内容正文:
化学
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第二单元 空气和氧气
安徽中考精选
01
基础考点讲练
02
全国真题精选
03
实验突破
04
安徽中考精选
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考点1 氧气的性质
1.(2018·安徽)实验室测定蜡烛在盛有一定体积空气的密闭容器内燃烧至熄灭过程中,O2和CO的含量随时间变化的曲线如图所示,通过分析该图可推理出的结论是( )
A.曲线①表示CO含量的变化
B.蜡烛发生了不完全燃烧
C.蜡烛由碳、氢元素组成
D.蜡烛熄灭时,容器内氧气耗尽
B
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考点2 氧气的实验室制取
2.(2022·安徽)某小组用高锰酸钾制取氧气。下图是实验室中常见仪器,回答下列问题。
(1)仪器①的名称是 。
(2)高锰酸钾制氧气的化学方程式为 。组装氧气的收集装置,可选用 。(填序号)
2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
②④⑤(或③⑤)
烧杯
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(3)某同学用排水法收集氧气时,发现水槽中的水变红了,可能是未使用
(填实验用品名称)。若该同学收集的氧气不纯,原因可能是
_______________________________________________________________ (写出1点即可)。
收集气体前集气瓶中未装满水(或没有等气泡连续均匀冒出就开始收集)
棉花
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3.(2018·安徽)实验室可通过加热高锰酸钾固体制取氧气,下列实验操作正确的是( )
A.组装好装置后,检查装置气密性
B.加入药品后,直接将酒精灯火焰对准药品加热
C.水槽中有气泡冒出时,立即收集气体
D.实验结束时,先移走酒精灯再从水槽移出导管
A
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典例1 空气及其氧气含量的测定
(2024·包河区三模)兴趣小组同学用如图所示装置测定空气中氧气的含量,回答下列问题。
(1)仪器①的名称是 。
(2)实验时,取下橡胶塞,点燃红磷后迅速伸入集气瓶中并旋紧橡胶塞,证明发生了反应的现象是 。
[答案] (1)烧杯 (2)红磷燃烧,产生大量的白烟
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(3)写出红磷燃烧的化学方程式:________________________________。
(4)用线段分别将下列误差与原因连接起来。
误差 原因
测量结果偏小 装置漏气
红磷量不足
弹簧夹未夹紧
测量结果偏大 燃着的红磷伸入瓶中过慢
没有冷却至室温就打开
弹簧夹
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(3)4P+5O22P2O5
(4)
误差 原因
测量结果偏小 装置漏气
红磷量不足
弹簧夹未夹紧
测量结果偏大 燃着的红磷伸入瓶中过慢
没有冷却至室温就打开弹簧夹
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[解析] (1)仪器①的名称是烧杯。(2)实验时,取下橡胶塞,点燃红磷后迅速伸入集气瓶中并旋紧橡胶塞,证明发生了反应的现象是红磷燃烧会产生大量的白烟。(3)红磷在空气中燃烧生成五氧化二磷,反应的化学方程式为4P+5O22P2O5。(4)装置漏气,在冷却过程中有外界的空气进入瓶中,导致测量结果偏小;红磷量不足,不能完全消耗装置中的氧气,导致测量结果偏小;弹簧夹未夹紧,反应放出大量的热,装置内压强大,有空气逸出,因此进入的水多,使测量结果偏大;燃着的红磷伸入瓶中过慢,会使集气瓶中的气体受热膨胀排出一部分,会导致实验结果偏大;没有冷却至室温就打开弹簧夹,此时剩余的气体在受热状态下,处于膨胀状态,使测量结果偏小。
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典例2 氧气的性质
下列对实验现象的描述正确的是( )
A.硫在氧气中燃烧发出淡蓝色火焰
B.红磷在空气中燃烧产生大量白雾
C.木炭在空气中充分燃烧生成黑色固体
D.铁丝在氧气中燃烧时,火星四射,生成黑色固体
D
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[解析] 硫在氧气中燃烧,产生明亮的蓝紫色火焰,故选项A说法错误;红磷在空气中燃烧,产生大量的白烟,而不是白雾,故选项B说法错误;木炭在空气中充分燃烧,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体,故选项C说法错误;铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,放出大量的热,生成一种黑色固体,故选项D说法正确。
