2022届初中化学一轮复习 第二单元　我们周围的空气 课件

这是一份2022届初中化学一轮复习 第二单元　我们周围的空气 课件，共60页。PPT课件主要包含了真题体验，命题点2氧气的制取，合理即可，考点梳理，氧气的物理性质，无味气体，比空气略大，不易溶于水，氧气的化学性质，支持燃烧等内容，欢迎下载使用。
命题点1　空气的污染与防治
1.(2020·安徽中考,1,1分)某同学的下列生活行为不符合环保理念的是(　　)A.骑自行车上学B.将废弃易拉罐丢入“可回收垃圾”桶C.用洗菜的水冲厕所D.夏季使用空调时,将温度调至最低
答案 D　解析 骑自行车上学,低碳环保;废弃的易拉罐含有可利用的金属材料,将其丢入“可回收垃圾”桶,可以减少资源的浪费,符合环保理念;用洗菜的水冲厕所,可有效节约用水,是环保的做法;夏季开空调不宜将温度调至最低,会消耗更多电能,不利于节能环保。
2.(2019·安徽中考,2,2分)(科学态度与社会责任)我国是今年“世界环境日”活动主办国,保护环境,人人有责。下列做法错误的是(　　)A.生活购物时,用布袋代替塑料袋B.上班上学时,鼓励低碳出行C.工作学习中,提倡纸张双面使用D.农业生产中,禁止使用化肥
答案 D　解析 A项,生活购物时,用布袋代替塑料袋,可以减少“白色污染”;B项,上班上学时,鼓励低碳出行,可以缓解温室效应;C项,工作学习中,提倡纸张双面使用,可以保护森林树木,进而保护环境;D项,农业上需要化肥提高农作物的产量,应合理使用化肥,不能禁止使用。
3.(2018·安徽中考,2,2分)为建设天蓝地绿水净的美丽中国,下列做法不合理的是(　　)A.寻找新能源减少使用化石燃料B.使用大量农药减少植物病虫害C.合成新型洗涤剂减少氮磷排放D.研发易降解材料减少白色污染
答案 B　解析 使用大量农药会污染水体,不合理。
4.(2018·安徽中考,4,2分)实验室可通过加热高锰酸钾固体制取氧气,下列实验操作正确的是(　　)A.组装好装置后,检查装置气密性B.加入药品后,直接将酒精灯火焰对准药品加热C.水槽中有气泡冒出时,立即收集气体D.实验结束时,先移走酒精灯再从水槽移出导管
答案 A　解析 A项,组装好装置后,为防止制取气体时装置漏气,应检查装置的气密性,正确;B项,加入药品后,应先对试管进行预热,然后将酒精灯火焰对准药品部位进行加热,错误;C项,水槽中有气泡冒出时,立即收集气体会导致收集的气体不纯,应等到气泡连续均匀冒出时才开始收集,错误;D项,为防止水槽中的水倒流回试管,实验结束时,应先将导管移出水槽然后再移走酒精灯,错误。
5.(2020·安徽中考,14,6分)下图是实验室中常见装置。回答下列问题。
(1)装置A中仪器m的名称是　　　　　。 (2)用过氧化氢溶液制取氧气的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　,发生装置是　　　(填字母序号)。 (3)用装置C收集CO2气体时,气体应从　　　(填“a”或“b”)端通入。 (4)下列气体中,只能用装置D而不能用装置C收集的是　　　　(填数字序号)。 ①H2　②N2　③O2
答案 (1)酒精灯　(2)2H2O2 2H2O+O2↑　B(3)a　(4)②
解析 (1)仪器m是酒精灯。(2)实验室用过氧化氢溶液制取氧气需要二氧化锰作催化剂,在常温下,生成水和氧气,反应的化学方程式为2H2O2 2H2O+O2↑,选择固液常温型的发生装置,因此发生装置应选择B装置。(3)由于二氧化碳的密度比空气大,用C装置收集时,二氧化碳应从长管通入,即从a管通入。(4)氢气、氮气和氧气都不易溶于水,都可以用排水法收集,而由于氮气的相对分子质量为28,空气的平均相对分子质量为29,两者密度非常接近,故氮气在收集时不能用排空气法,只能用排水法。
