重难点01 空气和氧气-2023年中考化学【热点•重点•难点】专练（全国通用）

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重难点01  空气和氧气空气主要以选择题或填空简答题的形式考查各成分的体积分数及用途、空气的重要性，有时结合与水知识考查；空气的污染与防治常结合热点或重大环境事件以及环境保护等国家新政策考查。氧气的性质和用途主要在选择题中结合二氧化碳考查；综合命题主要结合氧气的制取实验，以图片的形式考查硫、铁、磷、镁、木炭等在氧气中燃烧的现象；氧气的制法主要考查发生装置和收集装置的选择、仪器的选用与组装、氧气的检验与验满、发生装置优缺点的分析判断、实验过程中的注意事项等。 空气中氧气含量的测定1.主要原理：红磷在集气瓶内燃烧，消耗空气中的氧气，生成五氧化二磷固体，使得集气瓶内气体减少，压强降低。化学方程式为4P＋5O2 2P2O52.主要步骤(1)检查装置气密性(2)点燃红磷，立即伸入瓶内并塞紧瓶塞；(3)待温度降到室温后打开弹簧夹3.红磷燃烧现象：放出热量、产生大量白烟，冷却至室温，打开止水夹，烧杯中的水进入集气瓶内，约占瓶内液面以上容积的1/54.进入集气瓶的水小于1/5原因：①装置漏气；②红磷的量不足；③没有冷却到室温就打开止水夹读数进入集气瓶的水大于1/5原因:①止水夹没有夹紧；②燃烧匙伸入集气瓶速度过慢，没有快速塞紧橡皮塞5.不能用硫、木炭、铁、镁条等代替红磷，因为硫、木炭燃烧生成气体。铁不能在空气中燃烧，镁在空气中燃烧能与氧气、氮气、二氧化碳反应。若用木炭、硫代替红磷，可把水换成NaOH溶液，实验也能成功空气的成分和用途氮气体积分数为78%，常用作保护气，用于食品防腐和延长灯泡寿命；液氮作制冷剂，用于超导材料稀有气体体积分数为0.94%，性质很稳定，常作保护气，如焊接金属时隔绝空气；作多种用途的电光源空气的污染及防治排放到空气中的有害气体(一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮等)和可吸入颗粒物全球气候变暖、臭氧层破坏和酸雨等都与空气污染有关氧气的性质和用途1.氧气的物理性质：不易溶于水，密度比空气大。2.氧气的化学性质        木炭①在空气中红热，②在氧气中发出白光，放出热量，生成使澄清石灰水变浑浊的气体；化学方程式C＋O2CO2        硫①在空气中燃烧发出微弱的淡蓝色火焰，②在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰，放热，有刺激性气味的气体生成；化学方程式S＋O2 SO2        铁丝①在空气中加热成红热、离火变冷，②在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体；化学方程式：3Fe＋2O2 Fe3O43.氧气的用途：供给呼吸和支持燃烧。 氧气的制取1.氧气的实验室制法              高锰酸钾(或氯酸钾和二氧化锰)2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ ；或2KClO32KCl+3O2↑；过氧化氢和二氧化锰2H2O22H2O+O2 ↑        ①查：检查装置气密性；②装药品；③定：把试管固定；④点：点燃酒精灯；⑤收：收集气体；⑥实验结束，先把导气管撤离水槽，后熄灭酒精灯。简记为：茶庄定点收利息        收集方法：排水法或向上排空气法        检验方法:将带火星的木条伸入集气瓶中，如果木条复燃，说明该瓶内的气体是氧气        验满方法：用向上排空气法收集时，将带火星的木条放在集气瓶口处，如果木条复燃，说明该瓶内的气体已满2.氧气的工业制法工业上利用液氮和液氧的沸点不同，采用蒸发的方法，分离液态空气制得液氧，它属于物理变化。3.催化剂与催化作用催化剂是指在化学反应里能改变其他物质的反应速率，而本身的质量和化学性质在化学反应前后不发生改变的物质(又叫触媒)。催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。考点1  空气的成分及用途1.（2022湖北黄石中考）空气中含很多成分，其中含量较少，常用作保护气的是（   ）A. 氮气 B. 氧气 C. 二氧化碳 D. 稀有气体【答案】D【解析】空气中含很多成分，常用作保护气是氮气和稀有气体，且含量较少的是稀有气体；答案：D。【命题分析】此题考查的知识点是空气的成分和用途。本题难度不大，属基础性知识考查题，注意审题，就可得出正确答案。考点2  空气的污染及防治2.（2022河北中考）2021年河北省PM2.5平均浓度同比下降15.3%，改善幅度为“十三五”以来最高。下列举措不能改善空气质量的是A. 开发利用新能源 B. 推进低碳交通运输
