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第33讲 空气和氧气
考点 常见题型 考点分值
1.说出空气的主要成分(了解) 选择、填空 2～4分
2.举例说明空气在人类生活和生产中的重要作用(理解) 选择(综合型)、填空 2～4分
3.说明氧气的用途及与其性质的关系(理解) 选择(综合型)、填空 2～4分
4.说明二氧化碳的用途及其与性质的关系(理解) 选择(综合型)、填空 2～6分
5.列举空气中污染物的主要来源(了解) 选择(综合型)、填空 2～4分
6.列举防治空气污染的方法(了解) 选择、填空 2～4分
7.列举空气质量指数的主要内容(了解) 选择(综合型)、填空 2～4分
8.概述氧气的主要物理性质和化学性质(理解) 选择(综合型)、填空 2～4分
9.知道典型金属(镁、铁等)和非金属(碳、硫、磷、 氢气等)在空气或氧气中燃烧的现象及产物(了解) 选择(综合型)、填空 2～6分
10.说明氧气的实验室制备及检验方法(理解) 选择(综合型)、填空 2～4分
11.知道催化剂的概念(了解) 选择、填空 2～4分
12.知道催化剂在化学反应中的作用(了解) 选择(综合型)、填空 2～4分
一、空气的成分及用途
1. 空气属于__混合物__(填物质类别)，也是一种宝贵的资源。
2. 空气的成分
各成分的体积分数大约是：氮气_78%__(最大)，氧气_21%_，稀有气体0.93%，二氧化碳0.04%，水蒸气等其他气体和杂质0.03%。
3. 空气中氧气含量的测定
（1） 实验装置：
【特别提醒】集气瓶中水的作用：__吸收热量和五氧化二磷__。该实验应用的探究方法为转化法。
（2）实验药品：红磷。
药品的选择原则：物质在空气中只能与氧气反应，不会跟其他成分反应，生成物为固体，不产生气体。
（3） 实验原理
(1)设计原理：红磷燃烧消耗密闭容器中的氧气，使密闭容器内压强_变小__，打开止水夹后，在外界大气压的作用下，水被压入密闭容器中，进入容器内水的体积即为消耗的氧气的体积。
(2)空气中氧气的体积分数＝×100%。
(3)反应的化学方程式为_4P＋5O2 2P2O5__。
（4）实验步骤及现象
(1)在实验开始前，检查装置的气密性。
解读：将导管伸入盛水的烧杯中，用手捂住集气瓶外壁，若导管内有气泡冒出，松开手后，导管内形成一段稳定的水柱，则气密性良好。
(2)点燃燃烧匙内的红磷，立即塞紧瓶塞，观察到：__红磷燃烧，产生大量的白烟__。
(3)火焰熄灭后，振荡集气瓶，待装置冷却后，打开止水夹，进入集气瓶中水的体积约占集气瓶内空气总体积的_1/5_。
（5）实验结论
空气中氧气的体积约占空气总体积的__1/5__。
（6） 拓展结论
(1)反应结束后，集气瓶中剩余气体的主要成分为__氮气_，体积约为原集气瓶中空气总体积的_4/5__。
(2)由实验可知，氮气具有的性质为__不燃烧，也不支持燃烧，且不溶于水__。
核心素养 质疑与创新
①实验中能否用硫粉或炭粉代替红磷，并说明原因
___不能，炭粉和硫粉燃烧会生成气体，虽然消耗了氧气，但由于生成了气体，瓶中压强不会出现明显变化___。
②拉瓦锡测出氧气约占空气总体积的，而在我们的实验中气体减少的体积往往小于，为什么呢？__红磷量不足，氧气不能耗尽(或未等装置冷却至室温，便打开止水夹，装置内气体温度偏高，压强偏大，导致进入瓶中水的体积偏小)__。
③在用铁生锈的原理进行实验时，不是将足量发热剂堆在瓶底，而是将其涂抹在广口瓶内壁的四周，其目的是____增大发热剂与氧气的接触面积，使反应更充分___。
④与原实验装置相比图示装置的优点是__反应装置气密性好____。
4. 空气在人类生活和生产中的重要作用
气体 用途
氮气 ①灯泡中充氮可延长灯泡的使用寿命，食品包装时充氮可以防腐、保鲜(化学性质_不活泼__)②制造化肥、炸药的重要原料(体现化学性质)③可作制冷剂，医疗上常用液氮冷却麻醉或冷藏人体细胞组织(体现__物理__性质)
氧气 ①医疗急救(供给_呼吸_)②乙炔在氧气中燃烧产生高温火焰，用于切割或焊接金属(支持燃烧)
二氧化碳 ①用作气体肥料(光合作用的原料)②用于灭火(密度比空气大，不燃烧也不__支持燃烧__)③用于制纯碱、尿素和汽水④干冰，即固态二氧化碳，可作制冷剂，也可用于人工降雨(体现____性质)
稀有气体 ①常用作保护气，如在焊接金属时用于隔绝空气(化学性质_不活泼__)②可用于制造各种用途的电光源，如霓虹灯等(通电时能发出不同颜色的光)③用于激光技术、制造低温环境，如氦气；用于医疗麻醉，如氙气
二、空气的污染与防治
1. 空气质量指数
(1)目前计入空气质量指数(AQI)的污染物有：二氧化硫(或SO2)、二氧化氮(或NO2)、臭氧(或O3)一氧化碳(或CO)和颗粒物等。
(2)空气质量指数范围为0～500，并分为六个级别。指数越大，表征颜色越深，说明空气污染状况越严重，对人体健康的危害也就越大。
2. 空气污染物的主要来源
(1)自然因素：森林火灾、火山爆发等。
(2)人为因素(主要原因)：工业废气、生活燃煤、汽车尾气等。
【特别提醒】①空气中CO2浓度过高会导致温室效应加剧，但CO2不属于空气污染物。
②CO2浓度越高，溶于海水形成的碳酸就越多，海水的酸度就越高。
3. 防治措施
(1)减少污染物排放量。
(2)合理规划工业区与非工业区。
(3)加大植树造林力度。
(4)加大空气质量检测等。
三、氧气
1. 氧气的性质
(1)氧气的物理性质
常温下，氧气是一种__无色无味_的气体，__不易_溶于水。在标准状况下，密度比空气略___大__。在压强为1.01×105帕的条件下，液氧呈_淡蓝__色，固态氧呈雪花状__蓝__色固体。
【特别提醒】闻药品气味的正确操作：用手轻轻地在瓶口扇动，使极少量的气体飘入鼻孔。
(2)氧气的化学性质
氧气是一种化学性质比较活泼的气体，能与许多物质发生反应，能支持燃烧，具有较强的___氧化__性，在点燃或加热条件下能跟大多数非金属或金属反应。
2. 单质在空气或氧气中燃烧
Ⅰ.金属单质
(1)铁丝燃烧
①现象：在空气中，铁丝红热，不燃烧；
在氧气中，剧烈燃烧，__火星四射，放出大量的热，生成黑色固体____。
②在氧气中燃烧的化学方程式：__3Fe＋2O2 Fe3O4____。
【特别提醒】反应前在集气瓶瓶底预先装有少量水或铺一层细沙，目的是____防止高温熔融物溅落使集气瓶炸裂___。
(2)镁条燃烧
①现象：在空气中，剧烈燃烧，发出_耀眼白光__，放出大量的热，生成__白色物体_；在氧气中燃烧更剧烈。
②化学方程式：___2Mg＋O2 2MgO__。
(3)铝箔燃烧
①实验：将一小片铝箔一端固定在粗铁丝上，另一端裹一根火柴。点燃火柴，待火柴燃尽时，立即把铝箔伸入留有水、充满氧气的集气瓶中。
②现象：发出__耀眼的白光，生成白色固体__。
③化学方程式：___4Al＋3O2 2Al2O3___。
Ⅱ.非金属单质
(1)磷燃烧
①现象：在空气中燃烧，_产生大量白烟__，放出大量的热；在氧气中燃烧更剧烈。
②化学方程式：____4P＋5O2 2P2O5_________。
(2)硫燃烧
①现象：在空气中燃烧，发出___淡蓝色火焰_，放出热量；在氧气中燃烧，发出__明亮的蓝紫色火焰__，放出大量的热，在空气和氧气中燃烧均生成有刺激性气味的气体。
②化学方程式：__S＋O2 SO2___。
【特别提醒】a.反应前在集气瓶瓶底加少量水或氢氧化钠溶液的目的是___吸收生成的有害气体SO2___，防止污染空气。
b. 硫粉燃烧生成的SO2与水反应生成H2SO3，显酸性，能使紫色石蕊溶液变__红__。
c．NaOH溶液吸收SO2的化学方程式为__2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O__。
(3)木炭燃烧
①现象：在空气中，木炭红热，无烟，无焰，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体；在氧气中，发出__白光_，放出大量的热，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。
②化学方程式：___C＋O2 CO2__(完全燃烧)，__2C＋O2 2CO____(不完全燃烧)。
(4)氢气燃烧
①现象：在空气中燃烧，产生___淡蓝___色火焰，在火焰上方罩一个干冷烧杯，烧杯内壁有水珠出现；在氧气中燃烧更剧烈。
②化学方程式：______2H2＋O2 2H2O______。
注意：氢气在点燃前，要先检验氢气的纯度。
3. 化合物在空气或氧气中燃烧
(1)一氧化碳
①现象：在空气中燃烧，产生__蓝__色火焰，放出大量的热，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体；在氧气中燃烧更剧烈。
②化学方程式：____2CO＋O2 2CO2____。
(2)甲烷
①现象：在空气中燃烧，产生明亮的蓝色火焰，放出大量的热，在火焰上方罩一个干冷烧杯，烧杯内壁有水珠出现；燃烧结束后，立即在烧杯内倒入少量澄清石灰水，石灰水变__浑浊_；在氧气中燃烧更剧烈。
②化学方程式：____CH4＋2O2 CO2＋2H2O___。
4. 蜡烛：在空气中燃烧发出黄光，放出热量。蜡烛熄灭时产生的白烟是蜡油蒸汽。
5. 氧气的制取
(1)工业制法(物理方法)
①工业上常采用空气冷冻分离法制取氧气。
②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，可以得到含氧量较高的富集氧气。
(2)氧气的实验室制取
1．发生装置及反应原理
发生装置的选择(依据：__反应物的状态和反应条件_)
反应原理(化学方程式) 发生装置
①__2KMnO4 K2MnO4＋MnO2＋O2↑__②__2KClO3 2KCl＋3O2↑_ (固体加热型)
⑤___2H2O2 2H2O＋O2↑___ 图1 图2(固液常温型)
【特别提醒】实验室制取氧气时，忘记加MnO2，反应速度会变__慢__。
2. 收集装置的选择
选择依据：气体的溶解性和__密度__。
方法 排水法 向上排空气法
装置图 氧气_不易_溶于水 氧气的密度比空气_大_
优缺点 收集到的气体纯净但不干燥 收集到的气体干燥但不纯净
3. 检验与验满(依据：__氧气的助燃性___)。
检验方法 __将带火星的木条伸入集气瓶中，木条立即复燃___
验满方法 __将带火星的木条放在集气瓶瓶口，木条复燃___
【特别提醒】用排水法收集的氧气，将带火星的木条伸入集气瓶中，木条不能复燃的原因可能是氧气中含有较多水蒸气。
4. 实验步骤(以加热高锰酸钾制取氧气为例)
检查装置气密性―→装入药品―→固定装置―→点燃酒精灯―→收集气体―→撤离导管―→熄灭酒精灯
