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浙教版八下科学第一章 我们呼吸的空气
1.1空气的成分
了解空气的主要成分（氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳等）及其体积分数。
通过实验探究，认识空气中氧气的含量测定方法，理解实验原理与操作要点。
知道氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳等物质的主要性质及其在生产和生活中的应用。
了解空气是一种宝贵的自然资源，认识大气污染的来源、危害及防治措施，树立保护空气的环境意识。
初步学习运用观察、实验、分析等方法研究空气成分，培养严谨求实的科学态度。
知识点一 空气中氧气的含量
拉瓦锡实验
（1）实验步骤：汞在密闭容器中加热 12 天，生成红色粉末（氧化汞）；再将红色粉末加热，又得到汞和
氧气。
（2）实验结论：空气由氧气（约占 1/5）和氮气（约占 4/5）组成，氧气可与汞反应，氮气不支持燃烧、
不供给呼吸。
反应原理：
2.空气中氧气含量的测定（红磷燃烧法）
（1）实验原理：红磷燃烧消耗氧气，生成固体五氧化二磷，使装置内压强减小，水倒吸入集气瓶，进入水
的体积即为氧气的体积。
文字表达式：
实验装置：集气瓶、燃烧匙、导管、烧杯、止水夹。
（3）实验步骤：
①连接装置，检查气密性。
②集气瓶内加少量水，将剩余容积分为 5 等份。
③点燃红磷，立即伸入集气瓶并塞紧瓶塞。
④待装置冷却至室温后，打开止水夹。
（4）实验现象：
A、红磷燃烧发出白色火焰，放出热量，有大量白烟产生。
B、待集气瓶冷却后，打开止水夹，水经导管进入集气瓶，约占集气瓶内空气总体积的1/5。
（5）实验结论：空气中氧气的体积约占空气总体积的1/5。
（6）注意事项：
a.装置的气密性要好，（否则测量结果偏小）；
b.所用的红磷必须过量，过少则氧气没有全部消耗完，会导致测量结果偏小；
c.要等集气瓶（装置）冷却后才能打开弹簧夹，（否则测量结果偏小）；
d.在实验前，导管应预先注满水，（否则测量结果偏小）
e.要先夹住橡皮管，然后再点红磷（否则测量结果偏大）；
f.点燃红磷伸入瓶中要立即塞紧瓶塞（否则测量结果偏大）。
注意：（1）红磷和氧气发生反应，P2O5溶于水，使瓶内气体压强减小，打开止水夹后，大气压把水压入集气瓶中，直至内外压强相等。
（2）木炭燃烧生成的是气体二氧化碳，瓶内压强只减小一点，倒吸入集气瓶的水就没有1/5。
3.空气的成分与体积分数
空气中各成分的体积大约是：氮气78%，氧气21%，稀有气体0.94%，二氧化碳0.03%、其余气体和杂质0.03%。在通常情况下，空气中各成分的比例保持相对稳定。
知识点二 空气是重要的自然资源
1、氧气的用途
供给呼吸；支持燃烧，也叫助燃剂，常用于焊接、切割金属等方面。
2、氮气的用途
（1）性质：无色、无味的气体，难溶于水；不支持燃烧。化学性质较稳定。
（2）用途：灯泡中充氮气可延长使用寿命；食品包装充入氮气可防腐；制造化肥、炸药的重要原料；液氮可以做冷冻剂，医疗上用液氮冷冻麻醉或冷藏人体细胞组织等。
3、稀有气体的用途
（1）氦、氖、氩、氪、氙和氡等气体的总称，是混合物。
（2）性质：无色、无味的气体，难溶于水，化学性质不活泼。
（3）用途：常用作保护气；做光源（稀有气体通电能发出不同颜色的光）。
知识点三 氧气的性质
1、物理性质：无色、无味的气体，不易溶解于水。
在标准状况下氧气的密度为 1.429 克 / 升，比空气密度 (1.293 克 / 升 ) 略大。在压强 1.01×105帕、-183℃时氧气会液化成淡蓝色的液体，在 -218℃时会凝固成雪花状的蓝色固体。
2、化学性质：可以使带火星的木条复燃
3、氧气与各物质的燃烧
硫在空气和氧气里燃烧 铁丝在氧气里燃烧
物质（颜色、状态） 反应现象 反应文字表达式 注意事项
硫（淡黄色固体） 发出明亮蓝紫色火焰（空气中是微弱淡蓝色），放出热量，有刺激性气味的气体产生 硫的用量不能过多，防止对空气造成污染。实验应在通风橱中进行。
木炭（灰黑色固体） 发出白光，放出热量，生成的气体能使澄清石灰水变浑浊 （不充足）（充足） 夹木炭用的坩埚钳应由上而下慢慢伸入瓶中。
红磷（暗红色固体） 燃烧产生大量白烟，发出白光，放出热量 五氧化二磷是固体，现象应描述为产生白烟。
铝箔（银白色固体） 剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出大量的热，有白色固体产生 把铝箔的一端固定在粗铁丝上，另一端缠一根火柴，引燃铝箔。集气瓶底部先铺一层薄细沙
铁丝（银白色固体） 剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，有黑色固体生成 细铁丝绕成螺旋状；铁丝一端系一根火柴集气瓶内预先装少量水或铺一层薄细沙
注意：SO2、Fe3O4都是氧化物。氧化物是指由两种元素组成，其中一种元素是氧元素的化合物
知识点四 氧气的制取
1. 工业制法
（1）空气冷冻分离法：利用液氮（-196℃）与液氧（-183℃）的沸点不同，分离液态空气（物理变化）。
流程：空气→净化→压缩→液化→蒸发→氮气（先逸出）、液氧（贮存于蓝色钢瓶）。
膜分离技术：利用富氧膜富集空气中的氧气，得到含氧量 90% 以上的富氧空气。
2、实验室制取氧气的三种方法
（1）过氧化氢分解（固液常温型）
①药品：过氧化氢溶液（H O ）、二氧化锰（MnO ，催化剂）。
②反应原理：
③实验装置：锥形瓶、分液漏斗、双孔橡皮塞、导管、水槽、集气瓶。
④操作步骤：
a．检查装置气密性：关闭分液漏斗活塞，将导管一端浸入水中，双手紧握锥形瓶，若导管口有气泡冒出，
松开手后形成一段稳定水柱，说明气密性良好。
b．装药品：先加二氧化锰固体，再加过氧化氢溶液。
c.收集气体：
排水法：当导管口的气泡连续、均匀冒出时开始收集（先排出的是装置内的空气）。
向上排空气法：氧气密度比空气大，将导管伸入集气瓶底部。
d.验满：
排水法：集气瓶口有大气泡冒出时，说明已收集满。
向上排空气法：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，说明已收集满。
e.检验：将带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃，证明是氧气。
（2）高锰酸钾加热分解（固体加热型）
①药品：高锰酸钾（KMnO ，暗紫色固体）。
②反应原理：高锰酸钾
③实验装置：试管、铁架台、酒精灯、导管、水槽、集气瓶。
④注意事项：
a.试管口略向下倾斜（防止冷凝水倒流，炸裂试管）。
b.试管口放一团棉花（防止加热时高锰酸钾粉末进入导管）。
c.实验结束后，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯（防止水倒吸入试管，使试管炸裂）。
（3）氯酸钾加热分解（固体加热型）
①药品：氯酸钾（KClO ）、二氧化锰（MnO ，催化剂）。
②反应原理： 氯化钾+氧气
3. 催化剂
（1）定义：在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，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（工业上叫触媒）。
（2）特点：一变（改变反应速率，包括加快或减慢）、两不变（质量、化学性质不变）。
（3）注意：催化剂只改变反应速率，不改变生成物的质量；一个反应的催化剂可能有多种，且催化剂具有
专一性。
知识点五 化合反应和分解反应
1、概念
由两种或两种以上的物质生成一种物质的反应叫做化合反应。
由一种物质生成两种或两种以上的物质的反应叫做分解反应。
2、化合反应与分解反应的比较
反应类型 化合反应 分解反应
概念 由两种或两种以上的物质生成一种物质的反应 由一种物质生成两种或两种以上物质的反应
形式 （多变一） （一变多）
参加反应的物质种类 两种或两种以上 一种
生成物质的种类 一种 两种或两种以上
题型一 空气中氧气的含量及实验
【例1】如图甲、乙所示为地球和火星的大气组成(体积分数)示意图，下列说法中，正确的是（ ）
A．地球和火星的大气中 O2 的体积分数相同
B．地球和火星的大气中都有 N2
C．地球和火星的大气中CO2 的体积分数相同
D．地球和火星的大气组成完全相同
【答案】B
【解析】【分析】空气是复杂的混合物，氮气（N2）约占空气总体积的78%，是空气中含量最高的成分；氧气（O2）约占空气总体积的21%，为空气中第二大成分；稀有气体（包含氦He、氖Ne、氩Ar、氪Kr、氙Xe、氡Rn等）约占空气总体积的0.94%；二氧化碳（CO2）在自然状态下约占空气总体积的0.03%-0.04%，人类活动会改变其浓度；其他气体和杂质（如水蒸气、尘埃、微生物等）约占空气总体积的0.03%，其含量会因地理位置、气候条件等因素发生变化。
【解答】选项A：地球大气中O2约占21%，而火星大气中O2极少，小于1%。该说法错误。
选项B：地球大气中N2是主要成分，约占78%），火星大气中也有少量N2，约2.7%。该说法正确。
选项C：地球大气中CO2仅占约0.04%，而火星大气中CO2占主导，约占95%。该说法错误。
选项D：两者成分差异显著，地球以N2、O2为主，火星以CO2为主。该说法错误。
故正确答案：B。
【例2】某发热剂中含有铁粉、水和食盐等，该发热剂能代替红磷测定空气中氧气含量(装置如图所示)。下列对此改进实验的叙述，错误的是 ( )
A．此实验中发热剂的多少不影响测量结果
B．实验前一定要检查装置的气密性
C．此实验的原理是利用铁生锈消耗氧气
D．此实验测出空气中氧气的体积分数约是 18.3%
【答案】A
【解析】【分析】测定空气中氧气含量实验的原理：红磷燃烧消耗密闭容器内空气中的氧气，生成的五氧化二磷是固体，从而使密闭容器内压强减小，在大气压的作用下，进入容器内水的体积等于减少的氧气的体积。做空气中氧气含量的测定实验时，选择可燃物要满足两个条件：一是该物质在空气中就能燃烧(助燃剂为氧气而非其他气体)；二是该物质燃烧后生成的物质为固体或液体。为保证测量结果准确，应注意以下几点：①装置不漏气；②可燃物应足量；③冷却后再打开止水夹。
【解答】选项A：发热剂的量必须足量，因为只有足量的发热剂才能把氧气消耗完，使结果准确，故A错误；
选项B：如果装置漏气，会使进入的水偏少，测定的结果偏小，因此实验前一定要检查装置的气密性，故B正确；
选项C：铁生锈消耗氧气，使装置内的气压减小，进入集气瓶中水的体积就是消耗氧气的体积，故C 正确；
选项D：集气瓶内空气的体积是 300 mL，进入水的体积是 55 mL，即氧气的体积是55 mL，因此空气中氧气的体积分数为 故D正确。
故正确答案为：A。
【例3】小滨利用如图甲所示装置(气密性良好)测定空气中氧气的含量，集气瓶中空气的体积为200mL，氧气传感器(可测量氧气浓度，部分结构已略去)测得集气瓶内氧气的体积分数变化曲线如图乙所示。
（1）反应开始到止水夹打开前，图甲集气瓶内可观察到的现象是 。
（2）由图乙可知，在 秒时，反应刚好停止。
（3）待整个装置冷却至室温时，小滨打开止水夹，发现进入集气瓶内水的体积占反应前集气瓶内空气体积的比例约为1/8，请说明理由 。
【答案】（1）白磷燃烧，产生大量的白烟
（2）80
（3）装置漏气
【解析】【分析】 （1）根据白磷在空气中燃烧的现象解答；
（2）反应中要不断消耗氧气，即氧气的体积分数不断减小。当反应停止时，氧气的体积分数保持不变；
（3）如果装置漏气，那么集气瓶内外气压差变小，会导致进入集气瓶内的水的体积变小，据此分析解答。
【解答】 （1）加热粗铜丝，白磷温度升高，当温度达到白磷的着火点时，白磷燃烧，产生大量的白烟；
（2）由图乙可知，在80秒时，反应刚好停止，因为此时装置内的压强不再改变；
（3）待整个装置冷却至室温时，小滨打开止水夹，发现进入集气瓶内水的体积占反应前集气瓶内空气体积的比例约为1/8，其理由是白磷的量不足或装置漏气或没有冷却至室温就打开止水夹。
【例4】小科在做教材“测定空气里氧气含量”实验如图甲后进行改进，设计图乙实验装置进行实验，一开始活塞停在10毫升处。(选用容积为30毫升的试管作反应容器)请你对比分析图甲、图乙实验，回答：
（1）图甲实验的原理是 。
（2）完成图乙实验后，发现测得空气中氧气的含量偏小，写出其中1个可能的原因： 。
（3）图乙实验中，当试管冷却后，打开弹簧夹，注射器活塞从10mL 刻度处慢慢前移到约 mL 刻度处才停止。
（4）实验后，小科换用食品脱氧剂(可以直接与氧气反应，无需点燃的物质)、白磷代替红磷测量氧气体积分数，根据测量结果如图丙所示，之后测量氧气体积分数你会选用哪种药品并说明理由 。
【答案】（1）红磷燃烧消耗氧气，生成物为固体，集气瓶内压强减小，小于大气压，水被压入集气瓶内（合理即可）
（2）红磷不足、红磷不能将氧气耗尽（合理即可）
（3）4
（4）白磷：反应速度快且能将氧气降低到较低浓度；食品脱氧剂：几乎能将氧气耗尽，实验结果更准确，且不用点燃，实验操作更方便。（任意一种即可）
【解析】【分析】（1）实验利用的是压强差，进入瓶内的水的体积等于氧气的体积。
（2）氧气偏小，即没有将氧气耗尽。
（3）根据氧气占空气的五分之一计算试管内氧气的体积，用10毫升减去氧气的体积即为活塞最终的位置。
（4）根据图像进行分析，选择白磷或食品脱氧剂均可。
【解答】（1）红磷燃烧消耗氧气，生成物五氧化二磷为固体，集气瓶内压强减小，水被压入瓶内，进入瓶内的水的体积等于消耗的氧气的体积。
（2）测得空气中氧气的含量偏小，可能是因为红磷不足或者红磷不能将氧气耗尽导致的（合理即可）。
（3）试管内空气的体积为30毫升，氧气约占五分之一，可知氧气的体积为，可知最终活塞的位置为：10mL-6mL=4mL。
（4）由图可知，使用白磷反应速度快且能将氧气降低到较低浓度；使用食品脱氧剂：几乎能将氧气耗尽，实验结果更准确，且不用点燃，实验操作更方便。
【例5】某科学兴趣小组在做了教材中“测定空气里氧气含量”的实验（见图 I）后进行了大胆改进，设计图Ⅱ（选用容积为30mL的18×180mm的试管作反应容器）实验方案进行，将20mL的注射器活塞置于10mL刻度处，并按图Ⅱ中所示的连接方式固定好，再将弹簧夹紧橡皮管，待试管冷却后松开弹簧夹，观察注射器活塞位置。请你对比分析下面图 I、图Ⅱ实验，回答下列有关问题：
（1）图 I实验的操作步骤如下：①集气瓶内气体冷却到室温，打开止水夹；②将燃着的红磷伸入集气瓶；③快速盖上瓶塞；④关闭止水夹，你认为正确的实验操作顺序是 （填序号）。
（2）图Ⅱ实验中，注射器活塞将从 10mL 刻度处慢慢前移到约为 mL 刻度处才停止。
（3）小组同学在完成图 I实验后，发现实验结果偏小，请写出可能的原因： 。
【答案】（1）4231
（2）4
（3）红磷不足或者装置漏气
【解析】【分析】（1）按仪器的组装→实验的进行→结论的形成分析排列；
（2）主要是根据氧气在空气中的含量计算分析；
（3）主要从实验结果偏小分析解答。
【解答】 （1）图 Ⅰ 实验正确的操作顺序是：首先将燃着的红磷伸入集气瓶（②），然后快速盖上瓶塞（③），待集气瓶内气体冷却到室温后打开止水夹（①），最后关闭止水夹（④），所以顺序是②③①④。
（2）图 Ⅱ 中试管的容积为 30mL，空气中氧气约占空气体积的，则试管中氧气的体积为30mL× =6mL。注射器活塞初始在 10mL 刻度处，消耗 6mL 氧气后，注射器活塞将前移到10mL 6mL=4mL刻度处才停止。
（3）在图 Ⅰ 实验后，发现实验结果偏小，可能的原因有红磷不足，导致氧气没有完全被消耗；或者装置漏气，在反应过程中有空气进入，使得进入集气瓶中的水的体积减少，从而导致测量结果偏小。
题型二 氧气、氮气、稀有气体的用途
