2019_2020学年九年级化学上册期末复习第二单元我们周围的空气知识汇总精讲含解析新版新人教版.doc

第二单元：我们周围的空气知识汇总精讲【知识结构】 【知识梳理】 一、空气成分及其用途1、法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究空气成分，得出结论：空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的1/5。2、空气的成分及其体积分数（大约）空气成分氮气氧气稀有气体二氧化碳水蒸气和其它成分体积分数78%21%0.934%0.034%0.02%3、空气各成分的用途：（1）分离液态空气制取各成分 降温 加热 氧气 该过程是物理变化空气 液态空气 氮气 （石油蒸馏同这里的原理一样） 加压 原理：各成分沸点不同 稀有气体 （2）用途： 氮气 工业生产硝酸和氮肥，食品防腐，液态氮气用作制冷剂； O2供给呼吸，支持燃烧，钢铁冶炼，金属焊接； 稀有气体用作保护气，制作多用途电光源；4、空气质量：（1）空气中的有害物：SO2、CO、NO2、O3和可吸入颗粒物、总悬浮颗粒物；（2）空气污染指数越高，污染越严重；（3）CO2不属于空气污染物，但含量增多会引起温室效应。典例1 【2019.北京】空气成分中，体积分数最大的是（ ）A氧气 B氮气 C稀有气体 D二氧化碳【答案】B【解析】空气成分中，体积分数：氮气78%，氧气21%，稀有气体0.94%，二氧化碳0.03%和其他气体0.03%。故选B。典例2【2019.重庆A卷】某些袋装食品需要充气防腐，下列最宜作充入气体的是( )A.氮气 B.氧气 C.甲烷 D.一氧化碳【答案】A【解析】氮气化学性质较稳定，无毒且来源广，可以作袋装食品保护气。故选A。典例3【2019湖南衡阳】有关空气的叙述中，正确的是（）A空气中的氧气具有可燃性，可用作火箭燃料B化工厂废气及汽车尾气，不会造成空气污染C稀有气体有广泛的用途，可制成多种用途的电光源D空气中的氮气与氧气体积比约为5：1【答案】C【解析】A、氧气能支持燃烧，但不具有可燃性，不能用作火箭燃料，故选项说法错误。B、化工厂废气及汽车尾气，会造成空气污染，故选项说法错误。C、稀有气体有广泛的用途，通电时它们会发出不同颜色的有色光，可制成多种用途的电光源，故选项说法正确。D、空气中的氮气与氧气体积比约为：4：1，故选项说法错误。故选：C。二、测定空气中氧气的含量1、基本思路：通过化学反应，除去混合物中的一种成分，再测定混合物在反应前后的体积或质量的变化。2、药品选择：生成物是固体，只与氧气反应。例如：红磷或铜等。3、原理：4P+5O22P2O54、装置：5、步骤：连接装置，检查装置气密性；把集气瓶的容积分成5等份，做好记号；用止水夹夹紧胶管；在燃烧匙内放入过量的红磷；点燃燃烧匙中的红磷，立即伸入集气瓶中，把塞子塞紧；待红磷熄灭并冷却后，打开止水阀。6、现象：集气瓶中有大量的白烟生成，并放出热量；打开止水夹，烧杯中的水倒流到集气瓶中，上升到约1/5处。7、结论：空气中的氧气含量大约是1/5；8、氧气含量偏小的原因：没有冷却至室温就读数；铜红磷量不足；加热时间不够；装置漏气；典例4 【2019辽宁营口】实验室用燃烧法测定空气中氧气的含量，最适宜选用的可燃物是（）A红磷 B木炭 C细铁丝 D蜡烛【答案】A【解析】A.红磷可用来测定空气中氧气的含量，因红磷能在空气中燃烧，且产物是固体，如装置内红磷燃烧消耗尽氧气，瓶内气压减小，水吸入装置的体积数就是空气中氧气的体积数，故正确；B.木炭虽然能在空气中燃烧，也不能用来测定空气中氧气的含量，因其产物也是气体；故不能用来测定空气中氧气的含量，故错误；C.细铁丝不能在空气中燃烧，不能用来测定空气中氧气含量，故错误；D.蜡烛能在空气中燃烧，但生成二氧化碳气体，在反应装置中虽然消耗了氧气，却又产生了新的气体，因而不能用来测定空气中氧气的含量。故错误。故选：A。典例5【2018河北省】图6所示是测定空气里氧气含量的装置、气密性良好，在集气瓶内加入少量水，将水面上方空间分为5等份。用弹簧夹夹紧橡皮管、点燃红磷后，迅速伸入集气瓶中并塞紧塞子；待燃烧停止并冷却至室温后，打开弹簧夹。（1）红磷燃绕的化学方程式为_。（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：_。（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_。【答案】(1)4P+5O22P2O5；(2)红磷燃烧将集气瓶内氧气消耗掉，使瓶内压强减少，在大气压作用下，将水压入集气瓶；(3)红磷量不足。【解析】(1)红磷燃烧产生大量白烟，并放出热量，其反应化学方程式：4P+5O22P2O5；(2)实验结束后，打开弹簧夹，烧杯里的水进入瓶中的原因是集气瓶中的氧气被消耗，压强小于外界压强，在大气压作用下，将水压入集气瓶；(3)红磷量不足。三、氧气的性质1、物理性质：无色、无味的气体，不易溶于水（故可以用排水法收集）； 密度比空气大（故收集的一瓶氧气，要正放在桌面上）。