人教版九年级化学上册尖子生必备题典【考点精讲精练】第三讲空气和氧气(原卷版+解析)

这是一份人教版九年级化学上册尖子生必备题典【考点精讲精练】第三讲空气和氧气(原卷版+解析)，共30页。试卷主要包含了空气组成及氧气含量测定，氧气的性质和用途等内容，欢迎下载使用。
一、空气组成及氧气含量测定
（一）拉瓦锡实验：二百多年前，法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。实验装置图如下：
这个著名实验是：把少量的汞放在一个密闭的容器里连续加热12天，结果发现有一部分银白色的液态汞变成了红色粉末，同时容器里空气的体积减少了约1/5；他研究了剩余的那部分气体，发现它既不能供动物呼吸，也不支持燃烧，这正是氮气；
他把汞表面生成的红色粉末收集起来，放在另一个容器里加热，除了得到汞以外，还得到了氧气，而且氧气的体积恰好等于密闭容器里减少的气体体积；他把得到的氧气加到前一个容器中剩下的约4/5体积的气体里，结果得到的气体与空气的性质完全一样。
拉瓦锡实验结论：空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的1/5。
（二）测定空气中氧气含量的方法
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．实验装置及实验步骤：
（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。
3．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。
4. 实验结论：氧气约占空气体积的1/5。
6．注意事项：
（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）。
（三）空气的组成成分
空气的主要成分是氮气和氧气，分别约占空气总体积的4/5和1/5。
空气的成分按体积计算如下表：
1.空气中各气体的含量是体积分数，不是质量分数。
2.空气是一种混合气体，组成比较固定，特别是氧气、氮气、稀有气体的成分几乎不变，但个别地区略有不同。
3.氮气：是无色、无味的气体，密度比空气略小，难溶于水。氮气的化学性质不活泼。主要用途是用作保护气、合成氮肥等。
4.氧气：是无色、无味的气体，密度比空气大，不易溶于水。主要用途是供给呼吸和支持燃烧；医疗、潜水、气焊、炼钢、宇航等都需要用到氧气。
5.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、用于激光技术；氦用于制造低温环境；氙用于医疗麻醉。
（四）纯净物和混合物
（五）空气污染与防治
空气质量日报中的“首要污染物”包括二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、粉尘（可吸入颗粒物）和臭氧等。
氮气和稀有气体作为保护气，是利用它们的稳定性。但是“稳定”是“相对”而不是绝对的，在一定条件下，氮气及有些稀有气体也能与某些物质发生化学反应
二、氧气的性质和用途
（一）氧气的物理性质
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。
在降温，加压的条件下，氧气可以变为淡蓝色液体和淡蓝色雪花状的固体。工业生产的氧气，一般以液态形式贮存在蓝色钢瓶中。
1.氧气不易溶于水，不等于氧气不溶于水，只是溶解较少而已。河水、海水中的鱼虾等能生存，可以证明自然界的水中溶有氧气。
2.在标准状况下，氧气的密度为1.429g/L,比空气的密度（1.293g/L）大，利用这一性质可推出收集氧气的方法之一是向上排空气法。
3.氧气的沸点比氮气的沸点高，所以加热蒸发液态空气时氮气会先蒸发出来。
（二）氧气的化学性质
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，同时放出热量。氧气具有氧化性，是一种常见的氧化剂。
氧气与物质发生反应的现象等方面的对比：
1.氧气支持燃烧，但其本身无可燃性；物质燃烧一般要发光放热。
2.根据可燃物在氧气中燃烧比在空气中燃烧更剧烈（如硫），还有在空气中不燃烧的物质却可以在氧气中燃烧（如铁），可得到如下结论：
（1）可燃物燃烧剧烈程度与氧气的浓度有关；
（2）反应的剧烈程度与可燃物和氧气的接触面积有关。
3.做硫、磷等物质在氧气中燃烧的实验时，盛有可燃物的燃烧匙应自上而下慢慢伸入到集气瓶的中下部；如果迅速伸入到瓶底，物质燃烧放出的热量使氧气受热膨胀，大量氧气逸出到瓶外，可燃物将不能持续燃烧。
4.做铁丝燃烧实验时必须用细铁丝，铁丝表面要用砂纸打磨光亮；细铁丝要绕成螺旋状，下端要系根火柴；必须待火柴快要烧尽时，才可将铁丝伸入集气瓶中。如果火柴一着火就立即伸入瓶内，火柴燃烧会耗尽瓶内的氧气，而观察不到铁在氧气中燃烧的现象。同时，集气瓶底要预先放一些细沙或水，防止生成物熔化后溅落下来炸裂瓶底。可燃物不能接触集气瓶壁，否则会引起集气瓶炸裂。
特别强调：有几个概念不要搞混淆。
（1）发光和火焰都是化学变化中伴随的一些现象，但二者是不同的。
①光是固体微粒被灼热的结果（如碳在氧气中燃烧发出白光）；
②火焰即火苗，用于气体物质在燃烧时的现象描述（如氢气在空气中燃烧，产生淡蓝色的火焰；硫磺在常温下是固体，但硫先受热熔化，再汽化成硫蒸气，最后在氧气中燃烧，产生明亮的蓝紫色火焰）。
（2）烟、雾、气三者是不同的，烟是大量固体细小微粒扩散到空气中的现象；雾是气体与水形成的小液滴在空气中形成的现象；气即气体，条件不变化无论静置多久仍是气体。
（3）白色与无色是不同的，如水是无色的，粉笔是白色的。
3.氧气的检验
氧气能使带火星的小木条复燃。
1.检验原理：利用氧气能支持燃烧（助燃性）的性质。
2.操作方法：将一根带火星的小木条伸入该气体中。
3.现象：带火星的木条复燃。
好题精讲
【例题1】空气的成分按体积计算，含量最多的气体是（ ）
B．CO2 C．N2 D．O2
【例题2】下列有关空气的说法，正确的是（ ）
A．稀有气体在空气中的体积分数为0.03% B．空气中含量最多的物质是氧气
C．可直接从空气中分离出用作清洁燃料的氢气 D．空气中含有氮气、氧气、二氧化碳等分子
【变式题1】下列关于空气成分说法错误的是（ ）
A.氧气约占空气体积的4/5 B.稀有气体可制成多用途光源，如霓虹灯
C.氮气充入食品包装中可以防腐 D.CO2在大气中含量不断上升，从而导致温室效应增强
【变式题2】在空气中含量较多且化学性质不活泼的气体是（ ）
A．N2 B．CO2 C．O2 D．水蒸气
【例题3】下列关于空气的说法正确的是（ ）
A．空气中的氧气能支持燃烧 B．空气中的二氧化碳会形成酸雨
C．空气中的稀有气体没有用途 D．空气中的氮气约占总体积的21%
【例题4】下列有关空气的说法正确的是（ ）
A．空气的成分按质量计算，氧气大约占21%
B．空气中各成分的含量是恒定不变
C．空气质量报告中所列的空气质量级别越小，空气质量越好
D．目前计入空气污染指数的有害气体包括：二氧化硫、二氧化碳、二氧化氮和臭氧等
【例题5】PM2.5是指大气中直径小于或等于25微米的颗粒物，下列情况通常不会引起PM2.5增大的是（ ）
A．焚烧秸杆 B．汽车尾气 C．燃烧煤炭 D．呼吸作用
【例题6】世界自然基金会（WWF）发起的“地球一小时”活动，2020年将熄灯仪式时间定为3月30日晚上8时30分，激发人们对保护地球的责任感，以及对气候变化等环境问题的思考。下列做法不符合这一主题的是（ ）
A．为节约资源，大力开发新能源替代化石燃料
B．治理建筑工地扬尘污染
C．自带水杯出行，不用一次性纸杯
D．将校园散落的塑料袋、树叶集中焚烧，保持整洁的环境
【例题7】自然环境与人们的生活密切相关，倡导大家要爱护自然环境。下列做法不符合这一理念的是（ ）
A．垃圾分类回收 B．大力发展火力发电
C．研制新型污染小的农药 D．大量植树造林，严禁乱砍滥伐
【例题8】利用如图装置验证空气中氧气含量。下列叙述不正确的是（ ）
实验前需检查装置的气密性
白磷的作用是消耗试管中的氧气
白磷熄灭后，待试管冷却后再打开止水夹
最终量筒中液面岳降至40mL刻度线处
【变式题】测定空气中氧气含量的实验装置和步骤如下，（装置气密性已检查）
①在集气瓶内加入少量水，并将水面上方空间分为5等份；
②用弹簧夹夹紧胶皮管；
③点燃燃烧匙内的红磷后，立即伸入瓶中并把塞子塞紧，观察现象；
④红磷熄灭后，立即打开弹簧夹，观察现象。
其中有错误的实验步骤是（ ）
A.① B.② C.③ D.④
【例题9】注射器是一种普通的医疗器械，但它在化学实验中发挥着越来越大的作用．某化学兴趣小组为了测定空气中氧气的含量，进行了如下探究活动：
【选择药品】小光小组认为，选择的药品的理由是①既要能消耗氧气，又不会与空气中的其他成分反应，② ．他们应该选择 ．
（A）蜡烛 （B）硫粉 （C）红磷 （D）铁丝
【查阅资料】白磷的着火点是40℃，红磷的着火点是240℃，两种物质的燃烧产物五氧化二磷是白色固体，会刺激人体呼吸道，能与空气中的水蒸气反应，生成有毒的偏磷酸（HPO3）．
【设计实验】小明小组设计了如图的装置进行探究活动．
【步骤与现象】
