专题2.2 氧气及其制取
一、选择题
1.【2017年黑龙江省齐齐哈尔市】下列实验现象的描述错误的是
A.硫在空气中燃烧产生淡蓝色火焰 B.铝和硫酸铜溶液反应,生成黑色的铜
C.铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射 D.二氧化碳通入紫色石蕊溶液,紫色石蕊溶液变红
【答案】B
2.【2017年四川省眉山市】实验室用高锰酸钾制取氧气,不需要用到的一组仪器是
A.烧杯、玻璃棒 B.大试管、集气瓶
C.酒梢灯、铁架台 D.导管、单孔塞
【答案】A
【解析】实验室中用高锰酸钾来制取氧气,发生装置为:大试管、铁架台、铁夹、酒精灯、带导管的单孔塞,收集装置为集气瓶,水槽等装置和仪器.而在实验中用不到烧杯和玻璃棒,选A
3.【2017年四川省眉山市】下图是“铁丝在氧气中燃烧”的实验改进装置。下列说法错误的是
A.氧气无须提前制备和收集 B.用塑料瓶代替集气瓶,实验更安全
C.该装置也可用于二氧化碳和氢气的制备、干燥和检验
D.铁丝在氧气中剧烈燃烧,发出黄色火焰,产生黑色固体
【答案】D
【解析】A.该装置集氧气的制取和铁丝在氧气中的燃烧装置于一体,所以氧气无须提前制备和收集
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;B.万一瓶炸裂,熟料瓶的材质轻,破坏力小,用塑料瓶代替集气瓶,实验更安全。C.二氧化碳的制取也用固液常温型发生装置,也能用浓硫酸干燥、当将水换成澄清石灰水时,能进行二氧化碳的验证;该装置也可用于二氧化碳和氢气的制备、干燥和检验;D.铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,产生黑色固体。选D
4、【2017年新疆乌鲁木齐市】 如图所示.将液体X逐滴加入到集气瓶中与固体Y作用,可观察到气球逐渐变大。下表中液体X和固体Y的组合,符合题意的是
①
②
③
④
⑤
X
双氧水
稀硫酸
水
水
稀盐酸
Y
二氧化锰
碳酸氢钠
氢氧化钠
硝酸铵
铁粉
A.①②③④ B.①③④ C.①②③⑤ D.②③④
【答案】C
5.【2017年四川省眉山市】下列描述正确的是
A.氢氧化钠暴露在空气不易变质 B.硫在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰
C.浸没在植物油中的铁钉容易生锈 D.硝酸铵固体溶于水形成溶液的过程中温度上升
【答案】B
【解析】A.氢氧化钠暴露在空气易与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠而变质;B.硫在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰,产生有刺激性气味的气体;C.铁生锈是铁与氧气、水共同作用的结果,浸没在植物油中的铁钉不容易生锈;D.硝酸铵固体溶于水形成溶液的过程中温度降低。选B
6.【2017年内蒙古呼和浩特市】下列四个实验方案设计合理的是
选项
目的
方案
A
除去木炭扮中的少量CuO
在空气中充分灼烧
B
除去KCl中混有的少量KClO3
取样,加二氧化锰,充分加热
C
鉴别化肥NH4Cl和(NH4)2SO4
取样,加熟石灰,研磨
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D
陈去N2中混有的少量O2
通过灼热的铜网
【答案】D
【解析】除杂的原则:只除杂,不引杂。即所加试剂只能与杂质反应,不能与想要的主要成分反应,同时不能引入新的杂质。A在空气中灼烧,木炭会燃烧,不符合除杂要求;B、加二氧化锰,充分加热,氯酸钾分解生成氯化钾和氧气,但是由于催化剂的质量不变,引入新的杂质。C NH4Cl和(NH4)2SO4都有铵根离子,都能和熟石灰反应生成氨气,产生刺激性气味;D、铜和氧气在加热条件下生成固体氧化铜,氮气不反应;选D
7.【2017年辽宁省沈阳市】空气中能使食物变质的主要气体是
