同步培优学案：3.1 空气与氧气（要点归纳+分层练习）

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第1节 空气和氧气
【要点整理】
1、空气的组成：（体积比）
氮气： ；
氧气： ； 鉴定方法： 。
稀有气体：0.94%
二氧化碳：0.03% 鉴定方法： 。
其他气体和杂质0.03%
2、空气的利用
（1）氮是构成生命体蛋白质的主要元素。
氮气的用途：灯泡、食品中作 ；制化肥、炸药、染料等； 态氮可作 。
（2）氧气与人类的关系最密切。在标准状态下是一种 的气体， 溶于水，密度比空气略 。液态为 ，固态为 固体。
氧气的用途：提供呼吸、急救病人、登山、潜水等；
支持燃烧、气焊、气割、炼钢等。
（3）稀有气体： 很稳定，通电时能发出各种有色光。
用途：制作 ；制成各种 ；用于 技术。
3、硫在空气中燃烧的现象： ；
硫在氧气中燃烧的现象： 。
4、氧气体积分数的测定： 燃烧法：红磷燃烧消耗密闭容器内空气中的氧气，使密闭容器内 ，在大气压的作用下，进入容器内水的体积即为 。
红磷与氧气燃烧的现象： 。
5、铁在氧气中燃烧的现象： 。
（铁丝是银白色的 实验时系上火柴的作用 铺上细沙和水：防止 ）
木炭在氧气中燃烧现象： 。
氧气的制取
（1）、氧气的工业制法（ )
（2）、实验室制法（由反应物的状态和反应条件决定）
加热分解高锰酸钾制取氧气
。
加热氯酸钾制取氧气
。
分解过氧化氢溶液制取氧气
。
（3）、收集氧气的方法（气体密度和溶解性）
（氧气不易溶于水）
验满：将带火星的木条移到瓶口，若 ，证明瓶内氧气已收集满。
（密度比空气略大）
验满：当 时，证明以收集满。
8、催化剂的特点：只起 的作用，而 和 在化学反应前后都 变化的物质。
9、把两种以及两种以上的物质反应生成一种物质的反应叫做 。
10、由一种物质生成两种或者两种以上的物质的反应叫做 。
【例题讲解】
下列物质属于氧化物是（　　）
氧气（O2）B．水（H2O）C．乙醇（C2H6O）D．氯化钴（CoCl2）
解析：氧化物由两种元素组成，其中一种是氧元素的化合物(即由氧元素和另一种元素组成的化合物)。
氧气只有氧元素，乙醇有三种元素，氯化钴中不含氧元素。
故选：B。
2、如图所示装置可用于测定空气中氧气的含量，实验前在集气瓶内加入少量水，并做上记号下列有关该实验的说法中，正确的是（　　）
A．点燃红磷前先用弹簧夹夹紧乳胶管
B．红磷熄灭后应立刻打开弹簧夹
C．实验中可以用硫代替红磷进行实验
D．实验时，只取用极少量红磷，可减少污染且不影响实验结果
解析：A、点燃红磷前先用弹簧夹夹紧乳胶管，防止红磷燃烧放热使气体膨胀逸出，影响实验结果，故选项说法正确。
B、红磷熄灭后，等集气瓶冷却到室温再打开弹簧夹，因为立刻打开弹簧夹，此时剩余的气体在受热状态下，处于膨胀状态，占据了部分水的体积，故选项说法错误。
C、硫燃烧生成二氧化硫气体，集气瓶内外不能形成明显的压强差，不可以用硫代替红磷进行实验，故选项说法错误。
D、实验时，为了使集气瓶内氧气充分反应，应取用过量红磷，故选项说法错误。
故选：A。
3、下列有关实验现象的描述正确的是（　　）
A．红磷燃烧产生大量白色烟雾
B．硫在空气中燃烧发出蓝紫色火焰
C．铁在氧气中剧烈燃烧、火星四射、生成黑色的四氧化三铁
D．木炭在氧气中燃烧，发出白光，生成使澄清石灰水变浑浊的气体
解析：A、红磷燃烧，产生大量的白烟，而不是白色烟雾，故选项说法错误。
B、硫在空气中燃烧，发出淡蓝色火焰，产生一种具有刺激性气味的气体，故选项说法错误。
C、铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色的四氧化三铁是实验结论而不是实验现象，故选项说法错误。
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，故选项说法正确。
故选：D。
4、某课外活动小组设计了测定空气中氧气含量的实验，实验装置如图：
（1）该实验红磷需过量的原因是 ；写出红磷燃烧的文字表达式 ；
（2）待燃烧停止，装置冷却后，打开止水夹，观察到烧杯中的水进入集气瓶，瓶内水面最终接近1处，由此可知氧气约占空气总体积的 。由本实验还可以推知的氮气的物理性质是 。
（3）若实验测得空气中氧气的含量偏低，可能的原因是 （填一种可能的原因）。
（4）为使实验装置能更快冷却到室温，我们可以在集气瓶中 。
解析：（1）该实验红磷需过量的原因是将空气中氧气完全反应；红磷燃烧生成了五氧化二磷，反应的文字表达式是：磷+氧气 点燃 五氧化二磷；
（2）待燃烧停止，装置冷却后，打开止水夹，观察到烧杯中的水进入集气瓶，瓶内水面最终接近1处，由此可知氧气约占空气总体积的1/5．由本实验水倒流入集气瓶中的体积只有五分之一，若氮气易溶于水，则倒流入瓶内的水几乎会充满整个集气瓶，因此氮气是难溶于水的；
（3）若实验测得空气中氧气的含量偏低，可能的原因是装置漏气、红磷的量不足等。
（4）为使实验装置能更快冷却到室温，我们可以在集气瓶中少量的水，水可以吸收热量。
故答为：（1）将空气中氧气完全反应，磷+氧气 点燃 五氧化二磷；
（2）1/5，难溶于水；（3）装置漏气、红磷的量不足等；（4）加少量的水。
根据氧气的制取和性质的相关知识，回答下列问题：
（1）图甲装置中二氧化锰的作用是 ；
（2）要获得一瓶干燥的氧气，图甲装置中导管的连接顺序为a→ ；
（3）下列关于硫燃烧实验（如图乙）的相关描述合理的有 （填序号）；
①硫在空气中燃烧产生淡蓝色火焰
②硫燃烧是剧烈氧化的现象
③硫在空气和氧气中燃烧的产物不同
④集气瓶底部留有水可以减少燃烧产物对空气的污染。
解析：（1）图甲装置是过氧化氢在二氧化锰的催化下制取氧气，其中二氧化锰的作用是 催化，加快反应的进行，利于氧气的收集；
（2）要获得一瓶干燥的氧气，实验目的是收集干燥的氧气，而氧气是过氧化氢溶液制得的，所以要先干燥后用向上排空气法收集，干燥时洗气瓶应该长进短出也就是气体必须从浓硫酸中通过，所以收集图甲装置中导管的连接顺序为a→d→e→b→c；
（3）①硫在空气中燃烧产生淡蓝色火焰，在氧气燃烧时蓝紫色火焰。正确；
②由于燃烧都是剧烈的氧化现象，所以硫燃烧是剧烈氧化的现象。正确；
③硫在空气和氧气中燃烧的现象不同，但是产物相同，都是生成二氧化硫。错误；
④由于生成的二氧化硫有毒能污染大气，同时二氧化硫能溶解于水，所以集气瓶底部留有水可以减少燃烧产物对空气的污染。正确；
故选：①②④。
故答案为：（1）催化；（2）d→e→b→c；（3）①②④。
【同步练习】
基础篇
1．能测定空气中氧气含量，下列物质燃烧可达到目的是（　　）
A．木炭 B．硫磺 C．铁丝 D．红磷
2．现有以下物质：①牛奶②氢气③矿泉水④氯化钠⑤冰水混合物⑥镁条⑦洁净的空气⑧碘酒，下列分类正确的是（　　）
A．属于化合物的是④⑤⑧ B．属于非金属单质的是②⑥
C．属于氧化物的是④⑤ D．属于混合物的有①③⑦⑧
3．氧气是一种化学性质比较活泼的气体，它可以和许多物质发生化学反应．如图所示．关于三个反应的叙述中正确的是（　　）

