2024年中考化学二轮复习专题突破-空气氧气的性质和用途课件

空气氧气的性质和用途

1.了解空气的主要成分和用途、空气污染及防治；知道空气中氧气含量的测定方法。2.认识氧气的主要性质，认识物质的性质与用途的关系。3.初步学习氧气的实验室制法，归纳实验室制取气体的一般思路与方法。4.知道催化剂对化学反应的重要作用。课程目标

知识点一

空气的成分及用途成分体积分数用途N2

78％

⁠①化学性质不活泼，常用作

保护气

⁠，如用于灯泡填充气、食品防腐；②制造硝酸和

氮

⁠肥的原料；③液氮的低温环境可用于超导材料、医疗上的冷冻麻醉等O2

21％

⁠①

供给呼吸

⁠，如用于医疗急救、潜水、宇宙航行等；②

支持燃烧

⁠，如用于炼钢、气焊、化工生产等稀有气体

0.94％⁠①化学性质很不活泼，可用作

保护气

⁠；②制成多种用途的

电光源

⁠，如航标灯、闪光灯、霓虹灯等CO20.03％①不能燃烧，也不支持燃烧，密度大于空气，可用于

灭火

⁠；②干冰（固态二氧化碳）常用作制冷剂，如用于

人工降雨

⁠等；③植物进行

光合

⁠作用的原料78％

保护气

氮

21％

供给呼吸

支持燃烧

％

保护气

电光源

灭火

人工降雨

光合

【注意】稀有气体通电发出不同颜色光的过程属于

物理

⁠变化。物理

知识梳理知识点二

空气的污染与防治原因①含碳燃料（如煤、石油、天然气等）的燃烧；②工厂的废气；③汽车等机动车辆的尾气危害温室效应加剧、酸雨、臭氧层空洞是大气污染引发的三大环境问题：①温室效应，温室气体主要有

二氧化碳

⁠、

甲烷

⁠、

臭氧

⁠和氟利昂等；②酸雨，pH＜

5.6

⁠的雨水属于酸雨，主要由

二氧化硫

⁠、

二氧化氮

⁠引起；正常雨水显酸性是因为

CO2＋H2OH2CO3

⁠；③臭氧层空洞二氧化碳

甲烷

臭氧

二氧化硫

二氧化氮

主要污染物

有害气体

⁠和烟尘防治方法①减少化石燃料的燃烧，使用清洁能源；②改进生产工艺，减少废气排放，提倡“绿色化学”；③工厂的废气处理后再排放；④安装汽车尾气净化装置；⑤提倡植树造林，改善环境空气质量日报内容①空气质量指数（AQI）：包括

二氧化硫

⁠、

一氧化碳

⁠、

二氧化氮

⁠、可吸入颗粒物和

臭氧

⁠；②首要污染物；③空气质量级别（级别越

低

⁠，空气质量越好）；④空气质量状况有害气体

二氧化硫

一氧化碳

二氧化氮

臭氧

低

知识点三

空气中氧气含量的测定原理利用红磷燃烧耗尽瓶中O2，使瓶内压强减小，水在外界大气压的作用下进入集气瓶，进入瓶中水的体积即瓶中氧气的体积步骤①在集气瓶中加入少量水，并做上记号；②用弹簧夹夹紧乳胶管；③点燃燃烧匙内的红磷后，立即伸入集气瓶中并迅速塞紧塞子；④观察红磷燃烧的现象，待红磷熄灭且装置冷却至室温后，打开弹簧夹，观察实验现象及水面的变化情况装置⁠

⁠现象化学方程式

4P＋5O22P2O5

⁠结论主要结论：氧气约占空气总体积的

⁠次要结论N2

难

⁠溶于水（物理性质）N2不支持燃烧，也

不能燃烧

⁠，不与红磷反应，不与水反应（化学性质）

难

不能燃烧

误差大于①点燃红磷后未立即伸入集气瓶并迅速塞紧瓶塞；②弹簧夹未夹紧小于①装置

漏气

⁠；②

红磷量不足

⁠，未消耗完氧气；③装置未冷却就打开弹簧夹；④实验前导管一端未注满水；⑤瓶内仍残留有少量氧气注意（1）红磷必须过量，目的是尽可能完全耗尽瓶内氧气，使测量结果更准确（2）在集气瓶底加水的目的：①吸收

