精品解析：江苏徐州市沛县实验学校2026-2027学年九年级上学期化学学情调研试卷

九年级化学学情调研 总分：60分 时间：50分钟 一、选择题(本题共10个小题，每小题2分，共20分。每小题仅有一个选项最符合题意) 1. 2026年9月，我国某航天发射场成功发射了一颗新型通信技术试验卫星。下列航天活动中，主要涉及化学研究领域的是 A. 火箭发射时燃料的燃烧 B. 卫星在轨道上的姿态调整 C. 地面测控站接收卫星信号 D. 太阳能电池板将光能转化为电能 2. 下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是 A. 氢气密度小，可用作清洁能源 B. 氮气难溶于水，可用作食品保护气 C. 氧气能支持燃烧，可用作燃料 D. 氦气通电能发光，可用作电光源 3. 通过研究氢气的燃烧来认识水的组成，下列说法正确的是 A. 点燃氢气前一定要检验其纯度 B. 点燃纯净的氢气，在火焰上方罩一个干冷烧杯，可以看到白烟 C. 点燃氢气，在火焰上方罩一个内壁涂有石灰水的烧杯，可以看到石灰水变浑浊 D. 氢气在空气中安静地燃烧，产生黄色火焰 4. 我国科学家张青莲教授主持测定了铟、铱、锑、铕等近十种元素相对原子质量的新值，为相对原子质量的测定作出了贡献。关于锑元素在元素周期表中的部分信息如图所示，下列说法正确的是 A. 该元素为非金属元素 B. 锑元素的相对原子质量为121.8g C. 锑原子的核电荷数为51 D. 锑原子的核外电子数为71 某化学兴趣小组围绕“氧气”开展了系列探究活动。先用排水法将氧气收集于集气瓶中，再将木条和蜡烛分别置于密闭容器内燃烧至熄灭，并利用氧气传感器测量容器内氧气含量随时间的变化。根据信息，完成下面小题。 5. 排水集气法收集氧气的装置如图所示。下列有关操作或说法错误的是 A. 导管口有气泡连续均匀冒出时，开始收集气体 B. 集气瓶内水排完后，将集气瓶拿出水面再用玻璃片盖住瓶口 C. 将集气瓶移出水槽后，正放在实验台上 D. 用排空气法比用该方法收集到的氧气更干燥 6. 密闭容器内氧气含量随时间的变化如图所示。下列说法错误的是 A. 若装置漏气，会影响实验结果 B. 木条熄灭时，瓶内还有氧气剩余 C. 蜡烛燃烧过程中会产生气体 D. 蜡烛燃烧消耗氧气的速率更快 7. 探险人员用矿泉水瓶和部分材料(如图所示)制作净化山泉水的简易净水装置。下列说法正确的是 A. 炭化木屑能吸附水中的色素和异味 B. 细砂可除去水中可溶性杂质 C. 材料由下到上的正确排序为③②①④ D. 经过该装置净化后的水是纯水 8. 元素与生命健康密切相关，下列有关元素与健康的说法正确的是 A. 人体缺锌可能引起佝偻病 B. 婴幼儿缺铁容易智力低下 C. 钙、铁、锌、硒都是人体必需的微量元素 D. 人体缺碘易患甲状腺疾病 9. 下列物质的微观示意图，从物质的分类来看，其中属于混合物的是 A. B. C. D. 10. “二十四节气”是中国农耕文明的宝贵遗产。下列说法正确的是 A. 清明：降雨过程中水蒸气凝结成水滴，是因为水分子体积变小 B. 立夏：丁香花开香满城，是因为分子在不断运动 C. 大暑：天气炎热，氧气分子运动速率变慢 D. 大雪：NaCl曾用作融雪剂，NaCl是由氯化钠分子构成 二、非选择题(本题共5小题，共40分) 11. 食品安全、空气质量与人类健康密切相关。 （1）空气中含量最多的元素是________(填元素符号)。 （2）空气中能用于医疗急救的气体是________(填化学式)。 （3）食物腐败是缓慢氧化的过程，下列不属于缓慢氧化的是________(用字母填空)。 A. 食物腐烂 B. 呼吸作用 C. 天然气燃烧 （4）为保持身体健康，应该平衡膳食。补钙、补铁中“钙、铁”指的是________(填“分子”“元素”“单质”之一)。 （5）氮气可用于食物保护气，这是因为氮气________。 12. 水是生命之源，也是人类最宝贵的资源。 （1）湖水经沉降、吸附、杀菌消毒等净化过程可得到自来水，自来水属于________(填“混合物”或“纯净物”)。