专题02 空气、氧气和水【寒假自学课】2025年九年级化学讲义

这是一份专题02 空气、氧气和水【寒假自学课】2025年九年级化学讲义，共25页。学案主要包含了宏观辨识，证据推理，模型构建，原理分析，实验操作，数据推导等内容，欢迎下载使用。
考点1 空气和氧气
1.空气（化学史：法国化学家 利用定量的方法研究了空气的成分）
2.保护大气环境
目前计入空气质量评价的主要污染物及其危害：①固体污染物： 等与雾霾的形成有关；②气体污染物：SO2、NO2等→形成 ; (有毒)、O3等
防治措施：使用清洁能源，加强空气质量监测，积极植树、种草等。
3.氧气
（1）物理性质：在通常状况下，氧气是一种 、 的气体， 溶于水，密度比空气 。液态为 色，固态为 。
（2）化学性质
4.氧气的制取:①工业制法(物理变化): ，利用空气中液氮和液氧的 不同制取氧气；②实验室制法(详见本讲义难点强化2)
考点2 自然界的水
1.保护水资源的措施
2.水的净化方法
3.软水和硬水
强化点1 实验探究空气中氧气的含量
强化点2 氧气的实验室制取与性质探究
强化点3 水的组成及变化探究
真题感知
1．（2024·江苏无锡·中考真题）通过实验测定了空气成分的科学家是
A．牛顿B．道尔顿C．拉瓦锡D．门捷列夫
2．（2024·上海·中考真题）自来水生产中具有吸附性的物质是
A．氯气B．活性炭C．臭氧D．泥沙
3．（2024·海南·中考真题）小冰参加学校科学实践活动，设计并组装一个微型空气质量“检测站”来监测校园里 的空气质量。下列不属于空气质量监测污染物的是
A．CO2B．SO2C．NO2D．PM2.5
4．（2024·内蒙古兴安盟·中考真题）水是一种宝贵的自然资源，下列有关水的说法不正确的是
A．在净水过程中明矾起消毒杀菌作用
B．天然水经过沉淀、过滤、吸附等净化处理后得到的水是混合物
C．工业废水经处理符合排放标准后排放
D．硬水是含有较多可溶性钙、镁化合物的水
5．（2024·上海·中考真题）氦气能代替氢气作为飞艇的填充气体，其优势在于
A．通电能发光B．无气味C．化学性质稳定D．密度小
6．（2024·云南·中考真题）某同学自制的简易净水器如图所示，下列说法错误的是
A．活性炭可吸附水中的色素和异味
B．该装置可除去泥沙等难溶性杂质
C．该装置净水过程发生了化学变化
D．河水经该装置净化后仍是混合物
7．（2024·宁夏·中考真题）下列有关水的组成和构成说法正确的是
A．水是由水分子构成的
B．水是由氢气和氧气组成的
C．水是由氢原子和氧原子构成的
D．水是由两个氢元素和一个氧元素组成的
8．（2023·山东德州·中考真题）下图是自来水厂净水过程示意图。下列有关说法正确的是
A．吸附沉降和消毒是物理变化B．过滤可以使硬水软化
C．活性炭可以去除色素和异味D．净化后的水是纯净物
9．（2024·天津·中考真题）下列对实验现象的描述正确的是
A．红磷在空气中燃烧，产生大量白雾
B．硫在空气中燃烧，发出蓝紫色火焰
C．木炭在空气中充分燃烧，生成二氧化碳
D．过氧化氢溶液中加入二氧化锰，迅速产生大量气泡
10．（2024·广西·中考真题）下列物质能在氧气中剧烈燃烧，产生火星四射现象的是
A．蜡烛B．红磷C．木炭D．铁丝
11．（2024·北京·中考真题）用如图所示装置进行实验，测定出空气中O2约占15（按体积计算）。下列叙述不正确的是
A．②中瓶内空气的体积约为200mLB．可加热铁丝引燃铜匙中的白磷
C．白磷的作用是消耗②中瓶内的O2D．最终注射器活塞移至约40mL刻度线处
12．（2024·海南·中考真题）“蛟龙”号载人潜水器在深海工作时，携带的气体中能供给呼吸的是
A．氧气B．氮气C．水蒸气D．二氧化碳
13．（2024·海南·中考真题）为了探究影响过氧化氢分解速率的因素，设计了如下几组实验。下列说法不正确的是
A．对比①与②，可以探究过氧化氢溶液浓度对反应速率的影响
B．对比②与③，可以探究温度对反应速率的影响
C．对比①与④，可以探究MnO2的质量对反应速率的影响
D．实验①与实验③最终收集到的氧气质量基本相同
14．（2024·四川德阳·中考真题）在水电解器的玻璃管中注满水，接通直流电源一段时间后的情况如图所示。下列叙述错误的是
A．通电过程中，观察到 b 中液面下降
B．a和c中收集气体的方法均为排水法
C．可用带火星的木条检验 a 中的气体
D．通过水通电生成的两种物质可以确定水由氢、氧元素组成
15．（2024·海南·中考真题）我国科学家发明的无淡化海水直接电解制氢技术，利用防水透气膜将海水和电解槽隔离开，从根本上解决了海水杂质离子对设备的腐蚀问题，其工作原理如图所示。下列有关说 法中不正确的是