【例1】空气是一种宝贵的自然资源，下列气体中，不可直接从空气中获得的是 ( )
A．用作医疗急救的氧气 B．用作焊接保护气的稀有气体
C．用作清洁燃料的氢气 D．用作食品防腐剂的氮气
【答案】C
【解析】【分析】空气是复杂的混合物，氮气（N2）约占空气总体积的78%，是空气中含量最高的成分；氧气（O2）约占空气总体积的21%，为空气中第二大成分；稀有气体（包含氦He、氖Ne、氩Ar、氪Kr、氙Xe、氡Rn等）约占空气总体积的0.94%；二氧化碳（CO2）在自然状态下约占空气总体积的0.03%-0.04%，人类活动会改变其浓度；其他气体和杂质（如水蒸气、尘埃、微生物等）约占空气总体积的0.03%，其含量会因地理位置、气候条件等因素发生变化。
【解答】选项A：空气的主要成分之一是氧气（约占21%），可以通过分离液态空气等方法直接获得，常用于医疗急救。
选项B：如氦气、氖气等，是空气的次要成分（约占0.94%），可通过分馏液态空气提取，常用作焊接保护气。
选项C：空气中氢气的含量极低（约0.00005%），且难以分离，工业上主要通过电解水或天然气重整制取，而非直接从空气获得。
选项D：空气的主要成分（约占78%），可通过液化空气分馏直接获取，常用于食品防腐。综上，氢气不可直接从空气中获得。
故正确答案是：C。
【例2】空气是一种重要的天然资源，在人们的生产和生活中有着广泛的用途。下列对空气中各成分气体的叙述不正确的（）
A．氧气性质活泼，可以作为燃料 B．稀有气体可以用来制霓虹灯
C．氮气可以用来制造化肥和炸药 D．二氧化碳不属于空气污染物
【答案】A
【解析】【分析】氧气具有助燃性，可用作助燃剂。
【解答】A、氧气不具有可燃性，不能作为燃料，故A错误，符合题意；
B、稀有气体在通电时会发出不同颜色的光，可用作霓虹灯，故B正确，不符合题意；
C、氮气可用作制作氮肥等化肥和炸药，故C正确，不符合题意；
D、二氧化碳没有毒，不属于空气污染物，但会导致温室效应加聚，故D正确，不符合题意。
故答案为：A。
【例3】物质的性质决定用途。下列有关物质的性质及其用途描述错误的是（）
A．氧气能溶于水，因此鱼能在水中生存
B．氮气化学性质稳定，因此可用作冷冻剂
C．无水硫酸铜遇水变成蓝色，因此可以检验水蒸气的存在
D．稀有气体通电时会发出不同颜色的光，因此可以制成霓虹灯
【答案】B
【解析】【分析】将物质的性质与应用分析，二者描述不一致的为正确选项。
【解答】 A.氧气能溶于水，因此鱼能在水中生存，故A正确不合题意；
B.氮气化学性质稳定，因此可装入食品包装延长食品的保质期，故B错误符合题意；
C.无水硫酸铜遇水变成蓝色，因此可以检验水蒸气的存在，故C正确不合题意；
D.稀有气体通电时会发出不同颜色的光，因此可以制成霓虹灯，故D正确不合题意。
故选B。
【例4】空气是一种重要的天然资源，在大们的日常生活中有着广泛的用途，下列关于空气中各成分的性质和作用，描述正确的是( )
A．氧气性质活泼，不仅能支持呼吸，还是一种优质的燃料
B．氮气性质较活泼，是制造化肥、炸药的重要原料
C．各种稀有气体通电能发出不同颜色的光，可以制成霓虹灯
D．二氧化碳在空气中的含量逐年增多，可能会导致空气污染
【答案】C
【解析】【分析】A、根据氧气的化学性质考虑；
B、根据氮气化学性质考虑；
C、根据稀有气体的用途考虑；
D、根据形成酸雨的原因考虑。
【解答】解：A、氧气化学性质比较活泼，氧气不具有可燃性，不能做燃料，故A错；
B、氮气性质较稳定，是制造化肥、炸药的重要原料，故B错；
C、各种稀有气体通电能发出不同颜色的光，可以制成霓虹灯，故C正确；
D、酸雨是由于二氧化硫或氮的氧化物造成的，二氧化碳不能形成酸雨，故D错。
故答案为：C。
题型三 氧气的性质
【例1】木炭燃烧实验如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．①中木炭发出耀眼的白光
B．②中氧气为无色气体，密度比空气小
C．③中澄清石灰水会变浑浊
D．对比①②现象可证明，氧气具有可燃性
【答案】C
【解析】【分析】A、根据木炭在氧气中燃烧现象分析；
B、根据氧气的物理性质分析；
C、根据碳燃烧生成二氧化碳分析；
D、根据氧气的化学性质分析。
【解答】A、木炭在氧气中燃烧发出耀眼的白光，不符合题意；
B、②中氧气为无色气体，密度比空气略大，不符合题意；
C、木炭在氧气中燃烧生成了二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，不符合题意；
D、对比①②现象可证明，可燃物燃烧的剧烈程度与氧气的浓度有关，氧气不具有可燃性，不符合题意；
故选C。
【例2】下列关于氧气物理性质的说法，错误的是（ ）
A．通常状况下氧气是无色无味的气体
B．鱼类能在水中生活，证明氧气易溶于水
C．通常状况下，氧气的密度大于空气
D．通过低温加压，可使氧气液化成淡蓝色的液体
【答案】B
【解析】【分析】氧气的物理性质：氧气在通常状况下（常温常压）是无色无味的气体。氧气微溶于水（溶解度较低），但足以支持水生生物（如鱼类）的呼吸。氧气的密度（约1.43 g/L）略大于空气的平均密度（约1.29 g/L）。氧气在低温加压下可以液化成淡蓝色的液体。
【解答】选项A：氧气在常温常压下确实是无色无味的，故A正确，不符合题意。
选项B：鱼类能在水中生活是因为水中有溶解的氧气，但氧气的溶解性实际上是“微溶”而非“易溶”。氧气的溶解度在常温下约为3-4 mL/L水，属于微溶级别。“易溶于水”是错误的描述，氧气是微溶的。故B错误，符合题意。
选项C：氧气的密度（1.43 g/L）大于空气的平均密度（1.29 g/L），故C正确，不符合题意。
选项D：氧气在低温（如-183℃）和加压条件下可以液化为淡蓝色的液体，故D正确，不符合题意。
故正确答案为：B。
【例3】如图为探究氧气性质的相关实验，对观察到的实验现象及有关操作描述错误的是（）
A．实验Ⅰ中倒入澄清石灰水，可检验有无新物质生成
B．实验II铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，产生大量热
C．若选用砂纸打磨过的铁丝，铁丝也可以在空气中燃烧
D．集气瓶口盖上毛玻璃片，可防止氧气逸出
【答案】C
【解析】【分析】A.根据二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，进行分析判断。
B.根据铁丝绕成螺旋状的目的，进行分析判断。
C.根据铁丝不能在空气中燃烧，进行分析判断。
D.根据毛玻璃片的作用，进行分析判断。
【解答】 A.二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，实验Ⅰ中倒入澄清石灰水，可检验有无新物质生成，故A正确不合题意；
B.实验Ⅱ铁丝绕成螺旋状，可以增大铁丝的受热面积，增强聚热效果，有利于铁丝持续燃烧，故选B正确不合题意；
C.若选用砂纸打磨过的铁丝，铁丝也不能在空气中燃烧，故C错误符合题意；
D.集气瓶口盖上毛玻璃片，可防止氧气大量逸出，故D正确不合题意。
故选C。
【例4】水是化学实验中常见的物质。下列实验中关于水的作用解释不合理的是( )
A．测定空气中氧气含量———烧杯的水：通过水的体积变化得到氧气体积
B．细铁丝在氧气中燃烧——集气瓶中的水：防止瓶子破裂
C．分解高锰酸钾制氧气——集气瓶中的水：溶解氧气
D．硫在氧气中燃烧——集气瓶中的水：吸收二氧化硫
【答案】C
【解析】【分析】A.根据烧杯的水的作用是通过水的体积变化得到氧气体积来分析判断；
B.根据集气瓶中的水的作用是防止瓶子破裂来分析判断；
C.根据用排水法收集氧气时，水用来收集气体来分析判断；
D.根据硫在氧气中燃烧时，集气瓶中的水的作用是吸收二氧化硫来分析判断。
【解答】 A.测定空气中氧气含量的实验中，实验小号装置内的氧气，装置冷却后打开弹簧夹，烧杯中的水沿导管浸入瓶中，进入瓶中水的体积就是原装置中氧气的体积，则烧杯的水的作用是通过水的体积变化得到氧气体积，故A正确不合题意；
B.细铁丝在氧气中燃烧，装置中的水能够吸收生成物的热量，防止集气瓶受热不均发生炸裂，则集气瓶中的水的作用是防止瓶子破裂，故B正确不合题意；
C.分解高锰酸钾制氧气，用排水法收集氧气，水排出，氧气进入集气瓶中，即用水来收集气体，而不是溶解氧气，故C错误符合题意；
D.硫在氧气中燃烧生成二氧化硫，二氧化硫有毒，易溶于水且与水反应，则集气瓶中的水的作用是吸收二氧化硫，故D正确不合题意；
故选C。
题型四 氧气的制取
【例1】下列关于催化剂的说法不正确的是（ ）
A．化学反应前后，催化剂的质量和化学性质都不变
B．催化剂可以加快某些化学反应的速率
C．催化剂可以减慢某些化学反应的速率
D．任何化学反应都需要催化剂
【答案】D
【解析】【分析】根据催化剂“一变两不变”的特点分析。
【解答】A、化学反应前后，催化剂的质量和化学性质都不变，不符合题意；
B、催化剂能够改变化学反应的速率，这里的“改变"包括“加快"或“减慢”，不符合题意；
C、催化剂能够改变化学反应的速率，这里的“改变"包括“加快"或“减慢”，不符合题意；
D、不是所有化学反应都需要催化剂，如碳在空气中燃烧就不需要催化剂，符合题意；
故选D。
【例2】反应原理及制取装置：
（1）分解 过 氧 化氢(H2O2)制取氧气，反应原理： (填表达式)。反应装置如图 所示。
（2）加热分解高锰酸钾(KMnO4)制取氧气，反应原理： (填表达式)。反应装置如图 所示。
（3）加热分解氯酸钾(KClO3)制取氧气，反应原理： (填表达式)。反应装置如图 所示。
【答案】（1）过氧化氢(水(H2O)+氧气(O2)；甲
（2）高锰酸钾(KMnO4)→加热锰酸钾(K2MnO4)+二氧化锰(MnO2) + 氧 气(O2)；乙
（3）；乙
【解析】【分析】根据反应物、反应条件和生成物，确定反应的化学方程式。根据反应物的状态和反应条件选择合适的气体发生装置。
【解答】（1） 分解过氧化氢(H2O2)制取氧气， 即过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解，生成水和氧气，则表达式为：过氧化氢(水(H2O)+氧气(O2)。反应物为固态和液态，且无需加热，那么选择“固液常温型”，故选甲。
（2） 加热分解高锰酸钾(KMnO4)分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，则反应原理为：高锰酸钾(KMnO4)→加热锰酸钾(K2MnO4)+二氧化锰(MnO2) + 氧 气(O2)。反应物为固态需要加热，则选择“固态加热型”，故选乙；
（3） 加热分解氯酸钾(KClO3) 生成氯化钾和氧气，则反应原理为：。反应物为固态需要加热，则选择“固态加热型”，故选乙。
【例3】下列实验室制取氧气的装置或操作中正确的是
A．用氯酸钾和二氧化锰制取氧气
B．排空气法收集氧气
C．取出集气瓶
D．氧气验满
【答案】A
【解析】【分析】 根据实验室制取氧气的反应原理、实验步骤、注意事项等，进行分析判断。
【解答】 A.用氯酸钾和二氧化锰制取氧气，属于固体加热型装置，为防止冷凝水回流到热的试管底部，炸裂试管，试管口应略向下倾斜，故A正确；
B.氧气的密度比空气的大，应用向下排空气法收集，故B错误；
C.用排水法收集完氧气，应在水面以下盖上玻璃片，再移出水面，故C错误；
D.检验氧气是否收集满时，应将带火星的木条放在集气瓶口，不能伸入瓶中，故D错误。
故选A。
【例4】如图所示为实验室常用的气体收集装置，请据图回答下列问题：
（1）用图甲装置收集氧气，操作的正确顺序为 (填序号)。
①当气泡连续均匀地冒出时，将导管伸入集气瓶口
②将装满水的集气瓶倒置在水槽中
③当气体收集满时，用毛玻璃片盖上瓶口，将集气瓶移出水面放置
④熄灭酒精灯
⑤导管移出水面
（2）若用乙装置进行排空气法收集氧气，气体应从 (填“a”或“b”)端通入。
【答案】（1）②①③⑤④
（2）b
【解析】【分析】（1）用排水集气法收集气体，导管放在集气瓶口，当气泡均匀冒出时再收集，刚排出的是空气，水排完后，应用玻璃片盖住瓶口，小心地移出水槽，正放在桌面上，因为氧气密度比空气大，防止气体逸出。实验结束后，先将导气管移出水面，然后熄灭酒精灯，防止水槽中的水倒流，炸裂试管。
（2）因氧气密度大于空气，较重的氧气会沉积在瓶底，因此用多功能瓶手机氧气时应长进短出。
【解答】（1）图甲是排水法收集氧气的装置。操作步骤如下：准备工作：将集气瓶装满水并倒置在水槽中（②）。开始收集：当气泡连续均匀冒出时（说明空气已排尽），将导管伸入集气瓶口（①）。收集完成：集气瓶内水排尽（氧气集满）时，用毛玻璃片盖住瓶口，移出水面（③）。结束实验：先移出导管（⑤），再熄灭酒精灯（④），防止水倒吸。
正确顺序：②→①→③→⑤→④。
（2）乙装置是向上排空气法收集氧气的装置。氧气密度比空气大，应从长导管b通入，空气从短导管a排出。
故制取答案为：（1）②①③⑤④；（2）b。
【例5】在实验室制取和收集 O2时，下列做法中，不正确的是 ( )
A．选择装置①或②作为 O2的发生装置
B．选择装置③或④作为 O2的收集装置
C．装置④有气泡冒出时立即收集气体
D．将装置①中的长颈漏斗下端管口插入液面以下
【答案】C
【解析】【分析】过氧化氢 H2O2和二氧化锰(黑色粉末MnO2)制取氧气化学方程式：，MnO2在该反应中是催化剂，起催化作用，固体与液体反应，不需加热。高锰酸钾(暗紫色固体)与二氧化锰(黑色粉末)反应制取氧气，方程式为，固固加热型制取气体。氧气的收集方法①排水集气法：利用氧气在水中溶解度较低的特性，通过将集气瓶装满水倒置在水中，氧气进入瓶内后将水排出。②向上排空气法：因氧气密度（1.429 g/L）略大于空气（约1.293 g/L），可采用瓶口朝上的方式收集，较重的氧气会沉积在瓶底。
【解答】选项A：装置①是利用过氧化氢的装置，②是利用高锰酸钾制取氧气的发生装置，故 A正确；
选项B：氧气不易溶于水，密度比空气的大，能用排水法、向上排空气法收集，即收集装置是③或④，故B 正确；
选项C：装置④有气泡冒出时不能立即收集气体，因为一开始排出的是空气，要等到导管口有连续且均匀的气泡冒出时再开始收集，故C错误；
选项D：要将装置①中的长颈漏斗下端管口插入液面以下，以防止生成的氧气从长颈漏斗中逸出，故D正确。
故正确答案为：C。
题型五 化合反应和分解反应
【例1】对科学概念进行分类，是认识概念之间相互关系的一种重要方法。下列化学反应中，属于化合反应的是( )
A．碳酸水+二氧化碳
B．二氧化碳+水有机物+氧气
C．硫+氧气二氧化硫
D．过氧化氢水+氧气
【答案】C
【解析】【分析】 根据化合反应是两种或两种以上物质反应后生成一种物质的反应，其特点可总结为“多变一”解答即可。
【解答】 A.该反应的生成物是两种，不符合“多变一”的形式，不属于化合反应，故A不合题意；
B.该反应的生成物是两种，不符合“多变一”的形式，不属于化合反应，故B不合题意；
C.该反应是由两种物质生成一种物质的反应，属于化合反应，故C符合题意；
D.该反应的生成物是两种，不符合“多变一”的形式，不属于化合反应，故D不符合题意。
故选C。
【例2】对科学概念进行分类，是认识概念之间相互关系的一种重要方法。下列化学反应中，属于化合反应的是（）
A．
B．
C．
D．
【答案】C
【解析】【分析】化合反应的特点：多变一，即反应物有多种，生成物只有一种。
【解答】A、碳酸分解产生水和二氧化碳，反应物只有一种，生成物有两种，属于分解反应，故A错误；
B、反应物和生成物均有两种，不属于化合反应，故B错误；
C、反应物有两种，生成物只有一种，属于化合反应，故C正确；
D、反应物只有一种，生成物有两种，属于分解反应，故D错误。
故答案为：C。
【例3】有关分解反应(A=B+C)的说法正确的是( )
A．反应物一定只有一种 B．生成物中一定有单质
C．生成物一定只有两种 D．生成物中一定有化合物