记忆口诀：茶、庄、定、点、收、利、息。(查、装、定、点、收、离、熄)
5. 注意事项
(1)试管口应_略向下倾斜__，防止__冷凝水倒流炸裂试管_________。
(2)用高锰酸钾制取氧气时，要在试管口加___一团棉花___。
(3)实验室用过氧化氢和二氧化锰制氧气选择分液漏斗的优点是_可以控制反应速度_，若用长颈漏斗制取氧气，为了防止气体从长颈漏斗逸出，一定要将长颈漏斗下端插入_液面以下_。
(4)向上排空气法收集氧气时，导管应伸入集气瓶的底部，目的是_排尽集气瓶中的空气__。
(5)收集满氧气后，在水面下用玻璃片(毛面向里)盖住瓶口，移出水槽，__正放_(填“正放”或“倒放”)在桌面上。
(6)当导管口有气泡_连续、均匀__冒出时开始收集。
(7)用排水法收集完后，先将导管撤出，再熄灭酒精灯，目的是为了防止_水倒吸进入试管，造成试管炸裂_。
6. 实验拓展
(1)无法收集到纯净的气体的原因：①装置气密性不好；②在气泡还未连续、均匀冒出时收集气体。
(2)排水法收集氧气时，水槽中水变红的原因是高锰酸钾随着氧气进入水槽，溶解形成紫红色溶液。
7. 实验中涉及的基本实验操作
检查装置气密性
(1)手握法(如图)：先将导管口的下端浸入水中，用手紧握试管，导管口有气泡冒出，松手后导管内_形成一段稳定的液柱__，证明装置气密性良好。
(2)水压法(如图)：
将长颈漏斗的末端伸入锥形瓶中的液面以下，用弹簧夹夹紧橡皮管，向长颈漏斗中注入一定量的水，静置一段时间后，长颈漏斗内液面_高度不变_，证明装置气密性良好。
四、催化剂和催化作用
1. 催化剂
(1)在化学反应中，只起__改变_反应速度的作用，本身的_物质___和__化学性质_在反应前后都没有改变的物质叫作催化剂，工业上又叫作触媒。
2. 催化作用
在化学反应中，催化剂起__催化__作用。
知识点1 空气主要成分的性质及用途
例1：空气是一种重要的自然资源,在我们的生产和生活中有着广泛的用途。空气中的_______可用于食品防腐保鲜,也是制造化肥和炸药的重要原料;空气中的_________是形成云或雾的主要物质;空气中的____________是光合作用的原料之一，这种物质的固态在升华时吸收大量的热，可以用于人降雨;工业上用分离液态空气的方法制取氧气,是利用了液氮和液氧的_________不同。
解析：空气是一种重要的自然资源,在我们的生产和生活中有着广泛的用途。空气中的氮气可用于食品防腐保鲜,也是制造化肥和炸药的重要原料;空气中的水蒸是形成云或雾的主要物质;空中的二氧化碳是光合作用的原料之一，这种物质的固态在升华时吸收大量的热，可以用于人降雨;工业上用分离液态空气的方法制取氧气,利用了液氮和液氧的沸点不同。
答案： 氮气 水蒸气 二氧化碳 沸点
◆变式训练
1. 性质决定用途，下列利用空气某成分物理性质的是---( )
A．氧气可以供给呼吸 B．氮气可以制造化肥
C．干冰用于人工降雨 D．稀有气体用作保护气
解析：氧气供给呼吸，是利用其化学性质，A错误；氮气制造化肥，是利用其化学性质，B错误；干冰升华时吸热，能够降低周围的温度，可用于人工降雨，是利用其物理性质，C正确；稀有气体化学性质稳定，可用作保护气，是利用其化学性质，D错误。
答案：C
2.空气是一种混合物，其中的氧气和二氧化碳与我们人类息息相关。关于氧气和二氧化碳的说法正确的是---（ ）
A. 构成:都是由分子构成，且都含有氧分子
B. 性质:常温下均为气体，且都易溶于水
C. 用途:氧气可用作燃料，二氧化碳可用作化工原料
D. 转化:在自然界中氧气和二氧化碳可以相互转化
解析：A、氧气是由氧分子构成的，二氧化碳是由二氧化碳分子构成的，其中不含氧分子，不符合题意；
B、氧气不易溶于水，二氧化碳能溶于水，不符合题意；
C、氧气没有可燃性，不能作燃料，不符合题意；
D、含碳燃料燃烧、呼吸作用等可将氧气转化为二氧化碳；绿色植物的光合作用可以将二氧化碳转化为氧气，符合题意。
答案：D
知识点2 空气中氧气含量的测定
例2： “胜哥”在课堂上做《空气中氧气含量》 ( https: / / mp.weixin. / s / qj76IwGt_x3KLj8SJwM0EQ )的演示实验，装置如图所示。实验后，“胜哥”发现进入集气瓶中水的体积约占瓶中空气体积的1/5。那么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
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。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。
答案：A
◆变式训练
1．观看微信公众号“胜哥课程”的《空气中氧气含量》 ( https: / / mp.weixin. / s / qj76IwGt_x3KLj8SJwM0EQ )科学视频后，小科进行了实验。甲图所示为小科用来测定空气中氧气含量的装置及药品。
(1)小科为获得较为准确的实验数据，下列做法不正确的---是---( )
图甲 图乙
A．检查装置的气密性
B．燃烧匙中的红磷足量
C．点燃红磷后缓慢将燃烧匙插入瓶中，塞紧瓶塞
D．红磷熄灭，广口瓶冷却后打开弹簧夹
(2)小科同学用足量的木炭代替红磷、氢氧化钠溶液代替水来做此实验。小科操作正确，但是测得的数据小于用红磷测得的数据，其原因是木炭燃烧除生成二氧化碳外还可能生成________。
(3)市售“暖宝宝”中发热剂的主要成分是：铁粉、炭粉、水和食盐等，反应原理可以简化为铁生锈。小科用配制的发热剂按图乙装置实验。他不是将足量的发热剂堆在瓶底，而是将其涂抹在广口瓶内壁的四周，这样做的目的是________________________________。
(4)在上述三个实验操作都正确的情况下，与另两个实验的测量结果相比，第三个实验的测量结果与空气中氧气的含量更接近。推测其主要原因，最合理的是______________________
______________________________。
答案：(1)C (2)一氧化碳(或CO) (3)增大铁粉与空气的接触面积，加快反应速率 (4)第三个实验中广口瓶内氧气消耗的更充分
知识点3 空气的污染及防治
例3：温室效应主要是由于大气中哪种气体含量增加所致---( )
A. NO2 B. CO2 C. SO2 D. 氟利昂
解析：根据二氧化碳会产生温室效应分析；二氧化碳是造成温室效应的主要原因。
答案：B
◆变式训练
1. 造成大气污染的二氧化硫主要来自---( )
A. 硫酸厂排放的废气 B. 大量燃烧含硫的燃料
C. 火山爆发产生的气体 D. 汽车排放的大量尾气
解析：根据化石燃料燃烧是二氧化硫产生的主要原因分析。造成大气污染的二氧化硫主要来自大量燃烧含硫的燃料。
答案：B
2. 环境空气质量指数用AQI来表示，其主要污染物指标为PM10、PM2.5、O3等。在发布的指标中，不包括下列哪种物质---( )
A．SO2 B．NO2 C．CO2 D．CO
解析：二氧化碳是空气的成分之一，不属于空气污染物，所以二氧化碳不是空气质量评价的指标，二氧化硫、二氧化氮和一氧化碳均是大气污染物，属于空气质量评价指标。
答案：C
知识点4 氧气的化学性质
例4：物质与氧气反应的两种最常见的方式为________和________。铁器锈蚀的过程，是铁与空气中的________和________共同作用的结果。铁锈是________色的粉末。
解析：（1）根据氧化反应的两种方式解答；
（2）根据铁锈蚀的条件分析解答。
（1）物质与氧气反应的两种最常见的方式为燃烧和缓慢氧化。
（2）铁器锈蚀的过程，是铁与空气中的氧气和水共同作用的结果。铁锈是红棕色的粉末。
答案：燃烧；缓慢氧化；氧气；水；红棕
◆变式训练
1. 如图所示是“胜哥”设计的“铁丝在氧气中燃烧”的改进实验，“胜哥”用适量双氧水和二氧化锰代替原实验中集气瓶里的水。
(1)用双氧水和二氧化锰代替集气瓶里的水，其优点除了使实验更简便外，还有__________
______________________________________________________________。
(2)实验中可观察到铁丝燃烧的现象是____________________，并放出大量热，生成一种黑色固体，请写出该反应的化学方程式_____________________________________________
____________________________。
解析：(1)双氧水在二氧化锰的催化作用下分解生成氧气，使铁丝燃烧更持久。(2)铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出大量热，反应生成黑色的四氧化三铁固体。
答案：(1)双氧水可以提供充足的氧气，让铁丝燃烧更持久
(2)剧烈燃烧，火星四射(2分) 3Fe＋2O2 Fe3O4
2.硫燃烧产生的二氧化硫气体会造成空气污染，为避免二氧化硫污染空气，“胜哥”对教材中“硫在空气和氧气中燃烧”的实验进行了改进与创新，设计了如图所示的实验装置。
【实验原理】
①B装置中燃烧匙固定在带有a导管的单孔塞上，硬质玻璃管透光性好，不影响实验现象的观察；
②C装置的广口瓶中盛放氢氧化钠溶液可吸收二氧化硫气体，避免污染；
③打开D装置中的阀门，气体就会从左向右依次进入各装置。
【实验过程】
步骤一：将硫粉放在燃烧匙上，在空气中点燃后，迅速伸入硬质玻璃管内(如图B装置)。打开阀门，观察硫在空气中燃烧的现象；
步骤二：将导管a伸入盛有氧气的集气瓶中(如图A装置)，观察硫在氧气中燃烧的现象。
【交流讨论】
(1)硫在空气中燃烧并发出________火焰，生成的SO2气体被氢氧化钠溶液吸收的反应原理是__________________________(用化学方程式表示)。
(2)气流能从左向右作定向流动的原因是___________________________________________
______________________________________________________________________________________。
解析：本题以改进硫在空气和氧气中燃烧的实验为主题，主要考查SO2的吸收、分析实验装置等知识点。SO2和CO2的化学性质相似，可以和碱反应生成盐和水，所以可以模仿CO2和氢氧化钠的反应来书写SO2和氢氧化钠反应的化学方程式。打开阀门，水流出去，装置中压强减小，所以气体能从左向右定向流动。
答案： (1)淡蓝色 2NaOH＋SO2=== Na2SO3＋H2O (2)水位下降，压强减小，形成内外压强差
知识点5 氧气的实验室制取
例5：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.
