2019中考复习专题之专题八氧气和二氧化碳

2019中考复习专题之专题八氧气和二氧化碳

‎ 专题八：氧气和二氧化碳 氧气 一．氧气的制取 ‎1．工业制法：分离液态空气法；原理：氧气的沸点比氮气高，氮气先从液态空气中蒸发出来，剩下的就是液态氧气。‎ ‎ 2．实验室制法 ‎ （1）选择制取氧气所需药品的思路 ‎①含氧元素②反应条件、操作简单易行③环保——生成物无污染 ‎ ‎ （2）用双氧水（过氧化氢溶液）制取氧气 原理：‎ 注意：①其中二氧化锰是催化剂，属于反应条件，写在双横线上放。‎ ‎②催化剂：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都没有发生变化的的物质。（“一变两不变”）③对催化剂的认识：‎ ‎ 药品：过氧化氢(H2O2)溶液和二氧化锰（MnO2）‎ 装置： ‎ 步骤: ‎ ‎ 查 检查装置的气密性;‎ ‎ 装 装药品二氧化锰;‎ ‎ 制 加入过氧化氢制取;‎ ‎ 收 用集气瓶收集气体;‎ ‎ 拆 拆卸装置. ‎ 注意事项 ‎ ①制取气体前应先检查装置气密性；‎ ‎ ②长颈漏斗下端应伸入液面以下，形成液封；‎ ‎ ③用排水法收集时，当导管口有气泡连续、均匀地冒出时再收集；‎ ‎ ④收集满气体的集气瓶应正放在桌面上。‎ ‎（3）用高锰酸钾制取氧气 ‎ 原理：‎ ‎ 药品：高锰酸钾—紫黑色固体颗粒 注意事项：‎ ‎①试管口要略向下倾斜，防止药品潮湿，水分受热后变成水蒸气，然后冷凝成水珠倒流回试管底部，使试管炸裂。‎ ‎②用排水法集气时，应注意当气泡从导管口连续、均匀地放出时再收集，否则收集的气体中混有空气。‎ ‎③停止反应时，应先把导管从水槽里撤出，再熄灭酒精灯(防止水槽里的水倒流到试管，导致试管炸裂)．用排水法收集时，当气泡从瓶口冒出时，说明瓶内的氧气已满。‎ ‎④用向上排空气法收集时，将带火星的木条放在瓶口，如果木条复燃，说明该瓶内的氧气已满。集满气的集气瓶要盖上玻璃片正放在桌上。‎ ‎⑤试管口处应放一小团棉花(防止加热时，高锰酸钾粉末进入导管，堵塞导管)‎ ‎（4）氧气的检验与验满 检验方法：将带火星木条伸入集气瓶中, 如木条复燃则为氧气。‎ 验满方法：将带火星木条放置于集气瓶口，如木条复燃则说明氧气已收集满。‎ 三．氧气的性质（重点）‎ ‎ 1．物理性质：通常状况下，无色无味气体 密度比空气略大； 不易溶解于水；工业上，氧气储存于蓝色钢瓶中。‎ ‎ 2．化学性质：‎ ‎（1）单质与氧气发生化合反应，生成氧化物。大多数单质都能在空气中或氧气中燃烧。‎ 物质 实验现象 化学方程式 木炭 在空气中燃烧，处于红热状态，释放出热量。生成的气体能使澄清石灰水变浑浊。‎ 氧气充足：‎ C+O2点燃 CO2‎ 氧气不足：‎ ‎2C+O2点燃 2CO 在纯净的氧气中剧烈燃烧，发出白光，释放出大量的热量，向集气瓶中倒入澄清的石灰水，振荡，澄清的石灰水变浑浊。‎ 硫磺 在空气中燃烧，有微弱的淡蓝色的火焰，放热，生成有刺激性气味的气体。‎ S+O2点燃SO2‎ 在纯净的氧气中，剧烈燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，放热，生成有刺激性气味的气体。‎ 红磷 在空气中燃烧，有黄白色火焰，释放出大量的热量，冒出浓厚的白烟。‎ ‎4P+5O2点燃2P2O5‎ 氢气 纯净的氢气在空气中燃烧，产生淡蓝色的火焰，释放出大量的热量。