①测量试管的容积为50mL；
②检查装置的气密性良好；
③装药品，将注射器活塞调整到合适位置，连接好仪器；
④用弹簧夹夹紧胶皮管，加热粗铜丝，观察现象；
⑤燃烧结束，试管冷却到室温后打开弹簧夹，观察注射器活塞的移动情况．
【反思与交流】
（1）实验中利用了铜丝的 性；
（2）兴趣小组同学测量试管容积的方法可能是 ；
（3）步骤③中注射器吸水使活塞至少应调到 （填整数）mL处；
（4）步骤④中观察到试管中的现象有 ；
（5）小华同学认为步骤⑤在保证活塞自由移动的前提下，观察活塞位置时，最好将试管和注射器整体横放，小华同学的理由是 ．
【变式题1】某实验小组对教材内测量空气中氧气体积分数的实验进行改进，并取得成功（装置如图）。
[实验准备]具支试管和小气球内空气总体积为50 mL，注射器中留下的空气体积为50 mL，该装置气密性良好。
[实验探究]装入药品，按图所示连接好仪器。用酒精灯在红磷部位加热，加热时不断推拉注射器活塞，气球忽大忽小，并不断将气球中的气体全部挤入试管中。
[现象分析]
（1）实验开始时应先检查装置气密性。连接装置后且其气密性良好，若将注射器向内推，可观察到气球
变 （填“大”或“小”）。
（2）加热试管底部，红磷被引燃，说明燃烧不能缺少的一个条件是 ，足量的红磷在试管中未能全部燃烧，说明试管内剩余气体具有的化学性质为 。写出红磷燃烧的化学方程式： 。
（3）实验结束后，停止加热，待试管冷却至室温，将气球内的气体全部挤入注射器内，待注射器活塞稳定后，读取注射器内剩下气体的体积为 mL。
[得出结论]氧气约占空气总体积的15。
[反思评价]实验中，加热时不断推拉注射器的目的为 ；此实验与课本实验比较的优点为 。
【变式题2】化学课本上用图甲的装置来测定空气中氧气的体积分数，而小明通过査询资料对该实验进行改进，利用四硫化钠（Na2S4）固体替代红磷进行实验，其反应原理为2Na2S4+O2+2H2O＝8S↓+4NaOH
实验步骤：
①将足量的四硫化钠（Na2S4）固体置于试管中，加入适量的水并迅速塞紧橡胶塞，再充分振荡。
②测量液面至橡胶塞下沿的距离，记录数据h1（如图乙所示）・
③将该试管插入水中（如图丙所示），取下橡胶塞，观察到试管内液面上升。
④当管内液面稳定时塞紧橡胶塞，将试管取出倒转过来，测量液面至橡胶塞下沿的距离（如图丁所示）记录数据h2。
⑤按照①～③再重复实验两次。3次实验数据如下表所示：
（1）步骤①中进行充分振荡的目的是 ；
（2）计算第3次实验空气中氧气的体积分数约为 （结果精确到0.1%）；
（3）小明设计的实验与课本上的实验相比，有什么优点 。（写出一点即可）
（4）同学们分析了小明的实验方案后，认为步骤④中塞紧橡胶塞的时机对测量结果有影响，请问何时塞橡胶塞测量结果最准确？ 。
【例题10】）描述氧气物理性质的是（ ）
A．能支持燃烧 B．能使铁生锈 C．供给呼吸 D．液氧呈蓝色
【例题11】在一密闭的容器中。一定质量的硫粉与过量的氧气在点燃的条件下充分反应，容器内各相关量与时间（从反应开始计时）的对应关系正确的是（ ）

【例题12】小金用图示装置进行实验。已知：2NaOH+SO2═Na2SO3+H2O．①关闭K，打开甲的橡胶塞，点燃硫粉后迅速塞紧橡胶塞；②冷却至常温，将胶头滴管中的足量NaOH溶液挤入瓶中，振荡，使反应充分；③打开K，观察乙中的现象。下列说法正确的是（ ）
A．步骤①中，硫燃烧呈淡蓝色火焰，瓶内气压减小
B．步骤②中，甲装置内的气压减小，直至与大气压相等
C．步骤③中，乙中的长导管口处冒气泡，水倒流进入甲
D．步骤③中，甲装置内的气压增大，直至与大气压相等
【例题13】下列有关实验现象描述正确的是（ ）
A．硫在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰
B．红磷在空气中燃烧产生白色烟雾
C．向稀硫酸中滴加石蕊溶液后，溶液由紫色变成蓝色
D．将铁丝伸入盛有氧气的集气瓶中，铁丝剧烈燃烧
【例题14】小明和小英同学发现：带火星的竹签在空气中不会复燃，若用装有60%水的集气瓶倒置在水槽中收集氧气，得到的气体能使带火星的竹签复燃。为了找到能使带火星竹签复燃的氧气含量最小值，他们进行了如下探究：
【设计实验】小君设计了如图的装置，该装置的圆底烧瓶中放入25毫升水的目的是 。
【实验研究】第一组实验：取3只集气瓶，编号为①②③，分别装入15%、30%和45%的水，盖上盖玻片倒置在水槽中。当气泡 放出后，导管口伸入集气瓶把其中的水全部排出，将相同的3支带火星竹签分别插入①～③号瓶中，记录实验现象。
获得第一组实验现象后，小君又做了第二组实验，并记录实验现象。两组实验数据和现象见下表：
得出上述两组实验现象后，小英认为还不能确定能使带火星竹签复燃的氧气含量最小值，需继续进行实验，则实验序号⑦的集气瓶装水的体积分数应该是 %。
【实验结论】再经过数次实验并计算后得出：能使带火星竹签复燃的氧气含量最小值为48.7%。
【继续探究】小君认为采用该方法收集的氧气中含有一定量的水蒸气，请你提出实验改进的措施 。
考点达标检测
夯实基础
1.空气中含量较多且化学性质比较活泼的气体是（ ）
A.氮气 B.氧气 C.稀有气体 D.二氧化碳
2.空气是人类生产活动的重要资源，下列关于空气的说法不正确的是（ ）
A.洁净的空气是混合物 B.从空气中分离出的氧气不可用于医疗急救
C.空气中含量第二多的气体是氧气 D.空气中氮气化学性质没有氧气活泼
3.下列气体能使燃着的木条熄灭的是（ ）
A.氧气 B.氢气 C.一氧化碳 D.水蒸气
4.下列关于铁丝在氧气中燃烧的实验现象描述不正确的是（ ）
A.生成黑色固体 B.火星四射 C.放出热量 D.产生白烟
5.下列关于氧气的说法不正确的是（ ）
A.液态氧可用作火箭助燃剂 B.氧气在空气中的质量分数约为21%
C.硫在空气中燃烧发出淡蓝色火焰 D.燃烧不一定需要氧气
6.空气中氧气含量测定的再认识。
燃烧匙内盛有红磷，先关闭弹簧夹，点燃红磷，使其充分反应后冷却至室温。
写出红磷燃烧的化学方程式： 若按此方案进行实验，测出的氧气含量常常低于21%．
【实验改进】
为测定空气中氧气的含量，小华同学打算设计如下方案：选用实际容积为40mL的试管作反应容器，将过量的白磷放入试管，用橡皮塞塞紧试管口，通过导管与实际容积为60mL的注射器组成的实验装置如图。（提示：温度达到40℃时，白磷易着火燃烧，注射器润滑性很好，活塞与管壁的摩擦忽略不计）假设此实验能按照小华的设想正常进行，且白磷所占体积与导管内的气体体积忽略不计，请回答下列问题：
（1）实验前，打开弹簧夹，将注射器的活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处，然后松手，若活塞仍能返回至20mL刻度处，则说明装置的 。
（2）若不使用弹簧夹，用酒精灯加热白磷，反应时可观察到注射器的活塞移动现象为 ，
最终停在 mL刻度处。
7.某化学兴趣小组的同学对空气中氧气含量的测定实验进行探究．
（1）如图1所示装置和药品进行实验，冷却至室温后打开止水夹，可观察到的现象是： ．
若观察到结果小于预期值，则可能是因为 （填序号）
红磷不足量
②实验前集气瓶内未留少量水
③点燃红磷后缓慢塞紧胶塞④未冷却到室温打开止水夹
⑤止水夹没夹紧⑥装置气密性不好
（2）小组内同学反思实验的探究过程后认为：用燃烧法测定空气中氧气含量的实验时，要求反应物在空气中只能与氧气反应且生成物的状态应该为 ．
（3）小组内同学还对该实验进行了如图2所示的改进．（已知试管容积为45mL）请结合实验目的，在以下的操作中排出正确的实验操作顺序 （填序号）
①点燃酒精灯
②撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹．
③将少量红磷平装入试管中，将20mL的注射器活塞置于10mL刻度处，并按图中所示的链接方式固定好，再将弹簧夹紧橡皮管．
④读取注射器活塞的数据．
最终注射器活塞将从10mL刻度处慢慢前移到约为 mL刻度处才停止
培优拓展
1.下列生产生活中用到的气体并非来自空气的是（ ）
A.炼钢过程中用到的氧气 B.磁悬浮列车用到的氮气
C.用于生产氮肥的氨气 D.制作电光源的的稀有气体
2.下列说法正确的是（ ）
A.空气的成分按质量计算，氧气约占21% B.很多物质可以燃烧是因为氧气化学性质比较活泼
C.臭氧属于空气污染物 D.氮气化学性质稳定，可以作电光源
3.下列实验现象的描述中，正确的是（ ）
A.硫只能在氧气中燃烧，才会生成有刺激性气味的气体 B.木炭在氧气中燃烧，生成了二氧化碳气体
C.红磷在空气中燃烧产生大量白雾 D.镁条在空气中燃烧，发出耀眼的白光
4.做铁丝在氧气中燃烧的实验时，要先点燃铁丝上系着的火柴，火柴的作用是（ ）
A.升高铁丝的着火点 B.升高铁丝的温度
C.增加可燃物 D.增大与氧气的接触面积
5.做测定空气中氧气含量的实验时，小明设计如图所示装置，对此装置评价错误的是（ ）
A.此装置可以直接测出瓶中原有的氧气质量
B.此装置不使用导管，所以避免了反应后导管中的空气进入瓶中引起误差，也避免了导管中留有一定量的水引起的误差
C.该装置能使测量空气中氧气含量更精确
D.在探究中可以领悟到科学研究的严密性和趣味性