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。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。故选B。
答案： B
◆变式训练
1. 如图是实验室制取和收集气体的装置，如果用氯酸钾和二氧化锰来制取并收集一瓶干燥的氧气，应选择下列装置中的________(用编号表示)，检验这瓶氧气是否收集满的方法是__________________________。
解析：制取氧气用加热氯酸钾和二氧化锰混合物，发生装置为固固加热型，即选择B装置，由于氧气的密度比空气大，不易溶于水，因此要得到干燥的气体应用向上排空气法，选择C装置；检验氧气是否收集满的方法为，将带火星的木条放在集气瓶瓶口，若木条复燃，则已收集满。
答案：BC 将带火星的木条放在集气瓶瓶口，若木条复燃，则已集满
2．“胜哥”用如图所示的科学仪器装配“加热高锰酸钾制取氧气”的实验装置，请回答：
(1)装配一套该实验装置，除选用序号为FGHI的仪器外，还需用到的仪器有________(填序号)。
(2) 装配该气体发生装置时，“胜哥”在检查完装置的气密性后，放置好酒精灯，根据酒精灯的高度将盛有药品的试管固定在铁架台上，固定试管时应做到_________________________
______________________________________________。
解析：(1)加热高锰酸钾制取氧气，反应容器一般用试管，从导管分析，收集方法是排水集气法，所以需用到的仪器有ABDFGHI，即需补充的仪器为ABD。(2)固定试管时，铁夹一般是夹在试管的中上部或离试管口三分之一处，为防止加热时产生的冷凝水倒流使试管炸裂，试管口需略向下倾斜。
答案： (1)ABD (2)固定处位于离试管口三分之一处，试管口略向下倾斜(或铁夹夹在试管的中上部且试管口略向下倾斜)
知识点6 燃烧与灭火
例6： “胜哥”在课堂上给同学们做了一个演示实验，如图所示，烧杯中盛有80 ℃的热水，杯底放有一小粒白磷，当将一支大试管迅速插入水中并罩住白磷时，白磷立即燃烧起来。该实验说明燃烧需要---( )
A. 水 B. 氧气
C. 可燃物 D. 温度达到着火点
解析：白磷的着火点是40 ℃，在热水中温度达到了着火点，根据燃烧的三个条件分析，热水中的白磷已具备了两个条件：可燃物和温度达到着火点。将一支大试管迅速插入水中并罩住白磷时，白磷与氧气接触，立即燃烧起来，由此说明燃烧需要氧气。故选B。
答案：B
◆变式训练
1.小科通过微信公众号“胜哥课程”深刻理解了关于燃烧的科学知识。他进行了如图所示的实验。这说明了燃烧需要的条件是---( )
A. 有可燃物
B. 有助燃剂
C. 温度达到可燃物的着火点
D. 可燃物与火焰直接接触
解析：铜片上的火柴头燃烧、火柴梗不燃烧，是因为二者的着火点不同，该实验说明燃烧需要的条件是温度达到可燃物的着火点，C正确。
答案：C
2.我市某地某废金属收购场发生火灾，十几吨金属镁爆燃，八辆装满清水的消防车却没有用武之地，最后用十三吨沙土才将大火扑灭。
(1) 金属收购场所不能用水灭火，因为金属镁在高温条件下会跟水反应生成氢氧化镁和氢气，请写出该反应的化学方程式：_________________________________________。
(2)沙土灭火的原理是使可燃物____________。
(3)火灾现场的另一种金属A却没有发生燃烧，但其表面变黑，由此判断：镁的金属活动性________A的金属活动性(选填“＞”“＝”或“＜”)。
解析：(1)题目中给出反应物是Mg和H2O，反应条件是高温，生成物是Mg(OH)2和H2，按照化学方程式书写步骤完成书写即可。(2)沙土可将可燃物覆盖，原理是隔绝空气或氧气，达到灭火目的。(3)金属活动性越强，越容易与空气中的氧气反应，且反应越剧烈，金属A没有燃烧，说明镁的金属活动性大于A的金属活动性。
答案：(1)Mg＋2H2O=== Mg(OH)2＋H2 (2)隔绝空气(或氧气) (3)>
3. 小科通过微信公众号“胜哥课程”学习了《空气与氧气》的课程后，想探究可燃物的燃烧条件。小科用如图所示装置进行了实验(白磷、红磷均不超过绿豆大小，锥形瓶中的白磷A与红磷C尽量拉开距离)，白磷的着火点为40 ℃，红磷的着火点为240 ℃。
(1)写出锥形瓶中发生的实验现象：______________________________。
(2)结合本实验目的，写出烧杯中70 ℃热水的作用：____________________________。
解析：(1)根据图示热水的温度为70 ℃，达到白磷的着火点(40 ℃)，没有达到红磷的着火点(240 ℃)，而锥形瓶内有空气，即锥形瓶内的现象为白磷A剧烈燃烧，产生大量白烟，放出热量，使温度计示数上升。(2)热水的作用是：使白磷的温度达到着火点，并将水中的白磷与空气隔绝，与A形成对照。
答案：(1)白磷A剧烈燃烧，产生大量白烟，温度计示数升高 (2)使白磷B隔绝空气，使温度达到白磷的着火点
知识点7 催化剂和催化作用
例7：小科通过微信公众号“胜哥课程”深刻理解了催化剂的相关科学知识。那么下列关于催化剂在化学反应中的作用说法正确的是---( )
A. 一定加快反应速度 B. 会减慢反应速度
C. 加快或减慢反应速度 D. 不改变反应速度
解析:根据催化剂定义分析，催化剂是能改变反应速率，而本身质量和化学性质不变的物质。
催化剂改变反应速率，包括加快和减慢，C正确；
答案：C
◆变式训练
1. 科学家利用碱性膜、镍和二氧化锰电极制成尿素燃料电池。它只要吸入尿液，就能获得电能，并产生水、氮气和二氧化碳。一个成年人每星期所排出的尿液转化的电能，足以供一辆电动自行车行驶60千米。镍在燃料电池中能改变反应速度，但自身质量和化学性质都不发生改变，起________作用。
解析:根据催化剂定义分析，催化剂是能改变反应速率，而本身质量和化学性质不变的物质。镍在燃料电池中能改变反应速度，但自身质量和化学性质都不发生改变。所以镍在这里是催化剂，起了催化作用。
答案： 催化
2.人体代谢产生的过氧化氢，对人体有毒害作用。人体肝脏中的过氧化氢酶能催化过氧化氢分解产生氧气和水。某同学查阅资料发现，FeCl3也能催化过氧化氢分解。为比较过氧化氢酶和FeCl3催化效率的高低，该同学在28 ℃环境下进行了如下探究：
(1)提出问题：过氧化氢酶和FeCl3催化效率哪个更高？
(2)猜想与假设：__________________。
(3)实验材料：适宜浓度的FeCl3溶液，适宜浓度的新鲜猪肝研磨液(含有过氧化氢酶)，适宜浓度的过氧化氢溶液等。
(4)实验步骤：
①取2支洁净的试管，编号为1、2，并各注入3 mL适宜浓度的过氧化氢溶液；
②向1号试管内滴入2滴适宜浓度的FeCl3溶液，向2号试管内________________________；
③观察并记录两支试管产生气泡的情况。
(5)预测实验结果：
请写出一种可能的实验结果：____________。
(6)在以上探究的基础上，该同学又完成了“探究温度对猪肝研磨液和FeCl3催化效率的影响”实验。实验结果如图所示。图中代表猪肝研磨液催化效率的曲线是________，判断的理由是__________________________________________。
解析：(1)猜想与假设，根据提出问题进行合理的猜想，即：过氧化氢酶的催化效率更高或者氯化铁的催化效率更高或相等，合理即可；(2)利用控制变量法，1、2号试管进行对比，因此1号试管加入2滴适宜浓度的氯化铁溶液，2号试管也应该加入2滴适宜浓度的新鲜猪肝研磨液；(5)可能的实验结果，可以根据猜想得出，如1号试管产生气泡速度比2号试管快(或慢、或基本相等、合理即可)；(6)酶的催化活性受温度等因素的影响，在一定温度下，即接近体温时，酶的催化活性最高，根据图示曲线选择乙。
答案： (2)过氧化氢酶的催化效率更高(其他合理假设均可) (4)②滴入2滴适宜浓度的新鲜猪肝研磨液 (5)1号试管产生气泡的速度比2号试管快(或“慢”或“基本相等”) (6)乙 乙酶活性受温度影响，在一定温度范围内，随着温度的升高，酶的活性增强，超过最适温度后，随着温度的升高，酶的活性下降。或“在一定温度范围内，过氧化氢酶的催化效率高于FeCl3的催化效率”(答出酶的活性有最适温度或酶具有高效性其中一点即可)
1.有五种物质：①汽车排气形成的烟雾；②石油化工厂排出的废气；③人呼出的二氧化碳气体；④植物进行光合作用所放出的气体；⑤煤燃烧产生的烟尘。其中均会使空气受到污染的是---( )
A. ①②⑤ B. ①②③ C. ②③⑤ D. ①④⑤
解析：人生活需要氧气，若是空气中含有大量污染气体，吸入人体对人的身体有较大的害处，故应保护环境，净化空气，创造人类适宜的生活环境。
汽车排气形成的烟雾中含有一氧化碳、一氧化氮等有害气体，石油工厂排出的废气中含有一氧化碳，氮的氧化物等，空气污染物；人体呼出的CO2和植物光合作用放出的气体不属于空气污染物，煤燃烧产生的烟尘中含有一氧化碳、二氧化硫等空气污染物，A符合题意。
答案：A
2.以下是国家关于空气污染指数与质量级别、质量状况的对应关系表。某市某日的空气污染指数为56～76，根据表中的信息判断该市当天的空气质量级别和空气质量状况分别为---( )
污染指数 50以下 51～100 101～200 201～300 300以上
质量级别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ
质量状况 优 良 轻度污染 中度污染 重度污染
A. Ⅰ级，优 B. Ⅱ级，良 C. Ⅲ级，轻度污染 D. V级，重度污染
解析：空气污染：即空气中含有一种或多种污染物，其存在的量、性质及时间会伤害到人类、植物及动物的生命，损害财物、或干扰舒适的生活环境，如臭味的存在。换言之，只要是某一种物质其存在的量，性质及时间足够对人类或其他生物、财物产生影响者，我们就可以称其为空气污染物；而其存在造成之现象，就是空气污染。换言之，某些物质在空气中不正常的增量就产生空气污染的情形。
由题干可知，某市空气污染指数为56～76，根据参照表格给出的信息，查阅本指数是在51-100之间，因此空气质量级别和空气质量状况属于Ⅱ级良好，B符合题意。
答案：B
3.小科通过微信公众号“胜哥课程”了解了空气是一种宝贵的自然资源。下列说法正确的是---( )
A.氧气能支持燃烧，可做燃料 B.空气成分中体积分数最大的是氮气
C.空气中各成分的含量恒定不变 D.空气污染指数越大,空气质量状况越好
解析：A、氧气能支持燃烧，但不能燃烧，不可用作发射火箭时的燃料，不符合题意；
B、空气中体积分数最大的是氮气，约占78%，符合题意；
C、空气中各成分的含量并不一定是恒定不变，不符合题意；
D、空气质量报告中所列的空气污染指数越大，空气质量越差，不是空气质量状况越好，不符合题意。
答案：B
4. 下列用化学知识解释“火上浇油”的说法合理的是---( )
A. 增加易燃物，可以使燃烧更旺 B. 增大氧气浓度，可以使燃烧更旺
C. 降低可燃物的着火点，达到灭火的目的 D. 清除可燃物，达到灭火的目的
解析：增大可燃物与氧气的接触面积，或增大氧气的浓度，都能够促进燃烧，根据燃烧的条件可以判断灭火的方法。
A、“火上浇油”的化学意思是向燃烧的物质中增加可燃物﹣﹣油，可以使燃烧更旺．合理；
B、氧气的浓度能够促进燃烧，但是与“浇油”无关．不合理；
C、可燃物的着火点一般情况下不能改变．不合理；
D、清除可燃物，可以达到灭火的目的，但是与“火上浇油”的说法相反．不合理；
答案：A
5.在野外游玩禁止乱扔烟头，以防发生火灾。你认为烟头引起火灾的主要原因是---（ ）
A. 提供氧气 B. 改变可燃物的着火点 C. 提供可燃物 D. 使可燃物的温度达到着火点
解析：本题主要考查燃烧条件方面的知识，解答时要理解燃烧的三个条件必须同时具备，缺一不可。
可燃物的着火点是物质固有的性质不能改变，烟头引起火灾的主要原因是使温度达到可燃物的着火点。故选D
答案：D
6．臭氧虽有毒，但平流层中的臭氧层可以避免地球生物受到过强紫外线的辐射。 近地面的臭氧是由于氮氧化物等在阳光照射下发生光化学反应产生的。下列说法错误的是---( )
A．臭氧与氧气的化学性质不同
B．臭氧是空气质量指数的污染物之一
C．汽车尾气大量排放会导致臭氧污染
D．佩戴口罩能有效阻挡臭氧的吸入
解析：臭氧分子很小，佩戴口罩不能有效阻隔臭氧的吸入，D错误。
答案：D
7.实验室制氧气的两种方法如下：
方法一：2H2O2 2H2O＋O2↑
方法二：2KMnO4 K2MnO4＋MnO2＋O2↑
(1)两种方法涉及到的化学反应基本类型都是________反应。
(2)如图是实验室用于制取、干燥和收集气体的装置图。图中仪器A的名称是________。现用方法一制取并收集一瓶干燥的氧气，请按气体流向，用导管的编号将装置连接好________________________________________________________________________。