A．理论上，该设备制得氢气与氧气的质量比为1：8
B．防水透气膜选择性允许气态的水分子透过
C．电解槽中a电极与电源的负极相连
D．电解槽中的氢氧化钾可增强水的导电能力
（2024·内蒙古赤峰·中考真题）空气是地球上宝贵的自然资源，人类对空气的认识经历了漫长的研究和探索过程。完成下面小题。
16．18世纪70年代，拉瓦锡通过定量实验证明了空气是混合物，其中约占空气体积15的气体是
A．N2B．O2C．CO2D．H2O
17．随着科技的发展，空气中各成分的应用越来越广泛。下列用途主要利用物理性质的是
A．氮气——充氮包装B．氧气——医疗急救
C．稀有气体——激光技术D．二氧化碳——气体肥料
18．如图是测定空气中氧气含量的改进实验装置（夹持装置已省略），对该实验认识正确的是
A．现象：实验过程中，红磷燃烧，产生大量白雾B．推论：实验后，玻璃管中剩余气体具有可燃性
C．分析：红磷的量多或少，都不会影响实验结果D．评价：用改进装置实验，能减少对空气的污染
19．（2024·内蒙古包头·中考真题）某小组探究酸碱性对过氧化氢分解快慢的影响。60℃时，每次向10g30%过氧化氢溶液滴加调节剂，使溶液的pH从3依次调至13，测得30分钟内产生气体的体积随pH的变化关系如图。下列分析正确的是
A．过氧化氢分解的化学方程式：H2O2=H2↑+O2↑
B．pH越大，过氧化氢溶液分解速率越快
C．过氧化氢溶液在中性溶液中生成氧气体积最大
D．60℃，30%过氧化氢溶液在pH3~5的酸性环境中不易分解
20．（2024·广东·中考真题）探究H2O2分解速率的影响因素，下列分析正确的是
A．①④探究有无催化剂的影响B．②③探究H2O2溶液浓度的影响
C．②④探究反应温度的影响D．④⑤探究催化剂种类的影响
21．（2024·内蒙古通辽·中考真题）实验室用加热一定质量的高锰酸钾制氧气，下列图像能正确反映对应变化关系的是
A．B．
C．D．
22．（2024·湖南长沙·中考真题）小张同学在实验室里用高锰酸钾固体制取氧气，请回答下列问题：
（1）写出仪器①的名称 ；
（2）收集氧气，可选择的收集装置是 （填字母）；
（3）为了防止加热时试管内的粉末状物质进入导管，应在试管口放一团 ；
（4）验满时，将带火星的木条放在集气瓶口，发现木条 ，说明氧气已经集满。
23．（2022·山东东营·中考真题）回答下列问题
（1）黄河水经沉降、吸附、杀菌消毒等净化过程可得到自来水，自来水属于 （填“混合物”或“纯净物”）。
（2）饮用硬度过大的水不利于人体健康，生活中常用 检验水是硬水还是软水。
（3）如图是电解水的实验装置图，连接正负两极的玻璃管内产生的气体体积比为 ，检验a管中产生的气体方法是 。
（4）北京冬奥会“飞扬”火炬使用氢气作为燃料，体现了绿色奥运理念。氢气作为绿色燃料的优点是 。
（5）如图是两种变化的微观图示：
①②两种变化中属于物理变化的是 （填“①”或“②”），从微观角度看，物质发生化学变化的实质是 。
24．（2024·江西·中考真题）兴趣小组追寻科学家的足迹，对水进行探究。
【宏观辨识】根据实验探究水的组成
（1）水的合成：在密闭容器中将氢气和氧气的混合气体点燃，根据容器内生成的小水珠可知，水是由 组成的化合物。
（2）水的分解：电解水一段时间后（如图），观察到管a和管b中气体体积比为 ，经检验管a中的气体是 （填化学式）。
【证据推理】结合实验现象推算水分子中氢、氧原子个数比。
（3）方法一：根据相同条件下气体的体积比等于其分子的个数比，得出电解水的产物中氢、氧原子个数比为 ，进而推算出结果。
（4）方法二：已知电解水实验中氢气和氧气的体积比和正、负极产生气体的 ，可计算出水中各元素质量比，结合氢、氧原子的相对原子质量，可进一步推算出结果。
【模型构建】
（5）以分子构成的物质为例，图中“▲”表示的是 。
25．（2024·青海·中考真题）为了饮水便利，许多公共场所安装了直饮水机，处理步骤如图所示：
（1）步骤①中PP棉可以除去水中的泥沙等大颗粒杂质，与实验室常用的 操作相同；步骤②中用 吸附色素和异味。
（2）水是生命之源，守好“中华水塔”，筑牢国家生态安全屏障，青海义不容辞。下列有关水资源保护的做法正确的是______（填字母）
A．河流源头建化工厂
B．用无磷洗衣粉洗衣服防止水体富营养化
C．随意向河道丢弃生活垃圾
D．将生活污水和畜牧养殖废水直接排入河流
提升专练
