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文档简介
专题02空气和氧气
目录
01理•思维导图:呈现教材知识结构,构建学科知识体系。
02盘•基础知识:甄选核心知识逐项分解,基础不丢分。
03究•考点命题:对中考考点命题进行细致研析和讲解,全面提升。
04辨•易混易错:点拨易混易错关键点,冲刺高分。
理口/思维导图
氮气(78%):①作保护气;②食品充®作防腐剂等;③用于制造低
温环境或医疗上冷冻麻醉;④制硝酸和氮肥;
氧气(21%):①动植物呼吸;②医疗急救;③金属切割;④炼钢;②字亩航行
空气的成分及用途
稀有气体(0.94%):①作保护气;②制多种用途的电光源等;③氮气充气
球(宝度比空气小且学性质稳定);④氮气用于制造低温环境
二氧化碳(0.03%):①灭火;②化工原料;③气体肥料;④干冰用于人工降雨;©掌握光合作用
有害气体:一氧化碳(CO)、二氧化显(NO2)、二氧化(SO2);可吸入颗粒物如烟尘。
污染来源:化石燃料的燃烧,工厂排放的废气及汽车排放的尾气C
空气污染与防治被污染的空气带来的危害:损害人体健亲、影响作物生长、破坏生态平衡.
空气污染指数包括:一氧化碳、二氧化氮、二氧化疏、可吸入颗粒物、臭量。
防止空气污染的措施:加强大气质量监测,改善环境状态、植树造林、使用清洁能源。
化学史:拉瓦锡研究空气成分用定量的方法实睑,第一次明确提
空气出了"空气是由氧气和甄气组成".
弹舞夹导管
装置图:
烧杯
药品选择:物质能在空气中燃烧且只与氧气反应,燃烧后的生成
物为固体或液体(占的体积忽喑不计)。
实验原理:红磷在密闭空间=燃烧消耗氧气,使得密闭空间中压强减小,打开弹簧夹,大
气压将烧杯中的水压入集气瓶中.(压入的水的体积=被消耗的氧气的体积)
实验现象:
①红磷燃烧,放出热量,产生大量白烟
空气中氧气含孰定②装置冷却到室温后打开弹簧夹,烧杯内的水倒流入集气瓶,约占集气瓶内气体体积的1/5
化学方程式:4P+5O2=P2O5
实脸结论:氧气约占空气总体积的1/5
注意事项
①所用的红磷必须过量。[如果红磷过少则氧气没有全部消耗完,测量结果偏小]
②要等集气瓶(装置)冷却到室温后才能打开弹簧夹。
误差分忻:
实际测得的结果比真实值小,其原因可能是:A红磷量不足;B装置气密性差;C未
冷却至室温就打开弹簧夹
集气瓶中水的作用:(1)主要是吸收有毒的五氧化二磷(固体)。
(2)还可以吸热加快降温,和防止热的燃烧物溅落炸裂瓶底.
①通常情况下,是无色无味的气体,障温后,氧气变为淡蓝色的液体,继续降温量淡is色雪花状
物理性质:②密度:除准状况下,鹿度18大于空气(可用向上排空法收集)
③溶IK性:制气不易溶于水(可用排水法收集)
1.真育助燃性(支捋燃饶)和氧化性
2.木炭(黑色固体)燃烧现象:空气中发出红光(色气发出白光),放出热■,生成无色无味的气体能使澄清石灰水
变浑浊.化学方程式:
C+Ch^iS.CO:
3.SMH(淡黄色)燃烧现象:空气(氧气)中发出制费的淡醯色(照克的蓝紫色)火熔,放出热■,生成一种有剌激性
气味的气体.化学方程式:
S4-Oj™™«SO:
4.红磷(B8红色固体)燃烧现皎:氧气中副冽燃烧,放出热■,生成大■的白烟.化学方程式:
4P4-5O:-P2O5
5.铁丝(银白色固体)燃烧现©:空气中红热,不燃烧;氧气中剧烈燃烧,火星四射,放出热■,生成黑色BS体.方程式:
氧气
原理:利用液态氧气和液态断气的沸点不同.是物理变化
■制法:
过程:分离液态空气
2KStaO«=^=KMnd+MnCh+OH
反应原理~
ZHKh-2H2O+O2T
固体♦固体反应,需要加热
发生装雷:X-----------------------
固体+液体反应,不需加热
氧气的制取制取装芭/4
排水法收集:氧气不易溶于水
\收集装*:
《向上ME空气法收集:塞度比空气大
连:连接装置.先下后上,从左到右的腰序
亘:险直装置气容性
装:装入药品(药他或纸槽)
定:固定试窗时,试费口应蹄向下倾斜(防止生成的冷;》水回流使试截底部炸裂)
实物室制法:点:点燃者播灯,加热药品,先使试营均匀受热
收:收集气体
离:先珞身曾撤离水面
熄:熄天酒精灯
检甄:将带火星的木条伸入集气瓶内,若木条复燃,说明是氧气.
