初中化学二轮复习【讲通练透】专题05 空气和氧气(讲通)
展开中考化学第二轮复习策略
一、重视知识的综合运用
在第二轮复习过程中,考生需要重视知识的综合运用,关注实验探究、联系实际,逐步提高所学技能,能解决一些需要查阅资料解决的实际问题。
中考试卷中,重点知识反复考,核心知识重点考,近三年中考都有燃烧条件的探究、实验基本操作的考查、溶解度曲线、气体的制取收集方法等,比如:非选择题中,考查了考生对微粒观、元素观的认识,属于初中化学课程标准的一级主题——物质构成的奥秘。
二、合理选取备考资料
关于试题的筛选,如果是巩固练习,可以用模拟试题,由于区模拟卷难易度适中,知识覆盖较为全面,部分非选择题综合度也较高,锻炼考生的审题能力和对各章知识的统筹综合应用能力。如果是进行自我评测或进行周测,建议更多选择近三年辽宁地区的中考真题。
通过多年经验分析,考生在试卷中的错误整体分为以下几种情况:
(1)审题问题;(2)概念知识不清;(3)概念知识不会综合应用;
(4)由于学习方法和习惯问题,复习时间安排不合理,不会让知识做到有序多次呈现;
(5)主观学习态度、情绪控制问题;
(6)理化答题时间分配问题。考生需对号入座,有针对性地发现问题、解决问题。
专题05 空气和氧气(精讲讲义)
核心考点一 空气的主要成分的含量、性质及用途
1.空气的主要成分及用途
空气的成分 | 体积分数 | 性质及主要用途 |
氮气 | 约78% | ①制造硝酸和氮肥的重要原料; ②化学性质不活泼,常可用作保护气,如焊接金属、灯泡填充气、食品防腐等; ③液氮做制冷剂。 |
氧气 | 约21% | ①能供给呼吸,可用于医疗急救、潜水等; ②能支持燃烧,用于钢铁冶炼和金属焊接等 |
稀有气体 | 约0.94% | ①化学性质稳定,可用作保护气; ②通电时发出不同颜色的光,可制成闪光灯、霓虹灯等多种用途的电光源;③氦气密度小,很稳定,用于填充探空气球。 |
2.空气中氧气含量的测定
(1)实验原理:4P + 5O22P2O5(填化学方程式);
红磷在密闭容器中与氧气反应生成五氧化二磷固体;密闭容器内压强减小 ,大气压将水压入密闭容器中,通过测定进入容器中水的体积来测定氧气在空气中的体积分数。
(2)实验现象
红磷燃烧,产生大量白烟,水进入集气瓶,且水的体积约占集气瓶体积的1/5。
(3)实验结论:氧气约占空气体积的1/5。
(4)测得氧气的体积小于1/5的原因:
①装置漏气;②红磷量不足;③没有冷却到室温就打开弹簧夹。
【答案】【考点排查1】CDFH 【考点排查2】CF
核心考点二 空气的污染及防治
空 气 污 染 和 防 治 | 主要污染物 | 有害气体(SO2、NO2、CO)和粉尘(可吸入颗粒物等) |
来源 | ①化石燃料的燃烧;②工厂的废气;③汽车排放的尾气等 | |
危害 | ①损害人体的健康;②影响作物生长;③破坏生态平衡;④导致全球气候变暖;⑤破坏臭氧层;⑥形成酸雨(主要是SO2、NO2) | |
防治 措施 | 使用清洁能源;加强大气质量监测;积极植树造林、种花种草;减少汽车尾气排放;对工厂废气进行净化处理等 |
【注意】
(1)空气污染指数越高,空气质量越差;
(2)CO2不属于空气污染物,也不能形成酸雨,但CO2含量过高会引起温室效应。
【答案】ABGJ
核心考点三 氧气的性质
1.物理性质
通常情况下,氧气是无色、无味的气体,密度比空气略大,难溶于水。降温后,氧气可以变为淡蓝色的液体,甚至淡蓝色雪花状固体。
2.化学性质
氧气在一定条件下与磷、硫、铁等多种物质发生反应的现象如下:
| 在空气中 | 在氧气中 | 化学方程式 |
木炭 | 持续红热 | 发出白光、放热、石灰水变浑浊 | C + O2CO2 |
