第四单元 我们周围的空气（分层练习）-【上好课】2024-2025学年九年级化学上册同步精品课堂（鲁教版2024）

第四单元 我们周围的空气 1．18世纪70年代，拉瓦锡通过定量实验证明了空气是混合物，其中约占空气体积1/5的气体是 A．N2 B．O2 C．CO2 D．H2O 【答案】B 【解析】A、N2约占空气体积的78%，错误； B、CO2约占空气体积的0.03%，错误； C、O2约占空气体积的21%（约为1/5），正确； D、H2O在空气中含量非常少错误。 2．载人飞艇的气囊内填充的气体是 A．甲烷 B．二氧化碳 C．氦气 D．氮气 【答案】C 【解析】A、甲烷密度比空气小，但具有可燃性，存在安全隐患，不能用于填充载人飞艇的气囊，错误； B、二氧化碳密度比空气大，不能用于填充载人飞艇的气囊，错误； C、氦气的密度小、化学性质稳定，可用于填充载人飞艇的气囊，正确； D、氮气密度与空气的密度相差较小，不能用于填充载人飞艇的气囊，错误。 3．洁净的空气对人和其他动植物都非常重要。下列气体会对空气造成污染的是 A．二氧化硫 B．氧气 C．二氧化碳 D．氮气 【答案】A 【解析】A、二氧化硫在空气中易形成硫酸，引起酸雨，会污染空气，正确； B、氧气是空气的组成成分之一，不会污染空气，错误； C、二氧化碳是空气的组成成分之一，不会污染空气，错误； D、氮气是空气的组成成分之一，不会污染空气，错误。 4．随着科技的发展，空气中各成分的应用越来越广泛。下列用途主要利用物理性质的是 A．氮气——充氮包装 B．氧气——医疗急救 C．稀有气体——激光技术 D．二氧化碳——气体肥料 【答案】C 【解析】A、氮气化学性质不活泼，可用于填充包装，该性质属于化学性质，错误； B、氧气可供给呼吸，呼吸作用消耗糖类和氧气，产生二氧化碳和水，利用的是氧气的化学性质，错误； C、稀有气体通电能发出不同颜色的光，可用于制造电光源，此过程不产生新物质，该性质属于物理性质，正确； D、二氧化碳是光合作用的原料，二氧化碳和水经光合作用转化为糖类和氧气，利用的是二氧化碳的化学性质，错误。 5．如图是测定空气中氧气含量的改进实验装置（夹持装置已省略），对该实验认识正确的是 A．现象：实验过程中，红磷燃烧，产生大量白雾 B．推论：实验后，玻璃管中剩余气体具有可燃性 C．分析：红磷的量多或少，都不会影响实验结果 D．评价：用改进装置实验，能减少对空气的污染 【答案】D 【解析】A、实验过程中，红磷燃烧，产生大量白烟，错误； B、实验后，红磷有剩余，且不再燃烧，说明玻璃管中剩余气体不具有可燃性，错误； C、红磷必须过量，确保试管中的氧气被完全消耗，红磷不足会导致试管中有氧气剩余，测量结果偏小，错误； D、红磷燃烧产生的五氧化二磷是有毒物质，该装置在密封装置内引燃红磷，能减少五氧化二磷对空气的污染，正确。 6．下列方法能区分氮气和二氧化碳两瓶气体的是 A．观察颜色 B．闻气味 C．将燃着的木条伸入集气瓶中 D．倒入适量澄清石灰水 【答案】D 【解析】A、氮气和二氧化碳均是没有颜色的气体，观察颜色无法鉴别，错误； B、氮气和二氧化碳均是没有气味的气体，用闻气味的方法无法鉴别，错误； C、将燃着的木条伸入集气瓶中，氮气和二氧化碳均不具有可燃性和助燃性，木条均熄灭，无法鉴别，错误； D、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，而氮气不能，能鉴别，正确。 7. 空气是一种宝贵的自然资源。下列有关空气及其成分的说法中，正确的是 A．洁净的空气是纯净物 B．氧气是空气中含量最多的气体 C．稀有气体含量少，没有利用价值 D．氮气化学性质不活泼，常用作保护气 【答案】D 【解析】A、空气含有氮气、氧气、二氧化碳、稀有气体、其他杂质等，属于混合物，错误； B、氮气约占空气体积分数为79%，含量最多，错误； C、稀有气体含量虽少，但也具有广泛的用途，错误； D 、氮气化学性质不活泼，常用作保护气，正确。 8. 下列实验现象描述正确的是 A．磷在空气中燃烧产生大量的白雾 B．木炭在空气中燃烧发出淡蓝色火焰 C．镁在氧气中燃烧发出耀眼的白光，生成黑色固体 D．铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体 【答案】D 【解析】A、磷在空气中燃烧产生大量的白烟，而不是白雾，错误； B、木炭在空气中燃烧发出红光，放热，错误； C、镁在氧气中燃烧发出耀眼的白光，放热，生成白色固体，错误； D、铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放热，并生成黑色固体，正确。 