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鲁教版化学九上·第四单元复习课（含练习）
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这是一份鲁教版化学九上·第四单元复习课（含练习），共15页。
第四单元 我们周围的空气
复习课
复习目标
1.通过复习空气的组成及其空气质量日报，让学生学会空气中氧气含量的探究方法。
2.通过复习氧气的性质，让学生形成“物质的性质决定物质用途”的观点。
3.通过复习氧气的实验室制法，让学生初步学会选择药品、分析反应原理、选择发生装置和收集装置、检验及其验满等方法思路。
4.通过复习物质组成的表示方法，让学生弄清化学式的意义、书写方法、读法及其有关化学式的计算。
要点回顾
一、空气的成分
1.空气的组成
（1）空气的主要成分及其含量
主要成分
氮气
氧气
稀有气体（主要为氩气）
二氧化碳
其他
含量
_______
约21%
约0.934%
约0.034%
约0.002%
【易错点】空气中各成分的含量是指体积分数，而不是质量分数。
（2）测定空气中氧气的含量
“测定空气中氧气的含量”实验中，所发生的反应的文字表达式为_________，实验现象：铜粉由红色变成黑色。注射器内剩余气体的体积为原体积的_____________；实验结论：氧气约占空气体积的_______________，空气是_________物。
2.空气是一种重要的资源
（1）工业制氧
在工业上首先通过_________，使空气液化，然后加热液态空气，利用空气中氧气、氮气、稀有气体的_________不同，使其在不同温度下汽化，从而将各种气体分离出来。首先出来的是_________，发生_________变化。
（2）氧气、氮气、稀有气体的用途
物质
用途
氧气
供给呼吸、_________、_________、焊接金属
氮气
生产_________、制冷剂、食品保鲜
稀有气体
_________、电光源
3.关注空气质量
通常情况下，空气中各成分所占比例保持_________，但随着人类活动的增加，特别是工业生产和交通运输产生的废气源源不断地排放，使空气中_________和_________的含量不断增加，造成了空气污染。
4.认识空气质量报告
（1）目前计入空气污染指数的项目暂定为_________、_________、_________、_________等。
（2）空气污染指数越小，表示空气中污染物含量 ，空气质量 。
二、氧气
（一）氧气的实验室制法
（1）药品：实验室中常用_______溶液和_______制取氧气，也可用高锰酸钾（K2MnO4）或氯酸钾（KClO3）制取氧气。
（2）原理：_____________________。
（3）检验方法：将_______的木条放在盛有待测气体的集气瓶_______，若木条_________，说明所盛气体为氧气。
（4）验满方法：用向上排空气法收集时，将_________的木条平放在集气瓶_______，若木条_______，说明已收集满；用排水法收集时，当看到有_______从集气瓶口向外_______时，说明氧气已收集满。
2.催化剂
能_______其他物质的化学反应速率，而其本身的_______和_______在化学反应前后都不发生变化的物质叫催化剂。
（二）氧气的性质
1.氧气的物理性质
在通常状况下，氧气是一种_________、_________的气体，密度比空气的密度_________，_________溶于水。
2.氧气的化学性质
化学反应
文字表达式
现象及易错点
（1）木炭在氧气中燃烧
______________
剧烈燃烧，发出_______，放热，生成能使澄清石灰水变_______的气体
（2）铁在氧气中燃烧
______________
①剧烈燃烧，_______，放热，生成一种_______；②集气瓶底部放一层细沙或少量水的目的：防止_____________
_____________
（3）蜡烛在氧气中燃烧
______________
蜡烛在氧气中剧烈燃烧，放出热量，发出_______，如在火焰上方罩一个冷而干燥的烧杯，烧杯内壁有_______；烧杯迅速倒转，倒入澄清石灰水，振荡，石灰水变_______
3.氧化物与氧化反应
（1）氧化物：由_______种元素组成，且其中一种是_______元素的化合物。
（2）氧化反应：物质与_______发生的反应属于氧化反应；进行得非常缓慢，甚至不易被发现的氧化反应叫_______。
三、物质组成的表示
（一）化学式及其意义
1.化学式
用_______和_______表示物质组成的式子叫作化学式。
2.化学式的意义
意义
举例（以CO2为例）
宏观
表示一种物质
表示_______
表示该物质的组成
表示二氧化碳是由_______元素、_______元素组成的
微观
表示该物质的一个分子
表示一个_______分子
表示该物质的分子构成
表示每个二氧化碳分子是由_______和_______构成的
3.单质化学式的写法
（1）由原子直接构成的单质（如金属单质、稀有气体单质、非金属固态单质），用_______直接表示。（例如：铁用_______表示、氦气用_______表示）
（2）由分子构成的单质要在相应元素符号的右下角写出分子中含有的_______。（例如：氮气用_______表示，氧气用_______表示）
4.化学式周围数字的含义
（1）化学式前面的数：表示分子的个数，如“2H2O”表示_______。
（2）化学式右下角的数：表示每个分子中所含原子个数，如，“H2O”中的“2”表示____________________________。
（二）化合价与化学式
1.化合价的确定
在化合物中，元素的化合价是由这种元素的一个原子得到或失去_______的数目，或形成________的数目决定的。
2.化合价的规律
（1）在化合物中，各元素的正、负化合价的代数和为_______。
（2）单质中元素的化合价为_______。
（3）在化合物中，金属元素显_______价，非金属元素显_______价。
（4）在化合物中，氢元素通常显_______价，氧元素通常显_______价。
（5）一些元素在不同物质中可显示_______的化合价，有些元素在同一物质中也可以显示不同的化合价。
3.依据化合价书写化学式
（1）写出化合物中各元素的符号，通常正价元素写在_______，负价元素写在_______。
