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第1节 空气与氧气
考点一、空气中氧气含量的测定
(1)测定原理：在一个密闭容器中，用一种足量的易燃物质(如红磷或白磷)与容器中的氧气反应，生成一种固体，使密闭容器内压强减小。在大气压的作用下，水被压入密团容器中，被压入的水的体积，即为空气中氧气的体积。
(2)实验装置
(3)实验步骤(易燃物质以红磷为例，下同)
①先在集气瓶内加入少量水，将集气瓶内水面上的容积分成五等份并做上记号。
②连接装置，并检查装置的气密性。
③用止水夹夹紧橡皮管，点燃红磷，迅速伸入集气瓶内，塞紧橡皮塞。
④待红磷熄灭并冷却至室温后，振荡集气瓶，打开止水夹。
(4)实验现象：红磷剧烈燃烧，放出大量的热，有大量白烟产生；待集气瓶冷却后，打开止水夹，水经导管进入集气瓶，消耗的气体跟剩下的气体的体积比约为1:4。
(5)实验结论：空气中氧气的体积约占空气总体积的1/5。
(6)反应的文字表达式：磷+氧气 点燃 五氧化二磷
(7)实验注意事项
①在实验前，导管应预先注满水，否则在燃烧完毕，装置冷却后打开止水夹时，进入的水会有一部分留在导管中，使得进入集气瓶内水的体积减少，导致测量结果偏小。
②实验过程中要确保装置的气密性良好。如果气密性不好，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少，测得氧气的体积分数偏小。
③实验过程中红磷应过量，燃烧时才能完全消耗掉瓶内空气中的氧气。如果红磷的量不足，则不能把集气瓶内空气中的氧气完全反应掉，导致测得空气中氧气的体积分数偏小。
④实验结束后 ，待装置冷却至室温后才能打开止水夹，否则会因为集气瓶内气体温度较高，气体压强较大，从烧杯进入集气瓶中的水的体积减少，导致测量结果偏小。
⑤可用来反应的物质必须是易与氧气反应而不与空气中其他气体反应，且没有气体生成的物质。不能采用硫、木炭、铁丝等物质代替红磷完成空气中氧气含量测定的实验。硫和木炭燃烧后的生成物分别为二氧化硫和二氧化碳，均为气体，这些气体的体积会弥补反应所消耗的氧气的体积，导致测量结果不准确；而铁丝在空气中难以燃烧，瓶内空气体积几乎不会变化，因而集气瓶内的水面几乎不上升。
【能力拓展】
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)
实验结果 原因分析
测得氧气减少的体积小于1/5 装置漏气
红磷量不足
未冷却至室温就打开止水夹
测得氧气减少的体积大于1/5 点燃红磷后，塞紧瓶塞太慢
实验开始时，没有夹成没夹紧止水夹
典例1：（2024八下·临海期末）用图甲装置测定空气中氧气含量。集气瓶容积为250mL，瓶底预留有50mL的水，量筒中装有100mL水，红磷充分燃烧后冷却至室温，打开止水夹，量筒内的水剩余64mL。
（1）图甲集气瓶中预留水的作用是 。（写出一点即可）
（2）根据实验数据计算空气中氧气的体积分数为 。
（3）图乙是通过气压传感器测定的图像，BC段气压增大的原因是 。
【答案】（1）集气瓶中加入少量水的作用是吸收反应生成的五氧化二磷，吸热降温。
（2）20%
（3）燃烧导致气温上升，压强增大。
【解析】红磷在氧气中燃烧产生五氧化二磷，消耗氧气，压强减小。
【解答】（1）反应产生大量热，加水吸热可以使集气瓶温度快速降到原来的温度。从而通过压强变化确定氧气质量分数；
（2）质量分数等于。
（3）燃烧会放出大量的热，气体热胀冷缩，导致压强变大。
变式1：（2024八下·余杭期末）如图甲拉瓦锡曾将少量汞放在密闭容器里，加热十二天后，部分液态汞变成了红色氧化汞粉末，容器里空气体积减少了约1/5。小科利用图乙装置测定空气中氧气的含量，用压强传感器测定的压强随时间的变化情况如图丙所示。下列说法正确的是（ ）
A．拉瓦锡实验证明了空气中氮气约占总体积的1/5，氧气占4/5
B．红色粉末是汞与氧气发生分解反应生成的氧化汞
C．若装置气密性不好，图丙中c点将上移
D．图丙中b点对应的操作是打开弹簧夹
【答案】C
【解析】A.根据拉瓦锡实验的结论来分析；
B.根据化学反应的特点来分析；
C.根据装置漏气的后果来分析；
D.根据装置内的压强变化来分析。
【解答】 A.拉瓦锡实验中，容器里空气体积减少了约，这是与汞反应的氧气的体积，即空气中氧气的体积约占约占总体积的，剩余的气体是氮气，则氮气占，故A错误；
B.红色粉末是汞与氧气发生化合反应生成的氧化汞，故B错误；
C.若装置气密性不好，则有空气进入集气瓶，导致瓶内的压强偏大，图丙中c点将上移，故C正确；
D.图丙中c点对应的操作是打开弹簧夹，故D错误。
故选C。
变式2：（2025九下·金华开学考）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 (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
【解析】正常的空气成分按体积分数计算是：氮气(N2)约占78.1%，氧气(O2)约占20.9%，稀有气体约占0.939%(氦He、氖Ne、氩Ar、氪Kr、氙Xe、氡Rn)，二氧化碳(CO2)约占0.031%，还有其他气体和杂质约占0.03%，如臭氧(O3)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、水蒸气（H2O）等。
【解答】（1）实验开始时，用酒精灯加热粗铜丝，铜丝具有导热性，用来引燃白磷；
（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）从乙图可以看出，此说法是错误的，因为 白磷不能耗尽装置中的氧气 ，所以测量结果偏小；
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
变式3：（2024八下·越城期末）小科设计如图所示的实验装置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忽略不计。查阅资料发现：
①当容器内的氧气浓度低于一定值时，白磷无法继续与氧气反应；
②“暖宝宝”能耗尽容器中剩余的少量氧气。
实验操作步骤如下：
步骤1： ▲ ；
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80℃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，当注射器中水量达到V1毫升时，瓶中液面低于燃烧匙底部，此时立即关闭K1、K2，发现瓶中白磷燃烧；
步骤5：待整个装置冷却至室温时.打开K..发现注射器中的水剩余V2毫升。
（1）请将步骤1补充完整：
（2）步骤 进行对照，说明白磷燃烧需要的条件是充足的氧气.
（3）该实验测得空气中氧气的体积分数为 (用V1、V2来表示).
（4）小科多次重复上述实验，测得空气中氧气的体积分数远大于21%，原因是 。
【答案】（1）连接装置，并检查装置气密性
（2）3、4
（3）
（4）热水温度过高，使原进入瓶内气体体积偏大
【解析】（1）根据测氧气体积分数实验需密闭装置中进行分析；
（2）根据要证明燃烧需充足氧气需进行接触氧气燃烧和不接触氧气不燃烧的对比实验分析；
（3）根据注射器原有水的体积即为空气体积，最终减少体积为氧气体积分析；
（4）根据热水温度过高会使瓶内气体体积偏大分析。
【解答】（1）该实验需在密闭装置中进行，步骤1为连接装置，并检查装置气密性。
（2）步骤3白磷温度达到着火点，但不接触氧气不燃烧，步骤4白磷燃烧，由此对照可证明白磷燃烧需要的条件是充足的氧气.。
（3）由题意可知，注射器抽出水的体积即为进入空气体积，反应结束后注射器内减少水的体积即为磷燃烧消耗氧气的体积，则该实验测得空气中氧气的体积分数为。
（4）小科多次重复上述实验，测得空气中氧气的体积分数远大于21%， 可能是热水温度过高，使原进入瓶内气体体积偏大 。
故答案为：（1）连接装置，并检查装置气密性 ；（2）3、4；（3）；（4）热水温度过高，使原进入瓶内气体体积偏大 。
考点二、氧气的性质
（一）氧气的物理性质
(1)颜色和气味:通常状况下为无色、无味的气体。
(2)密度:比空气密度略大(标准状况下氧气的密度为1.429克1升，而空气的密度为1.293克1升)。
(3)溶解性: 不易溶解于水(常温下1升水中大约能溶解30毫升的氧气，这些氧气是水生生物得以生存的必要条件之一)。
(4)氧气的三态变化:氧气 -183℃（101千帕） 淡蓝色液体 -218℃（101千帕） 蓝色雪花状固体
【说明】
(1)观察氧气的颜色时，可以在集气瓶后放上一张白纸，这样便于显示氧气是一种没有颜色的气体。
(2)闻气味的正确方法:用手轻轻地在瓶口扇动，使极少量氧气飘进鼻孔，闻一闻氧气的气味，发现氧气是一种没有气味的气体。
（二）氧气的化学性质
一些物质与氧气发生化学反应的现象、反应表达式及注意事项如下所示:
物质(颜色、状态) 反应现象 反应表达式 注意事项
木炭(灰黑色固体) ①在空气中持续红热②在氧气中发出白光，放出热量④生成气体使澄清石灰水变浑浊 碳+氧气 点燃 二氧化碳C O2 CO2 盛有灰黑色木炭的燃烧匙应由上而下慢慢伸入瓶中
硫(淡黄色固体) ①在空气中发出淡蓝色火焰②在氧气中发出蓝紫色火焰③放出热量④生成有刺激性气味的气体 硫+氧气 点燃 二氧化硫S O2 SO2 ①硫的用量不能过多②瓶内装少量水，目的是吸收生成的二氧化硫，防止对空气造成污染
红磷(红色固体) ①有浓厚的白烟②放出热量③在氧气中发出白光 磷+氧气 点燃 五氧化二磷P O2 P2O5 此反应生成是P2O5固体小颗粒，现象描述为白烟，而不是白雾(指小液滴)
光亮铁丝(银白色固体) 在空气中持续红热；在氧气中燃烧①剧烈燃烧 ②火星四射③放出大量的热④生成黑色固体 铁+氧气 点燃 氧化三铁Fe O2 Fe2O3 预先在瓶底留少量水或铺一层细沙的目的是防止高温熔融的溅落物炸裂集气瓶瓶底
在化学反应中原子发生了重新组合，生成物中的原子组合形式与反应物中不同
（三）氧化物
(1)定义:由两种元素组成，其中一种元素是氧元素的化合物。
(2)常见的氧化物:水(H2O)、二氧化碳(CO2)、二氧化硫(SO2)和五氧化二磷(P205)等。
(3)氧化物的一般分类:金属氧化物(另一种组成元素为金属元素的氧化物，如FeO、CuO、CaO和Al2O3等)和非金属氧化物(另一种组成元素为非金属元素的氧化物，如H2O、SiO2、CO和P2O5等)。
注意：
①含有两种元素，其中一种元素为氧元素的物质不一定都是氧化物，如在密闭容器内含有氧气和金属铜的混合物就不属于氧化物。
②含氧化合物指的是含氧元素的化合物，但不一定就是氧化物；而氧化物一定属于含氧化合物。如二氧化硫是氧化物，也是含氧化合物；氯酸钾(KClO3)是含氧化合物，含3有三种元素，但不是氧化物。
【能力拓展】
1.氧气具有帮助其他可燃物燃烧的化学性质(具有助燃性)，但氧气本身不能燃烧(不具有可燃性)。
2.铁丝燃烧实验时：将铁丝盘成螺旋状可以增大铁丝的受热面积，有利于铁丝持续燃烧。铁丝下端系一根火柴，可以利用火柴燃烧放出的热量使铁丝的温度升高，引燃铁丝。点燃火柴后，要待火柴快燃尽时，再插入充满氧气的集气瓶中，以免火柴燃烧消耗氧气过多而使现象不明显。
典例1：（2024七下·镇海区期末）下列有关物质燃烧时观察到的现象的叙述中，正确的是（ ）
A．硫在氧气中燃烧，发出淡蓝色火焰，生成有刺激性气味的气体
B．木炭在氧气中燃烧，发出白光，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体
C．红磷在氧气中燃烧，放出大量热，产生大量白雾
D．铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成四氧化三铁
【答案】B
【解析】A.硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，生成有刺激性气味的气体，故A错误；
B.木炭在氧气中燃烧，发出白光，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体，故B正确；
C.红磷在氧气中燃烧，放出大量热，产生大量白烟，故C错误；
D.铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成黑色的固体，故D错误。故选B。
变式1：（2023八下·仙居期末）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；
变式2：物质的结构、性质与用途的关系如图所示，下列有关氧气的说法错误的是（ ）
A．氧气分子是保持氧气化学性质的最小微粒
B．氧气的助燃性决定了氧气可以作为燃料
C．分离液态空气制氧气，利用了氧气与氮气沸点不同的性质
D．氧气能和很多金属单质反应，体现了氧气具有氧化性
【答案】B
【解析】氧气是氧元素形成的一种单质，化学式O2，其化学性质比较活泼，与大部分的元素都能与氧气反应。氧气是无色无味气体，是氧元素最常见的单质形态。熔点-218.4℃，沸点-183℃。不易溶于水，1L水中溶解约30mL氧气。在空气中氧气约占21%。液氧为天蓝色。固氧为蓝色晶体。动物呼吸、燃烧和一切氧化过程（包括有机化合物的腐败）都消耗氧气。但空气中的氧能通过植物的光合作用不断地得到补充。在金属的切割和焊接中。是用纯度93.5%~99.2%的氧气与可燃气（如乙炔）混合，产生极高温度的火焰，从而使金属熔融。冶金过程离不开氧气。为了强化硝酸和硫酸的生产过程也需要氧。不用空气而用氧与水蒸气的混合物吹入煤气气化炉中，能得到高热值煤气。医疗用气极为重要。
