人教版九年级化学上册第二单元我们周围的空气 复习学案（含答案解析版）

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第二单元 我们周围的空气 复习学案
【知识网络】
【分析解读】
1.空气的成分及用途，主要以选择题形式考查，偶尔也会在填空题与简答题中涉及，主要考查空气的主要成分及体积分数，氮气、氧气及稀有气体的用途,并且考查“燃磷法”测定“空气中氧气含量” 的 实验细节。
2.空气的污染及防治，通常在选择题中结合社会热点（如雾霾等）考查，在填空题中考查防治空气污染的做法。考查主要内容空气污染物的判断、导致空气污染的做法、空气污染指数的项目判断、PM2.5等.
3.氧气的性质，常以选择题的形式考查，偶尔也会在提款机简答题中涉及，主要考查常见物质在空气或氧气中燃烧的现象及操作注意事项、燃烧过程中所涉及的化学方程式、氧气的物理性质；
4.氧气的制备，主要考查制取气体所需的药品、反应原理、实验装置、收集方法、检验方法、验满方法、操作步骤、注意事项、气体的净化和干燥方法以及装置的连接等。考查的题型主要有选择题和实验题。
5.混合物和纯净物的考查，常结合图片或微观示意图以选择题形式考查，偶尔也会填空与简答题中涉及，主要考查混合物和纯净物的判断，结合物质分类综合考查。
【重点知识梳理】
考点一：空气的成分及用途(常见考点)
1. 空气的成分与用途
空气的成分 体积分数 主要用途
氮气 ________ ①制________和硝酸的原料②性质稳定，用作________
氧气 ________ 供给呼吸和________
________ 0.94% ①性质稳定，用作________②通电时发出不同颜色的光，可制成________
二氧化碳 ________ 植物________________的原料
其他气体和杂质 0.03% 无
【方法总结】①空气中的成分指的是气体的体积分数，不是质量分数。
②一般来说，空气的成分比较固定。这是因为动植物的呼吸和腐烂、物质的燃烧、钢铁的锈蚀等都需要消耗大量的氧气，但是绿色植物在日光下进行光合作用会放出大量的氧气，从而使氧气量保持相对平衡。
2.测定空气中氧气含量的实验
实验原理 4P+5O22P2O5
实验装置
实验步骤 连接装置，并检查装置的________性。
② 点燃燃烧匙内的红磷，立即伸入集气瓶中，并塞紧塞子
③ 待红磷熄灭并________后，打开弹簧夹。
实验现象 ① 红磷燃烧，产生________；② 放热；③ ________后打开弹簧夹，______沿着导管进入集气瓶中，进入集气瓶内水的体积约占集气瓶空气总体积的________。
实验结论 ① 红磷燃烧消耗空气中的________，生成五氧化二磷________；② 空气中氧气的体积约占空气总体积的________。
注意事项 红磷必须________。如果红磷的量不足，集气瓶内的氧气没有被完全消耗，测量结果会________。
________要好。如果装置的气密性不好，集气瓶外的空气进入集气瓶，测量结果会________。
冷却后再打开弹簧夹，否则测量结果________。
实验成果的关键 ①装置不能漏气；②导管中事先充满水；③红磷要稍过量；④点燃红磷后伸入集气瓶和塞紧橡皮塞的动作要快；⑤要等到集气瓶冷却到室温后再打开弹簧夹。
变式装置
【方法总结】①可燃物要求是在空气中能和氧气反应又不生成气体的固体；②红磷要过量，确保和容器内空气里的氧气充分反应；③容器密闭，有良好的气密性，观察水面进入容器里的高度时应待容器中的温度冷却至常温。
考点二：空气的污染及防治(常见考点)
1. 空气的污染和防治
空气的污染物 排放到空气中的有害气体(________________________)和________；可吸入颗粒物：PM2.5、PM10
污染物的来源 ________________、________________、植被破坏引起的沙尘等
空气污染造成的危害 严重损害人体健康，影响农作物生长，破坏生态环境，其中________、________和________等都与空气污染有关
防治污染的措施 加强_____________，使用________能源，积极______________等，以保护空气
2.空气质量日报
（1）空气质量日报的主要内容包括：空气污染指数、首要污染物、空气质量级别、空气质量状况等。
（2）目前计入空气污染指数的项目暂定为：________、一氧化碳、二氧化氮、________和臭氧等.