2、化学性质：与木炭反应；原理：C+O2CO2。现象：空气中：发红光，放热，生成使澄清石灰水变浑浊的气体。氧气中：发白光，放热，生成使澄清石灰水变浑浊的气体注意：木炭伸入瓶中时，要自上而下，缓慢伸入（目的使木炭与氧气充分反应）。与铁丝反应；原理：3Fe+2O2Fe3O4。现象：空气中：变红热，不燃烧；氧气中：剧烈燃烧，火星四射，放热，生产黑色物质注意：铁丝用砂纸打磨（除去表面的氧化物）； 在铁丝一端系一根火柴棒（引燃）；铁丝绕成螺旋状（预热未燃烧的的铁丝）；在瓶底加少量水或铺一层细沙（防止高温生成物使集气瓶炸裂）；燃着的铁丝不能接触瓶壁（防止炸裂瓶壁）。与木石蜡反应现象：空气中：发红光，放热，生成水雾和使澄清石灰水变浑浊的气体。氧气中：发白光，放热，生成水雾和使澄清石灰水变浑浊的气体思考：木炭等在空气中反应与在氧气中反应剧烈程度明显不同，为什么？物质与氧气反应时，单位体积的空间里氧分子的数目越多，反应就越剧烈。典例6【2019.北京】下列物质在氧气中燃烧，火星四射、生成黑色固体的是（ ）A铁丝 B红磷 C甲烷 D氢气【答案】A【解析】铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射、生成黑色固体。故选A。典例7【2019山东青岛】下列关于氧气的说法正确的是（）A氧气具有可燃性，可以支持燃烧B水生动物能在水中生存是因为氧气易溶于水C工业上利用分离液态空气的方法制取氧气D氧气的化学性质很活泼，常温下能与所有物质发生化学反应【答案】C【解析】A、氧气具有助燃性，可以支持燃烧，不具有可燃性，故A说法不正确；B、水生动物能在水中生存是因为水中溶有一定量的氧气，氧气能供给呼吸，不能说明氧气的溶解性，故B说法不正确；C、空气中含有大量的氧气，工业上利用分离液态空气的方法制取氧气，故B说法正确；D、氧气的化学性质很活泼，常温下能与某些物质发生化学反应，故D说法不正确。故选：C。四、氧气的制取1、实验室制取氧气（1）选药品的条件：必须含有氧元素。常用过氧化氢溶液和二氧化锰；或加热高锰酸钾或氯酸钾如果用过氧化氢和二氧化锰制取氧气：（1）原理：2H2O2 2H2O + O2；（2）装置：固液不加热，排水法（或向上排空法）。（3）步骤：检查气密性；装药品，先固后液；（4）收集法：、排水法：原因氧气不易溶于水，不与水反应；（何时开始收集：导管口有连续均匀气泡冒出时开始收集。）、向上排空气法：原因密度比空气大且不与空气反应；（5）验满：向上排空气法，用带火星的木条放在，瓶口，木条复燃则收集满。（6）检验：用带火星的木条伸入，瓶内，木条复燃则该气体是氧气。如果用高锰酸钾或氯酸钾制取氧气：（1）原理：2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2。（2）装置：固固加热，排水法（或向上排空法）（3）步骤：连接装置：先下后上，从左到右的顺序；检查装置的气密性；装入药品：按粉末状固体取用的方法；固定装置：固定试管时，试管口应略向下倾斜，铁夹应夹在试管的中上部；加热药品：先预热，后在反应物部位用酒精灯外焰加热；收集气体；先将导管移出水面，再停止加热。（4）收集法：、排水法：原因氧气不易溶于水，不与水反应；（何时开始收集：导管口有连续均匀气泡冒出时开始收集。）、向上排空气法：原因密度比空气大且不与空气反应；（5）验满：向上排空气法，用带火星的木条放在，瓶口，木条复燃则收集满。（6）检验：用带火星的木条伸入，瓶内，木条复燃则该气体是氧气。2、催化剂（1）概念：在化学反应中能改变其他物质的反应速率，但本身的化学性质和质量在反应前后没有发生变化的物质。（2）特点：两不变（质量、化学性质）、一改变（反应速率，包括加快或减慢）。典例8【2019湖北荆州】下列有关催化剂的说法正确的是（ ）A.只能加快反应速率 B.二氧化锰在任何化学反应中都是催化剂C.能增加生成物的质量 D.质量和化学性质在化学反应前后不变【答案】D 【解析】催化剂可以改变化学反应速率，即可以加快活减缓反应速率；二氧化锰可以作某种反应催化剂，不是所有反应；催化剂不能增加生成物的质量；催化剂的质量和化学性质在化学反应前后不变。故选D。典例9【2019湖北黄冈】实验室用高锰酸钾制取氧气，请结合下列装置，回答问题： X 水 玻璃片 A B C D E（1）写出仪器X的名称： ；（2）要制备较为纯净的氧气，应选用的发生装置和收集装置是 （填序号），该反应的化学方程式为 ；（3）该实验的主要步骤有：将导气管移出水槽；加热；装药品、棉花；收集；熄灭酒精灯；检查装置气密性。正确的操作顺序为 。【答案】（1）酒精灯 （2）BC 2KMnO4 =() K2MnO4 + MnO2+O2 （3）【解析】（1）X仪器是酒精灯；（2）实验室用高锰酸钾加热制取氧气选用B装置，用排水法收集较纯净的氧气，选用C装置，反应方程式：2KMnO4=() K2MnO4+MnO2+O2；（3）实验室制取氧气的实验步骤：查装置气密性装药品加热收集气体移导管熄灭酒精灯。