【解答】A.氧气分子是保持氧气化学性质的最小微粒，A正确；
B.氧气的助燃性决定了氧气可以作为助燃剂，B错误；
C.分离液态空气制氧气，利用了氧气与氮气沸点不同的性质 ，C正确；
D.氧气能和很多金属单质反应，体现了氧气具有氧化性 ，D正确；
变式3：（2024八下·浦江期末）为使铁丝在氧气中燃烧实验获得成功，常需将铁丝绕成螺旋状，这是为什么呢？
甲同学认为：为了增大与氧气的接触面积．
乙同学认为：为了聚热效果更好，能使未燃的铁丝更好地预热．
分析讨论后，同学们认为甲同学的想法不合理．为验证乙同学的想法，同学们开展了有关实验，操作及部分现象如下表所示：
实验操作 实验现象
如图在2个装有等量水的相同集气瓶中，收集满氧气，取2根相同的铁丝，将1根拉直，另1根绕成螺旋状，同样引燃后分别同时放入瓶中进行实验． 铁丝均燃烧，但剧烈程度不同……
请回答：
（1）铁丝在氧气中燃烧产生的现象是 ，产生大量的热，生成黑色物质．
（2）同学们认为甲同学的想法不合理，理由是 ．
（3）为使实验可靠，要控制好变量，实验操作中还应做到 ．
（4）通过对实验现象的分析，同学们认为乙的想法更合理，则同学们通过实验获得的证据是 ．
【答案】（1）火星四射
（2）在同样的条件下实验时，是否绕成螺旋状，铁丝与氧气的接触面积都是一样的．
（3）集气瓶中充满体积分数相同的氧气（氧气浓度一样或者铁线都要全部伸入或者引燃时间要一样长）（合理即可）
（4）在实验中，2根铁丝与氧气的接触面积相同，但燃烧的剧烈程度为．
【解析】（1）根据铁丝在氧气中燃烧的现象解答；
（2）注意分析铁丝的形状改变时与空气的接触面积是否改变；
（3）在实验过程中，氧气体积分数、铁丝深入的长度或引燃时间都可能会影响燃烧效果，据此分析；
（4）如果铁丝绕成螺旋状的聚热效果更好，那么控制铁丝与空气的接触面积相同时，螺旋状的铁丝比拉直的铁丝的反应更剧烈，据此分析解答。
【解答】（1）铁丝在氧气中燃烧产生的现象是火星四射，产生大量的热，生成黑色物质。
（2）同学们认为甲同学的想法不合理，理由是：在同样的条件下实验时，是否绕成螺旋状，铁丝与氧气的接触面积都是一样的；
（3）为使实验可靠，要控制好变量，实验操作中还应做到：集气瓶中充满体积分数相同的氧气（氧气浓度一样或者铁线都要全部伸入或者引燃时间要一样长）。
（4）通过对实验现象的分析，同学们认为乙的想法更合理，则同学们通过实验获得的证据是：在实验中，2根铁丝与氧气的接触面积相同，但燃烧的剧烈程度为。
考点三、氧气的制取
（一）氧气的实验室制法
(1)过氧化氢制氧气
①药品:过氧化氢、二氧化锰。
②反应原理:过氧化氢 二氧化锰 水 + 氧气
H2O2 H2O O2
③操作步骤:
操作步骤 操作方法及注意事项
检查装置气密性 将橡皮管用弹簧夹夹住，打开分液漏斗活塞，向分液漏斗中加入一定量水后，烧瓶与漏斗形成液面差，说明装置不漏气
装入药品 将黑色的二氧化锰加入烧瓶，另将带有分液漏斗和导管的双孔橡皮塞塞紧瓶口，放置好集气瓶。最后向分液漏斗中加入过氧化氢(俗称“双氧水”)
打开活塞进行反应 将分液漏斗活塞打开，让过氧化氢溶液从分液漏斗滴入圆底烧瓶，观察现象
向上排空气法收集氧气并验满 氧气密度比空气大，因此实验室收集氧气时可采用向上排空气法。 将带火星的木条放置于集气瓶瓶口，若复燃则氧气已经收集满
收集完毕，关闭分液漏斗活塞，回收二氧化锰 待氧气收集满后，关闭分液漏斗活塞。回收分液漏斗中剩余的过氧化氢和烧瓶中的二氧化锰固体。洗涤仪器并整理实验器
(2)高锰酸钾(或氯酸钾和二氧化锰)制氧气
①药品:高锰酸钾或氯酸钾和二氧化锰。
②原理:高锰酸钾 加热 锰酸钾+二氧化锰+氧气 氯酸钾 二氧化锰，加热 氯化钾+氧气
KMnO4 K2MnO4 MnO2 O2 KClO3 KCl O2
③装置:此处是用加热固体制取气体，所以固体加热装置。
④操作步骤
操作步骤 操作方法及注意事项
检查装置气性 将导管一端浸入水中，用手紧握试管外壁，若水中导管口有气泡冒出，或者手撒离后在导管中形成一段水柱，证明装置不漏气。否则，应塞紧或更换橡皮塞
将药品装入试管 按固体药品的取用方法，取少量高锰酸钾装入试管，平铺在试管底部，管口塞一团棉花，防止高锰酸钾颗粒随氧气进入水槽、集气瓶或堵塞导管
将试管固定在铁架台上 铁夹夹在距离试管口 1/3 处，试管口要低于试管底部(防止冷凝水倒流，致使试管破裂)
点燃酒精灯加热 先使酒精灯外焰在试管下方来回移动，让试管均匀受热，然后对准试管中的药品部位加热
排水法收集氧气 集气瓶内装满水，不留空气，当导管口产生连续均匀的气泡时开始收集，瓶中水排尽出现大气泡时，瓶中氧气集满
收集完毕，导管撤离水槽 导管不离开水槽，不能熄灭酒精灯
熄灭酒精灯 当导管撤离水槽后才能熄灭酒精灯，否则水槽中的水会倒吸入试管，引起试管炸裂
用高锰酸钾制取氧气，并用排水法收集。其实验步骤可以概括为“查一装一定一点一收一离→熄”7个字，可用谐音记忆为“茶”“庄”“定”“点”“收”“利”“息”。
（二）催化剂
(1)催化剂:在化学反应里能改变反应速度，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂(工业上也称为“触媒”)。
(2)催化作用:催化剂在化学反应中所起的作用叫做催化作用。
(3)对催化剂和催化作用的理解
①能改变反应速度，这里的“改变”包括加快和减慢两种含义；不加入催化剂，并不意味着化学反应不能发生。
②化学性质在化学反应前后没有改变，但是物理性质可能改变，如块状催化剂反应后变为粉末状。
③催化剂是针对具体的反应而言的，某一个反应的催化剂在另一个化学反应中可能成为反应物、生成物或毫无关联的物质。如MnO2是过氧化氢分解的催化剂，在KMnO4分解中是生成物。
④催化剂不是万能的，也不是唯一的， 在某个化学反应中，可选择不同的物质作为催化剂。
⑤催化剂只能改变化学反应的速度，不能增加或减少生成物的质量。
催化剂具有“一变"和“两不变”的特点:
①“一变”:改变其他物质的化学反应速度。
②“两不变”:a.在化学反应前后，催化剂本身质量不变；b.在化学反应前后，催化剂本身的化学性质不变。
（三）氧气的工业制法
(1)空气冷冻分离法
①原理:利用液氧沸点( -183 ℃ )和液氮的沸点( -196 ℃ )不同，说明通过分离液态空气获得氧气。
工业制氧气过程中无新物质生成，属于物理变化。
②过程:空气 净化 洁净的空气 多次压缩降温 液态空气 -196 ℃低温蒸发 氮气(沸点-196℃)+液氧(沸点-183℃，贮存在蓝色钢瓶中)
(2)膜分离技术制取氧气
利用膜分离技术，在一定压力下让空气通过具有富集氧气功能的薄膜，得到含氧量较高的富集氧气。
【能力拓展】
①用过氧化氢制取氧气属于放热反应，且该反应不需要加热即可进行。
②二氧化锰在该反应中起加快过氧化氢分解的作用，但不改变过氧化氢产生氧气的总量，且二氧化锰在反应前后质量和化学性质都保持不变。
③该反应不加入二氧化锰也能够发生，只是发生反应的速度较慢。
典例1：（2024八下·萧山期末）小黄和小岩发现，带火星的竹签在空气中不会复燃，若用装有60％体积的水的集气瓶倒置在水槽中收集氧气，得到的气体就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，她们进行了如下探究：（空气中的氧气含量为21％）
（1）【设计实验】小黄设计了如图所示的装置，该装置的圆底烧瓶中放入25ml水的目的是 。写出实验室用双氧水制取氧气的化学方程式 。
（2）【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％体积的水，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根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，小晨又做了第二组实验，并记录实验现象。两组实验数据和现象如下表：
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
带火星的竹签的状况 亮 很亮 复燃 很亮 复燃 复燃
得出上述两组实验现象后，小萍认为还不能确定能使带火星的竹签复燃的氧气含量最小值，需继续进行实验，她应该在水的体积分数为 再进行实验。
【实验结论】经过数次实验得出水的体积分数较准确数值之后通过计算氧气含量得出：能使带火星的竹签复燃的氧气含量最小值为48.7％。
【答案】（1）稀释加入的过氧化氢溶液，防止反应速度过快；2H2O22H2O+O2
（2）连续、均匀；34%~38%
【解析】计算集气瓶中氧气含量时，需要考虑收集气体前瓶中原有空气中的氧气。
【解答】（1）直接用15%的过氧化氢进行反应，为因为浓度过高，导致反应速度过快，难以控制。圆底烧瓶预先加有适量的水，是用来稀释过氧化氢的。
（2）当装置中产生气体，会先将原有的空气排出，所以不能立即收集氧气，因为此时氧气纯度不高，需等到导管口有连续均匀气泡冒出后才可收集；本实验目的是要寻找恰能使竹签复燃的情况，所以还需在“很亮”和“复燃”之间的更小范围再寻找。
变式1：（2024八下·三门期末）下面是实验室制取、收集、验满、验证氧气性质的装置或操作，其中错误的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【解析】 根据氧气的性质和实验注意事项分析 。
【解答】常用气体的发生装置和收集装置分别又分为两种和三种。前者有“固体加热型”和“固液常温型”两种装置；后者有“排水法”、“向下排空气法”和“向上排空气法”三种装置。A、用过氧化氢溶液制取氧气，其原理是过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，该反应中反应物为固体和液体，反应条件为常温，应选择固液常温型发生装置，分液漏斗末端不需要伸入液面以下，图示操作正确，不符合题意；
B、用排水法收集氧气时，集气瓶应装满水，待导管口有连续均匀气泡冒出时再进行收集，图示操作正确，不符合题意；
C、氧气验满时，应将带火星的小木条放在集气瓶口，若木条复燃，说明氧气已收集满，图示操作错误，符合题意；
D、硫在氧气中燃烧时，集气瓶底应放一些水，防止二氧化硫污染空气，图示操作正确，不符合题意。
故选：C。
变式2：（2024八下·临海期末）下列是实验室制取、收集有关气体装置图，请按要求回答下列问题：
（1）实验室选择装置甲制取氧气时，仪器a的名称是 。
（2）若利用装置丙收集氧气，判断氧气已集满的现象是 。
（3）若利用装置丁收集氧气，气体要从c管通入，理由是 。
【答案】（1）铁架台
（2）把带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃则集满
（3）氧气密度比空气大
【解析】根据气体的状态以及性质和反应条件选择合适的收集以及发生装置。
【解答】（1）仪器a的名称是铁架台。
（2）因为氧气的密度比空气大，具有助燃性，用装置C收集氧气时，检验氧气记收集满的方法是：把带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃则集满。
（3）若利用装置丁收集氧气，气体要从c管通入，理由是氧气密度比空气大，首先沉在瓶底。
变式3：（2023八下·椒江期末）潜水、高空飞行等活动经常利用超氧化钾(KO2)作供氧剂。小科查阅了相关资料，请回答下列问题：
（1）超氧化钾作供氧剂的原理是：超氧化钾能与二氧化碳反应生成氧气，同时产生碳酸钾。请写出该反应的化学方程式
（2）实验室常利用加热氯酸钾来制取氧气，若要得到比较干燥的氧气，则气体的发生与收集装置应该选用 (选填字母)。
（3）小科将氧气和空气按比例混合，制取一瓶100毫升含氧气体积分数为40%的混合气体，则需要氧气和空气的体积比为 (空气中氧气的体积分数按20%计算) ．
【答案】（1）4KO2+2CO2=2K2CO3+3O2
（2）AE
（3）1：3
【解析】（1）根据反应物、反应条件和生成物，写出对应的化学方程式。
（2）根据反应物的状态和反应条件选择气体发生装置，根据气体的性质选择收集方法。
（3）空气中氧气的体积+生成氧气的体积=混合气体中的氧气总体积。
【解答】（1）超氧化钾能与二氧化碳反应生成，氧气和碳酸钾，则反应的方程式为： 4KO2+2CO2=2K2CO3+3O2 。
（2）氯酸钾和二氧化锰都是固态，且需要加热，因此发生装置选择“固态加热型”，故选A；
得到的氧气比较干燥，因此不能使用排水法收集，其密度大于空气，因此使用向上排空气法收集，故选E。
（3）设需要空气的体积为x， 那么得到：20%x+（100mL-x）=100mL×40%；
解得：x=75mL； 那么氧气的体积为：100mL-75mL=25mL；
则需要氧气和空气的体积比为：25mL：75mL=1：3。
考点四、化合反应和分解反应
（一）化合反应
(1)定义:由两种或两种以上物质生成一种物质的反应，叫做化合反应，它属于化学反应基本类型之一。
(2)特点:反应物有多种，生成物只有一-种， 即“多变一” 。
(3)表示式: A+B+...→C
(4)举例:磷+氧气 点燃 五氧化二磷
（二）分解反应
(1)定义:由一种物质生成两种或两种以上物质反应叫做分解反应，分解反应也属于化学反应基本类型之一。
(2)特点:反应物只有一种，生成物有多种，即“一变多”。
(3)表达式:A → B+C+...
