1.空气、氧气的性质及制取(廖)
一、 关键词
空气成分、组成测定、原理及应用，氧气的性质及用途，氧气制取、收集及检验。
二、 中考链接
了解空气的主要成分以及各成分的性质和主要用途，了解空气中氧气含量测定的实
验设计，了解设计原理，了解空气污染及防治。了解氧气的物理性质化学性质。
三、 知识网络 ◎知识结构
1．知道空气的组成成分，认识空气对人类生活的重要作用。
2．了解空气污染问题和防治措施。
3．掌握氧气的主要性质和用途。
4．初步学习氧气的实验室制法。
5．了解自然界中的氧循环。
四、考点和典型例题
考点1 空气主要成分的性质和用途
考点2测定空气中氧气的含量
1．实验原理：完全消耗一定量的空气中的氧气，导致气体的压强变小，恢复原状态后减少的体积即为氧气的体积。
2．药品的选择：所选药品只能与空气中的氧气反应，不能和其他气体成分反应，且反应不能生成新的气体，另外药品的量要充足。常用药品是红磷、铜丝等。
3．常用实验装置
△反应原理：2Cu＋O22CuO
4．注意事项
(1)药品按要求选择，一定要足量。
(2)装置的气密性要良好。
(3)反应完成后要待冷却至室温再读数。
考点3 保护空气
1．空气污染来源：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一氧化碳、二氧化硫、氮的氧化物、可吸入颗粒物，其中二氧化硫、氮的氧化物会导致酸雨的形成。
3．防治污染的措施：制定环境保护法律；控制污染源，减少废气的排放；提倡使用无污染能源；植树造林等。
考点4氧气的性质
考点5 氧气的制备
1．工业制法 工业上常用压缩空气的方法制备氧气。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。这个过程属于物理变化。
2．实验室制法
(1)
(2)
(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。
考点6 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，而自身的质量和化学性质都没有发生改变的物质。
2．特点
“一变，二不变”
3．注意：(1)催化剂的作用只是改变反应速率，可以加快也可以减慢，不能改变生成物的种类和数量；(2)反应前后催化剂本身的质量和化学性质不变，并非所有性质都不变。
例题解析
【例题1】1777年，拉瓦锡推翻了“燃素说”，建立了“燃烧氧化说”。他认为空气是由两种气体组成的，一种是能够帮助燃烧的，称为“氧气”；另一种是不能帮助燃烧的，称之为“窒息空气”—氮气。拉瓦锡对空气组成认识的不足之处是_________________________________________________________________。
【解析】空气中除了氧气和氮气外，还含有稀有气体、二氧化碳及水蒸气等物质。
【例题2】某课外活动小组学习了书本中“空气中氧气含量的测定”实验，知道P2O5不能随便排放到空气中，否则会对空气造成污染，所以对该实验进行了改进：
在由两个注射器组成的密闭系统内共有50 mL空气，如右图。然后给装有红磷的玻璃管加热。同时交替推动两个注射器的活塞，至玻璃管内的红磷变成白烟，且较长时间内无进一步变化时停止。停止加热后，待冷却至室温将气体全部推至一个注射器内。
请根据你对上述实验的理解，回答下列问题：
(1)实验结束后，注射器内的气体体积理论上应该减少约________mL。
(2)在实验的加热过程中，交替缓慢推动两个注射器的目的是_____________________。写出该反应的化学方程式_________________________________________________。
(3)上述实验只是粗略测定空气中氧气含量的一种方法，你认为造成该实验不够精确的可能原因是(写出其中一种)____________________________________________。
【解析】本题考查测定空气中氧气含量的实验。不论实验药品和装置如何改变，原理都是一样的，即把一定量的空气中的氧气消耗尽，又不产生新气体，导致气体压强变小，测出减少的气体体积。做好该实验的关键在于：①药品选择正确且量充足；②装置气密性好；③读数时间要得当。
【答案】(1)10 (2)使注射器内的氧气充分与红磷反应
点燃4P＋5O2=====2P2O5 (3)装置气密性不好等合理即可。
