专题12 氧气和二氧化碳
【命题重点】说明氧气与二氧化碳的主要物理性质及化学性质，实验室制备及检验方法，用途及与其性质的关系，探究空气中氧气体积分数的定量估测。题型较分散:选择、填空、计算、实验等都会出现。
高频考点1：空气的主要成分
考点解读：
成分 证明方法 含量 性质与用途
氮气 78% (1)用作保护气，用于食品防腐和延长灯泡寿命；(2)是制化肥、炸药的原料；(3)液氮作冷冻剂
氧气 能使带火星的木条复燃 21% 性质比较活泼。用途：(1)供给呼吸，如潜水、医疗；(2)支持燃烧，如燃烧、炼钢、气焊、气割
二氧化碳 空气通入石灰水中，石灰水会变浑浊 0.04% 用途：(1)是光合作用的原料；(2)固态CO2(俗称干冰)作制冷剂；(3)工业上用于制纯碱、尿素、汽水
水蒸气 无水硫酸铜暴露于空气中会变蓝 成云致雨的原料
稀有气体 0.93%
【典例1】空气是一种宝贵的自然资源，下列说法中错误的是（ ）
A．氧气可用作燃料 B．液态氮可用作冷冻剂
C．稀有气体可用作保护气 D．二氧化碳可用来灭火
【答案】A
【解析】 1．氧气（1）性质：无色无味气体、难溶于水、能支持燃烧（2）用途：①供给呼吸：潜水、医疗救护、登山、宇航等②支持燃烧：气焊、炼钢、宇航；日常生活中的烧水、煮饭等；注意：氧气具有助燃性，而不具有可燃性；2．氮气（1）性质；物理性质：无色、无味气体，难溶于水，密度为1.251g/L，比空气密度（1.293g/L）略小；化学性质：不可燃也不支持燃烧，不与水反应，化学性质不活泼（2）用途；①制硝酸和化肥的重要原料②作保护气，如焊接金属时常用氮气作保护气，灯泡中充氮以延长寿命，食品包装时充氮以防腐等；③医疗上可在液氮冷冻麻醉条件下做手术；④超导材料在液氮的低温环境下能显示超导性能3．稀有气体：（1）稀有气体包括：氦、氖、氩、氪、氙、氡等气体，属于混合物（2）性质：物理性质：无色、无味气体，难溶于水；化学性质：化学性质极不活泼，但某些稀有气体在一定条件下也能与某些物质发生化学反应；（3）用途：①常用作保护剂，如焊接金属时常用稀有气体来隔绝空气，灯泡中充稀有气体以使灯泡耐用；②稀有气体在通电时能发出不同颜色的光，可制成多种用途的电光源，如航标灯、闪光灯、霓虹灯等；③氦、氖、氩、氪、氙等可用于激光技术；④氦可用于制造低温环境；⑤氙可用于医疗麻醉
【解答】A. 氧气不可用作燃料，只能做助燃剂，A错误；
B. 液态氮可用作冷冻剂，B正确；
C. 稀有气体可用作保护气，C正确；
D. 二氧化碳可用来灭火，D正确；
高频考点2：空气中氧气含量的测定
考点解读：测定原理：用红磷(或白磷)在密闭的容器中燃烧，消耗氧气，生成五氧化二磷固体，容器内压强减小，打开止水夹，烧杯中的水在大气压的作用下，被压入瓶内，进入的水的体积就代表了被消耗的氧气的体积。
现象：①产生大量白烟，②冷却后打开止水夹，进入集气瓶内的水约占原来瓶中空气总体积的五分之一。
实验拓展：
改进教材实验的弱点，使实验结果更精确，使实验更环保：
如下面的这些装置，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)
【典例2】（2023·金华）小金利用如图甲所示装置（气密性良好）和试剂测定空气中氧气含量，集气瓶中空气的体积为200mL，氧气传感器测得集气瓶内氧气的体积分数变化曲线如图乙所示。
（1）实验开始时，用酒精灯加热粗铜丝，其目的是 。
（2）反应开始到止水夹打开前，集气瓶内可观察到的现象是 。
（3）小金提出“倒吸入集气瓶中水的体积除以200mL等于空气中氧气的含量”。据图乙分析，此说法 （选填“正确”或“错误”），说明理由： 。
【答案】（1）引燃白磷（2）白磷燃烧，产生大量白烟，放出热量
（3）错误；白磷不能耗尽装置中的氧气（或装置中的氧气没有全部被白磷燃烧耗尽）
【解析】根据铜的导热性、白磷燃烧的现象及图示中白磷不能完全消耗氧气分析。
【解答】（1）实验开始时，用酒精灯加热粗铜丝，其目的是利用铜的导热性引燃白磷 。
（2）反应开始到止水夹打开前，集气瓶内可观察到的现象是白磷燃烧，产生大量白烟，放出热量 。
（3）由图示可知， 白磷不能耗尽装置中的氧气，所以“倒吸入集气瓶中水的体积除以200mL等于空气中氧气的含量”说法错误。
故答案为：（1）引燃白磷；（2） 白磷燃烧，产生大量白烟，放出热量 ；（3）错误；白磷不能耗尽装置中的氧气（或装置中的氧气没有全部被白磷燃烧耗尽）。
高频考点3：实验室制取氧气
考点解读： 氧气的实验室制法
反应原理 2H2O22H2O＋O2↑ 2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑2KClO32KCl＋3O2↑
实验装置
收集方法 ①排水集气法(氧气不易溶于水)②向上排空气法(氧气密度比空气密度大)
验满方法 将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃(向上排空气法)
检验方法 将带火星的木条放在集气瓶中，木条复燃
注意事项 长颈漏斗末端要伸到液面以下(分液漏斗则不必) (1)试管口略向下倾斜(2)铁夹夹在试管中上部(3)实验完毕，先移出导气管，再熄灭酒精灯(4)用KMnO4制O2时，试管口放一团棉花
【典例3】（2023九下·义乌模拟）实验室用高锰酸钾制取并收集氧气。
（1）组装该装置时，下列仪器用品的组装顺序是 (填序号)。
①试管 ②铁架台 ③酒精灯 ④木块
（2）实验中用排水法收集了一瓶氧气，把一根带火星的木条伸到集气瓶口时，没有复燃。原因可能是____(选填字母)。
A．实验结束时，熄灭酒精灯前没有先把导管移出水面 B．有气泡冒出时立即进行收集
C．导管口没有放一小团棉花 D．收集前集气瓶中未装满水
【答案】（1）②④③① （2）B；C
【解析】（1）根据组装装置按从下向上从左向右的顺序分析；
（2）根据收集气体不能使带火星木条复燃可能是氧气纯度不够，排水法收集气体导管口有气泡冒出立即收集或瓶内未装满水会影响氧气纯度分析。
【解答】（1）组装该装置时，要按从下向上从左向右的顺序，则所给仪器用品的组装顺序是②④③① 。
（2）实验结束时，熄灭酒精灯前没有先把导管移出水面，易造成水倒吸炸裂试管，不影响收集氧气的量及纯度，A错误； 有气泡冒出时立即进行收集 ，氧气中会混有空气，氧气浓度不够可能会使带火星木条不能复燃，B正确； 导管口没有放一小团棉花会造成高锰酸钾颗粒进入导管，不影响产生氧气纯度与质量，C错误； 收集前集气瓶中未装满水 ，会使收集气体不纯，可能导致不能使带火星木条复燃，D正确。
高频考点4：催化剂和催化作用
考点解读：在反应中能改变(加快或减慢)其他物质的反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都不改变的物质叫做催化剂，催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。注意：催化剂的特点可概括为“一变，两不变”，“一变”即改变反应速率，两不变指催化剂在化学反应前后质量和化学性质不变。
【典例4】（2023·舟山模拟）为了比较不同催化剂对过氧化氢催化速率的影响，小龙按图甲所示装置进行了如下实验：
①检查装置气密性；
②称取2克二氧化锰固体放在锥形瓶中，用注射器抽取5毫升溶质质量分数为10%的过氧化氢溶液．将注射器插入带活塞的锥形瓶中：
③将过氧化氢溶液注入锥形瓶中，测量并记录相应的数据：
④换用相同质量的ZnO固体和 Fe2O3固体重复步骤②和③，记录并处理数据，结果如图乙。
（1）该实验通过 反映催化剂的催化速率。
（2）待每次实验完全反应后，小龙均记录了瓶内的最终气压值，分别为p1、p2、p3，请比较三次实验气压大小，并说明理山。 。
（3）小龙取一定质量的FeCl3固体进行上述实验。发现也能加快过氧化氢的分解速率。实验过程中发现锥形瓶内溶液颜色逐渐由浅黄色变为浅绿色，最终又变回浅黄色。根据实验现象判断FeCl3是否为过氧化氢分解的催化剂，并说明理由. 。
【答案】（1）比较相同时间产生气压的大小（比较产生相同气压所用时间)
（2）气压相同，因为每次实验所加过氧化氢的溶质质量是相等的。
