第2章 空气与水资源 整合拔尖-【拔尖特训】2025-2026学年新教材九年级上册化学(沪教版2024)

30 第2章整合拔尖 ▶ “答案与解析”见P13 化学(沪教版)九年级上 31 考点一 空气的组成与测定 典例1 (2024·扬州高邮期中)为了测定空气 中氧气的含量,先在量筒中装入一定量的水,再 将装有足量潮湿铁粉的塑料瓶(塑料瓶的有效 容积为345mL)旋紧瓶盖放入其中,观察到瓶子 不再变瘪。记录反应前后的数据如图所示,下 列关于该实验的说法,错误的是 ( ) (典例1图) A. 实验利用铁生锈消耗氧气的原理 B. 为了减小实验误差,塑料瓶需气密性好 C. 实验测得氧气体积分数约为20.87% D. 铁粉用量越多,测得的氧气体积分数越大 考点二 氧气的性质与制取 典例2 如图所示为某同学整理的关于氧气性质 的知识网络图。下列说法中,正确的是 ( ) 氧气 物理性质 化学性质 Ⅰ. 支持燃烧:能与碳、硫、 磷、铁、镁、氢气、石蜡、 汽油等反应 Ⅱ. 使物质发生缓慢氧化:食 􀮠 􀮢 􀮡 􀪁􀪁 􀪁􀪁 物腐烂、生物体呼吸等 (典例2图) A. 物质在氧气中燃烧都属于化合反应 B. 氧气能支持燃烧,常用作燃料 C. Ⅰ、Ⅱ两类反应都属于氧化反应 D. Ⅰ类反应放出热量,Ⅱ类反应吸收热量 典例3 跨学科·实践活动 氧气是一种重要的气 体,人们一直寻找各种方法获得所需的氧气。 Ⅰ. 实验室制取氧气。 (典例3图甲) (1) 写出图甲所示装置中标号仪器的名称: ① ;② 。 (2) 实验室中常用装置A制取氧气,试管口放一 团棉花的作用是 , 该反应的文字表达式为 。实验前,应先 (填“加试剂”或“检查装置的气密性”)。加热试 管时,应使用酒精灯的 加热。 (3) 用装置F采用向上排空气法收集氧气时,验 满的方法为 。对装置F改进后可用作家庭制氧机 上的湿化瓶(装置G)。下列关于该装置的说法, 正确的是 (填字母)。 a. 导管口q连接制氧机 b. 导管口q连接人吸氧气的塑料管 c. 可以判断是否有氧气输出 d. 可以观测氧气输出的速率 Ⅱ. 绿色植物制造氧气。 (4) 绿色植物通过光合作用将X与水转化为葡萄 糖(C6H12O6)与氧气,X可能是 (填字母)。 a. 氮气 b. 氩气 c. 二氧化碳 d. 二氧化硫 Ⅲ. 自制“制氧机”。 兴趣小组的同学在跨学科实践课上制作了一台 简 易 “制 氧 机”,如 图 乙 所 示。过 碳 酸 钠 (2Na2CO3·3H2O2)为白色固体,加水溶解后会 分解生成碳酸钠和过氧化氢;二氧化锰为黑色粉 末。制氧时,在反应仓中先加入适量水,再依次 加入过碳酸钠和二氧化锰,反应仓内黑色粉末翻 腾,变得浑浊,仓壁变得温热,纯化仓底部导气管 口有气泡冒出。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 第2章　空气与水资源 32 (典例3图乙) (5) 反应仓中过氧化氢生成氧气的文字表达式 为 。 (6) 如果在实验室用过碳酸钠、二氧化锰、水制 取较纯净的氧气,那么气体发生装置可选用 ,收集装置是 。(从图甲A~ E中选择,填字母) 考点三 水的组成与净化 典例4 小刚同学模拟自来水净化过程的实验 如图甲所示,请回答下列问题: (典例4图甲) (1) 物质a的名称是 。 (2) 操作Ⅰ的名称是 ,通过操作Ⅰ可除 去水样中的 (填“可溶性”或“不溶性”) 杂质,操作Ⅰ中的玻璃棒的作用是 。操 作Ⅰ中还需要的玻璃仪器有漏斗、 。若 经过操作Ⅰ,所得液体c中仍有浑浊,其原因可 能是 (填字母)。 