(4)举例:过氧化氢 二氧化锰 水+氧气。
【能力拓展】
①化合反应和分解反应都属于化学反应的基本反应类型，是从反应物和生成物的种类变化上分类的。
②化合反应是原子利用率最高的一种化学反应类型，所有的原料都转化到一种物质中。
典例1：下列反应中既不属于分解反应，也不属于化合反应的是( )
A．氧化汞 汞+氧气 B．石蜡+氧气 水+二氧化碳
C．碳+氧气 二氧化碳 D．磷+氧气 五氧化二磷
【答案】B
【解析】根据分解反应符合“一变多”的特点，化合反应符合“多变一”的特点分析。
A、所给反应为“一变多”的分解反应，不符合题意；
B、所给反应反应物和生成物都两种物质，不属于分解或化合，符合题意；
C、所给反应是“多变一”的化合反应，不符合题意；
D、所给反应是“多变一”的化合反应，不符合题意；
变式1：（2023八下·金东期末）下列反应属于分解反应的是（ ）
A．H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O B．Mg+2HCI=MgCl+H2↑
C．2KClO32KCl+3O2↑ D．CO2+H2O=H2CO3
【答案】C
【解析】两种化合物交换成分生成另外两种化合物，属于复分解反应，单质和化合物反应生成另一种单质和化合物，属于置换反应，一种物质反应生成多种物质，属于分解反应，两种物质反应生成一种物质，属于化合反应。
【解答】A.属于复分解反应，故A错误；
B.属于置换反应，故B错误；
C.属于分解反应，故C正确；
D.属于化合反应，故D错误。
变式2：（2022八下·金东期末）下列反应中属于化合反应的是( )
A．H2O+CO CO2+H2 B．H2CO3=H2O+CO2↑
C．2SO2+O2 2SO3 D．Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2
【答案】C
【解析】根据化合反应的定义判断。
【解答】如果反应物有多种，而生成物只有一种，那么该反应为化合反应。
A、B、D中，生成物都不是一种，只有C中生成物只有一种，那么C反应为化合反应。
变式3：（2021八下·丽水期末）分类是学习科学的重要方法，下列反应与CO2+H2O=H2CO3化学反应类型相同的是( )
A．2H2+O2 2H2O B．CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
C．2H2O2 2H2O+O2↑ D．2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑
【答案】A
【解析】根据反应物的种数和种类确定化学反应的基本类型。
根据方程式CO2+H2O=H2CO3可知，反应物有两种，而生成物只有一种，该反应为化合反应。
A.反应物有两种，而生成物只有一种，为化合反应，故A符合题意；
BCD.三个反应的生成物都不是一种，肯定不是化合反应，故B、C、D不合题意。
1．（2024八下·柯桥期末）下列有关空气中各成分性质和用途，说法正确的是（ ）
A．氧气可以供给呼吸，也可以燃烧
B．稀有气体化学性质不活泼，可作保护气
C．氮气的化学性质比较活泼，是制造化肥、炸药的重要原料
D．二氧化碳会被植物吸收转化成氧气，二氧化碳的排放量对环境没有影响
【答案】B
【解析】根据常见气体的性质和应用的知识判断。
【解答】A.氧气可以供给呼吸，但是不能燃烧，故A错误；
B.稀有气体化学性质不活泼，可作保护气，故B正确；
C.氮气的化学性质比较稳定，是制造化肥、炸药的重要原料，故C错误；
D.二氧化碳会被植物吸收转化成氧气，二氧化碳的排放量太大会增大温室效应，故D错误。
故选B。
2．（2024八下·嘉善月考）下列关于实验室利用双氧水溶液制取氧气的描述正确的是（ ）
A．原理：
B．试剂：本实验中选取的催化剂为二氧化锰
C．检验：用燃着的木条伸入集气瓶内，若木条熄灭，则证明是氧气
D．验满：用带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃，则证明集满
【答案】B
【解析】A、根据过氧化氢分解生成水和氧气分析；
B、根据过氧化氢制取氧气二氧化锰作催化剂分析；
C、根据氧气利用带火星木条检验分析；
D、根据氧气验满在瓶口处检验分析。
【解答】A、过氧化氢分解制氧气方程式为 ，不符合题意；
B、本实验中选取的催化剂为二氧化锰 ，符合题意；
C、用点火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃，则证明是氧气 ，不符合题意；
D、用带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则证明集满 ，不符合题意；
故选B。
3．（2024八下·萧山期末）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，会污染空气
D．氧气的化学性质非常活泼，能与所有的物质反应
【答案】B
【解析】根据不同物质在氧气中燃烧的现象分析判断。
【解答】A.铁在空气中不能燃烧，故A错误；
B.煤脱硫的目的是减少二氧化硫的生成，故B正确；
C.磷燃烧产生大量的白烟，会污染空气，故C错误；
D.氧气的化学性质非常活泼，能与很多物质发生反应，但是并不是所有的物质，故D错误。
故选B。
4．下面是实验室制取、收集、验满、验证氧气性质的装置或操作，其中正确的是( )
A．制取氧气 B．收集氧气 C．氧气验满 D．性质检验
【答案】B
【解析】A、根据固体加热试管口略向下倾斜分析；
B、根据氧气密度比空气大分析；
C、根据氧气验满要放瓶口处检验分析；
D、根据铁丝燃烧实验要防止瓶底炸裂分析。
【解答】A、加热试管中固体时试管口略向下倾斜，不符合题意；
B、氧气密度比空气大，采用向上排空气法，符合题意；
C、氧气验满要将带火星木条放瓶口处检验，不符合题意；
D、铁丝燃烧实验中集气瓶中要预先加少量水或细沙，不符合题意；
故选B。
5．（2024八下·武义期末）小明利用如图实验测定空气中氧气的体积分数，下列操作中会造成测量结果偏差的是（ ）
A．燃烧匙中的红磷过量
B．红磷燃烧前止水夹关闭
C．用木炭代替红磷
D．红磷熄灭后冷却至室温再打开止水夹
【答案】C
【解析】在装有空气的密闭容器中，欲用燃烧法测定空气中氧气含量，所选除氧剂要具备以下特征：本身能够在空气中燃烧(只能与空气中的氧气反应)；本身的状态为非气体；生成物为非气态。该实验一般要注意以下几点：①装置的气密性好；②所用药品必须是足量；③读数时一定要冷却到原温度。
【解答】A、燃烧匙中的红磷过量，能完全消耗装置中的氧气，不会造成测量结果偏差，故选项错误。
B、红磷燃烧前止水夹关闭，是正确的操作，不会造成测量结果偏差，故选项错误。
C、木炭在空气中燃烧生成二氧化碳气体，虽除去了氧气，但增加了新的气体，没有形成压强差，不能用来测定空气中氧气含量，会造成测量结果偏差，故选项正确。
D、红磷熄灭后冷却至室温再打开止水夹，不会造成测量结果偏差，否则剩余的气体在受热状态下，处于膨胀状态，会使测定结果偏小，故选项错误。
故选：C。
6．（2024八下·武义期末）如图是氧气的制取和性质的知识网络（反应条件部分省略）下列有关说法不正确的是（ ）
A．反应④⑤⑥的生成物均为氧化物
B．反应①③中的作用均为催化作用
C．反应①②③均属于分解反应
D．硫、红磷、铁块均可在空气中燃烧
【答案】D
【解析】（1）氧化物是只含有两种元素且其中一种元素是氧元素的化合物。
（2）根据分解反应是由一种物质生成两种或两种以上的物质的反应，其特点可总结为“一变多”
【解答】A、反应④⑥的生成物均是由两种元素组成的且有一种是氧元素的化合物，均属于氧化物，A说法正确。
B、过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，氯酸钾在二氧化锰的催化作用下、在加热条件下生成氯化钾和氧气，反应①③中MnO，的作用均为催化作用，B说法正确。
C、过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，氯酸钾在二氧化锰的催化作用下、在加热条件下生成氯化钾和氧气，反应均符合“一变多”的形式，均属于分解反应，C说法正确。
D、硫、红磷均可在空气中燃烧，铁块不能在空气中燃烧，D说法错误。
故选：D。
7．（2024八下·余杭期末）高锰酸钾制取氧气（）实验中，高锰酸钾完全反应。下列能正确表示反应物和生成物质量随时间变化大致曲线的图是（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【解析】根据高锰酸钾分解制取氧气的实验过程、现象和生成物分析判断。
【解答】A.完全反应后高锰酸钾质量是0，故A正确；
B.反应前锰酸钾质量是0，随着反应进行，锰酸钾质量增大，故B错误；
C.高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，随着反应进行，二氧化锰质量增大，故C错误；
D.反应前氧气质量是0，故D错误。
故选C。
8．（2024八下·越城期末）加热氯酸钾和二氧化锰的固体混合物时，试管内的物质总质量随时间变化的趋势如图所示。下列变量随时间变化的趋势也能用该图表示的是（ ）
A．MnO2的质量分数 B．氯化钾的质量分数
C．固体中氧元素的质量 D．固体中钾元素的质量分数x
【答案】C
【解析】A、根据催化剂反应前后质量不变，固体总质量减少分析；
B、根据氯化钾为生成物，质量增加分析；
C、根据固体中氧元素因氧气的生成质量减小分析；
D、根据钾元素质量不变，固体总质量减小分析。
【解答】A、氯酸钾制氧气中二氧化锰为催化剂，反应前后质量不变，但固体总质量因氧气的逸出而减小，则二氧化锰质量分数增加，不符合题意；
B、 氯化钾为生成物，质量分数增加 ，不符合题意；
C、固体中氧元素质量为氯酸钾和二氧化锰中氧元素质量总和，随氯酸钾分解产生氧气而减小，待氯酸钾完全分解后保持不变，符合题意；
D、 固体中钾元素的质量不变，但固体总质量减小，则钾元素质量分数增加，不符合题意；
故选C。
9．（2024八下·萧山期末）下列图像符合描述情况的是（ ）。
A．①表示：用制取氧气时，随着反应进行，质量发生的变化
B．②表示：a、b中装有等质量的双氧水，a中有催化剂，随着反应的进行，氧气的生成情况
C．③表示：用制取氧气时，随着反应的进行，试管中剩余的固体质量变化情况
D．④表示：用双氧水制取氧气时，生成的氧气质量的变化情况
【答案】D
【解析】一般采用分解反应来制取氧气，产生氧气的量与反应物的质量有关。
【解答】A、高锰酸钾分解制取氧气会产生二氧化锰，二氧化锰的质量应由0为起点，随反应进行而增加，最后因反应结束而不变，A不符合题意；
B、在双氧水质量相等的情况下，加有催化剂的生成氧气速度更快，但最终生成的质量相等，B不符合题意；
C、高锰酸钾分解会产生一部分固体，所以反应结束后会有固体剩余，C不符合题意；
D、双氧水分解产生的氧气随反应进行而增加，最后因反应结束而不变，D符合题意；
故答案选D。
10.（2023八下·新昌期末）下图是实验室制取气体的常用装置，请回答下列问题：
（1）仪器a的名称是 。
