八年級科學下冊考點全突破-第1節 空氣與氧氣（原卷版）

第1節空氣與氧氣考點全突破【學習目標】1.掌握空氣的成分及及其作用2.掌握空氣中氧氣含量的測量方法3.掌握掌握氧氣的性質及相關現象4.掌握實驗室制取氧氣的方法【知識精講】一、空氣的主要成分空氣成分氮氣氧氣稀有氣體二氧化碳其他氣體和雜質體積分數78%21%0.93%0.04%0.03%（1）空氣組成成分探究：（2）空氣的利用：（1）O2的用途：供給呼吸；支持燃燒，也叫助燃，常用于焊接、切割金屬等方面。（2）N2：a性質：無色、無味的氣體，難溶于水；不支持燃燒。化學性質較穩定。b用途：燈泡中充氮氣可延長使用壽命；食品包裝充入氮氣可防腐；制造化肥、炸藥的重要原料；液氮可以做冷凍劑，醫療上用液氮冷凍麻醉或冷藏人體細胞組織等。（3）稀有氣體：a氦、氖、氬、氪、氙和氡等氣體的總稱，是混合物。b性質：無色、無味的氣體，難溶于水，化學性質不活潑。c用途：常用作保護氣；做光源（稀有氣體通電能發出不同顏色的光）。二、空氣中氧氣成分的測定：1、測定原理：在一個密閉容器內，用一種足量的易燃物質與空氣中的氧氣反應，生成一種固體，使容器內壓強減小。在大氣壓的作用下，水倒吸入密閉容器內的體積，即為空氣中氧氣的體積。2、裝置圖3、實驗現象：A、紅磷燃燒發出黃白色火焰，放出熱量，有大量白煙產生。B、待集氣瓶冷卻后，打開止水夾，水經導管進入集氣瓶，約占集氣瓶內空氣總體積的1/5。4、實驗結論：空氣中氧氣的體積約占空氣總體積的1/5。5、化學方程式：4P+5O22P2O56、注意事項：a.裝置的氣密性要好，（否則測量結果偏小）；b.所用的紅磷必須過量，過少則氧氣沒有全部消耗完，會導致測量結果偏小；c.要等集氣瓶（裝置）冷卻后才能打開彈簧夾，（否則測量結果偏小）；d.在實驗前，導管應預先注滿水，（否則測量結果偏小）e.要先夾住橡皮管，然后再點紅磷（否則測量結果偏大）；f.點燃紅磷伸入瓶中要立即塞緊瓶塞（否則測量結果偏大）。三、氧氣的制取1．實驗室里制取氧氣的方法有：分解H2O2和加熱分解KMnO4或KClO3，化學方程式為：（1）2H2O2MnO22H2O+O2↑（2）2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑（3）2KClO3MnO22KCl+3O2↑工業上用分離空氣制取氧氣。——物理變化2．在過氧化氫和氯酸鉀制取氧氣的反應中，用二氧化錳作為催化劑，它的作用是改變反應速度，本身的質量和化學性質在反應前后都不變。實驗室用高錳酸鉀制取氧氣的操作順序：第一步：檢查裝置的氣密性。第二步：將藥品裝入試管中，用一團棉花放在靠近試管口的地方，試管口略向下傾斜固定在鐵架臺上。第三步：用酒精燈外焰給試管加熱，先預熱。第四步：等氣泡連續均勻再用排水法收集氧氣。第五步：先撤導管，再滅酒精燈。氧氣的驗滿方法：將一根帶火星的木條放在集氣瓶口，若木條復燃，就證明已經收滿。【培優訓練】一、單選題1．高錳酸鉀、過氧化氫和氯酸鉀都可用于實驗室制取氧氣，下列有關這三種物質的說法正確的是()A．它們都含有三種元素，其中一種是氧元素B．它們制取氧氣的反應有兩個需要加熱，有一個在常溫下進行C．它們制取氧氣時均需用二氧化錳作催化劑D．它們制取氧氣的發生裝置相同2．如圖所示，將過氧化氫溶液滴入瓶中可觀察到的現象是()A．氣球脹大，紅墨水左移 B．氣球縮小，紅墨水右移C．氣球縮小，紅墨水左移 D．氣球脹大，紅墨水右移3．