中考化学二轮复习专题考点集训2.1 空气 氧气（原卷版）

专题2.1空气氧气考纲解读空气和氧气在初中化学中占有极其重要的地位，是历年中考的热点，也是每年中考的必考内容。有关空气和氧气这一考点内容包括空气的组成成分、空气中氧气含量的测定、空气的污染、氧气的化学性质、氧气的实验室制法等常见考点外，还常与金属性质的测定、水的电解、分子的构成、燃烧等知识点相融合，渗透在各种题型中。空气和氧气是初中化学的基础考点，是中考必备知识。在中考命题中形式多样，主要考查学生环保意识，对化学基本概念的理解和实验探究能力，考查学生运用知识解决生活、生产中的实际问题的能力。中考题揭秘1．（2013湖南长沙）人类生存离不开空气，下列说法正确的是（）A．空气中可吸入颗粒物（PM2.5）的多少不影响人体健康B．空气是混合物C．空气中不含二氧化碳D．氮气可以供给呼吸2.（2013天津）下列气体与空气混合后遇明火，可能发生爆炸的是（）A．甲烷B．氮气C．氧气D．二氧化碳3.（2013云南昆明）下列关于氧气用途的叙述不正确的是（）医疗急救B．潜水C．灯泡中充氧气以延长使用寿命D．动植物呼吸要点归纳1、空气（一）空气的成分空气成分O2N2CO2稀有气体其它气体和杂质体积分数21%78%0.03%0.94%0.03%空气中氧气含量的测定（1）实验原理——燃烧法：利用可燃物——红磷在密闭容器中燃烧消耗氧气，生成白色固体五氧化二磷而无气体生成，因而容器内气体压强减小，进而通过进入集气瓶中水的体积来确定空气中氧气的含量。实验装置：（3）实验步骤：①检查装置的气密性；②在集气瓶中装入少量的水，再把剩余的容积分成五等份并用橡皮筋做上记号；③点燃燃烧匙内的红磷，立即伸入瓶中并把塞子塞紧；④红磷燃烧停止，慢慢白烟消失，等瓶内恢复到常温后，打开弹簧夹。（4）实验现象及结论：现象：①红磷燃烧时发黄白光，放热并产生大量的白烟。②打开弹簧夹，烧杯中的水进入集气瓶，进水的体积约等于集气瓶中原空气体积的1/5。结论：氧气约占空气体积的1/5，可支持燃烧。剩余气体（N2）约占4/5，具有不燃烧不支持燃烧，难溶于水的性质。实验反思若测得水面上升小于1/5体积的原因可能是：①红磷不足，氧气没有全部消耗完②装置漏气③没有冷却到室温就打开弹簧夹。能否用铁、铝代替红磷？不能。原因：铁、铝不能在空气中燃烧。能否用碳、硫代替红磷？不能。原因：产物是气体，不能产生压强差。（三）空气的污染及防治对空气造成污染的主要是有害气体（CO、SO2、氮的氧化物）和烟尘等。目前计入空气污染指数的项目为CO、SO2、NO2、O3和可吸入颗粒物等。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。防治措施：加强大气质量监测，改善环境状况，使用清洁能源，工厂的废气经处理过后才能排放，积极植树、造林、种草等。常见气体的用途①氧气：供呼吸（如潜水、医疗急救）；支持燃烧（如燃料燃烧、炼钢、气焊）。②氮气：惰性保护气（化性不活泼）、重要原料（硝酸、化肥）、液氮冷冻③稀有气体（He、Ne、Ar、Kr、Xe等的总称）：保护气、电光源（通电发不同颜色的光）、激光技术。氧气的性质（一）氧气的物理性质在通常情况下，氧气是无色、无味的气体，密度为1.429g/L（标准状况下），比空气大，不易溶于水。在降温和加压的条件下，氧气可变为淡蓝色的液体或固体。（二）氧气的化学性质氧气的化学性质比较活泼，能支持燃烧，具有助燃性。木炭、硫、磷、铁等物质能够在氧气或空气中燃烧。如下表所示：物质反应现象（在O2中燃烧）化学方程式注意木炭1.