2020届中考复习浙教版科学讲义：八年级下册 4 氧气与二氧化碳
文档属性
| 名称 | 2020届中考复习浙教版科学讲义：八年级下册 4 氧气与二氧化碳 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 434.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 浙教版 | ||
| 科目 | 科学 | ||
| 更新时间 | 2020-01-14 18:11:28 | ||
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文档简介
第4课时 氧气与二氧化碳
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
不易溶于水，密度比空气略大，化学性质比较活泼
供给呼吸，常做氧化剂
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
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
在氧气中剧烈燃烧，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．氧气的制取
(1)实验室制备氧气的化学原理
2H2O22H2O＋O2↑
2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑
2KClO32KCl＋3O2↑
(2)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。
(3)工业制法：空气冷冻分离法。
【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．氧化反应：物质跟氧发生的反应。
(1)剧烈氧化：如燃烧。
(2)缓慢氧化：如__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、二氧化碳(b)
1．物理性质：无色、无味的气体，密度比空气__大__，__能__溶于水，固态二氧化碳俗称__干冰__。
2．化学性质：既不能燃烧，也不支持燃烧，不能供人呼吸；与水反应生成__碳酸__，能使紫色石蕊试液变红色；能与NaOH、KOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2等可溶性碱反应。
3．二氧化碳的应用：灭火、人工降雨、作制冷剂、作气体肥料等。
4．二氧化碳的制取
(1)实验室制法：
原理：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑
步骤：①__检查装置气密性__；②装药品；③收集气体；④整理仪器。
收集方法：__向上排空气法__。
检验：用澄清石灰水，能使澄清石灰水变浑浊。
(2)工业制法： CaCO3CaO＋CO2↑
【知识拓展】
1．二氧化碳的实验室制法所需原料为石灰石和稀盐酸，不能用硫酸和浓盐酸，因为硫酸与石灰石反应生成硫酸钙微溶，会附着在石灰石表面，使反应不能顺利进行，而浓盐酸挥发性使制得的二氧化碳不纯。
2．由于二氧化碳能溶于水，不适宜用排水法收集。
五、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SO2、NO2、颗粒物、O3和CO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 探究空气的成分
典例1 [2019·衢州]1674年，英国化学家约翰·梅猷为测定空气中的氧气含量开展如下实验(装置如图甲)。
图4－1
Ⅰ.将一根长度等于玻璃钟罩最宽部分直径的铁棒横放在钟罩里，把装有稀硝酸的陶罐通过铁钩挂在铁棒上，用绳索将小铁块悬挂在陶罐的正上方(铁块的升降通过在钟罩外拉动或放松绳索来实现)。
Ⅱ.调整水槽中初始水位如图乙，再使铁块浸入稀硝酸中，观察到铁块表面迅速产生大量气泡，钟罩内水面下降。[稀硝酸有强氧化性，能与铁发生如下反应：4HNO3＋Fe===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O]
