阶段检测(一) 走进化学世界 我们周围的空气
(时间:45分钟 分值:60分)
可能用到的相对原子质量:O—16 Cl—35.5 K—39
一、选择题(本大题包括10小题,每题2分,共20分。每小题的4个备选答案中只有1个答案符合题意,请将选出的选项序号填入题后的括号内)
1.宣纸是中国文房四宝之一,其制作工艺被列入我国首批非物质文化遗产名录。下列关于宣纸的传统制作工序中主要发生化学变化的是( )
答案:B
解析:加碱蒸煮生成新物质,属于化学变化;挑选原料、竹帘捞纸、剪裁纸张的过程中没有新物质生成,属于物理变化。
2.(2018·四川凉山州中考)古诗词是中国传统文化的瑰宝。下列古诗词中蕴含着化学变化的是( )
A.野火烧不尽,春风吹又生
B.夜来风雨声,花落知多少
C.忽如一夜春风来,千树万树梨花开
D.宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来
答案:A
解析:“野火烧不尽”过程中有新物质生成,属于化学变化。
3.下列物质的用途主要由化学性质决定的是( )
A.用氮气保存食品
B.氢气用于填充探空气球
C.干冰用作制冷剂
D.稀有气体用来制作电光源
答案:A
解析:A项,用氮气保存食品,是利用了氮气化学性质的稳定性,需要通过化学反应才能表现出来,属于化学性质;B项,用氢气填充探空气球,是利用了氢气密度比空气小的性质,属于物理性质;C项,干冰用作制冷剂,是利用了干冰升华时吸热的性质,属于物理性质,故C错误;D项,稀有气体用来制作电光源,该性质不需要通过化学变化表现出来,属于物理性质。
4.(2018·山东菏泽中考)下列实验操作正确的是( )
答案:B
解析:A项,用pH试纸测定未知溶液的pH时,正确的操作方法为取一片pH试纸放在玻璃片或白瓷板上,用玻璃棒蘸取少量待测液滴在干燥的pH试纸上,与标准比色卡对比来确定pH,不能将pH试纸伸入待测液中,以免污染待测液,图中所示操作错误。B项,蒸发时,应用玻璃棒不断搅拌,以防止局部温度过高,造成液体飞溅,图中所示操作正确。C项,过滤液体时,要注意“一贴、二低、三靠”的原
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则,图中缺少玻璃棒引流,图中所示操作错误。D项,托盘天平的使用要遵循“左物右码”的原则,且氢氧化钠具有腐蚀性,应放在玻璃器皿中称量,图中所示操作错误。
5.(2017·浙江台州中考)汽车安全气囊中有一种物质,能在汽车碰撞时迅速反应,如图是反应过程的微观示意图。该反应类型属于( )
A.化合反应
B.分解反应
C.置换反应
D.复分解反应
答案:B
解析:NaN3受热分解产生N2和Na,其化学方程式为2NaN32Na+3N2↑;该反应是由一种物质生成多种物质的反应,故属于分解反应。
6.(2018·湖南长沙中考)2018年开学之初,长沙市中小学开展了“打赢蓝天保卫战”的活动。下列行动不利于“保卫蓝天”的是( )
A.加强大气质量监测
B.积极植树、造林、种草
C.使用清洁能源
D.露天焚烧垃圾
答案:D
解析:A项,加强大气质量监测可以随时检测大气质量,有利于及时治理,故有利于“保卫蓝天”;B项,积极植树、造林、种草可以净化空气,故有利于“保卫蓝天”;C项,使用清洁能源可以减少对环境的污染,故有利于“保卫蓝天”;D项,露天焚烧垃圾可以产生大量的空气污染物,故不利于“保卫蓝天”。
7.(2018·山东聊城中考)空气是一种宝贵的自然资源,下列说法正确的是( )
A.氧气能支持燃烧,可作燃料
B.空气成分中体积分数最大的是氮气
C.空气中各成分的含量恒定不变
D.空气污染指数越大,空气质量状况越好
答案:B
解析:A项,氧气能支持燃烧,可以作助燃剂,不能作燃料,故说法错误;B项,氮气大约占空气体积的78%、氧气大约占空气体积的21%、稀有气体大约占空气体积的0.94%、二氧化碳大约占空气体积的0.03%、水蒸气和其他气体和杂质大约占0.03%;所以空气成分中体积分数最大的是氮气,说法正确;C项,空气中各成分的含量并不是恒定不变的,故说法错误;D项,空气污染指数越大,空气质量状况越差,故说法错误。
