内容正文:
八下期中复习(1)---第一单元重难点
知识点一: 空气中氧气含量的测定
1.拉瓦锡研究空气成分
实验装置
实验现象
实验结论
(1)银白色的液态汞加热,一部分汞成 红色 粉末,容器内气体体积 减少 。 (2)将红色粉末加强热,得到银白色液体和 氧气 ,把该气体加入之前容器剩下的气体中,所得气体与 空气 性质几乎完全一样。
空气由 氧气 和 氮气 组成。 表达式: 汞+氧气氧化汞。
2. 空气中氧气含量的测定
实验装置
实验原理
红磷燃烧消耗集气瓶内的氧气,瓶内气体 减少 ,压强减小,冷却后打开止水夹,在大气压作用下烧杯内的水被压入集气瓶,进入水的体积即为瓶内消耗 氧气 的体积。
实验现象
①红磷燃烧,产生大量白烟,并放出热量; ②冷却后打开止水夹,烧杯中的水被吸入集气瓶 ,占瓶内空气体积的 1/5
实验结论
空气中氧气约占空气总体积的1/5 。
文字表达式和符号表达式
磷+氧气五氧化二磷
实验分析
结果偏小的原因:装置漏气;红磷 不足 ;未降到室温就打开止水夹。 结果偏大的原因:塞紧胶塞过慢;止水夹未夹紧。
瓶内剩余气体 (N2)的性质
物理性质:难溶于水;
化学性质:不能燃烧也不支持燃烧。
拓展:测定空气中氧气含量的数字化实验
传感器类型
实验装置举例
数字化图像举例
氧气浓度传感器
压强传感器
温度传感器
考点1:空气中氧气含量测定实验
1.(2025春•瑞安市校级期中)科学小组开展“测定空气中氧气含量”的课外实践研究,通过改进教材实验装置使实验步骤少且更环保,实验步骤如下。
步骤Ⅰ.按改进后的实验图连接装置并检查装置气密性:将注射器b的活塞推至底端,注射器a的活塞静止时处于20mL,再将活塞a向左拉一段距离后松手,观察到 ,证明装置气密性良好。(活塞与内壁间的摩擦忽略不计)
步骤Ⅱ.向玻璃管中加入红磷,点燃酒精灯,交替推拉两个注射器。
实验前
实验后
a中气体体积/mL
20
10.5
b中气体体积/mL
0
0
请回答下列问题:
(1)补充Ⅰ中的内容: 。
(2)该实验中能否利用木炭燃烧测定空气中氧气含量,并说明理由
。
(3)已知玻璃管中空气体积是30mL,根据表格中的数据计算空气中氧气的体积分数 。
(4)若计算结果偏小,可能的原因是 。
2.(2025春•杭州校级期中)小科在图甲装置中装入过量的红磷,利用传感器测定空气中氧气的含量,测得实验过程中容器内气体压强、温度、氧气浓度的变化趋势如图乙所示。
(1)结合实验过程,可知小科是在图乙中的 时刻打开止水夹的。
(2)打开止水夹后,水从烧杯进入集气瓶,集气瓶中的水位大约上升至刻度 处。
(3)实验后,小科用图像来反映装置内各量随时间的变化关系,其中正确的是 。
3.(2025春•杭州校级期中)为了验证空气中氧气的体积分数大约为,某科技小组的三位同学分别设计了以下三种实验方案(A、B、C装置集气瓶底部都装有少量水),请根据图示装置回答有关问题:
(1)你认为B装置与A装置相比,优点是 。(写出一个优点即可)
(2)小明同学认为装置C不能测定空气中氧气含量,其原因是 。
(3)点燃A中燃烧匙中的红磷,观察到的现象是 。
(4)瓶内的水的作用除了吸收热量外,还有什么作用? 。
(5)打开止水夹后,进入广口瓶的水不到刻度线“1”处,请写出造成这个现象的两个原因① ;② 。
4.(2025春•杭州期中)某化学研究小组在学习了“空气中氧气含量测定”实验的基础上,改进了教材中图Ⅰ的实验,设计出如图Ⅱ所示的实验装置,据图回答下列有关问题。
【装置Ⅰ】在实验过程中,经常出现实验结果偏小的情况,原因可能是 。
A.红磷的量不足
B.实验时未夹紧止水夹
C.集气瓶没有冷却到室温
【装置Ⅱ】小组同学测定玻璃管容积V1为70mL,注射器的活塞实验前停在30mL处(V2为30mL),按正确操作和有关数据计算,最终得出氧气约占空气体积的,则注射器活塞最终停留在 mL处,在实验加热过程中,缓慢推拉注射器活塞的目的是 ,若实验结束且冷却到室温后没有将气球内的气体全部挤出就读数计算,则测出氧气占空气含量结果会偏 (填“大”或“小”)。
5.(2025春•瑞安市期中)为了探究空气中氧气的体积分数。小明利用容积为V的集气瓶、装有密织铜网的燃烧匙、白磷等材料设计如图装置进行实验,已知大气压为p0。
实验步骤如下:
①检查装置气密性。
②往标有刻度的集气瓶中倒入90℃热水,读出集气瓶中热水的体积为V1。
③取过量的白磷放置于密织铜网中,立即塞紧瓶塞,使白磷浸没在热水中。
④降低漏斗的高度,使右侧的白磷露出水面,此时观察到白磷燃烧,一段时间后白磷熄灭。
⑤ ,读出集气瓶中热水的体积为V2。
⑥处理数据,得出结果。
(1)热水在步骤③环节中起的作用是 。
(2)请将步骤⑤补充完整 。
(3)实验测得空气中氧气的体积分数为 。
知识点二: 空气的主要成分及组成
1.空气中各成分的体积分数大约是:氮气78%、氧气21%、稀有气体0.94%、二氧化碳0.03%、其他气体0.03%。
空气成分
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%
0.94%
0.03%
0.03%
特点
相对固定
可变
2. 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
3. 氧气的物理性质和化学性质
物质
(颜色、状态)
反应现象
反应表达式
注意事项
硫(淡黄色固体)
①在空气中发出淡蓝色火焰 ②在中发出 明亮的蓝紫 色火焰 ③放出热量 ④生成有刺激性气味的气体
硫+气二氧化硫
①硫的用量不能过多 ②瓶内装少量水,目的是吸收二氧化硫,防止对空气造成污染
红磷(暗红色固体)
①有浓厚的白烟 ②放出热量 ③在空气中产生黄色火焰 ④在氧气中发出白光
磷+氧气五氧化二磷
此反应生成的是 固体小颗粒, 现象应描述为白烟,而不是白雾(指小液滴)
光亮铁丝 (银白色固体)
① 剧烈燃烧 ② 火星四射 ③放出大量的热 ④生成黑色固体
铁+氧气点燃_四氧化三铁
预先在瓶底留少量 水 或 铺一层细沙的目的是防止熔融的溅落物炸裂集气瓶
4. 氧化物
由两种元素组成,其中一种元素是氧元素的化合物叫作氧化物。如 等均是氧化物,而不是氧化物,但它们都可以称为含氧化合物。
考点2:氧气的化学性质
6.(2025春•定海区期中)下列有关物质燃烧时观察到的现象的叙述中,正确的是( )
A.硫在氧气中燃烧,发出淡蓝色火焰,生成有刺激性气味的气体
B.木炭在氧气中燃烧,发出白光,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体
C.红磷在氧气中燃烧,放出大量热,产生大量白雾
D.铁丝在氧气中燃烧,火星四射,生成四氧化三铁
7.(2025春•柯桥区期中)下列实验指定容器中的水,其解释没有体现水的主要作用的是( )
A
B
C
D
实
验
装
置
硫在氧气中燃烧
测定空气中氧气含量
铁丝在氧气中燃烧
排水法收集氢气
解释
集气瓶中的水:
吸收放出的热量
量筒中的水:通过水体积的变化得出O2体积
集气瓶中的水:冷却溅落熔融物,防止集气瓶炸裂
集气瓶中的水:水先将集气瓶内的空气排净,后便于观察H2何时收集满
A.A B.B C.C D.D
8.(2025春•萧山区期中)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。如图所示是硫粉、红磷、光亮的细铁丝在氧气中燃烧的实验装置:
(1)小月是个善于思考、善于总结的学生,做完实验后,她发现了一些共同点:在反应条件方面,三个实验都要点燃,它们都属于 反应(填“吸热”或“放热”)。
(2)小月同时也总结出在生成物的种类、状态和观察到的实验现象三个方面存在不同。丙中观察到的反应现象是 。三个实验的集气瓶底部都放有少量水,其中甲集气瓶底部放水目的是 。
知识点三: 氧气的工业制法
氧气的工业制法
(1)原料:空气
(2)制取方法
① 液化蒸发空气法:利用氮气(沸点-196℃)、氧气(沸点-183℃)沸点不同,用液化空气分离法制取:
② 膜分离技术法:将空气通过富集氧气功能的薄膜,即可得到含氧量较高的空气,用该膜进行多级分离,可得到含氧气90%以上的富氧空气。
特别提醒:
实验室制取氧气是制取我们实验时所需的少量氧气,它属于化学变化;而工业上制取氧气则是大量制取氧气,利用空气分离的方法,原料来源广泛,所制得的氧气价格较低,它属于物理变化。
知识点四:固体加热型制取氧气
1.氧气的检验方法:把一根带火星的木条伸入集气瓶中,如果带火星的木条复燃,证明是氧气。
方法1:加热氯酸钾和二氧化锰的混合物(或高锰酸钾)
实验目的:制取氧气
实验原理:2KClO32KCl+3O2↑或2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
实验药品:高锰酸钾或氯酸钾和二氧化锰
实验仪器:试管、酒精灯、铁架台、集气瓶、水槽
实验装置:
实验步骤:
①检查装置的气密性
②装药品(平铺或斜铺在试管的底部)
③将试管固定在铁架台上(将集气瓶装满水倒立在水槽里)
④点燃酒精灯用外焰给试管加热
⑤当导管的气泡连续并均匀地放出时,开始收集气体
⑥先从水槽中移出(离去)导管
⑦再熄灭酒精灯
七字口诀:查、装、定、点、收、离、熄。(茶庄定点收利息)
【思考1】为什么要药品平铺或斜铺在试管底部?
【答案】是为了让药品的受热面积大一些。
【思考2】为什么用酒精灯外焰加热?
【答案】因为酒精灯外焰温度最高,而且如果用酒精灯内焰加热可能会导致试管炸裂。
【思考3】为什么装置中的试管口要向下倾斜?
【答案】是为了防止实验中产生的水蒸气(固体药品在贮存中会吸潮)在试管口冷凝后流回试管底部造成试管炸裂。
【思考4】为什么在导管口放一团棉花?
【答案】是为了防止固体颗粒进入导管(加热和生成的氧气形成的气流会使固体颗粒移动)。
【思考5】为什么要在导管中的气泡连续并均匀放出时才开始收集气体?
【答案】因为在这之前产生的气泡中氧气不纯。
【思考6】为什么要先移导管再熄酒精灯?
【答案】是为了防止先熄酒精灯后装置内的气体温度降低,压强降低,将水槽中的水吸入试管,造成试管炸裂。
知识点五:常温型制取氧气(二氧化锰催化双氧水)
实验目的:制取氧气
实验原理:2H2O2MnO22H2O+O2↑
实验药品:6%双氧水和二氧化锰
实验仪器:试管或锥形瓶、长颈漏斗或分液漏斗、集气瓶、带导管的双孔橡胶塞
实验装置:见下图
实验步骤:
①检查装置的气密性
②在锥形瓶中装二氧化锰,在分液漏斗中装双氧水
③打开分液漏斗旋塞滴加双氧水
④收集气体
【思考1】如果把分液漏斗换成长颈漏斗,有什么注意点,有什么优缺点?
【答案】用长颈漏斗时,其下端要没入页面以下(即液封)。相对应用分液漏斗,用长颈漏斗做不到控制反应的开始和停止以及从装置角度控制反应的快慢。
【思考2】两个实验方法中都用到了催化剂二氧化锰,二氧化锰的作用是什么,如果不用二氧化锰化学反应能否发生,二氧化锰在反应前后是否会发生变化?
