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专题 06 我们周围的空气
知识点一、空气的成分、用途
1．成分:空气是一种混合物(填“纯净物”或“混合物”),它的组成按体积计算,氮气占78%、氧气占
21%、二氧化碳占0.03%、稀有气体占0.94%、其他气体和杂质占0.03%。
2．用途
（1）氮气(N ):常作保护气(化学性质不活泼);制造氮肥和硝酸的重要原料;液氮在医疗上用于冷冻麻
2
醉等;
（2）氧气(O ):用于医疗急救等(供给呼吸);炼钢、气焊等(利用的性质为支持燃烧);
2
（3）稀有气体(He、Ne、Ar等):焊接金属时用作保护气(化学性质很不活泼);可制成多种用途的电光
源(通电时发出不同颜色的光)。
（4）二氧化碳(CO2):常用于灭火(不燃烧也不支持燃烧)、作气体肥料,固态二氧化碳(俗称干冰)用于
人工降雨等。
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知识点二、空气污染和防治措施
1．主要污染物
（1）颗粒污染物：PM 、烟、粉尘(形成雾霾的主要原因)。
2.5
（2）气体污染物：SO 、NO 等(形成酸雨)，CO、臭氧等。
2 2
2．治理：加强大气质量监测；使用清洁能源；积极植树造林、种草；安装汽车尾气净化装置等。
知识点三、氧气的性质及用途
1．氧气的物理性质：氧气是一种无色、无味的气体,密度比空气大，不易溶于水。
2．氧气的化学性质(助燃性、氧化性)：氧气的化学性质比较活泼，在点燃的条件下能跟多种物质发
生反应。
反应物的色 化学方程式或文字表
反应物 在空气中燃烧的现象 在氧气中燃烧的现象
态 达式
持续红热，无烟、无 剧烈燃烧,发白光、放热,
焰，生成使澄清石灰 生成使澄清石灰水变浑浊
木炭 黑色固体 C+O 点══燃 CO
水变浑浊的气体 的气体 2 2
发出微弱的淡蓝色火 发出明亮的蓝紫色火焰,放
焰, 热,生成有刺激性气味的气
体
硫 黄色粉末 放热,生成有刺激性气 点燃
S+O ══ SO
味 2 2
的气体
黄白色火焰，放热,生 发出耀眼的白光,放出大量
红磷 暗红色固体 成 的热,产生大量的白烟，生
成白色固体 4P+5O 点══燃 2PO
大量白烟 2 2 5
银白色 红热,不能燃烧，离火 剧烈燃烧，火星四射，放
铁 后变冷 出热量，生成黑色固体
固体 3Fe+2O点══燃Fe O
2 3 4
银白色 剧烈燃烧，发出耀眼 反应比在空气中更剧烈
镁 的白光，放热，生成
固体 白色固体 2Mg+O 2 点══燃2MgO
黄白色光亮火焰,放出 剧烈燃烧,发白光,放热 石蜡+氧气→二氧化
热量,稍有黑烟 碳+水
石蜡 白色固体
如果在火焰上方罩一干冷烧杯,烧杯内壁有水珠 (或
水雾)出现,生成使澄清石灰水变浑浊的气体
【注意】集气瓶中放少量水的作用：①红磷燃烧实验是为了吸收热量，防止热的生成物溅落而炸裂
集气瓶；吸收生成的PO(白烟)，防止污染空气；②硫燃烧实验是为了吸收生成的SO 气体,防止污
2 5 2
染空气(水也可以换成氢氧化钠溶液)；③铁丝燃烧实验是为了防止熔融物溅落，炸裂瓶底。
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实验探究一：空气中氧气含量的测定
利用某些物质(如红磷)燃烧消耗密闭容器中的氧
气，使密闭容器内的压强减小，在大气压的作用下
实验 装置
进入容器内水的体积即为减少的氧气的体积实验
原理 实验
（1）连接装置，并检查装置的气密性。 （2）把集气瓶液面以上容积分成5等份。
实验 （3）在燃烧匙内放入过量红磷。
步骤 （4）夹紧弹簧夹，点燃红磷并迅速伸入集气瓶中，立即塞紧橡皮塞。
（5）燃烧结束，待集气瓶冷却到室温，打开弹簧夹
象红磷燃烧生成大量白烟，冷却至室温，打开弹簧夹，水经导管进入集气瓶且进入水的体
实验
现象
积约占原容器中空气体积的
实验
结论 氧气约占空气体积的 ；该实验还说明氮气难溶于水，不能燃烧也不支持燃烧
误差
没有冷却至室温就读数；铜红磷量不足；加热时间不够；装置漏气
分析
此实验药品应满足的条件：
实验 （1）物质易在空气中点燃，且只与空气中的氧气反应。
反思
（2）生成物最好是固体，或生成的气体易被液体吸收，如用木炭或硫粉代替红磷，则集气
瓶中的水应换成氢氧化钠溶液等碱溶液
变式
装置
实验探究二：氧气的实验室制取
1．工业制法(物理变化):根据空气中各成分的沸点不同,用分离液态空气法制取氧气(低温条件下加
压)。
2．催化剂概念: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反应前后
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都没有发生变化的物质。催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。
3．催化剂特点
（1）“一变二不变”：改变化学反应速率(有的加快反应速率,有的减慢反应速率);自身的质量和化
学性质在反应前后均没有改变。
（2）对于同一反应,催化剂不是唯一的;对于不同反应,催化剂可能相同。
（3）催化剂不能增加或减少生成物的质量。
4．氧气实验室制法
制取 高锰酸钾制取氧气 氯酸钾制取氧气 过氧化氢制取氧气
方法
反应
原理 2KMnO 4 ═ ═ 2KClO 3 M═n═O 2 2H 2 O 2 M ═nO═2 2H 2 O+O 2 ↑
K 2 MnO 4 +M△nO 2 +O 2 ↑ 2KCl+3O 2 ↑
常温，二氧化锰作催化
反应
加热 加热，二氧化锰作催化剂 剂
条件
试剂
固体 固体+固体 固体+液体
状态
发生
装置
收集
装置
检验 （1）检验方法：将带火星的木条伸入集气瓶内,若木条复燃，说明该气体为氧气。
及
（2）验满方法：将带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃，表明该瓶氧气已经收集满
验满
①用加热的方法制取氧气时，试管口要略向下倾斜,以防止冷凝水回流到热的试管底部，使
试管炸裂。
②用高锰酸钾制取氧气时，试管口应放一团棉花，防止加热时高锰酸钾粉末进入导管而堵
注意 塞导管。
事项 ③用排水法收集氧气时，当导管口有大量气泡冒出时，开始收集，实验结束后,先将导管移
出水槽,再熄灭酒精灯,以防止水槽中的水倒流入试管，使试管因骤然冷却而炸裂。
④用过氧化氢制取氧气时，若用长颈漏斗，末端 必须伸入液面下 ( 或形成液封 )，以防止生成
的气体从长颈漏斗末端逸出。
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考点一．空气的成分及各成分的体积分数
1．（2023•海南）干燥空气中体积分数约占78%且化学性质不活泼的气体是（ ）
A．氧气 B．氮气 C．二氧化碳 D．水蒸气
【解答】解：空气的成分按体积计算，大约是：氮气占78%、氧气占21%、稀有气体占0.94%、
二氧化碳占0.03%、其它气体和杂质占0.03%。空气中含量最多的气体是氮气，且氮气的化学性
质不活泼，在常温下一般不与其它物质发生化学反应。
故选：B。
考点二．空气组成的测定
2．（2023•衡阳）拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。某兴趣小组利用氧气传感器来检测足量
红磷燃烧过程中氧气的含量，如图所示，下列判断正确的是（ ）
A．a点时容器内氮气体积分数为85%
B．容器内物质总质量：b点＞c点
C．氧气有剩余，说明物质燃烧时氧气必须达到一定浓度
D．此实验测得空气中氧气的质量分数为18%
【解答】解：A、由图示可知，a点时容器内氧气的体积分数为15%，但氮气体积分数应小于
85%，因为空气中还含有二氧化碳、稀有气体等，故选项说法错误。
B、由质量守恒定律，反应前后物质的总质量不变，容器内物质总质量：b点＝c点，故选项说
法错误。
C、最终氧气有剩余，说明物质燃烧时氧气必须达到一定浓度，故选项说法正确。
D、此实验可测得空气中氧气的体积分数，而不是质量分数，故选项说法错误。
故选：C。
3．（2023•鞍山三模）化学兴趣小组利用如图所示的改进装置测定空气中氧气的含量（实验操作均
正确）。下列关于该实验的说法错误的是（ ）
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A．最终注射器活塞约停在10mL刻度处
B．胶头滴管中的水和注射器中的水作用相同
