第二讲我们周围的空气
一、知识梳理
考点一、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)空气的成分
温馨提示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腐烂物质的燃烧、钢铁的锈蚀都需要消耗大量的氧气，但是绿色植物在光照条件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集气瓶内空气中的氧气，使密闭集气瓶内的压强减小，在大气压的作用下，将水压入集气瓶，进入集气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，水面上升约。
(5)实验结论：空气中含有约占空气体积的O2。
(6)误差分析：①测量结果小于的原因：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。
温馨提示①测量氧气的体积必须是易和氧气反应且没有气体生成的物质。此装置中铁、木炭、硫不能用作反应物。②测量的反应物一定要足量，装置必须密封。
(7)其他装置：
考点二、空气的污染和防治
1．污染物：空气的污染分两类：有害气体CO、SO2、NO2及粉尘。
2．污染源：煤等化石燃料的燃烧，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。
考点三、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。
3．氧气与常见物质的反应
4．用途：氧气两个重要的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。
考点四、氧气的制法
1．氧气的实验室制法
温馨提示①加热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，并略向下倾斜，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，长颈漏斗管口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。
考点五、几组概念
1．纯净物和混合物
2.化合反应、分解反应、氧化反应和缓慢氧化
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。
温馨提示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，可加快反应速率，也可减缓反应速率；
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个方面。
二、例题与解题思路方法归纳
考点一、空气的成分及用途。
1.对空气成分考查的试题主要是选择题。熟记空气中各成分的体积分数是解答此类试题的关键（主要是氮气和氧气）。
2.对测定空气中氧气含量的考查，考查实验原理、药品的选用、实验现象、实验结论，分析产生误差的原因等。试题形式有选择题、实验探究题。注意尽管试题中测定空气中氧气含量的装置方法不同，但其原理是一致的。
3.对空气中各成分用途的考查，主要考查氧气、氮气、稀有气体的用途。试题可以是选择题或填空题。
例题1．（山西）人类生存离不开空气，下列说法错误的是（ ）
A．空气是一种宝贵的资源B．空气中体积分数最大的是氮气
C．氧气能支持燃烧、供给呼吸D．露天焚烧垃圾不会造成空气污染
考点：空气对人类生活的重要作用；空气的成分及各成分的体积分数；空气的污染及其危害；氧气的用途．
解答：解：A、空气是人类生产、生活所必须的，是一种宝贵的资源，故选项说法正确．
B、空气的成分按体积计算，大约是：氮气占78%、氧气占21%，则空气中体积分数最大的是氮气，故选项说法正确．
C、氧气能支持燃烧、供给呼吸，故选项说法正确．
D、露天焚烧垃圾会产生一氧化碳、二氧化硫、可吸入颗粒物等空气污染物，会造成空气污染，故选项说法错误．
