第二单元 我们周围的空气
目录：
考点梳理
规律方法探究
自主测试
考点梳理
一、空气的成分
1.对空气的成分的研究
法国化学家___拉瓦锡__通过实验得出了空气是由__氮气__和__氧气__组成的结论。
2.空气的成分
(1)空气成分。
注意：
空气中的成分指的是气体体积分数而不是质量分数，一般来说空气的成分比较固定。这是因为动植物的呼吸和物质的腐烂、钢铁的锈蚀都需要消耗大量的氧气，但是绿色植物在日光下进行光合作用会放出大量氧气，使氧气量保持相对稳定。
(2)氮气和稀有气体。
性质：都是无色无味的气体，氮气在常温下化学性质_很稳定__；稀有气体几乎不与任何物质发生化学反应。
用途：氮气可生产硝酸和化肥，作__保护气__；稀有气体可用于制作_电光源_。
3.空气中氧气的含量测定实验
(1)实验装置如下图所示。
(2)实验原理：利用红磷燃烧消耗密闭容器内空气中的__氧气____，使密闭容器内的_压强减小_，在大气压的作用下，将水压入集气瓶，进入瓶中水的体积即是__氧气的体积___。
(3)实验步骤：检查装置的_气密性_____；集气瓶内加入少量水，以水面为基准线，把集气瓶分成五等份；点燃__过量的红磷_，立即伸入瓶中，把塞子塞紧；红磷燃烧停止后，冷却到__室温__，打开弹簧夹，观察现象。
(4) 实验现象：烧杯中的水进入集气瓶内，水面上升到集气瓶中原 空气体积约1/5处。红磷燃烧产生大量白烟。
(5) 实验结论：空气中含有约占空气体积1/5的__氧气_。
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(6) 误差分析：
①测量结果小于1/5的原因：红磷用量不足，氧气未消耗尽；装置的气密性不好，当集气瓶内氧气消耗尽时，瓶内压强减小，瓶外空气进入 集气瓶；装置未冷却至室温就打开弹簧夹。
②测量结果大于1/5的原因可能是：弹簧夹未夹紧乳胶管，在红磷 燃烧过程中，有少量瓶内气体沿导管排出。
(7)其他装置。
注意：
①测量氧气的体积必须是易与氧气反应且没有气体生成的物质。此装置中铁、木炭、硫不能用作测定氧气含量的反应物。
②测量的反应物一定要足量，装置必须密封。
二、空气的污染和防治
1.污染物：三种有害气体__CO、SO2、NOx_及粉尘。
2.污染源：煤、石油等化石燃料的燃烧，工厂排出的废气，汽车尾气，农作物秸秆的焚烧等。
3.危害：被污染的空气会严重损害人体健康，影响农作物生长，破坏生态环境。_全球气候变暖_、_臭氧层破坏_和__酸雨_等都与空气污染有关。
4.净化空气的措施：减少_化石燃料__的燃烧；开发新能源_；植树造林。
5.空气质量日报：主要内容包括___空气污染指数___、__首要污染物__、空气质量级别等。
三、氧气的性质和用途
1.氧气的物理性质
通常情况下氧气是一种__没有颜色、没有气味__的气体，降到一定温度温时变成_淡蓝色__液体或__淡蓝色雪花状__固体，密度比空气略__大___，_不易__溶于水。
2.氧气的化学性质
氧气是一种化学性质__比较活泼_的气体，具有__氧化___性和__助燃___性，不具有___可燃___性。
3.氧气与常见物质的反应
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4.用途
氧气的两个重要用途是__支持燃烧_和__供给呼吸__。
5.危害
各种事物都具有两面性，氧气对人有有利的一面，但也有有害的一面，如缓慢氧化造成的钢铁腐蚀、食物腐烂。
四、氧气的制法
1.氧气的实验室制法
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注意
(1)用高锰酸钾制氧气用排水法收集时，高锰酸钾要平铺在试管底部，试管口要_塞一团棉花__，且试管口略向下倾斜，防止水倒流，炸裂试管；实验结束时，要先取出导管，再熄灭酒精灯，防止_因水倒吸而使试管炸裂_。
(2)用过氧化氢制氧气时，长颈漏斗下端要插入液面以下，防止__氧气从长颈漏斗中逸出__。
2.氧气的工业制法
(1)分离液态空气制氧气。通过__降温加压，使空气变为液态，然后蒸发。_液态氮_先蒸发出来，剩下的主要是_液态氧_。此过程是_物理_变化。
(2)利用膜分离技术制氧气。
五、几组概念
1.纯净物和混合物
2.氧化反应、化合反应与分解反应的比较
3.催化剂和催化作用
(1)催化剂(又叫触媒)，在化学反应里能__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。
(2)催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用。
注意：学习催化剂概念时要注意以下三点。①催化剂只改变反应速率，可增大反应速率，也可减小反应速率；②催化剂的质量在化学反应前后不改变；③催化剂的化学性质在化学反应前后不改变。
要证明某一物质是否为某一化学反应的催化剂应抓住这三点。
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规律方法探究