C. 提高森林覆盖率 D. 增高炼铁厂的烟囱【答案】A【解析】A、开发利用新能源减少对环境的污染，有利于改善空气质量，故A错误；
B、推进低碳交通运输减少含碳物质的排放，减缓温室效应，有利于改善空气质量，故B错误；
C、提高森林覆盖率可以净化空气，防风固沙，有利于改善空气质量，故C错误；
D、增高炼铁厂的烟囱不能减少污染物的排放量，能造成空气的污染，不能改善空气质量，故D正确。
故选：D。
【命题分析】本题考查的是“空气污染的保护措施”这一个基础知识点，要熟记空气的污染及其危害，尤其是空气的污染及其污染物的来源等。与大气污染相关的考题是中考比较热门的考点，主要考查学生发掘信息的能力，难度不大，仔细读题，问题即可解决。考点3  氧气的性质、用途3．（2022湖南娄底中考）下列有关实验现象的描述，正确的是（　　）A．硫在氧气中燃烧，产生淡蓝色火焰，生成无色无味的气体 B．镁在空气中燃烧，产生苍白色火焰，生成白色烟雾 C．红磷在空气中燃烧，发出红色的火焰，产生大量白色烟雾 D．细铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体【答案】D【解析】A、硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，产生一种具有刺激性气味的气体，故选项说法错误。B、镁在空气中燃烧，发出耀眼的白光，产生大量的白烟，而不是生成白色烟雾，故选项说法错误。C、红磷在空气中燃烧，产生大量的白烟，而不是白色烟雾，故选项说法错误。D、细铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成一种黑色固体，故选项说法正确。故选：D。【命题分析】本题重在考查氧气与碳、磷、硫、铁等物质的反应现象及反应条件，难度不大；在描述物质燃烧的现象时，需要注意光和火焰、烟和雾、实验现象和结论的区别。红磷在空气中不能自燃，白磷在空气中发生缓慢氧化，当温度达到一定程度时会发生自燃。需要注意的是一定要仔细审题，才能准确解答。考点4  氧气实验室制取 4.（2022辽宁大连中考）在实验室利用下列装置制取氧气。（1）用装置A加热高锰酸钾制氧气的化学方程式为_______，其中发生装置选择的依据是________；收集方法为_______。（2）用装置B制氧气的化学方程式为_______，此装置的收集方法是利用氧气具有_______的性质，可用_______验满。【答案】（1）    ①.     ②. 是固体和固体反应，需要加热
    ③. 排水法    （2）    ①.     ②. 密度比空气略大    ③. 将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则证明已满【解析】（1）高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的化学方程式为；加热高锰酸钾制取氧气属于加热固体制取气体，故用A装置作为发生装置；氧气不易溶于水，可用排水法收集；（2）装置B属于固液常温型的反应装置，实验室用过氧化氢和催化剂二氧化锰作用制取氧气，同时生成水，化学方程式为；此装置的收集方法为向上排空气法，说明氧气具有密度比空气略大的性质，氧气具有助燃性，可将带火星（或燃着）的木条放在集气瓶口，若木条复燃（或燃烧更剧烈），则证明是氧气已收集满。【命题分析】本题主要考查了气体的制取装置和收集装置的选择，同时也考查了化学方程式的书写，综合性比较强。气体的制取装置的选择与反应物的状态和反应的条件有关；气体的收集装置的选择与气体的密度和溶解性有关。