第05講 氧氣與氧化（原卷版）

第05講氧氣與氧化認識空氣中氧氣含量的測定掌握氧氣的性質與相關反應理解氧化與燃燒的反應一.空氣的成分1.空氣成分的探究：（1）空氣通入石灰水：石灰水變渾濁-----空氣中有二氧化碳（2）燃著的木條在空氣和氧氣中燃燒-----空氣中有氧氣（3）敞口放置的無水硫酸銅變藍------空氣中有水蒸氣2.空氣成分：法國科學家拉瓦錫首先通過實驗測得了空氣是由氮氣和氧氣組成（汞與氧氣反應可以先消耗瓶中的氧氣生成氧化汞--紅色，然后加熱后又會分解成汞和氧氣），其中氧氣約占1/5的結論。19世紀末，科學家又通過實驗發(fā)現(xiàn)空氣中還有氦、氬、氙等稀有氣體。此外還有少量二氧化碳、水蒸氣以及其他雜質。3.氧氣體積的測量：（1）原理：紅磷與空氣中的氧氣反應生成固體的五氧化二磷固體，使得集氣瓶內氣壓減小，燒杯中的水就被大氣壓壓入集氣瓶中。（2）實驗裝置：（3）實驗誤差：未冷卻讀數(shù)、放熱燃燒匙止水夾忘關閉、放熱燃著的紅磷速度較慢、氣密性較差等。4.空氣的體積組成：二.空氣的利用1.氧氣的利用：（1）供給呼吸（2）作為助燃劑幫助燃燒2.氮氣的性質與利用：（1）性質：無色、無味、性質較不活潑的氣體。（2）利用：燈泡充氮氣延長使用壽命、食品包裝充氮氣防腐保鮮、制造化肥、炸藥等。液氮汽化可吸收大量的熱--可作為冷凍劑，醫(yī)療上也可用來冷凍麻醉或冷藏人體細胞組織。3.稀有氣體的利用：常作為保護氣，稀有氣體通電可發(fā)出不同顏色的光，可用來制作不同顏色的光源、霓虹燈等，同時還可以用于激光技術，制造低溫環(huán)境（氦氣），用于醫(yī)療麻醉（氙氣）等。三.氧氣的性質1.物理性質：（1）不易溶于水，常溫下一升水可溶解30毫升的氧氣，這些氧氣是水生植物得以生存的必要條件之一。（2）標準大氣壓下氧氣的密度為1.429克/升，比空氣密度略大。在標準大氣壓下，-183oC時會液化為淡藍色液體，在-218oC時會凝固成雪花狀藍色固體。硫磺在空氣和氧氣燃燒的不同2.化學性質四.氧化反應1.定義：物質與氧發(fā)生的反應叫做氧化反應。2.緩慢氧化：如塑料和橡膠品的老化、蘋果變色、銅和鐵等金屬表面生銹等的氧化反應，氧化的速度非常慢，甚至短期內不易察覺。3.劇烈氧化：如硫、鐵等物質的燃燒等氧化反應，反應劇烈，可稱為劇烈氧化。五.燃燒的條件1.燃燒：可燃物與氧氣發(fā)生的一種發(fā)光、發(fā)熱、劇烈的氧化反應。2.著火點：物質燃燒所需到達的最低溫度叫著火點。不同的物質著火點不同。3.常見物質的著火點：4.燃燒的條件：（1）有可燃物（2）有助燃劑（3）溫度達到著火點5.物質的自燃：物質在緩慢氧化的過程中，產生的熱量如果不能及時向外散失，就會使溫度逐漸升高，達到著火點時，不經點火物質也會自發(fā)的燃燒現(xiàn)象。6.爆炸現(xiàn)象：燃燒過程中短時間在有限的空間里發(fā)生，瞬間積累大量的熱，使氣體體積急劇的膨脹，就會引起爆炸。六.滅火與火災自救1.隔絕可燃物：讓可燃物與助燃劑隔絕開2.降低溫度至著火點以下：降溫讓可燃物溫度下降至不足以燃燒。七.化學反應中能量的變化1.人類利用燃燒反應放出熱量來取暖、煮熟食物、發(fā)電、燒制陶瓷、冶煉金屬·····2.化學反應一樣也可以吸收熱量：比如氫氧化鋇和氯化銨反應3.化學變化在生成新物質的同時，伴有能量的變化，而能量的變化通常表現(xiàn)為吸收或放出熱量。4.化學能可以和熱能相互轉化，還可以轉化為光能、電能、和機械能?？键c一：空氣成分的探究【例1】如圖裝置測定空氣中氧氣體積分數(shù)，關于該實驗的分析正確的是（

