内容正文:
2025-2026学年浙教版(新)科学八年级下学期
第1章 我们呼吸的空气
班级:__________ 姓名:__________ 成绩:__________
说明:本卷满分160分,考试时间120分钟。
相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Mg-24 Al-27 S-32 Cl-35.5 K-39 Ca-40 Cu-64 Zn-65
一、选择题 (本大题共15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意)
1.“养气”是我国近代化学先驱对氧气的称呼,寓意“养人之气”。下列关于氧气的说法正确的是( )
A. 鱼类能在水中生存,证明氧气极易溶于水
B. 工业上常利用氧气和氮气的密度不同来分离液态空气制取氧气
C. 氧气具有助燃性,可用作火箭发射的高能燃料
D. 物质在氧气中燃烧都会发生剧烈的化合反应
2.小滨在实验室用向上排空气法收集一瓶氧气,并用带火星的木条验满。下列操作和分析正确的是( )
A. 收集时,导管应伸入集气瓶底部,目的是为了排尽瓶内空气
B. 当观察到导管口有气泡连续均匀冒出时,开始收集气体
C. 验满时,将带火星的木条伸入集气瓶中部,观察是否复燃
D. 若改用排水法收集,看到集气瓶口有气泡冒出,则气体已集满
3.下列生活场景或实验操作中,做法安全合理的是( )
A. 加油站内,为了联系方便,可以接听手机
B. 家用燃气泄漏时,应立即开灯检查并打开排风扇
C. 油锅着火,迅速用锅盖盖灭
D. 实验室中,为观察现象,可将鼻孔凑到容器口闻药品气味
4.我国科学家实现了在室温下用CO和H₂O制取H₂,其反应原理的微观示意图如下。下列说法错误的是( )
A. 该反应前后,氢元素的化合价发生了改变
B. 参加反应的CO和H₂O的分子个数比为1:1
C. 该反应中,CO和H₂O都属于氧化物
D. 该反应属于分解反应,为获得氢能提供了新思路
5.下列现象或事实,能用质量守恒定律合理解释的是( )
A. 10g冰受热融化成10g水
B. 蜡烛在空气中燃烧后,质量逐渐减小
C. 5g食盐溶解在50g水中,得到55g食盐水
D. 打开盛放浓盐酸的试剂瓶,瓶口出现白雾,溶液质量减小
6.实验室有一瓶保管不当的无色溶液,其标签残缺,只剩下“Na”和“10%”字样。已知它是初中化学常用试剂。依据已有知识,下列猜测合理的是( )
A. 该溶液可能是酸性溶液,如稀硫酸
B. 该溶液可能是NaCl溶液,常温下其溶解度为36g,可配得10%的溶液
C. 该溶液一定是NaOH溶液,因为其水溶液呈碱性
D. 该溶液不可能是NaHCO₃溶液,因为其在20℃时溶解度为9.6g,无法配得10%的溶液
7.小科用两份等质量、等浓度的过氧化氢溶液和不同质量的二氧化锰制取氧气,下列图像能正确表示实验中生成氧气的质量与反应时间关系的是( )
A.①中表示:用KMnO4制取氧气时,随着反应进行,MnO2质量发生的变化
B.②中表示:a、b两试管中分别装有等质量等浓度的双氧水,并向a试管中放入催化剂后,随着反应的进行,氧气的生成情况
C.③中表示:用KMnO4制取氧气时,随着反应的进行,试管中剩余的固体质量变化情况
D.④中表示:用双氧水制取氧气时,生成的氧气质量的变化情况
8.“火折子”被誉为古代的“打火机”,其制作与使用蕴含了丰富的燃烧知识。下列制作或使用步骤中,不利于燃烧发生或持续的是( )
A. 将棉花、松香、硫磺等可燃物混合均匀
B. 将混合后的可燃物卷起、压实、捆紧,放入竹筒
C. 竹筒的盖子上开有小孔
D. 使用时,取下盖子,将火折子吹一下就能复燃
9.科学小组用如图改进装置测定空气中氧气含量。实验前注射器活塞停在20mL刻度处,玻璃管(容积为50mL)内装有足量白磷。实验结束后冷却至室温,注射器活塞停在7mL刻度处。下列关于该实验的说法错误的是( )
A. 实验中,推拉注射器活塞的目的是使空气中的氧气与白磷充分接触