氧气的实验室制取是化学中考常见的考点，主要考查反应的原理，装置的选择，发生装置的对比，中考主要以文字和图示的形式出现在选择题和实验探究题中。在答题时一定要认真观察仪器图，正确书写化学方程式。考点5  氧气的工业制法5.（2022四川内江中考）空气是一种重要的资源。下列与空气有关的说法错误的是A. 空气中氮气的体积分数约为78%B. 稀有气体化学性质比较活泼C. 自然界中的二氧化碳处于不停循环过程中D. 工业上用分离液态空气方法制取氧气和氮气【答案】B【解析】A、空气中氮气的体积分数约为78%，说法正确，不符合题意；B、稀有气体化学性质不活泼，说法错误，符合题意；C、自然界中的二氧化碳通过植物光合作用转化为氧气，氧气通过燃烧或呼吸作用转化为二氧化碳，处于不停循环过程中，说法正确，不符合题意；D、工业上用分离液态空气的方法制取氧气和氮气，原因是氧气和氮气沸点不同，说法正确，不符合题意。故选B。【命题分析】本题结合空气成分和用途考查工业上制取氧气的方法（分离液态空气法）与原理，难度不大。考点6  空气中氧气含量的测定6.（2022四川乐山中考）为测定空气中氧气的含量，某同学将教材实验进行改进，改进后的实验装置如图所示，(部分夹持装置已忽略)，实验时引燃红磷后便熄灭酒精灯。下列有关改进实验的说法不正确的是（   ）A. 红磷燃烧的化学方程式可以表示为：B. 待红磷熄灭并冷却至室温，打开弹簧夹，注射器活塞向右移动C. 实验结束后试管内气体的主要成分为氮气D. 改进后的装置能减少测量误差，且对环境更友好【答案】B【解析】A.红磷燃烧的化学方程式可以表示为：，正确。B.待红磷熄灭并冷却至室温，打开弹簧夹，注射器内压强变小，所以注射器活塞向左移动，选项错误。C.实验结束后试管内气体的主要成分为氮气，氧气与红磷反应，正确。D.改进后的装置能减少测量误差，且对环境更友好，正确。故选：B。1.（2022山东聊城中考）空气是一种重要的资源。下列有关说法不正确的是A. 液态空气属于混合物 B. 食品包装袋中充入氮气可延长食品保质期C. 稀有气体可用于制造多种用途的电光源 D. 空气污染指数越大，空气质量状况越好【答案】D【解析】A、液态空气是由液氮、液氧等混合而成，属于混合物，不符合题意；B、氮气化学性质稳定，可填充于食品包装中，用于延长食品保质期，不符合题意；C、稀有气体通电时，能发出不同颜色的光，可用于制造多种用途的电光源，不符合题意；D、空气污染指数越大，空气质量状况越差，符合题意。故选D。2.（2022湖南邵阳中考）下列物质，在空气中加热只能发生红热现象，不能燃烧；但在氧气中点燃能剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体的是（　　）A．红磷 B．铁丝 C．木炭 D．硫【答案】B【解析】A、红磷在空气中能燃烧，产生大量的白烟，生成一种白色固体，故选项错误。B、铁丝在空气中加热只能发生红热现象，不能燃烧；但在氧气中点燃能剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，故选项正确。C、木炭在空气中能燃烧，在氧气中点燃发出白光，生成一种无色、无味的气体，故选项错误。D、硫在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰；在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，产生一种具有刺激性气味的气体，故选项错误。故选：B。3.（2022黑龙江龙东中考）人类的生存离不开氧气，下列关于氧气说法错误的是（   ）A. 硫在氧气中燃烧，产生淡蓝色火焰B. 保持氧气化学性质的最小粒子是氧分子C. 氧气有助燃性，可用于航天D. 氧气能供给呼吸，与体内的物质反应释放能量，维持生命活动【答案】A【解析】A、硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量，生成具有刺激性气味的气体，符合题意；B、氧气由氧分子构成，保持氧气化学性质的最小粒子是氧分子，不符合题意；C、氧气具有助燃性，可用于航空航天，作助燃剂，不符合题意；D、氧气能供给呼吸，与体内的物质发生氧化反应释放能量，维持生命活动，不符合题意。