中考科学一轮复习 第二部分 物质科学（一）第18讲 空气 氧气课件.ppt

第二部分物质科学 一 第18讲空气氧气 命题点1 1 2015衢州27题6分 利用图示仪器测量氧气体积 来测定高锰酸钾样品的纯度 杂质不参加反应 实验步骤如下 浙江2013 2015中考真题精选 空气的成分 1 检查气密性 连好发生装置后 将导管口的下端浸入水中 如果观察到导管口有气泡冒出 就证明装置不漏气 2 组装装置 连好的装置如图甲 其中有一处明显错误 在不移动 不调整酒精灯的前提下 需要调节 螺母 选填字母 改正错误 3 进行实验 采用正确的反应装置和图乙所示的收集装置制取并收集气体 下列说法正确的是 a 加热时间过短 会使测量结果不准b 反应一段时间 排出反应装置内原有空气再连接乙装置收集气体 会使结果更准确 用手握紧试管 a ab 解析 1 组装好仪器后 将导管口的下端浸入水中 用手握紧试管 观察导管口是否有气泡冒出 若有气泡冒出则装置气密性良好 2 用加热高锰酸钾的方法制取氧气时 试管口应略向下倾斜 图中试管口是向上倾斜的 故应找出调节试管上下方向的螺母 c螺母夹在试管的中上部起固定试管的作用 ab螺母可调节试管口的高低 3 若加热时间过短 高锰酸钾可能没有完全分解 反应一段时间后再进行收集 没有办法确定空气是否完全排尽 可能会导致氧气部分逸出 2 2014嘉兴33题4分 在按书本装置测定空气中氧气含量的实验时 当装置内的氧气低于一定含量时 红磷就不再与氧气反应 从而导致测量结果偏小 有老师对该实验进行了改进 装置如图所示 在一容器中倒入刚拆封的 暖宝宝 黑色粉末 再在上面放足量的白磷 迅速扣上烧杯 随后白磷自燃 利用这一装置可更准确地测定空气中氧气的体积分数 1 黑色粉末的主要成分是什么 对此同学们做出了以下两种猜想 猜想一 该粉末可能是木炭粉 猜想二 该粉末可能是铁粉 根据学过的科学知识 有同学认为猜想一肯定是错误的 你认为他的理由是 2 通过实验证明加入的黑色粉末是铁粉 加入铁粉后使测定结果更加准确 原因是 铁粉能进一步和烧杯中的氧气反应 碳燃烧生成二氧化碳气体 会影响实验结果 3 2015杭州29题8分 甲图所示为测定空气中氧气含量的装置及药品 1 为获得较为准确的实验数据 下列做法不正确的是 a 检查装置的气密性b 燃烧匙中的红磷足量c 点燃红磷后缓慢将燃烧匙插入瓶中 塞紧瓶塞d 红磷熄灭 广口瓶冷却后打开弹簧夹 c 2 小明同学用足量的木炭代替红磷 氢氧化钠溶液代替水来做此实验 小明操作正确 但是测得的数据小于用红磷测得的数据 其原因是木炭燃烧除生成二氧化碳外还可能生成 3 市售 暖宝宝 中发热剂的主要成分是 铁粉 炭粉 水和食盐等 反应原理可以简化为铁生锈 小明用配制的发热剂按图乙装置实验 他不是将足量的发热剂堆在瓶底 而是将其涂抹在广口瓶内壁的四周 这样做的目的是 一氧化碳 增大铁粉与空气的接触面积 加快反应速率 4 在上述三个实验操作都正确的情况下 与另两个实验的测量结果相比 第三个实验的测量结果与空气中氧气的含量更接近 推测其主要原因 最合理的是 第三个实验中广口瓶内氧气消耗的更充分 解析 1 用红磷燃烧法测定空气中氧气含量实验 为了确保实验成功 必须做到 装置气密性良好 红磷足量 将空气中氧气消耗完全 实验结束冷却到室温后打开弹簧夹 实验中点燃红磷插入集气瓶内速度太慢 会因红磷燃烧放出热量导致空气膨胀 使一部分空气逸出瓶外 这样会导致测定结果偏大 2 木炭在空气中燃烧产物除了co2外 还有co 这样会导致测定结果偏小 3 将发热剂涂在集气瓶内壁四周 目的是增大铁粉与空气的接触面积 