6.如图是关于氧气化学性质的部分知识网络，关于该图的说法正确的是（ ）
A．S，P在氧气中燃烧均会产生大量白烟 B．Ⅰ，Ⅱ两类反应均体现了氧气的可燃性
C．Fe在Ⅰ、Ⅱ两类反应中的产物不相同 D．Ⅰ类反应放出热量，Ⅱ类反应吸收热量
7. 利用红磷燃烧测定空气中氧气体积分数的实验中，传感器记录集气瓶中气压随时间变化的情况如图所示。下列说法不 正确的是（ ）
A．a 点时打开了止水夹
B．a 点时集气瓶内气压是大气压的1/5
C．实验开始时气压变大是因为温度升高
D．a 点后气压增大是由于水倒吸入集气瓶
8. 如图所示，甲、乙两个气密性良好的集气瓶中都充满了空气。甲、乙瓶中的燃烧匙内分别放有足量的红磷和碳粉，A为止水夹。分别点燃红磷和碳粉，充分燃烧后，恢复至室温，打开A止水夹，则烧杯中的水可能进入（ ）
A．先进入甲瓶，再进入乙瓶
B．进入甲瓶，不会进入乙瓶
C．两瓶都不会进入
D．同时进入甲、乙瓶
9. 下列归纳和总结完全正确的一组是（ ）
10. 为研究铁丝的粗、细对铁丝在氧气中燃烧的影响，下列实验能达到目的是（ ）
A．在同一瓶氧气中，先后进行粗、细不同铁丝的燃烧实验
B．在两瓶不同浓度的氧气中，分别进行粗、细不同铁丝的燃烧实验
C．在两瓶相同浓度的氧气中，分别进行粗、细不同铁丝的燃烧实验
D．在两瓶不同浓度的氧气中，分别进行粗、细相同铁丝的燃烧实验
11.实验是科学探究的重要方法，如图是测定空气中氧气含量实验的两套装置图，请结合图示回答有关问题。
（1）根据下表提供的实验数据，完成下表
(2)装置一和装置二中气球的位置不同， (填“装置一”或“装置二”)更合理，理由是 。
(3)若实验测得的结果偏小(氧气的体积分数小于21％)，可能的原因有哪些?（列举两条） ； 。
（4）用装置二来测定空气中氧气的含量，对该实验认识错误的是（ ）
A.铜粉用量的多少，不会影响实验结果
B.实验结束后冷却到室温才能读数
C.气球的作用是调节气压，使氧气完全反应
D.在正常操作下，反应结束后消耗氧气的总体积应该是反应前注射器内气体的体积。
12.做“镁带在空气中燃烧”实验时，小明发现生成物中有少量黑色固体，黑色固体是镁和什么物质反应产生的？他提出下列猜想：
猜想一：黑色固体可能是镁和氮气反应的产物；
猜想二：黑色固体可能是镁和二氧化碳反应的产物．
为了验证上述两个猜想，小明设想：
（1）让空气通过A、B装置，其中A装置的作用是_____________
（2）用C瓶收集通过A、B装置后的气体，并加入足量的红磷燃烧；待C瓶冷却后，再把点燃的镁带放入C瓶中．（浓硫酸能吸收气体中的水分）
经过思考发现，由于收集气体时相关气体的密度差异及C瓶冷却后瓶内外的气压差异，达不到预期效果．
于是，他在老师的帮助下获得了这种气体，观察到镁带在该气体中燃烧并有淡黄色的固体产生；然后用D瓶收集一瓶______________,把点燃的镁带放入D瓶中，观察到镁带在D瓶也能燃烧，同时有白色和黑色固体生成．
通过以上实验，得出结论：猜想____正确．同时，他对燃烧有了新的认识：____________．
综合拔尖
1.为测定空气中氧气的含量，某学生设计了如下一些实验并进行探究。回答下列问题。
【探究目的】测定空气中氧气的含量
【查阅资料】25℃、101kPa下，100g水可溶解0.136g二氧化碳。
【提出问题】氧气约占空气体积是多少？
【猜想假设】若各装置都能将集气瓶中的氧气耗尽、木炭燃烧都转化成CO2、烧杯中液体都足量，忽略导管中的空气和进入导管中的液体对测量的影响，则集气瓶中吸入液体体积应该约占集气瓶容积的 ．
【实验探究】
【反思交流】
（1）当集气瓶中气温未冷却至室温即记录集气瓶中吸入液体体积约占集气瓶容积的体积分数为a，当集气瓶中气温冷却至室温后再记录集气瓶中吸入液体体积约占集气瓶容积的体积分数b，则a b（填“＞”或“＜”或“=”）．
（2） 丁方案所测数据与猜想假设数据基本吻合的原因是 （用化学方程式表示）．
（3） 丙方案所测数据远小于 的主要原因是 ．
（4） 以乙方案为例，试分析在测定过程中，对测定结果带来误差的因素可能有（任答两点）
；
2.小明和小黑同学发现：带火星的竹签在空气中不会复燃，若用装有60%水的集气瓶倒置在水槽中收集氧气，得到的气体能使带火星的竹签复燃，为了找到能使带火星的竹签复燃的氧气含量最小值，他们进行如下实验
【设计实验】小明设计了如图装置，该装置的圆底烧瓶中放入25mL水的目的是
【实验研究】第一组实验：取三只集气瓶，编号为①②③，分别装入15%、30%和45%的水，盖上盖玻片倒置在水槽中。当气泡 放出后，将导管口伸入集气瓶，把其中的水全部排出，将相同的3支带火星的竹签分别插入①~③号瓶中，记录实验现象。
获得第一组实验现象后，小明又做了第二组实验，并记录实验现象，两组实验数据和现象如下表
得出上述两组实验后，小黑认为还不能确定能使带火星竹签复燃的氧气含量最小值，需继续进行实验，则实验序号为⑦的集气瓶装水的体积分数应该为 。
【实验结论】再经过数次实验并计算后得出：能使带火星的竹签复燃的氧气含量最小值为48.7%
【继续探究】小明认为采用该方法收集的氧气中一定含有水蒸气，请提出改进实验措施
气体
氮气(N2)
氧气（O2）
稀有气体(氦气、氖气、氩气等)
二氧化碳(CO2)
其他气体和杂质
占空气总体积的比例
78%
21%
0.94%
0.03%
0.03%
物质
纯净物
混合物
概念
只由一种物质组成的物质叫纯净物
由两种或多种物质混合而成的物质叫混合物
区别
①由同种物质组成，即相同的分子、原子或离子，具有固定的组成
②可以用化学式表示，如氧气用O2表示
③有固定的化学性质
①由不同种物质混合而成，各种物质彼此间不反应，没有固定的组成
②不能用化学式表示
③无固定性质（如熔、沸点等），各自保持原物质的性质
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
联系
污染空气的物质
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
①损害人体的健康；②影响作物生长；③破坏生态平衡；④导致全球气候变暖；⑤破坏臭氧层；⑥形成酸雨
空气污染的防治
①使用清洁能源；②工厂的废气经过处理后再排放；③使燃料充分燃烧；④对化石燃料进行脱硫处理；⑤积极植树、造林、种草等
反应物
条件
反应现象
化学反应的方程式
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+O2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+O2点燃SO2
红磷和氧气
发黄白光，放出热量
发出耀眼的白光，放出热量
产生大量白烟
4P+5O2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+2O2点燃Fe3O4
第1次
第2次
第3次
h1/厘米
11.0
11.4
11.6
h2/厘米
8.7
9.1
9.2
实验分组
第一组
第二组
实验序号
①
②
③
④
⑤
⑥
集气瓶装水的体积分数/%
15
30
45
34
38
42
带火星竹签状况
亮
很亮
复燃
很亮
复燃
复燃
A．对鉴别的认识
①滴加酚酞试液，可区分盐酸和石灰水
②加适量肥皂水，可鉴别硬水和软水
③和熟石灰混合研磨闻气味，区分NH4C1和CO（NH2）2
B．食品安全
①霉变的大米洗净烧熟后可以食用
②利用甲醛水溶液浸泡水产品防腐
③补充维生素A防止夜盲症
C．对实验现象的描述
①红磷在空气中燃烧，产生大量白烟
②硫在空气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰
③木炭在氧气中燃烧、发出白光，生成二氧化碳
D．化学学科的价值
①研制高效低毒农药，保障粮食生产
②开发新型材料，改善人类生存条件
利用化学合成药物，保障人体健康
硬质玻璃管中空气的体积
反应前注射器中空气体积
反应后注射器中气体体积
实验测得空气中氧气的体积分数
25mL
15mL
9mL

方案
甲
乙
丙
丁
装置
操作
①关闭旋塞；
②将足量的铜网加热至红热状；
②将足量的红磷点燃；
②将足量的木炭点燃；
②将足量的木炭点燃；
③立即伸入集气瓶中并塞紧胶塞；④充分反应，待集气瓶中气温冷却至室温后打开旋塞；至烧杯中液面时记录集气瓶中吸入液体体积约占集气瓶容积几分之几．
记录
约
约
≤
约
结论
氧气约占空气体积的
氧气约占空气体积的
空气中氧气的体积含量远小于
氧气约占空气体积的
实验分组
第一组
第二组
实验序号
②
④
⑤
⑥
集气瓶装水的体积分数%
15
30
45
34
38
42
带火星竹签状况
亮
很亮
复燃
很亮
复燃
复燃
第三讲 空气与氧气
考点直击
一、空气组成及氧气含量测定
（一）拉瓦锡实验：二百多年前，法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。实验装置图如下：
这个著名实验是：把少量的汞放在一个密闭的容器里连续加热12天，结果发现有一部分银白色的液态汞变成了红色粉末，同时容器里空气的体积减少了约1/5；他研究了剩余的那部分气体，发现它既不能供动物呼吸，也不支持燃烧，这正是氮气；