）A．應將已燃的紅磷由上到下緩慢伸入廣口瓶以充分吸收瓶內氧氣B．未等廣口瓶冷卻就打開止水夾，不會影響倒吸的水量C．廣口瓶中預留的水能有效吸收有毒的五氧化二磷白煙D．如果所有操作均符合規(guī)范，能精確測定空氣中氧氣體積分數(shù)【例2】下列有關氧氣的說法正確的是（

）A．氧氣能和很多金屬、非金屬單質反應，所以氧氣是一種很不穩(wěn)定的氣體B．魚、蝦能在水中生存是由于氧氣易溶于水C．氧氣應用于焊接或切割金屬，體現(xiàn)了氧氣的可燃性D．標準狀況下氧氣密度略大于空氣考點二：氧氣的性質【例1】如圖是硫和細鐵絲在氧氣中燃燒的實驗。下列說法正確的是（）A．硫燃燒后用手觸摸瓶壁感覺到較熱B．鐵絲繞成螺旋狀是為了增大接觸面積C．兩個集氣瓶中水的主要作用都是防止集氣瓶炸裂D．集氣瓶口蓋毛玻璃片的主要作用都是防止熱量散失【例2】納米鐵粉在空氣中不易自燃，但稍加熱即可劇烈燃燒，如圖是納米鐵粉在錐形瓶中燃燒的實驗。下列說法錯誤的是（）A．錐形瓶中加水可防止瓶底炸裂B．實驗中觀察到氣球逐漸膨脹然后縮小C．激光手電照射使納米鐵粉的著火點降低D．納米鐵粉燃燒的化學方程式為3Fe+2O2Fe3O4考點三：氧化與燃燒【例1】天氣晴好的周末，小明一家來到戶外野炊，對于以下做法解釋不合理的是（）A．油鍋著火蓋鍋蓋，原理是隔絕空氣B．抽出木柴滅火，原理是清除可燃物C．離開時澆水滅火，原理是降低木柴的溫度D．木柴搭空火更旺，原理是提高空氣中氧氣含量【例2】火災發(fā)生時學會正確的自救很重要，下列自救措施不合理的是（）A．廚房著火時，用濕被（布）掩蓋撲火B(yǎng)．室內濃煙密布時，應俯伏在地面上爬行及用濕毛巾掩蓋口鼻C．用濕毛巾等物品塞住門和窗戶的縫隙，以免濃煙滲入D．高層著大火，打開窗戶跳樓自救1．質量相等的兩份氯酸鉀固體，在其中一份（a）中加入少量二氧化錳，然后分別同時加熱至完全反應，能正確表示氧氣的質量（m）隨反應時間（t）變化的圖像是（

）A．B．C． D．2．下列物質燃燒，對主要現(xiàn)象的描述正確的是（

）A．鐵絲在空氣中劇烈燃燒，火星四射，生成黑色固體B．木炭在氧氣中劇烈燃燒，發(fā)出白光，放出大量的熱C．鋁在氧氣中劇烈燃燒，發(fā)出白光，生成白色的氧化鋁D．紅磷在氧氣中燃燒，產生大量的白霧3．如圖分別是實驗室氧氣制備、收集、驗滿、驗證性質的操作，其中正確的是（

）A．B．C． D．4．為了更好地理解紅磷燃燒法測定空氣中氧氣含量的實驗原理，可以利用傳感器技術實時測定圖1實驗裝置內的壓強、溫度和氧氣濃度變化，三條曲線變化趨勢如圖2所示。下列有關敘述錯誤的是（

）A．Y曲線表示的是氧氣濃度變化B．BC段壓強變化僅跟紅磷燃燒放熱，氣體受熱膨脹有關C．為了使EF段數(shù)據(jù)與AB段相等需要最終調節(jié)右側容器水量使兩側液面相平D．DE段對應的變化進程是打開活塞，水倒吸進廣口瓶5．小濱利用如圖甲實驗測定空氣中氧氣體積分數(shù)時，所得結果遠小于20%，為尋找誤差原因，小濱取足量紅磷重復實驗，并利用傳感器獲得裝置內氧氣體積分數(shù)變化如圖乙所示下列有關說法不正確的是（