A．都是化合反应 B．生成物都是固体
C．都是非金属和氧气反应 D．以上都对
4．下列关于氧气的说法正确的是（　　）
A．液态氧可用作火箭的助燃剂
B．氧气在空气中的体积分数为78%
C．硫在氧气中燃烧发出黄色火焰
D．氧气在降温加压的条件下能够变为无色液体
5．氧气的化学性质比较活泼，能与许多物质发生氧化反应，下列有关氧气说法正确的是（　　）
A．镁片放置在空气中，不需要加热就能够在表面生成氧化镁
B．铁丝加热后放入氧气中燃烧时，火星四射，生成三氧化二铁固体
C．常温下木炭伸入盛有氧气的集气瓶中剧烈燃烧，发出白光
D．红磷在氧气中燃烧，产生大量白雾
6．下列是化学实验小组的四位同学在实验室做有关氧气的性质的实验操作，有错误的是（　　）
A．小周将盛有红热木炭的燃烧匙从瓶口往下缓慢伸入集气瓶中
B．小吴准备做细铁丝在氧气中燃烧的实验，在用排水法收集氧气时，他未将集气瓶中的水排完就停止收集
C．小郑在将细铁丝绕成螺旋状之前先用砂纸把铁丝打磨光亮
D．小王在酒精灯的火焰上引燃细铁丝底端的木条后立即将其伸入集气瓶中
7．如图是“铁丝在氧气中燃烧”的实验改进装置。下列说法有错误的是（　　）
A．氧气无须提前制备和收集
B．用塑料瓶代替集气瓶，实验更安全
C．该装置也可用于二氧化碳的制备、干燥和检验
D．铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，产生白色固体，放出大量的热
8．下列关于氧气的说法，错误的是(　)
A．铁、硫、酒精在氧气中的燃烧都是化合反应
B．氧气能与大多数的金属、某些化合物反应，化学性质比较活泼
C．夏天鱼池内需要增氧，是因为温度升高，氧气在水中的溶解度减小
D．氧气供给呼吸，它和体内物质反应，释放能量，维持生命活动的需要
9．下列氧气的用途中是利用氧气可以支持燃烧并放出热量这一性质的是（　　）
①气焊 ②炼钢 ③医疗 ④潜水 ⑤火箭发射．
A．①②③ B．①②⑤ C．①②④⑤ D．①②③④⑤
10．如图所示加热铜丝引燃白磷测定空气中氧气的体积分数，相关说法正确的是（　　）