（2）求出两种元素的正、负化合价绝对值的_______。
（3）求各元素的原子数：
（4）把原子数写在相应各元素符号的_______，即得化学式。
（5）检查化学式。计算_______与_______的代数和是否等于0。
（三）物质组成的定量表示
以化学式XmYn为例，其中X的相对原子质量为A，Y的相对原子质量为B。
1.化学式量
化学式量（相对分子质量）是化学式中各原子的相对原子质量的总和。则XmYn的相对分子质量= A×m+B×n。据此，H2O的相对分子质量=_______。（写出计算过程，下同）
2.元素质量比
化合物中各元素的质量比是该物质的化学式中各元素原子的相对原子质量与其相应原子个数的乘积比。XmYn中X与Y的质量比=（A×m）∶（B×n），则H2O2中氢元素与氧元素的质量比=_________。
3.元素的质量分数
化合物中某元素的质量分数是该化合物中该元素的质量与组成该化合物的各元素的总质量之比。XmYn中X的质量分数=×100%，则CH4中碳元素的质量分数=________。
本单元热点题型
一、空气的组成及所含成分的用途
例1 （2019·山东烟台）空气是一种宝贵的自然资源。下列有关空气的说法错误的是（ ）
A.空气中的氧气主要来源于植物的光合作用
B.空气中氧气的质量分数约为21%
C.氮气的化学性质不活泼，可用于食品的防腐
D.目前计入空气污染指数的有害气体主要包括SO2、CO、NO2以及臭氧等
解析：空气中氧气的体积分数约为21%，B错误。
答案：B
跟踪训练1 “人造空气”帮助人类实现了“太空漫步”的梦想，按体积计算，其中含有70%的N2、20%以上的O2还有CO2。下列说法中错误的是（ ）
A.空气是一种宝贵的资源
B.相比空气，“人造空气”中的氮气含量低
C.液态氮气是很好的制冷剂
D.氧气可用作火箭发射的燃料
二、空气中氧气含量的测定
例2 如图所示是某同学测定空气中氧气含量的装置，玻璃管中装的是细铜丝。
（1）未加热时，铜丝呈________色，加热一段时间后呈_______色。
（2）若加热前，两注射器组成的密闭系统中有30 mL空气，停止加热冷却到室温后，理论上密闭容器中剩余的气体的体积为_____ mL，由此证明空气中氧气约占空气总体积的_________。
（3）在加热过程中，交替缓慢推动两个注射器的目的是______________。
（4）不同的同学在做上述实验时结果差别较大，甲同学最后剩余气体
26 mL，你认为可能的原因有哪些？
① _________________________________；
② _________________________________。
解析：（1）加热时，红色的铜与氧气发生反应生成黑色的氧化铜。
（2）停止加热冷却到室温后，理论上密闭容器中剩余的气体的体积为
30 mL﹣30 mL×＝24 mL，由此证明空气中氧气约占空气总体积的五分之一。
（3）为使氧气与铜丝充分接触完全耗尽，应交替缓慢推动两个注射器。
（4）最后剩余气体的体积超过24 mL，有可能是装置漏气、铜的量不足或加热温度不高等原因造成的。
答案：（1）红 黑 （2）24 （3）使氧气与铜丝充分接触 （4）装置漏气 铜的量不足
跟踪训练2 （实验探究题）某小组对测定空气中氧气体积分数的实验进行了如下实验。
甲 乙
（1）选用汞、磷、铜等物质均可以完成该实验，选择反应物的依据是 。
A.反应物是固体
B.在空气中反应且只消耗氧气
C.燃烧有明显现象
D.生成物不是气体
（2）用甲、乙两套装置进行实验（红磷充足、装置不漏气）。红磷燃烧的文字表达式是 ，下列有关分析合理的是 。
A.都只能在实验结束后，推测得氮气是无色气体
B.甲中燃烧匙伸入集气瓶太慢，测得空气中氧气的体积分数将偏大
C.乙中的瘪气球可以防止燃烧放热使橡皮塞弹出
D.乙比甲更节约能源
（3）能否将实验装置中的红磷换成碳粉?_______（填“能”或“否”），理由是___________________________________。
三、空气的污染与防治
例3 某市通过以下三种方式缓解空气污染，并初见成效。
A.电动出租车 B.垃圾清扫车 C.喷水雾汽车
（1）为了使空气更新,天空更蓝，你作为环保小卫士，认为推广使用上述方式的好处是_________________（任选一项回答）。
（2）空气污染严重损害人体健康，影响作物生长，破坏生态平衡。引起空气污染的有害气体种类较多，请举一例____________________（用化学式表示）。
（3）你认为改善空气质量的措施正确的是________。
a.推广使用新能源
b.加强企业排污管理
c.雾霾多发天气，实行私家车限号出行
解析：（1）电动出租车出行时不排放尾气，从而减少空气污染；垃圾清扫车能减少垃圾的量，同时减少扬尘，有利于保护环境；喷水雾汽车是向空气中喷水，有利于减少空气中粉尘或可吸入颗粒物的含量。（2）引起空气污染的有害气体主要有一氧化碳（CO）、二氧化氮（NO2）和二氧化硫（SO2）等。（3）推广使用新能源可减少化石燃料的使用从而减少有害物质的排放；加强企业排污管理能减少污染物的排放，如有害气体和可吸入颗粒物的排放，有利于保护环境；实行私家车限号出行可减少汽车尾气的排放，有利于保护空气。
答案：（1）减少汽车尾气排放（或清扫路面，减少扬尘或降低空气中粉尘或可吸入颗粒物的含量） （2）SO2（或CO或NO2或O3） （3）abc
跟踪训练3 下表是空气污染指数与质量级别，质量状况的对应关系
空气污染指数
0～50
51～100
101～200
201～300
>300
空气质量状况
优
良
轻度污染
中度污染
重度污染
空气质量级别
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
（1）某日，我市的空气污染指数为65～72。根据以上信息，我市当天的空气质量状况为________；空气质量级别为_________。
（2）环境保护是我国的一项基本国策，空气的净化日益受到人们的关注，下列各种物质暂不列入空气污染物的是（ ）
A. 一氧化碳 B. 二氧化碳 C氮氧化物 D. 可吸入颗粒物
四、化学式与化合价
例4 （2019•四川遂宁节选）亚硝酸钠（NaNO2）常用作食品的发色剂和防腐剂，超标会危害人体健康。亚硝酸钠中N元素的化合价是___________。
解析：亚硝酸钠中钠元素为+1价，氧元素为-2价，设N元素的化合价为x。根据化合物中各元素的正、负化合价的代数和为零，（+1）+x+（-2）×2=0，解得x=+3。