B. 实验测得空气中氧气的体积分数约为20%
C. 若白磷量不足,会导致测量结果偏大
D. 该装置的优点是反应在密闭容器中进行,环保且误差较小
10.在密闭容器中,一定质量的某物质R在空气中完全燃烧,生成8.8g CO₂和5.4g H₂O。下列关于物质R组成的推断正确的是( )
A. R中一定含有C、H、O三种元素
B. R中只含有C、H两种元素
C. R的组成中,碳、氢原子个数比为1:3
D.无法确定R中是否含有氧元素
11.为探究二氧化锰的催化能力是否会下降,兴趣小组进行了实验。他们用回收的、曾催化过不同浓度过氧化氢的二氧化锰,再次催化5%的过氧化氢溶液,记录收集120mL氧气所需时间,数据如下表。下列说法错误的是( )
组别
未使用过的MnO₂
催化过10% H₂O₂的MnO₂ (A)
催化过20% H₂O₂的MnO₂ (B)
催化过30% H₂O₂的MnO₂ (C)
时间/秒
17.9
23.2
27.7
32.3
A.实验中,长颈漏斗下端管口应保持在液面以上,形成液封
B.该实验通过比较收集等量气体所需时间来反映二氧化锰的催化能力
C.由数据可知,二氧化锰催化能力下降与其之前接触的过氧化氢浓度有关
D.回收的二氧化锰催化能力下降,可能是因为其表面结构或性质发生了改变
12.某火箭推进剂在发射时发生反应:2N₂O₄ + C₂H₈N₂ 3N₂ + 4H₂O + 2CO₂。下列有关该反应的说法正确的是( )
A.该反应属于复分解反应
B.反应前后,氮元素的化合价没有发生变化
C.生成物中的CO₂和H₂O的质量比为22:9
D.参加反应的N₂O₄和C₂H₈N₂的质量比为92:30
13.下图是某个化学反应的微观示意图(●表示氧原子,○表示氢原子)。下列说法正确的是( )
A. 该反应属于化合反应
B.反应前后分子的种类和数目均不变
C.该反应说明水是由氢气和氧气组成的
D.该反应中,参加反应的两种物质的分子个数比为2:1
14.在一密闭容器内发生某反应,测得反应前后各物质的质量如下表。下列分析正确的是( )
物质
a
b
c
d
反应前质量/g
30
20
10
15
反应后质量/g
x
y
0
10
A.该反应中,c一定是催化剂
B.反应后,a、b的质量(x和y)之和为65g
C.若y=20,则该反应可能是化合反应
D.参加反应的c与d的质量比为2:1
15.加热一定质量的高锰酸钾固体,测定生成氧气的质量与反应时间的关系如右图。下列分析不正确的是( )
A. t0-t1时段固体质量不变,是因为反应还未开始,温度未达高锰酸钾分解点
B.t1-t4时段,高锰酸钾分解,锰元素的质量保持不变
C.t4-t5时段固体质量不变,是因为高锰酸钾已完全分解
D.根据图中数据,可以计算出参加反应的高锰酸钾质量
二、填空题 (本大题共6小题,每空2分,共38分)
16.空气是一种宝贵的资源。
(1) 工业上利用液氮和液氧的________不同,将液态空气升温蒸馏,先分离出氮气。
(2) 下列不属于氧气用途的是________(填字母)。
A. 医疗急救 B. 食品防腐 C. 炼钢 D. 气焊
(3) 计入空气污染指数的项目中除了可吸入颗粒物(PM2.5等)外,还包括________(填序号)。
①CO ②CO₂ ③SO₂ ④NO₂
17.燃烧与人类生活密切相关。
(1) 用嘴吹灭蜡烛,其灭火原理是________________________。
(2) 如图所示,将煤制成蜂窝煤后再燃烧,其目的是________________________。
(3) 在做“铁丝在氧气中燃烧”的实验时,要将铁丝绕成螺旋状。其目的是________________________。
18.质量守恒定律是化学的重要定律。
甲 乙
(1) 如图实验,可用来验证质量守恒定律的是________(填“甲”或“乙”)。
(2) 实验乙中,引燃白磷后,气球的变化是。待反应结束冷却后,发现天平仍然平衡,其原因是________。