自来水厂常加入________使悬浮颗粒发生凝聚而沉降。 （2）对于沉淀、过滤、吸附、蒸馏等净化水的操作，相对净化程度最高的是________。 （3）某化学兴趣小组进行电解水实验，通电一段时间后，现象如下图所示。电解水反应一段时间后，甲玻璃管液面如图所示，乙玻璃管液面位置大概在________(填“a”“b”或“c”)处。(注：乙中液体未画出)。写出该反应文字表达式：________________________________。 （4）进行电解水的实验时，在水中加入少量氢氧化钠的目的是________________。 13. 下图是探究氧气化学性质的实验，请回答： （1）实验一：与图①相比，木炭在图②中燃烧更剧烈，说明燃烧的剧烈程度与________有关。 （2）实验二中反应的文字表达式为________________________________，集气瓶底部预留一些水的作用是________________。某同学在实验二中观察到铁丝未燃烧，原因可能是________。(填字母序号) A．铁丝表面锈迹没有打磨 B．铁丝由上至下缓慢插入集气瓶 C．收集到的氧气不纯 （3）实验三：图⑥中硫燃烧时火焰的颜色是________。 14. 通过化学学习，你已经掌握了实验室制取气体的有关规律，请结合下图回答问题： （1）写出编号①、②仪器的名称：①________；②________。 （2）实验室用加热分解KMnO4的方法制取干燥的氧气，在装置A—E中可选用的装置组合为________(填字母)，该反应的文字表达式为________________________，实验时在试管口放置一团棉花的作用是________________。 （3）能用E装置收集氧气的原因是________________。当观察到________________现象时，说明氧气已收满。 （4）用B与D组合也可以制取并收集氧气，但是反应速率会先快后慢，不利于气体收集，为了控制反应速率，建议用________(填仪器名称)代替长颈漏斗。 （5）F装置可用来测量生成的氧气的体积，植物油上方原有的空气对实验结果________(填“有”或“无”)明显影响。 （6）若用G装置排空气法收集氧气，氧气应从________口(填“a”或“b”)进入，验满的方法是________________。 15. 据调查，很多家庭都配备了“富氧仪”“制氧机”等供氧设备。某兴趣小组的同学以“制作简易供氧器”为主题开展跨学科实践。 【任务一】认识供氧原理 【信息检索1】便携式富氧仪常使用膜分离技术，在一定压力下，利用高分子膜的选择透过性功能分离空气中的氧气和氮气，得到含氧量较高的富氧空气，工作原理如图1所示。 【信息检索2】常见的“氧立得”制氧机工作原理如图2所示。A剂的主要成分是过碳酸钠，过碳酸钠是一种易溶于水的白色固体，受热易分解，溶于水生成碳酸钠和过氧化氢，B剂是二氧化锰。在反应仓内加入适量水，再先后放入A剂、B剂，即可产生氧气。 【交流讨论】 （1）图1便携式富氧仪中空气通过氧气分离膜时，氮分子渗透速率________(填“大于”或“小于”)氧分子渗透速率。 （2）根据已知信息推测，A剂的保存方法是________。 （3）图2加湿过滤仓中H2O除能润湿O2外，还具有的作用是________(填字母)。 A. 观察O2产生的速率 B. 加快O2的生成 C. 降低O2温度 【任务二】测定家用制氧机制得氧气的体积分数 已知铁在常温下与空气中的氧气和水反应生成铁锈(铁不与氮气反应)，该兴趣小组同学根据铁生锈的原理，用铁粉测定家用制氧机中氧气的体积分数，设计如图3所示装置：实验时，将铁粉撒在浸润氯化钠溶液的滤纸条上(氯化钠溶液可以加快铁生锈)，再将该滤纸条贴在集气瓶内侧，然后在集气瓶(容积为200 mL)中收集一瓶从家用制氧机中导出的气体，塞紧瓶塞，量筒中放入180 mL的水，8分钟后打开止水夹，量筒中的水倒吸入集气瓶中，量筒中剩余水的体积为10 mL。 （4）将铁粉撒在浸润氯化钠溶液的滤纸条上，而不是堆积在瓶底，其目的是________________。 （5）由上述数据计算该制氧机导出的气体中氧气的体积分数是________。 【任务三】设计简易供氧器 兴趣小组在实验室中了解到双氧水(过氧化氢溶液)在催化剂的作用下也可以用类似家用制氧机的装置制取氧气，设计如图4所示的简易供氧器。 （6）该装置通过控制________调节氧气产生速率。 （7）关于固体试剂(催化剂)的选择，小组同学在外界相同条件下，用如图4装置完成了表中实验： 实验编号 浓度相同的双氧水质量/g 催化剂 催化剂质量/g 收集50 mL O2所需时间/s 1 200 无 无 500 2 200 二氧化锰 0.5 49 3 200 氧化铁 0.5 58 4 200 氯化钾 0.5 154 ①实验3中发生反应的文字表达式是________________________。 ②表中所列3种催化剂的催化效果最佳的是________。 ③要比较过氧化氢分解反应中不同催化剂的催化效果，除可以通过测量收集50 mL O2所需时间这种方法外，还可以测量相同时间内________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 九年级化学学情调研 总分：60分 时间：50分钟 一、选择题(本题共10个小题，每小题2分，共20分。每小题仅有一个选项最符合题意) 1. 2026年9月，我国某航天发射场成功发射了一颗新型通信技术试验卫星。下列航天活动中，主要涉及化学研究领域的是 A. 火箭发射时燃料的燃烧 B. 卫星在轨道上的姿态调整 C. 地面测控站接收卫星信号 D. 太阳能电池板将光能转化为电能 【答案】A 【解析】 【详解】A.燃料燃烧会生成二氧化碳、水等新物质，属于化学变化，是化学研究的领域，符合题意。 B.卫星姿态调整属于物体运动状态的改变，是物理学研究的机械运动范畴，不符合题意。 C.接收卫星信号属于电磁波信号传输的相关研究，属于物理学领域，不符合题意。 D.光能转化为电能是能量形式的转化，没有伴随新物质的生成，属于物理学的能量转化研究范畴，不符合题意。 2. 下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是 A. 氢气密度小，可用作清洁能源 B. 氮气难溶于水，可用作食品保护气 C. 氧气能支持燃烧，可用作燃料 D. 氦气通电能发光，可用作电光源 【答案】D 【解析】 【详解】A.氢气具有可燃性，氢气燃烧生成水，可用作清洁能源，错误； B.氮气化学性质稳定，可用作保护气，错误； C.氧气支持燃烧可作助燃剂，氧气不具有可燃性，不可作燃料，错误； D.稀有气体通电能发出不同颜色的光，可制成电光源，正确。 3. 通过研究氢气的燃烧来认识水的组成，下列说法正确的是 A. 点燃氢气前一定要检验其纯度 B. 点燃纯净的氢气，在火焰上方罩一个干冷烧杯，可以看到白烟 C. 点燃氢气，在火焰上方罩一个内壁涂有石灰水的烧杯，可以看到石灰水变浑浊 D. 氢气在空气中安静地燃烧，产生黄色火焰 【答案】A 【解析】 【详解】A.氢气是可燃性气体，与空气（或氧气）混合达到爆炸极限时，点燃会发生爆炸，因此点燃前必须检验纯度，说法正确。 B.氢气燃烧生成水蒸气，遇到干冷烧杯会液化形成水雾，白烟是固体小颗粒，因此看不到白烟，说法错误。 C.氢气燃烧产物只有水，无二氧化碳，因此不能使澄清石灰水变浑浊，说法错误。 D.氢气在空气中安静燃烧，产生淡蓝色火焰，不是黄色火焰，说法错误。 4. 我国科学家张青莲教授主持测定了铟、铱、锑、铕等近十种元素相对原子质量的新值，为相对原子质量的测定作出了贡献。关于锑元素在元素周期表中的部分信息如图所示，下列说法正确的是 A. 该元素为非金属元素 B. 锑元素的相对原子质量为121.8g C. 锑原子的核电荷数为51 D. 