泰安专版中考化学总复习第一部分第5讲空气和氧气课件

这是一份泰安专版中考化学总复习第一部分第5讲空气和氧气课件，共54页。PPT课件主要包含了考点梳理过关，空气的成分及用途，空气的污染与防治，氧气的物理性质，和某些化合物反应，氧气的制取方法，催化剂与催化作用，辨一辨►，典型例题运用，实验三等内容，欢迎下载使用。
第 5 讲 空气和氧气
考点1 空气的组成 6年1考
二、空气中氧气含量的测定(见实验聚焦突破部分)　
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
二、氧气的化学性质1．和某些单质反应
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
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
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。
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。①　　　　　②③　 ④
(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】
(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
(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2 ：测定空气中氧气的含量
2．注意事项及误差分析
【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：
(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。
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1/5
D　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
3．实验装置拓展与分析
【例2】[2016·台州中考]资料显示，将新制的溶质质量分数为5%的H2O2溶液，加热到80℃时，才有较多氧气产生，而相同质量5%的H2O2溶液加入催化剂，常温下就会立即产生氧气，反应速度快，所需时间短。
(1)小晨按图甲装置进行实验，当试管中有大量气泡出现时，伸入带火星的木条，木条并未复燃，为此，他利用图乙装置收集气体，再用带火星的木条检验，木条复燃，那么图甲实验中带火星木条未复燃的原因是加热过氧化氢溶液时，溶液中的水蒸气随氧气一起逸出，环境湿度较大，氧气的量较少。(2)小柯利用催化剂使H2O2溶液分解制取氧气，图丙是他设计的气体发生装置，请你指出一处错误：长颈漏斗的下端未伸入液面以下。(3)采用相同质量5%的H2O2溶液，图丁虚线表示加热分解制取氧气的曲线，请你在该图中用实线画出利用催化剂制取氧气的大致曲线。(假定两种方法H2O2均完全分解)。
分析►(1)图甲实验中带火星的木条未复燃的原因是：加热过氧化氢溶液时，溶液中的水蒸气随氧气一起逸出，环境湿度较大，氧气的量较少。(2)在图丙的气体发生装置中，错误是：长颈漏斗的下端未伸入液面以下，生成的气体会从长颈漏斗中逸出。(3)过氧化氢在二氧化锰催化作用下能快速分解放出氧气，但由于过氧化氢均完全反应，故产生的氧气量相同。
命题挖掘►根据下列装置，回答问题：
(1)写出图中标号仪器的名称：① ；② 。(2)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气时，发生反应的化学方程式为 ，,从控制反应速率和节约药品的角度考虑，发生装置最好选用 (填装置序号)。(3)因为氧气不易溶于水，所以可以利用装置 (填装置序号)收集。如果要做铁丝在氧气中燃烧的实验，用这种装置收集氧气时应注意 。
(1)分液漏斗　试管 (2)　 B
(3)F　留一些水在集气瓶底解析：(1)图中①为分液漏斗；②为试管。(2)过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下，反应生成水和氧气，发生反应的化学方程式为 ,从控制反应速率和节约药品的角度考虑，发生装置最好选用B装置。(3)因为氧气不易溶于水，可用排水法收集。如果要做铁丝在氧气中燃烧的实验，用这种装置收集氧气时应注意留一些水在集气瓶底，目的是防止生成物熔化溅落下来炸裂集气瓶。
命题点1 空气的成分及用途
直接考查空气中含量最多的两种气体及其性质或用途。
1．[2016·泰安，6题，2分]下列关于空气和水的说法不正确的是(　　) A．造成空气污染的主要气体有CO、CO2、SO2等B．空气的主要成分是氮气和氧气C．净化水的常用方法有：沉淀、过滤、吸附、蒸馏等D．人类可用的淡水资源十分有限，所以我们应当爱护水资源