解析：(1)由一种物质生成两种或两种以上物质的反应叫做分解反应。(2)图中仪器A的名称是分液漏斗；用方法一制取氧气应选用固液不加热型的气体发生装置，制取的氧气需要用浓硫酸进行干燥处理，气体只能用向上排空气法收集，所以导管的连接顺序应为①③④⑧⑦(或①③④⑧)。
答案： (1)分解 (2)分液漏斗 ①③④⑧⑦(或①③④⑧)
8. 有CO2、N2、O2三种气体，能让燃着的木条燃烧更旺的是________。小科将二氧化碳气体通入滴有紫色石蕊试液的水中，他可能要探究的问题是______________________，所得溶液的pH____7(选填“＜”、“＝”或“＞”)。
解析：在CO2、N2、O2三种气体中，由于氧气有助燃性，能让燃着的木条燃烧更旺；小科将二氧化碳气体通入滴有紫色石蕊试液的水中，他可能要探究的问题是：二氧化碳是否能与水反应 ；由于二氧化碳与水化合生成了碳酸，故所得溶液的pH＜7。
答案：O2(或氧气) 二氧化碳是否能与水反应 ＜
9. 小科观看了微信公众号“胜哥课程”中的科学视频——《空气中氧气含量》 ( https: / / mp.weixin. / s / qj76IwGt_x3KLj8SJwM0EQ )产生了浓厚的兴趣。为验证空气中氧气的体积分数，小科按图甲所示的装置进行了多次实验，发现每次测得的氧气体积分数总是远小于21%。他认为误差主要由实验装置造成，于是改用图乙装置进行实验，步骤如下：
①连接装置并检查气密性。
②在量筒内加入150毫升的水。
③在广口瓶中加入少量水，使瓶内空气体积为300毫升。
④在燃烧匙内放入过量的红磷，塞紧瓶塞。关闭止水夹，接通电源使电烙铁发热，点燃红磷后，断开电源。
⑤燃烧结束并充分冷却后，打开止水夹，待量筒内水面不再下降时，记录量筒内水的体积为90毫升。
(1)小科按图甲装置进行实验时，该如何检查装置的气密性？__________________________
__________________________。
(2)与装置甲相比，装置乙中使用电烙铁可以减小实验误差，其原因是：_________________
_______________________________。
(3)根据本实验数据，计算出空气中氧气的体积分数为______________。
解析：(1)检查甲图装置气密性的方法是：打开止水夹，将导管伸入盛水的烧杯中，用手捂住广口瓶外壁，若导管口有气泡冒出，松开手后导管中形成一段的水柱，则证明气密性良好。(2)乙装置与甲装置相比，乙装置无需打开瓶塞点燃红磷，避免在伸入红磷的过程中导致瓶内空气受热外逸造成实验误差。(3)乙实验结束后冷却至室温，打开止水夹，由于反应中消耗了氧气且生成物是固体，因而会导致广口瓶内的压强变小，打开止水夹后会观察到量筒内部分水被压入广口瓶中，由此可知：量筒内减少的水的体积等于消耗的氧气的体积，则氧气的体积为：150毫升－90毫升＝60毫升，因而可以得出空气中氧气的体积分数为 ×100%＝14%。
答案：(1)打开止水夹，将导管伸入盛水的烧杯中，用手捂住广口瓶外壁，若导管口有气泡冒出，松开手后导管中形成一段稳定的水柱，则气密性良好 (2)无需打开瓶塞点燃红磷，避免瓶内空气外逸而造成实验误差 (3)20%
10.小科为了探究温度对H2O2分解反应速率的影响，借助如图所示实验装置(夹持仪器略去)进行了两次实验，两次实验的部分设计如表所示：
实验1 实验2
MnO2的质量/克 0.5 0.5
5%的H2O2的体积/毫升 40 待填
水浴温度/℃ 20 80
……
(1)实验2中应加入5%H2O2________毫升。
(2)在两次实验中，可通过_____________________________________________________
_______________________________来比较H2O2分解反应速率的大小。
(3) 实验2中水浴温度控制在80 ℃时，测定的反应速率会比真实值偏大，其原因除锥形瓶内气体受热膨胀外，还有_______________________________________________________
___________________________________。
(4)实验结束后若要将MnO2从混合物中分离出来，可采取的方法是__________________________________________________。
解析：(1)根据控制变量法，结合表格中的数据分析，两次实验中水浴温度不同，二氧化锰质量和5%的过氧化氢溶液的体积应保持不变，实验2中也应加入5%的过氧化氢溶液40毫升。(2)根据实验装置图可知，锥形瓶内反应生成的氧气沿导管进入注射器，推动活塞向右运动，两次实验中，可通过观察相同时间内针筒活塞移动的距离来比较过氧化氢分解反应速率的大小。(3)温度为80 ℃时，水蒸发较快，导致氧气中含有较多的水蒸气，使测定的反应速率比真实值偏大。(4)二氧化锰不溶于水，要将二氧化锰从溶液中分离出来，应采取过滤、洗涤、干燥的方法。
答案：(1)40 (2)相同时间内针筒活塞移动的距离(或收集相同体积的氧气所需要的时间) (3)温度较高，水蒸发较快，导致氧气中含有较多的水蒸气 (4)过滤、洗涤、干燥
11.为探究催化剂对双氧水(H2O2)分解的催化效果，“胜哥“做了如下实验。
实验一
实验一：图中的实验能否证明MnO2是双氧水分解反应的催化剂？并说明理由________________________________________________________。
实验二：从表格的设计可以看出，该实验的目的是_________________________________
_________________。
实验二：数据记录表
1%H2O2溶液(mL) 50 50 50
加入MnO2的质量(g) 0.1 0.2 0.4
测量4 0秒末得到O2体积(mL)
解析：实验一：根据图示，当只有双氧水溶液时，试管口带火星的木条不复燃，可能是因为没有产生或产生氧气的量少，不足以使带火星的木条复燃，而加入一定质量的二氧化锰后，试管口带火星的木条复燃，但没有检测二氧化锰在反应前后化学性质与质量的变化情况，有可能是二氧化锰与双氧水反应产生氧气，因此不能确认二氧化锰就是双氧水分解反应的催化剂。实验二：根据表中的数据，变量是加入二氧化锰的质量，因此研究的目的是不同质量的二氧化锰对双氧水分解产生氧气速率的影响。
答案：实验一：不能，虽然反应速率发生改变，但不能确认二氧化锰在化学反应前后质量及化学性质是否发生改变(答“能，它加快了反应速度”给1分；答“能”或“不能”不给分) 实验二： 探究二氧化锰的质量对双氧水分解产生氧气的催化效果的影响
12.小科通过微信公众号“胜哥课程”的相关学习，提高素养得到了大幅提升。小科在生活中观察到：点燃的小木棒燃烧端朝上，往往没燃尽就熄灭，而燃烧端朝下，往往不易熄灭。从燃烧的条件来看，你认为燃烧端朝上的小木棒，没燃尽就熄灭的最主要原因是________________________________，若将小木棒事先涂油，燃烧端朝上也不易熄灭，请说明原因_______________________________________________。
解析：小木棒燃烧端朝上，燃烧产生的热量不能对下端的小木棒进行预热，温度达不到小木棒的着火点，所以小木棒没有燃尽就熄灭；如果小木棒事先涂油，燃烧端即使朝上，着火点较低的油燃烧产生的热量能使小木棒温度容易达到着火点，而不易熄灭。
答案：小木棒温度不易达到着火点 着火点较低的油燃烧产生的热量，使小木棒温度容易达到着火点
1. (2021·宁波)含硫元素的同类物质中硫元素的化合价可能不同，不同类物质中硫元素的化合价可能相同，如表所示。下列判断正确的是---（ ）
类别物质化合价 单质 氧化物 酸 X
0 a - - -
+4 - b d Na2SO3等
+6 - c e f
A. X表示碱
B. 物质a在空气中燃烧会发出明亮的蓝紫色火焰
C. 物质b是二氧化硫，它是空气污染物之一
D. 物质d和NaOH溶液发生中和反应生成Na2SO4和H2O
解析:（1）碱由金属离子和氢氧根离子构成；（2）根据硫在空气中燃烧的现象判断；（3）根据正负化合价代数和为零，确定氧化物b的化学式，并根据它的性质判断；（4）根据正负化合价代数和为零，确定氧化物d的化学式，并根据它的性质判断。
A.根据化学式 Na2SO3 可知，亚硫酸钠由金属离子和亚硫酸根构成，则x为盐而不是碱，故A错误；B.a为硫单质，它在空气中燃烧生成淡蓝色火焰，故B错误；C.设氧化物的化学式为SxOy，根据正负化合价代数和为零得到：（+4）x+（-2）y=0，解得：x:y=1：2，那么化学式为SO2 ， 它有刺激性气味，严重污染空气，故C正确；D.物质d为酸，其中S元素化合价为+4价，那么应该为H2SO3 ， 与氢氧化钠反应，生成Na2SO3和H2O，故D错误。故选C。
答案： C
2.（2021·杭州）下列有关说法正确的是---（ ）
A. O2具有助燃性 B. 铁生锈属于物理变化
C. 金属活动性Cu比Mg强 D. KClO3属于氧化物
解析: A.根据氧气的助燃性分析；B.有新物质生成的变化为化学变化分析；C.根据镁的活动性比铜强分析；D.根据氯酸钾属于盐分析。
A、 O2具有助燃性 ，符合题意；
B、 铁生锈属于化学变化 ，不符合题意；
C、 金属活动性Cu比Mg弱 ，不符合题意；
D、 KClO3由三种元素组成，不属于氧化物 ，不符合题意；
答案： A
3.（2021·杭州）下列依据实验现象得出的结论错误的是---（ ）
选项 实验操作与现象 实验结论
A 将1g白磷、1g红磷分别放入两支带塞的试管中，再将试管同时浸约80℃的热水里， 只有白磷燃烧 白磷的着火点比红磷低
B 将二氧化碳通入紫色石蕊试液，试液变红 二氧化碳是一种酸
C 在常温常压下，硫在氧气中燃烧比在空气中该条件下， 燃烧更剧烈 氧气的浓度越大硫燃烧得越剧烈
D 将铁粉、硫粉按一定比例混合加热后，所得固体物质不能被磁铁吸引 铁粉已跟硫粉发生了化学反应
A. A B. B C. C D. D
解析: A、根据白磷与红磷的着火点不同分析； B、根据二氧化碳与水反应分析；C、根据氧气浓度越大燃烧越剧烈分析；D、根据铁有铁磁性分析。
A、将1g白磷、1g红磷分别放入两支带塞的试管中，再将试管同时浸约80℃的热水里， 只有白磷燃烧，红磷不燃烧是因为温度达不到着火点，不符合题意；
B、将二氧化碳通入紫色石蕊试液，试液变红，是因为二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸使石蕊变色，符合题意；
C、在常温常压下，硫在氧气中燃烧比在空气中燃烧更剧烈 ，说明氧气浓度越大燃烧越剧烈，不符合题意；
D、将铁粉、硫粉按一定比例混合加热后，所得固体物质不能被磁铁吸引，说明铁粉改变了原有性质，与硫粉发生了化学反应，不符合题意；
答案： B
4. （2021·绍兴）以可靠的实验事实为基础,通过推理得出结论的研究方法称为科学推理法。下列结论通过这种方法得出的是---（ ）
A. ①电流产生的热量与电阻大小有关 B. ②可燃物燃烧需要温度达到着火点
C. ③叶片的下表面一般气孔数目较多 D. ④牛顿第一定律
解析: “理想实验”虽然也叫做“实验”，但它同前面所说的真实的科学实验是有原则区别的，真实的科学实验是一种实践的活动，而“理想实验”则是一种思维的活动；前者是可以将设计通过物化过程而实现的实验，后者则是由人们在抽象思维中设想出来而实际上无法做到的“实验”．
A、①实验是为了验证焦耳定律的影响因素，采用了转换法观察实验，可以直接得出电流的产热与电阻有关；故A错误；
B、②是验证可燃物燃烧的条件，可以直接得出可燃物燃烧需要温度达到着火点；故B错误；
C、③对比两边的气泡数量的多少，可以得出叶片的下表面气孔比上表面气孔多；故C错误；
D、④牛顿第一定律的适用条件是理想状态下的，实验不可能完成，采用的是推理的方式得出实验结论的；故D正确；
答案： D
5（2021·衢州）科学发现往往源于对实验现象的观察与研究。
（1）.如图甲进行白糖溶解实验，根据图中现象判断：溶液② (填“是”“不是”或“可能是")白糖的饱和溶液。
（2）.如图乙所示，小科利用集气瓶收集从导管导出的氧气时，每隔一段时间，他就取出导管，再用带火星的木条放在瓶口验满。可是他始终没有观察到带火星木条复燃，小科实验操作中出现的错误是 。
解析:（1）如果溶液中有未溶的固体存在，那么溶液肯定饱和；如果没有未溶的固体存在，那么溶液可能饱和，也可能不饱和。根据图片可知，溶液②中没有未溶的白糖存在，因此它可能是白糖的饱和溶液；（2）导管在集气瓶中也会占有一定的体积，当取出导管后，集气瓶内氧气的体积肯定小于瓶子的容积，即集气瓶还没有收集满，据此分析解答。可是他始终没有观察到带火星木条复燃，小科实验操作中出现的错误是：取出导管再进行验满。
