第二篇
物质科学(化学部分)
第5课时 空气与氧气
1．下列有关空气的叙述错误的是
( C )
A．乙炔与氧气点燃产生的高温火焰可用于气焊和气割
B．由于氮气的化学性质比较稳定，所以空气中的氮气可充入白炽灯作保护
气体
C．由于自然界的碳循环、氧循环、水循环，所以空气中的成分是固定不变的
D．加压液化分离空气时最难液化的是稀有气体，最容易液化的是水蒸气
2．[绍兴中考]如图实验说明，燃烧需要的条件是( C )
A．有可燃物
B．有助燃剂
(
图5－1
)C．温度达到可燃物的着火点
D．可燃物与火焰直接接触
3．有道是：水火无情。一旦你被困在火灾区域时，要冷静地根据具体情况采取相应的求生措施。下列方法错误的是
( C )
A．拨打火警电话并到窗口呼救
B．用湿毛巾或口罩捂住口鼻
C．直立身子朝有火光的方向逃生
D．蹲下或匍匐前行逃生
4．[衢州中考]实验室常用加热KMnO4固体制取氧气，反应的化学方程式为2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑，现对一定量的高锰酸钾固体进行加热，加热过程中涉及的相关量随时间变化的图像正确的是
( D )
A
B
C
D
5．[2018·昆明改编]下列说法错误的是
( A )
A．夜晚发现家中燃气泄漏要立即开灯检查
B．在加油站、加气站使用手机可能引发燃烧、爆炸
C．工厂锅炉用煤加工成粉末状，可使煤燃烧更剧烈、更充分
D．室内起火，如果打开门窗，火反而会烧得更旺
【解析】
燃气属于可燃性气体，与空气混合，遇电火花可能会发生爆炸，所以夜间发现家中燃气泄漏，不能立即开灯，应该立即关闭阀门并开窗通风；在加油站附近的空气中弥漫着可燃性气体，与空气混合，接打手机产生的电火花可能会引燃气体甚至引起爆炸；室内起火，打开门窗，空气流通，使氧气更充足，火势更旺。
6．环境问题已成为制约社会发展和进步的严重问题，下列几种说法：①臭氧层的主要作用是吸收紫外线；②二氧化碳的过量排放将导致温室效应；③酸雨主要是由于空气受到硫的氧化物和氮的氧化物污染所致；④沙尘暴是因为汽车排放的尾气引起的。其中正确的是
( B )
A．①②
B．①②③
C．②③
D．①②③④
【解析】
沙尘暴主要是因为陆地的植被被破坏，再遭遇强风、不稳定的气流因素而引起，与汽车排放的尾气无关。
7．[嘉兴舟山中考]如图所示是铁丝在氧气中燃烧的改进实验，用适量双氧水和二氧化锰代替原实验中集气瓶里
的水。
(
图5－2
)(1)用双氧水和二氧化锰代替原集气瓶里的水，其优点除了使实验更简便外，还有__双氧水可以提供充足的氧气，让铁丝燃烧更持久__。
(2)实验中可观察到铁丝燃烧的现象是__剧烈燃烧，火星四射__，并放出大量热，生成一种黑色固体。请写出该反应的化学方程式：__3Fe＋2O2Fe3O4__。
8．人类发明并使用氟利昂(主要用作制冷剂)若干年后，科学家发现氟利昂进入大气层后，在紫外线照射下分解出的氯原子能消耗臭氧，其破坏臭氧层的循环示意图如图所示：
图5－3
(1)请写出臭氧的化学式：__O3__。
(2)上述三步反应中属于化合反应的是__②__(填序号)。
(3)经过上述①、②、③的反应过程后，氯原子的个数是否发生变化？__否__(选填“是”或“否”)。
(4)诺贝尔奖获得者莫里纳博士的研究表明“少量的氟利昂就能对臭氧层产生巨大的影响”。请你根据循环示意图简要说明他的观点：__反应过程中氯原子没有被消耗，而是反复循环消耗臭氧__。
(5)在科学家的建议下，国际社会签署了限制使用和消费氟利昂的协议，使得大气中氟利昂的含量得到了控制。请你根据本题提供的信息，就怎样有效保护环境谈一点建议和认识：__治理污染要从控制污染源开始(或不使用含氟利昂的制冷设备等)__。
9．[武汉中考]如图甲所示装置可用于测定空气中氧气的含量，其中与集气瓶相连的压强传感器等电子设备能将集气瓶内气体压强精确地记录并保存下来。图乙、图丙是用该装置测得的红磷和木炭分别在集气瓶中燃烧的压强—时间关系图(该装置气密性良好，p0是集气瓶内初始气压，p和p′分别是反应结束后恢复到室温时集气瓶内的气压)。下列说法正确的是
( B )
图5－4
A．燃烧匙内所装红磷或木炭的多少对实验结果无影响
B．反应开始时集气瓶中压强瞬间变大是由燃烧放热造成的
