(共103张PPT)
第二单元 我们周围的空气
课前速写
考点研读
课堂互动
总纲目录
实验突破
随堂检测
考情探究
河南真题
考情探究
?
①????2KMnO4?
K2MnO4+MnO2+O2↑????
课前速写
②????2KClO3?
2KCl+3O2↑????
③????2H2O2?
2H2O+O2↑????
④????2H2O?
2H2↑+O2↑????
⑤????2HgO?
2Hg+O2↑????
⑥????C+O2?
CO2????
⑦????S+O2?
SO2????
⑧????4P+5O2?
2P2O5????
⑨????2H2+O2?
2H2O????
⑩????3Fe+2O2?
Fe3O4????
????2Mg+O2?
2MgO????
??
??4Al+3O2?
2Al2O3????
??
??2Cu+O2?
2CuO????
??
??2Hg+O2?
2HgO????
??
??2CO+O2?
2CO2????
???
?CH4+2O2?
CO2+2H2O????
??
??C2H5OH+3O2?
2CO2+3H2O????
考点一 空气的成分、污染与防治
河南真题
1.(2019河南中考,3,1分)空气中含量最多且化学性质不活泼的气体是?(
C
)
A.O2 B.CO2 C.N2 D.Ne
解析 氮气约占空气体积的78%,含量最多,且化学性质不活泼;氧气约占空
气体积的21%,且化学性质比较活泼;二氧化碳约占空气体积的0.03%,稀有气
体约占空气体积的0.94%。故选C。
2.(2018河南中考,3,1分)“建设美丽中国”是新时代的目标。下列做法不利
于减少环境污染的是?(
C
)
A.回收各种废弃塑料 B.开发和利用新能源
C.工业废水任意排放 D.积极植树、造林、种草
解析 工业废水任意排放会造成水体污染、土壤污染等,应处理达标后再排
放。
3.(2016河南中考B卷,2,1分)保护环境,人人有责。下列做法有利于减少污染
的是?(
B
)
A.大量使用煤和石油
B.开发和利用太阳能和风能
C.大量使用农药和化肥
D.任意排放生活和工业废水
解析 A项,煤和石油均属于化石燃料,化石燃料的燃烧会产生大量的粉尘和
有害气体,不利于减少环境污染;B项,太阳能和风能属于清洁能源,开发和利
用有利于减少环境污染;C项,大量使用农药和化肥会导致水体污染,不利于减
少环境污染;D项,生活污水和工业废水的任意排放,会导致水体污染,不利于
减少环境污染。
4.(2020河南中考,15节选,1分)空气中体积分数约为78%的气体是????氮气(或
N2)????。
解析 按体积分数计算,氮气约占空气总体积的78%,氧气约占21%。
5.(2017河南中考,15,2分)空气中体积分数约为21%的气体是????氧气(或O2)????;
地壳中含量最多的金属元素所形成的氧化物的化学式为????Al2O3????。
解析 按体积分数计算,空气中氮气约占78%,氧气约占21%;地壳中含量最多
的金属元素是铝,铝的氧化物的化学式是Al2O3。
6.(2018河南中考B卷,15,2分)请从氦气、氮气、二氧化碳中选择适当的物质
填空:可用于填充探空气球和作焊接金属保护气的是????氦气????;可用作气体肥
料的是????二氧化碳????。
解析 氦气的密度小且性质稳定,因此常用于填充探空气球和用作焊接金属
保护气;二氧化碳是光合作用的原料,因此被称为“气体肥料”。
7.(2016河南中考,13,2分)空气中体积分数约为78%的气体是????氮气(或N2)????;
地壳中含量居前两位的元素所形成化合物的化学式为????SiO2????。
解析 空气中体积分数约为78%的气体是氮气;地壳中含量最多的元素是O,
其次是Si,硅在化合物中显+4价,氧显-2价,因此硅元素和氧元素形成的化合物
的化学式为SiO2。
考点二 氧气的性质
8.(2018河南中考,4,1分)下列物质在氧气里燃烧,生成物为白色固体的是?(
B
)
A.硫 B.镁条 C.铁丝 D.木炭
解析 硫、木炭分别在氧气里燃烧生成的二氧化硫、二氧化碳都是无色气
体,铁丝在氧气里燃烧生成的四氧化三铁是黑色固体,镁条在氧气里燃烧生成
的氧化镁是白色固体。
9.(2016河南中考B卷,5,1分)下列实验现象描述正确的是?(
B
)
A.硝酸铵溶于水放出大量的热
B.镁带燃烧产生耀眼白光
C.浓盐酸敞口时出现大量白烟
D.红磷燃烧产生大量烟雾
解析 硝酸铵溶于水时吸收大量的热,故A错误;镁带燃烧产生耀眼的白光,故
B正确;浓盐酸有挥发性,敞口时挥发出来的氯化氢气体与空气中的水蒸气结
合成了盐酸小液滴,试剂瓶口会出现大量的白雾,故C错误;红磷燃烧生成五氧
化二磷白色固体颗粒,现象是产生大量白烟,故D错误。
考点三 氧气的制取
10.(2019河南中考,18,2分)如下图,将注射器中的溶液缓缓推入V形管,有关反
应的化学方程式为????2H2O2?2H2O+O2↑????;用80
℃的热水加热盛有红
磷和白磷的W形管时,发现白磷燃烧而红磷不燃烧,由此可说明燃烧需要的条
件是????温度达到可燃物的着火点????。
?
解析 过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气;白磷和红磷都
与氧气接触,都处在80
℃的温度条件下,但白磷的着火点是40
℃,红磷的着火
点是240
℃,因此白磷燃烧而红磷不燃烧,说明燃烧需要温度达到可燃物的着
火点。
11.(2017河南中考B卷,25节选,3分)实验是科学探究的重要途径。
(1)某同学利用如图微型装置进行实验探究。请回答:
?
单球管中发生反应的化学方程式是????2H2O2?
2H2O+O2↑????;制取的气
体收集在集气管中,将红磷在酒精灯上加热后迅速放进集气管,塞紧塞子,观
察到的现象是????红磷燃烧,产生大量白烟,水被倒吸进集气管中????,反应的化
学方程式为????4P+5O2?
2P2O5????。
解析 单球管中发生的反应是过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解,其化
学方程式为2H2O2?
2H2O+O2↑;将红磷在酒精灯上加热后迅速放进充
满氧气的集气管内,塞紧塞子,会观察到红磷燃烧,产生大量白烟,过一会儿熄
灭;同时烧杯里的水被倒吸进集气管中。
12.(2020河南中考,22,2分)在实验室里可采用多种方法制取氧气。
(1)写出用如图所示装置制氧气的化学方程式。(写出一个即可)
?
答案 2KMnO4?
K2MnO4+MnO2+O2↑(或2KClO3?
2KCl+3O2↑)
(2)收集氧气可以采用排水法,这是利用了氧气的什么性质?
答案 氧气不易溶于水,不与水反应。
解析 (1)题图中的装置是固体加热型气体发生装置,可以用高锰酸钾或氯酸
钾加热分解的反应制取氧气,因此化学方程式为2KMnO4?
K2MnO4+MnO2
+O2↑或2KClO3?
2KCl+3O2↑,选择用KMnO4时要在试管口塞一小团
棉花;(2)氧气可用排水法收集,是因为氧气不易溶于水且不能与水发生反
应。
13.(2019河南中考,25节选,1分)已知:2Na2O2+2CO2?2Na2CO3+O2;2Na2O2+
2H2O?4NaOH+O2↑。为了证明过氧化钠(Na2O2)固体可在呼吸面具和潜水
艇中作供氧剂,某化学兴趣小组的同学利用如图所示实验装置进行探究活
动。(铁架台等已略去)
?
(5)氧气可采用B装置收集并用带火星的木条检验,这是利用了氧气的哪些性
质?
答案 氧气不易溶于水,氧气有助燃性。
解析 (5)氧气可用排水法收集是因为氧气不易溶于水;可以用带火星的木条
检验是因为氧气具有助燃性,能支持燃烧。
14.(2018河南中考B卷,25节选,3分)化学实验是科学探究的重要手段。
(1)某化学小组用如图装置制取氧气。
?
①A中发生反应的化学方程式为????2H2O2?
2H2O+O2↑????。
②用A装置制取氧气时,长颈漏斗下端浸没在液面以下的原因是什么?
答案 防止氧气从长颈漏斗逸出。
③若用B装置收集氧气,请将B装置中导管补画完整。若氧气已收集满,可观
察到什么实验现象?
答案????? 带火星的木条复燃。
解析 (1)①A是固液常温型发生装置,常用于过氧化氢与二氧化锰混合制取
氧气,因此化学方程式为2H2O2?
2H2O+O2↑。②用A装置制取氧气时,
长颈漏斗的下端应浸没在液面以下,防止产生的气体从长颈漏斗逸出。③氧
气的密度比空气的大,用多功能瓶排空气法收集氧气时,氧气应从长管进入,
即画图时,集气瓶内导管“左长右短”;若氧气已集满,可观察到带火星木条
复燃。
15.(2016河南中考B卷,20,3分)影响化学反应速率的因素有多种。
(1)常温下过氧化氢溶液能缓慢分解,若加入????MnO2????(填化学式)时分解加
速。
(2)硫在氧气中燃烧比在空气中燃烧更剧烈,说明其影响因素是什么?
答案 氧气的浓度(或反应物的浓度)。
(3)反应物之间的接触面积会影响化学反应速率,请举例说明。
答案 等质量的煤粉比煤块燃烧得更快、更剧烈,说明反应物之间的接触面
积越大,化学反应速率越快。
解析 影响化学反应速率的因素有催化剂、温度、反应物的浓度、反应物
的接触面积等。(1)常温下过氧化氢溶液能缓慢分解,若加入二氧化锰作催化
剂,分解即可加快。(2)硫在空气中燃烧,发出微弱的淡蓝色火焰;在氧气中燃
烧,发生明亮的蓝紫色火焰,可见,氧气(或反应物)浓度越大,燃烧(或反应)越剧
烈。(3)反应物的接触面积越大,反应速率越快;如等质量的煤粉比煤块燃烧
得更快、更剧烈;等质量的粉末状的石灰石比块状石灰石与稀盐酸反应得剧
烈等。
考点一 空气的成分、污染与防治
考点研读
1.空气的成分及用途
成分
体积分数
用途
N2
约占①????78%????(最高)
用于磁悬浮列车、化工原料(如制硝酸、氮肥)、食品包装中充氮②????防腐????、灯泡保护气等
O2
约占③????21%????
用于动植物呼吸、登山、潜水、医疗急救等;还可用于气
割、气焊、炼钢等
稀有气体
约占0.94%
用于飞艇、闪光灯、液氦冷冻机、④????霓虹灯????(通电时发出有色的光)、路标灯等
CO2
约占0.03%
灭火、作气体肥料等
其他气体和杂质
约占0.03%
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2.空气中氧气含量的测定(详见“实验突破”)
实验原理:红磷燃烧消耗集气瓶内的氧气,使密闭容器内的压强减小,外界大
气压将水压入集气瓶内,进入集气瓶内水的体积等于消耗的氧气的体积。红
磷燃烧的化学方程式为⑤????4P+5O2?
2P2O5????。
3.空气的污染与防治
(1)空气污染物
目前计入空气质量评价的主要污染物为二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、
可吸入颗粒物(粒径≤10微米的颗粒物,称PM10)、⑥????细颗粒物????(粒径≤2.5
微米的颗粒物,称PM2.5)和臭氧等。
(2)空气污染物的来源及防治措施
污染来源
防治措施
化石燃料的燃烧
改变能源结构,开发新能源
工业废气
工业废气处理达标后排放,减少有害物质的排放
植被被破坏引起的沙尘
植树、
造林、种草等,提高空气的自净能力
考点二 氧气的性质和用途
1.物理性质
在标准状况下,氧气是一种无色、无味的气体,密度比空气的略大,⑦????不易
????溶于水。在降温、加压条件下,可变成淡蓝色的液体或淡蓝色雪花状的固
体。
2.化学性质
(1)氧气的助燃性
将带火星的木条伸入盛有氧气的集气瓶内,木条能够复燃,说明氧气能⑧????支
持燃烧????。
?
易错警示 氧气只有助燃性,没有可燃性,不能用作燃料。
(2)氧气与单质的反应
氧气的化学性质⑨????比较活泼????,可以与许多物质发生氧化反应(即物质与氧
的反应)。
反应物
现象(在空气中)
化学方程式
一氧化碳
发出蓝色火焰,放热
?????2CO+O2
?
2CO2????
甲烷
发出蓝色火焰,放热
?????CH4+2O2?
CO2+2H2O????
乙醇(酒精)
发出蓝色火焰,放热
?????C2H5OH+3O2?
