供氧气的钢瓶，A错误；b导管连接病人吸氧气的塑胶管，B错误；若有氧气输出，瓶内水中有气泡，C正确；该装置可以通过气泡的快慢来观察输出氧气的速度，D错误。
知识点04 氧气的制取
（一）氧气的实验室制法
(1)过氧化氢制氧气
①药品:过氧化氢、二氧化锰。
②反应原理:过氧化氢 二氧化锰 水 + 氧气
H2O2 H2O O2
③操作步骤:
操作步骤
操作方法及注意事项
检查装置气密性
将橡皮管用弹簧夹夹住，打开分液漏斗活塞，向分液漏斗中加入一定量水后，烧瓶与漏斗形成液面差，说明装置不漏气
装入药品
将黑色的二氧化锰加入烧瓶，另将带有分液漏斗和导管的双孔橡皮塞塞紧瓶口，放置好集气瓶。最后向分液漏斗中加入过氧化氢(俗称“双氧水”)
打开活塞进行反应
将分液漏斗活塞打开，让过氧化氢溶液从分液漏斗滴入圆底烧瓶，观察现象
向上排空气法收集氧气并验满
氧气密度比空气大，因此实验室收集氧气时可采用向上排空气法。 将带火星的木条放置于集气瓶瓶口，若复燃则氧气已经收集满
收集完毕，关闭分液漏斗活塞，回收二氧化锰
待氧气收集满后，关闭分液漏斗活塞。回收分液漏斗中剩余的过氧化氢和烧瓶中的二氧化锰固体。洗涤仪器并整理实验器
(2)高锰酸钾(或氯酸钾和二氧化锰)制氧气
①药品:高锰酸钾或氯酸钾和二氧化锰。
②原理:高锰酸钾 加热 锰酸钾+二氧化锰+氧气
KMnO4 K2MnO4 MnO2 O2
氯酸钾 二氧化锰，加热 氯化钾+氧气
KClO3 KCl O2
③装置:此处是用加热固体制取气体，所以固体加热装置。
④操作步骤
操作步骤
操作方法及注意事项
检查装置气性
将导管一端浸入水中，用手紧握试管外壁，若水中导管口有气泡冒出，或者手撒离后在导管中形成一段水柱，证明装置不漏气。否则，应塞紧或更换橡皮塞
将药品装入试管
按固体药品的取用方法，取少量高锰酸钾装入试管，平铺在试管底部，管口塞一团棉花，防止高锰酸钾颗粒随氧气进入水槽、集气瓶或堵塞导管
将试管固定在铁架台上
铁夹夹在距离试管口 1/3 处，试管口要低于试管底部(防止冷凝水倒流，致使试管破裂)
点燃酒精灯加热
先使酒精灯外焰在试管下方来回移动，让试管均匀受热，然后对准试管中的药品部位加热
排水法收集氧气
集气瓶内装满水，不留空气，当导管口产生连续均匀的气泡时开始收集，瓶中水排尽出现大气泡时，瓶中氧气集满
收集完毕，导管撤离水槽
导管不离开水槽，不能熄灭酒精灯
熄灭酒精灯
当导管撤离水槽后才能熄灭酒精灯，否则水槽中的水会倒吸入试管，引起试管炸裂
用高锰酸钾制取氧气，并用排水法收集。其实验步骤可以概括为“查一装一定一点一收一离→熄”7个字，可用谐音记忆为“茶”“庄”“定”“点”“收”“利”“息”。
（二）催化剂
(1)催化剂:在化学反应里能改变反应速度，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(工业上也称为“触媒”)。
(2)催化作用:催化剂在化学反应中所起的作用叫做催化作用。
(3)对催化剂和催化作用的理解
①能改变反应速度，这里的“改变”包括加快和减慢两种含义；不加入催化剂，并不意味着化学反应不能发生。
②化学性质在化学反应前后没有改变，但是物理性质可能改变，如块状催化剂反应后变为粉末状。
③催化剂是针对具体的反应而言的，某一个反应的催化剂在另一个化学反应中可能成为反应物、生成物或毫无关联的物质。如MnO2是过氧化氢分解的催化剂，在KMnO4分解中是生成物。
④催化剂不是万能的，也不是唯一的， 在某个化学反应中，可选择不同的物质作为催化剂。
⑤催化剂只能改变化学反应的速度，不能增加或减少生成物的质量。
催化剂具有“一变"和“两不变”的特点:
①“一变”:改变其他物质的化学反应速度。
②“两不变”:a.在化学反应前后，催化剂本身质量不变；b.在化学反应前后，催化剂本身的化学性质不变。
（三）氧气的工业制法
(1)空气冷冻分离法
①原理:利用液氧的沸点( -183 ℃ )和液氮的沸点( -196 ℃ )不同，说明通过分离液态空气获得氧气。
工业制氧气过程中无新物质生成，属于物理变化。
②过程:
空气 净化 洁净的空气 多次压缩降温 液态空气 -196 ℃低温蒸发 氮气(沸点-196℃)+液氧(沸点-183℃，贮存在蓝色钢瓶中)
(2)膜分离技术制取氧气
利用膜分离技术，在一定压力下让空气通过具有富集氧气功能的薄膜，得到含氧量较高的富集氧气。
【能力拓展】
①用过氧化氢制取氧气属于放热反应，且该反应不需要加热即可进行。
②二氧化锰在该反应中起加快过氧化氢分解的作用，但不改变过氧化氢产生氧气的总量，且二氧化锰在反应前后质量和化学性质都保持不变。
③该反应不加入二氧化锰也能够发生，只是发生反应的速度较慢。
【即学即练7】（2021八下·仙居期末）下图是实验室用氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气装置，结合所学知识回答下列问题：
（1）请写出图中带有标号仪器的名称：① 。
（2）实验中制取的氧气可以用上图中的 (填字母)装置来收集。
（3）用制得的氧气完成D装置所示实验，该实验的现象是 。
【答案】（1）铁架台 （2）C （3）剧烈燃烧、火星四射、生成黑色固体、放出大量的热
【解析】（1）仪器①的名称叫铁架台；
（2）氧气的密度大于空气，因此用向上排空气法收集，故选C；
（3）用制得的氧气完成D装置所示实验，该实验的现象是：剧烈燃烧、火星四射、生成黑色固体、放出大量的热。
【即学即练8】（2021八下·上虞期末）实验室里的氧气可以通过加热分解高锰酸钾的方法来制取。
（1）上图为实验室制取气体的装置，为收集较为纯净的氧气应选择的装置是 。（填字母）
（2）实验室加热高锰酸钾实验的步骤正确排序为 。
①组装装置，加入药品，固定在铁架台上 ②加热药品
③检查装置的气密性 ④停止加热 ⑤收集气体
（3）在实验中，在试管口放一团棉花的目的是 。
（4）点燃酒精灯后，加热不久后试管发生破裂的原因是 。（写出一点即可）
【答案】（1）e （2）③①②⑤④ （3）防止高锰酸钾粉末进入导管