发出白光；2.放出热量C+O2eq\o(=,\s\up8(点燃))CO2盛有木炭的燃烧匙应由上而下慢慢伸入瓶中。硫1.发出蓝紫色火焰（在空气中燃烧发出淡蓝色火焰）；2.生成有刺激性气味的气体；3.放出热量S+O2eq\o(=,\s\up8(点燃))SO2硫的用量不能过多，防止空气造成污染。红磷（暗红）1.产生大量白烟；2.生成白色固体；3.放出热量4P+5O2eq\o(=,\s\up8(点燃))2P2O5此反应生成的P2O5为白色固体，现象应描述为白烟。铝（银白色固体）1.剧烈燃烧，发出耀眼的白光；2.生成白色固体；3.放出大量的热量4Al+3O2eq\o(=,\s\up8(点燃))2Al2O31.铝非常薄；2.预先放少量水或沙，防止生成物溅落瓶底，炸裂瓶底；3.铝在空气中不能燃烧。镁条1.发出耀眼的白光；2.生成白色固体；放出大量的热量2Mg+O2eq\o(=,\s\up8(点燃))2MgO铁丝1.剧烈燃烧，火星四射；2.生成黑色固体；3.放出大量的热量3Fe+2O2eq\o(=,\s\up8(点燃))Fe3O41.预先放少量水或沙，防止生成物溅落瓶底，炸裂瓶底；2.铁丝在空气中不能燃烧。氧化反应：物质与氧（氧元素）发生的反应，可分为剧烈氧化和缓慢氧化。剧烈氧化：燃烧；缓慢氧化：铁生锈、人的呼吸、事物腐烂、酒的酿造。燃烧、自燃、和缓慢氧化相同点是：都是氧化反应，都放热；而缓慢氧化不发光，另外两个发光。3、氧气的实验室制取（一）药品：高锰酸钾（紫黑色晶体）或过氧化氢溶液（无色液体）和二氧化锰（黑色粉末）或氯酸钾（无色晶体）和二氧化锰（黑色粉末）（二）原理：高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气或过氧化氢水+氧气或氯酸钾氯化钾+氧气（三）装置：③导管不可伸入试管太长（否则试管中有部分气体不易排出）④铁夹夹在试管的中上部（防止试管受热不均而炸裂）⑤酒精灯用外焰加热（因为外焰的温度最高）②导管不可伸入试管太长（否则试管中有部分气体不易排出）上图中B气体发生装置应注意：导管不可伸入试管太长（否则试管中有部分气体不易排出）（2）收集方法：（选择依据：依密度选择向上或向下排空气法；依水溶性选择是否能用排水法）排空气法收集时应注意：导管要伸入到接近集气瓶底部（否则难以收集到较纯净的气体）。排水法收集时应注意：不可一产生气泡就立即收集（因刚排出的气体中混有空气）集气瓶中水要装满（否则收集到的气体中混有空气）排空气法收集的气体：较干燥但混有空气排水法收集的气体：不混有空气但较潮湿。因氧气的密度比空气稍大且不易溶于水，所以氧气可以用向上排空气或排水法收集。（四）查、装、定、点、收、移、熄“先点后收”：因刚排出的气体中混有空气，所以要到气泡连续均匀地放出时才可以开始收集。“先移后熄”：为防止试管冷却，水槽中的水倒流引起试管冷热不均而炸裂。检验验满：带火星的木条置于瓶口，若木条复燃，表明该瓶气体已满（排水法收集时：要观察水槽中集气瓶瓶口有气泡冒出时，表示以收集满了）。验证：带火星的木条伸入瓶中，若木条复燃，表明该气体是氧气。（六）反思问题（1）若要收集到不混有空气的氧气宜采用什么方法收集？（排水法）若要得到较干燥的氧气呢？（向上排空气法）（2）用高锰酸钾制氧气，并用排水法收集的实验中。若发现试管破裂，可能的原因是什么？（①试管口没有略向下倾斜；②试管外壁有水没有擦干；③试管底碰灯芯；④没有先均匀受热就固定加热；⑤收集完气体先熄灭酒精灯火焰，再将导管从水槽中移出等等。）若发现收集的氧气中混有空气，可能的原因是什么？