第1章 我们呼吸的空气（高效培优·单元重难点训练）科学新教材浙教版八年级下册

第1章 我们呼吸的空气 【题型1 氧气含量的测定实验】 1 【题型2 氧气的制取实验】 11 【题型3 质量守恒定律实验及应用】 21 【题型4 化学方程式的计算】 30 【题型1 氧气含量的测定实验】 1．某化学研究小组在学习了“空气中氧气含量测定”实验的基础上，改进了教材中图Ⅰ的实验，设计出如图Ⅱ所示的实验装置，据图回答下列有关问题。 【装置Ⅰ】在实验过程中，经常出现实验结果偏小的情况，原因可能是 。 A.红磷的量不足 B.实验时未夹紧止水夹 C.集气瓶没有冷却到室温 【装置Ⅱ】小组同学测定玻璃管容积V1为70mL，注射器的活塞实验前停在30mL处（V2为30mL），按正确操作和有关数据计算，最终得出氧气约占空气体积的，则注射器活塞最终停留在 mL处，在实验加热过程中，缓慢推拉注射器活塞的目的是 ，若实验结束且冷却到室温后没有将气球内的气体全部挤出就读数计算，则测出氧气占空气含量结果会偏 （填“大”或“小”）。 【解答】解：（1）A.红磷的量不足就不能耗尽氧气，造成测定结果偏小，故A符合题意； B.实验时未夹紧止水夹，在红磷燃烧放出热量时，部分空气受热膨胀逸出，造成测定结果偏大，故B不合题意； C.集气瓶没有冷却到室温，则进入瓶内的水偏小，会造成测定结果偏小，故C符合题意； 故答案为：AC； （2）最终得出氧气约占空气体积的，则注射器活塞最终停留在：30mL﹣（30mL+70mL）10mL处；在实验加热过程中，缓慢推拉注射器活塞的目的是使装置内氧气充分反应；若实验结束且冷却到室温后没有将气球内的气体全部挤出就读数计算，则注射器活塞停留的刻度小于10mL，测得消耗氧气的体积偏大，则测出氧气占空气含量结果会偏大；故答案为：10；使装置内氧气充分反应；大。 2．为测定“空气中的氧气含量”，小明分别选用红磷和木炭作为燃料进行实验，具体步骤如下：①取相同规格的集气瓶两个，装满水并塞上塞子。待无水溢出后拔出塞子，将全部水倒入量筒中，用量筒测得此时集气瓶内水的体积为180mL； ②再各取10mL水注入两集气瓶底，分别往两个集气瓶中装入足量的红磷与木炭，按图甲、乙所示组装仪器； ③检验两个装置气密性良好后，将电热棒通电使足量的红磷、木炭充分燃烧； ④待火焰熄灭后，等到合适的时间再打开止水夹，测量进入集气瓶中水的体积； ⑤重复三次实验，记录数据并计算平均值。 燃料 水进入的体积（mL） 平均占集气瓶体积比例 第一次 第二次 第三次 平均值 红磷 43 33 34 33.5 19.7% 木炭 6.8 7.1 7.2 7.0 4.1% （1）实验第①步是测量集气瓶内水的体积，其目的是 。 （2）实验中第④步，等到合适的时间打开止水夹，其中合适的时间是指 。 （3）小明在计算甲组进水体积的平均值时，去除了第一组的数据，原因是 。 （4）乙组的集气瓶平均进水体积远小于甲组的集气瓶进水体积，请你对该现象做出合理解释： 。 【解答】解：（1）实验第①步是测量集气瓶内水的体积，其目的是测定集气瓶的体积。 故答案为：测定集气瓶的体积。 （2）实验中第④步，等到合适的时间打开止水夹，其中合适的时间是指冷却至室温时。 故答案为：冷却至室温时。 （3）小明在计算甲组进水体积的平均值时，去除了第一组的数据，原因是第一次误差太大。 故答案为：第一次误差太大。 （4）乙组的集气瓶平均进水体积远小于甲组的集气瓶进水体积，是因为红磷燃烧生成的五氧化二磷是固体，木炭燃烧生成的二氧化碳是气体，固体占据体积很小，气体占据体积很大。 故答案为：红磷燃烧生成的五氧化二磷是固体，木炭燃烧生成的二氧化碳是气体，固体占据体积很小，气体占据体积很大。 3．为了探究空气中氧气的体积分数。小明利用容积为V的集气瓶、装有密织铜网的燃烧匙、白磷等材料设计如图装置进行实验，已知大气压为p0。 实验步骤如下： ①检查装置气密性。 ②往标有刻度的集气瓶中倒入90℃热水，读出集气瓶中热水的体积为V1。 ③取过量的白磷放置于密织铜网中，立即塞紧瓶塞，使白磷浸没在热水中。 ④降低漏斗的高度，使右侧的白磷露出水面，此时观察到白磷燃烧，一段时间后白磷熄灭。 ⑤ ，读出集气瓶中热水的体积为V2。 ⑥处理数据，得出结果。 （1）热水在步骤③环节中起的作用是 。 （2）请将步骤⑤补充完整 。 （3）实验测得空气中氧气的体积分数为 。 【解答】解：（1）热水在步骤③环节中起的作用是隔绝氧气，以防止白磷燃烧。 故答案为：隔绝氧气。 （2）步骤⑤补充为升高漏斗至压强传感器示数为P0，以防止压强差影响实验结果。 故答案为：升高漏斗至压强传感器示数为P0。 （3）瓶中空气体积是V﹣V1，其中氧气体积是V2﹣V1，实验测得空气中氧气的体积分数为100%。 故答案为：100%。 4．某小组同学用红磷测定空气中氧气的含量，装置如图所示。 （1）本实验的原理是利用红磷在密闭容器中燃烧消耗氧气，待充分冷却后，集气瓶内压强将 ，在大气压的作用下，烧杯中的水进入集气瓶中，进入瓶内的水的体积即等于被消耗的氧气的体积。 （2）以下是本实验的关键步骤，正确的操作顺序是 。（填序号） ①用弹簧夹夹紧胶皮管，点燃燃烧匙内的红磷，立即伸入集气瓶中并塞紧瓶塞 ②检查装置气密性，然后在集气瓶中加入少量水 ③火焰熄灭后，振荡集气瓶，待装置冷却至室温后，打开弹簧夹 ④将集气瓶剩余的容积分成5等份，做好记号 （3）实验后的交流过程中，某同学提出，将装置中的红磷换成铁丝也可以达到实验目的，你是否认同？并说明理由： 。 【解答】解：（1）本实验的原理是利用红磷在密闭容器中燃烧消耗氧气，待充分冷却后，集气瓶内压强将减小，在大气压的作用下，烧杯中的水进入集气瓶中，进入瓶内的水的体积即等于被消耗的氧气的体积；故答案为：减小； （2）该实验操作的正确步骤是②检查装置气密性，然后在集气瓶中加入少量水；④将集气瓶剩余的容积分成5等份，做好记号；①用弹簧夹夹紧胶皮管，点燃燃烧匙内的红磷，立即伸入集气瓶中并塞紧瓶塞；③火焰熄灭后，振荡集气瓶，待装置冷却至室温后，打开弹簧夹；故答案为：②④①③； （3）不能将红磷换成铁丝测定空气中氧气的含量，因此铁丝在空气中不能燃烧；故答案为：不认同，因为铁丝在空气中不能燃烧。 5．某化学兴趣小组对“测定空气中氧气含量”的实验（见图Ⅰ）进行了大胆改进，设计图（Ⅱ），选用容积为45mL的试管作反应容器（固定装置略）。请你对比分析图Ⅰ和图Ⅱ实验，回答下列有关问题： （1）图Ⅰ实验中，若红磷量不足，这样测出来的氧气含量 （选填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。 （2）图Ⅱ实验的操作步骤如下： ①点燃酒精灯。 ②撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹。 ③将少量红磷平装入试管中，将30mL的注射器活塞置于15mL刻度处，并按图Ⅱ中所示的连接方式固定好，再将弹簧夹紧橡皮管。 ④读取注射器活塞的数据。 你认为正确的实验操作顺序是 （填序号）。 （3）图Ⅱ实验中，注射器活塞将从15mL刻度处慢慢前移到约为 mL刻度处才停止。 （4）你认为图Ⅱ实验有何优点？（回答一点即可） 。 【解答】解：（1）图Ⅰ实验中，若红磷量不足，就不将瓶内的氧气耗尽，因此这样测出来的氧气含量偏小；故答案为：偏小； （2）图Ⅱ实验操作的正确步骤为③将少量红磷平装入试管中，将30mL的注射器活塞置于15mL刻度处，并按图Ⅱ中所示的连接方式固定好，再将弹簧夹紧橡皮管；①点燃酒精灯；②撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹；④读取注射器活塞的数据；故答案为：③①②④； （3）氧气约占空气体积的五分之一，则45mL空气中氧气的体积为45mL9mL，则图Ⅱ实验中，注射器活塞将从15mL刻度处慢慢前移到约为（15﹣9）mL＝6mL刻度处才停止；故答案为：6； （4）图Ⅱ实验的优点是装置始终密封，测定结果更精确，对环境污染小等；故答案为：测定结果更精确（答案不唯一）。 6．某科学兴趣小组的同学利用数字化技术对“空气中氧气体积分数的测定”进行了实验甲（如图1所示，燃烧匙内盛有过量红磷），得到的数据曲线如图2所示。 （1）实验前集气瓶中的水为10mL，若集气瓶的容积为150mL（燃烧匙所占体积忽略不计），第一次实验结束后理论上集气瓶中水的体积约为 mL。 （2）图2中X曲线表示的是集气瓶内的 的变化趋势。 （3）若第二次进行实验时，图1中装置漏气，则第二次测得的c点数值比图2中第一次测得的c点数值 （选填“大”或“小”）。 （4）接下来，该小组同学对实验装置进行改进，把“暖宝宝”中的黑色粉末（足量铁粉）涂抹在集气瓶内壁的四周，再次进行实验乙。通过数字传感器，测得实验甲、实验乙中氧气的浓度随时间变化的关系分别如图所示。依据图中信息，该小组同学一致认为实验乙的测定方法更准确，其判断依据是 。 【解答】解：（1）空气中氧气约占总体积的，集气瓶容积为150mL，其中氧气的体积约为（150mL﹣10mL） 28mL。实验前集气瓶中有水10mL，燃烧消耗28mL氧气后，瓶内压强减小，外界水会进入集气瓶，进入水的体积等于消耗氧气的体积，所以理论上集气瓶中水的体积约为10mL+28mL＝38mL。故答案为：38。 （2）红磷燃烧消耗氧气，放热，图2中X曲线随着反应的进行慢慢变大，反应结束后，又慢慢变小，最后回复至反应前的水平，则图2中X曲线表示的是温度。故答案为：温度。 （3）C点表示红磷燃烧结束时集气瓶内的压强。若装置漏气，在红磷燃烧过程中，外界空气会进入集气瓶，使瓶内压强减小的幅度变小。所以第二次测得的C点数值比图乙中第一次测得的C点数值小。故答案为：小。 （4）观察中实验甲、乙氧气浓度随时间变化的关系图，实验乙中氧气的剩余量比实验甲中氧气的剩余量低很多，说明实验乙中氧气被消耗得更彻底，所以实验乙的测定方法更准确。故答案为：实验乙中氧气被消耗得更彻底。 7．利用红磷燃烧测定空气中氧气体积分数的实验中，传感器记录集气瓶中气压随时间变化的情况如图所示，下列说法不正确的是（　　） A．c时止水夹打开 B．实验开始时，气压变大是因为温度升高 C．a～c段对应的变化进程是红磷燃烧 D．c后气压增大是由于水倒吸入瓶内 【解答】解：A、c时气压开始迅速增大，说明是c点时打开了止水夹，故选项说法正确。 B、实验开始时，气压变大，是因为红磷燃烧放热，使温度升高，故选项说法正确。 C、a～c段对应的变化进程，气压开始迅速增大，是红磷燃烧放出大量的热；后气压逐渐减小，是因为红磷燃烧消耗装置中的氧气，至完全反应后，温度逐渐恢复至常温，故选项说法错误。 D、c后气压增大是由于c点时打开了止水夹，水倒吸入瓶内，故选项说法正确。 故选：C。 8．食品脱氧剂的主要成分为铁粉，可用于测量空气中氧气的浓度。如图所示，反应前AO的长度为L1，反应后BO的长度为L2，下列有关说法错误的是（　　） A．测量的原理利用了铁生锈消耗管内氧气 B．