2CO2+3H2O????
石蜡
发出黄白色火焰,稍有黑烟,放热;如果在火焰上方罩一个干而冷的烧杯,烧杯壁上有水珠生成,且产生能使澄清石灰水变浑浊的气体
石蜡+氧气?
二氧化碳+水
(文字表达式)
(3)氧气与其他物质的反应
3.几个概念——化合反应、氧化反应和缓慢氧化
(1)化合反应:由两种或两种以上物质生成?????另一种物质????的反应。
说明 化合反应的反应特征:“多变一”;表达式:A+B→C。
(2)氧化反应:物质和氧气发生的反应。如物质在氧气中燃烧的反应均为氧化
反应。
(3)缓慢氧化:有些氧化反应进行得很慢,甚至不容易被察觉,这种氧化叫缓慢
氧化。如铁生锈、动植物呼吸、食物腐败、酿酒、酿醋、农家肥的腐熟
等。缓慢氧化一般不发光,但可产生热量,当缓慢氧化产生的热量散发不出去
时,容易引发?????自燃????现象。
小结 a.化学反应速率与反应物的浓度有关。如氧气的浓度越大,反应越剧
烈,反应现象越明显。
b.氧气的化学性质比较活泼,它在氧化反应中提供氧,具有氧化性。如在常
温、点燃或加热的条件下,氧气可与许多物质发生缓慢氧化或剧烈燃烧。
4.氧气的用途(详见“考点一”)
主要用于供给呼吸和支持燃烧。
考点三 制取氧气
1.氧气的实验室制取(详见“实验突破”)
反应原理(写化学方程式):
(1)高锰酸钾:?????2KMnO4?
K2MnO4+MnO2+O2↑????。
(2)氯酸钾:?????2KClO3?
2KCl+3O2↑????。
(3)过氧化氢溶液:?????2H2O2?
2H2O+O2↑????。
2.催化剂与催化作用
催化剂:在化学反应里,能改变其他物质的化学反应速率,而本身的?????质量
和化学性质????在化学反应前后都没有发生变化的物质叫催化剂(又叫触
媒)。简记为“一变两不变”。
催化作用:催化剂在化学反应中所起的作用叫做催化作用。
注意 a.“改变”的含义包括加快和减慢,催化剂不一定都能加快化学反应
速率。
b.一个化学反应可以有多种催化剂,一种催化剂也可以催化多个化学反应。
3.氧气的工业制法
(1)原理:利用液氮和液氧的?????沸点????不同(液氮的沸点低,氮气先蒸发出
来),通过分离液态空气的方法制得,属于物理变化。
(2)过程:
?
命题点一 空气的成分及用途
课堂互动
例1????(2020天津中考,2,2分)空气中,氧气的体积分数约为?(
C
)
A.0.03% B.0.94% C.21% D.78%
解析 空气的成分按体积计大约是:氮气78%、氧气21%、二氧化碳0.03%、
稀有气体0.94%、其他气体及杂质0.03%。
归纳总结 空气的成分按体积计算,各物质的体积分数可简记为氮七八,氧二
一,零点九四是稀气,零点零三碳(指二氧化碳)杂质。
变式1-1????(2019河南平顶山二模,5)下列有关空气及其成分的说法正确的是
?(
B
)
A.体积分数最大的气体是氧气
B.氮气是制造氮肥的重要原料
C.空气液化时,各组分的微粒会变小
D.干冰汽化过程中分子由静止变为运动
解析 空气中体积分数最大的气体是氮气,故A错误;氮气在一定条件下可与
氢气反应合成氨气,氨气与酸反应可制得氮肥,故B正确;空气在降温、加压的
条件下可由气态变成液态,这种变化只是微粒之间的间隔发生了变化,微粒的
大小没有发生变化,故C错误;分子总是在不停地运动,不会因为物质的状态而
停止运动,故D错误。
变式1-2????(2020河南三门峡一模,21)图1所示装置可用于测定空气中氧气的
含量,图2是用该装置测得实验过程中集气瓶内气压与时间关系图(该装置气
密性良好,p0是集气瓶内初始气压)。
?
(1)a点时集气瓶中气压瞬间变大的原因是什么?
答案 红磷燃烧放热。
(2)哪些因素会造成实验结果不准确(仪器因素除外)?
答案 装置漏气或红磷量不足(合理即可)。
解析 (1)红磷燃烧,放出大量的热,会导致密闭容器内压强瞬间增大。(2)常
见的导致结果不准确的原因:装置漏气,使测得的气压偏低;红磷的量不足,氧
气无法耗尽;装置没有冷却到室温,便急着读数等。
命题点二 空气的污染与防治
例2????(2020重庆中考A卷,2,2分)2020年6月,某高速路上一辆液化石油气槽罐
车发生爆炸。爆炸产生的以下物质不属于空气污染物的是?(
D
)
A.NO2 B.CO C.粉尘 D.H2O
解析 空气污染物可分为两大类:粉尘和有害气体,有害气体主要包括氮氧化
物、一氧化碳和二氧化硫。水不属于空气污染物,故选D。
归纳总结 目前计入空气质量评价的主要污染物为三大有害气体(包括
SO2、CO、NO2)、可吸入颗粒物(粒径≤10微米的颗粒物,称PM10)、细颗粒物
(粒径≤2.5微米的颗粒物,称PM2.5)和臭氧等。不同地区的首要污染物有所不
同。氧气、二氧化碳等空气中的成分不是空气污染物。
变式2-1????(2020河南新乡四校联考,3)今年秋冬季节,我国多地发生雾霾天气,
产生雾霾的主要原因就是环境被污染了。雾霾对人体的危害很大,容易引起
咽喉炎、气管炎、支气管炎等疾病,其中PM2.5是“罪魁祸首”。下列情况不
会产生雾霾的是?(
D
)
A.焚烧农作物秸秆或垃圾产生的烟尘
B.工业废气和汽车排放的尾气
C.道路扬尘和建筑施工的扬尘
D.下大雨或暴雨
解析 焚烧秸秆或垃圾产生的烟尘、工业废气和汽车尾气、道路扬尘和施
工扬尘,含有大量的有害气体或可吸入颗粒物,均属于空气污染物,会产生雾
霾;大雨或暴雨可以吸收或溶解空气中的烟尘等颗粒物和有害气体,使空气得
到净化,故选D。
命题点三 氧气的性质及用途
例3????(2020辽宁营口中考,10,1分)下列物质在空气或氧气中燃烧现象的描述,
正确的是?(
C
)
A.镁条在空气中燃烧,冒出浓烈的黑烟,放出热量,生成黑色粉末
B.铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四溅,放出热量,生成四氧化三铁
C.木炭在氧气中燃烧,发出白光,放出热量,产生能使澄清石灰水变浑浊的气
体
D.硫在氧气中燃烧,发出微弱的淡蓝色火焰,放出热量,产生没有气味的气体
解析 镁在空气中燃烧时发出耀眼白光,并伴有一缕白烟,放热,生成白色粉
末,故A错误;描述实验现象时,只需要客观描述观察到的现象(如物质的颜
色、状态或气味等),不能“指名道姓”地说出生成物的名称是四氧化三铁,
应改为生成黑色固体,故B错误;木炭在氧气中燃烧发出白光,放出热量,生成
的二氧化碳气体会使澄清石灰水变浑浊,故C正确;硫在氧气中燃烧发出明亮
的蓝紫色火焰,生成的二氧化硫气体具有刺激性气味,故D错误。
方法指导 ①描述物质燃烧现象的方法:燃烧是否剧烈+是否产生火焰(或发
光、火星等)+是否放热(或吸热)+反应后生成什么样的物质(生成物的状态、
颜色、气味等特征)。
②描述现象时只能说出生成物的颜色、状态、气味或其他特殊的性质,不能
“指名道姓”地直接说出生成物的名称,如铁丝在氧气中燃烧“生成黑色固
体”,不能描述为“生成四氧化三铁”。
变式3-1????(2020河南开封河大附中月考,4)下列有关氧气的说法,错误的是?
(
B
)
A.氧气能支持燃烧
B.细铁丝在氧气中燃烧,生成氧化铁
C.在通常状况下,氧气的密度比空气的大
D.氧气的化学性质比较活泼,能跟许多物质发生反应
解析 在通常状况下,氧气的密度比空气的大;其化学性质比较活泼,能跟许
多物质发生反应,有助燃性,故A、C、D均正确;细铁丝在氧气中燃烧的生成
物是四氧化三铁,不是氧化铁,故B错误。
变式3-2????(2019河南南阳宛城一模,4)下列有关实验现象的描述正确的是(
D
)
A.木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳气体
B.硫在氧气中燃烧发出微弱的淡蓝色火焰
C.一氧化碳与氧化铁反应生成银白色固体
D.红磷在空气中燃烧产生大量白烟
解析 描述物质变化的现象时,不能直接指出生成物的名称,应该描述生成物
的状态、气味、颜色等特征。木炭在氧气中燃烧时的现象是生成一种能使
澄清石灰水变浑浊、无色无味的气体,故A错误;硫在空气中燃烧发出微弱的
淡蓝色火焰,在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰,故B错误;一氧化碳与氧化
铁反应生成黑色固体,故C错误;红磷在空气中燃烧产生大量白烟,故D正确。
命题点四 氧气的实验室制取
例4????(2019江西中考,6,2分)下列加热高锰酸钾制取氧气的部分操作示意图
中,正确的是?(
)
?
?
答案
A
解析 A项,检查气密性时,将导管一端插入水中,用双手紧握试管,观察导管
口是否有气泡产生,操作正确;B项,加热后,刚冒出的气泡是装置内的空气,立
即收集会导致收集的气体不纯,操作错误;C项,排水法集气时,气体集满后,应
在水面下盖上玻璃片,再从水中取出,操作错误;D项,实验结束后,先停止加热,
会导致水槽里的水倒吸,炸裂试管,操作错误。
归纳总结 用高锰酸钾制取氧气,实验开始前,要先检查装置的气密性,然后
装药品;试管口要塞一团棉花,防止加热时高锰酸钾粉末进入导管;固定试管
时,试管口要略向下倾斜,铁夹夹在离试管口约?处;实验完毕时,要先把导管
移出水面,再熄灭酒精灯,防止水槽中的水倒吸入热的试管内,炸裂试管。
变式4-1????(2020河南郑州一中模拟,23)如图所示是实验室制取气体的常用装
置。
?
(1)写出一个用A装置加热固体混合物制取O2的化学方程式。
答案 2KClO3?
2KCl+3O2↑(合理即可)
(2)B和C装置均可制取CO2,C装置的优点是可随时控制反应的发生与停止。
请简述使C装置中反应停止的原理。
答案 关闭弹簧夹,生成的气体无法导出,试管内压强增大,固体与液体分离,
反应停止。
(3)用集气瓶采用排空气法收集O2,请在D处方框中画出装置图。
答案?????
解析 (1)A装置适用于固体与固体加热制取气体的方法。(2)C装置的优点
是可随时控制反应的发生与停止,打开弹簧夹,固体与液体接触,反应便能发
生,关闭弹簧夹,生成的气体无法导出,使试管内的压强增大,液体被压回长颈
漏斗中,与固体反应物脱离,反应便会停止。(3)用集气瓶采用排空气法收集
O2,氧气的密度比空气的大,应采用向上排空气法,导管要伸入到接近集气瓶
底部。
变式4-2????(2019河南许昌一模,23)如图所示是实验室制取气体的常用装置。
回答下列问题:
?
(1)仪器E的名称是????锥形瓶????。用A、D装置组合制取O2时,A中发生反应的化学方程式是????2H2O2?
2H2O+O2
↑????。
(2)关闭B装置导管口处的玻璃活塞,通过长颈漏斗向试管中加水,发现漏斗颈
中始终不能形成一段稳定的、高于试管中液面的水柱,这种现象说明????装置
气密性不好????。用B、C装置组合制取CO2时,应该将气体怎样通入C装置?
答案 应将气体通过a口通入C装置。
解析 (1)仪器E是锥形瓶;A是固液常温型气体发生装置,用A制取氧气时,药
品为过氧化氢溶液和二氧化锰。(2)关闭B装置导管口处的玻璃活塞,并通过
长颈漏斗向试管中加水,漏斗颈中始终不能形成一段稳定的、高于试管中液
面的水柱,说明装置气密性不好;
用C装置收集二氧化碳时,由于二氧化碳的
密度比空气的大,应将气体从a口通入C装置。
实验一 空气中氧气含量的测定
实验突破
1.实验过程
实验原理
红磷在密闭容器中燃烧消耗①????氧气????,生成固体五氧化二磷;密闭容器内②????压强????减小,外界大气压将水压入密闭容器。通过测定进入容器中的③????水????的体积,来确定氧气在空气中的体积分数
实验装置
?
