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第2单元 我们周围的空气
(45分钟 100分)
一、选择题(本大题包括10小题,每小题3分,共30分)
1.在通常情况下空气中各种成分的含量保持相对稳定,其中体积分数约为21%的气体是( )
A.N2 B.O2 C.CO2 D.H2O
2.(2012·宿迁中考)下列物质能在空气中燃烧,且产生大量白烟的是( )
A.木炭 B.硫粉 C.红磷 D.铁丝
3.(2012·广州中考)空气是一种宝贵的自然资源,下列气体不可直接从空气分离获得的是( )
A.用作医疗急救的氧气
B.用作焊接保护气的稀有气体
C.用作食品防腐剂的氮气
D.用作清洁燃料的氢气
4.(2012·河北中考)《环境空气质量标准》新增PM2.5指标,PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5μm的颗粒物。为实现空气质量达标,合理的做法是( )
A.煤炭直接燃烧 B.秸秆焚烧还田
C.开发清洁能源 D.提倡多开汽车
5.在下列变化中,既属于化合反应,又属于氧化反应的是( )
A.用过氧化氢和二氧化锰制氧气
B.石蜡在空气中燃烧
C.高锰酸钾受热分解
D.铁丝在氧气中燃烧
6.下列四组物质中,前者属于混合物,后者属于纯净物的是( )
A.清澈的井水 清新的空气
B.生理盐水 五氧化二磷
C.冰水共存物 液氧
D.高锰酸钾 硫粉
7.用如图所示的实验测定空气中氧气的含量,下列操作会使测定结果偏大的是( )
A.装置漏气
B.药匙中放入的红磷量不足
C.点燃红磷伸入瓶中时,没有立即塞紧瓶塞
D.红磷燃烧结束后,没等装置冷却就打开弹簧夹
8.下列有关实验室制取氧气的叙述中错误的是( )
A.在制氧气的装置中,发生装置内的导气管不宜过长,以利气体导出
B.排水法收集氧气时,导管必须接近瓶底,否则水不易排出
C.排水法收集气体时,如果集气瓶内导管太长,无法操作,也不利于排水
D.给试管里固体加热时,试管口略向下倾斜是防止水倒流炸裂试管
9.下列关于催化剂的认识中正确的是( )
A.催化剂在反应后质量减小
B.催化剂用一次就不能再用了
C.催化剂能增加生成物的质量
D.催化剂能改变化学反应的速率
10.下列实验的容器中,其解释没有体现水的主要作用的是( )
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A
B
C
D
实验
装置
解释
集气瓶中的水:吸收放出的热量
量筒中的水:通过水体积的变化得出O2体积
集气瓶中的水:冷却溅落熔融物,防止集气瓶炸裂
集气瓶中的水:水先将集气瓶内的空气排净,便于观察氢气何时收集满
二、填空与简答题(本大题包括4小题,共39分)
11.(8分)从氮气、氧气、氖气、二氧化碳中,选择符合下列题意的气体填空:
(1)太空飞行人员需要携带的气体是________。
(2)白炽灯泡内含有的气体是________。
(3)电工“测电笔”内充有的气体是________。
(4)植物光合作用需要的气体是________。
12.(11分)阅读下面的短文,回答问题:
①纯净的氮气是一种没有颜色、没有气味的气体,
②密度与空气相差不大,
③氮气能与氢气在高温、高压并有催化剂的条件下生成氨气,
④氮气难溶于水,
⑤氮气还能与氧气在放电的条件下生成无色的一氧化氮气体,
⑥一氧化氮不溶于水,
⑦一氧化氮在常温下与氧气反应生成二氧化氮,
⑧氮气约占空气体积的4/5,
⑨氮气和氩气的混合物用来填充灯泡,使灯泡经久耐用。
(1)以上描述的是氮气的物理性质的是_______,是氮气的化学性质的是_______,是氮气的用途的是________。(填序号)
(2)实验室要收集氮气时,应采取________,是因为 ______________________。
(3)用文字表达式表示下列化学反应:
①氮气与氢气的反应________________________________________________;
