备战2023新中考二轮科学专题导练 考点12 空气、氧气、二氧化碳

考点精讲

1.空气的成分

氮气占78%, 氧气占21%, 稀有气体占0.94%, 二氧化碳占0.03%,其他气体与杂质占0.03% 。

2.主要的空气污染物

NO2 、CO、SO2、H2S、NO等物质。

3.空气中各成分气体的基本性质和用途

氮气: 性质较不活泼。用途：(1)用作保护气，用于食品防腐和延长灯泡寿命；(2)是制化肥、炸药的原料；(3)液氮作冷冻剂

氧气：性质比较活泼，是一种无色无味的气体。

①密度比空气略大，故可以用向上排空气法收集氧气。

②不易溶于水，故可以用排水法收集氧气；水中生物过多易缺氧也是这个原因。

③降温可以变成液态，液态氧呈淡蓝色。

④氧气是一种化学性质比较活泼的气体，能与许多物质发生反应。

用途：(1)供给呼吸，如潜水、医疗；(2)支持燃烧，如燃烧、炼钢、气焊、气割。

稀有气体：性质不活泼。用途：(1)用作保护气，如在焊接金属时用于隔绝空气；(2)各种用途的电光，如航标灯、闪光灯、霓虹灯、“人造小太阳”等；(3)制造低温环境(氦气)；(4)用于医疗麻醉(氙气)等

二氧化碳：

无色、无味、密度比空气大，所以可用向上排空气法收集；能溶于水，所以不能用排水法收集；固体CO2叫干冰，易升华，这个过程要吸收大量热，所以可用固体CO2制冷。

用途：(1)是光合作用的原料；(2)固态CO2(俗称干冰)作制冷剂；(3)工业上用于制纯碱、尿素、汽水

水蒸气：形成云和雨，使空气湿润等

实验室制取氧气的方法

工业上制取氧气的方法

（1）原理：利用氧气与氮气的沸点不同。

（2）变化：属于物理变化。

（3）过程：空气液态空气

实验室制取二氧化碳的方法

(1)反应原理： CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑

(2)制取装置：实验室制取二氧化碳的装置如图所示。

,甲)　　　,乙)

乙装置中，长颈漏斗应伸入液面以下，理由是防止CO2从长颈漏斗处逸散出来。

(3)收集及验满：

用向上排空气法收集；将燃烧的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，证明CO2已收集满；收集满后盖上玻璃片，正放在桌面上。