1
C．本实验可得出氧气约占空气体积 的结论
5
D．细沙的作用是防止燃烧放出的热量使试管炸裂
【解答】解：A、白磷燃烧消耗氧气，则装置中压强减小，注射器中的水会被吸入，由于氧气约
1
占空气体积的五分之一，则试管中氧气的体积为50mL× =10mL，则最终注射器活塞约停在
5
20mL﹣10mL＝10mL刻度处，该选项正确。
B、氧化钙与水反应放热，则胶头滴管的水的作用为与氧化钙反应放出热量，从而使白磷燃烧，
与注射器中的水的作用不同，该选项不正确。
C、根据进入的水的体积，则能得出氧气约占空气体积的五分之一的结论，该选项正确。
D、白磷燃烧放热，则细沙的作用是防止燃烧放出的热量使试管炸裂，该选项正确。
故选：B。
考点三．空气的污染及其危害
4．（2023•东阿县一模）下列关于空气的说法正确的是（ ）
A．空气中含量最多的气体是氧气，约占空气体积的21%
B．氧气能支持燃烧，可以作燃料
C．二氧化碳是大气污染物之一，其含量增加会引起温室效应
D．稀有气体可用于制造多用途的电光源
【解答】解：A、空气中含量最多的气体是氮气，约占空气体积的78%，故A错；
B、氧气能支持燃烧，不具有可燃性，不能作燃料，故B错；
C、二氧化碳不属于空气污染物，故C错；
D、稀有气体通电后发出不同颜色的光，可以制造多用途的电光源，故D正确。
故选：D。
考点四．防治空气污染的措施
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5．（2023•成都）成都市连续14年位居“中国最具幸福感城市”第一名，城市发展取得重大成就。
下列做法不符合新时代成都发展理念的是（ ）
A．提升非化石能源消费比重
B．减少公园绿地增加住宅建设
C．推动大气污染防治协同立法
D．降低PM ，做靓“雪山下的公园城市”
2.5
【解答】解：A、在能源的供给端，要提升清洁能源生产的能力，重点建设一批清洁能源基地，
实现多能互补，逐步提升非化石能源比重，故A符合新时代发展理念，不合题意；
B、减少公园绿地增加住宅建设不利于人与自然和谐共处，所以不能减少公园绿地增加住宅建设，
故B不符合新时代发展理念，符合题意；
C、推动大气污染防治协同立法，有利于防治大气污染，有利于环境保护，故 C符合新时代发展
理念，不合题意；
D、降低PM ，做靓“雪山下的公园城市”，有利于防治大气污染，有利于环境保护，故D符
2.5
合新时代发展理念，不合题意。
故选：B。
考点五．常见气体的用途
6．（2023•荆州）空气是人类生产活动的重要资源。下列有关空气成分的说法错误的是（ ）
A．氧气可以支持可燃物燃烧
B．氮气不与任何物质发生化学反应
C．二氧化碳在蔬菜大棚中作气体肥料
D．稀有气体可制成多种用途的电光源
【解答】解：A、氧气具有助燃性，可以支持可燃物燃烧，故A说法正确；
B、氮气的化学性质一般较稳定，但在某些条件也能与一些物质发生化学反应，比如在高温高压
的条件下与氢气合成氨气，则氮气不与任何物质发生化学反应的说法错误，故B说法错误；
C、植物光合作用是吸收二氧化碳制造养分，故农业上称二氧化碳为气肥，则二氧化碳在蔬菜大
棚中作气体肥料的说法正确；故C说法正确；
D、稀有气体通电可发出不同颜色的光，可制成多种用途的电光源，故D说法正确；
故选：B。
考点六．氧气的化学性质
7．（2023•霞山区二模）如图手指上的物质都能与氧气反应。下列说法正确的是（ ）
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A．五个反应既是氧化反应，又是化合反应
B．硫在氧气中燃烧，发出蓝紫色火焰
C．磷燃烧放出热量，产生大量白雾
D．氧气的化学性质非常活泼，能与所有物质反应
【解答】解：A、五个反应均是物质和氧气发生的反应，均是氧化反应；但甲烷在氧气中燃烧生
成二氧化碳和水，该反应的生成物是两种，不符合“多变一”的形式，不符合化合反应的特征，
不属于化合反应，故选项说法错误。
B、硫在氧气中燃烧，发出蓝紫色火焰，故选项说法正确。
C、磷燃烧，放出热量，产生大量的白烟，而不是白雾，故选项说法错误。
D、氧气的化学性质比较活泼，不能与所有的物质反应，故选项说法错误。
故选：B。
8．（2023•龙岗区校级模拟）某小组使用数据采集器探究“铁丝在O 中燃烧”，集气瓶内O 的体
2 2
积分数随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是（ ）
点燃
A．反应为4Fe+3O 2 ¯ 2Fe 2 O 3
❑
B．瓶中放少量水，用于吸收有毒物质
C．开始采集数据时，瓶内是纯净的O
2
D．铁丝停止燃烧时，瓶内O 未耗尽
2
【解答】解：A、铁燃烧生成四氧化三铁，该选项不正确；
B、瓶中放少量水，能够防止铁燃烧形成的高温熔融物溅落炸裂集气瓶，该选项不正确；
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C、开始采集数据时，氧气体积分数是80%，瓶内不是纯净的氧气，该选项不正确；
D、铁丝停止燃烧时，瓶内O 未耗尽，剩余氧气体积分数大于20%，该选项正确。
2
故选：D。
考点七．氧气的制取装置
9．（2023•西藏）实验是学习化学的重要途径。实验室里制取气体的部分实验装置如图所示，请回
答下列问题：
（1）仪器①的名称是 集气瓶 。
（2）实验室用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气，请写出该反应的化学方程式：
MnO
2
2KClO ¯ 2KCl+3O ↑ 。
3 2
△
（3）若要制取一瓶比较纯净的氧气，可选择的发生和收集装置是 AC （填字母）。
（4）实验室用锌粒与稀硫酸反应制取氢气。若用F装置干燥氢气，气体应从 a （填导管口
代号）端进入。
【解答】解：（1）通过分析题中所指仪器的名称和作用可知，仪器①的名称是集气瓶；
MnO
2
（2）氯酸钾在二氧化锰的催化作用下加热生成氯化钾和氧气，化学方程式为：2KClO ¯
3
△
2KCl+3O ↑；
2
（3）氯酸钾制取氧气的反应物是固体，反应条件是加热，排水法收集的氧气较纯净，可选择的
发生和收集装置是AC；
（4）实验室用锌粒与稀硫酸反应制取氢气。若用F装置干燥氢气，洗气除杂时应该长进短出，
气体应从a端进入。
故答案为：（1）集气瓶；
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MnO
2
（2）2KClO ¯ 2KCl+3O ↑；
3 2
△
（3）AC；
（4）a。
10．（2023•长春）如图是实验室制取气体的部分装置。回答下列问题：
（1）仪器a的名称是 试管 。
（2）实验室通过加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气。
MnO
2
①该反应的化学方程式为 2KClO ¯ 2KCl+3O ↑ 。
3 2
△
②用该方法制取氧气的发生装置应选择 A （填字母序号）。
③用排水法收集氧气时，待集气瓶里的水排完以后，接下来的操作为： 在水下盖上玻璃片拿
出水面，并正放在桌面上 。收集完成后把导管移出水面，再熄灭酒精灯。
【解答】解：（1）仪器a的名称是试管；
（2）①氯酸钾在二氧化锰的催化作用下加热生成氯化钾和氧气，反应的化学方程式为：
MnO
2
2KClO ¯ 2KCl+3O ↑；
3 2
△
②氯酸钾在二氧化锰的催化作用下加热生成氯化钾和氧气，属于固、固加热型，适合用装置 A
做发生装置；
③用排水法收集氧气时，待集气瓶里的水排完以后，接下来的操作为：在水下盖上玻璃片拿出
水面，并正放在桌面上。
故答案为：
（1）试管；
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MnO
2
（2）①2KClO ¯ 2KCl+3O ↑；
3 2
△
②A；
③在水下盖上玻璃片拿出水面，并正放在桌面上。
11．（2023•青岛）实验是进行科学探究的重要方式。“追梦”活动小组在实验室中制取氧气并探
究其性质，请根据如图所示装置回答问题。
（ 1 ） 实 验 室 制 取 氧 气 的 方 法 有 多 种 ， 例 如 ：
①加热分解高锰酸钾固体
②利用二氧化锰作催化剂分解过氧化氢溶液
若用方法①制取氧气应选用的发生装置是 A （选填字母序号），选择时考虑的因素是 药
MnO
2
品状态和反应条件 ；若用方法②制取氧气，其反应原理用化学方程式表示为 2H 2 O 2 ¯
❑
2H O+O ↑ 。