晚满:格带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,证明已酒.
多功能瓶的使用:见专■十三
概念:在化学反应中能改变反他物质的反应速率,但本身的化学性质和质■在反应前
后不变的物质.
特点:一变(改变反应速率,加快走减慢);两不耍(质■、化学性质不变)
催化剂(1;证明是否改变反应速率:相同条件
下,加或者不加药品对比实粉;
②证明质・是否改变:实航前祢■一
证明某物质是催化剂次,实哙后分离出来再将■一次;
①证明化学性质整否改交:将分画出来的
再质再进行实量①的操作,现察是否还能
改变反应速率.
盘/基础知识
♦知识点一空气的成分及用途
一、空气的成分及体积分数
1.空气是混合物,主要成分(按体积分数):氮气(N2)78%,氧气(。2)21%(氮气与氧气体积比约为4
比1),稀有气体0.94%,二氧化碳(CO2)0.03%,其它气体和杂质0.03%。
空气成分口诀:氮78,氧21,0.94是稀气,两个0.03分别是COZ和杂气。
二、各成分的用途
1.氧气
性质对应的用途
供动植物呼吸、医疗急救、登山、潜
氧气能供给呼吸水等
能支持燃烧炼钢、气焊、气割、航空航天
2.氮气
性质对应的用途
与某些物质反应制硝酸和氮肥
作保护气:
①食品充氮防腐
化学性质不活泼
②灯泡充氮防铝丝氧化
氮气
③在氮气氛围中焊接金属防止金属氧化
用于制造低温环境:
液氮温度很低①医疗上冷冻治疗
②超导材料在低温环境下显示超导性能
3.稀有气体
性质对应的用途
无色、无味气体_———
物理
制多种用途的电光源
性质通电时能发出不同颜色的光
如:航标灯、照明灯、闪光灯和霓虹灯
稀有气体
化学性质很不活泼作保护气
①氯气充气球(密度比空气小且化学性质稳定)
氧气
②氨气用于制造低温环境
♦知识点二空气的污染与防治
1.空气污染物:①烟尘:可吸入颗粒物;②有毒气体:一氧化碳、二氧化氮和二氧化硫等,这三种气体都
是有毒气体。③臭氧03.