【答案】二氧化锰是催化剂,其作用是加快化学反应速率;如果不用二氧化锰化学反应能发生,只是反应速率相对较慢;二氧化锰在反应前后不会变化,质量不会变,化学性质也不会变。
特别提醒:
① 改变速率包括加快或减慢,不能片面地理解为加快。
② MnO2不是专用催化剂。
③ 催化剂不能增多或减小生成物的质量。
④ 对于指定的化学反应,没有催化剂,并不意味着反应不能发生,只是反应速率较小。
⑤ 催化剂要纯净以免影响催化效果或引起事故。
知识点六: 实验装置选取
1. 装置的选择依据
发生装置
反应物状态
反应条件(是否需要加热)
收集装置
密度
密度比空气大
向上排空气法
密度比空气小
向下排空气法
溶解性
不易溶于水、不与水反应
排水法
2.发生装置
反应物状态及 条件
装置图
装置特点
气密性检查方法
固体反应加热型
①试管口略向下倾斜;
②高锰酸钾制氧气实验中, 管口塞一团棉花;
③铁夹夹在距试管口约 1/4 处
检查时试管不要固定在铁 架台上,塞紧胶塞, 将导管 另一端插入装有水的烧杯 中,用手或热毛巾包住试 管,如观察到插入水中的导 管口处有气泡冒出,松手后 导管中有一小段液柱,证明 气密性良好
固液反应常温型
①装置简单,便于操作
②实验过程中无法随时添加药品
检查方法与上面相同
①便于添加较多的药品
②实验过程中长颈漏斗下 端应插入液面下,防止产生 的气体溢出
右侧导管处弹簧夹关闭,塞 紧橡胶塞,向长颈漏斗中加 水至没过漏斗下端后,继续 加水使漏斗中液面高于锥 形瓶中液面,静置一段时 间, 若液面高度差不变, 证 明装置没有漏气
①分液漏斗可控制滴加液 体的速率从而控制反应速 率
②漏斗下端不用插入液面 下
关闭分液漏斗的活塞,将右 侧导管的末端插入水中,用 热毛巾包裹锥形瓶(或垫石 棉网加热),观察导管口有 无气泡冒出
通过开关弹簧 夹,可以控制反应的发生和 停止。
总结: 检查气密性两种基本方法:受热法(如固固反应装置)和压水法(如启普发生器),
通过造成装置中气体压强差,产生某种明显现象。
3.固液不加热型气体发生装置优缺点比较
4. 收集装置----多功能瓶的使用
装置
作用
气体进出方向
应用举例
洗气、干燥、检验
a 进 b 出
浓硫酸干燥二氧化 碳
收集密度大于空气 的气体
a 进 b 出
收集二氧化碳
收集密度小于空气 的气体
b 进 a 出
收集氢气
排水法收集气体
a 进 b 出
收集氧气
测量产生气体的体 积
气体从 a 进,液体 从 b 出,若想测量 的是二氧化碳这样 易溶于水的气体, 可以在液体上加少 量油, 防止气体溶
解
测量生成的二氧化 碳气体体积
考点3:氧气的工业制法
9.(2025春•杭州期中)空气是一种用途很多的自然资源,可用于工业上制取氧气,其流程如图所示。
(1)①所采取的方法是 。(填“升温”或“降温”)
(2)液态空气分离过程中, 先被分离出来,分离的依据是各物质的沸点不同。
(3)以下属于氧气用途的是 (填字母)。
A.气体肥料
B.医疗急救
C.助燃乙炔切割金属
考点4:氧气的实验室制法
10.(2025春•柯桥区校级期中)实验室常用以下装置来制取氧气。请回答:
(1)请写出图A中a的名称: ;
(2)关于实验室用氯酸钾、高锰酸钾制取氧气的反应,相同之处是 (填字母编号);
A.都需要加热
B.都可直接选用A装置制取
C.都属于分解反应
D.都需要二氧化锰作催化剂
(3)若用高锰酸钾制取并收集氧气的实验步骤有:①将试剂装入试管,用带导管的橡皮塞塞紧试管口;②检查装置的气密性;③给试管加热;④将装置固定在铁架台上;⑤熄灭酒精灯;⑥收集气体;⑦将导管从水槽中取出。正确的操作顺序是 ;
(4)实验室用氯酸钾和二氧化锰制取氧气文字表达式是 ;
(5)如图①②③④是化学中常见的气体收集装置,其中不能用于收集氧气的装置有 。
11.(2024春•金华期中)实验室常用如图装置来制取氧气。请回答:
(1)请写出图中a的名称: 。
(2)关于实验室用氯酸钾、高锰酸钾制取氧气的反应,相同之处是 (填字母编号)。
A.都需要加热
B.都可直接选用A装置制取
C.都属于分解反应
D.都需要二氧化锰作催化剂
(3)实验室用氯酸钾和二氧化锰制取并收集氧气主要有以下步骤:①将试剂装入试管,用带导管的橡皮塞塞紧试管口;②检查装置的气密性;③给试管加热;④将装置固定在铁架台上;⑤熄灭酒精灯;⑥收集气体;⑦将导管从水槽中取出。正确的操作顺序是 (填序号)。
(4)在完成制取并收集氧气后,小科进行了检验氧气化学性质的实验,他取一根光亮的细铁丝绕成螺旋状,一端系上一根火柴,另一端系在一根粗铁丝上,点燃火柴,待火柴将要烧完时,立即伸进一瓶预留少量水的盛有氧气的集气瓶中,可以观察到的现象为 ,并放出大量的热。
12.(2025春•南湖区校级期中)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 。
13.(2025秋•新昌县校级期中)某项目化小组开展主题为“自制简易家庭制氧机”的活动,设计如图甲所示的制氧机模型。制氧原理是水环境中,利用过碳酸钠在MnO2的催化作用下分解制得氧气:2Na2CO42Na2CO3+O2↑。该制氧机出氧流量(每分钟产生氧气的体积)平稳,其中吸氧浓度=[22%+5%X],X,X出氧流量(升/分钟),适用情况如表所示。
适用情况
吸氧浓度
供氧时间(分)
日常保健
30%﹣40%
25分钟
一般缺氧性疾病
40%﹣60%
20分钟
急救
≥60%
以病情为准
(1)该小组制氧机的反应和洗气装置在原版本的基础上经历了如图乙所示的迭代,请推测该小组改进的理由
。(写出一点即可)
(2)如图丙所示为过碳酸钠分解制氧气的反应速率与反应物浓度、温度的关系。为了使制氧机出氧流量保持平稳,反应装置中的夏季和冬季的水位线需设置不同,请分析原因
。
(3)某病人吸氧浓度为42%,则该病人属于表格中的哪种适用情况 ,该制氧机为此病人提供一次治疗,需要制氧原料过碳酸钠的质量为 克。(氧气的密度取1.20克/升)
知识点七:燃烧与灭火
1.燃烧的条件
(1)燃烧:可燃物跟氧气发生的一种发光、发热、剧烈的氧化反应叫做燃烧。
(2)燃烧的条件:
a.有可燃物;
b.有助燃剂;
c.温度达到着火点。(三个条件缺一不可)
2.灭火的原理和方法
(1)隔绝氧气(或空气)。
(2)使温度降到着火点以下。
(3)清除可燃物或使可燃物与其他物品隔离。(只取其一即可)
3.几种常用灭火器
(1)泡沫灭火器:用来扑灭因木材、棉布等燃烧引起的失火。
(2)干粉灭火器:除用来扑灭一般火灾外,还可用来扑灭油、气等燃烧引起的失火。
(3)液态二氧化碳灭火器:用来扑灭图书、档案、贵重设备、精密仪器等的失火。使用时,手一定要握在钢瓶的木柄上,否则会把手冻伤。
特别提醒:
着火点是使可燃物燃烧所需要的最低温度。着火点是物质本身固有的属性(一个定值),不会随意改变。灭火时,可以降低可燃物的温度至着火点以下,但不能降低可燃物的着火点。
考点5:燃烧与灭火
14.(2025春•绍兴期中)如图所示,加热烧瓶中的水使之沸腾,水蒸气从铜管喷出,把火柴靠近管口B处,火柴被加热,迅速移开火柴,火柴开始燃烧,下列说法正确的是( )
A.水沸腾后,水的质量和体积都增大
B.火柴移离水蒸气,与氧气充分接触,从而燃烧
C.该实验能说明火柴的着火点一定不超过100℃
D.在B处时火柴不燃烧是因为湿润的水蒸气降低了火柴的着火点
15.(2025春•西湖区校级期中)如图所示,下列关于燃烧现象的解释或分析正确的是( )
A.图甲中将煤球变成蜂窝煤后再燃烧,其目的是延长煤燃烧的时间
B.图乙中火柴头斜向下时更容易燃烧,是因为降低了火柴梗的着火点
C.图丙中蜡烛火焰很快熄灭,是因为金属丝阻碍空气的流动
D.由图丁中的现象可知,由金属镁燃烧造成的火灾不能用二氧化碳灭火器灭火
16.(2025春•诸暨市校级期中)“防火胜于救火”,科学认识燃烧,增强安全防范意识是每个公民应该具备的安全素养之一。下列说法错误的是( )
A.水能灭火,是因为水能降低可燃物的着火点
B.身上着火不要乱跑,可就地打滚使火熄灭
C.夜间发现天然气泄漏,千万不能使用抽油烟机抽气
D.油库、面粉厂和煤矿的坑道内要严禁烟火,以避免爆炸的发生
17.(2025春•丽水期中)科学兴趣小组的同学利用如图微型实验装置进行实验。请回答:
(1)挤压滴管,观察到左侧装置中产生大量气泡,微热燃烧管,白磷燃烧而红磷不燃烧,由此可说明燃烧需要的条件是 ;
(2)打开燃烧管左侧胶管,通入氮气,燃烧的磷很快熄灭,体现出的灭火原理为 。
知识点八:质量守恒定律探究实验
1. 实验探究质量守恒定律时,貌似反应前后质量“不守恒”现象的解释:
(1)反应在敞口容器中进行,且反应过程中有空气中的气体参加进入反应体系,或者有气体生成逸出反应体系,从而导致反应后体系总质量变大或变小。故有气体参加或生成的一定要记得加上气体的质量,用实验验证质量守恒定律时,有气体参加或生成的化学反应一定要在密闭容器中进行。
(2)反应产生的生成物可能未全部收集。如镁条燃烧,生成的氧化镁有一部分以白烟的形式逸散到空气中去,还有一部分附着在坩埚钳上。
2. 能够用来验证质量守恒定律的化学反应:
(1)反应无气体参与/生成 —— 敞口容器即可
(2)反应有气体参与/有气体生成 —— 必须密闭容器
①有气体生成的反应
例:过氧化氢分解、高锰酸钾受热分解、大理石 + 稀盐酸(产生 CO₂)
②有气体参加的反应
例:红磷燃烧(消耗 O₂)、木炭燃烧
考点6:质量守恒定律探究实验
18.(2024秋•宁波校级期中)小舟选用白磷、锥形瓶、气球、天平等药品和器材,探究化学反应中物质质量的变化规律,装置如图。
【实验思路】先确认化学反应已经发生,再比较反应物的质量总和和生成物的质量总和是否相等。
【实验步骤】
Ⅰ.锥形瓶内装入白磷,塞紧瓶塞放在天平托盘上,调节平衡;
Ⅱ.取下锥形瓶,将瓶塞上的铁丝在酒精灯上烧红后,接触引燃白磷,并立即塞紧瓶塞;
Ⅲ.待反应结束冷却后,将锥形瓶放回天平托盘上,观察 。
【实验结论】参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。
【交流反思】
(1)要确认化学反应已经发生,本实验中观察到的现象是 。
(2)反应结束后,若白磷有剩余,你认为是否仍能得出上述结论,并请说明理由。 。
19.(2025春•杭州期中)小成进行如图所示实验来验证质量守恒定律。在实验中用电子天平和量筒准确测量出表中m1、m2、m3、m4和V(实验中操作正确,O2的密度为ρg/cm3)
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)装置中试管口略向下倾斜的原因是 。
(2)根据质量守恒定律,m1、m2、m3、m4、V和p之间应存在的等量关系为 。
(3)若小成根据数据计算所得结果与质量守恒定律不符。造成这一实验结果的原因分析正确的是 (填字母)。
A.试管中氯酸钾没有完全分解
B.导管口连续均匀冒气泡时才收集气体
C.导气管没有伸入量筒底部,部分氧气溶解于水
D.停止加热后,调节量筒内外液面相平再读数
(4)实验结束后,小成在拆卸装置时闻到刺激性气味,小成说:氧气是无色无味的,有刺激性气味的气体会不会是二氧化硫?小观认为不可能。他的理由是: 。
20.(2024秋•宁波校级期中)如图是小科在进行研究性学习课题《化学反应中质量守恒的研究》的过程。
【提出问题】
氧化汞(HgO)加热时,会生成汞和氧气(常温常压下,氧气密度为ρ氧)。反应结束后,所生成的汞和氧气的质量总和与参加反应的氧化汞的质量是否相等呢?