A．用加热铜丝的方法引燃白磷，可以减小误差
B．试剂瓶内液面上升至1，证明氧气的质量分数约是20%
C．用木炭粉代替白磷也可达到实验目的
D．若白磷过量，实验数据可能偏大

提高篇

11．实验室中测定空气中氧气的体积分数，下面因素不影响实验的结果（　　）
A．装置漏气
B．红磷的量不足
C．装置冷却到室温后才打开弹簧夹
D．用木炭代替红磷
12．下列图象能正确反映实验室制取氧气有关量变化的是（　　）
A．高锰酸钾制氧气时固体剩余物质量与加热时间的关系
B．高锰酸钾制氧气时二氧化锰的质量与反应时间的关系
C．一定量的双氧水制氧气时氧气质量与反应时间的关系
D．双氧水制氧气时氧气质量与双氧水用量的关系
13．高锰酸钾、过氧化氢和氯酸钾都可用于实验室制取氧气，下列有关这三种物质说法正确的是（　　）
A．它们都含有三种元素，其中一种是氧元素
B．它们制取氧气的反应有两个需要加热，有一个在常温下进行
C．它们制取氧气时均需用二氧化锰作催化剂
D．它们制取氧气的发生装置相同
14．下列图象符合其描述情况的是（　　）

A．①中表示：KMnO4制取氧气时，MnO2随着反应进行质量发生的变化
B．②中表示：a，b两试管中分别装有等质量的双氧水溶液，并向a试管中放入催化剂后，随着反应的进行氧气的生成情况
C．③中表示：KMnO4制取氧气时，试管中剩余的固体随着反应的进行质量的变化情况
D．④中表示：双氧水制取氧气时，生成的氧气质量的变化情况
15．实验室加热一定质量的高锰酸钾制取氧气，随着反应的进行，试管内固体的质量逐渐减少。如图中的点表示的含义错误的是（　　）

