2019-2020年中考化学一轮复习空气氧气学案

2019-2020 年中考化学一轮复习 空气 氧气学案 考点 1 空气的成分和用途 成分 含量 用途 氮气 % 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 % 1.________，如潜水、医疗急救 2．________，如燃烧、炼钢、气焊等 二氧 化碳 % 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 % 1.包括____、____、____、____、____等 2．性质很稳定，常作保护气，如焊接金属时用来隔绝空气 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 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。空气污染指数越大，级别越 ， 污染越 。 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 注意事项 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 ， 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 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 (xx·广州)下列关于空气的说法正确的是( ) A．空气的主要成分是氮气和氧气 B．空气中氮气体积分数约为 21% C．空气中 PM2.5 含量高说明空气质量好 D．洁净的空气是纯净物 判断混合物和纯净物的根本标准是含有的物质的种类数，与描述无关，不要被“洁净”“纯净” 等所迷惑。 1．(xx·重庆 A)空气中氮气的体积分数大约是( ) A．21% B．31% C．50% D．78% 2．(xx·株洲)空气是一种宝贵的自然资源。下列对空气的说法中正确的是( ) A．空气中含量最多的是氧气，氧气可支持燃烧 B．臭氧(O3)属于稀有气体，主要分布在距地面 10～50 km 的高空 C．SO2 约占空气体积的 0.03%，能产生温室效应 D．随着工业的发展，排放到空气中的有害气体和烟尘对空气造成了污染 命题点 2 空气污染及防治 (xx·宜宾)空气是一种宝贵的自然资源。下列措施中，不利于提高空气质量的是( ) A．开发新能源代替化石燃料 B．改进汽车尾气的净化技术 C．节假日燃放烟花爆竹 D．控制 PM2.5 的排放以减少雾霾天气 有利于保护空气质量的方法主要有：使用清洁能源，积极植树、造林、种草，减少化石燃料的 使用等。 3．(xx·宜昌)保护空气，使天空更蓝。下列做法不合理的是( ) A．随意大量燃放鞭炮 B．使用绿色公共交通出行 C．开发和利用各种清洁能源 D．将工业废气处理后再排放 4．(xx·益阳)益阳市某学校研究性学习活动小组的学生利用课余时间调查雾霾产生的原因，并 提出可减少雾霾的方法。下列说法正确的是( ) A．鼓励开私家车出行 B．鼓励使用太阳能热水器 C．鼓励用煤火力发电 D．鼓励露天焚烧垃圾 命题点 3 氧气的性质和用途 (xx·临沂)下列实验现象的描述中，正确的是( ) A．木炭在氧气中燃烧，生成有刺激性气味的气体 B．硫在氧气中燃烧，发出淡蓝色火焰 C．红磷在空气中燃烧产生大量的白雾 D．铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成黑 色固体 描述实验现象时，必须准确、规范，不能混淆(不同物质的反应现象，相同物质在不同条件下的 反应现象)，不能用结论代替现象(现象仅是用眼睛能看到的，用耳朵能听到的，用鼻子可闻到的， 用嘴能尝到的，用手能感受的，生成了××是结论，不属于现象)。要准确区分“烟”(固体小颗粒 分散在空气中形成的)和“雾”(液体小颗粒分散在空气中形成的)。 5．(xx·益阳)空气中能供给动植物呼吸的气体是( ) A．N2 B．O2 C．H2O D．CO2 6．(xx·滨州)下列关于氧气的说法正确的是( ) A．氧气能支持燃烧，可作燃料 B．水生生物能依靠溶于水中的氧气而生存 C．氧气能跟所有物质发生氧化反应 D．氧气约占空气总体积的 78% 7．(xx·鄂州)有一位同学暑假去西藏发生了严重的高原反应，医生让他吸氧后症状缓解。吸氧 可以帮助人克服高原反应的原因是( ) A．氧气是无色无味的无毒气体 B．氧气可以燃烧 C．吸氧为人体呼吸提供了适量的氧气 D．氧气可以支持燃烧 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 空气中氧气的体积约占空气体积的________ 结论 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 (xx·杭州)甲图所示为测定空气中氧气含量的装置及药品。 (1)为获得较为准确的实验数据，下列做法不正确的是( ) A．检查装置的气密性 B．燃烧匙中的红磷足量 C．点燃红磷后缓慢将燃烧匙插入瓶中，塞紧瓶塞 D．红磷熄灭，广口瓶冷却后打开弹簧夹 (2)小明同学用足量的木炭代替红磷、氢氧化钠溶液代替水来做此实验。