化学方程式
④????4P+5O2?
2P2O5????
实验现象
红磷燃烧,产生⑤????大量白烟????,一段时间后火焰熄灭;待装置冷却后打开弹簧夹,观察到烧杯内的水被压入集气瓶中,集气瓶内水平面上升约为集气瓶内原空气体积的⑥????1/5????
实验结论
氧气约占空气体积的?
变式装置
(1)点燃方式
??
(2)测量方式
?
?
2.实验误差分析
误差
原因
注意事项
测量
结果
偏低
⑦????红磷????不足,氧气不能耗尽
红磷要足量
⑧????装置漏气????会使装置外的空气进入装置
装置不能漏气
过早打开弹簧夹会使进入集气瓶中的水的体积偏小
待集气瓶⑨????冷却到室温????后再打开弹簧夹
测量结果
偏高
导气管上的弹簧夹未夹紧,红磷燃烧时集气瓶内气体因受热而从导气管逸出
弹簧夹要夹紧
燃烧匙伸入过慢会使装置内的气体受热逸出,导致进入集气瓶中的水的体积偏大
点燃红磷后迅速将燃烧匙伸入集气瓶
3.实验反思:用其他药品代替红磷时应该满足什么条件?
(1)不能用木炭、硫粉代替红磷。因为木炭和硫粉燃烧后产生气体,导致集气
瓶内气体压强没有明显变化,无法得到准确结果(改进实验:可将集气瓶内的
水换成氢氧化钠溶液)。
(2)不能用镁、铁代替红磷。因为镁的化学性质比较活泼,在空气中燃烧时与
氧气、氮气、二氧化碳均可发生反应;铁只在氧气中剧烈燃烧,在空气中不能
燃烧。可见,红磷的替代品应满足的条件是只与空气中的氧气反应且生成物
不是气体。
例5????(2020河南《解析与检测》简答题,28)测定空气中氧气含量的实验装置
图如图所示,请根据实验回答有关问题:
?
(1)先用弹簧夹夹住胶皮管,将燃着的红磷(红磷过量)立即伸入盛有少量水的
集气瓶中,
并把塞子塞紧,可观察到的实验现象是什么?待红磷熄灭并冷却后,
打开弹簧夹,又可观察到什么现象?写出反应的化学方程式。
答案 红磷继续燃烧一段时间并产生大量白烟。红磷熄灭并冷却后,打开弹
簧夹,烧杯中的水进入集气瓶,集气瓶内水面上升,进入的水的体积约占瓶内
原空气体积的?。 4P+5O2?
2P2O5
(2)燃烧结束后,集气瓶内剩余的气体主要是氮气。由本实验可推知氮气的物
理性质和化学性质有哪些?
答案 物理性质:无色,难溶于水。化学性质:氮气与红磷不反应(或氮气不支
持燃烧)。
(3)实验结束后,发现集气瓶内的水上升到其水面以上容积不足?处,请推测造
成该误差的可能原因。
答案 没有冷却到室温就打开弹簧夹(或装置漏气等)。
实验二 实验室制取氧气
1.原理和装置
2.步骤(以高锰酸钾制取氧气为例)
查、装、定、点、收、移、熄(谐音记忆:茶庄定点收利息),逐字解读:
查——检查①????装置气密性????;
装——将药品装入试管中(一斜、二放、三直立),试管口放②????一团棉花????
后用单孔橡胶塞塞紧试管口;
定——将③????试管????固定在铁架台上(并将集气瓶装满水倒扣在水槽中);
点——点燃酒精灯,给试管中的药品加热;
收——待气泡④????连续并均匀????冒出时,开始收集;当集气瓶口有大气泡冒出
时证明氧气已集满,用⑤????玻璃片????在水面下将集气瓶口盖好,取出集气瓶,
⑥????正????放在桌子上;
移——将⑦????导管移出水面????;
熄——熄灭酒精灯。
3.检验:将⑧????带火星的木条????伸入集气瓶内,木条复燃,说明集气瓶内是氧
气。
4.验满:用向上排空气法收集时,把带火星的木条放在⑨????集气瓶口????,若木条
复燃,则说明氧气已集满;用排水法收集时,若有大气泡从⑩????集气瓶????口冒
出,说明氧气已集满。
5.注意事项
?
例6????(2019湖北黄冈中考,29,4分)实验室用高锰酸钾制取氧气,请结合下列装
置,回答问题:
?
(1)写出仪器X的名称:????酒精灯????。
(2)要制备较为纯净的氧气,应选用的发生装置和收集装置是????BC????(填序
号),该反应的化学方程式为????2KMnO4?
K2MnO4+MnO2+O2↑????。
(3)该实验的主要步骤有:①将导气管移出水槽;②加热;③装药品、棉花;④收
集;⑤熄灭酒精灯;⑥检查装置气密性。正确的操作顺序为????⑥③②④①⑤
????。
解析 (1)仪器X是酒精灯。(2)实验室用高锰酸钾加热制取氧气,选用固体加
热型装置,发生装置选B,收集较纯净的氧气应用排水法,所以收集装置选C,反
应的化学方程式为2KMnO4?
K2MnO4+MnO2+O2↑。(3)实验室用高锰酸
钾制取氧气的实验步骤为⑥检查装置气密性→③装药品、棉花→②加热→
④收集→①将导气管移出水槽→⑤熄灭酒精灯。
1.下列有关空气的说法不正确的是?(
A
)
A.空气中只含氧气和氮气
B.拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分
C.空气中的二氧化碳是植物光合作用的重要原料
D.酸雨的产生与空气污染有关
一、选择题
随堂检测
解析 空气的主要成分是氮气和氧气,还含有二氧化碳、稀有气体等其他物
质,故A不正确。
2.下列有关氧气的叙述正确的是?(
D
)
A.空气中氧气的质量分数约为21%
B.硫在氧气中燃烧,产生淡蓝色火焰
C.氧气能溶于水且溶解度随压强的增大而减小
D.氧气的化学性质比较活泼,具有助燃性
解析 空气中氧气的体积分数约为21%,不是质量分数;硫在氧气中燃烧产生
明亮的蓝紫色火焰,在空气中燃烧产生淡蓝色火焰;氧气不易溶于水,气体的
溶解度随压强的增大而增大。因此A、B、C均错误。
3.下列物质在氧气中燃烧会产生蓝紫色火焰的是?(
D
)
A.铁 B.木炭 C.氢气 D.硫
解析 铁丝在氧气中燃烧时会火星四射,发出白光,没有火焰,故A错误;木炭
在氧气中燃烧发出白光,故B错误;氢气在氧气中燃烧,发出淡蓝色火焰,故C错
误;硫在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰,故D正确。
4.下列实验中,能观察到的现象是?(
D
)
A.红磷燃烧产生大量白色烟雾
B.铁丝在空气中剧烈燃烧,火星四射
C.硫在空气中燃烧,发出明亮的蓝紫色火焰
D.木炭还原氧化铜的过程中,黑色固体变成红色
解析
A项,红磷燃烧产生大量的白烟,白烟是生成的固体P2O5的集合体,
“烟”是固体小颗粒的集合体,“雾”是小液滴的集合体,不能将“烟”和
“雾”混为一谈;B项,铁丝在空气中不能燃烧;C项,硫在空气中燃烧发出微弱
的淡蓝色火焰,在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰;D项,木炭和氧化铜反应
前都是黑色固体,反应后生成红色的铜,故现象描述正确。
5.下列关于实验室制取气体的说法错误的是?????(
C
)
?
A.装置①可用于制二氧化碳
B.装置②可用于制氧气
C.装置③可用于收集二氧化碳
D.装置④可用于收集氢气
解析 实验室制取二氧化碳的反应物是固体和液体且反应不需要加热,可选
用装置①制取,故A正确;装置②是固体加热型制取气体发生装置,可用加热氯
酸钾和二氧化锰的混合物或高锰酸钾制取氧气,故B正确;二氧化碳的密度比
空气的大,应用向上排空气法收集,故C错误;氢气难溶于水且不与水反应,可
用排水法收集,故D正确。
6.如图所示是测定空气里氧气含量的装置,气密性良好。在集气瓶内加入少
量水,将水面上方空间分为5等份,用弹簧夹夹紧胶皮管。点燃红磷后,迅速伸
入集气瓶中并塞紧橡胶塞;待燃烧停止并冷却至室温后,打开弹簧夹。
?
(1)红磷燃烧的化学方程式为????4P+5O2?
2P2O5????。
二、填空题
(2)打开弹簧夹后,烧杯中的水能够进入集气瓶中的原因是????红磷燃烧消耗氧
气,使集气瓶内压强减小,小于外界大气压????。
(3)实验结束,进入集气瓶中水的体积小于集气瓶内原空气体积的五分之一,
可能的一种原因是????红磷量不足(合理即可)????。
解析 (1)红磷燃烧生成五氧化二磷,化学方程式为4P+5O2?
2P2O5。(2)红
磷燃烧消耗了集气瓶中的氧气,使集气瓶内压强减小,冷却至室温,打开弹簧
夹后,外界大气压将烧杯内的水压入集气瓶中。(3)若红磷量不足,不能将集
气瓶内氧气耗尽,会使进入集气瓶中水的体积小于集气瓶内原空气体积的五
分之一。
7.经过学习,你一定掌握了相关气体的制备方法。现有下列实验装置图,回答
问题:
?
(1)写出标有序号的仪器名称:①????试管????,②????长颈漏斗????。
(2)图中装置A有明显错误,请指出:????试管口未略向下倾斜,导管伸入试管内
太长????。改正后,实验室用氯酸钾制取氧气,可选择的发生装置为????A????(填写
装置的字母代号,下同);应选用的收集装置是????C或E????。
(3)在实验室中用高锰酸钾制取氧气的化学反应原理是????2KMnO4?
K2MnO4+MnO2+O2↑????(用化学方程式表示)。
?
2H2O+O2↑????;反应类型是????分解反应????。
(4)停止加热时要先把导管移出水面,其理由是????防止水槽中的水倒流而导致
试管破裂????,此时发现水槽中的水变成了浅紫红色,你认为产生该现象最可能
的原因是????没有在试管口放一小团棉花????。
(5)如果用过氧化氢溶液制取氧气,发生装置用????B????,化学方程式为????2H2O2
解析 用高锰酸钾制取氧气时,试管口要塞一团棉花,防止高锰酸钾粉末随产
生的氧气流进入导管或水槽;固定试管时,试管口要略向下倾斜,防止冷凝水
倒流而炸裂试管;导管不能伸入试管内太长,否则影响气体的收集;用高锰酸
钾或氯酸钾制取氧气,发生装置都可以用“固体加热型”制气装置,即A装置;
收集方法可用排水法或向上排空气法,故收集装置应选择C或E装置;用过氧
化氢溶液制取氧气时,发生装置需选用“固液常温型”,即B装置。写化学方
程式时注意配平、标注反应条件和生成物状态,根据化学方程式可知,该反应
的特征是“一变多”,因此属于分解反应。
三、简答题
8.下图是同学们构建的关于氧气的部分知识网络,请回答:
?
(1)Ⅰ、Ⅱ两类有氧气参加的化学反应的相同点是????都是氧化反应(或都放出
热量)????(写一条)。
(2)从正、反两方面举例说明氧气与人类生活的关系。
答案 正:CH4等燃烧,提供能量;反:铁生锈,浪费金属资源。
解析 (1)燃烧是剧烈的发光、放热的氧化反应;缓慢氧化也属于氧化反应,
但进行得很缓慢,放热但不发光。(2)氧气既能供给呼吸,又能支持燃烧,可造
福于人类;同时氧气也会带来不利的影响,如铁生锈、食物腐败等。
9.实验室常用下列装置来制取气体。
?
(1)采用高锰酸钾制取氧气时,若用排空气法收集气体,可将导管a和收集装置
D中的d管相连接,请在方框内将D装置补画完整。
答案 如图所示
(2)B、C装置可用来制取氧气、氢气或二氧化碳,与B相比,C装置的优点是什
么?写出用B或C装置制取氧气的化学方程式。
答案 C装置可以控制液体的滴加速率和滴加量,从而控制反应。 2H2O2
?