锑原子的核外电子数为71 【答案】C 【解析】 【分析】元素周期表单元格的信息含义：左上角数字为原子序数，右上角为元素符号，中间为元素名称，下方数字为相对原子质量；在原子中：原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数。 【详解】A.锑的汉字带“钅”字旁，属于金属元素，错误； B.相对原子质量是比值，单位为“1”，通常省略不写，并非“g”，错误； C.锑的原子序数为51，根据等量关系可知其核电荷数为51，正确； D.根据等量关系，锑原子核外电子数=原子序数=51，不是71，错误。 某化学兴趣小组围绕“氧气”开展了系列探究活动。先用排水法将氧气收集于集气瓶中，再将木条和蜡烛分别置于密闭容器内燃烧至熄灭，并利用氧气传感器测量容器内氧气含量随时间的变化。根据信息，完成下面小题。 5. 排水集气法收集氧气的装置如图所示。下列有关操作或说法错误的是 A. 导管口有气泡连续均匀冒出时，开始收集气体 B. 集气瓶内水排完后，将集气瓶拿出水面再用玻璃片盖住瓶口 C. 将集气瓶移出水槽后，正放在实验台上 D. 用排空气法比用该方法收集到的氧气更干燥 6. 密闭容器内氧气含量随时间的变化如图所示。下列说法错误的是 A. 若装置漏气，会影响实验结果 B. 木条熄灭时，瓶内还有氧气剩余 C. 蜡烛燃烧过程中会产生气体 D. 蜡烛燃烧消耗氧气的速率更快 【答案】5. B 6. D 【解析】 【5题详解】 A.初始排出的气泡是装置内的空气，导管口连续均匀冒气泡时收集才能得到较纯净的氧气，正确； B.集气瓶内水排完后，需要在水面下用玻璃片盖住瓶口，再将集气瓶拿出水面，否则空气会进入集气瓶导致气体不纯，错误； C.氧气密度大于空气，将收集满氧气的集气瓶正放在实验台上，可减少氧气逸散，正确； D.排水法收集的氧气会混有水蒸气，排空气法收集的氧气更干燥，正确； 【6题详解】 A.该实验在密闭容器中进行，若装置漏气，外界空气进入或内部气体逸出，会导致氧气含量测量不准，影响实验结果，正确； B.由木条燃烧的图像可知，木条熄灭时容器内氧气含量约为12%，仍有氧气剩余，正确； C.蜡烛燃烧生成二氧化碳和水蒸气，二者常温下（反应时温度更高，水为气态）均为气体，正确； D.对比图像斜率可知，相同时间内木条燃烧时氧气含量下降幅度更大，即木条消耗氧气的速率更快，错误。 7. 探险人员用矿泉水瓶和部分材料(如图所示)制作净化山泉水的简易净水装置。下列说法正确的是 A. 炭化木屑能吸附水中的色素和异味 B. 细砂可除去水中可溶性杂质 C. 材料由下到上的正确排序为③②①④ D. 经过该装置净化后的水是纯水 【答案】A 【解析】 【详解】A. 炭化木屑结构疏松多孔，具有吸附性，能够吸附水中的色素和异味，说法正确。 B. 细砂只能过滤除去水中的不溶性固体杂质，不能除去水中溶解的可溶性杂质，说法错误。 C. 净水时要先除去大颗粒杂质，再除去小颗粒杂质，材料由下至上依次为纱布、炭化木屑、细砂、小碎石，该选项材料排序错误。 D. 该简易净水装置只能除去不溶性杂质、色素和异味，无法除去水中的可溶性杂质，得到的水属于混合物，不是纯水，说法错误。 8. 元素与生命健康密切相关，下列有关元素与健康的说法正确的是 A. 人体缺锌可能引起佝偻病 B. 婴幼儿缺铁容易智力低下 C. 钙、铁、锌、硒都是人体必需的微量元素 D. 人体缺碘易患甲状腺疾病 【答案】D 【解析】 【详解】A、人体缺钙会引起佝偻病，缺锌会导致食欲不振、生长迟缓、发育不良，说法错误； B、婴幼儿缺铁易患缺铁性贫血，儿童缺碘易造成智力低下。说法错误； C、钙是人体必需的常量元素，铁、锌、硒属于人体必需的微量元素，说法错误； D、正确。 选D； 9. 下列物质的微观示意图，从物质的分类来看，其中属于混合物的是 A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】A.由图可知，三个分子相同，且都是由两种不同的原子构成，属于纯净物的化合物，不符合题意。 B.由图可知，四个分子相同，且都是由同种原子构成，属于纯净物中的单质，不符合题意。 