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专题04 我们周围的空气(期末复习讲义)
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明·期末考情:把握考试趋势方向,精准备考
理·核心要点:系统归纳知识脉络,构建体系
破·重难题型:攻克典型疑难问题,突破瓶颈
过·分层验收:阶梯式检测与评估,稳步提升
考查重点
命题角度
空气的成分及用途
空气的组成及作用常以选择题的形式考查,命题角度有空气各成分的含量(体积分数);氧气、氮气、稀有气体的性质及对应用途。
空气中氧气含量的测定
空气中氧气含量的测定常以选择题和填空题的形式考查,考查命题点有实验药品的判断;实验现象和结论的判断;实验误差的分析、实验装置的改进等。
空气的污染及防治
提高空气质量的措施(使用清洁能源、植树造林等);空气污染物的判断等。
氧气的性质
主要考查氧气的化学性质:化学性质活泼,支持燃烧,是常见的氧化剂。硫、木炭、铁丝、镁条等物质在氧气中燃烧的现象及化学方程式是常考内容。
氧气的制取
实验室制取氧气常以选择题和实验与探究题的形式考查,并且常与二氧化碳的制取及气体的检验与净化结合在一起考查,考查命题点有,药品的选择,仪器的名称及选择,药品的反应原理,实验步骤及注意事项,气体的检验与验满,气体的除杂净化等。
要点01 空气的成分及用途
1、分离液态空气:首先通过降温加压,使空气液化,然后加热,利用各气体的沸点不同,使其在不同温度下气化,再冷凝,从而将各种气体分离,工业分离液态空气法—— 物理变化。
2、空气的成分及其体积分数(大约)
空气成分
氮气
氧气
稀有气体
二氧化碳
水蒸气和其它成分
体积分数
78%
21%
0.934%
0.034%
0.02%
3、用途: 氮气 工业生产硝酸和氮肥,食品防腐,液态氮气用作制冷剂; O2供给呼吸,支持燃烧,钢铁冶炼,金属焊接; 稀有气体用作保护气,制作多用途电光源;
易|错|提|醒
1. 空气中各成分含量是指“体积分数”而不是“质量分数”。
2. 稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙和氡等气体的总称,因此“稀有气体”是混合物,而“氦气”、“氖气”等是纯净物。
要点02 氧气含量的测定
(一).拉瓦锡测定研究空气成分的实验
实验装置
实验现象
实验结论
1.对银白色的液态汞加热,一部分汞变成红色粉末,气体体积减少。
2.将红色固体加强热,得到银白色固体和氧气,把该气体加入之前容器剩下的气体中,所得气体与空气性质完全一样。
空气由氧气和氮气组成
法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究空气成分,得出结论:空气由氧气和氮气组成,其中氧气约占空气总体积的1/5。
(二).测定空气中氧气的含量
1、药品选择:只与氧气反应,不与其他气体反应。反应不产生气体,生成物是固体。
2、实验原理:2Cu+O22CuO。
3、实验步骤:(1)将一只具支试管注满水,倒入量筒,记录体积。
(2)在另一只具支试管中装入铜粉塞上橡胶塞。观察铜粉的颜色。点燃酒精灯,左右移动预热试管。
(3)加热玻璃管中的铜,同时推拉注射器的活塞。
(4)停止加热后,将气球内的气体全部挤入注射器,待注射器活塞稳定后,记录体积
(5)读取剩余气体的体积,记录实验结果。
4、实验操作中的注意事项:在实验中,使铜粉足量是为了使氧气完全反应;不断推拉注射器的作用是使氧气与铜充分反应;装置中气球的作用缓冲压力,防止橡皮塞冲出。
5、实验现象:硬质玻璃管内红色物质逐渐变为黑色。停止加热冷却至室温注射器内气体的体积减少。
6、实验结论:氧气约占空气体积的1/5。
7、讨论:导致氧气体积分数偏小的原因,可能有:
(1)铜丝量不足;(2)装置漏气;(3)未冷却至室温就读数;(4)酒精灯加热温度不够;(5)加热时没推拉注射器的活塞; (6)氧气有剩余。
知|识|归|纳
1. 预先在集气瓶里放少量水的目的:吸收五氧化二磷和降温。
2. 倒吸进集气瓶的水不能充满整个集气瓶的原因:空气中的其他气体不与红磷反应且不溶于水。
3. 集气瓶内剩余气体的性质:
物理性质:无色无味的气体,难溶于水;
化学性质:不能燃烧也不支持燃烧。
要点03 空气的污染及防治
1.空气污染
(1)空气中的主要污染物:①烟尘:可吸入颗粒物; ②有害气体: 二氧化硫 、碳氧化物、氮氧化物;③臭氧层破坏和 酸雨 与空气污染有关。
(2)空气污染的主要危害:①严重损害人体的健康;②影响作物的生长;③损坏地面设施,破坏文物古迹;④导致地球生态平衡失调等。
2.保护大气环境
(1)空气污染的防治:加强 大气质量监测 ;积极 植树造林、种草 等。
(2)空气质量日报:空气质量日报的主要内容:首要污染物;空气污染指数;空气质量指数级别。
要点04 氧气的性质
一、氧气的物理性质
色、味、态[来源:Z|xx|k.Com
密度
溶解性
三态变化
通常状况下,无色无味气体
比空气略大
不易溶于水
加压降温可变为淡蓝色的液体或淡蓝色的雪花状的固体
二、氧气的化学性质
(一)氧气与木炭的反应
请同学们仔细观察视频,完成学案。
实验现象
在空气中
燃烧,发出红光,放出热量,生成无色气体
在氧气中
燃烧得更旺,发出白光,放出热量,生成无色气体
化学方程式
C+O2CO2
2、操作注意:木炭要取下自上而下慢慢伸入,目的:使氧气与木炭充分反应。
(二)氧气与铁丝的反应
实验现象
在空气中
不燃烧
在氧气中
剧烈燃烧,火星四射,放出热量,生成黑色固体
化学方程式
3Fe+2O2Fe3O4
2、讨论:(请同学们小组内交流讨论以下问题)
(1)火柴的作用?引燃铁丝。
(2)将铁丝绕成螺旋状?增大铁丝与氧气接触面积,从而增大了预热面积。
(3)待火柴即将燃尽时再将铁丝伸入氧气瓶中?防止火柴燃烧消耗过多氧气而使铁丝不能顺利燃烧。
(4)预先在集气瓶中装少量水或在瓶底铺一薄层细沙?防止生成物物溅落炸裂集气瓶底。
3、木炭在空气中燃烧与在氧气中燃烧剧烈程度明显不同,原因是什么?
单位体积内的氧分子数目越多,反应就越剧烈。
知|识|归|纳
1. 在铁丝燃烧的实验中,要用光亮的铁丝,而不用生锈的铁丝。光亮的铁丝,铁和氧气才能直接接触,才确保实验成功。
2.要等火柴即将燃尽再插入氧气瓶中,火柴燃烧也会消耗氧气,避免消耗过多的氧气导致铁丝不能燃烧。
3. 硫、铁在充满氧气的集气瓶中燃烧时,在集气瓶中都要装水。在做铁丝在氧气中燃烧实验时,在集气瓶里预先装少量的水是为防止高温熔融物炸裂瓶底;在做硫在氧气中燃烧实验时,在集气瓶里预先装少量的水是为了吸收二氧化硫,防止二氧化硫污染空气。
要点05 氧气的制取
1、选药品的条件:必须含有氧元素。常用过氧化氢溶液和二氧化锰;或加热高锰酸钾或氯酸钾。
如:用过氧化氢和二氧化锰制取氧气:
(1)原理:2H2O2 2H2O + O2↑;
(2)装置:固液不加热,排水法(或向上排空法)。
(3)步骤:检查气密性;装药品(先固后液);
(4)收集法:
、排水法:原因氧气不易溶于水,不与水反应;(何时开始收集:导管口有连续均匀气泡冒出时开始收集。)、向上排空气法:原因密度比空气大且不与空气反应;
(5)验满:向上排空气法,用带火星的木条放在,瓶口,木条复燃则收集满。
(6)检验:用带火星的木条伸入,瓶内,木条复燃则该气体是氧气。
(7)注意事项:向上排空气法收集气体时,导管口要接近集气瓶底(目的:便于排净空气)。
如:用加热高锰酸钾或氯酸钾制取氧气:
(1)原理:2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑;
(2)装置:固固加热,排水法(或向上排空法)
(3)步骤:连接装置:先下后上,从左到右的顺序;②检查装置的气密性;③装入药品:按粉末状固体取用的方法;④固定装置:固定试管时,试管口应略向下倾斜,铁夹应夹在试管的中上部;⑤加热药品:先预热,后在反应物部位用酒精灯外焰加热;⑥收集气体;⑦先将导管移出水面,再停止加热。
(4)收集法:
、排水法:原因氧气不易溶于水,不与水反应;(何时开始收集:导管口有连续均匀气泡冒出时开始收集。)、向上排空气法:原因密度比空气大且不与空气反应;
(5)验满:向上排空气法,用带火星的木条放在,瓶口,木条复燃则收集满。
(6)检验:用带火星的木条伸入,瓶内,木条复燃则该气体是氧气。
(7)注意事项:
①试管口要略微向下倾斜:防止生成的水回流,使试管破裂;②导气管伸入发生装置内要稍露出橡皮塞:有利于产生的气体排出;③用高锰酸钾制取氧气时,试管口塞一团棉花:防止高锰酸钾粉末进入导气管;④实验结束后,先将导气管移出水面,然后熄灭酒精灯:防止水槽中的水倒流,炸裂试管。
2、催化剂
(1)概念:在化学反应中能改变其他物质的反应速率,但本身的化学性质和质量在反应前后没有发生变化的物质。
(2)特点:两不变(质量、化学性质)、一改变(反应速率,包括加快或减慢)
注意:①催化剂不能改变生成物的质量,不能决定反应的进行;②催化剂不是反应物、也不是生成物;③催化剂仅针对某一反应,并不是所有反应的催化剂;④某一反应的催化剂可能不只一种。
题型01 空气成分及用途
【典例1】下列不属于氧气用途的是
A.医疗急救 B.潜水 C.火箭发射 D.灭火
【答案】D
【解析】氧气常用于医疗急救(提供呼吸)、潜水(供氧设备)和火箭发射(助燃剂),因为它支持呼吸和燃烧;但灭火时需隔绝氧气以防止燃烧,因此灭火不属于氧气用途。
故选:D。
方|法|点|拨
1. 氮气的用途:制硝酸、化肥、作保护气。
2. 稀有物体的用途:保护气、电光源、激光技术。
【变式1-1】可制作多用途电光源的气体是
A.氧气 B.氖气 C.氢气 D.氮气
【答案】B
【解析】稀有气体在通电时能发出不同颜色的光,可制作多用途电光源,稀有气体包括氦、氖、氩、氪、氙、氡,故选:B。
【变式1-2】(24-25八年级上·山东潍坊·期末)空气是一种宝贵的自然资源。请从以下选项中选择适当物质的序号填空:
a.氧气 b.氮气 c.稀有气体 d.水蒸气
(1)空气含量为0.94%的气体是 ;
(2)可用于医疗急救的是 ;
(3)可用于食品包装袋中防腐的是 ;
(4)可使酥脆的饼干变软的是 。
【答案】(1)c
(2)a
(3)b
(4)d
【解析】(1)稀有气体占空气含量的0.94%,故填c;
(2)氧气能供给呼吸,可用于医疗急救,故填a;
(3)氮气的化学性质稳定,可用于食品包装袋中防腐,故填b;
(4)酥脆的饼干吸水变软水,说明空气中存在水蒸气,故填d。
题型02 空气的污染及防治
【典例2】(24-25八年级上·山东淄博·期末)空气质量指数是将几种空气污染物的含量按一定的方法处理成之间的数字,用以定量供述空气质量状况的指数。下列不计入空气质量评价的主要污染物是
A.一氧化碳 B.二氧化硫 C.二氧化碳 D.