Ⅲ.当水位降至接近钟罩口时(如图丙)，立即取出铁块，以防气体外逸。
Ⅳ.等待一段时间后，水面稳定在如图丁的位置。(一氧化氮会与氧气等物质发生如下反应：4NO＋3O2＋2__？__===4HNO3)
分析与评价：
(1)步骤Ⅳ中的“？”处应填__H2O__。
(2)从图丙到图丁过程中，钟罩内水位上升的原因是__一氧化氮与氧气参加了反应，气体减少，使钟罩内气压减小。外界大气压大于钟罩内气压，水被压入钟罩，导致钟罩内水位升高__。(忽略温度变化的影响)
(3)小科重复了上述实验，虽实验时装置气密性良好，且钟罩内液面上方气体体积均能精确测量(即测定气体体积的误差忽略不计)，但经多次实验测定，发现每次测得空气的含氧量都小于1/5，原因是__实验中较难控制铁与稀硝酸反应生成的一氧化氮恰好与装置中的氧气完全反应。无论是一氧化氮过量还是氧气过量，均会使测得的结果偏小__。
跟踪训练1 [2019·杭州校级模拟]如图是“空气中氧气体积分数测定”实验的改进装置，主要操作是：在实际容积为150mL的集气瓶里，先装50mL的水，连接好装置，按下热的玻璃棒，白磷立即被点燃。下列有关该实验的说法不正确的是( C )
图4－2
A．该实验测得的结果误差较小
B．实验后最终集气瓶中水的体积约为70mL
C．必须要用弹簧夹夹紧橡皮管，否则空气会受热膨胀逸出
D．整个实验在封闭的容器内进行，污染较小
类型二 氧气的性质
典例2 [2019·杭州模拟]如图所示是“铁丝在氧气中燃烧”的实验改进装置。下列说法错误的是( D )
图4－3
A．氧气无须提前制备和收集
B．此实验用分液漏斗可以控制反应速率
C．该装置也可用于二氧化碳和氢气的制备、干燥和检验
D．铁丝在氧气中剧烈燃烧，发出黄色火焰，产生黑色固体
跟踪训练2 [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能说明硫燃烧产物为酸，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。
类型三 二氧化碳的性质
典例3 [2019·台州]如图，集气瓶中充满二氧化碳，大烧杯中燃着2支高低不等的蜡烛，实验时打开止水夹，移开玻璃片。下列说法正确的是( D )
图4－4
A．将观察到高的蜡烛先熄灭
B．不移开玻璃片，实验现象更明显
C．蜡烛会熄灭，是因为二氧化碳降低了蜡烛的着火点
D．去掉烧杯中的1支蜡烛，也能得出同样的实验结论
【解析】 二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧，密度大于空气，当打开止水夹，移开玻璃片后，二氧化碳在重力的作用下进入烧杯，低的蜡烛先熄灭。若不移开玻璃片，在大气压的作用下，二氧化碳不能从导管中流出。蜡烛会熄灭是因为二氧化碳隔绝了氧气，着火点是可燃物的固有属性，不能说降低了着火点。
跟踪训练3 [2019·衢州三模]小柯用石灰石、稀盐酸在如图装置中制取二氧化碳，并研究CO2的性质。
图4－5
(1)指出图甲装置中存在的错误__长颈漏斗下端没有插入液面以下__。
(2)图乙实验中，①、④为用紫色石蕊试液润湿的棉球，②、③为用石蕊试液染成紫色的干燥棉球。能说明二氧化碳密度大于空气且能与水反应的现象是__②、③不变红，④比①先变红__。
类型四 氧气的制取
典例4 [2019·温州押题]资料显示，将新制的溶质质量分数为5%的H2O2溶液，加热到80℃时，才有较多氧气产生。而相同质量5%的H2O2溶液加入催化剂，常温下就会立即产生氧气，反应速度快、所需时间短。
(1)小晨按图甲装置进行实验，当试管中有大量气泡出现时，伸入带火星的木条，木条并未复燃。为此，他利用图乙装置收集气体，再用带火星的木条检验，木条复燃。那么图甲实验中带火星木条未复燃的原因是__氧气中混有较多水汽(或水蒸气含量过高，或氧气浓度低等，合理即可)__。
图4－6
(2)小柯利用催化剂使H2O2溶液分解制取氧气，图丙是他设计的气体发生装置，请你指出一处错误。__长颈漏斗下口没有插入液面下(或气体会从长颈漏斗逸出，或换用分液漏斗等)__。
(3)采用相同质量5%的H2O2溶液，图丁虚线表示加热分解制取氧气的曲线，请你在该图中用实线画出利用催化剂制取氧气的大致曲线。(假定两种方法H2O2均完全分解)