19.实验室制取气体。
(1) 用装置A制取氧气,反应的化学方程式为____________。试管口略向下倾斜的目的
是_____________。
(2) 与装置A相比,用装置B(分液漏斗)制取氧气的优点是________________________。
(3) 若用装置C(万能瓶)收集氧气,气体应从________(填“a”或“b”)端通入。
20.定量计算是科学研究的重要手段。
(1) 偏二甲肼(C₂H₈N₂)中,碳、氢、氮元素的质量比为________。
(2) 将16g硫在给定量的氧气中燃烧,实验数据如下表:
实验次数
给定O₂质量/g
生成SO₂质量/g
第一次
15
30
第二次
16
32
第三次
20
32
分析数据可知,第_______次实验中硫有剩余,剩余_______g。
21. A﹣I是初中化学中常见的物质.它们之间有如图所示的转化关系.已知A为铝土矿的主要成分,通常情况下F是一种液体,C、D、H、I为气体,H能参与绿色植物的光合作用,G为黑色固体.
请回答下列问题:
(1)G的化学式是 .
(2)H+单质碳→I,其反应条件是 .
(3)AB+C的化学方程式是 .
(4)I+F(气体)H+D的化学方程式是 .
三、实验探究题 (本大题共5小题,每空2分,共38分)
22.探究燃烧的条件与空气中氧气含量的测定。
【实验装置】如右图所示,在由两个注射器组成的密闭系统中留有25mL空气。玻璃管内放有白磷(白磷着火点为40℃)。
【实验步骤】①检查装置气密性;②给玻璃管微热,引燃白磷;③待反应结束冷却至室温,将气体全部推至一个注射器内,记录体积。
(1) 步骤①中,如何检查装置气密性?________________________。
(2) 实验中,交替缓慢推动两个注射器活塞的目的是________________________。
(3) 反应后,测得注射器内气体总体积为20mL,则空气中氧气的体积分数为________。
(4) 有同学提议用木炭代替白磷,你认为是否可行?_________(填“可行”或“不可行”),理由是________________________。
23.探究“大象牙膏”实验的影响因素。
【进行实验】向A烧杯中加入10mL不同浓度的过氧化氢溶液和发泡剂,向B烧杯中加入4mL水和不同质量的催化剂(酵母),混合后记录泡沫溢出试管口所需时间,数据如下:
(1)实验①~③的目的是探究________________对“大象牙膏”实验效果的影响。
(2)对比实验③④⑤,可以得到的结论是:在酵母质量等条件相同时,________________。
(3)有同学认为二氧化锰的催化效果比酵母好。请设计实验方案验证:向A烧杯中加入10mL 15%的H₂O₂和5滴发泡剂,B烧杯中加入________,观察到泡沫溢出试管所需时间5s。
24.探究实验室收集氧气的方法对纯度的影响。
【进行实验】
实验1:用向上排空气法收集,瓶口木条复燃即停止,测定O₂含量。
实验2:用向上排空气法收集,瓶口木条复燃后继续收集40秒,测定O₂含量。
实验3:用排水法收集,测定O₂含量。
【实验数据】
实验1
实验2
实验3
O2体积分数/%
79.7
88.4
89.7
(1)用向上排空气法收集的氧气纯度不高的原因可能是________(多选)。
A. 氧气密度只略大于空气
B. 当木条复燃时,集气瓶内还有部分空气
C. 氧气进入集气瓶时,与瓶内空气相互扩散
(2)为提高向上排空气法所得氧气的纯度,可采取的措施是________________。
(3)排水法收集的氧气纯度也不是100%,其主要原因是________________。
25.探究物质在空气和氧气中燃烧的差异。
(1) 硫、红磷、铁丝在氧气中燃烧的共同点有:________________;生成物都属于________________(填物质类别)。
(2)铁丝在氧气中燃烧的现象是________________。
