中考科学一轮复习讲义 讲解部分 第2篇 主题1 第3单元 空气1Word文档下载推荐.docx
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③待白磷熄灭，锥形瓶冷却至室温后，打开弹簧夹。
还可观察到的现象是注射器中的水自动喷出，当注射器中的水还剩约__8__mL时停止流下。
（3）从正反两方面举例说明氧气与人类生活的关系：
正：
__供给呼吸（合理即可）__；
反：
__物质的氧化，如铁生锈（合理即可）__。
一、空气的主要成分
考点1 知道空气的主要成分和氧气、氮气在空气中的体积分数（a）
主要成分：
__氮气78%__、__氧气21%__，稀有气体0.93%，二氧化碳0.04%，水蒸气等其他气体和杂质0.03%。
（均为体积分数）
1．N2是工业上生产硝酸和氮肥的重要原料；
液态氮常用作__冷冻剂__；
因为N2的化学性质较不活泼，所以可用于__食品防腐、保鲜__，还可用于延长灯泡的使用寿命。
医疗上常用液氮__冷冻麻醉__或冷藏人体细胞组织。
2．O2是供给呼吸的重要物质；
可用作__助燃剂__，用于钢铁冶炼、金属焊接等。
3．稀有气体（包括氦、氖、氩、氪、氙、氡等），因为化学性质__不活泼__，常用作保护气；
通电时能发出不同颜色的光，故可制成各种用途的__电光源__，如航标灯、闪光灯、__霓虹灯__等。
4．CO2是光合作用的原料；
固态CO2（俗称__干冰__）可作制冷剂，用于冷藏、__人工降雨__等；
在工业上可用于制纯碱、尿素、汽水；
还可用于灭火；
也常用作气体肥料。
CO2在空气中的含量很少，故不采用分离空气的方法制取。
二、臭氧层、温室效应
臭氧层主要分布在大气平流层中，臭氧能杀死__细菌和病菌__，臭氧层可以吸收大部分的__紫外线__，对生物起到保护的作用。
禁止生产和使用含氯氟烃的制冷剂、发泡剂、洗洁剂、喷雾剂等化学物质。
由于人类大量使用煤、石油、天然气等化石燃料，加上森林面积因乱砍滥伐而急剧减少，大气中二氧化碳的含量增加较快。
地面吸收的太阳光辐射热量不易散失而使得__全球变暖__，这种现象叫做“__温室效应__”。
能造成“温室效应”的气体有：
__CO2、臭氧（O3）__、甲烷（CH4）、水蒸气（H2O）、氧化亚氮（N2O）、氟氯烃、全氟碳化物及六氟化硫等。
适度的“温室效应”能保证地球上的气温恒定，适于动植物生存，适宜的“温室效应”对于人类和各种生物来说是非常有益的。
但“温室效应”会使大气温度过高，引起气候反常。
全球变暖可能导致两极的__冰川融化__，使海平面__上升__，淹没部分沿海地区；
也会导致土地沙漠化、沙尘暴等，给人类带来灾难。
考点5 说出防止温室效应加剧的相关措施（a）
减少使用煤、石油等燃料；
开发利用太阳能、风能等新能源；
大力植树造林；
禁止乱砍滥伐等。
三、空气污染
空气中污染物的主要来源：
煤、石油燃烧排放的废气和烟尘、工业废气、汽车尾气等。
防治空气污染的方法：
__控制污染源__，减少废气的排放，提倡使用无污染能源，加强__空气质量预报__，改善环境状况，加强植树造林力度等。
空气质量日报和预报
（1）主要内容包括：
“空气质量指数”“空气质量等级”“首要污染物”等。
（2）目前计入空气质量指数的污染物有：
__SO2__、__CO__、__NO2__、__O3__和__颗粒物__等。
四、氧气
氧气的物理性质：
通常状况下，氧气是__无色、无味__的气体，不易溶于水，密度比空气密度略大。
考点2 说出实验室制备、收集氧气的原理、装置及主要步骤（a）
1．氧气的实验室制法
反应原理
2H2O2
2H2O＋O2↑
2KMnO4
K2MnO4＋MnO2＋O2↑或2KClO3
