内容正文:
第二单元 空气和氧气
一、单选题:
1.空气成分中,体积分数最大的是
A. 氮气 B. 氧气 C. 二氧化碳 D. 稀有气体
2.下列有关氧气的说法,错误的是( )
A. 氧气能支持燃烧
B. 细铁丝在氧气中燃烧,生成氧化铁
C. 在通常状况下,氧气的密度比空气大
D. 氧气的化学性质比较活泼,能跟许多物质发生反应
3.实验室有如下图所示的仪器装置。某同学准备利用这些仪器装置及相关试剂制取氧气。下列有关说法正确的是( )
A. 用高锰酸钾制氧气时需要二氧化锰作催化剂
B. 用过氧化氢溶液制取氧气时可用Ⅱ作发生装置
C. 可选用Ⅳ收集氧气
D. 用Ⅴ收集氧气时,应从导管通入氧气
4.下列物质中,不可能由一种元素组成的是 ( )单质 氧化物 化合物 混合物 含氧化合物
A. B. C. D.
5.如图是硫和铁在空气和氧气中燃烧的实验。铁丝在空气中不能燃烧,但是纳米铁粉在空气中稍加热即可剧烈燃烧。下列说法正确的是( )
A. 实验甲中观察到燃烧发出蓝紫色火焰,实验乙中观察到燃烧发出淡蓝色火焰
B. 实验甲和实验乙中生成物相同,但是实验丙和实验丁的生成物不同
C. 从四个实验中可以看出增大反应物的浓度和反应物接触面积可以使反应更充分更剧烈
D. 四个实验中水的主要作用是防止集气瓶炸裂
6.下列有关催化剂的说法正确的是( )
A. 只能加快反应速率 B. 二氧化锰在任何化学反应中都是催化剂
C. 能增加生成物的质量 D. 质量和化学性质在化学反应前后不变
7.下列有关空气成分的说法不正确的是( )
A. 稀有气体可用于制作霓虹灯 B. 氮气充入食品包装中可以防腐
C. 二氧化碳是一种空气污染物 D. 氧气主要来源于植物的光合作用
8.某同学误将少量当成加入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. 代表氧气; B. 时刻,开始产生
C. 时刻,开始分解 D. 起催化作用物质的质量一直保持不变
9.如图所示,过氧化氢在催化剂二氧化锰的作用下,迅速分解放出大量氧气。下列现象正确的是( )
A. 气球胀大,红墨水左移 B. 气球缩小,红墨水右移
C. 气球胀大,红墨水右移 D. 气球缩小,红墨水左移
10.实验室常用加热高锰酸钾固体制取氧气,现对一定量的高锰酸钾固体进行加热,加热过程中涉及的相关量随时间变化的图像正确的是 ( )
A. B.
C. D.
二、填空题:
11.现有木炭、硫磺、红磷、镁带、蜡烛,五种物质分别在氧气中燃烧,用序号回答下列问题:
发出明亮的蓝紫色火焰的是______;
产生大量白烟的是______;
放出大量热,产生耀眼白光的是______;
产生的气体能使澄清石灰水变浑浊的是______;
生成的气体会污染空气的是______;
不属于化合反应的是______.
12.氧气是一种化学性质比较活泼的气体,它可以和许多物质发生化学反应。如图所示是硫粉、红磷、光亮的细铁丝在氧气中燃烧的实验装置:
小明是个善于思考、善于总结的学生。做完实验后,他发现了一些共同点:在反应基本类型方面,三个化学反应都是______ 反应。
小明同时也总结出在生成物的种类、生成物的状态和观察到的实验现象三个方面存在不同。请你替小明同学填写空格:乙中生成物的名称是______;丙中观察到的反应现象是______。
小明还总结出:三个实验的集气瓶底部都放有少量水,其中甲集气瓶底部放少量水的目的是______。
三、实验题:
13.结合实验装置请回答有关问题:
请回答下列问题:
写出仪器的名称______;
实验室用高锰酸钾制取氧气,应选用发生装置______填字母序号,反应文字表达式为______;
实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,若选用作发生装置,你认为选用的优点是______。若用装置收集氧气,验满的方法______。
已知一氧化氮气体难溶于水,在空气中易与氧气发生反应,则收集一氧化氮气体时应选用图中装置______填字母序号。
若瓶内装满空气,用瓶收集氧气,氧气须从______选填“”或“”端导管口通入。
14.掌握仪器的使用并严格按照操作要求进行实验,才能保障化学实验的成功和安全。根据所学化学知识,回答下列问题:
如图所示进行铁在氧气中燃烧的实验,结果集气瓶炸裂,原因是______。
某同学做给“液体加热“试验时,试管炸裂了,其原因可能是______。答一点即可
某学生如图所示进行“测定空气中氧气含量的实验”
选择图代替课本实验图的优点是______。答一点即可
红磷燃烧后冷却至室温活塞应停在刻度______填数字处。若该实验没有达到实验目的,可能的原因之一是______。
该实验中的红磷______填“能”或“不能”用硫来代替。
四、探究题:
15.某研究小组发现,将适量淀粉放入过氧化氢溶液中,过氧化氢溶液的分解速率加快.对于此现象,该小组同学进行了如下探究:
【提出问题】淀粉能否作过氧化氢分解的催化剂?
【作出猜想】淀粉能作过氧化氢分解的催化剂.
【实验验证】
实验编号
实验操作
实验现象
向试管中加入过氧化氢溶液,再将带火星的小木条伸入试管中
小木条不复燃
向盛有过氧化氢溶液的试管中加入淀粉,再将带火星的小木条伸入试管中
产生大量气泡,小木条复燃
待中反应结束,将试管中的剩余物质过滤、洗涤、干燥、称量
得固体物质
将中所得固体放入试管中,重新加入过氧化氢溶液,然后将带火星的小木条伸入试管中
产生大量气泡,小木条复燃
【分析数据、得出结论】
实验、证明、淀粉的______和______在反应前后均未发生变化,可作过氧化氢分解的催化剂.
写出淀粉催化过氧化氢分解的文字表达式______.
【实验拓展】
该小组设计了如图所示装置对比淀粉与二氧化锰的催化效果,实验均以生成气体为准,其他可能的影响因素忽略不计,相关数据见下表:
实验编号
过氧化氢溶液的体积
其他物质质量
待测数据
Ⅰ
淀粉
Ⅱ
二氧化锰
上述实验中“待测数据”是指______;最后结果表明二氧化锰的催化效果较好,则______填“”、“”或“”.
小明用坩埚钳夹取少量光亮的铜丝,放在酒精灯火焰上灼烧至表面变黑后,迅速插入一只装有过氧化氢溶液的试管中,观察到试管内迅速产生大量气泡,且变黑的铜丝的质量和化学性质不发生改变,于是得出结论:氧化铜可以加快过氧化氢分解.有同学认为这个结论不可靠,原因是过氧化氢分解速率加快还可能与______有关.请你设计实验方案证明______.
16.某同学做了用“双氧水和二氧化锰制氧气”的实验后,展开了下列思考与探究:
催化剂的用量对反应速率有没有影响呢?
他做了这样一组实验:每次均用的溶液,采用不同量粉末作催化剂,测定各次收集到氧气时所用的时间,结果如下:其他实验条件均相同
实验序号
粉末用量克
所用时间秒
请分析表中数据回答:的用量对反应速率有没有影响呢?如果有,是怎样影响的呢?
答:__________________________________________________________________________。
溶液的溶质质量分数对反应速率有没有影响呢?
他又做了一组实验:每次均取的溶液,然后稀释成不同溶质质量分数的溶液进行实验。记录数据如下:实验均在室温下进行,其他实验条件也均相同
实验序号
溶液溶质质量分数
粉末用量克
收集到气体时所用时间秒
反应后液体温度
请分析表中数据回答:溶液的溶质质量分数对反应速率有没有影响呢?如果有,是怎样影响的呢?
答:___________________________________________________________________________。
由表中数据还可看出,该反应是________反应填“放热”或“吸热”。
还有哪些因素可能影响该反应的速率呢?
请说出你的一个猜想:__________________________________________________________。
答案和解析
1.【答案】
【解析】【分析】
本题难度不大,熟记空气的成分及各成分的体积分数是解答此类题的关键,按体积计算大约是:氮气占、氧气占、稀有气体占、二氧化碳占、其它气体和杂质占。
【解答】
空气的成分按体积计算大约是:氮气占、氧气占、稀有气体占、二氧化碳占、其它气体和杂质占。因此空气成分中,体积分数最大的是氮气。
故选A。
2.【答案】
【解析】【分析】
本题考查氧气的性质,氧气是一种重要的资源,应该熟记氧气的性质和用途,并能灵活应用。
【解答】
A、氧气具有助燃性,能支持燃烧,正确;
B、细铁丝在氧气中剧烈燃烧,生成四氧化三铁,而不是氧化铁,错误;
C、在通常状况下,氧气的密度比空气略大,正确;
D、氧气是一种化学性质比较活泼的气体,能跟许多物质发生反应,正确。
故选:。
3.【答案】
【解析】【分析】
实验室制氧气有三种方法,高锰酸钾受热分解、氯酸钾在二氧化锰和加热条件下分解、双氧水在二氧化锰催化作用下分解;收集方法有排水法和向上排空气法,发生装置有固体加热型和固液常温型。
【解答】
A、用高锰酸钾制氧气时不需要加二氧化锰作催化剂,故A错误;
B、过氧化氢溶液是液体,二氧化锰是固体,反应条件是常温,故选Ⅱ作发生装置,故B正确;
C、氧气密度大于空气,不能用向下排空气法收集,故C错误;
D、用Ⅴ装置收集氧气,应从导管进入氧气,将水从导管排出,故D错误。
故选:。
4.【答案】
【解析】【分析】
本考点考查了物质的分类,要加强记忆混合物、纯净物、单质、化合物、氧化物等基本概念,并能够区分应用,难度不大。
【解答】
根据单质的定义可知,单质只由一种元素组成,故错误;
氧化物是两种元素组成,其中一种是氧元素的化合物,不可能由一种元素组成的,故正确;
化合物是由两种或两种以上元素组成的纯净物,最少含有两种元素,故正确;
混合物中至少两种物质,但可能由一种元素组成,如氧气和臭氧组成的混合物,故错误;
含氧的化合物都属于化合物,化合物一定由两种或两种以上元素组成,故正确;
故选:。
5.【答案】
【解析】【分析】
本题难度不大,掌握氧气的化学性质、铁和硫在空气在氧气中燃烧的实验注意事项是正确解答本题的关键。
【解答】
A、实验甲中观察到燃烧发出淡蓝色火焰,实验乙中观察到燃烧发出蓝紫色火焰,故选项说法错误。
B、实验甲和实验乙中生成物相同,实验丙和实验丁的生成物也相同,故选项说法错误。
C、硫在氧气中燃烧比在空气中剧烈,纳米铁粉在空气中稍加热即可剧烈燃烧,可以看出增大反应物的浓度和反应物接触面积可以使反应更充分更剧烈,故选项说法正确。
D、甲乙实验中水的作用是吸收二氧化硫,防止污染空气,丙丁中水的作用是防止集气瓶炸裂,故选项说法错误。
故选C。
6.【答案】
【解析】【分析】
本题难度不大,考查对催化剂概念的理解,掌握催化剂的特征“一变二不变”是正确解答本题的关键。
【解答】
A、催化剂能改变其他物质的化学反应速率,催化剂能加快化学反应速率,也可减慢某些化学反应的速率,故选项说法错误;
B、二氧化锰不能做所有反应的催化剂,如高锰酸钾分解反应中二氧化锰是生成物,故选项说法错误;
C、催化剂只能改变化学反应速率,对生成物的质量无影响,使用催化剂不能增加生成物的质量,故选项说法错误;
D、催化剂在化学反应前后质量和化学性质均不改变,故选项说法正确。
故选D。
7.【答案】
【解析】【分析】
本题考查空气中各物质的性质和用途,明确空气的组成及空气中各物质的用途是解答本题关键,难度不大。
【解答】
A、稀有气体在通电时可发出各种颜色的光,因此充入灯泡中可制成五彩的霓虹灯,所以说法正确;
B、氮气的化学性质不活泼,可在食品包装时充入防腐,所以说法正确;
C、二氧化碳不是空气污染物,所以说法不正确;
D、空气中的氧气主要来源于植物的光合作用,所以说法正确。
故选C。
8.【答案】
【解析】【分析】
本题考查同学们实验室制取氧气的反应原理、催化剂等知识以及观察图示的能力,并从图示中提取信息的能力。根据高锰酸钾受热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,二氧化锰对氯酸钾的分解起催化作用进行分析。
【解答】
根据题干所给信息可知,物质的质量少,则是高锰酸钾,是氯酸钾。物质在氯酸钾分解时开始产生,在氯酸钾分解完全时达到最大,因此为氯酸钾分解时产生的氯化钾,而不是氧气,因为在时刻高锰酸钾开始分解,就有氧气生成,、项错误;起催化作用的物质是二氧化锰,随着高锰酸钾的分解,二氧化锰的质量也在不断的增加,故D错误,C正确。
故选:。
9.【答案】
【解析】【分析】
本题难度不大,掌握实验室制取氧气的反应原理、密闭容器内压强的变化是正确解答本题的关键。
【解答】
过氧化氢在催化剂二氧化锰的作用下,迅速分解产生大量氧气,会造成瓶内压强增大,充气气球内的气体沿导管逸出,故会观察到气球缩小,红墨水左移。
故选D。
10.【答案】
【解析】【分析】
本题考查了质量守恒定律的应用,高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应后固体质量减少,而生成物的质量则从点开始增加,至反应结束达到最大值;反应中生成的固体中含有锰酸钾、二氧化锰,它们都含有氧元素,则反应后固体中氧元素质量分数降低而不能到。
【解答】
A.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,氧气逸出,反应后固体质量减少,图像不正确,故A错误;
B.加热一段时间后有氧气生成,其氧气质量不断增加,说明开始时氧气质量为,直至反应结束后不变,图像不正确,故B错误;
C.加热高锰酸钾放出氧气,锰元素的质量不变,刚开始,锰元素的质量分数不为零,且随着反应的进行固体质量减少,其中锰元素的质量分数增大,直至高锰酸钾完全分解就不再增大,故C错误;
D.加热高锰酸钾放出氧气,固体中氧元素质量减少,固体中氧元素质量分数减少,当高锰酸钾完全分解时不再变化,故D正确。
故选D。
11.【答案】;;;;;
【解析】解:木炭在氧气中燃烧发出白光,放出大量的热,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体;
硫在氧气中燃烧,发出蓝紫色火焰,放出大量的热,生成有刺激性气味的气体;
红磷在氧气中燃烧,放出大量的热,产生大量的白烟;
镁带在氧气中燃烧,发出耀眼的白光,放出大量的热,生成白色固体;
蜡烛在氧气中燃烧,发出白光,放出大量的热,能生成使澄清石灰水变浑浊的气体;
硫磺在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰;
红磷在氧气中燃烧产生大量白烟;
放出大量热,产生耀眼白光的是镁带;
木炭和蜡烛燃烧产生的气体能使澄清石灰水变浑浊;
硫在氧气燃烧生成的气体二氧化硫会污染空气;
木炭、硫磺、红磷、镁带和氧气发生反应的生成物均为一种,都属于化合反应,蜡烛燃烧能生成水和二氧化碳,生成物有两种,不属于化合反应。
本题难度不大,掌握常见物质燃烧的现象、化合反应的特征是正确解答本题的关键.
12.【答案】化合;
五氧化二磷;剧烈燃烧,火星四射,放出热量,生成黑色固体;
吸收二氧化硫,防止污染大气。
【解析】解:硫在氧气中燃烧生成二氧化硫,红磷在氧气中燃烧生成五氧化二磷,铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁,三个反应均是两种物质反应生成一种物质,属于化合反应;
红磷燃烧生成五氧化二磷,铁丝燃烧的反应现象是剧烈燃烧,火星四射,放出热量,生成黑色固体;
甲集气瓶底部放少量水的目的是吸收生成的二氧化硫,防止污染大气;
故答案为:化合;五氧化二磷;剧烈燃烧,火星四射,放出热量,生成黑色固体;吸收二氧化硫,防止污染大气。
根据硫、红磷、铁丝在氧气中燃烧的条件,现象,反应特点分析解答;
红磷燃烧生成五氧化二磷,并据铁丝燃烧实验现象回答;
硫燃烧生成的二氧化硫有毒,能溶于水,据此分析解答。
掌握硫、红磷、铁丝燃烧的实验现象、反应原理、注意事项是解答此类试题的基础和关键。
13.【答案】试管
;高锰酸钾锰酸钾二氧化锰氧气
可以控制反应的速率;将带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,证明氧气已经收集满
【解析】【分析】
本题考查氧气的实验室制取的相关知识,掌握实验室制取氧气的反应原理、注意事项等相关知识是解题关键,难度不大。
【解答】
仪器的名称是试管;
高锰酸钾在加热的条件下分解为锰酸钾、二氧化锰和氧气,文字表达式为高锰酸钾锰酸钾二氧化锰氧气,该反应属于固体加热型,选择装置来制取;
实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,若选用作发生装置,选用的优点是可以控制反应的速率。氧气具有助燃性,若用装置收集氧气,验满的方法是将带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,证明氧气已经收集满;
已知一氧化氮气体难溶于水,在空气中易与氧气发生反应,则收集一氧化氮气体时应选择排水法,故填;
氧气的密度比空气大,若用图示来收集氧气时,氧气从长管进入,故填。
14.【答案】预先没有盛少量水或垫一层细沙;
试管外壁有水合理即可;
反应始终在密闭容器中,测量结果更准确,可以防止污染空气合理即可;;红磷的量不足合理即可;不能
【解析】【分析】
本题主要考查了空气中氧气含量的测定和氧气的性质,熟记用红磷测定空气里氧气含量的实验原理、操作步骤、实验现象、实验结论和注意事项是解答这类题目的基础。
【解答】
铁丝在盛有氧气的集气瓶中燃烧,防止生成的熔融物炸裂瓶底,在瓶底铺一层细沙或盛少量水,瓶底炸裂说明预先没有盛少量水或垫一层细沙。
给液体加热时,试管破裂的原因可能是试管外壁有水,试管底部与灯芯接触,试管加热时没有进行预热等;
图的设计操作与图比较,其优点是反应始终在密闭容器中,测量结果更准确,可以防止污染空气;
氧气约占空气体积的五分之一,所以足量的红磷燃烧耗尽了装置内的氧气,氧气体积为:,则红磷燃烧后冷却至室温活塞应停在刻度:处;若装置的气密性不好、或红磷的量不足,或装置没有冷却至室温就读数均会导致测定结构不准确;
硫在空气中燃烧会生成二氧化硫气体,装置内的压强几乎不变,所以不能用硫来代替红磷;
15.【答案】质量;化学性质;
过氧化氢水氧气;
【实验拓展】
生成气体需要的时间;;
温度;实验步骤及其实验现象:向试管中加入过氧化氢溶液,再将带火星的小木条伸入试管中,带火星的木条不能复燃;
向盛有过氧化氢溶液的试管中加入氧化铜粉末,再将带火星的小木条伸入试管中,带火星的木条复燃;
待反应结束,将试管中的剩余物质过滤、洗涤、干燥、称量,得固体物质;
将所得固体放入试管中,重新加入过氧化氢溶液,然后将带火星的小木条伸入试管中,带火星的木条复燃;
实验结论:氧化铜可以用作过氧化氢的催化剂
【解析】【分析】
此题主要考查催化剂的实验探究,主要利用实验图示及催化剂的性质来分析和解决有关问题,结合各方面的条件得出正确结论。
【解答】
【分析数据、得出结论】
实验、证明、淀粉的质量和化学性质在反应前后均未发生变化,可作过氧化氢分解的催化剂;
淀粉催化过氧化氢分解生成水和氧气,反应的文字表达式为:过氧化氢水氧气;
【实验拓展】
上述实验中“待测数据”是指生成气体需要的时间;最后结果表明二氧化锰的催化效果较好,则;故填:生成气体需要的时间;;
这个结论不可靠,原因是过氧化氢分解速率加快还可能与温度有关,这是因为灼烧时温度较高,而温度升高时过氧化氢分解速率加快;
实验方案:实验步骤及其实验现象:向试管中加入过氧化氢溶液,再将带火星的小木条伸入试管中,带火星的木条不能复燃;
向盛有过氧化氢溶液的试管中加入氧化铜粉末,再将带火星的小木条伸入试管中,带火星的木条复燃;
待反应结束,将试管中的剩余物质过滤、洗涤、干燥、称量,得固体物质;
将所得固体放入试管中,重新加入过氧化氢溶液,然后将带火星的小木条伸入试管中,带火星的木条复燃;
实验结论:氧化铜可以用作过氧化氢的催化剂。
16.【答案】有影响。在一定范围内,的用量越大,反应越快;
有影响。溶液的溶质质量分数越大,反应越快;放热;
颗粒大小、环境温度、气压、是否振荡等
【解析】【分析】
根据影响反应速率的因素进行分析解答。
【解答】
由表格中的数据可知,在一定范围内,的用量越大,反应越快,说明的用量对反应速率有影响,故答案为:有影响。在一定范围内,的用量越大,反应越快;
由表格中的数据可知,溶液的溶质质量分数越大,反应越快;说明溶液的溶质质量分数对反应速率有影响;从表格的数据可知,温度逐渐升高,说明该反应是放热反应,故填:有影响。溶液的溶质质量分数越大,反应越快;放热;
还可能有以下因素影响该反应的速率:如颗粒大小、环境温度、气压、是否振荡等,故填:颗粒大小、环境温度、气压、是否振荡等。
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