（4）没有预热﹑试管外壁有水﹑试管口未向下倾斜等
【解析】（1）氧气的密度大于空气，可以使用向上排空气法收集；氧气难溶于水，也可以用排水法收集。二者比较可知，由于排空气法中多少都会混有空气，因此排水法收集的氧气比较纯净。
（2）根据实验室制取氧气的实验分析解答；
（3）加热时，高锰酸钾的粉末很容易被生成的氧气带入导气管，从而引起导气管堵塞，严重的话可能引起爆炸。
（4）在对试管进行加热时，如果试管受热不均匀、外壁有水或者药品里面的水倒流进试管底部，都可能造成试管破裂。
【解答】（1）图为实验室制取气体的装置，因为排水法比向上排空气法收集的氧气更纯净，因此收集较为纯净的氧气应选择的装置是e。
（2）实验室加热高锰酸钾实验的步骤正确排序为：
③检查装置的气密性； ①组装装置，加入药品，固定在铁架台上；
②加热药品； ⑤收集气体； ④停止加热 。 正确的顺序为③①②⑤④。
（3）在实验中，在试管口放一团棉花的目的是：防止高锰酸钾粉末进入导管 。
（4）点燃酒精灯后，加热不久后试管发生破裂的原因是：没有预热﹑试管外壁有水﹑试管口未向下倾斜等。
知识点05 氧气的制取和性质研究
（一）实验目标要求
(1)初步学会实验室制取氧气装置的装配、连接方法和气密性检查。
(2)初步学会实验室制取氧气的方法，学习用排水法收集氧气，学习粉末状固体试剂的使用方法。
(3)学习研究氧气性质的方法。
（二）实验内容详解
(1)实验器材：大试管、单孔橡皮塞、橡皮管、玻璃导管、集气瓶、水槽铁架台(带铁夹)、坩埚钳、酒精灯、玻璃片、木条、火柴、粗铁丝、木炭、铝箔、棉花、澄清石灰水、高锰酸钾。
(2)实验过程：
①检查装置的气密性：先将导管的一端浸入水中，用手紧握试管外壁。若水中导管口有气泡冒出(或手撤离后浸入水中的导管出现一段水柱，且一段时间内水柱高度不变 )，则表明装置不漏气，如果无气泡产生，导管中也无水柱生成，应重新组装并检查，直到装置气密性良好。
②加入药品：组装装置。取检查过气密性的试管，将试管横放，用纸槽盛约7克高锰酸钾粉末伸入试管底部，然后将试管竖直，让粉末状药品进入试管底部。
③装配：在试管口放一团棉花，是为了防止加热时高锰酸钾粉末随气体进入导管或水槽。用带导管的塞子塞紧试管口，铁夹夹在距离试管口1/3处，试管口略向下倾斜，目的是防止冷凝水倒流，使试管破裂。
④加热：加热时，要先使酒精灯火焰在试管下方来回移动，目的是使试管受热均匀，防止试管因受热不均匀而破裂。
⑤收集气体：集气时，当气泡连续、均匀地放出后，再把导管口伸入盛满水的集气瓶里。这是因为开始放出的气体是试管里受热膨胀的空气，不是纯净的氧气。
a.收集气体的原理和方法:氧气的密度比空气大，且不易溶于水，因此实验室收集氧气时采用向上排空气法或排水法，为了使收集的气体更纯，一般采用排水法。
b.盛放氧气的集气瓶正确放置:当集气瓶内的水全部排出后，用玻璃片盖住集气瓶口，正放在桌面上。
⑥实验结束后整理仪器的正确顺序
停止加热时，先把导管移出水面，再熄灭酒精灯，这样可以防止因水槽内的水倒流入试管而引起试管炸裂。
⑦观察收集到的气体，是一种无色的气体。
⑧木炭在氧气中燃烧的实验
用坩埚钳夹取一小块木炭，在酒精灯上灼烧至发红，然后将木炭插入集气瓶内，出现剧烈燃烧的现象，说明集气瓶中有氧气。反应完全后，向集气瓶内加入澄清石灰水，振荡后，出现澄清石灰水变浑浊的现象。反应的文字表达式为:碳+氧气点燃二氧化碳
C O2 CO2
二氧化碳+氢氧化钙 → 碳酸钙 + 水
CO2 Ca(OH)2 CaCO3 H20
⑨铝在氧气中燃烧的实验
把2厘米x 5厘米铝箔片的一端固定在粗铁丝上，另一端裏一根火柴。点燃火柴，待火柴燃烧尽时，立即把铝箔伸入留有水、充满氧气的集气瓶中，产生剧烈燃烧、发出白光、生成白色固体的现象。
反应的文字表达式为:铝+氧气 点燃 氧化铝
Al O2 Al2O3
此实验中要求集气瓶底部放少量水或铺一层细沙，是因为铝在燃烧过程中放出大量的热，生成温度很高的固体，溅落到瓶底，会使集气瓶炸裂。
【即学即练9】（2019八下·金华期中）如图是小珂和小琦各自设计的实验室用于制取、干燥和收集气体的装置图（本题的所有夹持仪器均已省略）。小珂同学用过氧化氢溶液和二氧化锰制取并收集氧气（浓硫酸具有吸水性，不溶解氧且不与氧气反应），请回答问题：
（1）小珂同学制取氧气的发生装置应选择（填装置编号）________。
（2）现要收集一瓶干燥的氧气，请按气体的流向，用装置导管的编号将装置连接好：①→ ________。
（3）小琦同学设计了图C 的装置，并用仪器乙收集氧气。仪器甲叫________，收集氧气的方法为________。
【答案】（1）A （2）②→③→⑤（或②→③→⑤→④） （3）分液漏斗；排水法
【解析】（1）小珂同学制取氧气选择过氧化氢溶液和二氧化锰常温反应，发生装置应选择A；
（2）现要收集一瓶干燥的氧气， 则要先制取氧气，再干燥，再收集，连接顺序为 ①→②→③→⑤；
（3）仪器甲名称为分液漏斗，收集装置的方法是排水法。
【即学即练10】请根据下列装置图回答问题：
（1）写出图中仪器①、②的名称：①________；②________。
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气，可选用的气体发生装置为________ (填字母，下同)，气体收集装置为________或________；该装置中，固定仪器时的一条主要注意事项是________。
（3）实验室用高锰酸钾制取氧气时，试管口处要________ 。
（4）实验室加热高锰酸钾制取氧气(用排水法收集)的主要步骤有：①装入药品；②检查装置气密性；③收集气体；④加热；⑤停止加热；⑥移出导气管。正确的操作顺序为
A.①②③④⑤⑥ B.②①③④⑥⑤ C.②①④③⑤⑥ D.②①④③⑥⑤
（5）若使用B装置来进行二氧化锰和过氧化氢制取氧气的实验，在该反应中二氧化锰是________；该反应的文字表达式为________。