（2）选用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气时，应选用 (选填“A”或“B”)作为气体发生装置。
（3）选用D装置作为氧气收集装置，氧气从 (选填“b”或“c”)管进入。
（4）小科用抽拉法检查装置E的气密性，发现被拉出的注射器活塞一段时间后又回到原来的位置，你认为该装置是否漏气？ (选填“是”或“否”)．
【答案】（1）长颈漏斗 （2）A （3）b （4）否
【解析】①A装置适用于固液不加热型发生装置，气密性的检查：在右侧导管装上橡皮管，用止水夹夹住橡皮管，向长颈漏斗中加水至液面没过长颈漏斗下端，若在长颈漏斗中形成一段稳定的液柱，说明装置气密性良好。
②B装置适用于固体加热型发生装置，气密性的检查：将导管口伸入水中，用手捂住试管，若在导管口冒出气泡，且一段时间后导管中有一段稳定的液柱，说明装置气密性良好。
③氧气不易溶于水，可以用排水法收集。氧气密度比空气略大，可以用向上排空气法收集。
【解答】（2）装置A，适用于固液反应，不需要加热，装置B适用于固体的反应，需要加热，故选A。
（3）氧气的密度比空气略大，用向上排空气法收集，故氧气从b管进入。
（4）被拉出的注射器活塞一段时间后又回到原来的位置说明装置内的气体质量不发生变化，则装置气密性良好。
11．（2024八下·临海期末）二氧化锰可以催化分解过氧化氢产生氧气和水，重复使用的二氧化锰是否会影响催化效率呢？小科根据下列器材设计了以下实验方案。
实验器材：图甲所示装置1套、秒表、量筒、天平、烧杯、未使用过的二氧化锰和实验后回收的二氧化锰（建议每次使用量0.5克）、5%的过氧化氢溶液（建议每次使用量40毫升）。
实验步骤：①检查装置气密性。
……
（1）请补充步骤①之后的其他实验步骤 。
（2）图乙是二氧化锰第一次使用时产生氧气体积随时间变化的大致图像。若二氧化锰使用次数越多，催化效率越低，请在图乙中画出多次使用后的二氧化锰催化分解产生氧气体积随时间变化的大致图像。
【答案】（1）② 将未使用过的二氧化锰加入锥形瓶，将 5%的过氧化氢溶液加入入锥形瓶中，记录从开始反应到停止反应所需时间。采集数据，绘制实验曲线。③ 用等量的实验后回收的的二氧化锰和等量的试剂重复实验步骤②。④多次重复实验，得出结论。
（2）
【解析】比较产生相同体积的氧气所需的时间从而得出不同催化剂的催化效率。
【解答】（1）② 将未使用过的二氧化锰加入锥形瓶，将 5%的过氧化氢溶液加入入锥形瓶中，记录从开始反应到停止反应所需时间。采集数据，绘制实验曲线。
③ 用等量的实验后回收的的二氧化锰和等量的试剂重复实验步骤②。
④多次重复使用，得出结论。
（2）
12．（2023八下·义乌期中）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。
硬质玻璃管中空气的体积 反应前注射器中气体体积 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
40mL 20mL 10mL
（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，反应前注射器内空气体积至少为 mL。
【答案】（1）16.7% （2）装置二；10
【解析】本实验测得空气中氧气含量的原理是通过铜粉与空气中的氧气反应，消耗空气中的氧气，使得装置内的气体体积减少，测量减少的体积则为氧气的体积。
【解答】（1）通过表格可以得出氧气的体积为：20mL-10mL=10mL，装置内空气的总体积为：40mL+20mL=60mL，故氧气的体积分数为：
（2）装置一和装置比较，装置二的气球在玻璃管后，更容易让空气流通，使得氧气能和铜充分反应；
为了能测出氧气的体积，注射器的活塞不能减少到0，
设反应前注射器内空气体积至少为v
由于空气中氧气的体积约占空气体积的，可得：
（40mL+v）×=v ，解得v=10mL
故答案为（1）16.7% （2）装置二 ；10
13．（2023八下·黄岩期末）小黄用如图所示的装置来制取和收集氧气，在实验前对装置进行气密性检查。小黄建构了”检查装置气密性”的思维模型：
（1）检查图甲装置的气密性：①按图连接好装置：②关闭止水夹；③在长颈漏斗中注入一定量的水直至长颈漏斗末端浸入水中，并继续注水；④如果观察到长颈漏斗中水不再下流并维持一段时间，就证明装置气密性良好。上述实验中，属于”利用转换法检查气压差”这一思维模型环节的步骤是 。
（2）实验室用装置甲作为制取氧气的发生装置，反应化学方程式为 。
（3）若用装置乙进行收集氧气，如何检查氧气已经收集满 。
（4）若用装置丙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 (选填”偏大”、”偏小”或”无影响”)。
【答案】（1）④
（2）2H2O2 2H2O+O2↑
（3）将带火星的木条放置在a导管口处，若复燃则已经收集满
（4）无影响
【解析】
（1）根据检查装置气密性的原理来分析解答；
（2）根据甲装置是固液常温型装置，所用药品是过氧化氢溶液和二氧化锰来分析解答；
（3）根据验满氧气的方法来分析解答；
（4）根据排出水的体积即为气体体积来分析。
【解答】（1）实验中属于“利用转换法检查气压差”这一思维模型环节的步骤是如果观察到长颈漏斗中水不再下流并维持一段时间，就证明装置气密性良好，故选：④；
（2）甲装置是固液常温型装置，实验室用装置甲作为制取氧气的发生装置，所用药品是过氧化氢溶液和二氧化锰，过氧化氢溶液在二氧化锰催化的条件下生成水和氧气，反应的化学方程式为；
（3）氧气的密度比空气大，若用装置乙进行收集氧气，应从b端通入氧气，空气从a端排出，由于氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，则若用装置乙进行收集氧气，检查氧气已经收集满的方法是将带火星的木条放在装置乙的导管a端，若木条复燃，证明氧气已收集满；
（4）空气不易溶于水，则排出水的气体即为所收集的气体体积，故若用装置丙测量生成氧气的体积，集气瓶上方原有的空气不会对测量结果产生影响。
故答案为：（1）④；（2）；（3）将带火星的木条放置在a导管口处，若复燃则已经收集满 ；（4）无影响。
14.（2023八下·上虞期末）小明在学习了“用过氧化氢制取氧气“的知识后，进行如下实验：
①按图甲组装实验仪器并进行气密性检查。
②取10毫升溶质质量分数为3%的过氧化氢溶液和0.03克二氧化锰装入容器中，塞进橡皮塞，接上压强测量仪（如图乙）。
③倾斜装置，使过氧化氢溶液和二氧化锰充分混合，用压强测量仪测量容器内的气压
④分别用0.06克、0.09克和0.12克的二氧化锰重复上述实验，整理相关数据如图丙。
（1）写出步骤①中检查装置气密性的具体操作及气密性良好的判断依据：
（2）实验中，小明用 来反映产生氧气的多少
（3）观察本实验相关数据，除了研究“二氧化锰质量对过氧化氢分解产生氧气质量的影响“外，还可以研究的问题是： 。
【答案】（1）用手捂住容器后，导管口有气泡产生
（2）容器内压强大小
（3）二氧化锰的质量对过氧化氢分解快慢的影响
【解析】（1）根据热胀冷缩原理检查装置气密性方法分析；
（2）根据有气体产生的实验可利用装置内压强的变化判断产生气体多少分析；
（3）根据图示中各实验的条件分析。
【解答】（1）步骤①中检查装置气密性的具体操作及气密性良好的判断依据是用手捂住容器后，导管口有气泡产生 ；
（2）实验中，气体产生的多则容器内压强增大明显，小明用容器内压强大小来反映产生氧气的多少；
（3）由实验中数据可知，该实验变量分别为二氧化锰、二氧化锰质量，则实验除了研究“二氧化锰质量对过氧化氢分解产生氧气质量影响“外，还可以研究二氧化锰质量对过氧化氢分解快慢的影响 。
故答案为：（1）用手捂住容器后，导管口有气泡产生 ；（2）容器内压强大小 ；（3）二氧化锰的质量对过氧化氢分解快慢的影响 。
15.（2023八下·杭州月考）如图是实验室制取气体的有关仪器和装置，据图回答下列问题。
（1）请写出如图所示实验装置中标有序号的仪器名称：② 。
（2）用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气，应选择 （从A～G中选择，填字母序号，下同）组合装置，反应的化学方程式为 。制取氧气的过程如下，正确顺序是 。
①给试管加热 ②熄灭酒精灯 ③检查气密性
④把药品装入试管，用带导管的胶塞塞紧，固定在铁架台上
⑤用排水法收集氧气 ⑥从水中取出导管
A、③④①⑤②⑥ B、③④①⑤⑥② C、④①③⑤②⑥ D、④①③⑤⑥②
（3）某同学用排水法收集了一瓶氧气，测得氧气的纯度偏低，原因可能是 。（填字母）
a．收集气体前，集气瓶没有注满水
b．导管口开始有气泡冒出，立刻收集
c．收集气体后，集气瓶中仍有少量水
（4）如图为上述反应过程中某变量y随时间的变化趋势，纵坐标表示的是（ ）
A．固体中氧元素的质量 B．生成O2的质量
C．固体中MnO2的质量分数 D．固体中钾元素的质量
【答案】（1）长颈漏斗 （2）BEF；2KClO3 2KCl+3O2↑；B （3）ab （4）C
【解析】（1）熟悉各种仪器名称 （2）加热固体装置和排水法收集氧气装置 ；加热并收集气体要考虑安全性 （3）从是否装满水及收集时间考虑 （4）结合质量守恒定律以及反应后物质质量变化考虑
【解答】（1）①为试管②长颈漏斗，故答案为：长颈漏斗
（2）加热装置为B，氧气可用排水法或向上排空气法收集， A～G 中选择EF，所以应选择BEF；反应的化学方程式为： 2KClO3 2KCl+3O2↑ ；制取氧气的正确顺序是：③④①⑤⑥②
故答案为：第1空、BEF 第2空、 2KClO3 2KCl+3O2↑ 第3空、B
（3）排水法收集氧气要把集气瓶装满水，等气泡连续均匀冒出时收集，所以测得氧气的纯度偏低，原因可能是收集气体前，集气瓶没有注满水或导管口开始有气泡冒出，立刻收集；
故答案为： ab
（4）氯酸钾加热到一定温度时才开始分解产生氧气。生成氧气溢出，反应后固体质量减小；MnO2是催化剂，反应前后质量不变。
A、氯酸钾分解产生氧气和氯化钾，所以固体中氧元素质量减小，与图所示不符合；
B、氯酸钾加热到一定温度时才开始分解产生氧气，所以生成氧气的质量从0开始，与图所示不符合；C、加热一定时间反应生成氧气，所以固体质量先不变后减小，最后不变，固体中MnO2的质量分数先不变后增大，最后不变，与图所示符合；
D、氯酸钾分解产生氧气和氯化钾，由质量守恒定律可知，反应前后元素质量不变，所以固体中钾元素的质量不变，与图所示不符合；故答案为：C
16．（2024八下·杭州期末）分析硫、碳、铁丝三种物质在氧气中的燃烧，回答问题。
（1）从操作角度：三种物质都要自上而下 （填“快速”或“缓慢”）伸入氧气瓶中；铁丝燃烧实验中，需要在火柴快要燃尽时再伸入充满氧气的集气瓶中、其目的是 。
（2）从现象角度：硫在氧气中燃烧时，比在空气中燃烧得更旺，观察到淡黄色固体熔化后，燃烧发出 色火焰。碳在氧气中比在空气中燃烧得更旺；铁丝在空气中不燃烧，但在氧气中剧烈燃烧，火星四射并生成黑色的固体，此黑色的固体物质是 （填物质名称）。
（3）从装置角度：燃烧实验时，集气瓶底是否放入水及放入水的原因各不相间，铁丝燃烧时，集气瓶底放入少许水的目的是 。
