内容正文:
三年(2022-2024)中考科学真题分项汇编(浙江专用)
专题07 空气氧气与气体制取
考点:空气与氧气、二氧化碳、气体的制取
一、选择题
1.(2023·浙江绍兴·中考真题)小敏在鉴别氢气、氮气、氧气、二氧化碳四瓶无色气体时,对它们的部分性质进行归纳梳理并编制了检索表(如图)。检索表中S代表的是( )
检索表
1a只有可燃性……………………P
1b不具有可燃性…………………2
2a能使澄清石灰水变浑浊………Q
2b不能使澄清石灰水变浑浊………3
3a能使带火星的木条复燃…………R
3b不能使带火星的木条复燃………S
A.氢气 B.氮气 C.氧气 D.二氧化碳
2.(2023·浙江温州·中考真题)如图为某学校开展的逃生演习画面,同学们用湿毛巾捂住口鼻有序跑向操场。据图可知,此次演习针对的是( )
A.寒潮 B.火灾 C.台风 D.泥石流
3.(2023·浙江湖州·中考真题)下列关于氧气性质及其制备的说法正确的是( )
A.氧气的化学性质很不活泼,与其他物质反应必须要加热
B.氧气参与很多燃烧反应,它是一种常见的可燃物
C.实验室可用加热分解高锰酸钾的方法制备氧气
D.要除去N2中的O2得到纯净的 N2,只需将混合气体通过红热的炭
4.(2023·浙江宁波·中考真题)下列与氧气有关的实验操作,需要纠正的是( )
A.制取氧气 B.排水法收集氧气 C.检验氧气 D.硫在氧气中燃烧
5.(2022·浙江湖州·中考真题)将一根火柴折断,分成火柴头和火柴梗两部分,放在铜片上,如图所示。用酒精灯加热铜片,发现火柴头先燃烧。下列叙述中,错误的是( )
A.用酒精灯加热要使用外焰 B.利用了铜片良好的导热性
C.说明了火柴头和火柴梗有不同的着火点 D.说明了燃烧需要助燃剂
6.(2022·浙江杭州·中考真题)2008年北京奥运会“祥云”火炬、2022年北京冬奥会“飞扬”火炬的外壳材料的主要成分和燃料如表所示。奥运火炬的迭代,体现了我国科技水平的提高。下列有关两火炬的说法错误的是( )
“祥云”火炬
“飞扬”火炬
外壳材料的主要成分
铝合金
碳纤维复合材料
燃料
丙烷(C3H4)
氢气(H2)
A.外壳材料的主要成分都属于非金属单质 B.燃料都具有可燃性
C.燃料燃烧时,助燃物都是氧气 D.燃料燃烧时,都有水生成
7.(2022·浙江中考真题)某化学兴趣小组设计了如图所示实验来探究燃烧的条件。已知白磷着火点为,红磷着火点为,下列说法错误的是( )
A.白磷1燃烧而白磷2不燃烧说明燃烧需要空气 B.白磷1燃烧而红磷不燃烧说明燃烧需要温度达到着火点
C.气球的作用是防止燃烧产生的污染空气 D.通氧气可使白磷2燃烧,升高水温可使红磷燃烧
8.(2022·浙江温州·中考真题)在“烹饪与营养”实践活动中(如图),灶内的木材燃烧一段时间后火焰变小,某同学用长木棒挑开木材堆后,火焰重新变旺,这是因为( )
A.灶内的木材变更多 B.木材的着火点降低
C.木材接触更多空气 D.木材的导热性变强
二、填空题
9.(2022·浙江中考真题)主要由引起的酸雨通常称为“硫酸型酸雨”。小张同学在一家硫酸厂(排放的尾气中含有少量)附近采集到刚降落地面的雨水水样,用计每隔5分钟测一次,其数据如下表:
测定时刻
5:05
5:10
5:15
5:20
5:25
5:30
4.95
4.94
4.94
4.88
4.86
4.85
回答下列问题:
(1)正常雨水的,由表中数据可判断此次采集的雨水 酸雨(填“是”或“不是”),向雨水水样中滴入石蕊试液显 色。另一种造成酸雨的气体物质的化学式是 。
(2)与水反应生成亚硫酸,数据显示测定期间雨水水样酸性增强,其原因是亚硫酸被氧气氧化为硫酸,反应的化学方程式为 。
(3)用熟石灰改善“硫酸型酸雨”导致的土壤酸化,反应的化学方程式为 。
(4)硫酸厂排放的尾气可用足量石灰水吸收,反应的化学方程式为 ,生成物再用处理,得到的气体产物为 ,该气体可用作生产硫酸的原料,从而实现有害物质的回收利用。
10.(2024·浙江·中考真题)实验室常用大理石(主要成分是CaCO3)与稀盐酸制取二氧化碳。请回答:
(1)①图1是两种气体发生装置,各有优缺点。选择其中一种并说明所选装置的优点: ;
②检查装置A的气密性时,将右侧导管浸入水中,用手捂住试管,观察到 ,说明气密性良好。
(2)在完成气密性检查后,装入药品,反应产生气体。用向上排空气法收集气体,验满时,将燃着的小木条放在集气瓶口,小木条熄灭。从燃烧条件看,小木条熄灭是由于 。
(3)在收集二氧化碳过程中,某同学进一步探究了集气瓶内氧气体积分数对瓶口小木条燃烧情况的影响。多次实验后发现氧气体积分数降到8%左右时小木条熄灭。其中一组实验数据如图2,在该实验条件下,要使二氧化碳体积分数达到90%,需在小木条熄灭后,再收集 秒。
11.(2023·浙江杭州·中考真题)小金利用如图甲所示装置(气密性良好)和试剂测定空气中氧气含量,集气瓶中空气的体积为,氧气传感器测得集气瓶内氧气的体积分数变化曲线如图乙所示。
(1)实验开始时,用酒精灯加热粗铜丝,其目的是 。
(2)反应开始到止水夹打开前,集气瓶内可观察到的现象是 。
(3)小金提出“倒吸入集气瓶中水的体积除以等于空气中氧气的含量”。据图乙分析,此说法 (选填“正确”或“错误”),说明理由: 。
12.(2022·浙江绍兴·中考真题)科学是一门以实验为基础的学科,以下是实验室制取、收集、测量气体体积的常用装置。
(1)实验室制取二氧化碳的发生装置可以选择 (填字母)。
(2)检查装置B气密性的方法是:先关闭止水夹,然后 。
(3)若用装置C测反应生成的二氧化碳体积,测得的体积比理论值小,原因可能是二氧化碳具有 的性质。
13.(2022·浙江杭州·中考真题)氮是空气中含量最多的元素,也是构成生物体的必要元素之一。但是,空气中游离态的氮不能直接被大多数生物所利用,必须经过变化,并与其他成分形成化合物(如氨或铵盐等),才能被植物利用。如图是自然界氮循环的示意图。请回答:
(1)一株绿色植物的幼苗(如小麦),在生长过程中缺氮,其最可能出现的症状是 。
A.茎秆细小、易倒伏,叶有褐斑 B.生长矮小,叶色发黄
C.生长缓慢,叶色暗绿带红 D.只开花不结果
(2)工业上常用空气冷冻分离法来获得氯气(即由液态空气分馏来获得氮气),这种方法制氮气的原理是利用了氮气与氧气哪一物理性质的差异?
(3)实验室制备少量氮气的方法很多。例如,可由亚硝酸铵来制取氮气,其反应如下:NH4NO2N2↑+2H2O,该反应是属于 反应。(选填“化合”、“分解”、“置换”或“复分解”)
(4)空气中的N2转化为NH3,的过程中,N元素的化合价由0价转变为 价。
(5)有人认为:人类可以通过人工固氮,大量合成含化肥并施用于农作物,这将有助于人类粮食增产,但也会造成环境污染。你是否认同他的观点并阐述理由。
14.(2023·浙江杭州·中考真题)酸碱灭火器是利用两种“灭火剂”混合后喷出液体来扑灭火灾的一种灭火器。小金拟制作一款简易酸碱灭火器,进行了如下探究。
实验一:灭火剂的选择
可供选择的试剂:20%的盐酸、20%的硫酸溶液、20%的硫酸钠溶液和饱和碳酸钠溶液。
小金为了寻找反应最快的“灭火剂”组合,利用如图甲所示装置和如表所示试剂进行实验,装置A和B中的注射器、橡胶塞、U形管、气球的规格均相同,装置A和B的气密性良好,初始状态均相同。
装置
A
B
注射器内试剂
的盐酸
U形管内试剂
饱和碳酸钠溶液
饱和碳酸钠溶液
(1)装置A中注射器盛放的试剂为 。
(2)若实验中同时将装置A和B的注射器内试剂全部推入U形管,装置B中发生反应的化学方程式为 。通过观察 (填写现象)比较两组“灭火剂”反应的快慢。
实验二:灭火器制作及使用
(3)小金制作了如图乙所示灭火器,推动注射器活塞,喷嘴喷出液体将燃烧的蜡烛熄灭,蜡烛熄灭的原因是 。
15.(2023·浙江绍兴·中考真题)科学是一门以实验为基础的学科。如图A和B为实验室中常见的气体发生装置,请回答下列问题:
(1)仪器a的名称是 。
(2)实验室用过氧化氢制取氧气,发生装置应选择 (选填“A”或“B”)。
(3)图C为过氧化氢分解的过程示意图,请将生成物的微观粒子模型补充完整。
三、探究题
16.(2023·浙江台州·中考真题)将燃烧的蜡烛放入图甲装置中,一段时间后,蜡烛会慢慢熄灭。兴趣小组探究其原因的过程如下(气体的含量用体积分数表示):
(1)甲同学认为,蜡烛熄灭是装置内的氧气被消耗完了。他设计了图乙的实验装置,待蜡烛熄灭后,用凸透镜聚焦太阳光使白磷的温度达到着火点,观察到 现象,从而否定了自己的猜想。他重新实验,测得蜡烛燃烧过程中烛焰附近的二氧化碳含量从上升到,氧气含量从下降到。
(2)甲同学又认为可能是二氧化碳含量过高导致蜡烛熄灭。乙同学不赞同,他改变图甲装置中的气体成分,只进行了一次实验,就否定了甲同学的观点。则乙同学进行的实验是 。
实验
氧气含量
二氧化碳含量
蜡烛能否燃烧
A
能
B
能
C
不能
(3)还有一种观点:随着蜡烛的燃烧,氧气含量下降,产热速度变慢;当产热量小于散热量,烛芯的温度下降至着火点以下,蜡烛熄灭。如果该观点正确,将图甲装置置于温度更低的环境中实验,则测得烛焰附近的氧气含量最小值会如何变化?并解释原因。
17.(2023·浙江绍兴·中考真题)碳捕集是实现“碳中和”的措施之一,其中一种方法是用氢氧化钠溶液来吸收二氧化碳。某探究小组将二氧化碳持续通入氢氧化钠溶液中,并利用传感器实时测定氢氧化钠溶液吸收二氧化碳后溶液的pH,装置如图甲所示。溶液的pH随时间变化情况如图乙,且pH等于11.6时溶液处于饱和状态。通过查阅资料发现:
①碳酸钠能与二氧化碳、水反应生成碳酸氢钠
()
②该温度下,饱和碳酸钠溶液的pH为11.6,饱和碳酸氢钠溶液的pH为8.3;
③该温度下碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠的溶解度。
根据以上现象和信息,小组同学展开进一步探究:
【提出问题】二氧化碳持续通入氢氧化钠溶液中,形成的产物是什么?