【答案】 如答图所示。[曲线要体现：①“0”点开始；②斜率大于虚线(反应所需时间较虚线短)；③最终产生氧气的质量相等。]
典例4(3)题答图
跟踪训练4 [2019·杭州富阳区校级模拟]某兴趣小组同学对实验室制备氧气的条件进行如下探究实验。
①为探究催化剂的种类对氯酸钾分解速度的影响，甲设计以下对比实验：
Ⅰ.将3.0g KClO3与1.0g MnO2均匀混合加热
Ⅱ.将x g KClO3与1.0g CuO均匀混合加热
在相同温度下，比较两组实验产生O2的快慢。
Ⅰ中反应的化学方程式是__2KClO32KCl＋3O2↑__。Ⅱ中x的值应为__3.0__。
②乙探究了影响双氧水分解速度的某种因素。实验数据记录如下：
双氧水的质量
双氧水的浓度
MnO2的质量
______
Ⅰ
50.0g
1%
0.1g
9mL
Ⅱ
50.0g
2%
0.1g
16mL
Ⅲ
50.0g
4%
0.1g
31mL
上表中横线上需记录的实验数据是__相同时间产生气体体积__。本实验中，测量O2体积的装置是__C__(填编号)。
该实验结论是：__双氧水浓度对其分解速度有影响，相同条件下浓度越大，分解速度越快__。
类型五 二氧化碳的制取
典例5 [2019·丽水校级模拟]实验室可以选用如图所示的装置，制取二氧化碳气体并进行有关实验。请回答问题：
图4－7
(1)把A装置与E装置连接，发现E装置中溶液变浑浊，证明二氧化碳气体中混有__氯化氢气体__。
(2)将除去杂质的二氧化碳气体通入C装置中，发现澄清石灰水变浑浊，写出发生反应的化学方程式__Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O__。
(3)若要收集一瓶纯净、干燥的二氧化碳气体，请从上述各装置中选择适当的装置进行连接，连接顺序是__A→E→B→D__。
跟踪训练5 [2018·北京]实验室用如图装置制取CO2。
图4－8
(1)反应的化学方程式为__CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑__。
(2)用向上排空气法收集CO2的原因是__二氧化碳的密度比空气的大__。
类型六 空气污染
典例6 [2019·宜昌]打赢蓝天保卫战，我们在行动，下列做法不属于防治大气污染措施的是( D )
A．大力削减燃煤污染
B．深化治理工业污染
C．精准管控扬尘污染
D．严格控制噪音污染
【解析】 煤燃烧产生大量的有害气体和烟尘，大力削减煤的燃烧，可以减少有害气体的排放；未经处理的工厂废气中含有大量的有害气体，深化治理工业污染，可以防治大气污染；精准管控扬尘污染，可以减少空气中颗粒物的含量，有利于防治大气污。
跟踪训练6 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。
1．[2019·黄石]下列关于空气及其成分的说法中，错误的是( D )
A．氧气主要来源于植物的光合作用
B．医疗急救时，需要纯氧
C．氮气可用于保存粮食、水果
D．燃放烟花爆竹不会污染空气
2．[2019·咸宁]下列有关实验现象描述正确的是( A )
A．硫在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰
B．红磷在空气中燃烧产生白色烟雾
C．向稀硫酸中滴加石蕊试液后，溶液由紫色变成蓝色
D．将铁丝伸入盛有氧气的集气瓶中，铁丝剧烈燃烧
3．[2019·衢州校级一模]图甲装置可用于测定空气中氧气含量，其中与集气瓶相连的传感器能将集气瓶内气体压强精确地记录并保存下来，图乙、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4－9
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
4．[2019·湖州吴兴区校级三模]“对比实验”是学习中行之有效的思维方法。某学习小组在实验室做了如图所示的对比实验，请回答下列问题：
图4－10
(1)通过实验甲，可说明燃烧的条件之一是__温度要达到可燃物的着火点__。
(2)实验乙能证明NaOH与CO2发生反应的证据是__②塑料瓶变瘪程度比①大__。
5．[2019·温州模拟]某校化学兴趣小组的同学利用下列装置进行实验。
图4－11