【答案】（1）缓慢；防止火柴将氧气更多消耗
（2）明亮蓝紫色火焰；四氧化三铁
（3）防止熔化物溅落下来炸裂瓶底
【解析】（1）根据硫、铁丝在氧气中燃烧的现象、操作步骤分析；
（2）根据铁丝在氧气中燃烧实验要防止炸裂瓶底分析。
【解答】进行硫、碳、铁在氧气中燃烧实验中，为使氧气充分反应，应将三种物质此燃后缓慢伸入瓶中，铁丝燃烧实验中需要在火柴快要燃尽时再伸入充满氧气的集气瓶中、以防止火柴将氧气更多消耗。
（1）硫在氧气中燃烧，发出明亮蓝紫色火焰。铁丝在氧气中燃烧生成的黑色物质为四氧化三铁。
（2）铁丝燃烧时，集气瓶底放入少许水是为了防止熔化物溅落下来炸裂瓶底。
故答案为：缓慢；防止火柴将氧气更多消耗；（1）明亮蓝紫色火焰；四氧化三铁；（2）防止熔化物溅落下来炸裂瓶底。
17．（2024八下·上城期末）为了帮助同学们更好地理解测定空气中氧气含量的实验原理。老师利用传感器技术测定了实验装置内的压强、温度和氧气浓度，三条曲线变化趋势如图所示。
（1）集气瓶中水除了吸热降温以外，还有 作用。
（2）X曲线表示压强变化趋势，Y曲线表示 的变化趋势。
（3）结合Y、Z两条曲线，解释AB段压强变化的原因 ，造成CD段变化的操作是 。
【答案】（1）吸收五氧化二磷，减少环境污染
（2）温度
（3）红磷燃烧放热导致气压增大幅度大于氧气减少导致气压减小的幅度；打开止水夹
【解析】红磷燃烧能够消耗空气中的氧气，氧气消耗后，容器中的气压减小，在外界大气压作用下，水进入容器，进入容器中的水的体积即为容器中空气中的氧气体积，进一步可以计算出空气中氧气的含量。
【解答】（1）集气瓶中水除了吸热降温以外，还有吸收五氧化二磷，减少环境污染的作用；
（2）X曲线表示压强变化趋势，Y曲线表示温度的变化趋势，是因为红磷燃烧放热水中温度升高，完全反应后不再放热，温度逐渐降低至原温度；
（3）图中AB段压强变化的原因是红磷燃烧放热导致气压增大幅度大于氧气减少导致气压减小的幅度。造成CD段变化的操作是打开止水夹，水倒吸进瓶内，压强恢复至原压强。
故答案为：（1）吸收五氧化二磷，减少环境污染；（2）温度；（3）红磷燃烧放热导致气压增大幅度大于氧气减少导致气压减小的幅度；打开止水夹。
18.（2023八下·金华期中）学习空气中氧气含量测定实验后，小明将课本中的实验装置改进为如图甲实验装置。用加热的电烙铁点燃红磷后，立刻拔掉插头，无线气压计实时记录瓶内的气压变化。实验过程中气压变化如图乙。请回答：
资料：一个密闭容器内气压受温度和气体量的影响，温度越高，气体质量越大，气体气压越大。
（1）甲图装置的优点是： ；
（2）若图甲中红磷量不足，会导致测定结果 （填“偏大”、“偏小”或“不变”）；
（3）图乙中AB段气压上升原因： ，CD段气压上升原因： 。
【答案】（1）装置始终密闭，测量结果更准确，没有污染 （2）偏小
（3）红磷燃烧放热，装置中的气体受热膨胀；打开止水夹，烧杯中的水进入广口瓶，气体体积减小，压强增大
【解析】本题主要考查氧气含量测定的实验原理，左侧集气瓶中的红磷燃烧时使内部气压减少，在大气压的作用下使右侧水流入左侧填补减少的空气体积。
【解答】（1）可以直接在瓶内点燃红磷， 测量结果更准确，没有污染 。
（2）红磷量不足，使其消耗的氧气量变小，故偏小。
（3）AB是由于燃烧放热温度升高使气压增大，CD是由于水进入集气瓶挤压内部气体使气压增大。
故答案为：（1）装置始终密闭，测量结果更准确，没有污染 ；（2）偏小 ；
（3）红磷燃烧放热，装置中的气体受热膨胀 ； 打开止水夹，烧杯中的水进入广口瓶，气体体积减小，压强增大
19.（2023八下·杭州期末）小应利用如图甲所示的思维模型设计了“探究空气中氧气含量”的实验，他用一个有刻度的去底带塞子的瓶子，塞子上插入温度计和粘有“暖宝宝”贴的铜丝，实验装置如图乙所示。
查阅资料发现：“暖宝宝”贴内含有铁、活性炭、无机盐、水等物质，可在空气中吸收氧气发生放热反应，反应过程中主要反应的化学方程式为：2Fe+2H2O═2Fe（OH）2，“暖宝宝”贴吸氧能力强，放热迅速。
（1）从建模角度分析，“利用暖宝宝贴消耗空气中的氧气”的操作属于上述思维模型中的 。
（2）2Fe+2H2O═2Fe（OH）2属于 反应（填写化学反应基本类型），整个实验过程中，瓶内液面的变化情况为 。
（3）小应待反应结束，温度计示数恢复初始温度时记录液面位置，如图丙所示，应调整瓶子在水中的深度，使瓶子内外液面相平再读取刻度 。
【答案】（1）消耗O2形成气压差 （2）化合；先下降后上升
（3）使瓶内外气压相等，排除外界大气压的干扰
【解析】（1）根据图甲的各个环节分析解答；
（2）①根据反应物和生成物的种类或种数确定反应类型。
②分析瓶内的气压变化即可；
（3）当瓶子内外水面相平时，瓶内气压等于瓶外的大气压强，从而抵消外界大气压对实验影响即可。
【解答】（1）从建模角度分析，“利用暖宝宝贴消耗空气中的氧气”的操作属于上述思维模型中的第二个环节，即消耗O2形成气压差。
（2）①根据方程式 2Fe+2H2O═2Fe（OH）2 可知反应物有2种，而生成物只有1种，那么为化合反应；
②根据图片可知，暖宝宝贴消耗氧气导致气压减小，同时放出大量的热导致气压增大，且后者的影响明显大于前者，因此在反应进行时瓶内气压增大。当反应结束后，随着稳定的降低，瓶内气压减小。由此可知，瓶内液面先降低后上升。
（3）小应待反应结束，温度计示数恢复初始温度时记录液面位置，如图丙所示，应调整瓶子在水中的深度，使瓶内外气压相等，排除外界大气压的干扰，待瓶子内外液面相平再读取刻度。
20．（2024八下·西湖期末）小杆利用红磷的燃烧测定空气中氧气的体积分数，装置如图1。已知集气瓶的容积为300mL，点燃前朱在集气瓶中加入50mL水。
（1）实验前预先加入50mL水的目的是 。
（2）实验结束时，测得集气瓶中水增加的体积为40mL，则空气中氧气的体积分数为 ，造成该实验结果偏差的原因可能是 （写出一点即可）。
（3）对于图1实验，小科同学进行了改进与创新，实验过程如图2所示，其优点是 （写出一点即可）。
【答案】（1）有利于容器内温度的降低，吸收生成的五氧化二磷，防止污染空气
（2）16%；红磷的量不足（合理即可）
（3）测定结果更准确（合理即可）
【解析】（1）根据水能吸收热量，红磷燃烧生成污染空气的五氧化二磷，进行分析解答。
（2）根据烧杯中水减少体积即为氧气体积，计算出氧气体积分数即可。
（3）根据改进后的装置，反应始终在密闭容器中进行，进行分析解答。
【解答】（1）实验前预先加入50mL水，主要作用是有利于容器内温度的降低，同时能吸收生成的五氧化二磷，防止污染空气；
（2）实验结束时，测得集气瓶中水增加的体积为40mL，说明消耗的氧气体积为40mL，即实验测得集气瓶内氧气体积为40mL，集气瓶中空气体积=300mL-50mL，则空气中氧气的体积分数=；
误差偏小的原因有：①红磷的量不足（不能完全消耗装置中的氧气）；②装置漏气（在冷却过程中有外界的空气进入瓶中）；③未等到装置冷却至室温就打开了弹簧夹，并进行读数（因为此时剩余的气体在受热状态下，处于膨胀状态，占据了部分水的体积，使测定结果偏小）等；
（3）改进后的装置，反应始终在密闭容器中进行，避免瓶内空气外逸而造成实验误差，测定结果更准确，更环保（合理即可）。
（1）实验前预先加入50mL水，主要作用是有利于容器内温度的降低，同时能吸收生成的五氧化二磷，防止污染空气；
（2）实验结束时，测得集气瓶中水增加的体积为40mL，说明消耗的氧气体积为40mL，即实验测得集气瓶内氧气体积为40mL，集气瓶中空气体积=300mL-50mL，则空气中氧气的体积分数=；
误差偏小的原因有：①红磷的量不足（不能完全消耗装置中的氧气）；②装置漏气（在冷却过程中有外界的空气进入瓶中）；③未等到装置冷却至室温就打开了弹簧夹，并进行读数（因为此时剩余的气体在受热状态下，处于膨胀状态，占据了部分水的体积，使测定结果偏小）等；
（3）改进后的装置，反应始终在密闭容器中进行，避免瓶内空气外逸而造成实验误差，测定结果更准确，更环保（合理即可）。
21．（2024八下·三门期末）小科用图甲所示的思维模型设计了图乙所示的“探究空气中氧气含量”的实验。
实验步骤如下：
①检查装置的气密性；
②关闭止水夹，将点燃的红磷伸入集气瓶内至完全反应；
③，观察到水进入集气瓶的体积；
④重复实验，得出结论。
（1）从建立模型角度分析，“关闭止水夹”属于上述思维模型中的 。
（2）将步骤③补充完整： 。
（3）误差分析：最后测得氧气的体积分数偏小的原因可能是
A．实验后一部分水滞留在导管中。
B．红磷的量不足，未能把瓶内氧气耗尽。
C．将燃烧匙伸入集气瓶瞬间，部分空气逸出。
D．由于广口瓶的形状造成很难均分五等份，影响测量结果。
【答案】（1）消耗，形成压强差
（2）待装置冷却至室温后打开止水夹
（3）B
【解析】该探究是为了测定空气里氧气含量，并且是测定其中氧气的体积含量的．最早是二百多年前，法国的化学家拉瓦锡用定量的方法，通过实验得出空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占其体积的1/5的结论。
【解答】可以用来测定空气中氧气含量的物质应该具备的条件是：能和空气中的氧气反应，生成物是固体，不能和空气中的其它物质发生化学反应。
（1）从建立模型角度分析，“关闭止水夹”属于上述思维模型中的消耗，形成压强差；
（2）在“探究空气中氧气含量”的实验中，步骤③为待装置冷却至室温后打开止水夹，观察到水进入集气瓶的体积；
（3）A、实验后一部分水滞留在导管中，这部分水并没有真正进入集气瓶内，因此不会影响到对集气瓶内氧气含量的测量，不符合题意；
B、红磷的量不足，未能把瓶内氧气耗尽，则反应结束冷却至室温后打开止水夹，进入集气瓶中水的体积偏小，导致测得氧气的体积分数偏小，符合题意；
C、将燃烧匙伸入集气瓶瞬间，部分空气逸出，使得集气瓶内压强减小得更多，则反应结束冷却至室温后打开止水夹，进入集气瓶中水的体积偏大，导致测得氧气的体积分数偏大，不符合题意；
D、该实验通过测量进入集气瓶的水的体积来推算氧气的含量，而这个体积与集气瓶的具体形状无关，所以广口瓶的形状造成很难均分五等份，并不直接影响到氧气含量的测量，不符合题意。
故选：B。
（1）从建立模型角度分析，“关闭止水夹”属于上述思维模型中的消耗，形成压强差；
（2）在“探究空气中氧气含量”的实验中，步骤③为待装置冷却至室温后打开止水夹，观察到水进入集气瓶的体积；
（3）A、实验后一部分水滞留在导管中，这部分水并没有真正进入集气瓶内，因此不会影响到对集气瓶内氧气含量的测量，不符合题意；
B、红磷的量不足，未能把瓶内氧气耗尽，则反应结束冷却至室温后打开止水夹，进入集气瓶中水的体积偏小，导致测得氧气的体积分数偏小，符合题意；
C、将燃烧匙伸入集气瓶瞬间，部分空气逸出，使得集气瓶内压强减小得更多，则反应结束冷却至室温后打开止水夹，进入集气瓶中水的体积偏大，导致测得氧气的体积分数偏大，不符合题意；
D、该实验通过测量进入集气瓶的水的体积来推算氧气的含量，而这个体积与集气瓶的具体形状无关，所以广口瓶的形状造成很难均分五等份，并不直接影响到氧气含量的测量，不符合题意。
故选：B。
