知识点1 空气中氧气含量的测定
1、科学史
法国化学家拉瓦锡用定量方法研究空气的成分。实验得出“空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的1/5”的结论。
2、实验室测定空气中氧气含量
（1）原理：红磷在密闭容器中燃烧消耗氧气，瓶内气体减少，密闭容器中压强减小，打开弹簧夹后，大气压将烧杯中的水压入集气瓶中。（压入的水的体积=被消耗的氧气的体积）
（2）现象：①红磷燃烧，产生大量白烟，并放出热量；②装置冷却到室温后打开弹簧夹，烧杯内的水被吸入集气瓶，约占集气瓶内气体体积的1/5。
（3）结论：氧气约占空气总体积的1/5。
（4）反应表达式：磷+氧气五氧化二磷
（5）注意事项：
①红磷必须足量。（若红磷的量过少则氧气没有耗尽，导致测量结果偏小）
②待集气瓶（装置）冷却到室温后才能打开弹簧夹。
（瓶内剩余气体仍然膨胀，剩余气体体积偏大，使得进入集气瓶内的水偏少，导致测量结果偏小）
③装置气密性良好。（外面空气漏进来，导致测量结果偏小）
④要先夹紧橡皮管，然后再点燃红磷，迅速伸入集气瓶立即塞紧瓶塞。
（伸入过慢，瓶内气体受热膨胀逸出或未夹紧弹簧夹，导致燃烧时气体受热膨胀逸出，测量结果偏大）
（6）误差分析：
实测<真实，可能原因：红磷量不足；装置气密性差；未冷却至室温就打开弹簧夹。
实测>真实，可能原因：弹簧夹未夹或未夹紧；点燃红磷伸入过慢。
（7）集气瓶中水的作用：
①吸收有毒的五氧化二磷（固体） ②吸热加快降温。
（8）瓶中剩余的主要气体是：氮气（化学性质：不可燃不助燃；物理性质：难溶于水）
【易错提醒】
①可否换用木炭、硫、蜡烛等物质 不能，因为木炭、硫或蜡烛燃烧会产生气体，造成瓶内气压几乎不变）；
②可否换用铁丝 不能，铁丝在空气中不燃烧；
③可否换用镁 不能，镁能与氧气、氮气、二氧化碳都发生反应；
总结—试剂选择：物质能在空气中燃烧且只与氧气反应，燃烧后的生成物为固体或液体（体积忽略不计）。
1．（2024·江苏无锡）通过实验测定了空气成分的科学家是
A．牛顿 B．道尔顿 C．拉瓦锡 D．门捷列夫
【答案】C
【详解】A、牛顿发现了力学定律，不符合题意；
B、道尔顿提出了原子论，不符合题意；
C、拉瓦锡用定量的方法测定了空气的成分，得出空气是由氮气和氧气组成的，符合题意；
D、门捷列夫发现了元素周期律并编制出元素周期表，不符合题意。
故选C。
2．（2025·山东德州）兴趣小组利用氧气传感器检测足量红磷在空气中燃烧时氧气的含量，结果如图所示。下列说法正确的是
A．空气中氧气的质量分数为21% B．燃烧时，容器内产生大量白雾
C．恢复至室温，容器内压强比燃烧前小 D．红磷燃烧将容器内的氧气全部消耗
【答案】C
【详解】A、空气中氧气的体积分数约为21%，不是质量分数，该说法错误；
B、红磷燃烧产生大量白烟，不是白雾，该说法错误；
C、红磷燃烧消耗氧气，生成五氧化二磷固体，恢复至室温，容器内气体减少，压强比燃烧前小，该说法正确；
D、由图可知，红磷燃烧后容器内还有氧气剩余，没有将氧气全部消耗，该说法错误。
故选C。
3．（2024·四川成都）空气中含有多少氧气呢？学习小组开展“测定空气里氧气含量”的探究活动。
资料：1．红磷的着火点是240℃，白磷的着火点是40℃。
2．相同的温度和体积下，气体压强与分子数成正比。
3．相同的温度和压强下，气体体积与分子数成正比。
【史料研究】
二百多年前，化学家拉瓦锡利用汞能和氧气发生反应的原理，采用图1装置测出氧气约占空气体积的1/5。
(1)加热时，曲颈甑内液态汞表面产生红色粉末，玻璃钟罩内的现象是 ，产生该现象的原因是 。
【设计与实验】
设计并利用图2装置测空气里氧气含量。
(2)主要步骤如下，正确的顺序为 （填序号）。
①弹簧夹夹紧胶皮管
②红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹
③点燃红磷后立即伸入瓶中并塞紧塞子
④在集气瓶中加入少量水，将水面上方空间分成5等份
(3)实验结束，集气瓶中剩余气体的主要成分是 。
【优化与实验】
同学们利用图2装置多次实验，水面均未上升到刻度“1”。经讨论后，分别取足量红磷、白磷采用图3装置进行实验，记录并处理数据分别如图4、图5。
(4)图4中氧气含量从8.05%上升到9.26%，原因可能是 。
(5)图5中BC段压强增大，原因是 。计算白磷消耗的氧气占空气体积的 %（精确到0.01%）。
【反思与交流】
(6)图2实验水面未达到刻度“1”，原因是装置中的氧气未消耗完。红磷燃烧不能将氧气消耗完的主要原因是 。
(7)上述实验中汞、白磷和五氧化二磷有毒，对环境“不友好”。结合实验原理和药品弊端，可选择的替代药品有 （写一种）。
【答案】(1) 汞液面上升 汞与氧气反应，钟罩内气体减少，气压减小
(2)④①③②
(3)氮气
(4)反应结束后，温度下降气体逐渐混合均匀/温度下降水蒸气变成液态，氧气含量增大
(5) 反应刚开始，温度升高对压强的影响比气体减少对压强的影响大 19.37
(6)反应一段时间后，氧气浓度下降到一定程度，燃烧放出的热量减少，温度降低到红磷着火点以下，红磷熄灭，所以氧气消耗不完（合理即可）
(7)铜粉
【详解】（1）汞与氧气反应生成氧化汞，导致钟罩内气体减少，气压减小，玻璃钟罩内汞液面上升；
（2）该实验操作的正确顺序是：检验装置的气密性。在集气瓶中加入少量水，并将水面上方空间分成5等份；用弹簧夹夹紧胶皮管；点燃红磷，立即伸入瓶中并把塞子塞紧；待红磷熄灭并冷却至室温后，打开弹簧夹；故答案为：④①③②；
（3）由于氧气占空气体积的五分之一，红磷燃烧消耗了氧气，实验结束，集气瓶中剩余气体的主要成分是氮气；
（4）白磷燃烧消耗氧气并放出热量，而其他气体不变，氧气的含量逐渐减小，但反应结束后，温度下降，气体逐渐混合均匀或温度下降水蒸气变成液态，导致氧气的含量逐渐增大；
（5）红磷燃烧放热，温度升高，装置内压强增大，消耗氧气，装置内压强减小，温度升高所增加的气压大于氧气消耗所减小的气压，所以BC段压强增大；用如图所示数据计算，用这种方法测得的空气中氧气的体积分数是：；
（6）红磷燃烧发热，但反应一段时间后，氧气浓度下降到一定程度，燃烧放出的热量减少，温度降低到红磷着火点以下，红磷熄灭，导致氧气消耗不完；
（7）铜粉在空气中加热生成氧化铜固体，不会造成污染。
命题点2 空气的成分及污染
1、空气的成分
体积分数：氮气N278%，氧气O221%，稀有气体0.94%，二氧化碳CO20.03%，其他气体0.03%。
2、混合物和纯净物
（1）纯净物：只由一种物质组成的。（可用化学符号表示）
（2）混合物：由两种或多种物质混合而成的。这些物质相互间不发生化学反应，各物质都保持各自的性质。
3、空气是一种宝贵的资源
（1）氧气的性质和用途
性质 用途
能供给呼吸 动植物呼吸、潜水、登山、医疗急救等
支持燃烧 炼钢、气焊、航空航天、化工生产等
（2）氮气的性质和用途
性质 用途
在一定条件下可以发生反应 制造硝酸和氮肥
化学性质不活泼 常用作保护气（焊接金属的保护气、食品包装中充氮气以防腐）
液氮的温度很低 医疗上可在液氮冷冻麻醉条件下做手术，超导材料在液氮的低温环境下能显示超导性能
（3）稀有气体的性质和用途
稀有气体包括氦、氖、氩、氪、氙和氡。它们都是没有颜色，没有气味的气体。
性质 用途
化学性质很不活泼 可用作保护气。其中氦气还因为密度远小于空气而用于填充探空气球
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、照明灯、霓虹灯等
液态氦的温度很低 制造低温环境
4、空气的污染与防治
（1）造成空气污染的物质：排放到空气中的有害气体和烟尘。
（2）污染危害：损害人体健康、影响作物生长、破坏生态平衡。
（3）环境问题：温室效应（二氧化碳含量过多引起，甲烷等也能造成）
臭氧空洞（飞机的尾气、制冷剂氟里昂的排放）、
酸雨（由二氧化硫、二氧化氮引起）二氧化碳能造成温室效应加剧，但不是空气污染物
（4）保护大气环境的措施：①使用清洁能源；②加强空气质量监测；③积极植树、种草等。