2KCl＋3O2↑
实验装置
收集方法
①__排水集气法__（氧气不易溶于水）
②__向上排空气法__（氧气密度比空气密度大）
验满方法
将带火星的木条放在__集气瓶口__，木条__复燃__（向上排空气法）
检验方法
将带火星的木条放在__集气瓶中__，木条__复燃__
注意事项
长颈漏斗末端要伸到__液面以下__（分液漏斗则不必）
（1）试管口略向下倾斜
（2）铁夹夹在试管中上部
（3）实验完毕，先__移出导气管__，再熄灭酒精灯
（4）用KMnO4制O2时，试管口放一团棉花
记忆卡片
制氧气口诀
口诀1：
二氧化锰氯酸钾，混合均匀把热加。
制氧装置有特点，底高口低略倾斜。
口诀2：
实验先查气密性，受热均匀试管倾。
收集常用排水法，先撤导管后移灯。
口诀3：
查装定点收离熄（谐音：
茶庄定点收利息）。
2．氧气的工业制法：
空气冷冻分离法，利用液氧、液氮的沸点不同进行分离，属于物理变化。
考点3 举例说明氧气的主要化学性质——氧化性（b）
（1）氧气的化学性质比较活泼，表现为有__助燃性__和__氧化性__。
（2）部分物质在空气和氧气中反应现象对比
反应物的名称
反应物的色态
在空气中燃烧的现象
在氧气中燃烧的现象
木炭（主要成分是碳）
__黑色__固体
木炭__红热__，无烟，无焰，生成无色无味气体
剧烈燃烧、发__白光__，放热，生成无色无味气体（该气体可使澄清石灰水变浑浊）
硫黄（硫）
黄色粉末
__微弱的淡蓝色火焰__，无烟，生成有刺激性气味的气体
剧烈燃烧，发出__明亮的蓝紫色火焰__，放热，生成有刺激性气味的气体
红磷（磷）
暗红色__固体__
黄白色火焰，放热，有__大量白烟__产生
剧烈燃烧，__耀眼的白光，放热，生成大量的白烟__
铁
银白色固体
持续加热发红，离火后变黑
用火柴引燃细铁丝，__剧烈燃烧__，放热，熔成小球，__火星四射，生成黑色固体__
镁
剧烈燃烧，发出__耀眼的白光__，放热，生成__白色__粉末状固体，有白烟
铝箔
剧烈燃烧，放出大量的热，发出__耀眼的白光__，生成白色固体
石蜡（主要含碳、氢元紊）
白色固体
黄白色光，明亮的火焰，放热，稍有黑烟
剧烈燃烧，发白光，放热，用小烧杯罩在火焰上，__内壁有水珠__，有使__澄清石灰水变浑浊__的无色无味气体生成
氧气的主要用途：
__供给呼吸和帮助燃烧__。
如急救时常用氧气来帮助病人__呼吸__；
氧气与燃料燃烧后产生的高温火焰可用于切割或焊接金属。
将带火星的木条放在__集气瓶中__，木条__复燃__。
类型一 空气的组成及用途
典例1[2019·
广州]空气是一种宝贵的资源，下列生产生活中用到的气体不是来自空气的是（ A ）
A．作为燃料电池燃料的H2
B．用于生产氮肥的N2
C．用于医疗急救的O2
D．用于飞艇的He
跟踪训练1[2018·
兰州]空气是我们每天都呼吸的“生命气体”。
下列说法错误的是（ A ）
A．空气中氮气的质量分数为78%
B．空气中氧气能供给呼吸和支持燃烧
C．空气中二氧化碳是造成温室效应的气体之一
D．空气中的稀有气体所占比例虽小，但用途广泛
类型二 探究空气中氧气的含量
典例2[杭州滨江区一模]小乐利用图甲所示装置测定空气中氧气的含量，其中燃烧匙内的白磷用电加热装置点燃，瓶内气压用气体压强传感器测定，其变化如图乙所示。
则下列分析合理的是（ D ）
A．t1时刻后的一段时间内瓶内气压显著增加，其原因是白磷燃烧产生大量白雾
B．从瓶内气压达到最高点直至t2时刻，瓶内温度始终保持不变
C．通过t2时刻瓶内的气压值，可以计算得出氧气约占空气质量的
D．t3时刻后的一段时间内瓶内气压又显著增加，其原因是气体的体积减小