【例题3】科学课上做“用红磷燃烧测定空气中氧气的体积分数”的实验时，由于红磷燃烧生成的P2O5对人体有一定危害，小明改用氢气燃烧来测定空气中氧气的体积分数，设计的实验装置如下图所示，实验时用夹子B夹住橡胶管，打开夹子A，点燃纯净的氢气并迅速插入甲瓶中，使氢气在甲瓶中燃烧。
(1)当氢气燃烧的火焰刚好熄灭时，对夹子的操作应是用夹子A夹住橡胶管，然后打开B。
(2)实验测得甲瓶中氧气的体积远小于瓶中空气体积的1/5，写出一种可能的原因：火焰熄灭后，没有及时用夹子A夹住橡胶管(或实验装置气密性不好)。
(3)有同学提出，若用CO取代H2，进行如上操作也能完成氧气体积分数的测定，你是否认同？并简要说明理由：不认同，因为CO点燃后生成的是CO2气体，瓶内气压不减反增，所以无法测定。
【例题4】 下列说法错误的是( )
A．木炭在氧气中剧烈燃烧，生成黑色固体
B．硫在空气中燃烧，生成有刺激性气味的气体
C．铁丝在氧气中燃烧时，火星四射
D．蜡烛燃烧的产物能使澄清石灰水变浑浊
【解析】 本题考查反应现象的描述。木炭在氧气中剧烈燃烧，生成的是无色气体，不是黑色固体，故选A。
【例题5】
从事科学实验的重要环节是进行科学实验设计。科学实验的正确步骤应为：
①明确实验目的；②收集有关资料；③设计合理方案；④进行科学实验。请你按照以上四个步骤，完成以下实验设计，根据下图回答问题：
(1)在实验室中用过氧化氢(H2O2)制取氧气。
①[明确实验目的]：用过氧化氢在实验室里制取氧气。
②[收集有关资料]：过氧化氢是一种无色液体，在二氧化锰的催化作用下，迅速分解出氧气，其反应的化学方程式为：___________________________________________________。
③[设计合理方案]：发生装置选用________(填序号，下同)，收集装置选用________。
(2)在实验室中，可以用加热氯酸钾(KClO3)和二氧化锰固体混合物制取氧气。
①[明确实验目的]：______________________________________________________。
②[收集有关资料]：氯酸钾是白色的固体，二氧化锰是黑色的固体。且二氧化锰在反应中________。
③[设计合理方案]：发生装置选用________，若选用D收集装置收集氧气，你验证集气瓶中是否已收集满的方法是_____________________________________________________。
【解析】本题从多个方面考查实验室制取氧气的方法。解决此类问题需要掌握反应原理、实验装置、收集、验满、检验的方法和操作的注意事项，这些都是中考的重要考点。详情见前面考点知识梳理。
MnO2【答案】(1)②2H2O2=====2H2O＋O2↑ ③A C或D (2)①加热氯酸钾(KClO3)和二氧化锰
固体混合物制取氧气 ②起催化作用 ③B 用带火星的木条靠近瓶口，如果木条复燃，则说明集满
五、【真题演练】
一、选择题(每题3分，共48分)
1．(2010·肇庆)空气中体积分数最大的气体是( A )
A．氮气 B．氧气
C．二氧化碳 D．稀有气体
【解析】此题考查空气的成分。空气中各成分的体积分数分别为：氮气78%，氧气21%，稀有气体0.94%，二氧化碳0.03%，其他气体和杂质0.03%。
2．(2010·重庆)“森林重庆”的实施，有助于减少空气中哪种成分的含量( B )
A．氧气 B．二氧化碳
C．氮气 D．稀有气体
【解析】“森林重庆”的实施，会使植物的光合作用增强，能消耗空气中大量的二氧化碳，因此能减少空气中的二氧化碳的含量。
3．(2010·苏州)为了经久耐用，在灯泡中可填充的气体是( B )
A．氧气 B．氮气
C．二氧化碳 D．二氧化硫
【解析】氮气化学性质稳定，可用作保护气，填充灯泡等。
4．(2010·威海)下列关于化学史方面的叙述中，不正确的是( B )
A．最早发现电子的是英国科学家汤姆森
B．最早用湿法炼铜的国家是印度
C．最早通过实验得出空气由氮气和氧气组成的，是法国化学家拉瓦锡
D．最早发现元素之间存在联系并排列出现代元素周期表的是俄国科学家门捷列夫
5．(2010·咸宁)下列物质在空气中发生的变化只与空气中的水蒸气有关的是( A )
A．浓硫酸在空气中质量增加 B．烧碱潮解、变质
C．铝的表面生成致密保护膜 D．钢铁生锈
【解析】浓硫酸质量增加是因为浓硫酸吸收空气中的水蒸气；烧碱潮解是因为吸收空气中的水蒸气，变质是因为与CO2
反应；铝表面的氧化膜是铝与氧气反应生成的；钢铁生锈是
与空气中的水和氧气共同作用的结果。