有毒的P2O5固体

⁠，防止污染环境；②吸热降温（3）实验应前检查

装置的气密性

⁠漏气

红磷量不足

有毒的P2O5固体

装置的气密性

注意（4）对药品的选择要满足以下条件：①生成物为固体；②只与氧气反应，不与空气的成分反应；可用于取代红磷的药品有：白磷、铜（5）不用木炭或硫的原因：能消耗氧气，但产生与之体积相近的

CO2

⁠或SO2气体，没有产生明显的压强差，水无法进入集气瓶【提醒】若非要用硫粉或木炭代替红磷，则必须将水换成足量的

NaOH

⁠溶液，以吸收反应生成的SO2或CO2。（6）不用镁的原因：镁在空气中燃烧时与氧气、N2和CO2都反应，使测量结果偏大（7）不用铁的原因：铁在空气中不能燃烧。特殊情况下可利用铁和空气中的

水蒸气和氧气

⁠反应，缓慢氧化生锈CO2

NaOH

水蒸气和氧气

装置的创新与改进（1）点燃方法⁠

⁠

⁠

⁠

⁠

⁠

图1

图2

图3（2）测量方式⁠

⁠

⁠

⁠

⁠

⁠

图4

图5

图6实验原理的创新：防止空气污染，使测定结果更准确。装置的创新与改进（3）加热铜粉、铁锈蚀方法⁠

⁠

⁠

⁠

图1

图2知识点四

氧气的性质1.氧气的物理性质物质色、态、味密度溶解性氧气（O2）无色、无味气体比空气

略大

不易

⁠溶于水2.氧气的化学性质（1）氧气具有助燃性、氧化性，常用作氧化剂，但没有可燃性！略大

不易

（2）氧气化学性质比较活泼，一定条件下可与很多物质发生氧化反应。物质反应现象化学反应方程式在空气中在氧气中蜡烛有水雾和能使澄清石灰水变浑浊的气体产生比在空气中更加剧烈磷产生

大量白烟

⁠，放热比在空气中更加剧烈

4P＋2P2O5

2P2O5

2P2O5

⁠生成的P2O5是固体小颗粒，现象应描述为白烟，而不是白雾（指小液滴）；集气瓶底留水的目的：①

吸收P2O5，防止其污染环境

⁠；②吸热降温大量白烟

吸收P2O5，防止其污染环境

物质反应现象化学反应方程式在空气中在氧气中木炭发出红光，放热，生成无色能使澄清石灰水变浑浊的气体发出

白光

⁠，放热，生成无色能使

澄清石灰水变浑浊的气体

C＋O2CO2

⁠用坩埚钳夹持木炭缓慢伸进瓶中，是为了防止木炭燃烧放热使氧气逸出，保证有充足氧气与木炭反应，使实验现象更明显白光

澄清石灰水变浑浊的气体

物质反应现象化学反应方程式在空气中在氧气中硫产生微弱的

淡蓝

⁠色火焰，放热，生成无色有刺激性气味的气体剧烈燃烧，产生

明亮的蓝紫

⁠色火焰，放热，生成无色

有刺激性气味

⁠的气体

S＋O2SO2

⁠实验前应在瓶底放少量水或碱溶液的目的：①

吸收有毒的SO2，防止污染环境

⁠；②吸热降温淡蓝

明亮的蓝紫

有刺激性气味

吸收有毒的SO2，防止污染环境

物质反应现象化学反应方程式在空气中在氧气中铁在空气中发红发热，不能燃烧

剧烈燃烧，火星四射

⁠，放热，生成

黑

⁠色固体

3Fe2O2Fe3O4

⁠（1）用砂纸打磨细铁丝是为了除去细铁丝表面的氧化物（2）将细铁丝盘成螺旋状的目的：①集中受热，增大铁丝的受热面积；②增大细铁丝与氧气的接触面积（3）火柴的作用是