2.目前计入空气质量评价的主要污染物有:一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、可吸入颗粒物(PM10)、
细颗粒物(PM2.5)、臭氧。
3.空气污染物来源:化石燃料的燃烧,工厂排放的废气,汽车排放的尾气。
4.空气污染造成的危害:损害人体健康、影响作物生长、破坏生态平衡。
5.存在的环境问题:温室效应(二氧化碳含量过多引起,其他如甲烷等也能造成)、臭氧空洞(飞机的尾
气、制冷剂氟里昂的排放)、母函(由二氧化硫、二氧化氮引起)。
6.防止空气污染的措施:使用清洁能源,加强空气质量监测,积极植树、种草。
注意:二氧化碳能造成温室效应加剧,但不是空气污染物和有害气体。
♦知识点三空气中氧气含量的测定
拉瓦锡用定量的方法研究空气的成分
实验装置实验现象实验结论
mm
玻璃钟罩一部分银白色的液态汞变成红色
空气由氧气和氮气组成,
粉末,容器里空气的体积大约减少
其中氧气约占空气总体积的lZ5o
了些……
火炉11
二、空气中氧气含量的测定
1.红磷燃烧法测定空气中氧气的含量
弹黄夹导管
/
实验装置
燃烧匙一一■烧杯
1•
集气瓶一L
红磷燃烧消耗集气瓶内的氧气,瓶内气体减少,压强减小,冷却后打开弹簧
实验原理
夹,烧杯内的水会被压入集气瓶,进入水的体积即为瓶内消耗氧气的体积。
①红磷燃烧,产生大量白烟,并放出热量;
实验现象
②冷却后打开弹簧夹,烧杯中的水被吸入集气瓶,瓶内液面上升约3。
实验结论氧气约占空气总体积的四。
化学方程式4P+SO2整=2P20s
①红磷的量不足
进入水的体积小②装置漏气,塞子没塞紧
于集气瓶总体积③红磷熄灭后未冷却至室温
误差的1/5的原因④有部分水留在导管中未进入集气瓶
分析⑤燃烧到一定程度时,瓶内氧气含量小,红磷不能继续燃烧
进入水的体积大①红磷点燃后伸入瓶内过慢,使装置内气体受热逸出,导致进入瓶内的水的
于集气瓶总体积体积偏大
的1/5的原因②弹簧夹未夹紧,红磷燃烧时集气瓶内气体受热从导管逸出
①能在空气中燃烧
②只与空气中的氧气反应
选择原则
③生成物最好为固体或液体(如果有气体,该气体要能被水或某溶液完全吸
收)
①若装置不变,判断下列药品能否代替红磷进行实验,并说明原因:
药品
铁丝:不能,因为铁丝在空气中不能燃烧
选择
镁条:不能,因为镁能与空气中的氮气、二氧化碳反应
红磷替代品的选
木炭:不能,因为木炭在空气中燃烧生成二氧化碳和一氧化碳气体,装置内
择
压强变化不明显
②若将集气瓶中的水换为氢氧化钠溶液,则硫粉可以替代红磷进行实验
2.其他的测量装置
02468101214
口1jI
足量白磷活塞
-沸水
装置改进的目的:污染更小,数据误差更小,操作更简便,现象更明显,更环保,更节约药品材料等。
3.测定空气中氧气含量的数字化实验
实验装置实验步骤
(1)将氧气传感器与数据采集器、计算机连接;
(2)把氧气传感器插入盛有空气的容器,采集数据;
(3)通过相关软件处理数据,并在计算机屏幕上显
示空气中氧气的含量。
数字化实验的优点:直观、可视。能够将压强、浓度等,通过传感器转化为电信号,然后通过数据采集器
进入电脑,将实验过程中的各种变化量,用数据图像等直观形式表现出来。
♦知识点四氧气的性质
一、氧气的物理性质
标准状况下,氧气是无色无味的气体;密度比空气略大(可用向上排空气法收集);不易溶于水(可用排
水法收集)。降温后,氧气可以变为淡蓝色的液体,甚至淡蓝色雪花状固体。
二、氧气的化学性质
氧气的化学性质比较活泼,氧气具有氧化性。黑笊”:
1.氧气能支持燃烧
(1)操作:把带有火星的木条伸到盛有氧气的集气瓶中。
(2)现象及结论:木条复燃,说明氧气能支持燃烧。
(3)应用:用于检验氧气:将带火星的木条伸到集气瓶中,若复燃则是氧气。
【名师拓展】
(1)在空气中,带火星的木条不能复燃,并渐渐熄灭;在氧气中,带火星的木条复燃,并剧烈燃烧。
(2)若带火星的木条不复燃,有两种可能:气体中不含氧气或含有的氧气量较少。
(3)鉴别两种气体(其中有一种是氧气):用带火星的木条;鉴别三种气体(其中有一种是氧气):用燃
着的木条。
2.氧气与非金属(碳、硫、磷)的反应
(1)木炭(黑色固体)燃烧
现象:空气中发出红光,放出热量,生成无色无味的气体,能使澄清石灰水变浑浊。
氧气中发出白光,放出热量,生成无色无味的气体,能使澄清石灰水变浑浊。
化学方程式:c+o2^=cor
(2)硫粉(淡黄色)燃烧
现象:空气中发出微弱的淡蓝色火焰,放出热量,生成一种有刺激性气味的气体。
氧气中发出明亮的蓝紫色火焰,放出热量,生成一种有刺激性气味的气体。
化学方程式:S+so?