他把汞表面生成的红色粉末收集起来，放在另一个容器里加热，除了得到汞以外，还得到了氧气，而且氧气的体积恰好等于密闭容器里减少的气体体积；他把得到的氧气加到前一个容器中剩下的约4/5体积的气体里，结果得到的气体与空气的性质完全一样。
拉瓦锡实验结论：空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的1/5。
（二）测定空气中氧气含量的方法
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．实验装置及实验步骤：
（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。
3．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。
4. 实验结论：氧气约占空气体积的1/5。
6．注意事项：
（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）。
（三）空气的组成成分
空气的主要成分是氮气和氧气，分别约占空气总体积的4/5和1/5。
空气的成分按体积计算如下表：
1.空气中各气体的含量是体积分数，不是质量分数。
2.空气是一种混合气体，组成比较固定，特别是氧气、氮气、稀有气体的成分几乎不变，但个别地区略有不同。
3.氮气：是无色、无味的气体，密度比空气略小，难溶于水。氮气的化学性质不活泼。主要用途是用作保护气、合成氮肥等。
4.氧气：是无色、无味的气体，密度比空气大，不易溶于水。主要用途是供给呼吸和支持燃烧；医疗、潜水、气焊、炼钢、宇航等都需要用到氧气。
5.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、用于激光技术；氦用于制造低温环境；氙用于医疗麻醉。
（四）纯净物和混合物
（五）空气污染与防治
空气质量日报中的“首要污染物”包括二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、粉尘（可吸入颗粒物）和臭氧等。
氮气和稀有气体作为保护气，是利用它们的稳定性。但是“稳定”是“相对”而不是绝对的，在一定条件下，氮气及有些稀有气体也能与某些物质发生化学反应
二、氧气的性质和用途
（一）氧气的物理性质
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。
在降温，加压的条件下，氧气可以变为淡蓝色液体和淡蓝色雪花状的固体。工业生产的氧气，一般以液态形式贮存在蓝色钢瓶中。
1.氧气不易溶于水，不等于氧气不溶于水，只是溶解较少而已。河水、海水中的鱼虾等能生存，可以证明自然界的水中溶有氧气。
2.在标准状况下，氧气的密度为1.429g/L,比空气的密度（1.293g/L）大，利用这一性质可推出收集氧气的方法之一是向上排空气法。
3.氧气的沸点比氮气的沸点高，所以加热蒸发液态空气时氮气会先蒸发出来。
（二）氧气的化学性质
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，同时放出热量。氧气具有氧化性，是一种常见的氧化剂。
氧气与物质发生反应的现象等方面的对比：
1.氧气支持燃烧，但其本身无可燃性；物质燃烧一般要发光放热。
2.根据可燃物在氧气中燃烧比在空气中燃烧更剧烈（如硫），还有在空气中不燃烧的物质却可以在氧气中燃烧（如铁），可得到如下结论：
（1）可燃物燃烧剧烈程度与氧气的浓度有关；
（2）反应的剧烈程度与可燃物和氧气的接触面积有关。
3.做硫、磷等物质在氧气中燃烧的实验时，盛有可燃物的燃烧匙应自上而下慢慢伸入到集气瓶的中下部；如果迅速伸入到瓶底，物质燃烧放出的热量使氧气受热膨胀，大量氧气逸出到瓶外，可燃物将不能持续燃烧。
4.做铁丝燃烧实验时必须用细铁丝，铁丝表面要用砂纸打磨光亮；细铁丝要绕成螺旋状，下端要系根火柴；必须待火柴快要烧尽时，才可将铁丝伸入集气瓶中。如果火柴一着火就立即伸入瓶内，火柴燃烧会耗尽瓶内的氧气，而观察不到铁在氧气中燃烧的现象。同时，集气瓶底要预先放一些细沙或水，防止生成物熔化后溅落下来炸裂瓶底。可燃物不能接触集气瓶壁，否则会引起集气瓶炸裂。
特别强调：有几个概念不要搞混淆。
（1）发光和火焰都是化学变化中伴随的一些现象，但二者是不同的。
①光是固体微粒被灼热的结果（如碳在氧气中燃烧发出白光）；
②火焰即火苗，用于气体物质在燃烧时的现象描述（如氢气在空气中燃烧，产生淡蓝色的火焰；硫磺在常温下是固体，但硫先受热熔化，再汽化成硫蒸气，最后在氧气中燃烧，产生明亮的蓝紫色火焰）。
（2）烟、雾、气三者是不同的，烟是大量固体细小微粒扩散到空气中的现象；雾是气体与水形成的小液滴在空气中形成的现象；气即气体，条件不变化无论静置多久仍是气体。
（3）白色与无色是不同的，如水是无色的，粉笔是白色的。
3.氧气的检验
氧气能使带火星的小木条复燃。
1.检验原理：利用氧气能支持燃烧（助燃性）的性质。
2.操作方法：将一根带火星的小木条伸入该气体中。
3.现象：带火星的木条复燃。
好题精讲
【例题1】空气的成分按体积计算，含量最多的气体是（ ）
A.稀有气体 B．CO2 C．N2 D．O2
【答案】C
【解析】空气成分按体积计算由多到少的顺序为N2是78%，O2是21%，CO2是0.03%，稀有气体是0.94%，故选C
【例题2】下列有关空气的说法，正确的是（ ）
A．稀有气体在空气中的体积分数为0.03% B．空气中含量最多的物质是氧气
C．可直接从空气中分离出用作清洁燃料的氢气 D．空气中含有氮气、氧气、二氧化碳等分子
【答案】D
【解析】A.稀有气体在空气中的体积分数是0.94%，故A错误；B.空气中含量最多的物质是氮气，故B错误；C.空气中没有氢气，故C错误；D.空气主要成分有氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳等气体，故D正确。故选D
【变式题1】下列关于空气成分说法错误的是（ ）
A.氧气约占空气体积的4/5 B.稀有气体可制成多用途光源，如霓虹灯
C.氮气充入食品包装中可以防腐 D.CO2在大气中含量不断上升，从而导致温室效应增强
【答案】A
【解析】A.氧气占空气体积的1/5，故A错误，符合题意；B.稀有气体通电可以发出不同颜色，B正确。C.氮气化学性质稳定，可以做食品防腐剂，C正确；D.二氧化碳含量上升会导致温室效应，正确，故选A
【变式题2】在空气中含量较多且化学性质不活泼的气体是（ ）
A．N2 B．CO2 C．O2 D．水蒸气
【答案】A
【解析】A.空气成分按体积含量最多的是N2，且N2化学性质稳定，故A正确，符合题意；B.CO2含量为0.03%，不符合题意；C.O2含量为21%，不符合题意，D.水蒸气含量在0.03%以内，不符合题意，故选A
【例题3】下列关于空气的说法正确的是（ ）
A．空气中的氧气能支持燃烧 B．空气中的二氧化碳会形成酸雨
C．空气中的稀有气体没有用途 D．空气中的氮气约占总体积的21%
【答案】A
【解析】A．氧气具有助燃性，空气中的氧气能支持燃烧，故正确；
B．空气中二氧化碳的含量过高会造成温室效应，而不会导致酸雨，故错误；
C．稀有气体的化学性质稳定，可用做保护气；稀有气体通电时会放出有色光，所以可用于制电光源，故错误；
D．空气中的氮气约占总体积的78%，氧气约占空气总体积的21%，故错误。故选：A。
【例题4】下列有关空气的说法正确的是（ ）
A．空气的成分按质量计算，氧气大约占21%
B．空气中各成分的含量是恒定不变
C．空气质量报告中所列的空气质量级别越小，空气质量越好
D．目前计入空气污染指数的有害气体包括：二氧化硫、二氧化碳、二氧化氮和臭氧等
【答案】C
【解析】A.空气各成分是按体积分数计算的，A错误；B. 空气的成分是相对稳定的，各成分的体积分数会发生一定的改变，故说法错误；C.空气质量级别越小，说明污染小，空气质量就好，故shufazhengq ；D.目前计入空气污染指数的有害气体不包括二氧化碳，过说法错误，故选C
【例题5】PM2.5是指大气中直径小于或等于25微米的颗粒物，下列情况通常不会引起PM2.5增大的是（ ）
A．焚烧秸杆 B．汽车尾气 C．燃烧煤炭 D．呼吸作用
【答案】C
【解析】A、燃烧秸秆会产生烟尘等，会产生直径小于或等于2.5微米的颗粒物，故能引起大气中PM2.5增大。B、汽车尾气中含有燃料不充分燃烧产生的烟尘等，会产生直径小于或等于2.5微米的颗粒物，故能引起大气中PM2.5增大。C、煤碳燃烧不充分燃烧产生的烟尘等，会产生直径小于或等于2.5微米的颗粒物，故能引起大气中PM2.5增大。D、呼吸作用是吸入氧气呼出二氧化碳，此过程中没有产生直径小于或等于2.5微米的颗粒物，故不会引起大气中PM2.5增大。故选：D。
【例题6】世界自然基金会（WWF）发起的“地球一小时”活动，2020年将熄灯仪式时间定为3月30日晚上8时30分，激发人们对保护地球的责任感，以及对气候变化等环境问题的思考。下列做法不符合这一主题的是（ ）
A．为节约资源，大力开发新能源替代化石燃料
B．治理建筑工地扬尘污染
C．自带水杯出行，不用一次性纸杯
D．将校园散落的塑料袋、树叶集中焚烧，保持整洁的环境
