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空气、氧气 碳及其化合物精讲精练

课标要求

1.理解空气的主要成分及空气对人类生活的重要作用;

2.知道氧气、二氧化碳的主要性质和用途;

3.掌握并应用实验室制取氧气和二氧化碳;

4.了解自然界中氧循环;

知识梳理

考点 1.空气

1)空气的组成

2)空气中氧气含量的测定

①实验原理:利用红磷与空气中氧气反应(不生成气体),使容器内压强减小,让水进入容器。测定进入容器内水的体积,即为空气中氧气的体积。

②实验现象:红磷燃烧,生成白烟,放出热量,片刻后白烟消失,集气瓶内水面上升了约____ 的体积。

③实验结论:红磷燃烧消耗的是空气中的氧气,____ 。

④实验注意事项: a、可用来反应的物质必须是易与氧气反应且没有气体生成的物质(如红磷),木炭、硫不能用作测定氧气含量的反应物; b、若所用液体不是水,而是碱溶液(如 NaOH溶液),用碳、硫作反应物在理论上是可行的,因为生成的气体 COSO能与 NaOH溶液反应而被吸收。

⑤测得氧气的体积分数< 21%的原因有:_____;_____;______。

⑥测得氧气的体积分数> 21%的原因有:①点燃的红磷插入集气瓶时赶跑了瓶内的一部分空气;②点燃红磷前未夹紧止水夹,使瓶内空气沿导管跑出;③选用了能与空气中其他气体反应的物质,如镁,就可以与空气中的氧气、氮气、二氧化碳反应。

【答案】( 1210.94%( 2)②1 /5③氧气约占空气体积的 1/5⑤红磷的量不足;装置漏气;未冷却到室温就打开起了止水夹;

考点 2.氧气

1)氧气的性质

①氧气的物理性质:在通常状况下,氧气是一种 色、 味的气体, 溶于水;在相同状况下,密度比空气 。

②氧气的化学性质:

2)氧气的用途:主要是(医疗急救、登山、潜水、航空)和(炼钢、气焊、化工生产、宇宙航行)。这些用途一般都是利用氧气易于跟其他物质起反应并放

出热量的性质。

3)氧气的制取

a.过氧化氢溶液制取氧气

①原理:

②实验装置:Ⅰ发生装置的选择:由于过氧化氢是________,二氧化锰是_______,且反应不需要________,故采用锥形瓶作为反应容器,配双孔胶塞,一孔插入分液漏斗,另一孔插入导管;

Ⅱ收集装置的选择:由于氧气不易溶于水且不和水反应,故要制取较纯净的气体,需采用________法。又由于氧气的密度比空气的平均密度大,故要制取较干燥的气体时,需采用________排空气法。

③检验方法:将带火星的木条伸入集气瓶中,如果 ,说明该瓶内的气体是氧气。

④验满方法:Ⅰ用排水法收集时,当气泡从_______冒出时,说明该瓶内的气体已满。

Ⅱ用向上排空气法收集时,将带火星的木条放在_______处,如果木条复燃,说明该瓶内的气体已满。

⑤实验步骤:Ⅰ检查装置的_______;Ⅱ加药品(先加固体,后加液体);Ⅲ组装装置;Ⅳ收集氧气。

b.催化剂:在化学反应中能改变反应速率,但本身的________和___ _____在反应前后都没有发生变化的物质。

【答案】( 1)无无不易略大( 2)供给呼吸支持燃烧( 3a.2 H 2 O O 2②液体固体加热排水向上③木条复燃④集气瓶外集气瓶口⑤气密性 b.质量 化学性质

考点 3.二氧化碳

1)二氧化碳的性质

①物理性质:__________________________________能溶于水,高压低温下可得固体—干冰。

②化学性质:

a、一般情况下_________________________________________

b、与水反应生成碳酸: CO 2+ H 2 OH 2 CO 3生成的碳酸能使紫色的石蕊试液变红, H 2 CO 3= H 2 O+ CO 2↑ 碳酸不稳定,易分解

c、能使澄清的石灰水变浑浊: CO 2+ Ca (OH) 2CaCO 3↓+ H 2 O本反应可用于检验二氧化碳!2)二氧化碳的用途:灭火;干冰用于人工降雨、制冷剂;作温室肥料等。

3)二氧化碳对环境的影响:_________________________。

4)二氧化碳的制法

①原理:用石灰石和稀盐酸反应:

②选用和双氧水制氧气相同的发生装置。

③气体收集方法:

④验证方法:

验满方法:

⑤二氧化碳的工业制法:煅烧石灰石: CaCO 3高温 CaO+ CO 2

【答案】( 1)①无色,无味的气体,密度比空气大②不能燃烧,也不支持燃烧,不能供给呼吸③过多排放引起温室效应( 4)① CaCO 3+ 2 HClCaCl 2+ H 2 O+ CO 2↑③向上排空气法④将制得的气体通入澄清的石灰水,如能浑浊,则是二氧化碳 用点燃的木条,放在集气瓶口,木条熄灭。证明已集满二氧化碳气体

巩固练习

6.2012广西南宁)空气的成分中,按体积计算约占 78%的是()

A.氮气 B.氧气 C.二氧化碳 D.稀有气体

【答案】 A

【解析】空气的成分按体积分数计,氮气约占 78%,氧气约 21%,稀有气体占 0.94%,二氧化碳占 0.03%,其他气体与杂质占 0.03%

7. 2012山东潍坊)下列物质中,不属于空气成分的是()

A.二氧化硫 B.氮气 C.氦气 D.二氧化碳

【答案】 A

【解析】空气中含有氮气、氧气、二氧化碳气体、稀有气体及水和其他杂质,二氧化硫是大气污染物,不属于空气成分。

12.( 2012江苏泰州)下列物质用途的说法中,错误的是()

