【火线100天】2015中考化学 第1讲 空气 氧气.doc

第1讲 空气 氧气 考点1 空气的成分和用途 成分 含量 用途 氮气 ‎78%‎ ‎1.制______和______的原料 ‎2.常用作______，用于食品防腐和延长灯泡寿命 ‎3.液氮作制冷剂，用于超导材料 氧气 ‎21%‎ ‎1.______，如潜水、医疗急救 ‎2.______，如燃烧、炼钢、气焊等 二氧 化碳 ‎0.03%‎ ‎1.是______作用的原料 ‎2.固态CO2(俗称干冰)作制冷剂 ‎3.工业上用于制碱、尿素、汽水等 稀有 气体 ‎0.94%‎ ‎1.包括______、______、______、______、______等 ‎2.性质很稳定，常作保护气，如焊接金属时来隔绝空气 ‎3.稀有气体在通电时发出不同颜色的光，可制成多种用途的电光源 ‎【温馨提示】(1)空气中各成分含量表示的都是体积分数，而不是质量分数。‎ ‎(2)空气中各成分是相对稳定的。‎ 考点2 空气的污染及防治 空气中的污染物 排放到空气中的有害气体(一氧化碳、______、二氧化氮等)和______‎ 污染物的来源 化石燃料的燃烧、工厂排放的废气、植被破坏引起的沙尘等 空气污染造成的危害 严重损害人体健康，影响农作物生长，破坏生态环境。全球气候变暖、臭氧层破坏和______等都与空气污染有关 防治污染的措施 加强大气质量的监测，使用，积极植树、造林、种草等，以保护空气 ‎【温馨提示】目前计入空气污染指数的项目暂为：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物(粒径在10微米以下的颗粒物，称PM10，又称飘尘)和臭氧等。‎ 考点3 氧气的性质和用途 ‎1.氧气的物理性质：在通常状况下氧气是一种______、______的气体，______溶于水，密度比空气______。液态氧是淡蓝色的液体，固态氧是淡蓝色的雪花状的固体。‎ ‎2.氧气的化学性质 物质(颜色状态)‎ 反应现象 化学方程式 红热的木炭 ‎①在空气中红热，②在氧气中______，③放出______，④生成使澄清石灰水变______的气体 硫(______色固体)‎ ‎①在空气中燃烧发出微弱的______火焰，②在氧气中燃烧发出______火焰，③放热，④有______气味的气体生成 细铁丝(银白色固体)‎ ‎①在空气中加热成红热、离火变冷，②在氧气中______，生成______固体 结论 氧气是一种化学性质______的气体。在一定条件下与许多物质发生化学反应，放热 ‎3.缓慢氧化：进行得很缓慢，甚至不容易被察觉的氧化反应，其特点是放热但不发光，如____________、____________等。‎ ‎4.氧气的用途：____________和____________。‎ 考点4 氧气的制取 ‎1.氧气的实验室制法 药品 化学方程式 10‎ 高锰酸钾 氯酸钾 过氧化氢 ‎2.氧气的工业制法 工业上利用液氮和液氧的沸点不同，采用蒸发的方法，分离液态空气制得液氧，它属于______变化。‎ ‎3.催化剂与催化作用 催化剂是指在化学反应里能______其他物质的反应速率，而本身的______和______性质在化学反应前后不发生改变的物质(又叫触媒)。催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。‎ 命题点1 空气的成分 例1 (2014·河北)下列关于空气的说法中错误的是( )‎ A.空气是人类宝贵的自然资源 B.空气中的氮气常用作保护气 C.空气中的稀有气体常用作灭火剂 D.空气中的氧气主要来自植物的光合作用 思路点拨:氮气的化学性质在常温下比较稳定可用于食品防腐；空气中的稀有气体性质很稳定，但在空气中含量低，且不易制取；绿色植物的光合作用生成有机物并放出氧气。‎ ‎1.(2014·南京)空气中含量最多的气体是( )‎ A.氮气 B.氧气 C.二氧化碳 D.水蒸气 ‎2.(2014·山西)下列说法正确的是( )‎ A.空气是一种宝贵的资源 B.