2H2O
+
O2↑
解析 (1)利用多功能瓶采用排空气法收集氧气时,氧气应从长导管进入,即
气体要“长进短出”;补画时注意将长导管画至接近集气瓶底部位置,短管刚
露出橡胶塞一点即可。(2)C装置可通过控制分液漏斗上的旋塞开关,来控制
液体的滴加速率和滴加量,从而控制反应。第二单元 我们周围的空气
考情探究
考试要点
中考题型
河南中考示例
备考策略
空气
空气的成分及用途
2020河南,15节选,1分
2019河南,3,1分
2018河南B卷,15,2分
1.本单元复习以识记为主。内容主要有空气的成分、氧气的性质(尤其是物质燃烧的现象、化学方程式)和制取氧气的反应原理、装置、检验与验满等知识。方法:辨清现象异同点,抓住关键词记忆。
2.预计2021年中考仍将延续往年的命题规律,氧气的制取和性质、空气的成分仍为考查重点,空气的污染和防治或单独考查,或与燃烧知识相结合考查。另外,制取氧气三个反应原理、实验装置、补画仪器及利用已知装置制取陌生气体的迁移能力仍会重点考查。
空气的污染与防治
2018河南,3,1分
氧气的性质
氧气的性质和用途
2018河南,4,1分
制取氧气
氧气的制取、
检验、验满与净化
2020河南,22,2分
2019河南,18,2分
2019河南,25节选,1分
课前速写
① 2KMnO4
K2MnO4+MnO2+O2↑ ?
② 2KClO3
2KCl+3O2↑ ?
③ 2H2O2
2H2O+O2↑ ?
④ 2H2O
2H2↑+O2↑ ?
⑤ 2HgO
2Hg+O2↑ ?
⑥ C+O2
CO2 ?
⑦ S+O2
SO2 ?
⑧ 4P+5O2
2P2O5 ?
⑨ 2H2+O2
2H2O ?
⑩ 3Fe+2O2
Fe3O4 ?
2Mg+O2
2MgO ?
4Al+3O2
2Al2O3 ?
2Cu+O2
2CuO ?
2Hg+O2
2HgO ?
2CO+O2
2CO2 ?
CH4+2O2
CO2+2H2O ?
C2H5OH+3O2
2CO2+3H2O ?
河南真题
考点一 空气的成分、污染与防治
1.(2019河南中考,3,1分)空气中含量最多且化学性质不活泼的气体是(C)
A.O2
B.CO2
C.N2
D.Ne
解析 氮气约占空气体积的78%,含量最多,且化学性质不活泼;氧气约占空气体积的21%,且化学性质比较活泼;二氧化碳约占空气体积的0.03%,稀有气体约占空气体积的0.94%。故选C。
2.(2018河南中考,3,1分)“建设美丽中国”是新时代的目标。下列做法不利于减少环境污染的是(C)
A.回收各种废弃塑料
B.开发和利用新能源
C.工业废水任意排放
D.积极植树、造林、种草
解析 工业废水任意排放会造成水体污染、土壤污染等,应处理达标后再排放。
3.(2016河南中考B卷,2,1分)保护环境,人人有责。下列做法有利于减少污染的是(B)
A.大量使用煤和石油
B.开发和利用太阳能和风能
C.大量使用农药和化肥
D.任意排放生活和工业废水
解析 A项,煤和石油均属于化石燃料,化石燃料的燃烧会产生大量的粉尘和有害气体,不利于减少环境污染;B项,太阳能和风能属于清洁能源,开发和利用有利于减少环境污染;C项,大量使用农药和化肥会导致水体污染,不利于减少环境污染;D项,生活污水和工业废水的任意排放,会导致水体污染,不利于减少环境污染。
4.(2020河南中考,15节选,1分)空气中体积分数约为78%的气体是 氮气(或N2) 。?
解析 按体积分数计算,氮气约占空气总体积的78%,氧气约占21%。
5.(2017河南中考,15,2分)空气中体积分数约为21%的气体是 氧气(或O2) ;地壳中含量最多的金属元素所形成的氧化物的化学式为 Al2O3 。?
解析 按体积分数计算,空气中氮气约占78%,氧气约占21%;地壳中含量最多的金属元素是铝,铝的氧化物的化学式是Al2O3。
6.(2018河南中考B卷,15,2分)请从氦气、氮气、二氧化碳中选择适当的物质填空:可用于填充探空气球和作焊接金属保护气的是 氦气 ;可用作气体肥料的是 二氧化碳 。?
解析 氦气的密度小且性质稳定,因此常用于填充探空气球和用作焊接金属保护气;二氧化碳是光合作用的原料,因此被称为“气体肥料”。
7.(2016河南中考,13,2分)空气中体积分数约为78%的气体是 氮气(或N2) ;地壳中含量居前两位的元素所形成化合物的化学式为 SiO2 。?
解析 空气中体积分数约为78%的气体是氮气;地壳中含量最多的元素是O,其次是Si,硅在化合物中显+4价,氧显-2价,因此硅元素和氧元素形成的化合物的化学式为SiO2。
考点二 氧气的性质
8.(2018河南中考,4,1分)下列物质在氧气里燃烧,生成物为白色固体的是(B)
A.硫
B.镁条
C.铁丝
D.木炭
解析 硫、木炭分别在氧气里燃烧生成的二氧化硫、二氧化碳都是无色气体,铁丝在氧气里燃烧生成的四氧化三铁是黑色固体,镁条在氧气里燃烧生成的氧化镁是白色固体。
9.(2016河南中考B卷,5,1分)下列实验现象描述正确的是(B)
A.硝酸铵溶于水放出大量的热
B.镁带燃烧产生耀眼白光
C.浓盐酸敞口时出现大量白烟
D.红磷燃烧产生大量烟雾
解析 硝酸铵溶于水时吸收大量的热,故A错误;镁带燃烧产生耀眼的白光,故B正确;浓盐酸有挥发性,敞口时挥发出来的氯化氢气体与空气中的水蒸气结合成了盐酸小液滴,试剂瓶口会出现大量的白雾,故C错误;红磷燃烧生成五氧化二磷白色固体颗粒,现象是产生大量白烟,故D错误。
考点三 氧气的制取
10.(2019河南中考,18,2分)如下图,将注射器中的溶液缓缓推入V形管,有关反应的化学方程式为 2H2O22H2O+O2↑ ;用80
℃的热水加热盛有红磷和白磷的W形管时,发现白磷燃烧而红磷不燃烧,由此可说明燃烧需要的条件是 温度达到可燃物的着火点 。?
解析 过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气;白磷和红磷都与氧气接触,都处在80
℃的温度条件下,但白磷的着火点是40
℃,红磷的着火点是240
℃,因此白磷燃烧而红磷不燃烧,说明燃烧需要温度达到可燃物的着火点。
11.(2017河南中考B卷,25节选,3分)实验是科学探究的重要途径。
(1)某同学利用如图微型装置进行实验探究。请回答:
单球管中发生反应的化学方程式是 2H2O2
2H2O+O2↑ ;制取的气体收集在集气管中,将红磷在酒精灯上加热后迅速放进集气管,塞紧塞子,观察到的现象是 红磷燃烧,产生大量白烟,水被倒吸进集气管中 ,反应的化学方程式为 4P+5O2
2P2O5 。?
解析 单球管中发生的反应是过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解,其化学方程式为2H2O2
2H2O+O2↑;将红磷在酒精灯上加热后迅速放进充满氧气的集气管内,塞紧塞子,会观察到红磷燃烧,产生大量白烟,过一会儿熄灭;同时烧杯里的水被倒吸进集气管中。
12.(2020河南中考,22,2分)在实验室里可采用多种方法制取氧气。
(1)写出用如图所示装置制氧气的化学方程式。(写出一个即可)
答案 2KMnO4
K2MnO4+MnO2+O2↑(或2KClO3
2KCl+3O2↑)
(2)收集氧气可以采用排水法,这是利用了氧气的什么性质?
答案 氧气不易溶于水,不与水反应。
解析 (1)题图中的装置是固体加热型气体发生装置,可以用高锰酸钾或氯酸钾加热分解的反应制取氧气,因此化学方程式为2KMnO4
K2MnO4+MnO2+O2↑或2KClO3
2KCl+3O2↑,选择用KMnO4时要在试管口塞一小团棉花;(2)氧气可用排水法收集,是因为氧气不易溶于水且不能与水发生反应。
13.(2019河南中考,25节选,1分)已知:2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2;2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑。为了证明过氧化钠(Na2O2)固体可在呼吸面具和潜水艇中作供氧剂,某化学兴趣小组的同学利用如图所示实验装置进行探究活动。(铁架台等已略去)
(5)氧气可采用B装置收集并用带火星的木条检验,这是利用了氧气的哪些性质?
答案 氧气不易溶于水,氧气有助燃性。
解析 (5)氧气可用排水法收集是因为氧气不易溶于水;可以用带火星的木条检验是因为氧气具有助燃性,能支持燃烧。
14.(2018河南中考B卷,25节选,3分)化学实验是科学探究的重要手段。
(1)某化学小组用如图装置制取氧气。
①A中发生反应的化学方程式为 2H2O2
2H2O+O2↑ 。?
②用A装置制取氧气时,长颈漏斗下端浸没在液面以下的原因是什么?
答案 防止氧气从长颈漏斗逸出。
③若用B装置收集氧气,请将B装置中导管补画完整。若氧气已收集满,可观察到什么实验现象?
答案 带火星的木条复燃。
解析 (1)①A是固液常温型发生装置,常用于过氧化氢与二氧化锰混合制取氧气,因此化学方程式为2H2O2
2H2O+O2↑。②用A装置制取氧气时,长颈漏斗的下端应浸没在液面以下,防止产生的气体从长颈漏斗逸出。③氧气的密度比空气的大,用多功能瓶排空气法收集氧气时,氧气应从长管进入,即画图时,集气瓶内导管“左长右短”;若氧气已集满,可观察到带火星木条复燃。
15.(2016河南中考B卷,20,3分)影响化学反应速率的因素有多种。
(1)常温下过氧化氢溶液能缓慢分解,若加入 MnO2 (填化学式)时分解加速。?
(2)硫在氧气中燃烧比在空气中燃烧更剧烈,说明其影响因素是什么?
答案 氧气的浓度(或反应物的浓度)。
(3)反应物之间的接触面积会影响化学反应速率,请举例说明。
答案 等质量的煤粉比煤块燃烧得更快、更剧烈,说明反应物之间的接触面积越大,化学反应速率越快。
解析 影响化学反应速率的因素有催化剂、温度、反应物的浓度、反应物的接触面积等。(1)常温下过氧化氢溶液能缓慢分解,若加入二氧化锰作催化剂,分解即可加快。(2)硫在空气中燃烧,发出微弱的淡蓝色火焰;在氧气中燃烧,发生明亮的蓝紫色火焰,可见,氧气(或反应物)浓度越大,燃烧(或反应)越剧烈。(3)反应物的接触面积越大,反应速率越快;如等质量的煤粉比煤块燃烧得更快、更剧烈;等质量的粉末状的石灰石比块状石灰石与稀盐酸反应得剧烈等。
考点研读
考点一 空气的成分、污染与防治
1.空气的成分及用途
成分
体积分数
用途
N2
约占① 78% ?
(最高)
用于磁悬浮列车、化工原料(如制硝酸、氮肥)、食品包装中充氮② 防腐 、灯泡保护气等?
O2
约占③ 21% ?
用于动植物呼吸、登山、潜水、医疗急救等;还可用于气割、气焊、炼钢等
稀有气体
约占0.94%
用于飞艇、闪光灯、液氦冷冻机、④ 霓虹灯 (通电时发出有色的光)、路标灯等?
CO2
约占0.03%
灭火、作气体肥料等
其他气体
和杂质
约占0.03%
-----
2.空气中氧气含量的测定(详见“实验突破”)
实验原理:红磷燃烧消耗集气瓶内的氧气,使密闭容器内的压强减小,外界大气压将水压入集气瓶内,进入集气瓶内水的体积等于消耗的氧气的体积。红磷燃烧的化学方程式为⑤ 4P+5O2
2P2O5 。?
3.空气的污染与防治
(1)空气污染物
目前计入空气质量评价的主要污染物为二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物(粒径≤10微米的颗粒物,称PM10)、⑥ 细颗粒物 (粒径≤2.5微米的颗粒物,称PM2.5)和臭氧等。
(2)空气污染物的来源及防治措施
污染来源
防治措施
化石燃料的燃烧
改变能源结构,开发新能源
工业废气
工业废气处理达标后排放,减少有害物质的排放
植被被破坏引起的沙尘
植树、
造林、种草等,提高空气的自净能力
考点二 氧气的性质和用途
1.物理性质
在标准状况下,氧气是一种无色、无味的气体,密度比空气的略大,⑦ 不易 溶于水。在降温、加压条件下,可变成淡蓝色的液体或淡蓝色雪花状的固体。?
2.化学性质
(1)氧气的助燃性
将带火星的木条伸入盛有氧气的集气瓶内,木条能够复燃,说明氧气能⑧ 支持燃烧 。?