②由一氧化氮生成二氧化氮的反应 __________________________________。
(4)将氮气和氩气的混合物充入灯泡,是利用了它们的________性。
13.(12分)写出符合下列要求的化学反应的文字表达式:
(1)生成物能使澄清的石灰水变浑浊的化合反应: _______________________。
(2)生成物中有能使带火星的木条复燃的气体的分解反应(无催化剂):_______
___________________________________。
(3)生成黑色固体的化合反应: _______________________________________。
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(4)既不是化合反应,也不是分解反应的氧化反应: ______________________。
14.(8分)比较、推理是化学学习常用的方法,请根据以下反应事实推导出该事实中影响化学反应的因素:
序号
化学反应事实
影响化学反应的因素
(1)
铁丝在空气中很难燃烧,而在氧气中能剧烈燃烧
(2)
碳在常温下不与氧气发生反应,而在点燃时能与氧气反应
(3)
双氧水在常温下较难分解,而在加入二氧化锰后迅速分解
(4)
铜片在空气中很难燃烧,铜粉在空气中较易燃烧
三、实验与探究题(本大题包括3小题,共31分)
15.(10分)(2013·泰州检测)空气中氧气的含量的测定有多种方法。甲生设计了如图1所示的实验方案:在燃烧匙内盛过量红磷,点燃后立即插入集气瓶内,塞紧橡皮塞,待红磷火焰熄灭,集气瓶冷却至室温,打开铁夹,水进入集气瓶。回答下列问题:
(1)实验中盛放过量红磷的原因是________________________,反应结束后,打开铁夹,水自动进入集气瓶的直接原因是 _____________________________。
(2)查阅资料得知,二氧化硫气体能被氢氧化钠溶液吸收。乙生设计了一个图2所示的方案,装置和操作同甲类似,硫粉燃烧熄灭后,将滴管中的氢氧化钠浓溶液滴入集气瓶中,也可得出正确的结果。如不增加滴管,实验就不能成功,说明实验不能成功的原因是________________________________________________。
(3)查阅资料得知,镁条不仅能与空气中的氧气反应,还能与氮气反应,能否用镁条代替红磷来测定空气中氧气的含量(填“能”或“不能”)________,这会使测量的结果________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
16.(10分)(2012·怀化中考改编)根据下列装置,结合所学化学知识回答下列问题。
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(1)请写出图中标号仪器的名称:①________;②________。
(2)实验室用过氧化氢溶液制取少量氧气时,发生装置最好选用______,收集较干燥氧气的装置选用________________________________________________;
如需随时控制生产气体的量并节约药品,发生装置最好选用________。(填编号)
(3)实验室用高锰酸钾制取氧气时,发生装置应选用________(填编号)。
(4)如用E装置收集O2,检验O2是否收集满的方法是 ______________________。
17.(11分)(2012·安徽中考)实验室常用加热氯酸钾与二氧化锰混合物的方法制取氧气,写出反应的文字表达式:_______________________________________。
小芳发现,氯酸钾与氧化铜混合加热,也能较快产生氧气,于是进行如下探究:
【提出猜想】除MnO2、CuO外,Fe2O3也可以作KClO3分解的催化剂。
【完成实验】按下表进行实验,并测定分解温度(分解温度越低,催化效果越好)。