【答案】C
【解析】A、一氧化碳有毒,属于空气污染物,故选项不符合题意;
B、二氧化硫会引起酸雨,属于空气污染物,故选项不符合题意;
C、二氧化碳是空气的组成成分之一,不属于空气污染物,故选项符合题意;
D.、PM2.5会引起雾霾,属于空气污染物,故选项不符合题意;
故选:C。
【变式2-1】(24-25八年级上·山东泰安·期末)下列气体会对空气造成污染的是
A.氮气 B.氧气 C.二氧化氮 D.水蒸气
【答案】C
【解析】氮气、氧气、水蒸气均属于空气的组成成分之一,不会对空气造成污染;二氧化氮属于空气污染物,故选C。
【变式2-2】(24-25八年级上·山东济南·期末)2024年世界环境日的中国主题是“全面推进美丽中国建设”,下列做法与该主题不符的是
A.推广使用清洁能源 B.工厂废气处理排放
C.生活垃圾就地焚烧 D.提倡大力植树造林
【答案】C
【解析】A、推广使用清洁能源,如太阳能、风能等,这些能源在使用过程中对环境的污染较小,可以减少对传统化石能源的依赖,从而减少污染物的排放,有利于环境保护,故A选项符合主题;
B、工厂废气处理后排放,能够减少废气中的有害物质(如二氧化硫、氮氧化物等)进入大气,降低大气污染,这是保护环境的重要举措,故B选项符合主题;
C、生活垃圾就地焚烧会产生大量的有害气体(如二恶英等)和烟尘,这些物质会污染空气,对环境造成严重的破坏,故C选项不符合主题;
D、大力植树造林,树木可以吸收二氧化碳、释放氧气,还能起到防风固沙、保持水土等作用,对改善环境有着积极的意义,故D选项符合主题。
故选:C。
题型03 空气中氧气含量的测定
【典例3】(24-25八年级上·山东烟台·期末)拉瓦锡被称为“现代化学之父”,我们要沿着科学家的足迹去探究。
(1)二百多年前,法国化学家拉瓦锡利用图1装置进行实验,得出结论:空气由氧气和 组成,其中氧气约占空气总体积的五分之一。根据图2资料卡片判断反应物选用汞的优点中不可能的是 。
A.实验过程中没有污染
B.汞蒸气与氧气反应能将密闭容器空气中的氧气几乎耗尽
C.在汞槽中起到液封作用
D.生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气
(2)小强同学对反应物进行优化,采用图3装置进行实验,反应结束后,冷却到室温,打开弹簧夹,注射器活塞理论上应从10mL刻度处缓慢移动至 mL刻度处。
(3)小明对图3实验进行了如图4所示的改进。图4实验中,为了使氧气反应更充分,实验中可采取的措施是 ,若实验后未将气球中气体挤出,会导致测得氧气含量偏 (填“大”或“小”)。
(4)为了更精确的定量了解空气中氧气含量及误差原因,同学们引入数字化传感器按图5装置进行实验,记录并处理数据见图6。B点到F点(温度已降至室温)的实验过程中,从图5装置中可观察到的现象是 。起点A的坐标为(0,20.99),通过数据我们可以直接得出玻璃管内原来空气中氧气的体积百分含量为 ,F点的坐标为(203,4.23),则整个过程中铜粉实际消耗的氧气的体积为 mL(已知玻璃管体积为100mL)。
【答案】(1)氮气 A
(2)2
(3)反复推拉注射器 大
(4)气球鼓起后又瘪,红色粉末逐渐变为黑色 20.99% 16.76
【解析】(1)法国化学家拉瓦锡利用图1装置进行实验,得出结论:空气由氧气和氮气组成的;
A、汞和生成的氧化汞都有毒,会造成污染,选项错误,符合题意;
B、汞蒸气与氧气反应能将密闭容器空气中的氧气几乎耗尽,选项正确,不符合题意;
C、汞常温下是液态,在汞槽中起到液封作用,选项正确,不符合题意;
D、由资料卡片可知,生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气,选项正确,不符合题意;
故选A;
(2)图3装置中,试管中氧气的含量约为,则注射器活塞从10mL刻度处缓慢移动至10mL-8mL=2mL刻度处;
(3)反复推拉注射器活塞,增强空气的流动性,能使装置中的氧气与铜充分接触,反应更充分;
若实验后未将气球中气体挤出,会使活塞向右偏移,导致测得氧气含量偏大。
(4)加热过程中,装置内气体膨胀,压强增大,气球变大,铜和氧气在加热的条件下反应生成氧化铜,温度已降至室温后,气体减小,装置内压强减小,气球变小,故从图3装置中可观察到的现象是气球鼓起后又瘪,红色粉末逐渐变为黑色;
由图中数据我们可以直接得出玻璃管内原来空气中氧气的体积百分含量为20.99%。
由由图中数据可知,整个过程中铜粉实际消耗的氧气的体积为。
方|法|点|拨
解答此类题目的方法是“以不变应万变”,牢牢掌握测定空气中氧气含量的实验原理,牢记红磷燃烧的化学方程式、实验现象,会分析实验失败的原因,理解为什么不能用硫、碳等代替红磷(会产生气体),只要掌握这些,就能应对试题中装置的不断变化、形式的不断更新。
【变式3-1】(24-25八年级上·山东烟台·期末)英国科学家波义耳和法国化学家拉瓦锡曾做过貌似相同的两个实验,实验如下图,关于这两个实验的说法正确的是
A.两个实验均可用于测定空气中氧气的含量
B.两个实验中,曲颈甑内汞的表面都有黑色物质生成
C.拉瓦锡的实验中,玻璃钟罩内汞的液面逐渐上升,达到一定高度后不再变化
D.两个实验中,汞的用量多少对实验没有影响
【答案】C
【解析】A、波义耳的实验装置不是密封体系,外界空气可以进入,不能用于测定空气中氧气的含量;拉瓦锡的实验装置是密封的,可以用于测定空气中氧气的含量,A选项错误;
B、在加热条件下,汞和氧气反应生成的是红色的氧化汞,不是黑色物质,B选项错误;
C、拉瓦锡的实验中,曲颈甑内的汞与氧气反应,消耗氧气使玻璃钟罩内压强减小,汞槽中的汞在大气压的作用下进入玻璃钟罩,当氧气被耗尽后,汞的液面就不再上升,C选项正确;
D、若汞的用量不足,就不能将装置内的氧气完全消耗,会影响实验结果,D选项错误。
故选:C。
【变式3-2】建构合理的思维模型,既能促进深度学习,又能提高思维品质。小科建构了“两组分混合物含量测定”的思维模型。
运用该模型对教材中“测定空气中氧气含量”的实验进行了再探究:忽略含量很低的其它物质,空气可以看成由氮气和氧气组成的两组分混合物。
【探究一】根据沸点低的组分先汽化的性质,测定混合物中某组分的含量。
(1)将空气转变为液态空气,液氮先汽化。从建模角度分析,该操作属于上述思维模型中的 。
【探究二】根据混合物中某组分发生化学反应,测定混合物中某组分的含量。
(2)按如图甲装置测定空气中氧气含量。
【实验步骤】
实验1:按图1所示装置,用白磷燃烧的方法测定空气中氧气的体积分数。
实验2:按图2所示装置,在集气瓶内壁用水均匀涂附铁粉除氧剂(其中辅助成分不干扰实验),利用铁生铁锈(铁能与氧气反应生成铁锈)的原理测定空气中氧气的体积分数。
①实验1中,红磷要足量的目的是 。
②图2装置要测定的数据有 。
③连接数字传感器,测得实验1、实验2中氧气的体积分数随时间变化的关系分别如图3、图4所示。依据图中信息,实验2的测定方法更准确,判断依据是 。
【继续探究】
(3)运用上述思维模型,同学们又设计了图乙的实验装置。
①请根据某小组提供的实验数据,完成表格:
硬质玻璃管中空气的体积
反应前注射器中空气的体积
反应后注射器中气体体积
实验测得空气中氧气的体积分数(结果精确到1%)
50mL
20mL
7mL
②不同实验小组做上述实验时结果差别较大,其中有些小组测定出空气中氧气的体积分数低于实际数值,请分析导致测定数值偏低的原因是 (答出1点即可)。
【答案】(1)分离转移
(2)耗尽装置内空气中的氧气 集气瓶的容积、最终水进入集气瓶中的体积 铁生锈消耗氧气更充分
(3)19% 铜粉不足(合理即可)
【解析】(1)将空气转变为液态空气,液氮先汽化,该过程中没有新物质生成,从建模角度分析,该操作属于上述思维模型中的分离转移;
(2)①实验1中,该实验中红磷要足量的目的是耗尽装置内空气中的氧气;
②图2装置利用铁生铁锈(铁能与氧气反应生成铁锈)的原理测定,则要测定的数据有集气瓶的容积、最终水进入集气瓶中的体积。
③由图3、图4可知,实验1氧气体积分数降低到8.6%左右不再变化,实验2氧气体积分数降低到接近0%,说明实验2铁生锈消耗氧气更充分,则实验2的测定方法更准确;
(3)①由表格数据可知,硬质玻璃管中空气的体积为50ml,反应前注射器中空气的体积为20 ml,反应后注射器中气体体积为7ml,则实验测得空气中氧气的体积分数为;
②不同实验小组做上述实验时结果差别较大,导致测定数值偏低的原因可能是铜粉不足或装置漏气或没有冷却至室温就读数等。
题型04 氧气的性质
【典例4】(24-25八年级下·山东潍坊·期末)下列对实验现象的描述,错误的是
A.红磷在空气中燃烧产生大量白烟
B.木炭在氧气中燃烧,发出白光,放出热量,生成一种使澄清石灰水变浑浊的气体
C.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
D.蜡烛在空气中燃烧,生成二氧化碳和水
【答案】D
【解析】A. 红磷在空气中燃烧产生大量白烟,红磷在空气中燃烧时,与氧气反应生成五氧化二磷固体颗粒,这些颗粒分散在空气中形成白烟,这是直接可见的现象。描述正确。不符合题意;
B. 木炭在氧气中燃烧,发出白光,放出热量,生成一种使澄清石灰水变浑浊的气体,木炭(主要成分是碳)在氧气中燃烧时,发出白光并放出热量,这是直接观察到的现象;生成的气体是二氧化碳(),二氧化碳能使澄清石灰水(氢氧化钙溶液)变浑浊,因为反应生成碳酸钙沉淀(),这也是实验中可观察到的现象,描述正确,不符合题意;
C. 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;可通过视觉观察到。描述正确,不符合题意;
D. 蜡烛燃烧确实生成二氧化碳和水,但这不是直接实验现象,而是实验结论。实验现象应描述可观察到的内容,如火焰、发光、放热、水蒸气凝结(如烧杯壁出现水珠)或二氧化碳使澄清石灰水变浑浊等。“生成二氧化碳和水”是反应产物的化学结论,需要通过实验验证(如用石灰水检测二氧化碳),而非直接现象。描述错误。符合题意。
故选D
方|法|点|拨
①实验现象是能通过眼、耳、鼻、皮肤等感官直接感知的;实验结论则需要通过理性分析得出。如果在描述中出现生成物的名称,则该描述是实验结论,而不是实验现象。例如:镁燃烧时发出耀眼的白光(实验现象),生成氧化镁(通过分析产物得出的实验结论)。
②从可燃物本身颜色、状态;燃烧时的光(烟、雾)颜色;放出热量;生成物的颜色、状态、气味或其他性质。熟知铁丝等多种物质燃烧的现象。
③氧气具有助燃性,但不具有可燃性,不可作为燃料。
④氧气化学性质活泼,可以跟较多物质反应,但是不是跟所有物质反应。
【变式4-1】(24-25八年级下·山东淄博·期末)下列不属于“缓慢氧化”过程的是
A.灯泡通电发光发热 B.人类的呼吸作用
C.动植物体的腐烂 D.钢铁制品的锈蚀
【答案】A
【解析】A、灯泡通电发光发热,只是能量的转变,无新物质生成,属于物理变化,不属于缓慢氧化,符合题意;
B、人类的呼吸作用,是物质与氧气的反应,且进行的很慢,属于缓慢氧化,不符合题意;
C、动植物体的腐烂,是物质与氧气的反应,且进行的很慢,属于缓慢氧化,不符合题意;
D、钢铁制品的锈蚀,是物质与氧气的反应,且进行的很慢,属于缓慢氧化,不符合题意。
故选A。
【变式4-2】(24-25八年级上·山东烟台·期末)某化学兴趣小组整理了部分氧气化学性质的关系图,如下图所示。
(1)观察比较反应①②③的共同点是 (填序号)。
①反应都需要点燃 ②都是放热反应 ③都属于化合反应 ④都是氧化反应 ⑤都生成氧化物
(2)进行实验①时要预先在集气瓶中装少量水的目的是 。
(3)写出反应③的符号表达式 。最能直接说明反应③是化学变化的实验现象是 。
(4)反应①②在氧气中燃烧比空气中剧烈,反应③在空气中不能燃烧,但在氧气中能剧烈燃烧,试从微观的角度解释其中的原因 。
【答案】(1)①②③④⑤
(2)吸收二氧化硫,防止污染空气
(3) 有黑色固体生成
(4)氧气浓度不同,单位体积内氧分子的数目不同,与其他物质的分子接触、碰撞的机会不同,在氧气中氧分子数目多,接触碰撞机会多,反应更剧烈
【解析】(1)①硫、木炭、铁与氧气反应都需要点燃来引发反应;
②燃烧过程都会放出热量;
③硫和氧气反应生成二氧化硫,木炭和氧气反应生成二氧化碳(或一氧化碳),铁和氧气反应生成四氧化三铁,都符合 “多变一” 的化合反应特点;
④都是物质与氧气的反应,属于氧化反应 ;
⑤生成的二氧化硫、二氧化碳(或一氧化碳)、四氧化三铁都属于氧化物。
故选:①②③④⑤。