6.(2016·安徽中考,12节选,3分)实验室常用过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气,回答下列问题:(1)下列仪器中:组装O2发生装置时,应选择　　　　　　(填序号)。 
(2)研究显示:O2的体积分数大于36%时就可使带火星的木条复燃。因此,O2验满时采用使带火星的木条复燃的方法　　　　　　(填“可靠”或“不可靠”)。为了收集一瓶较纯净的O2,最好采用　　　　　　集气法。 
答案 (1)②③⑤　(2)不可靠　排水
解析 (1)实验室常用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,反应不需加热。制取较多量的O2,应用锥形瓶,制取过程中可以随时添加反应物,故应用长颈漏斗,并用⑤形成封闭体系,故组装O2发生装置时,应选择②③⑤。(2)O2的体积分数大于36%时就可使带火星的木条复燃,因此,O2验满时采用使带火星的木条复燃的方法不可靠;由于氧气不易溶于水,收集较纯净的氧气可用排水法。
命题点3　催化剂与催化作用
7.(2019·安徽中考,14,7分)(科学探究)某兴趣小组对KClO3分解反应的催化剂进行研究,在相同的加热条件下,用下图装置完成表中实验:
(1)设置实验1的目的是　　　　　　　　　。 (2)表中所列3种催化剂的催化效果最佳的是　　　　　　　　　。 (3)写出KClO3分解的化学方程式:　　　　　　　　　。 (4)由实验1和实验4可知,KCl　　　　(填“有”或“无”)催化作用。维持加热条件不变,用实验1再继续收集50 mL O2,所需时间明显少于171 s,解释原因:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (5)要比较KClO3分解反应中不同催化剂的催化效果,除了测量收集50 mL O2所需时间外,还可以测量相同时间内　　　　　　　　　　　　。 
答案 (1)对比实验　(2)MnO2(3)2KClO3 2KCl+3O2↑(4)有　生成的KCl加快了反应(5)收集气体的体积
解析 (1)由表格可知该实验是对KClO3分解反应的催化剂的种类进行探究,在进行实验时要设置对照实验,即在相同的加热条件下,相同质量的KClO3要比较不加催化剂和加入催化剂进行分解收集50 mL O2所需时间。
(2)在相同的加热条件下,加热氯酸钾分解,收集50 mL O2所需时间越短说明催化剂的催化效果越好,由表中数据可知,当MnO2作为催化剂时收集50 mL O2所需时间最短,其催化效果最好。(3)KClO3分解生成氯化钾和氧气,反应的化学方程式为2KClO3 2KCl+3O2↑。(4)由实验1和实验4可知,当加入氯化钾时,氯酸钾分解收集50 mL O2所需时间比不加入氯化钾短,因此KCl有催化作用;由于氯酸钾分解会生成氯化钾,又因为氯化钾可以加快氯酸钾的分解,因此维持加热条件不变,用实验1再继续收集50 mL O2,所需时间明显少于171 s。(5)要比较KClO3分解反应中不同催化剂的催化效果,除了测量收集50 mL O2所需时间外,还可以测量相同时间内收集氧气体积的多少(合理即可)。
8.(2015·安徽中考,14,9分)(科学探究)为比较相同浓度的FeCl3溶液和CuSO4溶液对H2O2分解的催化效果,某研究小组进行了如下探究:
(1)请写出H2O2分解的化学方程式　　　　　　　　　　　　　　　。 [定性探究](2)如图甲,可通过观察　　　　　　　　　来定性比较两者的催化效果。 [定量探究](3)如图乙,实验前检查该装置气密性的方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;要定量比较两者的催化效果,可测量生成等体积气体所需的　　　　　　。 
[深入探究](4)在FeCl3溶液中,究竟是哪种离子起催化作用呢?猜想1:铁离子(Fe3+)起催化作用;猜想2:　　　　　　起催化作用; 猜想3:　　　　　　起催化作用。 请设计实验,验证猜想1
答案 (1)2H2O2 2H2O+O2↑(2)两试管中产生气泡的快慢(3)关闭分液漏斗的活塞,将注射器活塞向外拉出一段,再松开手,一会儿后看其是否回到原位,若回到原位则装置气密性良好(合理即可)　时间(4)氯离子(或Cl-)　水分子(或H2O)
解析 (1)H2O2分解生成H2O和O2。(2)通过比较产生气泡的快慢,可以粗略判断反应的快慢,进而比较出催化效果。(3)关闭分液漏斗活塞,将注射器活塞向外拉,松开手活塞又回到原来的位置,则装置气密性良好。(4)FeCl3溶液中的微观粒子有Fe3+、Cl-、H2O,猜想只能在这个范围内。要验证铁离子起催化作用,可依据控制变量的思想来设计实验。
命题点4　化合反应、分解反应
9.(2012·安徽中考,9,2分)美国化学教材把化学反应分为5种类型,除化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应外,第五种就是燃烧反应——一种物质快速结合氧气生成一种或多种氧化物的反应。下列反应既属于化合反应又属于燃烧反应的是(　　)
答案 A　解析 根据化合反应的特征A、B选项符合;在A、B选项中只有A选项符合燃烧反应的特征,故A选项正确。
命题点5　纯净物和混合物
10.(2016·安徽中考,3,2分)下列选项中的物质所属类别错误的是(　　)
答案 A　解析 A项,干冰中只含有二氧化碳一种物质,属于化合物,不属于混合物;B项,氮气、水银、金刚石都是含有一种元素的物质,都属于单质;C项,糖类、油脂、蛋白质都属于营养物质;D项,甲烷、乙醇、塑料都是含有碳元素的化合物,都属于有机物。
1.空气的各种成分和用途
2.空气中氧气含量的测定(详见本单元实验1)
链接中考空气组成模型(2017年安徽中考第6题D选项)
1.大气污染空气污染物包括烟尘(可吸入颗粒物等)和有害气体两大类。有害气体主要有二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、一氧化碳(CO)等。(1)空气污染引发的三大环境问题:全球气候变暖、臭氧层破坏、酸雨。
(2)空气污染物的来源①工厂废气——多种有害气体
③煤等化石 燃料的燃烧
(3)空气污染的危害:严重损害人体健康,影响作物生长,破坏生态平衡。
2.保护空气的措施①加强对空气质量的监测。②控制污染源:减少化石燃料的使用,更多地使用清洁能源;改革生产工艺,减少工厂废气排放,工厂废气处理达标后再排放;汽车安装尾气净化装置。③积极植树、造林、种草等。特别提醒有害气体主要包括CO、SO2和氮氧化物等;目前计入空气质量评价的主要污染物为CO、SO2、NO2、可吸入颗粒物、细颗粒物和O3等。
特别提醒液态氧是淡蓝色的液体,固态氧是淡蓝色的雪花状的固体。
S+O2 SO2
C+O2 CO2
3Fe+2O2 Fe3O4
2Mg+O22MgO
易错提醒描述实验现象时要注意“发光”与“火焰”、“烟”与“雾”的不同。