注意事项:实验时,要在瓶底装少量水(吸收二氧化硫,防止污染空气)O
(3)红磷(暗红色固体)燃烧
现象:氧气中剧烈燃烧,放出热量,生成大量的白烟
化学方程式:4P+5O?2P0
注意:五氧化二磷(P2O5)是固体,不是气体
3.氧气与金属(铁)的反应
(1)铁丝(银白色固体)燃烧
现象:
空气中:红热,不燃烧;氧气中:剧烈燃烧,火星四射,放出热量,生成一种黑色固体。
化学方程式:3Fe+20L—__Fe304
【注意事项】
①用砂纸把细铁丝磨成光亮的银白色,是为了除去细铁丝表面的杂质。
②将细铁丝盘成螺旋状,是为了增大细铁丝与氧气的接触面积。
③把细铁丝绕在火柴上,是为了引燃细铁丝,使细铁丝的温度达到着火点。
(4)待火柴快燃尽时才缓慢插入盛有氧气的集气瓶中,是为了防止火柴燃烧时消耗氧气,保证有充足的氧气
与细铁丝反应。
⑤由上向下缓慢伸进盛有氧气的集气瓶中,是为了防止细铁丝燃烧时放热使氧气从集气瓶口逸出,保证有
充足的氧气与细铁丝反应。
⑥集气瓶里要预先装少量水或在瓶底铺上一薄层细沙,是为了防止灼热的生成物溅落使集气瓶瓶底炸裂。
4.缓慢氧化
某些物质在一些条件下,与氧气发生缓慢的氧化反应,称为缓慢氧化。缓慢氧化也放热。
如:动植物新陈代谢,金属的锈蚀,食物的腐烂,酒醋的酿造,农家肥的腐熟等。
5.总结
(1)氧气是一种化学性质比较活泼的气体,在一定的条件下,能与许多物质发生反应并放出大量的热。在
这些反应中,氧气提供氧,具有氧化性。
(2)物质在氧气中燃烧程度比空气中剧烈,说明物质燃烧程度,与氧气的浓度大小成正比。
(3)物质燃烧时的现象
一般气体燃烧会产生火焰;固体直接燃烧产生光或者火星;生成物有固体时,一般都会产生烟。
【归纳总结】
氧气与常见物质发生的反应
物质反应现象化学方程式(表达式)
磷产生大量白烟、放热4P+5O,点燃2PQ«
①木炭在空气中燃烧时持续红热,无烟无焰;木炭在氧气中剧
木炭烈燃烧,并发出白光C+O。点燃CO。
②放热、生成能使澄清石灰水变浑浊的气体
①在空气中燃烧发出淡蓝色火焰,在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰
硫S+0,点燃so.
②放热、生成有刺激性气味的气体
①纯净的氢气在空气中燃烧,产生淡蓝色火焰
氢气2H,+O,点胶2H2。
②放热、生成能使无水硫酸铜变蓝的液体
铁铁在氧气中剧烈燃烧,火星四射,放热,生成黑色固体3Fe+2O,点燃FeQ,
铝在氧气中燃烧,发出耀眼的白光,放热,生成白色固体4A1+3O,点燃2Al,Ch
铝
铝在空气中与氧气反应,表面形成致密的氧化膜
4A1+3O2=2A12O3
镁镁在空气中燃烧,发出耀眼的白光、放热、生成白色粉末2Mg+O,点粒2MgO
铜红色的固体逐渐变成黑色2CU+C)3A2CuO
汞银白色液体逐渐变成红色2Hg+O2=A=2HgO
一氧化碳产生蓝色火焰,放热,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体2co+O,点粒2cO?