（6）经查资料可知，NH3的密度比空气小，极易溶于水，有刺激性气味。实验室常用加热氯化铵和氢氧化钙固体的方法来制取NH3，选用________装置作制取氨气的发生装置，最好选用________装置来收集NH3，理由是________
【答案】（1）酒精灯；锥形瓶 （2）A；E；F；试管口要略向下倾斜
（3）放一团棉花 （4）D （5）催化剂；过氧化氢 水＋氧气
（6）A；G；氨气有刺激性气味，会污染空气，且极易溶于水，G装置可处理尾气
【解析】（1）对于实验器材的认识；故答案为：酒精灯，锥形瓶；
（2）选择A|G|发生装置条件应考虑反应物的状态和反应条件，如A适用于固＋固 气，B适用于固＋液 气。收集装置应考虑气体的密度、气体的溶解性等，D是向下排空气法，E是向上排空气法，根据题意氧气的收集装置应是E或F。故答案为：A,E,F，试管口向下倾斜；
（3）为了防止固体高锰酸钾粉末进入水槽中，所以要在试管口放一团棉花；故答案为：放一团棉花；
（4）实验的主要步骤是：先检查装置气密性，然后装药品、连接实验装置，开始实验，最后整理实验器材；故答案为：D；
（5）双氧水自身分解较慢，所以要加入催化剂让其分解的更快；故答案为：催化剂；过氧化氢 ---二氧化锰--->水+ 氧气；
（6）制取NH3的物质的状态和反应条件是固＋固 气，所以发生装置是选A，由于NH3具有刺激性气味，且极易溶于水，所以用G来收集较好。故答案为：A，G，氨气有刺激性气味，会污染空气，且极易溶于水，G装置可处理尾气；
知识点06 化合反应和分解反应
（一）化合反应
(1)定义:由两种或两种以上物质生成一种物质的反应，叫做化合反应，它属于化学反应的基本类型之-。
(2)特点:反应物有多种，生成物只有一-种， 即“多变一” 。
(3)表示式: A+B+...→C
(4)举例:磷+氧气 点燃 五氧化二磷
（二）分解反应
(1)定义:由一种物质生成两种或两种以上物质反应叫做分解反应，分解反应也属于化学反应基本类型之一。
(2)特点:反应物只有一种，生成物有多种，即“一变多”。
(3)表达式:A → B+C+...
(4)举例:过氧化氢 二氧化锰 水+氧气。
【能力拓展】
①化合反应和分解反应都属于化学反应的基本反应类型，是从反应物和生成物的种类变化上分类的。
②化合反应是原子利用率最高的一种化学反应类型，所有的原料都转化到一种物质中。
【即学即练11】（2021八下·丽水期末）分类是学习科学的重要方法，下列反应与CO2+H2O=H2CO3化学反应类型相同的是( )
A．2H2+O2 2H2O B．CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
C．2H2O2 2H2O+O2↑ D．2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑
【答案】A
【解析】根据反应物的种数和种类确定化学反应的基本类型。
根据方程式CO2+H2O=H2CO3可知，反应物有两种，而生成物只有一种，该反应为化合反应。
A.反应物有两种，而生成物只有一种，为化合反应，故A符合题意；
BCD.三个反应的生成物都不是一种，肯定不是化合反应，故B、C、D不合题意。
【即学即练12】下列反应中既不属于分解反应，也不属于化合反应的是( )
A．氧化汞 汞+氧气 B．石蜡+氧气 水+二氧化碳
C．碳+氧气 二氧化碳 D．磷+氧气 五氧化二磷
【答案】B
【解析】根据分解反应符合“一变多”的特点，化合反应符合“多变一”的特点分析。
A、所给反应为“一变多”的分解反应，不符合题意；
B、所给反应反应物和生成物都两种物质，不属于分解或化合，符合题意；
C、所给反应是“多变一”的化合反应，不符合题意；
D、所给反应是“多变一”的化合反应，不符合题意；
能力拓展
考法01 误把结论当成现象
描述实验现象时只能把通过眼、鼻等感觉器官感觉到的现象描述出来，而不能描述物质名称。因为仅仅通过现象不可能知道生成物是什么，只能通过深入研究才能确定生成物的种类。如“硫燃烧生成一种有刺激性气味的气体”描述的是实验现象，而“硫燃烧生成二氧化硫”描述的是实验结论。
【典例1】下列关于实验现象的描述，正确的是 （ ）
A.红磷在空气中燃烧产生白色的烟雾 B.铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁
C.木炭在氧气中燃烧生成黑色固体 D.硫在氧气中燃烧发出蓝紫色的火焰
【答案】D
【解析】红磷在空气中燃烧产生白烟，“烟”为固态，而“雾”为液态，A不正确；.铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，是结论的叙述，B不正确；.木炭在氧气中燃烧生成无色气体，C不正确；硫在氧气中燃烧发出蓝紫色的火焰，D正确。
考法02 误认为催化剂只能加快化学反应速度
催化剂能改变化学反应的速度，不只是加快，也可以减慢。
【典例2】下列关于催化剂的叙述中正确的是（ ）
A．化学反应都需要催化剂
B．不使用二氧化产生氧气锰作催化剂，过氧化氢就不能产生氧气
C．催化剂在化学反应前后，其质量和化学性质均不变
D．二氧化锰只能作催化剂，催化剂只有二氧化锰
【答案】C
【解析】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）．催化剂的特点可以概括为“一变二不变”，一变是能够改变化学反应速率，二不变是指质量和化学性质在化学反应前后保持不变．
A、并不是所有的化学反应都需要催化剂，如人的呼吸作用，不需要使用催化剂，故选项说法错误．
B、不使用二氧化产生氧气锰作催化剂，过氧化氢能产生氧气，只是速率较慢，故选项说法错误．
C、催化剂在化学反应前后，其质量和化学性质均不变，故选项说法正确．
D、二氧化锰不是只能作催化剂，也可以作反应物，催化剂也不是只有二氧化锰，其它物质也可以作催化剂，故选项说法错误．
分层提分
题组A 基础过关练
1．（2021八下·长兴期末）下列关于物质的燃烧现象描述正确的是（ ）