【建立假设】假设1:只有碳酸钠;假设2:碳酸钠、碳酸氢钠:假设3:只有碳酸氢钠;假设4:…
小敏根据图乙曲线判断假设1不成立,理由是 。
【实验过程】继续通入二氧化碳,溶液的pH随时间变化情况如图丙。
【实验结论】小敏根据图丙曲线认为二氧化碳持续通入氢氧化钠溶液后的最终产物是 。
【交流评价】
(1)小金认为该曲线还不能确定最终产物。因为pH可能还未呈稳定状态,接下去的操作是 。
(2)小兴受小金的启发,猜测最后溶液可能呈酸性,他猜想的依据是 ,所以建议小组同学继续展开探究。
18.(2023·浙江丽水·中考真题)实验室用15%的溶液在催化作用下制取氧气,实验前需在烧瓶中加入一定量的水,是不是溶液浓度会影响氧气产生的速度?小科利用如图装置进行探究。
【建立假设】溶液浓度越小,产生氧气的速度越慢。
【实验方案】在相同条件下,分别用30毫升2%、4%和6%的溶液进行实验,记录收集20毫升氧气所需的时间。
【实验数据】
实验序号
1
2
3
溶液的浓度
2%
4%
6%
收集20毫升氧气所需时间/秒
【实验结论】在相同条件下,溶液浓度越小,产生氧气的速度越慢。
【交流反思】
(1)上述实验除了实验装置相同,还要控制 相同(填字母)。
A.质量 B.滴加溶液的速度
(2)该实验通过分解制取氧气,可用化学方程式表示为 ;
(3)表中、、的大小关系是支持上述实验结论的,其中最大的是 。
19.(2022·浙江温州·中考真题)小明认为教室内空气中氧气含量比室外低,于是想用红磷测定教室内空气中氧气的体积分数。老师告诉他,足量的红磷燃烧并不能耗尽空气中的氧气,建议用一氧化氮气体代替红磷进行实验。在老师的指导下,小明进行如图所示实验:用注射器获取V1毫升教室内的空气,通过导管缓缓地全部推入量筒,与量筒内足量的V2毫升一氧化氮气体混合,待充分反应后,读出量筒中剩余气体体积为V3毫升。说明:
①V1、V2、V3都是在与教室气温、气压相同的状态下测得。
②一氧化氮难溶于水,也不与水反应。
③同温同压下,在氢氧化钠溶液参与下,4体积一氧化氮与3体积氧气恰好完全反应,且产物能完全被溶液吸收。
(1)小明用气密性良好的注射器,获取V1毫升教室内空气的具体操作是 。
(2)实验测得教室内空气中氧气的体积分数为 。(用V1、V2、V3表示)
(3)小明提出,注射器内空气中的二氧化碳也会被氢氧化钠溶液吸收,从而影响实验结果。但老师指出,相比空气中的氧气含量,二氧化碳对实验结果的影响属于“次要因素”,不是“主要因素”,可忽略不计。还有许多科学实验中存在“主要因素”和“次要因素”,请再举一例并指明次要因素。
20.(2022·浙江·中考真题)某校科学研究小组同学开展“二氧化碳的制取与性质”的实验探究。
【实验原理】CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
【发生装置】
(1)结合实验原理,图1中发生装置可用于实验室制取CO2气体的是 ;(填字母)
【实验探究】
探究Ⅰ、影响因素探究
在制取CO2气体时,为了探究影响反应快慢的因素,小组同学进行了四组实验,如表所示
实验组别
甲
乙
丙
丁
大理石的质量/g、颗粒大小
m 块状
m 块状
m 粉末状
m 粉末状
盐酸的体积/mL、浓度
V 稀盐酸
V 浓盐酸
V 稀盐酸
V 浓盐酸
(2)若探究盐酸的浓度对上述反应的影响,可选择实验甲与 (选填实验组别)进行对照。
探究Ⅱ、性质探究
做CO2与NaOH溶液发生反应的验证实验时,同学们将NaOH溶液加入充满CO2气体且质地较软的塑料瓶中,观察到塑料瓶变扁,由此得到CO2与NaOH发生反应的结论。但有同学认为上述现象产生的原因还可能是CO2气体溶于水导致气压减小。为回答该同学的质疑,小科进行了如下实验:在两个250mL的烧瓶中分别充满CO2气体,通过注射器同时向两个烧瓶中分别注入同体积的水和NaOH溶液,最后得到烧瓶内压强与时间的关系曲线(如图2所示)。由此,小科得出CO2气体溶于水会导致塑料瓶变扁,同时CO2与NaOH也发生了化学反应的结论。
(3)结合图2中A、B曲线变化特点,写出能证明CO2与NaOH发生了化学反应的证据 。
【拓展提高】
小组同学完成某石灰石样品中CaCO3的质量分数测定,其方法是:将样品与一定量的稀盐酸反应,测定反应后生成的CO2质量,再根据CO2的质量求出样品中CaCO3的质量分数。小组同学在实验室中组装了相应的实验装置(如图3)。小科利用该实验装置按如下步骤进行实验:
①先通一段时间的空气 ②称量D装置的质量为m1
③打开分液漏斗的活塞,将稀盐酸全部加入锥形瓶,待充分反应后,关闭活塞
④再次通空气一段时间 ⑤再次称量D装置的质量为m2
(4)有同学指出实验步骤③操作明显不合理,你认为该同学的理由是 。
21.(2022·浙江丽水·中考真题)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“两组份混合物含量测定”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】根据沸点低的组份先汽化的性质,测定混合物中某组份的含量。
(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】根据混合物中某组份发生化学反应,测定混合物中某组份的含量。
(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 。
22.(2023·浙江金华·中考真题)测量空气中氧气体积分数实验的思维模型如下:
封闭空间——消耗氧气——气压减小——观察现象
项目化学习小组按图甲完成氧气含量测定的实验时,发现进入集气瓶的水量低于“1”刻度线。为提高氧气含量测定的精准度,展开了如下研究。
【误差分析】几位同学对测量值偏小原因的分析如下:
甲:红磷的量不足,未能把瓶内氧气耗尽;
乙:将燃烧匙伸入集气瓶瞬间,部分空气逸出;
丙:实验前导管中有空气,实验后一部分本应进入容器的水滞留在导管中;
丁:由于集气瓶的形状造成很难均分五等份,影响测量结果;
(1)以上原因分析中,其中一位同学的观点被大家一致否定,你认为是哪位同学的观点? (选填“甲”“乙”“丙”或“丁”);
【方案改进】根据以上讨论,为减少实验误差,提高实验结果的精准度,学习小组同学设计了图乙改进装置。(已知:红磷的着火点是,无毒;白磷的着火点是,有剧毒)
(2)比较图甲、图乙的实验方案,下列关于图乙实验方案叙述正确的是 。
A.利用着火点更低的白磷并采用加热后的玻璃棒“内引燃”,建立封闭空间使实验结果更精准
B.可以解决图甲方案中一部分水滞留在导管中带来的误差问题
C.改用量筒内水的体积变化来确定消耗氧气的体积,使测量结果更精准
D.彻底地解决了实验的安全性问题,符合绿色化学理念
(3)小金同学认为,图乙实验装置还需在橡皮管处补充一个止水夹,请表达你的观点及理由 ;
【问题反思】小组同学多次实验,测量值总是小于。经过老师指导,小组同学讨论后认为,可以从模型中“消耗氧气”的方法人手给实验做进一步改进。
【资料】暖宝宝是利用铁粉在空气中氧化的原理制成。
【方案迭代】讨论后,项目组设计了如图丙所示的装置,用暖宝宝粉代替红磷,利用铁粉在空气中氧化的原理进行实验.操作步骤如下:①将滤纸用水浸润后黏附在针筒内壁;②把暖宝宝粉倒入针筒,轻轻转动,使涂抹均匀;③涂上凡士林,将活塞插入针筒,盖上橡皮帽,观察并记录活塞移动情况。
经多次实验后,测得空气中氧气的体积分数均约占。
(4)从消耗氧气的方法角度分析,图丙方案比图甲方案测定结果更精准的原因是 。
【心得交流】科学探究需要不断根据结果反思探究过程,优化方案,实现方案的迭代更新。
四、解答题
23.(2022·浙江湖州·中考真题)实验室常用分解高锰酸钾、氯酸钾或过氧化氢的方法制取氧气;常用大理石与稀盐酸反应来制取二氧化碳气体。
(1)图 (填字母)装置既可作为制取氧气也可作为制取二氧化碳的发生装置。
(2)实验室收集二氧化碳选用C装置而不用D装置的原因是 。
24.(2022·浙江台州·中考真题)在实验室里可以用加热氯酸钾与二氧化锰的混合物来制取氧气。
(1)请从下列各图中选择合适的实验装置(部分夹持装置未画出) (填序号)。
(2)二氧化锰、氧化铁和氧化铝都可以作为氯酸钾加热分解的催化剂。为了比较这三种金属氧化物对氯酸钾分解快慢的影响,某兴趣小组利用下列器材和药品进行实验。
实验器材:秒表、电子秤、上图中合适的装置。
实验药品:氯酸钾,颗粒大小相同的二氧化锰、氧化铁、氧化铝。
实验步骤:
25.(2023·浙江衢州·中考真题)小科利用以下“认识物质性质”的思维模型,在老师的指导下学习未知气体X的性质。
(1)变化→性质:小科用图甲装置进行实验,向左侧塑料瓶里倒入足量的气体 X,观察到试纸A不变红,试纸B比C先变红。据此推测气体X有哪些性质?
