专题十三 氧气和二氧化碳的性质及应用
考点解析☆目标分解
b级目标：概述氧气的性质和用途、氧气的实验室制备及检验；概述二氧化碳的性质和用途、二氧化碳的实验室制备及检验。
c级目标：空气中的氧气和二氧化碳。
目标分解：
①氧气的性质和用途
②氧气的实验室制备及检验
③二氧化碳的性质和用途
④二氧化碳的实验室制备及检验
⑤空气中的氧气和二氧化碳
考点剖析☆聚焦高频
考点一：氧气的性质和用途
1.如图所示为氧气的几种用途，其中利用氧气能支持燃烧性质的是（?? ）
A.????????B.??????????C.????????D.?
【答案】A
【解析】根据氧气的性质进行分析，氧气能支持燃烧，能帮助呼吸，据此解答．
【解答】解：A、宇航事业使用氧气利用氧气能支持燃烧放出热量，故A正确；
B、医疗使用氧气是利用氧气帮助呼吸的性质，故B错误；
C、潜水使用氧气是利用氧气帮助呼吸的性质，故C错误；
D、登山使用氧气是利用氧气帮助呼吸的性质，故D错误；
故选A．
2.如图所示是从空气中分离氧气的示意图：
请你写出从图中所获得的有关空气的主要组成、氧气和氮气的性质、从空气中分离氧气的过程属于什么变化等信息各一条．组成：________；性质：________；变化：________。
【答案】空气是由氮气、氧气等组成的混合物；氮气的沸点比氧气低；分离液态空气制氧气是物理变化
【解析】根据图中提供的信息和物质的组成、结构、性质、变化等方面进行分析、判断，从而得出正确的结论． 【来源：21cnj*y.co*m】
【解答】解：组成方面：空气是由氮气、氧气等组成的混合物．故填：空气是由氮气、氧气等组成的混合物．
结构方面：氮气是由氮气分子构成的．故填：氮气是由氮气分子构成的．
性质方面：氮气的沸点比氧气低．故填：氮气的沸点比氧气低．
变化方面：分离液态空气制氧气是物理变化．故填：分离液态空气制氧气是物理变化．
答案：空气是由氮气、氧气等组成的混合物
氮气的沸点比氧气低
分离液态空气制氧气是物理变化
考点二：氧气的实验室制备及检验
1.（2016?绍兴）进行氧气制取与性质检验的实验．
（1）以过氧化氢溶液为原料制取并收集氧气，应选用的装置是________（选填序号）。
（2）实验中，用装有一定量水的集气瓶进行排水法收集氧气，能使带火星木条复燃，那么使带火星的木条复燃的氧气体积分数的最低值是多少呢？进一步展开探究．第一组实验：5只容积均为100毫升的集气瓶，分别装入一定体积的水，再用排水法收集氧气，恰好把5只集气瓶中的水排去，将带火星的木条依次伸入5只集气瓶中，记录实验现象．www-2-1-cnjy-com
以相同方法完成第二组实验，两组实验的数据和现象见下表，（已知空气中氧气的体积分数为21%）?
第一组
第二组
集气瓶编号
A
B
C
D
E
A
B
C
D
E
集气前装入集气瓶内水的体积（毫升）
10
20
30
40
50
31
33
35
37
39
带火星木条的状况
微亮
亮
很亮
复燃
复燃
很亮
很亮
复燃
复燃
复燃
①第一组实验D瓶，集气结束时氧气的体积分数为________%。
②经计算，第二组实验C瓶的氧气体积分数为48.65%，由此得出“使带火星的木条复燃的氧气体积分数的最低值只能是48.65%”的结论，对此结论和过程进行评价：________________________________。
【答案】（1）AE
（2）52.6；该结论不严格；实验过程可省去第二组中编号A、D、E的实验，补充一个当水的体积分数达到34%的实验
【解析】（1）根据制取气体发生装置选择的依据和收集装置的依据进行分析；（2）分析表格可发现收集的氧气占容积的体积分数最低为35%时木条就可复燃，根据空气中原有的氧气和收集到的氧气，就可算出氧气的分数．设计实验时，要明确实验的目的，要注意控制一些变量，从而可减少实验的次数，减少实验的过程．
【解答】解：（1）以过氧化氢溶液为原料制取并收集氧气，反应物为过氧化氢，二氧化锰作催化剂，为固液反应，不需加热，故发生装置选A装置，氧气密度比空气大，不易溶于水，可以用向上排空气法，也可用排水法进行收集，但图示向上排空气法有错误，故只能选E装置，故填：AE．（2）①集气瓶中氧气的体积分数=收集的氧气占容积的体积分数+瓶中空气占容积的体积分数×空气中氧气的体积分数，第一组实验D瓶，集气结束时氧气的体积分数为40%+60%×21%=52.6%，故填：52.6；
②该结论不严格，由图中可知，当水的体积分数达到35%时，带火星的木条复燃，水的体积分数达到33%时，带火星的木条不复燃，应作一个补充实验，当水的体积分数达到34%时，看带火星的木条是否复燃；
采取“半值法”探究能减少实验次数，实际上就是通过实验数据的分析，减少不必要的实验，第二组实验若按B、C的编号顺序进行实验，即可确定下一组实验收集的氧气占容积的体积分数应在33%～35%之间，从而省去编号A、D、E的实验，但需补充一个当水的体积分数达到34%的实验．故填：该结论不严格；实验过程可省去第二组中编号A、D、E的实验，补充一个当水的体积分数达到34%的实验．
2.（2017?温州）在用氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气实验后，为了进一步探究二氧化锰的用量对氯酸钾分解速度的影响，小明用如图装置，以及实验室提供的实验所需药品和器材进行实验。老师对实验的建议：①每组实验氯酸钾用量可取4克，二氧化锰质量不宜超过2克。②实验应设计4组。
（1）结合老师建议，补充完整实验步骤①之后的其它步骤。
①检查装置的气密性；
……
（2）实验结束后，小明回收了二氧化锰。如果要证明二氧化锰是氯酸钾分解的催化剂，还需验证该二氧化锰的________保持不变。
【答案】（1）②取4克氯酸钾与0.5克二氧化锰，均匀混合后加入试管中，连接好装置；
③开始加热试管，用秒表记录量筒收集一定体积氧气的时间；
④换用三支相同的试管，各加入4克氯酸钾，分别与1克、1.5克、2克二氧化锰均匀混合，用相同装置重复步骤②、③；
⑤比较实验记录的四次时间大小，判断氯酸钾的分解速度与二氧化锰用量的关系。
（2）质量和化学性质
【解析】本考点主要考查气体的制取装置和收集装置的选择，用氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气时，属于固体加热型，向上排空气法可收集密度比空气大的气体，据此设计实验步骤。
【解答】（1）设计实验步骤制取氧气，探究二氧化锰的用量对氯酸钾分解速度的影响，
②取4克氯酸钾与0.5克二氧化锰，均匀混合后加入试管中，连接好装置；
③开始加热试管，用秒表记录量筒收集一定体积氧气的时间；
④换用三支相同的试管，各加入4克氯酸钾，分别与1克、1.5克、2克二氧化锰均匀混合，用相同装置重复步骤②、③；
⑤比较实验记录的四次时间大小，判断氯酸钾的分解速度与二氧化锰用量的关系；
（2）要证明二氧化锰是氯酸钾分解的催化剂，需保证二氧化锰的质量和化学性质保持不变。
故答案为：（1）②取4克氯酸钾与0.5克二氧化锰，均匀混合后加入试管中，连接好装置；③开始加热试管，用秒表记录量筒收集一定体积氧气的时间；④换用三支相同的试管，各加入4克氯酸钾，分别与1克、1.5克、2克二氧化锰均匀混合，用相同装置重复步骤②、③；⑤比较实验记录的四次时间大小，判断氯酸钾的分解速度与二氧化锰用量的关系；（2）质量和化学性质。
考点三：二氧化碳的性质和用途
1.（2016?杭州）大量排放以CO2为主的温室气体会导致全球气候变暧已得到公认，控制大气中CO2含量刻不容缓。
（1）在自然界碳循环中，大气中CO2被消耗转化为有机物的主要途径是________。大气中部分CO2会溶解于水，导致海水酸化，其反应的化学反应方程式是________。
（2）科学家提出首先用某些溶液来吸收CO2，从而将CO2从工业尾气中“捕捉”出来，适合“捕捉”CO2的溶液有________。（写出一种）
（3）一些城市在大型建筑物的屋顶种植当地草类、花卉等植物，并配置相应的传感器与灌溉技术来降温，从而减少空调使用，这种“绿色屋顶”可以降温的主要原因是________。
（4）假定一台空调使用时的平均功率为2千瓦，我们每天少使用空调1小时，据表计算，一个月（以30天计），可减少CO2排放________千克。
项目
使用量
CO2排放量(千克)
家庭用水(米3)
1
0.93
家庭用电(千瓦时)
1
0.96
家用天然气(米3)
1
2.77
【答案】（1）光合作用；H2O+CO2=H2CO3
（2）NaOH溶液
（3）蒸腾作用散失水分，降低叶片表面的温度
（4）57.6
【解析】自燃界中消消耗二氧化碳的主要途径是绿色植物的光合作用。
【解答】(4)由W=Pt计算可得每天消耗电能W=Pt=2kW×1h=2kW·h, 一个月以30天计，消耗电能 W=30×2kW·h=60kW·h。根据表格数据可知，消耗1 kW·h的电，产生0.96千克的CO2，所以一个月使用空调产生的二氧化碳质量为60×0.96kg=57.6kg。?