3.缓慢氧化进行得很缓慢,甚至不容易被察觉的氧化反应,其特点是放热但不发光,如动植物的呼吸、食物的腐烂、钢铁的生锈、酒和醋的酿造、农家肥料的腐熟等。
答案 (1)√　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×
2.氧气的实验室制取(详见本单元实验2)
1.催化剂在化学反应中能　　　　其他物质的化学反应速率,而本身的　　　　和　　　　　　　在化学反应前后都没有发生变化的物质。 2.催化剂的特点
特别提醒①催化剂是针对具体的反应而言的,不能单独地说某种物质是催化剂。如二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂,但在加热高锰酸钾的反应中却是生成物。②同一化学反应,可有不同的催化剂,如硫酸铜溶液、氧化铜、二氧化锰等都可以作过氧化氢分解制取氧气的催化剂。③在化学反应前后,催化剂的化学性质不变,其物理性质可能改变。④催化剂只能改变化学反应速率,不能决定反应能否发生,不能改变生成物的质量。
3.催化作用催化剂在化学反应中所起的作用。4.设计实验证明某物质是否为某反应的催化剂的基本方法设计实验判断某物质能否作某反应的催化剂,应抓住三点:一要看加入该物质能否改变反应速率;二要看反应前后该物质的质量是否发生变化;三要看该物质的化学性质在反应前后是否改变。
1.化合反应和分解反应(基本反应类型)
2.氧化反应(不属于基本反应类型)(1)概念:物质与氧气发生的反应都属于氧化反应,氧气在氧化反应中提供氧,具有氧化性。(2)分类:氧化反应分为缓慢氧化(如动植物呼吸、食物的腐烂、酒和醋的酿造、钢铁生锈和农家肥料的腐熟等)和剧烈氧化(如物质的燃烧、火药爆炸等)。
3.化合反应和氧化反应的关系氧化反应和化合反应是两个不同范畴的概念,它们分别阐释的角度不同,化合反应是从反应物、产物的种类来考虑,氧化反应则是从反应中有无与氧结合来考虑,但它们之间有一定的联系(如图所示)。
化合反应不一定是氧化反应(a区),如:CO2+H2O==H2CO3,是化合反应,不是氧化反应;氧化反应不一定是化合反应(b区),如:CH4+2O2 CO2+2H2O,是氧化反应,不是化合反应;某些反应可能既是氧化反应又是化合反应(c区),如:C+O2 CO2。
考法1 空气的污染与防治
考法解读空气的污染与防治是安徽中考的高频考点,也是热点,常在选择题中结合环保部门的相关文件或世界环境日主题等进行考查,考查的知识点有:①空气污染物的来源;②防治空气污染的措施。
典例1(2020·山东滨州中考)“绿水青山就是金山银山”,2020年“世界环境日”中国的主题是“美丽中国,我是行动者”。下列做法不符合这一主题的是(　　)A.禁放烟花爆竹B.废气达标排放C.工地洒水除尘D.秸秆露天焚烧
答案 D　解析 禁放烟花爆竹、废气达标排放和工地洒水除尘可减少空气污染物,露天焚烧秸秆会产生空气污染物,如可吸入颗粒物和一氧化碳等物质,故D项不符合“美丽中国,我是行动者”这一主题。
方法总结本题主要涉及空气的污染及其危害,空气污染物主要有两个:有害气体和烟尘。有害气体主要有一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮等气体;烟尘主要指一些固体小颗粒。防治空气污染的措施有:工厂排放的废气经过处理再排放、社会公共场所严禁吸烟、植树造林、合理开发新能源、加强大气质量监测、禁止燃放烟花爆竹、严禁露天焚烧垃圾等。
对应练1(2020·四川乐山中考)乐山创建全国文明城市、优秀旅游城市,从我做起。下列做法与“双创”不相符的是(　　)A.积极参加义务植树,增加绿地面积B.减少城市雾霾,提倡公交出行C.为了购物方便,提倡使用塑料袋D.生活垃圾分类投放