（集气瓶中的水没有装满；刚开始加热就马上进行收集。）若发现水槽中的水变红色，其原因又可能是什么？（试管口没有塞一团棉花，加热时高锰酸钾粉末随氧气进入水槽。）4、催化剂催化剂（触媒）：在化学反应中能改变（加速或减缓）其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质。（一变两不变）催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。5、氧气的工业制法工业上，常用分离液态空气法制取氧气。举一反三1.（2013广西南宁）下列关于氧气的说法，错误的是（）A．实验室制取氧气时，一定要加催化剂B．硫在氧气中燃烧，发出蓝紫色火焰C．油锅着火，可用锅盖盖灭，依据的灭火原理是隔绝空气D．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2.（2013辽宁本溪）下列关于空气的说法中，错误的是（）A．空气中含有少量的稀有气体，它们可以制成多种用途的电光源B．空气中分离出的氮气化学性质不活泼，食品包装中充氮气可以防腐C．按质量计算，空气中约含氮气78%、氧气21%、稀有气体等其他成分1%D．空气中的氧气化学性质比较活泼，在常温下能与许多物质发生化学反应3.（2013四川雅安）蜡烛（足量）在如图1密闭装置内燃烧至熄灭，用仪器测出这一过程中瓶内氧气含量的变化如图2所示．下列判断正确的是（）蜡烛燃烧前装置内只有氧气氧气浓度小于一定值时，蜡烛无法燃烧过程中装置内物质总质量不断减少蜡烛熄灭后瓶内只剩二氧化碳气体方法介绍1、正确描述实验现象（一）注意“烟”和“雾”的区别“烟”是固体小颗粒悬浮于空气中形成的现象，如红磷在氧气中燃烧产生大量的“白烟”。“雾”是小液滴悬浮于空气中形成的现象，如打开盛有浓盐酸的试剂瓶时看到的是“白雾”。注意“光”和“火焰”的区别熔沸点较高的可燃物如铁丝、镁条，燃烧时没有火焰只产生“光”（或火星）；可燃性气体、熔沸点较低的固体、易液化的液体，如氢气、硫、酒精等，燃烧时除发光、放热外都有火焰。不能把结论当成现象来描述描述实验现象时，对生成物的描述不能直接说出生成什么物质，只能说生成物的颜色、状态、气味或一些特殊的性质等。化学实验中的多功能瓶多功能瓶（又称“万能瓶”）是化学实验里经常使用与考查的实验装置之一，该装置由一个集气瓶、一个双孔塞和一长一短的两个导管组合而成，具有洗涤、干燥、检验、收集和储存气体等多种用途。（一）收集气体：⑴排空气法收集①向上排气法：用于收集密度比空气大的气体，如O2、CO2等，收集的气体从长管进，空气从短管出，即“长进短出”。②向下排气法：收集密度比空气小的气体，如H2、CH4等，收集的气体从短管进，空气从长管出，即“短进长出”。仪器变式（图2）：如果瓶子倒放，则在收集气体时，所有的进出气口也应该交换，如O2、CO2等气体应从b端进入，空气从a端被排出；而H2、CH4等气体应从a端进入。⑵排水法（图3）：收集不溶于水且不与水反应的气体，如O2、H2、CH4等。瓶中盛满水，收集的气体从短管进，水则从长管出，即“短进长出”。若想测定被收集气体的体积（图3），可将排出的水直接引入量筒，通过水的体积即可直观读出收集到的气体体积。（二）气体干燥（图4）：集气瓶中装入浓硫酸等干燥剂，则需要干燥的气体都从长导管进入，从短导管被排出的气体是干燥后的气体，即“长进短出”。（图4）（三）气体除杂（洗气）：瓶中装入适当的溶液，混合气体从长端进入，使溶液与其中的杂质反应，纯净的气体从短端被排出，即“长进短出”。