硫 | 淡蓝色火焰、放热、生成刺激性气味的气体 | 蓝紫色火焰、放热、生成刺激性气味的气体 | S + O2SO2 |
铁 | 不能燃烧 | 火星四射、放热、生成黑色固体 | 3Fe + 2O2Fe3O4 |
红磷 | 剧烈燃烧,产生黄色火焰,生成大量白烟 | 剧烈燃烧,发出白光,放出热量,生成大量白烟。 | 4P + 5O22P2O5 |
【答案】GJ
核心考点四 氧气的实验室制法
1.氧气的实验室制法
方法 | 分解过氧化氢制氧气 | 分解高锰酸钾制氧气 | 氯酸钾制氧气 |
原理 | |||
发生装置 |
固液常温型 | 固固加热型 | |
收集装置 | 排水集气法或向上排空气法 | ||
验满方法 | 排水集气法:当有大量气泡从集气瓶口冒出,说明氧气已收集满。 向上排空气集气法:把带火星的木条靠近集气瓶口,若木条复燃,说明氧气已收集满。 | ||
检验方法 | 将带火星的小木条伸入集气瓶内,如果木条复燃,说明该瓶内气体是氧气。 |
【注意事项】分解高锰酸钾制氧气时,药品要平铺在试管底部,均匀受热;管口要塞上一团棉花,防止高锰酸钾粉末随气流进入导管,造成导管堵塞;试管内导管刚伸出橡胶塞,以免气体导出。
2.催化剂及其作用
(1)概念:在化学反应中能改变其他物质的化学反应速率,但本身的质量和化学性质在化学反应前后都不变的物质叫做催化剂(又叫触媒)。催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。
(2)特点:“一变二不变”。即改变(加快或减慢)化学反应速率而本身的质量和化学性质不变。
【注意】催化剂不会影响反应的发生与否,也不会改变生成物的量。
【答案】ACF
【答案】(1)锥形瓶;水槽;(2)A;;(3)BC;;(4)⑥③②④①⑤。
中考题型1 空气的主要成分及用途
[例1](2020•玉林)空气中氧气的含量(体积分数)大约是( )
A.78% B.21% C.0.94% D.0.03%
【答案】B
【解答】解:空气中各成分的体积分数分别是:氮气大约占78%、氧气大约占21%、稀有气体大约占0.94%、二氧化碳大约占0.03%、水蒸气和其它气体和杂质大约占0.03%。
故选:B。
[变式训练1-1](2020•广州)空气是人类生产活动的重要资源。下列生活生产中用到的气体不是来自空气的是( )
A.炼钢过程用到的氧气 B.磁悬浮列车用到的氮气
C.用于生产氮肥的氨气 D.制作电光源的稀有气体
【答案】C
【解答】解:A、氧气是空气的主要成分之一,故选项错误。
B、氮气是空气的主要成分之一,故选项错误。
C、氨气不是空气的成分,不是来自空气,故选项正确。
D、稀有气体是空气的成分之一,故选项错误。
故选:C。
[变式训练1-2](2020•柳州)如图为空气成分示意图(按体积计算),其中“甲”代表的是( )
A.氮气 B.氧气 C.二氧化碳 D.稀有气体
【答案】A
【解答】解:A、氮气大约占空气体积的78%,空气中氮气的体积分数最大,因此甲代表的是氮气,故选项正确;
B、氧气大约占空气体积的21%,故选项错误;
C、二氧化碳大约占空气体积的0.03%,故选项错误;
D、稀有气体大约占空气体积的0.94%,故选项错误;
故选:A。
中考题型2 空气中氧气含量的测定
[例2](2020•兰州)下列关于空气及其成分探究的实验说法不正确的是( )
A.拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分
B.工业上常采用分离液态空气的方法制取氧气
C.用如图装置测定空气中氧气含量时,红磷燃烧产生大量白烟
D.如图实验结束后,瓶内剩余的气体只有氮气