2.（2014·丽水）小丽利用底部有一小孔的大试管，如图甲所示装配成一个制取CO2气体的装置。
（1）实验前，关闭止水夹，先将试管底部稍浸没在水中，再用双手紧握试管，观察到________，则说明装置气密性良好； 21世纪教育网版权所有
（2）小丽将CO2通入盛有NaOH溶液的试管中，观察不到明显现象。那么CO2与NaOH是否发生反应？为此又做了实验：在集满CO2的软塑料瓶（如图乙）中加入适量的NaOH溶液，盖紧瓶塞振荡，发现瓶变瘪，于是认为CO2与NaOH发生了反应。小衢提出质疑，认为导致软塑料瓶变瘪的原因还有可能是________；
（3）小科从变瘪的软塑料瓶中取出少量试液置于试管中，滴入________溶液（填一种盐），观察到有白色沉淀产生，就证明了CO2与NaOH的反应确实已经发生。
【答案】（1）试管底部有气泡逸出
（2）二氧化碳能溶于水（或二氧化碳能与水反应）
（3）氯化钙（氯化钡、硝酸钙、硝酸钡等合理答案）
【解析】本题考查的是检查装置气密性的原理，二氧化碳的化学性质、碳酸盐的检验方法。（1)检查装置的气密性装置气密性检验有多种方法，原理都是根据装置内外的压强差形成水柱或气泡；（2)在集满CO2的软塑料瓶（如图乙)中加入适量的NaOH溶液，盖紧瓶塞振荡，发生瓶变瘪，说明二氧化碳被吸收了，针对以上现象，有两种可能：①认为CO2与NaOH发生了反应；②认为二氧化碳与溶于水；（3)因为变瘪后的塑料瓶内有碳酸钠生成，所以若加入能与碳酸钠反应生成沉淀的盐溶液即可。
【解答】（1)检查装置气密性的原理都是根据装置内外的压强差形成水柱或气泡；故该装置检查气密性的方法是：关闭止水夹（或用手指堵住导管)，将试管通底部分浸入水中，再用手握试管，观察通底处是否有气泡冒出，观察到试管底部有气泡冒出，则说明装置气密性良好；2·1·c·n·j·y
（2)在集满CO2的软塑料瓶（如图乙)中加入适量的NaOH溶液，盖紧瓶塞振荡，发生瓶变瘪，于是认为CO2与NaOH发生了反应，小衢提出质疑，因为NaOH溶液中除NaOH外还有水，而CO2还能溶于水或与水反应，所以他认为导致软塑料瓶变瘪的原因还有可能是：二氧化碳能溶于水（或二氧化碳能与水反应)，21*cnjy*com
（3)CO2与NaOH的反应有碳酸钠生成，所以若加入能与碳酸钠反应生成沉淀的盐溶液如氯化钙溶液就会有白色沉淀生成，就证明了CO2与NaOH的反应确实已经发生。
故答案为：（1)试管底部有气泡冒出；
（2)二氧化碳能溶于水（或二氧化碳能与水反应)
（3)氯化钙（氯化钡、硝酸钙、硝酸钡等合理答案)
考点四：二氧化碳的实验室制备及检验
1.（2016?宁波）如图是小科完成CO2的制取、收集和验满的主要操作过程，其中需要纠正的是（? ） 21教育名师原创作品
A.?气密性检查 B.?添加试剂
C.?制取并收集气体 D.?气体验满
【答案】D
【解析】A、根据检查装置气密性的方法进行分析判断．B、根据向试管中倾倒液体药品的方法进行分析判断．C、根据实验室制取二氧化碳的发生装置属于固液常温型，用向上排空气法收集，进行分析判断．D、根据二氧化碳气体的验满方法进行分析判断．本题难度不大，熟悉实验室制取二氧化碳的发生装置与收集装置、操作的注意事项是解答此类试题的关键．
【解答】解：A、检查装置气密性的方法：把导管的一端浸没在水里，双手紧贴容器外壁，若导管口有气泡冒出，装置不漏气；图中所示操作正确．
B、向试管中倾倒液体药品时，瓶塞要倒放，标签要对准手心，瓶口紧挨，图中所示操作正确．
C、实验室制取二氧化碳的发生装置属于固液常温型，用向上排空气法收集，图中所示操作正确．
D、检验二氧化碳是否收集满时，应将燃着的木条放在集气瓶口，不能伸入瓶中，图中所示操作错误．
故选：D．
2.（2015?绍兴）因为“1升水中大约能溶解1升二氧化碳”，所以我们常采用向上排空气集气法收集二氧化碳，在集满二氧化碳时，玻璃片的 （选填“毛”或“光”）面应朝下盖上集气瓶，有同学质疑：因为发生反应时排出气体的速度很快，二氧化碳与水接触的时间很短，溶解的量可能不大，于是他们决定探究二氧化碳是否能用排水集气法收集？他们查阅资料得到：①排水集气法收集时，二氧化碳在水中的溶解损失很小；②排空气集气法与排水集气法的二氧化碳纯度比较如表所示：他们得出的结论是： ???? 。
收集的方法
二氧化碳的纯度
排空气集气法
71%
排水集气法
87.5%
【答案】毛 、二氧化碳能用排水法收集
【解析】根据玻璃片的特点、二氧化碳的性质和收集气体的纯度分析判断回答。
【解答】解：由集气瓶的瓶口是打磨的，毛玻璃片是打磨的，在集满二氧化碳时，玻璃片的毛面应朝下盖上集气瓶，能防止二氧化气体逸出。由于二氧化碳在水的溶解性不大，二氧化碳在水中的溶解损失很小，用排水集气法收集的较为纯净，可以用排水法收集二氧化碳。
故答案为：毛，二氧化碳能用排水法收集
考点五：空气中的氧气和二氧化碳
1.（2016?温州）为验证空气中氧气的体积分数，小明按图甲所示的装置进行了多次实验，发现每次测得的氧气体积分数总是远小于21%，他认为误差主要由实验装置造成，于是改用图乙装置进行实验，步骤如下：
①连接装置并检查气密性。
②在量筒内加入100毫升的水。
③在广口瓶中加入少量水，使瓶内空气体积为250毫升。
④在燃烧匙内放入过量的红磷，塞紧瓶塞，关闭止水夹，接通电源使电烙铁发热，点燃红磷后，断开电源。
⑤燃烧结束并充分冷却后，打开止水夹，待量筒内水面不再下降时，记录量筒内水的体积为65毫升。
（1）小明按如甲装置进行实验时，该如何检查装置的气密性？______________。
（2）与装置甲相比，装置乙中使用电烙铁可以减小实验误差，其原因是：___________。
（3）根据本实验数据，计算出空气中氧气的体积分数为________。
小明发现，测量结果与真实值仍有较大差距，查阅资料发现，引起本实验的误差除装置外，还与可燃物的性质有关． 【版权所有：21教育】
【答案】（1）可将导管一端插入水中，用手紧握广口瓶外壁，观察水中的导管口是否有气泡冒出，如果有气泡冒出，说明装置气密性好
（2）改进后的装置无需打开瓶塞点燃红磷，避免瓶内空气外逸而而造成实验误差
（3）14%
【解析】（1）装置气密性检查的原理一般是通过压强差来产生明显的现象来判断．压强差主要来自两方面：一是利用温度的变化引起气体体积变化，二是利用外力产生压强差．（2）对比改进行前后的两种探究装置，可发现改进后不需要点燃红磷后再将燃烧匙伸入瓶中，可很好地避免因装置漏气而对结果带来的偏差；（3）根据量筒内减少的体积为氧气的体积解答．了解实验数据的处理或者误差分析的方法及技巧；了解用红磷测定氧气在空气中含量的实验的注意事项．实验是化学的重要组成部分，正确的实验操作是得出科学结论的前提条件之一，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为得出正确的结论奠定基础．
【解答】解：（1）检验此装置的气密性时，可将导管一端插入水中，用手紧握广口瓶外壁，观察水中的导管口是否有气泡冒出，如果有气泡冒出，说明装置气密性好．（2）与装置甲相比，装置乙中使用电烙铁可以减小实验误差，其原因是：改进后的装置无需打开瓶塞点燃红磷，避免瓶内空气外逸而而造成实验误差．（3）量筒内减少的体积为氧气的体积，氧气的体积=100mL﹣65mL=35mL；
空气中氧气的体积分数为： ×100%=14%．
故答案为：（1）将导管一端插入水中，用手紧握广口瓶外壁，观察水中的导管口是否有气泡冒出，如果有气泡冒出，说明装置气密性好．（2）改进后的装置无需打开瓶塞点燃红磷，避免瓶内空气外逸而而造成实验误差；（3）14%【出处：21教育名师】
2.（2015?杭州）甲图所示为测定空气中氧气含量的装置及药品。
（1）为获得较为准确的实验数据，下列做法不正确的是______。
A．检查装置的气密性
B．燃烧匙中的红磷足量
C．点燃红磷后缓慢将燃烧匙插入瓶中，塞紧瓶塞
D．红磷熄灭，广口瓶冷却后打开弹簧夹
（2）小明同学用足量的木炭代替红磷，氢氧化钠溶液代替水来做此实验．小明操作正确，但是测得的数据小于用红磷测得的数据，其原因是木炭燃烧除生成二氧化碳外还可能生成 。
（3）市售“暖宝宝”中发热剂的主要成分是：铁粉、炭粉、水和食盐等，反应原理可以简化为铁生锈，小明用配制的发热剂按图乙装置实验，他不是将足量的发热剂堆在瓶底，而是将其涂抹在广口瓶内壁的四周，这样做的目的是 ______ 。
（4）在上述三个实验操作都正确的情况下，与另外两个实验的测量结果相比，第三个实验的测量结果与空气中氧气的含量更接近，推测其主要原因，最合理的是____。
【答案】（1）C（2）一氧化碳（3）增大与氧气的接触面积，加快缓慢氧化。
（4）可以防止磷燃烧产生的白烟散逸到空气中，再就是实验在密闭体系中进行，读数更准确
【解析】本题是测定空气中氧气的含量，我们常用燃烧红磷或白磷的方法，因为磷燃烧生成白色固体五氧化二磷，几乎不占空间，使得内外产生气压差，从而得到正确的结论。因此在选择可燃物时，必须考虑到：燃烧的条件；生成物的状态；不与空气中其他物质发生反应。
保证本实验成功的关键是：①装置气密性好；②红磷要足量；③要冷却至室温再读数；暖宝宝暖宝宝中的铁粉与水和空气中氧气发生了缓慢氧化，进而放出热量；物质缓慢氧化会放出热量，氯化钠的作用是加速铁粉氧化，更快地放出热量。据此分析解答有关的问题。
【解答】解：（1）保证实验成功的条件是：正式开始实验前，要先检查装置的气密性，防止装置漏气；燃烧匙中的红磷足量；等集气瓶冷却，打开止水夹；点燃红磷后燃烧匙插入集气瓶慢，塞紧瓶塞之前，瓶内部分空气受热逸出，进入的水的量应大于集气瓶体积的1/3。
（2）木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳，二氧化碳气体能够被氢氧化钠溶液吸收，木炭在氧气中不完全燃烧，会生成一氧化碳，瓶内气压变化小，导致测得的数据小于用红磷测得的数据。
（3）暖宝宝暖宝宝中的铁粉与水和空气中氧气发生了缓慢氧化，从而使瓶内的压强减小；将其涂抹在广口瓶内壁的四周，这样做的目的是增大与氧气的接触面积，加快缓慢氧化。
（4）第三个实验与另外两个实验的测量结果相比，它可以防止磷燃烧产生的白烟散逸到空气中，再就是实验在密闭体系中进行，读数更准确。
答案：
（1）C（2）一氧化碳（3）增大与氧气的接触面积，加快缓慢氧化。
（4）可以防止磷燃烧产生的白烟散逸到空气中，再就是实验在密闭体系中进行，读数更准确
考点过关☆专项突破
考点一：氧气的性质和用途
1.下列有关氧气说法正确的是（?? ）
A.?工业上可以利用分离液态空气法制氧气，该变化是分解反应
B.?氧气用途广泛，可以炼钢、气焊、医疗急救及做燃料等
C.?鱼可以在水中生存因为氧气易溶于水
D.?一般而言，物质在空气中燃烧就是物质和氧气发生氧化反应
2.下列实验现象的描述，正确的是（?? ）
A.?硫在氧气中燃烧产生蓝紫色火焰，生成一种刺激性气味的气体
B.?蜡烛在空气中燃烧生成二氧化碳和水
C.?将木炭放入氧气中，发出白光，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体
D.?细铁丝在空气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体
3.蜡烛（足量）在如图密闭的集气瓶内燃烧至熄灭，用仪器测出瓶内氧气含量的变化如图所示，下列判断正确的是（?? ）www.21-cn-jy.com
A.?蜡烛燃烧前瓶内只有氧气?????????????????????????B.?氧气浓度小于一定值时，蜡烛无法燃烧
C.?过程中瓶内物质总质量不断减少????????????D.?蜡烛熄灭后瓶内只剩二氧化碳气体
4.类推是化学学习中常用的思考方法．以下四个类推结果正确的是（?? ）
A.?氧化反应都会放出热量，所以放出热量的变化都是氧化反应
B.?化学变化生成了新物质，所以初中阶段有新物质生成的变化都是化学变化
C.?氧气是无色无味的气体，所以无色无味的气体就是氧气
D.?分解反应生成了多种物质，因此只要生成了两种或两种以上物质的化学反应就应该是分解反应
5.将一种无色液体A和一种黑色固体B混合能得到另一种无色液体C和无色气体D，E在D中燃烧很旺，产生明亮的蓝紫色火焰且生成有刺激性气味的气体F．另一黑色固体G在无色气体D中燃烧，产生使澄清石灰水变浑浊的气体H。 【来源：21·世纪·教育·网】