（5）空气质量日报的主要内容包括空气质量指数、首要污染物、空气质量状况等。
（6）目前计入空气质量评价的主要污染物为：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物（PM10）、细颗粒物（PM2.5）和臭氧等。空气质量日报中，空气质量指数的数值越大，空气质量越差。
1．（2024·山东滨州）下列关于空气的说法错误的是
A．空气中氮气的质量分数为78% B．稀有气体可用于制造电光源
C．氧气能供给生物呼吸 D．植树造林可以改善空气质量
【答案】A
【详解】A、空气中氮气占空气总体积78%，不是质量分数，故A符合题意；
B、稀有气体通电时会发出不同颜色的光，可制造多种电光源，故B不符合题意；
C、氧气用于供给动植物的呼吸，故C不符合题意；
D、植树造林可以吸收有害气体，改善空气质量，故D不符合题意。
故选A。
2．（2024·上海）氦气能代替氢气作为飞艇的填充气体，其优势在于
A．通电能发光 B．无气味 C．化学性质稳定 D．密度小
【答案】C
【详解】氢气曾用于飞艇的填充气，其原因是氢气的密度比空气小；氦气代替氢气用于填充气球，是因为氦气的密度比空气小，主要是化学性质稳定。故选C。
3．（2024·四川宜宾）中国空间站首次进行“太空养鱼”实验。在实验中，金鱼藻为斑马鱼提供呼吸所需的
A． B． C． D．
【答案】B
【详解】金鱼藻的作用是利用光能释放出一种能供给斑马鱼呼吸的气体，氧气能供给呼吸，产生的气体是氧气，其化学式是O2。故选B。
4．（2024·北京）为防治大气污染，下列做法不可行的是
A．加强扬尘管控 B．使用清洁能源
C．直接排放工业废气 D．加强大气质量监测
【答案】C
【详解】A、加强扬尘管控，可以减少空气污染，保护环境，不符合题意；
B、使用清洁能源，可以减少化石燃料的使用，减少污染物的排放，保护环境，不符合题意；
C、直接排放工业废气，会污染空气，符合题意；
D、加强大气质量监测，可以减少空气污染，保护环境，不符合题意。
故选C。
5．（2024·海南）小冰参加学校科学实践活动，设计并组装一个微型空气质量“检测站”来监测校园里 的空气质量。下列不属于空气质量监测污染物的是
A．CO2 B．SO2 C．NO2 D．PM2.5
【答案】A
【详解】空气污染物包括：一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、臭氧、可吸入颗粒物、细颗粒物，PM2.5属于细颗粒物，而CO2是空气的成分之一，不属于空气质量监测污染物，故选：A。
6．（2024·北京）下列物质属于纯净物的是
A．大理石 B．氯化钾 C．汽水 D．蔗糖溶液
【答案】B
【详解】
纯净物是由一种物质组成的。A、大理石的主要成分是碳酸钙，还含有其他杂质，属于混合物，不符合题意；
B、氯化钾只由氯化钾一种物质组成，属于纯净物，符合题意；
C、汽水中含有水、二氧化碳、糖等多种物质，属于混合物，不符合题意；
D、蔗糖溶液中含有蔗糖和水，属于混合物，不符合题意。
故选B。
命题点3 氧气的性质
1、物理性质
（1）色、态、味：在标准状况下，氧气是一种无色、无味的气体。在压强为101kPa时，氧气在-183℃时变为淡蓝色液体，在-219℃时变成淡蓝色的固体
（2）密度：密度比空气略大（可用向上排空法收集）
（3）溶解性：不易溶于水（可用排水法收集）
2、化学性质
（1）检验氧气：将带火星的木条伸到集气瓶中，若复燃说明是氧气。（氧气具有助燃性）
（2）物质在氧气中燃烧
①木炭
现象：空气中红光；氧气中剧烈燃烧，发出白光，放出热量，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体
反应表达式：碳+氧气二氧化碳
②硫粉
现象：空气中发出微弱的淡蓝色火焰；
氧气中发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量，生成一种有刺激性气味的气体
反应表达式：硫+氧气二氧化硫
③铁丝
现象：空气中红热；氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体
反应表达式：铁+氧气四氧化三铁
【易错提醒】
①集气瓶底放一些水的目的：铁丝燃烧：防止高温熔融物溅落瓶底，使集气瓶炸裂（可以换为细沙）；硫燃烧：吸收二氧化硫，防止污染空气（不可换为细沙）；
②铁丝绕成螺旋状的目的：增大受热面积；
③铁丝下端火柴的目的：引燃铁丝；
④火柴快燃尽才伸入瓶内的目的：防止火柴燃烧消耗过多氧气。
1．（2024·广西）潜水员水下作业时需要携带氧气瓶，这是因为氧气
A．无色无味 B．密度比空气大 C．能支持燃烧 D．能供给呼吸
【答案】D
【详解】潜水员水下作业时需要携带氧气瓶，这是因为氧气能供给呼吸，与氧气无色、无味、密度比空气大、能支持燃烧无关，故选：D。
2．（2025·江苏盐城）下列图标与硫在空气中燃烧实验无关的是
A．护目镜 B．热烫 C．明火 D．用电
【答案】D
【详解】A、硫在空气中燃烧生成有刺激性气味的气体二氧化硫，需要佩戴护目镜，故A不符合题意；
B、硫燃烧会放出大量的热量，所以要防止热烫，故B不符合题意；
C、该实验需要用到酒精灯，需要注意明火，防止发生火灾，故C不符合题意；
D、该实验无需用电，故D符合题意。
故选D。
3．（2025·山东）兴趣小组利用图1装置进行实验，测量木条和蜡烛燃烧至熄灭过程中集气瓶内的体积分数，数据如图2。下列说法不正确的是
A．实验开始时，两集气瓶内的体积分数均约为
B．木条、蜡烛均熄灭后，集气瓶内的体积分数：甲<乙
C．70s时，甲集气瓶内的体积分数为88.3%
D．可以通过调节的体积分数调控燃烧
【答案】C
【详解】A、由图2中的数据可知，实验开始时，两集气瓶内O2的体积分数均约为21%，故选项说法正确；
B、由图1、图2可知，甲中木条熄灭后集气瓶内O2的体积分数为11.7%，乙中蜡烛熄灭后集气瓶内O2的体积分数为15.8%，则集气瓶内O2的体积分数：甲＜乙，故选项说法正确；
C、空气中氮气的体积分数为78%，氧气的体积分数为21%，木条燃烧时，等体积的氧气反应生成等体积的二氧化碳，则70s时，甲集气瓶内CO2的体积分数为21%-11.7%=9.3%，故选项说法不正确；
D、由图2中的数据可知，蜡烛熄灭时氧气的体积分数为15.8%，木条熄灭时氧气的体积分数为11.7%，说明不同物质燃烧对氧气浓度的需求不同，可以通过调节O2的体积分数调控燃烧，故选项说法正确。
故选C。
4．（2024·黑龙江牡丹江）下列物质在空气中燃烧产生大量白烟的是
A．红磷 B．木炭 C．硫 D．铁
【答案】A
【详解】A、红磷在空气中燃烧，放出大量的热，产生大量的白烟，故A符合题意；
B、木炭在空气中燃烧发红光，放热，生成一种能使澄清石灰水变浑浊的气体，没有白烟产生，故B不符合题意；
C、硫在空气中燃烧发出淡蓝色火焰，放出热量，产生有刺激性气味的气体，不产生白烟，故C不符合题意；
D、铁丝在空气中不能燃烧，故D不符合题意。
故选A。
5．（2024·河南）氧气性质活泼，能支持燃烧。下列物质在氧气中燃烧，能生成无色、无味气体的是
A．铁丝 B．硫粉 C．红磷 D．木炭
【答案】D
【详解】A、铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成一种黑色固体，故选项A错误；
B、硫粉在氧气中燃烧生成一种具有刺激性气味的气体，故选项B错误；
C、红磷在氧气中燃烧，生成一种白色固体，故选项C错误；
D、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无色无味的气体，故选D项正确。
故选：D。
命题点4 氧气的制取
1、氧气的实验室制取——加热高锰酸钾
（1）试剂：高锰酸钾（暗紫色固体）
（2）反应表达式：高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气
（3）装置：固体加热型
（4）高锰酸钾制氧气的操作步骤：