故选：D．点评：本题难度不大，了解空气的用途、空气的组成成分、氧气的化学性质与用途、空气的污染等是正确解答本题的关键．
考点二、空气的污染与防治。
1.对空气污染的考查，主要以选择题的形式考查空气污染物、目前计入空气污染指数的项目。注意二氧化碳气体不属于大气污染物。
2.联系社会热点问题考查污染物的来源，如造成PM2.5含量增多的原因，考查防治大气污染的措施。此类试题主要是选择题，也有少量填空题。
例题2、（娄底）年娄底市着力打造生态旅游区，下列做法不符合这一主题的是（ ）
防治空气污染的措施；水资源的污染与防治．
解：A．花草树木可以吸收一定的空气污染物，可使空气中氧气的含量增高，空气变得清新，故正确；
B．随意排放废水，会污染水体和土壤，该做法不符合生态旅游的这一主题；
C．分类回收垃圾，既可以节约能源，又可以减少垃圾对环境的污染，故正确；
D．绿色低碳出行，可以减少二氧化碳的排放量，减少温室效应的产生，使生态变得更好，故D正确．
故答案为：B．环境的污染与保护是社会 ）
防治空气污染的措施；水资源的污染与防治．
解：A、分类回收垃圾，提高物质的利用率，减少环境污染，利于“清水蓝天”工程实施，故不符合题意；
B、太阳能是新能源，可有效减少环境污染，有利于“清水蓝天”工程实施，故不符合题意；
C、氢燃料是新能源，无污染，积极推广新能源，可以保护环境，有利于“清水蓝天”工程实施，故不符合题意；
D、直接排放废水，会对环境造成严重的污染，不利于“清水蓝天”工程实施，故符合题意．
故选D．
环境的保护已经越来越受到社会的 ）
考点：氧气的制取装置；浓硫酸的性质及浓硫酸的稀释；过滤的原理、方法及其应用；检查装置的气密性；氧气的收集方法．
解：A、实验室用固液常温型制取氧气时，为防止产生的氧气从长颈漏斗中逸出，长颈漏斗的末端应伸入液面以下，图中长颈漏斗的末端没有伸入液面以下，图中所示操作错误．
B、稀释浓硫酸时，要把浓硫酸缓缓地沿器壁注入水中，同时用玻璃棒不断搅拌，以使热量及时地扩散；一定不能把水注入浓硫酸中；图中所示操作正确．
C、检查装置气密性的方法：把导管的一端浸没在水里，双手紧贴容器外壁，若导管口有气泡冒出，装置不漏气；图中所示操作正确．
D、过滤液体时，要注意“一贴、二低、三靠”的原则，图中所示操作正确．
故选：A．点评：本题难度不大，熟悉各种仪器的用途及使用注意事项、常见化学实验基本操作的注意事项是解答此类试题的关键．
例题7．（桂林）在实验室用高锰酸钾制氧气的实验中，必需的仪器是（ ）
考点：氧气的制取装置．
解：实验室用高锰酸钾制氧气的装置中，必需的仪器有装药品高锰酸钾的试管，烧杯可用来加热液体药品、蒸发皿和石棉网用于蒸发操作，故不需要烧杯、蒸发皿、石棉网；
故选：D．
点评：了解高锰酸钾制取氧气的仪器即可顺利解答，烧杯可用来加热液体药品、蒸发皿和石棉网用于蒸发操作．
例题8．（泉州）在实验室里，小明与同学欲用如图所示装置（气密性良好）和药品制取初中化学常见气体并验证其有关性质．
（1）写出图中标有序号的仪器名称：
① ，② ．
（2）点燃A中的酒精灯制取并收集氧气，反应的化学方程式为 ．待检验到B中氧气已收集满，接下来的操作是 ，把集气瓶盖好玻璃片后，正放在桌面上．
（3）将点燃的蜡烛放入集满氧气的集气瓶中，可观察到 且瓶壁上有水雾出现，证明蜡烛燃烧有水生成．接着，将蜡烛从集气瓶中取出， （填实验步骤和现象），证明蜡烛燃烧还生成了二氧化碳．
（4）小明同学发现装置C有一处明显错误： ，将装置C改正后放入适量的药品： 和 ，即开始制取 气体（写一种）．
考点：氧气的制取装置；常见气体的检验与除杂方法；氧气的收集方法；氧气的检验和验满；书写化学方程式、文字表达式、电离方程式．
解：（1）标有序号的仪器名称为①试管、②长颈漏斗；故填：试管；长颈漏斗；
（2）高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，收集氧气完毕后，应先将导管移出集气瓶；故填：2KMnO4
K2MnO4+MnO2+O2↑；将导管移出集气瓶；（3）蜡烛在氧气中燃烧的更旺，发出白光，放出热量，将澄清的石灰水倒入集气瓶后，振荡，若变浑浊，则证明生成了二氧化碳；故填：蜡烛燃烧更旺，发出白光；往集气瓶倒入适量澄清石灰水，振荡，石灰水变浑浊；
