第1讲空气氧气知识结构知识梳理考点1 空气的成分及用途 成分体积分数主要用途_a.制氮肥和硝酸的原料b化学性质稳定，可作保护气，用于食品防腐、灯泡填充气c液氮用于制造低温环境、(医疗上)冷冻麻醉_a.供给呼吸用于潜水、医疗急救和宇宙航行等b支持燃烧(助燃性)用于炼钢、气焊、化工生产等氮气78%氧气21%稀有气体(氦、氖、氩、氪、氙和氡等)0.94%a.性质稳定，用作保护气b通电时发出不同颜色的光，可制成霓虹灯c氦气是密度很小的气体，用于作探空气球的填充气二氧化碳0.03%a.不支持燃烧用于灭火b干冰(固体二氧化碳)升华吸热用于人工降雨c植物进行光合作用的原料d制汽水其他气体和杂质0.03%【巧学妙记】空气成分体积分数的记忆口诀：氮七八，氧二一，稀有气体零九四；还有两个点零三，二氧化碳和杂气。考点2 空气中氧气含量的测定(详见实验突破)1. 最早得出空气是由氮气和氧气组成的科学家是_。2. 实验原理红磷燃烧消耗密闭容器中的氧气，使密闭容器内压强减小，在外界大气压的作用下，进入容器内水的体积即为减少的氧气的体积。3. 化学方程式：4P5O2 =2P2O5。点燃拉瓦锡 考点3 空气的污染与防治 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。【温馨提示】二氧化碳属于空气的组成成分，不是空气污染物。但二氧化碳的含量过高，会导致温室效应。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。二氧化硫一氧化碳二氧化氮 可吸入颗粒物3. 空气污染的来源与防治措施主要来源防治措施化石燃料的燃烧 使化石燃料充分燃烧，大力推广使用脱硫煤 减少使用化石燃料 改变能源结构、开发新能源工厂排放的废气工业废气处理达标后再排放汽车尾气排放汽车燃料采用压缩天然气或液化石油气 使用乙醇(或甲醇)汽油、安装尾气净化装置减少使用私家车，推广普及公共自行车沙尘暴植树造林，增加绿化面积考点4 氧气的性质 1. 氧气的物理性质通常情况下，氧气是一种_、_的气体，密度比空气_，_溶于水。液氧是淡蓝色的，固体氧是淡蓝色雪花状的。2. 氧气的化学性质氧气是一种化学性质比较活泼的气体，在一定条件下可与很多物质发生化学反应，具有_性。带火星的木条在氧气中能够复燃，说明氧气能支持燃烧，具有_性，但氧气本身不燃烧，不具有可燃性，不能用作燃料。没有颜色没有气味略大不易氧化助燃(1)氧气与几种单质反应(化合反应)火星四射黑色固体3Fe2O2=Fe3O4点燃防止生成的高温熔融物溅落，使集气瓶炸裂 耀眼的白光白色固体 白光 淡蓝色 刺激性气味蓝紫色刺激性气味 吸收生成 的二氧化硫，防止生成物污染空气 白烟 淡蓝色水雾(2)氧气与几种化合物反应蓝色验纯验纯 【巧学妙记】红热的木炭，纯氧更旺燃，白光耀人眼，放热很明显，遇见石灰水，浑浊就出现；硫黄氧中燃，火焰显紫蓝，生成是气体，刺激人鼻咽，瓶底留有水，目的防污染； 铁丝纯氧燃剧烈，火星四射成黑色，瓶底铺沙(水)防炸裂。考点5 氧气的制取考点6 催化剂 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)。催化剂在化学反应中所起的作用叫做催化作用。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。改变化学反应速率质量化学性质O2N2H2CSPFeMgFe3O4P2O5MnO2KClKMnO4KClO3类型1 空气的成分及体积分数【例】(2017重庆B卷)空气中体积分数最大的是()氮气氧气稀有气体 水蒸气A 及 时 练 习 1. (2017潍坊)如图是空气成分体积分数柱状示意图，其中“a”代表的是()A. 氮气B. 氧气C. 二氧化碳D. 稀有气体(导学号12604000)A 2. 请根据要求回答下列问题：(1)空气中含量最多的气体是_(写化学式)。(2)空气的成分中体积分数居第二位的是_。3. (2017河南说明与检测)请从氮气、氢气、干冰、氯化钠和硫酸钠中选择适当的物质填空。(1)可充入食品包装袋中用以防腐的气体是_。(2)可用于人工降雨的物质是_。(3)可用作制氯气的原料是_。N2氧气(或O2)氮气干冰氯化钠类型2 空气的污染与防治 【例】(2017洛阳八校联考)空气中的固体颗粒物如PM2.5、PM10、PM10等过多易形成雾霾，它容易诱发呼吸道疾病。根据国务院发布的新的环境空气质量标准，下列项目不必列入监测范围的是()一氧化氮二氧化硫 二氧化碳 PM2.5C 及 时 练 习 1. 