故选A。4.（2021江苏苏州）下列有关空气的说法正确的是A．洁净的空气属于纯净物 B．工业分离液态空气时发生化学变化C．食品在空气中因与氧气发生缓慢氧化而变质 D．空气中的二氧化碳含量过高不会对环境造成影响【答案】C【解析】A、 洁净的空气中有氮气、氧气等还是混合物，故说法错误；B、 分离液态空气得到氧气和氮气的过程中发生了物理变化，没有新物质生成，故说法错误；C、食品在空气中因与氧气发生缓慢氧化而变质，故说法正确；D、空气中二氧化碳含量上升会影响地球环境，导致温室效应，故说法错误。故选：C。5.（2022湖南岳阳中考）如图是实验室制取气体的部分装置示意图，下列说法正确的是（   ）A. 用过氧化氢溶液制取 O2，可选用装置②④组合B. 用装置①制取 CO2，分液漏斗中应装稀硫酸C. 用装置③收集 CO2，气体应从管口 c 通入D. 要做铁丝燃烧实验，用④收集 O2时建议留部分水【答案】D【解析】A、用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，属于固液不加热反应，发生装置应选①，氧气不易溶于水，收集装置可选④，不符合题意；B、大理石的主要成分碳酸钙能与稀硫酸反应生成硫酸钙、二氧化碳和水，硫酸钙微溶于水，会覆盖在水的表面，阻碍反应的进一步进行，故分液漏斗中应装稀盐酸，不能装稀硫酸，不符合题意；C、用装置③收集二氧化碳，二氧化碳的密度比空气大，气体应从b端进入，不符合题意；D、铁丝在氧气中燃烧，放出大量的热，故用④收集 O2时建议留部分水，防止高温熔融物溅落，炸裂瓶底，符合题意。故选D。6．（2022年安徽省中考）某小组用高锰酸钾制取氧气。下图是实验室中常见仪器，回答下列问题。                                                     (1)仪器①的名称是______。(2)高锰酸钾制氧气的化学方程式为______。组装氧气的收集装置，可选用______（填序号）。(3)某同学用排水法收集氧气时，发现水槽中的水变红了，可能是未使用______（填实验用品名称）。若该同学收集的氧气不纯，原因可能是______（写出1点即可）。【答案】(1)烧杯  (2)        ②④⑤或③⑤(3) 棉花     开始集气瓶中未装满水或未等气泡连续均匀冒出就开始收集等【解析】(1)仪器①是烧杯。(2)高锰酸钾受热分解为锰酸钾、二氧化锰和氧气，化学方程式为。氧气密度比空气大，可用向上排空气法收集，可用③⑤组装。氧气不易溶于水，可用排水法收集，可用②④⑤组装。(3)用排水法收集氧气时，发现水槽中的水变红了，说明高锰酸钾通过导管进入水槽，溶于水。则可能是未使用一团棉花放在试管口，导致固体粉末随气流通过导管进入水槽。该同学使用排水法收集氧气不纯，可能开始集气瓶中未装满水，导致收集的气体中混有集气瓶中的空气。也可能未等气泡连续均匀冒出就开始收集气体，导致混有开始排出的装置内的空气。7.（2022山东枣庄中考）（5分）空气又称大气，是生命、燃烧和工业等所需氧的主要来源。（1）空气中，氧气的体积分数约为 　     　；构成氧气的粒子是 　      （写化学式）。（2）氧原子结构示意图为 　　，在化学变化中易 　      （填“得到”或“失去”）电子。（3）在低温、加压条件下，将空气液化，然后将温度升高至﹣196℃～﹣183℃，使液态氮先蒸发，剩余液态氧储存于钢瓶中。从微观视角分析，空气液化过程中，主要改变的是 　          　。【答案】（1）21%；O2；（2）；得到；（3）分子间隔。【解析】（1）空气中，氧气的体积分数约为21%；氧气是由氧分子构成的，氧分子符号为O2；故答案为：21%；O2；（2）氧原子的质子数为6，核外有6个电子，第一层上有2个，第二层上有6个，即氧原子结构示意图为：，氧原子的最外层有6个电子，多于4个，在化学反应中易得到电子；故答案为：；得到；（3）从微观视角分析，空气液化过程中，主要改变的是分子间隔；故答案为：分子间隔。8. （2022四川内江中考）下图是中学化学实验中常用的一些装置，请回答下列问题：（1）写出标注仪器的名称：①________，②_________。