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第6讲空气的成分和氧气考点一测定空气中氧气的含量1．实验装置2．原理红磷燃烧消耗掉氧气，使容器中压强减小，水被压入集气瓶，进入集气瓶中水的体积即为空气中氧气的体积。3．现象和结论(1)现象：红磷燃烧并产生大量的白烟，待集气瓶冷却至室温时，打开止水夹，水会沿着导管进入集气瓶内，约占集气瓶容积的1/5。(2)结论：氧气约占空气总体积的1/5。4．实验成功的关键操作原因红磷要足量若红磷量不足，氧气不能耗尽，导致进入瓶中的水的体积偏小，测量结果偏低装置不能漏气装置漏气会使装置外的空气进入集气瓶，导致进入瓶中的水的体积偏小，测量结果偏低4．实验成功的关键操作原因点燃红磷后要立即伸入集气瓶，并塞紧塞子伸入过慢会使装置内的气体受热逸出，导致进入瓶中的水的体积偏大，测量结果偏高待集气瓶冷却到室温后再打开止水夹过早打开止水夹会使装置内气体温度偏高，压强偏大，导致进入瓶中的水的体积偏小，测量结果偏低5.红磷的替代品应满足的条件只能与空气中的氧气反应而不与其他成分反应，且生成物为固体，如铜丝、白磷等。6．其他常用的实验装置考点二空气的成分与用途考点三关注空气质量1．空气污染来源空气污染主要来自于化石燃料的燃烧和汽车尾气的排放。2．目前计入空气污染指数的主要污染物有二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、臭氧、可吸入颗粒物(PM10)和总悬浮颗粒物等，其中二氧化硫、二氧化氮会导致酸雨的形成。3．防治污染的措施(1)制定环境保护法，加强大气质量监测。(2)控制污染源，减少废气的排放。(3)提倡使用清洁能源。(4)植树造林和种草等。考点四氧气的实验室制取1．实验室制法(1)反应原理药品化学方程式高锰酸钾2KMnO4=====△K2MnO4＋MnO2＋O2↑氯酸钾2KClO3=====MnO2△2KCl＋3O2↑过氧化氢溶液2H2O2=====MnO22H2O＋O2↑(2)实验装置温馨提示：图C中分液漏斗可以控制滴加液体的速率，从而达到控制反应速率的目的，也可以节约药品。(3)收集及验满方法①排水法：当集气瓶口有大量气泡冒出时说明已收集满；②向上排空气法：将带火星的木条靠近集气瓶口，木条复燃说明已收集满。(4)检验方法将带火星的木条伸入集气瓶中，木条复燃说明气体为氧气。(5)干燥方法氧气可以使用浓硫酸、生石灰、烧碱固体等干燥剂进行干燥。记忆技巧：实验室制取氧气固固加热型的步骤可以这样记：茶查、庄装、定、点、收、利离、息熄查：检查装置的气密性装：盛装药品，连好装置定：试管固定在铁架台上点：点燃酒精灯进行加热收：收集气体,离：导管移离水面熄：熄灭酒精灯，停止加热2．工业制法工业上常用分离液态空气和膜分离的方法制备氧气。首先通过降温加压，使空气液化，然后蒸发，利用各成分的沸点不同将其分离开，从而得到氧气，加压贮存于蓝色钢瓶中，这个过程属于物理变化。3．催化剂(1)定义在化学反应中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的物质。(2)特点——“一变，二不变”①改变反应速率，既可以加快也可以减慢；②反应前后催化剂本身的质量和化学性质不变。考点五氧气的性质1．物理性质无色、无味、不易溶于水，密度比空气大，液态氧和固态氧都是淡蓝色的。2．化学性质氧气具有助燃性，能够支持燃烧。常见物质在空气和氧气中的燃烧现象如下：(1)木炭燃烧①现象不同点：在空气中，发出红光，在氧气中，发出白光；相同点：放热，都生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。②化学方程式：C＋O2=====点燃CO2。(2)铁丝燃烧①现象在空气中：红热，但不燃烧，在氧气中：剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成一种黑色固体；②化学方程式：3Fe＋2O2=====点燃Fe3O4。③注意：在集气瓶中放少量水或铺一层细沙，目的是防止熔融物溅落，炸裂集气瓶底。