实验测得氧气的质量分数为 C．实验前应弹动玻璃管，使脱氧剂分布均匀且紧密 D．脱氧剂应平铺在玻璃管中，增加与氧气的接触面积 【解答】解：A、测量的原理利用了铁生锈消耗管内氧气，正确但不符合题意，故选项A错误； B、实验测得氧气的体积分数100%，不是质量分数，是体积分数，错误符合题意，故选项B正确； C、实验前应弹动玻璃管，使脱氧剂分布均匀且紧密，正确但不符合题意，故选项C错误； D、脱氧剂应平铺在玻璃管中，增加与氧气的接触面积，使空气中的氧气充分反应，正确但不符合题意，故选项D错误。 故选：B。 9．小科对“测定空气中氧气含量”的实验进行了改进：将数显设备、气压传感器和空气中氧气含量测量装置按如图甲所示连接：①检查该装置的气密性；②用大功率激光笔点燃红磷，红磷剧烈燃烧，观察并记录气压传感器所显示的压强变化情况； （1）如图甲中，对集气瓶内进行5等分的空间是指 （填字母）A.整个集气瓶的内部。B.集气瓶内水面以上部分。 （2）如图乙是通过气压传感器测得的图像，BC段气压增大的主要原因是温度升高导致的气压变化量 （选填“大于”或“等于”或“小于”）氧气量减少导致的气压变化量。DE段的瓶内气压小于标准大气压的原因是 。 （3）反应结束后，发现玻璃瓶内液面未达到空气总体积的20%，其可能的原因有 （可多选）。 A.未冷却至室温便打开止水夹 B.红磷量不足 C.氧气体积分数较低时红磷不能继续燃烧 【解答】解：（1）如图甲中，对集气瓶内进行5等分的空间是指集气瓶内水面以上部分。 （2）如图乙是通过气压传感器测得的图像，BC段气压增大的主要原因是温度升高导致的气压变化量大于氧气量减少导致的气压变化量。DE段的瓶内气压小于标准大气压的原因是红磷燃烧消耗了装置中的氧气，压强减小。 （3）反应结束后，发现玻璃瓶内液面未达到空气总体积的20%，其可能的原因有未冷却至室温便打开止水夹、红磷量不足、氧气体积分数较低时红磷不能继续燃烧。 故答案为：（1）B。 （2）大于；红磷燃烧消耗了装置中的氧气，压强减小。 （3）ABC。 10．小明利用图甲所示的思维模型设计了“探究空气中氧气含量”的实验。为了提高实验的精确度，设计了图乙所示的实验装置。 实验步骤： ①组装并检查装置气密性。 ②往燃烧匙中加入足量白磷，塞紧橡皮塞。调整右侧细长玻璃管高度使左右两侧液面相平，读取细长玻璃管液面刻度V1。 ③用激光笔点燃白磷，充分燃烧并冷却至室温后，再次调整细长玻璃管高度，待两侧液面相平读取细长玻璃管液面刻度V2。 ④待产物被充分吸收后，打开硬质玻璃管上侧橡皮塞，将细长玻璃管上提，使左侧管内刚好充满水，读取细长玻璃管液面刻度V3。（橡皮塞进入硬质玻璃管的体积、燃烧匙的体积等忽略不计） （1）对照图甲的思维模型，步骤①对应的环节是 。 （2）步骤③中白磷燃烧的实验现象 。 （3）通过本实验得出氧气的体积分数为 。（用V1、V2、V3来表示） 【解答】解：（1）对照图甲的思维模型，步骤①对应的环节是构建封闭体系； （2）用激光笔点燃白磷，白磷的温度达到了其着火点，白磷燃烧放出热量，气体体积膨胀，所以左侧管中的液面下降；耗尽氧气后，白磷熄灭，由于白磷燃烧消耗了氧气，导致装置的压强减小，左侧管内的液面又上升；步骤③中白磷燃烧的实验现象：白磷燃烧产生白烟，放出热量，一段时间后熄灭，左侧管内液面先下降后上升； （3）用激光笔点燃白磷，充分燃烧并冷却至室温后，再次调整细长玻璃管高度，待两侧液面相平读取细长玻璃管液面刻度V2，液面变化体积即为消耗的氧气体积＝V2−V1；待产物被充分吸收后，打开硬质玻璃管上侧橡皮塞，将细长玻璃管上提，使左侧管内刚好充满水，读取细长玻璃管液面刻度V3，空气的体积＝ V3−V1；氧气的体积分数100%。 故答案为：（1）构建封闭体系。 （2）白磷燃烧产生白烟，放出热量，一段时间后熄灭，左侧管内液面先下降后上升。 （3）100%。 【题型2 氧气的制取实验】 11．利用加热高锰酸钾的方法，验证化学反应中质量守恒定律。如图，小科将适量高锰酸钾装入试管，塞入一团棉花并测出试管、棉花与试剂的总质量为m1，加热使之充分反应后，测得量筒中气体体积为V，再次测得反应装置与物质总质量为m2，已知常温常压下氧气密度为ρ。据此请回答： （1）实验中用量筒收集气体的好处是 。 （2）根据实验数据计算发现：m1﹣m2≠ρV，与质量守恒定律不符。造成这一实验结果的原因分析正确的是 。 A.试管中高锰酸钾没有完全分解 B.导管口连续均匀冒气泡时才收集气体 C.未调节量筒内外液面相平就读数 D.停止加热时，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯 【解答】解：（1）在该实验中，使用量筒收集气体，其主要优势在于量筒本身具有刻度，能够直接读出所收集氧气的体积，操作简便且读数直观。故答案为：便于直接读出氧气的体积。 （2）根据质量守恒定律，m1﹣m2的差值理论上应该等于收集到的氧气质量，即ρV。 A、若试管中高锰酸钾没有完全分解，只是反应程度的问题，剩余的高锰酸钾以及生成的锰酸钾、二氧化锰等物质仍在反应装置内，并不会影响反应前后装置与物质的总质量差值，所以不会造成m1﹣m2≠ρV，故错误。 B、当导管口连续均匀冒气泡时才收集气体，在这之前产生的部分氧气就没有被收集起来，使得实际收集到的氧气质量小于理论上m1﹣m2所对应的氧气质量，从而会造成m1﹣m2≠ρV，故正确。 C、未调节量筒内外液面相平就读数，会导致测量得到的氧气的体积读数不准确，那么根据不准确的体积计算出的氧气质量ρV就会与m1﹣m2不相等，造成m1﹣m2≠ρV，故正确。 D、停止加热时，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，在继续加热的过程中生成的氧气会逸散到空气中，没有收集在量筒内，这就使得实际收集到的氧气质量减少，进而会造成m1﹣m2≠ρV，故正确。 故选：BCD。 12．化学是一门以实验为基础的科学。小安同学选择以下装置进行实验。 （1）制取氧气应选用 装置组合，发生反应的化学方程式为 。用排水法收集氧气时，开始收集氧气的时刻为 。 （2）可选择BE组合制取二氧化碳，反应的化学方程式为 ，检验二氧化碳气体已收集满的方法为 。 （3）用B装置制气体易于控制反应的发生和停止，该装置对反应物和生成气体的要求是 。 （4）如图F所示装置称为洗气瓶，在实验室常用于除去气体中的杂质。若要除去氧气中混有的二氧化碳，液体水应换为 ，气体应从 端进入，发生反应的化学方程式是 。 【解答】解：（1）制取氧气可以选择高锰酸钾或者氯酸钾和二氧化锰或者过氧化氢和二氧化锰，因此可以选择固体加热装置，或者固液不加热装置，而氧气不易溶于水，可以用排水法收集，密度比空气大，也可以用向上排空气法收集，因此可以选择AC或BC或AE或BE或AF或BF；选择A为发生装置，没有棉花，故选氯酸钾和二氧化锰为反应物，氯酸钾在二氧化锰催化作用下加热反应生成氯化钾和氧气，选择B为发生装置，则选择过氧化氢和二氧化锰制备氧气，过氧化氢在二氧化锰催化作用下反应生成水和氧气，书写化学方程式注意配平及气体符号，所以化学方程式为2KClO32KCl+3O2↑或2H2O22H2O+O2↑；排水法收集气体时，为了避免空气混入，需要等到导管口出现连续均匀气泡时再进行收集； 故答案为：AC或BC或AE或BE或AF或BF；2KClO32KCl+3O2↑或2H2O22H2O+O2↑；导管口出现连续均匀气泡。 （2）B为固液不加热装置，选择稀盐酸与碳酸钙的反应制备二氧化碳，盐酸与碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳，书写化学方程式注意配平及气体符号，所以化学方程式为2HCl+CaCO3＝CaCl2+H2O+CO2↑；二氧化碳不支持燃烧，所以将燃着的木条置于瓶口，木条熄灭，则已集满； 故答案为：2HCl+CaCO3＝CaCl2+H2O+CO2↑；将燃着的木条置于瓶口，木条熄灭，则已集满。 （3）B为固液不加热装置，说明反应物为固液混合物，而是溶液与固体接触，因此气体需要不易溶于水，才可以排出被收集； 故答案为：反应物为固液混合物，气体不易溶于水。 （4）二氧化碳能与氢氧化钠反应，所以将水换成氢氧化钠溶液；为了使气体充分与液体接触，所以需要从长口b进气；二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，书写化学方程式注意配平，所以化学方程式为CO2+2NaOH＝Na2CO3+H2O； 故答案为：氢氧化钠溶液；b；CO2+2NaOH＝Na2CO3+H2O。 13．四种制取氧气的方法如图所示。下列有关四种氧气制取方法的说法，错误的是（　　） A．四种方法都是利用含氧化合物来制取O2 B．四种反应的生成物都不止一种 C．反应时加入的MnO2能增加产生氧气的质量 D．从安全、环保、节能、简便等方面考虑，最佳方法是H2O2分解制取O2 【解答】解：A、高锰酸钾、氯酸钾、过氧化氢和水都含有氧元素，选项A正确； B、高锰酸钾加热反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，水在通电条件下反应生成氧气和氢气，过氧化氢在二氧化锰催化作用下反应生成水和氧气，氯酸钾在二氧化锰催化作用下加热反应生成氯化钾和氧气，生成物都不止一种，选项B正确； C、二氧化锰作为催化剂只加快反应速率，不会增加产物质量，选项C错误； D、过氧化氢在常温条件下反应，不需要加热，且生成物为水和氧气，不产生其他产物，所以该制备方法安全、环保、节能、简便，选项D正确； 故选：C。 14．实验室新购买了一批双氧水（H2O2）溶液，某兴趣小组的同学要测定其质量分数，他们设计如图所示的装置，其实验的操作步骤如下： ①组装仪器，并检查装置的气密性； ②在A、B、C三个仪器中装入药品，其中双氧水溶液质量为50g； ③用电子秤称量出整套装置的总质量为498.6g； ④关闭a处止水夹，打开A仪器的阀门，向锥形瓶中加入全部的双氧水溶液，随即关闭 ⑤充分反应后，打开a处止水夹，向装置中持续缓慢地鼓入X气体； ⑥第二次称量整套装置的总质量为497g。 （1）本实验采用的装置中，A仪器的名称是 。 （2）为尽可能减小测量误差，请结合测量原理判断，操作⑤中鼓入的X气体是 。 A.氮气 B.经干燥处理的空气 C.除去氧气后的空气 （3）根据题意，计算双氧水溶液中溶质的质量分数为 。 【解答】解：（1）本实验采用的装置中，A仪器的名称是分液漏斗。故答案为：分液漏斗； （2）为尽可能减少测量误差，操作⑤鼓入的X气体使发生装置内的氧气全部排出，使得减少的质量为氧气的质量，减少水分的流失造成误差，且鼓入的X气体不能与反应物和生成物发生反应，也不能含水分，造成C装置质量增加；A、氮气与空气的密度不同，不符合；B、经干燥处理的空气可以将生成的氧气完全排出，符合；C、除去氧气后的空气中含有水蒸气，会影响实验结果，不符合； 故选：B； （3）设过氧化氢质量为x， 反应生成氧气质量：498.6g﹣497g＝1.6g， 2H2O22H2O+O2↑， 68 32 x 1.6g ， x＝3.4g， 双氧水溶液中溶质的质量分数是：100%＝6.8%， 答：双氧水溶液中溶质的质量分数是6.8%。 