3.1节空气与氧气 知识点与考点题目分析

浙教版八下2.1节空气与氧气
知识点与考点题目分析
知识梳理
1．空气里各种气体所占的体积：氮气占78％，氧气21％，稀有气体0.93%，二氧化碳0.04%，水蒸气等其他气体和杂质
0.03%
。
2、测定空气中氧气含量的实验
A.
实验装置：
B.实验原理：红磷在密闭容器内充分燃烧，消耗了空气中的氧气，生成五氧化二磷固体。容器内压强减小，大气压将烧杯中的水压入广口瓶中，水的体积正好填补消耗掉的氧气的体积，从而确定空气中氧气的体积分数。
C.实验步骤：
（1）按图把装置连接，先在广口瓶内加入少量水，再把剩余的容积用记号划成5等份。
（2）点燃燃烧匙内的红磷，立即塞紧瓶塞，观察现象：
红磷继续燃烧,产生大量白烟。过一会儿后熄灭
。
（3）火焰熄灭后，振荡集气瓶，打开导管上的夹子，出现什么现象？_烧杯中的水进入集气瓶_。瓶内
水位变化_上升__；消耗的气体跟余下的气体的体积比为__4：1__。
D.
实验结论：空气中氧气的体积约占总体积的1/5
拓展：1、实验时为什么要选用红磷，用木炭代替红磷是否可行？为什么？不可以。木炭燃烧产生二氧化碳气体，不能使瓶内气压有效减小。
2、在这个实验中，为什么有时气体减少的体积小于1/5呢？导致结果偏低的原因可能有哪些？
（1）红磷的量不足；（2）装置漏气（如塞子未塞紧、燃烧匙与橡皮塞之间有缝隙等），使外界空气进入瓶内；（3）未冷却至室温就打开弹簧夹，使进入瓶内的水的体积减少。
3、实验中有时气体减少的体积大于1/5，又是为什么呢？（1）点燃红磷后，插入燃烧匙时，瓶塞子塞得太慢，使得瓶中空气受热膨胀，部分空气溢出。（2）实验开始时，没有夹或没夹紧止水夹。
3.空气中各成分有重要的利用
气体
性质
用?????????途
氧气
性质较活泼的气体。
1、供给呼吸
2、帮助燃烧
3、燃料在氧气中燃烧后产生的高温火焰可用来切割或焊接金属
氮气
无色、无味、性质较不活泼的气体
充入灯泡中，延长灯泡的使用寿命；
充入食品保装袋防腐，保鲜。
制造化肥、炸药的重要原料。
用作致冷剂，医疗上常用液氮冷冻麻醉或冷藏人体细胞组织。
稀有气体
化学性质不活泼
1、霓虹灯内充气，稀有气体通电后能发出不同颜色的光。
2、激光技术，制造低温环境（氦气）用于医疗麻醉（氙气）等。
4．氧气的物理性质：通常状况下是无色、无味的气体、不易溶于水，密度比空气略大、易液化和凝固,
液态氧呈淡蓝色，固态氧呈雪花状蓝色固体。
5．氧气的化学性质（是一种化学性质比较活泼的气体）
碳在氧气中燃烧
硫在氧气中燃烧
细铁丝在氧气中燃烧
现
象
燃烧发出白光，放出大量
的热，生成一种使澄清石灰水变浑浊的气体。
燃烧放出大量的热，发出明
亮的蓝紫色火焰，生成一种有刺激性气味的气体。
剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成一种黑色固体。
化学方程式
C+O2
CO2
S
+
O2
SO2
3Fe
+
2O2
Fe3O4
6．
实验室制取氧气的方法：
利用高锰酸钾（KMnO4）制取氧气：实验室制取氧气并用排水法收集的实验步骤可概括为：查、装、定、点、收、离、熄
（巧记为：茶庄定点收利息）操作：①查：检查装置的气密性
②装：装入药品
③定：固定试管
④点：点燃酒精灯⑤收：用排水法收集
⑥离：将导管移离水面
⑦熄：熄灭酒精灯。
利用过氧化氢（H2O2）制取氧气时，要用二氧化锰做催化剂。
利用氯酸钾（KClO3）制取氧气时，要用二氧化锰做催化剂。
催化剂：是在化学反应中能改变物质的反应速度，而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有改变的物质。（即“一变二不变”）如二氧化锰。催化剂具有选择性，不是万能的，也不是唯一的。
收集方法：①排水法（因为氧气不易溶于水或难溶于水）；
②
向上排空气法（因为氧气密度比空气大）。
鉴别氧气：用带火星的木条，伸入
瓶中
，看能否复燃。
7．工业上制取氧气：
空气冷冻分离法：是物理变化，只是利用各种成分的沸点不同，把氧气从液态空气中分离出来。