【答案】A
【解析】【分析】分解反应“一变多”，化合反应“”多变一“。
【解答】分解反应的特征：由一种物质生成多种物质。
故答案为：A。
一、选择题
1．已知二氧化碳、氧气和氮气在标准大气压下的沸点分别是—78℃、—183 ℃和—196 ℃。如果在标准大气压下用降温的方法从空气中提取这些物质，那么首先液化而分离出来的是( )
A．氧气 B．氮气
C．二氧化碳 D．它们同时液化，无法分离
【答案】C
【解析】【分析】沸点是指在一定气压下，液体开始持续沸腾并转化为气体的温度，物质的沸点是在标准大气压下由气体转变为液体的温度。沸点越高，越容易液化。
【解答】二氧化碳的沸点（ 78 ℃）远高于氧气和氮气的沸点，因此当温度降低时，二氧化碳会首先达到其沸点并液化。继续降温时，氧气会在 183 ℃液化，最后氮气在 196 ℃液化。因此，首先液化而分离出来的是二氧化碳。
故正确答案：C。
2．检验集气瓶内氧气是否收集满，最好的方法是( )
A．将带火星的木条伸到集气瓶中 B．将带火星的木条放到集气瓶口
C．将燃着的木条伸到集气瓶中 D．将澄清石灰水倒入集气瓶中
【答案】B
【解析】【分析】向上排空气法收集时的验满方法是将带火星的木条放在集气瓶口（注意不能伸入集气瓶内部），若木条复燃，则证明氧气已收集满。原理：氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，当瓶口出现复燃现象，说明瓶口氧气浓度已达到收集标准，瓶内已充满氧气。
排水法收集时的验满方法是在收集过程中，当观察到集气瓶口有连续、均匀的气泡冒出时，说明集气瓶内的水已被完全排出，氧气已收集满。
【解答】选项A：将带火星的木条伸到集气瓶中，可以检测氧气是否存在，但无法确定氧气是否已经收集满。
选项B：将带火星的木条放到集气瓶口，如果氧气已经收集满，木条会复燃，这是最直接的方法。
选项C：将燃着的木条伸到集气瓶中，木条会燃烧得更旺，但同样无法确定氧气是否已经收集满。
选项D：澄清石灰水用于检测二氧化碳，不能用于检测氧气。
故正确答案是：B。
3．利用如图所示的装置验证空气中氧气的含量，下列叙述中，正确的是 ( )
A．实验前需检查装置的气密性
B．红磷的作用是燃烧放热
C．红磷熄灭后立即打开止水夹
D．最终量筒中液面降至约26 mL刻度线处
【答案】A
【解析】【分析】测定空气中氧气含量实验的原理：红磷燃烧消耗密闭容器内空气中的氧气，生成的五氧化二磷是固体，从而使密闭容器内压强减小，在大气压的作用下，进入容器内水的体积等于减少的氧气的体积。做空气中氧气含量的测定实验时，选择可燃物要满足两个条件：一是该物质在空气中就能燃烧(助燃剂为氧气而非其他气体)；二是该物质燃烧后生成的物质为固体或液体。为保证测量结果准确，应注意以下几点：①装置不漏气；②可燃物应足量；③冷却后再打开止水夹。
【解答】选项A：实验前检查装置的气密性是必要的，因为如果装置漏气，会导致实验结果不准确，外界空气可能进入或内部气体逸出。因此，该选项正确。
选项B：红磷的作用是与氧气反应生成五氧化二磷，从而消耗氧气，而不是为了放热。因此，该选项错误。
选项C：红磷熄灭后，不能立即打开止水夹，因为此时装置内的气体温度较高，气压较大，会导致进入集气瓶的水偏少，影响实验结果。应等待装置冷却至室温后再打开止水夹。因此，该选项错误。
选项D：空气中氧气的体积分数约为21%，若初始量筒中水的体积为100 mL，燃烧后氧气被消耗，进入集气瓶的水的体积约为21 mL，100 mL - 21 mL = 79 mL，因此最终量筒中液面降至约79 mL刻度线处。题目中给出的26 mL不符合实际情况，因此该选项错误。
故正确的选项是：A。
4．“道路千万条，安全第一条。行车不规范，亲人两行泪。”若没有遵守交通规则，汽车发生剧烈撞击后，安全气囊中会产生一种空气中含量最多的气体。该气体为 ( )
A．氧气 B．氮气 C．二氧化碳 D．水蒸气
【答案】B
【解析】【分析】空气是复杂的混合物，氮气（N2）约占空气总体积的78%，是空气中含量最高的成分；氧气（O2）约占空气总体积的21%，为空气中第二大成分；稀有气体（包含氦He、氖Ne、氩Ar、氪Kr、氙Xe、氡Rn等）约占空气总体积的0.94%；二氧化碳（CO2）在自然状态下约占空气总体积的0.03%-0.04%，人类活动会改变其浓度；其他气体和杂质（如水蒸气、尘埃、微生物等）约占空气总体积的0.03%，其含量会因地理位置、气候条件等因素发生变化。
【解答】当汽车发生剧烈碰撞时，气囊系统中的叠氮化钠(NaN3)迅速分解，产生大量氮气(N2)来充满气囊：。
故正确答案是：B。
5．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】【分析】 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。
6．如图所示为加热高锰酸钾制取氧气的部分操作，其中正确的是（ ）
A．①检查装置气密性
B．②加热高锰酸钾前将导管伸入集气瓶
C．③氧气集满后移出集气瓶并盖上玻璃片
D．④氧气收集完毕后立即熄灭酒精灯
【答案】A
【解析】【分析】根据氧气的实验室制取方法、基本实验操作的正确方法来分析。
【解答】 A.检查该装置气密性时，先将导管放入水中，再用手紧握试管，若有气泡冒出，说明装置气密性良好，故A正确；
B.排水法收集气体时，由于导管刚开始排出的气体中混有空气，因此应待气泡连续均匀冒出时收集，故B错误；
C.气体收集满后，应在水面以下盖上玻璃片，然后再移出集气瓶，故C错误；
D.排水法收集氧气完毕后，应先将导管移出水面，然后再熄灭酒精灯，以防冷水倒吸，炸裂试管，故D错误。
故选A。
7．下列有关物质燃烧时观察到的现象叙述中，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】【分析】（1）物质在氧气中燃烧会因物质种类不同而产生不同的现象，包括火焰颜色、光的颜色、生成气体的性质、热量变化、产生烟或雾等，这些现象是通过实验观察得到的重要化学知识。
（2）烟是固体小颗粒分散在空气中形成的，雾是小液滴分散在空气中形成的，在描述实验现象时要注意区分。
【解答】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，而不是淡蓝色火焰，故该选项错误。
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（二氧化碳），故该选项正确。
C、红磷在氧气中燃烧，放出大量热，产生大量白烟（五氧化二磷固体小颗粒），而不是白雾，故该选项错误。
D、铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成黑色固体。生成四氧化三铁是实验结论，不是实验现象，故该选项错误。
故答案为：B。
8．以下相关实验的现象或操作正确的是：①硫在空气中燃烧，发出淡蓝色火焰；②木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳气体；③红磷在空气中燃烧，产生大量白烟；④铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成黑色固体；⑤实验室用高锰酸钾制取氧气时，在试管口需要放一团棉花；⑥用高锰酸钾制取氧气时，一有气泡冒出时就应马上收集，以免浪费；⑦二氧化锰可以作所有实验的催化剂。正确的是( )
A．①③④⑤ B．①②③④ C．②③④⑥ D．③④⑤⑦
【答案】A
【解析】【分析】根据不同物质在氧气中燃烧的现象，结合氧气的制取方法和原理分析判断即可。
【解答】 ①根据硫在空气中燃烧，发出淡蓝色火焰，生成有刺激性气味的气体，故①正确。
②木炭在氧气中燃烧，发出白光，生成二氧化碳是实验结论而不是实验现象，故②错误。
③红磷在空气中燃烧产生大量的白烟，故③正确；
④细铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，故④正确；
⑤用氯酸钾制取氧气时不用在试管口放棉花，用高锰酸钾制取氧气时用在试管口放棉花，故⑤正确；
⑥导管口开始有气泡冒出时，不宜立即收集，因为开始排出的气体是空气；待导管口气泡连续、均匀冒出时再开始收集，故⑥错误；
⑦二氧化锰可以做某些反应的催化剂，不是所有反应的催化剂，故⑦错误。
故选A。
9．下列各图分别表示实验室中氧气制备、收集、验满及验证性质的操作，其中正确的是
A． B．
C． D．
【答案】B
【解析】【分析】氧气的物理性质和化学性质如下：物理性质：氧气是一种无色、无味、无臭的气体，密度比空气略大。在-183℃时变为淡蓝色液体，在-218℃时变为淡蓝色固体。不易溶于水，1升水中只能溶解约30毫升氧气。 化学性质：氧气是一种强氧化剂，能与大多数物质发生反应，如燃烧反应。与非金属元素直接结合形成氧化物，如二氧化硫、三氧化硫等。 在高温下，氧气的反应性增强，能与多种元素直接化合。
【解答】Ａ实验室制取氧气，应该把长颈漏斗伸入液面以下，A错误；
B实验室氧气的收集是正确，采用向上排空气法，Ｂ正确；
C验满是将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，说明氧气收集满了，C错误；
Ｄ检验性质应该在集气瓶的下面放一些水或者铺一些沙子，D错误；
故答案为：B
10．空气是一种重要的自然资源，下列关于空气的说法正确的是
A．空气中含量最多的是氧气，氧气可支持燃烧
B．氮气化学性质不活泼，可作食品保鲜的保护气
C．空气质量指数数值越小，空气污染状况越严重
D．人体呼吸时吸入的是空气，呼出的全部是CO2
【答案】B
【解析】【分析】A.空气中含量最多的是氮气，其体积分数约为78%，而氧气体积分数约为21%。
B.氮气的化学性质不活泼，不易与其他物质发生化学反应。
C.空气质量指数是定量描述空气质量状况的无量纲指数，其数值越小，说明空气中所含的污染物越少，空气质量越好。
D.人体呼吸时，吸入的是空气，空气中含有氮气、氧气、二氧化碳等多种气体。
【解答】 A.空气中含量最多的气体是氮气，约占78%，而不是氧气，故A错误；
B.氮气化学性质不活泼，不容易与其他物质发生反应，所以可作食品保鲜的保护气，故B正确；
C.空气质量指数数值越小，说明空气质量越好，空气污染状况越轻，故C错误；
D.人体呼吸时吸入的是空气，呼出的气体中含有氮气、氧气、二氧化碳、水蒸气等多种物质，并不是全部是二氧化碳，故D错误。
故选B。
11．下列对化学反应的现象描述，正确的是（ ）
A．铁丝在氧气中燃烧，火星四射
B．红磷在氧气中燃烧，产生大量白雾
C．硫在空气中燃烧，发出蓝紫色火焰
D．木炭在空气中燃烧，生成二氧化碳
【答案】A
【解析】【分析】（1）物质在氧气中燃烧的现象：不同物质在氧气或空气中燃烧，会因物质性质、反应条件（氧气浓度等）不同，呈现出不同的现象，如火焰颜色、发光放热情况、生成物状态等 。
（2）化学现象与结论的区别：现象是能通过感官直接感知到的，如发光、放热、颜色变化、产生沉淀或气体等；结论是对反应本质的判断，如生成某具体物质 。
【解答】A、铁丝在氧气中燃烧，会剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体，该描述符合实际现象，故该选项正确。
B、红磷在氧气中燃烧，产生的是大量白烟（五氧化二磷固体小颗粒），而白雾是小液滴形成的，故该选项错误。
C、硫在空气中燃烧，发出的是淡蓝色火焰；在氧气中燃烧才发出蓝紫色火焰，故该选项错误。
D、木炭在空气中燃烧，生成二氧化碳是实验结论，不是能直接观察到的现象，现象应描述为发出红光、放出热量等，故该选项错误。
故答案为：A。
12．将燃着的镁带伸入盛有二氧化碳的集气瓶中，镁带继续剧烈燃烧，反应的化学方程式为： 下列叙述正确的是（ ）
A．该反应属于分解反应
B．该反应中 Mg 元素的化合价没有发生改变
C．该反应说明了燃烧不一定都需要有氧气
D．镁着火时可以用二氧化碳灭火
【答案】C
【解析】【分析】A.由一种物质生成多种物质的反应叫分解反应；
B.比较镁元素的化合价即可；
C.根据燃烧的条件分析；
D.二氧化碳作灭火剂是有条件的。
【解答】 A.该反应中反应物有两种，肯定不是分解反应，故A错误；
B.反应前Mg的化合价为0，反应后Mg的化合价为+2，故B错误；
C.该反应说明了燃烧不一定都需要有氧气，故C正确；
D.二氧化碳能够支持镁燃烧，镁着火不能用二氧化碳扑灭，故D错误。
故选C。
13．下列有关物质燃烧时观察到的现象，叙述正确的是（ ）
A．红磷在氧气中燃烧，放出大量热，产生大量白雾
B．铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成四氧化三铁
C．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
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气体
【答案】D
【解析】【分析】 根据常见物质在氧气中燃烧的现象进行分析判断。
【解答】A.红磷在氧气中燃烧，产生大量的白烟，而不是白雾，故A错误；
B.铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成四氧化三铁是实验结论而不是实验现象，故B错误；
C.硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，产生一种具有刺激性气味的气体，故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气体，故D正确。
故选D。
14．如图是实验室利用双氧水制取和收集的实验装置，下列描述正确的是（ ）
A．组装：仪器组装按照从上往下，从左往右的顺序进行
B．试剂：烧瓶中的水起到了缓冲和稀释的作用
C．收集：当导管口有气泡冒出时就马上开始收集
D．验满：若用排空气法收集时，可用带火星的木条伸入集气瓶内，看是否复燃，若复燃，则已收集满
【答案】B
【解析】【分析】（1）仪器组装顺序：一般遵循从下往上，从左往右的原则，这样便于操作和保证装置稳定性。
（2）试剂作用：在双氧水制取氧气实验中，烧瓶中的水可对双氧水起到缓冲和稀释作用，防止反应过于剧烈。
（3）气体收集时机：用排水法收集氧气时，刚开始冒出的气泡是装置内的空气，要等气泡连续均匀冒出时再收集，以保证收集气体纯净。
（4）氧气验满方法：用排空气法收集氧气验满时，应将带火星木条放在集气瓶口，若复燃则已集满，伸入瓶内是检验氧气的方法。
【解答】A、仪器组装应按照从下往上，从左往右的顺序进行，不是从上往下，该选项错误。
B、烧瓶中的水能够缓冲和稀释双氧水，使反应更平稳，该选项正确。
C、用排水法收集氧气，不能刚有气泡冒出就收集，应等气泡连续均匀冒出时再收集，该选项错误。
D、用排空气法收集氧气验满时，带火星木条应放在集气瓶口，不是伸入瓶内，该选项错误。
故答案为：B。
15．下列实验设计能实现相应实验目的的是（）
A．①验证集气瓶中集满氧气
B．②比较二氧化锰和氧化铁的催化效果
C．③给病人输氧时b端连接氧气瓶
D．④检查装置的气密性
【答案】D
【解析】【分析】A.根据氧气验满的方法判断；
B.根据除探究要素不同之外，其它条件都应该是相同的，进行分析判断。
C.根据图中装置可观察到产生气泡的快慢，进行分析判断。
D.根据装置气密性的检查方法判断。
【解答】A.验证集气瓶中氧气是否收集满时，木条伸到瓶口即可，故A错误；
B.图中实验，过氧化氢溶液的浓度不同，变量不唯一，不能比较二氧化锰和氧化铁的催化效果，故B错误；
C.监控氧气的流速，应“长进短出”，这样可根据产生气泡的速率来控制生成氧气的速率，故C错误；
D.如果装置的气密性良好，那么向长颈漏斗内添加液体时，瓶内的液面高度不变，故D正确。
