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第05讲氧气与氧化认识空气中氧气含量的测定掌握氧气的性质与相关反应理解氧化与燃烧的反应一.空气的成分1.空气成分的探究：（1）空气通入石灰水：石灰水变浑浊-----空气中有二氧化碳（2）燃着的木条在空气和氧气中燃烧-----空气中有氧气（3）敞口放置的无水硫酸铜变蓝------空气中有水蒸气2.空气成分：法国科学家拉瓦锡首先通过实验测得了空气是由氮气和氧气组成（汞与氧气反应可以先消耗瓶中的氧气生成氧化汞--红色，然后加热后又会分解成汞和氧气），其中氧气约占1/5的结论。19世纪末，科学家又通过实验发现空气中还有氦、氩、氙等稀有气体。此外还有少量二氧化碳、水蒸气以及其他杂质。3.氧气体积的测量：（1）原理：红磷与空气中的氧气反应生成固体的五氧化二磷固体，使得集气瓶内气压减。毡械乃捅淮笃寡谷爰恐。（2）实验装置：（3）实验误差：未冷却读数、放热燃烧匙止水夹忘关闭、放热燃着的红磷速度较慢、气密性较差等。4.空气的体积组成：二.空气的利用1.氧气的利用：（1）供给呼吸（2）作为助燃剂帮助燃烧2.氮气的性质与利用：（1）性质：无色、无味、性质较不活泼的气体。（2）利用：灯泡充氮气延长使用寿命、食品包装充氮气防腐保鲜、制造化肥、炸药等。液氮汽化可吸收大量的热--可作为冷冻剂，医疗上也可用来冷冻麻醉或冷藏人体细胞组织。3.稀有气体的利用：常作为保护气，稀有气体通电可发出不同颜色的光，可用来制作不同颜色的光源、霓虹灯等，同时还可以用于激光技术，制造低温环境（氦气），用于医疗麻醉（氙气）等。三.氧气的性质1.物理性质：（1）不易溶于水，常温下一升水可溶解30毫升的氧气，这些氧气是水生植物得以生存的必要条件之一。（2）标准大气压下氧气的密度为1.429克/升，比空气密度略大。在标准大气压下，-183oC时会液化为淡蓝色液体，在-218oC时会凝固成雪花状蓝色固体。硫磺在空气和氧气燃烧的不同2.化学性质四.氧化反应1.定义：物质与氧发生的反应叫做氧化反应。2.缓慢氧化：如塑料和橡胶品的老化、苹果变色、铜和铁等金属表面生锈等的氧化反应，氧化的速度非常慢，甚至短期内不易察觉。3.剧烈氧化：如硫、铁等物质的燃烧等氧化反应，反应剧烈，可称为剧烈氧化。五.燃烧的条件1.燃烧：可燃物与氧气发生的一种发光、发热、剧烈的氧化反应。2.着火点：物质燃烧所需到达的最低温度叫着火点。不同的物质着火点不同。3.常见物质的着火点：4.燃烧的条件：（1）有可燃物（2）有助燃剂（3）温度达到着火点5.物质的自燃：物质在缓慢氧化的过程中，产生的热量如果不能及时向外散失，就会使温度逐渐升高，达到着火点时，不经点火物质也会自发的燃烧现象。6.爆炸现象：燃烧过程中短时间在有限的空间里发生，瞬间积累大量的热，使气体体积急剧的膨胀，就会引起爆炸。六.灭火与火灾自救1.隔绝可燃物：让可燃物与助燃剂隔绝开2.降低温度至着火点以下：降温让可燃物温度下降至不足以燃烧。七.化学反应中能量的变化1.人类利用燃烧反应放出热量来取暖、煮熟食物、发电、烧制陶瓷、冶炼金属·····2.化学反应一样也可以吸收热量：比如氢氧化钡和氯化铵反应3.化学变化在生成新物质的同时，伴有能量的变化，而能量的变化通常表现为吸收或放出热量。4.化学能可以和热能相互转化，还可以转化为光能、电能、和机械能。考点一：空气成分的探究【例1】如图装置测定空气中氧气体积分数，关于该实验的分析正确的是（