(2)硫在氧气中燃烧生成二氧化硫,二氧化硫是一种有刺激性气味的有毒气体,会污染空气,水可以吸收二氧化硫,防止污染空气。
(3)铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁,符号表达式为;
化学变化的本质特征是有新物质生成,铁燃烧生成了黑色固体,这是最能直接说明发生化学变化的现象。
(4)空气中氧气的体积分数约为 21%,氧气中氧气浓度为 100%。从微观角度看,物质在空气、氧气中反应现象不同,原因是:氧气浓度不同,单位体积内氧分子的数目不同,与其他物质的分子接触、碰撞的机会不同,在氧气中氧分子数目多,接触碰撞机会多,反应更剧烈。
【变式4-3】(24-25八年级下·山东潍坊·期末)兴趣小组同学进行如下四个氧气性质的探究实验。请回答相关问题。
(1)实验一:硫在氧气中燃烧的现象是发出 、放热、有刺激性气味的气体生成。发生反应的符号表达式为 。
(2)实验二:铁丝在氧气中剧烈燃烧,生成黑色物质的化学式为 ,反应的基本类型为 。
(3)实验三:木炭在氧气中充分燃烧后,验证产物的方法是向集气瓶中加入适量的 并振荡,观察到的现象是 。
(4)实验一、二、四中都要在集气瓶中放少量的水。
实验一中水的作用是吸收SO2防止污染空气,由此推测二氧化硫的物理性质之一是 。在“实验一”、“实验二”、“实验四”中,可以把水换成细沙的实验是 。
(5)写出以上四个反应的一个共同点: 。
【答案】(1)明亮的蓝紫色火焰
(2)Fe3O4 化合反应
(3)澄清石灰水 变浑浊
(4)易溶于水 实验二
(5)条件都是点燃(或都有氧气参加、都是化合反应或氧化反应等合理即可)
【解析】(1)硫在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰、放热、有刺激性气味的气体生成。硫与氧气点燃条件下反应生成二氧化硫,反应的符号表达式为。
(2)铁丝在氧气中剧烈燃烧,生成黑色物质为四氧化三铁,化学式为Fe3O4,该反应是两种物质生成一种物质,反应的基本类型为化合反应。
(3)木炭在氧气中充分燃烧后,生成二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,验证产物的方法是向集气瓶中加入适量的澄清石灰水并振荡,观察到的现象是澄清石灰水变浑浊。
(4)实验一硫燃烧生成的二氧化硫会污染空气,其中水的作用是吸收SO2防止污染空气,由此推测二氧化硫的物理性质之一是易溶于水。“实验一”中水是为了吸收二氧化硫,不能用细沙替换,“实验二”中水是为了防止炸裂集气瓶底,可用细沙替换,“实验四”中水起降温和吸收五氧化二磷的作用,不能用细沙替换。
(5)上述四个反应的反应条件都是点燃,都是物质与氧气的反应,都属于化合反应。
题型05 氧气的制取
【典例5】(24-25八年级下·山东潍坊·期末)下列装置常用于实验室制取气体。请回答下列问题。
(1)写出标有序号的仪器的名称:① ;② 。
(2)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰固体混合制取氧气,发生装置应选 (填装置编号),发生反应的符号表达式为 。
(3)若实验室用高锰酸钾制取氧气,选用A做发生装置,应该做何改动 ;实验室可以用装置E收集氧气,开始收集的最佳时机是 ;收集完氧气后,应进行的操作是 (填“①或②”。注:①先撤离导管,再熄灭酒精灯;②先熄灭酒精灯,再撤离导管)。
【答案】(1)铁架台 长颈漏斗
(2)B
(3)在试管口塞一团棉花 气泡连续均匀冒出 ①
【解析】(1)由图可知,①是铁架台,②是长颈漏斗;
(2)过氧化氢溶液和二氧化锰固体混合制取氧气,不需要加热,所以发生装置选择B;
过氧化氢在二氧化锰的催化下生成水和氧气,符号表达式为:;
(3)高锰酸钾制取氧气速度较快,所以应在A的试管口放一团棉花,防止加热时固体粉末进入导管;
装置E为排水法收集氧气,排水法收集样品要等气泡连续均匀冒出开始收集,以免开始收集到装置排出的空气;
收集完氧气后,应先撤离导管,再熄灭酒精灯,防止倒吸冷水进试管,使试管炸裂,故选①。
【变式5-1】(24-25九年级上·山东潍坊·期末)实验室用高锰酸钾制取氧气的部分操作如图所示,其中正确的是
A.检查装置气密性 B.取用药品
C.氧气制备 D.氧气验满
【答案】A
【解析】A、先将导管一端浸入水中,然后用手捂住试管,如果导管口有气泡产生,说明装置气密性良好,选项A正确;
B、取用高锰酸钾时,应先使试管倾斜,把盛有高锰酸钾的药匙(或纸槽),小心地送到试管底部,然后使试管直立起来。图中,试管没有倾斜,药匙没有送到试管底部,高锰酸钾晶体可能沾在管口和管壁上,选项B不正确;
C、给试管中的固体加热,为了防止冷凝水回流到热的试管底部,导致试管炸裂,试管口应略向下倾斜。另外为了防止加热时试管内的粉末状固体进入导气管,试管口需放一团棉花。选项C不正确;
D、用向上排空气法收集氧气,验满时应将带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,则说明氧气已集满,图中带火星的木条伸入瓶内,即使木条复燃,也不能说明氧气已集满,选项D不正确。
故选A。
【变式5-2】(24-25八年级上·山东烟台·期末)氧气的来源有多种。
(1)工业上获取氧气的方法是分离空气。若采用分子筛分离空气(如图甲)。该生产方法原理类似于化学实验操作中的 ,分子筛的空隙比氧气分子的直径 (选填“大”或“小”)。若利用沸点不同,从液态空气中获得氧气,则此过程属于 (填“物理”或“化学”)变化。
(2)实验室可以用加热高锰酸钾(KMnO4)或氯酸钾(KClO3)的方法制取氧气。若钾元素的化合价为+1价,标出KMnO4中锰元素的化合价 ,从物质组成上看,二者都可用于制取氧气的原因是 。实验室利用上述方法制取氧气的发生装置如图乙。
①若用托盘天平称取22g氯酸钾,砝码应放在托盘天平的 (填“左”或“右”)盘,称量过程中若指针偏右,接下来的操作应是 。
②组装图乙装置时,应先放置 (选填“酒精灯”或“试管”),试管的高度根据 确定。实验前,用图丙所示方法检查装置气密性时,如果气密性良好,很快会出现的现象是 。
(3)家用制氧机有膜分离、变压吸附等制氧方式。其中变压吸附制氧常用的吸附剂是沸石分子筛。空气的主要成分是氮气和氧气。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、结果如图丁。由图可知,25℃时吸附压越大越有利于分离N2和O2,证据是 。
【答案】(1)过滤 大 物理
(2) 都含有氧元素,且在一定条件下分解产生氧气 右 继续向左盘添加试剂氯酸钾,直至天平平衡 酒精灯 酒精灯外焰的高度 气泡冒出
(3)25℃时随着吸附压的增大,对N2的吸附量比对O2的吸附量增加多得多。
【解析】(1)空气通过加压后,氧气能够通过分子筛而其它气体不能通过,这样达到了分离空气的目的,该生产方法原理类似于化学实验操作中的过滤;分子筛的空隙比氧气分子的直径大。若利用沸点不同,从液态空气中获得氧气,则此过程属于物理变化,此过程中没有新物质产生;
(2)实验室可以用加热高锰酸钾(KMnO4)或氯酸钾(KClO3)的方法制取氧气。若钾元素的化合价为+1价,氧元素为﹣2价,则根据化合物中各元素的化合价代数和为0可知,KMnO4中锰元素的化合价为+7价,表示方法为:;从物质组成上看,二者都可用于制取氧气的原因是都含有氧元素,且在一定条件下分解产生氧气;
①若用托盘天平称取22g氯酸钾,砝码应放在托盘天平的右盘,称量过程中若指针偏右,说明砝码质量大,接下来的操作应是继续向左盘添加试剂氯酸钾,直至天平平衡;
②组装仪器装置时,应先放置酒精灯,试管的高度根据酒精灯外焰的高度确定,因为外焰温度最高,用外焰加热,实验前,用图丙所示方法检查装置气密性时,如果气密性良好,很快会出现导管口有气泡冒出的现象,因为装置内气体受热膨胀,会从导管口逸出形成气泡;
(3)由图丁可知,25℃时对N2的吸附量大于对O2的吸附量,所以25℃时吸附量越大越有利于分离N2和O2,证据是25℃时随着吸附压的增加,N2的吸附量曲线在O2的吸附量曲线上方且吸附量的差距在增大,即25℃时吸附压越大,越有利于对N2和O2的分离。
题型06 催化剂及催化作用
【典例6】(24-25八年级上·山东泰安·期末)下列有关催化剂的说法正确的是
A.任何化学反应都需要催化剂 B.加入催化剂可以使生成物的质量增加
C.能改变化学反应速率 D.在化学反应后其化学性质发生了变化
【答案】C
【解析】A、不是任何化学反应都需要催化剂,有些化学反应反应速率很快,如两种溶液的反应,瞬间即可完成,不需使用催化剂,故A错误;
B、催化剂只能改变化学反应速率,不能影响生成物的质量,故B错误;
C、催化剂能改变化学反应速率,故C正确;
D、催化剂在化学反应后其化学性质没有发生变化,故D错误。
故选C。
方|法|点|拨
这种在化学反应里,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作催化剂。催化剂在化学反应中所起的作用叫作催化作用,改变反应速率,可以加快也可以减速,不能改变反应质量。
【变式6-1】(24-25九年级上·山东德州·期末)实验室中用过氧化氢溶液制取氧气时,没有加入二氧化锰,产生的结果是
A.不会生成氧气 B.生成氧气速率慢
C.生成氧气量少 D.没有任何的影响
【答案】B
【解析】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。实验室用双氧水制取氧气时,二氧化锰起到催化作用是该反应的催化剂,根据催化剂概念可知,是否添加二氧化锰只能改变反应速率,不加二氧化锰只会导致生成氧气的速率慢,不能改变是否产生氧气以及产生的氧气总量。
故选B。
【变式6-2】(24-25八年级上·山东东营·期末)兴趣小组实验围绕过氧化氢分解速率的影响因素进行实验。其他条件相同时,甲同学利用下列方案进行实验,所得数据如下:
实验序号
所用试剂
收集氧气
所用时间/s
1
30mL 10%的H2O2溶液
0.1gMnO2粉末
500mL
17
2
30mL 10%的H2O2溶液
0.3g MnO2粉末
500mL
6
3
30mL 10%的H2O2溶液
0.5g MnO2粉末
500mL
2
4
30mL 10%的H2O2溶液
0.7g MnO2粉末
500mL
2
5
0.3g MnO2粉末
500mL
t
(1)比较反应速率的快慢,观测的方法是:收集相同体积的气体 。
(2)实验1~4的目的是 。
(3)乙同学提出应该再加一组实验,研究30mL10%的 H2O2 溶液 ,MnO2 粉末用量为0.9g时的实验数据,你觉得是否有必要,并说明理由 。
(4)综合上述探究的结果,丙同学进一步提出猜想,其他条件相同时,H2O2溶液浓度越大,过氧化氢分解速率越快。结合甲同学的实验2,丙同 学补充进行实验5,验证猜想成立。填充上表实验5所用试剂 及所用时间范围 。
(5)丁同学用下图装置进行试验。
通过比较 也能判断过氧化氢分解速率的快慢。
【答案】(1)所需的时间
(2)探究其他条件相同时,二氧化锰的用量对氧化氢分解速率的影响
(3)否,理由是由3、4两组实验可知,二氧化锰用量达到0.5g时,反应速率不再变化
(4)30mL20%的溶液 t<6
(5)电子天平示数变化快慢
【解析】(1)比较反应速率的快慢,观测的方法是:收集相同体积的气体所需的时间;
(2)由表格数据可知,实验1~4中过氧化氢溶液的浓度、体积和二氧化锰的形状均相同,二氧化锰的质量不同,则实验1~4的目的是探究其他条件相同时,二氧化锰的用量对氧化氢分解速率的影响;
(3)由表格数据可知,实验3、4中其他条件相同,二氧化锰的质量不同,分别为0.5g、0.7g,而收集500mL氧气所需的时间相同,说明二氧化锰用量达到0.5g时,反应速率不再变化,则没必要再加一组实验,故填:否,理由是由3、4两组实验可知,二氧化锰用量达到0.5g时,反应速率不再变化;
(4)综合上述探究的结果,丙同学进一步提出猜想,其他条件相同时,溶液浓度越大,过氧化氢分解速率越快,则设计实验时应保持其他条件相同,只改变过氧化氢溶液的浓度,结合甲同学的实验2,则实验5所用试剂为30mL20%的溶液、0.3g粉末;证明丙同学猜想成立,即其他条件相同时,溶液浓度越大,过氧化氢分解速率越快,则实验5所用时间范围t<6;
(5)通过比较电子天平示数变化快慢也能判断过氧化氢分解速率的快慢,电子天平示数变化的快,说明过氧化氢分解速率快。
期末基础通关练(测试时间:10分钟)
