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专题 03 空气 氧气
（试题分值：50分 测试时间：25分钟）
一、选择题(本题包括15小题,每小题2分,共30分.每小题只有一个正确答案)
1、【原创题】2023年9月21日，航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮在中国“天和号”空间站进行“天宫课
堂”第一课。水球光学实验中打入的“人造空气”与我们身边的空气成分含量基本相同，“人造空气”
中氧气含量约为（ ）
A．78% B．21% C．0.94% D．0.03%
【答案】B
【解析】空气中氧气体积约为21%，“人造空气”与我们身边的空气成分含量基本相同，故“人造空气”
中氧气含量仍然占21%。故选B。
2、下列实验方案，不能达到相应实验目的的是（ ）
A． B．
比较空气与人体呼出的气体中二氧化碳含量 测定空气中氧气含量
C． D．
检查装置的气密性 探究MnO 能否加快HO 的分解
2 2 2
【答案】B
【解析】A、向一瓶空气和一瓶呼出气体中分别滴入等量的石灰水，根据是否变浑浊，可以比较空气与人
体呼出的气体中CO 含量，故不符合题意；
2
B、因为木炭燃烧生成二氧化碳气体，压强几乎不变，所以用此法测定空气中氧气含量结果不准确，不能
达到实验目的，符合题意；
C、图中实验烧杯中试管外的白磷不燃烧，试管中的白磷燃烧，可以验证燃烧需要氧气，不能达到相应实
验目的，故符合题意；
D、关闭止水夹，手捂热烧瓶，集气瓶中导管形成一段稳定水柱，可说明气密性良好，正确，故不符合题
意。
3、空气是一种宝贵的资源，下列说法错误的是（ ）
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A. 空气中氮气的质量分数约为78%
B. 能形成酸雨的空气污染物主要是二氧化硫和二氧化氮
C. 由于氦气密度小和化学性质很不活泼可将其充入气飞艇
D. 工业上用分离液态空气的方法制氧气利用了液氮和液氧的沸点不同
【答案】 A
【解析】A. 空气中氮气的体积分数约为78%，不是质量分数，故错误，符合题意；
B. 能形成酸雨的空气污染物主要是二氧化硫和二氧化氮，故正确，不符合题意；
C. 氦气是稀有气体，稀有气体化学性质很不活泼，因此可将其充入气飞艇，故正确，不符合题意；
D. 工业上用分离液态空气的方法制取氧气，是利用了氧气和氮气的沸点不同，故正确，不符合题意；
故答案为：A。
4、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. 通常情况下，氧气是无色、无味的气体
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. 氧气可以支持燃烧，具有助燃性，故不符合题意；
B. 水生动物能在水中生存是因为水中溶有少量氧气，氧气不易溶于水，故不符合题意；
C. 通常情况下，氧气是无色、无味的气体，故符合题意；
D. 氧气的化学性质很活泼，常温下能与大多数物质发生化学反应，但不是与所有的物质反应，如金即使
加热到高温也不与氧气反应，故不符合题意。
故答案为：C。
5、【新考法】化学实验与传感器的结合
利用红磷测定空气中氧气含量的实验装置如图1，用气体压力传感器测出该集气瓶中的气压变化如图2。下
列说法不正确的是（ ）
A．选用红磷是因为反应只消耗氧气，生成固态的五氧化二磷
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B．BC段气压变化的原因是红磷燃烧放热，瓶内温度升高，使压强变大
C．CD段气压变化的原因只是红磷燃烧消耗氧气，使压强变小
D．导致DE段气压变化的实验操作是红磷熄灭并冷却后打开弹簧夹
【答案】C
【解析】A、选用红磷是因为磷只消耗氧气不和氮气等反应，生成固态的五氧化二磷，没有生成新的气
体，选项正确；
B、红磷在氧气中燃烧放出热量，瓶内温度升高，气体受热膨胀，使集气瓶中压强变大，选项正确；
C、CD段气压变化的原因有两个，一是红磷燃烧消耗氧气，使压强变小；二是红磷熄灭，开始冷却，温度
降低，气体遇冷收缩，使压强变小，选项不正确；
D、反应后温度降低到室温，打开了弹簧夹，在大气的作用下，水进入集气瓶，故导致 DE段气压变化的
实验操作是红磷熄灭并冷却后打开弹簧夹，选项正确。
故选C。
6、下图是实验室制备、收集、验满、验证性质的操作，其中正确的是（ ）
A. 高锰酸钾制取氧气 B. 收集氧气
C. 氧 气 验
满 D.