）A．应将已燃的红磷由上到下缓慢伸入广口瓶以充分吸收瓶内氧气B．未等广口瓶冷却就打开止水夹，不会影响倒吸的水量C．广口瓶中预留的水能有效吸收有毒的五氧化二磷白烟D．如果所有操作均符合规范，能精确测定空气中氧气体积分数【例2】下列有关氧气的说法正确的是（

）A．氧气能和很多金属、非金属单质反应，所以氧气是一种很不稳定的气体B．鱼、虾能在水中生存是由于氧气易溶于水C．氧气应用于焊接或切割金属，体现了氧气的可燃性D．标准状况下氧气密度略大于空气考点二：氧气的性质【例1】如图是硫和细铁丝在氧气中燃烧的实验。下列说法正确的是（）A．硫燃烧后用手触摸瓶壁感觉到较热B．铁丝绕成螺旋状是为了增大接触面积C．两个集气瓶中水的主要作用都是防止集气瓶炸裂D．集气瓶口盖毛玻璃片的主要作用都是防止热量散失【例2】纳米铁粉在空气中不易自燃，但稍加热即可剧烈燃烧，如图是纳米铁粉在锥形瓶中燃烧的实验。下列说法错误的是（）A．锥形瓶中加水可防止瓶底炸裂B．实验中观察到气球逐渐膨胀然后缩小C．激光手电照射使纳米铁粉的着火点降低D．纳米铁粉燃烧的化学方程式为3Fe+2O2Fe3O4考点三：氧化与燃烧【例1】天气晴好的周末，小明一家来到户外野炊，对于以下做法解释不合理的是（）A．油锅着火盖锅盖，原理是隔绝空气B．抽出木柴灭火，原理是清除可燃物C．离开时浇水灭火，原理是降低木柴的温度D．木柴搭空火更旺，原理是提高空气中氧气含量【例2】火灾发生时学会正确的自救很重要，下列自救措施不合理的是（）A．厨房着火时，用湿被（布）掩盖扑火B．室内浓烟密布时，应俯伏在地面上爬行及用湿毛巾掩盖口鼻C．用湿毛巾等物品塞住门和窗户的缝隙，以免浓烟渗入D．高层着大火，打开窗户跳楼自救1．质量相等的两份氯酸钾固体，在其中一份（a）中加入少量二氧化锰，然后分别同时加热至完全反应，能正确表示氧气的质量（m）随反应时间（t）变化的图像是（

）A．B．C． D．2．下列物质燃烧，对主要现象的描述正确的是（

）A．铁丝在空气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体B．木炭在氧气中剧烈燃烧，发出白光，放出大量的热C．铝在氧气中剧烈燃烧，发出白光，生成白色的氧化铝D．红磷在氧气中燃烧，产生大量的白雾3．如图分别是实验室氧气制备、收集、验满、验证性质的操作，其中正确的是（

）A．B．C． D．4．为了更好地理解红磷燃烧法测定空气中氧气含量的实验原理，可以利用传感器技术实时测定图1实验装置内的压强、温度和氧气浓度变化，三条曲线变化趋势如图2所示。下列有关叙述错误的是（

）A．Y曲线表示的是氧气浓度变化B．BC段压强变化仅跟红磷燃烧放热，气体受热膨胀有关C．为了使EF段数据与AB段相等需要最终调节右侧容器水量使两侧液面相平D．DE段对应的变化进程是打开活塞，水倒吸进广口瓶5．小滨利用如图甲实验测定空气中氧气体积分数时，所得结果远小于20%，为寻找误差原因，小滨取足量红磷重复实验，并利用传感器获得装置内氧气体积分数变化如图乙所示下列有关说法不正确的是（

