专题03 空气 氧气 二氧化碳(期末真题汇编,浙江专⽤)八年级科学下学期新教材浙教版
2026-05-26
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 科学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 浙江省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 38.81 MB |
| 发布时间 | 2026-05-26 |
| 更新时间 | 2026-05-26 |
| 作者 | 我是舟水之喻 |
| 品牌系列 | 好题汇编·期末真题分类汇编 |
| 审核时间 | 2026-05-26 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58052479.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
专题聚焦空气、氧气、二氧化碳三大高频考点,汇编浙江多地期末真题,突出实验探究与实际应用,适配初中科学期末复习。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|单选题|18题|空气成分(AQI指标)、氧气性质(燃烧条件)、二氧化碳制取(装置选择)|结合生活情境(如生态鱼缸碳循环)|
|填空题|12题|氧气制备(催化剂对比)、二氧化碳性质(石蕊变色)|融入科技素材(如空间站制氧)|
|解答题|16题|氧气体积分数测定(数字化实验)、燃烧条件探究(暖宝宝应用)|突出实验创新(微型装置、传感器监测)|
内容正文:
专题03 空气 氧气 二氧化碳
3大高频考点概览
考点01 空气
考点02 氧气与燃烧
考点03 二氧化碳
地 城
考点01
空气
一、单选题
1.(24-25八下·浙江金华金东区·)空气是一种重要的自然资源,下列关于空气的说法正确的是( )
A.空气中含量最多的是氧气,氧气可支持燃烧
B.氮气化学性质不活泼,可作食品保鲜的保护气
C.空气质量指数数值越小,空气污染状况越严重
D.人体呼吸时吸入的是空气,呼出的全部是
2.(24-25八下·浙江杭州上城区·期末)八年级科学实验很多都要用到水,下列实验中对水的作用的说法不正确的是( )
选项
A
B
C
D
实验装置
水的作用
吸收放出的二氧化硫
提供所需的温度,隔绝空气
吸收产生的黑色物质
吸收生成的白烟,直观显示消耗氧气的多少
3.(24-25八下·浙江舟山·)空气是一种重要的天然资源,在人们的生产和生活中有着广泛的用途。下列对空气中各成分气体的叙述不正确的( )
A.氧气性质活泼,可以作为燃料
B.稀有气体可以用来制霓虹灯
C.氮气可以用来制造化肥和炸药
D.二氧化碳不属于空气污染物
4.(24-25八下·浙江台州椒江区·期末)物质的性质决定用途。下列有关物质的性质及其用途描述错误的是( )
A.氧气不易溶于水,因此鱼能在水中生存
B.氮气化学性质稳定,因此可用作冷冻剂
C.无水硫酸铜遇水变成蓝色,因此可以检验水蒸气的存在
D.稀有气体通电时会发出不同颜色的光,因此可以制成霓虹灯
5.(24-25八下·浙江台州椒江区·期末)以下实验设计能达到实验目的的是( )
A.测定空气中氧气的含量 B.探究可燃物燃烧的两个条件
C.探究二氧化碳与水是否发生反应D.验证质量守恒定律
6.(24-25八下·浙江杭州滨江区·期末)空气是一种宝贵的自然资源。下列有关空气及其成分的说法错误的是( )
A.二氧化碳是重要的资源,也是空气污染物
B.SO2的排放是导致酸雨的原因之一
C.稀有气体可用于制造电光源,如霓虹灯等
D.PM2.5的含量越高,空气质量越差
二、填空题
7.(24-25八下·浙江诸暨·期末)老鹰山,又名县龙山,是诸暨人休闲锻炼的好去处。山上空气质量优良率不断提高,居民感受到环境的美丽,空气的清新。
(1)空气质量指数(AQI)是定量评价空气质量状况的重要指标,在PM2.5、CO2、SO2、O3几种物质中,不属于评价空气质量的物质是________。
(2)如图是某居民在一次平静呼吸过程中肺内气压变化的曲线。表示吸气过程的是曲线________段。(选填“ADB”、“DBE”或“BEC”)
8.(24-25八下·浙江杭州拱墅区·期末)“富氧空气”是指氧气含量显著高于普通空气的气体混合物,在工业生产中有着重要应用。小乐对“富氧空气”开展了如下研究,回答问题:
(1)如图甲所示为“沸石分子筛”制氧机,分子筛可吸附空气中的氮气,通过调节旋钮可获得不同浓度的“富氧空气”。据图甲分析, “”代表的是_______分子。
(2)用如图乙装置和药品测定(1)中获得的“富氧空气”中氧气的体积分数,集气瓶中“富氧空气”体积为200mL,燃烧匙内白磷足量,量筒内盛有 100mL 水。操作如下:
①用放大镜聚焦点燃白磷,待其充分反应后,将装置冷却至室温;
②打开止水夹,待右侧量筒内液面不再变化时,排出气球中的气体,调节两边液面在同一水平面上,读出量筒内水的体积为20mL。
则实验测得“富氧空气”中氧气的体积分数为_______%。
(3)如图丙所示为重油、褐煤在氧气含量不同的空气中燃烧,得到的氧气含量与产生烟气量的关系图,据图丙分析,工业上减少燃料燃烧尾气污染的措施是_________________。
三、解答题
9.(24-25八下·浙江台州临海·期末)小科做完课本中“测定空气中氧气体积分数实验”后,又做了两个改良实验:
【实验1】利用图1装置进行实验。一系列规范操作后,打开止水夹,观察并记录量筒中水被倒吸进入集气瓶前后的水量变化,计算出氧气的体积分数。
(1)写出图1装置气密性检查的方法:________。
(2)点燃红磷后,观察到集气瓶内的现象是_________。
(3)若氧气占空气体积的21%,请计算理论上量筒中所需的最少水量为_______mL。
【实验2】利用图2装置进行数字化技术探究测定,得到两种传感器显示的数据随时间变化的曲线。
查阅资料:温度和体积恒定的密闭容器中,每消耗1%体积的气体,剩余气体重新充满容器后气压会减小1%。
(4)小科观察到600秒后,装置内气体压强不再变化,通过计算可知,氧气在空气中的体积分数约为_______。(结果精确到0.1%)
10.(24-25八下·浙江杭州上城区·期末)近年来高层建筑火灾事故频发,我国应急管理部推动公共场所配备新型自救面罩。某科技公司研发的触发式制氧面罩内置二氧化锰和过氧化氢溶液,遇险时可快速供氧。装置如图所示。其中配有试剂包含100g一定质量分数的过氧化氢溶液、1g二氧化锰、100g纯净水。
表一
温度(℃)
25
60
100
MnO2组速率(mL/s)
0.7
1.2
0.5
生物酶组速率(mL/s)
1.0
0.3
0.1
表二
浓度(%)
6.0
6.8
7.6
速率(mL/s)
0.6
0.9
1.4
持续时间(min)
18
15
9
(1)写出过氧化氢在二氧化锰催化下分解的化学方程式________________。
(2)干燥的氧气会刺激呼吸道黏膜,会造成呼吸道损伤,因此制得的氧气需要湿润后进入人体。使用制氧面罩时,往_______瓶加入100g纯净水 (填“甲”或“乙”),并拧紧接有吸气面罩的瓶盖,再将二氧化锰和过氧化氢溶液加入另一个瓶并拧紧瓶盖,瓶中的气泡连续均匀冒出时,开始吸氧。
(3)查阅资料发现生物酶也可以加快过氧化氢分解产生氧气的速率。为使防毒面具制氧功能适应火灾现场高温环境,小组测试不同温度下催化剂的产氧速率如表一,结合数据可知,制氧面罩催化剂选择二氧化锰而不是生物酶的理由是___________。
(4)国家标准规定逃生面罩产氧速率需≥0.8mL/s且持续时间≥15分钟。小组测试不同浓度过氧化氢的效果如表二,结合数据请选择最佳浓度是_______。
11.(24-25八下·浙江杭州上城区·期末)小科在做教材“测定空气里氧气含量”实验如图甲后进行改进,设计图乙实验装置进行实验,一开始活塞停在10毫升处。(选用容积为30毫升的试管作反应容器)请你对比分析图甲、图乙实验,回答:
(1)图甲实验的原理是_______________。
(2)完成图乙实验后,发现测得空气中氧气的含量偏小,写出其中1个可能的原因:___________。
(3)图乙实验中,当试管冷却后,打开弹簧夹,注射器活塞从10mL 刻度处慢慢前移到约_______mL 刻度处才停止。
(4)实验后,小科换用食品脱氧剂(可以直接与氧气反应,无需点燃的物质)、白磷代替红磷测量氧气体积分数,根据测量结果如图丙所示,之后测量氧气体积分数你会选用哪种药品并说明理由_______。
12.(24-25八下·浙江杭州钱塘区·期末)某科学兴趣小组的同学利用数字化技术对“空气中氧气体积分数的测定”进行了实验甲(如图1所示,燃烧匙内盛有过量红磷),得到的数据曲线如图2所示。
(1)实验前集气瓶中的水为10mL,若集气瓶的容积为150mL(燃烧匙所占体积忽略不计),第一次实验结束后理论上集气瓶中水的体积约为_______mL。
(2)图2中X曲线表示的是集气瓶内的________的变化趋势。
(3)若第二次进行实验时,图1中装置漏气,则第二次测得的c点数值比图2中第一次测得的c点数值_______(选填“大”或“小”)。
(4)接下来,该小组同学对实验装置进行改进,把“暖宝宝”中的黑色粉末(足量铁粉)涂抹在集气瓶内壁的四周,再次进行实验乙。通过数字传感器,测得实验甲、实验乙中氧气的浓度随时间变化的关系分别如上图所示。依据图中信息,该小组同学一致认为实验乙的测定方法更准确,其判断依据是_______。
13.(24-25八下·浙江湖州浙北·)某同学利用“暖宝宝贴”(主要成分为铁粉、活性炭、食盐等)来测定空气中氧气的体积分数,装置如图所示。
Ⅰ.实验用品:直径为的通用空笔芯、直尺、暖宝宝贴、红墨水。
Ⅱ.实验步骤:
①取两支直径为的通用空笔芯,拆开笔头,向其中一支笔芯管尾注入一滴红墨水(封住笔芯管口),轻轻吹动红墨水到指定刻度,另一支作对比。
②在笔头与笔芯连接处采用一定方法填充厚的“暖宝宝贴”内容物,右侧空间用实心物体(不与空气反应)填充后再次装好笔头,记录时间及对应的红墨水柱移动距离。
③重复上述步骤,在笔头与笔芯连接处分别填充厚的“暖宝宝贴”内容物,注意确保每次实验开始时笔芯中空气柱的体积相同。记录时间及对应的红墨水柱移动距离,统计并处理实验数据如图所示。
(1)本实验中铁粉等与氧气的反应属于_________(选填“缓慢氧化”或“剧烈氧化”)。
(2)确保每次实验时笔芯中空气柱体积相同的操作方法是_________。
(3)实验中测得的氧气体积分数为_________。
(4)与课本实验相比,本实验的主要优点是_________。
14.(24-25八下·浙江金华金东区·)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忽略不计。
查阅资料得知:①白磷的着火点是,当容器内的氧气浓度低于一定值时,白磷无法继续燃烧;②“暖宝宝”能耗尽容器中少量的氧气。
实验操作步骤如下:①拉动注射器,检查装置气密性;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;③打开集气瓶塞子,往瓶中倒满的热水,并塞紧塞子,白磷仍然不能燃烧;④打开和,通过注射器从b管抽水,当注射器中水量达到毫升时,瓶中液面低于燃烧匙底部,此时立即关闭,发现瓶中白磷燃烧;⑤待整个装置冷却至室温时,打开发现注射器中的水剩余毫升。
(1)步骤①若观察到注射器活塞回到原处,则证明该装置气密性____________(填“良好”或“不好”)。
(2)结合步骤____________(填序号),说明白磷燃烧需要氧气。
(3)该实验得出空气中氧气的体积分数为____________(用含有的公式来表示)。
(4)小科多次重复上述实验,得到空气中氧气的体积分数都大于。为了减小误差应该如何改进上述操作?____________。
15.(24-25八下·浙江绍兴越城区·期末)中国空间站问天舱,作为“国家太空实验室”的核心舱,能支持航天员驻留并开展空间科学实验,图1是问天舱内载有4条斑马鱼和金鱼藻的小型受控生命生态实验组件。越城区某校的科学兴趣小组同学在地面设计了生态鱼缸模拟该项目。
(1)航天器发射与燃料
“神舟”系列载人飞船所用固体燃料是铝粉和高氯酸铵的混合物。发射时,点燃铝粉产生大量的热引发高氯酸铵发生如下反应:
①X的化学式为________;
②该反应属于________反应(填“化合”或“分解”)。
(2)航天员的生命保障体系
①为航天员提供的“人造空气”中含有体积分数为70%的氮气、20%以上的氧气、少量二氧化碳等气体。某同学对“人造空气”的分析如下:其中正确的是________(可多选)。
A.氮气含量比地球上的氮气含量低B.氮气没有任何作用,可不添加
C.改成纯氧气更有益于航天员呼吸D.没有污染物
②在太空舱里,NiFe2O4可用于促进宇航员呼出的CO2转化为O2,而自身的质量及化学性质保持不变。你认为NiFe2O4在这一反应中是________。
(3)生态鱼缸的物质和能量变化
①如图2为小敏整理的鱼缸生态系统中的碳循环过程,生命活动②表示水藻的________,为鱼等生物提供物质和能量。
②鱼缸是一个二氧化碳和氧气相对匮乏的环境,小敏为鱼缸设计了图3所示的补给器,当鱼缸需要氧气时,图3中的A瓶发生的反应的化学方程式是________,为便于观察供气速度,请将B瓶中的导管补充完整________。
地 城
考点02
氧气与燃烧
一、单选题
1.(24-25八下·浙江杭州滨江区·期末)实验室制备氧气是初中科学实验操作考查的项目之一,以下相关操作正确的是( )