跟踪训练2[温州中考]为验证空气中氧气的体积分数，小明按图甲所示的装置进行了多次实验，发现每次测得的氧气体积分数总是远小于21%。
他认为误差主要由实验装置造成，于是改用图乙装置进行实验，步骤如下：
①连接装置并检查气密性；
②在量筒内加入100mL的水；
③在广口瓶中加入少量水，使瓶内空气体积为250mL；
④在燃烧匙内放入过量的红磷，塞紧瓶塞，关闭止水夹，接通电源使电烙铁发热，点燃红磷后，断开电源；
⑤燃烧结束并充分冷却后，打开止水夹，待量筒内水面不再下降时，记录量筒内水的体积为65mL。
（1）小明按图甲装置进行实验时，该如何检查装置的气密性？
__将导管一端插入水中，用手捂住广口瓶外壁，观察水中的导管口是否有气泡冒出，如果有气泡冒出，说明装置气密性好__。
（2）与装置甲相比，装置乙中使用电烙铁可以减小实验误差，其原因是__改进后的装置无需打开瓶塞点燃红磷，避免瓶内空气外逸而造成实验误差__。
（3）根据本实验数据，计算出空气中氧气的体积分数为__14%__。
小明发现，测量结果与真实值仍有较大差距，查阅资料发现，引起本实验的误差除装置外，还与可燃物的性质有关。
类型三 氧气的性质及应用
典例3下列关于氧气的说法中错误的是（ B ）
A．铁丝在氧气中燃烧的实验中，铁丝上绑火柴是为了引燃铁丝
B．氧气支持燃烧，是一种高能清洁燃料
C．硫在氧气中燃烧的实验中，集气瓶底放一些水是为了吸收二氧化硫防止空气污染
D．氧气可用排水法或向上排空气法收集
跟踪训练3下列关于氧气的说法中，不正确的是（ A ）
A．氧气能支持燃烧，所以氧气可作燃料
B．氧气能使带火星的木条复燃
C．氧气在工业上可用分离液态空气法获得
D．实验室加热高锰酸钾制取氧气时，试管内靠近导管处放一团蓬松的棉花
【点悟】 氧气的助燃性不等于可燃性，这是一个常见的易错点。
类型四 掌握氧气的制取、检验与性质综合题
典例4[2019·
台州]某同学以高锰酸钾为原料制取氧气。
（1）用如图方法检查装置的气密性，使劲捂住试管却仍观察不到导管口有气泡冒出。
若此装置气密性良好，为顺利完成该装置的气密性检查，提一条合理建议：
__双手分开握，增大与试管的接触面积（或“用冷水冲刷试管外壁，擦干后再重新实验”“用冷水冲刷试管外壁，导管中形成一段水柱”“用酒精灯加热试管”“把试管浸入热水”等合理均可）__。
（2）清洗试管时，试管中的固体物质落在衣服上，留下了黑点，用彩漂液（主要成分是过氧化氢）清洗，黑点处迅速产生气泡，请用化学反应方程式表示气泡产生的原因：
__2H2O2
2H2O＋O2↑__。
跟踪训练4[2020·
预测]如图所示的仪器常用于实验室制取气体。
请回答下列问题：
（1）仪器⑧的名称是__长颈漏斗__。
（2）欲使用高锰酸钾制取氧气，应选择的仪器组合（不含收集装置）是__③④⑥⑨__（填序号），反应的化学方程式为__2KMnO4
K2MnO4＋MnO2＋O2↑__。
（3）如果要做铁丝在氧气中燃烧的实验，收集氧气时要在瓶底留一些水，其原因是__防止高温熔融物溅落炸裂瓶底__。
【点悟】 气体发生装置和收集装置的选择是常见的气体制取题目考查内容，需要根据反应的条件和反应物的状态选择合适的发生装置，根据气体的密度和溶解性选择合适的收集方法。
类型五 关于影响氧气制取速率因素的综合题
典例5[2019·
温州]过氧化氢溶液保存时，因缓慢分解导致质量分数变小（化学方程式为2H2O2===2H2O＋O2↑）。
为探究酸碱性对过氧化氢分解快慢的影响，小明利用图甲装置，每次实验往锥形瓶中加10g30%过氧化氢溶液，再滴加调节剂，使其pH分别从3依次调至13，在60℃反应温度下进行实验，获得数据如图乙。
（1）氧气能用排水法收集，是因为__氧气不易溶于水__。