（1）写出以上物质的化学符号：E________；F________；
（2）写出A、B混合得到C、D的符号表达式：________，其中B起________作用，此反应属于________反应（填基本反应类型）。 2-1-c-n-j-y
（3）写出G+D﹣H的符号表达式：________，此反应属于________反应（填基本反应类型）。 21*cnjy*com
考点二：氧气的实验室制备及检验
1.（2014·义乌）实验室制氧气的两种方法如下：
方法一：
方法二：
（1）两种方法涉及到的化学反应基本类型都是________?反应。
（2）下图是实验室用于制取、干燥和收集气体的装置图。仪器A的名称是________。现用方法一制取一瓶干燥的氧气，请按气体流向，用导管的编号将装置连接好________?。21教育网
2.（2017?舟山）下面是实验室制取和收集气体的装置。如果用氯酸钾和二氧化锰来制取并收集一瓶干燥的氧气，应选择下列装置中的________（用编号表示），检验这瓶氧气是否收集满的方法是________。
3.某校化学兴趣小组的同学利用下列装置进行实验．
（1）实验目的：（1）用高锰酸钾制取一瓶氧气，做细铁丝燃烧的实验．（2）粗略测定加热2g高锰酸钾所收集到的氧气体积。反应原理：________（用化学方程式表示）高锰酸钾制氧气：________细铁丝在氧气中燃烧：________。
装置连接：为达到实验目的（2），各装置的正确连接顺序是：（填接口的字母）a→________→d
（2）问题分析：
1）实验过程发现B瓶中的水变红了，原因是：________。
2）用收集到的氧气做细铁丝燃烧的实验时，发现瓶底炸裂，发生失误的操作可能是：________。
3）铁丝在氧气中燃烧实验中
①铁丝为什么要绕成螺旋状？________。
②铁丝前端为什么要系一根火柴？________。
③点燃火柴后，铁丝插入集气瓶中的适宜时刻是________。
4）为何铁丝要由上而下伸入集气瓶中________。
4.课堂上同学们利用甲图所示装置做过氧化氢制氧气的实验时，用带火星的木条检验氧气，带火星的木条很难复燃．于是老师将甲装置进行了改进，如乙图，带火星的木条较易复燃．（图中的铁架台均已略去）
（1）分析改用乙装置后，带火星的木条较易复燃的原因：________。
（2）老师又设计了另一个改进的丙装置，带火星的木条也易复燃．根据（1）推测的原因，分析浓硫酸的作用：________。
5.气体制取是重要的化学实验活动．
（1）实验室用双氧水与二氧化锰制取氧气，该方法制取氧气的化学方程式是________。如图1装置能收集氧气的是________（填编号）。
（2）实验室用石灰石和稀盐酸制备二氧化碳时，要求能随时控制反应进行或停止，如图2所示符合该条件的发生装置是________（填编号）；其中发生反应的化学方程式是________，能使反应暂时停止的实验操作是________。实验不适宜用排水集气法收集二氧化碳的理由是________。 21·cn·jy·com
6.工业制取氧气主要有下列步骤．
（1）从步骤②可以得出氮气的沸点比氧气的沸点________（填“高”或“低”）；
（2）空气中的氧与液态空气的氧化学性质相同的原因是________；
（3）储存在蓝色钢瓶里的“工业液氧”是________（填“纯净物”或“混合物”）；
（4）用________可以区分空气、“工业液氧”和二氧化碳。
7.我们学过几种途径可以制得氧气，如图所示：
（1）________（填序号）途径发生的是物理变化；
（2）为了使A、F两种途径更快地制取氧气，还需加入________；
（3）发生化学变化的途径，它们的基本反应类型是________；
（4）根据“绿色化学”理念，________（填序号）途径是实验室制氧气的最佳方法。
考点三：二氧化碳的性质和用途
1.（2016?台州）小晨同学在研究二氧化碳气体的性质时，进行了如图所示的实验。
（1）二氧化碳通常用大理石与稀盐酸反应制取，一般用________法收集。
（2）向漏斗中倾倒二氧化碳，燃着的蜡烛自下而上熄灭，由此说明二氧化碳具有的物理性质是________。 21·世纪*教育网
2.如图，在实验台上放置两瓶气体，集气瓶甲、乙中分别盛有CO2、O2、H2中的一种。
（1）如果其中一瓶是氧气，则你认为是________瓶。
（2）将一种________溶液（填化学式）倒入乙瓶中，振荡，若出现浑浊，则乙瓶中是CO2气体。
3.某同学在家中做关于二氧化碳的相关实验。根据老师提供的相关资料，他利用厨房里的苏打（碳酸钠）和白醋，制取二氧化碳气体。
（1）该同学找了一个大的透明的玻璃杯，将这两种物质分别放入杯中，观察到产生了大量的气泡，细心的小明还发现，在玻璃杯的外侧杯壁上有一些小水珠，用手摸玻璃杯的外壁，凉凉的。根据这个现象，你推测这个反应是________反应（填“吸热”或者“放热”）。
（2）该同学想研究二氧化碳的某些性质。他用大可乐瓶做了如图所示的一个装置，按箭头方向通入二氧化碳气体，根据所学知识他预测一段时间后出现的现象是低处的蜡烛先熄灭，高处的蜡烛后熄灭。说出他做出推测的理由是：________。
（3）实际在实验过程中发现低处的蜡烛熄灭了，而高处的蜡烛没有熄灭，试分析可能的原因是：________。
考点四：二氧化碳的实验室制备及检验
1.实验室制取CO2的有关操作如图，正确的是（?? ）
A.?检查气密性?????????????B.?制气??
C.?收集??????????????????????????????????????????????????D.?验满
2.实验室制CO2时，一般有如下五个步骤：①检查装置的气密性；②按要求装配好仪器；③向长颈漏斗注入稀盐酸；④向反应器中放入几块大理石；⑤收集二氧化碳气体．正确的顺序是（?? ）
A.?①②③④⑤?????????????B.?①②④③⑤???????????????C.?②①④③⑤??????????????D.?②④①③⑤
3.?化学研究性学习小组探究二氧化碳气体能否用排水集气法收集．
（1）【猜想】
Ⅰ．不能用排水法收集．你认为其理由是________?；
Ⅱ．能够用排水法收集．你认为其理由可能是________。
（2）【实验】实验一：制取二氧化碳．用石灰石与稀盐酸反应．反应的化学方程式为 ________??．分别用向上排空气法和排水集气法收集两瓶气体并分别标注为①和②．
（3）实验二：将两瓶气体分别倒立于盛有足量氢氧化钠溶液的玻璃水槽中．一段时间后，①号集气瓶中的溶液的体积约为集气瓶容积的2/3， ②号集气瓶中的溶液几乎全充满．该实验中反应的化学方程式为________。
（4）【结论】由实验一得出的结论是猜想________正确；由实验二得出的结论是________?。
4.（2016?宁波）活性碳酸钙（CaCO3）和炭黑（C）常用作橡胶的填充料，用来改良橡胶性能．在不同的橡胶制品中，对活性碳酸钙和炭黑的投料比有不同的要求．现有一份由活性碳酸钙和炭黑组成的橡胶填充料样品，为测定其中活性碳酸钙的含量，小科用如图所示的实验装置进行实验。
实验步骤如下：
①按图连接装置并检查装置的气密性；
②取样品4.0g，置于甲中的硬质玻璃管内，乙中加入足量的氢氧化钠溶液；
③通入干燥的氧气一段时间后，电子称的示数稳定在150.0g；
④继续保持氧气通入，点燃酒精喷灯，加强热；
⑤充分反应后（C被完全氧化，CaCO3被完全分解），最终电子称的示数稳定在152.2g；
⑥实验结束后，根据实验所得的数据进行计算。
请回答下列问题：
（1）实验中所用的氧气可以在实验室中利用________分解得到。
（2）步骤③中先通入干燥的氧气一段时间的目的是________。
（3）计算样品中活性CaCO3的质量分数（结果精确到0.1%）。
考点五：空气中的氧气和二氧化碳
1.人类每时每刻都离不开空气。下列有关空气的说法不正确的是( ???)
A.?空气是由多种单质和化合物组成的混合物
B.?空气中含量较多且化学性质活泼的是氨气
C.?呼吸、燃烧、炼钢、化工生产等都要用到氧气
D.?空气是一种宝贵的自然资源，要保护空气，防止空气污染
2.学会用科学知识解释用途、现象，理解物质性质及原因是学习科学的要求之一，下列物质的用途、性质及有关的解释正确的是（?? ）
A.?氮气可作食品保护气、铁粉可做食品保鲜剂，都利用物质的化学性质??????????
B.?浓硫酸、浓盐酸露置在空气中一段时间后质量分数均会减小，因为它们均有吸水性
C.?生石灰、浓硫酸均可作干燥剂，是因为它们能与水反应??????????
D.?氢氧化钙溶液、碳酸钠溶液都使无色酚酞试液变红色，是因为它们都能电离出OH-
3.为测定空气中氧气的体积分数，某兴趣小组的同学选用了35mL的试管作反应容器（如图）和量程体积足够大的针筒注射器．将红磷放入试管后，橡皮塞塞紧试管，松开弹簧夹（整套装置的气密性良好）．用酒精灯加热红磷，待燃烧结束，冷却到室温，观察现象．可以观察到活塞从原来的10mL刻度处慢慢前移到约（?? ）
A.?1mL刻度处?????????????B.?3mL刻度处??????????????C.?5mL刻度处??????????????D.?8mL刻度处
4.如图所示是测定空气中氧气含量（体积分数）的实验装置，操作步骤如下：先用弹簧夹夹住乳胶管；将燃烧匙中的红磷点燃后，迅速伸入瓶中并塞上瓶塞；待红磷熄灭，广口瓶冷却后，打开弹簧夹，观察瓶内水面上升情况．若实验完毕后，进入广口瓶内水的体积明显小于瓶内原来空气体积的1/5，则下列解释中不合理的是（?? ）
A.?可能使用的红磷量不足，瓶内氧气没有完全消耗
B.?可能未塞紧瓶塞，冷却时外界空气进入瓶内
C.?可能未等广口瓶冷却至室温，即打开了弹簧夹
D.?可能没夹紧弹簧夹，红磷燃烧时瓶内部分空气受热从导管逸出
5.空气中氧气约占21%，利用分离液态空气的方法得到氧气是工业上制取氧气的重要途径，下面是工业上制氧气流程图：
（1）工业上分离液态空气制氧气的变化属于________（填“物理变化”或“化学变化”）
（2）这样制得的氧气是________（填“纯净物”或“混合物”）
（3）氮气的沸点﹣196℃，氧气的沸点﹣183℃，在蒸发的过程中________先被蒸发出来．（填“氮气”或“氧气”）
（4）任何物质我们都要辩证的看待，氧气既有利的一面，也有有害的一面请各写出一点：用途：________________________________；
危害：________________________________。
6.在“测定空气中氧气的体积分数”实验中：
（1）甲组同学采用课本实验装置（图2），他们先用图1的组合装置在空气中点燃红磷，然后慢慢地将燃烧匙从上到下插入广口瓶中，目的使上、下层空气中的氧气都能得到充分消耗，直到橡皮塞塞紧瓶口，红磷在瓶中继续燃烧直到熄灭，等广口瓶冷却后，打开止水夹．但这样测出的氧气的体积分数明显大于1/5，请分析原因________________________。
（2）乙组同学先查阅资料（如下表），然后对课本上的实验装置进行了图3所示的改进，右端玻璃管上端开口（其它仪器忽略）。
颜色、状态
熔点/℃
着火点/℃
密度/（g/cm3）
红磷
暗红色固体
590
240
2.34
白磷
白色或黄白色固体
44.1
40
1.82
①乙组同学红磷换成了白磷的优点是________。
②大家用改进的实验装置进行实验，待玻璃管冷却、管内白色的烟幕消失时，左玻璃管内的液面上升了一段距离，此时他们应该怎样操作之后，才能读取左管液面的刻度________。 21cnjy.com
专题十三 氧气和二氧化碳的性质及应用
考点解析☆目标分解
b级目标：概述氧气的性质和用途、氧气的实验室制备及检验；概述二氧化碳的性质和用途、二氧化碳的实验室制备及检验。21cnjy.com
c级目标：空气中的氧气和二氧化碳。
目标分解：
①氧气的性质和用途
②氧气的实验室制备及检验
③二氧化碳的性质和用途
④二氧化碳的实验室制备及检验
⑤空气中的氧气和二氧化碳
考点剖析☆聚焦高频
考点一：氧气的性质和用途
1.如图所示为氧气的几种用途，其中利用氧气能支持燃烧性质的是（?? ）
A.????????B.??????????C.????????D.?