【巩固】
1．(2010·本溪)下列化学反应与实验现象相符合的是( )
A．硫在空气中燃烧——蓝紫色火焰
B．木炭在空气中燃烧——生成有刺激性气味的气体
C．镁在氧气中燃烧——生成白色固体
D．氯酸钾受热分解——生成氧气
【解析】硫在空气中燃烧产生淡蓝色火焰，在氧气中燃烧产生蓝紫色火焰；木炭燃烧后生成无味的气体；氯酸钾分解的现象是有气体产生，产生氧气是结论。故选C。
2.(2010·江西)下图是实验室制备、收集、验满、验证性质的操作，其中正确的是( )
【解析】此题考查实验室制取氧气的有关问题。B中收集氧气时导管应伸至集气瓶的底部，以保证空气能顺利排出；C中氧气验满时带火星的木条应放在集气瓶口，不能伸入瓶内；D中做铁丝燃烧实验时集气瓶底部应放少量水或铺一层细沙，以防集气瓶瓶底炸裂。A
3．(2011中考预测题)焊接金属时，能用作保护气的一组气体是( )
A．H2、N2 B．N2、O2 C．CO2、CO D．N2、Ar
【解析】本题考查保护气体的种类。H2、CO都是易燃易爆气体，不能做保护气；保护气的主要作用就是隔绝氧气，氧气不能做保护气，只能选择一些性质稳定的气体，故选D。
4．(2011中考预测题)下列关于空气的叙述，错误的是( )
A．空气是一种重要的化工原料
B．空气是由多种单质和多种化合物组成的混合物
C．清新、洁净的空气是纯净物
D．空气是人类生产活动的重要资源，防止空气污染极其重要
【解析】空气是由N2、O2、CO2、水蒸气等组成的混合物。C
5．(2011中考预测题)常温下，当碘与镁化合时，速度很慢，若滴入几滴水，则剧烈反应生成碘化镁，还形成一股美丽的紫色烟雾，在此反应中水的作用是( )
A．反应物 B．氧化剂 C．催化剂 D．还原剂
【解析】本题考查催化剂的作用。从题目中可看出碘和镁反应时速度很慢，加入少量水后反应明显加快，故水的作用是催化作用。紫色烟雾应是碘气。C
【拔高】
1．(16分)(2010·遵义)科学探究是重要的学习方式，假设和验证是探究过程中的重要环节。为了探究“铁丝可以在纯净的氧气中燃烧”，同学们将一根火柴梗塞入一段螺旋状“铁丝”(可能是纯铁铁丝或含碳铁丝)末端，将它固定，用镊子夹住“铁丝”，然后将火柴在酒精灯上点燃，将“铁丝”由集气瓶口向下慢慢伸入，观察现象：
(1)甲同学只发现“铁丝”红热一下，就没有观察到其他现象，请你分析铁丝没有燃烧的可能原因是没等到火柴快要熄灭时就将“铁丝”由集气瓶口向下慢慢伸入(或者集气瓶中氧气不足)；(只答一条)
(2)乙同学发现“铁丝”在纯净氧气中燃烧起来，观察到火星四射，并有黑色固体生成，
点燃请写出该反应的化学方程式3Fe＋2O2Fe3O4；
(3)为了找出“铁丝”在纯净氧气中燃烧“火星四射”的原因，根据现有实验用品：细
纯铁铁丝、细含碳铁丝、镁条、集气瓶装的几瓶纯净氧气、酒精灯、火柴和镊子等，你能提
出的假设和验证方法有：
a．假设1：铁丝中含碳引起的，验证方法是取长短相等、粗细相同的含碳细铁丝和纯铁细铁丝；分别在足量的氧气中燃烧，观察实验现象
b．假设2：所有金属丝在纯氧中燃烧都会火星四射，验证方法是同时取上述几种金属丝用砂纸将表面打磨后，分别在纯氧中燃烧，观察现象
只要假设合理，验证方法准确，根据实验现象，进行分析判断，就能得出结论。
2．(8分)(2010·新疆)某学习小组在探究“从空气中制取氮气”时，提出以下实验方案： 空气―→除去二氧化碳和水蒸气―→除去氧气―→氮气
(1)除去二氧化碳和水蒸气：在图甲装置的A中所装溶液是NaOH溶液(或澄清石灰水，其他合理答案均可)。
(2)除去氧气：他们分别收集一瓶(1)中得到的气体，用图乙装置进行实验，小红选用红磷，小明选用木炭。他们俩中有一位同学选用的药品不合理，理由是木炭燃烧生成气体二氧化碳，使氮气中混有大量的二氧化碳(其他合理答案均可)。
(3)分析误差：此法得到的氮气其密度与氮气的实际密度有误差，你认为产生误差的可能原因是(任写一种)氮气中混有未除去的稀有气体(或氧气没有除干净，其他合理答案均可)。
【解析】(1)利用NaOH溶液或澄清石灰水与空气中的CO2反应，除去空气中 CO2，浓硫酸除去气体中的水蒸气；(2)红磷与氧气反应生成固体五氧化二磷，木炭燃烧消耗氧气的同时，生成气体CO2，氮气中混有CO2，得不到纯净的氮气；(3)产生误差的可能原因是稀有气体没有除去或氧气没有除干净或装置漏气等。
3．(6分)(2010·哈尔滨)某同学做了一个趣味实验(装置气密性良好)。整个实验过程如图所示：
点燃(1)写出A图试管中发生反应的化学方程式4P＋5O22P2O5；