A. 漏斗内的滤纸有破损 B. 漏斗末端未靠在烧杯内壁 C. 漏斗内的液面高于滤纸的边缘 (3) 操作Ⅱ的目的主要是除去一些有颜色、有异 味的物质,应选用的物质是 ,该过程发 生的是 (填“物理”或“化学”)变化。 (4) 小刚同学取少量液体d于试管中,加入少量 肥皂水,振荡,发现有较多白色垢状物产生,说明 液体d是 (填“软”或“硬”)水,实验室常 通过 软化硬水。 (典例4图乙) (5) 小刚同学用图乙所示的装置进行 电解水实验。 ① 图中电源的M端是 极。 ② 由该实验得出的结论是 。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 1. 如图所示为硫在氧气中燃烧的实验改良装 置。下列说法中,错误的是 ( ) (第1题) A. 实验过程中气球先鼓 起后变瘪 B. 硫在氧气中燃烧,产生 明亮的蓝紫色火焰 C. 实验中电烙铁的作用是通电放热,引燃硫粉 D. 瓶底的水可以换为细沙 2. (2024·潍坊期中)如图Ⅰ所示为电解水的装 置,如图Ⅱ所示为甲、乙试管中收集到的气体 体积与时间的关系图。下列说法中,不正确 的是 ( ) (第2题) A. a应接电源负极 B. 气体Q具有可燃性 C. 该实验可以证明水是由氢元素和氧元素 组成的 D. 0~3min内甲、乙试管内气体的体积比和 8min时的体积比不同,可能原因是氧气 比氢气在水中溶解得多 (第3题) 3. 某化学兴趣小组的同学 利用如图所示的装置来 测定空气中氧气的含量 (部分固定装置已略去, 导管中的空气体积忽略 不计)。已知:生石灰与水反应放出大量的热。 下列关于该实验的说法,正确的是 ( ) ① 向烧杯中加水是为了提高烧杯内的温度, 引燃白磷 ② 白磷燃烧会产生大量的白雾 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 化学(沪教版)九年级上 33 ③ 白磷的量不足,会使测定的结果偏大 ④ 实验中可观察到注射器的活塞先向右移 动,后向左移动 ⑤ 若试管净容积为100mL, 则反应后冷却至室温,活塞停止在10mL刻 度线附近 A. ①②③B. ①④⑤C. ②③⑤D. ③④⑤ 4. 有下列物质:① 高锰酸钾、② 洁净的空气、 ③ 液态氧、④ 二氧化碳、⑤ 海水、⑥ 硫粉、 ⑦ 加碘食盐、⑧ 冰水共存物、⑨ 加热高锰酸 钾后的剩余固体、⑩ 稀有气体。 (1) 属于混合物的是 (填序号)。 (2) 属于纯净物的是 (填序号)。 5. (2025·无锡期末)化学兴趣小组对 氯酸钾制取氧气进行了探究。 Ⅰ. 探究氯酸钾分解反应中不同催 化剂的催化效果。 兴趣小组取5份氯酸钾固体,每份2g。分别 加入相同质量的不同种类催化剂,加热反应, 测定收集到50mL氧气所用的时间如表所示。 实验 序号 ① ② ③ ④ ⑤ 催化剂 种类 无 二氧 化锰 氧化铁 (60目) 氧化铁 (30目) KCl 所用 时间/s 170 49 60 117 152 (1) 实验①的目的是 。 (2) 实验②中发生反应的文字表达式为 。 (3) “60目”和“30目”指两种颗粒大小不同 的粉末(目数越高,颗粒越小)。由实验③④ 可得出的结论是 。 (4) 对比实验①与实验⑤,得出的结论是 。 Ⅱ. 探究氯酸钾与二氧化锰反应的最佳质 量比。 兴趣小组另取10份氯酸钾固体,每份2g,分 别加入不同质量的二氧化锰,加热反应,收集 到100mL氧气所用的时间与固体质量比的 关系如图所示。 (第5题) (1) 利用此法制取氧气,m(二氧化锰) m(氯酸钾) 的最 佳质量比为 。 (2) m(二氧化锰) m(氯酸钾) 的质量比低于最佳比时, 随着二氧化锰质量增大,反应越快的原因可 能是 。 (3) 在催化剂的用量上,你对催化剂的新认 识是 。 (4) 每次实验结束后,拆装置时总能闻到刺 激性气味的氯气,将加热后剩余固体中的二 氧化锰分离并称量其质量,发现总小于加热 前的二氧化锰质量。查阅资料后发现,一般 认为氯酸钾与二氧化锰混合物的反应过程 如下。 第一步:氯酸钾+二氧化锰 加热 →高锰酸钾+ 氯气+氧气 第二步:高锰酸钾 加热 →锰酸钾+二氧化锰+ 氧气 第三步:锰酸钾+氯气 加热 →氯化钾+二氧化 锰+氧气 反应后剩余的二氧化锰质量小于反应前加入 二氧化锰的质量,你认为可能的原因是 。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 第2章　空气与水资源 水器中,为了得到更好的净水效果,应将入水口设为B。 第2章整合拔尖 ［知识体系构建］ 78% 21% 0.94% 作助燃剂,供给生物体呼吸 点燃 →二氧化碳 点燃 →五氧化二磷 点燃 →二氧化硫 点燃 →四 氧化三铁 点燃 →氧化镁 加热 →氧化铜 点燃 →二氧化碳+水 分离液态空气法 二氧化锰 →水+氧气 加热 →锰酸钾+二 氧化锰+氧气 二氧化锰 加热 →氯化钾+氧气 排水 向上排 空气 水 通电 →氢气+氧气 氢气+氧气 点燃 →水 ［高频考点突破］ 典例1 D 解析:该实验是利用铁生锈的原理,消耗瓶内 的氧气,瓶内气体体积减小量即为氧气含量,A正确;为了 减小实验误差,塑料瓶需气密性好,防止瓶外的空气进入 或瓶内的空气逸出,增大实验误差,B正确;实验测得氧气 体积分数为850mL-778mL 345mL ×100%≈20.87% ,C正确; 瓶内空气中的氧气含量是固定的,铁粉应过量,以保证完 全消耗瓶内氧气,当氧气消耗完后,剩余铁粉不再发生反 应,氧气体积分数不再变化,所以并不是铁粉用量越多,测 得的氧气体积分数越大,D不正确。 典例2 C 解析:物质在氧气中的燃烧不一定都属于化合 反应,如蜡烛在氧气中燃烧生成水和二氧化碳两种物质, 不属于化合反应,A错误;氧气能支持燃烧,但本身不具有 可燃性,故不能用作燃料,B错误;Ⅰ、Ⅱ两类反应都是物质 与氧气发生的反应,都属于氧化反应,C正确;燃烧和缓慢 氧化都放出热量,D错误。 典例 3 (1) ① 长颈漏斗 ② 集气瓶 (2) 防止加热时高 锰酸钾粉末随气流进入导管 高锰酸钾 加热 →锰酸钾+二氧化 锰+氧气 检查装置的气密性 外焰 (3) 将带火星的木 条放在导管口n处,若木条复燃,则证明氧气已集满 bcd (4) c (5) 过氧化氢 二氧化锰 →水+氧气 (6) B E 解析:(2) 装置A为固体加热型装置,且试管口有棉花,故 发生的反应为高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和 氧气,放一团棉花可以防止加热时试管内的粉末状物质进 入导管;反应的文字表达式为高锰酸钾 加热 →锰酸钾+二氧 化锰+氧气;实验前,应先检查装置的气密性,避免因装置 气密性不好而浪费试剂;加热试管时,由于外焰温度最高, 所以应使用酒精灯的外焰加热。(3) 氧气具有助燃性,用 装置F采用向上排空气法收集氧气时,将带火星的木条放 在导管口n处,若木条复燃,则说明氧气已集满;若导管口 q连接制氧机,则制氧机产生的氧气使得G中压强增大,水 会从导管口p流出,a不正确;导管口p连接制氧机,氧气 不易溶于水,氧气会从导管口q排出,导管口q连接人吸氧 气的塑料管,b正确;通过观察G中是否有气泡冒出,可以 判断是否有氧气输出,c正确;通过观察G中气泡的生成速 率,可以观测氧气输出的速率,d正确。