）A．时刻红磷开始燃烧 B．时刻反应仍在继续C．时刻打开止水夹可减小实验误差 D．实验结果偏小是因为氧气未完全反应6．用氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气，混合物的质量变化情况如图所示。不正确的分析是（）A．反应到时生成了（a-b）g氧气B．P点处固体成分是KCl、和C．在反应过程中，KCl的质量分数不断减少D．在0~时段，在混合物中的质量分数不断增大7．图示为有关氧气的知识结构图（部分反应条件省略），参加反应的氧气为足量。下列相关说法合理的是A．用反应①制造氧气时，是反应物B．②③两种方法制取氧气时，都不需要检查气密性C．①②③都是分解反应D．空气中，Fe会与反应而火星四射8．下列过程属于缓慢氧化的是（）①蜡烛燃烧②食物腐败③动物呼吸④金属锈蚀⑤火药爆炸A．②③④⑤ B．②⑤ C．②④ D．②③④9．对资料或实验证据的分析是否正确，直接关系到科学探究是否符合客观事实。如图为实验室用等质量的高锰酸钾和氯酸钾（另加少量的二氧化锰），分别制取氧气的数据分析示意图。下列依据图示信息所得出的分析正确的是（）A．同时开始加热，先收集到氧气的是氯酸钾B．用相同质量的反应物制取较多量的氧气时，宜选择氯酸钾为原料C．加入少量的二氧化锰可以使氯酸钾产生的氧气质量增加D．反应时间较长的是高锰酸钾10．每年都有因用火不当而引发火灾，造成重大损失，下列关于灭火与逃生的说法错误的是（

）A．炒菜时油锅着火，立即盖上锅盖 B．实验桌上酒精灯打翻看火，用湿抹布盖灭C．高楼发生火灾，应跳楼逃生 D．电器着火，应切断电源再用灭火器灭火11．如图，小滨将一张白纸紧紧地卷成棍状，在其表面缠绕一根铜丝。用蜡烛对铜丝处进行加热，纸棍不燃烧；而对纸棍未卷铜丝处进行加热，很快就能点燃。据此推测，铜丝在实验中的作用是（

）A．隔绝白纸周围氧气B．升高白纸的着火点C．降低白纸表面温度 D．降低蜡烛火焰温度12．用如图所示的装置进行燃烧条件的探究。升温至60℃的过程中，仅①燃烧；继续升温至260℃的过程中，③也可以燃烧。下列分析不正确的是（）A．①燃烧，说明白磷是可燃物B．对比①③，可说明红磷的着火点比白磷的高C．对比①④，可说明无烟煤不是可燃物D．对比②③，可验证可燃物燃烧需要与氧气接触13．如图，将两支燃着的蜡烛罩上玻璃杯，一会儿高的蜡烛先熄灭，低的蜡烛后熄灭，同时还观察到玻璃杯内壁变黑。由此我们可以得到启发：从发生火灾的高层房间中逃离，下列方法中正确的是（）A．乘电梯或升降机下楼B．成站立姿势跑出C．用湿毛巾掩盖口鼻沿墙角伏低身子迅速爬向门外D．打开窗户跳出14．某同学误将少量KMnO4当成MnO2加入KClO3中进行加热制取氧气，部分物质质量随时间变化如图所示。下列关于该过程的说法正确的是（）

A．c代表氧气 B．t2时刻，KClO3开始分解C．t3时刻，KMnO4恰好完全分解 D．起催化作用物质的质量一直保持不变15．上图是-组用于研究可燃物燃烧条件的对比实验，对有关实验现象和结论的判断不正确的是（）A．可燃物燃烧需要氧气（或空气），并达到着火点B．实验1中红磷未燃烧，说明红磷着火点高于白磷C．实验2中如果停止通入氧气，燃着的白磷会熄灭D．实验2中白磷燃烧，说明实验2中的热水温度高于实验116．某化学兴趣小组设计了如图所示实验来探究燃烧的条件。已知白磷着火点为，红磷着火点为，下列说法错误的是（）A.白磷1燃烧而白磷2不燃烧说明燃烧需要空气B.白磷1燃烧而红磷不燃烧说明燃烧需要温度达到着火点C．气球的作用是防止燃烧产生的污染空气D．通氧气可使白磷2燃烧，升高水温可使红磷燃烧17．如图甲为燃着的火柴梗处于竖直向上的状态，图乙为燃着的火柴梗处于水平略向下放置的状态。两者相比后者燃烧更旺更久，其原因是（）

A．图甲的火柴梗着火点低B．图甲中空气中氧气不足C．图甲的火柴梗跟氧气接触面积小D．图甲火柴梗温度不易达到着火点18．分别将木炭、铁丝、红磷、硫粉四种单质放入氧气重燃烧，其中属于它们产生的共同现象的是（