（4）该装置中，长颈漏斗的末端没有接近锥形瓶的底部，会导致生成的气体从长颈漏斗逸出，该装置适用于固液常温下来制取气体，如用锌粒与稀硫酸来制取氢气、过氧化氢在二氧化锰的催化作用下制取氧气、大理石或石灰石与稀盐酸反应来制取二氧化碳，故填：长颈漏斗的末端未接近锥形瓶的底部；锌；稀硫酸；氢气（其他合理答案也可）．
点评：
本题考查制取并收集氧气、二氧化碳的装置及注意事项，蜡烛燃烧的实验现象等的描述必须要严谨．
例题9．（绵阳）（1）实验室给你提供了下列仪器，请选用合适的仪器完成指定的实验．
①图中仪器d的名称是： ．
②要制取较多的O2用来探究其性质（要求制取过程中可以添加反应物），组装气体发生装置需要的仪器是 （填序号，下同），请写出该反应的化学方程式 ，收集氧气应采用 法，这种收集方法是根据氧气的 性质．
③提纯粗盐时，过滤需要选用上述仪器中的 （填序号），除此之外还缺少的仪器是滤纸、 、 （填名称）．
（2）为探究气体X的组成，某兴趣小组进行如图所示实验（固定装置未画出）．
①加热条件下，气体X能与氧化铜反应生成铜、水和氮气．
②碱石灰为固体氢氧化钠和氢氧化钙的混合物，不与气体X反应．无水氯化钙可吸收气体X．
③本实验条件下，氮气密度为1.15gL﹣1，装置内空气中的水与二氧化碳对相关数据测定的影响可忽略不计．
①连接仪器，并检查装置气密性．
②取一定量氧化铜，准确称得其质量为2.40g．
③按图所示装入药品（其中B、C管中分别装入的是足量碱石灰和足量无水氯化钙），测并记录相在数据Ⅰ（见表）．
④连接A、B、C装置，将气体X缓缓通入一段时间后，连接上D装置，读数后开始加热．当A装置中氧化铜反应完全，停止加热，继续通入气体X至玻璃管冷却后，再次测量并记录相关数据Ⅱ（见表）．
①B中装置中氧化钙吸水的原理为 （用化学方程式表示）．
②实验过程中，当观察到 ，说明氧化铜已反应完全，停止加热，继续通入气体X至玻璃管冷却的目的是 ．
③分析实验测量的数据，生成水的质量为 g，氧化铜中氧元素的质量为 g．由此推知，气体X中一定 （填“有”或“没有”）氧元素．
④通过计算推导出气体X的化学式为 ；气体X还原氧化铜的化学方程式为： ．
考点：
氧气的制取装置；实验探究物质的组成成分以及含量；过滤的原理、方法及其应用；常见气体的检验与除杂方法；氧气的收集方法；书写化学方程式、文字表达式、电离方程式．
专题：
常见气体的实验室制法、检验、干燥与净化；科学探究．
分析：
长颈漏斗方便加液体药品，制取装置包括加热和不需加热两种，如果用双氧水和二氧化锰制氧气就不需要加热，如果用高锰酸钾或氯酸钾制氧气就需要加热．氧气的密度比空气的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空气法和排水法收集．过滤用到的仪器有：烧杯、漏斗、玻璃棒、铁架台．B中装置中氧化钙吸水的原理为：氧化钙和水反应生成氢氧化钙；实验过程中，当观察到：D装置中量气管的液面不再下降，说明氧化铜已反应完全，停止加热，继续通入气体X至玻璃管冷却的目的是：防止空气进入把生成的铜氧化，造成误差；分析实验测量的数据，生成水的质量=.54g﹣.00g=0.54g；氧化铜中氧元素的质量=52.40g﹣51.92g=0.48g；由此推知，气体X中一定没有氧元素，因为0.54g水中含氧元素0.48g；通过计算推导出气体X是氨气，氨气和氧化铜在加热的条件下生成铜和水和氮气，配平即可．
解答：（1）①长颈漏斗方便加液体药品，故答案为：长颈漏斗；
②如果用双氧水和二氧化锰制氧气就不需要加热，要求制取过程中可以添加反应物，因此组装气体发生装置需要的仪器是：adf；过氧化氢在二氧化锰做催化剂的条件下生成水和氧气，要注意配平；氧气的密度比空气的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空气法和排水法收集；故答案为：adf；2H2O2二氧化锰2H2O+O2↑；向上排空气法；密度比空气的密度大；
③过滤用到的仪器有：烧杯、漏斗、玻璃棒、铁架台；故答案为：eh；漏斗、玻璃棒；
