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第一部分系统复习成绩基石第5讲空气和氧气考点梳理过关考点1空气的组成6年1考一、空气的成分及用途空气的成分体积分数用途氮气①__78%__保护气(食品包装、灯泡充气、焊接金属等)、生产硝酸和氮肥的重要原料、制冷剂等氧气②__21%__供给生物呼吸、支持燃料燃烧、钢铁冶炼和金属焊接等稀有气体0.934%通电时发出不同颜色的光，可制成多种用途的③__电光源__二氧化碳0.034%植物④__光合__作用其他气体及杂质0.002%二、空气中氧气含量的测定(见实验聚焦突破部分)三、空气的污染与防治污染污染物①__二氧化硫(SO2)__、②__一氧化碳(CO)__、③__二氧化氮(NO2)__、臭氧、可吸入颗粒物、总悬浮颗粒物等特别提醒►空气中二氧化碳含量过高会导致⑤__温室效应__，但是二氧化碳不是空气污染物。空气污染物，是指对人体有毒、有害的气体和粉尘，而二氧化碳无毒，所以不是空气污染物。质量报告空气污染指数越大，空气质量级别越高，空气质量越④__差__防治控制污染源、植树造林等辨一辨►1．空气中氧气的质量分数占21%。(×)2．空气中各成分的组成和含量是一成不变的。(×)考点2氧气的性质6年2考一、氧气的物理性质颜色气味状态密度溶解性①__无__色②__无__味③__气__体比空气④__大__⑤__不易__溶于水二、氧气的化学性质1．和某些单质反应2.和某些化合物反应,辨一辨►1．在通常状况下，氧气不溶于水。(×)2．铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成四氧化三铁。(√)3．氧气能支持燃烧，具有可燃性。(×)4．氧气是一种化学性质比较活泼的气体。(√)想一想►做铁丝在氧气中燃烧实验时，没有出现“火星四射”的现象，可能的原因是什么？集气瓶中氧气的浓度低或铁丝表面有锈或没有等到铁丝被引燃就伸入瓶中。考点3氧气的制备6年1考一、氧气的制取方法二、催化剂与催化作用催化剂定义在化学反应中能改变其他物质的①__化学反应速率__，而本身的②__质量__和③__化学性质__(注意：此处不是“性质”，因为性质还包括物理性质)在反应前后都没有发生变化的物质催化剂特点改变化学反应速率，可以加快也可以减慢(一变)方法点拨►要设计实验证明某物质是某个化学反应的催化剂，通过设计对照实验，运用控制变量的方法，设计实验证明该物质在这个反应中具备“一变两不变”的特点即可。反应前后催化剂本身的④__质量__和⑤__化学性质__不变(两不变)催化作用催化剂在⑥__化学反应__中所起的作用辨一辨►1．催化剂能加快化学反应的速率。(×)2．二氧化锰能增大过氧化氢生成氧气的质量。(×)3．二氧化锰只能作为反应的催化剂。(×)4．过氧化氢制取氧气的过程中只能选择二氧化锰作催化剂。(×)5．工业制氧气的过程中发生的是物理变化。(√)考点4氧化物和氧化反应氧化物由①__两种__元素组成且其中一种元素是②__氧__元素的化合物，如CO2、MgO氧化反应概念物质和③__氧__发生的反应特别提醒►氧化反应是物质与氧发生的反应，而不是专指物质与氧气发生的反应，物质与氧气发生的反应只是氧化反应的一种形式，“氧气”属于“氧”里面的一种。举例碳、磷、硫等物质的燃烧缓慢氧化概念进行得④__非常缓慢__，甚至不容易被察觉的氧化反应举例动植物的呼吸、食物的腐烂、酒和醋的酿造、农家肥料的腐熟等辨一辨►1．氧化物一定是含氧化合物，含氧化合物不一定是氧化物。(√)2．氧化反应是指物质和氧气发生的反应。(×)想一想►1．化合物和氧化物的关系是什么？氧化物是指由两种元素组成，其中一种元素是氧元素的化合物，故化合物与氧化物属于包含关系。2．化合反应和氧化反应的关系是什么？交叉关系。