(1)实验目的：Ⅰ.用高锰酸钾制取一瓶氧气，做细铁丝燃烧的实验；Ⅱ.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：__2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑__；
细铁丝在氧气中燃烧：__3Fe＋2O2Fe3O4__。
装置连接：
为达到实验目的Ⅱ，各装置的正确连接顺序是：(填接口的字母)a→__c→b→d__。
(2)问题分析：
①实验过程发现B瓶中的水变红了，原因是：__试管口没有放一团棉花__。
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__瓶中没有留少量水__。
(3)铁丝在氧气中燃烧实验中
①铁丝为什么要绕成螺旋状？__增大铁丝的受热面积__。
②铁丝前端为什么要系一根火柴？__引燃铁丝__。
③点燃火柴后，铁丝插入集气瓶中的适宜时刻是__待火柴临近烧完时__。
(4)为何铁丝要由上而下伸入集气瓶中__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__。
6．[2019·台州]如图表示某国际空间站的水气整合系统，其中“氧气生成系统”能电解水，产生氢气和氧气；“萨巴蒂尔系统”能把氢气和航天员呼吸产生的二氧化碳反应生成液态水和甲烷气体；液态水即时循环利用，甲烷排放到外太空。
图4－12
(1)图中化学式标注的物质，属于有机物的是__CH4(或甲烷)__。
(2)已知一个航天员平均一天要消耗约0.8kg的氧气，请计算一个航天员在空间站30天，理论上至少需要给该水气整合系统补充多少质量的水？(已知二氧化碳足量)
【答案】 设要生成0.8kg的氧气，需要消耗水的质量为x。
2H2O2H2↑＋O2↑
36 32
x 0.8kg
＝，x＝0.9kg，
H2与CO2反应的化学方程式为：4H2＋CO2CH4＋2H2O
结合2个化学反应方程式可知：水气整合系统中电解的水有一半可循环利用，所以需要补充水的质量为0.9kg×50%×30＝13.5kg。
[或设要生成0.8kg的氧气，需要消耗水的质量为x，同时产生氢气的质量为y。
2H2O2H2↑＋O2↑
36 4 32
x y 0.8kg
＝＝，x＝0.9kg，y＝0.1kg，
设反应0.1kg的氢气能生成水的质量为z。
4H2＋CO2CH4＋2H2O
8 36
0．1kg z
＝，z＝0.45kg，
需要补充水的质量为(0.9kg－0.45kg)×30＝13.5kg。]
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
不易溶于水，密度比空气略大，化学性质比较活泼
供给呼吸，常做氧化剂
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
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
在氧气中剧烈燃烧，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．氧气的制取
(1)实验室制备氧气的化学原理
2H2O22H2O＋O2↑
2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑
2KClO32KCl＋3O2↑
(2)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。
(3)工业制法：空气冷冻分离法。
【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．氧化反应：物质跟氧发生的反应。
(1)剧烈氧化：如燃烧。
(2)缓慢氧化：如__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、二氧化碳(b)
1．物理性质：无色、无味的气体，密度比空气__大__，__能__溶于水，固态二氧化碳俗称__干冰__。
2．化学性质：既不能燃烧，也不支持燃烧，不能供人呼吸；与水反应生成__碳酸__，能使紫色石蕊试液变红色；能与NaOH、KOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2等可溶性碱反应。