8．化合反应：A+B→C
由两种或两种以上的物质生成一种物质的反应叫做化合反应。(多变一)
分解反应：A→B+C
由一种物质生成两种或两种以上物质的反应叫做分解反应。(一变多)
考点分类
考点一、空气成分及作用
1.如图组装仪器关闭止水夹，通电使红磷燃烧。（1）燃烧的现象是
_红磷燃烧，产生大量白烟____。（2）红磷燃烧一段时间后，自动熄灭了，你认为其原因是
_瓶内氧气消耗完___。（3）冷却后，松开止水夹，你观察到的现象为_烧杯中的水进入集气瓶，且体积约占1/5__。
2．(2019·衢州)1784年，科学家卡文迪什演示了“人工空气”的燃烧，发现燃烧产物只有水。据此判断“人工空气”是(
A
)
A．氢气
B．氮气
C．二氧化碳
D．氧气
3．(2019·山西)中国对大深度载人潜水器“蛟龙号”的研制取得了世界瞩目的成绩，实现了我国挺进深蓝的宏伟目标，乘蛟龙号下潜的科研人员，他们的呼吸环境必须注意调节的是(　B　)
A．O2和H2O的含量
B．O2和N2的含量
C．O2和H2的含量
D．O2和CO2的含量
4.(2019中考)某科学家除去空气中的O2与CO2得N2样品，并在相同条件下比较等体积的样品质量(m1)与纯N2质量(m2)，重复多次，结果均为m1＞m2。样品中含哪种气体可解释该结果(　B　)
A．氖气
B．氩气
C．甲烷
D．水蒸气
考点二、氧气的物理与化学性质，及用途
1.下列有关物质的性质及相关用途的叙述，正确的是(
D
)
①氧气易溶于水，使得鱼能在水中生存
②氮气的化学性质不活泼，可用作粮食和食品仓库的保护气
③氧气能支持燃烧，所以可用作火箭的高能燃料
④由于稀有气体有惰性，所以常用作保护气
A.①②③
B.①②④
C.①③
D.②④
2.医院给病人输氧气时用到类似如图所示的装置，下列说法不正确的是(
C
)
A.使用该装置可观测是否有氧气输出
B.使用该装置可观测氧气输出的速度
C.b导管连接供给氧气的钢瓶
D.b导管连接病人吸氧气的塑料管
4.
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反应：
（1）上述三个反应的相同点是
（多选，填序号）。
A．都是化合反应
B．都是氧化反应
C．生成物都是固体
D．都需要点燃
E.
都是非金属与氧气反应
F．都伴随有发光、放热的现象
（2）在做甲、丙两个实验时，事先都需在集气瓶底部装有少量水，其作用分别是：甲
，丙
。
（3）做实验乙和丙时，红磷、硫在氧气中燃烧比在空气中燃烧剧烈；做实验甲时，铁丝在氧气中剧烈燃烧，而在空气中只是发红并未燃烧。据此，说明可燃物能否燃烧或燃烧的剧烈程度与
有关。
（4）将装置乙改装为如图丁所示装置还可用于测定空气中氧气的体积分数：经测定，集气瓶的容积为250mL，在此实验中，观察到量筒中减少的水的体积为50mL，则空气中氧气的体积分数为
，在保证整个装置不漏气的前提下，所用红磷的量必须
，如果未冷却到室温便打开弹簧夹观察量筒内减少的水的体积，则实验结果将
（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。实验完毕后，集气瓶内残余的气体主要是
（填化学符号）。如果将上述实验中的红磷换成木炭，严格按操作步骤进行实验，并未发现倒吸现象，其原因是
，若将量筒中的水换成
，可以达到理想的效果。反思此实验的探究过程，用燃烧法测定空气中氧气含量的实验时，在药品的选择或生成物的要求上应考虑的是（答一条）
。
【答案】（1）A、B、D、F
（2）防止生成物溅落后，炸裂瓶底
吸收生成的气体，避免污染空气
（3）氧气的浓度
（4）20%
足量
偏小
N2
木炭燃烧消耗氧气，同时生成二氧化碳，瓶内气体体积无明显减小　　　氢氧化钠溶液
药品与氧气反应生成物最好是固体
考点三、制取与收集氧气的装置
1．[2018·嘉兴舟山]15%的H2O2
溶液在二氧化锰催化作用下会剧烈反应产生O2。实验室欲利用15%的H2O2
溶液制取O2，则下列装置中，仪器选择和药品放置最合理的是
