第1讲 空气 氧气
1．药品：红磷。
2．实验装置：如图所示。(省卷2018.5B；兰州3考)
空气中氧气含量的测定(省卷、天水各1考；兰州必考)
集气瓶内加少量水，一是使反应后集气瓶内温度快速降到室温；
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．实验原理
(1)利用红磷在密闭容器中与空气中的氧气发生反应，使密闭容器内压
强减小，在外界大气压的作用下，水被压入容器，进入容器内水的体积
即为减少的氧气的体积。
(2)燃烧的化学方程式：__________________________。
4．实验步骤
(1)连接仪器，检查装置气密性。
(2)在集气瓶中加入少量水，把集气瓶剩余容积分为五等份做上记号，用弹
簧夹夹紧胶皮管。
(3)点燃红磷并迅速伸入集气瓶内，塞紧橡胶塞。
(4)待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察实验现象及水面变化情况。(兰
州2017.16B)
5．实验现象
(1)红磷燃烧产生大量的________(兰州2考)。
(2)装置冷却后，打开弹簧夹，水沿导管进入，进入集气瓶中水的体积
约占集气瓶中空气体积的____。[兰州2019.28(2)①]
白烟
【提出问题】
1．能否用木炭粉、硫粉、铁丝、镁代替红磷？请说明理由。
不能，木炭粉和硫粉在空气中燃烧生成气体，使密闭容器中压强变化不大；
铁丝不能在空气中燃烧；镁不仅和氧气反应，还会和空气中的氮气、二氧化
碳发生反应。(兰州2考)
3.原实验有哪些不足？
该实验的不足之处有：①在空气中点燃红磷会造成空气污染；②燃烧匙
伸入集气瓶过慢，使装置内气体受热逸出，导致测定结果不准确；③广口
瓶体积较大，冷却时间较长，且由于广口瓶本身的因素，导致刻度划分不
均匀，测定结果不准确。
【创新装置】
【实验拓展】
1．除了燃烧法，还可以用以下装置进行该实验。
2．测定空气里氧气含量的数字化实验
实验过程中由温度、气体的体积变化引起的压强、氧气含量等物理量的变
化，若使用不同的感应器，可以测量出不同的数字化定量信息(坐标图)。
[兰州2019.28(2)②]
例 如图1是甲同学设计的测定空气中氧气含量的实验装置，
请结合图示回答下列问题：
(1)红磷燃烧的化学方程式为___________________。
实验前首先应______________，实验时关闭弹簧夹，用酒精灯点燃
红磷后迅速伸入集气瓶中，观察到的现象是______________________。
(2)打开弹簧夹后，烧杯中的水能够进入到集气瓶中的原因是：
红磷燃烧将集气瓶内氧气消耗掉，使瓶内压强减小，
在大气压作用下，将水压入集气瓶。
(3)实验结束，进入集气瓶中水的体积小于瓶内空间的五分之一，
可能的一种原因是___________________(答一点即可)。
检查装置气密性
红磷燃烧产生大量白烟
红磷量不足
(4)由实验可推知反应后剩余气体的性质：
物理性质__________；化学性质__________________________。
(5)乙同学对实验进行了如图2所示的改进。图2装置的试管中空气体积
为25 mL，反应前注射器活塞位于15 mL刻度处，反应后注射器活塞位于9
mL刻度处，实验测得氧气的体积分数为15%。实验测得的氧气体积分数偏
小的原因可能是_____________________________________________(答一点
即可)。
(6)与图1实验相比，图2实验的优点是_____________________________(答
一点即可)。
不溶于水 不能燃烧，不支持燃烧
铜粉量不足，装置漏气，没有冷却至室温就读数等
装置始终密封，实验结果更准确
(7)为了帮助同学们更好地理解空气中氧气含量测定的实验原理，老师利用
传感器技术定时测定了图1装置内的压强、温度和氧气浓度，三条曲线的变化
趋势如图3所示。
①其中Y曲线表示的是____________(填“温度”或“氧气浓度”)。
②结合X、Y两条曲线，解释图3中BC段压强变化的原因
是______________________________________。
氧气浓度
红磷燃烧放热，导致瓶内气压增大
1．实验药品、反应原理及发生装置(依据：反应条件和反应物的状态)
氧气的实验室制取(必考)
5．注意事项
(1)采用固固加热型装置制氧气时，导管口只要稍稍露出橡胶塞即可。
(2)用高锰酸钾制氧气时，试管口要塞一团棉花，
目的是防止高锰酸钾粉末进入导管，堵塞导管。
(3)加热时，试管口要略向下倾斜，防止冷凝水倒流使试管炸裂。
(4)用排水法收集时，实验结束时，要先移出导管，再熄灭酒精灯，目
的是防止水倒吸造成试管炸裂。
(5)用H2O2溶液制氧气时，若使用长颈漏斗，应注意长颈漏斗下端必须伸入
液面以下，目的是形成液封，防止生成的气体从长颈漏斗逸出。
(6)用排水法收集氧气时，集气瓶要提前灌满水不能留有气泡，以防止瓶中
混有空气；收集时待导管口有均匀、连续的气泡冒出时，再开始收集(导管口
刚有气泡冒出时不宜收集，因为此时试管中的空气还未完全排出，收集的气
体不纯)。实验结束后，应先在水中盖好玻璃片，再将集气瓶正放于桌面上。