引燃铁丝

（4）集气瓶里要预先留少量水（或铺上一层细沙），是为了防止

高温熔融物溅落使瓶底炸裂

⁠（5）待火柴快燃尽时才缓慢插入集气瓶中，防止火柴燃烧时消耗过多氧气（6）由上向下缓慢伸进瓶中是为了防止氧气受热从瓶口逸出，保证有充足氧气与细铁丝反应，使实验现象更明显⁠剧烈燃烧，火星四射

黑

引燃铁丝

高温熔融物溅落使瓶底炸裂

物质反应现象化学反应方程式在空气中在氧气中镁剧烈燃烧，发出

耀眼白光

⁠，放热，产生大量白烟，生成

白

⁠色固体比在空气中更加剧烈

2Mg＋O22MgO

⁠铜

红色的固体逐渐变成黑色

⁠比在空气中更加剧烈

2Cu＋O22CuO

⁠H2产生

淡蓝色火焰

⁠，放热，将干冷烧杯罩在火焰上方，烧杯内壁有

水雾

⁠比在空气中更加剧烈

2H2＋O22H2O

⁠耀眼白光

白

2Mg＋

红色的固体逐渐变成黑色

2Cu＋

淡蓝色火焰

水雾

2H2＋

物质反应现象化学反应方程式在空气中在氧气中CO产生

蓝色火焰

⁠，放热，生成能使澄清石灰水

变浑浊的气体

⁠比在空气中更加剧烈

2CO＋O22CO2

⁠CH4产生蓝色火焰，放热，将干冷烧杯罩在火焰上方，烧杯内壁有

水雾

⁠；将内壁沾有澄清石灰水的烧杯罩在火焰上方，澄清石灰水

变浑浊

⁠比在空气中更加剧烈

CH4＋2O22H2O＋CO2

⁠蓝色火焰

变浑浊的气体

2CO＋

水雾

变浑浊

CH4＋

＋CO2

【注意】①H2、CO、CH4等气体若混有一定量空气或氧气遇明火可能爆炸，故点燃前要检验纯度；②物质在纯氧气中燃烧程度比在空气中燃烧要剧烈，说明物质燃烧剧烈程度与氧气的浓度大小成正比；③一般来说，气体或液体燃烧会有火焰产生，固体直接燃烧，产生光或火星。知识点五