A　造成空气污染的主要气体有CO、NO2、SO2等，二氧化碳是空气的成分之一，不是空气污染物，故A错误；空气的成分按体积分数计算大约是氮气占78%，氧气占21%，稀有气体占0.94%，二氧化碳占0.03%，其他气体和杂质占0.03%，所以空气的主要成分是氮气和氧气，故B正确；沉淀、过滤、吸附、蒸馏等都是净化水的常用方法，故C正确；人类可用的淡水资源十分有限，约占地球总水量的0.3%，所以我们应当爱护水资源，故D正确。
1.空气是生命赖以存在的物质基础，也是人类生产活动的重要资源。下列有关空气的说法正确的是(　　) A．空气中分离出的氮气化学性质不活泼，可作食品保护气B．空气主要是由氧气和氮气组成，其中氧气的质量约占空气质量的1/5 C．空气质量报告中所列的空气质量级别数值越大，说明空气的质量越好D．空气中的稀有气体化学性质很稳定，所以常用于制造多种用途的电光源
A　氮气的化学性质不活泼，常用作食品保护气，A项正确；空气中，氧气体积约占空气总体积的1/5，B项错误；空气质量报告中所列的空气质量级别数值越小，说明空气的质量越好，C项错误；稀有气体用于制造多种用途的电光源是利用了稀有气体在通电条件下能够发出不同颜色的光的物理性质，D项错误。
命题点2 空气中氧气含量的测定
空气中氧气含量测定原理的考查一般能熟练写出红磷燃烧或铜粉和氧气反应的化学方程式即可；选择题或填空题中对结论的考查都要注意两个关键点：“约”、“体积”；误差分析是该考点的难点，解题过程中可以抓住氧气是否完全被消耗、被消耗的氧气是否通过其他形式完全呈现出来两个角度进行分析。
2．[2012·泰安，28题，5分]下列是初中化学部分重要的实验或实验装置，请按要求填空：
(1)A实验玻璃管②中产生的气体是____；(2)B实验如果实验数据小于21%，可能原因是__(写出一点)；(3)C实验说明二氧化碳具有的性质是____；(4)写出用D装置制取一种气体的化学方程式____。
(1)氢气(或H2)　(2)装置漏气(或加热时间短，反应不充分；或铜的量太少，氧气没完全反应；或未冷却至室温就读数等合理即可)　(3)不能燃烧，不支持燃烧，密度比空气的大　(4)解析：(1)电解水时生成的氢气与氧气的体积比是2∶1，所以②中收集的应该是氢气；(2)测定空气中氧气含量较实际值偏低的原因可能是：装置漏气；或加热时间短，反应不充分；或铜的量太少，氧气没完全反应；或未冷却至室温就读数等；(3)石灰石可以与盐酸反应生成二氧化碳，C实验说明二氧化碳具有的性质是不能燃烧，不支持燃烧，密度比空气的大；(4)D装置是固液常温型制取气体的常见装置，且采用向上排空气法收集的气体，密度要比空气的大，根据所学知识可知：实验室制取二氧化碳(碳酸钙和稀盐酸)、双氧水分解制氧气均可采用该装置制取，制取的方程式分别为CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑、
3．[2015·泰安，26题，4分]定量测定空气中氧气的含量：
实验中的反应的原理为____(用化学方程式表示)；装置一比装置二更合理，理由是____；根据下表提供的实验数据，完成下表：
定量实验操作中易产生误差，如果反应前气球中存在气体(其量小于注射器内的空气)，而实验后冷却至室温，将气球内的气体全部挤出读数，导致实验测得结果____(填“偏小”、“偏大”或“无影响”)。
　 装置一中氧气反应的更充分　16%　偏小解析：实验中，反应的原理为铜和氧气在加热的条件下生成氧化铜，装置一比装置二更合理，理由是装置一中氧气反应的更充分；实验测得空气中氧气的体积分数为50mL(8mL)×100%≈16%；定量实验操作中易产生误差，如果反应前气球中存在气体(其量小于注射器内的空气)，而实验后冷却至室温，将气球内的气体全部挤出读数，导致实验测得结果偏小，因为冷却以后，注射器推进的少了。
猜押预测►2.暖宝宝贴(主要成分为铁粉、木炭、食盐)的热量来源于铁粉的氧化。小涛同学设计使用暖宝宝贴来测定空气中氧气的含量，实验开始前的装置如图所示，实验后从量筒中流入玻璃瓶(容积为250mL)中的水的体积为45mL(铁粉生锈消耗的水忽略不计)。下列说法错误的是(　　)
A．实验前必须检查装置的气密性B．通过本次实验数据测得空气中氧气的体积分数为18% C．若实验测得空气中氧气体积分数偏低，可能是暖宝宝贴的使用数量不足D．必须等温度计的读数恢复至实验前的温度后才能记录量筒内剩余水的体积
B　如果装置漏气，会使进入的水偏少，测定的结果偏小，因此实验前必须检查装置的气密性，A正确；铁生锈消耗氧气，使装置内的气压减小，进入水的体积就是消耗氧气的体积，集气瓶内空气的体积是250mL－20mL＝230mL，进入水的体积是45mL，即氧气的体积是45mL，因此氧气的体积分数＝230mL(45mL)×100%≈19.6%，故B错误；铁粉必须足量，因为只有足量的铁粉才能把氧气消耗完，使结果准确，若实验测得空气中氧气体积分数偏低，可能是铁粉的量不足，即暖宝宝贴的使用数量不足，C正确；必须等温度计的读数恢复至实验前的温度后才能记录量筒内剩余水的体积，以使结果准确，故D正确。
