第1章 我们呼吸的空气 单元综合复习3-高频题、易错题、素养题精练-2025-2026学年八年级科学下册同步精讲精练（新教材，浙教版）

第1章 我们呼吸的空气 高频题、易错题、素养题精练 【高频题、易错题序列】 空气的成分及测定 氧气的化学性质 实验室制氧气 质量守恒定律的实验探究 涉及质量守恒定律的计算 化学方程式的书写 化学方程式的计算 【素养题序列】 ★题型一 空气的成分及测定 1.打捞韩国“岁月号”沉船是水下作业，潜水员需要呼吸富氧空气。富氧空气中氧气含量高于普通空气中的含量，富氧空气中氧气与其他气体的体积比可以是（　　） A．1：2 B．1：5 C．1：4 D．21：79 2．暖宝宝（主要成分为铁粉、木炭、食盐）的热量来源于铁粉的氧化。小涛同学设计使用暖宝宝贴来测定空气中氧气的含量，实验开始前的装置如图，实验后从量筒中流入玻璃瓶（容积为250mL）中的水的体积为45mL（铁粉生锈消耗的水忽略不计）。下列说法错误的是（　　） A．实验前必须检查装置的气密性 B．通过本次实验数据测得空气中氧气的体积分数为18% C．若测得空气中氧气体积分数偏低，可能是暖宝宝的使用数量不足 D．要等温度计示数恢复至实验前的温度才能记量筒内剩余水的体积 3．某学习小组同学设计了如图所示的装置进行实验，夹紧弹簧夹，将足量的红磷和木炭分别点燃后放入甲、乙两个集气瓶中，待反应结束，集气瓶内气体恢复至室温后，再打开弹簧夹。下列有关叙述正确的是（　　） A．点燃后应将红磷和木炭迅速伸入集气瓶中，塞紧瓶塞 B．为防止空气污染，两个集气瓶中均应盛放适量水 C．实验中打开弹簧夹后，两个集气瓶中注入的水量相同 D．实验中可观察到甲中产生大量白烟，乙中有耀眼的白光 4．小明学习完书本中“空气中氧气体积分数的测定”实验后，他利用家中常见物品尝试自主测定空气中氧气的体积分数。查阅资料得知：暖宝宝里含有铁粉，其中的铁粉在潮湿环境中会与氧气反应生成氧化铁固体，从而消耗氧气。小明利用如图装置开始实验。 （1）实验前需检查该装置的气密性，小明将注射器的头部用橡皮塞封住，接下来他该如何操作________________________________________。 （2）小明将包裹铁粉的湿润滤纸置于注射器内壁，观察并记录活塞初始刻度为a毫升。等待一段时间，直到活塞不再移动后，记录此时刻度为b毫升。则空气中氧气的体积分数为________。（用字母表示） （3）经过多次实验，小明发现测得的氧气体积分数总小于，请帮助他分析原因________________ ________________________。 ★题型二 氧气的化学性质 5．氧气的化学性质较为活泼，下列有关说法错误的是（　　） A．红磷在空气中燃烧时，产生大量白雾，放出大量的热 B．将一根带火星的木条伸入充满氧气的集气瓶中，木条会复燃 C．铁丝在氧气中剧烈燃烧时，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体 D．硫粉在氧气中燃烧时，发出明亮的蓝紫色火焰，生成具有刺激性气味的气体 6．如图分别是细铁丝在空气和氧气中点燃后的实验现象图，下列有关分析错误的是（　　） A．细铁丝绕成螺旋状是为了增大铁丝的受热面积和集中热量 B．集气瓶中的水能吸收铁丝燃烧放出的热，防止集气瓶炸裂 C．细铁丝在氧气中反应的实验现象为火光四射，生成四氧化三铁 D．上述实验现象的区别原因在于氧气浓度的不同 7．木炭燃烧实验如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．①中木炭发出耀眼的白光 B．②中操作是将木炭迅速插入集气瓶底部 C．③中澄清石灰水会变浑浊 D．对比①②现象可证明，氧气具有可燃性 8．分析硫、碳、铁丝三种物质在氧气中的燃烧，回答问题。 （1）铁丝燃烧实验中，需要在火柴快要燃尽时再伸入充满氧气的集气瓶中，其目的是____________ ________________________________________________。 （2）从现象角度；在空气中点燃硫时，观察到淡黄色固体熔化后，燃烧发出________色火焰，在氧气中，燃烧得更旺。碳在氧气中比在空气中燃烧得更旺：铁丝在空气中不燃烧，在氧气中剧烈燃烧，火星四射并生成黑色的固体，根据上述现象，可以推测物质的燃烧剧烈程度和氧气浓度的关系为________ ________________________________________________________。 （3）从装置角度：燃烧实验时，集气瓶底是否放入水及放入水的原因各不相同，铁丝燃烧时，集气瓶底放入少许水的目的是：________________________________。 ★题型三 实验室制氧气 9．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． 10．下列装置中，最适合用来收集氧气的是（　　） A． B． C． D． 11．用氯酸钾制取氧气实验时，发现试管破裂，可能原因有：①实验结束时，先熄灭了酒精灯后将导管移出水槽；②加热时试管底部触及灯芯；③加热前试管内外壁有水珠；④试管口向上倾斜；⑤实验前忘记检查装置的气密性；⑥没有进行预热，直接对准试管里固体进行加热．其中与之相关的是（　　） A．只有①③⑥ B．只有②④ C．全部 D．除了⑤外其余均是 12．实验室制取氧气的装置如图所示，下列有关叙述合理的是（　　） A．锥形瓶里加入少量MnO2粉末，分液漏斗里盛放6%双氧水 B．锥形瓶里加入高锰酸钾固体，分液漏斗里盛放蒸馏水 C．集满氧气的集气瓶从水槽里取出后倒放在桌面上 D．当发生装置中液体与固体一接触产生了气泡即刻收集 13．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． 14．小明发现，在利用双氧水制取氧气的实验过程中，会看到不断翻腾的黑色悬浮液，看不到气泡产生。同时，为对比反应前后二氧化锰的质量变化，须经过滤分离，其操作繁琐、耗时长。已知水泥对过氧化氢分解无影响，且能具有一定固定作用。小明利用二氧化锰和水泥制取混合块，并利用如图所示装置探究水泥和二氧化锰最佳质量比。 ①按表1分别称取二氧化锰与水泥，将其混合均匀，经处理后分别形成0.4克块状固体。 ②按图所示安装装置，并检查气密性。 ③取混合物置于圆底烧瓶，打开分液漏斗活塞，使双氧水与混合物接触反应。 ④打开活塞，收集氧气。 ⑤记录一定时间收集到的氧气体积，并取出固体块烘干，称量其质量。 试验编号 水泥/二氧化锰 4分钟收集氧气的体积/毫升 反应后混合固体质量/克 一 3：1 16 0.4 二 2：1 24 0.36 三 1：1 49 0.39 四 1：2 65 0.4 五 1：3 70 0.37 （1）步骤②中检查气密性的方法是：________________________________________。 （2）为了准确收集氧气的体积，请选择步骤④中收集氧气的方式________。 A.观察到均匀气泡时，将导管伸入量筒收集氧气 B.立即将导管伸入量筒，收集氧气 （3）为了更加快速收集氧气并能更加方便验证催化剂的性质，请你谈谈水泥与二氧化锰的混合的最佳比例，并说明理由：________________________________________________________。 ★题型四 质量守恒定律的实验探究 15．质量守恒定律是自然界基本的规律之一。用如图所示装置验证质量守恒定律，下列说法正确的是（　　） A．实验所用白磷需足量 B．灼热的玻璃管点燃白磷后需立即塞紧瓶塞 C．反应结束后立即放在天平上重新称量 D．只将白磷换成硫也可验证质量守恒定律 16．下列实验能够直接用于验证质量守恒定律的是（　　） A． B． C． D． 17．红旗H5汽车采用新型氢能源技术，让氢气和氧气发生电化学反应产生电能驱动电机，续航里程可达520公里。在新型氢能源技术研究中关于质量守恒定律的理解，正确的是（　　） A．液态氢气储罐在低温加压后质量不变，符合质量守恒定律 B．燃料电池中氢氧反应的原子种类和数量不发生改变 C．航天器镁合金外壳氧化后质量增加，违背质量守恒定律 D．2kg氢气与8kg氧气点燃后充分反应生成10kg水 18．质量守恒定律的发现，凝聚了许多科学家的心血。 材料一：早在17世纪，英国化学家波义耳在一个密闭容器中加热金属，得到了金属灰，然后打开容器盖，再次称量金属灰的质量，发现金属灰的质量比反应前的金属质量大。 材料二：1756年，俄国化学家洛蒙诺索夫在一个密闭的容器中加热金属锡，生成了白色的氧化锡，但容器和容器里的物质的总质量，在燃烧前后并没有发生变化。于是他认为在化学变化中物质的质量是守恒的，因此提出了质量守恒假说。 材料三：1774年，拉瓦锡用精确的定量实验在密封容器中研究氧化汞的分解与生成中各物质的质量之间的关系，再次对该假设加以论证。 请回答以下问题： （1）拉瓦锡的实验证实了洛蒙诺索夫的假说，小明认为波义耳实验否定了该假说，你是否赞同小明的观点，请说明理由：________________________________________________________ 。 （2）小明建构了以下图甲的模型，从微观角度分析质量守恒定律，请你补充完整。 （3）为了进一步证实质量守恒定律，小明参照教材中的实验继续深入探究。在白磷燃烧前后质量测定实验中（如图），气球的作用有________________________________________（写一点即可）。 （4）小明认为，蜡烛燃烧后剩下的固体质量比燃烧前少了，因此该现象不符合质量守恒定律。你认为小明同学得出该错误结论的原因是________________________________________________。 ★题型五 涉及质量守恒定律的计算 19．在化学反应A+2B＝C+2D中，已知C和D的相对分子质量之比是22：9，当6.4gB与足量A完全反应后，生成3.6gD。则在此反应中，B和C的质量比是（　　） A．8：11 B．2：11 C．16：11 D．16：9 20．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 21．将一定量的木炭和氧气置于一个封闭的容器中灼烧点燃，测得反应前后各物质质量如表：下列判断正确的是（　　） 物质 木炭 氧气 二氧化碳 X 反应前质量/g 2.4 4.8 0 0 反应后质量/g 0 0 4.4 a A．表中a的值为2.8 B．该反应不遵守质量守恒定律 C．X是该反应的催化剂 D．无论如何改变氧气的起始量，均有X生成 22．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 23．在密闭容器中有甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下，测得反应前后各物质的质量如图所示，下列说法错误的（　　） A．甲可能是单质 B．该反应是化合反应 C．丙可能是催化剂 D．反应前后乙和丁变化的质量比为7：25 ★题型六 化学方程式的书写 24．下列对化学方程式：，表示的含义或说法正确的是（　　） A．氢气加氯气在点燃的条件下等于氯化氢 B．参加反应的H2、Cl2和生成的HCl的分子个数比是1：1：2 C．2g氢气和35.5g氯气反应，会生成37.5g氯化氢 D．每1份质量的氢气和1份质量的氯气在点燃的条件下反应生成2份质量的氯化氢 25．下列关于化学方程式4P+5O22P2O5的读法，错误的是（　　） A．磷和氧气在点燃的条件下反应生成五氧化二磷 B．在点燃的条件下，每4体积的磷和5体积的氧气完全反应，生成五氧化二磷 C．在点燃的条件下，每4个磷原子和5个氧气分子结合生成2个五氧化二磷分子 D．在点燃的条件下，每124份质量的磷和160份质量的氧气完全反应，生成284份质量的五氧化二磷 26．某项目化学习小组设计了一种潜水自救装置，进行了以下项目化学习。当达到设定安全深度时，反应盒中的两种物质混合开始反应产生气体，气囊快速充气上浮，将潜水运动员拉回到水面。反应盒中发生的主要反应为10Na+2KNO3+6SiO2═5Na2SiO3+K2SiO3+X，其中X的化学式为（　　） A．NO B．Na3N C．NO2 D．N2 27．幽门螺杆菌（简称“Hp”）会导致胃炎、胃溃疡等疾病，尿素呼气试验是检测Hp最为常见的一种方法。当被检测者服用含13C的尿素胶囊后，尿素在Hp的影响下产生13CO2，CO2然后定时收集呼出的气体，测定其含量变化，若13CO2显著增多，则判断被检测者为Hp阳性（即已被感染）。 根据上述信息，请回答下列问题： （1）性质决定用途。13C可以用来检测，而常见的12C不能。它们性质不同是因为它们原子内________不同。13C和12C互为________原子。 （2）呼气试验时，被检测者呼出的气体中含量最高的成分是________。 （3）该检测中发生的化学反应为13CO（NH2）2，+H2O＝2X+13CO2，则X的化学式为________。 28．在汉代的《神农本草经》中记载，硝石、硫磺和木炭按照一定比例混合可制成火药。火药爆炸时发生的反应为2KNO3+S+3CK2S+N2↑+3X↑，X的化学式为________，在该化学反应中化合价没有变化的元素是___________。 ★题型七 化学方程式的计算 29．取9.2g某有机化合物在足量的氧气中燃烧，只生成17.6gCO2和10.8gH2O。则该有机物中一定含有的元素是（　　） A B C D 元素 C、H C、H、O H、O C、O A．A B．B C．C D．D 30．在一个密闭容器中放入甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下充分反应，测得反应前后各物质的质量如下表所示。下列说法正确的是（　　） 物质 甲 乙 丙 丁 反应前质量/g 10 0.3 4.8 2.8 反应后质量/g 3.2 待测 8 6.4 A．待测值为0.6 B．此反应可表示为：丙+丁→甲 C．反应中甲和丁变化的质量比为1：2 D．甲一定是化合物 31．下列说法中正确的是（　　） A．足量的Fe、S、H2三种物质分别在氧气中完全燃烧，若消耗等质量的氧气，则消耗质量最多的是H2 B．现有FeO与Fe2O3两种纯净物，FeO中氧元素的质量分数大于Fe2O3中氧元素的质量分数 C．在某种氮的氧化物中，若氮元素与氧元素的质量比为7：4，该氧化物的化学式为NO D．一氧化碳和二氧化碳组成的混合气体中，碳、氧原子的个数比可能是3：4 32．氢气和氧气的混合气体12克，点燃充分反应后冷却，瓶中剩余3克气体，则原混合物中氢气和氧气的质量分别（　　） A．可能是1克氢气和11克氧气 B．可能是11克氢气和1克氧气 C．可能是8克氢气和4克氧气 D．可能是6克氢气和6克氧气 33．在反应A+3B＝2C+3D中，C和D的相对分子质量比为22：9，若2.3gA与足量B充分反应，生成2.7gD，则在此反应中，参加反应的B与生成的C之间的质量比为（　　） A．22：9 B．44：27 C．3：2 D．12：11 34．某环保公司利用家庭净水器废弃滤芯（主要成分为碳酸钙，其他杂质均不溶于水）处理酸性废水。实验中将25g滤芯材料放入反应容器中，加入100g酸性废水（含稀盐酸）恰好完全反应，反应后容器内物质总质量比反应前减少了8.8g。计算： （1）滤芯材料中碳酸钙的质量是多少克？ （2）反应后所得溶液中溶质的质量分数是多少？（保留到0.01%） 35．“化学氧自救呼吸器”是一种在缺氧环境中通过制氧剂临时供氧的装置。制氧剂的主要成分是超氧化钾（KO2），其化学方程式为4KO2+2H2O＝4________+3O2↑。制氧剂中其它成分不能生成氧气。 （1）化学方程式待填处，应填上的化学式为________。 （2）若该呼吸器需为使用者提供96克氧气，则至少需要含KO271%的制氧剂多少克？ 36．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 20g 石灰石样品分成 4 等份（编号为①②③④）每份样品分别与一定量的稀盐酸反应，所得数据如表所示。（已知CaCO3+2HCl＝==CaCl2+H2O+CO2↑） 样品编号 ① ② ③ ④ 稀盐酸的质量/g 10 20 45 80 剩余固体的质量/g 4 3 1 1 求：（1）该石灰石样品的纯度为________。 （2）稀盐酸溶液的溶质质量分数为多少？ 37．现有氯酸钾26g和2g二氧化锰的混合，待反应一段时间后，将试管冷却、称量，得到剩余固体18.4g．求： （1）制得氧气多少克？ （2）剩余固体中含有哪些物质？各为多少克？ （3）氯酸钾的分解率是多少？（保留到0.1%） 1．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． 2．小科所在兴趣小组用如图所示的装置来制取干燥的氧气。装置气密性良好，图①中的锥形瓶内盛有过氧化氢溶液，燃烧匙内装有二氧化锰，燃烧匙可以上下移动，碱石灰用于干燥氧气。下列说法正确的是（　　） A．实验中，利用图②和④的装置收集的氧气均不够干燥 B．图①装置可随时控制反应的发生和停止 C．若用图③收集氧气，可将带火星的木条在b导管口处验满 D．若用装置④测量生成氧气的体积，集气瓶上方原有的空气对测量结果无影响 3．思维导图是有效的思维模式，是应用于记忆、学习、思考等的思维“地图”。如图为氧气制取课题的思维导图，下列说法不合理的是（　　） A．Ⅰ、Ⅱ处分别是氧气的不同制法 B．Ⅲ处表示的是催化剂 C．图中制取氧气的原料中都含有氧气 D．利用空气制取氧气可知液氧沸点比氮高 4．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 5．高温煅烧石灰石（主要成分CaCO3）生成生石灰（CaO）和CO2，发生反应为CaCO3CaO+ CO2↑。高温煅烧6.0gCaCO3一段时间后，剩余固体的质量为3.8g。下列说法错误的是（　　） A．生成CO2的质量是2.2g B．剩余固体中含有两种物质 C．剩余固体中钙元素的质量分数为52.6% D．剩余固体中碳、氧元素质量比为3：32 6．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 7．未来，我们可以利用太阳能技术制取甲醇，其步骤如下：①利用太阳能分解水制取“氢气”；②制甲醇aH2+bCO2cCH3OH（甲醇）+dH2O。下列说法中错误的是（　　） A．步骤②的化学方程式中2b＝c+d B．上述过程可实现水的循环利用 C．氢气属于绿色无污染能源 D．步骤①发生反应的化学方程式为H2OH2+O2 8．某研究小组以CO和H2为原料合成清洁能源二甲醚：4H2+2COCH3OCH3+H2O，向固定容积的密闭容器中充入4gH2和28gCO，经过一段时间反应后容器内压强稳定不变，反应过程中各物质均为气态。反应过程中测得的部分数据如表所示。下列说法正确的是（　　） 时间 0min 20min 40min 80min 100min m（H2）/g 4 2.8 ﹣ 0.8 m1 m（CO）/g 28 m2 11.2 5.6 5.6 m（CH3OH）g 0 ﹣ m3 ﹣ 18.4 m（H2O）/g 0 ﹣ ﹣ m4 ﹣ A．压强稳定后，H2和CO恰好完全反应 B．表中的数据：m1＜m2＜m3 C．20min时，容器中有30%的CO发生反应 D．随着反应的进行，混合气体中H2和CO的质量比变小 9．某化学反应的反应物和生成物的微观示意图及反应前后的质量如表所示。有关该反应的说法不正确的是（　　） 物质 甲 乙 丙 丁 微观示意图 反应前质量/g 48 200 1 0 反应后质量/g 0 x y z A．参加反应的反应物分子个数比为1：1 B．甲物质是甲烷，一个甲烷分子由一个碳原子和四个氢原子构成 C．48g甲烷完全燃烧，反应后生成二氧化碳132g D．x+y+z＝249g 10．有相关资料显示，高纯硅是制作人形机器人芯片的主要材料，锂电池是人形机器人的动力来源。 （1）制备高纯硅通常采用三氯硅烷还原法，其中主要反应之一为：SiO2+2CSi+2X↑，则X的化学式是________。 （2）如图所示为锂原子构成示意图，其中“”表示的微观粒子是________。 （3）现有的锂电池主要是三元锂电池和磷酸铁锂电池，磷酸铁锂电池电极中主要成分为LiFePO4，其中锂元素和磷元素的化合价分别为+1和+5，则铁元素的化合价为________。 11．如图是我国古代用于点火的火折子，制作时将草纸紧紧卷成筒状塞入竹筒中，往其中加入硫磺、磷、硝酸钾等物质，点燃后盖上竹筒帽，将竹筒帽上的小孔a与竹筒上的小孔b对准，观察到小孔中有烟雾冒出。再次使用时，只需打开竹筒帽，对着火星轻轻一吹，草纸就立即燃烧起来。 （1）火折子使用时产生的刺激性气味的气体是________。 （2）火折子中的硝酸钾受热易分解，该反应的化学方程式为2KNO32KNOX+O2↑，其中X＝________。 （3）打开竹筒帽对着火星吹气，草纸就会燃烧起来，说明燃烧需要________。 12．小保利用镁条验证质量守恒定律，进行如下实验。 （1）镁条在空气中燃烧发生反应的化学方程式为（只考虑氧气参加反应）________________。 （2）小保推测镁带在空气中完全燃烧后其固体质量变化可用图一表示，则：M2与M1质量差表示的是________________________。 （3）小保按以下步骤进行实验： 步骤Ⅰ：取一根用砂纸打磨干净的镁条和一个石棉网，一起放在托盘天平上称量，质量为M1。 步骤Ⅱ：在石棉网上方将镁条点燃，镁条剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出热量，产生白烟，石棉网上有白色固体，如图二所示。 步骤Ⅲ：镁条完全燃烧后将白色固体与石棉网同一起放在托盘天平上称量，质量为M2。 对比实验结果。小保发现M1＝M2，请用质量守恒定律解释M1＝M2的原因____________________ ________________________________。 （4）在镁条燃烧过程中，产生白烟的质量与石棉网上白色固体的质量比为________。 13．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”进行了再探究（如图甲所示），得到的数据曲线如图乙所示。 （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），实验结束后理论上集气瓶中水的体积约为________mL。 （2）图乙中Y曲线表示的是集气瓶内的__________（选填“温度”或“氧气浓度”）。 （3）若第二次进行实验时，图甲中装置漏气，则第二次测得的C点数值比图乙中第一次测得的C点数值________（选填“大”或“小”）。 （4）科学兴趣小组想探究用不同物质在空气中燃烧测定氧气含量方法的优劣。他们用足量的蜡烛、红磷和白磷分别在相同体积与状态的空气中燃烧用氧气探测器测定密闭容器中剩余氧气与时间的关系如图丙所示，下列说法正确的是________（填字母）。 A.测定空气中氧气含量效果最好的是蜡烛，因为它反应速率快 B.该实验证明氧气的浓度较低时，红磷与白磷还能与氧气发生反应 C.若用这三种物质做实验，测得空气中氧气含量均偏高 14．某校课外活动小组，欲测定一待旅游开发的岩洞内空气中二氧化碳的体积分数（假设洞内空气中不含除二氧化碳外的其他酸性气体）。进行了如图实验： （1）取样。他们准备从岩洞的底部取样，请你设计用广口瓶从洞中取回一瓶空气样品的方法：________________________________________________________________。 （2）测定用150mL的注射器从广口瓶中抽取100mL气样，按如图所示的装置进行实验；若乙装置中NaOH溶液能吸收二氧化碳气体，且实验结束后，量筒内水的体积为99mL，此数据是________的体积数（用序号填写）。 A．二氧化碳 B．氮气和氧气的混合气体 C．空气中除二氧化碳外的所有气体 （3）计算：洞底空气中二氧化碳的体积分数为________。 （4）岩洞内空气中二氧化碳的体积分数和正常空气中二氧化碳的体积分数不同的原因可能是________________________________________________________________________。 15．兴趣小组利用图甲白磷燃烧装置探究质量守恒定律，利用红外测温仪测量瓶内温度T0，注射器记录气体体积变化V0，电子天平测量装置质量m0，将相关数据随时间的变化情况绘制成图乙。 （1）若实验中加入的白磷质量较小，则该实验能否验证化学反应中质量守恒：_________。 （2）实验中白磷和氧气发生反应，放出热量，温度升高，氧气体积分数减小，但t0﹣t1时刻气体体积却变大。请解释其体积变大的原因______________________________________________________。 16．氧气是生物体呼吸不可或缺的物质，某兴趣小组的同学以“制作简易制氧机”为主题进行项目式学习。小玉查阅资料得知：过碳酸钠是一种易溶于水的白色固体，受热易分解，溶于水时生成碳酸钠和过氧化氢。于是，他用过碳酸钠（Na2CO4）和二氧化锰（MnO2）为原料，用饮料瓶制作了一个简易的制氧机，如图所示。其制氧原理涉及两步反应，请写出第二步的化学反应方程式： （1）①Na2CO4+H2O═Na2CO3+H2O2；②____________________________________。 （2）图中左边塑料瓶中的水的作用是_____________________________________________。 17．小李进行如图所示实验来验证质量守恒定律。在实验用电子天平和量筒准确测量出表中测量对象。（实验中操作正确，当时气压下氧气的密度为ρ） 测量对象 测量结果 MnO2 m1 KClO3 m2 试管 m3 试管+加热后剩余固体 m4 量筒内收集气体的体积 V （1）根据质量守恒定律定律：m1、m2、m3、m4和V和ρ之间应存在的等量关系是_________。 （2）实验操作过程中的“先后”往往很重要，在本实验操作过程中以下的“先后”不合理的是_________。 A.先装药品再检查装置气密性 B.先放酒精灯再将试管固定在铁架台上 C.先等水槽中气泡均匀连续日出再收集气体 D.先熄灭酒精灯管再从水槽中取出导管 18．定量研究是重要的研究方法，因此我们应该掌握好有关质量守恒定律的相关知识。 （1）在验证质量守恒定律时，下列A、B、C三个实验设计中能达到实验目的的是_________（选填序号）。 （2）氧烛是一种用于缺氧环境中自救的化学氧源，广泛用于航空、航海等领域，其主要成分为NaClO3，还含有适量的催化剂、成型剂等。氧烛通过撞击火帽引发反应后，能持续放出高纯氧气，主要反应原理为2NaClO32X+3O2↑，则X的化学式为_________。 （3）一定条件下，在一个密闭容器内发生某反应测得反应前后各物质的质量如图所示。下列说法正确的有_________。 A．x的值为11 B．该反应中氧气与水的质量变化之比为6：5 C．w由碳、氢两种元素组成 D．w中碳、氢元素原子个数比为1：4 18 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 第1章 我们呼吸的空气 高频题、易错题、素养题精练 【高频题、易错题序列】 空气的成分及测定 氧气的化学性质 实验室制氧气 质量守恒定律的实验探究 涉及质量守恒定律的计算 化学方程式的书写 化学方程式的计算 【素养题序列】 ★题型一 空气的成分及测定 1.打捞韩国“岁月号”沉船是水下作业，潜水员需要呼吸富氧空气。富氧空气中氧气含量高于普通空气中的含量，富氧空气中氧气与其他气体的体积比可以是（　　） A．1：2 B．1：5 C．1：4 D．21：79 【答案】A 【解析】A、氧气的体积分数大于空气中的平均氧气体积分数的空气称为富氧空气，即氧气的体积分数大于21%，1：2大约是33.3%，属于富氧空气，故A正确；B、1：5不可以，比空气中的还低，故B错误；C、空气的成分主要以氮气和氧气为主，氧气约占五分之一，氮气约占五分之四，属于普通空气的组成，故C错误；D、21：79与空气的成分相差不大，故D错误。 2．暖宝宝（主要成分为铁粉、木炭、食盐）的热量来源于铁粉的氧化。小涛同学设计使用暖宝宝贴来测定空气中氧气的含量，实验开始前的装置如图，实验后从量筒中流入玻璃瓶（容积为250mL）中的水的体积为45mL（铁粉生锈消耗的水忽略不计）。下列说法错误的是（　　） A．实验前必须检查装置的气密性 B．通过本次实验数据测得空气中氧气的体积分数为18% C．若测得空气中氧气体积分数偏低，可能是暖宝宝的使用数量不足 D．要等温度计示数恢复至实验前的温度才能记量筒内剩余水的体积 【答案】B 【解析】A、如果装置漏气，会使进入的水偏少，测定的结果偏小，所以实验前必须检查装置的气密性，说法正确，故不符合题意；B、铁生锈消耗氧气，使装置内的气压减小，进入水的体积就是消耗氧气的体积，集气瓶内空气的体积是（250﹣20）mL＝230ml，进入水的体积是45mL，即氧气的体积是45mL，因此氧气的体积分数19.6%，说法错误，故符合题意；C、发热剂的量必须足量，因为只有足量的发热剂才能把氧气消耗完，使结果准确，若实验测得空气中氧气体积分数偏低，可能是暖宝宝贴的使用数量不足，说法正确，故不符合题意；D、必须等温度计的读数恢复至实验前的温度后才能记录量筒内剩余水的体积，使结果准确，说法正确，故不符合题意。 3．某学习小组同学设计了如图所示的装置进行实验，夹紧弹簧夹，将足量的红磷和木炭分别点燃后放入甲、乙两个集气瓶中，待反应结束，集气瓶内气体恢复至室温后，再打开弹簧夹。下列有关叙述正确的是（　　） A．点燃后应将红磷和木炭迅速伸入集气瓶中，塞紧瓶塞 B．为防止空气污染，两个集气瓶中均应盛放适量水 C．实验中打开弹簧夹后，两个集气瓶中注入的水量相同 D．实验中可观察到甲中产生大量白烟，乙中有耀眼的白光 【答案】A 【解析】A、点燃后应将红磷和木炭迅速伸入集气瓶中，塞紧瓶塞，若缓慢伸入，会使集气瓶中的气体受热膨胀排出一部分，会导致实验结果不准确，故选项说法正确。B、甲中应盛放适量水，以吸收五氧化二磷，防止空气污染；乙中木炭在空气中燃烧生成二氧化碳，二氧化碳不属于空气的污染气体，不需要盛放适量水，故选项说法错误。C、红磷在空气中燃烧生成五氧化二磷固体，甲中气体体积减少，压强减小；木炭在空气中燃烧生成二氧化碳，乙中虽除去了氧气，但增加了新的气体，没有形成压强差，压强变化不大；实验中打开弹簧夹后，两个集气瓶中注入的水量不相同，故选项说法错误。D、实验中可观察到甲中产生大量白烟，乙中发出红光，故选项说法错误。 4．小明学习完书本中“空气中氧气体积分数的测定”实验后，他利用家中常见物品尝试自主测定空气中氧气的体积分数。查阅资料得知：暖宝宝里含有铁粉，其中的铁粉在潮湿环境中会与氧气反应生成氧化铁固体，从而消耗氧气。小明利用如图装置开始实验。 （1）实验前需检查该装置的气密性，小明将注射器的头部用橡皮塞封住，接下来他该如何操作________________________________________。 （2）小明将包裹铁粉的湿润滤纸置于注射器内壁，观察并记录活塞初始刻度为a毫升。等待一段时间，直到活塞不再移动后，记录此时刻度为b毫升。则空气中氧气的体积分数为________。（用字母表示） （3）经过多次实验，小明发现测得的氧气体积分数总小于，请帮助他分析原因________________ ________________________。 【答案】（1）轻轻拉动注射器的活塞，观察活塞是否回弹。 （2）。 （3）装置漏气或铁粉不足等。 【解析】（1）小明将注射器的头部用橡皮塞封住后，轻轻拉动注射器的活塞，松开手后，活塞回到原位置，可证明装置气密性良好；（2）根据实验可知，空气中氧气的体积分数为：；（3）铁粉的量不足，造成瓶内空气中的氧气没有完全被消耗，所以会使所测得的氧气的体积分数偏小；装置漏气，会使外面的空气进入集气瓶，导致测得氧气的体积分数偏小。 ★题型二 氧气的化学性质 5．氧气的化学性质较为活泼，下列有关说法错误的是（　　） A．红磷在空气中燃烧时，产生大量白雾，放出大量的热 B．将一根带火星的木条伸入充满氧气的集气瓶中，木条会复燃 C．铁丝在氧气中剧烈燃烧时，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体 D．硫粉在氧气中燃烧时，发出明亮的蓝紫色火焰，生成具有刺激性气味的气体 【答案】A 【解析】A、红磷在空气中燃烧时，放出大量的热，产生大量的白烟，而不是白雾，故选项说法错误。B、氧气能支持燃烧，将一根带火星的木条伸入充满氧气的集气瓶中，木条会复燃，故选项说法正确。C、铁丝在氧气中剧烈燃烧时，火星四射，放出大量的热，生成一种黑色固体，故选项说法正确。D、硫粉在氧气中燃烧时，发出明亮的蓝紫色火焰，生成具有刺激性气味的气体，故选项说法正确。 6．如图分别是细铁丝在空气和氧气中点燃后的实验现象图，下列有关分析错误的是（　　） A．细铁丝绕成螺旋状是为了增大铁丝的受热面积和集中热量 B．集气瓶中的水能吸收铁丝燃烧放出的热，防止集气瓶炸裂 C．细铁丝在氧气中反应的实验现象为火光四射，生成四氧化三铁 D．上述实验现象的区别原因在于氧气浓度的不同 【答案】C 【解析】A、细铁丝绕成螺旋状是为了增大铁丝的受热面积和集中热量，故选项说法正确。B、集气瓶中的水能吸收铁丝燃烧放出的热，防止集气瓶炸裂，故选项说法正确。C、细铁丝在氧气中反应的实验现象为火光四射，生成四氧化三铁是实验结论而不是实验现象，故选项说法错误。D、氧气中氧气的含量比空气中的大，上述实验现象的区别原因在于氧气浓度的不同，故选项说法正确。 7．木炭燃烧实验如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．①中木炭发出耀眼的白光 B．②中操作是将木炭迅速插入集气瓶底部 C．③中澄清石灰水会变浑浊 D．对比①②现象可证明，氧气具有可燃性 【答案】C 【解析】A、①中木炭在空气中燃烧，发出微弱的光，该选项不正确。B、②中操作是将木炭由上而下缓缓插入集气瓶底部，以防止过多的气体逸出，该选项不正确。C、③中澄清石灰水会变浑浊，是因为二氧化碳和氢氧化钙反应生成白色沉淀碳酸钙和水，该选项正确。D、对比①②现象可证明，氧气支持燃烧，该选项不正确。 8．分析硫、碳、铁丝三种物质在氧气中的燃烧，回答问题。 （1）铁丝燃烧实验中，需要在火柴快要燃尽时再伸入充满氧气的集气瓶中，其目的是____________ ________________________________________________。 （2）从现象角度；在空气中点燃硫时，观察到淡黄色固体熔化后，燃烧发出________色火焰，在氧气中，燃烧得更旺。碳在氧气中比在空气中燃烧得更旺：铁丝在空气中不燃烧，在氧气中剧烈燃烧，火星四射并生成黑色的固体，根据上述现象，可以推测物质的燃烧剧烈程度和氧气浓度的关系为________ ________________________________________________________。 （3）从装置角度：燃烧实验时，集气瓶底是否放入水及放入水的原因各不相同，铁丝燃烧时，集气瓶底放入少许水的目的是：________________________________。 【答案】（1）防止火柴燃烧消耗过多的氧气，使铁丝燃烧现象不明显； （2）淡蓝；氧气浓度越高，物质燃烧的越剧烈； （3）防止高温熔融物溅落炸裂瓶底。 【解析】（1）火柴在铁丝燃烧实验中起引燃铁丝的作用。如果火柴未快要燃尽就伸入集气瓶，火柴燃烧会消耗集气瓶内大量氧气，导致氧气浓度降低，铁丝可能无法剧烈燃烧甚至不能燃烧，在火柴快要燃尽时再伸入充满氧气的集气瓶中，目的是防止火柴燃烧消耗过多的氧气，使铁丝燃烧现象不明显。 （2）在空气中点燃硫时，观察到淡黄色固体熔化后，燃烧发出淡蓝色火焰；如硫在空气中燃烧发出淡蓝色火焰，在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰；碳在空气中燃烧发红，在氧气中剧烈燃烧发出白光；铁丝在空气中不燃烧，在氧气中剧烈燃烧。所以可以推测物质的燃烧剧烈程度和氧气浓度的关系为：氧气浓度越高，物质燃烧越剧烈。 （3）铁丝在氧气中燃烧时，火星四射，放出大量热，生成的高温熔融物溅落可能会使集气瓶炸裂，集气瓶底放入少许水的目的是防止高温熔融物溅落炸裂集气瓶底。 ★题型三 实验室制氧气 9．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 【解析】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。 10．下列装置中，最适合用来收集氧气的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】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。 11．用氯酸钾制取氧气实验时，发现试管破裂，可能原因有：①实验结束时，先熄灭了酒精灯后将导管移出水槽；②加热时试管底部触及灯芯；③加热前试管内外壁有水珠；④试管口向上倾斜；⑤实验前忘记检查装置的气密性；⑥没有进行预热，直接对准试管里固体进行加热．其中与之相关的是（　　） A．只有①③⑥ B．只有②④ C．全部 D．除了⑤外其余均是 【答案】D 【解析】在实验后试管破裂，这是操作不当经常会出现的问题，试管破裂可能的原因有： 实验结束时，先熄灭了酒精灯后将导管移出水槽，导致水倒流进试管而炸裂试管； 加热时试管底部触及灯芯（那里温度很低），试管受热不均而破裂； 加热前试管内外壁有水珠，加热时，试管受热不均而破裂； 固体加热时，试管口未略向下倾斜，试管里药品的冷凝水流到很烫的试管底部而炸裂试管； 没有进行预热，直接对准试管里固体进行加热，会使试管受热不均匀而破裂； 实验前忘记检查装置的气密性，只会导致气体外逸，不会导致试管破裂。 综上所述，故选：D。 12．实验室制取氧气的装置如图所示，下列有关叙述合理的是（　　） A．锥形瓶里加入少量MnO2粉末，分液漏斗里盛放6%双氧水 B．锥形瓶里加入高锰酸钾固体，分液漏斗里盛放蒸馏水 C．集满氧气的集气瓶从水槽里取出后倒放在桌面上 D．当发生装置中液体与固体一接触产生了气泡即刻收集 【答案】A 【解析】A、锥形瓶里加入少量MnO2粉末，分液漏斗里盛放6%双氧水，故A正确；B、该装置不能使用高锰酸钾制取，故B错误；C、氧气的密度大于空气，集满氧气的集气瓶从水槽里取出后正放在桌面上，故C错误；D、当发生装置中液体与固体一接触产生了气泡，此时不能立刻收集，此时排出的是装置内的空气，故D错误。 13．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． 【答案】C 【解析】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。 14．小明发现，在利用双氧水制取氧气的实验过程中，会看到不断翻腾的黑色悬浮液，看不到气泡产生。同时，为对比反应前后二氧化锰的质量变化，须经过滤分离，其操作繁琐、耗时长。已知水泥对过氧化氢分解无影响，且能具有一定固定作用。小明利用二氧化锰和水泥制取混合块，并利用如图所示装置探究水泥和二氧化锰最佳质量比。 ①按表1分别称取二氧化锰与水泥，将其混合均匀，经处理后分别形成0.4克块状固体。 ②按图所示安装装置，并检查气密性。 ③取混合物置于圆底烧瓶，打开分液漏斗活塞，使双氧水与混合物接触反应。 ④打开活塞，收集氧气。 ⑤记录一定时间收集到的氧气体积，并取出固体块烘干，称量其质量。 试验编号 水泥/二氧化锰 4分钟收集氧气的体积/毫升 反应后混合固体质量/克 一 3：1 16 0.4 二 2：1 24 0.36 三 1：1 49 0.39 四 1：2 65 0.4 五 1：3 70 0.37 （1）步骤②中检查气密性的方法是：________________________________________。 （2）为了准确收集氧气的体积，请选择步骤④中收集氧气的方式________。 A.观察到均匀气泡时，将导管伸入量筒收集氧气 B.立即将导管伸入量筒，收集氧气 （3）为了更加快速收集氧气并能更加方便验证催化剂的性质，请你谈谈水泥与二氧化锰的混合的最佳比例，并说明理由：________________________________________________________。 【答案】（1）连接装置，双手紧捂烧瓶，导管口出现气泡，说明装置不漏气。 （2）B。 （3）水泥与二氧化锰的混合的最佳比例是1：2，是因为反应前后固体质量不变，能够验证催化剂的质量反应前后不变，4分钟收集氧气的体积是65mL，比试验一收集的气体更多，实验结果更准确。 【解析】（1）步骤②中检查气密性的方法是：连接装置，双手紧捂烧瓶，导管口出现气泡，说明装置不漏气。 （2）为了准确收集氧气的体积，步骤④中收集氧气的方式是立即将导管伸入量筒，收集氧气，是因为产生多少体积的氧气，就有多少体积的气体排入量筒中，实验结果更准确。 （3）为了更加快速收集氧气并能更加方便验证催化剂的性质，水泥与二氧化锰的混合的最佳比例是1：2，是因为反应前后固体质量不变，能够验证催化剂的质量反应前后不变，4分钟收集氧气的体积是65mL，比试验一收集的气体更多，实验结果更准确。 ★题型四 质量守恒定律的实验探究 15．质量守恒定律是自然界基本的规律之一。用如图所示装置验证质量守恒定律，下列说法正确的是（　　） A．实验所用白磷需足量 B．灼热的玻璃管点燃白磷后需立即塞紧瓶塞 C．反应结束后立即放在天平上重新称量 D．只将白磷换成硫也可验证质量守恒定律 【答案】B 【解析】A、白磷不一定足量，是因为要验证质量守恒定律，需要是化学反应，并且装置不漏气即可，故选项不正确。B、灼热的玻璃管点燃白磷后需立即塞紧瓶塞，以防止气体受热膨胀逸出，导致实验结果不准确或失败，故选项正确。C、反应结束后，冷却至室温，再放在天平上重新称量，以防止气球受到的浮力影响实验结果，故选项不正确。D、硫燃烧生成二氧化硫，二氧化硫充满气球，空气对气球产生的浮力影响实验结果，故选项不正确。 16．下列实验能够直接用于验证质量守恒定律的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】A、镁条和氧气在点燃的条件下成氧化镁，由于空气中的氧气参与了反应，所以反应前后固体的质量不相等，不能直接用于验证质量守恒定律，故选项不符合题意。B、铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，该反应在密闭容器中进行，反应前后物质的总质量不变，能直接用于验证质量守恒定律，故选项符合题意。C、过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应在敞口容器中进行，生成的氧气会散逸到空气中，使反应后的质量减小，不能直接用于验证质量守恒定律，故选项不符合题意。D、碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，反应在敞口容器中进行，生成的二氧化碳会散逸到空气中，使反应后的质量减小，不能直接用于验证质量守恒定律，故选项不符合题意。 17．红旗H5汽车采用新型氢能源技术，让氢气和氧气发生电化学反应产生电能驱动电机，续航里程可达520公里。在新型氢能源技术研究中关于质量守恒定律的理解，正确的是（　　） A．液态氢气储罐在低温加压后质量不变，符合质量守恒定律 B．燃料电池中氢氧反应的原子种类和数量不发生改变 C．航天器镁合金外壳氧化后质量增加，违背质量守恒定律 D．2kg氢气与8kg氧气点燃后充分反应生成10kg水 【答案】B 【解析】A、液态氢气储罐在低温加压后质量不变，此过程只是氢气的状态发生改变，没有新物质生成，属于物理变化，而质量守恒定律只适用于化学变化，故A 错误；B、燃料电池中氢氧反应属于化学变化，根据质量守恒定律的微观实质，在化学反应中原子种类和数量都不会改变，故B正确；C、航天器镁合金外壳氧化后质量增加，是因为镁与氧气发生反应生成了氧化镁，增加的质量是参加反应的氧气的质量，该反应属于化学变化，仍然遵循质量守恒定律，故C错误；D、氢气和氧气反应的化学方程式为2H2+O22H2O，由化学方程式可知氢气、氧气反应的质量比为（2×2）：32 ＝ 1：8，即1kg氢气与8kg氧气恰好完全反应生成9kg水，2kg氢气与8kg氧气反应时，氢气有剩余，生成水的质量不是10kg，故D错误。 18．质量守恒定律的发现，凝聚了许多科学家的心血。 材料一：早在17世纪，英国化学家波义耳在一个密闭容器中加热金属，得到了金属灰，然后打开容器盖，再次称量金属灰的质量，发现金属灰的质量比反应前的金属质量大。 材料二：1756年，俄国化学家洛蒙诺索夫在一个密闭的容器中加热金属锡，生成了白色的氧化锡，但容器和容器里的物质的总质量，在燃烧前后并没有发生变化。于是他认为在化学变化中物质的质量是守恒的，因此提出了质量守恒假说。 材料三：1774年，拉瓦锡用精确的定量实验在密封容器中研究氧化汞的分解与生成中各物质的质量之间的关系，再次对该假设加以论证。 请回答以下问题： （1）拉瓦锡的实验证实了洛蒙诺索夫的假说，小明认为波义耳实验否定了该假说，你是否赞同小明的观点，请说明理由：________________________________________________________ 。 （2）小明建构了以下图甲的模型，从微观角度分析质量守恒定律，请你补充完整。 （3）为了进一步证实质量守恒定律，小明参照教材中的实验继续深入探究。在白磷燃烧前后质量测定实验中（如图），气球的作用有________________________________________（写一点即可）。 （4）小明认为，蜡烛燃烧后剩下的固体质量比燃烧前少了，因此该现象不符合质量守恒定律。你认为小明同学得出该错误结论的原因是________________________________________________。 【答案】（1）不赞同，金属灰的质量比反应前的金属质量大，是因为金属和氧气发生了反应。 （2）。 （3）密闭，防止物质逸出或进入（或防止容器内气压过大胶塞弹出）。 （4）忽略了蜡烛燃烧生成的二氧化碳和水蒸气逸散到空气中。 【解析】（1）不赞同，金属灰的质量比反应前的金属质量大，是因为金属和氧气发生了反应。 （2）反应前后原子种类和个数都不变，补充如答图所示。 （3）气球的作用有密闭，防止物质逸出或进入（或防止容器内气压过大胶塞弹出）。 （4）小明同学得出该错误结论的原因是忽略了蜡烛燃烧生成的二氧化碳和水蒸气逸散到空气中。 ★题型五 涉及质量守恒定律的计算 19．在化学反应A+2B＝C+2D中，已知C和D的相对分子质量之比是22：9，当6.4gB与足量A完全反应后，生成3.6gD。则在此反应中，B和C的质量比是（　　） A．8：11 B．2：11 C．16：11 D．16：9 【答案】C 【解析】设生成C的质量为x。 A+2B＝C+2D 22 2×9 x  3.6g x＝4.4g 则生成C的质量为4.4g，所以在此反应中B和C的质量比是6.4g：4.4g＝16：11。 20．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 【答案】B 【解析】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。 21．将一定量的木炭和氧气置于一个封闭的容器中灼烧点燃，测得反应前后各物质质量如表：下列判断正确的是（　　） 物质 木炭 氧气 二氧化碳 X 反应前质量/g 2.4 4.8 0 0 反应后质量/g 0 0 4.4 a A．表中a的值为2.8 B．该反应不遵守质量守恒定律 C．X是该反应的催化剂 D．无论如何改变氧气的起始量，均有X生成 【答案】A 【解析】A、根据质量守恒定律，化学反应前后物质的总质量不变，由表中数据可知，a＝2.4+4.8﹣4.4＝2.8，故选项符合题意。B、所有化学反应都遵守质量守恒定律，该反应是化学反应，也遵守质量守恒定律，故选项不符合题意。C、由A的计算可知，反应后X的质量增大，则X是该反应的生成物而不是催化剂，故选项不符合题意。D、碳充分燃烧时生成二氧化碳，不充分燃烧生成一氧化碳，则X是一氧化碳，当氧气充足时不会有一氧化碳生成，故选项不符合题意。 22．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 【答案】A 【解析】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。 23．在密闭容器中有甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下，测得反应前后各物质的质量如图所示，下列说法错误的（　　） A．甲可能是单质 B．该反应是化合反应 C．丙可能是催化剂 D．反应前后乙和丁变化的质量比为7：25 【答案】D 【解析】甲物质反应后质量减少14g，属于反应物，乙物质质量减少16g，属于反应物；丙物质反应前后质量不变，可能是催化剂，可能没有参加反应，丁物质质量增加30g，属于生成物。 A、甲可能是单质，故A正确；B、该反应是两种物质生成了一种物质，属于化合反应，故B正确；C、丙可能是催化剂，故C正确；D、反应前后乙和丁变化的质量比为16g：30g＝8：15，故D错误。 ★题型六 化学方程式的书写 24．下列对化学方程式：，表示的含义或说法正确的是（　　） A．氢气加氯气在点燃的条件下等于氯化氢 B．参加反应的H2、Cl2和生成的HCl的分子个数比是1：1：2 C．2g氢气和35.5g氯气反应，会生成37.5g氯化氢 D．每1份质量的氢气和1份质量的氯气在点燃的条件下反应生成2份质量的氯化氢 【答案】B 【解析】A、该化学方程式表示氢气和氯气在点燃的条件下反应生成氯化氢，在化学方程式中，“+”读作“和”，故A错误；B、根据化学方程式可知，参加反应的H2、Cl2和HCl的分子个数比为1：1：2，故B正确；C、参加反应的氢气、氯气和生成氯化氢的质量比为：2：（35.5×2）：（36.5×2）＝2：71：73，即2g氢气和35.5g氯气反应，氢气有剩余，生成氯化氢的质量小于37.5g，故C错误；D、每2份质量的氢气和71份质量的氯气在点燃的条件下反应生成73份质量的氯化氢，故D错误。 25．下列关于化学方程式4P+5O22P2O5的读法，错误的是（　　） A．磷和氧气在点燃的条件下反应生成五氧化二磷 B．在点燃的条件下，每4体积的磷和5体积的氧气完全反应，生成五氧化二磷 C．在点燃的条件下，每4个磷原子和5个氧气分子结合生成2个五氧化二磷分子 D．在点燃的条件下，每124份质量的磷和160份质量的氧气完全反应，生成284份质量的五氧化二磷 【答案】B 【解析】A、磷和氧气在点燃的条件下反应生成五氧化二磷，正确；B、化学式前的系数表示参加反应的微粒个数比，错误；C、在点燃的条件下，每4个磷原子和5个氧气分子结合生成2个五氧化二磷分子，正确；D、在点燃的条件下，每124份质量的磷和160份质量的氧气完全反应，生成284份质量的五氧化二磷，正确。 26．某项目化学习小组设计了一种潜水自救装置，进行了以下项目化学习。当达到设定安全深度时，反应盒中的两种物质混合开始反应产生气体，气囊快速充气上浮，将潜水运动员拉回到水面。反应盒中发生的主要反应为10Na+2KNO3+6SiO2═5Na2SiO3+K2SiO3+X，其中X的化学式为（　　） A．NO B．Na3N C．NO2 D．N2 【答案】D 【解析】根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和数目不变，由发生的主要反应10Na+2KNO3+6SiO2═5Na2SiO3+K2SiO3+X可知，反应前有10个Na，2个K，2个N，6个Si，18个O，反应后有10个Na，2个K，0个N，6个Si，18个O，则X中含有2个N，所以X的化学式为：N2。 27．幽门螺杆菌（简称“Hp”）会导致胃炎、胃溃疡等疾病，尿素呼气试验是检测Hp最为常见的一种方法。当被检测者服用含13C的尿素胶囊后，尿素在Hp的影响下产生13CO2，CO2然后定时收集呼出的气体，测定其含量变化，若13CO2显著增多，则判断被检测者为Hp阳性（即已被感染）。 根据上述信息，请回答下列问题： （1）性质决定用途。13C可以用来检测，而常见的12C不能。它们性质不同是因为它们原子内________不同。13C和12C互为________原子。 （2）呼气试验时，被检测者呼出的气体中含量最高的成分是________。 （3）该检测中发生的化学反应为13CO（NH2）2，+H2O＝2X+13CO2，则X的化学式为________。 【答案】（1）中子数；同位素；（2）氮气；（3）NH3。 【解析】（1）性质决定用途。13C可以用来检测，而常见的12C不能。它们性质不同是因为它们原子内中子数不同。13C和12C互为同位素原子。（2）呼气试验时，氮气是空气含量最高的气体，被检测者呼出的气体中含量最高的成分是氮气。（3）该检测中发生的化学反应为13CO（NH2）2，+H2O＝2X+13CO2，由化学方程式看出，反应前C、O、N、H的个数分别为：1、2、2、6，反应后C、O、N、H的个数分别为：1、2、0、0，故2X中含有2N和6H，即X的化学式为NH3。 28．在汉代的《神农本草经》中记载，硝石、硫磺和木炭按照一定比例混合可制成火药。火药爆炸时发生的反应为2KNO3+S+3CK2S+N2↑+3X↑，X的化学式为________，在该化学反应中化合价没有变化的元素是___________。 【答案】CO2；K和O。 【解析】由反应的化学方程式2KNO3+S+3CK2S+N2↑+3X↑可知，反应前有2个钾原子，2个氮原子，6个氧原子，1个硫原子，3个碳原子，反应后有2个钾原子，1个硫原子，2个氮原子，根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和数目不变，则3X中含有3个碳原子，6个氧原子，所以X的化学式为：CO2；故选：C。单质中元素的化合价为零，化合物中各元素正、负化合价代数和为零，由反应的化学方程式2KNO3+S+3CK2S+N2↑+3CO2↑可知，S、C、N的化合价都有变化，反应前后钾元素都是+1价，氧元素都是﹣2价，则在该化学反应中化合价没有变化的元素是K和O。 ★题型七 化学方程式的计算 29．取9.2g某有机化合物在足量的氧气中燃烧，只生成17.6gCO2和10.8gH2O。则该有机物中一定含有的元素是（　　） A B C D 元素 C、H C、H、O H、O C、O A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【解析】取9.2g某有机化合物在足量的氧气中燃烧，只生成17.6gCO2和10.8gH2O，根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类和质量不变，生成物二氧化碳和水中含有碳、氢、氧元素，参加反应的氧气中只含有氧元素，则该有机物中一定含有碳、氢元素；17.6gCO2中碳元素的质量为：17.6g100%＝4.8g，10.8gH2O中氢元素的质量为：10.8g100%＝1.2g，4.8g+1.2g＝6g＜9.2g，则该有机物中还含有氧元素，即该有机物中一定含有的元素是C、H、O。 30．在一个密闭容器中放入甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下充分反应，测得反应前后各物质的质量如下表所示。下列说法正确的是（　　） 物质 甲 乙 丙 丁 反应前质量/g 10 0.3 4.8 2.8 反应后质量/g 3.2 待测 8 6.4 A．待测值为0.6 B．此反应可表示为：丙+丁→甲 C．反应中甲和丁变化的质量比为1：2 D．甲一定是化合物 【答案】D 【解析】由表中数据分析可知，反应前后甲的质量减少了10g﹣3.2g＝6.8g，故是反应物，参加反应的甲的质量为6.8g；同理可以确定丙是生成物，生成的丙的质量为8g﹣4.8g＝3.2g；丁是生成物，生成的丁的质量为6.4g﹣2.8g＝3.6g；由质量守恒定律，乙的质量不变，可能作该反应的催化剂，也可能没有参加反应，故待测的数值为0.3g。 A、待测值为0.3，故选项说法错误。B、该反应的反应物为甲，生成物是丙和丁，故选项说法错误。C、反应中甲和丁变化的质量比为6.8g：3.6g≠1：2，故选项说法错误。D、该反应的反应物为甲，生成物是丙和丁，属于分解反应，甲是分解反应的反应物，一定是化合物，故选项说法正确。 31．下列说法中正确的是（　　） A．足量的Fe、S、H2三种物质分别在氧气中完全燃烧，若消耗等质量的氧气，则消耗质量最多的是H2 B．现有FeO与Fe2O3两种纯净物，FeO中氧元素的质量分数大于Fe2O3中氧元素的质量分数 C．在某种氮的氧化物中，若氮元素与氧元素的质量比为7：4，该氧化物的化学式为NO D．一氧化碳和二氧化碳组成的混合气体中，碳、氧原子的个数比可能是3：4 【答案】D 【解析】A、四种物质和等质量的氧气反应的关系式为Fe～O2，S～O2，2H2～O2，由关系式可得消耗等质量的氧气需要铁的质量为84g、需要硫的质量为32g、需要氢气的质量为4g，故消耗质量最小的是氢气，故错误；B、可让两种物质中铁元素的原子个数相等，氧元素的原子个数多的物质，则该物质中氧元素的含量高。所以比较2FeO、Fe2O3中氧的原子个数即可，FeO中氧元素的质量分数小于Fe2O3中氧元素的质量分数，故错误；C、一氧化氮中氮元素和氧元素的质量比为14：16＝7：8，故错误；D、当一氧化碳和二氧化碳的分子个数比为2：1时，碳原子和氧原子的个数为3：4，故正确。 32．氢气和氧气的混合气体12克，点燃充分反应后冷却，瓶中剩余3克气体，则原混合物中氢气和氧气的质量分别（　　） A．可能是1克氢气和11克氧气 B．可能是11克氢气和1克氧气 C．可能是8克氢气和4克氧气 D．可能是6克氢气和6克氧气 【答案】A 【解析】由题意可知，生成水的质量为9g，设参加反应的氢气为x，氧气的质量为y。 2H2+O22H2O 4   32   36 x   y  9g x＝1g y＝8g 因为氢气和氧气的混合气体共12g，充分反应后生成9g水，根据质量守恒定律和计算可知参加反应的氢气为1g，氧气为9g；所以肯定其中有一种物质过量。①当氢气为1g时，则氧气为8g+3g＝11g；②当氧气为8g时，则氢气的质量为1g+3g＝4g。故选：A。 33．在反应A+3B＝2C+3D中，C和D的相对分子质量比为22：9，若2.3gA与足量B充分反应，生成2.7gD，则在此反应中，参加反应的B与生成的C之间的质量比为（　　） A．22：9 B．44：27 C．3：2 D．12：11 【答案】D 【解析】设生成的C的质量为x。 A+3B＝2C+3D 44 27 x 2.7g x＝4.4g 由质量守恒定律，则参加反应的B的质量为4.4g+2.7g﹣2.3g＝4.8g。 参加反应的B与生成的C之间的质量比为4.8g：4.4g＝12：11。 34．某环保公司利用家庭净水器废弃滤芯（主要成分为碳酸钙，其他杂质均不溶于水）处理酸性废水。实验中将25g滤芯材料放入反应容器中，加入100g酸性废水（含稀盐酸）恰好完全反应，反应后容器内物质总质量比反应前减少了8.8g。计算： （1）滤芯材料中碳酸钙的质量是多少克？ （2）反应后所得溶液中溶质的质量分数是多少？（保留到0.01%） 【答案】（1）20；（2）19.96%。 【解析】（1）设滤芯材料中碳酸钙的质量是x，生成氯化钙的质量为y。 CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑ 100 111 44 x y 8.8g 解得：x＝20g 解得：y＝22.2g （2）反应后所得溶液中溶质的质量分数是：19.96% 答：（1）滤芯材料中碳酸钙的质量是20克； （2）反应后所得溶液中溶质的质量分数是19.96%。 35．“化学氧自救呼吸器”是一种在缺氧环境中通过制氧剂临时供氧的装置。制氧剂的主要成分是超氧化钾（KO2），其化学方程式为4KO2+2H2O＝4________+3O2↑。制氧剂中其它成分不能生成氧气。 （1）化学方程式待填处，应填上的化学式为________。 （2）若该呼吸器需为使用者提供96克氧气，则至少需要含KO271%的制氧剂多少克？ 【答案】（1）KOH；（2）400g。 【解析】（1）根据质量守恒定律，反应前后原子的种类和数目不变，由化学方程式4KO2+2H2O＝4_+3O2↑可知，反应前有4个钾原子，10个氧原子，4个氢原子，反应后已知的有6个氧原子，则化学方程式待填处应填上的化学式为：KOH。 （2）设制得96克氧气需要KO2的质量为x。 4KO2+2H2O＝4KOH+3O2↑ 284 96 x 96g x＝284g 则至少需要含KO271%的制氧剂的质量为：284g÷71%＝400g。 答：至少需要含KO271%的制氧剂的质量为400g。 36．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 20g 石灰石样品分成 4 等份（编号为①②③④）每份样品分别与一定量的稀盐酸反应，所得数据如表所示。（已知CaCO3+2HCl＝==CaCl2+H2O+CO2↑） 样品编号 ① ② ③ ④ 稀盐酸的质量/g 10 20 45 80 剩余固体的质量/g 4 3 1 1 求：（1）该石灰石样品的纯度为________。 （2）稀盐酸溶液的溶质质量分数为多少？ 【答案】（1）80%；（2）7.3%。 【解析】（1）由分析可得，5g石灰石中含有碳酸钙的质量为4g，则该石灰石样品的纯度为。 （2）设稀盐酸溶液的溶质质量分数为x CaCO3+2HCl＝==CaCl2+H2O+CO2↑ 100 73 5g﹣4g 10g×x x＝7.3% 答：稀盐酸溶液的溶质质量分数为7.3%。 37．现有氯酸钾26g和2g二氧化锰的混合，待反应一段时间后，将试管冷却、称量，得到剩余固体18.4g．求： （1）制得氧气多少克？ （2）剩余固体中含有哪些物质？各为多少克？ （3）氯酸钾的分解率是多少？（保留到0.1%） 【解】（1）根据质量守恒定律可知，得到的氧气的质量＝26g+2g﹣18.4g＝9.6g； （2）设生成9.6g氧气时需分解氯酸钾的质量为x． 2KClO32KCl+3O2↑ 245 96 x 9.6g x＝24.5g 由质量守恒定律可知生成的氯化钾质量是24.5g﹣9.6g＝14.9g，二氧化锰是该反应的催化剂，所以其质量化学反应前后不会变化，因此剩余的固体中含有未反应的氯酸钾质量是26g﹣24.5g＝1.5g；二氧化锰2g，氯化钾14.9g； （3）氯酸钾的分解率是100%≈94.2% 答：（1）制得氧气9.6克． （2）剩余固体中含有氯酸钾、氯化钾和二氧化锰，质量各为1.5g、14.9g和2g； （3）氯酸钾的分解率是94.2%。 1．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 【解析】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。 2．小科所在兴趣小组用如图所示的装置来制取干燥的氧气。装置气密性良好，图①中的锥形瓶内盛有过氧化氢溶液，燃烧匙内装有二氧化锰，燃烧匙可以上下移动，碱石灰用于干燥氧气。下列说法正确的是（　　） A．实验中，利用图②和④的装置收集的氧气均不够干燥 B．图①装置可随时控制反应的发生和停止 C．若用图③收集氧气，可将带火星的木条在b导管口处验满 D．若用装置④测量生成氧气的体积，集气瓶上方原有的空气对测量结果无影响 【答案】D 【解析】A、实验中，利用图②装置收集的氧气不够干燥，图④中，植物油隔绝了氧气和水的接触，收集的氧气干燥，故A错误；B、将二氧化锰的燃烧匙上提，没有二氧化锰时，过氧化氢仍然能够分解生成水和氧气，只是反应速率慢一些，不会控制反应的发生与停止，故B错误；C、氧气密度比空气大，所以用图③收集氧气，可将带火星的木条在a导管口处验满，故C错误；D、若用装置④测量生成氧气的体积，集气瓶上方原有的空气对测量结果无影响，是因为有多少体积的氧气进入集气瓶，就有多少体积的水排入量筒，排入量筒中的水的体积即为收集的氧气体积，故D正确。 3．思维导图是有效的思维模式，是应用于记忆、学习、思考等的思维“地图”。如图为氧气制取课题的思维导图，下列说法不合理的是（　　） A．Ⅰ、Ⅱ处分别是氧气的不同制法 B．Ⅲ处表示的是催化剂 C．图中制取氧气的原料中都含有氧气 D．利用空气制取氧气可知液氧沸点比氮高 【答案】C 【解析】A、Ⅰ、Ⅱ处分别是氧气的工业制法和实验室制法，分别是氧气的不同制法，故选项说法正确。B、Ⅲ处物质在制取氧气的反应前后质量不变、化学性质不变，Ⅲ处表示的是催化剂，故选项说法正确。C、图中制取氧气的原料中都含有氧元素，不是都含有氧气，故选项说法错误。D、利用空气制取氧气，蒸发出来的是氮气，留下来的是液态氧，可知液氧沸点比氮高，故选项说法正确。 4．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 【答案】B 【解析】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。 5．高温煅烧石灰石（主要成分CaCO3）生成生石灰（CaO）和CO2，发生反应为CaCO3CaO+ CO2↑。高温煅烧6.0gCaCO3一段时间后，剩余固体的质量为3.8g。下列说法错误的是（　　） A．生成CO2的质量是2.2g B．剩余固体中含有两种物质 C．剩余固体中钙元素的质量分数为52.6% D．剩余固体中碳、氧元素质量比为3：32 【答案】C 【解析】A、高温煅烧6.0gCaCO3一段时间后，剩余固体的质量为3.8g，根据质量守恒定律，化学反应前后物质的总质量不变，则生成CO2的质量为：6.0g﹣3.8g＝2.2g，故选项说法正确。 B、设参与反应的CaCO3质量为x，生成的CaO质量为y。 CaCO3CaO+CO2↑ 100 56 44 x y 2.2g ， x＝5g，y＝2.8g 则未反应的CaCO3质量为6.0g﹣5.0g＝1.0g，因此剩余固体是未反应的CaCO3和生成的CaO两种物质，故选项说法正确。 C、根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类和质量不变，原CaCO3中钙元素的质量为：，由钙元素守恒可知，剩余固体中钙元素质量分数为：，故选项说法错误。 D、剩余固体中的碳元素仅存在于未反应的CaCO3中，质量为，而氧元素包含未反应CaCO3中的氧（）和生成CaO中的氧（），总氧质量为：0.48g+0.8g＝1.28g，所以剩余固体中碳、氧元素质量比为0.12g：1.28g＝3：32，故选项说法正确。 6．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 【答案】D 【解析】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。 7．未来，我们可以利用太阳能技术制取甲醇，其步骤如下：①利用太阳能分解水制取“氢气”；②制甲醇aH2+bCO2cCH3OH（甲醇）+dH2O。下列说法中错误的是（　　） A．步骤②的化学方程式中2b＝c+d B．上述过程可实现水的循环利用 C．氢气属于绿色无污染能源 D．步骤①发生反应的化学方程式为H2OH2+O2 【答案】D 【解析】A、步骤②的化学方程式中2b＝c+d，是因为反应前后氧原子个数相等，该选项正确。B、上述过程可实现水的循环利用，是因为过程中水既是反应物也是生成物，该选项正确。C、氢气属于绿色无污染能源，是因为氢气燃烧生成水，不污染环境，该选项正确。D、步骤①发生反应的化学方程式为2H2O2H2↑+O2↑，该选项不正确。 8．某研究小组以CO和H2为原料合成清洁能源二甲醚：4H2+2COCH3OCH3+H2O，向固定容积的密闭容器中充入4gH2和28gCO，经过一段时间反应后容器内压强稳定不变，反应过程中各物质均为气态。反应过程中测得的部分数据如表所示。下列说法正确的是（　　） 时间 0min 20min 40min 80min 100min m（H2）/g 4 2.8 ﹣ 0.8 m1 m（CO）/g 28 m2 11.2 5.6 5.6 m（CH3OH）g 0 ﹣ m3 ﹣ 18.4 m（H2O）/g 0 ﹣ ﹣ m4 ﹣ A．压强稳定后，H2和CO恰好完全反应 B．表中的数据：m1＜m2＜m3 C．20min时，容器中有30%的CO发生反应 D．随着反应的进行，混合气体中H2和CO的质量比变小 【答案】C 【解析】A、由题意可知，反应过程中各物质均为气态、压强稳定后、H2和CO的物质的量之和与CH3OCH3的物质的量相等，由化学方程式可知，氢气和一氧化碳恰好完全反应后分子个数减少，所以H2和CO没有恰好完全反应，故A错误；B、根据表格数据可以知，每消耗4g﹣0.8g＝3.2g，氢气则会相应反应28﹣5.6＝22.4g一氧化碳；则（2.8g﹣0.8g）：（m2﹣5.6g）＝3.2g：22.4g，m2＝19.6g，反应过程中各物质 均为气态，压强稳定后，H2和CO的物质的量之和与CH3OCH3的物质的量相等，所以H2和CO没有恰好完全反应，所以表中缺少的数据，m1、m3、m4无法确定，故B错误；C、所以20min时，消耗氢气的质量为4g﹣2.8g＝1.2g，设消耗CO的质量为x， 4H2+2COCHOCH3+H2O 8 56 1.2g x ，x＝8.4g；所以容器中有100%＝30%的CO发生反应，故C正确； D、由题意可知，0min时，混合气体中H2和CO的质量比为4：28＝1：7，80min时，混合气体中H2和CO的质量比为0.8：5.6＝1：7，所以随着反应的进行，混合气体中H2和CO的质量比不变，故D错误。 故选：C。 9．某化学反应的反应物和生成物的微观示意图及反应前后的质量如表所示。有关该反应的说法不正确的是（　　） 物质 甲 乙 丙 丁 微观示意图 反应前质量/g 48 200 1 0 反应后质量/g 0 x y z A．参加反应的反应物分子个数比为1：1 B．甲物质是甲烷，一个甲烷分子由一个碳原子和四个氢原子构成 C．48g甲烷完全燃烧，反应后生成二氧化碳132g D．x+y+z＝249g 【答案】A 【解析】由化学反应的反应物和生成物的微观示意图可知，该反应的方程式是：CH4+2O2CO2+2H2O。 A、由方程式可知，参加反应的反应物分子个数比为1：2，故说法不正确；B、由物质的构成可知，甲物质是甲烷，一个甲烷分子由一个碳原子和四个氢原子构成，故说法正确；C、设参加反应的乙的质量为a，生成的丙的质量为b，生成的丁的质量为c CH4+2O2 CO2+2H2O 16 64 44 36 48g a b c ═；； 解得：a＝192g b＝132g c＝108g 故：48g甲烷完全燃烧，反应后生成二氧化碳132g，故说法正确； D、由C分析可知，所以：x＝200g﹣192g＝8g y＝1g+132g＝133g z＝c＝108g x+y+z＝8g+133g+108g＝249g，故说法正确。 故选：A。 10．有相关资料显示，高纯硅是制作人形机器人芯片的主要材料，锂电池是人形机器人的动力来源。 （1）制备高纯硅通常采用三氯硅烷还原法，其中主要反应之一为：SiO2+2CSi+2X↑，则X的化学式是________。 （2）如图所示为锂原子构成示意图，其中“”表示的微观粒子是________。 （3）现有的锂电池主要是三元锂电池和磷酸铁锂电池，磷酸铁锂电池电极中主要成分为LiFePO4，其中锂元素和磷元素的化合价分别为+1和+5，则铁元素的化合价为________。 【答案】（1）CO；（2）中子；（3）+2。 【解析】（1）根据质量守恒定律，化学变化前后原子的种类和个数不变，由SiO2+2CSi+2X↑看出，，在反应前Si、O、C的个数分别为1、2、2，反应后Si、O、C的个数分别为1、0、0，故2X中含有2C和2O，因此为一氧化碳； （2）锂原子由原子核和核外电子构成，原子核由质子和中子构成，在原子中质子数＝核外电子数，故“”在原子核内，所以表示的微观粒子是中子； （3）在LiFePO4中，锂元素（Li）化合价为+1，磷元素（P）化合价为+5，氧元素（O）化合价通常为﹣2 价，设铁元素化合价为x，根据化合物中元素化合价代数和为零，则（+1）+x+（+5）+（﹣2）×4＝0，解得x＝+2，即铁元素的化合价为+2价。 11．如图是我国古代用于点火的火折子，制作时将草纸紧紧卷成筒状塞入竹筒中，往其中加入硫磺、磷、硝酸钾等物质，点燃后盖上竹筒帽，将竹筒帽上的小孔a与竹筒上的小孔b对准，观察到小孔中有烟雾冒出。再次使用时，只需打开竹筒帽，对着火星轻轻一吹，草纸就立即燃烧起来。 （1）火折子使用时产生的刺激性气味的气体是________。 （2）火折子中的硝酸钾受热易分解，该反应的化学方程式为2KNO32KNOX+O2↑，其中X＝________。 （3）打开竹筒帽对着火星吹气，草纸就会燃烧起来，说明燃烧需要________。 【答案】（1）二氧化硫。（2）2。（3）氧气。 【解析】（1）火折子使用时产生的刺激性气味的气体是硫燃烧生成的二氧化硫。 （2）反应前氧原子是6个，反应后应该是6个，其中4个包含在2KNOX中，X＝2。 （3）打开竹筒帽对着火星吹气，草纸就会燃烧起来，说明燃烧需要氧气（对着火星吹气，相当于把空气吹入，空气中含有氧气）。 12．小保利用镁条验证质量守恒定律，进行如下实验。 （1）镁条在空气中燃烧发生反应的化学方程式为（只考虑氧气参加反应）________________。 （2）小保推测镁带在空气中完全燃烧后其固体质量变化可用图一表示，则：M2与M1质量差表示的是________________________。 （3）小保按以下步骤进行实验： 步骤Ⅰ：取一根用砂纸打磨干净的镁条和一个石棉网，一起放在托盘天平上称量，质量为M1。 步骤Ⅱ：在石棉网上方将镁条点燃，镁条剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出热量，产生白烟，石棉网上有白色固体，如图二所示。 步骤Ⅲ：镁条完全燃烧后将白色固体与石棉网同一起放在托盘天平上称量，质量为M2。 对比实验结果。小保发现M1＝M2，请用质量守恒定律解释M1＝M2的原因____________________ ________________________________。 （4）在镁条燃烧过程中，产生白烟的质量与石棉网上白色固体的质量比为________。 【答案】（1）2Mg+O22MgO。 （2）反应的氧气质量。 （3）反应的氧气质量和扩散到空气中的氧化镁质量相等。 （4）2：3。 【解析】（1）镁条在空气中燃烧生成氧化镁，发生反应的化学方程式为2Mg+O22MgO。 （2）小保推测镁带在空气中完全燃烧后其固体质量变化可用图一表示，则：M2与M1质量差表示的是反应的氧气质量。 （3）M1＝M2的原因是反应的氧气质量和扩散到空气中的氧化镁质量相等。 （4）反应的氧气质量和扩散到空气中的氧化镁质量相等。 设反应的氧气质量是x，产生白烟的质量也是x，反应的化学方程式及其质量关系： 2Mg+O22MgO 32 80 x 2.5x 石棉网上白色固体的质量是2.5x﹣x＝1.5x 产生白烟的质量与石棉网上白色固体的质量比为x：1.5x＝2：3。 13．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”进行了再探究（如图甲所示），得到的数据曲线如图乙所示。 （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），实验结束后理论上集气瓶中水的体积约为________mL。 （2）图乙中Y曲线表示的是集气瓶内的__________（选填“温度”或“氧气浓度”）。 （3）若第二次进行实验时，图甲中装置漏气，则第二次测得的C点数值比图乙中第一次测得的C点数值________（选填“大”或“小”）。 （4）科学兴趣小组想探究用不同物质在空气中燃烧测定氧气含量方法的优劣。他们用足量的蜡烛、红磷和白磷分别在相同体积与状态的空气中燃烧用氧气探测器测定密闭容器中剩余氧气与时间的关系如图丙所示，下列说法正确的是________（填字母）。 A.测定空气中氧气含量效果最好的是蜡烛，因为它反应速率快 B.该实验证明氧气的浓度较低时，红磷与白磷还能与氧气发生反应 C.若用这三种物质做实验，测得空气中氧气含量均偏高 【答案】（1）38；（2）氧气浓度；（3）小；（4）B。 【解析】（1）空气中氧气约占总体积的。集气瓶的容积为150mL，集气瓶中有水10mL，其中氧气的体积约为（150mL﹣10mL） ＝28mL。实验前集气瓶中有水10mL，所以实验结束后理论上集气瓶中水的体积约为28mL+10mL＝28mL。 （2）红磷燃烧消耗氧气，会使集气瓶内氧气浓度下降；同时燃烧放热，温度会先升高后降低。观察图乙，Y曲线是一直下降的趋势。因为红磷燃烧消耗氧气，氧气浓度不断降低，所以Y曲线表示的是集气瓶内的氧气浓度。 （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。 （4）通过分析蜡烛、红磷和白磷燃烧时剩余氧气与时间的关系图来判断各选项。A、蜡烛燃烧生成二氧化碳气体，瓶内压强变化不大，不能准确测定空气中氧气的含量，故错误。B、从图可以看出，红磷和白磷在氧气浓度较低时仍能燃烧，即氧气的浓度较低时，红磷与白磷还能与氧气发生反应，故正确。C、蜡烛燃烧生成二氧化碳气体，瓶内压强变化不大，会使测得空气中氧气含量偏低；红磷和白磷燃烧后氧气有剩余，也会使测得空气中氧气含量偏低，故错误。 14．某校课外活动小组，欲测定一待旅游开发的岩洞内空气中二氧化碳的体积分数（假设洞内空气中不含除二氧化碳外的其他酸性气体）。进行了如图实验： （1）取样。他们准备从岩洞的底部取样，请你设计用广口瓶从洞中取回一瓶空气样品的方法：________________________________________________________________。 （2）测定用150mL的注射器从广口瓶中抽取100mL气样，按如图所示的装置进行实验；若乙装置中NaOH溶液能吸收二氧化碳气体，且实验结束后，量筒内水的体积为99mL，此数据是________的体积数（用序号填写）。 A．二氧化碳 B．氮气和氧气的混合气体 C．空气中除二氧化碳外的所有气体 （3）计算：洞底空气中二氧化碳的体积分数为________。 （4）岩洞内空气中二氧化碳的体积分数和正常空气中二氧化碳的体积分数不同的原因可能是________________________________________________________________________。 【答案】（1）将广口瓶装满水，盖上玻璃片，带进洞中，将水倒掉，擦干瓶内，盖上玻璃片即可 （2）C （3）1% （4）岩洞内的水中溶解有较多的碳酸氢钙，在压强突然变小时，水中的碳酸氢钙迅速分解释放出二氧化碳。 【解析】（1）为了防止把洞外的气体带到洞中，必须先将广口瓶装满水，盖上玻璃片后带进洞中，将水倒掉，因为二氧化碳能溶于水，为了减少实验误差，必须要将广口瓶内残留的水分擦干，然后再盖上玻璃片，即可； （2）氢氧化钠是为了吸收气体中的CO2剩下的气体进入装置丙中，排水法收集，排开的水进入量筒内，所以量筒内的水相当于是空气中除CO2外的所有气体体积； （3）洞底空气中CO2的体积分数为1%； （4）岩洞内的水中溶解有较多的碳酸氢钙，在压强突然变小时，水中的碳酸氢钙迅速分解释放出二氧化碳，所以岩洞内空气中二氧化碳的体积分数和正常空气中二氧化碳的体积分数不同。 15．兴趣小组利用图甲白磷燃烧装置探究质量守恒定律，利用红外测温仪测量瓶内温度T0，注射器记录气体体积变化V0，电子天平测量装置质量m0，将相关数据随时间的变化情况绘制成图乙。 （1）若实验中加入的白磷质量较小，则该实验能否验证化学反应中质量守恒：_________。 （2）实验中白磷和氧气发生反应，放出热量，温度升高，氧气体积分数减小，但t0﹣t1时刻气体体积却变大。请解释其体积变大的原因______________________________________________________。 【答案】（1）能。 （2）白磷燃烧放热导致气压增大的幅度大于氧气消耗导致气压减小的幅度。 【解析】（1）若实验中加入的白磷质量较小，则该实验能验证化学反应中质量守恒，是因为只要反应前后质量不变即可。 （2）实验中白磷和氧气发生反应，放出热量，温度升高，氧气体积分数减小，但t0﹣t1时刻气体体积却变大，是因为白磷燃烧放热导致气压增大的幅度大于氧气消耗导致气压减小的幅度。 16．氧气是生物体呼吸不可或缺的物质，某兴趣小组的同学以“制作简易制氧机”为主题进行项目式学习。小玉查阅资料得知：过碳酸钠是一种易溶于水的白色固体，受热易分解，溶于水时生成碳酸钠和过氧化氢。于是，他用过碳酸钠（Na2CO4）和二氧化锰（MnO2）为原料，用饮料瓶制作了一个简易的制氧机，如图所示。其制氧原理涉及两步反应，请写出第二步的化学反应方程式： （1）①Na2CO4+H2O═Na2CO3+H2O2；②____________________________________。 （2）图中左边塑料瓶中的水的作用是_____________________________________________。 【答案】（1）2H2O22H2O+O2↑；（2）可以观察到氧气产生的速率或润湿氧气。 【解析】（1）由反应①生成了H2O2，且含有MnO2，故是利用MnO2催化H2O2分解产生氧气，化学方程式为：2H2O22H2O+O2↑；（2）供人体呼吸的氧气不能干燥的氧气，需要润湿，所以要将分解产生的氧气通入蒸馏水，不仅可以观察到氧气产生的速率，还将氧气湿润。 17．小李进行如图所示实验来验证质量守恒定律。在实验用电子天平和量筒准确测量出表中测量对象。（实验中操作正确，当时气压下氧气的密度为ρ） 测量对象 测量结果 MnO2 m1 KClO3 m2 试管 m3 试管+加热后剩余固体 m4 量筒内收集气体的体积 V （1）根据质量守恒定律定律：m1、m2、m3、m4和V和ρ之间应存在的等量关系是_________。 （2）实验操作过程中的“先后”往往很重要，在本实验操作过程中以下的“先后”不合理的是_________。 A.先装药品再检查装置气密性 B.先放酒精灯再将试管固定在铁架台上 C.先等水槽中气泡均匀连续日出再收集气体 D.先熄灭酒精灯管再从水槽中取出导管 【答案】（1）m1+m2+m3＝m4+ρV；（2）AC。 【解析】（1）根据质量守恒定律，化学反应前后物质的总质量不变，则反应前二氧化锰、氯酸钾和试管的质量和应等于反应后试管、加热后剩余固体以及收集到的气体的质量和，所以m1、m2、m3、m4、V和ρ之间应存在的等量关系为：m1+m2+m3＝m4+ρV； （2）A、装入药品前要先检查装置的气密性，故选项操作不合理，符合题意；B、组装仪器时先下后上，所以先放酒精灯再将试管固定在铁架台上，故选项操作合理，不符合题意；C、本实验是验证质量守恒定律，不能让气体逸出，所以导管口一有气泡产生就收集气体，故选项操作不合理，符合题意；D、实验结束后，要冷却后才能读数，故先熄灭酒精灯管再从水槽中取出导管，选项操作合理，不符合题意。 18．定量研究是重要的研究方法，因此我们应该掌握好有关质量守恒定律的相关知识。 （1）在验证质量守恒定律时，下列A、B、C三个实验设计中能达到实验目的的是_________（选填序号）。 （2）氧烛是一种用于缺氧环境中自救的化学氧源，广泛用于航空、航海等领域，其主要成分为NaClO3，还含有适量的催化剂、成型剂等。氧烛通过撞击火帽引发反应后，能持续放出高纯氧气，主要反应原理为2NaClO32X+3O2↑，则X的化学式为_________。 （3）一定条件下，在一个密闭容器内发生某反应测得反应前后各物质的质量如图所示。下列说法正确的有_________。 A．x的值为11 B．该反应中氧气与水的质量变化之比为6：5 C．w由碳、氢两种元素组成 D．w中碳、氢元素原子个数比为1：4 【答案】（1）AC （2）NaCl （3）AD 【解析】（1）A．红磷燃烧生成五氧化二磷，在密闭容器中，能够验证质量守恒定律；B．盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳，二氧化碳逸出装置，不能验证质量守恒定律；C．铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，能够验证质量守恒定律。因此能达到实验目的的是AC。 （2）由质量守恒定律可知，反应前后氧原子都是6个，反应前后钠原子和氯原子都是2个，反应后应该都是2个，X的化学式是NaCl。 （3）A．x＝1+8+20﹣8﹣10＝11，该选项说法正确；B．该反应中氧气与水的质量变化之比为：（20g﹣8g）：（10g﹣1g）＝12：9，该选项说法不正确；C．w中碳元素质量：11g3g，氢元素质量：（10g﹣1g）1g，氧元素质量：8g﹣3g﹣1g＝4g，该选项说法不正确；D．w中碳、氢元素原子个数比为：：1：4，该选项说法正确。 3 / 32 学科网（北京）股份有限公司 $