图本章知识地图 + 山西中考考情
本章知识结构（一张图看懂）：
空气 ┬─ 成分：N2 78%、O2 21%、稀有气体 0.94%、CO2 0.03%（拉瓦锡测定）
└─ 氧气含量测定实验：红磷燃烧 → 进水约 1/5
氧气性质 ┬─ 物理：无色无味、密度略大于空气、不易溶于水
└─ 化学：碳/硫/磷/铁/镁在 O2 中燃烧（重点记现象）
氧气制法 ┬─ 工业：分离液态空气（物理变化）
└─ 实验室：加热 KMnO4 / H2O2 + MnO2 / 加热 KClO3+MnO2
概念：化合反应（多变一）vs 氧化反应（物质与氧发生的反应）；催化剂（一变两不变）
贯穿主线：氧气是一种化学性质比较活泼的气体，能支持燃烧、供给呼吸。
山西近 5 年怎么考（2021–2025）
| 考点 | 出现频率 | 题型与分值 | 难度 |
|---|
| 空气成分及发展史（拉瓦锡） | 每年必考 | 选择题第 1 题，2 分 | ★（送分） |
| 空气中氧气含量测定实验 | 高频 | 选择/实验填空，3–5 分 | ★★ |
| 物质在氧气中燃烧现象 | 每年必考 | 选择题，2 分 | ★★（现象易混） |
| 氧气实验室制法（装置、收集、验满） | 每年必考 | 实验大题，6–8 分 | ★★★ |
| 催化剂概念（一变两不变） | 中频 | 选择/填空，2 分 | ★★ |
| 化合反应 / 氧化反应判断 | 中频 | 选择题，2 分 | ★ |
给中等生的话：这章分两类——一类是"背现象"（铁丝燃烧火星四射、硫在氧气中蓝紫色火焰），只要肯花 10 分钟就能拿分；另一类是"实验步骤"（查装定点收移熄），按流程走就不会错。最难的不是知识，是"红磷为什么不能换成木炭"这种问"为什么"的题。下面我把每个"为什么"都给你讲透。
1空气的组成——拉瓦锡的贡献
知识点 1.1 空气里有什么？按体积分数记
讲透本源：二百多年前，法国化学家拉瓦锡用定量实验第一次得出：空气是由氮气和氧气组成的，其中氧气约占空气体积的 1/5。后来人们又发现了稀有气体等。
注意——是体积分数，不是质量分数！
空气按体积计算：
氮气 N2 —— 78%（约 4/5）
氧气 O2 —— 21%（约 1/5）
稀有气体 —— 0.94%
二氧化碳 CO2 —— 0.03%
其他气体和杂质 —— 0.03%
想一想：空气中含量最多的气体是氧气吗？（答：不是！是氮气，占 78%。很多同学一提到空气就想到氧气，其实氧气只占 1/5。）
采分点：山西卷第 1 题常考"研究空气成分的科学家是拉瓦锡"。别把拉瓦锡和发现元素周期表的门捷列夫搞混。
知识点 1.2 空气中氧气含量测定实验——本章最经典实验
讲透本源：原理很简单——在密闭集气瓶里点燃红磷，红磷把瓶里的氧气消耗掉，生成固体五氧化二磷（P2O5），瓶内压强减小，烧杯里的水就被大气压压进集气瓶。进多少水，就说明原来有多少氧气。
化学方程式：4P + 5O2 —点燃→ 2P2O5
实验现象：红磷燃烧，产生大量白烟（不是白雾！），冷却后打开弹簧夹，水沿导管进入集气瓶，约占瓶内原空气体积的 1/5。
实验结论：氧气约占空气体积的 1/5。
为什么不能用木炭、硫、铁丝代替红磷？
① 木炭：C + O2 —点燃→ CO2（气体）。消耗 O2 的同时生成了等体积的 CO2，瓶内压强几乎不变，水进不来。
② 硫：S + O2 —点燃→ SO2（气体）。同理，生成气体压强不减。