2 2
（2）可用D装置收集氧气，原因是 氧气的密度比空气大 ；用F装置探究氧气性质时，发现
点燃
铁丝剧烈燃烧，反应的化学方程式为 3Fe+2O 2 ¯ Fe 3 O 4 ，由此得出氧气具有的化学性质
❑
是 助燃性 。
【解答】解：（1）实验室加热分解高锰酸钾固体制取氧气，属于固体加热反应，应固体加热型
装置，则若用方法①制取氧气应选用的发生装置是A，选择时考虑的因素是药品状态和反应条
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MnO
2
件，过氧化氢溶液在二氧化锰催化的作用下生成水和氧气，反应的化学方程式为 2H 2 O 2 ¯
❑
2H O+O ↑；
2 2
（2）可用D装置向上排空气法收集氧气是利用氧气的密度比空气大，用 F装置探究氧气性质时，
发现铁丝剧烈燃烧，原因是铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，反应的化学方程式为3Fe+2O
2
点燃
¯ Fe 3 O 4 ，由此得出氧气具有的化学性质是助燃性。
❑
MnO
2
故答案为：（1）A；药品状态和反应条件；2H 2 O 2 ¯ 2H 2 O+O 2 ↑；
❑
点燃
（2）氧气的密度比空气大；3Fe+2O 2 ¯ Fe 3 O 4 ；助燃性。
❑
12．（2023•烟台）某兴趣小组在跨学科实践课上制作了一台简易化学“制氧机”，如图1所示，
该制氧机通过A、B两种物质产生氧气，其中A是过碳酸钠白色固体，B是二氧化锰黑色粉末。
过 碳 酸 钠 （ 2Na CO • 3H O ） 加 水 溶 解 会 分 解 生 成 Na CO 和 H O 。
2 3 2 2 2 3 2 2
用该制氧机制氧时，在反应仓中加入适量水，再先后加入过碳酸钠和二氧化锰，反应仓内有黑
色粉末翻腾，变得浑浊，仓壁变得温热，过滤仓底部导气管口有气泡冒出。
MnO
2
（1）反应仓中H 2 O 2 生成氧气的化学方程式是 2H 2 O 2 ¯ 2H 2 O+O 2 ↑ ，过滤仓中的水除了
❑
有过滤杂质提纯氧气的作用外，还可以起到的作用是 AB （填序号）。
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A.可以通过气泡观察氧气生成的速率
B.降低氧气温度
C.加快氧气的生成
（2）验证过滤仓导出的气体是氧气的方法： 在导管口放一根带火星的木条，若木条复燃，证
明为氧气 。
（3）如果在实验室用过碳酸钠、二氧化锰、水制取氧气，从图2中可选用的气体发生装置是
B （填装置序号，下同），收集装置是 CE 。
【解答】解：（1）反应仓中H O 在二氧化锰作催化剂的条件下生成水和氧气，反应的化学方
2 2
MnO
2
程式为2H 2 O 2 ¯ 2H 2 O+O 2 ↑，过滤仓中的水除了有过滤杂质提纯氧气的作用外，还可以起到
❑
的作用是可以通过气泡观察氧气生成的速率、降低氧气温度，故选：AB；
（2）氧气能使带火星的木条复燃，故验证过滤仓导出的气体是氧气的方法是在导管口放一根带
火星的木条，若木条复燃，证明为氧气；
（3）在实验室用过碳酸钠、二氧化锰、水制取氧气的反应物状态是固体和液体，反应条件是常
温，则应选B固液反应常温型装置，因为氧气密度比空气大，且不易溶于水，所以收集装置可
以是CE。
MnO
2
故答案为：（1）2H 2 O 2 ¯ 2H 2 O+O 2 ↑；AB；
❑
（2）在导管口放一根带火星的木条，若木条复燃，证明为氧气；
（3）B；CE。
13．（2023•贵州）化学是一门以实验为基础的学科。
（1）用图1、图2装置进行氧气实验室制取及性质实验。
①加热高锰酸钾制取氧气，往试管中加入高锰酸钾粉末的操作是 把试管横放，用纸槽把药品
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△
送入试管底部，然后慢慢直立试管 ，反应的化学方程式为 2KMnO 4 ¯ K 2 MnO 4 +MnO 2 +O 2 ↑
❑
，反应的基本类型是 分解反应 。
②用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，应选择的发生和收集装置是 BC 或 BE （填字母序
号）。检验氧气的方法是 将带火星的木条伸入集气瓶，木条复燃，说明是氧气。 。
③图2中发生化学反应的现象为 剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，放出热量 。
（2）图3是一种紧急供氧设备内部结构示意图。使用时按动点火装置，金属粉末反应放热，使
催化剂
药块分解持续供氧，并有氯化钠生成。其中产生氧气的化学方程式为 2NaClO ¯
3
△
2NaCl+3O ↑ 。
2
【解答】解：（1）①往试管中加入高锰酸钾粉末的操作是把试管横放，用纸槽把药品送入试管
底部，然后慢慢直立试管；高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，故化学方程式为
△
2KMnO 4 ¯ K 2 MnO 4 +MnO 2 +O 2 ↑；该反应由一种物质生成三种物质，故为分解反应；
❑
②过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，选择的发生装置为固液常温型 B，选用排水法或者向上
排空气法收集氧气；检验氧气的方法是将带火星的木条伸入集气瓶，木条复燃，说明是氧气；
③铁丝在氧气中燃烧产生黑色固体四氧化三铁，故实验现象为剧烈燃烧，火星四射，生成黑色
固体，放出热量；
△
故答案为：①把试管横放，用纸槽把药品送入试管底部，然后慢慢直立试管；2KMnO 4 ¯
❑
K MnO +MnO +O ↑；分解反应；
2 4 2 2
②BC或BE；将带火星的木条伸入集气瓶，木条复燃，说明是氧气；
③剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，放出热量；
催化剂
（2）氯酸钠分解生成氯化钠、氧气，故化学方程式为2NaClO ¯ 2NaCl+3O ↑；故答案
3 2
△
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催化剂
为：2NaClO ¯ 2NaCl+3O ↑。
3 2
△
14．（2024•游仙区一模）根据下列装置图，回答有关问题：
（1）写出标号①仪器的名称 分液漏斗 。
（2）若选择装置 AE制取并收集氧气（不做任何改动），该反应化学方程式为 2KClO
3
MnO
2
¯ 2KCl+3O ↑ ；当气泡 连续均匀冒出 时就开始收集氧气。某同学实验结束后发现试
2
△
管炸裂的原因不可能是 ② 。
①没有给试管均匀预热；
②有气泡冒出，立即收集；
③排水集气法收集后，先撤去酒精灯；
④停止加热，试管立即接触冷水。
MnO
2
（3）如果用装置C与G组合来制取氧气，该反应的化学方程式为 2H 2 O 2 ¯ 2H 2 O+O 2 ↑
❑
，则氧气应该从 a （填“a”或“b”）通入，验满的方法为 将带火星木条放在导管口 b
处，若复燃，则收集满 。某同学打算利用G装置收集一瓶（200mL）含氧气体积分数为80%
的气体，实验前需要在集气瓶中预先装入 15 0 mL水。（假设集气瓶中的水最后全部被通入
的氧气排出）。
（4）利用白磷来测定空气中氧气的含量。实验开始前的装置如图所示，实验后从量筒中流入玻
璃瓶（容积为250mL）中的水的体积为45mL。
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点燃
①写出白磷燃烧的化学方程式 4P+5O 2 ¯ 2P 2 O 5 。
❑
②下列说法正确的是 c （填字母）。
a.如果装置漏气，会使测量结果偏大
b.不必等温度计的读数恢复至实验前的温度就能记录量筒内剩余水的体积
c.若装置气密性良好，实验测得空气中氧气体积分数偏低，可能是白磷使用量不足。
③根据实验中的数据计算出空气中氧气的体积分数为 20% 。（用百分数表示）
【解答】解：（1）由图可知，仪器①是分液漏斗。
（2）选择装置AE制取并收集氧气（不做任何改动），A装置为加热固体的装置，且试管口没
有塞棉花，则适用于氯酸钾制取氧气，氯酸钾在二氧化锰催化并加热条件下生成氯化钾和氧气，
MnO
2
化学方程式为：2KClO ¯ 2KCl+3O ↑；E装置为排水法收集装置，由于刚产生的气体中混
3 2
△