⑴若要可以除去混合气体中的CO2，瓶中装入氢氧化钠浓溶液；⑵若除去CO中混有的CO2和水蒸气，应先通过氢氧化钠溶液，再通过浓硫酸，混合气体从长管进，通过两次洗气后CO从短管端出。（四）气体检验瓶中装入所需的特定试剂，气体流向是长进短出，通过观察显著的现象，来验证某种气体的真实存在。⑴如检验CO中是否混有CO2，瓶中装入澄清的石灰水，观察石灰水是否变浑浊来证明CO2是否存在；⑵瓶中装入白色的无水CuSO4固体，观察是否变蓝来说明气体中是否有H2O存在。（五）气体流量（图5）医院给病人输氧气时，也利用了类似装置，并在装置中盛放大约半瓶蒸馏水。长管连接供氧钢瓶，氧气从长端进入，短管导管连接病人吸氧导气管，短导管输出氧气供病人使用。医生可以通过水中冒出气泡B.燃烧匙中的红磷可以换成细铁丝C.该实验可说明N2难溶于水D.红磷的量不足会导致进入集气瓶中水的体积大于1/53．（2013浙江嘉兴、舟山）同学们在做氧气性质实验时，将点燃的木炭伸入集气瓶内，有的现象明显，有的却不明显．导致现象不明显的原因可能是()A．排水法收集前未将集气瓶灌满水B．导管口连续放出气泡时开始收集氧气C．收集满后盖上毛玻璃片拿出水面D．收集满氧气的集气瓶正放于桌面（2013上海）在充满氧气的机器瓶中燃烧，产生明亮的蓝紫色火焰的物质是（）A．硫粉B．铁丝C．木炭D．红磷5.（2013黑龙江齐齐哈尔）下列有关空气及其成分的说法错误的是（）A．空气中含量最多的气体是氧气B．氮气化学性质不活泼，可作食品防腐的保护气C．被污染的空气会直接危害人体健康D．稀有气体常用来做光源6.（2013福建漳州）PM2.5是指空气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，它是造成雾霾天气的“元凶”之一．下列做法不会增加空气中PM2.5的是（）A．燃煤发电B．燃放烟花爆竹C．焚烧垃圾D．使用太阳能热水器7.（2013四川凉山）下列说法正确的是（）A．空气质量影响人类生命的质量B．人类活动不会影响空气的质量C．空气中氧气和氮气的体积比约是4：1D．排放在空气中的有害气体是二氧化碳、二氧化硫、氮氧化合物等8．（2013四川眉山）现行空气质量日报中，不计入空气污染指数的项目中，不包括的项目是（）A．SO2B．CO2C．NO2D．可吸入颗粒9.（2013广东佛山）以下气体制备的发生装置说法正确的是（）A．装置a可作实验室制备CO2B．装置b烧杯中加水后，干燥管内外液面一致，则气密性良好C．装置c可用实验室制备氧气D．装置d可用作实验室制备氧气、氢气10．（2013山东枣庄）下列关于氧气和二氧化碳两种气体的说法正确的是（）①氧气在空气中的体积分数约为78%②二氧化碳没有毒性，但不能供给呼吸③氧气能支持燃烧，是一种可燃性气体④二氧化碳能参与绿色植物的光合作用，是最好的气体肥料⑤在实验室中两种气体可以用相同的装置制取A．②④⑤B．①③⑤C．②③④D．①③④⑤11.（2013河南）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？（2）做铁丝在氧气中燃烧实验时，集气瓶中预先加少量水或铺一层细沙的目的是什么？（3）可燃物燃烧的剧烈程度与氧气浓度或接触面积等因素有关，任举一例甲乙说明。12.（2013黑龙江哈尔滨）如图是某同学正在绘制的实验室制取氧气的装置图，请回答下列问题：（1）在图中标出仪器A的名称：（2）将实验装置图补充完整：（3）写出用该装置制取氧气的化学方程式。（4）写出硫在氧气中燃烧的实验现象