考法2 纯净物和混合物的判断
考法解读主要在选择题中结合图表、微观示意图或文字叙述的形式设置选项,判断物质是纯净物还是混合物。
典例2(2020·广东东莞中考)下列物质中,属于纯净物的是(　　)
答案 C　解析 A项,矿泉水中含有无机盐和水等物质,属于混合物;B项,可乐中含有碳酸和水等物质,属于混合物;C项,蒸馏水是一种物质,属于纯净物;D项,豆浆中含有水和蛋白质等物质,属于混合物。
方法总结区分纯净物和混合物时关键是要掌握两者的概念,在熟悉概念的基础上能从宏观和微观两个方面来判断纯净物和混合物,纯净物在宏观上只含一种物质,微观上只含一种分子(针对由分子构成的物质,下同),混合物在宏观上含有多种物质,微观上含有多种分子。
对应练2(2020·安徽淮北濉溪县模拟)下列各组物质中前者属于纯净物,后者属于混合物的是(　　)A.冰水混合物,五氧化二磷B.稀有气体,河水C.二氧化碳,澄清石灰水D.净化后的空气,受污染的空气
答案 C　解析 A项,冰水混合物中含有一种物质水,属于纯净物,五氧化二磷是由一种物质组成的,属于纯净物;B项,稀有气体含有氦气、氖气和氩气等物质,属于混合物,河水中含有水和溶于水的物质,属于混合物;C项,二氧化碳是由一种物质组成的,属于纯净物,澄清石灰水中含有水和氢氧化钙,属于混合物;D项,净化后的空气中含有氮气、氧气等物质,属于混合物,受污染的空气中含有氮气、氧气、污染物等物质,属于混合物。
对应练3(2019·辽宁本溪中考)下列各图中“ ”和“ ”分别表示不同元素的原子,其中表示混合物的是(　　)
答案 B　解析 由一种分子构成的物质属于纯净物,根据物质的分子构成种类可以判断物质属于纯净物,还是属于混合物。A中含有一种分子,是纯净物;B中含有三种分子,是混合物;C中含有一种分子,是纯净物;D中含有一种分子,是纯净物。
考法解读氧气具有助燃性,不具有可燃性,常用带火星的木条来检验氧气。在试题中主要考查硫、铁、木炭、红磷等与氧气反应的实验现象及实验注意事项。
典例3(2020·广东东莞中考)以下是某同学记录的实验现象,其中错误的是(　　)A.镁带在空气中燃烧,发出耀眼的白光,生成白色固体B.铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体C.氢气在空气中燃烧,产生淡蓝色火焰,放出热量D.木炭在氧气中燃烧发出白光,生成二氧化碳气体
答案 D　解析 木炭在氧气中燃烧,生成二氧化碳气体是实验结论而不是实验现象,故D项错误。
方法总结①描述物质燃烧现象的一般方法:“一光(或火焰)、二热、三生成”,例如镁带在空气中燃烧的现象为发出耀眼的白光,放出大量的热,生成白色固体。②注意现象和结论的区分:不能把实验结论当作实验现象来描述,实验现象是通过眼、鼻、手等感觉器官直接感觉到的,不能把生成物的名称当作现象来描述。实验结论是通过对现象进行分析、推理得出的。如“硫燃烧生成有刺激性气味的气体”是实验现象,“硫燃烧生成二氧化硫”是实验结论。
对应练4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.Ⅰ、Ⅱ两类反应均体现了氧气的氧化性B.Fe在Ⅰ、Ⅱ两类反应中的产物相同C.Ⅰ类反应放出热量,Ⅱ类反应吸收热量D.Ⅰ、Ⅱ两类反应均会发光
答案 A　解析 Ⅰ、Ⅱ两类有氧气参加的化学反应的相同点是都是氧化反应,均体现了氧气的氧化性,A项正确;铁在氧气中燃烧,生成四氧化三铁;铁锈主要成分是三氧化二铁,B项错误;燃烧和缓慢氧化都放出热量,C项错误;Ⅰ是燃烧反应会发光放热,Ⅱ属于缓慢氧化不发光,D项错误。
