（一）空气与氧气
考点01. 空气的成分
1．（2021·湖南）下列气体中，在医疗麻醉和食品防腐等方面有着广泛用途的是（ ）
A．O2B．N2C．CO2D．H2O
【答案】B
【解析】
A、氧气具有氧化性，能氧化食品，此选项不正确；
B、氮气化学性质不活泼此，食品包装时充氮以防腐；医疗上可用液氮冷冻麻醉等，此选项正确；
C、二氧化碳不能用于医疗麻醉，此选项不正确；
D、水不能用于医疗和食品防腐，此选项不正确。
故选：B。
2．（2021·山东）下列有关空气各成分的说法错误的是（ ）
A．氧气能供给生物呼吸，支持燃料燃烧
B．二氧化碳是植物进行光合作用必需的物质
C．氮气的化学性质不活泼，可用作食品防腐
D．稀有气体通电发出各种不同颜色的光是化学变化
【答案】D
【解析】
A、氧气能供给生物呼吸，氧气具有助燃性，可以支持燃料燃烧，此选项正确；
B、绿色植物的光合作用是二氧化碳和水在光照的条件下，在叶绿体中反应生成葡萄糖和氧气，所以二氧化碳是植物进行光合作用必需的物质，此选项正确；
C、氮气化学性质不活泼，通常不与其他物质发生反应，可用作食品防腐，此选项正确；
D、稀有气体充入霓虹灯里，通电时会发出不同颜色的光，没有新物质生成，发生的是物理变化，此选项错误。
故选D。
3．（2021·湖南株洲）二百多年前用定量方法研究了空气的成分，并得出氧气约占空气总体积1/5结论的科学家是（ ）
A．张青莲B．门捷列夫C．拉瓦锡D．屠呦呦
【答案】C
【解析】
拉瓦锡用定量方法研究了空气的成分，并得出氧气约占空气总体积1/5，故选：C。4．（2021常州模拟）在图1所示装置中燃烧红磷来测定空气中的氧气含量,并用传感器记录集气瓶中压强随时间变化的情况,得图2所示数据。下列说法正确的是（ ）
A． a点处压强增大是因为少量空气进入
B． ab段压强减小的原因只有氧气被消耗
C． c点时打开了弹簧夹
D． d点集气瓶中的温度一定等于室温
【答案】C
【解析】根据红磷燃烧能够消耗空气中的氧气，氧气消耗后，容器中的气压减小，在外界大气压作用下，水进入容器，进入容器中的水的体积即为容器中空气中的氧气体积进行分析。A． a点处压强增大是因为红磷燃烧放出热量造成的，故A错误；B． ab段压强减小的原因是氧气被消耗和温度逐渐降低造成的，故B错误；C． 通过图2所示可以看出，从c到d压强快速增加是因为打开了弹簧夹，水进入了集气瓶，故C正确；D． 从d点往后，压强增大变得缓慢了，但不能说d点集气瓶中的温度一定等于室温，故D错误。故选：C。
5．（2019•玉林）图1所示装置可用于测定空气中氧气的含量，图2是用该装置测得实验过程中集气瓶内气压与时间关系图（该装置气密性良好，p0是集气瓶内初始气压）。下列说法正确的是（ ）
A．红磷的多少对实验结果无影响
B．集气瓶中气压瞬间变大是O2迅速消耗造成的
C．c点时反应刚好停止
D．b、c、d点时集气瓶中所含物质相同
【答案】D
【解析】A．在测定空气中氧气的含量实验中，红磷要过量，故A错误；
B．集气瓶中气压瞬间变大是红磷燃烧放热造成的，故B错误；
C．a点温度最高，由此可知，在a点时反应刚好停止，故C错误；
D．在a点反应已经结束了，b、c、d点时集气瓶中所含物质相同，故D正确。
故选：D。
6．以下四个实验装置，可用于“测定空气中氧气的含量”。请认真分析，回答下列问题。
（1）拉瓦锡用装置 （填写字母）定量研究了空气的成分，在密闭容器中，空气中的氧气与 反应，生成固态物质。人们沿着科学家的足迹，对反应物进行了优化，分别用铜粉、红磷等进行实验，其原理都是采用 （填“物理”或“化学”）方法，从混合气体中除去某种气体，从而达到物质的分离。
（2）实验过程中，需要不断推拉注射器活塞的装置是 （填写字母），利用此装置进行实验，可能造成实验误差的因素是 （答一条）。
（3）装置C、D的实验都用到了红磷，写出反应的化学方程式 ；反应结束后，待装置冷却至室温，打开弹簧夹，装置D中（试管容积为40mL），注射器活塞从10mL刻度处缓慢移动至 mL刻度处停止（误差忽略不计）。
【答案】（1）A；汞；化学；（2）B；反应前后气球的体积不相等；（3）4P 5O2====2P2O5；2。
【解析】（1）拉瓦锡用装置A定量研究了空气的成分，在密闭容器中，空气中的氧气与汞反应，生成固态物质；
分别用铜粉、红磷等进行实验，其原理都是采用化学方法，从混合气体中除去某种气体，从而达到物质的分离。
