考秘籍01空气、氧气
秘籍
1.空气的成分及用途，主要以选择题形式考查，偶尔也会在填空题与简答题中涉及，主要考查空气的主要成分及体积分数，氮气、氧气及稀有气体的用途,并且考查“燃磷法”测定“空气中氧气含量”的实验细节。
2.空气的污染及防治，通常在选择题中结合社会热点（如雾霾等）考查。考查主要内容空气污染物的判断、导致空气污染的做法、空气污染指数的项目判断、PM2.5等，中考在考查这一部分内容时会在题目的提问上发生一些变化，但内容不会有太大的变化，相对简单。
3.氧气的性质，常以选择题的形式考查，偶尔也会在简答题中涉及，主要考查常见物质在空气或氧气中燃烧的现象，但内容相对单一简单。
4.氧气的制备，主要考查制取气体所需的药品、反应原理、实验装置、收集方法、检验方法、验满方法、操作步骤、注意事项、气体的净化和干燥方法以及装置的连接等。考查的题型主要有选择题和实验题。在中考中这是一个分数较大的题目，主要围绕气体发生装置和收集装置的选择和判断、气体的检验、气体的净化和干燥以及实验注意事项为主，考查内容及形式多变，有一定的拓展度。
知识储备
一、空气
1．空气的成分及用途
（1）空气的成分
空气是混合物，主要由氮气(N2)和氧气(O2)组成，在通常情况下，空气中各种成分的含量保持相对稳定。
（2）氧气用途
①供给呼吸（如登山、医疗、潜水等）
②支持燃烧（如炼钢、气焊、航空等）
（3）氮气用途
①作保护气（如汽车安全气囊、灯泡、食品袋等充氮气），利用N2化学性质不活泼；
②制硝酸和化肥；
③冷冻麻醉；
④制造低温环境。
（4）稀有气体用途
①电光源，利用稀有气体通电时能发出不同颜色的光。
②作保护气（焊接金属的保护气、灯泡内保护气），利用稀有气体化学性质很不活泼。
注意：“稀有气体”是一类气体的总称，不是一种气体。
2．空气中氧气含量的测定
（一）二百多年前，法国科学家拉瓦锡通过实验得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结论。
（二）空气中氧气含量的测定
1．测定原理
A：物理原理：
利用燃烧法测定空气中氧气的含量的原理是利用红磷燃烧消耗密闭容器内空气中的氧气，使密闭容器内压强减小，在大气压的作用下，进入容器内水的体积即为减少的氧气的体积。
B：化学原理：
2．实验装置
（1）仪器：集气瓶、燃烧匙、导管、烧杯、橡胶管、弹簧夹。
（2）药品：红磷、水。
3．实验步骤
（1）先在集气瓶内加入少量水，并做上记号。
（2）连接装置。
（3）检查装置的气密性。
（4）用弹簧夹夹紧橡胶管。
（5）点燃红磷，迅速伸入集气瓶内。
（6）燃烧结束冷却至室温后，打开弹簧夹。
4．实验现象
A、红磷燃烧现象
红磷在集气瓶内燃烧，放出热量，生成大量白烟(五氧化二磷小颗粒)。
B、打开止水夹时现象
冷却后，打开弹簧夹，水经导管进入集气瓶，进入水的体积约占集气瓶内空气总体积的。
5．实验成功的关键
（1）红磷要过量。
（2）装置必须密封。
（3）导管内先注满水。
（4）冷却到室温后，打开弹簧夹。
6．实验分析与结论
红磷燃烧生成五氧化二磷固体，五氧化二磷极易溶于水，不占有体积。红磷燃烧消耗了集气瓶内的氧气，冷却后，大气压把烧杯内的水压进集气瓶，水的体积约是集气瓶内消耗的氧气的体积，由此证明空气中氧气约占空气总体积的。
友情提示：通过此实验也能得出氮气不燃烧、不支持燃烧及不易溶于水的性质。
7．水的作用
A、集气瓶中水的作用
①吸收五氧化二磷，防止污染空气
②吸收热量，缓冲气压，防止集气瓶内压强过大，橡皮塞弹出。
B、烧杯中水的作用
测量氧气的体积：倒吸到集气瓶中水的体积约是消耗的氧气的体积
8．误差分析
A、偏低：
①红磷不足
②装置气密性不好
③未冷却至室温打开止水夹
④导管中有部分水残留
B、偏高：
①点燃红磷后插入到集气瓶速度太慢（未及时塞进橡皮塞）
②未夹紧止水夹（未使用止水夹）
9．实验注意事项
（1）红磷要足量。如果红磷的量不足，则不能将密闭容器内空气中的氧气完全反应掉，密闭容器内水面上升不到原气体体积的，导致测得空气中氧气的体积分数偏小。
（2）实验装置的密封性要好。如果密封性不好，则外界的空气会进入密闭容器内，导致所测得的氧气体积偏小。
（3）不能用硫、木炭、铁丝等代替红磷。因为硫或木炭燃烧后产生的气体会弥补反应所消耗的氧气，导致测得的氧气的体积不准确；而细铁丝在空气中难以燃烧，氧气的体积几乎不会变化，因此密闭容器内水面不上升。
（4）橡胶管要夹紧，燃烧匙放入集气瓶时要迅速，防止空气受热膨胀，从导管或集气瓶口逸出，导致进入水的体积增多，使实验结果偏高。
（5）集气瓶内加少量的水，目的是溶解白烟、降低温度。