产生明亮的蓝色火焰,放热,产生能使无水硫酸铜变蓝的液体,
甲烷CH4+2O2感暨CO2+2H2O
生成能使澄清石灰水变浑浊的气体
火焰发出白光,放热,产生能使无水硫酸铜变蓝的液体,生成
蜡烛石蜡+氧气理水+二氧化碳
能使澄清石灰水变浑浊的气体
♦知识点五氧气的实验室制法
一'氧气的工业制法
1.方法:分离液态空气法
2.原理:利用液态氧和液态氮的沸点不同。
3.具体过程:在低温下加压,使空气液化,然后升温,液态氮的沸点比液态氧的沸点低,氮气先蒸发出来,
剩下主要是液氧。
二、氧气的实验室制法
在实验室中,常采用高中酸钾或过氧化氢分解等方法制氧气。
【名师拓展】实验室制氧气选择药品和反应时需考虑的因素:
1.制氧气的原料须是含氧的物质;发
生
装
2.利用比较简单的实验条件就能较快得到氧气;高徒酸钾
置
3.生成的气体成分单一,便于收集。
三'加热高镒酸钾制氧气
1.药品:高铳酸钾(暗紫色固体)
2.原理:2KMn0[K2Mtic)=+M11O2+
3.装置:
(1)发生装置:加热固体制气体(固体加热型装置)
(2)收集装置:
①排水法收集:依据氧气丕易溶于水且不与水反应。
②向上排空气法收集:依据氧气的密度比空气略大。
4.主要实验步骤:
(1)查:组装仪器,检查装置的气密性;
(2)装:把药品装入试管内,平铺在试管底部,管口塞一小团棉花,用带导管的单孔橡皮塞塞紧试管口;
(3)定:用铁夹夹持试管,并固定在铁架台上;
(4)点:点燃酒精灯加热(记得先预热,防止试管受热不均破裂);
(5)收:用排水法收集氧气;
(6)移:实验完毕,先把导气管从水槽中移出水面(防止水倒吸回热的试管,使试管炸裂);
(7)熄:熄灭酒精灯。
可简记为:“茶庄定点收利息”(每个字代表一个步骤:①查②装③定④点⑤收⑥移⑦熄)。
四'过氧化氢分解制取氧气
1.药品:过氧化氢(H2O2)溶液和二氧化锦(MnO2)
过氧化氢溶液俗名“双氧水”,是一种无色溶液,过氧化氢在常温下可以分解放出氧气:二氧化镒是一种黑
色粉末。
2.原理:2H^^2比0+0日
3.实验装置:
发生装置:固液不加热型装置(固体与液体反应类型,不需加热)
收集装置:排水法、向上排空气法
4.实验步骤
⑴检查装置的气密性。
(2)向锥形瓶中加入二氧化镐固体。
(3)塞好带有分液漏斗(或长颈漏斗)和导管的双孔橡胶塞。
(4)向分液漏斗(或长颈漏斗)中加入过氧化氢溶液。
(5)用排水法(或向上排空气法)收集气体。
【名师拓展】
固液不加热型不同装置的优点:
⑴装置A简单,所用仪器少
(2)装置B方便添加液体药品
(3)装置C可以控制液体药品的滴加速度,从而产生平稳的气流;其中分液漏斗可以用注射器代替。
5.验满方法
(1)用排水法收集:当观察到集气瓶中的水排完,集气瓶口有大量气泡冒出时,证明已收集满。
(2)用向上排空气法收集:将带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,证明已收集满。
6.放置方法:正放在桌子上,并盖上毛玻璃片。
♦知识点六催化剂
1.概念:在化学反应中能改变其他物质的反应速率,但本身的化学性质和质量在反应前后不变的物质。
2.特点:一变(改变反应速率,加快或减慢);两不变(质量、化学性质不变)
3.理解:①催化剂不能改变生成物的质量。
②催化剂不是反应物也不是生成物(写在反应条件上)。
③一种催化剂只针对某一反应,不同的反应,催化剂可能相同,某一反应的催化剂可能不只一种。
4.证明某物质是催化剂:
①证明是否改变反应速率:相同条件下,加或者不加药品对比实验;
②证明质量是否改变:实验前称量一次,实验后分离出来再称量一次;同时满足
③证明化学性质是否改变:将分离出来的物质再进行实验①的操作,即为催化剂
观察是否还能改变反应速率。
5.拓展:影响某反应的反应速率的因素
反应物浓度、反应温度、反应物接触面积、是否有催化剂、催化剂种类、催化剂质量等等。
♦知识点一空气的成分及用途