3. 大气污染
（1）有害气体，如：SO2、NO2、CO 等，其中CO主要来源于汽车尾气，而SO2、NO2 是形成________的主要物质。
（2）粉尘，如：灰尘、粉煤灰 等。
（3）空气中CO2 浓度增大会导致________，而含氟物质的排放会破坏O3 (臭氧) 层，使得地球表面受紫外线辐射加重。
【方法总结】①监测空气环境质量的空气质量日报主要包含三项内容：首要污染物、空气污染指数和空气质量级别。污染指数在0～500之间，是一个相对数值，数值越小，表示污染物的含量越少，空气质量越好。
②二氧化碳不是空气污染物。因为二氧化碳是空气的成分，同时二氧化碳也没有列入空气污染指数。
考点三：氧气的性质、用途（高频考点）
1.物理性质：在通常状况下，氧气是一种________，________的________，密度比空气________，________溶于水。会变为________的液体，为________状固体。
2.氧气的用途：________________________。
3.氧气的化学性质：是一种化学性质________的气体，具有较强的________，常温或在一定条件下能与许多物质发生反应，同时________热量，是一种常用的________。
4. 氧气与常见物质发生的反应
物质 现象 化学方程式（化合反应） 反应示意图
在空气中 在氧气中
镁 a．剧烈燃烧b．发出耀眼的白光c．放出热量d．生成________体 比在空气中燃烧更剧烈 ________________
铁 红热，________燃烧 a.剧烈燃烧b. ________c.放出热量d.生成_____固体 ________________
木炭 a．发红b．放出热量c．生成一种使________________的________气体 a．发出白光b．放出热量c．生成一种使_______________的________气体 ________________（完全燃烧） ________________（不完全燃烧）
硫 a.发出________色火焰b.生成无色有________的气体 c.放出热量 a.发出明亮的________b.生成无色________的气体 c.放出热量 _____ ___ 集气瓶应预先装入适量的________溶液，吸收________气体，防止污染空气。
磷 a．剧烈燃烧b．产生大量________c．放出热量d．生成________体 ________________
物质 反应现象 化学方程式
氢气 ① 纯净的氢气在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰② 放热、生成无色液体 ________________
铝 铝在氧气中燃烧，发出耀眼的白光，放热，生成白色固体 ________________
铝在空气中与氧气反应，表面形成致密的氧化膜 ________________
铜 红色的固体逐渐变成黑色 ________________
一氧化碳 产生蓝色火焰，放热，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体 ________________
甲烷 产生明亮的蓝色火焰，放热，产生无色液体，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体 ________________
蜡烛 火焰发出白光，放热，产生无色液体，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体 石蜡＋氧气水＋二氧化碳
【方法总结】
① 氧气的化学性质比较活泼，物质在空气中燃烧，实际上是与其中的氧气发生反应，由于氧气浓度的不同存在差异，因此在空气中燃烧不如在氧气中剧烈。
② 烟和雾的区别：烟是固体小颗粒分散在空气中的现象；雾是小液滴分散在空气中的现象；
③ 可燃物燃烧有三个明显现象，一般可以按照“一光、二热、三生成”的顺序进行描述
考点四：氧气的制取（必考考点）
1.氧气的实验室制法
原理 2H2O2 2H2O + O2↑
2KMnO4 △ K2MnO4 + MnO2 + O2↑
2KClO32KCl+3O2↑
装置 发生装置：固固加热型、固液不加热型
收集装置：根据物质的密度、溶解性
注意事项 试管口________________：防止冷凝水倒流引起试管破裂
药品平铺在试管的底部：均匀受热
铁夹夹在离管口约1/3处
导管应稍露出橡皮塞：便于气体排出
试管口________________：防止高锰酸钾粉末进入导管