(3)蜡烛燃烧①现象不同点：在空气中发出红光，在氧气中发出白光；相同点：放热，瓶壁上有水雾出现，生成了能使澄清的石灰水变浑浊的气体。②反应的文字表达式：石蜡＋氧气――→点燃水＋二氧化碳。温馨提示：物质跟氧气发生化学反应时，单位体积的空间里氧分子的数目越多，反应就越强烈。3．氧化反应物质与氧气发生的反应，如物质的燃烧等。4．氧化物由两种元素组成的化合物，如果其中一种元素是氧，叫氧化物。例1(2013·宜宾)空气是一种宝贵的自然资源。下列有关说法中不正确的是()A．法国化学家拉瓦锡研究了空气的成分，并得出氧气约占空气总体积4/5的结论B．空气是由氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳等物质组成的混合物C．氮气是制造硝酸和氮肥的重要原料D．稀有气体都没有颜色、没有气味，在通电时能发出不同颜色的光解析：法国化学家拉瓦锡研究了空气的成分，并得出空气是由氧气和氮气组成的结论，不是氧气约占空气总体积4/5的结论，故A错误。答案：A方法总结：本题重点考查了空气的组成及空气中各种气体的含量、氮气的用途以及稀有气体的性质等问题，因此要加强有关知识点的记忆并在理解的基础上加以应用。例2(2013·青岛)我国新修订的《环境空气质量标准》颁布后，各地采取多种措施提高空气质量。下列措施中，不利于提高空气质量的是()A．向煤炭中加入石灰石或生石灰作固硫剂，减少二氧化硫的排放B．控制PM2.5的排放以减少雾霾天气C．将盗版光盘泼上汽油焚烧处理D．禁止燃放烟花爆竹解析：二氧化硫是空气污染物，向煤炭中加入石灰石或生石灰作固硫剂，减少二氧化硫的排放，有利于提高空气质量，故A不符合题意；PM2.5属于空气污染物，是形成雾霾天气的主要原因之一，控制PM2.5的排放有利于提高空气质量，故B不符合题意；焚烧盗版光盘会形成大量的空气污染物，不利于提高空气质量，故C符合题意；燃放烟花爆竹会形成大量的空气污染物，因此禁止燃放烟花爆竹，有利于提高空气质量，故D不符合题意。答案：C方法总结：解答本题关键是要了解哪些行为会造成空气污染，空气中的污染物有哪些，以及产生这些污染物的来源途径是怎样的。只要抓住这些知识点，问题就可迎刃而解了。例3(2013·苏州)(双选)下列描述属于氧气化学性质的是()A．通常状态下，氧气是无色、无味的气体B．通过低温加压，可使氧气液化成淡蓝色的液体C．液态氧可用作发射火箭的助燃剂D．氧气是一种性质比较活泼的气体，能氧化许多物质解析：物质的颜色、状态、气味等方面的性质属于物质的物理性质，故A错误；通过低温加压，可使氧气液化成淡蓝色的液体描述的是物理变化，故B错误；液态氧可用作助燃剂需要通过化学变化表现出来，属于物质的化学性质，故C正确；氧气的氧化性需要通过化学变化表现出来，属于物质的化学性质，故D正确。答案：CD方法总结：解答本题要分析物质的性质是否需要通过化学变化表现出来，如果需要通过化学变化表现出来就属于物质的化学性质，如果不需要通过化学变化表现出来就属于物质的物理性质。例4(2013·兰州)如图装置常用来测定空气中氧气的含量。下列对该实验的认识中正确的是()A．红磷燃烧产生大量白色烟雾B．燃烧匙中的红磷可以换成细铁丝C．该实验可以说明N2难溶于水D．红磷的量不足会导致进入集气瓶中水的体积大于1/5解析：红磷燃烧产生大量的白烟，而不是白色烟雾，故A错误；细铁丝在空气中不能燃烧，不能用于测定空气中氧气的含量，故B错误；红磷的量不足时，燃烧时就无法将瓶内氧气全部消耗掉，进入集气瓶中水的体积会小于1/5，故D错误。答案：C方法总结：掌握空气中氧气含量的测定原理通过红磷燃烧消耗氧气，导致瓶内压强变小、实验成功的关键装置气密性要好；红磷要足量；要冷却到室温再读数是正确解答此类题的关键。例5(2013·长沙)请结合下列常用的仪器和装置，回答相关问题：(1)写出仪器c的名称__________(2)能用来量取一定体积液体的仪器是__________(填序号)。(3)实验室用双氧水和二氧化锰制取氧气，其发生装置可选择__________(填序号)组成；收集氧气的装置可选择________________(填序号)。