考向5 空气的组成及氧气的性质-【拔尖特训】2024-2025学年新教材九年级上册化学(鲁教版2024)

式为3Fe+4H2O 高温 􀪅􀪅Fe3O4+4H2。(5) ② 螺旋状的铜丝 作电极有反应速率快、产物无损失等优点。 考向四　溶　液 1. B [解析] 3只烧杯中的氢氧化钠固体均完全溶解,所 以氢氧化钠溶于水可以形成溶液,A说法正确;氢氧化钠 在水中不能无限溶解,加入氢氧化钠固体到一定程度后, 固体不再溶解,溶液温度不再升高,B说法错误;由图像可 知,相同条件下,溶解的NaOH固体越多,放出的热量越 多,C说法正确;相同条件下,溶解的NaOH固体越多,溶 液浓度越大,D说法正确。 2. A [解析] 由第二组、第三组和第四组的实验可知, 20℃时,50g 水中最多能溶解氯化钠18g,此时溶液达到 饱和状态,A错误;由题表可知,第一组实验中50g水中只 溶解了15g 氯化钠,故其为不饱和溶液,B正确;第二组实 验所得溶液中溶质与溶剂的质量比为18g∶50g =9∶25, C正确;第三组和第四组实验最终所得溶液中含有相同质 量的溶质和溶剂,因此它们的溶质质量分数相等,D正确。 3. C [解析] 需称量的氯化钠的质量为7.5g,会用到游 码,若②中的砝码和氯化钠的位置放反,会使得称量氯化 钠的质量偏小,溶液的溶质质量分数会偏小,A错误;若③ 中烧杯内壁有水珠,会使得水的量偏多,溶液的溶质质量 分数会偏小,B错误;若④中量取水时俯视读数,会使得量 取水的量偏少,溶液的溶质质量分数会偏大,C正确;因为 溶液是均一、稳定的,将配好的溶液装瓶时,有少量溶液溅 出,对溶液的溶质质量分数无影响,D错误。 4. (1) ① 4∶21 ② 偏大 (2) ① 不饱和 ② 丁= 丙>乙>甲 [解析] (1) ① 100g溶质质量分数为16%的 氯化钠溶液中氯化钠的质量为100g×16%=16g,水的质 量为100g-16g=84g,溶质与溶剂的质量比为4∶21。 ② 若称取氯化钠固体时所用砝码生锈,会使称取的氯化钠 固体偏多,则所配溶液的溶质质量分数会偏大。(2) ① 甲 中溶液蒸发10g水,乙中无固体析出,说明甲中溶液是不 饱和溶液;乙中溶液再蒸发10g水,丙中析出固体1g,说 明丙中溶液是饱和溶液,乙中溶液可能恰好是饱和溶液, 也可能是不饱和溶液;丙中溶液再蒸发10g水,丁中共析 出固体2.5g,说明丁中溶液是饱和溶液,且每10g水可溶 解2.5g-1g=1.5g固体,据此可推断出乙为不饱和溶 液。② 题图中操作在恒温条件下进行,饱和溶液的溶质质 量分数相同,故甲、乙、丙、丁中溶液的溶质质量分数由大 到小的顺序为丁=丙>乙>甲。 5. (1) 4.5 (2) D (3) 胶头滴管 40 [解析] (1) 配制 一瓶500g溶质质量分数为0.9%的氯化钠溶液,需氯化钠 固体的质量为500g×0.9%=4.5g。(2) 称取氯化钠时, 将取出的过量氯化钠固体放回原瓶,易使瓶内氯化钠受到 污染,应放到指定容器内,故A错误;溶解氯化钠时用玻璃 棒搅拌,目的是加快氯化钠的溶解,故B错误;称取氯化钠 时,在天平两边托盘上各放一张质量相等的纸,目的是防 止托盘被腐蚀,故C错误;量取所需水时,为准确读数,视 线应与量筒内液体凹液面的最低处保持水平,故D正确。 (3) 实验室若用溶质质量分数为15%的氯化钠溶液配制溶 质质量分数为5%的氯化钠溶液60g,需要用到的玻璃仪 器有烧杯、玻璃棒、量筒和胶头滴管;设需要15%的氯化钠 溶液的质量为x,根据稀释前后溶液中溶质质量不变,则 x×15%=60g×5%,解得x=20g,需要加水的质量为 60g-20g=40g。 6. [实验结论] (1) 降低 (2) 升高 [拓展实验] 低于 [反思交流] (1) < = (2) 烧杯中出现固体物质,说明 溶液达到饱和状态,再继续加入相同质量的物质b,不再溶 解放热 [解析] [实验结论] (1) 若加入物质a后,发现玻 璃片与烧杯底部之间的水结冰,说明溶液的温度降低。 (2) 若加入物质b后,热水会突然沸腾,说明溶液的温度升 高。[拓展实验] 若物质c为NaOH,氢氧化钠溶于水放 热,装置内的气压增大,则U形管内的左边液面将低于右 边液面。[反思交流] (1) 若 Q吸<Q放,则溶液温度升高; 若Q吸=Q放,则溶液温度不变。(2) 题图乙中,继续向热水 中加入相同质量的物质b,又看到沸腾现象,烧杯中出现固 体物质后,说明此时溶液达到饱和状态,再继续加入相同 质量的物质b,不再溶解放热,因此看不到沸腾现象。 考向五　空气的组成及氧气的性质 1. A [解析] 用题图所示装置制备气体,当打开弹簧夹 时,放在多孔塑料板上的固体和液体接触,反应发生;当关 闭弹簧夹时,试管内的气体排不出去,压强增大,就会把液 体向下压回长颈漏斗中,使固体和液体脱离接触,反应停 止。所以该装置能随时控制反应的发生与停止。选择试剂 时,固体是块状的才能放到多孔塑料板上,不能是粉末状 的。① 用硫酸铜粉末与双氧水混合制备O2,硫酸铜粉末 不能放到多孔塑料板上,不符合题意。② 用锌粒与稀硫酸 混合制备H2,锌粒能放到多孔塑料板上,符合题意。③ 用 高锰酸钾固体制备O2,需要用固体加热型装置,该装置不 符合要求。④ 用块状碳酸钙与稀盐酸混合制备CO2,块状 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 45 碳酸钙能放到多孔塑料板上,符合题意。⑤ 用氯酸钾固体 与二氧化锰固体混合制备O2,需要用固体加热型装置,该 装置不符合要求。所选试剂适合用该装置制备相应气体 的是②④。 2. C [解析] ① 证明FeCl3或CuSO4是过氧化氢溶液分 解的催化剂,还需要验证FeCl3 或CuSO4 的质量和化学性 质在反应前后不变,不正确。② 对比实验,必须控制变量, 当只有一个条件不同时,才可对比出该条件对实验结果是 否有影响。题图所示实验中,所滴加溶液中的阴离子不 同,反应速率为甲>乙,不能说明Fe3+比Cu2+对H2O2 分 解催化的效果好,不正确。③ 实验中可通过观察产生气泡 的快慢来比较反应速率,正确。④ 过氧化氢中氢元素的化 合价为+1,根据化合物中各元素正、负化合价的代数和为 0可得,氧元素的化合价为-1,正确。 3. C [解析] 氯酸钾的熔点为356℃,由图Ⅱ可知温度加 热到400℃,所以氯酸钾会熔化变为液体,故图Ⅰ试管口应 略向上倾斜,A正确;该实验是直接加热氯酸钾生成氧气, 所以该实验证明氯酸钾在没有催化剂的条件下也会分解 产生氧气,B正确;分析图Ⅰ、图Ⅱ可知,氯酸钾先熔化变为 液体,再开始大量产生氧气,说明产生大量氧气时的温度 高于356℃,C错误;空气中氧气约占空气总体积的21%, 图Ⅱ中曲线乙的起始体积分数为21%,所以曲线乙表示氧 气的体积分数,D正确。 4. (1) 引燃铁丝 3Fe+2O2 点燃 􀪅􀪅Fe3O4 (2) 在瓶中加入 少量的澄清石灰水,振荡,若澄清石灰水变浑浊,则产物为 二氧化碳 (3) 测定空气中氧气的含量 BC (4) 能溶于 水 实验二 (5) BD [解析] (1) 铁丝在氧气中剧烈燃 烧,生成了四氧化三铁,实验时,系火柴的目的是引燃铁 丝。(2) 木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳,二氧化碳能使 澄清石灰水变浑浊,所以木炭在氧气中燃烧后,验证产物 的方法是在瓶中加入少量的澄清石灰水,振荡,若澄清石 灰水变浑浊,则产物为二氧化碳。(3) 由实验四的装置图 可知,实验四的实验目的是测定空气中氧气的含量。铁丝 在空气中不能燃烧,不能代替红磷进行实验;要准备足量 的红磷,目的是将容器内的氧气耗尽;产物不能为气体,否 则集气瓶内的压强变化不明显,无法测定空气中氧气的含 量。