9. 如图是铁丝在氧气中燃烧的实验示意图，下列有关该实验叙述正确的是 A．点燃系在细铁丝下端的火柴，立即插入盛有氧气的集气瓶中 B．观察到铁丝剧烈燃烧、火星四射、生成黑色固体 C．该反应的符号表达式为Fe+O2→Fe3O4 D．集气瓶底部的水不能用少量细沙代替 【答案】B 【解析】A、铁的着火点较高，不易引燃，实验时，点燃系在螺旋状细铁丝底端的火柴，待火柴将要燃尽时，插入盛有氧气的集气瓶中，错误； B、铁丝在氧气中燃烧观察到铁丝剧烈燃烧、火星四射、生成黑色固体，正确； C、反应符号表达式需要标注反应条件，方程式为Fe+O2→Fe3O4，错误； D、集气瓶底部的水是为了防止熔融状态的生成物温度过高炸裂瓶底，所以可以用细沙代替，错误。 10. 实验室制取O2，下列操作、药品和装置选择不合理的是 A．选择药品 B．检查气密性 C．发生装置 D．收集装置 【答案】C 【解析】A、实验室可以通过加热高锰酸钾生成氧气，正确； B、有气体生成或参与的反应需要进行气密性检查，用手捂住试管，导管口放水中，如果导管口有气泡生成，松手后，导管内形成一段水柱，说明气密性良好，正确； C、加热固体制取氧气时，试管口应略向下倾斜，防止冷凝水倒流，使试管炸裂，错误； D、氧气密度比空气大，可以用向上排空气法，多功能瓶收集氧气时，氧气应从长管通入，空气由短管排出，正确。 11. 某实验小组设计如图实验对过氧化氢分解进行探究。 下列相关说法不正确的是 A．对比实验甲和乙，探究H2O2浓度对H2O2分解速率的影响 B．对比实验乙和丁，探究MnO2对H2O2分解速率的影响 C．对比实验甲和丙，探究温度对H2O2分解速率的影响 D．对比实验甲、丙和丁，探究MnO2和温度对H2O2分解速率影响的程度 【答案】B 【解析】A、根据控制变量法，甲和乙的变量是过氧化氢的浓度，则对比实验甲和乙，探究H2O2浓度对H2O2分解速率的影响，正确； B、实验乙和丁的变量有浓度和二氧化锰，变量不唯一，则甲、乙不能探究MnO2对H2O2分解速率的影响，错误； C、甲和丙的变量是温度不同，丙的温度高，反应速率快，则对比实验甲和丙，探究温度对H2O2分解速率的影响，正确； D、根据C项的分析，对比甲和丙可以探究温度对H2O2分解速率的影响，对比实验甲、丁，变量是二氧化锰，则可以探究MnO2对H2O2分解速率的影响，正确。 12. 实验室用氯酸钾固体（二氧化锰作催化剂）制取氧气，下列装置组合正确的是 A．①③ B．①⑤ C．②③ D．②④ 【答案】A 【解析】实验室用氯酸钾固体（二氧化锰作催化剂）制取氧气，属于固体混合需加热型，发生装置是①，氧气密度比空气大、不易溶于水，可用向上排空法（装置④）或排水法（装置③）收集，装置组合正确的是①③或①④。 13. 小亮同学利用下图所示的装置测定空气里氧气的含量。他先在燃烧匙中放入足量的红磷，塞紧橡皮塞，然后用凸透镜聚光照射集气瓶中的红磷。 （1）由于凸透镜的聚光作用，使红磷的温度 ，红磷燃烧；燃烧停止后，燃烧匙里仍有红磷，燃烧停止的原因是 。 （2）待完全反应冷却到常温后，打开弹簧夹观察到的实验现象是 ，说明 。 （3）实验中不能用木炭代替红磷，原因是 。 【答案】（1）达到它的着火点 氧气耗尽（或缺少氧气） （2）水进入集气瓶中约1/5 氧气约占空气总体积的1/5 （3）生成二氧化碳气体，集气瓶内的气体没有减少 【解析】（1）由于凸透镜的聚光作用，使红磷的温度升高，达到它的着火点；燃烧停止后，燃烧匙里仍有红磷，燃烧停止的原因是氧气耗尽； （2）待完全反应冷却到常温后，由于反应消耗了集气瓶内的氧气，使瓶内的压强减小，故打开弹簧夹观察到的实验现象是水进入集气瓶中约1/5，说明氧气约占空气总体积的1/5； （3）实验中不能用木炭代替红磷，原因是生成二氧化碳气体，集气瓶内的气体没有减少。 14. 根据图所示的实验回答问题。 (1)甲装置中仪器a的名称为 ；用该装置收集气体，气体应满足的条件是 ；实验时导管接近集气瓶底部的目的是 。 (2)乙是铁丝在氧气中燃烧的实验。点燃铁丝下端的火柴，待 时，将铁丝伸入集气瓶内。实验时瓶底有水，若集气瓶炸裂，操作上可能的错误是 。 【答案】（1）长颈漏斗 密度大于空气，且与空气中的物质不反应 便于排净装置内的空气 （2）火柴快燃尽 铁丝挨集气瓶内壁太近，或高温物质溅到集气瓶内壁上 【解析】（1）由图可知，甲装置中仪器a的名称为长颈漏斗； 由图可知，该装置是向上排空气法收集气体，故气体应密度比空气大，且与空气中的物质不反应；实验时导管接近集气瓶底部的目的是：便于排净装置内的空气； （2）点燃铁丝下端的火柴，待火柴快燃尽时，将铁丝伸入集气瓶内，防止火柴燃烧消耗氧气，影响实验结果；将铁丝伸入集气瓶内。