C．p＝0.79p0，p′＝p0是因为红磷的着火点比木炭低
D．由图丙可推出空气中氧气的含量
【解析】
若所用药品不足，就不能将装置内的氧气耗尽，会导致实验结果出现误差；反应开始时，物质燃烧放出大量的热，气体体积受热膨胀，所以集气瓶中压强瞬间变大；压强不同的原因主要是木炭燃烧生成了二氧化碳气体，与可燃物的着火点无关；由于碳与氧气反应生成二氧化碳，虽然都消耗了氧气，但又生成了气体，装置内气体压强保持不变，无法测定氧气的含量。
10．[南京中考]空气中氧气含量测定的经典赏析。如图为拉瓦锡用定量的方法研究空气的成分的装置图。
(1)写出汞与氧气反应的化学方程式：__2Hg＋O22HgO__。
(2)本实验中选择使用汞的优点有：
①汞在加热的条件下，只和氧气反应。
②汞为液态，在汞槽中起到液封的作用，并能直接用来测量反应器内空间体积的变化。
③生成的氧化汞分解又能得到汞和氧气，把得到的氧气加到剩下的4/5体积的气体中，结果所得气体跟空气的性质完全一样。
根据资料卡片，请再补充本实验使用汞的两个优点，并说明依据。
④__汞的沸点较低，汞蒸气与氧气反应比较充分，能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽__。
⑤__氧化汞的密度小于汞，且不溶于汞，因此易与汞分离(合理即可)__。
(3)通过实验，拉瓦锡得出了空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积1/5的结论。请根据现在的认识，对此结论予以补充：__空气中各成分的体积大约是：氧气21%，氮气78%，稀有气体等其他成分1%__。
11．[2018·杭州]已知酵母菌中含过氧化氢酶，能催化分解过氧化氢。小金据此设计并进行如下实验，探究温度对酶催化作用的影响。图甲为实验装置示意图。
图5－6
①选用2套图甲装置分别设置实验组与对照组，并将表中所示液体吸入相应注射器中；
注射器A
注射器B
实验组
1%体积分数的H2O2溶液5mL
2%质量分数的酵母菌液2mL
对照组
1%体积分数的H2O2溶液5mL
待填
②将装置恒温10min后，观察并记录各活塞对应的刻度变化量；
③打开止水夹，将注射器A中的液体缓慢推至B中后再夹紧止水夹，恒温5min后，观察并记录注射器B活塞对应的刻度变化量，重复实验3次并取平均值；
④改变实验温度(温度设置：0℃、10℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60℃)，重复①②③步骤。
在不同温度下，步骤②中活塞对应的刻度变化量均为0，步骤③中实验组和对照组的注射器B活塞对应的刻度变化量随温度的变化如图乙所示。
(1)写出过氧化氢酶催化分解过氧化氢的化学方程式：__2H2O22H2O＋O2↑__。
(2)对照组的注射器B中应吸入__蒸馏水2mL__。
(3)由图乙的实验数据，可得到的结论是__在0～30℃时，过氧化氢酶的催化作用随温度的升高而增强；在30～60℃时，过氧化氢酶的催化作用随温度的升高而减弱；30℃左右过氧化氢酶的催化作用最强；60℃时过氧化氢酶失去活性__。
(4)过氧化氢因其加热自分解的特性，一般不作为探究温度对酶催化作用影响的实验材料。小金认为在一定条件下，过氧化氢作为探究温度对酶催化作用影响的实验材料是可行的，请从本实验的结果说明他的理由。__0～60℃时，对照组注射器B活塞对应的刻度变化量都为0，说明在没有酶的作用时，H2O2在0～60℃内不发生明显的自分解__。
12．[绍兴义乌中考]蜡烛(主要含C、H、O元素)在密闭容器中熄灭的原因是什么？燃烧的产物是什么？小敏认为蜡烛熄灭的原因是燃烧消耗完了容器内的氧气，并对燃烧产物提出猜想：
①燃烧的产物可能有CO2。
②燃烧的产物可能有H2O。
除了上述猜想，你的猜想：燃烧的产物可能有__C或CO或含有C、CO2、H2O和CO四种物质的任意组合__。
实验一：在密闭容器中点燃蜡烛至熄灭，抽取10mL密闭容器中的气体，注入到试管中的饱和澄清石灰
水中，发现石灰水始终没有变浑浊。从实验的科学性考虑，下一步是__B__(填字母)。
A．直接得到燃烧产物中没有CO2的结论
B．再多抽取一些气体注入到试管中的石灰水中
C．增加饱和澄清石灰水的质量
(