(4) 绿色植物通过 光合作用将二氧化碳和水转化为葡萄糖和氧气。(5) 过氧 化氢在二氧化锰作催化剂的条件下分解生成水和氧气。 (6) 实验室用过碳酸钠、二氧化锰、水制取较纯净的氧气, 反应物状态是固体和液体,反应条件是常温,则应选固液 常温型发生装置。因为氧气密度比空气大,且不易溶于水, 制取较纯净的氧气时,不能使用排空气法收集,应选用排 水法收集。 典例4 (1) 明矾(合理答案均可) (2) 过滤 不溶性 引流 烧杯 AC (3) 活性炭 物理 (4) 硬 蒸馏 (5) ① 负 ② 水 是 由 氢 元 素 和 氧 元 素 组 成 的 解析:(1) 河水在静置时加入絮凝剂明矾等,可加速沉降。 (2) 操作Ⅰ是将固体和液体分离的过程,为过滤操作。过 滤可以除去水中的不溶性杂质,过滤操作中玻璃棒的作用 是引流,还需要的玻璃仪器有漏斗、烧杯。在过滤过程中, 漏斗内的滤纸有破损会使滤液浑浊,故A符合题意;漏斗 末端未靠在烧杯内壁会使液体飞溅,但不会造成滤液浑 浊,故B不符合题意;漏斗内液面高于滤纸的边缘,待过滤 的液体会沿滤纸和漏斗边缘直接进入滤液中,会造成滤液 浑浊,故C符合题意。(3) 操作Ⅱ是用活性炭吸附,该过程 中没有新物质生成,属于物理变化。(4) 检验软水和硬水 的方法是向水中加入肥皂水,若泡沫少、白色垢状物多,则 是硬水。实验室通过蒸馏操作软化硬水。(5) ① 由题图 乙可知,玻璃管p、q中气体的体积之比约为2∶1,所以p 中气体是氢气,与电源负极相连的玻璃管内产生氢气,故 电源的M端是负极。② 电解水实验说明水是由氢元素和 氧元素组成的。 ［综合素能提升］ 1. D 解析:硫燃烧放热,使瓶内气体受热膨胀,气球鼓起, 反应结束后温度逐渐降低到室温,氧气被消耗,生成的二 氧化硫被水吸收,瓶内气体减少,气球变瘪,A 正确;硫在 氧气中燃烧,产生明亮的蓝紫色火焰,B 正确;实验中电烙 铁的作用是通电放热,引燃硫粉,C 正确;装置内水的作用 是吸收反应生成的二氧化硫,防止其污染空气,而细沙不 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 31 能吸收二氧化硫,D错误。 2. A 解析:在电解水实验中,“正氧负氢”,生成的氢气和 氧气的体积比约为2∶1,由图Ⅱ可知,生成气体Q 和气体 P的体积比约为2∶1,则气体Q为氢气,气体P为氧气,甲 试管中生成气体P(氧气),故a应接电源正极,A不正确; 气体Q为氢气,氢气具有可燃性,B正确;电解水生成氢气 和氧气,可得水是由氢元素和氧元素组成的,C正确;氧气 不易溶于水,氢气难溶于水,相同条件下,氧气比氢气在水 中溶解得多,故0~3min内甲、乙试管内气体的体积比和 8min时的体积比不同,D正确。 3. B 解析:已知生石灰与水反应放出大量的热,故向烧杯 中加水是为了提高烧杯内的温度,引燃白磷,①正确;白磷 燃烧生成五氧化二磷固体,产生大量白烟,②错误;白磷的 量不足,则不能完全消耗试管内的氧气,会导致测定的结 果偏小,③错误;实验中白磷燃烧放热,试管内气体先膨 胀,由于氧气被消耗,冷却后压强减小,因此注射器的活塞 先向右移动,后向左移动,④正确;空气中氧气体积约占总 体积的五分之一,若试管净容积为100mL,则白磷燃烧消 耗氧气的体积约为100mL×15=20mL ,所以活塞最终停 止在30mL-20mL=10mL刻度线附近,⑤正确。 