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专题03+空气++氧气（讲义）-2024年中考化学一轮复习讲练测（全国通用）
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这是一份专题03+空气++氧气（讲义）-2024年中考化学一轮复习讲练测（全国通用），文件包含专题03空气氧气讲义原卷版docx、专题03空气氧气讲义解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共60页， 欢迎下载使用。
TOC \ "1-3" \p " " \h \z \u \l "_Tc31162" PAGEREF _Tc31162 \h 2
\l "_Tc28419" PAGEREF _Tc28419 \h 3
\l "_Tc3947" 考点一 空气 PAGEREF _Tc3947 \h 5
\l "_Tc20377" 【夯基·必备基础知识梳理】 PAGEREF _Tc20377 \h 5
\l "_Tc1097" 一、空气的成分及用途 PAGEREF _Tc1097 \h 5
\l "_Tc14910" 二、空气中氧气含量的测定 PAGEREF _Tc14910 \h 5
\l "_Tc16706" 三、空气的污染与防治 PAGEREF _Tc16706 \h 6
【提升·必考题型归纳】 \l "_Tc702" PAGEREF _Tc702 \h 7
\l "_Tc1824" 考向01 空气的成分 PAGEREF _Tc1824 \h 7
\l "_Tc31271" 考向02 空气的污染及其危害 PAGEREF _Tc31271 \h 8
\l "_Tc20607" 考向03 空气各组分的性质及用途 PAGEREF _Tc20607 \h 10
\l "_Tc28509" 考向04 空气中氧气含量的测定 PAGEREF _Tc28509 \h 11
\l "_Tc23683" 考点二 氧气的性质 PAGEREF _Tc23683 \h 14
\l "_Tc27007" 【夯基·必备基础知识梳理】 PAGEREF _Tc27007 \h 14
\l "_Tc28721" 1．物理性质 PAGEREF _Tc28721 \h 14
\l "_Tc4698" 2．化学性质 PAGEREF _Tc4698 \h 14
\l "_Tc2964" 【提升·必考题型归纳】 PAGEREF _Tc2964 \h 16
\l "_Tc14709" 考向01 氧气的化学性质 PAGEREF _Tc14709 \h 16
\l "_Tc31003" 考向02 物质燃烧的现象 PAGEREF _Tc31003 \h 18
\l "_Tc23676" 考向03 化合反应氧化反应的关系 PAGEREF _Tc23676 \h 19
\l "_Tc4305" 考点三 氧气的制法 PAGEREF _Tc4305 \h 21
\l "_Tc18457" 【夯基·必备基础知识梳理】 PAGEREF _Tc18457 \h 21
\l "_Tc5722" 一、氧气的工业制法 PAGEREF _Tc5722 \h 21
\l "_Tc15483" 二、氧气的实验室制法 PAGEREF _Tc15483 \h 21
\l "_Tc4062" 三、催化剂和催化作用 PAGEREF _Tc4062 \h 22
\l "_Tc6931" 【提升·必考题型归纳】 PAGEREF _Tc6931 \h 23
\l "_Tc9544" 考向01 氧气的工业制法 PAGEREF _Tc9544 \h 23
\l "_Tc3930" 考向02 实验室制取氧气的原理 PAGEREF _Tc3930 \h 25
\l "_Tc21125" 考向03 实验室制取氧气装置 PAGEREF _Tc21125 \h 26
\l "_Tc29333" 考向04 氧气的收集及检验 PAGEREF _Tc29333 \h 29
\l "_Tc19617" 考向05 制取氧气的操作步骤 PAGEREF _Tc19617 \h 31
\l "_Tc27382" 考向06 催化剂和催化作用 PAGEREF _Tc27382 \h 32
考点一 空气
一、空气的成分及用途
（1）空气的成分
空气是混合物，主要由氮气(N2)和氧气(O2)组成，在通常情况下，空气中各种成分的含量保持相对稳定。
（2）氧气用途
①供给呼吸（如登山、医疗、潜水等）
②支持燃烧（如炼钢、气焊、航空等）
（3）氮气用途
①作保护气（如汽车安全气囊、灯泡、食品袋等充氮气），利用N2化学性质不活泼；
②制硝酸和化肥；
③冷冻麻醉；
④制造低温环境。
（4）稀有气体用途
①电光源，利用稀有气体通电时能发出不同颜色的光。
②作保护气（焊接金属的保护气、灯泡内保护气），利用稀有气体化学性质很不活泼。
注意：“稀有气体”是一类气体的总称，不是一种气体。
二、空气中氧气含量的测定
（1）二百多年前，法国科学家拉瓦锡通过实验得出了空气是由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积eq \f(1,5)的结论。
（2）燃磷法测定空气中氧气含量的
Ⅰ、实验
Ⅱ、造成误差的原因
A、偏低：
①红磷不足
②装置气密性不好
③未冷却至室温打开止水夹
④导管中有部分水残留
B、偏高：
①点燃红磷后插入到集气瓶速度太慢（未及时塞紧橡皮塞）
②未夹紧止水夹（未使用止水夹）
Ⅲ、注意事项
a.测定时所用可燃物的选择：
一是该物质在空气中燃烧且只与氧气反应；
二是该物质燃烧的生成物为固体或液体，不能是气体；
b.不能使用木炭、硫、铁丝替代红磷的原因：
木炭、硫在空气中燃烧后的生成物均是气体，铁丝在空气中不燃烧。
三、空气的污染与防治
（1）空气污染物
空气的主要污染物有有害气体和粉尘。目前计入空气污染指数的项目暂定为：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。
【特别提醒】二氧化碳属于空气的组成成分，不是空气污染物。但二氧化碳的含量过高，会加剧温室效应。
（2）空气污染的危害：
①严重影响人体健康；
②影响农作物生长；
③破坏生态环境，其中全球气候变暖、臭氧层破坏和酸雨等也都与空气污染有关。
（3）防治空气污染：
①加强大气质量监测，改善环境状况；
②减少使用化石燃料，使用清洁能源；
③积极植树造林种草；
④禁止露天焚烧垃圾等。
【特别提醒】目前，我国采取的空气质量等级分为五级，等级越低，空气污染指数数值越小，即空气质量越好，越有利于人体健康。
1.氮气常温下性质稳定，不代表不能与其他物质反应。事实上在一定条件下N2能与H2、O2及活泼金属反应。
2. CO2不是空气的污染物。但是会引起温室效应。
3. 稀有气体通电发出有色光属于物理性质
考向01 空气的成分
【例1】（2023•沂水县二模）中国对大深度载人潜水器“蛟龙号”的研制取得了世界瞩目的成绩，实现了我国挺进深蓝的宏伟目标。乘蛟龙号下潜的科研人员，他们的呼吸环境必须注意调节的是（ ）
A．N2、H2O和稀有气体的含量
B．N2、H2O和CO2的含量
C．O2、H2O和H2的含量
D．O2、H2O和CO2的含量
【答案】D
【分析】根据人体在呼吸的过程中，吸收氧气呼出二氧化碳和水蒸气进行分析。
【解析】人体在呼吸的过程中，吸收氧气呼出CO2和水蒸气，在密闭的环境中必须注意调节O2、CO2和H2O的含量。
故选：D。
【变式1-1】（2023•潍坊模拟）（多选）2021年6月17日，三名中国航天员先后进入天和核心舱，标志着中国人首次进入自己的空间站。目前空间站内的氧气主要是通过电解水方式获得，然后将氧气与储备的氮气以一定体积比混合成“人造空气”（约21%的氧气，78%的氮气，控制二氧化碳的含量低于0.7%），保证舱内大气的总压与氧气分压相对稳定。下列说法正确的是（ ）
A．21%的氧气和78%的氮气指气体的体积分数
B．带火星的木条在“人造空气”中不会立即复燃
C．可用木炭测定“人造空气”中的氧气含量
D．“人造空气”与空气成分完全相同
【答案】AB
【分析】A、根据空气的组成考虑；
B、根据人造空气的组成中含有氧气考虑；
C、根据测氧气含量的方法考虑；
D、根据人造空气组成考虑。
【解析】A、21%和78%指气体的体积分数，故A正确；
B、人造空气”中氧气占21%，与空气中含量一样，所以燃着的木条放在“人造空气”中不会立即熄灭，故B正确；
C、木炭燃烧生成二氧化碳气体，不能用木炭燃烧法测定“人造空气”中的氧气含量，故C错误；
D、人造空气”中21%的氧气，78%的氮气，控制二氧化碳的含量低于0.7%，空气中二氧化碳的含量低于0.03%，所以与空气中成分不完全相同，故D错误。
故选：AB。
【变式1-2】（2023•九台区模拟）在受到猛烈撞击时，汽车安全气囊内的物质瞬间分解，产生空气中含量较高且化学性质比较稳定的气体。该气体是（ ）
A．氮气B．氧气C．二氧化碳D．稀有气体
【答案】A
【分析】熟记空气中各成分及体积分数，就能解决这一题目。
【解析】空气中各成分及体积分数为：氮气78%、氧气21%、稀有气体0.94%、二氧化碳0.03%、水蒸气和杂质0.03%．所以空气中含量最多的气体是氮气，并且化学性质比较稳定。
故选：A。
考向02 空气的污染及其危害
【例2】（2023•南京雨花区一模）空气是一种宝贵的资源，下列有关空气的说法正确的是（ ）
A．空气中的氮气约占空气总质量的78%
B．空气中的主要污染物有：SO2、CO、CO2、可吸入颗粒物等
C．空气中的稀有气体化学性质不活泼，没有任何用处
D．空气质量日报中，空气质量级别越大，空气质量状况越差
【答案】D
【分析】A.根据空气中的氮气约占空气总体积的78%进行分析；
B.根据二氧化碳的性质进行分析；D.根据空气质量级别和空气污染指数的关系进行分析。
C.根据物质的用途进行分析；
D.根据空气质量级别和空气质量状况的关系进行分析。
【解析】A.空气中的氮气约占空气总体积的78%，而不是质量，故A错误；
B.二氧化碳无毒，不会造成空气污染物，故B错误；
C.空气中的稀有气体化学性质虽不活泼，但不是没有任何用处，比如稀有气体可以作保护气，故C错误；
D.空气质量日报中，空气质量级别越大，说明含有的污染物越多，所以空气质量状况越差，故D正确；
故选：D。
【变式1-1】（2023•渭南模拟）“生态文明与绿色发展”为城市生态文明建设注入了新的内涵。下列做法不利于生态文明城市建设的是（ ）
A．实施绿化工程，防治扬尘污染
B．加强大气质量监测，狠抓治污减污
C．垃圾分类处理，回收可再生资源
D．大量燃放烟花爆竹，增添节日喜庆气氛
【答案】D
【分析】防治环境污染的措施有：实施绿化工程，防治扬尘污染；加强大气质量监测，狠抓治污减污；垃圾分类处理，回收可再生资源；工厂排放的废气经过处理再排放；植树造林；合理开发新能源；禁止燃放烟花爆竹等。
【解析】A、实施绿化工程，防治扬尘污染，利于生态文明城市建设，不符合题意，故选项错误；
B、加强大气质量监测，狠抓治污减污，利于生态文明城市建设，不符合题意，故选项错误；
C、垃圾分类处理，回收可再生资源，利于生态文明城市建设，不符合题意，故选项错误；
D、大量燃放烟花爆竹生成有害气体和烟尘，不利于生态文明城市建设，符合题意，故选项正确；
故选：D。
【变式1-2】（2023年湖南省长沙市雨花区华益中学中考一模）空气是一种宝贵的资源，下列有关空气的说法正确的是
A. 空气中的氮气约占空气总质量的78%
B. 空气中的主要污染物有：SO2、CO、CO2、可吸入颗粒物等
C. 空气中的稀有气体化学性质不活泼，没有任何用处
D. 空气质量日报中，空气质量级别越大，空气质量状况越差
【答案】D
【解析】A、氮气约占空气体积的78%，不是质量，不符合题意；
B、二氧化硫、一氧化碳、可吸入颗粒物属于空气污染物，二氧化碳是空气的组成成分之一，不属于空气污染物，不符合题意；
C、空气中的稀有气体化学性质不活泼，可作保护气，且稀有气体通电时能发出不同颜色的光，可制成多种用途的电光源，不符合题意；
D、空气质量日报中，空气质量级别越大，空气质量状况越差，符合题意。
故选D。
考向03 空气各组分的性质及用途
【例3】（2023年湖北省荆州市中考）空气是人类生产活动的重要资源。下列有关空气成分的说法错误的是（ ）
A. 氧气可以支持可燃物燃烧
B. 氮气不与任何物质发生化学反应
C. 二氧化碳在蔬菜大棚中作气体肥料
D. 稀有气体可制成多种用途的电光源
【答案】B
【解析】A、氧气具有助燃性，可以支持可燃物燃烧，选项正确，不符合题意；
B、氮气化学性质不活泼，通常情况下与大多数物质不发生化学反应，但不是不与任何物质发生化学反应，如氮气和镁在点燃的条件下可以生成氮化镁，选项错误，符合题意；
C、植物光合作用过程中，可以将二氧化碳和水转化为氧气和有机物，故二氧化碳可以在蔬菜大棚中作气体肥料，选项正确，不符合题意；
D、稀有气体在通电的条件下可以发出不同颜色的光，故稀有气体可以制成多种用途的电光源，选项正确，不符合题意；
故选B。
【变式3-1】（2023年江苏·统考二模）下列气体性质较为稳定，常用作粮食、瓜果保护气的是（ ）
A．氧气B．氢气C．氮气D．一氧化碳
【答案】C
【解析】A、氧气性质活泼，易于其他成分发生反应，不能做保护气，说法错误；
B、氢气具有可燃性，化学性质活泼，不能做保护气，说法错误；
C、氮气化学性质稳定，可以做保护气，说法正确；
D、一氧化碳有毒，而且化学性质活泼，不能做保护气，说法错误。
故选C。
【变式3-2】（2023年江西抚州·统考一模）下列关于空气及其成分的说法错误的是（ ）
A．稀有气体可以制成多种用途的电光源
B．CO2含量高会促进大棚蔬菜的光合作用
C．N2用作薯片的保护气
D．O2可以支持所有的物质燃烧
【答案】D
【解析】A、稀有气体通电后发出不同颜色的光可制成多种用途的电光源，故A说法正确；
B、CO2是光合反应的原料，适当增加CO2浓度可以提高光合作用强度，故B说法正确；
C、氮气化学性质稳定，所以可以用作薯片的保护气，故C说法正确；
D、O2具有助燃性，但不能支持没有可燃性的物质燃烧，比如二氧化碳，故D说法错误。
故选D。
考向04 空气中氧气含量的测定
【例4】（2023年北京顺义·统考一模）用如图装置可测定空气中氧气的含量。下列对该实验的认识不正确的是（ ）
A．红磷的量对实验结果无影响B．冷却到室温才能打开弹簧夹
C．该实验所用的红磷不可用木炭替代D．最终观察到集气瓶中液面最终上升至1处
【答案】A
【解析】A、红磷的量对实验结果有影响，若红磷不足，不能将装置内氧气完全消耗，测量结果偏小，对该实验的认识不正确，符合题意；
B、冷却到室温才能打开弹簧夹，否则由于温度偏高，容器内气压偏大，测量结果偏小，对该实验的认识正确，不符合题意；
C、该实验所用的红磷不可用木炭替代，原因是木炭在空气中燃烧生成二氧化碳，容器内气压几乎不变小，水不能倒流，不能测量出空气中氧气的含量，对该实验的认识正确，不符合题意；