使铁生锈速度加快 增大反应速率 4 第三个实验中广口瓶内氧气消耗的更充分 而且反应始终在密闭容器中进行 实验误差小 命题点2 2 2015绍兴31题6分 氧气是一种化学性质比较活泼的气体 它能与许多物质发生反应 1 如图 铁丝在氧气中剧烈燃烧 集气瓶中水的作用是 氧气的性质和用途 防止高温熔融物溅落使集气瓶瓶底炸裂 2 现有0 8克硫与氧气充分反应 理论上需要分解高锰酸钾多少克 解 设与0 8克硫反应需要氧气质量为xs o2so232320 8克xx 0 8克 设需要分解高锰酸钾的质量为y2kmno4k2mno4 mno2 o2 31632y0 8克y 7 9克 答 理论上需要分解高锰酸钾7 9克 3 二氧化硫气体对人体有毒 会污染大气 可用氢氧化钠溶液吸收 二氧化硫的化学性质与二氧化碳相似 写出二氧化硫与氢氧化钠反应的化学方程式 so2 2naohna2so3 h2o 解析 1 铁丝在氧气中燃烧生成高温熔融物四氧化三铁溅落在集气瓶底部 会造成瓶底炸裂 2 这是一个两步计算 先算出与0 8克硫反应需要的氧气质量为0 8克 再计算生成0 8克氧气所需要高锰酸钾的质量 3 已知co2 2naohna2co3 h2o 那么类似的则可写出so2与naoh的反应化学方程式 命题点2 5 2014金华23题4分 实验室制氧气的两种方法如下 方法一 方法二 1 两种方法涉及到的化学反应基本类型都是 反应 氧气的制取 分解 2 如图是实验室用于制取 干燥和收集气体的装置图 图中仪器a的名称是 现用方法一制取并收集一瓶干燥的氧气 请按气体流向 用导管的编号将装置连接好 或 分液漏斗 解析 1 一种物质生成两种或两种以上物质的反应叫做分解反应 2 图中仪器a的名称是分液漏斗 用方法一制取氧气应选用固液不加热型的气体发生装置 制取的氧气需要用浓硫酸进行干燥处理 气体只能用向上排空气集气法收集 所以导管的连接顺序应为 或 8 2015台州35题8分 利用图甲装置探究 mno2的用量对h2o2分解反应的影响 实验中h2o2的溶质质量分数为3 装置产生氧气的量可以用压强传感器测出 在等温条件下 产生氧气体积与装置内压强成正比 反应放热忽略不计 1 写出装置中发生反应的化学方程式 mno2在此反应中起 作用 催化 2 图乙是 0 1克mno2与不同体积的3 h2o2溶液混合 的实验结果 从图中可以看出 h2o2的用量越多 产生的氧气越多 3 当用 3 h2o2溶液8毫升与不同质量的mno2混合 时 得到如图丙所示的曲线 曲线的斜率显示 当mno2的用量增加到0 08克时 分解速度达到实验要求 在此实验条件下 若mno2的质量有4克 一药匙 就能使下图 选填字母 烧杯中所装的3 h2o2溶液 其分解速度最接近实验要求 c 解析 1 过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气 化学方程式为 2 根据图示可以看出h2o2的用量越多 产生的氧气越多 3 由图示可知3 h2o2溶液8毫升与0 08克mno2混合 分解速度达到实验要求 若mno2的质量有4克需要3 h2o2溶液为 8ml 400ml 故选c 10 2015金华28题8分 在学习了实验室制取氧气的知识后 某科学小组同学对于 含氧化合物制氧气 问题 提出了如下观点 观点 只有含氧化合物才能作为反应物制氧气 任意一种含氧化合物都可以作为反应物制氧气 已知 实验室制氧气的反应原理如下 加热 加热 对于以上观点 该小组同学决定用学过的科学知识和科学方法加以证明 请你一同参与探究并完成下列问题 探究一 针对观点 