8.(2018·辽宁葫芦岛中考)对下列物质在空气中燃烧的现象描述正确的是( )
A.红磷燃烧产生大量白雾
B.硫粉燃烧发出微弱的淡蓝色火焰
C.镁条剧烈燃烧,生成黑色固体
D.木炭燃烧发出白光,生成二氧化碳
答案:B
解析:A项,红磷燃烧时,产生大量的白烟,而不是白雾,故选项说法错误;B项,硫粉在空气中燃烧发出微弱的淡蓝色火焰,故选项说法正确;C项,镁条在空气中燃烧发出耀眼的白光,放出热量,生成白色固体,故选项说法错误;D项,木炭燃烧发出白光,生成二氧化碳属于结论,不是现象,故选项说法错误。
9.下列方法能鉴别空气、氧气和二氧化碳3瓶气体的是( )
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A.闻气味
B.分别向集气瓶中滴加澄清石灰水
C.观察颜色
D.将燃着的木条伸入集气瓶中
答案:D
解析:空气、氧气、二氧化碳都是无色无味的气体,故A、C错误;空气和氧气不能使澄清石灰水变浑浊,故B错误;将燃着的木条伸入集气瓶中,使木条剧烈燃烧的是氧气,使木条熄灭的是二氧化碳,使木条正常燃烧的是空气,故D正确。
10.暖宝宝贴(主要成分为铁粉、木炭、食盐)的热量来源于铁粉的氧化。小涛同学设计使用暖宝宝贴来测定空气中氧气的含量,实验开始前的装置如图所示,实验后从量筒中流入玻璃瓶(容积为250 mL)中的水的体积为45 mL(铁粉生锈消耗的水忽略不计)。下列说法错误的是( )
A.实验前必须检查装置的气密性
B.通过本次实验数据测得空气中氧气的体积分数为18%
C.若实验测得空气中氧气体积分数偏低,可能是暖宝宝贴的使用数量不足
D.必须等温度计的读数恢复至实验前的温度后才能记录量筒内剩余水的体积
答案:B
解析:A项,如果装置漏气,会使进入的水偏少,测定的结果偏小,实验前必须检查装置的气密性,故正确;B项,铁生锈消耗氧气,使装置内的气压减小,进入水的体积就是消耗氧气的体积,集气瓶内空气的体积是(250-20)mL=230mL,进入水的体积是45mL,即氧气的体积是45mL,因此氧气的体积分数=45mL230mL×100%≈19.6%,故错误;C项,发热剂的量必须足量,因为只有足量的发热剂才能把氧气消耗完,使结果准确,若实验测得空气中氧气体积分数偏低,可能是暖宝宝贴的使用数量不足,故正确;D项,必须等温度计的读数恢复至实验前的温度后才能记录量筒内剩余水的体积,使结果准确,故正确。
二、填空题(本大题包括5小题,共34分)
11.(5分)请沿用科学家认识事物的方式认识“空气”。
(1)从分类角度:空气属于 (填“混合物”或“纯净物”)。
(2)从微观角度:用“”表示氮原子,“”表示氧原子。
①则用“”可表示的微粒是 (填名称)。
②同温同压下,气体的体积比等于分子数目比。若空气中其他成分忽略不计,下图中可表示空气微观模型的是 (填标号)。
(3)从变化角度:已知常压下,氮气沸点为-196 ℃,氧气沸点为-183 ℃。将燃着的木条置于盛满液态空气的烧杯口,观察到的现象是木条 (填“熄灭”或“继续燃烧”)。将该烧杯放置一段时间后,液态物质剩余约110体积,其主要成分是 。
答案:(1)混合物 (2)①氮气 ②C (3)熄灭 氧气
解析:(1)空气是由氮气、氧气等多种物质组成的,属于混合物。(2)①分子是由原子构成的,用“”可表示的微粒是氮气;②氧气约占空气体积的五分之一,氮气约占空气体积的五分之四,图中可表示空气微观模型的是C。(3)从变化的角度:已知常压下,氮气沸点为-196℃,氧气沸点为-183℃,将燃着的木条置于盛满液态空气的烧杯口,由于液氮的沸点低首先蒸发出来,氮气不支持燃
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烧,所以观察到的现象是燃着的木条熄灭;该烧杯放置一段时间后,液态物质剩余约110体积,其主要成分是氧气。
12.(5分)(2018·河北中考)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 。