【答案】A
【解析】根据氧气的性质进行分析，氧气能支持燃烧，能帮助呼吸，据此解答．
【解答】解：A、宇航事业使用氧气利用氧气能支持燃烧放出热量，故A正确；
B、医疗使用氧气是利用氧气帮助呼吸的性质，故B错误；
C、潜水使用氧气是利用氧气帮助呼吸的性质，故C错误；
D、登山使用氧气是利用氧气帮助呼吸的性质，故D错误；
故选A．
2.如图所示是从空气中分离氧气的示意图：
请你写出从图中所获得的有关空气的主要组成、氧气和氮气的性质、从空气中分离氧气的过程属于什么变化等信息各一条．组成：________；性质：________；变化：________．
【答案】空气是由氮气、氧气等组成的混合物；氮气的沸点比氧气低；分离液态空气制氧气是物理变化
【解析】根据图中提供的信息和物质的组成、结构、性质、变化等方面进行分析、判断，从而得出正确的结论． 21教育名师原创作品
【解答】解：组成方面：空气是由氮气、氧气等组成的混合物．故填：空气是由氮气、氧气等组成的混合物．
结构方面：氮气是由氮气分子构成的．故填：氮气是由氮气分子构成的．
性质方面：氮气的沸点比氧气低．故填：氮气的沸点比氧气低．
变化方面：分离液态空气制氧气是物理变化．故填：分离液态空气制氧气是物理变化．
答案：空气是由氮气、氧气等组成的混合物
氮气的沸点比氧气低
分离液态空气制氧气是物理变化
考点二：氧气的实验室制备及检验
1.（2016?绍兴）进行氧气制取与性质检验的实验．
（1）以过氧化氢溶液为原料制取并收集氧气，应选用的装置是________（选填序号）．
（2）实验中，用装有一定量水的集气瓶进行排水法收集氧气，能使带火星木条复燃，那么使带火星的木条复燃的氧气体积分数的最低值是多少呢？进一步展开探究．第一组实验：5只容积均为100毫升的集气瓶，分别装入一定体积的水，再用排水法收集氧气，恰好把5只集气瓶中的水排去，将带火星的木条依次伸入5只集气瓶中，记录实验现象．
以相同方法完成第二组实验，两组实验的数据和现象见下表，（已知空气中氧气的体积分数为21%）?
第一组
第二组
集气瓶编号
A
B
C
D
E
A
B
C
D
E
集气前装入集气瓶内水的体积（毫升）
10
20
30
40
50
31
33
35
37
39
带火星木条的状况
微亮
亮
很亮
复燃
复燃
很亮
很亮
复燃
复燃
复燃
①第一组实验D瓶，集气结束时氧气的体积分数为________%．
②经计算，第二组实验C瓶的氧气体积分数为48.65%，由此得出“使带火星的木条复燃的氧气体积分数的最低值只能是48.65%”的结论，对此结论和过程进行评价：________________________________．21*cnjy*com
【答案】（1）AE
（2）52.6；该结论不严格；实验过程可省去第二组中编号A、D、E的实验，补充一个当水的体积分数达到34%的实验
【解析】（1）根据制取气体发生装置选择的依据和收集装置的依据进行分析；（2）分析表格可发现收集的氧气占容积的体积分数最低为35%时木条就可复燃，根据空气中原有的氧气和收集到的氧气，就可算出氧气的分数．设计实验时，要明确实验的目的，要注意控制一些变量，从而可减少实验的次数，减少实验的过程．
【解答】解：（1）以过氧化氢溶液为原料制取并收集氧气，反应物为过氧化氢，二氧化锰作催化剂，为固液反应，不需加热，故发生装置选A装置，氧气密度比空气大，不易溶于水，可以用向上排空气法，也可用排水法进行收集，但图示向上排空气法有错误，故只能选E装置，故填：AE．（2）①集气瓶中氧气的体积分数=收集的氧气占容积的体积分数+瓶中空气占容积的体积分数×空气中氧气的体积分数，第一组实验D瓶，集气结束时氧气的体积分数为40%+60%×21%=52.6%，故填：52.6；
②该结论不严格，由图中可知，当水的体积分数达到35%时，带火星的木条复燃，水的体积分数达到33%时，带火星的木条不复燃，应作一个补充实验，当水的体积分数达到34%时，看带火星的木条是否复燃；
采取“半值法”探究能减少实验次数，实际上就是通过实验数据的分析，减少不必要的实验，第二组实验若按B、C的编号顺序进行实验，即可确定下一组实验收集的氧气占容积的体积分数应在33%～35%之间，从而省去编号A、D、E的实验，但需补充一个当水的体积分数达到34%的实验．故填：该结论不严格；实验过程可省去第二组中编号A、D、E的实验，补充一个当水的体积分数达到34%的实验．
2.（2017?温州）在用氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气实验后，为了进一步探究二氧化锰的用量对氯酸钾分解速度的影响，小明用如图装置，以及实验室提供的实验所需药品和器材进行实验。老师对实验的建议：①每组实验氯酸钾用量可取4克，二氧化锰质量不宜超过2克。②实验应设计4组。
（1）结合老师建议，补充完整实验步骤①之后的其它步骤。
①检查装置的气密性；
……
（2）实验结束后，小明回收了二氧化锰。如果要证明二氧化锰是氯酸钾分解的催化剂，还需验证该二氧化锰的________保持不变。
【答案】（1）②取4克氯酸钾与0.5克二氧化锰，均匀混合后加入试管中，连接好装置；
③开始加热试管，用秒表记录量筒收集一定体积氧气的时间；
④换用三支相同的试管，各加入4克氯酸钾，分别与1克、1.5克、2克二氧化锰均匀混合，用相同装置重复步骤②、③；21教育网
⑤比较实验记录的四次时间大小，判断氯酸钾的分解速度与二氧化锰用量的关系。
（2）质量和化学性质
【解析】本考点主要考查气体的制取装置和收集装置的选择，用氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气时，属于固体加热型，向上排空气法可收集密度比空气大的气体，据此设计实验步骤。
【解答】（1）设计实验步骤制取氧气，探究二氧化锰的用量对氯酸钾分解速度的影响，
②取4克氯酸钾与0.5克二氧化锰，均匀混合后加入试管中，连接好装置；
③开始加热试管，用秒表记录量筒收集一定体积氧气的时间；
④换用三支相同的试管，各加入4克氯酸钾，分别与1克、1.5克、2克二氧化锰均匀混合，用相同装置重复步骤②、③；
⑤比较实验记录的四次时间大小，判断氯酸钾的分解速度与二氧化锰用量的关系；
（2）要证明二氧化锰是氯酸钾分解的催化剂，需保证二氧化锰的质量和化学性质保持不变。
故答案为：（1）②取4克氯酸钾与0.5克二氧化锰，均匀混合后加入试管中，连接好装置；③开始加热试管，用秒表记录量筒收集一定体积氧气的时间；④换用三支相同的试管，各加入4克氯酸钾，分别与1克、1.5克、2克二氧化锰均匀混合，用相同装置重复步骤②、③；⑤比较实验记录的四次时间大小，判断氯酸钾的分解速度与二氧化锰用量的关系；（2）质量和化学性质。
考点三：二氧化碳的性质和用途
1.（2016?杭州）大量排放以CO2为主的温室气体会导致全球气候变暧已得到公认，控制大气中CO2含量刻不容缓。
（1）在自然界碳循环中，大气中CO2被消耗转化为有机物的主要途径是________。大气中部分CO2会溶解于水，导致海水酸化，其反应的化学反应方程式是________。
（2）科学家提出首先用某些溶液来吸收CO2，从而将CO2从工业尾气中“捕捉”出来，适合“捕捉”CO2的溶液有________。（写出一种）
（3）一些城市在大型建筑物的屋顶种植当地草类、花卉等植物，并配置相应的传感器与灌溉技术来降温，从而减少空调使用，这种“绿色屋顶”可以降温的主要原因是________。
（4）假定一台空调使用时的平均功率为2千瓦，我们每天少使用空调1小时，据表计算，一个月（以30天计），可减少CO2排放________千克。
项目
使用量
CO2排放量(千克)
家庭用水(米3)
1
0.93
家庭用电(千瓦时)
1
0.96
家用天然气(米3)
1
2.77
【答案】（1）光合作用；H2O+CO2=H2CO3
（2）NaOH溶液
（3）蒸腾作用散失水分，降低叶片表面的温度
（4）57.6
【解析】自燃界中消消耗二氧化碳的主要途径是绿色植物的光合作用。
【解答】(4)由W=Pt计算可得每天消耗电能W=Pt=2kW×1h=2kW·h, 一个月以30天计，消耗电能 W=30×2kW·h=60kW·h。根据表格数据可知，消耗1 kW·h的电，产生0.96千克的CO2，所以一个月使用空调产生的二氧化碳质量为60×0.96kg=57.6kg。?
2.（2014·丽水）小丽利用底部有一小孔的大试管，如图甲所示装配成一个制取CO2气体的装置。
（1）实验前，关闭止水夹，先将试管底部稍浸没在水中，再用双手紧握试管，观察到________，则说明装置气密性良好； 【来源：21·世纪·教育·网】
（2）小丽将CO2通入盛有NaOH溶液的试管中，观察不到明显现象。那么CO2与NaOH是否发生反应？为此又做了实验：在集满CO2的软塑料瓶（如图乙）中加入适量的NaOH溶液，盖紧瓶塞振荡，发现瓶变瘪，于是认为CO2与NaOH发生了反应。小衢提出质疑，认为导致软塑料瓶变瘪的原因还有可能是________；
（3）小科从变瘪的软塑料瓶中取出少量试液置于试管中，滴入________溶液（填一种盐），观察到有白色沉淀产生，就证明了CO2与NaOH的反应确实已经发生。
【答案】（1）试管底部有气泡逸出
（2）二氧化碳能溶于水（或二氧化碳能与水反应）
（3）氯化钙（氯化钡、硝酸钙、硝酸钡等合理答案）
【解析】本题考查的是检查装置气密性的原理，二氧化碳的化学性质、碳酸盐的检验方法。（1)检查装置的气密性装置气密性检验有多种方法，原理都是根据装置内外的压强差形成水柱或气泡；（2)在集满CO2的软塑料瓶（如图乙)中加入适量的NaOH溶液，盖紧瓶塞振荡，发生瓶变瘪，说明二氧化碳被吸收了，针对以上现象，有两种可能：①认为CO2与NaOH发生了反应；②认为二氧化碳与溶于水；（3)因为变瘪后的塑料瓶内有碳酸钠生成，所以若加入能与碳酸钠反应生成沉淀的盐溶液即可。
【解答】（1)检查装置气密性的原理都是根据装置内外的压强差形成水柱或气泡；故该装置检查气密性的方法是：关闭止水夹（或用手指堵住导管)，将试管通底部分浸入水中，再用手握试管，观察通底处是否有气泡冒出，观察到试管底部有气泡冒出，则说明装置气密性良好；2-1-c-n-j-y
（2)在集满CO2的软塑料瓶（如图乙)中加入适量的NaOH溶液，盖紧瓶塞振荡，发生瓶变瘪，于是认为CO2与NaOH发生了反应，小衢提出质疑，因为NaOH溶液中除NaOH外还有水，而CO2还能溶于水或与水反应，所以他认为导致软塑料瓶变瘪的原因还有可能是：二氧化碳能溶于水（或二氧化碳能与水反应)，
（3)CO2与NaOH的反应有碳酸钠生成，所以若加入能与碳酸钠反应生成沉淀的盐溶液如氯化钙溶液就会有白色沉淀生成，就证明了CO2与NaOH的反应确实已经发生。
故答案为：（1)试管底部有气泡冒出；
（2)二氧化碳能溶于水（或二氧化碳能与水反应)
（3)氯化钙（氯化钡、硝酸钙、硝酸钡等合理答案)
考点四：二氧化碳的实验室制备及检验
1.（2016?宁波）如图是小科完成CO2的制取、收集和验满的主要操作过程，其中需要纠正的是（? ）
A.?气密性检查 B.?添加试剂
C.?制取并收集气体 D.?气体验满
【答案】D
【解析】A、根据检查装置气密性的方法进行分析判断．B、根据向试管中倾倒液体药品的方法进行分析判断．C、根据实验室制取二氧化碳的发生装置属于固液常温型，用向上排空气法收集，进行分析判断．D、根据二氧化碳气体的验满方法进行分析判断．本题难度不大，熟悉实验室制取二氧化碳的发生装置与收集装置、操作的注意事项是解答此类试题的关键．
【解答】解：A、检查装置气密性的方法：把导管的一端浸没在水里，双手紧贴容器外壁，若导管口有气泡冒出，装置不漏气；图中所示操作正确．
B、向试管中倾倒液体药品时，瓶塞要倒放，标签要对准手心，瓶口紧挨，图中所示操作正确．
C、实验室制取二氧化碳的发生装置属于固液常温型，用向上排空气法收集，图中所示操作正确．
D、检验二氧化碳是否收集满时，应将燃着的木条放在集气瓶口，不能伸入瓶中，图中所示操作错误．
故选：D．
2.（2015?绍兴）因为“1升水中大约能溶解1升二氧化碳”，所以我们常采用向上排空气集气法收集二氧化碳，在集满二氧化碳时，玻璃片的 （选填“毛”或“光”）面应朝下盖上集气瓶，有同学质疑：因为发生反应时排出气体的速度很快，二氧化碳与水接触的时间很短，溶解的量可能不大，于是他们决定探究二氧化碳是否能用排水集气法收集？他们查阅资料得到：①排水集气法收集时，二氧化碳在水中的溶解损失很小；②排空气集气法与排水集气法的二氧化碳纯度比较如表所示：他们得出的结论是： ???? 。