典型例题运用类型1氧气的化学性质【例1】如图所示，关闭止水夹a、b、c，使过量的红磷和木炭分别在盛有空气的等容积的甲、乙两瓶中同时燃烧，试回答：(1)燃烧停止并冷却，若打开止水夹a、c后观察到的现象是水进入甲瓶，原因是红磷消耗氧气生成固体，装置中气压减小。(2)若打开止水夹b、c后观察到的现象是没什么变化；原因是木炭消耗氧气，生成二氧化碳气体，装置中气压不变。(3)若先打开止水夹a、b，然后打开c观察到的现象是水进入两瓶，原因是消耗氧，装置中气压总体减小。思路点拨►(1)燃烧停止并冷却，由于甲瓶中压强降低，若打开止水夹a、c后，水进入甲瓶中；(2)若打开止水夹b、c后，由于木炭消耗氧气，生成二氧化碳气体，乙瓶中压强不变，因此水不会进入乙瓶中；(3)若先打开止水夹a、b，然后打开c，由于整个装置中的气体总体积减小，压强变小，因此水进入两个集气瓶中。变式运用►在探究氧气的性质时，同学们做了下面的实验，请回答实验中的问题：(1)如图1所示，手中所拿的仪器名称是。(2)在C实验中观察到的现象是。(3)在D实验中向集气瓶中倒入澄清石灰水的作用是。(4)比较图2三个实验有哪些相似之处，将它们的共同点填在下面的横线上。①②③④(1)坩埚钳(2)黑色固体燃烧，发白光，放出大量热(3)检验燃烧后是否有二氧化碳生成(4)反应条件都是点燃都是化合反应都是氧化反应反应都放热(其他合理答案也可)解析：(1)由装置图可知图1中手持的仪器为坩埚钳；(2)木炭在氧气中燃烧的现象是发白光，放出大量热；(3)为了检验木炭燃烧后的生成物是否是二氧化碳，实验后向集气瓶中加少量澄清石灰水；(4)木炭、硫、铁丝都能在氧气中燃烧，木炭和氧气反应生成二氧化碳，硫和氧气反应生成二氧化硫，铁丝和氧气反应生成四氧化三铁，均是由两种物质生成一种物质，属于化合反应；反应都有氧气参加，属于氧化反应；发生反应的条件都是点燃，在反应过程中都要放出热量，反应后的生成物都是氧化物。类型2氧气的实验室制法【例2】学校化学兴趣小组知道二氧化锰能作过氧化氢分解的催化剂后，想再探究其他一些物质如氧化铝是否也可作过氧化氢分解的催化剂。请你一起参与他们的探究过程，并填写下列空白。(1)【问题】氧化铝能不能作过氧化氢分解的催化剂？(2)【猜想】氧化铝能作过氧化氢分解的催化剂。(3)【实验验证】实验步骤实验现象实验结论实验一将带火星的木条伸入装有过氧化氢溶液的试管中木条不复燃常温下过氧化氢溶液分解速率太慢实验二在装有过氧化氢溶液的试管中加入少量氧化铝，再将带火星的木条伸入试管中木条复燃Al2O3能加快过氧化氢溶液的分解速率(4)【结论】氧化铝能加快过氧化氢的分解速率，故氧化铝能作过氧化氢分解的催化剂。(5)【讨论与反思】经过讨论，有的同学认为只有上述两个证据，不能证明氧化铝能作过氧化氢分解的催化剂，还要补充一个探究实验：实验三：【实验目的】探究__Al2O3在反应前后质量是否改变__。【实验步骤】①准确称量氧化铝(少量)的质量；②完成实验二；③待反应结束，将实验二试管里的物质进行过滤，洗涤，干燥，__称量__；④对比反应前后氧化铝的质量。【讨论】如果氧化铝在反应前后质量不变，则说明氧化铝可以作过氧化氢分解的催化剂。(6)但小华认为，要证明猜想，上述三个实验还不足够，还需要再增加一个探究实验：探究__Al2O3的化学性质在反应前后是否改变__。思路点拨►(3)通过实验探究Al2O3对过氧化氢分解速率的影响，实验一的步骤是：将带火星的木条伸入装有过氧化氢溶液的试管中，带火星的木条不复燃，可见常温下过氧化氢分解速率很慢，然后在装有过氧化氢溶液的试管中加入少量Al2O3，带火星的木条复燃，可见，Al2O3能加快过氧化氢的分解速率，但不能说Al2O3就是过氧化氢的催化剂。(5)实验三：通过实验前后两次称量，可知实验三是探究Al2O3在反应前后质量是否改变，将实验二反应后的物质进行过滤可得到Al2O3，必须经过洗涤、烘干后才称量，减少实验数据的误差。最后，还必须再增加一个实验：探究Al2O3的化学性质在反应前后是否改变，只有Al2O3具备既能改变化学反应速率，其质量和化学性质在反应前后又保持不变，才能作为过氧化氢分解的催化剂。