A.烧碱溶液用于制作叶脉书签 B.液态氧用作火箭燃料

C.不锈钢用作制餐具 D.氦气用作填充探空气球

【答案】 B

【解析】氧气能支持燃烧和供给呼吸,但不能燃烧,没有可燃性,因此不能用作火箭燃料。

15.( 2012北京)下列物质在氧气中燃烧,火星四射,有黑色固体生成的是()

A.红磷 B.木炭 C.甲烷 D.铁丝

【答案】 D

【解析】红磷在氧气中燃烧产生大量的白烟,生成白色固体, A错误;木炭在氧气中燃烧出白光,放出热量, B错误;甲烷在氧气中燃烧产生淡蓝色火焰, C错误;铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体, D正确。

23.2012广西百色)下列实验现象的描述错误的是()

A.白磷自燃产生大量白雾

B.木炭在氧气中燃烧发出明亮白光

C.镁带在空气中燃烧发出耀眼的白光,生成白色固体

D.硫磺在空气中燃烧,发出淡蓝色火焰,且有刺激性气味气体生成

【答案】 A

【解析】白磷自燃生成的是五氧化二磷固体小颗粒,产生大量的白烟而不是白雾。

28.2012湖南娄底)下列关于催化剂的说法不正确的是()

A.化学反应前后,催化剂的质量和化学性质都不变

B.催化剂可以提高某些化学反应的速率

C.催化剂可以降低某些化学反应的速率

D.任何化学反应都需要催化剂

【答案】 D

【解析】在化学反应中,催化剂可以改变化学反应速率,可以提高化学反应的速率也可以降低化学反应的速率;在化学反应前后催化剂的质量和化学性质都不变;不是所有的化学反应都需要催化剂,故选 D

3.2012四川泸州)为测定空气里氧气的含量,甲、乙、三个同学用如图所示的装置分别进行了实验探究。

 1)甲同学:点燃红磷立即伸入瓶中并塞上瓶塞。待红磷燃烧停止并冷却后,打开止水夹,观察到集气瓶中吸入睡得体积约占集气瓶容积的 。

2)乙同学:用碳替代红磷,完成上述实验,发现集气瓶内并没有吸入水,其原因是______________。

3)丙同学:向集气瓶中加入少量的溶液,然后完成乙同学的实验,得到了与甲同学相同的实验结果。

【答案】( 11/52)碳燃烧生成物是二氧化碳气体,瓶内气压不变( 3NaOH

【解析】( 1)因为红磷燃烧消耗空气中的氧气,氧气约占空气体积的,故集气瓶中吸入水的体积约占集气瓶容积的;( 2)测空气中氧气的含量主要是可燃物燃烧消耗空气中的气体造成气压减小,减小的体积就是氧气的体积,不能有气体生成。碳在空气中燃烧生成物是二氧化碳气体,瓶内气压不变,故不会进入水;( 3)乙同学要想得到正确的实验结论必须消耗掉反应生成的二氧化碳气体。

10.2012浙江丽水) 20111128日到 1211日,联合国气候变化框架公约第 17次缔约方会议在南非德班召开,会议讨论了二氧化碳的减排问题。

1)二氧化碳过量排放会导致______________________(填序号)

A.温室效应 B.酸雨 C.白色污染 D.臭氧层空洞

2)为了增加对二氧化碳的吸收,可以将二氧化碳与氢气在催化条件下反应生成甲醇。反应的化学方程式为: CO 2+ 3 H 2= X+ H 2 O,则 X(甲醇)的化学式为________________

【答案】( 1) A( 2) CH 3 OH(或 CH 4 O)

【解析】( 1)二氧化碳过量排放会导致温室效应,二氧化硫会造成酸雨,塑料垃圾会造成白色污染,含氟的化合物会造成臭氧空洞;( 2)根据质量守恒定律可知,原子的种类、原子的数目、原子的质量在化学反应前后都不变,可以判断甲醇的化学式。

 11.( 2012广东广州)实验室用如图所示的装置制取氧气,回答下列问题:

( 1)往试管中装入固体粉末时,可先使试管倾斜,用_______把药品小心地送至试管底部

( 2)组装该装置时,下列仪器用品的组装顺序是(填序号)_________

① 试管 ②铁架台 ⑧酒精灯 ④木块

【答案】( 1)纸槽或药匙( 2)②④③①

【解析】通常用药匙或纸槽向试管中加粉末状固体、组装仪器的顺序为从下到上,从左到右。

24.2012湖南娄底)某中学化学兴趣小组在老师的指导下,设计了如下图所示实验装置进行气体的制备和性质的探究,邀请你一同参加。

1)请写出图中标号仪器的名称: a____; b_____。

2)实验室用氯酸钾制取并收集氧气,应选用的配套装置是_____或_____。(填写装置的字母代号,下同)

3)实验室制取 CO 2气体时,应选择的发生装置和收集装置是_____;请写出实验室制 CO 2的化学方程式 _____。

4)若 F装置中盛有紫色石蕊溶液,通入 CO 2气体后,溶液变红,原因是_____ 。(用化学方程式表示)

【答案】( 1)铁架台酒精灯( 2BE(或 BC)( 3AC CaCO 3+ 2 HClCaCl 2+ H 2 O+ CO 2↑( 4

CO 2+ H 2 OH 2 CO 3

【解析】( 1)铁架台和酒精灯是实验室常用的仪器;( 2)如果用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;( 3)在常温下,用碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙和水和二氧化碳,二氧化碳能溶于水,密度比空气的密度大,因此只能用向上排空气法;( 4)二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸能使紫色石蕊试液变红色。