答案：（1）可能是 （2）取出导管再进行验满
6.（2021·金华）实验室提供H2O2溶液、二氧化锰、KClO3和KMnO4四种药品及下列装置
根据要求完成下列问题：
（1）根据提供的药品，写出一种实验室制取O2的化学方程式________；
（2）选择装置B和C制取氧气的主要步骤有：①将导气管移出水槽；②加热；③装药品；④收集；⑤熄灭酒精灯；⑥检查装置气密性。正确的操作顺序为________。
解析:（1）根据实验室制取氧气的反应原理分析；
（2）根据加热固体制取氧气的步骤口诀“查、装、定、点、收、移、熄”，谐音“茶庄定点收利息”分析。
（1）制取氧气的反应方程式有2KClO3 2KCl+3O2↑或2H2O2 2H2O+O2↑
或2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑ ;
（2）加热固体且用排水法收集氧气时，要先检查装置气密性，再装药品，再加热、收集气体，然后集满后先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，顺序为 ⑥③②④①⑤ 。
答案：（1）MnO2 2KCl+3O2↑或2H2O2 2H2O+O2↑或2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑。
（2）⑥③②④①⑤
7. （2021·嘉兴）火是文明的起源，人类取火的方法经过了漫长的演变过程。
（1）古人取火时，用火镰击打火石，产生的火花引燃可燃物，艾绒是一种常用的引燃物，主要是它的________，因而容易点燃。
（2）1830年发明了火柴。原理是将白磷、硫、KClO3、MnO2混合，摩擦后发生KClO3分解等一系列反应，引燃火柴杆。推测KClO3在此过程中的作用是________，使燃烧更剧烈。
解析:（1）燃烧的条件：①有可燃物；②与氧气接触；③温度达到着火点；
（2）氯酸钾以二氧化锰为催化剂，在加热的条件下分解生成氧气和氯化钾，据此分析解答。
（1）古人取火时，用火镰击打火石，产生的火花引燃可燃物，艾绒是一种常用的引燃物，主要是它的着火点低，因而容易点燃。
（2）1830年发明了火柴。原理是将白磷、硫、KClO3、MnO2混合，摩擦后发生KClO3分解等一系列反应，引燃火柴杆。推测KCIO3在此过程中的作用是提供氧气，使燃烧更剧烈。
答案：（1）着火点低 （2）提供氧气
8. (2021·宁波)家庭医药箱里有一瓶标签缺损的医用双氧水，为测定其溶质质量分数，小宁设计了如图实验：在试管中放入一定量的二氧化锰，然后用注射器注入10mL该医用双氧水，直到试管中不再有气泡产生，通过测量量筒中水的体积就可以大致计算出双氧水质量分数。
（1）实验中用排水法测量氧气的体积是因为氧气具有________的性质。
（2）若俯视读得量筒中水的体积，则测得的双氧水质量分数将________。(填“偏大”“偏小”或“不变")。
解析:（1）根据气体的性质选择合适的气体收集方法；
（2）根据“俯视大仰视小”的规律确定实际得到水的质量变化，再根据溶质质量分数=确定溶质质量分数的变化。
（1）实验中用排水法测量氧气的体积是因为氧气具有不易溶于水的性质。
（2）根据“俯视大仰视小”的规律可知，若俯视读得量筒中水的体积，读出的示数偏大，而实际得到水的体积偏小，根据溶质质量分数=可知，双氧水的质量分数偏大。
答案： （1）不易溶于水 （2）偏大
9. （2021·湖州）如图是小勇用自制空气炮吹灭烛焰的实验。拉伸弹性薄膜然后放手，空气会从一端喷出，这是因为气体具有________。烛焰被吹灭是由于________。利用烛焰被吹灭确定空气流动与下列哪项采取的科学方法相同 ________
①用带箭头的直线表示光的传播路线和方向
②利用被吸引的大头针数目来比较电磁铁的磁性强弱
③控制电压相等，研究电流与电阻的关系
解析:（1）物体保持运动状态不变的性质叫惯性；
（2）灭火的方法：①隔绝可燃物；②隔绝空气；③温度降低到着火点以下；
（3）物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法，据此分析判断。
（1）拉伸弹性薄膜然后放手，空气会从一端喷出，这是因为气体具有惯性；
（2）烛焰被吹灭是由于风带走了热量，使可燃物的温度降低到着火点以下；
（3）用烛焰被吹灭确定空气流动这个实验使用了转换法。
①用带箭头的直线表示光的传播路线和方向，使用了模型法，故①不合题意；
②利用被吸引的大头针数目来比较电磁铁的磁性强弱，使用了转换法，故②不合题意；
③控制电压相等，研究电流与电阻的关系，使用了控制变量法，故③不合题意。 故选②。
答案： 惯性；可燃物的温度降低到着火点以下；②
10.（2021·杭州）氮是空气中含量最多的元素，也是构成生物体的必要元素之一但是，空气中游离态的氮不能直接被大多数生物所利用，必须经过变化，并与其他成分形成化合物(如氨或铵盐等)，才能被植物利用。如图是自 然界氮循环的示意图请回答：
（1）一株绿色植物的幼苗(如小麦)在生长过程中缺氮其最可能出现的症状是 。
A.茎秆细小、易倒伏，叶有褐斑
B.生长矮小，叶色发黄
C.生长缓慢，叶色暗绿带红
D.只开花不结果
（2）工业上常用空气冷冻分离法来获得氮气(即由液态空气分馏来获得氮气)这种方法制氮气的原理是利 用了氮气与氧气哪一物理性质的差异 ________。
（3）实验室制备少量氮气的方法很多。例如，可由亚硝酸铵来制取氮气，其反应如下：
NH4NO2 N2↑+2H2O，该反应是属于________反应(选填“化合”、“分解”、“置换或“复分解”)
（4）空气中的N2转化为NH3 ， 的过程中，N元素的化合价由0价转变为________价
（5）有人认为：人类可以通过人工固氮，大量合成含氮化肥并施用于农作物，这将有助于人类粮食增产，但也会造成环境污染。你是否同他的观点并阐述理由。
解析：（1）植物的生长需要无机盐，氮肥可以促进叶的生长，磷肥可以促进根的生长，钾肥可以促进果实种子的生长。
（2）空气分离是指低温冷冻原理从空气中分离出其组分（氧、氮和氩、氦等稀有气体）的过程。一般先将空气压缩，并冷至很低温度，或用膨胀方法使空气液化，再进行分离.
（3）分解反应是指由一种物质反应生成两种或两种以上新物质的反应；
（4）化合物中各元素化合价之和等于零；
（5）这题解答可以认同和不认同，只要说出正确解释就可以了.
（1）缺少氮肥，可以使叶子矮小，故选B；
（2）气体分离根据各气体的沸点不同；
（3）反应为一种物质变成多种物质，是分解反应；
（4）氨气里的氢元素的化合价为+1价，根据原子不带电，氮元素的化合价为-3；
故答案为： (1)B (2) 沸点不同 (3)分解 (4) -3
答案： （1）B （2）沸点不同 （3）分解 （4）-3 （5）认同，因为人工固为农田提供了更多的氮肥，有利于人类粮食增产但大量使用合成含氮化肥并施用于农作物，将会导致土壤板结；若土壤中N元素超标，被淋溶后，易导致水体的富营养化污染等一系列环境问题。
不认同，因为人工固氮可以为农田提供更多的氮肥，有利于人类粮食增产，只要我们合理控制化肥的使用量，一般不会造成土壤板结，水体富营养化污染等环境问题。
11.（2021·衢州）钢丝棉是一种由低碳钢制成的细丝，直径约0.125-0.189毫米。小科利用钢丝棉探究铁制品锈蚀的条件，实验如下：
步骤一：取3个50mL活塞润滑性良好的注射器，检查气密性后备用。
步骤二：称取3团等质量的钢丝棉(每团体积约为6cm3)，A保持干燥，B用少量蒸馏水润湿，C用少量食盐水润湿，分别放人甲、乙、丙注射器中。
步骤三：移动活塞，使它们均处于46mL刻度处，再用橡皮帽封住注射孔(如图所示)。
步骤四：每隔一定时间，观察到的实验现象如下表。
5分钟 20分钟 1小时 5小时
甲 无现象 无现象 无现象 无现象
乙 出现少许锈斑，活塞未明显移动 出现明显锈斑，活塞移动少许 锈斑增多，活塞移动明显 锈蚀严重，活塞处于39mL刻度处
丙 出现明显锈斑，活塞移动少许 锈斑增多，活塞移动明显 锈蚀严重，活塞处于39mL刻度处 锈蚀严重，活塞处于39mL刻度处
（1）.检查注射器气密性：先用橡皮帽封住注射孔，用手向外拉动活塞，放手后观察到 ， 则气密性良好。
（2）.比较乙、丙实验现象得到的结论： 。
（3）.钢铁生锈还需要氧气，请你利用本实验数据计算出空气中氧气的体积分数为 。
解析:（1）当注射器密封良好时，向外拉动活塞，里面的气压减小。松开手后，在外界大气压强的作用下，活塞向里移动，直到内外气压相等，此时活塞恢复原位。
（2）活塞移动的越多，说明消耗的氧气越多，出现的锈斑越多，说明铁锈生成的越多，据此比较乙、丙数据得到结论。
（3）活塞所对刻度的减小值就是注射器中氧气的体积，注射器中空气的体积等于活塞所对的刻度值减去钢丝棉的体积，最后根据计算即可。
（1）检查注射器气密性：先用橡皮帽封住注射孔，用手向外拉动活塞，放手后观察到活塞恢复原位，则气密性良好。
（2）比较乙、丙实验现象得到的结论：氯化钠(食盐、盐水)能加快钢铁的生锈。
（3）注射器中氧气的体积：46ml-39ml=7ml；
注射器中的空气的体积：46ml-6ml=40ml。
空气中氧气的体积：。
答案：（1）活塞恢复原位 （2）氯化钠(食盐、盐水)能加快钢铁的生锈（3）17.5%或7/40或0.175
12. （2021·嘉兴）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，反应会过于刷烈而引发事故。
【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，需控制三次实验中滴加H2O2溶液的________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）【继续探究】针对提出的问题，他又利用如图装置，用3%的H2O2溶液分别在0℃、20℃和60℃的条件下进行实验。进行该实验所基于的假设是________。
解析:（1）在反应过程中，如果滴加过氧化氢溶液的速度过快，也会造成溶液浓度的增大，从而对实验探究的问题产生影响；
（2）氧气产生的速度其实就是气泡生成的速度，可以用相同时间比体积或相同体积比时间的方法来确定速度的大小；
（3）分析对实验的描述中哪个因素发生改变，从而确定猜想的因素即可。
（1）为了更好地比较反应的快慢，需控制三次实验中滴加H2O2溶液的速度相同。
（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：相同时间内收集到氧气的体积；
（3）用3%的H2O2溶液分别在0℃、20℃和60℃的条件下进行实验，变量是温度，因此该实验基于的假设为：水可以降低温度，减缓反应的速度。
答案： （1）速度 （2）相同时间内收集到氧气的体积 （3）水可以降低温度，减缓反应的速度
13. （2021·丽水）建构合理的思维模型，既能促进深度学习，又能提高思维品质。小科建构了“两组份混合物含量测定"的思维模型；
运用该模型对教材中“测定空气中氧气含量"的实验进行了再探究：忽略含量很低的其它物质，空气可以看成由氮气和氧气组成的两组份混合物。
[探究一]根据沸点低的组份先汽化的性质，测定混合物中某组份的含量。
（1）将空气转变为液态空气，液氮先汽化。从建模角度分析，该操作属于上述思维模型中的________；
（2）[探究二]根据混合物中某组份发生化学反应，测定混合物中某组份的含量。
按图甲装置测定空气中氧气含量时，止水夹最合理的打开时间是________ (填“反应刚结束时”或“冷却到室温时”)；
（3）[交流评价]已知：在氧气不充足时，碳与氧气反应生成一氧化碳，一氧化碳不溶于水且不与碱反应。小科用足量木炭替换红磷，等体积氢氧化钠浓溶液替换集气瓶中的水，规范操作后，测得的氧气含量将________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)；
（4）[继续探究]运用上述思维模型，小科又设计了图乙的实验装置，其“测定空气中氧气含量"的原理是________。
解析:根据分离液态空气的原理、测氧气体积含量的原理分析，测定氧气含量时要用物质与氧气反应，使装置内压强减少，液体补充减少的氧气体积，从而得出氧气体积。
（1） 将空气转变为液态空气，液氮先汽化 ，属于分离转移；
（2）气体的体积容易受温度的影响，若不冷却至室温，测出的气体体积就会偏大，则氧气的体积就会偏小；为使结果更准确，测定空气中氧气含量时，止水夹要在冷却至室温时打开；
（3） 在氧气不充足时，碳与氧气反应生成一氧化碳，一氧化碳不溶于水且不与碱反应 ，则用足量木炭替换红磷，等体积氢氧化钠浓溶液替换集气瓶中的水，规范操作后，因碳燃烧会生成CO，使得测得的氧气含量将偏小；
（4）图乙测氧气含量的原理是铜和装置中的氧气反应，生成氧化铜固体。装置内的气体冷却到室温时，注射器内减少的体积即为装置内氧气的体积，氧气的体积与反应前装置内的总体积之比即为氧气的含量 ；