③ 铁丝：铁丝在空气中不能燃烧（只能在纯氧中燃烧），消耗不了氧气。
红磷的优点：燃烧产物 P2O5 是固体，不占气体体积，瓶内压强才会明显减小。
想一想：实验结果如果进水量小于 1/5，可能是哪三个原因？（答：①红磷量不足，没把氧气耗尽；②装置漏气，外面空气又进去了；③未冷却到室温就打开弹簧夹，瓶内压强还偏大。）
【例 1.1】（2023 山西中考改编）用红磷测定空气中氧气含量，下列说法正确的是（ ）。
A. 红磷燃烧产生大量白雾 B. 实验说明氧气约占空气质量的 1/5 C. 燃烧匙中的红磷可以换成木炭 D. 装置漏气会导致进水量偏小
答案 D。A 错——是白烟（固体小颗粒），不是白雾（液体小液滴）；B 错——是体积的 1/5，不是质量；C 错——木炭生成 CO2 气体，压强不减；D 对——漏气会让外面空气进入，瓶内压强差变小，进水偏少。
2氧气的性质——本章现象记忆大头
知识点 2.1 物理性质：一眼记住三句话
讲透本源：氧气是一种无色无味的气体（所以你看不见闻不到），密度比空气略大（所以可以用向上排空气法收集），不易溶于水（所以可以用排水法收集，但水里仍溶解少量氧气供鱼呼吸）。液态氧、固态氧是淡蓝色的。
收集方法选择依据：
① 排水法——气体不易溶于水且不与水反应（氧气适用）；
② 向上排空气法——气体密度比空气大且不与空气反应（氧气适用）；
③ 向下排空气法——气体密度比空气小（如氢气）。
知识点 2.2 化学性质：五种物质在氧气中燃烧现象（必背）
讲透本源：氧气是一种化学性质比较活泼的气体，能支持燃烧。物质在纯氧中燃烧比在空气中更旺——因为纯氧里 O2 浓度高。山西卷每年一道选择题考现象，下面这张表必须背熟。
| 物质 | 在空气中 | 在氧气中 | 方程式 |
|---|
| 碳 C | 红热，无烟无焰 | 发白光，生成使澄清石灰水变浑浊的气体 | C + O2 =点燃= CO2 |
| 硫 S | 微弱淡蓝色火焰 | 明亮蓝紫色火焰，生成有刺激性气味气体 | S + O2 =点燃= SO2 |
| 磷 P | 黄白色火焰 | 耀眼白光，产生大量白烟 | 4P + 5O2 =点燃= 2P2O5 |
| 铁 Fe | 不能燃烧，只红热 | 剧烈燃烧、火星四射，生成黑色固体 | 3Fe + 2O2 =点燃= Fe3O4 |
| 镁 Mg | 耀眼白光 | 更耀眼白光，生成白色固体 | 2Mg + O2 =点燃= 2MgO |
中等生最容易混的三个点：
① 硫：空气中淡蓝色、氧气中蓝紫色——别记反；
② 磷：是"白烟"（固体 P2O5），不是白雾；
③ 铁丝：在空气中不能燃烧！只能在纯氧中燃烧；集气瓶底要预先放少量水或细沙，防止生成的高温熔融物溅落炸裂瓶底。
采分点口诀：碳白光、硫蓝紫、磷白烟、铁火星四射黑固体、镁耀眼白光。念三遍就能记住。
知识点 2.3 化合反应 vs 氧化反应
讲透本源：
化合反应——从形式上看：由两种或两种以上物质生成一种物质（"多变一"）。A + B → AB。
氧化反应——从实质上看：物质与氧发生的反应。这里的"氧"包括氧气和含氧化合物里的氧。
两者关系：化合反应不一定是氧化反应，氧化反应也不一定是化合反应。比如蜡烛燃烧是氧化反应（与 O2 反应），但生成 CO2 和 H2O 两种物质，不是化合反应。
3氧气的实验室制法（实验大题，6–8 分）
知识点 3.1 三套制法——方程式先背死
讲透本源：实验室制氧气有三种方法，方程式必须写对、条件必须标对。