答案：+3
例5 （2019•四川攀枝花）某同学制作的试剂标签如下，其中化学式书写不正确的是（ ）
A. B. C. D.
解析：氧化镁中，镁元素显+2价，氧元素显-2价，化学式为MgO，故A正确；氢氧化钾中，钾元素显+1价，氢氧根显-1价，化学式为KOH，故B正确；氯化铝中，铝元素显+3价，氯元素显-1价，化学式为AlCl3，故C错误；硝酸钠中，钠元素显+1价，硝酸根显-1价，化学式为NaNO3，故D正确。
答案：C
跟踪训练4 （2019•山东泰安）“天宫二号”太空舱利用NiFe2O4作催化剂将航天员呼出的二氧化碳转化为氧气。已知Fe元素的化合价为+3价，则Ni元素的化合价为（ ）
A.+1 B.+2 C.+3 D.+4
跟踪训练5 某同学在学习中构建了“氯及其化合物的价、类关系图”。（注：由两种元素组成，且一种是氧元素的化合物叫氧化物）
（1）已知由氯元素组成的单质是双原子分子，写出图中A点对应物质的化学式： 。
（2）与图中的点对应物质类别不相符合的化学式所表示的物质名称是 。
（3）在纯净物中，根据 ，可以把它们分成单质和化合物。
（4）NaCl是由 （填“分子”“原子”或“离子”）构成的。
（5）请写出B点对应的物质的化学式_________。
五、根据化学式的计算
例6 芳纶是一种新型高科技特种纤维，可由间苯二甲酰氯和间苯二胺缩聚而成。其中，间苯二胺的化学式是C6H8N2。试回答:
（1）间苯二胺由__________种元素组成。
（2）间苯二胺分子中，H、N两种原子的个数之比为__________（最简整数比）。
（3）间苯二胺中，碳元素和氢元素的质量之比为__________（最简整数比）。
（4）间苯二胺中，所含元素质量分数最小的元素是_________（写元素符号）。
解析：根据化学式我们能知道物质由哪些元素组成，组成物质元素原子的个数比，组成物质元素的质量比等。
答案：（1）三 （2）4∶1 （3）9∶1 （4）H
跟踪训练6 （2019·山东德州）甲醇是一种无色、有特殊香味、易挥发的液体，可用于制造甲醛和农药等。已知:甲醇由碳、氢、氧三种元素组成，其中氢元素的质量分数为12.5%，氧元素的质量分数为50%；一个甲醇分子中含有4个氢原子。请通过计算回答下列问题：
（1）甲醇的相对分子质量是__________。
（2）一个甲醇分子中含氧原子的个数是____。
六、化学符号周围数字的含义
例7 （2019·山东泰安）对下列化学用语中数字“2”含义的说法正确的是（ ）
A. 表示离子个数的是⑤⑥
B. 表示分子中原子个数的是③⑦
C. 表示离子所带电荷数的是④⑤
D. 表示分子个数的是①②
解析：“2H”中的“2”表示2个氢原子；“2NH3”中的“2”表示2个氨分子；“SO2”中的“2”表示每个二氧化硫分子中含有2个氧原子；“”中的“2”表示氧化铜中铜元素的化合价是+2；“Mg2+”中的“2”表示每个镁离子带有2个单位正电荷；“2OH-”中的“2”表示2个氢氧根离子；“H2O”中的“2”表示每个水分子中含有2个氢原子。
答案：B
跟踪训练7 下列符号与符号表示的含义不相符合的是（ ）
A.Al3+：一个铝离子带3个单位正电荷
B.NO2：一个二氧化氮分子中含有两个氧原子
C.2Na：两个钠分子
D.：氧化镁中镁元素的化合价为+2
七、氧气的制取和性质
例8 （2019·山东青岛）下列关于氧气的说法正确的是（ ）
A.氧气具有可燃性，可以支持燃烧
B.水生动物能在水中生存是因为氧气易溶于水
C.工业上利用分离液态空气的方法制取氧气
D.氧气的化学性质很活泼，常温下能与所有物质发生化学反应
解析：氧气具有助燃性，可以支持燃烧，不具有可燃性，A错误；水生动物能在水中生存是因为水中溶有一定量的氧气，氧气能供给呼吸，不能说明氧气易溶于水，B错误；空气中含有大量的氧气，工业上利用分离液态空气的方法制取氧气，C正确；氧气的化学性质比较活泼，常温下能与某些物质发生化学反应，但并不是与所有物质都能反应，D错误。
答案：C
例9 实验室中，利用下列装置可以制取某些气体，请回答下列问题。
A B C D E
（1）写出带标号的仪器的名称：①_________；②_________。
（2）向气体发生装置内加入药品前，应该进行的操作是_______________。
（3）实验室若用高锰酸钾制取氧气，选择的气体发生装置是________；收集装置是_____________。
（4）若选用A装置制备气体时应考虑的因素是_______________________，试管口要略向下倾斜的原因是__________________；能用C装置收集的气体，必须具备的性质是________________________________。
（5）乙炔又称电石气，是一种无色、无味、密度比空气略小，难溶于水的气体。工业上常用它燃烧产生的高温来切割和焊接金属，实验室用电石（固体）与水反应制取乙炔。你认为制取乙炔应选择的发生装置是__________；收集装置是_________。
解析：（1）仪器的名称：①铁架台、②集气瓶。
（2）向气体发生装置内加入药品前，应该进行的操作是检查装置气密性。
（3）实验室用高锰酸钾制取氧气的反应物是固体，反应条件是加热，氧气的密度比空气大，不易溶于水，所以选择的发生装置是A,收集装置是D或E。
（4）选择气体发生装置的考虑的因素是反应物的状态和反应条件，试管口要略向下倾斜的原因是防止固体受热时放出的水蒸气冷凝后回流到热的试管底部，炸裂试管,C装置收集气体的方法是向下排空气法，所以能用C装置收集的气体，必须具备的性质是密度比空气小且不与空气中的物质反应。
（5）实验室制取乙炔的反应物是固体和液体，反应条件是常温，乙炔密度比空气略小，不溶于水，所以制取乙炔应选择的发生装置是B ，收集装置是E。
答案：（1）铁架台 集气瓶
（2）检查装置的气密性
（3）A D或E