A.氮气 B.氧气 C.二氧化碳 D.稀有气体
【答案】B
【解析】氮气和稀有气体的化学性质稳定,可以填充在食品包装袋内做保护气,防止食物因缓慢氧化而变质。氧气能和食物中的物质发生缓慢氧化,使食物变质。选B
8.【2017年内蒙古呼和浩特市】下列所示的四个图像,能正确反映对应变化关系的是
A.电解水 B.向两份完全相同的稀盐酸中分别加入锌粉和铁粉
C.加热一定质量的高锰酸钾 D.向一定量的氢氧化钠溶液中加水稀释
【答案】C
再改变;D.向一定量的氢氧化钠溶液中加水稀释,溶液的碱性变弱pH变小,但溶液始终呈碱性,PH不会等于或小于7.选C
9.【2017年江苏省宿迁市】下列说法不正确的是
A.空气中N2的体积分数约为78% B.O2的化学性质比较活泼,具有可燃性
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C.CO2是绿色植物光合作用的原料之一 D.稀有气体化学性质稳定,可用作保护气
【答案】B
【解析】A、空气中各成分的含量按体积分数计算,氮气占78%,氧气占21%,稀有气体占0.94%,二氧化碳占0.03%,B.O2的化学性质比较活泼,具有助燃性;C.绿色植物光合作用是二氧化碳和水在光和叶绿素的作用下生成有机物和氧气。D.稀有气体化学性质稳定,可用作保护气,正确;选B
10.【2017年江苏省泰州市】下列除去杂质(少量)的方法中正确的是( )
选项
物质
杂质
除杂方法
A
CaCO3固体
CaO
加足量稀盐酸,过滤
B
O2气体
H2O
通过浓硫酸洗气、收集
C
Cu(NO3)2溶液
AgNO3
加过量Fe粉,过滤
D
NaCl固体
KNO3
配成热饱和溶液,降温结晶、过滤、洗涤、干燥
【答案】B
11. 【2017年湖北省襄阳市】推理是学习化学的一种重要方法,但推理必须科学、严谨。下列推理正确的是
A.木炭在氧气中能燃烧,所以氧气具有可燃性
B.不锈钢虽然是金属材料,但它属于混合物而不是金属单质
C.原子核是由质子和中子构成的,故所有原子核中都一定含有质子和中子
D.催化剂在反应前后质量不变,因此反应前后质量不变的物质一定是催化剂
【答案】B
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【解析】A.木炭在氧气中能燃烧,所以氧气具有助燃性,木炭有可燃性;B.不锈钢虽然是金属材料,是主要成分为铁,一定含有杂质碳的混合物;C.原子核通常是由质子和中子构成的,但氢的原子核中只有含有质子,没有中子;D.能改变其他物质的反应速率,而本身的质量和化学性质在反应前后不变的物质叫催化剂。选B
12.【2017年黑龙江省绥化市】下列实验现象的描述中,正确的是
A.硫在氧气中燃烧产生淡蓝色火焰
B.电解水时用带火星的木条检验负极产生的气体:带火星的木条复燃
C.把盛有浓盐酸的试剂瓶塞打开后,瓶口上方会出现白烟
D.向硫酸铜溶液中滴加氢氧化钠溶液,产生蓝色沉淀
【答案】D
13.【2017年黑龙江省齐齐哈尔市】推理是学习化学的一种方法,以下推理正确的是
A.氧气由氧元素组成,所以制取氧气的反应物一定含有氧元素
B.质子数决定元素种类,所以质子数相同的粒子一定属于同种元素
C.溶液是均一稳定的,所以均一稳定的物质一定是溶液
D.催化剂可以加快化学反应速率,所以任何化学反应都需要催化剂
【答案】A
【解析】A、根据质量守恒定律化学反应前后元素的种类不变,故制取氧气的反应物一定含有氧元素,正确;B、元素是具有相同质子数的一类原子的总称,错误;C、溶液是均一稳定的混合物,均一稳定的物质不一定是溶液,错误;D、催化剂能改变物质的反应速率,但不是所有的反应都需要催化剂,错误。故选A。
14.【2017年广东省】现有以下曲线,与之对应的叙述正确的是
A.用氯酸钾制取氧气 B.等质量碳酸钙与足量同浓度稀盐酸反应
C.硝酸铵溶于水时溶液的温度变化 D发生的反应为:2KNO32KNO2+O2↑
【答案】D