）A．時刻紅磷開始燃燒 B．時刻反應仍在繼續(xù)C．時刻打開止水夾可減小實驗誤差 D．實驗結果偏小是因為氧氣未完全反應6．用氯酸鉀和二氧化錳的混合物制取氧氣，混合物的質量變化情況如圖所示。不正確的分析是（）A．反應到時生成了（a-b）g氧氣B．P點處固體成分是KCl、和C．在反應過程中，KCl的質量分數(shù)不斷減少D．在0~時段，在混合物中的質量分數(shù)不斷增大7．圖示為有關氧氣的知識結構圖（部分反應條件省略），參加反應的氧氣為足量。下列相關說法合理的是A．用反應①制造氧氣時，是反應物B．②③兩種方法制取氧氣時，都不需要檢查氣密性C．①②③都是分解反應D．空氣中，F(xiàn)e會與反應而火星四射8．下列過程屬于緩慢氧化的是（）①蠟燭燃燒②食物腐敗③動物呼吸④金屬銹蝕⑤火藥爆炸A．②③④⑤ B．②⑤ C．②④ D．②③④9．對資料或實驗證據(jù)的分析是否正確，直接關系到科學探究是否符合客觀事實。如圖為實驗室用等質量的高錳酸鉀和氯酸鉀（另加少量的二氧化錳），分別制取氧氣的數(shù)據(jù)分析示意圖。下列依據(jù)圖示信息所得出的分析正確的是（）A．同時開始加熱，先收集到氧氣的是氯酸鉀B．用相同質量的反應物制取較多量的氧氣時，宜選擇氯酸鉀為原料C．加入少量的二氧化錳可以使氯酸鉀產生的氧氣質量增加D．反應時間較長的是高錳酸鉀10．每年都有因用火不當而引發(fā)火災，造成重大損失，下列關于滅火與逃生的說法錯誤的是（

）A．炒菜時油鍋著火，立即蓋上鍋蓋 B．實驗桌上酒精燈打翻看火，用濕抹布蓋滅C．高樓發(fā)生火災，應跳樓逃生 D．電器著火，應切斷電源再用滅火器滅火11．如圖，小濱將一張白紙緊緊地卷成棍狀，在其表面纏繞一根銅絲。用蠟燭對銅絲處進行加熱，紙棍不燃燒；而對紙棍未卷銅絲處進行加熱，很快就能點燃。據(jù)此推測，銅絲在實驗中的作用是（

）A．隔絕白紙周圍氧氣B．升高白紙的著火點C．降低白紙表面溫度 D．降低蠟燭火焰溫度12．用如圖所示的裝置進行燃燒條件的探究。升溫至60℃的過程中，僅①燃燒；繼續(xù)升溫至260℃的過程中，③也可以燃燒。下列分析不正確的是（）A．①燃燒，說明白磷是可燃物B．對比①③，可說明紅磷的著火點比白磷的高C．對比①④，可說明無煙煤不是可燃物D．對比②③，可驗證可燃物燃燒需要與氧氣接觸13．如圖，將兩支燃著的蠟燭罩上玻璃杯，一會兒高的蠟燭先熄滅，低的蠟燭后熄滅，同時還觀察到玻璃杯內壁變黑。由此我們可以得到啟發(fā)：從發(fā)生火災的高層房間中逃離，下列方法中正確的是（）A．乘電梯或升降機下樓B．成站立姿勢跑出C．用濕毛巾掩蓋口鼻沿墻角伏低身子迅速爬向門外D．打開窗戶跳出14．某同學誤將少量KMnO4當成MnO2加入KClO3中進行加熱制取氧氣，部分物質質量隨時間變化如圖所示。下列關于該過程的說法正確的是（）