【答案】D
【解答】解:A、拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分,最早提出了空气组成的结论,故选项说法正确。
B、工业上常采用分离液态空气的方法制取氧气,利用的液态氮和液态氧沸点的不同,故选项说法正确。
C、测定空气中氧气含量时,红磷燃烧产生大量白烟,故选项说法正确。
D、实验结束后,瓶内剩余的气体不是只有氮气,还含有二氧化碳、稀有气体、剩余的氧气等,故选项说法错误。
故选:D。
[变式训练2](2020•北京)利用如图装置验证了空气中氧气的含量。下列叙述不正确的是( )
A.实验前需检查装置气密性
B.白磷的作用是消耗试管中的氧气
C.白磷熄灭、试管冷却后再打开止水夹
D.最终量筒中液面约降至40mL刻度线处
【答案】D
【解答】解:A、实验前需检查装置气密性,以防止装置漏气造成结果不准确,故选项说法正确。
B、白磷燃烧与氧气反应生成五氧化二磷,白磷的作用是消耗试管中的氧气,故选项说法正确。
C、白磷熄火、试管冷却后再打开止水夹,以防止剩余的气体在受热状态下,处于膨胀状态,占据了部分水的体积,造成结果偏小,故选项说法正确。
D、氧气约占空气总体积的,130mL空气中氧气的体积为130mL×=26mL,最终量筒中液面约降至50﹣26=24mL刻度线处,故选项说法错误。
故选:D。
中考题型3 空气的污染及防治
[例3](2020•湖北)在空气质量评价中,被计入主要污染物的物质是( )
A.水蒸气 B.氧气 C.二氧化氮 D.稀有气体
【答案】C
【解答】解:A、水蒸气是空气的成分,不是污染物;故选项错误;
B、氧气是空气的主要成分,不是污染物;故选项错误;
C、有害气体主要有一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、臭氧等气体,因此二氧化氮是污染物;故选项正确;
D、稀有气体是空气的成分,不是污染物;故选项错误;
故选:C。
[变式训练3](2020•宜昌)“美丽中国,我是行动者”。下列发电方式可能造成空气污染的是( )
A.太阳能发电 B.风力发电 C.潮汐力发电 D.燃煤发电
【答案】D
【解答】解:A、太阳能发电,不会造成空气污染;故选项错误;
B、风力发电,不会造成空气污染;故选项错误;
C、潮汐力发电,不会造成空气污染;故选项错误;
D、燃煤发电,燃煤生成有害气体和烟尘,能造成空气污染;故选项正确;
故选:D。
中考题型4 氧气的性质
[例4](2020•阜新)下列有关氧气的组成、结构、性质和用途的说法中,正确的是( )
A.氧气极易溶于水
B.氧气是一种化学性质非常活泼的气体
C.氧气由氧元素组成,氧气由2个氧原子构成
D.炼钢、气焊以及化工生产和航空航天等都要用到氧气
【答案】D
【解答】解:A、氧气不易溶于水,故A说法不正确;
B、氧气是一种化学性质比较活泼的气体,故B说法不正确;
C、氧气由氧元素组成,每个氧分子由2个氧原子构成,故C说法不正确;
D、炼钢、气焊以及化工生产和航空航天等都要用到氧气,故D说法正确。
故选:D。
[变式训练4-1](2020•朝阳)下列关于氧气的说法正确的是( )
A.氧气能支持燃烧,所以氧气可作燃料
B.红磷在氧气中燃烧,产生大量的白雾
C.氧气能使带火星的木条复燃
D.空气中体积分数最大的是氧气
【答案】C
【解答】解:A、氧气能支持燃烧,但不具有可燃性,不能作燃料,故A错误;
B、红磷在氧气中燃烧,产生大量的白烟,不是白雾,故B错误;
C、氧气支持燃烧,氧气能使带火星的木条复燃,故C正确;
D、空气中体积分数最大的是氮气不是氧气,故D错误。
故选:C。