4. (1) ②⑤⑦⑨⑩ (2) ①③④⑥⑧ 解析:① 高锰酸钾 中只有一种物质,属于纯净物;② 空气中含有氮气、氧气等 多种物质,属于混合物;③ 液态氧中只含有一种物质,属于 纯净物;④ 二氧化碳中只含有一种物质,属于纯净物; ⑤ 海水中含有水和氯化钠等,属于混合物;⑥ 硫粉中只含 有一种物质,属于纯净物;⑦ 加碘食盐中含有多种物质,属 于混合物;⑧ 冰是固态的水,冰水共存物中只含有水,属于 纯净物;⑨ 高锰酸钾受热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,则 加热高锰酸钾后的剩余固体中含有锰酸钾和二氧化锰,属 于混合物;⑩ 稀有气体中含有氦气、氖气等多种物质,属于 混合物。 5. Ⅰ. (1) 作对照(或对比实验) (2) 氯酸钾 二氧化锰 加热 → 氯化钾+氧气 (3) 氧化铁(或催化剂)目数越高,催化效 果越好 (4) 氯酸钾分解产生的氯化钾起催化作用 Ⅱ. (1) 1∶3 (2) 随着二氧化锰质量增大,氯酸钾与二氧 化锰的接触面积增大 (3) 催化剂不是使用越多催化效果 越好(或使用时需控制催化剂的用量等合理答案均可) (4) 第一步中少量氯气逸出,使第三步反应不充分,导致生 成二氧化锰的质量减小 解析:Ⅰ. (3) “60目”和“30目” 指两种颗粒大小不同的粉末(目数越高,颗粒越小)。由实 验③④可得出的结论是氧化铁(或催化剂)目数越高,催化 效果越好。(4) 对比实验①与实验⑤,得出的结论是氯酸 钾分解产生的氯化钾起催化作用。Ⅱ. (1) 利用此法制取 氧 气,m(二氧化锰) m(氯酸钾) 的 最 佳 质 量 比 为 1 ∶ 3。 (2) m(二氧化锰) m(氯酸钾) 的质量比低于最佳比时,随着二氧化锰 质量增多,反应越快的原因可能是随着二氧化锰质量增 大,氯酸钾与二氧化锰的接触面积增大。(3) 在催化剂的 用量上,对催化剂的新认识是催化剂不是使用越多催化效 果越好(或反应速率越快);使用时需控制催化剂的用量等。 (4) 反应后剩余二氧化锰的质量小于反应前加入二氧化锰 的质量,可能的原因是第一步反应中少量氯气逸出,使第 三步反应不充分,导致生成二氧化锰的质量减小。 第3章　物质构成的奥秘 第1节　构成物质的微观粒子 第1课时 分子和原子 1. D 2. D 3. C 解释某些现象时微观粒子特性的选择方法 通常,涉及物质的扩散或挥发等问题,应该用微观 粒子运动的特性解答;涉及物质的三态变化、热胀冷缩、 不同液体混合时总体积减小等问题,应该用微观粒子之 间有空隙的特性解答;涉及物质的化学性质问题,应该 用不同微观粒子的化学性质不同的特性解答。 4. (1) 原子 分子 (2) 2 4 5. D 解析:分子和原子都是构成物质的基本微观粒子,所 以分子和原子都可以构成物质,A正确。物质由什么微观 粒子构成,保持该物质化学性质的就是什么微观粒子,所 以由分子构成的物质,分子是保持其化学性质的最小微观 粒子,B正确。化学变化的实质是原子的重新组合。在化 学变化中,分子分成原子,原子再重新结合成新的分子,C 正确。分子和原子之间都有空隙,分子之间的空隙不一定 比原子之间的空隙大,D错误。 与分子、原子有关的几种错误说法 (括号内为对应的正确说法) 1. 分子能构成物质,原子只能构成分子。(原子既 可以构成分子,也可以直接构成物质) 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 41