大家一致认为不需要设计验证实验就可直接判定该观点是正确的 1 他们判定观点 正确的理论依据是 2 除上述实验室制氧气的三种反应物以外 请你再列举一种能分解生成氧气的非金属氧化物 填化学式 h2o 质量守恒定律 探究二 现有氯酸钾 二氧化锰 高锰酸钾三种物质以及试管 主要成分是sio2 酒精灯 铁架台等必要的仪器 请从中选择合适的药品及仪器 从含氧物质加热能否产生氧气的角度 设置一组对照实验 证明观点 错误 3 上述对照实验的方案是 要求写出操作方法 实验现象及结论 操作方法 分别取5g氯酸钾 二氧化锰和高锰酸钾于试管中 用酒精灯加热 并将带火星的木条放在三支试管口 实验现象 加热一段时间后 盛放高锰酸钾的试管口处的木条复燃 证明加热高锰酸钾产生了氧气 又过一段时间后 加热氯酸钾的试管口处的木条复燃 证明加热氯酸钾也会释放出氧气 而加热二氧化锰的试管口处的木条始终没有复燃 证明加热二氧化锰没有产生氧气 结论 观点 是错误的 交流评价 比较 反应原理可知 两者都需要mno2作催化剂 但kclo3需要加热 比较 反应原理可知 两者都需要加热 但kclo3还需要催化剂 根据上述分析 对含氧化合物制氧气 归纳概括出一个新的观点 观点 4 观点 含氧化合物若能作为反应物制氧气 含氧化合物需要在一定的条件下才能产生氧气 解析 1 根据质量守恒定律 在化学变化前后 元素的种类不变 故制取氧气的物质中必须含有氧元素 2 水是由氢元素和氧元素组成的氧化物 属于非金属氧化物 在通电的条件下分解为氢气和氧气 3 要想验证观点 错误 可以加热等质量的氯酸钾 二氧化锰和高锰酸钾 观察是否能产生氧气 可采用如下方案 分别取5g氯酸钾 二氧化锰和高锰酸钾于试管中 用酒精灯加热 并将带火星的木条放在三只试管口 实验现象 加热一段时间后 盛放高锰酸钾的试管口处的木条复燃 证明加热高锰酸钾产生了氧气 又过一段时间后 加热氯酸钾的试管口处的木条复燃 证明加热氯酸钾也会释放出氧气 而加热二氧化锰的试管口处的木条始终没有复燃 证明加热二氧化锰没有产生氧气 结论 观点 是错误的 4 由实验比较可知 含氧化合物需要在一定的条件下才能产生氧气 浙江2013 2015中考真题精选 考点梳理 空气氧气 空气中氧气含量的测定 详见实验突破栏目 空气的成分及用途 空气是混物 氧气的性质 氧气的制取 供给呼吸 医疗急救等支持燃烧氧气的 性 空气的成分及用途 空气是混合物 氮气 约占 氧气 约占 用作保护气氮气的 性用于制氮肥 硝酸 作保护气 液氮作冷冻剂等 助燃 78 稳定 21 稀有气体 co2 稀有气体 约占0 93 用途 用于制作电光源 作保护气 制造低温环境等co2 约占 用途 光合作用的原料 灭火 制造纯碱 尿素 汽水饮料等 固态二氧化碳 干冰 可作制冷剂 用于人工降雨 0 04 物理性质 在标准状况下 氧气密度为1 429克 升 比空气密度略 溶于水 在压强为1 01 105帕的条件下 氧气在 183 时会液化成淡蓝色液体 在 218 时会凝固成雪花状的蓝色固体 氧气的性质 化学性质 不易 大 点燃 发出耀眼的白光 生成 放出大量的热 白色固体 化学性质 注意 反应前在瓶底放入少量的水或细沙 目的是 防止高温熔融物溅落使集气瓶瓶底炸裂 黑色固体 火星四射 点燃 木炭红热 无烟 无焰 剧烈燃烧 发出 放出热量 生成能使澄清石灰水变 的气体 浑浊 白光 点燃 注意 反应前 在瓶底放入少量的氢氧化钠溶液用来吸收生成的二氧化硫 淡蓝色 产生蓝紫色火焰 产生 放出大量的热 大量白烟 点燃 产生 火焰 火焰上方罩着的干冷烧杯内壁出现水雾 淡蓝色 产生淡蓝色火焰 