(共75张PPT)
课题2
空气、氧气
空气的成分及用途(近5 年1考)
1.(2023·广州3题3分)生机勃勃的地球离不开空气。关于空气,
下列说法不正确的是(
)
D
A.稀有气体可用于霓虹灯的制作
B.CO2 是植物光合作用的重要原料
C.SO2 排放是导致酸雨的原因之一
D.PM2.5 的含量越高,空气质量越好
空气中氧气含量的测定(近5 年1考)
2.[2025·广州20(3)②题2分]用红磷燃烧探究空气中氧气的含
量,装置如图,排除装置与操作误差后,发现实验结果总是低于
氧气的真实含量,原因可能是______________________________
__________________________________________。
氧气体积分数下降到一定程度时,
红磷熄灭,氧气未消耗完
空气的污染及防治(近5年3考)
√
3.(2022·广东12A)判断正误。pH<5.6 的降雨称为酸雨。(
)
4.(2021·广东3 题3分)下列不属于空气质量指数(简称 AQI)中
污染物监测范畴的是(
)
C
A.CO
B.SO2
C.N2
D.PM2.5
氧气的实验室制取与性质(近5年必考)
5.[2023·广东18(1)ⅰ、ⅱ、ⅲ题6分](1)实验室制取O2 及性质
检验。
锥形瓶
ⅰ.图中仪器 a 的名称是________。
ⅱ.用高锰酸钾制取 O2,应选择图中的发生装置_______(填字
母),化学方程式为_____________________________________。
A
2KMnO4
K2MnO4+MnO2+O2↑
操作 现象 结论
硫燃烧时,________(填字母),
生成刺激性气味的气体
a.产生大量白烟
b.生成黑色固体
c.发出蓝紫色火焰 O2 有氧化性
集气瓶中 NaOH 溶液的作用是_____________________________
____________________________________
ⅲ.收集一瓶 O2 并进行性质检验。
c
吸收反应生成的二氧化硫,
防止其污染空气
【版本链接】人教版:九上第二单元 P29~54
科粤版:九上第二单元 P32~40,第三单元P72 ~87
编者按:本书“构建物质网络”栏目中,“——”表示物质
之间能相互反应,“―→”表示物质间的转化关系。
1.物质推断
a:________________
KMnO4
2.写出对应序号的化学方程式
①__________________________________________________
②__________________________________________________
③______________________________(充分燃烧)
____________________________(不充分燃烧)
2KMnO4
K2MnO4+MnO2+O2↑
2H2O2
2H2O+O2↑
C+O2
CO2
2C+O2
2CO
⑧______________________________________________
⑨______________________________________________
4Al+3O2===2Al2O3
2Cu+O2
2CuO
21%
78%
SO2、NO2
拉瓦锡
不易
火星四射
黑
耀眼的白光
白
明亮的蓝紫色
有刺激性气味
白烟
淡蓝色
出现水雾
澄清石灰水
沸点
判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”,
并在题上进行改正。
)
×
(1)空气中氮气的质量分数约为 78%。(
空气中氮气的体积分数约为78%。
(2)氮气能作保护气是因为其化学性质不活泼。(
)
√
(3)稀有气体的化学性质很不活泼,因此不与任何物质发生反
应。(
)
×
在一定条件下,稀有气体也可以与某些物质发生化学反应。
(4)空气质量指数级别越高,空气质量越差。(
)
√
)
×
(5)SO2、NO、CO2 均属于空气污染物。(
CO2 不属于空气污染物。
(6)空气中的氧气主要来源于植物的光合作用。(
)
√