(2)性质→变化:通过学习知道,气体X能与氢氧化钠反应,且不产生其他气体。如图乙, 小科向充满气体X的烧瓶中注入10mL 氢氧化钠溶液,反应结束后打开止水夹。预测将出现的现象,并写出对应的原因。
(3)性质→应用: 根据以上性质,若要收集一瓶干燥的气体X,可将气体X干燥后,再选用图丙中的 (填字母)方法进行收集。
26.(2022·浙江舟山·中考真题)在学习二氧化碳性质时,小舟进行如下探究:
【制取气体】用石灰石和稀盐酸作为原料制取二氧化碳气体,收集时要得到平稳的气流,应选择图甲中的 (填字母)作为发生装置。
【探究性质】用图乙装置完成二氧化碳性质的探究后,小舟还想用该装置来验证氧气的密度大于空气密度的性质。若他将氧气倒入装有两支带火星的蜡烛的烧杯中(如图丙),预期观察到的现象是 。
27.(2022·浙江台州·中考真题)二氧化碳是一种与人类生产、生活有密切关系的气体,对地球生命具有重要意义。
(1)二氧化碳的发现
17世纪初,海尔蒙特发现木炭燃烧后不但有灰烬,还产生了一种不可见的气体,于是他将该气体命名为“森林之精”。蜡烛的火焰会在该气体中熄灭,说明了这种气体的化学性质有 。
(2)二氧化碳的制取
实验室常用石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳。现要制取4.4克二氧化碳,至少需要含碳酸钙质量分数为80%的石灰石多少克?
(3)二氧化碳的减排和消耗
人类降低空气中的二氧化碳含量的研究有两个方向:一是减少二氧化碳的排放,二是增加二氧化碳的消耗。请写出一条你能做到的消耗二氧化碳的方式或途径: 。
28.(2023·浙江衢州·中考真题)在医院,吸氧的患者每小时消耗600L氧气,费用为4元。实验室制取氧气的成本是多少呢?小科在图甲装置的锥形瓶中加入适量的二氧化锰和水,用注射器吸入20mL 过氧化氢溶液并全部注入锥形瓶中,测得装置的总质量变化如图乙。
(1)上述过氧化氢溶液完全分解产生氧气的质量是 g。
(2)根据实验数据,通过化学方程式计算20mL 过氧化氢溶液中溶质的质量。
(3)已知上述20mL 过氧化氢溶液的成本为0.4元,若在实验室用同样的过氧化氢溶液制取 600L氧气(密度取 1.4g/L),需要的成本是 元,可见在实验时应节约药品。(不计其它成本)
(4)小科连接图甲和图丙装置,用注射器另取4mL 同样的过氧化氢溶液,通过直接测量氧气的体积来计算成本。若不考虑导管对实验的影响,以下分析正确的是 。
A.广口瓶中的水面上有少量植物油,能防止氧气溶于水
B.实验前图丙装置中广口瓶内的水量不会影响测量结果
C.读数时量筒中的水面高于广口瓶内的液面导致测得氧气的体积偏小
D.测得氧气的体积等于量筒中增加的水的体积减去加入的过氧化氢溶液的体积
29.(2022·浙江丽水·中考真题)土灶是我国古代劳动人民智慧的结晶它通常以木柴、秸秆为燃料。目前,我市农村仍有使用土灶做饭的习惯。小科和小思在爷爷家看到不能移动的土灶(如图甲),他们对土灶产生了好奇,了解到其内部结构如图乙所示:木柴添加通道与烟囱相连,通风道与木柴添加通道通过中间铁栅连通。于是分别设计了移动式土灶(如图丙和丁)。
(1)为使木柴充分燃烧,移动式土灶设计更合理的是 (填“丙”或“丁”);
(2)土灶设计烟囱的作用是 ;
(3)资料显示:1千克干木柴在土灶中燃烧,能产生约12.5固体粉尘。从环境保护的角度,提出一条合理化建议 ;
(4)干木柴的主要成分是纤维素[(C6H10O5)],纤维素在空气中完全燃烧的化学方程式为:(C6H10O5)n+6nO26nCO2+5nH2O。若干木柴中纤维素的质量分数为40.5%,则4000克干木柴中的纤维素完全燃烧会产生二氧化碳多少克 ?
30.(2023·浙江湖州·中考真题)为测定某品牌钙片中碳酸钙的质量分数,小明先将钙片粉碎,再各取2.5g粉末与一定量的同浓度稀盐酸反应(钙片中其他成分不参与反应),测出生成二氧化碳的质量(不考虑二氧化碳的损失)。
实验数据如下表所示:
实验数据记录表
组序
粉末样品的质量(g)
盐酸的质量(g)
二氧化碳的质量(g)
1
2.5
10
0.22
2
2.5
20
0.44
3
2.5
30
0.44
(1)小明先将钙片进行粉碎,其目的是 。
(2)通过分析第2组和第3组数据,可知第3组反应中 过量。
(3)求该钙片中碳酸钙的质量分数。(写出计算过程)( )
31.(2023·浙江台州·中考真题)市场上有一种“茶垢净”,遇到热水后会产生氧气,并能深入微小的缝隙快速去除茶垢。
(1)向“茶垢净”中倒入热水,收集一瓶氧气,将带火星的木条伸入,能观察到 。
(2)如图是一台简易制氧机,A瓶中装有“茶垢净”、二氧化锰和水,氧气可从B瓶盖子上的出气孔排出,供人呼吸。A瓶的导管伸入B瓶水中的目的是 (写出一点)。
(3)现有一瓶“茶垢净”,其制氧量相当于119克过氧化氢分解产生的氧气量。某人吸氧时需要制氧机提供每分钟0.5升的氧气,请计算用这瓶“茶垢净”制得的氧气,最多能供他持续吸氧多长时间 ?(氧气密度取1.4克/升)
32.(2023·浙江金华·中考真题)某款市售制氧杯具有供氧快、便携带、易操作、成本低的特点。图1为制氧杯实物图,图2为制氧杯内部结构剖面示意图,表格为制氧剂的相关信息。利用该制氧杯制氧,产生的氧气可以在剧烈运动后即时补氧,也可以供老人、孕妇等在家中和户外急救补氧。
【制氧剂】相关信息
制氧剂的成分为:
制氧剂放入水中后发生的反应:
制氧剂的成分为:
【使用步骤】
Ⅰ.取下杯盖,在甲杯中加入A、B两种制氧剂,再加入清水至相应水位;
Ⅱ.取下与杯盖相连的乙杯,在乙杯中加入适量清水,将乙杯装回杯盖的中央正下方;
Ⅲ.将带有乙杯的杯盖和甲杯旋紧,形成一个如图1所示的整体;
Ⅳ.待出气孔②处有氧气逸出时,通过医用导气管供人呼吸补氧。
回答下列问题:
(1)在乙杯中加入清水的作用是 ;
(2)在甲杯中加入清水至相应水位,清水除了溶解制氧剂A并使制氧反应发生以外,还具有的作用是 ;
(3)请运用所学知识,并结合以上信息,解释该制氧杯能快速产生氧气并能从出气孔②快速逸出的原因 。
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三年(2022-2024)中考科学真题分项汇编(浙江专用)
专题07 空气氧气与气体制取
考点:空气与氧气、二氧化碳、气体的制取
一、选择题
1.(2023·浙江绍兴·中考真题)小敏在鉴别氢气、氮气、氧气、二氧化碳四瓶无色气体时,对它们的部分性质进行归纳梳理并编制了检索表(如图)。检索表中S代表的是( )
检索表
1a只有可燃性……………………P
1b不具有可燃性…………………2
2a能使澄清石灰水变浑浊………Q
2b不能使澄清石灰水变浑浊………3
3a能使带火星的木条复燃…………R
3b不能使带火星的木条复燃………S
A.氢气 B.氮气 C.氧气 D.二氧化碳
【答案】B
【解析】氢气、氮气、氧气、二氧化碳四种气体中,只有氢气具有可燃性,所以P应为氢气;二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,所以Q应为二氧化碳;氧气能使带火星的木条复燃,所以R应为氧气;氮气不能使带火星的木条复燃,所以S应为氮气;
故选:B。
2.(2023·浙江温州·中考真题)如图为某学校开展的逃生演习画面,同学们用湿毛巾捂住口鼻有序跑向操场。据图可知,此次演习针对的是( )
A.寒潮 B.火灾 C.台风 D.泥石流
【答案】B
【解析】 寒潮是一种大规模的强冷空气活动过程,主要特点是剧烈的降温和大风,有时伴有雨、雪和霜冻等,且因低温雨雪冰冻灾害链复杂,极易导致次生、衍生灾害,图中演习不是应对寒潮,A错误;火灾是指在时间或空间上失去控制的灾害性燃烧现象,火灾逃生应用湿毛巾捂住口鼻有序离开,B正确;台风,属于热带气旋的一种,避难场所一般选择较近、地势较高、交通较为方便及卫生条件较好的地方,图中演习不是应对台风,C错误;泥石流是指在山区或者其他沟谷深壑,地形险峻的地区,因为暴雨、暴雪或其他自然灾害引发的山体滑坡并携带有大量泥沙以及石块的特殊洪流。在野外遇到泥石流时,要迅速跑到开阔地带,防止被泥石流冲击、埋压,D错误;故选B。
3.(2023·浙江湖州·中考真题)下列关于氧气性质及其制备的说法正确的是( )
A.氧气的化学性质很不活泼,与其他物质反应必须要加热
B.氧气参与很多燃烧反应,它是一种常见的可燃物
C.实验室可用加热分解高锰酸钾的方法制备氧气
D.要除去N2中的O2得到纯净的 N2,只需将混合气体通过红热的炭
【答案】C
【解析】A、氧气的化学性质很活泼,与其他物质反应不一定要加热,错误;
B、氧气参与很多燃烧反应,它是一种常见的助燃物,不是可燃物,错误;
C、高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,实验室可用加热分解高锰酸钾的方法制备氧气,正确;
D、红热的炭与氧气反应生成二氧化碳,将混合气体通过红热的炭得到氮气和二氧化碳混合物,错误。
故选C。
4.(2023·浙江宁波·中考真题)下列与氧气有关的实验操作,需要纠正的是( )
A.制取氧气 B.排水法收集氧气 C.检验氧气 D.硫在氧气中燃烧
【答案】A
【解析】A、该装置中的长颈漏斗没有伸入液面以下,会导致生成的氧气由长颈漏斗逸出,图示操作错误。需要纠正,符合题意;
B、氧气不易溶于水,可采用排水法来收集氧气,图示操作正确,不需要纠正,不符合题意;
C、氧气具有助燃性,能使带火星的木条复燃,因此可用带火星的木条检验氧气,图示操作正确,不需要纠正,不符合题意;
D、水能吸收二氧化硫,在做硫在氧气中燃烧实验时,为防止生成的二氧化硫逸散到空气造成污染,可在实验前加入少量水,用于吸收有毒的二氧化硫气体,图示操作正确,不需要纠正,不符合题意。