空气中氮气的质量分数为78%‎ C.氧气易溶于水，供给水生生物呼吸 D.汽车尾气随意排放，与雾霾形成无关 命题点2 空气污染及防治 例2 (2014·德州)雾霾天气与空气中PM2.5超标有关。PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物。下列措施不能减少PM2.5污染的是( )‎ A.鼓励乘坐公交车出行 B.鼓励用农作物秸秆作燃料 C.鼓励用水力、风力发电 D.鼓励购买使用新能源汽车 思路点拨:PM2.5是大气污染物中的可吸入颗粒物，化石燃料的燃烧、焚烧秸秆都会产生可吸入颗粒，因此减少化石燃料的燃烧和开发新能源是保护空气质量的有效措施。‎ ‎1.(2014·衡阳)今年春季雾霾连续多日笼罩我国很多地方，给人们生活带来了极大的不便。下列措施不利于防治雾霾的是( )‎ A.大力植树造林 B.使用清洁能源 C.提高燃油品质 D.将垃圾集中焚烧 ‎2.(2014·济宁)近年，我国不少城市和地区雾霾天气增多，雾是水蒸气，本身无污染，“霾”由细小颗粒物组成，主要来源是热电排放、化工生产、汽车尾气、冬季供暖以及地面灰尘等。它侵蚀着人们的健康，严重影响着人们的生活和出行。下面治理雾霾的措施中，可行的是______。‎ ‎①压减化石燃料 ②控制车辆使用 ③减少户外活动 ④加强城市绿化 ⑤关闭厂矿企业 ⑥调整能源结构 命题点3 氧气的性质和用途 例2 (2014·重庆B)氧气是我们学习过的一种重要物质，以下对氧气的认识错误的是( )‎ A.氧气既能燃烧又能支持燃烧 B.氧气用于炼钢是利用了它的化学性质 10‎ C.硫在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰 D.氧气和臭氧(O3)都是氧元素形成的单质 思路点拨:氧气的化学性质主要表现为氧化性，能与金属、非金属单质及某些化合物反应。‎ ‎1.(2014·潍坊)下列物质在氧气中燃烧，产生大量白烟的是( )‎ A.铁丝 B.红磷 C.木炭 D.硫磺 ‎2.(2014·云南)下列实验现象描述不正确的是( )‎ A.红磷在空气中燃烧，产生大量白烟 B.硫在氧气中燃烧产生苍白色火焰 C.铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射 D.镁在空气中燃烧，发出耀眼的白光，生成白色固体 ‎3.(2013·广州)下列关于氧气的说法正确的是( )‎ A.氧气易溶于水 B.大多数金属能与氧气反应 C.食物腐败不需要氧气 D.硫在氧气中燃烧生成SO3‎ 实验一 空气中氧气含量的测定 实验 原理 红磷在集气瓶内燃烧，消耗空气中的氧气，生成五氧化二磷固体，使得集气瓶内气体减少，压强降低。大气压将烧杯里的水压入集气瓶中。集气瓶内被消耗的氧气的体积就是进入集气瓶内水的体积。化学方程式为：______________________________‎ 实验 装置 实验 步骤 ‎(1)检查；______(2)在集气瓶中装少量的水，再把水以上的部分分成五等份做上记号；(3)点燃燃烧匙中的红磷，立即伸入瓶内并塞紧瓶塞；(4)待红磷燃烧停止，温度降低到室温后打开弹簧夹 实验 现象 红磷燃烧放出热量、产生大量______，冷却至室温，打开止水夹，烧杯中的水进入集气瓶内，约占瓶内液面以上容积的______‎ 实验结论 空气中氧气的体积约占空气体积的______‎ 误差 分析 进入集气瓶的水小于1/5的原因：①装置漏气；②红磷的量不足；③没有冷却到室温就打开止水夹读数等 进入集气瓶的水大于1/5的原因:①止水夹没有夹紧或没有夹止水夹；②燃烧匙伸入集气瓶速度过慢，没有快速塞紧橡皮塞 注意 事项 不能用硫、木炭、铁、镁条等代替红磷，因为硫、木炭燃烧生成气体。铁不能在空气中燃烧，镁在空气中燃烧能与氧气、氮气、二氧化碳反应。若用木炭、硫代替红磷，可把水换成NaOH溶液，实验也能成功 例4 某化学兴趣小组的同学按照课本的实验装置做“测定空气中氧气的体积分数”实验(图1)，但测出的氧气体积分数明显小于1/5。请你参与探究：‎ 10‎ ‎【提出问题】‎ 造成误差的原因是什么？