(3)集气瓶底预先放少量水或细沙的目的是________________。
(4)通过对比硫、碳、铁丝在空气和氧气中燃烧的剧烈程度,可以得出的结论是________。
26.小明发现二氧化锰催化过氧化氢分解的实验中,反应速度逐渐变慢。查阅资料得知:其原因是过氧化氢的溶质质量分数减小以及二氧化锰的催化能力降低。为了探究二氧化锰的催化能力降低的影响因素,进行如下实验。
【材料准备】 取质量均为2克的二氧化锰分别催化40毫升溶质质量分数为10%、20%、30%的过氧化氢溶液分解,实验后回收二氧化锰,并分别标为A.B.C;另取多次催化分解10%过氧化氢溶液实验后回收的二氧化锰,标为D。
【实验步骤】
①连接装置并检查气密性。
②取未使用过的二氧化锰0.5克,加入锥形瓶中,再加入10毫升溶质质量分数为5%的过氧化氢溶液,记录收集120毫升气体所需的时间。
③再分别取A.B.C.D组二氧化锰0.5克,重复上述实验。
④多次实验取平均值,记录数据如下:
组别
未使用过的二氧化锰
A
B
C
D
收集气体时间/秒
17.9
23.2
27.7
32.3
37.8
(1)实验时,长颈漏斗下端管口应在液面以下,其目的是_________________________。
(2)实验中通过比较收集相同气体体积所需的时间外,还可以通过比较______________来反映二氧化锰的催化能力。
(3)由上表数据可知,引起回收的二氧化锰的催化能力下降的因素是______________。
四、解答题 (本大题共4小题,第27题4分,第28题8分,第29题8分,第30题9分,第31题10分,共39分)
27.在宏观、微观和符号之间建立联系是科学学习的特点。
(1) 某密闭容器中物质变化过程的微观示意图如下(●代表氢原子,○代表氧原子)。上述变化I、II中,属于物理变化的是________。
(2) 下图是汽车尾气催化转换器中将有害气体转化为无害气体的微观示意图。请写出该反应的化学方程式:________________________。
28.某水垢样品的主要成分是CaCO3和MgCl2。学习小组同学为测定该水垢样品中CaCO3的质量分数,进行了如图实验。(注意:杂质不参与反应,忽略CO2在水中的溶解)
提示:MgCl2不与盐酸反应,CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑
(1)充分反应后,生成气体的总质量是__________g。
(2)计算该水垢样品中CaCO3的质量分数。
(3)实验所用稀盐酸的溶质质量分数___________________(选填“大于”、“小于”或“等于”)14.6%。
29.过氧化钙(CaO₂)常用于鱼类长途运输的增氧剂,它与水反应生成氧气和氢氧化钙。为测定过氧化钙产品的纯度(即样品中CaO₂的质量分数),取1.0g样品于烧瓶中,加入足量水,通过测定生成氧气的体积来计算纯度。
【已知】①常温下氧气的密度约为1.4g/L。②样品中其他成分不产生氧气。
(1) 写出CaO₂与H₂O反应的化学方程式:________________________________。
(2)如图,若最终量筒中收集到80mL水,则瓶内收集氧气的体积为_______mL,质量为_______g。
(2)计算该过氧化钙产品的纯度。(写出计算过程)
30.实验室用氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气。取3.0g混合物加热,固体质量随反应时间变化的数据如下:
反应时间/min
0
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
固体质量/g
3.00
2.55
2.25
2.10
2.04
2.04
(1)氯酸钾中,钾、氯、氧元素的质量比为________。
(2)完全反应后生成氧气的质量为________g。
(3)计算原混合物中氯酸钾的质量分数。(写出计算过程)
