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第二单元我们周围的空气知识清单
考点1 空气中氧气含量的测定
1.拉瓦锡研究空气成分
用定量的方法实验，第一次明确提出了“空气是由氧气和氮气组成”。其中 氧气约占空气总体积的 1/5 的结论。
2.实验室测定空气中氧气含量
（1）装置图（见书P27）
（2）实验原理 红磷在密闭空间中燃烧消耗氧气，使得密闭空间中压强减小，打开
弹簧夹，大气压将烧杯中的水压入集气瓶中。（压入的水的体积=被消耗的氧气的体积）
（白磷同红磷燃烧的反应原理和现象相同，只是二者能够燃烧的温度不同，白磷40oC，红磷240oC）
（3）实验现象
①红磷燃烧，放出热量，产生大量白烟
②装置冷却到室温后打开弹簧夹，烧杯内的水倒流入集气瓶，约占 集气瓶内气体体积的 1/5 。
（补充：烟：固体的小颗粒；雾：液体的小液滴）
（4）实验结论： 氧气约占空气总体积的 1/5 。
（5）反应原理:文字表达式： 磷 + 氧气 点 燃 五氧化二磷 符号表达式：P + O 点 燃 P O
2 2 5
（6）氧气的体积分数= 【氧气的体积 / 被测定空气的体积】 x100%
（7）注意事项
①所用的红磷必须过量。[如果红磷过少则氧气没有全部消耗完,测量结果偏小]
②要等集气瓶（装置）冷却到室温后才能打开弹簧夹。
[否则瓶内剩余气体仍然膨胀，剩余气体体积偏大，使得进入集气瓶内的水偏少。测量结果偏小]
③装置的气密性要好。[漏气会使外面空气漏进来，测量结果偏小]
④要先夹紧橡皮管，然后再点红磷，迅速伸入集气瓶立即塞紧瓶塞。
[红磷伸入过慢，瓶内气体受热膨胀逸出，或未夹紧弹簧夹，导致燃烧时气体受热膨胀逸出，测量结果偏大]
（8）药品选择
①可否换用木炭、硫等物质？
答：不能用木炭或硫代替红磷燃烧测空气中氧气含量（因为木炭或硫燃烧会产生气体，造成瓶内气体体积变化
小）。
改进：将集气瓶内的水换成氢氧化钠溶液吸收二氧化碳、二氧化硫，不占体积的前提下还是可以测量的。
②可否换用铁丝？答：不能，铁丝在空气中不燃烧。
③可否换用金属镁？答：不能。金属镁能够与氧气、氮气、二氧化碳都发生燃烧。
小结：药品选择：物质能在空气中燃烧且只与氧气反应，燃烧后的生成物为固体或液体（占的体积忽略不计）。
（9）误差分析
实际测得的结果比真实值小，其原因可能是： A 红磷量不足； B 装置气密性差； C 未冷却至室温就打开弹簧夹
（10）集气瓶中水的作用：（1）主要是吸收有毒的五氧化二磷（固体）。（2）还可以吸热加快降温，和防止
热的
燃烧物溅落炸裂瓶底。
（11）瓶中剩余的主要气体是：氮气（化学性质：不可燃不助燃；物理性质：难溶于水）
（12）燃烧过程中的集气瓶压强变化：
从燃烧开始，消耗氧气使得压强减小，但同时燃烧放出的大量热使瓶内的剩余气体受热迅速膨胀，压强增大。
燃烧放热引起的压强增大大于消耗氧气的压强减小，所以总的效果是压强增大。待燃烧结束后，剩余气体慢慢
冷却，压强减小，减小到比初始压强更小（减少的部分就是被消耗的氧气体现的压强）。打开弹簧夹或者打开
装置后，水流入集气瓶，瓶内压强迅速恢复到和大气压相同。
（13）其他的测量装置
考点2 物质的简单分类
1.物质的分类：纯净物和混合物
①纯净物：由一种物质组成的。（可用化学符号表示）
②混合物：两种或多种物质组成的。这些物质相互间没有发生化学反应，各物质都保持各自的性质。
考点3 空气成分及用途1.空气是混合物，主要成分（按体积分数）：氮气（N）78%，氧气（O）21%（氮气与氧气体积比约为4比