有空气，则应等气泡连续均匀冒出时，再开始收集；某同学实验结束后发现试管炸裂的原因：
没有给试管均匀受热、试管外壁有水导致试管受热不均，排水集气法收集后，先撤去酒精灯、
停止加热，试管立即接触冷水导致试管聚冷，引起炸裂。不可能的原因是：②有气泡冒出，立
即收集，只会导致收集气体不纯，但不会导致试管炸裂；
（3）用装置C与G组合来制取氧气，适用于过氧化氢和二氧化锰制取氧气，过氧化氢在二氧化
MnO
2
锰催化作用下生成水和氧气，反应的化学方程式为：2H 2 O 2 ¯ 2H 2 O+O 2 ↑；氧气密度比空气
❑
大，若用G装置收集，则气体应从长管a口通入；氧气具有助燃性，能使带火星木条复燃，则
验满的方法为：将带火星木条放在b口，若木条复燃，则收集满。设预先装入水的体积为x，则
剩余空气的体积为（200mL—x），而空气中氧气的体积约为空气体积的五分之一，则有
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1
（200mL﹣x）× +x＝200mL×80%，解得x＝150mL。
5
点燃
（4）①白磷燃烧生成五氧化二磷，化学方程式为：4P+5O 2 ¯ 2P 2 O 5 ；
❑
②a、若装置漏气，由于有空气进入集气瓶中，则会使测量结果偏小，该选项说法不正确；
b、由于气体随温度升高而膨胀，则进入的水会偏少，结果偏小，该选项说法不正确；
c、若装置气密性良好，白磷用量不足，不能完全消耗氧气，实验测得空气中氧气体积分数偏低，
该选项说法正确。
③ 由 于 进 入 的 水 的 体 积 即 为 氧 气 的 体 积 ， 则 本 实 验 测 定 氧 气 的 体 积 分 数 为
45mL
×100%=20%。
250mL−25mL
故答案为：（1）分液漏斗
MnO
2
（2）2KClO ¯ 2KCl+3O ↑；连续均匀冒出；②；
3 2
△
MnO
2
（3）2H 2 O 2 ¯ 2H 2 O+O 2 ↑；a；将带火星木条放在导管口b处，若复燃，则收集满；150；
❑
点燃
（4）4P+5O 2 ¯ 2P 2 O 5 ；c；20%。
❑
15．（2023•淄川区四模）小明同学欲用如图所示装置和相关药品在实验室中制取氧气。
（1）写出图中的①、②两种仪器的名称：① 锥形瓶 ，② 水槽 。
△
（2）用A装置来制氧气时，发生的反应的符号表达式为 KMnO 4→K
2
MnO
4
+MnO
2
+O
2
。
（3）小明同学若想要收集较纯净的氧气，所选收集装置为 E （填字母）。
（4）若用E装置收集产生的氧气，收集满后，发现氧气的浓度不够，以下分析原因中不合理的
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是 ① （填序号）。
①装置气密性不好
②导管口刚开始产生气泡就收集
③集气瓶中事先未装满水
④收集满气体后，未在水下盖上玻璃片就直接将集气瓶取出
（5）用F装置收集氧气时，将带火星的木条放在 a （填“a”或“b”）处，观察到木条复
燃，即说明已收集满。
（6）氨气是一种极易溶于水，密度比空气小的气体。某同学用加热氯化铵和碱石灰的固体混合
物制取氨气，该同学应选择的装置组合为 AD （A﹣E中选择填字母）。
【解答】解：（1）通过分析题中所指仪器的名称和作用可知，①是锥形瓶；②是水槽；
（2）A装置制取氧气的反应物是固体，反应条件是加热，试管口有棉花，应该是高锰酸钾在加
△
热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，符号表达式为：KMnO 4→K
2
MnO
4
+MnO
2
+O
2
；
（3）排水法收集的氧气较纯净，所选收集装置为E；
（4）若用E装置收集产生的氧气，收集满后，发现氧气的浓度不够，原因中不合理的是装置气
密性不好，故选：①；
（5）氧气密度比空气大，具有助燃性，所以用F装置收集氧气时，将带火星的木条放在a处，
观察到木条复燃，即说明已收集满；
（6）实验室制取氨气的反应物是固体，反应条件是加热，氨气极易溶于水，密度比空气小，应
选择的装置组合为AD。
故答案为：（1）锥形瓶；水槽；
△
（2）KMnO 4→K
2
MnO
4
+MnO
2
+O
2
；
（3）E；
（4）①；
（5）a；
（6）AD。
16．（2023•澄城县模拟）研究性学习小组的同学利用如图所示的装置进行相关实验，请回答下列
问题：
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（1）仪器①的名称是 长颈漏斗 。
（2）实验室通过加热高锰酸钾制取氧气，发生装置A还需进行的改进是 试管口塞一团棉花
。
MnO
2
（3）实验室用BC装置组合制取氧气，反应的化学方程式是 2H 2 O 2 ¯ 2H 2 O+O 2 ↑ 。氧
❑
气应从C装置的 a （填“a”或“b”）端通入。
（4）对比D、E实验，可得出可燃物燃烧需要的条件之一是 温度达到可燃物的着火点 。
【解答】解：（1）通过分析题中所指仪器的名称和作用可知，仪器①的名称是长颈漏斗；
（2）实验室通过加热高锰酸钾制取氧气，发生装置A还需进行的改进是：试管口塞一团棉花，
防止加热时粉末状物质进入导管，堵塞导管；
（3）实验室用BC装置组合制取氧气，B装置为固液常温型发生装置，即为过氧化氢在二氧化
MnO
2
锰的催化下分解生成水和氧气，化学方程式是：2H 2 O 2 ¯ 2H 2 O+O 2 ↑；氧气密度比空气大，
❑
氧气应从C装置的长管a端通入；
（4）D中白磷与氧气接触、温度达到白磷的着火点，可以燃烧，E中白磷与氧气接触、温度没
有达到白磷的着火点，不能燃烧，对比D、E实验，可得出可燃物燃烧需要的条件之一是：温度
达到可燃物的着火点。
故答案为：（1）（1）长颈漏斗；
（2）试管口塞一团棉花；
MnO
2
（3）2H 2 O 2 ¯ 2H 2 O+O 2 ↑；a；
❑
（4）温度达到可燃物的着火点。
17．（2023•定远县模拟）如图所示的A～C装置是实验室常用的制取气体的装置，请回答下列问
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题。
MnO
2
（1）写出用A装置制取氧气的化学方程式 2KClO ¯ 2KCl+3O ↑ 。
3 2
△
（2）与B装置相比，C装置的优点是什么 能够控制反应的速率 ？
（3）若用D装置采用排空气法收集氢气，请将D装置补画完整。
【解答】解：（1）装置A属于固、固加热型，试管口没有棉花，适合用氯酸钾和二氧化锰混合
制取氧气，氯酸钾在二氧化锰的催化作用下加热生成氯化钾和氧气，反应的化学方程式为：
MnO
2
2KClO ¯ 2KCl+3O ↑；
3 2
△
（2）与B装置相比，C装置的优点是能够控制反应的速率；
（3）氢气的密度比空气小，若用D装置采用排空气法收集氢气，应该短进长出，装置装置 D补
充完整如图所示： 。
故答案为：
MnO
2
（1）2KClO ¯ 2KCl+3O ↑；
3 2
△
（2）能够控制反应的速率；
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（3） 。
考点八．制取氧气的操作步骤和注意点
18．（2023•沈丘县三模）下列有关加热高锰酸钾制取氧气的实验操作正确的是（ ）
A． 组装仪器 B． 检查气密性
C． 加热固体 D． 氧气验满
【解答】解：A、组装仪器时，应把橡皮塞慢慢转动着塞进容器口，切不可把试管放在桌上，手
拿塞子，再使劲塞进塞子，以免压破容器，图中操作错误，故A错误；
B、检查气密性：将导管置于水中，用手紧握试管，观察导管口是否有气泡冒出，有气泡冒出，
说明装置气密性良好，故B正确；
C、给试管中的固体加热时，试管口应略向下倾斜，防止冷凝水倒流，炸裂试管，故C错误；
D、氧气具有助燃性，氧气验满：将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，说明已经集满，不
能伸入集气瓶内，故D错误。
故选：B。
考点九．催化剂的特点与催化作用
19．（2023•永兴县校级模拟）我国科研工作者在人工合成淀粉方面取得突破性进展，最关键步骤
是二氧化碳和氢气在无机催化剂的作用下转化为甲醇和水。下列有关催化剂的说法正确的是（
）
A．没有催化剂化学反应不能发生
B．同一个化学反应可以有多种催化剂
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C．化学反应前后，催化剂的质量和性质都不变