（2）①B中装置中氧化钙吸水的原理为：氧化钙和水反应生成氢氧化钙；故答案为：CaO+H2O=Ca（OH）2；
②实验过程中，当观察到：D装置中量气管的液面不再下降，说明氧化铜已反应完全，停止加热，继续通入气体X至玻璃管冷却的目的是：防止空气进入把生成的铜氧化，造成误差；故答案为：D装置中量气管的液面不再下降；防止空气进入把生成的铜氧化，造成误差；
③分析实验测量的数据，生成水的质量=.54g﹣.00g=0.54g；氧化铜中氧元素的质量=52.40g﹣51.92g=0.48g；由此推知，气体X中一定没有氧元素，因为0.54g水中含氧元素0.48g；故答案为：0.54；0.48；没有；
④通过计算推导出气体X是氨气，氨气和氧化铜在加热的条件下生成铜和水和氮气，配平即可；故答案为：NH3；2NH3+3CuO加热3Cu+3H2O+N2；
点评：本考点主要考查了仪器的名称、气体的制取装置和收集装置的选择，同时也考查了化学方程式的书写、过滤操作、实验探究和有关的计算等，综合性比较强．气体的制取装置的选择与反应物的状态和反应的条件有关；气体的收集装置的选择与气体的密度和溶解性有关．本考点是中考的重要考点之一，主要出现在实验题中．
一、选择题
1.下列说法不正确的是（ ）
A．二氧化碳在空气中含量增多会导致温室效应增强，属于空气污染物
B．氧气约占空气总体积的21%
C．饼干在空气中变软是因为空气中含有水蒸气D．花香四溢说明分子在不停地运动
2.不会造成空气污染的物质是（）
A．一氧化碳B.水蒸气C．烟尘D．二氧化硫
3.下列关于氧气用途的叙述不正确的是（）
A．医疗急救B．潜水C．灯泡中充氧气以延长使用寿命D．动植物呼吸
4.(·山东烟台)空气是人类宝贵的自然资源。下列有关空气的说法错误的是（）
A.液氮可用作制冷剂B.氧气可用作火箭发射的燃料
C．氦气可用；来填充探空气球D.二氧化碳是植物进行光合作用必需的物质
5.下列实验现象的描述正确的是（）
A.硫在氧气里燃烧，发出蓝紫色火焰B.红磷燃烧产生大量白雾
C.碳在氧气里燃烧，发出蓝色火焰D.铁丝在氧气中燃烧，火星四射，吸收热量
6.下列有关氧气的说法不正确的是（ ）
A．氧气能使带火星的木条复燃B．铁丝在氧气中燃烧时，火星四射，生成黑色固体
C．硫在氧气中燃烧发出微弱的淡蓝色火焰，生成刺激性气味的气体
D．物质与氧气发生的反应都是氧化反应
7.实验室用高锰酸钾制取氧气的部分操作如下图所示，其中正确的是（）
8.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
二、填空与简答
9.近年，我国不少城市和地区雾霾天气增多，雾是水蒸气，本身无污染，“霾”由细小颗粒物组成，主要来源是热电排放、化工生产、汽车尾气、冬季供暖以及地面灰尘等。它侵蚀着人们的健康，严重影响着人们的生活和出行。
下面治理雾霾的措施中，可行的是。
①压减化石燃料②控制车辆使用③减少户外活动
④加强城市绿化⑤关闭厂矿企业⑥调整能源结构
10.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，请结合下列装置图，回答问题：
(1)写出有标号的仪器名称：①_：②。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式_。
(3)若用C装置收集氧气，收集完氧气后的正确操作步骤是_。
11.常温下，H2O2分解生成O2的速率较为缓慢。研究性学习小组选择“H2O2分解生成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]催化剂的种类会影响H2O2分解生成O2的快慢。
[实验方案]常温下，取两份同体积、同浓度的H2O2溶液，分别加入二氧化锰和氯化钠固体，测量各生成一瓶相同体积的O2所需的时间。
[实验装置]下图是他们进行实验的装置图：
[实验操作]检查装置气密性良好，将分液漏斗中的液体加入锥形瓶中，立即收集一瓶放出的气体。实验记录如下表：
实验①中加入氯化钠固体的质量是___g。
[结论]该探究过程得出的结论是__。