收集的方法
二氧化碳的纯度
排空气集气法
71%
排水集气法
87.5%
【答案】毛 、二氧化碳能用排水法收集
【解析】根据玻璃片的特点、二氧化碳的性质和收集气体的纯度分析判断回答。
【解答】解：由集气瓶的瓶口是打磨的，毛玻璃片是打磨的，在集满二氧化碳时，玻璃片的毛面应朝下盖上集气瓶，能防止二氧化气体逸出。由于二氧化碳在水的溶解性不大，二氧化碳在水中的溶解损失很小，用排水集气法收集的较为纯净，可以用排水法收集二氧化碳。
故答案为：毛，二氧化碳能用排水法收集
考点五：空气中的氧气和二氧化碳
1.（2016?温州）为验证空气中氧气的体积分数，小明按图甲所示的装置进行了多次实验，发现每次测得的氧气体积分数总是远小于21%，他认为误差主要由实验装置造成，于是改用图乙装置进行实验，步骤如下：21世纪教育网版权所有
①连接装置并检查气密性．
②在量筒内加入100毫升的水．
③在广口瓶中加入少量水，使瓶内空气体积为250毫升．
④在燃烧匙内放入过量的红磷，塞紧瓶塞，关闭止水夹，接通电源使电烙铁发热，点燃红磷后，断开电源．
⑤燃烧结束并充分冷却后，打开止水夹，待量筒内水面不再下降时，记录量筒内水的体积为65毫升．
（1）小明按如甲装置进行实验时，该如何检查装置的气密性？______________
（2）与装置甲相比，装置乙中使用电烙铁可以减小实验误差，其原因是：___________
（3）根据本实验数据，计算出空气中氧气的体积分数为________．
小明发现，测量结果与真实值仍有较大差距，查阅资料发现，引起本实验的误差除装置外，还与可燃物的性质有关．
【答案】（1）可将导管一端插入水中，用手紧握广口瓶外壁，观察水中的导管口是否有气泡冒出，如果有气泡冒出，说明装置气密性好
（2）改进后的装置无需打开瓶塞点燃红磷，避免瓶内空气外逸而而造成实验误差
（3）14%
【解析】（1）装置气密性检查的原理一般是通过压强差来产生明显的现象来判断．压强差主要来自两方面：一是利用温度的变化引起气体体积变化，二是利用外力产生压强差．（2）对比改进行前后的两种探究装置，可发现改进后不需要点燃红磷后再将燃烧匙伸入瓶中，可很好地避免因装置漏气而对结果带来的偏差；（3）根据量筒内减少的体积为氧气的体积解答．了解实验数据的处理或者误差分析的方法及技巧；了解用红磷测定氧气在空气中含量的实验的注意事项．实验是化学的重要组成部分，正确的实验操作是得出科学结论的前提条件之一，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为得出正确的结论奠定基础．
【解答】解：（1）检验此装置的气密性时，可将导管一端插入水中，用手紧握广口瓶外壁，观察水中的导管口是否有气泡冒出，如果有气泡冒出，说明装置气密性好．（2）与装置甲相比，装置乙中使用电烙铁可以减小实验误差，其原因是：改进后的装置无需打开瓶塞点燃红磷，避免瓶内空气外逸而而造成实验误差．（3）量筒内减少的体积为氧气的体积，氧气的体积=100mL﹣65mL=35mL；
空气中氧气的体积分数为： ×100%=14%．
故答案为：（1）将导管一端插入水中，用手紧握广口瓶外壁，观察水中的导管口是否有气泡冒出，如果有气泡冒出，说明装置气密性好．（2）改进后的装置无需打开瓶塞点燃红磷，避免瓶内空气外逸而而造成实验误差；（3）14%
2.（2015?杭州）甲图所示为测定空气中氧气含量的装置及药品。
（1）为获得较为准确的实验数据，下列做法不正确的是______．
A．检查装置的气密性
B．燃烧匙中的红磷足量
C．点燃红磷后缓慢将燃烧匙插入瓶中，塞紧瓶塞
D．红磷熄灭，广口瓶冷却后打开弹簧夹
（2）小明同学用足量的木炭代替红磷，氢氧化钠溶液代替水来做此实验．小明操作正确，但是测得的数据小于用红磷测得的数据，其原因是木炭燃烧除生成二氧化碳外还可能生成 。2·1·c·n·j·y
（3）市售“暖宝宝”中发热剂的主要成分是：铁粉、炭粉、水和食盐等，反应原理可以简化为铁生锈，小明用配制的发热剂按图乙装置实验，他不是将足量的发热剂堆在瓶底，而是将其涂抹在广口瓶内壁的四周，这样做的目的是 ______ 。
（4）在上述三个实验操作都正确的情况下，与另外两个实验的测量结果相比，第三个实验的测量结果与空气中氧气的含量更接近，推测其主要原因，最合理的是____。
【答案】（1）C（2）一氧化碳（3）增大与氧气的接触面积，加快缓慢氧化。
（4）可以防止磷燃烧产生的白烟散逸到空气中，再就是实验在密闭体系中进行，读数更准确
【解析】本题是测定空气中氧气的含量，我们常用燃烧红磷或白磷的方法，因为磷燃烧生成白色固体五氧化二磷，几乎不占空间，使得内外产生气压差，从而得到正确的结论。因此在选择可燃物时，必须考虑到：燃烧的条件；生成物的状态；不与空气中其他物质发生反应。
保证本实验成功的关键是：①装置气密性好；②红磷要足量；③要冷却至室温再读数；暖宝宝暖宝宝中的铁粉与水和空气中氧气发生了缓慢氧化，进而放出热量；物质缓慢氧化会放出热量，氯化钠的作用是加速铁粉氧化，更快地放出热量。据此分析解答有关的问题。
【解答】解：（1）保证实验成功的条件是：正式开始实验前，要先检查装置的气密性，防止装置漏气；燃烧匙中的红磷足量；等集气瓶冷却，打开止水夹；点燃红磷后燃烧匙插入集气瓶慢，塞紧瓶塞之前，瓶内部分空气受热逸出，进入的水的量应大于集气瓶体积的1/3。
（2）木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳，二氧化碳气体能够被氢氧化钠溶液吸收，木炭在氧气中不完全燃烧，会生成一氧化碳，瓶内气压变化小，导致测得的数据小于用红磷测得的数据。
（3）暖宝宝暖宝宝中的铁粉与水和空气中氧气发生了缓慢氧化，从而使瓶内的压强减小；将其涂抹在广口瓶内壁的四周，这样做的目的是增大与氧气的接触面积，加快缓慢氧化。
（4）第三个实验与另外两个实验的测量结果相比，它可以防止磷燃烧产生的白烟散逸到空气中，再就是实验在密闭体系中进行，读数更准确。
答案：
（1）C（2）一氧化碳（3）增大与氧气的接触面积，加快缓慢氧化。
（4）可以防止磷燃烧产生的白烟散逸到空气中，再就是实验在密闭体系中进行，读数更准确
考点过关☆专项突破
考点一：氧气的性质和用途
1.下列有关氧气说法正确的是（?? ）
A.?工业上可以利用分离液态空气法制氧气，该变化是分解反应
B.?氧气用途广泛，可以炼钢、气焊、医疗急救及做燃料等
C.?鱼可以在水中生存因为氧气易溶于水
D.?一般而言，物质在空气中燃烧就是物质和氧气发生氧化反应
【答案】D
【解析】氧气是一种无色无味的气体，密度比空气的密度大，不易溶于水；氧气的化学性质是：氧化性和助燃性；氧气的用途主要有两个：支持燃烧和供给呼吸．物质与氧发生的化学反应叫氧化反应，因此物质与氧气发生的反应都是氧化反应；氧气的化学性质比较活泼，是助燃剂，不是可燃物；工业上用分离液态空气法得到氧气是属于物理变化，不属于分解反应．
【解答】A、工业上用分离液态空气法得到氧气是属于物理变化，不属于分解反应，故选项错误；
B、氧气的化学性质比较活泼，是助燃剂，不是可燃物，故选项错误；
C、氧气不易溶于水，不是易溶于水，故选项错误；
D、物质与氧发生的化学反应叫氧化反应，因此物质与氧气发生的反应都是氧化反应，故选项正确．
答案：D
2.下列实验现象的描述，正确的是（?? ）
A.?硫在氧气中燃烧产生蓝紫色火焰，生成一种刺激性气味的气体
B.?蜡烛在空气中燃烧生成二氧化碳和水
C.?将木炭放入氧气中，发出白光，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体
D.?细铁丝在空气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体
【答案】A
【解析】A、根据硫在氧气中燃烧的现象进行分析判断．
B、根据蜡烛在空气中燃烧的现象进行分析判断．
C、根据木炭在氧气中燃烧的现象进行分析判断．
D、根据铁丝在空气中不能燃烧进行分析判断．
【解答】解：A、硫粉在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，生成有刺激性气味的气体，故选项说法正确．
B、蜡烛在空气中燃烧生成二氧化碳和水是实验结论，不是实验现象，故选项说法错误．
C、将点燃的木炭在放于氧气中才能燃烧，若不点燃放入则不能燃烧，故选项说法错误．
D、铁丝在空气中不能燃烧，氧气的浓度不够，故选项说法错误．
故选A．
3.蜡烛（足量）在如图密闭的集气瓶内燃烧至熄灭，用仪器测出瓶内氧气含量的变化如图所示，下列判断正确的是（?? ）www-2-1-cnjy-com
A.?蜡烛燃烧前瓶内只有氧气?????????????????????????B.?氧气浓度小于一定值时，蜡烛无法燃烧
C.?过程中瓶内物质总质量不断减少????????????D.?蜡烛熄灭后瓶内只剩二氧化碳气体
【答案】B
【解析】根据瓶内氧气含量的变化图，反应前瓶内氧气的体积分数约是19%，当氧气的体积分数达到16%时，蜡烛熄灭，说明开始时瓶内含有其它气体，氧气的浓度低于一定值时，蜡烛无法燃烧，据此结合题意、遵循质量守恒定律进行分析判断即可．
【解答】解：A、蜡烛燃烧前瓶内气体，氧气的体积分数约是19%，说明含有其它气体，故选项说法错误．
B、瓶内氧气含量的变化图，当氧气的体积分数达到16%时，蜡烛熄灭，说明氧气的浓度低于一定值时，蜡烛无法燃烧，故选项说法正确．
C、任何化学反应都遵循质量守恒定律，密闭容器内的物质的质量总质量不会减少，故选项说法错误．
D、蜡烛燃烧生成二氧化碳和水，瓶内不会只剩下二氧化碳，故选项说法错误．
故选：B．
4.类推是化学学习中常用的思考方法．以下四个类推结果正确的是（?? ）
A.?氧化反应都会放出热量，所以放出热量的变化都是氧化反应
B.?化学变化生成了新物质，所以初中阶段有新物质生成的变化都是化学变化
C.?氧气是无色无味的气体，所以无色无味的气体就是氧气
D.?分解反应生成了多种物质，因此只要生成了两种或两种以上物质的化学反应就应该是分解反应
【答案】B
【解析】A、氧化反应都会放出热量，但放出热量的变化不一定都是氧化反应． B、化学变化的本质特征在于是有新物质生成．
C、根据常见气体的物理性质进行分析判断．
D、分解反应：一种物质反应后生成两种或两种以上的物质，其特点可总结为“一变多”．
【解答】解：A、氧化反应都会放出热量，但放出热量的变化不一定都是氧化反应，如氧化钙与水反应生成氢氧化钙，放出大量的热，不属于氧化反应，故选项类推错误．
B、化学变化生成了新物质，所以初中阶段有新物质生成的变化都是化学变化，故选项类推正确．
C、氧气是无色无味的气体，但无色无味的气体不一定是氧气，也可能是氮气、二氧化碳等气体，故选项类推错误．
D、分解反应生成了多种物质，生成了两种或两种以上物质的化学反应不一定是分解反应，如甲烷+氧气 二氧化碳+水，故选项类推错误．
故选：B．
5.将一种无色液体A和一种黑色固体B混合能得到另一种无色液体C和无色气体D，E在D中燃烧很旺，产生明亮的蓝紫色火焰且生成有刺激性气味的气体F．另一黑色固体G在无色气体D中燃烧，产生使澄清石灰水变浑浊的气体H．
（1）写出以上物质的化学符号：E________；F________；
（2）写出A、B混合得到C、D的符号表达式：________，其中B起________作用，此反应属于________反应（填基本反应类型）．
（3）写出G+D﹣H的符号表达式：________，此反应属于________反应（填基本反应类型）．
【答案】（1）S；SO2
（2）2H2O22H2O+O2↑；催化；分解
（3）C+O2CO2；化合
【解析】【分析】首先根据物质的性质和反应现象找到突破点，也就是D物质，它能支持燃烧，是氧气，然后根据D物质确定A、B、C，进而确定E、F、G、H，在确定A、B、C三种物质时要根据实验室制氧气的三种方法进行分析，在确定E、F两种物质时要根据几种常见的可燃物在氧气中燃烧的实验现象进行分析． 【来源：21cnj*y.co*m】
【解答】解：（1）E在D中燃烧更旺，说明D具有助燃性，则D是氧气，无色液体A和黑色固体B混合能得到氧气，从实验室制氧气的三种方法进行考虑，则A是过氧化氢，B是二氧化锰，C是水，E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F，则E是硫，F是二氧化硫．