答案：（1）分离转移 （2）冷却到室温时 （3）偏小
（4）铜和装置中的氧气反应，生成氧化铜固体。装置内的气体冷却到室温时，注射器内减少的体积即为装置内氧气的体积，氧气的体积与反应前装置内的总体积之比即为氧气的含量。
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第33讲 空气和氧气
考点 常见题型 考点分值
1.说出空气的主要成分(了解) 选择、填空 2～4分
2.举例说明空气在人类生活和生产中的重要作用(理解) 选择(综合型)、填空 2～4分
3.说明氧气的用途及与其性质的关系(理解) 选择(综合型)、填空 2～4分
4.说明二氧化碳的用途及其与性质的关系(理解) 选择(综合型)、填空 2～6分
5.列举空气中污染物的主要来源(了解) 选择(综合型)、填空 2～4分
6.列举防治空气污染的方法(了解) 选择、填空 2～4分
7.列举空气质量指数的主要内容(了解) 选择(综合型)、填空 2～4分
8.概述氧气的主要物理性质和化学性质(理解) 选择(综合型)、填空 2～4分
9.知道典型金属(镁、铁等)和非金属(碳、硫、磷、 氢气等)在空气或氧气中燃烧的现象及产物(了解) 选择(综合型)、填空 2～6分
10.说明氧气的实验室制备及检验方法(理解) 选择(综合型)、填空 2～4分
11.知道催化剂的概念(了解) 选择、填空 2～4分
12.知道催化剂在化学反应中的作用(了解) 选择(综合型)、填空 2～4分
一、空气的成分及用途
1. 空气属于________(填物质类别)，也是一种宝贵的资源。
2. 空气的成分
各成分的体积分数大约是：氮气______(最大)，氧气______，稀有气体0.93%，二氧化碳0.04%，水蒸气等其他气体和杂质0.03%。
3. 空气中氧气含量的测定
（1） 实验装置：
【特别提醒】集气瓶中水的作用：__________________________。该实验应用的探究方法为转化法。
（2）实验药品：红磷。
药品的选择原则：物质在空气中只能与氧气反应，不会跟其他成分反应，生成物为固体，不产生气体。
（3） 实验原理
(1)设计原理：红磷燃烧消耗密闭容器中的氧气，使密闭容器内压强________，打开止水夹后，在外界大气压的作用下，水被压入密闭容器中，进入容器内水的体积即为消耗的氧气的体积。
(2)空气中氧气的体积分数＝×100%。
(3)反应的化学方程式为____________________。
（4）实验步骤及现象
(1)在实验开始前，检查装置的气密性。
解读：将导管伸入盛水的烧杯中，用手捂住集气瓶外壁，若导管内有气泡冒出，松开手后，导管内形成一段稳定的水柱，则气密性良好。
(2)点燃燃烧匙内的红磷，立即塞紧瓶塞，观察到：________________________________。
(3)火焰熄灭后，振荡集气瓶，待装置冷却后，打开止水夹，进入集气瓶中水的体积约占集气瓶内空气总体积的____。
（5）实验结论
空气中氧气的体积约占空气总体积的________。
（6） 拓展结论
(1)反应结束后，集气瓶中剩余气体的主要成分为________，体积约为原集气瓶中空气总体积的________。
(2)由实验可知，氮气具有的性质为____________________________。
核心素养 质疑与创新
①实验中能否用硫粉或炭粉代替红磷，并说明原因
________________________________________________________________________。
②拉瓦锡测出氧气约占空气总体积的，而在我们的实验中气体减少的体积往往小于，为什么呢？__________________________________________________________________。
③在用铁生锈的原理进行实验时，不是将足量发热剂堆在瓶底，而是将其涂抹在广口瓶内壁的四周，其目的是_______________________________________________________。
④与原实验装置相比图示装置的优点是_________________________________。
4. 空气在人类生活和生产中的重要作用
气体 用途
氮气 ①灯泡中充氮可延长灯泡的使用寿命，食品包装时充氮可以防腐、保鲜(化学性质______)②制造化肥、炸药的重要原料(体现化学性质)③可作制冷剂，医疗上常用液氮冷却麻醉或冷藏人体细胞组织(体现________性质)
氧气 ①医疗急救(供给____)②乙炔在氧气中燃烧产生高温火焰，用于切割或焊接金属(支持燃烧)
二氧化碳 ①用作气体肥料(光合作用的原料)②用于灭火(密度比空气大，不燃烧也不________)③用于制纯碱、尿素和汽水④干冰，即固态二氧化碳，可作制冷剂，也可用于人工降雨(体现____性质)
稀有气体 ①常用作保护气，如在焊接金属时用于隔绝空气(化学性质________)②可用于制造各种用途的电光源，如霓虹灯等(通电时能发出不同颜色的光)③用于激光技术、制造低温环境，如氦气；用于医疗麻醉，如氙气
二、空气的污染与防治
1. 空气质量指数
(1)目前计入空气质量指数(AQI)的污染物有：________、________、________、________和________等。
(2)空气质量指数范围为0～500，并分为六个级别。指数越大，表征颜色越深，说明空气污染状况越严重，对人体健康的危害也就越大。
2. 空气污染物的主要来源
(1)自然因素：森林火灾、火山爆发等。
(2)人为因素(主要原因)：工业废气、生活燃煤、汽车尾气等。
【特别提醒】①空气中CO2浓度过高会导致温室效应加剧，但CO2不属于空气污染物。
②CO2浓度越高，溶于海水形成的碳酸就越多，海水的酸度就越高。
3. 防治措施
(1)减少污染物排放量。
(2)合理规划工业区与非工业区。
(3)加大植树造林力度。
(4)加大空气质量检测等。
三、氧气
1. 氧气的性质
(1)氧气的物理性质
常温下，氧气是一种________的气体，______溶于水。在标准状况下，密度比空气略______。在压强为1.01×105帕的条件下，液氧呈______色，固态氧呈雪花状______色固体。
【特别提醒】闻药品气味的正确操作：用手轻轻地在瓶口扇动，使极少量的气体飘入鼻孔。
(2)氧气的化学性质
氧气是一种化学性质比较活泼的气体，能与许多物质发生反应，能支持燃烧，具有较强的________性，在点燃或加热条件下能跟大多数非金属或金属反应。
2. 单质在空气或氧气中燃烧
Ⅰ.金属单质
(1)铁丝燃烧
①现象：在空气中，铁丝红热，不燃烧；
在氧气中，剧烈燃烧，________________________________________。
②在氧气中燃烧的化学方程式：____________________________。
【特别提醒】反应前在集气瓶瓶底预先装有少量水或铺一层细沙，目的是______________________。
(2)镁条燃烧
①现象：在空气中，剧烈燃烧，发出____________，放出大量的热，生成________；在氧气中燃烧更剧烈。
②化学方程式：____________________________。
(3)铝箔燃烧
①实验：将一小片铝箔一端固定在粗铁丝上，另一端裹一根火柴。点燃火柴，待火柴燃尽时，立即把铝箔伸入留有水、充满氧气的集气瓶中。
②现象：发出_____________________________。
③化学方程式：___________________________。
Ⅱ.非金属单质
(1)磷燃烧
①现象：在空气中燃烧，________________，放出大量的热；在氧气中燃烧更剧烈。
②化学方程式：________________________________________________________。
(2)硫燃烧
①现象：在空气中燃烧，发出____________，放出热量；在氧气中燃烧，发出________________，放出大量的热，在空气和氧气中燃烧均生成有刺激性气味的气体。
②化学方程式：____________________________。
【特别提醒】a.反应前在集气瓶瓶底加少量水或氢氧化钠溶液的目的是______________________，防止污染空气。
b. 硫粉燃烧生成的SO2与水反应生成H2SO3，显酸性，能使紫色石蕊溶液变________。
c．NaOH溶液吸收SO2的化学方程式为____________________。
(3)木炭燃烧
①现象：在空气中，木炭红热，无烟，无焰，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体；在氧气中，发出______，放出大量的热，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。
②化学方程式：______________________(完全燃烧)，______________________(不完全燃烧)。
(4)氢气燃烧
①现象：在空气中燃烧，产生____________色火焰，在火焰上方罩一个干冷烧杯，烧杯内壁有水珠出现；在氧气中燃烧更剧烈。
②化学方程式：___________________________________________________。
注意：氢气在点燃前，要先检验氢气的纯度。
3. 化合物在空气或氧气中燃烧
(1)一氧化碳
①现象：在空气中燃烧，产生________色火焰，放出大量的热，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体；在氧气中燃烧更剧烈。
②化学方程式：__________________________________________________。
(2)甲烷
①现象：在空气中燃烧，产生明亮的蓝色火焰，放出大量的热，在火焰上方罩一个干冷烧杯，烧杯内壁有水珠出现；燃烧结束后，立即在烧杯内倒入少量澄清石灰水，石灰水变________；在氧气中燃烧更剧烈。
②化学方程式：___________________________________________________。
4. 蜡烛：在空气中燃烧发出黄光，放出热量。蜡烛熄灭时产生的白烟是蜡油蒸汽。
5. 氧气的制取
(1)工业制法(物理方法)
①工业上常采用空气冷冻分离法制取氧气。
②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，可以得到含氧量较高的富集氧气。
(2)氧气的实验室制取
1．发生装置及反应原理
发生装置的选择(依据：________________)
反应原理(化学方程式) 发生装置
①______________________________②_______________________________ (固体加热型)
⑤______________________________ 图1 图2(固液常温型)
【特别提醒】实验室制取氧气时，忘记加MnO2，反应速度会变________。
2. 收集装置的选择
选择依据：气体的溶解性和______。
方法 排水法 向上排空气法
装置图 氧气____溶于水 氧气的密度比空气____
优缺点 收集到的气体纯净但不干燥 收集到的气体干燥但不纯净
3. 检验与验满(依据：____________________)。
检验方法 ____________________________
验满方法 __________________________________________
【特别提醒】用排水法收集的氧气，将带火星的木条伸入集气瓶中，木条不能复燃的原因可能是氧气中含有较多水蒸气。
4. 实验步骤(以加热高锰酸钾制取氧气为例)
检查装置气密性―→装入药品―→固定装置―→点燃酒精灯―→收集气体―→撤离导管―→熄灭酒精灯
记忆口诀：茶、庄、定、点、收、利、息。(查、装、定、点、收、离、熄)
5. 注意事项
(1)试管口应____________，防止____________。
(2)用高锰酸钾制取氧气时，要在试管口加__________________。
(3)实验室用过氧化氢和二氧化锰制氧气选择分液漏斗的优点是______________，若用长颈漏斗制取氧气，为了防止气体从长颈漏斗逸出，一定要将长颈漏斗下端插入________。
(4)向上排空气法收集氧气时，导管应伸入集气瓶的底部，目的是_____________________。
(5)收集满氧气后，在水面下用玻璃片(毛面向里)盖住瓶口，移出水槽，________(填“正放”或“倒放”)在桌面上。
(6)当导管口有气泡________冒出时开始收集。
(7)用排水法收集完后，先将导管撤出，再熄灭酒精灯，目的是为了防止________。
6. 实验拓展
(1)无法收集到纯净的气体的原因：①装置气密性不好；②在气泡还未连续、均匀冒出时收集气体。