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二、非选择题
第20题图
15.【2017年浙江省衢州市】小柯用高锰酸钾制取氧气,并用制得的氧气
来探究白磷燃烧的条件。
(1)指出图甲装置中存在的错误是
_____________________________。
(2)乙中的白磷不燃烧,丙中的白磷燃烧,可以
得出的结论是__________________________________________。
【答案】(1)导管伸入试管中过长 (2) 白磷燃烧的条件是温度要达到白磷的着火点
【解析】(1)指出图甲装置中存在的错误是导管伸入试管中过长,不利于导出气体,因略露出单孔塞即可;燃烧需要同时具备的三个条件:物质有可燃性、温度达可燃物的着火点、与氧气充分接触;乙中温度低的白磷不燃烧,丙中温度高的白磷燃烧,可以得出的结论是白磷燃烧的条件是温度要达到白磷的着火点。
16.【2017年新疆乌鲁木齐市】(4分)加热分解15.8g高锰酸钾,可以制得氧气的质量是多少?(计算结果保留一位小数)
【答案】1.6g
【解析】设加热分解15.8g高锰酸钾,可以制得氧气的质量是x
2KMnO4 △ K2MnO4+MnO2+O2↑
316 32
15.8g x
316/15.8g=32/x x=1.6g
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答:略
17.【2017年四川省雅安市】(本题共 6 分) 化学兴趣小组用一瓶久置的过氧化氢溶液制取氧气并测量过氧化氢质量分数。称量 68g 过氧化氢溶液和 0.1g 二氧化锰进行实验, 反应前后质量随时间变化关系如图。计算:
( 1) 制得氧气的质量是 g。
( 2) 过氧化氢质量分数是多少?
【答案】(1)0.8g (2)2.5%
18.【2017年山西省】在一次实验课上,同学们用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气。他们取了 24.5g 的混合物,其中二氧化锰的质量分数为 20%,加热到完全分解。通过计算,得出他们制得氧气的质量是多少?
【答案】7.68g
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19.【2017年湖北省襄阳市】把干燥、纯净的氯酸钾和二氧化锰的混合物31.5g装入大试管中,加热制取氧气。待完全反应后,将试管冷却、称量,得到21.9g固体物质。计算制得氧气多少克?21.9g固体物质中含有哪些物质?各多少克?
【答案】 9.6g;氯化钾14.9g、二氧化锰7g。
【解析】氯酸钾在二氧化锰的作用下分解生成氯化钾、氧气,据质量守恒定律可知反应前后物质的总质量不变,所以氧气的质量为31.5g-21.9g=9.6g;因完全反应,所以反应后的固体中有氯化钾和二氧化锰,设反应生成氯化钾的质量为x
2KClO3 2KCl+3O2↑
149 96
x 9.6g
149/x=96/9.6 x=14.9g 二氧化锰的质量为21.9g-14.9g=7g
答:略
20.【2017年湖北省随州市】(9分)实验探究一:课本第二单元课后作业中有“寻找新的催化剂” 的探究内容,实验中学探究小组据此设计了如下探究方案。
【提出问题】红砖粉末能否作为过氧化氢溶液分解的催化剂?如果能,效果如何?
【实验探究】
实验步骤
实验现象
实验结论及解释
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Ⅰ.
A中无明显现象, B中产生大量能使带火星木条复燃的气体
① 产生的气体是______
② 红砖粉末能改变过氧化氢分解速率
Ⅱ.向B试管中重新加入5%的过氧化氢溶液,反应停止后过滤、洗涤、干燥、称量滤渣
① 又产生大量能使带火星木条复燃的气体
② 滤渣质量等于ag
红砖粉末的_____在反应前后均没有发生变化,能作过氧化氢分解的催化剂
Ⅲ.