A．a点表示高锰酸钾的质量
B．b点表示高锰酸钾、锰酸钾和二氧化锰混合物的质量
C．c点表示生成二氧化锰的质量
D．d点表示高锰酸钾完全分解了
16．暖宝宝贴（主要成分为铁粉、木炭、食盐）的热量来源于铁粉的氧化。有同学设计使用暖宝宝贴来测定空气中氧气的含量，实验开始前的装置如图所示，实验后从量筒中流入玻璃瓶（容积为250mL）中的水的体积为45mL（铁粉生锈消耗的水忽略不计）。下列说法错误的是（　　）

A．实验前必须检査装置的气密性
B．若实验测得空气中氧气体积分数偏低，可能是暖宝宝贴的使用数量不足
C．通过本次实验数据测得空气中氧气的体积分数约为19.6%
D．不用等温度计读数恢复至实验前的温度就可以记录量筒内剩余水的体积
17．下列物质（1）洁净的空气（2）五氧化二磷（3）铁粉（4）液氧（5）硬水（6）锰酸钾（7）冰水混合物（8）氨气，其中：属于纯净物的是　 　，属于氧化物的是　 　。（填序号）
18．做铁丝在氧气中燃烧的实验时，为什么要把铁丝绕成螺旋状　 　，为什么要在铁丝下端系一根火柴梗　 　，为什么要在集气瓶底放　 　，目的是　 　。
19．在军事术语上把核潜艇在海里的持续航行叫长行．为了保证长时间潜航，在潜水艇里要配备氧气再生设备，有以下几种制备氧气的方法：
①加热高锰酸钾 ②通电分解水 ③常温下过氧化钠与二氧化碳反应生成氧气和碳酸钠
（1）你认为最合适潜水艇里制取氧气的方法是　 　（填序号）
（2）与其他两种方法相比，这种最佳方法的优点是：①　 　②　 　．
20．如图所示的是木炭在氧气中燃烧的实验操作，试回答下列问题。

（1）在B图中，用坩埚钳夹取一小块木炭放在酒精灯火焰的　 　处，能迅速烧红。
（2）在C图中，夹取木炭的坩埚钳要由瓶口向下缓慢插入是为了　 　；木炭在氧气中燃烧发生的现象是　 　；燃烧停止后，取出坩埚钳，往集气瓶里加入少量的澄清石灰水，振荡，能观察到的现象是　 　。
（3）木炭在空气中和氧气中燃烧的现象不同是因为　 　。
21．某同学从医院获悉：成年人每分钟大约需要吸入8L氧气．问成年人每分钟大致需要空气多少升？在标准状况下，8L氧气的质量是多少克？（O2的密度＝1.429g/）．








参考答案：
【要点整理】
1、78% 、21% 、能使带火星的木条复燃、能使澄清石灰水变浑浊。
保护气、液态、冷冻剂、无色无味、不易、大、淡蓝色、蓝色；化学性质；保护气、电光源、激光
微弱的淡蓝色火焰，反应生成一种具有刺激性气味的气体；明亮的蓝紫色火焰，反应生成一种具有刺激性气味的气体
压强减小、减少的氧气的体积；剧烈燃烧，放热，产生大量的白烟（白烟就是五氧化二磷的固体小颗粒）。
剧烈燃烧，火星四溅，放热； 引燃；溅落的熔化物炸裂瓶底。
6、剧烈燃烧，发出白光，放热
7、空气冷冻分离法；
高锰酸钾 生成 锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气
氯酸钾 生成 氯化钾 +氧气
过氧化氢 生成 水 + 氧气
向上排空气、木条重新燃烧；排水法、集气瓶一侧有气泡放出
8、改变反应速率；自身的质量；化学性质；没有
9、化合反应
10、分解反应

【同步训练】
D； 2．D； 3．A； 4．A； 5．A； 6．D； 7．D； 8．C； 9．B； 10．A； 11．C； 12．D； 13．B； 14．D； 15．C； 16．D
17．（2）（3））（4））（6）（7）（8）；（2）（7）；
18．增大与氧气的接触面积；引燃铁丝；少量的水或细沙；防止溅落的熔化物炸裂瓶底；
19．③；反应在常温下就能进行；能将二氧化碳处理掉；
20．外焰；木炭与氧气充分反应；发出白光、放出热；澄清石灰水变浑浊；氧气的浓度不同；
21．空气按体积分数计算，氮气约占80%，氧气约占20%，由题意知：空气的体积：8L÷0.2=40L；根据密度公式，标准状况时8升氧气的质量是：8L×1.429g/L=11.432g．
答案为：40L；11.432g．













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