[反思]若要证明二氧化锰、氯化钠固体是该反应的催化剂，还需要增加实验来验证它们在化学反应前后的___和____是否改变。
[交流讨论]小华同学提出，H2O2分解生成O2的快慢还与哪些因素有关？请你帮助他们继续探究。(提出一种影响H2O2分解生成O2快慢的因素以及相关假设，并设计实验方案)
[你的假设]________________________。
[设计方案]
答案：1、A2、B3、C4、B5、A6、C7、C8、A
9、①②④⑥10、（1）①酒精灯②长颈漏斗（2）2KMnO4
K2MnO4+MnO2+O2↑_（3）先将导管移出水面（或先撤离导管）再熄灭酒精灯
11、[实验操作]0.5；
[结论]不同种类的催化剂对H2O2的分解速率不同
[反思]化学性质；质量
[你的假设]双氧水的浓度大小对分解速率有影响。
[设计方案]取相同体积、浓度不同的双氧水，加入相同质量的同种催化剂，比较产生氧气的快慢。
浓度大的产生氧气速率快
三、课后自我检测
1．下列关于空气的说法中，错误的是( )。
A．空气是一种十分重要的天然资源
B．少量有害气体进入空气中，依靠大自然的自净能力，空气仍能保持洁净
C．按质量计算，空气中约含氮气78%，氧气21%，其他气体和杂质约占1%
D．空气中的稀有气体一般不跟其他物质反应，曾被称为“惰性气体”
2．下列物质按照单质、混合物、氧化物的顺序排列的是( )。
A．水银、硬水、水B．石墨、熟石灰、生石灰
C．氮气、空气、消石灰D．冰、醋酸、干冰
3．氧气是一种化学性质比较活泼的气体，它可以和许多物质发生化学反应。如下图所示，关于这三个反应的叙述正确的是( )。
A．都放出热量
B．生成物都是固体
C．都产生蓝紫色火焰
D．都是非金属和氧气反应
4．下列关于O2的说法不科学的是( )。
A．常用带火星的木条来检验空气中的O2
B．硫在O2里燃烧产生明亮的蓝紫色火焰
C．工业上将空气液化后再进行分离来制取O2
D．加热KClO3制O2，可用MnO2作催化剂
5．空气是一种重要的自然资源，空气中的各种成分可以广泛应用于生产和生活中。现有①氧气、②二氧化碳、③氮气、④稀有气体四种物质，请用上述物质的序号填空：
(1)________约占空气体积的78%，是工业上生产硝酸和化肥的重
要原料。
(2)人类维持生命不可缺少的气体是________，燃料燃烧也离不开它。
(3)________虽然几乎不与任何物质发生化学反应，但是也有很广泛的用途，如制造电光源等。
(4)________是植物进行光合作用不可缺少的物质。
6．按图组装仪器，关闭止水夹，通电使红磷燃烧。请回答下列问题：
(1)燃烧的现象是_________________________________________________________；
(2)红磷燃烧一段时间后，自动熄灭了，你认为原因是______________________；
(3)冷却后，松开止水夹，你观察到的现象为__________________________________。
7．(1)请按要求写出初中化学教材中水作为反应物的化学方程式(两个化合反应中生成物的类别必须不同)：
①分解反应：_____________________________________________；
②化合反应：___________
___________________________________；
③化合反应：______________________________________________。
(2)甲、乙是两个实验示意图，根据图中所发生的化学反应现象及化学反应原理，进行总结归纳并回答下列问题：
所发生的两个反应有共同点：集气瓶底部均预先装有少量水。它们的作用分别是：
甲中：_______________________________________，
乙中：_______________________________________。
②通过比较这两个反应，发现它们还有许多相似之处，请你写出其中两点：