(4)请在坐标图中画出反应过程中,固体中锰元素质量随时间变化的趋势。
(坐标图示意:横轴时间t,纵轴锰元素质量m(Mn)。曲线从t=0时一个固定值开始,水平线保持到反应结束。)
31.2024年4月25日晚,神舟十八号载人飞船的成功发射,标志着中国航天事业又迈出新的一步。运载火箭以偏二甲肼(C2H8N2)和X作推进剂,反应的化学方程式为:2X+C2H8N2点燃3N2+4H2O+2CO2,请回答下列问题:
(1)请写出X的化学式________。
(2)偏二甲肼(C2H8N2)中碳、氢、氮元素的质量比为________。
(3)若用6千克偏二甲肼作推进剂,则会产生多少二氧化碳?(请写出计算过程)
(4)一些新型运载火箭常采用液氢(H2)液氧(O2)作为火箭的推进剂,储存温度极低,分别为零下183和零下253摄氏度,请写出液氢液氧推进剂的优点和缺点________。
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第1章 我们呼吸的空气 答案及解析
一、选择题
1. 答案:B
解析:A错误,氧气不易溶于水,水中溶有少量氧气即可供鱼类生存,但“极易溶于水”是错误的。B正确,工业上利用液态空气中氮气(沸点-196℃)和氧气(沸点-183℃)沸点的不同,采用蒸馏的方法分离。C错误,氧气具有助燃性,是支持燃烧的物质,本身不是燃料。D错误,物质在氧气中燃烧不一定都是化合反应,例如蜡烛(石蜡)在氧气中燃烧生成二氧化碳和水,就不是化合反应。
2. 答案:D
解析:A错误,用向上排空气法收集氧气时,导管应伸入集气瓶底部,目的是排尽瓶内空气,使收集的氧气更纯。B错误,这是排水法收集气体(特别是实验室制氧气)时的操作要点。向上排空气法收集时,只要产生的气体比较纯净(如导管口有气泡连续冒出)即可开始收集。C错误,用带火星的木条验满时,应将木条放在集气瓶口,观察是否复燃。伸入瓶内是验纯,不是验满。D正确,排水法收集时,当有大气泡从瓶口冒出,表明瓶内空气已排尽,氧气已收集满。
3. 答案:C
解析:A错误,加油站内有汽油蒸汽,接打手机可能产生电火花,引发火灾或爆炸。B错误,燃气泄漏时,开灯或打开排风扇可能产生电火花,引发爆炸。应立即关闭阀门,打开门窗通风,并到室外报警。C正确,用锅盖盖灭是隔绝氧气灭火。D错误,闻药品气味应用“扇闻”法,不能凑到瓶口去闻,以防中毒。
4. 答案:D
解析:由微观示意图可知,该反应为:CO + H2O → H2 + CO2。A正确,反应前H2O中氢元素为+1价,反应后H₂中氢元素为0价,化合价改变。B正确,化学计量数之比为1:1。C正确,CO和H2O都是由两种元素组成且其中一种为氧元素的化合物,属于氧化物。D错误,该反应是“单质+化合物→另一种单质+另一种化合物”,属于置换反应,不是分解反应。
5. 答案:B
解析:质量守恒定律适用于化学变化。A是物理变化,C是溶解(物理变化),D是浓盐酸挥发(物理变化),均不适用。B是化学变化,蜡烛燃烧生成二氧化碳和水逸散到空气中,所以总质量减少,符合质量守恒定律。
6. 答案:D
解析:A不合理,标签是“Na”,应是含钠元素的物质,稀硫酸是H₂SO₄,不含钠。B合理,20℃时NaCl的溶解度约为36g,其饱和溶液溶质质量分数约为26.5%,完全可以配出10%的NaCl溶液。C错误,溶液是碱性不一定就是NaOH,例如Na₂CO₃溶液也呈碱性。D正确,20℃时NaHCO₃溶解度为9.6g,其饱和溶液质量分数小于9.6%,无法配得10%的溶液,因此猜测合理。题目问“猜测合理的是”,B和D都合理,但单选题只有一个正确。仔细分析题干“只剩下‘Na’和‘10%’字样”,意味着这个“10%”可能是质量分数。对于NaHCO₃,由于其溶解度限制,在常温下无法配出10%的溶液,因此“不可能是NaHCO₃”这个猜测是合理的。而B选项中NaCl是可能的,但D选项的推理更确定。结合初中知识,此类题通常考察NaHCO₃溶解度的特殊性。在单选题语境下,D为最佳选择。