15．小亮发现：收集的氧气占集气瓶容积的60%（空气占40%）时，能使带火星的木条复燃。那么，使带火星的木条复燃的氧气浓度的最低值是多少呢？小亮对此展开探究： 第一组实验：取5只集气瓶，编号为①、②、③、④、⑤，分别装入其总容积10%、20%、30%、40%、50%的水。用排水法收集氧气，恰好把5只集气瓶中的水排去。将带火星的木条依次插入①～⑤号瓶中，记录实验现象。 小亮在前一组实验的基础上又做了第二组和第三组实验，三组实验的数据和现象见下表。 第一组 第二组 第三组 集气瓶编号 ① ② ③ ④ ⑤ ① ② ③ ④ ⑤ ① 收集的O2占容积的体积分数（%） 10 20 30 40 50 31 33 35 37 39 34 带火星木条的状况 微亮 亮 很亮 复燃 复燃 很亮 很亮 复燃 复燃 复燃 很亮 请根据实验回答下列问题： （1）使用带火星的木条验满氧气的方法是否可靠 （选填“是”或“否”）。 （2）采取“半值法”探究能减少实验次数。例如：第一组实验若按③、④的编号顺序进行实验，即可确定下一组实验收集的氧气占容积的体积分数应在30%～40%之间，从而省去编号为①、②、⑤的实验。同理，第二组实验可以省去的实验编号为 。 【解答】解：（1）由表中数据可知，气体中氧气的体积分数为35%时就能使带火星的木条复燃，所以使用带火星的木条验满氧气的方法不可靠； （2）采取“半值法”探究能减少实验次数；实际就是通过实验数据的分析，减少不必要的实验，第二组实验若按②③的编号顺序进行实验，即可确定下一组实验收集的氧气占容积的体积分数应在33%～35%之间，从而可以省去的实验编号为①④⑤。 故答案为： （1）否； （2）①④⑤。 16．某科学学习小组同学用过氧化氢溶液制取氧气。 （1）小明取图1中过氧化氢溶液17g，根据过氧化氢中氧元素的质量分数计算氧气的质量，其计算式为：生成氧气的质量＝17g×5%100%＝17g×5%100%。 老师指出小明的计算是错误的，你认为错误的原因是 （填字母序号）。 A.过氧化氢的相对分子质量计算有误 B.过氧化氢中的氧元素没有全部转移到氧气中 （2）小林用如图2所示的装置制取和收集氧气，所用过氧化氢溶液的质量分数为20%。在实验过程中，氧气还没有收集满，锥形瓶中的反应就已经停止。请你帮他分析原因并想出一种解决方法： 。 【解答】解：（1）过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气，由于过氧化氢中氧元素未全转至氧气，则小明计算错误，故选B。 （2）实验中氧气未收集满可能是过氧化氢溶液不足，则可添加过氧化氢溶液。 故答案为：（1）B； （2）过氧化氢溶液不足，添加过氧化氢溶液。 17．小明对KClO3和KMnO4制取O2的实验进行探究。 【资料卡】氯酸钾的化学式为KClO3，晶体为无色或白色结晶性粉末，熔点356℃。KClO3常温下稳定，在400℃以上，用二氧化锰做催化剂则分解并放出氧气。当与有机物混合会形成爆炸性混合物，急剧加热时可发生爆炸。棉花的主要成分是纤维素，属于有机物。 （1）加热KMnO4制取O2，待KMnO4完全分解后得到的固体MnO2属于纯净物中的 。 （2）小明在实验时发现加热KMnO4制取时O2时需要在试管口放棉花，其目的是 。 （3）小明提出加热KClO3制取时O2时不需要在试管口放棉花，他的依据是 （写出一条即可）。 【解答】解：（1）二氧化锰是由锰元素与氧元素组成的纯净物，属于化合物中的氧化物；故答案为：化合物（或氧化物）； （2）小明在实验时发现加热KMnO4制取时O2时需要在试管口放棉花，其目的是防止加热时高锰酸钾颗粒进入导气管；故答案为：防止加热时高锰酸钾颗粒进入导气管； （3）棉花的主要成分是纤维素，属于有机物，而加热氯酸钾与二氧化锰的混合物制氧气时，氧气与有机物混合会形成爆炸性混合物，急剧加热时可发生爆炸，所以加热KClO3制取时O2时不需要在试管口放棉花，故答案为：棉花的主要成分是纤维素，属于有机物，而加热氯酸钾与二氧化锰的混合物制氧气时，氧气与有机物混合会形成爆炸性混合物，急剧加热时可发生爆炸。 18．下面是学习“制取氧气”后进行“氧气的性质”的探究实验，请回答： （1）连接仪器组装成如图2所示实验装置。某学生用抽拉法检查该装置的气密性，发现被拉出的注射器活塞一段时间后又回到原来的位置，你认为该装置是否漏气？ 。 （2）实验室用高锰酸钾制取氧气，应选用的发生装置是 （填字母），实验时该装置的试管口应放一团棉花，其目的是 ；该反应的文字表达式为 。若用E装置收集产生的氧气，实验结束，停止加热前要先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，这是为了 。若用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，则用F装置收集产生的氧气，气体应从 （填“c”或“d”）端进入。 （3）细铁丝在氧气中燃烧会火星四射（图G）。某兴趣小组对其产生原因进行探究。下表是他们将不同含碳量的铁丝（铁丝的直径均为0.4mm）放入氧气中燃烧时的实验现象的记录。请你分析回答： 物质 含碳0.05%的铁丝 含碳0.2%的铁丝 含碳0.6%的铁丝 燃烧时的现象 剧烈燃烧、极少火星 剧烈燃烧、少量火星 （未填） 通过对表中结果分析，火星四射的现象可能与铁丝中的 有关，表中未填的现象可能为 。 【解答】解：（1）拉动活塞又恢复至原位置，说明前后压强不变，证明装置气密性良好；故答案为：否； （2）高锰酸钾为固体，且需要加热，故选A为发生装置；高锰酸钾为固体粉末，容易被气体带出，造成导管堵塞，因此需要增加棉花防止高锰酸钾粉末进入导管，避免导管堵塞；高锰酸钾在加热条件下反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，书写文字表达式不需要配平和气体符号，所以为高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气；反应完毕后，内部温度较高，压强较大，若先熄灭酒精灯，则内部温度降低，压强减小，外界大气压将水压入导管，造成倒吸；F内充满水，氧气不易溶于水，且密度比水小，因此从短口c进气；故答案为：A；防止高锰酸钾进入导管造成堵塞；高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气；防倒吸；c； （3）根据前两组实验现象，可以看出含碳量提高，火星数量变多，因此在含碳量增多后，火星产生更为剧烈，所以可以看到燃烧剧烈，火星四射；故答案为：含碳量；剧烈燃烧，火星四射。 19．如图是“加热高锰酸钾制取氧气”实验的部分仪器或装置。 （1）连接发生装置时，需要用到图甲中的仪器有 （填数字序号）。 （2）若高锰酸钾里有杂质（杂质受热不分解），为了测定高锰酸钾的纯度，通过图乙装置收集并测量氧气的体积。为了使实验数据准确，开始收集气体的时间应该是 。 A．检验氧气的纯度后 B．导管口有气泡冒出时 C．冒出的气泡连续均匀时 【解答】解：（1）加热高锰酸钾制取氧气，属于加热固体制取气体，需要用到图甲中的仪器有①②⑤。 （2）为了使得到的实验数据准确，开始收集气体的时间点应该是导管口一有气泡冒出时，因为要测定高锰酸钾的纯度，应该是收集高锰酸钾反应产生的所有气体，因此导管口一有气泡冒出时就要收集。 故答案为： （1）①②⑤； （2）B。 20．如图是八年级下册研究性学习课题《化学反应中质量守恒的研究》的实验装置．本实验通过测定氧化汞分解前后反应物和生成物的质量是否相等来验证质量守恒定律． 已知：氧化汞分解的反应方程式：2HgO2Hg+O2↑ 请回答下列问题： （1）在组装实验装置时，欲调整试管的倾斜度，应调节图中 A、B、C哪个旋钮？ （2）下列有关本实验的描述正确的有哪些？ A．在量筒中加入一些煤油，可以减少氧气在水中的溶解 B．塑料管口放出连续均匀的气泡后才能收集气体 C．氧化汞未分解完全就停止加热对实验结果没有影响． 【解答】解：（1）由装置中各旋钮的作用可知，能调整试管的倾斜度的旋钮是B； （1）A、由氧气的溶解性可知，氧气不易溶于水，不溶于煤油，在量筒中加入一些煤油，可以减少氧气在水中的溶解，故A正确； B、当塑料管口放出连续均匀的气泡时收集气体是纯净的氧气，但是收集的气体少了，不符合质量守恒定律，故B不正确； C、氧化汞受热分解减少的质量，就是收集的氧气的质量，所以，氧化汞未分解完全就停止加热对实验结果没有影响故，C正确． 故答案为：（1）B；（2）AC． 【题型3 质量守恒定律实验及应用】 21．小科同学利用如图装置，进行相关实验。请回答： （1）实验过程中，可观察到气球体积变化情况是 。 （2）实验结束后，天平仍能保持平衡，请你从微观的角度解释 。 （3）图中，锥形瓶中固态物质的质量m随时间t的变化关系正确的是 。 【解答】解：（1）实验过程中，可观察到气球体积变化情况是先变大（白磷燃烧放热，气体膨胀）后变小（完全反应后温度降低，氧气消耗，气压减小）。 故答案为：先变大后变小。 （2）实验结束后，天平仍能保持平衡，是因为反应前后原子种类、个数和质量都不变。 故答案为：反应前后原子种类、个数和质量都不变。 （3）白磷燃烧生成五氧化二磷，随着反应进行，固体质量增大，完全反应后固体质量不再变化。图中，锥形瓶中固态物质的质量m随时间t的变化关系正确的是C。 故答案为：C。 22．以下是俄国化学家罗蒙诺索夫曾开展的实验： ①先用天平称取质量为m1的金属锡粉。②将这些锡粉放在密闭容器里进行完全燃烧，生成了白色固体物质，称量容器的总质量为m2。③打开容器，听到了空气进入容器发出的“丝丝的声响”，称量所得白色物质的质量为m3。④把白色物质放回原容器里（容器中空气的组成恢复到初始状态），重新称量容器的总质量为m4。 （1）根据所学知识判断：锡的燃烧是 变化。 （2）罗蒙诺索夫分析数据后发现，生成白色物质的质量m3＝ ，于是提出了“参加反应的物质的总质量，等于反应后产物的总质量”的观点。 【解答】解：（1）将这些锡粉放在密闭容器里进行完全燃烧，生成了白色固体物质，生成了新物质，属于化学变化。 （2）锡粉放在密闭容器里进行完全燃烧，生成了白色固体物质，称量容器的总质量为m2，把白色物质放回原容器里（容器中空气的组成恢复到初始状态），重新称量容器的总质量为m4，因此在③中参加反应的气体的质量为m4﹣m2，所以若生成白色物质的质量m3＝m4﹣m2+m1，可得出质量守恒定律。 故答案为： （1）化学； （2）m4﹣m2+m1。 23．某化学课外小组同学用如图所示实验探究质量守恒定律。 （1）实验A在瓶底铺一层细沙的目的是 。