故填：A；汞；化学。
（2）实验过程中，需要不断推拉注射器活塞的装置是B，能使装置中的氧气充分反应，利用此装置进行实验，可能造成实验误差的因素是反应前后气球的体积不相等。
故填：B；反应前后气球的体积不相等。
（3）装置C、D的实验都用到了红磷，红磷燃烧生成五氧化二磷，反应的化学方程式：4P 5O2====2P2O5；
注射器活塞从10mL刻度处缓慢移动至：10mL﹣40mL×51＝2mL刻度处停止。
故填：4P 5O2====2P2O5；2。
7．某兴趣小组开展“测定密闭容器中某种气体的体积分数”的探究实验。
【实验1】按图1所示装置，用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的体积分数。
【实验2】按图2所示装置，在集气瓶内壁用水均匀涂附铁粉除氧剂(其中辅助成分不干扰实验)，利用铁锈蚀原理测定空气中氧气的体积分数。
(1)实验1中，红磷燃烧的主要现象是 。红磷熄灭后，集气瓶冷却至室温，打开K，水能倒吸入集气瓶的原因是 。
(2)为提高实验的准确性,以上两个实验都需要注意的事项是 (写一点)。
(3)实验过程中,连接数字传感器,测得实验1、实验2中氧气的体积分数随时间变化的关系分别如图3、图4所示。依据图3，图4信息, (填“实验1”或“实验2”)的测定方法更准确，判断依据是 。
(4)结合你的学习经验,若要寻找红磷或铁粉除氧剂的替代物,用图1或图2装置测定空气中氧气的体积分数,该替代物应满足的条件是 (写两点)。
【实验3】测定用排空气法收集到的集气瓶中二氧化碳的体积分数。
(5)甲同学设计图5所示装置进行测定。浓NaOH溶液的作用是 (用化学方程式表示)。
(6)乙同学提出，仅利用图6所示装置，在不添加其他试剂的前提下，也能测得集气瓶中二氧化碳的体积分数。为达到实验目的，操作方法是 。
【答案】(1)产生了大量的白烟;氧气被消耗,集气瓶内气体压强小于大气压
(2)装置的气密性要良好
(3)实验2；反应后,实验1集气瓶内剩余氧气的提积分是8．6%,实验2集气瓶内氧气几乎要耗尽
(4)能够和氧气反应,生成物不影响测定结果
(5)2NaOH CO2=Na2CO3 H2O
(6)用冰水冷却集气瓶，打开K。
【解析】(1)实验1中，红磷燃烧的主要现象是：产生了大量的白烟等。红磷熄灭后，集气瓶冷却至室温，打开K，水能倒吸入集气瓶的原因是：氧气被消耗，集气瓶内气体压强小于大气压。
(2)为提高实验的准确性，以上两个实验都需要注意的事项是装置的气密性要良好等。
(3)实验过程中，连接数字传感器，测得实验1、实验2中氧气的体积分数随时间变化的关系分别如图3、图4所示。依据图3，图4信息可知，实验2测定方法更准确，判断依据是：反应后，实验1集气瓶内剩余氧气的提积分是8．6%，实验2集气瓶内氧气几乎要耗尽。
(4)用图1或图2装置测定空气中氧气的体积分数，该替代物应满足的条件是能够和氧气反应，生成物不影响测定结果；
(5)二氧化碳与氢氧化钠反应生成了碳酸钠和水,化学方程式是2NaOH CO2=Na2CO3 H2O；
(6)由于密封装置内轻体的压强随温度的降低而减小，为达到实验目的，操作方法是用冰水冷却集气瓶，打开K，瓶内为温度降低，压强减小，氢氧换钠溶液被吸入，吸收了二氧化碳，可以测定出集气瓶中二氧化碳的体积分数。
考点02. 氧气的性质和用途
1．（2021·湖北）下列对氧气的性质和用途的描述，错误的是（ ）
A．无色
B．无味
C．供给呼吸
D．食品防腐
【答案】D
【解析】
在通常状况下，氧气是一种无色、无味的气体，能供给呼吸。但氧气具有氧化性，食品和氧气接触会发生缓慢氧化而变质，因此不能用于食品防腐。故选D。
2．（2021·湖南）认真观察、准确记录和仔细分析实验现象是学习化学的重要方法。下列有关实验现象的描述不正确的是（ ）
A．红磷在空气中燃烧产生大量的白烟
B．细铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成黑色固体
C．木炭在氧气中燃烧发白光，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体
D．镁条在空气中燃烧发出耀眼的白光，生成氧化镁
【答案】D
【解析】
A.红磷在空气中燃烧，产生大量的白烟，故选项说法正确；