A．铝箔在氧气中燃烧发出耀眼的白光，生成白色固体物质
B．硫在氧气中燃烧发出淡蓝色火焰，生成有刺激性气味的气体
C．磷在氧气中剧烈燃烧放出热量，产生大量的白色烟雾
D．铁在氧气中燃烧火星四射，生成红褐色固体物质
【答案】A
【解析】A.铝箔在氧气中燃烧发出耀眼的白光，生成白色固体物质，故A正确；
B.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，故B错误；
C.磷在氧气中剧烈燃烧放出热量，产生大量的白烟，故C错误；
D.铁在氧气中燃烧火星四射，生成黑色的固体物质，故D错误。
2．（2021八上·鄞州月考）小科在课堂上做“探究空气的成分”实验，装置如图所示。实验后，小科发现进入集气瓶中水的体积约占瓶中空气体积的1/5。下列操作会使进入的水的体积偏少的是（ ）
A．选用木炭替代红磷 B．用过量的红磷进行实验
C．将点燃的红磷缓慢的放入集气瓶中 D．红磷燃烧时忘记关闭止水夹
【答案】A
【解析】红磷燃烧是指磷和氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷，水进入集气瓶的原因是：磷燃烧消耗瓶内氧气，内外产生压强差，瓶内压强小于大气压。
【解答】红磷燃烧后因为消耗了瓶内氧气且生成了固体五氧化二磷，使瓶内压强小于大气压，所以水进入集气瓶。氧气的密度比空气大，氧气的密度为1.429g/L，二氧化碳气态密度为1.977g/L，因此选用木炭在该烧杯燃烧时瓶内的压强大于选用红磷在该烧瓶燃烧时的瓶内压强，因此进入进入瓶内的水会更少，导致进入的水的体积偏少，A符合题意。
3．（2021八下·仙居期末）实验室用加热高锰酸钾和排水法制取氧气实验中，下列操作说法正确的是( )
A．应向试管中加入大量药品，以产生更多氧气 B．应先给试管均匀预热，后集中药品部位加热
C．导管冒出气泡时应立即收集，以免氧气浪费 D．结束时应先熄灭酒精灯，后将导管移出水面
【答案】B
【解析】A.应向试管中加入适量药品，将试管底部铺满即可，故A错误；
B.应先给试管均匀预热，后集中药品部位加热，防止试管炸裂，故B正确；
C.导管冒出气泡时不应该立即收集，这时气泡中存在空气，故C错误；
D.结束时应先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，防止水被倒吸进试管造成炸裂，故D错误。
4.（2019八下·台州期末）有关氧气的收集、检验、验满，下列叙述正确的是（ ）
A.甲装置为向下排空气法，可用于收集氧气
B.利用乙装置收集氧气，气体从a通入
C.用燃着的木条伸入丙中，若木条熄灭表明该气体是氧气
D.将带火星的木条放置于丁装置 d 处可检验氧气是否集满
【答案】D
【解析】A.氧气的密度大于空气，收集氧气应使用向上排空气法，故A错误；
B.利用乙装置收集氧气，气体从b通入 ，故B错误；
C.用燃着的木条伸入丙中，若木条剧烈燃烧，发出白光，表明该气体是氧气，故C错误；
D.将带火星的木条放置于丁装置 d 处可检验氧气是否集满，故D正确。
5.（2020·温州模拟）实验室制取氧气的过程巾，可以利用右图装置进行干燥、收集、测量等操作。下列对应的处理方式不合理的是( )
A.方式①：瓶内装浓硫酸干燥氧气，氧气由b进a出
B.方式②：向上排空气法收集氧气，由a进气收集氧气
C.方式③：排出瓶中原来储存的氧气，由b通入水，氧气从a排出
D.方式④：瓶内装满水后用排水法测量通入氧气的体积，由a进氧气，b接量筒
【答案】B
【解析】A、方式①：瓶内装浓硫酸干燥氧气，氧气由b进a出 ，气体在通过浓硫酸的过程中水蒸气被吸收，处理合理，A错误；
B、方式②：向上排空气法收集氧气，氧气进来将空气向上逐渐排出，所以应该是从b进入，处理不合理，B正确；
C、方式③：排出瓶中原来储存的氧气，由b通入水，氧气从a排出。通入的水会将长导管的下部封住，所以氧气要从a排出，处理合理，C错误；
D、方式④：瓶内装满水后用排水法测量通入氧气的体积，由a进氧气，气体在瓶内积累，气压增大将液化由b压出，所以b接量筒处理合理，D错误。
6．（2021八下·柯桥期末）暖宝宝中的发热剂是铁粉、水和食盐等，用发热剂代替红磷测定空气中氧气含量，装置如图，以下对此改进实验的叙述错误的是( )
A．实验前要检查装置的气密性
B．此实验测出空气中氧气的质量分数约18%
C．此实验的原理是利用铁生锈消耗氧气，生成氧化铁
D．此实验必须到水不再流入左瓶才可获取进入广口瓶的水的体积
【答案】B
【解析】只要有氧气产生或参加的反应，都要检查装置的气密性；当水不再流入集气瓶中时，集气瓶内的气压与外界的大气压强相等，此时集气瓶内水的体积才等于氧气的体积。
【解答】A.该实验要测量消耗氧气的体积，因此实验前要检查装置的气密性，故A正确不合题意；
B.此实验测出空气中氧气的体积分数约18%，而不是质量分数，故B错误符合题意；
C.此实验的原理是利用铁生锈消耗氧气，生成氧化铁，故C正确不合题意；
D.此实验必须到水不再流入左瓶才可获取进入广口瓶的水的体积，故D正确不合题意。
7．（2021八下·杭州月考）某化学兴趣小组用如图所示的装置来制取干燥的氧气，并测定实验中生成的氧气体积。装置气密性良好，图Ⅰ中的燃烧匙内装有二氧化锰，燃烧匙可以上下移动，干燥管内装有足量碱石灰（可以吸收水蒸气）。下列说法正确的是（ ）
A．将装置Ⅰ分别与装置Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、V连接，均能达到测定氧气体积的目的
B．若用装置V测量生成氧气的体积，集气瓶上方原有的空气会使测量结果偏大
C．若用装置Ⅳ收集氧气，可将带火星的木条放置在b处导管口验满
D．若用装置Ⅰ与装置V量组合测量生成氧气体积，实验时先连接装置Ⅰ和V，后将燃烧匙伸到液面以下
【答案】D
【解析】A.将装置Ⅰ分别与装置Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ连接，由于集气瓶上没有刻度，因此无法测定氧气的体积，故A错误；