(　D　)
A　　　　　
B　　　　
　
C　　
　　　
D
利用下列原理制取氧气，具有反应快、操作简便、能耗少、无污染的是(　C　)
A．2KClO32KCl＋3O2↑
B．2KMnO4
△
K2MnO4＋MnO2＋O2↑
C．2H2O22H2O＋O2↑
D．2HgO
△
2Hg＋O2↑
【解析】用高锰酸钾、氯酸钾、氧化汞制取氧气都需要加热，反应后都有残渣，且汞有毒性。
2．下列装置能达到对应实验目的是(　C　)
【解析】A组实验有多个不同的变量；B实验中收集二氧化碳气体要用向上排空气法。
3．如图所示为实验室加热高锰酸钾制取氧气的装置。在实验过程中，当观察到气泡在导气管口连续、均匀地冒出时，才开始收集气体，其目的是
(　B　)
A．为了检验该实验装置的气密性
B．为了提高收集到的氧气的纯度
C．防止水槽中的水倒吸使试管破裂
D．防止高锰酸钾颗粒进入导气管
【解析】
制取气体刚开始时混有较多的空气。
4．对资料或实验证据的分析是否正确，直接关系到科学探究是否符合客观事实。如图为实验室用等质量的高锰酸钾和氯酸钾(另加少量的二氧化锰)，分别制取氧气的数据分析示意图。下列依据图示信息所得出的分析正确的是(　B　)
A．同时开始加热，先收集到氧气的是氯酸钾
B．用相同容积的试管制取较多量的氧气时，宜选择氯酸钾为原料
C．加入少量的二氧化锰使氯酸钾产生的氧气质量增加
D．反应时间较长的是高锰酸钾
【解析】根据图示信息，同时开始加热，先收集到氧气的是高锰酸钾。等量的反应物，氯酸钾能制取更多的氧气。加入少量的二氧化锰作为催化剂，能加快氯酸钾产生氧气的速度，但不能增加氧气质量。反应时间较长的为氯酸钾。
5．如图是实验室用高锰酸钾或氯酸钾制取并收集氧气的实验装置图，下列关于实验操作正确的是(　B　)
A．用氯酸钾为原料制取氧气时试管口须塞一小团棉花
B．为防止冷凝水流入试管底部，就使试管口略向下倾斜
C．为减少浪费加热后一产生气体就马上开始收集气体
D．实验结束时，应先熄灭酒精灯然后把导管口移出水面
【解析】用氯酸钾为原料制取氧气时试管口不用塞一小团棉花。加热后须等导管口气泡连续再收集。实验结束时，应先把导管口移出水面再熄灭酒精灯，以防水被倒吸进试管。
6．用高锰酸钾制氧气，实验中发现试管破裂，可能原因有：①试管外壁有水没擦干；②加热时试管底部触及灯芯；③试管口没放一小团棉花；④高锰酸钾的量太多；⑤加热过程中不时地移动酒精灯；⑥加热时直接对准药品部分加热；⑦停止加热后即将试管直立起来，等冷却后洗涤。其中与之不相关的是(　B　)
A．②④⑦
B．③④⑤
C．③⑤⑦
D．①②⑥⑦
【解析】③试管口没放一小团棉花会使高锰酸钾颗粒进入导管，不会使试管炸裂；④高锰酸钾的量太多浪费药品，不会使试管炸裂；⑤加热过程中不时移动酒精灯导致温度不集中，分解速度慢，不会使试管炸裂。
7．某同学用如图所示的装置和药品，制取并收集氧气。
请回答下列问题：
(1)装置中标注①的仪器名称是________。
(2)装置中二氧化锰的作用是________________。
(3)图中发生反应的文字表达式为________________。
(4)连接好装置后，必须首先检查装置的________________。收集氧气还可以采用________________法。
【答案】(1)分液漏斗
(2)催化作用
(3)过氧化氢水+氧气
(4)气密性
向上排空气
解析
(1)①的仪器名称是分液漏斗；(2)在反应过程中二氧化锰起催化作用；(3)过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解的文字表达式为过氧化氢水+氧气；(4)连接好装置后，必须先检查装置的气密性；因为氧气的密度比空气大，因此可以用向上排空气法收集。
8.[2018·温州]二氧化锰和过氧化氢酶均能催化过氧化氢分解制取氧气。为了比较两者的催化能力，小明按图甲所示装置进行了如下实验。
①取1.5mg过氧化氢酶和8mL蒸馏水加入容器中，搅拌后塞紧橡皮塞。
②用注射器A从容器中抽出2mL气体，用注射器B将2mL