对应练5(2020·安徽马鞍山一模,微型实验)利用如图装置进行“硫燃烧”的实验:
(1)用气球不断地向弯型具支试管中鼓入空气,同时用酒精灯给硫粉加热至燃烧,可观察到其火焰呈　　　　色;然后停止鼓入空气,再用酒精灯给高锰酸钾加热,使硫在纯氧中继续燃烧,观察到其火焰呈　　　　　色。实验结束后,先将　　　　　　,再熄灭酒精灯,目的是　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)硫在氧气中燃烧的化学方程式为　　　　　　　　　　　　。 (3)烧杯中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　。(与二氧化碳与氢氧化钠溶液的反应相似) (4)该实验装置的主要优点是　　　　　　　　　　　　　　　。 
答案 (1)淡蓝　明亮的蓝紫　导管移出　防止液体倒流引起试管的炸裂　(2)S+O2 SO2(3)2NaOH+SO2==Na2SO3+H2O　(4)能消除有害气体对环境的污染
解析 (1)用气球不断地向弯型具支试管中鼓入空气,同时用酒精灯给硫粉加热至燃烧,可观察到硫在空气中燃烧,其火焰呈淡蓝色;然后停止鼓入空气,再用酒精灯给高锰酸钾加热,使硫在纯氧中继续燃烧,观察到其火焰呈明亮的蓝紫色。实验结束后,先将导管移出,再熄灭酒精灯,目的是防止液体倒流引起试管的炸裂。(2)硫在氧气中燃烧生成了二氧化硫,燃烧的化学方程式为S+O2 SO2。(3)由二氧化碳的性质可知,烧杯中二氧化硫与氢氧化钠反应生成了亚硫酸钠和水,发生反应的化学方程式为2NaOH+SO2==Na2SO3+H2O。(4)反应生成的二氧化硫气体被氢氧化钠溶液吸收了,所以该实验装置的主要优点是能消除有害气体对环境的污染。
考法4 催化剂与催化作用
考法解读安徽中考有关催化剂的探究通常以填空题的形式考查,考查的内容主要有:①催化剂的特点(“一变、二不变”);②探究催化剂的催化效果以及影响催化剂催化效果的因素。
典例4(2020·广东东莞中考)实验室用过氧化氢制氧气的实验中,应加入少量二氧化锰。下列说法中正确的是(　　)A.只有二氧化锰能作过氧化氢分解的催化剂B.二氧化锰只能作过氧化氢分解的催化剂C.加入二氧化锰可以增加过氧化氢分解产生氧气的质量D.二氧化锰能加快过氧化氢分解
答案 D　解析 A项,除二氧化锰外,其他的物质也可以作过氧化氢分解的催化剂,如硫酸铜溶液、氧化铁等物质,错误;B项,二氧化锰也可以作其他物质反应的催化剂,如实验室加热氯酸钾制取氧气也需要二氧化锰作催化剂,错误;C项,催化剂只能改变化学反应速率,但对生成物的质量无影响,使用催化剂不能增加生成物的量,加入二氧化锰不能增大过氧化氢分解产生氧气的质量,错误;D项,用过氧化氢制氧气的实验中二氧化锰作催化剂,能加快过氧化氢的分解,正确。
对应练6(2019·甘肃白银中考)科学探究很奇妙!在一次实验中,小明不小心把硫酸铜溶液滴加到了盛有5%过氧化氢的溶液中,发现立即有大量气泡产生。硫酸铜溶液中有三种不同的粒子(H2O,S ,Cu2+),小明想知道硫酸铜溶液中的哪种粒子能使过氧化氢分解的速率加快。请你和小明一起通过如图所示的三个实验完成这次探究活动,并回答有关问题。
(1)你认为最不可能的是哪一种粒子?　　　;理由是　 　 。 (2)要证明另外两种粒子能否加快过氧化氢分解的速率,还需要进行实验②和③;在实验②中加入稀硫酸后,无明显变化,说明　　　不起催化作用;在实验③中加入　　　　　　后,会观察到大量气泡,证明起催化作用的是　　　　　　。 (3)检验实验产生的气体的方法是 　 。 (4)小明如果要确定硫酸铜是催化剂,还需通过实验确认它在反应前后　 。 