① 加热高锰酸钾（紫黑色固体）：
2KMnO4 —Δ→ K2MnO4 + MnO2 + O2↑
试管口要放一团棉花——防止加热时 KMnO4 粉末进入导管。
② 过氧化氢溶液 + 二氧化锰（固液不加热型）：
2H2O2 —MnO2→ 2H2O + O2↑
MnO2 是催化剂，写在等号上方。
③ 加热氯酸钾 + 二氧化锰：
2KClO3 —MnO2,Δ→ 2KCl + 3O2↑
MnO2 作催化剂，条件是加热。
知识点 3.2 催化剂：一变两不变
讲透本源：在过氧化氢分解实验里，你会发现加了 MnO2 之后气泡明显变多、带火星木条复燃——说明反应变快了。但反应结束后把 MnO2 过滤、干燥、称量，它的质量没变；再把它加进新的过氧化氢里，还能继续催化——说明它的化学性质也没变。
这就是催化剂的"一变两不变"。
催化剂：能改变（加快或减慢）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不变。
注意："改变"不等于"加快"；"化学性质不变"不等于"性质不变"（物理性质可能变）。
想一想：没有 MnO2，过氧化氢会不会分解？（答：会，只是很慢，产生的 O2 太少不足以使带火星木条复燃。MnO2 只是加快，不是让本来不反应的反应发生。）
知识点 3.3 实验步骤、收集、验满——加热型装置六步走
讲透本源：用 KMnO4 或 KClO3 制氧气，步骤口诀："查装定点收移熄"。
- 查：检查装置气密性（手捂试管，导管口有气泡冒出说明不漏气）；
- 装：装药品，试管口放棉花（KMnO4 时）；
- 定：固定试管，试管口略向下倾斜（防止冷凝水倒流炸裂试管）；
- 点：点燃酒精灯加热（先预热，再集中在药品处加热）；
- 收：气泡连续均匀冒出时再收集（一开始出来的是空气）；
- 移：实验结束先把导管移出水面；
- 熄：再熄灭酒精灯。
最容易扣分的一步：结束时如果先熄灭酒精灯，试管内温度降低、压强减小，水槽里的水会倒吸进热试管，试管炸裂。所以必须"先移导管，后熄灯"。
验满方法：
① 排水法收集：集气瓶口有大气泡冒出时，说明已收集满；
② 向上排空气法：将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，证明 O2 已满。
检验是不是氧气：把带火星木条伸入瓶内，复燃则是 O2。
注意：验满在瓶口，检验在瓶内——位置别搞反！
技做题技巧专题
技巧 ①：燃烧现象题——抓"关键词"排除
看到"铁丝在氧气中燃烧"，立刻想到"火星四射、黑色固体"；看到"硫在氧气中"，立刻想到"蓝紫色火焰"。选项里把"氧气中"写成"空气中"、把"白烟"写成"白雾"、把"黑色"写成"白色"，都是出题人故意设的坑。
技巧 ②：实验室制法选择装置——看反应物状态和条件
反应物是固体+固体、需要加热 → 用 KMnO4 那种试管口向下的装置；反应物是固体+液体、不加热 → 用长颈漏斗/分液漏斗的锥形瓶装置（H2O2 制 O2、大理石制 CO2 都用这个）。
技巧 ③：催化剂概念题——死扣"一变两不变"
题目说"MnO2 是催化剂"，要检查三句话：改变化学反应速率了吗？质量不变吗？化学性质不变吗？三句都对才是催化剂。说"MnO2 只能作催化剂"或"没有它反应就不发生"都是错的。
技巧 ④：氧气验满 vs 检验——位置不同
验满：木条放瓶口（满了才会从瓶口逸出）；检验：木条伸瓶内（看看里面是不是氧气）。一个字之差，位置全变。