故选A。
5.(2022·浙江湖州·中考真题)将一根火柴折断,分成火柴头和火柴梗两部分,放在铜片上,如图所示。用酒精灯加热铜片,发现火柴头先燃烧。下列叙述中,错误的是( )
A.用酒精灯加热要使用外焰 B.利用了铜片良好的导热性
C.说明了火柴头和火柴梗有不同的着火点 D.说明了燃烧需要助燃剂
【答案】D
【解析】A、酒精灯外焰温度最高,用酒精灯加热要使用外焰,故选项说法正确;
B、用酒精灯加热铜片,发现火柴头先燃烧,利用了铜片良好的导热性,故选项说法正确;
C、用酒精灯加热铜片,发现火柴头先燃烧,说明了火柴头和火柴梗有不同的着火点,故选项说法正确;
D、图中实验,不能说明燃烧需要助燃剂,故选项说法错误。
故选D。
6.(2022·浙江杭州·中考真题)2008年北京奥运会“祥云”火炬、2022年北京冬奥会“飞扬”火炬的外壳材料的主要成分和燃料如表所示。奥运火炬的迭代,体现了我国科技水平的提高。下列有关两火炬的说法错误的是( )
“祥云”火炬
“飞扬”火炬
外壳材料的主要成分
铝合金
碳纤维复合材料
燃料
丙烷(C3H4)
氢气(H2)
A.外壳材料的主要成分都属于非金属单质 B.燃料都具有可燃性
C.燃料燃烧时,助燃物都是氧气 D.燃料燃烧时,都有水生成
【答案】A
【解析】A、“样云”火炬的主要成分是铝合金,含有铝、镁等;“飞扬”火炬的主要成分是碳纤维复合材料,复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料,通过物理或化学的方法,在宏观上组成具有新性能的材料;均属于混合物,不都属于非金属单质,故选项说法错误;
B、能作燃料,说明都具有可燃性,故选项说法正确;
C、氧气能支持燃烧,燃料燃烧时,助燃物都是氧气,故选项说法正确;
D、由质量守恒定律,反应前后元素种类不变,两种火炬的燃料中均含有氢元素,则燃料燃烧时,都有水生成,故选项说法正确。
故选A。
7.(2022·浙江中考真题)某化学兴趣小组设计了如图所示实验来探究燃烧的条件。已知白磷着火点为,红磷着火点为,下列说法错误的是( )
A.白磷1燃烧而白磷2不燃烧说明燃烧需要空气
B.白磷1燃烧而红磷不燃烧说明燃烧需要温度达到着火点
C.气球的作用是防止燃烧产生的污染空气
D.通氧气可使白磷2燃烧,升高水温可使红磷燃烧
【答案】D
【解析】A、白磷1与空气接触,温度达到了着火点,能够燃烧,虽然白磷2的温度达到了着火点,但是隔绝了空气,不能够燃烧,说明燃烧需要空气,选项正确;
B、白磷1与空气接触,温度达到了着火点,能够燃烧,红磷与空气接触,但是温度没有达到着火点,不能够燃烧,说明燃烧需要温度达到着火点,选项正确;
C、白磷燃烧生成五氧化二磷,五氧化二磷有毒,气球可以防止燃烧产生的五氧化二磷逸散到空气中污染空气,选项正确;
D、通入氧气,可使白磷2与氧气接触,且温度达到了着火点,燃烧,升高水温,最多只能达到100℃,不能达到红磷的着火点,红磷不能燃烧,选项错误,故选D。
8.(2022·浙江温州·中考真题)在“烹饪与营养”实践活动中(如图),灶内的木材燃烧一段时间后火焰变小,某同学用长木棒挑开木材堆后,火焰重新变旺,这是因为( )
A.灶内的木材变更多 B.木材的着火点降低
C.木材接触更多空气 D.木材的导热性变强
【答案】C
【解析】促进可燃物燃烧的方法有:增大可燃物与氧气的接触面积或增大氧气的浓度。所以,某同学用长木棒挑开木材堆后,火焰重新变旺,是因为增大了木材与氧气的接触面积,能使木材充分燃烧。而可燃物的着火点、导热性一般是不变的,故C符合题意。
故选C。
二、填空题
9.(2022·浙江中考真题)主要由引起的酸雨通常称为“硫酸型酸雨”。小张同学在一家硫酸厂(排放的尾气中含有少量)附近采集到刚降落地面的雨水水样,用计每隔5分钟测一次,其数据如下表:
测定时刻
5:05
5:10
5:15
5:20
5:25
5:30
4.95
4.94
4.94
4.88
4.86
4.85
回答下列问题:
(1)正常雨水的,由表中数据可判断此次采集的雨水 酸雨(填“是”或“不是”),向雨水水样中滴入石蕊试液显 色。另一种造成酸雨的气体物质的化学式是 。
(2)与水反应生成亚硫酸,数据显示测定期间雨水水样酸性增强,其原因是亚硫酸被氧气氧化为硫酸,反应的化学方程式为 。
(3)用熟石灰改善“硫酸型酸雨”导致的土壤酸化,反应的化学方程式为 。
(4)硫酸厂排放的尾气可用足量石灰水吸收,反应的化学方程式为 ,生成物再用处理,得到的气体产物为 ,该气体可用作生产硫酸的原料,从而实现有害物质的回收利用。
【答案】 是 红
【解析】(1) 正常雨水的pH≈5.6,由表中数据可知,此处采集雨水的pH<5.6,故此处采集的雨水是酸雨;
雨水pH<7,显酸性,能使紫色石蕊试液变红;
另一种造成酸雨的气体是二氧化氮,二氧化氮能与氧气、水反应生成硝酸,化学式为:NO2;
(2)
亚硫酸和氧气反应生成硫酸,该反应的化学方程式为:
(3)
熟石灰是氢氧化钙的俗称,氢氧化钙和硫酸反应生成硫酸钙和水,该反应的化学方程式为:;
(4)
氢氧化钙能与二氧化硫反应生成亚硫酸钙和水,该反应的化学方程式为:;
亚硫酸钙能与硫酸反应生成硫酸钙、二氧化硫和水,故生成的气体是二氧化硫。
10.(2024·浙江·中考真题)实验室常用大理石(主要成分是CaCO3)与稀盐酸制取二氧化碳。请回答:
(1)①图1是两种气体发生装置,各有优缺点。选择其中一种并说明所选装置的优点: ;
②检查装置A的气密性时,将右侧导管浸入水中,用手捂住试管,观察到 ,说明气密性良好。
(2)在完成气密性检查后,装入药品,反应产生气体。用向上排空气法收集气体,验满时,将燃着的小木条放在集气瓶口,小木条熄灭。从燃烧条件看,小木条熄灭是由于 。
(3)在收集二氧化碳过程中,某同学进一步探究了集气瓶内氧气体积分数对瓶口小木条燃烧情况的影响。多次实验后发现氧气体积分数降到8%左右时小木条熄灭。其中一组实验数据如图2,在该实验条件下,要使二氧化碳体积分数达到90%,需在小木条熄灭后,再收集 秒。
【答案】(1) 装置A的优点是装置简单,操作简便,/装置B便于随时添加药品 导管口有气泡冒出,手移走后,导管中形成一段稳定的水柱
(2)隔绝氧气 (3)200
【解析】(1)由图可知,装置A的优点是装置简单,操作简便,装置B加装了长颈漏斗,便于随时添加药品,故填装置A的优点是装置简单,操作简便,或装置B便于随时添加药品;
检查装置A的气密性时,将右侧导管浸入水中,用手捂住试管,观察到导管口有气泡冒出,手移走后,导管中形成一段稳定的水柱,说明气密性良好,故填导管口有气泡冒出,手移走后,导管中形成一段稳定的水柱。
(2)用向上排空气法收集二氧化碳气体,验满时,将燃着的小木条放在集气瓶口,小木条熄灭,从燃烧条件看,小木条熄灭是由于二氧化碳隔绝了氧气,故填隔绝氧气。
(3)由图可知,100秒时,氧气的体积分数为8%左右时小木条熄灭,300秒时,二氧化碳的体积分数为90%,所以要使二氧化碳体积分数达到90%,需在小木条熄灭后,再收集的时间=300秒−100秒=200秒,故填200。
11.(2023·浙江杭州·中考真题)小金利用如图甲所示装置(气密性良好)和试剂测定空气中氧气含量,集气瓶中空气的体积为,氧气传感器测得集气瓶内氧气的体积分数变化曲线如图乙所示。
(1)实验开始时,用酒精灯加热粗铜丝,其目的是 。
(2)反应开始到止水夹打开前,集气瓶内可观察到的现象是 。
(3)小金提出“倒吸入集气瓶中水的体积除以等于空气中氧气的含量”。据图乙分析,此说法 (选填“正确”或“错误”),说明理由: 。
【答案】 引燃白磷 白磷燃烧,产生大量白烟,放出热量 错误 白磷不能耗尽装置中的氧气
【解析】(1)铜丝具有导热性,用酒精灯加热粗铜丝,铜丝的温度升高,能够引燃装置中的白磷,故填引燃白磷。
(2)反应开始到止水夹打开前,集气瓶内的白磷燃烧,观察到白磷燃烧,产生大量白烟,放出热量,故填白磷燃烧,产生大量白烟,放出热量。
(3)由图可知,当集气瓶中的氧气的体积分数降到8.6%时,氧气的体积分数不再不变,即白磷没有将集气瓶中的氧气耗尽,所以倒吸入集气瓶中水的体积除以等于空气中氧气的含量这一说法错误,故填错误,白磷不能耗尽装置中的氧气。
12.(2022·浙江绍兴·中考真题)科学是一门以实验为基础的学科,以下是实验室制取、收集、测量气体体积的常用装置。
(1)实验室制取二氧化碳的发生装置可以选择 (填字母)。
(2)检查装置B气密性的方法是:先关闭止水夹,然后 。
(3)若用装置C测反应生成的二氧化碳体积,测得的体积比理论值小,原因可能是二氧化碳具有 的性质。
【答案】 B 向长颈漏斗中加入适量的水,若液面形成高度差且一段时间后,高度差不变,则气密性良好。(合理即可) 能溶于水或能与水反应
【解析】(1)制取二氧化碳的药品是大理石和稀盐酸该反应不需要加热,所以选用装置B。
(2)检验装置B的气密性的方法是:向长颈漏斗中加入适量的水,若液面形成高度差且一段时间后,高度差不变,则气密性良好。
(3)二氧化碳能溶于水且与水反应,因此若用装置C测反应生成的二氧化碳体积,测得的体积比理论值小。
13.(2022·浙江杭州·中考真题)氮是空气中含量最多的元素,也是构成生物体的必要元素之一。但是,空气中游离态的氮不能直接被大多数生物所利用,必须经过变化,并与其他成分形成化合物(如氨或铵盐等),才能被植物利用。如图是自然界氮循环的示意图。请回答:
(1)一株绿色植物的幼苗(如小麦),在生长过程中缺氮,其最可能出现的症状是 。
A.茎秆细小、易倒伏,叶有褐斑 B.生长矮小,叶色发黄
C.生长缓慢,叶色暗绿带红 D.只开花不结果
(2)工业上常用空气冷冻分离法来获得氯气(即由液态空气分馏来获得氮气),这种方法制氮气的原理是利用了氮气与氧气哪一物理性质的差异?