（3）不确定，因为还需要进一步证明FeCl3溶液反应前后的质量与化学性质是否发生改变。
【解析】（1）催化剂的催化速率越大，则相同时间内反应生成氧气的体积越大，那么相同时间内锥形瓶内的气压变化越大；
（2）催化剂只能改变反应速率，不能改变反应产物的种类和质量。实验中加入过氧化氢的质量相同，则反应结束时生成氧气的体积相同，最终气压也相同。
（3）在反应前后，催化剂的质量和化学性质保持不变，据此分析解答。
【解答】（1）该实验通过比较相同时间产生气压的大小（比较产生相同气压所用时间)反映催化剂的催化速率。
（2）每次实验完全反应后，小龙记录瓶内的最终气压值，它们都是相等的，因为：每次实验所加过氧化氢的溶质质量是相等的。
（3）根据实验现象不能判断FeCl3是否为过氧化氢分解的催化剂，理由是：因为还需要进一步证明FeCl3溶液反应前后的质量与化学性质是否发生改变。
高频考点5：物质在空气或氧气中燃烧的现象和产物
物质 反应现象
磷 产生大量白烟——P2O5
木炭 发出白光，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体——CO2
硫 空气中燃烧发出微弱的淡蓝色火焰，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——SO2
氢气 纯净的氢气在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰——2H2O
铁 剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体——Fe3O4
镁 发出耀眼的白光，生成白色粉末——MgO
考点解读：
【典例5】（2022·椒江模拟）下列有关氧气的叙述正确的是（ ）
A．实验室可采用向下排空气法收集氧气
B．如图课本上测定空气中氧气含量的实验，若只将红磷换成木炭实验会失败
C．铁丝在空气中燃烧，火星四射
D．物质发生氧化反应时总会发光、发热
【答案】B
【解析】实验室利用红磷在空气中燃烧时消耗氧气，使集气瓶中的气压减小，导致右边的水流向左边的集气瓶中。
【解答】A.氧气的密度比空气的密度大，应用向上排空气法收集，A错误；
B.木炭燃烧会生成其他气体且生成的气体不能全被水吸收，会影响实验结果，B正确；
C.铁丝在空气中不会燃烧，C错误；
D.物质发生氧化反应时不一定会发光，如铁生锈不会发光，D错误。
高频考点6：缓慢氧化、剧烈氧化、自燃，燃烧的条件及灭火、火灾自救
考点解读：可燃物燃烧条件：①可燃物与氧气(或空气)充分接触。②温度达到可燃物的着火点。灭火方法及原理：隔绝助燃剂、降低温度至着火点以下、撤离可燃物。发生火灾时的一些自救方法：①浓烟密布时，应匍匐前进，并用湿毛巾掩盖口鼻；②用湿毛巾等物品塞住门和窗缝隙；③在窗前呼救。
【典例6】（2023·温州模拟）按如图所示方案进行“探究燃烧条件之一是温度要达到可燃物的着火点”的实验(已知：白磷的着火点是40℃)，往甲装置的水中加入某种固体物质后白磷燃烧，乙中白磷不燃烧。实验后，将甲中的试管倒置于水中，去掉橡胶塞，发现水进入试管中。
（1）甲装置的水中加入的固体物质可能是 ；
（2）乙试管中的Y为 ；
（3）“水进入试管中”的原因是 。
【答案】（1）氢氧化钠或者氧化钙（2）空气（3）试管内气压减小，大气压将水压进试管
【解析】物体的燃烧条件为可燃物，助燃剂，温度达到着火点三个条件缺一不可；同时还考查了关于物质溶解时放热和吸热的现象。
【解答】（1）甲装置中白磷燃烧，故下方溶液使白磷的温度到达了着火点，故固体在溶解时应放热，如氢氧化钠或氢氧化钙；
（2）本题的实验变量为温度，故需控制其它条件相同且适宜，往其中通入与甲一样的空气即可；
（3）白磷燃烧消耗了空气中的氧气，故使内部气压减小，在大气压的作用下将水压进试管
高频考点7：二氧化碳的性质
考点解读：在通常状态下，二氧化碳是一种无色、无味的气体，它的密度比空气的密度大，因此能像倒液体那样从一个容器向另一个容器倾倒。在加压降温的情况下，二氧化碳能变成无色液体，甚至变成雪状固体，通常人们把固体二氧化碳叫做干冰。二氧化碳溶解在水里时，跟水发生化学反应生成碳酸。碳酸呈酸性，能使紫色石蕊试液变红色。向澄清石灰水里通入二氧化碳时，会生成白色的碳酸钙沉淀，使石灰水变浑浊，此反应常用来检验二氧化碳。
【典例7】（2022·南湖模拟）在学习了二氧化碳的制取与性质实验后，某化学兴趣小组同学设计了如图所示的实验(夹持仪器已略去)。请回答：
（1）装置A中发生反应的化学方程式为 。
（2）装置B玻璃管内、外壁分别贴有用紫色石蕊试液浸泡过的干燥或湿润滤纸条，打开K1，关闭K2和K3，并向玻璃管外壁上4号滤纸条喷醋酸，观察到 ，3号滤纸条不变色，4号滤纸条变红。由此证明了CO2能与水反应。
（3）紧接着又打开K3观察到低处蜡烛先熄灭，说明CO2具有的化学性质是 。
（4）如图所示CO2验满操作中，正确的是 (填字母)。
（5）为保证制得纯净的二氧化碳，棉花团上应事先浸有 (填”NaOH溶液”或”饱和NaHCO3溶液”)。
【答案】（1）CaCO3+2HCl==CaCl2+CO2↑+H2O
（2）1号滤纸条不变色，2号滤纸条变红
（3）二氧化碳既不能燃烧，也不能支持燃烧
（4）C
（5）饱和NaHCO3溶液
【解析】（1）根据实验室制取二氧化碳原理分析；
（2）根据二氧化碳与水化合生成碳酸分析；
（3）根据二氧化碳不支持燃烧本身不燃烧分析；
（4）根据二氧化碳利用燃着木条放瓶口进行验满分析；
（5）根据氢氧化钠能与二氧化碳反应，碳酸氢钠不能与二氧化碳反应，且能吸收挥发出的氯化氢气体分析。
【解答】(4)CO2验满时，应将燃着的木条放在集气瓶口，验满之前导管不能拿出，故正确操作为C。(5)氢氧化钠能与二氧化碳反应，碳酸氢钠不能与二氧化碳反应，且能吸收挥发出的氯化氢气体，故棉花团上应事先浸有饱和NaHCO3溶液。
高频考点8：二氧化碳的实验室制法
考点解读：(1)药品：大理石(或石灰石)与稀盐酸。一般不用其他药品代替的原因：①不用Na2CO3代替大理石，是因为Na2CO3与盐酸反应速率太快，不便于控制；②不用浓盐酸，是因为浓盐酸易挥发出HCl气体，使CO2不纯；③不用H2SO4代替盐酸，是因为H2SO4与CaCO3反应生成微溶的CaSO4会覆盖在大理石的表面，阻止反应的继续进行。
(2)原理：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2 ↑。
(3)制取装置如图所示：
(4)收集：CO2密度比空气大、能溶于水且与水反应生成碳酸，一般只用向上排空气法收集CO2气体。收集气体时，导气管应伸到集气瓶底部以排尽集气瓶中的空气，使收集到的气体纯度较高。
(5)操作步骤：①按要求连接好仪器；②检查装置的气密性；③向反应器中装入大理石；④向长颈漏斗中注入稀盐酸；⑤收集气体；⑥验满。
【典例8】（2022·绍兴）科学是一门以实验为基础的学科。以下是实验室制取、收集、测量气体体积的常用装置。
（1）实验室制取二氧化碳的发生装置可以选择 （填字母）。
（2）检查装置B气密性的方法是：先关闭止水夹，然后 。
（3）若用装置C测反应生成的二氧化碳体积，测得的体积比理论值小，原因可能是二氧化碳具有 的性质。
【答案】（1）B
（2）向长颈漏斗中加入适量的水，若液面形成高度差且一段时间后，高度差不变，则气密性良好。（合理即可)
（3）能溶于水或能与水反应
【解析】（1）根据反应物的状态和反应条件选择气体的发生装置；
（2）根据检查装置气密性的方法解答；
（3）测得的二氧化碳的体积偏小，那么二氧化碳肯定是被消耗了，即要么是它能够与水反应，要么是它能够溶于水，据此分析解答。
【解答】（1）实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，反应物为固体和液体，且不需要加热，因此发生装置选择“固液常温型”，故选B。
（2）检查装置B气密性的方法是：先关闭止水夹，然后向长颈漏斗中加入适量的水，若液面形成高度差且一段时间后，高度差不变，则气密性良好。