(2)打开弹簧夹后,烧杯中的水能够进入到集气瓶中的原因是 。
(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 。
答案:(1)4P+5O22P2O5
(2)红磷燃烧消耗了集气瓶中的氧气,瓶内压强减小,大气压将水沿着导管压入集气瓶中
(3)红磷的量不足(合理即可)
解析:(1)红磷燃烧生成五氧化二磷,反应的化学方程式为4P+5O22P2O5。
(2)由于红磷燃烧消耗了集气瓶中的氧气,瓶内压强减小,小于外界大气压,大气压将水沿着导管压入集气瓶中;白磷燃烧消耗氧气,产生压强差,烧杯中的水被倒吸入集气瓶中。
(3)所测氧气体积偏小的原因有:①红磷的量不足;②装置漏气(在冷却过程中有外界的空气进入瓶中);③未等到装置冷却至室温就打开了弹簧夹,并进行读数(因为此时剩余的气体在受热状态下,处于膨胀状态,占据了部分水的体积);④弹簧夹右边的导管中存有的空气进入集气瓶内等。
13.(8分)如图是同学们构建的关于氧气的部分知识网络,请你由图回答:
(1)上述三种方案都能够用于实验室制取氧气,其中实验室用氯酸钾制取氧气的化学方程式为 。
(2)铁丝在氧气中燃烧的现象是 ;硫在空气中燃烧的化学方程式为 。Ⅰ、Ⅱ两类有氧气参加的化学反应的相同点是(写一条) 。
(3)从正反两方面举例说明氧气与人类生活的关系,正面: ;反面: 。
答案:(1)2KClO32KCl+3O2↑
(2)铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体 S+O2SO2 都是氧化反应(或都放出热量) (3)正面:CH4燃烧,提供能量 反面:铁生锈,浪费金属资源(合理即可)
14.(7分)某兴趣小组围绕“实验室制取氧气”进行了一系列探究活动:
(1)药品选择:下列物质中不能作为实验室制取氧气反应物的是 (填字母)。
A.水 B.过氧化氢
C.氯化钾 D.高锰酸钾(KMnO4)
原因是 。
(2)装置连接,所需的一些实验装置如图1所示:
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仪器a的名称是 ;选择气体收集方法时,气体的下列性质:A.颜色 B.可燃性
C.溶解性 D.密度,必须考虑的是 (填字母);要制取并收集一瓶干燥的氧气,所选装置的连接顺序为 (填装置字母序号)。
(3)气体检验:如图2,甲装置中带火星的木条很难复燃,乙装置中带火星的木条较易复燃,原因是 。
(4)实验探究:如图3所示,向三支试管中分别滴加浓度相同的三种溶液,观察可见:实验①中无明显现象,实验②中产生气泡,实验③中产生气泡更快,据悉你能得出的结论是 。
答案:(1)C 氯化钾中无氧元素
(2)分液漏斗 CD ADB
(3)乙装置中将生成的氧气通过浓硫酸干燥,除去了其中的水蒸气(或乙装置反应温度较高,反应速率较快等)
(4)硫酸铜和氯化铁能加快过氧化氢的分解
解析:(1)据质量守恒定律,制取氧气,反应物中必须有氧元素,氯化钾中无氧元素,故选C。
(2)根据实验室常用仪器可知:仪器a的名称是分液漏斗;选择气体收集方法时,必须考虑的是密度和溶解性;过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解为水和氧气;因为反应物是固体与液体,在常温下进行,选择装置A来制取,收集一瓶干燥的氧气,用浓硫酸来进行干燥,用向上排空气法来收集。
(4)如图3所示,向三支试管中分别滴加浓度相同的三种溶液,观察可见:实验①中无明显现象,实验②中产生气泡,实验③中产生气泡更快,则可得出硫酸铜和氯化铁能加快过氧化氢的分解的结论。
15.(9分)“元旦”假期,某化学兴趣小组探究“排水法收集氧气时机的选择”,用加热高锰酸钾进行相关实验。
(1)写出加热高锰酸钾反应的化学方程式: 。
(2)用排水法收集氧气时要等到“气泡连续、均匀冒出”才开始收集,原因是 。
【提出问题】“气泡连续、均匀冒出,此时排出的氧气比较纯净”,事实如此吗?