B.用装置V测量生成氧气的体积，依靠的是生成气体对液体产生的压强，将液体压入量筒中，因此进入量筒中液体的体积，只与生成氧气的体积大小有关，而与是否存在空气无关，即测量结果不变，故B错误；
C.若用装置Ⅳ收集氧气，则应该使氧气从长导管b进入，其中的空气从短导管a排出，因此可将带火星的木条放置在a处导管口验满，故C错误；
D.若用装置Ⅰ与装置V量组合测量生成氧气的体积，为了防止生成的氧气外溢到空气中，因此实验时先连接装置Ⅰ和V，后将燃烧匙伸到液面以下，故D正确。
8．（2021八下·长兴期末）暖宝宝贴（主要成分为铁粉、木炭、食盐）的热量来源于铁粉的氧化。小敏同学设计使用暖宝宝贴来测定空气中氧气的含量，实验开始前的装置如图所示，实验后从量筒中流入玻璃瓶（容积为250mL）中的水的体积为40mL（铁粉生锈消耗的水忽略不计）。下列关于造成这一结果的原因分析错误的是（ ）
A．该装置可能气密性不好 B．实验过程中弹簧夹未夹紧
C．暖宝宝贴的使用数量可能不足 D．反应刚结束就立刻打开弹簧夹
【答案】B
【解析】计算出氧气的体积分析，然后对各个选项进行分析即可。
集气瓶中氧气的体积分数为：，则测量结果偏小。
A.该装置可能气密性不好，会造成外面的空气进入集气瓶，从而使量筒中进入集气瓶内水的体积偏小，即测量结果偏小，故A不合题意；
B.实验过程中弹簧夹未夹紧，集气瓶中的气体会从导管逸出，导致测量出氧气的体积偏大，故B符合题意；
C.暖宝宝贴的使用数量可能不足，集气瓶中的氧气没有被完全消耗，导致测量结果偏小，故C不合题意；
D.反应刚结束就立刻打开弹簧夹，此时集气瓶内温度较高气压较大，导致进入集气瓶的水的体积偏小，故D不合题意。
题组B 能力提升练
1．（2021八下·义乌期中）下列实验装置中不能用来测定空气中氧气含量的是（ ）
【答案】C
【解析】我们常用燃烧红磷或白磷的方法，因为磷燃烧生成白色固体五氧化二磷，几乎不占空间，使得内外产生气 压差，从而得到正确的结论，据此分析判断。
A.红磷燃烧生成白色固体五氧化二磷，几乎不占空间，使得内外产生气压差，水面上升，可以完成氧气的测定，故A正确不合题意；
B.白磷燃烧生成白色固体五氧化二磷，使得内外产生气压差，水会倒流进集气瓶，可以完成氧气测定，故B正确不合题意；
C.木炭燃烧生成的是二氧化碳，二氧化碳是气体，占了氧气的空间，气压变化很小，水几乎不进入，故C错误符合题意；
D.白磷燃烧生成白色固体五氧化二磷，几乎不占空间，使得内外产生气压差，活塞向左移动，故D正确不合题意。
2．“绿色化学”是当今社会提出的一个新概念，在“绿色化学工艺”中理想状态是反应物的原子全部转化为目标产物，即原子利用率为100%。下列过程符合“绿色化学”理念的是( )
A．实验室制O2：2KClO3 2KCl＋3O2↑
B．2C2H5OH＋O2 =2CH3CHO＋2H2O
C．2M＋N=2P＋2Q，2P＋M=Q(M、N为原料，Q为期望产品)
D．用铁屑、CuO、稀硫酸为原料制铜：CuO＋H2SO4=CuSO4＋H2O ，Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu
【答案】C
【解析】A.该反应除所需氧气外还生成了氯化钾，不符合题意；
B.该反应生成物两种物质，不符合题意；
C.该反应最终都转化了期望产品，符合题意；
D.该反应最终没有全部转化成期望产品，不符合题意；
3．（2020九上·余杭月考）“绿色化学"能实现零排放(即反应物中的原子利用率达到100%)。CO和H2在一定条件下，按照不同的比例可以合成不同的有机化工原料，根据零排放的要求，CO和H2合成的有机物中，不可能有的是( )
A．甲醇(CH6O) B．乙醇(C2H6O) C．甲醛(CH2O) D．乙酸(C2H4O2)
【答案】B
【解析】根据一氧化碳、氢气若达到零排放要求，碳和氧原子个数比需1：1分析。
A、CO和H2按1：3的分子个数比合成甲醇，可达到零排放，不符合题意；
B、乙醇中碳、氧个数比为2：1，CO和H2合成时不能达到零排放，符合题意；
C、CO和H2按1：1的分子个数比合成甲醛，可达到零排放，不符合题意；
D、CO和H2按2：2的分子个数比合成乙酸，可达到零排放，不符合题意；
4．（2021八下·仙居期末）小科加热氯酸钾和二氧化锰的混合物来制取氧气。在加热过程中，该固体混合物中氧元素质量随时间变化关系正确的是( )
A． B． C． D．
【答案】B
【解析】氯酸钾在二氧化锰的催化作用下受热分解，生成氯化钾和氧气，据此分析即可。
【解答】随着氯酸钾的分解，生成的氧气越来越多，而混合物中的氧元素越来越少。当氯酸钾完全分解后，因为二氧化锰的质量不变，所以混合物中氧元素的质量不再发生改变，故B正确，而A、C、D错误。
4．（2021八下·新昌期末）下图是实验室制取气体的常用装置，请回答下列问题：
（1）仪器a的名称是 。
（2）选用双氧水和二氧化锰制取氧气时，应选用 (选填*A"或“B")作为气体发生装置。
（3）选用D装置作为氧气收集装置，氧气从 (选填“a"或“b")管进入。
【答案】（1）长颈漏斗 （2）A （3）a
【解析】（1）仪器a的名称是长颈漏斗；
（2）选用双氧水和二氧化锰制取氧气时，应该选择“固液常温型”，即选用A。
（3）D装置为“向上排空气法”，因为氧气的密度大于空气，所以氧气从长导管a进入集气瓶，而空气从短导管b排出去。
5．（2021八下·杭州期末）如图实验，关闭止水夹，通电使红磷燃烧。
（1）燃烧的现象是 。
（2）红磷燃烧一段时间后，自动熄灭了，你认为可能的原因是 。
（3）冷却后，松开止水夹，你观察到的现象为 。
【答案】（1）产生大量白烟
（2）集气瓶内的氧气已经耗尽
（3）烧杯中的水进入集气瓶内，最后集气瓶中的水约占集气瓶容积的1/5
【解析】（1）根据红磷在空气中燃烧的现象解答；
（2）燃烧的条件：①可燃物；②与氧气接触；③温度达到着火点；