D、由于空气中氧气按体积计算，氧气约占空气体积的eq \f(1,5)，最终观察到集气瓶中液面最终上升至1处，对该实验的认识正确，不符合题意。
故选A。
【变式4-1】（2023年湖南省衡阳市中考）拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。某兴趣小组利用氧气传感器来检测足量红磷燃烧过程中氧气的含量，如图所示，下列判断正确的是（ ）
A．a点时容器内氮气体积分数为85%
B．容器内物质总质量：b点>c点
C．氧气有剩余，说明物质燃烧时氧气必须达到一定浓度
D．此实验测得空气中氧气的质量分数为18%
【答案】C
【解析】A、由曲线图可知：a点时容器内氧气的体积分数为15%。故容器内其余气体（氮气、稀有气体、二氧化碳等）的浓度为85%，故氮气体积分数小于85%，故A错误，不符合题意；
B、由图可知，反应是在密闭容器中进行的，故根据质量守恒定律，反应前后物质的质量不变，故容器内物质总质量：b点=c点，故B错误，不符合题意；
C、由曲线图可知：反应停止时，容器内剩余3%体积分数的氧气，由于红磷足量，故氧气有剩余，说明物质燃烧时氧气必须达到一定浓度，故C正确，符合题意；
D、由曲线图可知：反应过程中氧气的体积分数减小18%，且不是质量分数，故D错误，不符合题意。
故选：C。
【变式4-2】（2023年云南·统考中考真题）仿照法国化学家拉瓦锡定量研究空气成分的原理，利用如图装置测定空气中氧气的含量，燃烧匙中应盛放的药品是（ ）
A．铁丝B．木炭C．红磷D．硫粉
【答案】C
【解析】A.因为铁丝不能在空气燃烧，故A错误；
B.木炭燃烧会生成二氧化碳导致两边压强变化不明显，故B错误；
C.红磷燃烧会消耗氧气，集气瓶中的液面会上升五分之一，故C正确；
D.硫燃烧会生成二氧化硫导致两边压强变化不明显，故D错误；
故答案为：C
【变式4-3】（2023年山东青岛·统考二模）测定空气中氧气的含量，某化学兴趣小组的同学将过量的白磷放入容积为40mL的试管中，用橡皮塞塞紧试管口，通过导管与容积为60mL，且润滑性良好的注射器组成如图所示的实验装置进行实验。则下列说法正确的是（ ）
A．实验过程中观察到白磷燃烧产生大量白雾
B．必须等实验结束装置冷却到室温之后再读数
C．若实验前先夹紧弹簧夹，实验结束后再松开弹簧夹，发现活塞前沿向左移动到8mL处
D．若不使用弹簧夹，整个实验过程中活塞前沿先向右移动再向左移动直至停在8mL处
【答案】BD
【解析】A、白磷燃烧，产生大量白烟，没有白雾，不符合题意；
B、必须等实验结束装置冷却到室温之后再读数，否则气体受热膨胀，占据了一定的体积，会导致测定结果偏小，符合题意；
C、若实验前先夹紧弹簧夹，实验结束后再松开弹簧夹，白磷燃烧消耗氧气，待完全反应后，逐渐冷却至室温，由于消耗了氧气，装置内压强减小，打开弹簧夹，注射器活塞左移，氧气约占空气体积的eq \f(1,5)，故消耗氧气的体积为：40mL×eq \f(1,5)=8mL，故最后发现活塞前沿向左移动到：20mL-8mL=12mL处，不符合题意；
D、若不使用弹簧夹，白磷燃烧放出热量，装置内气体受热膨胀，压强增大，注射器活塞右移，待完全反应后，逐渐冷却至室温，由于消耗了氧气，装置内压强减小，注射器活塞左移，消耗氧气的体积为：(40mL+20mL)×eq \f(1,5)=12mL，故整个实验过程中活塞前沿先向右移动再向左移动，直至停在20mL-12mL=8mL处，符合题意。
故选BD。
空气中氧气含量的测定
1. 药品选择错误：选择木炭或硫作为可燃物时会生成气体物质，导致实验失败；选择铁丝作可燃物时，由于空气中氧气浓度低，铁丝不能燃烧，不能完全消耗氧气，导致实验失败。
2.装置错误：气密性不好。
3.操作错误：未使用弹簧夹、未冷却至室温打开弹簧夹、点燃红磷后插入速度过慢，未及时塞紧橡皮塞。
考点二 氧气的性质
1．物理性质
在标准状况下，氧气是无色、无味、不易溶于水的气体，密度比空气略大。在低温、高压时，可变成淡蓝色的液体或雪花状固体。
2．化学性质
（1）氧气的助燃性：带火星的木条在氧气中能够复燃，说明氧气能够助燃或支持燃烧，利用此性质可以区别N2和O2、CO2和O2。
（2）常见物质在氧气或空气中的燃烧
Ⅰ.与单质的反应
Ⅱ.与几种化合物的反应
物理性质和化学性质的辨别
1. 现象描述错误：如“烟”与“雾”、“光”与“火焰”的词语使用不准确。
2. 对氧气的性质掌握不准确：氧气性质比较活泼，具有氧化性。
3. 对集气瓶中预留水的作用不明确：认为水只是吸收热量，其实有时还吸收有毒有害物质。
4. 认为氧气可当做燃料：氧气具有助燃性，不具有可燃性。
5. 性质和用途关系对应错误。
6. 不理解炼钢和炼铁原理：炼铁是还原，炼钢是氧化！
考向01 氧气的化学性质
【例1】（2023春•裕华区一模）某同学做铁丝在氧气中燃烧的实验，没有观察到火光四射，其失败原因不可能是（ ）
A．集气瓶底部没有铺一层细沙
B．铁丝表面生锈
C．铁丝的温度未达到着火点
D．收集到的氧气量太少或纯度太低
【答案】A
【分析】根据已有的知识进行分析，铁丝在氧气中的燃烧实验，需要使用火柴引燃，以达到铁丝的着火点，所使用的铁丝必须把表面的铁锈打磨掉。
【解析】没有观察到火星四射，说明没有的燃烧现象，也是就没有发生铁丝的燃烧，所以所有分析围绕燃烧来进行，更确切地说是铁丝的燃烧条件来进行。燃烧需要可燃物与氧气有一定的接触，且接触越充分越容易燃烧。温度越高燃烧也就越容易。
A、集气瓶底部铺一薄层细沙是为了防止生成物溅落炸裂集气瓶的，与铁丝是否能够燃烧无关。
B、铁丝生锈或表面可能含有油漆时，铁丝可能不燃烧。
C、铁丝的温度未达到着火点；铁丝可能不燃烧。
D、收集到的氧气量太少或纯度太低时，铁丝可能不燃烧。
故选：A。
【变式1-1】（2023春•丰城市校级期中）下列是化学实验小组的四位同学在实验室做有关氧气的性质实验操作，错误的是（ ）
A．小周将盛有红热木炭的燃烧匙从瓶口往下缓慢伸入盛有氧气的集气瓶中
B．小吴准备做硫在氧气中燃烧的实验，在用排水法收集氧气时，集气瓶中少量水未排完就停止收集
C．小郑将镁条点燃之前先用砂纸把镁条打磨光亮
D．小王在酒精灯的火焰上引燃细铁丝底端的火柴后立即将其伸入盛有氧气的集气瓶中
【答案】D
【分析】根据木炭、硫、镁条、细铁丝在氧气中燃烧实验的注意事项，进行分析判断。
【解析】A、将盛有红热木炭的燃烧匙从瓶口往下缓慢伸入集气瓶中，根据木炭燃烧后生成密度比空气大的二氧化碳会处于集气瓶底，因此缓慢伸入有利于木炭与氧气充分反应，故选项说法正确。
B、在用排水法收集氧气时，集气瓶中少量水未排完就停止收集，由于硫燃烧生成二氧化硫有毒，会污染空气，可以预留少量水，目的是吸收二氧化硫，防止污染空气，故选项说法正确。
C、将镁条点燃之前先用砂纸把镁条打磨光亮，除去表面的氧化物，有利于镁的燃烧，故选项说法正确。
D、在酒精灯的火焰上引燃细铁丝底端的木条后立即将其伸入集气瓶中，这样火柴燃烧消耗了较多的氧气，不利于铁丝的燃烧，故选项说法错误。
故选：D。
【变式1-2】（2023春•海阳市期末）（多选）用坩埚钳夹取一端绑有火柴的螺旋状细铁丝，在酒精灯上点燃火柴，待火柴快燃尽时伸入盛满氧气的集气瓶中（瓶底铺一层细沙）。关于实验的下列说法正确的是（ ）
A．这瓶氧气一定是用排水法收集的
B．绕成螺旋状是为了增加与氧气的接触面积
C．有“火星四射、黑色熔化状物质溅落”现象
D．火柴快燃尽时伸入，既可充分预热细铁丝，又可少消耗氧气
【答案】CD
【分析】A、根据氧气既可以用排水法也可以用向上排空气法收集分析；
B、根据绕成螺旋状是为了增加铁丝的受热面积分析；
C、根据铁丝在氧气中燃烧的现象分析；
D、根据火柴快燃尽时伸入，既可充分预热细铁丝，又可少消耗氧气分析。
【解析】A、氧气既可以用排水法也可以用向上排空气法收集，故A说法错误；
B、绕成螺旋状是为了增加铁丝的受热面积，故B说法错误；
C、铁丝在氧气中燃烧的现象是：火星四射、黑色熔化状物质溅落，故C说法正确；
D、火柴快燃尽时伸入，既可充分预热细铁丝，又可少消耗氧气，故D说法正确；
故选：CD。
考向02 物质燃烧的现象
【例2】( 2023春•荣成市一模)下列对实验现象的描述正确的是（ ）
A．发红的木炭在氧气中剧烈燃烧生成大量二氧化碳气体
B．氢气在空气中燃烧产生淡蓝色火焰
C．磷在空气中燃烧生成五氧化二磷
D．铁丝伸入盛有氧气的集气瓶中剧烈燃烧
【答案】B
【解析】A、发红的木炭在氧气中剧烈燃烧生成大量二氧化碳气体，是实验结论，不是实验现象，故选项说法错误。
B、氢气在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰，故选项说法正确。
C、磷在空气中燃烧，生成五氧化二磷是实验结论而不是实验现象，故选项说法错误。
D、铁丝伸入盛有氧气的集气瓶中，若不点燃，不会剧烈燃烧，故选项说法错误。
故选：B。
【变式2-1】（2023•碑林区校级模拟）下列关于物质燃烧的现象及用途的描述不正确的是（ ）
A．镁带在空气中燃烧发出耀眼的白光，生成白色固体——可用于制造照明弹
B．铁丝在氧气中燃烧火星四射，生成黑色固体——可用于探究空气中氧气含量
C．白磷在空气中燃烧产生大量白烟——可用于制造烟幕弹
D．蜡烛燃烧产生黄色火焰，放大量热——“灯火实验”可用于检验菜窖中O2含量
【答案】B
【分析】根据物质燃烧的实验现象以及物质的用途来分析。
【解析】A、镁带在空气中燃烧发出耀眼的白光，所以可用于制造照明弹，镁和氧气生成的氧化镁是一种白色固体，描述正确，不符合题意；
B、铁丝在氧气中燃烧火星四射，会生成四氧化三铁，四氧化三铁是黑色固体，而铁丝不能在空气中燃烧，所以不可用于探究空气中氧气含量，描述错误，符合题意；
C、白磷在空气中燃烧，会和空气中的氧气反应生成五氧化二磷，五氧化二磷是白色固体，所以产生大量白烟，可用于制造烟幕弹，描述正确，不符合题意；
D、蜡烛燃烧产生黄色火焰，放出大量的热，“灯火实验”可用于检验菜窖中O2含量，氧气含量多，会继续燃烧，氧气含量低，就会熄灭，描述正确，不符合题意。
故选：B。
【变式2-2】（2023•江宁区二模）下列有关物质燃烧现象的叙述中，正确的是（ ）
A．棉线在空气中燃烧，产生烧焦羽毛的气味
B．铁丝在空气中剧烈燃烧，火星四射，有红棕色固体生成
C．镁条在空气中剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成氧化镁
D．硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，生成有刺激性气味的气体
【答案】D
【分析】A、根据棉线在空气中燃烧的现象进行分析判断。
B、根据铁丝在空气中不能燃烧，进行分析判断。
C、根据镁条在空气中燃烧的现象进行分析判断。
D、根据硫在氧气中燃烧的现象进行分析判断。
【解析】A、棉线在空气中燃烧，产生烧纸的气味，故选项说法错误。
B、铁丝在空气中只能烧至发红，不会剧烈燃烧、火星四射，故选项说法错误。
C、镁条在空气中燃烧，发出耀眼的白光，生成氧化镁是实验结论而不是实验现象，故选项说法错误。
D、硫在氧气中燃烧，产生明亮的蓝紫色火焰，产生一种具有刺激性气味的气体，故选项说法正确。
故选：D。
考向03 化合反应氧化反应的关系
【例3】（2023•光山县校级三模）生活、生产中涉及丰富的化学反应。下列发生的反应中，属于化合反应的是（ ）
A．生石灰作加热剂：生石灰+水→氢氧化钙
B．湿法炼铜：铁+硫酸铜→铜+硫酸亚铁
C．氢氧化镁治疗胃酸过多症：氢氧化镁+氯化氢→氯化镁+水
D．酒精作燃料：酒精+氧气eq \\ac(\s\up5(点燃),\s\d0(———→))水+二氧化碳
【答案】A
【分析】化合反应：两种或两种以上物质反应后生成一种物质的反应，其特点可总结为“多变一”，进行分析判断。
【解析】A、生石灰+水→氢氧化钙，该反应符合“多变一”的形式，符合化合反应的特征，属于化合反应，故选项正确。
B、铁+硫酸铜→铜+硫酸亚铁，该反应的生成物是两种，不符合“多变一”的形式，不符合化合反应的特征，不属于化合反应，故选项错误。
C、氢氧化镁+氯化氢→氯化镁+水，该反应的生成物是两种，不符合“多变一”的形式，不符合化合反应的特征，不属于化合反应，故选项错误。
D、酒精+氧气eq \\ac(\s\up5(点燃),\s\d0(———→))水+二氧化碳，该反应的生成物是两种，不符合“多变一”的形式，不符合化合反应的特征，不属于化合反应，故选项错误。
故选：A。
【变式3-1】（2022•淇县模拟）下列结论正确的是（ ）
A．氧化反应一定是化合反应
B．凡是有两种或两种以上物质参加的反应就是化合反应
C．铁丝在氧气中燃烧既属于氧化反应，又属于化合反应
D．混合物由多种物质组成，所以混合物中一定存在多种元素
【答案】C
【解析】A、氧化反应不一定是化合反应，如甲烷在氧气中燃烧生成二氧化碳和水，故选项说法错误。
B、凡是有两种或两种以上物质参加的反应不一定就是化合反应，如甲烷在氧气中燃烧生成二氧化碳和水，故选项说法错误。
C、铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，既属于氧化反应，又属于化合反应，故选项说法正确。
D、混合物由多种物质组成，但混合物中不一定存在多种元素，也可能只含有一种元素，如金刚石和石墨的混合物，故选项说法错误。
故选：C。
【变式3-2】（2023·江苏无锡）下列概念之间存在图所示关系的是（ ）
【答案】B
【解析】
A、由同种元素组成的纯净物是单质；由不同种元素组成的纯净物是化合物，单质和化合物属于并列关系，错误。
B、化合反应是两种或两种以上物质反应后生成一种物质的反应，其特点可总结为“多变一”；物质与氧发生的化学反应是氧化反应；有些化合反应属于氧化反应，有些不属于氧化反应，如二氧化碳和水反应产生碳酸；氧化反应中有的属于化合反应，有的不属于化合反应，如甲烷燃烧产生二氧化碳和水；化合反应和氧化反应属于交叉关系，正确。
C、碱溶液显碱性，属于碱性溶液中的一种，两者之间属于包含关系，错误。
D、中和反应是酸与碱作用生成盐和水的反应，分解反应是由一种物质生成两种或两种以上的物质的反应，属于并列关系，错误。
故选：B。
考点三 氧气的制法
一、氧气的工业制法
1．原料：原料是空气。
2．原理：利用液态氮的沸点比液态氧的沸点低的原理。先将空气在低温条件下加压变为液态，再将液态空气缓缓升温至左右，氮气首先达到沸点从液态空气里蒸发出来，剩下的主要就是液态氧了。
3．方法：分离液态空气，其过程可以简单地表示如下：
4．贮存：氧气贮存在蓝色钢瓶中。
注意：工业上以空气为原料制取氧气，原料来源广泛，所制得的氧气价格较低。工业上在制取氧气的过程中，没有新物质生成，属于物理变化。
二、氧气的实验室制法
三、催化剂和催化作用
1. 概念
在化学反应里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化学反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂。