(2)待试管冷却至室温，在水中取下胶塞，试管中液面上升(如B图所示)。请用理化知识解释试管中液面上升的原因白磷燃烧消耗氧气，生成物为固体，造成试管内气体压强减小，故试管内液面会上升。。
点燃【解析】A中白磷燃烧生成五氧化二磷固体，即4P＋5O2=====2P2O5；A中的白磷燃烧消
耗了试管内的氧气，使密闭试管内压强减小，当在水中取下胶塞倒扣在水中时，试管内液面上升。
六、课后作业
1．(2010·陕西)在空气中，与人类关系最密切的当属氧气。下列说法正确的是( A )
A．带火星的木条在氧气中能够复燃，说明氧气能支持燃烧
B．铁丝在空气中剧烈燃烧，火星四射，说明氧气具有可燃性
C．氧气的化学性质非常活泼，能与所有的物质发生化学反应
D
．用高锰酸钾制取氧气的反应中，锰元素、氧元素的化合价都没有变化
【解析】此题考查氧气的有关知识。铁丝在氧气中能剧烈燃烧，但在空气中不能燃烧，
且氧气具有助燃性，不具有可燃性，B错；氧气的化学性质比较活泼，在一定条件下能跟许
△多物质发生反应，但不能与所有物质发生化学反应，C错；在化学反应2KMnO4=====K2MnO4＋
MnO2＋O2↑中，Mn、O元素的化合价在反应前后都发生了变化，D错。答案为A。
2．(2010·甘孜)用燃烧法测定密闭容器中空气成分里的氧气含量，应选择下列物质中的( B )
A．细铁丝 B．红磷
C．硫粉 D．木炭
【答案】测定空气中氧气含量的实验中，选择药品的要求是与氧气反应后不能产生新的气体，C、D两项产物都为气体，故不可选；铁丝在纯净氧气中可剧烈燃烧，但氧气低至一定浓度后，铁丝就不燃烧了，无法彻底除去氧气，故选B。
1．(2010·南京)下列变化过程中，不包含缓慢氧化的是( )
A．动植物的呼吸 B．蔗糖的溶解
C．酒和醋的酿造 D．食物的腐烂
【解析】动植物的呼吸、酒和醋的酿造、食物的腐烂都包含缓慢氧化，而蔗糖的溶解是溶解现象，不包含缓慢氧化,选 B
2．(2010·河北)下列有关氧气的说法正确的是( )
A．能供给呼吸 B．化学性质比较稳定
C．具有可燃性 D．是空气中含量最多的物质
【解析】此题考查氧气的相关知识。氧气能供给呼吸，能支持燃烧，化学性质较活泼，按体积计算是空气中含量排第二位的物质。A
3．(2010·苏州)有些地区因大量焚烧秸秆，导致空气质量一度达到重度污染。下列有关处理秸秆的说法错误的是( ) ．．
A．利用秸秆发酵产生沼气
B．秸秆腐烂后可转化为有机肥料
C．秸秆燃烧产生的二氧化碳是造成酸雨的主要原因
D．秸秆燃烧产生的大量烟尘增加了空气中的可吸入颗粒
【解析】空气中二氧化碳含量过高会导致“温室效应”；而“酸雨”是空气中SO2、NO2等与雨水作用而形成的。C
4.(2011中考预测题)我国许多省、市、自治区主要城市都设有大气监测站。下属各监测点组成一个监测网，以监测大气情况，且每天公布空气质量报告。下面所列各项中：①可吸入颗粒物、 ②悬浮颗粒物、③氮气、④二氧化碳、⑤二氧化硫、⑥二氧化氮、⑦一氧化碳，属于空气质量报告报道的是( )
A．②③⑤ B．①③⑤⑥
C．②⑤⑥⑦ D．①⑤⑥⑦
【解析】空气质量报告中主要报告对人体有害的一些污染性成分的含量，本题就是要找出大气污染物。D
C 终极挑战
1．(4分)(2010·内江)采集空气样品时，如果没有专业仪器，我们可用矿泉水瓶装满水到采样地点倒掉，这种收集气体的方法叫做排水集气法；实验室制氧气时，也可用这种方法收集，用该方法收集氧气时，制备氧气装置内空气排尽的标志是导管口连续均匀冒出气泡
2．(6分)(2010·河南)红磷燃烧除需要氧气外，还需满足的条件是温度达到着火点；该反
点燃应的化学方程式为4P＋5O22P2O5；用红磷做“测定空气里氧气含量”的实验时，若红磷的量不足，所测得氧气的体积分数偏小(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
3．(12分)(2010·北京)根据图示回答问题。
(1)实验仪器a的名称是酒精灯。
△(2)实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑。所选用
的发生装置是A(填字母序号，下同)。
(3)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气时，二氧化锰起催化作用，所选用的收集装置是C或E。
(4)用排空气法收集一瓶氧气，验满时将带火星的木条放在瓶口，若观察到木条复燃，说明瓶中已充满氧气。