图5－7
)实验二：在老师的指导下，利用多功能传感器进行有关量的测量，装置如图所示。实验结束后，铝板表面有黑色固体颗粒，同时传感器采得实验前后的有关数据如表所示：
相对
湿度
氧气
含量
二氧化碳含量
一氧化碳含量
蜡烛点燃前
48.4%
18.7%
0.058%
0
蜡烛熄灭后
71.6%
15.6%
3.643%
0.0182%
由实验及结果分析，密闭容器内蜡烛熄灭的原因是_氧气含量下降，二氧化碳含量上升__；蜡烛燃烧生成的产物是__C、CO2、H2O和CO__。第5课时 空气与氧气 [学生用书P45]
一、空气的成分(a)
1．空气的成分(体积比)
气体成分
体积比(%)
性质
用途
氮气
78
化学性质较不活泼，在一般条件下不易与其他物质反应
作保护气，食品袋中的防腐剂，制造化肥、炸药的重要原料，液氮冷冻等
氧气
21
不易溶解于水，密度比空气略大，化学性质比较活泼
供给呼吸，常作氧化剂
稀有气体
0.93
化学性质不活泼，通电时能发出不同颜色的光
作保护气，充制霓虹灯，用于激光技术，氦气密度小，用作气球填充气
二氧化碳
0.04
参与植物的光合作用
作温室气肥
其他
0.03
2．空气中氧气体积分数的定量估测
装置图
注意点
图5－1
试剂要求：足量红磷
装置要求：气密性良好
操作要求：待集气瓶冷却到室温后再打开弹簧夹
实验现象：大量白烟，瓶内液面上升约1/5体积
实验结论：空气是混合物；O2约占__1/5__，可助燃；N2约占4/5，不可燃也不可助燃，难溶于水
①液面上升小于1/5的原因：装置漏气，红磷量不足，未冷却完全；②选择的药品应具备的条件：能在空气中燃烧；在空气中燃烧时只与氧气反应，不消耗空气中其他气体；燃烧后只产生固体或产生的气体可以被水或其他溶液吸收。
【知识拓展】
1．空气是一种混合物。空气中各种气体的含量是体积分数，不能误解为质量分数。
2．空气中氧气体积分数的估测实验中，不能用铁代替红磷的原因是__铁不能在空气中燃烧__；不能用碳、硫代替红磷的原因是__产物是气体，不能产生压强差__。
二、氧气(b)
1．性质
①物理性质：无色、无味的气体，密度比空气__略大__，__不易__溶解于水，液氧呈__淡蓝色__；
②化学性质：是一种化学性质比较__活泼__的气体，具有__助燃性__、__氧化性__等。
2．氧化反应：物质跟氧发生的反应。
物质
现象
碳
在空气中持续红热，在氧气中发出白光，生成使澄清石灰水变浑浊的气体 C＋O2CO2
磷
生成大量白烟 4P＋5O22P2O5
硫
在空气中发出微弱的淡蓝色火焰，而在氧气中发出明亮的蓝紫色火焰，生成有刺激性气味的气体
S＋O2SO2
镁
发出耀眼的白光，放出热量，生成白色固体
2Mg＋O22MgO 4Al＋3O22Al2O3
铝
铁
剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体(Fe3O4)
3Fe＋2O2Fe3O4
石蜡
在氧气中燃烧发出白光，瓶壁上有水珠生成，生成使澄清石灰水变浑浊的气体
3．氧气的用途：呼吸(急救、登山、潜水、航天等)；冶炼金属；切割焊接金属；作氧化剂等。
4．实验室制备氧气的化学原理
2H2O22H2O＋O2↑
2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑
2KClO32KCl＋3O2↑
5．催化剂：在化学反应中能改变反应速度，而本身的__质量和化学性质__在反应前后都没有变化的物质。
【知识拓展】
催化剂特点：一变两不变。催化剂改变反应速度，既可加快也可减慢；只改变速度但不改变生成物的质量。催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。
三、燃烧与灭火(a)
1．燃烧是可燃物质跟氧气发生的一种__发光、放热__、剧烈的氧化反应。
物质燃烧必须同时满足三个条件：一是__有可燃物__；二是__要有助燃剂(常用的助燃剂为氧气)__；三是__温度达到该可燃物的着火点__。
灭火的原理：①__隔绝氧气__；②降低温度到该可燃物的__着火点__以下。
2．剧烈氧化：燃烧
缓慢氧化：__铁生锈、人的呼吸、食物腐烂、酒的酿造等__。
共同点：①__都是氧化反应__；②__都放热__。