H2O2溶液注入容器中，采集数据，直至反应结束。
③用3.1mg、5.6mg过氧化氢酶及1.5mg、5.6mg、10.7mg二氧化锰重复上述实验，获取数据如图乙。
(1)步骤②将注射器B中的2mL
H2O2溶液全部注入容器前，用注射器A先从容器中抽出2mL气体，其目的是__使加入反应物后瓶内的初始气压与原有气压相同__。
(2)小明分析相关数据，得出“过氧化氢酶对过氧化氢的催化能力比二氧化锰强”这一结论，其依据是__相等质量的催化剂使相等质量的过氧化氢分解达到相同气压，过氧化氢酶所需的时间更短(或相等时间内，与二氧化锰质量相同的过氧化氢酶能使瓶内气压达到更大值)__。
(3)查阅资料得知：过氧化氢分解为放热反应。小明推测：过氧化氢酶质量过大，可能导致实验过程中过氧化氢分解突然变慢。请说明其理由：__过氧化氢酶质量过大，可能导致反应过快，温度过高，降低了酶的活性__。
9．[丽水中考]小峰和小刚阅读试剂标签后发现，市场销售的高锰酸钾晶体纯度高达99.5%，含水量可以忽略不计。为探究“试管放置方式对高锰酸钾制取氧气速度和体积的影响”，他俩设计了制取氧气的直立型装置(如图)，并与斜卧型装置比较，在气密性良好的装置中分别加入5.0g高锰酸钾晶体，用同一酒精灯分别加热，用同一型号的集气瓶收集气体，每组实验进行五次，实验数据取平均值后记录如表：
(1)收集2瓶氧气，所需时间较短的装置类型是__直立型__。
(2)等质量的高锰酸钾加热到不再产生气体，斜卧型装置收集到氧气的总体积比直立型少的原因是_斜卧型装置中的高锰酸钾被气流带到试管口(或棉花团)附近更多，未完全反应的高锰酸钾更多，所以收集到的氧气较少(合理即可)__。
(3)根据2KMnO4
△
K2MnO4＋MnO2＋O2↑，算出5.0g高锰酸钾生成的氧气体积为理论值。实验中发现，斜卧型发生装置收集到的氧气体积明显大于理论值，他们对其原因进行了探究：
【提出假设】
小峰的假设：反应生成的二氧化锰在较高温度下受热分解放出氧气；
你的假设：__反应生成的锰酸钾在较高温度下受热分解放出氧气(或反应生成的二氧化锰和锰酸钾在较高温度下受热分解放出氧气)__。
【设计实验】要验证小峰的假设能否成立，请设计简明的实验方案：__取一定量的二氧化锰于试管中，加热一段时间，若冷却后测得二氧化锰的质量不变，证明小峰的假设不成立，否则假设成立(或取一定量的二氧化锰于试管中，加热一段时间，若不能使带火星的木条复燃，证明小峰的假设不成立，否则假设成立)__。
考点四、物质在空气与氧气中反应及燃烧的现象（铁、硫、碳等）
1．(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
2．(2019·宜昌)如图是硫在空气和氧气中燃烧的实验。下列说法不正确的是(　D　)
A．氧气含量越多硫燃烧越剧烈
B．硫在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰
C．瓶底的水可以吸收生成的有害气体
D．硫在空气和氧气中燃烧的生成物不同
3．下列有关物质燃烧现象的叙述中，正确的是
(
B
)
A．铁丝在氧气中燃烧：火星四射，生成红色固体
B．硫粉在空气中燃烧：产生淡蓝色火焰，生成一种具有刺激性气味的气体
C．镁条在空气中燃烧：发出耀眼的白光，只生成一种黑色固体
D．红磷在空气中燃烧：发出白光，生成大量的白色烟雾
铁在氧气中燃烧生成的是黑色固体，A项错误；硫粉在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰，生成一种具有刺激性气味的气体，B项正确；镁条在空气中燃烧能生成一种白色固体，C项错误；红磷在空气中燃烧产生白烟，D项错误。
4．如图所示，加热烧瓶中的水使之沸腾，水蒸气从铜管喷出，把火柴靠近管口B处，火柴被加热，迅速移开火柴，火柴开始燃烧。下列说法错误的是（
D
）
A．该实验说明火柴的着火点不超过100℃
B．B处水蒸气的作用是使火柴温度达到着火点
C．火柴移离水蒸气，与氧气充分接触，从而燃烧
D．水沸腾后，水分子的间隔、质量和体积都增大