排水法收集时，待________________时再收集（刚开始排出的是空气）
实验结束时，先________________：防止水倒吸引起试管破裂
用排空气法收集气体时，导管伸到集气瓶底部
2.实验室制取氧气的发生收集装置、检验、验满。
(1)发生装置：
加热高锰酸钾或氯酸钾制取氧气，选择A装置；用过氧化氢制取氧气，选择B装置。
(2)收集装置：
因为氧气不易溶于水，故可用向________收集，如图A。
因为氧气密度比空气大，故可用________________收集，如图B。
(3)验满方法：排水法：当有气泡从集气________________时，说明已满。
向上排空气法：把带火星的木条靠近集气________，如果木条________，说明已满，否则未满，继续收集。
(4)检验方法：将带火星的木条伸入集气________，如果木条________，说明该瓶内气体是氧气。
3. 催化剂
（1）定义：催化剂是指在化学反应里能改变_其他物质的反应速率，而本身的________和________在化学反应前后不发生改变的物质(又叫________)。催化剂在化学反应中所起的作用叫________作用。
（2）特点：“一变两不变”
①改变化学反应速率，即可加快也可减慢。
②反应前后催化剂本身的质量和化学性质不变。
【方法总结】催化剂不能决定化学反应能否发生。
4.氧气的工业制法：________________法
（1）原理:氮气和氧气的________不同，采用低温蒸发的方法，是________变化。
（2）过程：
【方法总结】①氧气的工业制法是物理变化，氧气的实验室制法则是化学变化。
②近年来，出现了利用膜分离技术富集空气中氧气的方法。
考点五：纯净物和混合物的概念(常见考点)
混合物 纯净物
定义 ________或________物质混合而成的物质叫混合物。 只由________物质组成的物质叫纯净物。
特点 组成混合物的各种成分之间________发生化学反应，它们各自保持着原来的_________。 纯净物可以用________来表示。但是，绝对纯净的物质是没有的。
常见实例 空气、溶液、合金、铁锈、加碘盐、天然气、自来水、矿泉水等 能用化学式表示的所有物质冰水混合物、水蒸气、铜锈也是纯净物
考点六：化合反应、分解反应和氧化反应、还原反应
重点知识梳理参考答案
考点一：空气的成分及用途(常见考点)
1. 78% 化肥 保护气 21% 支持燃烧 稀有气体 保护气 电光源
0.03% 光合作用
2. 气密 冷却 大量白烟 冷却 水 1/5 氧气 固体 1/5 过量 偏小 装置气密性 偏小 偏小
考点二：空气的污染及防治(常见考点)
1. 一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮 粉尘 化石燃料的燃烧 工厂排出的废气 全球气候变暖 臭氧层破坏 酸雨 空气质量检测的监测 清洁 植树造林
2.空气质量日报
（2）二氧化硫 可吸入颗粒物
3. 大气污染
（1）酸雨
（3）温室效应
考点三：氧气的性质、用途（高频考点）
1.无色 无味气体 大 不易 淡蓝色 淡蓝色雪花
2.供给呼吸，支持燃烧
3.比较活泼 氧化性 放出 氧化剂
4. 镁：白色固 2Mg+O22MgO
铁：不能 火星四射 黑色 3Fe+2O2Fe3O4
碳：澄清石灰水变浑浊 无色 澄清石灰水变浑浊 无色 C+O2CO2 2C+O22CO
硫：微弱的淡蓝 刺激性气味 蓝紫色火焰 有刺激性气味 S+ O2SO2 水或氢氧化钠 二氧化硫
磷：白烟 白色固 4P+5O22P2O5
氢气：2H2+O22H2O
铝：4Al+3O22Al2O3 4Al+3O2=2Al2O3
铜：2Cu+O22CuO
一氧化碳：2CO+O22CO2
甲烷：CH4+2O2CO2+2H2O
考点四：氧气的制取（必考考点）
1. 略向下倾斜 应放一团棉花 气泡均匀连续冒出 移导管再熄灭酒精灯
2. (2) 排水法 上排空气法
(3)瓶口向外冒出 瓶口 复燃
(4)瓶内 复燃
3. （1）质量 化学性质 触媒 催化
4.分离液态空气
（1） 沸点 物理
考点五：纯净物和混合物的概念(常见考点)
两种 多种 一种 没有 性质 化学式
中考真题回顾
1.（重庆）用红磷测定空气中氧气含量的实验结束后，反应容器内剩下的气体主要是（　　）
A．氮气 B．五氧化二磷 C．稀有气体 D．二氧化碳
【答案】A。
【解析】空气的主要成分是氮气和氧气，红磷燃烧消耗了氧气生成了五氧化二磷固体，剩余的气体主要是氮气。
2.（北京）用如图装置进行实验。下列现象能证明空气中O2的含量的是（　　）