例 请根据下列实验装置图回答问题：
(1)写出指定仪器的名称：a._________；b.__________。
(2)若用高锰酸钾制取氧气，反应的化学方程式
为___________________________________________，
发生装置可选择____(填字母序号)。
实验时该装置试管口塞一团棉花其目的是 防止高锰酸钾粉末随
氧气流进入导管 ；试管口略向下倾斜的原因
是__________________________________________。
酒精灯 长颈漏斗
A
防止试管口产生的冷凝水倒流，使试管炸裂
(3)若用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，反应的化学方程式
为______________________，二氧化锰的作用是____________；
B和C装置均可制取氧气，与B相比较，
C的主要优点是___________________。
(4)用排水法收集氧气，实验结束后，应先______________，
后_____________；原因是______________________________；
当氧气集满后，将导管从瓶口移开盖上玻璃片，
并____(填“正”或“反”)放在桌上。
做催化剂
可以控制反应的速率
撤出导管
熄灭酒精灯 防止水倒流进导管使试管炸裂
正
(5)若用E装置采用排空气法收集氧气，则氧气从____口(填“c”或“d”)进入。
(6)写出用E装置收集氧气并检验氧气是否收集满的方法：
把带火星的木条放在d导管口处，如果带火星的木条复燃，
说明已经收集满。
c
例 (2019西宁)下列实验现象描述正确的是( )
A．红磷在空气中燃烧，生成大量白色烟雾
B．硫在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰，生成一种有刺激性气味的气体
C．镁条在空气中燃烧，发出白光，生成黑色固体
D．细铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成四氧化三铁
B
【拓展练习】
1．(2020北京)下列不属于铁丝在氧气中燃烧现象的是( )
A．放出热量
B．产生大量白烟
C．火星四射
D．生成黑色固体
2．(2020河北)下列物质能在空气中剧烈燃烧，发出耀眼白光的是( )
A．硫 B．镁
C．红磷 D．铁丝
B
B
3．下列实验现象描述正确的是( )
A．在空气中点燃镁条，发出耀眼的白光，生成白色氧化镁
B．将红热的铁丝放在空气中，剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体
C．硫在氧气中燃烧产生明亮的蓝紫色火焰，生成无色无味的气体
D．木炭在氧气中燃烧，发出白光，放出热量，产生能使澄清石灰水变浑
浊的气体
D
1．(2020兰州4题1分)下列用于食品包装中防腐的气体是( )
A．氧气 B．一氧化碳
C．二氧化碳 D．氮气
2．(2018甘南州4题2分)食物较长时间露置在空气中会变质，
这主要是由于空气中含有( )
A．氧气 B．氮气
C．二氧化碳 D．稀有气体
D
A
3．(2019天水6题2分)空气是一种宝贵的自然资源，由多种物质组成。
下列说法错误的是( )
A．氦气可用来填充探空气球
B．氮气充入食品包装袋防腐
C．二氧化碳是植物光合作用的基本原料
D．氧气可用作火箭发射的燃料
D
4．(2018兰州16题1分)空气是我们每天都呼吸的“生命气体”。
下列说法错误的是( )
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
A
5．(2020兰州11题2分)下列关于空气及其成分探究的实验说法不正确的
是( )
A.拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分
B．工业上常采用分离液态空气的方法制取氧气
C．用右图装置测定空气中氧气含量时，红磷燃烧产生大量白烟
D．右图实验结束后，瓶内剩余的气体只有氮气
D
B
7．[2017天水17(1)题1分]请根据已学的化学知识回答下列问题：
(1)在化学发展史上，第一次用实验证明空气是由氮气和氧气组成的科学家
是__________。
8．(2017兰州5题1分)洁净的空气对于人类和其他动植物都非常重要。
下列气体目前不计入空气污染指数的项目是( )
A．二氧化碳 B．二氧化氮
C．臭氧 D．一氧化碳
拉瓦锡
A
9．(2019兰州28题4分)空气是人类赖以生存的宝贵资源。
(1)空气的用途：焊接金属时常用作保护气的是____(填化学式)。
(2)空气的成分：老师利用下图甲装置测定空气中氧气的含量并结合现代
传感器技术，测得过程中容器内气体压强、温度、氧气浓度的变化趋势如图
乙所示。
N2
①t2时打开止水夹，最终集气瓶中水平面大约上升至刻度____处。
②结合曲线，解释AB段气体压强变化的原因
是_______________________________________________。
(3)空气的保护：下图是某地PM2.5来源分布图。
