1空气和氧气 二氧化碳

空气、氧气、二氧化碳教学内容○基础知识点———空气
一、空气的主要成分及其体积分数
空气成分氮气氧气稀有气体二氧化碳水蒸气和杂质
体积分数78％21％0 .94％0 .03％0 .03％
特点相对固定可变成分
二、空气中氧气含量的测定
1法国化学家【拉瓦锡】用实验的方法研究了空气的组成，并得出空气由氮气和氧气组成，且氧气约占空气的1/5的结论。

2实验原理是利用4P+5O22P2O5(白色粉末)，消耗掉氧气后使容器中气压减小，水被压入其中，而进入的水即代表氧气的体积量。

3选择反应物的要求：反应物只能与氧气反应，且反应没有气体生成。

4实验装置如罔。

(1)选红磷为反应物作为研究。

(2)实验成功的关键：
a反应物必须足量。

b装置不能漏气。

c集气瓶中预先要加入少量的水。

d红磷点燃后要立即伸入集气瓶中，并塞紧胶塞。

e待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹。

5实验误差分析、
(1)进入瓶中水的体积一般小于瓶内空间1/5的可能原因是：
a红磷的量不足，使瓶内氧气未消耗尽；
b胶塞未塞紧，使外界空气进入瓶内(即装置气密性不好)；
c未冷却至室温就打开瓶塞，使进入瓶内水的体积减少。

(2)进入瓶中水的体积一般大于瓶内空间1/5的可能原因是：
a如果选择的物质除了与氧气反应外，还可以与空气中其他成分反应，进水的含量就会大于1/5。

b红磷在空气中燃烧，没有迅速伸入集气瓶，会使集气瓶中部分气体逸出瓶外，会使进水量大于1/5。

c反应时，止水夹没有夹紧，气体受热膨胀后从导管逸出，反应结束后打开止水夹，进水量将会大于1/5。

6其他常见变形装置。

点燃
三、空气的污染与防治
1空气的污染物
二氧化氮
主要污染物气态二氧化硫造成酸雨
一氧化碳
颗粒物
2城市空气质量日报、预报：主要内容包括“空气污染指数”、“首要污染物”、“空气质量级别”等；目前计入空气污染指数的项目暂定为：SO2、CO、NO、可吸入颗粒物和臭氧等。

空气质量级别有优、良好、轻度污染、中度污染和重度污染等几类。

典型例题
1、如图所示，为测定空气中氧气的体积含量，将无底集气瓶放入盛水的水槽中，将无底集气瓶内水面以上的容积分成5等份。

在燃烧匙内盛有过量的红磷，用酒精灯点燃后，立即插入无底集气瓶内，同时塞紧橡皮塞。

(1)实验过程中燃烧匙里为什么要盛放过量的红磷?
(2)请说出观察到的现象、原因及结论。

(3)实验中若燃烧匙中红磷的质量太少，测得氧气的体积分数会。

※提分练习※
2、某课外活动小组往学习了书本“空气中氧气含量的测定”实验，知道P2O5不能随便排放在空气中，否则会对空气造成污染，所以对该实验进行了改进：
在由两个注射器组成的密闭系统内共有50mL空气，如上图。

然后给装有红磷的玻璃管加热同时交替推动两个注射器的活塞，至玻璃管内的红磷变成白烟，且较长时间内无进一步变化时停止。

停止加热后，待冷却至室温将气体全部推至一个注射器内。

请根据你对上述实验的理解，回答下列问题：
(1)实验结束后，注射器内的气体体积理论上应该减少约mL。

(2)在实验的加热过程中，交替缓慢推动两个注射器的目的是。

写出该反应的化学方程式。

(3)上述实验只是粗略测定空气中氧气含量的一种方法，你认为造成该实验不够精确的可能原因是。

(写出其中一种)
三、空气的污染与防治
1空气的污染物
二氧化氮
主要污染物气态二氧化硫造成酸雨
一氧化碳
颗粒物
2城市空气质量日报、预报：主要内容包括“空气污染指数”、“首要污染物”、“空气质量级别”等；目前计入空气污染指数的项目暂定为：SO2、CO、NO、可吸入颗粒物和臭氧等。