归类示例一 测定空气中氧气体积分数的实验
【例1】 暖宝宝贴(主要成分为铁粉、木炭、食盐)的热量来源于铁粉的氧化。小涛同学设计使用暖宝宝贴来测定空气中氧气的含量，实验开始前的装置如图所示，实验后从量筒中流入玻璃瓶(容积为250 mL)中的水的体积为45 mL(铁粉生锈消耗的水忽略不计)。下列说法错误的是( )
A.实验前必须检查装置的气密性
B.通过本次实验数据测得空气中氧气的体积分数为18%
C.若实验测得空气中氧气体积分数偏低，可能是暖宝宝贴的使用数量不足
D.必须等温度计的读数恢复至实验前的温度后才能记录量筒内剩余水的体积
解析：A.如果装置漏气，会使进入的水偏少，测定的结果偏小，实验前必须检查装置的气密性，故正确；B.铁生锈消耗氧气，使装置内的气压减小，进入水的体积就是消耗氧气的体积，集气瓶内空气的体积是(250-20) mL=230 mL，进入水的体积是45 mL，即氧气的体积是45 mL，
因此氧气的体积分数= ×100%≈19.6%， 故错误；C.发热剂的量必须足量，因为只有足量的发热剂才能把氧气消耗完，使结果准确，若实验测得空气中氧气体积分数偏低，可能是暖宝宝贴的使用数量不足，故正确；D.必须等温度计的读数恢复至实验前的温度后才能记录量筒内剩余水的体积，使结果准确，故正确。
答案：B
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归类示例二 空气的污染和防治
【例2】 APEC峰会曾于在北京举行，为了使被雾霾困扰多日的北京重现蓝天，附近多个省、市实行了城区内机动车单双号限行。
(1)雾霾多出现于冬季，可能的原因是_冬季取暖消耗更多燃煤__(写一点)。
(2)防“霾”专用口罩中使用了活性炭，这是利用了活性炭的_吸附______作用。
(3)除“机动车限行”外，请你再提出一条治理“雾霾”的合理建议__使用清洁能源_(写一点)。
(4)排放到空气中的污染物包括有害气体和烟尘，目前计入空气污染指数的有害气体有____CO_____ 、 _ SO2_ 、NO2、O3(臭氧)。
解析：(1)冬季取暖消耗更多燃煤，会产生大量烟尘和有害气体，所以雾霾多出现于冬季；(2)活性炭具有吸附性，能吸附有毒的气体；(3)减少化石燃料的使用以及使用清洁能源等，都可以减少雾霾产生； (4)目前计入空气污染指数的有害气体有CO、SO2、NO2、O3(臭氧)。
归类示例三 氧气的化学性质
【例3】 下列说法正确的是( B )
A.木炭燃烧后生成红色固体
B.一氧化碳在空气中燃烧发出蓝色火焰
C.红磷在空气中燃烧产生大量白雾
D.铁丝伸入盛有氧气的集气瓶中剧烈燃烧
解析：木炭燃烧后生成一种能使澄清石灰水变浑浊的气体，故A错误；一氧化碳在空气中燃烧发出蓝色火焰，故B正确；红磷在空气中燃烧产生大量白烟，不是白雾，故C错误；将红热的铁丝伸入盛有氧气的集气瓶中才会剧烈燃烧，故D错误。
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归类示例四 氧气的实验室制法
【例4】 根据下图回答问题：
(1)实验仪器a的名称是___酒精灯______。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为 __ __，所选用的发生装置是_ A_ (填字母序号)。
(3)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气时，二氧化锰起__催化___ 作用，所选用的收集装置是____C_____或E。
(4)用排空气法收集一瓶氧气，验满时将带火星的木条放在瓶口，若观察到___木条复燃_，说明瓶中已充满氧气。
解析：(1)仪器a为酒精灯；(2)利用高锰酸钾分解制氧气时所选药品为固体，且反应需加热，则应选A；(3)在过氧化氢分解制氧气中，MnO2起催化作用，氧气的密度比空气的大且不易溶于水，可选用C或E收集气体；(4)将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃证明已收集满。
归类示例五 纯净物与混合物的判断
【例5】 下列物质中，前者属于纯净物，后者属于混合物的是( B )
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A.净化后的空气、氧化镁
B.水和冰相混合、啤酒
C.生锈的铁钉、高锰酸钾加热后的混合物
D.氯化钾、液氧
解析：净化后的空气中有氧气和氮气等多种物质，属于混合物，氧化镁是一种物质，属于纯净物；水和冰相混合只有水一种物质，属于纯净物，啤酒中有水和酒精等多种物质，属于混合物；生锈的铁钉中有铁和铁的氧化物，属于混合物，高锰酸钾加热后的混合物中有二氧化锰和锰酸钾，属于混合物；氯化钾是一种物质，属于纯净物，液氧是一种物质，属于纯净物。
归类示例六 化合反应、分解反应、氧化反应的比较
【例6】 氧气是我们身边常见的物质，以下有关氧气的叙述正确的是( A )