细铁丝在氧气中燃烧
【答案】 A
【解析】A、此图是加热高锰酸钾制氧气的发生装置图，注意试管口略向下倾斜，试管口处应放一团棉花
防止高锰酸钾粉末进入导管，此装置图符合题意，故A符合题意；
B、收集氧气应用向上排空气法收集气体，注意导管要伸入到集气瓶底，此图中导管未伸入到集气瓶底
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部，故B不符合题意；
C、检验氧气是否集满，应使用的带火星的小木条放在集气瓶口，此图中小木条伸入到了集气瓶内部，故
C不符合题意；
D、做铁丝在氧气中燃烧的实验时，注意要预先在瓶内放少许水或在瓶底铺上一些细沙，防止高温熔化物
溅落使瓶底炸裂，此图中瓶底无细沙或水，故D不符合题意。
故答案为：A。
【新考法】与平面坐标结合
7、下列图像对应关系正确的是（ ）
A. 在盛有空气的密闭集气瓶中引燃红磷
B. a、b两试管内分别加入等浓度等体积的过氧化氢溶液，其中b试管内有少量二氧
化锰
C. 加热高锰酸钾制取氧气
D. 加热氯酸钾和二氧化锰混合物制取氧气
【答案】 D
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【解析】A、在盛有空气的密闭集气瓶中引燃红磷，刚开始红磷燃烧放热温度升高压强增大，反应结束冷
却到室温后，气体减少，压强小于最初的气压，图像不符，A不符合题意。
B、a、b两试管内分别加入等浓度等体积的过氧化氢溶液，其中b试管内有少量二氧化锰，b试管反应速度
快，图像不符，B不符合题意。
C、加热高锰酸钾制取氧气，反应结束后，高锰酸钾质量为零，图像不符，C不符合题意。
D、加热氯酸钾和二氧化锰混合物制取氧气，刚开始没有达到反应温度，氯化钾质量为零，达到反应温度
后，氯酸钾分解氯化钾质量增加，反应结束后氯化钾质量不变，图像相符，D符合题意。
故答案为：D。
8、【原创题】对下列实验指定容器中的水，其解释没有体现水的主要作用的是（ ）
A. 实验①集气瓶中的水：水先将集气瓶内的空气排净，后便于观察气体何时收集满
B. 实验②集气瓶中的水：冷却溅落的融熔物，防止集气瓶炸裂
C. 实验③集气瓶中的水：吸收放出的热量
D. 实验④量筒中的水：通过水体积的变化得出氧气体积
【答案】 C
【解析】A、实验①集气瓶中的水：水先将集气瓶内的空气排净，后便于观察气体何时收集满，说法不符
符合题意；
B、实验②集气瓶中的水：防止铁丝燃烧的生成物溅落到集气瓶底部，使集气瓶炸裂，说法不符符合题
意；
C、硫燃烧生成的二氧化硫属于有毒气体污染空气，用水进行吸收二氧化硫，防止污染空气，说法符合题
意；
D、实验④量筒中的水：通过水体积的变化得出氧气体积，属于一种间接测量气体的方法，说法不符符合
题意。
故答案为：C。
9、下列反应种既属于化合反应又属于氧化反应的是（ ）
A．碳酸→水+二氧化碳 B．铝+氧气→氧化铝
C．乙醇+氧气→二氧化碳+水 D．碳酸钙+盐酸→氯化钙+水+二氧化碳
【答案】B
【解析】
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A、该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应，不符合题意；
B、该反应符合“多变一”的特点，属于化合反应，又是物质与氧气发生的反应，属于氧化反应，符合题
意；
C、该反应的生成物有两种，不属于化合反应，该反应是物质与氧气发生的反应，属于氧化反应，不符合
题意；
D、该反应不是物质与氧气发生的反应，不属于氧化反应，该反应不符合“多变一”的特点，不属于化合
反应，不符合题意。
故选B。
【新考法】与环保和重大事件结合
10、2022北京冬奥会期间，国家环保部门加大了对奥运场馆周边地区空气质量的监测力度。下列物质没有
被列入空气质量监测项目的是（ ）
A．二氧化硫 B．臭氧 C．细颗粒物 D．稀有气体
【答案】D
【解答】解：A、二氧化硫属于空气污染物，是列入空气质量监测的物质，故选项错误。