[变式训练4-2](2020•淄川区二模)燃烧是人类最早利用的化学反应之一。请回答:
(1)按如图进行铁丝在O2中燃烧的实验,反应的化学方程式为 。该实验装置存在明显不足,改进措施是 。
(2)对比铁丝在空气中不能燃烧、在氧气中剧烈燃烧的现象,分析室内起火时,如果打开门窗,火会烧得更旺的原因 。
(3)若用家中纱窗上的铁丝代替(1)中铁丝进行实验时,铁丝未燃烧,原因可能是 。
【答案】(1)3Fe+2O2Fe3O4;向集气瓶中加入少量水或在底部铺一层细沙;(2)有空气进入,室内氧气含量升高;(3)铁锈将未生锈的铁与氧气隔开,氧气与铁不能发生化学反应
【解答】解:(1)铁丝在氧气中燃烧,是铁和氧气在点燃条件下反应,生成四氧化三铁,其化学方程式为:3Fe+2O2Fe3O4。
在做对比铁丝在空气中不能燃烧、在氧气中剧烈燃烧的现象铁丝在氧气中燃烧的实验时,为了防止高温生成物溅落,集气瓶底炸裂,必须预先在集气瓶中加少量水在底部铺一层细沙。该装置图中没有水,也没有细沙。
(2)对比铁丝在空气中不能燃烧、在氧气中剧烈燃烧的不同现象,是因为氧气的含量不同所致。氧气含量越高,燃烧越旺。据此分析,室内起火时,打开门窗后,会有空气进入,室内氧气含量升高,故火烧得更旺。
(3)纱窗上的铁丝表面已经生锈,铁锈将未生锈的铁与氧气隔开,不能发生反应,故生锈的铁丝在氧气中未燃烧。
中考题型5 氧气的实验室制法
[例5](2020•广州)大多数化工生产都有催化剂的参与。
(1)化工生产使用催化剂的目的是 。
(2)研究表明氧化铜可催化过氧化氢分解。
①用如图1所示装置和药品制取氧气,反应的化学方程式为 。
②如图1中收集氧气的方法是向 上 排空气法。为了检验氧气是否收集满,将 放在集气瓶口。
③反应结束后,弃去试管中的上层清液,再向试管中加入过量稀硫酸,充分振荡,可观察到的现象 。
④为了制取较大量氧气,并便于多次添加过氧化氢溶液,请从如图2中选择合适的仪器或装置,重组一套制取装置,需要用到的是 (填标号)。
(3)下列设想有可能通过找到合适的催化剂来实现的是 (填标号)。
A.利用太阳光将水分解生产H2
B.将空气中的He分解生产H2
C.常温下Cu从硫酸镁溶液中置换出Mg
D.使一定质量CH4完全燃烧放出的热量变多
【答案】(1)改变化学反应速率;(2)①2H2O22H2O+O2↑;②上;带火星的木条;③黑色粉末逐渐溶解,溶液由无色逐渐变成蓝色;(3)④ACFG;(3)A
【解答】解:(1)由催化剂的概念可知,化工生产使用催化剂的目的是改变化学反应速率;故填:改变化学反应速率;
(2)①过氧化氢在氧化铜的催化作用下分解为水和氧气,化学方程式为2H2O22H2O+O2↑;故填:2H2O22H2O+O2↑;
②图1中收集氧气的方法是向上排空气法。氧气具有助燃性,为了检验氧气是否收集满,将带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,证明氧气已满;故填:上;带火星的木条;
③氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜和水,所以实验中观察到黑色粉末逐渐溶解,溶液由无色逐渐变成蓝色;故填:黑色粉末逐渐溶解,溶液由无色逐渐变成蓝色;
④为了制取较大量氧气,并便于多次添加过氧化氢溶液,可从如图2中选择ACFG重组一套制取装置;故填:ACFG;
(3)催化剂只能改变化学反应的速率,对反应的产物、产物的产量、反应的能量变化没有影响。
A.在催化剂的作用下,利用太阳光将水分解生产H2,说法正确;
B.催化剂不能将空气中的He分解生产H2,说法错误;
C.铜不如镁活泼,催化剂不能在常温下Cu从硫酸镁溶液中置换出Mg,说法错误;