在火焰上方罩一个干而冷的烧杯，烧杯内壁凝结有水雾 ‎2H2+O2点燃2H2O 铁丝 在空气中不能燃烧；在纯净的氧气中剧烈燃烧，火星四溅，释放出大量的热量，有黑色固体物质生成 ‎3Fe+2O2点燃Fe3O4‎ 镁带 在空气中剧烈燃烧，发出耀眼的白光，冒出白烟，释放出大量的热量白有色固体物质生成。‎ ‎2Mg+O2点燃2MgO 铜片 在空气中加热灼烧，红色的铜表面覆盖一层黑色物质 ‎2Cu+O2加热2CuO 铝片 在空气中，铝能与氧气迅速反应，在铝表面生成一层致密的氧化膜，阻碍反应进一步进行。‎ ‎4Al+3O2 2Al2O3‎ ‎ 注意：①能在空气中燃烧的物质，在纯净的氧气中比在空气中燃烧得剧烈，铁等一些在空气中不能燃烧的物质，也能在纯氧中剧烈燃烧。原因是分子之间欲发生化学反应，其首要条件是分子之间接触碰撞。当它们在空气中燃烧时，由于空气中含量较多的是氮气分子，氧气分子的含量相对较少，它们与氧气分子碰撞的机会就较少，而在纯氧中，氧分子多，大大增加了碰撞机会。‎ ‎ ②铁丝燃烧时，集气瓶底先要装少量水或铺一层细沙 防止生成物温度过高溅落到瓶底炸裂集气瓶; 铁丝要弯为螺旋状 防止热量散失，增大与氧气的接触面积。‎ ‎（2）一些化合物能在空气中能与氧气反应，燃烧。充分燃烧后，化合物中的C元素转化为CO2、H元素转化为H2O、S元素转化为SO2。‎ ‎①一氧化碳燃烧： 2CO+O2点燃2CO2（火焰淡蓝色）‎ ‎②甲烷燃烧： CH4+2O2点燃CO2+2H2O（火焰淡蓝色）‎ ‎③乙炔燃烧： 2C2H2+5O2点燃4CO2+2H2O（火焰为黄色，有黑烟）‎ 点燃 ‎ ‎④乙醇（俗称酒精）燃烧：C2H5OH+2O2点燃2CO2+3H2O（火焰淡蓝色）‎ ‎⑤石蜡（主要含C、H，属于混合物）燃烧：石蜡+氧气 二氧化碳+水 四．氧化物与氧化反应 ‎ 氧化物：由两种元素组成，且有一种元素是氧元素的化合物。‎ ‎ 氧化反应：物质跟氧发生的反应。可分为：剧烈氧化反应 燃烧、爆炸；缓慢氧化 金属锈蚀、食物腐烂变质、呼吸作用等。‎ 二氧化碳 一．二氧化碳对环境的影响 ‎ 1．大气中二氧化碳的来源和消耗：‎ ‎ （1）二氧化碳的主要来源：煤、石油、天然气等化石燃料的燃烧；人、动植物的呼吸作用；动植物尸体腐烂。‎ ‎ （2）二氧化碳的消耗途径：植物的光合作用、海水吸收 ‎ 2．二氧化碳与温室效应 ‎ （1）导致温室效应的气体主要是二氧化碳，其它还有甲烷等 ‎ （2）温室效应的危害：导致全球气候变暖；极地等冰川融化，使海平面上升；土地沙漠化，农业减产等 ‎ （3）如何防止温室效应：减少煤、石油、天然气等化石燃料的燃烧；更多使用太阳能、风能、地热能、氢能等清洁能源的使用；大量植树造林，严禁乱砍乱伐。‎ 二．二氧化碳的制取 ‎ 1．药品：石灰石（或大理石）和稀盐酸（一般不用硫酸）‎ ‎ 2．原理：CaCO3+2HCl CaCl2+CO2↑+H2O ‎ 3．实验装置：‎ ‎（1）发生装置：实验室用双氧水在二氧化锰催化作用下制取氧气的装置 ‎ （2）收集方法：因为CO2密度比空气大，所以可用向上排空气法收集。又由于CO2溶于水，所以不能用排水法收集。‎ ‎ 4．验满的方法：将燃着的木条靠近集气瓶口，如果木条的火焰熄灭，则证明已集满CO2。‎ ‎ 5．检验的方法：将气体通入澄清石灰水，若石灰水变浑浊，则该气体是CO2。‎ ‎ 6．