命题点3 氧气的实验室制取
通常结合二氧化碳、氢气等气体的制取，从实验原理、装置的选择、气体的收集与检验、实验方案的优化与评价等方面考查。解题关键是掌握实验室制取氧气的反应原理、装置的选择、操作步骤、检验方法、验满方法、干燥方法、贮存方法、测定生成氧气的体积、操作注意事项等。
4．[2014·泰安，27题，7分]化学实验是科学探究的重要途径。请根据下列实验图示回答相关问题：
(1)A是实验室制备气体的发生与收集装置，用过氧化氢溶液与二氧化锰制取氧气的化学方程式为____，制取氧气、二氧化碳可用同样的发生装置，原因是____，选择收集装置的依据是____；(2)B实验中设计合理的是____(填“①”或“②”)，另一装置设计中存在的问题是____；(3)C是定量实验，选择仪器不恰当或操作不规范都会导致实验结果有误差。实验时选择量筒规格应为____(填“50mL”或“100mL”)，称量时砝码与药品位置放反了(1g以下使用游码)，所得溶液的质量分数____15%(填“小于”、“等于”或“大于”)。
(1)2H2O2MnO2(=====)2H2O＋O2↑　都是液体和固体反应，不需要加热　气体的密度，溶解性等　(2)①装置不密封，生成的二氧化碳扩散到空气中，没有称量计入反应后的总质量　(3)50mL　小于解析：(1)用过氧化氢溶液与二氧化锰制取氧气的化学方程式为2H2O2MnO2(=====)2H2O＋O2↑；制取氧气、二氧化碳可用同样的发生装置，原因是都是液体和固体反应，不需要加热；选择收集装置的依据是气体的密度，溶解性等。(2)B实验中设计合理的是①，能够验证质量守恒定律；设计不合理的是②，因为装置不密封，生成的二氧化碳扩散到空气中，没有称量计入反应后的总质量，无法验证质量守恒定律。(3)50g溶液中氯化钠的质量为50g×15%＝7.5g，水的质量为：50g－7.5g＝42.5g，需要量取的水的体积为42.5mL，实验时选择量筒规格应为50mL；称量时砝码与药品位置放反了，则称量的氯化钠质量为7g－0.5g＝6.5g，所得溶液的质量分数为42.5g＋6.5g(6.5g)×100%≈13.3%＜15%。
猜押预测►3.下图是某同学设计的实验室制取氧气的实验装置图。请回答下列问题：
(1)写出图中带标号仪器的名称：①____；②____。(2)二氧化锰在该化学反应中的作用是____。(3)组装好A装置后，该同学先向分液漏斗中加入水，然后将导管一端通入水中，并打开分液漏斗的活塞，观察导管口是否有连续的气泡冒出，该操作的目的是____。(4)可用图B所示的方法收集氧气，主要是因为氧气____。(5)应将收集满氧气的集气瓶____放在桌面上。
(1)锥形瓶　水槽　(2)催化作用　(3)检查装置的气密性　(4)不易溶于水　(5)正解析：(1)根据实验装置可知，标号仪器分别是锥形瓶和水槽；(2)在用过氧化氢溶液制取氧气时，放入的二氧化锰作催化剂，起催化作用；(3)在进行与气体有关的实验时，组装好装置后的第一步操作就是进行装置气密性的检查，这样可以防止制取的气体逸出；(4)根据欲收集气体的溶解性来确定能否选择排水法收集，能用排水法收集的气体必须具备难溶于水或不易溶于水的性质；(5)氧气的密度比空气的大，收集满后要盖好玻璃片正放在桌面上。
命题点4 氧气的化学性质
常以选择题或实验探究题的形式出现，结合质量守恒定律等考查对催化剂概念的理解以及分析问题、解决问题的能力。
5．[2016·泰安，4题，2分]如图是关于氧气化学性质的部分知识网络，关于该图说法正确的是(　　)
A．S、P在氧气中燃烧均会产生大量白烟B．Ⅰ、Ⅱ两类反应均体现了氧气的可燃性C．Fe在Ⅰ、Ⅱ两类反应中的产物不相同D．Ⅰ类反应放出热量，Ⅱ类反应吸收热量
C　 S、P在氧气中燃烧，分别产生蓝紫色火焰、大量的白烟，A说法错误；Ⅰ、Ⅱ两类反应，分别体现了氧气能支持燃烧、能发生缓慢氧化，氧气不具有可燃性，B说法错误；铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，发生缓慢氧化生成铁锈，主要成分是氧化铁，Fe在Ⅰ、Ⅱ两类反应中的产物不相同，C说法正确；Ⅰ类物质在氧气中燃烧，放出大量的热；Ⅱ类反应发生缓慢氧化，也放出热量，D说法错误。
6．[2017·泰安，9题，2分]过氧化钠(Na2O2)因能与二氧化碳反应生成氧气，故可作为呼吸面具中氧气的来源，潜水艇遇到紧急情况时，也使用过氧化钠来供氧，反应的化学方程式为：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2。从该反应获取的以下信息中，正确的是(　　) ①过氧化钠属于氧化物②实验室可利用这一原理制取纯净的氧气③该反应属于置换反应④反应前后部分氧元素的化合价发生了变化　A．①③④　 B．①③C．①④　 D．①②③