7. 答案:B
解析:本题关键在于“两份等质量、等浓度的过氧化氢溶液”和“不同质量的二氧化锰”。过氧化氢总量相同,则最终生成的氧气质量相等。催化剂(MnO₂)的质量只影响反应速率,不影响氧气总量。因此,图像应表现为:催化剂质量大的反应速率快,先达到终点,但最终生成氧气的质量线在同一个水平高度。只有B图像正确反映了“终点相同,起点斜率不同”。A描述MnO₂质量变化,C描述固体质量变化,D描述氧气质量变化,但未体现催化剂质量的影响,均与题干核心条件不完全匹配。
8. 答案:B
解析:燃烧需要三个条件:可燃物、与氧气(空气)接触、达到着火点。A是提供可燃物。B中将可燃物压实、捆紧,减少了与空气的接触面积,不利于燃烧。C开小孔是提供氧气。D吹一下是提供热量(达到着火点)和更多氧气。
9. 答案:C
解析:密闭系统内初始空气体积为50mL + 20mL = 70mL。白磷燃烧消耗氧气,冷却后气体体积变为注射器7mL+玻璃管50mL-消耗氧气的体积?这里描述是“将气体全部推至一个注射器内,记录体积为20mL”,即反应后密闭系统内气体总体积为20mL。消耗的氧气体积 = 初始体积70mL - 反应后体积20mL = 50mL。则氧气体积分数 = 50mL / 70mL ≈ 71.4%,而不是20%,所以B错误。A正确,推拉活塞可加速空气流动,使氧气与白磷充分接触。C错误,若白磷量不足,氧气不能完全消耗,会导致测量结果偏小。D正确,该装置始终密闭,环保无污染,且减小了误差。
10. 答案:B
解析:A. R中一定含有C、H、O三种元素 错误。因为如果R的质量为3.0g,则只含C、H。所以“一定”含氧不正确。
B. R中只含有C、H两种元素 错误。这只在R的质量恰好为3.0g时才成立,而R的质量未知,所以“只含有”的说法是武断的。
C. R的组成中,碳、氢原子个数比为1:3 正确。无论R中是否含氧,其中C、H原子个数比是确定不变的,为1:3。
D. 无法确定R中是否含有氧元素
11. 答案:A
解析:A描述是实验操作注意事项,不正确。表格数据显示,使用过的二氧化锰(A、B、C)收集相同体积氧气所需时间均比未使用的长,且之前接触的H₂O₂浓度越高,所需时间越长(催化能力下降越明显)。因此B、C、D的分析均正确。
12. 答案:D
解析:反应为 2N₂O₄ + C₂H₈N₂ → 3N₂ + 4H₂O + 2CO₂。A错误,该反应生成物是三种,不是复分解反应(互换成分),属于氧化还原反应。B错误,N₂O₄中N为+4价,C₂H₈N₂中N为-2价(偏二甲肼中N的常见价态),生成物N₂为0价,化合价变化。C错误,CO₂与H₂O的质量比 = (2×44) : (4×18) = 88:72 = 11:9。D正确,质量比 = (2×92) : 60 = 184:60 = 92:30。
13. 答案:D
解析:从图示看,反应前是2个水分子,反应后是2个氢气分子和1个氧气分子,反应为:2H₂O → 2H₂↑ + O₂↑。A错误,是分解反应。B错误,分子种类和数目都变了。C错误,水是由氢氧元素组成的,不是由氢气和氧气组成的。D正确,参加反应的水分子与生成的氧气分子个数比为2:1。
14. 答案:D
解析:根据质量守恒,反应前总质量 = 30+20+10+15=75g,反应后总质量 = x+y+0+10。所以 x+y = 75-10 = 65g。A错误,c反应后质量为0,是反应物,不是催化剂。B错误,x+y=65g。C错误,若y=20,则x=45。a从30g变为45g,是生成物,增加15g;b质量不变;c从10g变为0,是反应物,减少10g;d从15g变为10g,是反应物,减少5g。反应为 c + d → a,是“多变一”的化合反应。D正确,参加反应的c与d的质量比为 10g:5g=2:1,。
15. 答案:B
解析:A正确,t₀-t₁时段是加热阶段,温度未达分解温度。B错误,根据质量守恒,锰元素质量不变,但物质总质量变小。因此质量分数变高。C正确,t₄-t₅时段固体质量不变,是因为反应结束,高锰酸钾已完全分解。D正确,根据氧气的质量,可以反推参加反应的高锰酸钾质量。