(3)实验室制备少量氮气的方法很多。例如,可由亚硝酸铵来制取氮气,其反应如下:NH4NO2N2↑+2H2O,该反应是属于 反应。(选填“化合”、“分解”、“置换”或“复分解”)
(4)空气中的N2转化为NH3,的过程中,N元素的化合价由0价转变为 价。
(5)有人认为:人类可以通过人工固氮,大量合成含化肥并施用于农作物,这将有助于人类粮食增产,但也会造成环境污染。你是否认同他的观点并阐述理由。
【答案】 B 沸点不同 分解 -3 认同,因为人工固氮为农田提供了更多的氮肥,有利于人类粮食增产。但大量使用合成含氮化肥并施用于农作物,将会导致土壤板结;若土壤中N元素超标,被雨淋溶后,易导致水体的富营养化污染等一系列环境问题。(不认同,因为人工固氮可以为农田提供更多的氮肥,有利于人类粮食增产。只要我们合理控制化肥的使用量,一般不会造成土壤板结,水体富营养化污染等环境问题)
【解析】(1)氮肥促进叶色浓绿,缺氮会生长矮小,叶色发黄。
(2)工业制取氮气的原理:利用液态氮的沸点比液态氧的沸点低,进行混合物的分离,所以制氮气的原理是利用了氮气与氧气沸点不同。
(3)反应物是一种,生成物是两种,属于分解反应。
(4)NH3中氢元素为+1价,根据化合物中化合价代数和为零,所以氮元素为-3价。
(5)认同,因为人工固氮为农田提供了更多的氮肥,有利于人类粮食增产。但大量使用合成含氮化肥并施用于农作物,将会导致土壤板结;若土壤中N元素超标,被雨淋溶后,易导致水体的富营养化污染等一系列环境问题。(不认同,因为人工固氮可以为农田提供更多的氮肥,有利于人类粮食增产。只要我们合理控制化肥的使用量,一般不会造成土壤板结,水体富营养化污染等环境问题)
14.(2023·浙江杭州·中考真题)酸碱灭火器是利用两种“灭火剂”混合后喷出液体来扑灭火灾的一种灭火器。小金拟制作一款简易酸碱灭火器,进行了如下探究。
实验一:灭火剂的选择
可供选择的试剂:20%的盐酸、20%的硫酸溶液、20%的硫酸钠溶液和饱和碳酸钠溶液。
小金为了寻找反应最快的“灭火剂”组合,利用如图甲所示装置和如表所示试剂进行实验,装置A和B中的注射器、橡胶塞、U形管、气球的规格均相同,装置A和B的气密性良好,初始状态均相同。
装置
A
B
注射器内试剂
的盐酸
U形管内试剂
饱和碳酸钠溶液
饱和碳酸钠溶液
(1)装置A中注射器盛放的试剂为 。
(2)若实验中同时将装置A和B的注射器内试剂全部推入U形管,装置B中发生反应的化学方程式为 。通过观察 (填写现象)比较两组“灭火剂”反应的快慢。
实验二:灭火器制作及使用
(3)小金制作了如图乙所示灭火器,推动注射器活塞,喷嘴喷出液体将燃烧的蜡烛熄灭,蜡烛熄灭的原因是 。
【答案】(1)10mL20%的硫酸溶液 (2) Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ 产生气泡的快慢
(3)隔绝氧气
【解析】(1){答题空1-1解析}
小金探究不同种类的试剂组成的灭火器的灭火效果,变量是试剂的种类,其它的量保持一致,所以装置A中注射器盛放的试剂为10mL20%的硫酸溶液,故填10mL20%的硫酸溶液。
(2){答题空2-1解析}
由图可知,装置B中发生的反应是碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,故反应的化学方程式写为:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑。
{答题空2-2解析}
硫酸、盐酸都能够与碳酸钠反应生成二氧化碳而产生气泡,通过观察产生气泡的快慢能够比较两组“灭火剂”反应的快慢,故填产生气泡的快慢。
(3){答题空3-1解析}
如图乙所示灭火器,推动注射器活塞,喷嘴喷出液体将燃烧的蜡烛熄灭,蜡烛熄灭的原因是液体能够隔绝蜡烛与氧气的接触,从而实现灭火,故填隔绝氧气。
15.(2023·浙江绍兴·中考真题)科学是一门以实验为基础的学科。如图A和B为实验室中常见的气体发生装置,请回答下列问题:
(1)仪器a的名称是 。
(2)实验室用过氧化氢制取氧气,发生装置应选择 (选填“A”或“B”)。
(3)图C为过氧化氢分解的过程示意图,请将生成物的微观粒子模型补充完整。
【答案】 分液漏斗 B
【解析】(1)有图可知,a是分液漏斗。
(2)实验室用过氧化氢制取氧气,是用过氧化氢在二氧化锰的催化下生成氧气和水,是固液常温型,故发生装置选B。
(3)过氧化氢在二氧化锰的催化下生成氧气和水,化学方程式为:,生成物中已经有一个水分子了,故剩余生成物的微观粒子模型为: 。
三、探究题
16.(2023·浙江台州·中考真题)将燃烧的蜡烛放入图甲装置中,一段时间后,蜡烛会慢慢熄灭。兴趣小组探究其原因的过程如下(气体的含量用体积分数表示):
(1)甲同学认为,蜡烛熄灭是装置内的氧气被消耗完了。他设计了图乙的实验装置,待蜡烛熄灭后,用凸透镜聚焦太阳光使白磷的温度达到着火点,观察到 现象,从而否定了自己的猜想。他重新实验,测得蜡烛燃烧过程中烛焰附近的二氧化碳含量从上升到,氧气含量从下降到。
(2)甲同学又认为可能是二氧化碳含量过高导致蜡烛熄灭。乙同学不赞同,他改变图甲装置中的气体成分,只进行了一次实验,就否定了甲同学的观点。则乙同学进行的实验是 。
实验
氧气含量
二氧化碳含量
蜡烛能否燃烧
A
能
B
能
C
不能
(3)还有一种观点:随着蜡烛的燃烧,氧气含量下降,产热速度变慢;当产热量小于散热量,烛芯的温度下降至着火点以下,蜡烛熄灭。如果该观点正确,将图甲装置置于温度更低的环境中实验,则测得烛焰附近的氧气含量最小值会如何变化?并解释原因。
【答案】 白磷燃烧 A 大于(或变大)低温环境中,烛焰散热快,降温快,为了维持蜡烛燃烧,需要增加产热,所以需要浓度更高的氧气
【解析】(1)根据题文信息可知,蜡烛熄灭后还含有氧气,所以用凸透镜聚焦太阳光使白磷的温度达到着火点,白磷能燃烧;
(2)根据测得蜡烛燃烧过程中烛焰附近的二氧化碳含量从上升到,氧气含量从下降到,可以选择A方案即可;
(3)分析实验过程和数据可知,大于(或变大)低温环境中,烛焰散热快,降温快,为了维持蜡烛燃烧,需要增加产热,所以需要浓度更高的氧气。
17.(2023·浙江绍兴·中考真题)碳捕集是实现“碳中和”的措施之一,其中一种方法是用氢氧化钠溶液来吸收二氧化碳。某探究小组将二氧化碳持续通入氢氧化钠溶液中,并利用传感器实时测定氢氧化钠溶液吸收二氧化碳后溶液的pH,装置如图甲所示。溶液的pH随时间变化情况如图乙,且pH等于11.6时溶液处于饱和状态。通过查阅资料发现:
①碳酸钠能与二氧化碳、水反应生成碳酸氢钠
()
②该温度下,饱和碳酸钠溶液的pH为11.6,饱和碳酸氢钠溶液的pH为8.3;
③该温度下碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠的溶解度。
根据以上现象和信息,小组同学展开进一步探究:
【提出问题】二氧化碳持续通入氢氧化钠溶液中,形成的产物是什么?