故答案为：S； SO2；（2）过氧化氢以二氧化锰为催化剂生成水和氧气，二氧化锰是该反应的催化剂，起催化作用，该反应的反应物是一种，生成物是两种，属于分解反应．故答案为：2H2O22H2O+O2↑；?? 催化；?? 分解；（3）黑色固体G在氧气中燃烧，产生使澄清石灰水变浑浊的气体H，则G是木炭，H是二氧化碳，该反应中反应物是两种，生成物是一种，属于化合反应．
故答案为：C+O2CO2；? 化合．
考点二：氧气的实验室制备及检验
1.（2014·义乌）实验室制氧气的两种方法如下：
方法一：
方法二：
（1）两种方法涉及到的化学反应基本类型都是________?反应。
（2）下图是实验室用于制取、干燥和收集气体的装置图。仪器A的名称是________。现用方法一制取一瓶干燥的氧气，请按气体流向，用导管的编号将装置连接好________?。
【答案】（1）分解
（2）分液漏斗；①③④⑧
【解析】（1)从两个反应都是一种物质生成两种可两种以上物质的反应，都属于分解反应去分析解答；
（2)由仪器的图形和用途可知A为分液漏斗；用方法一制取氧气并收集一瓶干燥的氧气，不能用排水法，只能用向上排空气法收集，由于过氧化氢溶液中有水，去分析解答。
【解答】（1)两个反应都是一种物质生成两种可两种以上物质的反应，都属于分解反应；故答案为：分解；
（2)由仪器的图形和用途可知A为分液漏斗；用方法一制取氧气并收集一瓶干燥的氧气，由于过氧化氢溶液中有水，导致制取的氧气中含有水分，就要除去水分，浓硫酸具有吸水性，可做干燥剂，气体通入的方向是“长进短出”（否则会把瓶中的浓硫酸压出)，如果用排水法收集，则又会混入水分，只能用向上排空气法，用向上收集时应从长导管进入，由于氧气的密度比空气大，氧气沉积在集气瓶的底部，由下而上，充满集气瓶；故答案为：①③④⑧。
2.（2017?舟山）下面是实验室制取和收集气体的装置。如果用氯酸钾和二氧化锰来制取并收集一瓶干燥的氧气，应选择下列装置中的________（用编号表示），检验这瓶氧气是否收集满的方法是________．
【答案】B、C；将带火星的木条放在集气瓶口，若复燃，则集满。
【解析】制取装置包括加热和不需加热两种，如果用双氧水和二氧化锰制氧气就不需要加热，如果用高锰酸钾或氯酸钾制氧气就需要加热．氧气的密度比空气的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空气法和排水法收集，用向上排空气法收集的氧气比较干燥．氧气的验满方法是：将带火星的木条平放在集气瓶口，木条复燃，证明氧气满了．
【解答】用氯酸钾和二氧化锰来制取氧气，反应需要加热，因此选择装置B，氧气的密度比空气大，且不溶于水，可以用排水法和向上排空气法收集，但是此题要求收集干燥的氧气，所以只能选择C装置；（2）氧气的验满方法是：将带火星的木条平放在集气瓶口，木条复燃证明氧气满了。
故答案为：B、C；将带火星的木条放在集气瓶口，若复燃，则集满。
3.某校化学兴趣小组的同学利用下列装置进行实验．
（1）实验目的：（1）用高锰酸钾制取一瓶氧气，做细铁丝燃烧的实验．（2）粗略测定加热2g高锰酸钾所收集到的氧气体积。反应原理：________（用化学方程式表示）高锰酸钾制氧气：________细铁丝在氧气中燃烧：________．
装置连接：为达到实验目的（2），各装置的正确连接顺序是：（填接口的字母）a→________→d
（2）问题分析：
1）实验过程发现B瓶中的水变红了，原因是：________
2）用收集到的氧气做细铁丝燃烧的实验时，发现瓶底炸裂，发生失误的操作可能是：________
3）铁丝在氧气中燃烧实验中
①铁丝为什么要绕成螺旋状？________．
②铁丝前端为什么要系一根火柴？________．
③点燃火柴后，铁丝插入集气瓶中的适宜时刻是________．
4）为何铁丝要由上而下伸入集气瓶中________．
【答案】（1）2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑；3Fe+2O2Fe3O4；c→b
（2）试管口没有放一团棉花；瓶中没有留少量水；增大铁丝的受热面积；引燃铁丝；待火柴临近烧完时；防止细铁丝燃烧时放热使氧气从集气瓶口逸出，保证有充足的氧气与细铁丝反应
【解析】反应原理：高锰酸钾制氧气：知其反应物为高锰酸钾，生成物为锰酸钾、二氧化锰、氧气，反应条件为加热，可书写化学方程式；细铁丝在氧气中燃烧：知其反应物为铁和氧气，生成物为四氧化三铁，反应条件为点燃，可书写出化学方程式； 装置连接：
为达到实验目的粗略测定加热2g高锰酸钾所收集到的氧气体积，则各装置的正确连接顺序是a→c→b→d；
问题分析：
由图知：1）装置A试管口缺少一团棉花，会导致KMnO4进入导管，进入B瓶，使水变红（KMnO4溶液的颜色）；2）铁丝燃烧实验集气瓶应保留少量水，以免细铁丝在氧气中燃烧，瓶底炸裂；3）可以根据铁丝在氧气中燃烧的实验方面进行分析、判断，从而得出正确的结论；4）根据铁丝在氧气中燃烧实验的注意问题分析解答，铁丝燃烧需要与充足的氧气接触，温度达到铁丝的着火点．
【解答】解：反应原理：高锰酸钾制氧气：知其反应物为高锰酸钾，生成物为锰酸钾、二氧化锰、氧气，反应条件为点燃，
故该反应的化学方程式是2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑；细铁丝在氧气中燃烧：知其反应物为铁和氧气，生成物为四氧化三铁，反应条件为点燃，故该反应的化学方程式是3Fe+2O2Fe3O4；
装置连接：为达到实验目的粗略测定加热2g高锰酸钾所收集到的氧气体积，则各装置的正确连接顺序是a→c→b→d；
问题分析：1）用高锰酸钾制取一瓶氧气，实验过程发现B瓶中水变红了，原因是：试管口没有放一团棉花，导致高锰酸钾粉末进入水中；2）用收集到的氧气做细铁丝燃烧的实验时，瓶底要预先放一些水，防止燃烧后的熔融物溅落瓶底，引起瓶底炸裂；3）①铁丝绕成螺旋状的目的是增大铁丝的受热面积；②铁丝前端系一根火柴头的目的是引燃且提高铁丝局部的温度，以利于铁丝顺利燃烧；③点燃火柴后，铁丝插入集气瓶内的适宜时刻是待火柴临近烧完时．4）铁丝燃烧放出热量，使瓶中气体受热膨胀逸出，因此要把细铁丝由上向下慢慢插入盛有氧气的集气瓶中．
故答案为：
反应原理：（1）2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑；（2）3Fe+2O2Fe3O4；
装置连接：c→b；
问题分析：1）试管口没有放一团棉花；2）瓶中没有留少量水；3）①增大铁丝的受热面积；②引燃铁丝；③待火柴临近烧完时；4）防止细铁丝燃烧时放热使氧气从集气瓶口逸出，保证有充足的氧气与细铁丝反应．www.21-cn-jy.com
4.课堂上同学们利用甲图所示装置做过氧化氢制氧气的实验时，用带火星的木条检验氧气，带火星的木条很难复燃．于是老师将甲装置进行了改进，如乙图，带火星的木条较易复燃．（图中的铁架台均已略去）
（1）分析改用乙装置后，带火星的木条较易复燃的原因：________．
（2）老师又设计了另一个改进的丙装置，带火星的木条也易复燃．根据（1）推测的原因，分析浓硫酸的作用：________．
【答案】（1）通过冷水冷却后，氧气中的水蒸气冷凝成液态水，从U型管导出的氧气比较纯净，能使带火星的木条复燃
（2）吸收氧气中的水蒸气
【解析】（1）利用过氧化氢溶液制取氧气时，产生的氧气中会混有水蒸气，当水蒸气含量较高时，带火星的木条不能复燃；（2）浓硫酸具有吸水性，可以用作某些物质的干燥剂．
【解答】解：（1）甲中，带火星的木条很难复燃的原因是氧气中含有较多的水蒸气，改用乙装置后，冷水能使氧气中的水蒸气液化，导出的氧气较纯，带火星的木条较易复燃．
故填：通过冷水冷却后，氧气中的水蒸气冷凝成液态水，从U型管导出的氧气比较纯净，能使带火星的木条复燃．（2）含有水蒸气的氧气通过浓硫酸时，浓硫酸能够吸收氧气中的水蒸气，导出的氧气比较纯净，带火星的木条容易复燃．
故填：吸收氧气中的水蒸气．
5.气体制取是重要的化学实验活动．
（1）实验室用双氧水与二氧化锰制取氧气，该方法制取氧气的化学方程式是________．如图1装置能收集氧气的是________（填编号）．
（2）实验室用石灰石和稀盐酸制备二氧化碳时，要求能随时控制反应进行或停止，如图2所示符合该条件的发生装置是________（填编号）；其中发生反应的化学方程式是________，能使反应暂时停止的实验操作是________．实验不适宜用排水集气法收集二氧化碳的理由是________． 21·世纪*教育网
【答案】（1）2H2O22H2O+O2↑；d
（2）ad；CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；关闭弹簧夹；CO2能溶于水
【解析】（1）根据过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，氧气的密度比水小，不易溶于水进行分析；（2）根据图2中装置的反应原理进行分析； 根据碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，能使反应暂时停止的实验操作是关闭弹簧夹，实验不适宜用排水集气法收集二氧化碳的理由是：二氧化碳能溶于水进行分析．
【解答】解：（1）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，化学方程式为：2H2O22H2O+O2↑，氧气的密度比水小，不易溶于水，所以如图1装置能收集氧气的是d；（2）实验室用石灰石和稀盐酸制备二氧化碳时，要求能随时控制反应进行或停止，如图2所示符合该条件的发生装置是ad；【版权所有：21教育】
碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑，能使反应暂时停止的实验操作是关闭弹簧夹，实验不适宜用排水集气法收集二氧化碳的理由是：二氧化碳能溶于水．
故答案为：（1）2H2O22H2O+O2↑，d；（2）ad，CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑，关闭弹簧夹，CO2能溶于水．21*cnjy*com
6.工业制取氧气主要有下列步骤．
（1）从步骤②可以得出氮气的沸点比氧气的沸点________（填“高”或“低”）；
（2）空气中的氧与液态空气的氧化学性质相同的原因是________；
（3）储存在蓝色钢瓶里的“工业液氧”是________（填“纯净物”或“混合物”）；
（4）用________可以区分空气、“工业液氧”和二氧化碳．
【答案】（1）低 （2）分子构成相同
（3）混合物 （4）燃着的木条
【解析】根据空气中各种气体的沸点不同，可以进行分离．分离前首先进行除尘，除去二氧化碳和水蒸气．
【解答】解：在除去空气中的灰尘、二氧化碳和水蒸气后，液化空气，控制条件，氮气的沸点比氧气的沸点低，蒸发液态空气首先的到的是氮气，再把氮气和氧气分离．该过程没有新的物质生成，属于物理变化，贮存在蓝色钢瓶里的“工业液氧”是混合物．（1）从步骤②可以得出氮气的沸点比氧气的沸点低；（2）空气中的氧与液态空气的氧化学性质相同的原因是分子构成相同；（3）贮存在蓝色钢瓶里的“工业液氧”是混合物．（4）用燃着的木条可以区分空气、“工业液氧”和二氧化碳，燃烧更旺的是工业液氧，无明显变化的是空气，熄灭的是二氧化碳．
故答案为：（1）低；（2）分子构成相同；（3）混合物；（4）燃着的木条．
7.我们学过几种途径可以制得氧气，如图所示：
（1）________（填序号）途径发生的是物理变化；
（2）为了使A、F两种途径更快地制取氧气，还需加入________；
（3）发生化学变化的途径，它们的基本反应类型是________；
（4）根据“绿色化学”理念，________（填序号）途径是实验室制氧气的最佳方法．
【答案】（1）D
（2）二氧化锰作催化剂
（3）分解反应
（4）A
【解析】（1）分离液态空气制取氧气，是根据液态氧和液态氮的沸点不同而分离；（2）双氧水和氯酸钾分解需加入二氧化锰作催化剂；（3）由发生化学变化的途径，结合基本的化学反应类型，进行分析解答；（4）最佳方法可从是否加热、生成物是否有污染等方面解答．
【解答】解：（1）分离液态空气制取氧气，是根据液态氧和液态氮的沸点不同而分离的，没有产生新物质，是物理变化；（2）过氧化氢和氯酸钾单独加热也能产生氧气，但反应速度太慢，故通常须加入二氧化锰作催化剂，加快化学反应速度；（3）本题中涉及的反应物都为一种，而生成物为多种，所以它们都属于分解反应；（4）过氧化氢制氧气装置操作简单、安全，不需加热，生成物是水和氧气，无污染，因此是实验室制取氧气的最佳方法；