小明操作正确，但是测 得的数据小于用红磷测得的数据，其原因是木炭燃烧除生成二氧化碳外还可能生成________。 (3)市售“暖宝宝”中发热剂主要成分是铁粉、炭粉、水和食盐等，反应原理可简化为铁生锈。 小明用配置的发热剂按图乙装置实验。他不是将足量的发热剂堆在瓶底，而是将其涂抹在广口瓶内 壁的四周，这样做的目的是______________________________________。 (4)在上述三个实验操作都正确的情况下，与另两个实验的测量结果相比，第三个实验的测量结 果 与 空 气 中 的 氧 气 含 量 更 接 近 。 推 测 其 主 要 原 因 ， 最 合 理 的 是 ___________________________________________。 思路点拨：点燃红磷后应该迅速将燃烧匙伸入集气瓶中，防止外部空气进入集气瓶造成误差； 随着集气瓶内氧气含量逐渐降低，木炭在氧气含量不 足时会进行不充分燃烧；将发热剂涂抹在瓶壁四周， 可以增大其与氧气的接触面积，使反应更快更充分； 氧气浓度低于一定程度时，红磷和炭不再继续燃烧或者会生成不充分燃烧的产物，影响实验结果。 测定空气成分的实验药品要具备： (1)可燃物能够在空气中燃烧； (2)可燃物在空气中燃烧时只能与氧气反应，不能消耗空气中的其他气体； (3)可燃物燃烧时只能产生固体或产生的气体能被水或其他溶液吸收。 成功关键是：装置气密性良好，红磷足量，冷却到室温，导管内先灌满水等。 【拓展训练】 【问题提出】有实验资料表明：燃烧过程中当氧气体积分数低于 7%时，红磷就无法继续燃烧， 因此通过上述实验，测量结果与理论值误差较大。 【实验改进】 Ⅰ.根据铁在空气中生锈的原理设计如图实验装置，再次测定空气中氧气含量。装置中饱和食盐 水、活性炭会加速铁生锈。 Ⅱ.测得实验数据如下表 测量 项目 实验前 实验后 烧杯中水的体积 烧杯中剩余水的体积 集气瓶(扣除内容物)和导管的容积 体积/mL 80.0 54.5 126.0 【交流表达】 (1)铁生锈过程发生复杂的化学反应，首先是铁与氧气、水反应生成氢氧化亚铁[Fe(OH)2]，写 出该反应的化学方程式________________________； (2)根据表中数据计算，改进实验后测得的空气中氧气的体积分数是________(计算结果精确到 0.1%)； (3)从实验原理角度分析，改进后的实验结果比前者准确度更高的原因是： ①_______________________________________________________________________________； ②_______________________________________________________________________________。 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 ①查 ②装：先放入固态药品，再 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 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 (xx·乐山)如图是实验室的部分仪器或实验装置，回答有关问题。 (1)实验室要用 KClO3 和 MnO2 制取氧气，应选用发生装置是________(填编号)，若用排水法收集 氧气，收集完毕后，应先____________，再移开酒精灯。 (2)装满氧气的集气瓶应盖上玻璃片后，________(填“正放”或“倒放”)在桌面上，其验满的 操作方法是________________________________。 思路点拨：KClO3 和 MnO2 制取氧气是固体和固体，反应条件是加热，发生装置应该用固体和固体 加热制取气体的装置，用排水法收集气体结束时，要防止试管内压强减小水倒吸入试管使试管炸裂； 由于氧气的密度比空气的密度大，集气瓶要口朝上并盖好玻璃片，验满一定要把带火星的木条放在 集气瓶口。 反应装置由反应物的状态和反应条件(是否需要加热)来决定，收集方法由气体的密度和溶解性 决定，制取气体首先要检查装置的气密性，若收集不到气体应从装置的气密性分析，评价实验方案 的优劣要从多方面进行，如：操作是否简便，是否节能、环保，是否安全，是否节约药品等。 1．气体发生装置的选择：反应物的状态(固体＋固体、固体＋液体、液体＋液体)、反应条件(反 应是否需要加热)。 2．气体收集装置的选择：气体的溶解性、密度、能否与水反应、实验要求(如较干燥或较纯净、 是否需测定气体体积、是否需测定收集气体所用时间等)、气体是否有毒(有毒气体的收集常与尾气 处理装置连在一起)。 【拓展训练】 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 的分解速率大大加快。请说明 KMnO4 在 KClO3 的分解反应中是否作催化剂， 为什么？____________。 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_____________。 一、选择题 1．(xx·临沂)在空气中含量较多且化学性质不活泼的气体是( ) A．氧气 B．