2. 催化作用
催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。
3. 特点
（1）一 变：改变化学反应速率，加快反应或减慢反应
（2）两不变：催化剂质量不变；催化剂化学性质不变
4. 深入了解催化剂
（1）催化剂只能改变化学反应的速率，不能改变化学反应的产率。
（2）催化剂的质量和化学性质在化学反应前后不改变，其反应过程中有可能改变。
（3）不同的化学反应有不同的催化剂，同一化学反应也可能有几种催化剂。如过氧化氢制氧气的反应中，氧化铁、硫酸铜、红砖粉末、动物肝脏等也可以作催化剂。
（4）“多重身份”的MnO2
①“催化剂”---氯酸钾或过氧化氢制氧气的反应中；
②“反应物”--- MnO2＋4HCl(浓)eq \(====,\s\up7(△),\s\d5())MnO2＋Cl2↑+2H2O反应中；
③“生成物”---2KMnO4eq \(====,\s\up7(△),\s\d5())K2MnO4＋MnO2＋O2↑反应中，MnO2是生成物。
1、发生装置选择错误：高锰酸钾或氯酸钾加热制氧气，由于是固体加热条件下反应，要选固固加热装置；过氧化氢制氧气，实在常温下，固液混合反应制气体，要选固液常温型装置。
2、收集方法错误：事实上收集气体主要关注气体的溶解性和气体密度(与空气对比)。
3、排水法收集气体的时间：大量气泡均匀冒出时开始收集，而不是刚冒出气泡时就开始收集。
4、一定注意先撤出导管后熄灭酒精灯，否则水槽中水会倒流，使试管炸裂。
考向01 氧气的工业制法
【例1】（2023•本溪模拟）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．空气中稀有气体的体积分数约为0.94%
B．二氧化硫会造成空气污染
C．分离液态空气制氧气发生了分解反应
D．自然界中的氧循环和碳循环维持着空气中氧气和二氧化碳的平衡
【答案】C
【分析】A、根据空气中的稀有气体的含量来分析；
B、根据造成空气污染的物质来分析；
C、根据分离液态空气法制氧气的原理来分析；
D、根据碳循环与氧循环的意义来分析。
【解答】解：A.空气中稀有气体的体积分数约为0.94%，选项正确；
B.二氧化硫是一种有毒气体，会导致酸雨，会造成空气污染，选项正确；
C.分离液态空气制氧气是根据氮气与氧气的沸点不同加以分离，此过程中没有新物质生成，发生的属于物理变化，不属于分解反应，选项错误；
D.自然界中的氧循环和碳循环维持着空气中氧气和二氧化碳的平衡，选项正确。
故选：C。
【变式1-1】（2022秋•徐汇区校级一模）关于工业制取氧气说法正确的是（ ）
A．得到的液态氧气储存在蓝色钢瓶中
B．原理是利用氧气与氮气的密度不同
C．氧气先从液态空气中逸出
D．分离液态空气后剩下约eq \f(1,10)的气体不能支持燃烧
【答案】A
【分析】根据工业上制取氧气的方法、原理进行分析解答即可．
【解析】A、工业上得到的液态氧气储存在蓝色钢瓶中，该选项说法正确；
B、工业制取氧气的原理是利用氧气与氮气的沸点不同将它们分离，该选项说法不正确；
C、由于液氮的沸点比液氧低，则氮气先从液态空气中逸出，该选项说法不正确；
D、分离液态空气后剩下的气体主要为氧气，氧气能支持燃烧，该选项说法不正确。
故选：A。
【变式1-2】工业上以空气为原料制备氧气的流程图如图：
液态空气蒸发分离出氮气和氧气是利用它们的 （“熔点”或“沸点”）不同，发生
（“化学”或“物理”）变化。
（2）此方法得到的A物质是 （填“混合物”或“纯净物”）。
【答案】
（1）沸点；物理；
（2）混合物。
【解析】解：（1）液态空气蒸发分离出氮气和氧气是利用它们的沸点不同，此过程中没有新物质生成，发生物理变化；故答案为：沸点；物理；
（2）此方法得到的A物质中含有液态氧气、液态的各种稀有气体等多种物质，属于混合物，故答案为：混合物。
考向02 实验室制取氧气的原理
【例2】（2022年奉贤区一模）实验室制取氧气，既可采用分解过氧化氢的方法，也可采用分解氯酸钾的方法。上述两种方法的主要共同点有（ ）
①反应都需加热
②采用MnO2均可改变其反应速率
③两种方法所需仪器相同
④都利用含氧化合物分解来达到目的。
A．①③B．③④C．①②D．②④
【答案】D
【分析】过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，氯酸钾在二氧化锰的催化作用下生成氯化钾和氧气，据此结合题意进行分析判断即可。
【解析】①过氧化氢在常温下就能分解，不需要加热，故选项说法错误。
②二氧化锰在过氧化氢和氯酸钾的分解反应中均作催化剂，能加快分解速率，故选项说法正确。
③过氧化氢在常温下就能分解，不需要加热，不需要使用酒精灯；而氯酸钾在加热条件下才能分解，分解氯酸钾时需要使用酒精灯，两种方法所需仪器不同，故选项说法错误。
④过氧化氢、氯酸钾都含有氧元素，都是含氧化合物，都利用含氧化合物分解来达到目的，故选项说法正确。
故②④说法正确。
故选：D。
【变式2-1】（2023年山西省中考）实验室用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气，有关操作如下，正确的一项是（ ）
A. 试管口应该倾斜B. 用酒精灯火焰加热
C. 气泡连续放出时开始收集D. 收集前集气瓶应装满水
【答案】D
【解析】A.加热固体时试管口应该略向下倾斜，防止冷凝水回流引起试管炸裂，此选项错误；
B. 因为酒精灯的外焰温度最高，所以用酒精灯的外焰加热，此选项错误；
C. 气泡连续、均匀放出时，此时是纯净的氧气，开始收集，此选项错误；
D. 收集前集气瓶应装满水，否则收集到的氧气中会混有空气，此选项正确。
故选D。
【变式2-2】（2022年•北海）小马同学将一定量的氯酸钾与高锰酸钾的混合物加热制取氧气，部分物质质量随时间的变化如图所示，下列有关叙述正确的是（ ）
A．在t1至t2时间内，氯酸钾的质量在减少
B．在t3至t4时间内，二氧化锰的质量增加
C．t3时，试管中有4种固体物质
D．曲线c代表加热过程中生成氧气质量的变化
【答案】C
【分析】根据化学反应与图像的关系进行分析解答即可，高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰、氧气，氯酸钾在二氧化锰的催化作用下加热分解生成氯化钾和氧气。
【解析】A、高锰酸钾比氯酸钾更容易反应，故在 t1 至 t2 时间内，高锰酸钾的质量在减少，氯酸钾从t2开始反应，故A错误；
B、综上分析，b表示高锰酸钾分解，a表示氯酸钾分解，到t4时，高锰酸钾完全反应，则二氧化锰的质量不再增加，在 t3 至 t4 时间内，二氧化锰催化氯酸钾分解，二氧化锰的质量不变，故B错误；
C、t3 时，试管中有锰酸钾、二氧化锰、氯化钾、氯酸钾4种固体物质，故C正确；
D、氧气从t1时就开始生成了，曲线c代表加热过程中生成氯化钾质量的变化，故D错误。
故选：C。
考向03 实验室制取氧气装置
【例3】（2023·甘肃金昌·中考真题）化学是以实验为基础的学科，正确选择实验装置是实验成功的关键。下图所示装置常用于实验室制取气体，请回答下列问题。
(1)标号①的仪器名称是______。
(2)你认为选用B作发生装置，优点是______；请指出装置C中存在的一处错误______。
(3)改进上述装置图中存在的错误，并以过氧化氢溶液为原料，在实验室中制取并收集干燥的氧气。按照要求选择实验装置，连接仪器后，先______，再装入药品，进行实验。
①所选装置的连接顺序为______（从左到右填写装置序号字母）。
②上述方法制氧气的化学方程式为______。
③若把G装置中的浓硫酸换成水并盛满，用来收集难溶于水的气体时，气体从______（填“a”或“b”）端通入。
(4)甲烷（CH4）是最简单、难溶于水的有机物类气体，实验室常用加热无水醋酸钠与氢氧化钠的固体混合物来制得。实验室制取甲烷应选用的发生、收集装置是______（填序号）。
【答案】
(1)锥形瓶
(2)控制反应速率/控制药品滴加的量，节约药品 长颈漏斗下端未伸入液面以下
(3)检查装置的气密性 CGD/BGD 2H2O2 eq \\ac(\s\up7(MnO2),\(===,====))2H2O+O2↑ b
(4)AF/AE
【解析】（1）标号①的仪器名称是锥形瓶；
（2）选用B作发生装置，优点是控制药品滴加的量，从而控制反应速率，同时节约药品；装置C中存在的一处错误长颈漏斗导管没有深入液面下，长颈漏斗导管应深入液面下形成液封，防止生成的气体从长颈漏斗逸出；
（3）按照要求选择实验装置，连接仪器后，先检查装置的气密性，对于有气体生成或有气体参与反应的装置，都要检查装置气密性，再装入药品，进行实验。
①过氧化氢在二氧化锰的催化下反应生成水和氧气，发生装置选B或C，浓硫酸具有吸水性，可用作气体干燥剂，混合气体从a导管通入，经过浓硫酸充分干燥，再从b导管逸出，氧气的密度比空气大，可选用向上排空气法收集氧气，收集装置选D，所选装置的连接顺序为CGD或BGD；
②过氧化氢在二氧化锰的催化下反应生成水和氧气，该反应化学方程式：2H2O2 eq \\ac(\s\up7(MnO2),\(===,====))2H2O+O2↑；
（4）甲烷（CH4）是最简单、难溶于水的有机物类气体，实验室常用加热无水醋酸钠与氢氧化钠的固体混合物来制得，反应条件需要加热，发生装置选择A，甲烷气体难溶于水，且密度比空气小，可选用排水法收集或向下排空气法收集，实验室制取甲烷应选用的发生、收集装置是AF或AE。
【变式3-1】（2023·四川内江·中考真题）下图是实验室制取气体常用的发生和收集装置，请回答有关问题。
(1)写出图中标注仪器的名称：①_______；②_______。
(2)实验室选用装置BD组合制取并收集氧气，其反应的化学方程式为_______，当D中集气瓶里的水排完后，在水里用玻璃片_______（填“磨砂”或“光滑”）一面盖住集气瓶口，将集气瓶移出水面，_______（填“正放”或“倒放”）在桌面上。
(3)用加热高锰酸钾固体的方法制取并收集氧气，可选_______装置和E装置，验满的方法是_______。
(4)实验室若用装置C制取二氧化碳，加盐酸时液面高度至少应该在_______（填“a”或“b”）处以上：检验二氧化碳时，将气体通入澄清石灰水变浑浊的化学方程式为_______。
【答案】
(1) 锥形瓶 水槽
(2) 2H2O2 eq \\ac(\s\up7(MnO2),\(===,====))2H2O+O2↑ 磨砂 正放
(3) A 将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则已经充满
(4) a CO2+Ca(OH)2＝CaCO3↓+H2O
【解析】（1）由图可知，仪器①为锥形瓶；仪器②为水槽；
（2）B装置适用于固液不加热反应制取气体，适用于过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，过氧化氢在二氧化锰的催化下分解为水和氧气，该反应的化学方程式为：2H2O2 eq \\ac(\s\up7(MnO2),\(===,====))2H2O+O2↑；
当D中集气瓶里的水排完后，在水里用玻璃片磨砂一面盖住集气瓶口，这样比较紧密；
氧气的密度比空气大，将集气瓶移出水面，正放在桌面上；
（3）用加热高锰酸钾固体的方法制取氧气，属于固体加热反应，发生装置可选A；
氧气具有助燃性，氧气验满：将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，说明已经集满；
（4）实验室若用装置C制取二氧化碳，加盐酸时液面高度至少应该在a处以上，这样可以形成液封，防止反应生成的气体从长颈漏斗下端逸出；
检验二氧化碳时，将二氧化碳通入澄清石灰水，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，故澄清石灰水变浑浊，该反应的化学方程式为：CO2+Ca(OH)2＝CaCO3↓+H2O。
【变式3-2】（2023·湖南郴州·中考真题）下图是实验室中常见的一些装置。请根据所学知识回答下列问题：
(1)仪器①的名称是_______。
(2)C装置中玻璃棒的作用是_______。
(3)实验室既可用于制氧气又可用于制二氧化碳的发生装置是_______（填装置编号），用此装置制氧气，其反应的化学方程式是_______。
(4)装置E可用于收集_______（填“氧气”或“二氧化碳”），气体应该从_______口进入（填“a”或“b”）；
(5)若选用B装置制氧气，试管口棉花的作用是_______。
【答案】
(1)集气瓶
(2)引流
(3)A 2H2O2 eq \\ac(\s\up7(MnO2),\(===,====))2H2O+O2↑
(4) 氧气 b
(5)防止加热时试管内粉末状物质进入导管
【解析】（1）据图可知，仪器①的名称是集气瓶。
（2）C装置的操作是过滤，过滤装置中玻璃棒的作用是引流。故填：引流。
（3）实验室用过氧化氢溶液加二氧化锰作催化剂制氧气的发生装置又可用于石灰石与稀盐酸反应制二氧化碳的发生装置，因为它们反应物的状态都是固态与液态，反应条件都是常温。所以实验室既可用于制氧气又可用于制二氧化碳的发生装置是A。
用A装置制氧气是过氧化氢溶液在二氧化锰催化作用下生成水和氧气，化学方程式2H2O2 eq \\ac(\s\up7(MnO2),\(===,====))2H2O+O2↑。
（4）装置E收集气体的方法是排水法，要求气体不易溶于水，不与水反应。氧气不易溶于水，不与水反应，二氧化碳能溶于水，与水反应。所以装置E可用于收集氧气；气体应该从短管进入，才能产生压强差，将水从长管排出。故填：b。
（5）为防止加热时试管内粉末状物质进入导管，选用B装置制氧气，试管口放一团棉花。
考向04 氧气的收集及检验
【例4】（2022年龙凤区一模）下列装置中，最适合用来收集氧气的是（ ）
A．B．C．D．
【答案】D
【分析】根据氧气的密度比空气的密度大，可选择向上排空气法收集；根据氧气不易溶于水，可选择排水法收集。
【解析】A、因为氧气的密度比空气大，导管未插到集气瓶底，空气不能排干净，故本选项不符合题意；
B、氧气的密度小于水的密度，所以应该短进长出，故本选项不符合题意；
C、氧气的密度大于空气的密度，所以应该是长进短出，故本选项不符合题意；
D、氧气的密度大于空气的密度，所以D中收集氧气的方法是正确的。
故选：D。
【变式4-1】下列示意图分别是实验室氧气制备、收集、验满、验证性质的操作，其中正确的是（ ）
A B C D
【答案】A
【解析】A.实验室用氯酸钾制取氧气发生装置为固固加热型，试管口略向下倾斜，，外焰加热，故A正确；
B.导气管应伸到集气瓶底部，故B错误；
C.验满氧气时，应将带火星的木条放在集气瓶口，观察是否复燃，故C错误；