【设计并实验】采用高锰酸钾加热分解产生氧气,测定不同时刻从试管排出的气体中氧气的浓度。
时段
氧气浓度变化特点
氧气浓度变化范围
加热时间
气泡特征
①
逐渐增大
21.2%~
1~11 s
不持续、不均匀
11~16 s
持续、均匀、快速
②
快速增大
28.8%~66.7%
16~34 s
③
逐渐变慢
66.7%~86.3%
34~80 s
④
趋于稳定
86.3%~88.7%
80~135 s
(3)在加热药品的第①时段后期(11~16 s),气泡已经连续、均匀且快速冒出,此时排出气体中氧气的浓度最大只有 %左右。
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(4)“气泡连续、均匀冒出时表示排出的氧气已经比较纯净”的说法是 (填“合理”或“不合理”)的。
【查阅资料】对于初中氧气性质实验而言,氧气浓度只需达到一定的数值,即满足实验要求即可。
【实验探究】
①取一个氧气瓶,使瓶内留有占集气瓶40%的水(余下的为空气),用玻璃片盖住,并倒扣于装有水的水槽中;
②用排水法收集氧气,小心地把瓶内的水排完用玻璃片盖住瓶口,取出立正放好;
③带火星木条伸入集气瓶中,带火星木条复燃。
【反思与交流】
(5)通过实验探究,发现使带火星木条复燃的氧气 (填“不一定”或“一定”)是纯氧。
(6)集气瓶中氧气的体积分数=收集的氧气占容积的体积分数+瓶中空气占容积的体积分数× %。
(7)理论上,上述实验“使带火星的木条复燃”的氧气体积分数是 %(计算结果保留一位小数)。
(8)该兴趣小组利用不同时机收集的氧气(其中有1瓶预留少量的水)进行实验,发生反应的实验现象如下:
时机1(加热10s)
时机2(加热15s)
时机3(加热35s)
带火星木条
复燃
复燃
复燃
烧热的木炭
木炭变红
燃烧,发出红光
剧烈燃烧,发出白光
燃烧着的蜡烛
燃烧更旺,发出红光
燃烧更旺,发出白光
燃烧更旺,发出白光
烧热的铁丝
铁丝熔成红色小球,有火花产生(红光)
燃烧,火星四溅,有少量黑色固体生成
燃烧,火星四溅,有较多黑色固体生成
实验表明,排水法收集氧气时最适宜的时机是 ,根据上表中实验现象分析你得出结论的原因: 。
答案:(1)2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
(2)一开始的气泡中含有较多的空气
(3)28.8 (4)不合理
(5)不一定 (6)21 (7)52.6
(8)加热到35 s左右 时机3收集的氧气进行的四个实验效果均很理想
解析:(1)用高锰酸钾制氧气就需要加热;高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的化学方程式为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑。(2)当气泡连续、均匀冒出时,再收集氧气,是因为一开始的气泡中含有较多的空气。(3)在加热药品的第①时段后期(11~16s),气泡已经连续、均匀且快速冒出,此时排出气体中氧气的浓度最大只有28.8%左右。(4)根据表中数据可以发现:气泡连续、均匀冒出时,排出的氧气并不纯净。(5)通过实验探究,发现使带火星木条复燃的氧气不一定是纯氧。(6)集气瓶中氧气的体积分数=收集的氧气占容积的体积分数+瓶中空气占容积的体积分数×21%。(7)集气瓶中收集的氧气占容积的体积分数为40%,此时空气还占60%,所以空气中氧气的量为60%×21%=12.6%,所以此时瓶内共有氧气的分数为12.6%+40%=52.6%。(8)实验表明,排水法收集氧气时最适宜的时机是加热到35s左右,因为时机3收集的氧气进行的四个实验效果均很理想。
三、计算题(本大题共6分)
16.(6分)为了测定实验室制取氧气所用双氧水中H2O2的质量分数,小明做了以下实验(实验中不考虑反应放热导致的水分蒸发):
求:
(1)生成氧气质量为 克。
(2)实验中所用双氧水中H2O2的质量分数为多少?
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答案:(1)3.2
(2)解:设过氧化氢的质量为x
2H2O22H2O+O2↑
68 32
x 3.2 g
68x=323.2g
解得:x=6.8 g
实验中所用双氧水中H2O2的质量分数为6.8g100.0g×100%=6.8%
答:实验中所用双氧水中H2O2的质量分数为6.8%。
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