专题03 空气、氧气(全国通用)-【好题汇编】2025年中考化学一模试题分类汇编
2025-05-23
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2份
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54页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | 空气,氧气 |
| 使用场景 | 中考复习-一模 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 23.94 MB |
| 发布时间 | 2025-05-23 |
| 更新时间 | 2025-05-23 |
| 作者 | hua hua. |
| 品牌系列 | 好题汇编·一模分类汇编 |
| 审核时间 | 2025-05-23 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/52265315.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
专题03 空气、氧气
考点概览
题型一 空气的成分及其性质和用途
题型二 空气中氧气含量的测定
题型三 氧气的性质和用途
题型四 氧气的工业制法与实验室制法
题型五 空气污染与防治
空气的成分及其性质和用途题型一
1.(2025·河北沧州·一模)空气和水是重要的自然资源。下列说法正确的是
A.空气是混合物
B.地球上淡水资源很丰富
C.空气中的氮气化学性质活泼
D.活性炭可吸附水中的难溶性杂质
2.(2025·云南曲靖·模拟预测)2025年3月,昆明多地飘起了雪花。昆明轿子雪山雾凇更是一大奇观。下列空气成分中与雾凇形成有关的是
A.水蒸气 B.二氧化碳
C.氧气 D.氮气
3.(2025·江苏徐州·一模)下列关于空气的说法错误的是
A.空气是工业制氧的廉价原料 B.空气中氧气的质量分数约是21%
C.氮气能被豆科植物的根瘤菌吸收、利用 D.碳中和有利于减缓空气中二氧化碳浓度的升高
4.(2025·湖南·一模)2025年10月30日,我国神舟十九号载人飞船发射圆满成功,飞船内的气体成分要尽量模拟地球上空气的成分。下列有关空气的说法正确的是
A.氧气约占空气体积的21% B.空气中含有大量的稀有气体
C.洁净的空气是纯净物 D.空气中的氮气极易溶于水
5.(2025·江苏扬州·一模)下列物质发生的变化与空气的成分无关的是
A.碳酸氢铵露置在空气中质量减少 B.生石灰露置在空气中变质
C.酥脆饼干变软 D.钢铁在空气中生锈
6.下列有关空气成分的说法错误的是
A.稀有气体含量少,没有利用价值
B.二氧化碳在蔬菜大棚中可作气体肥料
C.氮气充入食品包装袋中可延长其保质期
D.氧气能供给生物呼吸,支持燃料燃烧
7.(2025·重庆·模拟预测)下列关于空气成分及空气质量的说法,错误的是
A.空气中含量最多的气体是氮气,约占空气体积的78%
B.计入空气质量评价的主要污染物包括二氧化硫、一氧化碳、二氧化碳
C.稀有气体通电发不同颜色的光,可用于制作霓虹灯
D.植树造林、使用清洁能源有助于改善空气质量
8.(2025·湖南邵阳·一模)从化学的角度认识“空气”。
(1)分类:空气属于 (填“混合物”或“纯净物”)。
(2)推断:长期露置在空气中的装有澄清石灰水的试剂瓶瓶壁和底部均出现白色固体物质,说明空气中含有 (填化学式)。
(3)环保:下列保护空气的措施合理的有_______(填序号,双选)。
A.植树种草,扩大绿化面积 B.禁止车辆出行 C.使用清洁能源
9.(2025·黑龙江佳木斯·一模)阅读资料并回答相应问题。
(1)卢瑟福发现空气中大量的“浊气”,该气体是 。
(2)汞俗称“水银”,常温下是银白色液体。加热氧化汞可以分解生成“火空气”和汞,发生反应的化学方程式为 ,在密闭的容器内加热氧化汞粉末可以观察到的现象是 ;
(3)通过分析以上资料可知,发现空气中各成分的先后顺序可能与气体的性质、气体的含量等因素有关。由此推测,气体的含量越高,越 (填“先”或“后”)被发现;
(4)空气发现史反映出人类对物质世界的认识是 的过程。
空气中氧气含量的测定题型二
1.(2025·福建龙岩·一模)用如图所示的装置进行空气中氧气体积分数的测定实验(两支玻璃管内径相同,为液面起始高度)。实验前均已关闭。左管燃烧匙中盛有足量白磷,右管盛有水。光照引燃白磷;待白磷熄灭,冷却至室温后打开,至液面不再变化,读出右管中液体的高度为。下列说法错误的是
A.实验前要检查装置的气密性 B.实验可观察到左管产生白烟
C.打开,右管中液面会下降 D.空气中氧气体积分数可表达为
2.小夕用如图所示装置来测定空气中氧气的含量。 加热试管,红磷开始燃烧,待红磷熄灭并冷却至室 温后打开弹簧夹。下列关于该实验的说法错误的是
A.使用红磷的量多或少,都不会影响实验结果
B.红磷燃烧完后打开弹簧夹,要等到注射器活塞不再移动才能读数
C.要达到实验目的,试管中的红磷不能更换为木炭
D.若注射器中的水最终减少了10mL, 说明空气中氧气的体积分数约为20%
3.(2025·江苏无锡·一模)某兴趣小组利用氧气传感器探究不同物质在空气中燃烧的耗氧量情况。足量蜡烛和红磷分别在相同的密闭容器中燃烧,测得氧气体积分数变化如图所示。下列说法正确的是
A.红磷燃烧过程中,产生大量白色烟雾
B.该实验能说明空气中氧气体积分数约为21%
C.图中a点与b点对应容器内氮气体积分数相等
D.若将足量蜡烛和红磷放在同一密闭容器中燃烧,可使氧气体积分数降至3%
4.(2025·山东淄博·一模)在创新实验大赛中,某学校化学兴趣小组的同学们设计了如上图所示的装置来测定空气中氧气的含量,胶头滴管中的水滴入生石灰一段时间后,试管内的白磷开始燃烧,待白磷熄灭并冷却至室温后打开弹簧夹。下列关于该实验的说法错误的是
A.现象:试管内白磷燃烧,打开弹簧夹后,注射器内的水流进试管
B.推理:实验后,试管内的气体不支持燃烧,本身也不燃烧
C.分析:试管内白磷的量多或少,不影响实验结果
D.结论:注射器内的水约减少,生石灰和水反应会放热
5.(2025·黑龙江牡丹江·一模)结合下列教材中的实验,按要求回答问题:
(1)甲中,广口瓶中水的作用是 。打开弹簧夹的过程中,对应的压强变化为 段。
(2)乙中,硫在瓶内、外燃烧现象不同,说明燃烧的剧烈程度与 有关。
(3)不能用木炭替代红磷测定空气中氧气含量的原因是 。
6.(2025·重庆·模拟预测)红磷在很多实验中都有重要应用。
(1)实验1检查气密性后,夹紧弹簧夹,充分反应,再移开酒精灯并打开弹簧夹,理论上活塞最终应停在 mL的刻度处(空气中氧气的体积分数按1/5计算)。
(2)实验3推动注射器,使集气瓶中的液面低于燃烧匙,白磷燃烧而红磷不燃烧,该实验中最多能探究燃烧的 个条件。已知白磷(P4)燃烧和红磷类似,请写出白磷燃烧的化学反应方程式 。
(3)下列说法不正确的是_______(填序号)。
A.实验1和2中红磷均必须过量
B.实验2中红磷底下铺有细沙防止瓶底炸裂,可以把细沙换成水
C.实验2过程中气球先变大后恢复原状
7.(2025·山东聊城·模拟预测)某化学兴趣小组对“空气中氧气含量的测定”展开学习。
【经典回顾】二百多年前,法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分(实验装置如图1)。
【实验回顾】实验室常用燃烧红磷的方法测定空气中氧气的含量(实验装置如图2)。
【实验改进】兴趣小组的同学借助压强传感器对空气中氧气含量测定进行再探究(实验装置如图3)。
请和兴趣小组的同学一起回答下列问题:
(1)拉瓦锡用图1装置定量研究了空气的成分,其设计原理是在密闭容器中,利用汞与空气中的 (填化学式)反应,生成固态物质。该实验的不足之处是 (答2条)。
(2)①用图2装置测定空气中氧气的含量,反应结束装置冷却到室温后打开弹簧夹,观察到的现象是 。
②若该实验中完全燃烧红磷,理论上消耗氧气的质量为 。(写出计算步骤,结果准确到1.0g)
(3)兴趣小组的同学用图3装置进行实验,得到如图4所示压强变化趋势图。相关点的坐标为、、、。
已知:①同温同体积下,气体的压强之比等于其分子数之比。
②同温同压下,气体的体积之比等于其分子数之比。
根据图4数据计算出空气中氧气含量(体积分数)为 (计算结果保留一位小数)。
氧气的性质和用途题型三
1.(2025·河南郑州·模拟预测)下列关于物质在氧气中燃烧或加热现象描述正确的是
A.红磷——产生大量白雾,放出热量
B.硫——微弱淡蓝色火焰,有刺激性气味气体产生
C.铁丝——剧烈燃烧,火星四射,放热,有黑色固体生成
D.铜片——铜片逐渐由黑色变为紫红色
2.(2025·江苏常州·一模)下列物质的性质和用途对应关系正确的是
A.氧气具有氧化性,常用作燃料
B.浓盐酸具有挥发性,可用作除锈剂
C.干冰升华吸热,用于人工降雨
D.NaOH有碱性,用于改良酸性土壤
3.(2025·江苏盐城·一模)在“铁丝与氧气的反应”实验中,相关的提醒图标应有
A.①②④ B.①②③ C.②③④ D.①③④
4.(2025·重庆·模拟预测)实验能展示化学的魅力,也是重要的学科素养。
(1)小龙将燃着的硫伸入充满氧气的集气瓶中(图I),观察到硫在氧气中燃烧能够发出 色火焰。本实验用到的图标有 (填字母)。
(2)小凯设计了一款供氧器(图II,吸氧面罩省略)。将①一定量纯净水和②适量过氧化氢溶液和二氧化锰的混合物依次加入 (填“甲、乙”或“乙、甲”)瓶,连接好装置便可用于吸氧。在使用时发现氧气的输出速率过快,请基于此提出具体改进措施: 。
(3)小玲进行了“火焰分割”实验:先将红热的铁丝网a平伸到火焰上部(图III左);再将常温的铁丝网b平伸到火焰下部,两张铁丝网中间的火焰熄灭(图III右)。推测中间火焰熄灭的主要原因是铁丝网b吸热,使得 。
5.(2025·辽宁鞍山·一模)化学是以实验为基础的科学,实验是科学探究的重要手段。
I.根据装置图回答有关氧气制取的问题。
(1)仪器a的名称是 。
(2)加热高锰酸钾制取并收集一瓶干燥的氧气,应选择的发生装置和收集装置是 (填字母序号),该反应的化学方程式是 。