【典例1】(2024•重庆A・中考真题)空气成分中含量多且可用作保护气的是()
A.N2B.02
C.稀有气体D.CO2
【答案】A
【解析】氮气大约占空气体积的78%,含量多,且氮气化学性质稳定,可用作保护气,故A选项正确;氧
气大约占空气体积的21%,氧气可以支持燃烧和供给呼吸,氧气不能用作保护气,故B选项错误;稀有气
体大约占空气体积的0.94%,稀有气体化学性质稳定,可用作保护气,但是含量少,故C选项错误;二氧
化碳大约占空气体积的0.03%,含量少,故D选项错误。
【典例2】(2024・湖南•中考真题)下列有关空气的说法正确的是()
A.空气是混合物
B.空气是由空气分子构成
C.空气中氮气极易溶于水
D.空气中稀有气体的体积分数最大
【答案】A
【解析】空气是由氮气、氧气等多种物质组成的,属于混合物,故A说法正确;空气是由氮气、氧气等多
种物质组成的,属于混合物,空气中含氮分子、氧分子等,不存在空气分子,故B说法错误;空气中氮气
难溶于水,故C说法错误;空气中各成分的体积分数:氮气约占78%、氧气约占21%、稀有气体约占
0.94%、二氧化碳约占0.03%、水蒸气和和杂质约占0.03%,则空气中氮气的体积分数最大,故D说法错误。
♦知识点二空气的污染与防治
【典例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.SO2
C.NO2D.PM2.5
【答案】A
【解析】空气污染物包括:一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、臭氧、可吸入颗粒物、细颗粒物,PM2.5属
于细颗粒物,而CO?是空气的成分之一,不属于空气质量监测污染物,故选:Ao
【典例4】(2024・河南・中考真题)建设美丽家园需要天蓝、地绿、水清。下列做法不利于保护环境的是(
A.开发和利用新能源B.积极植树、造林、种草
C.露天焚烧树叶、塑料袋D.将垃圾分类、回收、利用
【答案】C
【解析】开发和利用新能源,有利于减少化石燃料的使用,可以减少污染,有利于保护环境,A不符合题
意;积极植树、造林、种草,可以净化空气,有利于保护环境,B不符合题意;露天焚烧树叶、塑料袋,会
产生大量烟尘和有害物质,不利于保护环境,C符合题意;将垃圾分类、回收、利用,可以节约资源,减少
污染,有利于保护环境,D不符合题意。
♦考点三空气中氧气含量的测定
【典例5】(2024•北京・中考真题)用如图所示装置进行实验,测定出空气中约占((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D.最终注射器活塞移至约40mL刻度线处
【答案】D
【解析】A、根据题意打开胶塞,取出200mL水,②中瓶内空气的体积约为200mL,说法正确,不符合题
思;
B、铁具有良好的导热性,可加热铁丝引燃铜匙中的白磷,说法正确,不符合题意;
C、白磷燃烧是与空气中氧气反应,能消耗瓶内的氧气,使容器内压强减小,打开弹簧夹,注射器活塞向左
移动,移动的体积为消耗的氧气,说法正确,不符合题意;
D、氧气约占空气体积的五分之一,瓶内空气体积约为200mL,消耗的氧气约为40mL,注射器活塞向左
移动40mL,最终注射器活塞会移至约100mL-40mL=60mL刻度线处,说法错误,符合题意。
故选D。
【典例6】(2024•内蒙古赤峰)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
燃烧匙一—电热棒
a
玻璃管一二
一比2
红磷一二一L,
-----:-<二:<--:::$
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
【答案】D
【解析】A、实验过程中,红磷燃烧,产生大量白烟,A错误:
B、实验后,红磷有剩余,且不再燃烧,说明玻璃管中剩余气体不具有可燃性,B错误;