实验时瓶底有水，若集气瓶炸裂，操作上可能的错误是：铁丝挨集气瓶内壁太近，或高温物质溅到集气瓶内壁上，使集气瓶受热不均，炸裂。 15. 实验室常用下列A、B、C装置制取气体，D、E、F装置收集气体。 回答下列问题： (1)A装置中仪器X的名称是 。 (2)若用B装置制取氧气，反应的符号表达式为 。在D、E中需选择 集氧气，选择的依据是 。 (3)实验室常以氯酸钾、二氧化锰为原料，用C装置制取、F装置收集氧气。实验前需检查装置的气密性：连接装置C、F，微热C中试管，若F中产生气泡、且恢复常温后玻璃管内水面 水槽的水面，就证明装置气密性良好。将反应后剩余固体溶解、过滤、洗净、干燥后又得到二氧化锰固体，其质量与反应前相比 (填“增大”“减小”或“不变”)。 (4)若以高锰酸钾为原料、用C装置制取氧气，需要在 塞一团棉花。 【答案】（1）长颈漏斗 （2）H2O2H2O+O2 D 氧气的密度比空气大 （3）高于 不变 （4）试管口 【解析】(1)A装置中仪器X的名称是长颈漏斗； (2)B装置属于固、液常温型，适合用作过氧化氢制取氧气的发生装置；过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应的化学方程式为H2O2H2O+O2；氧气的密度比空气大，可用装置D收集； (3)实验前需检查装置的气密性：连接装置C、F，微热C中试管，若F中产生气泡、且恢复常温后玻璃管内水面高于水槽的水面，就证明装置气密性良好；二氧化碳在该反应是催化剂，反应前后，质量不变； (4)在用高锰酸钾制取氧气的时候，为了防止加热时高锰酸钾粉末进入导管，要在试管口放一团棉花。 1. 中国空间站首次进行“太空养鱼”实验。在实验中，金鱼藻为斑马鱼提供呼吸所需的 A．N2 B．O2 C．CO2 D．H2O 【答案】B 【解析】金鱼藻的作用是利用光能释放出一种能供给斑马鱼呼吸的气体，氧气能供给呼吸，产生的气体是氧气，其化学式是O2。 2. 空气是一种宝贵的资源，其中含量最高且常用作保护气的是 A．N2 B．O2 C．He D．CO2 【答案】A 【解析】氮气约占空气体积的78%，是空气中含量最多的气体，且氮气的化学性质很稳定，很难与其它物质发生化学反应，常用作保护气。 3. 洁净的空气对人类非常重要。下列气体不会污染空气的是 A．氮气 B．一氧化碳 C．二氧化硫 D．二氧化氮 【答案】A 【解析】A、氮气不会污染空气，正确； B、一氧化碳有毒，会污染空气，错误； C、二氧化硫有毒，会污染空气，错误； D、二氧化氮有毒，会污染空气，错误。 4. 空气看不见，摸不着。下列有关空气的描述错误的是 A．干燥洁净的空气中氧气的体积分数约为 78% B．通常情况下空气中各组分之间彼此不发生化学反应 C．空气中分离出来的氮气化学性质不活泼，可用于食品防腐 D．目前计入空气污染指数的有害气体主要包括二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、臭氧等 【答案】A 【解析】A、干燥洁净的空气中氧气的体积分数约为 21%，体积分数约为78%是氮气，错误； B、通常情况下空气中各组分之间彼此不发生化学反应，正确； C、空气中分离出来的氮气化学性质不活泼，可用于食品防腐，正确； D、目前计入空气污染指数的有害气体主要包括二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、臭氧等，正确。 5. 小亮同学设计了如图所示的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．该实验利用了铜丝的导热性 B．红磷燃烧结束后，待装置恢复至室温时再读数 C．实验成功的标志为左侧玻璃管内液面约上升到刻度1处 D．实验成功的标志为左侧玻璃管内液面约上升到刻度4处 【答案】D 【解析】A、经实验分析，该实验利用了铜丝的导热性，正确； B、红磷燃烧结束后，待装置恢复至室温时再读数，否则会产生误差使得体积分数计算偏大，正确； C、将左侧空气体积划分为5等份，其中氧气约占1等份，理论上实验成功管内液面约上升到刻度1处，正确； D、将左侧空气体积划分为5等份，其中氧气约占1等份，理论上实验成功管内液面约上升到刻度1处，，错误。 6. 如图是测定空气中氧气含量的实验。对该实验的认识不正确的是 A．要等到装置冷却至室温后再读数，否则测定结果偏小 B．该实验中的铜粉换成铁粉无法达到实验目的 C．