1.1空气的成分 讲练- 2025-2026学年科学浙教版八年级下册

1.1 空气的成分 知识点一:空气的组成 1.拉瓦锡研究空气成分的实验 法国化学家拉瓦锡最早用定量的方法研究了空气的成分。 拉瓦锡利用该装置进行实验，研究并得出空气由氧气和氮气组成。 实验一：汞与氧气反应 实验二：氧化汞受热分解 实验步骤 把少量汞放在密闭的容器里连续加热12天 将汞表面所生成的红色粉末收集起来,放在另一个较小的容器里加强热 实验现象 部分银白色的液态汞变成红色粉末，同时容器里空气的体积约减少 红色粉末变成银白色液体和无色气体,所得气体的体积恰好等于密闭容器里所减少的体积 反应原理 汞+氧气氧化汞 氧化汞汞+氧气 实验结论 空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的 2.空气中氧气含量的测定 实验装置 ①仪器：集气瓶、燃烧匙、玻璃导管、烧杯、弹簧夹、胶皮管; ②药品：红磷、水。 实验原理 利用红磷燃烧消耗密闭容器中的氧气，使密闭容器内压强减小，在大气压的作用下，进入容器内水的体积即为减少的氧气的体积。反应的文字表达式 红磷+氧气五氧化二磷 P O2 P2O5 实验步骤 ①连接装置，检查装置的气密性;②在集气瓶内加入少量水后，将水面上方空间分为5 等份;③用弹簧夹夹紧胶皮管;④点燃红磷后，立即伸入集气瓶内并把塞子塞紧;⑤燃烧结束装置冷却至室温后，打开弹簧夹。 实验现象 ①红磷燃烧，产生大量白烟，并放出热量; ②冷却至室温后，打开弹簧夹，烧杯中的水经导管流入集气瓶，且流入水的体积约占集气瓶内原有空气体积的。 实验分析 红磷在空气中燃烧是红磷与空气中的氧气反应，生成一种叫做五氧化二磷的新物质。生成的五氧化二磷为固体，溶于水且几乎不占有体积，燃烧消耗了集气瓶内的氧气，使瓶内气体减少，压强减小。冷却至室温后，外界大气压把烧杯内的水压进集气瓶，压入的水的体积约等于集气瓶内消耗的氧气的体积 实验结论 ①氧气约占空气体积的；②剩余气体主要为氮气，氮气不燃烧也不支持燃烧，不易溶于水，且不与水反应。 3.实验结果误差分析 误差分析 原因 影响因素 测量结果偏小 进入瓶中的水的体积偏小 装置漏气，导致反应结束后，外界空气进入装置中 红磷量不足，不能将装置内的氧气消耗完全 未待装置冷却至室温就打开弹簧夹，集气瓶中气体还处于受热膨胀状态，压强变化不明显 导管内未事先注满水 燃烧至一定程度时，瓶内氧气浓度较低，红磷不能继续燃烧，氧气未消耗完 测量结果偏大 进入瓶中的水的体积偏大 点燃红磷后伸入集气瓶的速度太慢或未立即塞紧塞子，使集气瓶中部分气体受热逸出 实验前未夹紧弹簧夹，使部分空气受热膨胀沿导管逸出 4.利用燃烧法测定空气中氧气的含量时,选择的反应物应具备两个条件： （1）该物质在空气中能燃烧且只与氧气反应。如不能选用铁、镁等，因为铁在空气中难以燃烧，镁在消耗氧气的同时还会与氮气、二氧化碳反应。 （2）该物质燃烧后的生成物应为固态或液态，所占的空间体积可忽略不计。如不能选用硫、木炭等，因为硫和木炭燃烧后会生成气体。 5.特殊装置测定空气中氧气的含量 实验拓展 改变 点燃 方式 实验过程中不打开装置，使装置始终保持密闭，如图 优点：①避免了瓶内空气外逸对实验结果的影响，使实验结果更准确②避免产生的五氧化磷扩散到空气中污染环境，更环保③操作简单，白磷的着火点低 改变 测量 方式 利用量筒或注射器等测量仪器，减小实验误差，使测定结果更加精确，如图 改变反应原理 如图，利用加热铜丝消耗装置中的氧气，实验过程中反复推拉两端注射器活塞的目的是使铜丝与空气中的氧气充分反应，玻璃管内发生反应的化学方程为2Cu+O22CuO 优点：铜能将装置内的氧气消耗更彻底，使实验结果更准确。 气球的作用：平衡气压 数字化实验 图1装置可用于测定空气中氧气的含量。 图2是实验过程中集气瓶内气压与时间的关系(该装置气密性良好，P0是集气瓶内初始气压)。 （1）P0时红磷没有点燃，气压没有变化； （2）P0~a段，点燃红磷后，气压增大的原因是红磷燃烧放热； （3）a~d段，红磷燃烧消耗集气瓶中的氧气，且反应结束后温度恢复至室温，但气压P小于P0的原因是氧气被消耗。 6.测定空气中氧气含量的数字化实验 （1）数字化实验：利用传感器和信息处理终端进行实验数据的采集与分析。实验时一般将传感器、数据采集器和计算机依次相连，采集实验过程中各种物理量(如温度、压强、浓度等)的数据，通过软件对数据进行记录、呈现和分析。 （2）将测定空气中氧气的含量设计成数字化实验： 7.空气的组成 空气中各气体成分的含量如表所示∶ 成分 氮气 氧气 稀有气体 二氧化碳 其他气体和杂质 体积分数 78% 21% 0.93% 0.04% 0.03% 注：（1）空气中各气体成分的含量用体积分数（体积占比）表示，而不是质量分数（质量占比）。 （2）空气中各气体成分的含量一般来说是比较固定的，但不是一成不变的。在不同地区或同一地区的不同时间，空气中各成分的含量也可能有所不同。 （3）空气是混合物，主要由氧气与氮气组成，二者体积比约为21%:78%(1:4)。 8.氧气（O2）、氮气（N2）、二氧化碳（CO2）、稀有气体的主要性质和用途 成分 主要性质 主要用途 氧气 化学性质：用于动植物呼吸，支持燃烧 物理性质：无色、无味、不易溶于水 潜水、医疗急救、炼钢、气焊以及化工生产和宇宙航行等 氮气 化学性质：不活泼 物理性质：无色、无味、不溶于水 制硝酸和化肥、炸药的重要原料，因其化学性质不活泼，常用作保护气，医疗上用于冷冻麻醉，还可用作超导材料 二氧化碳 化学性质：能与澄清石灰水反应产生沉淀；不能燃烧，一般不支持燃烧 物理性质：无色、无味气体，密度比空气大 干冰用于人工降雨，保藏食品；工业原料，用于制纯碱、尿素和汽水；可用于灭火；参与植物光合作用，生成淀粉等糖类 稀有气体 化学性质：很不活泼（惰性） 物理性质：无色、无味，通电时能发出不同颜色的光 用作保护气，用于航标灯、闪光灯、霓虹灯的电光源，用于激光技术，氦气制造低温环境作冷却剂，氙气用于医疗麻醉 9.氧气的物理性质 （1）通常情况下，氧气是一种无色无味的气体； （2）在标准状况下，其密度为1.429g/L，比空气的密度（1.293g/L）略大；不易溶于水。 常温常压下1升水中大概能溶解30毫升的氧气，这些氧气是水生生物的生存的必要条件之一。 （3）氧气的三态变化为 (4)氧气的贮存：工业生产的氧气一般只存在蓝色钢瓶里。 10.氧气的化学性质 （1）氧气能支持燃烧 在空气中，带火星的木条不复燃 ①比较 在氧气中，带火星的木条复燃 说明氧气能支持燃烧 ②氧气的检验：用带火星的木条 （2） 氧气的化学性质比较活泼，，在一定条件下能跟许多物质发生化学反应，同时放出热量。 ①硫与氧气的反应 物质（颜色） 反应现象 反应文字表达式 （化学方程式） 注意事项 硫 （淡黄色 固体） ①在空气里燃烧发出微弱的淡蓝色火焰，放出热量，生成有刺激性气味的气体 ②在氧气里燃烧发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量，生成有刺激性气味的气体 S+O2 SO2 ①硫的用量不能过多，防止对空气造成污染。 ②集气瓶内预先装少量水，目的是吸收有毒气体。 ②铁丝与氧气的反应 物质（颜色） 反应现象 反应文字表达式 （化学方程式） 注意事项 铁丝 （银白色固体） ①在空气中，铁丝只能产生红热现象，不能燃烧。 ②在氧气中，铁丝剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体 3Fe+2O2 Fe3O4 ①细铁丝绕成螺旋状，目的是增大受热面积和反应接触面积,有利于聚集热量，提高局部温度 ②集气瓶内预先装少量水或铺一层薄细沙，目的是防止高温熔化物溅落炸裂瓶底。 ③火柴的作用：引燃细铁丝。 ④待火柴快燃尽时再把铁丝插入集气瓶中：以免火柴燃烧消耗过多氧气，使现象不明显。 ③木炭与氧气反应 实验现象 ①在空气里燃烧发出红光，放出热量，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体 ②在氧气里燃烧发出白光，放出热量，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体 ①木炭是灰黑色固体。 ②木炭燃烧实验中，夹木炭的坩埚钳应由上而下慢慢伸入瓶中，目的是使木炭和氧气充分反应，使现象更明显。 文字表达式 木炭+氧气二氧化碳 注： 1. 反应条件是“点燃”不能写成“燃烧” 2. 通常情况下，物质在空气中的燃烧是与空气中的氧气反应，反应物要写成“氧气”而不是“空气”或“氧”。 （3） 氧气是一种化学性质比较活泼的气体，能与硫、铁等许多物质发生反应，这些能与氧气发生反应的反应叫做氧化反应。氧气在氧化反应中提供氧，具有氧化性。 注意：①氧化反应不属于化学反应的基本类型。②氧化反应中的“氧”并不只是氧气，还可以是含氧化合物中的氧。 11.化学实验现象的观察与描述 （1）物质燃烧现象的正确描述 描述方法 一光(或火焰)、二热、三生成(物) 描述格式 是否剧烈燃烧+发出光或火焰+是否放热+生成物的颜色、状态、气味等 示例 硫在氧气中燃烧的现象：发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量，生成有刺激性气味的气体 （2）描述实验现象三忌 ①忌把实验结论当作现象来描述 不能把生成物的名称当作现象来描述。如“硫燃烧生成有刺激性气味的气体”是实验现象，“硫燃烧生成二氧化硫”是实验结论 ②忌脱离实际 认真观察实验，如不能将黑色固体描述为白色固体等 ③忌片面描述实验现象 如硫在氧气中燃烧的实验现象，描述为“生成有刺激性气味的气体”或“发出蓝紫色火焰”都不全面，反应放热或吸热也属于实验现象 （3）描述实验现象时注意准确性 12.氧化物 定义 由两种元素组成，其中一种元素是氧元素的化合物叫做氧化物 常见的 氧化物 水(H2O)、二氧化碳(CO2)、二氧化硫(SO2)和四氧化三铁(Fe3O4) 氧化物的一般分类:金属氧化物(另一种组成元素为金属元素的氧化物，如FeO、CuO、CaO和Al2O3等)和非金属氧化物(另一种组成元素为非金属元素的氧化物，如H2O、SiO2、CO和P2O5等)。 【注意】 ①含有两种元素，其中一种元素为氧元素的物质不一定都是氧化物，如在密闭容器内含有氧气和金属铜的混合物就不属于氧化物。 ②含氧化合物指的是含氧元素的化合物，但不一定就是氧化物；而氧化物一定属于含氧化合物。 如二氧化硫是氧化物；氯酸钾(KClO3)是含氧化合物，含3有三种元素，但不是氧化物。 知识点二：工业制氧气的方法 1.空气冷冻分离法 注：工业制氧气时，氮气先从液态空气中蒸发出来，此过程中没有新物质生成，属于物理变化。 2.膜分离技术法 空气具有富集氧气功能的薄膜含氧量较高的富氧空气含90%以上氧气的富氧空气 知识点三：催化剂和催化作用 1.催化剂和催化作用的概念 催化剂 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 催化作用 催化剂在化学反应中所起的作用叫作催化作用 2.催化剂的特点 注： ①催化剂是针对具体的反应而言的，不能单独地说某种物质是催化剂，且催化剂具有性，即某种催化剂只对某个化学反应具有催化作用。 ②同一化学反应，可有的催化剂。如硫酸铜溶液等对过氧化氢的分解也具有催化作用。 3.设计实验验证某物质是否为某反应的催化剂的方法 知识点四：分解过氧化氢制取氧气 1.过氧化氢分解制取氧气的反应中二氧化锰的作用 实验步骤 实验现象 实验分析 实验结论 带火星的木条不复燃 常温下过氧化氢分解缓慢，在较短时间内放出的氧气很少，不足以使带火星的木条复燃 二氧化锰能加快过氧化氢分解制取氧气的速率，二氧化锰本身化学性质不变。 有大量气泡冒出，带火星的木条复燃 二氧化锰加速了过氧化氢的分解，放出的氧气使带火星的木条复燃 重新加入过氧化氢溶液，又有大量气泡冒出，带火星的木条复燃 氧气是过氧化氢分解产生的，二氧化锰只起加快过氧化氢分解的作用，二氧化锰的化学性质没有改变 2.用过氧化氢溶液制取氧气 试剂 过氧化氢溶液（无色液体）、二氧化锰（黑色粉末） 反应原理 文字表达式：过氧化氢 水 + 氧气 符号表达式： H2O2 H2O + O2 实验装置 实验步骤 ①检查装置的气密性; ②向锥形瓶中装入二氧化锰固体; ③塞好带有长颈漏斗和导管的双孔橡胶塞; ④加入过氧化氢溶液; ⑤收集氧气。 注意事项 ①A 装置可以利用分液漏斗的活塞控制滴加液体的速率，从而控制反应的速率，节约药品。 ②B装置，要注意长颈漏斗的下端管口应伸入锥形瓶中液面以下（形成液封），以防止产生的气体从长颈漏斗下端管口逸出。 知识点五：加热氯酸钾制取氧气 1.加热氯酸钾制取氧气的方法 试剂 氯酸钾（固体） 反应原理 文字表达式：氯酸钾氯酸钾 + 氧气 符号表达式： 2KClO3 2KCl + 3O2 实验装置 实验室里制取气体的装置包括发生装置和收集装置两部分。 （1）发生装置的选择（依据：反应物状态和反应条件） ①实验室常见的气体发生装置类型及相应的选择依据见下图。 ②加热氯酸钾制取氧气时，因氯酸钾为固体，反应条件为加热，故选择固固加热型发生装置。 （2）收集装置的选择（依据：气体密度和气体溶解性） 装置类型 适用气体 适用于难溶于水或不易溶于水，且不与水反应的气体 适用于密度比空气的大且不与空气中的成分反应的气体 适用于密度比空气的小且不与空气中的成分反应的气体 氧气的密度比空气的大，可选择向上排空气法收集氧气；氧气不易溶于水且不与水反应，也可选择排水法收集氧气。 操作步骤 ①检查装置气密性; ②将药品装入试管——将试剂平铺在试管底部; ③将试管固定在铁架台上——铁夹夹在距试管口处，并使试管口略向下倾斜; ④点燃酒精灯，先用酒精灯对试管预热，然后再将外焰对准药品部位集中加热; ⑤用排水法收集氧气——当导管口有连续且均匀气泡冒出时，再收集; ⑥收集氧气结束后，先将导管移出水槽; ⑦再熄灭酒精灯 验满 ①排水法：集气瓶口处有大气泡冒出，证明已集满。 ②向上排空气法：将带火星的木条放在集气瓶口处，木条复燃，证明已集满。 注： ①仪器的组装要按、的顺序进行。 ②试管内的导管略露出橡胶塞即可，。 ③用排水法收集气体时，应先将集气瓶盛满水，用玻璃片盖住瓶口，再将其与玻璃片一起倒立在盛水的水槽内；待集满气后，先撤出导管并在水面下用玻璃片盖住瓶口，再将集气瓶移出水面。 ④药品要平铺在试管底部，。 ⑤试管口要略向下倾斜，。 ⑥试管口要放一团棉花，。 ⑦实验结束时，要先，然后，否则试管内气体的温度降低，压强减小，水槽里的水倒吸入热的试管内，使试管炸裂。 ⑧用氯酸钾制取氧气的实验步骤可概括为“查、装、定、点、收、移、熄”，谐音记忆为“茶、庄、定、点、收、利、息”。 注：①氧气不易溶于水，可用排水法收集。氧气密度比空气大，也可采用向上排空气法收集。 多功能瓶 （排空气法、排水法收集气体）： 排空气法收集氧气：装置A中，氧气从a端通入，空气从b端排出； 排水法收集氧气：装置B中，装满水后，氧气从b端通入，水从a端排出。 ②用排水法收集氧气时，集气瓶口有较大气泡冒出时，则说明氧气已收集满。 用向上排空气法收集氧气时，将带火星的木条置于集气瓶口，若复燃则氧气已经收集满。检验是不是氧气时，将带火星的木条伸入瓶内，如图所示。 知识点七：固液常温型发生装置的用途 1.测定空气中氧气含量的改进装置 最简便的发生装置，但不便于随时添加液体，适用于制取少量气体 左侧装置可以随时添加液体，适用于制取较多气体；右侧装置可以控制化学反应的速率。 可通过关闭弹簧夹使装置内压强增大，液体被压至长颈漏斗内，液面降低至塑料片以下，此时固液分离反应停止，所以该装置可以控制反应的发生与停止。 注意：此装置塑料片上不适合放置粉末状固体（如MnO2等） 知识点八：分解反应与化合反应的比较 分解反应 化合反应 定义 由反应物生成或其他物质的反应 由或物质生成另物质的反应 特点 一变多 多变一 通式 X→A+B+… A+B+…→X 举例 高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 过氧化氢水+氧气 碳+氧气二氧化碳 硫+氧气二氧化硫 铁+氧气四氧化三铁 关系 都是化学反应的，二者属于并列关系 【经典题型讲解】 题型一：空气中氧气含量的测定 1.关于拉瓦锡研究空气成分实验的表述，存在科学性错误的是（　　） A．实验中汞需要足量 B．曲颈甑中的汞可以换成硫粉 C．曲颈甑中汞的作用是消耗氧气 D．钟罩内液面上升推测钟罩内气体压强减小 第1题图 第2题图 第3题图 2.如图装置常用来测定空气中氧气含量。下列对该实验的认识错误的是（　　） A．该实验证明空气中氧气的体积约占1/5 B．实验时红磷一定要过量，耗尽氧气 C．实验前一定要检查装置的气密性 D．红磷燃烧产生大量的白雾，火焰熄灭后立刻打开弹簧夹 3.拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。某兴趣小组利用氧气传感器来检测足量红磷燃烧过程中氧气的含量，如图所示，下列判断正确的是（　　） A．a点时容器内氮气体积分数为85% B．密闭容器内b点和c点时的压强一样 C．氧气有剩余，说明物质燃烧时氧气必须达到一定浓度 D．此实验测得空气中氧气的质量分数为18% 4.用来测定空气成分的方法有很多，小梅用如下图所示的简易装置来测定空气中氧气的含量。下列对该实验的认识中，正确的是（　　） A．使用红磷的量多或少，都不会影响实验结果 B．燃烧足够的红磷可使进入钟罩的水占钟罩容器的4/5 C．红磷停止燃烧后，立即观察记录水进入钟罩的刻度 D．红磷燃烧消耗空气中的氧气，使钟罩内压强下降，水面上升 5.如图为测定空气中氧气含量实验的改进装置，下列说法中不正确的是（　　） A．集气瓶中水液封导管末端以防气体逸出 B．本实验不可以用木炭代替红磷 C．燃烧匙中的红磷需足量，否则测定结果偏小 D．集气瓶的容积是，最终量筒中有水进入集气瓶 6.图1是利用气体压强传感器测定红磷燃烧时集气瓶内气压变化并测定空气中氧气的含量的实验装置。点燃红磷，待红磷熄灭并冷却至室温后，打开止水夹，瓶内气压的变化如图2。下列说法错误的是（　　） A．实验中红磷要足量 B．ac段气压增大是因为红磷燃烧放出热量，使气体膨胀 C．如图2所示，其中表示红磷熄灭的是点 D．若d点时就打开弹簧夹，集气瓶中的上升水位会低于理论的水位高度 7.某校九年级化学兴趣小组的学生测定空气中氧气的含量，完成了以下实验探究。 实验一：利用如图所示装置和红磷进行实验； 实验二：利用如图所示装置和白磷进行实验； 实验三：利用图所示装置并分别使用红磷、白磷和食品脱氧剂来测量空气中氧气的体积分数(图丙实验采集数据如图丁所示)。 【集体讨论】 （1）同学们认为实验开始前都必须检查装置的气密性且药品的用量应保证 。 （2）乙装置中反应的符号表达式为 ，该反应属于 反应（填基本反应类型）。 【分组实验】在讨论的基础上，他们分组进行了实验。 【数据分析】实验结束后，整理数据如下表所示(装置中集气瓶容积均为150mL，并且在瓶中预先装入20mL水)。 组别 1 2 3 4 5 进入集气瓶中水的体积/mL 25 27 26 29 28 （3）大多数同学都验证出氧气约占空气体积的 。实验时装置甲量筒内要装入水的体积应至少 29mL(填“>”、“=”或“<”)。 【反思讨论】 （4）图乙实验相对于图甲实验，其优点有 (写出一条即可，下同)。 （5）根据图丙实验采集数据如图丁所示，同学们分析实验结果，认为用甲装置实验药品最好选用“食品脱氧剂”，其优点是 ；但指导老师认为如果在课堂上进行演示实验时，选择“食品脱氧剂”不是最佳的选择，应当选择“白磷”比较妥当，你认为老师的理由是 。 【实验拓展】 （6）小组的同学做完实验后又尝试用木炭重新做了上述实验，认为不能选用木炭进行实验，其原因可能是 。 8.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。 【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甲装置测出氧气约占空气体积的1/5。 （1）加热时，曲颈甑内液态汞表面产生红色粉末，玻璃钟罩液面上升，产生该现象的原因是 。 【设计与实验】 设计并利用图1乙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 。 【优化与实验】 同学们利用图1乙装置多次实验，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2甲装置进行实验，记录并处理数据分别如图2乙、图2丙。 （4）图2乙中氧气含量从8.05%上升到9.26%，原因可能是 。 （5）图2丙中BC段压强增大，原因是 。 【反思与交流】 （6）图1乙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)。 题型二：利用改进装置测量空气中氧气的含量 1.某小组的同学将过量的白磷放入试管中测定空气中氧气含量（如图），则下列说法不正确的是 A．取足量的白磷进行实验是为了减少误差 B．试管中的白磷可以换成硫粉 C．实验结束等装置冷却到室温后才能打开弹簧夹 D．该装置实验的优点是密闭容器中进行，测量结果更准确，污染小 第1题图 第2题图 2.用如图所示装置来测定空气中氧气的含量，下列对该实验的认识中，错误的 是 A．铜粉用量的多少，会影响实验结果 B．气球的作用是调节气压，防止橡皮塞被弹出 C．操作无误的情况下，反应结束后消耗的氧气体积约为反应前注射器中气体体积的 D．实验结束读数时，必须冷却至室温再读数 3.某研究性学习小组同学利用所学知识，设计了如图所示装置探究空气中氧气的体积分数。下列说法错误的是 A．闭合电源开关，白磷燃烧产生白烟 B．白磷燃烧生成五氧化二磷 C．反应结束后装置冷却到室温，U型管内左侧液面上升 D．通过这个实验能直接得出空气中氧气的质量分数 4.测定空气中氧气含量的改进实验装置如图，对该实验认识正确的是 A．现象：实验中红磷燃烧，产生大量白雾 B．推论：实验后玻璃管中剩余的气体难溶于水 C．分析：红磷的量不会影响实验结果 D．反思：燃烧匙可以伸入到液面与刻度1之间的位置 5.微型空气质量检测仪是一种检测空气污染指数的仪器。化学兴趣小组同学利用该仪器检测某工业园区气体的成分（见图①），同时用实验探究的方法测定氧气的含量（见图②），并绘制相关图像（见图③）。集气瓶的内部体积，实验前在集气瓶中预先放入了的水，实验后瓶内水的体积为，分析如图信息，所得结论正确的是 A．①中显示屏上可显示出的含量 B．③中Q点对应的实验操作是打开止水夹 C．②中装置气密性不好会使测量结果偏大 D．该实验测得空气中氧气体积分数是21% 6.用如图所示的装置进行空气中氧气体积分数的测定实验（两支玻璃管内径相同，为液面起始高度）。实验前均已关闭。左管燃烧匙中盛有足量白磷，右管盛有水。光照引燃白磷；待白磷熄灭，冷却至室温后打开，至液面不再变化，读出右管中液体的高度为。下列说法错误的是 A．实验前要检查装置的气密性 B．实验可观察到左管产生白烟 C．打开，右管中液面会下降 D．空气中氧气体积分数可表达为 7.为测定空气中氧气的含量，小华同学打算设计如下方案：选用实际容积为40mL的试管作反应容器，将过量的白磷放入试管，用橡皮塞塞紧试管，通过导管与实际容积为60mL且润滑性很好的针筒注射器组成如图的实验装置。假设此实验能够按照小华的设想正常进行，且白磷所占体积与导管内的气体体积忽略不计，请回答下列问题： （1）实验前，打开弹簧夹，将注射器活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处，然后松开手，若活塞仍能返回至20mL刻度处，则说明 ； （2）若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，燃烧结束，等到试管冷却后再松开弹簧夹。可观察到注射器的活塞向左移动 mL； （3）若不使用弹簧夹，用酒精灯加热白磷，充分反应直至燃烧结束，整个过程可观察到注射器的活塞先向右移动，等试管完全冷却，注射器的活塞将停留在 mL刻度处。 8.某同学利用白磷燃烧测定空气中氧气的含量（如图所示），选用50mL的试管作反应容器和量程体积足够大且润滑效果很好的针筒注射器，将足量的白磷放入试管后，用橡皮塞塞紧试管并夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，燃烧结束后等到试管冷却后松开弹簧夹，观察现象。 （1）正式开始实验前，该兴趣小组同学打开弹簧夹，将注射器活塞从20mL刻度处推至17mL处，然后松开活塞观察到活塞返回至20mL刻度处，该操作的主要目的是 。 （2）若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，燃烧结束等到试管冷却后再松开弹簧夹，中间的连接管内空气体积忽略不计，若实验成功，可观察到活塞前缘最终停留在 mL刻度处。 【拓展延伸】为了帮助同学们更好地理解测定氧气含量的实验原理，老师利用传感器技术定时测定了实验装置（如图1）内的压强、温度和氧气浓度，三条曲线变化趋势如图2所示。 （3）X曲线表示压强变化趋势，Y曲线表示 。 （4）结合Y、Z两条曲线，解释图2中AB段压强变化的原因是 。 9.为测定空气中氧气的含量，小华和小强同学设计了两套实验装置： （1）小华采用图1装置进行实验，下列实验操作，不会对实验结果造成影响的是_______。 A．装置有点漏气 B．红磷的量不足 C．用干燥的白磷代替红磷做实验 （2）用图1做空气中氧气含量测定，集气瓶内预先盛少量水，水在实验中没有起到的作用是_______。 A．加快集气瓶内气体冷却 B．熄灭红磷 C．吸收五氧化二磷 D．防止集气瓶炸裂 （3）小强用如图2装置完成空气中氧气含量的测定，盛装试剂前打开弹簧夹，向外拉动活塞到一定位置后松手，当 ，则说明装置气密性良好。盛装白磷的试管容积为40mL，实验前注射器活塞停留在20mL处，加热铜丝看到的实验现象是 ，反应的文字表达式为 ，待温度冷却到室温打开弹簧夹后，可观察到活塞向下运动，最终停留在 mL刻度处。 （4）图2装置与图1装置相比，优点是 （答一点即可），可能存在的不足是 （答一点即可）。 （5）若用图2装置进行实验前没有夹弹簧夹，实验过程中可观察到活塞先向上运动，再向下运动，最后停留在 mL刻度处。 （6）为了解释活塞运动的原因，小组同学改用图3所示装置测定实验过程中压强变化，能正确反映压强传感器读数变化的是图 （填“4”或“5”），随着实验时间的变化，压强减小的原因是 。 10.以下实验装置都可用于“测定空气里氧气的含量”，请认真分析，回答下列问题： （1）拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分(如图1)。该实验中选择使用汞的原因有______。 A．只与空气中氧气发生反应 B．汞俗称水银，常温下为液态，安全无毒 C．反应速度快，几分钟可完成 D．反应生成的氧化汞为固体 （2）实验室常用图2所示的方法测定空气中氧气的含量。红磷在空气中燃烧的符号表达式为 ；红磷燃烧时出现的现象是：暗红色固体燃烧、发光、 、发出黄白色火焰、冒浓厚 、生成白色固体。集气瓶内预先放水的作用是吸热 ，防止胶塞弹开，吸收生成的五氧化二磷，减少空气污染。 （3）“暖宝宝贴”(主要成分为铁粉)发热的原理是铁粉和氧气、水发生反应放热。用“暖宝宝贴”测定空气中氧气的含量(如图3，与铁粉反应的水蒸气的体积忽略不计)，广口瓶容积为270mL实验装置如图所示。实验后量筒中水的体积读数为45L(实验前量筒中水的体积为100mL)。根据数据计算空气中氧气的体积分数为 。 （4）用红磷测定空气氧气含量，按照图4连接压强传感器，测得压强曲线，BC段压强变化的原因是因为红磷 导致压强增大，且增大幅度大于氧气消耗导致的压强减小的幅度，集气瓶中压强增大。 11.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）。 12.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）。 13.实验是科学探究的重要方法，如图是测定空气中氧气含量实验的两套装置图，请结合图示回答有关问题。 （1）根据下表提供的实验数据，完成下表。 硬质玻璃管中空气的体积 反应前注射器中气体体积 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 40mL 20mL 10mL （2）装置一和装置二中气球的位置不同，　 　（填“装置一”或“装置二”）更合理，反应前注射器内空气体积至少为　 　mL。 14.小科设计如图所示的实验装置来同时完成燃烧条件的探究和空气中氧气含量的测定。装置中注射器活塞与内壁摩擦非常小，可忽略不计。查阅资料发现： ①当容器内的氧气浓度低于一定值时，白磷无法继续与氧气反应。 ②“暖宝宝”能耗尽容器中少量的氧气。 实验操作步骤如下： 步骤1：检查装置气密性； 步骤2：将盛有足量白磷的燃烧匙放入空集气瓶中，塞紧塞子，白磷不燃烧 步骤3：打开集气瓶塞子，往瓶中倒满80℃的热水，并塞紧塞子，白磷仍然不能燃烧； 步骤4：打开K1和K2，通过注射器从b管抽水，当注射器中水量达到V1毫升时，瓶中液面低于燃烧匙底部，此时立即关闭K1、K2，发现瓶中白磷燃烧； 步骤5：待整个装置冷却至室温时，打开K2，发现注射器中的水剩余V2毫升。 （1）请写出步骤1的方法　 　。 （2）该实验测得空气中氧气的含量为　 　。（用V1、V2来表示） （3）小科多次重复上述实验，测得空气中氧气的体积分数远大于21%，原因是　 　。 15.资料显示：可燃物在氧气浓度低于一定值时不能燃烧，如红磷在氧气体积分数为10%以上才能燃烧，但铁粉在氧气体积分数为0.5%时还能继续缓慢氧化消耗氧气。暖宝宝是由铁粉、氯化钠、木炭粉、水组成，拆开包装接触氧气后铁粉生锈放出热量均匀稳定，其中氯化钠、木炭粉起到加速铁粉氧化的作用。小秀想用暖宝宝来替代红磷完成空气中氧气体积分数的精确测定。 （1）如图为书本上用红磷测氧气体积分数的实验，实验中进入左瓶中的水位不足集气瓶体积的，原因有哪些 。 A.导管内残留部分水 B.点燃红磷后插入集气瓶动作缓慢 C.装置气密性不好 D.氧气浓度过低时红磷无法继续燃烧 （2）小秀同学操作步骤如下： ①如图甲，往集气瓶中加适量的水使液面没过导管口，此时集气瓶内上方空气体积为V0，然后在集气瓶中挂有足量拆封后的暖宝宝片，开始时量筒内所盛水的体积为V1。 ②实验一段时间等暖宝宝片不再发热，让整个装置慢慢冷却到室温后，集气瓶内水位上升到一定高度保持不变，此时集气瓶内水的体积比原来增加了V3，如图乙。量筒内剩余水的体积为V2。 根据小秀同学的实验测出空气中氧气体积分数为 （用V0、V1、V2或V3的相关数据来表示）。 题型三：空气的组成 1. 鸡蛋气室中的气体来源于空气。气室中含量最高的气体是（ ） A． B． C． D． 2. 休闲潜水用气罐中一般为压缩人造空气，其成分与周围空气类似，其中含量最多的气体是（ ） A．O2 B．N2 C．H2 D．CO2 3. 空气的成分中，按体积计算约为78%的是（ ） A．氮气 B．氧气 C．稀有气体 D．二氧化碳 题型四：物质在氧气中燃烧的实验 1. 开封万岁山武侠城的“打铁花”表演是国家级非物质文化遗产。表演时先将熔化的铁水抛起，再用木板向空中奋力击打，铁水在空气中剧烈燃烧、火星四射，形成“火树银花落，万点星辰开”的精彩场景。铁花冷却后形成一种黑色固体，这种黑色固体是（ ） A．铁单质 B．二氧化锰 C．三氧化二铁 D．四氧化三铁 2. 下列物质在空气中燃烧只能发生红热现象，在氧气中燃烧能发出白光的是（ ） A．红磷 B．铁丝 C．木炭 D．硫 3. 下列化学反应与实验现象相符合的是（ ） A．硫在氧气中燃烧——淡蓝色火焰，放热，生成有刺激性气味气体 B．木炭在空气中燃烧——生成二氧化碳气体 C．铁丝在氧气中燃烧——剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热量，生成黑色固体 D．红磷燃烧——黄色火焰，放热，产生大量白色烟雾 4. 下列说法中正确的是（ ） A．燃烧的木炭伸入盛有氧气的集气瓶中剧烈燃烧，发出白光 B．铁丝在氧气中剧烈燃烧，发出淡蓝色火焰 C．红磷在氧气中能燃烧，在空气中不能燃烧 D．镁条在氧气中燃烧时，火星四射，生成黑色固体 5. 氧气是一种化学性质比较活泼的气体，它可以和许多物质发生化学反应(如图)。下列关于三个反应的叙述中不正确的是（ ） A．反应都放出热量 B．都是化合反应 C．都需要点燃 D．生成物都是固体 6. 如图为探究氧气性质的相关实验，对实验现象及有关操作描述不合理的是（　　） A．硫在氧气中燃烧，产生淡蓝色火焰，生成有刺激性气味的气体 B．硫在氧气中燃烧后，振荡集气瓶使水充分吸收生成的气体，防止污染环境 C．木炭在氧气中，剧烈燃烧、发出白光、放出大量热 D．木炭熄灭后向瓶内倒入澄清石灰水，振荡后澄清石灰水变浑浊 7. 下列有关物质燃烧现象的叙述中，正确的是（　　） A．铁丝在空气中燃烧：火星四射，生成红色固体 B．硫粉在氧气中燃烧：产生明亮的蓝紫色火焰，生成一种刺激性气味的气体 C．木条在氧气中燃烧：发出白光，生成二氧化碳 D．红磷在空气中燃烧：生成大量的白色烟雾 8. 如图为兴趣小组“铁丝在氧气中燃烧”实验，通过仪器测量得到如图数据，关于该实验下列说法正确的是（　　） A．实验前瓶内收集的氧气是纯净的 B．铁丝大约在20秒左右停止燃烧 C．铁丝停止燃烧是因为因瓶内氧气被耗尽 D．实验中氧气体积分数一直变小 9. 下图是细铁丝在氧气中的燃烧实验图示，根据实验事实回答以下问题。 （1）用砂纸把细铁丝打磨光亮，目的是 ，将细铁丝绕成螺旋状，目的是 。细铁丝下端系一根火柴，火柴的作用是 ，实验过程中用于夹持细铁丝的仪器名称是 。 （2）待火柴将要燃尽时迅速插入盛有氧气的集气瓶中，此时可以看到细铁丝燃烧的现象： 、 、 、 。 （3）集气瓶底部事先放少量的水，其目的是 ，写出细铁丝燃烧的文字表达式 。 10. 如图所示实验是用来研究常见物质的性质。 （1）图1中铁丝在氧气中燃烧，实验前需要在集气瓶中放少量水的原因是 ，铁丝下端系一根火柴的目的是 。 （2）图2中硫燃烧需要在集气瓶中放少量水的原因是 ，水能否用沙子代替？ （填“能”或“不能”）。 （3）图3中，将两个装满氧气的集气瓶，用带火星的木条分别以、两种方式迅速插入，观察到木条复燃，且在中燃烧比在中燃烧更旺。从以上实验现象可知，氧气的两条性质分别是 、 。 11. 用如图分别为硫、木炭、铁丝燃烧实验。 （1）甲中反应的文字表达式为 ，实验现象为 。 （2）甲和丙中的水哪一个可以用细沙来代替 (“甲”或“丙”)，乙中燃烧之后往里面倒入澄清石灰水观察到 现象，证明生成了 (写化学式)。 （3）丙中做细铁丝在盛有氧气的集气瓶中燃烧的实验时需要：①预先在集气瓶底部留有少量水或铺一层细沙，作用是 ；②将细铁丝下端系一根火柴，作用是 ；③细铁丝在氧气中燃烧的现象是 ； 12. 有学者提出“铁丝燃烧绕成螺旋状，是为了防止燃烧点因迅速上升到集气瓶内氧气低浓度区而熄灭”。据此，某化学兴趣小组的同学决定对铁丝在氧气中燃烧进行更深入的探究。 活动一：探究铁丝燃烧产生“火星四射”现象的原因 【实验1】取粗细相同、含碳量不同的细铁丝，分别在氧气中燃烧，记录实验现象如下表所示。 铁丝含碳量 0 0.2% 0.38% 实验现象 无火星，燃烧处熔成小球 有短暂火星四射现象 火星四射，现象明显 （1）分析上述实验现象，铁丝燃烧产生“火星四射”现象可能和 有关；实验中 (选填“能”或“不能”)以是否产生“火星四射”的现象作为衡量铁丝是否燃烧的唯一标志。 活动二：探究铁丝燃烧时长的影响因素 【实验2】如图1所示，从同一长铁丝上分别截取三根长度相同的铁丝，将其中一根拉直、另两根绕成直径大小不同的螺旋状，下端分别系上燃着的火柴进行燃烧实验。每种形状的铁丝平行测量3次，所测得的实验数据如图2所示。 （2）实验中，点燃火柴后，将铁丝插入盛有氧气的集气瓶中的最佳时机是待火柴快燃尽时，不宜过早，其目的是 ，故进行该实验时，选择容积为 (选填“125”或“250”)mL的集气瓶更容易成功。 （3）分析图2数据可知，实验中不管铁丝形状如何，其燃烧时长均在曲线附近，说明燃烧时长与铁丝是否绕成螺旋状 (选填“有关”或“无关”)；铁丝在氧气中剧烈燃烧的时长与集气瓶内氧气的起始浓度的关系是 。 活动三：探究铁丝燃烧的产物是而不是的原因 【查阅资料】和的分解温度、Fe的熔点如下表所示。 物质 Fe3O4 Fe2O3 Fe 分解温度 /°C 1538 1400 — 熔点 /°C 1535 【理论探讨】 （4）结合表中数据，可推知铁丝在氧气中燃烧时产生的高温应在 ，在此温度范围内 (填化学式)已分解，所以铁丝在氧气中燃烧的产物是。 【反思与拓展】 （5）理论上，铁丝燃烧后固体的质量会增加。分析多组实验发现，铁丝在未发生熔断的情况下，铁丝燃烧前后固体的质量差别不大，其原因可能是 。 13. 在化学学习中，通过选用典型物质进行实验，来探究物质的有关性质。如图所示的是探究氧气化学性质的实验，请回答下列问题。 【探究一】探究氧气的化学性质。 （1）实验一中，木炭在氧气中燃烧后，加入澄清石灰水的目的 。 （2）实验二中，夹取铁丝的实验仪器名称为 。铁丝在氧气中发生反应的文字表达式为 。⑤中集气瓶内提前加入少量水的目的是 。实验三中，硫在氧气中燃烧的火焰颜色是 。 （3）观察实验一、实验三发现木炭和硫在氧气中比在空气中燃烧更剧烈，请从微观角度解释其原因： 。 【探究二】铁在氧气中燃烧火星四射的原因 为弄清铁在氧气中燃烧火星四射的原因，进行了如下探究，下表是将纯铁丝和不同含碳量的铁丝(各铁丝直径相同)放入氧气中燃烧时的实验现象的记录。 物质 纯铁丝 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 无火星四射现象，熔断 剧烈燃烧，极少火星 剧烈燃烧，少量火星 请你分析回答： （4）你认为表中未填的实验现象是 。造成铁丝在氧气中燃烧时火星四射的主要原因是 。 14. 某学习小组发现镁带在空气中燃烧时会发出耀眼的白光并生成白色固体，通过查阅资料发现镁带还可以与空气中其他成分反应。他们开展了如下的探究活动，请仔细阅读并完成下列探究报告。 【实验一】镁带与氮气的反应 （一）获取氮气 （1）以下是获取氮气的方法和装置，其中得到的氮气较纯的是 （填字母）。 （2）装置B中盛放红磷的仪器名称是 。 （二）燃烧镁带，观察现象 将镁带打磨光亮，点燃并伸入盛氮气的集气瓶中，镁带剧烈燃烧，瓶内壁附着一层淡黄色的固体。 【实验结论】镁与氮气在点燃的条件下发生反应生成淡黄色的氮化镁（氮元素为价）。 【交流与反思】 （3）镁在空气中燃烧的产物几乎都是白色的，原因是 。 （4）如果用镁代替红磷进行空气组成探究实验，实验测得氧气的体积与氧气所占空气真实比例相比，会 （填“偏大”“偏小”或“相等”）。 题型五：工业制取氧气 1. 工业制取氧气主要有下列步骤。将经过除尘、除二氧化碳、除水的空气进行下列操作： （1）储存在蓝色钢瓶里的“工业液氧”是 （填“纯净物”或“混合物”）。 （2）工业制氧气的原理是 。 （3）工业制取氧气用分离液态空气的方法而不用加热氯酸钾的方法的原因是 （写出一点即可）。 2. 空气是一种宝贵的自然资源。请回答下列问题： （1）科学家研制的人造空气可供航天员呼吸。人造空气中氮气的体积分数约为70%，比空气中氮气的体积分数 (选填“大”或“小”)。 （2）工业上常用分离液态空气的方法制取氧气。 蒸发液态空气可分离出氧气和氮气，其原理是利用液氮和液氧的 (选填“密度”或“沸点”)不同，该变化属于 (选填“物理”或“化学”)变化。 （3）部分冰箱用“气调保鲜”的方式达到对食物保鲜的效果。下图是工业上用膜分离技术实现“气调保鲜”的流程示意图。在空气分离后，进入冰箱保鲜室内的气体是 (选填“富氧空气”或“富氮空气”)，这一保鲜原理主要是 。 （4）空气质量与人体健康密切相关，请写出一条有利于保护空气的措施 。 3. 分离空气的简易流程如下图： （1）经过操作A处理后的空气属于 （填“纯净物”或“混合物”），所发生的变化属于 （填“物理变化”或“化学变化”）。 （2）由操作B可以看出氮气的沸点比氧气的沸点 （填“高”或“低”）。嫦娥五号取回的月壤就保存在氮气中，这说明氮气的化学性质 （填“活泼”或“不活泼”）。 题型六：氧气实验室制法的综合考查 1. 如图是实验室利用双氧水制取和收集的实验装置，下列描述正确的是（　　） A．组装：仪器组装按照从上往下，从左往右的顺序进行 B．试剂：烧瓶中的水起到了缓冲和稀释的作用 C．收集：当导管口有气泡冒出时就马上开始收集 D．验满：若用排空气法收集时，可用带火星的木条伸入集气瓶内，看是否复燃，若复燃，则已收集满 2. 下列图象能正确反映对应变化关系的是（　　） A. B. C. D. A．表示加热KClO3（含少量MnO2）固体制取氧气时剩余固体的质量 B．表示加热KClO3（含少量MnO2）固体制取氧气时固体中氧元素的质量 C．表示双氧水（含少量MnO2）分解时溶剂的质量 D．表示双氧水（含少量MnO2）分解时氢元素的质量分数 3. 用二氧化锰催化分解双氧水溶液的方法制取氧气。下列图像中关于溶液中氧元素的质量与反应时间的关系正确的是（　　） A．B． C． D． 4. 实验室若直接用30%的过氧化氢制取氧气，反应速率太快。为获得平稳的气流，下列装置能实现的是（　　） A． B． C． D． 5. 如图是实验室制取气体的有关仪器和装置，据图回答下列问题。 （1）请写出如图所示实验装置中标有序号的仪器名称：②　 　。 （2）用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气，应选择　 　（从A～G中选择，填字母序号，下同）组合装置，反应的化学方程式为　 　。制取氧气的过程如下，正确顺序是　 　。 ①给试管加热 ②熄灭酒精灯 ③检查气密性 ④把药品装入试管，用带导管的胶塞塞紧，固定在铁架台上 ⑤用排水法收集氧气 ⑥从水中取出导管 A、③④①⑤②⑥ B、③④①⑤⑥② C、④①③⑤②⑥ D、④①③⑤⑥② （3）某同学用排水法收集了一瓶氧气，测得氧气的纯度偏低，原因可能是　 　。（填字母） a．收集气体前，集气瓶没有注满水 b．导管口开始有气泡冒出，立刻收集 c．收集气体后，集气瓶中仍有少量水 （4）如图为上述反应过程中某变量y随时间的变化趋势，纵坐标表示的是（　　） A．固体中氧元素的质量 B．生成O2的质量 C．固体中MnO2的质量分数 D．固体中钾元素的质量 6. 实验室常用下列装置制取、收集氧气，并验证氧气的一些化学性质。请你按要求回答下列问题： （1）写出仪器①的名称： 。 （2）图G的实验中，集气瓶底要预留少量水，其目的是 。 （3）实验室常用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，若要控制反应速率，得到平稳的氧气流，应选择的发生装置是 （填标号）。该反应的文字表达式为 。 7. 实验室常用图1中的装置来制取和收集气体。请回答问题： （1）图1中仪器①的名称是 。 （2）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气，应在图1中选择的发生装置是 （填字母），发生反应的文字表达式为 ，该反应的基本反应类型是 反应。 （3）以下是实验室用氯酸钾制取氧气并用排水法收集的主要操作步骤。下列实验步骤正确的排序为______（填字母）。 A．熄灭酒精灯 B．检查装置的气密性 C．用排水法收集氧气 D．收集完毕，将导管从水槽中移出 E．将试管固定在铁架台上 F．将试剂装入试管，用带导管的单孔橡胶塞塞紧试管 G．点燃酒精灯，先使试管受热均匀，然后对准试管中盛放试剂的部位加热 （4）用装置C收集氧气，检验氧气已收集满的操作是 。 （5）在学习了实验室制氧气之后，小乐同学查阅了相关资料，利用塑料瓶、注射器、吸管等设计并制作了简易供氧器（如图2），其中试剂A是过碳酸钠和二氧化锰的混合物（过碳酸钠遇水会生成过氧化氢）。下列关于该实验的说法，错误的是______（填字母）。 A．吸管相当于导管 B．注射器相当长颈漏斗 C．该装置可控制反应速率 8. 请结合下列实验常用装置，回答有关问题：    （1）写出装置B和C中相同玻璃仪器的名称 （只写一种） （2）实验室用氯酸钾制取氧气，应选用发生装置 （填字母序号），反应的化学符号表达式为 。实验室常用块状石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳气体，已知二氧化碳密度比空气大，能溶于水。则制取二氧化碳气体，应该从图中选择的装置是 。 （3）若用F装置收集氧气，则气体从 端进入（填“a”或“b”）。 9. A-F是实验室制取气体的常用装置。回答下列问题： （1）仪器a的名称是 。 （2）实验室用过氧化氢制取一瓶较纯净的氧气，选择的装置组合是 (填字母)，反应的符号表达式是 。 （3）用收集的氧气进行“铁丝在氧气中的燃烧”的实验，观察到的现象是 ，在集气瓶底部放少量水的目的是 。 （4）若选用BE装置加热氯酸钾制取氧气，有下列操作： ①熄灭酒精灯；②装药品，固定装置；③检查装置气密性；④收集气体；⑤连接仪器；⑥点燃酒精灯，加热；⑦从水槽中取出导气管。 正确的操作顺序为___________。 A．⑦②③①④⑤⑥ B．⑤③②⑥④①⑦ C．⑤③②⑥④⑦① D．⑤②③⑥④①⑦ （5）F装置常称为“多功能瓶”，可用来收集气体。若利用排水法收集气体，则气体应该从 (填“m”或“n”)端通入。 10. 如表是二氧化锰用量与一定质量氯酸钾制取氧气反应速率关系的实验数据： 二氧化锰与氯酸钾的质量比 1：40 1：20 1：10 1：5 1：3 1：2 2：3 1：1 2：1 生成1L氧气所需的时间（s） 124 79 60 54 75 93 106 153 240 （1）据表可知二氧化锰与氯酸钾的质量比为 时，反应速率最快。 （2）二氧化锰用量过多冲淡了氯酸钾粉末，相当于减小反应物的 ，所以反应速率受到影响。 （3）二氧化锰的用量过少时产生氧气的速率很慢，原因是 。 11. 小嘉用H2O2溶液制取氧气时，在烧瓶中加入50毫升水及0.5克MnO2，再往分液漏斗中加入30毫升15%的H2O2溶液。为什么要加入50毫升水呢？查阅资料发现：在不加入水时，若注入H2O2溶液速度过快，反应会过于剧烈而引发事故。 【提出问题】水是如何减缓该反应速度的呢？ 【建立假设】水可以降低H2O2溶液浓度，从而减缓反应速度。 【实验方案】他利用如图装置，在相同条件下，分别用30毫升的1%、3%和7%的H2O2溶液进行实验，观察并比较。 【实验结论】加水降低了H2O2溶液的浓度，使反应速度变慢。 【交流反思】 （1）为了更好地比较反应的快慢，需控制三次实验中滴加H2O2溶液的 相同。 （2）判断产生氧气的速度时，可以通过观察产生气泡的快慢，还可以比较 。 【继续探究】针对提出的问题，他又利用如图装置，用3%的H2O2溶液分别在0℃、20℃和60℃的条件下进行实验。进行该实验所基于的假设是 。若直接用30%的H2O2溶液制取氧气，反应速率太快。为获得平稳的气流，如图所示发生装置能达到最佳效果的是 （填字母）。 题型七．氧气的收集方法 1. 下列装置中，最适合用来收集氧气的是（　　） A． B． C． D． 2. 实验室要收集一瓶约含四分之一空气的氧气，下列操作正确的是（　　） A. B. C. D. A．集气瓶中灌的水 B． 集气瓶中灌的水 C．导管伸入到集气瓶约处 D．导管伸入到集气瓶约处 3. 如图装置可用作收集各种气体。若被收集的气体从a口通入，则下列气体可用该装置收集的是①CO2；②O2；③（　　） A．只有① B．只有①② C．只有②③ D．①②③ 4. 为了测定能使带火星的木条复燃时氧气的最低含量是多少，他们设计的实验方案是先将氧气和空气按不同的体积比收集在集气瓶里，收集气体的装置如下图。收集气体的方法是：在100 mL集气瓶里装满水，塞紧胶塞并关闭活塞b，打开活塞a通入氧气，把瓶里的水排入量筒，当量筒内的水达到设定的体积后立即关闭活塞a，然后打开活塞b通入空气，把瓶里的水全部排入量筒。若要收集一瓶含氧气的体积分数约为60%的气体，则通入氧气的体积和通入空气的体积约是（　　） A．40 mL和60 mL B．60 mL和40 mL C．50 mL和50 mL D．20 mL和80mL 5. 为了测定能使带火星的木条复燃时氧气的最低含量是多少，课外活动小组空气的同学们进行了实验探究。他们设计的实验方案是先将氧气和空气按不同的体积比收集在集气瓶里，收集气体的装置如图所示。收集气体的方法：在100mL集气瓶里装满水，塞紧胶塞并关闭活塞b，打开活塞a通入氧气，把瓶里的水排入量筒，当量筒内的水达到设定的体积后立即关闭活塞a，然后打开活塞b通入空气，把瓶里的水全部排入量筒。若要收集一瓶含氧气的体积分数约为44%的气体，则通入氧气的体积和通入空气的体积比约是 。 题型八：制取氧气的图像问题 1. 某同学将一定量过氧化氢溶液缓慢加入盛有二氧化锰的试管中，下列图像不正确的是 A．B．