D.铁丝燃烧来验证氧气的性质，应在集气瓶底部放少量水，或铺一层细沙，防止高温熔融物溅落，炸裂瓶底，故D错误。
故选C
【变式4-2】下列关于实验室制取氧气的说法中，正确的是（ ）
A．选择制取气体的原理时，应考虑反应速率，且速率越快越好
B．用排水法收集氧气时，提前将导管伸入盛满水的集气瓶以便于收集气体
C．用向下排空气法收集氧气需要在瓶口处验满
D．用带火星的木条检验氧气
【答案】D
【解析】A、选择制取气体的原理时，应考虑反应速率，不是速率越快越好，反应速率要适中，故选项说法错误。
B、用排水法收集气体时，不能提前将导管伸入盛满水的集气瓶中，因为开始排出的气体是空气，待导管口气泡连续、均匀冒出时再开始收集，否则会导致收集的气体中混有空气而造成不纯，故选项说法错误。
C、氧气的密度比空气大，不能用向下排空气法收集，故选项说法错误。
D、氧气具有助燃性，可用带火星的木条检验氧气，故选项说法正确。
综上所述：选择D。
考向05 制取氧气的操作步骤
【例5】（2023春•龙口市期中）实验室用KClO3与MnO2加热、用排水法收集氧气，操作的先后顺序错误的是（ ）
A．先检验装置气密性，后装药品
B．先加热一会，后将导管伸入集气瓶
C．先将导管移出水面，后停止加热
D．先将集气瓶移出水槽，后盖玻璃片
【答案】D
【分析】根据实验室采用加热KClO3与MnO2的方法制取氧气，并用排水法收集氧气的实验操作步骤以及注意事项来分析。
【解析】A、根据氯酸钾制取氧气的查、装、定、点、收、离、熄的实验步骤可知，应先检查装置气密性，然后装药品，以防装置漏气，造成药品浪费，故A正确，不符合题意；
B、因为试管内会残留空气，故收集气体时，先将试管加热一会儿，排净试管内空气，当观察到导管口处的气泡连续、均匀冒出时再开始收集，故先加热一会，后将导管伸入集气瓶，故B正确，不符合题意；
C、先将导管移出水面，后停止加热，防止水槽中的水倒流入试管引起试管炸裂，故C正确，不符合题意；
D、若先将集气瓶移出水槽，后盖玻璃片，收集的氧气会逸出一部分，故应在水下就盖好玻璃片，然后将集气瓶移出水槽，故D错误，符合题意。
故选：D。
【变式5-1】（2023•天河区一模）下列关于氧气的性质、制取说法不正确的是（ ）
A．细铁丝在氧气里燃烧时，火星四射，生成黑色固体
B．排空气法收集氧气，验满方法是将带火星的木条放在集气瓶口
C．排水法收集氧气完毕后，先把导管移出水面，再熄灭酒精灯
D．实验室可用加热分解氧化汞的方法制取氧气
【答案】D
【分析】A、根据铁丝在氧气中燃烧的实验现象来分析；
B、根据氧气的验满方法来分析；
C、根据排水法收集氧气的注意事项来分析；
D、根据实验室制氧气的原理来分析。
【解析】A、细铁丝在氧气里燃烧时，火星四射，生成黑色固体，说法正确；
B、排空气法收集氧气，验满方法是将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明已满，说法正确；
C、排水法收集氧气完毕后，先把导管移出水面，再熄灭酒精灯，以防冷水倒吸，炸裂试管，说法正确；
D、实验室不能用加热分解氧化汞的方法制取氧气，因此生成的汞是一种有毒的物质，说法错误。
故选：D。
【变式5-2】（2022年昌图一模）实验室用加热高锰酸钾制取氧气，并用排水法收集时，装药品的试管破裂了，其可能原因是（ ）
①装药品前忘了检查气密性
②试管口没有略向下倾斜
③试管没有均匀预热
④收集完氧气，先熄灭酒精灯，后取出水中导管
⑤试管外壁潮湿
⑥夹试管的铁夹夹得太紧。
A．①③④B．②③④C．②④⑤D．②③④⑤⑥
【答案】D
【分析】根据实验室里用加热高锰酸钾的方法制氧气的实验操作步骤、注意事项进行分析判断即可。
【解析】①装药品前忘了检查气密性，可能导致收集不到氧气，不会造成试管破裂。
②试管口没有略向下倾斜，冷凝水会回流到热的试管底部，炸裂试管。
③试管没有均匀预热，会造成试管受热不均匀而破裂。
④收集完氧气，先熄灭酒精灯，后取出水中导管，水槽内的水可能倒吸入试管，使试管因骤然冷却而炸裂。
⑤试管外壁潮湿，加热过程中会造成试管受热不均匀而破裂。
⑥夹试管的铁夹夹得太紧，会造成试管破裂。
故②③④⑤⑥中的原因会造成试管破裂。
故选：D。
考向06 催化剂和催化作用
【例6】（2023•北京二模）下列关于催化剂的说法正确的是（ ）
A．一种催化剂只能催化一个化学反应
B．催化剂在化学反应前后质量和性质都不变
C．催化剂能加快化学反应速率，也能减慢化学反应速率
D．如果没有二氧化锰作催化剂，双氧水不会分解
【答案】C
【分析】在化学反应里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变化的物质叫做催化剂（又叫触媒），催化剂的特点可以概括为“一变二不变”，一变是能够改变化学反应速率，二不变是指质量和化学性质在化学反应前后保持不变，催化剂只能改变化学反应速率，对生成物的质量无影响。
【解析】A、一种催化剂可以催化多个化学反应，如二氧化锰在过氧化氢和氯酸钾制取氧气的实验中都可以做催化剂，故A错误；
B、催化剂在化学反应前后质量和化学性质都不变，故B错误；
C、催化剂能够改变化学反应速率，既可加快反应速率，也可以减慢反应速率，故C正确；
D、不使用催化剂物质也能发生化学反应，双氧水也能缓慢分解放出氧气，故D错误。
故选：C。
【变式6-1】（2023•泰山区校级一模）下列关于催化剂的说法中，正确的是（ ）
A．化学反应前后，催化剂的质量和性质都不改变
B．同一个反应不能有不同的催化剂
C．在过氧化氢分解过程中加入二氧化锰可以加快反应（二氧化锰无变化），所以二氧化锰是此反应的催化剂
D．催化剂一定加快物质的化学反应的速率
【答案】C
【分析】在化学反应里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变化的物质叫做催化剂（又叫触媒）。催化剂的特点可以概括为“一变二不变”，一变是能够改变化学反应速率，二不变是指质量和化学性质在化学反应前后保持不变。
【解析】A、催化剂能改变化学反应速率，而本身的质量和化学性质不变，物理性质可能会发生改变，故选项说法错误。
B、同一个反应可以有不同的催化剂，如过氧化氢的分解反应中，二氧化锰、氧化铜、硫酸铜溶液等均可以作催化剂，故选项说法错误。
C、在过氧化氢分解过程中加入二氧化锰可以加快反应（二氧化锰无变化），则二氧化锰是此反应的催化剂，故选项说法正确。
D、催化剂不一定加快物质的化学反应的速率，也可能是减慢化学反应的速率，故选项说法错误。
故选：C。
【变式6-2】某化学兴趣小组的同学为了比较氧化铜和二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果，用如图1所示的装置进行了两次实验。在试管中分别加入等质量的氧化铜和二氧化锰，分别将注射器内盛有的 3mL5%的双氧水（过氧化氢溶液）注入试管中，利用注射器收集氧气，收集到氧气的体积和时间的关系如图Ⅱ所示。
（1）在检查装置的气密性后，小组同学开始实验时注入双氧水的方法是 ______（填序号）。
A 快速推注射器活塞 B 缓慢推注射器活塞
（2）根据相同时间注射器内氧气的体积不同，可比较两种催化剂的催化效果，通过图像除了能得出二氧化锰催化效果比氧化铜好，还能得出的结论是 ______。
（3）由氧化铜催化的反应，t1～t2时间段反应速率逐渐变慢，原因可能是____。
【拓展延伸】同学们在老师的指导下设计实验继续探究。
（4）如图Ⅲ，向两支试管分别加入等质量不同浓度双氧水，再加上等质量、等浓度的FeCl3溶液，分别用气压传感器测定两试管中气体压力变化曲线，如图Ⅳ。请你思考：
①保证实验准确性，请你设计向两试管中加入 FeCl3溶液的具体操作是_____。
②请你从曲线中找出 FeCl3溶液对双氧水分解影响的一条规律性结论：_________________________，写出该反应化学方程式 ________。
【答案】
（1）B
（2）催化剂不能改变生成氧气的量
（3）随着反应的进行，过氧化氢溶液浓度在不断下降
（4）
①分别用注射器吸取等量、等浓度的FeCl3溶液同时注入两支试管中
②FeCl3溶液对浓度大H2O2溶液分解促进效果更好 2H2O2 eq \\ac(\s\up5(FeCl3),\s\d0(======))2H2O+O2↑
【解析】
（1）开始实验时注入双氧水的方法是缓慢推注射器活塞，防止反应剧烈，放出大量的热，可能会造成活塞向外移动，导致装置漏气；
（2）由图象分析得出，当反应结束时，无论是用何种催化剂，等体积、等浓度的过氧化氢溶液生成的氧气体积相等，说明催化剂不能改变生成氧气的量；
（3）由图象知，在氧化铜作为催化的条件下，t0～t1时间段曲线逐渐变陡，说明反应速率逐渐变快，因为过氧化氢分解制氧气的同时放出热量；t1～t2时间段曲线逐渐变平缓，说明反应速率又逐渐变慢，这是因为随着反应的进行，过氧化氢溶液浓度在不断下降；
[拓展延伸]
（4）①保证实验准确性，要保证时间的统一性，能够进行对比；向试管中加入FeCl3溶液，可以分别用注射器吸取等量、等浓度的FeCl3溶液同时注入两支试管中；
②根据曲线可以看出，FeCl3溶液能加快H2O2溶液的分解；FeCl3溶液对浓度大H2O2溶液分解促进效果更好；
过氧化氢在氯化铁的催化作用下生成水和氧气：2H2O2 eq \\ac(\s\up5(FeCl3),\s\d0(======))2H2O+O2↑。
考点要求
课标要求
命题预测
空气
了解空气的组成, 认识空气是一种宝贵的自然资源，了解空气污染的后果和防止污染的重要意义。
空气的成分、氧气的性质和用途、催化剂与催化作用考点常以选择题的形式进行考查，考查的命题点有：空气的含量、空气的污染及防治、氧气的反应现象描述正确与否的判断、氧化反应的判断、氧气的用途、催化剂与催化作用的判断，常结合生活中的常见生活中现象、工农业生成、科学实验等以文字或图片结合的形式呈现。
氧气的制法考点常以填空题、计算题的形式进行考查。考查的命题点有：装置的选择、收集方法、检验及错误分析。常以化学实验或科学探究的形式出现。
氧气的性质和用途
了解并掌握氧气的化学性质, 能鉴别氧气和空气，了解氧气的用途。
氧气的制法
知道实验室可用过氧化氢、氯酸钾、高锰酸钾制取氧气及反应的原理、装置、检验、验满方法等
催化剂与催化作用
了解催化剂和催化作用
实验原理
4P+5O2eq \\ac(\s\up7(点燃),\(===,====))2P2O5红磷在空气中燃烧，消耗了瓶中的氧气，生成五氧化二磷白色固体，使瓶内压强减小，在大气压作用下，烧杯中的水进入集气瓶，进入瓶中水的体积即为氧气减少的体积
实验装置
实验步骤
a.在集气瓶内加入少量水，并将水面上方空间分为5等份；
b.用弹簧夹夹紧橡皮管；
c.在燃烧匙内放入过量的红磷；
d.点燃燃烧匙内的红磷后，立即伸入瓶中并把塞子塞紧；
e.待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹
实验现象
①红磷燃烧产生大量白烟；
②冷却至室温后打开弹簧夹，水沿导管进入集气瓶，最终水面上升约1/5
实验结论
氧气体积约占空气体积的1/5
类型
物质
燃烧时出现的现象
化学方程式
反应示意图或注意事项
与
金
属
单
质
反
应
铁
在空气中：红热，离开火后变冷，不燃烧
在氧气中：剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体
3Fe＋2O2eq \(=====,\s\up7(点燃)) Fe3O4
集气瓶底部放少量水或铺一层细沙的目的是防止生成的高温熔融物溅落使集气瓶炸裂
镁
剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出大量的热，生成白色固体
2Mg＋O2eq \(=====,\s\up7(点燃)) 2MgO
与
非
金
属
单
质
反
应
木炭
不同点：在空气中发出红光，在氧气中发出白光
相同点：均放热；将充分燃烧生成的气体通入澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊
C＋O2eq \(=====,\s\up7(点燃)) CO2
硫
不同点：在空气中，发出微弱的淡蓝色火焰；在氧气中，发出明亮的蓝紫色火焰
相同点：放热，生成无色有刺激性气味的气体
S＋O2eq \(=====,\s\up7(点燃)) SO2
集气瓶预先装入适量的水或氢氧化钠溶液的目的是吸收生成的二氧化硫，防止生成物污染空气
红磷
放出大量的热，产生大量白烟
4P＋5O2eq \(=====,\s\up7(点燃)) 2P2O5
氢气
在空气和氧气中都燃烧，产生淡蓝色火焰，火焰上方罩着的干冷烧杯内壁出现水雾
2H2＋O2eq \(=====,\s\up7(点燃)) 2H2O
点燃氢气之前必须验纯
物质
反应现象
化学方程式
注意事项
一氧化碳
在空气中燃烧，发出蓝色火焰，释放出热量
2CO＋O2eq \(=====,\s\up7(点燃))2CO2
点燃以前要验纯
甲烷
在空气中点燃，发出明亮蓝色火焰，生成无色气体和液体，释放热量
CH4＋2O2eq \(=====,\s\up7(点燃))
2H2O＋CO2
点燃以前要验纯
乙醇
在空气中点燃，发出蓝色火焰，生成无色气体和液体
C2H5OH＋3O2eq \(=====,\s\up7(点燃))
3H2O＋2CO2
选项
A
B
C
D
概念
X
单质
氧化反应
碱溶液
中和反应
Y
化合物
化合反应
碱性溶液
分解反应
制取方法
高锰酸钾制取氧气
氯酸钾制取氧气
过氧化氢制取氧气
所用药品
高锰酸钾（紫色固体）
氯酸钾（白色粉末）、
二氧化锰（黑色粉末）
过氧化氢（无色液体）、二氧化锰（黑色粉末）
反应原理
2KMnO4eq \\ac(\s\up6(△),\(==,===))K2MnO4+MnO2+O2↑
2KClO3eq \\ac(\s\up6(MnO2),\s\up1(───),\s\d1(───),\s\d6(△))2KCl+3O2↑
2H2O2eq \\ac(\s\up7(MnO2),\(===,====))2H2O+O2 ↑
发生装置
固体加热型
固固加热型
固液不加热型
收集装置
选择依据：氧气不易溶于水且不与水反应
向上排空气法
选择依据：氧气的密度比空气大，且不与空气各成分反应
优点
稍加热就分解，不用催化剂；反应速度适中，便于收集
反应速度适中，便于收集；和高锰酸钾相比，药品白色，仪器容易清洗；相同质量的KClO3和KMnO4，KClO3生成的氧气多
不用加热，节约能源；生成物只有水，利于环保；二氧化锰容易回收
缺点
需要加热，操作麻烦、浪费能源；使用紫色的高锰酸钾，不易清洗仪器和桌面
需要加热，操作麻烦、浪费能源；反应中生成刺激性气味、污染空气的氯气
作为反应物的过氧化氢不宜长时间保存且浓度太大时反应速度太快，不宜控制
检验方法
将一根带火星的木条伸入瓶内，如果木条复燃，证明集气瓶内的气体是氧气。
验满方法