二氧化碳 C．氮气 D．水蒸气 2．(xx·襄阳)“东方之星”沉船事故救援时，潜水员钢瓶中携带的气体是( ) A．水蒸气 B．二氧化碳 C．氮气 D．氧气 3．(xx·苏州)下列有关空气的说法错误的是( ) A．按质量计算，空气中含有氮气约 78%，氧气约 21%B．空气中各种成分的含量是相对稳定的 C．空气是一种十分重要的天然资源 D．PM2.5 是造成空气污染的主要污染物之一 4．(xx·南昌)实验室加热高锰酸钾制氧气，可直接采用的发生装置是( ) 5．(xx·上海)雾霾是一种大气污染现象，不属于雾霾治理措施的是( ) A．植树绿化，美化环境 B．提倡绿色出行，发展公共交通 C．外出时佩戴反雾霾口罩 D．减少燃煤发电，增加太阳能发电 6．(xx·菏泽)空气是人类宝贵的自然资源，下列有关空气的说法正确的是( ) A．洁净的空气是纯净物 B．空气中的氧气可以供给呼吸、燃烧、炼钢、化工生产等 C．分离液态空气得到氧气和氮气的过程中发生了化学反应 D．新鲜空气中不含二氧化碳 7．(xx·成都)实验室用氯酸钾和二氧化锰制取氧气，有关该实验的说法错误的是( ) A．二氧化锰是反应物 B．与高锰酸钾制取氧气装置相同 C．可用向上排空气法收集 D．可用带火星的木条检验氧气 8．(xx·烟台改编)用如图所示装置来测定空气中氧气的含量，对该实验认识错误的是( ) A．铜粉用量的多少，会影响实验结果 B．实验结束后冷却到室温才能读数 C．气球的作用是调节气压，使氧气完全反应 D．在正常操作情况下，反应结束后消耗氧气的总体积应该是反应前注射器内气体体积的 1/5 二、填空题 9．(xx·南京)空气是一种宝贵的资源。 (1)洁净的空气属于_______(填“混合物”或“纯净物”)。 (2)据报道，今年 1～4 月南京空气中 PM2.5 与去年同期相比下降 22.3%，下列行为不会增加空 气中 PM2.5 的是________。 A．燃煤火力发电 B．治理工地扬尘 C．露天焚烧垃圾 D．使用氢能源汽车 10．(xx·临沂)如图是初中化学中常见的实验，请根据图形回答下列问题。 A B C (1)A 实验完毕，进入集气瓶中的水不到总容积的 1/5，你认为导致这一结果的原因可能是 ____________(答出其中一种原因)。 (2) 硫 燃 烧 的 化 学 方 程 式 是 ___________ ， B 实 验 中 集 气 瓶 内 放 入 少 量 水 的 目 的 是 __________________。 三、实验探究题 11．(xx·福州)空气中氧气含量测定的再认识。 【实验回顾】如图是实验室用红磷燃烧来粗略测定空气中氧气含量的装置。 (1)写出红磷燃烧的化学方程式________________________________________________； (2)实验原理：由于______________________________________________________。若装置的气 密性良好，操作规范，用量筒测量进入瓶中水的体积，能粗略测得空气中氧气的含量。 12．(xx·泉州)在实验室里，小明与同学欲用如图所示装置(气密性良好)和药品制取初中化学 常见气体并验证其有关性质。 (1)写出图中标有序号的仪器名称：①________。 (2)点燃 A 中的酒精灯制取并收集氧气，反应的化学方程式为___________________。待检验到 B 中氧气已收集满，接下来的操作是____________________，把集气瓶盖好玻璃片后，正放在桌面 上。 (3)将点燃的蜡烛放入集满氧气的集气瓶中，可观察到________________________且瓶壁上有水 雾出现，证明蜡烛燃烧有水生成。接着，将蜡烛从集气瓶中取出，_________________(填实验步骤 和现象)，证明蜡烛燃烧还生成了二氧化碳。 13．(xx·厦门)回答实验室用高锰酸钾制取氧气的相关问题。 (1)写出制取氧气的化学方程式：________________________________。 (2)如图所示，发生装置应选用______(填编号，下同)，以下气体收集装置不能采用的是______。 (3)为测定高锰酸钾分解生成氧气的体积，应选用下图装置________(填编号)。 (4)实验结束，某同学发现收集到的纯氧气质量大于通过化学方程式计算所得质量。不考虑实验 误差，请你就此提出一种猜想并设计相应验证方案：_____________________________。 四、计算题 14．(xx·宜宾)有关资料介绍，制取氧气有多种方法，其中氧化铜与氯酸钾混合加热，也能很 快产生氧气。现将 2.5 g 氧化铜与 24.5 g 氯酸钾的混合物充分加热，残余固体经冷却、称量，质量 为 17.4 g。然后将固体溶于 65.1 g 水中，充分搅拌，过滤得到滤液和黑色的滤渣。滤渣又经过洗 涤、烘干、称量，质量为 2.5 g。(不考虑过程中物质的损失，计算结果保留一位小数) (1)该反应中氧化铜起________作用。 (2)生成的氧气为________克。 (3)所得滤液中溶质是________，其质量分数为________。 (4)向所得滤液中加入质量分数为 16%的 AgNO3 溶液恰好完全反应，需 AgNO3 溶液的质量为多少 克？(列出必要的计算过程)