（3）若用装置C测反应生成的二氧化碳体积，测得的体积比理论值小，原因可能是二氧化碳具有能溶于水或能与水反应的性质。
高频考点9：装置的选择
考点解读：
发生装置 收集装置
固体与固体反应，需加热 固体与液体反应，不用加热 密度比空气小，且不与空气中的物质反应 密度比空气大，且不与空气中的物质反应 难溶于水，不与水反应
【典例9】（2021·杭州）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 。
【答案】（1）MnO2 2KCl+3O2↑或2H2O2 2H2O+O2↑或2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑。
（2）⑥③②④①⑤
【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。
【解答】（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 。
高频考点10：二氧化碳对环境的影响
考点解读：(1)温室效应：大气中的CO2气体能像温室的玻璃或塑料薄膜那样，使地面吸收的太阳光的热量不易散失，从而使全球变暖。适度的“温室效应”能保证地球上的气温恒定，适于动植物生存。(2)其他能产生温室效应的气体有：水蒸气(H2O)、臭氧(O3)、氧化亚氮(N2O)、甲烷(CH4)、氢氟碳化物类、全氟碳化物及六氟化硫等。(3)温室效应加剧的危害：导致两极的冰川融化，使海平面上升，淹没部分沿海城市，使土地沙漠化、农业减产等。(4)缓解措施：①减少CO2的排放，如减少使用__煤、石油、天然气__等化石燃料的燃烧，更多地利用太阳能、风能、地热能等清洁能源；②增加CO2的消耗，如大力植树造林，严禁乱砍滥伐森林等。
【典例10】（2023八下·永嘉期中）空气是一种非常宝贵的自然资源，是指地球大气层中的多种气体混合。
（1）空气可以用来帮助物质燃烧，那是因为空气中含有 ，它在空气中的体积含量为 左右。
（2）PM2.5是指大气中粒径小于等于2.5微米的固体颗粒物。使用下列交通工具不会增加PM2.5的是 (不定项选择)。
（3）空气质量日益受到人们的关注，下列物质中需计入空气污染指数的有 (填序号)。
①二氧化碳 ②二氧化硫 ③一氧化碳 ④二氧化氮 ⑤氧气
【答案】（1）氧气；21%
（2）A、C、D A．共享单车 B．柴油汽车 C．地铁 D．电动汽车
（3）②③④
【解析】（1）根据氧气的助燃性及氧气在空气中约占21%体积分析；
（2）根据减少化石能源的使用可减少空气中PM2.5分析；
（3）根据空气污染物种类分析，空气成分不属于污染物。
【解答】（1） 空气可以用来帮助物质燃烧，那是因为空气中含有氧气，它在空气中体积含量约为21%；
（2）共享单车、地铁、电动汽车的使用代替私家车，不会增加PM2.5，柴油为化石燃料，柴油汽车使用会增加PM2.5，故选ACD；
（3）②二氧化硫、③一氧化碳、 ④二氧化氮都属于有害物质，计入空气污染指数，①二氧化碳 、⑤氧气是空气主要成分，不属于污染物，不计入空气污染指数，故选②③④；
故答案为：（1）氧气；21%；（2）ACD；（3）② ③ ④ 。
一、选择题
1.（2023九下·义乌模拟）如图，小明将一张白纸紧紧地卷成棍状，在其表面缠绕一根铜丝。用蜡烛对铜丝处进行加热，纸棍不燃烧；而对纸棍未卷铜丝处进行加热，很快就能点燃。据此推测，铜丝在实验中的作用是（ ）
A．隔绝白纸周围氧气 B．升高白纸的着火点
C．降低白纸表面温度 D．降低蜡烛火焰温度
【答案】C
【解析】燃烧的三个必要条件：第一，燃烧需要助燃剂；第二，燃烧必须具有可燃物；第三，燃烧需要达到可燃物的着火点；
【解答】小明将一张白纸紧紧地卷成棍状，在其表面缠绕一根铜丝。用蜡烛对铜丝处进行加热，纸棍不燃烧；而对纸棍未卷铜丝处进行加热，很快就能点燃。 说明铜丝具有很好的导热性，降低了白纸表面的温度；
2．（2023·金华）下列与氧气有关的实验操作，需要纠正的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【解析】根据气体发生装置、排水法收集氧气注意事项、检验氧气的方法及硫在氧气中燃烧的注意事项分析。
【解答】A、过氧化氢溶液在二氧化锰催化作用下分解制氧气，长颈漏斗下端要浸入液面以下，在液面以上会使气体逸出，装置需要纠正，符合题意；
B、排水法收集氧气，导管伸入倒置集气瓶口，操作不需纠正，不符合题意；
C、检验气体是否为氧气，用带火星木条伸入瓶中，观察木条是否复燃，操作不需纠正，不符合题意；
D、硫在氧气中燃烧，将硫伸入到瓶底预留水的集气瓶中，以吸收生成的二氧化硫，操作不需纠正，不符合题意；
3．（2023·衢州）下列关于氧气性质及其制备的说法正确的是（ ）
A．氧气的化学性质很不活泼，与其他物质反应必须要加热
B．氧气参与很多燃烧反应，它是一种常见的可燃物
C．实验室可用加热分解高锰酸钾的方法制备氧气
D．要除去N2中的O2得到纯净的N2，只需将混合气体通过红热的炭
【答案】C
【解析】A、根据氧气与铝、铁等常温可发生反应分析；
B、根据氧气的助燃性分析；
C、根据实验室高锰酸钾制氧气分析；
D、根据除杂时不能引入新杂质分析。
【解答】A.氧气的化学性质比较活泼，与其他物质反应可以在常温下进行，如铁生锈，不符合题意；
B.氧气参与很多燃烧反应，它是一种常见的助燃物 ，不符合题意；
C.实验室可用加热分解高锰酸钾的方法制备氧气 ，不符合题意；
D.将氮气和氧气混合气体通过红热的炭 ，氧气与碳反应会生成二氧化碳，引入新杂质，不符合题意；
4．（2023·湖州）小敏在鉴别氢气、氮气、氧气、二氧化碳四瓶无色气体时，对它们的部分性质进行归纳梳理并编制了检索表(如图)。检索表中S代表的是（ ）
检索表
1a具有可燃性...............P
1b不具有可燃性...............2
2a能使澄清石灰水变浑........Q
2b不能使澄清石灰水变浑.......3
3a能使带火星的木条复......R
3b不能使带火星的木条复..... S
A．氢气 B．氮气 C．氧气 D．二氧化碳
【答案】B
【解析】根据氢气具有可燃性，氧气具有助燃性，氮气和二氧化碳不支持燃烧，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊分析。
【解答】S代表不具有可燃性、不能使澄清石灰水变浑浊、不能使带火星木条复燃，则为氮气；
5.（2023九下·义乌模拟）如图所示，①为制取氧气的发生装置(气密性良好)，其中的燃烧匙可以上下移动。②和③为氧气的收集装置。小金欲制取一瓶干燥的氧气，下列分析正确的是（ ）
A．在①中，将MnO2浸入H2O2溶液，MnO2可分解产生氧气
B．若用装置②的方法收集氧气，需等到导管口气泡均匀并连续冒出时才可收集
C．若用装置③的方法收集氧气，可将带火星的木条放至瓶口进行验满
D．将装置①分别与装置②或③连接，均能达到实验目的
【答案】C
【解析】根据MnO2可加快过氧化氢分解产生氧气，二氧化锰不能产生氧气，要收集干燥氧气，需将气体通过碱石灰干燥后利用向上排空气法收集及氧气的验满方法分析。
【解答】A、在①中，将MnO2浸入H2O2溶液，MnO2可加快过氧化氢分解产生氧气，二氧化锰不能产生氧气 ，不符合题意；
B、装置②的方法收集氧气中会含有水蒸气，不能得到干燥氧气，不符合题意；
C、若用装置③的方法收集氧气，可将带火星的木条放至瓶口进行验满 ，符合题意；
D、将装置①分别与装置③连接，能达到实验目的 ，②收集气体不干燥，不符合题意；
二、非选择题
6．（2023·湖州）科学是一门以实验为基础的学科。如图A和B为实验室中常见的气体发生装置，请回答下列问题：
（1）仪器a的名称是 。
（2）实验室用过氧化氢制取氧气，发生装置应选择 (选填”A”或”B”)。
（3）图C为过氧化氢分解的过程示意图，请将生成物的微观粒子模型补充完整。
【答案】（1）分液漏斗
（2）B
（3）
【解析】（1）根据常用仪器名称分析；
（2）根据反应物状态及反应条件选择发生装置分析；
（3）根据过氧化氢分解实质分析。
