专题02 我们周围的空气【考题猜想】（24大题型）-2023-2024学年化学九年级上册期中考点大串讲（人教版）（解析版）

第第页专题02我们周围的空气考点一空气【题型1】拉瓦锡测定空气组成的实验【题型2】空气中氧气含量测定实验【题型3】空气中氧气含量测定实验的改进【题型4】空气中氧气含量测定实验误差分析【题型5】空气中氧气含量测定综合探究【题型6】空气的成分及用途【题型7】纯净物和混合物【题型8】空气污染与防治【题型9】空气的分离考点二氧气【题型1】氧气的性质及检验【题型2】物质在氧气中燃烧的实验现象【题型3】不同物质在氧气中燃烧实验的比较【题型4】化合反应与氧化反应【题型5】缓慢氧化考点三氧气的制法【题型1】催化剂【题型2】证明某物质是某反应的催化剂【题型3】实验室制取氧气装置的选择【题型4】万能瓶的使用【题型5】装置气密性检查【题型6】实验室制取氧气的实验操作正误判断【题型7】实验室制取氧气实验的操作顺序【题型8】错误操作及异常现象分析【题型9】制取氧气实验的图像题【题型10】基本反应类型考点一空气01拉瓦锡测定空气组成的实验【例1】拉瓦锡利用汞与氧气的反应研究空气的成分。下列分析不合理的是

A．实验前需检查装置气密性B．曲颈甑中汞的用量可能会影响实验结果C．装置内两处容器中汞的作用均是消耗氧气D．将曲颈甑中的汞换成木炭不能测定空气中氧气的含量【答案】C【详解】A、实验前需检查装置气密性，以防止装置漏气影响实验结果，分析合理，不符合题意；B、曲颈甑中汞的用量可能会影响实验结果，例如汞不足会导致氧气不能完全反应，结果会偏小，分析合理，不符合题意；C、曲颈甑中汞的作用是消耗氧气，汞槽中汞的作用是形成密封装置，分析不合理，符合题意；D、木炭和氧气反应产生二氧化碳气体，曲颈甑中的气压几乎不变，玻璃钟罩的液面几乎不变，不能测定空气中氧气的含量，分析合理，不符合题意。故选C。【变式1-1】拉瓦锡测定空气组成实验是化学史上的经典实验，汞用做反应药品有很多优点，下列对于该实验说法错误的是A．汞在常温下呈液态，在该实验中既可以隔绝外界空气，还可以通过连通器直接用于测量反应器（曲颈甑）内空间体积的变化B．汞和氧气反应的速率非常缓慢，便于实验者观察实验现象C．汞的沸点为356.6℃，在加热时源源不断气化的汞可以将空气中的氧气完全耗尽D．反应生成的氧化汞在这个温度下呈固态，且不溶于汞。又因为密度低于液态汞，所以浮在汞的液面上，很容易分离【答案】B【详解】A、汞为液态，在汞槽中起到液封的作用，并能直接用来测定反应器内空间体积的变化，故正确;B、低温下汞和氧气反应的速率非常缓慢，看不到现象，故错误；C、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，故正确;D、氧化汞呈固态，且不溶于汞，汞呈液态，氧化汞密度低于液态汞，所以浮在汞的液面上，很容易分离，故正确。故选B。【变式1-2】空气中氧气含量测定的经典赏析。教材中介绍了拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分（实验装置如图）。(1)写出汞与氧气反应的文字表达式。(2)有关该实验的说法中，正确的是（填序号）。A．汞在加热的条件下，只和氧气反应B．汞为液态，在汞槽中起到液封的作用，但不能直接用来测量反应器内空间体积的变化C．氧化汞的密度小于汞的密度，且不溶于汞，易与汞分离D．银白色的汞剧烈燃烧，迅速生成红色粉末E．汞的沸点较低，汞蒸气与氧气反应比较充分，能将密闭装置内的氧气几乎耗尽(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五分之一的结论。请根据现在的认识，对此结论予以补充。（提示：从成分、含量角度回答）。【答案】(1)(2)ABCE(3)空气主要由氧气和氮气组成，氧气的体积分数是21%，氮气的体积分数是78%，稀有气体、二氧化碳等气体的体积分数是1%【详解】（1）汞与氧气在加热条件下反应生成氧化汞，反应的文字表达式为：；（2）A、汞在加热的条件下，只和氧气反应，故A正确；B、汞为液态，在汞槽中起到液封的作用，但不能直接用来测量反应器内空间体积的变化，故B正确；C、氧化汞的密度小于汞的密度，且不溶于汞，易与汞分离，故C正确；D、银白色的汞不能剧烈燃烧迅速生成红色粉末，反应比较缓慢，故D错误；E、汞的沸点较低，汞蒸气与氧气反应比较充分，能将密闭装置内的氧气几乎耗尽，故E正确；故选ABCE；（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五分之一的结论。请根据现在的认识，空气主要由氧气和氮气组成，氧气的体积分数是21%，氮气的体积分数是78%，稀有气体、二氧化碳等气体的体积分数是1%；02空气中氧气含量测定实验【例2】用如图所示的装置来测定空气中氧气的含量，对该实验认识错误的是

A．该实验还可以说明N2难溶于水 B．可用铁丝代替红磷进行该实验C．红磷要足量，否则实验结果会偏小 D．待红磷熄灭后，装置冷却至室温后才能打开止水夹【答案】B【详解】A、打开弹簧夹，烧杯中的水进入集气瓶，且进入的水约占集气瓶体积的五分之一，水不再继续进入，说明氮气难溶于水，该选项说法正确；B、铁丝不能在空气中燃烧，不能达到预期的实验目的，该选项说法错误。C、红磷的量不足，不能全部消耗装置内的氧气，测定结果偏小，该选项说法正确；D、红磷熄灭后，冷却到室温才能打开止水夹，否则测定结果会偏小，该选项说法正确。故选：B。【变式2-1】小组同学想探究用不同物质在空气中燃烧测定氧气含量方法的优劣。他们用足量的蜡烛、红磷和白磷分别在相同体积与状态的空气中燃烧，用氧气探测器测定容器中剩余氧气与时间的关系如图。下列说法错误的是

A．三个实验效果最好的是白磷，因为它反应消耗的氧气更加彻底B．该实验证明氧气的浓度较低时，红磷与白磷还能与之发生反应C．根据图像对比可知，三种物质中，白磷能在更低浓度的氧气中燃烧D．若用这三种物质做实验，测得空气中氧气含量偏高【答案】D【详解】A、三个实验效果最好的是白磷，因为它反应消耗的氧气更加彻底，故选项说法正确；B、由红磷与白磷的燃烧曲线可知，当氧气含量低于10%时，红磷与白磷仍然能反应，故选项说法正确；C、根据图像对比可知，三种物质中，白磷能在更低浓度的氧气中燃烧，故选项说法正确；D、若用这三种物质做实验，测得空气中氧气含量偏低，因为氧气不能完全反应，故选项说法错误。故选D。【变式2-2】实验小组利用红磷燃烧测定空气中氧气的含量，并用传感器记录集气瓶中压强随时间变化的情况，如图所示。下列说法正确的是

A．图甲中可用蜡烛代替红磷进行该实验 B．图乙中BC段压强变大的原因是有五氧化二磷生成C．图乙中C点反应刚好结束 D．图乙中D点打开止水夹【答案】D【分析】本题考查的是利用红磷测量空气中氧气含量的相关实验细节需要熟悉整个实验过程以及气压的变化。刚点燃红磷的时候，瓶内气体因为受热而膨胀，气压会变大，随着反应的发生，瓶中的氧气会被逐渐消耗，气压随之减少，等反应结束之后，集气瓶冷却到室温之后，打开弹簧夹，烧杯中的水会倒吸进集气瓶中，大约五分之一处，气压随之平衡在大气压，试验结束。【详解】A、蜡烛不能用于测定空气中氧气含量的实验，由于实验的原理是靠气压差完成的，所以使用的药品一定是不能产生气体或者产生气体容易被除去的，在本实验中，如果使用蜡烛，那么蜡烛燃烧产生的二氧化碳就会干扰实验，无法达到图乙的实验效果，故不符合题意；B、BC段气压短暂升高主要是因为红磷燃烧过程中放热，集气瓶中的气体受热膨胀，造成的气压变大，故不符合题意；C、图乙中反应刚好结束应该是D点附近，在D点集气瓶已经冷却到室温，打开弹簧夹水倒吸进集气瓶中，气压恢复至大气压，故不符合题意；D、在D点集气瓶已经冷却到室温，打开弹簧夹水倒吸进集气瓶中，气压恢复至大气压，故符合题意；故选D。03空气中氧气含量测定实验的改进【例3】某实验小组用图1所示装置测定空气中氧气的含量。

