备战2021 浙教版科学中考专题训练 第33讲 空气(1) 17页

第33讲　空气(1)重点突破氧气的性质和用途【例1】(2020·武汉)氧气是一种重要的气体。小颖在试管中加入5mL5%过氧化氢溶液,再依次进行实验:①插入带有火星的木条;②加入少量二氧化锰;③插入带有火星的木条。(1)当出现带有火星的木条　复燃　的现象时,说明试管中有大量氧气产生。 (2)实验产生氧气的化学方程式为　2H2O22H2O+O2↑　,该反应属于　分解反应　(填基本反应类型)。 1.(2019·天津)下列对实验现象的描述不正确的是(C)A.镁条在空气中燃烧,发出耀眼白光B.硫在氧气中燃烧,产生蓝紫色火焰C.蜡烛在空气中燃烧,生成二氧化碳和水D.氢气在空气中燃烧,产生淡蓝色火焰2.(2020·深圳)氧气是人类生产活动的重要资源。(1)下列属于O2的化学性质的是　A　(填标号)。 A.O2能支持燃烧B.O2的密度比空气的密度略大第-17-页共17页-17- C.O2在低温、高压时能变为液体或固体(2)小圳同学进行实验室制备O2的相关探究。【查阅】他得知在KClO3分解制O2的反应中,Fe2O3可作催化剂。【实验】他用电子秤称取0.49gFe2O3和一定量的KClO3,充分混合后加热至KClO3完全分解,冷却至室温,称得剩余固体的质量为1.98g。【计算】①剩余固体中KCl的质量是　1.49　g。 ②该反应生成O2的质量(根据化学方程式写出完整的计算步骤)。解:设生成氧气质量为x,反应的氯酸钾质量为y,2KClO32KCl+3O2↑24514996y1.49gx==x=0.96g　y=2.45g,答:该反应生成O2的质量是0.96g。【思考】他发现制备O2较慢,猜测KClO3和Fe2O3的质量比可能会影响反应的快慢。【探究】③他调节KClO3和Fe2O3的质量比制备O2,整理数据绘制出图线,从图中得出KClO3和Fe2O3最佳质量比是　5∶4　。 第-17-页共17页-17- 【结论】④根据质量守恒定律,请你计算出小圳同学在【实验】中称取的KClO3的质量为　2.45　g,KClO3和Fe2O3的质量比是　5∶1　(填最简比),不是最佳质量比。 空气中氧气含量的测定【例2】(2020·嘉兴)为提高测定空气中氧气含量实验的精确度,科学兴趣小组对课本实验进行了创新改进。【实验步骤】①取一根玻璃管,用橡皮塞将一端密封;②将食品脱氧剂粉末迅速装入玻璃管,立即向管口注入一滴水将玻璃管密封,水滴的下端标为A。弹动玻璃管使脱氧剂粉末分布均匀且紧密,脱氧剂的上端标为O,如图甲所示;③水平滚动玻璃管,使食品脱氧剂粉末平铺在玻璃管中,静置至水滴不再移动时,水滴的右端标为B,如图乙所示;④用刻度尺测量出AO段和AB段的长度,并计算出AB与AO的比值,将数据记录在表格中;⑤洗涤、干燥实验装置,重复上述实验。实验次数AO/mmAB/mmAB/AO1523.5109.50.20922525.5110.00.20933527.0110.50.2097第-17-页共17页-17- 【实验结论】根据表格中的实验数据,可知空气中氧气含量为　20.94%　(用百分数表示)。 【思考讨论】①实验步骤③中,将食品脱氧剂粉末平铺在玻璃管中的目的是　增大接触面积,使氧气被脱氧剂粉末充分吸收　。 ②实验步骤②中,如果玻璃管内的脱氧剂粉末分布不够紧密,会使实验结果偏大,其原因是　脱氧剂粉末分布不够紧密会使空气进入粉末间隙内,造成测定的初始气体体积偏小,当实验结束时,测定的吸收气体体积偏大,导致最终测定结果偏大　。 3.(2020·广州)测定空气里氧气含量的实验装置和步骤如下:(已完成装置气密性检查)①在集气瓶内加入少量水,并将水面上方空间分为5等份;②用弹簧夹夹紧胶皮管;③点燃燃烧匙内的红磷后,立即伸入瓶中并把塞子塞紧,观察现象;④红磷熄灭后,立即打开弹簧夹,观察现象。其中有错误的实验步骤是(D)第-17-页共17页-17- A.①　　　B.②　　　C.③　　　D.④4.(2018·河北)如图所示是测定空气里氧气含量的装置,气密性良好,在集气瓶内加入少量水,将水面上方空间分为5等份。用弹簧夹夹紧橡皮管、点燃红磷后,迅速伸入集气瓶中并塞紧塞子;待燃烧停止并冷却至室温后,打开弹簧夹。(1)红磷燃烧的化学方程式为　4P+5O22P2O5　。 (2)打开弹簧夹后,烧杯中的水能够进入集气瓶中的原因是　红磷燃烧将集气瓶内氧气消耗掉,使瓶内压强减少,在大气压作用下,将水压入集气瓶　。 (3)实验结束,进入集气瓶中水的体积小于瓶内空间的五分之一,可能的一种原因是　红磷量不足(合理即可)　。 氧气的制取【例3】(2019·广东)根据如图实验装置,请回答:(1)仪器a的名称是　长颈漏斗　。 (2)检查装置A气密性的方法是夹紧止水夹,　通过长颈漏斗向锥形瓶中注水,至形成一段水柱,一段时间后,水柱高度不变　,则气密性良好。 (3)用H2O2制取氧气,选择的发生装置为　A　(填字母),反应的化学方程式为　2H2O22H2O+O2↑　。 第-17-页共17页-17- (4)用装置F和另一仪器(除导管外)收集并测量O2体积,另一仪器名称为　量筒　,在F中气体应从导管　c　(填“b”或“c”)端通入。 (5)实验室里,常用加热无水醋酸钠和碱石灰固体混合物的方法制备甲烷。①选择的发生装置为　B　(填字母)。用装置E收集甲烷,利用了甲烷　不溶于水　的物理性质;用装置C而不用装置D收集甲烷,原因是　甲烷密度比空气小且不与空气成分发生反应　。 ②设计实验证明CH4中含有氢元素:检验其纯度后,　点燃甲烷,并在火焰上方罩一个干冷的烧杯,有水珠产生,则证明甲烷中含有氢元素　。 5.(2019·台州)某同学以高锰酸钾为原料制取氧气。(1)用如图方法检查装置的气密性,使劲捂住试管却仍观察不到导管口有气泡冒出。若此装置气密性良好,为顺利完成该装置的气密性检查,提一条合理建议　双手分开握,增大与试管的接触面积(或“用冷水冲刷试管外壁,擦干后再重新实验”“用冷水冲刷试管外壁,导管中形成一段水柱”“用酒精灯加热试管”“把试管浸入热水”等合理均可)　。 (2)清洗试管时,试管中的固体物质溅落在衣服上,留下了黑点,用彩漂液(主要成分是过氧化氢)清洗,黑点处迅速产生气泡,请用化学方程式表示气泡产生的原因　2H2O22H2O+O2↑　。 6.(2020·广州)大多数化工生产都有催化剂的参与。(1)化工生产使用催化剂的目的是　改变反应的速率(或提高生产效率)　。 第-17-页共17页-17- (2)研究表明氧化铜可催化过氧化氢分解。①用如图所示装置和药品制取氧气,反应的化学方程式为　2H2O22H2O+O2↑　。 ②上图中收集氧气的方法是向　上　排空气法。为了检验氧气是否收集满,将　带火星的木条　放在集气瓶口。 ③反应结束后,弃去试管中的上层清液,再向试管中加入过量稀硫酸,充分振荡,可观察到　黑色固体消失,溶液变蓝色　的现象。 ④为了制取较大量氧气,并便于多次添加过氧化氢溶液,请从下图中选择合适的仪器或装置,重组一套制取装置,需要用到的是　ACFG　(填标号)。 (3)下列设想有可能通过找到合适的催化剂来实现的是　A　(填标号)。 A.利用太阳光将水分解生产H2B.将空气中的He分解生产H2C.常温下Cu从硫酸镁溶液中置换出MgD.使一定质量CH4完全燃烧放出的热量变多第-17-页共17页-17- 诊断自测1.(2020·北京)下列气体中,能供给动植物呼吸的是(A)A.O2　　　　B.H2　　　　C.N2　　　　D.CO22.(2020·黑龙江)下列关于空气成分的说法错误的是(A)A.氧气约占空气总体积4/5B.稀有气体可制成多种用途的电光源如霓虹灯C.氮气充入食品包装中以防腐D.二氧化碳在大气中含量不断上升,从而导致温室效应增强3.(2020·杭州)下列依据实验目的所进行的操作,正确的是(C)选项实验目的操作A用氯酸钾和二氧化锰制取氧气后,回收其中的二氧化锰将反应得到的混合物溶解后直接加热蒸发B用向上排空气法收集氧气时,检验氧气是否收集满用带火星的木条伸入集气瓶中,观察木条是否复燃C鉴别盐酸和硫酸取样后滴加氯化钡溶液,观察是否变浑浊D比较铜和银的化学活动性顺序将两种金属与等质量且同浓度的盐酸反应,观察产生气泡的快慢第-17-页共17页-17- 4.(2020·金丽)思维模型的建构既方便于问题的解决,又能促进深度学习。以下是小金同学对解决“气密性检查”类问题建构的思维模型:结合小金建构的思维模型,完成如图装置气密性检查相关操作的问题:(1)操作一:先往锥形瓶中加水至如图所示位置,从建模的角度分析,该操作归属于上述思维模型中的　构建封闭体系　; (2)操作二:往锥形瓶中加水后,接下来应该是从　B　(填“A”或“B”)管向瓶内吹气。 5.根据氧气的制取和性质的相关知识,回答下列问题:(1)图甲装置中二氧化锰的作用是　催化　; (2)要获得一瓶干燥的氧气,图甲装置中导管的连接顺序为a→　d→e→b→c　; (3)下列关于硫燃烧实验(如图乙)的相关描述合理的有　①②④　(填序号)。 ①硫在空气中燃烧产生淡蓝色火焰②硫燃烧是剧烈氧化的现象第-17-页共17页-17- ③硫在空气和氧气中燃烧的产物不同④集气瓶底部留有水可以减少燃烧产物对空气的污染6.为“测定空气里氧气含量”,小明同学取足量的红磷、镁条、木炭分别在等体积的A、B、C三瓶空气中同时燃烧(发生的化学反应有C+O2CO2;4P+5O22P2O5;2Mg+O22MgO;3Mg+N2Mg3N2);充分燃烧后恢复到常温再松开止水夹,发现集气瓶B中进水最多,C中进入水量很少。(1)实验中红磷、镁条、木炭都用足量的目的是　将装置内空气中的氧气完全耗尽　。 (2)水停止倒吸后发现B中的水量明显高于A的原因是　镁条燃烧消耗了部分氮气　。 (3)从以上实验说明在测定空气中氧气含量实验中,药品的选择要考虑哪些因素?　可燃物与氧气反应,不与除氧气外空气中的其他气体反应;生成物为固体　。 (写出两点)第-17-页共17页-17- 高效提分作业1.(2020·天津)空气中,氧气的体积分数约为(C)A.0.03%　　　　　　　　B.0.94%C.21%D.78%2.(2019·青岛)下列关于氧气的说法正确的是(C)A.氧气具有可燃性,可以支持燃烧B.