实验编号
实验药品
分解温度(℃)
①
KClO3
580
②
KClO3、MnO2(质量比1∶1)
350
③
KClO3、CuO(质量比1∶1)
370
④
KClO3、Fe2O3(质量比1∶1)
390
【分析数据、得出结论】(1)由实验________与实验④对比,证明猜想合理;
(2)实验所用的三种金属氧化物,催化效果最好的是______________________。
【反思】(1)若要证明Fe2O3是该反应的催化剂,还要验证它在化学反应前后的质量和________不变。
(2)同种催化剂,颗粒大小可能影响催化效果,请设计实验方案进行验证 _____
__________________________________________。
(3)同种催化剂,还有哪些因素可能影响催化效果,请你再探究(探究一种因素即可)。 ____________________________________________________________。
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答案解析
1.【解析】选B。本题主要考查空气中各成分的含量。空气中氧气约占21%。故选B。
2.【解析】选C。白烟是白色的固体小颗粒向空气中扩散形成的。木炭和硫粉在空气中燃烧生成气体;红磷在空气中燃烧生成白色的固体小颗粒五氧化二磷;铁丝在空气中不能燃烧。故选C。
3.【解析】选D。本题考查空气的分离产物。解答本题应明确:空气分离是利用空气各成分沸点不同进行分离的一种方法,属物理变化,其分离可得到O2、N2、稀有气体等气体,不可能得到空气中不含有的氢气。
4.【解析】选C。煤炭直接燃烧、秸秆焚烧和汽油燃烧均会产生大量的可吸入颗粒物,加剧空气污染,不利于实现空气质量达标;开发清洁能源,可以保护环境,有利于实现空气质量达标,故C项正确。
5.【解析】选D。用过氧化氢和二氧化锰制氧气的反应是分解反应;石蜡在空气中燃烧的反应是氧化反应,但不是化合反应;高锰酸钾受热分解的反应是分解反应;铁和氧气反应生成四氧化三铁,反应物是两种,生成物是一种,属于化合反应,反应物中有氧气参加,也是氧化反应,故D正确。
6.【解析】选B。A中清新的空气由多种物质组成,属于混合物;C中冰水共存物中只含有一种物质,属于纯净物;D中高锰酸钾由一种物质组成,属于纯净物。
7.【解析】选C。装置气密性不好,在冷却过程中有外界的空气进入瓶中,结果偏小;红磷量不足,氧气没有完全消耗,结果偏小;点燃红磷后燃烧匙伸入集气瓶内的操作过于缓慢,导致瓶口附近的空气因受热膨胀而逸出集气瓶,实质等于瓶中空气体积的减少,水倒吸得多了,导致测量结果偏大;实验没有等到装置冷却至室温就打开弹簧夹,由于瓶内气体温度偏高,气压偏大,导致水倒吸得少,测量结果偏小。故选C。
8.【解析】选B。排水法收集氧气时,如果导管接近瓶底,则不容易将水排尽。
9.【解析】选D。由催化剂的定义可知:催化剂在化学反应前后质量不变,故A错误;由于催化剂的化学性质不变,催化剂可以多次使用,故B错误;催化剂能改变其他物质的反应速率,不能增加生成物的质量,故C错误;由催化剂的定义可知,催化剂能改变化学反应的速率。
10.【解析】选A。硫在氧气中燃烧时会产生有毒气体二氧化硫,常用水进行吸收,以防止对空气的污染。
11.【解析】氧气能供给呼吸,太空飞行人员需要携带的气体是氧气;氮气化学性质稳定,可用作保护气,充入白炽灯泡内使灯泡经久耐用;稀有气体在通电时会发出各种颜色的光,借此测试是否有电;植物光合作用是将二氧化碳和水转化成氧气和葡萄糖,二氧化碳是光合作用的原料。
答案:(1)氧气 (2)氮气 (3)氖气 (4)二氧化碳
12.【解析】有关物质颜色、状态、密度、气味等的描述属于物理性质;物质在化学变化中表现出的性质,属于化学性质;根据物质在水中的溶解性,以及与空气密度的相对大小确定收集方法;为了防止通电时灯丝被氧化,灯泡内应填充化学性质稳定的气体。
答案:(1)①②④ ③⑤ ⑨