制取二氧化碳的简易装置：‎ ‎ 7．有关药品选择 ‎ （1）不用碳酸氢钠的原因是反应太快；‎ ‎ （2）不用稀硫酸与块状的大理石（或石灰石）反应原因是：反应生成的硫酸钙微溶于水，会形成沉淀，覆盖在大理石（或石灰石）表面，阻碍反应进一步进行。但是，可以用稀硫酸与大理石（或石灰石）粉末反应来制取二氧化碳。‎ ‎ （3）不用浓盐酸与大理石（或石灰石）反应是因为浓盐酸易挥发，生成的二氧化碳气体中含有HCl气体而不纯。‎ 三．二氧化碳的性质 ‎ 1．物理性质：通常状态下，二氧化碳无色无味的气体，密度比空气大，能溶于水，固体CO2俗称干冰。干冰升华吸热，常用作人工降雨，制造舞台云雾效果，和用做制冷剂。‎ ‎ 2．化学性质：‎ ‎ （1）不能燃烧，也不支持燃烧，不能供给呼吸，无毒。‎ ‎ （2）二氧化碳能与水反应生成炭酸：CO2 + H2O ＝H2CO3‎ H2CO3不稳定易分解生成水和二氧化碳：H2CO3 ＝ CO2 + H2O 因此，把CO2通入到滴有紫色的石蕊试液的水中，溶液由紫色变为红色。加热，会有大量的气泡产生，溶液又由红色变为紫色。‎ 注意：二氧化碳不能使紫色石蕊试液变色，实验中，是二氧化碳与水化合生成的碳酸使紫色石蕊试液变为了红色。‎ ‎ （3）二氧化碳能与碱反应生成碳酸盐和水：‎ 二氧化碳 + 碱 → 碳酸盐 + 水 ‎① CO2 + Ca(OH)2 ＝ CaCO3↓+ H2O ‎ ‎ 现象：澄清的石灰水变混浊 ‎ ‎② CO2 + 2NaOH＝ Na2CO3 + H2O（无明显现象）‎ ‎ 应用：a．氢氧化钠固体或溶液暴露在空气中会变质：吸收了空气中的二氧化碳；b．除去气体中的二氧化碳化碳。例如，除去氢气中的二氧化碳：‎ 其中a的作用是检验请其中是否混有二氧化碳；b的作用是用氢氧化钠溶液除去氢气中的二氧化碳；c的作用是检验二氧化碳是否除净。‎ ‎（4）二氧化碳在高温时，能与碳单质反应生成一氧化碳： C+CO2高温2CO 应用：高炉炼铁，通过该反应，获得用于还原铁矿石的CO。‎ 四．二氧化碳的用途 ‎1．用于灭火。（镁带着火不能用二氧化碳来扑灭：2Mg+CO2点燃C+2MgO）‎ ‎2．干冰用作制冷剂，用于人工降雨 ‎3．制碳汽水等酸饮料。二氧化碳从人体排出，可带走体内的热量，起到降低体温的作用。‎ ‎4．可用作温室的气体肥料：二氧化碳是植物光合作用的原料。‎ ‎5．重要的化工原料，用于制纯碱、尿素等 练习 一、选择题 ‎1． 不能用于区分二氧化碳和氧气的是（ ） ‎ A.沸水 B.石灰水 C.燃着的木条 D.石蕊试剂 ‎2．检验集气瓶中二氧化碳是否装满的方法是（ ）‎ A．把燃着的木条伸入集气瓶内 B．把燃着的木条置于瓶口处 C．倒入石灰水 　　 D．将带火星的木条伸入集气瓶内 ‎3．下列反应中，不能与CO2反应的是（ ）‎ A．氢氧化钙　　 B．氧气 C．石蕊试剂　　D．水 ‎4．下列物质中，属于纯净物的是（ ）‎ A.空气 B.自来水 C.石灰石 D.干冰 ‎ ‎5．只用一种试剂或一种方法，经一步实验就可将O2，H2，CO2和空气四种气体区别开来的是（ ）‎ A．石灰水　　B．带火星的木条C．紫色石蕊试剂　　D．燃着的木条 ‎6．下列关于二氧化碳的用途中，错误的是（ ）‎ A.生产碳酸饮料 B.气体肥料 C.支持呼吸 D.冷冻剂 ‎7．下列决定元素种类的数是 ‎ A．质子数 B．中子数 C．电子数 D．