3．爆炸：燃烧以极快的速度在有限的空间里发生，瞬间累积大量的热，使气体体积急剧地膨胀，就会引起爆炸。
【知识拓展】
1．着火点是可燃物的固有属性，着火点不能降低，只能降温到着火点以下进行灭火。
2．一切可燃性气体、可燃性液体的蒸气、可燃性粉尘与空气(或氧气)的混合物遇火种均有可能发生爆炸。
3．爆炸不一定属于化学变化，比如气球爆炸、锅炉爆炸。但由燃烧引起的爆炸一定属于化学变化。
四、空气污染(a)
1．对空气造成污染的主要是__CO、SO2、NO2__等有害气体和烟尘。目前计入空气质量指数的污染物有__CO、SO2、NO2、O3__和颗粒物等。
2．空气污染的危害：严重损害人体健康，影响作物生长，破坏生态平衡，全球气候变暖，臭氧层破坏和酸雨等。
3．空气污染的防治：加强大气质量监测，改善环境状况，使用清洁能源，工厂的废气经处理后才能排放，积极植树、造林、种草等。
4．目前环境污染问题：由氟利昂、氮的氧化物排放造成的__臭氧层破坏__、由CO2等气体过量排放造成的__温室效应__、由NO2、SO2等气体排放造成的__酸雨__。
类型一 空气的成分
典例
下列对空气的叙述正确的是( D )
A．按质量分数计，空气中含氧气约21%，含氮气约78%
B．空气的成分是固定不变的
C．洁净的空气属于纯净物
D．空气的成分是相对稳定的，主要是由氮气和氧气组成
【解析】
按体积分数计，空气中含氧气约21%，含氮气约78%。空气的成分并不是固定不变的，比如白天植物光合作用强，氧气含量会增加，二氧化碳含量会减少，晚上则相反。洁净的空气也是由各种成分气体组成的，属于混合物。
跟踪训练
[邵阳中考]如图为测定空气中氧气含量的实验装置，下列做法合理的是( A )
图5－2
A．用过量的红磷进行实验
B．红磷点燃后，缓慢伸入瓶中并塞紧橡皮塞
C．红磷熄灭后，立即打开止水夹
D．用木炭代替红磷进行实验
【解析】
测定空气中氧气含量的实验中用过量的红磷可以将瓶内氧气充分反应；红磷点燃后，须尽快伸入瓶中并塞紧橡皮塞，以防瓶内空气受热逸出；红磷熄灭后，应待容器冷却至室温后再打开止水夹；本实验不能用木炭代替红磷进行实验，因为木炭燃烧的产物为二氧化碳，而二氧化碳是气体，无法形成反应后瓶内外的气压差。
类型二 氧气的性质
典例
[2018·杭州]小金在做硫燃烧实验时，进行了如下操作：①在铺有细沙的燃烧匙里放入少量的硫；②将燃烧匙在酒精灯火焰上加热，直至硫燃烧；③将燃烧匙伸进盛有氧气的集气瓶中(集气瓶内盛有滴加紫色石蕊试液的少量水)。实验中可观察到的现象与结论不符合的是( D )
A．对比①和②可说明硫燃烧需要达到一定的温度
B．对比②和③中硫的燃烧现象说明氧气具有助燃性
C．在③中观察到紫色石蕊试液变红，说明硫燃烧是化学变化
D．在③中观察到紫色石蕊试液变红，说明硫燃烧产物是一种酸
【解析】
①中硫不燃烧，②中加热燃烧，对比①和②可说明硫燃烧需要达到一定的温度；在只有氧气的情况下硫仍能燃烧说明氧气具有助燃性；③中紫色石蕊试液变红说明有新物质生成，为化学变化；紫色石蕊试液变红不一定是因为硫燃烧产物为酸性，可能是该产物与水反应后的物质呈酸性。实际上使紫色石蕊变红的是二氧化硫与水反应生成的亚硫酸。
跟踪训练
下列对实验现象的描述正确的是( D )
A．红磷在空气中燃烧产生大量的白雾
B．铁丝在空气中剧烈燃烧，火星四射，生成一种黑色固体
C．石蜡在空气中燃烧生成二氧化碳和水
D．硫在空气和氧气中燃烧，都生成了一种刺激性气味的气体
【解析】
红磷在空气中燃烧产生大量的白烟而不是白雾，烟是固体颗粒，雾是液态小液滴；铁丝在空气中不能燃烧，在高浓度氧气中才能，剧烈燃烧，火星四射，生成一种黑色固体；石蜡在空气中燃烧有气态物质和小液滴生成，生成二氧化碳和水是结论而不是现象。硫在空气中燃烧产生微弱的淡蓝色火焰，在氧气中发出明亮的蓝紫色火焰，生成有刺激性气味的气体。
类型三 燃烧条件与灭火原理
典例
[2018·北京]用如图所示实验验证可燃物燃烧的条件。已知：白磷的着火点为40℃。
图5－3
(1)设计B、D的目的是__验证可燃物燃烧需要温度达到着火点__。
(2)能验证可燃物燃烧需要O2的现象是__C中白磷不燃烧，D中白磷燃烧__。
(3)A～D中，可不做的实验是__A__(填序号)。
【解析】