(1)红磷燃烧的符号表达式：。(2)该实验中操作不正确的是(填序号)。①将集气瓶水面上方空间分为4等份②加热红磷前，先用弹簧夹夹紧胶皮管③点燃红磷，立即伸入瓶中并把塞子塞紧④待红磷熄灭后，立即打开弹簧夹(3)利用铜与氧气反应可测定空气中氧气含量，装置如图2所示。[已知：塞上胶塞后玻璃管容积为70mL，实验前注射器活塞拉至30mL处(气球中没有空气)]①实验过程中，需要反复推拉注射器和挤压气球，目的是。②充分反应后，冷却至室温，使气球恢复原状，此时注射器活塞应停在约mL刻度处。【答案】(1)P+O2P2O5(2)①④(3)使氧气和铜充分反应9【详解】（1）红磷燃烧的符号表达式：P+O2P2O5，故答案为：P+O2P2O5；（2）①将集气瓶水面上方空间分为5等份，该选项不正确；②加热红磷前，先用弹簧夹夹紧胶皮管，该选项正确；③点燃红磷，立即伸入瓶中并把塞子塞紧，该选项正确；④待红磷熄灭后，冷却至室温再打开弹簧夹，该选项不正确；故选：①④；（3）①实验过程中，需要反复推拉注射器和挤压气球，目的是使氧气和铜充分反应，故填：使氧气和铜充分反应；②由于氧气占空气体积的21%，则装置中氧气的体积为：(30mL+70mL)×21%=21mL，充分反应后，冷却至室温，使气球恢复原状，此时注射器内活塞应停在约30mL﹣21mL=9mL刻度处，故填：9。【变式3-1】研究性学习小组的同学为探究空气中氧气的体积分数，设计了如图所示实验，请回答问题：

(1)实验I中，红磷燃烧的主要现象是，红磷燃烧的文字表达式，与实验I相比，实验II的优点有(写出一条即可)。(2)实验Ⅲ是用铁生锈原理来测定空气中氧气的含量，已知广口瓶容积(扣除药品、导管和瓶塞所占容积)为125.0mL，反应前量筒内水的体积为30.0mL，反应后测定量筒中水的体积为5.0mL，则实验测得空气中氧气的体积分数为。【答案】(1)产生大量白烟、放出热量红磷＋氧气五氧化二磷比较环保、误差小(2)20%【详解】（1）实验I中，红磷燃烧，产生大量白烟，放出大量的热；红磷燃烧生成五氧化二磷，文字表达式为：；与实验I相比，实验II整个实验过程在密闭容器中进行，比较环保，且可以避免盛有点燃红磷的燃烧匙伸入集气瓶中时，气体的受热膨胀逸出，误差小；（2）铁生锈消耗氧气，待完全反应后，逐渐冷却至室温，由于消耗了氧气，装置内压强减小，打开弹簧夹，量筒中的水进入集气瓶，进入水的体积就是消耗氧气的体积，故实验测得空气中氧气的体积分数为：。【变式3-2】以下四个实验装置，可用于“测定空气中氧气的含量”。请认真分析，回答下列问题。(1)拉瓦锡用装置(填序号)定量研究了空气的成分，在密闭容器中，空气中的氧气与反应，生成固态物质。人们沿着科学家的足迹，对反应物进行了优化，分别用铜粉、红磷等进行实验，其原理都是采用(填“物理”或“化学”)方法，从混合气体中除去某种气体，从而实现物质的分离。(2)实验过程中，需要不断推拉注射器活塞的装置是(填序号)，利用此装置进行实验，可能造成实验误差的因素是(写一条)。(3)装置C导管内事先注满水的目的是；反应结束后，待装置冷却至室温，打开弹簧夹，装置D中(试管容积为40mL)注射器活塞从10mL刻度处缓慢移动至mL刻度处停止(误差忽略不计)。【答案】(1)A汞/Hg化学(2)B铜粉量过少造成氧气未消耗完等(3)防止导管内的空气影响实验结果2【详解】（1）拉瓦锡用装置A定量研究了空气的成分，在密闭容器中，空气中的氧气与汞反应，生成固态物质氧化汞。用铜粉、红磷等进行实验，铜与氧气在加热条件下生成氧化铜，红磷与氧气在点燃条件下生成五氧化二磷，以上实验的原理都生成了新物质，是采用化学方法。（2）实验过程中，需要不断推拉注射器活塞的装置是B，通过不断推拉注射器活塞保证氧气完全消耗；D装置有弹簧夹，红磷燃烧的过程中关闭弹簧夹，不需要不断推拉注射器活塞。利用B装置进行实验，可能造成实验误差的因素是铜粉量过少造成氧气未消耗完等。（3）装置C导管内事先注满水的目的是防止导管内的空气影响实验结果；氧气约占空气总体积的五分之一，40mL的空气中氧气的体积是40mL×=8mL，反应结束后，待装置冷却至室温，打开弹簧夹，装置D中注射器活塞从10mL刻度处缓慢移动至10mL-8mL=2mL刻度处停止。04空气中氧气含量测定实验误差分析【例4】图1装置是用红磷燃烧来粗略测定空气中氧气含量。(1)写出集气瓶中物质燃烧的符号表达式。此实验不仅可以测定氧气占空气的体积分数，还可以说明氧气具有的化学性质是（只需写一点）。

(2)食品脱氧剂（以铁粉为主的物质组成）能通过化学反应除去密闭包装袋中的氧气，使食品处于无氧状态。张山同学用图2装置进行测定空气中氧气含量的实验。下表是张山同学在实验过程中记录的有关数据：所需要的时间0510303545量筒中液面的刻度503527.519.719.719.7①脱氧剂发生的化学反应是铁粉与氧气、水反应生成氢氧化亚铁固体，写出该反应符号表达式：。该反应属于反应（填基本反应类型）。②分析表中数据得知，至少经过分钟后，量筒中的液面不再下降。根据表中实验数据进行推算，广口瓶中氧气的体积分数是（结果精确到0.1%）。③小虎同学的实验用时45分钟，结果发现广口瓶中收集到的水约为张山同学的，请你帮小虎同学找出造成实验数据误差的可能原因之一：。④与燃烧红磷相比，用脱氧剂测定空气中氧气含量的优点是。【答案】(1)P+O2P2O5支持燃烧(2)Fe+H2O+O2→Fe（OH）2化合3020.2%装置漏气或脱氧剂量不足等节约能源、更环保【分析】红磷燃烧、铁生锈能够消耗空气中的氧气，氧气消耗后，容器中的气压减小，在外界大气压作用下，水进入容器，进入容器中的水的体积即为容器中空气中的氧气体积，进一步可以计算出空气中氧气的含量。【详解】解：（1）集气瓶中红磷燃烧生成五氧化二磷，反应的符号表达式是P+O2P2O5。此实验不仅可以测定氧气占空气的体积分数，还可以说明氧气具有的化学性质是支持燃烧，故填：P+O2P2O5、支持燃烧；（2）①脱氧剂发生的化学反应是铁粉与氧气、水反应生成氢氧化亚铁固体，该反应符号表达式：Fe+H2O+O2→Fe（OH）2，该反应属于化合反应，故答案为：Fe+H2O+O2→Fe（OH）2、化合；②分析表中数据得知，至少经过30分钟后，量筒中的液面不再下降。根据表中实验数据进行推算，广口瓶中氧气的体积分数是=20.2%,故答案为：30、20.2%；③小虎同学的实验用时45分钟，结果发现广口瓶中收集到的水约为张山同学的，造成实验数据误差的可能原因之一是装置漏气或脱氧剂量不足等，故答案为：装置漏气或脱氧剂量不足等；④与燃烧红磷相比，用脱氧剂测定空气中氧气含量的优点是节约能源、更环保，故答案为：节约能源、更环保；【点评】可以用来测定空气中氧气含量的物质应该具备的条件是：能和空气中的氧气反应，生成物是固体，不能和空气中的其它物质发生化学反应。【变式4-1】测定空气成分的方法有很多，某兴趣小组的同学设计了下图所示的装置进行空气中氧气含量的实验探究。实验前向100mL集气瓶中加入10mL水，注射器中有20mL氮气，实验数据记录如下（导管中的空气忽略不计）：