故选D。
16．白磷的着火点为40℃，现用如图装置测定空气中氧气的体积分数。实验步骤为：集气瓶里先装适量a体积的水，在酒精灯灯焰上把玻璃棒下端加热，装置如图密封。用力把玻璃棒按下与白磷接触，白磷燃烧。燃烧停止后稍振荡，完全冷却后量出集气瓶中水的体积b和整个集气瓶容积c。则下列说法错误的是( )
A．反应过程中集气瓶内液面的变化是先下降后上升
B．该实验测得氧气与空气的体积比为(b-a)：(c-a)
C．燃烧匙中的白磷不能换成木炭或硫粉
D．该装置没有用止水夹，会影响实验结果
【答案】D
【解析】【分析】空气是一种混合物，主要成分为氮气（约78%）和氧气（约21%）。通过燃烧红磷消耗氧气，进而测定氧气的体积分数。红磷在氧气中燃烧生成五氧化二磷（P2O5），反应式为：4P+5O2 →2P2 O5 ；实验步骤：准备实验装置：使用集气瓶和水槽，确保装置气密性良好，避免外界空气进入。加入红磷：在燃烧匙中放入过量的红磷，确保氧气被完全消耗。点燃红磷：将燃烧匙放入集气瓶中，点燃红磷，观察红磷燃烧的现象，注意安全。观察水位变化：红磷燃烧后，集气瓶内的氧气被消耗，水会倒吸入集气瓶，记录水的体积变化。计算氧气体积分数：根据水的体积变化计算消耗的氧气体积，进而计算氧气的体积分数。
【解答】A. 反应过程中集气瓶内液面的变化是先下降后上升 ，下降是因为放热气压增大，上升是因为消耗了氧气，气压变小，A正确；
B. 该实验测得氧气与空气的体积比为(b-a)：(c-a) ，B正确；
C. 燃烧匙中的白磷不能换成木炭或硫粉 ，因为产生的二氧化碳和二氧化硫是气体，没有形成气压差，C正确；
D. 该装置没有用止水夹，不会影响实验结果，因为管子是在液面下，起到封液的作用，D错误；
故答案为：D
17．实验现象的正确描述和记录是学好化学的关键要素之一，下列实验现象描述正确的是 ( )
A．红磷在空气中燃烧，发出红色的火焰，产生大量白色烟雾
B．铁丝在空气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体物质
C．硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，生成二氧化硫
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气体
【答案】D
【解析】【分析】硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，生成具有刺激性气味的气体，放出大量的热；硫在空气中燃烧，产生淡蓝色的火焰，生成具有刺激性气味的气体，放出大量的热； 铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体物质，放出大量的热； 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；
【解答】A. 红磷在空气中燃烧，发出白色的火焰，产生大量白色烟雾，A错误；
B. 铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体物质，B错误；
C. 硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，生成具有刺激性气味的气体，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气体 ，D正确；
故答案为：D
18．实验现象的正确描述和记录是学好化学的关键之一。下列实验现象描述正确的是（ ）
A．红磷在空气中燃烧，产生大量白色烟雾
B．铁丝在空气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体物质
C．硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，生成二氧化硫
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气体
【答案】D
【解析】【分析】 根据物质在空气中或在氧气中燃烧的现象进行分析判断。
【解答】 A、红磷燃烧，产生大量白烟，没有雾，故描述不正确；
B、铁丝在空气中不能燃烧，故描述不正确；
C、硫在氧气中燃烧，生成二氧化硫属于结论，不是现象，故描述不正确；
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气体，故描述正确。
故答案为：D。
二、填空题
19．如图是有关氧气的知识网络图(反应条件省略)，用化学用语回答：
（1）物质⑥是铁丝在氧气中燃烧的产物，其颜色是 ；
（2）硫在氧气中燃烧的现象是剧烈燃烧、放出大量的热、 等现象；(写出其中一点即可)
（3）图中①②③是实验室制取氧气的三个反应，它们都属于 (“化合”或“分解”)反应。
【答案】（1）黑色
（2）发出明亮的蓝紫色的火焰
（3）分解
【解析】【分析】（1）根据铁丝在氧气中的燃烧产物的特征解答；
（2）根据硫在氧气中燃烧的现象解答；
（3）根据物质的初始态和终末态确定物态变化的名称。
【解答】（1）铁丝在氧气中燃烧的产物为四氧化三铁，颜色为黑色；
（2） 硫在氧气中燃烧的现象是剧烈燃烧、放出大量的热、发出明亮的蓝紫色的火焰；
（3）①双氧水在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气；
②高锰酸钾在加热的条件下分解，生成锰酸钾、二氧化锰和氧气；
③氯酸钾在二氧化锰的催化作用下受热分解，生成氯化钾和氧气。
那么它们都属于分解反应。
20．利用如图所示实验装置制取氧气。
（1）利用双氧水制取氧气，反应的化学方程式为 该反应属于基本反应类型中的 。
（2）若在收集装置B、C中选择B用来收集，则选择的依据是 。
（3）用装置B来收集氧气时，如何验满 。
（4）选择D装置测量生成氧气的体积时应该____(填字母)。
A．等到气泡连续且均匀冒出时再收集
B．导管口开始有气泡冒出，立刻收集
【答案】（1）分解反应
（2）氧气的密度比空气的密度大
（3）将带火星的木条平放在集气瓶口，木条复燃，证明氧气满了
（4）B
【解析】【分析】 （1）根据反应物、反应条件和生成物确定反应的方程式；
（2）根据生成气体的性质选择合适的收集方法；
（3）根据氧气的验满方法解答；
（4）根据D装置测量生成氧气的体积的原理判断。
【解答】 （1）根据方程式 可知，该反应是由一种物质生成两种或两种以上的物质的反应，属于分解反应；
（2）氧气的密度比空气的密度大，因此能用向上排空气法收集；
（3）用装置B来收集氧气时，验满方法是：将带火星的木条平放在集气瓶口，木条复燃，证明氧气满了；
（4）选择D装置测量生成氧气的体积时应该导管口开始有气泡冒出，立刻收集，故选B。
21．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）请写出图中标有序号①的仪器名称： ；
（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~D中选择，填字母序号)组合装置；
（3）小明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）右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）试管
（2）AC
（3）A；B
（4）C
【解析】【分析】（1）试管略向下倾斜是为了防止冷凝水倒流会试管底部，导致试管破裂。
（2）B适用于固体不加热的反应。
（3）要收集纯气体，应等气泡均匀再收集。
（4）根据方程式判断各个量的质量变化情况，注意考虑曲线变化趋势以外，也要注意曲线的起点。
【解答】（1）由图可知，①为试管。
（2）氯酸钾和二氧化锰均为固体，所以发生装置选择的是A，D中气体从短管进，用于收集密度小于空气的气体，氧气密度大于空气，不易溶于水，可知收集装置选择的是C。
故答案为：AC。
（3）A、若收集前水没有灌满，则收集的气体为氧气和空气的混合物，会导致氧气纯度偏低，故A正确；
B、一有气泡就收集，会把试管内残留的空气也收集进集气瓶，会导致氧气不纯，故B正确；
C、收集后瓶内有水残留，不会导致氧气的纯度发生改变，故C错误。
故答案为：AB。
（4）反应的方程式为
A、由方程式可知，经过反应，固体中氧元素的质量逐渐减小，故A错误；
B、由方程式可知，一开始没有氧气，曲线应从零开始，故B错误；
C、二氧化锰是催化剂，反应前后质量保持不变，固体的质量逐渐减小，可知二氧化锰的质量分数逐渐增大，故C正确；
D、固体中钾元素的质量保持不变，故D错误。
故答案为：C。
22．小明同学利用如图1装置，进行相关实验。请回答：
（1）白磷燃烧属于化学反应基本类型中的 反应。
（2）实验过程中，可观察到气球体积变化情况是 。
（3）图2中，锥形瓶中固态物质的质量m随时间t的变化关系正确的是 。
【答案】（1）化合
（2）先变鼓，后变瘪
（3）C
【解析】【分析】（1）化合反应：多种物质反应生物一种物质。
（2）燃烧放热与气体消耗导致的压强变化情况不一致，刚开始温度的影响更大，所以气球会先变鼓。
（3）原来的固体是白磷，后来的是五氧化二磷，多了氧气的质量，所以固体增重。
【解答】（1）白磷燃烧，消耗氧气，产生五氧化二磷，反应物有两种，生成物只有一种，属于化合反应。
（2）白磷燃烧放出热量，气体受热膨胀，体积增大，消耗氧气，气体体积减小，温度的影响大于氧气被消耗的影响，所以气球先变鼓。燃烧结束后，温度降低，由于气体体积减小，所以压强会减小，气球将变瘪。
（3）由质量守恒定律可知，五氧化二磷的质量等于白磷的质量加上氧气的质量，可知固体的质量将增大。
故答案为：C。
23． 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）实验室用氯酸钾制取比较干燥的氧气时，发生和收集装置可选用 。
（3）检查装置A 气密性的方法 。
【答案】（1）长颈漏斗
（2）BD
（3）打开止水夹，向漏斗中加水，至漏斗尖端在液面以下，关闭止水夹，继续向长颈漏斗中加水，漏斗中液面先下降后稳定不变，说明装置气密性良好。
【解析】【分析】（1）长颈漏斗没有活塞，分液漏斗有活塞，可据此分辨两种漏斗。
（2）A适用于有液体参与的反应，E用于收集密度小于空气的气体。
（3）液柱稳定，说明能形成稳定的压强差，可知装置的气密性良好。
【解答】（1）由图可知，a为长颈漏斗。
（2）氯酸钾为固态，可知发生装置选择的是B，要收集干燥的氧气，则不能选择排水法，应使用排空气法收集，氧气密度大于空气，所以应使用向上排空气法，即D进行收集。
（3）使用液压法检查装置的气密性：打开止水夹，向漏斗中加水，至漏斗尖端在液面以下，关闭止水夹，继续向长颈漏斗中加水，漏斗中液面先下降后稳定不变，说明装置气密性良好。
24．暖宝宝内的发热物质是由铁粉、活性炭、蛭石、无机盐和水等混合而成。一旦撕开包装，该物质便能迅速与空气中的氧气发生反应，释放出热量。为此，小义利用暖宝宝来测定空气中氧气的体积分数，步骤如下：
①剪开暖宝宝包装，在注射器甲中装入暖宝宝粉末，用活塞压实。
②用输液软管连接甲、乙注射器(如图)，观察到注射器甲、乙中活塞分别停留在1mL和 30mL刻度处。
③通过操作使装置内空气与暖宝宝粉末充分接触。一段时间后反应结束，观察到注射器甲、乙中活塞分别停留在10mL 和15mL刻度处，计算空气中氧气的体积分数。
（1）实验前，将两个注射器活塞均推至底端，用输液软管连接，将注射器甲的活塞向左拉动一定距离后放手，若装置的气密性良好，一段时间后观察到的现象是 ；
（2）步骤③中使装置内空气与暖宝宝粉末充分接触的操作是 ；
（3）若不考虑输液软管处的少量空气及反应前后暖宝宝粉末体积变化，则通过本实验可测得空气中氧气的体积分数是 。
【答案】（1）甲的活塞回到原位
（2）来回推拉活塞
（3））20%
【解析】【分析】（1） 装置气密性检验的原理，依据大气压的作用，若装置气密性良好，拉动活塞后，装置内气压变化会使活塞在大气压作用下回到原位。
（2） 让反应物充分接触的实验操作方法，在注射器装置中，来回推拉活塞可使空气在装置内流动，让空气与暖宝宝粉末充分接触，保证反应充分进行。
（3） 空气中氧气体积分数的计算，利用暖宝宝消耗氧气使装置内体积减小，通过体积变化量与空气总体积的比值来计算氧气体积分数。
【解答】（1） 实验前检查装置气密性，将注射器甲活塞向左拉动后放手，若气密性良好，装置内气压会在大气压作用下恢复，所以观察到的现象是甲的活塞回到原位。
（2） 要使装置内空气与暖宝宝粉末充分接触，操作是来回推拉活塞，这样能让空气在甲、乙注射器间流动，与暖宝宝粉末充分反应。
（3）由步骤②可知，注射器甲、乙中活塞分别停留在1mL和30mL刻度处，则反应前装置内空气的体积为30mL，由步骤③可知，反应结束后注射器甲、乙中活塞分别停留在10mL和15mL刻度处，
则反应后装置内剩余气体的体积为10mL+15mL-1mL=24mL，
消耗氧气的体积为30mL-24mL=6mL，
则空气中氧气的体积分数为。
25．某学习小组以“气体制备”为主题开展基础实验与跨学科实践，回答下列问题：
（1）写出标号d仪器的名称 。
（2）实验室要制取较纯净的二氧化碳，应选用装置组合 (填字母，从A~F中选 )。
（3）小明利用过氧化氢溶液制氧气的原理自制了家庭简易制氧机，如图G所示。其反应的化学方程式为 。
①上下抽拉线绳实现二氧化锰与过氧化氢溶液的接触与分离，这样设计的优点 。
②若想监测产生氧气的气流速度，需将G装置中 (填“a”或“b”)端导管伸入水面下。
【答案】（1）长颈漏斗
（2）BF
（3）；可以控制反应的发生和停止；a
【解析】【分析】根据实验室常用仪器的名称和用途进行分析； 根据反应物、生成物和反应条件书写化学方程式；根据反应物的状态、反应发生需要的条件选择发生装置；根据气体的密度和溶解性选择收集装置；根据二氧化碳的密度比空气大分析；根据气体的密度和溶解性选择收集装置；
【解答】（1）标号d仪器的名称是长颈漏斗；
（2）实验室制取二氧化碳用大理石（或石灰石）与稀盐酸反应，该反应不需要加热，发生装置选固液不加热型；使用多功能瓶收集二氧化碳时，气体从一端导管进入，空气从另一端导管排出，相当于一个相对封闭的系统，空气和二氧化碳的扩散相对更有序；用排空气法收集二氧化碳，气体从长管进短管出时，能更有效地将空气从短管排出，减少与外界空气的接触，从而提高收集到的二氧化碳的纯度；实验室要制取较纯净的二氧化碳，应选用装置组合BF；
（3）过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气，化学方程式为；
①上下抽拉线绳实现二氧化锰与过氧化氢溶液的接触与分离，当抽拉使二氧化锰与过氧化氢溶液接触时，反应发生；抽拉使二者分离时，反应停止，这样设计的优点是可以控制反应的发生与停止；
②若想监测产生氧气的气流速度，需将G装置中a端导管伸入水面下，根据气泡冒出的速率来判断产生氧气的气流速度。
26． 空气是一种用途很多的自然资源，可用于工业上制取氧气，其流程如图所示。
（1） ①所采取的方法是 。 (填“升温”或“降温”)
（2）液态空气分离过程中， (填化学式)先被分离出来，分离的依据是各物质的沸点不同。
（3）以下属于氧气用途的是（）( 填字母)。
A．气体肥料 B．医疗急救 C．助燃乙炔切割金属
【答案】（1）降温
（2）N2
（3）B；C
【解析】【分析】 （1）根据空气分离制取氧气的流程，确定①所采取的方法。
（2）根据液态空气分离的原理，确定先被分离出来的物质。
（3）根据氧气的性质和用途，选择正确的选项。
【解答】 （1）在空气分离制取氧气的过程中，通常采用降温的方法使空气液化，然后通过控制温度，使不同成分依次蒸发，从而实现分离。