【解答】（1） 仪器a的名称是分液漏斗；
（2） 实验室用过氧化氢制取氧气，要选择固液常温型发生装置，即B；
（3）由反应前后原子种类和个数不变及过氧化氢分解实质可 知，生成物横线上粒子为一个水分子和一个氧分子，图示为；
7．（2022·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 。
【答案】（1）可能是（2）取出导管再进行验满
【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。
（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。
【解答】（1）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）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。
8．（2023·杭州）某同学用图甲装置验证质量守恒定律。
（1）将图甲中的两种溶液混合，观察到 的现象，证明两者发生了化学反应，且天平仍然保持平衡，可验证质量守恒定律。
（2）仅利用图甲的器材，可继续验证质量守恒定律的实验是 。
A．冰熔化成水 B．铜丝和硝酸银溶液反应 C．碳酸钙固体和稀盐酸混合
（3）该同学以电解水为例，用图乙从分子和原子的角度解释质量守恒定律的微观本质，请你帮他补充完整。
【答案】（1）蓝色絮状沉淀（2）B（3）
【解析】质量守恒定律是指在化学反应前后参与反应的物质质量等于生成物的总质量；在微观条件下，化学反应前后原子的个数和种类，质量均不变。
【解答】（1）氢氧化钠与硫酸铜反应会生成氢氧化铜蓝色絮状沉淀；
（2）A属于物理变化，C碳酸钙与盐酸在反应过程中的气体会跑出去，无法测得气体质量，故选B；
（3）在微观条件下，化学反应前后原子的个数和种类，质量均不变。故为
9.（2021·台州）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")。
【答案】（1）不易溶于水（2）偏大
【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。
【解答】（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。
10．（2023·杭州）实验室用15%H2O2溶液在MnO2催化作用下制取氧气，实验前需在烧瓶中加入一定量的水，是不是H2O：溶液浓度会影响氧气产生速度？小科利用如图装置进行探究。
[建立假设]H2O2溶液浓度越小，产生氧气的速度越慢，
[实验方案]在相同条件下，分别用30毫开2%、4%和6%的H2O2溶液进行实验，记录收集20毫升氧气所需的时间。
[实验数据]
实验序号 1 2 3
H2O2溶液的浓度 2% 4% 6%
收集20毫升氧气所需时间/秒 t1 t2 t3
[实验结论]在相同条件下，H2O2溶液浓度越小，产生氧气的速度越慢。
（1）上述实验除了实验装置相同，还要控制 相同(填字母)；
A．MnO2质量 B．滴加H2O2溶液的速度
（2）该实验通过分解H2O2制取氧气，可用化学方程式表示为 ；
（3）表中t1、t2、t3的大小关系是支持上述实验结论的，其中最大的是 。
【答案】（1）A；B （2）2H2O2 2H2O+O2↑ （3）t3
【解析】本题考查的实验室制取氧气的相关知识，实验室利用双氧水在二氧化锰的催化作用下，生成氧气和水。
【解答】（1）实验唯一变量为双氧水的浓度，故其余变量都相同（如二氧化锰质量，以及滴加速度等）；
（2）双氧水在二氧化锰催化作用下，生成氧气和水；故方程式为：2H2O2 2H2O+O2↑ ；
（3） H2O2溶液浓度越小，产生氧气的速度越慢， 故t3最大；
11．（2023·慈溪模拟）化学是一门以实验为基础的自然科学，请结合下图回答问题。
（1）仪器名称：② 。
（2）实验室制二氧化碳，若用装置B，则分液漏斗的作用是 ，
（3）实验室选用装置C制取CO2，加入稀盐酸的量不宜太多。若实验时，液面处于m处（此时稀盐酸有剩余），则关闭弹簧夹导致的后果是 。
（4）用F装置可以实验检验氧化钙与水作用的热效应，烧杯中导管口有气泡产生，是因为
【答案】（1）分液漏斗（2）可以控制反应速率（3）液体会从长颈漏斗口溢出
（4）氧化钙与水反应放热，使锥形瓶内气体温度升高，气压增大，且大于大气压，气体逸出
【解析】长颈漏斗和分液漏斗的区别在于有无开关。分液漏斗的好处在于可以通过控制加入的反应物的多少来控制反应速率。制取二氧化碳实验中二氧化碳从导管排出。如果关闭弹簧夹则装置内产生的气体会导致气压变大，将液体从长颈漏斗中压出。氧化钙能与水反应生成氢氧化钙同时放出大量的热，导致瓶内气体受热膨胀引起气压变大，会将瓶内气体压出。
【解答】（1）由图可知②为分液漏斗。
（2）用B装置制取二氧化碳，分液漏斗的作用是可以控制反应的速率。
（3）液面处于m位置，关闭弹簧夹，装置内产生的气体无法排出，导致装置内气压变大，大于外界大气压后，会将装置内的液体从长颈漏斗中压出，所以液体会从长颈漏斗口溢出。
（4）氧化钙能与水反应生成氢氧化钙，同时放出大量的热。若烧杯中导管口有气泡产生，说明氧化钙与水反应释放出了大量的热，导致装置内的气体受热膨胀，则有气体从导管口溢出，所以填 氧化钙与水反应放热，使锥形瓶内气体温度升高，气压增大，且大于大气压，气体逸出 。
12.（2022·衢州）为测定石灰石样品中碳酸钙含量，某小组同学在一定质量的样品中加入足量稀盐酸，利用生成CO2的质量来测定(忽略稀盐酸挥发的影响)。
（1）小科用图甲装置实验，通过测定反应前后D装置质量的变化来得到CO2质量。为了避免水蒸气对实验的影响，使测量结果更准确，装置C中应装入 (填试剂名称)。
（2）小明用图乙装置实验，通过测定反应前后装置总质量的变化来得到CO2质量。他用碱石灰做干燥剂，请判断这种做法是否合理并说明理由。 。
（3）实验时，正确选择干燥剂后，两装置均可通过左侧导管鼓入某种气体一段时间，来进一步减小误差。下列操作可行的是 。
选项 实验装置 反应开始前鼓入的气体 反应结束后鼓入的气体
A 甲 氮气 氮气
B 甲 干燥空气 干燥空气
C 乙 氮气 氮气
D 乙 干燥空气 干燥空气
【答案】（1）浓硫酸或浓H2SO4 （2）不合理，因为碱石灰也要吸收二氧化碳 （3）ACD
【解析】（1）根据浓硫酸具有吸水性解答；
（2）碱石灰不但能吸收水分，还可以吸收二氧化碳，从而使测量结果偏小；
（3）在实验甲中，通过D中吸收二氧化碳后质量的增加量来测定碳酸钙的含量，而实验乙中，通过排出二氧化碳后装置质量的减小量测定碳酸钙的含量，据此分析判断。
【解答】（1）为了避免水蒸气对实验的影响，使测量结果更准确，装置C中的干燥剂应该吸收水分而不能吸收而样啊互通，则装置C中应装入浓硫酸或浓H2SO4。
（2）他用碱石灰做干燥剂，这种做法不合理，理由：因为碱石灰也要吸收二氧化碳。
（3）在实验甲中，通过D中吸收二氧化碳后质量的增加量来测定碳酸钙的含量，因此鼓入的气体中不能含有二氧化碳气体，故A正确，B错误；
实验乙中，通过排出二氧化碳后装置质量的减小量测定碳酸钙的含量，因此鼓入的气体中是否存在二氧化碳对实验没有影响，故C、D正确。
13．（2023·杭州模拟）某兴趣小组对教材中“测定空气里氧气含量”的实验(装置I)进行了大胆改进，设计装置Ⅱ实验方案进行，收到了良好的效果。请你对比分析下面装置I、装置Ⅱ实验，回答下列有关问题：
（1）【装置Ⅰ】在实验过程中，经常出现实验结果偏小的情况，原因可能是____。
A．红磷量不足
B．实验时止水夹未夹紧
C．未等装置冷却就松开止水夹
D．红磷点燃后伸入集气瓶速度太慢
（2）【装置Ⅱ】实验的操作步骤如下：①测定玻璃管容积V1为70mL。②将少量铜粉平装入试管中，将50mL的注射器活塞置于30mL刻度处，并按图Ⅱ中所示的连接方式固定好。③点燃酒精灯，缓慢推拉注射器活塞。④熄灭酒精灯，等装置冷却后读取注射器活塞的数据。按正确操作和有关数据计算，最终得出氧气约占空气体积的，则注射器活塞最终停留在 mL处.