（3）集气瓶中的氧气被消耗后，气压减小，烧杯中的水在大气压强的作用下进入集气瓶。当水的体积约占集气瓶容积的1/5时，瓶内气压与大气压强相等，水就停止进入瓶内了。
【解答】（1）红磷燃烧，即与氧气反应生成五氧化二磷，而五氧化二磷为白色粉末，那么燃烧的现象是产生大量白烟。
（2）红磷燃烧一段时间后，自动熄灭了，我认为可能的原因是集气瓶内的氧气已经耗尽。
（3）冷却后，松开止水夹，你观察到的现象为：烧杯中的水进入集气瓶内，最后集气瓶中的水约占集气瓶容积的1/5。
6．（2022九下·义乌开学考）某科学兴趣小组对“测定空气中氧气含量”的实验进行了改进： 将数显设备、气体压强传感器和空气中氧气含量测量装置按下图连接。装置气密性良好， 调节右边敞口容器和集气瓶里的水面相平， 此时集气瓶内气体的体积为 V1。关闭活塞，点燃燃烧匙内的红磷， 立即塞紧瓶塞， 待火焰熄灭后， 过一段时间打开活塞， 观察到集气瓶中的水位上升。待集气瓶内的水面不再上升时， 集气瓶内的气体体积为 V2 。 然后向右边容器内加入一定量的水至两边水面再次相 平，此时集气瓶内的气体体积为 V3 。在点燃红磷至打开活塞这一过程中，观察到数显设备显示集气瓶内的气体压强先上升后下降，再趋于稳定。请回答：
（1）数显设备显示， 开始一段时间集气瓶内气体压强上升， 这是因为温度升高导致的气压变化量 (选填“大于”、 “等于”或“小于”)氧气量减少导致的气压变化量。
（2）基于数显设备显示的气压变化， “过一段时间打开活塞”中的“一段时间”指的是火焰熄灭 后到 所经历的时间。
（3）在整个实验过程中，集气瓶中减少的氧气体积为 (选填“V1﹣V2”、“V1﹣V3”或“V2﹣V3”)。
【答案】（1）大于 （2）装置冷却至室温 （3）V1-V3
【解析】根据磷燃烧消耗氧气并放出热量，结合实验操作步骤及现象分析。
（1）磷燃烧消耗氧气并放热，开始一段时间集气瓶内气体压强上升， 是由于温度升高导致的气压变化量大于氧气量减少导致的气压变化量；
（2）测氧气含量时需在装置冷却至室温时再打开活塞，进行读数，故“过一段时间打开活塞”中的“一段时间”指的是火焰熄灭 后到装置冷却至室温所经历的时间；
（3）由操作过程可知，整个实验过程中，集气瓶内减少的氧气体积为，为V1-V3；
7．（2021八下·上城期末）小徐用食品脱氧剂粉末(能吸收空气中氧气且不产生新的气体，不与空气中的其它成分反应)和玻璃管来测定空气中氧气含量，装置如图甲，实验步骤：
①取一根玻璃管，用橡皮塞将一端密封；
②将食品脱氧剂粉末迅速装入玻璃管，立即向管口注入一滴水将玻璃管密封，水滴的下端标为A 。弹动玻璃管使脱氧剂粉末分布均匀且紧密，脱氧剂的上端标为O，如图甲所示；
③水平滚动玻璃管，使食品脱氧剂粉末平铺在玻璃管中。静置至水滴不再移动时，水滴的 端标为B，如图乙；
④用刻度尺测量AO段与AB段的长度，计算出AB与AO的比值，将数据记录在表格中。
次数
1
2
3
4
AO/mm
513.5
485.5
516.3
517.0
AB/mm
107.4
127.3
107.8
108.3
AB/AO
0.21
0.26
0.21
0.21
⑤洗涤、干燥各装置，重复上述实验。
请回答下列问题：
（1）实验步骤③中静置至水滴不再移动时，水滴的 (选填“a”或“b”)端标为B；
（2）实验步骤④测量AO段和AB段的长度的原因是由于食品脱氧剂能吸收尽空气中的氧气使气体体积 (选填“增大”或“减小”)，且玻璃管的管径各处相同，所以氧气与空气的体积之比就等于AB与AO的比值；
（3）根据实验记录数据，可知空气中氧气含量为 %。
【答案】（1）b （2）减小 （3）22.25
【解析】（1）空气中氧气的含量等于氧气体积和空气体积的比值，而空气的体积就是水滴封闭住的体积。根据甲图可知，AO段就是以水滴的内表面为标准的，因此再次测量封闭气体的体积时还应该以水滴的内表面为标准，即水滴的b端标为B。
（2）脱氧剂吸收空气中的氧气，从而使封闭气体的体积减小，据此分析解答；
（3）表格中AB/AO的比值就是空气中氧气的含量，计算出它们的平均数即可。
【解答】(1)实验步骤③中静置至水滴不再移动时，水滴的b端标为B；
(2)实验步骤④测量AO段和AB段的长度的原因是由于食品脱氧剂能吸收尽空气中的氧气使气体体积减小且玻璃管的管径各处相同，所以氧气与空气的体积之比就等于AB与AO的比值；
（3）根据表格可知，空气中氧气的含量为：。
8．（2021八下·仙居期末）小嘉用H2O2溶液制取氧气时，在烧瓶中加入50毫升水及0.5克MnO2，再往分液漏斗中加入30毫升15%的H2O2溶液。为什么要加入50毫升水呢？查阅资料发现：在不加入水时，若注入H2O2溶液速度过快，反应会过于剧烈而引发事故。
[提出问题]水是如何减缓该反应速度的呢？
[建立假设]水可以降低H2O2溶液浓度，从而减缓反应速度
[实验方案]他利用如图装置，在相同条件下，分别用30毫升的1%、3%和7%的H2O2溶液进行实验，观察并比较。
[实验结论]加水降低了H2O2溶液的浓度，使反应速度变慢。
[交流反思]
（1）为了更好地比较反应的快慢，在三次实验中滴加等量H2O2溶液时，需控制 相同。
（2）判断产生氧气的速度时，可以通过观察产生气泡的快慢，还可以比较 。
（3）为了探究H2O2溶液分解快慢还与哪些因素有关，他又利用如图装置，用3%的H2O2溶液分别在0°C、20℃和60℃的条件下进行实验。进行该实验所基于的假设是 。
【答案】（1）速度（或时间）
（2）相同时间内收集的氧气体积（或收集相同体积氧气所需的时间或量筒内液面下降的快慢） [继续探究]
（3）H2O2溶液分解快慢可能与温度有关。
【解析】（1）实验中滴加H2O2溶液的速度越大，化学反应的速度越大，即滴入溶液的速度也会影响反应的快慢，根据控制变量法的要求解答。
（2）生成氧气的速度，与氧气的体积和时间有关，可以利用控制时间相同比较氧气体积或氧气体积相同比较时间的方法比较即可；
（3）H2O2溶液的浓度相同但是温度不同，肯定小嘉认为H2O2溶液的分解快慢与溶液的温度有关，据此分析解答。