质子数与中子数之和 ‎8‎ ‎．厄尔尼诺现象产生的原因之一是大气中二氧化碳的含量剧增，为减缓此现象，人们选用的最理想的燃料是 (   )‎ A．一氧化碳   B．木炭   C．无烟煤   D．氢气 ‎9．你认为下列传闻缺乏科学依据的是 (   )‎ A．冬天，某村有一家人关门闭户在家烤火，导致全家煤气中毒 B．某地有个神秘的“死亡谷”，野兔等低矮动物走进去常会窒息而死 C．有人声称他发明了一种催化剂，只需添加少量，就能将水变成汽油 D．有人因误服假酒而导致中毒死亡 ‎10．下列化学反应既不是化合反应也不是分解反应的是 A．硫+ 氧气二氧化硫 B．二氧化碳 + 碳一氧化碳 C．氧化汞汞 + 氧气 D．乙炔+氧气二氧化碳+水 ‎11．实验室制取二氧化碳，一般有五个步骤：①检查装置的气密性；②按要求装配好仪器；③向漏斗中注入酸液；④向广口瓶放人小块的大理石；⑤收集气体。下列操作顺序中，正确的是 (   )‎ A．①②③④⑤   B．②①④③⑤   C．①④②③⑤   D．②③④①⑤‎ ‎12．有关二氧化碳的实验中，能达到实验目的的是 (   )‎ A．将燃着的木条伸入集气瓶中，检验二氧化碳是否集满 B．将二氧化碳通入紫色石蕊试液中，证明二氧化碳溶于水生成碳酸 C．将二氧化碳通入CaCl2溶液中，可以看到白色沉淀 D．将燃着的木条伸入集气瓶中，木条熄灭，证明该气体是二氧化碳 ‎13．下列不属于二氧化碳化学性质的是（ ）‎ A.二氧化碳能与水反应 B.二氧化碳能与石灰水反应 C.二氧化碳能与某些金属反应 D.二氧化碳能溶于水 ‎14．植物的光合作用就是利用空气中的二氧化碳与植物本身的水，在叶绿素和太阳光的作用下形成有机物，同时放出氧气。由此可以推断，该有机物的元素组成可能是 (  )‎ A、一定含有碳元素和氧元素   B、一定含有碳元素和氢元素 C、一定含有氢元素和氧元素   D、一定含有二氧化碳和水 ‎ ‎15. 暖宝宝贴（主要成分为铁粉、木炭、食盐）的热量来源与铁粉的氧化．小涛同学设计使用暖宝宝贴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（铁粉生锈消耗的水忽略不计）．下列说法错误的是（　　）‎ A．实验前必须检查装置的气密性 B．通过本次实验数据测得空气中氧气的体积分数为18%‎ C．若实验测得空气中氧气体积分数偏低，可能是暖宝宝贴的使用数量不足 D．必须等温度计的读数恢复至实验前的温度后才能记录量筒内剩余水的体积 ‎16、CO2是重要的资源，以其为原料可获得下列四种物质。下列说法错误的是 A.反应①是太阳能转化为化学能 B.反应②的实现有利于缓解“白色污染”‎ C.反应③可用来制取氮肥 D.反应④获得产品后的剩余液中，溶质只有NaHCO3‎ 二、填空题 (每空1分，共22分)‎ ‎17．将珍珠加入到稀盐酸中，有气泡冒出，生成的气体能使澄清的石灰水变混浊，则珍珠的主要成分是____‎ ‎18.盛石灰水的细口瓶的瓶壁上常附有白色固体，这种白色固体是______，形成白色固体的化学方程式是_____________________________；若要除去瓶壁上的白色固体应加入______，该反应的化学方程式是_______ ____。‎ ‎19．如下图A所示，将二氧化碳倒入烧杯中。‎ 现象：    _ _____      ；‎ ‎ 原因是：(1)                   ；‎ ‎(2)                  。