经验级总结：这章实验题丢分最多的是：①条件"Δ"和"点燃"写混；②试管口忘记"略向下倾斜"；③结束时先熄灯后移导管；④把"白烟"写成"白雾"。这四件事考试前默念一遍。
真山西中考真题精讲（近 5 年精选）
2024 山西中考 第 1 题空气成分研究史（2 分）
题目：化学使世界变得绚丽多彩，研究空气成分的科学家是（ ）。
A. 拉瓦锡 B. 门捷列夫 C. 道尔顿 D. 阿伏加德罗
答案 A。拉瓦锡用定量实验测出空气由 N2 和 O2 组成；门捷列夫排元素周期表；道尔顿提原子论；阿伏加德罗提分子论。
2022 山西中考铁丝燃烧现象（2 分）
题目：铁丝在氧气中燃烧的现象是（ ）。
A. 产生耀眼白光 B. 火星四射，生成黑色固体 C. 产生大量白烟 D. 发出蓝紫色火焰
答案 B。A 是镁；C 是磷；D 是硫。
2023 山西中考氧气制法实验大题（6 分）
题目：用加热高锰酸钾制取氧气。(1) 反应方程式为______；(2) 试管口放一团棉花的作用是______；(3) 用排水法收集氧气，说明氧气具有______的性质；(4) 停止加热时先把导管移出水面再熄灭酒精灯，原因是______。
答案：(1) 2KMnO4 —Δ→ K2MnO4 + MnO2 + O2↑；(2) 防止加热时高锰酸钾粉末进入导管；(3) 不易溶于水且不与水反应；(4) 防止水槽里的水倒吸入热试管，使试管炸裂。
2025 山西中考催化剂探究（5 分）
题目：为验证 MnO2 是 H2O2 分解的催化剂，除了验证它能改变反应速率，还需要验证它在反应前后______和______不变。
答案：质量；化学性质。
经验：催化剂探究题永远考这两个不变，背死"一变两不变"。
太原 2024 一模空气中氧气含量测定（选择）
题目：用红磷测定空气中氧气含量，下列操作会使测定结果偏大的是（ ）。
A. 红磷量不足 B. 装置漏气 C. 点燃红磷后伸入集气瓶太慢 D. 未冷却就打开弹簧夹
答案 C。伸入太慢，瓶内空气受热膨胀从瓶口逸出，冷却后瓶内减少的气体不只是 O2，进水量会偏大。A、B、D 都会使结果偏小。
练分层练习（盖住答案先做）
基础必须全对（6 题）
1. 空气按体积计算：氮气占______、氧气占______、稀有气体占______、二氧化碳占______。
2. 用红磷测定空气中氧气含量，红磷燃烧的化学方程式为______；冷却后打开弹簧夹，水进入集气瓶约占瓶内空气体积的______，说明______。
3. 铁丝在氧气中燃烧的现象是______、______，生成______色固体；集气瓶底要预先放少量水或细沙，目的是______。
4. 实验室用加热高锰酸钾制氧气，试管口要放______，作用是______；试管口要略向______倾斜，目的是______。
5. 催化剂的"一变两不变"是指：改变化学反应______，本身的______和______在反应前后不变。
6. 检验一瓶气体是不是氧气，应把______伸入集气瓶______；验满时把它放在______。
提高中档题主战场（4 题）
7. 写出下列反应的化学方程式：①硫在氧气中燃烧；②镁条在空气中燃烧；③加热氯酸钾和二氧化锰混合物制氧气；④过氧化氢在二氧化锰催化下分解。
8. 为什么测定空气中氧气含量时不能用木炭代替红磷？请从压强变化角度解释。
9. 用高锰酸钾制氧气，实验结束时应该先______再______，如果顺序颠倒会导致______。