3．二氧化碳的应用：灭火、人工降雨、作制冷剂、作气体肥料等。
4．二氧化碳的制取
(1)实验室制法：
原理：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑
步骤：①__检查装置气密性__；②装药品；③收集气体；④整理仪器。
收集方法：__向上排空气法__。
检验：用澄清石灰水，能使澄清石灰水变浑浊。
(2)工业制法： CaCO3CaO＋CO2↑
【知识拓展】
1．二氧化碳的实验室制法所需原料为石灰石和稀盐酸，不能用硫酸和浓盐酸，因为硫酸与石灰石反应生成硫酸钙微溶，会附着在石灰石表面，使反应不能顺利进行，而浓盐酸挥发性使制得的二氧化碳不纯。
2．由于二氧化碳能溶于水，不适宜用排水法收集。
五、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SO2、NO2、颗粒物、O3和CO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 探究空气的成分
典例1 [2019·衢州]1674年，英国化学家约翰·梅猷为测定空气中的氧气含量开展如下实验(装置如图甲)。
图4－1
Ⅰ.将一根长度等于玻璃钟罩最宽部分直径的铁棒横放在钟罩里，把装有稀硝酸的陶罐通过铁钩挂在铁棒上，用绳索将小铁块悬挂在陶罐的正上方(铁块的升降通过在钟罩外拉动或放松绳索来实现)。
Ⅱ.调整水槽中初始水位如图乙，再使铁块浸入稀硝酸中，观察到铁块表面迅速产生大量气泡，钟罩内水面下降。[稀硝酸有强氧化性，能与铁发生如下反应：4HNO3＋Fe===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O]
Ⅲ.当水位降至接近钟罩口时(如图丙)，立即取出铁块，以防气体外逸。
Ⅳ.等待一段时间后，水面稳定在如图丁的位置。(一氧化氮会与氧气等物质发生如下反应：4NO＋3O2＋2__？__===4HNO3)
分析与评价：
(1)步骤Ⅳ中的“？”处应填__H2O__。
(2)从图丙到图丁过程中，钟罩内水位上升的原因是__一氧化氮与氧气参加了反应，气体减少，使钟罩内气压减小。外界大气压大于钟罩内气压，水被压入钟罩，导致钟罩内水位升高__。(忽略温度变化的影响)
(3)小科重复了上述实验，虽实验时装置气密性良好，且钟罩内液面上方气体体积均能精确测量(即测定气体体积的误差忽略不计)，但经多次实验测定，发现每次测得空气的含氧量都小于1/5，原因是__实验中较难控制铁与稀硝酸反应生成的一氧化氮恰好与装置中的氧气完全反应。无论是一氧化氮过量还是氧气过量，均会使测得的结果偏小__。
跟踪训练1 [2019·杭州校级模拟]如图是“空气中氧气体积分数测定”实验的改进装置，主要操作是：在实际容积为150mL的集气瓶里，先装50mL的水，连接好装置，按下热的玻璃棒，白磷立即被点燃。下列有关该实验的说法不正确的是( C )
图4－2
A．该实验测得的结果误差较小
B．实验后最终集气瓶中水的体积约为70mL
C．必须要用弹簧夹夹紧橡皮管，否则空气会受热膨胀逸出
D．整个实验在封闭的容器内进行，污染较小
类型二 氧气的性质
典例2 [2019·杭州模拟]如图所示是“铁丝在氧气中燃烧”的实验改进装置。下列说法错误的是( D )
图4－3
A．氧气无须提前制备和收集
B．此实验用分液漏斗可以控制反应速率
C．该装置也可用于二氧化碳和氢气的制备、干燥和检验
D．铁丝在氧气中剧烈燃烧，发出黄色火焰，产生黑色固体
跟踪训练2 [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能说明硫燃烧产物为酸，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。
类型三 二氧化碳的性质
典例3 [2019·台州]如图，集气瓶中充满二氧化碳，大烧杯中燃着2支高低不等的蜡烛，实验时打开止水夹，移开玻璃片。下列说法正确的是( D )
图4－4
A．将观察到高的蜡烛先熄灭
B．不移开玻璃片，实验现象更明显
C．蜡烛会熄灭，是因为二氧化碳降低了蜡烛的着火点
D．去掉烧杯中的1支蜡烛，也能得出同样的实验结论