① 查：连接好装置并检查装置气密性。
② 装：装入试剂（药匙或纸槽）试管口塞一团棉花，防止加热时粉末进入导管。
③ 定：固定试管时，试管口应略向下倾斜（防止冷凝水回流使试管底部炸裂）
铁夹夹在试管的中上部，导管伸入试管稍露出橡皮塞，利于产生的气体排出。
④ 点：点燃酒精灯加热，先使试管均匀受热（预热），后在固体试剂部位用酒精灯外焰加热。
⑤ 收：收集气体。
排水法收集：当气泡连续均匀冒出时开始收集；当集气瓶口有大量气泡往外冒时，氧气收集满，在水下用玻璃片盖住瓶口移出水槽，正放在桌面上，防止气体逸出。
向上排空气法收集：集气瓶正放在桌面上，导管伸入集气瓶底部（为了排尽瓶内空气），将带火星的木条放在集气瓶口，若复燃，则氧气已收集满。
⑥离：将导管撤离水槽
⑦熄：熄灭酒精灯停止加热
2、氧气的实验室制取——分解过氧化氢（俗称“双氧水”）
（1）试剂：过氧化氢溶液（主要成分H2O2）和二氧化锰（黑色粉末 MnO2）
（2）反应表达式：过氧化氢水+氧气
注：MnO2在该反应中是催化剂，起催化作用
（3）装置：固液常温型
3、实验室制取气体装置
发生装置（考虑反应物状态和反应条件） 收集装置（气体的密度和溶解度）
固体加热型反应物是固体反应需要加热 固液常温型反应物是固体和液体，反应不加热 排水集气法适合溶解性小不与水反应的气体 向上排空气法适合密度大于空气的气体 向下排空气法适合密度小于空气的气体
适合高锰酸钾制氧气 适合过氧化氢制氧气
气体从短管进集气瓶，水从长管排出 气体从长管进集气瓶，空气从短管排出 气体从短管进集气瓶，空气从长管排出
4、工业制取氧气
（1）方法：一般采用分离液态空气法。
（2）原理：利用液态氮和液态氧的沸点不同，属于物理变化。
（3）储存：为了便于储存、运输和使用，通常把氧气加压后储存在蓝色的钢瓶中。
5、化学反应的分类
（1）基本反应类型
①化合反应：由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应。（“多变一”）
②分解反应：由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应。（“一变多”）
（2）非基本反应类型：氧化反应：
①定义：物质与氧气发生的反应。氧气在氧化反应中提供氧，具有氧化性。
②分类：
剧烈氧化：发光、放热的剧烈氧化反应。如燃烧、爆炸等。
缓慢氧化：进行得很慢，甚至不易被察觉的氧化反应。如动植物的呼吸、食物的腐烂、醋的酿造、农家肥料的腐熟、铁的生锈等。
③共同点：反应都会放热。
【易错提醒】
① 先将导气管移出水面，后熄灭酒精灯，防止水槽中的水倒吸，炸裂试管；
② “烟”“雾”的区别：“烟”是固体小颗粒在空气中扩散产生的现象，如红磷燃烧产生白烟。“雾”是液体小液滴在空气中扩散产生的现象。
1．（2024·山东烟台）空气是一种宝贵的自然资源。下列有关空气及其成分的说法错误的是
A．二氧化碳是空气污染物，也是重要的资源
B．工业上可用分离液态空气法制氧气
C．氧气能供给生物呼吸，约占空气体积的
D．氮气化学性质不活泼，可用来延长食品保质期
【答案】A
【详解】A、二氧化碳是空气成分之一，不属于空气污染物，但二氧化碳排放过多会导致温室效应，说法错误，符合题意；
B、工业上可用分离液态空气法制氧气，说法正确，不符合题意；
C、氧气约占空气体积的，其用途是供给呼吸、支持燃烧，说法正确，不符合题意；
D、氮气化学性质不活泼，可用作保护气来延长食品保质期，说法正确，不符合题意。
故选：A。
2．（2024·天津）下列对实验现象的描述正确的是
A．红磷在空气中燃烧，产生大量白雾
B．硫在空气中燃烧，发出蓝紫色火焰
C．木炭在空气中充分燃烧，生成二氧化碳
D．过氧化氢溶液中加入二氧化锰，迅速产生大量气泡
【答案】D
【详解】A、红磷在空气中燃烧，产生大量的白烟，而不是白雾，错误；
B、硫在空气中燃烧，发出淡蓝色火焰；在氧气中燃烧，发出蓝紫色火焰，错误；
C、木炭在空气中充分燃烧，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体，生成二氧化碳是实验结论而不是实验现象，错误；
D、过氧化氢溶液在二氧化锰的催化作用下迅速分解，产生大量气泡，正确。
故选D。
3．（2022·广西梧州）实验室常用酒精灯加热。下列说法错误的是
A．酒精燃烧属于缓慢氧化反应 B．用温度较高的外焰给物质加热
C．用灯帽盖灭酒精灯的原理是隔绝氧气 D．点燃酒精灯时温度需达到酒精的着火点
【答案】A
【详解】A、燃烧属于剧烈氧化反应，则酒精燃烧属于剧烈氧化反应，故说法错误；
B、给物质加热，用温度较高的外焰加热，故说法正确；
C、用灯帽盖灭酒精灯的原理是隔绝氧气，故说法正确；
D、燃烧需要满足三个条件：可燃物、温度达到着火点以及与氧气接触，在点燃酒精灯时温度需达到酒精的着火点，故说法正确；
故选A。
4．（2025·广东）下列关于的制取、验满及性质实验操作错误的是
A．制备 B．收集 C．验满 D．助燃性
【答案】C
【详解】A、高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应中反应物为固体，反应条件为加热，应选择固体加热型发生装置，为防止试管口冷凝水倒流使试管炸裂，试管口应略向下倾斜，为防止加热时固体粉末进入导管，堵塞导管，试管口应放一团棉花，图示操作正确，不符合题意；
B、氧气不易溶于水且不与水反应，可采用排水法收集，图示操作正确，不符合题意；
C、氧气的验满：将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，说明氧气已收集满，图示操作错误，符合题意；
D、做木炭在氧气中燃烧的实验时，集气瓶底部不需要放少量水，图示操作正确，不符合题意。
故选：C。
5．（2024·内蒙古通辽）实验室用加热一定质量的高锰酸钾制氧气，下列图像能正确反映对应变化关系的是
A． B．
C． D．
【答案】A
【详解】A、加热到一定温度，高锰酸钾分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，随着反应的进行，氧气的质量从0开始逐渐增大，至完全反应，氧气的质量不再发生变化，故正确；
B、高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，随着反应的进行，固体的质量不断减小，至完全反应，不再发生变化，但不会减小至0，因为高锰酸钾反应完全，最终固体为锰酸钾和二氧化锰，故错误；
C、高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应前后钾元素的质量不变，随着反应的进行，固体的质量不断减小，至完全反应，不再发生变化，则固体中钾元素的质量分数逐渐增大，至完全反应不再发生改变，但反应前固体中钾元素的质量分数不为零，故错误；
D、高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，随着反应的进行，二氧化锰的质量从0开始逐渐增大，至完全反应不再发生变化，故错误；
故选：A。
6．（2024·四川宜宾）化学是一门以实验为基础的科学。选择下图中的部分仪器完成高锰酸钾固体制取氧气的实验。
回答下列问题：
(1)仪器B的名称是 。
(2)加热时需垫陶土网（或石棉网）的仪器是 （填字母标号）。
(3)高锰酸钾固体制取氧气的化学方程式是 。
(4)该实验应选择的仪器有 （填字母标号，不重复选用仪器）。
(5)用制取的进行铁丝燃烧实验：点燃系在光亮的螺旋状细铁丝底端的火柴后，迅速插入盛满的集气瓶中，观察到火柴剧烈燃烧，但细铁丝未燃烧，细铁丝未燃烧的原因是 。
【答案】(1)试管
(2)H
(3)
(4)A、B、D、E、F、G
(5)火柴燃烧消耗了过多氧气
【详解】（1）由图可知，仪器B的名称是：试管；
（2）锥形瓶不能直接加热，可垫上陶土网加热，故填：H；
（3）高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的化学方程式为：；