如何改进课本实验装置？‎ ‎【查阅资料】‎ 颜色、状态 熔点/℃‎ 着火点/℃‎ 密度/g·cm-3‎ 红磷 暗红色固体 ‎590‎ ‎240‎ ‎2.34‎ 白磷 白色或黄色固体 ‎44.1‎ ‎40‎ ‎1.82‎ ‎【猜想与假设】‎ 甲同学：可能是导管内原存有空气，后来留有吸入的水，影响实验的准确性；‎ 乙同学：可能是瓶内残留气体中还有氧气的缘故；‎ 你还能做的猜想是____________________________________。‎ ‎【交流与讨论】‎ ‎(1)丙同学认为，用木炭代替红磷，就可以消除这个现象，大家认为丙同学的猜想不合理，理由是__________________‎ ‎______________________________________________________________________________。‎ ‎(2)他们对课本实验装置进行了如图2的改进。‎ ‎①甲同学提出应把红磷更换为白磷，理由是_____________________________________________________________；‎ ‎②通过粗铜丝来点燃玻璃管内的白磷，利用了金属铜的______性；‎ ‎③与课本实验装置相比，该装置的一个优点是___________________________________________________________。‎ ‎【探究与反思】‎ ‎(1)为验证乙同学的猜想，将铜粉在残余气体中加热，观察到铜粉变黑，所以乙同学的猜想______(填“合理”或“不合理”)；‎ ‎(2)大家采用改进的实验装置(图2)进行实验，待玻璃管冷却、管内白色的烟幕消失，左管液面上升了1格，得到了较准确的数据，但又意外发现左玻璃管内壁上端附着黄色固体。左玻璃管上端的黄色固体主要成分可能是______。‎ 思路点拨:测定空气中氧气含量的实验原理常用红磷燃烧消耗装置中的氧气，而生成五氧化二磷固体，使得瓶内气压减小，如用木炭燃烧后生成CO2，不能形成压强差；对于实验结果偏小，可能原因有红磷不足量、装置漏气和没有冷却到室温就打开止水夹等。‎ ‎(2014·烟台)实验是科学探究的重要方法。如图是测定空气中氧气含量实验的两套装置图，请结合图示回答有关问题。‎ ‎ ‎ ‎(1)根据下表提供的实验数据，完成下表：‎ 硬质玻璃管中 空气的体积 反应前注射器 中空气体积 反应后注射器 中气体体积 实验测得空气中氧气的体积分数 ‎25mL ‎15mL ‎9mL ‎(2)装置一和装置二中气球的位置不同，______(填“装置一”或“装置二”)更合理，理由是________________________‎ 10‎ ‎__________________________________________________________________________________________________。‎ (3) 若实验测得的结果偏小(氧气的体积分数小于21%)，可能的原因有哪些?(列举两条)_________________________；‎ ‎______________________________________________________________________________。‎ 实验二 氧气的实验室制取 实验 药品 高锰酸钾(或氯酸钾和二氧化锰)‎ 过氧化氢和二氧化锰 反应 原理 实验 装置 实验 步骤 ‎①查：检查装置的气密性；②装：把药品装入试管内，使之平铺在试管底部；③定：把试管固定在铁架台上；④点：点燃酒精灯加热；⑤收：收集气体(用向上排空气法或排水法)；⑥离：把导气管撤离水槽；⑦熄：熄灭酒精灯。简记为：茶庄定点收利息 ‎①查 ‎②装：先放入固态药品，再放入液态药品 ‎③定 ‎④收 收集 方法 检验 气体 将带火星的木条伸入集气瓶中，如果______，说明该瓶内的气体是氧气 验满 用向上排空气法收集时，将带火星的木条放在处______，如果木条复燃，说明该瓶内的气体已满 例5 (2013·湛江)老师为同学们提供了如下实验装置：‎ ‎(1)写出仪器a、b的名称：a是______，b是______。