1.(24-25八年级下·山东烟台·期末)据了解,鸡蛋气室中的气体来源于空气。气室中体积含量最高的气体是
A. B. C.He D.
【答案】B
【解析】空气中各种气体的体积含量约为:氮气(N2)78%、氧气(O2)21%、稀有气体0.94%、二氧化碳0.03%、其它气体0.03%。由于鸡蛋气室中的气体来源于空气,所以气室中体积含量最高的气体是氮气,故选B。
2.(24-25九年级上·山东菏泽·期末)节日期间的商场顾客多,有人会感觉到胸闷缺氧,该商场空气中氧气的体积分数可能是
A.1% B.18% C.21% D.78%
【答案】B
【解析】正常的空气中氧气约占空气21%,节日期间商场顾客很多,有人会感觉到胸闷缺氧,则此时测定出氧气的体积分数小于21%但不会相差太大。可能是18%,故选B。
3.(24-25八年级下·山东泰安·期末)用如图所示装置来测定空气中氧气的含量。加热试管,红磷(足量)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.要达到实验目的,试管中的红磷可以更换为木炭
B.红磷燃烧冷却至室温后打开弹簧夹,要等到注射器活塞不再移动才能读数
C.若注射器中的水最终减少了,说明空气中氧气的体积分数约为
D.该实验可说明不支持燃烧
【答案】A
【解析】A、木炭在空气中燃烧生成二氧化碳气体,装置内压强变化不大,测得结果偏小,因此不能将试管中的红磷更换为木炭,故选项说法不正确;
B、红磷燃烧冷却至室温后打开弹簧夹,要等到注射器活塞不再移动才能读数,否则测定结果偏小,故选项说法正确;
C、若注射器中的水最终减少了,说明试管中氧气的体积为10mL,则空气中氧气的体积分数约为,故选项说法正确;
D、红磷燃烧把氧气耗尽,剩余气体的成分主要是氮气,足量的红磷燃烧一段时间后熄灭,说明氮气不能燃烧,不能支持燃烧,故选项说法正确。
故选A。
4.(24-25八年级下·山东滨州·期末)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.空气中氧气的体积分数约为21%
B.食品包装袋中充入氮气可延长食品保质期
C.稀有气体充入灯泡中可制成五彩的霓虹灯
D.空气中二氧化碳含量过高会造成温室效应增强,因此二氧化碳属于空气污染物
【答案】D
【解析】A、空气中氧气约占总体积的21%,说法正确;
B、氮气化学性质稳定,不易与食品发生反应,可防止食品氧化变质,常用于食品包装以延长保质期,说法正确;
C、稀有气体在通电时会发出不同颜色的光,可用于制造霓虹灯,说法正确;
D、二氧化碳含量过高确实会导致温室效应增强,但二氧化碳是空气的正常成分,不属于空气污染物,说法错误。
故选D。
5.(24-25八年级上·山东济南·期末)实验小组用如图所示装置来测定空气中氧气的含量,下列关于该实验的说法中,错误的是
A.实验前应检查装置的气密性
B.实验中可以用木炭代替铜粉实验
C.反应后玻璃管内剩余气体主要为氮气
D.气球的作用主要是密封和调节装置内的气压
【答案】B
【解析】A、实验前应检查装置的气密性,以防装置漏气造成测定结果偏小(燃烧冷却后玻璃管内气压小于大气压,有部分空气进入管中,弥补了消耗的氧气,导致实验结果偏小),故A说法正确;
B、木炭在空气中燃烧,消耗氧气,生成二氧化碳气体,导致玻璃管中气压无明显变化,不能测定空气中氧气含量,故B说法错误;
C、铜和氧气加热生成氧化铜,空气主要是由氮气与氧气组成的,反应后氧气被耗尽,因此反应后玻璃管内剩余气体主要为氮气,故C说法正确;
D、气球的作用主要是密封和调节装置内的气压,防止装置内压强增大胶塞被弹出,故D说法正确。
故选:B。
6.(24-25八年级下·山东潍坊·期末)在化学课堂上,某同学记录的实验现象如下,其中描述正确的是
A.蜡烛在空气中充分燃烧,产生大量白烟
B.铁丝在空气中剧烈燃烧,火星四射,生成四氧化三铁固体
C.木炭在氧气中充分燃烧,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体
D.硫在氧气中燃烧,产生淡蓝色火焰,生成无色无味的气体
【答案】C
【解析】A、蜡烛在空气中充分燃烧,产生黄白色火焰,不会产生大量白烟,产生大量白烟是红磷燃烧的现象,A错误;
B、铁丝在空气中只能烧至发红,不会剧烈燃烧、火星四射;且“生成四氧化三铁固体”是实验结论,不是实验现象,B错误;
C、木炭在氧气中充分燃烧,发出白光,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体,C正确;
D、硫在氧气中燃烧,产生蓝紫色火焰,生成一种有刺激性气味的气体,D错误。
故选C。
7.(24-25八年级下·山东淄博·期中)下列变化属于缓慢氧化的是
A.纸张燃烧 B.塑料老化 C.湿衣服晾干 D.火药爆炸
【答案】B
【解析】A.纸张燃烧是剧烈的氧化反应,不属于缓慢氧化,故选项不符合题意;
B.塑料老化是塑料是与空气的氧气等发生的不容易察觉的缓慢氧化,故选项符合题意;
C.湿衣服晾干,只是状态的变化,没有新物质生成,属于物理变化,不属于缓慢氧化,故选项不符合题意;
D.火药爆炸是剧烈的氧化反应,不属于缓慢氧化,故选项不符合题意;
故选:B。
8.(24-25八年级下·山东烟台·期末)某跨学科实践活动小组组装了微型空气质量“检测站”,得到当日学校附近空气的质量报告,如图。下列说法正确的是
A.当日首要污染物为PM10
B.本小组缺少对CO2这一空气污染物的检测
C.以上物质中涉及3种氧化物
D.空气质量指数(AQI)越大,空气质量状况越好
【答案】C
【解析】A、由图可知,臭氧指数最高,则当日首要污染物为臭氧,故说法错误;
B、二氧化碳是空气的成分之一,不属于空气污染物,故说法错误;
C、氧化物是由两种元素组成其中一种元素为氧元素,图中二氧化氮、二氧化硫、一氧化氮属于氧化物,故说法正确;
D、空气质量指数(AQI)越大,说明污染物含量越高,则空气质量状况越差,空气质量指数(AQI)越小,说明污染物含量越少,则空气质量状况越好,故说法错误。
故选:C。
9.(24-25八年级下·山东烟台·期末)下列是小明同学设计的氧气制取的实验操作,其中错误的是
A.检查气密性 B.添加药品
C.排空气法收集 D.检验
【答案】B
【解析】A、检查气密性时,把导管的一端浸没在水中,手紧贴试管外壁,若导管口有气泡冒出,装置不漏气,故图示操作正确;
B、取用粉末状药品,试管倾斜,用药匙或纸槽把药品送到试管底部,故图示操作不正确;
C、氧气的密度比空气大,气体先在集气瓶下方聚集,用如图装置收集氧气时,氧气从短导管进入,故图示操作正确;
D、氧气具有助燃性,检验氧气的方法是将带火星的木条伸入集气瓶内,若木条复燃,则为氧气,故图示操作正确。
故选B。
10.(24-25九年级上·山东滨州·期末)已知也可以催化的分解,现向一定量的溶液中滴入几滴一定溶质质量分数的溶液,充分反应(忽略水的挥发)。下列图象正确的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】A、过氧化氢在氯化铁的催化作用下分解生成水和氧气,所以氧气的质量从零开始逐渐增加,直至过氧化氢完全分解不再变化,图像错误,不符合题意;
B、向一定量的溶液中滴入几滴一定溶质质量分数的溶液,所以溶剂的质量一开始不为零,过氧化氢在氯化铁的催化作用下分解生成水和氧气,则溶液中溶剂的质量逐渐增加,直至过氧化氢完全分解不再变化,图像正确,符合题意;
C、过氧化氢在氯化铁的催化作用下分解生成水和氧气,则过氧化氢的质量分数逐渐减小,直至过氧化氢完全分解变为0,图像错误,不符合题意;
D、氯化铁作为过氧化氢分解的催化剂,其质量在反应前后不变,过氧化氢在氯化铁的催化作用下分解生成水和氧气,氧气是气体会逸散到空气中,所以溶液质量改变,图像错误,不符合题意。
故选:B。
11.(24-25八年级下·山东泰安·期末)化学就在我们身边,它能改变我们的生活。在下列物质中选择适当物质填空(填字母)。
A.空气 B.二氧化硫 C.红磷 D.氧气 E.水 F.氮气 G.二氧化碳
(1)医疗急救上常用到的气体是 ;
(2)属于污染物的气体是 ;
(3)常温下为液态物质的是 ;
(4)空气中按体积计算含量最高的气体是 。
【答案】(1)D
(2)B
(3)E
(4)F
【解析】(1)医疗急救上常用到的气体,氧气能供给呼吸,在医疗急救上常用于支持患者的呼吸,所以医疗急救上常用到的气体是氧气,故填:D。
(2) 属于污染物的气体,二氧化硫是一种常见的空气污染物,它会导致酸雨等环境问题,所以属于污染物的气体是二氧化硫,故填:B。
(3)常温下为液态物质的是,在常温下,水是液态物质,所以常温下为液态物质的是水,故填E。
(4)空气中按体积计算含量最高的气体, 空气中各成分按体积分数计算,氮气约占78%、氧气约占21%、稀有气体约占0.94%、二氧化碳约占0.03%、其他气体和杂质约占0.03%,所以空气中按体积计算含量最高的气体是氮气,故填F。
12.(24-25八年级上·山东淄博·期末)如图是某地某天的空气质量状况。
主要污染物
空气质量指数
48
43
CO
0.8
77
15
50
(1)该地的空气质量指标是 ,空气质量指标类别是 。
(2)空气污染物中的首要污染物是 。在气体污染物中,属于单质的是 。
(3)中硫元素的化合价是 价。二氧化硫溶于水,与水反应生成亚硫酸,写成该反应的文字表达式 ,反应的基本类型属于 反应。
(4)一氧化碳和二氧化碳都是由碳氧元素组成的化合物,两者化学性质不同,原因是 。
【答案】(1)67 良
(2)PM10 臭氧/O3
(3)+4 二氧化硫+水→亚硫酸 化合
(4)分子构成不同
【解析】(1)从图中可以直接看出该地的空气质量指标是67,根据空气质量指数与空气质量状况的对应关系,67对应的空气质量指标类别是良;
(2)比较各污染物的空气质量指数,PM10的空气质量指数77最大,所以空气污染物中的首要污染物是PM10;在给出的气体污染物中,O3是由一种元素组成的纯净物,属于单质,所以在气体污染物中,属于单质的是O3;
(3)在二氧化硫中,氧元素显-2价,设硫元素的化合价为x,根据化合物中各元素正负化合价代数和为零,可得x+(-2)×2=0,解得x=+4,所以中硫元素的化合价是+4价;二氧化硫溶于水,与水反应生成亚硫酸,该反应的文字表达式为:二氧化硫+水→亚硫酸,该反应是两种物质生成一种物质,反应的基本类属于化合反应;
(4)一氧化碳和二氧化碳都是由碳氧元素组成的化合物,但是它们的分子构成不同,一氧化碳分子由一个碳原子和一个氧原子构成,二氧化碳分子由一个碳原子和两个氧原子构成,所以两者化学性质不同,原因是分子构成不同。
13.(24-25八年级上·山东东营·期末)如图是工业分离液态空气制氧气的有关 流程。请回答下列问题。
(1)经过步骤A处理后的空气属于 (填“纯净物”或“混合物”)。步骤C的原理是利用氮气和氧气的 不同,将氮气和氧气分离开来。
(2)嫦娥五号取回的月壤就保存在氮气中,这说明氮气具有的性质是 。
(3)将氧气装入集气瓶中,并将燃着的木条伸入集气瓶中,观察到的现象是 。将红热的铁丝迅速插入盛有氧气的集气瓶中(瓶中预先留少量水或铺一层细沙),观察到的现象是 。
(4)一种利用氯酸钠(NaClO3) 和铁粉的混合物快速产生氧气的设备,其反应可表示为2NaC1O32NaCl+3O2↑; 反应类型为 ,其中铁粉的作用是 。NaC1O3中 Cl 的化合价为 。
【答案】(1)混合物 沸点
(2)氮气的化学性质不活泼
(3)木条燃烧的更旺 剧烈燃烧,火星四射,放出大量的热,生成一种黑色固体
(4)分解反应 和氧气反应放热,为氯酸钠分解提供热量 +5
【解析】(1)经过步骤 A 处理后的空气,除去了二氧化碳和水蒸气等,但仍含有氮气、氧气等多种气体,所以属于混合物;步骤 C 是分离液态空气,原理是利用氮气和氧气的沸点不同,将氮气和氧气分离开来。因为在低温条件下,液态空气升温时,沸点低的氮气先汽化,从而实现分离;