将装置1中的气球更换为注射器（见装置2），可使空气与铜粉接触更充分数据更加准确 D．正确操作情况下，反应消耗氧气的体积应该是反应前注射器内气体和玻璃管内气体体积总和的1/5 【答案】B 【解析】A、要等到装置冷却至室温后再读数，否则装置中气体膨胀，读数偏小，导致测定结果偏小，正确； B、该实验中的铜粉换成铁粉，铁也能消耗空气中氧气生成固体物质，故能达到实验目的，错误； C、将装置1中的气球更换为注射器（见装置2），两个注射器来回推动，可使空气与铜粉接触更充分数据更加准确，正确； D、正确操作情况下，氧气和铜反应生成固体氧化铜，氧气体积约占空气体积的五分之一，故反应消耗氧气的体积应该是反应前注射器内气体和玻璃管内气体体积总和的1/5，正确。 7. 下列有关实验现象的描述，正确的是 A．硫在氧气中燃烧，产生淡蓝色火焰，生成无色无味的气体 B．镁在空气中燃烧，产生苍白色火焰，生成白色烟雾 C．红磷在空气中燃烧，发出红色的火焰，产生大量白色烟雾 D．细铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体 【答案】D 【解析】A、硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，发出热量，生成具有刺激性气味的气体，错误； B、镁在空气中燃烧，发出耀眼白光，生成白色固体，错误； C、红磷在空气中燃烧，发出黄白色火焰，产生大量白烟，放出热量，错误； D、细铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射、生成黑色固体，正确。 8. 下列变化属于缓慢氧化的是 A.动植物呼吸 B.碳酸分解 C.甲烷燃烧 D. _____ 【答案】A 铁生锈 【解析】A、动植物呼吸属于缓慢氧化，正确。 B、碳酸分解，反应物没有氧气，不属缓慢氧化，错误。 C、甲烷燃烧比较剧烈，不属于缓慢氧化，错误。 D、铁生锈属于缓慢氧化。 9. 氧气是生命活动的必需气体。下列关于氧气的性质、制备说法正确的是 A．保持氧气化学性质的最小粒子是氧分子 B．可用向下排空气法或排水法收集氧气 C．铁丝在氧气中剧烈燃烧，生成Fe3O4 D．利用如图装置可比较MnO2和CuO对H2O2分解的影响 【答案】A 【解析】A、保持氧气化学性质的最小粒子是氧分子，正确； B、氧气的密度大于空气的密度，且不易溶于水，所以可用向上排空气法或排水法收集氧气，错误； C、铁丝在氧气中剧烈燃烧生成Fe3O4，错误； D、两种试管中加入的过氧化氢溶液的溶质质量分数不同，利用如图装置不能比较MnO2和CuO对H2O2分解的影响，错误。 10. 下列用高锰酸钾固体制取氧气的系列操作中正确的是 A．取用药品 B．加热药品 C．收集氧气 D．氧气验满 【答案】C 【解析】A、取用粉末状药品时，试管倾斜，用药匙或纸槽把药品送到试管底部，然后使试管直立起来，错误； B、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，错误； C、氧气的密度比空气大，可用向上排空气法收集氧气，正确； 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，错误。 11. 实验室使用一定质量的高锰酸钾加热分解制氧气，各物理量随加热时间变化的图象正确的是 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】A、高锰酸钾受热分解，开始的一段时间不会生成氧气，达到一定的温度才能放出氧气，氧气的质量逐渐增大，然后不变，图像与事实不相符，错误； B、高锰酸钾受热分解，固体质量逐渐减少，钾元素的质量分数逐渐增大，然后不变，图像与事实不相符，错误： C、二氧化锰的质量从零开始逐渐增大，然后不变，图像与事实不相符，错误； D、在化学反应中，固体中锰钾元素的质量不变，固体中锰钾元素的质量比不变，正确。 12. 在进行实验室制取和收集 O2 的过程中，有关做法不正确的是 A．选择装置①或②作为 O2 的发生装置 B．选择装置③或④作为O2 的收集装置 C．装置④有气泡冒出时立即收集气体 D．将装置①中的长颈漏斗下端管口插入液面以下 【答案】C 【解析】A、当用二氧化锰催化过氧化氢溶液制氧气时，选择装置①作为 O2 的发生装置，当用高锰酸钾或氯酸钾与二氧化锰的混合物加热制氧气时，选择装置②作为 O2 的发生装置，正确； B、O2密度比空气稍大，且不易溶于水，选择装置③或④作为O2 的收集装置，正确，； C、装置④有连续、均匀气泡冒出时，才可收集气体，错误； D、将装置①中的长颈漏斗下端管口插入液面以下，形成液封，防止产生气体从长颈漏斗逸出，正确。 