专题01 空气和氧气

考 点：

一、空气的成分和用途

二、空气中氧气含量的测定

三、空气的污染及防治

四、氧气的性质

五、氧气的制取

六、催化剂及催化作用

考点一：空气的成分和用途

考点分析：

本考点常在选择题或填空题中以新信息或图片形成命题，考查的知识点有:①空气中氮气、氧气所占的体积分数；②空气中各成分的性质及用途等。

1、法国化学家用定量的方法研究空气成分，得出结论：空气由和组成，其中氧气约占空气总体积的。

2、空气的成分及其体积分数（大约）

空气成分

氮气

氧气

稀有气体

二氧化碳

水蒸气和其它成分

体积分数

3、空气各成分的用途：

（1）分离液态空气制取各成分

该过程是变化

（2）氮气用途：氮气 工业生产硝酸和氮肥，食品防腐，液态氮气用作；

（3）氧气用途：①；②；

（4）稀有气体用途：稀有气体用作，制作多用途电光源；可做电光源。

【典例精讲】

1．（2020四川巴中）下列说法正确的是（ ）

A．空气的成分按质量计算，氧气约占21%

B．很多物质在空气中可以燃烧，因为空气中的氧气具有可燃性

C．二氧化碳过量排放会引起温室效应，所以二氧化碳属于空气污染物

D．稀有气体通电能发出有色光，可以用于制造多种用途的电光源

2.（2020云南昆明）拉瓦锡通过实验得出：约占空气总体积1/5的气体是（ ）

A．N2 B．CO2

C．O2 D．稀有气体

3.（2020湖南岳阳）空气是一种宝贵的资源，有关空气成分的描述正确的是（ ）

A．氧气：可以做保护气

B．氮气：空气中体积分数最大的气体

C．二氧化碳：空气中的一种污染物

D 稀有气体：化学性质不稳定

考点2：空气中氧气含量的测定

1、药品选择：生成物是，只与氧气反应。故选：。

2、①红磷在密闭容器中燃烧，消耗氧气生成固体，使密闭容器中的压强，在外界大气压的作用下，烧杯中的水进入集气瓶中，进入集气瓶中的水的体积即为消耗氧气的体积。

②红磷在密闭容器中燃烧，消耗空气中的氧气生成固体五氧化二磷，使密闭容器中的压强减小，在外界大气压的作用下，烧杯中的水被压入集气瓶，进入集气瓶内的水的体积约等于消耗氧气的体积。反应的化学方程式：。

3、装置：

4、步骤：连接装置，检查装置气密性；把集气瓶的容积分成5等份，做好记号；用止水夹夹紧胶管；在燃烧匙内放入的红磷；点燃燃烧匙中的红磷，立即伸入集气瓶中，把塞子塞紧；待红磷熄灭并后，打开止水阀。

5、现象：集气瓶中有大量的生成，并放出热量；打开止水夹，烧杯中的水倒流到集气瓶中，并上升到约处。

6、结论：空气中的氧气含量大约是；

7、误差分析

误差

原因

注意事项

测量结果偏低

红磷不足，氧气未耗尽

红磷要足量

装置漏气，使装置外的空气进入集气瓶中

装置气密性要好

过早打开弹簧夹，使进入集气瓶中的水的体积偏小

待集气瓶冷却至室温后再打开弹簧夹

测量结果偏高

胶皮管未夹紧，红磷燃烧时集气瓶内气体因受热顺着导管逸出

胶皮管要夹紧

燃烧匙伸入过慢，使装置内的气体受热逸出，导致进入集气瓶中的水的体积偏大

点燃红磷后迅速将燃烧匙伸入集气瓶

【典例精讲】

4.（2020湖南邵阳）如图是“实验室测定空气中氧气含量”的实验装置图，下列有关说法错误的是（）

A．可用木炭代替红磷进行实验

B．做该实验前，应检查装置的气密性

C．待装置冷却至室温后才能打开止水夹

D．若红磷不足，将导致测得氧气的含量小于五分之一

考点3：空气的污染的原因和防治措施

（1）空气污染物

空气的主要污染物有有害气体和粉尘。目前计入空气污染指数的项目暂定为：、、、(粒径在10微米以下的颗粒物，称PM10，又称飘尘)和臭氧等。

【特别提醒】二氧化碳属于空气的组成成分，____________。但二氧化碳的含量过高，会加剧。

（2）空气污染的危害：严重影响人体健康，影响农作物生长，破坏生态环境，其中全球气候变暖、臭氧层破坏和酸雨等也都与空气污染有关。

（3）防治空气污染：加强大气质量监测，改善环境状况；减少使用化石燃料，使用清洁能源；积极植树造林种草；禁止露天焚烧垃圾等。

【特别提醒】

（1）空气污染指数越____，污染越严重；（2）CO2不属于空气污染物，但含量增多会引起____________。

【典例精讲】

6.（2020四川雅安）下列物质直接排放到空气中，不会产生大气污染的是（）

A．NO2 B．CO2

C．SO2 D．可吸入颗粒物

7.（2020湖北天门）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

[方法指导]