如圖是小徐用手掌總結氧氣的化學性質的表示方法，手指上的物質能與手掌心的氧氣反應。則下列說法正確的是()A．鐵在空氣中燃燒，生成四氧化三鐵B．煤脫硫的目的是減少二氧化硫的生成C．磷燃燒產生大量的白霧D．氧氣的化學性質非常活潑，可與所有的物質反應4．暖寶寶中的發熱劑是鐵粉、水和食鹽等，發熱劑能代替紅磷測定空氣中氧氣含量(裝置如圖所示)。以下對此改進實驗的敘述中，錯誤的是()A．此實驗的原理是利用鐵生銹消耗氧氣B．實驗前一定要檢查裝置的氣密性C．此實驗中發熱劑的多少不影響測量結果D．此實驗測出氧氣的體積分數約是18.3%5．空氣中氧氣含量測定的實驗裝置如圖所示。下列有關說法正確的是()A．燃燒匙中的紅磷越多，水位上升越高B．燃燒匙中的紅磷可以換成硫或木炭C．選用紅磷是因為反應可以消耗O2，生成固態的P2O5D．本實驗可以證明空氣中含有N2、O2、CO2和稀有氣體6．（2021八下·仙居期末）小科加熱氯酸鉀和二氧化錳的混合物來制取氧氣。在加熱過程中，該固體混合物中氧元素質量隨時間變化關系正確的是()A． B．C． D．7．（2021八下·仙居期末）下列有關模型或符號的說法正確的是()A．圖①中條形磁鐵的左端代表S極，右端代表N極B．圖②模擬人體呼氣的過程，此時胸腔的容積減小C．圖③表示只要不接觸高壓帶電體就不會引起觸電D．圖④中占空氣體積1%的其他成分全都是稀有氣體8．（2021八下·長興期末）下列科學家及其貢獻對應正確的是（）A．盧瑟福——發現原子中存在電子B．法拉第——通電導線周圍存在著磁場C．拉瓦錫——發現空氣由氮氣和氧氣組成D．奧斯特——電磁感應現象9．（2021八下·臨海期末）有關化學反應的現象描述正確的是()A．二氧化碳通入紫色石蕊試液中變渾濁B．木炭在氧氣中燃燒發光發熱并生成二氧化碳氣體C．鐵絲在氧氣中燃燒火星四射，并放出大量的熱，生成一種黑色的固體D．硫在氧氣中燃燒發出微弱的淡黃色火焰，生成一種有刺激性氣味的氣體10．（2021八下·濱江期末）如圖a是法國化學家拉瓦錫加熱汞研究空氣成分所用的裝置，他測出氧氣約占空氣總體積的1/5；如圖b是我們的用來測定空氣中氧氣含量的實驗裝置，實驗中吸入的水的體積往往小于剩余容積的1/5。下列關于這兩個實驗結果的解釋合理的是（）A．汞與氧氣反應生成物是固體，而紅磷燃燒產生大量氣體B．曲頸瓶整體成形，不需要連接，氣密性更好，避免漏氣C．紅磷點燃后再放入瓶中，會使集氣瓶中原有的空氣逸出D．現在空氣中氧氣含量與拉瓦錫所處的時代相比降低了11．（2021八下·蒼南期末）食品脫氧劑的主要成分為鐵粉，可用于測量空氣中氧氣的濃度。如圖所示，反應前AO的長度為L1，反應后BO的長度為L2，下列有關說法錯誤的是（）A．測量的原理利用了鐵生銹消耗管內氧氣B．實驗測得氧氣的質量分數為LC．實驗前應彈動玻璃管，使脫氧劑分布均勻且緊密D．脫氧劑應平鋪在玻璃管中，增加與氧氣的接觸面積12．（2021八下·浦江期末）下列對氧氣的性質與變化的判斷正確的是（）A．氧氣具有可燃性B．物質與氧氣發生的反應都屬于氧化反應C．物質在氧氣中的燃燒都能產生火焰D．工業上用分離液態空氣的方法制取氧氣是分解反應13．下列證明水電解實驗中兩極產生什么氣體的方法，正確的是()。A．用燃著的木條接近液面下降較多的玻璃管尖嘴處的氣體，氣體燃燒，出現淡藍色火焰，證明是氫氣B．用帶火星的木條接近液面下降較多的玻璃管尖嘴處的氣體，木條立即復燃，證明是氧氣C．