13. 建构合理的思维模型，既能促进深度学习又能提高思维品质。小科建构了“两组分混合物含量测定”的思维模型。 运用该模型对教材中“测定空气中氧气含量”的实验进行了再探究：忽略含量很低的其它物质，空气可以看成由氮气和氧气组成的两份混合物。 【探究一】根据沸点低的组分先汽化的性质，测定混合物中某组分的含量。 （1）将空气转变为液态空气，液氮先汽化。从建模角度分析，该操作属于上述思维模型中的 。 【探究二】根据混合物中某组分发生化学反应，测定混合物中某组分的含量。 （2）按图甲装置测定空气中氧气含量时，止水夹最合理的打开时间是 （填“反应刚结束时”或“冷却到室温时”）。 【交流评价】 （3）已知：在氧气不充足时，碳与氧气反应生成一氧化碳，一氧化碳不溶于水且不与碱反应。小科用足量木炭替换红磷，等体积氢氧化钠浓溶液替换集气瓶中的水，规范操作后，测得的氧气含量将 （填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 【继续探究】 （4）运用上述思维模型，小科又设计了图乙的实验装置，其“测定空气中氧气含量”的原理是 。 【答案】（1）分离转移 （2）冷却到室温时 （3）偏小 （4）铜和装置中的氧气反应，生成氧化铜固体。装置内的气体冷却到室温时，注射器内减少的体积即为装置内氧气的体积，氧气的体积与反应前装置内的总体积之比即为氧气的含量 【解析】（1）将空气转变为液态空气，液氮先汽化的操作属于分离转移； （2）等到冷却到室温再打开止水夹可以防止容器发生倒吸，引起容器炸裂； （3）木炭在封闭的集气瓶里燃烧，氧气浓度会不断变小，氧气浓度较低时会生成一氧化碳气体，一氧化碳难溶于水且不与氢氧化钠溶液反应； （4）其“测定空气中氧气含量”的原理是铜和装置中的氧气反应，生成氧化铜固体。装置内的气体冷却到室温时，注射器内减少的体积即为装置内氧气的体积，氧气的体积与反应前装置内的总体积之比即为氧气的含量。 14. 某化学兴趣小组在做“铁在氧气中燃烧”实验时，进行了一系列探究活动，请你一同参与． 【探究一】：铁丝燃烧是否需要纯氧 【实验内容】：取长短相同，直径均为0.38mm的铁丝，分别在体积分数为90%、70%、60%、55%的O2中实验． 【实验现象】 O2% 90% 70% 60% 55% 实验现象 燃烧剧烈、燃烧时间长，效果好 燃烧比90%弱，燃烧时间短，实验成功 燃烧比70%弱，燃烧时间更短，实验成功 难以燃烧，只是发红 （1）实验中所用的不同体积分数的氧气可用 方法收集（填“向上排空气法”或“排水法”）。 （2）若用右图装置收集一瓶（150mL）含氧气的体积分数约为60%的气体，方法是：在150mL集气瓶里装满水，塞紧胶塞并关闭活塞b，打开活塞a通入氧气，把瓶里的水排入量筒，当量筒内的水达到设定的体积后立即关闭活塞a，然后打开活塞b通入空气，把瓶里的水全部排入量筒．则停止通入氧气时量筒内水的体积约为 （提示：空气中氧气的体积分数约为1/5）。 A．25mL B．40mL C．60mL D．75mL 【结论】：就0.38mm铁丝而言，燃烧所需氧气的最低体积分数为 ，且氧气浓度越大，燃烧现象越 ．（填“剧烈”或“不剧烈”）； 【拓展】小明指出上述关于铁丝燃烧所需氧气最低浓度的结论不合理，理由是 。 【探究二】：铁丝燃烧产生火星四射的原因 【查阅资料】 ①日常生活中的钢铁制品都含有少量碳杂质。 ②含碳细铁丝燃烧时，其中的炭粒生成的CO2气体在熔融液态物质中形成气泡，熔融液态物质因气泡炸裂引起“火星四射”的现象。 【实验内容】取长短相同、直径均为0.20mm、含碳量不同的0.38mm铁丝分别在足量的氧气中燃烧，观察现象 （1）小明按图实验时，集气瓶中放水的目的是 ； （2）下表是他将几种铁丝放入氧气中燃烧时的实验现象的记录．请你分析完成下表： 物质 纯铁丝 含碳0.05%的铁丝 含碳0.2%的铁丝 含碳0.6%的铁丝 燃烧时 的现象 无火星四射现象， 熔断 剧烈燃烧 极少火星 剧烈燃烧 少量火星 （3）通过以上实验，说明铁丝燃烧产生火星四射现象和 （填元素符号）有关。 