此实验过程中产生的现象 。（写一种即可） （2）实验B将烧杯放在天平上用砝码平衡，然后倾斜烧杯使硫酸铜溶液与铁钉接触，可观察到铁钉表面有红色固体析出，反应的化学方程式是： ；一段时间后，再把烧杯放在天平上，天平的指针 （填“向左偏转”“向右偏转”或“不偏转”）。 （3）有同学得到的错误结论是“C实验说明质量不守恒”。你认为C实验天平不平衡的原因是 ，以此实验可知，验证质量守恒定律时，对于有气体参加的反应，应在 容器中进行实验。 【解答】解：（1）实验A在瓶底铺一层细沙的目的是防止锥形瓶受热不均而炸裂。此实验过程中产生的现象：白磷燃烧产生大量白烟或气球先变大后变小。 （2）实验B将烧杯放在天平上用砝码平衡，然后倾斜烧杯使硫酸铜溶液与铁钉接触，可观察到铁钉表面有红色固体析出，反应的化学方程式是Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu；一段时间后，再把烧杯放在天平上，天平的指针不偏转。 （3）有同学得到的错误结论是“C实验说明质量不守恒”。C实验天平不平衡的原因是反应生成的二氧化碳逸出装置，以此实验可知，验证质量守恒定律时，对于有气体参加的反应，应在密闭容器中进行实验。 故答案为：（1）防止锥形瓶受热不均而炸裂；白磷燃烧产生大量白烟或气球先变大后变小。 （2）Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu；不偏转。 （3）生成的CO2散到空气中；密闭。 24．质量守恒定律的发现经历了漫长、曲折的过程，凝聚了不少科学家的心血。 材料一：1673年，英国化学家波义耳将某金属放在一个密闭容器中煅烧，煅烧后立即打开容器进行称量，结果发现煅烧后的固体质量增加了。 材料二：1714年，拉瓦锡用精确的定量实验研究在密封容器中氧化汞分解前的质量和分解后生成物的总质量之间的关系，证实了质量守恒定律。（2HgO2Hg+O2↑） （1）【解释】波义耳实验中，燃烧后固体质量增加的原因是 。 （2）【证据】兴趣小组决定用如图所示装置模拟拉瓦锡实验，验证质量守恒定律。 实验结束后小明记录了以下几组数据：（已知：该反应条件下氧气的密度为ρ克/毫升） A.反应前称取的氧化汞质量a克 B.反应前装有氧化汞试管的总质量b克 C.反应结束冷却后试管的总质量c克 D.反应后量筒内气体体积为d毫升 E.反应前量筒和水的总质量e克 F.反应结束后量筒和水的总质量f克 ①实验中量筒内液面有油层，这样做的目的是 。 ②实验操作均正确，在误差范围内，如果出现等量关系 （用上述字母表示），则能证实质量守恒定律。 （3）若小科根据数据计算所得结果与质量守恒定律不符。造成这一实验结果的原因分析你认为正确的是 （填字母编号）。 A．试管中氧化汞没有完全分解 B．导管口连续且均匀冒气泡时开始收集气体 C．未调节量筒内外液面相平就读数，可用来验证质量守恒定律 【解答】解：（1）波义耳实验中，燃烧后固体质量增加的原因是金属和氧气反应生成氧化物，打开容器后容器外的空气进入。 故答案为：金属和氧气反应生成氧化物，打开容器后容器外的空气进入。 （2）①实验中量筒内液面有油层，这样做的目的是防止氧气溶于水。 故答案为：防止氧气溶于水。 ②实验操作均正确，在误差范围内，b克﹣c克＝汞的质量，ρ克/毫升×d毫升＝氧气的质量，如果b克﹣c克＝ρ克/毫升×d毫升，则能证实质量守恒定律。 故答案为：a克＝b克﹣c克+ρ克/毫升×d毫升。 （3）A．试管中氧化汞没有完全分解，不影响验证质量守恒定律，故选项不正确。 B．导管口连续且均匀冒气泡时开始收集气体，导致部分气体没有排入量筒，不能验证质量守恒定律，故选项正确。 C．未调节量筒内外液面相平就读数，导致收集的气体体积不准确，不能验证质量守恒定律，故选项正确。 故答案为：BC。 25．在学习了质量守恒定律后，小科设计了如下几组实验： （1）设计中可以用来验证质量守恒定律的实验有 。 A.B. C.D. （2）为了使有气体生成的实验用于验证质量守恒定律，小科用碳酸钠和稀盐酸，设计了以下三组反应装置，最适于验证质量守恒定律的实验装置为 组。 （3）小科又想到实验室用氯酸钾和二氧化锰制取氧气的实验，利用如图丁装置验证质量守恒定律，测得实验前后试管与药品的总质量减少为m1。利用量筒中气体体积和常温常压下氧气密度计算出生成气体的质量为m2，小科发现m1≠m2。造成这一实验结果的原因分析正确的是 。 A.氯酸钾未分解完全就停止加热 B.停止加热时，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯 C.未调节量筒内外液面相平就读数 D.导管口连续均匀冒气泡时才收集气体 【解答】解：（1）A、硫酸铜和铁反应生成硫酸亚铁和铜，能够验证质量守恒定律。 B、水和蔗糖不能反应，不能验证质量守恒定律。 C、氯化钡和硫酸钠反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠，能够验证质量守恒定律。 D、稀盐酸和碳酸钠反应生成的二氧化碳逸出装置，不能验证质量守恒定律。 故答案为：AC。 （2）最适于验证质量守恒定律的实验装置为乙组，是因为乙中生成的二氧化碳能被氢氧化钠溶液吸收，防止瓶塞飞出。 故答案为：乙。 （3）A.氯酸钾未分解完全就停止加热，不影响实验结果。 B.停止加热时，将导管移出水面，导致试管中的气体与空气混合，影响实验结果。 C.未调节量筒内外液面相平就读数，导致量筒中的氧气是在通常情况下的状态，影响实验结果。 D.导管口连续均匀冒气泡时才收集气体，可能导致部分氧气逸出，影响实验结果。 故答案为：BCD。 26．将m1g可燃物与过量氧气在密闭容器中用电火花引燃，除生成二氧化碳外，还可能生成水。充分反应后，容器内氧气减少了m2g。实验过程中生成二氧化碳的质量随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是（　　） A．图中t1时刻，容器内氧气减少的质量为 B．图中t2时刻，容器内碳元素的质量为 C．若11m2＜8m3，则该可燃物一定含有碳、氧元素 D．若m1+m2＞m3，则该可燃物一定含有碳、氢、氧元素 【解答】解：A、将m1g可燃物与过量氧气在密闭容器中用电火花引燃，除生成二氧化碳外，还可能生成水，图中t1时刻，生成x1g二氧化碳，其中氧元素的质量为：x1100%，这只是参与生成x1g二氧化碳的氧气质量，可能生成的水中也含有氧元素，所以此时容器内氧气减少的质量大于或等于，故选项说法不正确。 B、图中t2时刻生成x2g二氧化碳，其中碳元素的质量为：x2100%，此时可燃物仍未完全反应，根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类和质量不变，容器内碳元素的质量应等于最终生成m3g二氧化碳中碳元素的质量，即，故选项说法不正确。 C、由图可知，共生成m3g二氧化碳，其中氧元素的质量为，若11m2＜8m3，则，说明参与反应的氧气质量小于二氧化碳中氧元素的总质量，则可燃物中一定含有氧元素；同时由于生成了二氧化碳，所以可燃物中一定含有碳元素，故选项说法正确。 D、若m1+m2＞m3，说明生成物中除了二氧化碳还有水（质量为m1+m2−m3），则可燃物中一定含有碳、氢元素，但要判断是否含有氧元素，需要比较反应中氧气的总质量与生成物中氧元素的总质量，该条件无法直接得出可燃物含有氧元素的结论，故选项说法不正确。 故选：C。 27．如图所示为甲、乙、丙三种物质在密闭容器中反应前后的质量变化，下列说法正确的是（　　） A．x等于8 B．甲是该反应的反应物 C．该反应是置换反应 D．该反应可表示为：甲+乙→丙 【解答】解：A、由图中数据可知，x＝15+2+2.6﹣5﹣7.6＝7，故选项说法不正确。 B、反应后甲的质量减少，则甲是反应物，故选项说法正确。 C、该反应是甲在一定条件下生成乙和丙，符合一变多的特点，属于分解反应，故选项说法不正确。 D、该反应是甲在一定条件下生成乙和丙，可表示为：甲→乙+丙，故选项说法不正确。 故选：B。 28．是工业制取硝酸的关键反应。34gNH3与一定质量O2反应时，NH3、H2O的质量随消耗O2质量的变化如图。下列说法错误的是（　　） A．80gO2反应时，生成X的质量为60g B．化学方程式中a和d的比为2：3 C．化学计量数b＝5 D．X为NO2 【解答】解：A、由分析可知，80gO2反应时，生成X的质量为60g，故选项说法正确。 B、由分析可知，反应的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O，则a和d的比为4：6＝2：3，故选项说法正确。 C、由分析可知，反应的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O，则化学计量数b＝5，故选项说法正确。 D、由分析可知，X为NO，故选项说法正确。 故选：D。 29．在一个密闭容器中放入X、Y、Z、Q四种物质，在一定条件下发生化学反应，一段时间后，测得有关数据如表，则下列关于反应的认识，正确的是（　　） 物质 X Y Z Q 反应前质量（g） 20 2 1 37 反应后质量（g） 待测a 32 待测b 12 A．a的取值范围：0≤a≤16 B．该反应类型一定属于化合反应 C．当a＝15时，物质Z在反应中起催化作用 D．当b＝1时，反应中X、Q的相对分子质量比为1：5 【解答】解：A.依据质量守恒定律可知，20+2+1+37＝a+32+b+12，a+b＝16，a＝16﹣b，b＝0时，a＝16；b＝16时，a＝0，则a的取值范围：0≤a≤16；故A正确； B.分析表中数据可知，Q为反应物，Y为生成物，但X、Z无法确定，则该反应的反应类型无法确定，故B错误； C.分析表中数据可知，当a＝15时，物质Z在反应前后的质量不变，但催化剂特点是反应前后质量和化学性质不变，改变其它反应速率，则物质Z在反应中不一定起催化作用，故C错误； D.分析表中数据可知，当b＝1时，反应中X、Q的质量比为5：25＝1：5，无法确定其相对分子质量之比，故D错误； 故选：A。 30．某同学从定量角度研究双氧水制取氧气的过程，对原实验进行部分改进，增加了称量操作。具体做法是：取10%的双氧水和少量的二氧化锰放入气体发生装置，并对反应前后混合物的质量进行称量，记录如下： 反应过程 反应前 反应后 质量变化（不含容器质量） 34.3g 32.7g 若反应后，双氧水分解完全且氧气全部逸出，该同学得出的结论中，不合理的是（　　） A．反应速率逐渐加快 B．最多得到氧气的质量为1.6g C．催化剂二氧化锰的质量为0.3g D．