点燃 产生 火焰 放出大量热量 淡蓝色 点燃 产生淡蓝色火焰 点燃 催化剂与催化作用 工业制取 实验室制取 氧气的制取 氮气 沸点 196 空气冷冻分离法 空气 多次压缩 降温 液态空气 低温蒸发 氧气 沸点 183 196 工业制取 膜分离技术 膜分离技术 在一定压力下让空气通过具有富集氧气功能的薄膜 可以得到含氧量较高的富集氧气 实验室制取 加热高锰酸钾制取 加热氯酸钾制取 分解过氧化氢制取 详见实验突破栏目 催化剂 触媒 在化学反应中 只起改变反应速率的作用 而本身的质量和化学性质在反应前后都没有改变催化作用 在化学反应中 催化剂起 作用 催化剂与催化作用 催化 实验一空气中氧气含量的测定 2015年1次 2014年1次 1 实验装置 实验突破 2 实验原理 实验视频 测定空气中氧气的含量 1 实验设计原理 红磷 p 与空气中的o2反应 生成了五氧化二磷 p2o5 固体 使得集气瓶内气压减小 烧杯中的水就被大气压压入集气瓶中 进入集气瓶的水的体积即为消耗的氧气的体积 2 反应原理 用化学方程式表示 3 实验药品 红磷 水 红磷替代品应满足的条件 物质只能与氧气反应 不能消耗其他的气体 解读 不能用铁丝代替红磷 因为铁丝在空气中不易燃烧 不用镁代替红磷 因为镁不仅与氧气反应 也可以与空气中的二氧化碳 氮气反应 使集气瓶内减少的气体体积不全是氧气的体积 物质与氧气反应时只能生成固体 不能生成气体 解读 如不选用木炭 硫代替红磷 因为木炭 硫在空气中燃烧会生成气体 注意 上述两个条件必须同时满足 如用木炭和硫代替红磷 解读 木炭和硫燃烧后的生成物分别是二氧化碳 二氧化硫气体 弥补了所消耗氧气的体积 可在集气瓶中盛放naoh浓溶液 来吸收生成的二氧化碳和二氧化硫气体 4 实验现象 1 红磷在集气瓶中燃烧 2 冷却至室温后 打开弹簧夹 水经过导管进入集气瓶 进入水的体积约占集气瓶内空气总体积的 放出热量 产生大量白烟 5 实验要点及解读 1 检查装置气密性 解读 装置气密性要良好 避免瓶外空气进入集气瓶内 导致进入水的体积 使测得的氧气体积分数 2 向集气瓶内加入少量的水 并把水上方空间分为5等份 解读 一是为了防止热的燃烧物溅落炸裂集气瓶 二是为了吸收红磷燃烧后生成的白色固体 五氧化二磷 偏小 减小 3 用弹簧夹夹紧导管的胶皮管 解读 如果导管的胶皮管未夹紧 红磷燃烧时集气瓶内气体受热膨胀 压强增加 气体会顺着导管逸出 最终导致进入瓶中的水的体积 测得的氧气体积分数 4 红磷要足量 解读 如果红磷的量不足 则不能将集气瓶内空气中的氧气完全反应掉 导致测得空气中氧气的体积分数 偏小 增大 偏大 5 点燃的红磷应立即伸入瓶内并把塞子塞紧 解读 燃烧匙伸入过慢会使装置内的气体受热逸出 导致进入瓶中水的体积 测得氧气的体积分数 6 待红磷熄灭并冷却至室温后 再打开弹簧夹 解读 装置未冷却就打开止水夹 会因装置内气体温度偏高 压强偏大而导致进入瓶中的水的体积 使测得氧气体积分数 增大 偏大 减小 偏小 6 实验结论 氧气约占空气总体积的 7 装置的改进与评价 对实验方案的改进主要从两方面入手 一是对达到红磷着火点的方式的改进 或将红磷换成其他物质 通过光 热 电能使其在密闭的环境中燃烧 既减少对空气的污染又保证实验的成功 如图 二是用压强变化引起活塞推进的程度代替用水测量 将物理知识与化学知识结合起来 增强了知识和实验的综合性 如图 例 2016原创 用来测定空气成分的方法很多 如图1所示为初中常用的测定装置 请回答下列问题 1 实验中红磷要足量的原因是 2 红磷在集气瓶内燃烧的现象是 将瓶内氧气完全消耗 