）A．有气体生成B．发出明亮的白光C．火星四射 D．放出热量19．为检验空气中氧气的含量，设计了如下方案：选用实际容积为40毫升的试管作反应容器，将过量的白磷放入试管中，用橡皮塞塞紧试管口，通过导管与实际容积为60毫升且润滑性很好的针筒注射器组成如图的买验装置。假设此实验能按照设想正常进行，且白磷所占体积与导管内的气体体积忽略不计。（1）实验前，若要说明装置气密性良好，操作为______；（2）弹簧夹关闭，加热白磷充分燃烧，等试管冷却后，打开弹簧夹，注射器的活塞停留约在______毫升刻度处，能为提供证据；（3）若最终实验结果为氧气占空气体积分数不足，可能是因为______（写出一点即可）。20．小实用蜡烛探究“燃烧的条件”。（1）如图甲，用广口瓶将正在燃烧的蜡烛罩住发现蜡烛逐渐熄灭，原因是______。（2）实验结束后，广口瓶中的水最终从A上升到B。查阅资料发现，蜡烛燃烧会消耗氧气，产生二氧化碳，若不考虑二氧化碳溶于水，消耗的氧气体积应该______产生二氧化碳的体积。（填“大于”、“等于”或“小于”）（3）用导热性能良好的铜丝罩住点燃的蜡烛（如图乙），发现蜡烛会熄灭，小实提出猜测：①可能是铜丝内氧气被消耗完；②可能是铜丝将热量散到空气中，使可燃物达不到着火点。于是设计了图丙A、B两种方法验证，请任选一种方案说明猜想成立时对应的现象：______。21．我们依据反应事实，通过比较、推理等方法可以总结归纳出灭火的规律并加以应用，请回答下列问题：图A．所示的“火三角”可表示燃烧的条件，图中缺少的一个条件是___________；图B所示的灭火原理是：___________；点燃篝火时，常将木柴架空以促进燃烧，是利用了增大___________的方法。22.用来测定空气成分的方法有很多，如图1所示的是小明用红磷在空气中燃烧的测定方法。请按要求填空：（1）在空气中点燃燃烧匙中的红磷，并迅速插入集气瓶内，塞紧橡皮塞，此时看到的主要现象是______。（2）当红磷燃烧完毕，集气瓶冷却到室温后打开弹簧夹，观察到水沿导管进入集气瓶。出现该现象的原因是______。（3）若实验中测得氧气的体积分数小于五分之一，造成此误差的原因可能是______（写出一条）。（4）某同学对实验进行反思后，提出了改进方法（如图2所示）。你认为改进后的优点是______，上述实验中的红磷______（填“能”或“否”）用木炭或铁丝代替红磷，为什么？（选择一种物质叙述原因）______。23．实验室提供、和三种药品及下列装置。根据要求完成下列问题：（1）使用B装置制取氧气时，试管口应略向下倾斜，原因是______。（2）选择装置A和D制取并收集氧气。仪器a的名称是______，D中的导管靠近集气瓶的底部，目的是______。（3）选择装置B和C制取氧气的步骤有：①将导气管移出水槽；②加热；③装药品和棉花；④收集；⑤熄灭酒精灯；⑥检查装置气密性。正确的操作顺序为______。（4）用燃烧匙将点燃的硫伸进盛有氧气的集气瓶中，有________________________现象。24．在寒冷的天气，人们往往用“暖贴”（如图甲所示）来御寒，其原理是利用铁粉和氧气反应放热进行持续发热。为提高测定空气中氧气含量实验的精确度，某科学兴趣小组想到了利用暖贴内部的成分代替红磷，对课本实验进行了创新改进。[实验器材]玻璃管（用橡胶塞将一端密封，如图乙所示）、暖贴内部粉末、刻度尺、记号笔、水、滴管（1）有两位同学分别设计了如图丙A、B所示的两种方案，哪个方案所测的实验结果更准确，请说明理由___________。（2）写出本实验的主要步骤，并用字母表示空气中氧气的含量。___________⑥洗涤、干燥实验装置。多次重复上述实验，取平均值。