反应得到水和氧气的质量比为9：8 【解答】解：A、随着反应的进行，过氧化氢溶液的浓度逐渐减小，故反应速率逐渐变小，故A的结论不合理； B、根据质量守恒定律，反应前物质的质量总和等于反应后物质的质量总和，生成氧气的质量为：34.3g﹣32.7g＝1.6g，故B结论合理； C、设生成1.6g氧气需要过氧化氢的质量为x 2H2O22H2O+O2↑ 68 32 x 1.6g x＝3.4g 所以过氧化氢溶液的质量为：3.4g÷10%＝34g 二氧化锰的质量为：34.3g﹣34g＝0.3g 故C结论合理； D、2H2O22H2O+O2↑ 36 32 水和氧气的质量比为36：32＝9：8， 故D结论合理； 故选：A。 【题型4 化学方程式的计算】 31．利用氯酸钾分解制氧气是实验室常用的一种方法，小义利用如图所示的装置进行了实验，步骤如下： 实验一：收集纯净的氧气 ①检查装置的气密性。 ②在试管中装入一定质量的氯酸钾和二氧化锰。 ③点燃酒精灯，收集满氧气后熄灭酒精灯。 实验二：测定剩余固体中氯酸钾的质量 ④换用另一个装满水的量筒继续实验，重新点燃酒精灯收集氧气，待塑料软管口不再产生气泡时，共收集到343毫升氧气。 ⑤利用收集到的氧气，计算剩余固体中氯酸钾的质量。 请回答： （1）实验中二氧化锰的作用是 。 （2）步骤③④中收集气体最合理的时机分别是 （选填字母）。 A.冒出气泡时；气泡连续均匀冒出时 B.气泡连续均匀冒出时；冒出气泡时 C.均为冒出气泡时 D.均为气泡连续均匀冒出时 （3）查阅数据可知，标准大气压下343毫升氧气的质量为0.48克。若不计实验过程中气体损失，由实验二得出剩余固体中含有氯酸钾 克。 【解答】解：（1）实验中二氧化锰的作用是催化作用，即加快反应速率。 （2）步骤③④中收集气体最合理的时机分别是气泡连续均匀冒出时（此时收集的是纯净的气体）；冒出气泡时。 （3）设氯酸钾质量是x。 2KClO32KCl+3O2↑ 245 96 x 0.48g x＝1.225g。 故答案为：（1）催化作用。 （2）B。 （3）1.225。 32．为测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分数，小科取80g样品分成四份，分别向其中加入相同浓度、不同质量的稀盐酸，充分反应后测得数据如下表（样品中杂质不溶于水，也不与盐酸反应）。 第一份 第二份 第三份 第四份 所取石灰石样品质量/g 20.0 20.0 20.0 20.0 加入稀盐酸质量/g 40.0 60.0 80.0 100.0 剩余固体质量/g 12.0 8.0 ？ 4.0 回答下列问题： （1）“？”处应该填写的数值是 。 （2）样品中碳酸钙的质量分数为 。 （3）计算所加稀盐酸的溶质质量分数。 【解答】解：（1）由第一份和第二份数据可知，每加入20.0g稀盐酸，固体质量减少4.0g，说明20.0g稀盐酸与4.0g碳酸钙恰好完全反应。第四份加入100.0g稀盐酸，剩余固体质量为4.0g，说明20.0g样品中碳酸钙的质量为20.0g﹣4.0g＝16.0g，第三份加入80.0g稀盐酸，与20.0g﹣4.0g＝16.0g碳酸钙恰好完全反应，所以剩余固体质量为4.0g，则“？”处应该填写的数值是4.0； （2）样品中碳酸钙的质量为20.0g﹣4.0g＝16.0g，则样品中碳酸钙的质量分数为100%＝80%； （3）第三份加入80.0g稀盐酸，与16.0g碳酸钙恰好完全反应， 设80.0g稀盐酸中溶质的质量为x， CaCO3+2HCl＝CaCl2+CO2↑+H2O 100 73 16.0g x x＝11.68g 所加稀盐酸的溶质质量分数为100%＝14.6%； 答：所加稀盐酸的溶质质量分数为14.6%。 33．为了探究石灰石的纯度（假设样品中的杂质既不溶于水也不与盐酸反应），称取40g石灰石样品等分为4份（分别编号为①、②、③、④），每份样品分别与一定量的稀盐酸反应，所得数据如表所示： 样品编号 ① ② ③ ④ 稀盐酸的质量 20g 40g m 150g 剩余固体的质量 8g 6g 1g 1g 分析题中有关信息和图表，回答下列问题： （1）该石灰石样品中碳酸钙的质量分数为 。 （2）该实验所用的稀盐酸的溶质质量分数是多少？ （3）编号③所用稀盐酸的质量m为 。 A.一定是60克 B.大于或等于60克 C.一定是90克 D.大于或等于90克 【解答】解：（1）从表中的数据可知，每加入20g盐酸，固体减少2g，故150g盐酸完全反应应消耗固体15g，故剩余固体为杂质的质量，因此该石灰石样品中碳酸钙的质量分数为：100%＝90%；故答案为：90%； （2）依据①中的数据进行计算 设盐酸的质量分数为x。 CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑ 100     73 10g﹣8g  20gx x＝7.3% 答：该实验所用的稀盐酸的溶质质量分数是7.3%； （3）由表中的数据可知，每减少2g的碳酸钙，反应的稀盐酸的质量为20g，则可知减少9g碳酸钙需要稀盐酸的质量为90g，所以D符合题意；故选：D。 34．在医院，吸氧的患者每小时消耗80L氧气，费用为4元。实验室制取氧气的成本是多少呢？小科在图甲装置的锥形瓶中加入适量的二氧化锰和水，用注射器吸入40mL过氧化氢溶液并全部注入锥形瓶中，发生的化学反应为：，测得装置的总质量变化如图乙。 （1）根据实验数据，通过化学方程式计算40mL过氧化氢溶液中溶质的质量分数（过氧化氢溶液的密度为1.5g/cm3，计算结果保留两位小数）。 （2）已知上述40mL过氧化氢溶液的成本为0.8元，若在实验室用同样的过氧化氢溶液制取80L氧气（密度取1.4g/L），需要的成本是 元，可见在实验时应节约试剂。（不计其它成本） （3）小科连接图甲和图丙装置，用注射器另取40mL同样的过氧化氢溶液，通过直接测量氧气的体积来计算成本。若不考虑导管对实验的影响，以下分析正确的是 。 A．广口瓶中的水面上有少量植物油，能防止氧气溶于水 B．实验前图丙装置中广口瓶内的水量不会影响测量结果 C．读数时量筒中的水面高于广口瓶内的液面导致测得氧气的体积偏小 D．测得氧气的体积等于量筒中增加的水的体积减去加入的过氧化氢溶液的体积 【解答】解：（1）由质量守恒定律可知，生成氧气的质量为413.7g﹣412.1g＝1.6g，40mL过氧化氢溶液质量为40mL×1.5g/mL＝60g； 设过氧化氢溶液中溶质的质量为x， 2H2O22H2O+O2↑ 68 32 x 1.6g x＝3.4g 则过氧化氢溶液中溶质的质量分数为100%≈5.67%， 答：过氧化氢溶液中溶质的质量分数为5.67%； （2）若在实验室用同样的过氧化氢溶液制取80L氧气（密度取1.4g/L），则氧气的质量为80L×1.4g/L＝112g，需要的成本为0.8元＝56元； （3）A、广口瓶中的水面上有少量植物油，能防止氧气溶于水，故A正确； B、实验前图丙装置中广口瓶内的水必须能将右侧导管下端浸没液封，否者无法测定生成氧气的体积，故B错误； C、读数时量筒中的水面高于广口瓶内的液面会导致产生了一定压强差，广口瓶内的氧气未完全排出，导致测得氧气的体积偏小，故C正确； D、测得氧气的体积等于量筒中增加的水的体积减去加入的过氧化氢溶液的体积，故D正确； 故选：ACD。 35．小金、小柯和小桥三人参加了一次探究碳酸钙含量的实验操作活动，老师准备了不同颗粒大小的贝壳、烧杯、电子天平和盐酸等器材。他们三人各自采取如表所示的试剂和图甲的称量方式进行实验。整个实验过程采取实时测量和记录电子天平随时间变化的方式，绘制了图乙。 贝壳质量/g 颗粒大小 盐酸溶液质量/g 盐酸溶液浓度 小金 10 块状 100 7.3% 小柯 10 颗粒状 100 7.3% 小桥 10 粉末状 100 7.3% （1）图乙中表示小金实验的曲线是 。（选填“a”或“b”） （2）根据小桥的实验数据，他挑选的贝壳中碳酸钙的质量分数为多少？（假设贝壳中其他成分不参与反应） 【解答】解：（1）由于小金使用的是块状贝壳，接触面积小，反应慢且不充分，所以表示小金实验的曲线是a。 （2）由小桥的数据可知，二氧化碳的质量为160g﹣156.48g＝3.52g， 设贝壳中碳酸钙质量分数为x， CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑ 100 44 10gx 3.52g x＝80% 答：贝壳中碳酸钙质量分数为80%。 故答案为：（1）a； （2）80%。 36．为测定鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数，小科称取20克鸡蛋壳样品放入装置A的烧瓶中，将100克稀盐酸（足量）逐渐加入烧瓶中（鸡蛋壳中杂质不反应）。充分反应后进行称量，发现装置C质量增加了7.04克。 查阅资料：Ⅰ.浓硫酸有吸水性，能吸收气体中的水分。 Ⅱ.氢氧化钠溶液能吸收二氧化碳。 Ⅲ.A中反应的方程式为2HCl+CaCO3＝CaCl2+H2O+CO2↑。 请回答下列问题： （1）鸡蛋壳样品中碳酸钙的质量分数为多少？（写出计算过程） （2）查阅资料发现，本实验测得的碳酸钙质量分数偏小，请你分析原因 （写出一种即可）。 【解答】解：（1）氢氧化钠溶液能吸收二氧化碳，则装置C增加的7.04g质量是生成二氧化碳的质量； 设鸡蛋壳样品中碳酸钙的质量为x。 2HCl+CaCO3＝CaCl2+H2O+CO2↑ 100 44 x 7.04g x＝16g 则鸡蛋壳样品中碳酸钙的质量分数为：100%＝80%。 答：鸡蛋壳样品中碳酸钙的质量分数为80%。 （2）查阅资料发现，本实验测得的碳酸钙质量分数偏小，可能的原因是部分生成的二氧化碳残留在A装置中，使C装置测得的二氧化碳质量偏小，导致计算出的碳酸钙质量偏小（答案不唯一）。 故答案为： （1）80%； （2）部分生成的二氧化碳残留在A装置中，使C装置测得的二氧化碳质量偏小，导致计算出的碳酸钙质量偏小（答案不唯一）。 37．某化学兴趣小组为了测定鸡蛋壳中碳酸钙的含量，进行了如下实验：取25.0g洗净、粉碎后的鸡蛋壳样品放于烧杯中，向烧杯中滴加稀盐酸（整个过程不考虑盐酸的挥发和气体的溶解），实验测得烧杯中剩余物质的质量与加入盐酸的质量之间的关系如图1所示。求： （1）产生CO2的总质量为 g。 （2）求鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数。（写出计算过程） （3）请在如图2坐标中画出加入盐酸0至150克时，对应的CO2质量的曲线图（要求标出曲线中必要的数据）。 【解答】解：加入100g稀盐酸后溶液质量和不再改变，说明此时已经完全反应。根据质量守恒定律可得，生成的二氧化碳的质量为25g+100g﹣115.1g＝9.9g 设鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数是x。 CaCO3+2HCl═CaCl2+CO2↑+H2O 100 44 25.0gx 9.9g x＝90% 如图2坐标中画出盐酸的质量和CO2质量之间的相应的曲线图，起点是0，结束点是（100，9.9），之后水平，为： 38．