2 2
1），稀有气体0.94%，二氧化碳（CO）0.03%，其它气体和杂质0.03%。
2
2.空气是宝贵的资源
氧气 氮气 稀有气体
主
无色、无味气体，不易溶于 无色、无味气体，难溶于水， 无色、无味气体，通电时能发出不同
要
水，不可燃，能支持燃烧， 不燃烧也不支持燃烧，不供给 颜色的光（物理性质），化学性质很
性
能供给呼吸。 呼吸，化学性质不活泼。 不活泼（不易和别的物质反应）。
质
①作保护气②食品充氮作防腐 ①作保护气②制多种用途的电光源等
用 ①动植物呼吸②医疗急救
剂等③用于制造低温环境或医 ③氦气充气球（密度比空气小且化学
途 ③金属切割④炼钢⑤宇宙航行
疗上冷冻麻醉④制硝酸和氮肥 性质稳定）④氦气用于制造低温环境
考点4 空气污染与防治
造成空气污染的物质：
①有害气体（ 一氧化碳（ CO ） 、 二氧化氮（ NO ）、 二氧化硫（ SO ））；②可吸入颗粒物如烟尘
2 2
2.污染来源：空气中的有害物质来自化石燃料的燃烧，工厂排放的废气及汽车排放的尾气。
3.被污染的空气带来的危害：损害人体健康、影响作物生长、破坏生态平衡。
4.存在的环境问题：温室效应（二氧化碳含量过多引起，其他如甲烷等也能造成）、臭氧空洞（飞机的尾气、
制冷剂氟里昂的排放）、酸雨（由二氧化硫、二氧化氮引起）
重点： 二氧化碳能造成温室效应加剧，但不是空气污染物和有害气体
5.防止空气污染的措施：加强大气质量监测,改善环境状态、植树造林、使用清洁能源。
6.目前空气污染指数包括：一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、可吸入颗粒物、臭氧。
7.未来化学将朝着“绿色化学”“绿色消毁”和“绿色生产”的方向发展。
“绿色化学”的核心是利用化学原理从源头消除污染。特点：①充分利用资源和能源，原料无毒无害②减少向
环境排放废物③原料中的原子全部被消纳，实现零排放（在化合反应中体现）④生产出环境友好产品。
考点5 氧气的物理性质
1.氧气的物理性质
①色、味、态：通常情况下，是无色无味的气体
②密度：标准状况下，密度略大于空气（可用向上排空法收集）
③溶解性：氧气不易溶于水（可用排水法收集）
④三态变化：降温后，氧气可以变为淡蓝色的液体，甚至淡蓝色雪花状固体。（物理变化）
判断物理化学变化的本质是有没有新物质生成，有颜色变化、有气体或沉淀产生这种现象都不能说明是化学变
化。
考点6 氧气的检验和鉴别
1.氧气的化学性质 （很活泼） 具有助燃性（支持燃烧）和氧化性
①检验氧气：用带火星的木条伸到集气瓶中，若复燃则是氧气。
注意：氧气浓度较低时带火星的木条不复燃，氧气浓度较高时复燃，能复燃说明氧气浓度较高，不能说是纯氧
气。
拓展：鉴别氧气、空气、二氧化碳、氮气最简单的方法：
先分别放入燃着的木条，燃烧更旺的是氧气，正常燃烧的是空气，熄灭的是氮气和二氧化碳；分别向小木条熄
灭的两中气体中倒入澄清石灰水，振荡，若澄清石灰水变浑浊则是二氧化碳，无明显变化则是氮气。
鉴别思路：利用物质性质差异，注意逻辑顺序是实验操作→观察现象→得到结论，现象与结论一一对应。
注意：有空气和氧气的鉴别，用燃着的木条，不用带火星的木条。
考点7 氧气的化学性质
与非金属（碳、硫、磷）的反应
1.木炭（黑色固体）燃烧
现象：空气中红热；氧气中剧烈燃烧，发出白光，放出热量，生成的无色无味气体能使澄清石灰水变浑浊。
点燃
文字表达式： 碳 + 氧气 二氧化碳