【解析】 二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧，密度大于空气，当打开止水夹，移开玻璃片后，二氧化碳在重力的作用下进入烧杯，低的蜡烛先熄灭。若不移开玻璃片，在大气压的作用下，二氧化碳不能从导管中流出。蜡烛会熄灭是因为二氧化碳隔绝了氧气，着火点是可燃物的固有属性，不能说降低了着火点。
跟踪训练3 [2019·衢州三模]小柯用石灰石、稀盐酸在如图装置中制取二氧化碳，并研究CO2的性质。
图4－5
(1)指出图甲装置中存在的错误__长颈漏斗下端没有插入液面以下__。
(2)图乙实验中，①、④为用紫色石蕊试液润湿的棉球，②、③为用石蕊试液染成紫色的干燥棉球。能说明二氧化碳密度大于空气且能与水反应的现象是__②、③不变红，④比①先变红__。
类型四 氧气的制取
典例4 [2019·温州押题]资料显示，将新制的溶质质量分数为5%的H2O2溶液，加热到80℃时，才有较多氧气产生。而相同质量5%的H2O2溶液加入催化剂，常温下就会立即产生氧气，反应速度快、所需时间短。
(1)小晨按图甲装置进行实验，当试管中有大量气泡出现时，伸入带火星的木条，木条并未复燃。为此，他利用图乙装置收集气体，再用带火星的木条检验，木条复燃。那么图甲实验中带火星木条未复燃的原因是__氧气中混有较多水汽(或水蒸气含量过高，或氧气浓度低等，合理即可)__。
图4－6
(2)小柯利用催化剂使H2O2溶液分解制取氧气，图丙是他设计的气体发生装置，请你指出一处错误。__长颈漏斗下口没有插入液面下(或气体会从长颈漏斗逸出，或换用分液漏斗等)__。
(3)采用相同质量5%的H2O2溶液，图丁虚线表示加热分解制取氧气的曲线，请你在该图中用实线画出利用催化剂制取氧气的大致曲线。(假定两种方法H2O2均完全分解)
【答案】 如答图所示。[曲线要体现：①“0”点开始；②斜率大于虚线(反应所需时间较虚线短)；③最终产生氧气的质量相等。]
典例4(3)题答图
跟踪训练4 [2019·杭州富阳区校级模拟]某兴趣小组同学对实验室制备氧气的条件进行如下探究实验。
①为探究催化剂的种类对氯酸钾分解速度的影响，甲设计以下对比实验：
Ⅰ.将3.0g KClO3与1.0g MnO2均匀混合加热
Ⅱ.将x g KClO3与1.0g CuO均匀混合加热
在相同温度下，比较两组实验产生O2的快慢。
Ⅰ中反应的化学方程式是__2KClO32KCl＋3O2↑__。Ⅱ中x的值应为__3.0__。
②乙探究了影响双氧水分解速度的某种因素。实验数据记录如下：
双氧水的质量
双氧水的浓度
MnO2的质量
______
Ⅰ
50.0g
1%
0.1g
9mL
Ⅱ
50.0g
2%
0.1g
16mL
Ⅲ
50.0g
4%
0.1g
31mL
上表中横线上需记录的实验数据是__相同时间产生气体体积__。本实验中，测量O2体积的装置是__C__(填编号)。
该实验结论是：__双氧水浓度对其分解速度有影响，相同条件下浓度越大，分解速度越快__。
类型五 二氧化碳的制取
典例5 [2019·丽水校级模拟]实验室可以选用如图所示的装置，制取二氧化碳气体并进行有关实验。请回答问题：
图4－7
(1)把A装置与E装置连接，发现E装置中溶液变浑浊，证明二氧化碳气体中混有__氯化氢气体__。
(2)将除去杂质的二氧化碳气体通入C装置中，发现澄清石灰水变浑浊，写出发生反应的化学方程式__Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O__。
(3)若要收集一瓶纯净、干燥的二氧化碳气体，请从上述各装置中选择适当的装置进行连接，连接顺序是__A→E→B→D__。
跟踪训练5 [2018·北京]实验室用如图装置制取CO2。
图4－8
(1)反应的化学方程式为__CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑__。
(2)用向上排空气法收集CO2的原因是__二氧化碳的密度比空气的大__。
类型六 空气污染
典例6 [2019·宜昌]打赢蓝天保卫战，我们在行动，下列做法不属于防治大气污染措施的是( D )
A．大力削减燃煤污染
B．深化治理工业污染
C．精准管控扬尘污染
D．严格控制噪音污染
【解析】 煤燃烧产生大量的有害气体和烟尘，大力削减煤的燃烧，可以减少有害气体的排放；未经处理的工厂废气中含有大量的有害气体，深化治理工业污染，可以防治大气污染；精准管控扬尘污染，可以减少空气中颗粒物的含量，有利于防治大气污。
