初中八年级化学第四单元我们周围的空气考点知识清单

初中八年级化学第四单元我们周围的空气考点知识清单一、空气的组成与探究（一）空气的组成成分【基础】【重要】空气是一种无色、无味的气体，它不是一种单一的物质，而是由多种气体组成的混合物。在通常情况下，空气中各成分的含量保持相对稳定。按体积分数计算，大致是：氮气（N₂）约占78%，氧气（O₂）约占21%，稀有气体（主要包括氦、氖、氩、氪、氙等）约占0.94%，二氧化碳（CO₂）约占0.03%，其他气体和杂质（如水蒸气、尘埃等）约占0.03%。必须强调的是，这里所指的百分含量是体积分数，而非质量分数，这是化学学习中一个重要的概念区分。（二）空气中氧气含量的测定【高频考点】【实验探究】1、实验原理【核心】利用红磷在密闭容器内燃烧，消耗掉空气中的氧气，生成五氧化二磷固体。反应后，容器内气体减少，压强减小，导致外界大气压将烧杯中的水压入容器中。进入容器内水的体积，就约等于被消耗的氧气的体积。2、实验装置与药品通常使用集气瓶、燃烧匙、导管、止水夹、烧杯等仪器。药品为红磷（过量）。3、实验步骤【详细】（1）连接装置，检查装置的气密性。这是实验成功的关键一步，必须确保装置不漏气。（2）在集气瓶内加入少量水，并将水面以上部分容积划分为5等份，做好标记。（3）用止水夹夹紧乳胶管。（4）在燃烧匙内放入过量红磷，点燃后迅速伸入集气瓶中，并立即塞紧瓶塞。（5）待红磷熄灭并冷却至室温后，打开止水夹。4、实验现象【观察要点】（1）红磷在集气瓶中继续燃烧，产生大量白烟（五氧化二磷固体小颗粒），并放出热量。（2）打开止水夹后，烧杯中的水被吸入集气瓶中。（3）集气瓶内水面上升，约占瓶内原空气总体积（水面以上部分）的1/5。5、实验结论（1）氧气约占空气总体积的1/5。（2）红磷燃烧消耗的正是空气中的氧气。（3）剩余气体（主要是氮气）具有不支持燃烧（红磷熄灭）、难溶于水（水面未继续上升）的性质。6、误差分析与讨论【难点】【易错点】（1）测定结果小于1/5的可能原因：【高频失分点】①红磷量不足，未能将瓶内氧气完全耗尽。②装置气密性不好，冷却至室温打开止水夹前，外界空气进入瓶内，导致内外压强差变小。③未冷却至室温就打开止水夹，此时瓶内气体受热膨胀，压强较大，导致进入的水偏少。④燃烧一定程度后，当氧气浓度过低时，红磷熄灭，氧气未被完全消耗（尤其当氧气浓度低于一定值时）。（2）测定结果大于1/5的可能原因：①点燃红磷后，伸入集气瓶的动作过慢，导致瓶内部分空气受热膨胀逸出，使进入的水偏多。②在实验过程中，未事先在集气瓶中放少量水，或未夹紧止水夹就进行燃烧，导致燃烧时瓶内气体受热膨胀从导管逸出。7、药品替代原则与拓展【思维拓展】用于替代红磷的物质必须满足以下条件：【重要】（1）能在空气中燃烧（或与空气中某成分反应）。（2）只能与空气中的氧气反应，且生成物不能是气体（或能将生成的气体完全吸收），否则会导致瓶内压强变化不明显。例如，不能用木炭、硫磺，因为它们燃烧生成二氧化碳或二氧化硫气体，会弥补消耗氧气造成的压强差。若改用木炭，必须将集气瓶中的水换成能吸收二氧化碳的浓氢氧化钠溶液，实验才能成功。也不能用铁丝，因为铁丝在空气中无法燃烧。（三）纯净物与混合物【基础】【概念辨析】1、混合物（1）定义：由两种或两种以上的物质混合而成，各物质之间没有发生化学反应，各自保持各自的性质。例如：空气、海水、溶液、合金等。（2）特点：没有固定的化学组成，不能用单一的化学式表示，没有固定的熔点和沸点。2、纯净物（1）定义：由一种物质组成。可以是单质，也可以是化合物。例如：氧气（O₂）、氮气（N₂）、二氧化碳（CO₂）、水（H₂O）、红磷（P）等。（2）特点：有固定的化学组成，可以用化学式表示，有固定的性质（如固定的熔沸点）。3、二者的联系与区别【判断要点】判断一种物质是纯净物还是混合物，关键在于看它是由“一种物质”还是“多种物质”组成。要抓住物质的种类，而不是元素种类。例如，冰水混合物虽然是“混合物”的字眼，但冰和水都是由水分子构成的同一种物质，因此它是纯净物。而洁净的空气、澄清的石灰水等，虽然看起来“洁净”或“澄清”，但它们都是多种物质混合而成，属于混合物。