（4）该反应属于固体加热反应，发生装置可选A、B、D、G，氧气不易溶于水，密度比空气大，可用排水法或向上排空气法收集，根据所选仪器，应选择排水法收集，收集装置可选E、F，故应选择的仪器有：A、B、D、E、F、G；
（5）细铁丝未燃烧，可能是火柴燃烧消耗了过多氧气，不利于铁丝的燃烧。
命题点5 催化剂与催化作用
1、催化剂
（1）概念：在化学反应中能改变其他物质的反应速率，但本身的化学性质和质量在反应前后不变的物质。
（2）特点：一变（改变反应速率，加快或减慢）；两不变（质量、化学性质不变）
（3）注意点：
①催化剂不能改变生成物的质量；
②催化剂不能控制反应的发生与停止；
③同一化学反应不一定只有一种催化剂；同一物质可以在不同的化学反应中起催化作用。
2、影响化学反应速率的因素
反应物浓度、反应温度、反应物接触面积、是否有催化剂、催化剂种类、催化剂质量等等。
1．1．（2025·山东日照）下列关于催化剂的说法正确的是
A．催化剂只能加快化学反应速率
B．使用催化剂能增加生成物的质量
C．一个化学反应的催化剂可能不止一种催化剂
D．催化剂在化学反应前后其化学性质发生了改变
【答案】C
【详解】A、催化剂能加快或减慢化学反应速率，该选项说法错误；
B、催化剂只改变反应速率，不改变生成物的质量，生成物的质量由反应物决定，该选项说法错误；
C、一个化学反应的催化剂可能不止一种催化剂，例如过氧化氢分解反应中，二氧化锰和硫酸铜溶液均可作为催化剂，该选项说法正确；
D、催化剂在化学反应前后本身的质量和化学性质都不变，该选项说法错误。
故选：C。
2．（2025·江苏盐城）按如图所示进行实验，量筒中涌出的柱状泡沫被形象地称为“大象牙膏”。下列说法正确的是
A．H2O2分解生成H2O和O2 B．产生的泡沫可用于灭火
C．反应后催化剂的质量变小 D．图中催化剂只能使用二氧化锰
【答案】A
【详解】A、过氧化氢能在催化剂的催化下分解生成水和氧气，符合题意；
B、过氧化氢分解生成了氧气，产生的泡沫中含有氧气，氧气具有助燃性，故产生的泡沫不能用于灭火，不符合题意；
C、化学反应前后催化剂的质量不变，不符合题意；
D、图中催化剂不是只能使用二氧化锰，如氧化铜等均可作过氧化氢分解的催化剂，不符合题意。
故选A。
3．（2025·江苏无锡）设计数字化实验探究过氧化氢的分解(见表)，图中曲线、、分别表示实验①、②、③装置内气体压强与时间的关系。由实验得出的结论错误的是（ ）
表:过氧化氢溶液中加入试剂的种类和用量
实验 溶液 加入试剂
① 15mL 4%的溶液 无
② 0.2g粉末
③ 0.2g粉末
A．在常温下分解缓慢
B．和都能使分解加速
C．使分解加速的效果比好
D．实验②和③中，等质量完全分解产生氧气质量不相等
【答案】D
【详解】A、由曲线a可知，在实验①中，压强随着时间的进行变化不大。因为过氧化氢在常温下分解缓慢，在短时间内放出的氧气很少，此选项正确，不符合题意；
B、由曲线图可知，在其他条件相同的情况下，随着反应的进行，相同时间实验②和③装置内压强都比实验①装置内压强大，实验②和③中产生氧气的速率比①快，说明氯化铁和二氧化锰都能使过氧化氢分解加速。此选项正确，不符合题意；
C、由曲线图可知，在其他条件相同的情况下，随着反应的进行，相同时间内实验③装置内压强最大，产生氧气最快，故二氧化锰使过氧化氢分解加速的效果比氯化铁好，此选项正确，不符合题意；
D、催化剂只能加快过氧化氢的分解速率，不同的催化剂可能加快过氧化氢分解的速率不同，但不会改变过氧化氢最终产生氧气的量。因此，等质量过氧化氢完全分解产生氧气质量相等，此选项错误，符合题意；
故选：D
4．（2025·江西）兴趣小组为了解调控化学反应的方法，进行了下列实验。
(1)实验一：在空气中点燃木炭，再伸入充满氧气的集气瓶中，木炭燃烧更剧烈，说明 会影响化学反应速率。
(2)实验二：图1木条不复燃，图3中的现象为 ，由此可知MnO2可加快H2O2分解的速率。若反应前后MnO2的 和化学性质不变，则MnO2是H2O2分解的催化剂。为寻找该反应的新催化剂，兴趣小组分别用5mL10%H2O2溶液和不同催化剂进行实验，数据如表。分析表中数据，催化效果最好的物质是 。
实验编号 催化剂 收集气体体积 收集气体所用时间
① 2g氧化铁 7.0mL 560s
② 2g土豆 7.0mL 180s
③ 2g生姜 5.1mL 180s
(3)调控化学反应的方法还有很多，下列事例中调控方法相同的是______(填序号)。
A．食品在冰箱中保存不易变质
B．燃煤发电时，把煤块粉碎
C．汽车发动机把汽油喷成雾状进行燃烧
【答案】(1)反应物的浓度(或氧气的浓度)
(2) 木条复燃 质量 土豆
(3)BC
【详解】（1）在空气中点燃木炭，再伸入充满氧气的集气瓶中，木炭燃烧更剧烈。空气中氧气体积分数约为21%，集气瓶中是纯氧，氧气浓度不同，说明反应物浓度会影响化学反应速率，故填：反应物的浓度(或氧气的浓度) 。
（2）MnO2可加快H2O2分解速率，产生更多氧气，所以图 3 中的现象为带火星的木条复燃。
催化剂的特点是 “一变两不变”，即能改变反应速率，本身的质量和化学性质在反应前后不变；所以若反应前后MnO2的质量和化学性质不变，则MnO2是H2O2分解的催化剂 。
分析表中数据，收集相同体积（7.0mL ）气体时，土豆作催化剂所用时间（180s ）比氧化铁（560s ）短；收集气体时土豆和生姜所用时间相同，但土豆收集气体体积更大，所以催化效果最好的物质是土豆。
（3）A、食品在冰箱中保存不易变质，是利用低温减慢化学反应速率，调控方法是改变温度。
B、燃煤发电时把煤块粉碎，增大了煤与氧气的接触面积，加快反应速率，调控方法是增大反应物接触面积 。
C、汽车发动机把汽油喷成雾状进行燃烧，增大了汽油与氧气的接触面积，加快反应速率，调控方法是增大反应物接触面积 。
所以调控方法相同的是BC 。
1．（2025·山东日照）下列物质属于纯净物的是
A．煤 B．石油 C．天然气 D．过氧化氢
【答案】D
【详解】A、煤：主要含碳，但含硫、氮等杂质，属于混合物，A选项不符合题意；
B、石油：含多种碳氢化合物（如汽油、煤油），需分馏分离，是混合物，B选项不符合题意；
C、天然气：主要成分是甲烷，但含乙烷、丙烷等气体，属于混合物，C选项不符合题意；
D、过氧化氢：化学式为，由一种物质组成，是纯净物，D选项符合题意。
故选：D。
2．（2025·四川）空气中体积分数最大的气体是
A．氮气 B．氧气 C．氦气 D．二氧化碳
【答案】A
【详解】空气中各成分的体积分数分别是：氮气大约占78%、氧气大约占21%、稀有气体大约占0.94%、二氧化碳大约占0.03%、水蒸气和其它气体和杂质大约占0.03%；故空气中体积分数最大的气体是氮气。
故选A。
3．（2025·山东东营）下列说法正确的是
A．通常条件下氮气的化学性质比氧气活泼
B．制取氧气的物质中必须含有氧元素
C．实验室制氧气的化学方程式是
D．工厂废气直接排放不会造成空气污染
【答案】B
【详解】A．氮气（N2）在通常条件下化学性质稳定，不易与其他物质反应，因为N2分子中有三个共价键，键能大，难以断裂。O2则较活泼，支持燃烧和呼吸作用。因此，氮气的化学性质不如氧气活泼，A错误；
B．根据质量守恒定律（反应前后元素种类不变），要制取氧气，反应物中必须含有氧元素，B正确；
C．该方程式表示电解水制取氢气和氧气，但这不是实验室制氧气的常用方法。实验室制氧气通常采用固体加热或液体催化分解（如过氧化氢、高锰酸钾或氯酸钾），因为电解水需要通电，操作复杂且效率低，主要用于工业制氢或演示实验，C错误；
D．工厂废气中含有多种污染物，如二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOx）、粉尘等。这些物质会导致酸雨（SO2和NOx与水反应）、雾霾（粉尘）和温室效应，造成空气污染，环境保护要求废气必须处理后排放，D错误；
故答案为B。
4．（2025·四川宜宾）利用微型空气质量“检测站”(如图)可以监测空气质量状况。下列有关说法错误的是
A．太阳能板可以将光能转化为电能