空气质量级别有优、良好、轻度污染、中度污染和重度污染等几类。

(2)二氧化碳的化学性质。

①一般情况下，二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧。

②二氧化碳是一种酸性氧化物，能与水反应生成碳酸：CO2+H2O═══H2CO3；碳酸不稳定，加热时会分解。

(3)二氧化碳的检验。

用澄清石灰水可以鉴定二氧化碳气体：
Ca(OH)2+CO2═══CaCO3↓+ H2O
(4)二氧化碳的实验室制法：石灰石和稀盐酸反应可制取二氧化碳：CaCO3+2HCl═══CaCl2+ CO2↑+ H2O，用向上排气法收集。

(5)二氧化碳的用途：①二氧化碳本身无毒，但当其在空气中的浓度过高时，能使人窒息；②它是植物光合作用的原料，是温室中作物的气体肥料；③可用来灭火，如泡沫灭火器、干粉灭火器；④可制饮料。

注意点：在实验室制取二氧化碳时要注意以下三点：①不用纯CaCO3，或Na2CO3等代替大理石，是因为它们与盐酸反应速率太快，不便于控制；②不用浓盐酸，是因为浓盐酸易挥发出HCl气体使CO2不纯；③不能用H2SO4代替盐酸，是因为H2SO4与CaCO3反应生成微溶的CaSO4会覆盖在大理石的表面．阻止反应的继续进行。

三、燃烧和缓慢氧化
1 剧烈氧化与缓慢氧化。

(1)通常情况下的燃烧是指可燃物与空气中的氧气发生发光发热的剧烈的氧化反应。

(2)缓慢氧化是速度缓慢、不易觉察、没有发光但有发热的一种氧化反应，如橡胶制品的老化、金属的生锈、生物呼吸、食物的腐败等。

(3)缓慢氧化也会引起尉烈反应，如白磷的自燃。

2燃烧的条件。

(1)可燃物与氧气(或空气)充分接触。

(2)温度达到可燃物的着火点(可燃物开始着火的温度，是可燃物固有的特性)。

注意点：燃烧不一定要有氧气参加，例如H2可以在Cl2中燃烧，发出苍白色火焰；Mg可以在CO2中燃烧等。

3只要去除可燃物燃烧的两个条件中的一个即可灭火。

四、催化剂在化学反应中的作用
在化学反应中，能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有改变的物质叫做催化剂。

在工业上，催化剂也叫触媒。

易错点：催化剂“一变二不变”：催化剂改变其他物质的化学反应速率，本身的质量不变，化学性质不变。

【典型例题】
1、下面是学习“氧气性质”的探究，请你回忆并回答下列探究内容：
(1)制取并收集两瓶氧气时，我用了等仪器和药晶。

(2)制取操作过程中，氧气收集完成后，停止加热时，我是先；然后再。

(3)做氧气的性质探究时，我用了如图所示的操作流程。

本流程我探究的内容是。

在C操作中为了使与氧气完全反应，我的操作方法是。

D操作中使用烧杯倾倒的液体是，得出的探究结论
是。

2、请根据下图回答下列问题：
(1)写出图中标号仪器的名称：①，②。

(2)实验室欲用高锰酸钾制取氧气，应选择的气体发生装置是，产生氧气的化学方程式为。

(3)已知过氧化钠(Na2O2)是一种淡黄色固体，常温下可与水反应生成氢氧化钠和氧气。

如果在实验室中用A装置作气体发生装置，用过氧化钠和水反应来制取一瓶干燥的氧气，所选装置的正确连接顺序是a→(填管口字母)。

若只改变A装置中的药品，仍采用已连接的整套装置，还可以用来制取的气体是。

(4)通过上述两种制取氧气的方法所选用发生装置的对比，你觉得选择气体发生装置应考虑的因素是。

(5)装置A和C都可以作为实验室制取同种气体的发生装置，A和C相比，具有哪些优点?
(只答出一条即可)
3、研究性学习小组选择“H2O2生成O2的快慢与什么因素有关”的课题进行探究，以下是他们探究的主要过程：
【假设】H2O2生成O2的快慢与催化剂种类有关
【实验方案】常温下，在两瓶同质量、同浓度的H2O2溶液中，分别加入相同质量的MnO2和水泥块，测量各生成一瓶(相同体积)O2所需的时间。