产生大量白烟 放出热量 3 实验完毕 若进入集气瓶中水的体积不到总容积的 你认为导致这一结果的原因可能是 写一条即可 4 某同学对实验进行反思后 提出了改进方法 如图2所示 该装置改进后的优点是 操作简便 无污染 提高了实验的准确性 红磷量不足 或装置漏气或集气瓶未冷却至室温就打开止水夹 5 实验前 先要检查装置的 6 图1中发生反应的化学方程式为 7 若将红磷换成木炭 该实验不能成功的原因是 木炭燃烧生成co2气体 集气瓶内外不能形成压强差 水不能倒流入集气瓶中 气密性 8 等集气瓶冷却至温室 打开止水夹 烧杯中的水能进入集气瓶中 其原因是 如果观察到进入集气瓶中的水很多 大于集气瓶中原体积的 其可能有 写一条即可 9 该实验可推出氮气 选填 易 或 难 溶于水和其化学性质 选填 活泼 或 不活泼 不活泼 瓶内氧气被消耗 压强减小 导管未夹紧 或红磷点燃伸入过慢 难 实验二氧气的制取和性质研究 2015年3次 2014年4次 2013年2次 实验 一 高锰酸钾 氯酸钾制取氧气1 实验药品 高锰酸钾 氯酸钾和二氧化锰2 反应原理 化学方程式 1 加热高锰酸钾 基本反应类型 2 加热氯酸钾 有少量二氧化锰 基本反应类型 分解反应 分解反应 实验视频 实验室用高锰酸钾制取氧气 3 实验装置 1 发生装置 该实验为加热高锰酸钾 固体 氯酸钾与二氧化锰 固体 的反应 故可采用固固加热型装置制取 2 收集装置 氧气不易溶于水 可采用排水法收集 氧气密度比空气略大 也可采用向上排空气法收集 如上图 装置拓展 多功能瓶的使用 4 实验步骤 1 检查装置的气密性 把导管口的下端浸入水中 用手握紧试管 如观察到导管口有气泡冒出 就证明装置不漏气 如果没有气泡冒出 就说明装置漏气 应仔细查找原因并改正 2 组装装置 在检查过气密性的试管中加入药品 将试管固定在铁架台上 3 加热 点燃酒精灯来回移动 使试管受热均匀后将火焰集中在药品处加热 加热时 试管口应略向下倾斜 防止生成的水蒸气冷凝后回流 使试管炸裂 4 收集氧气 排水法 当气泡连续 均匀的放出后 再把导管口伸入盛满水的集气瓶里 收集气体 收集到的气体较纯净 向上排空气法 导气管一定要伸入集气瓶底部 此法收集到的气体比较干燥 但不纯净 5 实验结束 停止加热时 先把导管移出水面 然后再熄灭酒精灯 用灯帽盖灭 5 气体的检验将带火星的木条伸入集气瓶中 若木条复燃 则证明是氧气 否则不是 如右图 实验 二 过氧化氢制氧气1 实验药品 双氧水 过氧化氢溶液 和二氧化锰2 反应原理 化学方程式 基本反应类型 3 实验装置 分解反应 实验视频 实验室用过氧化氢制取氧气 装置一 装置二 装置三 装置四 4 实验步骤 1 连接仪器 检查装置气密性 2 在分液漏斗中加入过氧化氢溶液 圆底烧瓶中加入二氧化锰 3 转动分液漏斗的活塞 滴加过氧化氢 4 待装置中排净空气后 用排水法收集气体 5 检验方法同实验 一 6 实验拓展 1 如果将分液漏斗换成长颈漏斗 长颈漏斗应该 形成液封 以防止气体逸出 2 该实验用分液漏斗的优点是 可以控制反应速率 伸入液面以下 实验 三 氧气的性质验证1 氧气的物理性质 1 如图a观察收集到氧气的颜色 为 色气体 2 如图b闻氧气的气味 闻气体气味时用手轻轻地在瓶口扇动 使极少量的气体飘入鼻孔 无特殊气味 无 1 用坩埚钳夹取一小块木炭 在酒精灯上烧至发红 然后将木炭插入集气瓶内 出现 现象 反应完后 向集气瓶内加入澄清石灰水 振荡后 有 现象 变浑浊 剧烈燃烧 发出白光 注意事项 若观察到将木炭伸入集气瓶内产生的现象与在空气里燃烧产生的现象相同