时间/min012345678910注射器读数/mL20.034.040.030.025.618.012.58.64.84.04.0(1)若将白磷换成炭粉，该实验（选填“能”或“不能”）成功，原因是。(2)根据实验过程和数据综合分析，集气瓶内空气中氧气的体积是mL；实验开始时注射器读数增大的原因是。(3)根据实验数据计算空气中氧气的体积分数。（计算结果精确到0.1%）(4)实验结束后，发现实验结果远小于理论值，你认为导致这一结果的原因可能是________（填字母）。A．装置漏气B．白磷量不足C．集气瓶中预先加入了水D．装置未冷却至室温【答案】(1)不能炭粉燃烧生成二氧化碳，导致瓶内气压无明显变化(2)16白磷燃烧放热，导致气体膨胀(3)根据实验数据计算空气中氧气的体积分数=(4)ABD【详解】（1）若将白磷换成炭粉，该实验不能成功，理由是碳燃烧生成二氧化碳，导致瓶内气压无明显变化。故答案为：否；碳燃烧生成二氧化碳，导致瓶内气压无明显变化；（2）根据图二实验过程和数据综合分析，集气瓶内空气中氧气的体积是20mL-4.0mL=16mL；开始体积增大的原因是：白磷燃烧放热，导致气体膨胀。故答案为：16；白磷燃烧放热，导致气体膨胀；（3）装置内空气的体积为100mL-10mL=90mL，根据上述数据分析可知，氧气的体积20.0mL-4.0mL=16.0mL，则空气中氧气的体积分数=；（4）实验结束后，发现实验结果远小于理论值，导致这一结果的原因可能是装置漏气，或白磷量不足，没有完全消耗瓶中氧气，或装置未冷却至室温，瓶中气压还比较大，水无法回流到集气瓶，故选：ABD。【变式4-2】在测定空气中氧气含量的实验中，小强采用了如图所示装置：在由两个注射器组成的密闭系统中留有25m1空气，给装有细铜丝的玻璃管加热，同时缓慢推动两个注射器活塞，至玻璃管内的铜丝在较长时间内无进一步变化时停止加热，待冷却至室温，将气体全部推至一个注射器内，观察密闭系统内空气体积变化。

(1)在实验加热过程中，交替缓慢推动两个注射器活塞的目的是：。(2)写出该实验中反应的文字表达式：。(3)小强测得实验结果如下：反应前注射器内气体总体积反应后注射器内气体总体积25mL22mL由此数据可以推算出他测定空气中氧气的体积分数造成该实验出现误差的原因可能是。(填序号)①没有交替缓慢推动两个注射器活塞②读数时没有冷却至室温③加入铜丝量太少④加入铜丝量太多【答案】(1)使氧气和铜充分接触，完全反应(2)(3)12%①②③【详解】（1）交替缓慢推动两个注射器活塞有利于空气流动，使铜能够充分接触到氧气，完全反应，将氧气消耗完全；（2）铜与氧气加热时发生氧化反应，生成氧化铜，故该反应的文字表达式为：；（3）反应前后减少的气体体积为氧气的体积，所以空气中氧气的体积分数为：；根据空气中氧气的体积分数为21%＞12%，即实验结果偏小，①没有交替缓慢推动两个注射器活塞，导致氧气与铜丝接触不充分，氧气未消耗完，导致实验结果偏小，符合题意；②读数时没有冷却至室温，装置内气体受热膨胀，导致反应后读数偏大，则实验结果偏小，符合题意；③加入铜丝量太少，氧气未消耗完，导致实验结果偏小，符合题意；④加入铜丝量太多，可以将氧气消耗完全，属于正确的操作，不会导致实验结果偏小，不符合题意；故选①②③。05空气中氧气含量测定综合探究【例5】如下是几种测定空气中氧气含量的实验（如图所示），请根据实验回答问题。(1)拉瓦锡用定量的方法研究空气的成分（图1），通过该实验拉瓦锡得出了氧气约占空气总体积的结论。(2)实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量（图2），用酒精灯点燃燃烧匙中过量的红磷，观察到的现象有暗红色固体燃烧，发光，放热，，，生成白色固体。(3)47中兴趣小组同学还设计了用传感器技术测定空气中氧气含量，实验装置如图3所示，反应过程中容器内的压强、温度和氧气浓度三条曲线变化趋势如图4所示。其中X表示的是变化的曲线；结合X、Y两条曲线，分析图4中气体压强先变大后逐渐减小的原因正确的是（填字母）。A．红磷燃烧放热导致压强增大B．红磷燃烧产生气体导致压强增大C．氧气被消耗导致压强减小D．装置冷却导致压强减小曲线中DE段压强增大的原因是（填字母）。A．集气瓶内氧气不断被消耗且瓶内温度逐渐冷却B．打开活塞【答案】(1)(2)待红磷熄灭并冷却至室温后打开弹簧夹观察到烧杯中的水进入集气瓶，集气瓶瓶内水面最终上升了约为1刻度(3)容器内温度的变化ACDB【详解】（1）根据瓶内压强与大气压两者的压强差导致液体上升之，故拉瓦锡得出了氧气约占空气总体积的的结论；（2）由红磷燃烧的实验可知，当燃烧时的现象为：发光，放热，有白烟生成，待红磷熄灭并冷却至室温后打开弹簧夹；根据氧气约占空气总体积，故观察到烧杯中的水进入集气瓶，集气瓶瓶内水面最终上升了约为1刻度；（3）红磷燃烧消耗氧气，容器体积不变，氧气的量减少，容器内氧气浓度随反应的进行逐渐降低，故Y曲线表示容器内氧气浓度的变化；红磷燃烧放热，容器内温度先升高，反应完全后放置一段时间温度下降，故X曲线表示容器内温度的变化；BC段红磷燃烧放热，容器内温度升高，气体受热膨胀，导致容器内压强增大，故选A；CD段，红磷燃烧消耗氧气，刚开始氧气浓度降低，此时容器内压强也随之降低，压强变小的主要原因是氧气被消耗；之后氧气浓度不再变化，温度降低，而压强仍在减小，说明此时容器温度降低导致压强减小，故选CD；综上分析，故选ACD；红磷燃烧完全后要冷却到室温，压强减小，小于外界大气压，此时打开活塞，烧杯中的水在大气压的作用下进入集气瓶，所以导致DE段压强增大，故选B。【变式5-1】某校化学兴趣小组对空气中氧气含量的测定进行了如下实验探究。【经典赏析】拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分（装置如图1），通过该实验拉瓦锡得出了空气是由氧气和氮气组成的，其中氧气约占空气总体积的1/5。【实验探究】同学们按照图2所示装置，进行了分组实验。(1)红磷燃烧的文字表达式为。【数据分析】实验结束后，整理数据如下。（注：集气瓶中空气体积为100mL）组别12345进入水的体积/mL2021192022(2)请选择其中一组数据，计算空气中氧气的含量：（写出计算过程）。【实验改进】兴趣小组同学设计了图3所示装置，选用容积为40mL的试管作反应容器，注射器活塞初始位置在20mL刻度处，活塞与内壁摩擦力及连接管空间容积忽略不计。(3)实验前，该兴趣小组的同学打开弹簧夹，将注射器活塞从20mL刻度处向左推至15mL刻度处，然后松开活塞，观察到活塞返回至20mL刻度处。该操作的主要目的是。(4)开始实验时，先将弹簧夹松开，给足量的红磷加热，红磷燃烧后，一开始活塞向（填“左”或“右”）运动，反应完全并冷却至室温后，注射器活塞最终将停留在约（填整数）mL刻度处。【答案】(1)(2)（用其他组别的数据计算也可以）(3)检查装置的气密性(4)右8【详解】（1）红磷和氧气在点燃的条件下反应生成五氧化二磷，反应的文字表达式为：。（2）由实验原理可知，流入水的体积即为消耗氧气的体积，选择第一组实验数据，计算空气中氧气的含量为：，故填：。（3）实验前，该兴趣小组的同学打开弹簧夹，将注射器活塞从20mL刻度处向左推至15mL刻度处，然后松开活塞，观察到活塞返回至20mL刻度处，该操作的主要目的是检查装置的气密性，防止装置漏气影响实验结果。（4）红磷燃烧后，放出大量的热，装置内气体体积膨胀，压强增大，会推动活塞向右移动，反应完全并冷却至室温后，红磷燃烧消耗氧气生成五氧化二磷固体，导致装置内气压减小，活塞向左移动，红磷消耗的氧气应为试管内空气中的氧气加上注射器内空气中的氧气，即红磷消耗氧气的体积为：，则注射器活塞向左移动的距离也为12mL；因为注射器活塞初始位置在20mL刻度处，所以注射器活塞最终将停留在约8mL刻度处。【变式5-2】从二百多年前的简单定量到今天的数字化实验，“测空气中氧气含量实验”不断完善，同学们也在创新实践中传承着科学家严谨求实的科学精神。【经典回顾】(1)二百多年前，法国化学家拉瓦锡利用加热（填物质名称）的方法定量得出了空气中氧气的含量，揭开了空气神秘的面纱。【传承发扬】仿照这个历史上著名实验的原理，引入数字化实验手段，优化实验。化学小组的同学在老师的帮助下设计了如图1的实验装置，用三个不同的传感器测定装置内温度、氧气浓度和压强的变化趋势，如图2所示。