(1)白磷是可燃物，B中温度为20℃，通入氧气，温度未达到着火点，白磷不燃烧；而D中温度为80℃，通入氧气后白磷燃烧，说明可燃物燃烧需要温度达到着火点。所以设计B、D的目的是验证可燃物燃烧需要温度达到着火点。(2)C中温度达到80℃，达到白磷的着火点，由于没有氧气，白磷不燃烧；而D中，通入氧气，白磷燃烧，说明可燃物燃烧需要氧气。(3)B、D验证可燃物燃烧需要达到着火点，C、D验证可燃物燃烧需要氧气，A多余，可
不做。
跟踪训练
[湘潭中考]小明旅游时经常使用一种用纸代替金属材料制成的锅煮面，轻便易携带，你觉得煮面时纸锅不会被烧掉的原因是( D )
图5－4
A．纸锅的着火点很高
B．面汤使纸锅的着火点升高了
C．面汤隔绝了氧气使纸锅不能燃烧
D．加热时面汤蒸发吸热使纸锅温度达不到其着火点
类型四 空气污染
典例
为防止温室效应的加剧，科学家提出多种方法。其中有人提出将CO2通过高压管道，通入深海海底储存，以减少CO2的排放，但也有一些人提出反对意见。下列说法中错误的是( C )
A．将CO2收集和通入深海海底要消耗大量的能源，消耗能源也会加剧CO2的排放
B．海水pH约为8，大量CO2溶解在海水中，会使海水pH减小，破坏海洋的生态环境
C．将CO2储存在海底，会严重影响陆上植物的光合作用
D．当发生海底地震时，深海海底储存的CO2会被重新释放到大气中
【解析】
将CO2通入深海海底储存，肯定会消耗大量的能源，又会产生新的CO2；CO2溶于水后，会生成碳酸，使海水的pH减小，破坏原有的生态环境；将CO2储存在海底，并不是把所有的CO2都储存起来，且CO2是在不断产生的，所以不会影响陆上植物的光合作用；将CO2通入深海海底储存，发生海底地震时，深海海底储存的CO2会被重新释放到大气中。
跟踪训练
[自贡中考]如表是某城市空气质量每周公报的部分内容。下列情况对表中三个空气指标不会产生影响的是( A )
项目
空气污染指数
空气质量级别
空气质量描述
可吸入颗粒物
52
Ⅱ
良
二氧化硫
7
二氧化氮
24
A.用天然气作燃料
B．焚烧垃圾
C．汽车排放的尾气
D．用煤和石油产品作燃料
【解析】
天然气燃烧产物是水和二氧化碳，没有表中的项目，对表中三个空气质量指标不会产生影响；焚烧垃圾会产生大量的可吸入颗粒物和有害气体，汽车排放的尾气含有较多的二氧化氮等有害物质，煤和石油燃烧会有二氧化硫生成，都含表中项目，会对表中三个空气指标产生影响。
1．[长沙中考]空气是人类的宝贵资源，下列有关空气的说法错误的是
( C )
A．空气的成分按体积计算，含量最多的气体是氮气
B．空气是混合物
C．氧气具有可燃性
D．稀有气体的化学性质不活泼
2．[广州中考]下列关于氧气的说法不正确的是
( D )
A．O2可以支持燃烧
B．O2可用排水法收集
C．O2可用于医疗急救
D．细铁丝在O2中燃烧生成Fe2O3
3．催化剂在化学反应时以及反应前后：①质量变小；②质量不变；③化学性质改变；④化学性质不变；⑤能改变反应速度；⑥有些催化剂会减慢反应速度；⑦二氧化锰可以作为各种化学反应的催化剂。在上述说法中正确的是( B )
A．①③
B．②④⑤⑥
C．②④
D．②③⑤⑦
4．[2018·淮安]某课外活动小组进行验证物质的燃烧条件的实验探究，实验现象如图所示。请完成下列问题：
(
图5－5
)(1)80℃热水的作用是__一是热源，二是隔绝氧气(或者空气)__。
(2)比较现象a、c，得出燃烧的条件是__燃烧需要达到一定的温度(或着火点)__。
【解析】
(1)80℃热水的作用是：①作热源给水中以及铜片上的可燃物加热；②将水中的白磷隔绝氧气或者空气，以便和空气中的白磷进行对比。(2)比较现象a、c，两者都是相同温度和充足空气，所以现象差别说明燃烧需要达到着
火点。
5．实验室常用过氧化氢溶液和二氧化锰(催化剂)制取氧气。
【提出问题】
二氧化锰是催化剂，二氧化锰的用量对反应速度是否有影响？
【设计实验】(1)实验装置如图所示。
图5－6
(2)实验记录：每次用30mL
10%的过氧化氢溶液，采用不同量二氧化锰粉末作催化剂进行实验，测定相关数据记录于表中：
实验序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
二氧化锰用量(g)