B．污染物传感器主要用于测定CO2的含量
C．气象参数传感器能够测定空气的温度、湿度等
D．利用该种设备可实时监测不同地方的空气质量状况
【答案】B
【详解】A、太阳能板工作时可将光能转化为电能，说法正确；
B、污染物传感器主要监测空气污染物，空气污染物包括一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、臭氧、可吸入颗粒物、细颗粒物，CO2不是空气污染物（虽会导致温室效应，但通常不列入空气质量污染物监测范畴），该传感器不是用于测定CO2含量，说法错误；
C、气象参数传感器可测定空气温度、湿度等气象参数，说法正确；
D、微型空气质量 “检测站” 可在不同地方布置，实时监测空气质量，说法正确。
故选B。
5．（2025·吉林长春）人类的生活离不开空气。空气中可供给呼吸的气体是
A．氮气 B．氧气 C．稀有气体 D．二氧化碳
【答案】B
【详解】空气是混合物，主要成分包括氮气（约78%）、氧气（约21%）、稀有气体（约0.94%）、二氧化碳（约0.03%）等，氧气是空气中可供给呼吸的气体；在呼吸作用中，人体吸入氧气，用于氧化分解有机物（如葡萄糖），释放能量供生命活动使用，同时产生二氧化碳。氧气是维持生命必需的气体。
故选B。
6．（2025·广西）防治空气污染是一项意义重大的课题。下列气体属于空气污染物的是
A．氮气 B．氧气 C．二氧化硫 D．水蒸气
【答案】C
【详解】A、氮气是空气的主要成分，约占78%，属于无害气体， 不是污染物，不符合题意；
B、氧气占空气约21%，是生物呼吸必需的气体，本身无污染性， 不是污染物，不符合题意；
C、二氧化硫在空气中易形成硫酸，会形成酸雨，腐蚀建筑、破坏生态，属于典型空气污染物，符合题意；
D、水蒸气是空气中的正常成分，湿度变化可能影响舒适度，但未被列为污染物， 不是污染物，不符合题意。
故选C。
7．（2025·四川眉山）空气中的各种成分广泛应用于工农业生产、医疗和科研等领域，下列有关空气的说法正确的是
A．干净的空气是纯净物
B．氮气约占空气质量的78%
C．空气中含有氧气，因此空气可直接用于医疗急救
D．空气中的稀有气体占比虽然很小，但用途广泛
【答案】D
【详解】A、干净的空气仍然是氮气、氧气、稀有气体等多种成分组成的混合物，而非单一物质（纯净物），故选项说法错误；
B、氮气约占空气体积的78%，而非质量。由于氮气密度小于氧气，质量占比实际低于体积占比，故选项说法错误；
C、医疗急救需高浓度氧气，而空气中氧气仅占约21%，浓度不足，需提纯后使用，故选项说法错误；
D、稀有气体在空气中占比约0.94%，但用途广泛（如霓虹灯、保护气等），符合题意，故选项说法正确；
故选：D。
8．（2025·重庆）氮气常用作文物保护气，主要是利用了氮气
A．性质稳定 B．难溶于水 C．无色无味 D．沸点低
【答案】A
【详解】A、氮气的化学性质稳定，不易与其他物质发生反应，能有效隔绝氧气和水分，防止文物氧化或腐蚀，说法正确；
B、难溶于水与保护文物的主要需求无关，因文物保存环境通常不涉及大量水，说法错误；
C、无色无味是物理性质，但并非保护文物的关键因素，稳定性更重要，说法错误；
D、沸点低与氮气作为气态保护气的用途无直接关联，说法错误。
故选A。
9．（2025·重庆）“铁丝在氧气中燃烧”的实验中，下列对该实验有关图标的标注不正确的是
A．护目镜 B．明火 C．锐器 D．洗手
【答案】C
【详解】A、铁丝燃烧火星四射，所以要佩戴护目镜，不符合题意；
B、铁丝燃烧需要点火引燃铁丝，所以要注意明火，不符合题意；
C、铁丝在氧气中燃烧，无需注意锐器，且图标是热烫不是锐器，符合题意；
D、做完实验，要洗手注意个人卫生，不符合题意。
故选C。
10．（2025·广西）实验是化学研究的重要手段。某同学在实验室制取氧气并进行氧气性质的探究。
(1)该同学用双氧水和二氧化锰制取氧气，发生反应的化学方程式是 ，选用的发生装置是 (填字母序号)。
(2)实验室现有的双氧水浓度过大，使用前需要稀释。稀释双氧水时用到的玻璃仪器有胶头滴管、量筒、烧杯和 。
(3)用排空气法收集氧气应选装置 (填字母序号)，还可以用 法收集氧气。
(4)用带火星的木条放在集气瓶口，观察到木条 ，说明氧气已集满。将红热的铁丝伸入集满氧气的集气瓶中，铁丝剧烈燃烧，火星四射，生成 色固体。
【答案】(1) A
(2)玻璃棒
(3) D 排水
(4) 复燃 黑
【详解】（1）选用双氧水和二氧化锰制氧气，过氧化氢在二氧化锰的作用下分解生成水和氧气，化学方程式为：；反应物为固体和液体，不需要加热，选择A为发生装置；
（2）稀释双氧水的步骤是：用量筒量取一定体积的双氧水，倒入烧杯中，加入一定体积的水，用玻璃棒搅拌，故用到的玻璃仪器有胶头滴管、量筒、烧杯和玻璃棒；
（3）氧气的密度略大于空气，用向上排空气法收集，故选D为收集装置；氧气不易溶于水，还可选择排水法收集；
（4）氧气具有助燃性，验满时，将带火星的木条放在集气瓶口，观察到木条复燃，证明氧气已集满；铁燃烧生成四氧化三铁，能观察到铁丝剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体
11．（2025·江苏扬州）某催化剂可实现H2O与O2反应制备H2O2。向容器中加入100gH2O和适量催化剂，并不断通入O2，保持其他条件不变，分别在20℃、40℃和60℃下进行实验①、②、③，测得H2O2的产量随时间的变化如题图所示。下列说法不正确的是
A．设计实验①、②、③的目的是探究温度对该催化反应的影响
B．实验①说明：20℃，在0~3h内，随着时间的增加，该催化反应持续进行
C．比较实验①、②可知，在0~3h内，40℃比20℃对该催化反应更有利
D．实验③中2h后，H2O与O2不再反应，生成的H2O2开始分解
【答案】D
【详解】A、保持其他条件不变，分别在20℃、40℃和60℃下进行实验①、②、③，变量为温度，则目的是探究温度对该催化反应的影响，故A不符合题意；
B、由图可知，20℃，在0~3h内，H2O2的产量随着时间的增加，说明该催化反应持续进行，故B不符合题意；
C、由图可知，0~3h内，40℃的H2O2产量始终高于20℃，说明在0~3h内，40℃比20℃对该催化反应更有利，故C不符合题意；
D、实验③（60℃）在2h后H2O2产量不再增加，不能说明生成的H2O2开始分解，可能是高温下催化剂活性降低或失活，导致反应速率显著下降，故D符合题意。
故选D。
12．（2025·四川泸州）某化学兴趣小组对不同催化剂催化分解的效率开展如下探究，并据此自制高原旅行的简易供氧器。回答相关问题：安全提示：实验中应佩戴护目镜和手套，避免皮肤直接接触对细胞造成损害。
【探究一】分解实验
(1)取的溶液于试管中，放入粘胶凝固的小球，将带火星木条置于试管口，观察到溶液中立即产生气泡， （补充完现象）。从试管中取出小球，洗净，晾干，称量，其质量仍为。说明粘胶凝固的小球能催化分解产生。
(2)为了使本探究更加严谨，小组讨论后又做了一个对照实验：向盛有4mL 的试管中，加入粘胶凝固的小球，无明显现象。
【探究二】对比粉末与酵母粉末的催化效率
(3)向两支试管中分别加入粉末、酵母粉末各，然后都注入的的溶液，相同条件下测量不同时间产生的体积（见下表），则 催化效率更高。
时间/s 0 10 20 30 40 50 60
体积/mL 0 10.5 19.8 27.5 33.1 36.2 37.5
酵母 0 15.2 28.6 38.9 45.3 49.7 52.1
【探究三】跨学科实践活动
(4)查阅资料：酵母中的过氧化氢酶才是分解的催化剂，生物细胞代谢会产生副产物。据此推测，在生物体细胞内普遍存在过氧化氢酶的原因是：避免累积，导致 （补充完整）。
(5)自制高原旅行的简易供氧器：为实现缓慢供氧，并能随时控制氧气的产生与停止，现有浓溶液，还应选用的试剂有 （选填编号）。
可供选择的试剂：①粘胶凝固的小球 ②粉末 ③酵母粉末 ④水。
(6)反思总结：实践学习后，部分同学交流的以下观点，你认为错误的有______。