（2）根据本实验结果，对实验室常温保存过氧化氢溶液提出合理的建议：
__在pH约为3～5的酸性条件下保存__。
（3）某次实验中，当10g溶质质量分数为30%的过氧化氢溶液分解产生0.32g氧气时，剩余过氧化氢溶液的溶质质量分数为多少？
（滴加的试剂对溶液质量的影响忽略不计，计算结果精确到1%）
【答案】解：
设当产生氧气0.32g时，消耗掉过氧化氢的质量为x。
2H2O2===2H2O＋O2↑
68 32
x 0.32g
＝
，x＝0.68g，
剩余过氧化氢质量m＝10g×
30%－0.68g＝2.32g，
剩余过氧化氢溶液的溶质质量分数为
×
100%≈24%，
答：
剩余过氧化氢溶液的溶质质量分数为24%。
跟踪训练5[2018·
金华丽水]小君和小英同学发现：
带火星的竹签在空气中不会复燃，若用装有60%水的集气瓶倒置在水槽中收集氧气，得到的气体能使带火星的竹签复燃，为了找到能使带火星竹签复燃的氧气含量最小值，她们进行了如下探究：
【设计实验】小君设计了如图的装置，该装置的圆底烧瓶中放入25mL水的目的是__稀释过氧化氢溶液，减缓过氧化氢的分解速度__。
【实验研究】第一组实验：
取3只集气瓶，编号为①②③，分别装入15%、30%和45%的水，盖上盖玻片倒置在水槽中。
当气泡__连续、均匀__放出后，将导管口伸入集气瓶把其中的水全部排出，然后把相同的3支带火星竹签分别插入①～③号瓶中，记录实验现象。
获得第一组实验现象后，小君又做了第二组实验，并记录实验现象，两组实验数据和现象见表：
实验分组
第一组
第二组
实验序号
①
②
③
④
⑤
⑥
集气瓶装水的体积分数（%）
15
30
45
34
38
42
带火星的竹签状况
亮
很亮
复燃
得出上述两组实验现象后，小英认为还不能确定能使带火星的竹签复燃的氧气含量最小值，需继续进行实验。
则实验序号⑦的集气瓶装水的体积分数应该是__36__%。
【实验结论】再经过数次实验并计算后得出：
能使带火星的竹签复燃的氧气含量最小值为48.7%。
【继续探究】小君认为采用该方法收集的氧气中含有一定量的水蒸气，请你提出实验改进的措施：
__收集氧气前增加气体的干燥装置，再用排油法收集氧气__。
不理解空气中氧气含量测定实验原理致错
典例6图甲所示装置可用于测定空气中氧气的含量，其中与集气瓶相连的压强传感器等电子设备能将集气瓶内气体压强精确地记录并保存下来。
图乙、图丙是用该装置测得的红磷和木炭分别在集气瓶中燃烧的压强—时间关系图（该装置气密性良好，p0是集气瓶内初始气压，p和p′分别是反应结束后恢复到室温时集气瓶内的气压）。
下列说法正确的是（ B ）
A．燃烧匙内所装红磷或木炭的多少对实验结果无影响
B．反应开始时集气瓶中压强瞬间变大是由燃烧放热造成的
C．p＝0.79p0，p′＝p0是因为红磷的着火点比木炭低
D．由图丙可推出空气中氧气的含量
跟踪训练6[2018•汕头濠江区模拟]某科学小组利用如图所示实验装置测定空气中氧气的含量（部分固定装置已略去）。
关于该实验有下列说法：
①向烧杯中加水是为了提高烧杯内的温度；
②白磷燃烧会放出大量的白雾；
③白磷的量不足，会使测定的结果偏大；
④实验中可观察到，注射器的活塞先向右移动，后向左移动；
⑤若白磷的量充足，试管内净容积为50mL，反应后冷却至室温，活塞停止在40mL附近。
其中正确的是（ B ）
A．①②③ B．①④⑤ C．②③⑤ D．③④⑤
测定空气中氧气含量
1．教材实验原理图
2．实验原理
红磷与空气中的氧气发生反应，生成了五氧化二磷固体，使得瓶内气压减小，烧杯中的水被大气压压入集气瓶中。
本实验用的是转换法，利用进入瓶中水的体积反映空气中氧气的体积。
3．实验结论
（1）结论一：