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
待测数据
【分析】(1)上述实验应该测定的“待测数据”可能是__量筒中收集到相同体积水所用的时间(或相同时间内量筒中收集到水的体积)__。
(2)10次实验“每次用30mL
10%的过氧化氢溶液”的目的是__控制变量__。
(3)若第2次实验比第3次实验的“待测数据”更__大(或小)__(选填“大”或“小”)，说明催化剂的用量越多，反应越快。
【实验与结果】经多次实验证明，第1次实验至第7次实验中过氧化氢的分解速度依次加快，第7次实验至第10次实验所记录的“待测数据”无明显差异。
【结论】__催化剂的用量在一定范围内对反应速率有影响__。
6．[2018·金华丽水]小君和小英同学发现：带火星的竹签在空气中不会复燃，若用装有60%水的集气瓶倒置在水槽中收集氧气，得到的气体能使带火星的竹签复燃，为了找到能使带火星的竹签复燃的氧气含量最小值，他们进行了如下
探究：
图5－7
【设计实验】小君设计了如图的装置，该装置的圆底烧瓶中放入25mL水的目的是__稀释过氧化氢溶液，减缓过氧化氢的分解速度__。
【实验研究】第一组实验：取3只集气瓶，编号为①②③，分别装入15%、30%和45%的水，盖上盖玻片倒置在水槽中。当气泡__连续、均匀__放出后，导管口伸入集气瓶把其中的水全部排出。将相同的3支带火星的竹签分别插入①～③号瓶中，记录实验现象。
获得第一组实验现象后，小君又做了第二组实验，并记录实验现象，两组实验数据和现象见表：
实验分组
第一组
第二组
实验序号
①
②
③
④
⑤
⑥
集气瓶装水的体积分数(%)
15
30
45
34
38
42
带火星的竹签状况
亮
很亮
复燃
很亮
复燃
复燃
得出上述两组实验现象后，小英认为还不能确定能使带火星的竹签复燃的氧气含量最小值，需继续进行实验。则实验序号⑦的集气瓶装水的体积分数应该是__36__%。
【实验结论】再经过数次实验并计算后得出：能使带火星的竹签复燃的氧气含量最小值为48.7%。
【继续探究】小君认为采用该方法收集的氧气中含有一定量的水蒸气，请你提出实验改进的措施：__收集氧气前增加气体的干燥装置，再用排油法收集__。(共28张PPT)
第5课时
空气与氧气
一、空气的成分(a)
1．空气的成分(体积比)
气体成分
体积比(%)
性质
用途
氮气
78
化学性质较不活泼，在一般条件下不易与其他物质反应
作保护气，食品袋中的防腐剂，制造化肥、炸药的重要原料，液氮冷冻等
氧气
21
不易溶解于水，密度比空气略大，化学性质比较活泼
供给呼吸，常作氧化剂
稀有气体
0.93
化学性质不活泼，通电时能发出不同颜色的光
作保护气，充制霓虹灯，用于激光技术，氦气密度小，用作气球填充气
二氧化碳
0.04
参与植物的光合作用
作温室气肥
其他
0.03
2．空气中氧气体积分数的定量估测
装置图
注意点
图
5－1
试剂要求：足量红磷
装置要求：气密性良好
操作要求：待集气瓶冷却到室温后再打开弹簧夹
实验现象：大量白烟，瓶内液面上升约1/5体积
实验结论：空气是混合物；O2约占_______，可助燃；N2约占4/5，不可燃也不可助燃，难溶于水
1/5
①液面上升小于1/5的原因：装置漏气，红磷量不足，未冷却完全；②选择的药品应具备的条件：能在空气中燃烧；在空气中燃烧时只与氧气反应，不消耗空气中其他气体；燃烧后只产生固体或产生的气体可以被水或其他溶液吸收。
1．空气是一种混合物。空气中各种气体的含量是体积分数，不能误解为质量分数。
2．空气中氧气体积分数的估测实验中，不能用铁代替红磷的原因是_______________________；不能用碳、硫代替红磷的原因是_______________________________。
【知识拓展】
铁不能在空气中燃烧
产物是气体，不能产生压强差
二、氧气(b)
1．性质
①物理性质：无色、无味的气体，密度比空气________，________溶解于水，液氧呈__________；
②化学性质：是一种化学性质比较________的气体，具有__________、__________等。
2．氧化反应：物质跟氧发生的反应。
物质
现象
碳
在空气中持续红热，在氧气中发出白光，生成使
澄清石灰水变浑浊的气体