A．c代表氧氣 B．t2時刻，KClO3開始分解C．t3時刻，KMnO4恰好完全分解 D．起催化作用物質的質量一直保持不變15．上圖是-組用于研究可燃物燃燒條件的對比實驗，對有關實驗現(xiàn)象和結論的判斷不正確的是（）A．可燃物燃燒需要氧氣（或空氣），并達到著火點B．實驗1中紅磷未燃燒，說明紅磷著火點高于白磷C．實驗2中如果停止通入氧氣，燃著的白磷會熄滅D．實驗2中白磷燃燒，說明實驗2中的熱水溫度高于實驗116．某化學興趣小組設計了如圖所示實驗來探究燃燒的條件。已知白磷著火點為，紅磷著火點為，下列說法錯誤的是（）A.白磷1燃燒而白磷2不燃燒說明燃燒需要空氣B.白磷1燃燒而紅磷不燃燒說明燃燒需要溫度達到著火點C．氣球的作用是防止燃燒產生的污染空氣D．通氧氣可使白磷2燃燒，升高水溫可使紅磷燃燒17．如圖甲為燃著的火柴梗處于豎直向上的狀態(tài)，圖乙為燃著的火柴梗處于水平略向下放置的狀態(tài)。兩者相比后者燃燒更旺更久，其原因是（）

A．圖甲的火柴梗著火點低B．圖甲中空氣中氧氣不足C．圖甲的火柴梗跟氧氣接觸面積小D．圖甲火柴梗溫度不易達到著火點18．分別將木炭、鐵絲、紅磷、硫粉四種單質放入氧氣重燃燒，其中屬于它們產生的共同現(xiàn)象的是（

）A．有氣體生成B．發(fā)出明亮的白光C．火星四射 D．放出熱量19．為檢驗空氣中氧氣的含量，設計了如下方案：選用實際容積為40毫升的試管作反應容器，將過量的白磷放入試管中，用橡皮塞塞緊試管口，通過導管與實際容積為60毫升且潤滑性很好的針筒注射器組成如圖的買驗裝置。假設此實驗能按照設想正常進行，且白磷所占體積與導管內的氣體體積忽略不計。（1）實驗前，若要說明裝置氣密性良好，操作為______；（2）彈簧夾關閉，加熱白磷充分燃燒，等試管冷卻后，打開彈簧夾，注射器的活塞停留約在______毫升刻度處，能為提供證據(jù)；（3）若最終實驗結果為氧氣占空氣體積分數(shù)不足，可能是因為______（寫出一點即可）。20．小實用蠟燭探究“燃燒的條件”。（1）如圖甲，用廣口瓶將正在燃燒的蠟燭罩住發(fā)現(xiàn)蠟燭逐漸熄滅，原因是______。（2）實驗結束后，廣口瓶中的水最終從A上升到B。查閱資料發(fā)現(xiàn)，蠟燭燃燒會消耗氧氣，產生二氧化碳，若不考慮二氧化碳溶于水，消耗的氧氣體積應該______產生二氧化碳的體積。（填“大于”、“等于”或“小于”）（3）用導熱性能良好的銅絲罩住點燃的蠟燭（如圖乙），發(fā)現(xiàn)蠟燭會熄滅，小實提出猜測：①可能是銅絲內氧氣被消耗完；②可能是銅絲將熱量散到空氣中，使可燃物達不到著火點。于是設計了圖丙A、B兩種方法驗證，請任選一種方案說明猜想成立時對應的現(xiàn)象：______。21．我們依據(jù)反應事實，通過比較、推理等方法可以總結歸納出滅火的規(guī)律并加以應用，請回答下列問題：圖A．所示的“火三角”可表示燃燒的條件，圖中缺少的一個條件是___________；圖B所示的滅火原理是：___________；點燃篝火時，常將木柴架空以促進燃燒，是利用了增大___________的方法。22.用來測定空氣成分的方法有很多，如圖1所示的是小明用紅磷在空氣中燃燒的測定方法。請按要求填空：（1）在空氣中點燃燃燒匙中的紅磷，并迅速插入集氣瓶內，塞緊橡皮塞，此時看到的主要現(xiàn)象是______。（2）當紅磷燃燒完畢，集氣瓶冷卻到室溫后打開彈簧夾，觀察到水沿導管進入集氣瓶。出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因是______。（3）若實驗中測得氧氣的體積分數(shù)小于五分之一，造成此誤差的原因可能是______（寫出一條）。（4）某同學對實驗進行反思后，提