（2）实验室用双氧水和二氧化锰制取氧气时应选用_______（填字母序号，下同）作发生装置，反应的化学方程式为________；若要收集较为纯净的氧气最好选用_________装置。（3）①实验室用B装置制取CO2时，装入块状石灰石的操作方法是________；②收集CO2不选用C装置的理由是________。（4）通常情况下氯气是一种黄绿色有刺激性气味的气体，密度比空气大。实验室用固体高锰酸钾和浓盐酸反应制取氯气，若用F装置收集氯气，则气体应从图中的________（选填a或b）端进入，收集到的氯气中含有的杂质气体是_______。【答案】（1）    ①. 试管    ②. 集气瓶    （2）    ①. B    ②.     ③. C    （3）    ①. 将锥形瓶平放，用镊子夹取块状石灰石放入锥形瓶口，然后再把试管缓慢的竖立起来，使块状石灰石慢慢滑落到锥形瓶底部    ②. 二氧化碳能溶于水且二氧化碳能与水反应    （4）    ①. a    ②. 氯化氢或HCl【解析】（1）仪器的名称：①试管，②集气瓶。（2）实验室用双氧水和二氧化锰制取氧气时，为固液常温型，应选用B作发生装置；过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，该反应的化学方程式为：；由于氧气密度比空气大，可采用向上排空气收集，但是排空气法收集的气体可能混有空气，由于氧气不易溶于水，可采用排水法收集，若要收集较为纯净的氧气最好选用C装置排水法收集。（3）①实验室用B装置制取CO2时，装入块状石灰石的操作方法是将锥形瓶平放，用镊子夹取块状石灰石放入锥形瓶口，然后再把试管缓慢的竖立起来，使块状石灰石慢慢滑落到锥形瓶底部；②收集CO2不选用C装置排水法的理由是二氧化碳能溶于水且二氧化碳能与水反应。（4）若用F装置收集氯气，由于氯气密度比空气大，所以收集氯气应该是长进短出，则气体应从图中的a端进入；实验室用固体高锰酸钾和浓盐酸反应制取氯气，浓盐酸具有挥发性，会挥发出氯化氢气体，故收集到的氯气中含有的杂质气体是氯化氢。9.（2022湖北黄石中考）某化学兴趣小组在学习O2制备时，对MnO2做催化剂加快双氧水分解产生了兴趣，他们提出疑问：其他物质能否对双氧水分解速率产生影响？【查阅资料】影响化学反应速率的因素有很多，如：使用催化剂、改变温度、改变反应物的浓度等。【实验探究】小组的同学们按图组装，在室温下分别进行了四组实验，并用O2传感器测定实验过程中O2含量的变化情况，得到如下图所示曲线。组别试剂第1组2mL 5% H2O2第2组2mL 5% H2O2 + 3滴FeCl3溶液第3组2mL 5% H2O2 + 3滴CuSO4溶液第4组2mL 5% H2O2 +少量MnO2粉末 【实验结论】对比四条曲线，进行分析：（1）FeCl3溶液、CuSO4溶液对H2O2的分解______（填“有”或“无”）催化作用；（2）写出实验中催化效果最优的使H2O2分解的化学方程式______；（3）第1组实验的目的是______；（4）小组的同学们不加催化剂，在不同温度下，用不同浓度的H2O2进行实验，记录实验现象如下表。据此可得出：升高温度或______（填“增大”或“减小”）反应物浓度可加快H2O2的分解。　　   温度H2O2%50℃60℃70℃5%无明显气泡无明显气泡极少量气泡10%无明显气泡无明显气泡少量气泡15%无明显气泡少量气泡较多气泡（5）实验需要30g10%的双氧水溶液，可用15%的双氧水溶液加______g蒸馏水配置。【答案】  （1） 有    （2）    （3）对比  （4）增大  （5）10【解析】（1）分析图像知，FeCl3溶液、CuSO4溶液都可以加快过氧化氢的分解，则对H2O2的分解有催化作用；（2）分析图像知，二氧化锰的催化效果最好，过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解产生水和氧气，方程式是：；（3）第1组实验只用了与其他组相同的双氧水，则第1组实验的目的是对比；（4）分析表格数据，横向看同一浓度的，温度升高分解加快；同一温度下，浓度越大的分解越快；则升高温度或增大反应物浓度可加快H2O2的分解；（5）要加入蒸馏水的质量：。