答案 (1)H2O　过氧化氢溶液中含有水分子(2)S 　CuSO4溶液　Cu2+(3)将带火星的木条伸进试管内,观察到木条复燃,证明是氧气(4)质量和化学性质不变
解析 (1)由于过氧化氢溶液中含有水分子,故不可能是水分子。(2)要证明另外两种粒子(S 和Cu2+)能否加快过氧化氢分解的速率,还需要进行实验②和③;在实验②中加入稀硫酸,其中含有硫酸根离子,无明显变化,说明S 不起催化作用;要证明是铜离子起催化作用,可以在实验③中加入CuSO4溶液,会观察到大量气泡,证明起催化作用的是Cu2+。(3)检验实验产生的气体是氧气,可以将带火星的木条伸进试管内,观察到木条复燃。(4)要确定硫酸铜是催化剂,还需通过实验确认它在反应前后质量和化学性质不变。
实验　空气中氧气含量的测定
【实验拓展】1.实验药品选择原则(1)药品在空气中易点燃,如不能用铁丝代替红磷的原因是铁丝在空气中不能燃烧。(2)药品只能与空气中的氧气反应,不能消耗空气中的其他气体,如不能用镁条代替红磷的原因是镁条与空气中的氮气、二氧化碳也会发生反应。(3)燃烧生成物为固体,如不能用硫粉、炭粉代替红磷的原因是硫粉、炭粉燃烧生成物为气体。【注意】若用硫粉代替红磷测定空气中氧气含量,可将集气瓶内的少量水换为氢氧化钠溶液,因为氢氧化钠溶液可以吸收二氧化硫。
2.实验结束后,集气瓶内剩余气体的主要成分为氮气(或N2),根据实验现象分析,该气体具有的性质是难溶于水,不燃烧也不支持燃烧。3.实验误差分析
(1)图A是通过光照使红磷在密闭的环境中燃烧;图B是通过酒精灯加热达到红磷着火点使其在密闭的环境中燃烧。这样改进的优点是不污染环境且操作简单,减小实验误差。(2)图C是用铜粉代替红磷,在密闭装置中加热,使铜粉与氧气反应。图D是用包有铁粉、氯化钠溶液、炭粉的滤纸包代替红磷,通过铁生锈消耗氧气。这样改进的优点是所用药品与氧气反应更充分,使测定结果更准确。
例题某化学兴趣小组的同学对空气中氧气含量的测定进行实验探究。
【观察与记录】(1)按如图1所示装置和药品进行实验,实验中可观察到的现象是:①集气瓶内　　　　　　　　; ②待装置冷却到室温打开弹簧夹,　　　　　。 
【讨论与交流】(2)写出红磷燃烧的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　,为保证测定结果,实验中所取红磷必须　　　　　。 (3)若用铁丝代替红磷测定空气中氧气的含量,小明同学认为不可以,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 【分析与思考】(4)小芳同学用镁条代替红磷来测定空气中氧气的含量,结果却发现倒吸的水量远远超过集气瓶的 。小组内同学帮她仔细检查,发现装置的气密性及操作步骤均无问题。你认为造成此现象的原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　。 
拓展设问(5)在实验探究中,传感器被越来越广泛地使用。图甲装置可测定空气中氧气的含量,传感器能将集气瓶内气压精确地记录并保存下来;图乙、丙是用该装置测得的红磷和木炭分别在集气瓶中燃烧的“压强—时间”关系图(装置气密性良好),P0是集气瓶内初始气压,P和P'分别是反应结束后恢复到室温时集气瓶内的气压。