（3）比较装置Ⅰ和装置Ⅱ，你能说出装置Ⅱ的一个优点是 。
【答案】（1）A；C
（2）10
（3）使氧气充分反应
【解析】1、检验装置气密性：将装置依次连接，用双手捂热集气瓶壁，若烧杯内有气泡冒出，且冷却后有上升一段液柱不下降，说明气密性良好。2.关闭止水夹，点燃足量红磷，红磷燃烧，而后消耗氧气，水倒吸入集气瓶。实验现象：红磷燃烧，放热，发出黄色火焰，产生大量白烟。烧杯内水倒吸入集气瓶，约占集气瓶体积五分之一。测出氧气体积小于五分之一：1、红磷量过少（氧气没有完全被消耗），3、导管漏气，部分空气进入瓶子。测出氧气体积大于五分之一：1、止水夹没有夹紧，有一部分空气被压出去，2、点燃红磷伸入瓶内塞进瓶盖过慢（由于里面温度升高，气体压强加大，使一部分空气被压出去）。
【解答】（1）实验结果偏小的原因是里面的气压变小，A红磷量不足，会导致氧气没有被耗尽，会导致实验结果偏小；B实验时止水夹未夹紧，会使得气体受热膨胀跑出去，导致实验结果偏大；C未等装置冷却就松开止水夹，会使得，其他差偏小，使得测得的氧气的体积偏小；D.红磷点燃后伸入集气瓶速度太慢，会使得集气瓶内的气体受热逸出，使得测量结果偏大；所以答案为：AC；
（2）因为里面的空气体积是100mL，氧气占了1/5，所以消耗的氧气的体积是20mL，所以注射器的活塞最终停留在10mL处；
（3）比较装置Ⅰ和装置Ⅱ，你能说出装置Ⅱ的一个优点是可以使氧气充分反应（或者不需要将装置打开，放入燃烧的红磷，避免气体逸出）
14．（2023·湖州）碳捕集是实现”碳中和”的措施之一，其中一种方法是用氢氧化钠溶液来吸收二氧化碳。某探究小组将二氧化碳持续通入氢氧化钠溶液中，并利用传感器实时测定氢氧化钠溶辆扶酸几液吸收二氧化碳后溶液的pH，装置如图甲所示。溶液的pH随时间变化情况如图乙，且pH等于11.6时溶液处于饱和状态。通过查阅资料发现：
①碳酸钠能与二氧化碳、水反应生成碳酸氢钠(Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3)；
②该温度下，饱和碳酸钠溶液的pH为11.6，饱和碳酸氢钠溶液的pH为8.3；
③该温度下碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠的溶解度。
根据以上现象和信息，小组同学展开进一步探究：
[提出问题]二氧化碳持续通入氢氧化钠溶液中，形成的产物是什么？
（1）[建立假设]假设1：只有碳酸钠；假设2：碳酸钠、碳酸氢钠；假设3：只有碳酸氢钠；假设4……
小敏根据图乙曲线判断假设1不成立，理由是 。
[实验过程]继续通入二氧化碳，溶液的pH随时间变化情况如图丙。
[实验结论]小敏根据图丙曲线认为二氧化碳持续通人氢氧化钠溶液后的最终产物是 。
[交流评价]小金认为该曲线还不能确定最终产物。因为pH可能还未呈稳定状态，接下去的操作是 。
（2）小兴受小金的启发，猜测最后溶液可能呈酸性，他猜想的依据是 ，所以建议小组同学继续展开探究。
【答案】（1）该温度下，饱和碳酸钠溶液的pH为11.6，此时pH小于11.6；碳酸氢钠；继续通入二氧化碳，直到pH不再变化
（2）二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸呈酸性
【解析】（1）根据查阅资料中所给数据及图像中所给数据分析；
（2）根据 二氧化碳与水反应生成碳酸分析。
【解答】（1） 该温度下，饱和碳酸钠溶液的pH为11.6，由图乙可知，pH小于11.6 ，所以假设1不成立 ； [实验结论] 该温度下，饱和碳酸钠溶液的pH为11.6，饱和碳酸氢钠溶液的pH为8.3 ，图丙曲线溶液pH最终为8.3，则二氧化碳持续通人氢氧化钠溶液后的最终产物是碳酸氢钠；[交流评价]小金认为该曲线还不能确定最终产物。因为pH可能还未呈稳定状态，还需 继续通入二氧化碳，直到pH不再变化 ；
（2）二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸呈酸性 ，所以猜测最后溶液可能呈酸性。
故答案为：（1） 该温度下，饱和碳酸钠溶液的pH为11.6，此时pH小于11.6 ；碳酸氢钠； 继续通入二氧化碳，直到pH不再变化 ；（2） 二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸呈酸性 。
15．（2023·金华）测量空气中氧气体积分数实验的思维模型如下：
封闭空间——消耗氧气——气压减小——观察现象
项目化学习小组按图甲完成氧气含量测定的实验时，发现进人集气瓶的水量低于”1”刻度线。为提高氧气含量测定的精准度，展开了如下研究。
[误差分析]几位同学对测量值偏小原因的分析如下：
甲：红磷的量不足，未能把瓶内氧气耗尽；
乙：将燃烧匙伸入集气瓶瞬间，部分空气逸出；
丙：实验前导管中有空气，实验后一部分本应进入容器的水滞留在导管中；
丁：由于广口瓶的形状造成很难均分五等份，影响测量结果；
（1）以上原因分析中，其中一位同学的观点被大家一致否定，你认为是哪位同学的观点？ (选填”甲”“乙”“丙”或”丁”)；
（2）[方案改进]根据以上讨论，为减少实验误差，提高实验结果的精准度，学习小组同学设计了图乙改进装置。(已知：红磷的着火点是240℃，无毒；白磷的着火点是40℃，有剧毒)
比较图甲、图乙的实验方案，下列关于图乙实验方案叙述正确的是 。
A．利用着火点更低的白磷并采用加热后的玻璃棒”内引燃”，建立封闭空间使实验结果更精准
B．可以解决图甲方案中一部分水滞留在导管中带来的误差问题
C．改用量筒内水的体积变化来确定消耗氧气的体积，使测量结果更精准
D．彻底地解决了实验的安全性问题，符合绿色化学理念
（3）小金同学认为，图乙实验装置还需在橡皮管处补充一个止水夹，请表达你的观点及理由 ；
（4）[问题反思]小组同学多次实验，测量值总是小于。经过老师指导，小组同学讨论后认为，可以从模型中”消耗氧气”的方法入手给实验做进一步改进。
[资料]暖宝宝是利用铁粉在空气中氧化的原理制成。
[方案迭代]讨论后，项目组设计了如图丙所示的装置，用暖宝宝粉代替红磷，利用铁粉在空气中氧化的原理进行实验。操作步骤如下：①将滤纸用水浸润后黏附在针筒内壁；②把暖宝宝粉倒入针筒，轻轻转动，使涂抹均匀；③涂上凡士林，将活塞插入针筒，盖上橡皮帽，观察并记录活塞移动情况。
经多次实验后，测得空气中氧气的体积分数均约占。
从消耗氧气的方法角度分析，图丙方案比图甲方案测定结果更精准的原因是 。
[心得交流]科学探究需要不断根据结果反思探究过程，优化方案，实现方案的迭代更新。
【答案】（1）乙
（2）A；B；C
（3）不需要，因为两边导管均已伸到液面以下，已起到液封作用(
（4）用暧宝宝能更充分消耗氧气(合理即可)
【解析】根据测定氧气含量的原理分析，测定空气中氧气含量的原理是，利用物质与空气中的氧气反应，又不生成气体，使瓶内气体减少，压强变小，引起水倒流或活塞移动，倒流的水的体积或活塞移动体积等于瓶内氧气的体积，结合实验的注意事项及误差原因解答。
【解答】（1） 乙同学提出将燃烧匙伸入集气瓶瞬间，部分空气逸出的原因会造成结果偏大；
（2）图乙中利用着火点更低的白磷并采用加热后的玻璃棒”内引燃”，建立封闭空间使实验结果更精准，A正确； 图乙装置可以解决图甲方案中一部分水滞留在导管中带来的误差问题 ，B正确； 改用量筒内水的体积变化来确定消耗氧气的体积，比图甲中瓶内五等份的刻度能使测量结果更精准 ，C正确；该实验中并未吸收产生的物质，且白磷燃烧放出大量热会使装置内压强增大，不能缓冲压强，没有彻底解决实验的安全性问题，D错误；
（3） 因为两边导管均已伸到液面以下，已起到液封作用 ，所以 图乙实验装置不需要在橡皮管处补充一个止水夹 ；
（4）图丙方案中用暧宝宝能更充分消耗氧气 ， 比图甲方案测定结果更精准 。
16.（2023·杭州）将燃烧的蜡烛放人图甲装置中，一段时间后，蜡烛会慢慢熄灭。兴趣小组探究其原因的过程如下（气体的含量用体积分数表示）：
（1）甲同学认为，蜡烛熄灭是装置内的氧气被消耗完了。他设计了图乙的实验装置，待蜡烛熄灭后，用凸透镜聚焦太阳光使白磷的温度达到着火点，观察到 现象，从而否定了自己的猜想。他重新实验，测得蜡烛燃烧过程中烛焰附近的二氧化碳含量从0.04%上升到7.4%，氧气含量从21%下降到13.8%。
（2）甲同学又认为可能是二氧化碳含量过高导致蜡烛熄灭。乙同学不赞同，他改变图甲装置中的气体成分，只进行了一次实验，就否定了甲同学的观点。则乙同学进行的实验是 。
实验 氧气含量 二氧化碳含量 蜡烛能否燃烧
A 21% 8.4% 能
B 21% 3.4% 能
c 12.8% 3.4% 不能
（3）还有一种观点：随着蜡烛的燃烧，氧气含量下降，产热速度变慢；当产热量小于散热量，烛芯的温度下降至着火点以下，蜡烛熄灭。如果该观点正确，将图甲装置置于温度更低的环境中实验，则测得烛焰附近的氧气含量最小值会如何变化？并解释原因。
【答案】（1）白磷燃烧 （2）A
（3）大于13.8%（或变大）。低温环境中，烛焰散热快，降温快，为了维持蜡烛燃烧，需要增加产热，所以需要浓度更高的氧气。
【解析】（1）燃烧条件为：可燃物，助燃剂，温度到达着火点；
（2）可能是二氧化碳含量过高导致蜡烛熄灭 ，故应使氧气浓度不变，升高二氧化碳浓度；
（3）氧气浓度越高，燃烧速度越快，温度越高。
【解答】（1）观察到白磷燃烧，说明瓶中还有氧气可以助燃；
（2）使氧气浓度不变，升高二氧化碳浓度，故为A；
（3） 图甲装置置于温度更低的环境中实验时，原因为： 大于13.8%（或变大）。低温环境中，烛焰散热快，降温快，为了维持蜡烛燃烧，需要增加产热，所以需要浓度更高的氧气。
17.（2021·台州）某同学对收集满二氧化碳气体的集气瓶需要正放的必要性进行了探究。实验步骤如下：
①将有底的空纸筒盖上硬纸板、在电子秤上称得质量为5.39克；
②将该纸筒先后两次收集满二氧化碳气体、盖上硬纸板。分别正放、倒放在电子秤上，如图甲和图乙、观察并记录读数变化：