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典例3 氧气的实验室制取
(2024·合肥经开区二模)某小组用下列装置制取氧气并探究氧气的性质。如图是实验室中常见的装置。
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(1)实验室用过氧化氢取氧气的化学反应方程式为 ,该发生装置选B不选A的原因是 。
(2)若要收集干燥的氧气,F装置中的试剂为 (填名称),再用装置 (选填“C”“D”或“E”)收集。
(3)用排水法收集一瓶氧气用来做铁丝燃烧实验时,发现铁丝没有燃烧,其原因可能是 。
[答案] (1)2H2O2 2H2O+O2↑
反应物是固体和液体,反应在常温下进行
(2)浓硫酸 D
(3)一开始产生气泡就收集气体(合理即可)
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[解析] (1)实验室用过氧化氢制取氧气,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2H2O2 2H2O+O2↑;该发生装置选B不选A的原因是该反应的反应物是固体和液体,反应在常温下进行,需要固液常温型发生装置。(2)浓硫酸具有吸水性,可以干燥氧气,用向上排空气法收集的氧气较干燥,若要收集干燥的氧气,F装置中的试剂为浓硫酸,再用装置D收集。(3)铁丝燃烧所需的氧气纯度较高,用排水法收集一瓶氧气来做铁丝燃烧实验时,发现铁丝没有燃烧,其原因可能是集气瓶中水未装满或一开始产生气泡就收集气体。
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(2024·赤峰)空气是地球上宝贵的自然资源,人类对空气的认识经历了漫长的研究和探索过程。回答1~3题。
1.18世纪70年代,拉瓦锡通过定量实验证明了空气是混合物,其中约占空气体积的气体是( )
A.N2 B.O2 C.CO2 D.H2O
B
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2.随着科技的发展,空气中各成分的应用越来越广泛,下列用途主要利用物理性质的是( )
A.氮气——充氮包装
B.氧气——医疗急救
C.稀有气体——激光技术
D.二氧化碳——气体肥料
C
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3.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
D
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(2024·苏州)阅读下列材料,回答5~7题:
高锰酸钾(KMnO4)是一种受热或见光易分解的晶体,可用于实验室制取氧气,反应原理为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑。KMnO4溶液可用作消毒剂。
4.下列物质中属于氧化物的是( )
A.KMnO4 B.K2MnO4 C.MnO2 D.O2
C
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5.在高锰酸钾制氧气实验中,一定不需要用到的仪器是( )
A.酒精灯 B.试管 C.漏斗 D.集气瓶
C
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6.下列关于高锰酸钾的说法正确的是( )
A.高锰酸钾应保存于棕色试剂瓶
B.高锰酸钾受热不易发生分解
C.高锰酸钾难溶于水
D.制氧气时高锰酸钾中氧元素全部转化为氧气
A
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7.(2024·武汉)臭氧是一种常见的消毒剂。对氧气无声放电可获得臭氧,实验装置和反应的微观示意图如图所示。
下列说法错误的是( )
A.图2乙中的粒子均可保持物质的化学性质
B.图2甲表示的是纯净物,丙表示的是混合物
C.参加反应的反应物和生成物的分子个数比为3∶2
D.该反应既不是化合反应也不是分解反应
A
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8.(2024·包头)某小组探究酸碱性对过氧化氢分解快慢的影响。60 ℃时,每次向10 g 30%过氧化氢溶液滴加调节剂,使溶液的pH从3依次调至13,测得30 min内产生气体的体积随pH的变化关系如图。下列分析正确的是( )
A.过氧化氢分解的化学方程式:H2O2===H2↑+O2↑
B.pH越大,过氧化氢溶液分解速率越快
C.过氧化氢溶液在中性溶液中生成氧气体积最大
D.60 ℃,30%过氧化氢溶液在pH 3~5的酸性环境中不易分解
D
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9.(2024·兰州)请结合下列实验装置图回答问题。
(1)仪器①的名称是 。
(2)若用高锰酸钾制取氧气,还应对A装置做出的改进是__________________
,写出该反应的化学方程式: 。