（2）液态空气分离过程中，由于液态氮的沸点（-196℃）低于液态氧的沸点（-183℃），所以氮气先被分离出来。
（3）氧气的用途包括：B.医疗急救：氧气可以提供呼吸支持，用于治疗缺氧症状，C.助燃乙炔切割金属：氧气作为助燃气体，可以提高乙炔燃烧的温度，用于金属切割，A选项“气体肥料”通常指的是二氧化碳，不是氧气的用途，故答案为：BC。
27．“铁水打花”又叫打铁花，被列入我国非物质文化遗产名录。表演者先用坩泥勺舀出“铁水”(液态铁，温度高达1600℃~1700℃)，再将“铁水”向空中抛起，在“铁水”还未落地前用木板对准“铁水”猛击， “铁水”像金蛇飞舞，如花一般绽放。
（1）液态单质铁的化合价为 价。
（2）铁在纯净的氧气中可以燃烧，其现象是 。已知在1个标准大气压下，铁的着火点为 “打铁花”时液态铁在四散飞溅的过程中发出耀眼的光芒，形成“飞舞的铁花”，最后变成固态铁并没有燃烧，请你分析没有燃烧的原因是 。
【答案】（1）0
（2）剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体；有无充足的氧气
【解析】【分析】 （1）根据化合价的定义分析；
（2）根据氧气具有助燃性分析。
【解答】 （1）液态单质铁的化合价为0；
（2）氧气具有助燃性，铁在纯净的氧气中可以剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体；但“飞舞的铁花”并没有燃烧。从燃烧的条件分析，两者主要区别是有无充足的氧气。
28．下图是某同学绘制的关于氧气性质的部分思维导图。
（1）铁在 Ⅰ类反应中的现象是 。
（2） Ⅰ、Ⅱ两类反应都会放出热量，反应时化学能转化成 能。
【答案】（1）火星四射，产生黑色固体
（2）内能
【解析】【分析】（1）根据铁丝在氧气中燃烧的现象解答；
（2）根据化学变化中能量转化的知识解答。
【解答】（1）根据题意可知， 铁在Ⅰ类反应中的现象是：火星四射，产生黑色固体。
（2）Ⅰ、Ⅱ两类反应都会放出热量，反应时化学能转化成内能。
29．在医疗急救、工业焊接等领域需要高纯度氧气。如图所示，实验室采用不同方式制取和收集氧气。
（1）实验室用双氧水制取氧气，应选择 (填“甲”或“乙”)装置。
（2）实验室用排水法收集氧气时，当观察到 ，表明氧气已经集满。
（3）按规范操作，排空气法收集氧气无法将空气排尽，所得氧气纯度相对较低，其原因是 。
【答案】（1）乙
（2）集气瓶口(或水槽中)有气泡冒出时
（3）氧气和空气密度差异小或氧气密度只略大于空气
【解析】【分析】 （1）根据反应物的状态、反应发生需要的条件及特殊要求选择发生装置。
（2）实验室用排水法收集氧气时，当观察到集气瓶口有气泡冒出，表明氧气已经集满。
（3）根据氧气的密度比空气略大分析。
【解答】 （1）实验室用双氧水制取氧气，该反应是固液不加热型反应。甲装置适用于固体加热型反应，乙装置适用于固液不加热型反应，所以应选择乙装置。
（2）实验室用排水法收集氧气时，当观察到集气瓶口有气泡冒出，表明氧气已经集满。因为开始冒出的气泡可能是装置内的空气，当有气泡从集气瓶口向外冒出时，说明瓶内的水已排尽，氧气已集满。
（3）按规范操作，排空气法收集氧气无法将空气排尽，所得氧气纯度相对较低。这是因为氧气的密度比空气略大，采用向上排空气法收集时，氧气与空气的密度差异不够大，氧气进入集气瓶后，不能将空气迅速完全排出，会与空气有一定程度的混合。
30．某小组同学用红磷测定空气中氧气的含量，装置如图所示。
（1）本实验的原理是利用红磷在密闭容器中燃烧消耗氧气，待充分冷却后，集气瓶内压强将 ，在大气压的作用下，烧杯中的水进入集气瓶中，进入瓶内的水的体积即等于被消耗的氧气的体积。
（2）以下是本实验的关键步骤，正确的操作顺序是 。(填序号)
①用弹簧夹夹紧胶皮管，点燃燃烧匙内的红磷，立即伸入集气瓶中并塞紧瓶塞；②检查装置气密性，然后在集气瓶中加入少量水；③火焰熄灭后，振荡集气瓶，待装置冷却至室温后，打开弹簧夹；④将集气瓶剩余的容积分成5等份，做好记号。
（3）实验后的交流过程中，某同学提出，将装置中的红磷换成铁丝也可以达到实验目的，你是否认同 并说明理由： 。
【答案】（1）减小
（2）④②①③
（3）不认同，铁丝在空气中不燃烧
【解析】【分析】（1）封闭空间内，当温度不变时，气体的质量越大，则气压越大；
（2）根据用红磷测定空气中氧气含量的实验过程解答；
（3）注意分析铁丝是否能够燃烧消耗氧气即可。
【解答】（1）实验的原理是利用红磷在密闭容器中燃烧消耗氧气，待充分冷却后，集气瓶内压强将减小，在大气压的作用下，烧杯中的水进入集气瓶中，进入瓶内的水的体积即等于被消耗的氧气的体积。
（2） 以下是本实验的关键步骤，正确的操作顺序是：
④将集气瓶剩余的容积分成5等份，做好记号。
②检查装置气密性，然后在集气瓶中加入少量水；
①用弹簧夹夹紧胶皮管，点燃燃烧匙内的红磷，立即伸入集气瓶中并塞紧瓶塞；
③火焰熄灭后，振荡集气瓶，待装置冷却至室温后，打开弹簧夹。
即④②①③。
（3）我认为不能将红磷换成铁丝，理由是：铁丝在空气中不燃烧。
31．为了探究空气中氧气的体积分数。小明利用容积为V 的集气瓶、装有密织铜网的燃烧匙、白磷等材料设计如图装置进行实验，已知大气压为p0。
实验步骤如下：
①检查装置气密性。
②往标有刻度的集气瓶中倒入90℃热水，读出集气瓶中热水的体积为V1。
③取过量的白磷放置于密织铜网中，立即塞紧瓶塞，使白磷浸没在热水中。
④降低漏斗的高度，使右侧的白磷露出水面，此时观察到白磷燃烧，一段时间后白磷熄灭。
⑤____，读出集气瓶中热水的体积为V2。
⑥处理数据，得出结果。
（1）热水在步骤③环节中起的作用是 。
（2）请将步骤⑤补充完整 。
（3）实验测得空气中氧气的体积分数为 。
【答案】（1）使白磷的温度达到着火点，并隔绝空气
（2）调节漏斗高度，使压强传感器示数为p0
（3）
【解析】【分析】（1）燃烧的条件：有可燃物、温度达到着火点、有足够的助燃剂。
（2）燃烧结束后，抬高漏斗，使水进入集气瓶，直至瓶内压强等于外界大气压，由水的体积变化测出氧气的体积。
（3）根据进入集气瓶内的水的体积等于空气中氧气的体积计算空气中氧气的体积分数。
【解答】（1）步骤③中白磷浸没在热水中，可以起到隔绝空气的作用，同时可以加热白磷，使白磷的温度达到着火点。
（2）白磷燃烧，消耗氧气，氧气耗尽，白磷不再燃烧，瓶内压强减小，抬高漏斗，使水进入集气瓶内，直至压强恢复至与标准大气压相等。
（3）进入集气瓶内的水的体积等于空气中氧气的体积，可知氧气的体积为，空气中氧气的体积分数为。
32．小海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，点燃前先在集气瓶中加入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 。
（3）实验测得氧气的体积分数低于1/5，原因可能是（ ）。
A．导管内残留部分水
B．点燃红磷后插入集气瓶动作缓慢
C．装置气密性不好
D．反应一结束就打开弹簧夹
（4）对于图1实验，小海同学进行了改进与创新，实验过程如图2所示，与图1实验相比，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，防止空气污染
（2）16%
（3）A；C；D
（4）测定结果更准确
【解析】【分析】要测定空气中氧气的体积分数，可以按照以下步骤进行实验：实验原理：选择一种能在空气中燃烧的固体物质（如红磷），利用过量的该物质将空气中的氧气完全消耗，生成固体物质，从而使密闭容器内气体体积减小。 实验步骤：点燃红磷并将其放入密闭容器中，确保红磷过量，以消耗容器内的全部氧气。观察水面变化，记录气体体积的减少。 通过计算消耗的氧气体积，得出氧气在空气中的体积分数，约为21%。
【解答】（1） 实验前预先加入50mL水的目的是有利于容器内温度的降低，吸收生成的五氧化二磷，防止空气污染；
（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==16%
（3） 实验测得氧气的体积分数低于1/5，原因可能是 ACD；
（4） 对于图1实验，小海同学进行了改进与创新，实验过程如图2所示，与图1实验相比，其优点是 测定结果更准确，不需要中途打开瓶塞；
故答案为：（1）有利于容器内温度的降低，吸收生成的五氧化二磷，防止空气污染（2）16%（3）ACD（4）测定结果更准确，不需要中途打开瓶塞；
三、实验与探究题
33．某同学以高锰酸钾为原料，利用图1所示的装置制取和收集氧气。
（1）应选用图1中的 装置收集氧气。
（2）检查装置气密性：将导管口的下端浸入水中，用手紧握试管，观察导管口有气泡冒出，表明装置气密性良好。据此，该同学建构了如图2“检查装置气密性”的思维模型。请将图2中的环节.一补充完整。
（3）甲装置中试管口放置棉花的目的是 。
（4）下列反应也可以用图1甲装置制取气体的是____。
A．锌粒和盐酸溶液混合制取氢气
B．加热氯酸钾和二氧化锰的固体混合物制取氧气
C．加热氢氧化钙和氯化铵的固体混合物制取氨气
【答案】（1）乙
（2）密闭
（3）防止高锰酸钾固体进入导管
（4）B；C
【解析】【分析】（1）根据收集气体的性质选择合适的收集方法；
（2）在检查装置的气密性时，往往要将装置构成一个密闭空间，然后利用装置内的气压变化分析；
（3）高锰酸钾的颗粒较小，很容易被产生的气流带入导管造成堵塞，据此分析；
（4）根据反应物和反应条件选择合适的气体发生装置。
【解答】（1）氧气的密度大于空气，则使用向上排空气法收集，故选乙；
（2）据此，该同学建构了如图2“检查装置气密性”的思维模型。图2中的环节一应该为：构建一个封闭体系。
（3） 甲装置中试管口放置棉花的目的是：防止高锰酸钾固体进入导管；
（4）根据甲图可知，该装置为“固体加热型”，即反应物都是固体，且需要加热，故选BC。
34．为探究能使带火星木条复燃的最低氧气体积分数，某同学利用如图装置进行如下实验。
(注：空气中的氧气体积分数为20%，不考虑水蒸气的影响)
①检查装置气密性，并在圆柱形容器壁上等间隔地标注刻度“1~10”。
②往圆柱形容器内注满水，装入试剂并打开止水夹 B、D，待容器中的水排尽后关闭止水夹B，打开导管C的密封塞，将带火星的木条通过导管C伸入容器内，观察现象并记录。
③再次往圆柱形容器内注水，调节水位高度分别至刻度“1~10”， 重复步骤②。
获得部分数据如表：
容器内水位所对应的刻度 注满 1~7 8 9 10
收集到的氧气体积分数% 100 … … 20
带火星木条的情况 复燃 复燃 复燃 很亮 微亮
（1） 仪器A的名称是 。
（2）发生装置中仪器A下端管口伸至液面以下的目的是 。
（3）若试管内残留空气，实验中收集到的氧气实际体积分数会偏 (选填“大”或“小”)。
（4）若忽略试管内残留的空气影响，根据上述实验结果，能使带火星木条复燃的最低氧气体积分数对应水位刻度为“8”，其对应氧气体积分数为 %。
【答案】（1）长颈漏斗
（2）防止生成的氧气从长颈漏斗逸出
（3）小
（4）36
【解析】【分析】（1）根据所指仪器的名称解答。
（2）从防止气体逸出的角度分析发生装置中长颈漏斗下端管口伸至液面以下的目的。
（3）考虑试管内残留空气会占据一定空间，从而影响收集到的氧气实际体积分数。
（4）根据表格数据和实验刻度关系，通过计算确定当容器内水位处于刻度“8”时收集到的氧气体积分数
【解答】（1） 仪器A的名称是长颈漏斗；
（2）发生装置中长颈漏斗下端管口伸至液面以下的目的是防止生成的氧气从长颈漏斗下端管口逸出，保证反应产生的气体都能进入后续收集装置。
（3）由于试管内残留空气，收集到的气体是氧气和残留空气的混合气体，所以实验中收集到的氧气实际体积分数会偏小。
（4）容器注满水时收集到的氧气体积分数为100%，水位刻度“10”时收集到的氧气体积分数为20%（此时收集的是空气），容器壁等间隔标注刻度“1-10”，从注满水到刻度“10”共10个刻度间隔，氧气从100% 变化到20%。那么每个刻度间隔对应的氧气体积分数变化为（100%-20%）÷10=8%。当容器内水位处于刻度“8”时，相比刻度“10”多2个刻度间隔，所以收集到的氧气体积分数为20%+8%×2=36%。
35．回答实验室制取氧气的相关问题。
（1）如果用高锰酸钾制取氧气，如图所示仪器①的名称为 ，写出用高锰酸钾制取氧气发生反应的文字表达式： 。
（2）实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体共热来制取氨气.常温下NH3是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小．NH3极易溶于水。制取并收集NH3， 应该从上图中选择的装置是 （填编号）。
（3）为测定高锰酸钾分解生成氧气的体积，应选用如图装置 （填编号）。
【答案】（1）长颈漏斗；高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气
（2）AE
（3）丙
【解析】【分析】（1）有活塞的是分液漏斗，没有活塞的是长颈漏斗。
（2）B适用于有液体参与的反应，D适用于密度大于空气的气体，C适用于收集不与水反应也不溶于水的气体。
（3）采用转换法，用量筒内水的体积表示氧气的体积。
【解答】（1）由图可知，①为长颈漏斗。用高锰酸钾制取氧气发生反应的文字表达式：高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气。
（2）反应物均为固体，所以发生装置选择的是A；氨气极易溶于水，可知不能用排水法收集，密度小于空气，应使用向下排空气法收集，故收集装置选择的是E。
（3）使用排水法测量氧气的体积，导管应短进长出，故选择的装置是图丙中的装置。
36．学习KC103的分解反应后，小科对该反应的催化剂产生了疑问：除了 其他物质能做这个反应的催化剂吗 他将几种不同的物质分别放入KClO3中，在相同的加热条件下，用如图1装置完成实验，数据如下表：
编号 质量/g 加入物质 加入物质质量/g 收集50mL 02所需时间/s
实验1 5 一 --- 171
实验2 5 0.5 58
实验3 5 0.5 49
实验4 5 KC1 角度 154
（1）设置实验1的目的是 。
（2）实验中，小科是通过测量 来比较3种物质的催化效果。
（3）用实验1继续收集50毫升氧气，所需时间明显少于171秒，这是因为 。
（4）如图2表示一定质量的 和 固体混合物受热过程中，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分数 B．固体中钾元素的质量
C．固体中 的质量 D．剩余固体的质量
【答案】（1）作对照
（2）收集 50mLO2所需时间
（3）实验 1 中KClO3分解产生的KCl有催化作用，加快了KClO3的分解
（4）A；D
【解析】【分析】 （1）根据对照实验分析；
（2）根据控制变量法分析；
（3）根据实验1中KClO3分解产生的KCl有催化作用分析。
（4）根据图2确定y随时间的变化规律，再与各个选项的内容对照即可。
【解答】 （1）实验1中只加热KClO3，不加入其他物质，其目的是作为空白对照实验，与其他加入不同物质的实验进行对比，从而判断加入的物质是否对KClO3分解有催化作用；
（2）从表格数据可以看出，小马是通过测量“收集50mLO2所需时间”来比较3种物质的催化效果。收集相同体积氧气所需时间越短，说明该物质对KClO3分解的催化效果越好。
（3）用实验1继续收集50毫升氧气，所需时间明显少于171秒，这是因为实验1中KClO3在加热过程中会分解产生KCl和O2，随着反应进行，生成的KCl增多，而KCl有催化作用，能加快KClO3的分解，所以后续收集相同体积氧气所需时间减少。