B.细铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成一种黑色固体，故选项说法正确；
C.木炭在氧气中燃烧，发出白光，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体，故选项说法正确；
D.镁条在空气中燃烧发出耀眼的白光，生成氧化镁是实验结论而不是实验现象，故选项说法错误。
故选：D。
3．（2020·辽宁阜新）下列有关氧气的组成、结构、性质和用途的说法中，正确的是（ ）
A．氧气极易溶于水
B．氧气是一种化学性质非常活泼的气体
C．氧气由氧元素组成，氧气由 2 个氧原子构成
D．炼钢、气焊以及化工生产和航空航天等都要用到氧气
【答案】D
【解析】
A、氧气不易溶于水，不符合题意；
B、氧气是一种化学性质比较活泼的气体，不符合题意；
C、氧气由氧元素组成，每个氧分子由2个氧原子构成，不符合题意；
D、氧气具有助燃性，可用于炼钢、气焊以及化工生产和航空航天等领域，符合题意。
故选D。
考点03. 氧气的制取
1．（2021年河北省唐山市中考模拟）实验室用氯酸钾固体（二氧化锰作催化剂）制取氧气，下列装置组合正确的是（ ）
A．①③B．①⑤
C．②③D．②④
【答案】A
【解析】
实验室用氯酸钾固体（二氧化锰作催化剂）制取氧气，属于固体混合需加热型，发生装置是①，氧气密度比空气大、不易溶于水，可用向上排空法（装置④）或排水法（装置③）收集，故装置组合正确的是①③或①④，观察选项，只有A选项正确。故选A。
2．（2021·山东九年级期中）下列关于空气的说法错误的是（ ）
A．空气的成分按体积计算，氧气约占21%
B．二氧化碳排放过多会引起温室效应，所以二氧化碳属于空气污染物
C．工业上利用分离液态空气制取氧气，这一过程属于物理变化
D．为改善空气质量，提倡“绿色出行”，以公共交通工具为主
【答案】B
【解析】
A、空气的成分按体积计算，氧气约占21%，A正确。
B、二氧化碳排放过多会引起温室效应，但是二氧化碳不属于空气污染物，B错误。
C、工业上利用分离液态空气制取氧气，这一过程没有生成新物质，属于物理变化，C正确。
D、为改善空气质量，提倡“绿色出行”，以公共交通工具为主，减少汽车尾气排放，D正确。
故选：B。3．（2021·湖南株洲）O2是人类生活不可缺少的物质，制取O2的方法很多。请回答下列问题：
（1）KMnO4分解法：该反应的化学方程式为___________；
（2）KClO3分解法：应选用上图中的___________（填图中装置对应的字母）作发生装置；
（3）H2O2分解法：常温下H2O2分解缓慢，通常加入少量MnO2，则MnO2的作用为___________；
（4）可以用C所示装置来收集O2，体现了O2___________的性质；
（5）已知N2的沸点为-196℃，O2的沸点为-183℃。工业上在低温下加压，先使空气液化，然后蒸发，则O2为___________（填“先”或“后”）蒸发出来的气体。
【答案】
（1）2KMnO4△===K2MnO4 MnO2 O2↑
（2）A
（3）催化作用
（4）不易溶于水
（5）后
【解析】(1)高锰酸钾分解制取氧气，生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应方程式为：
2KMnO4△===K2MnO4 MnO2 O2↑ ；(2)氯酸钾分解制取氧气，反应物为固体，反应条件需要加热，故选择A作为发生装置；(3)过氧化氢分解制取氧气，加少量二氧化锰作为催化剂，加快反应速率，起催化作用；(4)能用排水法收集气体，说明气体不溶于水，故体现了氧气不易溶于水的性质；(5)因氮气的沸点低，液化空气后蒸发时沸点低的物质会先分离出，故氧气比氮气后蒸发出来。
4．（成都市大邑县2021-2022学年九年级上学期期中）实验室中，可利用下列装置制取某些气体。
（1）写出带标号的仪器的名称：①_________ ；②_______。
（2）若用C装置加热高锰酸钾制取一瓶较纯净的氧气：
①C装置需做出的一处改进是____________；收集装置应该选_______（填序号）；该反应的化学反应方程式为______________，其基本反应类型为_______。
②以下是某同学的部分实验操作，其中不合理的是_________（填序号）。
Ⅰ.先检查装置的气密性，后加入药品Ⅱ.先固定试管，后放置酒精灯Ⅲ.先将导管伸入集气瓶，后加热试管