22．（2024八下·金东期末）为测定空气中氧气的含量，科学兴趣小组设计了如图1 所示的创新实验装置。选用一个量程足够大且活塞与筒壁间润滑效果很好的针筒注射器连接一个50mL 的试管，将足量的铜丝放入试管，塞紧橡皮塞并夹紧弹簧夹。用酒精灯加热铜丝，充分加热后移去酒精灯，等到试管冷却到室温后松开弹簧夹，观察现象。（提示：中间连接的橡胶管内空气体积忽略不计）
（1）与图2教材中实验相比，图1实验的优点有 （写出1点即可）。
（2）实验前，该兴趣小组同学打开弹簧夹，将注射器活塞从 20mL 刻度处推至 17mL 处，然后松开活塞，观察到活塞返回至 20mL 刻度处。该操作的主要目的是 。
（3）充分加热后移去酒精灯，等到试管冷却到室温后松开弹簧夹。若实验结果符合预期，则观察到的实验现象是 。
（4）为了更精准直观地测定空气中氧气的含量，同学们又设计了如图3 所示的实验：利用传感器技术定时测定装置内的压强、温度和氧气浓度；装置内的压强（X 曲线）、温度（Y 曲线）和氧气浓度（Z曲线）变化趋势如图4所示。请结合Y、Z两条曲线，解释图4中AB段压强变化的原因： 。
【答案】（1）结果更准确，更环保
（2）检查装置气密性
（3）注射器活塞向左移动到约10mL刻度处
（4）红磷燃烧时放热所增加的气压大于氧气消耗所减小的气压
【解析】 创新实验装置 不用点燃红磷后再盖上集气瓶盖，可以减小实验误差。
【解答】（1）与图2教材中实验相比，图1实验的优点有结果更准确，更环保；
（2）测定空气中氧气含量时，要保证装置的气密性良好，且结合操作可知，目的为检查装置气密性；
（3）红磷燃烧消耗氧气，则打开弹簧夹后，由于试管中的气体减小，压强减小，注射器的空气会进入试管中，且进入的空气的体积等于消耗的氧气的体积，而氧气约占空气体 积的五分之一，则50mL的试管中氧气的体积为10mL，则若实验成功，可观察到活塞前缘最终停留在10mL刻度处；
（4）由于Z曲线先减小，则表示氧气的含量，由图可知，刚开始时，红磷燃烧放出大量的热，则会使装置中的压强增大，虽然氧气含量减小会导致装置中的压强减小，但由于增大幅度大于减小幅度，则AB段压强增大。
23．（2024八下·柯桥期末）小柯设计如图所示的实验装置来探究燃烧的条件和空气中氧气含量的测定。装置中大注射器活塞与内壁摩擦非常小，可忽略不计。白磷的着火点是40℃。
实验操作步骤如下：
①检查装置气密性；
②将盛有足量白磷的燃烧匙放入空集气瓶中，塞紧瓶塞，白磷不燃烧；
③打开瓶塞，迅速往瓶中倒满80℃的热水，并寒紧瓶塞，白磷不燃烧；
④打开K1和K2，注射器通过b管从集气瓶中抽水至瓶中液面低于燃烧匙底部，立即关闭K1、K2，白磷立即燃烧且注射器中水体积为V1毫升；
⑤待整个装置冷却至室温后，打开K2，注射器活塞移动，最终注射器中的水体积为V2毫升。
（1）步骤①中如何检查装置气密性 。
（2）根据步骤②④的现象，可以得出结论： 。
（3）该实验测得空气中氧气的含最为 （用V1、V2来表示）。
（4）小柯多次重复上述实验，测得空气中氧气的体积分数都小于21%，原因是 。
【答案】（1）连接装置，关闭K1，打开K2，向外拉注射器活塞一段时间后，松手，活塞回到原处，说明装置不漏气
（2）燃烧的条件之一为达到着火点
（3）
（4）没有控制温度恢复到80℃
【解析】（1）根据装置的气密性的检查方法解答；
（2）根据描述分析哪个因素发生改变即可；
（3）白磷燃烧能够消耗空气中的氧气，氧气消耗后，容器中的气压减小，在外界大气压作用下，容器内体积减小，减少的体积即为容器中空气中的氧气体积，进一步可以计算出空气中氧气的含量。
（4）如果瓶内的温度高于室温，那么瓶内气体的体积偏大，则会排出更多的水，从而导致测出氧气的体积偏大。
【解答】（1）步骤1的方法：连接装置，关闭K1，打开K2，向外拉注射器活塞一段时间后，松手，活塞回到原处，说明装置不漏气。
（2）②中没有热水温度低于白磷的着火点，而④中有热水温度高于白磷的着火点，因此得到：燃烧的条件之一为达到着火点。
（3）根据题意可知，瓶中空气的体积为V1，氧气的体积为：V1-V2，则氧气的体积分数为：；
（4）小柯多次重复上述实验，测得空气中氧气的体积分数远大于21%，原因是没有控制温度恢复到80℃来测量体积。
24．（2024八下·义乌期末）利用如图甲所示的装置测定空气中氧气的含量。（装置气密性良好；白磷足量；用凸透镜聚光照射使白磷燃烧）。
（1）【实验原理】以下是某学习小组建立的解决“测量混合气体中某种气体成分体积分数”类问题的思维模型：
实验中属于“转化或吸收待测气体，减小体系内压强”这思维模型环节的步骤是____；（用字母表示）
A．塞紧瓶塞并关闭弹簧夹 B．凸透镜照射使白磷燃烧 C．打开弹簧夹让水进入集气瓶
（2）【药品替换】某小组同学选择含铁粉的食品脱氧剂（常温下可直接与氧气反应）替换白磷进行实验，最后得到了理想的实验效果。用氧气传感器测得用两种不同药品做实验时集气瓶中氧气的体积分数，并得到随时间的变化曲线如图乙所示。
根据图乙信息说明替换药品后实验的优势为 ，从而提高了实验结果的精确度；
（3）【装置改进】在替换药品的基础上，同学们还对装置进行了优化；如图丙，锥形瓶的体积；在量筒中加入体积为的红墨水，导管的一端浸入量筒液面以下；将食品脱氧剂平铺在拱型支架上，放入锥形瓶中，并迅速塞紧塞子，使瓶中导管末端伸入维形瓶底部；数小时后，待量筒液面不再下降，读出量筒读数为；
则空气中氧气的体积分数可用、、表示为 。
【答案】（1）B
（2）食品脱氧剂能使集气瓶中氧气消耗更彻底
（3）（-）/
【解析】（1）分析哪个步骤可以减小装置内部的气压即可；
（2）根据图乙可知，使用白磷最终可以使氧气的体积分数减小到3%，而使用脱氧剂可以使氧气的体积分数减小到接近0%，据此分析换用药品后的优势。
（3）氧气的体积分数=。
【解答】（1）A.塞紧瓶塞并关闭弹簧夹，对装置内的气压没有影响，故A不合题意；
B.凸透镜照射使白磷燃烧，消耗里面的氧气，减小里面的气压，故B符合题意；
C.打开弹簧夹让水进入集气瓶，会使集气瓶内的气压增大，故C不合题意。
故选B。
（2）根据图乙信息说明替换药品后实验的优势为食品脱氧剂能使集气瓶中氧气消耗更彻底，从而提高了实验结果的精确度；
（3）根据题意可知，量筒内水的体积的减小量就是锥形瓶内氧气的体积，即氧气体积为V2-V3；
而锥形瓶内空气的体积为V1，
那么锥形瓶内氧气的体积分数为： （-）/。
思维导图
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
课后巩固
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第1节 空气与氧气
考点一、空气中氧气含量的测定
(1)测定原理：在一个密闭容器中，用一种足量的易燃物质(如红磷或白磷)与容器中的氧气反应，生成一种固体，使密闭容器内压强减小。在大气压的作用下，水被压入密团容器中，被压入的水的体积，即为空气中氧气的体积。
(2)实验装置
(3)实验步骤(易燃物质以红磷为例，下同)
①先在集气瓶内加入少量水，将集气瓶内水面上的容积分成五等份并做上记号。
②连接装置，并检查装置的气密性。
③用止水夹夹紧橡皮管，点燃红磷，迅速伸入集气瓶内，塞紧橡皮塞。
④待红磷熄灭并冷却至室温后，振荡集气瓶，打开止水夹。
(4)实验现象：红磷剧烈燃烧，放出大量的热，有大量白烟产生；待集气瓶冷却后，打开止水夹，水经导管进入集气瓶，消耗的气体跟剩下的气体的体积比约为1:4。
(5)实验结论：空气中氧气的体积约占空气总体积的1/5。
(6)反应的文字表达式：磷+氧气 点燃 五氧化二磷
(7)实验注意事项
①在实验前，导管应预先注满水，否则在燃烧完毕，装置冷却后打开止水夹时，进入的水会有一部分留在导管中，使得进入集气瓶内水的体积减少，导致测量结果偏小。
②实验过程中要确保装置的气密性良好。如果气密性不好，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少，测得氧气的体积分数偏小。
③实验过程中红磷应过量，燃烧时才能完全消耗掉瓶内空气中的氧气。如果红磷的量不足，则不能把集气瓶内空气中的氧气完全反应掉，导致测得空气中氧气的体积分数偏小。
④实验结束后 ，待装置冷却至室温后才能打开止水夹，否则会因为集气瓶内气体温度较高，气体压强较大，从烧杯进入集气瓶中的水的体积减少，导致测量结果偏小。
⑤可用来反应的物质必须是易与氧气反应而不与空气中其他气体反应，且没有气体生成的物质。不能采用硫、木炭、铁丝等物质代替红磷完成空气中氧气含量测定的实验。硫和木炭燃烧后的生成物分别为二氧化硫和二氧化碳，均为气体，这些气体的体积会弥补反应所消耗的氧气的体积，导致测量结果不准确；而铁丝在空气中难以燃烧，瓶内空气体积几乎不会变化，因而集气瓶内的水面几乎不上升。
【能力拓展】
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)
实验结果 原因分析
测得氧气减少的体积小于1/5 装置漏气
红磷量不足
未冷却至室温就打开止水夹
测得氧气减少的体积大于1/5 点燃红磷后，塞紧瓶塞太慢
实验开始时，没有夹成没夹紧止水夹
典例1：（2024八下·临海期末）用图甲装置测定空气中氧气含量。集气瓶容积为250mL，瓶底预留有50mL的水，量筒中装有100mL水，红磷充分燃烧后冷却至室温，打开止水夹，量筒内的水剩余64mL。
（1）图甲集气瓶中预留水的作用是 。（写出一点即可）
（2）根据实验数据计算空气中氧气的体积分数为 。
（3）图乙是通过气压传感器测定的图像，BC段气压增大的原因是 。
变式1：（2024八下·余杭期末）如图甲拉瓦锡曾将少量汞放在密闭容器里，加热十二天后，部分液态汞变成了红色氧化汞粉末，容器里空气体积减少了约1/5。小科利用图乙装置测定空气中氧气的含量，用压强传感器测定的压强随时间的变化情况如图丙所示。下列说法正确的是（ ）
A．拉瓦锡实验证明了空气中氮气约占总体积的1/5，氧气占4/5
B．红色粉末是汞与氧气发生分解反应生成的氧化汞
C．若装置气密性不好，图丙中c点将上移
D．图丙中b点对应的操作是打开弹簧夹
变式2：（2025九下·金华开学考）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 (填“正确”或“错误”)，说明理由： 。
变式3：（2024八下·越城期末）小科设计如图所示的实验装置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忽略不计。查阅资料发现：
①当容器内的氧气浓度低于一定值时，白磷无法继续与氧气反应；
②“暖宝宝”能耗尽容器中剩余的少量氧气。
实验操作步骤如下：
步骤1： ▲ ；
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80℃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，当注射器中水量达到V1毫升时，瓶中液面低于燃烧匙底部，此时立即关闭K1、K2，发现瓶中白磷燃烧；
步骤5：待整个装置冷却至室温时.打开K..发现注射器中的水剩余V2毫升。
（1）请将步骤1补充完整：
（2）步骤 进行对照，说明白磷燃烧需要的条件是充足的氧气.
（3）该实验测得空气中氧气的体积分数为 (用V1、V2来表示).