A．解决实践中的真实问题，通常需要多学科知识
B．当设计的装置比较优秀时，没有必要组内交流
C．设计方案时应综合考虑反应原理、实际需求和现有条件
D．开展跨学科实践活动费时费力，不利于综合素养的发展
【答案】(1)带火星的木条复燃
(2)水/蒸馏水/H2O
(3)酵母粉末（或酵母等）
(4)对细胞造成损害
(5)①④
(6)BD
【详解】（1）结论为粘胶凝固的小球能催化分解产生，氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，故取的溶液于试管中，放入粘胶凝固的小球，将带火星木条置于试管口，观察到溶液中立即产生气泡，带火星的木条复燃；
（2）过氧化氢溶液中除了过氧化氢，还有水，故为了使本探究更加严谨，还应设置对比实验，证明粘胶凝固的小球不能催化分解水，根据控制变量法，除了液体种类不同，其他因素应相同，故向盛有4mL蒸馏水的试管中，加入粘胶凝固的小球，无明显现象；
（3）由表可知，相同条件下，使用酵母粉末作催化剂时相同时间内收集的氧气体积大，说明使用酵母粉末作催化剂时，反应速率快，故酵母粉末的催化效率更高；
（4）生物细胞代谢会产生副产物。过氧化氢具有强氧化性，故在生物体细胞内普遍存在过氧化氢酶的原因是：避免累积，导致对细胞造成损害；
（5）该实验需要实现缓慢供氧，并能随时控制氧气的产生与停止，首先需要用水，用于稀释过氧化氢溶液，防止溶液浓度过浓，反应速率过快，该实验需要控制反应的发生和停止，可能需要用到启普发生器等类似装置，故需要粘胶凝固的小球作催化剂，酵母粉末和氧化铁粉末均是粉末状，不能放在多孔隔板上，故选：①④；
（6）A、解决实践中的真实问题（如自制供氧器），需化学、生物等多学科知识，体现跨学科，不符合题意；
B、组内交流能优化设计，即使装置优秀，交流也有助于改进和知识共享，故需要组内交流，符合题意；
C、设计方案需考虑反应原理（如试剂和装置的选择）、实际需求（如缓慢供氧）、现有条件（如提供的试剂等），不符合题意；
D、跨学科活动培养综合素养（如探究能力、解决问题能力），虽耗时但有益，符合题意。
故选BD。
第1页，共2页
第2页，共2页知识点1 空气中氧气含量的测定
1、科学史
法国化学家拉瓦锡用定量方法研究空气的成分。实验得出“空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的1/5”的结论。
2、实验室测定空气中氧气含量
（1）原理：红磷在密闭容器中燃烧消耗氧气，瓶内气体减少，密闭容器中压强减小，打开弹簧夹后，大气压将烧杯中的水压入集气瓶中。（压入的水的体积=被消耗的氧气的体积）
（2）现象：①红磷燃烧，产生大量白烟，并放出热量；②装置冷却到室温后打开弹簧夹，烧杯内的水被吸入集气瓶，约占集气瓶内气体体积的1/5。
（3）结论：氧气约占空气总体积的1/5。
（4）反应表达式：磷+氧气五氧化二磷
（5）注意事项：
①红磷必须足量。（若红磷的量过少则氧气没有耗尽，导致测量结果偏小）
②待集气瓶（装置）冷却到室温后才能打开弹簧夹。
（瓶内剩余气体仍然膨胀，剩余气体体积偏大，使得进入集气瓶内的水偏少，导致测量结果偏小）
③装置气密性良好。（外面空气漏进来，导致测量结果偏小）
④要先夹紧橡皮管，然后再点燃红磷，迅速伸入集气瓶立即塞紧瓶塞。
（伸入过慢，瓶内气体受热膨胀逸出或未夹紧弹簧夹，导致燃烧时气体受热膨胀逸出，测量结果偏大）
（6）误差分析：
实测<真实，可能原因：红磷量不足；装置气密性差；未冷却至室温就打开弹簧夹。
实测>真实，可能原因：弹簧夹未夹或未夹紧；点燃红磷伸入过慢。
（7）集气瓶中水的作用：
①吸收有毒的五氧化二磷（固体） ②吸热加快降温。
（8）瓶中剩余的主要气体是：氮气（化学性质：不可燃不助燃；物理性质：难溶于水）
【易错提醒】
①可否换用木炭、硫、蜡烛等物质 不能，因为木炭、硫或蜡烛燃烧会产生气体，造成瓶内气压几乎不变）；
②可否换用铁丝 不能，铁丝在空气中不燃烧；
③可否换用镁 不能，镁能与氧气、氮气、二氧化碳都发生反应；
总结—试剂选择：物质能在空气中燃烧且只与氧气反应，燃烧后的生成物为固体或液体（体积忽略不计）。
1．（2024·江苏无锡）通过实验测定了空气成分的科学家是（ ）
A．牛顿 B．道尔顿 C．拉瓦锡 D．门捷列夫
2．（2025·山东德州）兴趣小组利用氧气传感器检测足量红磷在空气中燃烧时氧气的含量，结果如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．空气中氧气的质量分数为21% B．燃烧时，容器内产生大量白雾
C．恢复至室温，容器内压强比燃烧前小 D．红磷燃烧将容器内的氧气全部消耗
3．（2024·四川成都）空气中含有多少氧气呢？学习小组开展“测定空气里氧气含量”的探究活动。
资料：1．红磷的着火点是240℃，白磷的着火点是40℃。
2．相同的温度和体积下，气体压强与分子数成正比。
3．相同的温度和压强下，气体体积与分子数成正比。
【史料研究】
二百多年前，化学家拉瓦锡利用汞能和氧气发生反应的原理，采用图1装置测出氧气约占空气体积的1/5。
(1)加热时，曲颈甑内液态汞表面产生红色粉末，玻璃钟罩内的现象是 ，产生该现象的原因是 。
【设计与实验】
设计并利用图2装置测空气里氧气含量。
(2)主要步骤如下，正确的顺序为 （填序号）。
①弹簧夹夹紧胶皮管
②红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹
③点燃红磷后立即伸入瓶中并塞紧塞子
④在集气瓶中加入少量水，将水面上方空间分成5等份
(3)实验结束，集气瓶中剩余气体的主要成分是 。
【优化与实验】
同学们利用图2装置多次实验，水面均未上升到刻度“1”。经讨论后，分别取足量红磷、白磷采用图3装置进行实验，记录并处理数据分别如图4、图5。
(4)图4中氧气含量从8.05%上升到9.26%，原因可能是 。
(5)图5中BC段压强增大，原因是 。计算白磷消耗的氧气占空气体积的 %（精确到0.01%）。
【反思与交流】
(6)图2实验水面未达到刻度“1”，原因是装置中的氧气未消耗完。红磷燃烧不能将氧气消耗完的主要原因是 。
(7)上述实验中汞、白磷和五氧化二磷有毒，对环境“不友好”。结合实验原理和药品弊端，可选择的替代药品有
（写一种）。
命题点2 空气的成分及污染
1、空气的成分
体积分数：氮气N278%，氧气O221%，稀有气体0.94%，二氧化碳CO20.03%，其他气体0.03%。
2、混合物和纯净物
（1）纯净物：只由一种物质组成的。（可用化学符号表示）
（2）混合物：由两种或多种物质混合而成的。这些物质相互间不发生化学反应，各物质都保持各自的性质。
3、空气是一种宝贵的资源
（1）氧气的性质和用途
性质 用途
能供给呼吸 动植物呼吸、潜水、登山、医疗急救等
支持燃烧 炼钢、气焊、航空航天、化工生产等
（2）氮气的性质和用途
性质 用途
在一定条件下可以发生反应 制造硝酸和氮肥
化学性质不活泼 常用作保护气（焊接金属的保护气、食品包装中充氮气以防腐）
液氮的温度很低 医疗上可在液氮冷冻麻醉条件下做手术，超导材料在液氮的低温环境下能显示超导性能
（3）稀有气体的性质和用途
稀有气体包括氦、氖、氩、氪、氙和氡。它们都是没有颜色，没有气味的气体。
性质 用途
化学性质很不活泼 可用作保护气。其中氦气还因为密度远小于空气而用于填充探空气球
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、照明灯、霓虹灯等
液态氦的温度很低 制造低温环境
4、空气的污染与防治
（1）造成空气污染的物质：排放到空气中的有害气体和烟尘。
（2）污染危害：损害人体健康、影响作物生长、破坏生态平衡。
（3）环境问题：温室效应（二氧化碳含量过多引起，甲烷等也能造成）
臭氧空洞（飞机的尾气、制冷剂氟里昂的排放）、
酸雨（由二氧化硫、二氧化氮引起）二氧化碳能造成温室效应加剧，但不是空气污染物
（4）保护大气环境的措施：①使用清洁能源；②加强空气质量监测；③积极植树、种草等。