?易错警示 氧气只有助燃性,没有可燃性,不能用作燃料。
(2)氧气与单质的反应
氧气的化学性质⑨ 比较活泼 ,可以与许多物质发生氧化反应(即物质与氧的反应)。?
反应物
颜色
在氧气中燃烧的现象
在空气中燃烧的现象
化学方程式
木炭
黑色
剧烈燃烧,发出⑩ 白光 ?
木炭 红热 ?
C+O2
CO2
放热;生成一种能使澄清石灰水变浑浊的气体
硫
淡黄色
发出明亮的 蓝紫色 火焰?
发出微弱的 淡蓝色 火焰?
S+O2
SO2 ?
放热;生成一种有刺激性气味的气体
红磷
暗红色
剧烈燃烧,发出黄白色火焰
燃烧,发出黄色火焰
4P+5O2
2P2O5 ?
放热,产生大量白烟
镁条
银白色
剧烈燃烧;产生 耀眼白光 ,放出大量的热,生成白色固体;在氧气中比在空气中燃烧更剧烈?
2Mg+O2
2MgO ?
铁丝
银白色
剧烈燃烧, 火星四射 ;放出大量的热;生成黑色固体?
红热、离火后变冷(在空气中不能燃烧)
3Fe+2O2
Fe3O4 ?
氢气
无色
产生 淡蓝 色火焰,放热,生成一种无色液体?
2H2+O2
2H2O ?
(3)氧气与其他物质的反应
反应物
现象(在空气中)
化学方程式
一氧化碳
发出蓝色火焰,放热
2CO+O2
2CO2 ?
甲烷
发出蓝色火焰,放热
CH4+2O2
CO2+2H2O ?
乙醇(酒精)
发出蓝色火焰,放热
C2H5OH+3O2
2CO2+3H2O ?
石蜡
发出黄白色火焰,稍有黑烟,放热;如果在火焰上方罩一个干而冷的烧杯,烧杯壁上有水珠生成,且产生能使澄清石灰水变浑浊的气体
石蜡+氧气
二氧化碳+水(文字表达式)
3.几个概念——化合反应、氧化反应和缓慢氧化
(1)化合反应:由两种或两种以上物质生成 另一种物质 的反应。?
?说明 化合反应的反应特征:“多变一”;表达式:A+B→C。
(2)氧化反应:物质和氧气发生的反应。如物质在氧气中燃烧的反应均为氧化反应。
(3)缓慢氧化:有些氧化反应进行得很慢,甚至不容易被察觉,这种氧化叫缓慢氧化。如铁生锈、动植物呼吸、食物腐败、酿酒、酿醋、农家肥的腐熟等。缓慢氧化一般不发光,但可产生热量,当缓慢氧化产生的热量散发不出去时,容易引发 自燃 现象。?
?小结 a.化学反应速率与反应物的浓度有关。如氧气的浓度越大,反应越剧烈,反应现象越明显。
b.氧气的化学性质比较活泼,它在氧化反应中提供氧,具有氧化性。如在常温、点燃或加热的条件下,氧气可与许多物质发生缓慢氧化或剧烈燃烧。
4.氧气的用途(详见“考点一”)
主要用于供给呼吸和支持燃烧。
考点三 制取氧气
1.氧气的实验室制取(详见“实验突破”)
反应原理(写化学方程式):
(1)高锰酸钾: 2KMnO4
K2MnO4+MnO2+O2↑ 。?
(2)氯酸钾: 2KClO3
2KCl+3O2↑ 。?
(3)过氧化氢溶液: 2H2O2
2H2O+O2↑ 。?
2.催化剂与催化作用
催化剂:在化学反应里,能改变其他物质的化学反应速率,而本身的 质量和化学性质 在化学反应前后都没有发生变化的物质叫催化剂(又叫触媒)。简记为“一变两不变”。?
催化作用:催化剂在化学反应中所起的作用叫做催化作用。
?注意 a.“改变”的含义包括加快和减慢,催化剂不一定都能加快化学反应速率。
b.一个化学反应可以有多种催化剂,一种催化剂也可以催化多个化学反应。
3.氧气的工业制法
(1)原理:利用液氮和液氧的 沸点 不同(液氮的沸点低,氮气先蒸发出来),通过分离液态空气的方法制得,属于物理变化。?
(2)过程:
课堂互动
命题点一 空气的成分及用途
例1 (2020天津中考,2,2分)空气中,氧气的体积分数约为(C)
A.0.03%
B.0.94%
C.21%
D.78%
解析 空气的成分按体积计大约是:氮气78%、氧气21%、二氧化碳0.03%、稀有气体0.94%、其他气体及杂质0.03%。
归纳总结 空气的成分按体积计算,各物质的体积分数可简记为氮七八,氧二一,零点九四是稀气,零点零三碳(指二氧化碳)杂质。
变式1-1 (2019河南平顶山二模,5)下列有关空气及其成分的说法正确的是(B)
A.体积分数最大的气体是氧气
B.氮气是制造氮肥的重要原料
C.空气液化时,各组分的微粒会变小
D.干冰汽化过程中分子由静止变为运动
解析 空气中体积分数最大的气体是氮气,故A错误;氮气在一定条件下可与氢气反应合成氨气,氨气与酸反应可制得氮肥,故B正确;空气在降温、加压的条件下可由气态变成液态,这种变化只是微粒之间的间隔发生了变化,微粒的大小没有发生变化,故C错误;分子总是在不停地运动,不会因为物质的状态而停止运动,故D错误。
变式1-2 (2020河南三门峡一模,21)图1所示装置可用于测定空气中氧气的含量,图2是用该装置测得实验过程中集气瓶内气压与时间关系图(该装置气密性良好,p0是集气瓶内初始气压)。
(1)a点时集气瓶中气压瞬间变大的原因是什么?
答案 红磷燃烧放热。
(2)哪些因素会造成实验结果不准确(仪器因素除外)?
答案 装置漏气或红磷量不足(合理即可)。
解析 (1)红磷燃烧,放出大量的热,会导致密闭容器内压强瞬间增大。(2)常见的导致结果不准确的原因:装置漏气,使测得的气压偏低;红磷的量不足,氧气无法耗尽;装置没有冷却到室温,便急着读数等。
命题点二 空气的污染与防治
例2 (2020重庆中考A卷,2,2分)2020年6月,某高速路上一辆液化石油气槽罐车发生爆炸。爆炸产生的以下物质不属于空气污染物的是(D)
A.NO2
B.CO
C.粉尘
D.H2O
解析 空气污染物可分为两大类:粉尘和有害气体,有害气体主要包括氮氧化物、一氧化碳和二氧化硫。水不属于空气污染物,故选D。
归纳总结 目前计入空气质量评价的主要污染物为三大有害气体(包括SO2、CO、NO2)、可吸入颗粒物(粒径≤10微米的颗粒物,称PM10)、细颗粒物(粒径≤2.5微米的颗粒物,称PM2.5)和臭氧等。不同地区的首要污染物有所不同。氧气、二氧化碳等空气中的成分不是空气污染物。
变式2-1 (2020河南新乡四校联考,3)今年秋冬季节,我国多地发生雾霾天气,产生雾霾的主要原因就是环境被污染了。雾霾对人体的危害很大,容易引起咽喉炎、气管炎、支气管炎等疾病,其中PM2.5是“罪魁祸首”。下列情况不会产生雾霾的是(D)
A.焚烧农作物秸秆或垃圾产生的烟尘
B.工业废气和汽车排放的尾气
C.道路扬尘和建筑施工的扬尘
D.下大雨或暴雨
解析 焚烧秸秆或垃圾产生的烟尘、工业废气和汽车尾气、道路扬尘和施工扬尘,含有大量的有害气体或可吸入颗粒物,均属于空气污染物,会产生雾霾;大雨或暴雨可以吸收或溶解空气中的烟尘等颗粒物和有害气体,使空气得到净化,故选D。
命题点三 氧气的性质及用途
例3 (2020辽宁营口中考,10,1分)下列物质在空气或氧气中燃烧现象的描述,正确的是(C)
A.镁条在空气中燃烧,冒出浓烈的黑烟,放出热量,生成黑色粉末
B.铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四溅,放出热量,生成四氧化三铁
C.木炭在氧气中燃烧,发出白光,放出热量,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体
D.硫在氧气中燃烧,发出微弱的淡蓝色火焰,放出热量,产生没有气味的气体
解析 镁在空气中燃烧时发出耀眼白光,并伴有一缕白烟,放热,生成白色粉末,故A错误;描述实验现象时,只需要客观描述观察到的现象(如物质的颜色、状态或气味等),不能“指名道姓”地说出生成物的名称是四氧化三铁,应改为生成黑色固体,故B错误;木炭在氧气中燃烧发出白光,放出热量,生成的二氧化碳气体会使澄清石灰水变浑浊,故C正确;硫在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰,生成的二氧化硫气体具有刺激性气味,故D错误。
方法指导 ①描述物质燃烧现象的方法:燃烧是否剧烈+是否产生火焰(或发光、火星等)+是否放热(或吸热)+反应后生成什么样的物质(生成物的状态、颜色、气味等特征)。
②描述现象时只能说出生成物的颜色、状态、气味或其他特殊的性质,不能“指名道姓”地直接说出生成物的名称,如铁丝在氧气中燃烧“生成黑色固体”,不能描述为“生成四氧化三铁”。
变式3-1 (2020河南开封河大附中月考,4)下列有关氧气的说法,错误的是(B)
A.氧气能支持燃烧
B.细铁丝在氧气中燃烧,生成氧化铁
C.在通常状况下,氧气的密度比空气的大
D.氧气的化学性质比较活泼,能跟许多物质发生反应
解析 在通常状况下,氧气的密度比空气的大;其化学性质比较活泼,能跟许多物质发生反应,有助燃性,故A、C、D均正确;细铁丝在氧气中燃烧的生成物是四氧化三铁,不是氧化铁,故B错误。
变式3-2 (2019河南南阳宛城一模,4)下列有关实验现象的描述正确的是(D)
A.木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳气体
B.硫在氧气中燃烧发出微弱的淡蓝色火焰
C.一氧化碳与氧化铁反应生成银白色固体
D.红磷在空气中燃烧产生大量白烟
解析 描述物质变化的现象时,不能直接指出生成物的名称,应该描述生成物的状态、气味、颜色等特征。木炭在氧气中燃烧时的现象是生成一种能使澄清石灰水变浑浊、无色无味的气体,故A错误;硫在空气中燃烧发出微弱的淡蓝色火焰,在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰,故B错误;一氧化碳与氧化铁反应生成黑色固体,故C错误;红磷在空气中燃烧产生大量白烟,故D正确。
命题点四 氧气的实验室制取
例4 (2019江西中考,6,2分)下列加热高锰酸钾制取氧气的部分操作示意图中,正确的是(A)
解析 A项,检查气密性时,将导管一端插入水中,用双手紧握试管,观察导管口是否有气泡产生,操作正确;B项,加热后,刚冒出的气泡是装置内的空气,立即收集会导致收集的气体不纯,操作错误;C项,排水法集气时,气体集满后,应在水面下盖上玻璃片,再从水中取出,操作错误;D项,实验结束后,先停止加热,会导致水槽里的水倒吸,炸裂试管,操作错误。
归纳总结 用高锰酸钾制取氧气,实验开始前,要先检查装置的气密性,然后装药品;试管口要塞一团棉花,防止加热时高锰酸钾粉末进入导管;固定试管时,试管口要略向下倾斜,铁夹夹在离试管口约处;实验完毕时,要先把导管移出水面,再熄灭酒精灯,防止水槽中的水倒吸入热的试管内,炸裂试管。
变式4-1 (2020河南郑州一中模拟,23)如图所示是实验室制取气体的常用装置。
(1)写出一个用A装置加热固体混合物制取O2的化学方程式。
答案 2KClO3
2KCl+3O2↑(合理即可)
(2)B和C装置均可制取CO2,C装置的优点是可随时控制反应的发生与停止。请简述使C装置中反应停止的原理。
答案 关闭弹簧夹,生成的气体无法导出,试管内压强增大,固体与液体分离,反应停止。
(3)用集气瓶采用排空气法收集O2,请在D处方框中画出装置图。
答案
解析 (1)A装置适用于固体与固体加热制取气体的方法。(2)C装置的优点是可随时控制反应的发生与停止,打开弹簧夹,固体与液体接触,反应便能发生,关闭弹簧夹,生成的气体无法导出,使试管内的压强增大,液体被压回长颈漏斗中,与固体反应物脱离,反应便会停止。(3)用集气瓶采用排空气法收集O2,氧气的密度比空气的大,应采用向上排空气法,导管要伸入到接近集气瓶底部。
变式4-2 (2019河南许昌一模,23)如图所示是实验室制取气体的常用装置。回答下列问题:
(1)仪器E的名称是 锥形瓶 。用A、D装置组合制取O2时,A中发生反应的化学方程式是 2H2O2
2H2O+O2
↑ 。?