(4) 水能吸收二氧化硫,说明二氧化硫具有的物理性 质之一是能溶于水。实验二中水的作用是防止反应生成 的高温熔融物溅落到瓶底,使瓶底炸裂,故可以把水换成 细沙,而实验一和实验四中的水均有吸收生成物的作用, 不能换成细沙。(5) 从反应角度分析,题述四个反应的相 同点是都放出热量、都是化合反应。 5. (1) ⑤③①②④ (2) 4P+5O2 点燃 􀪅􀪅2P2O5 (3) 10 (4) ② (5) ④ (6) 实验精确度高,更环保 [解析] (1) 白 磷燃烧测定空气中氧气含量的实验步骤为连接仪器并检 查装置的气密性;将白磷(白磷40℃时即可燃烧)平装入试 管中,将注射器活塞前沿置于20mL刻度线处,并按如图 Ⅱ所示的连接方式固定好,再用弹簧夹夹紧胶皮管;点燃 酒精灯;撤去酒精灯,待试管冷却后打开弹簧夹;读取注射 器活塞的数据。故该实验正确的实验操作顺序是⑤③① ②④。(2) 白磷与氧气在点燃的条件下反应生成五氧化二 磷,该反应的化学方程式为4P+5O2 点燃 􀪅􀪅2P2O5。(3) 试 管的容积为50mL,注射器活塞前沿停在20mL刻度线处, 关闭弹簧夹,对白磷进行加热,充分反应后,冷却至室温,此 时与白磷反应的是试管中的氧气,注射器中的氧气没有参 与反应,由于氧气约占空气总体积的1 5 ,因此参加反应的 氧气的体积约为50mL×15=10mL ,打开弹簧夹,注射器 活塞前沿将停在20mL-10mL=10mL刻度线处。 (4) 集气瓶中装入体积为a的水,关闭弹簧夹,用预先加热 过的玻璃棒引燃白磷,待冷却至室温后,打开弹簧夹,量出 集气瓶中水的体积为b,整个集气瓶的容积为c,则反应前 集气瓶中空气的体积为c-a,反应后消耗氧气的体积等于 流入集气瓶中的水的体积,为b-a,由于氧气约占空气总 体积的1 5 ,因此a、b、c三个数据应满足的一个等式关系为 b-a c-a= 1 5 。(5) ① 用碳代替白磷燃烧消耗氧气的同时会 生成二氧化碳气体,集气瓶中气体体积变化不明显,实验 最后得到的实际值比理论值小,不符合题意;② 用红磷代 替白磷,红磷燃烧消耗氧气的同时生成固体五氧化二磷, 对实验不会造成影响,不符合题意;③ 集气瓶没有冷却到 室温就打开弹簧夹,集气瓶中的气体体积偏大,内外压强 差偏小,实验最后得到的实际值比理论值小,不符合题意; ④ 实验前弹簧夹未关闭,白磷燃烧导致集气瓶中的气体膨 胀,部分气体逸出,内外压强差偏大,实验最后得到的实际 值比理论值大,符合题意。(6) 图Ⅱ、Ⅲ所示的改进装置相 比于图Ⅰ装置,明显的优点在于装置的气密性好,改进后 的装置无须打开橡胶塞点燃,避免瓶内空气外逸而造成实 验误差,实验精确度高,更环保。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 55 98 考向五　空气的组成及氧气的性质 ▶ “答案与解析”见P54 1. 用如图所示的装置制备气体,并随时控制反 应的发生与停止,下列所选试剂适合用该装 置制备相应气体的是 ( ) ① 用硫酸铜粉末与双氧水混合制备O2 ② 用锌粒与稀硫酸混合制备H2 ③ 用高锰酸钾固体制备O2 ④ 用块状碳酸钙与稀盐酸混合制备CO2 ⑤ 用氯酸钾固体与二氧化锰固体混合制 备O2 A. ②④ B. ①③⑤C. ①③④D. ②⑤ (第1题) (第2题) 答案讲解 2. (2024·盐城盐都期中)为比较Fe3+ 和Cu2+对过氧化氢分解反应的催化 效果,某同学设计了如图所示的实 验(提示:FeCl3 溶液、CuSO4 溶液中都含有 阴、阳离子和水分子),有关实验如下:① 滴 加FeCl3 或CuSO4 溶液后过氧化氢分解速 率加快,则FeCl3或CuSO4是过氧化氢溶液 分解的催化剂;② 若图中反应速率为甲> 乙,则一定说明Fe3+比Cu2+对H2O2分解催 化的效果好;③ 实验中可通过观察产生气泡 的快慢来比较反应速率;④ 过氧化氢中氧元 素的化合价为-1。