工业制取二氧化碳的方法

高温煅烧石灰石，反应的化学方程式为：CaCO3CaO＋CO2↑

真题解析

例题

1．如图所示为某地某日空气质量报告，下列叙述与报告内容不相符的是（　　）

A．该日空气首要污染物是PM10

B．该日空气质量等级属于轻度污染

C．污染物 O3可导致酸雨

D．汽车尾气是污染物SO2和NO2的来之一

答案

1．C

【解析】

【详解】

A. 根据题中信息可知，该日空气首要污染物是PM10后面的数字是194是最大的，因此它是首要污染物，此选项正确；

B. 根据左图可知，该日空气质量等级属于轻度污染，此选项正确；

C. 污染物O3不会导致酸雨，二氧化硫、二氧化氮是导致酸雨的主要原因，此选项错误；

D. 汽车尾气是污染物SO2和NO2的来之一，此选项正确。

故选C。

2．图示为有关氧气的知识结构图（部分反应条件省略，参加反应的氧气为足量）。下列相关说法合理的是（　　）

A．反应后④为CO2，⑤为Fe2O3

B．氧气与C、P、Fe发生放热的化合反应

C．用反应①制造氧气时，MnO2是反应物

D．②③两种方法制取氧气时，都不需要检查气密性

答案

2．B

【解析】

【分析】

【详解】

A、铁在氧气中点燃生成四氧化三铁，故A错误。

B、C、P、Fe分别在氧气中点燃生成二氧化碳、五氧化二磷和四氧化三铁，反应均放出大量热，且为化合反应，故B正确。

C、反应①表示过氧化氢溶液在二氧化锰的催化下产生氧气，二氧化锰是催化剂，不参与反应，故C错误。

D、②③两种方法制取氧气时，采用的分别是加热高锰酸钾、氯酸钾的方法，都需要检查气密性，故D错误。

故选B。

3．如图为家庭制氧机内桶构造示意图，桶上设有制氧剂投药口和出气口。已知：

i．制氧剂的主要成分是过碳酸钠（Na2CO4）和催化剂。

ii．本产品用于人体保健吸氧，产生的氧气需通入水中净化。

（1）制氧时，从投药口中投入药品后，立即将其关闭。

①过碳酸钠加入水中后，反应产生过氧化氢和碳酸钠，其化学方程式为：________。过氧化氢再在催化剂的作用下产生氧气。

②氧气的出口为________。

（2）若在装置的Ⅰ、Ⅱ中放入其它试剂，可以研究金属的性质：在Ⅰ中加入较多铁屑和过量稀盐酸，Ⅱ中只加入锌粒，关闭a口。一段时间后，Ⅱ中可以观察到的现象有________。

答案

3．     Na2CO4+H2O=H2O2+Na2CO3     a     Ⅰ中溶液进入Ⅱ中，Ⅱ中产生无色气体

【解析】

【详解】

（1）①过碳酸钠加入水中后，反应产生过氧化氢和碳酸钠，根据质量守恒定律，其化学方程式为：Na2CO4+H2O=H2O2+Na2CO3。过氧化氢再在催化剂的作用下产生氧气。

②根据氧气的密度比水小的事实分析，应在装置II中放入制氧剂，制氧剂的主要成分是过碳酸钠和催化剂，过碳酸钠加入水中后，分解产生过氧化氢，过氧化氢再在催化剂的作用下产生氧气，产生的氧气需要通入装置的I中水中净化，从而判断氧气的出口为a。

（2）Ⅰ中铁屑和过量稀盐酸反应产生氢气，在密闭空间中气压增大，Ⅰ中溶液进入Ⅱ中，Ⅱ中的锌粒与液体中的稀盐酸反应产生氢气。故一段时间后，Ⅱ中可以观察到的现象有Ⅰ中溶液进入Ⅱ中，Ⅱ中产生无色气体。

4．欲通过实验证明CO2能与KOH发生反应，某兴趣小组利用如图所示装置进行探究实验（实验装置中的夹持仪器已略去）。先挤压胶头滴管，将KOH溶液滴入到充满CO2的试管中，再打开止水夹，可观察到烧杯中的水发生倒吸。

（1）甲同学得出二者能发生反应的结论，但乙同学认为上述实验不足以证明CO2与KOH发生了反应，理由是______。

（2）已知K2CO3溶液呈碱性。为进一步证明CO2与KOH发生了反应，下列实验设计可行的是______（填数字序号）。

①利用原装置，将KOH溶液换成水做对比实验，观察现象

②在原实验后的试管中继续滴加CaCl2溶液，观察现象

③在原实验后的试管中继续滴加酚酞溶液，观察现象

答案

4．     二氧化碳能够溶于水     ①②

【解析】

【详解】

（1）甲同学得出二者能发生反应的结论，但乙同学认为上述实验不足以证明CO2与KOH发生了反应，理由是二氧化碳能够溶于水，如果二氧化碳溶于氢氧化钾溶液中，也能够出现相同的实验现象。

（2）①利用原装置，将KOH溶液换成水做对比实验，根据倒吸入试管中水的多少可以判断二氧化碳能否和氢氧化钾反应，该选项可行；②在原实验后的试管中继续滴加CaCl2溶液，如果产生白色沉淀，说明氢氧化钾和二氧化碳反应生成了碳酸钾，因为碳酸钾和氯化钙反应生成了白色沉淀碳酸钙，而氢氧化钾不与氯化钙溶液反应，无现象，该选项可行；③在原实验后的试管中继续滴加酚酞溶液，由于氢氧化钾溶液和碳酸钾溶液都是显碱性溶液，都能使酚酞试液变红色，因此不能判断二氧化碳和氢氧化钾是否反应，该选项不可行。故选①②。

5．化学小组同学设计了探究二氧化碳与氢氧化钠溶液反应的方案，实验步骤如下：

（1）如甲图所示装置的气密性良好，三瓶250mL的烧瓶内收集满CO2气体，三个注射器内各装有90mL的液体（分别是水、40%的氢氧化钠溶液、饱和澄清石灰水）。连接好装置和压强传感器。