D.一定质量CH4完全燃烧放出的热量是定值,与是否加入催化剂无关,说法错误。
故选A。
[变式训练5-1](2020•广东)实验室用氯酸钾固体(二氧化锰作催化剂)制取氧气,下列装置组合正确的是( )
A.①③ B.①⑤ C.②③ D.②④
【答案】A
【解答】解:实验室用氯酸钾固体(二氧化锰作催化剂)制取氧气,属于固、固加热型,适合用装置①作发生装置;氧气的密度比空气略大,不易溶于水,可用装置③或④收集氧气。
故选:A。
[变式训练5-2](2020•金昌)关于“加热高锰酸钾制得氧气并用排水法收集”的实验,下列说法正确的是( )
A.制取气体时,先装药品,然后检验装置的气密性
B.反应结束时,先停止加热,然后将导管移出水面
C.导气管口开始产生气泡时,立即用装满水的集气瓶收集气体
D.装有高锰酸钾的试管口要放一小团棉花,目的是防止反应时药品进入导气管
【答案】D
【解答】解:A、制取气体时,应先检验装置的气密性,然后装药品,以避免装入药品后发现装置气密性不好,更换部分仪器而浪费药品,故选项说法错误。
B、反应结束时,先把导管移出水面,再熄灭酒精灯,以防止水槽中的水倒吸入试管,使试管因骤然冷却而炸裂,故选项说法错误。
C、导气管口开始产生气泡时,不能立即收集,因为刚开始排出的是空气,应等到导管口的气泡连续均匀冒出时才能收集,故选项说法错误。
D、装有高锰酸钾的试管口要放一小团棉花,是为了防止加热时高锰酸钾粉末进入导管,故选项说法正确。
故选:D。
1.(2021•官渡区一模)氮气可作为线上配送蔬菜的保鲜剂,主要来源于空气。空气中氮气的体积分数约为( )
A.78% B.21% C.0.94% D.0.03%
【答案】A
【解答】解:A、氮气大约占空气体积的78%,故选项正确;
B、氧气大约占空气体积的21%,故选项错误;
C、稀有气体大约占空气体积的0.94%,故选项错误;
D、二氧化碳大约占空气体积的0.03%,故选项错误;
故选:A。
2.(2021•延庆区一模)如图所示装置可用于测定空气中氧气的含量。下列说法不正确的是( )
A.实验前一定要检查装置的气密性
B.红磷足量是实验成功的关键之一
C.该实验所用的红磷可用木炭代替
D.待反应装置冷至室温打开弹簧夹
【答案】C
【解答】解:A、反应中有氧气参加反应,实验前一定要检查装置的气密性,该选项说法正确;
B、红磷足量能够把装置中的氧气耗尽,是实验成功的关键之一,该选项说法正确;
C、木炭在空气中燃烧生成二氧化碳气体,虽除去氧气,而增加了新的气体,没有形成压强差,不能用来测定空气中氧气含量,故选项说法错误;
D、待反应装置冷至室温打开弹簧夹,排除温度对瓶内压强的影响,该选项说法正确。
故选:C。
3.(2021•河南四模)目前计入空气质量评价的主要污染物中,能引起酸雨的是( )
A.二氧化硫、二氧化氮
B.一氧化碳、可吸入颗粒物
C.二氧化硫、臭氧
D.二氧化氮、一氧化碳
【答案】A
【解答】解:A、二氧化硫、二氧化氮都是引起酸雨的物质,故A正确;
B、一氧化碳、可吸入颗粒物都不能引起酸雨,故B错;
C、臭氧不能引起酸雨,故D错;
D、一氧化碳不能引起酸雨,故D错。
故选:A。
4.(2021•广陵区校级一模)人类的日常生活和工农业生产离不开氧气,下列说法正确的是( )
A.物质发生氧化反应时总会发光、发热
B.铁丝在空气中能剧烈燃烧,火星四射
C.鱼能生活在水中,因为氧气易溶于水
D.空气中的氧气和水中溶解的氧气化学性质同样活泼
【答案】D
【解答】解:A、物质发生氧化反应时不是总会发光、发热,发生缓慢氧化时不会发光,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、鱼能在水中生活,说明氧气能溶于水,但是不能确定溶解量,得不出易溶于水的结论,故选项说法错误。
