第1节空气与氧气(原卷版+解析)

第1节 空气与氧气 考点全突破

【学习目标】

1.掌握空气的成分及及其作用

2.掌握空气中氧气含量的测量方法

3.掌握掌握氧气的性质及相关现象

4.掌握实验室制取氧气的方法

【知识精讲】

一、空气的主要成分

空气成分 氮气 氧气 稀有气体 二氧化碳 其他气体和杂质

体积分数 78% 21% 0.93% 0.04% 0.03%

（1）空气组成成分探究：

（2）空气的利用：

（1）O2的用途：供给呼吸；支持燃烧，也叫助燃，常用于焊接、切割金属等方面。

（2）N2：a性质：无色、无味的气体，难溶于水；不支持燃烧。化学性质较稳定。

b用途：灯泡中充氮气可延长使用寿命；食品包装充入氮气可防腐；制造化肥、炸药的重要原料；液氮可以做冷冻剂，医疗上用液氮冷冻麻醉或冷藏人体细胞组织等。

（3）稀有气体：a氦、氖、氩、氪、氙和氡等气体的总称，是混合物。

b性质：无色、无味的气体，难溶于水，化学性质不活泼。

c用途：常用作保护气；做光源（稀有气体通电能发出不同颜色的光）。

二、空气中氧气成分的测定：

1、测定原理：在一个密闭容器内，用一种足量的易燃物质与空气中的氧气反应，生成一种固体，使容器内压强减小。在大气压的作用下，水倒吸入密闭容器内的体积，即为空气中氧气的体积。

2、装置图

3、实验现象：A、红磷燃烧发出黄白色火焰，放出热量，有大量白烟产生。

B、待集气瓶冷却后，打开止水夹，水经导管进入集气瓶，约占集气瓶内空气总体积的1/5。

4、实验结论：空气中氧气的体积约占空气总体积的1/5。

5、化学方程式： 4P + 5O2 2P2O5

6、注意事项：

a.装置的气密性要好，（否则测量结果偏小）；

b.所用的红磷必须过量，过少则氧气没有全部消耗完，会导致测量结果偏小；

c.要等集气瓶（装置）冷却后才能打开弹簧夹，（否则测量结果偏小）；

d.在实验前，导管应预先注满水，（否则测量结果偏小）

e.要先夹住橡皮管，然后再点红磷（否则测量结果偏大）；

f.点燃红磷伸入瓶中要立即塞紧瓶塞（否则测量结果偏大）。

三、氧气的制取

1．实验室里制取氧气的方法有：分解 H2O2 和加热分解 KMnO4 或 KCl O3 ，化学方程式为：

（1）2H2O2 MnO2 2H2O + O2 ↑

（2）2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑

（3）2KClO3 MnO2 2KCl + 3O2↑

工业上用 分离空气 制取氧气。——物理变化

2．在过氧化氢和氯酸钾制取氧气的反应中，用二氧化锰作为催化剂，它的作用是改变反应速度，本身的质量和化学性质在反应前后都不变。

实验室用高锰酸钾制取氧气的操作顺序：第一步：检查装置的气密性。第二步：将药品装入试管中， 点燃

用一团棉花放在靠近试管口的地方，试管口略向下倾斜固定在铁架台上。第三步：用酒精灯外焰给试管加热，先预热。第四步：等气泡连续均匀再用排水法收集氧气。第五步：先撤导管，再灭酒精灯。

氧气的验满方法：将一根带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，就证明已经收满。

【培优训练】

一、单选题

1．高锰酸钾、过氧化氢和氯酸钾都可用于实验室制取氧气，下列有关这三种物质的说法正确的是( )

A．它们都含有三种元素，其中一种是氧元素

B．它们制取氧气的反应有两个需要加热，有一个在常温下进行

C．它们制取氧气时均需用二氧化锰作催化剂

D．它们制取氧气的发生装置相同

2．如图所示，将过氧化氢溶液滴入瓶中可观察到的现象是( )

A．气球胀大，红墨水左移 B．气球缩小，红墨水右移

C．气球缩小，红墨水左移 D．气球胀大，红墨水右移

3．如图是小徐用手掌总结氧气的化学性质的表示方法，手指上的物质能与手掌心的氧气反应。则下列说法正确的是( )

A．铁在空气中燃烧，生成四氧化三铁

B．煤脱硫的目的是减少二氧化硫的生成

C．磷燃烧产生大量的白雾

D．氧气的化学性质非常活泼，可与所有的物质反应

4．暖宝宝中的发热剂是铁粉、水和食盐等，发热剂能代替红磷测定空气中氧气含量(装置如图所示)。以下对此改进实验的叙述中，错误的是( )

A．此实验的原理是利用铁生锈消耗氧气

B．实验前一定要检查装置的气密性

C．此实验中发热剂的多少不影响测量结果 D．此实验测出氧气的体积分数约是18.3%

5．空气中氧气含量测定的实验装置如图所示。下列有关说法正确的是( )

A．燃烧匙中的红磷越多，水位上升越高

B．燃烧匙中的红磷可以换成硫或木炭

C．选用红磷是因为反应可以消耗O2，生成固态的P2O5

D．本实验可以证明空气中含有N2、O2、CO2和稀有气体

6．（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．

7．（2021八下·仙居期末）下列有关模型或符号的说法正确的是( )