③将两次的读数变化绘制成图丙，并得出结论。
回答下列问题：
（1）检验二氧化碳收集满的操作是 。
（2）纸筒正放时，电子秤读数变小的原因是 。
（3）结合图丙推测，若纸筒内收集满的是氢气。请在图丁中画出纸筒正放、倒放时电子秤读数随时间的大致变化情况并标注。(纸筒收集满氢气后的质量为5.30克)
【答案】（1）将燃着的木条放在集气瓶口。若熄灭，则已经收集满
（2）二氧化碳逸出，空气进入：且二氧化碳比空气密度大
（3）
【解析】（2）二氧化碳密度大于空气，它们会不断从上面的小孔逸出，进入空气，从而使电子秤的示数减小；（3）分析电子秤示数的变化规律，然后尝试完成作图即可。
【解答】（1）检验二氧化碳收集满的操作是：将燃着的木条放在集气瓶口。若熄灭，则已经收集满。
（2）纸筒正放时，电子秤读数变小的原因是：二氧化碳逸出，空气进入：且二氧化碳比空气密度大。（3）①氢气的密度小于空气，随着氢气的逸出，空气会慢慢进入桶内，从而使电子秤的示数增大，直到最后示数变成5.39g；
②由于氢气的密度小于空气，因此它会聚集在纸筒的上面，即正放时氢气的逸出速度大于倒放时的速度，则正放时电子秤的示数增大速度大于倒放时，如下图所示：
18．（2023·衢州）为测定某品牌钙片中碳酸钙的质量分数，小明先将钙片粉碎，再各取2.5g粉末与一定量的同浓度稀盐酸反应(钙片中其他成分不参与反应)，测出生成二氧化碳的质量(不考虑二氧化碳的损失)。实验数据如下表所示：
组序 粉末样品的质量(g) 盐酸的质量(g) 二氧化碳的质量(g)
1 2.5 10 0.22
2 2.5 20 0.44
3 2.5 30 0.44
（1）小明先将钙片进行粉碎，其目的是 。
（2）通过分析第2组和第3组数据，可知第3组反应中 过量。
（3）求该钙片中碳酸钙的质量分数。(写出计算过程)
【答案】（1）增大反应物的接触面积，有利于充分反应
（2）盐酸
（3）解：设样品中碳酸钙的质量为x：
CaCO3+ 2HCl= CaCl2+H2O+ CO2↑
100 44
x 0.44g
解得： x=1g
所以钙片中的碳酸钙的质量分数= ×100%=40%
答：钙片中的碳酸钙的质量分数为40%。
【解析】（1）根据化学反应速率与接触面积有关分析；
（2）根据表中所给数据加入10克盐酸完全反应产生0.22克二氧化碳分析；
（3）根据反应产生二氧化碳质量及方程式中物质间质量关系计算碳酸钙质量，从而计算碳酸钙质量分数分析。
【解答】（1） 小明先将钙片进行粉碎，是为了增大反应物的接触面积，有利于充分反应。
（2） 由表中所给数据可知，加入10克盐酸完全反应产生0.22克二氧化碳，分析第2组和第3组数据，可知第3组反应中盐酸过量。
知识导图
题型分析
聚焦高频
专项练习
30专题12 氧气和二氧化碳
【命题重点】说明氧气与二氧化碳的主要物理性质及化学性质，实验室制备及检验方法，用途及与其性质的关系，探究空气中氧气体积分数的定量估测。题型较分散:选择、填空、计算、实验等都会出现。
高频考点1：空气的主要成分
考点解读：
成分 证明方法 含量 性质与用途
氮气 78% (1)用作保护气，用于食品防腐和延长灯泡寿命；(2)是制化肥、炸药的原料；(3)液氮作冷冻剂
氧气 能使带火星的木条复燃 21% 性质比较活泼。用途：(1)供给呼吸，如潜水、医疗；(2)支持燃烧，如燃烧、炼钢、气焊、气割
二氧化碳 空气通入石灰水中，石灰水会变浑浊 0.04% 用途：(1)是光合作用的原料；(2)固态CO2(俗称干冰)作制冷剂；(3)工业上用于制纯碱、尿素、汽水
水蒸气 无水硫酸铜暴露于空气中会变蓝 成云致雨的原料
稀有气体 0.93%
【典例1】空气是一种宝贵的自然资源，下列说法中错误的是（ ）
A．氧气可用作燃料 B．液态氮可用作冷冻剂
C．稀有气体可用作保护气 D．二氧化碳可用来灭火
高频考点2：空气中氧气含量的测定
考点解读：测定原理：用红磷(或白磷)在密闭的容器中燃烧，消耗氧气，生成五氧化二磷固体，容器内压强减小，打开止水夹，烧杯中的水在大气压的作用下，被压入瓶内，进入的水的体积就代表了被消耗的氧气的体积。
现象：①产生大量白烟，②冷却后打开止水夹，进入集气瓶内的水约占原来瓶中空气总体积的五分之一。
实验拓展：
改进教材实验的弱点，使实验结果更精确，使实验更环保：
如下面的这些装置，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)
【典例2】（2023·金华）小金利用如图甲所示装置（气密性良好）和试剂测定空气中氧气含量，集气瓶中空气的体积为200mL，氧气传感器测得集气瓶内氧气的体积分数变化曲线如图乙所示。
（1）实验开始时，用酒精灯加热粗铜丝，其目的是 。
（2）反应开始到止水夹打开前，集气瓶内可观察到的现象是 。
（3）小金提出“倒吸入集气瓶中水的体积除以200mL等于空气中氧气的含量”。据图乙分析，此说法 （选填“正确”或“错误”），说明理由： 。
高频考点3：实验室制取氧气
考点解读： 氧气的实验室制法
反应原理 2H2O22H2O＋O2↑ 2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑2KClO32KCl＋3O2↑
实验装置
收集方法 ①排水集气法(氧气不易溶于水)②向上排空气法(氧气密度比空气密度大)
验满方法 将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃(向上排空气法)
检验方法 将带火星的木条放在集气瓶中，木条复燃
注意事项 长颈漏斗末端要伸到液面以下(分液漏斗则不必) (1)试管口略向下倾斜(2)铁夹夹在试管中上部(3)实验完毕，先移出导气管，再熄灭酒精灯(4)用KMnO4制O2时，试管口放一团棉花
【典例3】（2023九下·义乌模拟）实验室用高锰酸钾制取并收集氧气。
（1）组装该装置时，下列仪器用品的组装顺序是 (填序号)。
①试管 ②铁架台 ③酒精灯 ④木块
（2）实验中用排水法收集了一瓶氧气，把一根带火星的木条伸到集气瓶口时，没有复燃。原因可能是____(选填字母)。
A．实验结束时，熄灭酒精灯前没有先把导管移出水面 B．有气泡冒出时立即进行收集
C．导管口没有放一小团棉花 D．收集前集气瓶中未装满水
高频考点4：催化剂和催化作用
考点解读：在反应中能改变(加快或减慢)其他物质的反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都不改变的物质叫做催化剂，催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。注意：催化剂的特点可概括为“一变，两不变”，“一变”即改变反应速率，两不变指催化剂在化学反应前后质量和化学性质不变。
【典例4】（2023·舟山模拟）为了比较不同催化剂对过氧化氢催化速率的影响，小龙按图甲所示装置进行了如下实验：
①检查装置气密性；
②称取2克二氧化锰固体放在锥形瓶中，用注射器抽取5毫升溶质质量分数为10%的过氧化氢溶液．将注射器插入带活塞的锥形瓶中：
③将过氧化氢溶液注入锥形瓶中，测量并记录相应的数据：
④换用相同质量的ZnO固体和 Fe2O3固体重复步骤②和③，记录并处理数据，结果如图乙。
（1）该实验通过 反映催化剂的催化速率。
（2）待每次实验完全反应后，小龙均记录了瓶内的最终气压值，分别为p1、p2、p3，请比较三次实验气压大小，并说明理山。 。
（3）小龙取一定质量的FeCl3固体进行上述实验。发现也能加快过氧化氢的分解速率。实验过程中发现锥形瓶内溶液颜色逐渐由浅黄色变为浅绿色，最终又变回浅黄色。根据实验现象判断FeCl3是否为过氧化氢分解的催化剂，并说明理由. 。
高频考点5：物质在空气或氧气中燃烧的现象和产物
物质 反应现象
磷 产生大量白烟——P2O5
木炭 发出白光，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体——CO2
硫 空气中燃烧发出微弱的淡蓝色火焰，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——SO2
氢气 纯净的氢气在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰——2H2O
铁 剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体——Fe3O4
镁 发出耀眼的白光，生成白色粉末——MgO
考点解读：
【典例5】（2022·椒江模拟）下列有关氧气的叙述正确的是（ ）
A．实验室可采用向下排空气法收集氧气
B．如图课本上测定空气中氧气含量的实验，若只将红磷换成木炭实验会失败
C．铁丝在空气中燃烧，火星四射
D．物质发生氧化反应时总会发光、发热
高频考点6：缓慢氧化、剧烈氧化、自燃，燃烧的条件及灭火、火灾自救
考点解读：可燃物燃烧条件：①可燃物与氧气(或空气)充分接触。②温度达到可燃物的着火点。灭火方法及原理：隔绝助燃剂、降低温度至着火点以下、撤离可燃物。发生火灾时的一些自救方法：①浓烟密布时，应匍匐前进，并用湿毛巾掩盖口鼻；②用湿毛巾等物品塞住门和窗缝隙；③在窗前呼救。
【典例6】（2023·温州模拟）按如图所示方案进行“探究燃烧条件之一是温度要达到可燃物的着火点”的实验(已知：白磷的着火点是40℃)，往甲装置的水中加入某种固体物质后白磷燃烧，乙中白磷不燃烧。实验后，将甲中的试管倒置于水中，去掉橡胶塞，发现水进入试管中。
（1）甲装置的水中加入的固体物质可能是 ；
（2）乙试管中的Y为 ；
（3）“水进入试管中”的原因是 。
高频考点7：二氧化碳的性质
考点解读：在通常状态下，二氧化碳是一种无色、无味的气体，它的密度比空气的密度大，因此能像倒液体那样从一个容器向另一个容器倾倒。在加压降温的情况下，二氧化碳能变成无色液体，甚至变成雪状固体，通常人们把固体二氧化碳叫做干冰。二氧化碳溶解在水里时，跟水发生化学反应生成碳酸。碳酸呈酸性，能使紫色石蕊试液变红色。向澄清石灰水里通入二氧化碳时，会生成白色的碳酸钙沉淀，使石灰水变浑浊，此反应常用来检验二氧化碳。