【进行实验】上图是他们进行实验的装置图，气体发生装置中A仪器名称是，此实验中B处宜采用的气体收集方法是。

【实验记录】
实验编号 1 2
反应物5％H2O25％H2O2
催化剂1g水泥块1gMnO2
时间165秒46秒
【结论】该探究过程得出的结论是。

【反思】H2O2在常温下分解缓慢，加入MnO2或水泥块后反应明显加快，若要证明MnO2和水泥块是该反应的催化剂，还需要增加实验来验证它们在化学反应前后的是否改变。

H2O2生成O2的快慢与哪些因素有关?请你帮助他们继续探究。

(只要求提出一种影响H2O2生成O2的快慢的因素以及相关假设和实验方案)
【假设】。

【实验方案】。

4、某同学为探究可燃物燃烧的条件，他查阅资料得知：白磷着火点为40℃，红磷着火点为240℃，它们在空气中燃烧都会生成刺激呼吸道的白烟——五氧化二磷，五氧化二磷易溶于水，并能与水反应。

他按下图所示装置进行对比实验：
(1)用图A所示装置进行实验，观察到的现象是铜片上的白磷燃烧产生白烟；铜片上的红磷和水中的白磷不燃烧。

再用图B所示装置进行实验，观察到：不通氧气时，热水中的白磷不燃烧；通氧气时，热水中的白磷燃烧。

根据上述实验得出，可燃物燃烧的条件。

(2)根据燃烧的条件选择填空：用扇子扇炉火不会熄灭，而是越扇越旺，原因是；用扇子扇蜡烛的烛火一扇就立即熄灭，原因是。

(填序号)
A可快速地提供燃烧所需的氧气
B空气流动虽带走热量，但温度未降到着火点以下
C主要是空气流动带走热量，温度降到着火点烈下
(3)图A与图B所示实验相比，符合环保要求的是。