2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑
花
在试管口塞一团棉
酒精灯
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(3)若实验室采用C装置代替B装置制取CO2,突出优点是______________
。
(4)既不能收集O2,也不能收集CO2的装置是 (填字母序号)。
(5)如果用G装置测量生成O2的体积,则在虚线框内还需添加的仪器是
。
量筒
E
进行或停止
能使反应随时
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10.(2024·扬州)臭氧(O3)广泛应用于污水处理。
(1)分离液态空气可制备O2。将O2通过臭氧发生器,部分O2在放电条件下转化为O3,得到O2与O3的混合气体。
①分离液态空气可获得N2和液态氧,该方法能实现空气中N2、O2分离的原因是 。
②可用微观粒子示意图表示反应3O2 2O3前后物质的变化,在图1中画出反应前物质的微观粒子示意图。
氮气和氧气的沸点不同
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③一定条件下O3会转化为O2。可用一定量气体中O3质量变为起始时O3质量的所需时间(t)来衡量O3转化为O2的快慢。不同温度下,t的值如表所示。根据所给数据确定表中t1数值的方法是_________________________
。
光滑的曲线连接,找出50 ℃对应的纵坐标,从而确定t1数值
在t-T关系图中描点,用
温度(T)/℃ 20 30 40 50 60 70 80
时间(t)/min 185 150 100 t1 60 45 35
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(2)O3可降解水中的污染物A。为探究O3降解A的影响因素,设计了以下实验。
①实验1:取一定量含A的污水,调节pH为7,分别取10 mL,在10 ℃、20 ℃、50 ℃时,分别以一定流速通入一定体积O3体积分数为0.06%的气体,测得A的降解率(降解率=1-×100%)随时间的变化如图2所示。实验1的目的是探究一定时间内 对O3降解A的影响。
温度
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②为分析实验1中A降解率变化的原因,进行实验2。pH为7时,取三份10 mL的水,将含O3的气体以与实验1相同的流速分别通入其中,在10 ℃、20 ℃、50 ℃时,测量水中O3质量与起始通入O3质量的比值(α)随时间的变化,结果如图3所示。实验2还需控制的条件是____________
。实验1中相同时间内,随温度升高A的降解率下降,原因是___________________
。
度降低,降解A的质量减小,导致A的降解率下降
温度升高,O3溶解
O3体积分数为0.06%的气体
体积相同的
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实验1 空气中氧气含量的测定
1.(2024·成都)空气中含有多少氧气呢?学习小组开展“测定空气里氧气含量”的探究活动。
资料:1.红磷的着火点是240 ℃,白磷的着火点是40 ℃。
2.相同的温度和体积下,气体压强与分子数成正比。
3.相同的温度和压强下,气体体积与分子数成正比。
实验突破
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(1)加热时,曲颈甑内液态汞表面产生红色粉末,玻璃钟罩内的现象是
,产生该现象的原因是_____________________________
。
少,气压减小
汞与氧气反应,钟罩内气体减
汞液面上升
【史料研究】二百多年前,化学家拉瓦锡利用汞能和氧气发生反应的原理,采用图1装置测出氧气约占空气体积的。
实验突破
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【设计与实验】设计并利用图2装置测空气里氧气含量。
(2)主要步骤如下,正确的顺序为 (填序号)。
①弹簧夹夹紧胶皮管;②红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹;③点燃红磷后立即伸入瓶中并塞紧塞子;④在集气瓶中加入少量水,将水面上方空间分成5等份。
(3)实验结束,集气瓶中剩余气体的主要成分是 。
氮气
④①③②
实验突破
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【优化与实验】同学们利用图2装置多次实验,水面均未上升到刻度“1”。经讨论后,分别取足量红磷、白磷采用图3装置进行实验,记录并处理数据分别如图4、图5。
(4)图4中氧气含量从8.05%上升到9.26%,原因可能是________________
。
(5)图5中BC段压强增大,原因是___________________________________
。计算白磷消耗的氧气占空气体积的
%(精确到0.01%)。
19.37
比气体减少对压强的影响大
反应刚开始,温度升高对压强的影响