D．用过氧化氢溶液制氧气时，加入催化剂可以使生成氧气的质量增加
【解答】解：A、没有催化剂反应也可以发生，例如过氧化氢在常温下也可以分解为水和氧气，
只是反应的速率较慢，故A说法错误；
B、同一个化学反应可以有多种催化剂，例如二氧化锰、氧化铁、硫酸铜溶液都可以用作过氧化
氢分解的催化剂，故B说法正确；
C、化学反应前后，催化剂的质量和化学性质都不变，物理性质可能改变，故C说法错误；
D、根据催化剂只能改变反应速率，不能改变生成物的质量可知，用过氧化氢溶液制氧气时，加
入催化剂不能使生成氧气的质量增加，故D说法错误；
故选：B。
20．（2023•淮南模拟）如图所示，将过氧化氢（H O ）溶液滴入瓶中，下列现象描述正确的是（
2 2
）
A．气球缩小，红墨水左移
B．气球缩小，红墨水右移
C．气球不变，红墨水右移
D．气球胀大，红墨水左移
【解答】解：当过氧化氢溶液与二氧化锰反应，生成足够多的氧气时，因氧气的密度大于空气
的密度，充气气球内的空气在周围氧气的压力作用下，会沿导管排出气球，气球变小，导管中
的红墨水会向左移。
故选：A。
21．（2023•宾阳县一模）下列关于催化剂的说法正确的是（ ）
A．催化剂不能改变生成物的质量
B．催化剂只能加快化学反应速率
C．二氧化锰可作任何反应的催化剂
D．没有催化剂就不能进行化学反应
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【解答】解：催化剂的概念是这样描述的：“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发生变化的物质叫做催化剂。”通过概念我们
可以这样理解：（1）改变的是反应的速率，而不是反应本身，也就是不改变反应的发生与否，
改变的是本来就能够发生的反应。（2）由于催化剂本身只是改变反应速率，所以不会改变反应
的生成物的量的。（3）所谓速率的改变，催化剂有正负之分。正催化剂能加快反应的速率，如
人体中的酶可加快食物的消化等；而负催化剂能减慢反应的速率，如橡胶、塑料制品中的防老
化剂等。故“改变”应理解为“加快”或“减慢”。
A、使用催化剂不能改变生成物的量。由于催化剂就是改变反应速率，所以不会改变生成物的量；
故A正确；
B、催化剂对速率的改变有加快也可以减慢，需要根据需要来选择；故B不正确；
C、有许多化学反应不需要催化剂就能进行，二氧化锰也不是只做催化剂用的，又是可做反应物；
故C不正确；
D、没有催化剂就不能进行化学反应。催化剂改变的是能够发生的反应的速率，而不能改变能否
反应的事实；故D不正确。
故选：A。
一．选择题（共12小题）
1．（2023•凌海市三模）空气是一种宝贵的自然资源。下列有关空气的说法不正确的是（ ）
A．氮气的化学性质不活泼，可用于食品的防腐
B．空气的成分按体积计算，稀有气体大约占0.03%
C．燃烧法测定空气中氧气的含量，不能用硫代替红磷
D．禁止燃放烟花爆竹，可以减少空气污染
【解答】解：A、氮气的化学性质不活泼，可用于食品的防腐正确，正确但不符合题意，故选项
错误；
B、空气的成分按体积计算，稀有气体大约占 0.03%错误，占0.94%，错误符合题意，故选项正
确；
C、燃烧法测定空气中氧气的含量，不能用硫代替红磷正确，因为硫和氧气反应生成二氧化硫气
体，正确但不符合题意，故选项错误；
D、禁止燃放烟花爆竹，可以减少空气污染正确，正确但不符合题意，故选项错误；
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故选：B。
2．（2023秋•川汇区校级期中）排放到空气中的下列物质，对大气没有污染作用的是（ ）
A．二氧化碳 B．二氧化硫 C．二氧化氮 D．一氧化碳
【解答】解：空气的污染物包括有害气体和粉尘，有害气体为二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳；
而二氧化碳不是空气污染物，只是含量过多会造成温室效应。
故选：A。
3．（2023•成安县一模）空气是一种宝贵的资源，下列说法错误的是（ ）
A．氮气化学性质稳定，常用作灯泡填充气和食品保护气
B．稀有气体在通电时能发出不同颜色的光，可制成霓虹灯
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密度不同
【解答】解：A、氮气化学性质稳定，不易发生化学反应，所以常用作灯泡填充气和食品保护气，
故说法正确；
B、稀有气体在通电时，能发出不同颜色的光，可制成霓虹灯，故说法正确；
C、氦气密度小，且化学性质稳定，可将其充入气飞艇中，故说法正确；
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将其分离，故说法错误。
故选：D。
4．（2023•松山区三模）用如图装置测定空气中氧气含量，有关说法错误的是（ ）
A．取用的红磷必须足量
B．引燃红磷后，左管内液面先下降后上升，冷却后升至刻度1
C．该装置环保，所得结果更准确
D．该装置还能测得稀有气体的体积分数
【解答】解：A、要测定空气中氧气含量，取用的红磷必须足量，才能将装置内氧气耗尽，否则
会导致实验结果偏小，故A说法正确；
B、引燃红磷后，红磷燃烧，放出大量的热，装置内气体受热膨胀，压强增大，左管内液面下降，
待完全反应后，逐渐冷却至室温，由于消耗了氧气，装置内压强减小，故左管内液面上升，氧
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1
气约占空气体积的 ，故冷却后升至刻度1，故B说法正确；
5
C、该装置在密闭容器中进行，反应生成的五氧化二磷不会逸出，比较环保，且避免了盛有点燃
红磷的燃烧匙伸入集气瓶中时，气体的受热膨胀逸出，误差小，故C说法正确；
D、该装置是通过红磷燃烧消耗氧气，能测定空气中氧气的含量，无法测得稀有气体的体积分数，
故D说法错误。
故选：D。
5．（2023•鼎湖区模拟）2022年全国生态环境保护工作会议上提出深入打好蓝天、碧水、净土保卫
战。下列做法有利于实现这一目标的是（ ）
A．尽量乘坐公共交通工具出行
B．将废气直接排入高空
C．大量燃放烟花爆竹
D．废弃塑料露天焚烧
【解答】解：A、尽量乘坐公共交通工具出行，能节省能源，有利于实现这一目标，故正确；
B、将废气直接排入高空，会污染空气，不利于实现这一目标，故错；
C、大量燃放烟花爆竹产生大量的空气污染物，不利于实现这一目标，故错；
D、废弃塑料露天焚烧产生大量的空气污染物，不利于实现这一目标，故错。
故选：A。
6．（2023•盐都区二模）如图表示空气中各成分的含量，下列有关说法错误的是（ ）
A．X可表示氮气
B．Y可用于医疗急救
C．纵坐标表示气体质量分数
D．稀有气体通电时能发出不同颜色的光，可用于电光源制造
【解答】解：A、氮气是空气中的主要成分，约占空气体积的78%，所以X可表示氮气，故A
说法正确；
B、氧气约占空气体积的21%，所以Y是氧气，氧气能供给呼吸，因此氧气可用于医疗急救，故
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B说法正确；
C、纵坐标应表示气体体积分数，故C说法错误；
D、稀有气体通电时能发出不同颜色的光，因此稀有气体可用于电光源制造，故D说法正确；
故选：C。
7．（2023•越秀区校级二模）使用智能手机APP采集环境中的压强数据可用于“测定空气中氧气
的含量”。实验装置如图1所示，使用激光笔引燃烧杯内的红磷，红磷燃烧前后测得压强曲线如
图 2 所 示 。 下 列 说 法 不 正 确 的 是 （ ）
A．实验前需检查装置气密性
B．曲线a→b说明红磷燃烧放出热量
C．红磷燃烧时产生大量白烟
D．装置内温度，c点远低于a点
【解答】解：A、实验前需要检查装置的气密性，否则装置漏气，会导致实验结果偏小，故选项
说法正确。
B、曲线a→b，是因为红磷燃烧放出热量，装置内气体受热膨胀，压强增大，故选项说法正确。
C、红磷燃烧，产生大量的白烟，故选项说法正确。
D、a点和c点的温度均是室温，温度相同，故选项说法错误。
故选：D。
8．（2023•海淀区校级三模）用如图装置可验证空气中O 的含量。下列说法不正确的是（ ）
2
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A．实验中红磷必须足量
B．该实验所用的红磷不可用木炭代替
C．待反应装置冷却至室温打开弹簧夹
D．打开弹簧夹后，集气瓶中水面最终上升至2处