据此，下列措施对减少PM2.5效果最不明显的是____。
A．减少汽车的保有量
B．用风能与太阳能发电替代燃煤发电
C．减少工业生产中二氧化碳的排放
1
红磷燃烧放出了大量的热，使容器内气体压强增大
C
10．(2019兰州10题1分)下列物质在氧气中燃烧会产生蓝紫色火焰的是( )
A．铁 B．木炭 C．氢气 D．硫
11．[2017兰州32(3)题1分]以下是初中化学常见的仪器和实验图，
回答下列问题：
(3)描述装置D进行硫在氧气中燃烧时的现象：
__________________________________________，并放出热量。
D
发出蓝紫色火焰，产生有刺激性气味的气体
12．[2019兰州32(3)题1分]下列是初中化学常见仪器与实验。
(3)D图为检验氧气是否收集满的操作。
请将明显的错误加以改正_________________________________。应将带火星的木条放在集气瓶口
13．[2020省卷15(2)题5分]通过一年的化学学习，
你已经掌握了实验室制取气体的有关知识，请结合下图回答相关问题。
(2)实验室欲使用高锰酸钾制取氧气，反应原理用化学方程式表示
为_______________________________________________，
应选择的发生装置和收集装置是_____________，
若选择F装置收集氧气，气体应从(填端口字母)____端进入。
BC(或BD)
b
14．(2019省卷15题11分)实验室制取气体时需要的一些装置如图所示，
请回答下列问题。
(1)写出图中标有序号的仪器的名称：①________；②_________。铁架台 集气瓶
(2)实验室使用高锰酸钾制取并收集干燥的氧气，反应的化学方程式
为________________________________________，
所选装置的连接顺序为：A→____→____(填装置代号)。
该实验中还需对装置A进行的改进是__________________________。
若用C装置收集O2，导管口开始有气泡放出时，不宜立即收集，
应在___________________________时，开始收集气体。
F E
在试管口塞一团棉花
气泡连续并比较均匀地放出
(3)某兴趣小组的同学在实验室连接B、G装置进行
实验。若实验时G装置中燃着的蜡烛熄灭，
则B装置中反应的化学方程式
为_________________________________________。
使用B装置制取气体的优点是_____________________。
CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O
可以控制反应的速率
15．[2017省卷15(2)题6分]下图所示的仪器常用于实验室制取气体。
请回答下列问题：
(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(填序号)______________，
反应的化学方程式为__________________________________________。
用排水法收集氧气的原因是______________。
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__________________________________________________。
③④⑥⑨
氧气不易溶于水
防止反应生成的高温熔融物溅落而使集气瓶炸裂
16．(2019省卷16题8分)科学探究很奇妙！在一次实验中，小明不小心把硫
酸铜溶液滴加到了盛有5%过氧化氢的溶液中，发现立即有大量气泡产生。
硫酸铜溶液中有三种粒子(H2O、SO42－、Cu2＋)，小明想知道硫酸铜溶液中
的哪种粒子能使双氧水分解的速率加快。请你和小明一起通过下图所示的三
个实验完成这次探究活动，并回答有关问题。
(1)你认为最不可能的是哪一种粒子？
___________________；理由是__________________________________。
(2)要证明另外两种粒子能否加快双氧水分解的速率，还需要进行实验②和
③；在实验②中加入稀硫酸后，无明显变化，说明______________________
不起催化作用；在实验③中加入___________________________后，会观察到
大量气泡，证明起催化作用的是___________________。
H2O(或水分子) 5%过氧化氢的溶液中含有水
SO42－(或硫酸根离子)
氯化铜溶液(或硝酸铜溶液)
Cu2＋(或铜离子)
(3)检验实验产生的气体的方法
是____________________________________________________。
(4)小明如果要确定硫酸铜是催化剂，
还需通过实验确认它在化学反应前后___________________________。
把带火星的木条伸入试管内，若木条复燃则是氧气
质量和化学性质都没改变
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