①用向上排空气法收集时，将一根带火星的木条放在瓶口，如果木条复燃，证明集气瓶内氧气已收集满。
②用排水法收集时，集气瓶口出现大气泡时，说明已收集满氧气。
总之，从是否节约能源、是否利于环保、操作是否简单等方面综合比较，最适合在实验室制取氧气的方法是用过氧化氢制取氧气的方法
TOC \ "1-3" \p " " \h \z \u \l "_Tc31162" PAGEREF _Tc31162 \h 2
\l "_Tc28419" PAGEREF _Tc28419 \h 3
\l "_Tc3947" 考点一 空气 PAGEREF _Tc3947 \h 5
\l "_Tc20377" 【夯基·必备基础知识梳理】 PAGEREF _Tc20377 \h 5
\l "_Tc1097" 一、空气的成分及用途 PAGEREF _Tc1097 \h 5
\l "_Tc14910" 二、空气中氧气含量的测定 PAGEREF _Tc14910 \h 5
\l "_Tc16706" 三、空气的污染与防治 PAGEREF _Tc16706 \h 6
【提升·必考题型归纳】 \l "_Tc702" PAGEREF _Tc702 \h 7
\l "_Tc1824" 考向01 空气的成分 PAGEREF _Tc1824 \h 7
\l "_Tc31271" 考向02 空气的污染及其危害 PAGEREF _Tc31271 \h 8
\l "_Tc20607" 考向03 空气各组分的性质及用途 PAGEREF _Tc20607 \h 10
\l "_Tc28509" 考向04 空气中氧气含量的测定 PAGEREF _Tc28509 \h 11
\l "_Tc23683" 考点二 氧气的性质 PAGEREF _Tc23683 \h 14
\l "_Tc27007" 【夯基·必备基础知识梳理】 PAGEREF _Tc27007 \h 14
\l "_Tc28721" 1．物理性质 PAGEREF _Tc28721 \h 14
\l "_Tc4698" 2．化学性质 PAGEREF _Tc4698 \h 14
\l "_Tc2964" 【提升·必考题型归纳】 PAGEREF _Tc2964 \h 16
\l "_Tc14709" 考向01 氧气的化学性质 PAGEREF _Tc14709 \h 16
\l "_Tc31003" 考向02 物质燃烧的现象 PAGEREF _Tc31003 \h 18
\l "_Tc23676" 考向03 化合反应氧化反应的关系 PAGEREF _Tc23676 \h 19
\l "_Tc4305" 考点三 氧气的制法 PAGEREF _Tc4305 \h 21
\l "_Tc18457" 【夯基·必备基础知识梳理】 PAGEREF _Tc18457 \h 21
\l "_Tc5722" 一、氧气的工业制法 PAGEREF _Tc5722 \h 21
\l "_Tc15483" 二、氧气的实验室制法 PAGEREF _Tc15483 \h 21
\l "_Tc4062" 三、催化剂和催化作用 PAGEREF _Tc4062 \h 22
\l "_Tc6931" 【提升·必考题型归纳】 PAGEREF _Tc6931 \h 23
\l "_Tc9544" 考向01 氧气的工业制法 PAGEREF _Tc9544 \h 23
\l "_Tc3930" 考向02 实验室制取氧气的原理 PAGEREF _Tc3930 \h 25
\l "_Tc21125" 考向03 实验室制取氧气装置 PAGEREF _Tc21125 \h 26
\l "_Tc29333" 考向04 氧气的收集及检验 PAGEREF _Tc29333 \h 29
\l "_Tc19617" 考向05 制取氧气的操作步骤 PAGEREF _Tc19617 \h 31
\l "_Tc27382" 考向06 催化剂和催化作用 PAGEREF _Tc27382 \h 32
考点一 空气
一、空气的成分及用途
（1）空气的成分
空气是混合物，主要由氮气(N2)和氧气(O2)组成，在通常情况下，空气中各种成分的含量保持相对稳定。
（2）氧气用途
①供给呼吸（如登山、医疗、潜水等）
②支持燃烧（如炼钢、气焊、航空等）
（3）氮气用途
①作保护气（如汽车安全气囊、灯泡、食品袋等充氮气），利用N2化学性质不活泼；
②制硝酸和化肥；
③冷冻麻醉；
④制造低温环境。
（4）稀有气体用途
①电光源，利用稀有气体通电时能发出不同颜色的光。
②作保护气（焊接金属的保护气、灯泡内保护气），利用稀有气体化学性质很不活泼。
注意：“稀有气体”是一类气体的总称，不是一种气体。
二、空气中氧气含量的测定
（1）二百多年前，法国科学家拉瓦锡通过实验得出了空气是由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积eq \f(1,5)的结论。
（2）燃磷法测定空气中氧气含量的
Ⅰ、实验
Ⅱ、造成误差的原因
A、偏低：
①红磷不足
②装置气密性不好
③未冷却至室温打开止水夹
④导管中有部分水残留
B、偏高：
①点燃红磷后插入到集气瓶速度太慢（未及时塞紧橡皮塞）
②未夹紧止水夹（未使用止水夹）
Ⅲ、注意事项
a.测定时所用可燃物的选择：
一是该物质在空气中燃烧且只与氧气反应；
二是该物质燃烧的生成物为固体或液体，不能是气体；
b.不能使用木炭、硫、铁丝替代红磷的原因：
木炭、硫在空气中燃烧后的生成物均是气体，铁丝在空气中不燃烧。
三、空气的污染与防治
（1）空气污染物
空气的主要污染物有有害气体和粉尘。目前计入空气污染指数的项目暂定为：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。
【特别提醒】二氧化碳属于空气的组成成分，不是空气污染物。但二氧化碳的含量过高，会加剧温室效应。
（2）空气污染的危害：
①严重影响人体健康；
②影响农作物生长；
③破坏生态环境，其中全球气候变暖、臭氧层破坏和酸雨等也都与空气污染有关。
（3）防治空气污染：
①加强大气质量监测，改善环境状况；
②减少使用化石燃料，使用清洁能源；
③积极植树造林种草；
④禁止露天焚烧垃圾等。
【特别提醒】目前，我国采取的空气质量等级分为五级，等级越低，空气污染指数数值越小，即空气质量越好，越有利于人体健康。
1.氮气常温下性质稳定，不代表不能与其他物质反应。事实上在一定条件下N2能与H2、O2及活泼金属反应。
2. CO2不是空气的污染物。但是会引起温室效应。
3. 稀有气体通电发出有色光属于物理性质
考向01 空气的成分
【例1】（2023•沂水县二模）中国对大深度载人潜水器“蛟龙号”的研制取得了世界瞩目的成绩，实现了我国挺进深蓝的宏伟目标。乘蛟龙号下潜的科研人员，他们的呼吸环境必须注意调节的是（ ）
A．N2、H2O和稀有气体的含量
B．N2、H2O和CO2的含量
C．O2、H2O和H2的含量
D．O2、H2O和CO2的含量
【答案】D
【分析】根据人体在呼吸的过程中，吸收氧气呼出二氧化碳和水蒸气进行分析。
【解析】人体在呼吸的过程中，吸收氧气呼出CO2和水蒸气，在密闭的环境中必须注意调节O2、CO2和H2O的含量。
故选：D。
【变式1-1】（2023•潍坊模拟）（多选）2021年6月17日，三名中国航天员先后进入天和核心舱，标志着中国人首次进入自己的空间站。目前空间站内的氧气主要是通过电解水方式获得，然后将氧气与储备的氮气以一定体积比混合成“人造空气”（约21%的氧气，78%的氮气，控制二氧化碳的含量低于0.7%），保证舱内大气的总压与氧气分压相对稳定。下列说法正确的是（ ）
A．21%的氧气和78%的氮气指气体的体积分数
B．带火星的木条在“人造空气”中不会立即复燃
C．可用木炭测定“人造空气”中的氧气含量
D．“人造空气”与空气成分完全相同
【答案】AB
【分析】A、根据空气的组成考虑；
B、根据人造空气的组成中含有氧气考虑；
C、根据测氧气含量的方法考虑；
D、根据人造空气组成考虑。
【解析】A、21%和78%指气体的体积分数，故A正确；
B、人造空气”中氧气占21%，与空气中含量一样，所以燃着的木条放在“人造空气”中不会立即熄灭，故B正确；
C、木炭燃烧生成二氧化碳气体，不能用木炭燃烧法测定“人造空气”中的氧气含量，故C错误；
D、人造空气”中21%的氧气，78%的氮气，控制二氧化碳的含量低于0.7%，空气中二氧化碳的含量低于0.03%，所以与空气中成分不完全相同，故D错误。
故选：AB。
【变式1-2】（2023•九台区模拟）在受到猛烈撞击时，汽车安全气囊内的物质瞬间分解，产生空气中含量较高且化学性质比较稳定的气体。该气体是（ ）
A．氮气B．氧气C．二氧化碳D．稀有气体
【答案】A
【分析】熟记空气中各成分及体积分数，就能解决这一题目。
【解析】空气中各成分及体积分数为：氮气78%、氧气21%、稀有气体0.94%、二氧化碳0.03%、水蒸气和杂质0.03%．所以空气中含量最多的气体是氮气，并且化学性质比较稳定。
故选：A。
考向02 空气的污染及其危害
【例2】（2023•南京雨花区一模）空气是一种宝贵的资源，下列有关空气的说法正确的是（ ）
A．空气中的氮气约占空气总质量的78%
B．空气中的主要污染物有：SO2、CO、CO2、可吸入颗粒物等
C．空气中的稀有气体化学性质不活泼，没有任何用处
D．空气质量日报中，空气质量级别越大，空气质量状况越差
【答案】D
【分析】A.根据空气中的氮气约占空气总体积的78%进行分析；
B.根据二氧化碳的性质进行分析；D.根据空气质量级别和空气污染指数的关系进行分析。
C.根据物质的用途进行分析；
D.根据空气质量级别和空气质量状况的关系进行分析。
【解析】A.空气中的氮气约占空气总体积的78%，而不是质量，故A错误；
B.二氧化碳无毒，不会造成空气污染物，故B错误；
C.空气中的稀有气体化学性质虽不活泼，但不是没有任何用处，比如稀有气体可以作保护气，故C错误；
D.空气质量日报中，空气质量级别越大，说明含有的污染物越多，所以空气质量状况越差，故D正确；
故选：D。
【变式1-1】（2023•渭南模拟）“生态文明与绿色发展”为城市生态文明建设注入了新的内涵。下列做法不利于生态文明城市建设的是（ ）
A．实施绿化工程，防治扬尘污染
B．加强大气质量监测，狠抓治污减污
C．垃圾分类处理，回收可再生资源
D．大量燃放烟花爆竹，增添节日喜庆气氛
【答案】D
【分析】防治环境污染的措施有：实施绿化工程，防治扬尘污染；加强大气质量监测，狠抓治污减污；垃圾分类处理，回收可再生资源；工厂排放的废气经过处理再排放；植树造林；合理开发新能源；禁止燃放烟花爆竹等。
【解析】A、实施绿化工程，防治扬尘污染，利于生态文明城市建设，不符合题意，故选项错误；
B、加强大气质量监测，狠抓治污减污，利于生态文明城市建设，不符合题意，故选项错误；
C、垃圾分类处理，回收可再生资源，利于生态文明城市建设，不符合题意，故选项错误；
D、大量燃放烟花爆竹生成有害气体和烟尘，不利于生态文明城市建设，符合题意，故选项正确；
故选：D。
【变式1-2】（2023年湖南省长沙市雨花区华益中学中考一模）空气是一种宝贵的资源，下列有关空气的说法正确的是
A. 空气中的氮气约占空气总质量的78%
B. 空气中的主要污染物有：SO2、CO、CO2、可吸入颗粒物等
C. 空气中的稀有气体化学性质不活泼，没有任何用处
D. 空气质量日报中，空气质量级别越大，空气质量状况越差
【答案】D
【解析】A、氮气约占空气体积的78%，不是质量，不符合题意；
B、二氧化硫、一氧化碳、可吸入颗粒物属于空气污染物，二氧化碳是空气的组成成分之一，不属于空气污染物，不符合题意；
C、空气中的稀有气体化学性质不活泼，可作保护气，且稀有气体通电时能发出不同颜色的光，可制成多种用途的电光源，不符合题意；
D、空气质量日报中，空气质量级别越大，空气质量状况越差，符合题意。
故选D。
考向03 空气各组分的性质及用途
【例3】（2023年湖北省荆州市中考）空气是人类生产活动的重要资源。下列有关空气成分的说法错误的是（ ）
A. 氧气可以支持可燃物燃烧
B. 氮气不与任何物质发生化学反应
C. 二氧化碳在蔬菜大棚中作气体肥料
D. 稀有气体可制成多种用途的电光源
【答案】B
【解析】A、氧气具有助燃性，可以支持可燃物燃烧，选项正确，不符合题意；
B、氮气化学性质不活泼，通常情况下与大多数物质不发生化学反应，但不是不与任何物质发生化学反应，如氮气和镁在点燃的条件下可以生成氮化镁，选项错误，符合题意；
C、植物光合作用过程中，可以将二氧化碳和水转化为氧气和有机物，故二氧化碳可以在蔬菜大棚中作气体肥料，选项正确，不符合题意；
D、稀有气体在通电的条件下可以发出不同颜色的光，故稀有气体可以制成多种用途的电光源，选项正确，不符合题意；
故选B。
【变式3-1】（2023年江苏·统考二模）下列气体性质较为稳定，常用作粮食、瓜果保护气的是（ ）
A．氧气B．氢气C．氮气D．一氧化碳
【答案】C
【解析】A、氧气性质活泼，易于其他成分发生反应，不能做保护气，说法错误；
B、氢气具有可燃性，化学性质活泼，不能做保护气，说法错误；
C、氮气化学性质稳定，可以做保护气，说法正确；
D、一氧化碳有毒，而且化学性质活泼，不能做保护气，说法错误。
故选C。
【变式3-2】（2023年江西抚州·统考一模）下列关于空气及其成分的说法错误的是（ ）
A．稀有气体可以制成多种用途的电光源
B．CO2含量高会促进大棚蔬菜的光合作用
C．N2用作薯片的保护气
D．O2可以支持所有的物质燃烧
【答案】D
【解析】A、稀有气体通电后发出不同颜色的光可制成多种用途的电光源，故A说法正确；
B、CO2是光合反应的原料，适当增加CO2浓度可以提高光合作用强度，故B说法正确；
C、氮气化学性质稳定，所以可以用作薯片的保护气，故C说法正确；
D、O2具有助燃性，但不能支持没有可燃性的物质燃烧，比如二氧化碳，故D说法错误。
故选D。
考向04 空气中氧气含量的测定
【例4】（2023年北京顺义·统考一模）用如图装置可测定空气中氧气的含量。下列对该实验的认识不正确的是（ ）
A．红磷的量对实验结果无影响B．冷却到室温才能打开弹簧夹
C．该实验所用的红磷不可用木炭替代D．最终观察到集气瓶中液面最终上升至1处
【答案】A
【解析】A、红磷的量对实验结果有影响，若红磷不足，不能将装置内氧气完全消耗，测量结果偏小，对该实验的认识不正确，符合题意；
B、冷却到室温才能打开弹簧夹，否则由于温度偏高，容器内气压偏大，测量结果偏小，对该实验的认识正确，不符合题意；
C、该实验所用的红磷不可用木炭替代，原因是木炭在空气中燃烧生成二氧化碳，容器内气压几乎不变小，水不能倒流，不能测量出空气中氧气的含量，对该实验的认识正确，不符合题意；
D、由于空气中氧气按体积计算，氧气约占空气体积的eq \f(1,5)，最终观察到集气瓶中液面最终上升至1处，对该实验的认识正确，不符合题意。
故选A。