（3）实验室常用硫铁矿和稀硫酸（液体）在常温下反应制取硫化氢气体。该气体易溶于水，密度比空气大。由上述信息推知，在实验室制取硫化氢时（要求反应速率可控，所得气流平稳），应选用的发生装置是_____（填序号，下同），选用的收集装置是______。
（4）如图是一个多用途装置，其部分用途如下：
①若用于向上排空气法收集氧气，检验氧气已收集满的方法是____。
②若用于排水法收集氧气，先在集气瓶中装满水，然后从_______端通入氧气（填“a”或“b”）。
（5）如图A、B是有关氧气化学性质实验的装置示意图。
①A中水的作用是_________。
②B中可观察到的实验现象是_______。
③请写出C中反应的化学方程式：_________。
【答案】（1）试管集气瓶
（2）①在试管口放一团棉花；D；2KMnO4△===K2MnO4 MnO2 O2↑；分解反应；②Ⅱ、Ⅲ（全对才给分）
（3）A ；E
（4）①用带火星的木条放在b导管口处，木条复燃，证明氧气已集满；②b ；（5）①吸收燃烧产生的二氧化硫，避免其污染空气；②铁丝剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体；③2KClO3───△2KCl 3O2↑；
【解析】（1）带标号的仪器的名称：①是试管；②是集气瓶。（2）①若用C装置加热高锰酸钾制取一瓶较纯净的氧气，高锰酸钾是粉末状的，为防止高锰酸钾粉末进入导管，试管口需要塞一团棉花，制取一瓶较纯净的氧气，用排水法收集，故C装置需做出的一处改进是在试管口放一团棉花；氧气不易溶于水，故收集装置应该选D；反应是高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的化学方程式为2KMnO4△===K2MnO4 MnO2 O2↑，反应符合一变多，故其基本反应类型为分解反应。②Ⅰ.实验要先检查装置的气密性，后加入药品，故正确；Ⅱ.实验组装仪器要由下而上，先放置酒精灯，后固定试管，故不正确；
Ⅲ.先加热试管排尽空气，后将导管伸入集气瓶收集气体，故不正确。故选ⅡⅢ。（3）实验室常用硫铁矿和稀硫酸（液体）在常温下反应制取硫化氢气体，在实验室制取硫化氢时（要求反应速率可控，所得气流平稳），注射器能控制反应物的滴加速率，控制反应速率，故应选用的发生装置是A，硫化氢气体易溶于水，密度比空气大，用向上排空气法收集，故选用的收集装置是E。（4）①若用于向上排空气法收集氧气，氧气密度比空气大，氧气从长管进，空气从短管排出，故检验氧气已收集满的方法是用带火星的木条放在b导管口处，木条复燃，证明氧气已集满。②若用于排水法收集氧气，先在集气瓶中装满水，氧气密度比水小，氧气要从短管通入，水从长管排出，故然后从b端通入氧气。（5）①硫在氧气中点燃生成二氧化硫，二氧化硫和水反应生成亚硫酸，故A中水的作用是吸收燃烧产生的二氧化硫，避免其污染空气。②铁在氧气中点燃生成四氧化三铁，故B中可观察到的实验现象是铁丝剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体。③铁在氧气中点燃生成四氧化三铁，故B中反应的化学方程式为2KClO3───△2KCl 3O2↑。
5． (2019·江苏常州中考)某化学兴趣小组利用如图装置进行氧气的制取和性质实验。
(1)仪器a的名称是。
(2)实验中,点燃酒精灯后,可观察到硫粉在氧气中燃烧呈现色火焰;装置C中的现象是。
(3)装置D的作用是(用化学方程式表示)。
(4)为了证明装置C中出现的现象不是由氧气造成的,在不改变装置的情况下,操作方法是,并观察装置C中的现象。
【答案】
(1)分液漏斗
(2)蓝紫 溶液褪色
(3)2NaOH SO2＝Na2SO3 H2O
(4)点燃酒精灯前先通一段时间氧气
【解析】(1)仪器a是分液漏斗。
(2)硫粉在氧气中燃烧,发出明亮的蓝紫色火焰,放出大量的热,闻到刺激性气味,二氧化硫具有还原性,可以使高锰酸钾溶液褪色。
(3)二氧化硫与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水,化学方程式为2NaOH SO2＝Na2SO3 H2O。
(4)要证明装置C中出现的现象不是由氧气造成的,可以在点燃酒精灯前先通一段时间氧气,如果高锰酸钾溶液不褪色,说明与氧气无关。