（5）空气质量日报的主要内容包括空气质量指数、首要污染物、空气质量状况等。
（6）目前计入空气质量评价的主要污染物为：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物（PM10）、细颗粒物（PM2.5）和臭氧等。空气质量日报中，空气质量指数的数值越大，空气质量越差。
1．（2024·山东滨州）下列关于空气的说法错误的是（ ）
A．空气中氮气的质量分数为78% B．稀有气体可用于制造电光源
C．氧气能供给生物呼吸 D．植树造林可以改善空气质量
2．（2024·上海）氦气能代替氢气作为飞艇的填充气体，其优势在于（ ）
A．通电能发光 B．无气味 C．化学性质稳定 D．密度小
3．（2024·四川宜宾）中国空间站首次进行“太空养鱼”实验。在实验中，金鱼藻为斑马鱼提供呼吸所需的（ ）
A． B． C． D．
4．（2024·北京）为防治大气污染，下列做法不可行的是（ ）
A．加强扬尘管控 B．使用清洁能源
C．直接排放工业废气 D．加强大气质量监测
5．（2024·海南）小冰参加学校科学实践活动，设计并组装一个微型空气质量“检测站”来监测校园里 的空气质量。下列不属于空气质量监测污染物的是（ ）
A．CO2 B．SO2 C．NO2 D．PM2.5
6．（2024·北京）下列物质属于纯净物的是（ ）
A．大理石 B．氯化钾 C．汽水 D．蔗糖溶液
命题点3 氧气的性质
1、物理性质
（1）色、态、味：在标准状况下，氧气是一种无色、无味的气体。在压强为101kPa时，氧气在-183℃时变为淡蓝色液体，在-219℃时变成淡蓝色的固体
（2）密度：密度比空气略大（可用向上排空法收集）
（3）溶解性：不易溶于水（可用排水法收集）
2、化学性质
（1）检验氧气：将带火星的木条伸到集气瓶中，若复燃说明是氧气。（氧气具有助燃性）
（2）物质在氧气中燃烧
①木炭
现象：空气中红光；氧气中剧烈燃烧，发出白光，放出热量，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体
反应表达式：碳+氧气二氧化碳
②硫粉
现象：空气中发出微弱的淡蓝色火焰；
氧气中发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量，生成一种有刺激性气味的气体
反应表达式：硫+氧气二氧化硫
③铁丝
现象：空气中红热；氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体
反应表达式：铁+氧气四氧化三铁
【易错提醒】
①集气瓶底放一些水的目的：铁丝燃烧：防止高温熔融物溅落瓶底，使集气瓶炸裂（可以换为细沙）；硫燃烧：吸收二氧化硫，防止污染空气（不可换为细沙）；
②铁丝绕成螺旋状的目的：增大受热面积；
③铁丝下端火柴的目的：引燃铁丝；
④火柴快燃尽才伸入瓶内的目的：防止火柴燃烧消耗过多氧气。
1．（2024·广西）潜水员水下作业时需要携带氧气瓶，这是因为氧气（ ）
A．无色无味 B．密度比空气大 C．能支持燃烧 D．能供给呼吸
2．（2025·江苏盐城）下列图标与硫在空气中燃烧实验无关的是（ ）
A．护目镜 B．热烫 C．明火 D．用电
3．（2025·山东）兴趣小组利用图1装置进行实验，测量木条和蜡烛燃烧至熄灭过程中集气瓶内的体积分数，数据如图2。下列说法不正确的是（ ）
A．实验开始时，两集气瓶内的体积分数均约为
B．木条、蜡烛均熄灭后，集气瓶内的体积分数：甲<乙
C．70s时，甲集气瓶内的体积分数为88.3%
D．可以通过调节的体积分数调控燃烧
4．（2024·黑龙江牡丹江）下列物质在空气中燃烧产生大量白烟的是（ ）
A．红磷 B．木炭 C．硫 D．铁
5．（2024·河南）氧气性质活泼，能支持燃烧。下列物质在氧气中燃烧，能生成无色、无味气体的是（ ）
A．铁丝 B．硫粉 C．红磷 D．木炭
命题点4 氧气的制取
1、氧气的实验室制取——加热高锰酸钾
（1）试剂：高锰酸钾（暗紫色固体）
（2）反应表达式：高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气
（3）装置：固体加热型
（4）高锰酸钾制氧气的操作步骤：
① 查：连接好装置并检查装置气密性。
② 装：装入试剂（药匙或纸槽）试管口塞一团棉花，防止加热时粉末进入导管。
③ 定：固定试管时，试管口应略向下倾斜（防止冷凝水回流使试管底部炸裂）
铁夹夹在试管的中上部，导管伸入试管稍露出橡皮塞，利于产生的气体排出。
④ 点：点燃酒精灯加热，先使试管均匀受热（预热），后在固体试剂部位用酒精灯外焰加热。
⑤ 收：收集气体。
排水法收集：当气泡连续均匀冒出时开始收集；当集气瓶口有大量气泡往外冒时，氧气收集满，在水下用玻璃片盖住瓶口移出水槽，正放在桌面上，防止气体逸出。
向上排空气法收集：集气瓶正放在桌面上，导管伸入集气瓶底部（为了排尽瓶内空气），将带火星的木条放在集气瓶口，若复燃，则氧气已收集满。
⑥离：将导管撤离水槽
⑦熄：熄灭酒精灯停止加热
2、氧气的实验室制取——分解过氧化氢（俗称“双氧水”）
（1）试剂：过氧化氢溶液（主要成分H2O2）和二氧化锰（黑色粉末 MnO2）
（2）反应表达式：过氧化氢水+氧气
注：MnO2在该反应中是催化剂，起催化作用
（3）装置：固液常温型
3、实验室制取气体装置
发生装置（考虑反应物状态和反应条件） 收集装置（气体的密度和溶解度）
固体加热型反应物是固体反应需要加热 固液常温型反应物是固体和液体，反应不加热 排水集气法适合溶解性小不与水反应的气体 向上排空气法适合密度大于空气的气体 向下排空气法适合密度小于空气的气体
适合高锰酸钾制氧气 适合过氧化氢制氧气
气体从短管进集气瓶，水从长管排出 气体从长管进集气瓶，空气从短管排出 气体从短管进集气瓶，空气从长管排出
4、工业制取氧气
（1）方法：一般采用分离液态空气法。
（2）原理：利用液态氮和液态氧的沸点不同，属于物理变化。
（3）储存：为了便于储存、运输和使用，通常把氧气加压后储存在蓝色的钢瓶中。
5、化学反应的分类
（1）基本反应类型
①化合反应：由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应。（“多变一”）
②分解反应：由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应。（“一变多”）
（2）非基本反应类型：氧化反应：
①定义：物质与氧气发生的反应。氧气在氧化反应中提供氧，具有氧化性。
②分类：
剧烈氧化：发光、放热的剧烈氧化反应。如燃烧、爆炸等。
缓慢氧化：进行得很慢，甚至不易被察觉的氧化反应。如动植物的呼吸、食物的腐烂、醋的酿造、农家肥料的腐熟、铁的生锈等。
③共同点：反应都会放热。
【易错提醒】
① 先将导气管移出水面，后熄灭酒精灯，防止水槽中的水倒吸，炸裂试管；
② “烟”“雾”的区别：“烟”是固体小颗粒在空气中扩散产生的现象，如红磷燃烧产生白烟。“雾”是液体小液滴在空气中扩散产生的现象。
1．（2024·山东烟台）空气是一种宝贵的自然资源。下列有关空气及其成分的说法错误的是（ ）
A．二氧化碳是空气污染物，也是重要的资源
B．工业上可用分离液态空气法制氧气
C．氧气能供给生物呼吸，约占空气体积的
D．氮气化学性质不活泼，可用来延长食品保质期
2．（2024·天津）下列对实验现象的描述正确的是（ ）
A．红磷在空气中燃烧，产生大量白雾
B．硫在空气中燃烧，发出蓝紫色火焰
C．木炭在空气中充分燃烧，生成二氧化碳
D．过氧化氢溶液中加入二氧化锰，迅速产生大量气泡
3．（2022·广西梧州）实验室常用酒精灯加热。下列说法错误的是（ ）
A．酒精燃烧属于缓慢氧化反应 B．用温度较高的外焰给物质加热
C．用灯帽盖灭酒精灯的原理是隔绝氧气 D．点燃酒精灯时温度需达到酒精的着火点
4．（2025·广东）下列关于的制取、验满及性质实验操作错误的是（ ）
A．制备 B．收集 C．验满 D．助燃性
5．（2024·内蒙古通辽）实验室用加热一定质量的高锰酸钾制氧气，下列图像能正确反映对应变化关系的是（ ）