【解答】解：A、实验中红磷必须足量，以完全消耗装置中的氧气，故选项说法正确。
B、木炭在空气中燃烧生成二氧化碳气体，虽除去氧气，但增加了新的气体，没有形成压强差，
不能用来测定空气中氧气含量，故选项说法正确。
C、待反应装置冷却至室温打开弹簧夹，否则剩余的气体在受热状态下，处于膨胀状态，占据了
部分水的体积，测定结果偏小，故选项说法正确。
D、氧气约占空气总体积的五分之一，打开弹簧夹后，集气瓶中水面最终上升至1处，故选项说
法错误。
故选：D。
9．（2023•南溪区模拟）空气中各成分含量如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．纵坐标表示各成分的质量分数
B．X表示的物质为氧气
C．稀有气体属于纯净物
D．Y可用于登山、潜水
【解答】解：A、按体积分数计算，氮气约占空气体积的78%，氧气约占空气体积的21%，故纵
坐标表示体积分数，故A错误；
B、X约占空气体积的78%，因此X是氮气，故B错误；
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C、稀有气体是由氖气、氦气等混合而成，属于混合物，故C错误；
D、氧气约占空气体积的21%，因此Y为氧气，氧气可供给呼吸，可用于登山、潜水，故 D正
确。
故选：D。
10．（2023•昌邑市校级一模）用如图装置测定空气中氧气的含量，下列关于该实验的说法错误的
是（ ）
A．实验时白磷量不足会导致测定结果偏小
B．实验结束后1中液面上升，2中液面下降
C．用木炭代替白磷实验，也能得到相同的结论
D．引燃白磷利用了金属导热性
【解答】解：A、实验时白磷量不足会导致氧气未完全消耗，从而导致测定结果偏小，故选项说
法正确。
B、实验结束后1中氧气被消耗，压强减小，液面上升，2中液面下降，故选项说法正确。
C、木炭在空气中燃烧生成二氧化碳气体，虽除去氧气，但增加了新的气体，没有形成压强差，
不能用来测定空气中氧气含量，不能得到相同的结论，故选项说法错误。
D、通过加热粗铜丝使温度达到白磷的着火点，引燃白磷，利用了铜的导热性，故选项说法正确。
故选：C。
11．（2023•漳州模拟）利用红磷燃烧测定空气中氧气含量的实验中，用传感器记录集气瓶中压强、
温度随时间变化如图所示。下列对实验记录的分析不正确的是（ ）
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A．b点压强最大，说明红磷燃烧结束
B．a→b段压强增大是因为红磷燃烧放热
C．t —t 时段，压强降低的主要原因是氧气大量被消耗
1 2
D．若在t 前打开止水夹，则测定的氧气体积分数偏小
3
【解答】解：A、红磷燃烧放热，温度升高，随着反应的进行，氧气被消耗，压强逐渐减小，至
t 时，放出的热量最多；b点压强最大，不能说明红磷燃烧结束，故选项说法错误。
2
B、a→b段压强增大是因为红磷燃烧放热，故选项说法正确。
C、t —t 时段，压强降低的主要原因是氧气大量被消耗，故选项说法正确。
1 2
D、若在t 前打开止水夹，此时剩余的气体在受热状态下，处于膨胀状态，占据了部分水的体积，
3
则测定的氧气体积分数偏小，故选项说法正确。
故选：A。
12．（2023•漳州模拟）实验分析能力是是必备的科学素养。下列对实验中出现的异常现象分析不
合理的是（ ）
选项 异常现象 分析
A 实验室制取氧气时，收集不到O 装置漏气
2
B 用量筒量取液体时，所得液体偏多 仰视读数
C 红磷燃烧测量空气中氧气含量，偏大 红磷太多
D 给试管里的固体加热时，试管炸裂 试管口未略向下倾斜
【解答】解：A、过氧化氢制取氧气时，始终收集不到 O ，可能是因为装置漏气，故选项说法
2
正确。
B、用量筒量取一定体积的液体时，量液过程中仰视读数，读数偏小，实际所得液体偏多，故选
项说法正确。
C、测定空气中氧气含量时，为了将装置内的氧气完全耗尽，加入的红磷必须足量，不会导致测
定结果偏大，故选项说法错误。
D、给试管里的固体加热时，为防止冷凝水回流到热的试管底部使试管炸裂，试管口应略向下倾
斜，试管口未略向下倾斜，可能会导致试管炸裂，故选项说法正确。
故选：C。
二．实验题（共8小题）
13．（2023•普宁市模拟）某学生用高锰酸钾制取氧气并做有关氧气的性质实验，制取氧气的装置
如图所示（装置图用代号表示）
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（1）图中仪器a的名称是 酒精灯 。
△
（2）高锰酸钾制取氧气的化学方程式 2KMnO 4 ¯ K 2 MnO 4 +MnO 2 +O 2 ↑ ，该同学制取氧气的
❑
发生装置为 B （填序号），该图中存在的一处错误是没有在试管口放一团棉花，使用该装
置制取气体应满足的条件是固体与固体反应，需要加热。
（3）其实验操作有：a.停止加热 b.固定试管 c.将导管从水槽中取出 d.装药品和放棉花 e.加热，
收集氧气。上述过程中缺少的一步操作是连接仪器并检查装置的气密性，将该操作编号为 f，则
正确的操作顺序是 fdbec a 。
（4）如用H O 溶液制氧气，除H O 溶液外还需要加入的试剂是 二氧化锰 （填名称）。如
2 2 2 2
图F是实验室制备气体的一种装置图。该装置的特点是：打开弹簧夹，块状固体和液体接触，
反应发生；关闭弹簧夹后，产生的气体将液面压回，使固体和液体分开，反应停止。用 H O 溶
2 2
液制氧气时 不可以 （填“可以”或“不可以”）采用此装置。
（5）查阅资料：相同条件下，氨气（NH ）的密度比空气小，且易溶于水，其水溶液称为氨水；
3
加热氯化铵和氢氧化钙固体混合物可制取氨气。根据所查资料，制取并收集氨气应选择的装置
是 BE （填序号）。小芳同学将收集满氨气的集气瓶倒扣在滴有无色酚酞的水中，此时能观
察到的实验现溶液由无色变成红色，说明氨水显碱性。
（6）如图是实验室常用的气体收集多功能装置。
若用图一排空气法法收集一瓶氧气，氧气从 a 端（填字母“a”或“b”）通入。若在图二装
置中盛满水，用排水法收集一瓶氧气，氧气从 b 端（填字母“a”或“b”）通入。
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【解答】解：（1）由图可知，仪器a的名称是酒精灯；
△
（2）高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的化学方程式为2KMnO 4 ¯
❑
K MnO +MnO +O ↑，用高锰酸钾制取氧气发生装置为固固加热型，故制取氧气的发生装置为
2 4 2 2
B；
（3）用高锰酸钾制取氧气的实验顺序是f检查装置的气密性，d装入药品并在管口放一小团棉
花，b固定在铁架台上，e加热，收集氧气，c将导管从水槽中取出，a停止加热，故正确的操作
顺序是fdbeca；
（4）使用过氧化氢制氧气，需要加入催化剂二氧化锰，该反应为固液常温型，但二氧化锰是粉
末状的固体，故不可以使用F装置；
（5）实验室制取氨气的反应物是固体，反应条件是加热，则制取氨气的发生装置是 B，因为氨
气的密度比空气小，且易溶于水，则只能采用向下排空气法收集，则收集装置为E，故制取并收
集氨气应选择的装置是BE；
（6）氧气的密度比空气大，若用如图排空气法收集一瓶氧气，氧气应从 a端通入，若在装置中
盛满水，用排水法收集一瓶氧气，氧气应从b端通入。
故答案为：（1）酒精灯；
△
（2）2KMnO 4 ¯ K 2 MnO 4 +MnO 2 +O 2 ↑；B；
❑
（3）fdbeca；
（4）二氧化锰；不可以；
（5）BE；
（6）a；b。
14．（2023•绵阳模拟）氧气是组成空气的主要成分之一，绝大部分生物的生命活动都离不开氧气，
以下为实验室制取氧气的探究。
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（1）请写出装置A、B中的仪器名称① 酒精灯 ，② 长颈漏斗 。
△
（2）若用高锰酸钾制取氧气，其反应的化学方程式为 2KMnO 4 ¯ K 2 MnO 4 +MnO 2 +O 2 ↑ ，如
❑
图中某装置出现的问题是 A 装置试管口未放一团棉花 。
（3）若要用过氧化氢和二氧化锰反应制取65mL干燥的纯净氧气，则应作为反应和收集的装置
依次是 B 、 E 、 H 。
（4）若用装置G作为氧气反应装置，其优点是 能控制反应的发生和停止 。
（5）若用装置C收集氧气，并且收集前集气瓶内灌满水，但是检验出所得氧气不纯的原因可能
是 导管口刚冒气泡就收集气体 。