【答案】排水法 D >55% 剧烈 0.38mm的铁丝可能在氧气浓度为56%～59%的范围内燃烧 防止生成物熔化溅落瓶底，使集气瓶炸裂 剧烈燃烧，火星四射 C 【解析】实验现象： （1）氧气不易溶于水，为方便收集不同体积分数的氧气，可用排水法进行收集； （2）通入氧气的体积即为排出水的体积，假设通入氧气的体积为V，则60%×150mL=V+(150mL-V)×1/5解得V=75mL； 结论：观察实验现象表格可知，燃烧所需氧气的最低体积分数应大于55%；氧气浓度越大，燃烧现象越剧烈； 拓展：铁丝可能在氧气浓度为56%～59%的范围内燃烧，故上述关于铁丝燃烧所需氧气最低浓度的结论不合理； 实验内容： （1）集气瓶中放水的目的是防止生成物熔化溅落瓶底，使集气瓶炸裂； （2）根据实验现象规律可知，含碳0.6% 的铁丝燃烧现象为剧烈燃烧，火星四射； （3）通过以上实验，说明铁丝燃烧产生火星四射现象和碳元素（元素符号为C）有关。 15. 某兴趣小组利用下列所示的仪器进行实验并探究。 （1）实验室用氯酸钾和MnO2为原料制氧气，反应的文字表达式为 ，若要收集到干燥的氧气，则收集装置为 （从A～E中选择）。 （2）若用H2O2溶液和MnO2来制氧气，应选用的发生装置是 （从A～E中选择）。为了证明MnO2的催化作用，甲同学通过以下装置来进行实验探究： 图1中加入amLH2O2溶液，然后塞入带火星木条的橡胶塞，如图2所示，观察到的现象是 。再通过漏斗加入 bg MnO2，如图3所示，此时观察到的现象是 。充分反应后，将图3的混合液进行过滤、洗涤、干燥、称量，固体仍为bg，甲同学认为MnO2是催化剂。 （3）乙同学认为甲同学的结论不严谨，请你帮乙同学说出理由： 。 （4） （填“能”或“否”）用图4来探究铁在氧气中的燃烧实验。 【答案】（1）氯酸钾氯化钾+氧气 D （2）A 木条不复燃 产生大量气泡，木条复燃 （3）未证明MnO2的化学性质也保持不变（或未重复上述实验，证明MnO2的质量仍然保持不变）（合理即可） 能 【解析】（1）氯酸钾在二氧化锰的催化下受热分解生成氯化钾和氧气，该反应的文字表达式为氯酸钾氯化钾+氧气；氧气不易溶于水，密度比空气大，可用排水法或向上排空气法收集，向上排空气法收集的氧气比较干燥，收集装置选D； （2）若用过氧化氢和二氧化锰制取氧气，属于固液不加热反应，发生装置应选A；常温下，过氧化氢的分解速率很慢，故带火星的木条不复燃；加入二氧化锰后，过氧化氢在二氧化锰的催化下分解为水和氧气，故现象为：产生大量气泡，带火星的木条复燃； （3）二氧化锰除了能改变化学反应速率，化学反应前后，其质量和化学性质不变，该实验未证明二氧化锰的化学性质没有改变，结论不严谨； （4）图4中，集气瓶底部铺了一层细沙，能用图4来探究铁在氧气中的燃烧实验。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！5 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第四单元 我们周围的空气 1．18世纪70年代，拉瓦锡通过定量实验证明了空气是混合物，其中约占空气体积1/5的气体是 A．N2 B．O2 C．CO2 D．H2O 2．载人飞艇的气囊内填充的气体是 A．甲烷 B．二氧化碳 C．氦气 D．氮气 3．洁净的空气对人和其他动植物都非常重要。下列气体会对空气造成污染的是 A．二氧化硫 B．氧气 C．二氧化碳 D．氮气 4．随着科技的发展，空气中各成分的应用越来越广泛。下列用途主要利用物理性质的是 A．氮气——充氮包装 B．氧气——医疗急救 C．稀有气体——激光技术 D．二氧化碳——气体肥料 5．如图是测定空气中氧气含量的改进实验装置（夹持装置已省略），对该实验认识正确的是 A．现象：实验过程中，红磷燃烧，产生大量白雾 B．推论：实验后，玻璃管中剩余气体具有可燃性 C．分析：红磷的量多或少，都不会影响实验结果 D．评价：用改进装置实验，能减少对空气的污染 6．下列方法能区分氮气和二氧化碳两瓶气体的是 A．观察颜色 B．闻气味 C．将燃着的木条伸入集气瓶中 D．倒入适量澄清石灰水 7. 空气是一种宝贵的自然资源。下列有关空气及其成分的说法中，正确的是 A．洁净的空气是纯净物 B．氧气是空气中含量最多的气体 C．稀有气体含量少，没有利用价值 D．氮气化学性质不活泼，常用作保护气 8. 下列实验现象描述正确的是 A．磷在空气中燃烧产生大量的白雾 B．木炭在空气中燃烧发出淡蓝色火焰 C．镁在氧气中燃烧发出耀眼的白光，生成黑色固体 D．铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体 9. 如图是铁丝在氧气中燃烧的实验示意图，下列有关该实验叙述正确的是 A．点燃系在细铁丝下端的火柴，立即插入盛有氧气的集气瓶中 B．观察到铁丝剧烈燃烧、火星四射、生成黑色固体 C．该反应的符号表达式为Fe+O2→Fe3O4 D．集气瓶底部的水不能用少量细沙代替 10. 实验室制取O2，下列操作、药品和装置选择不合理的是 A．