【变式4-1】（2023年湖南省衡阳市中考）拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。某兴趣小组利用氧气传感器来检测足量红磷燃烧过程中氧气的含量，如图所示，下列判断正确的是（ ）
A．a点时容器内氮气体积分数为85%
B．容器内物质总质量：b点>c点
C．氧气有剩余，说明物质燃烧时氧气必须达到一定浓度
D．此实验测得空气中氧气的质量分数为18%
【答案】C
【解析】A、由曲线图可知：a点时容器内氧气的体积分数为15%。故容器内其余气体（氮气、稀有气体、二氧化碳等）的浓度为85%，故氮气体积分数小于85%，故A错误，不符合题意；
B、由图可知，反应是在密闭容器中进行的，故根据质量守恒定律，反应前后物质的质量不变，故容器内物质总质量：b点=c点，故B错误，不符合题意；
C、由曲线图可知：反应停止时，容器内剩余3%体积分数的氧气，由于红磷足量，故氧气有剩余，说明物质燃烧时氧气必须达到一定浓度，故C正确，符合题意；
D、由曲线图可知：反应过程中氧气的体积分数减小18%，且不是质量分数，故D错误，不符合题意。
故选：C。
【变式4-2】（2023年云南·统考中考真题）仿照法国化学家拉瓦锡定量研究空气成分的原理，利用如图装置测定空气中氧气的含量，燃烧匙中应盛放的药品是（ ）
A．铁丝B．木炭C．红磷D．硫粉
【答案】C
【解析】A.因为铁丝不能在空气燃烧，故A错误；
B.木炭燃烧会生成二氧化碳导致两边压强变化不明显，故B错误；
C.红磷燃烧会消耗氧气，集气瓶中的液面会上升五分之一，故C正确；
D.硫燃烧会生成二氧化硫导致两边压强变化不明显，故D错误；
故答案为：C
【变式4-3】（2023年山东青岛·统考二模）测定空气中氧气的含量，某化学兴趣小组的同学将过量的白磷放入容积为40mL的试管中，用橡皮塞塞紧试管口，通过导管与容积为60mL，且润滑性良好的注射器组成如图所示的实验装置进行实验。则下列说法正确的是（ ）
A．实验过程中观察到白磷燃烧产生大量白雾
B．必须等实验结束装置冷却到室温之后再读数
C．若实验前先夹紧弹簧夹，实验结束后再松开弹簧夹，发现活塞前沿向左移动到8mL处
D．若不使用弹簧夹，整个实验过程中活塞前沿先向右移动再向左移动直至停在8mL处
【答案】BD
【解析】A、白磷燃烧，产生大量白烟，没有白雾，不符合题意；
B、必须等实验结束装置冷却到室温之后再读数，否则气体受热膨胀，占据了一定的体积，会导致测定结果偏小，符合题意；
C、若实验前先夹紧弹簧夹，实验结束后再松开弹簧夹，白磷燃烧消耗氧气，待完全反应后，逐渐冷却至室温，由于消耗了氧气，装置内压强减小，打开弹簧夹，注射器活塞左移，氧气约占空气体积的eq \f(1,5)，故消耗氧气的体积为：40mL×eq \f(1,5)=8mL，故最后发现活塞前沿向左移动到：20mL-8mL=12mL处，不符合题意；
D、若不使用弹簧夹，白磷燃烧放出热量，装置内气体受热膨胀，压强增大，注射器活塞右移，待完全反应后，逐渐冷却至室温，由于消耗了氧气，装置内压强减小，注射器活塞左移，消耗氧气的体积为：(40mL+20mL)×eq \f(1,5)=12mL，故整个实验过程中活塞前沿先向右移动再向左移动，直至停在20mL-12mL=8mL处，符合题意。
故选BD。
空气中氧气含量的测定
1. 药品选择错误：选择木炭或硫作为可燃物时会生成气体物质，导致实验失败；选择铁丝作可燃物时，由于空气中氧气浓度低，铁丝不能燃烧，不能完全消耗氧气，导致实验失败。
2.装置错误：气密性不好。
3.操作错误：未使用弹簧夹、未冷却至室温打开弹簧夹、点燃红磷后插入速度过慢，未及时塞紧橡皮塞。
考点二 氧气的性质
1．物理性质
在标准状况下，氧气是无色、无味、不易溶于水的气体，密度比空气略大。在低温、高压时，可变成淡蓝色的液体或雪花状固体。
2．化学性质
（1）氧气的助燃性：带火星的木条在氧气中能够复燃，说明氧气能够助燃或支持燃烧，利用此性质可以区别N2和O2、CO2和O2。
（2）常见物质在氧气或空气中的燃烧
Ⅰ.与单质的反应
Ⅱ.与几种化合物的反应
物理性质和化学性质的辨别
1. 现象描述错误：如“烟”与“雾”、“光”与“火焰”的词语使用不准确。
2. 对氧气的性质掌握不准确：氧气性质比较活泼，具有氧化性。
3. 对集气瓶中预留水的作用不明确：认为水只是吸收热量，其实有时还吸收有毒有害物质。
4. 认为氧气可当做燃料：氧气具有助燃性，不具有可燃性。
5. 性质和用途关系对应错误。
6. 不理解炼钢和炼铁原理：炼铁是还原，炼钢是氧化！
考向01 氧气的化学性质
【例1】（2023春•裕华区一模）某同学做铁丝在氧气中燃烧的实验，没有观察到火光四射，其失败原因不可能是（ ）
A．集气瓶底部没有铺一层细沙
B．铁丝表面生锈
C．铁丝的温度未达到着火点
D．收集到的氧气量太少或纯度太低
【答案】A
【分析】根据已有的知识进行分析，铁丝在氧气中的燃烧实验，需要使用火柴引燃，以达到铁丝的着火点，所使用的铁丝必须把表面的铁锈打磨掉。
【解析】没有观察到火星四射，说明没有的燃烧现象，也是就没有发生铁丝的燃烧，所以所有分析围绕燃烧来进行，更确切地说是铁丝的燃烧条件来进行。燃烧需要可燃物与氧气有一定的接触，且接触越充分越容易燃烧。温度越高燃烧也就越容易。
A、集气瓶底部铺一薄层细沙是为了防止生成物溅落炸裂集气瓶的，与铁丝是否能够燃烧无关。
B、铁丝生锈或表面可能含有油漆时，铁丝可能不燃烧。
C、铁丝的温度未达到着火点；铁丝可能不燃烧。
D、收集到的氧气量太少或纯度太低时，铁丝可能不燃烧。
故选：A。
【变式1-1】（2023春•丰城市校级期中）下列是化学实验小组的四位同学在实验室做有关氧气的性质实验操作，错误的是（ ）
A．小周将盛有红热木炭的燃烧匙从瓶口往下缓慢伸入盛有氧气的集气瓶中
B．小吴准备做硫在氧气中燃烧的实验，在用排水法收集氧气时，集气瓶中少量水未排完就停止收集
C．小郑将镁条点燃之前先用砂纸把镁条打磨光亮
D．小王在酒精灯的火焰上引燃细铁丝底端的火柴后立即将其伸入盛有氧气的集气瓶中
【答案】D
【分析】根据木炭、硫、镁条、细铁丝在氧气中燃烧实验的注意事项，进行分析判断。
【解析】A、将盛有红热木炭的燃烧匙从瓶口往下缓慢伸入集气瓶中，根据木炭燃烧后生成密度比空气大的二氧化碳会处于集气瓶底，因此缓慢伸入有利于木炭与氧气充分反应，故选项说法正确。
B、在用排水法收集氧气时，集气瓶中少量水未排完就停止收集，由于硫燃烧生成二氧化硫有毒，会污染空气，可以预留少量水，目的是吸收二氧化硫，防止污染空气，故选项说法正确。
C、将镁条点燃之前先用砂纸把镁条打磨光亮，除去表面的氧化物，有利于镁的燃烧，故选项说法正确。
D、在酒精灯的火焰上引燃细铁丝底端的木条后立即将其伸入集气瓶中，这样火柴燃烧消耗了较多的氧气，不利于铁丝的燃烧，故选项说法错误。
故选：D。
【变式1-2】（2023春•海阳市期末）（多选）用坩埚钳夹取一端绑有火柴的螺旋状细铁丝，在酒精灯上点燃火柴，待火柴快燃尽时伸入盛满氧气的集气瓶中（瓶底铺一层细沙）。关于实验的下列说法正确的是（ ）
A．这瓶氧气一定是用排水法收集的
B．绕成螺旋状是为了增加与氧气的接触面积
C．有“火星四射、黑色熔化状物质溅落”现象
D．火柴快燃尽时伸入，既可充分预热细铁丝，又可少消耗氧气
【答案】CD
【分析】A、根据氧气既可以用排水法也可以用向上排空气法收集分析；
B、根据绕成螺旋状是为了增加铁丝的受热面积分析；
C、根据铁丝在氧气中燃烧的现象分析；
D、根据火柴快燃尽时伸入，既可充分预热细铁丝，又可少消耗氧气分析。
【解析】A、氧气既可以用排水法也可以用向上排空气法收集，故A说法错误；
B、绕成螺旋状是为了增加铁丝的受热面积，故B说法错误；
C、铁丝在氧气中燃烧的现象是：火星四射、黑色熔化状物质溅落，故C说法正确；
D、火柴快燃尽时伸入，既可充分预热细铁丝，又可少消耗氧气，故D说法正确；
故选：CD。
考向02 物质燃烧的现象
【例2】( 2023春•荣成市一模)下列对实验现象的描述正确的是（ ）
A．发红的木炭在氧气中剧烈燃烧生成大量二氧化碳气体
B．氢气在空气中燃烧产生淡蓝色火焰
C．磷在空气中燃烧生成五氧化二磷
D．铁丝伸入盛有氧气的集气瓶中剧烈燃烧
【答案】B
【解析】A、发红的木炭在氧气中剧烈燃烧生成大量二氧化碳气体，是实验结论，不是实验现象，故选项说法错误。
B、氢气在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰，故选项说法正确。
C、磷在空气中燃烧，生成五氧化二磷是实验结论而不是实验现象，故选项说法错误。
D、铁丝伸入盛有氧气的集气瓶中，若不点燃，不会剧烈燃烧，故选项说法错误。
故选：B。
【变式2-1】（2023•碑林区校级模拟）下列关于物质燃烧的现象及用途的描述不正确的是（ ）
A．镁带在空气中燃烧发出耀眼的白光，生成白色固体——可用于制造照明弹
B．铁丝在氧气中燃烧火星四射，生成黑色固体——可用于探究空气中氧气含量
C．白磷在空气中燃烧产生大量白烟——可用于制造烟幕弹
D．蜡烛燃烧产生黄色火焰，放大量热——“灯火实验”可用于检验菜窖中O2含量
【答案】B
【分析】根据物质燃烧的实验现象以及物质的用途来分析。
【解析】A、镁带在空气中燃烧发出耀眼的白光，所以可用于制造照明弹，镁和氧气生成的氧化镁是一种白色固体，描述正确，不符合题意；
B、铁丝在氧气中燃烧火星四射，会生成四氧化三铁，四氧化三铁是黑色固体，而铁丝不能在空气中燃烧，所以不可用于探究空气中氧气含量，描述错误，符合题意；
C、白磷在空气中燃烧，会和空气中的氧气反应生成五氧化二磷，五氧化二磷是白色固体，所以产生大量白烟，可用于制造烟幕弹，描述正确，不符合题意；
D、蜡烛燃烧产生黄色火焰，放出大量的热，“灯火实验”可用于检验菜窖中O2含量，氧气含量多，会继续燃烧，氧气含量低，就会熄灭，描述正确，不符合题意。
故选：B。
【变式2-2】（2023•江宁区二模）下列有关物质燃烧现象的叙述中，正确的是（ ）
A．棉线在空气中燃烧，产生烧焦羽毛的气味
B．铁丝在空气中剧烈燃烧，火星四射，有红棕色固体生成
C．镁条在空气中剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成氧化镁
D．硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，生成有刺激性气味的气体
【答案】D
【分析】A、根据棉线在空气中燃烧的现象进行分析判断。
B、根据铁丝在空气中不能燃烧，进行分析判断。
C、根据镁条在空气中燃烧的现象进行分析判断。
D、根据硫在氧气中燃烧的现象进行分析判断。
【解析】A、棉线在空气中燃烧，产生烧纸的气味，故选项说法错误。
B、铁丝在空气中只能烧至发红，不会剧烈燃烧、火星四射，故选项说法错误。
C、镁条在空气中燃烧，发出耀眼的白光，生成氧化镁是实验结论而不是实验现象，故选项说法错误。
D、硫在氧气中燃烧，产生明亮的蓝紫色火焰，产生一种具有刺激性气味的气体，故选项说法正确。
故选：D。
考向03 化合反应氧化反应的关系
【例3】（2023•光山县校级三模）生活、生产中涉及丰富的化学反应。下列发生的反应中，属于化合反应的是（ ）
A．生石灰作加热剂：生石灰+水→氢氧化钙
B．湿法炼铜：铁+硫酸铜→铜+硫酸亚铁
C．氢氧化镁治疗胃酸过多症：氢氧化镁+氯化氢→氯化镁+水
D．酒精作燃料：酒精+氧气eq \\ac(\s\up5(点燃),\s\d0(———→))水+二氧化碳
【答案】A
【分析】化合反应：两种或两种以上物质反应后生成一种物质的反应，其特点可总结为“多变一”，进行分析判断。
【解析】A、生石灰+水→氢氧化钙，该反应符合“多变一”的形式，符合化合反应的特征，属于化合反应，故选项正确。
B、铁+硫酸铜→铜+硫酸亚铁，该反应的生成物是两种，不符合“多变一”的形式，不符合化合反应的特征，不属于化合反应，故选项错误。
C、氢氧化镁+氯化氢→氯化镁+水，该反应的生成物是两种，不符合“多变一”的形式，不符合化合反应的特征，不属于化合反应，故选项错误。
D、酒精+氧气eq \\ac(\s\up5(点燃),\s\d0(———→))水+二氧化碳，该反应的生成物是两种，不符合“多变一”的形式，不符合化合反应的特征，不属于化合反应，故选项错误。
故选：A。
【变式3-1】（2022•淇县模拟）下列结论正确的是（ ）
A．氧化反应一定是化合反应
B．凡是有两种或两种以上物质参加的反应就是化合反应
C．铁丝在氧气中燃烧既属于氧化反应，又属于化合反应
D．混合物由多种物质组成，所以混合物中一定存在多种元素
【答案】C
【解析】A、氧化反应不一定是化合反应，如甲烷在氧气中燃烧生成二氧化碳和水，故选项说法错误。
B、凡是有两种或两种以上物质参加的反应不一定就是化合反应，如甲烷在氧气中燃烧生成二氧化碳和水，故选项说法错误。
C、铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，既属于氧化反应，又属于化合反应，故选项说法正确。
D、混合物由多种物质组成，但混合物中不一定存在多种元素，也可能只含有一种元素，如金刚石和石墨的混合物，故选项说法错误。
故选：C。
【变式3-2】（2023·江苏无锡）下列概念之间存在图所示关系的是（ ）
【答案】B
【解析】
A、由同种元素组成的纯净物是单质；由不同种元素组成的纯净物是化合物，单质和化合物属于并列关系，错误。
B、化合反应是两种或两种以上物质反应后生成一种物质的反应，其特点可总结为“多变一”；物质与氧发生的化学反应是氧化反应；有些化合反应属于氧化反应，有些不属于氧化反应，如二氧化碳和水反应产生碳酸；氧化反应中有的属于化合反应，有的不属于化合反应，如甲烷燃烧产生二氧化碳和水；化合反应和氧化反应属于交叉关系，正确。
C、碱溶液显碱性，属于碱性溶液中的一种，两者之间属于包含关系，错误。
D、中和反应是酸与碱作用生成盐和水的反应，分解反应是由一种物质生成两种或两种以上的物质的反应，属于并列关系，错误。
故选：B。
考点三 氧气的制法
一、氧气的工业制法
1．原料：原料是空气。
2．原理：利用液态氮的沸点比液态氧的沸点低的原理。先将空气在低温条件下加压变为液态，再将液态空气缓缓升温至左右，氮气首先达到沸点从液态空气里蒸发出来，剩下的主要就是液态氧了。
3．方法：分离液态空气，其过程可以简单地表示如下：
4．贮存：氧气贮存在蓝色钢瓶中。
注意：工业上以空气为原料制取氧气，原料来源广泛，所制得的氧气价格较低。工业上在制取氧气的过程中，没有新物质生成，属于物理变化。
二、氧气的实验室制法
三、催化剂和催化作用
1. 概念
在化学反应里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化学反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂。
2. 催化作用
催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。
3. 特点
（1）一 变：改变化学反应速率，加快反应或减慢反应
（2）两不变：催化剂质量不变；催化剂化学性质不变