A． B． C． D．
6．（2024·四川宜宾）化学是一门以实验为基础的科学。选择下图中的部分仪器完成高锰酸钾固体制取氧气的实验。
回答下列问题：
(1)仪器B的名称是 。
(2)加热时需垫陶土网（或石棉网）的仪器是 （填字母标号）。
(3)高锰酸钾固体制取氧气的化学方程式是 。
(4)该实验应选择的仪器有 （填字母标号，不重复选用仪器）。
(5)用制取的进行铁丝燃烧实验：点燃系在光亮的螺旋状细铁丝底端的火柴后，迅速插入盛满的集气瓶中，观察到火柴剧烈燃烧，但细铁丝未燃烧，细铁丝未燃烧的原因是 。
命题点5 催化剂与催化作用
1、催化剂
（1）概念：在化学反应中能改变其他物质的反应速率，但本身的化学性质和质量在反应前后不变的物质。
（2）特点：一变（改变反应速率，加快或减慢）；两不变（质量、化学性质不变）
（3）注意点：
①催化剂不能改变生成物的质量；
②催化剂不能控制反应的发生与停止；
③同一化学反应不一定只有一种催化剂；同一物质可以在不同的化学反应中起催化作用。
2、影响化学反应速率的因素
反应物浓度、反应温度、反应物接触面积、是否有催化剂、催化剂种类、催化剂质量等等。
1．（2025·山东日照）下列关于催化剂的说法正确的是（ ）
A．催化剂只能加快化学反应速率
B．使用催化剂能增加生成物的质量
C．一个化学反应的催化剂可能不止一种催化剂
D．催化剂在化学反应前后其化学性质发生了改变
2．（2025·江苏盐城）按如图所示进行实验，量筒中涌出的柱状泡沫被形象地称为“大象牙膏”。下列说法正确的是（ ）
A．H2O2分解生成H2O和O2 B．产生的泡沫可用于灭火
C．反应后催化剂的质量变小 D．图中催化剂只能使用二氧化锰
3．（2025·江苏无锡）设计数字化实验探究过氧化氢的分解(见表)，图中曲线、、分别表示实验①、②、③装置内气体压强与时间的关系。由实验得出的结论错误的是（ ）
表:过氧化氢溶液中加入试剂的种类和用量
实验 溶液 加入试剂
① 15mL 4%的溶液 无
② 0.2g粉末
③ 0.2g粉末
A．在常温下分解缓慢
B．和都能使分解加速
C．使分解加速的效果比好
D．实验②和③中，等质量完全分解产生氧气质量不相等
4．（2025·江西）兴趣小组为了解调控化学反应的方法，进行了下列实验。
(1)实验一：在空气中点燃木炭，再伸入充满氧气的集气瓶中，木炭燃烧更剧烈，说明 会影响化学反应速率。
(2)实验二：图1木条不复燃，图3中的现象为 ，由此可知MnO2可加快H2O2分解的速率。若反应前后MnO2的 和化学性质不变，则MnO2是H2O2分解的催化剂。为寻找该反应的新催化剂，兴趣小组分别用5mL10%H2O2溶液和不同催化剂进行实验，数据如表。分析表中数据，催化效果最好的物质是 。
实验编号 催化剂 收集气体体积 收集气体所用时间
① 2g氧化铁 7.0mL 560s
② 2g土豆 7.0mL 180s
③ 2g生姜 5.1mL 180s
(3)调控化学反应的方法还有很多，下列事例中调控方法相同的是______(填序号)。
A．食品在冰箱中保存不易变质
B．燃煤发电时，把煤块粉碎
C．汽车发动机把汽油喷成雾状进行燃烧
．
1．（2025·山东日照）下列物质属于纯净物的是（ ）
A．煤 B．石油 C．天然气 D．过氧化氢
2．（2025·四川）空气中体积分数最大的气体是（ ）
A．氮气 B．氧气 C．氦气 D．二氧化碳
3．（2025·山东东营）下列说法正确的是（ ）
A．通常条件下氮气的化学性质比氧气活泼
B．制取氧气的物质中必须含有氧元素
C．实验室制氧气的化学方程式是
D．工厂废气直接排放不会造成空气污染
4．（2025·四川宜宾）利用微型空气质量“检测站”(如图)可以监测空气质量状况。下列有关说法错误的是（ ）
A．太阳能板可以将光能转化为电能
B．污染物传感器主要用于测定CO2的含量
C．气象参数传感器能够测定空气的温度、湿度等
D．利用该种设备可实时监测不同地方的空气质量状况
5．（2025·吉林长春）人类的生活离不开空气。空气中可供给呼吸的气体是（ ）
A．氮气 B．氧气 C．稀有气体 D．二氧化碳
6．（2025·广西）防治空气污染是一项意义重大的课题。下列气体属于空气污染物的是（ ）
A．氮气 B．氧气 C．二氧化硫 D．水蒸气
7．（2025·四川眉山）空气中的各种成分广泛应用于工农业生产、医疗和科研等领域，下列有关空气的说法正确的是（ ）
A．干净的空气是纯净物
B．氮气约占空气质量的78%
C．空气中含有氧气，因此空气可直接用于医疗急救
D．空气中的稀有气体占比虽然很小，但用途广泛
8．（2025·重庆）氮气常用作文物保护气，主要是利用了氮气（ ）
A．性质稳定 B．难溶于水 C．无色无味 D．沸点低
9．（2025·重庆）“铁丝在氧气中燃烧”的实验中，下列对该实验有关图标的标注不正确的是（ ）
A．护目镜 B．明火 C．锐器 D．洗手
10．（2025·广西）实验是化学研究的重要手段。某同学在实验室制取氧气并进行氧气性质的探究。
(1)该同学用双氧水和二氧化锰制取氧气，发生反应的化学方程式是 ，选用的发生装置是 (填字母序号)。
(2)实验室现有的双氧水浓度过大，使用前需要稀释。稀释双氧水时用到的玻璃仪器有胶头滴管、量筒、烧杯和 。
(3)用排空气法收集氧气应选装置 (填字母序号)，还可以用 法收集氧气。
(4)用带火星的木条放在集气瓶口，观察到木条 ，说明氧气已集满。将红热的铁丝伸入集满氧气的集气瓶中，铁丝剧烈燃烧，火星四射，生成 色固体。
11．（2025·江苏扬州）某催化剂可实现H2O与O2反应制备H2O2。向容器中加入100gH2O和适量催化剂，并不断通入O2，保持其他条件不变，分别在20℃、40℃和60℃下进行实验①、②、③，测得H2O2的产量随时间的变化如题图所示。下列说法不正确的是（ ）
A．设计实验①、②、③的目的是探究温度对该催化反应的影响
B．实验①说明：20℃，在0~3h内，随着时间的增加，该催化反应持续进行
C．比较实验①、②可知，在0~3h内，40℃比20℃对该催化反应更有利
D．实验③中2h后，H2O与O2不再反应，生成的H2O2开始分解
12．（2025·四川泸州）某化学兴趣小组对不同催化剂催化分解的效率开展如下探究，并据此自制高原旅行的简易供氧器。回答相关问题：安全提示：实验中应佩戴护目镜和手套，避免皮肤直接接触对细胞造成损害。
【探究一】分解实验
(1)取的溶液于试管中，放入粘胶凝固的小球，将带火星木条置于试管口，观察到溶液中立即产生气泡， （补充完现象）。从试管中取出小球，洗净，晾干，称量，其质量仍为。说明粘胶凝固的小球能催化分解产生。
(2)为了使本探究更加严谨，小组讨论后又做了一个对照实验：向盛有4mL 的试管中，加入粘胶凝固的小球，无明显现象。
【探究二】对比粉末与酵母粉末的催化效率
(3)向两支试管中分别加入粉末、酵母粉末各，然后都注入的的溶液，相同条件下测量不同时间产生的体积（见下表），则 催化效率更高。
时间/s 0 10 20 30 40 50 60
体积/mL 0 10.5 19.8 27.5 33.1 36.2 37.5
酵母 0 15.2 28.6 38.9 45.3 49.7 52.1
【探究三】跨学科实践活动
(4)查阅资料：酵母中的过氧化氢酶才是分解的催化剂，生物细胞代谢会产生副产物。据此推测，在生物体细胞内普遍存在过氧化氢酶的原因是：避免累积，导致 （补充完整）。
(5)自制高原旅行的简易供氧器：为实现缓慢供氧，并能随时控制氧气的产生与停止，现有浓溶液，还应选用的试剂有 （选填编号）。
可供选择的试剂：①粘胶凝固的小球 ②粉末 ③酵母粉末 ④水。
(6)反思总结：实践学习后，部分同学交流的以下观点，你认为错误的有___ ___。
A．解决实践中的真实问题，通常需要多学科知识
B．当设计的装置比较优秀时，没有必要组内交流
C．设计方案时应综合考虑反应原理、实际需求和现有条件
D．开展跨学科实践活动费时费力，不利于综合素养的发展
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