（4）根据图2可知，y随反应时间的变化先不变，再减小最后保持不变。
A.加热后，氯酸钾不会立刻开始分解，需要温度达到一定程度才行，因此开始一段时间没有氧气生成。当反应开始后，氧气的质量不断增大。当完全反应后，不再有氧气生成，那么固体中氧元素的质量分数先不变，再减小最后保持不变，故A符合题意；
B.在反应过程中，.固体中钾元素的质量保持不变，故B不合题意；
C. 为催化剂，因此反应过程中固体中的质量保持不变，故C不合题意；
D.根据生成氧气的质量变化可知，剩余固体的质量先不变，后减小再保持不变，故D符合题意。
故选AD。
37．某科学兴趣小组对“测定空气中氧气含量”的实验进行了改进：将数显设备、气体压强传感器和空气中氧气含量测量装置按如图连接。装置气密性良好，调节右边敞口容器和集气瓶里的水面相平，此时集气瓶内气体的体积为V1。关闭活塞，点燃燃烧匙内的红磷，立即塞紧瓶塞，待火焰熄灭后，过一段时间打开活塞，观察到集气瓶中的水位上升。待集气瓶内的水面不再上升时，集气瓶内的气体体积为 。然后向右边容器内加入一定量的水至两边水面再次相平，此时集气瓶内的气体体积为 ，在点燃红磷至打开活塞这一过程中，观察到数显设备显示集气瓶内的气体压强先上升后下降，再趋于稳定。请回答：
（1）数显设备显示，开始一段时间集气瓶内气体压强上升，这是因为氧气量减少导致的气压变化量 (选填“大于”、“等于”或“小于”) 温度升高导致的气压变化量。
（2）基于数显设备显示的气压变化， “过一段时间打开活塞”，若过早打开活塞会导致结果 。 (填“偏大”，“偏小”或“不变”)
（3）在整个实验过程中，集气瓶中减少的氧气体积为 (选填“V1-V2”、“V1-V3”或“V2-V3”）。
（4）上述实验中使用的红磷应为足量，目的是 。红磷可以用试剂 (选填“铁粉”、“硫粉”或“碳粉”)替代。
【答案】（1）小于
（2）偏小
（3）V1-V3
（4）将集气瓶内的氧气完全消耗；铁粉
【解析】【分析】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）红磷燃烧时，一方面消耗氧气，使气体量减少，气压减小；另一方面燃烧放出大量的热，使气体受热膨胀，气压增大。开始一段时间集气瓶内气体压强上升，说明温度升高导致的气压增大程度大于氧气量减少导致的气压减小程度，即氧气量减少导致的气压变化量小于温度升高导致的气压变化量；
（2）若过早打开活塞，此时集气瓶内温度还未冷却到室温，气体处于膨胀状态，压强较大，进入集气瓶中的水会偏少，导致测量的氧气含量偏小；
（3）实验前集气瓶内气体体积为V1，待集气瓶内的水面不再上升时，此时集气瓶内剩余气体体积为V2；然后向右边容器内加入一定量的水至两边水面再次相平，此时集气瓶内气体压强恢复到初始状态，气体体积为V3，V1 V3就是被消耗的氧气的体积，所以集气瓶中减少的氧气体积为V1 V3；
（4）实验中红磷的应该足量，目的是把集气瓶中的氧气耗尽；硫粉和碳粉和氧气反应分别产生二氧化硫气体和二氧化碳气体，会导致装置中反应前后气压基本不变，无法完成实验；铁粉在空气中锈蚀（中小学教育资源及组卷应用平台
浙教版八下科学第一章 我们呼吸的空气
1.1空气的成分
了解空气的主要成分（氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳等）及其体积分数。
通过实验探究，认识空气中氧气的含量测定方法，理解实验原理与操作要点。
知道氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳等物质的主要性质及其在生产和生活中的应用。
了解空气是一种宝贵的自然资源，认识大气污染的来源、危害及防治措施，树立保护空气的环境意识。
初步学习运用观察、实验、分析等方法研究空气成分，培养严谨求实的科学态度。
知识点一 空气中氧气的含量
拉瓦锡实验
（1）实验步骤：汞在密闭容器中加热 12 天，生成 粉末（氧化汞）；再将红色粉末加热，又得到汞和
氧气。
（2）实验结论：空气由氧气（约占 1/5）和氮气（约占 4/5）组成，氧气可与汞反应，氮气不支持燃烧、
不供给呼吸。
反应原理：
2.空气中氧气含量的测定（红磷燃烧法）
（1）实验原理：红磷燃烧消耗氧气，生成固体五氧化二磷，使装置内压强减小，水倒吸入集气瓶，进入水
的体积即为氧气的体积。
文字表达式：
实验装置：集气瓶、燃烧匙、导管、烧杯、止水夹。
（3）实验步骤：
①连接装置，检查 。
②集气瓶内加少量水，将剩余容积分为 5 等份。
③点燃红磷，立即伸入集气瓶并塞紧瓶塞。
④待装置冷却至室温后，打开止水夹。
（4）实验现象：
A、红磷燃烧发出 火焰，放出热量，有大量 产生。
B、待集气瓶冷却后，打开止水夹，水经导管进入集气瓶，约占集气瓶内空气总体积的 。
（5）实验结论：空气中氧气的体积约占空气总体积的1/5。
（6）注意事项：
a.装置的气密性要好，（否则测量结果偏 ）；
b.所用的红磷必须过量，过少则氧气没有全部消耗完，会导致测量结果偏 ；
c.要等集气瓶（装置）冷却后才能打开弹簧夹，（否则测量结果偏 ）；
d.在实验前，导管应预先注满水，（否则测量结果偏 ）
e.要先夹住橡皮管，然后再点红磷（否则测量结果偏 ）；
f.点燃红磷伸入瓶中要立即塞紧瓶塞（否则测量结果偏 ）。
注意：（1）红磷和氧气发生反应，P2O5溶于水，使瓶内气体压强减小，打开止水夹后，大气压把水压入集气瓶中，直至内外压强相等。
（2）木炭燃烧生成的是气体二氧化碳，瓶内压强只减小一点，倒吸入集气瓶的水就没有1/5。
3.空气的成分与体积分数
空气中各成分的 大约是：氮气 ，氧气 ，稀有气体0.94%，二氧化碳0.03%、其余气体和杂质0.03%。在通常情况下，空气中各成分的比例保持相对稳定。
知识点二 空气是重要的自然资源
1、氧气的用途
供给 ；支持 ，也叫 ，常用于焊接、切割金属等方面。
2、氮气的用途
（1）性质： 色、 味的气体， 溶于水；不 燃烧。化学性质较 。
（2）用途：灯泡中充氮气可延长使用寿命；食品包装充入氮气可防腐；制造化肥、炸药的重要原料；液氮可以做冷冻剂，医疗上用液氮冷冻麻醉或冷藏人体细胞组织等。
3、稀有气体的用途
（1）氦、氖、氩、氪、氙和氡等气体的总称，是混合物。
（2）性质： 色、 味的气体，难溶于水，化学性质 。
（3）用途：常用作保护气；做光源（稀有气体通电能发出不同颜色的光）。
知识点三 氧气的性质
1、物理性质： 色、 味的气体，不易溶解于水。
在标准状况下氧气的密度为 1.429 克 / 升，比空气密度 (1.293 克 / 升 ) 略 。在压强 1.01×105帕、-183℃时氧气会液化成 的液体，在 -218℃时会凝固成 的蓝色固体。
2、化学性质：可以使带火星的木条复燃
3、氧气与各物质的燃烧
硫在空气和氧气里燃烧 铁丝在氧气里燃烧
物质（颜色、状态） 反应现象 反应文字表达式 注意事项
硫（淡黄色固体） 发出明亮 火焰（空气中是微弱 ），放出热量，有 的气体产生 硫的用量不能过多，防止对空气造成污染。实验应在通风橱中进行。
木炭（灰黑色固体） 发出 ，放出热量，生成的气体能使澄清石灰水变浑浊 （不充足）（充足） 夹木炭用的坩埚钳应由上而下慢慢伸入瓶中。
红磷（暗红色固体） 燃烧产生大量 ，发出白光，放出热量 五氧化二磷是固体，现象应描述为产生 。
铝箔（银白色固体） 剧烈燃烧，发出耀眼的 ，放出大量的热，有 产生 把铝箔的一端固定在粗铁丝上，另一端缠一根火柴，引燃铝箔。集气瓶底部先铺一层薄细沙
铁丝（银白色固体） ， ，放出 ，有 生成 细铁丝绕成螺旋状；铁丝一端系一根火柴集气瓶内预先装少量 或铺一层
注意：SO2、Fe3O4都是氧化物。氧化物是指由 元素组成，其中一种元素是氧元素的化合物
知识点四 氧气的制取
1. 工业制法
（1） ：利用液氮（-196℃）与液氧（-183℃）的沸点不同，分离液态空气（物理变化）。
流程：空气→净化→压缩→液化→蒸发→氮气（先逸出）、液氧（贮存于蓝色钢瓶）。
：利用富氧膜富集空气中的氧气，得到含氧量 90% 以上的富氧空气。
2、实验室制取氧气的三种方法
（1）过氧化氢分解（固液常温型）
①药品：过氧化氢溶液（H O ）、二氧化锰（MnO ，催化剂）。
②反应原理：
③实验装置：锥形瓶、分液漏斗、双孔橡皮塞、导管、水槽、集气瓶。
④操作步骤：
a．检查装置气密性：关闭分液漏斗活塞，将导管一端浸入水中，双手 锥形瓶，若导管口有 冒出，
松开手后形成一段稳定水柱，说明气密性良好。
b．装药品：先加二氧化锰固体，再加过氧化氢溶液。
c.收集气体：
排水法：当导管口的气泡连续、均匀冒出时开始收集（先排出的是装置内的空气）。
向上排空气法：氧气密度比空气大，将导管伸入集气瓶底部。
d.验满：
排水法：集气瓶口有大气泡冒出时，说明已收集满。
向上排空气法：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，说明已收集满。
e.检验：将带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃，证明是氧气。
（2）高锰酸钾加热分解（固体加热型）
①药品：高锰酸钾（KMnO ，暗紫色固体）。
②反应原理：
③实验装置：试管、铁架台、酒精灯、导管、水槽、集气瓶。
④注意事项：
a.试管口略向下倾斜（防止冷凝水倒流，炸裂试管）。
b.试管口放一团棉花（防止加热时高锰酸钾粉末进入导管）。
c.实验结束后，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯（防止水倒吸入试管，使试管炸裂）。
（3）氯酸钾加热分解（固体加热型）
①药品：氯酸钾（KClO ）、二氧化锰（MnO ，催化剂）。
②反应原理：
3. 催化剂
（1）定义：在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身的 和 在反应前后都没有发
生变化的物质（工业上叫触媒）。
（2）特点：一变（改变反应速率，包括加快或减慢）、两不变（质量、化学性质不变）。
（3）注意：催化剂只改变反应速率，不改变生成物的质量；一个反应的催化剂可能有多种，且催化剂具有
专一性。
知识点五 化合反应和分解反应
1、概念
由两种或两种以上的物质生成一种物质的反应叫做 。
由一种物质生成两种或两种以上的物质的反应叫做 。
2、化合反应与分解反应的比较
反应类型 化合反应 分解反应
概念 由两种或两种以上的物质生成一种物质的反应 由一种物质生成两种或两种以上物质的反应
形式 （多变一） （一变多）
参加反应的物质种类 两种或两种以上 一种
生成物质的种类 一种 两种或两种以上
题型一 空气中氧气的含量及实验
【例1】如图甲、乙所示为地球和火星的大气组成(体积分数)示意图，下列说法中，正确的是（ ）
A．地球和火星的大气中 O2 的体积分数相同
B．地球和火星的大气中都有 N2
C．地球和火星的大气中CO2 的体积分数相同
D．地球和火星的大气组成完全相同
【例2】某发热剂中含有铁粉、水和食盐等，该发热剂能代替红磷测定空气中氧气含量(装置如图所示)。下列对此改进实验的叙述，错误的是 ( )
A．此实验中发热剂的多少不影响测量结果
B．实验前一定要检查装置的气密性
C．此实验的原理是利用铁生锈消耗氧气
D．此实验测出空气中氧气的体积分数约是 18.3%
【例3】小滨利用如图甲所示装置(气密性良好)测定空气中氧气的含量，集气瓶中空气的体积为200mL，氧气传感器(可测量氧气浓度，部分结构已略去)测得集气瓶内氧气的体积分数变化曲线如图乙所示。
（1）反应开始到止水夹打开前，图甲集气瓶内可观察到的现象是 。
（2）由图乙可知，在 秒时，反应刚好停止。
（3）待整个装置冷却至室温时，小滨打开止水夹，发现进入集气瓶内水的体积占反应前集气瓶内空气体积的比例约为1/8，请说明理由 。
【例4】小科在做教材“测定空气里氧气含量”实验如图甲后进行改进，设计图乙实验装置进行实验，一开始活塞停在10毫升处。(选用容积为30毫升的试管作反应容器)请你对比分析图甲、图乙实验，回答：
（1）图甲实验的原理是 。
（2）完成图乙实验后，发现测得空气中氧气的含量偏小，写出其中1个可能的原因： 。
（3）图乙实验中，当试管冷却后，打开弹簧夹，注射器活塞从10mL 刻度处慢慢前移到约 mL 刻度处才停止。
（4）实验后，小科换用食品脱氧剂(可以直接与氧气反应，无需点燃的物质)、白磷代替红磷测量氧气体积分数，根据测量结果如图丙所示，之后测量氧气体积分数你会选用哪种药品并说明理由 。
【例5】某科学兴趣小组在做了教材中“测定空气里氧气含量”的实验（见图 I）后进行了大胆改进，设计图Ⅱ（选用容积为30mL的18×180mm的试管作反应容器）实验方案进行，将20mL的注射器活塞置于10mL刻度处，并按图Ⅱ中所示的连接方式固定好，再将弹簧夹紧橡皮管，待试管冷却后松开弹簧夹，观察注射器活塞位置。请你对比分析下面图 I、图Ⅱ实验，回答下列有关问题：
（1）图 I实验的操作步骤如下：①集气瓶内气体冷却到室温，打开止水夹；②将燃着的红磷伸入集气瓶；③快速盖上瓶塞；④关闭止水夹，你认为正确的实验操作顺序是 （填序号）。
（2）图Ⅱ实验中，注射器活塞将从 10mL 刻度处慢慢前移到约为 mL 刻度处才停止。
（3）小组同学在完成图 I实验后，发现实验结果偏小，请写出可能的原因： 。
题型二 氧气、氮气、稀有气体的用途
【例1】空气是一种宝贵的自然资源，下列气体中，不可直接从空气中获得的是 ( )
A．用作医疗急救的氧气 B．用作焊接保护气的稀有气体
C．用作清洁燃料的氢气 D．用作食品防腐剂的氮气
【例2】空气是一种重要的天然资源，在人们的生产和生活中有着广泛的用途。下列对空气中各成分气体的叙述不正确的（）
A．氧气性质活泼，可以作为燃料 B．稀有气体可以用来制霓虹灯
C．氮气可以用来制造化肥和炸药 D．二氧化碳不属于空气污染物
【例3】物质的性质决定用途。下列有关物质的性质及其用途描述错误的是（）
A．氧气能溶于水，因此鱼能在水中生存
B．氮气化学性质稳定，因此可用作冷冻剂
C．无水硫酸铜遇水变成蓝色，因此可以检验水蒸气的存在
D．稀有气体通电时会发出不同颜色的光，因此可以制成霓虹灯
【例4】空气是一种重要的天然资源，在大们的日常生活中有着广泛的用途，下列关于空气中各成分的性质和作用，描述正确的是( )
A．氧气性质活泼，不仅能支持呼吸，还是一种优质的燃料
B．氮气性质较活泼，是制造化肥、炸药的重要原料
C．各种稀有气体通电能发出不同颜色的光，可以制成霓虹灯
D．二氧化碳在空气中的含量逐年增多，可能会导致空气污染
题型三 氧气的性质
【例1】木炭燃烧实验如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．①中木炭发出耀眼的白光
B．②中氧气为无色气体，密度比空气小
C．③中澄清石灰水会变浑浊
D．对比①②现象可证明，氧气具有可燃性
【例2】下列关于氧气物理性质的说法，错误的是（ ）
A．通常状况下氧气是无色无味的气体
B．鱼类能在水中生活，证明氧气易溶于水
C．通常状况下，氧气的密度大于空气
D．通过低温加压，可使氧气液化成淡蓝色的液体
【例3】如图为探究氧气性质的相关实验，对观察到的实验现象及有关操作描述错误的是（）
A．实验Ⅰ中倒入澄清石灰水，可检验有无新物质生成
B．实验II铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，产生大量热
C．若选用砂纸打磨过的铁丝，铁丝也可以在空气中燃烧
D．集气瓶口盖上毛玻璃片，可防止氧气逸出
【例4】水是化学实验中常见的物质。下列实验中关于水的作用解释不合理的是( )
A．测定空气中氧气含量———烧杯的水：通过水的体积变化得到氧气体积
B．细铁丝在氧气中燃烧——集气瓶中的水：防止瓶子破裂
C．分解高锰酸钾制氧气——集气瓶中的水：溶解氧气
D．硫在氧气中燃烧——集气瓶中的水：吸收二氧化硫