二、氧气（一）氧气的物理性质【基础】【识记】在标准状况下，氧气是一种无色、无味的气体。密度比空气略大（在标准状况下，密度为1.429g/L，比空气的1.293g/L大）。不易溶于水（在室温下，1L水中大约能溶解30mL氧气）。有三态变化，在一定条件下，氧气可变为淡蓝色的液体，甚至变成淡蓝色的雪花状固体。工业上使用的蓝色钢瓶盛装的即是液态氧。（二）氧气的化学性质【核心】【高频考点】氧气是一种化学性质比较活泼的气体，具有氧化性，是常用的氧化剂。它在反应中提供氧，能跟许多物质发生氧化反应。1、氧气与金属单质的反应（1）镁（Mg）在空气中燃烧：【现象描述】剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出大量热，生成一种白色固体（氧化镁，MgO）。化学方程式：2Mg+O₂==点燃==2MgO（2）铁（Fe）在氧气中燃烧：【重点实验】【现象描述】铁丝剧烈燃烧，火星四射，放出大量热，生成一种黑色固体（四氧化三铁，Fe₃O₄）。【注意事项】①铁丝需预先打磨光亮，除去表面的氧化物和油漆。②需将铁丝绕成螺旋状，以增大受热面积和聚热。③铁丝下端系一根火柴，点燃火柴，待火柴即将燃尽时（使铁丝预热），再将铁丝缓慢伸入集气瓶中（伸入过快会使氧气受热逸出）。④集气瓶底部要预先放少量水或铺一层细沙，防止高温熔化物溅落炸裂瓶底。化学方程式：3Fe+2O₂==点燃==Fe₃O₄（3）铜（Cu）在加热条件下与氧气反应：铜片表面由红色逐渐变为黑色（氧化铜，CuO）。化学方程式：2Cu+O₂==△==2CuO2、氧气与非金属单质的反应（1）木炭（C）在氧气中燃烧：【现象描述】剧烈燃烧，发出白光（在空气中仅发红），放出热量，生成一种能使澄清石灰水变浑浊的气体（二氧化碳，CO₂）。化学方程式：C+O₂==点燃==CO₂（2）硫（S）在氧气中燃烧：【重点实验】【现象描述】硫在空气中燃烧发出微弱的淡蓝色火焰，在氧气中燃烧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（二氧化硫，SO₂）。【注意事项】集气瓶底部也要预先放少量水，用来吸收二氧化硫，防止污染空气。化学方程式：S+O₂==点燃==SO₂（3）红磷（P）在氧气中燃烧：【现象描述】剧烈燃烧，发出黄光（或白光），产生浓厚的白烟，放出热量。化学方程式：4P+5O₂==点燃==2P₂O₅（4）氢气（H₂）在空气中燃烧：【现象描述】纯净的氢气在空气中安静燃烧，产生淡蓝色火焰，罩在火焰上方的干冷烧杯内壁有水雾出现。化学方程式：2H₂+O₂==点燃==2H₂O3、氧气与化合物的反应蜡烛（主要成分是石蜡，烃类混合物）在氧气中燃烧：【现象描述】火焰十分明亮，发出白光，放出热量，集气瓶内壁有水雾生成，同时生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。该反应不是化合反应。4、氧化反应与化合反应【概念辨析】（1）化合反应：由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应。特点是“多变一”，是四大基本反应类型之一。例如：S+O₂==点燃==SO₂。（2）氧化反应：物质与氧（包括氧气）发生的反应。氧化反应不一定有氧气参加，但物质与氧结合是核心。（3）二者的关系：化合反应不一定是氧化反应（如CaO+H₂O=Ca(OH)₂），氧化反应也不一定是化合反应（如蜡烛燃烧）。物质在氧气中燃烧是剧烈的氧化反应。（三）氧气的制备【核心】【高频考点】1、氧气的工业制法（物理变化）分离液态空气法。【原理】利用空气中各成分的沸点不同。在低温条件下加压，使空气变成液态，然后升温。由于液态氮的沸点（196℃）比液态氧的沸点（183℃）低，因此氮气先从液态空气中蒸发出来，剩下的主要就是液态氧（储存在蓝色钢瓶中）。整个过程没有新物质生成，属于物理变化。