D、混合物中各成分保持它们各自的性质,空气中的氧气和水中溶解的氧气化学性质同样活泼,故选项说法正确。
故选:D。
5.(2020•临沭县模拟)以下反应归纳你认为正确的是( )
①2H2O22H2O+O2↑
②2H2O2H2↑+O2↑
③2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
A.都属于分解反应
B.①③中的MnO2都是反应的催化剂
C.都是实验室制取氧气的常用方法
D.生成物中氧元素的化合价均相同
【答案】A
【解答】解:A、①②③都是一变多的反应特点,所以属于分解反应,选项A正确;
B、③中二氧化锰为生成物,不是催化剂,选项B错误;
C、实验室常用制取氧气方法为高锰酸钾或氯酸钾加热制取氧气,过氧化氢和二氧化锰分解制取氧气,水电解不是常用方法,选项C错误;
D、③中锰酸钾和二氧化锰中氧元素为﹣2价,其他都是零价,选项D错误。
故选:A。
6.(2020•盘龙区二模)下列实验操作正确的是( )
A.验满氧气 B.测量液体体积
C.倾倒稀酸 D.滴加液体
【答案】C
【解答】解:A、氧气的验满方法是把带火星的木条放在瓶口来验满,故实验操作错误。
B、读数时,量筒必须放平,视线要跟量筒内液体的凹液面的最低处保持水平,再读出液体体积,故实验操作错误。
C、向试管中倾倒液体药品时,瓶塞要倒放,标签要对准手心,瓶口紧挨,故实验操作正确。
D、滴加少量液体时,胶头滴管要“悬空中放”,故实验操作错误。
故选:C。
7.(2021•罗平县一模)下列有关催化剂的说法正确的是( )
A.使用催化剂使生成物的量增多
B.在化学反应后其化学性质发生了改变
C.在化学反应后其质量发生了改变
D.催化剂能改变化学反应速率
【答案】D
【解答】解:A、催化剂能够改变化学反应速率,但是不会增加生成物的质量,故错误。
B、催化剂在反应前后物质的质量和化学性质都不改变,故错误。
C、催化剂在反应前后物质的质量和化学性质都不改变,故错误。
D、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,故正确。
故选:D。
8.(2021•乐山模拟)如图是实验室常用的装置,请据图回答:
(1)写出标号仪器的名称:① ,② 。
(2)装置A中不妥之处是 。
(3)装置改进后,若实验室用加热高锰酸钾固体制取一瓶氧气,来做蜡烛燃烧产物的探究实验,应选用的一组装置是 (填装置字母序号)。实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为 。
【答案】(1)长颈漏斗;酒精灯;(2)长颈漏斗下端没有伸入液面以下;(3)BD;2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑。
【解答】解:(1)根据实验室常用的仪器可知:①长颈漏斗;②酒精灯。
(2)为了防止生成的气体从长颈漏斗逸出,长颈漏斗应伸入液面以下;
(3)高锰酸钾用来制取氧气需要加热,来做蜡烛燃烧产物的探究实验,需要检验生成了水,所以要避免使用可能含有水的氧气进行实验,所以不能排水法收集,只能用向上排空气法收集,应选用的一组装置是BD,高锰酸钾在加热的条件下分解为锰酸钾、二氧化锰和氧气;
化学方程式:2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑。
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