‎ ‎(2)组装仪器时，将导管插入胶皮管或橡胶塞上前，要先把玻璃管口______，然后稍稍用力转动，将其插入。‎ ‎(3)实验室用高锰酸钾制取氧气，应选用的发生装置是______(填字母序号，下同)。若要收集较纯的氧气，可选用的装置是______。‎ ‎(4)①实验室也可选用过氧化氢溶液和二氧化锰在装置B中制取氧气，化学方程式为________________________。若选用C做发生装置，你认为选用装置C的优点是______________________________。‎ ‎②也可以将注射器连接到装置B的导管口处，用来______________________________。‎ 思路点拨:用高锰酸钾制取氧气时，可选用固体加热型的发生装置，收集较纯净的氧气常用排水法；如用过氧化氢制取氧气，可选用常温固液反应装置；装置B和C相比，利用注射器可控制过氧化氢溶液的加入量，实现了对反应速率的控制。‎ ‎(2014·烟台)‎2013年6月3日，吉林省德惠市某公司发生火灾引发液氨泄露并发生化学爆炸，造成重大伤亡。液氨是液态的氨气，常温下，氨气(NH3)是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小。实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体共热制取氨气。请回答下列问题。‎ 10‎ ‎(1)液氨泄漏时，可用喷水的方法除去空气中的氨气，说明氨气具有______的物理性质。由液氨发生化学爆炸猜测氨气可能具有______的化学性质。‎ ‎(2)写出上图中指定仪器的名称：a______。‎ ‎(3)制取氨气的发生装置应选择上图中的______(填字母，下同)，收集装置应选择的是______。这种发生装置也可用于实验室制氧气，用该装置制氧气所用药品是______。‎ ‎(4)根据氨气的性质推测，发生液氨泄漏时正确的逃生方法是______________________________________________；‎ ‎________________________________________________。(列举两条)‎ 一、选择题 ‎1.(2014·潍坊)空气成分中，体积分数约占78%的是( )‎ A.氮气 B.氧气 C.稀有气体 D.二氧化碳 ‎2.(2014·枣庄)下列不利于“建设幸福新枣庄，提高空气质量”的做法是( )‎ A.增大绿地面积 B.大力发展清洁能源 C.出行少开私家车 D.垃圾就地焚烧 ‎3.(2014·衡阳)下列关于氧气的说法中，不正确的是( )‎ A.液氧用于火箭发射是利用氧气的可燃性 B.氧气约占空气总体积的1/5‎ C.实验室可用加热高锰酸钾的方法制取氧气 D.氧气可用于医疗急救 ‎4.(2014·泰安)据探测卫星发回的数据分析，火星大气中95%是二氧化碳，其余为少量的氮气、氢气，还找到了有液态水存在的证据。根据以上信息，某同学作出如下推断：①火星大气是混合物 ②火星大气与地球大气成分相似 ③火星上钢铁不易生锈 ④火星环境适宜人类生存 ⑤火星上温室效应显著。你认为正确的是( )‎ A.①③⑤ B.②③⑤‎ C.②③④ D.①④⑤‎ ‎5.(2014·武汉)某化学兴趣小组的同学在老师的指导下，正确完成如下图所示两个实验。已知所用实验装置气密性良好。‎ 关于该实验，有如下说法：①红磷熄灭并冷却后才能打开弹簧夹；②点燃酒精灯加入铜丝，可观察到铜丝由红色变成黑色；③停止加热后即可读出注射器内气体的体积约为24mL；④实验取用铜丝质量的多少不会影响实验结果；⑤两个实验均能证明空气是混合物；⑥两个实验均能证明空气中约含1/5体积的氧气。其中正确说法的个数有( )‎ A.2个 B.3个 C.4个 D.5个 ‎6.(2014·泰安)实验室中利用过氧化氢、氯酸钾、高锰酸钾都可以制取氧气，其原因是( )‎ A.都属于氧化物 B.都含有氧气 C.都含有氧分子 D.