C.由图可知，四个分子分别由两种不同的分子组成，属于混合物，符合题意。 D.由图可知，四个分子相同，且都是由同种原子构成，属于纯净物中的单质，不符合题意。 10. “二十四节气”是中国农耕文明的宝贵遗产。下列说法正确的是 A. 清明：降雨过程中水蒸气凝结成水滴，是因为水分子体积变小 B. 立夏：丁香花开香满城，是因为分子在不断运动 C. 大暑：天气炎热，氧气分子运动速率变慢 D. 大雪：NaCl曾用作融雪剂，NaCl是由氯化钠分子构成 【答案】B 【解析】 【详解】A.水蒸气凝结成水滴属于物理变化，水分子本身的体积不变，变化的是水分子之间的间隔，错误。 B.能闻到花香是因为带香味的分子在不断运动，扩散到空气中被人感知，符合分子的性质，正确。 C.分子运动速率随温度升高而加快，大暑天气炎热，氧气分子的运动速率会变快，错误。 D.属于离子化合物，是由和构成的，不存在氯化钠分子，错误。 二、非选择题(本题共5小题，共40分) 11. 食品安全、空气质量与人类健康密切相关。 （1）空气中含量最多的元素是________(填元素符号)。 （2）空气中能用于医疗急救的气体是________(填化学式)。 （3）食物腐败是缓慢氧化的过程，下列不属于缓慢氧化的是________(用字母填空)。 A. 食物腐烂 B. 呼吸作用 C. 天然气燃烧 （4）为保持身体健康，应该平衡膳食。补钙、补铁中“钙、铁”指的是________(填“分子”“元素”“单质”之一)。 （5）氮气可用于食物保护气，这是因为氮气________。 【答案】（1） （2） （3）C （4）元素 （5）化学性质稳定 【解析】 【小问1详解】 空气中氮气的体积分数约为78%，占比最高，因此含量最多的元素是氮元素，元素符号为。 【小问2详解】 氧气可以供给呼吸，可用于医疗急救，氧气的化学式为。 【小问3详解】 缓慢氧化是反应速率慢、不易被察觉的氧化反应，食物腐烂、呼吸作用都属于缓慢氧化；天然气燃烧是剧烈的发光放热的氧化反应，不属于缓慢氧化。 【小问4详解】 补钙、补铁中“钙、铁”描述的是宏观上补充的元素种类，和其具体存在的分子、单质形态无关。 【小问5详解】 氮气常温下很难与其他物质发生反应，且无毒，可防止食物被氧化变质，因此可用作食物保护气。 12. 水是生命之源，也是人类最宝贵的资源。 （1）湖水经沉降、吸附、杀菌消毒等净化过程可得到自来水，自来水属于________(填“混合物”或“纯净物”)。自来水厂常加入________使悬浮颗粒发生凝聚而沉降。 （2）对于沉淀、过滤、吸附、蒸馏等净化水的操作，相对净化程度最高的是________。 （3）某化学兴趣小组进行电解水实验，通电一段时间后，现象如下图所示。电解水反应一段时间后，甲玻璃管液面如图所示，乙玻璃管液面位置大概在________(填“a”“b”或“c”)处。(注：乙中液体未画出)。写出该反应文字表达式：________________________________。 （4）进行电解水的实验时，在水中加入少量氢氧化钠的目的是________________。 【答案】（1） ①. 混合物 ②. 明矾 （2）蒸馏 （3） ①. c ②. （4）增强水的导电性 【解析】 【小问1详解】 自来水中含有可溶性钙、镁化合物等多种物质，属于混合物；明矾溶于水生成的胶状物可以吸附水中悬浮杂质，使其加速凝聚沉降。 【小问2详解】 蒸馏可以除去水中所有杂质，得到的蒸馏水为纯净物，是沉淀、过滤、吸附、蒸馏四种操作中净化程度最高的。 【小问3详解】 电解水遵循“正氧负氢，氢二氧一”的规律，乙管连接电源正极，产生的氧气体积是甲管氢气体积的，因此乙管内气体更少，液面下降高度小于甲管，液面位于c处。 【小问4详解】 加入氢氧化钠可增强水的导电性。 13. 下图是探究氧气化学性质的实验，请回答： （1）实验一：与图①相比，木炭在图②中燃烧更剧烈，说明燃烧的剧烈程度与________有关。 （2）实验二中反应的文字表达式为________________________________，集气瓶底部预留一些水的作用是________________。某同学在实验二中观察到铁丝未燃烧，原因可能是________。(填字母序号) A．铁丝表面锈迹没有打磨 B．铁丝由上至下缓慢插入集气瓶 C．收集到的氧气不纯 （3）实验三：图⑥中硫燃烧时火焰的颜色是________。 【答案】（1）氧气的浓度 （2） ①. ②. 防止高温熔融物溅落，炸裂瓶底 ③. AC （3）淡蓝色 【解析】 【小问1详解】 木炭在空气中燃烧发出红光，在氧气中燃烧发出白光，氧气中氧气浓度比空气中氧气浓度大，说明燃烧的剧烈程度与氧气的浓度有关，相同条件下，氧气的浓度越大，燃烧越剧烈； 【小问2详解】 略； 实验二中铁丝在氧气中燃烧放出大量的热，集气瓶底部预留一些水的作用是：防止高温熔融物溅落，炸裂瓶底； A. 铁丝表面锈迹没有打磨，阻止铁与氧气接触，会导致铁丝不能燃烧，正确； B. 铁丝由上至下缓慢插入集气瓶，可使铁丝与氧气充分接触，充分反应，是正确的做法，不会导致铁丝不能燃烧，错误； C. 铁丝燃烧需要氧气达到一定浓度，收集到的氧气不纯，会导致铁丝不能燃烧，正确； 【小问3详解】 图⑥中硫在空气中燃烧，发出淡蓝色火焰。 14. 通过化学学习，你已经掌握了实验室制取气体的有关规律，请结合下图回答问题： （1）写出编号①、②仪器的名称：①________；②________。 （2）实验室用加热分解KMnO4的方法制取干燥的氧气，在装置A—E中可选用的装置组合为________(填字母)，该反应的文字表达式为________________________，实验时在试管口放置一团棉花的作用是________________。 （3）能用E装置收集氧气的原因是________________。当观察到________________现象时，说明氧气已收满。 （4）用B与D组合也可以制取并收集氧气，但是反应速率会先快后慢，不利于气体收集，为了控制反应速率，建议用________(填仪器名称)代替长颈漏斗。 （5）F装置可用来测量生成的氧气的体积，植物油上方原有的空气对实验结果________(填“有”或“无”)明显影响。 （6）若用G装置排空气法收集氧气，氧气应从________口(填“a”或“b”)进入，验满的方法是________________。 【答案】（1） ①. 试管 ②. 集气瓶 （2） ①. AD ②. ③. 防止加热时试管内粉末状物质进入导管 （3） ①. 氧气不易溶于水，且与水不反应 ②. 集气瓶口有大气泡冒出 （4）分液漏斗##注射器 （5）无 （6） ①. b ②. 将带火星的木条放在a端，木条复燃，说明已经集满 【解析】 【小问1详解】 略； 【小问2详解】 加热高锰酸钾制取氧气，属于固体加热反应，发生装置可选A，氧气不易溶于水，密度比空气略大，可用排水法或向上排空气法收集，向上排空气法收集的气体比较干燥，故收集装置可选D； 略； 【小问3详解】 能用E装置，即排水法收集氧气，是因为氧气不易溶于水，且与水不反应； 略； 【小问4详解】 可以用分液漏斗（或注射器）代替长颈漏斗，则该装置可通过分液漏斗（或注射器）控制液体的滴加速率，从而控制反应速率； 【小问5详解】 氧气通入集气瓶中，装置中的气体增多，压强增大，则水被压入量筒中，排出水的体积就是生成氧气的体积，则植物油上方原有的空气对实验结果无明显影响； 【小问6详解】 若用G装置排空气法收集氧气，氧气的密度比空气略大，应从b口进入； 氧气具有助燃性，氧气验满：将带火星的木条放在a端，木条复燃，说明已经集满。 15. 据调查，很多家庭都配备了“富氧仪”“制氧机”等供氧设备。某兴趣小组的同学以“制作简易供氧器”为主题开展跨学科实践。 【任务一】认识供氧原理 【信息检索1】便携式富氧仪常使用膜分离技术，在一定压力下，利用高分子膜的选择透过性功能分离空气中的氧气和氮气，得到含氧量较高的富氧空气，工作原理如图1所示。 【信息检索2】常见的“氧立得”制氧机工作原理如图2所示。