(2)关闭B装置导管口处的玻璃活塞,通过长颈漏斗向试管中加水,发现漏斗颈中始终不能形成一段稳定的、高于试管中液面的水柱,这种现象说明 装置气密性不好 。用B、C装置组合制取CO2时,应该将气体怎样通入C装置??
答案 应将气体通过a口通入C装置。
解析 (1)仪器E是锥形瓶;A是固液常温型气体发生装置,用A制取氧气时,药品为过氧化氢溶液和二氧化锰。(2)关闭B装置导管口处的玻璃活塞,并通过长颈漏斗向试管中加水,漏斗颈中始终不能形成一段稳定的、高于试管中液面的水柱,说明装置气密性不好;
用C装置收集二氧化碳时,由于二氧化碳的密度比空气的大,应将气体从a口通入C装置。
实验突破
实验一 空气中氧气含量的测定
1.实验过程
实验原理
红磷在密闭容器中燃烧消耗① 氧气 ,生成固体五氧化二磷;密闭容器内② 压强 减小,外界大气压将水压入密闭容器。通过测定进入容器中的③ 水 的体积,来确定氧气在空气中的体积分数?
实验装置
化学方程式
④ 4P+5O2
2P2O5 ?
实验现象
红磷燃烧,产生⑤ 大量白烟 ,一段时间后火焰熄灭;待装置冷却后打开弹簧夹,观察到烧杯内的水被压入集气瓶中,集气瓶内水平面上升约为集气瓶内原空气体积的⑥ 1/5 ?
实验结论
氧气约占空气体积的
变式装置
(1)点燃方式
(2)测量方式
2.实验误差分析
误差
原因
注意事项
测量
结果
偏低
⑦ 红磷 不足,氧气不能耗尽?
红磷要足量
⑧ 装置漏气 会使装置外的空气进入装置?
装置不能漏气
过早打开弹簧夹会使进入集气瓶中的水的体积偏小
待集气瓶⑨ 冷却到室温 后再打开弹簧夹?
测量
结果
偏高
导气管上的弹簧夹未夹紧,红磷燃烧时集气瓶内气体因受热而从导气管逸出
弹簧夹要夹紧
燃烧匙伸入过慢会使装置内的气体受热逸出,导致进入集气瓶中的水的体积偏大
点燃红磷后迅速将燃烧匙伸入集气瓶
3.实验反思:用其他药品代替红磷时应该满足什么条件?
(1)不能用木炭、硫粉代替红磷。因为木炭和硫粉燃烧后产生气体,导致集气瓶内气体压强没有明显变化,无法得到准确结果(改进实验:可将集气瓶内的水换成氢氧化钠溶液)。
(2)不能用镁、铁代替红磷。因为镁的化学性质比较活泼,在空气中燃烧时与氧气、氮气、二氧化碳均可发生反应;铁只在氧气中剧烈燃烧,在空气中不能燃烧。可见,红磷的替代品应满足的条件是只与空气中的氧气反应且生成物不是气体。
例5 (2020河南《解析与检测》简答题,28)测定空气中氧气含量的实验装置图如图所示,请根据实验回答有关问题:
(1)先用弹簧夹夹住胶皮管,将燃着的红磷(红磷过量)立即伸入盛有少量水的集气瓶中,
并把塞子塞紧,可观察到的实验现象是什么?待红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹,又可观察到什么现象?写出反应的化学方程式。
答案 红磷继续燃烧一段时间并产生大量白烟。红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹,烧杯中的水进入集气瓶,集气瓶内水面上升,进入的水的体积约占瓶内原空气体积的。 4P+5O2
2P2O5
(2)燃烧结束后,集气瓶内剩余的气体主要是氮气。由本实验可推知氮气的物理性质和化学性质有哪些?
答案 物理性质:无色,难溶于水。化学性质:氮气与红磷不反应(或氮气不支持燃烧)。
(3)实验结束后,发现集气瓶内的水上升到其水面以上容积不足处,请推测造成该误差的可能原因。
答案 没有冷却到室温就打开弹簧夹(或装置漏气等)。
实验二 实验室制取氧气
1.原理和装置
反应原理(重点记忆)
反应条件
发生装置
收集装置
排水法
(氧气不易溶于水)
向上排空气法
(密度比空气的大)
高锰酸钾制取:
2KMnO4
K2MnO4+MnO2+O2↑
加热
(固体加热型)
注:用高锰酸钾制取氧气时,试管口应塞一团棉花
(氧气从b端进入)
(氧气从a端进入)
氯酸钾制取:
2KClO3
2KCl+3O2↑
加热、
催化剂
过氧化氢溶液制取:
2H2O2
2H2O+O2↑
催化剂
(固液常温型)
2.步骤(以高锰酸钾制取氧气为例)
查、装、定、点、收、移、熄(谐音记忆:茶庄定点收利息),逐字解读:
查——检查① 装置气密性 ;?
装——将药品装入试管中(一斜、二放、三直立),试管口放② 一团棉花 后用单孔橡胶塞塞紧试管口;?
定——将③ 试管 固定在铁架台上(并将集气瓶装满水倒扣在水槽中);?
点——点燃酒精灯,给试管中的药品加热;
收——待气泡④ 连续并均匀 冒出时,开始收集;当集气瓶口有大气泡冒出时证明氧气已集满,用⑤ 玻璃片 在水面下将集气瓶口盖好,取出集气瓶,⑥ 正 放在桌子上;?
移——将⑦ 导管移出水面 ;?
熄——熄灭酒精灯。
3.检验:将⑧ 带火星的木条 伸入集气瓶内,木条复燃,说明集气瓶内是氧气。?
4.验满:用向上排空气法收集时,把带火星的木条放在⑨ 集气瓶口 ,若木条复燃,则说明氧气已集满;用排水法收集时,若有大气泡从⑩ 集气瓶 口冒出,说明氧气已集满。?
5.注意事项
例6 (2019湖北黄冈中考,29,4分)实验室用高锰酸钾制取氧气,请结合下列装置,回答问题:
(1)写出仪器X的名称: 酒精灯 。?
(2)要制备较为纯净的氧气,应选用的发生装置和收集装置是 BC (填序号),该反应的化学方程式为 2KMnO4
K2MnO4+MnO2+O2↑ 。?
(3)该实验的主要步骤有:①将导气管移出水槽;②加热;③装药品、棉花;④收集;⑤熄灭酒精灯;⑥检查装置气密性。正确的操作顺序为 ⑥③②④①⑤ 。?
解析 (1)仪器X是酒精灯。(2)实验室用高锰酸钾加热制取氧气,选用固体加热型装置,发生装置选B,收集较纯净的氧气应用排水法,所以收集装置选C,反应的化学方程式为2KMnO4
K2MnO4+MnO2+O2↑。(3)实验室用高锰酸钾制取氧气的实验步骤为⑥检查装置气密性→③装药品、棉花→②加热→④收集→①将导气管移出水槽→⑤熄灭酒精灯。
随堂检测
一、选择题
1.下列有关空气的说法不正确的是(A)
A.空气中只含氧气和氮气
B.拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分
C.空气中的二氧化碳是植物光合作用的重要原料
D.酸雨的产生与空气污染有关
解析 空气的主要成分是氮气和氧气,还含有二氧化碳、稀有气体等其他物质,故A不正确。
2.下列有关氧气的叙述正确的是(D)
A.空气中氧气的质量分数约为21%
B.硫在氧气中燃烧,产生淡蓝色火焰
C.氧气能溶于水且溶解度随压强的增大而减小
D.氧气的化学性质比较活泼,具有助燃性
解析 空气中氧气的体积分数约为21%,不是质量分数;硫在氧气中燃烧产生明亮的蓝紫色火焰,在空气中燃烧产生淡蓝色火焰;氧气不易溶于水,气体的溶解度随压强的增大而增大。因此A、B、C均错误。
3.下列物质在氧气中燃烧会产生蓝紫色火焰的是(D)
A.铁
B.木炭
C.氢气
D.硫
解析 铁丝在氧气中燃烧时会火星四射,发出白光,没有火焰,故A错误;木炭在氧气中燃烧发出白光,故B错误;氢气在氧气中燃烧,发出淡蓝色火焰,故C错误;硫在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰,故D正确。
4.下列实验中,能观察到的现象是(D)
A.红磷燃烧产生大量白色烟雾
B.铁丝在空气中剧烈燃烧,火星四射
C.硫在空气中燃烧,发出明亮的蓝紫色火焰
D.木炭还原氧化铜的过程中,黑色固体变成红色
解析
A项,红磷燃烧产生大量的白烟,白烟是生成的固体P2O5的集合体,“烟”是固体小颗粒的集合体,“雾”是小液滴的集合体,不能将“烟”和“雾”混为一谈;B项,铁丝在空气中不能燃烧;C项,硫在空气中燃烧发出微弱的淡蓝色火焰,在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰;D项,木炭和氧化铜反应前都是黑色固体,反应后生成红色的铜,故现象描述正确。
5.下列关于实验室制取气体的说法错误的是(C)
A.装置①可用于制二氧化碳
B.装置②可用于制氧气
C.装置③可用于收集二氧化碳
D.装置④可用于收集氢气
解析 实验室制取二氧化碳的反应物是固体和液体且反应不需要加热,可选用装置①制取,故A正确;装置②是固体加热型制取气体发生装置,可用加热氯酸钾和二氧化锰的混合物或高锰酸钾制取氧气,故B正确;二氧化碳的密度比空气的大,应用向上排空气法收集,故C错误;氢气难溶于水且不与水反应,可用排水法收集,故D正确。
二、填空题
6.如图所示是测定空气里氧气含量的装置,气密性良好。在集气瓶内加入少量水,将水面上方空间分为5等份,用弹簧夹夹紧胶皮管。点燃红磷后,迅速伸入集气瓶中并塞紧橡胶塞;待燃烧停止并冷却至室温后,打开弹簧夹。
(1)红磷燃烧的化学方程式为 4P+5O2
2P2O5 。?
(2)打开弹簧夹后,烧杯中的水能够进入集气瓶中的原因是 红磷燃烧消耗氧气,使集气瓶内压强减小,小于外界大气压 。?
(3)实验结束,进入集气瓶中水的体积小于集气瓶内原空气体积的五分之一,可能的一种原因是 红磷量不足(合理即可) 。?
解析 (1)红磷燃烧生成五氧化二磷,化学方程式为4P+5O2
2P2O5。(2)红磷燃烧消耗了集气瓶中的氧气,使集气瓶内压强减小,冷却至室温,打开弹簧夹后,外界大气压将烧杯内的水压入集气瓶中。(3)若红磷量不足,不能将集气瓶内氧气耗尽,会使进入集气瓶中水的体积小于集气瓶内原空气体积的五分之一。
7.经过学习,你一定掌握了相关气体的制备方法。现有下列实验装置图,回答问题:
(1)写出标有序号的仪器名称:① 试管 ,② 长颈漏斗 。?
(2)图中装置A有明显错误,请指出: 试管口未略向下倾斜,导管伸入试管内太长 。改正后,实验室用氯酸钾制取氧气,可选择的发生装置为 A (填写装置的字母代号,下同);应选用的收集装置是 C或E 。?
(3)在实验室中用高锰酸钾制取氧气的化学反应原理是 2KMnO4
K2MnO4+MnO2+O2↑ (用化学方程式表示)。?
(4)停止加热时要先把导管移出水面,其理由是 防止水槽中的水倒流而导致试管破裂 ,此时发现水槽中的水变成了浅紫红色,你认为产生该现象最可能的原因是 没有在试管口放一小团棉花 。?
(5)如果用过氧化氢溶液制取氧气,发生装置用 B ,化学方程式为 2H2O2
2H2O+O2↑ ;反应类型是 分解反应 。?
解析 用高锰酸钾制取氧气时,试管口要塞一团棉花,防止高锰酸钾粉末随产生的氧气流进入导管或水槽;固定试管时,试管口要略向下倾斜,防止冷凝水倒流而炸裂试管;导管不能伸入试管内太长,否则影响气体的收集;用高锰酸钾或氯酸钾制取氧气,发生装置都可以用“固体加热型”制气装置,即A装置;收集方法可用排水法或向上排空气法,故收集装置应选择C或E装置;用过氧化氢溶液制取氧气时,发生装置需选用“固液常温型”,即B装置。写化学方程式时注意配平、标注反应条件和生成物状态,根据化学方程式可知,该反应的特征是“一变多”,因此属于分解反应。
三、简答题
8.下图是同学们构建的关于氧气的部分知识网络,请回答:
(1)Ⅰ、Ⅱ两类有氧气参加的化学反应的相同点是 都是氧化反应(或都放出热量) (写一条)。?