2、氧气的实验室制法【重中之重】【实验探究】（1）药品和原理（三种主要方法）：①加热高锰酸钾（KMnO₄）：【紫色晶体】化学方程式：2KMnO₄==△==K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑【考点】试管口要塞一团棉花，防止加热时高锰酸钾粉末进入导管，堵塞导气管。②加热氯酸钾（KClO₃）和二氧化锰（MnO₂）的混合物：【白色晶体与黑色粉末】化学方程式：2KClO₃==(MnO₂,△)==2KCl+3O₂↑【考点】二氧化锰是催化剂，起催化作用。③分解过氧化氢（H₂O₂）溶液（俗称双氧水）：【无色溶液】化学方程式：2H₂O₂==(MnO₂)==2H₂O+O₂↑【考点】二氧化锰是催化剂；该反应不需要加热，装置更简单、安全、环保。（2）催化剂与催化作用【难点】【重要概念】催化剂：在化学反应里能改变（通常是加快）其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质。【要点理解】“一变两不变”：改变反应速率（一变）；质量不变、化学性质不变（两不变）。注意，催化剂不能增加生成物的产量，只能改变反应速率。它可能参与中间反应，但最终会“复原”。同一个反应可能有不同催化剂，同一个物质也可能催化不同反应。二氧化锰是此两反应中最常用的催化剂，但不是唯一的催化剂。（3）发生装置与收集装置的选择【核心技能】①发生装置的选择依据：反应物状态和反应条件。▲固固加热型：适用于高锰酸钾制氧、氯酸钾与二氧化锰混合物制氧。主要仪器：试管、酒精灯、铁架台（带铁夹）、单孔橡胶塞、导气管。▲固液不加热型：适用于过氧化氢溶液和二氧化锰制氧。主要仪器：锥形瓶（或试管、广口瓶）、长颈漏斗（或分液漏斗）、双孔橡胶塞、导气管。使用长颈漏斗时，其下端必须液封，伸入液面以下，防止生成的氧气从漏斗口逸出。分液漏斗可以控制滴加液体的速率，从而控制反应速率。②收集装置的选择依据：气体的密度和溶解性。▲排水集气法：因为氧气不易溶于水。优点：收集的气体纯净，不含其他气体杂质，且易于观察是否集满（当瓶口有大气泡冒出时，证明已满）。缺点：收集的气体潮湿。▲向上排空气法：因为氧气的密度比空气略大。优点：收集的气体干燥。缺点：纯度不高。验满方法：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明已满。（4）高锰酸钾制氧操作步骤与注意事项（谐音记忆法）【易错点】步骤可概括为：查、装、定、点、收、离、熄。【查】检查装置的气密性。【装】装入药品（在试管口放一团棉花）。【定】将试管固定在铁架台上，试管口要略向下倾斜。原因：防止冷凝水回流到热的试管底部，炸裂试管。【点】点燃酒精灯，先预热，再集中加热药品。【收】收集气体。当导管口有连续、均匀的气泡冒出时，才开始收集。因为刚开始排出的是试管内的空气。【离】收集完毕后，先将导管撤离出水面。【熄】再熄灭酒精灯。【操作原理】“离”和“熄”的顺序不能颠倒。如果先熄灭酒精灯，试管内温度降低，压强减小，水槽中的水就会沿着导管倒吸入热的试管中，使试管炸裂。三、自然界中的氧循环与碳循环（一）氧气的用途【基础】【常识】氧气既能供给呼吸，也能支持燃烧。（1）供给呼吸：用于医疗急救、潜水作业、登山运动、航空飞行等。（2）支持燃烧：用于炼钢（提高炉温）、气焊和气割（利用氧炔焰产生高温）、航天火箭发射（作助燃剂）等。（二）自然界中的氧循环【重要】在自然界中，通过动植物的呼吸作用、燃料的燃烧等过程，消耗氧气，产生二氧化碳；而绿色植物则通过光合作用，吸收二氧化碳，释放氧气。这两个过程相互依存，共同维持着空气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定。四、我们周围的空气综合考点与题型（一）常见题型与考查方式【考向分析】1、选择题（1）考查空气的成分、含量、用途和污染。【基础题】例如：空气中体积分数最大的气体是？A.氧气B.氮气C.二氧化碳D.稀有气体。正确答案：B。（2）考查物质分类（纯净物与混合物）。【基础辨析题】例如：下列物质中，属于纯净物的是？A.澄清石灰水B.冰水混合物C.洁净的空气D.