氧气约占空气体积的五分之一。
（2）结论二：
氮气不与红磷反应，也不溶于水。
4．实验关键点
（1）分析实验原理：
是否可以用常见能与氧气反应的金属或非金属代替，如碳、硫、镁、铁等，理由是什么？
能否改进之后使此药品可以使用？
（2）分析实验现象：
红磷燃烧的现象，止水夹打开后的集气瓶内进水的现象及进水的大致体积，其中量的描述是关键。
（3）分析实验结论：
本实验不是精确的定量实验，获得的结论是氧气约占空气总体积的五分之一。
当然，可以通过改进实验装置来增加实验的精确度。
（4）评价实验方案：
装置简单，操作方便，实验成功率高。
但是红磷在空气中点燃不环保；
集气瓶的刻度不精确，导致实验结果不够精确。
（5）实验过程中，遇到问题之后的处理方法：
①若点燃红磷后，未迅速伸入集气瓶，且未塞紧瓶塞，会导致集气瓶内空气逸出，使测量结果不准确，应重新做实验；
②若未等集气瓶内气体冷却便打开止水夹，会导致测量结果不准确，应重新做实验。
5．实验结果出现偏差
（1）偏差产生的原因：
①测定结果小于21%的原因
a．红磷的量不足
原因：
红磷不足，则不能将集气瓶内空气中的氧气完全反应掉，集气瓶内水面上升不到原瓶内空气体积的1/5，导致测定结果偏低。
b．集气瓶橡胶塞漏气
当集气瓶内氧气耗尽时，瓶内压强减小，瓶外空气会进入集气瓶内，导致进入集气瓶内水的体积减少，使测定结果偏低。
c．装置未冷却到室温就打开止水夹
温度较高气体压强较大，进入集气瓶内水的体积减少，导致测定结果偏低。
d．导管中未注满水
燃烧冷却后进入的水有一部分留在导管中，所以进入集气瓶内水的体积偏少，导致测定结果偏低。
e．氧气浓度过低
红磷不能继续燃烧，瓶内仍残余少量氧气，导致测定结果偏低。
②测定结果大于21%的原因
a．将点燃的燃烧匙伸入瓶内太慢
放出了热量将瓶内部分空气赶出瓶外；
冷却后打开止水夹，进入集气瓶内水的体积大于1/5，导致测定结果偏高。
b．止水夹未夹紧
如果不夹紧，红磷燃烧放出的热量会使一部分空气逸出，最后造成进入集气瓶内水的体积大于1/5，导致测定结果偏高。
（2）减小偏差的方法：
红磷足量；
装置气密性良好；
操作正确；
燃烧匙放置时不能太靠近集气瓶底部或顶部。
6．实验拓展
改进教材实验的弱点，使实验结果更精确，使实验更环保：
如下面的这些装置，图①可以通过凸透镜聚光点燃集气瓶内的白磷，避免空气污染；
图②～⑥都是在装置内点燃红磷或白磷，且容器有精确的刻度，能更精确测得空气中氧气的体积。
（注：
图⑥中，金属梯由不活泼金属丝制成，在凸起的部分放上小块白磷，依靠凸透镜聚光加热使得白磷从下到上依次燃烧，该方法相对大块白磷的优点是缓慢燃烧，能充分消耗试管内的氧气）
典例7图甲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__C__。
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，广口瓶冷却后打开止水夹
（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__一氧化碳__。
（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__增大与氧气的接触面积，加快缓慢氧化__。
（4）在上述三个实验操作都正确的情况下，与另外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，推测其主要原因是__实验在密闭体系中进行，读数更准确__。
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