【典例7】（2022·南湖模拟）在学习了二氧化碳的制取与性质实验后，某化学兴趣小组同学设计了如图所示的实验(夹持仪器已略去)。请回答：
（1）装置A中发生反应的化学方程式为 。
（2）装置B玻璃管内、外壁分别贴有用紫色石蕊试液浸泡过的干燥或湿润滤纸条，打开K1，关闭K2和K3，并向玻璃管外壁上4号滤纸条喷醋酸，观察到 ，3号滤纸条不变色，4号滤纸条变红。由此证明了CO2能与水反应。
（3）紧接着又打开K3观察到低处蜡烛先熄灭，说明CO2具有的化学性质是 。
（4）如图所示CO2验满操作中，正确的是 (填字母)。
（5）为保证制得纯净的二氧化碳，棉花团上应事先浸有 (填”NaOH溶液”或”饱和NaHCO3溶液”)。
高频考点8：二氧化碳的实验室制法
考点解读：(1)药品：大理石(或石灰石)与稀盐酸。一般不用其他药品代替的原因：①不用Na2CO3代替大理石，是因为Na2CO3与盐酸反应速率太快，不便于控制；②不用浓盐酸，是因为浓盐酸易挥发出HCl气体，使CO2不纯；③不用H2SO4代替盐酸，是因为H2SO4与CaCO3反应生成微溶的CaSO4会覆盖在大理石的表面，阻止反应的继续进行。
(2)原理：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2 ↑。
(3)制取装置如图所示：
(4)收集：CO2密度比空气大、能溶于水且与水反应生成碳酸，一般只用向上排空气法收集CO2气体。收集气体时，导气管应伸到集气瓶底部以排尽集气瓶中的空气，使收集到的气体纯度较高。
(5)操作步骤：①按要求连接好仪器；②检查装置的气密性；③向反应器中装入大理石；④向长颈漏斗中注入稀盐酸；⑤收集气体；⑥验满。
【典例8】（2022·绍兴）科学是一门以实验为基础的学科。以下是实验室制取、收集、测量气体体积的常用装置。
（1）实验室制取二氧化碳的发生装置可以选择 （填字母）。
（2）检查装置B气密性的方法是：先关闭止水夹，然后 。
（3）若用装置C测反应生成的二氧化碳体积，测得的体积比理论值小，原因可能是二氧化碳具有 的性质。
高频考点9：装置的选择
考点解读：
发生装置 收集装置
固体与固体反应，需加热 固体与液体反应，不用加热 密度比空气小，且不与空气中的物质反应 密度比空气大，且不与空气中的物质反应 难溶于水，不与水反应
【典例9】（2021·杭州）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 。
高频考点10：二氧化碳对环境的影响
考点解读：(1)温室效应：大气中的CO2气体能像温室的玻璃或塑料薄膜那样，使地面吸收的太阳光的热量不易散失，从而使全球变暖。适度的“温室效应”能保证地球上的气温恒定，适于动植物生存。(2)其他能产生温室效应的气体有：水蒸气(H2O)、臭氧(O3)、氧化亚氮(N2O)、甲烷(CH4)、氢氟碳化物类、全氟碳化物及六氟化硫等。(3)温室效应加剧的危害：导致两极的冰川融化，使海平面上升，淹没部分沿海城市，使土地沙漠化、农业减产等。(4)缓解措施：①减少CO2的排放，如减少使用__煤、石油、天然气__等化石燃料的燃烧，更多地利用太阳能、风能、地热能等清洁能源；②增加CO2的消耗，如大力植树造林，严禁乱砍滥伐森林等。
【典例10】（2023八下·永嘉期中）空气是一种非常宝贵的自然资源，是指地球大气层中的多种气体混合。
（1）空气可以用来帮助物质燃烧，那是因为空气中含有 ，它在空气中的体积含量为 左右。
（2）PM2.5是指大气中粒径小于等于2.5微米的固体颗粒物。使用下列交通工具不会增加PM2.5的是 (不定项选择)。
（3）空气质量日益受到人们的关注，下列物质中需计入空气污染指数的有 (填序号)。
①二氧化碳 ②二氧化硫 ③一氧化碳 ④二氧化氮 ⑤氧气
一、选择题
1.（2023九下·义乌模拟）如图，小明将一张白纸紧紧地卷成棍状，在其表面缠绕一根铜丝。用蜡烛对铜丝处进行加热，纸棍不燃烧；而对纸棍未卷铜丝处进行加热，很快就能点燃。据此推测，铜丝在实验中的作用是（ ）
A．隔绝白纸周围氧气 B．升高白纸的着火点
C．降低白纸表面温度 D．降低蜡烛火焰温度
2．（2023·金华）下列与氧气有关的实验操作，需要纠正的是（ ）
A． B． C． D．
3．（2023·衢州）下列关于氧气性质及其制备的说法正确的是（ ）
A．氧气的化学性质很不活泼，与其他物质反应必须要加热
B．氧气参与很多燃烧反应，它是一种常见的可燃物
C．实验室可用加热分解高锰酸钾的方法制备氧气
D．要除去N2中的O2得到纯净的N2，只需将混合气体通过红热的炭
4．（2023·湖州）小敏在鉴别氢气、氮气、氧气、二氧化碳四瓶无色气体时，对它们的部分性质进行归纳梳理并编制了检索表(如图)。检索表中S代表的是（ ）
检索表
1a具有可燃性...............P
1b不具有可燃性...............2
2a能使澄清石灰水变浑........Q
2b不能使澄清石灰水变浑.......3
3a能使带火星的木条复......R
3b不能使带火星的木条复..... S
A．氢气 B．氮气 C．氧气 D．二氧化碳
5.（2023九下·义乌模拟）如图所示，①为制取氧气的发生装置(气密性良好)，其中的燃烧匙可以上下移动。②和③为氧气的收集装置。小金欲制取一瓶干燥的氧气，下列分析正确的是（ ）
A．在①中，将MnO2浸入H2O2溶液，MnO2可分解产生氧气
B．若用装置②的方法收集氧气，需等到导管口气泡均匀并连续冒出时才可收集
C．若用装置③的方法收集氧气，可将带火星的木条放至瓶口进行验满
D．将装置①分别与装置②或③连接，均能达到实验目的
二、非选择题
6．（2023·湖州）科学是一门以实验为基础的学科。如图A和B为实验室中常见的气体发生装置，请回答下列问题：
（1）仪器a的名称是 。
（2）实验室用过氧化氢制取氧气，发生装置应选择 (选填”A”或”B”)。
（3）图C为过氧化氢分解的过程示意图，请将生成物的微观粒子模型补充完整。
7．（2022·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 。
8．（2023·杭州）某同学用图甲装置验证质量守恒定律。
（1）将图甲中的两种溶液混合，观察到 的现象，证明两者发生了化学反应，且天平仍然保持平衡，可验证质量守恒定律。
（2）仅利用图甲的器材，可继续验证质量守恒定律的实验是 。
A．冰熔化成水 B．铜丝和硝酸银溶液反应 C．碳酸钙固体和稀盐酸混合
（3）该同学以电解水为例，用图乙从分子和原子的角度解释质量守恒定律的微观本质，请你帮他补充完整。
9.（2021·台州）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")。
10．（2023·杭州）实验室用15%H2O2溶液在MnO2催化作用下制取氧气，实验前需在烧瓶中加入一定量的水，是不是H2O：溶液浓度会影响氧气产生速度？小科利用如图装置进行探究。
[建立假设]H2O2溶液浓度越小，产生氧气的速度越慢，
[实验方案]在相同条件下，分别用30毫开2%、4%和6%的H2O2溶液进行实验，记录收集20毫升氧气所需的时间。
[实验数据]
实验序号 1 2 3
H2O2溶液的浓度 2% 4% 6%
收集20毫升氧气所需时间/秒 t1 t2 t3
[实验结论]在相同条件下，H2O2溶液浓度越小，产生氧气的速度越慢。
（1）上述实验除了实验装置相同，还要控制 相同(填字母)；
A．MnO2质量 B．滴加H2O2溶液的速度
（2）该实验通过分解H2O2制取氧气，可用化学方程式表示为 ；
（3）表中t1、t2、t3的大小关系是支持上述实验结论的，其中最大的是 。
11．（2023·慈溪模拟）化学是一门以实验为基础的自然科学，请结合下图回答问题。
（1）仪器名称：② 。
（2）实验室制二氧化碳，若用装置B，则分液漏斗的作用是 ，
（3）实验室选用装置C制取CO2，加入稀盐酸的量不宜太多。若实验时，液面处于m处（此时稀盐酸有剩余），则关闭弹簧夹导致的后果是 。
（4）用F装置可以实验检验氧化钙与水作用的热效应，烧杯中导管口有气泡产生，是因为
12.（2022·衢州）为测定石灰石样品中碳酸钙含量，某小组同学在一定质量的样品中加入足量稀盐酸，利用生成CO2的质量来测定(忽略稀盐酸挥发的影响)。
（1）小科用图甲装置实验，通过测定反应前后D装置质量的变化来得到CO2质量。为了避免水蒸气对实验的影响，使测量结果更准确，装置C中应装入 (填试剂名称)。
（2）小明用图乙装置实验，通过测定反应前后装置总质量的变化来得到CO2质量。他用碱石灰做干燥剂，请判断这种做法是否合理并说明理由。 。
（3）实验时，正确选择干燥剂后，两装置均可通过左侧导管鼓入某种气体一段时间，来进一步减小误差。下列操作可行的是 。
选项 实验装置 反应开始前鼓入的气体 反应结束后鼓入的气体
A 甲 氮气 氮气
B 甲 干燥空气 干燥空气
C 乙 氮气 氮气
D 乙 干燥空气 干燥空气
13．（2023·杭州模拟）某兴趣小组对教材中“测定空气里氧气含量”的实验(装置I)进行了大胆改进，设计装置Ⅱ实验方案进行，收到了良好的效果。请你对比分析下面装置I、装置Ⅱ实验，回答下列有关问题：
（1）【装置Ⅰ】在实验过程中，经常出现实验结果偏小的情况，原因可能是____。
A．红磷量不足
B．实验时止水夹未夹紧
C．未等装置冷却就松开止水夹
D．红磷点燃后伸入集气瓶速度太慢
（2）【装置Ⅱ】实验的操作步骤如下：①测定玻璃管容积V1为70mL。②将少量铜粉平装入试管中，将50mL的注射器活塞置于30mL刻度处，并按图Ⅱ中所示的连接方式固定好。③点燃酒精灯，缓慢推拉注射器活塞。④熄灭酒精灯，等装置冷却后读取注射器活塞的数据。按正确操作和有关数据计算，最终得出氧气约占空气体积的，则注射器活塞最终停留在 mL处.