二、填空题
16. (1) 沸点 (2) B (3) ①③④
解析:(3) 空气污染指数项目通常包括:SO₂、CO、NO₂、O₃和可吸入颗粒物(PM10, PM2.5)。CO₂是温室气体,不计入。
17. (1) 降低温度至可燃物的着火点以下
(2) 增大煤与空气(氧气)的接触面积,使燃烧更充分
(3) 增大铁丝与氧气的接触面积,提高铁丝局部的温度
18. (1) 甲
(2) 先变大后变小;反应在密闭容器中进行,遵循质量守恒定律
解析:(1) 乙装置中,红磷燃烧放热,气体膨胀,气球鼓起,导致整个装置受到浮力影响,天平可能不平衡,不能直接验证。甲在密闭容器中进行,可以验证。
19. (1) 2KMnO₄ K2MnO₄ + MnO₂ + O₂↑;防止冷凝水回流到热的试管底部,使试管炸裂
(2) 可以控制反应速率
(3) b
解析:(3) 氧气密度比空气大,用万能瓶(多功能瓶)采用向上排空气法收集时,气体应从长管(a)进,短管(b)出。但图中C瓶是排水法收集(瓶内装满水,短管b进气将水从长管a排出)。若用排水法,气体应从b端通入。题目表述“若用装置C收集氧气”,未明确方法。但从图示(导管)和常见考题看,此处应为排水法。
20. (1) 6:2:7
(2) 一;1
解析:(1) C:H:N = (12×2):(1×8):(14×2)=24:8:28=6:2:7。(2) 根据化学方程式 S + O₂ SO₂,质量比 32:32:64。第一次给15g O₂,按比例完全反应需要S 15g,生成SO₂ 30g,实际S有16g,所以O₂不足,S剩余1g。计算:设消耗S质量为x,生成SO₂质量为y。x/32 = 15/32 = y/64,得x=15g, y=30g。S原有16g,剩余1g。但表格显示生成SO₂ 30g,与计算一致。第二次给16g O₂,恰好与16g S完全反应生成32g SO₂。第三次给20g O₂,S只有16g,O₂剩余4g,生成SO₂ 32g。所以第一次S有剩余,剩余16g-15g=1g。
21. (1) CuO
(2) 高温
(3) 2Al₂O₃4Al + 3O₂↑
(4) CO + H₂O CO₂ + H₂
三、实验探究题
22. (1) 将注射器活塞拉到一定位置,然后松开手,看活塞是否回到原位(或推动活塞,看是否费力),若回到原位(或推动费力),则气密性良好。
(2) 使空气中的氧气与白磷充分接触,确保氧气被完全消耗。
(3) 20% (解析:消耗的氧气体积 = 25mL - 20mL = 5mL,氧气体积分数 = 5mL / 25mL = 20%)
(4) 不可行;木炭燃烧生成二氧化碳气体,导致瓶内气压变化不明显,无法准确测量。
23. (1) 催化剂(酵母)质量
(2) 过氧化氢浓度越大,反应速率越快,泡沫溢出时间越短。
(3) 4mL水和0.4g二氧化锰(或与酵母等质量的二氧化锰);若时间小于5秒,则二氧化锰催化效果更好。(设计需控制变量,保持H₂O₂浓度、体积、发泡剂量相同,只改变催化剂种类和质量)
24. (1) A B C
(2) 瓶口木条复燃后,继续收集一段时间(如40秒)
(3) 收集的氧气中混有少量水蒸气(或从水中逸出的氧气会携带少量水蒸气)。
25. (1) 都发光、放热(或都是氧化反应,或都需要点燃);氧化物(或化合物)
(2) 剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体
(3) 防止生成的高温熔融物溅落,炸裂瓶底
(4) 氧气的浓度越大,燃烧越剧烈。
26. (1) 防止气体从长颈漏斗逸出(或形成液封)。
(2) 相同时间内收集气体的体积
(3) 回收的二氧化锰之前接触的过氧化氢溶液浓度越高,其催化能力下降越明显(或回收次数越多,催化能力下降越明显)。从D组数据(多次回收)时间最长也可知。