1．（2024·云南昆明·一模）神舟十三号载人飞船返回舱成功着陆。返回舱内可以供给航天员呼吸的气体是
A．氧气B．氮气C．稀有气体D．二氧化碳
2．（2022·上海徐汇·一模）自来水生产过程中使用液氯或二氧化氯，它们的作用是
A．吸附杂质B．除去可溶性杂质
C．凝聚悬浮的杂质D．杀菌消毒
3．（2024·甘肃金昌·一模）空气是一种宝贵的资源。下列有关空气成分的说法正确的是
A．空气中氮气的体积分数最大B．稀有气体是一种纯净物
C．氧气能够燃烧，可作燃料D．二氧化碳属于空气污染物
4．（2024·云南德宏·一模）下列关于空气的说法中，不正确的是
A．空气是一种宝贵的资源B．SO2、NO2、CO2都是空气污染物
C．空气中的稀有气体是混合物D．空气中的氧气主要来自于光合作用
5．（2024·安徽亳州·一模）下列有关实验现象描述正确的有
①木炭燃烧后生成黑色固体；
②红磷在空气中燃烧产生大量白雾；
③蜡烛在空气中燃烧，生成二氧化碳和水；
④硫在氧气中燃烧产生蓝紫色火焰，放热，生成一种有刺激性气味的气体。
A．1个B．2个C．3个D．4个
6．（2025·云南昆明·一模）空气污染是对人类健康和社会经济活动的最大威胁之一、下列气体中属于空气污染物且会形成酸雨的是
A．SO2B．NeC．N2D．O3
7．（2023·山东临沂·二模）我国首次在世界上拍摄高分辨图像的水分子内部结构（见如图），在水科学领域取得重大突破，利用和改变水的特性将成为可能。有关水的说法中不正确的是
A．每个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成
B．利用水分子成像技术，可能会改变水的特性
C．水是由氢元素和氧元素组成的氧化物
D．水分子中含有氢分子和氧分子
8．（2024·山东烟台·一模）人类的日常生活和工农业生产都离不开水。下列有关水的说法正确的是
A．地球上的淡水资源十分丰富B．自来水厂净水的方法有过滤、吸附、煮沸
C．水的分解与合成能证明水的组成元素D．水的天然循环中水分子发生了改变
9．（2024·陕西宝鸡·二模）2024年世界水日的主题是“以水促和平”。保护水资源是每个公民应尽的义务和责任。饮用水的下列净化过程中发生了化学变化的是
A．静置沉淀B．浑浊水过滤
C．活性炭吸附D．加消毒剂杀菌
10．（2023·甘肃嘉峪关·一模）如图装置常用来测定空气中氧气的含量，下列对该实验的认识中正确的是
A．燃烧匙中的红磷可以换成细铁丝
B．红磷燃烧时就打开止水夹
C．红磷的量足会导致进入集气瓶中水的体积大于1/5
D．该实验可说明N2不支持燃烧
11．下列物质在氧气中燃烧，能生成黑色固体的是
A．木炭B．铁丝C．红磷D．硫粉
12．（2024·云南怒江·一模）空气的成分中，约占空气总体积15的气体是
A．N2B．O2C．NeD．CO2
13．（2024·新疆克孜勒苏·一模）氧气是一种重要的气体，人们一直寻找通过各种方法获得所需的氧气。
项目一：工业上制取氧气
（1）工业上一般采用分离液态空气制取氧气，在生产中要控制温度在-196℃～-183℃之间。该过程主要发生 (填“物理”或“化学”)变化。
项目二：实验室制取氧气
某化学兴趣小组的同学利用过氧化氢溶液、二氧化锰、高锰酸钾，开展氧气的实验室制取和有关性质的研究。请结合下列实验装置，回答有关问题。
（2）写出图中标号仪器的名称：① ；② 。
（3）根据所给的药品，实验室里选择一种节能环保、操作简便的方法制取氧气，所选的药品是 。
（4）实验室中用高锰酸钾制取氧气，发生反应的文字表达式为 。实验室要收集一瓶氧气做铁丝燃烧的实验，收集装置最好应选择 (从C～E中选)。
（5）装置F有多种用途，若采用排空气法收集氧气时，气体应从m管口通入集气瓶中，此时如何验满氧气 。
项目三：家庭中制取氧气
（6）某家庭制氧机上有湿化瓶装置。人吸氧时观察到瓶中有气泡。湿化瓶装置类似于如图。关于该装置，下列说法正确的有__________(填字母序号)。
A．b导管连接制氧机
B．b导管连接人吸氧气的塑料管
C．使用该装置可以观测是否有氧气输出
D．使用该装置可以观测氧气输出的速率
14．（2024·云南昆明·一模）根据如图装置，回答下列问题。
（1）写出装置中标号的仪器名称：① ；② 。
（2）装置A可用于高锰酸钾制取氧气，反应的文字表达式是 ，试管口放一团棉花的目的是 。
（3）若用过氧化氢溶液制取氧气，为了控制反应的速率，则应选择的发生装置为 （填序号），可用D装置收集氧气的依据是 ，如何证明收集的气体是氧气？ 。