(2)从正、反两方面举例说明氧气与人类生活的关系。
答案 正:CH4等燃烧,提供能量;反:铁生锈,浪费金属资源。
解析 (1)燃烧是剧烈的发光、放热的氧化反应;缓慢氧化也属于氧化反应,但进行得很缓慢,放热但不发光。(2)氧气既能供给呼吸,又能支持燃烧,可造福于人类;同时氧气也会带来不利的影响,如铁生锈、食物腐败等。
9.实验室常用下列装置来制取气体。
采用高锰酸钾制取氧气时,若用排空气法收集气体,可将导管a和收集装置D中的d管相连接,请在方框内将D装置补画完整。
答案 如图所示
(2)B、C装置可用来制取氧气、氢气或二氧化碳,与B相比,C装置的优点是什么?写出用B或C装置制取氧气的化学方程式。
答案 C装置可以控制液体的滴加速率和滴加量,从而控制反应。 2H2O2
2H2O
+
O2↑
解析 (1)利用多功能瓶采用排空气法收集氧气时,氧气应从长导管进入,即气体要“长进短出”;补画时注意将长导管画至接近集气瓶底部位置,短管刚露出橡胶塞一点即可。(2)C装置可通过控制分液漏斗上的旋塞开关,来控制液体的滴加速率和滴加量,从而控制反应。
夯基提能作业
题组一 空气
A组 基础题组
一、选择题
1.(2020河南信阳固始摸底,3)目前计入空气污染指数的污染物不含(A)
A.二氧化碳
B.SO2、CO、NO2
C.可吸入颗粒物、细颗粒物
D.臭氧
解析 目前,计入空气质量评价的主要污染物是SO2、CO、NO2、可吸入颗粒物、细颗粒物和臭氧,二氧化碳不是空气污染物,故选A。
2.(2020云南昆明中考,1,2分)拉瓦锡通过实验得出:约占空气总体积的气体是(C)
A.N2
B.CO2
C.O2
D.稀有气体
解析 拉瓦锡通过实验测得,空气主要是由氮气和氧气组成的,其中氮气约占空气总体积的,氧气约占空气总体积的,故选C。
3.(2019河南邓州一模,3)霓虹灯装饰了我们的生活,霓虹灯中填充的气体是(C)
A.氧气
B.氮气
C.稀有气体
D.二氧化碳
解析 稀有气体通电时可发出不同颜色的光,因此可制得五光十色的各种霓虹灯。
4.(2019广东广州中考,3,2分)空气是一种宝贵的资源,下列生产生活中用到的气体不是来自空气的是(A)
A.作为燃料电池燃料的H2
B.用于生产氮肥的N2
C.用于医疗急救的O2
D.用于飞艇的He
解析 空气中含氮气、氧气、少量稀有气体及二氧化碳等,不含氢气,故选A。
二、填空题
5.(2019湖北武汉中考,28,4分)多角度认识物质及其变化,能帮助我们更全面了解物质世界。
(1)图1为空气成分的示意图(按体积分数计算),物质B的化学式为 O2 。?
(2)利用红磷燃烧测定空气中物质B含量的实验装置如图2所示。红磷燃烧反应的化学方程式为 4P+5O2
2P2O5 ,该反应属于 化合反应 (填基本反应类型)。?
解析 (1)空气中体积分数约占21%的物质是氧气。(2)红磷在空气中燃烧会生成五氧化二磷,在该反应中两种物质反应生成一种物质,故反应类型为化合反应。
B组 提升题组
一、选择题
1.(2020河南实验中学一模,3)如图为空气成分示意图(按体积分数计算),其中“Y”代表的是(D)
A.稀有气体
B.二氧化碳
C.氮气
D.氧气
解析 按体积分数计算,氮气约占空气体积的78%,氧气约占21%,其他气体和杂质约占1%,故Y代表氧气。
2.(2020河南实验文博学校月考,2)下列物质发生的化学变化与空气成分无关的是(B)
A.石灰浆抹墙后变硬
B.浓硫酸使木条炭化
C.铁锅底部有红棕色锈斑
D.敞口放置的饼干变软
解析 A项,石灰浆的主要成分是氢氧化钙,它能与空气中的二氧化碳反应生成坚硬的碳酸钙;B项,浓硫酸具有脱水性,能将木材中的氢、氧元素以原子个数比为2∶1的形式脱掉,使木条炭化,该变化与空气成分无关;C项,铁锅与空气中的水蒸气、氧气共同反应而生锈;D项,敞口放置的饼干因吸收空气中的水分而变软。
3.(2019湖南衡阳中考,4,2分)有关空气的叙述中,正确的是(C)
A.空气中的氧气具有可燃性,可用作火箭燃料
B.化工厂废气及汽车尾气,不会造成空气污染
C.稀有气体有广泛的用途,可制成多种用途的电光源
D.空气中的氮气与氧气体积比约为5∶1
解析 空气中的氧气可以支持燃烧,氧气本身不能燃烧,故氧气不具有可燃性,故A错误;化工厂废气及汽车尾气中可能含有一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮等有害气体,会造成空气污染,故B错误;稀有气体在通电时能发出不同颜色的光,可制成多种用途的电光源,故C正确;氧气约占空气总体积的,氮气约占空气总体积的,则空气中的氮气与氧气体积比约为4∶1,故D错误。
4.(2020河南许昌一模,5)蜡烛(足量)在如图密闭装置内燃烧(生成CO2和H2O)至熄灭,用仪器测出这一过程中集气瓶内氧气含量的变化如图所示。下列判断正确的是(C)
A.蜡烛燃烧属于化合反应
B.该方法也可测定空气中氧气的体积分数
C.氧气浓度小于一定值时,蜡烛无法燃烧
D.蜡烛燃烧后集气瓶内只有二氧化碳、氮气及稀有气体
解析 蜡烛燃烧生成物是二氧化碳和水,不是化合反应,故A错误;蜡烛燃烧虽然消耗了氧气但又生成了二氧化碳气体,装置内压强变化不大,故无法测定空气中氧气的体积分数,故B错误;由题图可知,当装置内氧气浓度小于15.96%时,蜡烛熄灭,故C正确;蜡烛燃烧后,集气瓶内除了二氧化碳、氮气、稀有气体外还有少量氧气等,故D错误。
二、简答题
5.(2019河南平顶山一模,23)某兴趣小组在探究空气中氧气含量时,采用了以下实验:
图一
图二
图三
(1)图二实验与图一相比有哪些优点?(写出一条即可)
答案 减少环境污染
、减小实验误差。
(2)请解释图二中铜受热过程中为何要推拉注射器?
答案 使铜和氧气充分反应。
(3)图三利用了铁生锈的原理,请写出铁生锈的条件。
答案 铁与水、氧气同时接触。
解析 (1)题图二的整个实验过程都在密闭容器中进行,不会对空气造成污染;同时避免了内外界空气的交流,减小了实验产生的误差。(2)铜受热时推拉注射器,是为了使硬质玻璃管内的氧气与铜充分反应,使误差最小。(3)食品脱氧剂的主要成分为铁粉、活性炭和食盐,与铁生锈的原理相似,铁生锈的条件是铁与水、氧气同时接触。
题组二 氧气的性质和用途
A组 基础题组
一、选择题
1.(2020河南郑州二模,4)下列物质在氧气中能燃烧但在空气中不能燃烧的是(A)
A.铁丝
B.镁条
C.木炭
D.红磷
解析 铁丝在氧气中能够剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体,但在空气中不能燃烧;镁条、木炭、红磷在空气中均能够燃烧,故选A。
2.(2020河南名校联盟二模,4)下列有关氧气的说法中不正确的是(D)
A.植物的光合作用消耗二氧化碳,产生氧气
B.氧气能供给呼吸,可以用于医疗急救
C.制取氧气时,若未在过氧化氢溶液中加入二氧化锰,则收集到氧气的速率会变慢
D.物质的燃烧需要氧气,是因为氧气具有可燃性
解析 物质燃烧需要氧气,是因为氧气具有助燃性,不是可燃性。
3.(2019江苏苏州中考,9,2分)下列关于氧气的说法正确的是(D)
A.分离液态空气获得氧气是化学变化
B.植物的光合作用会消耗氧气
C.氧气的化学性质不活泼
D.液态氧可用作火箭助燃剂
解析 A项,分离液态空气获得氧气,没有新物质生成,是物理变化,错误;B项,植物的光合作用会产生氧气,不是消耗氧气,错误;C项,氧气的化学性质比较活泼,在一定条件下能与多种物质发生反应,错误;D项,氧气有助燃性,液态氧可用作火箭助燃剂,正确。
4.(2020天津中考,8,2分)下列说法中正确的是(C)
A.红磷在空气中不能燃烧
B.木炭燃烧后生成黑色固体
C.硫燃烧后生成有刺激性气味的气体
D.铁丝伸入盛有氧气的集气瓶中剧烈燃烧
解析 A项,红磷是可燃物,在空气中可以燃烧;B项,木炭燃烧生成二氧化碳气体;C项,硫燃烧生成的二氧化硫是一种有刺激性气味的气体;D项,铁丝伸入盛有氧气的集气瓶后,必须用火柴引燃,铁丝才能剧烈燃烧。故选C。
二、填空题
5.(2019广东广州中考,21,3分)地球大气中存在氧气(O2)和臭氧(O3)两种含氧元素的单质,其中臭氧主要存在于15
000~30
000米的高空,能减弱高能量紫外线对地球表面的辐射。
(1)O3表示一个 分子 (填“原子”“分子”或“离子”)。?
(2)高空中可发生转化:2O3
3O2,该变化属于 化学 (填“物理”或“化学”)变化。?
(3)镁在氧气中燃烧的化学方程式是 2Mg+O2
2MgO 。?
解析 (1)
O3表示一个分子;(2)O3转化为O2,生成了新物质,属于化学变化;(3)镁和氧气在点燃的条件下反应生成氧化镁。
三、简答题
6.(2020河南新乡四校联考,21)氧气性质比较活泼,能支持燃烧。
(1)如何验证一瓶无色气体是氧气?
答案 将带火星的小木条伸入集气瓶中,若复燃,则为氧气。
(2)铁丝在氧气中燃烧时,集气瓶中预先加少量水或铺一层细沙的目的是什么?