10. 下列反应中属于化合反应的是______，属于氧化反应的是______。（多选）
A. 碳+氧气→二氧化碳 B. 石蜡+氧气→二氧化碳+水 C. 水→氢气+氧气 D. 铁+氧气→四氧化三铁
冲刺冲高分（2 题）
11. 某同学用红磷测定空气中氧气含量，实验后发现进水量明显小于 1/5，请分析可能的三个原因。
12. 实验室用 6.8 g 过氧化氢溶液（含 H2O2 3.4 g）和少量 MnO2 制氧气，完全分解后可生成氧气多少克？（H=1，O=16）
答练习答案与详解
1. 78%；21%；0.94%；0.03%。
2. 4P + 5O2 =点燃= 2P2O5；1/5；氧气约占空气体积的 1/5。
3. 剧烈燃烧；火星四射；黑；防止生成的高温熔融物溅落炸裂瓶底。
4. 一团棉花；防止加热时高锰酸钾粉末进入导管；下；防止冷凝水倒流回热试管底部使试管炸裂。
5. 速率；质量；化学性质。
6. 带火星的木条；瓶内；瓶口。
7. ① S + O2 =点燃= SO2；② 2Mg + O2 =点燃= 2MgO；③ 2KClO3 —MnO2,Δ→ 2KCl + 3O2↑；④ 2H2O2 —MnO2→ 2H2O + O2↑。
8. 木炭燃烧消耗 O2 的同时生成等体积的 CO2 气体，集气瓶内气体压强几乎不变，水不能进入集气瓶，无法测定 O2 含量。
9. 把导管移出水面；熄灭酒精灯；水槽里的水倒吸入热试管，使试管炸裂。
10. 化合反应：A、D（多变一）；氧化反应：A、B、D（物质与氧发生的反应）。
11. ①红磷量不足，未将瓶内氧气完全耗尽；②装置漏气，冷却过程中外界空气进入瓶内；③未等装置冷却到室温就打开弹簧夹，瓶内压强还偏大。
12. 设生成 O2 质量为 x。
2H2O2 —MnO2→ 2H2O + O2↑
68 32
3.4 g x
68/3.4 g = 32/x ⇒ x = 1.6 g。
答：可生成氧气 1.6 g。
结本章总结 + 自检问题清单
全章要点（背下来）：
① 空气成分按体积：N2 78%、O2 21%；拉瓦锡最早定量测定；
② 红磷测 O2 含量：产物是固体、压强减小、进水 1/5；不能用木炭/硫（生成气体）、铁丝（空气中不燃烧）；
③ 氧气物理：无色无味、密度略大于空气、不易溶于水；
④ 五种燃烧现象：碳白光、硫蓝紫、磷白烟、铁火星四射黑固体、镁耀眼白光；
⑤ 三套制法方程式必须写对：KMnO4 管口塞棉花；H2O2 固液不加热；KClO3 需 MnO2 催化+加热；
⑥ 催化剂"一变两不变"；
⑦ 步骤"查装定点收移熄"：先移导管后熄灯；验满在瓶口、检验在瓶内。
合上书写一遍——能答上才算真会
- 空气中氮气、氧气各占多少体积分数？是谁最早定量测定的？
- 红磷燃烧的现象是什么？为什么生成的是"白烟"不是"白雾"？
- 测空气中 O2 含量时，为什么不能用木炭、硫、铁丝代替红磷？
- 铁丝在氧气中燃烧的现象和产物分别是什么？瓶底为什么要放水或细沙？
- 硫在空气中和在氧气中燃烧的火焰颜色有什么不同？
- 实验室制氧气的三套方法方程式分别怎么写？哪个需要管口塞棉花？
- 催化剂的"一变两不变"具体指什么？
- 加热 KMnO4 制氧气的七步口诀是什么？结束时为什么先移导管后熄灯？
- 氧气验满和检验的操作有什么不同（位置）？
- 化合反应和氧化反应有什么区别？举一个是氧化反应但不是化合反应的例子。