_________________________________；__________________________。
8．如图甲、乙、丙三种物质均含有地壳中含量最多的元素。甲、乙是组成元素完全相同的化合物，丙是单质；乙通常为液体，在一定条件下可分解生成丙；它们之间有如图所示的转化关系(部分物质和反应条件已经略去)。
则：甲的化学式为________；乙分解生成丙的化学方程式为_____________________。
从微观角度解释甲、乙性质有差异的原因是_____________________________。
9．下图是实验室制取、收集有关气体的装置图。
请按要求回答下列问题：
(1)用双氧水制取氧气的化学方程式为______________________________________。
(2)要收集氧气，收集装置可选择上述装置中的________或________(填写序号)。
(3)用发生装置A或B制取氧气时，A与B相比
，A的优点是___________________。
(4)我们做铁丝在氧气中燃烧的实验时，把红热的铁丝伸入装有氧气的集气瓶里，反应生成__________(填化学式)，做这个实验时铁丝末端要系一根火柴的目的是__________。
10．某学习小组将“从空气中制取氮气”作为研究课题，以下是他们的实验方案：
方案一：
(1)图1中装置B的作用是________________________，装置C的作用是______________________________。
方案二：
(2)将空气通过图1中A、B装置后，收集于图2的广口瓶中，
用图2装置代替装置C进行实验。实验中用红磷而不用木炭的原因是______________
____________________________；
(3)此法得到的氮气不纯，请你分析可能的原因是______________。
11．学习了MnO2对过氧化氢分解有催化作用的知识后，某同学想：CuO能否起到类似MnO2的催化剂作用呢？于是进行了以下探究。
Ⅰ.CuO不是催化剂，也不参与反应，反应前后质量和化学性质不变；
Ⅱ.CuO参与反应产生O2，反应前后质量和化学性质发生了改变；
Ⅲ.CuO是反应的催化剂，反应前后________。
用天平称量0.2gCuO，取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，进行如下实验：
(1)填写下表：
(2)步骤①的目的是_______________________________________________________。
(3)步骤④需用到的实验仪器有：铁架台(带铁圈)、漏斗、烧杯、________。
(4)过氧化氢能被CuO催化分解放出O2的化学方程式为______________
要探
究步骤⑤做过催化剂的CuO其他化学性质，还应补做的实验是________(写一种)。
参考答案：
1．C 空气是一种十分重要的天然资源，空气中的各成分的比例是比较固定的，少量有害气体进入空气，靠大自然的自净能力，空气仍能保持洁净，空气中的稀有气体很难跟其他物质反应，故又称为“惰性气体”，A、B、D选项均正确；空气中的各成分按体积计算为氮气约占78%，氧气约占21%，其他气体和杂质约占1%，故C选项错误。
2．A 熟石灰、消石灰都是Ca(OH)2，不是混合物也不是氧化物，冰不是单质，B、C、D皆不合题意。
3．A 硫在纯氧中燃烧发出蓝紫色火焰，放热，生成刺激性气体；木炭与氧气反应发出白光，放热，生成气体；铁丝与氧气反应，火星四射，放热，生成黑色固体。
4．A 带火星的木条在氧气中能复燃，空气中的O2约占其体积的21%，不能使带火星的木条复燃，故不能用带火星的木条来检验空气中的O2。
5．答案：(1)③ (2)① (3)④ (4)②
解析：空气中约占空气总体积78%的是氮气，用氮气作原料可以生产硝酸和化肥等；氧气能供给人类呼吸，是维持人类生命不可缺少的气体；空气中的稀有气体几乎不与任何物质发生化学反应，化学性质稳定；植物光合作用的原料是水和二氧化碳。
6．答案：(1)红磷燃烧，发出黄光，产生白烟，火焰慢慢熄灭
(2)集气瓶内的氧气已消耗完