四、解答题
27. (1) II (解析:变化I是氢气燃烧生成水,分子种类改变,是化学变化。变化II是水分子间隔变大,由液态变气态,是物理变化。)
(2) 2NO + 2CO N₂ + 2CO₂ (根据微观图:2个NO分子和2个CO分子反应生成1个N₂分子和2个CO₂分子。)
28. (1) 4.4
解析:根据质量守恒,减少的质量即为生成CO₂的质量:200g + 50g - 245.6g = 4.4g。
(2) 解:设水垢样品中CaCO₃的质量为x。
CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + H₂O + CO₂↑
100 44
x 4.4g
100/x = 44/4.4g
x = 10g
水垢样品中CaCO₃的质量分数 = 10g / 12g × 100% ≈ 83.3%
答:该水垢样品中碳酸钙的质量分数约为83.3%。
(3) 大于
解析:计算所用盐酸的溶质质量。设参加反应的HCl质量为y。
73/y = 44/4.4g
y = 7.3g
盐酸的溶质质量分数 = 7.3g / 50g × 100% = 14.6%
但这是恰好完全反应的理论值。题目中说杂质(MgCl₂等)不与盐酸反应,但实验中盐酸是足量的,反应后溶液质量为245.6g,包含生成物、水、过量盐酸等。我们计算出的7.3g HCl是恰好与10g CaCO₃反应所需的量。因为盐酸是足量的,所以实际加入的盐酸中HCl质量大于7.3g,故所用稀盐酸的溶质质量分数大于14.6%。
29. (1) 2CaO2+ 2H2O = 2Ca(OH)2 + O2↑
(2) 80;0.112
解析:瓶内氧气将水压入量筒,进入量筒的水的体积等于生成氧气的体积,所以氧气体积为80mL。质量 = 0.08L × 1.4g/L = 0.112g。
(3) 解:设样品中CaO₂的质量为z。
2CaO₂ + 2H₂O = 2Ca(OH)₂ + O₂↑
144 32
Z 0.112g
144/z = 32/0.112g
z = 0.504g
过氧化钙产品的纯度 = 0.504g / 1.0g × 100% = 50.4%
答:该过氧化钙产品的纯度为50.4%。
30. (1) 39:35.5:48
解析:K:Cl:O = 39:35.5:(16×3)=39:35.5:48。
(2) 0.96
解析:完全反应后生成氧气的质量 = 反应前固体质量 - 反应后固体质量 = 3.00g - 2.04g = 0.96g。
(3) 解:设混合物中氯酸钾的质量为m。
2KClO₃2KCl + 3O₂↑
245 96
m 0.96g
245/m = 96/0.96g
m = 2.45g
氯酸钾的质量分数 = 2.45g / 3.00g × 100% ≈ 81.7%
答:原混合物中氯酸钾的质量分数约为81.7%。
(4) 坐标图:横轴时间t,纵轴锰元素质量m(Mn)。反应从t=0开始,锰元素质量(全部来自MnO₂催化剂)在整个反应过程中质量不变,所以是一条从起始值(可通过计算得出:混合物中MnO₂质量=3.00g-2.45g=0.55g,其中Mn元素质量需根据MnO₂中Mn质量分数计算,但题目不要求具体值,只需画趋势)开始的水平直线,一直延伸到反应结束。
31. (1) N2O₄
(2) 6:2:7
解析:C:H:N = (12×2):(1×8):(14×2)=24:8:28=6:2:7。
(3) 解:设生成二氧化碳的质量为n。
2N2O4+C2H8N23N2+4H2O+2CO2
60 88
6kg n
60/6kg = 88/n
n = 8.8kg
答:会产生8.8kg二氧化碳。
(4) 优点:燃烧产物只有水,无污染(环保);热值高。
缺点:需要极低的温度储存,对储罐保温要求高,技术难度大,成本高;氢气易燃易爆,安全性要求高。
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