空气污染物包括有害气体和烟尘，有害气体是指SO2、CO、NO2和臭氧等。CO2不属于有害气体，不是空气污染物，但空气中CO2含量过高会导致温室效应增强。防治空气污染的措施：一方面要减少污染物的排放，如减少化石燃料的燃烧，多使用清洁能源等；另一方面要加强污染物的吸收，如植树造林等。

考点4：氧气的性质

考点分析：

本考点主要考查的知识点有:①氧气的性质及其用途的判断；②物质在氧气(或空气)中燃烧现象的描述；③燃烧实验的操作及注意事项；④物质燃烧的化学方程式等。一般在选择题中出现，试题难度不大。

（1）物理性质：无色、无味的气体，水（故可以用排水法收集）； 密度比空气（故收集的一瓶氧气，要在桌面上）。

（2）化学性质：

与木炭反应；

原理：

现象：空气中：发，放热，生成使澄清石灰水变浑浊的气体。氧气中：发，放热，生成使澄清石灰水变浑浊的气体

注意：木炭伸入瓶中时，要自上而下，缓慢伸入（目的使木炭与氧气）。

与铁丝反应；

原理：。

现象：空气中：变，不燃烧；氧气中：剧烈燃烧，，放热，生产

注意：铁丝用砂纸打磨（除去表面的）；在铁丝一端系一根火柴棒（引燃）；铁丝绕成（预热未燃烧的的铁丝）；在瓶底加或铺一层（防止高温生成物使）；燃着的铁丝不能接触瓶壁（防止炸裂瓶壁）。

与石蜡反应

现象：空气中：发，放热，生成水雾和使澄清石灰水的气体。

氧气中：发，放热，生成水雾和使澄清石灰水的气体

④硫粉（淡黄色）燃烧：

实验现象：

在中：发出，放出、生成一种带有的气体。

在中： 发出， 放出、生成一种带有的气体。

文字表达式 硫（S） + 氧气（O2）二氧化硫（SO2）

原理：

实验时，要在瓶底装少量水（吸收二氧化硫，防止污染空气）。

思考：木炭等在空气中反应与在氧气中反应剧烈程度明显不同，为什么？

物质与氧气反应时，单位体积的空间里氧分子的数目越多，反应就越剧烈。

【典例精讲】

8.（2020湖北鄂州）下列关于氧气的性质和用途的说法正确的是（ ）

A． 氧气能助燃，可作燃料

B． 红磷能在空气中燃烧产生大量的白色烟雾

C． 细铁丝在空气中可剧烈燃烧，火星四射

D． 氧气是一种化学性质比较活泼

气体，在一定条件下可与多种物质发生化学反应

9.（2020湖南湘潭）列物质在氧气中燃烧，有刺激性气味的气体生成的是（ ）

A． 镁条 B． 铁丝

C． 白磷 D． 硫

10.（2020四川雅安）铁丝在氧气中燃烧的实验现象描述不正确的是（ ）

A． 生成四氧化三铁 B． 火星四射

C． 放出大量的热 D． 生成黑色固体

11.（2020四川广安）“新冠”重症患者需要使用呼吸机来为其提供氧气，下列关于氧气的描述错误的是（ ）

A． 在通常状况下，氧气是一种无色、无味的气体

B． 氧气在低温、高压时能变为液体或固体

C． 氧气极易溶于水

D． 隔绝氧气能达到灭火的目的

12.（2020吉林长春）人类每时每刻都离不开空气，其中能供给呼吸的是（ ）

A． 氮气 B． 氧气

C． 稀有气体 D． 二氧化碳

13.（2020辽宁营口）下列物质在空气或氧气中燃烧现象的描述，正确的是（

）

A．镁条在空气中燃烧，冒出浓烈的黑烟，放出热量，生成黑色粉末

B．铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四溅，放出热量，生成四氧化三铁

C．木炭在氧气中燃烧，发出白光，放出热量，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体

D．硫在氧气中燃烧，发出微弱的淡蓝色火焰，放出热量，产生没有气味的气体

[方法指导]