C．D． 2. 质量相等的两份药品a和b，a是混有二氧化锰的过氧化氢溶液，b是过氧化氢溶液，则收集到氧气的质量随反应时间变化的图象如图，其中正确的是 A．B．C．D． 3. a和b为两份质量相等的固体。已知a为混有少量二氧化锰的氯酸钾，b为氯酸钾。当分别同时加热a和b至完全反应时，能正确表示生成氧气的质量随反应时间而变化的图象是（　　） A． B． C． D． 4. 可以用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法在实验室制取氧气。下列是反应生成氧气和氯化钾的质量与反应时间的关系坐标图，其中合理的是（　　） A． B． C． D． 5. 实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，其中生成氧气的质量(g)随反应时间(t)的变化关系正确的是 A．B．C． D． 6. 如图所示中反映对应变化关系正确的是 A．图1：一定质量的硫在足量的氧气中燃烧 B．图2：等量的过氧化氢溶液分解(①有催化剂②无催化剂) C．图3：向二氧化锰中滴加过氧化氢溶液 D．图4：加热一定量的氯酸钾和二氧化锰的混合物 7. 分别取两份相同质量、相同浓度的过氧化氢溶液，其中一份(用①表示)直接制取氧气，向另一份(用②表示)中加入少量二氧化锰。若过氧化氢均完全反应，则下列关于①②的图像正确的是 A．B．C． D． 8. 实验室用一定质量的氯酸钾固体（加入少量MnO2）制取氧气，随着反应的进行，某一物质的质量Y随时间的变化关系如图，则Y可能是 A．MnO2的质量 B．固体混合物的质量 C．固体混合物中氧元素的质量 D．固体混合物中氯化钾的质量 题型九： 催化剂和催化作用 1. 美国科学家David MacMillan和德国科学家Benjamin List因“在不对称有机催化研究方面的进展”被授予诺贝尔化学奖。下列有关催化剂的说法正确的是 A．每个化学反应只有一种催化剂 B．催化剂不影响生成物的质量 C．反应前后催化剂的质量和化学性质不变 D．只有二氧化锰才能作催化剂 2. 下列有关催化剂的说法，正确的是 A．化学反应前后催化剂的质量、体积和化学性质都不变 B．化学反应中催化剂能改变反应速率 C．二氧化锰不是唯一的催化剂，但二氧化锰只能作催化剂 D．催化剂可以增加生成物的质量 3. 某实验小组设计了如下实验探究过氧化氢分解中二氧化锰的作用。下列说法不正确的是 A．实验甲中带火星的木条未复燃是因为过氧化氢常温下不分解 B．实验甲、乙说明能加快过氧化氢分解 C．实验乙、丙说明反应前后的化学性质不变 D．要说明是过氧化氢分解的催化剂，还需称量实验前后的质量 4. 【问题一】铁锈的主要成分是氧化铁，氧化铁能做过氧化氢分解的催化剂吗？ 【作出猜想】氧化铁能做过氧化氢分解的催化剂。 【设计实验】 实验步骤： I.如图实验，向A、B两支试管中分别加入5mL5%的过氧化氢溶液，B试管中加入ag氧化铁，再把带火星的木条分别伸入A、B两支试管，观察实验现象； Ⅱ.当B试管中无明显现象后，向B试管中重新加入适量5%的过氧化氢溶液，并把带火星的木条伸入B试管，如此反复多次实验，观察实验现象； Ⅲ.将实验Ⅱ中的剩余物过滤，并将所得氧化铁进行洗净、__________、称量。 （1）步骤I的实验现象是 ，说明氧化铁能加快过氧化氢的分解速率。 （2）步骤Ⅱ的实验目的是 。 （3）步骤Ⅲ缺少的实验步骤是 。 【问题二】同学们想探究过氧化氢溶液的浓度及催化剂种类对反应速率的影响，在其他条件相同的情况下进行了4次实验，记录各收集一瓶相同体积氧气所需要的时间。 实验 30%过氧化氢溶液的质量/g 加入水的体积/mL 物质质量 收集时间/s 1 10 40 二氧化锰5g 200 2 20 30 二氧化锰5g 100 3 30 20 二氧化锰5g 67 4 30 20 氧化铁______g m （4）相同条件下，实验1、2、3对比，实验3产生氧气的速率最快，说明 。 （5）实验4中氧化铁的质量是 g，m （填“大于”、“小于”或“等于”）67，说明二氧化锰的催化效果更好。 【拓展延伸】 （6）通过以上探究，你对催化剂的认识是 （写2点）。 题型十：分解反应和化合反应 1. 化合反应、分解反应、氧化反应的关系可用下图表示。反应①酒精+氧气水+二氧化碳，应填到 处，反应②碳酸→二氧化碳+水，应填到 处。(填字母) 2. 下列有关氧化反应、化合反应和分解反应的说法，不正确的是（　　） A．物质与氧气发生的反应属于氧化反应 B．一个反应如果是分解反应，就不可能同时是化合反应 C．化合反应不一定是氧化反应，氧化反应不一定是化合反应 D．生成两种或两种以上物质的反应一定是分解反应 3. 下列有关叙述、对应的文字表达式和基本反应类型均正确的是（　　） A．用硫粉测定空气中氧气含量：         化合反应 B．实验室用过氧化氢溶液制氧气：             分解反应 C．石蜡可以燃烧：              氧化反应 D．拉瓦锡研究空气成分的一个反应：         化合反应 4. 下列属于化合反应的是（　　） A．过氧化氢水+氧气 B．碳酸→水+二氧化碳 C．镁+氧气氧化镁 D．蜡烛+氧气水+二氧化碳 5. 对科学概念进行分类，是认识概念之间相互关系的一种重要方法。下列化学反应中，属于化合反应的是（　　） A．碳酸水+二氧化碳 B．二氧化碳+水有机物+氧气 C．硫+氧气二氧化硫 D．过氧化氢水+氧气 6. 对科学概念进行分类，是认识概念之间相互关系的一种重要方法。下列化学反应中，属于化合反应的是（　　） A．碳酸水+二氧化碳 B．二氧化碳+水有机物+氧气 C．硫+氧气二氧化硫 D．过氧化氢水+氧气 7. 现有几种变化： ①氢气+氧气水 ②乙炔+氧气水+二氧化碳 ③碱式碳酸铜氧化铜+二氧化碳+水 ④氯化氢+氨气→氯化铵 其中属于化合反应的是 （填序号，下同），属于分解反应的是 。 8. 下列反应中既不属于分解反应，也不属于化合反应的是（　　） A．氧化汞汞+氧气 B．石蜡+氧气水+二氧化碳 C．碳+氧气二氧化碳 D．磷+氧气五氧化二磷 强化训练 【基础强化】 1. 下列与氧气有关的实验操作，需要纠正的是（　　） A．制取氧气 B．排水法收集氧气 C．检验氧气 D．硫在氧气中燃烧 2. 下列关于铁丝在氧气中燃烧实验的说法不正确的是（　　） A．集气瓶中预先装有少量水以防集气瓶破裂 B．将铁丝螺旋状缠绕在火柴上便于引燃 C．铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射 D．铁丝燃烧后生成一种红色的固体 3. 某化学兴趣小组的同学检验氧气的化学性质实验中，实验记录或操作不正确的是(　　) A．木炭在氧气中燃烧会发出白光 B．将打磨后的铁丝盘成螺旋状，可增大铁丝的受热面积 C．红磷在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰，并放热 D．做铁丝在氧气中的燃烧实验时，集气瓶应预先装有少量水或铺上一层细沙 4. 如图是四种单质在氧气中燃烧的实验，关于实验现象的描述正确是（　　） A．澄清石灰水变浑浊 B．生成四氧化三铁 C．产生白雾 D．产生淡蓝色火焰 5. 如图所示，在进行“铁丝在氧气中燃烧”的实验时，下列做法正确的是（　　） A．瓶中加水或沙，待火柴快燃尽时伸入 B．瓶中不加水或沙，待火柴燃尽后伸入 C．瓶中加水或沙，待火柴燃尽后伸入 D．瓶中不加水或沙，待火柴快燃尽时伸入 6. 下列关于实验室利用双氧水溶液制取氧气的描述正确的是（　　） A．试剂：烧瓶内的水起缓冲和稀释作用 B．收集：氧气的密度比空气大，可用向下排空气法收集 C．检验：用燃着的木条伸入集气瓶内，若木条熄灭，则证明是氧气 D．验满：用带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃，则证明集满 7. 如图为空气中氧气含量的测定实验。关于该实验的说法正确的是（　　） A．可用木炭代替红磷进行实验 B．红磷量不足会导致测定结果偏大 C．未冷却至室温就打开止水夹一定会导致测定结果偏大 D．该实验可以说明氮气难溶于水 8. 在做氯酸钾和二氧化锰混合制取氧气实验时，小科绘制了如图的图像模型，则y表示（　　） A．试管中氯酸钾的质量 B．试管中氯化钾的质量 C．试管中固体的总质量 D．试管中二氧化锰的质量 9. 归纳整理是学习科学的重要方法之一，小实对氧气的制取和性质进行了梳理。请回答下面小题。根据氧气的性质，以下能用于排空气法收集氧气的装置是（　　） A． B． C． D． 10. 化合反应是化学反应基本类型之一。下列反应中属于化合反应的是（　　） A．石蜡+氧气二氧化碳+水 B．硫+氧气二氧化硫 C．氯酸钾氯化钾+氧气 D．双氧水水+氧气 11. 在如图所示的密闭装置中进行白磷燃烧实验，在白磷被点燃至装置恢复到室温的这段时间内，集气瓶中的气压随时间变化的图像最接近的是（　　） A． B． C． D． 12. 科学兴趣小组利用如图所示的改进装置测定空气中氧气的含量。胶头滴管中的水接触生石灰一段时间后，白磷开始燃烧，待白磷熄灭冷却至室温后打开止水夹。下列关于该实验的描述正确的是（　　） A．白磷不足会使测定结果偏大 B．试管中的细沙可防止试管炸裂 C．注射器中的活塞先左移再右移，最终停留在10mL刻度处 D．滴管中的水和注射器中的水作用相同 13. 实验室里可用如图装置粗略测定空气中氧气的体积分数，图中注射器内有一可自由滑动的活塞，活塞左端管内密封有空气，右端跟外界空气相通．实验开始前活塞处在刻度5厘米处．实验时，用热水对玻璃管内足量的白磷微热，反应开始就撤离热水，待反应结束后冷却至室温．整个实验过程观察到活塞移动的情况是（　　） A．向左移动4厘米刻度附近停止 B．向右移动到6厘米刻度附近停止 C．先向右移动，再向左移动到5厘米刻度附近停止 D．先向右移动，再向左移动到4厘米刻度附近停止 14. 已知在同温同压下，气体的体积之比等于分子个数之比。如果用“”表示氧原子，“”表示氮原子，则下列模型表示空气的主要成分的微观示意图正确的是（　　） A． B． C． D． 15. 以下用过氧化氢溶液制取氧气的部分实验操作正确的是（ ） A.检查装置气密性 B.加过氧化氢溶液 C.制取并收集氧气 D.检查氧气是否集满 16. 在两个250mL的集气瓶内装入如图甲、乙所示的水量，放入水槽中用排水法收集氧气。然后将带火星的木条分别伸入两个集气瓶中，观察到图甲集气瓶中木条不复燃，图乙集气瓶中木条复燃。下列有关说法中，错误的是（ ） 甲 乙 A.能使带火星的木条复燃的不一定是纯净的氧气 B.集气瓶中装入水量越多，最终收集到的氧气越纯净 C.图甲中，收集完成时，集气瓶内氧气的体积分数约为30% D.图乙中，收集完成时，集气瓶内氧气的体积分数约为52.6% 17. 实验室常加热一定质量的高锰酸钾固体制取氧气。下列图像中的对应关系正确的是（ ） A. B. C. D. 18. 某同学利用过氧化氢溶液和二氧化锰做了下图实验，下列叙述不正确的是（ ） A.步骤①③说明二氧化锰能加快过氧化氢分解 B.步骤①③的研究方法是对比实验法 C.不使用二氧化锰，过氧化氢也能反应生成氧气 D.实验能证明二氧化锰是反应的催化剂 19. 化合反应、氧化反应和分解反应的关系图如图，下列反应与其对应区域匹配正确的是（ ） A.a区：甲烷+氧气水+二氧化碳 B.b区：碳+氧气二氧化碳 C.c区：水氢气+氧气 D.d区：大理石+盐酸氯化钙+二氧化碳+水 20. 如图为探究氧气性质的相关实验，对观察到的实验现象及有关操作描述错误的是（　　） A．实验Ⅰ中倒入澄清石灰水，可检验有无新物质生成 B．实验Ⅱ铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，产生大量热 C．若选用砂纸打磨过的铁丝，铁丝也可以在空气中燃烧 D．集气瓶口盖上毛玻璃片，可防止氧气逸出 21. 我们在做“物质在氧气中的燃烧”实验时，把甲、乙、丙三种物质，分别放入A、B、C三瓶氧气中燃烧。A瓶中看到了明亮的蓝紫色火焰，B瓶中看到了火星四射，C瓶中出现了明亮的白光。则对此实验的推断正确的是（　　） A．甲物质为硫，并且A瓶中会产生一种无色无味的气体 B．乙物质为铁，B瓶中会产生一种白色的固体 C．丙物质可能为木炭，同时C瓶中会生成一种可使澄清石灰水变浑浊的气体 D．在AB瓶中还得加入一些细沙或少量的水以保护集气瓶 22. 变压吸附法的原理是利用分子筛吸附氮气和氧气能力的差异将二者进行分离。在吸附塔中，通过加压与减压的交替循环，可以使分子筛重复使用。部分过程的示意图如图： 下列说法不正确的是（　　） A．变压吸附法制取的氧气中含有稀有气体 B．变压吸附法制取的氧气中含有二氧化碳 C．分子筛对氮气的吸附能力与吸附塔内气体压强有关 D．分子筛中发生的变化是物理变化 23. 如表是二氧化锰用量与一定质量氯酸钾制取氧气反应速率关系的实验数据： 二氧化锰与氯酸钾的质量比 1：40 1：20 1：10 1：5 1：3 1：2 2：3 1：1 2：1 生成1L氧气所需的时间（s） 124 79 60 54 75 93 106 153 240 （1）据表可知二氧化锰与氯酸钾的质量比为　 　 时，反应速率最快。 （2）二氧化锰用量过多冲淡了氯酸钾粉末，相当于减小反应物的　 　 ，所以反应速率受到影响。 （3）二氧化锰的用量过少时产生氧气的速率很慢，原因是　 　 。 14．用如图所示的实验装置可以测定空气中氧气含量．在一个具有刻度和可以左右滑动的活塞的玻璃管中放入足量的自磷，活塞左端管内密封有空气，右端的管口跟空气连通．将玻璃容器固定在盛有80℃热水（恒温）的烧杯上，进行实验．试回答： （1）实验过程中你所观察到的现象是：白磷燃烧，产生大量　 　 ；活塞先向　 　 移动再向　 　 移动，最终停在刻度　 　 处． （2）由此实验你可以得出的一条结论是　 　 ． 24. 利用下列实验来探究实验室氧气的制取和性质。 （1）A、B、C三套发生装置都可用于实验室制取O2气体。 ①实验室制取O2的文字表达式是 　 　 。 ②主要实验操作步骤有：a.收集气体；b.检查装置气密性；c.将二氧化锰放入锥形瓶中；d.从长颈漏斗中注入过氧化氢溶液正确的操作顺序是 　 　 （写字母序号）。 （2）与A装置相比，利用C装置制取O2的优点是 　 　 。 （3）某同学用B装置制取氧气，用排水法收集氧气，在实验过程中因加入的试剂量不足，致使集气瓶内剩余少量水。若想集满这瓶氧气，在不拆卸装置和不添加试剂的前提下，请帮他设计一种解决的方法 　 　 。 25. 在制作“简易制氧机”项目式学习中，师生共同制定了如表所示的评价表。小组同学通过对照评价表自评后，完成了如图所示的简易制氧机从1.0到3.0版的迭代。已知使用制氧机的具体操作是量取一次保健吸氧所需过碳酸钠固体（2Na2CO3•3H2O2）置于塑料瓶中，再加入一定量的水和少量的二氧化锰。 简易制氧机评价表 评价指标 优秀 合格 待改进 稳定性 摆放平稳，不易倒伏 摆放较平稳，轻碰后易倒伏 摆放不稳定，不碰即倒 产氧速率 产氧速率适中，适合人体呼吸 产氧速率略快或略慢 产氧速率过快或过慢，不适合人体呼吸 氧气湿度 适宜呼吸，让人体感觉舒适 偏干燥或潮湿，呼吸道略有不适 过于干燥或潮湿，呼吸道极度不适 请回答： （1）对1.0版的制氧机进行测试时，发现塑料瓶瓶壁微烫。则说明该反应是 　 反应。 （2）从评价指标看，2.0版的制氧机将发生装置和加湿装置固定相贴的作用是 　 　 。 （3）3.0版的制氧机，发生装置中标注了a、b、c三条不同季节的水位线，以控制不同季节产氧速率的大致稳定。c为夏季的水位线，原因是 　 　 。 （4）制氧机使用后会残留大量含碳酸钠的废液，需调节至中性才能排放。则可以向废液中加入的过量试剂是 　 　 。 学科网（北京）股份有限公司1 学科网（北京）股份有限公司 $ 1.1 空气的成分 知识点一:空气的组成 1.拉瓦锡研究空气成分的实验 法国化学家拉瓦锡最早用定量的方法研究了空气的成分。 拉瓦锡利用该装置进行实验，研究并得出空气由氧气和氮气组成。 实验一：汞与氧气反应 实验二：氧化汞受热分解 实验步骤 把少量汞放在密闭的容器里连续加热12天 将汞表面所生成的红色粉末收集起来,放在另一个较小的容器里加强热 实验现象 部分银白色的液态汞变成红色粉末，同时容器里空气的体积约减少 红色粉末变成银白色液体和无色气体,所得气体的体积恰好等于密闭容器里所减少的体积 反应原理 汞+氧气氧化汞 氧化汞汞+氧气 实验结论 空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的 2.空气中氧气含量的测定 实验装置 ①仪器：集气瓶、燃烧匙、玻璃导管、烧杯、弹簧夹、胶皮管; ②药品：红磷、水。 实验原理 利用红磷燃烧消耗密闭容器中的氧气，使密闭容器内压强减小，在大气压的作用下，进入容器内水的体积即为减少的氧气的体积。反应的文字表达式 红磷+氧气五氧化二磷 P O2 P2O5 实验步骤 ①连接装置，检查装置的气密性;②在集气瓶内加入少量水后，将水面上方空间分为5 等份;③用弹簧夹夹紧胶皮管;④点燃红磷后，立即伸入集气瓶内并把塞子塞紧;⑤燃烧结束装置冷却至室温后，打开弹簧夹。 实验现象 ①红磷燃烧，产生大量白烟，并放出热量; ②冷却至室温后，打开弹簧夹，烧杯中的水经导管流入集气瓶，且流入水的体积约占集气瓶内原有空气体积的。 实验分析 红磷在空气中燃烧是红磷与空气中的氧气反应，生成一种叫做五氧化二磷的新物质。生成的五氧化二磷为固体，溶于水且几乎不占有体积，燃烧消耗了集气瓶内的氧气，使瓶内气体减少，压强减小。冷却至室温后，外界大气压把烧杯内的水压进集气瓶，压入的水的体积约等于集气瓶内消耗的氧气的体积 实验结论 ①氧气约占空气体积的；②剩余气体主要为氮气，氮气不燃烧也不支持燃烧，不易溶于水，且不与水反应。 3.实验结果误差分析 误差分析 原因 影响因素 测量结果偏小 进入瓶中的水的体积偏小 装置漏气，导致反应结束后，外界空气进入装置中 红磷量不足，不能将装置内的氧气消耗完全 未待装置冷却至室温就打开弹簧夹，集气瓶中气体还处于受热膨胀状态，压强变化不明显 导管内未事先注满水 燃烧至一定程度时，瓶内氧气浓度较低，红磷不能继续燃烧，氧气未消耗完 测量结果偏大 进入瓶中的水的体积偏大 点燃红磷后伸入集气瓶的速度太慢或未立即塞紧塞子，使集气瓶中部分气体受热逸出 实验前未夹紧弹簧夹，使部分空气受热膨胀沿导管逸出 4.利用燃烧法测定空气中氧气的含量时,选择的反应物应具备两个条件： （1）该物质在空气中能燃烧且只与氧气反应。如不能选用铁、镁等，因为铁在空气中难以燃烧，镁在消耗氧气的同时还会与氮气、二氧化碳反应。 （2）该物质燃烧后的生成物应为固态或液态，所占的空间体积可忽略不计。如不能选用硫、木炭等，因为硫和木炭燃烧后会生成气体。 5.特殊装置测定空气中氧气的含量 实验拓展 改变 点燃 方式 实验过程中不打开装置，使装置始终保持密闭，如图 优点：①避免了瓶内空气外逸对实验结果的影响，使实验结果更准确②避免产生的五氧化磷扩散到空气中污染环境，更环保③操作简单，白磷的着火点低 改变 测量 方式 利用量筒或注射器等测量仪器，减小实验误差，使测定结果更加精确，如图 改变反应原理 如图，利用加热铜丝消耗装置中的氧气，实验过程中反复推拉两端注射器活塞的目的是使铜丝与空气中的氧气充分反应，玻璃管内发生反应的化学方程为2Cu+O22CuO 优点：铜能将装置内的氧气消耗更彻底，使实验结果更准确。 气球的作用：平衡气压 数字化实验 图1装置可用于测定空气中氧气的含量。 图2是实验过程中集气瓶内气压与时间的关系(该装置气密性良好，P0是集气瓶内初始气压)。 （1）P0时红磷没有点燃，气压没有变化； （2）P0~a段，点燃红磷后，气压增大的原因是红磷燃烧放热； （3）a~d段，红磷燃烧消耗集气瓶中的氧气，且反应结束后温度恢复至室温，但气压P小于P0的原因是氧气被消耗。 6.测定空气中氧气含量的数字化实验 （1）数字化实验：利用传感器和信息处理终端进行实验数据的采集与分析。实验时一般将传感器、数据采集器和计算机依次相连，采集实验过程中各种物理量(如温度、压强、浓度等)的数据，通过软件对数据进行记录、呈现和分析。 （2）将测定空气中氧气的含量设计成数字化实验： 7.空气的组成 空气中各气体成分的含量如表所示∶ 成分 氮气 氧气 稀有气体 二氧化碳 其他气体和杂质 体积分数 78% 21% 0.93% 0.04% 0.03% 注：（1）空气中各气体成分的含量用体积分数（体积占比）表示，而不是质量分数（质量占比）。 （2）空气中各气体成分的含量一般来说是比较固定的，但不是一成不变的。在不同地区或同一地区的不同时间，空气中各成分的含量也可能有所不同。 （3）空气是混合物，主要由氧气与氮气组成，二者体积比约为21%:78%(1:4)。 8.氧气（O2）、氮气（N2）、二氧化碳（CO2）、稀有气体的主要性质和用途 成分 主要性质 主要用途 氧气 化学性质：用于动植物呼吸，支持燃烧 物理性质：无色、无味、不易溶于水 潜水、医疗急救、炼钢、气焊以及化工生产和宇宙航行等 氮气 化学性质：不活泼 物理性质：无色、无味、不溶于水 制硝酸和化肥、炸药的重要原料，因其化学性质不活泼，常用作保护气，医疗上用于冷冻麻醉，还可用作超导材料 二氧化碳 化学性质：能与澄清石灰水反应产生沉淀；不能燃烧，一般不支持燃烧 物理性质：无色、无味气体，密度比空气大 干冰用于人工降雨，保藏食品；工业原料，用于制纯碱、尿素和汽水；可用于灭火；参与植物光合作用，生成淀粉等糖类 稀有气体 化学性质：很不活泼（惰性） 物理性质：无色、无味，通电时能发出不同颜色的光 用作保护气，用于航标灯、闪光灯、霓虹灯的电光源，用于激光技术，氦气制造低温环境作冷却剂，氙气用于医疗麻醉 9.氧气的物理性质 （1）通常情况下，氧气是一种无色无味的气体； （2）在标准状况下，其密度为1.429g/L，比空气的密度（1.293g/L）略大；不易溶于水。 常温常压下1升水中大概能溶解30毫升的氧气，这些氧气是水生生物的生存的必要条件之一。 （3）氧气的三态变化为 (4)氧气的贮存：工业生产的氧气一般只存在蓝色钢瓶里。 10.氧气的化学性质 （1）氧气能支持燃烧 在空气中，带火星的木条不复燃 ①比较 在氧气中，带火星的木条复燃 说明氧气能支持燃烧 ②氧气的检验：用带火星的木条 （2） 氧气的化学性质比较活泼，，在一定条件下能跟许多物质发生化学反应，同时放出热量。 ①硫与氧气的反应 物质（颜色） 反应现象 反应文字表达式 （化学方程式） 注意事项 硫 （淡黄色 固体） ①在空气里燃烧发出微弱的淡蓝色火焰，放出热量，生成有刺激性气味的气体 ②在氧气里燃烧发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量，生成有刺激性气味的气体 S+O2 SO2 ①硫的用量不能过多，防止对空气造成污染。 ②集气瓶内预先装少量水，目的是吸收有毒气体。 ②铁丝与氧气的反应 物质（颜色） 反应现象 反应文字表达式 （化学方程式） 注意事项 铁丝 （银白色固体） ①在空气中，铁丝只能产生红热现象，不能燃烧。 ②在氧气中，铁丝剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体 3Fe+2O2 Fe3O4 ①细铁丝绕成螺旋状，目的是增加铁丝局部的温度和与氧气的接触面积。 ②集气瓶内预先装少量水或铺一层薄细沙，目的是防止高温熔化物溅落炸裂瓶底。 ③火柴的作用：引燃细铁丝。 ④待火柴快燃尽时再把铁丝插入集气瓶中：以免火柴燃烧消耗过多氧气，使现象不明显。 ③木炭与氧气反应 实验现象 ①在空气里燃烧发出红光，放出热量，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体 ②在氧气里燃烧发出白光，放出热量，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体 ①木炭是灰黑色固体。 ②木炭燃烧实验中，夹木炭的坩埚钳应由上而下慢慢伸入瓶中，目的是使木炭和氧气充分反应，使现象更明显。 文字表达式 木炭+氧气二氧化碳 注： 1. 反应条件是“点燃”不能写成“燃烧” 2. 通常情况下，物质在空气中的燃烧是与空气中的氧气反应，反应物要写成“氧气”而不是“空气”或“氧”。 （3） 氧气是一种化学性质比较活泼的气体，能与硫、铁等许多物质发生反应，这些能与氧气发生反应的反应叫做氧化反应。氧气在氧化反应中提供氧，具有氧化性。 注意：①氧化反应不属于化学反应的基本类型。②氧化反应中的“氧”并不只是氧气，还可以是含氧化合物中的氧。 11.化学实验现象的观察与描述 （1）物质燃烧现象的正确描述 描述方法 一光(或火焰)、二热、三生成(物) 描述格式 是否剧烈燃烧+发出光或火焰+是否放热+生成物的颜色、状态、气味等 示例 硫在氧气中燃烧的现象：发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量，生成有刺激性气味的气体 （2）描述实验现象三忌 ①忌把实验结论当作现象来描述 不能把生成物的名称当作现象来描述。如“硫燃烧生成有刺激性气味的气体”是实验现象，“硫燃烧生成二氧化硫”是实验结论 ②忌脱离实际 认真观察实验，如不能将黑色固体描述为白色固体等 ③忌片面描述实验现象 如硫在氧气中燃烧的实验现象，描述为“生成有刺激性气味的气体”或“发出蓝紫色火焰”都不全面，反应放热或吸热也属于实验现象 （3）描述实验现象时注意准确性 12.氧化物 定义 由两种元素组成，其中一种元素是氧元素的化合物叫做氧化物 常见的 氧化物 水(H2O)、二氧化碳(CO2)、二氧化硫(SO2)和四氧化三铁(Fe3O4) 氧化物的一般分类:金属氧化物(另一种组成元素为金属元素的氧化物，如FeO、CuO、CaO和Al2O3等)和非金属氧化物(另一种组成元素为非金属元素的氧化物，如H2O、SiO2、CO和P2O5等)。 【注意】 ①含有两种元素，其中一种元素为氧元素的物质不一定都是氧化物，如在密闭容器内含有氧气和金属铜的混合物就不属于氧化物。 ②含氧化合物指的是含氧元素的化合物，但不一定就是氧化物；而氧化物一定属于含氧化合物。 如二氧化硫是氧化物；氯酸钾(KClO3)是含氧化合物，含3有三种元素，但不是氧化物。 知识点二：工业制氧气的方法 1.空气冷冻分离法 注：工业制氧气时，氮气先从液态空气中蒸发出来，此过程中没有新物质生成，属于物理变化。 2.膜分离技术法 空气具有富集氧气功能的薄膜含氧量较高的富氧空气含90%以上氧气的富氧空气 知识点三：催化剂和催化作用 1.催化剂和催化作用的概念 催化剂 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 催化作用 催化剂在化学反应中所起的作用叫作催化作用 2.催化剂的特点 注： ①催化剂是针对具体的反应而言的，不能单独地说某种物质是催化剂，且催化剂具有选择性，即某种催化剂只对某个化学反应具有催化作用。 ②同一化学反应，可有不同的催化剂。如硫酸铜溶液等对过氧化氢的分解也具有催化作用。 3.设计实验验证某物质是否为某反应的催化剂的方法 知识点四：分解过氧化氢制取氧气 1.过氧化氢分解制取氧气的反应中二氧化锰的作用 实验步骤 实验现象 实验分析 实验结论 带火星的木条不复燃 常温下过氧化氢分解缓慢，在较短时间内放出的氧气很少，不足以使带火星的木条复燃 二氧化锰能加快过氧化氢分解制取氧气的速率，二氧化锰本身化学性质不变。 有大量气泡冒出，带火星的木条复燃 二氧化锰加速了过氧化氢的分解，放出的氧气使带火星的木条复燃 重新加入过氧化氢溶液，又有大量气泡冒出，带火星的木条复燃 氧气是过氧化氢分解产生的，二氧化锰只起加快过氧化氢分解的作用，二氧化锰的化学性质没有改变 2.用过氧化氢溶液制取氧气 试剂 过氧化氢溶液（无色液体）、二氧化锰（黑色粉末） 反应原理 文字表达式：过氧化氢 水 + 氧气 符号表达式： H2O2 H2O + O2 实验装置 实验步骤 ①检查装置的气密性; ②向锥形瓶中装入二氧化锰固体; ③塞好带有长颈漏斗和导管的双孔橡胶塞; ④加入过氧化氢溶液; ⑤收集氧气。 注意事项 ①A 装置可以利用分液漏斗的活塞控制滴加液体的速率，从而控制反应的速率，节约药品。 ②B装置，要注意长颈漏斗的下端管口应伸入锥形瓶中液面以下（形成液封），以防止产生的气体从长颈漏斗下端管口逸出。 知识点五：加热氯酸钾制取氧气 1.加热氯酸钾制取氧气的方法 试剂 氯酸钾（固体） 反应原理 文字表达式：氯酸钾氯酸钾 + 氧气 符号表达式： 2KClO3 2KCl + 3O2 实验装置 实验室里制取气体的装置包括发生装置和收集装置两部分。 （1）发生装置的选择（依据：反应物状态和反应条件） ①实验室常见的气体发生装置类型及相应的选择依据见下图。 ②加热氯酸钾制取氧气时，因氯酸钾为固体，反应条件为加热，故选择固固加热型发生装置。 （2）收集装置的选择（依据：气体密度和气体溶解性） 装置类型 适用气体 适用于难溶于水或不易溶于水，且不与水反应的气体 适用于密度比空气的大且不与空气中的成分反应的气体 适用于密度比空气的小且不与空气中的成分反应的气体 氧气的密度比空气的大，可选择向上排空气法收集氧气；氧气不易溶于水且不与水反应，也可选择排水法收集氧气。 操作步骤 ①检查装置气密性; ②将药品装入试管——将试剂平铺在试管底部，并在试管口放一团棉花; ③将试管固定在铁架台上——铁夹夹在距试管口 ~ 处，并使试管口略向下倾斜; ④点燃酒精灯，先用酒精灯对试管预热，然后再将外焰对准药品部位集中加热; ⑤用排水法收集氧气——当导管口有连续且均匀气泡冒出时，再收集; ⑥收集氧气结束后，先将导管移出水槽; ⑦再熄灭酒精灯 验满 ①排水法：集气瓶口处有大气泡冒出，证明已集满。 ②向上排空气法：将带火星的木条放在集气瓶口处，木条复燃，证明已集满。 注： ①仪器的组装要按先下后上、从左到右的顺序进行。 ②试管内的导管略露出橡胶塞即可，便于气体导出。 ③用排水法收集气体时，应先将集气瓶盛满水，用玻璃片盖住瓶口，再将其与玻璃片一起倒立在盛水的水槽内；待集满气后，先撤出导管并在水面下用玻璃片盖住瓶口，再将集气瓶移出水面。 ④药品要平铺在试管底部，便于均匀受热。 ⑤试管口要略向下倾斜，防止冷凝水回流至热的试管底部，使试管炸裂。 ⑥试管口要放一团棉花，防止加热时氯酸钾粉末进入导管，堵塞导管。 ⑦实验结束时，要先把导管移出水槽，然后再熄灭酒精灯，否则试管内气体的温度降低，压强减小，水槽里的水倒吸入热的试管内，使试管炸裂。 ⑧用氯酸钾制取氧气的实验步骤可概括为“查、装、定、点、收、移、熄”，谐音记忆为“茶、庄、定、点、收、利、息”。 注：①氧气不易溶于水，可用排水法收集。氧气密度比空气大，也可采用向上排空气法收集。 多功能瓶 （排空气法、排水法收集气体）： 排空气法收集氧气：装置A中，氧气从a端通入，空气从b端排出； 排水法收集氧气：装置B中，装满水后，氧气从b端通入，水从a端排出。 ②用排水法收集氧气时，集气瓶口有较大气泡冒出时，则说明氧气已收集满。 用向上排空气法收集氧气时，将带火星的木条置于集气瓶口，若复燃则氧气已经收集满。检验是不是氧气时，将带火星的木条伸入瓶内，如图所示。 知识点七：固液常温型发生装置的用途 1.测定空气中氧气含量的改进装置 最简便的发生装置，但不便于随时添加液体，适用于制取少量气体 左侧装置可以随时添加液体，适用于制取较多气体；右侧装置可以控制化学反应的速率。 可通过关闭弹簧夹使装置内压强增大，液体被压至长颈漏斗内，液面降低至塑料片以下，此时固液分离反应停止，所以该装置可以控制反应的发生与停止。 注意：此装置塑料片上不适合放置粉末状固体（如MnO2等） 知识点八：分解反应与化合反应的比较 分解反应 化合反应 定义 由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应 由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应 特点 一变多 多变一 通式 X→A+B+… A+B+…→X 举例 高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 过氧化氢水+氧气 碳+氧气二氧化碳 硫+氧气二氧化硫 铁+氧气四氧化三铁 关系 都是化学反应的基本类型，二者属于并列关系 【题型讲解】 题型一：空气中氧气含量的测定 1. 关于拉瓦锡研究空气成分实验的表述，存在科学性错误的是 A．实验中汞需要足量 B．曲颈甑中的汞可以换成硫粉 C．曲颈甑中汞的作用是消耗氧气 D．钟罩内液面上升推测钟罩内气体压强减小 【答案】B 【解析】A、实验中汞需要足量，这样才能将曲颈甑和钟罩内空气中的氧气完全消耗掉，从而准确测定空气成分，该表述正确； B、曲颈甑中的汞不能换成硫粉，硫粉在空气中燃烧生成二氧化硫气体，装置内气体压强变化不明显，无法准确测定空气中氧气的含量，该表述错误； C、曲颈甑中汞在加热条件下与氧气反应生成氧化汞，其作用是消耗氧气，该表述正确； D、钟罩内液面上升，是因为氧气被消耗，钟罩内气体减少，压强减小，在外界大气压作用下，液面上升，该表述正确。 故选B。 2. 如图装置常用来测定空气中氧气含量。下列对该实验的认识错误的是 A．该实验证明空气中氧气的体积约占1/5 B．实验时红磷一定要过量，耗尽氧气 C．实验前一定要检查装置的气密性 D．红磷燃烧产生大量的白雾，火焰熄灭后立刻打开弹簧夹 【答案】D 【解析】A、实验中，能够观察到进入集气瓶中的水约占集气瓶容积的五分之一，说明氧气约占空气总体积的五分之一，故选项说法正确； B、实验时红磷一定要过量，如果红磷不足，就不能完全消耗掉集气瓶中的氧气，也就得不出正确的结论，故选项说法正确； C、为防止装置漏气，影响实验结果，实验前一定要检查装置的气密性，这是实验取得成功的保证，故选项说法正确； D、红磷燃烧产生大量的白烟，火焰熄灭后，待装置冷却到室温时再打开弹簧夹；如果火焰熄灭后立刻打开弹簧夹，由于集气瓶内的温度较高，水不能进入集气瓶或进入集气瓶中的水不到集气瓶容积的五分之一，得不出正确的结论，故选项说法错误； 故选：D。 3. 拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。某兴趣小组利用氧气传感器来检测足量红磷燃烧过程中氧气的含量，如图所示，下列判断正确的是 A．a点时容器内氮气体积分数为85% B．密闭容器内b点和c点时的压强一样 C．氧气有剩余，说明物质燃烧时氧气必须达到一定浓度 D．此实验测得空气中氧气的质量分数为18% 【答案】C 【解析】A、由曲线图可知：a点时容器内氧气的体积分数为15%。故容器内其余气体（氮气、稀有气体、二氧化碳等）的浓度为85%，则a点时容器内氮气体积分数小于85%，故A错误； B、红磷燃烧放热，反应中容器内压强先增大后因氧气消耗而减小。b 点时反应还在进行，温度较高，c 点时反应结束且温度恢复至室温，因此密闭容器内b点和c点时的压强不一定相同，故B错误； C、由曲线图可知：反应停止时，容器内剩余3%体积分数的氧气，由于红磷足量，故氧气有剩余，说明物质燃烧时氧气必须达到一定浓度，故C正确； D、由曲线图可知：反应过程中氧气的体积分数减小21%-3%=18%，故此实验测得空气中氧气的体积分数为18%，故D错误； 故选：C。 4. 用来测定空气成分的方法有很多，小梅用如下图所示的简易装置来测定空气中氧气的含量。下列对该实验的认识中，正确的是 A．使用红磷的量多或少，都不会影响实验结果 B．燃烧足够的红磷可使进入钟罩的水占钟罩容器的4/5 C．红磷停止燃烧后，立即观察记录水进入钟罩的刻度 D．红磷燃烧消耗空气中的氧气，使钟罩内压强下降，水面上升 【答案】D 【解析】A、测定空气中氧气含量时，红磷要足量，以确保将装置内的氧气完全消耗，若红磷量不足，会使测定结果偏小，该选项错误； B、空气中氧气的体积分数约为21%，燃烧足够的红磷可使进入钟罩的水占钟罩容积的1/5左右，而不是4/5，该选项错误； C、红磷停止燃烧后，不能立即观察记录水进入钟罩的刻度，因为此时装置内温度较高，气体受热膨胀，会使进入的水偏少，导致测定结果偏小，应等装置冷却至室温后再观察记录，该选项错误； D、红磷燃烧消耗空气中的氧气，使钟罩内气体减少，压强下降，在外界大气压的作用下，水面上升，该选项正确。 故选D。 5. 如图为测定空气中氧气含量实验的改进装置，下列说法中不正确的是 A．集气瓶中水液封导管末端以防气体逸出 B．本实验不可以用木炭代替红磷 C．燃烧匙中的红磷需足量，否则测定结果偏小 D．集气瓶的容积是，最终量筒中有水进入集气瓶 【答案】D 【解析】A、图示是测定空气中氧气含量的实验，要求装置应该是密封状态，因此集气瓶中水液封导气管末端以防气体逸出，选项说法正确； B、木炭燃烧后生成了二氧化碳气体，则装置压强几乎不变，无法根据液面变化分析出氧气的含量，因此本实验不可以用木炭代替红磷，选项说法正确； C、图示是测定空气中氧气含量的实验，燃烧匙中的红磷需足量，这样才能完全消耗氧气，否则氧气不能消耗完全，导致测定结果偏小，选项说法正确； D、红磷燃烧消耗集气瓶内的氧气，氧气约占空气体积的五分之一，集气瓶的容积是 200mL ，且集气瓶中有部分水，故集气瓶中空气的体积小于200mL，则消耗氧气的体积小于200mL×=40mL，故最终量筒中进入集气瓶中水的体积＜40mL，选项说法不正确； 故选：D。 6. 图1是利用气体压强传感器测定红磷燃烧时集气瓶内气压变化并测定空气中氧气的含量的实验装置。点燃红磷，待红磷熄灭并冷却至室温后，打开止水夹，瓶内气压的变化如图2。下列说法错误的是 A．实验中红磷要足量 B．ac段气压增大是因为红磷燃烧放出热量，使气体膨胀 C．如图2所示，其中表示红磷熄灭的是点 D．若d点时就打开弹簧夹，集气瓶中的上升水位会低于理论的水位高度 【答案】C 【解析】A、实验时，红磷足量，使红磷与空气中氧气充分反应，减小实验误差，选项正确； B、红磷在氧气中燃烧放出热量，瓶内温度升高，气体受热膨胀，使集气瓶中压强变大，选项正确； C、图2中c点压强最大，此时温度最高，表示红磷刚好熄灭，选项错误； D、若d点时就打开弹簧夹，此时还没有恢复到室温，气体处于膨胀状态，集气瓶中的上升水位会低于理论的水位高度，选项正确。 故选C。 7. 某校九年级化学兴趣小组的学生测定空气中氧气的含量，完成了以下实验探究。 实验一：利用如图所示装置和红磷进行实验； 实验二：利用如图所示装置和白磷进行实验； 实验三：利用图所示装置并分别使用红磷、白磷和食品脱氧剂来测量空气中氧气的体积分数(图丙实验采集数据如图丁所示)。 【集体讨论】 （1）同学们认为实验开始前都必须检查装置的气密性且药品的用量应保证 。 （2）乙装置中反应的符号表达式为 ，该反应属于 反应（填基本反应类型）。 【分组实验】在讨论的基础上，他们分组进行了实验。 【数据分析】实验结束后，整理数据如下表所示(装置中集气瓶容积均为150mL，并且在瓶中预先装入20mL水)。 组别 1 2 3 4 5 进入集气瓶中水的体积/mL 25 27 26 29 28 （3）大多数同学都验证出氧气约占空气体积的 。实验时装置甲量筒内要装入水的体积应至少 29mL(填“>”、“=”或“<”)。 【反思讨论】 （4）图乙实验相对于图甲实验，其优点有 (写出一条即可，下同)。 （5）根据图丙实验采集数据如图丁所示，同学们分析实验结果，认为用甲装置实验药品最好选用“食品脱氧剂”，其优点是 ；但指导老师认为如果在课堂上进行演示实验时，选择“食品脱氧剂”不是最佳的选择，应当选择“白磷”比较妥当，你认为老师的理由是 。 【实验拓展】 （6）小组的同学做完实验后又尝试用木炭重新做了上述实验，认为不能选用木炭进行实验，其原因可能是 。 【答案】（1）过量 （2） 化合反应 （3）20.8% > （4）实验误差小 （5）消耗氧气更完全 短时间内能获得数据 （6）木炭燃烧消耗氧气的同时生成二氧化碳气体，压强变化不明显（合理即可） 【解析】（1）红磷应过量，才能完全消耗集气瓶中的氧气； （2）红磷在点燃的条件下与氧气反应生成五氧化二磷，反应的符号表达式为：；此反应符合多变一的特点，属于化合反应； （3）平均进入集气瓶中水的体积为：，进入的水的体积即为氧气的体积，则出氧气约占空气体积的：；若想实验准确，则量筒内要装入水的体积应至少大于27mL； （4）图乙利用电热棒引燃白磷，可避免点燃白磷后伸入时，产生的白烟扩散到空气中，且还能防止气体受热膨胀，则该装置更环保，结果更准确; （5）由图可知，选用“食品脱氧剂”时，氧气剩余更少，则结果更准确；而选择“白磷”时，反应时间短; （6）木炭燃烧氧气的同时还生成二氧化碳气体，压强变化不明显，则不能用木炭进行实验。 8. 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。 【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甲装置测出氧气约占空气体积的1/5。 （1）加热时，曲颈甑内液态汞表面产生红色粉末，玻璃钟罩液面上升，产生该现象的原因是 。 【设计与实验】 设计并利用图1乙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 。 【优化与实验】 同学们利用图1乙装置多次实验，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2甲装置进行实验，记录并处理数据分别如图2乙、图2丙。 （4）图2乙中氧气含量从8.05%上升到9.26%，原因可能是 。 （5）图2丙中BC段压强增大，原因是 。 【反思与交流】 （6）图1乙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)。 【答案】（1）汞与氧气反应，钟罩内气体减少，气压减小 （2）④①③② （3）氮气/N2 （4）反应结束后，温度下降气体逐渐混合均匀/温度下降水蒸气变成液态，氧气含量增大 （5）反应刚开始，温度升高对压强的影响比气体减少对压强的影响大 （6）反应一段时间后，氧气浓度下降到一定程度，燃烧放出的热量减少，温度降低到红磷着火点以下，红磷熄灭，所以氧气消耗不完 （7）铜粉（合理即可） 【解析】（1）汞与氧气反应生成氧化汞，导致钟罩内气体减少，气压减小，玻璃钟罩内汞液面上升； （2）该实验操作的正确顺序是：检验装置的气密性。在集气瓶中加入少量水，并将水面上方空间分成5等份；用弹簧夹夹紧胶皮管；点燃红磷，立即伸入瓶中并把塞子塞紧；待红磷熄灭并冷却至室温后，打开弹簧夹；故答案为：④①③②； （3）由于空气中各气体体积分数氮气占78%，氧气占21%，红磷燃烧消耗了氧气，实验结束，集气瓶中剩余气体的主要成分是氮气（或N2）； （4）白磷燃烧消耗氧气并放出热量，而其他气体不变，氧气的含量逐渐减小，但反应结束后，温度下降，气体逐渐混合均匀或温度下降水蒸气变成液态，导致氧气的含量逐渐增大； （5）红磷燃烧放热，温度升高，装置内压强增大，消耗氧气，装置内压强减小，温度升高所增加的气压大于氧气消耗所减小的气压，所以BC段压强增大； （6）红磷燃烧放热，但反应一段时间后，氧气浓度下降到一定程度，燃烧放出的热量减少，温度降低到红磷着火点以下，红磷熄灭，导致氧气消耗不完； （7）铜粉在空气中加热生成氧化铜固体，不会造成污染。可以选择铜粉替代。 题型二：利用改进装置测量空气中氧气的含量 1. 某小组的同学将过量的白磷放入试管中测定空气中氧气含量（如图），则下列说法不正确的是 A．取足量的白磷进行实验是为了减少误差 B．试管中的白磷可以换成硫粉 C．实验结束等装置冷却到室温后才能打开弹簧夹 D．该装置实验的优点是密闭容器中进行，测量结果更准确，污染小 【答案】B 【解析】A、取足量的白磷进行实验是为了耗尽装置中的氧气，减少误差，故选项说法正确； B、硫在空气中燃烧生成二氧化硫气体，瓶内气压不变，不能形成压强差，所以不能用硫粉代替红磷进行该实验，故选项说法错误； C、实验结束需等到装置冷却到室温后再读数，否则剩余的气体在受热状态下，处于膨胀状态，使测定结果偏小，故选项说法正确； D、该装置实验的优点是密闭容器中进行测量，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，结果更准确；同时防止生成的五氧化二磷逸散到空气中，污染小，故选项说法正确。 故选：B。 2. 用如图所示装置来测定空气中氧气的含量，下列对该实验的认识中，错误的 是 A．铜粉用量的多少，会影响实验结果 B．气球的作用是调节气压，防止橡皮塞被弹出 C．操作无误的情况下，反应结束后消耗的氧气体积约为反应前注射器中气体体积的 D．实验结束读数时，必须冷却至室温再读数 【答案】C 【解析】A、图示装置测定空气中氧气的含量，实验中要求铜粉足量或过量，才能将装置中的氧气消耗完全，即铜粉用量的多少，会影响实验结果，若铜粉的用量不足，会导致氧气不能完全反应，进一步导致实验结果偏小，故选项A说法正确； B、铜和氧气加热生成氧化铜，该反应放热。气球的作用是调节气压，防止橡皮塞被弹出，故选项B说法正确； C、铜和氧气加热生成氧化铜，操作无误的情况下，反应结束后消耗的氧气体积约为反应前注射器和玻璃管中气体总体积的，故选项C说法错误； D、实验结束读数时，必须冷却至室温再读数，若未等到装置冷却至室温就读数，装置内剩余气体受热膨胀，导致测定结果偏小，故选项D说法正确； 故选：C。 3. 某研究性学习小组同学利用所学知识，设计了如图所示装置探究空气中氧气的体积分数。下列说法错误的是 A．闭合电源开关，白磷燃烧产生白烟 B．白磷燃烧生成五氧化二磷 C．反应结束后装置冷却到室温，U型管内左侧液面上升 D．通过这个实验能直接得出空气中氧气的质量分数 【答案】D 【解析】A、闭合电源开关，白磷达到着火点会燃烧，白磷燃烧时产生大量的白烟（五氧化二磷固体小颗粒），该选项说法正确； B、白磷燃烧是与氧气反应，生成五氧化二磷，该选项说法正确； C、白磷燃烧消耗了装置内的氧气，反应结束后装置冷却到室温，装置内压强减小，在外界大气压作用下，U 型管内左侧液面上升，该选项说法正确； D、通过这个实验，U 型管内左侧液面上升的体积就是消耗氧气的体积，能直接得出空气中氧气的体积分数，而不是质量分数，该选项说法错误。 故选D。 4. 测定空气中氧气含量的改进实验装置如图，对该实验认识正确的是 A．现象：实验中红磷燃烧，产生大量白雾 B．推论：实验后玻璃管中剩余的气体难溶于水 C．分析：红磷的量不会影响实验结果 D．反思：燃烧匙可以伸入到液面与刻度1之间的位置 【答案】B 【解析】A、实验过程中，红磷燃烧，产生大量白烟，不符合题意； B、实验后，水位到达刻度1处，水位不再升高，说明玻璃管中剩余的气体难溶于水，符合题意； C、如果红磷不足，导致氧气不能完全反应，进一步导致实验结果偏小，不符合题意； D、该实验中，红磷燃烧消耗氧气，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，玻璃管内液面上升，上升的体积就是消耗氧气的体积，氧气约占空气体积的，故液面会上升至“1”处，故燃烧匙不能伸入到液面与刻度1之间的位置，应在刻度1上方，不符合题意。 故选B。 5. 微型空气质量检测仪是一种检测空气污染指数的仪器。化学兴趣小组同学利用该仪器检测某工业园区气体的成分（见图①），同时用实验探究的方法测定氧气的含量（见图②），并绘制相关图像（见图③）。集气瓶的内部体积，实验前在集气瓶中预先放入了的水，实验后瓶内水的体积为，分析如图信息，所得结论正确的是 A．①中显示屏上可显示出的含量 B．③中Q点对应的实验操作是打开止水夹 C．②中装置气密性不好会使测量结果偏大 D．该实验测得空气中氧气体积分数是21% 【答案】B 【解析】A、CO2不属于空气污染物，不计入空气污染指数，所以①中显示屏不能显示出CO2的含量，A 错误； B、红磷燃烧消耗氧气，使装置内压强减小，打开止水夹后，水进入集气瓶，装置内压强逐渐恢复。③中 Q 点后压强增大，对应的实验操作是打开止水夹，水进入集气瓶，B 正确； C、②中装置气密性不好，会使外界空气进入集气瓶，导致进入集气瓶内水的体积减少，测量结果偏小，C 错误； D、集气瓶内空气体积为，进入水的体积即氧气的体积为，则空气中氧气体积分数为，D 错误。 故选B。 6. 用如图所示的装置进行空气中氧气体积分数的测定实验（两支玻璃管内径相同，为液面起始高度）。实验前均已关闭。左管燃烧匙中盛有足量白磷，右管盛有水。光照引燃白磷；待白磷熄灭，冷却至室温后打开，至液面不再变化，读出右管中液体的高度为。下列说法错误的是 A．实验前要检查装置的气密性 B．实验可观察到左管产生白烟 C．打开，右管中液面会下降 D．空气中氧气体积分数可表达为 【答案】D 【解析】A、测定空气中氧气的含量实验中应检查装置的气密性，故选项说法正确； B、白磷燃烧生成白烟，实验可观察到左管产生白烟，故选项说法正确； C、左管中白磷燃烧消耗了氧气，左管中气压减小，大气压将水压入左管，右管中液面会下降，故选项说法正确； D、由于进入的水的体积即为氧气的体积，则空气中氧气体积分数的表达式为：，故选项说法错误。 故选D。 7. 为测定空气中氧气的含量，小华同学打算设计如下方案：选用实际容积为40mL的试管作反应容器，将过量的白磷放入试管，用橡皮塞塞紧试管，通过导管与实际容积为60mL且润滑性很好的针筒注射器组成如图的实验装置。假设此实验能够按照小华的设想正常进行，且白磷所占体积与导管内的气体体积忽略不计，请回答下列问题： （1）实验前，打开弹簧夹，将注射器活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处，然后松开手，若活塞仍能返回至20mL刻度处，则说明 ； （2）若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，燃烧结束，等到试管冷却后再松开弹簧夹。可观察到注射器的活塞向左移动 mL； （3）若不使用弹簧夹，用酒精灯加热白磷，充分反应直至燃烧结束，整个过程可观察到注射器的活塞先向右移动，等试管完全冷却，注射器的活塞将停留在 mL刻度处。 【答案】 装置气密性良好 8 8 【分析】氧气体积约占空气体积的五分之一；红磷和氧气反应消耗了氧气，装置中压强减小，活塞移动，活塞移动的体积就是消耗氧气的体积。 【详解】（1）确保实验成功，一定要保证装置不漏气，故实验前，打开弹簧夹，将注射器活塞前沿从20 ml刻度处推至15 mL刻度处，然后松开手，若活塞仍能返回至20mL刻度处，则说明装置气密性良好； （2）若先夹紧弹簧夹，那么空气的总体积只有试管内的40mL，那么白磷燃烧消耗的氧气体积为，可观察到注射器的活塞向左移动8mL； （3）若不使用弹簧夹，那么空气的总体积除了试管内的40mL，还得加上注射器内的20mL，那么白磷燃烧消耗的氧气体积为， 充分反应直至燃烧结束，整个过程可观察到注射器的活塞先向右移动，等试管完全冷却，注射器的活塞将停留在20mL-12mL=8mL刻度处。 8. 某同学利用白磷燃烧测定空气中氧气的含量（如图所示），选用50mL的试管作反应容器和量程体积足够大且润滑效果很好的针筒注射器，将足量的白磷放入试管后，用橡皮塞塞紧试管并夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，燃烧结束后等到试管冷却后松开弹簧夹，观察现象。 （1）正式开始实验前，该兴趣小组同学打开弹簧夹，将注射器活塞从20mL刻度处推至17mL处，然后松开活塞观察到活塞返回至20mL刻度处，该操作的主要目的是 。 （2）若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，燃烧结束等到试管冷却后再松开弹簧夹，中间的连接管内空气体积忽略不计，若实验成功，可观察到活塞前缘最终停留在 mL刻度处。 【拓展延伸】为了帮助同学们更好地理解测定氧气含量的实验原理，老师利用传感器技术定时测定了实验装置（如图1）内的压强、温度和氧气浓度，三条曲线变化趋势如图2所示。 （3）X曲线表示压强变化趋势，Y曲线表示 。 （4）结合Y、Z两条曲线，解释图2中AB段压强变化的原因是 。 【答案】 检查装置气密性 10 温度的变化趋势 白磷燃烧放热导致气压增大幅度大于氧气减少导致气压减小的幅度 【详解】（1）正式开始实验前，该兴趣小组同学打开弹簧夹，将注射器活塞从20mL刻度处推至17mL处，然后松开活塞观察到活塞返回至20mL刻度处，该操作的主要目的是检查装置气密性； （2）若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，燃烧结束等到试管冷却后再松开弹簧夹，中间的连接管内空气体积忽略不计，若实验成功，可观察到活塞前缘最终停留在20mL-50mL×=10mL刻度处； （3）X曲线表示压强变化趋势，Y曲线表示温度的变化趋势，是因为白磷燃烧放热水中温度升高，完全反应后不再放热，温度逐渐降低至原温度； （4）图2中AB段压强变化的原因是白磷燃烧放热导致气压增大幅度大于氧气减少导致气压减小的幅度。 9. 为测定空气中氧气的含量，小华和小强同学设计了两套实验装置： （1）小华采用图1装置进行实验，下列实验操作，不会对实验结果造成影响的是_______。 A．装置有点漏气 B．红磷的量不足 C．用干燥的白磷代替红磷做实验 （2）用图1做空气中氧气含量测定，集气瓶内预先盛少量水，水在实验中没有起到的作用是_______。 A．加快集气瓶内气体冷却 B．熄灭红磷 C．吸收五氧化二磷 D．防止集气瓶炸裂 （3）小强用如图2装置完成空气中氧气含量的测定，盛装试剂前打开弹簧夹，向外拉动活塞到一定位置后松手，当 ，则说明装置气密性良好。盛装白磷的试管容积为40mL，实验前注射器活塞停留在20mL处，加热铜丝看到的实验现象是 ，反应的文字表达式为 ，待温度冷却到室温打开弹簧夹后，可观察到活塞向下运动，最终停留在 mL刻度处。 （4）图2装置与图1装置相比，优点是 （答一点即可），可能存在的不足是 （答一点即可）。 （5）若用图2装置进行实验前没有夹弹簧夹，实验过程中可观察到活塞先向上运动，再向下运动，最后停留在 mL刻度处。 （6）为了解释活塞运动的原因，小组同学改用图3所示装置测定实验过程中压强变化，能正确反映压强传感器读数变化的是图 （填“4”或“5”），随着实验时间的变化，压强减小的原因是 。 【答案】（1）C （2）B （3）活塞回到原位 白磷燃烧，产生大量白烟 12 （4）比较环保，误差小，节约药品 实验过程中试管容易破裂导致实验失败 （5）8 （6）4 白磷燃烧消耗了氧气，且温度逐渐恢复至室温 【解析】（1）A、装置有点漏气，在冷却至室温的过程中外界空气进入占据了一定的体积，会导致测定结果偏小，不符合题意； B、红磷的量不足，不能将装置内氧气耗尽，会导致测定结果偏小，不符合题意； C、白磷只能与空气中的氧气反应，且生成物是固体，可以用干燥的白磷代替红磷做实验，符合题意。 故选C； （2）A、该实验需要冷却至室温后读数，水可以吸收热量，加快集气瓶内气体冷却，不符合题意； B、该实验中，红磷熄灭，是因为氧气耗尽，水不能熄灭红磷，符合题意； C、红磷燃烧生成五氧化二磷，五氧化二磷有毒，散逸到空气中，会污染空气，五氧化二磷能与水反应，故水可以吸收五氧化二磷，不符合题意； D、红磷燃烧放出热量，水可以吸收热量，防止集气瓶炸裂，不符合题意。 故选B； （3）盛装试剂前打开弹簧夹，向外拉动活塞到一定位置后松手，当活塞回到原位，说明装置内压强不变，说明装置气密性良好； 加热铜丝，温度达到了白磷的着火点，可观察到白磷燃烧，产生大量白烟； 白磷燃烧生成五氧化二磷，该反应的文字表达式为：； 白磷燃烧消耗氧气，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，打开弹簧夹，注射器活塞下移，注射器内减少的体积就是消耗氧气的体积，氧气约占空气体积的，则消耗氧气的体积为：；故待温度冷却到室温打开弹簧夹后，可观察到活塞向下运动，最终停留在：20mL-8mL=12mL刻度处； （4）图2装置整个实验过程在密闭容器中进行，反应生成的五氧化二磷不会逸出，比较环保，且可通过注射器直接读出消耗氧气的体积，误差小，且试管体积小，可以节约药品； 白磷燃烧放出热量，容易导致试管受热不均炸裂，故不足之处是：实验过程中试管容易破裂导致实验失败； （5）若用图2装置进行实验前没有夹弹簧夹，白磷燃烧放出热量，装置内气体受热膨胀，压强增大，故活塞向上移动，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，打开弹簧夹，注射器活塞下移，注射器内减少的体积就是消耗氧气的体积，氧气约占空气体积的，则消耗氧气的体积为：；故活塞最终停留在：20mL-12mL=8mL刻度处； （6）白磷燃烧放出热量，装置内气体受热膨胀，压强增大，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，最后压强低于原来的压强，故能正确反映压强传感器读数变化的是图4； 随着实验时间的变化，压强减小的原因是：白磷燃烧消耗了氧气，且温度逐渐恢复至室温。 10. 以下实验装置都可用于“测定空气里氧气的含量”，请认真分析，回答下列问题： （1）拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分(如图1)。该实验中选择使用汞的原因有______。 A．只与空气中氧气发生反应 B．汞俗称水银，常温下为液态，安全无毒 C．反应速度快，几分钟可完成 D．反应生成的氧化汞为固体 （2）实验室常用图2所示的方法测定空气中氧气的含量。红磷在空气中燃烧的符号表达式为 ；红磷燃烧时出现的现象是：暗红色固体燃烧、发光、 、发出黄白色火焰、冒浓厚 、生成白色固体。集气瓶内预先放水的作用是吸热 ，防止胶塞弹开，吸收生成的五氧化二磷，减少空气污染。 （3）“暖宝宝贴”(主要成分为铁粉)发热的原理是铁粉和氧气、水发生反应放热。用“暖宝宝贴”测定空气中氧气的含量(如图3，与铁粉反应的水蒸气的体积忽略不计)，广口瓶容积为270mL实验装置如图所示。实验后量筒中水的体积读数为45L(实验前量筒中水的体积为100mL)。根据数据计算空气中氧气的体积分数为 。 （4）用红磷测定空气氧气含量，按照图4连接压强传感器，测得压强曲线，BC段压强变化的原因是因为红磷 导致压强增大，且增大幅度大于氧气消耗导致的压强减小的幅度，集气瓶中压强增大。 【答案】（1）AD （2） 放热 白烟 降温、减压 （3）22% （4）燃烧放热，使瓶内温度升高 【解析】（1）A、该实验中选择使用汞，是因为汞只与密闭装置内空气中的氧气反应，故选项符合题意； B、汞俗称水银，常温下呈液态，有毒，故选项不符合题意； C、反应速度快，几分钟可完成，不是该实验中选择使用汞的原因，故选项不符合题意； D、该实验中选择使用汞，是因为反应生成的氧化汞是固态不影响压强，故选项符合题意； 故选AD； （2）红磷在空气中燃烧生成五氧化二磷，反应的符号表达式为，红磷燃烧时出现的现象是暗红色固体燃烧、发光、放热、发出黄白色火焰、冒浓厚白烟、生成白色固体，集气瓶内预先放水的作用是吸热、降温、减压防止胶塞弹开，吸收生成的五氧化二磷，减少空气污染； （3）广口瓶容积为270mL，则广口瓶中空气的体积为270mL-20mL=250mL，减少水的体积就是消耗氧气的体积，则消耗氧气的体积为100mL-45mL=55mL，则空气中氧气的体积分数为 ×100%=22%； （4）BC段压强变化的原因是因为红磷燃烧放热，使瓶内温度升高，导致压强增大，且增大幅度大于氧气消耗导致的压强减小的幅度，集气瓶中压强增大。 11. 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。 12. 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。 13. 实验是科学探究的重要方法，如图是测定空气中氧气含量实验的两套装置图，请结合图示回答有关问题。 （1）根据下表提供的实验数据，完成下表。 硬质玻璃管中空气的体积 反应前注射器中气体体积 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 40mL 20mL 10mL （2）装置一和装置二中气球的位置不同，　 　（填“装置一”或“装置二”）更合理，反应前注射器内空气体积至少为　 　mL。 【答案】（1）16.7% （2）装置二；10 【解析】本实验测得空气中氧气含量的原理是通过铜粉与空气中的氧气反应，消耗空气中的氧气，使得装置内的气体体积减少，测量减少的体积则为氧气的体积。 【解答】（1）通过表格可以得出氧气的体积为：20mL-10mL=10mL，装置内空气的总体积为：40mL+20mL=60mL，故氧气的体积分数为： （2）装置一和装置比较，装置二的气球在玻璃管后，更容易让空气流通，使得氧气能和铜充分反应； 为了能测出氧气的体积，注射器的活塞不能减少到0， 设反应前注射器内空气体积至少为v 由于空气中氧气的体积约占空气体积的，可得： （40mL+v）×=v ，解得v=10mL 故答案为（1）16.7% （2）装置二 ；10 14. 小科设计如图所示的实验装置来同时完成燃烧条件的探究和空气中氧气含量的测定。装置中注射器活塞与内壁摩擦非常小，可忽略不计。查阅资料发现： ①当容器内的氧气浓度低于一定值时，白磷无法继续与氧气反应。 ②“暖宝宝”能耗尽容器中少量的氧气。 实验操作步骤如下： 步骤1：检查装置气密性； 步骤2：将盛有足量白磷的燃烧匙放入空集气瓶中，塞紧塞子，白磷不燃烧 步骤3：打开集气瓶塞子，往瓶中倒满80℃的热水，并塞紧塞子，白磷仍然不能燃烧； 步骤4：打开K1和K2，通过注射器从b管抽水，当注射器中水量达到V1毫升时，瓶中液面低于燃烧匙底部，此时立即关闭K1、K2，发现瓶中白磷燃烧； 步骤5：待整个装置冷却至室温时，打开K2，发现注射器中的水剩余V2毫升。 （1）请写出步骤1的方法　 　。 （2）该实验测得空气中氧气的含量为　 　。（用V1、V2来表示） （3）小科多次重复上述实验，测得空气中氧气的体积分数远大于21%，原因是　 　。 【答案】（1）关闭K1打开K2，将注射器活塞往外拉一段距离，一段时间后发现活塞回到原位则气密性良好，反之则不好。 （2） （3）没有控制温度恢复到80℃来测量体积 【解析】（1）如图所示的实验装置，闭合开关K1，打开K2，将注射器活塞往外拉一段距离，如果气密性良好，则一段时间后，活塞会回到原位置。 （2）步骤4中，注射器中水量达到V1毫升时，集气瓶中的空气体积为 V1mL，步骤5中注射器中的水剩余V2毫升，注射器内的水减少了（V1－V2）mL，这就是白磷燃烧消耗的氧气体积。 （3）原来水温80℃，实验结束时冷却到室温，会有误差或因为降温更低倒吸的水更多，使V2偏小，（V1－V2）偏大。 【解答】（1）如图所示的实验装置，闭合开关K1，打开K2，将注射器活塞往外拉一段距离，如果气密性良好，则一段时间后，活塞会回到原位置。 故答案为： 关闭K1打开K2，将注射器活塞往外拉一段距离，一段时间后发现活塞回到原位则气密性良好，反之则不好。 （2）由题意可知，燃烧前集气瓶中空气体积为V1mL，燃烧时消耗的氧气体积为（V1－V2）mL，则空气中氧气的含量= 故答案为： （3）空气中氧气的体积分数为21%。原来水温80℃，实验结束时冷却到室温，会有误差或因为降温更低倒吸的水更多，使V2偏小，（V1－V2）偏大，（V1－V2）/V1偏大，大于21%。 故答案为：没有控制温度恢复到80℃来测量体积 15. 资料显示：可燃物在氧气浓度低于一定值时不能燃烧，如红磷在氧气体积分数为10%以上才能燃烧，但铁粉在氧气体积分数为0.5%时还能继续缓慢氧化消耗氧气。暖宝宝是由铁粉、氯化钠、木炭粉、水组成，拆开包装接触氧气后铁粉生锈放出热量均匀稳定，其中氯化钠、木炭粉起到加速铁粉氧化的作用。小秀想用暖宝宝来替代红磷完成空气中氧气体积分数的精确测定。 （1）如图为书本上用红磷测氧气体积分数的实验，实验中进入左瓶中的水位不足集气瓶体积的，原因有哪些 。 A.导管内残留部分水 B.点燃红磷后插入集气瓶动作缓慢 C.装置气密性不好 D.氧气浓度过低时红磷无法继续燃烧 （2）小秀同学操作步骤如下： ①如图甲，往集气瓶中加适量的水使液面没过导管口，此时集气瓶内上方空气体积为V0，然后在集气瓶中挂有足量拆封后的暖宝宝片，开始时量筒内所盛水的体积为V1。 ②实验一段时间等暖宝宝片不再发热，让整个装置慢慢冷却到室温后，集气瓶内水位上升到一定高度保持不变，此时集气瓶内水的体积比原来增加了V3，如图乙。量筒内剩余水的体积为V2。 根据小秀同学的实验测出空气中氧气体积分数为 （用V0、V1、V2或V3的相关数据来表示）。 【解答】解：（1）如图为书本上用红磷测氧气体积分数的实验，实验中进入左瓶中的水位不足集气瓶体积的，原因可能是导管内残留部分水、装置气密性不好、氧气浓度过低时红磷无法继续燃烧。而 点燃红磷后插入集气瓶动作缓慢会导致测定结果偏大，故答案为：ACD。 （2）原集气瓶内上方空气体积为V0，集气瓶内的水增加的体积即为被消耗的氧气的体积，即被消耗的氧气的体积为V3，则测出空气中氧气体积分数为；量筒内水减少的体积即为消耗的氧气的体积，表示为：V1﹣V2，则测出空气中氧气体积分数又可表示为；故答案为：或。 题型三：空气的组成 1. 鸡蛋气室中的气体来源于空气。气室中含量最高的气体是（ ） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】空气的成分按体积分数计算，大约是：氮气78%、氧气21%、稀有气体0.94%、二氧化碳0.03%、其他气体和杂质0.03%。由此可知，空气中体积分数含量最高的物质是氮气，化学式为N2。 故选A。 2. 休闲潜水用气罐中一般为压缩人造空气，其成分与周围空气类似，其中含量最多的气体是（ ） A．O2 B．N2 C．H2 D．CO2 【答案】B 【解析】A.自然空气中各气体体积比例约为：氮气（N2）78%、氧气（O2）21%、稀有气体和二氧化碳（CO2）等共约1%，题目明确人造空气成分与周围空气类似，因此含量最多的气体应与自然空气一致，氧气占21%，是第二多的成分，但并非最多，故A错误； B.氮气占78%，是空气中含量最高的气体，故B正确； C.一般情况下，氢气在自然空气中含量极低，几乎可忽略，故C错误； D.二氧化碳仅占约0.03%，含量极少，故D错误。 故选：B。 3. 空气的成分中，按体积计算约为78%的是（ ） A．氮气 B．氧气 C．稀有气体 D．二氧化碳 【答案】A 【解析】空气中按体积分数计算氮气约占78％，氧气约占21％，稀有气体等其它成分约1％。 故选A。 题型四：物质在氧气中燃烧的实验 故选D。 1. 开封万岁山武侠城的“打铁花”表演是国家级非物质文化遗产。表演时先将熔化的铁水抛起，再用木板向空中奋力击打，铁水在空气中剧烈燃烧、火星四射，形成“火树银花落，万点星辰开”的精彩场景。铁花冷却后形成一种黑色固体，这种黑色固体是（ ） A．铁单质 B．二氧化锰 C．三氧化二铁 D．四氧化三铁 【答案】D 【解析】打铁花时，铁与空气中的氧气发生燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体，该黑色固体是四氧化三铁，故选D。 2. 下列物质在空气中燃烧只能发生红热现象，在氧气中燃烧能发出白光的是（ ） A．红磷 B．铁丝 C．木炭 D．硫 【答案】C 【解析】A、红磷在空气中燃烧，发出黄色火焰，产生大量白烟，红磷在氧气中燃烧，发出白光，产生大量白烟，不符合题意； B、铁丝在空气中不能燃烧，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，不符合题意； C、木炭在空气中烧至红热，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体，木炭在氧气中燃烧，发出白光，放出热量，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体，符合题意； D、硫在空气中燃烧，发出淡蓝色火焰，放出热量，生成具有刺激性气味的气体，硫在氧气中燃烧，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，不符合题意。 故选C。 3. 下列化学反应与实验现象相符合的是（ ） A．硫在氧气中燃烧——淡蓝色火焰，放热，生成有刺激性气味气体 B．木炭在空气中燃烧——生成二氧化碳气体 C．铁丝在氧气中燃烧——剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热量，生成黑色固体 D．红磷燃烧——黄色火焰，放热，产生大量白色烟雾 【答案】C 【解析】A、硫在氧气中燃烧，产生明亮的蓝紫色火焰，放热，生成有刺激性气味气体，故选项错误； B、木炭在空气中燃烧，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。生成二氧化碳是实验结论，不是实验现象，故选项错误； C、铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放热，生成黑色固体，故选项正确； D、红磷燃烧，放热，产生大量白烟，故选项错误。 故选：C。 4. 下列说法中正确的是（ ） A．燃烧的木炭伸入盛有氧气的集气瓶中剧烈燃烧，发出白光 B．铁丝在氧气中剧烈燃烧，发出淡蓝色火焰 C．红磷在氧气中能燃烧，在空气中不能燃烧 D．镁条在氧气中燃烧时，火星四射，生成黑色固体 【答案】A 【解析】A、燃烧的木炭在氧气中因氧气浓度更高，反应更剧烈，会发出白光，故选项说法正确； B、铁丝在氧气中燃烧时火星四射，生成黑色固体，而非淡蓝色火焰，故选项说法错误； C、红磷在空气中可以燃烧（如测定空气中氧气含量的实验），氧气中燃烧更剧烈，故选项说法错误； D、镁条燃烧时发出耀眼白光，生成白色固体（氧化镁），火星四射是铁丝燃烧的现象，故选项说法错误； 故选：A。 5. 氧气是一种化学性质比较活泼的气体，它可以和许多物质发生化学反应(如图)。下列关于三个反应的叙述中不正确的是（ ） A．反应都放出热量 B．都是化合反应 C．都需要点燃 D．生成物都是固体 【答案】D 【详解】A、三个反应都是物质在氧气中燃烧，因此都会放出大量的热，选项A正确； B、三个反应都是两种物质生成一种物质，符合化合反应的特征，都是化合反应，选项B正确； C、三个反应的条件都是点燃，选项C正确； D、硫在氧气中燃烧生成二氧化硫气体，磷和铁丝在氧气中燃烧都生成固体，选项D不正确； 6. 如图为探究氧气性质的相关实验，对实验现象及有关操作描述不合理的是（　　） A．硫在氧气中燃烧，产生淡蓝色火焰，生成有刺激性气味的气体 B．硫在氧气中燃烧后，振荡集气瓶使水充分吸收生成的气体，防止污染环境 C．木炭在氧气中，剧烈燃烧、发出白光、放出大量热 D．木炭熄灭后向瓶内倒入澄清石灰水，振荡后澄清石灰水变浑浊 【解答】解：A、硫在氧气中燃烧，产生明亮的蓝紫色火焰，生成有刺激性气味的气体，故该描述不合理； B、硫在氧气中燃烧产生二氧化硫，可用水来吸收二氧化硫气体，故该选项描述合理； C、木炭在氧气中燃烧的实验现象为；剧烈燃烧、发出白光、放出大量热，故该选项描述合理； D、木炭燃烧之后会产生二氧化碳气体，向瓶内倒入澄清石灰水时，二氧化碳能够和澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀，从而使澄清石灰水变浑浊，故该选项描述合理。故选：A。 7. 下列有关物质燃烧现象的叙述中，正确的是（　　） A．铁丝在空气中燃烧：火星四射，生成红色固体 B．硫粉在氧气中燃烧：产生明亮的蓝紫色火焰，生成一种刺激性气味的气体 C．木条在氧气中燃烧：发出白光，生成二氧化碳 D．红磷在空气中燃烧：生成大量的白色烟雾 【解答】解：A、铁丝在空气中不能燃烧，错误； B、硫粉在氧气中燃烧：产生淡蓝色火焰，生成一种刺激性气味的气体，正确； C、木条在氧气中燃烧：发出白光，生成二氧化碳是结论，不是现象，错误； D、红磷在空气中燃烧：生成大量的白色烟，错误；故选：B。 8. 如图为兴趣小组“铁丝在氧气中燃烧”实验，通过仪器测量得到如图数据，关于该实验下列说法正确的是（　　） A．实验前瓶内收集的氧气是纯净的 B．铁丝大约在20秒左右停止燃烧 C．铁丝停止燃烧是因为因瓶内氧气被耗尽 D．实验中氧气体积分数一直变小 【解答】解：A、实验前瓶内收集的氧气不是纯净的，是因为实验前氧气体积分数是80%，该选项说法不正确；B、铁丝大约在20秒左右停止燃烧，是因为20秒后氧气体积分数不再变化，该选项说法正确； C、铁丝停止燃烧时，氧气没有耗尽，该选项说法不正确；D、实验中氧气体积分数一段时间内一直变小，20秒后氧气体积分数不再变化，该选项说法不正确。故选：B。 9. 下图是细铁丝在氧气中的燃烧实验图示，根据实验事实回答以下问题。 （1）用砂纸把细铁丝打磨光亮，目的是 ，将细铁丝绕成螺旋状，目的是 。细铁丝下端系一根火柴，火柴的作用是 ，实验过程中用于夹持细铁丝的仪器名称是 。 （2）待火柴将要燃尽时迅速插入盛有氧气的集气瓶中，此时可以看到细铁丝燃烧的现象： 、 、 、 。 （3）集气瓶底部事先放少量的水，其目的是 ，写出细铁丝燃烧的文字表达式 。 【答案】（1）除去细铁丝表面的杂质 增大受热面积 引燃铁丝 坩埚钳 （2）剧烈燃烧 火星四射 放出大量的热 生成一种黑色固体物质 （3）防止生成的高温熔化物溅落，炸裂瓶底 【解析】（1）铁丝表面可能有铁锈等杂质，所以把一根细铁丝用砂纸打磨光亮，目的是除去铁丝表面杂质； 将细铁丝绕成螺旋状，目的是增大受热面积； 铁的着火点较高，细铁丝下端系一根火柴，火柴的作用是是引燃铁丝； 实验过程中用于夹持细铁丝的仪器名称是坩埚钳。 （2）铁丝在氧气中燃烧的现象为剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成一种黑色固体物质； （3）集气瓶底部事先放少量的水，其目的是防止生成的高温熔化物溅落，炸裂瓶底； 细铁丝燃烧生成四氧化三铁，文字表达式为； 10. 如图所示实验是用来研究常见物质的性质。 （1）图1中铁丝在氧气中燃烧，实验前需要在集气瓶中放少量水的原因是 ，铁丝下端系一根火柴的目的是 。 （2）图2中硫燃烧需要在集气瓶中放少量水的原因是 ，水能否用沙子代替？ （填“能”或“不能”）。 （3）图3中，将两个装满氧气的集气瓶，用带火星的木条分别以、两种方式迅速插入，观察到木条复燃，且在中燃烧比在中燃烧更旺。从以上实验现象可知，氧气的两条性质分别是 、 。 【答案】（1）防止生成的高温熔化物溅落炸裂集气瓶 引燃铁丝 （2）吸收反应后生成的二氧化硫气体，防止污染空气 不能 （3）密度比空气大 助燃性 【解析】（1）铁丝在氧气中燃烧，实验前需要在集气瓶中放少量水，是为了防止生成的高温熔化物溅落炸裂集气瓶；铁丝的着火点较高，不易点燃，火柴燃烧放热，所以铁丝下端系一根火柴的目的是引燃铁丝； （2）硫燃烧需要在集气瓶中放少量水，是为了吸收反应后生成的二氧化硫气体，防止污染空气；沙子不能吸收二氧化硫，所以不能用沙子代替水； （3）用带火星的木条分别以A、B两种方式迅速插入，观察到木条复燃，说明氧气具有助燃性，在A中燃烧比在B中燃烧更旺，说明氧气的密度比空气大，B中瓶口向下，氧气的密度大，氧气向外逸出，浓度降低，所以在A中燃烧比在B中燃烧更旺。 11. 用如图分别为硫、木炭、铁丝燃烧实验。 （1）甲中反应的文字表达式为 ，实验现象为 。 （2）甲和丙中的水哪一个可以用细沙来代替 (“甲”或“丙”)，乙中燃烧之后往里面倒入澄清石灰水观察到 现象，证明生成了 (写化学式)。 （3）丙中做细铁丝在盛有氧气的集气瓶中燃烧的实验时需要：①预先在集气瓶底部留有少量水或铺一层细沙，作用是 ；②将细铁丝下端系一根火柴，作用是 ；③细铁丝在氧气中燃烧的现象是 ； 【答案】（1） 产生明亮的蓝紫色火焰，放出热量，生成有刺激性气味的气体 （2）丙 澄清石灰水变浑浊 CO2 （3）防止高温熔化物溅落炸裂瓶底 引燃铁丝 剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体 【解析】（1）甲中是硫在氧气中燃烧生成二氧化硫，文字表达式为； 硫在氧气中燃烧比在空气中燃烧更剧烈，现象是：产生明亮的蓝紫色火焰，放出热量，生成有刺激性气味的气体。 （2）甲中集气瓶底部的水是为了吸收有毒的二氧化硫，防止污染空气，细沙不能吸收二氧化硫，不能替代；丙中集气瓶底部留少量水或铺细沙是为了防止高温熔融物溅落炸裂瓶底，所以丙中的水可以用细沙代替； 乙中木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊； 木炭燃烧生成二氧化碳，其化学式为CO2。 （3）细铁丝在氧气中燃烧剧烈，火星四射，生成的高温熔融物溅落易使集气瓶底炸裂，所以预留少量水或铺细沙起防护作用； 火柴燃烧放热，能使细铁丝达到着火点，从而引燃细铁丝； 细铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体； 12. 有学者提出“铁丝燃烧绕成螺旋状，是为了防止燃烧点因迅速上升到集气瓶内氧气低浓度区而熄灭”。据此，某化学兴趣小组的同学决定对铁丝在氧气中燃烧进行更深入的探究。 活动一：探究铁丝燃烧产生“火星四射”现象的原因 【实验1】取粗细相同、含碳量不同的细铁丝，分别在氧气中燃烧，记录实验现象如下表所示。 铁丝含碳量 0 0.2% 0.38% 实验现象 无火星，燃烧处熔成小球 有短暂火星四射现象 火星四射，现象明显 （1）分析上述实验现象，铁丝燃烧产生“火星四射”现象可能和 有关；实验中 (选填“能”或“不能”)以是否产生“火星四射”的现象作为衡量铁丝是否燃烧的唯一标志。 活动二：探究铁丝燃烧时长的影响因素 【实验2】如图1所示，从同一长铁丝上分别截取三根长度相同的铁丝，将其中一根拉直、另两根绕成直径大小不同的螺旋状，下端分别系上燃着的火柴进行燃烧实验。每种形状的铁丝平行测量3次，所测得的实验数据如图2所示。 （2）实验中，点燃火柴后，将铁丝插入盛有氧气的集气瓶中的最佳时机是待火柴快燃尽时，不宜过早，其目的是 ，故进行该实验时，选择容积为 (选填“125”或“250”)mL的集气瓶更容易成功。 （3）分析图2数据可知，实验中不管铁丝形状如何，其燃烧时长均在曲线附近，说明燃烧时长与铁丝是否绕成螺旋状 (选填“有关”或“无关”)；铁丝在氧气中剧烈燃烧的时长与集气瓶内氧气的起始浓度的关系是 。 活动三：探究铁丝燃烧的产物是而不是的原因 【查阅资料】和的分解温度、Fe的熔点如下表所示。 物质 Fe3O4 Fe2O3 Fe 分解温度 /°C 1538 1400 — 熔点 /°C 1535 【理论探讨】 （4）结合表中数据，可推知铁丝在氧气中燃烧时产生的高温应在 ，在此温度范围内 (填化学式)已分解，所以铁丝在氧气中燃烧的产物是。 【反思与拓展】 （5）理论上，铁丝燃烧后固体的质量会增加。分析多组实验发现，铁丝在未发生熔断的情况下，铁丝燃烧前后固体的质量差别不大，其原因可能是 。 【答案】（1）铁丝含碳量 不能 （2）防止火柴燃烧消耗更多氧气，使集气瓶内氧气浓度偏低，使铁丝不能燃烧 250 （3）无关 相同条件下，氧气起始浓度越高，剧烈燃烧时长越短 （4）1535℃~1538℃ Fe2O3 （5）铁丝燃烧时火星四射，熔融状态的铁及其氧化物向四周飞溅，导致固体质量减少 【解析】（1）铁丝含碳量为0时，无火星，燃烧处熔成小球，铁丝含碳量为0.2%时，有短暂火星四射现象，铁丝含碳量为0.38%时，火星四射，现象明显，因此可知，铁丝燃烧产生“火星四射”现象可能和铁丝含碳量有关；根据实验1数据，铁丝含碳量为0时，无火星，燃烧处熔成小球，说明燃烧确实发生了，因此不能以是否产生“火星四射”的现象作为衡量铁丝是否燃烧的唯一标志； （2）将铁丝伸入盛有氧气的集气瓶中的最佳时机是待火柴快燃尽时，因为火柴燃烧也会消耗氧气，防止火柴燃烧消耗更多氧气，使集气瓶内氧气浓度偏低，使铁丝不能燃烧； 故进行该实验时，选择容积为大的集气瓶，250mL的集气瓶更容易成功，因为大的集气瓶中氧气含量多； （3）实验中发现不管铁丝形状如何，其燃烧时长均在曲线附近，说明：相同条件下，铁丝的形状对铁丝燃烧时长影响不大，则燃烧时长与铁丝是否绕成螺旋状无关；由图可知，相同条件下，集气瓶内氧气的起始浓度越大，铁丝剧烈燃烧时长越短，说明铁丝剧烈燃烧时长主要与氧气起始浓度有关； （4）结合表中数据，铁熔点是1535℃，四氧化三铁的熔点是1538℃，可推知铁在氧气里燃烧时产生的高温应在1535℃~1538℃，Fe2O3已分解，所以铁在氧气里燃烧的产物是； （5）铁燃烧是和氧气反应生成四氧化三铁，理论上，反应后质量应增加，但实验中，铁丝燃烧时火星四射，熔融状态的铁及其氧化物向四周飞溅，导致固体质量减少。 13. 在化学学习中，通过选用典型物质进行实验，来探究物质的有关性质。如图所示的是探究氧气化学性质的实验，请回答下列问题。 【探究一】探究氧气的化学性质。 （1）实验一中，木炭在氧气中燃烧后，加入澄清石灰水的目的 。 （2）实验二中，夹取铁丝的实验仪器名称为 。铁丝在氧气中发生反应的文字表达式为 。⑤中集气瓶内提前加入少量水的目的是 。实验三中，硫在氧气中燃烧的火焰颜色是 。 （3）观察实验一、实验三发现木炭和硫在氧气中比在空气中燃烧更剧烈，请从微观角度解释其原因： 。 【探究二】铁在氧气中燃烧火星四射的原因 为弄清铁在氧气中燃烧火星四射的原因，进行了如下探究，下表是将纯铁丝和不同含碳量的铁丝(各铁丝直径相同)放入氧气中燃烧时的实验现象的记录。 物质 纯铁丝 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 无火星四射现象，熔断 剧烈燃烧，极少火星 剧烈燃烧，少量火星 请你分析回答： （4）你认为表中未填的实验现象是 。造成铁丝在氧气中燃烧时火星四射的主要原因是 。 【答案】（1）检验生成物是否是二氧化碳 （2）坩埚钳 铁+氧气四氧化三铁 防止溅落的熔化物炸裂集气瓶 蓝紫色 （3）单位体积内氧分子的数目越多，反应越剧烈 （4）剧烈燃烧，大量火星 含碳量越高，火星四射现象越明显 【解析】（1）二氧化碳可以使澄清石灰水变浑浊，可以用澄清石灰水检验二氧化碳，故加入澄清石灰水的目的是检验木炭燃烧是否生成二氧化碳； （2）夹取铁丝的实验仪器名称为坩埚钳； 铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，该反应的文字表达式为：铁+氧气四氧化三铁；； ⑤中集气瓶内提前加入少量水的目的是防止溅落的熔化物炸裂集气瓶； 硫在氧气中燃烧产生明亮的蓝紫色火焰； （3）木炭和硫在氧气中比在空气中燃烧更剧烈，是因为单位体积内氧分子的数目越多，反应越剧烈； （4）通过实验现象可以发现含碳量越高，火星越多，故表中未填的实验现象是剧烈燃烧，大量火星； 铁丝在氧气中燃烧时火星四射的主要原因是铁丝中含有碳。 14. 某学习小组发现镁带在空气中燃烧时会发出耀眼的白光并生成白色固体，通过查阅资料发现镁带还可以与空气中其他成分反应。他们开展了如下的探究活动，请仔细阅读并完成下列探究报告。 【实验一】镁带与氮气的反应 （一）获取氮气 （1）以下是获取氮气的方法和装置，其中得到的氮气较纯的是 （填字母）。 （2）装置B中盛放红磷的仪器名称是 。 （二）燃烧镁带，观察现象 将镁带打磨光亮，点燃并伸入盛氮气的集气瓶中，镁带剧烈燃烧，瓶内壁附着一层淡黄色的固体。 【实验结论】镁与氮气在点燃的条件下发生反应生成淡黄色的氮化镁（氮元素为价）。 【交流与反思】 （3）镁在空气中燃烧的产物几乎都是白色的，原因是 。 （4）如果用镁代替红磷进行空气组成探究实验，实验测得氧气的体积与氧气所占空气真实比例相比，会 （填“偏大”“偏小”或“相等”）。 【答案】（1）B （2）燃烧匙 （3）氧气的化学性质比氮气活泼，镁更易与氧气反应 （4）偏大 【解析】（1）硫和氧气反应生成二氧化硫，磷和氧气反应生成五氧化二磷，碳和氧气反应生成二氧化碳。得到氮气较纯的是B，是因为装置A、C中生成物为气体，而装置B中的生成物是固体； （2）盛放红磷的仪器是燃烧匙，可用于直接加热； （3）镁在空气中燃烧的产物几乎都是白色的，原因是氧气的化学性质比氮气活泼，镁更易与氧气反应； （4）如果用镁代替红磷进行空气组成实验，由于镁不仅能够和氧气发生反应，还能够和氮气反应，所以实验测得氧气的体积与氧气所占空气真实比例相比会偏大。 题型五：工业制取氧气 1. 工业制取氧气主要有下列步骤。将经过除尘、除二氧化碳、除水的空气进行下列操作： （1）储存在蓝色钢瓶里的“工业液氧”是 （填“纯净物”或“混合物”）。 （2）工业制氧气的原理是 。 （3）工业制取氧气用分离液态空气的方法而不用加热氯酸钾的方法的原因是 （写出一点即可）。 【答案】（1）混合物 （2）液态氮和液态氧的沸点不同 （3）分离液态空气法成本低（合理即可） 【解析】（1）储存在蓝色钢瓶里的“工业液氧”中含有液氧、液态稀有气体等多种物质，属于混合物。 （2）工业上利用液氮和液氧的沸点不同，将它们进行分离，进而得到液氧。 （3）分离液态空气法成本低、原料来源广等，则选择分离液态空气的方法制取氧气。 2. 空气是一种宝贵的自然资源。请回答下列问题： （1）科学家研制的人造空气可供航天员呼吸。人造空气中氮气的体积分数约为70%，比空气中氮气的体积分数 (选填“大”或“小”)。 （2）工业上常用分离液态空气的方法制取氧气。 蒸发液态空气可分离出氧气和氮气，其原理是利用液氮和液氧的 (选填“密度”或“沸点”)不同，该变化属于 (选填“物理”或“化学”)变化。 （3）部分冰箱用“气调保鲜”的方式达到对食物保鲜的效果。下图是工业上用膜分离技术实现“气调保鲜”的流程示意图。在空气分离后，进入冰箱保鲜室内的气体是 (选填“富氧空气”或“富氮空气”)，这一保鲜原理主要是 。 （4）空气质量与人体健康密切相关，请写出一条有利于保护空气的措施 。 【答案】（1）小 （2）沸点 物理 （3）富氮空气 氧气具有氧化性，而氮气化学性质稳定，可做保护气 （4）减少化石燃料的使用 【解析】（1）空气中氮气的体积分数约为79%，故人造空气中氮气的体积分数约为70%，比空气中氮气的体积分数小； （2）蒸发液态空气可分离出氧气和氮气，其原理是利用液氮和液氧的沸点不同，该变化属于物理变化； （3）根据流程示意图可知，在空气分离后，进入冰箱保鲜室内的气体是富氮空气，这一保鲜原理主要是氧气具有氧化性，氮气化学性质稳定，可做保护气； （4）减少化石燃料的使用有利于保护空气。 3. 分离空气的简易流程如下图： （1）经过操作A处理后的空气属于 （填“纯净物”或“混合物”），所发生的变化属于 （填“物理变化”或“化学变化”）。 （2）由操作B可以看出氮气的沸点比氧气的沸点 （填“高”或“低”）。嫦娥五号取回的月壤就保存在氮气中，这说明氮气的化学性质 （填“活泼”或“不活泼”）。 【答案】（1）混合物 物理变化 （2）低 不活泼 【解析】（1）操作A将空气经过降温加压变为液态空气，液态空气中含有液氮、液氧等物质，属于混合物，此过程中只是空气中各成分的状态变化，没有新物质生成，属于物理变化，故填：混合物；物理变化； （2）由流程图可知，操作B蒸发液态空气的过程中，氮气先分离出来，说明氮气的沸点比氧气的沸点低；嫦娥五号取回的月壤就保存在氮气中，这说明氮气化学性质不活泼，不与月壤中的其它物质发生反应，故填：低；不活泼。 题型六：氧气实验室制法的综合考查 1. 如图是实验室利用双氧水制取和收集的实验装置，下列描述正确的是（　　） A．组装：仪器组装按照从上往下，从左往右的顺序进行 B．试剂：烧瓶中的水起到了缓冲和稀释的作用 C．收集：当导管口有气泡冒出时就马上开始收集 D．验满：若用排空气法收集时，可用带火星的木条伸入集气瓶内，看是否复燃，若复燃，则已收集满 【答案】B 【解析】 A、仪器组装应按照从下往上，从左往右的顺序进行，不是从上往下，该选项错误。 B、烧瓶中的水能够缓冲和稀释双氧水，使反应更平稳，该选项正确。 C、用排水法收集氧气，不能刚有气泡冒出就收集，应等气泡连续均匀冒出时再收集，该选项错误。 D、用排空气法收集氧气验满时，带火星木条应放在集气瓶口，不是伸入瓶内，该选项错误。 2. 下列图象能正确反映对应变化关系的是（　　） A. B. C. D. A．表示加热KClO3（含少量MnO2）固体制取氧气时剩余固体的质量 B．表示加热KClO3（含少量MnO2）固体制取氧气时固体中氧元素的质量 C．表示双氧水（含少量MnO2）分解时溶剂的质量 D．表示双氧水（含少量MnO2）分解时氢元素的质量分数 【解答】解：A、氯酸钾在二氧化锰的催化作用下在加热条件下生成氯化钾和氧气，随着反应的进行，剩余固体的质量逐渐减少，至完全反应不再发生改变，但不可能减少至0，故选项图象错误。 B、氯酸钾在二氧化锰的催化作用下在加热条件下生成氯化钾和氧气，加热到一定温度，氯酸钾才能分解，随着反应的进行，剩余固体中氧元素的质量逐渐减少，至完全反应，不再发生改变，最终的剩余固体中二氧化锰中含有氧元素，最终固体氧元素的质量不可能为0，故选项图象正确。 C、过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，随着反应的进行，水的质量逐渐增加，故选项图象错误。 D、过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应前后氢元素的质量是不变的，随着反应的进行，氧气逸出，溶液中氢元素的质量分数逐渐增大，故选项图象错误。 故选：B。 3. 用二氧化锰催化分解双氧水溶液的方法制取氧气。下列图像中关于溶液中氧元素的质量与反应时间的关系正确的是（　　） A． B． C． D． 【解答】解：过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气，随着反应进行，溶液中的氧元素质量减小，完全反应后溶液中的氧元素质量不再变化，C选项符合题意。 故选：C。 4. 实验室若直接用30%的过氧化氢制取氧气，反应速率太快。为获得平稳的气流，下列装置能实现的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解答】解：用分液漏斗加过氧化氢溶液，将过氧化氢溶液滴入到水中，可以降低浓度，且可以控制液体的滴加的速率，进而控制反应速率，所以发生装置能达到最佳效果的是C。 故选：C。 5. 如图是实验室制取气体的有关仪器和装置，据图回答下列问题。 （1）请写出如图所示实验装置中标有序号的仪器名称：②　 　。 （2）用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气，应选择　 　（从A～G中选择，填字母序号，下同）组合装置，反应的化学方程式为　 　。制取氧气的过程如下，正确顺序是　 　。 ①给试管加热 ②熄灭酒精灯 ③检查气密性 ④把药品装入试管，用带导管的胶塞塞紧，固定在铁架台上 ⑤用排水法收集氧气 ⑥从水中取出导管 A、③④①⑤②⑥ B、③④①⑤⑥② C、④①③⑤②⑥ D、④①③⑤⑥② （3）某同学用排水法收集了一瓶氧气，测得氧气的纯度偏低，原因可能是　 　。（填字母） a．收集气体前，集气瓶没有注满水 b．导管口开始有气泡冒出，立刻收集 c．收集气体后，集气瓶中仍有少量水 （4）如图为上述反应过程中某变量y随时间的变化趋势，纵坐标表示的是（　　） A．固体中氧元素的质量 B．生成O2的质量 C．固体中MnO2的质量分数 D．固体中钾元素的质量 【答案】（1）长颈漏斗 （2）BEF；2KClO3 2KCl+3O2↑；B （3）ab （4）C 【解析】（1）熟悉各种仪器名称 （2）加热固体装置和排水法收集氧气装置 ；加热并收集气体要考虑安全性 （3）从是否装满水及收集时间考虑 （4）结合质量守恒定律以及反应后物质质量变化考虑 【解答】（1）①为试管②长颈漏斗，故答案为：长颈漏斗 （2）加热装置为B，氧气可用排水法或向上排空气法收集， A～G 中选择EF，所以应选择BEF；反应的化学方程式为： 2KClO3 2KCl+3O2↑ ；制取氧气的正确顺序是：③④①⑤⑥② 故答案为：第1空、BEF 第2空、 2KClO3 2KCl+3O2↑ 第3空、B （3）排水法收集氧气要把集气瓶装满水，等气泡连续均匀冒出时收集，所以测得氧气的纯度偏低，原因可能是收集气体前，集气瓶没有注满水或导管口开始有气泡冒出，立刻收集； 故答案为： ab （4）氯酸钾加热到一定温度时才开始分解产生氧气。生成氧气溢出，反应后固体质量减小；MnO2是催化剂，反应前后质量不变。 A、氯酸钾分解产生氧气和氯化钾，所以固体中氧元素质量减小，与图所示不符合； B、氯酸钾加热到一定温度时才开始分解产生氧气，所以生成氧气的质量从0开始，与图所示不符合；C、加热一定时间反应生成氧气，所以固体质量先不变后减小，最后不变，固体中MnO2的质量分数先不变后增大，最后不变，与图所示符合； D、氯酸钾分解产生氧气和氯化钾，由质量守恒定律可知，反应前后元素质量不变，所以固体中钾元素的质量不变，与图所示不符合；故答案为：C 6. 实验室常用下列装置制取、收集氧气，并验证氧气的一些化学性质。请你按要求回答下列问题： （1）写出仪器①的名称： 。 （2）图G的实验中，集气瓶底要预留少量水，其目的是 。 （3）实验室常用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，若要控制反应速率，得到平稳的氧气流，应选择的发生装置是 （填标号）。该反应的文字表达式为 。 【答案】（1）长颈漏斗 （2）防止高温熔融物溅落炸裂瓶底 （3）B 【解析】（1）仪器①的名称是长颈漏斗； （2）图G做铁丝在氧气中燃烧的实验时，集气瓶底要预留少量水，其目的是防止高温熔融物溅落炸裂瓶底； （3）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，该反应中反应物为固体和液体，反应条件为常温，应选择固液常温型发生装置，即装置A或B，其中B装置能通过注射器控制液体药品的滴加，从而控制反应速率，获得平稳气流，故应选择的发生装置是B； 过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，文字表达式为 7. 实验室常用图1中的装置来制取和收集气体。请回答问题： （1）图1中仪器①的名称是 。 （2）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气，应在图1中选择的发生装置是 （填字母），发生反应的文字表达式为 ，该反应的基本反应类型是 反应。 （3）以下是实验室用氯酸钾制取氧气并用排水法收集的主要操作步骤。下列实验步骤正确的排序为______（填字母）。 A．熄灭酒精灯 B．检查装置的气密性 C．用排水法收集氧气 D．收集完毕，将导管从水槽中移出 E．将试管固定在铁架台上 F．将试剂装入试管，用带导管的单孔橡胶塞塞紧试管 G．点燃酒精灯，先使试管受热均匀，然后对准试管中盛放试剂的部位加热 （4）用装置C收集氧气，检验氧气已收集满的操作是 。 （5）在学习了实验室制氧气之后，小乐同学查阅了相关资料，利用塑料瓶、注射器、吸管等设计并制作了简易供氧器（如图2），其中试剂A是过碳酸钠和二氧化锰的混合物（过碳酸钠遇水会生成过氧化氢）。下列关于该实验的说法，错误的是______（填字母）。 A．吸管相当于导管 B．注射器相当长颈漏斗 C．该装置可控制反应速率 【答案】（1）长颈漏斗 （2）B 分解 （3）BFEGCDA （4）将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明已收集满 （5）B 【解析】（1）由图可知，图1中仪器①的名称是长颈漏斗； （2）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气，属于固液不加热反应，发生装置可选B； 过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，该反应的文字表达式为：； 该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应； （3）实验室用氯酸钾制取氧气并用排水法收集的主要操作步骤：组装仪器，检查装置的气密性；装入药品；固定装置；加热制取气体，用排水法收集气体，待收集完毕，先将导管移出水面，后熄灭酒精灯，防止水倒流，炸裂试管，故排序为：BFEGCDA； （4）用装置C收集氧气，氧气具有助燃性，检验氧气已收集满的操作是：将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，说明已经集满； （5）A、该装置中，吸管相当于导管，用于导出气体，A正确； B、注射器可控制液体的滴加速率，从而控制反应速率，相当于分液漏斗，B错误； C、该装置中可通过注射器控制液体的滴加速率，从而控制反应速率，C正确。 故选B。 8. 请结合下列实验常用装置，回答有关问题：    （1）写出装置B和C中相同玻璃仪器的名称 （只写一种） （2）实验室用氯酸钾制取氧气，应选用发生装置 （填字母序号），反应的化学符号表达式为 。实验室常用块状石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳气体，已知二氧化碳密度比空气大，能溶于水。则制取二氧化碳气体，应该从图中选择的装置是 。 （3）若用F装置收集氧气，则气体从 端进入（填“a”或“b”）。 【答案】（1）长颈漏斗 （2）A 2KClO3 2KCl + 3O2 BD/CD （3）a 【解析】（1）装置B和C中相同玻璃仪器是长颈漏斗、导气管； （2）氯酸钾在加热的条件下分解为锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应属于固体加热型，选择装置A来制取；反应的化学符号表达式为2KClO3 2KCl + 3O2；实验室常用块状石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳气体，属于固液常温型，选择装置B或C来制取；已知二氧化碳密度比空气大，能溶于水，所以用向上排空气法来收集，选D装置收集； （3）氧气的密度比空气大，若用装置F收集氧气时，氧气从长管进入，故填a。 9. A-F是实验室制取气体的常用装置。回答下列问题： （1）仪器a的名称是 。 （2）实验室用过氧化氢制取一瓶较纯净的氧气，选择的装置组合是 (填字母)，反应的符号表达式是 。 （3）用收集的氧气进行“铁丝在氧气中的燃烧”的实验，观察到的现象是 ，在集气瓶底部放少量水的目的是 。 （4）若选用BE装置加热氯酸钾制取氧气，有下列操作： ①熄灭酒精灯；②装药品，固定装置；③检查装置气密性；④收集气体；⑤连接仪器；⑥点燃酒精灯，加热；⑦从水槽中取出导气管。 正确的操作顺序为___________。 A．⑦②③①④⑤⑥ B．⑤③②⑥④①⑦ C．⑤③②⑥④⑦① D．⑤②③⑥④①⑦ （5）F装置常称为“多功能瓶”，可用来收集气体。若利用排水法收集气体，则气体应该从 (填“m”或“n”)端通入。 【答案】（1）长颈漏斗 （2）AE （3）火星四射、发出大量的热、生成黑色固体 防止高温熔融物溅落，炸裂瓶底 （4）C （5）m 【解析】（1）由图可知，仪器a的名称是长颈漏斗； （2）实验室用过氧化氢制取一瓶较纯净的氧气，该反应为固液常温型，发生装置可选择A，排水法收集的氧气较排空气法纯净，氧气不易溶于水，可选择E排水法收集，故可选择的装置组合是AE，过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成氧气和水，符号表达式为：； （3）用收集的氧气进行“铁丝在氧气中的燃烧”的实验，观察到的现象是剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体； 在集气瓶底部放少量水能防止高温熔融物溅落炸裂瓶底； （4）加热氯酸钾制取氧气，正确的操作顺序为：⑤连接仪器，③检查装置气密性，以防止装置漏气影响实验结果，②装药品，固定装置，⑥点燃酒精灯，加热制取气体，④收集气体，⑦从水槽中取出导气管，①熄灭酒精灯，以防止水倒流炸裂试管，因此正确操作顺序是⑤③②⑥④⑦①； 故选C； （5）气体的密度比水小，若利用排水法收集气体，气体应从短进长出，故将气体从m端通入。 10. 如表是二氧化锰用量与一定质量氯酸钾制取氧气反应速率关系的实验数据： 二氧化锰与氯酸钾的质量比 1：40 1：20 1：10 1：5 1：3 1：2 2：3 1：1 2：1 生成1L氧气所需的时间（s） 124 79 60 54 75 93 106 153 240 （1）据表可知二氧化锰与氯酸钾的质量比为 时，反应速率最快。 （2）二氧化锰用量过多冲淡了氯酸钾粉末，相当于减小反应物的 ，所以反应速率受到影响。 （3）二氧化锰的用量过少时产生氧气的速率很慢，原因是 。 【解答】解：（1）据表可知二氧化锰与氯酸钾的质量比为1：5时，反应速率最快。 故答案为：1：5。 （2）二氧化锰用量过多冲淡了氯酸钾粉末，相当于减小反应物的接触面积，所以反应速率受到影响。 故答案为：接触面积。 （3）二氧化锰的用量过少时产生氧气的速率很慢，原因是大大减少了二氧化锰和氯酸钾接触的机会。 故答案为：大大减少了二氧化锰和氯酸钾接触的机会。 11. 小嘉用H2O2溶液制取氧气时，在烧瓶中加入50毫升水及0.5克MnO2，再往分液漏斗中加入30毫升15%的H2O2溶液。为什么要加入50毫升水呢？查阅资料发现：在不加入水时，若注入H2O2溶液速度过快，反应会过于剧烈而引发事故。 【提出问题】水是如何减缓该反应速度的呢？ 【建立假设】水可以降低H2O2溶液浓度，从而减缓反应速度。 【实验方案】他利用如图装置，在相同条件下，分别用30毫升的1%、3%和7%的H2O2溶液进行实验，观察并比较。 【实验结论】加水降低了H2O2溶液的浓度，使反应速度变慢。 【交流反思】 （1）为了更好地比较反应的快慢，需控制三次实验中滴加H2O2溶液的 相同。 （2）判断产生氧气的速度时，可以通过观察产生气泡的快慢，还可以比较 。 【继续探究】针对提出的问题，他又利用如图装置，用3%的H2O2溶液分别在0℃、20℃和60℃的条件下进行实验。进行该实验所基于的假设是 。若直接用30%的H2O2溶液制取氧气，反应速率太快。为获得平稳的气流，如图所示发生装置能达到最佳效果的是 （填字母）。 【解答】解：（1）控制变量法是实验探究常用的方法之一，为了更好地比较反应速率，还需要控制三次实验中滴加过氧化氢溶液的速率相同，故填：速率； （2）判断反应速率可以通过观察实验现象如：产生气泡的快慢，还可以比较收集等体积气体所需时间或相同时间内收集气体体积大小，故填：收集相同体积氧气所需时间或相同时间内收集气体体积； 【继续探究】3%的H2O2溶液分别在0℃、20℃和60℃的条件下进行实验，该实验是验证温度对反应速率的影响；使用分液漏斗可以控制液体反应物的滴加量，为了得到平稳的氧气流，用分液漏斗将过氧化氢溶液滴加到水中，减缓反应速率，故填：降低温度，可以使过氧化氢的分解速率变慢；G。 题型七．氧气的收集方法 1. 下列装置中，最适合用来收集氧气的是（　　） A． B． C． D． 【解答】解：A、氧气的密度比空气的大，可用向上排空气法收集，但导管应伸入集气瓶的底部，以利于空气的排出，故选项错误。 B、氧气不易溶于水，用图中装置收集氧气时，长导管是出水管，短导管是进气管，故选项错误。 C、氧气的密度比空气的大，气体从长导管通入，将空气从短导管排出，故选项错误。 D、氧气的密度比空气的大，可用向上排空气法收集，图中实验操作正确，故选项正确。 故选：D。 2. 实验室要收集一瓶约含四分之一空气的氧气，下列操作正确的是（　　） A. B. C. D. A．集气瓶中灌的水 B． 集气瓶中灌的水 C．导管伸入到集气瓶约处 D．导管伸入到集气瓶约处 【答案】B 【解析】【分析】使用排水法可以收集指定体积分数的氧气。【解答】收集一瓶约含四分之一空气的氧气时，先向集气瓶中灌入瓶容积四分之三的水，瓶中的空气约占瓶容积的四分之一，再选择排水法收集氧气，集满氧气后，就收集了一瓶约含四分之一空气的氧气。 故答案为：B。 3. 如图装置可用作收集各种气体。若被收集的气体从a口通入，则下列气体可用该装置收集的是①CO2；②O2；③（　　） A．只有① B．只有①② C．只有②③ D．①②③ 【答案】B 【解析】【分析】 气体用排空气法收集时决定因素考虑：气体的密度比空气大，用向上排空气法收集，密度比空气小用向下排空气法收集。 【解答】由当收集的气体从“a”口进，空气从“b”口排出，相当于向上排空气法收集气体，所以收集到的气体密度比空气大，且不与空气中成分反应，氢气的密度比空气小，氧气和二氧化碳密度比空气大可以用这种方法收集。 故选：B。 4. 为了测定能使带火星的木条复燃时氧气的最低含量是多少，他们设计的实验方案是先将氧气和空气按不同的体积比收集在集气瓶里，收集气体的装置如下图。收集气体的方法是：在100 mL集气瓶里装满水，塞紧胶塞并关闭活塞b，打开活塞a通入氧气，把瓶里的水排入量筒，当量筒内的水达到设定的体积后立即关闭活塞a，然后打开活塞b通入空气，把瓶里的水全部排入量筒。若要收集一瓶含氧气的体积分数约为60%的气体，则通入氧气的体积和通入空气的体积约是（　　） A．40 mL和60 mL B．60 mL和40 mL C．50 mL和50 mL D．20 mL和80mL 【答案】C 【解析】【分析】氧气约占空气总体积的五分之一，根据提供数据可以进行相关方面的计算。 【解答】设通入氧气后量筒内水的体积为x， [x+（100mL-x）×1/5]/100mL×100%═60% 解得x═50mL， 故答案为：C。 5. 为了测定能使带火星的木条复燃时氧气的最低含量是多少，课外活动小组空气的同学们进行了实验探究。他们设计的实验方案是先将氧气和空气按不同的体积比收集在集气瓶里，收集气体的装置如图所示。收集气体的方法：在100mL集气瓶里装满水，塞紧胶塞并关闭活塞b，打开活塞a通入氧气，把瓶里的水排入量筒，当量筒内的水达到设定的体积后立即关闭活塞a，然后打开活塞b通入空气，把瓶里的水全部排入量筒。若要收集一瓶含氧气的体积分数约为44%的气体，则通入氧气的体积和通入空气的体积比约是 。 【解答】解：设通入氧气的体积为xmL，则通入空气的体积为（100﹣x）mL，那么空气中的氧气体积为（100﹣x）mL，依据瓶中氧气的体积分数约为44%建立等式：x+（100﹣x）100×44%，解得：x＝30，通入氧气的体积和通入空气的体积比为：30：（100﹣30）＝3：7； 故答案为：3：7。 题型七：制取氧气的图像问题 1. 某同学将一定量过氧化氢溶液缓慢加入盛有二氧化锰的试管中，下列图像不正确的是 A．B．C．D． 【答案】A 【解析】A、将一定量过氧化氢溶液缓慢加入盛有二氧化锰的试管中，过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成氧气和水，二氧化锰作为过氧化氢分解的催化剂，在反应前后质量不变，故A图像不正确； B、将一定量过氧化氢溶液缓慢加入盛有二氧化锰的试管中，过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成氧气和水，随着反应的进行，过氧化氢的质量不断减少，至完全反应减少至0，故B图像正确； C、将一定量过氧化氢溶液缓慢加入盛有二氧化锰的试管中，过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成氧气和水，过氧化氢溶液中本身含有水，（横坐标是反应时间）随着反应的进行，会不断生成水，水的质量不断增大，至反应完全，水的质量不变，故C图像正确； D、将一定量过氧化氢溶液缓慢加入盛有二氧化锰的试管中，过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成氧气和水，随着反应的进行，氧气的质量不断增大，至完全反应不再发生变化，故D图像正确； 故选：A。 2. 质量相等的两份药品a和b，a是混有二氧化锰的过氧化氢溶液，b是过氧化氢溶液，则收集到氧气的质量随反应时间变化的图象如图，其中正确的是 A．B．C．D． 【答案】D 【解析】催化剂能改变化学反应速率，不能改变生成物的质量，由于是质量相等的两份药品a和b，a是混有二氧化锰的过氧化氢溶液，b是过氧化氢溶液，说明b中过氧化氢溶液的质量大于a，则最终生成氧气的质量a小于b；由于a中有二氧化锰作催化剂，因此a的反应速率比b快，故收集到氧气的质量随反应时间变化的图象为，故选：D。 3. a和b为两份质量相等的固体。已知a为混有少量二氧化锰的氯酸钾，b为氯酸钾。当分别同时加热a和b至完全反应时，能正确表示生成氧气的质量随反应时间而变化的图象是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】【分析】二氧化锰是催化剂，只能影响反应的速度，不能影响最终生成的氧气的总质量。【解答】a和b为两份质量相等的含有氯酸钾的固体，a中混有少量二氧化锰，则a中氯酸钾的质量小于b中氯酸钾的质量，加热完全反应后，a固体生成氧气的质量小于b固体生成氧气的质量，a中的二氧化锰作催化剂能加快氯酸钾分解的速率，所以a固体反应的时间比较短。 故答案为：A。 4. 可以用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法在实验室制取氧气。下列是反应生成氧气和氯化钾的质量与反应时间的关系坐标图，其中合理的是（　　） A． B． C． D． 【解答】解：2KClO3＝2KCl+3O2， 149 96 根据用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法在实验室制取氧气的化学方程式和生成物的质量比可知，生成氯化钾的质量＞生成氧气的质量；反应完全后，氯化钾和氧气的质量都不再增加。 故选：C。 5. 实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，其中生成氧气的质量(g)随反应时间(t)的变化关系正确的是 A．B．C． D． 【答案】D 【解析】过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成氧气和水，过氧化氢溶液与二氧化锰混合立即产生大量的氧气，氧气的质量从0开始不断增大，至完全反应不再发生变化。 故选：D。 6. 如图所示中反映对应变化关系正确的是 A．图1：一定质量的硫在足量的氧气中燃烧 B．图2：等量的过氧化氢溶液分解(①有催化剂②无催化剂) C．图3：向二氧化锰中滴加过氧化氢溶液 D．图4：加热一定量的氯酸钾和二氧化锰的混合物 【答案】C 【解析】A、硫和氧气在加热的条件下反应生成二氧化硫气体，固体的质量逐渐减小，直至反应完全至零，故图像错误； B、等量的过氧化氢溶液分解制取氧气，催化剂只能影响反应速率，不影响产生氧气的质量，有催化剂的反应速率快，至完全反应所需时间短，且均在反应一开始就产生氧气，故图像错误； C、过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解为水和氧气，因此随着过氧化氢的加入，氧气的质量由零开始逐渐增大，故图像正确； D、加热一定量的氯酸钾和二氧化锰的混合物，生成氯化钾和氧气，随着反应的进行，二氧化锰为催化剂，质量不变，故图像错误。 故选C。 7. 分别取两份相同质量、相同浓度的过氧化氢溶液，其中一份(用①表示)直接制取氧气，向另一份(用②表示)中加入少量二氧化锰。若过氧化氢均完全反应，则下列关于①②的图像正确的是 A．B．C． D． 【答案】D 【解析】两份相同质量、相同浓度的过氧化氢溶液①和②，一份（用①表示）直接制取氧气，在另一份（用②表示）中加入少量的二氧化锰，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，二氧化锰作催化剂，不能改变生成氧气的质量，最终生成氧气的质量相等；催化剂能加快化学反应的速率，②反应速率快，至反应结束所需的时间少；①反应速率慢，至反应结束所需的时间多；过氧化氢溶液在常温下就能分解生成氧气，观察图象，D符合变化过程。故选D。 8. 实验室用一定质量的氯酸钾固体（加入少量MnO2）制取氧气，随着反应的进行，某一物质的质量Y随时间的变化关系如图，则Y可能是 A．MnO2的质量 B．固体混合物的质量 C．固体混合物中氧元素的质量 D．固体混合物中氯化钾的质量 【答案】D 【解析】A、MnO2作为氯酸钾分解的催化剂，在反应前后质量不变，故A错误； B、氯酸钾在二氧化锰的催化下加热分解生成氯化钾和氧气，随着反应的进行，固体混合物的质量不断减少，直至反应完全，固体混合物的质量不再变化，故B错误； C、氯酸钾在二氧化锰的催化下加热分解生成氯化钾和氧气，随着反应的进行，氧气逸出，则固体混合物中氧元素的质量不断减少，直至反应完全，固体混合物中氧元素的质量不再发生改变，故C错误； D、氯酸钾在二氧化锰的催化下加热分解生成氯化钾和氧气，随着反应的进行，固体混合物中氯化钾的质量从0开始不断增大，直至完全反应，不再发生改变，故D正确； 故选：D。 题型九： 催化剂和催化作用 1. 美国科学家David MacMillan和德国科学家Benjamin List因“在不对称有机催化研究方面的进展”被授予诺贝尔化学奖。下列有关催化剂的说法正确的是 A．每个化学反应只有一种催化剂 B．催化剂不影响生成物的质量 C．反应前后催化剂的质量和化学性质不变 D．只有二氧化锰才能作催化剂 【答案】BC 【解析】A、每个化学反应可有多种催化剂，如二氧化锰、氧化铜等都能做过氧化氢分解的催化剂。不符合题意； B、催化剂只改变反应速率，不影响生成物的质量。符合题意； C、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(又叫触媒)。催化剂的特点可以概括为“一变二不变”，一变是能够改变化学反应速率，二不变是指质量和化学性质在化学反应前后保持不变。符合题意； D、不是只有二氧化锰可以做催化剂，如氧化铜可作过氧化氢分解的催化剂。不符合题意。 故选BC。 2. 下列有关催化剂的说法，正确的是 A．化学反应前后催化剂的质量、体积和化学性质都不变 B．化学反应中催化剂能改变反应速率 C．二氧化锰不是唯一的催化剂，但二氧化锰只能作催化剂 D．催化剂可以增加生成物的质量 【答案】B 【解析】A、催化剂在化学反应前后质量、化学性质不变，但物理性质（如体积、状态）可能改变。A错误； B、催化剂的作用是改变（加快或减慢）反应速率，B正确； C、二氧化锰是常见催化剂，但并非唯一（如硫酸铜也可催化过氧化氢分解）。此外，二氧化锰在某些反应中是生成物（如高锰酸钾分解），而非催化剂。C错误； D、催化剂只影响反应速率，不改变生成物质量（生成物质量由反应物决定）。D错误。 故选B。 3. 某实验小组设计了如下实验探究过氧化氢分解中二氧化锰的作用。下列说法不正确的是 A．实验甲中带火星的木条未复燃是因为过氧化氢常温下不分解 B．实验甲、乙说明能加快过氧化氢分解 C．实验乙、丙说明反应前后的化学性质不变 D．要说明是过氧化氢分解的催化剂，还需称量实验前后的质量 【答案】A 【解析】A、实验甲中带火星的木条不复燃，是因为过氧化氢分解放出氧气的量很少，故A符合题意； B、对比实验甲和实验乙，实验甲中带火星的木条不复燃，实验乙中带火星的木条复燃，说明MnO2能加快过氧化氢分解，故B不符合题意； C、实验丙中带火星的木条复燃，则通过对比实验乙和实验丙，说明反应前后MnO2的化学性质不变，故C不符合题意； D、催化剂在化学反应前后质量和化学性质不变。则要说明MnO2是过氧化氢分解的催化剂，还需称量实验前后MnO2的质量，故D不符合题意。 故选A。 4. 【问题一】铁锈的主要成分是氧化铁，氧化铁能做过氧化氢分解的催化剂吗？ 【作出猜想】氧化铁能做过氧化氢分解的催化剂。 【设计实验】 实验步骤： I.如图实验，向A、B两支试管中分别加入5mL5%的过氧化氢溶液，B试管中加入ag氧化铁，再把带火星的木条分别伸入A、B两支试管，观察实验现象； Ⅱ.当B试管中无明显现象后，向B试管中重新加入适量5%的过氧化氢溶液，并把带火星的木条伸入B试管，如此反复多次实验，观察实验现象； Ⅲ.将实验Ⅱ中的剩余物过滤，并将所得氧化铁进行洗净、__________、称量。 （1）步骤I的实验现象是 ，说明氧化铁能加快过氧化氢的分解速率。 （2）步骤Ⅱ的实验目的是 。 （3）步骤Ⅲ缺少的实验步骤是 。 【问题二】同学们想探究过氧化氢溶液的浓度及催化剂种类对反应速率的影响，在其他条件相同的情况下进行了4次实验，记录各收集一瓶相同体积氧气所需要的时间。 实验 30%过氧化氢溶液的质量/g 加入水的体积/mL 物质质量 收集时间/s 1 10 40 二氧化锰5g 200 2 20 30 二氧化锰5g 100 3 30 20 二氧化锰5g 67 4 30 20 氧化铁______g m （4）相同条件下，实验1、2、3对比，实验3产生氧气的速率最快，说明 。 （5）实验4中氧化铁的质量是 g，m （填“大于”、“小于”或“等于”）67，说明二氧化锰的催化效果更好。 【拓展延伸】 （6）通过以上探究，你对催化剂的认识是 （写2点）。 【答案】（1）A中无明显现象，B中带火星的木条复燃 （2）验证反应前后氧化铁化学性质是否改变 （3）干燥 （4）其它条件相同时，过氧化氢溶液浓度越大，反应速率越快 （5）5 大于 （6）催化剂能变反应速率、同一化学反应的催化剂可能不止一种 【解析】（1）步骤I的实验现象是A中无明显现象，B中带火星的木条复燃，说明氧化铁能加快过氧化氢的分解速率； （2）步骤II的实验目的是验证反应前后氧化铁化学性质是否改变； （3）步骤Ⅲ中将实验Ⅱ中的剩余物过滤，并将所得氧化铁进行洗净、干燥、称量，步骤Ⅲ缺少的实验步骤是干燥； （4）相同条件下，实验1、2、3对比，实验3产生氧气速率最快，说明其它条件相同时，过氧化氢溶液浓度越大，反应速率越快； （5）为了进行对比，实验4中氢化铁的质量是5g，m 大于67，说明二氧化锰的催化效果更好； （6）通过以上探究，对催化剂的认识是催化剂能变反应速率、同一化学反应的催化剂可能不止一种。 题型十：有关分解反应和化合反应的综合考查 1. 化合反应、分解反应、氧化反应的关系可用下图表示。反应①酒精+氧气水+二氧化碳，应填到 处，反应②碳酸→二氧化碳+水，应填到 处。(填字母) 【答案】 c d 【解析】，该反应不符合“一变多”或“多变一”的特点，不属于分解反应或化合反应，该反应是物质与氧气发生的化学反应，属于氧化反应，故应填到c处； ，该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应，应该填到d处。 2. 下列有关氧化反应、化合反应和分解反应的说法，不正确的是（　　） A．物质与氧气发生的反应属于氧化反应 B．一个反应如果是分解反应，就不可能同时是化合反应 C．化合反应不一定是氧化反应，氧化反应不一定是化合反应 D．生成两种或两种以上物质的反应一定是分解反应 【答案】D 【解析】 A、物质与氧气发生的反应属于氧化反应，选项正确； B、分解反应为一种反应物分解生成两种或两种以上物质的反应，化合反应为两种或两种以上物质反应生成一种物质的反应，一个反应如果是分解反应，就不可能同时是化合反应，选项正确； C、化合反应不一定是氧化反应，氧化反应不一定是化合反应。如氧化钙与水生成氢氧化钙（化合反应，非氧化反应）。酒精燃烧生成二氧化碳和水（氧化反应，但生成物多，非化合反应）。选项正确； D、生成两种或两种以上物质的反应不一定是分解反应，如酒精燃烧生成二氧化碳和水，选项错误； 故选D。 3. 下列有关叙述、对应的文字表达式和基本反应类型均正确的是（　　） A．用硫粉测定空气中氧气含量：         化合反应 B．实验室用过氧化氢溶液制氧气：             分解反应 C．石蜡可以燃烧：              氧化反应 D．拉瓦锡研究空气成分的一个反应：         化合反应 【答案】D 【解析】A、硫在空气中燃烧生成二氧化硫气体，虽除去了氧气，但增加了新的气体，没有形成压强差，不能用来测定空气中氧气含量，故选项错误； B、实验室用过氧化氢溶液制氧气的反应是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：，该反应符合一变多的特点，基本反应类型属于分解反应，故选项错误； C、该文字表达式书写完全正确，但氧化反应不是基本反应类型，故选项错误； D、拉瓦锡研究空气成分时，利用汞消耗氧气生成氧化汞，该文字表达式书写完全正确，该反应符合“多变一”的形式，属于化合反应，故选项正确。 故选D。 4. 下列属于化合反应的是（　　） A．过氧化氢水+氧气 B．碳酸→水+二氧化碳 C．镁+氧气氧化镁 D．蜡烛+氧气水+二氧化碳 【答案】C 【解析】A、该反应是一种物质生成两种物质，符合“一变多”的特征，属于分解反应，故选项错误； B、该反应是一种物质生成两种物质，符合“一变多”的特征，属于分解反应，故选项错误； C、该反应是两种物质生成一种物质，符合“多变一”的特征，属于化合反应，故选项正确； D、该反应的生成物是两种，不符合“多变一”的特征，不属于化合反应，故选项错误； 故选：C。 5. 对科学概念进行分类，是认识概念之间相互关系的一种重要方法。下列化学反应中，属于化合反应的是（　　） A．碳酸水+二氧化碳 B．二氧化碳+水有机物+氧气 C．硫+氧气二氧化硫 D．过氧化氢水+氧气 【解答】解：A、该反应符合“一变多”的形式，属于分解反应，故选项错误。 B、该反应的生成物是两种，不符合“多变一”的形式，不属于化合反应，故选项错误。 C、该反应符合“多变一”的形式，属于化合反应，故选项正确。 D、该反应符合“一变多”的形式，属于分解反应，故选项错误。 故选：C。 6. 对科学概念进行分类，是认识概念之间相互关系的一种重要方法。下列化学反应中，属于化合反应的是（　　） A．碳酸水+二氧化碳 B．二氧化碳+水有机物+氧气 C．硫+氧气二氧化硫 D．过氧化氢水+氧气 【解答】解：A、该反应的生成物是两种，不符合“多变一”的形式，不属于化合反应，故选项不符合题意； B、该反应的生成物是两种，不符合“多变一”的形式，不属于化合反应，故选项不符合题意； C、该反应是由两种物质生成一种物质的反应，属于化合反应，故选项符合题意； D、该反应的生成物是两种，不符合“多变一”的形式，不属于化合反应，故选项不符合题意。 故选：C。 7. 现有几种变化： ①氢气+氧气水 ②乙炔+氧气水+二氧化碳 ③碱式碳酸铜氧化铜+二氧化碳+水 ④氯化氢+氨气→氯化铵 其中属于化合反应的是 （填序号，下同），属于分解反应的是 。 【解答】解：①氢气+氧气水，该反应符合“多变一”的形式，属于化合反应。 ②乙炔+氧气水+二氧化碳，该反应的反应物和生成物均是两种，不符合“一变多”、“多变一”的形式，不属于分解反应、化合反应。 ③碱式碳酸铜氧化铜+二氧化碳+水，该反应符合“一变多”的形式，属于分解反应。 ④氯化氢+氨气→氯化铵，该反应符合“多变一”的形式，属于化合反应。 故答案为： ①④；③。 8. 下列反应中既不属于分解反应，也不属于化合反应的是（　　） A．氧化汞汞+氧气 B．石蜡+氧气水+二氧化碳 C．碳+氧气二氧化碳 D．磷+氧气五氧化二磷 【解答】解：A、该反应符合“一变多”的形式，符合分解反应的特征，属于分解反应，故选项错误。 B、该反应的反应物和生成物均是两种，不符合“一变多”、“多变一”的形式，不属于分解反应、化合反应，故选项正确。 C、该反应符合“多变一”的形式，符合化合反应的特征，属于化合反应，故选项错误。 D、该反应符合“多变一”的形式，符合化合反应的特征，属于化合反应，故选项错误。 故选：B。 强化训练 【基础强化】 1. 下列与氧气有关的实验操作，需要纠正的是（　　） A．制取氧气 B．排水法收集氧气 C．检验氧气 D．硫在氧气中燃烧 【答案】A 【详解】A、该装置中的长颈漏斗没有伸入液面以下，会导致生成的氧气由长颈漏斗逸出，图示操作错误。需要纠正，符合题意； B、氧气不易溶于水，可采用排水法来收集氧气，图示操作正确，不需要纠正，不符合题意； C、氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，因此可用带火星的木条检验氧气，图示操作正确，不需要纠正，不符合题意； D、水能吸收二氧化硫，在做硫在氧气中燃烧实验时，为防止生成的二氧化硫逸散到空气造成污染，可在实验前加入少量水，用于吸收有毒的二氧化硫气体，图示操作正确，不需要纠正，不符合题意。 故选A。 2. 下列关于铁丝在氧气中燃烧实验的说法不正确的是（　　） A．集气瓶中预先装有少量水以防集气瓶破裂 B．将铁丝螺旋状缠绕在火柴上便于引燃 C．铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射 D．铁丝燃烧后生成一种红色的固体 【答案】D 【解析】 A、 集气瓶中预先装有少量水是为了防止溅落熔化物使集气瓶破裂 ，不符合题意； B、 将铁丝螺旋状缠绕在火柴上，利用火柴燃烧放出的热量引燃铁丝 ，不符合题意； C、 铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射 ，不符合题意； D、 铁丝在氧气中燃烧生成黑色固体，符合题意。 3. 某化学兴趣小组的同学检验氧气的化学性质实验中，实验记录或操作不正确的是(　　) A．木炭在氧气中燃烧会发出白光 B．将打磨后的铁丝盘成螺旋状，可增大铁丝的受热面积 C．红磷在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰，并放热 D．做铁丝在氧气中的燃烧实验时，集气瓶应预先装有少量水或铺上一层细沙 【答案】C 【解析】 A、硫在氧气中燃烧会生成一种有刺激性气味的气体，故A记录正确； B、将打磨后的铁丝盘成螺旋状，可增大铁丝的受热面积，促进燃烧，故B操作正确； C、红磷在氧气中燃烧生成大量的白烟，并放热，故C记录错误； D、做铁丝在氧气中的燃烧实验时，集气瓶应预先装有少量水或铺上一层细沙，可防止生成的高温熔化物落下来炸裂瓶底，故D操作正确。 4. 如图是四种单质在氧气中燃烧的实验，关于实验现象的描述正确是（　　） A．澄清石灰水变浑浊 B．生成四氧化三铁 C．产生白雾 D．产生淡蓝色火焰 【答案】A 【解析】根据图片可知，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。铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体。白磷在氧气中燃烧，生成大量白烟，不是白雾。硫在氧气中燃烧，产生明亮的蓝紫色火焰，放出大量的热。 5. 如图所示，在进行“铁丝在氧气中燃烧”的实验时，下列做法正确的是（　　） A．瓶中加水或沙，待火柴快燃尽时伸入 B．瓶中不加水或沙，待火柴燃尽后伸入 C．瓶中加水或沙，待火柴燃尽后伸入 D．瓶中不加水或沙，待火柴快燃尽时伸入 【答案】A 【解答】解：在进行“铁丝在氧气中燃烧”的实验时，瓶中加水或沙（防止高温熔融物溅落，炸裂瓶底），待火柴快燃尽时伸入集气瓶内（伸入过早会消耗氧气，伸入过晚，温度达不到铁丝的着火点）。 故选：A。 6. 下列关于实验室利用双氧水溶液制取氧气的描述正确的是（　　） A．试剂：烧瓶内的水起缓冲和稀释作用 B．收集：氧气的密度比空气大，可用向下排空气法收集 C．检验：用燃着的木条伸入集气瓶内，若木条熄灭，则证明是氧气 D．验满：用带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃，则证明集满 【答案】A 【解答】解：A、在该实验中，烧瓶内的水可以稀释过氧化氢溶液，还能起到缓冲的作用，故A说法正确； B、氧气的密度比空气大，可用向上排空气法收集，故B说法错误； C、用带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃，则证明是氧气，故C说法错误； D、将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则证明集满，故D说法错误。 故选：A。 7. 如图为空气中氧气含量的测定实验。关于该实验的说法正确的是（　　） A．可用木炭代替红磷进行实验 B．红磷量不足会导致测定结果偏大 C．未冷却至室温就打开止水夹一定会导致测定结果偏大 D．该实验可以说明氮气难溶于水 【答案】D 【解答】解：A、木炭燃烧生成二氧化碳气体，装置内的压强几乎不变，因此不能用木炭代替红磷进行实验，故A说法错误； B、红磷量不足就不能耗尽瓶内的氧气，实验结束装置冷却至室温后，打开止水夹，进入的水偏少，会导致测定结果偏小，故B说法错误； C、未冷却至室温就打开止水夹会导致进入的水偏少，会导致测定结果偏小，故C说法错误； D、打开弹簧夹，烧杯中的水进入集气瓶，且进入的水约占集气瓶容积的五分之一，水不再继续进入，说明氮气难溶于水，故D说法正确。 故选：D。 8. 在做氯酸钾和二氧化锰混合制取氧气实验时，小科绘制了如图的图像模型，则y表示（　　） A．试管中氯酸钾的质量 B．试管中氯化钾的质量 C．试管中固体的总质量 D．试管中二氧化锰的质量 【答案】C 【解答】解：A、氯酸钾在二氧化锰的催化作用下、在加热条件下生成氯化钾和氧气，随着反应的进行，氯酸钾逐渐分解，其质量逐渐减少，最终减少至0，与图像不符，故选项错误。 B、氯酸钾在二氧化锰的催化作用下、在加热条件下生成氯化钾和氧气，试管中氯化钾的质量从0开始逐渐增加，至完全反应不再发生改变，与图像不符，故选项错误。 C、根据质量守恒定律可知，随着反应的进行，氧气逸出，试管中固体的总质量逐渐减少，至完全反应不再发生改变，最终试管中剩余固体为氯化钾和二氧化锰的混合物，与图像相符，故选项正确。 D、二氧化锰在反应中作催化剂，反应前后质量不变，与图像不符，故选项错误。 故选：C。 9. 归纳整理是学习科学的重要方法之一，小实对氧气的制取和性质进行了梳理。请回答下面小题。根据氧气的性质，以下能用于排空气法收集氧气的装置是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解答】解：A、氧气的密度比空气大，可用向上排空气法收集，此图气体应该从长管进，故选项不符合题意。 B、氧气的密度比空气大，可用向上排空气法收集，此图气体应该从短管进，故选项不符合题意。 C、氧气的密度比空气大，可用向上排空气法收集，此图能收集到氧气，故选项符合题意。 D、氧气的密度比空气大，可用向上排空气法收集，此图导管都是短管，导入的氧气马上又会排出，无法收集氧气，故选项不符合题意。 故选：C。 10. 化合反应是化学反应基本类型之一。下列反应中属于化合反应的是（　　） A．石蜡+氧气二氧化碳+水 B．硫+氧气二氧化硫 C．氯酸钾氯化钾+氧气 D．双氧水水+氧气 【答案】B 【解答】解：A、该反应的生成物有两种，因此该反应不属于化合反应，故A不合题意； B、该反应符合“多变一”的特征，属于化合反应，故B符合题意； C、该反应符合“一变多”的特征，属于分解反应，故C不合题意； D、该反应符合“一变多”的特征，属于分解反应，故D不合题意； 故选：B。 11. 在如图所示的密闭装置中进行白磷燃烧实验，在白磷被点燃至装置恢复到室温的这段时间内，集气瓶中的气压随时间变化的图像最接近的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解答】解：白磷燃烧放热，气体膨胀，导致气压增大的幅度大于氧气减少导致气压减小的幅度，因此开始一段时间，气压增大，完全反应后氧气消耗，温度降低，气压减小至小于原气压，减小幅度约为空气总体积的五分之一，C选项符合题意。 故选：C。 12. 科学兴趣小组利用如图所示的改进装置测定空气中氧气的含量。胶头滴管中的水接触生石灰一段时间后，白磷开始燃烧，待白磷熄灭冷却至室温后打开止水夹。下列关于该实验的描述正确的是（　　） A．白磷不足会使测定结果偏大 B．试管中的细沙可防止试管炸裂 C．注射器中的活塞先左移再右移，最终停留在10mL刻度处 D．滴管中的水和注射器中的水作用相同 【答案】B 【解答】解：A、白磷燃烧消耗氧气，当白磷不足时，不能将试管内的氧气完全反应掉，测量结果偏小，故A错误； B、白磷燃烧会发出热量，为防止试管炸裂，可在试管底部放少量细沙，将白磷放在细沙上，故B正确； C、因为实验中是在白磷熄灭冷却至室温后再打开止水夹，因此注射器中的活塞会向左移动，最终停留在10mL刻度处，故C错误； D、生石灰遇水会放出大量热，向烧杯中加水是为了提高烧杯内的温度，从而达到白磷的着火点；注射器中的水是用于推断消耗的氧气的体积，作用不同，故D错误。 故选：B。 13. 实验室里可用如图装置粗略测定空气中氧气的体积分数，图中注射器内有一可自由滑动的活塞，活塞左端管内密封有空气，右端跟外界空气相通．实验开始前活塞处在刻度5厘米处．实验时，用热水对玻璃管内足量的白磷微热，反应开始就撤离热水，待反应结束后冷却至室温．整个实验过程观察到活塞移动的情况是（　　） A．向左移动4厘米刻度附近停止 B．向右移动到6厘米刻度附近停止 C．先向右移动，再向左移动到5厘米刻度附近停止 D．先向右移动，再向左移动到4厘米刻度附近停止 【答案】D 【解答】解：白磷燃烧放出大量的热，装置内气体会受热膨胀，活塞先向右移动；白磷燃烧消耗了装置内的氧气，剩余气体总体积变为原来的，恢复到室温后，再向左移动，活塞在4厘米刻度处停止。 故选：D。 14. 已知在同温同压下，气体的体积之比等于分子个数之比。如果用“”表示氧原子，“”表示氮原子，则下列模型表示空气的主要成分的微观示意图正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解答】解：氧气约占空气体积的，氮气约占空气体积的，图C中氮气分子和氧气分子4：1，且混合均匀，故可表示空气微观模型的是C； 故选：C。 15. 以下用过氧化氢溶液制取氧气的部分实验操作正确的是（ ） A.检查装置气密性 B.加过氧化氢溶液 C.制取并收集氧气 D.检查氧气是否集满 【答案】C 【解析】A项装置中的长颈漏斗与外界相通，无法采用此方法检查该装置的气密性；B项倾倒液体试剂时，瓶塞要倒放；C项过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成氧气，选用固液常温型发生装置，氧气不易溶于水，可用排水法收集；D项验满时应将带火星的木条放在集气瓶口，而不是伸入瓶内。 16. 在两个250mL的集气瓶内装入如图甲、乙所示的水量，放入水槽中用排水法收集氧气。然后将带火星的木条分别伸入两个集气瓶中，观察到图甲集气瓶中木条不复燃，图乙集气瓶中木条复燃。下列有关说法中，错误的是（ ） 甲 乙 A.能使带火星的木条复燃的不一定是纯净的氧气 B.集气瓶中装入水量越多，最终收集到的氧气越纯净 C.图甲中，收集完成时，集气瓶内氧气的体积分数约为30% D.图乙中，收集完成时，集气瓶内氧气的体积分数约为52.6% 【答案】C 【解析】题图乙集气瓶中收集到的不是纯净的氧气，木条能复燃，说明能使带火星的木条复燃的不一定是纯净的氧气，A正确。集气瓶中装入水量越多，则瓶中空气含量越少，最终收集到的氧气越纯净，B正确。空气中，氧气体积约占空气体积的21%，题图甲中，集气瓶内有75mL的水，则有 的空气，所以收集完成时，集气瓶内氧气的体积分数约为，C错误。题图乙中，集气瓶内有 的水，则有 的空气，所以收集完成时，集气瓶内氧气的体积分数约为， 正确。 17. 实验室常加热一定质量的高锰酸钾固体制取氧气。下列图像中的对应关系正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】A项.高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，则高锰酸钾没有分解时，二氧化锰的质量为0，随着反应的进行，二氧化锰质量逐渐增加，当高锰酸钾完全分解后，二氧化锰的质量不再增加，A错误； B、C项.高锰酸钾在加热的条件下分解为锰酸钾、二氧化锰和氧气，在高锰酸钾没有分解时，生成氧气的质量为零，随着反应的进行，氧气质量逐渐增加，当高锰酸钾完全分解后，氧气的质量不再增加，B、C错误； D项.加热高锰酸钾制氧气，高锰酸钾没有分解时，只有高锰酸钾1种物质，高锰酸钾分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，高锰酸钾未完全分解时，装置内共有4种物质（高锰酸钾、锰酸钾、二氧化锰、氧气），高锰酸钾完全分解后，装置内物质为锰酸钾、二氧化锰和氧气，共3种，D正确。 18. 某同学利用过氧化氢溶液和二氧化锰做了下图实验，下列叙述不正确的是（ ） A.步骤①③说明二氧化锰能加快过氧化氢分解 B.步骤①③的研究方法是对比实验法 C.不使用二氧化锰，过氧化氢也能反应生成氧气 D.实验能证明二氧化锰是反应的催化剂 【答案】D 【解析】①中没有二氧化锰，带火星的木条不复燃，③中加有二氧化锰，带火星的木条复燃，对比说明二氧化锰能加快过氧化氢分解；根据是否加入二氧化锰，带火星的木条能否复燃，进行对比实验；二氧化锰是催化剂，不使用二氧化锰时过氧化氢也可以发生反应，只是反应速率慢；该反应只证明了二氧化锰能改变反应速率，但没有证明反应前后二氧化锰的质量和化学性质不变，不能说明二氧化锰为催化剂。 19. 化合反应、氧化反应和分解反应的关系图如图，下列反应与其对应区域匹配正确的是（ ） A.a区：甲烷+氧气水+二氧化碳 B.b区：碳+氧气二氧化碳 C.c区：水氢气+氧气 D.d区：大理石+盐酸氯化钙+二氧化碳+水 【答案】B 【解析】 20. 如图为探究氧气性质的相关实验，对观察到的实验现象及有关操作描述错误的是（　　） A．实验Ⅰ中倒入澄清石灰水，可检验有无新物质生成 B．实验Ⅱ铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，产生大量热 C．若选用砂纸打磨过的铁丝，铁丝也可以在空气中燃烧 D．集气瓶口盖上毛玻璃片，可防止氧气逸出 【答案】C 【解答】解：A、木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，所以实验Ⅰ中倒入澄清石灰水，可检验有无新物质（二氧化碳 ）生成，故A正确； B、铁丝在氧气中燃烧的现象是剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体，故B正确； C、铁丝在空气中不能燃烧，即使选用砂纸打磨过的铁丝，空气中氧气浓度较低，也无法使铁丝燃烧，故C错误； D、集气瓶口盖上毛玻璃片，能起到密封作用，可防止氧气逸出，故D正确； 故选：C。 21. 我们在做“物质在氧气中的燃烧”实验时，把甲、乙、丙三种物质，分别放入A、B、C三瓶氧气中燃烧。A瓶中看到了明亮的蓝紫色火焰，B瓶中看到了火星四射，C瓶中出现了明亮的白光。则对此实验的推断正确的是（　　） A．甲物质为硫，并且A瓶中会产生一种无色无味的气体 B．乙物质为铁，B瓶中会产生一种白色的固体 C．丙物质可能为木炭，同时C瓶中会生成一种可使澄清石灰水变浑浊的气体 D．在AB瓶中还得加入一些细沙或少量的水以保护集气瓶 【答案】C 【解答】解：A、硫在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰，生成有刺激性气味的二氧化硫，该选项说法不正确； B、铁在氧气中燃烧火星四射，生成黑色固体四氧化三铁，该选项说法不正确； C、木条燃烧发出白光，生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，因此丙物质可能为木炭，同时C瓶中会生成一种可使澄清石灰水变浑浊的气体，该选项说法正确； D、硫燃烧生成二氧化硫，加入水是为了吸收二氧化硫，防止污染环境，铁燃烧形成的高温熔融物容易溅落，加入水是为了防止炸裂集气瓶，该选项说法不正确。 故选：C。 22. 变压吸附法的原理是利用分子筛吸附氮气和氧气能力的差异将二者进行分离。在吸附塔中，通过加压与减压的交替循环，可以使分子筛重复使用。部分过程的示意图如图： 下列说法不正确的是（　　） A．变压吸附法制取的氧气中含有稀有气体 B．变压吸附法制取的氧气中含有二氧化碳 C．分子筛对氮气的吸附能力与吸附塔内气体压强有关 D．分子筛中发生的变化是物理变化 【答案】B 【解答】解：A、空气中含有稀有气体，且稀有气体不能被除去，所以变压吸附法制取的氧气中含有稀有气体，故A正确； B、空气中含有二氧化碳，但是二氧化碳能被氧化铝除去，所以变压吸附法制取的氧气中不含有二氧化碳，故B错误； C、在吸附塔中，通过加压与减压的交替循环，所以分子筛对氮气的吸附能力与吸附塔内气体压强有关，故C正确； D、分子筛吸附氮气和氧气能力的差异将二者进行分离，此过程中没有新物质生成，属于物理变化，故D正确。 故选：B。 23. 如表是二氧化锰用量与一定质量氯酸钾制取氧气反应速率关系的实验数据： 二氧化锰与氯酸钾的质量比 1：40 1：20 1：10 1：5 1：3 1：2 2：3 1：1 2：1 生成1L氧气所需的时间（s） 124 79 60 54 75 93 106 153 240 （1）据表可知二氧化锰与氯酸钾的质量比为　 　 时，反应速率最快。 （2）二氧化锰用量过多冲淡了氯酸钾粉末，相当于减小反应物的　 　 ，所以反应速率受到影响。 （3）二氧化锰的用量过少时产生氧气的速率很慢，原因是　 　 。 【答案】（1）1：5。 （2）接触面积。 （3）大大减少了二氧化锰和氯酸钾接触的机会。 【解答】解：（1）据表可知二氧化锰与氯酸钾的质量比为1：5时，反应速率最快。 故答案为：1：5。 （2）二氧化锰用量过多冲淡了氯酸钾粉末，相当于减小反应物的接触面积，所以反应速率受到影响。 故答案为：接触面积。 （3）二氧化锰的用量过少时产生氧气的速率很慢，原因是大大减少了二氧化锰和氯酸钾接触的机会。 故答案为：大大减少了二氧化锰和氯酸钾接触的机会。 14．用如图所示的实验装置可以测定空气中氧气含量．在一个具有刻度和可以左右滑动的活塞的玻璃管中放入足量的自磷，活塞左端管内密封有空气，右端的管口跟空气连通．将玻璃容器固定在盛有80℃热水（恒温）的烧杯上，进行实验．试回答： （1）实验过程中你所观察到的现象是：白磷燃烧，产生大量　 　 ；活塞先向　 　 移动再向　 　 移动，最终停在刻度　 　 处． （2）由此实验你可以得出的一条结论是　 　 ． 【答案】浓厚的白烟；右；左；4；空气中氧气的含量约占空气体积的． 【解答】解：（1）红磷燃烧，产生浓厚的白烟，放出大量的热，装置内的气体受热体积会膨胀，所以活塞向右滑动．反应结束后，随着温度的降低，最终完全恢复至室温后，气体的体积慢慢收缩，活塞向左滑动．由于氧气被消耗掉，氧气约占空气体积的，故装置冷却后活塞左移，到达处4处．所以，活塞最终停在刻度“4”处； （2）反应结束，恢复到室温后，活塞应停在约4cm处，据此可得出的结论是：空气中氧气约占空气体积的． 故答案为：（1）浓厚的白烟；右；左；4．（2）空气中氧气的含量约占空气体积的． 24. 利用下列实验来探究实验室氧气的制取和性质。 （1）A、B、C三套发生装置都可用于实验室制取O2气体。 ①实验室制取O2的文字表达式是 　 　 。 ②主要实验操作步骤有：a.收集气体；b.检查装置气密性；c.将二氧化锰放入锥形瓶中；d.从长颈漏斗中注入过氧化氢溶液正确的操作顺序是 　 　 （写字母序号）。 （2）与A装置相比，利用C装置制取O2的优点是 　 　 。 （3）某同学用B装置制取氧气，用排水法收集氧气，在实验过程中因加入的试剂量不足，致使集气瓶内剩余少量水。若想集满这瓶氧气，在不拆卸装置和不添加试剂的前提下，请帮他设计一种解决的方法 　 　 。 【答案】（1）①过氧化氢水+氧气； ②bcda； （2）能控制反应速率； （3）从长颈漏斗中注入水。 【解答】解：（1）①A、B、C三套发生装置都是固液常温型发生装置，实验室用该类装置制取O2的原理是过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应的文字表达式是：过氧化氢水+氧气； ②实验室制取气体首先要检查装置的气密性，再添加固体试剂、液体试剂，反应收集，则制取氧气的主要实验操作步骤为：b检查装置气密性，c将二氧化锰放入锥形瓶中，d从长颈漏斗中注入过氧化氢溶液，a收集气体，故填：bcda； （2）与A装置相比，利用C装置制取O2的优点是能通过分液漏斗控制滴加液体的速率，从而控制反应速率； （3）某同学用B装置制取氧气，用排水法收集氧气，在实验过程中因加入的试剂量不足，致使集气瓶内剩余少量水。想集满这瓶氧气，在不拆卸装置和不添加试剂的前提下，可以从长颈漏斗中注入水，将装置内的氧气压入集气瓶内。 故答案为： （1）①过氧化氢水+氧气； ②bcda； （2）能控制反应速率； （3）从长颈漏斗中注入水。 25. 在制作“简易制氧机”项目式学习中，师生共同制定了如表所示的评价表。小组同学通过对照评价表自评后，完成了如图所示的简易制氧机从1.0到3.0版的迭代。已知使用制氧机的具体操作是量取一次保健吸氧所需过碳酸钠固体（2Na2CO3•3H2O2）置于塑料瓶中，再加入一定量的水和少量的二氧化锰。 简易制氧机评价表 评价指标 优秀 合格 待改进 稳定性 摆放平稳，不易倒伏 摆放较平稳，轻碰后易倒伏 摆放不稳定，不碰即倒 产氧速率 产氧速率适中，适合人体呼吸 产氧速率略快或略慢 产氧速率过快或过慢，不适合人体呼吸 氧气湿度 适宜呼吸，让人体感觉舒适 偏干燥或潮湿，呼吸道略有不适 过于干燥或潮湿，呼吸道极度不适 请回答： （1）对1.0版的制氧机进行测试时，发现塑料瓶瓶壁微烫。则说明该反应是 　 反应。 （2）从评价指标看，2.0版的制氧机将发生装置和加湿装置固定相贴的作用是 　 　 。 （3）3.0版的制氧机，发生装置中标注了a、b、c三条不同季节的水位线，以控制不同季节产氧速率的大致稳定。c为夏季的水位线，原因是 　 　 。 （4）制氧机使用后会残留大量含碳酸钠的废液，需调节至中性才能排放。则可以向废液中加入的过量试剂是 　 　 。 【答案】（1）放热； （2）摆放平稳，不易歪倒； （3）夏季温度高，氧气在水中的溶解度减小，需要更高的水位才能达到与其他季节相近的产氧速率（答案不唯一）； （4）氯化钙溶液。 【解答】解：（1）因为装置外壁变烫，说明反应过程中释放热量，是放热反应；故答案为：放热； （2）将发生装置和加湿装置固定相贴，装置摆放平稳，不易歪倒；故答案为：摆放平稳，不易歪倒； （3）气体溶解度随温度升高而减小，夏季水温高，氧气溶解度减小，提高水位可增加氧气与水的接触，维持产氧速率稳定；故答案为：夏季温度高，氧气在水中的溶解度减小，需要更高的水位才能达到与其他季节相近的产氧速率（答案不唯一）； （4）碳酸钠能与酸反应生成可溶于水的盐、二氧化碳和水，加入过量的氯化钙溶液可将碳酸钠转化为无害的氯化钠，调节至中性后排放；故答案为：氯化钙溶液。 学科网（北京）股份有限公司1 学科网（北京）股份有限公司 $