(4)为探究实验后溶液的性质，在图B烧杯中滴入几滴石蕊试液，溶液呈红色，说明五氧化二磷与水反应所得溶液呈。

空气、氧气、二氧化碳
一、选择题（每题2分，共40分。

）
1．下列关于空气成分的说法错误的是（）
A．氧气约占空气体积的21%
B．饼干在空气中变软是因为空气中含有水蒸气
C．稀有气体通电发光是化学变化
D．空气中的氧气主要来自植物的光合作用
2．右图所示装置可用于测定空气中氧气的含量，实验前在集气瓶内加入少量水，并做上记号．下列说法中不正确的是（）
A．集气瓶内加入少量水可防止瓶底炸裂
B．该实验所用红磷的量不足可能造成气体减少的体积小于五分之一
C．实验时，点燃的红磷要立即伸入集气瓶中，并塞紧橡皮塞
D．红磷燃烧产生大量的白雾，火焰熄灭后立刻打开弹簧夹
3．下列装置或操作肯定不能达到实验目的是（）
A．B．C．D．
测定空气中的氧气的含量探究质量守恒定律探究燃烧的条件检验二氧化碳是否集满
4．达州市2011年5月20日空气质量报告：老城区空气污染指数为64，空气质量级别为Ⅱ级，空气质量状况为良，空气首要污染物为可吸入颗粒物．下列有关空气各成分的说法正确的是（）
A．氧气的化学性质比较活泼，属于可燃物
B．氮气的化学性质不活泼，可用于食品防腐
C．空气质量报告中所列的空气质量级别越大，空气质量越好
D．二氧化碳在空气中含量增多会引起温室效应，属于空气污染物
5．PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，对人体健康影响较大．我国的《环境空气质量标准》规定，PM2.5的一级标准为24小时平均浓度不超过35微克/米3，二级标准为不超过75微克/米3．3月25日，温州等城市的检测结果如下表，则表中城市当日PM2.5达到一级标准的是（）
城市温州宁波舟山湖州
24小时PM2.5平均浓度（微克/米3）33 49 30 40
A．温州、舟山B．宁波、湖州C．温州、湖州D．宁波、舟山
6．汽车尾气中的CO在四氧化三钴（Co3O4）纳米棒的催化作用下，低温即与O2反应生成CO2．下列关于该反应的说法中错误的是（）
A．该反应可降低汽车尾气对大气的污染B．反应后碳元素的化合价降低
C．该反应中Co3O4反应前后质量不变D．该反应类型为化合反应
7．下列有关盛放某些气体的集气瓶，其摆放情况正确的是（）
A B C D
8．下列有关氧气的叙述正确的是（）
A．氧气能和大多数金属、有机物反应，所以氧气是一种很不稳定的气体
B．铁在氧气中燃烧生成氧化铁
C．给氯酸钾加热，若不加二氧化锰就不产生氧气
D．课本上测定空气中氧气含量的实验中，若将红磷换成木炭实验会失败
9．下列关于产生氧气方法的叙述中，错误的是（）
A．空气中的氧气主要来自于植物的光合作用
B．工业上用分离液态空气的方法制取氧气是分解反应
C．用含有氧元素的物质反应才有可能产生氧气
D．实验室常用加热高锰酸钾的方法制取氧气
10．某同学从定量角度研究双氧水制取氧气的过程，对原实验进行部分改进，增加了称量操作．具体做法是：取10%的双氧水和少量的二氧化锰放入气体发生装置，并对反应前后混合物的质量进行称量，记录如下：
反应过程反应前反应后
质量变化（不含容器质量）34.3g 32.7g
若反应后，双氧水分解完全且氧气全部逸出，该同学得出的结论中，不合理的是（）
A．反应速率逐渐加快B．最多得到氧气的质量为1.6g
C．催化剂二氧化锰的质量为0.3g D．反应得到水和氧气的质量比为9：8
11．医务人员用3%的过氧化氢溶液为伤者处理伤口时，伤口上会看到大量的气泡．下列有关说法中正确的是（）A．生成的气体一定是过氧化氢分解产生的氢气
B．伤口处的生物酶可能对氧化氢的分解起到催化作用
C．只有二氧化锰能使过氧化氢在常温下迅速分解
D．过氧化氢和水的分子构成不同，所以他们的性质完全不同
12．下列各组物质中能利用右图装置进行实验制取气体的是（）
（1）用硫酸铜固体和5%的过氧化氢溶液制取氧气
（2）二氧化锰固体和5%的过氧化氢溶液制取氧气
（3）二氧化锰固体和氯酸钾溶液制取氧气
（4）锌片和稀硫酸制取氢气．
A．仅（1）（2）B．仅（3）（4）
C．仅（1）（2）（4）D．仅（1）（3）（4）
13．右下图是实验室加热高锰酸钾制取氧气的装置图，下列有关实验操作的分析错误的是（）A．气密性检查：用手握紧试管，观察到水中导气管有气泡冒出，说明装置不漏气
B．试管口略向下倾斜：防止试管壁上的水流入试管底部，导致试管炸裂
C．加热：直接用酒精灯的火焰对准药品所在位置加热
D．停止加热：先把导管移出水面，再熄灭酒精灯
14．同学们设计了如图所示装置来探究二氧化碳的制取和性质，下列关于该实验的叙述正确的是（）A．移动粗铜丝能控制反应的发生和停止
B．该实验能证明二氧化碳的密度比空气大
C．浸有紫色石蕊试液的棉花会变蓝
D．产生的二氧化碳可用生石灰干燥
15．如图所示，某同学为验证空气中含有少量二氧化碳，将大针筒内的空气一次性压入新制的澄清石灰水，发现石灰水没有变化．据此，你认为该同学应该（）
A．继续用大针筒向澄清石灰水压入空气
B．撤去大针筒，用嘴向澄清石灰水吹气
C．得出空气中没有二氧化碳的结论
D．得出空气中含有少量二氧化碳的结论
16．二氧化碳与人们的生产和生活有着广泛的联系，下列关于二氧化碳的认识中，正确的一组是（）
①在地窖、枯井内二氧化碳含量会比较高
②二氧化碳在水中的溶解量跟压强成反比
③绿色植物光合作用时吸收二氧化碳并放出氧气
④二氧化碳比一氧化碳多一个氧原子．
A．①②B．③④C．①③D．②④
17．如图所示，在甲、乙两个等体积的塑料瓶中，分别盛有等体积的滴有紫色石
蕊试液的水，用图示两种方法收集满二氧化碳后，旋紧瓶盖振荡，则（）
A．甲瓶没有任何变化，乙瓶紫色石蕊试液变红
B．甲乙两瓶紫色石蕊试液均变红
C．甲乙两瓶紫色石蕊试液均变红，甲瓶变瘪，乙瓶外形不变
D．甲瓶变瘪，乙瓶试液变红
18．取四朵用石蕊试剂染成紫色的干燥纸花进行如下操作，能够观察到纸花变红的是（）
A．喷石灰水B．直接喷水C．直接放入CO2中D．喷水后放入CO2中
19．2011年10月，“碳捕集与封存国际论坛”在重庆召开，重庆合川介绍了把CO2压缩、液化后封存在泥岩中的方法．关于封存CO2的必要性和可行性的叙述中错误的是（）
A．CO2分子间有间隔B．CO2气体较易液化
C．CO2是导致酸雨的主要气体D．大气中CO2增加会造成温室效应
20．第16界世界气候大会于2011年12月在南非德班召开，会议的主题是“促进低碳经济，减少二氧化碳的排放”．下列做法不符合这一主题的是（）
A．开发新能源（太阳能、潮汐能、风能等），减少化石燃料的使用
B．限制化工发展，关停化工企业，消除污染源头
C．用第四代LED绿色光源代替白炽灯
D．加快研发利用二氧化碳合成聚碳酸酯类可降解塑料
二、简答题（每空2分，共30分。