都含有氧元素 ‎7.下列有关催化剂的说法正确的是( )‎ A.在化学反应后其质量减小 B.在化学反应后其化学性质发生了变化 10‎ C.在化学反应后其质量增加 D.催化剂能改变化学反应速率 ‎8.(2014·成都)实验室制取氧气，下列说法错误的是( )‎ A.装置①可用于高锰酸钾制取氧气 B.装置②可用于过氧化氢溶液制取氧气 C.装置③可用于收集氧气 D.装置④可用于收集氧气 二、填空题 ‎9.(2013·呼和浩特)化学用语是学习化学的重要工具。请你用物质的化学式表示：‎ ‎(1)空气成分中可用于填充探空气球的物质是______；‎ ‎(2)用红磷燃烧测定空气中氧气的含量时，产生的“大量白烟”是______。‎ ‎10.(2013·百色)今年“两会”期间，北京连续出现严重的雾霾天气，给人们出行带来了严重的影响。国家环境保护部门对外公布《环境空气质量标准》，将PM2.5作为评价项目纳入标准。PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物。‎ ‎(1)雾霾天气导致呼吸道病人增多，因为这种天气，空气中______大量增加(填字母序号)；‎ A.二氧化碳 B.一氧化碳 C.可吸入颗粒物 D.二氧化硫 ‎(2)防PM2.5专用口罩使用了活性炭的______作用；‎ ‎(3)请你提出一条防治空气污染的合理建议：____________________________________________________________。‎ ‎11.(2014·绵阳)‎ ‎(1)用图1装置测定空气中氧气的含量，证明空气中氧气的体积分数约为1/5,a、b两种物质可选用______(填序号)。‎ A.红磷、水 B.木炭、水 C.硫、NaOH溶液 D.小蜡烛、NaOH溶液 ‎(2)思敏同学对该实验进行反思后，提出了改进方法(如图2所示)，你认为改进后的优点是（任写两点____________‎ ‎__________________________________________________________________________________________。‎ 三、实验探究题 ‎12.（2013·株洲）某校化学兴趣小组的同学根据实验室提供的仪器和药品，在老师的指导下从下图中选择装置进行了氧气的制备实验。‎ ‎（1）写出仪器a的名称______。‎ ‎（2）甲同学从上图中选择B、E装置的组合制取氧气，反应的化学方程式为__________________。在用橡皮管连接装置B和E中的玻璃导管时，应先把玻璃管口______，然后稍稍用力把玻璃管插入橡皮管。收集气体前，应将集气瓶装满______并盖上______。收集氧气还可选用的装置是______。‎ ‎（3）乙同学称取一定质量的KMnO4固体放入大试管中，将温度控制在250 ℃加热制取O2‎ 10‎ ‎，实验结束时，乙同学发现用排水法收集到的O2大于理论产量。针对这一现象，同学们进行了如下探究：‎ ‎【提出猜想】猜想Ⅰ：反应生成的MnO2分解放出O2；‎ 猜想Ⅱ：反应生成的K2MnO4分解放出O2；‎ 猜想Ⅲ：反应生成的K2MnO4和MnO2分解都放出O2。‎ ‎【实验验证】同学们分成两组，分别进行下列实验：‎ 第一组同学取一定质量的MnO2，在250 ℃条件下加热一段时间，冷却后测得MnO2的质量不变，则猜想______错误；第二组同学取K2MnO4在250 ℃条件下加热，没有用测定质量的方法得出了猜想Ⅱ正确的结论。该同学选择的实验方法是____________________________________________________________________________________。‎ ‎【拓展延伸】实验发现，KClO3固体加热制取O2的反应速率很慢，但如果将KMnO4固体与KClO3固体混合加热，则KClO3分解速率加快。请说明KMnO4在KClO3分解反应中是否作催化剂，为什么？