【建立假设】假设1:只有碳酸钠;假设2:碳酸钠、碳酸氢钠:假设3:只有碳酸氢钠;假设4:…
小敏根据图乙曲线判断假设1不成立,理由是 。
【实验过程】继续通入二氧化碳,溶液的pH随时间变化情况如图丙。
【实验结论】小敏根据图丙曲线认为二氧化碳持续通入氢氧化钠溶液后的最终产物是 。
【交流评价】
(1)小金认为该曲线还不能确定最终产物。因为pH可能还未呈稳定状态,接下去的操作是 。
(2)小兴受小金的启发,猜测最后溶液可能呈酸性,他猜想的依据是 ,所以建议小组同学继续展开探究。
【答案】 该温度下,饱和碳酸钠溶液的pH为11.6,此时pH小于11.6 碳酸氢钠/NaHCO3 继续通入二氧化碳,直到pH不再变化 二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸呈酸性
【解析】建立假设:
小敏根据图乙曲线判断假设1不成立,理由是该温度下,饱和碳酸钠溶液的pH为11.6,此时pH小于11.6;
实验结论:
小敏根据图丙曲线,此时溶液的pH最终为8.3,根据“该温度下,饱和碳酸钠溶液的pH为11.6,饱和碳酸氢钠溶液的pH为8.3”,认为二氧化碳持续通入氢氧化钠溶液后的最终产物是碳酸氢钠;
交流评价:
(1)小金认为该曲线还不能确定最终产物。因为pH可能还未呈稳定状态,接下去的操作是继续通入二氧化碳,直到pH不再变化;
(2)小兴受小金的启发,猜测最后溶液可能呈酸性,他猜想的依据是二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸呈酸性,所以建议小组同学继续展开探究。
18.(2023·浙江丽水·中考真题)实验室用15%的溶液在催化作用下制取氧气,实验前需在烧瓶中加入一定量的水,是不是溶液浓度会影响氧气产生的速度?小科利用如图装置进行探究。
【建立假设】溶液浓度越小,产生氧气的速度越慢。
【实验方案】在相同条件下,分别用30毫升2%、4%和6%的溶液进行实验,记录收集20毫升氧气所需的时间。
【实验数据】
实验序号
1
2
3
溶液的浓度
2%
4%
6%
收集20毫升氧气所需时间/秒
【实验结论】在相同条件下,溶液浓度越小,产生氧气的速度越慢。
【交流反思】
(1)上述实验除了实验装置相同,还要控制 相同(填字母)。
A.质量 B.滴加溶液的速度
(2)该实验通过分解制取氧气,可用化学方程式表示为 ;
(3)表中、、的大小关系是支持上述实验结论的,其中最大的是 。
【答案】 AB 1
【解析】(1)探究过氧化氢溶液的浓度对过氧化氢分解速率的影响,其它因素应保持不变,所以实验中二氧化锰的质量和滴加过氧化氢溶液的速率要保持相同,故填AB。
(2)过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下反应生成水和氧气,故反应的化学方程式写为:2H2O22H2O+O2↑。
(3)在相同条件下,过氧化氢溶液浓度越小,产生氧气的速度越慢,则生成相同体积的氧气,需要的时间越长,表中、、的大小关系是支持上述实验结论的,所以其中反应时间最大的是过氧化氢浓度最小的实验1,故填1。
19.(2022·浙江温州·中考真题)小明认为教室内空气中氧气含量比室外低,于是想用红磷测定教室内空气中氧气的体积分数。老师告诉他,足量的红磷燃烧并不能耗尽空气中的氧气,建议用一氧化氮气体代替红磷进行实验。在老师的指导下,小明进行如图所示实验:用注射器获取V1毫升教室内的空气,通过导管缓缓地全部推入量筒,与量筒内足量的V2毫升一氧化氮气体混合,待充分反应后,读出量筒中剩余气体体积为V3毫升。说明:
①V1、V2、V3都是在与教室气温、气压相同的状态下测得。
②一氧化氮难溶于水,也不与水反应。
③同温同压下,在氢氧化钠溶液参与下,4体积一氧化氮与3体积氧气恰好完全反应,且产物能完全被溶液吸收。
(1)小明用气密性良好的注射器,获取V1毫升教室内空气的具体操作是 。
(2)实验测得教室内空气中氧气的体积分数为 。(用V1、V2、V3表示)
(3)小明提出,注射器内空气中的二氧化碳也会被氢氧化钠溶液吸收,从而影响实验结果。但老师指出,相比空气中的氧气含量,二氧化碳对实验结果的影响属于“次要因素”,不是“主要因素”,可忽略不计。还有许多科学实验中存在“主要因素”和“次要因素”,请再举一例并指明次要因素。
【答案】 在教室外,将注射器活塞推到底,将注射器拿到教室,再拉动活塞至刻度为V1毫升处并密封。 在探究影响重力势能大小的因素实验中,空气阻力是次要因素
【解析】(1)用气密性良好的注射器,获取V1毫升教室内空气的具体操作是在教室外,将注射器活塞推到底,将注射器拿到教室,再拉动活塞至刻度为V1毫升处并密封。
(2)用注射器获取V1毫升教室内的空气,通过导管缓缓地全部推入量筒,与量筒内足量的V2毫升一氧化氮气体混合,待充分反应后,读出量筒中剩余气体体积为V3毫升,则一共消耗一氧化氮和氧气体积为V1+V2﹣V3;由题干信息:同温同压下,在氢氧化钠溶液参与下,4体积一氧化氮与3体积氧气恰好完全反应,且产物能完全被溶液吸收,故氧气体积为。
教室内空气中氧气的体积分数为=。
(3)次要因素是对实验有影响,但对实验产生的影响比较小,经常可忽略不计的因素。从常见实验中举例即可,如在探究影响重力势能大小的因素实验中,空气阻力是次要因素。
20.(2022·浙江·中考真题)某校科学研究小组同学开展“二氧化碳的制取与性质”的实验探究。
【实验原理】CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
【发生装置】
(1)结合实验原理,图1中发生装置可用于实验室制取CO2气体的是 ;(填字母)
【实验探究】
探究Ⅰ、影响因素探究
在制取CO2气体时,为了探究影响反应快慢的因素,小组同学进行了四组实验,如表所示
实验组别
甲
乙
丙
丁
大理石的质量/g、颗粒大小
m 块状
m 块状
m 粉末状
m 粉末状
盐酸的体积/mL、浓度
V 稀盐酸
V 浓盐酸
V 稀盐酸
V 浓盐酸
(2)若探究盐酸的浓度对上述反应的影响,可选择实验甲与 (选填实验组别)进行对照。
探究Ⅱ、性质探究
做CO2与NaOH溶液发生反应的验证实验时,同学们将NaOH溶液加入充满CO2气体且质地较软的塑料瓶中,观察到塑料瓶变扁,由此得到CO2与NaOH发生反应的结论。但有同学认为上述现象产生的原因还可能是CO2气体溶于水导致气压减小。为回答该同学的质疑,小科进行了如下实验:在两个250mL的烧瓶中分别充满CO2气体,通过注射器同时向两个烧瓶中分别注入同体积的水和NaOH溶液,最后得到烧瓶内压强与时间的关系曲线(如图2所示)。由此,小科得出CO2气体溶于水会导致塑料瓶变扁,同时CO2与NaOH也发生了化学反应的结论。
(3)结合图2中A、B曲线变化特点,写出能证明CO2与NaOH发生了化学反应的证据 。
【拓展提高】
小组同学完成某石灰石样品中CaCO3的质量分数测定,其方法是:将样品与一定量的稀盐酸反应,测定反应后生成的CO2质量,再根据CO2的质量求出样品中CaCO3的质量分数。小组同学在实验室中组装了相应的实验装置(如图3)。小科利用该实验装置按如下步骤进行实验:
①先通一段时间的空气
②称量D装置的质量为m1
③打开分液漏斗的活塞,将稀盐酸全部加入锥形瓶,待充分反应后,关闭活塞
④再次通空气一段时间
⑤再次称量D装置的质量为m2
(4)有同学指出实验步骤③操作明显不合理,你认为该同学的理由是 。
【答案】 BC 乙 B曲线明显低于A曲线(或B与A曲线不重合;答案中只要体现两者压强存在差异即可) 未及时关闭活塞可能会导致产生的CO2从分液漏斗口逸出
【解析】(1)实验室通常用石灰石(或大理石)与稀盐酸反应制取二氧化碳,反应物为固液混合物,不需要加热,故选B或C为发生装置,故答案为:B或C;
(2)实验变量为盐酸浓度,所以选择变量只有盐酸浓度的实验组,故选甲和乙;故答案为:乙。
(3)B曲线明显低于A曲线,说明B曲线中压强下降的多,即二氧化碳消耗的多,说明氢氧化钠与二氧化碳发生了反应,才可以出现此现象;故答案为:B曲线明显低于A曲线。
(4)反应有气体生成,需要保证装置气密性,若不及时关闭活塞开关,气体从分液漏斗逸出,导致实验结果出现误差;故答案为:未及时关闭活塞可能导致产生的二氧化碳从分液漏斗逸出。
21.(2022·浙江丽水·中考真题)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“两组份混合物含量测定”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】根据沸点低的组份先汽化的性质,测定混合物中某组份的含量。
(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】根据混合物中某组份发生化学反应,测定混合物中某组份的含量。
(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】 分离转移 冷却到室温时 偏小 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为氧气的含量
【解析】(1)将空气转变为液态空气,液氮的沸点低先汽化,从混合物中分离出来,并没有转化为新的物质,因此从建模角度分析,该操作属于上述思维模型中的分离转移。
(2)为了使测量结果更准确,装置内的压强差最大,因此在步骤⑤中应等集气瓶冷却至室温后才打开止水夹。