（2）三位同学同时迅速将注射器内90mL的液体注入各自烧瓶中，关闭活塞。

（3）一段时间后，同时振荡烧瓶。观察传感器定量实时地传回烧瓶内气压变化形成的图像情况如乙图所示。

试回答下列问题：

（1）曲线1对应反应的化学方程式为_______；曲线1与曲线2差异较大的原因是_______。

（2）导致曲线3中CD段气压急速减小的操作是_______。不改变装置和药品的情况下，进一步降低E点的方法是_______。

（3）对比曲线1、2、3，不能得出的结论是_______（填序号，多选）。

①CO2能与水发生反应

②CO2能与NaOH溶液发生反应

③检验CO2用饱和澄清石灰水较适

④吸收CO2用NaOH溶液较合适

答案：

5．     2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O     氢氧化钠溶液浓度大，吸收二氧化碳多，而饱和澄清石灰水浓度小，吸收二氧化碳少     振荡烧瓶     冷却##降温     ①③

【解析】

【详解】

（1）三种液体对二氧化碳的吸收能力强弱：氢氧化钠溶液>饱和石灰水>水，因此装置内压强的变化量大小依次为：氢氧化钠溶液>饱和石灰水>水。曲线1压强变化最大，则曲线1是二氧化碳与氢氧化钠的图象，即二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，反应的化学方程式为：2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O。曲线2是氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙和水，而曲线1与曲线2差异较大的原因：氢氧化钠溶液浓度大，吸收二氧化碳多，而饱和澄清石灰水浓度小，吸收二氧化碳少。

（2）在二氧化碳溶于水的实验中，不断振荡，可以加快溶解速度。导致曲线3中CD段气压急速减小的操作是振荡烧瓶。气体的溶解度随温度的升高而减小，随温度的降低而增大。不改变装置和药品的情况下，进一步降低E点的方法是冷却（或降温）。

（3）①二氧化碳能溶于水，所以通过以上实验不能得出二氧化碳与水反应，需要做一个对照实验即可，所以不能得出①结论；

②加入氢氧化钠后二氧化碳急速减少，压强减小的很明显，说明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应，故能得出②的结论；

③由于饱和的澄清石灰水吸收二氧化碳很少，不能用来检验二氧化碳，用石灰水的不饱和溶液较好，故不能得出③的结论；

④由于氢氧化钠溶液吸收二氧化碳比较多，所以吸收CO2用NaOH溶液较合适，故能得出④的结论。

故选①③。

突破提升

一、选择题

1．课堂上，老师给同学们做了如下几个演示实验。下列说法错误的是（　　）

A． 图甲实验可观察到澄清石灰水变浑浊 B． 图乙实验可观察到液体由紫色变红色

C． 图丙实验主要利用了二氧化碳的物理性质 D． 图丁实验只利用了二氧化碳的化学性质

2．氧气可以与木炭、硫、铁丝等物质发生反应。下列关于这几个反应的说法错误的是（　　）

A．从反应条件看：都是点燃

B．从反应现象看：都有“剧烈燃烧，放出大量热”