（4）反应物是固体，反应条件要加热 防止固体受热时放出的水蒸气冷凝后回流到热的试管底部，炸裂试管 密度比空气小且不与空气中的物质反应
（5）B E
跟踪训练8 （2019•辽宁本溪）请根据如图回答问题。
A B C D E F
（1）仪器①的名称是_________。
（2）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，反应的文字表达式为__________________________。若用图E装置收集氧气，当观察到导管口的气泡________________时，再把导管口伸入盛满水的集气瓶。
（3）用收集的氧气完成木炭燃烧的实验（如图F所示），观察到的现象是___________________________。
（4）通常状况下，甲烷是一种无色无味的气体，难溶于水，密度比空气小。实验室常用醋酸钠和碱石灰两种固体混合物加热制得甲烷气体。制取甲烷的发生装置可选用___________（填字母，下同），收集装置可选用____________。
参考答案
要点回顾
一、空气的成分
1.（1）约78% （2）铜+氧气氧化铜 4/5 1/5 混合
2.（1）降温加压 沸点 氮气 物理 （2）支持燃烧 医疗 硝酸和氮肥 保护气
3.相对稳定 有害气体 烟尘
4.（1）二氧化硫 一氧化碳 二氧化氮 可吸入颗粒物 （2）越低 越好
二、氧气
（一）（1）过氧化氢（H2O2） 二氧化锰 （2）过氧化氢水+氧气
（3）带火星 内 复燃 （4）带火星 口 复燃 大气泡 逸出
2.改变 质量 化学性质
（二）1.无色 无味 大 不易
2.（1）碳+氧气二氧化碳 白光 浑浊
（2）铁+氧气四氧化三铁 火星四射 黑色固体 生成的高温熔融物炸裂集气瓶底部
（3）石蜡+氧气二氧化碳+水 白光 水雾 浑浊
3.（1）两 氧
（2）氧气 缓慢氧化
三、物质组成的定量表示
（一）1.元素符号 数字
2.二氧化碳 碳 氧 二氧化碳 1个碳原子 2个氧原子
3.（1）元素符号 Fe He （2）原子个数 N2 O2
4.（1）2个水分子 （2）每个水分子中含有2个氢原子
（二）1.电子 共用电子对
2.（1）0 （2）0 （3）正 负 （4）+1 -2 （5）不同
3.（1）左边 右边 （2）最小公倍数 （4）右下角 （5）正价总数 负价总数
（三）1.1×2+16×1=18
2.（1×2）∶（16×2）=2∶32=1∶16
3.×100%=75%
跟踪训练
1.D 解析：空气中有氧气、氮气等物质，是一种宝贵的资源；“人造空气”中的氮气含量70%，空气中氮气大约占78%，相比空气，“人造空气”中的氮气含量低；液态氮气汽化吸收热量可做制冷剂；氧气没有可燃性，不可用作燃料，故D错误。
2.（1）BD （2）磷+氧气五氧化二磷 BC （3）否 碳粉会与氧气反应生成二氧化碳气体
解析：（1）测定空气中氧气含量的实验原理为消耗密闭体系内氧气的含量，利用压强差的变化（体积减小）来测定氧气含量，因此这样的物质只能与氧气反应，且生成物不能占据密闭体系的空间（如固体）。
（2）红磷燃烧的文字表达式为磷+氧气五氧化二磷。空气是一种无色无味的气体，氮气是空气中含量最多的气体，因而不需要任何实验就可知氮气是一种无色气体，故A分析不合理；甲中燃烧匙伸入集气瓶太慢，燃烧生成的热使气体膨胀，使装置中的气体减少，测得空气中氧气的体积分数将偏大，故B分析合理；乙中红磷燃烧时放出大量的热，使装置中气体膨胀，瘪气球可以防止燃烧放热使橡皮塞弹出，故C分析合理；乙和甲都需要加热才可使红磷燃烧，无法区分哪个更节约能源，故D分析不合理。
（3）碳粉与氧气反应生成的二氧化碳是一种气体，会使反应结束后装置内气体的体积偏大，从而对实验结论造成影响。
3.（1）良 Ⅱ （2）B
解析：CO2是引起温室效应的主要气体,不是空气污染物。
4.B
5.（1）Cl2 （2）氯酸钾 （3）组成元素种类的异同 （4）离子 （5）ClO2
解析:（1）A点对应物质分别是氯元素形成的单质，氯气属于气态非金属单质，在元素符号的右下角写上表示分子中所含原子数的数字，其化学式为Cl2。（2）氯酸钾是由钾、氯、氧三种元素组成的化合物，不属于氧化物。（3）在纯净物中，根据组成元素种类的异同，可以把它们分成单质和化合物。
（4）氯化钠是含有金属元素和非金属元素的化合物，氯化钠是由钠离子和氯离子构成的。（5）据题意可知，B点对应的是氯元素的氧化物，其中氧元素是-2价，氯元素的化合价是+4，因此二者组成的氧化物的化学式是ClO2。
6.（1）32 （2）1
解析：（1）根据氢元素的质量分数为12.5%，氧元素的质量分数为50%，且一个甲醇分子中含有4个氢原子判断甲醇的化学式中H、O元素原子个数比为4∶1，进而判断甲醇的化学式为CH4O，其相对分子质量是32。（2）根据甲醇的化学式为CH4O判断一个甲醇分子中含氧原子的个数是1。
7.C 解析：元素符号前面写数字，表示“几个原子”。2Na中的2表示两个钠原子，不是分子。
8.（1）锥形瓶 （2）过氧化氢氧气+水 连续均匀冒出
（3）剧烈燃烧、发出白光、放出热量 （4）A D或E
第四单元 我们周围的空气
复习课
复习目标
1.通过复习空气的组成及其空气质量日报，让学生学会空气中氧气含量的探究方法。
2.通过复习氧气的性质，让学生形成“物质的性质决定物质用途”的观点。
3.通过复习氧气的实验室制法，让学生初步学会选择药品、分析反应原理、选择发生装置和收集装置、检验及其验满等方法思路。
4.通过复习物质组成的表示方法，让学生弄清化学式的意义、书写方法、读法及其有关化学式的计算。
要点回顾
一、空气的成分
1.空气的组成
（1）空气的主要成分及其含量
主要成分
氮气
氧气
稀有气体（主要为氩气）
二氧化碳
其他
含量
_______
约21%
约0.934%
约0.034%
约0.002%
【易错点】空气中各成分的含量是指体积分数，而不是质量分数。
（2）测定空气中氧气的含量