1.空气、氧气的性质及制取(廖)
一、 关键词
空气成分、组成测定、原理及应用，氧气的性质及用途，氧气制取、收集及检验。
二、 中考链接
了解空气的主要成分以及各成分的性质和主要用途，了解空气中氧气含量测定的实
验设计，了解设计原理，了解空气污染及防治。了解氧气的物理性质化学性质。
三、 知识网络 ◎知识结构
1．知道空气的组成成分，认识空气对人类生活的重要作用。
2．了解空气污染问题和防治措施。
3．掌握氧气的主要性质和用途。
4．初步学习氧气的实验室制法。
5．了解自然界中的氧循环。
四、考点和典型例题
考点1 空气主要成分的性质和用途
考点2测定空气中氧气的含量
1．实验原理：完全消耗一定量的空气中的氧气，导致气体的压强变小，恢复原状态后减少的体积即为氧气的体积。
2．药品的选择：所选药品只能与空气中的氧气反应，不能和其他气体成分反应，且反应不能生成新的气体，另外药品的量要充足。常用药品是红磷、铜丝等。
3．常用实验装置
△反应原理：2Cu＋O22CuO
4．注意事项
(1)药品按要求选择，一定要足量。
(2)装置的气密性要良好。
(3)反应完成后要待冷却至室温再读数。
考点3 保护空气
1．空气污染来源：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一氧化碳、二氧化硫、氮的氧化物、可吸入颗粒物，其中二氧化硫、氮的氧化物会导致酸雨的形成。
3．防治污染的措施：制定环境保护法律；控制污染源，减少废气的排放；提倡使用无污染能源；植树造林等。
考点4氧气的性质
考点5 氧气的制备
1．工业制法 工业上常用压缩空气的方法制备氧气。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。这个过程属于物理变化。
2．实验室制法
(1)
(2)
(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。
考点6 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，而自身的质量和化学性质都没有发生改变的物质。
2．特点
“一变，二不变”
3．注意：(1)催化剂的作用只是改变反应速率，可以加快也可以减慢，不能改变生成物的种类和数量；(2)反应前后催化剂本身的质量和化学性质不变，并非所有性质都不变。
例题解析
【例题1】1777年，拉瓦锡推翻了“燃素说”，建立了“燃烧氧化说”。他认为空气是由两种气体组成的，一种是能够帮助燃烧的，称为“氧气”；另一种是不能帮助燃烧的，称之为“窒息空气”—氮气。拉瓦锡对空气组成认识的不足之处是_________________________________________________________________。
【解析】空气中除了氧气和氮气外，还含有稀有气体、二氧化碳及水蒸气等物质。
【例题2】某课外活动小组学习了书本中“空气中氧气含量的测定”实验，知道P2O5不能随便排放到空气中，否则会对空气造成污染，所以对该实验进行了改进：
在由两个注射器组成的密闭系统内共有50 mL空气，如右图。然后给装有红磷的玻璃管加热。同时交替推动两个注射器的活塞，至玻璃管内的红磷变成白烟，且较长时间内无进一步变化时停止。停止加热后，待冷却至室温将气体全部推至一个注射器内。
请根据你对上述实验的理解，回答下列问题：
(1)实验结束后，注射器内的气体体积理论上应该减少约________mL。
(2)在实验的加热过程中，交替缓慢推动两个注射器的目的是_____________________。写出该反应的化学方程式_________________________________________________。
(3)上述实验只是粗略测定空气中氧气含量的一种方法，你认为造成该实验不够精确的可能原因是(写出其中一种)____________________________________________。
【解析】本题考查测定空气中氧气含量的实验。不论实验药品和装置如何改变，原理都是一样的，即把一定量的空气中的氧气消耗尽，又不产生新气体，导致气体压强变小，测出减少的气体体积。做好该实验的关键在于：①药品选择正确且量充足；②装置气密性好；③读数时间要得当。
【答案】(1)10 (2)使注射器内的氧气充分与红磷反应
点燃4P＋5O2=====2P2O5 (3)装置气密性不好等合理即可。