氧气的制取1.工业上制取氧气——分离液态空气，原理：利用液态氮和液态氧的

沸点

⁠不同。其过程可以简单地表示如下：【注意】工业上在制取氧气的过程中，没有新物质生成，属于

物理

⁠变化。沸点

物理

2.实验室制取氧气制取方法高锰酸钾制取氧气氯酸钾制取氧气过氧化氢制取氧气所用药品高锰酸钾（暗紫色固体）氯酸钾、二氧化锰过氧化氢、二氧化锰反应原理

2KMnO4K2MnO4＋

MnO2＋O2↑

2KClO32KCl＋3O2↑

2H2O22H2O＋O2↑

⁠发生装置固固加热型⁠

⁠固液不加热型

＋

MnO2＋O2↑

3O2↑

O2↑

选择依据反应物的状态，反应是否需要加热收集装置排水法⁠

⁠向上排空气法⁠

⁠选择依据氧气

不易

⁠溶于水且不与水反应氧气的密度比空气

略大

⁠，且不与空气各成分反应检验方法将

带火星的木条伸入集气瓶内

⁠，如果

木条复燃

⁠，证明集气瓶内的气体是氧气不易

略大

带火星的木条伸入集气瓶内

木条复燃

验满方法

集气瓶口出现大气泡

⁠时，说明集满将

带火星

⁠的木条放在

集气瓶口

⁠，若木条复燃则集满注意事项①连接仪器时，导管只需稍露出橡胶塞，便于气体导出。试管口应略向下倾斜，防止

冷凝水倒流，使试管炸裂

⁠；②用KMnO4制取氧气时，要在试管口

放一团棉花

⁠，防止加热时高锰酸钾粉末进入导管，堵塞导管；③用H2O2制取O2时应注意：长颈漏斗下端必须伸入液面以下（液封），防止

生成的气体从长颈漏斗下端逸出

⁠集气瓶口出现大气泡

带火星

集气瓶口

冷凝水倒流，使试管炸裂

放一团棉花

生成的气体从长颈漏斗下端逸出

知识点六

催化剂1.概念：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

⁠在反应前后都没有改变的物质。催化剂在化学反应中所起的作用叫

催化作用

⁠。2.特点（1）“一变两不变”：改变（加快或减慢）化学反应速率；自身的质量和化学性质在反应前后均没有改变。（2）催化剂不能增加或减少生成物的质量。【注意】①“两不变”是指自身的质量和化学性质在化学反应前后没有改变，物理性质可能改变。②对于同一反应，催化剂不是唯一的；对于不同反应，催化剂可能相同。改变

化学反应速率

质量

化学性质

催化作用

1.稀有气体通电时发出不同颜色的光，发生的是化学变化。

（

✕

）2.空气中各成分的含量是恒定不变的。

（

✕

）3.空气质量日报中空气质量级别越高，说明空气质量越好。

（

✕

）4.分离液态空气法制取氧气发生的是物理变化。

（

√

）5.鱼类能在水中生存，说明氧气易溶于水。

（

✕

）6.液氧可用于火箭发射，是因为氧气具有可燃性。

（

✕

）7.氧气化学性质比较活泼，能与所有物质发生化学反应。

（

✕

）8.细铁丝在氧气中燃烧，生成氧化铁。

（

✕

）9.催化剂在化学反应前后的质量和性质不变，且只能加快化学反应速率。

✕✕✕√✕✕✕✕✕（

✕

）易错点梳理

命题点一

空气的成分及用途【例1】

（2023·江苏苏州）空气由多种气体组成，其中体积分数约为21％的物质是（）。A.N2B.HeC.CO2D.O2【变式】

空气是一种宝贵的资源，下列说法错误的是（A）。A.空气中氮气的质量分数约为78％B.能形成酸雨的空气污染物主要是二氧化硫和二氧化氮C.由于氦气密度小和化学性质很不活泼，可将其充入飞艇D.工业上用分离液态空气的方法制氧气利用了液氮和液氧的沸点不同DA考点突破命题点二

空气的污染与防治【例2】（2023·云南）下列空气污染物中会形成酸雨的气体是（A）。A.NO2B.PM10C.COD.O3【变式】（2023·湖南郴州）下列说法正确的是（D）。A.经过液化、蒸发从空气中得到氧气的过程是化学变化B.破坏臭氧层会引起酸雨C.空气是由空气分子组成的D.氧气可用于医疗急救AD命题点三

空气中氧气含量的测定【例3】（2023·湖南衡阳）拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。某兴趣小组利用氧气传感器来检测足量红磷燃烧过程中氧气的含量，如图所示。下列判断正确的是（C）。

CA.a点时容器内氮气体积分数为85％B.容器内物质总质量：b点＞c点C.氧气有剩余，说明物质燃烧时氧气必须达到一定浓度D.此实验测得空气中氧气的质量分数为18％【变式】（2023·重庆改编）如图是拉瓦锡测定空气成分的实验。他将汞放在密闭容器里连续加热12天，得到红色粉末（HgO）。他又将红色粉末放在另外一个容器里加强热，最终得出了空气成分的结论。（1）该实验中选择使用汞的优点有

②③

⁠（填序号）。①实验过程中没有污染②在汞槽中起到液封作用，生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气③能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽②③（2）若用煤块作火炉燃料，该燃料属于

不可

⁠（填“可”或“不可”）再生能源。

不可尽可能完全耗尽氧气，使实验结果更准确

命题点四

氧气的性质【例4】

（2023·广西）下列实验现象描述正确的是（D）。A.磷在空气中燃烧产生大量的白雾B.木炭在空气中燃烧发出淡蓝色火焰C.镁在氧气中燃烧发出耀眼的白光，生成黑色固体D.铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体D【变式】（2023·黑龙江龙东）下列有关实验现象描述错误的是（D）。A.氯化铵与熟石灰混合研磨，会闻到刺激性气味B.打开浓盐酸试剂瓶瓶盖后，瓶口形成白雾C.硫在氧气中燃烧产生蓝紫色火焰，生成有刺激性气味的气体D.镁在空气中燃烧发出耀眼白光，生成白色固体氧化镁D命题点五