A. B.
C. D.
2.(24-25八下·浙江杭州钱塘区·期末)用如图所示装置进行实验(夹持仪器略去)。实验过程:①通入N2一段时间,点燃酒精灯,a、b中均无明显现象;②熄灭酒精灯,立即改通O2,a中无明显现象,b中红磷燃烧。根据上述实验步骤,下列说法不正确的是( )
A.红磷燃烧过程中产生大量白雾,并放出大量的热
B.通入一段时间N2的目的是排尽装置中原有的空气
C.对比a、b在实验过程②中的现象,可知燃烧需要温度达到可燃物的着火点
D.对比b在实验过程①②中的现象,可以得出可燃物的燃烧需要氧气
2.(24-25八下·浙江金华浦江县·期末)下列关于燃烧的叙述正确的是( )
A.燃烧一定是化学变化
B.有发光、发热现象的变化一定是燃烧
C.燃烧一定是化合反应
D.硫在纯氧中燃烧发出淡蓝色火焰,生成有刺激性气味的气体
4.(24-25八下·浙江湖州浙北·)人类对火的控制与利用是文明演进的关键一步,以下关于燃烧的解释正确的是( )
A.图甲中能用水来灭火,是因为降低了可燃物的着火点
B.图乙中铜片上白磷和红磷实验现象不同,说明可燃物燃烧需要氧气
C.图丙中火柴头斜向下时更容易擦着,是因为斜向下能获得更多氧气
D.图丁两集气瓶中硫燃烧剧烈程度不同是因为空气中氧气浓度低
5.(24-25八下·浙江金华浦江县·期末)下列实验室制取氧气的装置或操作中正确的是( )
A.用氯酸钾和二氧化锰制取氧气 B.排空气法收集氧气
C.取出集气瓶 D.氧气验满
6.(24-25八下·浙江舟山·)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
二、填空题
7.(24-25八下·浙江台州临海·期末)工业制氧有多种方法,空气冷冻分离法是常用方法之一,流程如图所示。
空气冷冻分离法
(1)利用空气冷冻分离法来获取氧气,主要是利用了液氧与液氮哪一物理性质的差异?_______。
(2)下列关于氧气的说法,正确的是( )
A.液氧用于火箭发射时利用氧气的可燃性
B.空气从气态变成液态后氧气的质量分数增大
C.液氧与氧气化学性质相同
8.(24-25八下·浙江台州临海·期末)据图回答问题:
(1)小科欲用高锰酸钾制备并收集较纯净的氧气,需在图1中选用的装置组合为_______(填序号),写出反应的化学方程式______。
(2)如图2,小科点燃系在螺旋状铁丝底端的火柴后,立即将铁丝伸入刚收集满纯氧的集气瓶中,但未观察到“铁丝剧烈燃烧、火星四射”等现象,请分析原因_________。
9.(24-25八下·浙江杭州西湖区·期末)小科利用如图所示的装置,选用双氧水和二氧化锰进行氧气制取实验。
(1)仪器①的名称是______;写出甲装置中发生反应的化学方程式______。
(2)用装置乙收集氧气,是利用了氧气______的性质。
(3)用装置丙收集氧气并验满,可将带火星的木条放在______(选填“②”或“③”)管口处。
10.(24-25八下·浙江杭州上城区·期末)下图是实验室制取气体的常用装置,请回答下列问题:
(1)仪器a的名称是___________。
(2)实验室用氯酸钾制取比较干燥的氧气时,发生和收集装置可选用_______。
(3)检查装置A气密性的方法_________。
11.(24-25八下·浙江舟山·)科学小组进行氧气的制取和性质的研究。
(1)小组同学采用加热氯酸钾和二氧化锰混合物来制取氧气,图甲是两位同学组装好的仪器,其中正确的是_________(填“A”或“B”)。实验开始后,在装药品之前需完成的步骤是_________。
(2)收集到2瓶相同体积的氧气后,同学们进行图乙中的实验。点燃系在铁丝上的火柴,待火柴_________时,用不同的速度将铁丝伸入集气瓶,发现C中铁丝燃烧时间短且现象不明显。查阅资料后得知,快速伸入会使瓶内部分气体受热膨胀逸出,导致C中参与反应的氧气较D中_________(选填“多”或‘少”)。
12.(24-25八下·浙江温州苍南县·期末)氧气在生产生活中有广泛应用,制取氧气的方法有多种。
方案一:图甲是小明利用“固体过碳酸钠( (2Na2 CO3⋅3H2 O2 )和二氧化锰在水中反应生成氧气”的原理来制作简易制氧机。反应时反应仓中液体翻腾、变浑浊、仓壁变热,过滤仓中有气泡产生。相关的化学反应方程式:
(1)过滤仓中的水除了过滤杂质、提纯氧气外,还起到的作用是____。(多选)
A.便于观察氧气生成的速度B.降低氧气的温度C.加快氧气的生成
(2)如果在实验室用固体过碳酸钠、二氧化锰粉末和水制取氧气,则下表中适合的发生装置和收集装置分别是__________。(选填下图中的字母)
发生装置
收集装置
(3)方案二:小明模拟工业上用空气冷冻分离法制氧的方法,进行图乙的实验,从图中的实验现象可以推测,液态空气汽化时,首先蒸发出来的气体是_______。
三、解答题
13.(24-25八下·浙江金华浦江县·期末)“鱼浮灵”是水产养殖中常见的增氧剂,主要成分是过碳酸钠,溶于水后生成和,能迅速增加水体溶氧量。某科学小组的同学为了探究“鱼浮灵”能增氧与哪种物质有关,采用“√×列表法”进行设计并实验,不同组所加的同种物质质量相等,一定时间后用传感器测定数据并记录,实验结果如表所示(√代表添加这种物质,×代表不添加这种物质)。
组别
物质
水中溶解氧的含量
①
√
×
×
4.6
②
√
√
×
4.5
③
√
×
√
9.6
④
√
√
√
10.9
(1)小组同学选择、和进行实验,是因为这三种物质均含有________。
(2)实验中,各小组应该在________内测水中溶解氧的含量(选填“相同时间”或“任意时间”)。
(3)通过对比①、②、③三组数据,可以得出的结论是“鱼浮灵”能增氧与________有关。
(4)某同学通过对比②、③、④三组数据,初步可以断定在增氧过程中所起的作用是________。
14.(24-25八下·浙江金华金东区·)小科用如图所示的装置进行实验来验证质量守恒定律。在实验中他用电子天平测得反应前试管和固体总质量为,加热反应后测得试管和剩余固体总质量为,量筒内收集到的气体体积为V(实验中操作正确,氧气的密度为)。请回答:
(1)装置中试管口略向下倾斜的目的是____________。
(2)根据质量守恒定律,、V和之间应存在的等量关系为____________。
(3)小科根据实际测得的数据计算,发现与上述等量关系式并不相符。造成这一结果的原因可能是________(填字母编号)。
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.反应快结束时,先移出导管再熄灭酒精灯 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,小科在拆卸装置时闻到刺激性气味,他想: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?小金认为不可能,他的理由是:____________。
15.(24-25八下·浙江温州苍南县·期末)为了探究能使带火星木条复燃的最低氧气体积分数,小明利用如图装置进行了实验探究,其主要步骤如下:
①通过长颈漏斗往装有二氧化锰的试管内加入过氧化氢溶液;
②取5只相同的试管编号为A、B、C、D、E,分别装入占试管总体积10%、20%、30%、40%、50%的水,用排水法收集氧气至恰好排尽;
③取出试管,伸入带火星的木条观察现象,并记录在表中;
试管编号
A
B
C
D
E
带火星木条的情况
微亮
亮
很亮
复燃
复燃
排水集气后试管中氧气的体积分数/%
a
b
c
d
e
(1)写出该反应的化学方程式________________。
(2)根据表中信息,小明需要在此实验基础上进一步探究最低的氧气体积分数范围为____。
A.a%到b%之间 B.b%到c%之间
C.c%到d%之间 D.d%到e%之间
(3)已知空气中氧气的体积分数为20%,忽略水蒸气的影响,则排水集气后A试管中氧气的体积分数为_______。
地 城
考点03
二氧化碳
一、单选题
1.(24-25八下·浙江杭州西湖区·期末)如图所示,下列关于CO2的实验中,既能体现其物理性质又能体现其化学性质的是( )
A.图甲,蜡烛自下而上熄灭 B.图乙,紫色试液变红
C.图丙,澄清石灰水变浑浊 D.图丁,气球上浮
2.(24-25八下·浙江台州临海东塍镇中学·期末)下列实验操作不规范的是( )
A.氧气的检验 B.探究燃烧的条件
C.二氧化碳的检验 D.实验室制取二氧化碳
3.(24-25八下·浙江绍兴柯桥区·期末)小柯利用如图装置研究CO2的性质。实验时,先关闭K1、K2,加热b。一段时间后,再通入CO2。以下分析正确的是( )
A.打开K1,观察到蜡烛自上而下依次熄灭
B.a处纸花先不变红,一段时间后变为红色
C.b处热水的作用是增加CO2在水中的溶解量
D.打开K2,a、c两处的现象可说明湿润的CO2能使紫色石蕊变色
4.(24-25八下·浙江金华·期末)下列关于CO2的实验室制取及检验的说法正确的是( )
A.制取CO2的药品 B.发生装置
C.收集方法 D.检验CO2
5.(23-24八下·浙江绍兴越城区·期末)下列关于“碳循环”和“氧循环”的说法中,不正确的是( )
A.变化观:每个人都在参与碳、氧循环,碳循环中的“碳”是指碳元素
B.微粒观:化石燃料的燃烧会使自然界中的氧原子总数减少
C.平衡观:碳、氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定
D.守恒观:碳、氧循环过程中各元素质量守恒
6.(24-25八下·浙江温州苍南县·期末)将一定浓度足量的稀盐酸、稀硫酸分别加入装有等质量CaCO3粉末的密闭容器中,相同条件下测得两者产生CO2体积(V)与反应时间 (t)的关系如图所示。下列判断不正确的是( )
A.最终碳酸钙完全反应,两者产生的气体质量相等
B.0~300s内, 反应I容器内压强比II的大
C.反应Ⅱ中0~100s内产生的CO2体积比100~200s内的少5aml
D.0~100s内,反应I、II生成二氧化碳的速率均先慢后快
二、填空题
7.(24-25八下·浙江台州玉环·期末)如图所示是气体制取及性质检验的一体化装置。具有装置他用,模块化操作等优点。如用于二氧化碳气体制取及性质检验;
(1)若实验室利用该装置制取二氧化碳气体,则滴液漏斗中装的药品是:__________(填名称)
(2)若实验过程中试管内装的紫色石蕊试液变红色,则原因是:____________(用化学方程式表示)。
(3)将两只点燃的蜡烛放在T形管附近,打开三通阀开关,使气流缓慢流出。观察到下方蜡烛先熄灭,上方蜡烛后熄灭,说明二氧化碳具有的物理性质是___________。
8.(24-25八下·浙江杭州拱墅区·期末)小乐利用如图所示装置和药品研究二氧化碳的性质。回答问题:
(1)若①中 X 溶液为紫色石蕊溶液,通入一定量的二氧化碳后,观察到①中_______,②中澄清石灰水变浑浊。②中澄清石灰水变浑浊的原因是_______________(用化学方程式说明)。
(2)若①中X溶液为氢氧化钠溶液,通入与(1)等体积的二氧化碳后,观察到②中无明显现象,可推测二氧化碳具有的化学性质是______________。
9.(24-25八下·浙江杭州滨江区·期末)制取气体是初中科学实验的重要内容,根据要求回答下列问题:
(1)写出a仪器的名称___________;
(2)实验室利用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳,可选择的发生装置有B和C,与装置C相比,选用装置B制二氧化碳的优点是___________;
(3)使用装置E收集氧气时应从导管口_______(选填“a”或“b”)通入;
(4)将产生的二氧化碳通入装置F,观察到试纸I不变色而试纸II变红,据此现象可知二氧化碳的化学性质是 ________________(用化学方程式表示)。
三、实验题
10.(24-25八下·浙江绍兴越城区·期末)制取氧气、二氧化碳等气体是初中科学实验的重要内容,根据要求回答下列问题:
(1)下列常见实验中可以使用装置A进行实验的有( )
A.用高锰酸钾制氧气
B.用氯酸钾和二氧化锰制氧气
C.用双氧水和二氧化锰制氧气
(2)实验室利用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳,可选择的发生装置有A和B,与装置B相比,选用装置A制二氧化碳的优点是________;