B、臭氧属于空气污染物，是列入空气质量监测的物质，故选项错误。
C、细颗粒物属于空气污染物，是列入空气质量监测的物质，故选项错误。
D、稀有气体是空气的成分之一，不属于空气污染物，没有列入空气质量监测，故选项正确。
故选：D。
11、下列对实验现象的描述正确的是（ ）
A. 硫在氧气中燃烧发出淡蓝色火焰
B. 红磷在空气中燃烧产生大量白雾
C. 木炭在空气中充分燃烧生成黑色固体
D. 铁丝在氧气中燃烧时，火星四射，生成黑色固体
【答案】D
【解析】A、硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，故选项说法错误；
B、红磷在空气中燃烧，产生大量的白烟，而不是白雾，故选项说法错误；
C、木炭在空气中充分燃烧，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体，故选项说法错误；
D、铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成一种黑色固体，故选项说法正确。
故选D。
12、实验室用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气，有关操作如下，正确的一项是（ ）
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A. 试管口应该倾斜 B. 用酒精灯火焰加热
C. 气泡连续放出时开始收集 D. 收集前集气瓶应装满水
【答案】D
【解析】A.加热固体时试管口应该略向下倾斜，防止冷凝水回流引起试管炸裂，此选项错误；
B. 因为酒精灯的外焰温度最高，所以用酒精灯的外焰加热，此选项错误；
C. 气泡连续、均匀放出时，此时是纯净的氧气，开始收集，此选项错误；
D. 收集前集气瓶应装满水，否则收集到的氧气中会混有空气，此选项正确。
故选D。
13、一定条件下，甲、乙、丙三种物质满足如图的转化关系（箭头表示能生成该物质），则甲、乙、丙三
种物质依次可能为（ ）
A. O 、SO 、PO
2 2 2 5
B. O、Fe O、HO
2 3 4 2 2
C. O、H、CO
2 2 2
D. O 、CO、HgO
2 2
【答案】D
【解析】
A、五氧化二磷不能转化为氧气，错误；
B、氧气不能转化为过氧化氢，错误；
C、氧气不能转化为氢气，错误；
D、含碳物质燃烧可以和氧气转化为二氧化碳、氧气和汞反应生成氧化汞、氧化汞分解生成氧气和汞，正
确；
故选D。
14、可以一次鉴别出空气、氧气、氮气三瓶气体的正确方法是（ ）
A．分别加入适量的石灰水
B．用烧红的铁丝分别伸入瓶中
C．用燃着木条分别伸入瓶中
D．分别加入蒸馏水
【答案】C
【解析】A、二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，空气、氧气、氮气均不能使澄清的石灰水变浑浊，不能
鉴别，故选项错误。
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B、用烧红的铁丝分别伸入瓶中，观察到剧烈燃烧、火星四射的氧气，无明显变化的是空气、氮气，不能
鉴别，故选项错误。
C、把燃着的木条分别伸入三个集气瓶中，若木条熄灭，则是氮气；若木条燃烧更旺，则是氧气；若木条
正常燃烧，则是空气；现象明显，能一次鉴别出这三瓶气体，故选项正确。
D、插入带火星的木条，若木条复燃，则是氧气；若带火星的木条熄灭，则是氮气和空气，无法鉴别氮
气、空气，故选项错误。
故选：C。
15、如图是氧气的制取和性质的相关知识网络（反应条件部分省略），下列有关说法不正确的是（ ）
A. 反应④⑤⑥均属于氧化反应
B. 反应①③中MnO 的作用均为催化作用
2
C. 反应①②③均属于分解反应
D. 反应④⑤⑥都可以用来测定空气中氧气的含量
【答案】D
【详解】A、反应④⑤⑥均是物质与氧气的反应，均属于氧化反应，不符合题意；
B、反应①为过氧化氢在二氧化锰的催化下分解为水和氧气，反应③为氯酸钾在二氧化锰的催化下受热分