【例题3】科学课上做“用红磷燃烧测定空气中氧气的体积分数”的实验时，由于红磷燃烧生成的P2O5对人体有一定危害，小明改用氢气燃烧来测定空气中氧气的体积分数，设计的实验装置如下图所示，实验时用夹子B夹住橡胶管，打开夹子A，点燃纯净的氢气并迅速插入甲瓶中，使氢气在甲瓶中燃烧。
(1)当氢气燃烧的火焰刚好熄灭时，对夹子的操作应是用夹子A夹住橡胶管，然后打开B。
(2)实验测得甲瓶中氧气的体积远小于瓶中空气体积的1/5，写出一种可能的原因：火焰熄灭后，没有及时用夹子A夹住橡胶管(或实验装置气密性不好)。
(3)有同学提出，若用CO取代H2，进行如上操作也能完成氧气体积分数的测定，你是否认同？并简要说明理由：不认同，因为CO点燃后生成的是CO2气体，瓶内气压不减反增，所以无法测定。
【例题4】 下列说法错误的是( )
A．木炭在氧气中剧烈燃烧，生成黑色固体
B．硫在空气中燃烧，生成有刺激性气味的气体
C．铁丝在氧气中燃烧时，火星四射
D．蜡烛燃烧的产物能使澄清石灰水变浑浊
【解析】 本题考查反应现象的描述。木炭在氧气中剧烈燃烧，生成的是无色气体，不是黑色固体，故选A。
【例题5】
从事科学实验的重要环节是进行科学实验设计。科学实验的正确步骤应为：
①明确实验目的；②收集有关资料；③设计合理方案；④进行科学实验。请你按照以上四个步骤，完成以下实验设计，根据下图回答问题：
(1)在实验室中用过氧化氢(H2O2)制取氧气。
①[明确实验目的]：用过氧化氢在实验室里制取氧气。
②[收集有关资料]：过氧化氢是一种无色液体，在二氧化锰的催化作用下，迅速分解出氧气，其反应的化学方程式为：___________________________________________________。
③[设计合理方案]：发生装置选用________(填序号，下同)，收集装置选用________。
(2)在实验室中，可以用加热氯酸钾(KClO3)和二氧化锰固体混合物制取氧气。
①[明确实验目的]：______________________________________________________。
②[收集有关资料]：氯酸钾是白色的固体，二氧化锰是黑色的固体。且二氧化锰在反应中________。
③[设计合理方案]：发生装置选用________，若选用D收集装置收集氧气，你验证集气瓶中是否已收集满的方法是_____________________________________________________。
【解析】本题从多个方面考查实验室制取氧气的方法。解决此类问题需要掌握反应原理、实验装置、收集、验满、检验的方法和操作的注意事项，这些都是中考的重要考点。详情见前面考点知识梳理。
MnO2【答案】(1)②2H2O2=====2H2O＋O2↑ ③A C或D (2)①加热氯酸钾(KClO3)和二氧化锰
固体混合物制取氧气 ②起催化作用 ③B 用带火星的木条靠近瓶口，如果木条复燃，则说明集满
五、【真题演练】
一、选择题(每题3分，共48分)
1．(2010·肇庆)空气中体积分数最大的气体是( A )
A．氮气 B．氧气
C．二氧化碳 D．稀有气体
【解析】此题考查空气的成分。空气中各成分的体积分数分别为：氮气78%，氧气21%，稀有气体0.94%，二氧化碳0.03%，其他气体和杂质0.03%。
2．(2010·重庆)“森林重庆”的实施，有助于减少空气中哪种成分的含量( B )
A．氧气 B．二氧化碳
C．氮气 D．稀有气体
【解析】“森林重庆”的实施，会使植物的光合作用增强，能消耗空气中大量的二氧化碳，因此能减少空气中的二氧化碳的含量。
3．(2010·苏州)为了经久耐用，在灯泡中可填充的气体是( B )
A．氧气 B．氮气
C．二氧化碳 D．二氧化硫
【解析】氮气化学性质稳定，可用作保护气，填充灯泡等。
4．(2010·威海)下列关于化学史方面的叙述中，不正确的是( B )
A．最早发现电子的是英国科学家汤姆森
B．最早用湿法炼铜的国家是印度
C．最早通过实验得出空气由氮气和氧气组成的，是法国化学家拉瓦锡
D．最早发现元素之间存在联系并排列出现代元素周期表的是俄国科学家门捷列夫
5．(2010·咸宁)下列物质在空气中发生的变化只与空气中的水蒸气有关的是( A )
A．浓硫酸在空气中质量增加 B．烧碱潮解、变质
C．铝的表面生成致密保护膜 D．钢铁生锈
【解析】浓硫酸质量增加是因为浓硫酸吸收空气中的水蒸气；烧碱潮解是因为吸收空气中的水蒸气，变质是因为与CO2
反应；铝表面的氧化膜是铝与氧气反应生成的；钢铁生锈是
与空气中的水和氧气共同作用的结果。