“测定空气中氧气的含量”实验中，所发生的反应的文字表达式为_________，实验现象：铜粉由红色变成黑色。注射器内剩余气体的体积为原体积的_____________；实验结论：氧气约占空气体积的_______________，空气是_________物。
2.空气是一种重要的资源
（1）工业制氧
在工业上首先通过_________，使空气液化，然后加热液态空气，利用空气中氧气、氮气、稀有气体的_________不同，使其在不同温度下汽化，从而将各种气体分离出来。首先出来的是_________，发生_________变化。
（2）氧气、氮气、稀有气体的用途
物质
用途
氧气
供给呼吸、_________、_________、焊接金属
氮气
生产_________、制冷剂、食品保鲜
稀有气体
_________、电光源
3.关注空气质量
通常情况下，空气中各成分所占比例保持_________，但随着人类活动的增加，特别是工业生产和交通运输产生的废气源源不断地排放，使空气中_________和_________的含量不断增加，造成了空气污染。
4.认识空气质量报告
（1）目前计入空气污染指数的项目暂定为_________、_________、_________、_________等。
（2）空气污染指数越小，表示空气中污染物含量 ，空气质量 。
二、氧气
（一）氧气的实验室制法
（1）药品：实验室中常用_______溶液和_______制取氧气，也可用高锰酸钾（K2MnO4）或氯酸钾（KClO3）制取氧气。
（2）原理：_____________________。
（3）检验方法：将_______的木条放在盛有待测气体的集气瓶_______，若木条_________，说明所盛气体为氧气。
（4）验满方法：用向上排空气法收集时，将_________的木条平放在集气瓶_______，若木条_______，说明已收集满；用排水法收集时，当看到有_______从集气瓶口向外_______时，说明氧气已收集满。
2.催化剂
能_______其他物质的化学反应速率，而其本身的_______和_______在化学反应前后都不发生变化的物质叫催化剂。
（二）氧气的性质
1.氧气的物理性质
在通常状况下，氧气是一种_________、_________的气体，密度比空气的密度_________，_________溶于水。
2.氧气的化学性质
化学反应
文字表达式
现象及易错点
（1）木炭在氧气中燃烧
______________
剧烈燃烧，发出_______，放热，生成能使澄清石灰水变_______的气体
（2）铁在氧气中燃烧
______________
①剧烈燃烧，_______，放热，生成一种_______；②集气瓶底部放一层细沙或少量水的目的：防止_____________
_____________
（3）蜡烛在氧气中燃烧
______________
蜡烛在氧气中剧烈燃烧，放出热量，发出_______，如在火焰上方罩一个冷而干燥的烧杯，烧杯内壁有_______；烧杯迅速倒转，倒入澄清石灰水，振荡，石灰水变_______
3.氧化物与氧化反应
（1）氧化物：由_______种元素组成，且其中一种是_______元素的化合物。
（2）氧化反应：物质与_______发生的反应属于氧化反应；进行得非常缓慢，甚至不易被发现的氧化反应叫_______。
三、物质组成的表示
（一）化学式及其意义
1.化学式
用_______和_______表示物质组成的式子叫作化学式。
2.化学式的意义
意义
举例（以CO2为例）
宏观
表示一种物质
表示_______
表示该物质的组成
表示二氧化碳是由_______元素、_______元素组成的
微观
表示该物质的一个分子
表示一个_______分子
表示该物质的分子构成
表示每个二氧化碳分子是由_______和_______构成的
3.单质化学式的写法
（1）由原子直接构成的单质（如金属单质、稀有气体单质、非金属固态单质），用_______直接表示。（例如：铁用_______表示、氦气用_______表示）
（2）由分子构成的单质要在相应元素符号的右下角写出分子中含有的_______。（例如：氮气用_______表示，氧气用_______表示）
4.化学式周围数字的含义
（1）化学式前面的数：表示分子的个数，如“2H2O”表示_______。
（2）化学式右下角的数：表示每个分子中所含原子个数，如，“H2O”中的“2”表示____________________________。
（二）化合价与化学式
1.化合价的确定
在化合物中，元素的化合价是由这种元素的一个原子得到或失去_______的数目，或形成________的数目决定的。
2.化合价的规律
（1）在化合物中，各元素的正、负化合价的代数和为_______。
（2）单质中元素的化合价为_______。
（3）在化合物中，金属元素显_______价，非金属元素显_______价。
（4）在化合物中，氢元素通常显_______价，氧元素通常显_______价。
（5）一些元素在不同物质中可显示_______的化合价，有些元素在同一物质中也可以显示不同的化合价。
3.依据化合价书写化学式
（1）写出化合物中各元素的符号，通常正价元素写在_______，负价元素写在_______。
（2）求出两种元素的正、负化合价绝对值的_______。
（3）求各元素的原子数：
（4）把原子数写在相应各元素符号的_______，即得化学式。
（5）检查化学式。计算_______与_______的代数和是否等于0。
（三）物质组成的定量表示
以化学式XmYn为例，其中X的相对原子质量为A，Y的相对原子质量为B。
1.化学式量
化学式量（相对分子质量）是化学式中各原子的相对原子质量的总和。则XmYn的相对分子质量= A×m+B×n。据此，H2O的相对分子质量=_______。（写出计算过程，下同）
2.元素质量比