近年来我国多地出现雾霾天气，下列各项与形成雾霾无关的是()A. 工业粉尘B. 汽车尾气C. 煤炭燃烧 D. 风力发电2. (2017南京)下列行为会增加空气中PM2.5的是()A. 治理工地扬尘B. 露天焚烧垃圾 C. 使用公共自行车 D. 禁止焚烧秸秆DB3. (2017开封一模)我省2017年环境污染防治的目标是：要确保PM10、PM2.5浓度稳定下降，空气优良天数达到200天以上。下列说法不利于改善空气质量的是()A. 禁止销售、燃放烟花爆竹 B. 大力发展火力发电C. 改进汽车尾气净化技术D. 城市主要道路实行机械化洒水清扫B 类型3 氧气的性质【例1】关于氧气的说法错误的是()A. 是可燃物B. 工业上常用分离液态空气法制取C. 可供呼吸D. 通常情况下是无色、无味的气体A 【例2】(2017湘潭)下列对实验现象的描述，错误的是()(导学号12604001)A. 镁条在空气中剧烈燃烧，发出耀眼白光，生成一种白色固体B. 硫在氧气中燃烧产生明亮的蓝紫色火焰，生成无色有刺激性气味的气体C. 铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成一种红色固体D. 将少量高锰酸钾放入水中，所得溶液呈紫红色C 难点突破：在描述物质燃烧的现象时，要抓住以下规律进行突破：1. 描述方法描述实验现象时，首先描述可燃物本身的颜色、状态，再围绕“一光二热三生成”，即：(1)燃烧时产生的光(或火焰、烟、雾)的颜色(2)放出热量(3)生成物的颜色、状态、气味或其他性质2. 描述时的注意事项(1)在描述实验现象时不能“直呼其名”，不能错把实验结论当做实验现象。如铁在氧气中燃烧生成黑色固体是现象，而生成黑色的四氧化三铁是结论。(2)a.注意“烟”、“雾”的区别 “烟”是物质燃烧时产生的固体小颗粒扩散形成的现象；“雾”是物质燃烧生成的小液滴分散到另一种气体中形成的现象。 b注意“火光”和“火焰”的区别 “火光”是可燃性固体直接燃烧产生的；“火焰”是气体、固体或液体汽化后燃烧产生的。及 时 练 习 1. 下列物质在氧气中燃烧，产生白色固体的是()A. 铁丝B. 红磷C. 木炭D. 硫2. (2017河南说明与检测改编)下列有关实验现象的描述中正确的是()A. 把铁丝伸入盛有氧气的集气瓶中，剧烈燃烧B. 硫在氧气中燃烧，产生有刺激性气味的气体C. 氢气在空气中燃烧产生蓝色火焰D. 木炭在空气中燃烧发出白光BB3. 下列实验现象的描述中，正确的是 ()A. 铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成黑色固体四氧化三铁B. 镁在氧气中燃烧，发出耀眼的白光，生成白色固体C. 红磷在空气中燃烧产生大量的白雾D. 木炭在氧气中燃烧，生成有刺激性气味的气体B 实验1空气中氧气含量的测定1. 实验原理：利用红磷燃烧消耗密闭容器内空气中的_，使密闭容器内的_，在外界大气压的作用下，将水压入容器内，进入容器内水的体积即为减少的_。反应的化学方程式是_。氧气压强减小氧气的体积 2. 实验装置：如下图所示。【注意】集气瓶内加少量水，一是为了防止灼热的燃烧产物溅落炸裂集气瓶；二是为了吸收红磷燃烧后生成的产物白色固体五氧化二磷。3. 实验现象：(1)红磷燃烧产生大量的_。(2)进入集气瓶中水的体积约占集气瓶中空气体积的_。4. 实验结论：空气中氧气的体积约占空气总体积的 。白烟 5. 红磷替代品应满足的条件(1)可燃物能够在空气中燃烧。不能选用铁丝代替红磷，因为铁在空气中不易燃烧。(2)可燃物在空气中燃烧时只能与氧气反应，不能消耗其他的气体。不能选用镁代替红磷，因为镁不仅与氧气反应，也能与二氧化碳、氮气反应，使集气瓶内减少的气体体积不全是氧气的体积。(3)可燃物燃烧时生成固体或生成的气体易被溶液吸收。如用硫粉代替红磷时，集气瓶中应盛放NaOH浓溶液。6. 实验成功的关键及误差分析 成功的关键原因对结果的影响红磷要足量红磷不足，氧气不能被耗尽装置不能漏气装置漏气会使装置外的空气进入集气瓶待集气瓶冷却到室温后再打开弹簧夹过早打开弹簧夹，由于装置内气体温度偏高，压强偏大，导致进入瓶中水的体积偏小测量结果偏低弹簧夹要夹紧弹簧夹没夹紧，红磷燃烧时集气瓶内气体受热顺着导管逸出，最终进入集气瓶中的水的体积偏大点燃红磷后，将燃烧匙立即伸入集气瓶中燃烧匙伸入过慢会使装置内的气体受热逸出，导致进入瓶中的水的体积偏大测量结果偏高7. 