（4）G是一种可用于集气、洗气等的多功能装置。氢气是一种密度比空气小、难溶于水且与水不反应的气体，若用G装置收集氢气，氢气应从 （填“a”或“b”）进入G中；若将G装置内装满水，再连接量筒，就可以用于测定氢气的体积，则量筒与G装置 （填“a”或“b”）连接。
15．（2024·福建宁德·一模）建构思维模型
【原理分析】
（1）利用某种化学物质将氧气反应，以测定空气中氧气的含量，属于思维模型中的 （填“分离转移”或“反应转化”）。
【实验操作】
（2）如图1进行开展“空气中氧气含量的测定”实验。其中实验2是在集气瓶内壁用水均匀涂附铁粉除氧剂（其中辅助成分不干扰实验）。实验1中反应的化学式表达式： 。若红磷熄灭后冷却至室温，打开止水夹，发现进入瓶中的水少于理论值，原因可能是 （写1种即可）。
【数据推导】
（3）用数字传感器测实验1、实验2中氧气的体积分数随时间变化的关系如图2所示。可知实验 （填“1”或“2”）测定氧气体积分数的结果更准确，判断依据是： 。
16．（2023·湖南怀化·一模）水是生命之源，也是人类最宝贵的资源。请回答：
（1）水是由 构成的；
（2）下列水的净化方法中净化程度最高的是_____（填字母序号）。
A．静置沉淀B．吸附沉淀C．蒸馏D．过滤
（3）硬水给生活带来许多困扰，生活中常用 来鉴别硬水和软水，用 的方法来降低水的硬度。
（4）节约用水也是保护水资源的一种方法，请你写出节约用水的一种方法 。
17．（2024·吉林长春·模拟预测）2024年3月22日是第三十二届“世界水日”，联合国确定2024年“世界水日”主题为“以水促和平”。直饮水机是目前很多学校选择的饮用水供水方式，其工作流程如下图：
（1）直饮水机中活性炭颗粒主要除去自来水中的色素和异味，这是利用了活性炭的 ；
（2）超滤膜的作用相当于实验室中的 (填操作名称)，该操作过程中，玻璃棒的作用是 ；
（3）紫外线灯管照射是为了杀菌消毒。直饮机使用方便，只要将其与自来水管对接，截留清除水中的有害物质(如细菌，微生物等)便能得到直饮水，直饮水属于 (选填“纯净物”或“混合物”)。
18．（2024·吉林长春·一模）让“山更绿，水更清，空气更清新”是我们共同的追求，“水更清”就得保护好水资源。天然水中往往含有很多杂质，必须经过净化处理后才能饮用，请回答下列问题：
（1）从物质分类的角度看，天然水属于 （填“纯净物”或“混合物”）；
（2）小明同学采用如图所示的简易装置对浑浊的河水进行净化，装置中小卵石和石英砂的作用相当于实验室中的 操作：
（3）硬水会给生产和生活带来很多危害，生活中我们可以通过 来降低水的硬度，并起到消毒杀菌的作用；
（4）自来水厂一般使用次氯酸钠（NaClO）进行消毒，其中氯元素的化合价为 ；
（5）自然界中水循环的现象，从微观角度理解，下列说法正确的是________。
A．水分子在不断运动
B．水分子的间隔发生改变
C．水分子发生了改变
19．（2024·福建泉州·一模）某小组同学对生活中水展开了项目式学习探究。
【项目一】：探究自来水的生产过程
（1）如图1是自来水的生产过程。据图回答：
①该过程中使用的净水方法有 。（填字母序号）a．沉淀 b．过滤 c．蒸馏
②现在很多家庭在家中自来水出口加装净水装置，清除水中有害物质，可直接输出符合国家标准的饮用水，该饮用水属于 。（选填“混合物”或“纯净物”）
③在净水时，可用明矾作絮凝剂沉降小颗粒不溶性杂质，其化学式为KAlSO4n⋅12H2O，n的值为 。
【项目二】：完成水的电解任务
（2）①利用注射器模拟电解水实验装置。烧杯中盛有蒸馏水，加入氢氧化钠为了增强溶液的导电性，接通电源（图2所示）。接通电源后发生反应的化学符号表达式为 。
②电解水过程中没有发生改变的微粒是 （填名称）。
③电解开始时，正极和负极产生气体的体积比小于1:2，可能原因为 （写一条即可）。
20．（2024·安徽亳州·一模）2024年10月30日，搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，约10分钟后，神舟十九号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，发射取得圆满成功。人类探索太空永无止境。
（1）液氢是神舟飞船的重要燃料，氢气是理想的清洁能源但是储存难度较大。储氢分为物理储氢和化学储氢，前者包括高压气态、低温液态、吸附等储存方式。后者将氢气转化为其他化合物进行储存。“液氨储氢”的原理是氢气与氮气在一定条件下生成液氨，进行储存。依据上文回答问题。
①电解水制取氢气的化学方程式为 。