【答案】D
【解析】A、为节约资源，大力开发新能源替代化石燃料，能减少空气污染，故选项说法正确。
B、治理建筑工地扬尘污染，能减少空气污染，故选项说法正确。
C、自带水杯出行，不用一次性纸杯，能节约资源、减少污染，故选项说法正确。
D、将校园散落的塑料袋、树叶集中焚烧，会产生大量的空气污染物，故选项说法错误。
故选：D。
【例题7】自然环境与人们的生活密切相关，倡导大家要爱护自然环境。下列做法不符合这一理念的是（ ）
A．垃圾分类回收 B．大力发展火力发电
C．研制新型污染小的农药 D．大量植树造林，严禁乱砍滥伐
【答案】B
【解析】A、垃圾分类回收会减少对空气的污染，提高废物的利用率，故A符合理念；
B、大力发展火力发电，需要燃烧大量的煤炭，会产生大量的空气污染物，故B不符合理念；
C、研制新型污染小的农药，会减少对环境的污染，故C符合理念；
D、大量植树造林，严禁乱砍滥伐，会净化空气，防止沙尘暴天气发生，故D符合理念。
故选：B。
【例题8】利用如图装置验证空气中氧气含量。下列叙述不正确的是（ ）
实验前需检查装置的气密性
白磷的作用是消耗试管中的氧气
白磷熄灭后，待试管冷却后再打开止水夹
最终量筒中液面岳降至40mL刻度线处
【答案】D
【解析】该装置是利用白磷燃烧消耗氧气，反应后，装置内压强减小，在压强差的作用下，量筒中的水进入试管，进入水的体积就是空气中氧气的体积，故实验前要检查装置气密性，A、B正确；C.冷却后再开止水夹正确；D.空气中氧气月占空气体积的1/5，故进入水的体积约是130mL×1/5=26mL，50mL-26mL=24mL，故量筒中液面约降至24mL处。故D错误，故选D
【变式题】测定空气中氧气含量的实验装置和步骤如下，（装置气密性已检查）
①在集气瓶内加入少量水，并将水面上方空间分为5等份；
②用弹簧夹夹紧胶皮管；
③点燃燃烧匙内的红磷后，立即伸入瓶中并把塞子塞紧，观察现象；
④红磷熄灭后，立即打开弹簧夹，观察现象。
其中有错误的实验步骤是（ ）
A.① B.② C.③ D.④
【答案】D
【解析】④应等集气瓶冷却到室温后再打开弹簧夹，否则集气瓶内气体体积受热膨胀，占据了一定空间，会使进入水的体积偏小，导致误差，故选D
【例题9】注射器是一种普通的医疗器械，但它在化学实验中发挥着越来越大的作用．某化学兴趣小组为了测定空气中氧气的含量，进行了如下探究活动：
【选择药品】小光小组认为，选择的药品的理由是①既要能消耗氧气，又不会与空气中的其他成分反应，② ．他们应该选择 ．
（A）蜡烛 （B）硫粉 （C）红磷 （D）铁丝
【查阅资料】白磷的着火点是40℃，红磷的着火点是240℃，两种物质的燃烧产物五氧化二磷是白色固体，会刺激人体呼吸道，能与空气中的水蒸气反应，生成有毒的偏磷酸（HPO3）．
【设计实验】小明小组设计了如图的装置进行探究活动．
【步骤与现象】
①测量试管的容积为50mL；
②检查装置的气密性良好；
③装药品，将注射器活塞调整到合适位置，连接好仪器；
④用弹簧夹夹紧胶皮管，加热粗铜丝，观察现象；
⑤燃烧结束，试管冷却到室温后打开弹簧夹，观察注射器活塞的移动情况．
【反思与交流】
（1）实验中利用了铜丝的 性；
（2）兴趣小组同学测量试管容积的方法可能是 ；
（3）步骤③中注射器吸水使活塞至少应调到 （填整数）mL处；
（4）步骤④中观察到试管中的现象有 ；
（5）小华同学认为步骤⑤在保证活塞自由移动的前提下，观察活塞位置时，最好将试管和注射器整体横放，小华同学的理由是 ．
【答案】【选择药品】②生成物是固体；（C）。
【反思与交流】（1）导热，（2）向试管中注满水，再把水倒入量筒中，记下量筒中水的体积，（3）10，（4）白磷燃烧，产生大量白烟，（5）能够防止重力对结果产生影响
【解析】【选择药品】选择的药品的理由是①既要能消耗氧气，又不会与空气中的其他成分反应，②生成物是固体；蜡烛燃烧生成水蒸气和二氧化碳气体，硫燃烧生成二氧化硫气体，铁丝在空气中不能燃烧，红磷在空气中燃烧生成五氧化二磷，因应该选择红磷．【反思与交流】（1）利用导热性，（2）兴趣小组同学测量试管容积的方法可能是：向试管中注满水，再把水倒入量筒中，记下量筒中水的体积，量筒中水的体积即为试管的容积（3）因为氧气约占空气总体积的五分之一，试管中氧气体积约为：50mL×1/5=10mL，因此步骤③中注射器吸水使活塞至少应调到10mL处。（4）步骤④中观察到试管中的现象是：白磷燃烧，产生大量白烟．在保证活塞自由移动的前提下，观察活塞位置时，最好将试管和注射器整体横放，小华同学的理由是能够防止重力对结果产生影响．
【变式题1】某实验小组对教材内测量空气中氧气体积分数的实验进行改进，并取得成功（装置如图）。
[实验准备]具支试管和小气球内空气总体积为50 mL，注射器中留下的空气体积为50 mL，该装置气密性良好。
[实验探究]装入药品，按图所示连接好仪器。用酒精灯在红磷部位加热，加热时不断推拉注射器活塞，气球忽大忽小，并不断将气球中的气体全部挤入试管中。
[现象分析]
（1）实验开始时应先检查装置气密性。连接装置后且其气密性良好，若将注射器向内推，可观察到气球
变 （填“大”或“小”）。
（2）加热试管底部，红磷被引燃，说明燃烧不能缺少的一个条件是 ，足量的红磷在试管中未能全部燃烧，说明试管内剩余气体具有的化学性质为 。写出红磷燃烧的化学方程式： 。
（3）实验结束后，停止加热，待试管冷却至室温，将气球内的气体全部挤入注射器内，待注射器活塞稳定后，读取注射器内剩下气体的体积为 mL。
[得出结论]氧气约占空气总体积的15。
[反思评价]实验中，加热时不断推拉注射器的目的为 ；此实验与课本实验比较的优点为 。
【答案】（1）大；（2）温度达到着火点；不支持燃烧或不与红磷反应；4P+5O2点燃¯2P2O5；（3）30；充分耗尽空气中的氧气，使实验结果更准确；误差小或无污染；
【解析】（1）实验开始时应先检查装置气密性，连接装置后且其气密性良好，若将注射器向内推，可观察到气球变大；（2）加热试管底部，红磷被引燃，说明燃烧不能缺少的一个条件是：温度达到着火点，足量的红磷在试管中未能全部燃烧，说明试管内剩余气体具有的化学性质为不支持燃烧或不与红磷反应；磷和氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷，配平即可；（3）实验结束后，停止加热，待试管冷却至室温，将气球内的气体全部挤入注射器内，待注射器活塞稳定后，读取注射器内剩下气体的体积为30mL；实验中，加热时不断推拉注射器的目的为充分耗尽空气中的氧气，使实验结果更准确；此实验与课本实验比较的优点为：误差小或无污染；
【变式题2】化学课本上用图甲的装置来测定空气中氧气的体积分数，而小明通过査询资料对该实验进行改进，利用四硫化钠（Na2S4）固体替代红磷进行实验，其反应原理为2Na2S4+O2+2H2O＝8S↓+4NaOH
实验步骤：
①将足量的四硫化钠（Na2S4）固体置于试管中，加入适量的水并迅速塞紧橡胶塞，再充分振荡。
②测量液面至橡胶塞下沿的距离，记录数据h1（如图乙所示）・
③将该试管插入水中（如图丙所示），取下橡胶塞，观察到试管内液面上升。
④当管内液面稳定时塞紧橡胶塞，将试管取出倒转过来，测量液面至橡胶塞下沿的距离（如图丁所示）记录数据h2。
⑤按照①～③再重复实验两次。3次实验数据如下表所示：
（1）步骤①中进行充分振荡的目的是 ；
（2）计算第3次实验空气中氧气的体积分数约为 （结果精确到0.1%）；
（3）小明设计的实验与课本上的实验相比，有什么优点 。（写出一点即可）
（4）同学们分析了小明的实验方案后，认为步骤④中塞紧橡胶塞的时机对测量结果有影响，请问何时塞橡胶塞测量结果最准确？ 。
【答案】（1）为了使氧气充分反应；（2）20.7%（3）不需要加热，节约能源或操作简便等（4）当试管中的液面不再上升时，塞橡胶塞测量结果最准确
【解析】（1）步骤①中进行充分振荡的目的是：为了使氧气充分反应（2）第3次实验空气中氧气的体积分数=11.6−9.211.6×100%≈20.7%；（3）小明设计的实验与课本上的实验相比，优点是：不需要加热，节约能源；操作简便等；4）塞橡胶塞测量结果最准确的是：当试管中的液面不再上升时，塞橡胶塞测量结果最准确；
【例题10】）描述氧气物理性质的是（ ）
A．能支持燃烧 B．能使铁生锈 C．供给呼吸 D．液氧呈蓝色
【答案】D
【解析】A、氧气能支持燃烧，属于化学性质，故选项错误。
B、氧气能使铁生锈，属于化学性质，故选项错误。
C、氧气能供给呼吸，属于化学性质，故选项错误。
D、液氧呈蓝色，描述的是颜色，属于物理性质，故选项正确。
故选：D。
【例题11】在一密闭的容器中。一定质量的硫粉与过量的氧气在点燃的条件下充分反应，容器内各相关量与时间（从反应开始计时）的对应关系正确的是（ ）

【答案】A
【解析】A．反应在密闭容器中进行，所以反应前后物质的总质量不变，故正确；
B．硫在过量的氧气中燃烧生成二氧化硫气体，由质量守恒定律，气体的质量增加，至完全反应不再发生改变，故错误；
C．反应过程中硫质量逐渐减少，因为氧气过量，所以最终硫被反应完，故错误；
D．反应在密闭容器中进行，所以反应前后物质的总质量不变，故错误。
故选：A。