(3)从题目中所给的信息,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,是通过碳与氧气反应生成二氧化碳,然后用氢氧化钠溶液吸收生成的二氧化碳,从而达到测定空气中氧气含量的目的,但木炭燃烧过程中随着反应的进行,氧气越来越少,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,因此生成的气体不能被全部吸收,故测得的氧气含量将偏小。
(4)图乙装置中,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。
22.(2023·浙江金华·中考真题)测量空气中氧气体积分数实验的思维模型如下:
封闭空间——消耗氧气——气压减小——观察现象
项目化学习小组按图甲完成氧气含量测定的实验时,发现进入集气瓶的水量低于“1”刻度线。为提高氧气含量测定的精准度,展开了如下研究。
【误差分析】几位同学对测量值偏小原因的分析如下:
甲:红磷的量不足,未能把瓶内氧气耗尽;
乙:将燃烧匙伸入集气瓶瞬间,部分空气逸出;
丙:实验前导管中有空气,实验后一部分本应进入容器的水滞留在导管中;
丁:由于集气瓶的形状造成很难均分五等份,影响测量结果;
(1)以上原因分析中,其中一位同学的观点被大家一致否定,你认为是哪位同学的观点? (选填“甲”“乙”“丙”或“丁”);
【方案改进】根据以上讨论,为减少实验误差,提高实验结果的精准度,学习小组同学设计了图乙改进装置。(已知:红磷的着火点是,无毒;白磷的着火点是,有剧毒)
(2)比较图甲、图乙的实验方案,下列关于图乙实验方案叙述正确的是 。
A.利用着火点更低的白磷并采用加热后的玻璃棒“内引燃”,建立封闭空间使实验结果更精准
B.可以解决图甲方案中一部分水滞留在导管中带来的误差问题
C.改用量筒内水的体积变化来确定消耗氧气的体积,使测量结果更精准
D.彻底地解决了实验的安全性问题,符合绿色化学理念
(3)小金同学认为,图乙实验装置还需在橡皮管处补充一个止水夹,请表达你的观点及理由 ;
【问题反思】小组同学多次实验,测量值总是小于。经过老师指导,小组同学讨论后认为,可以从模型中“消耗氧气”的方法人手给实验做进一步改进。
【资料】暖宝宝是利用铁粉在空气中氧化的原理制成。
【方案迭代】讨论后,项目组设计了如图丙所示的装置,用暖宝宝粉代替红磷,利用铁粉在空气中氧化的原理进行实验.操作步骤如下:①将滤纸用水浸润后黏附在针筒内壁;②把暖宝宝粉倒入针筒,轻轻转动,使涂抹均匀;③涂上凡士林,将活塞插入针筒,盖上橡皮帽,观察并记录活塞移动情况。
经多次实验后,测得空气中氧气的体积分数均约占。
(4)从消耗氧气的方法角度分析,图丙方案比图甲方案测定结果更精准的原因是 。
【心得交流】科学探究需要不断根据结果反思探究过程,优化方案,实现方案的迭代更新。
【答案】 乙 ABC 不需要,因为两边导管均已伸到液面以下,已起到液封作用 用暖宝宝能更充分消耗氧气(合理即可)
【解析】(1)甲:红磷的量不足,未能把瓶内氧气耗尽,测量结果偏小,低于“1”刻度线;
乙:将燃烧匙伸入集气瓶瞬间,部分空气逸出,集气瓶的气压偏小,倒流到集气瓶内水量偏多,高于“1”刻度线;
丙:实验前导管中有空气,实验后一部分本应进入容器的水滞留在导管中,测量结果偏小,低于“1”刻度线;
丁:由于广口瓶的形状造成很难均分五等份,影响测量结果,可能使测量结果偏小,低于“1”刻度线。
以上原因分析中,乙同学的观点被大家一致否定;
(2)A、利用着火点更低的白磷并采用加热后的玻璃棒“内引燃”,建立封闭空间使实验避免实验过程中气体逸出,结果更精准,正确;
B、由于集气瓶内导管插入水,可以解决图甲方案中一部分水滞留在导管中带来的误差问题,正确;
C、量筒测量水体积准确度高于集气瓶五等分测量水体积,改用量筒内水的体积变化来确定消耗氧气的体积,使测量结果更精准,正确;
D、白磷剧毒,实验过程中白磷是过量的,没有彻底地解决了实验的安全性问题,错误。
故选ABC;
(3)小金同学认为,图乙实验装置还需在橡皮管处补充一个止水夹,小金同学观点不正确,图乙实验装置不需在橡皮管处补充一个止水夹,原因是因为两边导管均已伸到液面以下,已起到液封作用,能防止燃烧过程集气瓶内的气体逸出;
(4)从消耗氧气的方法角度分析,图丙方案比图甲方案测定结果更精准的原因是用暖宝宝能更充分消耗氧气(合理即可)。
四、解答题
23.(2022·浙江湖州·中考真题)实验室常用分解高锰酸钾、氯酸钾或过氧化氢的方法制取氧气;常用大理石与稀盐酸反应来制取二氧化碳气体。
(1)图 (填字母)装置既可作为制取氧气也可作为制取二氧化碳的发生装置。
(2)实验室收集二氧化碳选用C装置而不用D装置的原因是 。
【答案】 B 二氧化碳密度大于空气
【解析】(1)实验室利用过氧化氢溶液制取氧气和利用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳,反应物都是固体和液体,反应条件都是常温,因此都可以采用B作为发生装置;
(2)二氧化碳的密度大于空气密度,因此用C装置收集而不用D装置收集。
24.(2022·浙江台州·中考真题)在实验室里可以用加热氯酸钾与二氧化锰的混合物来制取氧气。
(1)请从下列各图中选择合适的实验装置(部分夹持装置未画出) (填序号)。
(2)二氧化锰、氧化铁和氧化铝都可以作为氯酸钾加热分解的催化剂。为了比较这三种金属氧化物对氯酸钾分解快慢的影响,某兴趣小组利用下列器材和药品进行实验。
实验器材:秒表、电子秤、上图中合适的装置。
实验药品:氯酸钾,颗粒大小相同的二氧化锰、氧化铁、氧化铝。
实验步骤:
【答案】 ③ ①组装仪器,检查装置气密性;②用电子秤称量ag的氯酸钾和bg的二氧化锰,充分混合后装入试管,连接好仪器并固定;③加热,用排水法收集一定体积的气体,记录所用的时间;④分别用等质量的氧化铁、氧化铝代替二氧化锰,收集相同体积的气体,记录所用的时间。
【解析】(1)实验室用氯酸钾制取氧气的反应物是固体,反应条件是加热,氧气密度比空气大,不易溶于水,选择合适的实验装置是:③;
(2)实验步骤是:①组装仪器,检查装置气密性;
②用电子秤称量ag的氯酸钾和bg的二氧化锰,充分混合后装入试管,连接好仪器并固定;
③加热,用排水法收集一定体积的气体,记录所用的时间;
④分别用等质量的氧化铁、氧化铝代替二氧化锰,收集相同体积的气体,记录所用的时间。
25.(2023·浙江衢州·中考真题)小科利用以下“认识物质性质”的思维模型,在老师的指导下学习未知气体X的性质。
(1)变化→性质:小科用图甲装置进行实验,向左侧塑料瓶里倒入足量的气体 X,观察到试纸A不变红,试纸B比C先变红。据此推测气体X有哪些性质?
(2)性质→变化:通过学习知道,气体X能与氢氧化钠反应,且不产生其他气体。如图乙, 小科向充满气体X的烧瓶中注入10mL 氢氧化钠溶液,反应结束后打开止水夹。预测将出现的现象,并写出对应的原因。
(3)性质→应用: 根据以上性质,若要收集一瓶干燥的气体X,可将气体X干燥后,再选用图丙中的 (填字母)方法进行收集。
【答案】 气体X的密度比空气大,且能与水反应生成酸性物质 烧杯中的水倒吸进入烧瓶,原因:气体X与氢氧化钠反应导致瓶内气压减小,大气压将水压入烧瓶 B/E
【解析】(1)小科用图甲装置进行实验,向左侧塑料瓶里倒入足量的气体X,观察到试纸A(干燥的紫色石蕊试纸)不变红,试纸B(湿润的紫色石蕊试纸)比C(湿润的紫色石蕊试纸)先变红(C在高处,B在低处)。据此推测气体X的性质有密度比空气大,能与水反应生成酸性物质;
(2)气体X能与氢氧化钠反应,且不产生其他气体。如图乙,小科向充满气体X的烧瓶中注入10mL氢氧化钠溶液,气体X与氢氧化钠反应,造成装置内的压强减小,反应结束后打开止水夹,在外界大气压的作用下,烧杯中的水被倒吸进入烧瓶;
(3)由上述实验可知,气体X的密度比空气大,若收集较为干燥的气体X,可采用向上排空气法;选用图丙中的B或E方(气体从长管通入)法进行收集。
26.(2022·浙江舟山·中考真题)在学习二氧化碳性质时,小舟进行如下探究:
【制取气体】用石灰石和稀盐酸作为原料制取二氧化碳气体,收集时要得到平稳的气流,应选择图甲中的 (填字母)作为发生装置。
【探究性质】用图乙装置完成二氧化碳性质的探究后,小舟还想用该装置来验证氧气的密度大于空气密度的性质。若他将氧气倒入装有两支带火星的蜡烛的烧杯中(如图丙),预期观察到的现象是 。
【答案】 C 蜡烛自下而上复燃
【解析】(1)用石灰石和稀盐酸作为原料制取二氧化碳气体,属于固液常温型,得到平稳的气流,应能控制液体的滴加速率,应选择图甲中的C,能通过长颈漏斗控制滴加液体的速率,从而控制反应的速率;
(2)他将氧气倒入装有两支带火星的蜡烛的烧杯中,氧气的密度比空气的大,能支持燃烧,能观察到蜡烛自下而上复燃。
27.(2022·浙江台州·中考真题)二氧化碳是一种与人类生产、生活有密切关系的气体,对地球生命具有重要意义。
(1)二氧化碳的发现
17世纪初,海尔蒙特发现木炭燃烧后不但有灰烬,还产生了一种不可见的气体,于是他将该气体命名为“森林之精”。蜡烛的火焰会在该气体中熄灭,说明了这种气体的化学性质有 。
(2)二氧化碳的制取
实验室常用石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳。现要制取4.4克二氧化碳,至少需要含碳酸钙质量分数为80%的石灰石多少克?