（4）小科多次重复上述实验，测得空气中氧气的体积分数远大于21%，原因是 。
考点二、氧气的性质
（一）氧气的物理性质
(1)颜色和气味:通常状况下为无色、无味的气体。
(2)密度:比空气密度略大(标准状况下氧气的密度为1.429克1升，而空气的密度为1.293克1升)。
(3)溶解性: 不易溶解于水(常温下1升水中大约能溶解30毫升的氧气，这些氧气是水生生物得以生存的必要条件之一)。
(4)氧气的三态变化:氧气 -183℃（101千帕） 淡蓝色液体 -218℃（101千帕） 蓝色雪花状固体
【说明】
(1)观察氧气的颜色时，可以在集气瓶后放上一张白纸，这样便于显示氧气是一种没有颜色的气体。
(2)闻气味的正确方法:用手轻轻地在瓶口扇动，使极少量氧气飘进鼻孔，闻一闻氧气的气味，发现氧气是一种没有气味的气体。
（二）氧气的化学性质
一些物质与氧气发生化学反应的现象、反应表达式及注意事项如下所示:
物质(颜色、状态) 反应现象 反应表达式 注意事项
木炭(灰黑色固体) ①在空气中持续红热②在氧气中发出白光，放出热量④生成气体使澄清石灰水变浑浊 碳+氧气 点燃 二氧化碳C O2 CO2 盛有灰黑色木炭的燃烧匙应由上而下慢慢伸入瓶中
硫(淡黄色固体) ①在空气中发出淡蓝色火焰②在氧气中发出蓝紫色火焰③放出热量④生成有刺激性气味的气体 硫+氧气 点燃 二氧化硫S O2 SO2 ①硫的用量不能过多②瓶内装少量水，目的是吸收生成的二氧化硫，防止对空气造成污染
红磷(红色固体) ①有浓厚的白烟②放出热量③在氧气中发出白光 磷+氧气 点燃 五氧化二磷P O2 P2O5 此反应生成是P2O5固体小颗粒，现象描述为白烟，而不是白雾(指小液滴)
光亮铁丝(银白色固体) 在空气中持续红热；在氧气中燃烧①剧烈燃烧 ②火星四射③放出大量的热④生成黑色固体 铁+氧气 点燃 氧化三铁Fe O2 Fe2O3 预先在瓶底留少量水或铺一层细沙的目的是防止高温熔融的溅落物炸裂集气瓶瓶底
在化学反应中原子发生了重新组合，生成物中的原子组合形式与反应物中不同
（三）氧化物
(1)定义:由两种元素组成，其中一种元素是氧元素的化合物。
(2)常见的氧化物:水(H2O)、二氧化碳(CO2)、二氧化硫(SO2)和五氧化二磷(P205)等。
(3)氧化物的一般分类:金属氧化物(另一种组成元素为金属元素的氧化物，如FeO、CuO、CaO和Al2O3等)和非金属氧化物(另一种组成元素为非金属元素的氧化物，如H2O、SiO2、CO和P2O5等)。
注意：
①含有两种元素，其中一种元素为氧元素的物质不一定都是氧化物，如在密闭容器内含有氧气和金属铜的混合物就不属于氧化物。
②含氧化合物指的是含氧元素的化合物，但不一定就是氧化物；而氧化物一定属于含氧化合物。如二氧化硫是氧化物，也是含氧化合物；氯酸钾(KClO3)是含氧化合物，含3有三种元素，但不是氧化物。
【能力拓展】
1.氧气具有帮助其他可燃物燃烧的化学性质(具有助燃性)，但氧气本身不能燃烧(不具有可燃性)。
2.铁丝燃烧实验时：将铁丝盘成螺旋状可以增大铁丝的受热面积，有利于铁丝持续燃烧。铁丝下端系一根火柴，可以利用火柴燃烧放出的热量使铁丝的温度升高，引燃铁丝。点燃火柴后，要待火柴快燃尽时，再插入充满氧气的集气瓶中，以免火柴燃烧消耗氧气过多而使现象不明显。
典例1：（2024七下·镇海区期末）下列有关物质燃烧时观察到的现象的叙述中，正确的是（ ）
A．硫在氧气中燃烧，发出淡蓝色火焰，生成有刺激性气味的气体
B．木炭在氧气中燃烧，发出白光，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体
C．红磷在氧气中燃烧，放出大量热，产生大量白雾
D．铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成四氧化三铁
变式1：（2023八下·仙居期末）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
变式2：物质的结构、性质与用途的关系如图所示，下列有关氧气的说法错误的是（ ）
A．氧气分子是保持氧气化学性质的最小微粒
B．氧气的助燃性决定了氧气可以作为燃料
C．分离液态空气制氧气，利用了氧气与氮气沸点不同的性质
D．氧气能和很多金属单质反应，体现了氧气具有氧化性
变式3：（2024八下·浦江期末）为使铁丝在氧气中燃烧实验获得成功，常需将铁丝绕成螺旋状，这是为什么呢？
甲同学认为：为了增大与氧气的接触面积．
乙同学认为：为了聚热效果更好，能使未燃的铁丝更好地预热．
分析讨论后，同学们认为甲同学的想法不合理．为验证乙同学的想法，同学们开展了有关实验，操作及部分现象如下表所示：
实验操作 实验现象
如图在2个装有等量水的相同集气瓶中，收集满氧气，取2根相同的铁丝，将1根拉直，另1根绕成螺旋状，同样引燃后分别同时放入瓶中进行实验． 铁丝均燃烧，但剧烈程度不同……
请回答：
（1）铁丝在氧气中燃烧产生的现象是 ，产生大量的热，生成黑色物质．
（2）同学们认为甲同学的想法不合理，理由是 ．
（3）为使实验可靠，要控制好变量，实验操作中还应做到 ．
（4）通过对实验现象的分析，同学们认为乙的想法更合理，则同学们通过实验获得的证据是 ．
考点三、氧气的制取
（一）氧气的实验室制法
(1)过氧化氢制氧气
①药品:过氧化氢、二氧化锰。
②反应原理:过氧化氢 二氧化锰 水 + 氧气
H2O2 H2O O2
③操作步骤:
操作步骤 操作方法及注意事项
检查装置气密性 将橡皮管用弹簧夹夹住，打开分液漏斗活塞，向分液漏斗中加入一定量水后，烧瓶与漏斗形成液面差，说明装置不漏气
装入药品 将黑色的二氧化锰加入烧瓶，另将带有分液漏斗和导管的双孔橡皮塞塞紧瓶口，放置好集气瓶。最后向分液漏斗中加入过氧化氢(俗称“双氧水”)
打开活塞进行反应 将分液漏斗活塞打开，让过氧化氢溶液从分液漏斗滴入圆底烧瓶，观察现象
向上排空气法收集氧气并验满 氧气密度比空气大，因此实验室收集氧气时可采用向上排空气法。 将带火星的木条放置于集气瓶瓶口，若复燃则氧气已经收集满
收集完毕，关闭分液漏斗活塞，回收二氧化锰 待氧气收集满后，关闭分液漏斗活塞。回收分液漏斗中剩余的过氧化氢和烧瓶中的二氧化锰固体。洗涤仪器并整理实验器
(2)高锰酸钾(或氯酸钾和二氧化锰)制氧气
①药品:高锰酸钾或氯酸钾和二氧化锰。
②原理:高锰酸钾 加热 锰酸钾+二氧化锰+氧气 氯酸钾 二氧化锰，加热 氯化钾+氧气
KMnO4 K2MnO4 MnO2 O2 KClO3 KCl O2
③装置:此处是用加热固体制取气体，所以固体加热装置。
④操作步骤
操作步骤 操作方法及注意事项
检查装置气性 将导管一端浸入水中，用手紧握试管外壁，若水中导管口有气泡冒出，或者手撒离后在导管中形成一段水柱，证明装置不漏气。否则，应塞紧或更换橡皮塞
将药品装入试管 按固体药品的取用方法，取少量高锰酸钾装入试管，平铺在试管底部，管口塞一团棉花，防止高锰酸钾颗粒随氧气进入水槽、集气瓶或堵塞导管
将试管固定在铁架台上 铁夹夹在距离试管口 1/3 处，试管口要低于试管底部(防止冷凝水倒流，致使试管破裂)
点燃酒精灯加热 先使酒精灯外焰在试管下方来回移动，让试管均匀受热，然后对准试管中的药品部位加热
排水法收集氧气 集气瓶内装满水，不留空气，当导管口产生连续均匀的气泡时开始收集，瓶中水排尽出现大气泡时，瓶中氧气集满
收集完毕，导管撤离水槽 导管不离开水槽，不能熄灭酒精灯
熄灭酒精灯 当导管撤离水槽后才能熄灭酒精灯，否则水槽中的水会倒吸入试管，引起试管炸裂
用高锰酸钾制取氧气，并用排水法收集。其实验步骤可以概括为“查一装一定一点一收一离→熄”7个字，可用谐音记忆为“茶”“庄”“定”“点”“收”“利”“息”。
（二）催化剂
(1)催化剂:在化学反应里能改变反应速度，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂(工业上也称为“触媒”)。
(2)催化作用:催化剂在化学反应中所起的作用叫做催化作用。
(3)对催化剂和催化作用的理解
①能改变反应速度，这里的“改变”包括加快和减慢两种含义；不加入催化剂，并不意味着化学反应不能发生。
②化学性质在化学反应前后没有改变，但是物理性质可能改变，如块状催化剂反应后变为粉末状。
③催化剂是针对具体的反应而言的，某一个反应的催化剂在另一个化学反应中可能成为反应物、生成物或毫无关联的物质。如MnO2是过氧化氢分解的催化剂，在KMnO4分解中是生成物。
④催化剂不是万能的，也不是唯一的， 在某个化学反应中，可选择不同的物质作为催化剂。
⑤催化剂只能改变化学反应的速度，不能增加或减少生成物的质量。
催化剂具有“一变"和“两不变”的特点:
①“一变”:改变其他物质的化学反应速度。
②“两不变”:a.在化学反应前后，催化剂本身质量不变；b.在化学反应前后，催化剂本身的化学性质不变。
（三）氧气的工业制法
(1)空气冷冻分离法
①原理:利用液氧沸点( -183 ℃ )和液氮的沸点( -196 ℃ )不同，说明通过分离液态空气获得氧气。
工业制氧气过程中无新物质生成，属于物理变化。
②过程:空气 净化 洁净的空气 多次压缩降温 液态空气 -196 ℃低温蒸发 氮气(沸点-196℃)+液氧(沸点-183℃，贮存在蓝色钢瓶中)
(2)膜分离技术制取氧气
利用膜分离技术，在一定压力下让空气通过具有富集氧气功能的薄膜，得到含氧量较高的富集氧气。
【能力拓展】
①用过氧化氢制取氧气属于放热反应，且该反应不需要加热即可进行。
②二氧化锰在该反应中起加快过氧化氢分解的作用，但不改变过氧化氢产生氧气的总量，且二氧化锰在反应前后质量和化学性质都保持不变。
③该反应不加入二氧化锰也能够发生，只是发生反应的速度较慢。
典例1：（2024八下·萧山期末）小黄和小岩发现，带火星的竹签在空气中不会复燃，若用装有60％体积的水的集气瓶倒置在水槽中收集氧气，得到的气体就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，她们进行了如下探究：（空气中的氧气含量为21％）
（1）【设计实验】小黄设计了如图所示的装置，该装置的圆底烧瓶中放入25ml水的目的是 。写出实验室用双氧水制取氧气的化学方程式 。
（2）【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％体积的水，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根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，小晨又做了第二组实验，并记录实验现象。两组实验数据和现象如下表：
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
带火星的竹签的状况 亮 很亮 复燃 很亮 复燃 复燃
得出上述两组实验现象后，小萍认为还不能确定能使带火星的竹签复燃的氧气含量最小值，需继续进行实验，她应该在水的体积分数为 再进行实验。
【实验结论】经过数次实验得出水的体积分数较准确数值之后通过计算氧气含量得出：能使带火星的竹签复燃的氧气含量最小值为48.7％。
变式1：（2024八下·三门期末）下面是实验室制取、收集、验满、验证氧气性质的装置或操作，其中错误的是（ ）
A． B． C． D．
变式2：（2024八下·临海期末）下列是实验室制取、收集有关气体装置图，请按要求回答下列问题：
（1）实验室选择装置甲制取氧气时，仪器a的名称是 。
（2）若利用装置丙收集氧气，判断氧气已集满的现象是 。
（3）若利用装置丁收集氧气，气体要从c管通入，理由是 。
变式3：（2023八下·椒江期末）潜水、高空飞行等活动经常利用超氧化钾(KO2)作供氧剂。小科查阅了相关资料，请回答下列问题：
（1）超氧化钾作供氧剂的原理是：超氧化钾能与二氧化碳反应生成氧气，同时产生碳酸钾。请写出该反应的化学方程式 。
（2）实验室常利用加热氯酸钾来制取氧气，若要得到比较干燥的氧气，则气体的发生与收集装置应该选用 (选填字母)。
（3）小科将氧气和空气按比例混合，制取一瓶100毫升含氧气体积分数为40%的混合气体，则需要氧气和空气的体积比为 (空气中氧气的体积分数按20%计算) ．
考点四、化合反应和分解反应
（一）化合反应
(1)定义:由两种或两种以上物质生成一种物质的反应，叫做化合反应，它属于化学反应基本类型之一。
(2)特点:反应物有多种，生成物只有一-种， 即“多变一” 。
(3)表示式: A+B+...→C
(4)举例:磷+氧气 点燃 五氧化二磷
（二）分解反应
(1)定义:由一种物质生成两种或两种以上物质反应叫做分解反应，分解反应也属于化学反应基本类型之一。
(2)特点:反应物只有一种，生成物有多种，即“一变多”。
(3)表达式:A → B+C+...