(7)工业上和实验室制取氧气都发生了化学变化。(
)
工业上制取氧气发生的是物理变化,实验室制取氧气发生的
是化学变化。
×
1.(科粤九上图片改编)如图是空气成分示意图,气体 b 表示的
是(
)
B
A.氮气
B.氧气
C.二氧化碳
D.稀有气体
2.(人教九上习题改编)关于几种气体,下列说法不正确的是
(
)
A
A.氧气具有助燃性,可用作燃料
B.二氧化碳是植物光合作用的原料
C.氦气可用于填充探空气球
D.氮气常温下化学性质稳定
3.(人教九上习题改编)氧气在生命活动中不可或缺。下列有关
氧气的描述正确的是(
)
C
A.通常情况下,氧气是淡蓝色的气体
B.鱼能在水中生存是因为氧气易溶于水
C.氧气用于医疗急救,是利用了氧气的化学性质
D.氧气性质活泼, 能与所有物质发生反应
4.(人教九上思考与讨论改编)打赢蓝天保卫战,全面实施《大
气污染防治行动计划》。下列有关空气的污染与防治的说法或做法
错误的是(
)
C
A.参与植树造林,扩大植被面积
B.提倡公交出行,推广新能源汽车
C.大量使用化石能源对环境没有影响
D.建设环境空气自动监测站,加强大气监测治理
5.(科粤九上习题改编)以下有关物质在氧气中燃烧现象的描
述,正确的是(
)
C
A.木炭充分燃烧后生成黑色固体
B.细铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁
C.红磷在空气中燃烧,产生大量白烟
D.硫在氧气中燃烧产生淡蓝色火焰
6.(人教九上习题改编)实验室用高锰酸钾制取氧气的实验中,
不需要使用的一组仪器是(
)
B
A.试管、铁架台
C.集气瓶、酒精灯
B.烧杯、玻璃棒
D.导管、单孔塞
重点实验突破
空气中氧气含量的测定
一阶 基础知识
1.实验原理
(1)设计原理
减小
(2)反应原理:_______________________(用化学方程式表示)。
2.实验操作
(1)连接装置并检查装置气密性。
(2)在集气瓶中加入少量水,目的是_______________________
_________________;
吸收五氧化二磷,
将水面上方空间分为 5 等份,并作标记。
(3)用弹簧夹夹紧乳胶管。
(4)在燃烧匙内放入足量的红磷,用酒精灯加热,点燃红磷后
立即伸入瓶中,并把橡胶塞塞紧。
(5)待红磷熄灭并冷却至室温后,打开弹簧夹,观察现象。
防止污染空气
3.实验现象
白烟
(1)红磷燃烧,产生大量________,放出热量。
(2)待红磷熄灭并冷却至室温后,打开弹簧夹,烧杯中的水被
吸入集气瓶中,集气瓶中液面约上升至刻度________处。
4.实验结论:空气中氧气体积约占空气总体积的______。
1
5.试剂的选择与替代(用燃烧法测定时)
(1)铁丝不能代替红磷的原因:__________________________。
(2)镁条不能代替红磷的原因:镁条不仅能和 O2 反应,还会和
N2、CO2 反应。
铁丝在空气中不燃烧
(3)木炭不能代替红磷的原因:木炭在空气中燃烧,当氧气含
量不足时,木炭不充分燃烧有 CO 气体生成,其不能被合适的试
剂吸收。
(4)硫粉能代替红磷的原因:将集气瓶中的水换成 NaOH 溶液,
SO2 能被 NaOH 溶液吸收。
【总结】红磷替代品应满足的条件(需同时具备)
1.物质只能与空气中的氧气反应。
2.生成物最好是固体,若生成气体,该气体必须易被合适的试
剂吸收。
6.装置的改进与创新
甲
乙
丙
装置始终密闭,能减小实验误差
测量结果更准确
(1)改进点燃方式(如图甲):通过使用电或光点燃红磷使其在密
闭容器中燃烧,优点是__________________________________。
(2)改进测量方式:利用带刻度的仪器直接测量密闭容器中气
体减少的体积(如图乙),优点是____________________。
(3)改进实验原理:通过铁粉生锈、铜粉加热等原理消耗氧气
(如图丙),优点是______________________________________。
反应更充分,结果更准确
测定混合物中某物质含量的一般思路
二阶 拓展应用
1.数字化实验(2025·广州一模)数字化实验是利用传感器和信