水生动物能在水中生存是因为氧气易溶于水C.工业上利用分离液态空气的方法制取氧气D.氧气的化学性质很活泼,常温下能与所有物质发生化学反应3.(2020·北京)利用如图装置验证空气中氧气的含量。下列叙述不正确的是(D)A.实验前需检查装置气密性B.白磷的作用是消耗试管中的氧气C.白磷熄灭、试管冷却后再打开止水夹D.最终量筒中液面约降至40mL刻度线处4.(2020·天津)下列说法中正确的是(C)A.红磷在空气中不能燃烧B.木炭燃烧后生成黑色固体C.硫燃烧后生成有刺激性气味的气体第-17-页共17页-17- D.铁丝伸入盛有氧气的集气瓶中剧烈燃烧5.小东通过查阅资料,根据铁在空气中生锈的原理,设计了如图所示的实验装置,来测定空气中氧气含量(装置中的饱和食盐水、活性炭会加速铁生锈)。已知广口瓶的有效容积为242mL,实验8分钟后打开止水夹,水从烧杯流入广口瓶中的体积为48mL。下列说法错误的是(A)A.该实验的不足之处在于实验前广口瓶底未放少量水B.通过分析本次实验数据,可知空气中氧气的体积分数约为19.8%C.若实验药品充足,时间足够长,可十分接近拉瓦锡实验的结果D.此实验可有效解决拉瓦锡实验中的汞污染问题6.如图是实验室制取和收集气体的部分装置:(1)实验室用高锰酸钾制取氧气,应选用的发生装置是　A　(填字母编号),反应的化学方程式是　2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑　,仪器X的名称是　长颈漏斗　; (2)若用E装置收集氧气,气体进入口是　b　(填“a”或“b”); 第-17-页共17页-17- (3)在收集了氧气的集气瓶中,进行硫在氧气中燃烧的实验,生成的SO2有毒,为了防止SO2扩散到空气中,可在集气瓶内加入适量的NaOH溶液。发生反应的化学方程式是　SO2+2NaOHNa2SO3+H2O　 (提示:SO2和CO2的化学性质相似);(4)若用过氧化氢溶液来制取氧气,为了控制反应速率可选择　B或D　(填字母编号)作为发生装置。 7.(2019·福建)实验室制取氧气并模拟氢氧焰实验。(1)用过氧化氢制取氧气(二氧化锰作催化剂)①反应的化学方程式为　2H2O22H2O+O2↑　。 ②仪器A的名称为　锥形瓶　。现用下列仪器组装氧气的发生装置,应选用的仪器有　ACD　(填标号)。 ③欲用浓硫酸干燥氧气,应从装置F的　a　(填“a”或“b”)处通入气体。 (2)模拟氢氧焰实验:按如图所示装置进行实验①关闭K,通入氢气,点燃。为保证安全,点燃氢气之前应先　验纯　。将铁丝网放在火焰上灼烧,铁丝网只发红,不熔断。 ②打开K,通入氧气,火焰更明亮,铁丝熔断,说明燃烧的剧烈程度与氧气的　浓度　有关。 第-17-页共17页-17- 8.(2019·温州)过氧化氢溶液保存时,因缓慢分解导致溶质质量分数变小(化学方程式为2H2O22H2O+O2↑)。为探究酸碱性对过氧化氢分解快慢的影响,小明利用图甲装置,每次实验往锥形瓶中加10克30%过氧化氢溶液,再滴加调节剂,使其pH分别从3依次调至13,在60℃反应温度下进行实验,获得数据如图乙。(1)氧气能用排水法收集,是因为　氧气不易溶于水　。 (2)根据本实验结果,对实验室常温保存过氧化氢溶液提出合理的建议:　在pH约为3～5的酸性条件下保存　。 (3)某次实验中,当10克溶质质量分数为30%的过氧化氢溶液分解产生0.32克氧气时,剩余过氧化氢溶液的溶质质量分数为多少?(滴加的试剂对溶液质量的影响忽略不计,计算结果精确到1%)解:设当产生氧气0.32克时,消耗掉过氧化氢的质量为x。2H2O22H2O+O2↑6832x0.32克=　x=0.68克剩余过氧化氢质量第-17-页共17页-17- m=10克×30%-0.68克=2.32克剩余过氧化氢溶液的溶质质量分数=2.32克/(10-0.32)克×100%≈24%答:剩余过氧化氢溶液的溶质质量分数为24%。9.(2019·福建)某兴趣小组开展“测定密闭容器中某种气体的体积分数”的探究实验。【实验1】按图1所示装置,用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的体积分数。【实验2】按图2所示装置,在集气瓶内壁用水均匀涂附铁粉除氧剂(其中辅助成分不干扰实验),利用铁锈蚀原理测定空气中氧气的体积分数。(1)实验1中,红磷燃烧的主要现象是　产生大量白烟(或“黄色火焰”“放热”等合理答案)　。红磷熄灭后,集气瓶冷却至室温,打开K,水能倒吸入集气瓶的原因是　氧气被消耗,集气瓶内气体压强小于大气压　。 (2)为提高实验的准确性,以上两个实验都需要注意的事项是　装置的气密性良好(或“红磷和铁粉除氧剂足量”等其他合理答案)　(写一点)。 (3)实验过程中,连接数字传感器,测得实验1、实验2中氧气的体积分数随时间变化的关系分别如图3、图4所示。依据图3、图4信息,　实验2　(填“实验1”或“实验2”)的测定方法更准确,判断依据是　反应后,实验1集气瓶中剩余氧气的体积分数约为8.6%,而实验2集气瓶中氧气几乎耗尽　。 第-17-页共17页-17- (4)结合你的学习经验,若要寻找红磷或铁粉除氧剂的替代物。用图1或图2装置测定空气中氧气的体积分数,该替代物应满足的条件是　能够和氧气反应,生成物不影响测定结果(或其他合理答案)　(写两点)。 【实验3】测定用排空气法收集到的集气瓶中二氧化碳的体积分数。(5)甲同学设计图5所示装置进行测定。浓NaOH溶液的作用是　2NaOH+CO2Na2CO3+H2O　(用化学方程式表示)。 (6)乙同学提出,仅利用图6所示装置,在不添加其他试剂的前提下,也能测得集气瓶中二氧化碳的体积分数。为达到实验目的,操作方法是　用冰水冷却集气瓶,打开K(或其他合理答案)　。 10.(2018·衢州)小柯为了研究用向上排空气法和排水法收集的氧气浓度是否有差异,做了如下实验:加热高锰酸钾固体,分别用两种方法各收集三瓶氧气,并使用传感器测定收集到的氧气浓度,数据见表。收集方法向上排空气法排水法氧气浓度%79.690.079.789.879.989.3第-17-页共17页-17- 氧气平均浓度%79.789.7(1)小柯用向上排空气法收集氧气时,以能使放置在集气瓶瓶口的带火星木条复燃为氧气集满的标准;用排水法收集氧气时,以观察到　当气泡从瓶口冒出时或观察到瓶中水排尽时　为氧气集满的标准。 (2)以上两种方法中,　排水　法收集到的氧气更纯净。 (3)向上排空气法收集到的氧气浓度只有80%左右的原因有　ACD　。 A.氧气的密度略大于空气的密度B.加热高锰酸钾固体产生氧气的浓度只有80%左右C.当观察到带火星木条复燃时,集气瓶内还有空气D.当氧气进入集气瓶时,瓶内空气与进入的氧气相互扩散第-17-页共17页-17-