解生成氯化钾和氧气，在这两个反应中，二氧化锰均是催化剂，均起到催化作用，不符合题意；
C、反应①为过氧化氢在二氧化锰的催化下分解为水和氧气，反应②为高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二
氧化锰和氧气，反应③为氯酸钾在二氧化锰的催化下受热分解生成氯化钾和氧气，这三个反应均符合“一
变多”的特点，均属于分解反应，不符合题意；
D、反应④中碳在空气中燃烧生成二氧化碳，二氧化碳是气体，化学反应前后，压强变化不大，无法测定
空气中氧气的含量，反应⑤中磷燃烧消耗氧气，且生成物是固体，可以用来测定空气中氧气的含量，反应
⑥中铁在空气中不能燃烧，无法用来测定空气中氧气的含量，符合题意。
故选D。
二、填空题(本题2小题，每空1分，共20分)
16、下图中A~E为常见的实验装置，请根据要求填空。
（1）写出标号仪器的名称:①________________，②________________。
（2）实验室用氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气，反应的化学方程式为 ；
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应选用的发生装置是______(填字母，下同)，应选用的收集装置是______。
（3）用E装置收集氧气时，检验氧气是否集满的方法是 。
（4）小李同学想用过氧化氢溶液和二氧化锰混合来制取较净的氧气，则他应选用的装置组合是____ (填字
母)。 由于该同学动作太慢，氧气还没有收集满，容器内的反应就停止了，若想集满这瓶气体，在不拆卸
装置的前提下，请你帮他想出两种方法：________________；________________。
（5）Y形管在不同的实验中作用各不相同(如图)。
①若实验室利用装置甲制备少量氧气，正确的操作是将________________ (填“固体转移至液体”或“液
体转移至固体”)，反应的化学方程式为 。
②实验室利用装置乙制备氧气，酒精灯应加热Y形管内______ (填“a”或“b”)处的高锰酸钾，再收集氧
气。
【答案】
（1）长颈漏斗；水槽；
（2）2KClO2KCl+3O↑ ；A；C或E
3 2
（3）将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，证明氧气集满；
（4）BC；从长颈漏斗加入过氧化氢溶液；从长颈漏斗加入水；
（5）①液体转移至固体；2HO2HO+O↑ ；②a。
2 2 2 2
【解析】（1）标号①的装置是长颈漏斗，标号②的装置是水槽，故答案为：长颈漏斗；水槽；
（2）实验室使用氯酸钾制取氧气，氯酸钾在二氧化锰的催化作用下，在加热的条件下，会分解生成氯化
钾和氧气，需选择固固加热型发生装置；因为氧气密度比空气大，氧气不易溶于水，收集装置可选C或
E。故答案为：2KClO2KCl+3O↑；A；C或E
3 2
（3）使用E装置，向上排空气法收集氧气，检验氧气是否收集满，可以将带火星的小木条放在瓶口，若
复燃，则集满。故答案为：将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，证明氧气集满；
（4）用过氧化氢溶液和二氧化锰制取纯净的氧气，应该选择固液混合不加热法作为发生装置，若要收集
到纯净的氧气，需要排水法收集氧气。若要想集满这瓶气体，则可以通过长颈漏斗向锥形瓶中加水，使锥
形瓶中的氧气排出，或者继续通过长颈漏斗向锥形瓶中添加液体药品，继续生成氧气。故答案为：BC；从
长颈漏斗加入过氧化氢溶液；从长颈漏斗加入水；
（5）①若要用Y型管制取氧气，则应该将液体添加到固体中，从而使二氧化锰粉末和过氧化氢溶液接
触，制取氧气，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解出水和氧气。故答案为：液体转移至固体；