矿泉水。正确答案：B。（3）考查氧气的化学性质与实验现象。【描述题】例如：下列关于硫在氧气中燃烧的现象描述，正确的是？A.产生大量白烟B.发出淡蓝色火焰C.发出明亮的蓝紫色火焰D.生成二氧化硫气体。正确答案：C。（注意：描述现象不能直接说生成物的名称，只能说“生成一种有刺激性气味的气体”。）（4）考查催化剂的概念。【概念理解题】例如：下列关于催化剂的说法，正确的是？A.催化剂只能加快反应速率B.催化剂在反应前后质量和性质不变C.二氧化锰是所有反应的催化剂D.同一个反应可能有多种催化剂。正确答案：D。2、填空题与简答题（1）空气中氧气含量测定实验的变形与拓展。【创新题】可能会用其他药品（如铜丝）或装置（如利用注射器）来测定。解题关键依然是紧扣“消耗氧气，压强减小”的原理。（2）氧气的实验室制取（综合题）。【必考题】通常会结合装置图，要求写出仪器名称、化学方程式、操作步骤（如为什么试管口要略向下倾斜？为什么实验结束要先移导管后熄灯？）、验满方法、气体检验方法（将带火星的木条伸入集气瓶中，若复燃则是氧气）等。（3）物质推断题。【能力题】以氧气、过氧化氢、水、二氧化锰等物质为中心，构建物质转化关系图，要求推断物质并写出反应的化学方程式。3、实验探究题（1）探究氧气的性质。【设计题】例如：如何设计实验证明蜡烛燃烧的产物有水？答：在火焰上方罩一个干冷的烧杯，若内壁有水雾，则证明有水生成。（2）探究催化剂的催化作用。【控制变量题】例如：比较有二氧化锰和无二氧化锰时，过氧化氢溶液分解的速率。需要通过控制反应物的浓度、温度、质量等因素相同，只改变是否加入二氧化锰这一个变量，通过观察产生气泡的速率或带火星木条复燃的情况来判断。（二）解题步骤与易错点剖析【答题规范】1、化学方程式的书写【必考能力】【易错点】（1）步骤：一写（写出反应物和生成物的化学式）、二配（配平化学方程式，使两边原子个数相等）、三注（注明反应条件，如“点燃”、“加热（△）”、“催化剂”等；标注气体符号“↑”和沉淀符号“↓”）。（2）易错点：①化学式写错。如四氧化三铁写成Fe₃O₄，二氧化锰写成MnO₂，切不可将化学式中的数字写错位置或大小写。②反应条件遗漏或写错。如高锰酸钾制氧是“加热（△）”，写成了“点燃”；氢气燃烧是“点燃”，写成了“加热”。③配平错误。要遵循质量守恒定律。④气体符号或沉淀符号乱用。只有当反应物中没有气体，而生成物中有气体时，才在气体物质化学式右边标“↑”。在溶液中，如果反应物中没有固体，生成物中有不溶性固体，则标“↓”。2、实验现象的描述【规范表达】【易错点】（1）忌“张冠李戴”：描述现象时，不能说出生成物的名称，只能用感官（看、听、摸、闻）来描述。例如，不能说“硫燃烧生成二氧化硫”，应说“生成一种有刺激性气味的气体”。（2）忌“无中生有”：描述要准确，不能漏掉关键现象，也不能添加虚假现象。例如，木炭在氧气中燃烧“发出白光”，不能描述成“火焰”。（3）忌“有因无果”：要描述完整，包括光、焰、色、热、烟、雾等。如镁条燃烧，要描述“耀眼的白光、放热、生成白色固体”。3、装置气密性的检查【基本实验技能】（1）微热法（适用于有塞子的容器）：将导管一端放入水中，用手紧握容器外壁，若导管口有气泡冒出，松开手后，导管中能形成一段稳定的水柱，则说明气密性良好。（2）液封法（适用于启普发生器或其简易装置，或带有长颈漏斗的装置）：先通过长颈漏斗向锥形瓶中加水，使长颈漏斗下端浸入液面以下（液封），然后关闭止水夹，再向长颈漏斗中加水，若观察到漏斗中液面不下降（或形成一段稳定的水柱），则气密性良好。（三）思维拓展与跨学科视野【素养提升】1、氧气的发现史【科学史话】了解舍勒和普利斯特里发现氧气，以及拉瓦锡通过定量实验推翻“燃素说”，建立科学的燃烧理论的过程，体会科学探究的艰辛与严谨。拉瓦锡的经典实验（曲颈甑中加热汞）是空气成分测定的奠基之作。2、绿色化学与环境保护【社会责任】空气污染物主要包括有害气体（二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮等）和烟尘。二氧化硫和氮氧化物是形成酸雨的主要原因。