息处理终端进行实验数据的采集与分析。某校“我与化学”研究
小组正在开展空气中氧气含量测定的数字化实验,实验装置如图
甲所示。在组装好装置后,使用激光笔引燃反应容器内的红磷,
红磷燃烧前后反应容器内压强变化曲线如图乙。下列说法不正确
的是(
)
甲
乙
A.红磷燃烧时产生大量白烟
B.加入足量的红磷是为了充分消耗容器内的氧气
C.曲线 a→b 段压强变大,说明红磷燃烧放出热量
D.装置内温度,c 点远低于 a 点
答案:D
2.创新装置如图是某小组测定空气组成实验的新设计,操作步
骤:往有机玻璃管右侧装入足量的食品脱氧剂(可快速除去氧气),
并迅速向管的左侧注入一滴水,测出 AO 的长度为 L1(图甲),然后
轻轻转动玻璃管,使脱氧剂粉末平铺在玻璃管右侧,待水滴停止
移动后,测得 AB 的长度为 L2(图乙)。以下说法正确的是(
)
L1-L2
A.水滴向右移动是因为玻璃管内压强增大
B.装置的气密性对测定结果的精度没有影响
C. 将脱氧剂粉末平铺在有机玻璃管中的目的是增大接触面
积,使反应更充分
L1
×100%
D.用该方法测得的空气中氧气的体积分数是
答案:C
实验方法 高锰酸钾制取氧气 过氧化氢制取氧气
反应原理
氧气的实验室制取与性质(近5年必考)
一阶 基础知识
一、氧气的实验室制取
1.氧气制取
发生装置
固体加热型
固液常温型
收集装置
检验方法 将带火星的木条________________,若木条复燃,说
明收集的气体为氧气
验满方法 向上排空气法:将带火星的木条放在____________,
若木条复燃,说明已集满
伸入集气瓶瓶内
集气瓶瓶口
2.注意事项
(1)加热高锰酸钾制取氧气
①试管口要塞一团棉花,目的是_______________________
________________________________________;
②试管口略向下倾斜,目的是防止冷凝水倒流至热的试管底
部,使试管炸裂。
(2)利用过氧化氢溶液制取氧气
①导管稍露出橡胶塞即可,否则不利于气体导出;
防止加热时固体粉末随
气流进入导管,堵塞导管
②长颈漏斗下端管口应伸入液面以下,形成液封,防止气体
逸出。
(3)利用排水法或向上排空气法收集氧气
①用排水法收集氧气,结束时应先移出导管再熄灭酒精灯,
目的是防止水槽中的水倒吸入试管,使试管炸裂;
②用向上排空气法收集氧气时,导管尽量伸到集气瓶底部,
便于排尽集气瓶中的空气。
3.反思与评价
反应不需要加热,操作简便(合理即可)
(1)相比于高锰酸钾,实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取
氧气的优点是_________________________________________。
(2)收集的氧气不纯的原因
①装置气密性不好;
②用向上排空气法收集时,导管未伸到集气瓶底部;
③用排水法收集时,未等导管口有_______________________
时就开始收集。
连续、均匀的气泡冒出
物质 实验操作 操作要点与目的
木炭 ①红热的木炭用坩埚钳夹持插入盛有
氧气的集气瓶中时要由上而下______
(填“快速”或“缓慢”)插入,以便
_____________;
②振荡,澄清石灰水____________
二、氧气的性质
缓慢
充分反应
变浑浊
物质 实验操作 操作要点与目的
硫 ①集气瓶底部水(可用碱液代替)的作用是
____________________________________;
②硫在氧气中比在空气中燃烧得更旺,原因
是___________________________________
______________________________________
与空气相比,氧气单位体积的空间里氧
分子的数目更多
吸收产生的二氧化硫,防止污染空气
物质 实验操作 操作要点与目的
铁丝 ①铁丝绕成螺旋状的目的是_______
____________________________;
②集气瓶底部装少量水(或铺一层细
沙)的作用是____________________
______________________________;
③火柴的作用是__________,要待火