A．图①中条形磁铁的左端代表S极，右端代表N极

B．图②模拟人体呼气的过程，此时胸腔的容积减小

C．图③表示只要不接触高压带电体就不会引起触电

D．图④中占空气体积1%的其他成分全都是稀有气体

8．（2021八下·长兴期末）下列科学家及其贡献对应正确的是（ ）

A．卢瑟福——发现原子中存在电子 B．法拉第——通电导线周围存在着磁场

C．拉瓦锡——发现空气由氮气和氧气组成

D．奥斯特——电磁感应现象

9．（2021八下·临海期末）有关化学反应的现象描述正确的是( )

A．二氧化碳通入紫色石蕊试液中变浑浊

B．木炭在氧气中燃烧发光发热并生成二氧化碳气体

C．铁丝在氧气中燃烧火星四射，并放出大量的热，生成一种黑色的固体

D．硫在氧气中燃烧发出微弱的淡黄色火焰，生成一种有刺激性气味的气体

10．（2021八下·滨江期末）如图a是法国化学家拉瓦锡加热汞研究空气成分所用的装置，他测出氧气约占空气总体积的1/5；如图b是我们的用来测定空气中氧气含量的实验装置，实验中吸入的水的体积往往小于剩余容积的1/5。下列关于这两个实验结果的解释合理的是（ ）

A．汞与氧气反应生成物是固体，而红磷燃烧产生大量气体

B．曲颈瓶整体成形，不需要连接，气密性更好，避免漏气

C．红磷点燃后再放入瓶中，会使集气瓶中原有的空气逸出

D．现在空气中氧气含量与拉瓦锡所处的时代相比降低了

11．（2021八下·苍南期末）食品脱氧剂的主要成分为铁粉，可用于测量空气中氧气的浓度。如图所示，反应前AO的长度为L1，反应后BO的长度为L2，下列有关说法错误．．的是（ ）

A．测量的原理利用了铁生锈消耗管内氧气

B．实验测得氧气的质量分数为 𝐿2𝐿1×100%

C．实验前应弹动玻璃管，使脱氧剂分布均匀且紧密

D．脱氧剂应平铺在玻璃管中，增加与氧气的接触面积

12．（2021八下·浦江期末）下列对氧气的性质与变化的判断正确的是（ ）

A．氧气具有可燃性

B．物质与氧气发生的反应都属于氧化反应

C．物质在氧气中的燃烧都能产生火焰 D．工业上用分离液态空气的方法制取氧气是分解反应

13．下列证明水电解实验中两极产生什么气体的方法，正确的是( )。

A．用燃着的木条接近液面下降较多的玻璃管尖嘴处的气体，气体燃烧，出现淡蓝色火焰，证明是氢气

B．用带火星的木条接近液面下降较多的玻璃管尖嘴处的气体，木条立即复燃，证明是氧气

C．用带火星的木条接近液面下降较少的玻璃管尖嘴处的气体，气体燃烧，证明是氧气

D．用燃着的木条接近液面下降较少的玻璃管尖嘴处的气体，气体燃烧，出现淡蓝色火焰，证明是氢气

14．（2021八下·西湖期中）下列反应中，既属于化合反应，又属于氧化反应的是（ ）

A．铁+氧气→四氧化三铁（点燃）

B．水→氢气+氧水（通电）

C．锌+稀硫酸→硫酸锌+氢气

D．甲烷＋氧气→燃二氧化碳+水（点燃）

15．（2021八下·杭州期中）小金需收集一瓶约混有四分之一体积空气的氧气，下列操作正确的是（ ）

A B C D

集气瓶中灌 14 的

水 集气瓶中灌 34 的水 导管伸入到集气瓶体积的

14 处 导管伸入到集气瓶体积的

34 处

A．A B．B C．C D．D

二、实验探究题

16．（2021八下·新昌期末）空气中氧气含量测定的再认识。

[查阅资料]

⒈白磷的着火点是40°C，红磷的着火点是240⒈，两种物质的燃烧产物五氧化二磷是白色固体。

⒈铜与氧气在加热的条件下生成黑色固体氧化铜。

[经典赏析]教材中介绍了拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分(实验装置如图1)。该实验与下图另两个实验的原理相同，即通过物质和氧气反应生成固体使密闭容器内气压 (选填“增大”或“减小”)，大气压将水压入，测出氧气的含量。

[实验回顾]实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量(装置如图2)，测出的氧气体积分数明显偏小。请你参与探究：

[提出问题]造成误差的原因是什么？如何改进课本实验装置？

[猜想]

甲同学：可能是瓶内残留气体中还有氧气。

乙同学：可能是烧杯中的水倒流结束后，导管内有部分水滞留。

[交流与讨论]打开弹簧夹的时机很重要， 才可打开弹簧夹。

[探究与反思]为验证甲同学的猜想，将铜粉在残余气体中加热，观察到铜粉 ，说明甲同学的猜想是合理的。

大家采用改进的实验装置(图3)进行实验，图3装置与图2相比，优点有： 。

17．（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80⒈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）。