【资料信息】
1.氧化汞反应的化学方程式:2HgO2Hg+O2↑。
2.测量气体体积需要在标准大气压下测量才是准确数值。
【实验设计及过程】
检查装置的气密性后,在试管中加入适量的药品,并测得反应装置、滤毒器与物质总质量为m1。待反应完全后,调整量筒液面至“合适”位置,测出气体体积记为V。再测量反应装置、滤毒器与剩余物质总质量为m2。
(1)实验时,小科在量筒中加入一些煤油的目的是 。
(2)反应完全后,量筒液面需要调整到的“合适”位置指的是 。
(3)若本实验能正确反应化学变化中的质量守恒,则上述测量结果存在关系式是: 。
1.(2025春•温岭市期中)下列有关空气中各成分性质和用途,说法正确的是( )
A.氧气可以供给呼吸,也可以燃烧
B.稀有气体化学性质不活泼,可作保护气
C.氮气的化学性质比较活泼,是制造化肥、炸药的重要原料
D.二氧化碳会被植吸收转化成氧气,二氧化碳的排放量对环境没有影响
2.(2024春•余姚市期中)下列人类活动中,不能缓解温室效应的是( )
A.绿色出行,低碳生活
B.及时处理作物秸秆,就地焚烧
C.对草原控制放牧数量
D.大力开展植树造林
3.(2025春•义乌市校级期中)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
4.(2025秋•宁波校级期中)从2H2+O22H2O中获取的信息错误的是( )
A.在反应前后,元素的种类没有变化
B.在常温下氢气与氧气混合就可以发生反应
C.4g氢气与32g氧气完全反应,可以生成36g水
D.在反应前后,氢原子和氧原子的数目都没有改变
5.(2025春•台州校级期中)化学方程式是重要的化学用语。下列化学方程式书写正确的是( )
A.
B.
C.
D.
6.(2025春•杭州校级期中)下列物质在氧气中燃烧,其中可观察到火星四射现象的是( )
A.木炭 B.铁丝
C. 硫粉 D.蜡烛
7.阅读材料,回答下列问题:
(1)如图甲所示,中国珠峰高程测量登山队从北坡成功登顶,圆满完成峰顶测量任务,珠峰“身高”迎来历史性更新。登山过程中,氧气瓶是必不可少的装备,因为氧气能 。工业上利用分离液态空气的方法制取氧气,是利用液氧与液氮的 不同。
(2)如图乙所示,我国用长征五号运载火箭成功发射嫦娥五号探测器;嫦娥五号返回器携带月球样品安全返回。液氧可用于卫星发射,因为氧气能 。我国计划于2022年建成并投入使用太空空间站。空间站内的氧气主要是通过电解水的方式获得,然后将氧气与储备的氮气、二氧化碳、稀有气体等气体以一定体积比混合成“人造空气”。这些气体中,含量最高的气体是 。
8.(2024春•宁波期中)(1)国务院同意发布新修订的《环境空气质量标准》增加了PM2.5监测指标。PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5 (填写长度单位)的颗粒物,也称为可入肺颗粒物,虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组分,但它对空气质量和能见度等有重要的影响,对人体健康的影响更大。
(2)下列关于PM2.5的说法错误的是 。
A.PM2.5主要来自化石燃料的燃烧和扬尘
B.PM2.5是造成灰霾天气的“元凶”之一
C.PM2.5的颗粒大小与分子大小差不多
D.PM2.5专用口罩使用了活性炭,是利用了活性炭的吸附性
(3)计入空气污染指数的项目中除了PM2.5外,还包括 (填序号)。
①二氧化碳 ②二氧化硫 ③二氧化氮
9.(2024春•拱墅区校级期中)燃烧是我们熟悉的现象。某实验小组用如图实验方法来探究燃烧的条件:
(1)如图一进行实验,观察实验现象。水中白磷不能燃烧是因为 。
(2)改进后的装置(如图二)与图一相比,其优点是 。
(3)将装有某气体的大试管口朝下垂直插入水中,使试管罩住白磷(如图三所示),结果观察到了“水火相容”的奇观,则大试管所装气体可能是 。
(4)“水火不相容”是指水能灭火,其实水有时也可以“生火”。比如用脱脂棉包裹好过氧化钠(Na2O2),往棉球上滴水即可看到“滴水生火”的奇观,因为过氧化钠遇到水生成O2,但小明在一次表演中因为滴水过多却没有成功,他没有成功的原因是 。
10.(2025春•温州校级期中)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 。
11.(2025春•钱塘区校级期中)小正同学准备在实验室里制取一定量的氧气,实验室提供了以下试剂和仪器装置制取气体,根据要求回答:
【试剂】①氯酸钾,②高锰酸钾,③过氧化氢,④二氧化锰,⑤稀盐酸,⑥大理石
【装置】
(1)写出图①中仪器A的名称 。
(2)小正直接利用图中①、③装置制取并收集氧气,则他选择的试剂为上述中的 (填序号),并写出文字表达式 (其中一种)。
(3)下列关于制取并收集氧气过程中的说法正确的是 (填字母编号)。
A.装置①点燃酒精灯后,需在试管底部来回移动酒精灯,目的是预热
B.若用装置③收集氧气,要检验氧气是否集满,则需把带火星木条放在集气瓶口
C.不能选择装置④收集氧气的原因是氧气的密度小于空气的密度
D.⑤装置可以收集氧气,则导管口的连接顺序为b→c→…
12.(2025春•丽水期中)小科利用红磷燃烧测定空气中氧气的含量(如图所示)。
(1)点燃燃烧匙内红磷,立即塞紧瓶塞,观察到红磷剧烈燃烧,产生 并放出热量。
(2)实验中进入左瓶中的水位不足集气瓶体积的,原因有 。
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.反应一结束就打开弹簧夹
(3)【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,老师改了一下装置,并利用传感器技术定时测定了实验装置(如图2)内的压强、温度和氧气浓度,三条曲线变化趋势如图3所示。X曲线表示压强变化趋势,Y曲线表示 的变化趋势。
(4)根据图2中压强变化曲线,CD段压强快速增大对应的操作是 。
(5)结合曲线变化解释图2中X曲线AB段压强变化的原因是氧气减少导致的气压变化量 温度升高导致的气压变化量。(填大于,等于或小于)
13.(2025春•萧山区期中)小华同学打算测量空气中氧气体积含量,请你参与他的实验探究:
设计如下方案:选用实际容积为25mL的试管作为反应容器,将过量的白磷放入试管,用橡皮塞塞紧试管,通过导管与注射器(注射器的容积为40mL,且润滑性很好)相连,注射器的前沿停在20mL刻度处(假设此实验能够按照小华的设想正常进行,白磷所占体积与导管内的气体体积忽略不计,且两个容器间的导管足够粗,保持空气正常流动)。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)实验时若不使用弹簧夹,用酒精灯加热白磷,直至燃烧结束,试管冷却,在整个实验的过程中观察到活塞的运动情况为 且最后活塞将停留在 mL刻度处。
(3)实验结束后,请你推断试管中剩余气体的化学性质为 。小华同学最终测定的空气中氧气的体积分数<21%,造成该实验出现误差的原因可能是 (填序号)。
①装置器气密性差
②读数时没有冷却至室温
③加入白磷量太少
14.(2025春•台州校级期中)小金买了一种“汽泡爽”的冲调饮料。
(饮料说明)
①主要原料:柠檬酸(C6H8O7)和小苏打(NaHCO3);
②使用说明:将一包“汽泡爽”粉末倒入玻璃杯中,加入200mL冷水,看到有大量气泡快速生成,待粉末完全溶解,就得到一杯果味饮料。
小金观察了饮料说明后,做了以下两个实验:
实验一:探究“汽泡爽”产生气体的成分。
(1)小金阅读资料发现:“汽泡爽”原料中的柠檬酸(C6H8O7)和小苏打(NaHCO3)粉末混合后加水可以发生以下反应:3NaHCO3+C6H8O7=C6H5O7Na3+3H2O+3R↑,则R的化学式为 ;
实验二:探究水温对产生气体量的影响。
小金先用冷水和热水各冲了一杯饮料,品尝时发现冷水冲的饮料中气泡较多,热水冲的饮料中气泡较少。当他摇动杯子时,发现冷水冲的饮料中又有大量气泡从水中逸出。他查阅资料发现:随着温度升高,气体在一定量的水中溶解的量会迅速降低。于是小金设计了如下实验方案。
实验序号
加入水的体积
加入水的温度
收集到气体的体积
1
200mL
15oC
A(待记录)
2
200mL
60oC
B(待记录)
(2)在老师的帮助下,小金采用相同的两套实验装置(如图)分别完成上述实验,在A中加入水,再加入一袋“汽泡爽”,迅速塞紧胶塞。量筒C用于收集A中产生的气体所排出的液体,冷却至室温后读取数据。B中油层的作用是 ;
(3)通过实验,小明测得:A=64mL,B=132mL,由此获得结论:“汽泡爽”产生气体的量与水温有关。但是老师看到小金的实验报告后却指出:两套装置中,“汽泡爽”产生气体的总量应该近似相等,与温度关系不大,通过反思,为了证明老师的观点,小金继续利用已反应完的两套装置又做了一步实验,发现两套装置最终收集到的气体总量确实相近,他的实验操作应该是 。
15.(2025秋•宁波校级期中)市场上有一种“茶垢净”,遇到热水后会产生氧气,并能深入微小的缝隙快速去除茶垢。
(1)向“茶垢净”中倒入热水,收集一瓶氧气,将带火星的木条伸入,能观察到 。
(2)如图是一台简易制氧机,A瓶中装有“茶垢净”、二氧化锰和水,氧气可从B瓶盖子上的出气孔排出,供人呼吸。A瓶的导管伸入B瓶水中的目的是 (写出一点)。
(3)现有一瓶“茶垢净”,其制氧量相当于119克过氧化氢分解产生的氧气量。某人吸氧时需要制氧机提供每分钟0.7克的氧气,请计算用这瓶“茶垢净”制得的氧气,最多能供他持续吸氧 分钟。
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八下期中复习(1)---第一单元重难点
知识点一: 空气中氧气含量的测定
1.拉瓦锡研究空气成分
实验装置
实验现象
实验结论
(1)银白色的液态汞加热,一部分汞成 红色 粉末,容器内气体体积 减少 。 (2)将红色粉末加强热,得到银白色液体和 氧气 ,把该气体加入之前容器剩下的气体中,所得气体与 空气 性质几乎完全一样。
空气由 氧气 和 氮气 组成。 表达式: 汞+氧气氧化汞。
2. 空气中氧气含量的测定
实验装置
实验原理
红磷燃烧消耗集气瓶内的氧气,瓶内气体 减少 ,压强减小,冷却后打开止水夹,在大气压作用下烧杯内的水被压入集气瓶,进入水的体积即为瓶内消耗 氧气 的体积。
实验现象
①红磷燃烧,产生大量白烟,并放出热量; ②冷却后打开止水夹,烧杯中的水被吸入集气瓶 ,占瓶内空气体积的 1/5
实验结论
空气中氧气约占空气总体积的1/5 。
文字表达式和符号表达式
磷+氧气五氧化二磷
实验分析
结果偏小的原因:装置漏气;红磷 不足 ;未降到室温就打开止水夹。 结果偏大的原因:塞紧胶塞过慢;止水夹未夹紧。
瓶内剩余气体 (N2)的性质
物理性质:难溶于水;
化学性质:不能燃烧也不支持燃烧。
拓展:测定空气中氧气含量的数字化实验
传感器类型
实验装置举例
数字化图像举例
氧气浓度传感器
压强传感器
温度传感器
考点1:空气中氧气含量测定实验
1.(2025春•瑞安市校级期中)科学小组开展“测定空气中氧气含量”的课外实践研究,通过改进教材实验装置使实验步骤少且更环保,实验步骤如下。
步骤Ⅰ.按改进后的实验图连接装置并检查装置气密性:将注射器b的活塞推至底端,注射器a的活塞静止时处于20mL,再将活塞a向左拉一段距离后松手,观察到 ,证明装置气密性良好。(活塞与内壁间的摩擦忽略不计)
步骤Ⅱ.向玻璃管中加入红磷,点燃酒精灯,交替推拉两个注射器。
实验前
实验后
a中气体体积/mL
20
10.5
b中气体体积/mL
0
0
请回答下列问题:
(1)补充Ⅰ中的内容: 。
(2)该实验中能否利用木炭燃烧测定空气中氧气含量,并说明理由
。
(3)已知玻璃管中空气体积是30mL,根据表格中的数据计算空气中氧气的体积分数 。
(4)若计算结果偏小,可能的原因是 。
【答案】(1)活塞a会回到原位置。
(2)木炭燃烧生成二氧化碳气体,虽然消耗了氧气,但生成的二氧化碳气体占据了氧气的空间,使装置内压强变化不大,无法通过压强差来测定空气中氧气含量
(3)19%。
(4)红磷量不足或装置漏气或未冷却至室温就读数。
【解答】解:(1)活塞 a 回到原位置。因为将注射器 b 的活塞推至底端,注射器 a 的活塞静止时处于20mL,再将活塞a向左拉一段距离后松手,若装置气密性良好,由于装置内气压作用,活塞a会回到原位置;
(2)木炭燃烧生成二氧化碳气体,虽然消耗了氧气,但生成的二氧化碳气体占据了氧气的空间,使装置内压强变化不大,无法通过压强差来测定空气中氧气含量;
(3)反应前玻璃管和注射器 a 内空气总体积为30mL+20mL=50mL,反应后注射器 a 内剩余气体体积为10.5mL,则消耗氧气的体积为20mL−10.5mL=9.5mL。所以空气中氧气的体积分数为;
(4)计算结果偏小,可能的原因是①红磷量不足,导致氧气没有被完全消耗;②装置漏气,使外界空气进入装置,导致压强差减小;③未冷却至室温就读数,此时气体受热膨胀,使进入注射器 a 内水的体积偏小,从而导致计算结果偏小。
故答案为:(1)活塞a会回到原位置。
(2)木炭燃烧生成二氧化碳气体,虽然消耗了氧气,但生成的二氧化碳气体占据了氧气的空间,使装置内压强变化不大,无法通过压强差来测定空气中氧气含量
(3)19%。
(4)红磷量不足或装置漏气或未冷却至室温就读数。
2.(2025春•杭州校级期中)小科在图甲装置中装入过量的红磷,利用传感器测定空气中氧气的含量,测得实验过程中容器内气体压强、温度、氧气浓度的变化趋势如图乙所示。
(1)结合实验过程,可知小科是在图乙中的 时刻打开止水夹的。
(2)打开止水夹后,水从烧杯进入集气瓶,集气瓶中的水位大约上升至刻度 处。
(3)实验后,小科用图像来反映装置内各量随时间的变化关系,其中正确的是 。
【答案】(1)t4。
(2)1。
(3)B。
【解答】解:(1)结合实验过程,可知小科是在图乙中的t4时刻打开止水夹的,是因为打开止水夹后水进入集气瓶,导致气压增大。
故答案为:t4。
(2)打开止水夹后,水从烧杯进入集气瓶,集气瓶中的水位大约上升至刻度1处,是因为氧气约占空气总体积的五分之一。
故答案为:1。
(3)A、反应前集气瓶中有水,该选项不正确。
B、过程中集气瓶中的氮气质量不变,该选项正确。
C、红磷过量,反应后红磷有剩余,该选项不正确。
D、由乙可知,氧气不能完全反应,该选项不正确。
故答案为:B。
3.(2025春•杭州校级期中)为了验证空气中氧气的体积分数大约为,某科技小组的三位同学分别设计了以下三种实验方案(A、B、C装置集气瓶底部都装有少量水),请根据图示装置回答有关问题:
(1)你认为B装置与A装置相比,优点是 。(写出一个优点即可)
(2)小明同学认为装置C不能测定空气中氧气含量,其原因是 。
(3)点燃A中燃烧匙中的红磷,观察到的现象是 。
(4)瓶内的水的作用除了吸收热量外,还有什么作用? 。
(5)打开止水夹后,进入广口瓶的水不到刻度线“1”处,请写出造成这个现象的两个原因① ;② 。
【答案】(1)实验结果更准确、更环保(合理即可);
(2)木炭燃烧产生与消耗氧气等体积的二氧化碳,瓶内气压几乎不变(合理即可);
(3)红磷燃烧,产生大量白烟,放热;
(4)吸收五氧化二磷;
(5)红磷的量不足;未等广口瓶冷却到室温就打开止水夹(合理即可)。
【解答】解:(1)B装置与A装置相比,不用在外面加热再伸入集气瓶,避免瓶内空气受热膨胀逸出引起的误差,优点是实验结果更准确、更环保;
(2)小明同学认为装置C不能测定空气中氧气含量,其原因是木炭在空气中燃烧消耗氧气,生成二氧化碳气体,装置内压强几乎不变;
(3)点燃A中燃烧匙中的红磷,观察到的现象是红磷燃烧,产生大量白烟,放出热量;
(4)红磷燃烧生成的五氧化二磷有毒并放出热量,瓶中装水的作用是吸热并吸收五氧化二磷;
(5)红磷的量不足、装置漏气、未等广口瓶冷却到室温就打开止水夹等都会导致测定数据偏小。
故答案为:(1)实验结果更准确、更环保(合理即可);
(2)木炭燃烧产生与消耗氧气等体积的二氧化碳,瓶内气压几乎不变(合理即可);
(3)红磷燃烧,产生大量白烟,放热;
(4)吸收五氧化二磷;
(5)红磷的量不足;未等广口瓶冷却到室温就打开止水夹(合理即可)。
4.(2025春•杭州期中)某化学研究小组在学习了“空气中氧气含量测定”实验的基础上,改进了教材中图Ⅰ的实验,设计出如图Ⅱ所示的实验装置,据图回答下列有关问题。
【装置Ⅰ】在实验过程中,经常出现实验结果偏小的情况,原因可能是 。
A.红磷的量不足
B.实验时未夹紧止水夹
C.集气瓶没有冷却到室温
【装置Ⅱ】小组同学测定玻璃管容积V1为70mL,注射器的活塞实验前停在30mL处(V2为30mL),按正确操作和有关数据计算,最终得出氧气约占空气体积的,则注射器活塞最终停留在 mL处,在实验加热过程中,缓慢推拉注射器活塞的目的是 ,若实验结束且冷却到室温后没有将气球内的气体全部挤出就读数计算,则测出氧气占空气含量结果会偏 (填“大”或“小”)。
【答案】(1)AC;
(2)10;使装置内氧气充分反应;大。
【解答】解:(1)A.红磷的量不足就不能耗尽氧气,造成测定结果偏小,故A符合题意;
B.实验时未夹紧止水夹,在红磷燃烧放出热量时,部分空气受热膨胀逸出,造成测定结果偏大,故B不合题意;
C.集气瓶没有冷却到室温,则进入瓶内的水偏小,会造成测定结果偏小,故C符合题意;
故答案为:AC;
(2)最终得出氧气约占空气体积的,则注射器活塞最终停留在:30mL﹣(30mL+70mL)10mL处;在实验加热过程中,缓慢推拉注射器活塞的目的是使装置内氧气充分反应;若实验结束且冷却到室温后没有将气球内的气体全部挤出就读数计算,则注射器活塞停留的刻度小于10mL,测得消耗氧气的体积偏大,则测出氧气占空气含量结果会偏大;故答案为:10;使装置内氧气充分反应;大。
5.(2025春•瑞安市期中)为了探究空气中氧气的体积分数。小明利用容积为V的集气瓶、装有密织铜网的燃烧匙、白磷等材料设计如图装置进行实验,已知大气压为p0。
实验步骤如下:
①检查装置气密性。
②往标有刻度的集气瓶中倒入90℃热水,读出集气瓶中热水的体积为V1。
③取过量的白磷放置于密织铜网中,立即塞紧瓶塞,使白磷浸没在热水中。
④降低漏斗的高度,使右侧的白磷露出水面,此时观察到白磷燃烧,一段时间后白磷熄灭。
⑤ ,读出集气瓶中热水的体积为V2。
⑥处理数据,得出结果。
(1)热水在步骤③环节中起的作用是 。
(2)请将步骤⑤补充完整 。
(3)实验测得空气中氧气的体积分数为 。
【答案】(1)隔绝氧气。
(2)升高漏斗至压强传感器示数为P0。
(3)100%。
【解答】解:(1)热水在步骤③环节中起的作用是隔绝氧气,以防止白磷燃烧。
故答案为:隔绝氧气。
(2)步骤⑤补充为升高漏斗至压强传感器示数为P0,以防止压强差影响实验结果。
故答案为:升高漏斗至压强传感器示数为P0。
(3)瓶中空气体积是V﹣V1,其中氧气体积是V2﹣V1,实验测得空气中氧气的体积分数为100%。
故答案为:100%。
知识点二: 空气的主要成分及组成
1.空气中各成分的体积分数大约是:氮气78%、氧气21%、稀有气体0.94%、二氧化碳0.03%、其他气体0.03%。
空气成分
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%
0.94%
0.03%
0.03%
特点
相对固定
可变
2. 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
3. 氧气的物理性质和化学性质
物质
(颜色、状态)
反应现象
反应表达式
注意事项
硫(淡黄色固体)
①在空气中发出淡蓝色火焰 ②在中发出 明亮的蓝紫 色火焰 ③放出热量 ④生成有刺激性气味的气体
硫+气二氧化硫
①硫的用量不能过多 ②瓶内装少量水,目的是吸收二氧化硫,防止对空气造成污染
红磷(暗红色固体)
①有浓厚的白烟 ②放出热量 ③在空气中产生黄色火焰 ④在氧气中发出白光
磷+氧气五氧化二磷
此反应生成的是 固体小颗粒, 现象应描述为白烟,而不是白雾(指小液滴)
光亮铁丝 (银白色固体)
① 剧烈燃烧 ② 火星四射 ③放出大量的热 ④生成黑色固体
铁+氧气点燃_四氧化三铁
预先在瓶底留少量 水 或 铺一层细沙的目的是防止熔融的溅落物炸裂集气瓶
4. 氧化物
由两种元素组成,其中一种元素是氧元素的化合物叫作氧化物。如 等均是氧化物,而不是氧化物,但它们都可以称为含氧化合物。
考点2:氧气的化学性质
6.(2025春•定海区期中)下列有关物质燃烧时观察到的现象的叙述中,正确的是( )
A.硫在氧气中燃烧,发出淡蓝色火焰,生成有刺激性气味的气体
B.木炭在氧气中燃烧,发出白光,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体
C.红磷在氧气中燃烧,放出大量热,产生大量白雾
D.铁丝在氧气中燃烧,火星四射,生成四氧化三铁
【答案】B
【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气体,说法错误,故不符合题意;
B、木炭在氧气中燃烧,发出白光,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体,说法正确,故符合题意;
C、红磷在氧气中燃烧,放出大量热,产生大量白烟,说法错误,故不符合题意;
D、铁丝在氧气中燃烧,火星四射,生成四氧化三铁是实验结论,不是实验现象,说法错误,故不符合题意;
故选:B。
7.(2025春•柯桥区期中)下列实验指定容器中的水,其解释没有体现水的主要作用的是( )
A
B
C
D
实
验
装
置
硫在氧气中燃烧
测定空气中氧气含量
铁丝在氧气中燃烧
排水法收集氢气
解释
集气瓶中的水:
吸收放出的热量
量筒中的水:通过水体积的变化得出O2体积
集气瓶中的水:冷却溅落熔融物,防止集气瓶炸裂
集气瓶中的水:水先将集气瓶内的空气排净,后便于观察H2何时收集满
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【解答】解:A、硫在氧气中燃烧生成的二氧化硫气体有毒,扩散到空气中会污染空气,该实验中水的主要作用是吸收二氧化硫,故错误;
B、测定空气中氧气的体积分数时,通过量筒中水的体积变化可知氧气的体积,实验中水的主要作用是间接测定氧气的体积,故正确;
C、铁在氧气中燃烧时,实验中水的用途是冷却溅落的四氧化三铁,防止炸裂集气瓶,故正确;
D、用排水法收集氢气时集气瓶中加入水,主要是为了是为了排出集气瓶中的空气,也便于观察H2何时收集满,故正确;
故选:A。
8.(2025春•萧山区期中)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。如图所示是硫粉、红磷、光亮的细铁丝在氧气中燃烧的实验装置:
(1)小月是个善于思考、善于总结的学生,做完实验后,她发现了一些共同点:在反应条件方面,三个实验都要点燃,它们都属于 反应(填“吸热”或“放热”)。
(2)小月同时也总结出在生成物的种类、状态和观察到的实验现象三个方面存在不同。丙中观察到的反应现象是 。三个实验的集气瓶底部都放有少量水,其中甲集气瓶底部放水目的是 。
【答案】(1)放热;
(2)铁丝剧烈燃烧,火星四射,放出大量的热,生成黑色固体;吸收生成的二氧化硫,防止污染空气。
【解答】解:(1)硫粉、红磷、光亮的细铁丝在氧气中燃烧时都放出热量,所以它们都属于放热反应。故答案为:放热;
(2)丙中是铁丝在氧气中燃烧,观察到的反应现象是铁丝剧烈燃烧,火星四射,放出大量的热,生成黑色固体。甲中是硫在氧气中燃烧,生成的二氧化硫是一种有毒气体,会污染空气,集气瓶底部放水的目的是吸收生成的二氧化硫,防止污染空气。故答案为:铁丝剧烈燃烧,火星四射,放出大量的热,生成黑色固体;吸收生成的二氧化硫,防止污染空气。
知识点三: 氧气的工业制法
氧气的工业制法
(1)原料:空气
(2)制取方法
① 液化蒸发空气法:利用氮气(沸点-196℃)、氧气(沸点-183℃)沸点不同,用液化空气分离法制取:
② 膜分离技术法:将空气通过富集氧气功能的薄膜,即可得到含氧量较高的空气,用该膜进行多级分离,可得到含氧气90%以上的富氧空气。
特别提醒:
实验室制取氧气是制取我们实验时所需的少量氧气,它属于化学变化;而工业上制取氧气则是大量制取氧气,利用空气分离的方法,原料来源广泛,所制得的氧气价格较低,它属于物理变化。
知识点四:固体加热型制取氧气
1.氧气的检验方法:把一根带火星的木条伸入集气瓶中,如果带火星的木条复燃,证明是氧气。
方法1:加热氯酸钾和二氧化锰的混合物(或高锰酸钾)
实验目的:制取氧气
实验原理:2KClO32KCl+3O2↑或2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
实验药品:高锰酸钾或氯酸钾和二氧化锰
实验仪器:试管、酒精灯、铁架台、集气瓶、水槽
实验装置:
实验步骤:
①检查装置的气密性
②装药品(平铺或斜铺在试管的底部)
③将试管固定在铁架台上(将集气瓶装满水倒立在水槽里)
④点燃酒精灯用外焰给试管加热
⑤当导管的气泡连续并均匀地放出时,开始收集气体
⑥先从水槽中移出(离去)导管
⑦再熄灭酒精灯
七字口诀:查、装、定、点、收、离、熄。(茶庄定点收利息)
【思考1】为什么要药品平铺或斜铺在试管底部?
【答案】是为了让药品的受热面积大一些。
【思考2】为什么用酒精灯外焰加热?
【答案】因为酒精灯外焰温度最高,而且如果用酒精灯内焰加热可能会导致试管炸裂。
【思考3】为什么装置中的试管口要向下倾斜?
【答案】是为了防止实验中产生的水蒸气(固体药品在贮存中会吸潮)在试管口冷凝后流回试管底部造成试管炸裂。
【思考4】为什么在导管口放一团棉花?
【答案】是为了防止固体颗粒进入导管(加热和生成的氧气形成的气流会使固体颗粒移动)。
【思考5】为什么要在导管中的气泡连续并均匀放出时才开始收集气体?
【答案】因为在这之前产生的气泡中氧气不纯。
【思考6】为什么要先移导管再熄酒精灯?
【答案】是为了防止先熄酒精灯后装置内的气体温度降低,压强降低,将水槽中的水吸入试管,造成试管炸裂。
知识点五:常温型制取氧气(二氧化锰催化双氧水)
实验目的:制取氧气
实验原理:2H2O2MnO22H2O+O2↑
实验药品:6%双氧水和二氧化锰
实验仪器:试管或锥形瓶、长颈漏斗或分液漏斗、集气瓶、带导管的双孔橡胶塞
实验装置:见下图
实验步骤:
①检查装置的气密性
②在锥形瓶中装二氧化锰,在分液漏斗中装双氧水
③打开分液漏斗旋塞滴加双氧水
④收集气体
【思考1】如果把分液漏斗换成长颈漏斗,有什么注意点,有什么优缺点?
【答案】用长颈漏斗时,其下端要没入页面以下(即液封)。相对应用分液漏斗,用长颈漏斗做不到控制反应的开始和停止以及从装置角度控制反应的快慢。
【思考2】两个实验方法中都用到了催化剂二氧化锰,二氧化锰的作用是什么,如果不用二氧化锰化学反应能否发生,二氧化锰在反应前后是否会发生变化?
【答案】二氧化锰是催化剂,其作用是加快化学反应速率;如果不用二氧化锰化学反应能发生,只是反应速率相对较慢;二氧化锰在反应前后不会变化,质量不会变,化学性质也不会变。
特别提醒:
① 改变速率包括加快或减慢,不能片面地理解为加快。
② MnO2不是专用催化剂。
③ 催化剂不能增多或减小生成物的质量。
④ 对于指定的化学反应,没有催化剂,并不意味着反应不能发生,只是反应速率较小。
⑤ 催化剂要纯净以免影响催化效果或引起事故。
知识点六: 实验装置选取
1. 装置的选择依据
发生装置
反应物状态
反应条件(是否需要加热)
收集装置
密度
密度比空气大
向上排空气法
密度比空气小
向下排空气法
溶解性
不易溶于水、不与水反应
排水法
2.发生装置
反应物状态及 条件
装置图
装置特点
气密性检查方法
固体反应加热型
①试管口略向下倾斜;
②高锰酸钾制氧气实验中, 管口塞一团棉花;
③铁夹夹在距试管口约 1/4 处
检查时试管不要固定在铁 架台上,塞紧胶塞, 将导管 另一端插入装有水的烧杯 中,用手或热毛巾包住试 管,如观察到插入水中的导 管口处有气泡冒出,松手后 导管中有一小段液柱,证明 气密性良好
固液反应常温型
①装置简单,便于操作
②实验过程中无法随时添加药品
检查方法与上面相同
①便于添加较多的药品
②实验过程中长颈漏斗下 端应插入液面下,防止产生 的气体溢出
右侧导管处弹簧夹关闭,塞 紧橡胶塞,向长颈漏斗中加 水至没过漏斗下端后,继续 加水使漏斗中液面高于锥 形瓶中液面,静置一段时 间, 若液面高度差不变, 证 明装置没有漏气
①分液漏斗可控制滴加液 体的速率从而控制反应速 率
②漏斗下端不用插入液面 下
关闭分液漏斗的活塞,将右 侧导管的末端插入水中,用 热毛巾包裹锥形瓶(或垫石 棉网加热),观察导管口有 无气泡冒出
通过开关弹簧 夹,可以控制反应的发生和 停止。
总结: 检查气密性两种基本方法:受热法(如固固反应装置)和压水法(如启普发生器),
通过造成装置中气体压强差,产生某种明显现象。
3.固液不加热型气体发生装置优缺点比较
4. 收集装置----多功能瓶的使用
装置
作用
气体进出方向
应用举例
洗气、干燥、检验
a 进 b 出
浓硫酸干燥二氧化 碳
收集密度大于空气 的气体
a 进 b 出
收集二氧化碳
收集密度小于空气 的气体
b 进 a 出
收集氢气
排水法收集气体
a 进 b 出
收集氧气
测量产生气体的体 积
气体从 a 进,液体 从 b 出,若想测量 的是二氧化碳这样 易溶于水的气体, 可以在液体上加少 量油, 防止气体溶
解
测量生成的二氧化 碳气体体积
考点3:氧气的工业制法
9.(2025春•杭州期中)空气是一种用途很多的自然资源,可用于工业上制取氧气,其流程如图所示。
(1)①所采取的方法是 。(填“升温”或“降温”)
(2)液态空气分离过程中, 先被分离出来,分离的依据是各物质的沸点不同。
(3)以下属于氧气用途的是 (填字母)。
A.气体肥料
B.医疗急救
C.助燃乙炔切割金属
【答案】(1)降温。
(2)氮气。
(3)BC。
【解答】解:(1)在空气分离制取氧气的过程中,通常采用降温的方法使空气液化,然后通过控制温度,使不同成分依次蒸发,从而实现分离,故答案为:降温。
(2)液态空气分离过程中,由于液态氮的沸点(﹣196℃)低于液态氧的沸点(﹣183℃),所以氮气先被分离出来,故答案为:氮气。
(3)氧气的用途包括:B.医疗急救:氧气可以提供呼吸支持,用于治疗缺氧症状,C.助燃乙炔切割金属:氧气作为助燃气体,可以提高乙炔燃烧的温度,用于金属切割,A选项“气体肥料”通常指的是二氧化碳,不是氧气的用途,故答案为:BC。
考点4:氧气的实验室制法
10.(2025春•柯桥区校级期中)实验室常用以下装置来制取氧气。请回答:
(1)请写出图A中a的名称: ;
(2)关于实验室用氯酸钾、高锰酸钾制取氧气的反应,相同之处是 (填字母编号);
A.都需要加热
B.都可直接选用A装置制取
C.都属于分解反应
D.都需要二氧化锰作催化剂
(3)若用高锰酸钾制取并收集氧气的实验步骤有:①将试剂装入试管,用带导管的橡皮塞塞紧试管口;②检查装置的气密性;③给试管加热;④将装置固定在铁架台上;⑤熄灭酒精灯;⑥收集气体;⑦将导管从水槽中取出。正确的操作顺序是 ;
(4)实验室用氯酸钾和二氧化锰制取氧气文字表达式是 ;
(5)如图①②③④是化学中常见的气体收集装置,其中不能用于收集氧气的装置有 。
【答案】(1)铁架台;
(2)AC;
(3)②①④③⑥⑦⑤;
(4)氯酸钾氯化钾+氧气;
(5)④。
【解答】解:(1)图A中a的名称是铁架台。故答案为:铁架台;
(2)A.都需要加热,故选项正确;
B.用高锰酸钾制取氧气,试管口要放一团棉花,而氯酸钾可直接选用A装置制取,故选项错误;
C.这两个反应都是由一种物质发生化学反应生成两种或两种以上物质,都属于分解反应,故选项正确;
D.高锰酸钾无需二氧化锰作催化剂,氯酸钾需要二氧化锰作催化剂,故选项错误。
故选:AC。
(3)若用高锰酸钾制取并收集氧气的实验步骤为:检查装置的气密性;将试剂装入试管,用带导管的橡皮塞塞紧试管口;将装置固定在铁架台上;给试管加热;收集气体;将导管从水槽中取出;熄灭酒精灯。正确的操作顺序为:②①④③⑥⑦⑤。故答案为:②①④③⑥⑦⑤;
(4)实验室用氯酸钾和二氧化锰制取氧气文字表达式是:氯酸钾氯化钾+氧气。故答案为:氯酸钾氯化钾+氧气;
(5)氧气的密度比空气的密度大,可用向上排空气法收集,氧气不易溶于水,且和水不反应,所以可用排水法收集氧气,则图①②③④是化学中常见的气体收集装置,②是万用瓶,可用来收集氧气,其中不能用于收集氧气的装置有④。故答案为:④。
11.(2024春•金华期中)实验室常用如图装置来制取氧气。请回答:
(1)请写出图中a的名称: 。
(2)关于实验室用氯酸钾、高锰酸钾制取氧气的反应,相同之处是 (填字母编号)。
A.都需要加热
B.都可直接选用A装置制取
C.都属于分解反应
D.都需要二氧化锰作催化剂
(3)实验室用氯酸钾和二氧化锰制取并收集氧气主要有以下步骤:①将试剂装入试管,用带导管的橡皮塞塞紧试管口;②检查装置的气密性;③给试管加热;④将装置固定在铁架台上;⑤熄灭酒精灯;⑥收集气体;⑦将导管从水槽中取出。正确的操作顺序是 (填序号)。
(4)在完成制取并收集氧气后,小科进行了检验氧气化学性质的实验,他取一根光亮的细铁丝绕成螺旋状,一端系上一根火柴,另一端系在一根粗铁丝上,点燃火柴,待火柴将要烧完时,立即伸进一瓶预留少量水的盛有氧气的集气瓶中,可以观察到的现象为 ,并放出大量的热。
【答案】(1)铁架台;
(2)AC;
(3)②①④③⑥⑦⑤;
(4)剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体。
【解答】解:(1)图中a的名称:铁架台;
(2)实验室用高锰酸钾、氯酸钾制取氧气的反应分别是高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,氯酸钾在二氧化锰催化作用下受热分解生成氯化钾和氧气;
A、根据上述分析可知,两个反应都需要加热,正确;
B、用高锰酸钾制氧气时,试管口需放一团棉花,以防止试管内固体粉末进入导管,不能直接选用A装置制取,错误;
C、根据上述分析可知,这两个反应都由一种物质生成多种物质的反应,都属于分解反应,正确;
D、根据上述分析可知,用高锰酸钾制氧气时,不需要二氧化锰作催化剂,错误。
故选AC;
(3)实验室用氯酸钾和二氧化锰制取并收集氧气主要有以下步骤:②检查装置的气密性→①将试剂装入试管,用带导管的橡皮塞塞紧试管口→④将装置固定在铁架台上→③给试管加热→⑥收集气体→⑦将导管从水槽中取出→⑤熄灭酒精灯。故填:②①④③⑥⑦⑤;
(4)铁在氧气中燃烧的实验现象:剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体,并放出大量的热。
故答案为:
(1)铁架台;
(2)AC;
(3)②①④③⑥⑦⑤;
(4)剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体。
12.(2025春•南湖区校级期中)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。
13.(2025秋•新昌县校级期中)某项目化小组开展主题为“自制简易家庭制氧机”的活动,设计如图甲所示的制氧机模型。制氧原理是水环境中,利用过碳酸钠在MnO2的催化作用下分解制得氧气:2Na2CO42Na2CO3+O2↑。该制氧机出氧流量(每分钟产生氧气的体积)平稳,其中吸氧浓度=[22%+5%X],X,X出氧流量(升/分钟),适用情况如表所示。
适用情况
吸氧浓度
供氧时间(分)
日常保健
30%﹣40%
25分钟
一般缺氧性疾病
40%﹣60%
20分钟
急救
≥60%
以病情为准
(1)该小组制氧机的反应和洗气装置在原版本的基础上经历了如图乙所示的迭代,请推测该小组改进的理由
。(写出一点即可)
(2)如图丙所示为过碳酸钠分解制氧气的反应速率与反应物浓度、温度的关系。为了使制氧机出氧流量保持平稳,反应装置中的夏季和冬季的水位线需设置不同,请分析原因
。
(3)某病人吸氧浓度为42%,则该病人属于表格中的哪种适用情况 ,该制氧机为此病人提供一次治疗,需要制氧原料过碳酸钠的质量为 克。(氧气的密度取1.20克/升)
【答案】(1)更加轻便,方便携带或节约材料,降低成本;
(2)相同的反应物浓度下,温度越高过碳酸钠分解制氧气的反应速率越大。通过控制反应物的浓度控制反应速度;
(3)一般缺氧性疾病;732。
【解答】解:(1)该小组制氧机的反应和洗气装置在原版本的基础上经历了如图乙所示的迭代,请推测该小组改进的理由导管少,气密性更好,反应装置和洗气装置合在一起更加轻便,方便携带,节约材料,降低成本。故答案为:更加轻便,方便携带或节约材料,降低成本;
(2)根据图丙分析可知,相同的反应物浓度下,温度越高过碳酸钠分解制氧气的反应速率越大。夏天温度大于冬天,所以反应装置中的夏季和冬季的水位线需设置不同。故答案为:相同的反应物浓度下,温度越高过碳酸钠分解制氧气的反应速率越大。通过控制反应物的浓度控制反应速度;
(3)根据表格可知,某吸氧浓度为42%,吸热浓度范围为40%﹣60%,则该病人属于表格中的一般缺氧性疾病。
该制氧机为此病人提供一次治疗,供氧时间20分钟,设出氧流量为x,则42%=22%+5%×x
解得x=4升/分钟
氧气的密度取1.28克/升,则20分钟氧气质量=4升/分钟×1.20克/升×20分钟=96克
设需要制氧原料过碳酸钠y;
2Na2CO42Na2CO3+O2↑
244 32
x 96g
x=732g
答:需要制氧原料过碳酸钠732克。
故答案为:一般缺氧性疾病;732。
知识点七:燃烧与灭火
1.燃烧的条件
(1)燃烧:可燃物跟氧气发生的一种发光、发热、剧烈的氧化反应叫做燃烧。
(2)燃烧的条件:
a.有可燃物;
b.有助燃剂;
c.温度达到着火点。(三个条件缺一不可)
2.灭火的原理和方法
(1)隔绝氧气(或空气)。
(2)使温度降到着火点以下。
(3)清除可燃物或使可燃物与其他物品隔离。(只取其一即可)
3.几种常用灭火器
(1)泡沫灭火器:用来扑灭因木材、棉布等燃烧引起的失火。
(2)干粉灭火器:除用来扑灭一般火灾外,还可用来扑灭油、气等燃烧引起的失火。
(3)液态二氧化碳灭火器:用来扑灭图书、档案、贵重设备、精密仪器等的失火。使用时,手一定要握在钢瓶的木柄上,否则会把手冻伤。
特别提醒:
着火点是使可燃物燃烧所需要的最低温度。着火点是物质本身固有的属性(一个定值),不会随意改变。灭火时,可以降低可燃物的温度至着火点以下,但不能降低可燃物的着火点。
考点5:燃烧与灭火
14.(2025春•绍兴期中)如图所示,加热烧瓶中的水使之沸腾,水蒸气从铜管喷出,把火柴靠近管口B处,火柴被加热,迅速移开火柴,火柴开始燃烧,下列说法正确的是( )
A.水沸腾后,水的质量和体积都增大
B.火柴移离水蒸气,与氧气充分接触,从而燃烧
C.该实验能说明火柴的着火点一定不超过100℃
D.在B处时火柴不燃烧是因为湿润的水蒸气降低了火柴的着火点
【答案】B
【解答】解:A、水沸腾后,水的质量不变,水的体积增大,故选项说法错误。
B、在铜管口水蒸气多,而氧气少,火柴移离水蒸气,与氧气充分接触,从而燃烧,故选项说法正确。
C、水蒸气从铜管中冒出时温度较高,能使火柴的温度达到着火点,该实验不能说明火柴的着火点一定不超过100℃,故选项说法错误。
D、在B处时火柴不燃烧,是因为在铜管口水蒸气多,而氧气少,而不是降低了火柴的着火点,因为着火点是物质本身固有的属性,一般不能降低,故选项说法错误。
故选:B。
15.(2025春•西湖区校级期中)如图所示,下列关于燃烧现象的解释或分析正确的是( )
A.图甲中将煤球变成蜂窝煤后再燃烧,其目的是延长煤燃烧的时间
B.图乙中火柴头斜向下时更容易燃烧,是因为降低了火柴梗的着火点
C.图丙中蜡烛火焰很快熄灭,是因为金属丝阻碍空气的流动
D.由图丁中的现象可知,由金属镁燃烧造成的火灾不能用二氧化碳灭火器灭火
【答案】D
【解答】解:A、煤做成蜂窝状,增大了煤与氧气的接触面积,能使煤充分燃烧,但缩短了煤燃烧的时间,该选项不正确。
B、当火柴头斜向下时,燃烧产生的热量能给火柴梗预热,容易达到其着火点,所以更容易持续燃烧。而火柴头向上时,燃烧产生的热量随热空气上升,不能给火柴梗加热,火柴梗达不到其着火点,容易熄灭,而不是降低了火柴梗的着火点,该选项不正确。
C、金属具有导热性,是热的良导体,当金属丝制成的线圈罩在蜡烛火焰上,金属丝由于吸热,致使燃烧产生的热量被快速传递,温度降到蜡烛的着火点以下,该选项不正确。
D、金属镁可以在二氧化碳中燃烧,因此金属镁燃烧的火灾不能用二氧化碳灭火,该选项正确。
故选:D。
16.(2025春•诸暨市校级期中)“防火胜于救火”,科学认识燃烧,增强安全防范意识是每个公民应该具备的安全素养之一。下列说法错误的是( )
A.水能灭火,是因为水能降低可燃物的着火点
B.身上着火不要乱跑,可就地打滚使火熄灭
C.夜间发现天然气泄漏,千万不能使用抽油烟机抽气
D.油库、面粉厂和煤矿的坑道内要严禁烟火,以避免爆炸的发生
【答案】A
【解答】解:A、水能灭火,是因为水汽化吸热能降低可燃物的温度到着火点以下,着火点不能降低,说法错误,故符合题意;
B、身上着火如果乱跑则会加速空气的流动,提供更充足的氧气,而使火势更旺,所以身上着火不可乱跑,要就地打滚使火熄灭,说法正确,故不符合题意;
C、煤气泄漏,应迅速关闭阀门并开窗通风,千万不能使用排油烟机等用电设施,防止爆炸,说法正确,故不符合题意;
D、油库、面粉厂、纺织厂、橡胶厂和煤矿的坑道内等场所都含有易燃的微粒,所以应该严禁烟火,否则容易发生火灾或爆炸,说法正确,故不符合题意。
故选:A。
17.(2025春•丽水期中)科学兴趣小组的同学利用如图微型实验装置进行实验。请回答:
(1)挤压滴管,观察到左侧装置中产生大量气泡,微热燃烧管,白磷燃烧而红磷不燃烧,由此可说明燃烧需要的条件是 ;
(2)打开燃烧管左侧胶管,通入氮气,燃烧的磷很快熄灭,体现出的灭火原理为 。
【答案】(1)需要温度达到可燃物着火点;
(2)隔绝氧气。
【解答】解:(1)过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解为水和氧气,挤压右滴管并微热燃烧管,白磷燃烧而红磷不燃烧,都有可燃物,都接触氧气,但是由于着火点不同,所以现象不同,由此可说明燃烧需要温度达到可燃物着火点;
(2)打开左侧弹簧夹,通入氮气,由于隔绝了氧气,所以燃烧的磷很快熄灭。
故答案为:(1)需要温度达到可燃物着火点;
(2)隔绝氧气。
知识点八:质量守恒定律探究实验
1. 实验探究质量守恒定律时,貌似反应前后质量“不守恒”现象的解释:
(1)反应在敞口容器中进行,且反应过程中有空气中的气体参加进入反应体系,或者有气体生成逸出反应体系,从而导致反应后体系总质量变大或变小。故有气体参加或生成的一定要记得加上气体的质量,用实验验证质量守恒定律时,有气体参加或生成的化学反应一定要在密闭容器中进行。
(2)反应产生的生成物可能未全部收集。如镁条燃烧,生成的氧化镁有一部分以白烟的形式逸散到空气中去,还有一部分附着在坩埚钳上。
2. 能够用来验证质量守恒定律的化学反应:
(1)反应无气体参与/生成 —— 敞口容器即可
(2)反应有气体参与/有气体生成 —— 必须密闭容器
①有气体生成的反应
例:过氧化氢分解、高锰酸钾受热分解、大理石 + 稀盐酸(产生 CO₂)
②有气体参加的反应
例:红磷燃烧(消耗 O₂)、木炭燃烧
考点6:质量守恒定律探究实验
18.(2024秋•宁波校级期中)小舟选用白磷、锥形瓶、气球、天平等药品和器材,探究化学反应中物质质量的变化规律,装置如图。
【实验思路】先确认化学反应已经发生,再比较反应物的质量总和和生成物的质量总和是否相等。
【实验步骤】
Ⅰ.锥形瓶内装入白磷,塞紧瓶塞放在天平托盘上,调节平衡;
Ⅱ.取下锥形瓶,将瓶塞上的铁丝在酒精灯上烧红后,接触引燃白磷,并立即塞紧瓶塞;
Ⅲ.待反应结束冷却后,将锥形瓶放回天平托盘上,观察 。
【实验结论】参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。
【交流反思】
(1)要确认化学反应已经发生,本实验中观察到的现象是 。
(2)反应结束后,若白磷有剩余,你认为是否仍能得出上述结论,并请说明理由。 。
【答案】【实验步骤】天平是否平衡;
【交流反思】(1)白磷燃烧,产生大量的白烟;
(2)能,剩余白磷未参加反应,反应前后质量不变。
【解答】解:【实验步骤】验证质量守恒定律,要比较反应物的质量总和和生成物的质量总和是否相等,故待反应结束冷却后,将锥形瓶放回天平托盘上,观察天平是否平衡。
【交流反思】(1)白磷燃烧,产生大量的白烟。
(2)反应结束后,若白磷有剩余,剩余白磷未参加反应,反应前后质量不变,仍能得出上述结论。
故答案为:
【实验步骤】天平是否平衡;
【交流反思】(1)白磷燃烧,产生大量的白烟;
(2)能,剩余白磷未参加反应,反应前后质量不变。
19.(2025春•杭州期中)小成进行如图所示实验来验证质量守恒定律。在实验中用电子天平和量筒准确测量出表中m1、m2、m3、m4和V(实验中操作正确,O2的密度为ρg/cm3)
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)装置中试管口略向下倾斜的原因是 。
(2)根据质量守恒定律,m1、m2、m3、m4、V和p之间应存在的等量关系为 。
(3)若小成根据数据计算所得结果与质量守恒定律不符。造成这一实验结果的原因分析正确的是 (填字母)。
A.试管中氯酸钾没有完全分解
B.导管口连续均匀冒气泡时才收集气体
C.导气管没有伸入量筒底部,部分氧气溶解于水
D.停止加热后,调节量筒内外液面相平再读数
(4)实验结束后,小成在拆卸装置时闻到刺激性气味,小成说:氧气是无色无味的,有刺激性气味的气体会不会是二氧化硫?小观认为不可能。他的理由是: 。
【答案】(1)防止冷凝水倒流炸裂试管;
(2)m1+m2+m3=m4+pV;
(3)BC;
(4)反应物中不含有硫元素,不能生成二氧化硫。
【解答】解:(1)装置中试管口略向下倾斜的原因是防止冷凝水倒流炸裂试管。故答案为:防止冷凝水倒流炸裂试管;
(2)根据质量守恒定律,反应前各物质的质量总和等于反应后各物质质量总和,因此m1+m2+m3=m4+pV。故答案为:m1+m2+m3=m4+pV;
(3)A.试管中氯酸钾没有完全分解,不影响验证质量守恒定律,故选项不符合题意;
B.导管口连续且均匀冒气泡时开始收集气体,导致部分气体没有排入量筒,不能验证质量守恒定律,故选项符合题意;
C.氧气不易溶于水,密度比水小,导气管没有伸入量筒底部,增大了氧气的溶解,所以偏差比较明显,影响验证质量守恒定律,故选项符合题意;
D.停止加热后,调节量筒内外液面相平再读数,操作正确,不影响验证质量守恒定律,故选项不符合题意。
故选:BC;
(4)实验结束后,小成在拆卸装置时闻到刺激性气味,小成说:氧气是无色无味的,有刺激性气味的气体会不会是二氧化硫?小观认为不可能,他的理由是反应物中不含
有硫元素,不能生成二氧化硫。故答案为:反应物中不含有硫元素,不能生成二氧化硫。
20.(2024秋•宁波校级期中)如图是小科在进行研究性学习课题《化学反应中质量守恒的研究》的过程。
【提出问题】
氧化汞(HgO)加热时,会生成汞和氧气(常温常压下,氧气密度为ρ氧)。反应结束后,所生成的汞和氧气的质量总和与参加反应的氧化汞的质量是否相等呢?
【资料信息】
1.氧化汞反应的化学方程式:2HgO2Hg+O2↑。
2.测量气体体积需要在标准大气压下测量才是准确数值。
【实验设计及过程】
检查装置的气密性后,在试管中加入适量的药品,并测得反应装置、滤毒器与物质总质量为m1。待反应完全后,调整量筒液面至“合适”位置,测出气体体积记为V。再测量反应装置、滤毒器与剩余物质总质量为m2。
(1)实验时,小科在量筒中加入一些煤油的目的是 。
(2)反应完全后,量筒液面需要调整到的“合适”位置指的是 。
(3)若本实验能正确反应化学变化中的质量守恒,则上述测量结果存在关系式是: 。
【答案】(1)防止氧气溶于水。
(2)与水槽中的液面相平。
(3)m1=m2+ρ氧V。
【解答】解:(1)实验时,小科在量筒中加入一些煤油的目的是防止氧气溶于水。
故答案为:防止氧气溶于水。
(2)反应完全后,量筒液面需要调整到的“合适”位置指的是与水槽中的液面相平,排除液柱产生的压强影响。
故答案为:与水槽中的液面相平。
(3)若本实验能正确反应化学变化中的质量守恒,则上述测量结果存在关系式是:m1=m2+ρ氧V。
故答案为:m1=m2+ρ氧V。
1.(2025春•温岭市期中)下列有关空气中各成分性质和用途,说法正确的是( )
A.氧气可以供给呼吸,也可以燃烧
B.稀有气体化学性质不活泼,可作保护气
C.氮气的化学性质比较活泼,是制造化肥、炸药的重要原料
D.二氧化碳会被植吸收转化成氧气,二氧化碳的排放量对环境没有影响
【答案】B
【解答】解:A、氧气可以供给呼吸,但氧气本身不可以燃烧,它是支持燃烧的助燃剂,故A不符合题意;
B、稀有气体化学性质不活泼,一般不易与其他物质发生反应,可作保护气,故B符合题意;
C、氮气的化学性质不活泼,氮气是制造化肥、炸药的重要原料,故C不符合题意;
D、二氧化碳会被植物吸收转化成氧气,但二氧化碳是主要的温室气体,过量的二氧化碳排放会导致温室效应加剧,对环境有显著影响,故D不符合题意。
故选:B。
2.(2024春•余姚市期中)下列人类活动中,不能缓解温室效应的是( )
A.绿色出行,低碳生活
B.及时处理作物秸秆,就地焚烧
C.对草原控制放牧数量
D.大力开展植树造林
【答案】B
【解答】解:A、绿色出行,低碳生活,可以减少二氧化碳的排放,可以缓解温室效应,故正确;
B、及时处理作物秸秆,就地焚烧,会产生大量的二氧化碳,不能缓解温室效应,故错误;
C、对草原控制放牧数量,保护植被,有利于光合作用进行,可以缓解温室效应,故正确;
D、大力开展植树造林,有利于光合作用进行,可以缓解温室效应,故正确;
故选:B。
3.(2025春•义乌市校级期中)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
【解答】解: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;
故选:B。
4.(2025秋•宁波校级期中)从2H2+O22H2O中获取的信息错误的是( )
A.在反应前后,元素的种类没有变化
B.在常温下氢气与氧气混合就可以发生反应
C.4g氢气与32g氧气完全反应,可以生成36g水
D.在反应前后,氢原子和氧原子的数目都没有改变
【答案】B
【解答】解:A、反应前氢气和氧气中含有有氢元素和氧元素,反应后水中含有氢元素和氧元素,故A正确;
B、从以上方程式中可知氢气与氧气在点燃的条件下才能反应,故B错误;
C、从以上方程式中可知,每4份质量的氢气和32份质量的氧气完全反应可以生成36份质量的水,故C正确;
D、从以上方程式中可知,反应前氢原子有4个,氧气有2个,反应后氢原子有4个,氧原子又2个,故D正确;
故选:B。
5.(2025春•台州校级期中)化学方程式是重要的化学用语。下列化学方程式书写正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【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,正确的化学方程式为,而不是点燃,故选项错误。
B、镁在氧气中燃烧生成氧化镁,氧化镁的化学式应为MgO,正确的化学方程式为,故选项错误。
C、铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁(Fe3O4),不是氧化铁(Fe2O3),正确的化学方程式为,故选项错误。
D、磷在氧气中燃烧生成五氧化二磷,该化学方程式书写完全正确,故选项正确。
故选:D。
6.(2025春•杭州校级期中)下列物质在氧气中燃烧,其中可观察到火星四射现象的是( )
A.木炭 B.铁丝
C. 硫粉 D.蜡烛
【答案】B
【解答】解:A、木炭在氧气中燃烧,发出白光,故选项错误。
B、铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,故选项正确。
C、硫粉在氧气中燃烧,发出明亮的蓝紫色火焰,故选项错误。
D、蜡烛在氧气中燃烧,发出白光,故选项错误。
故选:B。
7.阅读材料,回答下列问题:
(1)如图甲所示,中国珠峰高程测量登山队从北坡成功登顶,圆满完成峰顶测量任务,珠峰“身高”迎来历史性更新。登山过程中,氧气瓶是必不可少的装备,因为氧气能 。工业上利用分离液态空气的方法制取氧气,是利用液氧与液氮的 不同。
(2)如图乙所示,我国用长征五号运载火箭成功发射嫦娥五号探测器;嫦娥五号返回器携带月球样品安全返回。液氧可用于卫星发射,因为氧气能 。我国计划于2022年建成并投入使用太空空间站。空间站内的氧气主要是通过电解水的方式获得,然后将氧气与储备的氮气、二氧化碳、稀有气体等气体以一定体积比混合成“人造空气”。这些气体中,含量最高的气体是 。
【答案】(1)供给呼吸;沸点;
(2)支持燃烧;氮气。
【解答】解:(1)登山时氧气瓶是必不可少的装备,因为氧气能供给呼吸。工业上利用分离液态空气的方法制取氧气,是利用液氧与液氮的沸点不同。
(2)液氧可用于卫星发射,因为氧气能支持燃烧。“人造空气”中,含量最高的气体是氮气。
故答案为:(1)供给呼吸;沸点;
(2)支持燃烧;氮气。
8.(2024春•宁波期中)(1)国务院同意发布新修订的《环境空气质量标准》增加了PM2.5监测指标。PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5 (填写长度单位)的颗粒物,也称为可入肺颗粒物,虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组分,但它对空气质量和能见度等有重要的影响,对人体健康的影响更大。
(2)下列关于PM2.5的说法错误的是 。
A.PM2.5主要来自化石燃料的燃烧和扬尘
B.PM2.5是造成灰霾天气的“元凶”之一
C.PM2.5的颗粒大小与分子大小差不多
D.PM2.5专用口罩使用了活性炭,是利用了活性炭的吸附性
(3)计入空气污染指数的项目中除了PM2.5外,还包括 (填序号)。
①二氧化碳
②二氧化硫
③二氧化氮
【答案】(1)微米。
(2)C。
(3)②③。
【解答】解:(1)PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物,也称为可入肺颗粒物。
(2)A.PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物,PM2.5主要来自化石燃料的燃烧和扬尘,故A正确;
B.PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组分,但它对空气质量和能见度等有重要的影响,PM2.5是造成灰霾天气的“元凶”之一,故B正确;
C.PM2.5的颗粒粒径比分子大,故C错误;
D.活性炭具有吸附性,可以用于PM2.5专用口罩,故D正确。
(3)目前计入空气污染指数项目的主要包括SO2、CO、NO2、臭氧、可吸入颗粒物等。
故答案为:
(1)微米。
(2)C。
(3)②③。
9.(2024春•拱墅区校级期中)燃烧是我们熟悉的现象。某实验小组用如图实验方法来探究燃烧的条件:
(1)如图一进行实验,观察实验现象。水中白磷不能燃烧是因为 。
(2)改进后的装置(如图二)与图一相比,其优点是 。
(3)将装有某气体的大试管口朝下垂直插入水中,使试管罩住白磷(如图三所示),结果观察到了“水火相容”的奇观,则大试管所装气体可能是 。
(4)“水火不相容”是指水能灭火,其实水有时也可以“生火”。比如用脱脂棉包裹好过氧化钠(Na2O2),往棉球上滴水即可看到“滴水生火”的奇观,因为过氧化钠遇到水生成O2,但小明在一次表演中因为滴水过多却没有成功,他没有成功的原因是 。
【答案】(1)没有与氧气接触;
(2)更环保(答案不唯一);
(3)氧气;
(4)滴水过多降低了温度,使温度达不到脱脂棉的着火点。
【解答】解:(1)如图一进行实验,观察实验现象,红磷不能燃烧是因为温度没有达到着火点,水中白磷不能燃烧是因为没有与氧气接触;
(2)改进后的装置(如图二)与图一相比,其优点是反应在密封装置中进行,更环保;
(3)将装有某气体的大试管口朝下垂直插入水中,使试管罩住白磷(如图三所示),结果观察到了“水火相容”的奇观,则大试管所装气体可能是氧气,是因为氧气能够支持燃烧;
(4)可燃物燃烧需要跟氧气接触和温度达到着火点,过氧化钠遇到水生成O2,但小明在一次表演中因为滴水过多却没有成功,他没有成功的原因是:滴水过多降低了温度,使温度达不到脱脂棉的着火点。
故答案为:
(1)没有与氧气接触;
(2)更环保(答案不唯一);
(3)氧气;
(4)滴水过多降低了温度,使温度达不到脱脂棉的着火点。
10.(2025春•温州校级期中)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。
【解答】解:(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。
故答案为:(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。
11.(2025春•钱塘区校级期中)小正同学准备在实验室里制取一定量的氧气,实验室提供了以下试剂和仪器装置制取气体,根据要求回答:
【试剂】①氯酸钾,②高锰酸钾,③过氧化氢,④二氧化锰,⑤稀盐酸,⑥大理石
【装置】
(1)写出图①中仪器A的名称 。
(2)小正直接利用图中①、③装置制取并收集氧气,则他选择的试剂为上述中的 (填序号),并写出文字表达式 (其中一种)。
(3)下列关于制取并收集氧气过程中的说法正确的是 (填字母编号)。
A.装置①点燃酒精灯后,需在试管底部来回移动酒精灯,目的是预热
B.若用装置③收集氧气,要检验氧气是否集满,则需把带火星木条放在集气瓶口
C.不能选择装置④收集氧气的原因是氧气的密度小于空气的密度
D.⑤装置可以收集氧气,则导管口的连接顺序为b→c→…
【答案】(1)铁架台;
(2)①④(或②);氯酸钾氯化钾+氧气或高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气;
(3)AB。
【解答】解:(1)通过分析仪器的用途和外观可知,图①中仪器A是铁架台。
(2)装置①为“固体加热型”发生装置,说明制取氧气的试剂为固体且反应需要加热,提供试剂中符合条件的是氯酸钾(①)和二氧化锰(④)(氯酸钾在二氧化锰催化、加热下分解),或高锰酸钾(②)(高锰酸钾加热分解,无需额外加催化剂);装置③若为排水法收集装置(适合收集不易溶于水的氧气),则所选试剂为①④或②。氯酸钾在二氧化锰的催化作用下加热生成氯化钾和氧气,反应的文字表达式为:氯酸钾氯化钾+氧气,若选高锰酸钾,反应的文字表达式为:高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气。
(3)A.装置①(固体加热型)点燃酒精灯后,在试管底部来回移动酒精灯,目的是使试管均匀受热(预热),防止试管因局部温度过高炸裂,故该说法正确;
B.氧气的密度比大,具有助燃性,装置③为排空气法收集装置,验满需将带火星木条放在集气瓶口,故该说法正确;
C.氧气密度比空气大,不能用装置④收集,故该说法错误;
D.若装置⑤为万能瓶,收集氧气时,若用排水法(氧气不易溶于水),应“短进长出”,即从c进、b出;若用向上排空气法(氧气密度比空气大),应“长进短出”,即从b进、c出,但题干未明确装置⑤收集方式,且“b→c”并非唯一或必然正确的连接顺序,故该说法错误。
故选:A。
故答案为:
(1)铁架台;
(2)①④(或②);氯酸钾氯化钾+氧气或高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气;
(3)AB。
12.(2025春•丽水期中)小科利用红磷燃烧测定空气中氧气的含量(如图所示)。
(1)点燃燃烧匙内红磷,立即塞紧瓶塞,观察到红磷剧烈燃烧,产生 并放出热量。
(2)实验中进入左瓶中的水位不足集气瓶体积的,原因有 。
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.反应一结束就打开弹簧夹
(3)【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,老师改了一下装置,并利用传感器技术定时测定了实验装置(如图2)内的压强、温度和氧气浓度,三条曲线变化趋势如图3所示。X曲线表示压强变化趋势,Y曲线表示 的变化趋势。
(4)根据图2中压强变化曲线,CD段压强快速增大对应的操作是 。
(5)结合曲线变化解释图2中X曲线AB段压强变化的原因是氧气减少导致的气压变化量 温度升高导致的气压变化量。(填大于,等于或小于)
【答案】(1)大量白烟;
(2)ACD;
(3)温度;
(4)打开活塞;
(5)小于。
【解答】解:(1)点燃燃烧匙内红磷,立即塞紧瓶塞,观察到红磷剧烈燃烧,产生大量白烟并放出热量;故答案为:大量白烟;
(2)A.导管内残留部分水,导致进入左瓶中的水偏少,故符合题意;
B.点燃红磷后插入集气瓶动作缓慢,由于反应放热,有空气逸出,使得压强差偏大,导致进入左瓶中的水偏多,故不符合题意;
C.装置气密性不好,会导致进入左瓶中的水偏少,故符合题意;
D.反应一结束就打开弹簧夹,造成压强差减小,导致进入左瓶中的水偏少,故符合题意。
故选:ACD。
(3)X曲线表示压强变化趋势,Y曲线表示温度的变化趋势,因为最终温度和原温度相等。故答案为:温度;
(4)根据图2中压强变化曲线,CD段压强快速增大对应的操作是打开活塞,因为打开活塞水进入集气瓶使内外气压一致。故答案为:打开活塞;
(5)结合曲线变化解释图2中X曲线AB段压强变化的原因是氧气减少导致的气压变化量小于温度升高导致的气压变化量,所以整个容器内表现出压强变大。故答案为:小于。
13.(2025春•萧山区期中)小华同学打算测量空气中氧气体积含量,请你参与他的实验探究:
设计如下方案:选用实际容积为25mL的试管作为反应容器,将过量的白磷放入试管,用橡皮塞塞紧试管,通过导管与注射器(注射器的容积为40mL,且润滑性很好)相连,注射器的前沿停在20mL刻度处(假设此实验能够按照小华的设想正常进行,白磷所占体积与导管内的气体体积忽略不计,且两个容器间的导管足够粗,保持空气正常流动)。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)实验时若不使用弹簧夹,用酒精灯加热白磷,直至燃烧结束,试管冷却,在整个实验的过程中观察到活塞的运动情况为 且最后活塞将停留在 mL刻度处。
(3)实验结束后,请你推断试管中剩余气体的化学性质为 。小华同学最终测定的空气中氧气的体积分数<21%,造成该实验出现误差的原因可能是 (填序号)。
①装置器气密性差
②读数时没有冷却至室温
③加入白磷量太少
【答案】(1)气密性良好;
(2)先向右后向左;11;
(3)不燃烧也不支持燃烧;①②③。
【解答】解:(1)将注射器活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处,装置中的气体增多,压强增大,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)白磷燃烧放热,装置中的气体受热膨胀,则活塞会向右移动,但随着氧气的消耗,气体减少,压强减小,则活塞又向左移动,且最终活塞移动的体积为消耗的氧气的体积,则活塞移动的体积为(25mL+20mL)9mL,则最终活塞将停留在20mL﹣9mL=11mL处。
(3)白磷在剩余气体中熄灭,说明试管中剩余气体不可燃也不助燃;
若结果小于21%,①装置气密性差,会有气体进入装置中,使结果偏小;
②读数时没有冷却至室温,气体受热膨胀,会使注射器移动的体积偏小,使结果偏小;
③白磷量太少,则氧气不能完全消耗,会使结果偏小。
故选:①②③。
故答案为:(1)气密性良好;
(2)先向右后向左;11;
(3)不燃烧也不支持燃烧;①②③。
14.(2025春•台州校级期中)小金买了一种“汽泡爽”的冲调饮料。
(饮料说明)
①主要原料:柠檬酸(C6H8O7)和小苏打(NaHCO3);
②使用说明:将一包“汽泡爽”粉末倒入玻璃杯中,加入200mL冷水,看到有大量气泡快速生成,待粉末完全溶解,就得到一杯果味饮料。
小金观察了饮料说明后,做了以下两个实验:
实验一:探究“汽泡爽”产生气体的成分。
(1)小金阅读资料发现:“汽泡爽”原料中的柠檬酸(C6H8O7)和小苏打(NaHCO3)粉末混合后加水可以发生以下反应:3NaHCO3+C6H8O7=C6H5O7Na3+3H2O+3R↑,则R的化学式为 ;
实验二:探究水温对产生气体量的影响。
小金先用冷水和热水各冲了一杯饮料,品尝时发现冷水冲的饮料中气泡较多,热水冲的饮料中气泡较少。当他摇动杯子时,发现冷水冲的饮料中又有大量气泡从水中逸出。他查阅资料发现:随着温度升高,气体在一定量的水中溶解的量会迅速降低。于是小金设计了如下实验方案。
实验序号
加入水的体积
加入水的温度
收集到气体的体积
1
200mL
15oC
A(待记录)
2
200mL
60oC
B(待记录)
(2)在老师的帮助下,小金采用相同的两套实验装置(如图)分别完成上述实验,在A中加入水,再加入一袋“汽泡爽”,迅速塞紧胶塞。量筒C用于收集A中产生的气体所排出的液体,冷却至室温后读取数据。B中油层的作用是 ;
(3)通过实验,小明测得:A=64mL,B=132mL,由此获得结论:“汽泡爽”产生气体的量与水温有关。但是老师看到小金的实验报告后却指出:两套装置中,“汽泡爽”产生气体的总量应该近似相等,与温度关系不大,通过反思,为了证明老师的观点,小金继续利用已反应完的两套装置又做了一步实验,发现两套装置最终收集到的气体总量确实相近,他的实验操作应该是 。
【答案】(1)CO2;
(2)防止产生的气体溶于水;
(3)将装置 A、B 分别摇晃(或振荡),使溶解在水中的二氧化碳全部逸出,再读取量筒中液体的体积。
【解答】解:(1)根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和数目不变;在反应3NaHCO3+C6H8O7=C6H5O7Na3+3H2O+3R↑中,反应前有3个钠原子、3个氢原子、3个碳原子、16个氧原子,反应后C6H5O7Na3中有3个钠原子、5个氢原子、6个碳原子、7个氧原子,3H2O中有6个氢原子、3个氧原子,所以3R中应含有3个碳原子、3个氧原子,那么R的化学式为CO2;
(2)二氧化碳能溶于水,B中油层的作用是防止二氧化碳溶于水,使实验数据更准确,如果没有油层,二氧化碳会部分溶于水,导致收集到的气体体积偏小,无法准确测量产生气体的量;
(3)为了证明老师“两套装置中,‘汽泡爽’产生气体的总量应该近似相等,与温度关系不大”的观点,小金继续利用已反应完的两套装置又做的一步实验操作应该是将装置A、B分别摇晃(或振荡),使溶解在水中的二氧化碳全部逸出,再读取量筒中液体的体积。这样能使原本溶解在水中的二氧化碳气体都排出,从而准确测量出产生气体的总量,进而验证老师的观点。
故答案为:(1)CO2;
(2)防止产生的气体溶于水;
(3)将装置 A、B 分别摇晃(或振荡),使溶解在水中的二氧化碳全部逸出,再读取量筒中液体的体积。
15.(2025秋•宁波校级期中)市场上有一种“茶垢净”,遇到热水后会产生氧气,并能深入微小的缝隙快速去除茶垢。
(1)向“茶垢净”中倒入热水,收集一瓶氧气,将带火星的木条伸入,能观察到 。
(2)如图是一台简易制氧机,A瓶中装有“茶垢净”、二氧化锰和水,氧气可从B瓶盖子上的出气孔排出,供人呼吸。A瓶的导管伸入B瓶水中的目的是 (写出一点)。
(3)现有一瓶“茶垢净”,其制氧量相当于119克过氧化氢分解产生的氧气量。某人吸氧时需要制氧机提供每分钟0.7克的氧气,请计算用这瓶“茶垢净”制得的氧气,最多能供他持续吸氧 分钟。
【答案】(1)带火星的木条复燃;
(2)净化气体(或观察产生气体的速度);
(3)80分钟。
【解答】解:(1)向“茶垢净”中倒入热水,收集一瓶氧气,将带火星的木条伸入,能观察到带火星的木条复燃。
(2)A瓶中装有“茶垢净”、二氧化锰和水,氧气可从B瓶盖子上的出气孔排出,供人呼吸。A瓶的导管伸入B瓶水中的目的是净化气体(或观察产生气体的速度)。
(3)设一瓶“茶垢净”生成氧气的质量为x。
2H2O22H2O+O2↑
68 32
119g x
x=56g
则最多能供他持续吸氧的时间为:56g÷0.7g/分钟=80分钟。
答:用一瓶茶垢净制得的氧气能供该人持续吸氧80分钟。
故答案为:
(1)带火星的木条复燃;
(2)净化气体(或观察产生气体的速度);
(3)80分钟。
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