点燃
符号表达式：C + O CO
2 2
2.硫粉（淡黄色）燃烧
现象：空气中发出微弱的淡蓝色火焰；氧气中发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量，生成一种有刺激性气味的气
体。
点燃 点燃
文字表达式： 硫 + 氧气 二氧化硫 符号表达式 ：S + O SO
2 2
注意事项：实验时，要在瓶底装少量水（吸收二氧化硫，防止污染空气）。3.红磷（暗红色固体）的燃烧
现象：氧气中剧烈燃烧，放出热量，生成大量的白烟
点燃 点燃
文字表达式： 磷 + 氧气 五氧化二磷 符号表达式： P + O PO
2 2 5
注意：五氧化二磷（PO）是固体，不是气体
2 5
与金属（铁）的反应
1.铁丝（银白色固体）燃烧
现象：空气中红热，不燃烧；氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成一种黑色固体。
点燃 点燃
文字表达式： 铁 + 氧气 四氧化三铁 符号表达式：Fe + O FeO
2 3 4
注意事项：集气瓶底部铺少量的细沙或加少量的水，防止高温生成物溅落瓶底炸裂。
与其他物质的反应
某些物质在一些条件下，与氧气发生缓慢的氧化反应，称为缓慢氧化。缓慢氧化也放热。
如：动植物新陈代谢，金属的锈蚀，食物的腐烂，酒醋的酿造，农家肥的腐熟等等。
总结：
1.氧气是一种化学性质比较活泼的气体，在一定的条件下，能与许多物质发生反应并放出大量的热。
在这些反应中，氧气提供氧，具有氧化性。
2.物质在氧气中燃烧程度比空气中燃烧要剧烈，说明物质燃烧程度，与氧气的浓度大小成正比；
3.物质燃烧时的现象
一般来说气体燃烧会有火焰；固体直接燃烧产生光或者火星；生成物有固体时，一般都会产生烟；
考点8 化学反应的分类
1.基本反应类型
①化合反应：由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应。（“多变一”）
②分解反应：由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应。（“一变多”）
2.非基本反应类型：
氧化反应：物质与氧发生的化学反应。（注意：是“氧”而不只是限于“氧气”）
有氧气参加的反应一定属于氧化反应。
氧化反应不一定是化合反应（石蜡的燃烧生成了水和二氧化碳两种物质），化合反应不一定是氧化反应。
考点9 氧气的工业制法
1.分离液态空气法
原理：利用液态氧气和液态氮气的沸点不同。——是物理变化
具体过程:
2.膜分离技术（物理变化）
考点10 氧气的实验室制法
1.过氧化氢溶液（俗称“双氧水”）
（1）药品：过氧化氢溶液（主要成分HO）和二氧化锰（黑色粉末 MnO ）
2 2 2
（2）反应原理：
二氧化锰 MnO
2
文字表达式：过氧化氢 水 + 氧气 符号表达式：H
2
O
2
H
2
O + O
2
注：MnO 在该反应中是催化剂，起催化作用
2
（3）装置：固液常温型
（4）注意事项：
①长颈漏斗下端管口应该伸入液面以下（液封），防止生成的气体从长颈漏斗中逸出；
②导管只需略微伸入试管塞，便于气体的导出；
③装药品时，先装固体后装液体；
④该装置的优点：可以随时添加液体。
2.用氯酸钾或高锰酸钾制取氧气（1）药品：高锰酸钾（暗紫色固体）、氯酸钾（白色固体）与二氧化锰（黑色粉末）
（2）反应原理：
二氧化锰
文字表达式：氯酸钾 氯化钾 + 氧气
△
MnO
2