【解答】（1）为了更好比较反应的快慢，在三次实验中滴加等量H2O2溶液时，需控制速度（或时间）相同。
（2）判断产生氧气的速度时，可以通过观察产生气泡的快慢，还可以比较相同时间内收集的氧气体积（或收集相同体积氧气所需的时间或量筒内液面下降的快慢）。
（3）为了探究H2O2溶液分解快慢还与哪些因素有关，他又利用如图装置，用3%的H2O2溶液分别在0°C、20℃和60℃的条件下进行实验。进行该实验所基于的假设是：H2O2溶液分解快慢可能与温度有关。
9.（2020八下·温州期中）学习空气中氧气含量测定实验后，小明将课本中的实验装置改进为如图甲实验装置。用加热的电烙铁点燃红磷后，立刻拔掉插头，无线气压计实时记录瓶内的气压变化。实验过程中气压变化如图乙。
资料：一个密闭容器内气压受温度和气体量的影响，温度越高，气体质量越大，气体气压越大。
结合以上信息，及所学知识，对图乙中AB段与CD段气压上升原因做出简要说明。
【答案】AB段：白磷燃烧放出热量，瓶内气温升高使气压变大。同时瓶内氧气被消耗，气体质量减少使气压变小。但气温对对气压的影响大于气体质量对气压的影响，所以气压升高；
CD段：C点时打开止水夹，烧杯内的水倒流入容器内，水填充了消耗的氧气的体积，所以气压升高。
【解析】（1）红磷燃烧消耗氧气，并放出热量，一个因素使气压减小，另一个因素使气压增大，而最终两个因素影响程度的大小决定了气压的走向；
（2）集气瓶内气压减小，烧杯里的水会被大气压强压入集气瓶；当水不再流动时，集气瓶内的气压肯定等于一个标准气压，据此分析即可。
【解答】 AB段：白磷燃烧放出热量，瓶内气温升高使气压变大。同时瓶内氧气被消耗，气体质量减少使气压变小。但气温对对气压的影响大于气体质量对气压的影响，所以气压升高；
CD段：C点时打开止水夹，烧杯内的水倒流入容器内，水填充了消耗的氧气的体积，所以气压升高。
题组C 培优拔尖练
1．（2021八下·杭州月考）实验室常用如图装置测定空气中氧气的含量。某化学兴趣小组在实验室测定空气中氧气的含量由注射器和硬质玻璃管组成的密闭系统，其中注射器中存有15mL空气，玻璃管的容积是40mL。
（1）连接好装置后，需要 ，再加入铜粉。为了保证氧气全部反应，加入的铜粉应该 。
（2）保证氧气跟铜粉充分反应的操作是 。
（3）充分反应后，停止加热，冷却至室温，挤出气球内的气体，发现注射器中的气体体积约为4mL，通过计算，你认为该同学测定得到的空气中氧气的体积分数是 。
【答案】（1）检查装置的气密性；足量
（2）缓慢推拉注射器的活塞
（3）20%
【解析】（1）如果装置的气密性不好，那么外面的空气会进入装置内，对其中氧气含量的测定产生影响。铜和氧气反应，生成氧化铜，只有加入的铜粉足量，其中的氧气才能被完全消耗。
（2）在实验过程中，不断的推拉注射器的活塞，可以对里面的气体施加压强，从而使里面的氧气与铜粉充分接触，保证氧气被完全反应。
（3）反应前后，注射器与玻璃管内体积的总体积之差，就是其中氧气的体积，然后根据计算即可。
【解答】（1）连接好装置后，需要检查装置的气密性，再加入铜粉。为了保证氧气全部反应，加入的铜粉应该足量。
（2）保证氧气跟铜粉充分反应的操作是：缓慢推拉注射器的活塞。
（3）空气中氧气的体积分数：。
2．（2021八上·鄞州月考）已知铜在加热的条件下能和氧气反应只生成氧化铜固体。在测定空气中氧气含量的实验中，小科采用了如图所示装置：在由两个注射器组成的密闭系统中留有25mL 空气，给装有细铜丝的玻璃管加热，同时缓慢推动两个注射器活塞，至玻璃管内的铜丝在较长时间内无进一步变化时停止加热。待冷却至室温，将气体全部推至一个注射器内，观察密闭系统内空气体积变化。
（1）在加热过程中，交替缓慢推动两个注射器活塞的目的是 。
（2）小科测得实验结果如下：
反应前注射器内气体总体积
反应后注射器内气体总体积
25mL
22mL
①反应后剩余气体的性质有 。（写出一条即可）
②由此数据可以推算出空气中氧气的体积分数 （填“>”“=”或“<”）21%。
③造成该实验出现误差的原因可能是 。（填序号）
A．交替推动两个注射器活塞的次数过少 B．读数时没有冷却至室温
C．加入铜丝量太少 D．加入铜丝量太多
（3）通过上面的实验，你学到的测量混合物中某成分含量的方法是
【答案】（1）使注射器中的氧气充分反应
（2）无色，不与铜反应等合理均可；<；ABC
（3）通过化学反应除去混合物中的一种成分，再测量混合物在反应前后体积（或质量）的变化，从而得出该种成分的含量（其它答案合理也可）
【解析】实验中需准备充分的铜粉，让铜粉在密闭注射器里的空气中的燃烧，消耗了氧气，压强减小，注射器里的空气的减小，以此测定空气中氧气的体积分数。
（1）在实验加热过程中，交替缓慢推动两个注射器活塞的目的是，促使空气中的氧气和物质充分反应，使实验现象更明显。
（2）反应前注射器内气体的体积为25mL，反应后注射器内气体的体积为22mL，则氧气的体积为3mL，则空气中氧气的体积分数为，造成该实验出现误差的原因可能是：交替推动两个注射器活塞的次数过少、读数时没有冷却至室温、加入铜丝量太少，ABC符合题意。
（3）通过上面的实验操作方法，学得的测量混合物中某成分含量的方法是通过化学反应除去混合物中的一种成分，再测量混合物在反应前后体积（或质量）的变化，从而得出该种成分的含量。
3.（2020八下·温岭期中）某兴趣小组用两支规格相同的注射器与一支具支试管对“测定空气中氧气的含量”的实验装置进行了改进（如图）具体实验步骤如下：
步骤一：将注射器Ⅰ连接试管右侧导管，注射器Ⅱ插入试管橡皮塞中。使注射器Ⅰ中不留空气，注射器Ⅱ中留有一定体积空气，检查装置气密性。
步骤二：在具支试管中加入足量的试剂X，塞上橡胶塞，记录注射器Ⅱ中气体体积（记为V1）
步骤三：用酒精灯加热，使试剂X与氧气反应充分。
步骤四：停止加热，冷却至室温，将注射器Ⅰ中的气体全部挤入具支试管，待注射器Ⅱ的活塞稳定后，读取并记录气体体积（记为V2）