(2)写出图1中红磷燃烧的文字表达式，生成物的化学式是(3)图2中曲线X是装置内压强变化的趋势，A点进行的操作是。(4)图2中曲线Y是由（填“温度”或“氧气浓度”）传感器测定的。(5)该实验与教材实验相比较，优点是（答一点即可）。(6)请仿照“实验后”的图示，请在下图画出“实验前”广口瓶中气体主要成分的微观示意图，水分子等无须画出。

【实践创新】化学小组的同学查阅资料发现食品包装中的脱氧剂能吸收氧气，予是他们利用脱氧剂来进行如下实验。

【步骤】Ⅰ如图3玻璃管中的脱氧剂分布紧密，段封存的空气体积为；Ⅱ如图4水平滚动玻璃管，使脱氧剂平铺开，水滴不再移动时，段体积为；Ⅲ计算出与的比值。【结论】与的比值约为，即空气中氧气含量约为。【反思】(7)步骤Ⅰ中若脱氧剂粉末分布不够紧密，就会使实验结果（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。(8)步骤Ⅱ中“使脱氧剂平铺开”的目的是。【答案】(1)汞(2)磷+氧气五氧化二磷P2O5(3)打开止水夹(4)温度(5)实验数据更加精准(6)

(7)偏大(8)增大反应面积，充分的吸收氧气【详解】（1）汞与氧气在加热的条件下反应生成氧化汞，二百多年前，法国化学家拉瓦锡利用加热汞的方法定量得出了空气中氧气的含量；（2）红磷与氧气燃烧生成五氧化二磷，反应文字表达式为：磷+氧气五氧化二磷；五氧化二磷的化学式为P2O5；（3）X曲线为表示压强的曲线，A点时压强已经达到最小值，随后压强又迅速的恢复到了初始状态，则A点时操作为打开止水夹，烧杯中水被压入集气瓶中；（4）曲线Y反应一段时间后数值增大，随后又逐渐的减小到初始值，则Y为表示温度的曲线，反应开始时燃烧放出热量温度升高，反应结束后温度逐渐的恢复到室温；（5）该实验中利用传感器可以更加准确的获得数据，使得测量结果更加的精确；（6）空气中的主要成分是氮气与氧气，氮气由氮分子构成，化学式为N2，氧气由氧分子构成，化学式为O2；则反应前的空气图示为：

；（7）步骤I中若脱氧剂粉末分布不够紧密，导致测定的空气体积小于实际体积，进一步导致测定的反应的氧气体积偏大，则实验所测的氧气含量偏大；（8）步骤II中“使脱氧剂平铺开”的目的是增大与氧气的接触面积，使氧气被脱氧剂充分吸收。06空气的成分及用途【例6】下列有关空气的说法正确的是A．空气中氮气的质量分数为78%B．氧气能支持燃烧，可用作燃料C．氮气的化学性质稳定，故超导材料可利用液氮显示超导性能D．稀有气体可制成电光源是利用了稀有气体的物理性质【答案】D【详解】A、空气中氮气的体积分数为78%，故选项说法错误；B、氧气能支持燃烧，但不具有可燃性，不能用作燃料，故选项说法错误；C、超导材料可利用液氮显示超导性能，是因为液氮汽化吸热，从而提供低温环境，故选项说法错误；D、稀有气体用于电光源，是利用了通电时会发出不同颜色的光，不需要发生化学变化就能表现出来，是利用了其物理性质，故选项说法正确。故选D。【变式6-1】科学家通过“祝融号”火星车探测器测得火星表面大气成分（体积分数）如图所示，下列说法中错误的是

A．火星大气中的含量比空气中的低B．火星大气中的含量高于空气中的C．火星大气中稀有气体的含量比空气中的低D．火星大气不能使带火星的木条复燃【答案】C【详解】A、据图可知，火星大气中N2的体积分数为2.7%，空气中氮气体积分数为78%，火星大气中N2的含量比空气中的低。A正确；B、空气中CO2的体积分数为0.03%，据图可知，火星大气中CO2的体积分数为95.3%。所以火星大气中CO2的含量高于空气。B正确；C、稀有气体包括氦气、氖气、氩气等气体，据图可知，火星大气中氩气的体积分数为1.6%。空气中稀有气体体积分数为0.94%，所以火星大气中稀有气体的含量比空气中的高。C不正确；D、氧气能使带火星的木条复燃，据图可知，火星大气中不含有氧气，所以火星大气不能使带火星的木条复燃。D正确。故选C。【变式6-2】物质的性质决定物质的用途。下列物质的用途与性质对应关系错误的是A．因为氧气能支持燃烧，所以常用作燃料B．因为氦气的密度小，所以常被用于填充探空气球C．因为稀有气体通电时会发出有色光，所以可以做霓虹灯D．因为氮气的化学性质不活泼，所以充入包装袋内延长食品保存期限【答案】A【详解】A、氧气能支持燃烧，能作助燃剂，但氧气不具有可燃性，不能作燃料，故选项说法错误；B、氦气的密度比空气小，所以可用于制作探空气球，故选项说法正确；C、稀有气体通电时发出有色光，可用于制作霓虹灯，故选项说法正确；D、因为氮气的化学性质不活泼，所以充入包装袋内延长食品保存期限，故选项说法正确。故选A。07纯净物和混合物【例7】下列物质中，属于纯净物的是A．液氧 B．糖水 C．食醋 D．大理石【答案】A【分析】只由一种物质组成的是纯净物；有两种或两种以上物质组成的是混合物。【详解】A、液氧只有一种物质组成，属于纯净物，故正确；B、糖水是蔗糖与水组成的，属于混合物，故错误；C、食醋是醋酸与水组成的，属于混合物，故错误。D、大理石是以碳酸钙为主要成分的混合物，故错误；故选：A。【变式7-1】下列物质中，前者属于纯净物，后者属于混合物的是A．水蒸气

过氧化氢 B．冰水混合物

高锰酸钾充分加热后的剩余固体C．铁锈

澄清石灰水 D．干冰

液氧【答案】B【分析】纯净物：一种物质组成；混合物：二种或二种以上物质组成。【详解】A、水蒸气只含水一种物质，属于纯净物；过氧化氢只含有1种物质，是纯净物，不符合题意；B、冰水混合物只含有水1种物质是纯净物；高锰酸钾充分加热后的剩余固体含有锰酸钾、二氧化锰，是混合物，符合题意；C、铁锈含多种物质，是混合物；澄清石灰水含有氢氧化钙和水多种物质，是混合物，不符合题意；D、干冰是固态的二氧化碳，是一种纯净物；液氧是液态的氧气，是一种纯净物，不符合题意；故选：B。【变式7-2】下列各组物质中都属于纯净物的是A．海水

二氧化碳 B．稀有气体

食盐水C．净化过的空气

液态氧气 D．冰水混合物

高锰酸钾【答案】D【详解】A、海水中含有氯化钠和水等物质，属于混合物；二氧化碳是由一种物质组成，属于纯净物，故A错；B、稀有气体包含氦气、氖气、氩气等物质，属于混合物；食盐水中含有氯化钠和水，属于混合物，故B错；C、净化过的空气中含有氧气、氮气、二氧化碳等物质，属于混合物；液态氧气是由一种物质组成，属于纯净物，故C错；D、冰是固态的水，冰水混合物是由水一种物质组成，属于纯净物；高锰酸钾是由一种物质组成，属于纯净物，故D正确。故选：D。08空气污染与防治【例8】近年来，部分城市因空气污染而出现了严重的雾霾天气，下列做法不利于减少空气污染的是A．发展公共交通，提倡绿色出行 B．提倡居民驾驶私家车出行C．积极植树、造林、种草 D．提倡使用太阳能灯清洁能源【答案】B【详解】A.是减少化石燃料的使用，可以减少CO2、CO、烟尘等有害物质的排放，从而减少空气污染，故A不符合题意；​B.提倡居民驾驶私家车出行，会加剧汽车尾气的排放，不利于减少空气污染，故B符合题意；​C.积极植树、造林、种草，既能美化环境，又能净化空气，不会造成空气污染，故C不符合题意；​D.提倡使用太阳能灯清洁能源，能减少污染气体的排放，从而减少空气污染，故D不符合题意。​故选B。【变式8-1】近日我国二十大再次提出了推进美丽中国建设，那么根据我国环保部颁发的《环境空气质量标准》，下列项目不属于监测范围的是A．CO2 B．CO C．SO2 D．可吸入颗粒物【答案】A【详解】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、可吸入颗粒物和臭氧等。二氧化碳不属于空气污染物。故选：A。【变式8-2】下列有关空气说法正确的是A．空气中氧气约占其质量的21%B．空气污染物主要有、、、C．分离液态空气制得氧气属于分解反应D．空气质量报告，空气质量级别越小，空气质量越好【答案】D【详解】A、氧气约占空气体积的21%，不符合题意；B、空气污染物有PM2.5、SO2、NO2、臭氧等，二氧化碳是空气的组成成分之一，不属于空气污染物，不符合题意；C、分离液态空气制取氧气，是利用空气中各物质沸点的不同，将其分离，无新物质生成，属于物理变化，不符合题意；D、空气质量报告，空气质量级别越小，空气质量越好，说法正确，符合题意。故选D。【变式8-3】为了保护环境，净化空气，赣州市人民政府要求2022年春节期间全域禁止燃放烟花爆竹，下列物质属于空气污染物的是A．氮气 B．稀有气体 C．二氧化碳 D．二氧化硫【答案】D【详解】A、氮气属于空气成分，不属于空气污染物，不符合题意；B、稀有气体属于空气成分，不属于空气污染物，不符合题意；C、二氧化碳属于空气成分，不属于空气污染物，不符合题意；D、二氧化硫属于空气污染物，会引起酸雨，符合题意。故选D。09空气的分离【例9】工业上制取氧气的流程如下，下列说法正确的是