符号表达式：KClO KCl + O
3 △ 2
△
文字表达式：高锰酸钾 锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气
△
符号表达式：KMnO KMnO + MnO + O
4 2 4 2 2
（3）装置：固体加热型（高锰酸钾加一团棉花，氯酸钾不需要加棉花）
（4）高锰酸钾制氧气的操作步骤：
① 连：连接装置，先下后上，从左到右的顺序。
② 查：检查装置的气密性，将导管的一端浸入水槽中，用手紧握试管外壁，若水中导管口有气泡冒出，
松开手后，导管口出现一段水柱，证明装置不漏气。
③ 装：装入药品，按粉末状固体取用的方法（药匙或纸槽）
试管口塞一团棉花，防止高锰酸钾粉末进入导气管，堵塞导管。
④ 定：固定试管时，试管口应略向下倾斜（防止生成的冷凝水回流，使试管底部炸裂），铁夹应夹在试管的中
上
部，导管伸入试管稍露出橡皮塞，利于产生的气体排出。
⑤ 点：加热药品，先使试管均匀受热（预热），后在固体药品部位用酒精灯外焰加热。
⑥ 收：收集气体，若用排水法收集气体（导管略伸进集气瓶口），当气泡连续均匀冒出时开始收集（因为开始
排出的气体是空气，会使得收集的氧气不纯）；当集气瓶口有大量气泡往外冒时，氧气收集满，在水下用玻璃
片盖住瓶口，移出水槽，集气瓶正放在桌面上(氧气密度比空气大，正放)，防止气体逸出。若用向上排空气法
收集气体，收集时导管应伸入集气瓶底部（为了排尽瓶内空气），验满时，将带火星的木条放在集气瓶口，若
复燃，则氧气已收集满。
⑦移：先将导管移出水面
⑧熄：再停止加热
实验结束后，先将导气管移出水面，然后熄灭酒精灯，防止水槽中的水倒流回炽热的试管中，炸裂试管。
3.检验和验满
检验：用带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃，说明是氧气；
验满：用带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明已满。
考点11 催化剂
1.概念：在化学反应中能改变其他物质的反应速率，但本身的化学性质和质量在反应前后不变的物质。
2.特点：一变（改变反应速率，加快或减慢）；两不变（质量、化学性质不变）
3.理解： ①催化剂不能改变生成物的质量
②催化剂不是反应物也不是生成物（写在反应条件上）
③一种催化剂只针对某一反应，不同的反应，催化剂可能相同，某一反应的催化剂可能不只一种
4.证明某物质是催化剂：
①证明是否改变反应速率：相同条件下，加或者不加药品对比实验；
同时满足
②证明质量是否改变：实验前称量一次，实验后分离出来再称量一次；
即为催化剂
③证明化学性质是否改变：将分离出来的物质再进行实验①的操作，观察是否还能改变反应速率。
5.拓展：影响某反应的反应速率的因素
反应物浓度、反应温度、反应物接触面积、是否有催化剂、催化剂种类、催化剂质量等等。
考点12 实验室制取气体装置
发生装置（考虑反应物状态和反应条件） 收集装置（气体的密度和溶解度）
固体加热型 固液常温型 排水集气法 向上排空气法 向下排空气法
反应物是固体 反应物是固体和 适合溶解性小，不与 适合密度大于 适合密度小于
反应需要加热 液体，反应不加热 水反应的气体 空气的气体 空气的气体
高锰酸钾制氧气
过氧化氢制氧气
氯酸钾制氧气气体从长管进集气 气体从短管进集气
气体从短管进集气
瓶，空气从短管排 瓶，空气从长管排
瓶，水从长管排出
出 出
考点13 与氧气相关的物质转化关系