步骤五：实验结束后，清洗仪器，将具支试管装满水并塞上塞子，使注射器Ⅰ和Ⅱ中均无气体或液体残留，将试管中的水倒入量筒，测定体积（记为V3）
（1）步骤一中检查装置气密性的方法是：________ 。
（2）步骤三中，为使试剂X与氧气反应充分，可以采取的操作是________。
（3）根据测得数据可以计算空气中氧气的体积分数为________ （用V1、V2、V3表示）。
【答案】（1）试管加热，活塞向外推，等试管冷却后活塞恢复到原位。或️绑住注射器1活塞固定不动，向里推或向外抽注射器2活塞，放手后回到活塞原位置。或️往里推进（抽拉）注射器1活塞时注射器2活塞向外移动（向里移动），且两者移动的体积相同。
（2）交替推动两注射器的活塞 （3）
【解析】（1）步骤一中检查装置气密性的方法是：试管加热，活塞向外推，等试管冷却后活塞恢复到原位。或绑住注射器1活塞固定不动，向里推或向外抽注射器2活塞，放手后回到活塞原位置。或️往里推进（抽拉）注射器1活塞时注射器2活塞向外移动（向里移动），且两者移动的体积相同。 。
（2）步骤三中，为使试剂X与氧气反应充分，可以采取的操作： 交替推动两注射器的活塞 ；
（3）根据测得数据可以计算空气中氧气的体积分数为： 。
4．（2021八下·浦江期末）小明设计如图所示的实验装置来同时完成燃烧条件的探究和空气中氧气含量的测定。装置中注射器活塞与内壁摩擦非常小，可忽略不计。
实验操作步骤如下：
步骤1：检查装置气密性，且装置气密性良好。
步骤2：将盛有足量白磷的燃烧匙放入空集气瓶中，塞紧塞子，白磷不燃烧。
步骤3：打开集气瓶塞子，往瓶中倒满80℃的热水，并塞紧塞子，白磷仍然不能燃烧。
步骤4：打开K1和K2，通过注射器从b管抽水，当瓶中液面刚低于燃烧匙底部时，立即同时关闭K1、K2，发现瓶中白磷燃烧，此时读出注射器中水量为V1毫升，导管b中水的体积忽略不计。
步骤5：待整个装置冷却至室温时，只打开K2，发现注射器中的水剩余V2毫升。
（1）白磷和红磷在空气中燃烧的现象相似。步骤4中，白磷燃烧的现象是 。
（2）结合步骤2、4，说明白磷燃烧需要的条件是 。
（3）该实验测得空气中氧气的含量为 （用V1、V2来表示）。
（4）小明多次重复上述实验，测得空气中氧气的体积分数远大于21%，原因是 。
【答案】（1）产生大量的白烟 （2）必须与氧气接触 （3）
（4）整个装置冷却至室温时测出注射器中剩余V2毫升的水，V2偏小了。（没有控制温度恢复到略低于80℃来测量体积V2，合理即可）
【解析】（1）白磷燃烧，生成五氧化二磷白色粉末，则看到瓶内产生大量的白烟；
（2）比较2、4两个实验中影响燃烧的哪个因素不同即可；
（3）空气中氧气的含量=；
（4）如果集气瓶中温度低于80℃，那么瓶中气体体积偏小，压强偏小，于是从注射器中进入瓶内的水的体积偏大，而注射器中剩余水的体积V2偏小，则测出氧气的体积偏大，据此分析解答。
【解答】（1）白磷和红磷在空气中燃烧的现象相似。步骤4中，白磷燃烧的现象是产生大量的白烟。
（2）步骤2、4中的白磷都是可燃物，温度都已经达到80℃，2中的白磷浸泡在水中，不能与氧气接触，因此没有燃烧；4中的白磷在水面下降后与空气接触而燃烧，则说明白磷燃烧的条件：必须与氧气接触。
（3）步骤4中注射器内水的体积V1就是集气瓶中空气的体积；
步骤5中，集气瓶内气压减小，注射器中的水进入集气瓶，其减少的水的体积就是氧气的体积，即氧气体积为（V1-V2）；
则空气中氧气的体积分数： 。
（4）小明多次重复上述实验，测得空气中氧气的体积分数远大于21%，原因是：整个装置冷却至室温时测出注射器中剩余V2毫升的水，V2偏小了。（没有控制温度恢复到略低于80℃来测量体积V2）
5．（2021八下·乐清期末）乐乐和清清学习了“空气中氧气含量测定”实验后，发现用甲图装置实验误差大且生成的五氧化二磷有毒，于是他们对课本装置进行改进，见图乙。实验时先在酒精灯上加热玻璃棒，然后迅速插入瓶塞中来加热白磷，实验过程中气压变化如图丙，图丙中白磷燃烧后刚好熄灭时的气压记为点B。
提示：①白磷燃烧所需要的最低温度是40℃，生成产物与红磷在氧气中燃烧一致。
②一个密闭的容器内，温度越高，气体气压越大；气体质量越大，气体气压越大。
根据以上实验信息，回答下列有关问题：
（1）如果按照原来方式点燃红磷，若瓶塞塞的较慢，将导致测量结果 （选填“偏大”、“不变”或“偏小”）
（2）图乙中，a、b、c分别表示实验中先后测定的量。a为瓶中原有水的体积；b为反应后冷却至室温，打开止水夹，集气瓶中水的体积；c为整个集气瓶的体积。若集气瓶中氧气耗尽，请写出a、b、c三个数据应满足的等式关系： =
（3）结合题目信息，简要解释丙图中AB段气压上升的原因。 。
【答案】（1）偏大 （2）
（3）红磷燃烧瓶中气体受热膨胀，使瓶内气压变大。燃烧消耗氧气的质量，使瓶内气体质量变小，气压变小。但温度对气体气压的影响比气体质量对气体气压的影响更大，所以瓶内气压总体来说会变大，AB段气压上升。
【解析】（1）如果瓶塞塞入的太慢，那么瓶中空气受热体积膨胀，于是会有部分空气逸出，从而导致瓶内气体减小，最终测出的氧气的体积则会偏大；
（2）空气中氧气的体积约占空气体积的，据此分析解答；
（3）红磷燃烧导致空气体积减小、气压减小，而放出的热量导致空气温度升高而气压增大，比较这两个因素对气压影响的大小关系，从而确定AB断气压上升的原因。
【解答】（1）如果按照原来方式点燃红磷，若瓶塞塞的较慢，将导致测量结果偏大。
（2）集气瓶内有水，那么瓶内空气的体积等于瓶子的容积与水的体积之差，即V空=c-a；
反应前后瓶内水的体积之差就是瓶子中氧气的体积，即V氧=b-a；
那么空气中氧气的体积分数为：。
（3）丙图中AB段气压上升的原因：红磷燃烧瓶中气体受热膨胀，使瓶内气压变大。燃烧消耗氧气的质量，使瓶内气体质量变小，气压变小。但温度对气体气压的影响比气体质量对气体气压的影响更大，所以瓶内气压总体来说会变大，AB段气压上升。
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