3．空气的污染与防治
（1）空气污染物
空气的主要污染物有有害气体和粉尘。目前计入空气污染指数的项目暂定为：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物(粒径在10微米以下的颗粒物，称PM10，又称飘尘)和臭氧等。
二氧化碳属于空气的组成成分，不是空气污染物。但二氧化碳的含量过高，会加剧温室效应。
（2）空气污染的危害：严重影响人体健康，影响农作物生长，破坏生态环境，其中全球气候变暖、臭氧层破坏和酸雨等也都与空气污染有关。
（3）防治空气污染：加强大气质量监测，改善环境状况；减少使用化石燃料，使用清洁能源；积极植树造林种草；禁止露天焚烧垃圾等。
目前，我国采取的空气质量等级分为五级，等级越低，空气污染指数数值越小，即空气质量越好，越有利于人体健康。
二、氧气的性质
1．物理性质
在标准状况下，氧气是无色、无味、不易溶于水的气体，密度比空气略大。在低温、高压时，可变成淡蓝色的液体或雪花状固体。
2．化学性质
（1）氧气的助燃性：带火星的木条在氧气中能够复燃，说明氧气能够助燃或支持燃烧，利用此性质可以区别N2和O2、CO2和O2。
（2）常见物质在氧气或空气中的燃烧
Ⅰ.与单质的反应
三、氧气的制法
1．工业制法
工业上制取氧气的方法为分离液态空气法，利用液氮和液氧的沸点不同，采用蒸发的方法，液氮随温度的升高先汽化，而制得液氧，此过程属于物理变化。
2．实验室制取
（1）实验室制氧气原理
（2）气体制取与收集装置的选择
发生装置：反应物状态和反应条件（可分为固固加热型、固液不加热型）
收集装置：根据物质的密度、溶解性（向上排空气法、排水法）
（3）制取氧气的操作步骤和注意点（以高锰酸钾制取氧气并用排水法收集为例）
a、步骤：连—查—装—定—点—收—离—熄
b、注意点
①试管口略向下倾斜：防止冷凝水倒流引起试管破裂
②药品平铺在试管的底部：均匀受热
③铁夹夹在离管口约1/3处
④导管应稍露出橡皮塞：便于气体排出
⑤试管口应放一团棉花：防止高锰酸钾粉末进入导管
⑥排水法收集时，待气泡均匀连续冒出时再收集（刚开始排出的是试管中的空气）
⑦实验结束时，先移导管再熄灭酒精灯：防止水倒吸引起试管破裂
⑧用排空气法收集气体时，导管伸到集气瓶底部
（4）氧气的验满：用带火星的木条放在集气瓶口
检验：用带火星的木条伸入集气瓶内
四、催化剂与催化作用
1．概念
在化学反应里能改变其他物质的反应速率，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(又叫触媒)。
2．特点
（1）催化剂只能改变反应速率，可增大反应速率，也可减缓反应速率，不能改变生成物的质量。
（2）催化剂的质量、化学性质在化学反应前后不变。
3．催化作用
催化剂在化学反应中所起的作用叫做催化作用。
方法
1、空气中的成分指的是气体的体积分数，不是质量分数。
2、一般来说，空气的成分比较固定。这是因为动植物的呼吸和腐烂、物质的燃烧、钢铁的锈蚀等都需要消耗大量的氧气，但是绿色植物在日光下进行光合作用会放出大量的氧气，从而使氧气量保持相对平衡。
3、测定空气中氧气含量的实验，可燃物要求是在空气中能和氧气反应又不生成气体的固体；红磷要过量，确保和容器内空气里的氧气充分反应；容器密闭，有良好的气密性，观察水面进入容器里的高度时应待容器中的温度冷却至常温。
4、氧气的化学性质比较活泼，物质在空气中燃烧，实际上是与其中的氧气发生反应，由于氧气浓度的不同存在差异，因此在空气中燃烧不如在氧气中剧烈。
5、烟和雾的区别：烟是固体小颗粒分散在空气中的现象；雾是小液滴分散在空气中的现象；
6、可燃物燃烧有三个明显现象，一般可以按照“一光、二热、三生成”的顺序进行描述。
7、制取装置（发生装置）的选择依据；根据反应物、生成物的状态和反应条件选择。如果选用过氧化氢和二氧化锰制取氧气，应用固体与液体反应且不需要加热型的装置。
如果选用加热高锰酸钾（加热氯酸钾与二氧化锰的混合物）制取氧气，应用固体加热型装置。。
8、收集装置选择依据：根据生成气体的性质，如水溶性、密度等。收集的方法具体分为三种：
排水法：适合收集难溶于水或不易溶于水且不与水发生反应的气体。
向上排空气法；适合收集密度比空气大且不与空气中的物质发生反应的气体。
向下排空气法；适合收集密度比空气小且不与空气中的物质发生反应的气体。
9、催化剂有专一性，也就是说某一催化剂只对某个特定的反应起作用；催化剂的种类繁多，其中酶就是日常生活中常见的一种；催化剂的化学性质在反应前后不变，其物理性质可能发生变化；对于某些特定的化学反应，没有催化剂并不意味着该反应不能进行，只是速度较慢。