（3）比较装置Ⅰ和装置Ⅱ，你能说出装置Ⅱ的一个优点是 。
14．（2023·湖州）碳捕集是实现”碳中和”的措施之一，其中一种方法是用氢氧化钠溶液来吸收二氧化碳。某探究小组将二氧化碳持续通入氢氧化钠溶液中，并利用传感器实时测定氢氧化钠溶辆扶酸几液吸收二氧化碳后溶液的pH，装置如图甲所示。溶液的pH随时间变化情况如图乙，且pH等于11.6时溶液处于饱和状态。通过查阅资料发现：
①碳酸钠能与二氧化碳、水反应生成碳酸氢钠(Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3)；
②该温度下，饱和碳酸钠溶液的pH为11.6，饱和碳酸氢钠溶液的pH为8.3；
③该温度下碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠的溶解度。
根据以上现象和信息，小组同学展开进一步探究：
[提出问题]二氧化碳持续通入氢氧化钠溶液中，形成的产物是什么？
（1）[建立假设]假设1：只有碳酸钠；假设2：碳酸钠、碳酸氢钠；假设3：只有碳酸氢钠；假设4……
小敏根据图乙曲线判断假设1不成立，理由是 。
[实验过程]继续通入二氧化碳，溶液的pH随时间变化情况如图丙。
[实验结论]小敏根据图丙曲线认为二氧化碳持续通人氢氧化钠溶液后的最终产物是 。
[交流评价]小金认为该曲线还不能确定最终产物。因为pH可能还未呈稳定状态，接下去的操作是 。
（2）小兴受小金的启发，猜测最后溶液可能呈酸性，他猜想的依据是 ，所以建议小组同学继续展开探究。
15．（2023·金华）测量空气中氧气体积分数实验的思维模型如下：
封闭空间——消耗氧气——气压减小——观察现象
项目化学习小组按图甲完成氧气含量测定的实验时，发现进人集气瓶的水量低于”1”刻度线。为提高氧气含量测定的精准度，展开了如下研究。
[误差分析]几位同学对测量值偏小原因的分析如下：
甲：红磷的量不足，未能把瓶内氧气耗尽；
乙：将燃烧匙伸入集气瓶瞬间，部分空气逸出；
丙：实验前导管中有空气，实验后一部分本应进入容器的水滞留在导管中；
丁：由于广口瓶的形状造成很难均分五等份，影响测量结果；
（1）以上原因分析中，其中一位同学的观点被大家一致否定，你认为是哪位同学的观点？ (选填”甲”“乙”“丙”或”丁”)；
（2）[方案改进]根据以上讨论，为减少实验误差，提高实验结果的精准度，学习小组同学设计了图乙改进装置。(已知：红磷的着火点是240℃，无毒；白磷的着火点是40℃，有剧毒)
比较图甲、图乙的实验方案，下列关于图乙实验方案叙述正确的是 。
A．利用着火点更低的白磷并采用加热后的玻璃棒”内引燃”，建立封闭空间使实验结果更精准
B．可以解决图甲方案中一部分水滞留在导管中带来的误差问题
C．改用量筒内水的体积变化来确定消耗氧气的体积，使测量结果更精准
D．彻底地解决了实验的安全性问题，符合绿色化学理念
（3）小金同学认为，图乙实验装置还需在橡皮管处补充一个止水夹，请表达你的观点及理由 ；
（4）[问题反思]小组同学多次实验，测量值总是小于。经过老师指导，小组同学讨论后认为，可以从模型中”消耗氧气”的方法入手给实验做进一步改进。
[资料]暖宝宝是利用铁粉在空气中氧化的原理制成。
[方案迭代]讨论后，项目组设计了如图丙所示的装置，用暖宝宝粉代替红磷，利用铁粉在空气中氧化的原理进行实验。操作步骤如下：①将滤纸用水浸润后黏附在针筒内壁；②把暖宝宝粉倒入针筒，轻轻转动，使涂抹均匀；③涂上凡士林，将活塞插入针筒，盖上橡皮帽，观察并记录活塞移动情况。
经多次实验后，测得空气中氧气的体积分数均约占。
从消耗氧气的方法角度分析，图丙方案比图甲方案测定结果更精准的原因是 。
[心得交流]科学探究需要不断根据结果反思探究过程，优化方案，实现方案的迭代更新。
16.（2023·杭州）将燃烧的蜡烛放人图甲装置中，一段时间后，蜡烛会慢慢熄灭。兴趣小组探究其原因的过程如下（气体的含量用体积分数表示）：
（1）甲同学认为，蜡烛熄灭是装置内的氧气被消耗完了。他设计了图乙的实验装置，待蜡烛熄灭后，用凸透镜聚焦太阳光使白磷的温度达到着火点，观察到 现象，从而否定了自己的猜想。他重新实验，测得蜡烛燃烧过程中烛焰附近的二氧化碳含量从0.04%上升到7.4%，氧气含量从21%下降到13.8%。
（2）甲同学又认为可能是二氧化碳含量过高导致蜡烛熄灭。乙同学不赞同，他改变图甲装置中的气体成分，只进行了一次实验，就否定了甲同学的观点。则乙同学进行的实验是 。
实验 氧气含量 二氧化碳含量 蜡烛能否燃烧
A 21% 8.4% 能
B 21% 3.4% 能
c 12.8% 3.4% 不能
（3）还有一种观点：随着蜡烛的燃烧，氧气含量下降，产热速度变慢；当产热量小于散热量，烛芯的温度下降至着火点以下，蜡烛熄灭。如果该观点正确，将图甲装置置于温度更低的环境中实验，则测得烛焰附近的氧气含量最小值会如何变化？并解释原因。
17.（2021·台州）某同学对收集满二氧化碳气体的集气瓶需要正放的必要性进行了探究。实验步骤如下：
①将有底的空纸筒盖上硬纸板、在电子秤上称得质量为5.39克；
②将该纸筒先后两次收集满二氧化碳气体、盖上硬纸板。分别正放、倒放在电子秤上，如图甲和图乙、观察并记录读数变化：
③将两次的读数变化绘制成图丙，并得出结论。
回答下列问题：
（1）检验二氧化碳收集满的操作是 。
（2）纸筒正放时，电子秤读数变小的原因是 。
（3）结合图丙推测，若纸筒内收集满的是氢气。请在图丁中画出纸筒正放、倒放时电子秤读数随时间的大致变化情况并标注。(纸筒收集满氢气后的质量为5.30克)
18．（2023·衢州）为测定某品牌钙片中碳酸钙的质量分数，小明先将钙片粉碎，再各取2.5g粉末与一定量的同浓度稀盐酸反应(钙片中其他成分不参与反应)，测出生成二氧化碳的质量(不考虑二氧化碳的损失)。实验数据如下表所示：
组序 粉末样品的质量(g) 盐酸的质量(g) 二氧化碳的质量(g)
1 2.5 10 0.22
2 2.5 20 0.44
3 2.5 30 0.44
（1）小明先将钙片进行粉碎，其目的是 。
（2）通过分析第2组和第3组数据，可知第3组反应中 过量。
（3）求该钙片中碳酸钙的质量分数。(写出计算过程)
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