以上说法中,错误的是 ( ) A. ①③ B. ③④ C. ①② D. ①④ 答案讲解 3. (2024·武汉期中)氯酸钾为白色固 体,熔点为356℃,受热分解会释放 氧气。李明同学利用图Ⅰ所示装置 (夹持装置略)探究氯酸钾的热分解温度,所 得氧气的体积分数和温度随时间的变化关系 如图Ⅱ所示。下列说法不正确的是 ( ) (第3题) A. 因为加热后氯酸钾慢慢变成液态,故图Ⅰ 试管口略向上倾斜 B. 该实验证明氯酸钾在没有催化剂的条件 下也会分解产生氧气 C. 由图Ⅱ可知氯酸钾在356℃时就开始大 量分解产生氧气 D. 图Ⅱ表示氧气体积分数的曲线为乙 4. 如图所示为初中化学中涉及的几个实验,请 回答相关问题。 (第4题) (1) 实验二:铁丝在氧气中剧烈燃烧,实验 时,系火柴的目的是 ;该反应的 化学方程式为 。 (2) 实验三:木炭在氧气中燃烧后,验证产物 的方法是 。 (3) 实验四的实验目的是 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 化学(鲁教版)九年级上 99 。正确选择试剂是实验成功的关 键,实验中对试剂的选择合理的是 (多选,填字母)。 A. 可以用铁丝代替红磷进行实验 B. 要准备足量的红磷 C. 产物不能为气体 (4) 实验一、二、四中都要在集气瓶底部放少 量的水,实验一中放水的作用是吸收二氧化 硫,防止污染空气,由此推测,二氧化硫具有 的物理性质之一是 。在实验 一、二、四中,可以把水换成细沙的实验是 。 (5) 从反应角度分析,以上四个反应的相同 点是 (多选,填字母)。 A. 都是分解反应 B. 都放出热量 C. 产物在常温下均为固体 D. 都是化合反应 5. 某校化学研究性学习小组的同学学习了“空 气中氧气含量测定的实验”后,改进了如图Ⅰ 所示的实验,设计出了如图Ⅱ、图Ⅲ所示的实 验装置,据图回答下列问题: (第5题) 已知:图Ⅰ所示的实验中,红磷燃烧的最低温 度为240℃,在点燃红磷时需要把燃烧匙放 在集气瓶外酒精灯火焰上点燃,然后迅速伸 入集气瓶内。 [探究1] 甲同学用如图Ⅱ所示的装置进行实 验,操作步骤如下:① 点燃酒精灯。② 撤去 酒精灯,待试管冷却后打开弹簧夹。③ 将白 磷(白磷40℃时即可燃烧)平装入试管中,将 注射器活塞前沿置于20mL刻度线处,并按 如图Ⅱ所示的连接方式固定好,再用弹簧夹 夹紧胶皮管。④ 读取注射器活塞的数据。 ⑤ 连接仪器并检查装置的气密性。 (1) 该 实 验 正 确 的 实 验 操 作 顺 序 是 (填序号)。 (2) 请 写 出 白 磷 燃 烧 的 化 学 方 程 式: 。 (3) 已知试管的容积为50mL,注射器活塞前 沿停在20mL刻度线处,关闭弹簧夹,对白磷 进行加热,充分反应后,冷却至室温,打开弹 簧夹,注射器活塞前沿将停在 mL 刻度线处。 [探究2] 乙同学按如图Ⅲ所示连接好仪器并 检查装置的气密性良好后,在集气瓶中装入 体积为a的水,关闭弹簧夹,用预先加热过的 玻璃棒引燃白磷,待冷却至室温后,打开弹簧 夹,量出集气瓶中水的体积为b,整个集气瓶 的容积为c。 (4) 若实验非常成功,请写出a、b、c三个数据 应满足的一个等式关系: (填序号)。 ① b-a c = 1 5 ② b-a c-a= 1 5 ③ b-a c-b= 1 5 (5) 某同学按如图Ⅲ所示装置进行“空气中 氧气含量测定”的实验,下列实验操作中,会 导致实验最后得到的实际值大于理论值的是 (填序号)。 ① 用碳代替白磷 ② 用红磷代替白磷 ③ 集气瓶没有冷却到室温就打开弹簧夹 ④ 实验前弹簧夹未关闭 (6) 图Ⅱ、Ⅲ所示的改进装置相比于图Ⅰ装 置,明显的优点在于 。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 期末压轴题特训