【例题12】小金用图示装置进行实验。已知：2NaOH+SO2═Na2SO3+H2O．①关闭K，打开甲的橡胶塞，点燃硫粉后迅速塞紧橡胶塞；②冷却至常温，将胶头滴管中的足量NaOH溶液挤入瓶中，振荡，使反应充分；③打开K，观察乙中的现象。下列说法正确的是（ ）
A．步骤①中，硫燃烧呈淡蓝色火焰，瓶内气压减小
B．步骤②中，甲装置内的气压减小，直至与大气压相等
C．步骤③中，乙中的长导管口处冒气泡，水倒流进入甲
D．步骤③中，甲装置内的气压增大，直至与大气压相等
【答案】D
【解析】：A、①中硫在空气中燃烧，火焰呈淡蓝色，消耗了氧气生成了二氧化硫气体，瓶内气压不变，故错；
B、②中NaOH溶液挤入瓶中振荡，NaOH与二氧化硫反应生成亚硫酸钠，二氧化硫气体减少，压强减小，小于大气压，故错；
C、③中打开K，外界大气压大于瓶内气压，乙中的长导管口处冒气泡，但水不会倒流进入甲，故错；
D，步骤③中，打开K，空气通过乙进入甲，甲装置内的气压增大，直至与大气压相等，故D对。
故选：D。
【例题13】下列有关实验现象描述正确的是（ ）
A．硫在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰
B．红磷在空气中燃烧产生白色烟雾
C．向稀硫酸中滴加石蕊溶液后，溶液由紫色变成蓝色
D．将铁丝伸入盛有氧气的集气瓶中，铁丝剧烈燃烧
【答案】A
【解析】A、硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，产生一种具有刺激性气味的气体，故选项说法正确。
B、红磷在空气中燃烧，产生大量的白烟，而不是白色烟雾，故选项说法错误。
C、向稀硫酸中滴加石蕊溶液后，溶液由紫色变成红色，故选项说法错误。
D、铁丝伸入盛有氧气的集气瓶中，若不点燃，不会剧烈燃烧，故选项说法错误。
故选：A。
【例题14】小明和小英同学发现：带火星的竹签在空气中不会复燃，若用装有60%水的集气瓶倒置在水槽中收集氧气，得到的气体能使带火星的竹签复燃。为了找到能使带火星竹签复燃的氧气含量最小值，他们进行了如下探究：
【设计实验】小君设计了如图的装置，该装置的圆底烧瓶中放入25毫升水的目的是 。
【实验研究】第一组实验：取3只集气瓶，编号为①②③，分别装入15%、30%和45%的水，盖上盖玻片倒置在水槽中。当气泡 放出后，导管口伸入集气瓶把其中的水全部排出，将相同的3支带火星竹签分别插入①～③号瓶中，记录实验现象。
获得第一组实验现象后，小君又做了第二组实验，并记录实验现象。两组实验数据和现象见下表：
得出上述两组实验现象后，小英认为还不能确定能使带火星竹签复燃的氧气含量最小值，需继续进行实验，则实验序号⑦的集气瓶装水的体积分数应该是 %。
【实验结论】再经过数次实验并计算后得出：能使带火星竹签复燃的氧气含量最小值为48.7%。
【继续探究】小君认为采用该方法收集的氧气中含有一定量的水蒸气，请你提出实验改进的措施 。
【答案】【设计实验】稀释过氧化氢溶液，减缓过氧化氢的分解速率；【实验研究】连续、均匀；36【继续探究】收集氧气前增加气体的干燥装置，再用抽气法收集氧气
【解析】【设计实验】小君设计了如图的装置，该装置的圆底烧瓶中放入25毫升水的目的是：稀释过氧化氢溶液，减缓过氧化氢的分解速率
【实验研究】第一组实验：取3只集气瓶，编号为①②③，分别装入15%、30%和45%的水，盖上盖玻片倒置在水槽中。当气泡连续、均匀放出后，导管口伸入集气瓶把其中的水全部排出；得出上述两组实验现象后，小英认为还不能确定能使带火星竹签复燃的氧气含量最小值，需继续进行实验，则实验序号⑦的集气瓶装水的体积分数应该是36%，因为要在第五次和第四次之间求平均值，因此⑦是36%
【继续探究】小君认为采用该方法收集的氧气中含有一定量的水蒸气，实验改进的措施是：收集氧气前增加气体的干燥装置，再用抽气法收集氧气
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1.空气中含量较多且化学性质比较活泼的气体是（ ）
A.氮气 B.氧气 C.稀有气体 D.二氧化碳
【答案】A
【解析】根据空气成分，氮气含量最多占78%，且化学性质稳定。故选A
2.空气是人类生产活动的重要资源，下列关于空气的说法不正确的是（ ）
A.洁净的空气是混合物 B.从空气中分离出的氧气不可用于医疗急救
C.空气中含量第二多的气体是氧气 D.空气中氮气化学性质没有氧气活泼
【答案】B
【解析】A.洁净的空气是混合物，故说法正确，不符合题意；B.空气中分离出来的氧气可以用来供给呼吸，可用来急救，故B错误；C.氧气约占空气体积的21%，说法正确，不符合题意；D.氮气化学性质稳定，说法正确，不符合题意，故选B
3.下列气体能使燃着的木条熄灭的是（ ）
A.氧气 B.氢气 C.一氧化碳 D.水蒸气
【答案】D
【解析】A.氧气具有助燃性，能使燃着的木条燃烧更旺；B.氢气具有可燃性，会有淡蓝色的火焰；C.一氧化碳有可燃性；D.水蒸气不支持燃烧，会使木条熄灭，故选D
4.下列关于铁丝在氧气中燃烧的实验现象描述不正确的是（ ）
A.生成黑色固体 B.火星四射 C.放出热量 D.产生白烟
【答案】D
【解析】铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体，故D不正确，故选D
5.下列关于氧气的说法不正确的是（ ）
A.液态氧可用作火箭助燃剂 B.氧气在空气中的质量分数约为21%
C.硫在空气中燃烧发出淡蓝色火焰 D.燃烧不一定需要氧气
【答案】B
【解析】A.氧气化学性质能支持燃烧，具有助燃性，可用作火箭助燃剂，说法正确；B.氧气在空气中的体积分数是21%，不是质量分数，故B错误；C.硫在空气中燃烧，发出淡蓝色火焰，正确；D.燃烧不一定需要氧气，只要是可燃物、温度达到可燃物着火点、并伴有助燃剂，就能燃烧起来。 所以钠可以在氯气中燃烧，而不需要氧气；镁可以在二氧化碳中燃烧，也不需要氧气。故D正确，故选B
6.空气中氧气含量测定的再认识。
【回归课本】燃烧匙内盛有红磷，先关闭弹簧夹，点燃红磷，使其充分反应后冷却至室温。
写出红磷燃烧的化学方程式： 若按此方案进行实验，测出的氧气含量常常低于21%．
【实验改进】
为测定空气中氧气的含量，小华同学打算设计如下方案：选用实际容积为40mL的试管作反应容器，将过量的白磷放入试管，用橡皮塞塞紧试管口，通过导管与实际容积为60mL的注射器组成的实验装置如图。（提示：温度达到40℃时，白磷易着火燃烧，注射器润滑性很好，活塞与管壁的摩擦忽略不计）假设此实验能按照小华的设想正常进行，且白磷所占体积与导管内的气体体积忽略不计，请回答下列问题：
（1）实验前，打开弹簧夹，将注射器的活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处，然后松手，若活塞仍能返回至20mL刻度处，则说明装置的 。
（2）若不使用弹簧夹，用酒精灯加热白磷，反应时可观察到注射器的活塞移动现象为 ，
最终停在 mL刻度处。
【答案】4P+5O2点燃===== 2 P2O5 ；（1）气密性良好；（2）先向右移动，再向左移动；8
【解析】（1）实验前打开弹簧夹，将注射器的活塞前沿从20mL刻度处，则说明装置的气密性良好；（2）若不使用弹簧夹，用酒精灯加热白磷，白磷实际消耗掉的是试管40mL和注射器内20mL的氧气为（40mL+20mL）×1/5=12mL，反应时可看到注射器活塞先向右移动，再向左移动，所以活塞应停在20mL-12mL=8mL的刻度处
7.某化学兴趣小组的同学对空气中氧气含量的测定实验进行探究．
（1）如图1所示装置和药品进行实验，冷却至室温后打开止水夹，可观察到的现象是： ．
若观察到结果小于预期值，则可能是因为 （填序号）
①红磷不足量
②实验前集气瓶内未留少量水
③点燃红磷后缓慢塞紧胶塞④未冷却到室温打开止水夹
⑤止水夹没夹紧⑥装置气密性不好
（2）小组内同学反思实验的探究过程后认为：用燃烧法测定空气中氧气含量的实验时，要求反应物在空气中只能与氧气反应且生成物的状态应该为 ．
（3）小组内同学还对该实验进行了如图2所示的改进．（已知试管容积为45mL）请结合实验目的，在以下的操作中排出正确的实验操作顺序 （填序号）
①点燃酒精灯
②撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹．
③将少量红磷平装入试管中，将20mL的注射器活塞置于10mL刻度处，并按图中所示的链接方式固定好，再将弹簧夹紧橡皮管．
④读取注射器活塞的数据．
最终注射器活塞将从10mL刻度处慢慢前移到约为 mL刻度处才停止
【答案】（1）烧杯中的水倒吸入集气瓶，水约占集气瓶约1/5的体积；①④⑥（2）固态或液态（3）③①②④、1
【解析】（1）红磷燃烧消耗氧气，冷却后，集气瓶内气压减小，在压强差的作用下，水进入集气瓶；小于五分之一，可能是因为，红磷量不足，未消耗尽氧气，未冷却就打开弹簧夹，导致集气瓶内压强大于外界压强，水进入的少，气密性不好也是导致偏小的原因。（2）用燃烧法则测定空气中氧气含量的实验时，要求生成物只能是固体或液体；（3）正确的装置步骤为连接好仪器-点燃酒精灯-熄灭酒精灯-冷却读数，消耗氧气是45的1/5，即9mL所以注射器活塞向左移动到1.