A．过程②中氧分子大小不变 B．净化后的空气属于纯净物C．过程③发生了化学变化 D．液态氧是水和氧气组成的混合物【答案】A【详解】A、过程②中降温加压过程中，只是微粒之间的间隔发生了改变，氧分子的大小不变，选项正确；B、净化后的空气是由氮气、氧气等混合而成，属于混合物，选项错误；C、过程③分离液态空气得到液态氧，是利用空气中各成分沸点的不同，将其分离，无新物质生成，属于物理变化，选项错误；D、液态氧是液态氧气，由氧气一种物质组成，属于纯净物，选项错误。故选A。【变式9-1】利用氮气和氢气合成氨气（）是人类科学技术上的一项重大突破，为社会的发展和进步做出了巨大贡献，其主要工艺流程如下图所示。

(1)合成氨的原料之一——氮气，在空气中的体积分数是。(2)在焦炭和水蒸气反应前需先将其粉碎，目的是。(3)合成氨气需要在高温、高压、催化剂的条件下进行，其反应的文字表达式为。(4)该工艺流程中可以循环使用的物质有氮气和。(5)将沸点不同的气体分离开来，常采用液化分离法，如控制温度在时，可将空气中与分离。根据下表中物质的沸点判断，要将产物与、分离开来，最适宜的温度应该控制在℃。物质沸点/℃【答案】(1)78%(2)增大反应物之间的接触面积，使反应更快更充分(3)(4)氢气/(5)【详解】（1）氮气约占空气体积的78%；（2）在焦炭和水蒸气反应前需先将其粉碎，目的是：增大反应物之间的接触面积，使反应更快更充分；（3）氮气和氢气在高温、高压和催化剂的作用下反应生成氨气，该反应的文字表达式为：；（4）由图可知，该工艺流程中可以循环使用的物质有氮气和氢气；（5）控制温度在−183℃时，可将空气中N2与O2分离，故要将产物NH3与N2、H2分离开来，最适宜的温度应该控制在−33.4℃，此时氮气和氢气可分离出去，且可以节约能源。考点二氧气01氧气的性质及检验【例1】下列关于氧气性质的描述，属于化学性质的是A．在通常状况下，氧气是一种无色、无味的气体B．氧气能支持燃烧，在一定的条件下能与磷、硫、铁等物质发生反应C．氧气在低温、高压时能变为液体或固体D．氧气不易溶于水【答案】B【分析】物质的颜色、状态、气味、熔点、沸点、硬度、密度等性质，不需要发生化学变化就表现出来，因此都属于物理性质；化学性质是指物质在化学变化中表现出来的性质，比如：可燃性、毒性、氧化性、还原性、稳定性等。【详解】A、在通常状况下，氧气是一种无色、无味的气体，不需要发生化学变化就表现出来，属于氧气的物理性质。A不符合题意；B、氧气能支持燃烧，在一定的条件下能与磷、硫、铁等物质发生反应，是通过化学变化表现出来的，属于化学性质。B符合题意；C、氧气在低温、高压时能变为液体或固体，不需要发生化学变化就表现出来，属于氧气的物理性质。C不符合题意；D、氧气不易溶于水，不需要发生化学变化就表现出来，属于氧气的物理性质。D不符合题意。综上所述：选择B。【变式1-1】甲、乙、丙三个集气瓶分别盛有空气、氧气、氮气中的一种，用一根燃着的木条分别插入瓶中，观察到的现象依次为：甲中火焰熄灭，乙中木条继续燃烧如初，丙中木条燃烧更旺。则可判断出甲、乙、丙三瓶气体中依次是：A．氧气、氮气、空气 B．氮气、空气、氧气C．空气、氧气、氮气 D．氮气、氧气、空气【答案】B【详解】用一根燃着的木条分别插入瓶中，观察到的现象依次为：甲中木条熄灭，说明甲瓶气体为氮气（不燃烧不支持燃烧），乙中木条继续燃烧如初，说明乙瓶气体为空气，丙中木条燃烧更旺，说明丙瓶气体为氧气（助燃性）。甲、乙、丙三瓶气体中依次是氮气、空气、氧气；故选：B。【变式1-2】有三个集气瓶，其中分别盛有空气、二氧化碳、氧气，欲鉴别它们，较好的方法是A．用带火星的木条伸入瓶内B．向各瓶中倒入适量的等体积澄清石灰水C．用燃着的木条伸入瓶内D．向各瓶中加入适量的等体积的水【答案】C【详解】A、用带火星的木条伸入瓶内，带火星的木条在二氧化碳中熄灭，在空气中也可能熄灭，能复燃的是氧气，本方法不能鉴别空气和二氧化碳，故错误；B、空气、氧气均不能使澄清的石灰水变浑浊，只能鉴别出二氧化碳，故错误；C、把燃着的木条分别伸入三种不同的气体中，如木条熄灭则气体为二氧化碳，如木条燃烧情况不变，则气体为空气，如木条燃烧更旺，则气体为氧气，故正确；D、氧气和空气都不易溶于水，二氧化碳虽然能溶于水，但放在集气瓶中不易区分，故错误。故选：C。02物质在氧气中燃烧的实验现象【例2】下列关于实验现象的描述中，正确的是A．氢气在空气中燃烧产生淡蓝色火焰B．红磷在空气中燃烧，产生大量白色烟雾C．铁丝在氧气中燃烧，剧烈燃烧，火星四射，生成四氧化三铁D．硫在空气中燃烧发出蓝紫色火焰，有刺激性的气体生成【答案】A【详解】A、氢气在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰，故选项说法正确；B、红磷在空气中燃烧产生大量的白烟，不能产生雾，故选项说法错误；C、铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成四氧化三铁是实验结论而不是实验现象，故选项说法错误；D、硫在空气中燃烧发出淡蓝色火焰，有刺激性的气体生成，故选项说法错误。故选：A。【变式2-1】下列实验现象描述正确的是A．镁在空气中燃烧发出耀眼白光，生成白色固体B．白磷在空气中燃烧会产生大量的白雾C．硫在氧气中燃烧，发出蓝紫色火焰，生成二氧化硫D．铁丝在空气中燃烧，火星四射，生成黑色固体【答案】A【详解】A、镁在空气中燃烧，发出耀眼白光，生成白色固体，故A符合题意；B、白磷在空气中燃烧，产生大量的白烟，而不是白雾，故B不符合题意；C、硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，生成二氧化硫是实验结论而不是实验现象，故C不符合题意；D、铁丝在空气中只能烧至发红，不会产生火星，故D不符合题意。故选：A。03不同物质在氧气中燃烧实验的比较【例3】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化学反应。有关下图所示三个反应的叙述中不正确的是A．它们的生成物中在常温下既有气体，也有液体，还有固体B．由图示的实验可知，集气瓶也可以用作反应容器C．实验Ⅲ中，集气瓶底装的少量细沙可保护集气瓶，防止瓶底炸裂D．为了保证实验效果，可燃物要由瓶口迅速伸至瓶底【答案】D【详解】A、木炭燃烧生成二氧化碳气体，蜡烛燃烧生成二氧化碳和水，铁丝燃烧生成固体四氧化三铁，因此它们的生成物中在常温下既有气体，也有液体，还有固体，正确；B、由图示的实验可知，集气瓶也可以用作反应容器，正确；C、铁丝燃烧实验中在集气瓶底装的少量细沙或水，防止高温熔融物溅落下来炸裂瓶底，故正确；D、为了保证实验效果，可燃物要由瓶口缓慢伸至瓶底，防止燃烧放热使气体膨胀，将底部的氧气排出，故错误；故选：D【变式3-1】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化学反应。如图所示是硫粉、红磷、光亮的细铁丝在氧气中燃烧的实验装置；（1）小明是个善于思考，善于总结的学生，做完实验后，他发现了一些共同点：在反应条件方面，三个实验都要；在反应基本类型方面，三个化学反应都是反应。（2）小明同时也总结出在实验操作、生成物的种类和观察到的实验现象三个方面存在不同。其中甲中观察到的反应现象时，丙中生成物的化学符号是，丙中铁丝绕成螺旋状的目的是。（3）小明还总结出：三个实验的集气瓶底部都放有少量水，其中甲集气瓶底部放少量水的目的是；丙集气瓶底部放少量水的目的是。【答案】点燃化合发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量，产生刺激性气味Fe3O4增大铁丝与氧气的接触面积吸收二氧化硫，防止二氧化硫污染空气防止高温的生成物炸裂集气瓶底【详解】（1）硫粉、红磷、光亮的细铁丝在氧气中燃烧时，都需要点燃，故填点燃；硫粉、红磷、光亮的细铁丝在氧气中燃烧时，都是两种物质生成一种新物质的反应，符合化合反应的特点，属于化合反应，故填化合。（2）甲实验中，硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量，产生刺激性气味，故填发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量，产生刺激性气味；丙实验中，铁和氧气在点燃的条件下反应生成四氧化三铁，四氧化三铁的化学式为Fe3O4，故填Fe3O4；丙中铁丝绕成螺旋状能够增大铁丝与氧气的接触面积，有利于燃烧的发生，故填增大铁丝与氧气的接触面积。（3）二氧化硫能够污染空气，且二氧化硫溶于水，甲实验中集气瓶底部放少量水能够吸收二氧化硫，防止二氧化硫污染空气，故填吸收二氧化硫，防止二氧化硫污染空气；丙集气瓶底部放少量水能够吸收生成物中的热量，防止高温的生成物炸裂集气瓶底，故填防止高温的生成物炸裂集气瓶底。【变式3-2】分析硫、木炭、铁丝三种物质在氧气中的燃烧，回答有关问题。