解析：仪器c的名称是试管，量筒是用来量取液体体积的。实验室中常用液态的双氧水和二氧化锰固体在常温下混合来制取氧气，从反应物的状态及反应条件可以看出，其发生装置的特点符合“固液常温型”，因而可组装成发生装置的仪器有a和b；收集氧气可选择向上排空气法，也可以选择排水法，因而其收集装置中可选择的仪器是g。答案：(1)试管(2)e(3)a、bg1．《环境空气质量标准》新增PM2.5指标，PM2.5是指直径小于或等于2.5μm的颗粒物。为实现空气质量达标，合理的做法是()A．煤炭直接燃烧B．秸秆焚烧还田C．开发清洁能源D．提倡多开汽车答案：C2．下列关于氧气的说法中正确的是()A．氧气在低温、高压的条件下可以转化为液体或者固体B．氧气是植物光合作用的重要原料C．氧气的化学性质比较活泼，是可燃物D．因为氧气与氮气的密度不同，所以工业上用分离液态空气法制取氧气答案：A3．空气是一种宝贵的自然资源，下列气体不可直接从空气中分离获得的是()A．用作医疗急救的氧气B．用作焊接保护气的稀有气体C．用作食品防腐剂的氮气D．用作清洁燃料的氢气答案：D4．下列物质能在空气中燃烧，且产生大量白烟的是()A．木炭B．硫粉C．红磷D．铁丝答案：C5．下列叙述正确的是()A．镁片放置在空气中，不需加热就能在表面生成MgOB．红磷放置在空气中，不需加热就能燃烧产生P2O5C．硫粉加热后放入氧气中，燃烧产生SO3气体D．铁丝加热后放入氧气中，燃烧产生Fe2O3固体答案：A6．为测定空气中氧气的含量，甲、乙、丙三位同学用如图所示的装置分别进行了实验探究。(1)甲同学：点燃红磷立即伸入瓶中并塞上瓶塞。待红磷燃烧停止并冷却后，打开止水夹，观察到集气瓶中吸入水的体积约占集气瓶容积的______。(2)乙同学：用碳替代红磷，完成上述实验，发现集气瓶内并没有吸入水，其原因是________________________________________________________________________。(3)丙同学：向集气瓶中加入少量的________溶液，然后完成乙同学的实验，得到了与甲同学相同的实验结果。解析：因为红磷燃烧消耗空气中的氧气，氧气约占空气体积的1/5，故集气瓶中吸入水的体积约占集气瓶容积的1/5；测定空气中氧气的含量时不能有气体生成，用碳替代红磷，碳燃烧生成物是二氧化碳气体，瓶内气压不变，故不会进入水；要想得到正确的实验结果必须消耗掉生成的二氧化碳气体，故可选择氢氧化钠溶液吸收。答案：(1)1/5(2)碳燃烧生成物是二氧化碳气体，瓶内气压不变(3)NaOH7．2012年2月29日，我国发布新修订的《环境空气质量标准》，新标准增加了PM2.5检测指标。PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，主要来自化石燃料的燃烧和扬尘，对人体健康和空气质量的影响很大。(1)计入空气污染指数的项目中除了可吸入颗粒物外，还包括______(填序号)。①CO②CO2③SO2④NO2(2)以下不属于化石燃料的是______(填序号)。①天然气②石油③酒精④煤(3)某市从4月1号起所有机动车都要进行尾气检测，其中包括PM2.5的检测。汽油燃烧产生的颗粒物主要是______，这是汽油__________燃烧产生的。(4)下列关于PM2.5的说法错误的是______(填序号)。①燃放烟花爆竹会产生PM2.5；②PM2.5是造成灰霾天气的“元凶”之一；③PM2.5的颗粒大小与分子大小差不多；④PM2.5专用口罩使用了活性炭，是利用了活性炭的吸附性。(5)除了对汽车尾气的检测，还有哪些措施对PM2.5的治理能起到积极作用，请举两例：________________；________________________________________________________________________。答案：(1)①③④(2)③(3)碳不完全(4)③(5)减少火力发电，提倡使用水能、太阳能发电积极植树造林，防治扬尘污染(从减少化石燃料的燃烧，使用清洁能源、植树造林控制扬尘、工业