用帶火星的木條接近液面下降較少的玻璃管尖嘴處的氣體，氣體燃燒，證明是氧氣D．用燃著的木條接近液面下降較少的玻璃管尖嘴處的氣體，氣體燃燒，出現淡藍色火焰，證明是氫氣14．（2021八下·西湖期中）下列反應中，既屬于化合反應，又屬于氧化反應的是（）A．鐵+氧氣→四氧化三鐵（點燃）B．水→氫氣+氧水（通電）C．鋅+稀硫酸→硫酸鋅+氫氣D．甲烷＋氧氣→燃二氧化碳+水（點燃）15．（2021八下·杭州期中）小金需收集一瓶約混有四分之一體積空氣的氧氣，下列操作正確的是（）ABCD集氣瓶中灌14水集氣瓶中灌34導管伸入到集氣瓶體積的14導管伸入到集氣瓶體積的34A．A B．B C．C D．D二、實驗探究題16．（2021八下·新昌期末）空氣中氧氣含量測定的再認識。[查閱資料]⒈白磷的著火點是40°C，紅磷的著火點是240℃，兩種物質的燃燒產物五氧化二磷是白色固體。⒉銅與氧氣在加熱的條件下生成黑色固體氧化銅。[經典賞析]教材中介紹了拉瓦錫用定量的方法研究了空氣的成分(實驗裝置如圖1)。該實驗與下圖另兩個實驗的原理相同，即通過物質和氧氣反應生成固體使密閉容器內氣壓(選填“增大”或“減小”)，大氣壓將水壓入，測出氧氣的含量。[實驗回顧]實驗室常用紅磷燃燒的方法測定空氣中氧氣的含量(裝置如圖2)，測出的氧氣體積分數明顯偏小。請你參與探究：[提出問題]造成誤差的原因是什么？如何改進課本實驗裝置？[猜想]甲同學：可能是瓶內殘留氣體中還有氧氣。乙同學：可能是燒杯中的水倒流結束后，導管內有部分水滯留。[交流與討論]打開彈簧夾的時機很重要，才可打開彈簧夾。[探究與反思]為驗證甲同學的猜想，將銅粉在殘余氣體中加熱，觀察到銅粉，說明甲同學的猜想是合理的。大家采用改進的實驗裝置(圖3)進行實驗，圖3裝置與圖2相比，優點有：。17．（2021八下·浦江期末）小明設計如圖所示的實驗裝置來同時完成燃燒條件的探究和空氣中氧氣含量的測定。裝置中注射器活塞與內壁摩擦非常小，可忽略不計。實驗操作步驟如下：步驟1：檢查裝置氣密性，且裝置氣密性良好。步驟2：將盛有足量白磷的燃燒匙放入空集氣瓶中，塞緊塞子，白磷不燃燒。步驟3：打開集氣瓶塞子，往瓶中倒滿80℃的熱水，并塞緊塞子，白磷仍然不能燃燒。步驟4：打開K1和K2，通過注射器從b管抽水，當瓶中液面剛低于燃燒匙底部時，立即同時關閉K1、K2，發現瓶中白磷燃燒，此時讀出注射器中水量為V1毫升，導管b中水的體積忽略不計。步驟5：待整個裝置冷卻至室溫時，只打開K2，發現注射器中的水剩余V2毫升。（1）白磷和紅磷在空氣中燃燒的現象相似。步驟4中，白磷燃燒的現象是。（2）結合步驟2、4，說明白磷燃燒需要的條件是。（3）該實驗測得空氣中氧氣的含量為（用V1、V2來表示）。（4）小明多次重復上述實驗，測得空氣中氧氣的體積分數遠大于21%，原因是。18．（2021八下·吳興期末）某同學為了探究二氧化錳對H2O2分解速率的影響，利用下圖所示裝置（夾持裝置略去）進行實驗，其中實驗1、實驗2加入二氧化錳，實驗3不加，實驗數據記錄如下：實驗1實驗2實驗32%的H2O2溶液體積/毫升202020溫度/攝氏度208020相同時間集氣瓶內氣體體積較多最多最少（1）三組實驗中，分解速率最快的是，你的判斷依據是。（2）實驗2中測定的反應速率往往相比真實值會偏大，其原因是。19．（2021八下·西湖期中）下面是學習“制取氧氣”后進行“氧氣的性質”的探究實驗，請回答：（1）連接儀器組裝成如圖2所示實驗裝置。