（1）从操作角度：三种可燃物都要自上而下（选填“缓慢”或“快速”）伸入氧气瓶中、铁丝燃烧实验中，需要在火柴快要燃尽时再伸入充满氧气的集气瓶中，其目的是；集气瓶里放入少量水的作用是。（2）从现象角度：木炭在氧气中比在空气中燃烧得更旺；铁丝在空气中不燃烧，在氧气中才能剧烈燃烧，现象为；在空气中点燃硫时，观察到淡黄色固体熔化后，燃烧发出淡蓝色火焰，在氧气中，燃烧得更旺，发出蓝紫色火焰。影响它们燃烧剧烈程度的因素是，从微观角度解释该现象的原因是。（3）从反应角度：三个反应的化学方程式分别为、、。三个反应有多个共同点（任意答一个）。【答案】缓慢防止火柴消耗氧气防止铁燃烧形成的高熔融物溅落，炸裂集气瓶底剧烈燃烧，火星四射，放热，生成黑色固体氧气浓度单位体积内氧分子和硫原子接触个数不同C+O2CO23Fe+2O2Fe3O4S+O2SO2都是化合反应、都有氧气参加反应、生成物都是氧化物等【详解】（1）从操作角度：三种可燃物都要自上而下缓慢伸入氧气瓶中，以防止过多的氧气逸出装置；铁丝燃烧实验中，需要在火柴快要燃尽时再伸入充满氧气的集气瓶中，其目的是防止火柴消耗氧气；集气瓶里放入少量水的作用是防止铁燃烧形成的高温熔融物溅落，炸裂集气瓶底，故填：缓慢；防止火柴消耗氧气；防止铁燃烧形成的高熔融物溅落，炸裂集气瓶底；（2）铁丝在空气中不能燃烧，在氧气中才能剧烈燃烧，现象为剧烈燃烧，火星四射，放热，生成黑色固体；在空气中点燃硫时，观察到淡黄色固体熔化后，燃烧发出淡蓝色火焰，在氧气中，燃烧得更旺，发出蓝紫色火焰，影响它们燃烧剧烈程度的因素是氧气浓度；从微观角度解释该现象的原因是单位体积内氧分子和硫原子接触个数不同，故填：剧烈燃烧，火星四射，放热，生成黑色固体；氧气浓度；单位体积内氧分子和硫原子接触个数不同；（3）从反应角度反应的化学方程式分别为C+O2CO2、3Fe+2O2Fe3O4、S+O2SO2，三个反应有多个共同点：都是化合反应、都有氧气参加反应、生成物都是氧化物等，故填：C+O2CO2、3Fe+2O2Fe3O4、S+O2SO2；都是化合反应、都有氧气参加反应、生成物都是氧化物等。04化合反应与氧化反应【例4】下列反应中属于化合反应的是A．镁+氧气氧化镁 B．氧化铝铝+氧气C．镁+硫酸→硫酸镁+氢气 D．甲烷+氧气一氧化碳+水【答案】A【详解】A、该反应是由两种物质生成一种物质的反应，符合化合反应的特征，属于化合反应，正确；B、该反应是由一种物质生成两种物质的反应，符合分解反应的特征，属于分解反应，错误；C、该反应的生成物是两种，不符合化合反应的特征，不属于化合反应，错误；D、该反应的生成物是两种，不符合化合反应的特征，不属于化合反应，错误。故选A。【变式4-1】下列反应是氧化反应，但不是化合反应的是A．HgOHg+O2 B．Cl2+H2O→HCl+HClOC．Mg+O2MgO D．C2H2+O2H2O+CO2【答案】D【分析】氧化反应是指与氧发生的反应，化合反应是指多种物质生成一种物质的反应。【详解】A、该反应不是物质与氧发生的化学反应，不属于氧化反应；该反应为一种物质生成多种物质的反应，属于分解反应，故选项错误。B、该反应不是物质与氧发生的化学反应，不属于氧化反应；该反应的反应物和生成物均含有两种，不属于化合反应，故选项错误。C、该反应是物质与氧气发生的化学反应，属于氧化反应；该反应符合“多变一”的形式，符合化合反应的特征，属于化合反应，故选项错误。D、该反应是物质与氧气发生的化学反应，属于氧化反应；但该反应的生成物是两种，不符合“多变一”的形式，不属于化合反应，故选项正确。故选：D。【变式4-2】下列叙述中正确的是A．化合反应的生成物不一定只有一种B．氧化反应是物质与氧气发生的化学反应C．物质与氧气发生的化学反应一定是氧化反应D．氧化反应只能生成一种物质，因为氧化反应一定是化合反应【答案】C【详解】A、化合反应符合“多变一”的特点，故化合反应的生成物一定只有一种，不符合题意；B、氧化反应是物质与氧的反应，不一定是物质与氧气的反应，如一氧化碳和氧化铜在加热的条件下反应生成铜和二氧化碳，不符合题意；C、氧化反应是物质与氧的反应，物质与氧气的反应一定是氧化反应，符合题意；D、氧化反应的生成物不一定是一种，氧化反应也不一定是化合反应，如甲烷和氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳和水，生成物有两种，不属于化合反应，不符合题意。故选C。05缓慢氧化【例5】下列属于缓慢氧化的是A．爆炸 B．动植物呼吸 C．纸燃烧 D．水结冰【答案】B【详解】A、爆炸可能是剧烈的氧化反应，也可能是物理变化，不符合题意；B、动植物呼吸是物质与氧气的反应，且进行的很慢，属于缓慢氧化，符合题意；C、纸燃烧是物质与氧气发生的剧烈的氧化反应，不符合题意；D、水结冰，只是状态的改变，无新物质生成，属于物理变化，不符合题意。故选B。【变式5-1】下列不属于“缓慢氧化”过程的是A．农家肥料的腐熟 B．动物和植物的呼吸作用C．白炽灯泡通电发光发热 D．铜制品在潮湿环境里锈蚀生成“铜绿”【答案】C【详解】A、农家肥料的腐熟，是与空气中的氧气等发生的不容易察觉的缓慢氧化，不符合题意；B、动植物的呼吸作用，是与空气中的氧气等发生的不容易察觉的缓慢氧化，不符合题意；C、白炽灯泡通电发光发热，没有新物质生成，属于物理变化，不属于缓慢氧化，符合题意；D、铜制品在潮湿环境里锈蚀生成“铜绿”，是铜与氧气等发生的不容易察觉的缓慢氧化，不符合题意；故选C。考点三氧气的制法01催化剂【例1】下列关于催化剂的说法中正确的是A．催化剂能改变化学反应速率B．从二氧化锰是所有化学反应的催化剂C．在化学反应前后，催化剂质量和性质都不变D．二氧化锰不仅能加快双氧水分解的速率，还能增加氧气的产量【答案】A【详解】A、催化剂能加快或减慢化学反应速率，故选项说法正确；B、二氧化锰可以加快过氧化氢分解，但是二氧化锰不能作为所有反应的催化剂，故选项说法错误；C、化学反应前后，催化剂的质量和化学性质不发生变化，物理性质可能发生变化，故选项说法错误；D、二氧化锰仅能加快双氧水分解的速率，不能增加氧气的产量，故选项说法错误。故选A。【变式1-1】小明采用加热氯酸钾的方法制取氧气，错把高锰酸钾当成二氧化锰放入氯酸钾中，其结果与只加热氯酸钾相比，正确的是A．高锰酸钾是氯酸钾受热分解反应的催化剂B．反应速率加快，生成氧气的质量增加C．生成氧气的质量不变D．反应速率加快，生成氧气的质量不变【答案】B【详解】A、高锰酸钾反应前后质量和化学性质都反生了改变，不是氯酸钾分解的催化剂高锰酸钾分解生成的二氧化锰可作氯酸钾反应的催化剂，，可加快化学反应速率，故选项说法错误；B、高锰酸钾反应生成的二氧化锰可作氯酸钾反应的催化剂，可加快化学反应速率，所以反应速率加快，生成氧气质量增加，故选项说法正确；C、高锰酸钾反应生成氧气质量增加，故选项说法错误；D、高锰酸钾反应生成的二氧化锰可作氯酸钾反应的催化剂，可加快化学反应速率，所以反应速率加快，生成氧气质量增加，故选项说法错误。故选B。【变式1-2】现有等浓度、等体积的a、b两份双氧水，其中a中另加少量的二氧化锰，放出氧气的质量和反应时间的关系图象正确的是A．