（6）现在某同学在实验室中发现有高锰酸钾和溶质质量分数为 10%的过氧化氢溶液，但是缺少
仪器酒精灯和药品二氧化锰，他查阅了资料后，发现高锰酸钾、过氧化氢和稀硫酸也可以置备
氧 气 且 不 需 要 酒 精 灯 加 热 和 催 化 剂 ， 其 反 应 的 化 学 方 程 式 为
2KMnO +3H SO +5H O ═K SO +MnSO +8H O+5O ↑。他向化学老师要取了溶质质量分数为
4 2 4 2 2 2 4 4 2 2
20%的稀硫酸，配制出溶质质量分数为10%的高锰酸钾溶液，并通过准确计算，制备氧气。已知
所有物质恰好完全反应，反应前后的溶液质量变化了 8g，求反应前高锰酸钾溶液的质量为
158g 。
【解答】解：（1）据图可以知道，①是酒精灯，②是长颈漏斗；
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△
（2）若用高锰酸钾制取氧气，其反应的化学方程式为2KMnO 4 ¯ K 2 MnO 4 +MnO 2 +O 2 ↑，图中A
❑
装置出现的问题是A装置试管口未放一团棉花；
（3）若要用过氧化氢和二氧化锰反应制取65mL干燥的纯净氧气，发生装置可以是B，采用浓
硫酸进行干燥，用H装置收集，故作为反应和收集的装置依次是 B、E、H；
（4）若用装置G作为氧气反应装置，其中的多孔隔板和弹簧夹能控制反应的发生和停止；
（5）用装置C收集氧气，并且收集前集气瓶内灌满水，但是检验出所得氧气不纯，可能是因为
导管口刚冒气泡就收集气体；
（6）所有物质恰好完全反应，反应前后的溶液质量变化了8g，则产生氧气的质量为8g，设高锰
酸钾的质量为x
2KMnO +3H SO +5H O ═K SO +MnSO +8H O+5O ↑
4 2 4 2 2 2 4 4 2 2
316 160
x 8g
316 x
=
160 8g
x＝15.8g
故反应前高锰酸钾溶液的质量为15.8g÷10%＝158g；
故答案为：（1）酒精灯；长颈漏斗；
△
（2）2KMnO 4 ¯ K 2 MnO 4 +MnO 2 +O 2 ↑；A装置试管口未放一团棉花；
❑
（3）B、E、H；
（4）能控制反应的发生和停止；
（5）导管口刚冒气泡就收集气体；
（6）158g。
15．（2023•蜀山区二模）做细铁丝在氧气中燃烧实验时，实验持续的时间往往只有数秒，究其原
因，铁丝燃烧消耗氧气的同时还会放出大量的热，部分氧气受热膨胀从瓶口逸出，瓶中氧气浓
度迅速降低，反应停止。为此在集气瓶中下部开孔安装导管并做好密封，实验过程中以便迅速
补充氧气。
（1）写出编号a的仪器名称 锥形瓶 。
（2）该装置气密性检查方法： 按图连接仪器后，先在集气瓶中加水液封导管，推动注射器活
塞，导管口有气泡冒出，则装置不漏气 。
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MnO
2
（3）用装置A制取氧气的化学方程式为 2H 2 O 2 ¯ 2H 2 O+O 2 ↑ ，装置A制取氧气的优点
❑
有 可以控制反应速率 。
（4）从燃烧条件的角度来看，火柴梗的作用是： 燃烧放热，使铁丝的温度达到着火点 。
【解答】解：（1）锥形瓶是常用的反应容器，故答案为：锥形瓶；
（2）该装置气密性检查方法：按图连接仪器后，先在集气瓶中加水液封导管，推动注射器活塞，
导管口有气泡冒出，则装置不漏气；故答案为：按图连接仪器后，先在集气瓶中加水液封导管，
推动注射器活塞，导管口有气泡冒出，则装置不漏气（合理即可）。
（3）如果用双氧水和二氧化锰制氧气就不需要加热，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；装置A制取氧气的优点有：可以控制反应速率；故答案为：2H O
2 2
MnO
2
¯ 2H 2 O+O 2 ↑；可以控制反应速率；
❑
（4）从燃烧条件的角度来看，火柴梗的作用是：燃烧放热，使铁丝的温度达到着火点；故答案
为：燃烧放热，使铁丝的温度达到着火点。
16．（2023•宝鸡模拟）如图是实验室制取气体的部分仪器和组装的装置。
（1）A仪器的名称是 锥形瓶 。
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（2）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的反应非常剧烈，为控制反应速率，制气装置
MnO
2
应该选用 A和B 中的 Ⅲ （填数字）组装。发生反应的化学方程式是 2H 2 O 2 ¯
❑
2H O+O ↑ 。
2 2
（3）若用C装置收集氧气，验满的方法是 用带火星的木条放在 ② 导管口，若木条复燃，则
已集满 。
（4）若C装置中盛有紫色石蕊溶液，通入二氧化碳后可验证其具有的性质是 能与水反应生成
酸 。
【解答】解：（1）A仪器的名称是锥形瓶；
（2）为控制反应速率，发生装置中要用可以控制滴加速度的仪器滴加液体（如分液漏斗），故
可用注射器来滴加液体从而控制滴加速度，故制气装置应该选用 A和B中的Ⅲ；过氧化氢在二
MnO
2
氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应的化学方程式为：2H 2 O 2 ¯ 2H 2 O+O 2 ↑；
❑
（3）氧气的密度比空气大，氧气具有助燃性，故收集氧气时导管要长进短出，故验满的方法是
用带火星的木条放在②导管口，若木条复燃，则已集满；
（4）若C装置中盛有紫色石蕊溶液，二氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，可以使紫色
石蕊溶液变红，故通入二氧化碳后可验证其具有的性质是能与水反应生成酸。
故答案为：
（1）锥形瓶；
MnO
2
（2）Ⅲ；2H 2 O 2 ¯ 2H 2 O+O 2 ↑；
❑
（3）用带火星的木条放在②导管口，若木条复燃，则已集满；
（4）能与水反应生成酸。
17．（2023•江阴市校级二模）化学课上，某小组同学利用老师提供的实验器材，设计了一套简易
“供氧器”。
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MnO
2
（1）根据设计的“反应器”，制取氧气的反应原理 2H 2 O 2 ¯ 2H 2 O+O 2 ↑ （用化学方程
❑
式表示）。
（2）图中标号①仪器的名称是 集气瓶 。
（3）为制取干燥的氧气，装置接口连接的正确顺序为 C （填序号）。
A．a→b→c→d
B．a→b→c→e
C．a→c→b→d
D．a→c→b→e
（4）当反应停止，取出“储气装置”中氧气的操作为 将水加入分液漏斗中，打开分液漏斗开
关，使水进入储气瓶中，将氧气排出 。
（5）利用上图装置还可制取 二氧化碳 （填一种即可）气体。
【解答】解：（1）设计的“反应器”为固液常温型，故制氧气用过氧化氢溶液，过氧化氢在二
MnO
2
氧化锰的催化作用下生成水和氧气。化学方程式为2H 2 O 2 ¯ 2H 2 O+O 2 ↑。
❑
（2）图中标号①仪器的名称是集气瓶。
（3）生成的氧气通过浓硫酸（具有吸水性且不和氧气反应）干燥掉水分，长管进气短管出气，
所以是acb，氧气的密度大于空气，因此用向上排气法收集，所以是de，所以顺序是acbd，故选
C。
（4）因为氧气不易溶于水，所以将水从分液漏斗加入，氧气会从集气瓶被排出，所以操作是将
水加入分液漏斗中，打开分液漏斗开关，使水进入储气瓶中，将氧气排出；。
（5）该装置可以制取二氧化碳，制取二氧化碳用大理石和稀盐酸在常温下反应，可使用固液不
加热型装置。
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MnO
2
故答案为：（1）2H 2 O 2 ¯ 2H 2 O+O 2 ↑；
❑
（2）集气瓶；
（3）C；
（4）将水加入分液漏斗中，打开分液漏斗开关，使水进入储气瓶中，将氧气排出；
（5）二氧化碳。
18．（2023•市中区校级一模）根据如图实验装置，请回答：
（1）仪器a的名称是 长颈漏斗 。
（2）检查装置A气密性的方法是 夹紧止水夹，往长颈漏斗中注水至形成一段水柱，放置一段
时间后，如果水柱高度不变 ，则气密性良好。
（3）用双氧水制取氧气，选择的发生装置为 A （填字母），反应的化学方程式为：
MnO
2
2H 2 O 2 ¯ 2H 2 O+O 2 ↑ 。
❑
MnO
2
（4）实验室也能用装置B制取氧气，反应的化学方程式为： 2KClO ¯ 2KCl+3O ↑ 。