题型四 氧气的制取
【例1】下列关于催化剂的说法不正确的是（ ）
A．化学反应前后，催化剂的质量和化学性质都不变
B．催化剂可以加快某些化学反应的速率
C．催化剂可以减慢某些化学反应的速率
D．任何化学反应都需要催化剂
【例2】反应原理及制取装置：
（1）分解 过 氧 化氢(H2O2)制取氧气，反应原理： (填表达式)。反应装置如图 所示。
（2）加热分解高锰酸钾(KMnO4)制取氧气，反应原理： (填表达式)。反应装置如图 所示。
（3）加热分解氯酸钾(KClO3)制取氧气，反应原理： (填表达式)。反应装置如图 所示。
【例3】下列实验室制取氧气的装置或操作中正确的是
A．用氯酸钾和二氧化锰制取氧气
B．排空气法收集氧气
C．取出集气瓶
D．氧气验满
【例4】如图所示为实验室常用的气体收集装置，请据图回答下列问题：
（1）用图甲装置收集氧气，操作的正确顺序为 (填序号)。
①当气泡连续均匀地冒出时，将导管伸入集气瓶口
②将装满水的集气瓶倒置在水槽中
③当气体收集满时，用毛玻璃片盖上瓶口，将集气瓶移出水面放置
④熄灭酒精灯
⑤导管移出水面
（2）若用乙装置进行排空气法收集氧气，气体应从 (填“a”或“b”)端通入。
【例5】在实验室制取和收集 O2时，下列做法中，不正确的是 ( )
A．选择装置①或②作为 O2的发生装置
B．选择装置③或④作为 O2的收集装置
C．装置④有气泡冒出时立即收集气体
D．将装置①中的长颈漏斗下端管口插入液面以下
题型五 化合反应和分解反应
【例1】对科学概念进行分类，是认识概念之间相互关系的一种重要方法。下列化学反应中，属于化合反应的是( )
A．碳酸水+二氧化碳
B．二氧化碳+水有机物+氧气
C．硫+氧气二氧化硫
D．过氧化氢水+氧气
【例2】对科学概念进行分类，是认识概念之间相互关系的一种重要方法。下列化学反应中，属于化合反应的是（）
A．
B．
C．
D．
【例3】有关分解反应(A=B+C)的说法正确的是( )
A．反应物一定只有一种 B．生成物中一定有单质
C．生成物一定只有两种 D．生成物中一定有化合物
一、选择题
1．已知二氧化碳、氧气和氮气在标准大气压下的沸点分别是—78℃、—183 ℃和—196 ℃。如果在标准大气压下用降温的方法从空气中提取这些物质，那么首先液化而分离出来的是( )
A．氧气 B．氮气
C．二氧化碳 D．它们同时液化，无法分离
2．检验集气瓶内氧气是否收集满，最好的方法是( )
A．将带火星的木条伸到集气瓶中 B．将带火星的木条放到集气瓶口
C．将燃着的木条伸到集气瓶中 D．将澄清石灰水倒入集气瓶中
3．利用如图所示的装置验证空气中氧气的含量，下列叙述中，正确的是 ( )
A．实验前需检查装置的气密性
B．红磷的作用是燃烧放热
C．红磷熄灭后立即打开止水夹
D．最终量筒中液面降至约26 mL刻度线处
4．“道路千万条，安全第一条。行车不规范，亲人两行泪。”若没有遵守交通规则，汽车发生剧烈撞击后，安全气囊中会产生一种空气中含量最多的气体。该气体为 ( )
A．氧气 B．氮气 C．二氧化碳 D．水蒸气
5．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．
6．如图所示为加热高锰酸钾制取氧气的部分操作，其中正确的是（ ）
A．①检查装置气密性
B．②加热高锰酸钾前将导管伸入集气瓶
C．③氧气集满后移出集气瓶并盖上玻璃片
D．④氧气收集完毕后立即熄灭酒精灯
7．下列有关物质燃烧时观察到的现象叙述中，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
8．以下相关实验的现象或操作正确的是：①硫在空气中燃烧，发出淡蓝色火焰；②木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳气体；③红磷在空气中燃烧，产生大量白烟；④铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成黑色固体；⑤实验室用高锰酸钾制取氧气时，在试管口需要放一团棉花；⑥用高锰酸钾制取氧气时，一有气泡冒出时就应马上收集，以免浪费；⑦二氧化锰可以作所有实验的催化剂。正确的是( )
A．①③④⑤ B．①②③④ C．②③④⑥ D．③④⑤⑦
9．下列各图分别表示实验室中氧气制备、收集、验满及验证性质的操作，其中正确的是
A． B．
C． D．
10．空气是一种重要的自然资源，下列关于空气的说法正确的是
A．空气中含量最多的是氧气，氧气可支持燃烧
B．氮气化学性质不活泼，可作食品保鲜的保护气
C．空气质量指数数值越小，空气污染状况越严重
D．人体呼吸时吸入的是空气，呼出的全部是CO2
11．下列对化学反应的现象描述，正确的是（ ）
A．铁丝在氧气中燃烧，火星四射
B．红磷在氧气中燃烧，产生大量白雾
C．硫在空气中燃烧，发出蓝紫色火焰
D．木炭在空气中燃烧，生成二氧化碳
12．将燃着的镁带伸入盛有二氧化碳的集气瓶中，镁带继续剧烈燃烧，反应的化学方程式为： 下列叙述正确的是（ ）
A．该反应属于分解反应
B．该反应中 Mg 元素的化合价没有发生改变
C．该反应说明了燃烧不一定都需要有氧气
D．镁着火时可以用二氧化碳灭火
13．下列有关物质燃烧时观察到的现象，叙述正确的是（ ）
A．红磷在氧气中燃烧，放出大量热，产生大量白雾
B．铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成四氧化三铁
C．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
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气体
14．如图是实验室利用双氧水制取和收集的实验装置，下列描述正确的是（ ）
A．组装：仪器组装按照从上往下，从左往右的顺序进行
B．试剂：烧瓶中的水起到了缓冲和稀释的作用
C．收集：当导管口有气泡冒出时就马上开始收集
D．验满：若用排空气法收集时，可用带火星的木条伸入集气瓶内，看是否复燃，若复燃，则已收集满
15．下列实验设计能实现相应实验目的的是（）
A．①验证集气瓶中集满氧气
B．②比较二氧化锰和氧化铁的催化效果
C．③给病人输氧时b端连接氧气瓶
D．④检查装置的气密性
16．白磷的着火点为40℃，现用如图装置测定空气中氧气的体积分数。实验步骤为：集气瓶里先装适量a体积的水，在酒精灯灯焰上把玻璃棒下端加热，装置如图密封。用力把玻璃棒按下与白磷接触，白磷燃烧。燃烧停止后稍振荡，完全冷却后量出集气瓶中水的体积b和整个集气瓶容积c。则下列说法错误的是( )
A．反应过程中集气瓶内液面的变化是先下降后上升
B．该实验测得氧气与空气的体积比为(b-a)：(c-a)
C．燃烧匙中的白磷不能换成木炭或硫粉
D．该装置没有用止水夹，会影响实验结果
17．实验现象的正确描述和记录是学好化学的关键要素之一，下列实验现象描述正确的是 ( )
A．红磷在空气中燃烧，发出红色的火焰，产生大量白色烟雾
B．铁丝在空气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体物质
C．硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，生成二氧化硫
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气体
18．实验现象的正确描述和记录是学好化学的关键之一。下列实验现象描述正确的是（ ）
A．红磷在空气中燃烧，产生大量白色烟雾
B．铁丝在空气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体物质
C．硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，生成二氧化硫
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气体
二、填空题
19．如图是有关氧气的知识网络图(反应条件省略)，用化学用语回答：
（1）物质⑥是铁丝在氧气中燃烧的产物，其颜色是 ；
（2）硫在氧气中燃烧的现象是剧烈燃烧、放出大量的热、 等现象；(写出其中一点即可)
（3）图中①②③是实验室制取氧气的三个反应，它们都属于 (“化合”或“分解”)反应。
20．利用如图所示实验装置制取氧气。
（1）利用双氧水制取氧气，反应的化学方程式为 该反应属于基本反应类型中的 。
（2）若在收集装置B、C中选择B用来收集，则选择的依据是 。
（3）用装置B来收集氧气时，如何验满 。
（4）选择D装置测量生成氧气的体积时应该____(填字母)。
A．等到气泡连续且均匀冒出时再收集
B．导管口开始有气泡冒出，立刻收集
21．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）请写出图中标有序号①的仪器名称： ；
（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~D中选择，填字母序号)组合装置；
（3）小明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）右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
22．小明同学利用如图1装置，进行相关实验。请回答：
（1）白磷燃烧属于化学反应基本类型中的 反应。
（2）实验过程中，可观察到气球体积变化情况是 。
（3）图2中，锥形瓶中固态物质的质量m随时间t的变化关系正确的是 。
23． 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）实验室用氯酸钾制取比较干燥的氧气时，发生和收集装置可选用 。
（3）检查装置A 气密性的方法 。
24．暖宝宝内的发热物质是由铁粉、活性炭、蛭石、无机盐和水等混合而成。一旦撕开包装，该物质便能迅速与空气中的氧气发生反应，释放出热量。为此，小义利用暖宝宝来测定空气中氧气的体积分数，步骤如下：
①剪开暖宝宝包装，在注射器甲中装入暖宝宝粉末，用活塞压实。
②用输液软管连接甲、乙注射器(如图)，观察到注射器甲、乙中活塞分别停留在1mL和 30mL刻度处。
③通过操作使装置内空气与暖宝宝粉末充分接触。一段时间后反应结束，观察到注射器甲、乙中活塞分别停留在10mL 和15mL刻度处，计算空气中氧气的体积分数。
（1）实验前，将两个注射器活塞均推至底端，用输液软管连接，将注射器甲的活塞向左拉动一定距离后放手，若装置的气密性良好，一段时间后观察到的现象是 ；
（2）步骤③中使装置内空气与暖宝宝粉末充分接触的操作是 ；
（3）若不考虑输液软管处的少量空气及反应前后暖宝宝粉末体积变化，则通过本实验可测得空气中氧气的体积分数是 。
25．某学习小组以“气体制备”为主题开展基础实验与跨学科实践，回答下列问题：
（1）写出标号d仪器的名称 。
（2）实验室要制取较纯净的二氧化碳，应选用装置组合 (填字母，从A~F中选 )。
（3）小明利用过氧化氢溶液制氧气的原理自制了家庭简易制氧机，如图G所示。其反应的化学方程式为 。
①上下抽拉线绳实现二氧化锰与过氧化氢溶液的接触与分离，这样设计的优点 。
②若想监测产生氧气的气流速度，需将G装置中 (填“a”或“b”)端导管伸入水面下。
26． 空气是一种用途很多的自然资源，可用于工业上制取氧气，其流程如图所示。
（1） ①所采取的方法是 。 (填“升温”或“降温”)
（2）液态空气分离过程中， (填化学式)先被分离出来，分离的依据是各物质的沸点不同。
（3）以下属于氧气用途的是（）( 填字母)。
A．气体肥料 B．医疗急救 C．助燃乙炔切割金属
27．“铁水打花”又叫打铁花，被列入我国非物质文化遗产名录。表演者先用坩泥勺舀出“铁水”(液态铁，温度高达1600℃~1700℃)，再将“铁水”向空中抛起，在“铁水”还未落地前用木板对准“铁水”猛击， “铁水”像金蛇飞舞，如花一般绽放。
（1）液态单质铁的化合价为 价。
（2）铁在纯净的氧气中可以燃烧，其现象是 。已知在1个标准大气压下，铁的着火点为 “打铁花”时液态铁在四散飞溅的过程中发出耀眼的光芒，形成“飞舞的铁花”，最后变成固态铁并没有燃烧，请你分析没有燃烧的原因是 。
28．下图是某同学绘制的关于氧气性质的部分思维导图。
（1）铁在 Ⅰ类反应中的现象是 。
（2） Ⅰ、Ⅱ两类反应都会放出热量，反应时化学能转化成 能。
29．在医疗急救、工业焊接等领域需要高纯度氧气。如图所示，实验室采用不同方式制取和收集氧气。
（1）实验室用双氧水制取氧气，应选择 (填“甲”或“乙”)装置。
（2）实验室用排水法收集氧气时，当观察到 ，表明氧气已经集满。
（3）按规范操作，排空气法收集氧气无法将空气排尽，所得氧气纯度相对较低，其原因是 。
30．某小组同学用红磷测定空气中氧气的含量，装置如图所示。
（1）本实验的原理是利用红磷在密闭容器中燃烧消耗氧气，待充分冷却后，集气瓶内压强将 ，在大气压的作用下，烧杯中的水进入集气瓶中，进入瓶内的水的体积即等于被消耗的氧气的体积。
（2）以下是本实验的关键步骤，正确的操作顺序是 。(填序号)
①用弹簧夹夹紧胶皮管，点燃燃烧匙内的红磷，立即伸入集气瓶中并塞紧瓶塞；②检查装置气密性，然后在集气瓶中加入少量水；③火焰熄灭后，振荡集气瓶，待装置冷却至室温后，打开弹簧夹；④将集气瓶剩余的容积分成5等份，做好记号。
（3）实验后的交流过程中，某同学提出，将装置中的红磷换成铁丝也可以达到实验目的，你是否认同 并说明理由： 。
31．为了探究空气中氧气的体积分数。小明利用容积为V 的集气瓶、装有密织铜网的燃烧匙、白磷等材料设计如图装置进行实验，已知大气压为p0。
实验步骤如下：
①检查装置气密性。
②往标有刻度的集气瓶中倒入90℃热水，读出集气瓶中热水的体积为V1。
③取过量的白磷放置于密织铜网中，立即塞紧瓶塞，使白磷浸没在热水中。
④降低漏斗的高度，使右侧的白磷露出水面，此时观察到白磷燃烧，一段时间后白磷熄灭。
⑤____，读出集气瓶中热水的体积为V2。
⑥处理数据，得出结果。
（1）热水在步骤③环节中起的作用是 。
（2）请将步骤⑤补充完整 。
（3）实验测得空气中氧气的体积分数为 。
32．小海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，点燃前先在集气瓶中加入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 。
（3）实验测得氧气的体积分数低于1/5，原因可能是（ ）。
A．导管内残留部分水
B．点燃红磷后插入集气瓶动作缓慢
C．装置气密性不好
D．反应一结束就打开弹簧夹
（4）对于图1实验，小海同学进行了改进与创新，实验过程如图2所示，与图1实验相比，其优点是 (写出一点即可)。
三、实验与探究题
33．某同学以高锰酸钾为原料，利用图1所示的装置制取和收集氧气。
（1）应选用图1中的 装置收集氧气。
（2）检查装置气密性：将导管口的下端浸入水中，用手紧握试管，观察导管口有气泡冒出，表明装置气密性良好。据此，该同学建构了如图2“检查装置气密性”的思维模型。请将图2中的环节.一补充完整。
（3）甲装置中试管口放置棉花的目的是 。
（4）下列反应也可以用图1甲装置制取气体的是____。
A．锌粒和盐酸溶液混合制取氢气
B．加热氯酸钾和二氧化锰的固体混合物制取氧气
C．加热氢氧化钙和氯化铵的固体混合物制取氨气
34．为探究能使带火星木条复燃的最低氧气体积分数，某同学利用如图装置进行如下实验。
(注：空气中的氧气体积分数为20%，不考虑水蒸气的影响)
①检查装置气密性，并在圆柱形容器壁上等间隔地标注刻度“1~10”。