A．红磷燃烧，产生白烟
B．瓶中液面先下降，后上升
C．瓶中液面最终上升至1处
D．水槽中液面下降
【答案】C。
3.（无锡）化学革命是发生在十八世纪末英国和法国的一场深刻的化学学科的变革。英国物理学家、化学家波义耳和法国化学家拉瓦锡曾做过貌似相同的两个实验（见图）。
关于这两个实验的说法正确的是（　　）
A．两个实验都可用于测定空气中氧气的含量
B．两个实验中，曲颈甑内汞的表面都变为黑色
C．波义耳的实验中，金属加热后质量增加，该现象不能用质量守恒定律解释
D．拉瓦锡的实验中，玻璃钟罩内液面逐渐上升，达到一定高度后不再变化
【答案】D。
【解析】A．波义耳的实验中装置不是密封的，无法测定空气中氧气的含量，故错误；
B．在加热的条件下，汞与空气中的氧气反应生成红色氧化汞粉末，故错误；
C．波义耳的实验中，金属汞加热后生成氧化汞，质量增加，生成了新物质，发生的属于化学变化，所有的化学变化都遵循质量守恒定律，故错误；
D．在加热的过程中，金属汞与装置内的氧气反应生成氧化汞固体，随着氧气的消耗，玻璃钟罩内液面逐渐上升，当氧气被完全消耗后，液面不再上升，故正确。
4.（金昌）2018年清明前夕，我省多地空气质量达到严重污染级别。下列物质不属于空气污染物的是（　　）
A．氮气 B．二氧化氮 C．二氧化硫 D．PM2.5
【答案】A。
【解析】氮气是空气中的主要成分，不是空气的污染物，二氧化氮、二氧化硫、PM2.5，都属于空气污染物。
5.（重庆）纳米铁粉在空气中能自燃并生成一种红色氧化物。对比铁丝在空气中不能燃烧，而在氧气中能剧烈燃烧的事实，某同学得出的下列结论不正确的是（　　）
A．纳米铁粉在空气中自燃的产物不是四氧化三铁
B．相同的反应物在不同条件下生成物可能不同
C．有些物质燃烧时温度不需要达到着火点
D．反应物间的接触面积大小是反应能否发生的因素之一
【答案】C。
【解析】A、纳米铁粉在空气中自燃生成一种红色氧化物，此产物不是四氧化三铁，正确；
B、相同的反应物在不同条件下生成物可能不同，正确；
C、物质燃烧时温度需要达到着火点，错误；
D、反应物间的接触面积大小是反应能否发生的因素之一，正确。
6.（襄阳）下列关于催化剂的说法正确的是（　　）
A．化学反应前后催化剂的质量不变
B．化学反应前后催化剂的性质不变
C．催化剂只能加快化学反应速率
D．没有催化剂化学反应不能发生
【答案】A。
7.（武汉）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H2O2溶液中溶质的质量分数。装置气密性良好，图I中的锥形瓶内盛有质量为m的H2O2溶液，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（CaO和NaOH的混合物）。下列说法正确的是（　　）
A．将装置I分别与装置Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、V连接，均能达到实验目的
B．称量装置I反应前及完全反应冷却后的质量，可计算出H2O2溶液中溶质的质量分数
C．若用装置Ⅳ收集氧气，可将带火星的木条放置在b导管口处验满
D．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
【答案】B。
【解析】A．该实验是制取干燥的氧气，并测定H2O2溶液中溶质的质量分数，排水法收集的氧气不干燥；Ⅲ、Ⅳ无法测定收集的氧气的体积，故错误；
B．称量装置I反应前及完全反应冷却后的质量，减少的质量即为生成氧气的质量，然后利用化学方程式，根据氧气的质量计算出过氧化氢的质量，最后根据过氧化氢溶液的质量即可计算出H2O2溶液中溶质的质量分数，故正确；
C．氧气的密度比空气大，若用装置Ⅳ收集氧气，氧气应从b端进入，验满时将带火星的木条放在a端管口处，观察木条是否复燃，故错误；
D．量筒内水的体积即为生成的氧气的体积，所以用装置V测量生成氧气的体积，集气瓶上方原有的空气对测量结果没有影响，故错误。
8.（高州）硫磺在氧气中燃烧符号表达式为　 　，预先集气瓶底部放少量水作用　 　，而铁丝在氧气中燃烧文字表达式为　 　，预先集气瓶底部放少量水作用　 　。
【答案】S+O2SO2；吸收生成的二氧化硫，防止污染空气；铁+氧气四氧化三铁；防止高温熔化物溅落炸裂瓶底。
【解析】 硫在氧气中燃烧生成二氧化硫，在集气瓶低放入少量的水是为了吸收生成的二氧化硫，防止污染空气，铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，集气瓶底部放少量的水是为了防止高温熔化物溅落炸裂瓶底，故填：S+O2SO2；吸收生成的二氧化硫，防止污染空气；铁+氧气四氧化三铁；防止高温熔化物溅落炸裂瓶底。