(4)举例:过氧化氢 二氧化锰 水+氧气。
【能力拓展】
①化合反应和分解反应都属于化学反应的基本反应类型，是从反应物和生成物的种类变化上分类的。
②化合反应是原子利用率最高的一种化学反应类型，所有的原料都转化到一种物质中。
典例1：下列反应中既不属于分解反应，也不属于化合反应的是( )
A．氧化汞 汞+氧气 B．石蜡+氧气 水+二氧化碳
C．碳+氧气 二氧化碳 D．磷+氧气 五氧化二磷
变式1：（2023八下·金东期末）下列反应属于分解反应的是（ ）
A．H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O B．Mg+2HCI=MgCl+H2↑
C．2KClO32KCl+3O2↑ D．CO2+H2O=H2CO3
变式2：（2022八下·金东期末）下列反应中属于化合反应的是( )
A．H2O+CO CO2+H2 B．H2CO3=H2O+CO2↑
C．2SO2+O2 2SO3 D．Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2
变式3：（2021八下·丽水期末）分类是学习科学的重要方法，下列反应与CO2+H2O=H2CO3化学反应类型相同的是( )
A．2H2+O2 2H2O B．CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
C．2H2O2 2H2O+O2↑ D．2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑
1．（2024八下·柯桥期末）下列有关空气中各成分性质和用途，说法正确的是（ ）
A．氧气可以供给呼吸，也可以燃烧
B．稀有气体化学性质不活泼，可作保护气
C．氮气的化学性质比较活泼，是制造化肥、炸药的重要原料
D．二氧化碳会被植物吸收转化成氧气，二氧化碳的排放量对环境没有影响
2．（2024八下·嘉善月考）下列关于实验室利用双氧水溶液制取氧气的描述正确的是（ ）
A．原理：
B．试剂：本实验中选取的催化剂为二氧化锰
C．检验：用燃着的木条伸入集气瓶内，若木条熄灭，则证明是氧气
D．验满：用带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃，则证明集满
3．（2024八下·萧山期末）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，会污染空气
D．氧气的化学性质非常活泼，能与所有的物质反应
4．下面是实验室制取、收集、验满、验证氧气性质的装置或操作，其中正确的是( )
A．制取氧气 B．收集氧气 C．氧气验满 D．性质检验
5．（2024八下·武义期末）小明利用如图实验测定空气中氧气的体积分数，下列操作中会造成测量结果偏差的是（ ）
A．燃烧匙中的红磷过量
B．红磷燃烧前止水夹关闭
C．用木炭代替红磷
D．红磷熄灭后冷却至室温再打开止水夹
6．（2024八下·武义期末）如图是氧气的制取和性质的知识网络（反应条件部分省略）下列有关说法不正确的是（ ）
A．反应④⑤⑥的生成物均为氧化物
B．反应①③中的作用均为催化作用
C．反应①②③均属于分解反应
D．硫、红磷、铁块均可在空气中燃烧
7．（2024八下·余杭期末）高锰酸钾制取氧气（）实验中，高锰酸钾完全反应。下列能正确表示反应物和生成物质量随时间变化大致曲线的图是（ ）
A． B． C． D．
8．（2024八下·越城期末）加热氯酸钾和二氧化锰的固体混合物时，试管内的物质总质量随时间变化的趋势如图所示。下列变量随时间变化的趋势也能用该图表示的是（ ）
A．MnO2的质量分数 B．氯化钾的质量分数
C．固体中氧元素的质量 D．固体中钾元素的质量分数x
9．（2024八下·萧山期末）下列图像符合描述情况的是（ ）。
A．①表示：用制取氧气时，随着反应进行，质量发生的变化
B．②表示：a、b中装有等质量的双氧水，a中有催化剂，随着反应的进行，氧气的生成情况
C．③表示：用制取氧气时，随着反应的进行，试管中剩余的固体质量变化情况
D．④表示：用双氧水制取氧气时，生成的氧气质量的变化情况
10.（2023八下·新昌期末）下图是实验室制取气体的常用装置，请回答下列问题：
（1）仪器a的名称是 。
（2）选用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气时，应选用 (选填“A”或“B”)作为气体发生装置。
（3）选用D装置作为氧气收集装置，氧气从 (选填“b”或“c”)管进入。
（4）小科用抽拉法检查装置E的气密性，发现被拉出的注射器活塞一段时间后又回到原来的位置，你认为该装置是否漏气？ (选填“是”或“否”)．
11．（2024八下·临海期末）二氧化锰可以催化分解过氧化氢产生氧气和水，重复使用的二氧化锰是否会影响催化效率呢？小科根据下列器材设计了以下实验方案。
实验器材：图甲所示装置1套、秒表、量筒、天平、烧杯、未使用过的二氧化锰和实验后回收的二氧化锰（建议每次使用量0.5克）、5%的过氧化氢溶液（建议每次使用量40毫升）。
实验步骤：①检查装置气密性。
……
（1）请补充步骤①之后的其他实验步骤 。
（2）图乙是二氧化锰第一次使用时产生氧气体积随时间变化的大致图像。若二氧化锰使用次数越多，催化效率越低，请在图乙中画出多次使用后的二氧化锰催化分解产生氧气体积随时间变化的大致图像。
12．（2023八下·义乌期中）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。
硬质玻璃管中空气的体积 反应前注射器中气体体积 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
40mL 20mL 10mL
（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，反应前注射器内空气体积至少为 mL。
13．（2023八下·黄岩期末）小黄用如图所示的装置来制取和收集氧气，在实验前对装置进行气密性检查。小黄建构了”检查装置气密性”的思维模型：
（1）检查图甲装置的气密性：①按图连接好装置：②关闭止水夹；③在长颈漏斗中注入一定量的水直至长颈漏斗末端浸入水中，并继续注水；④如果观察到长颈漏斗中水不再下流并维持一段时间，就证明装置气密性良好。上述实验中，属于”利用转换法检查气压差”这一思维模型环节的步骤是 。
（2）实验室用装置甲作为制取氧气的发生装置，反应化学方程式为 。
（3）若用装置乙进行收集氧气，如何检查氧气已经收集满 。
（4）若用装置丙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 (选填”偏大”、”偏小”或”无影响”)。
14.（2023八下·上虞期末）小明在学习了“用过氧化氢制取氧气“的知识后，进行如下实验：
①按图甲组装实验仪器并进行气密性检查。
②取10毫升溶质质量分数为3%的过氧化氢溶液和0.03克二氧化锰装入容器中，塞进橡皮塞，接上压强测量仪（如图乙）。
③倾斜装置，使过氧化氢溶液和二氧化锰充分混合，用压强测量仪测量容器内的气压
④分别用0.06克、0.09克和0.12克的二氧化锰重复上述实验，整理相关数据如图丙。
（1）写出步骤①中检查装置气密性的具体操作及气密性良好的判断依据：
（2）实验中，小明用 来反映产生氧气的多少
（3）观察本实验相关数据，除了研究“二氧化锰质量对过氧化氢分解产生氧气质量的影响“外，还可以研究的问题是： 。
15.（2023八下·杭州月考）如图是实验室制取气体的有关仪器和装置，据图回答下列问题。
（1）请写出如图所示实验装置中标有序号的仪器名称：② 。
（2）用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气，应选择 （从A～G中选择，填字母序号，下同）组合装置，反应的化学方程式为 。制取氧气的过程如下，正确顺序是 。
①给试管加热 ②熄灭酒精灯 ③检查气密性
④把药品装入试管，用带导管的胶塞塞紧，固定在铁架台上
⑤用排水法收集氧气 ⑥从水中取出导管
A、③④①⑤②⑥ B、③④①⑤⑥② C、④①③⑤②⑥ D、④①③⑤⑥②
（3）某同学用排水法收集了一瓶氧气，测得氧气的纯度偏低，原因可能是 。（填字母）
a．收集气体前，集气瓶没有注满水
b．导管口开始有气泡冒出，立刻收集
c．收集气体后，集气瓶中仍有少量水
（4）如图为上述反应过程中某变量y随时间的变化趋势，纵坐标表示的是（ ）
A．固体中氧元素的质量 B．生成O2的质量
C．固体中MnO2的质量分数 D．固体中钾元素的质量
16．（2024八下·杭州期末）分析硫、碳、铁丝三种物质在氧气中的燃烧，回答问题。
（1）从操作角度：三种物质都要自上而下 （填“快速”或“缓慢”）伸入氧气瓶中；铁丝燃烧实验中，需要在火柴快要燃尽时再伸入充满氧气的集气瓶中、其目的是 。
（2）从现象角度：硫在氧气中燃烧时，比在空气中燃烧得更旺，观察到淡黄色固体熔化后，燃烧发出 色火焰。碳在氧气中比在空气中燃烧得更旺；铁丝在空气中不燃烧，但在氧气中剧烈燃烧，火星四射并生成黑色的固体，此黑色的固体物质是 （填物质名称）。
（3）从装置角度：燃烧实验时，集气瓶底是否放入水及放入水的原因各不相间，铁丝燃烧时，集气瓶底放入少许水的目的是 。17．（2024八下·上城期末）为了帮助同学们更好地理解测定空气中氧气含量的实验原理。老师利用传感器技术测定了实验装置内的压强、温度和氧气浓度，三条曲线变化趋势如图所示。
（1）集气瓶中水除了吸热降温以外，还有 作用。
（2）X曲线表示压强变化趋势，Y曲线表示 的变化趋势。
（3）结合Y、Z两条曲线，解释AB段压强变化的原因 ，造成CD段变化的操作是 。
18.（2023八下·金华期中）学习空气中氧气含量测定实验后，小明将课本中的实验装置改进为如图甲实验装置。用加热的电烙铁点燃红磷后，立刻拔掉插头，无线气压计实时记录瓶内的气压变化。实验过程中气压变化如图乙。请回答：
资料：一个密闭容器内气压受温度和气体量的影响，温度越高，气体质量越大，气体气压越大。
（1）甲图装置的优点是： ；
（2）若图甲中红磷量不足，会导致测定结果 （填“偏大”、“偏小”或“不变”）；
（3）图乙中AB段气压上升原因： ，CD段气压上升原因： 。
19.（2023八下·杭州期末）小应利用如图甲所示的思维模型设计了“探究空气中氧气含量”的实验，他用一个有刻度的去底带塞子的瓶子，塞子上插入温度计和粘有“暖宝宝”贴的铜丝，实验装置如图乙所示。
查阅资料发现：“暖宝宝”贴内含有铁、活性炭、无机盐、水等物质，可在空气中吸收氧气发生放热反应，反应过程中主要反应的化学方程式为：2Fe+2H2O═2Fe（OH）2，“暖宝宝”贴吸氧能力强，放热迅速。
（1）从建模角度分析，“利用暖宝宝贴消耗空气中的氧气”的操作属于上述思维模型中的 。
（2）2Fe+2H2O═2Fe（OH）2属于 反应（填写化学反应基本类型），整个实验过程中，瓶内液面的变化情况为 。
（3）小应待反应结束，温度计示数恢复初始温度时记录液面位置，如图丙所示，应调整瓶子在水中的深度，使瓶子内外液面相平再读取刻度 。
20．（2024八下·西湖期末）小杆利用红磷的燃烧测定空气中氧气的体积分数，装置如图1。已知集气瓶的容积为300mL，点燃前朱在集气瓶中加入50mL水。
（1）实验前预先加入50mL水的目的是 。
（2）实验结束时，测得集气瓶中水增加的体积为40mL，则空气中氧气的体积分数为 ，造成该实验结果偏差的原因可能是 （写出一点即可）。
（3）对于图1实验，小科同学进行了改进与创新，实验过程如图2所示，其优点是 （写出一点即可）。
21．（2024八下·三门期末）小科用图甲所示的思维模型设计了图乙所示的“探究空气中氧气含量”的实验。实验步骤如下：
①检查装置的气密性；
②关闭止水夹，将点燃的红磷伸入集气瓶内至完全反应；
③，观察到水进入集气瓶的体积；
④重复实验，得出结论。
（1）从建立模型角度分析，“关闭止水夹”属于上述思维模型中的 。
（2）将步骤③补充完整： 。
（3）误差分析：最后测得氧气的体积分数偏小的原因可能是
A．实验后一部分水滞留在导管中。
B．红磷的量不足，未能把瓶内氧气耗尽。
C．将燃烧匙伸入集气瓶瞬间，部分空气逸出。
D．由于广口瓶的形状造成很难均分五等份，影响测量结果。
22．（2024八下·金东期末）为测定空气中氧气的含量，科学兴趣小组设计了如图1 所示的创新实验装置。选用一个量程足够大且活塞与筒壁间润滑效果很好的针筒注射器连接一个50mL 的试管，将足量的铜丝放入试管，塞紧橡皮塞并夹紧弹簧夹。用酒精灯加热铜丝，充分加热后移去酒精灯，等到试管冷却到室温后松开弹簧夹，观察现象。（提示：中间连接的橡胶管内空气体积忽略不计）
（1）与图2教材中实验相比，图1实验的优点有 （写出1点即可）。
（2）实验前，该兴趣小组同学打开弹簧夹，将注射器活塞从 20mL 刻度处推至 17mL 处，然后松开活塞，观察到活塞返回至 20mL 刻度处。该操作的主要目的是 。
（3）充分加热后移去酒精灯，等到试管冷却到室温后松开弹簧夹。若实验结果符合预期，则观察到的实验现象是 。
（4）为了更精准直观地测定空气中氧气的含量，同学们又设计了如图3 所示的实验：利用传感器技术定时测定装置内的压强、温度和氧气浓度；装置内的压强（X 曲线）、温度（Y 曲线）和氧气浓度（Z曲线）变化趋势如图4所示。请结合Y、Z两条曲线，解释图4中AB段压强变化的原因： 。
23．（2024八下·柯桥期末）小柯设计如图所示的实验装置来探究燃烧的条件和空气中氧气含量的测定。装置中大注射器活塞与内壁摩擦非常小，可忽略不计。白磷的着火点是40℃。
实验操作步骤如下：
①检查装置气密性；
②将盛有足量白磷的燃烧匙放入空集气瓶中，塞紧瓶塞，白磷不燃烧；
③打开瓶塞，迅速往瓶中倒满80℃的热水，并寒紧瓶塞，白磷不燃烧；
④打开K1和K2，注射器通过b管从集气瓶中抽水至瓶中液面低于燃烧匙底部，立即关闭K1、K2，白磷立即燃烧且注射器中水体积为V1毫升；
⑤待整个装置冷却至室温后，打开K2，注射器活塞移动，最终注射器中的水体积为V2毫升。
（1）步骤①中如何检查装置气密性 。
（2）根据步骤②④的现象，可以得出结论： 。
（3）该实验测得空气中氧气的含最为 （用V1、V2来表示）。
（4）小柯多次重复上述实验，测得空气中氧气的体积分数都小于21%，原因是 。
24．（2024八下·义乌期末）利用如图甲所示的装置测定空气中氧气的含量。（装置气密性良好；白磷足量；用凸透镜聚光照射使白磷燃烧）。
（1）【实验原理】以下是某学习小组建立的解决“测量混合气体中某种气体成分体积分数”类问题的思维模型：
实验中属于“转化或吸收待测气体，减小体系内压强”这思维模型环节的步骤是____；（用字母表示）
A．塞紧瓶塞并关闭弹簧夹 B．凸透镜照射使白磷燃烧 C．打开弹簧夹让水进入集气瓶
（2）【药品替换】某小组同学选择含铁粉的食品脱氧剂（常温下可直接与氧气反应）替换白磷进行实验，最后得到了理想的实验效果。用氧气传感器测得用两种不同药品做实验时集气瓶中氧气的体积分数，并得到随时间的变化曲线如图乙所示。
根据图乙信息说明替换药品后实验的优势为 ，从而提高了实验结果的精确度；
（3）【装置改进】在替换药品的基础上，同学们还对装置进行了优化；如图丙，锥形瓶的体积；在量筒中加入体积为的红墨水，导管的一端浸入量筒液面以下；将食品脱氧剂平铺在拱型支架上，放入锥形瓶中，并迅速塞紧塞子，使瓶中导管末端伸入维形瓶底部；数小时后，待量筒液面不再下降，读出量筒读数为；
则空气中氧气的体积分数可用、、表示为 。
思维导图
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
课后巩固
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