②往圆柱形容器内注满水，装入试剂并打开止水夹 B、D，待容器中的水排尽后关闭止水夹B，打开导管C的密封塞，将带火星的木条通过导管C伸入容器内，观察现象并记录。
③再次往圆柱形容器内注水，调节水位高度分别至刻度“1~10”， 重复步骤②。
获得部分数据如表：
容器内水位所对应的刻度 注满 1~7 8 9 10
收集到的氧气体积分数% 100 … … 20
带火星木条的情况 复燃 复燃 复燃 很亮 微亮
（1） 仪器A的名称是 。
（2）发生装置中仪器A下端管口伸至液面以下的目的是 。
（3）若试管内残留空气，实验中收集到的氧气实际体积分数会偏 (选填“大”或“小”)。
（4）若忽略试管内残留的空气影响，根据上述实验结果，能使带火星木条复燃的最低氧气体积分数对应水位刻度为“8”，其对应氧气体积分数为 %。
35．回答实验室制取氧气的相关问题。
（1）如果用高锰酸钾制取氧气，如图所示仪器①的名称为 ，写出用高锰酸钾制取氧气发生反应的文字表达式： 。
（2）实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体共热来制取氨气.常温下NH3是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小．NH3极易溶于水。制取并收集NH3， 应该从上图中选择的装置是 （填编号）。
（3）为测定高锰酸钾分解生成氧气的体积，应选用如图装置 （填编号）。
36．学习KC103的分解反应后，小科对该反应的催化剂产生了疑问：除了 其他物质能做这个反应的催化剂吗 他将几种不同的物质分别放入KClO3中，在相同的加热条件下，用如图1装置完成实验，数据如下表：
编号 质量/g 加入物质 加入物质质量/g 收集50mL 02所需时间/s
实验1 5 一 --- 171
实验2 5 0.5 58
实验3 5 0.5 49
实验4 5 KC1 角度 154
（1）设置实验1的目的是 。
（2）实验中，小科是通过测量 来比较3种物质的催化效果。
（3）用实验1继续收集50毫升氧气，所需时间明显少于171秒，这是因为 。
（4）如图2表示一定质量的 和 固体混合物受热过程中，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分数 B．固体中钾元素的质量
C．固体中 的质量 D．剩余固体的质量
37．某科学兴趣小组对“测定空气中氧气含量”的实验进行了改进：将数显设备、气体压强传感器和空气中氧气含量测量装置按如图连接。装置气密性良好，调节右边敞口容器和集气瓶里的水面相平，此时集气瓶内气体的体积为V1。关闭活塞，点燃燃烧匙内的红磷，立即塞紧瓶塞，待火焰熄灭后，过一段时间打开活塞，观察到集气瓶中的水位上升。待集气瓶内的水面不再上升时，集气瓶内的气体体积为 。然后向右边容器内加入一定量的水至两边水面再次相平，此时集气瓶内的气体体积为 ，在点燃红磷至打开活塞这一过程中，观察到数显设备显示集气瓶内的气体压强先上升后下降，再趋于稳定。请回答：
（1）数显设备显示，开始一段时间集气瓶内气体压强上升，这是因为氧气量减少导致的气压变化量 (选填“大于”、“等于”或“小于”) 温度升高导致的气压变化量。
（2）基于数显设备显示的气压变化， “过一段时间打开活塞”，若过早打开活塞会导致结果 。 (填“偏大”，“偏小”或“不变”)
（3）在整个实验过程中，集气瓶中减少的氧气体积为 (选填“V1-V2”、“V1-V3”或“V2-V3”）。
（4）上述实验中使用的红磷应为足量，目的是 。红磷可以用试剂 (选填“铁粉”、“硫粉”或“碳粉”)替代。
38． 某化学兴趣小组对“测定空气中氧气含量”的实验（见图I）进行了大胆改进，设计图（II），选用容积为的试管作反应容器（固定装置略）。请你对比分析下面图I和图II实验，回答下列有关问题：
（1）图I实验中，若红磷量不足，这样测出来的氧气含量 （选填“偏大”、“偏小”或“无影响”）
（2）图II实验的操作步骤如下：
①点燃酒精灯。
②撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹。
③将少量红磷平装入试管中，将30mL的注射器活塞置于刻度处，并按图II中所
示的连接方式固定好，再将弹簧夹紧橡皮管。
④读取注射器活塞的数据。
你认为正确的实验操作顺序是 （填序号）
（3）图II实验中，注射器活塞将从刻度处慢慢前移到约为 刻度处才停止。
（4）你认为图II实验有何优点？（回答一点即可） 。
39．小科为了测定空气中氧气的含量，选用如图甲所示的装置，通过以下步骤进行实验：
步骤一：检查装置的气密性，并在广口瓶内加入少量水。
步骤二：将____(选填“水面上方体积”或“广口瓶总体积”)分为5等分，用弹簧夹夹紧橡皮管、点燃红磷后，迅速伸入瓶中并塞紧塞子。
步骤三：待燃烧停止并冷却至室温后，打开弹簧夹。
小科测得实验过程中广口瓶内气压的变化如图乙所示，请分析回答：
（1）将步骤二补充完整。
（2）图乙中a-c段气压上升的原因是 。
（3）图乙中的e点对应的实验操作是 。
（4）实验结束后，如果广口瓶中的水位高于理论的水位高度，可能的原因是____
A．步骤一中加入的水太多
B．加入的红磷量不足
C．当瓶内气压为图乙中的b点时就打开弹簧夹
D．当瓶内气压为图乙中的d 点时就打开弹簧夹
40．某同学利用“暖宝宝贴”(主要成分为铁粉、活性炭、食盐等)来测定空气中氧气的体积分数，装置如图所示。
Ⅰ.实验用品：直径为4.5mm的通用空笔芯、直尺、暖宝宝贴、红墨水。
Ⅱ.实验步骤：
①取两支直径为4.5mm的通用空笔芯，拆开笔头，向其中一支笔芯管尾注入一滴红墨水(封住笔芯管口)，轻轻吹动红墨水到指定刻度，另一支作对比。
②在笔头与笔芯连接处采用一定方法填充1mm厚的“暖宝宝贴”内容物，右侧空间用实心物体(不与空气反应)填充后再次装好笔头，记录时间及对应的红墨水柱移动距离。
③重复上述步骤，在笔头与笔芯连接处分别填充2mm、3mm、4mm、5mm、8mm厚的“暖宝宝贴”内容物，注意确保每次实验开始时笔芯中空气柱的体积相同。记录时间及对应的红墨水柱移动距离，统计并处理实验数据如图所示。
（1）本实验中铁粉等与氧气的反应属于 (选填“缓慢氧化”或“剧烈氧化”)。
（2）确保每次实验时笔芯中空气柱体积相同的操作方法是 。
（3）实验中测得的氧气体积分数为 。
（4）与课本实验相比，本实验的主要优点是 .
41．兴趣小组开展“测定空气中氧气含量”的系列探究活动。
【史料回顾】
1774年拉瓦锡利用图甲所示装置测定空气成分，他将金属汞(Hg)放在密闭的曲颈甑里连续加热12天，得到红色粉末氧化汞，容器中空气体积大约减小了1/5。随后他又将产生的红色粉末收集于另一容器中加热，发现又生成了汞和另一种气体。这种气体的体积恰好等于之前曲颈甑中空气减小的体积。
（1）实验中，金属汞(Hg)和氧气反应产生氧化汞(HgO)，请写出该反应的化学方程式： 。
【教材实验】
小组同学利用图乙所示装置进行实验验证，其主要步骤如下：
①在集气瓶中加入少量水，将水面上方空间等分为5份；
②火焰熄灭后，振荡集气瓶，等待集气瓶冷却回室温；
③点燃燃烧匙内的红磷，立即塞紧瓶塞；
④关闭导管上的弹簧夹；
⑤打开导管上的弹簧夹，观察现象并记录瓶内水位变化情况。
（2）将上述实验步骤进行正确排序：① ⑤。
（3）实验中红磷的用量有什么要求
【对比实验】
（4）对比教材实验，拉瓦锡的实验有何优点 (写出一点)
42．科学实验可以从实验装置、材料选择、操作方法等多方面进行改进以提高实验精确度。为提高测量空气中氧气含量实验的精确度，小科对教材实验进行了创新改进，实验所用红磷均足量。
（1）图甲为教材实验，请对实验步骤进行排序 。
①在集气瓶中加少量水后将剩余的容积分成5等份；②火焰熄灭后，冷却至室温；
③点燃红磷，迅速放入集气瓶并塞紧瓶塞；④连接装置，检查装置气密性；⑤振荡集气瓶，打开止水夹，观察并记录实验现象。
（2）小科利用量筒来提高测量精确度(图乙)，结果如下表，他测得空气中氧气的体积分数为 。
集气瓶容积(cm3) 加水的体积(cm3) 量筒中原有水的体积(cm3) 量筒中剩余水的体积(cm3) 空气中氧气的体积分数%
250 50 100 58
（3）小科采用传感器和电烙铁进行图丙所示实验，结果如图丁所示。小科发现红磷燃烧结束后集气瓶内氧气并未耗尽，而图乙实验测得的氧气体积分数却接近真实值，请分析原因： 。
43．用图甲所示的装置“测量空气中氧气的体积分数”，选用红磷是否是最适宜的药品 为探究此问题，科学兴趣小组设计并开展了如下实验：
①准备如图乙的玻璃容器，顶部用密封盖密封，并检查该装置的气密性；
②将氧气传感器(能实时显示容器内氧气的体积分数)固定在容器内壁，并装入足量的红磷；
③用激光笔点燃红磷，红磷剧烈燃烧，观察并记录氧气传感器所显示的氧气体积分数的变化情况；
④用白磷替换红磷重复步骤①~③；
⑤换用食品脱氧剂(可以直接与氧气反应，无需点燃的物质)重复上述步骤①~③。
根据实验数据，分别绘制三种物质氧化时容器内氧气体积分数随时间的变化情况，如图丙所示。
（1）红磷在空气中燃烧的现象是： ；
（2）步骤①中检查气密性时，将盖有密封盖的玻璃容器浸没在水中，如果观察到有气泡冒出并有水进入，说明装置气密性 (选填：“良好”或“不好”)；
（3）装置甲中225毫升集气瓶中装入25毫升的水，量筒内装有40毫升水，用红磷做实验，根据图丙的实验数据，理论上实验结束后量筒内剩余的水为 毫升；
（4）根据该兴趣小组的实验结果，用图甲装置测量空气中氧气的体积分数，选用哪种药品最合适 请说明理由： 。
44．小成进行如图所示实验来验证质量守恒定律。在实验中用电子天平和量筒准确测量出表中m1、m2、m3、m4和 V (实验中操作正确， O2的密度为ρg/cm3)
测量对象 测量结果
m1
m2
试管 m3
试管+加热后剩余固体 m4
量筒内收集气体的体积 v
（1）装置中试管口略向下倾斜的原因是 。
（2） 根据质量守恒定律， m1、m2、m3、m4、V和p之间应存在的等量关系为 。
（3）若小成根据数据计算所得结果与质量守恒定律不符。造成这一实验结果的原因分析正确的是____ (填字母) 。
A．试管中氯酸钾没有完全分解
B．导管口连续均匀冒气泡时才收集气体
C．导气管没伸入量筒底部，部分氧气溶解于水
D．停止加热后，调节量筒内外液面相平再读数
（4）实验结束后，小成在拆卸装置时闻到刺激性气味，小成说：氧气是无色无味的，有刺激性气味的气体会不会是二氧化硫 小观认为不可能。他的理由是： 。
45．某科学兴趣小组的同学利用如图装置进行“测定空气中氧气含量”的实验。
【实验步骤】
①检查气密性后，将Ⅰ装满水和相应药品，按图连接各仪器；
②打开止水夹a和b，向Ⅰ中缓慢鼓入一定量空气，记录Ⅱ中水的体积为200毫升；
③关闭止水夹a和b，用凸透镜聚光引燃白磷，充分反应后，燃烧匙中的白磷有剩余；
④待装置冷却到室温，打开止水夹b，Ⅱ中的水倒吸进入Ⅰ中，测得Ⅱ中水的体积变为157毫升。
（1）步骤②中鼓入一定量空气，“一定量”的具体要求是
（2）根据实验结果，计算所测空气中氧气的体积分数为
（3）与教材实验相比，本实验的优点有 。(写出一点即可)
46．为了探究能使带火星木条复燃的最低氧气体积分数，小明利用如图装置进行了实验探究，其主要步骤如下：
①通过长颈漏斗往装有二氧化锰的试管内加入过氧化氢溶液；
②取5只相同的试管编号为A、B、C、D、E，分别装入占试管总体积10%、20%、30%、40%、50%的水，用排水法收集氧气至恰好排尽；
③取出试管，伸入带火星的木条观察现象，并记录在表中；
试管编号 A B C D E
带火星木条的情况 微亮 亮 很亮 复燃 复燃
排水集气后试管中氧气的体积分数/% a b c d e
（1）写出该反应的化学方程式 。
（2）根据表中信息，小明需要在此实验基础上进一步探究最低的氧气体积分数范围为____。
A．a%到b%之间 B．b%到c%之间
C．c%到d%之间 D．d%到e%之间
（3）已知空气中氧气的体积分数为20%，忽略水蒸气的影响，则排水集气后A试管中氧气的体积分数为 。
47．氧气在生产生活中有广泛应用，制取氧气的方法有多种。
方案一：图甲是小明利用“固体过碳酸钠( 和二氧化锰在水中反应生成氧气”的原理来制作简易制氧机。反应时反应仓中液体翻腾、变浑浊、仓壁变热，过滤仓中有气泡产生。相关的化学反应方程式：
（1）过滤仓中的水除了过滤杂质、提纯氧气外，还起到的作用是____。(多选)
A．便于观察氧气生成的速度
B．降低氧气的温度
C．加快氧气的生成
（2）如果在实验室用固体过碳酸钠、二氧化锰粉末和水制取氧气，则下表中适合的发生装置和收集装置分别是 。(选填下图中的字母)
发生装置 收集装置
（3）方案二：小明模拟工业上用空气冷冻分离法制氧的方法，进行图乙的实验，从图中的实验现象可以推测，液态空气汽化时，首先蒸发出来的气体是 。
48．某兴趣小组对教材中“测定空气中氧气含量”实验（如图甲）进行了改进，设计了图乙（选用容积为60mL的试管作反应容器）的实验方案，收到了良好的实验效果。对比分析下面两个实验，回答下列问题：
（1）甲实验测得的氧气的体积分数大于1/5，请分析可能的原因 ；（写出一点即可）
（2）乙实验操作如下（装置气密性良好）：
①撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹；②点燃酒精灯；③读取注射器活塞位置的刻度数据；④将足量红磷平装入试管，把50mL的注射器活塞置于20mL刻度处，并按图乙所示的连接方式固定好，再用弹簧夹夹紧橡皮管。
你认为正确的实验操作顺序是 ；（填序号）
（3）乙实验中，注射器活塞最后将停止在约 mL刻度处。
49．某化学兴趣小组设计了如下实验，用来比较氧化铜和二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果。用如图1所示的装置进行了两次实验，在试管中分别加入等质量的氧化铜和二氧化锰，分别将注射器内盛有3mL的5%的双氧水注入试管中，再利用注射器收集氧气，收集到氧气的体积和时间的关系如图2所示。
（1）实验中造成U形管内红墨水液面左低右高的原因是该反应 (填“放热”，“吸热”)。
（2）根据图2可以得出的结论是 。
（3）由氧化铜催化的反应， 时间段反应速率逐渐变慢，原因可能是 。
50．为比较不同物质对过氧化氢溶液分解的催化效果，实验小组选取了二氧化锰、铁锈(主要成分是 和氧化铜(CuO)进行探究。
探究一：铁锈(主要成分是 Fe2O3.难溶于水)对过氧化氢溶液分解是否具有的催化效果，用天平称量1gFe2O3，取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，进行以下7个步骤的实验探究。
步骤⑦：将所得固体再次放入等量的过氧化氢溶液中，重复完成实验②③，并观察现象。
【寻找证据】
步骤①现象 步骤③现象 步骤⑥结果 步骤⑦现象
溶液中缓慢放出气泡，带火星的木条不复燃 溶液中较快放出气泡，带火星木条复燃 固体质量为1g 与步骤③相同
【实验分析】
（1）实验结果支持氧化铁能加快过氧化氢溶液分解速率的证据是 。
（2）此实验中步骤⑦的实验目的是 。【结论】氧化铁对过氧化氢分解具有催化作用。
（3）探究二：氧化铜(CuO)与二氧化锰(MnO2)的催化效果比较
实验小组按照图1所示的装置进行了两次实验，在试管中分别加入1g氧化铜和1g二氧化锰，分别将注射器内盛有的5mL5%的过氧化氢溶液快速注入试管中，利用注射器收集氧气，收集到氧气的体积和时间的关系如图2所示。
【实验分析】
请根据图2所示实验结果 的催化效果更好。
（4）由氧化铜催化的反应在 时间段，反应速率逐渐变慢的原因是： 。
01 学习目标
02 思维导图
03 基础知识
04 经典例题
05 强化提升
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