2025年2月13日，国际顶级期刊《自然》刊登复旦大学科研团队新发现：通过“注射”方式补充锂离子，可以对锂电池进行“精准治疗”，将商用磷酸铁锂电池的充放电寿命从500﹣2000次提升至12000﹣60000次。 （1）锂（Li）原子 （填“失去”或“得到”）一个电子变成锂离子（Li+）。 （2）磷酸铁锂（LiFePO4）是锂电池的一种电极材料，磷酸铁锂中含有 种金属元素。 （3）碳酸锂（Li2CO3）是制备锂电池的重要原料，生产流程中“沉锂”步骤是关键环节，其反应原理为：Li2SO4+Na2CO3＝Li2CO3↓+Na2SO4。若有220kg硫酸锂（Li2SO4）完全反应，能制得多少千克碳酸锂（Li2CO3）？ 【解答】解：（1）锂原子的最外层电子数为1，在化学反应中，最外层电子数小于4的原子通常会失去电子，锂原子失去1个电子后就变成锂离子； （2）磷酸铁锂（LiFePO4）中，锂（Li）和铁（Fe）属于金属元素，磷（P）和氧（O）属于非金属元素，则磷酸铁锂中含有2种金属元素； （3）设能制得碳酸锂的质量为x， Li2SO4+Na2CO3＝Li2CO3↓+Na2SO4 110 74 220kg x x＝148kg 答：若有220kg硫酸锂（Li2SO4）完全反应，能制得148kg的碳酸锂。 39．为将废弃鸡蛋壳（主要成分CaCO3）中的钙用于钙片生产，转化为食品级葡萄糖酸钙（C12H22CaO14，相对分子质量430），研习小组需先测定蛋壳中钙含量。实验过程如下：取预处理后的蛋壳样品20g，分5次加入等质量的稀盐酸（每次40g，共200g），记录每次加入后反应生成的CO2质量，如表所示： 实验次数 1 2 3 4 5 加入稀盐酸的质量/克 40 40 40 40 40 生成CO2的总质量/克 1.76 3.52 5.28 x 5.5 请回答： （1）补全表格中x的值为 。 （2）该鸡蛋壳中含CaCO3的质量是多少？（写出计算过程） （3）经测量，该鸡蛋壳含Ca的质量分数为25%，32kg该废弃蛋壳，理论上最多可生产葡萄糖酸钙多少千克？（写出计算过程） 【解答】解：（1）由表中数据可知，第1、2、3次加入40g稀盐酸，每次生成二氧化碳的质量都是1.76g，第5次加入40g稀盐酸，生成二氧化碳的总质量为5.5g＜1.76g×4，说明第4次时碳酸钙已经完全反应，生成二氧化碳的总质量为5.5g，所以表中x的值为5.5； （2）设20g该鸡蛋壳样品中含CaCO3的质量是x。 CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑ 100 44 x 5.5g x＝12.5g 答：该鸡蛋壳中含CaCO3的质量是12.5g。 （3）32kg该废弃蛋壳中Ca元素的质量为：32kg×25%＝8kg，根据质量守恒定，化学反应前后元素的种类和质量不变，则理论上最多可生产葡萄糖酸钙的质量为：8kg÷（100%）＝86kg。 40．如图表示某空间站的水气整合系统，其中“氧气生成系统”能电解水，产生氢气和氧气；“萨巴蒂尔系统”能把氢气和航天员呼吸产生的二氧化碳在高温高压和有催化剂参与的条件下转化成液态水和甲烷气体（CH4），甲烷排放到外太空。 （1）写出萨巴蒂尔系统中发生的反应的化学方程式 。 （2）该空间站的水气整合系统中，能循环利用的物质是 。 （3）已知一个航天员平均一天要消耗约0.8千克的氧气，请计算一个航天员在空间站工作30天，氧气生成系统中至少需要消耗多少质量的水？ 【解答】解：（1）“萨巴蒂尔系统”中氢气和二氧化碳在高温高压和有催化剂参与的条件下转化成液态水和甲烷气体，反应的化学方程式为4H2+CO2CH4+2H2O； （2）从整个水气整合系统来看，“氧气生成系统”电解水产生氢气和氧气，“萨巴蒂尔系统”中氢气和二氧化碳反应又生成水，所以能循环利用的物质是H2O； （3）设生成0.8kg氧气需要水的质量为x， 2H2O2H2↑+O2↑ 36 32 x 0.8kg x＝0.9kg 氧气生成系统中消耗的水的质量为0.9kg×30＝27kg； 答：氧气生成系统中消耗的水的质量为27kg。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第1章 我们呼吸的空气 【题型1 氧气含量的测定实验】 1 【题型2 氧气的制取实验】 11 【题型3 质量守恒定律实验及应用】 21 【题型4 化学方程式的计算】 30 【题型1 氧气含量的测定实验】 1．某化学研究小组在学习了“空气中氧气含量测定”实验的基础上，改进了教材中图Ⅰ的实验，设计出如图Ⅱ所示的实验装置，据图回答下列有关问题。 【装置Ⅰ】在实验过程中，经常出现实验结果偏小的情况，原因可能是 。 A.红磷的量不足 B.实验时未夹紧止水夹 C.集气瓶没有冷却到室温 【装置Ⅱ】小组同学测定玻璃管容积V1为70mL，注射器的活塞实验前停在30mL处（V2为30mL），按正确操作和有关数据计算，最终得出氧气约占空气体积的，则注射器活塞最终停留在 mL处，在实验加热过程中，缓慢推拉注射器活塞的目的是 ，若实验结束且冷却到室温后没有将气球内的气体全部挤出就读数计算，则测出氧气占空气含量结果会偏 （填“大”或“小”）。 2．为测定“空气中的氧气含量”，小明分别选用红磷和木炭作为燃料进行实验，具体步骤如下：①取相同规格的集气瓶两个，装满水并塞上塞子。待无水溢出后拔出塞子，将全部水倒入量筒中，用量筒测得此时集气瓶内水的体积为180mL； ②再各取10mL水注入两集气瓶底，分别往两个集气瓶中装入足量的红磷与木炭，按图甲、乙所示组装仪器； ③检验两个装置气密性良好后，将电热棒通电使足量的红磷、木炭充分燃烧； ④待火焰熄灭后，等到合适的时间再打开止水夹，测量进入集气瓶中水的体积； ⑤重复三次实验，记录数据并计算平均值。 燃料 水进入的体积（mL） 平均占集气瓶体积比例 第一次 第二次 第三次 平均值 红磷 43 33 34 33.5 19.7% 木炭 6.8 7.1 7.2 7.0 4.1% （1）实验第①步是测量集气瓶内水的体积，其目的是 。 （2）实验中第④步，等到合适的时间打开止水夹，其中合适的时间是指 。 （3）小明在计算甲组进水体积的平均值时，去除了第一组的数据，原因是 。 （4）乙组的集气瓶平均进水体积远小于甲组的集气瓶进水体积，请你对该现象做出合理解释： 。 3．为了探究空气中氧气的体积分数。小明利用容积为V的集气瓶、装有密织铜网的燃烧匙、白磷等材料设计如图装置进行实验，已知大气压为p0。 实验步骤如下： ①检查装置气密性。 ②往标有刻度的集气瓶中倒入90℃热水，读出集气瓶中热水的体积为V1。 ③取过量的白磷放置于密织铜网中，立即塞紧瓶塞，使白磷浸没在热水中。 ④降低漏斗的高度，使右侧的白磷露出水面，此时观察到白磷燃烧，一段时间后白磷熄灭。 ⑤ ，读出集气瓶中热水的体积为V2。 ⑥处理数据，得出结果。 （1）热水在步骤③环节中起的作用是 。 （2）请将步骤⑤补充完整 。 （3）实验测得空气中氧气的体积分数为 。 4．某小组同学用红磷测定空气中氧气的含量，装置如图所示。 （1）本实验的原理是利用红磷在密闭容器中燃烧消耗氧气，待充分冷却后，集气瓶内压强将 ，在大气压的作用下，烧杯中的水进入集气瓶中，进入瓶内的水的体积即等于被消耗的氧气的体积。 （2）以下是本实验的关键步骤，正确的操作顺序是 。（填序号） ①用弹簧夹夹紧胶皮管，点燃燃烧匙内的红磷，立即伸入集气瓶中并塞紧瓶塞 ②检查装置气密性，然后在集气瓶中加入少量水 ③火焰熄灭后，振荡集气瓶，待装置冷却至室温后，打开弹簧夹 ④将集气瓶剩余的容积分成5等份，做好记号 （3）实验后的交流过程中，某同学提出，将装置中的红磷换成铁丝也可以达到实验目的，你是否认同？并说明理由： 。 5．某化学兴趣小组对“测定空气中氧气含量”的实验（见图Ⅰ）进行了大胆改进，设计图（Ⅱ），选用容积为45mL的试管作反应容器（固定装置略）。请你对比分析图Ⅰ和图Ⅱ实验，回答下列有关问题： （1）图Ⅰ实验中，若红磷量不足，这样测出来的氧气含量 （选填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。 （2）图Ⅱ实验的操作步骤如下： ①点燃酒精灯。 ②撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹。 ③将少量红磷平装入试管中，将30mL的注射器活塞置于15mL刻度处，并按图Ⅱ中所示的连接方式固定好，再将弹簧夹紧橡皮管。 ④读取注射器活塞的数据。 你认为正确的实验操作顺序是 （填序号）。 （3）图Ⅱ实验中，注射器活塞将从15mL刻度处慢慢前移到约为 mL刻度处才停止。 （4）你认为图Ⅱ实验有何优点？（回答一点即可） 。 6．某科学兴趣小组的同学利用数字化技术对“空气中氧气体积分数的测定”进行了实验甲（如图1所示，燃烧匙内盛有过量红磷），得到的数据曲线如图2所示。 （1）实验前集气瓶中的水为10mL，若集气瓶的容积为150mL（燃烧匙所占体积忽略不计），第一次实验结束后理论上集气瓶中水的体积约为 mL。 （2）图2中X曲线表示的是集气瓶内的 的变化趋势。 （3）若第二次进行实验时，图1中装置漏气，则第二次测得的c点数值比图2中第一次测得的c点数值 （选填“大”或“小”）。 （4）接下来，该小组同学对实验装置进行改进，把“暖宝宝”中的黑色粉末（足量铁粉）涂抹在集气瓶内壁的四周，再次进行实验乙。通过数字传感器，测得实验甲、实验乙中氧气的浓度随时间变化的关系分别如图所示。依据图中信息，该小组同学一致认为实验乙的测定方法更准确，其判断依据是 。 7．利用红磷燃烧测定空气中氧气体积分数的实验中，传感器记录集气瓶中气压随时间变化的情况如图所示，下列说法不正确的是（　　） A．c时止水夹打开 B．实验开始时，气压变大是因为温度升高 C．a～c段对应的变化进程是红磷燃烧 D．c后气压增大是由于水倒吸入瓶内 8．食品脱氧剂的主要成分为铁粉，可用于测量空气中氧气的浓度。如图所示，反应前AO的长度为L1，反应后BO的长度为L2，下列有关说法错误的是（　　） A．测量的原理利用了铁生锈消耗管内氧气 B．实验测得氧气的质量分数为 C．实验前应弹动玻璃管，使脱氧剂分布均匀且紧密 D．脱氧剂应平铺在玻璃管中，增加与氧气的接触面积 9．小科对“测定空气中氧气含量”的实验进行了改进：将数显设备、气压传感器和空气中氧气含量测量装置按如图甲所示连接：①检查该装置的气密性；②用大功率激光笔点燃红磷，红磷剧烈燃烧，观察并记录气压传感器所显示的压强变化情况； （1）如图甲中，对集气瓶内进行5等分的空间是指 （填字母）A.整个集气瓶的内部。B.集气瓶内水面以上部分。 （2）如图乙是通过气压传感器测得的图像，BC段气压增大的主要原因是温度升高导致的气压变化量 （选填“大于”或“等于”或“小于”）氧气量减少导致的气压变化量。DE段的瓶内气压小于标准大气压的原因是 。 （3）反应结束后，发现玻璃瓶内液面未达到空气总体积的20%，其可能的原因有 （可多选）。 A.未冷却至室温便打开止水夹 B.红磷量不足 C.氧气体积分数较低时红磷不能继续燃烧 10．小明利用图甲所示的思维模型设计了“探究空气中氧气含量”的实验。为了提高实验的精确度，设计了图乙所示的实验装置。 实验步骤： ①组装并检查装置气密性。 ②往燃烧匙中加入足量白磷，塞紧橡皮塞。调整右侧细长玻璃管高度使左右两侧液面相平，读取细长玻璃管液面刻度V1。 ③用激光笔点燃白磷，充分燃烧并冷却至室温后，再次调整细长玻璃管高度，待两侧液面相平读取细长玻璃管液面刻度V2。 ④待产物被充分吸收后，打开硬质玻璃管上侧橡皮塞，将细长玻璃管上提，使左侧管内刚好充满水，读取细长玻璃管液面刻度V3。（橡皮塞进入硬质玻璃管的体积、燃烧匙的体积等忽略不计） （1）对照图甲的思维模型，步骤①对应的环节是 。 （2）步骤③中白磷燃烧的实验现象 。 （3）通过本实验得出氧气的体积分数为 。（用V1、V2、V3来表示） 【题型2 氧气的制取实验】 11．利用加热高锰酸钾的方法，验证化学反应中质量守恒定律。如图，小科将适量高锰酸钾装入试管，塞入一团棉花并测出试管、棉花与试剂的总质量为m1，加热使之充分反应后，测得量筒中气体体积为V，再次测得反应装置与物质总质量为m2，已知常温常压下氧气密度为ρ。据此请回答： （1）实验中用量筒收集气体的好处是 。 （2）根据实验数据计算发现：m1﹣m2≠ρV，与质量守恒定律不符。造成这一实验结果的原因分析正确的是 。 A.试管中高锰酸钾没有完全分解 B.导管口连续均匀冒气泡时才收集气体 C.未调节量筒内外液面相平就读数 D.停止加热时，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯 12．化学是一门以实验为基础的科学。小安同学选择以下装置进行实验。 （1）制取氧气应选用 装置组合，发生反应的化学方程式为 。用排水法收集氧气时，开始收集氧气的时刻为 。 （2）可选择BE组合制取二氧化碳，反应的化学方程式为 ，检验二氧化碳气体已收集满的方法为 。 （3）用B装置制气体易于控制反应的发生和停止，该装置对反应物和生成气体的要求是 。 （4）如图F所示装置称为洗气瓶，在实验室常用于除去气体中的杂质。若要除去氧气中混有的二氧化碳，液体水应换为 ，气体应从 端进入，发生反应的化学方程式是 。 13．四种制取氧气的方法如图所示。下列有关四种氧气制取方法的说法，错误的是（　　） A．四种方法都是利用含氧化合物来制取O2 B．四种反应的生成物都不止一种 C．反应时加入的MnO2能增加产生氧气的质量 D．从安全、环保、节能、简便等方面考虑，最佳方法是H2O2分解制取O2 14．实验室新购买了一批双氧水（H2O2）溶液，某兴趣小组的同学要测定其质量分数，他们设计如图所示的装置，其实验的操作步骤如下： ①组装仪器，并检查装置的气密性； ②在A、B、C三个仪器中装入药品，其中双氧水溶液质量为50g； ③用电子秤称量出整套装置的总质量为498.6g； ④关闭a处止水夹，打开A仪器的阀门，向锥形瓶中加入全部的双氧水溶液，随即关闭 ⑤充分反应后，打开a处止水夹，向装置中持续缓慢地鼓入X气体； ⑥第二次称量整套装置的总质量为497g。 （1）本实验采用的装置中，A仪器的名称是 。 （2）为尽可能减小测量误差，请结合测量原理判断，操作⑤中鼓入的X气体是 。 A.氮气 B.经干燥处理的空气 C.除去氧气后的空气 （3）根据题意，计算双氧水溶液中溶质的质量分数为 。 15．小亮发现：收集的氧气占集气瓶容积的60%（空气占40%）时，能使带火星的木条复燃。那么，使带火星的木条复燃的氧气浓度的最低值是多少呢？小亮对此展开探究： 第一组实验：取5只集气瓶，编号为①、②、③、④、⑤，分别装入其总容积10%、20%、30%、40%、50%的水。用排水法收集氧气，恰好把5只集气瓶中的水排去。将带火星的木条依次插入①～⑤号瓶中，记录实验现象。 小亮在前一组实验的基础上又做了第二组和第三组实验，三组实验的数据和现象见下表。 第一组 第二组 第三组 集气瓶编号 ① ② ③ ④ ⑤ ① ② ③ ④ ⑤ ① 收集的O2占容积的体积分数（%） 10 20 30 40 50 31 33 35 37 39 34 带火星木条的状况 微亮 亮 很亮 复燃 复燃 很亮 很亮 复燃 复燃 复燃 很亮 请根据实验回答下列问题： （1）使用带火星的木条验满氧气的方法是否可靠 （选填“是”或“否”）。 （2）采取“半值法”探究能减少实验次数。例如：第一组实验若按③、④的编号顺序进行实验，即可确定下一组实验收集的氧气占容积的体积分数应在30%～40%之间，从而省去编号为①、②、⑤的实验。同理，第二组实验可以省去的实验编号为 。 16．某科学学习小组同学用过氧化氢溶液制取氧气。 （1）小明取图1中过氧化氢溶液17g，根据过氧化氢中氧元素的质量分数计算氧气的质量，其计算式为：生成氧气的质量＝17g×5%100%＝17g×5%100%。 老师指出小明的计算是错误的，你认为错误的原因是 （填字母序号）。 A.过氧化氢的相对分子质量计算有误 B.过氧化氢中的氧元素没有全部转移到氧气中 （2）小林用如图2所示的装置制取和收集氧气，所用过氧化氢溶液的质量分数为20%。在实验过程中，氧气还没有收集满，锥形瓶中的反应就已经停止。请你帮他分析原因并想出一种解决方法： 。 17．小明对KClO3和KMnO4制取O2的实验进行探究。 【资料卡】氯酸钾的化学式为KClO3，晶体为无色或白色结晶性粉末，熔点356℃。KClO3常温下稳定，在400℃以上，用二氧化锰做催化剂则分解并放出氧气。当与有机物混合会形成爆炸性混合物，急剧加热时可发生爆炸。棉花的主要成分是纤维素，属于有机物。 （1）加热KMnO4制取O2，待KMnO4完全分解后得到的固体MnO2属于纯净物中的 。 （2）小明在实验时发现加热KMnO4制取时O2时需要在试管口放棉花，其目的是 。 （3）小明提出加热KClO3制取时O2时不需要在试管口放棉花，他的依据是 （写出一条即可）。 18．下面是学习“制取氧气”后进行“氧气的性质”的探究实验，请回答： （1）连接仪器组装成如图2所示实验装置。某学生用抽拉法检查该装置的气密性，发现被拉出的注射器活塞一段时间后又回到原来的位置，你认为该装置是否漏气？ 。 （2）实验室用高锰酸钾制取氧气，应选用的发生装置是 （填字母），实验时该装置的试管口应放一团棉花，其目的是 ；该反应的文字表达式为 。若用E装置收集产生的氧气，实验结束，停止加热前要先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，这是为了 。若用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，则用F装置收集产生的氧气，气体应从 （填“c”或“d”）端进入。 （3）细铁丝在氧气中燃烧会火星四射（图G）。某兴趣小组对其产生原因进行探究。下表是他们将不同含碳量的铁丝（铁丝的直径均为0.4mm）放入氧气中燃烧时的实验现象的记录。请你分析回答： 物质 含碳0.05%的铁丝 含碳0.2%的铁丝 含碳0.6%的铁丝 燃烧时的现象 剧烈燃烧、极少火星 剧烈燃烧、少量火星 （未填） 通过对表中结果分析，火星四射的现象可能与铁丝中的 有关，表中未填的现象可能为 。 19．如图是“加热高锰酸钾制取氧气”实验的部分仪器或装置。 （1）连接发生装置时，需要用到图甲中的仪器有 （填数字序号）。 （2）若高锰酸钾里有杂质（杂质受热不分解），为了测定高锰酸钾的纯度，通过图乙装置收集并测量氧气的体积。为了使实验数据准确，开始收集气体的时间应该是 。 A．检验氧气的纯度后 B．导管口有气泡冒出时 C．冒出的气泡连续均匀时 20．如图是八年级下册研究性学习课题《化学反应中质量守恒的研究》的实验装置．本实验通过测定氧化汞分解前后反应物和生成物的质量是否相等来验证质量守恒定律． 已知：氧化汞分解的反应方程式：2HgO2Hg+O2↑ 请回答下列问题： （1）在组装实验装置时，欲调整试管的倾斜度，应调节图中 A、B、C哪个旋钮？ （2）下列有关本实验的描述正确的有哪些？ A．在量筒中加入一些煤油，可以减少氧气在水中的溶解 B．塑料管口放出连续均匀的气泡后才能收集气体 C．氧化汞未分解完全就停止加热对实验结果没有影响． 【题型3 质量守恒定律实验及应用】 21．小科同学利用如图装置，进行相关实验。请回答： （1）实验过程中，可观察到气球体积变化情况是 。 （2）实验结束后，天平仍能保持平衡，请你从微观的角度解释 。 （3）图中，锥形瓶中固态物质的质量m随时间t的变化关系正确的是 。 22．以下是俄国化学家罗蒙诺索夫曾开展的实验： ①先用天平称取质量为m1的金属锡粉。②将这些锡粉放在密闭容器里进行完全燃烧，生成了白色固体物质，称量容器的总质量为m2。③打开容器，听到了空气进入容器发出的“丝丝的声响”，称量所得白色物质的质量为m3。④把白色物质放回原容器里（容器中空气的组成恢复到初始状态），重新称量容器的总质量为m4。 （1）根据所学知识判断：锡的燃烧是 变化。 （2）罗蒙诺索夫分析数据后发现，生成白色物质的质量m3＝ ，于是提出了“参加反应的物质的总质量，等于反应后产物的总质量”的观点。 23．某化学课外小组同学用如图所示实验探究质量守恒定律。 （1）实验A在瓶底铺一层细沙的目的是 。此实验过程中产生的现象 。（写一种即可） （2）实验B将烧杯放在天平上用砝码平衡，然后倾斜烧杯使硫酸铜溶液与铁钉接触，可观察到铁钉表面有红色固体析出，反应的化学方程式是： ；一段时间后，再把烧杯放在天平上，天平的指针 （填“向左偏转”“向右偏转”或“不偏转”）。 （3）有同学得到的错误结论是“C实验说明质量不守恒”。你认为C实验天平不平衡的原因是 ，以此实验可知，验证质量守恒定律时，对于有气体参加的反应，应在 容器中进行实验。 24．质量守恒定律的发现经历了漫长、曲折的过程，凝聚了不少科学家的心血。 材料一：1673年，英国化学家波义耳将某金属放在一个密闭容器中煅烧，煅烧后立即打开容器进行称量，结果发现煅烧后的固体质量增加了。 材料二：1714年，拉瓦锡用精确的定量实验研究在密封容器中氧化汞分解前的质量和分解后生成物的总质量之间的关系，证实了质量守恒定律。（2HgO2Hg+O2↑） （1）【解释】波义耳实验中，燃烧后固体质量增加的原因是 。 （2）【证据】兴趣小组决定用如图所示装置模拟拉瓦锡实验，验证质量守恒定律。 实验结束后小明记录了以下几组数据：（已知：该反应条件下氧气的密度为ρ克/毫升） A.反应前称取的氧化汞质量a克 B.反应前装有氧化汞试管的总质量b克 C.反应结束冷却后试管的总质量c克 D.反应后量筒内气体体积为d毫升 E.反应前量筒和水的总质量e克 F.反应结束后量筒和水的总质量f克 ①实验中量筒内液面有油层，这样做的目的是 。 ②实验操作均正确，在误差范围内，如果出现等量关系 （用上述字母表示），则能证实质量守恒定律。 （3）若小科根据数据计算所得结果与质量守恒定律不符。造成这一实验结果的原因分析你认为正确的是 （填字母编号）。 A．试管中氧化汞没有完全分解 B．导管口连续且均匀冒气泡时开始收集气体 C．未调节量筒内外液面相平就读数，可用来验证质量守恒定律 25．在学习了质量守恒定律后，小科设计了如下几组实验： （1）设计中可以用来验证质量守恒定律的实验有 。 A.B. C.D. （2）为了使有气体生成的实验用于验证质量守恒定律，小科用碳酸钠和稀盐酸，设计了以下三组反应装置，最适于验证质量守恒定律的实验装置为 组。 （3）小科又想到实验室用氯酸钾和二氧化锰制取氧气的实验，利用如图丁装置验证质量守恒定律，测得实验前后试管与药品的总质量减少为m1。利用量筒中气体体积和常温常压下氧气密度计算出生成气体的质量为m2，小科发现m1≠m2。造成这一实验结果的原因分析正确的是 。 A.氯酸钾未分解完全就停止加热 B.停止加热时，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯 C.未调节量筒内外液面相平就读数 D.导管口连续均匀冒气泡时才收集气体 26．将m1g可燃物与过量氧气在密闭容器中用电火花引燃，除生成二氧化碳外，还可能生成水。充分反应后，容器内氧气减少了m2g。实验过程中生成二氧化碳的质量随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是（　　） A．图中t1时刻，容器内氧气减少的质量为 B．图中t2时刻，容器内碳元素的质量为 C．若11m2＜8m3，则该可燃物一定含有碳、氧元素 D．若m1+m2＞m3，则该可燃物一定含有碳、氢、氧元素 27．如图所示为甲、乙、丙三种物质在密闭容器中反应前后的质量变化，下列说法正确的是（　　） A．x等于8 B．甲是该反应的反应物 C．该反应是置换反应 D．该反应可表示为：甲+乙→丙 28．是工业制取硝酸的关键反应。34gNH3与一定质量O2反应时，NH3、H2O的质量随消耗O2质量的变化如图。下列说法错误的是（　　） A．80gO2反应时，生成X的质量为60g B．化学方程式中a和d的比为2：3 C．化学计量数b＝5 D．X为NO2 29．在一个密闭容器中放入X、Y、Z、Q四种物质，在一定条件下发生化学反应，一段时间后，测得有关数据如表，则下列关于反应的认识，正确的是（　　） 物质 X Y Z Q 反应前质量（g） 20 2 1 37 反应后质量（g） 待测a 32 待测b 12 A．a的取值范围：0≤a≤16 B．该反应类型一定属于化合反应 C．当a＝15时，物质Z在反应中起催化作用 D．当b＝1时，反应中X、Q的相对分子质量比为1：5 30．某同学从定量角度研究双氧水制取氧气的过程，对原实验进行部分改进，增加了称量操作。具体做法是：取10%的双氧水和少量的二氧化锰放入气体发生装置，并对反应前后混合物的质量进行称量，记录如下： 反应过程 反应前 反应后 质量变化（不含容器质量） 34.3g 32.7g 若反应后，双氧水分解完全且氧气全部逸出，该同学得出的结论中，不合理的是（　　） A．反应速率逐渐加快 B．最多得到氧气的质量为1.6g C．催化剂二氧化锰的质量为0.3g D．反应得到水和氧气的质量比为9：8 【题型4 化学方程式的计算】 31．利用氯酸钾分解制氧气是实验室常用的一种方法，小义利用如图所示的装置进行了实验，步骤如下： 实验一：收集纯净的氧气 ①检查装置的气密性。 ②在试管中装入一定质量的氯酸钾和二氧化锰。 ③点燃酒精灯，收集满氧气后熄灭酒精灯。 实验二：测定剩余固体中氯酸钾的质量 ④换用另一个装满水的量筒继续实验，重新点燃酒精灯收集氧气，待塑料软管口不再产生气泡时，共收集到343毫升氧气。 ⑤利用收集到的氧气，计算剩余固体中氯酸钾的质量。 请回答： （1）实验中二氧化锰的作用是 。 （2）步骤③④中收集气体最合理的时机分别是 （选填字母）。 A.冒出气泡时；气泡连续均匀冒出时 B.气泡连续均匀冒出时；冒出气泡时 C.均为冒出气泡时 D.均为气泡连续均匀冒出时 （3）查阅数据可知，标准大气压下343毫升氧气的质量为0.48克。若不计实验过程中气体损失，由实验二得出剩余固体中含有氯酸钾 克。 32．为测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分数，小科取80g样品分成四份，分别向其中加入相同浓度、不同质量的稀盐酸，充分反应后测得数据如下表（样品中杂质不溶于水，也不与盐酸反应）。 第一份 第二份 第三份 第四份 所取石灰石样品质量/g 20.0 20.0 20.0 20.0 加入稀盐酸质量/g 40.0 60.0 80.0 100.0 剩余固体质量/g 12.0 8.0 ？ 4.0 回答下列问题： （1）“？”处应该填写的数值是 。 （2）样品中碳酸钙的质量分数为 。 （3）计算所加稀盐酸的溶质质量分数。 33．为了探究石灰石的纯度（假设样品中的杂质既不溶于水也不与盐酸反应），称取40g石灰石样品等分为4份（分别编号为①、②、③、④），每份样品分别与一定量的稀盐酸反应，所得数据如表所示： 样品编号 ① ② ③ ④ 稀盐酸的质量 20g 40g m 150g 剩余固体的质量 8g 6g 1g 1g 分析题中有关信息和图表，回答下列问题： （1）该石灰石样品中碳酸钙的质量分数为 。 （2）该实验所用的稀盐酸的溶质质量分数是多少？ （3）编号③所用稀盐酸的质量m为 。 A.一定是60克 B.大于或等于60克 C.一定是90克 D.大于或等于90克 34．在医院，吸氧的患者每小时消耗80L氧气，费用为4元。实验室制取氧气的成本是多少呢？小科在图甲装置的锥形瓶中加入适量的二氧化锰和水，用注射器吸入40mL过氧化氢溶液并全部注入锥形瓶中，发生的化学反应为：，测得装置的总质量变化如图乙。 （1）根据实验数据，通过化学方程式计算40mL过氧化氢溶液中溶质的质量分数（过氧化氢溶液的密度为1.5g/cm3，计算结果保留两位小数）。 （2）已知上述40mL过氧化氢溶液的成本为0.8元，若在实验室用同样的过氧化氢溶液制取80L氧气（密度取1.4g/L），需要的成本是 元，可见在实验时应节约试剂。（不计其它成本） （3）小科连接图甲和图丙装置，用注射器另取40mL同样的过氧化氢溶液，通过直接测量氧气的体积来计算成本。若不考虑导管对实验的影响，以下分析正确的是 。 A．广口瓶中的水面上有少量植物油，能防止氧气溶于水 B．实验前图丙装置中广口瓶内的水量不会影响测量结果 C．读数时量筒中的水面高于广口瓶内的液面导致测得氧气的体积偏小 D．测得氧气的体积等于量筒中增加的水的体积减去加入的过氧化氢溶液的体积 35．小金、小柯和小桥三人参加了一次探究碳酸钙含量的实验操作活动，老师准备了不同颗粒大小的贝壳、烧杯、电子天平和盐酸等器材。他们三人各自采取如表所示的试剂和图甲的称量方式进行实验。整个实验过程采取实时测量和记录电子天平随时间变化的方式，绘制了图乙。 贝壳质量/g 颗粒大小 盐酸溶液质量/g 盐酸溶液浓度 小金 10 块状 100 7.3% 小柯 10 颗粒状 100 7.3% 小桥 10 粉末状 100 7.3% （1）图乙中表示小金实验的曲线是 。（选填“a”或“b”） （2）根据小桥的实验数据，他挑选的贝壳中碳酸钙的质量分数为多少？（假设贝壳中其他成分不参与反应） 36．为测定鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数，小科称取20克鸡蛋壳样品放入装置A的烧瓶中，将100克稀盐酸（足量）逐渐加入烧瓶中（鸡蛋壳中杂质不反应）。充分反应后进行称量，发现装置C质量增加了7.04克。 查阅资料：Ⅰ.浓硫酸有吸水性，能吸收气体中的水分。 Ⅱ.氢氧化钠溶液能吸收二氧化碳。 Ⅲ.A中反应的方程式为2HCl+CaCO3＝CaCl2+H2O+CO2↑。 请回答下列问题： （1）鸡蛋壳样品中碳酸钙的质量分数为多少？（写出计算过程） （2）查阅资料发现，本实验测得的碳酸钙质量分数偏小，请你分析原因 （写出一种即可）。 37．某化学兴趣小组为了测定鸡蛋壳中碳酸钙的含量，进行了如下实验：取25.0g洗净、粉碎后的鸡蛋壳样品放于烧杯中，向烧杯中滴加稀盐酸（整个过程不考虑盐酸的挥发和气体的溶解），实验测得烧杯中剩余物质的质量与加入盐酸的质量之间的关系如图1所示。求： （1）产生CO2的总质量为 g。 （2）求鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数。（写出计算过程） （3）请在如图2坐标中画出加入盐酸0至150克时，对应的CO2质量的曲线图（要求标出曲线中必要的数据）。 38．2025年2月13日，国际顶级期刊《自然》刊登复旦大学科研团队新发现：通过“注射”方式补充锂离子，可以对锂电池进行“精准治疗”，将商用磷酸铁锂电池的充放电寿命从500﹣2000次提升至12000﹣60000次。 （1）锂（Li）原子 （填“失去”或“得到”）一个电子变成锂离子（Li+）。 （2）磷酸铁锂（LiFePO4）是锂电池的一种电极材料，磷酸铁锂中含有 种金属元素。 （3）碳酸锂（Li2CO3）是制备锂电池的重要原料，生产流程中“沉锂”步骤是关键环节，其反应原理为：Li2SO4+Na2CO3＝Li2CO3↓+Na2SO4。若有220kg硫酸锂（Li2SO4）完全反应，能制得多少千克碳酸锂（Li2CO3）？ 39．为将废弃鸡蛋壳（主要成分CaCO3）中的钙用于钙片生产，转化为食品级葡萄糖酸钙（C12H22CaO14，相对分子质量430），研习小组需先测定蛋壳中钙含量。实验过程如下：取预处理后的蛋壳样品20g，分5次加入等质量的稀盐酸（每次40g，共200g），记录每次加入后反应生成的CO2质量，如表所示： 实验次数 1 2 3 4 5 加入稀盐酸的质量/克 40 40 40 40 40 生成CO2的总质量/克 1.76 3.52 5.28 x 5.5 请回答： （1）补全表格中x的值为 。 （2）该鸡蛋壳中含CaCO3的质量是多少？（写出计算过程） （3）经测量，该鸡蛋壳含Ca的质量分数为25%，32kg该废弃蛋壳，理论上最多可生产葡萄糖酸钙多少千克？（写出计算过程） 40．如图表示某空间站的水气整合系统，其中“氧气生成系统”能电解水，产生氢气和氧气；“萨巴蒂尔系统”能把氢气和航天员呼吸产生的二氧化碳在高温高压和有催化剂参与的条件下转化成液态水和甲烷气体（CH4），甲烷排放到外太空。 （1）写出萨巴蒂尔系统中发生的反应的化学方程式 。 （2）该空间站的水气整合系统中，能循环利用的物质是 。 （3）已知一个航天员平均一天要消耗约0.8千克的氧气，请计算一个航天员在空间站工作30天，氧气生成系统中至少需要消耗多少质量的水？ 学科网（北京）股份有限公司 $