暑假作业09 空气与氧气-【暑假分层作业】2025年八年级科学暑假培优练（浙教版）

完成时间：____月____日 天气： 作业09 空气与氧气 一、氧气的用途 氧气的用途，主要有两方面：一是支持燃烧，二是供给呼吸。 二、氧气与碳、磷、硫、铁等物质的反应现象 【知识点的认识】氧气与碳、磷、硫、铁等物质的反应现象，都含有剧烈燃烧和放出大量的热这两个现象；除此之外，分别是：发出白光，生成无色、无气味能使澄清石灰水变浑浊的气体（即二氧化碳）；生成大量的白烟（即五氧化二磷），发出白光（在空气中燃烧产生黄色火焰）；产生明亮的蓝紫色火焰（在空气中燃烧发出微弱的淡蓝色火焰），生成无色、有刺激性气味的气体（即二氧化硫）；火星四射，生成黑色固体物质（即四氧化三铁）． 三、氧气的工业制法 氧气的工业制法，它是利用氧气和氮气的沸点不同，来分离出氧气．具体步骤是：首先将空气净化除去杂质等，然后在高压低温的条件下，使空气液化，控制温度蒸发液态氮气，沸点较低的氮气先蒸发出来，余下的便是沸点较高的淡蓝色液态氧气，将其加压贮存在钢瓶中备用即可． 四、实验室制取氧气的反应原理 实验室制取氧气的反应原理，就是指实验室用什么物质，在什么条件下，通过什么反应来制取氧气．一般在实验室里，常采用分解过氧化氢溶液、加热氯酸钾或加热高锰酸钾．用文字表达式表示为：过氧化氢水+氧气、氯酸钾氯化钾+氧气或高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气．用化学方程式表示为：2H2O22H2O+O2↑、2KClO32KCl+3O2↑或2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑．其反应类型都是分解反应． 五、氧气的制取装置 氧气的制取装置，主要是指氧气的实验室制取装置．它包括发生装置和收集装置两部分．其中，发生装置又分为“固体加热型”和“固液常温型”两种装置；收集装置分为“排水法”和“向上排空气法”两种装置． 另外，还需要注意的有： 1．在“固体加热型”的装置中，管口应略向下倾斜，铁夹应夹在试管的中上部，应用酒精灯的外焰加热；为了便于氧气的导出，试管内的导管不能伸的太长，刚露出橡皮塞即可． 2．在“固液常温型”的装置中，长颈漏斗的下端管口应浸在液面下；同理可知，瓶内的导管不能伸的太长，刚露出橡皮塞即可． 3．用排水法收集氧气时，要先将集气瓶装满水，倒立于水槽中，瓶底不能有气泡；当气泡连续、均匀冒出时，再把导管口放在瓶口内开始收集；导管口一开始冒气泡时，不宜立即收集，因为此时的氧气中混有空气．当瓶内收集满氧气（瓶内的水全部排净）时，要在水下用毛玻璃片盖好后取出；将集气瓶正放在桌面上备用即可． 4．用向上排空气法收集氧气时，一定要将导管伸到集气瓶的底部，并且收集的时间要稍微延长一点（以防瓶内的空气排不干净），还要注意用毛玻璃片盖住一半瓶口（以防密度更大的气体进入瓶内）；否则，会使收集的氧气的纯度不高．不过，这样收集的氧气的纯度确实不如用排水法收集的高，但是比较干燥． 六、氧气的检验和验满 氧气的检验方法如图所示：，就是用带火星的木条伸入瓶内（或试管内）来检验，如果它能使带火星的木条复燃，则证明该气体是氧气．而氧气的验满方法是把带火星的木条放在瓶口来验满，如果带火星的木条在瓶口能复燃，则证明该瓶氧气已经收集满了． 三层必刷：巩固提升+能力培优+创新题型 1．如图为空气中氧气含量的测定实验。关于该实验的说法正确的是（　　） A．可用木炭代替红磷进行实验 B．红磷量不足会导致测定结果偏大 C．未冷却至室温就打开止水夹一定会导致测定结果偏大 D．该实验可以说明氮气难溶于水 2．化合反应是化学反应基本类型之一。下列反应中属于化合反应的是（　　） A．石蜡+氧气二氧化碳+水 B．硫+氧气二氧化硫 C．氯酸钾氯化钾+氧气 D．双氧水水+氧气 3．如图是四种单质在氧气中燃烧的实验，关于实验现象的描述正确是（　　） A．澄清石灰水变浑浊 B．生成四氧化三铁 C．产生白雾 D．产生淡蓝色火焰 4．实验现象的正确描述和记录是学好化学的关键之一。下列实验现象描述正确的是（　　） A．红磷在空气中燃烧，发出红色的火焰，产生大量白色烟雾 B．铁丝在空气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体物质 C．硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，生成二氧化硫 D．木炭在氧气中燃烧，发出白光，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体 5．下列图示分别是实验室中氧气制备、收集、集满验证性质的操作，其中正确的是（　　） A．高锰酸钾制氧气 B．收集 C．验满 D．验证性质 6．在实验室用高锰酸钾制取氧气的过程中，下列图象能正确表示对应变化关系的是（　　） A． B． C． D． 7．在如图所示的密闭装置中进行白磷燃烧实验，在白磷被点燃至装置恢复到室温的这段时间内，集气瓶中的气压随时间变化的图像最接近的是（　　） A． B． C． D． 8．以下相关实验的现象或操作正确的是：①硫在空气中燃烧，发出淡蓝色火焰；②木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳气体；③红磷在空气中燃烧，产生大量白烟；④铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成黑色固体；⑤实验室用高锰酸钾制取氧气时，在试管口需要放一团棉花；⑥用高锰酸钾制取氧气时，一有气泡冒出时就应马上收集，以免浪费；⑦二氧化锰可以作所有实验的催化剂。正确的是（　　） A．①③④⑤ B．①②③④ C．②③④⑥ D．③④⑤⑦ 9．在验证空气中氧气体积分数为21%的实验中，用图甲装置进行实验。第一次实验时，用足量的白磷燃烧消耗氧气。第二次实验中，将足量的食品脱氧剂均匀涂在集气瓶内壁上与氧气反应。两次实验瓶内（氧气体积分数变化如图乙所示，以下说法错误的是（　　） A．用食品脱氧剂能耗尽瓶内氧气，提高实验的精确度 B．将食品脱氧剂涂在集气瓶内壁可增大与氧气的接触面积 C．两次实验流入集气瓶中的水量不同，第1次实验中流入的水更多 D．未冷却至室温就打开止水夹，会导致测得的氧气体积分数偏小 10．可以用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法在实验室制取氧气。下列是反应生成氧气和氯化钾的质量与反应时间的关系坐标图，其中合理的是（　　） A． B． C． D． 11．下列装置中，最适合用来收集氧气的是（　　） A． B． C． D． 12．某同学误将少量KMnO4当成MnO2加入KClO3中进行加热制取氧气，部分物质质量随时间变化如图所示，下列关于该过程的说法正确的是（　　） A．c代表氧气 B．a代表高锰酸钾 C．t1时刻，KClO3开始分解 D．t3时刻，生成氧气的质量达到最大值 13．空气是一种用途很多的自然资源，可用于工业上制取氧气，其流程如图所示。 （1）①所采取的方法是 　_____　 。（填“升温”或“降温”） （2）液态空气分离过程中，　_____　 先被分离出来，分离的依据是各物质的沸点不同。 （3）以下属于氧气用途的是 　_____　 （填字母）。 A.气体肥料 B.医疗急救 C.助燃乙炔切割金属 14．为了探究催化剂种类对KClO3分解反应的影响，小实在相同的加热条件下，用如图装置完成表中实验： 编号 KClO3质量/g 加入物质 加入物质质量/g 收集50mLO2所需时间/s 实验1 5 Fe2O3 0.5 58 实验2 5 MnO2 0.5 49 实验3 5 KCl 0.5 154 实验4 5 不添加 0 171 （1）实验中除了量筒还需要的测量工具有　________　 。 （2）本实验中采用排水法而不是排空气法的原因是　__________________　 。 （3）该小组同学做完实验4后，维持原加热条件不变继续收集50mLO2，发现此次所需时间明显少于171s。请结合上表实验结果分析原因：　__________________　 。 15．小科为了测定空气中氧气的含量，选用如图甲所示的装置，通过以下步骤进行实验： 步骤一：检查装置的气密性，并在广口瓶内加入少量水。 步骤二：将 　_________　 （选填“水面上方体积”或“广口瓶总体积”）分为5等分，用弹簧夹夹紧橡皮管、点燃红磷后，迅速伸入瓶中并塞紧塞子。 步骤三：待燃烧停止并冷却至室温后，打开弹簧夹。 小科测得实验过程中广口瓶内气压的变化如图乙所示，请分析回答： （1）将步骤二补充完整。 （2）图乙中a﹣c段气压上升的原因是 　__________________　 。 （3）图乙中的e点对应的实验操作是 　________　 。 （4）实验结束后，如果广口瓶中的水位高于理论的水位高度，可能的原因是 　___　 （选填字母代号）。 A.步骤一中加入的水太多 B.加入的红磷量不足 C.当瓶内气压为图乙中的b点时就打开弹簧夹 D.当瓶内气压为图乙中的d点时就打开弹簧夹 16．某科学兴趣小组的同学进行了“测定空气中氧气含量”的实验。 （1）实验步骤：①连接装置并检查气密性。 ②加入试剂，并按图甲固定装置。 ③打开止水夹a和b，向Ⅰ中缓慢鼓入一定量空气，Ⅰ中水进入Ⅱ中，露出白磷后，关闭止水夹a和b，测得Ⅱ中水的体积为200mL。 ④用凸透镜聚光引燃白磷，充分反应后，燃烧匙中的白磷有剩余。 ⑤待装置冷却到室温，　_________　 （填实验操作），Ⅱ中水倒吸进入Ⅰ中，测得量筒中水的体积变为145mL。 ⑥小科计算所测空气中氧气的体积分数为　________　 ，与实际值差距较大。经检查装置的气密性良好，则产生偏差的原因可能是　__________________　 。 （2）图乙是实验装置内温度和压强的变化趋势。Y表示　_____　 变化曲线，曲线X中AB段变化的原因是　_____________　 。 17．为了测定空气中氧气含量，设计实验装置如图甲：在燃烧匙内盛过量红磷，点燃后立即插入集气瓶内，塞紧橡胶塞，待红磷火焰熄灭，集气瓶冷却至室温，打开铁夹，水注入集气瓶。 （1）打开铁夹，水自动注入集气瓶的原因是 　__________________　 。 （2）若测定结果偏高（回流进集气瓶中的水的体积大于空气体积的），可能的原因是 　__________________　 。（写出一点即可） （3）小观对实验装置进行改进如图乙，已知“暖宝宝”发热剂发热原理可以简化为铁生锈。小观将刚拆封的“暖宝宝”黑色粉末涂抹在广口瓶内壁的四周，而不是将足量的发热剂堆在瓶底，这样做的目的是 　__________________　 。 （4）实验过程中，连接数字传感器，测得实验甲、实验乙中氧气的体积分数随时间变化的关系分别如图。依据图中信息实验乙的测定方法更准确判断依据是 　__________________　 。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 限时练习：40min 完成时间：____月____日 天气： 作业09 空气与氧气 一、氧气的用途 氧气的用途，主要有两方面：一是支持燃烧，二是供给呼吸。 二、氧气与碳、磷、硫、铁等物质的反应现象 【知识点的认识】氧气与碳、磷、硫、铁等物质的反应现象，都含有剧烈燃烧和放出大量的热这两个现象；除此之外，分别是：发出白光，生成无色、无气味能使澄清石灰水变浑浊的气体（即二氧化碳）；生成大量的白烟（即五氧化二磷），发出白光（在空气中燃烧产生黄色火焰）；产生明亮的蓝紫色火焰（在空气中燃烧发出微弱的淡蓝色火焰），生成无色、有刺激性气味的气体（即二氧化硫）；火星四射，生成黑色固体物质（即四氧化三铁）． 三、氧气的工业制法 氧气的工业制法，它是利用氧气和氮气的沸点不同，来分离出氧气．具体步骤是：首先将空气净化除去杂质等，然后在高压低温的条件下，使空气液化，控制温度蒸发液态氮气，沸点较低的氮气先蒸发出来，余下的便是沸点较高的淡蓝色液态氧气，将其加压贮存在钢瓶中备用即可． 四、实验室制取氧气的反应原理 实验室制取氧气的反应原理，就是指实验室用什么物质，在什么条件下，通过什么反应来制取氧气．一般在实验室里，常采用分解过氧化氢溶液、加热氯酸钾或加热高锰酸钾．用文字表达式表示为：过氧化氢水+氧气、氯酸钾氯化钾+氧气或高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气．用化学方程式表示为：2H2O22H2O+O2↑、2KClO32KCl+3O2↑或2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑．其反应类型都是分解反应． 五、氧气的制取装置 氧气的制取装置，主要是指氧气的实验室制取装置．它包括发生装置和收集装置两部分．其中，发生装置又分为“固体加热型”和“固液常温型”两种装置；收集装置分为“排水法”和“向上排空气法”两种装置． 另外，还需要注意的有： 1．在“固体加热型”的装置中，管口应略向下倾斜，铁夹应夹在试管的中上部，应用酒精灯的外焰加热；为了便于氧气的导出，试管内的导管不能伸的太长，刚露出橡皮塞即可． 2．在“固液常温型”的装置中，长颈漏斗的下端管口应浸在液面下；同理可知，瓶内的导管不能伸的太长，刚露出橡皮塞即可． 3．用排水法收集氧气时，要先将集气瓶装满水，倒立于水槽中，瓶底不能有气泡；当气泡连续、均匀冒出时，再把导管口放在瓶口内开始收集；导管口一开始冒气泡时，不宜立即收集，因为此时的氧气中混有空气．当瓶内收集满氧气（瓶内的水全部排净）时，要在水下用毛玻璃片盖好后取出；将集气瓶正放在桌面上备用即可． 4．用向上排空气法收集氧气时，一定要将导管伸到集气瓶的底部，并且收集的时间要稍微延长一点（以防瓶内的空气排不干净），还要注意用毛玻璃片盖住一半瓶口（以防密度更大的气体进入瓶内）；否则，会使收集的氧气的纯度不高．不过，这样收集的氧气的纯度确实不如用排水法收集的高，但是比较干燥． 六、氧气的检验和验满 氧气的检验方法如图所示：，就是用带火星的木条伸入瓶内（或试管内）来检验，如果它能使带火星的木条复燃，则证明该气体是氧气．而氧气的验满方法是把带火星的木条放在瓶口来验满，如果带火星的木条在瓶口能复燃，则证明该瓶氧气已经收集满了． 三层必刷：巩固提升+能力培优+创新题型 1．如图为空气中氧气含量的测定实验。关于该实验的说法正确的是（　　） A．可用木炭代替红磷进行实验 B．红磷量不足会导致测定结果偏大 C．未冷却至室温就打开止水夹一定会导致测定结果偏大 D．该实验可以说明氮气难溶于水 【答案】D 【解答】解：A、木炭燃烧生成二氧化碳气体，装置内的压强几乎不变，因此不能用木炭代替红磷进行实验，故A说法错误； B、红磷量不足就不能耗尽瓶内的氧气，实验结束装置冷却至室温后，打开止水夹，进入的水偏少，会导致测定结果偏小，故B说法错误； C、未冷却至室温就打开止水夹会导致进入的水偏少，会导致测定结果偏小，故C说法错误； D、打开弹簧夹，烧杯中的水进入集气瓶，且进入的水约占集气瓶容积的五分之一，水不再继续进入，说明氮气难溶于水，故D说法正确。 故选：D。 2．化合反应是化学反应基本类型之一。下列反应中属于化合反应的是（　　） A．石蜡+氧气二氧化碳+水 B．硫+氧气二氧化硫 C．氯酸钾氯化钾+氧气 D．双氧水水+氧气 【答案】B 【解答】解：A、该反应的生成物有两种，因此该反应不属于化合反应，故A不合题意； B、该反应符合“多变一”的特征，属于化合反应，故B符合题意； C、该反应符合“一变多”的特征，属于分解反应，故C不合题意； D、该反应符合“一变多”的特征，属于分解反应，故D不合题意； 故选：B。 3．如图是四种单质在氧气中燃烧的实验，关于实验现象的描述正确是（　　） A．澄清石灰水变浑浊 B．生成四氧化三铁 C．产生白雾 D．产生淡蓝色火焰 【答案】A 【解答】解：A．木炭在氧气中燃烧发出白光，空气中不能发出白光，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体，故选项正确； B．细铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，四氧化三铁是产物，不是现象，故选项错误； C．白磷在氧气中燃烧，产生白烟，生成白色固体，故选项错误； D．硫在氧气中燃烧，产生蓝紫色火焰，生成有刺激性气味的气体，故选项错误； 故选：A。 4．实验现象的正确描述和记录是学好化学的关键之一。下列实验现象描述正确的是（　　） A．红磷在空气中燃烧，发出红色的火焰，产生大量白色烟雾 B．铁丝在空气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体物质 C．硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，生成二氧化硫 D．木炭在氧气中燃烧，发出白光，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体 【答案】D 【解答】解：A、红磷在空气中燃烧发出淡黄色火焰，产生大量白烟，没有雾，故描述不正确； B、铁丝在空气中不能燃烧，故描述不正确； C、硫在氧气中燃烧，生成二氧化硫属于结论，不是现象，故描述不正确； D、木炭在氧气中燃烧，发出白光，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体，故描述正确。 故选：D。 5．下列图示分别是实验室中氧气制备、收集、集满验证性质的操作，其中正确的是（　　） A．高锰酸钾制氧气 B．收集 C．验满 D．验证性质 【答案】A 【解答】解：A、为防止冷凝水回流到热的试管底部，炸裂试管，试管口应略向下倾斜；为防止加热时试管内的粉末状物质进入导管，试管口应放一团棉花，故选项实验操作正确。 B、氧气的密度比空气的大，可用向上排空气法收集，但导管应伸入集气瓶的底部，以利于空气的排出，故选项实验操作错误。 C、检验氧气是否收集满时，应将带火星的木条放在集气瓶口，不能伸入瓶中，故选项实验操作错误。 D、铁丝在氧气中燃烧时，为防止生成物熔化溅落下来使瓶底炸裂，集气瓶的底部应放少量的水或铺一层细沙，图中集气瓶的底部没有放少量的水或铺一层细沙，故选项实验操作错误。 故选：A。 6．在实验室用高锰酸钾制取氧气的过程中，下列图象能正确表示对应变化关系的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解答】解：A、化学反应前后元素的质量不变，钾元素存在于固体中，其质量不变，但固体的质量逐渐减小直到反应完不变，因此钾元素的质量分数逐渐增大，故错误； B、化学反应前后元素的质量不变，锰元素存在于固体中，其质量不变，但固体的质量逐渐减小直到反应完不变，因此锰元素的质量分数逐渐增大至不变，故正确； C、剩余固体的质量逐渐减小，当高锰酸钾分解完毕，则不再减小，剩余固体不会是0，故错误； D、随着反应的进行，氧气的质量逐渐增加，当高锰酸钾反应完，则保持不变而不会减小，故错误。 故选：B。 7．在如图所示的密闭装置中进行白磷燃烧实验，在白磷被点燃至装置恢复到室温的这段时间内，集气瓶中的气压随时间变化的图像最接近的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解答】解：白磷燃烧放热，气体膨胀，导致气压增大的幅度大于氧气减少导致气压减小的幅度，因此开始一段时间，气压增大，完全反应后氧气消耗，温度降低，气压减小至小于原气压，减小幅度约为空气总体积的五分之一，C选项符合题意。 故选：C。 8．以下相关实验的现象或操作正确的是：①硫在空气中燃烧，发出淡蓝色火焰；②木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳气体；③红磷在空气中燃烧，产生大量白烟；④铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成黑色固体；⑤实验室用高锰酸钾制取氧气时，在试管口需要放一团棉花；⑥用高锰酸钾制取氧气时，一有气泡冒出时就应马上收集，以免浪费；⑦二氧化锰可以作所有实验的催化剂。正确的是（　　） A．①③④⑤ B．①②③④ C．②③④⑥ D．③④⑤⑦ 【答案】A 【解答】解：①硫在空气中燃烧，发出淡蓝色火焰，故①正确； ②木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳气体，这是实验结论，不是实验现象，故②错误； ③红磷在空气中燃烧，产生大量白烟，故③正确； ④铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成黑色固体，故④正确； ⑤实验室用高锰酸钾制取氧气时，在试管口需要放一团棉花，以防止固体粉末进入导管，故⑤正确； ⑥用高锰酸钾制取氧气时，应等到气泡连续、均匀冒出时再收集，以保证收集到的氧气纯度，故⑥错误； ⑦二氧化锰不是所有实验的催化剂，它在过氧化氢分解制取氧气的反应中作催化剂，但在其他反应中不一定适用，故⑦错误； 故选：A。 9．在验证空气中氧气体积分数为21%的实验中，用图甲装置进行实验。第一次实验时，用足量的白磷燃烧消耗氧气。第二次实验中，将足量的食品脱氧剂均匀涂在集气瓶内壁上与氧气反应。两次实验瓶内（氧气体积分数变化如图乙所示，以下说法错误的是（　　） A．用食品脱氧剂能耗尽瓶内氧气，提高实验的精确度 B．将食品脱氧剂涂在集气瓶内壁可增大与氧气的接触面积 C．两次实验流入集气瓶中的水量不同，第1次实验中流入的水更多 D．未冷却至室温就打开止水夹，会导致测得的氧气体积分数偏小 【答案】C 【解答】解：A、由图乙可知，用食品脱氧剂能耗尽瓶内氧气，提高实验的精确度，故A说法正确； B、将食品脱氧剂涂在集气瓶内壁可增大与氧气的接触面积，故B说法正确； C、由图乙可知，食品脱氧剂消耗的氧气更多，因此两次实验流入集气瓶中的水量不同，第2次实验中流入的水更多，故C说法错误； D、未冷却至室温就打开止水夹，则进入瓶内的水较少，会导致测得的氧气体积分数偏小，故D说法正确。 故选：C。 10．可以用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法在实验室制取氧气。下列是反应生成氧气和氯化钾的质量与反应时间的关系坐标图，其中合理的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解答】解：2KClO3＝2KCl+3O2， 149 96 根据用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法在实验室制取氧气的化学方程式和生成物的质量比可知，生成氯化钾的质量＞生成氧气的质量；反应完全后，氯化钾和氧气的质量都不再增加。 故选：C。 11．下列装置中，最适合用来收集氧气的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解答】解：A、氧气的密度比空气的大，可用向上排空气法收集，但导管应伸入集气瓶的底部，以利于空气的排出，故选项错误。 B、氧气不易溶于水，用图中装置收集氧气时，长导管是出水管，短导管是进气管，故选项错误。 C、氧气的密度比空气的大，气体从长导管通入，将空气从短导管排出，故选项错误。 D、氧气的密度比空气的大，可用向上排空气法收集，图中实验操作正确，故选项正确。 故选：D。 12．某同学误将少量KMnO4当成MnO2加入KClO3中进行加热制取氧气，部分物质质量随时间变化如图所示，下列关于该过程的说法正确的是（　　） A．c代表氧气 B．a代表高锰酸钾 C．t1时刻，KClO3开始分解 D．t3时刻，生成氧气的质量达到最大值 【答案】D 【解答】解：A、由分析可知，c代表氯化钾，故选项说法错误。 B、由分析可知，a代表氯酸钾，故选项说法错误。 C、由分析可知，t1时刻，KMnO4开始分解，故选项说法错误。 D、由图可知，t3时刻之前KMnO4已经完分解，t3时刻KClO3完全分解，则此时生成氧气的质量达到最大值，故选项说法正确。 故选：D。 13．空气是一种用途很多的自然资源，可用于工业上制取氧气，其流程如图所示。 （1）①所采取的方法是 __降温__ 。（填“升温”或“降温”） （2）液态空气分离过程中，__氮气__ 先被分离出来，分离的依据是各物质的沸点不同。 （3）以下属于氧气用途的是 __BC__ （填字母）。 A.气体肥料 B.医疗急救 C.助燃乙炔切割金属 【答案】（1）降温。 （2）氮气。 （3）BC。 【解答】解：（1）在空气分离制取氧气的过程中，通常采用降温的方法使空气液化，然后通过控制温度，使不同成分依次蒸发，从而实现分离，故答案为：降温。 （2）液态空气分离过程中，由于液态氮的沸点（﹣196℃）低于液态氧的沸点（﹣183℃），所以氮气先被分离出来，故答案为：氮气。 （3）氧气的用途包括：B.医疗急救：氧气可以提供呼吸支持，用于治疗缺氧症状，C.助燃乙炔切割金属：氧气作为助燃气体，可以提高乙炔燃烧的温度，用于金属切割，A选项“气体肥料”通常指的是二氧化碳，不是氧气的用途，故答案为：BC。 14．为了探究催化剂种类对KClO3分解反应的影响，小实在相同的加热条件下，用如图装置完成表中实验： 编号 KClO3质量/g 加入物质 加入物质质量/g 收集50mLO2所需时间/s 实验1 5 Fe2O3 0.5 58 实验2 5 MnO2 0.5 49 实验3 5 KCl 0.5 154 实验4 5 不添加 0 171 （1）实验中除了量筒还需要的测量工具有__天平、秒表__ 。 （2）本实验中采用排水法而不是排空气法的原因是__通过测量排出水的体积得知氧气的体积__ 。 （3）该小组同学做完实验4后，维持原加热条件不变继续收集50mLO2，发现此次所需时间明显少于171s。请结合上表实验结果分析原因：__由实验1和实验4可知，KCl对KClO3分解反应有催化作用。用实验4装置再续收集50mLO2里面有一开始就有第一次的反应产物KCl，加快了反应速度__ 。 【答案】（1）天平、秒表； （2）通过测量排出水的体积得知氧气的体积； （3）由实验1和实验4可知，KCl对KClO3分解反应有催化作用。用实验4装置再续收集50mLO2里面有一开始就有第一次的反应产物KCl，加快了反应速度。 【解答】解：（1）实验中要测量收集50mL氧气所需时间，所以除了量筒（用于测量氧气体积 ），还需要秒表（用于测量时间 ）；同时要准确称取KClO3和加入物质的质量，所以还需要天平。 （2）排水法收集到的氧气更纯净，排空气法收集氧气时，由于氧气密度与空气密度相差不大，空气不易排尽，会导致收集的氧气不纯；而排水法收集氧气时，氧气在水中溶解量较少，能得到较纯净的氧气，便于后续准确探究催化剂种类对KClO3分解反应的影响。 （3）由实验3可知，KCl对KClO3分解有一定催化作用。实验4中KClO3受热分解会生成KCl和O2，随着反应进行，生成的KCl在原加热条件下起到了催化作用，加快了后续KClO3的分解速率，所以再次收集50mL O2所需时间明显少于171s。 故答案为：（1）天平、秒表； （2）通过测量排出水的体积得知氧气的体积； （3）由实验1和实验4可知，KCl对KClO3分解反应有催化作用。用实验4装置再续收集50mLO2里面有一开始就有第一次的反应产物KCl，加快了反应速度。 15．小科为了测定空气中氧气的含量，选用如图甲所示的装置，通过以下步骤进行实验： 步骤一：检查装置的气密性，并在广口瓶内加入少量水。 步骤二：将 __水面上方体积__ （选填“水面上方体积”或“广口瓶总体积”）分为5等分，用弹簧夹夹紧橡皮管、点燃红磷后，迅速伸入瓶中并塞紧塞子。 步骤三：待燃烧停止并冷却至室温后，打开弹簧夹。 小科测得实验过程中广口瓶内气压的变化如图乙所示，请分析回答： （1）将步骤二补充完整。 （2）图乙中a﹣c段气压上升的原因是 __红磷燃烧放出热量，使瓶内气体受热膨胀，导致气压上升__ 。 （3）图乙中的e点对应的实验操作是 __打开弹簧夹__ 。 （4）实验结束后，如果广口瓶中的水位高于理论的水位高度，可能的原因是 __C__ （选填字母代号）。 A.步骤一中加入的水太多 B.加入的红磷量不足 C.当瓶内气压为图乙中的b点时就打开弹簧夹 D.当瓶内气压为图乙中的d点时就打开弹簧夹 【答案】（1）水面上方体积； （2）红磷燃烧放出热量，使瓶内气体受热膨胀，导致气压上升； （3）打开弹簧夹； （4）C。 【解答】解：（1）将水面上方体积分为5等分。因为测定空气中氧气含量是通过消耗水面上方空气中的氧气，观察水进入的体积来确定氧气含量，所以要对水面上方体积进行等分。 （2）图乙中a﹣c段气压上升的原因是红磷燃烧放出热量，使瓶内气体受热膨胀，导致气压上升。 （3）图乙中的e点对应的实验操作是打开弹簧夹。因为待燃烧停止并冷却至室温后打开弹簧夹，此时瓶内气压减小，水会进入瓶内，气压开始发生变化，与e点气压变化相符。 （4）A.步骤一中加入的水太多，不会影响消耗氧气的量以及进入瓶内水的体积，所以不会使水位高于理论高度，故A错误。 B.加入的红磷量不足，不能完全消耗氧气，会使进入瓶内的水偏少，水位低于理论高度，故B错误。 C.当瓶内气压为图乙中的b点时就打开弹簧夹，此时温度较高，瓶内气体还处于膨胀状态，气压较大，会有气体从导管逸出，导致进入瓶内的水会偏多，水位高于理论高度，故C正确。 D.当瓶内气压为图乙中的d点时就打开弹簧夹，此时温度还没有冷却至室温，导致瓶内气压比完全冷却后的气压大，进入瓶内的水会偏小，水位低于理论高度，故D错误。 故答案为： （1）水面上方体积； （2）红磷燃烧放出热量，使瓶内气体受热膨胀，导致气压上升； （3）打开弹簧夹； （4）C。 16．某科学兴趣小组的同学进行了“测定空气中氧气含量”的实验。 （1）实验步骤：①连接装置并检查气密性。 ②加入试剂，并按图甲固定装置。 ③打开止水夹a和b，向Ⅰ中缓慢鼓入一定量空气，Ⅰ中水进入Ⅱ中，露出白磷后，关闭止水夹a和b，测得Ⅱ中水的体积为200mL。 ④用凸透镜聚光引燃白磷，充分反应后，燃烧匙中的白磷有剩余。 ⑤待装置冷却到室温，__打开止水夹b__ （填实验操作），Ⅱ中水倒吸进入Ⅰ中，测得量筒中水的体积变为145mL。 ⑥小科计算所测空气中氧气的体积分数为__27.5%__ ，与实际值差距较大。经检查装置的气密性良好，则产生偏差的原因可能是__待装置冷却到室温后，量筒读数时仰视读数（答案不唯一）__ 。 （2）图乙是实验装置内温度和压强的变化趋势。Y表示__温度__ 变化曲线，曲线X中AB段变化的原因是__白磷燃烧放出大量的热__ 。 【答案】（1）⑤打开止水夹b；⑥27.5%；待装置冷却到室温后，量筒读数时仰视读数（答案不唯一）； （2）温度；白磷燃烧放出大量的热。 【解答】解：（1）⑤白磷燃烧消耗空气中的氧气生成五氧化二磷固体，装置中压强减小，待装置冷却到室温，打开止水夹b，Ⅱ中水倒吸进入Ⅰ中，测得量筒中水的体积变为145mL，倒吸入的水的体积即为氧气的体积。 ⑥小科计算所测空气中氧气的体积分数为27.5%，经检查装置的气密性良好，产生偏差的原因是待装置冷却到室温后，量筒读数时仰视读数，导致读数偏小。 （2）白磷燃烧放出大量的热，温度升高，压强增大；随着反应的进行氧气被消耗，温度逐渐恢复至室温，压强逐渐减小，最终压强一定比反应前小，Y表示温度变化曲线，曲线X中AB段变化的原因是白磷燃烧放出大量的热。 故答案为： （1）⑤打开止水夹b；⑥27.5%；待装置冷却到室温后，量筒读数时仰视读数（答案不唯一）； （2）温度；白磷燃烧放出大量的热。 17．为了测定空气中氧气含量，设计实验装置如图甲：在燃烧匙内盛过量红磷，点燃后立即插入集气瓶内，塞紧橡胶塞，待红磷火焰熄灭，集气瓶冷却至室温，打开铁夹，水注入集气瓶。 （1）打开铁夹，水自动注入集气瓶的原因是 __红磷燃烧消耗氧气，集气瓶内气体减少，压强小于外界大气压，在大气压作用下水注入集气瓶__ 。 （2）若测定结果偏高（回流进集气瓶中的水的体积大于空气体积的），可能的原因是 __红磷点燃后伸入集气瓶过慢（或实验前没有夹紧弹簧夹等）__ 。（写出一点即可） （3）小观对实验装置进行改进如图乙，已知“暖宝宝”发热剂发热原理可以简化为铁生锈。小观将刚拆封的“暖宝宝”黑色粉末涂抹在广口瓶内壁的四周，而不是将足量的发热剂堆在瓶底，这样做的目的是 __增大发热剂与氧气、水的接触面积，使铁生锈反应更充分，更充分地消耗瓶内氧气__ 。 （4）实验过程中，连接数字传感器，测得实验甲、实验乙中氧气的体积分数随时间变化的关系分别如图。依据图中信息实验乙的测定方法更准确判断依据是 __实验乙中氧气的体积分数最终降低到0.5%，比实验甲中氧气剩余量更少，氧气消耗更完全，测定结果更接近空气中氧气的实际含量__ 。 【答案】（1）红磷燃烧消耗氧气，集气瓶内气体减少，压强小于外界大气压，在大气压作用下水注入集气瓶； （2）红磷点燃后伸入集气瓶过慢（或实验前没有夹紧弹簧夹等）； （3）增大发热剂与氧气、水的接触面积，使铁生锈反应更充分，更充分地消耗瓶内氧气； （4）实验乙中氧气的体积分数最终降低到0.5%，比实验甲中氧气剩余量更少，氧气消耗更完全，测定结果更接近空气中氧气的实际含量。 【解答】解：（1）红磷燃烧消耗了集气瓶内的氧气，生成五氧化二磷固体，使集气瓶内气体减少，压强小于外界大气压，在大气压的作用下，水自动注入集气瓶。 （2）若测定结果偏高，可能的原因是红磷点燃后伸入集气瓶过慢，导致集气瓶内部分空气受热膨胀逸出；也可能是实验前没有夹紧弹簧夹，红磷燃烧时瓶内空气受热从导管逸出（写出一点即可）。 （3）将“暖宝宝”黑色粉末涂抹在广口瓶内壁四周，能增大发热剂（铁）与氧气、水的接触面积，使铁生锈反应更充分，从而更充分地消耗瓶内氧气。 （4）实验乙的测定方法更准确，判断依据是：从图中可知，实验乙中氧气的体积分数最终降低到0.5%，比实验甲中氧气剩余量更少，说明实验乙中氧气消耗更完全，测定结果更接近空气中氧气的实际含量。 故答案为： （1）红磷燃烧消耗氧气，集气瓶内气体减少，压强小于外界大气压，在大气压作用下水注入集气瓶； （2）红磷点燃后伸入集气瓶过慢（或实验前没有夹紧弹簧夹等）； （3）增大发热剂与氧气、水的接触面积，使铁生锈反应更充分，更充分地消耗瓶内氧气； （4）实验乙中氧气的体积分数最终降低到0.5%，比实验甲中氧气剩余量更少，氧气消耗更完全，测定结果更接近空气中氧气的实际含量。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$