从实验室制氧的药品选择来看，用过氧化氢制氧比用高锰酸钾或氯酸钾更环保、节能，体现了绿色化学的理念（不用加热，节约能源；产物是水和氧气，无污染）。3、跨学科应用：物理与化学的结合空气中氧气含量的测定实验，本质上是利用化学反应消耗气体，导致压强变化，从而利用物理学中的压强差原理来测量体积。这是理化综合的典型范例。五、单元核心考点精炼与自测（一）重要考点速记口诀空气组成要记牢，七八氮气二一氧；零点九四稀有气，零点零三碳和杂。红磷燃烧测氧气，原理压强要变换；五分之一是结论，操作不当生误差。氧气性质挺活泼，能跟许多物质火；铁燃火星四射溅，硫燃蓝紫味刺激。碳燃烧来白光闪，磷燃冒烟是白烟；镁燃白光固体生，这些都是氧反应。实验室里制氧气，三种方法要分清；高锰酸钾需加热，棉花堵在管口边。氯酸钾和二化锰，混合加热氧气生；过氧化氢最方便，二化锰来把速提。催化剂，有特点，一变两很是关键；一变指的是速率，质和量都不改变。收集氧气排水法，纯净观察看气泡；向上排气也能用，干燥木条放口验。先查后定再点收，离熄顺序不能反；试管口要向下斜，冷凝水回防炸裂。（二）高频易错辨析【难点辨析】【易错点1】误认为“空气中氮气的体积分数是78%，氧气的质量分数是21%”。【辨析】空气中的成分比例指的是体积分数，不是质量分数。由于氮气和氧气的密度不同，它们的质量分数并不等于体积分数。【易错点2】误认为“催化剂就是加快反应速率的，且二氧化锰是万能催化剂”。【辨析】催化剂是“改变”反应速率，既可能加快，也可能减慢（如某些反应的负催化剂）。二氧化锰只是某些反应的催化剂，并非所有反应都需要它，也不是所有反应用它作催化剂。【易错点3】误认为“只要是生成一种物质的反应就是化合反应”。【辨析】化合反应必须是两种或两种以上物质生成一种物质的反应，强调的是反应物和生成物的种类关系。如果是一种物质生成几种物质，那是分解反应。化合反应是基本反应类型之一，有特定的形式要求。【易错点4】误认为“物质在氧气中燃烧的实验现象描述中，能说‘生成二氧化碳’”。【辨析】现象是人的感官可以直接感受到的，如光、热、烟雾、颜色变化等。生成物的种类需要通过进一步实验和分析推断得出，不能直接作为现象来描述。正确的描述是“生成一种能使澄清石灰水变浑浊的气体”。【易错点5】误认为“无色无味的气体一定是空气”。【辨析】很多气体都是无色无味的，如氧气、氮气、氢气、二氧化碳等。鉴别一种气体必须依据其特有的化学性质，而不能仅仅依靠物理性质。（三）综合计算与思维训练【能力提升】1、关于空气中各成分体积分数的简单计算例题：已知空气中氧气的体积分数为21%，某同学用红磷燃烧的方法测定空气中氧气含量，实验结束后，发现进入集气瓶中水的体积约为原集气瓶内空气体积的1/5。若集气瓶的容积为250mL（水面以上部分），实验前加入集气瓶中水的体积忽略不计，试计算：（1）理论上，进入集气瓶中水的体积是多少毫升？（2）如果实验测得的结果是42mL，请分析可能的原因（写出一条即可）。解析：（1）理论值：250mL×1/5=50mL。（2）实际测得42mL<50mL，导致结果偏小。可能原因有：红磷量不足；装置漏气；未冷却至室温就打开止水夹等。2、关于实验室制氧的定量分析例题：某同学取一定质量的氯酸钾和二氧化锰的混合物，其中二氧化锰的质量为2g。加热至不再产生气体为止，冷却后称量剩余固体混合物的质量为15.2g。请计算：（1）生成氧气的质量是多少克？（2）原混合物中氯酸钾的质量是多少克？（相对原子质量：K39,Cl35.5,O16）解析思路：本题考察质量守恒定律的应用。反应前后固体混合物的质量差即为生成的氧气质量。然后根据化学方程式，由氧气质量计算氯酸钾质量。（1）根据质量守恒定律，生成氧气的质量=反应前固体总质量反应后固体总质量。但题目未直接给出反应前总质量，仅给了MnO₂2g，反应后总质量15.2g。反应后固体为KCl和MnO₂的混合物，其中MnO₂质量不变仍为2g，所以生成KCl的质量=15.2g2g=13.2g。设参加反应的KClO₃质量为x。2KClO₃==(MnO₂,△)==2KCl+3O₂↑x