跟踪训练6 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。
1．[2019·黄石]下列关于空气及其成分的说法中，错误的是( D )
A．氧气主要来源于植物的光合作用
B．医疗急救时，需要纯氧
C．氮气可用于保存粮食、水果
D．燃放烟花爆竹不会污染空气
2．[2019·咸宁]下列有关实验现象描述正确的是( A )
A．硫在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰
B．红磷在空气中燃烧产生白色烟雾
C．向稀硫酸中滴加石蕊试液后，溶液由紫色变成蓝色
D．将铁丝伸入盛有氧气的集气瓶中，铁丝剧烈燃烧
3．[2019·衢州校级一模]图甲装置可用于测定空气中氧气含量，其中与集气瓶相连的传感器能将集气瓶内气体压强精确地记录并保存下来，图乙、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4－9
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
4．[2019·湖州吴兴区校级三模]“对比实验”是学习中行之有效的思维方法。某学习小组在实验室做了如图所示的对比实验，请回答下列问题：
图4－10
(1)通过实验甲，可说明燃烧的条件之一是__温度要达到可燃物的着火点__。
(2)实验乙能证明NaOH与CO2发生反应的证据是__②塑料瓶变瘪程度比①大__。
5．[2019·温州模拟]某校化学兴趣小组的同学利用下列装置进行实验。
图4－11
(1)实验目的：Ⅰ.用高锰酸钾制取一瓶氧气，做细铁丝燃烧的实验；Ⅱ.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：__2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑__；
细铁丝在氧气中燃烧：__3Fe＋2O2Fe3O4__。
装置连接：
为达到实验目的Ⅱ，各装置的正确连接顺序是：(填接口的字母)a→__c→b→d__。
(2)问题分析：
①实验过程发现B瓶中的水变红了，原因是：__试管口没有放一团棉花__。
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__瓶中没有留少量水__。
(3)铁丝在氧气中燃烧实验中
①铁丝为什么要绕成螺旋状？__增大铁丝的受热面积__。
②铁丝前端为什么要系一根火柴？__引燃铁丝__。
③点燃火柴后，铁丝插入集气瓶中的适宜时刻是__待火柴临近烧完时__。
(4)为何铁丝要由上而下伸入集气瓶中__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__。
6．[2019·台州]如图表示某国际空间站的水气整合系统，其中“氧气生成系统”能电解水，产生氢气和氧气；“萨巴蒂尔系统”能把氢气和航天员呼吸产生的二氧化碳反应生成液态水和甲烷气体；液态水即时循环利用，甲烷排放到外太空。
图4－12
(1)图中化学式标注的物质，属于有机物的是__CH4(或甲烷)__。
(2)已知一个航天员平均一天要消耗约0.8kg的氧气，请计算一个航天员在空间站30天，理论上至少需要给该水气整合系统补充多少质量的水？(已知二氧化碳足量)
【答案】 设要生成0.8kg的氧气，需要消耗水的质量为x。
2H2O2H2↑＋O2↑
36 32
x 0.8kg
＝，x＝0.9kg，
H2与CO2反应的化学方程式为：4H2＋CO2CH4＋2H2O
结合2个化学反应方程式可知：水气整合系统中电解的水有一半可循环利用，所以需要补充水的质量为0.9kg×50%×30＝13.5kg。
[或设要生成0.8kg的氧气，需要消耗水的质量为x，同时产生氢气的质量为y。
2H2O2H2↑＋O2↑
36 4 32
x y 0.8kg
＝＝，x＝0.9kg，y＝0.1kg，
设反应0.1kg的氢气能生成水的质量为z。
4H2＋CO2CH4＋2H2O
8 36
0．1kg z
＝，z＝0.45kg，
需要补充水的质量为(0.9kg－0.45kg)×30＝13.5kg。]