培优拓展
1.下列生产生活中用到的气体并非来自空气的是（ ）
A.炼钢过程中用到的氧气 B.磁悬浮列车用到的氮气
C.用于生产氮肥的氨气 D.制作电光源的的稀有气体
【答案】C
【解析】空气中的气体成分有氮气，氧气，稀有气体，二氧化碳等，没有氨气，故选C
2.下列说法正确的是（ ）
A.空气的成分按质量计算，氧气约占21% B.很多物质可以燃烧是因为氧气化学性质比较活泼
C.臭氧属于空气污染物 D.氮气化学性质稳定，可以作电光源
【答案】C
【解析】空气的成分是按体积分数计算，故A错误；B.很多物质可以燃烧是因为氧气具有助燃性，故B错误；C.空气中的臭氧达到一定浓度属于污染物，故说法正确；D.氮气化学性质稳定，可以做保护气，过说法错误，故选C
3.下列实验现象的描述中，正确的是（ ）
A.硫只能在氧气中燃烧，才会生成有刺激性气味的气体 B.木炭在氧气中燃烧，生成了二氧化碳气体
C.红磷在空气中燃烧产生大量白雾 D.镁条在空气中燃烧，发出耀眼的白光
【答案】D
【解析】A。硫在空气和氧气中都能燃烧，故说法错误；B.是结论，不是现象，故错误；C.红磷在空气中燃烧产生大量白烟，故错误；D.镁条在空气中燃烧，发出耀眼的白光，正确，故选D
4.做铁丝在氧气中燃烧的实验时，要先点燃铁丝上系着的火柴，火柴的作用是（ ）
A.升高铁丝的着火点 B.升高铁丝的温度
C.增加可燃物 D.增大与氧气的接触面积
【答案】B
【解析】A.着火点是物质的固有属性，一般不能改变，故A错误；B火柴燃烧，放出热量，会升高铁丝的温度达到着火点，引燃铁丝，C.与增加可燃物没关系，故错误；D.增大与氧气接触面积的方法是将铁丝盘成螺旋状。故D错误，故选B
5.做测定空气中氧气含量的实验时，小明设计如图所示装置，对此装置评价错误的是（ ）
A.此装置可以直接测出瓶中原有的氧气质量
B.此装置不使用导管，所以避免了反应后导管中的空气进入瓶中引起误差，也避免了导管中留有一定量的水引起的误差
C.该装置能使测量空气中氧气含量更精确
D.在探究中可以领悟到科学研究的严密性和趣味性
【答案】A
【解析】A.该装置是通过消耗集气瓶中氧气形成压强差，使注射器内的液体进入集气瓶中，进入集气瓶中水的体积等于氧气的体积，只能直接测出氧气的体积，不能直接测出氧气的质量，故A错误
B.不使用导管可以减少导管内的气体和液体对结果的影响，打开止水夹后，应该是进入的都是水，但是由于导管内本身有气体，所以该部分气体的进入减少了水的进水量，导致有误差，故说法正确；C.因为该装置减少了导管的使用，防止导管内气体的干扰，使实验误差减小，故说法正确。D.该装置减少了实验误差相对比较严谨，通过实验可以观察到注射器内液体的移动，体现了趣味性，古说法正确，故选A
6.如图是关于氧气化学性质的部分知识网络，关于该图的说法正确的是（ ）
A．S，P在氧气中燃烧均会产生大量白烟 B．Ⅰ，Ⅱ两类反应均体现了氧气的可燃性
C．Fe在Ⅰ、Ⅱ两类反应中的产物不相同 D．Ⅰ类反应放出热量，Ⅱ类反应吸收热量
【答案】C
【解析】A.硫在氧气中燃烧没有白烟产生，故A错误；B.氧气具有助燃性，故B错误C.铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，缓慢氧化中生成铁锈，主要含三氧化二铁，故正确；D.燃烧和缓慢氧化都是放热反应，故错误，故选C
7. 利用红磷燃烧测定空气中氧气体积分数的实验中，传感器记录集气瓶中气压随时间变化的情况如图所示。下列说法不 正确的是（ ）
A．a 点时打开了止水夹
B．a 点时集气瓶内气压是大气压的1/5
C．实验开始时气压变大是因为温度升高
D．a 点后气压增大是由于水倒吸入集气瓶
【答案】B
【解析】A、a点时气压开始增大，说明是a 点时打开了止水夹，故选项说法正确。
B、a 点时集气瓶内气压是大气压的45，故选项说法错误。
C、实验开始时气压变大是因为红磷燃烧放热，使温度升高，故选项说法正确。
D、a 点后气压增大是由于水倒吸入集气瓶，故选项说法正确。
故选：B。
8. 如图所示，甲、乙两个气密性良好的集气瓶中都充满了空气。甲、乙瓶中的燃烧匙内分别放有足量的红磷和碳粉，A为止水夹。分别点燃红磷和碳粉，充分燃烧后，恢复至室温，打开A止水夹，则烧杯中的水可能进入（ ）
A．先进入甲瓶，再进入乙瓶
B．进入甲瓶，不会进入乙瓶
C．两瓶都不会进入
D．同时进入甲、乙瓶
【答案】B
【解析】甲、乙两个气密性良好的集气瓶中都充满了空气。甲、乙瓶中的燃烧匙内分别放有足量的红磷和碳粉，分别点燃红磷和碳粉，红磷和碳粉在空气中燃烧分别生成五氧化二磷固体、二氧化碳气体，甲瓶内气体体积减少，压强减小；乙瓶内气体体积几乎无变化，压强不变；恢复至室温，打开A止水夹，则烧杯中的水可能进入甲瓶，不会进入乙瓶。
故选：B。
9. 下列归纳和总结完全正确的一组是（ ）
【答案】D
【解析】A．①盐酸显酸性，不能使无色酚酞试液变色，石灰水显碱性，能使无色酚酞试液变红色，所以滴加酚酞试液，可区分盐酸和石灰水；②加适量肥皂水搅拌，产生泡沫较多的是软水，产生泡沫较少的是硬水；③氯化铵是铵态氮肥，能与氢氧化钙反应释放出有刺激性气味的氨气，而尿素与氢氧化钙不反应，所以和熟石灰混合研磨闻气味，可区分NH4C1和CO（NH2）2，完全正确；
B．霉变的大米中含有有毒的黄曲霉毒素，洗净烧熟后也不可以食用；甲醛有毒，不能利用甲醛水溶液浸泡水产品防腐，不完全正确；
C．硫在空气中燃烧，发出微弱的淡蓝色火焰；木炭在氧气中燃烧、发出白光，产生一种能使澄清石灰水变浑浊的气体，而“生成二氧化碳”是实验结论，而不是实验现象，不完全正确；
D．研制高效低毒农药，保障粮食生产；开发新型材料，改善人类生存条件；利用化学合成药物，保障人体健康，完全正确。故选：D。
10. 为研究铁丝的粗、细对铁丝在氧气中燃烧的影响，下列实验能达到目的是（ ）
A．在同一瓶氧气中，先后进行粗、细不同铁丝的燃烧实验
B．在两瓶不同浓度的氧气中，分别进行粗、细不同铁丝的燃烧实验
C．在两瓶相同浓度的氧气中，分别进行粗、细不同铁丝的燃烧实验
D．在两瓶不同浓度的氧气中，分别进行粗、细相同铁丝的燃烧实验
【答案】C
【解析】A、在同一瓶氧气中先后做实验，这样就使反应的条件不同，而难以比较，故A错误
B、氧气的浓度不同，得不出正确的结论，故B错误
C、氧气的浓度相同，根据两种铁丝的燃烧的剧烈情况来得出结论，故C正确
D、浓度不同的氧气中，比较同种铁丝的燃烧，与探究的实验目的不同，故D错误
故选：C。
11.实验是科学探究的重要方法，如图是测定空气中氧气含量实验的两套装置图，请结合图示回答有关问题。
（1）根据下表提供的实验数据，完成下表
(2)装置一和装置二中气球的位置不同， (填“装置一”或“装置二”)更合理，理由是 。
(3)若实验测得的结果偏小(氧气的体积分数小于21％)，可能的原因有哪些?（列举两条） ； 。
（4）用装置二来测定空气中氧气的含量，对该实验认识错误的是（ ）
A.铜粉用量的多少，不会影响实验结果
B.实验结束后冷却到室温才能读数
C.气球的作用是调节气压，使氧气完全反应
D.在正常操作下，反应结束后消耗氧气的总体积应该是反应前注射器内气体的体积。
【答案】（1）15%（2）装置二、能让空气更易流通，全部通过铜粉，使氧气与铜粉充分反应（3）铜粉量不足，装置漏气；（4）AD
【解析】（1）反应前空气体积为硬质玻璃管中空气体积（25mL）与反应前注射器的空气体积（15mL）的和，即40mL反应后气体体积为硬质玻璃管中空气的体积（25mL）与反应后注射器中空气体积9mL的和，即34mL，所以实验测得空气中氧气体积为6mL，体积分数为6÷40×100%=15%。（2）装置一和装置二差异主要在气球位置不同，装置一气球和注射器中的空气不易流通到试管的底部，故装置二合理；（3）实验结果偏小是铜粉量不足，装置漏气或未冷却就打开弹簧夹读数即可；（4）A铜粉必须过量，否则会影响结构，过错误；B.冷却至室温，能减少误差故正确；C.气球的作用是调节气压，充分消耗氧气。D.正常该操作，反应结束后消耗的氧气的总体积应该是反应前后注射器内气体体积的差值。D错误，故选AD
12.做“镁带在空气中燃烧”实验时，小明发现生成物中有少量黑色固体，黑色固体是镁和什么物质反应产生的？他提出下列猜想：
猜想一：黑色固体可能是镁和氮气反应的产物；
猜想二：黑色固体可能是镁和二氧化碳反应的产物．
为了验证上述两个猜想，小明设想：