9.（上海）实验室制取氧气并进行相关实验。
①双氧水和二氧化锰制氧气的化学方程式是　 　。取用二氧化锰操作正确的是　 　（选填编号如图1）。
②探究带火星的木条在不同体积分数氧气中的复燃情况，部分实验数据记录如表：
氧气体积分数（%） 30 40 60 70
带火星的木条 不变 稍亮 复燃 复燃
根据上述实验数据得出的结论是　 　。
在集气瓶中注入占其容器50%的水（如图2所示），用排水法收集氧气，将瓶内的水排尽，用带火星的木条在该集气瓶中进行实验，推测实验现象并说明理由。　 　
③双氧水分解也可用氧化铜作催化剂。在0.5g氧化铜中滴加双氧水，反应结束后固体仍为0.5g且呈　 　色。
设计一个实验，证明在双氧水分解反应后，氧化铜化学性质没有发生改变。
步骤 现象 结论
　 　 　 　 氧化铜化学性质没有改变
【答案】2H2O22H2O+O2↑；c；能使带火星的小木条复燃的不一定是纯氧。带火星的木条复燃，这是因为氧气的浓度达到了使其复燃的纯度；黑；将反应后的混合物过滤，向盛有该滤渣的试管中重新加入2ml过氧化氢溶液；试管中有大量气泡冒出，且能使带火星的木条复燃。
【解析】①过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解为水和氧气，二氧化锰是粉末状药品，取用时用药匙取二氧化锰，将试管横放，用药匙将二氧化锰送至试管底部；故填：2H2O22H2O+O2↑；c；
②根据表格中反应的信息可知：能使带火星的木条复燃不一定是纯净的氧气；故填：能使带火星的小木条复燃的不一定是纯氧。
在集气瓶中注入占其容器50%的水（如图2所示），用排水法收集氧气，将瓶内的水排尽，用带火星的木条在该集气瓶中进行实验，可能会观察到带火星的木条复燃，这是因为氧气的浓度达到了使其复燃的纯度；故填：带火星的木条复燃，这是因为氧气的浓度达到了使其复燃的纯度；
③氧化铜在该反应后是催化剂，其质量与化学性质在反应前后不变，在0.5g氧化铜中滴加双氧水，反应结束后固体仍为0.5g且呈黑色；故填：黑；
催化剂反应前后化学性质不变，将反应后的混合物过滤，向盛有该滤渣的试管中重新加入2ml过氧化氢溶液后，试管中有大量气泡冒出，且能使带火星的木条复燃；得出结论：氧化铜的化学性质在化学反应前后没有发生改变；故填：将反应后的混合物过滤，向盛有该滤渣的试管中重新加入2ml过氧化氢溶液；试管中有大量气泡冒出，且能使带火星的木条复燃。
10．（深圳）小明进行H2O2溶液制O2的实验探究。结合下列过程，回答有关问题。
（1）MnO2作催化剂向5mL5%的H2O2溶液中加入少量MnO2，立即产生大量气泡。
①写出用H2O2溶液制备O2的化学方程式：　 　。
②用上述反应原理制备并收集一瓶干燥的O2，从所给装置图中选择并组装一套装置，其连接顺序为　 　→　 　→　 　（填标号）。为了确保实验成功，在装药品之前应该　 　。
③检验O2的方法是　 　，若木条复燃，则证明收集的气体为O2。
（2）FeCl3溶液做催化剂
向5mL5%的H2O2溶液中加入2滴一定浓度的 FeCl3溶液，立即产生大量气泡。
【已知】FeCl3溶液中主要含有三种微粒：H2O、Fe3+、Cl﹣
【问题】那种微粒对H2O2溶液的分解起催化作用？
【假设】假设一：可能是H2O
假设二：可能是Fe3+
假设三：可能是Cl﹣
【分析】①假设一不可能成立，理由是　 　。
【实验】
操作 现象
其他条件不变，向H2O2溶液中加入NaCl溶液 无明显变化
其他条件不变，向H2O2溶液中加入Na2SO4溶液 无明显变化
其他条件不变，向H2O2溶液中加入Fe2（SO4）3溶液 立即产生大量气泡
【结论】②假设　 　成立，而假设一和另一种假设不成立。
（3）催化剂比较
从循环利用的角度分析，　 　（填化学式）更适合做该反应的催化剂。
【答案】①2H2O22H2O+O2↑；②B、C、E；检查装置的气密性；③将带火星的木条伸入集气瓶中；①过氧化氢溶液中有水分子；②二；MnO2。
（2）FeCl3溶液做催化剂，【分析】①假设一不可能成立，理由是：过氧化氢溶液中有水分子；【结论】②假设二成立，而假设一和另一种假设不成立；故答案为：①过氧化氢溶液中有水分子；②二；
（3）催化剂比较，从循环利用的角度分析，二氧化锰更适合做该反应的催化剂，好回收；故答案为：MnO2。
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