(3)若某气体只能用C装置收集,则该气体可能具有的性质为( )
A.能与水反应B.能与空气中的某些成分发生反应
(4)使用装置C收集氧气时,判断氧气已经集满的现象是________。
11.(24-25八下·浙江绍兴柯桥区·期末)小柯为解决夏季蚊虫叮咬困扰,计划自制一个家用蚊虫诱捕器。他了解到某灭蚊灯采用的“诱蚊剂”能持续、缓慢地产生CO2气流,模拟人体的呼出气体,诱蚊靠近,从而灭蚊。
【实验验证】
实验一:在塑料瓶中装入“诱蚊剂”,一段时间后将瓶中的气体通入一定量饱和澄清石灰水,未见明显现象。
实验二:用CO2传感器分别测定人体呼出气体、装有“诱蚊剂”的瓶中和空气中CO2的含量,绘制成甲图。
(1)【明确原理】
实验一中的操作基于的原理是_________(用化学方程式表示)。结果未出现预期的实验现象,结合图甲分析可能原因是_________。
(2)【设计制作】
发生装置:基于先前的实验,小柯设计了如图乙的装置,并检验了装置的气密性:关闭止水夹,向上拉动活塞,放手后观察到_________,则气密性良好。
(3)“诱蚊剂”自制过程中,下列选材组合符合要求的有( )
A.鸡蛋壳、白醋B.食盐、白醋C.石灰石、洁厕剂(有效成分之一为盐酸)
(4)【检验评价】
自制家用蚊虫诱捕器
评价指标
优秀
合格
待改进
指标一
反应安全,气体能排出
反应安全,
气体不能排出
反应有较大安全隐患
指标二
反应速率可控,且速率可定量观测
反应速率不可控
为了较全面评价该“诱捕器”,请你帮他完成指标二中“合格”的评价标准_________。
12.(24-25八下·浙江杭州钱塘区·期末)二氧化碳的制取和性质是初中科学的重要学习内容。
(1)实验室制取二氧化碳气体的原理(用化学方程式表示):_______。
(2)小塘用如图1装置制取二氧化碳,请指出该装置的错误:_______。
(3)如图2,往充满CO2的瓶内加入水振荡后,瓶子会变扁。由此现象可知,二氧化碳具有的物理性质是( )。(填字母序号)
A.密度比空气大 B.能溶于水 C.能与水反应
13.(24-25八下·浙江台州临海·期末)小科利用如图所示的装置探究温度对实验室制取CO2速率的影响,实验设置如表所示,回答下列问题:
组别
甲
乙
丙
大理石质量m/g
5
5
5
盐酸质量分数
5%
5%
5%
水浴温度
30
60
90
(1)实验可通过比较_______来判断产生 速率的大小。
(2)集气瓶中加入少量植物油的作用是______。
(3)实验丙中水浴温度控制在 时,测定的反应速率会比真实值偏大,其原因可能是______。(写出一点)
(4)在常温下()反应一段时间后,测得装置甲的质量减小Δm,量筒中收集到水的体积为V,已知常温下二氧化碳的密度为,则下列因素中,会导致的有____。
A.反应结束后,碳酸钙仍有剩余
B.反应结束后,部分二氧化碳留在锥形瓶中
C.反应结束后,部分水残留在导管中
14.(24-25八下·浙江金华·期末)微型实验具有“微型化”、“便捷化”等特点,符合绿色化学的理念。某兴趣小组同学用注射器、三通连通器等物品对二氧化碳的制取和性质进行了如下设计和探究。
【实验装置】注射器与三通连通器组成密闭的一体化装置。通过调节开关K1、K2和K3,可以实现四个注射器间的连通。
【药品试剂】蒸馏水、稀盐酸、碳酸钠溶液、干燥的石蕊试纸(紫色石蕊试液浸润过的干燥试纸)
【实验步骤】
Ⅰ:连接组装一体化装置,经检验气密性良好。装入试剂后,按照如图所示位置竖直放置。
Ⅱ:调节开关,仅注射器A与B连通,向左推动A中活塞,将稀盐酸全部推入B中,立即产生大量气泡,待不再产生气泡,观察到B中活塞向上移动直至50ml处。
Ⅲ:将B中生成的CO2气体转移至注射器A(溶液仍留在注射器B中)。
Ⅳ:调节开关,仅注射器A、C和D连通,将A中收集到的CO2气体同时推入C和D中。
【过程分析】
(1)Ⅲ中“将B中生成的CO2气体转移至注射器A”最简单的操作是___________;
(2)若步骤Ⅳ的操作是为了证明使紫色石蕊试纸变红的是H2CO3而不是CO2,则
①应在C和D注射器中分别放入干燥的石蕊试纸和___________;
②其中发生的重要反应可以用下列微观模型表示,请根据质量守恒定律将其补画完整:________
15.(24-25八下·浙江绍兴越城区·期末)如图所示是研究二氧化碳性质的实验装置,①③为湿润的紫色石蕊试纸,②为干燥的紫色石蕊试纸。
(1)装置中能说明二氧化碳的密度比空气大的实验现象是( )
A.装置甲:③比①先变红 B.装置甲:①比③先变红
C.装置乙:燃着的蜡烛自下而上熄灭 D.装置乙:燃着的蜡烛自上而下熄灭
(2)取出装置甲中①处的变红的石蕊试纸微热,发现石蕊试纸由红色变回紫色,其原因是________(用化学方程式表示);
(3)装置甲中,当观察到________现象时,可以得出二氧化碳和水能反应的结论。
16.(24-25八下·浙江温州苍南县·期末)“蛋雕”(如图1)是我国民间艺术的瑰宝,项目化小组利用所学知识,尝试创作蛋雕作品。
【查阅资料】①蛋壳的主要成分是CaCO3,与稀盐酸发生如下反应:
②石蜡、鸡蛋壳中的其他物质不与稀盐酸反应。
③蛋壳中CaCO3质量分数越高,蛋壳厚度越厚,越适合做蛋雕材料。
【操作流程】选材→裹蜡→作画→蚀刻→除蜡。
(1)选材:有A、B两个品种的鸡蛋壳,小组同学用如下实验比较它们的碳酸钙含量:分别取25g蛋壳样品放于两锥形瓶中,向其中分三次加入稀盐酸(如图2),实验测得两瓶剩余物质
的质量如下表:
加入稀盐酸次数
第一次
第二次
第三次
加入稀盐酸质量/g
30
30
30
甲瓶中反应后物质质量/g
51.7
78.4
106.2
乙瓶中反应后物质质量/g
51.7
78.4
x
①计算A种蛋壳的碳酸钙质量分数____________。(写出具体步骤)
②若小组同学最终选用了B品种鸡蛋作为材料,则表中X_______106.2(填“>”“<”或“=”)。
(2)裹蜡→作画→蚀刻→除蜡:用熔化的石蜡将蛋壳裹上蜡衣,用金属丝划穿蜡衣雕“花”,将蛋壳浸没在稀盐酸中,一段时间后,放入热水中熔去多余的蜡,做成蛋雕作品。结合操作流程可以判断“将蛋壳浸入稀盐酸中”蛋壳表面出现的现象是__________。
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专题03 空气 氧气 二氧化碳
3大高频考点概览
考点01 空气
考点02 氧气与燃烧
考点03 二氧化碳
地 城
考点01
空气
一、单选题
1.(24-25八下·浙江金华金东区·)空气是一种重要的自然资源,下列关于空气的说法正确的是( )
A.空气中含量最多的是氧气,氧气可支持燃烧
B.氮气化学性质不活泼,可作食品保鲜的保护气
C.空气质量指数数值越小,空气污染状况越严重
D.人体呼吸时吸入的是空气,呼出的全部是
【答案】B
【详解】A、空气中含量最多的气体是氮气,约占空气体积的78%,氧气约占21%。氧气具有助燃性,可支持燃烧, 错误;
B、氮气化学性质不活泼,常温下不易与其他物质发生反应,可作食品保鲜的保护气,隔绝氧气,防止食品被氧化变质,正确;
C、空气质量指数数值越小,说明空气中所含的污染物越少,空气污染状况越轻;数值越大,空气污染状况越严重,错误;
D、人体呼吸时吸入的是空气,呼出的气体中含有氮气、氧气、二氧化碳、水蒸气等多种成分,并不是全部是CO2,呼出气体中二氧化碳含量比吸入空气中二氧化碳含量增加了, 错误。
故选B。
2.(24-25八下·浙江杭州上城区·期末)八年级科学实验很多都要用到水,下列实验中对水的作用的说法不正确的是( )
选项
A
B
C
D
实验装置
水的作用
吸收放出的二氧化硫
提供所需的温度,隔绝空气
吸收产生的黑色物质
吸收生成的白烟,直观显示消耗氧气的多少
【答案】C
【详解】A、二氧化硫属于空气污染物,不能直接排放到空气中,水的作用是吸收二氧化硫,防止造成空气污染,故不符合题意;
B、由图可知,白磷进行比较时,水的作用是隔绝空气,铜片上的白磷和红磷进行比较时,水的作用是提供所需的温度,故不符合题意;
C、水的作用是防止高温物体溅落瓶底,使瓶底破裂,故符合题意;
D、集气瓶内压强减小,水在大气压的作用下被压入集气瓶,水的体积等于消耗的氧气的体积,故不符合题意。
故选C。
3.(24-25八下·浙江舟山·)空气是一种重要的天然资源,在人们的生产和生活中有着广泛的用途。下列对空气中各成分气体的叙述不正确的( )
A.氧气性质活泼,可以作为燃料
B.稀有气体可以用来制霓虹灯
C.氮气可以用来制造化肥和炸药
D.二氧化碳不属于空气污染物
【答案】A
【详解】A、氧气性质比较活泼,具有助燃性,能支持燃烧,但本身不能燃烧,所以不能作为燃料,叙述不正确,符合题意;
B、稀有气体在通电时能发出不同颜色的光,可用来制霓虹灯,叙述正确,不符合题意;
C、氮气中含有氮元素,是制造氮肥的重要原料,同时氮气也可用于制造炸药,如硝化甘油等炸药的制备过程中会涉及含氮化合物, 叙述正确,不符合题意;
D、二氧化碳虽然会引起温室效应,但它是空气的组成成分之一,不属于空气污染物,目前计入空气污染指数的项目暂定为:二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物和臭氧等,叙述正确,不符合题意。
故选A。
4.(24-25八下·浙江台州椒江区·期末)物质的性质决定用途。下列有关物质的性质及其用途描述错误的是( )
A.氧气不易溶于水,因此鱼能在水中生存
B.氮气化学性质稳定,因此可用作冷冻剂
C.无水硫酸铜遇水变成蓝色,因此可以检验水蒸气的存在
D.稀有气体通电时会发出不同颜色的光,因此可以制成霓虹灯
【答案】B
【详解】A、氧气不易溶于水,常温下1升水中大约能溶解30毫升的氧气,鱼能在水中生存,性质与用途的描述正确,不符合题意;
B、氮气用作冷冻剂,是利用其汽化时吸热的物理性质,而非 “化学性质稳定”(氮气化学性质稳定的用途是作保护气等),性质与用途的描述错误,符合题意;
C、无水硫酸铜为白色,遇水会生成蓝色的五水硫酸铜(CuSO4・5H2O),这一特性使其可用于检验水蒸气,性质与用途的描述正确,不符合题意;
D、稀有气体通电时会发出不同颜色的光,因此可以制成霓虹灯,性质与用途的描述正确,不符合题意。
故选B。
5.(24-25八下·浙江台州椒江区·期末)以下实验设计能达到实验目的的是( )
A.测定空气中氧气的含量 B.探究可燃物燃烧的两个条件
C.探究二氧化碳与水是否发生反应D.验证质量守恒定律
【答案】C
【详解】A、木炭与空气中的氧气发生燃烧生成二氧化碳气体,反应前后装置中的气体的体积变化不明显,不能测定空气中氧气的体积分数,故选项实验设计不能达到实验目的;
B、实验过程中,白磷燃烧,红磷不能燃烧,说明活泼的着火点比白磷高,不能说明燃烧需要氧气,故选项实验设计不能达到实验目的;
C、把一半喷水的石蕊小花伸入集气瓶中时,小花的喷水部分变红色,另一部分不变色,说明二氧化碳和水反应生成了碳酸,碳酸使喷水的小花变红色,故选项实验设计能达到实验目的;
D、碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,生成的二氧化碳逸散到空气中,不能验证质量守恒定律,故选项实验设计不能达到实验目的。
故选C。
6.(24-25八下·浙江杭州滨江区·期末)空气是一种宝贵的自然资源。下列有关空气及其成分的说法错误的是( )
A.二氧化碳是重要的资源,也是空气污染物
B.SO2的排放是导致酸雨的原因之一
C.稀有气体可用于制造电光源,如霓虹灯等
D.PM2.5的含量越高,空气质量越差
【答案】A
【详解】A、二氧化碳是空气的一种成分,是重要的资源,用于光合作用、灭火等,但不是空气污染物,说法错误,符合题意;
B、二氧化硫(SO2)排放到空气中,与空气中的氧气、水等发生反应,形成硫酸,所以SO2的排放是导致酸雨的原因之一, 说法正确,不符合题意;
C、稀有气体在通电时能发出不同颜色的光,可用于制造电光源,如霓虹灯等, 说法正确,不符合题意;
D、PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物,PM2.5的含量越高,空气质量越差, 说法正确,不符合题意。
故选A。
二、填空题
7.(24-25八下·浙江诸暨·期末)老鹰山,又名县龙山,是诸暨人休闲锻炼的好去处。山上空气质量优良率不断提高,居民感受到环境的美丽,空气的清新。