改进装置 对此实验方案的改进主要从两方面入手：一是达到红磷着火点的方式的改进，或将红磷换成白磷，通过光、热、电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；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。【例】测定空气中氧气含量的实验装置如图所示 甲图甲图 乙图乙图 (1)实验过程中，观察到的主要现象是_，打开弹簧夹后_。(2)实验结果：空气中氧气含量与正常值比较明显偏低，其操作上的原因可能是：_(要求答出一种)。(3)实验结束后，推测集气瓶中剩余气体有何性质_，_。(任写两条)(4)上述乙图是对甲图(甲中红磷用酒精灯点燃)实验改进后的装置图，你认为改进后的优点是：_。红磷燃烧产生大量白烟水进入集气瓶的体积约占集气瓶中空气体积的瓶塞未塞紧，装置漏气(或过早打开弹簧夹、或红磷量不足等)不溶于水不支持燃烧装置始终密闭，空气没有逸出，实验结果准确实验2氧气的实验室制取1. 氧气的实验室制取复燃集气瓶瓶口瓶口有大气泡冒出 一团棉花向下水槽中的水倒吸而使热的试管炸裂伸入液面以下连续均匀b进a出a进b出b进a出a进b出【例】实验室常用如图所示装置制取气体，据图回答有关问题：(1)写出指定仪器的名称_。(2)若 选 用 装 置 AE来 制 取 氧 气 ， 写 出 化 学 方 程 式_。用E装置收集氧气，当管口出现什么现象时收集最佳？试管当管口均匀而连续地冒出气泡时再收集。(3)B和C装置均可作用过氧化氢制取氧气的发生装置，相比B装置来说C装置的主要优点是什么？(4)若用装置F来收集氧气，则气体应从 _(填“a”或“b”)口进。若用该装置采用排水法收集氧气，请简述操作步骤。通过弹簧夹开关控制试管内的压强，从而控制反应的发生和停止。a先将该装置装满水，再将氧气从b口通入。 (5)确定C作为气体发生装置应满足的条件是什么？(6)实 验 室 较 环 保 的 制 取 O2的 反 应 的 化 学 方 程 式 为_。反应物是块状固体和液体，反应条件为常温。 命题点1 空气的成分及体积分数1. (2017河南15题第一空1分)空气中体积分数约为21%的气体是_。2. (2016河南13题第一空1分)空气中体积分数约为78%的气体是_。3. (2014河南14题第一空1分)空气的成分中体积分数最大的是_。4. (2012河南11题第一空1分)请从氢气、氧气、氮气、二氧化碳中选择适当的物质填空：空气中体积分数最大的是_。O2(或氧气)N2(或氮气)N2(或氮气)N2(或氮气)命题点2空气的污染与防治1. (2015河南1题1分)下列各项中，属于我国环境空气质量标准基本监控项目的是()A. SO2浓度 B. O2浓度C. N2浓度 D. H2O浓度 A 2. (2014河南2题1分)下列物质排放到空气中，不会造成大气污染的是()A. SO2 B. O2 C. CO D. NO23. (2013河南3题1分)下列各项中，不属于我国环境空气质量标准基本监控项目的是()A. 二氧化硫浓度 B. 氮气浓度C. 二氧化氮浓度 D. PM2.5浓度BB命题点3氧气的性质1. (2015河南4题1分)下列物质在氧气中燃烧，生成物是黑色固体的是()A. 木炭 B. 铁丝 C. 镁条 D. 红磷2. (2012河南4题1分)下列物质在氧气里燃烧，能生成有刺激性气味气体的是()A. 铁丝 B. 硫 C. 镁条 D. 木炭B B 3. 2017河南25题(1)题1分相同质量的磷、铁、镁分别在氧气中完全燃烧，消耗氧气最多的是_。(导学号12604003)4. 2013河南17(2)题1分氧气性质比较活泼，能支持燃烧。(2)做铁丝在氧气中燃烧实验时，集气瓶中预先加少量水或铺一层细沙的目的是什么？磷防止生成的高温熔融物溅落炸裂瓶底。 命题点4氧气的实验室制取1. 2016河南21(1)题2分如图是实验室制取气体的常用装置。(1)实验室用KMnO4制取O2应选用的一套装置为_(填字母代号)；该反应的化学方程式为_。AD(或AE) 2. 2013河南17(1)题1分氧气性质比较活泼，能支持燃烧。(1)如何验证一瓶无色气体是氧气？将带火星的木条伸到集气瓶中，若木条复燃，则该气体为氧气(或将燃着的木条伸入集气瓶中，若木条燃烧得更旺，则该气体为氧气)。3. 2013河南19(1)题1分在实验室中可选择如图装置制取气体。(1)若选择A、F组合一套装置制取了某气体，请写出有关反应的化学方程式。4. 2012河南19(2)(4)题2分如图是实验室制取气体的装置。(2)写一个A装置制取O2的化学方程式。(4)若用D装置采取排水法收集O2，请简述操作步骤。先将集气瓶装满水，再将O2从b口通入。