(2)嫦娥五号取回的月壤保存在氮气中,这说明氮气化学性质不活泼,能防止月壤与其他物质发生反应,起到保护作用;
(3)将氧气装入集气瓶中,燃着的木条伸入集气瓶中,由于氧气具有助燃性,能使燃着的木条燃烧更旺,会观察到木条燃烧更旺的现象;
将红热的铁丝迅速插入盛有氧气的集气瓶中(瓶中预先留少量水或铺一层细沙,防止高温熔融物溅落炸裂瓶底),铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体,放出大量的热;
(4)根据化学方程式2NaC1O32NaCl+3O2↑可知,该反应符合“一变多”的形式,属于分解反应;其中铁粉的作用是和氧气反应放热,为氯酸钠分解提供热量;NaClO3中钾元素显+1价,氧元素显-2价,设氯元素的化合价是x,根据在化合物中正负化合价代数和为零,可得:(+1)+x+(-2)×3=0,则x=+5。
14.(24-25八年级上·山东泰安·期末)下图1为实验室中制备、收集和进行实验探究的部分仪器,根据要求回答:
(1)仪器①的名称是 ;使用仪器②的优点是 。
(2)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰固体制取氧气的文字表达式为 。若用加热高锰酸钾的方法制取一瓶干燥的氧气,应选择的制取装置是 (填字母序号);为了防止加热时试管内的粉末状物质进入导管,应在试管口放一团 。
(3)选择收集方法时,下列气体性质中必须考虑的是___________(填字母序号)。
①颜色;②密度;③可燃性;④溶解性;⑤能否与水反应
A.①②③ B.③④⑤ C.②③④ D.②④⑤
(4)实验室制取一般有六个步骤:①检查装置的气密性;②按要求装配好仪器;③向分液漏斗中注入过氧化氢溶液;④向锥形瓶中放入二氧化锰固体;⑤用带火星的木条靠近集气瓶瓶口验满;⑥收集气体。则正确的操作顺序是 (填数字序号)。
(5)化学兴趣小组利用某固体增氧剂(可与水反应产生)、饮料瓶、注射器、吸管、输液管等设计并制作了简易供氧器,如图2所示。图2中的甲装置与图1中的 (填字母序号)装置作用类似。
(6)图3中集气瓶③中观察到的现象是 。集气瓶④底部加入少量水的作用是 。
【答案】(1)长颈漏斗 可以控制反应速率
(2)过氧化氢水+氧气 AD 棉花
(3)D
(4)②①④③⑥⑤
(5)C
(6)澄清石灰水变浑浊 防止高温熔融物溅落,炸裂集气瓶底部
【解析】(1)由图可知,仪器①的名称是长颈漏斗;仪器②是分液漏斗,使用分液漏斗的优点是可以控制液体的滴加速度,从而控制反应速率,故填:长颈漏斗;可以控制反应速率;
(2)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰固体制取氧气,即过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气,反应的文字表达式为过氧化氢水+氧气;若用加热高锰酸钾的方法制取氧气,属于固-固加热型,选择的发生装置为A;氧气的密度比空气大,不易溶于水,可采用向上排空气法或排水法收集,采用向上排空气法收集气体较干燥,选择的收集装置为D;为了防止加热时试管内的粉末状物质进入导管,应在试管口放一团棉花,故填:过氧化氢水+氧气;AD;棉花;
(3)选择气体收集方法时,需要考虑气体的密度、溶解性以及能否与水反应。如果气体密度比空气大,可用向上排空气法收集;如果气体密度比空气小,可用向下排空气法收集;如果气体难溶于水且不与水反应,可用排水法收集。而气体的颜色和可燃性与收集方法的选择无关,所以必须考虑的是②④⑤,故选D;
(4)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的正确操作顺序是:②按要求装配好仪器;①检查装置的气密性;④向锥形瓶中放入二氧化锰固体;③向分液漏斗中注入过氧化氢溶液;⑥收集气体;⑤用带火星的木条靠近集气瓶瓶口验满,即正确的操作顺序为②①④③⑥⑤,故填:②①④③⑥⑤;
(5)简易供氧器图2中的甲装置是用来控制液体滴加速率,从而控制反应速率,与图1中的C装置(通过分液漏斗控制液体的滴加速率,进而控制反应速率)作用类似,故填:C;
(6)图3中集气瓶③中,二氧化碳和澄清石灰水反应生成白色沉淀,现象是澄清石灰水变浑浊。玻璃是热的不良导体,受热不均会发生炸裂,集气瓶④中是铁丝在氧气中燃烧的实验,底部加入少量水的作用是防止高温熔融物溅落,炸裂集气瓶底部,故填:澄清石灰水变浑浊;防止高温熔融物溅落,炸裂集气瓶底部。
期末重难突破练(测试时间:10分钟)
1.(24-25八年级下·山东·期末)“人造空气”中氧气、氮气、二氧化碳的体积分数分别为21%、78%、0.1%。下列说法中正确的是
A.该“人造空气”的成分与空气的成分完全相同
B.该“人造空气”的可以用于航天和航海作业
C.将燃着的木条放入“人造空气”中,会燃烧得更旺
D.若“人造空气”只含有氧气,会更有益于人的呼吸
【答案】B
【解析】A、真实空气中二氧化碳的体积分数约为0.03%,而“人造空气”中二氧化碳为0.1%,明显高于真实空气。A错误。
B、航天和航海作业需要呼吸支持的环境,“人造空气”中氧气(21%)和氮气(78%)的比例与真实空气相似,能维持正常呼吸和燃烧。B正确。
C、燃烧的剧烈程度主要取决于氧气浓度。“人造空气”中氧气体积分数为21%,与真实空气相同,因此燃烧情况应正常。C错误。
D、呼吸纯氧气(100%氧气)对人体有害,可能导致氧中毒(如肺部损伤或细胞氧化)。真实空气中的氮气起到稀释氧气、调节呼吸的作用,长期呼吸纯氧反而不利于健康。D错误。
故选B。
2.(24-25八年级下·山东泰安·期末)化学兴趣小组的同学们学习了“空气中氧气含量的测定”实验后,对教材实验进行了归纳和总结,下列关于相关实验的说法错误的是
A.实验1拉瓦锡用汞的优点是:汞能将密闭装置内空气中的氧气几乎消耗尽
B.实验2不能用木炭代替红磷测定空气中氧气的含量
C.实验3硬质玻璃管中空气的体积为44mL,注射器中空气的体积为36mL,反应后注射器内剩余气体的体积为24mL,则空气中氧气的体积分数为25%
D.三个实验的原理都是利用化学反应,在不引入新的杂质的前提下,将氧气转化为固体,从而达到测定空气中氧气含量的目的
【答案】C
【解析】A、汞只能与空气中的氧气反应,且该实验采用加热而不是点燃,持续时间很长,能够尽可能让装置内的空气几乎耗尽,不符合题意;
B、木炭在空气中燃烧生成二氧化碳,二氧化碳是气体,化学反应前后压强变化不大,无法测定空气中氧气的含量,不能用木炭代替红磷测定空气中氧气的含量,不符合题意;
C、实验3中利用铜粉消耗氧气,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,注射器活塞向右移动,注射器内减少的体积就是消耗氧气的体积,则测得空气中氧气的体积分数为:,符合题意;
D、实验1中利用汞和氧气在加热的条件下反应生成氧化汞,实验2中红磷燃烧生成五氧化二磷,实验3中铜与氧气在加热的条件下反应生成氧化铜,三个实验的原理都是利用化学反应,在不引入新的杂质的前提下,将氧气转化为固体,导致装置内压强减小,利用压强差测出消耗氧气的体积,然后测定空气中氧气的含量,不符合题意。
故选C。
3.(24-25八年级下·山东烟台·期末)下列关于氧气的说法,正确的是
A.氧气化学性质稳定,可延长食品保质期
B.硫在氧气中燃烧,发出微弱的黄色火焰
C.塑料老化、钢铁锈蚀都发生了缓慢氧化
D.工业上可根据物质的密度不同,通过分离液态空气获得氧气
【答案】C
【解析】A. 氧气化学性质比较活泼,易与食品中的有机物发生氧化反应,导致食品腐败变质,因此,氧气不能延长食品保质期,此选项错误;
B. 硫在氧气中燃烧的实验现象是发出明亮的蓝紫色火焰,生成有刺激性气味的气体,此选项错误;
C. 缓慢氧化是指进行得很慢、甚至不易被察觉的氧化反应。钢铁锈蚀是铁与氧气、水蒸气反应生成铁锈(主要成分为氧化铁),属于典型的缓慢氧化。塑料老化是由于塑料中的高分子材料长期暴露在空气中,与氧气发生缓慢氧化反应,导致结构降解(如变脆、开裂),也属于缓慢氧化,此选项正确;
D. 工业上制取氧气主要通过分离液态空气法,但分离原理是利用液态空气中各成分的沸点不同,液氮先蒸发变为氮气,留下液态氧,此选项错误。
故选C。
4.(24-25八年级下·山东潍坊·期末)实验小组按图1所示的装置加热高锰酸钾制氧气,图2表示试管内固体的质量随着加热时间的变化关系,下列分析正确的是
A.M点时导管口会冒出的气泡是氧气
B.在图1的N点时刻,导管口无气泡放出
C.P点得到的固体属于纯净物
D.图1中的棉花可以防止加热时试管内的粉末状物质进入导管
【答案】D
【解析】A、M点时高锰酸钾没有分解,导管口会冒出的气泡是受热膨胀逸出的空气,故选项不正确。
B、在图1的N点时刻,高锰酸钾正在分解生成氧气等物质,导管口有气泡放出,故选项不正确。
C、P点得到的固体中含有锰酸钾和二氧化锰,是混合物,故选项不正确。
D、图1中的棉花可以防止加热时试管内的粉末状物质进入导管,故选项正确。
故选:D.
5.(24-25九年级上·山东滨州·期末)下表是研究性学习小组研究影响过氧化氢分解速率的因素时采集的一组数据:用10mLH2O2水溶液制取150mL氧气所需的时间(秒)
浓度
反应条件
30%H2O2
15%H2O2
10%H2O2
5%H2O2
无催化剂、不加热
反应极慢
反应极慢
反应极慢
反应极慢
无催化剂、加热
360秒
480秒
540秒
720秒
MnO2催化剂、加热
10秒
25秒
60秒
120秒
关于上述实验有下列几种说法,其中说法正确的是
①催化剂加快了该反应的速率
②浓度不是影响反应速率的因素
③此实验研究了四个影响反应速率的因素
④浓度越小,反应速率越慢
⑤浓度越大,反应速率越慢
A.①④ B.①② C.①③⑤ D.①③④
【答案】A
【解析】①根据表格数据,当过氧化氢溶液浓度相同、均加热,制取150mL氧气所需的时间:有二氧化锰催化剂的比无催化剂的段,即催化剂二氧化锰加快了反应速率;故选项正确;
②当其它条件相同时,浓度越小,制取150mL氧气所需的时间越长,浓度越大,制取150mL氧气所需的时间越短,即浓度越小反应速率越慢;浓度越大,反应速率越快,所以说浓度是影响反应速率的因素,故选项错误;
③此实验研究了三个影响反应速率的因素;浓度、温度、催化剂,故选项错误;
④当其它条件相同时,浓度越小,制取150mL氧气所需的时间越长,即浓度越小,反应速率越慢,故选项正确;
⑤当其它条件相同时,浓度越大,制取150mL氧气所需的时间越短,即浓度越大,反应速率越快,故选项错误;
故选:A。
6.(24-25八年级下·山东潍坊·期末)某化学兴趣小组对过氧化氢溶液制取氧气进行项目式学习活动。
(1)项目一:探究红砖粉末能否做过氧化氢分解的催化剂。
实验步骤
实验现象
实验结论
1、将带火星的木条伸入盛有过氧化氢溶液的试管中
木条不复燃
常温下过氧化氢分解很慢或不分解
2、向上述试管中加入红砖粉末,再将带火星的木条伸入试管中
木条复燃
红砖粉末能 填“加快”或“减慢”过氧化氢分解的速率,反应的文字表达式为 。
3、待上述试管中的反应停止后,重新加入过氧化氢溶液,并伸入带火星的木条
在化学反应前后,红砖粉末的化学性质 填“不变”或“改变”
小芳认为:仅凭上述三个实验还不能证明红砖粉末为过氧化氢分解的催化剂,还需要探究它在化学反应前后 不变。
(2)项目二:探究溶液的质量分数、温度对反应速率的影响。设计如表实验方案:
序号
过氧化氢溶液的体积
过氧化氢溶液的质量分数
二氧化锰质量
温度
相同时间内收集气体的体积
1
5
20
2
5
25
3
5
X
实验3与实验2对照,表格中 ,实验目的是探究溶液质量分数对反应速率的影响。
(3)项目三:探究制取氧气的适宜催化剂
将二氧化锰、氧化铜、氧化铁三种催化剂分别制成含等质量催化剂、大小相同的微球,采用图1装置进行实验,得到锥形瓶内压强随时间变化的曲线,见图2.