(3)烧杯里的水倒吸到集气瓶内(或烧杯的水面下降)，集气瓶中的水约占集气瓶容积的1/5
解析：红磷在电热棒的加热下能够燃烧发出黄光，冒出白烟；当集气瓶内氧气耗完后，便自动熄灭；因消耗集气瓶中的氧气，冷却后，气压减小，水进入集气瓶。
7．答案：(1)①2H2O2H2↑＋O2↑
②CO2＋H2O===H2CO3
③CaO＋H2O===Ca(OH)2(②③答案可互换，且合理答案均可)
(2)①防止生成的红热熔化物溅落，炸裂瓶底
吸收燃烧产物，防止SO2污染空气
②都是化合反应 都与氧气反应 生成物都是氧化物 反应都放出大量的热 反应条件都是点燃 都是气体与固体反应等(任答其中两点，或其他合理答案均可)
解析：(1)水通电生成氢气和氧气属于分解反应，发生化合反应就用水和酸性氧化物(二氧化碳或三氧化硫)或碱性氧化物(氧化钙或氧化钠)反应。
(2)甲瓶中是铁丝在氧气中燃烧，由于生成物是固体四氧化三铁，在集气瓶底部预先放少量水是防止灼热的四氧化三铁溅落瓶底，造成集气瓶底炸裂；而乙中是硫在氧气中燃烧，生成物是污染性气体二氧化硫，瓶底预先加少量水，是为了吸收二氧化硫，以防止其逸散到空气中，造成空气污染；在比较两个反应时，可以从反应类型、反应条件、反应物、生成物、反应现象等方面找相同点。
8．答案：H2O2 2H2O2H2↑＋O2↑
两种物质的分子构成不同
解析：地壳中含量最多的元素为氧元素。丙是单质，则丙是O2；由图示可知：由乙通常为液体，在一定条件下可分解生成O2，可以确定乙为H2O；由甲、乙是组成元素完全相同的化合物，则甲为H2O2。每个甲(H2O2)分子是由2个氢原子和2个氧原子构成的，每个乙(H2O)分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的，是由其分子构成不同决定，从而使其性质有差异。
9．答案：(1)2H2O22H2O＋O2↑
(2)C D
(3)可以随时补充反应所需双氧水，控制反应速率
(4)Fe3O4 引燃铁丝
解析：过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气属于液体和固体反应且不需要加热制取气体，A、B装置均可。其中A装置通过注射器控制液体滴加的速度来控制反应速率。因为氧气的密度比空气大且不易溶于水，故可用向上排空气法和排水法来收集。铁丝在氧气中燃烧生成Fe3O4，火柴燃烧放出热量，引燃铁丝。
10．答案：(1)干燥气体(除去水分) 吸收(除去)氧气
(2)木炭燃烧生成二氧化碳气体，使所制气体中混入新杂质
(3)空气中含有的稀有气体未除去(或氧气没除尽、二氧化碳没除尽等合理答案均可)
解析：本题的目的是从空气中分离出氮气，因此，图1的装置A中利用氢氧化钠溶液能与二氧化碳反应除去空气中的二氧化碳，装置B则是利用浓硫酸的吸水性除去空气中的水蒸气，装置C则是利用铜与氧气反应除去氧气，由于不能除去空气中的稀有气体，还有可能在前面的反应中氧气和二氧化碳气体除不尽等因素，因而这种方法得到的氮气不纯；用红磷代替铜丝，是因为红磷只与氧
气反应且生成固体五氧化二磷
，若用木炭代替，则生成二氧化碳气体，又引入了新杂质，从而使氮气不纯。
11．答案：质量和化学性质不变
(1)溶液中放出气泡 固体质量为0.2g 带火星的木条复燃
(2)和步骤③作对比，证明加入CuO后放出氧气的速率快
(3)玻璃棒
(4)2H2O22H2O＋O2↑
做过催化剂的CuO与稀硫酸反应
解析：根据催化剂的概念，可猜想CuO的质量和化学性质在反应前后不变。
(1)因反应中加入了CuO，过氧化氢分解速率加快，故步骤③产生了气泡；而CuO的质量在反应前后不变，故步骤⑥称量的CuO质量仍为0.2g；CuO的化学性质在反应前后不变，仍对过氧化氢的分解起催化作用，故步骤⑦中会有大量气体产生，带火星的木条复燃。(2)步骤①的目的是与步骤③作对比。(3)过滤操作中还需要的仪器是玻璃棒。(4)过氧化氢在以CuO作催化剂的条件下分解生成水和氧气，据此可写出反应的化学方程式。
CuO还能被H2或C还原，可补充它与H2或C反应的实验；CuO还能与酸反应，也可补充它与酸(稀盐酸、稀硫酸)反应的实验。