氧气的制取【例5】

（2023·广西）根据下列装置回答问题：ABCDEF（1）仪器①的名称是

试管

⁠。（2）实验室制取二氧化碳常用的药品是

大理石（或石灰石）、稀盐酸

⁠。用装置E收集二氧化碳的原因是

二氧化碳的密度大于空气且不与空气的成分反应

⁠。（3）实验室用装置A制取氧气，反应的化学方程式是

2H2O22H2O＋O2↑

⁠。用装置C收集氧气，当观察到

集气瓶口有较大气泡冒出

⁠时，表示氧气已收集满。试管大理石（或石灰石）、稀盐酸二氧化碳的密度大于空气且不与空气的成分反应2H2O2

2H2O＋O2↑

集气瓶口有较大气泡冒出（4）选用装置B加热高锰酸钾制取氧气，还需做出的改进是

在试管口放一团棉花

⁠。用装置F收集氧气，气体应该从

b

⁠（填字母）端通入。在试管口放一团棉花b

命题点六

催化剂【例6】

下列关于催化剂的说法正确的是（C）。A.催化剂必定加快反应速率B.反应前后催化剂的化学性质通常会发生改变C.在酿造工业和制药工业，一般都要用酶作催化剂D.用氯酸钾制取氧气时，加入催化剂可使生成氧气的质量增加C

1.（2023·四川宜宾）空气是一种宝贵的自然资源。下列有关空气及其成分的说法中，正确的是（D）。A.洁净的空气是纯净物B.氧气是空气中含量最多的气体C.稀有气体含量少，没有利用价值D.氮气化学性质不活泼，常用作保护气D强化训练2.某同学用如图所示装置测定空气里氧气的含量，实验时，连接好装置并检查不漏气后再进行后续操作，下列说法正确的是（

C

）。A.红磷燃烧时，要打开止水夹，以免因温度升高，气压较大，造成橡皮塞从瓶口脱落B.在空气里点燃红磷后，应缓慢把燃烧匙伸入瓶内并塞紧橡皮塞C.所用红磷要过量，以保证集气瓶内空气里的氧气能充分反应D.仍用本装置，只把红磷换成燃烧的木炭，能够更精确测定空气里氧气的含量C3.（2023·陕西）氧气是维持生命的重要物质。下列说法不正确的是（D）。A.自然界绿色植物的光合作用产生氧气，同时消耗大气中的二氧化碳B.工业上分离液态空气制氧气，利用的是液氧、液氮的沸点不同C.家用制氧机有的是通过吸附空气中的氮气得到较纯的氧气，该过程氧分子未发生变化D.实验室电解水制氧气，生成氢气和氧气的质量比为2∶1D4.图1所示装置可用于测定空气中氧气的含量，其中与集气瓶相连的压强传感器等电子设备能将集气瓶内气体压强精确地记录并保存下来。图2、图3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1

图2

红磷燃烧

图3

木炭燃烧BA.红磷或木炭的多少对实验结果无影响B.反应开始时瓶中压强瞬间变大是由于燃烧放热C.p＝0.79p0，p'＝p0是因为红磷的着火点比木炭低D.由图3可推出空气中氧气的含量5.某实验小组利用如图所示装置测量空气中氧气的体积分数并取得成功。【查阅资料】白磷着火点为40℃；硫酸铜溶液能与白磷反应，从而化解白磷毒性。【提出问题】氧气体积约占空气总体积的多少？【实验准备】锥形瓶内空气体积为230mL，注射器中硫酸铜溶液的体积为50mL，该装置气密性良好。【实验探究】装入药品，按图所示连接好仪器，夹紧弹簧夹。先将锥形瓶底部放入热水中，白磷很快被引燃，然后将锥形瓶从热水中取出。

不支持

先膨胀后缩小

白磷燃烧消耗瓶内氧