化合物中各元素的质量比是该物质的化学式中各元素原子的相对原子质量与其相应原子个数的乘积比。XmYn中X与Y的质量比=（A×m）∶（B×n），则H2O2中氢元素与氧元素的质量比=_________。
3.元素的质量分数
化合物中某元素的质量分数是该化合物中该元素的质量与组成该化合物的各元素的总质量之比。XmYn中X的质量分数=×100%，则CH4中碳元素的质量分数=________。
本单元热点题型
一、空气的组成及所含成分的用途
例1 （2019·山东烟台）空气是一种宝贵的自然资源。下列有关空气的说法错误的是（ ）
A.空气中的氧气主要来源于植物的光合作用
B.空气中氧气的质量分数约为21%
C.氮气的化学性质不活泼，可用于食品的防腐
D.目前计入空气污染指数的有害气体主要包括SO2、CO、NO2以及臭氧等
解析：空气中氧气的体积分数约为21%，B错误。
答案：B
跟踪训练1 “人造空气”帮助人类实现了“太空漫步”的梦想，按体积计算，其中含有70%的N2、20%以上的O2还有CO2。下列说法中错误的是（ ）
A.空气是一种宝贵的资源
B.相比空气，“人造空气”中的氮气含量低
C.液态氮气是很好的制冷剂
D.氧气可用作火箭发射的燃料
二、空气中氧气含量的测定
例2 如图所示是某同学测定空气中氧气含量的装置，玻璃管中装的是细铜丝。
（1）未加热时，铜丝呈________色，加热一段时间后呈_______色。
（2）若加热前，两注射器组成的密闭系统中有30 mL空气，停止加热冷却到室温后，理论上密闭容器中剩余的气体的体积为_____ mL，由此证明空气中氧气约占空气总体积的_________。
（3）在加热过程中，交替缓慢推动两个注射器的目的是______________。
（4）不同的同学在做上述实验时结果差别较大，甲同学最后剩余气体
26 mL，你认为可能的原因有哪些？
① _________________________________；
② _________________________________。
解析：（1）加热时，红色的铜与氧气发生反应生成黑色的氧化铜。
（2）停止加热冷却到室温后，理论上密闭容器中剩余的气体的体积为
30 mL﹣30 mL×＝24 mL，由此证明空气中氧气约占空气总体积的五分之一。
（3）为使氧气与铜丝充分接触完全耗尽，应交替缓慢推动两个注射器。
（4）最后剩余气体的体积超过24 mL，有可能是装置漏气、铜的量不足或加热温度不高等原因造成的。
答案：（1）红 黑 （2）24 （3）使氧气与铜丝充分接触 （4）装置漏气 铜的量不足
跟踪训练2 （实验探究题）某小组对测定空气中氧气体积分数的实验进行了如下实验。
甲 乙
（1）选用汞、磷、铜等物质均可以完成该实验，选择反应物的依据是 。
A.反应物是固体
B.在空气中反应且只消耗氧气
C.燃烧有明显现象
D.生成物不是气体
（2）用甲、乙两套装置进行实验（红磷充足、装置不漏气）。红磷燃烧的文字表达式是 ，下列有关分析合理的是 。
A.都只能在实验结束后，推测得氮气是无色气体
B.甲中燃烧匙伸入集气瓶太慢，测得空气中氧气的体积分数将偏大
C.乙中的瘪气球可以防止燃烧放热使橡皮塞弹出
D.乙比甲更节约能源
（3）能否将实验装置中的红磷换成碳粉?_______（填“能”或“否”），理由是___________________________________。
三、空气的污染与防治
例3 某市通过以下三种方式缓解空气污染，并初见成效。
A.电动出租车 B.垃圾清扫车 C.喷水雾汽车
（1）为了使空气更新,天空更蓝，你作为环保小卫士，认为推广使用上述方式的好处是_________________（任选一项回答）。
（2）空气污染严重损害人体健康，影响作物生长，破坏生态平衡。引起空气污染的有害气体种类较多，请举一例____________________（用化学式表示）。
（3）你认为改善空气质量的措施正确的是________。
a.推广使用新能源
b.加强企业排污管理
c.雾霾多发天气，实行私家车限号出行
解析：（1）电动出租车出行时不排放尾气，从而减少空气污染；垃圾清扫车能减少垃圾的量，同时减少扬尘，有利于保护环境；喷水雾汽车是向空气中喷水，有利于减少空气中粉尘或可吸入颗粒物的含量。（2）引起空气污染的有害气体主要有一氧化碳（CO）、二氧化氮（NO2）和二氧化硫（SO2）等。（3）推广使用新能源可减少化石燃料的使用从而减少有害物质的排放；加强企业排污管理能减少污染物的排放，如有害气体和可吸入颗粒物的排放，有利于保护环境；实行私家车限号出行可减少汽车尾气的排放，有利于保护空气。
答案：（1）减少汽车尾气排放（或清扫路面，减少扬尘或降低空气中粉尘或可吸入颗粒物的含量） （2）SO2（或CO或NO2或O3） （3）abc
跟踪训练3 下表是空气污染指数与质量级别，质量状况的对应关系
空气污染指数
0～50
51～100
101～200
201～300
>300
空气质量状况
优
良
轻度污染
中度污染
重度污染
空气质量级别
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
（1）某日，我市的空气污染指数为65～72。根据以上信息，我市当天的空气质量状况为________；空气质量级别为_________。
（2）环境保护是我国的一项基本国策，空气的净化日益受到人们的关注，下列各种物质暂不列入空气污染物的是（ ）
A. 一氧化碳 B. 二氧化碳 C氮氧化物 D. 可吸入颗粒物
四、化学式与化合价
例4 （2019•四川遂宁节选）亚硝酸钠（NaNO2）常用作食品的发色剂和防腐剂，超标会危害人体健康。亚硝酸钠中N元素的化合价是___________。
解析：亚硝酸钠中钠元素为+1价，氧元素为-2价，设N元素的化合价为x。根据化合物中各元素的正、负化合价的代数和为零，（+1）+x+（-2）×2=0，解得x=+3。