(3)二氧化碳的减排和消耗
人类降低空气中的二氧化碳含量的研究有两个方向:一是减少二氧化碳的排放,二是增加二氧化碳的消耗。请写出一条你能做到的消耗二氧化碳的方式或途径: 。
【答案】 不能燃烧也不支持燃烧 解:设需要碳酸钙的质量为x
x=10g
石灰石的质量为
答:至少需要含碳酸钙质量分数为80%的石灰石12.5g 植树造林(合理即可)
【解析】(1)蜡烛的火焰会在该气体中熄灭,说明了这种气体不能燃烧也不支持燃烧。
(2)见答案。
(3)光合作用是自然界中消耗二氧化碳的主要途径,且植树造林是我们容易做到的消耗CO2的方式或途径。
28.(2023·浙江衢州·中考真题)在医院,吸氧的患者每小时消耗600L氧气,费用为4元。实验室制取氧气的成本是多少呢?小科在图甲装置的锥形瓶中加入适量的二氧化锰和水,用注射器吸入20mL 过氧化氢溶液并全部注入锥形瓶中,测得装置的总质量变化如图乙。
(1)上述过氧化氢溶液完全分解产生氧气的质量是 g。
(2)根据实验数据,通过化学方程式计算20mL 过氧化氢溶液中溶质的质量。
(3)已知上述20mL 过氧化氢溶液的成本为0.4元,若在实验室用同样的过氧化氢溶液制取 600L氧气(密度取 1.4g/L),需要的成本是 元,可见在实验时应节约药品。(不计其它成本)
(4)小科连接图甲和图丙装置,用注射器另取4mL 同样的过氧化氢溶液,通过直接测量氧气的体积来计算成本。若不考虑导管对实验的影响,以下分析正确的是 。
A.广口瓶中的水面上有少量植物油,能防止氧气溶于水
B.实验前图丙装置中广口瓶内的水量不会影响测量结果
C.读数时量筒中的水面高于广口瓶内的液面导致测得氧气的体积偏小
D.测得氧气的体积等于量筒中增加的水的体积减去加入的过氧化氢溶液的体积
【答案】 1.4g 设20mL过氧化氢溶液中溶质的质量为x。
x=2.975g。
答:20mL过氧化氢溶液中溶质的质量为2.975g; 240 ACD
【解析】(1)由质量守恒定律可知,生成氧气的质量为:413.7g-412.3g=1.4g;
(2)详见答案;
(3)600L氧气(密度取1.4g/L)的质量为600L×1.4g/L=840g,则成本是:;
(4)A、广口瓶中的水面上有少量植物油,能防止氧气溶于水,正确;
B、实验前图丙装置中广口瓶内的水必须能将右侧导管下端浸没起来,否者无法测定生成氧气的体积,错误;
C、读数时量筒中的水面高于广口瓶内的液面会导致产生了一定压强差,广口瓶内的氧气未完全排出,导致测得氧气的体积偏小,正确;
D、测得氧气的体积等于量筒中增加的水的体积减去加入的过氧化氢溶液的体积,正确。
故选ACD。
29.(2022·浙江丽水·中考真题)土灶是我国古代劳动人民智慧的结晶它通常以木柴、秸秆为燃料。目前,我市农村仍有使用土灶做饭的习惯。小科和小思在爷爷家看到不能移动的土灶(如图甲),他们对土灶产生了好奇,了解到其内部结构如图乙所示:木柴添加通道与烟囱相连,通风道与木柴添加通道通过中间铁栅连通。于是分别设计了移动式土灶(如图丙和丁)。
(1)为使木柴充分燃烧,移动式土灶设计更合理的是 (填“丙”或“丁”);
(2)土灶设计烟囱的作用是 ;
(3)资料显示:1千克干木柴在土灶中燃烧,能产生约12.5固体粉尘。从环境保护的角度,提出一条合理化建议 ;
(4)干木柴的主要成分是纤维素[(C6H10O5)],纤维素在空气中完全燃烧的化学方程式为:(C6H10O5)n+6nO26nCO2+5nH2O。若干木柴中纤维素的质量分数为40.5%,则4000克干木柴中的纤维素完全燃烧会产生二氧化碳多少克 ?
【答案】 丁 有利于冷热空气形成对流,有利于可燃物充分燃烧,有利于排出气体和烟尘 加装除尘装置 设4000克干木柴中的纤维素完全燃烧会产生二氧化碳为x
解得:x=2640g
答:4000克干木柴中的纤维素完全燃烧会产生二氧化碳是2640g
【解析】(1)在丁中有通风口,进入更多的空气,能使木柴充分燃烧,所以移动式土灶设计更合理的是丁。
(2)土灶设计烟囱的作用是:有利于热冷空气形成对流,有利于可燃物充分燃烧,有利于排出有害气体和烟尘。
(3)资料显示:1千克干木柴在土灶中燃烧,能产生约12.5克固体粉尘,粉尘能污染空气,从环境保护的角度,合理建议是加装除尘装置等。
(4)解析见答案。
30.(2023·浙江湖州·中考真题)为测定某品牌钙片中碳酸钙的质量分数,小明先将钙片粉碎,再各取2.5g粉末与一定量的同浓度稀盐酸反应(钙片中其他成分不参与反应),测出生成二氧化碳的质量(不考虑二氧化碳的损失)。
实验数据如下表所示:
实验数据记录表
组序
粉末样品的质量(g)
盐酸的质量(g)
二氧化碳的质量(g)
1
2.5
10
0.22
2
2.5
20
0.44
3
2.5
30
0.44
(1)小明先将钙片进行粉碎,其目的是 。
(2)通过分析第2组和第3组数据,可知第3组反应中 过量。
(3)求该钙片中碳酸钙的质量分数。(写出计算过程)( )
【答案】 增大反应物的接触面积,有利于充分反应 盐酸/HCl 设样品中碳酸钙的质量为 x。
解得: x=1g
所以钙片中的碳酸钙的质量分数=。
答:钙片中的碳酸钙的质量分数为40%。
【解析】(1)将钙片进行粉碎,其目的是增大反应物的接触面积,有利于充分反应;
(2)第1组加入10g盐酸生成0.22g二氧化碳,第2组加入20g盐酸生成0.44g二氧化碳,说明盐酸都完全反应,第3组加入30g盐酸生成0.44g二氧化碳,说明盐酸过量;
(3)详见答案。
31.(2023·浙江台州·中考真题)市场上有一种“茶垢净”,遇到热水后会产生氧气,并能深入微小的缝隙快速去除茶垢。
(1)向“茶垢净”中倒入热水,收集一瓶氧气,将带火星的木条伸入,能观察到 。
(2)如图是一台简易制氧机,A瓶中装有“茶垢净”、二氧化锰和水,氧气可从B瓶盖子上的出气孔排出,供人呼吸。A瓶的导管伸入B瓶水中的目的是 (写出一点)。
(3)现有一瓶“茶垢净”,其制氧量相当于119克过氧化氢分解产生的氧气量。某人吸氧时需要制氧机提供每分钟0.5升的氧气,请计算用这瓶“茶垢净”制得的氧气,最多能供他持续吸氧多长时间 ?(氧气密度取1.4克/升)
【答案】 木条复燃 净化气体(或观察产生气体的速度)(合理即可) 80分钟
【解析】(1)氧气具有助燃性,能使带火星的木条复燃,向“茶垢净”中倒入热水,收集一瓶氧气,将带火星的木条伸入,能观察到木条复燃;
(2)A瓶的导管伸入B瓶水中的目的是净化气体(或观察产生气体的速度)
(3)解:设生成的氧气质量为m。
答:用一瓶茶垢净制得的氧气能供该人持续吸氧80分钟。
32.(2023·浙江金华·中考真题)某款市售制氧杯具有供氧快、便携带、易操作、成本低的特点。图1为制氧杯实物图,图2为制氧杯内部结构剖面示意图,表格为制氧剂的相关信息。利用该制氧杯制氧,产生的氧气可以在剧烈运动后即时补氧,也可以供老人、孕妇等在家中和户外急救补氧。
【制氧剂】相关信息
制氧剂的成分为:
制氧剂放入水中后发生的反应:
制氧剂的成分为:
【使用步骤】
Ⅰ.取下杯盖,在甲杯中加入A、B两种制氧剂,再加入清水至相应水位;
Ⅱ.取下与杯盖相连的乙杯,在乙杯中加入适量清水,将乙杯装回杯盖的中央正下方;
Ⅲ.将带有乙杯的杯盖和甲杯旋紧,形成一个如图1所示的整体;
Ⅳ.待出气孔②处有氧气逸出时,通过医用导气管供人呼吸补氧。
回答下列问题:
(1)在乙杯中加入清水的作用是 ;
(2)在甲杯中加入清水至相应水位,清水除了溶解制氧剂A并使制氧反应发生以外,还具有的作用是 ;
(3)请运用所学知识,并结合以上信息,解释该制氧杯能快速产生氧气并能从出气孔②快速逸出的原因 。
【答案】 通过观察气泡的速度知道供氧的快慢,湿润氧气 控制氧气产生的速率 过氧化氢溶液分解会产生氧气/二氧化锰是该反应的催化剂,能加快过氧化氢的分解/气体增多使甲杯内上方压强增大,大于外界大气压(合理即可)
【解析】(1)根据示意图可知,甲杯中产生氧气,在经过乙杯排出,由此可知,乙杯中加入清水的作用是通过观察气泡的速度知道供氧的快慢,湿润氧气;
(2)加入的水可以稀释过氧化氢溶液,从而可以控制氧气产生的速率;
(3)根据图中信息分析可知,该制氧杯能快速产生氧气并能从出气孔②快速逸出的原因为:①过氧化氢溶液分解会产生氧气;②二氧化锰是该反应的催化剂,能加快过氧化氢的分解;③气体增多使甲杯内上方压强增大,大于外界大气压。
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