柴快燃尽时,再插入集气瓶中
增大铁丝与氧气的接触面积
防止生成的高温熔融
物溅落,炸裂瓶底
引燃铁丝
二阶 拓展应用
结合图示回答下列问题。
(1)图甲是实验用到的部分装置图。
甲
A
400
ⅰ.实验室用高锰酸钾制取氧气时,发生装置应选____(填字
母),该反应的化学方程式为________________________________。
工业上用分离液态空气法制取氧气,若制取了 100 L 的氧气,理
论上同时也能得到的氮气的体积约是________L。
2KMnO4
K2MnO4+MnO2+O2↑
ⅱ.收集一瓶 O2 并利用其进行装置 E 的性质实验,NaOH 溶液
的作用是吸收某种气体,该气体排放到空气中可能会造成的环境
问题是________。
酸雨
b
ⅲ.若选用装置 D 收集氨气,需从导管________(填“a”或“b”)
端通入氨气。
(2)跨学科实践活动基于特定需求设计和制作简易供氧器。
ⅰ.10 g 过氧化钠(Na2O2)固体和 10 g 过氧化钙(CaO2)固体分别
与水作用生成氧气的质量与时间的关系如图乙。若给鱼池增氧,
试剂的最佳选择为______________,理由是___________________
________________________________________________________
__________________。
过氧化钙固体
等质量的过氧化钠
和过氧化钙,过氧化钙产生氧气的持续时间更长,且生成氧气的
质量更多(合理即可)
ⅱ.兴趣小组制作了图丙所示的“简易供氧器”。向矿泉水瓶
中加水的装置类似于化学仪器中的_________(填仪器名称)。图丙中
多孔气泡石所起的作用是__________________________________
_________________________________________。
氧效率 (合理即可)
长颈漏斗
增大氧气与水的接触面积,提高水的溶
约占空气体积—的气体是(
一材多题空气是地球上宝贵的自然资源,人类对空气的认识
经历了漫长的研究和探索过程。回答 1~3 题。
1.18 世纪 70 年代,拉瓦锡通过实验研究了空气的成分,其中
1
5
)
B
A.N2
B.O2
C.CO2
D.H2O
2.随着科技的发展,空气中各成分的应用越来越广泛,下列有
关说法不正确的是(
)
B
A.氮气可用作保护气
C.稀有气体用于激光技术
B.氧气用作燃料
D.二氧化碳用于人工增雨
3.下列做法不利于保护环境的是(
)
A
A.夜间焚烧农作物秸秆
C.废气达标排放
B.充分利用风能、太阳能、水能
D.提倡绿色出行
4.跨学科实践活动(2025·深圳联考)活动小组在进行跨学科实
践活动时,了解了微型空气质量“检测站”的检测结果如图,下
列说法正确的是(
)
A.风速的大小对空气质量的变化无影响
B.PM2.5 是指粒径为 0.25 毫米的细颗粒物
C.空气质量指数数值越大,空气质量越好
D.若检测到二氧化硫超标,可能会导致酸雨
答案:D
5.中国科技目前,我国太空空间站内的氧气主要通过电解水方
式获得,然后将氧气与氮气等以一定体积比混合成“人造空
气”(约20%的氧气,70%的氮气,控制二氧化碳的含量低于0.7%)。
下列说法正确的是(
)
D
A.“人造空气”的成分和空气完全相同
B.若只含有氧气会更有益于人的呼吸
C.在“人造空气”中点燃的蜡烛会迅速熄灭
D.人体呼出的 CO2 可作空间站植物的气体肥料
)
D
6.(2025·天津)下列实验现象描述正确的是(
A.硫在空气中燃烧时发出蓝紫色火焰
B.铁丝插入盛有氧气的集气瓶中剧烈燃烧
C.乙醇在空气中燃烧生成二氧化碳和水
D.在空气中加热铜粉,红色粉末逐渐变为黑色
7.(2025·苏州)实验室用 30 mL 8%的过氧化氢溶液和二氧化锰
制氧气,并进行铁丝燃烧实验。下列实验操作不规范的是(
)
A.检查气密性
B.取用液体
C.收集氧气
D.铁丝燃烧
B
8.创新实验小亮同学设计了如图所示的装置测定空气中氧气
的含量。下列关于该实验的说法错误的是(
)
C
A.该实验利用了铜丝的导热性
B.红磷燃烧结束后,待装置恢复至室温时再读数