答案：+3
例5 （2019•四川攀枝花）某同学制作的试剂标签如下，其中化学式书写不正确的是（ ）
A. B. C. D.
解析：氧化镁中，镁元素显+2价，氧元素显-2价，化学式为MgO，故A正确；氢氧化钾中，钾元素显+1价，氢氧根显-1价，化学式为KOH，故B正确；氯化铝中，铝元素显+3价，氯元素显-1价，化学式为AlCl3，故C错误；硝酸钠中，钠元素显+1价，硝酸根显-1价，化学式为NaNO3，故D正确。
答案：C
跟踪训练4 （2019•山东泰安）“天宫二号”太空舱利用NiFe2O4作催化剂将航天员呼出的二氧化碳转化为氧气。已知Fe元素的化合价为+3价，则Ni元素的化合价为（ ）
A.+1 B.+2 C.+3 D.+4
跟踪训练5 某同学在学习中构建了“氯及其化合物的价、类关系图”。（注：由两种元素组成，且一种是氧元素的化合物叫氧化物）
（1）已知由氯元素组成的单质是双原子分子，写出图中A点对应物质的化学式： 。
（2）与图中的点对应物质类别不相符合的化学式所表示的物质名称是 。
（3）在纯净物中，根据 ，可以把它们分成单质和化合物。
（4）NaCl是由 （填“分子”“原子”或“离子”）构成的。
（5）请写出B点对应的物质的化学式_________。
五、根据化学式的计算
例6 芳纶是一种新型高科技特种纤维，可由间苯二甲酰氯和间苯二胺缩聚而成。其中，间苯二胺的化学式是C6H8N2。试回答:
（1）间苯二胺由__________种元素组成。
（2）间苯二胺分子中，H、N两种原子的个数之比为__________（最简整数比）。
（3）间苯二胺中，碳元素和氢元素的质量之比为__________（最简整数比）。
（4）间苯二胺中，所含元素质量分数最小的元素是_________（写元素符号）。
解析：根据化学式我们能知道物质由哪些元素组成，组成物质元素原子的个数比，组成物质元素的质量比等。
答案：（1）三 （2）4∶1 （3）9∶1 （4）H
跟踪训练6 （2019·山东德州）甲醇是一种无色、有特殊香味、易挥发的液体，可用于制造甲醛和农药等。已知:甲醇由碳、氢、氧三种元素组成，其中氢元素的质量分数为12.5%，氧元素的质量分数为50%；一个甲醇分子中含有4个氢原子。请通过计算回答下列问题：
（1）甲醇的相对分子质量是__________。
（2）一个甲醇分子中含氧原子的个数是____。
六、化学符号周围数字的含义
例7 （2019·山东泰安）对下列化学用语中数字“2”含义的说法正确的是（ ）
A. 表示离子个数的是⑤⑥
B. 表示分子中原子个数的是③⑦
C. 表示离子所带电荷数的是④⑤
D. 表示分子个数的是①②
解析：“2H”中的“2”表示2个氢原子；“2NH3”中的“2”表示2个氨分子；“SO2”中的“2”表示每个二氧化硫分子中含有2个氧原子；“”中的“2”表示氧化铜中铜元素的化合价是+2；“Mg2+”中的“2”表示每个镁离子带有2个单位正电荷；“2OH-”中的“2”表示2个氢氧根离子；“H2O”中的“2”表示每个水分子中含有2个氢原子。
答案：B
跟踪训练7 下列符号与符号表示的含义不相符合的是（ ）
A.Al3+：一个铝离子带3个单位正电荷
B.NO2：一个二氧化氮分子中含有两个氧原子
C.2Na：两个钠分子
D.：氧化镁中镁元素的化合价为+2
七、氧气的制取和性质
例8 （2019·山东青岛）下列关于氧气的说法正确的是（ ）
A.氧气具有可燃性，可以支持燃烧
B.水生动物能在水中生存是因为氧气易溶于水
C.工业上利用分离液态空气的方法制取氧气
D.氧气的化学性质很活泼，常温下能与所有物质发生化学反应
解析：氧气具有助燃性，可以支持燃烧，不具有可燃性，A错误；水生动物能在水中生存是因为水中溶有一定量的氧气，氧气能供给呼吸，不能说明氧气易溶于水，B错误；空气中含有大量的氧气，工业上利用分离液态空气的方法制取氧气，C正确；氧气的化学性质比较活泼，常温下能与某些物质发生化学反应，但并不是与所有物质都能反应，D错误。
答案：C
例9 实验室中，利用下列装置可以制取某些气体，请回答下列问题。
A B C D E
（1）写出带标号的仪器的名称：①_________；②_________。
（2）向气体发生装置内加入药品前，应该进行的操作是_______________。
（3）实验室若用高锰酸钾制取氧气，选择的气体发生装置是________；收集装置是_____________。
（4）若选用A装置制备气体时应考虑的因素是_______________________，试管口要略向下倾斜的原因是__________________；能用C装置收集的气体，必须具备的性质是________________________________。
（5）乙炔又称电石气，是一种无色、无味、密度比空气略小，难溶于水的气体。工业上常用它燃烧产生的高温来切割和焊接金属，实验室用电石（固体）与水反应制取乙炔。你认为制取乙炔应选择的发生装置是__________；收集装置是_________。
解析：（1）仪器的名称：①铁架台、②集气瓶。
（2）向气体发生装置内加入药品前，应该进行的操作是检查装置气密性。
（3）实验室用高锰酸钾制取氧气的反应物是固体，反应条件是加热，氧气的密度比空气大，不易溶于水，所以选择的发生装置是A,收集装置是D或E。
（4）选择气体发生装置的考虑的因素是反应物的状态和反应条件，试管口要略向下倾斜的原因是防止固体受热时放出的水蒸气冷凝后回流到热的试管底部，炸裂试管,C装置收集气体的方法是向下排空气法，所以能用C装置收集的气体，必须具备的性质是密度比空气小且不与空气中的物质反应。