1.描述现象时不能出现该现象所对应的生成物的名称，即不能把实验现象与结论混淆。

2.注意区分“白烟”与“白雾”，“光”与“火焰”等。“烟”为固体小颗粒，“雾”为液态小液滴；气体、液体、低沸点固体燃烧产生火焰，高沸点固体燃烧发光，如硫在氧气中燃烧产生蓝紫色火焰，木炭在氧气中燃烧发白光。

考点5：氧气的制取

考点分析：

本考点主要考查的知识点有:①常用仪器的名称；②反应原理及化学方程式的书写；③制取(发生、收集)装置的选择；④气体的检验与验满；⑤气体的净化及多功能瓶的作用；⑥实验步骤及注意事项等，一般以实验探究题的形式，常结合其他气体一起考查。

1.氧气的工业制法

氧气存贮在钢瓶中。

注意：工业上在制取氧气的过程中，没有新物质生成，属于。

2. 氧气的实验室制法

固+固加热型

1．用高锰酸钾或氯酸钾制氧气

（1）药品：或

（2）反应原理

①②

（3）实验装置（如图所示）

仪器名称：a．，b．，c．（带铁夹），d．，e．，f．

注意：

①药品要平铺在试管底部，均匀。

②试管口要略向下倾抖，防止。

③铁架台上的铁夹要夹在试管的。

④试管内的导管稍伸出橡皮塞即可，。

⑤集气瓶充满水后倒放入水槽中（瓶口要在水面下）。

⑥加热时要先，然后。

⑦用排水法收集气体时，应注意当气泡，否则收集的气体，当集气瓶口有冒出时，证明已收集满。

⑧停止加热时，应先，再。防止。

⑨用高锰酸钾制氧气时，试管口要放一小团棉花，防止加热时。

⑩盛氧气的集气瓶应盖上玻璃片正放，因为氧气的密度大于空气的密度，正放可减少气体逸散。

（4）实验步骤：（连）查、装、定、点、收、离、熄。

①连接装置：先下后上，从左到右的顺序。

②检查装置的气密性：将导管的一端浸入水槽中，用手紧握试管外壁，若水中导管口有气泡冒出，证明装置不漏气。松开手后，导管口出现一段水柱。

③装入药品：按粉末状固体取用的方法（药匙或纸槽）

④固定装置 ：固定试管时，试管口应略向下倾斜；铁夹应夹在试管的中上部

⑤点燃酒精灯：先使试管均匀受热，后在反应物部位用酒精灯外焰由前向后加热。

⑥收集气体：排水法收集或向上排空气法

⑦先将导管移出水面

⑧最后熄灭酒精灯

（5）收集氧气的方法

①（氧气不易溶于水） ②（氧气密度比空气大）

注意：

a．凡不与空气中的氧气、氮气等成分反应的气体，均可用排空气法收集。相同状况下，密度比空气大的气体可用向上排空气法收集，密度比空气小的气体可用向下排空气法收集。若与空气的密度相近或有毒的气体，一般不宜用排空气法收集。