C．从物质状态看：反应物是固体和气体，生成物都是气体

D．从物质种类看：反应物都是2种，生成物都只有1种

3．2020年节能减排主题“携手节能低碳，共建碧水蓝天”，下列做法符合这一主题的是（　　）

A．冬天使用热空调时调高1℃ B．购买使用能效等级较高的冰箱

C．燃放烟花爆竹，增强节日气氛 D．提倡骑自行车或步行的方式出行

4．如图是测定空气中氧气含量的实验装置图。下列有关说法正确的是（　　）

A．可用木炭代替铜粉进行实验

B．铜粉变黑后要立即读取注射器的数值

C．为使反应充分发生要不断推拉注射器

D．实验数据偏小的原因可能是铜粉量过多

二、简答题

5．经过三年的“蓝天保卫战”柯桥区空气质量优良率不断提高，市民经常在微信朋友圈刷见“柯桥蓝”，感受到环境的美丽，空气的清新。

（1）空气质量指数（AQI）是定量评价空气质量状况的重要指标，在PM2.5、CO2、SO2、O3几种物质中，不属于评价空气质量的物质是______；

（2）如图是某市民在一次平静呼吸过程中肺内气压变化的曲线。表示吸气过程的是曲线______段，此过程中膈肌和肋间外肌______（选填“收缩”或“舒张”）。

6．近年来“全球变暖”正成为人们热议的话题。有人说，地球的温度就像一辆失控狂飙的汽车，如果不设法让它降下来，就会有灾难性的后果。

（1）有人认为，全球气候变暖是二氧化碳等温室气体过度排放所造成的。从较长的历史时期来看，情况如图所示。分析图中数据可以得出的观点有______。

A．目前二氧化碳浓度低于历史大部分时候

B．二氧化碳浓度与气温上升不成正比

C．二氧化碳是造成气温上升的唯一原因

D．人类排放二氧化碳必定造成灾难性后果

（2）人们或许会问：这些碳来自何方？

①如果以水圈、大气圈、岩石圈、生物圈为对象来考量碳循环，大气圈中的二氧化碳一部分通过光合作用固定在生物圈中，动植物的呼吸作用将一部分碳释放到大气圈中，伴随着动植物的死亡，体内的碳一部分被______（填某类生物）分解，返回大气圈。

②把地球及其大气层作为一个整体来看，碳元素的总质量______。

（3）标准状况下，地球表面的大气体积约为4.4×1018米3。若人类通过一段时间的低碳生活方式，地球表面大气中的二氧化碳浓度降低了0.5PPM（1PPM＝1克/米3），则地球表面大气中二氧化碳的质量约减少多少千克______？这些二氧化碳全部被植物用于光合作用，可以合成有机物（以C6H12O6计）的质量为多少______？

已知植物光合作用反应的化学方程式为：6CO2+6H2OC6H12O6+6O2。

（4）不论科学研究最终会得出什么结论，低碳生活代表着低成本、更健康的生活方式，是值得提倡的。从低碳生活的角度，我们应该多吃______类食物。（选填“动物”或“植物”）

三、填空题

7．如图是初中化学教材中的一些实验，按要求回答下列问题：

（1）实验①的实验现象为____________；

（2）实验②中薄铜片上的乒乓球碎片先燃烧，滤纸碎片后燃烧，说明燃烧的条件之一是：__________；

（3）实验③在白色点滴板上进行实验的优点有__________。（答一条）

8．请结合图1回答问题：

（1）实验室加热高锰酸钾制取较纯净的，选用的发生装置是___________，实验过程中当观察到___________（填写现象）时，说明气体收集满，写出氯酸钾的化学式___________。

（2）某同学误将少量高锰酸钾当成二氧化锰加入氯酸钾中进行加热制取氧气，部分物质质量随时间变化如图2所示，下列关于该过程的说法正确的是___________。

A．c可以代表氧气

B．时刻，开始产生

C．时刻，高锰酸钾开始分解

D．起催化作用物质的质量一直保持不变

四、探究题

9．小洋从资料上获悉：FeCl3溶液对过氧化氢（H2O2）的分解具有催化作用。由于FeCl3的水溶液中含有Fe3+、Cl-，于是，她对“到底是FeCl3溶液中的哪种微粒对过氧化氢（H2O2）的分解具有催化作用”展开了探究，提出以下猜想：

猜想一：催化分解H2O2的是FeCl3溶液中的Fe3+；

猜想二：催化分解H2O2的是FeCl3溶液中的Cl-。

（1）请你写出FeCl3溶液催化过氧化氢（H2O2）分解的化学方程式___________。并帮助她完成实验报告：

10．乐乐和清清在实验室中做铁丝在氧气中燃烧的实验。乐乐用铁丝在火柴前端绕成螺旋状（如图甲）。清清同学将铁丝绕在火柴后端，但部分铁丝重叠（如图乙）。然后两人分别将火柴引燃，进行实验（如图丙）。   

（1）为了让铁丝和氧气充分燃烧，使实验现象更明显，应选择___________（选填“甲”或“乙”）装置。       

（2）该实验证明了氧气具有___________性。       

（3）反应生成的Fe3O4中，Fe元素与O元素的质量比为___________。