答案 防止高温生成物溅落使集气瓶底受热不均而炸裂。
(3)车用汽油里经常会加入一些乙醇来减少污染,请写出乙醇燃烧的化学方程式。
答案 C2H5OH+3O2
2CO2+3H2O
B组 提升题组
选择题
1.(2020河南郑州一模,8)下列对实验现象的描述正确的是(D)
A.木炭在空气中燃烧,发出白光
B.铁丝在空气中燃烧,火星四射
C.硫在空气中燃烧,产生蓝紫色火焰
D.氢气在空气中燃烧,产生淡蓝色火焰
解析 A项,木炭在空气中燃烧发出红光,在氧气中燃烧发出白光,错误;B项,铁丝在空气中不能燃烧,在氧气中可以剧烈燃烧,火星四射,错误;C项,硫在空气中燃烧,产生淡蓝色火焰,在氧气中燃烧,产生明亮的蓝紫色火焰,错误;D项,氢气在空气中燃烧,产生淡蓝色火焰,正确。
2.(2020河南郑州外国语中学一模,7)下列实验现象描述正确的是 (D)
A.铁丝在空气中燃烧,火星四射,有黑色固体产生
B.木炭在空气中燃烧产生黄色火焰
C.蜡烛在空气中燃烧,生成二氧化碳和水
D.一氧化碳在空气中燃烧生成能使澄清石灰水变浑浊的气体
解析 铁在空气中不能燃烧,故A错误;木炭在空气中燃烧发出红光,不能产生火焰,故B错误;描述蜡烛燃烧的现象时,只能描述生成物的颜色、状态、气味等特征,不能指出生成物名称,故C错误;一氧化碳燃烧生成二氧化碳,其现象为生成能使澄清石灰水变浑浊的气体,故D正确。
3.(2019山东青岛中考,10,1分)下列关于氧气的说法正确的是(C)
A.氧气具有可燃性,可以支持燃烧
B.水生动物能在水中生存是因为氧气易溶于水
C.工业上利用分离液态空气的方法制取氧气
D.氧气的化学性质很活泼,常温下能与所有物质发生化学反应
解析 氧气能支持燃烧,但是没有可燃性,故A错误;氧气不易溶于水,故B错误;工业上用分离液态空气的方法制取氧气,故C正确;氧气的化学性质比较活泼,能与多种物质发生反应,但不是与所有物质都能发生反应,故D错误。
4.(2020福建中考,7,3分)2020年6月23日,我国“长三乙”火箭将第55颗北斗卫星送入预定轨道,完成北斗卫星导航系统的组网。该火箭第三级的推进剂为液氢和液氧组合,下列说法正确的是(D)
A.氢气液化过程中,氢分子之间的间隔保持不变
B.分离液态空气得到液氧的过程中,氧分子静止不动
C.液氧变成气态氧时,放出热量
D.氢气与氧气反应的本质是氢、氧原子的重新组合
解析 氢气液化过程中,分子间的间隔变小,A错误;构成物质的基本粒子——分子、原子和离子一直在不断地运动,B错误;液氧汽化时需要吸收热量,C错误;在化学变化中,分子可以分为原子,原子又可以重新组合成新的分子,如氢气和氧气反应过程中,氢分子和氧分子分解成氢原子和氧原子,然后氢原子和氧原子重新组合成水分子,D正确。
题组三 氧气的制取
A组 基础题组
一、选择题
1.(2020河南名校联盟二模,7)下列实验操作中,能达到实验目的的是(D)
解析 A项,测定空气中氧气的含量不能用硫应该用红磷,因为硫燃烧虽然消耗了氧气,但同时生成了新的气体二氧化硫,不能使集气瓶内压强发生改变,错误;B项,一氧化碳难溶于水,不能用水吸收,错误;C项,试管内有长颈漏斗与空气连通,导管口不能观察到气泡,无法检查气密性,错误;D项,氧气不易溶于水,可以用排水法收集氧气,“短进气,长流水”能够达到实验目的,正确。
2.(2019河南郑州一模,2)如图是“用过氧化氢制取氧气”实验的主要操作步骤,其中正确的是(A)
解析 A项,检查装置的气密性,操作正确;B项,倾倒液体时试剂瓶塞应倒放,标签朝向手心,试管稍向上倾斜,瓶口紧挨试管口,操作错误;C项,氧气的密度比空气的大,应用向上排气法收集,操作错误;D项,氧气验满时,带火星的木条应放在集气瓶口,不应伸入集气瓶内,操作错误。
3.(2019河南郑州一模,3)关于“加热高锰酸钾制得并用排水法收集氧气”的实验,下列说法中不正确的是(A)
A.取用高锰酸钾时将其送入试管底部,目的是防止药品打破试管
B.装有高锰酸钾的试管口要放一小团棉花,目的是防止药品进入导管
C.等到导管排出的气泡均匀时再开始收集,目的是使收集的氧气更纯净
D.反应结束时先将导管移出水面再停止加热,目的是防止水倒吸炸裂试管
解析 高锰酸钾是粉末状固体,将其送入试管底部是防止高锰酸钾粉末沾到试管内壁,故A错误。
二、填空题
4.(2020河南郑州一模,16)请结合图示回答下列问题。
(1)用高锰酸钾制取较为纯净的氧气,应选用的发生装置和收集装置是 AC (填序号),该反应的化学方程式为 2KMnO4
K2MnO4+MnO2+O2↑ 。?
(2)在实验室,既能用来制取氧气,又能用来制取氢气的发生装置是 B (填序号)。?
5.(2020福建中考,16节选)请将下列实验报告补充完整。
实验内容
现象
说明、解释或结论
(1)用高锰酸钾制取氧气
连接仪器,检查装置气密性。用① 药匙 (填仪器名称)取少量高锰酸钾装入试管中,并在试管口放一团棉花,固定好装置,加热试管,用排水法收集O2?
当观察到② 导管口有连续均匀的气泡冒出 时,开始收集气体?
收集O2之前,将集气瓶内空气完全排净的方法是③ 将集气瓶装满水 。?
产生O2的化学方程式为④ 2KMnO4
K2MnO4+MnO2+O2↑ ?
解析 (1)①取用固体药品常用药匙;②若用排水法收集氧气,导管口有连续并比较均匀的气泡冒出时,说明试管中的空气基本排尽,此时导管口放出的气体是氧气,可以开始收集;③将集气瓶装满水就可将集气瓶中的空气完全排净;④高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气。
三、简答题
6.(2020河南洛阳期末统考,23)如图是实验室制取O2,并验满O2的实验组合装置。
(1)写出用此气体发生装置制取氧气的化学方程式。
答案 2H2O2
2H2O+O2↑
(2)请将B装置图中的导管补画完整。
答案
(3)此实验中用到了氧气的哪些性质?
答案 氧气的密度比空气的大,有助燃性。
解析 (1)发生装置A是固液常温型,因此选用过氧化氢分解制取氧气。(2)由于氧气的密度比空气的大,因此用排空气法收集氧气时,气体要从长端导管进入集气瓶,画图时注意集气瓶内导管画成左长右短。(3)此实验用排空气法收集氧气,说明氧气的物理性质是密度比空气的大;用带火星木条验满氧气,说明氧气的化学性质是有助燃性或氧化性。
B组 提升题组
一、选择题
1.(2020广东中考,13,3分)实验室用氯酸钾固体(二氧化锰作催化剂)制取氧气,下列装置组合正确的是(A)
A.①③
B.①⑤
C.②③
D.②④
解析 实验室用氯酸钾固体(二氧化锰作催化剂)制取氧气,适合用固体加热型装置①作发生装置;氧气的密度比空气的略大,不易溶于水,可用装置③或④收集氧气,故选A。
2.(2019河南郑州二模,12)实验室可用高锰酸钾、氯酸钾、过氧化氢溶液分解制取氧气。关于这三个反应的反应原理,下列说法正确的是(D)
A.都需要加催化剂
B.都有两种元素的化合价发生了变化
C.都生成氧化物
D.生成等量的O2消耗KMnO4的质量最大
解析 用高锰酸钾制取氧气只需加热,不需加催化剂,故A错误;利用过氧化氢溶液制取氧气的化学反应方程式为2H2O2
2H2O+O2↑,其中只有氧元素的化合价发生了变化,故B错误;氯酸钾分解生成氯化钾和氧气,没有生成氧化物,故C错误;根据三个反应的化学方程式计算可知,生成等量的O2时消耗KMnO4的质量最大,D正确。
3.(2019新疆中考,9,2分)对于化学反应2KClO32KCl+3O2↑。下列说法错误的是(D)
A.该反应属于分解反应
B.固体减少的质量等于生成O2的质量
C.MnO2加快了该反应速率
D.氯酸钾中K、O元素的质量比是39∶16
解析 氯酸钾中K、O元素的质量比是13∶16,故D错误。
二、填空题
4.(2019四川成都中考,17,8分)实验室用如图所示装置制取氧气并完成相关实验(夹持仪器已略去)。
(1)仪器①的名称是 长颈漏斗 。?
(2)A装置中反应的化学方程式为 2H2O2
2H2O+O2↑ 。?
(3)用C装置收集气体的方法是 c (填字母)。?
a.排水法 b.向下排空气法 c.向上排空气法
(4)检验C中收集满氧气的方法是 将带火星的木条靠近C装置上端瓶口,木条复燃 。?
(5)C中收集满氧气后,打开弹簧夹K1、K4,关闭K2、K3,其中打开K1的目的是 排出A中继续产生的气体,防止锥形瓶内气压过大 。点燃D中燃烧匙内的红磷后,立即伸入C装置中并把塞子塞紧,观察到红磷燃烧的现象是 剧烈燃烧,放出热量,产生大量白烟 。待红磷熄灭、C装置冷却后,打开K3,观察到的现象是 烧杯B中的水进入装置C 。?
解析 (1)仪器①的名称是长颈漏斗。(2)A装置属于固液常温型装置,所以应选择过氧化氢溶液在二氧化锰的催化作用下发生分解反应来制取氧气。(3)C装置收集气体时,所收集的气体从双口瓶下方进入,双口瓶内空气从上方的瓶口排出,属于向上排空气法。(4)检验C中是否收集满氧气的方法是将带火星的木条靠近C装置上端瓶口,木条复燃,说明已集满。(5)C中收集满氧气后,打开弹簧夹K1、K4,关闭K2、K3,锥形瓶内压强不断增大,打开K1的目的是排出A中继续产生的气体,防止气压过大,将橡胶塞冲开;红磷燃烧的现象是剧烈燃烧,放出热量,产生大量白烟;待红磷熄灭、C装置冷却后,打开K3,观察到烧杯B中的水进入装置C。
5.(2019广东中考,22,12分)根据图示实验装置,请回答:
(1)仪器a的名称是 长颈漏斗 。?
(2)检查装置A气密性的方法是夹紧止水夹, 向a中注水,若a内水柱高度保持一段时间不变 ,则气密性良好。?
(3)用H2O2制取氧气,选择的发生装置为 A (填字母),反应的化学方程式为 2H2O2
2H2O+O2↑ 。?
(4)用装置F和另一仪器(除导管外)收集并测量O2体积,另一仪器名称为 量筒 ,在F中气体应从导管 c (填“b”或“c”)端通入。?
(5)实验室里,常用加热无水醋酸钠和碱石灰固体混合物的方法,制备甲烷。
①选择的发生装置为 B (填字母)。用装置E收集甲烷,利用了甲烷 难溶于水 的物理性质;用装置C而不用装置D收集甲烷,原因是 甲烷的密度比空气的小 。?
②设计实验证明CH4中含有氢元素:检验其纯度后, 点燃气体,在火焰上方罩一个干冷小烧杯,烧杯内壁有水雾生成,则证明CH4中含有氢元素 。?
解析 (3)用H2O2和MnO2制取氧气,选择固液不加热型装置。(4)要测量O2体积,可用排水法收集氧气,并用量筒测量被排出的水的体积,O2应由短管进入,水从长管排出。(5)①固体加热制气体的装置为B,用排水法收集甲烷,利用的是甲烷难溶于水的物理性质;甲烷的密度比空气的小,故采用向下排空气法收集。②CH4中含有氢元素,燃烧后会产生水。
6.(2020内蒙古包头中考,8,6分)根据图1和图2回答问题:
图1
(1)从图1中选出实验室既可用来制取氧气又可制取二氧化碳的发生装置是 B (填字母),用该装置制取氧气所需的药品是 H2O2和MnO2(或过氧化氢溶液和二氧化锰) 。?
(2)若要用装置G收集甲烷,空气应从 b (填“a”或“b”)端排出。?
(3)若用金属锌和稀硫酸反应制取并收集干燥的氢气,从A~F中选用装置的连接顺序为 BFD (填字母)。?
(4)图2乙装置是测定空气中氧气含量的改进装置(电热丝通电引燃红磷),与甲装置相比,改进后的优点是 提高测量结果的准确度;操作简便;减少污染(答出一点,答案合理即可) 。实验结束后观察到从烧杯中进入集气瓶内的水的体积仍明显小于瓶内原空气体积的,请分析可能的原因 装置的气密性差;红磷的量不足;装置未冷却到室温就打开止水夹(至少答出两点,答案合理即可) (至少答出两点)。?
图2
解析 (1)实验室用石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳,其发生装置应选用B;实验室制取氧气时A、B装置均可选用,故制取氧气、二氧化碳均可使用的发生装置是B;用B装置制取氧气所需药品是H2O2溶液和MnO2。(2)甲烷的密度比空气的小,应选用向下排空气法收集,利用G装置收集时,气体要从短管a进入,空气从长管b排出。(3)用锌和稀硫酸反应制取并收集干燥的氢气,应选用固液常温型发生装置B,接着通入浓硫酸干燥,最后用向下排空气法收集,故所选装置的连接顺序为BFD。(4)甲装置需要拔出橡胶塞点燃红磷,乙装置不需要拔出橡胶塞,可利用电热丝通电引燃红磷,因此装置改进后,乙装置不会导致产生的白烟逸出,不会污染空气,同时减小了误差,使实验结果更准确,且操作更便捷;实验结束后,进入集气瓶内水的体积小于集气瓶内原空气体积的,原因可能是装置漏气,或红磷的量不足,没有将集气瓶内氧气彻底消耗,或没有等装置冷却到室温便打开止水夹等。
三、简答题
7.(2020河南洛阳线上大联考,23)实验是实现科学探究的重要途径,请回答下列有关化学实验的问题。
(1)利用B装置制取一种气体,写出有关反应的化学方程式: 2KClO3
2KCl+3O2↑(答案合理即可) 。?
(2)实验室可用氯化钠固体和浓硫酸在加热条件下反应制取氯化氢气体,该气体极易溶于水,则制取氯化氢应选择的发生装置和收集装置分别为 A、F (填字母),请写出一种方法验证收集到的气体。?
答案 将集气瓶中的气体通入硝酸银溶液中,若产生白色沉淀,证明收集到的气体是HCl(或将蘸有浓氨水的玻璃棒伸入集气瓶中,若有白烟生成,证明收集到的气体是HCl,合理即可)。
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