略大
不易
淡蓝色
活泼
助燃性
氧化性
3．氧气的用途：呼吸(急救、登山、潜水、航天等)；冶炼金属；切割焊接金属；作氧化剂等。
4．实验室制备氧气的化学原理
5．催化剂：在化学反应中能改变反应速度，而本身的______
____________在反应前后都没有变化的物质。
催化剂特点：一变两不变。催化剂改变反应速度，既可加快也可减慢；只改变速度但不改变生成物的质量。催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。
【知识拓展】
质量
和化学性质
三、燃烧与灭火(a)
1．燃烧是可燃物质跟氧气发生的一种______________、剧烈的氧化反应。
物质燃烧必须同时满足三个条件：一是____________；二是_________________________________；三是______________
________________。
灭火的原理：①____________；②降低温度到该可燃物的
________以下。
2．剧烈氧化：燃烧
缓慢氧化：_________________________________________。
共同点：①________________；②__________。
发光、放热
有可燃物
要有助燃剂(常用的助燃剂为氧气)
温度达到该可
燃物的着火点
隔绝氧气
着火点
铁生锈、人的呼吸、食物腐烂、酒的酿造等
都是氧化反应
都放热
3．爆炸：燃烧以极快的速度在有限的空间里发生，瞬间累积大量的热，使气体体积急剧地膨胀，就会引起爆炸。
1．着火点是可燃物的固有属性，着火点不能降低，只能降温到着火点以下进行灭火。
2．一切可燃性气体、可燃性液体的蒸气、可燃性粉尘与空气(或氧气)的混合物遇火种均有可能发生爆炸。
3．爆炸不一定属于化学变化，比如气球爆炸、锅炉爆炸。但由燃烧引起的爆炸一定属于化学变化。
【知识拓展】
四、空气污染(a)
1．对空气造成污染的主要是_________________等有害气体和烟尘。目前计入空气质量指数的污染物有______________
__________和颗粒物等。
2．空气污染的危害：严重损害人体健康，影响作物生长，破坏生态平衡，全球气候变暖，臭氧层破坏和酸雨等。
3．空气污染的防治：加强大气质量监测，改善环境状况，使用清洁能源，工厂的废气经处理后才能排放，积极植树、造林、种草等。
4．目前环境污染问题：由氟利昂、氮的氧化物排放造成的
___________、由CO2等气体过量排放造成的__________、由NO2、SO2等气体排放造成的________。
CO、SO2、NO2
CO、SO2、
NO2、O3
臭氧层破坏
温室效应
酸雨
类型一 空气的成分
典例
下列对空气的叙述正确的是
(
)
A．按质量分数计，空气中含氧气约21%，含氮气约78%
B．空气的成分是固定不变的
C．洁净的空气属于纯净物
D．空气的成分是相对稳定的，主要是由氮气和氧气组成
D
【解析】
按体积分数计，空气中含氧气约21%，含氮气约78%。空气的成分并不是固定不变的，比如白天植物光合作用强，氧气含量会增加，二氧化碳含量会减少，晚上则相反。洁净的空气也是由各种成分气体组成的，属于混合物。
跟踪训练
[邵阳中考]如图为测定空气中氧气含量的实验装置，下列做法合理的是
(
)
A．用过量的红磷进行实验
B．红磷点燃后，缓慢伸入瓶中并塞紧
橡皮塞
C．红磷熄灭后，立即打开止水夹
D．用木炭代替红磷进行实验
【解析】
测定空气中氧气含量的实验中用过量的红磷可以将瓶内氧气充分反应；红磷点燃后，须尽快伸入瓶中并塞紧橡皮塞，以防瓶内空气受热逸出；红磷熄灭后，应待容器冷却至室温后再打开止水夹；本实验不能用木炭代替红磷进行实验，因为木炭燃烧的产物为二氧化碳，而二氧化碳是气体，无法形成反应后瓶内外的气压差。
图
5－2
A
类型二 氧气的性质
典例
[2018·杭州]小金在做硫燃烧实验时，进行了如下操作：①在铺有细沙的燃烧匙里放入少量的硫；②将燃烧匙在酒精灯火焰上加热，直至硫燃烧；③将燃烧匙伸进盛有氧气的集气瓶中(集气瓶内盛有滴加紫色石蕊试液的少量水)。实验中可观察到的现象与结论不符合的是
(
)
A．对比①和②可说明硫燃烧需要达到一定的温度