ⅰ.催从实验曲线看,催化效果较好、反应温和的催化剂是 。
ⅱ.催下列关于催化剂的说法正确的是 填字母。
a.同一个化学反应可以有多种催化剂
b.催化剂能改变化学反应速率
c.催化剂能增加生成物的质量
【答案】(1)加快 过氧化氢水+氧气 木条复燃 不变 质量
(2)25
(3)氧化铜
【解析】(1)步骤1将带火星的木条伸入盛有过氧化氢溶液的试管中,木条不复燃;步骤2向上述试管中加入红砖粉末,再将带火星的木条伸入试管中,木条复燃,说明红砖粉末能加快过氧化氢分解的速率;过氧化氢在红砖粉末的催化作用下分解生成水和氧气,反应的文字表达式是过氧化氢水+氧气;
步骤3待上述试管中的反应停止后,重新加入过氧化氢溶液,并伸入带火星的木条,木条复燃,说明在化学反应前后,红砖粉末的化学性质不变;
仅凭上述三个实验还不能证明红砖粉末为过氧化氢分解的催化剂,还需要探究它在化学反应前后质量不变;
(2)实验3与实验2对照,实验目的是探究溶液质量分数对反应速率的影响,其他条件相同,变量为溶液质量分数,则表格中;
(3)ⅰ.由图2可知,相同时间内,用二氧化锰作催化剂时产生的压强最高,用氧化铜作催化剂时产生的压强适中,用氧化铁作催化剂时产生的压强最低,说明利用二氧化锰时反应速率太快、利用氧化铁时反应速率太慢,因此催化效果较好、反应温和的催化剂是氧化铜;
ⅱ.a、一个化学反应可以有多种催化剂,如氧化铜、氧化铁、二氧化锰等都能作为过氧化氢分解的催化剂,说法正确,符合题意;
b、催化剂能改变化学反应速率,说法正确,符合题意;
c、催化剂不能增加生成物的质量,说法错误,不符合题意。
故选ab。
7.(24-25八年级下·山东滨州·期末)建构合理的思维模型,既能促进深度学习,又能提高思维品质。小科建构了“两组分混合物含量测定”的思维模型。
运用该模型对教材中“测定空气中氧气含量”的实验进行了再探究:忽略含
量很低的其它物质,空气可以看成由氮气和氧气组成的两组分混合物。
【探究一】根据沸点低的组分先汽化的性质,测定混合物中某组分的含量。
(1)将空气转变为液态空气,液氮先汽化。从建模角度分析,该操作属于上述思维模型中的 。
【探究二】根据混合物中某组分发生化学反应,测定混合物中某组分的含量。
(2)按如图甲装置测定空气中氧气含量。
【实验步骤】
实验1:按图1所示装置,用白磷燃烧的方法测定空气中氧气的体积分数。
实验2:按图2所示装置,在集气瓶内壁用水均匀涂附铁粉除氧剂(其中辅助成分不干扰实验),利用铁生铁锈(铁能与氧气反应生成铁锈)的原理测定空气中氧气的体积分数。
①实验1中,白磷要足量的目的是 。
②图2装置要测定的数据有 。
③连接数字传感器,测得实验1、实验2中氧气的体积分数随时间变化的关系分别如图3、图4所示。依据图中信息,实验2的测定方法更准确,判断依据是 。
【继续探究】
运用上述思维模型,同学们又设计了图乙的实验装置。
①请根据某小组提供的实验数据,完成表格:
硬质玻璃管中空气的体积
反应前注射器中空气的体积
反应后注射器中气体体积
实验测得空气中氧气的体积分数(结果精确到1%)
50mL
20mL
7mL
②不同实验小组做上述实验时结果差别较大,其中有些小组测定出空气中氧气的体积分数低于实际数值,请分析导致测定数值偏低的原因是 (答出1点即可)。
【答案】(1)分离转移
(2)耗尽装置内空气中的氧气 集气瓶的容积、最终水进入集气瓶中的体积 实验2铁生锈消耗的氧气更充分 19% 铜粉不足(合理即可)
【解析】(1)将空气转变为液态空气,液氮先汽化。该过程中没有新物质生成,从建模角度分析,该操作属于上述思维模型中的分离转移;
(2) 实验1用白磷燃烧的方法测定空气中氧气的体积分数,该实验中白磷要足量的目的是耗尽装置内空气中的氧气;
图2装置利用铁生铁锈(铁能与氧气反应生成铁锈)的原理测定,则要测定的数据有集气瓶的容积、最终水进入集气瓶中的体积。
由图3、图4可知,实验1氧气体积分数降低到8.6%左右不再变化,实验2氧气体积分数降低到接近0%,说明实验2铁生锈消耗的氧气更充分,则实验2的测定方法更准确;
由表格数据可知,硬质玻璃管中空气的体积为50,反应前注射器中空气的体积为20 ,反应后注射器中气体体积为7,则实验测得空气中氧气的体积分数为19%;
不同实验小组做上述实验时结果差别较大,导致测定数值偏低的原因可能是铜粉不足或装置漏气或没有冷却至室温就读数等。
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专题04 我们周围的空气(期末复习讲义)
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明·期末考情:把握考试趋势方向,精准备考
理·核心要点:系统归纳知识脉络,构建体系
破·重难题型:攻克典型疑难问题,突破瓶颈
过·分层验收:阶梯式检测与评估,稳步提升
考查重点
命题角度
空气的成分及用途
空气的组成及作用常以选择题的形式考查,命题角度有空气各成分的含量(体积分数);氧气、氮气、稀有气体的性质及对应用途。
空气中氧气含量的测定
空气中氧气含量的测定常以选择题和填空题的形式考查,考查命题点有实验药品的判断;实验现象和结论的判断;实验误差的分析、实验装置的改进等。
空气的污染及防治
提高空气质量的措施(使用清洁能源、植树造林等);空气污染物的判断等。
氧气的性质
主要考查氧气的化学性质:化学性质活泼,支持燃烧,是常见的氧化剂。硫、木炭、铁丝、镁条等物质在氧气中燃烧的现象及化学方程式是常考内容。
氧气的制取
实验室制取氧气常以选择题和实验与探究题的形式考查,并且常与二氧化碳的制取及气体的检验与净化结合在一起考查,考查命题点有,药品的选择,仪器的名称及选择,药品的反应原理,实验步骤及注意事项,气体的检验与验满,气体的除杂净化等。
要点01 空气的成分及用途
1、分离液态空气:首先通过 ,使空气 ,然后 ,利用各气体的 ,使其在不同温度下气化,再冷凝,从而将各种气体分离,工业分离液态空气法—— 变化。
2、空气的成分及其体积分数(大约)
空气成分
氮气
氧气
稀有气体
二氧化碳
水蒸气和其它成分
体积分数
78%
21%
0.934%
0.034%
0.02%
3、用途: 氮气 工业生产硝酸和氮肥,食品防腐,液态氮气用作 ; O2供给 ,支持燃烧, 冶炼,金属焊接; 稀有气体用作 ,制作多用途电光源;
易|错|提|醒
1. 空气中各成分含量是指“体积分数”而不是“质量分数”。
2. 稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙和氡等气体的总称,因此“稀有气体”是混合物,而“氦气”、“氖气”等是纯净物。
要点02 氧气含量的测定
(一).拉瓦锡测定研究空气成分的实验
实验装置
实验现象
实验结论
1.对银白色的液态汞加热,一部分汞变成 色粉末,气体体积 。
2.将红色固体加强热,得到银白色固体和 ,把该气体加入之前容器剩下的气体中,所得气体与 性质完全一样。
空气由 和 组成
法国化学家 用定量的方法研究空气成分,得出结论:空气由 和 组成,其中氧气约占空气总体积的 。
(二).测定空气中氧气的含量
1、药品选择:只与 反应,不与其他气体反应。反应不产生 ,生成物是固体。
2、实验原理:2Cu+O22CuO。
3、实验步骤:(1)将一只具支试管注满水,倒入量筒,记录体积。
(2)在另一只具支试管中装入 塞上橡胶塞。观察铜粉的颜色。点燃酒精灯,左右移动预热试管。
(3)加热玻璃管中的铜,同时推拉 。
(4)停止加热后,将气球内的气体全部挤入注射器,待注射器活塞 后,记录体积
(5)读取剩余气体的体积,记录实验结果。
4、实验操作中的注意事项:在实验中,使铜粉足量是为了 ;不断推拉注射器的作用是 ;装置中气球的作用 。
5、实验现象:硬质玻璃管内 物质逐渐变为 。停止加热冷却至室温注射器内气体的 。
6、实验结论:氧气约占空气体积的 。
7、讨论:导致氧气体积分数偏小的原因,可能有:
知|识|归|纳
1. 预先在集气瓶里放少量水的目的:吸收五氧化二磷和降温。
2. 倒吸进集气瓶的水不能充满整个集气瓶的原因:空气中的其他气体不与红磷反应且不溶于水。
3. 集气瓶内剩余气体的性质:
物理性质:无色无味的气体,难溶于水;
化学性质:不能燃烧也不支持燃烧。
要点03 空气的污染及防治
1.空气污染
(1)空气中的主要污染物:①烟尘: ; ②有害气体: 、碳氧化物、氮氧化物;③臭氧层破坏和 与空气污染有关。
(2)空气污染的主要危害:①严重损害人体的健康;②影响作物的生长;③损坏地面设施,破坏文物古迹;④导致地球生态平衡失调等。
2.保护大气环境
(1)空气污染的防治:加强 ;积极 等。
(2)空气质量日报:空气质量日报的主要内容: ;空气污染指数;空气质量指数级别。
要点04 氧气的性质
一、氧气的物理性质
色、味、态[来源:Z|xx|k.Com
密度
溶解性
三态变化
通常状况下,无色无味气体
比空气
溶于水
加压降温可变为 色的液体或 色的雪花状的固体
二、氧气的化学性质
(一)氧气与木炭的反应
请同学们仔细观察视频,完成学案。
实验现象
在空气中
燃烧,发出红光,放出热量,生成无色气体
在氧气中
燃烧得更旺,发出白光,放出热量,生成无色气体
化学方程式
2、操作注意:木炭要取下自上而下慢慢伸入,目的:使氧气与木炭充分反应。
(二)氧气与铁丝的反应
实验现象
在空气中
不燃烧
在氧气中
剧烈燃烧,火星四射,放出热量,生成黑色固体
化学方程式
2、讨论:(请同学们小组内交流讨论以下问题)
(1)火柴的作用? 。
(2)将铁丝绕成螺旋状? 。
(3)待火柴即将燃尽时再将铁丝伸入氧气瓶中? 。
(4)预先在集气瓶中装少量水或在瓶底铺一薄层细沙? 。
3、木炭在空气中燃烧与在氧气中燃烧剧烈程度明显不同,原因是什么?
单位体积内的 ,反应就越剧烈。
知|识|归|纳
1. 在铁丝燃烧的实验中,要用光亮的铁丝,而不用生锈的铁丝。光亮的铁丝,铁和氧气才能直接接触,才确保实验成功。
2.要等火柴即将燃尽再插入氧气瓶中,火柴燃烧也会消耗氧气,避免消耗过多的氧气导致铁丝不能燃烧。
3. 硫、铁在充满氧气的集气瓶中燃烧时,在集气瓶中都要装水。在做铁丝在氧气中燃烧实验时,在集气瓶里预先装少量的水是为防止高温熔融物炸裂瓶底;在做硫在氧气中燃烧实验时,在集气瓶里预先装少量的水是为了吸收二氧化硫,防止二氧化硫污染空气。
要点05 氧气的制取
1、选药品的条件:必须含有 。常用 和二氧化锰;或加热 或氯酸钾。
如:用过氧化氢和二氧化锰制取氧气:
(1)原理: ;
(2)装置: ,排水法(或向上排空法)。
(3)步骤:检查 ;装药品(先固后液);
(4)收集法:
、排水法:原因氧气 水,不与水反应;(何时开始收集:导管口有 气泡冒出时开始收集。)、向上排空气法:原因 且不与空气反应;
(5)验满:向上排空气法,用带火星的木条放在, ,木条 则收集满。
(6)检验:用带火星的木条伸入, ,木条 则该气体是氧气。
(7)注意事项:向上排空气法收集气体时,导管口要接近集气 (目的: )。
如:用加热高锰酸钾或氯酸钾制取氧气:
(1)原理: ;
(2)装置:固固加热, (或向上排空法)
(3)步骤:连接装置: ,从左到右的顺序;②检查装置的 ;③装入药品:按粉末状固体取用的方法;④固定装置:固定试管时,试管口应略 倾斜,铁夹应夹在试管的 ;⑤加热药品:先 ,后在反应物部位用酒精灯 加热;⑥收集气体;⑦先将 ,再停止 。
(4)收集法:
、排水法:原因氧气 水,不与水反应;(何时开始收集:导管口有 气泡冒出时开始收集。)、向上排空气法:原因密度比空气大且不与空气反应;
(5)验满:向上排空气法,用带火星的木条放在, ,木条复燃则收集满。
(6)检验:用带火星的木条伸入, ,木条复燃则该气体是氧气。
(7)注意事项:
①试管口要略微 倾斜:防止生成的 ,使试管破裂;②导气管伸入发生装置内要 橡皮塞:有利于产生的 ;③用高锰酸钾制取氧气时,试管口塞 :防止高锰酸钾粉末 ;④实验结束后,先将导气管移出水面,然后熄灭酒精灯:防止水槽中的水 ,炸裂 。
2、催化剂
(1)概念:在化学反应中能改变其他物质的 ,但本身的 和 在反应前后没有发生变化的物质。
(2)特点:两不变(质量、化学性质)、一改变(反应速率,包括 或 )
注意:①催化剂不能改变 的质量,不能决定反应的进行;②催化剂不是反应物、也不是生成物;③催化剂仅针对某一反应,并不是 的催化剂;④某一反应的催化剂可能 。
题型01 空气成分及用途
【典例1】下列不属于氧气用途的是
A.医疗急救 B.潜水 C.火箭发射 D.灭火
方|法|点|拨
1. 氮气的用途:制硝酸、化肥、作保护气。
2. 稀有物体的用途:保护气、电光源、激光技术。
【变式1-1】可制作多用途电光源的气体是
A.氧气 B.氖气 C.氢气 D.氮气
【变式1-2】(24-25八年级上·山东潍坊·期末)空气是一种宝贵的自然资源。请从以下选项中选择适当物质的序号填空:
a.氧气 b.氮气 c.稀有气体 d.水蒸气
(1)空气含量为0.94%的气体是 ;
(2)可用于医疗急救的是 ;
(3)可用于食品包装袋中防腐的是 ;
(4)可使酥脆的饼干变软的是 。
题型02 空气的污染及防治
【典例2】(24-25八年级上·山东淄博·期末)空气质量指数是将几种空气污染物的含量按一定的方法处理成之间的数字,用以定量供述空气质量状况的指数。下列不计入空气质量评价的主要污染物是
A.一氧化碳 B.二氧化硫 C.二氧化碳 D.