②“液氨储氢”属于 (填“物理”或“化学”)储氢。
（2）氨制氢的一种生产流程图如图所示。
①步骤II反应属于 (填基本反应类型)。
②步骤III的分子筛只让氢分子通过而阻止其他分子通过，该过程类似于化学实验中的 操作(填一种实验操作名称)。
③将氢气先转化为液氨储存，相比直接储存氢气。你觉得可能的好处是 (写一个)。
考点1 空气和氧气
1.空气（化学史：法国化学家拉瓦锡利用定量的方法研究了空气的成分）
2.保护大气环境
目前计入空气质量评价的主要污染物及其危害：①固体污染物：细颗粒物(PM2.5)、可吸入颗粒物(PM10)等与雾霾的形成有关；②气体污染物：SO2、NO2等→形成酸雨；CO(有毒)、O3等
防治措施：使用清洁能源，加强空气质量监测，积极植树、种草等。
3.氧气
（1）物理性质：在通常状况下，氧气是一种无色、无味的气体，不易溶于水，密度比空气大。液态为淡蓝色，固态为淡蓝色雪花状。
（2）化学性质
4.氧气的制取：①工业制法(物理变化)：分离空气法，利用空气中液氮和液氧的沸点不同制取氧气；②实验室制法(详见本讲义难点强化2)
考点2 自然界的水
1.保护水资源的措施
2.水的净化方法
3.软水和硬水
真题感知
1—5：CBAAC 6—10：CACDD 11—15：DABAC
16．B 17．C 18．D
19．【答案】D
20．【答案】B
21．【答案】A
22．【答案】（1）酒精灯
（2）C/D
（3）棉花等
（4）复燃或重新燃烧等
23．【答案】（1）混合物
（2）肥皂水
（3）1：2 将带火星的木条伸入收集到气体的试管中，观察木条是否复燃
（4）无污染、热值高
（5）② 分子破裂为原子，原子重新组成新的分子
24．【答案】（1）氢元素和氧元素
（2）2:1 H2
（3）2:1/4:2
（4）密度比/密度
（5）各元素质量比
25．【答案】（1）过滤 活性炭
（2）B
提升专练
1—5：ADABA 6—10：ADCDD 11—12：BB
13．【答案】（1）物理
（2）试管 锥形瓶
（3）过氧化氢溶液、二氧化锰
（4）高锰酸钾→加热锰酸钾+二氧化锰+氧气 E
（5）将带火星的木条放到n口处，若木条复燃，则氧气已收集满
（6）BCD
14．【答案】（1）长颈漏斗 集气瓶
（2）高锰酸钾加热→锰酸钾+二氧化锰+氧气 防止加热时试管内粉末状物质进入导管
（3）C 氧气的密度比空气大 将带火星的木条伸入集气瓶中，木条复燃，说明是氧气
（4）a b
15．【答案】（1）反应转化
（2）P＋O2→点燃P2O5 红磷量不足
（3）2 实验1消耗O2剩余8.6%，实验2消耗O2剩余0.49%，氧气消耗接近完全
16．【答案】（1）水分子
（2）C
（3）肥皂水 煮沸
（4）用淘米水浇花（合理即可）
17．【答案】（1）吸附性
（2）过滤 引流
（3）混合物
18．【答案】（1）混合物
（2）过滤
（3）煮沸
（4）+1/+1价
（5）AB
19．【答案】（1）ab 混合物 2
（2）H2O→通电H2+O2 氢原子和氧原子 相同条件下氧气比氢气更易溶于水或氧气与电极部分反应而消耗（答案合理即可）
20．【答案】（1）2H2O通电2H2↑+O2↑ 化学
（2）分解反应 过滤 氨气容易液化
空气的组成（体积分数）
用途
氮气(N2,约 )
被用作 ；制造硝酸和氮肥的重要原料；医疗上可用液氮进行冷冻治疗等
氧气(O2,约 )
① ,如动植物呼吸、医疗急救、航空航天；
② ，如炼钢、气焊等
稀有气体(约 )
液态氦可用于制造低温环境；可用于航标灯、霓虹灯等
二氧化碳(CO2,约 )
不燃烧，也不支持燃烧，用于 ;作气体肥料；制碳酸饮料；干冰(固态二氧化碳)用于 等
其他气体(约0.03%)
—
物质（颜色、状态）
反应现象
化学方程式
硫（淡黄色固体）
（1）在空气里燃烧发出微弱的 ，放出热量，生成 的气体
（2）在氧气里燃烧得更旺，发出 火焰，放出热量，生成有刺激性气味的气体

木炭（灰黑色固体）
（1）在空气里燃烧持续 ，放出热量，生成 的气体
（2）在氧气里燃烧发出 ，放出热量，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体
①完全燃烧：

②不完全燃烧：

铁丝（银白色固体）
（1）在空气中，铁丝只能产生红热现象，不能燃烧。
（2）在氧气中，铁丝

镁条（银白色）
发出 ，生成 ，放出热量

红磷（红色固体）
产生大量的 ，放出热量

氢气
发出 ，放出热量；在火焰上方罩一个干燥的烧杯，观察到烧杯内壁出现

一氧化碳、甲烷