注意事项►1.熟记实验室制取氧气的反应原理；2.要理解催化剂的概念、催化作用。变式运用►2.[2016·孝感中考]实验室制取氧气，提供了下列药品和常用装置，请按要求回答有关问题：药品：①过氧化氢溶液②氯酸钾③二氧化锰装置：(1)装置中仪器a的名称为____。(2)若小明选择装置A和C来制取氧气，则他选择的药品应为____(填序号)；若用装置D收集氧气，则验满的操作方法为将带火星的木条伸到____，观察木条是否复燃。(3)某气体X可用D装置收集，若改用E装置收集，则气体X应从____口进(填“b”或“c”)。(1)试管(2)②③集气瓶口(3)b解析：(1)根据实验室常用仪器可知：a为试管。(2)装置A是用加热固体的方法制取气体，C是排水法收集气体，试管口无棉花，说明是用加热氯酸钾与二氧化锰混合物的方法制取氧气；若用装置D收集氧气，则验满的操作方法为将带火星的木条伸到集气瓶口，观察木条是否复燃。(3)D装置是向上排空气法收集，说明气体的密度比空气的大，若改用E装置收集，则气体应从b进入。实验聚焦突破实验2：测定空气中氧气的含量1．实验过程2．注意事项及误差分析注意事项原因不注意导致的后果铜粉必须过量保证密闭装置中的氧气消耗完测定结果⑦__偏小_装置的气密性要好如果装置漏气，冷却至室温时装置中压强减小，外界会进入一部分空气测定结果偏小要等装置冷却至室温后才能读数如果不冷却至室温读数，装置中气体还处于膨胀状态时读数不准确测定结果偏小要不停地交替推动注射器活塞交替推动注射器活塞才能使装置中的氧气完全和铜粉反应测定结果偏小加热时间要足够长保证氧气和铜粉完全发生反应测定结果⑧__偏小_读数前气球内的气体要全部挤入注射器内气体不全部挤入注射器内会导致注射器的停留位置不准确测定结果偏大3．对实验的改进典例分析【例1】[2017春·校级期中]如图是一个具有刻度和活塞可滑动的玻璃容器，其中有空气和白磷(在空气中40℃以上就开始燃烧)，将它放在盛有沸水的烧杯上方，进行实验，请完成实验报告：实验目的测定空气中氧气的体积分数实验现象(1)白磷燃烧，活塞先向__右__(填“左”或“右”)移动，后向__左__移动(填“左”或“右”)，最终活塞停在刻度__8__处实验结论(2)氧气约占空气体积的____误差分析(3)如果测得氧气体积分数小于理论值，可能的原因是__白磷的量不足__(写出一条即可)(4)通过实验还可以推断玻璃容器中剩余气体的性质是__不支持燃烧__(写出一条即可)。分析►(1)白磷的着火点是40℃，所以沸水(100℃)能使白磷燃烧，在此过程中会释放出大量的热，装置内的气体受热体积会膨胀，所以活塞向右移动，随着温度的降低，气体的体积慢慢收缩，最终完全恢复至室温后，由于氧气被消耗掉，所以常温下气体的体积收缩为原体积的5(4)，所以活塞移动到刻度“8”处。(2)因为白磷燃烧消耗空气中的氧气，根据实验结果知，空气的成分按体积计算，氧气约占5(1)。(3)若白磷的量不足、装置漏气或装置没有冷却至室温就读数，都会导致测得的氧气体积分数小于理论值。(4)集气瓶中剩余的气体主要是氮气；通过实验还可以推断玻璃容器中剩余气体的性质是：不燃烧、也不支持燃烧，化学性质稳定。命题挖掘►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1/5D铜粉用量不足会导致装置内的氧气不能耗尽，使测量结果偏小，A项正确；如果未冷却到室温就读数，会导致测量结果偏小，B项正确；气球的作用是调节气压，防止加热时注射器活塞或橡皮塞弹出，同时便于气体流通使铜粉与氧气充分反应，C项正确；空气中氧气的体积约占空气总体积的1/5，且铜粉只与氧气反应，由于注射器与玻璃管是相通的，所以反应后消耗氧气的体积应为反应前注射器和玻璃管总体积的1/5，D项错误。实验3：氧气的实验室制取与性质1．实验装置2．实验过程实验步骤组装仪器；检查装置的气密性；加入药品；收集气体验满方法(1)排水法：⑤