【变式2-1】(24-25八年级上·山东泰安·期末)下列气体会对空气造成污染的是
A.氮气 B.氧气 C.二氧化氮 D.水蒸气
【变式2-2】(24-25八年级上·山东济南·期末)2024年世界环境日的中国主题是“全面推进美丽中国建设”,下列做法与该主题不符的是
A.推广使用清洁能源 B.工厂废气处理排放
C.生活垃圾就地焚烧 D.提倡大力植树造林
题型03 空气中氧气含量的测定
【典例3】(24-25八年级上·山东烟台·期末)拉瓦锡被称为“现代化学之父”,我们要沿着科学家的足迹去探究。
(1)二百多年前,法国化学家拉瓦锡利用图1装置进行实验,得出结论:空气由氧气和 组成,其中氧气约占空气总体积的五分之一。根据图2资料卡片判断反应物选用汞的优点中不可能的是 。
A.实验过程中没有污染
B.汞蒸气与氧气反应能将密闭容器空气中的氧气几乎耗尽
C.在汞槽中起到液封作用
D.生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气
(2)小强同学对反应物进行优化,采用图3装置进行实验,反应结束后,冷却到室温,打开弹簧夹,注射器活塞理论上应从10mL刻度处缓慢移动至 mL刻度处。
(3)小明对图3实验进行了如图4所示的改进。图4实验中,为了使氧气反应更充分,实验中可采取的措施是 ,若实验后未将气球中气体挤出,会导致测得氧气含量偏 (填“大”或“小”)。
(4)为了更精确的定量了解空气中氧气含量及误差原因,同学们引入数字化传感器按图5装置进行实验,记录并处理数据见图6。B点到F点(温度已降至室温)的实验过程中,从图5装置中可观察到的现象是 。起点A的坐标为(0,20.99),通过数据我们可以直接得出玻璃管内原来空气中氧气的体积百分含量为 ,F点的坐标为(203,4.23),则整个过程中铜粉实际消耗的氧气的体积为 mL(已知玻璃管体积为100mL)。
方|法|点|拨
解答此类题目的方法是“以不变应万变”,牢牢掌握测定空气中氧气含量的实验原理,牢记红磷燃烧的化学方程式、实验现象,会分析实验失败的原因,理解为什么不能用硫、碳等代替红磷(会产生气体),只要掌握这些,就能应对试题中装置的不断变化、形式的不断更新。
【变式3-1】(24-25八年级上·山东烟台·期末)英国科学家波义耳和法国化学家拉瓦锡曾做过貌似相同的两个实验,实验如下图,关于这两个实验的说法正确的是
A.两个实验均可用于测定空气中氧气的含量
B.两个实验中,曲颈甑内汞的表面都有黑色物质生成
C.拉瓦锡的实验中,玻璃钟罩内汞的液面逐渐上升,达到一定高度后不再变化
D.两个实验中,汞的用量多少对实验没有影响
【变式3-2】建构合理的思维模型,既能促进深度学习,又能提高思维品质。小科建构了“两组分混合物含量测定”的思维模型。
运用该模型对教材中“测定空气中氧气含量”的实验进行了再探究:忽略含量很低的其它物质,空气可以看成由氮气和氧气组成的两组分混合物。
【探究一】根据沸点低的组分先汽化的性质,测定混合物中某组分的含量。
(1)将空气转变为液态空气,液氮先汽化。从建模角度分析,该操作属于上述思维模型中的 。
【探究二】根据混合物中某组分发生化学反应,测定混合物中某组分的含量。
(2)按如图甲装置测定空气中氧气含量。
【实验步骤】
实验1:按图1所示装置,用白磷燃烧的方法测定空气中氧气的体积分数。
实验2:按图2所示装置,在集气瓶内壁用水均匀涂附铁粉除氧剂(其中辅助成分不干扰实验),利用铁生铁锈(铁能与氧气反应生成铁锈)的原理测定空气中氧气的体积分数。
①实验1中,红磷要足量的目的是 。
②图2装置要测定的数据有 。
③连接数字传感器,测得实验1、实验2中氧气的体积分数随时间变化的关系分别如图3、图4所示。依据图中信息,实验2的测定方法更准确,判断依据是 。
【继续探究】
(3)运用上述思维模型,同学们又设计了图乙的实验装置。
①请根据某小组提供的实验数据,完成表格:
硬质玻璃管中空气的体积
反应前注射器中空气的体积
反应后注射器中气体体积
实验测得空气中氧气的体积分数(结果精确到1%)
50mL
20mL
7mL
②不同实验小组做上述实验时结果差别较大,其中有些小组测定出空气中氧气的体积分数低于实际数值,请分析导致测定数值偏低的原因是 (答出1点即可)。
题型04 氧气的性质
【典例4】(24-25八年级下·山东潍坊·期末)下列对实验现象的描述,错误的是
A.红磷在空气中燃烧产生大量白烟
B.木炭在氧气中燃烧,发出白光,放出热量,生成一种使澄清石灰水变浑浊的气体
C.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
D.蜡烛在空气中燃烧,生成二氧化碳和水
方|法|点|拨
①实验现象是能通过眼、耳、鼻、皮肤等感官直接感知的;实验结论则需要通过理性分析得出。如果在描述中出现生成物的名称,则该描述是实验结论,而不是实验现象。例如:镁燃烧时发出耀眼的白光(实验现象),生成氧化镁(通过分析产物得出的实验结论)。
②从可燃物本身颜色、状态;燃烧时的光(烟、雾)颜色;放出热量;生成物的颜色、状态、气味或其他性质。熟知铁丝等多种物质燃烧的现象。
③氧气具有助燃性,但不具有可燃性,不可作为燃料。
④氧气化学性质活泼,可以跟较多物质反应,但是不是跟所有物质反应。
【变式4-1】(24-25八年级下·山东淄博·期末)下列不属于“缓慢氧化”过程的是
A.灯泡通电发光发热 B.人类的呼吸作用
C.动植物体的腐烂 D.钢铁制品的锈蚀
【变式4-2】(24-25八年级上·山东烟台·期末)某化学兴趣小组整理了部分氧气化学性质的关系图,如下图所示。
(1)观察比较反应①②③的共同点是 (填序号)。
①反应都需要点燃 ②都是放热反应 ③都属于化合反应 ④都是氧化反应 ⑤都生成氧化物
(2)进行实验①时要预先在集气瓶中装少量水的目的是 。
(3)写出反应③的符号表达式 。最能直接说明反应③是化学变化的实验现象是 。
(4)反应①②在氧气中燃烧比空气中剧烈,反应③在空气中不能燃烧,但在氧气中能剧烈燃烧,试从微观的角度解释其中的原因 。
【变式4-3】(24-25八年级下·山东潍坊·期末)兴趣小组同学进行如下四个氧气性质的探究实验。请回答相关问题。
(1)实验一:硫在氧气中燃烧的现象是发出 、放热、有刺激性气味的气体生成。发生反应的符号表达式为 。
(2)实验二:铁丝在氧气中剧烈燃烧,生成黑色物质的化学式为 ,反应的基本类型为 。
(3)实验三:木炭在氧气中充分燃烧后,验证产物的方法是向集气瓶中加入适量的 并振荡,观察到的现象是 。
(4)实验一、二、四中都要在集气瓶中放少量的水。
实验一中水的作用是吸收SO2防止污染空气,由此推测二氧化硫的物理性质之一是 。在“实验一”、“实验二”、“实验四”中,可以把水换成细沙的实验是 。
(5)写出以上四个反应的一个共同点: 。
题型05 氧气的制取
【典例5】(24-25八年级下·山东潍坊·期末)下列装置常用于实验室制取气体。请回答下列问题。
(1)写出标有序号的仪器的名称:① ;② 。
(2)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰固体混合制取氧气,发生装置应选 (填装置编号),发生反应的符号表达式为 。
(3)若实验室用高锰酸钾制取氧气,选用A做发生装置,应该做何改动 ;实验室可以用装置E收集氧气,开始收集的最佳时机是 ;收集完氧气后,应进行的操作是 (填“①或②”。注:①先撤离导管,再熄灭酒精灯;②先熄灭酒精灯,再撤离导管)。
【变式5-1】(24-25九年级上·山东潍坊·期末)实验室用高锰酸钾制取氧气的部分操作如图所示,其中正确的是
A.检查装置气密性 B.取用药品
C.氧气制备 D.氧气验满
【变式5-2】(24-25八年级上·山东烟台·期末)氧气的来源有多种。
(1)工业上获取氧气的方法是分离空气。若采用分子筛分离空气(如图甲)。该生产方法原理类似于化学实验操作中的 ,分子筛的空隙比氧气分子的直径 (选填“大”或“小”)。若利用沸点不同,从液态空气中获得氧气,则此过程属于 (填“物理”或“化学”)变化。
(2)实验室可以用加热高锰酸钾(KMnO4)或氯酸钾(KClO3)的方法制取氧气。若钾元素的化合价为+1价,标出KMnO4中锰元素的化合价 ,从物质组成上看,二者都可用于制取氧气的原因是 。实验室利用上述方法制取氧气的发生装置如图乙。
①若用托盘天平称取22g氯酸钾,砝码应放在托盘天平的 (填“左”或“右”)盘,称量过程中若指针偏右,接下来的操作应是 。
②组装图乙装置时,应先放置 (选填“酒精灯”或“试管”),试管的高度根据 确定。实验前,用图丙所示方法检查装置气密性时,如果气密性良好,很快会出现的现象是 。
(3)家用制氧机有膜分离、变压吸附等制氧方式。其中变压吸附制氧常用的吸附剂是沸石分子筛。空气的主要成分是氮气和氧气。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、结果如图丁。由图可知,25℃时吸附压越大越有利于分离N2和O2,证据是 。
题型06 催化剂及催化作用
【典例6】(24-25八年级上·山东泰安·期末)下列有关催化剂的说法正确的是
A.任何化学反应都需要催化剂 B.加入催化剂可以使生成物的质量增加
C.能改变化学反应速率 D.在化学反应后其化学性质发生了变化
方|法|点|拨
这种在化学反应里,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作催化剂。催化剂在化学反应中所起的作用叫作催化作用,改变反应速率,可以加快也可以减速,不能改变反应质量。
【变式6-1】(24-25九年级上·山东德州·期末)实验室中用过氧化氢溶液制取氧气时,没有加入二氧化锰,产生的结果是
A.不会生成氧气 B.生成氧气速率慢
C.生成氧气量少 D.没有任何的影响
【变式6-2】(24-25八年级上·山东东营·期末)兴趣小组实验围绕过氧化氢分解速率的影响因素进行实验。其他条件相同时,甲同学利用下列方案进行实验,所得数据如下:
实验序号
所用试剂
收集氧气
所用时间/s
1
30mL 10%的H2O2溶液
0.1gMnO2粉末
500mL
17
2
30mL 10%的H2O2溶液
0.3g MnO2粉末
500mL
6
3
30mL 10%的H2O2溶液
0.5g MnO2粉末
500mL
2
4
30mL 10%的H2O2溶液
0.7g MnO2粉末
500mL
2
5
0.3g MnO2粉末
500mL
t
(1)比较反应速率的快慢,观测的方法是:收集相同体积的气体 。
(2)实验1~4的目的是 。
(3)乙同学提出应该再加一组实验,研究30mL10%的 H2O2 溶液 ,MnO2 粉末用量为0.9g时的实验数据,你觉得是否有必要,并说明理由 。
(4)综合上述探究的结果,丙同学进一步提出猜想,其他条件相同时,H2O2溶液浓度越大,过氧化氢分解速率越快。结合甲同学的实验2,丙同 学补充进行实验5,验证猜想成立。填充上表实验5所用试剂 及所用时间范围 。
(5)丁同学用下图装置进行试验。
通过比较 也能判断过氧化氢分解速率的快慢。
期末基础通关练(测试时间:10分钟)