‎ ‎20．如右上图B所示，将一个充满二氧化碳的试管倒立在盛有澄清石灰水的烧杯中，可以观察到的现象是                 ；             。原因是：__________________ _ ‎ 三、实验题（每空1分，共18分）‎ ‎21．下图是实验室常用的制取气体的发生装置和收集装置(用序号填空)。‎ ‎(1)实验室制取二氧化碳的发生装置是       ，收集装置为           ；实验室制取氧气的发生装置可用           或           ，收集装置可用           或           。‎ ‎(2)如果要用碱石灰固体与醋酸钠固体加热的条件下，制取甲烷气体，应选用的发生装置是_____________________________.‎ ‎(3)实验室常用块状固体硫化亚铁(FeS)和稀硫酸在常温下制取硫化氢气体，硫化氢气体是一种有臭鸡蛋气味的有毒的气体，能溶于水，比空气重。根据上述信息回答：实验室制取硫化氢的发生装置为         ，收集装置为           。‎ ‎22、化学反应过程中常常伴随产生一些现象，同学们发现将CO2通入NaOH溶液时没有明显的现象发生，为此，他们进行了如下探究：‎ ‎（1）小明把一支收集满CO2的试管倒立在盛有饱和NaOH溶液的烧杯中（如图1所示），观察到试管内液面上升，原因是（用方程式表示） 还有另一种原因，请简要说明  ．‎ ‎（2）为了进一步验证CO2与NaOH溶液确实发生了反应，小红设计了如下方案：分别取上述实验后的溶液于A、B两支试管中（如图2所示），向试管A中滴加足量的稀盐酸，反应的化学方程式  ；向试管B中滴加氯化钡溶液，观察到的现象是  ．以上方法都能证明CO2与NaOH溶液确实发生了化学反应．‎ ‎（3）继续探究：小刚想知道“图1”反应后的溶液中是否还含有NaOH ？请你设计实验帮他证明（写出实验的操作、现象、结论）‎ ‎（4）实验过程中需要吸收CO2是大多会选择氢氧化钠溶液，但是检验CO2时常常选择新配制的澄清石灰水，请简要解释原因 ‎ ‎23、实验设计是化学实验的重要环节．请根据下列实验要求回答相关问题：‎ ‎【活动与探究一】用对比实验方法探究二氧化碳的性质．‎ ‎（1）实验一中振荡3个矿泉水塑料瓶，观察到塑料瓶变瘪的程度为A＞B＞C，其中变浑浊的瓶内发生反应的化学方程式为______；对比A瓶与______（填“B”或“C”）瓶的实验现象，可证明CO2能与NaOH发生反应．‎ ‎（2）实验二观察到C装置中发生的现象是 ，‎ 结论是 （用化学方程式表示）．‎ ‎【活动与探究二】用变量控制方法探究影响物质溶解性的因素．‎ ‎（3）实验三目的是探究______对硝酸钾溶解性的影响；实验四是探究溶剂种类对物质溶解性的影响，该实验中需要控制的变量是温度和______．‎ ‎【活动与探究三】定量测定空气中氧气的含量．‎ ‎（4）实验五中，反应的原理为 （用化学方程式表示）；装置一比装置二更合理，理由是 ；‎ 根据下表提供的实验数据，完成下表：‎ 定量实验操作中易产生误差，如果反应前气球中存在气体（其量小于注射器内的空气），而实验后冷却至室温，将气球内的气体全部挤出读数，导致实验测得结果______（填“偏小”、“偏大”或“无影响”）．‎