故答案为：（1）D；（2）二氧化锰作催化剂；（3）分解反应；（4）A．
考点三：二氧化碳的性质和用途
1.（2016?台州）小晨同学在研究二氧化碳气体的性质时，进行了如图所示的实验．
（1）二氧化碳通常用大理石与稀盐酸反应制取，一般用________法收集．
（2）向漏斗中倾倒二氧化碳，燃着的蜡烛自下而上熄灭，由此说明二氧化碳具有的物理性质是________．
【答案】（1）向上排空气
（2）密度比空气的大
【解析】（1）根据二氧化碳的密度及水溶性来选择收集装置．（2）根据向漏斗中倾倒二氧化碳，燃着的蜡烛自下而上熄灭，由蜡烛熄灭的顺序进行分析解答．本题难度不大，掌握实验室制取二氧化碳的方法、二氧化碳的物理性质是正确解答本题的关键．
【解答】解：（1）二氧化碳密度比空气大，能溶于水，所以应该选择向上排空气法来收集二氧化碳．（2）向漏斗中倾倒二氧化碳，燃着的蜡烛自下而上熄灭，说明二氧化碳的化学性质是不能燃烧，不能支持燃烧；蜡烛自下而上熄灭，说明了二氧化碳的密度比空气的大，这是二氧化碳的物理性质．
故答案为：（1）向上排空气；（2）密度比空气的大．
2.如图，在实验台上放置两瓶气体，集气瓶甲、乙中分别盛有CO2、O2、H2中的一种。
（1）如果其中一瓶是氧气，则你认为是________瓶。
（2）将一种________溶液（填化学式）倒入乙瓶中，振荡，若出现浑浊，则乙瓶中是CO2气体。
【答案】（1）乙
（2）Ca(OH)2
【解析】密度比空气小的气体要倒放，密度比空气大的气体要正放，氧气有助燃性，二氧化碳不支持燃烧，能使澄清石灰水变浑浊，了解这些知识，才能正确解答。（1）氢气的密度小于空气，集气瓶应该倒放。二氧化碳和氧气的密度比空气大，集气瓶应该正放；（2）二氧化碳能使石灰水变浑浊，而氧气不能。
【解答】（1）二氧化碳和氧气的密度比空气大，集气瓶应该正放，应该使乙瓶；
（2）二氧化碳能使石灰水变浑浊，而氧气不能，所以所选的溶液是石灰水，二者反应生成碳酸钙沉淀和水，反应方程式是Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O。
故答案为：（1）乙；（2）Ca(OH)2。
3.某同学在家中做关于二氧化碳的相关实验。根据老师提供的相关资料，他利用厨房里的苏打（碳酸钠）和白醋，制取二氧化碳气体。
（1）该同学找了一个大的透明的玻璃杯，将这两种物质分别放入杯中，观察到产生了大量的气泡，细心的小明还发现，在玻璃杯的外侧杯壁上有一些小水珠，用手摸玻璃杯的外壁，凉凉的。根据这个现象，你推测这个反应是________反应（填“吸热”或者“放热”）。
（2）该同学想研究二氧化碳的某些性质。他用大可乐瓶做了如图所示的一个装置，按箭头方向通入二氧化碳气体，根据所学知识他预测一段时间后出现的现象是低处的蜡烛先熄灭，高处的蜡烛后熄灭。说出他做出推测的理由是：________。
（3）实际在实验过程中发现低处的蜡烛熄灭了，而高处的蜡烛没有熄灭，试分析可能的原因是：________。
【答案】（1）吸热
（2）二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧，且密度比空气大
（3）通入二氧化碳气体的流速与低处出口气体流出的流速相同
【解析】本题以实验探究的形式考查二氧化碳的灭火性、与水的反应、密度等特点，属于基础知识类题目，较好做。（1）根据反应后玻璃杯的外壁有水珠，可以判断反应是吸热的；（2）根据二氧化碳的性质和用途分析回答；（3）高处的蜡烛没有熄灭，可能的原因是通入二氧化碳气体的流速与低处出口气体流出的流速相同，使得玻璃杯中的二氧化碳无法堆积。
【解答】（1）玻璃杯的外壁有水珠，说明该化学反应是吸热的，空气中的水蒸气遇冷液化，形成小水珠；
（2）根据提供的信息：装置H中观察到下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭，说明二氧化碳的密度比空气大，它不能燃烧，也不能支持燃烧；
（3）高处的蜡烛没有熄灭，可能的原因是通入二氧化碳气体的流速与低处出口气体流出的流速相同，使得玻璃杯中的二氧化碳无法堆积。
故答案为：（1）吸热；（2）二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧，且密度比空气大；（3）通入二氧化碳气体的流速与低处出口气体流出的流速相同。
考点四：二氧化碳的实验室制备及检验
1.实验室制取CO2的有关操作如图，正确的是（?? ）
A.?检查气密性?????????????B.?制气??
C.?收集??????????????????????????????????????????????????D.?验满
【答案】A
【解析】A、根据检查气密性的方法进行判断． B、根据实验室制取二氧化碳的反应原理，进行分析判断．
C、根据二氧化碳的收集方法进行分析判断．
D、根据二氧化碳气体的验满方法进行分析判断．
【解答】解：A、该装置的气密性检查方法是：当拉动注射器的活塞时，锥形瓶内的空气体积增大压强变小，若气密性良好则可以看到长颈漏斗的下端会产生气泡，图中所示装置正确．
B、实验室制取二氧化碳不能使用稀硫酸，生成微溶于水的硫酸钙，会覆盖在石灰石表面，阻止反应的进行，图中所示装置错误．
C、二氧化碳的密度比空气的大，收集二氧化碳应用向上排空气法，图中所示装置错误．
D、检验二氧化碳是否收集满时，应将燃着的木条放在集气瓶口，不能伸入瓶中，图中所示装置错误．
故选：A．
2.实验室制CO2时，一般有如下五个步骤：①检查装置的气密性；②按要求装配好仪器；③向长颈漏斗注入稀盐酸；④向反应器中放入几块大理石；⑤收集二氧化碳气体．正确的顺序是（?? ）
A.?①②③④⑤?????????????B.?①②④③⑤???????????????C.?②①④③⑤??????????????D.?②④①③⑤
【答案】C
【解析】根据制取二氧化碳的步骤（连→查→加→倒→收→验满），进行分析解答即可．
【解答】解：制取二氧化碳的操作步骤是：连（连接仪器、组装实验装置）→查（检查装置的气密性）→加（向锥形瓶中装入大理石）→倒（向长颈漏斗中注入稀盐酸）→收集（用向上排空气法收集）；则正确的操作顺序为：②①④③⑤．
故选：C．
3.?化学研究性学习小组探究二氧化碳气体能否用排水集气法收集．
（1）【猜想】
Ⅰ．不能用排水法收集．你认为其理由是________?；
Ⅱ．能够用排水法收集．你认为其理由可能是________．
（2）【实验】实验一：制取二氧化碳．用石灰石与稀盐酸反应．反应的化学方程式为 ________??．分别用向上排空气法和排水集气法收集两瓶气体并分别标注为①和②．
（3）实验二：将两瓶气体分别倒立于盛有足量氢氧化钠溶液的玻璃水槽中．一段时间后，①号集气瓶中的溶液的体积约为集气瓶容积的2/3， ②号集气瓶中的溶液几乎全充满．该实验中反应的化学方程式为________．
（4）【结论】由实验一得出的结论是猜想________正确；由实验二得出的结论是________?．
【答案】（1）二氧化碳能溶于水且与水反应；二氧化碳在水中的溶解度不大，且溶解速率较慢，能够用排水法收集
（2）CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
（3）2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
（4）Ⅱ；用排水法收集比用向上排空气法收集的二氧化碳更纯净
【解析】【猜想】Ⅰ．因为二氧化碳能溶于水且与水反应，所以实验不适宜用排水集气法收集二氧化碳；
Ⅱ．二氧化碳在水中的溶解度不大，且溶解速率较慢，能够用排水法收集；
【实验】实验室用石灰石与稀盐酸制取二氧化碳，反应的化学方程式为：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；
二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，反应的化学方程式为：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O；
【结论】，①号集气瓶中的溶液的体积约为集气瓶容积的2/3， ②号集气瓶中的溶液几乎全充满．说明用排水法收集比用向上排空气法收集的二氧化碳更纯净，故猜想Ⅱ正确．
答案：【猜想】Ⅰ．二氧化碳能溶于水；Ⅱ．二氧化碳在水中的溶解度不大，且溶解速率较慢；
【实验】实验一：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；
实验二：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O；
【结论】Ⅱ；用排水法收集比用向上排空气法收集的二氧化碳更纯净．
【分析】【猜想】根据二氧化碳的密度和溶解性分析回答；
【实验】实验室制取CO2，是在常温下，用碳酸钙和盐酸互相交换成分生成氯化钙和水和二氧化碳，因此不需要加热．根据二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水解答；
【结论】根据实验现象分析解答．
4.（2016?宁波）活性碳酸钙（CaCO3）和炭黑（C）常用作橡胶的填充料，用来改良橡胶性能．在不同的橡胶制品中，对活性碳酸钙和炭黑的投料比有不同的要求．现有一份由活性碳酸钙和炭黑组成的橡胶填充料样品，为测定其中活性碳酸钙的含量，小科用如图所示的实验装置进行实验21·cn·jy·com
实验步骤如下：
①按图连接装置并检查装置的气密性；
②取样品4.0g，置于甲中的硬质玻璃管内，乙中加入足量的氢氧化钠溶液；
③通入干燥的氧气一段时间后，电子称的示数稳定在150.0g；
④继续保持氧气通入，点燃酒精喷灯，加强热；
⑤充分反应后（C被完全氧化，CaCO3被完全分解），最终电子称的示数稳定在152.2g；
⑥实验结束后，根据实验所得的数据进行计算．
请回答下列问题：
（1）实验中所用的氧气可以在实验室中利用________分解得到．
（2）步骤③中先通入干燥的氧气一段时间的目的是________．
（3）计算样品中活性CaCO3的质量分数（结果精确到0.1%）．
【答案】（1）过氧化氢（或氯酸钾、高锰酸钾）
（2）排尽装置内的空气，避免空气中的二氧化碳对实验造成干扰
（3）设样品中碳酸钙的质量为x，高温分解生成二氧化碳的质量为y
CaCO3CaO+CO2↑??????? C+O2CO2
?? 100???????????????????? 44??????? 12????? ? ? ?? 44
???? x????? ? ? ? ? ? ??? y????? 4g﹣x?? ? ?? 2.2g﹣y
??????? ?????解得：x= g
样品中活性CaCO3的质量分数为 ×100%≈96.6%．
答：样品中活性CaCO3的质量分数为96.6%．
【解析】（1）根据实验室制取氧气的反应原理，进行分析解答．（2）通入干燥的氧气一段时间，能排出装置内的空气，进行分析解答．（3）根据题意，C被完全氧化生成二氧化碳，CaCO3被完全分解生成氧化钙和二氧化碳；氢氧化钠溶液滴加的质量即为生成二氧化碳的质量，则生成二氧化碳的质量为152.2g﹣150.0g=2.2g；由反应的化学方程式列式计算出参加反应的碳酸钙的质量，进而计算出活性CaCO3的质量分数即可．本题难度不大，掌握根据化学方程式的计算即可正确解答本题，细致地分析题意、图示信息等各种信息，确定二氧化碳气体的质量是正确解答本题的前提和关键．
【解答】解：（1）实验中所用的氧气可以在实验室中利用过氧化氢（或氯酸钾、高锰酸钾）分解得到．（2）通入干燥的氧气一段时间，能排尽装置内的空气，避免空气中的二氧化碳对实验造成干扰．
3）设样品中碳酸钙的质量为x，高温分解生成二氧化碳的质量为y
CaCO3CaO+CO2↑??????? C+O2CO2
100????? ? ? ? ? ??? 44?????? ? 12??? ? ? ?? 44
? x??????? ? ? ? ? ? ?? y?????? 4g﹣x??? ? 2.2g﹣y
???? 解得：x= g
样品中活性CaCO3的质量分数为 ×100%≈96.6%．
答：（1）过氧化氢（或氯酸钾、高锰酸钾）；（2）排尽装置内的空气，避免空气中的二氧化碳对实验造成干扰；（3）样品中活性CaCO3的质量分数为96.6%．
考点五：空气中的氧气和二氧化碳
1.人类每时每刻都离不开空气。下列有关空气的说法不正确的是( ???)