1.(24-25八年级下·山东烟台·期末)据了解,鸡蛋气室中的气体来源于空气。气室中体积含量最高的气体是
A. B. C.He D.
2.(24-25九年级上·山东菏泽·期末)节日期间的商场顾客多,有人会感觉到胸闷缺氧,该商场空气中氧气的体积分数可能是
A.1% B.18% C.21% D.78%
3.(24-25八年级下·山东泰安·期末)用如图所示装置来测定空气中氧气的含量。加热试管,红磷(足量)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.要达到实验目的,试管中的红磷可以更换为木炭
B.红磷燃烧冷却至室温后打开弹簧夹,要等到注射器活塞不再移动才能读数
C.若注射器中的水最终减少了,说明空气中氧气的体积分数约为
D.该实验可说明不支持燃烧
4.(24-25八年级下·山东滨州·期末)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.空气中氧气的体积分数约为21%
B.食品包装袋中充入氮气可延长食品保质期
C.稀有气体充入灯泡中可制成五彩的霓虹灯
D.空气中二氧化碳含量过高会造成温室效应增强,因此二氧化碳属于空气污染物
5.(24-25八年级上·山东济南·期末)实验小组用如图所示装置来测定空气中氧气的含量,下列关于该实验的说法中,错误的是
A.实验前应检查装置的气密性
B.实验中可以用木炭代替铜粉实验
C.反应后玻璃管内剩余气体主要为氮气
D.气球的作用主要是密封和调节装置内的气压
6.(24-25八年级下·山东潍坊·期末)在化学课堂上,某同学记录的实验现象如下,其中描述正确的是
A.蜡烛在空气中充分燃烧,产生大量白烟
B.铁丝在空气中剧烈燃烧,火星四射,生成四氧化三铁固体
C.木炭在氧气中充分燃烧,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体
D.硫在氧气中燃烧,产生淡蓝色火焰,生成无色无味的气体
7.(24-25八年级下·山东淄博·期中)下列变化属于缓慢氧化的是
A.纸张燃烧 B.塑料老化 C.湿衣服晾干 D.火药爆炸
8.(24-25八年级下·山东烟台·期末)某跨学科实践活动小组组装了微型空气质量“检测站”,得到当日学校附近空气的质量报告,如图。下列说法正确的是
A.当日首要污染物为PM10
B.本小组缺少对CO2这一空气污染物的检测
C.以上物质中涉及3种氧化物
D.空气质量指数(AQI)越大,空气质量状况越好
9.(24-25八年级下·山东烟台·期末)下列是小明同学设计的氧气制取的实验操作,其中错误的是
A.检查气密性 B.添加药品
C.排空气法收集 D.检验
10.(24-25九年级上·山东滨州·期末)已知也可以催化的分解,现向一定量的溶液中滴入几滴一定溶质质量分数的溶液,充分反应(忽略水的挥发)。下列图象正确的是
A. B.
C. D.
11.(24-25八年级下·山东泰安·期末)化学就在我们身边,它能改变我们的生活。在下列物质中选择适当物质填空(填字母)。
A.空气 B.二氧化硫 C.红磷 D.氧气 E.水 F.氮气 G.二氧化碳
(1)医疗急救上常用到的气体是 ;
(2)属于污染物的气体是 ;
(3)常温下为液态物质的是 ;
(4)空气中按体积计算含量最高的气体是 。
12.(24-25八年级上·山东淄博·期末)如图是某地某天的空气质量状况。
主要污染物
空气质量指数
48
43
CO
0.8
77
15
50
(1)该地的空气质量指标是 ,空气质量指标类别是 。
(2)空气污染物中的首要污染物是 。在气体污染物中,属于单质的是 。
(3)中硫元素的化合价是 价。二氧化硫溶于水,与水反应生成亚硫酸,写成该反应的文字表达式 ,反应的基本类型属于 反应。
(4)一氧化碳和二氧化碳都是由碳氧元素组成的化合物,两者化学性质不同,原因是 。
13.(24-25八年级上·山东东营·期末)如图是工业分离液态空气制氧气的有关 流程。请回答下列问题。
(1)经过步骤A处理后的空气属于 (填“纯净物”或“混合物”)。步骤C的原理是利用氮气和氧气的 不同,将氮气和氧气分离开来。
(2)嫦娥五号取回的月壤就保存在氮气中,这说明氮气具有的性质是 。
(3)将氧气装入集气瓶中,并将燃着的木条伸入集气瓶中,观察到的现象是 。将红热的铁丝迅速插入盛有氧气的集气瓶中(瓶中预先留少量水或铺一层细沙),观察到的现象是 。
(4)一种利用氯酸钠(NaClO3) 和铁粉的混合物快速产生氧气的设备,其反应可表示为2NaC1O32NaCl+3O2↑; 反应类型为 ,其中铁粉的作用是 。NaC1O3中 Cl 的化合价为 。
14.(24-25八年级上·山东泰安·期末)下图1为实验室中制备、收集和进行实验探究的部分仪器,根据要求回答:
(1)仪器①的名称是 ;使用仪器②的优点是 。
(2)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰固体制取氧气的文字表达式为 。若用加热高锰酸钾的方法制取一瓶干燥的氧气,应选择的制取装置是 (填字母序号);为了防止加热时试管内的粉末状物质进入导管,应在试管口放一团 。
(3)选择收集方法时,下列气体性质中必须考虑的是___________(填字母序号)。
①颜色;②密度;③可燃性;④溶解性;⑤能否与水反应
A.①②③ B.③④⑤ C.②③④ D.②④⑤
(4)实验室制取一般有六个步骤:①检查装置的气密性;②按要求装配好仪器;③向分液漏斗中注入过氧化氢溶液;④向锥形瓶中放入二氧化锰固体;⑤用带火星的木条靠近集气瓶瓶口验满;⑥收集气体。则正确的操作顺序是 (填数字序号)。
(5)化学兴趣小组利用某固体增氧剂(可与水反应产生)、饮料瓶、注射器、吸管、输液管等设计并制作了简易供氧器,如图2所示。图2中的甲装置与图1中的 (填字母序号)装置作用类似。
(6)图3中集气瓶③中观察到的现象是 。集气瓶④底部加入少量水的作用是 。
期末重难突破练(测试时间:10分钟)
1.(24-25八年级下·山东·期末)“人造空气”中氧气、氮气、二氧化碳的体积分数分别为21%、78%、0.1%。下列说法中正确的是
A.该“人造空气”的成分与空气的成分完全相同
B.该“人造空气”的可以用于航天和航海作业
C.将燃着的木条放入“人造空气”中,会燃烧得更旺
D.若“人造空气”只含有氧气,会更有益于人的呼吸
2.(24-25八年级下·山东泰安·期末)化学兴趣小组的同学们学习了“空气中氧气含量的测定”实验后,对教材实验进行了归纳和总结,下列关于相关实验的说法错误的是
A.实验1拉瓦锡用汞的优点是:汞能将密闭装置内空气中的氧气几乎消耗尽
B.实验2不能用木炭代替红磷测定空气中氧气的含量
C.实验3硬质玻璃管中空气的体积为44mL,注射器中空气的体积为36mL,反应后注射器内剩余气体的体积为24mL,则空气中氧气的体积分数为25%
D.三个实验的原理都是利用化学反应,在不引入新的杂质的前提下,将氧气转化为固体,从而达到测定空气中氧气含量的目的
3.(24-25八年级下·山东烟台·期末)下列关于氧气的说法,正确的是
A.氧气化学性质稳定,可延长食品保质期
B.硫在氧气中燃烧,发出微弱的黄色火焰
C.塑料老化、钢铁锈蚀都发生了缓慢氧化
D.工业上可根据物质的密度不同,通过分离液态空气获得氧气
4.(24-25八年级下·山东潍坊·期末)实验小组按图1所示的装置加热高锰酸钾制氧气,图2表示试管内固体的质量随着加热时间的变化关系,下列分析正确的是
A.M点时导管口会冒出的气泡是氧气
B.在图1的N点时刻,导管口无气泡放出
C.P点得到的固体属于纯净物
D.图1中的棉花可以防止加热时试管内的粉末状物质进入导管
5.(24-25九年级上·山东滨州·期末)下表是研究性学习小组研究影响过氧化氢分解速率的因素时采集的一组数据:用10mLH2O2水溶液制取150mL氧气所需的时间(秒)
浓度
反应条件
30%H2O2
15%H2O2
10%H2O2
5%H2O2
无催化剂、不加热
反应极慢
反应极慢
反应极慢
反应极慢
无催化剂、加热
360秒
480秒
540秒
720秒
MnO2催化剂、加热
10秒
25秒
60秒
120秒
关于上述实验有下列几种说法,其中说法正确的是
①催化剂加快了该反应的速率
②浓度不是影响反应速率的因素
③此实验研究了四个影响反应速率的因素
④浓度越小,反应速率越慢
⑤浓度越大,反应速率越慢
A.①④ B.①② C.①③⑤ D.①③④
6.(24-25八年级下·山东潍坊·期末)某化学兴趣小组对过氧化氢溶液制取氧气进行项目式学习活动。
(1)项目一:探究红砖粉末能否做过氧化氢分解的催化剂。
实验步骤
实验现象
实验结论
1、将带火星的木条伸入盛有过氧化氢溶液的试管中
木条不复燃
常温下过氧化氢分解很慢或不分解
2、向上述试管中加入红砖粉末,再将带火星的木条伸入试管中
木条复燃
红砖粉末能 填“加快”或“减慢”过氧化氢分解的速率,反应的文字表达式为 。
3、待上述试管中的反应停止后,重新加入过氧化氢溶液,并伸入带火星的木条
在化学反应前后,红砖粉末的化学性质 填“不变”或“改变”
小芳认为:仅凭上述三个实验还不能证明红砖粉末为过氧化氢分解的催化剂,还需要探究它在化学反应前后 不变。
(2)项目二:探究溶液的质量分数、温度对反应速率的影响。设计如表实验方案:
序号
过氧化氢溶液的体积
过氧化氢溶液的质量分数
二氧化锰质量
温度
相同时间内收集气体的体积
1
5
20
2
5
25
3
5
X
实验3与实验2对照,表格中 ,实验目的是探究溶液质量分数对反应速率的影响。
(3)项目三:探究制取氧气的适宜催化剂
将二氧化锰、氧化铜、氧化铁三种催化剂分别制成含等质量催化剂、大小相同的微球,采用图1装置进行实验,得到锥形瓶内压强随时间变化的曲线,见图2.
ⅰ.催从实验曲线看,催化效果较好、反应温和的催化剂是 。
ⅱ.催下列关于催化剂的说法正确的是 填字母。
a.同一个化学反应可以有多种催化剂
b.催化剂能改变化学反应速率
c.催化剂能增加生成物的质量
7.(24-25八年级下·山东滨州·期末)建构合理的思维模型,既能促进深度学习,又能提高思维品质。小科建构了“两组分混合物含量测定”的思维模型。
运用该模型对教材中“测定空气中氧气含量”的实验进行了再探究:忽略含
量很低的其它物质,空气可以看成由氮气和氧气组成的两组分混合物。
【探究一】根据沸点低的组分先汽化的性质,测定混合物中某组分的含量。
(1)将空气转变为液态空气,液氮先汽化。从建模角度分析,该操作属于上述思维模型中的 。
【探究二】根据混合物中某组分发生化学反应,测定混合物中某组分的含量。
(2)按如图甲装置测定空气中氧气含量。
【实验步骤】
实验1:按图1所示装置,用白磷燃烧的方法测定空气中氧气的体积分数。
实验2:按图2所示装置,在集气瓶内壁用水均匀涂附铁粉除氧剂(其中辅助成分不干扰实验),利用铁生铁锈(铁能与氧气反应生成铁锈)的原理测定空气中氧气的体积分数。
①实验1中,白磷要足量的目的是 。
②图2装置要测定的数据有 。
③连接数字传感器,测得实验1、实验2中氧气的体积分数随时间变化的关系分别如图3、图4所示。依据图中信息,实验2的测定方法更准确,判断依据是 。
【继续探究】
运用上述思维模型,同学们又设计了图乙的实验装置。
①请根据某小组提供的实验数据,完成表格:
硬质玻璃管中空气的体积
反应前注射器中空气的体积
反应后注射器中气体体积
实验测得空气中氧气的体积分数(结果精确到1%)
50mL
20mL
7mL
②不同实验小组做上述实验时结果差别较大,其中有些小组测定出空气中氧气的体积分数低于实际数值,请分析导致测定数值偏低的原因是 (答出1点即可)。
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