度下降,气体逐渐混合均匀
反应结束后,温
实验突破
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【反思与交流】
(6)图2实验水面未达到刻度“1”,原因是装置中的氧气未消耗完。红磷燃烧不能将氧气消耗完的主要原因是_______________________________
_______________________________________________________________
。
(7)上述实验中汞、白磷和五氧化二磷有毒,对环境“不友好”。结合实验原理和药品弊端,可选择的替代药品有 (写一种)。
铜粉
熄灭,所以氧气消耗不完
到一定程度,燃烧放出的热量减少,温度降低到红磷着火点以下,红磷
反应一段时间后,氧气浓度下降
实验突破
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2.实验探究是培养化学素养的重要途径。某兴趣小组开展“测定密闭容器中氧气的体积分数”的探究实验。
实验突破
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【实验一】按图1所示装置,用铜粉加热的方法测定空气中氧气的体积分数。
(1)在实验过程中,不断推拉注射器的目的是 。
(2)硬质玻璃管内的现象为 ,写出该反应化学方程式: 。
2Cu+O22CuO
固体由红色变为黑色
使铜粉和氧气充分反应
实验突破
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由此数据可以推算出他测定的空气中氧气的体积分数为_________
(3)实验数据:
15%
反应前硬质
玻璃管内气
体体积/mL 反应前注射
器内气体体
积/mL 反应后注射
器内气体体
积/mL
40 20 11
实验突破
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【实验二】按图2所示装置,用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的体积分数。
(4)红磷燃烧的主要现象是 ;红磷熄灭后,集气瓶冷却至 ,打开K1,观察到进入装置中的水约占瓶内容积的。
【反思评价】红磷还有剩余,进入装置中的水只约占,明显少于。
室温
产生大量白烟
实验突破
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图3 图4
【拓展延伸】利用图3所示装置测定空气中氧气的含量,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4所示。
实验突破
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(5)t1时刻后的一段时间内瓶内气压显著增加,其原因是_______________
。
t3时刻后的一段时间内瓶内气压又显著增加,其原因是打开止水夹水流入瓶内。
(6)通过t2时刻瓶内的气压值,可以计算得出氧气约占空气体积的
。
【实验结论】用图3中的白磷燃烧法测定空气中氧气体积分数更准确。
20%
使得集气瓶内气体体积膨胀
白磷燃烧放热,
实验突破
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(1)标号a的仪器名称是 。
(2)选用A、D装置制取氧气的化学方程式为_________________________________________。
实验2 氧气的实验室制取
3.(2024·广元)如图是实验室制取气体的常用装置,请回答下列问题。
长颈漏斗
实验突破
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(3)在加热的条件下,铜与浓硫酸可反应生成SO2。SO2是一种密度比空气大的有毒气体,其部分化学性质与CO2相似。若要制取SO2,可选择发生装置 (填字母代号)。若用G装置收集SO2,气体应从 (选填“m”或“n”)端进入。制取SO2过程中,为防止污染环境,还应选择
(填字母代号)装置进行尾气处理。
E
m
C
实验突破
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4.(2024·遂宁)根据下列实验装置图,回答问题。
实验突破
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(1)装置B中仪器a的名称是 。
(2)实验室用过氧化氢溶液制取并收集40 mL干燥的氧气,应选择的装置是 (填装置的字母序号);其反应的化学方程式为
。
(3)实验室常用加热无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物制取甲烷气体,应选择的发生装置是 (填装置的字母序号)。
2H2O2 2H2O+O2↑
B
AFG
酒精灯
实验突破
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谢谢观看
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