________________________‎ ‎__________________________________________________________________________________________________。‎ ‎【实验反思】通过以上实验探究，你对“实验室制取氧气”还想探究的问题是__________________________________‎ 四、计算题 ‎13.(2014·菏泽)韩国“岁月号”沉船事故发生后，几百名潜水员参与了打捞工作，他们携带的水下供氧设备中供氧剂是过氧化钠(Na2O2)，它与人呼出的二氧化碳及水蒸气反应生成氧气供人呼吸。某同学想进一步探讨过氧化钠与水的反应(2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑),将15.6g过氧化钠加入盛有147.6g水(过量)的烧杯中充分反应，直至固体完全消失，不再有气泡产生。请计算：‎ ‎(1)反应生成的氧气质量。‎ ‎(2)反应后所得溶液中溶质的质量分数。‎ 10‎ 参考答案 考点解读 考点1 硝酸 氮肥 保护气 供呼吸 支持燃烧 光合 氦 氖 氩 氪 氙 考点2 二氧化硫 烟尘 酸雨 清洁能源 考点3 1.无色 无味 不易 大 2.发出 白光 热量 浑浊 C+O2CO2 黄 淡蓝色 蓝紫色 刺激性 S+O2SO2 剧烈燃烧、火星四射 黑色 3Fe+2O2Fe3O4 比较活泼 3.动植物呼吸 钢铁生锈 4.供给呼吸 支持燃烧 考点4 1.2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 2KClO32KCl+3O2↑ 2H2O22H2O+O2↑ 2.物理 ‎ ‎3.改变 质量 化学 各个击破 例1 C 题组训练 1.A 2.A 例2 B 题组训练 1.D 2.①②④⑥‎ 例3 A 题组训练 1.B 2.B 3.B 实验突破 实验一 4P+5O22P2O5 装置的气密性 白烟 1/5 1/5‎ 例4 集气瓶未冷却至室温就打开止水夹 (1)木炭可以和氧气反应生成二氧化碳气体，不能形成压强差 (2)①白磷的着火点低，可以较容易地发生燃烧 ②导热 ③在密闭环境中反应，可以减少误差 (1)合理 (2)白磷 变式训练 (1)15% (2)装置二 能让空气更易流通，全部通过铜粉，使氧气与铜粉充分反应 (3)铜粉的量不足未待装置完全冷却至室温就读数(其他合理答案也可)‎ 实验二 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 2H2O22H2O+O2↑ 排水法或向上排空气法 木条复燃 集气瓶口 例5 (1)酒精灯 锥形瓶 (2)润湿 (3)A F (4)①2H2O22H2O+O2↑ 控制反应的速率 ②检查装置的气密性 变式训练 (1)溶于水 可燃性(其他合理猜测也可) (2)分液漏斗 (3)A C 高锰酸钾(或氯酸钾和二氧化锰) (4)用湿毛巾捂住口鼻 尽量贴近地面逃离(其他合理答案也可)‎ 整合集训 ‎1.A 2.D 3.A 4.A 5.C 6.D 7.D 8.C ‎9.(1)He (2)P2O5 10.(1)C (2)吸附 (3)减少化石燃料的使用(减少汽车尾气的排放，植树造林等) 11.(1)AC (2)操作简便，无污染，提高了测定数据的准确性 12.（1）锥形瓶 （2）2H2O22H2O+O2↑ 用水润湿 水 玻璃片 C （3）Ⅰ 将加热K2MnO4产生的气体收集并用带火星的木条进行检验 不是,因为KMnO4的质量和化学性质在反应前后发生改变（或因为高锰酸钾在受热时发生分解） 氯酸钾分解的最佳温度是什么？‎ ‎13.解：设反应生成的氧气质量为x，生成氢氧化钠的质量为y。‎ ‎2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑‎ ‎156 160 32‎ ‎15.6g y x ‎ x=3.2g ‎ y=16g 反应后所得溶液中溶质的质量分数:‎ 10‎ 答:(1)生成的氧气质量为3.2g。‎ ‎(2)反应后所得溶液中溶质的质量分数为10%。‎ 10‎