A剂的主要成分是过碳酸钠，过碳酸钠是一种易溶于水的白色固体，受热易分解，溶于水生成碳酸钠和过氧化氢，B剂是二氧化锰。在反应仓内加入适量水，再先后放入A剂、B剂，即可产生氧气。 【交流讨论】 （1）图1便携式富氧仪中空气通过氧气分离膜时，氮分子渗透速率________(填“大于”或“小于”)氧分子渗透速率。 （2）根据已知信息推测，A剂的保存方法是________。 （3）图2加湿过滤仓中H2O除能润湿O2外，还具有的作用是________(填字母)。 A. 观察O2产生的速率 B. 加快O2的生成 C. 降低O2温度 【任务二】测定家用制氧机制得氧气的体积分数 已知铁在常温下与空气中的氧气和水反应生成铁锈(铁不与氮气反应)，该兴趣小组同学根据铁生锈的原理，用铁粉测定家用制氧机中氧气的体积分数，设计如图3所示装置：实验时，将铁粉撒在浸润氯化钠溶液的滤纸条上(氯化钠溶液可以加快铁生锈)，再将该滤纸条贴在集气瓶内侧，然后在集气瓶(容积为200 mL)中收集一瓶从家用制氧机中导出的气体，塞紧瓶塞，量筒中放入180 mL的水，8分钟后打开止水夹，量筒中的水倒吸入集气瓶中，量筒中剩余水的体积为10 mL。 （4）将铁粉撒在浸润氯化钠溶液的滤纸条上，而不是堆积在瓶底，其目的是________________。 （5）由上述数据计算该制氧机导出的气体中氧气的体积分数是________。 【任务三】设计简易供氧器 兴趣小组在实验室中了解到双氧水(过氧化氢溶液)在催化剂的作用下也可以用类似家用制氧机的装置制取氧气，设计如图4所示的简易供氧器。 （6）该装置通过控制________调节氧气产生速率。 （7）关于固体试剂(催化剂)的选择，小组同学在外界相同条件下，用如图4装置完成了表中实验： 实验编号 浓度相同的双氧水质量/g 催化剂 催化剂质量/g 收集50 mL O2所需时间/s 1 200 无 无 500 2 200 二氧化锰 0.5 49 3 200 氧化铁 0.5 58 4 200 氯化钾 0.5 154 ①实验3中发生反应的文字表达式是________________________。 ②表中所列3种催化剂的催化效果最佳的是________。 ③要比较过氧化氢分解反应中不同催化剂的催化效果，除可以通过测量收集50 mL O2所需时间这种方法外，还可以测量相同时间内________。 【答案】（1）小于 （2）密封、保存在阴凉干燥处 （3）AC （4）增大铁粉和氧气、水的接触面积，让铁生锈的反应更快、更充分 （5）85% （6）推动注射器活塞的快慢（合理即可） （7） ①. ②. MnO2##二氧化锰 ③. 生成氧气的体积 【解析】 【小问1详解】 空气经过氧气分离膜后得到富氧空气，说明氧分子更容易透过高分子膜，因此氮分子的渗透速率小于氧分子的渗透速率。 【小问2详解】 由题目信息可知，过碳酸钠受热易分解，溶于水会发生反应，所以保存时要避免受热、接触水，需要密封、保存在阴凉干燥处。 【小问3详解】 A. 加湿仓中可以通过观察气泡冒出的快慢，判断氧气产生的速率，正确。 B. 水不能加快氧气的生成，生成氧气的速率由反应仓决定，错误。 C. 过碳酸钠和水反应放热，水可以吸收热量，降低氧气的温度，正确。 【小问4详解】 铁粉撒在滤纸条上，分散开来，而不是堆积，目的是增大铁粉和氧气、水的接触面积，让铁生锈的反应更快、更充分。 【小问5详解】 量筒中水减少的体积就是消耗氧气的体积，即， 集气瓶气体总体积为200mL， 则氧气体积分数为。 【小问6详解】 注射器可以控制液体滴加的快慢，以此控制反应物加入速度，从而调节氧气产生速率。 【小问7详解】 ①过氧化氢在氧化铁的催化作用下分解生成水和氧气。 ②收集相同体积氧气，耗时越短，催化效果越好。二氧化锰用时49s，时间最短，催化效果最好。 ③比较催化效果有两种思路：收集相同体积气体，比较时间；或者控制相同时间，比较收集气体的体积。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $