内容正文:
专题03 空气和氧气
4大高频考点概览
考点01 空气成分、用途和保护
考点02 空气中氧气含量的测定
考点03 氧气的性质
考点04 氧气的制取
考点05 催化剂与催化作用
地 城
考点01
空气成分、用途和保护
1.(23-24九上·襄阳樊城区八校联考·期中)下列化学家中,通过定量方法研究空气成分的是
A.道尔顿 B.阿伏加德罗 C.拉瓦锡 D.张青莲
【答案】C
【解析】A、道尔顿提出了近代原子理论,错误;
B、阿伏加德罗提出了分子学说,错误;
C、拉瓦锡通过定量方法研究空气成分,正确;
D、张青莲对相对原子质量的测定做出贡献,错误;
故选C。
2.(24-25九上·武汉江汉区·期中)空气是人类宝贵的自然资源,下列关于空气的说法不正确的是
A.氮气用于填充食品包装防腐,是因为常温下氮气的化学性质稳定
B.氧气能支持燃烧,液氧可以做火箭中的燃料
C.二氧化碳参与光合作用产生氧气
D.稀有气体可制成多种用途的电光源
【答案】B
【解析】A、氮气化学性质稳定,可填充于食品包装中,用于防腐,说法正确;
B、氧气具有助燃性,能支持燃烧,不具有可燃性,不能做燃料,说法错误;
C、光合作用是指绿色植物(包括藻类)吸收光能,把二氧化碳和水合成葡萄糖,同时释放氧气的过程。二氧化碳参与光合作用产生氧气,说法正确;
D、稀有气体通电时,能发出不同颜色的光,可制成多种用途的电光源,说法正确。
故选B。
3.(24-25九上·湖北广水·期中)下列物质不是空气污染物的是
A.二氧化碳 B.二氧化硫 C.二氧化氮 D.臭氧
【答案】A
【分析】空气污染物是指以气态形式进入近地面或低层大气环境的外来物质。
【解析】A.二氧化碳是空气的组成成分之一,虽然二氧化碳含量过高会引起温室效应等环境问题,但它不属于空气污染物,故A正确;
B.二氧化硫是一种常见的空气污染物,它主要来源于含硫燃料(如煤、石油等)的燃烧,会形成酸雨等危害,故B错误;
C.二氧化氮也是空气污染物,主要来自汽车尾气等,它也是形成酸雨和光化学烟雾的重要物质,故C错误;
D.臭氧在近地面层如果浓度过高会对人体健康、植物等造成危害,属于空气污染物,故D错误;
故选:A。
4.(24-25九上·湖北武汉武昌区部分学校·期中)空气是生命赖以生存的物质基础,也是人类生产活动的重要资源,下列有关空气说法错误的是
A.空气中分离出的氮气化学性质不活泼,食品包装中充氮气可以防腐
B.空气中含有少量的稀有气体,它们可以制成多种用途的电光源
C.空气质量日报中空气质量指数越大、空气质量级别越高,代表空气污染越严重
D.空气主要是由氮气和氧气组成的,其中氧气的质量约占空气体积的五分之一
【答案】D
【解析】A、氮气化学性质不活泼,可用于食品防腐,A正确;
B、稀有气体通电时能发出不同颜色的光,可制成多种用途的电光源,B正确;
C、空气质量指数越大、空气质量级别越高,空气污染越严重,C正确;
D、空气主要由氮气和氧气组成,氧气约占空气体积的五分之一,不是质量,D错误。
故选D。
5.(24-25九上·湖北武汉部分学校·期中)空气是一种宝贵的自然资源。下列有关空气的说法不正确的是
A.氮气的化学性质不活泼,可用于食品的防腐
B.二氧化硫是一种空气污染物
C.空气的成分按质量计算,氧气大约占
D.禁止燃放烟花爆竹,可以减少空气污染
【答案】C
【解析】A、氮气的化学性质不活泼,不易与其他物质反应,可用于食品的防腐,故A不符合题意;
B、二氧化硫是一种空气污染物,故B不符合题意;
C、空气的成分按体积计算,氧气大约占21%,不是质量,故C符合题意;
D、燃放烟花爆竹能产生污染物,所以禁止燃放烟花爆竹,可以减少空气污染,故D不符合题意。
故选C。
6.(23-24九上·湖北大冶·期中)空气是一种宝贵的自然资源。下列有关空气及其成分的说法中,正确的是
A.洁净的空气是纯净物
B.氧气是空气中含量最多的气体
C.稀有气体含量少,没有利用价值
D.氮气化学性质不活泼,常用作保护气
【答案】D
【解析】A、空气含有氮气、氧气、二氧化碳、稀有气体、其他杂质等,属于混合物,故选项A错误;
B、氮气约占空气体积分数为79%,含量最多,故选项B错误;
C、稀有气体含量虽少,但也具有广泛的用途,故选项C错误;
D 、氮气化学性质不活泼,常用作保护气,故选项D正确;
故选:D。
7.(24-25九上·武汉江汉区·期中)2024年我国环境日主题是“全面推进美丽中国建设”。下列做法不符合该主题的是
A.分类回收生活垃圾 B.工业废水处理后排放
C.大量使用农药、化肥增加粮食产量 D.提倡步行或骑自行车出行
【答案】C
【解析】A、垃圾分类回收处理,充分利用资源,既有利于环境保护,又能节约资源,有利于推进美丽中国建设,A不符合题意;
B、工业污水中含有大量有毒有害物质,处理达标后排放能减少环境污染,有利于推进美丽中国建设,B 不符合题意;
C、农业生产中大量使用化肥、农药会造成环境污染,不利于推进美丽中国建设,C符合题意;
D、提倡步行或骑自行车出行,能减少化石燃料的使用,从而减少空气污染,有利于推进美丽中国建设,D不符合题意。
故选C。
8.(24-25九上·湖北应城·期中)2024年世界环境日中国主题为“全面推进美丽中国建设”。下列做法与这一主题不相符的是
A.植树造林,防沙降尘 B.污水直排,出现蓝藻
C.限放鞭炮,保护环境 D.共享单车,节能减排
【答案】B
【解析】A、植树造林,防沙降尘,有助于净化空气,改善环境质量,与主题相符,不符合题意;
B、污水直排,出现蓝藻,会对环境造成破坏,影响生态平衡和人类健康,与主题不相符,符合题意;
C、限放鞭炮,保护环境,有助于改善环境质量,与主题相符,不符合题意;
D、共享单车,节能减排,有助于改善环境质量,与主题相符,不符合题意;
故选B。
9.(23-24九上·襄阳樊城区八校联考·期中)下列说法正确的是
A.氧气具有助燃性,所以氧气可作燃料
B.二氧化碳由碳原子和氧原子构成
C.空气质量级别越高,空气质量越差
D.一氧化碳、二氧化硫和二氧化碳都是空气污染物
【答案】C
【解析】A、氧气具有氧化性和助燃性,没有可燃性,因此不能做燃料,故选项错误;
B、二氧化碳是由二氧化碳分子构成的,不是由碳原子和氧原子构成,故选项错误;
C、空气质量级别分为5级,级别越高,表示空气质量越差,故选项正确;
D、二氧化碳不是空气污染物,故选项错误。
故选:C。
10.(23-24九上·湖北丹江口·期中)爱护环境,人人有责。下列措施与环境保护相符的是
A.工业废水不经处理直接排放 B.鼓励新能源公共交通出行
C.大力提倡露天焚烧垃圾 D.农业上大量使用农药、化肥
【答案】B
【解析】A、工业废水不经处理直接排放,会污染水源,应处理达标后排放,不符合题意,此选项错误;
B、使用新能源公共交通出行,可以减少化石燃料的使用,减少污染物的排放,保护环境,符合题意,此选项正确;
C、露天焚烧垃圾,会产生大量的污染物,污染空气,不符合题意,此选项错误;
D、过量使用农药和化肥会导致土壤板结、水源富营养化,破坏生态平衡,农药残留还会通过食物链危害人体健康,此选项错误。
故选B。
11.(23-24九上·湖北大冶·期中)2023年世界环境日中国主题为“建设人与自然和谐共生的现代化”。下列做法与这一主题不相符的是
A.使用新能源公交车 B.回收各种废弃塑料
C.积极参与植树造林 D.直接排放生活污水
【答案】D
【解析】A、使用新能源公交车,可以节约化石燃料,减少污染物排放,保护环境。做法与这一主题相符。不符合题意;
B、回收各种废弃塑料,能有效提高垃圾处理和利用,减少白色污染。做法与这一主题相符。不符合题意;
C、积极参与植树造林,保护环境,提高空气质量。做法与这一主题相符。不符合题意;
D、直接排放生活污水,污染土壤和水源。做法与这一主题不相符。符合题意。
综上所述:选择D。
地 城
考点02
空气中氧气含量的测定
12.(24-25九上·湖北丹江口·期中)如图是测定空气中氧气含量的改进实验装置(夹持装置已省略),对该实验认识正确的是
A.现象:实验过程中,红磷燃烧,产生大量白雾
B.推论:实验后,玻璃管中剩余气体具有可燃性
C.分析:红磷的量多或少,都不会影响实验结果
D.评价:用改进装置实验,能减少对空气的污染
【答案】D
【解析】A、实验过程中,红磷燃烧,产生大量白烟,A错误;
B、实验后,红磷有剩余,且不再燃烧,说明玻璃管中剩余气体不具有可燃性,B错误;
C、红磷必须过量,确保试管中的氧气被完全消耗,红磷不足会导致试管中有氧气剩余,测量结果偏小,C错误;
D、红磷燃烧产生的五氧化二磷是有毒物质,该装置在密封装置内利用电热棒引燃红磷,不需要在装置外引燃红磷,能减少五氧化二磷对空气的污染,D正确。
故选:D。
13.(24-25九上·湖北武汉部分学校·期中)某化学兴趣小组利用图1所示装置(夹持仪器略去)测定空气中氧气含量,烧瓶容积为500mL,烧瓶中预留40mL水;用激光笔点燃红磷,充分燃烧后,冷却至室温。打开止水夹,量筒内液面不再下降时,调整左右液面相平,量筒内减少了70mL的水。下列分析错误的是
A.打开止水夹,观察到水倒吸入烧瓶,形成“喷泉”现象
B.整个实验过程中,烧瓶内压强变化如图2所示
C.若增加烧瓶中预留的水体积,对测定结果无影响
D.测定氧气体积分数为
【答案】B
【解析】A、红磷燃烧消耗氧气,瓶内气压减小,在大气压的作用下,量筒中的水倒吸入烧瓶,形成“喷泉”现象,故A正确;
B、红磷燃烧放热,压强增大,燃烧结束恢复到室温后,瓶内的气压应小于起始气压,因为红磷燃烧消耗氧气,使瓶内的气压减小,打开止水夹后,水进入瓶中,压强逐渐增大恢复到初始值,故B错误;
C、实验的原理是利用瓶内外的压强差,与瓶内水的量无关,所以瓶内水的量对测定结果没有影响,故C正确;
D、消耗的氧气体积为70mL,瓶内起始空气体积为(500-40)mL,所以体积分数为,故D正确;
故选B。
14.(24-25九上·武汉江汉区·期中)利用图甲所示装置可以测定空气中氧气的体积分数,其中燃烧匙内的白磷用电加热装置点燃,瓶内气压用气体压强传感器测定,其变化如图乙所示。则下列分析合理的是
A.压强迅速升高到最高点,容器中温度保持不变
B.压强下降,是瓶内氧气被消耗的缘故
C.不需要后的实验操作也能达到实验目的
D.实验中若烧杯内的导管口有气泡冒出,会使测量结果偏小
【答案】C
【解析】A、压强迅速升高到最高点,是因为白磷燃烧放热,温度升高,使得装置内压强增大,说法错误,不符合题意;
B、压强下降,不只是因为瓶内氧气被消耗,还与温度下降有关,说法错误,不符合题意;
C、白磷燃烧消耗集气瓶内空气中的氧气,则反应结束冷却至室温后,瓶内压强小于初始压强,减少的压强即为白磷燃烧消耗的氧气压强,由图乙可知,时压强为80kPa,开始时压强为100kPa,因此可计算出空气中氧气的体积分数为,故不需要后的实验操作也能达到实验目的,说法正确,符合题意;
D、实验中若烧杯内的导管口有气泡冒出,说明集气瓶内部分气体逸出,则集气瓶内压强减小偏大,会使测量结果偏大,说法错误,不符合题意。
故选:C。
15.(23-24九上·襄阳樊城区八校联考·期中)利用V型管进行空气中氧气含量的测定实验。V型管内有空气和足量的白磷,白磷与红磷的组成相同,白磷燃烧所需最低温度为,要比红磷低得多,因此反应很容易发生。试回答以下问题:
(1)已知白磷与红磷在空气中燃烧的现象和生成物相同,如果装置气密性不好,则测出的氧气体积分数 (填“大于”、“小于”或“等于”)。
(2)此装置与教材上的装置相比,其优点是 (写1点即可)
(3)已知V型管的容积为,量筒内有水,待白磷熄灭,装置冷却后打开弹簧夹,量筒中的水倒吸入V型管内,理论上可观察到量筒内液面下降至 处。
(4)并不是所有物质与氧气的反应都很剧烈,有些氧化反应进行得很慢。以下不属于缓慢氧化的是_______(填序号)。
A.农家肥料的腐熟 B.呼吸作用
C.酿酒酿醋 D.放鞭炮
【答案】(1)小于
(2)实验结果更准确,更环保
(3)59mL
(4)D
【解析】(1)如果装置气密性不好,在冷却过程中有外界的空气进入瓶中,导致进入V型管中的水的体积偏小,测出的氧气的体积分数小于21%;
(2)此装置与教材上的装置相比,反应始终在密闭容器中进行,无需打开瓶塞点燃白磷,避免瓶内空气外逸而造成实验误差,使实验结果更准确,同时防止生成的五氧化二磷逸散到空气中,更环保;
(3) 待白磷熄灭,装置冷却后打开弹簧夹,由于管内氧气被消耗,V型管内气压小于外界的大气压,量筒中的水倒吸进入V型管内,V型管的容积为100mL,氧气占空气体积的21%,则被消耗的气体(氧气)体积为21mL,量筒内有80mL水,则理论上可观察到量筒内液面下降至80mL-21mL=59mL处;
(4)农家肥料的腐熟、呼吸作用、酿酒酿醋都是物质与氧气反应,反应比较缓慢,放出的热量少,不易察觉,属于缓慢氧化,放鞭炮是物质与氧气发生的剧烈的氧化反应,不属于缓慢氧化,故选:D。
16.(24-25九上·湖北武汉武昌区部分学校·期中)化学兴趣小组同学对空气中氧含量测定实验装置进行改进,回答下列有关问题:
(1)如图为书本测定空气中氧气含量的实验装置,该实验发生的化学反应的文字表达式为 。
(2)小林同学对图四实验进行了改进,设计如图甲所示实验装置,试管容积为45mL(规格是18180mm)。实验前,打开弹簧夹,将注射器的活塞前沿从30mL刻度处推至25mL刻度处,然后松手,若活塞仍能返回至30mL刻度处,则说明 。
(3)实验开始,将少量红磷装入试管中,将30mL的注射器活塞置于15mL刻度处,松开弹簧夹,点燃酒精灯,红磷燃烧,撤去酒精灯,待试管冷却后再读取注射器活塞的数据。实验过程中,可以观察到注射器活塞移动情况是 ,注射器活塞最终停在约为 mL刻度处。
(4)小刘同学又改用图乙装置使用暖宝宝贴来测定空气中氧气的含量,已知暖宝宝贴(主要成分是铁粉、木炭、食盐)的热量来源于铁粉的缓慢氧化(即铁与氧气、水发生反应生锈),实验开始前的装置如图乙所示,实验后从量筒中倒吸入集气瓶(容积为250mL)中的水的体积为47mL(铁粉生锈消耗的水忽略不计)。通过该实验测得空气样品中氧气的体积分数为 (精确到0.1%)。
【答案】(1)
(2)装置气密性良好(合理即可)
(3)先向右移动,后向左移动 3
(4)20.4%
【解析】(1)红磷燃烧生成五氧化二磷,反应的文字表达式为:;
(2)实验前,打开弹簧夹,将注射器的活塞前沿从30mL刻度处推至25mL刻度处,然后松手,若活塞仍能返回至30mL刻度处,则说明装置不漏气;
(3)实验过程中,红磷燃烧放热,气体膨胀,导致活塞向右移动,完全反应后温度降低,氧气消耗,气体收缩,活塞向左移动,可以观察到注射器活塞移动情况是先向右移动后向左移动;
注射器活塞最终停在约为:15mL-(45mL+15mL)×=3mL刻度处;
(4)从量筒中倒吸入集气瓶中的水的体积为47mL,集气瓶容积为250mL,瓶中还有20mL水,所以氧气的体积分数为。
17.(23-24九上·湖北丹江口·期中)某化学兴趣小组对课本实验“测定空气中氧气的含量”,实验完毕后集气瓶中是否还含有氧气产生质疑,于是同学们设计了如图1装置来探究磷在空气中燃烧后氧气浓度的变化情况。(提示:白磷与红磷相比,白磷更容易点燃;白磷+氧气五氧化二磷)
【提出问题】足量红磷在密闭的四颈平底瓶内燃烧熄灭后,容器中是否有氧气剩余?
【作出猜想】猜想①:有氧气剩余;猜想②:无氧气剩余。
【实验验证】该小组同学按图1组装好实验装置,利用高能激光笔照射燃烧匙上的红磷,红磷燃烧直至熄灭;待装置完全冷却后,将装有白磷的燃烧匙提出水面,再次用高能激光笔照射,白磷居然也被点燃。(说明:激光笔的作用是点燃白磷或红磷)
(1)红磷燃烧产物与瓶底的热水发生化合反应生成磷酸,其反应的文字表达式为 。
【实验结论】
(2)根据上述实验现象,得出的结论是:猜想 正确。
(3)课本上用红磷燃烧的方法不能精确地测定空气中氧气的含量,理由是 。
【拓展延伸】
图2是该小组同学从开始实验到最后装置冷却后的整个实验过程中,用传感器测量容器内氧气浓度变化的曲线图。
(4)在图2中 (填“A、B、C、D、E”)点时红磷燃烧熄灭;白磷开始燃烧至燃烧结束对应的曲线为 段(用图2中字母表示)。
【反思与评价】
(5)兴趣小组分析对比曲线BC段和DE段,得出的结论 。
【答案】(1)
(2)①
(3)当氧气浓度小到一定程度时,就不能支持燃烧,即红磷不能把装置中的氧气耗尽
(4)C DE
(5)不同物质燃烧,需要的氧气浓度不一样
【解析】(1)红磷在氧气中燃烧生成五氧化二磷,五氧化二磷与水发生化合反应生成磷酸,文字表达式为;
(2)燃烧的条件:可燃物、与空气或氧气接触、温度达到可燃物的着火点,待装置完全冷却后,将装有白磷的燃烧匙提出水面,再次用高能激光笔照射,白磷也被点燃,说明红磷燃烧后容器中有氧气剩余,则猜想①成立;
(3)课本上用红磷燃烧的方法不能精确地测定空气中氧气的含量,理由是:当氧气浓度小到一定程度时,就不能支持燃烧,即红磷不能把装置中的氧气耗尽;
(4)红磷燃烧消耗氧气,由图2可知,氧气含量第一次大幅度下降是BC段,则BC段为红磷燃烧,所以C点时红磷燃烧熄灭;
由图2可知,氧气含量第二次大幅度下降是DE段,说明白磷开始燃烧至燃烧结束对应的曲线为DE段;
(5)由第(4)小问分析可知,BC段为红磷燃烧,DE段为白磷燃烧,则分析对比曲线BC段和DE段,可得出的结论是:不同物质燃烧,需要的氧气浓度不一样。
18.(23-24九上·武汉汉阳区·期中)用如图所示实验装置测定空气中氧气的含量。回答下列问题:
实验Ⅰ:图1是课本上的实验装置,利用红磷燃烧法测定空气中氧气的含量
(1)图1实验中,如果红磷停止燃烧时立即记录集气瓶内水的体积,则会导致测定结果 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(2)解释图2中CD段压强变化的原因是 。
实验Ⅱ:图3是改进后的实验装置,利用足量的铜粉加热测定空气中氧气的含量。
(3)图3中小气球的作用是 。
(4)图3实验中,为了使氧气反应更充分,实验中采取的措施合理的是 (填序号)。
A.铜粉平铺在玻璃管中
B.反复推拉注射器的活塞
C.增加铜粉的质量
(5)图3装置中硬质玻璃管的体积为30mL,反应前注射器活塞位于20mL刻度处,反应完毕后,最终注射器活塞停留于11mL刻度处,则该实验测得空气中氧气的体积分数为 。小明分析该实验结果与理论值有差异的可能原因是 。(答一条)
【答案】(1)偏小
(2)红磷燃烧消耗氧气,且温度逐渐恢复至室温
(3)缓冲气压
(4)AB
(5)18% 装置漏气或未冷却至室温就读数
【解析】(1)图1实验中,如果红磷停止燃烧时立即记录集气瓶内水的体积,气体受热膨胀占据了一定的体积,会导致测定结果偏小;
(2)图2中CD段压强减小,是因为红磷燃烧消耗了氧气,且温度逐渐恢复至室温;
(3)加热过程中,装置内气体受热膨胀,会使装置内压强增大,小气球的作用是:缓冲气压;
(4)
(5)A、铜粉平铺在玻璃管中,可以增大铜粉与氧气的接触面积,使氧气充分反应,符合题意;
B、反复推拉注射器的活塞,可以加速空气流通,使铜粉与氧气充分接触,充分反应,符合题意;
C、该实验中需要铜粉足量,将装置内氧气耗尽,但是再增加铜粉的质量,并不能使氧气反应更充分,不符合题意。
故选AB;
(6)铜和氧气在加热的条件下反应生成氧化铜,反应消耗氧气,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,注射器活塞右移,注射器内减少的体积就是消耗氧气的体积,故该实验测得空气中氧气的体积分数为:;
该实验结果与理论值有差异,实验结果偏小,可能是装置漏气,在冷却至室温的过程中,外界空气进入,占据了一定的体积,也可能是未冷却至室温就读数,气体受热膨胀,占据了一定的体积。
19.(23-24九上·湖北黄冈·期中)某校化学兴趣小组为了探究空气中氧气含量,进行了如下实验,回答有关问题:
【实验一】兴趣小组A组装好如图1所示的装置,在实际容积为150mL的集气瓶里,先装进50mL的水,然后用红磷燃烧来粗略测定空气中氧气含量。
(1)红磷燃烧的现象是 。
(2)若实验非常成功,冷却后,打开弹簧夹,最终集气瓶中水的体积约为 mL。
(3)该兴趣小组同学经多次实验发现:当反应停止并恢复至室温,用氧气浓度传感器测得广口瓶内始终有8%左右的氧气残留。请分析红磷燃烧无法耗尽氧气的原因是 (已排除实验误差)。
【实验二】兴趣小组B设计了图2实验装置,利用暖宝宝中黑色粉末缓慢氧化来测定空气中氧气含量。实验时测得数据如表:
测量项目
实验前
实验后
烧杯中水的体积
烧杯中剩余水的体积
集气瓶(扣除内容物)和导管的容积
体积/mL
90.0
64.5
125.0
(4)暖宝宝缓慢氧化发热的过程很复杂,首先是铁与氧气、水反应生成黑色的氢氧化亚铁【Fe(OH)2】,写出该反应的符号表达式 。
(5)根据表中数据计算,兴趣小组B测得的空气中氧气的体积分数是 (计算结果精确到0.1%)。
(6)从实验原理角度分析,B小组的实验结果比A小组准确度更高的原因是: (写一种)。
【答案】(1)产生大量的白烟,放出热量
(2)70
(3)当氧气的浓度低至8%左右时,不能继续支持红磷燃烧,导致红磷熄灭
(4)Fe+H2O+O2→Fe(OH)2
(5)20.4%
(6)暖宝宝缓慢氧化使氧气消耗更彻底或测量时考虑了导管的容积和扣除内容物体积,使实验结果更准确
【解析】(1)红磷在空气中燃烧,产生大量白烟,放出热量;
(2)容积为150mL的集气瓶,先装进50mL的水,剩余容积为100mL,氧气约占空气体积的20%,进入水的体积为100mL20%=20mL,最终集气瓶中水的体积约为20mL+50mL=70mL;
(3)当氧气浓度为为8%左右时,不能继续支持红磷燃烧,导致红磷熄灭;
(4)铁与氧气、水反应生成黑色的氢氧化亚铁【Fe(OH)2】,反应的符号表达式为:
(5)根据表内数据计算,测得的空气中氧气的体积分数是:;
(6)使用铁的缓慢氧化消耗氧气,使氧气消耗的更为彻底,实验结果更准确,测量时考虑导管容积和扣除内容物后的集气瓶的体积,使实验结果更为准确,故填:暖宝宝缓慢氧化使氧气消耗更彻底或测量时考虑了导管的容积和扣除内容物体积,使实验结果更准确。
地 城
考点03
氧气的性质
20.(24-25九上·湖北广水·期中)下列有关实验现象的描述正确的是
A.红磷燃烧产生大量白烟
B.铁丝在空气中剧烈燃烧,火星四射
C.硫在空气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰
D.木炭在空气中充分燃烧生成二氧化碳
【答案】A
【解析】A.红磷燃烧时,产生的五氧化二磷是白色固体小颗粒,会形成大量白烟,故A正确;
B.铁丝在空气中不能燃烧,只能在氧气中剧烈燃烧,火星四射,故B错误;
C.硫在空气中燃烧发出淡蓝色火焰,在氧气中燃烧才发出明亮的蓝紫色火焰,故C错误;
D.木炭在空气中充分燃烧生成二氧化碳是实验结论,而不是实验现象,实验现象应该描述为木炭在空气中充分燃烧发出白光,故D错误;
故选:A。
21.(24-25九上·湖北武汉武昌区部分学校·期中)下列有关物质燃烧的现象描述正确的是( )
A.蜡烛在空气中燃烧:产生黄色火焰,生成二氧化碳和水蒸气
B.铁在氧气中燃烧:剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体
C.硫在氧气中燃烧:产生淡蓝色火焰,放出热量,生成有刺激性气味的气体
D.木炭在空气中燃烧:发出白光,生成气体能使澄清的石灰水变浑浊
【答案】B
【解析】A、蜡烛在空气中燃烧:产生黄色火焰,生成二氧化碳和水蒸气是实验结论,不是实验现象,错误;
B、铁在氧气中燃烧:剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体,正确;
C、硫在氧气中燃烧:产生明亮的蓝紫色火焰,放出热量,生成一种有刺激性气味的气体,错误;
D、木炭在空气中燃烧:发出红光,生成气体能使澄清石灰水变浑浊,错误;
故选:B。
22.(24-25九上·武汉江汉区·期中)下列有关物质在氧气中燃烧的实验现象描述正确的是
A.木炭在氧气中燃烧发出明亮火焰
B.细铁丝可以在空气中燃烧,火星四射
C.硫在氧气中燃烧时发出淡蓝色的火焰
D.磷在氧气中燃烧时产生大量的白烟
【答案】D
【解析】A.木炭在氧气中燃烧没有火焰 ;错误;
B.细铁丝不可以在空气中燃烧;错误;
C.硫在空气中燃烧时发出淡蓝色的火焰;错误;
D.磷在氧气中燃烧时产生大量的白烟;正确;
故答案选择D。
23.(23-24九上·武汉汉阳区·期中)对实验现象的准确描述是进行科学实验探究的基础。下列有关实验现象的描述正确的是
A.红磷在空气中燃烧产生大量的白色烟雾
B.加热后木炭在空气剧烈燃烧发出白光
C.铁丝伸入盛有氧气的集气瓶中剧烈燃烧
D.硫在纯氧中燃烧产生蓝紫色的火焰
【答案】D
【解析】A、红磷在空气中燃烧,产生大量白烟,没有白雾,不符合题意;
B、加热后,木炭在空气中燃烧,烧至红热,木炭在氧气中燃烧,发出白光,不符合题意;
C、常温下,铁丝不能燃烧,引燃的铁丝伸入盛有氧气的集气瓶中剧烈燃烧、火星四射、生成黑色固体,不符合题意;
D、硫在纯氧中燃烧,发出明亮的蓝紫色火焰,放出热量,生成具有刺激性气味的气体,符合题意。
故选D。
24.(23-24九上·湖北黄冈·期中)规范严谨的表达是学好化学的基石。下列有关实验现象的描述,正确的是
A.蜡烛在空气中燃烧产生水和二氧化碳
B.铁丝在空气中剧烈燃烧,火星四射,生成一种黑色固体
C.硫在氧气中燃烧发出白光,放出热量
D.氢气在空气中燃烧产生淡蓝色的火焰,放出热量
【答案】D
【解析】A.蜡烛在空气中燃烧产生黄白色火焰,放热,“蜡烛燃烧生成二氧化碳和水”,不是现象是结论,说法错误;
B.铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体,铁丝在空气中无法燃烧,说法错误;
C.硫在氧气中燃烧,发出明亮的蓝紫色火焰,放出热量,产生有刺激性气味的气体,说法错误;
D.氢气在空气中燃烧,产生淡蓝色火焰,放出热量,说法正确;
故选:D。
地 城
考点04
氧气的制取
25.(24-25九上·武汉江汉区·期中)如图是某同学在实验室制取氧气并进行其性质实验时的部分操作,其中错误的是
A.倾倒过氧化氢溶液 B.排空气法收集氧气
C.检验氧气 D.铁丝在氧气中燃烧
【答案】B
【解析】A、向试管中倾倒过氧化氢溶液时,试管要倾斜,瓶塞要倒放,标签要对准手心,瓶口紧挨,图中所示操作正确;
B、氧气的密度比空气的大,可选择向上排空气法收集氧气,收集时导管应伸入集气瓶的底部,图示导管伸入集气瓶太短,图中所示操作错误;
C、氧气具有助燃性,则检验氧气时,可将带火星的木条伸入集气瓶中,若木条复燃,则说明为氧气,图中所示操作正确;
D、铁丝在O2中燃烧时,为防止生成的高温熔融物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,图中所示操作正确;
故选:B。
26.(24-25九上·湖北武汉部分学校·期中)如图,将过氧化氢滴入集气瓶中,利用你所学知识和生活经验,分析下列现象正确的是
A.集气瓶内有大量气泡产生,气球胀大,红墨水左移
B.集气瓶内有大量气泡产生,气球缩小,红墨水右移
C.集气瓶内有大量气泡产生,气球胀大,红墨水右移
D.集气瓶内有大量气泡产生,气球缩小,红墨水左移
【答案】D
【解析】将过氧化氢滴入集气瓶中,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。
27.(24-25九上·湖北应城·期中)制取气体是初中化学实验的重要内容。
(1)仪器M的名称是 。
(2)实验室用A装置加热高锰酸钾制备氧气,发生反应的化学方程式为 ;该装置有个明显的缺陷是 。
(3)若小红同学在实验室中用过氧化氢溶液和二氧化锰制取并收集一瓶干燥的氧气,应选用的装置组合是 (填字母序号)。
【答案】(1)集气瓶
(2)2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑ 试管口没有棉花,试管内的固体粉末会进入导管
(3)BE/EB
【解析】(1)仪器M的名称是集气瓶;
(2)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2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑;该装置有个明显的缺陷是试管口没有棉花,试管内的固体粉末会进入导管;
(3)过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气,该反应的反应物是固体和液体,不需加热,属于固、液混合不加热型,发生装置可用B,氧气密度略大于空气,不易溶于水,可用向上排空气法收集或排水法收集,用向上排空气法收集的气体较为干燥,若要制取并收集一瓶比较干燥的氧气,应选用的装置组合是BE;
28.(24-25九上·湖北丹江口·期中)根据如图装置,结合所学化学知识回答问题。
(1)写出图中仪器①的名称 。
(2)实验室制取氧气的方法有多种方法,从“低碳”角度分析,最佳方法是(写出该反应的符号表达式) 。
(3)若用F装置收集氧气,气体应从 端通入(填“a”或“b”)。
(4)在实验室如果用高锰酸钾制取一瓶干燥的氧气,可选择的发生装置和收集装置的组合是 (填字母)。
【答案】(1)锥形瓶
(2)H2O2H2O+O2
(3)b
(4)AC
【解析】(1)图中仪器①的名称为锥形瓶;
(2)用高锰酸钾和氯酸钾制取氧气,需要用酒精灯加热,酒精燃烧会生成二氧化碳,则从“低碳”角度分析,用过氧化氢制取氧气,该反应不需要加热,反应为过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气符号表达式为H2O2H2O+O2;
(3)若用F装置收集氧气,氧气不易溶于水,氧气的密度比水小,则气体应从b端通入;
(4)在实验室如果用高锰酸钾制取一瓶干燥的氧气,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,收集装置可选择C,故可选择的发生装置和收集装置的组合是AC。
29.(23-24九上·湖北丹江口·期中)结合下列化学实验装置,回答有关问题。
(1)写出图中标有数字①的仪器名称 。
(2)实验室用氯酸钾和二氧化锰来制取较纯净的氧气,在中应选择的发生和收集装置为 (填序号),该反应的表达式为 (写文字表达式或符号表达式均可)。
(3)若用装置F来收集氢气,则氢气应该从(填“a”或“b”) 端通入。
【答案】(1)锥形瓶
(2)AC /
(3)b
【解析】(1)仪器①的名称是锥形瓶;
(2)氯酸钾在二氧化锰和加热条件下分解生成氯化钾和氧气,该反应中反应物为固体,反应条件为加热,应选择固体加热型发生装置,即装置A,氧气密度比空气略大、不易溶于水且不与水反应,可采用向上排空气法或排水法收集,其中用排水法能收集到较纯净的氧气,即装置C,综上可知,应选择的发生和收集装置为AC;
氯酸钾在二氧化锰和加热条件下分解生成氯化钾和氧气,文字或符号表达式为或;
(3)若用装置F来收集氢气,由于氢气密度比空气小,则氢气应该从b端通入。
30.(23-24九上·湖北黄冈·期中)如图是实验室的部分实验装置,请回答有关问题:
(1)图D中标号①的仪器名称为 。
(2)实验室收集氢气和氧气均可选用的收集装置是 (填字母序号,从A-E中选填):实验室里若用A装置并采用混合物来制取氧气,则发生反应的符号表达式为 。
(3)实验室若用装置B、F组合制取并收集氧气,验满方法是 。
【答案】(1)集气瓶
(2)C
(3)将带火星的小木条伸到c导管口,若木条复燃,则氧气已收集满
【解析】(1)标号①的仪器名称为集气瓶;
(2)氢气密度比空气小,可选择向下排空气收集,氧气密度比空气大,可选择向上排空气法收集,氢气难溶于水,氧气不易溶于水,均可选择C排水法收集;实验室里若用A装置并采用混合物来制取氧气,氯酸钾在二氧化锰的催化下加热分解生成氯化钾和氧气,该反应的符号表达式为:;
(3)实验室若用装置B、F组合制取并收集氧气,氧气密度比空气大,则用F装置收集氧气,氧气应该从d端通入,氧气具有助燃性,验满方法是:将带火星的小木条伸到c导管口,若木条复燃,则氧气已收集满。
31.(23-24九上·湖北大冶·期中)氧气的制取和性质是初中化学实验的重要内容。根据下图回答有关问题。
(1)仪器①的名称为 。
(2)某同学选用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气,应选用的发生装置是 (填字母),发生反应的化学方程式为 。
(3)若要收集一瓶较纯净的氧气,选用的收集装置是 。(填字母)
(4)用F装置进行木炭在氧气中燃烧的实验,为了检验产物,可在燃烧停止后的集气瓶中倒入少量的 振荡,观察实验现象。
【答案】(1)集气瓶
(2)A
(3)E
(4)澄清石灰水
【解析】(1)由图可知,仪器①为集气瓶。
(2)氯酸钾制取氧气的反应为加热固体的反应,发生装置选A;
氯酸钾在二氧化锰催化并加热条件下生成氯化钾和氧气,反应的化学方程式为:。
(3)氧气密度比空气大,且不易溶于水,可选向上排空气法或排水法收集,其中排水法收集的气体较纯,则收集装置选E。
(4)木炭燃烧生成二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,则可向集气瓶中倒入澄清石灰水检验产物。
32.(23-24九上·武汉汉阳区·期中)根据如图所示装置回答问题。
(1)写出带有标号的仪器名称:b 。
(2)实验室用高锰酸钾制取干燥的氧气,写出该反应的化学方程式 ,选择的发生装置和收集装置是 (填字母序号);若选用D装置收集氧气,收集完气体后,测得氧气的纯度明显偏低,原因可能是 (填序号)。
a.高锰酸钾中混入了氯酸钾
b.收集前,集气瓶中未注满水
c.收集后,集气瓶中仍有少量水
d.未待导管口气泡连续均匀冒出时就开始收集
(3)E、F、G为木炭、硫粉和细铁丝分别在氧气中燃烧的实验操作。E中用坩埚钳夹取发红的木炭由瓶口向下 (填“缓慢”或“快速”)插入集气瓶;F中潮湿的滤纸和水的作用是 ;G中如果没有水可能引起的后果是 。
【答案】(1)水槽
(2)↑ AC bd
(3)缓慢 吸收二氧化硫,防止污染空气 集气瓶炸裂
【解析】(1)带有标号的仪器名称:b水槽;
(2)加热高锰酸钾生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,实验室用高锰酸钾制取干燥的氧气,该反应的化学方程式↑;该反应采用固体加热型发生装置,氧气的密度比水大,选择向上排空气法收集的氧气较为干燥,选择的发生装置和收集装置是AC;
a、高锰酸钾中混入了氯酸钾,两者都产生纯净的氧气,不会使收集气体不纯,故不符合题意;
b、收集前,集气瓶中未注满水,则瓶中会有空气,收集的氧气不纯,故符合题意;
c、收集后,集气瓶中仍有少量水,收集到的氧气纯净且潮湿,,故不符合题意;
d、未待导管口气泡连续均匀冒出时就开始收集,刚开始排除的空气与氧气混合,收集气体不纯,故符合题意。
故选:bd。
(3)E中用坩埚钳夹取发红的木炭由瓶口向下缓慢插入集气瓶,使其与氧气充分反应;二氧化硫易溶于水,F中潮湿的滤纸和水的作用是吸收二氧化硫,防止污染空气;G中如果没有水可能引起的后果是高温生成物溅落,集气瓶炸裂。
33.(24-25九上·湖北应城·期中)阅读科普短文,回答下列问题。
生活中有时需要用到高浓度O2,供氧方式主要有氧气瓶、氧气袋和制氧机。
氧气瓶和氧气袋中的O2一般用深冷法制得,该方法利用物质沸点差异,从空气中分离出O2。
制氧机有膜分离、变压吸附等制氧方式。膜分离制氧用到的膜材料有陶瓷、聚苯胺等,其中混合导电陶瓷分离膜的工作原理示意如图甲。变压吸附制氧常用的吸附剂是沸石分子筛。科研人员在一定条件下分别将N2、O2通过某种沸石分子筛,测定其对N2、O2的吸附情况、结果如图乙。
(1)供氧方式主要有 (写一种)。
(2)深冷法制氧利用了物质的 (“物理性质”或“化学性质”)差异。
(3)图甲中,能够透过沸石分子筛的是 。
(4)由图乙可知,25℃时,空气通过分子筛吸附材料时, 分子更容易被吸附。
【答案】(1)氧气瓶
(2)物理性质
(3)氧原子
(4)氮
【解析】(1)根据材料可知,供氧方式主要有氧气瓶、氧气袋和制氧机;
(2)深冷法制氧利用物质的沸点差异,从空气中分离出氧气,沸点不需要通过化学变化就能表现出来,故利用的是其物理性质;
(3)由图可知,氧分子转变为氧原子后可以透过沸石分子筛;
(4)由图乙可知,25℃时,吸附压越大,氮气的吸附量越大,而氧气的吸附量变化不大,故该温度下,氮分子更容易被吸附。
地 城
考点05
催化剂与催化作用
34.(24-25九上·武汉江汉区·期中)下列关于催化剂的说法正确的是
A.在化学反应后质量增加 B.在化学反应后其化学性质发生了改变
C.可以使生成的氧气质量增多 D.能改变化学反应速率
【答案】D
【分析】在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率,而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂;
【解析】A、催化剂在化学反应前后质量不变,错误;
B、催化剂在化学反应前后化学性质不变,错误;
C、催化剂只能改变化学反应速率,不能使生成的氧气质量增多,错误;
D 、催化剂能改变化学反应速率, 正确。
故选D。
35.(24-25九上·武汉江汉区·期中)催化剂是指在化学反应中能够改变其它物质的化学反应速率,而本身的质量和化学性质在反应前后都没有改变的物质。
某同学为了验证氧化铜(难溶于水)是否能做过氧化氢分解制取氧气的催化剂,设计实验如下:
【实验一】
(1)实验目的:探究氧化铜是否能改变过氧化氢分解的速率。
在试管中加入的过氧化氢溶液,将带火星的木条伸入试管中,观察现象。
带火星的木条没有明显变化
实验一结论:氧化铜能加快过氧化氢的分解速率
【实验二】
(2)实验目的:
实验步骤
实验现象
待实验一第2步的试管中没有气泡时,重新加入过氧化氢溶液,观察现象。
实验二结论:氧化铜的化学性质在化学反应前后没有发生改变。
【实验三】实验目的:探究氧化铜的质量在化学反应前后有没有改变
在实验后,该同学将反应剩余物过滤、洗涤、干燥,再称量。得到黑色固体质量为。
实验三结论:氧化铜的质量在化学反应前后没有发生改变。
【实验结论】综上所述,说明了氧化铜是过氧化氢溶液分解的催化剂。
(3)请写出该实验中过氧化氢溶液分解的文字表达式: 。
【答案】(1)在上述试管中加入氧化铜,并将带火星的小木条伸入试管中,观察 产生大量气泡,带火星的木条复燃
(2)探究氧化铜的化学性质在化学反应前后是否发生改变 产生大量气泡,带火星的木条复燃
(3)过氧化氢水+氧气
【解析】(1)该实验目的:探究氧化铜是否能改变过氧化氢分解的速率;因此要对比有无氧化铜时分解速率;实验步骤:在试管中加入2ml 5%的过氧化氢溶液,将带火星的木条伸入试管中,观察现象,带火星的木条没有明显变化;在上述试管中加入氧化铜,并将带火星的小木条伸入试管中,观察现象,该实验一结论:氧化铜能加快过氧化氢的分解速率,因此实验现象是:产生大量气泡,带火星的木条复燃;
(2)由实验二结论:氧化铜的化学性质在化学反应前后没有发生改变,可知该实验目的为:探究氧化铜的化学性质在化学反应前后是否发生了改变;
待实验一第2步的试管中没有气泡时,重新加入2ml过氧化氢溶液,观察现象。可观察到试管中有大量的气泡冒出,带火星的木条复燃,说明氧化铜的化学性质在化学反应前后没有发生改变;
(3)该实验中过氧化氢溶液在氧化铜的催化下分解生成水和氧气,反应的文字表达式:过氧化氢水+氧气。
36.(23-24九上·武汉汉阳区·期中)氯酸钾为白色固体,熔点为356℃,在370℃左右分解释放氧气。某兴趣小组对氯酸钾分解反应的催化剂进行研究,在相同的加热条件下,用如图装置完成表中实验:
编号
氯酸钾质量为/g
催化剂
催化剂质量/g
收集50mL气体所需时间/s
实验一
5
——
——
171
实验二
5
二氧化锰
0.5
49
实验三
5
三氧化二铁
0.5
58
实验四
5
氯化钾
0.5
154
下列说法不正确的是
A.进行实验一时,试管口应略向上倾,避免氯酸钾熔化流出
B.用实验一再继续收集50mL氧气,所需的时间少于171s
C.该实验收集气体时,应等到均匀冒气泡时将导管伸入量筒中
D.实验一的作用是对照实验,三种催化剂中二氧化锰的催化效果最好
【答案】C
【解析】A、由题干信息可知,氯酸钾的熔点为356℃,在370℃左右分解释放氧气,即氯酸钾分解时已经熔化,故进行实验一时,试管口应略向上倾,避免氯酸钾熔化流出,不符合题意;
B、由表可知,实验一中未加催化剂,实验四中加入了氯化钾,其它因素相同,且实验四中收集50mL气体所需时间短,说明氯化钾能加快氯酸钾的分解速率,氯酸钾受热分解生成氯化钾和氧气,故用实验一再继续收集50mL氧气,所需的时间少于171s,因为反应生成的氯化钾会加快氯酸钾的分解,不符合题意;
C、该实验需要测定收集50mL气体所需时间,故一开始就应将导管伸入量筒中,符合题意;
D、实验一中未加催化剂,作用是对照实验,由表可知,相同条件下,使用二氧化锰作催化剂时,收集50mL气体所需时间最短,说明三种催化剂中二氧化锰的催化效果最好,不符合题意。
故选C。
37.(24-25九上·湖北武汉武昌区部分学校·期中)创新实验是中学生最为重要的科学素养。下图是某学校师生对“二氧化锰催化过氧化氢分解实验装置的创新设计”,实验过程如下:
实验一:设计新的实验装置
①将一支球形干燥管水平放置,用滴管吸取3mL(密度为1g/mL))质量分数为5%的过氧化氢溶液加入干燥管的球泡内,再用药匙取0.2g二氧化锰粉末,加在干燥的进气管的管壁上;②点燃橡胶塞上固定的棒香后,塞紧干燥管并将其竖立,观察到带火星的棒香立即复燃。
请分析回答下列问题:
(1)写出球形干燥管内发生的化学反应的文字表达式 。
(2)对该创新实验的评价,你认为不合理的是 (填字母)。
A.反应速度太慢,耽误时间
B.实验中所用的仪器、材料及药品均易得到
C.实验使用的药品用量太大
D.实验现象明显,整个装置好似点燃的灯塔,趣味性强
实验二:寻找新的催化剂
【实验探究】
实验步骤
实验现象
Ⅰ.分别取5mL 5%的过氧化氢溶液放入A、B两支试管中,向A试管中加入ag氧化铁粉末,并在A、B两支试管中插入带火星的小木条,观察现象。
A试管中产生气泡,带火星的小木条复燃,B试管中无明显实验现象
Ⅱ.待A试管中没有现象发生时,重新加入过氧化氢溶液,并把带火星的小木条伸入试管中,如此反复多次实验,观察现象。
试管中均产生气泡,带火星的木条均复燃
Ⅲ.将实验Ⅱ中的剩余物小心过滤,并将所得滤渣进行洗涤、干燥、称量。
所得固体质量为ag。
Ⅳ.分别量取5mL 5%的过氧化氢溶液放入C、D两支试管中,向C试管中加入ag氧化铁粉末,再向D试管中加入ag二氧化锰粉末,观察现象。
【实验结论】
(3)实验Ⅱ可以证明 ,再结合实验Ⅰ和实验Ⅲ证明:氧化铁可以作为过氧化氢分解的催化剂。
【实验评价】
(4)设计实验Ⅳ的目的是 ;
【实验拓展】
查阅资料得知:氧化铜、硫酸铜、猪肝、马铃薯等也可以做过氧化氢溶液分解的催化剂。
(5)下列有关催化剂的说法中正确的是
A.同一个化学反应可以有多种催化剂
B.二氧化锰只能作为过氧化氢溶液分解的催化剂
C.催化剂能使原本不发生的反应快速进行
D.用作催化剂的物质不可能是其他反应的反应物或者生成物
【答案】(1)过氧化氢水+氧气
(2)AC
(3)氧化铁在反应前后化学性质不变
(4)比较氧化铁和二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果
(5)A
【解析】(1)球形干燥管内发生的化学反应为过氧化氢在二氧化锰催化下分解为水和氧气,反应的文字表达式为:过氧化氢水+氧气;
(2)A、该实验中带火星的棒香立即复燃,说明反应速度快,A不合理;
B、实验中所用仪器、材料及药品均易得到,B合理;
C、实验使用的药品用量不大,C不合理;
D、实验现象明显,整个装置好似点燃的灯塔,趣味性强,D合理。
故选AC;
(3)实验Ⅱ中多次加入过氧化氢溶液,带火星的木条均复燃,说明氧化铁在反应前后化学性质不变,故填:氧化铁在反应前后化学性质不变。
(4)实验IV的其他条件一样,只是两支试管中加入的物质不一样,所以这是对比试验,主要是为了比较氧化铁和二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果,故填:比较氧化铁和二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果;
(5)A、同一个化学反应可以有多种催化剂,如过氧化氢分解可用二氧化锰、氧化铁等作催化剂,A正确;
B、二氧化锰还可作氯酸钾分解的催化剂,B错误;
C、催化剂只能改变化学反应速率,不能使原本不发生的反应进行,C错误;
D、用作催化剂的物质可能是其他反应的反应物或者生成物,如二氧化锰是高锰酸钾分解的生成物,D错误。
故选A。
试卷第1页,共3页
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专题03 空气和氧气
4大高频考点概览
考点01 空气成分、用途和保护
考点02 空气中氧气含量的测定
考点03 氧气的性质
考点04 氧气的制取
考点05 催化剂与催化作用
地 城
考点01
空气成分、用途和保护
1.(23-24九上·襄阳樊城区八校联考·期中)下列化学家中,通过定量方法研究空气成分的是
A.道尔顿 B.阿伏加德罗 C.拉瓦锡 D.张青莲
2.(24-25九上·武汉江汉区·期中)空气是人类宝贵的自然资源,下列关于空气的说法不正确的是
A.氮气用于填充食品包装防腐,是因为常温下氮气的化学性质稳定
B.氧气能支持燃烧,液氧可以做火箭中的燃料
C.二氧化碳参与光合作用产生氧气
D.稀有气体可制成多种用途的电光源
3.(24-25九上·湖北广水·期中)下列物质不是空气污染物的是
A.二氧化碳 B.二氧化硫 C.二氧化氮 D.臭氧
4.(24-25九上·湖北武汉武昌区部分学校·期中)空气是生命赖以生存的物质基础,也是人类生产活动的重要资源,下列有关空气说法错误的是
A.空气中分离出的氮气化学性质不活泼,食品包装中充氮气可以防腐
B.空气中含有少量的稀有气体,它们可以制成多种用途的电光源
C.空气质量日报中空气质量指数越大、空气质量级别越高,代表空气污染越严重
D.空气主要是由氮气和氧气组成的,其中氧气的质量约占空气体积的五分之一
5.(24-25九上·湖北武汉部分学校·期中)空气是一种宝贵的自然资源。下列有关空气的说法不正确的是
A.氮气的化学性质不活泼,可用于食品的防腐
B.二氧化硫是一种空气污染物
C.空气的成分按质量计算,氧气大约占
D.禁止燃放烟花爆竹,可以减少空气污染
6.(23-24九上·湖北大冶·期中)空气是一种宝贵的自然资源。下列有关空气及其成分的说法中,正确的是
A.洁净的空气是纯净物
B.氧气是空气中含量最多的气体
C.稀有气体含量少,没有利用价值
D.氮气化学性质不活泼,常用作保护气
7.(24-25九上·武汉江汉区·期中)2024年我国环境日主题是“全面推进美丽中国建设”。下列做法不符合该主题的是
A.分类回收生活垃圾 B.工业废水处理后排放
C.大量使用农药、化肥增加粮食产量 D.提倡步行或骑自行车出行
8.(24-25九上·湖北应城·期中)2024年世界环境日中国主题为“全面推进美丽中国建设”。下列做法与这一主题不相符的是
A.植树造林,防沙降尘 B.污水直排,出现蓝藻
C.限放鞭炮,保护环境 D.共享单车,节能减排
9.(23-24九上·襄阳樊城区八校联考·期中)下列说法正确的是
A.氧气具有助燃性,所以氧气可作燃料
B.二氧化碳由碳原子和氧原子构成
C.空气质量级别越高,空气质量越差
D.一氧化碳、二氧化硫和二氧化碳都是空气污染物
10.(23-24九上·湖北丹江口·期中)爱护环境,人人有责。下列措施与环境保护相符的是
A.工业废水不经处理直接排放 B.鼓励新能源公共交通出行
C.大力提倡露天焚烧垃圾 D.农业上大量使用农药、化肥
11.(23-24九上·湖北大冶·期中)2023年世界环境日中国主题为“建设人与自然和谐共生的现代化”。下列做法与这一主题不相符的是
A.使用新能源公交车 B.回收各种废弃塑料
C.积极参与植树造林 D.直接排放生活污水
地 城
考点02
空气中氧气含量的测定
12.(24-25九上·湖北丹江口·期中)如图是测定空气中氧气含量的改进实验装置(夹持装置已省略),对该实验认识正确的是
A.现象:实验过程中,红磷燃烧,产生大量白雾
B.推论:实验后,玻璃管中剩余气体具有可燃性
C.分析:红磷的量多或少,都不会影响实验结果
D.评价:用改进装置实验,能减少对空气的污染
13.(24-25九上·湖北武汉部分学校·期中)某化学兴趣小组利用图1所示装置(夹持仪器略去)测定空气中氧气含量,烧瓶容积为500mL,烧瓶中预留40mL水;用激光笔点燃红磷,充分燃烧后,冷却至室温。打开止水夹,量筒内液面不再下降时,调整左右液面相平,量筒内减少了70mL的水。下列分析错误的是
A.打开止水夹,观察到水倒吸入烧瓶,形成“喷泉”现象
B.整个实验过程中,烧瓶内压强变化如图2所示
C.若增加烧瓶中预留的水体积,对测定结果无影响
D.测定氧气体积分数为
14.(24-25九上·武汉江汉区·期中)利用图甲所示装置可以测定空气中氧气的体积分数,其中燃烧匙内的白磷用电加热装置点燃,瓶内气压用气体压强传感器测定,其变化如图乙所示。则下列分析合理的是
A.压强迅速升高到最高点,容器中温度保持不变
B.压强下降,是瓶内氧气被消耗的缘故
C.不需要后的实验操作也能达到实验目的
D.实验中若烧杯内的导管口有气泡冒出,会使测量结果偏小
15.(23-24九上·襄阳樊城区八校联考·期中)利用V型管进行空气中氧气含量的测定实验。V型管内有空气和足量的白磷,白磷与红磷的组成相同,白磷燃烧所需最低温度为,要比红磷低得多,因此反应很容易发生。试回答以下问题:
(1)已知白磷与红磷在空气中燃烧的现象和生成物相同,如果装置气密性不好,则测出的氧气体积分数 (填“大于”、“小于”或“等于”)。
(2)此装置与教材上的装置相比,其优点是 (写1点即可)
(3)已知V型管的容积为,量筒内有水,待白磷熄灭,装置冷却后打开弹簧夹,量筒中的水倒吸入V型管内,理论上可观察到量筒内液面下降至 处。
(4)并不是所有物质与氧气的反应都很剧烈,有些氧化反应进行得很慢。以下不属于缓慢氧化的是_______(填序号)。
A.农家肥料的腐熟 B.呼吸作用
C.酿酒酿醋 D.放鞭炮
16.(24-25九上·湖北武汉武昌区部分学校·期中)化学兴趣小组同学对空气中氧含量测定实验装置进行改进,回答下列有关问题:
(1)如图为书本测定空气中氧气含量的实验装置,该实验发生的化学反应的文字表达式为 。
(2)小林同学对图四实验进行了改进,设计如图甲所示实验装置,试管容积为45mL(规格是18180mm)。实验前,打开弹簧夹,将注射器的活塞前沿从30mL刻度处推至25mL刻度处,然后松手,若活塞仍能返回至30mL刻度处,则说明 。
(3)实验开始,将少量红磷装入试管中,将30mL的注射器活塞置于15mL刻度处,松开弹簧夹,点燃酒精灯,红磷燃烧,撤去酒精灯,待试管冷却后再读取注射器活塞的数据。实验过程中,可以观察到注射器活塞移动情况是 ,注射器活塞最终停在约为 mL刻度处。
(4)小刘同学又改用图乙装置使用暖宝宝贴来测定空气中氧气的含量,已知暖宝宝贴(主要成分是铁粉、木炭、食盐)的热量来源于铁粉的缓慢氧化(即铁与氧气、水发生反应生锈),实验开始前的装置如图乙所示,实验后从量筒中倒吸入集气瓶(容积为250mL)中的水的体积为47mL(铁粉生锈消耗的水忽略不计)。通过该实验测得空气样品中氧气的体积分数为 (精确到0.1%)。
17.(23-24九上·湖北丹江口·期中)某化学兴趣小组对课本实验“测定空气中氧气的含量”,实验完毕后集气瓶中是否还含有氧气产生质疑,于是同学们设计了如图1装置来探究磷在空气中燃烧后氧气浓度的变化情况。(提示:白磷与红磷相比,白磷更容易点燃;白磷+氧气五氧化二磷)
【提出问题】足量红磷在密闭的四颈平底瓶内燃烧熄灭后,容器中是否有氧气剩余?
【作出猜想】猜想①:有氧气剩余;猜想②:无氧气剩余。
【实验验证】该小组同学按图1组装好实验装置,利用高能激光笔照射燃烧匙上的红磷,红磷燃烧直至熄灭;待装置完全冷却后,将装有白磷的燃烧匙提出水面,再次用高能激光笔照射,白磷居然也被点燃。(说明:激光笔的作用是点燃白磷或红磷)
(1)红磷燃烧产物与瓶底的热水发生化合反应生成磷酸,其反应的文字表达式为 。
【实验结论】
(2)根据上述实验现象,得出的结论是:猜想 正确。
(3)课本上用红磷燃烧的方法不能精确地测定空气中氧气的含量,理由是 。
【拓展延伸】
图2是该小组同学从开始实验到最后装置冷却后的整个实验过程中,用传感器测量容器内氧气浓度变化的曲线图。
(4)在图2中 (填“A、B、C、D、E”)点时红磷燃烧熄灭;白磷开始燃烧至燃烧结束对应的曲线为 段(用图2中字母表示)。
【反思与评价】
(5)兴趣小组分析对比曲线BC段和DE段,得出的结论 。
18.(23-24九上·武汉汉阳区·期中)用如图所示实验装置测定空气中氧气的含量。回答下列问题:
实验Ⅰ:图1是课本上的实验装置,利用红磷燃烧法测定空气中氧气的含量
(1)图1实验中,如果红磷停止燃烧时立即记录集气瓶内水的体积,则会导致测定结果 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(2)解释图2中CD段压强变化的原因是 。
实验Ⅱ:图3是改进后的实验装置,利用足量的铜粉加热测定空气中氧气的含量。
(3)图3中小气球的作用是 。
(4)图3实验中,为了使氧气反应更充分,实验中采取的措施合理的是 (填序号)。
A.铜粉平铺在玻璃管中
B.反复推拉注射器的活塞
C.增加铜粉的质量
(5)图3装置中硬质玻璃管的体积为30mL,反应前注射器活塞位于20mL刻度处,反应完毕后,最终注射器活塞停留于11mL刻度处,则该实验测得空气中氧气的体积分数为 。小明分析该实验结果与理论值有差异的可能原因是 。(答一条)
19.(23-24九上·湖北黄冈·期中)某校化学兴趣小组为了探究空气中氧气含量,进行了如下实验,回答有关问题:
【实验一】兴趣小组A组装好如图1所示的装置,在实际容积为150mL的集气瓶里,先装进50mL的水,然后用红磷燃烧来粗略测定空气中氧气含量。
(1)红磷燃烧的现象是 。
(2)若实验非常成功,冷却后,打开弹簧夹,最终集气瓶中水的体积约为 mL。
(3)该兴趣小组同学经多次实验发现:当反应停止并恢复至室温,用氧气浓度传感器测得广口瓶内始终有8%左右的氧气残留。请分析红磷燃烧无法耗尽氧气的原因是 (已排除实验误差)。
【实验二】兴趣小组B设计了图2实验装置,利用暖宝宝中黑色粉末缓慢氧化来测定空气中氧气含量。实验时测得数据如表:
测量项目
实验前
实验后
烧杯中水的体积
烧杯中剩余水的体积
集气瓶(扣除内容物)和导管的容积
体积/mL
90.0
64.5
125.0
(4)暖宝宝缓慢氧化发热的过程很复杂,首先是铁与氧气、水反应生成黑色的氢氧化亚铁【Fe(OH)2】,写出该反应的符号表达式 。
(5)根据表中数据计算,兴趣小组B测得的空气中氧气的体积分数是 (计算结果精确到0.1%)。
(6)从实验原理角度分析,B小组的实验结果比A小组准确度更高的原因是: (写一种)。
地 城
考点03
氧气的性质
20.(24-25九上·湖北广水·期中)下列有关实验现象的描述正确的是
A.红磷燃烧产生大量白烟
B.铁丝在空气中剧烈燃烧,火星四射
C.硫在空气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰
D.木炭在空气中充分燃烧生成二氧化碳
21.(24-25九上·湖北武汉武昌区部分学校·期中)下列有关物质燃烧的现象描述正确的是( )
A.蜡烛在空气中燃烧:产生黄色火焰,生成二氧化碳和水蒸气
B.铁在氧气中燃烧:剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体
C.硫在氧气中燃烧:产生淡蓝色火焰,放出热量,生成有刺激性气味的气体
D.木炭在空气中燃烧:发出白光,生成气体能使澄清的石灰水变浑浊
22.(24-25九上·武汉江汉区·期中)下列有关物质在氧气中燃烧的实验现象描述正确的是
A.木炭在氧气中燃烧发出明亮火焰
B.细铁丝可以在空气中燃烧,火星四射
C.硫在氧气中燃烧时发出淡蓝色的火焰
D.磷在氧气中燃烧时产生大量的白烟
23.(23-24九上·武汉汉阳区·期中)对实验现象的准确描述是进行科学实验探究的基础。下列有关实验现象的描述正确的是
A.红磷在空气中燃烧产生大量的白色烟雾
B.加热后木炭在空气剧烈燃烧发出白光
C.铁丝伸入盛有氧气的集气瓶中剧烈燃烧
D.硫在纯氧中燃烧产生蓝紫色的火焰
24.(23-24九上·湖北黄冈·期中)规范严谨的表达是学好化学的基石。下列有关实验现象的描述,正确的是
A.蜡烛在空气中燃烧产生水和二氧化碳
B.铁丝在空气中剧烈燃烧,火星四射,生成一种黑色固体
C.硫在氧气中燃烧发出白光,放出热量
D.氢气在空气中燃烧产生淡蓝色的火焰,放出热量
地 城
考点04
氧气的制取
25.(24-25九上·武汉江汉区·期中)如图是某同学在实验室制取氧气并进行其性质实验时的部分操作,其中错误的是
A.倾倒过氧化氢溶液 B.排空气法收集氧气
C.检验氧气 D.铁丝在氧气中燃烧
26.(24-25九上·湖北武汉部分学校·期中)如图,将过氧化氢滴入集气瓶中,利用你所学知识和生活经验,分析下列现象正确的是
A.集气瓶内有大量气泡产生,气球胀大,红墨水左移
B.集气瓶内有大量气泡产生,气球缩小,红墨水右移
C.集气瓶内有大量气泡产生,气球胀大,红墨水右移
D.集气瓶内有大量气泡产生,气球缩小,红墨水左移
27.(24-25九上·湖北应城·期中)制取气体是初中化学实验的重要内容。
(1)仪器M的名称是 。
(2)实验室用A装置加热高锰酸钾制备氧气,发生反应的化学方程式为 ;该装置有个明显的缺陷是 。
(3)若小红同学在实验室中用过氧化氢溶液和二氧化锰制取并收集一瓶干燥的氧气,应选用的装置组合是 (填字母序号)。
28.(24-25九上·湖北丹江口·期中)根据如图装置,结合所学化学知识回答问题。
(1)写出图中仪器①的名称 。
(2)实验室制取氧气的方法有多种方法,从“低碳”角度分析,最佳方法是(写出该反应的符号表达式) 。
(3)若用F装置收集氧气,气体应从 端通入(填“a”或“b”)。
(4)在实验室如果用高锰酸钾制取一瓶干燥的氧气,可选择的发生装置和收集装置的组合是 (填字母)。
29.(23-24九上·湖北丹江口·期中)结合下列化学实验装置,回答有关问题。
(1)写出图中标有数字①的仪器名称 。
(2)实验室用氯酸钾和二氧化锰来制取较纯净的氧气,在中应选择的发生和收集装置为 (填序号),该反应的表达式为 (写文字表达式或符号表达式均可)。
(3)若用装置F来收集氢气,则氢气应该从(填“a”或“b”) 端通入。
30.(23-24九上·湖北黄冈·期中)如图是实验室的部分实验装置,请回答有关问题:
(1)图D中标号①的仪器名称为 。
(2)实验室收集氢气和氧气均可选用的收集装置是 (填字母序号,从A-E中选填):实验室里若用A装置并采用混合物来制取氧气,则发生反应的符号表达式为 。
(3)实验室若用装置B、F组合制取并收集氧气,验满方法是 。
31.(23-24九上·湖北大冶·期中)氧气的制取和性质是初中化学实验的重要内容。根据下图回答有关问题。
(1)仪器①的名称为 。
(2)某同学选用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气,应选用的发生装置是 (填字母),发生反应的化学方程式为 。
(3)若要收集一瓶较纯净的氧气,选用的收集装置是 。(填字母)
(4)用F装置进行木炭在氧气中燃烧的实验,为了检验产物,可在燃烧停止后的集气瓶中倒入少量的 振荡,观察实验现象。
32.(23-24九上·武汉汉阳区·期中)根据如图所示装置回答问题。
(1)写出带有标号的仪器名称:b 。
(2)实验室用高锰酸钾制取干燥的氧气,写出该反应的化学方程式 ,选择的发生装置和收集装置是 (填字母序号);若选用D装置收集氧气,收集完气体后,测得氧气的纯度明显偏低,原因可能是 (填序号)。
a.高锰酸钾中混入了氯酸钾
b.收集前,集气瓶中未注满水
c.收集后,集气瓶中仍有少量水
d.未待导管口气泡连续均匀冒出时就开始收集
(3)E、F、G为木炭、硫粉和细铁丝分别在氧气中燃烧的实验操作。E中用坩埚钳夹取发红的木炭由瓶口向下 (填“缓慢”或“快速”)插入集气瓶;F中潮湿的滤纸和水的作用是 ;G中如果没有水可能引起的后果是 。
33.(24-25九上·湖北应城·期中)阅读科普短文,回答下列问题。
生活中有时需要用到高浓度O2,供氧方式主要有氧气瓶、氧气袋和制氧机。
氧气瓶和氧气袋中的O2一般用深冷法制得,该方法利用物质沸点差异,从空气中分离出O2。
制氧机有膜分离、变压吸附等制氧方式。膜分离制氧用到的膜材料有陶瓷、聚苯胺等,其中混合导电陶瓷分离膜的工作原理示意如图甲。变压吸附制氧常用的吸附剂是沸石分子筛。科研人员在一定条件下分别将N2、O2通过某种沸石分子筛,测定其对N2、O2的吸附情况、结果如图乙。
(1)供氧方式主要有 (写一种)。
(2)深冷法制氧利用了物质的 (“物理性质”或“化学性质”)差异。
(3)图甲中,能够透过沸石分子筛的是 。
(4)由图乙可知,25℃时,空气通过分子筛吸附材料时, 分子更容易被吸附。
地 城
考点05
催化剂与催化作用
34.(24-25九上·武汉江汉区·期中)下列关于催化剂的说法正确的是
A.在化学反应后质量增加 B.在化学反应后其化学性质发生了改变
C.可以使生成的氧气质量增多 D.能改变化学反应速率
35.(24-25九上·武汉江汉区·期中)催化剂是指在化学反应中能够改变其它物质的化学反应速率,而本身的质量和化学性质在反应前后都没有改变的物质。
某同学为了验证氧化铜(难溶于水)是否能做过氧化氢分解制取氧气的催化剂,设计实验如下:
【实验一】
(1)实验目的:探究氧化铜是否能改变过氧化氢分解的速率。
在试管中加入的过氧化氢溶液,将带火星的木条伸入试管中,观察现象。
带火星的木条没有明显变化
实验一结论:氧化铜能加快过氧化氢的分解速率
【实验二】
(2)实验目的:
实验步骤
实验现象
待实验一第2步的试管中没有气泡时,重新加入过氧化氢溶液,观察现象。
实验二结论:氧化铜的化学性质在化学反应前后没有发生改变。
【实验三】实验目的:探究氧化铜的质量在化学反应前后有没有改变
在实验后,该同学将反应剩余物过滤、洗涤、干燥,再称量。得到黑色固体质量为。
实验三结论:氧化铜的质量在化学反应前后没有发生改变。
【实验结论】综上所述,说明了氧化铜是过氧化氢溶液分解的催化剂。
(3)请写出该实验中过氧化氢溶液分解的文字表达式: 。
36.(23-24九上·武汉汉阳区·期中)氯酸钾为白色固体,熔点为356℃,在370℃左右分解释放氧气。某兴趣小组对氯酸钾分解反应的催化剂进行研究,在相同的加热条件下,用如图装置完成表中实验:
编号
氯酸钾质量为/g
催化剂
催化剂质量/g
收集50mL气体所需时间/s
实验一
5
——
——
171
实验二
5
二氧化锰
0.5
49
实验三
5
三氧化二铁
0.5
58
实验四
5
氯化钾
0.5
154
下列说法不正确的是
A.进行实验一时,试管口应略向上倾,避免氯酸钾熔化流出
B.用实验一再继续收集50mL氧气,所需的时间少于171s
C.该实验收集气体时,应等到均匀冒气泡时将导管伸入量筒中
D.实验一的作用是对照实验,三种催化剂中二氧化锰的催化效果最好
37.(24-25九上·湖北武汉武昌区部分学校·期中)创新实验是中学生最为重要的科学素养。下图是某学校师生对“二氧化锰催化过氧化氢分解实验装置的创新设计”,实验过程如下:
实验一:设计新的实验装置
①将一支球形干燥管水平放置,用滴管吸取3mL(密度为1g/mL))质量分数为5%的过氧化氢溶液加入干燥管的球泡内,再用药匙取0.2g二氧化锰粉末,加在干燥的进气管的管壁上;②点燃橡胶塞上固定的棒香后,塞紧干燥管并将其竖立,观察到带火星的棒香立即复燃。
请分析回答下列问题:
(1)写出球形干燥管内发生的化学反应的文字表达式 。
(2)对该创新实验的评价,你认为不合理的是 (填字母)。
A.反应速度太慢,耽误时间
B.实验中所用的仪器、材料及药品均易得到
C.实验使用的药品用量太大
D.实验现象明显,整个装置好似点燃的灯塔,趣味性强
实验二:寻找新的催化剂
【实验探究】
实验步骤
实验现象
Ⅰ.分别取5mL 5%的过氧化氢溶液放入A、B两支试管中,向A试管中加入ag氧化铁粉末,并在A、B两支试管中插入带火星的小木条,观察现象。
A试管中产生气泡,带火星的小木条复燃,B试管中无明显实验现象
Ⅱ.待A试管中没有现象发生时,重新加入过氧化氢溶液,并把带火星的小木条伸入试管中,如此反复多次实验,观察现象。
试管中均产生气泡,带火星的木条均复燃
Ⅲ.将实验Ⅱ中的剩余物小心过滤,并将所得滤渣进行洗涤、干燥、称量。
所得固体质量为ag。
Ⅳ.分别量取5mL 5%的过氧化氢溶液放入C、D两支试管中,向C试管中加入ag氧化铁粉末,再向D试管中加入ag二氧化锰粉末,观察现象。
【实验结论】
(3)实验Ⅱ可以证明 ,再结合实验Ⅰ和实验Ⅲ证明:氧化铁可以作为过氧化氢分解的催化剂。
【实验评价】
(4)设计实验Ⅳ的目的是 ;
【实验拓展】
查阅资料得知:氧化铜、硫酸铜、猪肝、马铃薯等也可以做过氧化氢溶液分解的催化剂。
(5)下列有关催化剂的说法中正确的是
A.同一个化学反应可以有多种催化剂
B.二氧化锰只能作为过氧化氢溶液分解的催化剂
C.催化剂能使原本不发生的反应快速进行
D.用作催化剂的物质不可能是其他反应的反应物或者生成物
试卷第1页,共3页
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