3 2
△
（5）用装置F和另一仪器（除导管外）收集并测量O 体积，另一仪器名称为 量筒 ，在F
2
中气体应从导管 c （填“b”或“c”）端通入。
（6）实验室里，常用加热无水醋酸钠和碱石灰固体混合物的方法，制备甲烷。甲烷难溶于水，
密度比空气小。
选择的发生装置为 B （填字母）。用装置E收集甲烷，利用了甲烷 难溶于水 的物理性
质；用装置C而不用装置D收集甲烷，原因是 甲烷的密度比空气小 。
【解答】解：（1）仪器a是用来添加液体的，为长颈漏斗；
（2）检查装置A气密性的方法是夹紧止水夹，往长颈漏斗中注水至形成一段水柱，放置一段时
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间后，如果水柱高度不变，则气密性良好。
（3）用双氧水制取氧气，该方法为固液常温下制取气体，选择的发生装置为A；过氧化氢在二
MnO
2
氧化锰的催化下反应生成水和氧气，反应的化学方程式为：2H 2 O 2 ¯ 2H 2 O+O 2 ↑；
❑
（4）实验室也能用装置B制取氧气，该装置满足固固加热制备气体的条件，可以用氯酸钾与二
MnO
2
氧化锰混合加热制取氧气，反应的化学方程式为：2KClO ¯ 2KCl+3O ↑；
3 2
△
（5）用装置F和另一仪器（除导管外）收集并测量O 体积，另一仪器名称为量筒；在F中气体
2
应从导管c端通入，把水通过b管排出；
（6）实验室里，常用加热无水醋酸钠和碱石灰固体混合物的方法制备甲烷，该方法为固固加热
制取气体，所以选择的发生装置为B；用装置E收集甲烷即利用排水法收集甲烷，利用了甲烷难
溶于水的物理性质；由于甲烷的密度比空气小，因此采用向下排空气法收集甲烷气体，所以用
装置C而不用装置D收集甲烷；
故答案为：
（1）长颈漏斗；
（2）夹紧止水夹，往长颈漏斗中注水至形成一段水柱，放置一段时间后，如果水柱高度不变；
MnO
2
（3）A；2H 2 O 2 ¯ 2H 2 O+O 2 ↑；
❑
MnO
2
（4）2KClO ¯ 2KCl+3O ↑；
3 2
△
（5）量筒；c；
（6）B；难溶于水；甲烷的密度比空气小。
19．（2023•越秀区校级二模）如图是气体制取及性质验证的部分实验。请回答下列问题：
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MnO
2
（1）实验室用过氧化氢溶液与二氧化锰制取氧气的化学方程式为 2H 2 O 2 ¯ 2H 2 O+O 2 ↑
❑
。图1中检验氧气收集满的方法是 将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则已集满 。
（2）若用图2装置收集氧气，氧气应从 a （填“a”或“b”）端通入，从分子的视角解释
原因 氧气的相对分子质量大于空气的平均相对分子质量 。
（3）收集满一瓶氧气后，向集气瓶中放入氧气传感器（如图 3），移去毛玻璃片，测得数据如
图4所示：
①用分子的性质解释瓶内氧气体积分数下降的原因 C ；
A.瓶内总分子数减少
B.分子体积变小
C.分子总在不断运动
D.分子间距离减小
②图4中，氧气体积分数约为 21% 时，氧气体积分数数值几乎不再变化。
（4）图5是硫磺燃烧实验，为了防止燃烧产物污染环境，可向集气瓶中加入适量氢氧化钠溶液，
请用化学方程式解释 SO +2NaOH ═ Na SO +H O 。
2 2 3 2
【解答】解：（1）实验室用过氧化氢溶液与二氧化锰制取氧气，过氧化氢在二氧化锰的催化作
MnO
2
用下生成水和氧气，反应的化学方程式为：2H 2 O 2 ¯ 2H 2 O+O 2 ↑。图1中是用向上排空气法
❑
收集氧气，检验氧气收集满的方法是：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则已集满。
（2）若用图2装置收集氧气，氧气的密度比空气大，应从a端通入；从分子的视角解释原因是：
氧气的相对分子质量大于空气的平均相对分子质量。
（3）收集满一瓶氧气后，向集气瓶中放入氧气传感器（如图 3），移去毛玻璃片，测得数据如
图4所示：
①用分子的性质解释瓶内氧气体积分数下降的原因是分子总在不断运动，而温度、压强不变时，
瓶内总分子数、分子体积、分子间距离不变，故选：C。
②氧气约占空气总体积的21%，则图4中，氧气体积分数约为21%时，氧气体积分数数值几乎
不再变化。
（4）图5是硫磺燃烧实验，为了防止燃烧产物污染环境，可向集气瓶中加入适量氢氧化钠溶液，
二 氧 化 硫 和 氢 氧 化 钠 反 应 生 成 亚 硫 酸 钠 和 水 ， 反 应 的 化 学 方 程 式 为 ：
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SO +2NaOH═Na SO +H O。
2 2 3 2
故答案为：
MnO
2
（1）2H 2 O 2 ¯ 2H 2 O+O 2 ↑；将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则已集满；
❑
（2）a；氧气的相对分子质量大于空气的平均相对分子质量；
（3）①C；②21%；
（4）SO +2NaOH═Na SO +H O。
2 2 3 2
20．（2023•城中区一模）某兴趣小组利用下列装置进行实验室制取和收集气体的实验，请回答：
△
（1）实验室若用装置A和D制取氧气，则反应的符号表达式为 KMnO 4→K
2
MnO
4
+MnO
2
+O
2
，该反应属于 分解 反应（填基本反应类型）；若选用F装置收集气体，集满时的现象是
集气瓶口有气泡冒出 ；若通过排水量来测定所收集的氧气体积，则各装置接口的连接顺序是：
acb d （填小写字母序号）。
（2）B、C均可用于制气体，C相对于B装置其优点是 可以控制反应速率 ；检查装置B气
密性的方法是 A （选填“A”或“B”）。
A．先加水液封长颈漏斗下端，关闭弹簧夹，再向长颈漏斗中继续加水，若水不下落且形成一段
稳定的液柱，则装置气密性良好
B．先加水液封长颈漏斗下端，短直角导管右端连接注射器，再向外拉动注射器活塞，若长颈漏
斗下端形成一段稳定的液柱，则装置气密性良好
（3）二氧化碳是一种无色无味，密度比空气大，能溶于水的气体。某同学想用大理石和稀盐酸
溶液制取，应该选择的制取装置组合是 BD 或 CD 。（在A～F中选择）
（4）氨气极易溶于水形成氨水，氨水能使酚酞试液变红，则如图 I实验可以观察到的现象是
试管中液面上升，溶液变红 。
【解答】解：（1）实验室若用装置A和D制取氧气，适用于高锰酸钾制取氧气，高锰酸钾在加
△
热的条件下分解成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的符号表达式为：KMnO
4→
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K MnO +MnO +O ；该反应符合一变多的特征，属于分解反应；若选用F装置收集气体，集满
2 4 2 2
时的现象是集气瓶口有气泡冒出；若通过排水量来测定所收集的氧气体积，选G装置，由于氧
气密度比水小，则氧气从c端进入，水从b端流出，所以各装置接口的连接顺序是acbd。
（2）B、C均可用于制气体，C相对于B装置其优点是可以通过分液漏斗控制液体的滴加速率，
从而控制反应速率；
A、先加水液封长颈漏斗下端，关闭弹簧夹，再向长颈漏斗中继续加水，若水不下落且形成一段
稳定的液柱，则装置气密性良好，故选项正确；
B、先加水液封长颈漏斗下端，短直角导管右端连接注射器，再向外拉动注射器活塞，由于空气
会沿长颈漏斗进入锥形瓶，若长颈漏斗下端产生气泡，则装置气密性良好，故选项错误；
故选：A。
（3）用大理石和稀盐酸溶液制取二氧化碳，发生的反应是碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和
二氧化碳，需要固液常温型发生装置，则发生装置选B或C，二氧化碳能溶于水，密度比空气
大，可用向上排空气法收集，则收集装置选D，所以制取装置组合是BD或CD。
（4）氨气极易溶于水形成氨水，使试管内气体减少，压强减小，氨水能使无色酚酞试液变红，
则如图实验可以观察到的现象是试管中液面上升，溶液变红。
故答案为：
△
（1）KMnO 4→K
2
MnO
4
+MnO
2
+O
2
；分解；集气瓶口有气泡冒出；acbd；
（2）可以控制反应速率；A；
（3）BD或CD；
（4）试管中液面上升，溶液变红。
41