【巩固】
1．(2010·本溪)下列化学反应与实验现象相符合的是( )
A．硫在空气中燃烧——蓝紫色火焰
B．木炭在空气中燃烧——生成有刺激性气味的气体
C．镁在氧气中燃烧——生成白色固体
D．氯酸钾受热分解——生成氧气
【解析】硫在空气中燃烧产生淡蓝色火焰，在氧气中燃烧产生蓝紫色火焰；木炭燃烧后生成无味的气体；氯酸钾分解的现象是有气体产生，产生氧气是结论。故选C。
2.(2010·江西)下图是实验室制备、收集、验满、验证性质的操作，其中正确的是( )
【解析】此题考查实验室制取氧气的有关问题。B中收集氧气时导管应伸至集气瓶的底部，以保证空气能顺利排出；C中氧气验满时带火星的木条应放在集气瓶口，不能伸入瓶内；D中做铁丝燃烧实验时集气瓶底部应放少量水或铺一层细沙，以防集气瓶瓶底炸裂。A
3．(2011中考预测题)焊接金属时，能用作保护气的一组气体是( )
A．H2、N2 B．N2、O2 C．CO2、CO D．N2、Ar
【解析】本题考查保护气体的种类。H2、CO都是易燃易爆气体，不能做保护气；保护气的主要作用就是隔绝氧气，氧气不能做保护气，只能选择一些性质稳定的气体，故选D。
4．(2011中考预测题)下列关于空气的叙述，错误的是( )
A．空气是一种重要的化工原料
B．空气是由多种单质和多种化合物组成的混合物
C．清新、洁净的空气是纯净物
D．空气是人类生产活动的重要资源，防止空气污染极其重要
【解析】空气是由N2、O2、CO2、水蒸气等组成的混合物。C
5．(2011中考预测题)常温下，当碘与镁化合时，速度很慢，若滴入几滴水，则剧烈反应生成碘化镁，还形成一股美丽的紫色烟雾，在此反应中水的作用是( )
A．反应物 B．氧化剂 C．催化剂 D．还原剂
【解析】本题考查催化剂的作用。从题目中可看出碘和镁反应时速度很慢，加入少量水后反应明显加快，故水的作用是催化作用。紫色烟雾应是碘气。C
【拔高】
1．(16分)(2010·遵义)科学探究是重要的学习方式，假设和验证是探究过程中的重要环节。为了探究“铁丝可以在纯净的氧气中燃烧”，同学们将一根火柴梗塞入一段螺旋状“铁丝”(可能是纯铁铁丝或含碳铁丝)末端，将它固定，用镊子夹住“铁丝”，然后将火柴在酒精灯上点燃，将“铁丝”由集气瓶口向下慢慢伸入，观察现象：
(1)甲同学只发现“铁丝”红热一下，就没有观察到其他现象，请你分析铁丝没有燃烧的可能原因是没等到火柴快要熄灭时就将“铁丝”由集气瓶口向下慢慢伸入(或者集气瓶中氧气不足)；(只答一条)
(2)乙同学发现“铁丝”在纯净氧气中燃烧起来，观察到火星四射，并有黑色固体生成，
点燃请写出该反应的化学方程式3Fe＋2O2Fe3O4；
(3)为了找出“铁丝”在纯净氧气中燃烧“火星四射”的原因，根据现有实验用品：细
纯铁铁丝、细含碳铁丝、镁条、集气瓶装的几瓶纯净氧气、酒精灯、火柴和镊子等，你能提
出的假设和验证方法有：
a．假设1：铁丝中含碳引起的，验证方法是取长短相等、粗细相同的含碳细铁丝和纯铁细铁丝；分别在足量的氧气中燃烧，观察实验现象
b．假设2：所有金属丝在纯氧中燃烧都会火星四射，验证方法是同时取上述几种金属丝用砂纸将表面打磨后，分别在纯氧中燃烧，观察现象
只要假设合理，验证方法准确，根据实验现象，进行分析判断，就能得出结论。
2．(8分)(2010·新疆)某学习小组在探究“从空气中制取氮气”时，提出以下实验方案： 空气―→除去二氧化碳和水蒸气―→除去氧气―→氮气
(1)除去二氧化碳和水蒸气：在图甲装置的A中所装溶液是NaOH溶液(或澄清石灰水，其他合理答案均可)。
(2)除去氧气：他们分别收集一瓶(1)中得到的气体，用图乙装置进行实验，小红选用红磷，小明选用木炭。他们俩中有一位同学选用的药品不合理，理由是木炭燃烧生成气体二氧化碳，使氮气中混有大量的二氧化碳(其他合理答案均可)。
(3)分析误差：此法得到的氮气其密度与氮气的实际密度有误差，你认为产生误差的可能原因是(任写一种)氮气中混有未除去的稀有气体(或氧气没有除干净，其他合理答案均可)。
【解析】(1)利用NaOH溶液或澄清石灰水与空气中的CO2反应，除去空气中 CO2，浓硫酸除去气体中的水蒸气；(2)红磷与氧气反应生成固体五氧化二磷，木炭燃烧消耗氧气的同时，生成气体CO2，氮气中混有CO2，得不到纯净的氮气；(3)产生误差的可能原因是稀有气体没有除去或氧气没有除干净或装置漏气等。
3．(6分)(2010·哈尔滨)某同学做了一个趣味实验(装置气密性良好)。整个实验过程如图所示：
点燃(1)写出A图试管中发生反应的化学方程式4P＋5O22P2O5；