(1)空气质量指数(AQI)是定量评价空气质量状况的重要指标,在PM2.5、CO2、SO2、O3几种物质中,不属于评价空气质量的物质是________。
(2)如图是某居民在一次平静呼吸过程中肺内气压变化的曲线。表示吸气过程的是曲线________段。(选填“ADB”、“DBE”或“BEC”)
【答案】(1)二氧化碳/CO2(2)ADB
【详解】(1)PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物,它能较长时间悬浮于空气中,其在空气中含量浓度越高,就代表空气污染越严重,是评价空气质量的重要指标之一;
二氧化碳(CO2)虽然是一种常见气体,但它不属于空气污染物,它是空气的正常组成成分之一,主要参与自然界的碳循环等过程,一般不用于评价空气质量状况;
二氧化硫(SO2)是一种有刺激性气味的气体,是形成酸雨的主要物质之一,会对空气造成污染,是评价空气质量的物质;臭氧(O3)在近地面浓度较高时,会刺激呼吸道等,影响人体健康,也属于评价空气质量的物质;不属于评价空气质量的物质是二氧化碳(或CO2);
(2)曲线图中,ADB段表明肺内气压低于外界大气压,是吸气时肺内气压的变化,此时肋间肌收缩,肋骨向上向外运动,使胸廓的前后径和左右径都增大,胸腔容积增大,造成肺内气压减小,小于外界大气压,外界气体进入肺内,形成主动的吸气运动。
8.(24-25八下·浙江杭州拱墅区·期末)“富氧空气”是指氧气含量显著高于普通空气的气体混合物,在工业生产中有着重要应用。小乐对“富氧空气”开展了如下研究,回答问题:
(1)如图甲所示为“沸石分子筛”制氧机,分子筛可吸附空气中的氮气,通过调节旋钮可获得不同浓度的“富氧空气”。据图甲分析, “”代表的是_______分子。
(2)用如图乙装置和药品测定(1)中获得的“富氧空气”中氧气的体积分数,集气瓶中“富氧空气”体积为200mL,燃烧匙内白磷足量,量筒内盛有 100mL 水。操作如下:
①用放大镜聚焦点燃白磷,待其充分反应后,将装置冷却至室温;
②打开止水夹,待右侧量筒内液面不再变化时,排出气球中的气体,调节两边液面在同一水平面上,读出量筒内水的体积为20mL。
则实验测得“富氧空气”中氧气的体积分数为_______%。
(3)如图丙所示为重油、褐煤在氧气含量不同的空气中燃烧,得到的氧气含量与产生烟气量的关系图,据图丙分析,工业上减少燃料燃烧尾气污染的措施是_________________。
【答案】(1)氮气/氮(2)40(3)增加足够的氧气
【详解】(1)
根据“ 分子筛可吸附空气中的氮气 ”可知,富氧空气与普通空气相比,减小是氮气,增大的是氧气,即“”是氮气分子;
(2)根据题意可知,空气中的氧气体积为:100mL-20mL=80mL;则“富氧空气”中氧气的体积分数=;
(3)根据丙图可知, 重油、褐煤燃烧产生的烟气量随氧气含量的增大而减小,那么工业上减少燃料燃烧尾气污染的措施是增加足够的氧气。
三、解答题
9.(24-25八下·浙江台州临海·期末)小科做完课本中“测定空气中氧气体积分数实验”后,又做了两个改良实验:
【实验1】利用图1装置进行实验。一系列规范操作后,打开止水夹,观察并记录量筒中水被倒吸进入集气瓶前后的水量变化,计算出氧气的体积分数。
(1)写出图1装置气密性检查的方法:________。
(2)点燃红磷后,观察到集气瓶内的现象是_________。
(3)若氧气占空气体积的21%,请计算理论上量筒中所需的最少水量为_______mL。
【实验2】利用图2装置进行数字化技术探究测定,得到两种传感器显示的数据随时间变化的曲线。
查阅资料:温度和体积恒定的密闭容器中,每消耗1%体积的气体,剩余气体重新充满容器后气压会减小1%。
(4)小科观察到600秒后,装置内气体压强不再变化,通过计算可知,氧气在空气中的体积分数约为_______。(结果精确到0.1%)
【答案】(1)打开止水夹,将导管进入水中,手捂集气瓶,若观察到导管口产生气泡,松手后导管中倒吸形成一段稳定的水柱,说明气密性良好
(2)剧烈燃烧,产生大量白烟(3)52.5(4)19.8%
【详解】(1)图 1 装置气密性检查的方法:打开止水夹,将导管进入水中,手指集气瓶,若观察到导管口产生气泡,松手后导管中倒吸形成一段稳定的水柱,说明气密性良好;
(2)点燃红磷后,观察到集气瓶内的现象是剧烈燃烧,产生大量白烟;
(3)集气瓶内空气体积为 250mL,氧气占空气体积的 21%,则氧气的体积为250mL×21%=52.5mL
所以理论上量筒中所需的最少水量为 52.5mL;
(4)由图 2 可知,初始气压为 101kPa,反应后气压为 81kPa,气压减少了 20kPa。根据资料,每消耗 1% 体积的气体,气压会减小 1%,所以氧气在空气中的体积分数约为:。
10.(24-25八下·浙江杭州上城区·期末)近年来高层建筑火灾事故频发,我国应急管理部推动公共场所配备新型自救面罩。某科技公司研发的触发式制氧面罩内置二氧化锰和过氧化氢溶液,遇险时可快速供氧。装置如图所示。其中配有试剂包含100g一定质量分数的过氧化氢溶液、1g二氧化锰、100g纯净水。
表一
温度(℃)
25
60
100
MnO2组速率(mL/s)
0.7
1.2
0.5
生物酶组速率(mL/s)
1.0
0.3
0.1
表二
浓度(%)
6.0
6.8
7.6
速率(mL/s)
0.6
0.9
1.4
持续时间(min)
18
15
9
(1)写出过氧化氢在二氧化锰催化下分解的化学方程式________________。
(2)干燥的氧气会刺激呼吸道黏膜,会造成呼吸道损伤,因此制得的氧气需要湿润后进入人体。使用制氧面罩时,往_______瓶加入100g纯净水 (填“甲”或“乙”),并拧紧接有吸气面罩的瓶盖,再将二氧化锰和过氧化氢溶液加入另一个瓶并拧紧瓶盖,瓶中的气泡连续均匀冒出时,开始吸氧。
(3)查阅资料发现生物酶也可以加快过氧化氢分解产生氧气的速率。为使防毒面具制氧功能适应火灾现场高温环境,小组测试不同温度下催化剂的产氧速率如表一,结合数据可知,制氧面罩催化剂选择二氧化锰而不是生物酶的理由是___________。
(4)国家标准规定逃生面罩产氧速率需≥0.8mL/s且持续时间≥15分钟。小组测试不同浓度过氧化氢的效果如表二,结合数据请选择最佳浓度是_______。
【答案】(1)(2)乙(3)温度高于60℃时,生物酶催化小于急剧降低,二氧化锰的催化效果比生物酶好(4)6.8%
【详解】(1)过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气,反应的化学方程式为:;
(2)根据图示,进入乙瓶中导管较低,乙瓶为加湿仓,甲瓶为反应仓,则先将100g纯净水加入乙瓶并拧紧接有吸气面罩的瓶盖,再将二氧化锰和过氧化氢溶液加入甲瓶并拧紧瓶盖,乙瓶中的气泡连续均匀冒出时,开始吸氧;
(3)从表一数据可知,在高温(如100℃)环境下,二氧化锰作催化剂时产氧速率为0.5mL/s,而生物酶作催化剂时产氧速率仅为0.1mL/s,说明生物酶在高温下催化效果明显变差,所以制氧面罩催化剂选择二氧化锰而不是生物酶的理由是在高温环境中二氧化锰的催化效果比生物酶好;
(4)从表二数据看,浓度为6.0%时,产氧速率0.6mL/s<0.8mL/s,不满足国家标准;浓度为6.8%时,产氧速率0.9mL/s⩾0.8mL/s,持续时间15min⩾15min,满足国家标准;浓度为7.6%时,虽然产氧速率1.4mL/s⩾0.8mL/s,但持续时间9min<15min,不满足国家标准,所以最佳浓度是6.8%。
11.(24-25八下·浙江杭州上城区·期末)小科在做教材“测定空气里氧气含量”实验如图甲后进行改进,设计图乙实验装置进行实验,一开始活塞停在10毫升处。(选用容积为30毫升的试管作反应容器)请你对比分析图甲、图乙实验,回答:
(1)图甲实验的原理是_______________。
(2)完成图乙实验后,发现测得空气中氧气的含量偏小,写出其中1个可能的原因:___________。
(3)图乙实验中,当试管冷却后,打开弹簧夹,注射器活塞从10mL 刻度处慢慢前移到约_______mL 刻度处才停止。
(4)实验后,小科换用食品脱氧剂(可以直接与氧气反应,无需点燃的物质)、白磷代替红磷测量氧气体积分数,根据测量结果如图丙所示,之后测量氧气体积分数你会选用哪种药品并说明理由_______。
【答案】(1)红磷燃烧消耗氧气,生成物为固体,集气瓶内压强减小,小于大气压,水被压入集气瓶内(合理即可)(2)红磷不足(合理即可)(3)4(4)食品脱氧剂:几乎能将氧气耗尽,实验结果更准确,且不用点燃,实验操作更方便(合理即可)
【详解】(1)在点燃的条件下,足量的红磷燃烧生成五氧化二磷固体,可以耗尽装置内的氧气,冷却至室温后,装置内的压强减少,打开止水夹,烧杯的水进入集气瓶,且进入的水的体积约占集气瓶内原空气体积的五分之一,进入的水的体积即为消耗的氧气的体积,由此可以得出氧气约占空气体积五分之一的结论;
(2)完成图乙实验后,发现测得空气中氧气的含量偏小,可能的原因是红磷的量不足或装置漏气或没有冷却至室温就读数;
(3)氧气约占空气体积的五分之一,则30mL空气中氧气的体积为30mL×=6mL,当试管冷却后,打开弹簧夹,注射器活塞从10mL刻度处慢慢前移到约10mL-6mL=4mL处;
(4)根据该兴趣小组的实验结果,用图甲装置测量空气中氧气的体积分数,①会选择食品脱氧剂,因为食品脱氧剂能耗尽密闭容器内的氧气且不需要点燃,测定结果更精确;②会选择白磷,因为食品脱氧,白磷耗时最短;③会选择红磷,因为红磷着火点、燃烧时间较适宜。
12.(24-25八下·浙江杭州钱塘区·期末)某科学兴趣小组的同学利用数字化技术对“空气中氧气体积分数的测定”进行了实验甲(如图1所示,燃烧匙内盛有过量红磷),得到的数据曲线如图2所示。
(1)实验前集气瓶中的水为10mL,若集气瓶的容积为150mL(燃烧匙所占体积忽略不计),第一次实验结束后理论上集气瓶中水的体积约为_______mL。
(2)图2中X曲线表示的是集气瓶内的________的变化趋势。
(3)若第二次进行实验时,图1中装置漏气,则第二次测得的c点数值比图2中第一次测得的c点数值_______(选填“大”或“小”)。
(4)接下来,该小组同学对实验装置进行改进,把“暖宝宝”中的黑色粉末(足量铁粉)涂抹在集气瓶内壁的四周,再次进行实验乙。通过数字传感器,测得实验甲、实验乙中氧气的浓度随时间变化的关系分别如上图所示。依据图中信息,该小组同学一致认为实验乙的测定方法更准确,其判断依据是_______。
【答案】(1)38(2)温度(3)小(4)实验乙中氧气的体积分数最终降低到0.5%,比实验甲中氧气剩余量更少,氧气消耗更完全,测定结果更接近空气中氧气的实际含量(合理即可)
【详解】(1)空气中氧气约占总体积的五分之一。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=38mL;
(2)红磷燃烧,放出大量的热,温度升高,冷却后恢复到原温度,所以X曲线表示温度;
(3)c点表示红磷燃烧结束时集气瓶内的压强。若装置漏气,在红磷燃烧过程中,外界空气会进入集气瓶,使瓶内压强减小的幅度变小。所以第二次测得的c点数值比图乙中第一次测得的c点数值小;
(4)实验乙的测定方法更准确,判断依据是:从图中可知,实验乙中氧气的体积分数最终降低到0.5%,比实验甲中氧气剩余量更少,说明实验乙中氧气消耗更完全,测定结果更接近空气中氧气的实际含量。
13.(24-25八下·浙江湖州浙北·)某同学利用“暖宝宝贴”(主要成分为铁粉、活性炭、食盐等)来测定空气中氧气的体积分数,装置如图所示。
Ⅰ.实验用品:直径为的通用空笔芯、直尺、暖宝宝贴、红墨水。
Ⅱ.实验步骤:
①取两支直径为的通用空笔芯,拆开笔头,向其中一支笔芯管尾注入一滴红墨水(封住笔芯管口),轻轻吹动红墨水到指定刻度,另一支作对比。
②在笔头与笔芯连接处采用一定方法填充厚的“暖宝宝贴”内容物,右侧空间用实心物体(不与空气反应)填充后再次装好笔头,记录时间及对应的红墨水柱移动距离。
③重复上述步骤,在笔头与笔芯连接处分别填充厚的“暖宝宝贴”内容物,注意确保每次实验开始时笔芯中空气柱的体积相同。记录时间及对应的红墨水柱移动距离,统计并处理实验数据如图所示。
(1)本实验中铁粉等与氧气的反应属于_________(选填“缓慢氧化”或“剧烈氧化”)。
(2)确保每次实验时笔芯中空气柱体积相同的操作方法是_________。
(3)实验中测得的氧气体积分数为_________。