（5）实验室制取乙炔的反应物是固体和液体，反应条件是常温，乙炔密度比空气略小，不溶于水，所以制取乙炔应选择的发生装置是B ，收集装置是E。
答案：（1）铁架台 集气瓶
（2）检查装置的气密性
（3）A D或E
（4）反应物是固体，反应条件要加热 防止固体受热时放出的水蒸气冷凝后回流到热的试管底部，炸裂试管 密度比空气小且不与空气中的物质反应
（5）B E
跟踪训练8 （2019•辽宁本溪）请根据如图回答问题。
A B C D E F
（1）仪器①的名称是_________。
（2）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，反应的文字表达式为__________________________。若用图E装置收集氧气，当观察到导管口的气泡________________时，再把导管口伸入盛满水的集气瓶。
（3）用收集的氧气完成木炭燃烧的实验（如图F所示），观察到的现象是___________________________。
（4）通常状况下，甲烷是一种无色无味的气体，难溶于水，密度比空气小。实验室常用醋酸钠和碱石灰两种固体混合物加热制得甲烷气体。制取甲烷的发生装置可选用___________（填字母，下同），收集装置可选用____________。
参考答案
要点回顾
一、空气的成分
1.（1）约78% （2）铜+氧气氧化铜 4/5 1/5 混合
2.（1）降温加压 沸点 氮气 物理 （2）支持燃烧 医疗 硝酸和氮肥 保护气
3.相对稳定 有害气体 烟尘
4.（1）二氧化硫 一氧化碳 二氧化氮 可吸入颗粒物 （2）越低 越好
二、氧气
（一）（1）过氧化氢（H2O2） 二氧化锰 （2）过氧化氢水+氧气
（3）带火星 内 复燃 （4）带火星 口 复燃 大气泡 逸出
2.改变 质量 化学性质
（二）1.无色 无味 大 不易
2.（1）碳+氧气二氧化碳 白光 浑浊
（2）铁+氧气四氧化三铁 火星四射 黑色固体 生成的高温熔融物炸裂集气瓶底部
（3）石蜡+氧气二氧化碳+水 白光 水雾 浑浊
3.（1）两 氧
（2）氧气 缓慢氧化
三、物质组成的定量表示
（一）1.元素符号 数字
2.二氧化碳 碳 氧 二氧化碳 1个碳原子 2个氧原子
3.（1）元素符号 Fe He （2）原子个数 N2 O2
4.（1）2个水分子 （2）每个水分子中含有2个氢原子
（二）1.电子 共用电子对
2.（1）0 （2）0 （3）正 负 （4）+1 -2 （5）不同
3.（1）左边 右边 （2）最小公倍数 （4）右下角 （5）正价总数 负价总数
（三）1.1×2+16×1=18
2.（1×2）∶（16×2）=2∶32=1∶16
3.×100%=75%
跟踪训练
1.D 解析：空气中有氧气、氮气等物质，是一种宝贵的资源；“人造空气”中的氮气含量70%，空气中氮气大约占78%，相比空气，“人造空气”中的氮气含量低；液态氮气汽化吸收热量可做制冷剂；氧气没有可燃性，不可用作燃料，故D错误。
2.（1）BD （2）磷+氧气五氧化二磷 BC （3）否 碳粉会与氧气反应生成二氧化碳气体
解析：（1）测定空气中氧气含量的实验原理为消耗密闭体系内氧气的含量，利用压强差的变化（体积减小）来测定氧气含量，因此这样的物质只能与氧气反应，且生成物不能占据密闭体系的空间（如固体）。
（2）红磷燃烧的文字表达式为磷+氧气五氧化二磷。空气是一种无色无味的气体，氮气是空气中含量最多的气体，因而不需要任何实验就可知氮气是一种无色气体，故A分析不合理；甲中燃烧匙伸入集气瓶太慢，燃烧生成的热使气体膨胀，使装置中的气体减少，测得空气中氧气的体积分数将偏大，故B分析合理；乙中红磷燃烧时放出大量的热，使装置中气体膨胀，瘪气球可以防止燃烧放热使橡皮塞弹出，故C分析合理；乙和甲都需要加热才可使红磷燃烧，无法区分哪个更节约能源，故D分析不合理。
（3）碳粉与氧气反应生成的二氧化碳是一种气体，会使反应结束后装置内气体的体积偏大，从而对实验结论造成影响。
3.（1）良 Ⅱ （2）B
解析：CO2是引起温室效应的主要气体,不是空气污染物。
4.B
5.（1）Cl2 （2）氯酸钾 （3）组成元素种类的异同 （4）离子 （5）ClO2
解析:（1）A点对应物质分别是氯元素形成的单质，氯气属于气态非金属单质，在元素符号的右下角写上表示分子中所含原子数的数字，其化学式为Cl2。（2）氯酸钾是由钾、氯、氧三种元素组成的化合物，不属于氧化物。（3）在纯净物中，根据组成元素种类的异同，可以把它们分成单质和化合物。
（4）氯化钠是含有金属元素和非金属元素的化合物，氯化钠是由钠离子和氯离子构成的。（5）据题意可知，B点对应的是氯元素的氧化物，其中氧元素是-2价，氯元素的化合价是+4，因此二者组成的氧化物的化学式是ClO2。
6.（1）32 （2）1
解析：（1）根据氢元素的质量分数为12.5%，氧元素的质量分数为50%，且一个甲醇分子中含有4个氢原子判断甲醇的化学式中H、O元素原子个数比为4∶1，进而判断甲醇的化学式为CH4O，其相对分子质量是32。（2）根据甲醇的化学式为CH4O判断一个甲醇分子中含氧原子的个数是1。
7.C 解析：元素符号前面写数字，表示“几个原子”。2Na中的2表示两个钠原子，不是分子。
8.（1）锥形瓶 （2）过氧化氢氧气+水 连续均匀冒出
（3）剧烈燃烧、发出白光、放出热量 （4）A D或E
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