(2)排水法收集氧气时，水槽中水变红的原因是高锰酸钾随着氧气进入水槽，溶解形成紫红色溶液。
7. 实验中涉及的基本实验操作
检查装置气密性
(1)手握法(如图)：先将导管口的下端浸入水中，用手紧握试管，导管口有气泡冒出，松手后导管内________________，证明装置气密性良好。
(2)水压法(如图)：
将长颈漏斗的末端伸入锥形瓶中的液面以下，用弹簧夹夹紧橡皮管，向长颈漏斗中注入一定量的水，静置一段时间后，长颈漏斗内液面________，证明装置气密性良好。
四、催化剂和催化作用
1. 催化剂
(1)在化学反应中，只起________反应速度的作用，本身的________和__________在反应前后都没有改变的物质叫作催化剂，工业上又叫作触媒。
2. 催化作用
在化学反应中，催化剂起________作用。
知识点1 空气主要成分的性质及用途
例1：空气是一种重要的自然资源,在我们的生产和生活中有着广泛的用途。空气中的_______可用于食品防腐保鲜,也是制造化肥和炸药的重要原料;空气中的_________是形成云或雾的主要物质;空气中的____________是光合作用的原料之一，这种物质的固态在升华时吸收大量的热，可以用于人降雨;工业上用分离液态空气的方法制取氧气,是利用了液氮和液氧的_________不同。
◆变式训练
1. 性质决定用途，下列利用空气某成分物理性质的是---( )
A．氧气可以供给呼吸 B．氮气可以制造化肥
C．干冰用于人工降雨 D．稀有气体用作保护气
2.空气是一种混合物，其中的氧气和二氧化碳与我们人类息息相关。关于氧气和二氧化碳的说法正确的是---（ ）
A. 构成:都是由分子构成，且都含有氧分子
B. 性质:常温下均为气体，且都易溶于水
C. 用途:氧气可用作燃料，二氧化碳可用作化工原料
D. 转化:在自然界中氧气和二氧化碳可以相互转化
知识点2 空气中氧气含量的测定
例2： “胜哥”在课堂上做《空气中氧气含量》 ( https: / / mp.weixin. / s / qj76IwGt_x3KLj8SJwM0EQ )的演示实验，装置如图所示。实验后，“胜哥”发现进入集气瓶中水的体积约占瓶中空气体积的1/5。那么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
◆变式训练
1．观看微信公众号“胜哥课程”的《空气中氧气含量》 ( https: / / mp.weixin. / s / qj76IwGt_x3KLj8SJwM0EQ )科学视频后，小科进行了实验。甲图所示为小科用来测定空气中氧气含量的装置及药品。
(1)小科为获得较为准确的实验数据，下列做法不正确的---是---( )
图甲 图乙
A．检查装置的气密性
B．燃烧匙中的红磷足量
C．点燃红磷后缓慢将燃烧匙插入瓶中，塞紧瓶塞
D．红磷熄灭，广口瓶冷却后打开弹簧夹
(2)小科同学用足量的木炭代替红磷、氢氧化钠溶液代替水来做此实验。小科操作正确，但是测得的数据小于用红磷测得的数据，其原因是木炭燃烧除生成二氧化碳外还可能生成________。
(3)市售“暖宝宝”中发热剂的主要成分是：铁粉、炭粉、水和食盐等，反应原理可以简化为铁生锈。小科用配制的发热剂按图乙装置实验。他不是将足量的发热剂堆在瓶底，而是将其涂抹在广口瓶内壁的四周，这样做的目的是________________________________。
(4)在上述三个实验操作都正确的情况下，与另两个实验的测量结果相比，第三个实验的测量结果与空气中氧气的含量更接近。推测其主要原因，最合理的是______________________
______________________________。
知识点3 空气的污染及防治
例3：温室效应主要是由于大气中哪种气体含量增加所致---( )
A. NO2 B. CO2 C. SO2 D. 氟利昂
◆变式训练
1. 造成大气污染的二氧化硫主要来自---( )
A. 硫酸厂排放的废气 B. 大量燃烧含硫的燃料
C. 火山爆发产生的气体 D. 汽车排放的大量尾气
2. 环境空气质量指数用AQI来表示，其主要污染物指标为PM10、PM2.5、O3等。在发布的指标中，不包括下列哪种物质---( )
A．SO2 B．NO2 C．CO2 D．CO
知识点4 氧气的化学性质
例4：物质与氧气反应的两种最常见的方式为________和________。铁器锈蚀的过程，是铁与空气中的________和________共同作用的结果。铁锈是________色的粉末。
◆变式训练
1. 如图所示是“胜哥”设计的“铁丝在氧气中燃烧”的改进实验，“胜哥”用适量双氧水和二氧化锰代替原实验中集气瓶里的水。
(1)用双氧水和二氧化锰代替集气瓶里的水，其优点除了使实验更简便外，还有__________
______________________________________________________________。
(2)实验中可观察到铁丝燃烧的现象是____________________，并放出大量热，生成一种黑色固体，请写出该反应的化学方程式_____________________________________________
____________________________。
2.硫燃烧产生的二氧化硫气体会造成空气污染，为避免二氧化硫污染空气，“胜哥”对教材中“硫在空气和氧气中燃烧”的实验进行了改进与创新，设计了如图所示的实验装置。
【实验原理】
①B装置中燃烧匙固定在带有a导管的单孔塞上，硬质玻璃管透光性好，不影响实验现象的观察；
②C装置的广口瓶中盛放氢氧化钠溶液可吸收二氧化硫气体，避免污染；
③打开D装置中的阀门，气体就会从左向右依次进入各装置。
【实验过程】
步骤一：将硫粉放在燃烧匙上，在空气中点燃后，迅速伸入硬质玻璃管内(如图B装置)。打开阀门，观察硫在空气中燃烧的现象；
步骤二：将导管a伸入盛有氧气的集气瓶中(如图A装置)，观察硫在氧气中燃烧的现象。
【交流讨论】
(1)硫在空气中燃烧并发出________火焰，生成的SO2气体被氢氧化钠溶液吸收的反应原理是__________________________(用化学方程式表示)。
(2)气流能从左向右作定向流动的原因是___________________________________________
______________________________________________________________________________________。
知识点5 氧气的实验室制取
例5：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.
◆变式训练
1. 如图是实验室制取和收集气体的装置，如果用氯酸钾和二氧化锰来制取并收集一瓶干燥的氧气，应选择下列装置中的________(用编号表示)，检验这瓶氧气是否收集满的方法是__________________________。
2．“胜哥”用如图所示的科学仪器装配“加热高锰酸钾制取氧气”的实验装置，请回答：
(1)装配一套该实验装置，除选用序号为FGHI的仪器外，还需用到的仪器有________(填序号)。
(2) 装配该气体发生装置时，“胜哥”在检查完装置的气密性后，放置好酒精灯，根据酒精灯的高度将盛有药品的试管固定在铁架台上，固定试管时应做到_________________________
______________________________________________。
知识点6 燃烧与灭火
例6： “胜哥”在课堂上给同学们做了一个演示实验，如图所示，烧杯中盛有80 ℃的热水，杯底放有一小粒白磷，当将一支大试管迅速插入水中并罩住白磷时，白磷立即燃烧起来。该实验说明燃烧需要---( )
A. 水 B. 氧气
C. 可燃物 D. 温度达到着火点
◆变式训练
1.小科通过微信公众号“胜哥课程”深刻理解了关于燃烧的科学知识。他进行了如图所示的实验。这说明了燃烧需要的条件是---( )
A. 有可燃物
B. 有助燃剂
C. 温度达到可燃物的着火点
D. 可燃物与火焰直接接触
2.我市某地某废金属收购场发生火灾，十几吨金属镁爆燃，八辆装满清水的消防车却没有用武之地，最后用十三吨沙土才将大火扑灭。
(1) 金属收购场所不能用水灭火，因为金属镁在高温条件下会跟水反应生成氢氧化镁和氢气，请写出该反应的化学方程式：_________________________________________。
(2)沙土灭火的原理是使可燃物____________。
(3)火灾现场的另一种金属A却没有发生燃烧，但其表面变黑，由此判断：镁的金属活动性________A的金属活动性(选填“＞”“＝”或“＜”)。
3. 小科通过微信公众号“胜哥课程”学习了《空气与氧气》的课程后，想探究可燃物的燃烧条件。小科用如图所示装置进行了实验(白磷、红磷均不超过绿豆大小，锥形瓶中的白磷A与红磷C尽量拉开距离)，白磷的着火点为40 ℃，红磷的着火点为240 ℃。
(1)写出锥形瓶中发生的实验现象：______________________________。
(2)结合本实验目的，写出烧杯中70 ℃热水的作用：____________________________。
知识点7 催化剂和催化作用
例7：小科通过微信公众号“胜哥课程”深刻理解了催化剂的相关科学知识。那么下列关于催化剂在化学反应中的作用说法正确的是---( )
A. 一定加快反应速度 B. 会减慢反应速度
C. 加快或减慢反应速度 D. 不改变反应速度
◆变式训练
1. 科学家利用碱性膜、镍和二氧化锰电极制成尿素燃料电池。它只要吸入尿液，就能获得电能，并产生水、氮气和二氧化碳。一个成年人每星期所排出的尿液转化的电能，足以供一辆电动自行车行驶60千米。镍在燃料电池中能改变反应速度，但自身质量和化学性质都不发生改变，起________作用。
2.人体代谢产生的过氧化氢，对人体有毒害作用。人体肝脏中的过氧化氢酶能催化过氧化氢分解产生氧气和水。某同学查阅资料发现，FeCl3也能催化过氧化氢分解。为比较过氧化氢酶和FeCl3催化效率的高低，该同学在28 ℃环境下进行了如下探究：
(1)提出问题：过氧化氢酶和FeCl3催化效率哪个更高？
(2)猜想与假设：__________________。
(3)实验材料：适宜浓度的FeCl3溶液，适宜浓度的新鲜猪肝研磨液(含有过氧化氢酶)，适宜浓度的过氧化氢溶液等。
(4)实验步骤：
①取2支洁净的试管，编号为1、2，并各注入3 mL适宜浓度的过氧化氢溶液；
②向1号试管内滴入2滴适宜浓度的FeCl3溶液，向2号试管内________________________；
③观察并记录两支试管产生气泡的情况。
(5)预测实验结果：
请写出一种可能的实验结果：____________。
(6)在以上探究的基础上，该同学又完成了“探究温度对猪肝研磨液和FeCl3催化效率的影响”实验。实验结果如图所示。图中代表猪肝研磨液催化效率的曲线是________，判断的理由是__________________________________________。
1.有五种物质：①汽车排气形成的烟雾；②石油化工厂排出的废气；③人呼出的二氧化碳气体；④植物进行光合作用所放出的气体；⑤煤燃烧产生的烟尘。其中均会使空气受到污染的是---( )
A. ①②⑤ B. ①②③ C. ②③⑤ D. ①④⑤
2.以下是国家关于空气污染指数与质量级别、质量状况的对应关系表。某市某日的空气污染指数为56～76，根据表中的信息判断该市当天的空气质量级别和空气质量状况分别为---( )
污染指数 50以下 51～100 101～200 201～300 300以上
质量级别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ
质量状况 优 良 轻度污染 中度污染 重度污染
A. Ⅰ级，优 B. Ⅱ级，良 C. Ⅲ级，轻度污染 D. V级，重度污染
3.小科通过微信公众号“胜哥课程”了解了空气是一种宝贵的自然资源。下列说法正确的是---( )
A.氧气能支持燃烧，可做燃料 B.空气成分中体积分数最大的是氮气
C.空气中各成分的含量恒定不变 D.空气污染指数越大,空气质量状况越好
4. 下列用化学知识解释“火上浇油”的说法合理的是---( )
A. 增加易燃物，可以使燃烧更旺 B. 增大氧气浓度，可以使燃烧更旺
C. 降低可燃物的着火点，达到灭火的目的 D. 清除可燃物，达到灭火的目的
5.在野外游玩禁止乱扔烟头，以防发生火灾。你认为烟头引起火灾的主要原因是---（ ）
A. 提供氧气 B. 改变可燃物的着火点 C. 提供可燃物 D. 使可燃物的温度达到着火点
6．臭氧虽有毒，但平流层中的臭氧层可以避免地球生物受到过强紫外线的辐射。 近地面的臭氧是由于氮氧化物等在阳光照射下发生光化学反应产生的。下列说法错误的是---( )