发出 ，放出热量


合理利用水资源
生活：推广节水器具；一水多用，如用淘米水浇花等
工业：应用新技术、改进工艺和工业用水重复使用
农业：采用节水灌溉方式，如改漫灌为 等
政府：修建水库、实施跨流域调水等
防治水体污染
应用新技术、新工艺可以减少污染物的产生；对污水进行处理，使之符合排放标准
净水方法
原理
作用
净水程度
沉降
静置沉降
利用重力作用使水中较大颗粒的不溶性杂质自然沉降
除去
从上往下，由低到高
吸附沉降
加入 ，利用其溶于水后生成的胶状物吸附悬浮的小颗粒，使其聚集在一起形成较大颗粒而沉降下来
过滤
把液体与不溶于该液体的固体物质分离
除去
吸附
利用活性炭等具有吸附作用的物质，把水中一些不溶性杂质滤去，部分可溶性杂质吸附在其表面而除去
吸附部分 、除去
蒸馏
通过加热的方法使水变成水蒸气，然后将其冷凝成蒸馏水
除去
定义
含有 可溶性的 化合物的水叫做硬水。 可溶性的钙、镁化合物的水叫做软水
检验
硬水与 接触泡沫 ，浮渣 ；软水与 接触泡沫 ，浮渣
危害
硬水易生水垢；浪费肥皂还洗不干净；锅炉水硬度太高易引发爆炸；长期饮用硬度过高的水对人体健康不利
软化方法
工业： 生活：
注意
（1）硬水中含有较多可溶性钙、镁化合物，一定是混合物。硬水是澄清、透明的。
（2）澄清、透明的水不一定是软水，软水可以是含较少可溶性钙、镁化合物的水，不一定是纯净物，纯水一定是软水。
实验原理
利用红磷燃烧消耗密闭容器中的氧气，使密闭容器内压强减小，在大气压的作用下，进入容器内水的体积即为减少的氧气的体积。
反应原理
4P+5O2 点燃 2P2O5
实验操作
（2）实验时，连接装置并检查装置气密性后，接下来的实验步骤依次为 acbd (填序号)。
a.在集气瓶中加入少量水，目的是吸收五氧化二磷，防止污染空气，且可吸热降温。将水面上方空间分为5等份，并做标记；
b.在燃烧匙内放入足量的红磷，用酒精灯加热，点燃红磷后立即伸入瓶中并把橡胶塞塞紧；
c.用弹簧夹夹紧乳胶管；
d.待红磷熄灭并冷却至室温后，打开弹簧夹，观察现象。
实验分析
（3）红磷燃烧的现象是产生大量白烟，放出热量。
（4）打开弹簧夹，烧杯中的水被吸入集气瓶，瓶内液面上升，出现该现象的原因是集气瓶内氧气被消耗，瓶内压强减小。
实验结论
（5）按照拉瓦锡研究空气成分的实验结论，可知理论上集气瓶内液面应上升至约刻度 1 处。
（6）实验结束，集气瓶中剩余气体的主要成分是氮气，物理性质：难溶于水，化学性质：不燃烧也不支持燃烧。
试剂选择
（7）实验结束后，同学们依据该实验的原理，又分别用铁丝、木炭、硫粉代替红磷进行实验(如图2所示)。其中能达到实验目的的是 C (填序号)。
实验1：氧气的实验室制取
反应原理
（1）高锰酸钾制取氧气时反应的化学方程式为2KMnO4eq \\ac(\s\up6(△),\(==,===))K2MnO4+MnO2+O2↑
（2）过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气时反应的化学方程式为H2O2H2O+O2↑，其中二氧化锰在反应中的作用是作催化剂（或加快反应速率）。
发生装置
（3）用高锰酸钾制取氧气，应选择的发生装置是A(填字母序号，后同)，该装置需进行的改进是在试管口放一团棉花。
（4）用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，应选择的发生装置是 B ；若要得到平稳的气流，可将装置B中的长颈漏斗改为分液漏斗（或注射器），改进后的装置作用：控制化学反应速率。
（5）装置B制取氧气时，长颈漏斗需伸入液面以下，其目的是形成液封，防止生成的气体从长颈漏斗逸出 。
收集装置
（6）实验室要收集干燥的氧气，应选择的装置为 C (从图1中选择，后同)，若要收集较纯净的氧气，应选择的装置为 E 。
（7）用装置C收集氧气时，导管应伸入集气瓶底部，目的是排尽集气瓶中的空气。
（8）用装置E收集氧气的最佳时机是导管口有连续且均匀的气泡产生时开始收集，说明氧气已收集满的现象是集气瓶瓶口有大气泡冒出。
(9)若用图2装置收集氧气，气体应从 m (填“m”或“n”，后同)端管口通入；若装置中充满水时，气体应从 n 端管口通入。
检验与验满
(10)①检验：如图3，将带有火星的木条放入集气瓶中，若木条复燃，说明集气瓶内的气体是氧气。
②验满：如图4，将带有火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，说明氧气已集满。
实验操作细节