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2HO2HO+O↑；②使用高锰酸钾加热制取氧气时，为了防止冷凝水回流，试管口应该略向下倾斜。图乙
2 2 2 2
中，a管斜向上，b管斜向下，所以应该加热a处。故答案为：a。
17、空气是人类赖以生存的宝贵资源，空气成分的发现其实经历了很长时间的研究，了解空气相关知识
后，我们要学会保护空气，保卫蓝天。
(1)空气中含量排前三位的气体依次是 ____ (填名称)。
(2)空气成分的测定：
①在二百多年前，拉瓦锡用汞(水银)用定量的方法研究了空气的成分(实验装置如图)该实验中选择使用汞的
优点有 ____ 。
A 实验过程中没有污染
B 在汞槽中起到液封作用
C 生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气
D 能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽
②现在我们可以利用图甲装置测定空气中氧气的含量并结合现代传感器技术，测得过程中容器内气体压
强、温度、氧气浓度的变化趋势如图乙所示。
t 时打开止
2
水 夹，最终
集 气瓶中水
平 面大约上
升至刻度 _____ 处。
结合曲线，解释AB段气体压强变化的原因是 _____ 。
(3)空气的保护
①图丙是某地PMs来源分布图。据此，下列措施对减少PM s效果最不明显的是 _____ 。
1
A 减少汽车的数量
B 用风能与太阳能发电替代燃煤发电
C 减少工业生产中二氧化碳的排放
②除了上述PM 外，下列也属于空气污染物的是 _____ 。
2.5
A 臭氧
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B 一氧化碳
C 二氧化硫
D PM
10
(4)实验反思与再探究:
【实验探究1】利用红磷测定空气中氧气含量时，使用氧气浓度传感器测得反应后装置内氧气浓度为
8.85％，实验误差比较大，于是小明利用铁丝生锈的实验(装置如下图1)测定氧气含量，通过7天测得的数
据计算空气中氧气的含量为19.13％。
【交流与讨论】与用红磷燃烧的方法相比，用铁丝生锈的方法测定的主要优点及原因: ____ 。
【实验探究2】探究1实验时间较长，为了加快反应速率，小明通过查阅资料，利用铁粉、炭粉、氯化钠
等物质又进行了实验(装置如下图2)，8分钟后测得的数据如表:
实验前的体积 实验后的体积
集气瓶内空气 烧杯内蒸馏水 烧杯内剩余蒸馏水
131mL 90.0mL 63.6mL
请计算出空气中氧气含量 ______ （计算结果保留一位小数）
(5)通过上述几个测定空气中氧气含量的实验可以看出，选择 ____ (填物质名称)进行实验，可较为快速地
完成实验并减小实验误差。
(1)氮气、氧气、稀有气体
(2) ①BCD ② 1 红磷燃烧放热温度升高，压强增大，同时消耗氧气，使气压减小
(3) ①C ②ABCD
(4)铁丝与氧气反应时间长，且铁丝能与低浓度氧气继续反应 20.2%
(5)铁粉、碳粉、氯化钠和蒸馏水
【解析】
（1）氮气78%，氧气21%，稀有气体0.94%
（2）1在汞槽中起到液封作用2生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气3能将密闭装置内空气中的氧气
几乎耗尽；氧气占空气体积的五分之一，所以液体上升到1刻度；红磷在空气中剧烈燃烧放热温度升高，
压强增大，随着反应的进行消耗氧气，使气压减小；
（3）二氧化碳不属于空气污染物；空气污染物包括：臭氧、一氧化碳、二氧化硫、PM ；
10
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（4）铁丝与氧气反应时间长，且铁丝能在低浓度氧气继续生锈；烧杯内蒸馏水变化的体积为氧气体积，
则空气中氧气含量为：×100%≈20.2%；
（5）铁粉、碳粉、氯化钠和蒸馏水可较快速地完成实验并减小实验误差；
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13