4. 深入了解催化剂
（1）催化剂只能改变化学反应的速率，不能改变化学反应的产率。
（2）催化剂的质量和化学性质在化学反应前后不改变，其反应过程中有可能改变。
（3）不同的化学反应有不同的催化剂，同一化学反应也可能有几种催化剂。如过氧化氢制氧气的反应中，氧化铁、硫酸铜、红砖粉末、动物肝脏等也可以作催化剂。
（4）“多重身份”的MnO2
①“催化剂”---氯酸钾或过氧化氢制氧气的反应中；
②“反应物”--- MnO2＋4HCl(浓)eq \(====,\s\up7(△),\s\d5())MnO2＋Cl2↑+2H2O反应中；
③“生成物”---2KMnO4eq \(====,\s\up7(△),\s\d5())K2MnO4＋MnO2＋O2↑反应中，MnO2是生成物。
1、发生装置选择错误：高锰酸钾或氯酸钾加热制氧气，由于是固体加热条件下反应，要选固固加热装置；过氧化氢制氧气，实在常温下，固液混合反应制气体，要选固液常温型装置。
2、收集方法错误：事实上收集气体主要关注气体的溶解性和气体密度(与空气对比)。
3、排水法收集气体的时间：大量气泡均匀冒出时开始收集，而不是刚冒出气泡时就开始收集。
4、一定注意先撤出导管后熄灭酒精灯，否则水槽中水会倒流，使试管炸裂。
考向01 氧气的工业制法
【例1】（2023•本溪模拟）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．空气中稀有气体的体积分数约为0.94%
B．二氧化硫会造成空气污染
C．分离液态空气制氧气发生了分解反应
D．自然界中的氧循环和碳循环维持着空气中氧气和二氧化碳的平衡
【答案】C
【分析】A、根据空气中的稀有气体的含量来分析；
B、根据造成空气污染的物质来分析；
C、根据分离液态空气法制氧气的原理来分析；
D、根据碳循环与氧循环的意义来分析。
【解答】解：A.空气中稀有气体的体积分数约为0.94%，选项正确；
B.二氧化硫是一种有毒气体，会导致酸雨，会造成空气污染，选项正确；
C.分离液态空气制氧气是根据氮气与氧气的沸点不同加以分离，此过程中没有新物质生成，发生的属于物理变化，不属于分解反应，选项错误；
D.自然界中的氧循环和碳循环维持着空气中氧气和二氧化碳的平衡，选项正确。
故选：C。
【变式1-1】（2022秋•徐汇区校级一模）关于工业制取氧气说法正确的是（ ）
A．得到的液态氧气储存在蓝色钢瓶中
B．原理是利用氧气与氮气的密度不同
C．氧气先从液态空气中逸出
D．分离液态空气后剩下约eq \f(1,10)的气体不能支持燃烧
【答案】A
【分析】根据工业上制取氧气的方法、原理进行分析解答即可．
【解析】A、工业上得到的液态氧气储存在蓝色钢瓶中，该选项说法正确；
B、工业制取氧气的原理是利用氧气与氮气的沸点不同将它们分离，该选项说法不正确；
C、由于液氮的沸点比液氧低，则氮气先从液态空气中逸出，该选项说法不正确；
D、分离液态空气后剩下的气体主要为氧气，氧气能支持燃烧，该选项说法不正确。
故选：A。
【变式1-2】工业上以空气为原料制备氧气的流程图如图：
液态空气蒸发分离出氮气和氧气是利用它们的 （“熔点”或“沸点”）不同，发生
（“化学”或“物理”）变化。
（2）此方法得到的A物质是 （填“混合物”或“纯净物”）。
【答案】
（1）沸点；物理；
（2）混合物。
【解析】解：（1）液态空气蒸发分离出氮气和氧气是利用它们的沸点不同，此过程中没有新物质生成，发生物理变化；故答案为：沸点；物理；
（2）此方法得到的A物质中含有液态氧气、液态的各种稀有气体等多种物质，属于混合物，故答案为：混合物。
考向02 实验室制取氧气的原理
【例2】（2022年奉贤区一模）实验室制取氧气，既可采用分解过氧化氢的方法，也可采用分解氯酸钾的方法。上述两种方法的主要共同点有（ ）
①反应都需加热
②采用MnO2均可改变其反应速率
③两种方法所需仪器相同
④都利用含氧化合物分解来达到目的。
A．①③B．③④C．①②D．②④
【答案】D
【分析】过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，氯酸钾在二氧化锰的催化作用下生成氯化钾和氧气，据此结合题意进行分析判断即可。
【解析】①过氧化氢在常温下就能分解，不需要加热，故选项说法错误。
②二氧化锰在过氧化氢和氯酸钾的分解反应中均作催化剂，能加快分解速率，故选项说法正确。
③过氧化氢在常温下就能分解，不需要加热，不需要使用酒精灯；而氯酸钾在加热条件下才能分解，分解氯酸钾时需要使用酒精灯，两种方法所需仪器不同，故选项说法错误。
④过氧化氢、氯酸钾都含有氧元素，都是含氧化合物，都利用含氧化合物分解来达到目的，故选项说法正确。
故②④说法正确。
故选：D。
【变式2-1】（2023年山西省中考）实验室用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气，有关操作如下，正确的一项是（ ）
A. 试管口应该倾斜B. 用酒精灯火焰加热
C. 气泡连续放出时开始收集D. 收集前集气瓶应装满水
【答案】D
【解析】A.加热固体时试管口应该略向下倾斜，防止冷凝水回流引起试管炸裂，此选项错误；
B. 因为酒精灯的外焰温度最高，所以用酒精灯的外焰加热，此选项错误；
C. 气泡连续、均匀放出时，此时是纯净的氧气，开始收集，此选项错误；
D. 收集前集气瓶应装满水，否则收集到的氧气中会混有空气，此选项正确。
故选D。
【变式2-2】（2022年•北海）小马同学将一定量的氯酸钾与高锰酸钾的混合物加热制取氧气，部分物质质量随时间的变化如图所示，下列有关叙述正确的是（ ）
A．在t1至t2时间内，氯酸钾的质量在减少
B．在t3至t4时间内，二氧化锰的质量增加
C．t3时，试管中有4种固体物质
D．曲线c代表加热过程中生成氧气质量的变化
【答案】C
【分析】根据化学反应与图像的关系进行分析解答即可，高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰、氧气，氯酸钾在二氧化锰的催化作用下加热分解生成氯化钾和氧气。
【解析】A、高锰酸钾比氯酸钾更容易反应，故在 t1 至 t2 时间内，高锰酸钾的质量在减少，氯酸钾从t2开始反应，故A错误；
B、综上分析，b表示高锰酸钾分解，a表示氯酸钾分解，到t4时，高锰酸钾完全反应，则二氧化锰的质量不再增加，在 t3 至 t4 时间内，二氧化锰催化氯酸钾分解，二氧化锰的质量不变，故B错误；
C、t3 时，试管中有锰酸钾、二氧化锰、氯化钾、氯酸钾4种固体物质，故C正确；
D、氧气从t1时就开始生成了，曲线c代表加热过程中生成氯化钾质量的变化，故D错误。
故选：C。
考向03 实验室制取氧气装置
【例3】（2023·甘肃金昌·中考真题）化学是以实验为基础的学科，正确选择实验装置是实验成功的关键。下图所示装置常用于实验室制取气体，请回答下列问题。
(1)标号①的仪器名称是______。
(2)你认为选用B作发生装置，优点是______；请指出装置C中存在的一处错误______。
(3)改进上述装置图中存在的错误，并以过氧化氢溶液为原料，在实验室中制取并收集干燥的氧气。按照要求选择实验装置，连接仪器后，先______，再装入药品，进行实验。
①所选装置的连接顺序为______（从左到右填写装置序号字母）。
②上述方法制氧气的化学方程式为______。
③若把G装置中的浓硫酸换成水并盛满，用来收集难溶于水的气体时，气体从______（填“a”或“b”）端通入。
(4)甲烷（CH4）是最简单、难溶于水的有机物类气体，实验室常用加热无水醋酸钠与氢氧化钠的固体混合物来制得。实验室制取甲烷应选用的发生、收集装置是______（填序号）。
【答案】
(1)锥形瓶
(2)控制反应速率/控制药品滴加的量，节约药品 长颈漏斗下端未伸入液面以下
(3)检查装置的气密性 CGD/BGD 2H2O2 eq \\ac(\s\up7(MnO2),\(===,====))2H2O+O2↑ b
(4)AF/AE
【解析】（1）标号①的仪器名称是锥形瓶；
（2）选用B作发生装置，优点是控制药品滴加的量，从而控制反应速率，同时节约药品；装置C中存在的一处错误长颈漏斗导管没有深入液面下，长颈漏斗导管应深入液面下形成液封，防止生成的气体从长颈漏斗逸出；
（3）按照要求选择实验装置，连接仪器后，先检查装置的气密性，对于有气体生成或有气体参与反应的装置，都要检查装置气密性，再装入药品，进行实验。
①过氧化氢在二氧化锰的催化下反应生成水和氧气，发生装置选B或C，浓硫酸具有吸水性，可用作气体干燥剂，混合气体从a导管通入，经过浓硫酸充分干燥，再从b导管逸出，氧气的密度比空气大，可选用向上排空气法收集氧气，收集装置选D，所选装置的连接顺序为CGD或BGD；
②过氧化氢在二氧化锰的催化下反应生成水和氧气，该反应化学方程式：2H2O2 eq \\ac(\s\up7(MnO2),\(===,====))2H2O+O2↑；
（4）甲烷（CH4）是最简单、难溶于水的有机物类气体，实验室常用加热无水醋酸钠与氢氧化钠的固体混合物来制得，反应条件需要加热，发生装置选择A，甲烷气体难溶于水，且密度比空气小，可选用排水法收集或向下排空气法收集，实验室制取甲烷应选用的发生、收集装置是AF或AE。
【变式3-1】（2023·四川内江·中考真题）下图是实验室制取气体常用的发生和收集装置，请回答有关问题。
(1)写出图中标注仪器的名称：①_______；②_______。
(2)实验室选用装置BD组合制取并收集氧气，其反应的化学方程式为_______，当D中集气瓶里的水排完后，在水里用玻璃片_______（填“磨砂”或“光滑”）一面盖住集气瓶口，将集气瓶移出水面，_______（填“正放”或“倒放”）在桌面上。
(3)用加热高锰酸钾固体的方法制取并收集氧气，可选_______装置和E装置，验满的方法是_______。
(4)实验室若用装置C制取二氧化碳，加盐酸时液面高度至少应该在_______（填“a”或“b”）处以上：检验二氧化碳时，将气体通入澄清石灰水变浑浊的化学方程式为_______。
【答案】
(1) 锥形瓶 水槽
(2) 2H2O2 eq \\ac(\s\up7(MnO2),\(===,====))2H2O+O2↑ 磨砂 正放
(3) A 将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则已经充满
(4) a CO2+Ca(OH)2＝CaCO3↓+H2O
【解析】（1）由图可知，仪器①为锥形瓶；仪器②为水槽；
（2）B装置适用于固液不加热反应制取气体，适用于过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，过氧化氢在二氧化锰的催化下分解为水和氧气，该反应的化学方程式为：2H2O2 eq \\ac(\s\up7(MnO2),\(===,====))2H2O+O2↑；
当D中集气瓶里的水排完后，在水里用玻璃片磨砂一面盖住集气瓶口，这样比较紧密；
氧气的密度比空气大，将集气瓶移出水面，正放在桌面上；
（3）用加热高锰酸钾固体的方法制取氧气，属于固体加热反应，发生装置可选A；
氧气具有助燃性，氧气验满：将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，说明已经集满；
（4）实验室若用装置C制取二氧化碳，加盐酸时液面高度至少应该在a处以上，这样可以形成液封，防止反应生成的气体从长颈漏斗下端逸出；
检验二氧化碳时，将二氧化碳通入澄清石灰水，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，故澄清石灰水变浑浊，该反应的化学方程式为：CO2+Ca(OH)2＝CaCO3↓+H2O。
【变式3-2】（2023·湖南郴州·中考真题）下图是实验室中常见的一些装置。请根据所学知识回答下列问题：
(1)仪器①的名称是_______。
(2)C装置中玻璃棒的作用是_______。
(3)实验室既可用于制氧气又可用于制二氧化碳的发生装置是_______（填装置编号），用此装置制氧气，其反应的化学方程式是_______。
(4)装置E可用于收集_______（填“氧气”或“二氧化碳”），气体应该从_______口进入（填“a”或“b”）；
(5)若选用B装置制氧气，试管口棉花的作用是_______。
【答案】
(1)集气瓶
(2)引流
(3)A 2H2O2 eq \\ac(\s\up7(MnO2),\(===,====))2H2O+O2↑
(4) 氧气 b
(5)防止加热时试管内粉末状物质进入导管
【解析】（1）据图可知，仪器①的名称是集气瓶。
（2）C装置的操作是过滤，过滤装置中玻璃棒的作用是引流。故填：引流。
（3）实验室用过氧化氢溶液加二氧化锰作催化剂制氧气的发生装置又可用于石灰石与稀盐酸反应制二氧化碳的发生装置，因为它们反应物的状态都是固态与液态，反应条件都是常温。所以实验室既可用于制氧气又可用于制二氧化碳的发生装置是A。
用A装置制氧气是过氧化氢溶液在二氧化锰催化作用下生成水和氧气，化学方程式2H2O2 eq \\ac(\s\up7(MnO2),\(===,====))2H2O+O2↑。
（4）装置E收集气体的方法是排水法，要求气体不易溶于水，不与水反应。氧气不易溶于水，不与水反应，二氧化碳能溶于水，与水反应。所以装置E可用于收集氧气；气体应该从短管进入，才能产生压强差，将水从长管排出。故填：b。
（5）为防止加热时试管内粉末状物质进入导管，选用B装置制氧气，试管口放一团棉花。
考向04 氧气的收集及检验
【例4】（2022年龙凤区一模）下列装置中，最适合用来收集氧气的是（ ）
A．B．C．D．
【答案】D
【分析】根据氧气的密度比空气的密度大，可选择向上排空气法收集；根据氧气不易溶于水，可选择排水法收集。
【解析】A、因为氧气的密度比空气大，导管未插到集气瓶底，空气不能排干净，故本选项不符合题意；
B、氧气的密度小于水的密度，所以应该短进长出，故本选项不符合题意；
C、氧气的密度大于空气的密度，所以应该是长进短出，故本选项不符合题意；
D、氧气的密度大于空气的密度，所以D中收集氧气的方法是正确的。
故选：D。
【变式4-1】下列示意图分别是实验室氧气制备、收集、验满、验证性质的操作，其中正确的是（ ）
A B C D
【答案】A
【解析】A.实验室用氯酸钾制取氧气发生装置为固固加热型，试管口略向下倾斜，，外焰加热，故A正确；
B.导气管应伸到集气瓶底部，故B错误；
C.验满氧气时，应将带火星的木条放在集气瓶口，观察是否复燃，故C错误；
D.铁丝燃烧来验证氧气的性质，应在集气瓶底部放少量水，或铺一层细沙，防止高温熔融物溅落，炸裂瓶底，故D错误。
故选C
【变式4-2】下列关于实验室制取氧气的说法中，正确的是（ ）
A．选择制取气体的原理时，应考虑反应速率，且速率越快越好
B．用排水法收集氧气时，提前将导管伸入盛满水的集气瓶以便于收集气体
C．用向下排空气法收集氧气需要在瓶口处验满