B．

C．

D．

【答案】B【详解】A、双氧水不管加不加二氧化锰，都会产生氧气，只是加入催化剂的a反应速度要快些，b反应速率慢，起点都在0处，错误；B、过氧化氢加入催化剂的a反应速度要快些，等浓度、等体积的两份过氧化氢溶液完全反应后收集到的氧气的量应该是相等的，而故此项正确;C、等浓度、等体积的两份过氧化氢溶液完全反应后收集到的氧气的量应该是相等的，氧气质量与催化剂没有关系，此项错误；D、反应一开始就产生氧气，起点都在0处，加入催化剂反应速度要快，故此项错误。故选：B。02证明某物质是某反应的催化剂【例2】学习小组对“硫酸铜能否作过氧化氢分解的催化剂”进行了以下探究。【查阅资料】硫酸铜溶于水后形成蓝色溶液。(1)【实验探究】甲同学按如下方案进行实验。实验步骤实验现象实验结论

步骤①：木条不复燃；步骤②：产生气泡，溶液变蓝色；步骤③：。硫酸铜能作过氧化氢分解的催化剂，反应的文字表达式为。(2)【评价改进】大家认为甲同学的实验结论不严谨。若要确定该实验结论正确，还需证明硫酸铜的在反应前后都没有发生改变。【答案】(1)木条复燃(2)质量和化学性质【详解】（1）实验探究：由实验结论可知“硫酸铜能作过氧化氢分解的催化剂”，所以在步骤③中观察到带火星的木条复燃，这是因为过氧化氢在硫酸铜的催化作用下分解为水和氧气，反应的文字表达式为。（2）催化剂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反应前后都没有发生改变。因此若要确定该实验结论正确，还需证明硫酸铜的质量和化学性质在反应前后都没有发生改变。【变式2-1】小明同学在做家庭实验时，不小心将过氧化氢溶液溅到妈妈刚刚切好的土豆丝上，发现土豆丝上立即冒气泡，激发了小明的探究欲望，请你参与小明的探究：【提出问题】土豆能不能作过氧化氢分解的催化剂呢？【作出猜想】猜想一：土豆丝能作过氧化氢分解的催化剂。(1)猜想二：。【实验验证】设计并完成下表所示的探究实验：(2)请你帮小明同学填写下表中未填完的空格。实验操作实验现象实验结论总结实验一取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，伸入带火星的木条有气泡产生，木条不复燃过氧化氢分解产生氧但是土豆丝可作过氧化氢分解的催化剂实验二向盛水的试管中加入土豆丝，伸入带火星的木条没有明显现象水和土豆丝不能放出氧气实验三取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，加入土豆丝，伸入带火星的木条土豆丝能加快过氧化氢的分解(3)在小明的探究实验中，“实验二”起的作用是。【反思】小英同学认为仅由上述实验还不能完全得出表内的“总结”，她补充设计了两个方面的探究实验，最终完全证明猜想是正确的：(4)补充实验一：在实验三前后，各对土豆丝进行一次称量，其目的是证明：反应前后土豆丝的没变；补充实验二：倾倒实验三反应后的液体，向试管中余下的土豆丝中重新加入过氧化氢溶液，又有大量气泡产生，说明土豆丝的没变。【结论】(5)通过上述同学所做的实验可以得出：猜想（填“一”或“二”）是正确的。请写出该反应的文字表达式。【交流与评价】(6)查阅资料得知：硫酸铜、猪肝、红砖粉末等也可以作过氧化氢溶液分解的催化剂。下列有关催化剂的说法，正确的是______。A．催化剂只能加快反应速率B．催化剂能增加生成物的质量C．同一个化学反应可以有多种催化剂【答案】(1)土豆丝不能作过氧化氢分解的催化剂(2)氧气含量太少有气泡产生，木条复燃(3)对照(4)质量化学性质(5)一过氧化氢水+氧气(6)C【详解】（1）根据题意可知，猜想二应该为：土豆丝不能作过氧化氢分解的催化剂。（2）实验一：过氧化氢分解氧气的速率较慢，因此虽有气泡冒出但由于氧气含量太少不能使带火星的木条复燃；实验三：由结论“土豆丝可作为过氧化氢溶液分解的催化剂”，说明加入土豆丝后会加快生成氧气的速率，由于氧气大量生成故能使带火星的木条复燃，现象是：有气泡产生，木条复燃。（3）为证明土豆丝是催化剂而本身不会反应生成氧气，因此设计实验二证明水和土豆丝是否会使带火星的木条复燃，该实验的作用是对照。（4）催化剂的定义是能改变物质的化学反应速率，而其本身的质量和化学性质反应前后不变。因此，补充称量反应前后质量，是证明其质量不变；反应后重新加入过氧化氢溶液，仍冒出大量气泡，证明土豆丝化学性质没变。（5）通过实验可知，猜想一正确；过氧化氢在土豆丝作催化剂的作用下分解生成水和氧气，该反应的文字表达式为：过氧化氢水+氧气。（6）A、催化剂可以加快反应速率，也可以减慢反应速率，选项错误，故A不符合题意；B、催化剂只能改变反应速率，不能改变生成物的质量，选项错误，故B不符合题意；C、由题干资料可知，“硫酸铜、猪肝、红砖粉末等也可以作过氧化氢溶液分解的催化剂”，则同一个化学反应可以有多种催化剂，选项正确，故C符合题意；故选C。03实验室制取氧气装置的选择【例3】氧气是人类活动的必需的物质之一，下列与氧气有关的实验装置图错误的是A．过氧化氢溶液制取氧气 B．高锰酸钾固体制取氧气C．收集 D．验满【答案】C【详解】A、过氧化氢制氧气用的是固液常温型发生装置，故选项A正确；B、加热高锰酸钾制氧气利用固固加热型，故选项B正确；C、氧气密度比空气大，用向上排空气法收集，氧气应从长管进入集气瓶，空气从短管排出集气瓶，故选项C错误；D、氧气的验满将带火星的木条放在瓶口，故选项D正确；故选：C。【变式3-1】实验室在常温下用块状电石与水反应制取微溶于水、密度比空气小的乙炔气体，该反应必须严格控制加水的速度，以免剧烈反应放引起发生装置炸裂。你认为下图中最适合制取乙炔气体的装置组合为

A．②⑥ B．②⑤ C．③④ D．③⑥【答案】D【详解】实验室在常温下用块状电石与水反应制取微溶于水、密度比空气小的乙炔气体，该反应必须严格控制加水的速度，以免剧烈反应放引起发生装置炸裂，该反应为固液常温型反应，而③装置可以通过注射器控制加水速率，进而可以控制反应速率，②装置不可以，所以发生装置选择③装置；乙炔密度比空气小，微溶于水，所以收集装置是：⑤或⑥，故最适合制取制取乙炔气体的装置组合为③⑤或③⑥，故选D。【变式3-2】根据以下实验装置，回答问题：