（1）让空气通过A、B装置，其中A装置的作用是_____________
（2）用C瓶收集通过A、B装置后的气体，并加入足量的红磷燃烧；待C瓶冷却后，再把点燃的镁带放入C瓶中．（浓硫酸能吸收气体中的水分）
经过思考发现，由于收集气体时相关气体的密度差异及C瓶冷却后瓶内外的气压差异，达不到预期效果．
于是，他在老师的帮助下获得了这种气体，观察到镁带在该气体中燃烧并有淡黄色的固体产生；然后用D瓶收集一瓶______________,把点燃的镁带放入D瓶中，观察到镁带在D瓶也能燃烧，同时有白色和黑色固体生成．
通过以上实验，得出结论：猜想____正确．同时，他对燃烧有了新的认识：____________．
【答案】（1）吸收空气中的二氧化碳气体（2）二氧化碳、二、燃烧不一定需要氧气
【解析】（1）二氧化碳可以与氢氧化钠溶液反应，所以该装置作用是来吸收二氧化碳气体。（2）小明是通过对比实验分析猜想的正确性，分析题意可知，通过A装置除去二氧化碳，通过B装置除去水蒸气，加入足量红磷燃烧消耗掉氧气，所以第一种方法是得到氮气，因此另一种方法是将镁带在二氧化碳中燃烧生成白色固体和黑色固体，所以猜想二正确，所以物质燃烧不一定需要氧气
综合拔尖
1.为测定空气中氧气的含量，某学生设计了如下一些实验并进行探究。回答下列问题。
【探究目的】测定空气中氧气的含量
【查阅资料】25℃、101kPa下，100g水可溶解0.136g二氧化碳。
【提出问题】氧气约占空气体积是多少？
【猜想假设】若各装置都能将集气瓶中的氧气耗尽、木炭燃烧都转化成CO2、烧杯中液体都足量，忽略导管中的空气和进入导管中的液体对测量的影响，则集气瓶中吸入液体体积应该约占集气瓶容积的 ．
【实验探究】
【反思交流】
（1）当集气瓶中气温未冷却至室温即记录集气瓶中吸入液体体积约占集气瓶容积的体积分数为a，当集气瓶中气温冷却至室温后再记录集气瓶中吸入液体体积约占集气瓶容积的体积分数b，则a b（填“＞”或“＜”或“=”）．
（2） 丁方案所测数据与猜想假设数据基本吻合的原因是 （用化学方程式表示）．
（3） 丙方案所测数据远小于 的主要原因是 ．
（4） 以乙方案为例，试分析在测定过程中，对测定结果带来误差的因素可能有（任答两点）
；
【答案】【猜想假设】21%，【实验探究】保持不变，【反思交流】（1）＜（2）烧碱溶液能吸收二氧化碳气体，（3）二氧化碳气体在水中的溶解度不大（4）装置气密性不好，集气瓶容积与瓶中空气体积不一致，读取吸入液体体积不准。
【解析】【反思交流】（1）依据气体热胀冷缩，当冷却到室温时，集气瓶中气体体积更小，进入液体体积更多，即b更大。（2）丁装置中木炭燃烧会产生与原来氧气等体积的二氧化碳气体，但是氢氧化钠能够吸收二氧化碳气体
2.小明和小黑同学发现：带火星的竹签在空气中不会复燃，若用装有60%水的集气瓶倒置在水槽中收集氧气，得到的气体能使带火星的竹签复燃，为了找到能使带火星的竹签复燃的氧气含量最小值，他们进行如下实验
【设计实验】小明设计了如图装置，该装置的圆底烧瓶中放入25mL水的目的是
【实验研究】第一组实验：取三只集气瓶，编号为①②③，分别装入15%、30%和45%的水，盖上盖玻片倒置在水槽中。当气泡 放出后，将导管口伸入集气瓶，把其中的水全部排出，将相同的3支带火星的竹签分别插入①~③号瓶中，记录实验现象。
获得第一组实验现象后，小明又做了第二组实验，并记录实验现象，两组实验数据和现象如下表
得出上述两组实验后，小黑认为还不能确定能使带火星竹签复燃的氧气含量最小值，需继续进行实验，则实验序号为⑦的集气瓶装水的体积分数应该为 。
【实验结论】再经过数次实验并计算后得出：能使带火星的竹签复燃的氧气含量最小值为48.7%
【继续探究】小明认为采用该方法收集的氧气中一定含有水蒸气，请提出改进实验措施
【答案】【设计实验】稀释过氧化氢溶液，减缓过氧化氢的分解速率；【实验研究】连续、均匀 36%、【继续探究】收集氧气前增加气体的干燥装置，再用抽气法收集氧气
【解析】【设计实验】小君设计了如图的装置，该装置的圆底烧瓶中放入25毫升水的目的是：稀释过氧化氢溶液，减缓过氧化氢的分解速率；故答案为：稀释过氧化氢溶液，减缓过氧化氢的分解速率；
【实验研究】第一组实验：取3只集气瓶，编号为①②③，分别装入15%、30%和45%的水，盖上盖玻片倒置在水槽中。当气泡连续、均匀放出后，导管口伸入集气瓶把其中的水全部排出；得出上述两组实验现象后，小英认为还不能确定能使带火星竹签复燃的氧气含量最小值，需继续进行实验，则实验序号⑦的集气瓶装水的体积分数应该是36%，因为要在第五次和第四次之间求平均值，因此⑦是36%；故答案为：连续、均匀；36；
【继续探究】小君认为采用该方法收集的氧气中含有一定量的水蒸气，实验改进的措施是：收集氧气前增加气体的干燥装置，再用抽气法收集氧气；故答案为：收集氧气前增加气体的干燥装置，再用抽气法收集氧气；
气体
氮气(N2)
氧气（O2）
稀有气体(氦气、氖气、氩气等)
二氧化碳(CO2)
其他气体和杂质
占空气总体积的比例
78%
21%
0.94%
0.03%
0.03%
物质
纯净物
混合物
概念
只由一种物质组成的物质叫纯净物
由两种或多种物质混合而成的物质叫混合物
区别
①由同种物质组成，即相同的分子、原子或离子，具有固定的组成
②可以用化学式表示，如氧气用O2表示
③有固定的化学性质
①由不同种物质混合而成，各种物质彼此间不反应，没有固定的组成
②不能用化学式表示
③无固定性质（如熔、沸点等），各自保持原物质的性质
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
联系
污染空气的物质
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
①损害人体的健康；②影响作物生长；③破坏生态平衡；④导致全球气候变暖；⑤破坏臭氧层；⑥形成酸雨
空气污染的防治
①使用清洁能源；②工厂的废气经过处理后再排放；③使燃料充分燃烧；④对化石燃料进行脱硫处理；⑤积极植树、造林、种草等
反应物
条件
反应现象
化学反应的方程式
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+O2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+O2点燃SO2
红磷和氧气
发黄白光，放出热量
发出耀眼的白光，放出热量
产生大量白烟
4P+5O2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+2O2点燃Fe3O4
第1次
第2次
第3次
h1/厘米
11.0
11.4
11.6
h2/厘米
8.7
9.1
9.2
实验分组
第一组
第二组
实验序号
①
②
③
④
⑤
⑥
集气瓶装水的体积分数/%
15
30
45
34
38
42
带火星竹签状况
亮
很亮
复燃
很亮
复燃
复燃
A．对鉴别的认识
①滴加酚酞试液，可区分盐酸和石灰水
②加适量肥皂水，可鉴别硬水和软水
③和熟石灰混合研磨闻气味，区分NH4C1和CO（NH2）2
B．食品安全
①霉变的大米洗净烧熟后可以食用
②利用甲醛水溶液浸泡水产品防腐
③补充维生素A防止夜盲症
C．对实验现象的描述
①红磷在空气中燃烧，产生大量白烟
②硫在空气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰
③木炭在氧气中燃烧、发出白光，生成二氧化碳
D．化学学科的价值
①研制高效低毒农药，保障粮食生产
②开发新型材料，改善人类生存条件
利用化学合成药物，保障人体健康
硬质玻璃管中空气的体积
反应前注射器中空气体积
反应后注射器中气体体积
实验测得空气中氧气的体积分数
25mL
15mL
9mL

方案
甲
乙
丙
丁
装置
操作
①关闭旋塞；
②将足量的铜网加热至红热状；
②将足量的红磷点燃；
②将足量的木炭点燃；
②将足量的木炭点燃；
③立即伸入集气瓶中并塞紧胶塞；④充分反应，待集气瓶中气温冷却至室温后打开旋塞；至烧杯中液面时记录集气瓶中吸入液体体积约占集气瓶容积几分之几．
记录
约
约
≤
约
结论
氧气约占空气体积的
氧气约占空气体积的
空气中氧气的体积含量远小于
氧气约占空气体积的
实验分组
第一组
第二组
实验序号
②
④
⑤
⑥
集气瓶装水的体积分数%
15
30
45
34
38
42
带火星竹签状况
亮
很亮
复燃
很亮
复燃
复燃