C、红磷必须过量,确保试管中的氧气被完全消耗,红磷不足会导致试管中有氧气剩余,测量结果偏小,C
错误;
D、红磷燃烧产生的五氧化二磷是有毒物质,该装置在密封装置内引燃红磷,能减少五氧化二磷对空气的污
染,D正确。
故选:D。
【典例7】(2024•四川成都・中考真题)空气中含有多少氧气呢?学习小组开展“测定空气里氧气含量”的探
究活动。
资料:1.红磷的着火点是240。。白磷的着火点是40。(3。
2.相同的温度和体积下,气体压强与分子数成正比。
3.相同的温度和压强下,气体体积与分子数成正比。
【史料研究】
曲颈甑
图1图2
二百多年前,化学家拉瓦锡利用汞能和氧气发生反应的原理,采用图1装置测出氧气约占空气体积的1/5。
(1)加热时,曲颈甑内液态汞表面产生红色粉末,玻璃钟罩内的现象是,产生该现象的原因是,
【设计与实验】
设计并利用图2装置测空气里氧气含量。
(2)主要步骤如下,正确的顺序为(填序号)。
①弹簧夹夹紧胶皮管
②红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹
③点燃红磷后立即伸入瓶中并塞紧塞子
④在集气瓶中加入少量水,将水面上方空间分成5等份
(3)实验结束,集气瓶中剩余气体的主要成分是o
【优化与实验】
同学们利用图2装置多次实验,水面均未上升到刻度“1”。经讨论后,分别取足量红磷、白磷采用图3装置
进行实验,记录并处理数据分别如图4、图5。
(4)图4中氧气含量从8.05%上升到9.26%,原因可能是«
(5)图5中BC段压强增大,原因是。计算白磷消耗的氧气占空气体积的%(精确到0.01%)。
【反思与交流】
(6)图2实验水面未达到刻度“1”,原因是装置中的氧气未消耗完。红磷燃烧不能将氧气消耗完的主要原因
是O
(7)上述实验中汞、白磷和五氧化二磷有毒,对环境“不友好”。结合实验原理和药品弊端,可选择的替代
药品有(写一种)。
【答案】(1)汞液面上升汞与氧气反应,钟罩内气体减少,气压减小
⑵④①③②
(3)氮气
(4)反应结束后,温度下降气体逐渐混合均匀/温度下降水蒸气变成液态,氧气含量增大
(5)反应刚开始,温度升高对压强的影响比气体减少对压强的影响大19.37
(6)反应一段时间后,氧气浓度下降到一定程度,燃烧放出的热量减少,温度降低到红磷着火点以下,红
磷熄灭,所以氧气消耗不完(合理即可)
(7)铜粉
【解析】(1)汞与氧气反应生成氧化汞,导致钟罩内气体减少,气压减小,玻璃钟罩内汞液面上升;
(2)该实验操作的正确顺序是:检验装置的气密性。在集气瓶中加入少量水,并将水面上方空间分成5等
份;用弹簧夹夹紧胶皮管;点燃红磷,立即伸入瓶中并把塞子塞紧;待红磷熄灭并冷却至室温后,打开弹
簧夹;故答案为:④①③②;
(3)由于氧气占空气体积的五分之一,红磷燃烧消耗了氧气,实验结束,集气瓶中剩余气体的主要成分是
氮气;
(4)白磷燃烧消耗氧气并放出热量,而其他气体不变,氧气的含量逐渐减小,但反应结束后,温度下降,
气体逐渐混合均匀或温度下降水蒸气变成液态,导致氧气的含量逐渐增大;
(5)红磷燃烧放热,温度升高,装置内压强增大,消耗氧气,装置内压强减小,温度升高所增加的气压大
于氧气消耗所减小的气压,所以BC段压强增大;用如图所示数据计算,用这种方法测得的空气中氧气的体
103.15kPa-83.17kPa
积分数是:xl00%«19.37%
103.15kPa
(6)红磷燃烧发热,但反应一段时间后,氧气浓度下降到一定程度,燃烧放出的热量减少,温度降低到红
磷着火点以下,红磷熄灭,导致氧气消耗不完;
(7)铜粉在空气中加热生成氧化铜固体,不会造成污染。
♦知识点四氧气的性质
【典例8】(2024•广西・中考真题)潜水员水下作业时需要携带氧气瓶,这是因为氧气()
A.无色无味B.密度比空气大
C.能支持燃烧D.
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