）
21．1777年，拉瓦锡推翻了“燃素说”，建立了燃烧氧化说．他认为空气是由两种气体组成的，一种是能够帮助燃烧的，称为“氧气”；另一种是不能帮助燃烧的，称之为“窒息空气”--氮气．拉瓦锡对空气组成认识的不足之处是。

22．下列生活中的现象与空气中的什么成分有关（填化学式）：
（1）饼干在空气中放置久了会变软；
（2）食品包装袋内通常充入一种防腐的气体单质是。

23．2011年11月，我国环保部发布的《环境空气质量标准》，基本监控项目增设了PM2.5浓度限值．PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物．
（1）大雾天气导致呼吸病患者增多，因为雾霾可使空气中增加大量的（填字母序号）；
A．二氧化碳B．一氧化碳C．二氧化硫D．可吸入颗粒物
（2）PM2.5是威胁人类身体健康的主要污染物之一，请写出一种治理PM2.5改善大气质量的措施：。

24．空气中主要组分及沸点如下表所示：
组分氮气氧气二氧化碳氦气氩气氖气
沸点（℃）-195.8 -183.0 -78.5 -268.9 -185.7 -246.0
工业制氧气的原理是分离液态空气，其方法是将空气加压降温到-200℃成液态空气，然后略微升温，其中先逸出的是，该过程属于变化．
25．2012年全国“两会”代表和委员们首次使用环保“石头纸”制作的便笺和文件袋。

“石头纸”是一种低碳经济的绿色产品，它的主要成分是一种难溶性钙盐。

某化学兴趣小组的同学对“石头纸”的成分进行如右图所示的实验探究，观察到澄清石灰水变浑浊。

请回答下列问题：
（1）生活中的主要成分和“石头纸”的主要成分相同。

（2）装置A、B中发生反应的化学方程式分别为：
；。

（3）请说出你在日常生活中符合“低碳生活”的做法。

（列举一例即可）
26．根据表中五种气体在标准状况下的密度和溶解性，回答下列问题：
空气NH3CH4HCl O2
密度/g·L-1 1.293 0.77l 0.717 1.629 1.43
溶解性——极易溶难溶极易溶难溶
(1)既能用排水法，又能用向上排空气法收集的气体是________。