B．对比②和③中硫的燃烧现象说明氧气具有助燃性
C．在③中观察到紫色石蕊试液变红，说明硫燃烧是化学
变化
D．在③中观察到紫色石蕊试液变红，说明硫燃烧产物是
一种酸
D
【解析】
①中硫不燃烧，②中加热燃烧，对比①和②可说明硫燃烧需要达到一定的温度；在只有氧气的情况下硫仍能燃烧说明氧气具有助燃性；③中紫色石蕊试液变红说明有新物质生成，为化学变化；紫色石蕊试液变红不一定是因为硫燃烧产物为酸性，可能是该产物与水反应后的物质呈酸性。实际上使紫色石蕊变红的是二氧化硫与水反应生成的亚硫酸。
跟踪训练
下列对实验现象的描述正确的是
(
)
A．红磷在空气中燃烧产生大量的白雾
B．铁丝在空气中剧烈燃烧，火星四射，生成一种黑色固体
C．石蜡在空气中燃烧生成二氧化碳和水
D．硫在空气和氧气中燃烧，都生成了一种刺激性气味的气体
【解析】
红磷在空气中燃烧产生大量的白烟而不是白雾，烟是固体颗粒，雾是液态小液滴；铁丝在空气中不能燃烧，在高浓度氧气中才能，剧烈燃烧，火星四射，生成一种黑色固体；石蜡在空气中燃烧有气态物质和小液滴生成，生成二氧化碳和水是结论而不是现象。硫在空气中燃烧产生微弱的淡蓝色火焰，在氧气中发出明亮的蓝紫色火焰，生成有刺激性气味的气体。
D
类型三 燃烧条件与灭火原理
典例
[2018·北京]用如图所示实验验证可燃物燃烧的条件。已知：白磷的着火点为40℃。
图
5－3
(1)设计B、D的目的是________________________________
____。
验证可燃物燃烧需要温度达到着
火点
(2)能验证可燃物燃烧需要O2的现象是_____________________
___________。
(3)A～D中，可不做的实验是______(填序号)。
【解析】
(1)白磷是可燃物，B中温度为20℃，通入氧气，温度未达到着火点，白磷不燃烧；而D中温度为80℃，通入氧气后白磷燃烧，说明可燃物燃烧需要温度达到着火点。所以设计B、D的目的是验证可燃物燃烧需要温度达到着火点。(2)C中温度达到80℃，达到白磷的着火点，由于没有氧气，白磷不燃烧；而D中，通入氧气，白磷燃烧，说明可燃物燃烧需要氧气。(3)B、D验证可燃物燃烧需要达到着火点，C、D验证可燃物燃烧需要氧气，A多余，可不做。
C中白磷不燃烧，D中
白磷燃烧
A
跟踪训练
[湘潭中考]小明旅游时经常使用一种用纸代替金属材料制成的锅煮面，轻便易携带，你觉得煮面时纸锅不会被烧掉的原因是
(
)
A．纸锅的着火点很高
B．面汤使纸锅的着火点升高了
C．面汤隔绝了氧气使纸锅不能燃烧
D．加热时面汤蒸发吸热使纸锅温度达不到其
着火点
图
5－4
D
类型四 空气污染
典例
为防止温室效应的加剧，科学家提出多种方法。其中有人提出将CO2通过高压管道，通入深海海底储存，以减少CO2的排放，但也有一些人提出反对意见。下列说法中错误的是
(
)
A．将CO2收集和通入深海海底要消耗大量的能源，消耗
能源也会加剧CO2的排放
B．海水pH约为8，大量CO2溶解在海水中，会使海水pH
减小，破坏海洋的生态环境
C．将CO2储存在海底，会严重影响陆上植物的光合作用
D．当发生海底地震时，深海海底储存的CO2会被重新释
放到大气中
C
【解析】
将CO2通入深海海底储存，肯定会消耗大量的能源，又会产生新的CO2；CO2溶于水后，会生成碳酸，使海水的pH减小，破坏原有的生态环境；将CO2储存在海底，并不是把所有的CO2都储存起来，且CO2是在不断产生的，所以不会影响陆上植物的光合作用；将CO2通入深海海底储存，发生海底地震时，深海海底储存的CO2会被重新释放到大气中。
跟踪训练
[自贡中考]如表是某城市空气质量每周公报的部分内容。下列情况对表中三个空气指标不会产生影响的是
(
)
A.
用天然气作燃料
B．焚烧垃圾
C．汽车排放的尾气
D．用煤和石油产品作燃料
项目
空气污染指数
空气质量级别
空气质量描述
可吸入颗粒物
52
Ⅱ
良
二氧化硫
7
二氧化氮
24
A
【解析】
天然气燃烧产物是水和二氧化碳，没有表中的项目，对表中三个空气质量指标不会产生影响；焚烧垃圾会产生大量的可吸入颗粒物和有害气体，汽车排放的尾气含有较多的二氧化氮等有害物质，煤和石油燃烧会有二氧化硫生成，都含表中项目，会对表中三个空气指标产生影响。
当堂测评
高分作业