(11)在检查装置B气密性时，用弹簧夹夹紧乳胶管，向长颈漏斗内注水，长颈漏斗末端可能会出现如图5所示现象，其中一定能说明装置气密性良好的是 b (填字母)
实验意外现象分析
(12)①用高锰酸钾制备并用排水法收集氧气时，发现水槽中的水变红，其原因是试管口未塞棉花。
②用装置A、E制取并收集氧气，收集满氧气移出集气瓶时，进行了如图6所示的操作，该操作会导致的后果为收集到的氧气不纯；实验结束后，观察到水槽中的水倒吸入试管，其原因可能是实验结束后先熄灭酒精灯，再将水槽中的导管撤出。
(13)小组同学用图7所示实验装置制取氧气。小布袋里放入的固体试剂的名称是二氧化锰。与教材实验装置相比，该发生装置的优点是通过放下和提起粗铜丝，可以随时控制反应的发生和停止。
实验2：氧气的性质
①木炭的燃烧实验
实验原理
（1）木炭完全燃烧的化学方程式为C+O2 点燃 CO2
实验步骤及现象
（2）用坩埚钳夹取一小块木炭放在酒精灯火焰上加热，观察到的现象是木炭红热。接着把加热过的木炭由瓶口向下 缓慢 (填“缓慢”或“快速”)插入充满氧气的集气瓶中，这样操作的目的是防止伸入过快使集气瓶中的氧气因受热膨胀而逸出；观察到的现象是木炭发出白光，放出热量。
（3）燃烧停止后取出坩埚钳，向集气瓶中加入少量澄清石灰水，振荡，观察到的现象是澄清石灰水变浑浊。
实验反思
（4）实验结束后，集气瓶内因燃烧产生二氧化碳，且消耗了大部分氧气，导致木炭熄灭。
②硫的燃烧实验
实验原理
（1）硫燃烧的化学方程式为S+O2 点燃 SO2
实验现象
（2）不同点：硫在空气中燃烧发出微弱的淡蓝色火焰，在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰。
（3）相同点：硫在空气和氧气中均剧烈燃烧，产生刺激性气味的气体，放热。
注意事项
（4）集气瓶内预先放入一些水的目的是吸收生成的二氧化硫，防止污染空气。
（5）集气瓶底的水 不能 (填“能”或“不能”)用细沙代替
实验反思
（6）根据硫在空气和氧气中燃烧的现象说明燃烧的剧烈程度与 氧气浓度 有关。
③细铁丝的燃烧实验
实验原理
（1）细铁丝燃烧的化学方程式为3Fe+2O2 点燃 Fe3O4
实验步骤
（2）实验前，用砂纸将细铁丝打磨光亮，目的是除去细铁丝表面的氧化物和污物。
（3）在细铁丝下端系一根火柴的作用是引燃细铁丝。
（4）点燃火柴，待火柴快燃尽时，将细铁丝伸入集气瓶中，这样做的原因是防止火柴燃烧消耗集气瓶中的氧气。
实验现象
（5）实验中观察到细铁丝剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热。
实验反思
（6）集气瓶内预先放一些水的目的是防止生成的高温熔融物溅落，使集气瓶底炸裂，水还可以用细沙代替。
实验意外现象分析
①实验结束后，若发现集气瓶炸裂，可能的原因是燃着的细铁丝不小心碰到集气瓶瓶壁。
②进行该实验时，未观察到细铁丝燃烧，可能的原因是氧气不纯（或温度未达到细铁丝的着火点）。
实验细节分析
如图2是进行实验的几种操作，更能提高实验成功率的操作是 C (填字母)。
反应原理
（1）图1发生反应的化学方程式为2H2+O2 点燃 2H2O；图2电解水时发生反应的化学方程式为2H2O 通电 2H2↑+O2↑
实验现象
（2）图1实验中可观察到烧杯内壁有水雾产生。
（3）图2接通电源后，两玻璃管中均有 气泡 产生，实验结束后a、b两玻璃管中产生气体的体积比约为2：1。
产物检验
（4）检验图2中两玻璃管中气体的方法：打开活塞，用燃着的木条分别靠近a、b玻璃管尖嘴处，a管口气体安静地燃烧，说明气体为氢气；b管口观察到的现象为木条燃烧得更旺，说明气体为氧气。
实验结论
（5）由上述两个实验可得出水是由氢元素和氧元素组成的
实验反思
（6）图1实验中点燃氢气前需要进行的操作是验纯，若缺少该操作，可能会导致爆炸。
（7）图2实验前，常向水中加入少量硫酸钠溶液或氢氧化钠溶液的目的是增强导电性。
实验操作细节
（8）图2实验开始前，向电解器中加水时，电解器玻璃管a、b两端的活塞应打开(填“打开”或“关闭”)。
实验意外现象分析
(9)小组同学进行图2实验时，发现实际a、b玻璃中产生气体的体积比大于理论值，下列对产生此现象的原因猜想不合理的是 C (填字母)。
A.部分氧气溶于水
B.部分氧气与电极材料发生反应
C.部分氧气与氢气反应重新生成了水
作图
(10)请补全如图3中水通电时的微观模型图。
曲线分析
(11)图4中能正确反映电解水生成气体的质量或体积关系的是_____(填字母)。