选择药品 B．检查气密性 C．发生装置 D．收集装置 11. 某实验小组设计如图实验对过氧化氢分解进行探究。 下列相关说法不正确的是 A．对比实验甲和乙，探究H2O2浓度对H2O2分解速率的影响 B．对比实验乙和丁，探究MnO2对H2O2分解速率的影响 C．对比实验甲和丙，探究温度对H2O2分解速率的影响 D．对比实验甲、丙和丁，探究MnO2和温度对H2O2分解速率影响的程度 12. 实验室用氯酸钾固体（二氧化锰作催化剂）制取氧气，下列装置组合正确的是 A．①③ B．①⑤ C．②③ D．②④ 13. 小亮同学利用下图所示的装置测定空气里氧气的含量。他先在燃烧匙中放入足量的红磷，塞紧橡皮塞，然后用凸透镜聚光照射集气瓶中的红磷。 （1）由于凸透镜的聚光作用，使红磷的温度 ，红磷燃烧；燃烧停止后，燃烧匙里仍有红磷，燃烧停止的原因是 。 （2）待完全反应冷却到常温后，打开弹簧夹观察到的实验现象是 ，说明 。 （3）实验中不能用木炭代替红磷，原因是 。 14. 根据图所示的实验回答问题。 (1)甲装置中仪器a的名称为 ；用该装置收集气体，气体应满足的条件是 ；实验时导管接近集气瓶底部的目的是 。 (2)乙是铁丝在氧气中燃烧的实验。点燃铁丝下端的火柴，待 时，将铁丝伸入集气瓶内。实验时瓶底有水，若集气瓶炸裂，操作上可能的错误是 。 15. 实验室常用下列A、B、C装置制取气体，D、E、F装置收集气体。 回答下列问题： (1)A装置中仪器X的名称是 。 (2)若用B装置制取氧气，反应的符号表达式为 。在D、E中需选择 集氧气，选择的依据是 。 (3)实验室常以氯酸钾、二氧化锰为原料，用C装置制取、F装置收集氧气。实验前需检查装置的气密性：连接装置C、F，微热C中试管，若F中产生气泡、且恢复常温后玻璃管内水面 水槽的水面，就证明装置气密性良好。将反应后剩余固体溶解、过滤、洗净、干燥后又得到二氧化锰固体，其质量与反应前相比 (填“增大”“减小”或“不变”)。 (4)若以高锰酸钾为原料、用C装置制取氧气，需要在 塞一团棉花。 1. 中国空间站首次进行“太空养鱼”实验。在实验中，金鱼藻为斑马鱼提供呼吸所需的 A．N2 B．O2 C．CO2 D．H2O 2. 空气是一种宝贵的资源，其中含量最高且常用作保护气的是 A．N2 B．O2 C．He D．CO2 3. 洁净的空气对人类非常重要。下列气体不会污染空气的是 A．氮气 B．一氧化碳 C．二氧化硫 D．二氧化氮 4. 空气看不见，摸不着。下列有关空气的描述错误的是 A．干燥洁净的空气中氧气的体积分数约为 78% B．通常情况下空气中各组分之间彼此不发生化学反应 C．空气中分离出来的氮气化学性质不活泼，可用于食品防腐 D．目前计入空气污染指数的有害气体主要包括二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、臭氧等 5. 小亮同学设计了如图所示的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．该实验利用了铜丝的导热性 B．红磷燃烧结束后，待装置恢复至室温时再读数 C．实验成功的标志为左侧玻璃管内液面约上升到刻度1处 D．实验成功的标志为左侧玻璃管内液面约上升到刻度4处 6. 如图是测定空气中氧气含量的实验。对该实验的认识不正确的是 A．要等到装置冷却至室温后再读数，否则测定结果偏小 B．该实验中的铜粉换成铁粉无法达到实验目的 C．将装置1中的气球更换为注射器（见装置2），可使空气与铜粉接触更充分数据更加准确 D．正确操作情况下，反应消耗氧气的体积应该是反应前注射器内气体和玻璃管内气体体积总和的1/5 7. 下列有关实验现象的描述，正确的是 A．硫在氧气中燃烧，产生淡蓝色火焰，生成无色无味的气体 B．镁在空气中燃烧，产生苍白色火焰，生成白色烟雾 C．红磷在空气中燃烧，发出红色的火焰，产生大量白色烟雾 D．细铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体 8. 下列变化属于缓慢氧化的是 A.动植物呼吸 B.碳酸分解 C.甲烷燃烧 D. _____ 9. 氧气是生命活动的必需气体。下列关于氧气的性质、制备说法正确的是 A．保持氧气化学性质的最小粒子是氧分子 B．可用向下排空气法或排水法收集氧气 C．铁丝在氧气中剧烈燃烧，生成Fe3O4 D．利用如图装置可比较MnO2和CuO对H2O2分解的影响 10. 下列用高锰酸钾固体制取氧气的系列操作中正确的是 A．取用药品 B．加热药品 C．收集氧气 D．氧气验满 11. 