(4)与课本实验相比,本实验的主要优点是_________。
【答案】(1)缓慢氧化(2)向笔芯管尾注入一滴红墨水,轻轻吹动红墨水保持红墨水到填充的暖宝宝内容物左端的刻度距离相同(3)20%(4)装置简单、操作简便、环保
【详解】(1)暖宝宝贴中的铁粉等与氧气反应,过程比较缓慢,不像燃烧那样剧烈,没有发光、瞬间产生大量热等剧烈现象,所以本实验中铁粉等与氧气的反应属于缓慢氧化;
(2)从实验步骤可知,在向笔芯管尾注入一滴红墨水后,轻轻吹动红墨水到指定刻度,这样就能确保每次实验开始时笔芯中空气柱的体积相同。所以操作方法是 向笔芯管尾注入一滴红墨水,轻轻吹动红墨水保持红墨水到填充的暖宝宝内容物左端的刻度距离相同;
(3)由图像可知,5cm空气柱中,水柱移动最大距离(h)约为10mm=1cm;
假设笔芯的横截面积为S,开始时空气柱的长度(L )为5cm,则空气柱体积V=SL。
红墨水柱移动的体积(即消耗氧气的体积)V氧=Sh。
空气中氧气体积分数=;
(4)本实验优点:装置简单:只用到空笔芯、直尺、暖宝宝贴、红墨水等常见物品,不需要像课本实验那样使用集气瓶、燃烧匙、导管等复杂装置;操作简便:步骤相对简单,如填充暖宝宝贴内容物、记录红墨水柱移动距离等操作容易进行;环保:实验过程中没有有害物质排放,对环境友好。
14.(24-25八下·浙江金华金东区·)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忽略不计。
查阅资料得知:①白磷的着火点是,当容器内的氧气浓度低于一定值时,白磷无法继续燃烧;②“暖宝宝”能耗尽容器中少量的氧气。
实验操作步骤如下:①拉动注射器,检查装置气密性;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;③打开集气瓶塞子,往瓶中倒满的热水,并塞紧塞子,白磷仍然不能燃烧;④打开和,通过注射器从b管抽水,当注射器中水量达到毫升时,瓶中液面低于燃烧匙底部,此时立即关闭,发现瓶中白磷燃烧;⑤待整个装置冷却至室温时,打开发现注射器中的水剩余毫升。
(1)步骤①若观察到注射器活塞回到原处,则证明该装置气密性____________(填“良好”或“不好”)。
(2)结合步骤____________(填序号),说明白磷燃烧需要氧气。
(3)该实验得出空气中氧气的体积分数为____________(用含有的公式来表示)。
(4)小科多次重复上述实验,得到空气中氧气的体积分数都大于。为了减小误差应该如何改进上述操作?____________。
【答案】(1)良好(2)③、④/④、③(3)(4)将温度恢复至时再读取体积
【分析】白磷燃烧能够消耗空气中的氧气,氧气消耗后,容器中的气压减小,在外界大气压作用下,容器内体积减小,减少的体积即为容器中空气中的氧气体积,进一步可以计算出空气中氧气的含量。
【详解】(1)步骤①中,拉动注射器,改变了装置内的压强;若装置气密性良好,当松开注射器后,装置内压强会恢复到原来状态,注射器活塞会回到原处;若观察到注射器活塞回到原处,则证明该装置气密性良好;
(2)步骤②中,将盛有足量白磷的燃烧匙放入空集气瓶中,塞紧塞子,此时白磷不燃烧,因为瓶内虽有空气,但温度未达到白磷着火点(40° C);
步骤③中,往瓶中倒满80° C的热水,并塞紧塞子,白磷仍然不能燃烧,此时温度达到了白磷着火点,但瓶内氧气被热水排出,白磷没有与氧气接触;
步骤④中,打开K1和K2,通过注射器从b管抽水,当瓶中液面低于燃烧匙底部,白磷与空气(氧气)接触,此时白磷燃烧;
结合步骤②③④,步骤②③白磷不燃烧,步骤④白磷燃烧,对比可知白磷燃烧需要氧气。所以结合步骤③④,说明白磷燃烧需要氧气;
(3)开始通过注射器从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,此时白磷开始燃烧,说明此时瓶内空气体积为V1毫升(因为水被抽出,空气占据了原来水的空间);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,说明消耗的氧气体积为(V1−V2)毫升;空气中氧气的体积分数=。
(4)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80℃的热水冷却至室温时体积缩小,导致测定的氧气体积偏大,从而导致测得空气中氧气的体积分数远大于21%;为了减小误差需将温度恢复至时再读取体积V2。
15.(24-25八下·浙江绍兴越城区·期末)中国空间站问天舱,作为“国家太空实验室”的核心舱,能支持航天员驻留并开展空间科学实验,图1是问天舱内载有4条斑马鱼和金鱼藻的小型受控生命生态实验组件。越城区某校的科学兴趣小组同学在地面设计了生态鱼缸模拟该项目。
(1)航天器发射与燃料
“神舟”系列载人飞船所用固体燃料是铝粉和高氯酸铵的混合物。发射时,点燃铝粉产生大量的热引发高氯酸铵发生如下反应:
①X的化学式为________;
②该反应属于________反应(填“化合”或“分解”)。
(2)航天员的生命保障体系
①为航天员提供的“人造空气”中含有体积分数为70%的氮气、20%以上的氧气、少量二氧化碳等气体。某同学对“人造空气”的分析如下:其中正确的是________(可多选)。
A.氮气含量比地球上的氮气含量低B.氮气没有任何作用,可不添加
C.改成纯氧气更有益于航天员呼吸D.没有污染物
②在太空舱里,NiFe2O4可用于促进宇航员呼出的CO2转化为O2,而自身的质量及化学性质保持不变。你认为NiFe2O4在这一反应中是________。
(3)生态鱼缸的物质和能量变化
①如图2为小敏整理的鱼缸生态系统中的碳循环过程,生命活动②表示水藻的________,为鱼等生物提供物质和能量。
②鱼缸是一个二氧化碳和氧气相对匮乏的环境,小敏为鱼缸设计了图3所示的补给器,当鱼缸需要氧气时,图3中的A瓶发生的反应的化学方程式是________,为便于观察供气速度,请将B瓶中的导管补充完整________。
【答案】(1) H2O 分解(2) AD 催化剂
(3) 光合作用
【详解】(1)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。在中。反应前氮原子有2个、氢原子有8个、氯原子有2个、氧原子有8个;反应后氮原子有2个、氯原子有2个、氧原子有4个,所以4X中含有8个氢原子和4个氧原子,则X的化学式为H2O;
②该反应由一种物质生成了四种物质,符合“一变多”的特征,属于分解反应;
(2)①A.地球上氮气的体积分数约为78%,“人造空气”中氮气含量为70%,比地球上的氮气含量低,故正确;
B.氮气化学性质不活泼,在“人造空气”中可起到调节氧气浓度等作用,不能不添加,故错误;
C.纯氧气不利于航天员呼吸,会造成氧中毒等问题,故错误;
D.“人造空气”是为航天员提供的,没有污染物,故正确;
故选:AD;
②因为可用于促进宇航员呼出的转化为而自身的质量及化学性质保持不变,所以在这一反应中是催化剂;
(3)①生命活动②表示水藻利用二氧化碳等进行光合作用,光合作用能为鱼等生物提供物质和能量;
②当鱼缸需要氧气时,A瓶中发生的反应是过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气,反应的化学方程式为:;
为便于观察供气速度,B瓶中应该是长进短出,如图。
地 城
考点02
氧气与燃烧
一、单选题
1.(24-25八下·浙江杭州滨江区·期末)实验室制备氧气是初中科学实验操作考查的项目之一,以下相关操作正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】A、把橡皮塞慢慢转动着塞进试管口,切不可把试管放在桌上再使劲塞进塞子,以免压破试管,手不能放在导管上,错误;
B、检查装置气密性的方法:把导管的一端浸没在水里,双手紧握试管外壁,若导管口有气泡冒出,装置不漏气,正确;
C、为防止冷凝水回流到热的试管底部,炸裂试管,试管口应略向下倾斜,且导管伸入试管内不能太长,以利于空气的排出,错误;
D、实验完毕后,先从水槽里将导管移出,后熄灭酒精灯,以防止水槽中的水倒吸入试管,使试管因骤然冷却而炸裂,错误。
故选B。
2.(24-25八下·浙江杭州钱塘区·期末)用如图所示装置进行实验(夹持仪器略去)。实验过程:①通入N2一段时间,点燃酒精灯,a、b中均无明显现象;②熄灭酒精灯,立即改通O2,a中无明显现象,b中红磷燃烧。根据上述实验步骤,下列说法不正确的是( )
A.红磷燃烧过程中产生大量白雾,并放出大量的热
B.通入一段时间N2的目的是排尽装置中原有的空气
C.对比a、b在实验过程②中的现象,可知燃烧需要温度达到可燃物的着火点
D.对比b在实验过程①②中的现象,可以得出可燃物的燃烧需要氧气
【答案】A
【详解】A、红磷燃烧过程中产生大量白烟,并放出大量的热,故说法错误;
B、由于装置内含有空气,所以点燃酒精灯前先通入N2的目的是去除装置内原有空气,故说法正确;
C、实验过程②中,对比a、b中的实验现象,未加热的红磷不燃烧,加热的红磷能燃烧,可得出可燃物燃烧的条件之一是温度达到着火点,故说法正确;
D、步骤①中b通N2,不燃烧;步骤②中b通O2,燃烧,说明可燃物燃烧需要氧气,故说法正确。
故选A。
2.(24-25八下·浙江金华浦江县·期末)下列关于燃烧的叙述正确的是( )
A.燃烧一定是化学变化
B.有发光、发热现象的变化一定是燃烧
C.燃烧一定是化合反应
D.硫在纯氧中燃烧发出淡蓝色火焰,生成有刺激性气味的气体
【答案】A
【详解】A、燃烧是可燃物与氧气发生的一种发光、放热的剧烈的氧化反应。氧化反应属于化学变化,所以燃烧一定是化学变化,正确;
B、有发光、发热现象的变化不一定是燃烧,例如灯泡发光、发热,是电能转化为光能和热能,属于物理变化,不属于燃烧,错误;
C、燃烧不一定是化合反应,例如蜡烛燃烧生成二氧化碳和水,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,错误;
D、硫在纯氧中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰,生成有刺激性气味的气体,在空气中燃烧发出淡蓝色火焰,错误。
故选A。
4.(24-25八下·浙江湖州浙北·)人类对火的控制与利用是文明演进的关键一步,以下关于燃烧的解释正确的是( )
A.图甲中能用水来灭火,是因为降低了可燃物的着火点
B.图乙中铜片上白磷和红磷实验现象不同,说明可燃物燃烧需要氧气
C.图丙中火柴头斜向下时更容易擦着,是因为斜向下能获得更多氧气
D.图丁两集气瓶中硫燃烧剧烈程度不同是因为空气中氧气浓度低
【答案】D
【详解】A、着火点是物质的固有属性,一般不能被降低,用水灭火,是因为水蒸发吸热,使温度降低到可燃物的着火点以下,而不是降低了可燃物的着火点, 错误;
B、图乙中铜片上白磷和红磷都与氧气接触,白磷燃烧而红磷不燃烧,是因为白磷的着火点低,红磷的着火点高,该实验说明可燃物燃烧需要达到着火点, 错误;
C、火柴头斜向下时更容易擦着,是因为火柴头斜向下时,火焰对火柴梗有预热作用,使火柴梗更容易达到着火点,而不是因为能获得更多氧气,错误;
D、物质燃烧的剧烈程度与氧气的浓度有关,氧气浓度越大,燃烧越剧烈。在空气中氧气浓度相对较低,所以硫在氧气中燃烧比在空气中剧烈,正确。
故选D。
5.(24-25八下·浙江金华浦江县·期末)下列实验室制取氧气的装置或操作中正确的是( )
A.用氯酸钾和二氧化锰制取氧气 B.排空气法收集氧气
C.取出集气瓶 D.氧气验满
【答案】A
【详解】A、用氯酸钾和二氧化锰制取氧气,发生装置为固体加热型,图中试管口略向下倾斜,能防止冷凝水倒流炸裂试管;铁夹应夹在试管中上部;酒精灯外焰加热,正确;
B、氧气密度比空气略大,应用向上排空气法收集,错误;
C、用向上排空气法收集氧气后,取出集气瓶时,应在水中在集气瓶口盖上毛玻璃片,且毛玻璃片粗糙面朝下,防止氧气逸出,错误;
D、氧气验满时,应将带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,说明氧气已收集满,若把带火星木条伸入集气瓶内,则是检验氧气的操作,不是验满,错误。
故选A。
6.(24-25八下·浙江舟山·)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
【答案】C
【详解】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。