C.实验结束后右侧玻璃管内液面上升
D.使用该装置进行实验,能减少对空气的污染
9.空气是一种宝贵的自然资源。请回答下列问题。
(1)在物质分类中,洁净的空气属于________(填“纯净物”或
“混合物”)。
混合物
(2)如图甲为工业制取氧气的部分流程示意图,请根据图示回
答相关问题。
①液态空气在空气分馏塔中蒸发可分离出氧气和氮气,原理
是利用氮气和氧气的________(填“密度”或“沸点”)不同而将
氮气和氧气分离;
沸点
②已知氧气的沸点是-183 ℃,氮气的沸点是-196 ℃。打开
一个装有液态空气的容器盖,并将一根燃着的木条置于容器口上
方,观察到的现象是__________________________。
燃着的木条熄灭
(3)冰箱中常用“气调保鲜”来达到对食物保鲜的效果。如图
乙所示是工业上用膜分离技术实现“气调保鲜”的流程。在空气
分离后,进入冰箱保鲜室内的气体是______________。
富氮空气
10.数字化实验(2025·山东)兴趣小组利用图(a)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 O2 的体积分数,数据
如图(b)。下列说法不正确的是(
)
A.实验开始时,两集气瓶内 O2 的体积分数均约为 21%
B.木条、蜡烛均熄灭后,集气瓶内 O2 的体积分数:甲<乙
C.70 s 时,甲集气瓶内 CO2 的体积分数为 88.3%
D.可以通过调节 O2 的体积分数调控燃烧
答案:C
11.科普阅读中国天宫空间站三名航天员每日需要 2.4 kg O2。
在固体燃料氧气发生器中制氧,是航天员安全可靠的供氧途径之
一。向氧气发生器中加入粉末状的铁粉和氯酸钠(NaClO3),点燃铁
粉,铁粉剧烈燃烧,放出大量的热,NaClO3 受热分解为 NaCl 和
O2。
铁粉剧烈燃烧放出的热量
(1)氯酸钠受热分解所需能量来自_______________________。
C.都含 ClO3
(2)氯酸钠受热分解的化学方程式为______________________
____________。
3O2↑
(3)试分析氯酸钠与氯酸钾具有相似化学性质的原因是_____。
C
A.都含氯元素
-
B.都含氧元素
D.以上都是
(4)在一定条件下,制取相同质量的 O2,加热分解________(填
“KClO3”或“NaClO3”)所需质量更少。(钾的相对原子质量为 39,
钠的相对原子质量为 23)
NaClO3
2NaClO3
2NaCl+
12.基础实验与跨学科实践(2025·佛山一模)完成下列实验。
(1)任务一:O2 的实验室制取
AC
酒精灯
ⅰ.选用 KMnO4 制取 O2,化学方程式为__________________
_______________________________________。用图甲中仪器组装
发生装置,应选择______E,还需补充的仪器是_______(填名称)。
K2MnO4+MnO2+O2↑
2KMnO4
ⅱ.检查气密性,松手后出现图乙所示现象,说明该装置气密
性________。
良好
ⅲ.在图丙中将收集 O2 过程的微观示意图补画完整(忽略水的
蒸发)。
(2)任务二:制作酸雨危害演示装置
项目学习小组利用塑料瓶和洗发水瓶等生活物品,设计制作
如下装置并进行探究。
操作 现象 分析与结论
硫在空气中燃烧,____
(填字母),生成刺激性
气味的气体
a.发出白光
b.发出淡蓝色火焰
c.放出热量 基于环保考虑,装置可
优化的一处是 _______
___________________
___________________
__________________
bc
在左侧
吸管上端加装气球
(或在塑料瓶中加入氢
氧化钠溶液来吸收SO2)
操作 现象 分析与结论
燃烧结束,不断按压洗
发水瓶的泵头 右侧吸管口有水喷
出,大理石表面有气
泡产生,一段时间后
叶子变黄 SO2 溶于水后与 O2 作 用
生成 H2SO4,化学方程式
为___________________
___________________
2SO2+2H2O+O2
===2H2SO4