实验室使用一定质量的高锰酸钾加热分解制氧气，各物理量随加热时间变化的图象正确的是 A． B． C． D． 12. 在进行实验室制取和收集 O2 的过程中，有关做法不正确的是 A．选择装置①或②作为 O2 的发生装置 B．选择装置③或④作为O2 的收集装置 C．装置④有气泡冒出时立即收集气体 D．将装置①中的长颈漏斗下端管口插入液面以下 13. 建构合理的思维模型，既能促进深度学习又能提高思维品质。小科建构了“两组分混合物含量测定”的思维模型。 运用该模型对教材中“测定空气中氧气含量”的实验进行了再探究：忽略含量很低的其它物质，空气可以看成由氮气和氧气组成的两份混合物。 【探究一】根据沸点低的组分先汽化的性质，测定混合物中某组分的含量。 （1）将空气转变为液态空气，液氮先汽化。从建模角度分析，该操作属于上述思维模型中的 。 【探究二】根据混合物中某组分发生化学反应，测定混合物中某组分的含量。 （2）按图甲装置测定空气中氧气含量时，止水夹最合理的打开时间是 （填“反应刚结束时”或“冷却到室温时”）。 【交流评价】 （3）已知：在氧气不充足时，碳与氧气反应生成一氧化碳，一氧化碳不溶于水且不与碱反应。小科用足量木炭替换红磷，等体积氢氧化钠浓溶液替换集气瓶中的水，规范操作后，测得的氧气含量将 （填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 【继续探究】 （4）运用上述思维模型，小科又设计了图乙的实验装置，其“测定空气中氧气含量”的原理是 。 14. 某化学兴趣小组在做“铁在氧气中燃烧”实验时，进行了一系列探究活动，请你一同参与． 【探究一】：铁丝燃烧是否需要纯氧 【实验内容】：取长短相同，直径均为0.38mm的铁丝，分别在体积分数为90%、70%、60%、55%的O2中实验． 【实验现象】 O2% 90% 70% 60% 55% 实验现象 燃烧剧烈、燃烧时间长，效果好 燃烧比90%弱，燃烧时间短，实验成功 燃烧比70%弱，燃烧时间更短，实验成功 难以燃烧，只是发红 （1）实验中所用的不同体积分数的氧气可用 方法收集（填“向上排空气法”或“排水法”）。 （2）若用右图装置收集一瓶（150mL）含氧气的体积分数约为60%的气体，方法是：在150mL集气瓶里装满水，塞紧胶塞并关闭活塞b，打开活塞a通入氧气，把瓶里的水排入量筒，当量筒内的水达到设定的体积后立即关闭活塞a，然后打开活塞b通入空气，把瓶里的水全部排入量筒．则停止通入氧气时量筒内水的体积约为 （提示：空气中氧气的体积分数约为1/5）。 A．25mL B．40mL C．60mL D．75mL 【结论】：就0.38mm铁丝而言，燃烧所需氧气的最低体积分数为 ，且氧气浓度越大，燃烧现象越 ．（填“剧烈”或“不剧烈”）； 【拓展】小明指出上述关于铁丝燃烧所需氧气最低浓度的结论不合理，理由是 。 【探究二】：铁丝燃烧产生火星四射的原因 【查阅资料】 ①日常生活中的钢铁制品都含有少量碳杂质。 ②含碳细铁丝燃烧时，其中的炭粒生成的CO2气体在熔融液态物质中形成气泡，熔融液态物质因气泡炸裂引起“火星四射”的现象。 【实验内容】取长短相同、直径均为0.20mm、含碳量不同的0.38mm铁丝分别在足量的氧气中燃烧，观察现象 （1）小明按图实验时，集气瓶中放水的目的是 ； （2）下表是他将几种铁丝放入氧气中燃烧时的实验现象的记录．请你分析完成下表： 物质 纯铁丝 含碳0.05%的铁丝 含碳0.2%的铁丝 含碳0.6%的铁丝 燃烧时 的现象 无火星四射现象， 熔断 剧烈燃烧 极少火星 剧烈燃烧 少量火星 （3）通过以上实验，说明铁丝燃烧产生火星四射现象和 （填元素符号）有关。 15. 某兴趣小组利用下列所示的仪器进行实验并探究。 （1）实验室用氯酸钾和MnO2为原料制氧气，反应的文字表达式为 ，若要收集到干燥的氧气，则收集装置为 （从A～E中选择）。 （2）若用H2O2溶液和MnO2来制氧气，应选用的发生装置是 （从A～E中选择）。为了证明MnO2的催化作用，甲同学通过以下装置来进行实验探究： 图1中加入amLH2O2溶液，然后塞入带火星木条的橡胶塞，如图2所示，观察到的现象是 。再通过漏斗加入 bg MnO2，如图3所示，此时观察到的现象是 。充分反应后，将图3的混合液进行过滤、洗涤、干燥、称量，固体仍为bg，甲同学认为MnO2是催化剂。 （3）乙同学认为甲同学的结论不严谨，请你帮乙同学说出理由： 。 （4） （填“能”或“否”）用图4来探究铁在氧气中的燃烧实验。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$