(2)用如图所示盛满水的集气瓶收集CH4，气体应从_____端进入。

27．实验操作要规范，否则会影响实验效果，甚至可能发生事故。

如图
所示的两种错误操作，都会引起试管破裂。

（1）图甲中，加热固体药品时试管口高于试管底，试管口的冷凝水
在作用下会流到试管底。

（2）图乙中，用排水法收集气体后，未将导管从水槽中取出就撤去酒
精灯，水槽中的水在作用下会流入试管。

28．用图A所示装置测定空气中氧气的含量。

（1）实验时，取下橡胶塞，点燃红磷迅速伸入集气瓶中并塞紧橡胶塞，这时看到的现象是。

（2）小倩设计了如下图B所示的改进装置，其优点是。

（只写一点）．从理论上分析，玻璃管内液面最终将上升至处（填1、2、3、4）。

29．如图甲是某同学设计的用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳的装
置．但小组的另外三位同学对此装置提出了自己的看法。

A同学：此装置不能用来制取二氧化碳；
B同学：此装置可以制取二氧化碳．但需要太多的稀盐酸，浪费很大；
C同学：此装置可以制取二氧化碳，但应在漏斗下端套上一支小试管(如
图乙)。

你认为A同学说此装置不能用来制取二氧化碳的理由是。

C同学改进的装置能解决A、B 两位同学提出的问题吗? 。

30．科学兴趣小组学习了二氧化锰(MnO2)催化分解过氧化氢的实验后，进行如下实验。

（一）选择装置并检查气密性。

（二）称取0.1克的二氧化锰粉末加入容器中。

（三）量取50毫升溶质质量分数约1%的过氧化氢溶液加入容器中，记录一定时间内收集到的气体体积。

（四）改变二氧化锰的质量，重复上述实验，记录数据如下。

时间／秒
生成氧气的体积／毫升
0.1克MnO20.2克MnO20.3克MnO20.4克MnO2
40 49 61 75 86
80 77 87 90 92
120 89 92 92 92
160 92 92 92 92
(1)本实验探究的问题是。

(2)实验中除了量筒外，还需要用到的测量仪器有。

(3)为完成本实验，应选择下图气体发生和收集装置中的组合是。

（选填序号）
31．为研究影响化学反应快慢的因素，小明选取成分相同的大理石碎屑、块状大理石两种样品各6克，分别与足量的、溶质质量分数相同的稀盐酸反应（样品中杂质不与稀盐酸反应），
实验装置如图。

每2分钟读取一次电子天平的示数，据此计算生成的二氧化碳的质量，并
记录前18分钟数据如下表。

（碳酸钙与稀盐酸反应的化学方程式：
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑）
时间／分0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
大理石碎屑生成的CO2质
量／克
0 1.45 1.75 1.98 2.18 2.30 2.36 2.40 2.40 2.40
块状大理石生成的CO2质
量／克
0 0.45 0.80 1.10 1.36 1.60 1.81 1.98 2.11 2.20
(1)实验过程中，通过观察如图装置中的哪一现象可判断反应结束？。

(2)结合表格分析，块状大理石与稀盐酸反应最多能生成多少克二氧化碳？简要说明判断
的理由：。

(3)当反应进行到18分钟时，块状大理石中有多少克碳酸钙与稀盐酸发生了反应？（写出计算过程）
32．某同学采用如图装置，用一些植物的器官来代替MnO2作催化剂，分解H2O2制取氧气，记录数据如下表。

编号H2O2溶液的
质量(克)
H2O2溶液的
溶质质量分数
植物的器官及质量
收集气体的
体积(毫升)
收集气体的
时间(分钟)
1 34 15％大颗粒胡萝卜16克80 18
2 34 15％大颗粒马铃薯16克80 10．5
3 3
4 15％小颗粒马铃薯16克80 4
请依据上述信息分析：
（1）要使胡萝卜能够更快地促进过氧化氢的分解，可采用的方法是。

（2）当量筒内的水达到80毫升时，打开广口瓶的橡皮塞，立即将带火星的木条伸入瓶内，却发现木条不能复燃。

请你解释木条不能复燃的原因是。

（3）计算：34克15％的H2O2溶液中的溶质完全分解，能制得氧气多少升?(氧气密度是1．43克／升)。