b．用排空气法收集气体时，应将导管伸到接近集气瓶底部，以便于空气的排出。

c．用排水法收集的氧气比向上排空气法收集的氧气更纯净；用向上排空气法收集的氧气比排水法收集的氧气更干燥。

（6）检验方法

验证：。

（7）验满

验满：①用向上排空气法收集时，将带火星的木条放在瓶口，如果木条复燃，证明氧气已收集满。

②用排水法收集时，。

固+液不加热型

2．用过氧化氢制氧气

（1）药品：过氧化氢溶液和二氧化锰粉末。

（2）反应原理：

（3）实验装置

（4）实验步骤

①检查装置的。

②向锥形瓶中加入。

③塞好带有长颈漏斗（或分液漏斗）和导管的双孔塞。

④向长颈漏斗（或分液漏斗）中加入。

⑤用。

说明：

a．用过氧化氢溶液制氧气的发生装置中使用长颈漏斗便于加入液体药品；使用分液漏斗便于控制滴液速率。

b．使用带有长颈漏斗的发生装置时，要注意长颈漏斗下端管口应伸到液面以下，以防止产生的气体从长颈漏斗口逸出。

【典例精讲】

14．（2020天津市）根据下列实验装置回答问题。

（1）仪器a的名称是__________。

（2）用加热高锰酸钾的方法制取氧气，反应的化学方程式为__________。若用排水法收集氧气，停止加热时，应__________（填序号）。

①先熄灭酒精灯，再把导管移出水面

②先把导管移出水面，再熄灭酒精灯

（3）用大理石和稀盐酸制取并收集二氧化碳，应选用的装置为__________（填序号），反应的化学方程式为__________。

15．（2020山东青岛）实验室制取气体时需要的部分装置如下图所示，请回答下列问题。

【信息】二氧化碳不易溶于饱和碳酸氢钠溶液。

（1）实验室中可用过氧化氢溶液与二氧化锰制取氧气，反应的化学方程式为_____，应选用的发生装置是_____（选填装置字母序号）。

（2）实验室中用石灰石和稀盐酸制取一瓶干燥、纯净的二氧化碳气体，所选装置的连接顺序为：气体发生装置→____ → _______→D（选填装置字母序号）。

（3）确定实验室制取气体的反应原理时，下列因素中不需要考虑的是___（选填字母序号）。

A． 药品容易获得，能生成所要制取的气体

B．反应条件易于控制，反应速率适中

C． 操作简便易行，安全可靠，节能环保

D． 所要制取气体的颜色和气味

16．（2020江西省卷）根据下图回答有关问题：

（1）图一中仪器①的名称是_____。

（2）实验室用A装置制氧气的化学方程式为_____。欲收集一瓶较纯净的氧气，可从图一中选择的收集装置是_____（填字母）。

（3）图二中E是小组同学组装的实验室制二氧化碳气体的发生装置，该装置的优点是_____；为了解装置具有该优点的原因，他们在装置E中连接压强传感器（如图F），从而测定实验中试管内气体压强变化的情况（如图G）。下列说法正确的是_____（填序号，双选）。

I、ab段试管中液面逐渐上升

Ⅱ、be段石灰石与稀盐酸脱离接触

Ⅲ、c点的对应操作是打开弹簧夹

17．（2020湖南岳阳）硫化氢（H2S）是一种密度比空气密度大的气体，实验室通常用固体硫化亚铁（FeS）和稀硫酸混合，常温下通过发生复分解反应制得硫化氢气体。试回答：

（1）实验室制取硫化氢气体的化学方程式为______________________。

（2）根据装置图回答下列问题。

①制得硫化氢气体的发生装置可以选用___________（填序号）。该装置在实验室还可以用来制取氧气，写出用该装置制取氧气的化学方程式_____________________。

②若用C装置收集硫化氢气体，进气口应为__________（填“a”或“b”）。

[方法指导]

1.熟记常用仪器的名称及反应的化学方程式。

2.气体发生装置的选择取决于反应物的状态和反应条件；收集装置的选择取决于气体的密度和水溶性。

考点6：催化剂及催化作用

考点分析：

此知识点一般考查对催化剂及催化作用的概念的理解，以及对催化剂种类的选择。常以选择题或实验探究题的形式展现，在实验探究中常采用对比或控制变量的方法对催化剂进行探究。

1．概念

在化学反应里能其他物质的，而本身的和在化学反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂(又叫触媒)。

2．特点

（1）催化剂只能改变反应速率，可增大反应速率，也可减缓反应速率，不能改变生成物的质量。

（2）催化剂的质量、化学性质在化学反应前后不变。

3．催化作用

催化剂在化学反应中所起的作用叫做催化作用。

易错提醒

（1）“一变两不变”：“一变”是指改变其他物质的反应速率，包括加快和减慢，不能只理解为加快；“两不变”是指催化剂本身的质量和化学性质在反应前后不发生改变。

（2）催化剂只能改变化学反应速率，不影响反应能否进行以及反应后生成物的质量。

（3）同一个化学反应，可能有不同的催化剂

【典例精讲】

18.（2020吉林长春）下列探究实验能达到目的的是（ ）

A．探究温度对分子运动速率的影响，只将少量品红加入到热水中

B．探究三种金属的活动性强弱，只将Fe、Cu、Ag分别加入到稀盐酸中

C．探究MnO2是否是H2O2分解的催化剂，比较MnO2加到H2O2溶液前后产生气泡快慢

D．探究吸入空气和呼出气体中O2含量不同，将燃着的木条分别伸入等体积两种气体中

19.（2020湖北武汉）氧气是一种重要的气体。小颖在试管中加入5mL5%过氧化氢溶液，再依次进行实验：①插入带有火星的木条；②加入少量二氧化锰；③插入带有火星的木条。

（1）当出现带有火星的木条________的现象时，说明试管中有大量氧气产生。

（2）实验产生氧气的化学方程式为__________，该反应属于________（填基本反应类型）。