二、填空题
7.(24-25八下·浙江台州临海·期末)工业制氧有多种方法,空气冷冻分离法是常用方法之一,流程如图所示。
空气冷冻分离法
(1)利用空气冷冻分离法来获取氧气,主要是利用了液氧与液氮哪一物理性质的差异?_______。
(2)下列关于氧气的说法,正确的是( )
A.液氧用于火箭发射时利用氧气的可燃性
B.空气从气态变成液态后氧气的质量分数增大
C.液氧与氧气化学性质相同
【答案】(1)沸点(2)C
【详解】(1)空气冷冻分离法获取氧气,主要是利用了液氧(沸点-183℃)与液氮(沸点-196℃)沸点的差异,通过低温蒸发,沸点低的液氮先蒸发出来,剩下的主要是液氧;
(2)A、液氧用于火箭发射时利用的是氧气的助燃性,氧气不具有可燃性,故说法错误;
B、空气从气态变成液态后,各成分的质量分数不变,故说法错误;
C、液氧和氧气都是由氧分子构成的,化学性质相同,故说法正确;
故选C。
8.(24-25八下·浙江台州临海·期末)据图回答问题:
(1)小科欲用高锰酸钾制备并收集较纯净的氧气,需在图1中选用的装置组合为_______(填序号),写出反应的化学方程式______。
(2)如图2,小科点燃系在螺旋状铁丝底端的火柴后,立即将铁丝伸入刚收集满纯氧的集气瓶中,但未观察到“铁丝剧烈燃烧、火星四射”等现象,请分析原因_________。
【答案】(1) AD
(2)火柴燃烧消耗了大量氧气,导致氧气浓度过低
【详解】(1)用高锰酸钾制取氧气,反应物是固体,反应条件是加热,所以发生装置选A;要收集较纯净的氧气,用排水法收集,所以收集装置选D,装置组合为AD。
加热高锰酸钾生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的化学方程式为
(2)点燃系在螺旋状铁丝底端的火柴后,立即将铁丝伸入刚收集满纯净氧的集气瓶中,未观察到 “铁丝剧烈燃烧、火星四射” 等现象,原因是火柴燃烧消耗了大量氧气,导致氧气浓度过低,不足以支持铁丝剧烈燃烧。
9.(24-25八下·浙江杭州西湖区·期末)小科利用如图所示的装置,选用双氧水和二氧化锰进行氧气制取实验。
(1)仪器①的名称是______;写出甲装置中发生反应的化学方程式______。
(2)用装置乙收集氧气,是利用了氧气______的性质。
(3)用装置丙收集氧气并验满,可将带火星的木条放在______(选填“②”或“③”)管口处。
【答案】(1) 分液漏斗 (2)不易溶于水(3)②
【详解】(1)据图可知,仪器①的名称是:分液漏斗;
过氧化氢溶液在二氧化锰作催化剂的条件下反应生成水和氧气,反应的化学方程式为:;
(2)用图乙装置收集氧气,利用了氧气的不易溶于水性质;
(3)氧气的密度比空气大,用丙装置收集时,氧气从③进入,空气从②排出;氧气能使带火星的小木条复燃,则验满的操作为:将带火星的木条放在②口处,若小木条复燃则集满。
10.(24-25八下·浙江杭州上城区·期末)下图是实验室制取气体的常用装置,请回答下列问题:
(1)仪器a的名称是___________。
(2)实验室用氯酸钾制取比较干燥的氧气时,发生和收集装置可选用_______。
(3)检查装置A气密性的方法_________。
【答案】(1)长颈漏斗(2)BD(3)用止水夹夹住与导气管连接的胶皮管,再向长颈漏斗中加入水至形成一段水柱,静置,若观察到一段时间后水柱不下降,说明气密性良好
【详解】(1)由图可知,仪器a的名称为长颈漏斗。
(2)实验室用氯酸钾制取氧气,属于固体加热型,发生装置应选B;要收集比较干燥的氧气,氧气密度比空气略大,应该用向上排空气法收集,收集装置选D,所以发生和收集装置可选用BD。
(3)检查装置A气密性的方法:用止水夹夹住与导气管连接的胶皮管,再向长颈漏斗中加入水至形成一段水柱,静置,若观察到一段时间后水柱不下降,说明气密性良好。
11.(24-25八下·浙江舟山·)科学小组进行氧气的制取和性质的研究。
(1)小组同学采用加热氯酸钾和二氧化锰混合物来制取氧气,图甲是两位同学组装好的仪器,其中正确的是_________(填“A”或“B”)。实验开始后,在装药品之前需完成的步骤是_________。
(2)收集到2瓶相同体积的氧气后,同学们进行图乙中的实验。点燃系在铁丝上的火柴,待火柴_________时,用不同的速度将铁丝伸入集气瓶,发现C中铁丝燃烧时间短且现象不明显。查阅资料后得知,快速伸入会使瓶内部分气体受热膨胀逸出,导致C中参与反应的氧气较D中_________(选填“多”或‘少”)。
【答案】(1) A 检查装置气密性
(2) 快燃尽 少
【详解】(1)用氯酸钾和二氧化锰混合物制取氧气,为了防止冷凝水回流到热的试管底部,使试管炸裂,试管口应略向下倾斜,观察可知,A装置正确,B 装置试管口向上倾斜是错误的;
在装试剂之前,为了防止装置漏气而收集不到气体,需完成的步骤是检查装置气密性;
(2)做铁丝在氧气中燃烧的实验时,点燃系在铁丝上的火柴,待火柴快燃尽时,再将铁丝伸入集气瓶,这样可以避免火柴燃烧消耗过多的氧气;
由资料可知,快速伸入会使瓶内部分气体受热膨胀逸出,导致C中参与反应的氧气较D中少,所以C中铁丝燃烧时间短且现象不明显。
12.(24-25八下·浙江温州苍南县·期末)氧气在生产生活中有广泛应用,制取氧气的方法有多种。
方案一:图甲是小明利用“固体过碳酸钠( (2Na2 CO3⋅3H2 O2 )和二氧化锰在水中反应生成氧气”的原理来制作简易制氧机。反应时反应仓中液体翻腾、变浑浊、仓壁变热,过滤仓中有气泡产生。相关的化学反应方程式:
(1)过滤仓中的水除了过滤杂质、提纯氧气外,还起到的作用是____。(多选)
A.便于观察氧气生成的速度B.降低氧气的温度C.加快氧气的生成
(2)如果在实验室用固体过碳酸钠、二氧化锰粉末和水制取氧气,则下表中适合的发生装置和收集装置分别是__________。(选填下图中的字母)
发生装置
收集装置
(3)方案二:小明模拟工业上用空气冷冻分离法制氧的方法,进行图乙的实验,从图中的实验现象可以推测,液态空气汽化时,首先蒸发出来的气体是_______。
【答案】(1)AB(2)BC /BE(3)氮气/N2
【详解】(1)A、由图可知,氧气不易溶于水,氧气通过水时,产生气泡,可以通过产生气泡的快慢来反映氧气产生的速度,正确;
B、由于反应仓壁变热,说明反应放热,过滤仓中的水可以吸收热量,从而降低氧气的温度,正确;
C、水并不能加快氧气的生成速率,催化剂二氧化锰才可以加快反应速率,错误。
故选AB。
(2)用固体过碳酸钠、二氧化锰粉末和水制取氧气,反应物为固体和液体,发生装置选择的是B,氧气的密度略大于空气,应选择向上排空气法收集氧气,即装置C,氧气不与水反应且不易溶于水,所以也可选择排水法收集氧气,即装置E。
故填:BC或BE;
(3)从图乙实验现象可知,燃着的木条放在液态空气上方,木条熄灭,说明首先出来的气体不支持燃烧。空气中氮气含量最多,且氮气不支持燃烧,所以液态空气汽化时,首先蒸发出来的气体是氮气(N2)。
三、解答题
13.(24-25八下·浙江金华浦江县·期末)“鱼浮灵”是水产养殖中常见的增氧剂,主要成分是过碳酸钠,溶于水后生成和,能迅速增加水体溶氧量。某科学小组的同学为了探究“鱼浮灵”能增氧与哪种物质有关,采用“√×列表法”进行设计并实验,不同组所加的同种物质质量相等,一定时间后用传感器测定数据并记录,实验结果如表所示(√代表添加这种物质,×代表不添加这种物质)。
组别
物质
水中溶解氧的含量
①
√
×
×
4.6
②
√
√
×
4.5
③
√
×
√
9.6
④
√
√
√
10.9
(1)小组同学选择、和进行实验,是因为这三种物质均含有________。
(2)实验中,各小组应该在________内测水中溶解氧的含量(选填“相同时间”或“任意时间”)。
(3)通过对比①、②、③三组数据,可以得出的结论是“鱼浮灵”能增氧与________有关。
(4)某同学通过对比②、③、④三组数据,初步可以断定在增氧过程中所起的作用是________。
【答案】(1)氧元素(2)相同时间(3)H2O2(4)促进“鱼浮灵”(H2O2)增氧
【详解】(1)H2O是由氢元素和氧元素组成,Na2CO3是由钠、碳、氧三种元素组成,H2O2是由氢元素和氧元素组成,由于三种物质均含氧元素,所以选择H2O、Na2CO3和H2O2进行实验;
(2)了探究“鱼浮灵”能增氧与哪种物质有关,使用传感器测量水中溶解的氧气含量时,实验中,各小组应该在相同时间内测水中溶解氧的含量;
(3)对比①(只有H2O )、②(H2O和Na2CO3 ),氧气含量变化小,对比①和③(H2O和H2O2 ),氧气含量大幅增加,所以“鱼浮灵”增氧与H2O2有关;
(4)对比②、③、④三组数据,②③组有Na2CO3时,“鱼浮灵”(H2O2 )增氧效果较好,且随着“鱼浮灵”(H2O2)用量增加溶氧量上升;④组没有Na2CO3,只有“鱼浮灵”(H2O2 ),溶氧量相对较低;初步可以断定Na2CO3在增氧过程中所起的作用是促进“鱼浮灵”(H2O2)增氧。
14.(24-25八下·浙江金华金东区·)小科用如图所示的装置进行实验来验证质量守恒定律。在实验中他用电子天平测得反应前试管和固体总质量为,加热反应后测得试管和剩余固体总质量为,量筒内收集到的气体体积为V(实验中操作正确,氧气的密度为)。请回答:
(1)装置中试管口略向下倾斜的目的是____________。
(2)根据质量守恒定律,、V和之间应存在的等量关系为____________。
(3)小科根据实际测得的数据计算,发现与上述等量关系式并不相符。造成这一结果的原因可能是________(填字母编号)。
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.反应快结束时,先移出导管再熄灭酒精灯 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,小科在拆卸装置时闻到刺激性气味,他想: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?小金认为不可能,他的理由是:____________。
【答案】(1)防止冷凝水倒流炸裂试管(2)(3)BC
(4)反应物中不含有疏元素,不能生成二氧化硫
【详解】(1)给固体加热时,药品中可能会有水分,加热后会变成水蒸气,在试管口遇冷液化成小水滴;若试管口向上倾斜,水倒流回热的试管底部,会使试管炸裂;所以装置中试管口略向下倾斜的目的是防止冷凝水倒流,炸裂试管;
(2)根据质量守恒定律,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。 在此实验中,反应前试管和固体总质量为m1,反应后试管和剩余固体总质量为m2,生成氧气的质量为ρV(氧气的密度为ρg/cm3,体积为V)。 那么m1、m2、V和ρ之间应存在的等量关系为m1=m2+ρV;
(3)A、试管中氯酸钾没有完全分解,只会导致生成氧气的量比理论值少,但依然遵循质量守恒定律,即m1=m2+ρV,不符合题意;
B、导管口连续均匀冒气泡时才收集气体,导致部分气体没有排入量筒,收集的氧气体积偏小,导致等量关系式并不相符,符合题意;
C、反应快结束时,先移出导管再熄灭酒精灯,导致部分气体没有排入量筒,收集的氧气体积偏小,导致等量关系式并不相符,符合题意;
D、停止加热后,调节量筒内外液面相平再读数,能准确读取氧气体积,不会导致等量关系式并相符,不符合题意。
故选BC;
(4)化学反应前后元素的种类不变,该反应的反应物是氯酸钾,氯酸钾由钾、氯、氧三种元素组成,不含有硫元素,根据质量守恒定律,反应后不可能生成含有硫元素的二氧化硫气体。所以小金认为不可能是二氧化硫的理由是 反应物中不含硫元素,不能生成二氧化硫。
15.(24-25八下·浙江温州苍南县·期末)为了探究能使带火星木条复燃的最低氧气体积分数,小明利用如图装置进行了实验探究,其主要步骤如下:
①通过长颈漏斗往装有二氧化锰的试管内加入过氧化氢溶液;
②取5只相同的试管编号为A、B、C、D、E,分别装入占试管总体积10%、20%、30%、40%、50%的水,用排水法收集氧气至恰好排尽;
③取出试管,伸入带火星的木条观察现象,并记录在表中;
试管编号
A
B
C
D
E
带火星木条的情况
微亮
亮
很亮
复燃
复燃
排水集气后试管中氧气的体积分数/%
a
b
c
d
e
(1)写出该反应的化学方程式________________。