A．臭氧与氧气的化学性质不同
B．臭氧是空气质量指数的污染物之一
C．汽车尾气大量排放会导致臭氧污染
D．佩戴口罩能有效阻挡臭氧的吸入
7.实验室制氧气的两种方法如下：
方法一：2H2O2 2H2O＋O2↑
方法二：2KMnO4 K2MnO4＋MnO2＋O2↑
(1)两种方法涉及到的化学反应基本类型都是________反应。
(2)如图是实验室用于制取、干燥和收集气体的装置图。图中仪器A的名称是________。现用方法一制取并收集一瓶干燥的氧气，请按气体流向，用导管的编号将装置连接好________________________________________________________________________。
8. 有CO2、N2、O2三种气体，能让燃着的木条燃烧更旺的是________。小科将二氧化碳气体通入滴有紫色石蕊试液的水中，他可能要探究的问题是______________________，所得溶液的pH____7(选填“＜”、“＝”或“＞”)。
9. 小科观看了微信公众号“胜哥课程”中的科学视频——《空气中氧气含量》 ( https: / / mp.weixin. / s / qj76IwGt_x3KLj8SJwM0EQ )产生了浓厚的兴趣。为验证空气中氧气的体积分数，小科按图甲所示的装置进行了多次实验，发现每次测得的氧气体积分数总是远小于21%。他认为误差主要由实验装置造成，于是改用图乙装置进行实验，步骤如下：
①连接装置并检查气密性。
②在量筒内加入150毫升的水。
③在广口瓶中加入少量水，使瓶内空气体积为300毫升。
④在燃烧匙内放入过量的红磷，塞紧瓶塞。关闭止水夹，接通电源使电烙铁发热，点燃红磷后，断开电源。
⑤燃烧结束并充分冷却后，打开止水夹，待量筒内水面不再下降时，记录量筒内水的体积为90毫升。
(1)小科按图甲装置进行实验时，该如何检查装置的气密性？__________________________
__________________________。
(2)与装置甲相比，装置乙中使用电烙铁可以减小实验误差，其原因是：_________________
_______________________________。
(3)根据本实验数据，计算出空气中氧气的体积分数为______________。
10.小科为了探究温度对H2O2分解反应速率的影响，借助如图所示实验装置(夹持仪器略去)进行了两次实验，两次实验的部分设计如表所示：
实验1 实验2
MnO2的质量/克 0.5 0.5
5%的H2O2的体积/毫升 40 待填
水浴温度/℃ 20 80
……
(1)实验2中应加入5%H2O2________毫升。
(2)在两次实验中，可通过_____________________________________________________
_______________________________来比较H2O2分解反应速率的大小。
(3) 实验2中水浴温度控制在80 ℃时，测定的反应速率会比真实值偏大，其原因除锥形瓶内气体受热膨胀外，还有_______________________________________________________
___________________________________。
(4)实验结束后若要将MnO2从混合物中分离出来，可采取的方法是__________________________________________________。
11.为探究催化剂对双氧水(H2O2)分解的催化效果，“胜哥“做了如下实验。
实验一
实验一：图中的实验能否证明MnO2是双氧水分解反应的催化剂？并说明理由________________________________________________________。
实验二：从表格的设计可以看出，该实验的目的是_________________________________
_________________。
实验二：数据记录表
1%H2O2溶液(mL) 50 50 50
加入MnO2的质量(g) 0.1 0.2 0.4
测量4 0秒末得到O2体积(mL)
12.小科通过微信公众号“胜哥课程”的相关学习，提高素养得到了大幅提升。小科在生活中观察到：点燃的小木棒燃烧端朝上，往往没燃尽就熄灭，而燃烧端朝下，往往不易熄灭。从燃烧的条件来看，你认为燃烧端朝上的小木棒，没燃尽就熄灭的最主要原因是________________________________，若将小木棒事先涂油，燃烧端朝上也不易熄灭，请说明原因_______________________________________________。
1. (2021·宁波)含硫元素的同类物质中硫元素的化合价可能不同，不同类物质中硫元素的化合价可能相同，如表所示。下列判断正确的是---（ ）
类别物质化合价 单质 氧化物 酸 X
0 a - - -
+4 - b d Na2SO3等
+6 - c e f
A. X表示碱
B. 物质a在空气中燃烧会发出明亮的蓝紫色火焰
C. 物质b是二氧化硫，它是空气污染物之一
D. 物质d和NaOH溶液发生中和反应生成Na2SO4和H2O
2.（2021·杭州）下列有关说法正确的是---（ ）
A. O2具有助燃性 B. 铁生锈属于物理变化
C. 金属活动性Cu比Mg强 D. KClO3属于氧化物
3.（2021·杭州）下列依据实验现象得出的结论错误的是---（ ）
选项 实验操作与现象 实验结论
A 将1g白磷、1g红磷分别放入两支带塞的试管中，再将试管同时浸约80℃的热水里， 只有白磷燃烧 白磷的着火点比红磷低
B 将二氧化碳通入紫色石蕊试液，试液变红 二氧化碳是一种酸
C 在常温常压下，硫在氧气中燃烧比在空气中该条件下， 燃烧更剧烈 氧气的浓度越大硫燃烧得越剧烈
D 将铁粉、硫粉按一定比例混合加热后，所得固体物质不能被磁铁吸引 铁粉已跟硫粉发生了化学反应
A. A B. B C. C D. D
4. （2021·绍兴）以可靠的实验事实为基础,通过推理得出结论的研究方法称为科学推理法。下列结论通过这种方法得出的是---（ ）
A. ①电流产生的热量与电阻大小有关 B. ②可燃物燃烧需要温度达到着火点
C. ③叶片的下表面一般气孔数目较多 D. ④牛顿第一定律
5（2021·衢州）科学发现往往源于对实验现象的观察与研究。
（1）.如图甲进行白糖溶解实验，根据图中现象判断：溶液② (填“是”“不是”或“可能是")白糖的饱和溶液。
（2）.如图乙所示，小科利用集气瓶收集从导管导出的氧气时，每隔一段时间，他就取出导管，再用带火星的木条放在瓶口验满。可是他始终没有观察到带火星木条复燃，小科实验操作中出现的错误是 。
6.（2021·金华）实验室提供H2O2溶液、二氧化锰、KClO3和KMnO4四种药品及下列装置
根据要求完成下列问题：
（1）根据提供的药品，写出一种实验室制取O2的化学方程式________；
（2）选择装置B和C制取氧气的主要步骤有：①将导气管移出水槽；②加热；③装药品；④收集；⑤熄灭酒精灯；⑥检查装置气密性。正确的操作顺序为________。
7. （2021·嘉兴）火是文明的起源，人类取火的方法经过了漫长的演变过程。
（1）古人取火时，用火镰击打火石，产生的火花引燃可燃物，艾绒是一种常用的引燃物，主要是它的________，因而容易点燃。
（2）1830年发明了火柴。原理是将白磷、硫、KClO3、MnO2混合，摩擦后发生KClO3分解等一系列反应，引燃火柴杆。推测KClO3在此过程中的作用是________，使燃烧更剧烈。
8. (2021·宁波)家庭医药箱里有一瓶标签缺损的医用双氧水，为测定其溶质质量分数，小宁设计了如图实验：在试管中放入一定量的二氧化锰，然后用注射器注入10mL该医用双氧水，直到试管中不再有气泡产生，通过测量量筒中水的体积就可以大致计算出双氧水质量分数。
（1）实验中用排水法测量氧气的体积是因为氧气具有________的性质。
（2）若俯视读得量筒中水的体积，则测得的双氧水质量分数将________。(填“偏大”“偏小”或“不变")。
9. （2021·湖州）如图是小勇用自制空气炮吹灭烛焰的实验。拉伸弹性薄膜然后放手，空气会从一端喷出，这是因为气体具有________。烛焰被吹灭是由于________。利用烛焰被吹灭确定空气流动与下列哪项采取的科学方法相同 ________
①用带箭头的直线表示光的传播路线和方向
②利用被吸引的大头针数目来比较电磁铁的磁性强弱
③控制电压相等，研究电流与电阻的关系
10.（2021·杭州）氮是空气中含量最多的元素，也是构成生物体的必要元素之一但是，空气中游离态的氮不能直接被大多数生物所利用，必须经过变化，并与其他成分形成化合物(如氨或铵盐等)，才能被植物利用。如图是自 然界氮循环的示意图请回答：
（1）一株绿色植物的幼苗(如小麦)在生长过程中缺氮其最可能出现的症状是 。
A.茎秆细小、易倒伏，叶有褐斑
B.生长矮小，叶色发黄
C.生长缓慢，叶色暗绿带红
D.只开花不结果
（2）工业上常用空气冷冻分离法来获得氮气(即由液态空气分馏来获得氮气)这种方法制氮气的原理是利 用了氮气与氧气哪一物理性质的差异 ________。
（3）实验室制备少量氮气的方法很多。例如，可由亚硝酸铵来制取氮气，其反应如下：
NH4NO2 N2↑+2H2O，该反应是属于________反应(选填“化合”、“分解”、“置换或“复分解”)
（4）空气中的N2转化为NH3 ， 的过程中，N元素的化合价由0价转变为________价
（5）有人认为：人类可以通过人工固氮，大量合成含氮化肥并施用于农作物，这将有助于人类粮食增产，但也会造成环境污染。你是否同他的观点并阐述理由。
11.（2021·衢州）钢丝棉是一种由低碳钢制成的细丝，直径约0.125-0.189毫米。小科利用钢丝棉探究铁制品锈蚀的条件，实验如下：
步骤一：取3个50mL活塞润滑性良好的注射器，检查气密性后备用。
步骤二：称取3团等质量的钢丝棉(每团体积约为6cm3)，A保持干燥，B用少量蒸馏水润湿，C用少量食盐水润湿，分别放人甲、乙、丙注射器中。
步骤三：移动活塞，使它们均处于46mL刻度处，再用橡皮帽封住注射孔(如图所示)。
步骤四：每隔一定时间，观察到的实验现象如下表。
5分钟 20分钟 1小时 5小时
甲 无现象 无现象 无现象 无现象
乙 出现少许锈斑，活塞未明显移动 出现明显锈斑，活塞移动少许 锈斑增多，活塞移动明显 锈蚀严重，活塞处于39mL刻度处
丙 出现明显锈斑，活塞移动少许 锈斑增多，活塞移动明显 锈蚀严重，活塞处于39mL刻度处 锈蚀严重，活塞处于39mL刻度处
（1）.检查注射器气密性：先用橡皮帽封住注射孔，用手向外拉动活塞，放手后观察到 ， 则气密性良好。
（2）.比较乙、丙实验现象得到的结论： 。
（3）.钢铁生锈还需要氧气，请你利用本实验数据计算出空气中氧气的体积分数为 。
12. （2021·嘉兴）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，反应会过于刷烈而引发事故。
【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，需控制三次实验中滴加H2O2溶液的________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）【继续探究】针对提出的问题，他又利用如图装置，用3%的H2O2溶液分别在0℃、20℃和60℃的条件下进行实验。进行该实验所基于的假设是________。
13. （2021·丽水）建构合理的思维模型，既能促进深度学习，又能提高思维品质。小科建构了“两组份混合物含量测定"的思维模型；
运用该模型对教材中“测定空气中氧气含量"的实验进行了再探究：忽略含量很低的其它物质，空气可以看成由氮气和氧气组成的两组份混合物。
[探究一]根据沸点低的组份先汽化的性质，测定混合物中某组份的含量。
（1）将空气转变为液态空气，液氮先汽化。从建模角度分析，该操作属于上述思维模型中的________；
（2）[探究二]根据混合物中某组份发生化学反应，测定混合物中某组份的含量。
按图甲装置测定空气中氧气含量时，止水夹最合理的打开时间是________ (填“反应刚结束时”或“冷却到室温时”)；
（3）[交流评价]已知：在氧气不充足时，碳与氧气反应生成一氧化碳，一氧化碳不溶于水且不与碱反应。小科用足量木炭替换红磷，等体积氢氧化钠浓溶液替换集气瓶中的水，规范操作后，测得的氧气含量将________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)；
（4）[继续探究]运用上述思维模型，小科又设计了图乙的实验装置，其“测定空气中氧气含量"的原理是________。
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