某學生用抽拉法檢查該裝置的氣密性，發現被拉出的注射器活塞一段時間后又回到原來的位置，你認為該裝置是否漏氣？。（2）實驗室用高錳酸鉀制取氧氣，應選用的發生裝置是（填字母），實驗時該裝置的試管口應放一團棉花，其目的是；該反應的文字表達式為。若用E裝置收集產生的氧氣，實驗結束，停止加熱前要先將導管移出水面，再熄滅酒精燈，這是為了。若用過氧化氫溶液和二氧化錳制取氧氣，則用F裝置收集產生的氧氣，氣體應從（填“c”或“d”）端進入。（3）細鐵絲在氧氣中燃燒會火星四射（圖G）。某興趣小組對其產生原因進行探究。下表是他們將不同含碳量的鐵絲（鐵絲的直徑均為0.4mm）放入氧氣中燃燒時的實驗現象的記錄。請你分析回答：物質含碳0.05%的鐵絲含碳0.2%的鐵絲含碳0.6%的鐵絲燃燒時的現象劇烈燃燒、極少火星劇烈燃燒、少量火星（未填）通過對表中結果分析，火星四射的現象可能與鐵絲中的有關，表中未填的現象可能為。20．（2021八下·秀洲月考）同學們學習氧氣后發現，許多物質在氧氣中能劇烈燃燒。如圖1：鐵絲能在氧氣中燃燒，火星四射，劇烈燃燒，但沒有火焰，因為是固體物質燃燒。如圖2：蠟燭在氧氣中燃燒且有明亮的火焰。針對這些問題，同學們進行實驗，請你參與他們的實驗探究。（1）寫出實驗室用過氧化氫溶液和二氧化錳制取氧氣的化學方程式：。（2）點燃蠟燭，用坩堝鉗夾持一根尖嘴玻璃管，將其末端插入燃著的蠟燭燭心附近，一段時間后用火柴在玻璃管尖嘴處點燃，有火焰產生(如圖2所示)。由此可知，蠟燭燃燒產生的火焰是由(填“固態”或者“氣態”)石蠟燃燒形成的。要使該實驗成功，同學們認為尖嘴玻璃管不宜過長，原因是如果導氣管過長石蠟蒸氣會在導管中。21．（2021八下·蕭山月考）某興趣小組開展“測定密閉容器中某種氣體的體積分數”的探究實驗。【實驗1】按圖一所示裝置，用紅磷燃燒的方法測定空氣中氧氣的體積分數。【實驗2】按圖二所示裝置，在集氣瓶內壁用水均勻涂附鐵粉除氧劑（其中輔助成分不干擾實驗），利用鐵銹蝕原理測定空氣中氧氣的體積分數。（1）實驗1中，紅磷燃燒的主要現象是。紅磷熄滅后，集氣瓶冷卻至室溫，打開K，水能倒吸入集氣瓶的原因是。（2）為提高實驗的準確性，以上兩個實驗都需要注意的事項是（寫一點）。（3）實驗過程中，連接數字傳感器，測得實驗1、實驗2中氧氣的體積分數隨時間變化的關系分別如圖3、圖4所示。依據圖3、圖4信息，（填"實驗1”或“實驗2"）的測定方法更準確，判斷依據是。22．（2021八下·杭州月考）實驗室用過氧化氫溶液與二氧化錳混合制取氧氣時選用了右圖裝置。甲、乙、丙三名同學用所選裝置合作實驗過程中，橡皮塞突然彈飛，就此異常現象三名同學探究如下：【問題】為什么橡皮塞會突然彈飛呢？【查閱資料】①容器內瞬間產生氣體過多，壓強過大，可能導致橡皮塞彈飛。②化學反應速率與反應物的溶質質量分數、接觸面積、溫度、催化劑等因素有關。【猜想】甲同學：導氣管堵塞或彎折造成。乙同學：過氧化氫溶液用量過多造成。丙同學：過氧化氫溶液的溶質質量分數過大造成。【分析驗證】通過檢查實驗裝置發現導氣管沒有堵塞、彎折的情況；與實驗成功的小組交流，得知各小組所用過氧化氫溶液的溶質質量分數均相同。于是他們否定了（1）同學的猜想。請你設計實驗，驗證另一名同學的猜想是導致本次實驗橡皮塞彈飛的主要原因。實驗步驟實驗現象結論取兩支試管分別加入等質量的二氧化錳，再加入（2）.的反應較劇烈該同學的猜想正確【交流反思】老師建議他們可以通過改進發生裝置的方法，避免橡皮塞彈飛。請選擇你覺得最合適的發生裝置