(2)根据表中信息,小明需要在此实验基础上进一步探究最低的氧气体积分数范围为____。
A.a%到b%之间 B.b%到c%之间
C.c%到d%之间 D.d%到e%之间
(3)已知空气中氧气的体积分数为20%,忽略水蒸气的影响,则排水集气后A试管中氧气的体积分数为_______。
【答案】(1)(2)C(3)28%
【详解】(1)过氧化氢分解产生水和氧气,催化剂二氧化锰写在等号上方,方程式为;
(2)由表中数据可知,氧气体积分数为d%时,木条复燃,体积分数为c%时,很亮,不能复燃,可知进一步探究最低的氧气体积分数范围为c%到d%。
故选C。
(3)A试管中水占10%,空气占90%,收集到的氧气的体积等于水的体积,空气中原有的氧气为,可知总的氧气的体积为10%+18%=28%。
地 城
考点03
二氧化碳
一、单选题
1.(24-25八下·浙江杭州西湖区·期末)如图所示,下列关于CO2的实验中,既能体现其物理性质又能体现其化学性质的是( )
A.图甲,蜡烛自下而上熄灭 B.图乙,紫色试液变红
C.图丙,澄清石灰水变浑浊 D.图丁,气球上浮
【答案】A
【详解】A、蜡烛熄灭,说明二氧化碳不燃烧、不支持燃烧,该性质属于化学性质,蜡烛自下而上熄灭,说明二氧化碳的密度比空气大,密度属于物理性质,故正确;
B、石蕊溶液变红,是因为二氧化碳能与水反应生成碳酸,碳酸显酸性,能使紫色石蕊试液变红,只能体现二氧化碳的化学性质,故错误;
C、将二氧化碳通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊,说明二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,只能验证二氧化碳的化学性质,故错误;
D、二氧化碳的密度比空气大,使气球受到的浮力增大,且气球所受重力小于气球在二氧化碳气体中所受的浮力,故气球能上浮,体现了二氧化碳的物理性质,故错误。
故选A。
2.(24-25八下·浙江台州临海东塍镇中学·期末)下列实验操作不规范的是( )
A.氧气的检验 B.探究燃烧的条件
C.二氧化碳的检验 D.实验室制取二氧化碳
【答案】D
【详解】A、检验氧气时,应将带火星的木条伸入集气瓶中,若木条复燃,则证明是氧气,图中操作正确;
B、探究燃烧的条件时,通过对比火柴头和火柴梗在加热时的燃烧情况,可探究温度达到可燃物着火点这一条件,图中操作正确;
C、检验二氧化碳时,应将气体通入澄清石灰水中,若澄清石灰水变浑浊,则证明是二氧化碳,图中操作正确;
D、实验室制取二氧化碳时,长颈漏斗应伸入液面以下,防止生成的气体从长颈漏斗逸出,图中长颈漏斗未伸入液面以下,图中操作错误。
故答案为:D。
3.(24-25八下·浙江绍兴柯桥区·期末)小柯利用如图装置研究CO2的性质。实验时,先关闭K1、K2,加热b。一段时间后,再通入CO2。以下分析正确的是( )
A.打开K1,观察到蜡烛自上而下依次熄灭
B.a处纸花先不变红,一段时间后变为红色
C.b处热水的作用是增加CO2在水中的溶解量
D.打开K2,a、c两处的现象可说明湿润的CO2能使紫色石蕊变色
【答案】D
【详解】A、若打开K1,可观察到蜡烛火焰由下到上依次熄灭,验证CO2的密度比空气大,还可以证明二氧化碳具有的化学性质是不燃烧,也不支持燃烧,故A说法不正确;
B、二氧化碳不能使干纸花变色,打开K1后不能观察到a处纸花变为红色,故B说法不正确;
C、b处加热水的目的是产生水蒸气,使二氧化碳与水充分接触,故C说法不正确;
D、打开K2后,a处纸花不变色,c处纸花变色是由于二氧化碳与水反应生成了碳酸,是碳酸使紫色石蕊变色,说明湿润的CO2能使紫色石蕊变色,故D说法正确。
故选D。
4.(24-25八下·浙江金华·期末)下列关于CO2的实验室制取及检验的说法正确的是( )
A.制取CO2的药品 B.发生装置
C.收集方法 D.检验CO2
【答案】C
【详解】A、实验室常用石灰石(或大理石)和稀盐酸反应制取二氧化碳,大理石和稀硫酸反应生成的硫酸钙微溶于水覆盖在大理石表面,阻碍反应的继续进行,故说法错误;
B、实验室常用石灰石(或大理石)和稀盐酸反应制取二氧化碳,不需要加热,而图中是加热装置,故说法错误;
C、二氧化碳的密度比空气大,可用向上排空气法收集,故说法正确;
D、检验二氧化碳气体时,进气管与出气管的方向是“长进短出”,图中进气管与出气管的方向相反,故说法错误。
故选C。
5.(23-24八下·浙江绍兴越城区·期末)下列关于“碳循环”和“氧循环”的说法中,不正确的是( )
A.变化观:每个人都在参与碳、氧循环,碳循环中的“碳”是指碳元素
B.微粒观:化石燃料的燃烧会使自然界中的氧原子总数减少
C.平衡观:碳、氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定
D.守恒观:碳、氧循环过程中各元素质量守恒
【答案】B
【详解】A、呼吸作用过程中,有机物和氧气反应生成水和二氧化碳等物质,所以每个人都在参与碳、氧循环,碳循环中的“碳”是指碳元素,该选项说法正确;
B、由质量守恒定律可知,化学反应的过程中,原子的种类与数目均保持不变,所以自然界中的氧原子总数不变,该选项说法不正确;
C、碳、氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定,该选项说法正确;
D、由质量守恒定律可知,碳、氧循环过程中各元素守恒,该选项说法正确。
故选B。
6.(24-25八下·浙江温州苍南县·期末)将一定浓度足量的稀盐酸、稀硫酸分别加入装有等质量CaCO3粉末的密闭容器中,相同条件下测得两者产生CO2体积(V)与反应时间 (t)的关系如图所示。下列判断不正确的是( )
A.最终碳酸钙完全反应,两者产生的气体质量相等
B.0~300s内, 反应I容器内压强比II的大
C.反应Ⅱ中0~100s内产生的CO2体积比100~200s内的少5aml
D.0~100s内,反应I、II生成二氧化碳的速率均先慢后快
【答案】C
【详解】A、由于碳酸钙的质量相等,且酸足量,根据化学方程式CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑,CaCO3+H2SO4=CaSO4+H2O+CO2↑,由碳酸钙的质量计算生成二氧化碳的质量时,根据化学计量关系可知,最终碳酸钙完全反应,生成二氧化碳的质量取决于碳酸钙的质量,所以两者产生的气体质量相等,说法正确,不符合题意;
B、由图可知,0-300s内,反应I容器内产生的气体体积更大,可知压强比II的大,说法正确,不符合题意;
C、由图可知,反应II在0-100s内产生气体的体积为2.8amL,在100-200s产生的气体的体积为(7.8a-2.8a)mL=5amL,则在0-100s内产生气体的体积比100-200s产生的气体的体积少5amL-2.8amL=2.2amL,说法错误,符合题意;
D、根据图像可知,在0-100s内,两个反应的图像均由缓变陡,说明反应速率先慢后快,说法正确,不符合题意。
故选C。
二、填空题
7.(24-25八下·浙江台州玉环·期末)如图所示是气体制取及性质检验的一体化装置。具有装置他用,模块化操作等优点。如用于二氧化碳气体制取及性质检验;
(1)若实验室利用该装置制取二氧化碳气体,则滴液漏斗中装的药品是:__________(填名称)
(2)若实验过程中试管内装的紫色石蕊试液变红色,则原因是:____________(用化学方程式表示)。
(3)将两只点燃的蜡烛放在T形管附近,打开三通阀开关,使气流缓慢流出。观察到下方蜡烛先熄灭,上方蜡烛后熄灭,说明二氧化碳具有的物理性质是___________。
【答案】(1)稀盐酸(2)CO2+H2O=H2CO3(3)密度比空气大
【详解】(1)在实验室制取二氧化碳气体时,常用大理石(或石灰石,主要成分是碳酸钙)和稀盐酸反应。所以滴液漏斗中装的试剂是稀盐酸;
(2)二氧化碳能与水反应生成碳酸,碳酸显酸性,能使紫色石蕊试液变红色,该反应的化学方程式为CO2+H2O=H2CO3;
(3)将两只点燃的蜡烛放在T形管附近,打开三通阀开关,使气流缓慢流出,观察到下方蜡烛先熄灭,上方蜡烛后熄灭。这是因为二氧化碳的密度比空气大(物理性质),先沉在下方,将下方蜡烛与空气隔绝,导致下方蜡烛先熄灭。
8.(24-25八下·浙江杭州拱墅区·期末)小乐利用如图所示装置和药品研究二氧化碳的性质。回答问题:
(1)若①中 X 溶液为紫色石蕊溶液,通入一定量的二氧化碳后,观察到①中_______,②中澄清石灰水变浑浊。②中澄清石灰水变浑浊的原因是_______________(用化学方程式说明)。
(2)若①中X溶液为氢氧化钠溶液,通入与(1)等体积的二氧化碳后,观察到②中无明显现象,可推测二氧化碳具有的化学性质是______________。
【答案】(1) 变红色 Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O
(2)二氧化碳能够和氢氧化钠溶液反应
【详解】(1)若①中 X 溶液为紫色石蕊溶液,通入一定量的二氧化碳后,它与水反应生成碳酸,则观察到①中变红色;
②中澄清石灰水变浑浊,即氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水,则反应的方程式为:Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O
(2)若①中X溶液为氢氧化钠溶液,通入与(1)等体积的二氧化碳后,观察到②中无明显现象,说明二氧化碳全部为①吸收,则可推测二氧化碳具有的化学性质是:二氧化碳能够和氢氧化钠溶液反应。
9.(24-25八下·浙江杭州滨江区·期末)制取气体是初中科学实验的重要内容,根据要求回答下列问题:
(1)写出a仪器的名称___________;
(2)实验室利用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳,可选择的发生装置有B和C,与装置C相比,选用装置B制二氧化碳的优点是___________;
(3)使用装置E收集氧气时应从导管口_______(选填“a”或“b”)通入;
(4)将产生的二氧化碳通入装置F,观察到试纸I不变色而试纸II变红,据此现象可知二氧化碳的化学性质是 ________________(用化学方程式表示)。
【答案】(1)长颈漏斗(2)可以控制反应速率(3)b(4)CO2+H2O=H2CO3
【详解】(1)由图可知,仪器a的名称是长颈漏斗;
(2)装置B与装置C相比,装置B使用了分液漏斗,分液漏斗可以通过控制活塞来控制液体的滴加速度,从而控制反应的速率,则选用装置B制二氧化碳的优点是可以控制反应速率;
(3)氧气的密度比空气略大,使用装置E(万能瓶)收集氧气时,应该“长进短出”,即氧气从导管口b通入,将空气从导管口a排出;
(4)二氧化碳不能使干燥的石蕊试纸变色,二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸能使石蕊试纸变红,反应的化学方程式为CO2+H2O=H2CO3。
三、实验题
10.(24-25八下·浙江绍兴越城区·期末)制取氧气、二氧化碳等气体是初中科学实验的重要内容,根据要求回答下列问题:
(1)下列常见实验中可以使用装置A进行实验的有( )
A.用高锰酸钾制氧气
B.用氯酸钾和二氧化锰制氧气
C.用双氧水和二氧化锰制氧气
(2)实验室利用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳,可选择的发生装置有A和B,与装置B相比,选用装置A制二氧化碳的优点是________;
(3)若某气体只能用C装置收集,则该气体可能具有的性质为( )
A.能与水反应B.能与空气中的某些成分发生反应
(4)使用装置C收集氧气时,判断氧气已经集满的现象是________。
【答案】(1)C(2)可以控制反应速率(3)B(4)集气瓶口有大气泡冒出
【详解】(1)装置A是固液常温型发生装置。用高锰酸钾制氧气(A 选项)和用氯酸钾和二氧化锰制氧气(B 选项)都是固体加热型反应,不能用装置A;用双氧水和二氧化锰制氧气是固液常温型反应,可以用装置 A,故选C;
(2)装置A中使用了分液漏斗,装置B中使用的是长颈漏斗。与装置B相比,装置A可以通过控制分液漏斗的活塞来控制液体试剂的滴加速率,从而控制反应速率;