(1)仪器名称①，②。(2)实验室用高锰酸钾制取氧气时，应选用装置(填序号)，该发生装置在实验时还需做的一点改进的是，该反应的文字或符号表达式：。(3)若用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，则最好选用的气体发生装置为(填序号)，使用该发生装置制取氧气的优点为。(4)装置G可用于收集O2，气体应从导管(填“a”或“b”)端通入，验满的方法是。【答案】(1)试管水槽(2)AD/AF/AG试管口放一团棉花高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气或KMnO4K2MnO4+MnO2+O2(3)C可以控制化学反应速率或得到平稳的氧气流(4)a将带火星的木条放在b的导管口处，若复燃，证明已集满【详解】（1）仪器①名称长颈漏斗，仪器②名称②水槽；（2）高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的反应物是固体，反应条件是加热，属于固体加热型，氧气密度大于空气，不易溶于水，可用向上排空气法收集或排水法收集，应选用AD或AF或AG（气体从长管通入）装置；该发生装置在实验时还需做的一点改进的是试管口放一团棉花，防止试管内的固体粉末进入导管，堵塞导管，该反应的文字、符号表达式分别为：高锰酸钾

锰酸钾+二氧化锰+氧气、KMnO4K2MnO4+MnO2+O2；（3）过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气，该反应的反应物是固体和液体，不需加热，属于固、液混合不加热型，发生装置可用C或B。其中C装置中分液漏斗能控制液体滴加速率，从而能控制反应的速率。若用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，则最好选用的气体发生装置为C，使用该发生装置制取氧气的优点为可以控制化学反应速率或得到平稳的氧气流；（4）氧气的密度大于空气，装置G可用于收集O2，气体应从导管a端通入；由于若用G装置收集氧气，氧气应从a端通入，当b端有氧气逸出，说明氧气集满，氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，检验其收集满的方法是将带火星的木条放于b端口，若木条复燃，则氧气集满。04万能瓶的使用【例4】关于下图装置的相关功能的描述不正确的是

A．用排空气法收集氧气，将氧气从a口通入B．将瓶内装满水并在a端接量筒，测量b端通入氢气的体积C．瓶内装浓硫酸，干燥二氧化碳中，将混合气体从b端通入D．瓶内装定量的水，用于给病人输氧，氧气从a端通入，b端接病人的鼻孔【答案】C【详解】A：用排空气法收集氧气，氧气的密度比空气的密度大，所以将氧气从a口通入。A正确。B：将瓶内装满水并在a端接量筒，利用b端通入氢气产生的压强使水排入量筒，间接测量出b端通入氢气的体积。B正确。C：瓶内装浓硫酸，干燥二氧化碳中，将混合气体从a端通入。C错。D：瓶内装定量的水，用于给病人输氧，氧气从a端通入，b端接病人的鼻孔，b端得到的是经过水洗的湿润的氧气。D正确。综上所述：选择C。【变式4-1】小张用足量的双氧水和二氧化锰反应，并尝试利用下图所示装置制取和收集一瓶O2。你认为（

）A．不可能收集到一瓶O2，因为O2可溶于水B．选择A、B两种装置，导管a接导管b可收集到一瓶O2C．选择B、C两种装置，导管b接导管d可收集到一瓶O2D．选择B、C两种装置，导管c接导管d可收集到一瓶O2【答案】D【分析】氧气不易溶于水，密度比空气大，用向上排空气法收集或排水法收集。【详解】A、氧气不易溶于水，用排水法能收集到一瓶氧气，故A不正确；B、选择A、B两种装置，氧气密度比水小，要从短管进，水从长管排出，则导管a接导管c可收集到一瓶O2，故B不正确；C、选择B、C两种装置，氧气密度比水小，从c进入集气瓶内形成气压，把水从b排出，导管c应该接导管d，故C不正确；D、选择B、C两种装置，氧气从短管通入，水从b端排出，则导管c接导管d可收集到一瓶O2，故D正确。故选D。【点睛】用万用瓶装满水收集氧气，氧气密度比水小，氧气要从短管进，水从长管排出。05装置气密性检查【例5】下列装置中，若不添加其他仪器，也不改变装置结构，就不能检查出装置是否漏气的是A． B．C． D．【答案】A【详解】A、因为分液漏斗液面上的气体与烧瓶内气体相通，故分液漏斗中的液体上下压强相等，所以无论该装置气密性是否良好，液体都会顺利滴下，所以不能检查出装置是否漏气，符合题意；B、关闭弹簧夹，用手掌紧握烧瓶，若气密性良好，玻璃管中上升一段水柱，松手后水柱不下降，若气密性不好，则不会出现此现象，所以能检查出装置是否漏气，不符合题意；C、向外拉活塞，若气密性良好，则导管口会有气泡产生，若气密性不好则不会有气泡产生，所以能检查出装置是否漏气，不符合题意；D、用弹簧夹夹住右边导管，向长颈漏斗中倒水，液面高度不变，说明装置气密性良好，所以能检查出装置是否漏气，不符合题意；故选A【变式5-1】化学实验中经常要检验装置气密性，其原理是构成封闭体系，改变体系内压强，然后根据产生的现象（如气泡的生成、液面的升降等）来判断装置气密性是否良好，下列装置中不能检查气密性的是A．

B．

C．

D．

【答案】A【详解】A、检验装置气密性的原理是构成封闭体系，改变体系内压强，装置A导管未封口，没有构成封闭体系，不能检查气密性；B、选项中装置构成封闭体系，推动针筒，长颈漏斗内形成一段稳定液柱，即表明装置气密性良好，能检查气密性；C、选项中装置构成封闭体系，紧握试管，导管口冒出气泡，放开试管，水进入导管并形成一段稳定液柱，即表明装置气密性良好，能检查气密性；D、选项中装置构成封闭体系，关闭止水夹，向长颈漏斗中注液，页面稳定不下降，即表明装置气密性良好，能检查气密性；故选：A。06实验室制取氧气的实验操作正误判断【例6】实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气，有关操作如下，正确的一项是A．先加入药品，后检查装置的气密性 B．棉花的作用是防止固体粉末进入导管C．先固定试管的位置，后放置酒精灯 D．结束时应先熄灭酒精灯，再把导管移出水面【答案】B【详解】A、制取气体时，应先检查装置气密性，再加入药品，防止因更换仪器造成的药品浪费，故A操作不正确；B、试管里棉花的作用为防止加热时固体粉末进入导管，堵塞导管，故B操作正确；C、组装仪器时，应先下后上，即先放置酒精灯，后固定试管的位置，故C操作不正确；D、实验结束时，为了防止水槽中的水倒吸入热的试管中，引起试管炸裂，则应先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，故D操作不正确。故选B。【变式6-1】下面是实验室加热高锰酸钾制取氧气的操作，其中错误的是A．装药品前要检查装置的气密性B．实验完毕，先将导管移出水面，后熄灭酒精灯C．加热时试管口要略向下倾斜D．刚有气泡从导管逸出时，便立即收集气体【答案】D【详解】A、实验室制取气体时，检查装置气密性再装药品，如果气密性不好，更换仪器，会浪费药品。A正确；B、加热高锰酸钾制取氧气时的操作步骤为：查、装、定、点、收、移、熄，制取氧气结束时，先把导管移出水面，再熄灭酒精灯，防止水槽中水倒流使试管炸裂。B正确；C、为防止冷凝水倒流使试管炸裂，加热时试管口要略向下倾斜。C正确；D、刚有气泡从导管逸出时，含有大量空气，不宜立即收集；气泡连续、均匀产生时再进行收集。D错误。综上所述：选择D。【变式6-2】如图是实验室氧气的制备、收集、验满、验证性质的操作，其中正确的是A．

B．

C．

D．

【答案】D【详解】A、该装置为固体加热型发生装置，进行加热时，试管口需要略向下倾斜，防止冷凝水回流炸裂试管，故A错误；B、氧气密度大于空气，所以采用向上排空气法收集氧气时需要将导气管尽可能伸入集气瓶，以防收集到的气体不纯，故B错误；C、氧气具有助燃性，所以对氧气验满时，需要将带火星的木条放在集气瓶口，若带火星的木条复燃，证明其体已满，故C错误；D、铁丝在氧气中燃烧时，将砂纸打磨过细铁丝弯曲成螺旋状烧红热后伸入装有氧气的集气瓶，可观察到铁丝燃烧，且需要在集气瓶底部放一层水，以防高温熔融物溅落炸裂集气瓶底，故D正确；故选D。07实验室制取氧气实验的操作顺序【例7】用加热高锰酸钾和排水法收集制取氧气的实验中，下列操作先后顺序错误的是A．先检查装置的气密性，后向试管中添加药品B．先将导管伸入集满水的集气瓶，后加热C．先给试管均匀加热，后集中给固体加热D．先从水槽里将导管移出，后熄火酒精灯【答案】B【详解】A、先检查气密性，后向试管中加高锰酸钾，防止装置漏气