2024年中考化学二轮复习突破-空气、氧气的性质和用途课件

空气氧气的性质和用途

课程目标

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。

物理性质

/

氮气、氧气、稀有与金属单质反应

空气的成簟气的性质L

气体、二氧化碳等’与非金属单质反应

分及用途、化学性质

与化合物反应

空气污染空气

空气的污

来源及防治措施:氧气工业制取分离液态空气法

染与防治---------------------O------------------------------------

加热高镒酸钾

空气中氧气含量的测定;氧气的制取实验室制取［加热氯酸钾

（含催化剂）分解过氧化氢

〔催化剂及催化作用

/主要物质间的反应与转化网络构建//，，

,x-xMn02,Mn02

①2KMi1C>4=K2MliO4+Mu。2+O2T②2KC1O3=7=2KC1+3CM③2H2O2=7=2H2O2T

通申占燃占燃占燃

@2H2O=^=2H2$+O2$⑤4卩+502^^2卩2。5@C+O2^^CO2或2c+O22co⑦

占燃占燃占燃占燃

2H2+O2三0三2H2。⑧S+O2=JSC>2®2CO+O22CO2⑩2Mg+C>2d^2MgO⑪

占燃占燃A占燃

3Fe+2O2Fe3O4⑫4Al+3O22AI2O3⑬2cli+O2=2CuO⑭CH4+2O2CO2+

占燃有。2生成的反应有。2参加的反应

2H2。⑮C2H5OH+3O2^^2CO2+3H2。实验室同娉纟;色固体)

@CH4⑮C2H50H

制法②KCIO3③H?()2

金属

⑩Mg⑪Fe

0单质

通电④旦02⑫Al⑬Cu

非金

属氧

光合作用CO2+H2O」

⑤P⑥C⑦H?⑧S⑨b化物

非金属单质

知识梳理

知识点一空气的成分及用途

成分体积分数用途

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

N278%

于超导材料、医疗上的冷冻麻醉等

①供给呼吸，如用于医疗急救、潜水、宇宙航行等；②支

21%

02持燃烧，如用于炼钢、气焊、化工生产等

稀有①位隹质很不活泼，可用作保护气；②制成多种用途

0.94%

气体的电光源，如航标灯、闪光灯、霓虹灯等

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

co20.03%

等；③植物进行光合作用的原料

【注意】稀有气体通电发出不同颜色注的过程属于物理变化。

知识点二空气的污染与防治

①含碳燃料（如煤、石油、天然气等）的燃烧；

原因②工厂的废气；

③汽车等机动车辆的尾气

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；

危害②酸雨，pHV5.6的雨水属于酸雨,主要由二氧化硫、-

氧化氮引起:正常雨水显酸性是因为cOz+M。112co3；

③臭氧层空洞

主要污染物有害气体和烟尘

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”;

防治方法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

①空气质量指数（AQI）：包括二氧化硫、一氧化碳、二

空气质量

氧化氮、可吸入颗粒物和臭氧；②首要污染物；③空气质量级

日报内容

别（级别越低，空气质量越好）；④空气质量状况

知识点三空气中氧气含量的测定

利用红磷燃烧耗尽瓶中。2,使瓶内压强减小，水在外界大气压的作用下进入

原理

集气瓶，进入瓶中水的体积即瓶中氧气的体积

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；

步骤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

Lu平

装置w，红磷三三现象

冬水一年三

化学占燃

4P+5O^^2P2O5

方程式

1

主要结论：氧气约占空气总体积的、

结论N?难溶于水（物理性质）

次要结论也不支持燃烧，也一不能燃烧，不与红磷反应，不

与水反应（化学性质）

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

大于：

紧

误差①装置一漏气；②红磷量不足，未消耗完氧气；③装置未

小于2冷却就打开弹簧夹；④实验前导管端未注满水；⑤瓶内仍残留

有少量氧气

(1)红磷必须过量，目的是尽可能完全耗弓瓶内氧气，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

注意

境；②吸热降温

(3)实验应前检查_装置的」密性

（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

S02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

注意

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。特殊情况卜’可利用铁和空气中

的水蒸气和氧气反应,缓慢氧化生锈

(1)点燃方法

白

磷

1234567

中

3

2白磷辿

1二可移动

。

80℃J活塞

热水飞

装置

的创图1图2图3

测量方式

新与(2)

改进

玻璃复铜丝18161412108642

画——1画।

空气

啓金空气心红磷

，水

4水I

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。

(3)加热铜粉、铁锈蚀方法

装置的硬质玻璃管

注射器浸有饱和食盐1

创新与5--

水的纸袋，内三三

改进铜粉装足量铁粉、旨身水

4瘪气球活性炭粉

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（。2）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！