(3)气体只能用C装置(排水法收集)收集,说明该气体难溶于水且不与水反应,同时不能用排空气法收集,表明该气体能与空气中的某些成分发生反应。A能与水反应不符合,B能与空气中的某些成分发生反应符合,故选B;
(4)使用排水法(装置 C)收集氧气时,当集气瓶口有大气泡冒出时,说明氧气已经集满。
11.(24-25八下·浙江绍兴柯桥区·期末)小柯为解决夏季蚊虫叮咬困扰,计划自制一个家用蚊虫诱捕器。他了解到某灭蚊灯采用的“诱蚊剂”能持续、缓慢地产生CO2气流,模拟人体的呼出气体,诱蚊靠近,从而灭蚊。
【实验验证】
实验一:在塑料瓶中装入“诱蚊剂”,一段时间后将瓶中的气体通入一定量饱和澄清石灰水,未见明显现象。
实验二:用CO2传感器分别测定人体呼出气体、装有“诱蚊剂”的瓶中和空气中CO2的含量,绘制成甲图。
(1)【明确原理】
实验一中的操作基于的原理是_________(用化学方程式表示)。结果未出现预期的实验现象,结合图甲分析可能原因是_________。
(2)【设计制作】
发生装置:基于先前的实验,小柯设计了如图乙的装置,并检验了装置的气密性:关闭止水夹,向上拉动活塞,放手后观察到_________,则气密性良好。
(3)“诱蚊剂”自制过程中,下列选材组合符合要求的有( )
A.鸡蛋壳、白醋B.食盐、白醋C.石灰石、洁厕剂(有效成分之一为盐酸)
(4)【检验评价】
自制家用蚊虫诱捕器
评价指标
优秀
合格
待改进
指标一
反应安全,气体能排出
反应安全,
气体不能排出
反应有较大安全隐患
指标二
反应速率可控,且速率可定量观测
反应速率不可控
为了较全面评价该“诱捕器”,请你帮他完成指标二中“合格”的评价标准_________。
【答案】(1) CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O “诱蚊剂”产生的二氧化碳量太少
(2)活塞回到原来的位置(3)AC(4)反应速率可控,但速率不可定量观测
【详解】(1)实验一中的操作基于的原理是二氧化碳与澄清石灰水反应,澄清石灰水是氢氧化钙的水溶液,二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和水,反应的化学方程式为:CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O。结果未出现预期的实验现象,结合图甲分析可能原因是“诱蚊剂”产生的二氧化碳量太少,不足以使澄清石灰水变浑浊。
(2)关闭止水夹,向上拉动活塞,放手后观察到活塞回到原来的位置,则装置气密性良好。因为装置气密性良好时,向上拉动活塞使装置内气体减少,压强变小,外界大气压会将活塞压回原来的位置。
(3)A.鸡蛋壳的主要成分是碳酸钙,白醋中含有醋酸,碳酸钙与醋酸发生反应产生二氧化碳气体,符合要求,此选项正确;
B.食盐的主要成分是氯化钠,白醋中含有醋酸,氯化钠与醋酸不反应,不能产生二氧化碳气体,不符合要求,此选项错误;
C.石灰石的主要成分是碳酸钙,洁厕剂中含盐酸,碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,产生二氧化碳气体,符合要求,此选项正确。
故选AC。
(4)“合格”的评价标准应该是反应速率可控,但速率不可定量观测。因为优秀标准是反应速率可控且可定量观测,待改进是反应速率不可控,所以合格标准处于两者之间,即反应速率可控,但无法进行定量观测。
12.(24-25八下·浙江杭州钱塘区·期末)二氧化碳的制取和性质是初中科学的重要学习内容。
(1)实验室制取二氧化碳气体的原理(用化学方程式表示):_______。
(2)小塘用如图1装置制取二氧化碳,请指出该装置的错误:_______。
(3)如图2,往充满CO2的瓶内加入水振荡后,瓶子会变扁。由此现象可知,二氧化碳具有的物理性质是( )。(填字母序号)
A.密度比空气大 B.能溶于水 C.能与水反应
【答案】(1)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
(2)长颈漏斗的下端没有伸入液面下(3)B
【详解】(1)实验室制取CO2的药品是大理石或石灰石和稀盐酸,是在常温下,用碳酸钙和盐酸互相交换成分生成氯化钙和水和二氧化碳,反应的化学方程式为:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;
(2)小塘用如图1装置制取二氧化碳,长颈漏斗的下端没有伸入液面下,导致产生的气体从长颈漏斗中逸出;
(3)二氧化碳能够溶于水,如图2,向充满二氧化碳的软塑料瓶中加入水振荡,观察到的现象是软塑料瓶变扁,故选B。
13.(24-25八下·浙江台州临海·期末)小科利用如图所示的装置探究温度对实验室制取CO2速率的影响,实验设置如表所示,回答下列问题:
组别
甲
乙
丙
大理石质量m/g
5
5
5
盐酸质量分数
5%
5%
5%
水浴温度
30
60
90
(1)实验可通过比较_______来判断产生 速率的大小。
(2)集气瓶中加入少量植物油的作用是______。
(3)实验丙中水浴温度控制在 时,测定的反应速率会比真实值偏大,其原因可能是______。(写出一点)
(4)在常温下()反应一段时间后,测得装置甲的质量减小Δm,量筒中收集到水的体积为V,已知常温下二氧化碳的密度为,则下列因素中,会导致的有____。
A.反应结束后,碳酸钙仍有剩余
B.反应结束后,部分二氧化碳留在锥形瓶中
C.反应结束后,部分水残留在导管中
【答案】(1)相同时间内产生CO2 的体积/相同时间内量筒中收集的水的体积
(2)防止二氧化碳溶于水或与水反应
(3)气体受热膨胀/高温导致一部分水蒸发
(4)BC
【详解】(1)实验可通过比较相同时间内产生的体积或相同时间内量筒中收集的水的体积来判断产生速率的大小,因为产生的二氧化碳会将集气瓶中的水排入量筒,量筒中收集的水的体积即为二氧化碳的体积;
(2)集气瓶中加入少量植物油的作用是防止二氧化碳溶于水或与水反应,因为二氧化碳能溶于水且能与水反应,会影响二氧化碳体积的测量;
(3)实验中丙水浴温度控制在时,测定的反应速率会比真实值偏大,其原因可能是气体受热膨胀,使测量的二氧化碳体积偏大,或者高温导致一部分水蒸发,也会使量筒中收集的水的体积偏大;
(4)A、反应结束后,碳酸钙仍有剩余,只要盐酸完全反应,产生的二氧化碳质量是固定的,不会导致,故A不符合题意;
B、反应结束后,部分二氧化碳留在锥形瓶中,会使量筒中收集到的二氧化碳体积V偏小,导致,故B符合题意;
C、反应结束后,部分水残留在导管中,会使量筒中收集到的水的体积V偏小,导致,故C符合题意。
故选BC。
14.(24-25八下·浙江金华·期末)微型实验具有“微型化”、“便捷化”等特点,符合绿色化学的理念。某兴趣小组同学用注射器、三通连通器等物品对二氧化碳的制取和性质进行了如下设计和探究。
【实验装置】注射器与三通连通器组成密闭的一体化装置。通过调节开关K1、K2和K3,可以实现四个注射器间的连通。
【药品试剂】蒸馏水、稀盐酸、碳酸钠溶液、干燥的石蕊试纸(紫色石蕊试液浸润过的干燥试纸)
【实验步骤】
Ⅰ:连接组装一体化装置,经检验气密性良好。装入试剂后,按照如图所示位置竖直放置。
Ⅱ:调节开关,仅注射器A与B连通,向左推动A中活塞,将稀盐酸全部推入B中,立即产生大量气泡,待不再产生气泡,观察到B中活塞向上移动直至50ml处。
Ⅲ:将B中生成的CO2气体转移至注射器A(溶液仍留在注射器B中)。
Ⅳ:调节开关,仅注射器A、C和D连通,将A中收集到的CO2气体同时推入C和D中。
【过程分析】
(1)Ⅲ中“将B中生成的CO2气体转移至注射器A”最简单的操作是___________;
(2)若步骤Ⅳ的操作是为了证明使紫色石蕊试纸变红的是H2CO3而不是CO2,则
①应在C和D注射器中分别放入干燥的石蕊试纸和___________;
②其中发生的重要反应可以用下列微观模型表示,请根据质量守恒定律将其补画完整:________
【答案】(1)将装置倒置,向上推动注射器B的活塞/拉动A的活塞(合理即可)
(2) 湿润的石蕊试纸
【详解】(1)根据装置的特点,要将B中生成的CO2气体转移至注射器A(溶液仍留在注射器B中),最简单的操作是:拉动A的活塞或将装置倒置,向上推动注射器B的活塞;
(2)①要证明使紫色石蕊试纸变红的是H2CO3而不是CO2,需要进行对比实验。C注射器中放入干燥的石蕊试纸(只接触二氧化碳),而D注射器中放入湿润的石蕊试纸(接触二氧化碳,二氧化碳和水生成碳酸);
②二氧化碳和水生成碳酸,反应的化学方程式为:。从反应微观模型看,反应前有2个水分子(4个氢原子和2个氧原子),反应后有2个碳酸分子(4个氢原子、2个碳原子和6个氧原子),化学反应前后原子的种类和数目不变,所以应补充2个碳原子和4个氧原子,即2个二氧化碳分子。
15.(24-25八下·浙江绍兴越城区·期末)如图所示是研究二氧化碳性质的实验装置,①③为湿润的紫色石蕊试纸,②为干燥的紫色石蕊试纸。
(1)装置中能说明二氧化碳的密度比空气大的实验现象是( )
A.装置甲:③比①先变红 B.装置甲:①比③先变红
C.装置乙:燃着的蜡烛自下而上熄灭 D.装置乙:燃着的蜡烛自上而下熄灭
(2)取出装置甲中①处的变红的石蕊试纸微热,发现石蕊试纸由红色变回紫色,其原因是________(用化学方程式表示);
(3)装置甲中,当观察到________现象时,可以得出二氧化碳和水能反应的结论。
【答案】(1)A(2)(3)①③处试纸变红,②处试纸不变红色
【详解】(1)说明二氧化碳密度比空气大,证明二氧化碳先在底部聚集即可,而③处湿润的紫色石蕊试纸比①处先变红,说明底部二氧化碳先与水反应,装置乙中燃着的蜡烛自下而上熄灭,不能证明其密度比空气大,故选A;
(2)碳酸显酸性,能使紫色石蕊变红色,碳酸受热分解生成水和二氧化碳,所以①处使紫色石蕊试液变红的物质是碳酸,取出装置甲中①处的变红的石蕊试纸微热,发现石蕊试纸由红色变回紫色的原因是:碳酸分解生成水和二氧化碳,反应的化学方程式:;
(3)装置甲中,当观察到①③处湿润的紫色石蕊试纸变红,②处干燥的紫色石蕊试纸不变红的现象时,可以得出二氧化碳和水能反应的结论。因为二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸能使湿润的紫色石蕊试纸变红。
16.(24-25八下·浙江温州苍南县·期末)“蛋雕”(如图1)是我国民间艺术的瑰宝,项目化小组利用所学知识,尝试创作蛋雕作品。
【查阅资料】①蛋壳的主要成分是CaCO3,与稀盐酸发生如下反应:
②石蜡、鸡蛋壳中的其他物质不与稀盐酸反应。
③蛋壳中CaCO3质量分数越高,蛋壳厚度越厚,越适合做蛋雕材料。
【操作流程】选材→裹蜡→作画→蚀刻→除蜡。
(1)选材:有A、B两个品种的鸡蛋壳,小组同学用如下实验比较它们的碳酸钙含量:分别取25g蛋壳样品放于两锥形瓶中,向其中分三次加入稀盐酸(如图2),实验测得两瓶剩余物质
的质量如下表:
加入稀盐酸次数
第一次
第二次
第三次
加入稀盐酸质量/g
30
30
30
甲瓶中反应后物质质量/g
51.7
78.4
106.2
乙瓶中反应后物质质量/g
51.7
78.4
x
①计算A种蛋壳的碳酸钙质量分数____________。(写出具体步骤)
②若小组同学最终选用了B品种鸡蛋作为材料,则表中X_______106.2(填“>”“<”或“=”)。
(2)裹蜡→作画→蚀刻→除蜡:用熔化的石蜡将蛋壳裹上蜡衣,用金属丝划穿蜡衣雕“花”,将蛋壳浸没在稀盐酸中,一段时间后,放入热水中熔去多余的蜡,做成蛋雕作品。结合操作流程可以判断“将蛋壳浸入稀盐酸中”蛋壳表面出现的现象是__________。
【答案】(1) ①设25gA 蛋壳样品中CaCO3的质量为x。
A 蛋壳样品完全反应时,生成CO2的质量为:25g+30g+30g+30g-106.2g=8.8g;
解得x=20g。
A种蛋壳的碳酸钙质量分数=
答:A种蛋壳的碳酸钙质量分数80%。 <
(2)蛋壳表面有石蜡处无气泡,无石蜡处冒气泡
【详解】(1)①见答案;
②由蛋壳厚度越厚,越适合做蛋雕材料可知,B蛋壳的厚度更厚,碳酸钙的含量更高,完全反应后产生的二氧化碳质量更大,剩余物质的质量更小,可知x小于106.2。
(2)蜡衣不会与稀盐酸反应,碳酸钙能与稀盐酸反应,有二氧化碳气体产生,可知现象为:蛋壳表面有石蜡处无气泡,无石蜡处冒气泡。
试卷第1页,共3页
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