A.?空气是由多种单质和化合物组成的混合物
B.?空气中含量较多且化学性质活泼的是氨气
C.?呼吸、燃烧、炼钢、化工生产等都要用到氧气
D.?空气是一种宝贵的自然资源，要保护空气，防止空气污染
【答案】B
【解析】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%。氧气用途有：支持燃烧和供给呼吸。氮气和稀有气体的化学性质不活泼，氮气的用途是：制造氮肥、氮气充入食品包装袋内可以防腐、液态氮可以做制冷剂。稀有气体的用途是：做各种电光源、作保护气等。
【解答】A、空气是由多种单质和化合物组成的混合物，正确但不符合题意，故选项错误；
B、空气中含量较多且化学性质活泼的是氨气是错误的，因为空气中没有氨气，故选项正确；
C、氧气用途有：支持燃烧和供给呼吸，呼吸、燃烧、炼钢、化学生产等都需要用到氧气，正确但不符合题意，故选项错误；
D、空气是一种宝贵的自然资源，要保护空气，防止污染空气，正确但不符合题意，故选项错误。
故答案为：B
2.学会用科学知识解释用途、现象，理解物质性质及原因是学习科学的要求之一，下列物质的用途、性质及有关的解释正确的是（?? ）
A.?氮气可作食品保护气、铁粉可做食品保鲜剂，都利用物质的化学性质??????????
B.?浓硫酸、浓盐酸露置在空气中一段时间后质量分数均会减小，因为它们均有吸水性
C.?生石灰、浓硫酸均可作干燥剂，是因为它们能与水反应??????????
D.?氢氧化钙溶液、碳酸钠溶液都使无色酚酞试液变红色，是因为它们都能电离出OH-
【答案】A
【解析】（1）氮气化学性质稳定不易与食品发生反应，铁粉易与空气中的氧气反应；
（2）浓硫酸具有吸水性，浓盐酸具有挥发性；
（3）生石灰能与水反应生成熟石灰，浓硫酸具有吸水性；
（4）氢氧化钙是碱能电离产生钙离子和氢氧根离子，碳酸钠是盐能电离产生钠离子和碳酸根离子。
【解答】A、氮气可作食品保护气、铁粉可做食品保鲜剂，都利用物质的化学性质，氮气化学性质稳定不易与食品发生反应，铁粉易与氧气反应除去食品包装内的氧气，都是利用了物质的化学性质，A正确；
B、浓硫酸、浓盐酸露置在空气中一段时间后质量分数均会减小，因为它们均有吸水性，浓盐酸具有挥发性，B错误；
C、生石灰、浓硫酸均可作干燥剂，是因为它们能与水反应，浓硫酸没有与水反应，C错误；
D、氢氧化钙溶液、碳酸钠溶液都使无色酚酞试液变红色，是因为它们都能电离出OH- ， 碳酸钠没有电离出OH-，D错误。
故选A
3.为测定空气中氧气的体积分数，某兴趣小组的同学选用了35mL的试管作反应容器（如图）和量程体积足够大的针筒注射器．将红磷放入试管后，橡皮塞塞紧试管，松开弹簧夹（整套装置的气密性良好）．用酒精灯加热红磷，待燃烧结束，冷却到室温，观察现象．可以观察到活塞从原来的10mL刻度处慢慢前移到约（?? ）
A.?1mL刻度处?????????????B.?3mL刻度处??????????????C.?5mL刻度处??????????????D.?8mL刻度处
【答案】A
【解析】根据密闭容器内空气的体积和氧气的体积分数分析解答．
【解答】解：由题意可知可知，密闭容器内空气的体积是35mL+10mL=45mL，实验后，白磷燃烧消耗了密闭空气中大约五分之一的氧气约9mL，活塞向左移至约1mL刻度处．
故选：A．
4.如图所示是测定空气中氧气含量（体积分数）的实验装置，操作步骤如下：先用弹簧夹夹住乳胶管；将燃烧匙中的红磷点燃后，迅速伸入瓶中并塞上瓶塞；待红磷熄灭，广口瓶冷却后，打开弹簧夹，观察瓶内水面上升情况．若实验完毕后，进入广口瓶内水的体积明显小于瓶内原来空气体积的1/5，则下列解释中不合理的是（?? ）
A.?可能使用的红磷量不足，瓶内氧气没有完全消耗
B.?可能未塞紧瓶塞，冷却时外界空气进入瓶内
C.?可能未等广口瓶冷却至室温，即打开了弹簧夹
D.?可能没夹紧弹簧夹，红磷燃烧时瓶内部分空气受热从导管逸出
【答案】D
【解析】根据红磷测定空气里氧气含量的实验原理、操作步骤、注意事项进行分析：造成测得氧气的体积分数小于 1/5的因素可以从以下四个方面考虑：（1）装置是否漏气；（2）红磷的用量是否充足；（3）瓶内的氧气是否耗尽；（4）装置是否冷却到室温．
【解答】解：A．若红磷的量不足，导致不能将装置内的氧气完全反应掉，因此测得氧气的体积分数小于 1/5，故解释合理；
B．若甲同学可能未塞紧瓶塞，则会使实验装置漏气，那么外界空气就会进入集气瓶内，因此测得氧气的体积分数小于1/5，故解释合理；
C．若未等到装置冷却到室温，就打开止水夹，会使集气瓶内的气体处于膨胀状态，进入装置内的水会减少，因此测得的氧气体积分数会小于1/5，故解释合理；
D．同学没有将弹簧夹夹紧，会导致实验中装置内的气体受热膨胀而逸出，因此测定氧气体积分数大于1/5，故解释不合理．
故选D．
5.空气中氧气约占21%，利用分离液态空气的方法得到氧气是工业上制取氧气的重要途径，下面是工业上制氧气流程图：
（1）工业上分离液态空气制氧气的变化属于________（填“物理变化”或“化学变化”）
（2）这样制得的氧气是________（填“纯净物”或“混合物”）
（3）氮气的沸点﹣196℃，氧气的沸点﹣183℃，在蒸发的过程中________先被蒸发出来．（填“氮气”或“氧气”）
（4）任何物质我们都要辩证的看待，氧气既有利的一面，也有有害的一面请各写出一点：用途：________危害：________．
【答案】（1）物理变化
（2）混合物
（3）氮气
（4）供给呼气，支持燃烧；引起金属生锈和食物腐败
【解析】根据工业上制取氧气的原理、物理变化与化学变化的判别方法进行分析解答即可．化学是一把双刃剑，任何化学物质既有有利的一面，也有不利的一面．
【解答】解：（1）工业上制取氧气是利用液态氧和液态氮的沸点的不同，分离过程中没有其它物质生成，属于物理变化．（2）氮气的沸点比氧气的沸点低，蒸发液态空气首先的到的是氮气，剩余的主要是液态氧，样制得的氧气是混合物．（3）氮气的沸点比氧气的沸点低，蒸发液态空气首先的到的是氮气；（4）氧气供给呼气，支持燃烧，但易引起金属生锈和食物腐败．
故答案为：（1）物理变化（2）混合物（3）氮气（4）供给呼气，支持燃烧?? 引起金属生锈和食物腐败
6.在“测定空气中氧气的体积分数”实验中：
（1）甲组同学采用课本实验装置（图2），他们先用图1的组合装置在空气中点燃红磷，然后慢慢地将燃烧匙从上到下插入广口瓶中，目的使上、下层空气中的氧气都能得到充分消耗，直到橡皮塞塞紧瓶口，红磷在瓶中继续燃烧直到熄灭，等广口瓶冷却后，打开止水夹．但这样测出的氧气的体积分数明显大于1/5，请分析原因________
（2）乙组同学先查阅资料（如下表），然后对课本上的实验装置进行了图3所示的改进，右端玻璃管上端开口（其它仪器忽略）。
颜色、状态
熔点/℃
着火点/℃
密度/（g/cm3）
红磷
暗红色固体
590
240
2.34
白磷
白色或黄白色固体
44.1
40
1.82
①乙组同学红磷换成了白磷的优点是________。
②大家用改进的实验装置进行实验，待玻璃管冷却、管内白色的烟幕消失时，左玻璃管内的液面上升了一段距离，此时他们应该怎样操作之后，才能读取左管液面的刻度________ 【出处：21教育名师】
【答案】（1）可能向瓶口塞入胶塞过慢由于磷燃烧放热使瓶内气体被赶出一部分
（2）白磷的着火点低，可以较容易的发生燃烧；待充分反应后．冷却到原来的状况，调整两边的高度使容器左右中的液面保持水平，记录液面刻度
【解析】了解实验数据的处理或者误差分析的方法及技巧；了解用红磷测定氧气在空气中含量的实验的注意事项。（1）根据测得的氧气体积分数大于1/5说明从装置内出来的气体多了解答：（2）白磷的着火点低，可以较容易的发生燃烧，可以据此解答。
【解答】（1）测得的氧气体积分数大于1/5说明从装置内出来的气体多了，即有可能向瓶口塞入胶塞过慢由于磷燃烧放热使瓶内气体被赶出一部分；
（2）①乙组同学红磷换成了白磷的优点是：白磷的着火点低，可以较容易的发生燃烧；
②待充分反应后．冷却到原来的状况，调整两边的高度使容器左右中的液面保持水平，记录液面刻度。
答案：（1）可能向瓶口塞入胶塞过慢由于磷燃烧放热使瓶内气体被赶出一部分；（2）①白磷的着火点低，可以较容易的发生燃烧；②待充分反应后．冷却到原来的状况，调整两边的高度使容器左右中的液面保持水平，记录液面刻度。