D．用带火星的木条检验氧气
【答案】D
【解析】A、选择制取气体的原理时，应考虑反应速率，不是速率越快越好，反应速率要适中，故选项说法错误。
B、用排水法收集气体时，不能提前将导管伸入盛满水的集气瓶中，因为开始排出的气体是空气，待导管口气泡连续、均匀冒出时再开始收集，否则会导致收集的气体中混有空气而造成不纯，故选项说法错误。
C、氧气的密度比空气大，不能用向下排空气法收集，故选项说法错误。
D、氧气具有助燃性，可用带火星的木条检验氧气，故选项说法正确。
综上所述：选择D。
考向05 制取氧气的操作步骤
【例5】（2023春•龙口市期中）实验室用KClO3与MnO2加热、用排水法收集氧气，操作的先后顺序错误的是（ ）
A．先检验装置气密性，后装药品
B．先加热一会，后将导管伸入集气瓶
C．先将导管移出水面，后停止加热
D．先将集气瓶移出水槽，后盖玻璃片
【答案】D
【分析】根据实验室采用加热KClO3与MnO2的方法制取氧气，并用排水法收集氧气的实验操作步骤以及注意事项来分析。
【解析】A、根据氯酸钾制取氧气的查、装、定、点、收、离、熄的实验步骤可知，应先检查装置气密性，然后装药品，以防装置漏气，造成药品浪费，故A正确，不符合题意；
B、因为试管内会残留空气，故收集气体时，先将试管加热一会儿，排净试管内空气，当观察到导管口处的气泡连续、均匀冒出时再开始收集，故先加热一会，后将导管伸入集气瓶，故B正确，不符合题意；
C、先将导管移出水面，后停止加热，防止水槽中的水倒流入试管引起试管炸裂，故C正确，不符合题意；
D、若先将集气瓶移出水槽，后盖玻璃片，收集的氧气会逸出一部分，故应在水下就盖好玻璃片，然后将集气瓶移出水槽，故D错误，符合题意。
故选：D。
【变式5-1】（2023•天河区一模）下列关于氧气的性质、制取说法不正确的是（ ）
A．细铁丝在氧气里燃烧时，火星四射，生成黑色固体
B．排空气法收集氧气，验满方法是将带火星的木条放在集气瓶口
C．排水法收集氧气完毕后，先把导管移出水面，再熄灭酒精灯
D．实验室可用加热分解氧化汞的方法制取氧气
【答案】D
【分析】A、根据铁丝在氧气中燃烧的实验现象来分析；
B、根据氧气的验满方法来分析；
C、根据排水法收集氧气的注意事项来分析；
D、根据实验室制氧气的原理来分析。
【解析】A、细铁丝在氧气里燃烧时，火星四射，生成黑色固体，说法正确；
B、排空气法收集氧气，验满方法是将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明已满，说法正确；
C、排水法收集氧气完毕后，先把导管移出水面，再熄灭酒精灯，以防冷水倒吸，炸裂试管，说法正确；
D、实验室不能用加热分解氧化汞的方法制取氧气，因此生成的汞是一种有毒的物质，说法错误。
故选：D。
【变式5-2】（2022年昌图一模）实验室用加热高锰酸钾制取氧气，并用排水法收集时，装药品的试管破裂了，其可能原因是（ ）
①装药品前忘了检查气密性
②试管口没有略向下倾斜
③试管没有均匀预热
④收集完氧气，先熄灭酒精灯，后取出水中导管
⑤试管外壁潮湿
⑥夹试管的铁夹夹得太紧。
A．①③④B．②③④C．②④⑤D．②③④⑤⑥
【答案】D
【分析】根据实验室里用加热高锰酸钾的方法制氧气的实验操作步骤、注意事项进行分析判断即可。
【解析】①装药品前忘了检查气密性，可能导致收集不到氧气，不会造成试管破裂。
②试管口没有略向下倾斜，冷凝水会回流到热的试管底部，炸裂试管。
③试管没有均匀预热，会造成试管受热不均匀而破裂。
④收集完氧气，先熄灭酒精灯，后取出水中导管，水槽内的水可能倒吸入试管，使试管因骤然冷却而炸裂。
⑤试管外壁潮湿，加热过程中会造成试管受热不均匀而破裂。
⑥夹试管的铁夹夹得太紧，会造成试管破裂。
故②③④⑤⑥中的原因会造成试管破裂。
故选：D。
考向06 催化剂和催化作用
【例6】（2023•北京二模）下列关于催化剂的说法正确的是（ ）
A．一种催化剂只能催化一个化学反应
B．催化剂在化学反应前后质量和性质都不变
C．催化剂能加快化学反应速率，也能减慢化学反应速率
D．如果没有二氧化锰作催化剂，双氧水不会分解
【答案】C
【分析】在化学反应里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变化的物质叫做催化剂（又叫触媒），催化剂的特点可以概括为“一变二不变”，一变是能够改变化学反应速率，二不变是指质量和化学性质在化学反应前后保持不变，催化剂只能改变化学反应速率，对生成物的质量无影响。
【解析】A、一种催化剂可以催化多个化学反应，如二氧化锰在过氧化氢和氯酸钾制取氧气的实验中都可以做催化剂，故A错误；
B、催化剂在化学反应前后质量和化学性质都不变，故B错误；
C、催化剂能够改变化学反应速率，既可加快反应速率，也可以减慢反应速率，故C正确；
D、不使用催化剂物质也能发生化学反应，双氧水也能缓慢分解放出氧气，故D错误。
故选：C。
【变式6-1】（2023•泰山区校级一模）下列关于催化剂的说法中，正确的是（ ）
A．化学反应前后，催化剂的质量和性质都不改变
B．同一个反应不能有不同的催化剂
C．在过氧化氢分解过程中加入二氧化锰可以加快反应（二氧化锰无变化），所以二氧化锰是此反应的催化剂
D．催化剂一定加快物质的化学反应的速率
【答案】C
【分析】在化学反应里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变化的物质叫做催化剂（又叫触媒）。催化剂的特点可以概括为“一变二不变”，一变是能够改变化学反应速率，二不变是指质量和化学性质在化学反应前后保持不变。
【解析】A、催化剂能改变化学反应速率，而本身的质量和化学性质不变，物理性质可能会发生改变，故选项说法错误。
B、同一个反应可以有不同的催化剂，如过氧化氢的分解反应中，二氧化锰、氧化铜、硫酸铜溶液等均可以作催化剂，故选项说法错误。
C、在过氧化氢分解过程中加入二氧化锰可以加快反应（二氧化锰无变化），则二氧化锰是此反应的催化剂，故选项说法正确。
D、催化剂不一定加快物质的化学反应的速率，也可能是减慢化学反应的速率，故选项说法错误。
故选：C。
【变式6-2】某化学兴趣小组的同学为了比较氧化铜和二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果，用如图1所示的装置进行了两次实验。在试管中分别加入等质量的氧化铜和二氧化锰，分别将注射器内盛有的 3mL5%的双氧水（过氧化氢溶液）注入试管中，利用注射器收集氧气，收集到氧气的体积和时间的关系如图Ⅱ所示。
（1）在检查装置的气密性后，小组同学开始实验时注入双氧水的方法是 ______（填序号）。
A 快速推注射器活塞 B 缓慢推注射器活塞
（2）根据相同时间注射器内氧气的体积不同，可比较两种催化剂的催化效果，通过图像除了能得出二氧化锰催化效果比氧化铜好，还能得出的结论是 ______。
（3）由氧化铜催化的反应，t1～t2时间段反应速率逐渐变慢，原因可能是____。
【拓展延伸】同学们在老师的指导下设计实验继续探究。
（4）如图Ⅲ，向两支试管分别加入等质量不同浓度双氧水，再加上等质量、等浓度的FeCl3溶液，分别用气压传感器测定两试管中气体压力变化曲线，如图Ⅳ。请你思考：
①保证实验准确性，请你设计向两试管中加入 FeCl3溶液的具体操作是_____。
②请你从曲线中找出 FeCl3溶液对双氧水分解影响的一条规律性结论：_________________________，写出该反应化学方程式 ________。
【答案】
（1）B
（2）催化剂不能改变生成氧气的量
（3）随着反应的进行，过氧化氢溶液浓度在不断下降
（4）
①分别用注射器吸取等量、等浓度的FeCl3溶液同时注入两支试管中
②FeCl3溶液对浓度大H2O2溶液分解促进效果更好 2H2O2 eq \\ac(\s\up5(FeCl3),\s\d0(======))2H2O+O2↑
【解析】
（1）开始实验时注入双氧水的方法是缓慢推注射器活塞，防止反应剧烈，放出大量的热，可能会造成活塞向外移动，导致装置漏气；
（2）由图象分析得出，当反应结束时，无论是用何种催化剂，等体积、等浓度的过氧化氢溶液生成的氧气体积相等，说明催化剂不能改变生成氧气的量；
（3）由图象知，在氧化铜作为催化的条件下，t0～t1时间段曲线逐渐变陡，说明反应速率逐渐变快，因为过氧化氢分解制氧气的同时放出热量；t1～t2时间段曲线逐渐变平缓，说明反应速率又逐渐变慢，这是因为随着反应的进行，过氧化氢溶液浓度在不断下降；
[拓展延伸]
（4）①保证实验准确性，要保证时间的统一性，能够进行对比；向试管中加入FeCl3溶液，可以分别用注射器吸取等量、等浓度的FeCl3溶液同时注入两支试管中；
②根据曲线可以看出，FeCl3溶液能加快H2O2溶液的分解；FeCl3溶液对浓度大H2O2溶液分解促进效果更好；
过氧化氢在氯化铁的催化作用下生成水和氧气：2H2O2 eq \\ac(\s\up5(FeCl3),\s\d0(======))2H2O+O2↑。
考点要求
课标要求
命题预测
空气
了解空气的组成, 认识空气是一种宝贵的自然资源，了解空气污染的后果和防止污染的重要意义。
空气的成分、氧气的性质和用途、催化剂与催化作用考点常以选择题的形式进行考查，考查的命题点有：空气的含量、空气的污染及防治、氧气的反应现象描述正确与否的判断、氧化反应的判断、氧气的用途、催化剂与催化作用的判断，常结合生活中的常见生活中现象、工农业生成、科学实验等以文字或图片结合的形式呈现。
氧气的制法考点常以填空题、计算题的形式进行考查。考查的命题点有：装置的选择、收集方法、检验及错误分析。常以化学实验或科学探究的形式出现。
氧气的性质和用途
了解并掌握氧气的化学性质, 能鉴别氧气和空气，了解氧气的用途。
氧气的制法
知道实验室可用过氧化氢、氯酸钾、高锰酸钾制取氧气及反应的原理、装置、检验、验满方法等
催化剂与催化作用
了解催化剂和催化作用
实验原理
4P+5O2eq \\ac(\s\up7(点燃),\(===,====))2P2O5红磷在空气中燃烧，消耗了瓶中的氧气，生成五氧化二磷白色固体，使瓶内压强减小，在大气压作用下，烧杯中的水进入集气瓶，进入瓶中水的体积即为氧气减少的体积
实验装置
实验步骤
a.在集气瓶内加入少量水，并将水面上方空间分为5等份；
b.用弹簧夹夹紧橡皮管；
c.在燃烧匙内放入过量的红磷；
d.点燃燃烧匙内的红磷后，立即伸入瓶中并把塞子塞紧；
e.待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹
实验现象
①红磷燃烧产生大量白烟；
②冷却至室温后打开弹簧夹，水沿导管进入集气瓶，最终水面上升约1/5
实验结论
氧气体积约占空气体积的1/5
类型
物质
燃烧时出现的现象
化学方程式
反应示意图或注意事项
与
金
属
单
质
反
应
铁
在空气中：红热，离开火后变冷，不燃烧
在氧气中：剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体
3Fe＋2O2eq \(=====,\s\up7(点燃)) Fe3O4
集气瓶底部放少量水或铺一层细沙的目的是防止生成的高温熔融物溅落使集气瓶炸裂
镁
剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出大量的热，生成白色固体
2Mg＋O2eq \(=====,\s\up7(点燃)) 2MgO
与
非
金
属
单
质
反
应
木炭
不同点：在空气中发出红光，在氧气中发出白光
相同点：均放热；将充分燃烧生成的气体通入澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊
C＋O2eq \(=====,\s\up7(点燃)) CO2
硫
不同点：在空气中，发出微弱的淡蓝色火焰；在氧气中，发出明亮的蓝紫色火焰
相同点：放热，生成无色有刺激性气味的气体
S＋O2eq \(=====,\s\up7(点燃)) SO2
集气瓶预先装入适量的水或氢氧化钠溶液的目的是吸收生成的二氧化硫，防止生成物污染空气
红磷
放出大量的热，产生大量白烟
4P＋5O2eq \(=====,\s\up7(点燃)) 2P2O5
氢气
在空气和氧气中都燃烧，产生淡蓝色火焰，火焰上方罩着的干冷烧杯内壁出现水雾
2H2＋O2eq \(=====,\s\up7(点燃)) 2H2O
点燃氢气之前必须验纯
物质
反应现象
化学方程式
注意事项
一氧化碳
在空气中燃烧，发出蓝色火焰，释放出热量
2CO＋O2eq \(=====,\s\up7(点燃))2CO2
点燃以前要验纯
甲烷
在空气中点燃，发出明亮蓝色火焰，生成无色气体和液体，释放热量
CH4＋2O2eq \(=====,\s\up7(点燃))
2H2O＋CO2
点燃以前要验纯
乙醇
在空气中点燃，发出蓝色火焰，生成无色气体和液体
C2H5OH＋3O2eq \(=====,\s\up7(点燃))
3H2O＋2CO2
选项
A
B
C
D
概念
X
单质
氧化反应
碱溶液
中和反应
Y
化合物
化合反应
碱性溶液
分解反应
制取方法
高锰酸钾制取氧气
氯酸钾制取氧气
过氧化氢制取氧气
所用药品
高锰酸钾（紫色固体）
氯酸钾（白色粉末）、
二氧化锰（黑色粉末）
过氧化氢（无色液体）、二氧化锰（黑色粉末）
反应原理
2KMnO4eq \\ac(\s\up6(△),\(==,===))K2MnO4+MnO2+O2↑
2KClO3eq \\ac(\s\up6(MnO2),\s\up1(───),\s\d1(───),\s\d6(△))2KCl+3O2↑
2H2O2eq \\ac(\s\up7(MnO2),\(===,====))2H2O+O2 ↑
发生装置
固体加热型
固固加热型
固液不加热型
收集装置
选择依据：氧气不易溶于水且不与水反应
向上排空气法
选择依据：氧气的密度比空气大，且不与空气各成分反应
优点
稍加热就分解，不用催化剂；反应速度适中，便于收集
反应速度适中，便于收集；和高锰酸钾相比，药品白色，仪器容易清洗；相同质量的KClO3和KMnO4，KClO3生成的氧气多
不用加热，节约能源；生成物只有水，利于环保；二氧化锰容易回收
缺点
需要加热，操作麻烦、浪费能源；使用紫色的高锰酸钾，不易清洗仪器和桌面
需要加热，操作麻烦、浪费能源；反应中生成刺激性气味、污染空气的氯气
作为反应物的过氧化氢不宜长时间保存且浓度太大时反应速度太快，不宜控制
检验方法
将一根带火星的木条伸入瓶内，如果木条复燃，证明集气瓶内的气体是氧气。
验满方法
①用向上排空气法收集时，将一根带火星的木条放在瓶口，如果木条复燃，证明集气瓶内氧气已收集满。
②用排水法收集时，集气瓶口出现大气泡时，说明已收集满氧气。
总之，从是否节约能源、是否利于环保、操作是否简单等方面综合比较，最适合在实验室制取氧气的方法是用过氧化氢制取氧气的方法
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