(2)排水集气法 氮气难溶于水,密度与空气相比相差不大
(3)①氮气+氢气氨气
②一氧化氮+氧气→二氧化氮
(4)稳定
13.【解析】(1)由于二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,可知该反应为碳与氧气在点燃的条件下生成二氧化碳的反应;(2)高锰酸钾在受热条件下生成氧气的反应中不需用催化剂;(3)铁与氧气在点燃的条件下可生成黑色固体四氧化三铁;
(4)由题中信息可知,该反应的反应物中有氧气,且生成物不只是一种。
答案:(1)碳+氧气二氧化碳
(2)高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气
(3)铁+氧气四氧化三铁
(4)石蜡+氧气二氧化碳+水(答案不唯一,合理即可)
14.【解析】通过比较每种情况中两个反应的差异得出影响化学反应的因素。
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(1)中氧气的浓度,(2)中反应时的温度,(3)中是否使用催化剂,(4)中铜与空气的接触面积是导致两个反应效果不同的原因。
答案:(1)反应物的浓度(或氧气的浓度)
(2)反应温度 (3)催化剂
(4)反应物的接触面积
15.【解析】(1)实验中加入过量的红磷以把空气中的氧气尽可能消耗掉,使实验结果更准确,而氧气的消耗会导致装置内的压强减小,从而使等体积液体倒流进入装置内。(2)硫在空气中燃烧生成二氧化硫,乙同学实验中生成二氧化硫气体,借助滴管中的氢氧化钠溶液来吸收二氧化硫,这样水就能够更迅速进入装置内去溶解二氧化硫,而若不用滴管,则实验难以成功。(3)镁条既可以和氧气反应,也可以和氮气反应,所以不能用镁条来代替红磷完成实验,否则会使测量结果偏大。
答案:(1)把空气中的氧气尽可能消耗掉,使实验结果更准确 氧气的消耗导致装置内的压强减小
(2)硫燃烧生成的二氧化硫为气体,瓶中压强几乎没发生改变,所以水不能吸入瓶中
(3)不能 偏大
16.【解析】(1)长颈漏斗和试管是实验室常用的仪器;(2)用过氧化氢溶液制取氧气,不需要加热,制少量时,可以用较简单的C装置;随时控制生成气体的量并节约药品,发生装置最好选用B装置;用向上排空气法收集的氧气较干燥;(3)实验室用高锰酸钾制取氧气时,需要加热,故选用D装置;(4)根据氧气的助燃性,应用带火星的木条放在集气瓶口,根据木条是否复燃,证明是否收集满。
答案:(1)长颈漏斗 试管 (2)C E B (3)D
(4)将一根带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,证明收集满
17.【解析】本题以实验室制取氧气为主题,考查与催化剂有关的实验探究。【分析数据、得出结论】在审题时要抓住“分解温度越低,催化效果越好”,可以得出:实验①与实验④对比,实验④分解温度低,说明Fe2O3有催化能力,能证明猜想合理;通过比较实验②、③、④,实验②的分解温度最低即二氧化锰的催化效果最好。
【反思】验证同种催化剂,颗粒大小可能影响催化效果,可采用控制变量法,即在同种催化剂只有颗粒大小不同,其他条件相同的条件下催化氯酸钾分解,加热测定分解温度。催化剂是能改变化学反应速率,质量和化学性质在化学反应前后都不变的物质,催化剂的颗粒大小、反应温度、催化剂与反应物的质量比等都影响催化效果。
答案:氯酸钾氯化钾+氧气
【分析数据、得出结论】(1)① (2)MnO2
【反思】(1)化学性质
(2)将氯酸钾与不同颗粒大小的同种催化剂等比例充分混合,加热测定分解温度(其他合理解答也可)
(3)提出假设:催化剂与反应物的质量比不同,催化效果不同;
设计方案:①取同颗粒大小的同一催化剂与氯酸钾以不同质量比充分混合;②分别加热,测定分解温度;
得出结论:如果分解温度不同,说明假设成立;反之则不成立(其他合理解答均可)
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