Ⅱ.定量实验是化学实验的重要组成部分。某同学设计了图1和图2实验方案来验证质量守恒定律,请回答问题。
(3)将图1中锥形瓶置于陶土网上,用酒精灯加热,观察到的现象为 。若铜粉量不足对实验结论 (填“有”或“没有”)影响。
(4)图2盐酸与碳酸钠反应的化学方程式为 。反应后称量,天平示数变小,可能的原因是 (写一条即可)。
Ⅲ.实验创新:用图3、图4装置组合既能探究铁生锈的条件也能探究空气中氧气的含量。
(5)能得出空气中氧气含量结论的实验现象是 。
(6)能得出铁生锈条件的现象是 ,结论是 。
氧气的工业制法与实验室制法题型四
(2025·广东梅州·模拟预测)阅读下列材料,请完成下面小题。
项目小组用矿泉水瓶、吸管、30%的溶液、等制作简易供氧器(如下图所示)。
1.有关该供氧器制氧原理的说法正确的是
A.反应方程式为
B.加入越多,产生氧气越多
C.用替代溶液更适合
D.使用30%的溶液可能导致反应过于剧烈
2.量取一定体积30%的溶液并加水稀释,无需用到的仪器是
A.烧杯 B.漏斗 C.量筒 D.玻璃棒
3.使用该供氧器的说法错误的是
A.使用前检查装置气密性 B.控制注射器中液体流速能调节产生氧气速率
C.右瓶产生气泡速度可判断生成氧气纯度 D.若右瓶不装水,得到的氧气更干燥
4.(2025·江西上饶·一模)根据下图回答有关问题:
(1)仪器①的名称是 。
(2)上图中既可用于制取氧气又可制取二氧化碳的发生装置是 (填字母),用该装置制取氧气的化学方程式为 。
(3)若要用装置G收集二氧化碳,气体应从导管口 (选填“a”或“b”)端通入。
(4)若用金属锌和稀硫酸反应制取并收集干燥的氢气,从A~F中选用装置的连接顺序依次为 (填字母)。
(5)如图中乙装置是测定空气中氧气含量的改进装置(电热丝通电引燃红磷),与甲装置相比,改进后的优点是 。实验结束后观察到从烧杯中进入集气瓶内的水的体积仍明显小于瓶内原空气体积的,请分析可能的原因是 (填一条)。
5.(2025·河北邯郸·一模)根据如图所示的实验回答问题。
(1)甲是制取气体的发生装置。仪器a的名称为 ,长颈漏斗末端伸入液面以下的原因是 ;制取气体时选择发生装置的依据是 。
(2)实验乙中,发生反应的化学方程式是 。
(3)实验丙中, (选填“能”或“不能”)用细铁丝代替红磷测定空气中氧气的含量。
6.(2025·广东潮州·一模)回答下列问题
(1)氧气的实验室制取和性质实验
i.题图1中仪器①的名称是 。
ii.实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为 ,用图1中装置B收集氧气时,气体应从导管口 (填“a”或“b”)通入。
iii.将收集的氧气倒入图1中装置C的烧杯中,观察到带火星的木条自下而上依次复燃,说明氧气具有的性质是 和 。
(2)水质检测及自制净水器
化学兴趣小组开展“水质检测及自制净水器”实践活动。
i.净水器如题图2所示。
①活性炭的作用是 ,活性炭与石英砂位置 (填“能”或“不能”)交换。
②树脂软化的原理如题图3所示,已知交换过程中阴阳离子电荷总数不变,则1个钙离子能交换出 个钠离子。
ii.水质检测
值是水质的一项重要指标,值和水质纯度的关系如题图4。某水样经自制净水器净化后的值为92,则净化后的水质纯度为 。
7.(2025·广东清远·一模)回答下列问题。
(1)制取氧气
i.写出仪器a的名称: 。
ii.实验室用装置A制取氧气,反应的化学方程式为 ,选择装置B、C收集一瓶干燥的氧气,导管的连接顺序是:A— (用短线连接接口字母)。
iii.性质实验
操作
现象
结论
铁丝剧烈燃烧, (填字母)。
a.火星四射
b.生成白色固体
c.放出大量的热
点燃的条件下铁丝能与氧气反应
分析与反思:若集气瓶中没有装水,可能引起的后果是
(2)探究铁生锈的条件
.试管中铁钉生锈比中快,可知铁钉生锈速率与 有关。
.实验在软塑料瓶中完成,一周后,可观察到 和铁钉生锈,与水面接触部位的铁钉生锈最厉害。由此可知,铁生锈实际上是铁与 (写化学式)共同作用的结果。
8.(2025·陕西西安·模拟预测)为探究某塑料的元素组成,设计了实验一和实验二。回答下列问题:
【实验一】制取氧气
(1)图中标号为①的仪器名称是 。
(2)若利用A装置制取,反应的化学方程式为 。
【实验二】检测塑料组成元素(已知:无水遇水变蓝色)
(3)为得到干燥的,需要用C装置除去水蒸气,连接装置时,装置C的 (选填“a”或“b”)端导管与装置J相连。
(4)通入干燥一段时间后,将装置与J相连接,点燃J处的酒精灯,持续通入氧气,塑料燃烧,观察到K处白色固体变蓝色,L处澄清石灰水变浑浊,说明该塑料一定含有 元素。
(5)将装置交换顺序,对塑料组成元素的检测结果 (选填“有”或“无”)影响。
9.(2025·湖北·一模)根据实验室制取气体图示装置回答下列问题。
(1)实验室用高锰酸钾固体制取O2,应选择的发生装置是 (填字母序号),写出反应的化学方程式: 。若采用装置C收集O2,验满时应将带火星的木条放在 (填“a”或“b”)导管口处。
(2)如图D,小雨用“棒棒冰”塑料管制取CO2。所用装置相对于装置B,其优点是 (写一条)。
10.(2025·广东肇庆·一模)根据下列实验装置,回答有关问题。
(1)仪器①的名称 。
(2)用过氧化氢和二氧化锰制取较为纯净氧气的装置组合是 ,若选用F装置收集气,气体应从(填“a”或“b”)下同) 端通入;也可先将集气瓶装满水,让气体从导管 进入。
(3)实验室用高锰酸钾制取氧气当选用C装置收集完气体后,测得瓶中氧气纯度明显偏低,以下原因可能的是 。
A.收集前,集气瓶中未注满水
B.集气瓶在移出水面前未盖玻璃片
C.未见气泡连续均匀冒出时就开始收集
(4)氨气极易溶于水,且密度比空气小,实验室常用加热固体硫酸铵和固体熟石灰的混合物来制取氨气,选用的发生装置是 ,选用的收集装置是 。
(5)某化学兴趣小组借助氧气传感器探究微粒的运动,数据处理软件可实时绘出氧气体积分数随时间变化的曲线。收集一塑料瓶氧气进行以下三步实验:①敞口放置;②双手贴在塑料瓶外壁上;③双手紧贴塑料瓶外壁并倒转瓶口,三步实验中测得氧气的体积分数随时间变化的曲线依次为图3中的MN段、NP段和PQ段。
i.能说明温度越高分子运动速率越快的曲线是 。
A.MN段 B.NP段 C.PQ段
ii.PQ段与NP段相比可以得出结论: 。
iii.随着实验的进行,传感器测出氧气的体积分数约为 时几乎不再变化。
11.(2025·辽宁盘锦·模拟预测)化学是一门以实验为基础的自然科学。
I.氧气的实验室制取
(1)反应原理及装置:若用高锰酸钾制备较纯净的氧气,从中选择发生装置和收集装置的组合 (填字母序号),其反应的化学方程式是 。
(2)气体收集:若选用F装置收集氧气,则检验氧气集满的操作为 。
(3)注意事项:制取氧气时,应先检查装置的 。
II.完成以下部分实验报告
(4)填写下表
实验
目的
操作
现象及分析
①
探究二氧化碳的性质
蜡烛由低到高依次熄灭,说明二氧化碳 。
②
探究铁与硫酸铜溶液的反应
铁丝表面有 ,溶液由蓝色变成 。
③
粗盐提纯
当观察到蒸发皿中出现 时,停止加热,玻璃棒不断搅拌的目的是 。
12.(2025·四川资阳·模拟预测)根据下列实验装置图,回答相关问题。
(1)B装置中仪器a的名称是 。
(2)用A装置制取氧气的化学方程式为 。
(3)用B或C装置都可以制取二氧化碳,相对于B装置,C装置的优点是 。
(4)图D实验中,用玻璃棒搅拌的目的是 。
13.(2025·湖南长沙·一模)某化学兴趣小组同学开展实验活动的学习。
(1)仪器①的名称为 。
(2)实验室若选用加热高锰酸钾制取氧气,可选择的发生装置为 (填字母)。用D收集氧气,将带火星的木条放在集气瓶口,若 ,则已集满。
(3)实验室用F装置进行燃烧条件的探究,根据铜片上的白磷燃烧,热水中的白磷不燃烧的现象,得出燃烧的条件之一是 。
14.(2025·山东东营·一模)化学是一门以实验为基础的自然科学。
(一)研究物质的制法
(1)仪器a的名称是 。若实验室选择A装置取氧气,发生反应的化学方程式为 ,还需要对A装置进行的改进措施是 ,要收集较纯净的氧气应选用的装置是 (填装置字母)。用E装置收集的氧气不纯的可能原因是 。
(2)实验室制取少量二氧化碳只能用向上排空气法收集二氧化碳的原因是 。
(3)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的主要操作步骤有:①检查装置的气密性;②收集并验满气体;③装入药品;④组装仪器。正确的操作顺序是 (填序号)。
(二)研究物质的性质
兴趣小组利用图1装置探究三种试剂(水、澄清石灰水、氢氧化钠溶液)对二氧化碳的吸收情况。利用注射器分别将三种试剂注入装置中,通过气压传感器测得的气压随时间变化如图2所示。
(4)随着实验的进行,注入NaOH溶液和Ca(OH)2溶液的瓶中压强降低的主要原因是 。
(5)若图1装置漏气,则反应结束时压强 (“小于”“大于”“等于”)图2反应结束时的压强。
(6)通过图2分析可知,最不理想的二氧化碳吸收剂是 。因为吸收后的生成物化学性质不稳定,写出其化学反应方程式 。
15.(2025·山东临沂·一模)催化剂是一种能够显著改变化学反应速率,但在反应过程中本身不被消耗的物质。催化剂在工业生产、环境保护和生物体内等多个领域都有广泛应用,如炼油、化工、制药、汽车尾气处理等。
I.学习了“过氧化氢制氧气”后某兴趣小组进行了下列探究活动:
(1)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
II.学习了“过氧化氢制氧气使用二氧化锰作催化剂”之后,在“寻找新的催化剂”的活动中,对“硫酸铜(白色固体)能否作过氧化氢分解的催化剂”进行了以下探究。
(2)甲同学按如下方案进行实验探究:
实验步骤
实验现象
实验结论
步骤①木条不复燃;
步骤②产生气泡,溶液变蓝色;
步骤③ 。
硫酸铜能作过氧化氢分解的催化剂,反应的化学方程式为 。
(3)大家认为甲同学的结论不严谨。若要确定该实验结论正确,还需证明硫酸铜的 在反应前后都没有发生改变。
【继续探究】乙同学补做以下实验,进而确认了甲同学的实验结论。
(提示:2NaOH+CuSO₄=Cu(OH)₂↓+Na₂SO₄)
(4)若上述实验中m1:m₂= ,则证明过氧化氢反应前后铜离子(Cu2+)没有发生变化;将实验方案中的氢氧化钠溶液换成氯化钡溶液或硝酸钡溶液,再次实验,证明反应前后硫酸根离子()也没有发生改变。
(5)大家认为还可以采取另一种方法得到上述结论:在甲同学实验的基础上,将乙同学实验的烧杯B中的溶液蒸发、干燥得到白色固体,再称得其质量为 g,然后将白色固体加入5%的过氧化氢溶液中,仍然可以加速过氧化氢分解。
空气污染与防治题型五
1.(2025·广东潮州·一模)化学兴趣小组在老师的带领下组装了小型“空气质量监测站”,用于检测当地某日空气中的主要污染物,相关数据如题图。下列说法正确的是
A.空气中过多会造成酸雨
B.除已经监测到的污染物外,还需监测的数据
C.当日对空气造成的污染比严重
D.大量使用化石燃料有利于提高空气质量
2.(2025·河南新乡·一模)煤燃烧时排放的二氧化硫气体进入空气中会造成的环境问题是
A.温室效应 B.臭氧层破坏 C.酸雨 D.白色污染
3.(2025·湖北武汉·一模)践行绿色理念,共筑生态家园。下列说法错误的是
A.就地焚烧植物秸秆,增加土壤肥力 B.工业废水处理后排放,保护水资源
C.推广使用清洁能源,减少环境污染 D.合理利用化石燃料,实现可持续发展
4.(2025·湖北襄阳·一模)春节期间,人们燃放的烟花爆竹,释放大量颗粒物、二氧化硫、二氧化碳等物质。为了研究这些释放物对环境的影响,某活动小组在春节时某个雨天进行了以下实践活动。
任务一:确定雨水是否为酸雨。
【数据采集】小组同学每隔5分钟采集一次雨水,并用计测其,所测数据如下表所示:
测定时间
10:05
10:10
10:15
10:20
10:25
10:30
pH
4.96
4.94
4.91
4.87
4.85
4.85
(1)该雨水 (填“是”或“不是”)酸雨。
(2)在测定期间,雨水的酸性 (填“增强”或“减弱”)了。
任务二:探究雨水在空气中变小的原因。
查阅资料:①二氧化硫溶于雨水会生成亚硫酸()②亚硫酸能与氧气反应生成酸性更强的硫酸
【实验探究】为了探究雨水变小的原因,小组同学设计了如图1装置(装置内初始雨水中溶解有少量),用溶解氧传感器监测雨水中溶解氧含量的变化(如图2),并用传感器监测雨水中的变化(如图3)。
(3)据图分析,随着反应进行,雨水逐渐降低的原因可能是 。
(4)为避免春节期间形成酸雨,请你写一条建议 。
【成果反思】
(5)可用 改良被酸雨腐蚀的土壤。
5.(2025·江苏·一模)人类出行方式的演变与化学技术的发展密不可分。
(1)蒸汽机时代以蒸汽汽车、蒸汽火车等为主要交通工具,首次大规模利用化石燃料。
①煤炭燃烧产生、等气体,说明煤炭中一定存在的元素有 。
②燃煤产生的上述气体直接排放会导致酸雨的是 。
(2)内燃机革命将燃料升级为汽油(主要成分为)、柴油等石油分馏产品,使热效率提升至。
①分子中碳、氢原子个数比为 (填最简整数比)。
②内燃机汽车尾气中含有、等有害气体,可用催化转化器转化为无毒的和排放。该反应中氮元素化合价发生的变化为 。
(3)现代,锂电池电动车、氢能自行车等逐渐走进普通人的生活。
①锂电池工作时能量转化的主要方式为 。
②氢能棒是氢能自行车快速实现换氢补能的关键所在。纯净水理论上能为氢能棒补充的质量为 。
(4)未来,绿色化将重塑可持续出行图景。
①固态电池:氮化锂可应用于固态电池。已知中质量比,则 。
②氨燃料:液氨()燃烧生成氮气和水,该反应的化学方程式为 。
6.(2025·陕西宝鸡·模拟预测)2024年全国两会期间的政府工作报告指出:“持续加强生态环境保护,提升绿色低碳发展水平”。以下为报告中2024年我国在环保方面的一些成就,请结合所学化学知识回答下列问题。
(1)非化石能源发电量占总发电量的比重接近40%,可再生能源新增装机3.7亿千瓦。能源种类很多,其中乙醇属于 (填“可再生”或“不可再生”)能源。
(2)优良天数比例上升至87.2%。这一显著成效得益于污染物排放量持续下降。污染物中的 (只写一种)排向大气会形成酸雨。
(3)地表水优良水质断面比例提高到90.4%。写出一条提升地表水水质的措施: 。
(4)实施重要生态系统保护和修复重大工程取得明显成果,荒漠化、沙化土地面积持续“双缩减”。造成土壤荒漠化、沙化的原因是 。
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专题03 空气、氧气
考点概览
题型一 空气的成分及其性质和用途
题型二 空气中氧气含量的测定
题型三 氧气的性质和用途
题型四 氧气的工业制法与实验室制法
题型五 空气污染与防治
空气的成分及其性质和用途题型一
1.(2025·河北沧州·一模)空气和水是重要的自然资源。下列说法正确的是
A.空气是混合物
B.地球上淡水资源很丰富
C.空气中的氮气化学性质活泼
D.活性炭可吸附水中的难溶性杂质
【答案】A
【详解】A、空气是由氮气、氧气、二氧化碳、稀有气体等多种物质组成的,所以空气是混合物,正确;
B、地球上的水资源总量虽然丰富,但淡水资源仅占全球水储量的2.53%,且大部分淡水资源分布在两极和高山的冰雪及永久冻土层中,难以利用,所以地球上淡水资源并不丰富,错误;
C、空气中的氮气化学性质比较稳定,一般情况下不易与其他物质发生化学反应,错误;
D、活性炭具有吸附性,能吸附水中的色素和异味等可溶性杂质,不能吸附水中的难溶性杂质,过滤可除去水中的难溶性杂质,错误。
故选A。
2.(2025·云南曲靖·模拟预测)2025年3月,昆明多地飘起了雪花。昆明轿子雪山雾凇更是一大奇观。下列空气成分中与雾凇形成有关的是
A.水蒸气 B.二氧化碳 C.氧气 D.氮气
【答案】A
【详解】雾凇形成是空气中的水蒸气遇冷凝华成固体的现象,故选A。
3.(2025·江苏徐州·一模)下列关于空气的说法错误的是
A.空气是工业制氧的廉价原料 B.空气中氧气的质量分数约是21%
C.氮气能被豆科植物的根瘤菌吸收、利用 D.碳中和有利于减缓空气中二氧化碳浓度的升高
【答案】B
【详解】A、工业上制取氧气主要采用分离液态空气法,空气来源广泛,所以空气是工业制氧的廉价原料,该说法正确,不符合题意;
B、空气中氧气的体积分数约为21%,而不是质量分数,该说法错误,符合题意;
C、豆科植物的根瘤菌能将空气中的氮气转化为含氮化合物,供植物利用,该说法正确,不符合题意;
D、碳中和是指通过植树造林、节能减排等形式,以抵消自身产生的二氧化碳排放量,实现二氧化碳 “零排放”,所以碳中和有利于减缓空气中二氧化碳浓度的升高,该说法正确,不符合题意。
故选B。
4.(2025·湖南·一模)2024年10月30日,我国神舟十九号载人飞船发射圆满成功,飞船内的气体成分要尽量模拟地球上空气的成分。下列有关空气的说法正确的是
A.氧气约占空气体积的21% B.空气中含有大量的稀有气体
C.洁净的空气是纯净物 D.空气中的氮气极易溶于水
【答案】A
【详解】A、空气中的氧气约占空气体积的21%,故A正确;
B、空气中的稀有气体所占比例很小,约占空气体积的0.94%,故B错误;
C、洁净的空气中也有多种物质,是混合物,故C错误;
D、氮气难溶于水,故D错误。
故选A。
5.(2025·江苏扬州·一模)下列物质发生的变化与空气的成分无关的是
A.碳酸氢铵露置在空气中质量减少 B.生石灰露置在空气中变质
C.酥脆饼干变软 D.钢铁在空气中生锈
【答案】A
【详解】A、碳酸氢铵露置在空气中质量减少,是因为碳酸氢铵受热或常温下易分解,反应为,其质量减少是自身分解导致,与空气成分无关,A 选项正确;
B、生石灰是氧化钙CaO,露置在空气中会与空气中的水反应生成氢氧化钙Ca(OH)2,氢氧化钙还可能继续与空气中二氧化碳反应生成碳酸钙CaCO3,与空气成分有关,B 选项错误;
C、酥脆饼干变软是因为吸收了空气中的水蒸气,与空气成分中的水蒸气有关,C 选项错误;
D、钢铁在空气中生锈,是铁与空气中的氧气、水蒸气发生复杂的化学反应,生成铁锈(主要成分是Fe2O3),与空气成分有关,D 选项错误。
故选A。
6.下列有关空气成分的说法错误的是
A.稀有气体含量少,没有利用价值
B.二氧化碳在蔬菜大棚中可作气体肥料
C.氮气充入食品包装袋中可延长其保质期
D.氧气能供给生物呼吸,支持燃料燃烧
A、稀有气体(如氦、氖、氩等)虽然在大气中含量较少,但它们具有重要的应用价值。例如,氦气用于填充气球和冷却超导磁体,氩气用于焊接保护气体,氖气用于霓虹灯等。因此,此说法错误;
B、二氧化碳是植物光合作用的原料之一,适当增加二氧化碳浓度可以促进植物生长,因此在蔬菜大棚中常用作气体肥料。此说法正确;
C、氮气化学性质不活泼,常用于食品包装中,可以防止食品氧化和微生物生长,从而延长食品的保质期。此说法正确;
D、氧气是生物呼吸的必需气体,同时也是燃烧反应的助燃剂。此说法正确。
故选A。
7.(2025·重庆·模拟预测)下列关于空气成分及空气质量的说法,错误的是
A.空气中含量最多的气体是氮气,约占空气体积的78%
B.计入空气质量评价的主要污染物包括二氧化硫、一氧化碳、二氧化碳
C.稀有气体通电发不同颜色的光,可用于制作霓虹灯
D.植树造林、使用清洁能源有助于改善空气质量
【答案】B
【详解】A、空气中含量最多的气体是氮气,约占空气体积的78%,故正确;
B、计入空气质量评价的主要污染物包括二氧化硫、一氧化碳等,二氧化碳不属于空气污染物,不计入空气质量评价,故错误;
C、稀有气体通电会发出不同颜色的光,可用于制作霓虹灯,故正确;
D、植树造林可以净化空气,使用清洁能源,可以减少污染,有助于改善空气质量,故正确;
故选B。
8.(2025·湖南邵阳·一模)从化学的角度认识“空气”。
(1)分类:空气属于 (填“混合物”或“纯净物”)。
(2)推断:长期露置在空气中的装有澄清石灰水的试剂瓶瓶壁和底部均出现白色固体物质,说明空气中含有 (填化学式)。
(3)环保:下列保护空气的措施合理的有_______(填序号,双选)。
A.植树种草,扩大绿化面积 B.禁止车辆出行 C.使用清洁能源
【答案】(1)混合物
(2)CO2
(3)AC
【详解】(1)空气由氮气、氧气、二氧化碳、稀有气体等多种物质组成,根据混合物的定义(由两种或多种物质混合而成的物质),空气属于混合物。
(2)澄清石灰水的主要成分是氢氧化钙,它能与空气中的二氧化碳反应,生成的碳酸钙是白色沉淀,所以长期露置在空气中的装有澄清石灰水的试剂瓶瓶壁和底部出现白色固体物质,说明空气中含有CO2。
(3)A、植树种草,扩大绿化面积,植物能吸收空气中的有害气体、吸附粉尘等,有助于净化空气,该措施合理;
B、禁止车辆出行不现实,会严重影响人们的生产生活,该措施不合理;
C、使用清洁能源,可减少传统化石燃料燃烧产生的污染物排放,有利于保护空气,该措施合理。
故选AC。
9.(2025·黑龙江佳木斯·一模)阅读资料并回答相应问题。
(1)卢瑟福发现空气中大量的“浊气”,该气体是 。
(2)汞俗称“水银”,常温下是银白色液体。加热氧化汞可以分解生成“火空气”和汞,发生反应的化学方程式为 ,在密闭的容器内加热氧化汞粉末可以观察到的现象是 ;
(3)通过分析以上资料可知,发现空气中各成分的先后顺序可能与气体的性质、气体的含量等因素有关。由此推测,气体的含量越高,越 (填“先”或“后”)被发现;
(4)空气发现史反映出人类对物质世界的认识是 的过程。
【答案】(1)氮气/N2
(2) 红色固体变为银白色液体
(3)先
(4)不断深入或实践探索或实验研究或循序渐进或不断发展(合理即可)
【详解】(1)“浊气”不可燃也不助燃,则为氮气。
(2)氧化汞受热分解生成汞和氧气,反应的化学方程式为:;
由于氧化汞是红色固体,生成的汞是银白色液体,所以在密闭的容器内加热氧化汞粉末可以观察到的现象是红色固体变为银白色液体。
(3)由于空气中氮气含量为78%,氧气含量为21%,稀有气体含量为0.94%。且氮气最先被发现,然后是氧气,再是氦气。由此推测,气体的含量越高,越先被发现。
(4)空气发现史反映出人类对物质世界的认识是不断深入或实践探索或实验研究或循序渐进或不断发展的过程。
空气中氧气含量的测定题型二
1.(2025·福建龙岩·二模)用如图所示的装置进行空气中氧气体积分数的测定实验(两支玻璃管内径相同,为液面起始高度)。实验前均已关闭。左管燃烧匙中盛有足量白磷,右管盛有水。光照引燃白磷;待白磷熄灭,冷却至室温后打开,至液面不再变化,读出右管中液体的高度为。下列说法错误的是
A.实验前要检查装置的气密性 B.实验可观察到左管产生白烟
C.打开,右管中液面会下降 D.空气中氧气体积分数可表达为
【答案】D
【详解】A、测定空气中氧气的含量实验中应检查装置的气密性,故选项说法正确;
B、白磷燃烧生成白烟,实验可观察到左管产生白烟,故选项说法正确;
C、左管中白磷燃烧消耗了氧气,左管中气压减小,大气压将水压入左管,右管中液面会下降,故选项说法正确;
D、由于进入的水的体积即为氧气的体积,则空气中氧气体积分数的表达式为:,故选项说法错误。
故选D。
2.小夕用如图所示装置来测定空气中氧气的含量。 加热试管,红磷开始燃烧,待红磷熄灭并冷却至室 温后打开弹簧夹。下列关于该实验的说法错误的是
A.使用红磷的量多或少,都不会影响实验结果
B.红磷燃烧完后打开弹簧夹,要等到注射器活塞不再移动才能读数
C.要达到实验目的,试管中的红磷不能更换为木炭
D.若注射器中的水最终减少了10mL, 说明空气中氧气的体积分数约为20%
A、红磷的量过少,氧气不能完全耗尽,会使结果偏小,选项错误;
B、红磷燃烧完后打开弹簧夹,要等到注射器活塞不再移动才能读数,否则气体处于膨胀状态,会造成对数偏大,选项正确;
C、木炭燃烧会产生二氧化碳,不会产生压强差,所以不能用木炭代替红磷,选项正确;
D、若注射器中的水最终减少了10mL,说明试管内空气中有10mL的氧气,说明空气中氧气的体积分数约为,选项正确;
故选A。
3.(2025·江苏无锡·二模)某兴趣小组利用氧气传感器探究不同物质在空气中燃烧的耗氧量情况。足量蜡烛和红磷分别在相同的密闭容器中燃烧,测得氧气体积分数变化如图所示。下列说法正确的是
A.红磷燃烧过程中,产生大量白色烟雾
B.该实验能说明空气中氧气体积分数约为21%
C.图中a点与b点对应容器内氮气体积分数相等
D.若将足量蜡烛和红磷放在同一密闭容器中燃烧,可使氧气体积分数降至3%
【答案】B
【详解】A、红磷在空气中燃烧,产生大量白烟,故说法错误;
B、该实验能说明空气中氧气的体积分数约为21%,是因为反应前测得的氧气体积分数约为21%,故说法正确;
C、图中a点与b点对应容器内氮气体积分数不相等,是因为红磷燃烧生成五氧化二磷固体,蜡烛燃烧生成水和二氧化碳气体,虽然两种物质耗氧量相等,但是蜡烛燃烧生成了二氧化碳,因此a点氮气体积分数小于b点,故说法错误;
D、若将足量蜡烛和红磷放在同一密闭容器中燃烧,氧气的体积分数不能降至3%,是因为蜡烛先熄灭,氧气体积分数降低至10%时,红磷熄灭,故说法错误。
故选B。
4.(2025·山东淄博·一模)在创新实验大赛中,某学校化学兴趣小组的同学们设计了如上图所示的装置来测定空气中氧气的含量,胶头滴管中的水滴入生石灰一段时间后,试管内的白磷开始燃烧,待白磷熄灭并冷却至室温后打开弹簧夹。下列关于该实验的说法错误的是
A.现象:试管内白磷燃烧,打开弹簧夹后,注射器内的水流进试管
B.推理:实验后,试管内的气体不支持燃烧,本身也不燃烧
C.分析:试管内白磷的量多或少,不影响实验结果
D.结论:注射器内的水约减少,生石灰和水反应会放热
【答案】C
【详解】A、生石灰(CaO)与水反应放热,使温度达到白磷的着火点,白磷燃烧。白磷燃烧消耗氧气,使试管内压强减小,待白磷熄灭并冷却至室温后打开弹簧夹,注射器内的水流进试管,选项说法正确,不符合题意;
B、白磷燃烧后,剩余气体不能支持白磷继续燃烧,说明剩余气体不支持燃烧,本身也不燃烧,选项说法正确,不符合题意;
C、若白磷的量不足,不能将试管内氧气完全消耗,会导致测量结果偏小,所以试管内白磷的量会影响实验结果,选项说法错误,符合题意;
D、空气中氧气约占空气总体积的,该装置中空气总体积为50mL,氧气约为50mL×=10mL,所以注射器内的水约减少10mL;生石灰和水反应会放出大量的热,能使白磷达到着火点而燃烧, 选项说法正确,不符合题意。
故选C。
5.(2025·黑龙江牡丹江·一模)结合下列教材中的实验,按要求回答问题:
(1)甲中,广口瓶中水的作用是 。打开弹簧夹的过程中,对应的压强变化为 段。
(2)乙中,硫在瓶内、外燃烧现象不同,说明燃烧的剧烈程度与 有关。
(3)不能用木炭替代红磷测定空气中氧气含量的原因是 。
【答案】(1) 吸收五氧化二磷,加速冷却 DE
(2)氧气的浓度
(3)木炭硫燃烧消耗氧气,生成二氧化碳气体,集气瓶中压强几乎不变
【详解】(1)甲实验中红磷在空气中燃烧,广口瓶中水的作用是吸收五氧化二磷,加速冷却;打开弹簧夹的过程中,水进入广口瓶,容器内的压强逐渐恢复接近原压强,对应的压强变化为DE段;
(2)硫在氧气中与空气中燃烧现象不同,说明燃烧的剧烈程度与氧气的浓度有关;
(3)不能用木炭替代红磷测定空气中氧气含量是因为木炭硫燃烧消耗氧气,生成二氧化碳气体,集气瓶中压强几乎不变。
6.(2025·重庆·模拟预测)红磷在很多实验中都有重要应用。
(1)实验1检查气密性后,夹紧弹簧夹,充分反应,再移开酒精灯并打开弹簧夹,理论上活塞最终应停在 mL的刻度处(空气中氧气的体积分数按1/5计算)。
(2)实验3推动注射器,使集气瓶中的液面低于燃烧匙,白磷燃烧而红磷不燃烧,该实验中最多能探究燃烧的 个条件。已知白磷(P4)燃烧和红磷类似,请写出白磷燃烧的化学反应方程式 。
(3)下列说法不正确的是_______(填序号)。
A.实验1和2中红磷均必须过量
B.实验2中红磷底下铺有细沙防止瓶底炸裂,可以把细沙换成水
C.实验2过程中气球先变大后恢复原状
【答案】(1)13
(2) 2/两/二
(3)ABC
【详解】(1)实验1检查气密性后,夹紧弹簧夹,充分反应,红磷在空气中燃烧,消耗氧气,生成五氧化二磷固体,装置内气体减少,压强减小,消耗氧气的体积占试管内空气体积的五分之一,即为;再移开酒精灯并打开弹簧夹,在外界大气压的作用下,注射器活塞向左移动,理论上活塞最终应停在20mL-7mL=13mL的刻度处;
(2)实验3推动注射器,使集气瓶中的液面低于燃烧匙,白磷(与氧气接触、温度达到白磷的着火点)燃烧而红磷(与氧气接触、温度没有达到红磷的着火点)不燃烧,对比说明燃烧需要温度达到可燃物的着火点,同时,推动注射器前,白磷(与氧气隔绝、温度达到白磷的着火点)不燃烧,推断注射器,使集气瓶中的液面低于燃烧匙,白磷(与氧气接触、温度达到白磷的着火点)燃烧,说明燃烧需要与氧气接触,所以该实验中最多能探究燃烧的2个条件;
白磷燃烧和红磷类似,磷(P4)与氧气在点燃条件下反应生成五氧化二磷 ,化学方程式为为;
(3)A、实验 1 测定空气中氧气含量时,红磷必须过量,目的是将装置内氧气完全消耗;实验 2 探究质量守恒定律,装置密闭,反应前后物质总质量不变,所以只要红磷能发生反应即可,不需要过量,A 错误;
B、实验 2 中红磷燃烧放出大量热,红磷底下铺有细沙可防止瓶底炸裂,但是不可以把细沙换成水,若换成水,红磷与氧气隔绝,不能燃烧,不能用于探究质量守恒,B 错误;
C、实验 2 中红磷燃烧时,放出热量,装置内气体受热膨胀,气球变大;反应结束后,温度恢复至室温,由于红磷燃烧消耗了氧气,装置内气体减少,压强减小,装置内最终气压小于初始值,气球又变瘪 ,C 错误;
故选ABC。
7.(2025·山东聊城·模拟预测)某化学兴趣小组对“空气中氧气含量的测定”展开学习。
【经典回顾】二百多年前,法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分(实验装置如图1)。
【实验回顾】实验室常用燃烧红磷的方法测定空气中氧气的含量(实验装置如图2)。
【实验改进】兴趣小组的同学借助压强传感器对空气中氧气含量测定进行再探究(实验装置如图3)。
请和兴趣小组的同学一起回答下列问题:
(1)拉瓦锡用图1装置定量研究了空气的成分,其设计原理是在密闭容器中,利用汞与空气中的 (填化学式)反应,生成固态物质。该实验的不足之处是 (答2条)。
(2)①用图2装置测定空气中氧气的含量,反应结束装置冷却到室温后打开弹簧夹,观察到的现象是 。
②若该实验中完全燃烧红磷,理论上消耗氧气的质量为 。(写出计算步骤,结果准确到1.0g)
(3)兴趣小组的同学用图3装置进行实验,得到如图4所示压强变化趋势图。相关点的坐标为、、、。
已知:①同温同体积下,气体的压强之比等于其分子数之比。
②同温同压下,气体的体积之比等于其分子数之比。
根据图4数据计算出空气中氧气含量(体积分数)为 (计算结果保留一位小数)。
【答案】(1) 实验耗时太长;汞易挥发,有毒;实验装置难获得(合理即可)
(2) 水沿导管进入集气瓶,进入集气瓶的水的体积约占集气瓶剩余空间的
解:设理论上消耗氧气的质量为
答:理论上消耗氧气的质量为。
(3)19.4%
【详解】(1)拉瓦锡用图1装置定量研究了空气的成分,其设计原理是在密闭容器中,利用汞与空气中的O2反应,且生成物是固体,待完全反应后,逐渐冷却至室温,由于消耗了氧气,装置内压强减小,玻璃钟罩内液面上升,上升的体积就是消耗氧气的体积;
该实验的不足之处是:实验耗时太长;汞易挥发,有毒;实验装置难获得等;
(2)①用图2装置测定空气中氧气的含量,红磷燃烧消耗氧气,待完全反应后,逐渐冷却到室温,由于消耗了氧气,装置内压强减小,打开弹簧夹,观察到的现象是:水沿导管进入集气瓶,进入集气瓶的水的体积约占集气瓶剩余空间的,说明氧气约占空气体积的;
②见答案;
(3)同温同体积下,气体的压强之比等于其分子数之比,气体的体积之比等于其分子数之比,根据图4数据可知,反应前压强为103kPa,反应后压强为83kPa,则计算出空气中氧气的体积分数为:。
氧气的性质和用途题型三
1.(2025·河南郑州·模拟预测)下列关于物质在氧气中燃烧或加热现象描述正确的是
A.红磷——产生大量白雾,放出热量
B.硫——微弱淡蓝色火焰,有刺激性气味气体产生
C.铁丝——剧烈燃烧,火星四射,放热,有黑色固体生成
D.铜片——铜片逐渐由黑色变为紫红色
【答案】C
【详解】A、红磷燃烧产生的是白烟,而非白雾,A选项错误;
B、硫在氧气中燃烧产生蓝紫色火焰和刺激性气味气体,B选项错误;
C、铁丝在氧气中燃烧剧烈,火星四射,放热并生成黑色固体,C选项正确;
D、铜片在加热时会变黑,这是因为生成了氧化铜,而非变为紫红色,D选项错误。
故选:C。
2.(2025·江苏常州·一模)下列物质的性质和用途对应关系正确的是
A.氧气具有氧化性,常用作燃料
B.浓盐酸具有挥发性,可用作除锈剂
C.干冰升华吸热,用于人工降雨
D.NaOH有碱性,用于改良酸性土壤
【答案】C
【详解】A、氧气具有助燃性,但没有可燃性,不能做燃料,对应关系不正确,故A不合题意;
B、稀盐酸具有酸性,铁锈的主要成分是氧化铁,盐酸与氧化铁反应生成氯化铁和水,可用于金属除锈,与浓盐酸的挥发性无关,对应关系不正确,故B不合题意;
C、干冰是固态二氧化碳,干冰易升华,升华时会吸收大量的热,可用于人工降雨,对应关系正确,故C符合题意;
D、NaOH有碱性,但是氢氧化钠具有强腐蚀性,不能用于改良酸性土壤,对应关系不正确,故D不合题意;
故选:C。
3.(2025·江苏盐城·一模)在“铁丝与氧气的反应”实验中,相关的提醒图标应有
A.①②④ B.①②③ C.②③④ D.①③④
【答案】A
【详解】铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体,放出热量,①是护目镜图标,实验时要保护眼睛所以需要;②是防热烫图标,燃烧会放热所以需要;③是用电图标,该实验不需要用电,所以无需标注用电符号;④是洗手图标,实验结束后需要清洗双手所以需要,需要的有①②④,故选A。
4.(2025·重庆·模拟预测)实验能展示化学的魅力,也是重要的学科素养。
(1)小龙将燃着的硫伸入充满氧气的集气瓶中(图I),观察到硫在氧气中燃烧能够发出 色火焰。本实验用到的图标有 (填字母)。
(2)小凯设计了一款供氧器(图II,吸氧面罩省略)。将①一定量纯净水和②适量过氧化氢溶液和二氧化锰的混合物依次加入 (填“甲、乙”或“乙、甲”)瓶,连接好装置便可用于吸氧。在使用时发现氧气的输出速率过快,请基于此提出具体改进措施: 。
(3)小玲进行了“火焰分割”实验:先将红热的铁丝网a平伸到火焰上部(图III左);再将常温的铁丝网b平伸到火焰下部,两张铁丝网中间的火焰熄灭(图III右)。推测中间火焰熄灭的主要原因是铁丝网b吸热,使得 。
【答案】(1) 蓝紫 ACD
(2) 乙、甲 向过氧化氢溶液中加水
(3)温度降低到酒精的着火点以下
【详解】(1)硫在空气中燃烧发出淡蓝色火焰,在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰,故填:蓝紫;
本实验需要加热,故需要注意明火、热烫,产生的二氧化硫有毒,需要打开排风扇,实验不需用电。故选ACD;
(2)产生的氧气应从上面排出,故甲瓶为发生装置,故乙瓶装入一定量纯净水,甲瓶装入适量过氧化氢溶液和二氧化锰的混合物,甲中产生的气体,经过乙中的水,可以起到观察产生气体的速率、润湿氧气等作用,故填:乙、甲;
在使用时发现氧气的输出速率过快,可以向过氧化氢溶液中加水,降低过氧化氢溶液的浓度,从而降低反应速率;
(3)燃烧的条件是可燃物、氧气、温度达到着火点,三者缺一不可,破坏其中任意一个条件即可灭火,所以两张铁丝网中间的火焰熄灭的主要原因是铁丝网b吸收热量,使温度降低到酒精的着火点以下。
5.(2025·辽宁鞍山·一模)化学是以实验为基础的科学,实验是科学探究的重要手段。
I.根据装置图回答有关氧气制取的问题。
(1)仪器a的名称是 。
(2)加热高锰酸钾制取并收集一瓶干燥的氧气,应选择的发生装置和收集装置是 (填字母序号),该反应的化学方程式是 。
Ⅱ.定量实验是化学实验的重要组成部分。某同学设计了图1和图2实验方案来验证质量守恒定律,请回答问题。
(3)将图1中锥形瓶置于陶土网上,用酒精灯加热,观察到的现象为 。若铜粉量不足对实验结论 (填“有”或“没有”)影响。
(4)图2盐酸与碳酸钠反应的化学方程式为 。反应后称量,天平示数变小,可能的原因是 (写一条即可)。
Ⅲ.实验创新:用图3、图4装置组合既能探究铁生锈的条件也能探究空气中氧气的含量。
(5)能得出空气中氧气含量结论的实验现象是 。
(6)能得出铁生锈条件的现象是 ,结论是 。
【答案】(1)长颈漏斗
(2) AE
(3) 红色粉末逐渐变黑 没有
(4) 反应产生二氧化碳气体,气球膨胀,浮力增大
(5)图4烧杯中的水进入量筒中,进入量筒中水的体积约占量筒中空气体积的五分之一
(6) 图3中量筒中的铁丝绒和烧杯中的铁丝绒均不生锈,图4量筒中的铁丝绒生锈 铁生锈需要与氧气和水同时接触
【详解】(1)仪器a为长颈漏斗;
(2)加热高锰酸钾制取并收集一瓶干燥的氧气,该反应为固体加热型,发生装置可选择A,排空气法收集的气体较排水法干燥,氧气密度比空气大,则收集干燥的氧气,可选择E向上排空气法收集,故应选择的发生装置和收集装置是AE;
高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,该反应的化学方程式为;
(3)将图1中锥形瓶置于陶土网上,用酒精灯加热,铜和氧气加热生成氧化铜,可观察到的现象为红色粉末逐渐变黑;
根据质量守恒定律,参加反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和,该实验中,装置密闭,反应前后锥形瓶内的总质量不变,所以若铜粉量不足对实验结论没有影响。
(4)图2中,盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、二氧化碳和水,化学方程式为;
反应后称量,天平示数变小,可能的原因是反应产生二氧化碳气体,导致气球膨胀,浮力增大,导致天平示数变小;
(5)图4量筒中的铁丝绒与氧气和水同时接触,发生锈蚀,铁生锈消耗氧气,使量筒内压强减小,在外界大气压的作用下,烧杯中的水进入量筒中,进入量筒中水的体积约占量筒内空气体积的五分之一,可得到空气中氧气约占空气体积的五分之一的结论,所以能得出空气中氧气含量结论的实验现象是图4烧杯中的水进入量筒中,进入量筒中水的体积约占量筒中空气体积的五分之一;
(6)图3中量筒中的铁丝绒只与干燥的空气接触,不生锈,图3烧杯中的铁丝绒只与水接触,不生锈,图4量筒中的铁丝绒与氧气和水同时接触,生锈,对比能得出铁生锈需要与氧气和水同时接触。
氧气的工业制法与实验室制法题型四
(2025·广东梅州·模拟预测)阅读下列材料,请完成下面小题。
项目小组用矿泉水瓶、吸管、30%的溶液、等制作简易供氧器(如下图所示)。
1.有关该供氧器制氧原理的说法正确的是
A.反应方程式为
B.加入越多,产生氧气越多
C.用替代溶液更适合
D.使用30%的溶液可能导致反应过于剧烈
2.量取一定体积30%的溶液并加水稀释,无需用到的仪器是
A.烧杯 B.漏斗 C.量筒 D.玻璃棒
3.使用该供氧器的说法错误的是
A.使用前检查装置气密性 B.控制注射器中液体流速能调节产生氧气速率
C.右瓶产生气泡速度可判断生成氧气纯度 D.若右瓶不装水,得到的氧气更干燥
【答案】1.D 2.B 3.C
【解析】1.A、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:,故选项说法错误;
B、二氧化锰在反应作催化剂,能加快反应速率,不影响生成氧气的质量,并不是加入MnO2越多、产生氧气越多,故选项说法错误;
C、高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,属于固体加热型,装置复杂、操作不简便,不能用KMnO4替代H2O2溶液,故选项说法错误;
D、使用30%的H2O2溶液浓度较大,可能导致反应过于剧烈,故选项说法正确;
故选D;
2.量取一定体积30%的H2O2溶液,所需仪器是量筒和胶头滴管;并加水稀释,其操作步骤是计算、量取、混匀,量筒和胶头滴管用于量取30%的H2O2溶液和水,烧杯、玻璃棒用于进行混匀操作,无需使用漏斗,故选B;
3.A、组装好装置后,向容器中装入试剂前应先检查装置的气密性,然后再装入试剂,以避免装入试剂后发现装置气密性不好,更换部分仪器而浪费试剂,故选项说法正确;
B、控制注射器中液体流速,能控制试剂的接触,能调节产生氧气速率,故选项说法正确;
C、右瓶产生气泡速度,能判断生成氧气的速率,不能判断生成氧气纯度,故选项说法错误;
D、右瓶装水,能判断生成氧气的速率,能使得到的氧气更湿润;若右瓶不装水,得到的氧气更干燥,故选项说法正确;
故选C。
4.(2025·江西上饶·一模)根据下图回答有关问题:
(1)仪器①的名称是 。
(2)上图中既可用于制取氧气又可制取二氧化碳的发生装置是 (填字母),用该装置制取氧气的化学方程式为 。
(3)若要用装置G收集二氧化碳,气体应从导管口 (选填“a”或“b”)端通入。
(4)若用金属锌和稀硫酸反应制取并收集干燥的氢气,从A~F中选用装置的连接顺序依次为 (填字母)。
(5)如图中乙装置是测定空气中氧气含量的改进装置(电热丝通电引燃红磷),与甲装置相比,改进后的优点是 。实验结束后观察到从烧杯中进入集气瓶内的水的体积仍明显小于瓶内原空气体积的,请分析可能的原因是 (填一条)。
【答案】(1)集气瓶
(2) B
(3)b
(4)
(5) 测量结果更准确(合理即可) 红磷量不足(合理即可)
【详解】(1)据图可知,仪器①的名称是:集气瓶;
(2)实验室常用大理石(或石灰石)和稀盐酸反应制取二氧化碳、常用过氧化氢制取氧气,都属于固、液常温型,适合用装置B作发生装置;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:;
(3)若要用装置G收集二氧化碳,二氧化碳密度比空气大,二氧化碳从长管b通入,空气从a短管排出;
(4)锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,反应在常温下发生,发生装置选用B,氢气中带有水蒸气,浓硫酸具有吸水性,选用F装置干燥,氢气的密度比空气小,用向下排空气法收集,收集装置选用D,故若用金属锌和稀硫酸反应制取并收集干燥的氢气,从A~F中选用装置的连接顺序为B→F→D;
(5)乙装置用电热丝点燃,不能手动点燃,提高测量结果的准确度,装置密封性好,更环保;
实验结束后观察到从烧杯中进入集气瓶内的水的体积仍明显小于瓶内原空气体积的五分之一,是由于反应结束后集气瓶内的气压偏大,可能是氧气没有完全消耗或温度偏高或有空气进入,具体的原因可能是红磷不足或没有冷却到室温读数或装置漏气等。
5.(2025·河北邯郸·一模)根据如图所示的实验回答问题。
(1)甲是制取气体的发生装置。仪器a的名称为 ,长颈漏斗末端伸入液面以下的原因是 ;制取气体时选择发生装置的依据是 。
(2)实验乙中,发生反应的化学方程式是 。
(3)实验丙中, (选填“能”或“不能”)用细铁丝代替红磷测定空气中氧气的含量。
【答案】(1) 酒精灯 防止气体从长颈漏斗跑出 反应物的状态、反应条件
(2)
(3)不能
【详解】(1)仪器a是酒精灯;在固液不加热型发生装置中,长颈漏斗末端伸入液面以下是为了形成液封,防止气体从长颈漏斗口逸出;实验室制取气体时,选择发生装置要考虑反应物的状态(是固体、液体还是气体 )和反应条件(是否需要加热 )。
(2)实验乙是铁丝在氧气中燃烧,铁和氧气在点燃条件下反应生成四氧化三铁,化学方程式为;
(3)测定空气中氧气含量时,不能用细铁丝代替红磷。因为铁丝在空气中不能燃烧,无法消耗空气中的氧气,不能使装置内压强发生明显变化,从而不能测定空气中氧气的含量。
6.(2025·广东潮州·一模)回答下列问题
(1)氧气的实验室制取和性质实验
i.题图1中仪器①的名称是 。
ii.实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为 ,用图1中装置B收集氧气时,气体应从导管口 (填“a”或“b”)通入。
iii.将收集的氧气倒入图1中装置C的烧杯中,观察到带火星的木条自下而上依次复燃,说明氧气具有的性质是 和 。
(2)水质检测及自制净水器
化学兴趣小组开展“水质检测及自制净水器”实践活动。
i.净水器如题图2所示。
①活性炭的作用是 ,活性炭与石英砂位置 (填“能”或“不能”)交换。
②树脂软化的原理如题图3所示,已知交换过程中阴阳离子电荷总数不变,则1个钙离子能交换出 个钠离子。
ii.水质检测
值是水质的一项重要指标,值和水质纯度的关系如题图4。某水样经自制净水器净化后的值为92,则净化后的水质纯度为 。
【答案】(1) 铁架台 a 氧气的密度比空气大 具有助燃性
(2) 吸附色素和异味 不能 2 较高
【详解】(1)i.图1中仪器①的名称是铁架台;
ii.高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的化学方程式为:,氧气的密度小于水,用图1中装置B收集氧气时,气体应从导管口a通入;
iii.将收集的氧气倒入图1中装置C的烧杯中,观察到带火星的木条自下而上依次复燃,说明氧气的密度比空气大,氧气具有助燃性;
(2)i.①活性炭具有吸附性,其作用是吸附水中的色素及异味;石英砂与活性炭位置不能交换,交换位置会降低净水速率;
②树脂软化的原理如题图3所示,已知交换过程中阴阳离子电荷总数不变,则1个钙离子能交换出2个钠离子;
ii.TDS值是水质的一项重要指标,TDS值和水质纯度的关系如图4,某水样经自制净水器净化后的TDS值为92PPM,介于50ppm~100ppm之间,则该净化后的水质纯度为较高。
7.(2025·广东清远·一模)回答下列问题。
(1)制取氧气
i.写出仪器a的名称: 。
ii.实验室用装置A制取氧气,反应的化学方程式为 ,选择装置B、C收集一瓶干燥的氧气,导管的连接顺序是:A— (用短线连接接口字母)。
iii.性质实验
操作
现象
结论
铁丝剧烈燃烧, (填字母)。
a.火星四射
b.生成白色固体
c.放出大量的热
点燃的条件下铁丝能与氧气反应
分析与反思:若集气瓶中没有装水,可能引起的后果是
(2)探究铁生锈的条件
.试管中铁钉生锈比中快,可知铁钉生锈速率与 有关。
.实验在软塑料瓶中完成,一周后,可观察到 和铁钉生锈,与水面接触部位的铁钉生锈最厉害。由此可知,铁生锈实际上是铁与 (写化学式)共同作用的结果。
【答案】(1) 铁架台 d-c-n(或d-c-n-m) ac 集气瓶炸裂
(2) 氧气的浓度 塑料瓶变瘪 H2O和O2
【详解】(1)i.仪器a的名称是铁架台;
ii.装置A是固液常温装置,制取氧气选用过氧化氢和二氧化锰,过氧化氢在二氧化锰催化条件下分解生成水和氧气,反应的化学方程式为:,浓硫酸具有吸水性可干燥气体,应从长管进入,使其充分接触,氧气的密度比空气大,应从长管进入使瓶内气体排出,导管的连接顺序是:A—d—c—n或A—d—c—n—m;
iii.铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射、放出大量的热,生成黑色固体,故选:ac;
若集气瓶中没有装水,会使反应生成的高温熔融物炸裂瓶底;
(2)I、试管中铁钉与水和空气接触,试管中铁钉与水和氧气接触,试管中铁钉生锈比中快,可知铁钉生锈速率与氧气的浓度有关;
.实验在软塑料瓶中完成,一周后,可观察到塑料瓶变瘪,铁钉生锈,与水面接触部位的铁钉生锈最厉害。由此可知,铁生锈实际上是铁与H2O和O2共同作用的结果。
8.(2025·陕西西安·模拟预测)为探究某塑料的元素组成,设计了实验一和实验二。回答下列问题:
【实验一】制取氧气
(1)图中标号为①的仪器名称是 。
(2)若利用A装置制取,反应的化学方程式为 。
【实验二】检测塑料组成元素(已知:无水遇水变蓝色)
(3)为得到干燥的,需要用C装置除去水蒸气,连接装置时,装置C的 (选填“a”或“b”)端导管与装置J相连。
(4)通入干燥一段时间后,将装置与J相连接,点燃J处的酒精灯,持续通入氧气,塑料燃烧,观察到K处白色固体变蓝色,L处澄清石灰水变浑浊,说明该塑料一定含有 元素。
(5)将装置交换顺序,对塑料组成元素的检测结果 (选填“有”或“无”)影响。
【答案】(1)长颈漏斗
(2)
(3)b
(4)氢、碳
(5)有
【详解】(1)由图可知,仪器①为长颈漏斗;
(2)A装置属于固体加热型,且试管口有棉花,适用于高锰酸钾制氧气,高锰酸钾在加热的条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的化学方程式为:;
(3)用浓硫酸干燥氧气时,气体应与浓硫酸成分接触,气体应从长管进短管出,即装置连接顺序:连接装置时,装置C的b端导管与装置J相连;
(4)塑料在氧气中燃烧,根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变,持续通入氧气,塑料燃烧,观察到K中固体变蓝,有水生成,说明含有氢元素,L中澄清石灰水变浑浊,有二氧化碳生成,说明含有碳元素,该塑料一定含有碳元素和氢元素;
(5)将装置交换顺序,二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,使后续无法准确检验是否有水生成,对塑料组成元素的检测结果有影响。
9.(2025·湖北·一模)根据实验室制取气体图示装置回答下列问题。
(1)实验室用高锰酸钾固体制取O2,应选择的发生装置是 (填字母序号),写出反应的化学方程式: 。若采用装置C收集O2,验满时应将带火星的木条放在 (填“a”或“b”)导管口处。
(2)如图D,小雨用“棒棒冰”塑料管制取CO2。所用装置相对于装置B,其优点是 (写一条)。
【答案】(1) A a
(2)能控制反应的发生与停止(合理即可)
【详解】(1)实验室用高锰酸钾制氧,应选用固体加热型发生装置,故选A;
高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,故化学方程式为:;
氧气密度比空气大,选用C收集时,气体应长进短出,故验满时将应将带火星的木条放在a导管口,若复燃,则集满;
(2)装置D能通过捏放下塑料管,实现固液接触和分离,从而控制反应的发生与停止。(合理即可)
10.(2025·广东肇庆·一模)根据下列实验装置,回答有关问题。
(1)仪器①的名称 。
(2)用过氧化氢和二氧化锰制取较为纯净氧气的装置组合是 ,若选用F装置收集气,气体应从(填“a”或“b”)下同) 端通入;也可先将集气瓶装满水,让气体从导管 进入。
(3)实验室用高锰酸钾制取氧气当选用C装置收集完气体后,测得瓶中氧气纯度明显偏低,以下原因可能的是 。
A.收集前,集气瓶中未注满水
B.集气瓶在移出水面前未盖玻璃片
C.未见气泡连续均匀冒出时就开始收集
(4)氨气极易溶于水,且密度比空气小,实验室常用加热固体硫酸铵和固体熟石灰的混合物来制取氨气,选用的发生装置是 ,选用的收集装置是 。
(5)某化学兴趣小组借助氧气传感器探究微粒的运动,数据处理软件可实时绘出氧气体积分数随时间变化的曲线。收集一塑料瓶氧气进行以下三步实验:①敞口放置;②双手贴在塑料瓶外壁上;③双手紧贴塑料瓶外壁并倒转瓶口,三步实验中测得氧气的体积分数随时间变化的曲线依次为图3中的MN段、NP段和PQ段。
i.能说明温度越高分子运动速率越快的曲线是 。
A.MN段 B.NP段 C.PQ段
ii.PQ段与NP段相比可以得出结论: 。
iii.随着实验的进行,传感器测出氧气的体积分数约为 时几乎不再变化。
【答案】(1)集气瓶
(2) BC/CB a b
(3)ABC
(4) A E/F
(5) B 氧气的体积分数受密度的影响 21%
【详解】(1)仪器①的名称是集气瓶;
(2)实验室用过氧化氢和二氧化锰制取氧气,该反应是固液不加热型,发生装置选B,氧气的密度比空气略大,可用向上排空气法收集,氧气不易溶于水可用排水法收集,用排水法收集的氧气比较纯净,则选C收集;F 装置是排空气法收集气体,氧气密度比空气大,应从长管 a 端通入;氧气的密度小于水,可先将集气瓶装满水,让气体从导管b进入,水从a管排出;
(3)A、收集前,集气瓶中未注满水,含有空气,制得氧气中混有空气,测得瓶中氧气纯度明显偏低,符合题意;
B、集气瓶在移出水面前未盖玻璃片,氧气逸出,混入空气,测得瓶中氧气纯度明显偏低,符合题意;
C、未见气泡连续均匀冒出时就开始收集,制得氧气中混有空气,测得瓶中氧气纯度明显偏低,符合题意。
故填ABC。
(4)实验室用加热固体硫酸铵和固体熟石灰的混合物来制取氨气,属于固体加热型,发生装置选 A;氨气极易溶于水,且密度比空气小,则氨气只能用向下排空气法收集,选用的收集装置是E或F(从b通入);
(5)i.双手贴在塑料瓶外壁上,瓶内温度升高,分子之间的间隔变大,导致部分气体膨胀逸出,说明温度越高,分子运动速率越快,即NP段,故填:B;
ii.PQ段塑料瓶口朝下,氧气密度大于空气,导致氧气体积分数减少,说明氧气的体积分数受密度的影响,故填:氧气的体积分数受密度的影响;
iii.随着实验的进行,传感器测出氧气的体积分数约为21%时几乎不再变化,因为空气中氧气的体积分数是21%,故填:21%。
11.(2025·辽宁盘锦·模拟预测)化学是一门以实验为基础的自然科学。
I.氧气的实验室制取
(1)反应原理及装置:若用高锰酸钾制备较纯净的氧气,从中选择发生装置和收集装置的组合 (填字母序号),其反应的化学方程式是 。
(2)气体收集:若选用F装置收集氧气,则检验氧气集满的操作为 。
(3)注意事项:制取氧气时,应先检查装置的 。
II.完成以下部分实验报告
(4)填写下表
实验
目的
操作
现象及分析
①
探究二氧化碳的性质
蜡烛由低到高依次熄灭,说明二氧化碳 。
②
探究铁与硫酸铜溶液的反应
铁丝表面有 ,溶液由蓝色变成 。
③
粗盐提纯
当观察到蒸发皿中出现 时,停止加热,玻璃棒不断搅拌的目的是 。
【答案】(1) AC
(2)将带火星的木条放在b管口,观察木条是否复燃
(3)气密性
(4) 密度大于空气、既不燃烧也不支持燃烧 红色固体析出 浅绿色 较多固体 防止因局部温度过高,造成液滴飞溅
【详解】(1)用高锰酸钾制取氧气,属于固体加热反应,发生装置可选A,氧气不易溶于水,密度比空气略大,可用排水法或向上排空气法收集,排水法收集的氧气比较纯净,故收集装置可选C,故填:AC;
高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,该反应的化学方程式为:;
(2)若选用F装置收集氧气,氧气的密度比空气略大,则氧气应从a端通入,氧气具有助燃性,则检验氧气集满的操作为:将带火星的木条放在b管口,观察木条是否复燃,木条复燃,说明已经集满;
(3)制取氧气时,应先检查装置的气密性,防止装置漏气,浪费药品;
(4)①蜡烛由低到高依次熄灭,蜡烛熄灭,说明二氧化碳不燃烧、不支持燃烧,下层蜡烛先熄灭,说明二氧化碳的密度比空气大;
②铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,故现象是:铁丝表面有红色固体析出,溶液由蓝色变为浅绿色;
③蒸发时,当观察到蒸发皿中出现较多固体时,停止加热,利用余热将其蒸干;
玻璃棒不断搅拌的目的是:防止局部温度过高,造成液滴飞溅。
12.(2025·四川资阳·模拟预测)根据下列实验装置图,回答相关问题。
(1)B装置中仪器a的名称是 。
(2)用A装置制取氧气的化学方程式为 。
(3)用B或C装置都可以制取二氧化碳,相对于B装置,C装置的优点是 。
(4)图D实验中,用玻璃棒搅拌的目的是 。
【答案】(1)锥形瓶
(2)
(3)可控制反应发生与停止
(4)使液体均匀受热,防止液体飞溅
【详解】(1)B 装置中仪器 a 是锥形瓶;
(2)A 装置是固体加热型的发生装置,且试管口有一团棉花,所以是用高锰酸钾制取氧气,高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的化学方程式是2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑;
(3)B 装置是固、液不加热型的常规装置,C 装置中有止水夹,关闭止水夹,气体不能排出,气体增多,压强增大,液体被压入烧杯中,液面下降,固液分离,反应停止,打开止水夹,气体输出,压强减少,液体重新进入,固、液接触,反应发生,C 装置的优点是可以控制反应的发生和停止;
(4)图 D 实验是蒸发操作,在蒸发过程中用玻璃棒搅拌的目的是使液体受热均匀,防止局部温度过高,造成液滴飞溅。
13.(2025·湖南长沙·一模)某化学兴趣小组同学开展实验活动的学习。
(1)仪器①的名称为 。
(2)实验室若选用加热高锰酸钾制取氧气,可选择的发生装置为 (填字母)。用D收集氧气,将带火星的木条放在集气瓶口,若 ,则已集满。
(3)实验室用F装置进行燃烧条件的探究,根据铜片上的白磷燃烧,热水中的白磷不燃烧的现象,得出燃烧的条件之一是 。
【答案】(1)试管
(2) A 带火星的木条复燃
(3)与氧气接触
【详解】(1)仪器①为试管;
(2)实验室若选用加热高锰酸钾制取氧气,该反应为固体加热型,可选择的发生装置为A;
用D收集氧气,将带火星的木条放在集气瓶口,若带火星的木条复燃,则已集满;
(3)铜片上的白磷(与氧气接触、温度达到白磷的着火点)燃烧,热水中的白磷(与氧气隔绝、温度达到白磷的着火点)不燃烧的现象,得出燃烧的条件之一是与氧气接触。
14.(2025·山东东营·一模)化学是一门以实验为基础的自然科学。
(一)研究物质的制法
(1)仪器a的名称是 。若实验室选择A装置取氧气,发生反应的化学方程式为 ,还需要对A装置进行的改进措施是 ,要收集较纯净的氧气应选用的装置是 (填装置字母)。用E装置收集的氧气不纯的可能原因是 。
(2)实验室制取少量二氧化碳只能用向上排空气法收集二氧化碳的原因是 。
(3)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的主要操作步骤有:①检查装置的气密性;②收集并验满气体;③装入药品;④组装仪器。正确的操作顺序是 (填序号)。
(二)研究物质的性质
兴趣小组利用图1装置探究三种试剂(水、澄清石灰水、氢氧化钠溶液)对二氧化碳的吸收情况。利用注射器分别将三种试剂注入装置中,通过气压传感器测得的气压随时间变化如图2所示。
(4)随着实验的进行,注入NaOH溶液和Ca(OH)2溶液的瓶中压强降低的主要原因是 。
(5)若图1装置漏气,则反应结束时压强 (“小于”“大于”“等于”)图2反应结束时的压强。
(6)通过图2分析可知,最不理想的二氧化碳吸收剂是 。因为吸收后的生成物化学性质不稳定,写出其化学反应方程式 。
【答案】(1) 试管 在试管口塞一团棉花 E 未等气泡连续均匀冒出就开始收集
(2)二氧化碳能溶于水且能与水反应,密度比空气大
(3)④①③②
(4)碱与CO2反应消耗了二氧化碳,装置内气体减少,压强减小
(5)大于
(6) 水/H2O
【详解】(1)仪器a的名称是试管;
若实验室选择A装置取氧气,装置A为固体加热型,适用于高锰酸钾制取氧气,高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和烟气,化学方程式为;
还需要对A装置进行的改进措施是在试管口塞一团棉花,防止加热时粉末状物质进入导管,堵塞导管;
排水法收集的气体较排空气法纯净,氧气不易溶于水,则要收集较纯净的氧气应选用的装置是E排水法;
用E装置收集的氧气,由于刚开始产生的气泡是排出的装置中的空气,所以应该待导管口气泡连续均匀冒出时开始收集,若未等气泡连续均匀冒出就开始收集,会导致收集的氧气不纯;
(2)由于二氧化碳能溶于水且能与水反应,密度比空气大,则实验室制取少量二氧化碳只能用向上排空气法收集二氧化碳;
(3)验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,组装仪器后,先检查装置气密性,然后才将装入药品(防止装置漏气跟更换仪器造成药品浪费),最后收集并验满气体,故操作顺序为④①③②;
(4)随着实验的进行,注入NaOH溶液和Ca(OH)2溶液的瓶中压强降低的主要原因是碱与CO2反应,消耗了二氧化碳,装置内气体减少,压强降低;
(5)若图1装置漏气,则内外气压平衡,反应结束时压强等于大气压,图2为不漏气时的图像,可以看到反应后气压减小,故若图1装置漏气,则反应结束时压强大于图2反应结束时的压强;
(6)通过图2分析可知,最不理想的二氧化碳吸收剂是水,因为二氧化碳与水反应生成的碳酸不稳定,容易分解生成二氧化碳和水,化学方程式为。
15.(2025·山东临沂·一模)催化剂是一种能够显著改变化学反应速率,但在反应过程中本身不被消耗的物质。催化剂在工业生产、环境保护和生物体内等多个领域都有广泛应用,如炼油、化工、制药、汽车尾气处理等。
I.学习了“过氧化氢制氧气”后某兴趣小组进行了下列探究活动:
(1)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
II.学习了“过氧化氢制氧气使用二氧化锰作催化剂”之后,在“寻找新的催化剂”的活动中,对“硫酸铜(白色固体)能否作过氧化氢分解的催化剂”进行了以下探究。
(2)甲同学按如下方案进行实验探究:
实验步骤
实验现象
实验结论
步骤①木条不复燃;
步骤②产生气泡,溶液变蓝色;
步骤③ 。
硫酸铜能作过氧化氢分解的催化剂,反应的化学方程式为 。
(3)大家认为甲同学的结论不严谨。若要确定该实验结论正确,还需证明硫酸铜的 在反应前后都没有发生改变。
【继续探究】乙同学补做以下实验,进而确认了甲同学的实验结论。
(提示:2NaOH+CuSO₄=Cu(OH)₂↓+Na₂SO₄)
(4)若上述实验中m1:m₂= ,则证明过氧化氢反应前后铜离子(Cu2+)没有发生变化;将实验方案中的氢氧化钠溶液换成氯化钡溶液或硝酸钡溶液,再次实验,证明反应前后硫酸根离子()也没有发生改变。
(5)大家认为还可以采取另一种方法得到上述结论:在甲同学实验的基础上,将乙同学实验的烧杯B中的溶液蒸发、干燥得到白色固体,再称得其质量为 g,然后将白色固体加入5%的过氧化氢溶液中,仍然可以加速过氧化氢分解。
【答案】(1)B
(2) 木条复燃 2H2O22H2O+O2↑
(3)质量和化学性质
(4)160:98
(5)m1
【详解】(1)A、对比实验甲和乙,除了过氧化氢溶液的浓度不同外,其它条件均相同,可探究H2O2浓度对H2O2分解速率的影响,说法正确,不符合题意;
B、对比实验乙和丁,除了有无二氧化锰外,过氧化氢溶液的浓度不同,不能探究MnO2对H2O2分解速率的影响,说法错误,符合题意;
C、对比实验甲和丙,除了温度不同外,其它条件均相同,可探究温度对H2O2分解速率的影响,说法正确,不符合题意。
故选B。
(2)硫酸铜能作过氧化氢分解的催化剂,步骤③应是将步骤②反应后的溶液再次加入过氧化氢溶液中,产生氧气,氧气具有助燃性,能使带火星的木条复燃,实验现象:木条复燃;过氧化氢在硫酸铜催化作用下分解生成水和氧气,化学方程式为2H2O22H2O+O2↑;
(3)催化剂在化学反应前后质量和化学性质不变,大家认为甲同学的结论不严谨,若要确定该实验结论正确,还需证明硫酸铜的质量和化学性质在反应前后都没有发生改变。
(4)根据可知,当m1:m₂=160:98,则证明过氧化氢反应前后铜离子(Cu2+)没有发生变化;
(5)催化剂的质量在反应前后没有变化,所以将乙同学实验时烧杯B中的硫酸铜溶液蒸发、干燥得到白色固体,再称其质量为m1g。
空气污染与防治题型五
1.(2025·广东潮州·一模)化学兴趣小组在老师的带领下组装了小型“空气质量监测站”,用于检测当地某日空气中的主要污染物,相关数据如题图。下列说法正确的是
A.空气中过多会造成酸雨
B.除已经监测到的污染物外,还需监测的数据
C.当日对空气造成的污染比严重
D.大量使用化石燃料有利于提高空气质量
【答案】A
【详解】A、SO2和NO2在大气中与水结合都能生成酸,是酸雨的主要成分,故选项说法正确;
B、二氧化碳不属于空气污染物,不需要监测,故选项说法错误;
C、从数据分析可知,当日O3产生量为59ug/m3,SO2产生量为8ug/m3,故O3对空气造成的污染比SO2严重,故选项说法错误;
D、减少化石燃料的使用,可以减少二氧化硫、二氧化碳的产生,有利于提高空气质量,故想说法错误。
故选:A。
2.(2025·河南新乡·一模)煤燃烧时排放的二氧化硫气体进入空气中会造成的环境问题是
A.温室效应 B.臭氧层破坏 C.酸雨 D.白色污染
【答案】C
【详解】A、燃煤排出的二氧化硫进入大气后,会引起的环境问题是酸雨,不是温室效应(是二氧化碳排放过多引起的),故选项错误;
B、燃煤排出的二氧化硫进入大气后,会引起的环境问题是酸雨,不是臭氧层破坏(是氟利昂等排放过多引起的),故选项错误;
C、燃煤排出的二氧化硫进入大气后,会引起的环境问题是酸雨,故选项正确。
D、燃煤排出的二氧化硫进入大气后,会引起的环境问题是酸雨,不是白色污染(是难降解的塑料垃圾对环境形成的污染),故选项错误;
故选C。
3.(2025·湖北武汉·一模)践行绿色理念,共筑生态家园。下列说法错误的是
A.就地焚烧植物秸秆,增加土壤肥力 B.工业废水处理后排放,保护水资源
C.推广使用清洁能源,减少环境污染 D.合理利用化石燃料,实现可持续发展
【答案】A
【详解】A、焚烧秸秆,会产生大量的空气污染物,做法不合理,符合题意;
B、工业废水处理后排放,能减少水污染,有利于保护水资源,做法合理,不符合题意;
C、推广使用清洁能源,能减少化石燃料的使用,能减少污染物的排放,减少环境污染,做法合理,不符合题意;
D、化石燃料属于不可再生能源,通过提高能效、开发清洁技术等方式合理利用化石燃料,是可持续发展的现实路径,做法合理,不符合题意;
故选A。
4.(2025·湖北襄阳·一模)春节期间,人们燃放的烟花爆竹,释放大量颗粒物、二氧化硫、二氧化碳等物质。为了研究这些释放物对环境的影响,某活动小组在春节时某个雨天进行了以下实践活动。
任务一:确定雨水是否为酸雨。
【数据采集】小组同学每隔5分钟采集一次雨水,并用计测其,所测数据如下表所示:
测定时间
10:05
10:10
10:15
10:20
10:25
10:30
pH
4.96
4.94
4.91
4.87
4.85
4.85
(1)该雨水 (填“是”或“不是”)酸雨。
(2)在测定期间,雨水的酸性 (填“增强”或“减弱”)了。
任务二:探究雨水在空气中变小的原因。
查阅资料:①二氧化硫溶于雨水会生成亚硫酸()②亚硫酸能与氧气反应生成酸性更强的硫酸
【实验探究】为了探究雨水变小的原因,小组同学设计了如图1装置(装置内初始雨水中溶解有少量),用溶解氧传感器监测雨水中溶解氧含量的变化(如图2),并用传感器监测雨水中的变化(如图3)。
(3)据图分析,随着反应进行,雨水逐渐降低的原因可能是 。
(4)为避免春节期间形成酸雨,请你写一条建议 。
【成果反思】
(5)可用 改良被酸雨腐蚀的土壤。
【答案】(1)是
(2)增强
(3)亚硫酸和氧气反应生成硫酸
(4)春节期间减少或禁止燃放鞭炮
(5)熟石灰/氢氧化钙/Ca(OH)2
【详解】(1)酸雨是指pH<5.6的雨水;由表格数据可知,所测雨水的pH始终小于5.6,所以该雨水是酸雨;
(2)在测定期间,pH的值从4.96逐渐减小到4.85,pH越小,酸性越强,所以雨水的酸性增强了;
(3)二氧化硫溶于雨水会生成亚硫酸(H2SO3),从图2可知随着反应进行,雨水中溶解氧含量逐渐减少,氧气可能与其他物质发生反应,根据查阅资料,亚硫酸和氧气反应生成硫酸(H2SO4),硫酸的酸性比亚硫酸强,所以随着反应进行,雨水pH逐渐降低的原因可能是亚硫酸被空气中的氧气氧化为硫酸,酸性增强,pH降低;
(4)为避免春节期间形成酸雨,由于燃放烟花爆竹会释放大量二氧化硫等形成酸雨的物质,所以建议春节期间减少或禁止燃放鞭炮;
(5)熟石灰是一种碱性物质,能与酸性土壤发生中和反应,从而降低土壤酸性。
5.(2025·江苏·一模)人类出行方式的演变与化学技术的发展密不可分。
(1)蒸汽机时代以蒸汽汽车、蒸汽火车等为主要交通工具,首次大规模利用化石燃料。
①煤炭燃烧产生、等气体,说明煤炭中一定存在的元素有 。
②燃煤产生的上述气体直接排放会导致酸雨的是 。
(2)内燃机革命将燃料升级为汽油(主要成分为)、柴油等石油分馏产品,使热效率提升至。
①分子中碳、氢原子个数比为 (填最简整数比)。
②内燃机汽车尾气中含有、等有害气体,可用催化转化器转化为无毒的和排放。该反应中氮元素化合价发生的变化为 。
(3)现代,锂电池电动车、氢能自行车等逐渐走进普通人的生活。
①锂电池工作时能量转化的主要方式为 。
②氢能棒是氢能自行车快速实现换氢补能的关键所在。纯净水理论上能为氢能棒补充的质量为 。
(4)未来,绿色化将重塑可持续出行图景。
①固态电池:氮化锂可应用于固态电池。已知中质量比,则 。
②氨燃料:液氨()燃烧生成氮气和水,该反应的化学方程式为 。
【答案】(1) C、S /二氧化硫
(2) 价变为0价
(3) 化学能转化为电能
(4) 3
【详解】(1)①煤炭燃烧产生二氧化碳、二氧化硫等气体,根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变,生成物中含C、S、O,反应物氧气由氧元素组成,则煤炭中一定存在的元素是:C、S;
②燃煤产生的上述气体中,二氧化硫能与水反应生成酸性物质,导致酸雨的发生;
(2)① 由化学式可知,C8H18分子中碳、氢原子个数比为:8:18=4:9;
②NO中氮元素显+2价,氮气中氮元素化合价为0,故该反应中氮元素化合价发生的变化为:由+2价变为0价;
(3)①锂电池工作时能量转化的主要方式为化学能转化为电能;
②根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类和质量不变,水中的氢元素完全转化为了氢气,则生成氢气的质量为:;
(4)①已知LixN中质量比m(Li):m(N)=3:2 ,则7x:14=3:2,x=3;
②液氨燃烧生成氮气和水,该反应的化学方程式为:。
6.(2025·陕西宝鸡·模拟预测)2025年全国两会期间的政府工作报告指出:“持续加强生态环境保护,提升绿色低碳发展水平”。以下为报告中2024年我国在环保方面的一些成就,请结合所学化学知识回答下列问题。
(1)非化石能源发电量占总发电量的比重接近40%,可再生能源新增装机3.7亿千瓦。能源种类很多,其中乙醇属于 (填“可再生”或“不可再生”)能源。
(2)优良天数比例上升至87.2%。这一显著成效得益于污染物排放量持续下降。污染物中的 (只写一种)排向大气会形成酸雨。
(3)地表水优良水质断面比例提高到90.4%。写出一条提升地表水水质的措施: 。
(4)实施重要生态系统保护和修复重大工程取得明显成果,荒漠化、沙化土地面积持续“双缩减”。造成土壤荒漠化、沙化的原因是 。
【答案】(1)可再生
(2)二氧化硫(合理即可)
(3)工业废水处理达标后排放(合理即可)
(4)过度放牧或砍伐树木(合理即可)
【详解】(1)乙醇可通过多种途径生产,属于可再生能源;
(2)污染物中的二氧化硫、二氧化氮等排向大气会形成酸雨;
(3)提升地表水水质的措施有:工业废水处理达标后排放等;
(4)过度放牧或砍伐树木会使地表裸露,造成土壤荒漠化、沙化。
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