A.物质与氧气发生的反应都是氧化反应
B.用过氧化氢制氧气的反应不属于分解反应
C.氧气具有可燃性
D.物质在氧气中燃烧的反应一定是化合反应
解析：物质与氧气发生的反应属于氧化反应，故A正确；过氧化氢制氧气是由一种物质生成两种物质的反应，属于分解反应，故B错；氧气能支持燃烧，具有助燃性，但不具有可燃性，故 C错；物质在氧气中燃烧的反应不一定是化合反应，如甲烷的燃烧，故D错。
自主测试
1.下列关于空气成分的说法错误的是( C )
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
解析：稀有气体通电发光的过程中没有新物质生成，属于物理变化，故C错误。
2.如图所示装置可用于测定空气中氧气的含量。下列说法中不正确的是( A )
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A.红磷燃烧一停止立即打开弹簧夹
B.实验前一定要检验装置的气密性
C.此实验可以证明氧气约占空气体积的1/5
D.将红磷换成硫粉，瓶中的水换成浓氢氧化钠溶液进行实验，也能得出相同结论
3.2022年北京、张家口将联合举办冬奥会，为办成绿色奥运会，下列措施不可行的是( C )
A.发展公共交通，提倡绿色出行
B.增加使用太阳能、核能等新能源
C.改进燃煤锅炉烟囱，将废气排到高空
D.改进燃煤技术，减少SO2与粉尘排放
解析：A.提倡绿色出行，发展公共交通，可减少污染，有效减少有害气体和PM2.5排放，故不符合题意；B.使用太阳能与核能等绿色能源，能减少PM2.5排放，故不符合题意；C.将废气排放到高空，不会减少污染气体和PM2.5排放，故符合题意；D.改善燃料结构，减少SO2与粉尘的排放，也就减少了扬尘污染，减少了PM2.5排放，故不符合题意。故选C。
4.关于物质燃烧的现象描述正确的是( D )
A.红磷在空气中燃烧产生浓厚的烟雾
B.铁丝在空气中燃烧，火星四射，生成黑色固体
C.木炭在氧气中燃烧发出白光，有无色刺激性气味气体生成
D.硫在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰，有刺激性气味的气体生成
解析：红磷在氧气中燃烧产生浓厚的白烟，故A项错误；铁丝在空气中不能燃烧，故B项错误；木炭在氧气中燃烧发出白光，有无色无气味的气体生成，故C项错误。
5.实验室用如图所示装置制取氧气，下列实验操作正确的是( )
A.加热前，将集气瓶注满水，用玻璃片盖着倒立在盛水的水槽中
B.先将导管口移入集气瓶，再开始加热
C.收集O2后，将集气瓶移出水槽，然后盖上玻璃片
D.停止加热时，先熄灭酒精灯，再移出导气管
解析：先开始加热，待导管口有气泡连续、均匀地冒出时，再将导管管口移入集气瓶收集气体，故B项错误；收集O2后，先用玻璃片盖住集气瓶，再将集气瓶移出水槽，故C
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项错误；停止加热时，先移出导气管，再熄灭酒精灯，故D项错误。
6.下列有关物质的分类，错误的是( A )
A.空气属于化合物 B.水属于氧化物
C.氮气属于纯净物 D.乙醇属于有机物
7.下列说法正确的是( C )
A.物质与氧气发生的反应是化合反应
B.物质与氧气发生的反应都能产生燃烧现象
C.物质与氧气发生的化合反应一定是氧化反应
D.只有物质与氧气发生的反应才是氧化反应
8.下列关于催化剂的说法正确的是( A )
A.催化剂不能改变生成物的质量
B.催化剂能加快化学反应速率，但本身的性质变化
C.二氧化锰可做任何反应的催化剂
D.没有催化剂就不能进行化学反应
解析：催化剂只改变化学反应速率，而本身的化学性质和质量在反应前后没有改变，故A正确；催化剂不仅可以增大化学反应速率，也可减小化学反应速率，故B错误；二氧化锰可做过氧化氢或氯酸钾的催化剂，但不能做任何反应的催化剂，故C错误；有些化学反应没有催化剂仍然可以进行，故D错误。
9.实验室制取气体常常用到下列装置，根据给出的装置回答下列问题：
(1)写出标号仪器的名称：①__锥形瓶__；②集气瓶 。
(2)若该实验选择装置A来制取氧气，请写出该反应的化学方程式： ____________________________________ 。
(3)若选择高锰酸钾制取并收集较纯净的O2，则应选择装置 BC 。该套装置有一处不足的地方，请你指出并加以改进：大试管口应堵一团棉花，防止KMnO4的颗粒随气流进入导管堵塞导管。
(4)用图F装置可收集和干燥氧气；若广口瓶充满水来收集氧气，气体应从 b (填“a”或“b”)端通入；若气体从a端通入广口瓶，广口瓶内应盛装 浓硫酸 (填试剂的名称)
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来干燥氧气。
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