水质检测和自制净水器
(12)某兴趣小组同学开展如下实践活动。
①自制净水器：如图5净水流程依标号顺序进行。吸附剂选用活性炭，是因为活性炭具有吸附性，工业上制某消毒剂的化学方程式：Cl2+2NaClO2==2ClO2+2X，X的化学式为 NaCl 。
②水质检测：TDS(总溶解性固体物质)是水质的一项重要指标，如图6，某水样经自制净水器净化后的TDS值为156 mg/L，则净化后的水质纯度为 一般 。
序号
过氧化氢溶液
MnO2质量
反应温度
体积
溶质质量分数
①
10mL
5%
0.1g
25℃
②
10mL
10%
0.1g
25℃
③
10mL
5%
0.1g
40℃
④
10mL
5%
0.3g
25℃
实验编号
H2O2溶液
催化剂(0.1g)
温度/℃
体积/mL
溶质质量分数/%
①
5
10
—
20
②
5
10
MnO2粉末
20
③
5
5
MnO2粉末
20
④
5
5
MnO2粉末
40
⑤
5
5
Fe2O3粉末
20
空气的组成（体积分数）
用途
氮气(N2，约78%)
被用作保护气；制造硝酸和氮肥的重要原料；医疗上可用液氮进行冷冻治疗等
氧气(O2，约21%)
①供给呼吸，如动植物呼吸、医疗急救、航空航天；
②支持燃烧，如炼钢、气焊等
稀有气体(约0.94%)
液态氦可用于制造低温环境；可用于航标灯、霓虹灯等
二氧化碳(CO2，约0.03%)
不燃烧，也不支持燃烧，用于灭火；作气体肥料；制碳酸饮料；干冰(固态二氧化碳)用于人工降雨等
其他气体(约0.03%)
—
物质（颜色、状态）
反应现象
化学方程式
硫（淡黄色固体）
（1）在空气里燃烧发出微弱的淡蓝色火焰，放出热量，生成有刺激性气味的气体
（2）在氧气里燃烧得更旺，发出蓝紫色火焰，放出热量，生成有刺激性气味的气体
S+O2 点燃 SO2
木炭（灰黑色固体）
（1）在空气里燃烧持续红热，放出热量，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体
（2）在氧气里燃烧发出白光，放出热量，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体
①完全燃烧：
C+O2 点燃 CO2
②不完全燃烧：
2C+O2 点燃 2CO
铁丝（银白色固体）
（1）在空气中，铁丝只能产生红热现象，不能燃烧。
（2）在氧气中，铁丝剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体
3Fe+2O2 点燃 Fe3O4
镁条（银白色）
发出耀眼的白光，生成白色固体，放出热量
2Mg+O2 点燃 2MgO
红磷（红色固体）
产生大量的白烟，放出热量
4P+5O2 点燃 2P2O5
氢气
发出淡蓝色火焰，放出热量；在火焰上方罩一个干燥的烧杯，观察到烧杯内壁出现水雾
2H2+O2 点燃 2H2O
一氧化碳、甲烷
发出蓝色火焰，放出热量
2CO+O2 点燃 2CO2
CH4+2O2 点燃 2H2O+CO2
合理利用水资源
生活：推广节水器具；一水多用，如用淘米水浇花等
工业：应用新技术、改进工艺和工业用水重复使用
农业：采用节水灌溉方式，如改漫灌为喷灌、滴灌等
政府：修建水库、实施跨流域调水等
防治水体污染
应用新技术、新工艺可以减少污染物的产生；对污水进行处理，使之符合排放标准
净水方法
原理
作用
净水程度
沉降
静置沉降
利用重力作用使水中较大颗粒的不溶性杂质自然沉降
除去不溶性杂质
从上往下，由低到高
吸附沉降
加入混凝剂，利用其溶于水后生成的胶状物吸附悬浮的小颗粒，使其聚集在一起形成较大颗粒而沉降下来
过滤
把液体与不溶于该液体的固体物质分离
除去不溶性杂质
吸附
利用活性炭等具有吸附作用的物质，把水中一些不溶性杂质滤去，部分可溶性杂质吸附在其表面而除去
吸附部分可溶性杂质、除去异味和色素
蒸馏
通过加热的方法使水变成水蒸气，然后将其冷凝成蒸馏水
除去难溶性杂质和可溶性杂质
定义
含有较多可溶性的钙、镁化合物的水叫做硬水。不含或含较少可溶性的钙、镁化合物的水叫做软水
检验
硬水与肥皂水接触泡沫少，浮渣多；软水与肥皂水接触泡沫多，浮渣少
危害
硬水易生水垢；浪费肥皂还洗不干净；锅炉水硬度太高易引发爆炸；长期饮用硬度过高的水对人体健康不利
软化方法
工业：蒸馏 生活：煮沸
注意
（1）硬水中含有较多可溶性钙、镁化合物，一定是混合物。硬水是澄清、透明的。
（2）澄清、透明的水不一定是软水，软水可以是含较少可溶性钙、镁化合物的水，不一定是纯净物，纯水一定是软水。