(2)待试管冷却至室温，在水中取下胶塞，试管中液面上升(如B图所示)。请用理化知识解释试管中液面上升的原因白磷燃烧消耗氧气，生成物为固体，造成试管内气体压强减小，故试管内液面会上升。。
点燃【解析】A中白磷燃烧生成五氧化二磷固体，即4P＋5O2=====2P2O5；A中的白磷燃烧消
耗了试管内的氧气，使密闭试管内压强减小，当在水中取下胶塞倒扣在水中时，试管内液面上升。
六、课后作业
1．(2010·陕西)在空气中，与人类关系最密切的当属氧气。下列说法正确的是( A )
A．带火星的木条在氧气中能够复燃，说明氧气能支持燃烧
B．铁丝在空气中剧烈燃烧，火星四射，说明氧气具有可燃性
C．氧气的化学性质非常活泼，能与所有的物质发生化学反应
D
．用高锰酸钾制取氧气的反应中，锰元素、氧元素的化合价都没有变化
【解析】此题考查氧气的有关知识。铁丝在氧气中能剧烈燃烧，但在空气中不能燃烧，
且氧气具有助燃性，不具有可燃性，B错；氧气的化学性质比较活泼，在一定条件下能跟许
△多物质发生反应，但不能与所有物质发生化学反应，C错；在化学反应2KMnO4=====K2MnO4＋
MnO2＋O2↑中，Mn、O元素的化合价在反应前后都发生了变化，D错。答案为A。
2．(2010·甘孜)用燃烧法测定密闭容器中空气成分里的氧气含量，应选择下列物质中的( B )
A．细铁丝 B．红磷
C．硫粉 D．木炭
【答案】测定空气中氧气含量的实验中，选择药品的要求是与氧气反应后不能产生新的气体，C、D两项产物都为气体，故不可选；铁丝在纯净氧气中可剧烈燃烧，但氧气低至一定浓度后，铁丝就不燃烧了，无法彻底除去氧气，故选B。
1．(2010·南京)下列变化过程中，不包含缓慢氧化的是( )
A．动植物的呼吸 B．蔗糖的溶解
C．酒和醋的酿造 D．食物的腐烂
【解析】动植物的呼吸、酒和醋的酿造、食物的腐烂都包含缓慢氧化，而蔗糖的溶解是溶解现象，不包含缓慢氧化,选 B
2．(2010·河北)下列有关氧气的说法正确的是( )
A．能供给呼吸 B．化学性质比较稳定
C．具有可燃性 D．是空气中含量最多的物质
【解析】此题考查氧气的相关知识。氧气能供给呼吸，能支持燃烧，化学性质较活泼，按体积计算是空气中含量排第二位的物质。A
3．(2010·苏州)有些地区因大量焚烧秸秆，导致空气质量一度达到重度污染。下列有关处理秸秆的说法错误的是( ) ．．
A．利用秸秆发酵产生沼气
B．秸秆腐烂后可转化为有机肥料
C．秸秆燃烧产生的二氧化碳是造成酸雨的主要原因
D．秸秆燃烧产生的大量烟尘增加了空气中的可吸入颗粒
【解析】空气中二氧化碳含量过高会导致“温室效应”；而“酸雨”是空气中SO2、NO2等与雨水作用而形成的。C
4.(2011中考预测题)我国许多省、市、自治区主要城市都设有大气监测站。下属各监测点组成一个监测网，以监测大气情况，且每天公布空气质量报告。下面所列各项中：①可吸入颗粒物、 ②悬浮颗粒物、③氮气、④二氧化碳、⑤二氧化硫、⑥二氧化氮、⑦一氧化碳，属于空气质量报告报道的是( )
A．②③⑤ B．①③⑤⑥
C．②⑤⑥⑦ D．①⑤⑥⑦
【解析】空气质量报告中主要报告对人体有害的一些污染性成分的含量，本题就是要找出大气污染物。D
C 终极挑战
1．(4分)(2010·内江)采集空气样品时，如果没有专业仪器，我们可用矿泉水瓶装满水到采样地点倒掉，这种收集气体的方法叫做排水集气法；实验室制氧气时，也可用这种方法收集，用该方法收集氧气时，制备氧气装置内空气排尽的标志是导管口连续均匀冒出气泡
2．(6分)(2010·河南)红磷燃烧除需要氧气外，还需满足的条件是温度达到着火点；该反
点燃应的化学方程式为4P＋5O22P2O5；用红磷做“测定空气里氧气含量”的实验时，若红磷的量不足，所测得氧气的体积分数偏小(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
3．(12分)(2010·北京)根据图示回答问题。
(1)实验仪器a的名称是酒精灯。
△(2)实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑。所选用
的发生装置是A(填字母序号，下同)。
(3)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气时，二氧化锰起催化作用，所选用的收集装置是C或E。
(4)用排空气法收集一瓶氧气，验满时将带火星的木条放在瓶口，若观察到木条复燃，说明瓶中已充满氧气。