①乙中反应开始时集气瓶中压强瞬间变大的原因是　　　　　　　　　　　　　。 ②能否用木炭燃烧直接测定空气中的氧气含量?判断并说明理由　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ③上述实验后小明用测氧气浓度的传感器测得反应后装置内氧气浓度为8.85%。请从燃烧条件的角度回答产生上述结果的主要原因:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(6)兴趣小组其他同学又用铁生锈原理测定空气中氧气的含量(如图3所示)。当烧杯中不再有水进入集气瓶时,该同学停止实验。实验开始和结束时所采集的数据如表:
①实验时该同学不是将铁粉堆在瓶底,而是将铁粉撒在浸润了氯化钠溶液的滤纸条上,再将滤纸条贴在集气瓶内壁,其目的是　　　　　　　　。 ②根据表中数据计算,改进实验后测得的空气中氧气的体积分数是　　　　　　(计算结果精确到0.1%)。 ③与红磷燃烧法相比,用该法测定空气中氧气含量的主要优点是　　　。 
答案 (1)①产生白烟　②水进入集气瓶约占集气瓶中空气总体积的五分之一(2)4P+5O2 2P2O5　足量(3)铁在空气中不能燃烧(4)空气中的氮气、氧气都能和镁反应(5)①物质燃烧放出大量的热,气体体积受热膨胀　②否,木炭与氧气反应生成二氧化碳等气体,虽然都消耗了氧气,但又生成了气体,装置内气体压强几乎保持不变　③当氧气浓度较低时,可燃物不可以燃烧(6)①使铁粉和氧气、水充分接触,加快反应速率　②20.2%　③实验结果更准确
解析 (1)①集气瓶内红磷燃烧,产生白烟;②待装置冷却到室温打开弹簧夹,水进入集气瓶约占集气瓶中空气总体积的五分之一。(2)红磷燃烧的化学方程式为4P+5O2 2P2O5,为了保证测定结果,实验中所取红磷必须足量。(3)铁丝在空气中不能燃烧,在纯氧中可以燃烧。(4)造成此现象的原因可能是空气中的氮气、氧气都能和镁反应。(6)②由表中数据可得,改进实验后测得的空气中氧气的体积分数是 ×100%=20.2%。
微型实验练(2020·浙江舟山中考)为提高测定空气中氧气含量实验的精确度,科学兴趣小组对课本实验进行了创新改进。
【实验步骤】①取一根玻璃管,用橡胶塞将一端密封;②将食品脱氧剂粉末迅速装入玻璃管,立即向管口注入一滴水将玻璃管密封,水滴的下端标为A,弹动玻璃管使脱氧剂粉末分布均匀且紧密,脱氧剂的上端标为O,如图甲所示;③水平滚动玻璃管,使食品脱氧剂粉末平铺在玻璃管中,静置至水滴不再移动时,水滴的右端标为B,如图乙所示;④用刻度尺测量出AO段和AB段的长度,并计算出AB与AO的比值,将数据记录在表格中;⑤洗涤、干燥实验装置,重复上述实验。
【得出结论】根据表格中的实验数据,可知空气中氧气含量为　　　　。(用百分数表示) 
【思考讨论】①实验步骤③中,将食品脱氧剂粉末平铺在玻璃管中的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ②实验步骤②中,如果玻璃管内的脱氧剂粉末分布不够紧密,会使实验结果偏大,其原因是　　　　 　　　　　　　　。 
答案 【得出结论】20.94%【思考讨论】①增大接触面积,使氧气被脱氧剂粉末充分吸收②粉末分布不紧密会使空气混入粉末缝隙内,造成初始气体体积变小,当实验结束时,粉末紧密分布,使吸收气体的体积变大,导致最终测试结果偏大
解析 【得出结论】根据实验结果,计算三次平均值,即可求出空气中氧气的含量,所以氧气含量为 ×100%=20.94%。【思考讨论】①粉末平铺后,增加了粉末与气体的接触面积,利于脱氧剂与氧气充分接触,保证反应充分进行,使测试结果更为准确;②粉末不够紧密,造成内部存在间隙,使得初始气体体积变小,而当吸收氧气完成后,粉末紧密分布,造成吸收气体体积增大的现象,所以导致测试结果偏大。