（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。

物反应现象

化学反应方程式

质在空气中在氧气中

蜡有水雾和能使澄清石灰水

比在空气中更加剧烈

烛变浑浊的气体产生

占燃

产生大量白烟，放热比在空气中更加剧烈4P+5O^^2P2O5

磷

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

物反应现象

化学反应方程式

质在空气中在氧气中

发出红光，放热，生成无发出一白光，放热，

占燃

色能使澄清石灰水变浑浊生成无色能使澄清石灰c+o_^_co

木

的气体水变浑浊的气体

炭

用用烟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

物反应现象

化学反应方程式

质在空气中在氧气中

剧烈燃烧，产生一明亮的

产牛微弱的淡蓝色火

蓝紫色火焰,放热，生占燃

焰，放热，生成无色有喇」激_^_

成无色_有刺激性气味s+oJsoJ

硫性气味的气体

的气体

实验前应在瓶底放少量水或碱溶液的目的：①吸收有毒的SO?，防止汚染环

境；②吸热降温

物

质反应现象

化学反应方程式

在空气中在氧气中

iS点燃『c

剧烈燃烧，火星四射，

在空气中发红发热，

3Fe+2OFeO

234

放热，生成黑色固体

不能燃烧

(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)火柴的作用是一引燃铁丝亠

铁

(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，保证后充足氧气

与细铁丝反应，使实验现象更明显

物反应现象

化学反应方程式

质在空气中在氧气中

剧烈燃烧，发出耀眼白

比在空气中更加决

镁光，放热，产生大量白2Mg+02*—2MgO

烟，生成白色固体剧烈

红色的固体逐渐变成黑比在空气中更加八△

铜2cu+。22cliO

色_剧烈

产生.淡蓝色火焰，放

比在空气中更加狀

H热，将干冷烧杯罩在火焰上2H2+O2上—2HO

2剧烈2

方，烧杯内壁白水雾

物反应现象

化学反应方程式

质在空气中在氧气中

产生「蓝色火焰，放热，生成能比在空气中更,八点燃“八

co2co+。2--2CC>2

使澄清后年水变，车浊的气体加剧烈

产生蓝色火焰，放热，将干冷烧杯

罩在火焰上方，烧杯内壁有&占燃

比在空气中更CH+2O2HO

CH雾；将内壁沾有澄清石灰水的烧422

4加剧烈

杯罩在火焰上方，澄清石灰水变+CO2

浑浊

【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.工业上制取氧气一一分离液态空气，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：

升温至r*氮气

宀.降温、液态-196℃升温至

1

工加压空气―液态氧气--183℃*氧气

【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。

2.实验室制取氧气

制取方法高镒酸钾制取氧气氯酸钾制取氧气过氧化氢制取氧气

高镒酸钾

所用药品氯酸钾、二氧化镒过氧化氢、二氧化镒

（暗紫色固体）

反

MnO?MnO?

2KC1O,........-2KC1+2H22―2H2

应2KMnO4—K2MnO4J△。宀。+

原

+MnO2+O2T302T02T

理

发固固；!川热型固液不加热型

试管||

生-铁架台禧颈漏斗

酒阂

装

置

,■II7

选

择氧气的密度比空气略大，且不与空

氧气不易溶于水冃不与水反应

依气各成分反应

据

检

验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

方是氧气

法

验

满将带火星的木条放在集气瓶

集气瓶口出现大气泡时,说明集满

方口，若木条复燃则集满

法

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

注

斜，防止冷凝水倒流，使试管炸裂；②用KMnCU制取氧气时，要在试管

思

口放一团棉花，防止加热时高镒酸钾粉末进入导管，堵塞导管；③用H2O2

事

制取。2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

项

体从长颈漏斗下端逸出

知识点六催化剂

1.概念：在化学反应里能一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。

易错点梳理

1.稀有气体通电时发出不同颜色的光，发生的是化学变化。（X）

2.空气中各成分的含量是恒定不变的。（X）

3.空气质量日报中空气质量级别越高，说明空气质量越好。（X）

4.分离液态空气法制取氧气发生的是物理变化。（q）

5.鱼类能在水中生存，说明氧气易溶于水。（X）

6.液氧可用于火箭发射，是因为氧气具有可燃性。（x）

7.氧气化学性质比较活泼，能与所有物质发生化学反应。（X）

8.细铁丝在氧气中燃烧，生成氧化铁。X（）

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。

（X）

考点突破

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（D）。

A.N2B.He

C.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.由于氨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

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.PM10

C.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

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）。

A.。点时容器内氮气体积分数为85%

氧气的体积分数/%

B.容器内物质总质量：8点＞。点0/1

^18

15

C.氧气有剩余，说明物质燃烧时氧气必须达到一定浓度12

19

6

D.此实验测得空气中氧气的质量分数为18%3

0

闻

时S

【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

(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。

(3)连续加热12天的目的是一尽可能完全耗尽氧气，使实验结果更准确，剩余气体

4

约占原气体总体积的二

(4)将红色粉末加强热可生成初始物质，其化学方程式为2HgO02Hg+O2T。

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

【变式】（2023•黑龙江龙东）下列有关实验现象描述错误的是（D）。

A.氯化镂与熟石灰混合研磨，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

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的名称是一试管。

(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一二氧化碳的密度大于空气且不与空气的成分反应O

(3)实验室用装置A制取氧气，反应的化学方程式是2H2O232H2O+ST。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。

(4)选用装置B加热高镒酸钾制取氧气，还需做岀的改讲是一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。

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

强化训练

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

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

脱落丄止）夹

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枸:二丄

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国水回

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

3.（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2：1

4.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一时间关系图（该装置气密性良好，Po是集气瓶内

初始气压，"和“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（

图1图3木炭燃烧

A.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.2=0.792（），p'=po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。

H

3硫酸铜

于溶液

气球"皆弹簧夹

足量白磷展空气

和细沙工二

【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。

【现象分析】(1)将锥形瓶底部放入热水中，白磷被引燃；足量的白磷在锥形瓶中未

能全部燃烧，说明瓶内剩余气体不支持(填“支持”或“不支持”)燃烧。

(2)在整个实验过程中，可观察到气球的变化是先膨胀后缩小

(3)待白磷熄灭、锥形瓶冷却到室温后，打开弹簧夹，还可观察到的现象：①注射器

中的液体自动喷射出来；②当注射器中的液体还剩约4mL时停止下流。导致这些现象

发生的原因是白磷燃