两试管中均产生气泡且______
红砖粉末的催化效果没有二氧化锰粉末好
【拓展应用】
己知CuSO4也可作为过氧化氢分解的催化剂。向101.2g一定溶质质量分数的过氧化氢溶液中加入2g CuSO4粉末,充分反应后得到溶质质量分数为2%的溶液,则生成氧气_____g。
实验探究二:实验室中的试剂一般要密封保存,否则可能会与空气接触而变质。淅河中学化学学习小组发现一瓶未密封的氢氧化钾固体,对其是否变质进行探究。
【提出猜想】1.未变质 2.部分变质 3.完全变质
【查阅资料】KOH与NaOH性质类似,也能与CO2反应而变质。写出KOH变质的化学方程式为_____。
【设计实验】
(l)取少量样品于试管中配成溶液,滴加足量稀盐酸有气泡产生,则猜想_____不成立。
(2)准确称取一定质量的固体样品,放在右图所示装置中进行实验,根据CO2的体积和密度计算变质产物的质量,从而确定变质情况,你认为这个方案是否可行,并说明理由_________。
(3)请你另外设计一个方案,进一步探究变质情况
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实验步骤
实验现象
实验结论
猜想2成立
【答案】探究一(4分):
实验步骤
实验现象
实验结论及解释
①氧气
化学性质和质量
C中产生气泡较慢
【拓展应用】3.2g 探究二(5分): 【查阅资料】2KOH+CO2=K2CO3+H2O 【设计实验】(l)l
(2)不可行,因为CO2能溶余水(或与水反应),导致测量结果误差较大。
(3)
实验步骤
实验现象
实验结论
另取少量样品,配成溶液滴加足量CuCl2溶液,静置后滴加酚酞溶液
产生白色沉淀 溶液变红色
猜想2成立
(说明:设计思路为先除尽CO32-,然后证明OH-存在。合理即可)
21.【2017年海南省】认识仪器、选用装置以及正确处理实验意外,是实验素养的具体体现。
(1)以下为实验室制备气体常用的发生装置。仪器a的名称是_____;
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(2)1773年,瑞典化学家舍勒用右图所示装置制备氧气,在曲颈瓶中装有硝酸钾和浓硫酸的混合物,置于火炉上加热,产生的氧气用动物膀胱收集。该实验若改用(1)中的发生装置,最合适的是_____(填装置下面的字母);
(3)小明用高锰酸钾制备氧气,实验结束时,先熄灭酒精灯,导致水槽中的水倒流进入了导气管。可采取的补救措施是_____(说出一种)。
【答案】(1)锥形瓶(2)C(3)拔出橡皮塞(或用酒精灯重新加热、用夹子夹住胶皮管等。其它合理答案均可)
22.【2017年河北省】小明在市场看到,鱼老板将一勺白色粉末加入水中,水中奄奄一息的鱼很快张开嘴,活蹦乱跳起来,小明对这种“白色粉末”很感兴趣,与小刚进行了相关探究.
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【查阅资料】这种“白色粉末”的主要成分是过碳酸钠(化学式为Na2CO4),常温下,与水反应生成氧气.【实验1】小明选用如图所示装置中的 (选填序号)进行过碳酸钠与水的反应并收集产生的气体,经检验该气体是氧气,检验方法是
【提出问题】过碳酸钠与水反应后得到的溶液M中溶质的成分是什么?
【作出猜想】根据过碳酸钠与水的组成作出三种猜想.
猜想一:Na2CO3;猜想二:NaOH;猜想三:Na2CO3和NaOH.
【实验2】小明取溶液M,滴加CaCl2溶液,观察到有白色沉淀生成,他认为白色沉淀是CaCO3,溶液中一定含有Na2CO3.小刚提出质疑,产生的白色沉淀不一定是CaCO3,他的理由是: .
【实验3】小刚取溶液M,滴加稀HCl,观察到 ,证明溶液中一定含有Na2CO3,从而否定了猜想二.Na2CO3与稀HCl反应的化学方程式为 .
【实验4】为进一步确定溶液M中是否含有NaOH,他们向溶质M中滴加CaCl2溶液至不再产生沉淀为止,取上层溶液,加入 ,无明显现象.证明溶液中无NaOH溶液,猜想一正确.该实验中用CaCl2溶液而不用饱和石灰水,原因是: .
【反思拓展】
(1)根据过碳酸钠的性质,保存时应注意防潮.
(2)检验A、B两种物质是否同时存在,一定要考虑二者性质的互相干扰问题.
【答案】【实验1】B;将燃着的木条放入集气瓶内,木条燃烧的更旺,证明是氧气;【实验2】氯化钙与氢氧化钠反应,生成微溶性的氢氧化钙;【实验3】有气泡产生;Na2CO3+2HCl═2NaCl+CO2↑+H2O;【实验4】无色酚酞试液;碳酸钠能与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,无法证明原溶液中否含有氢氧化钠.
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23.【2017年海南省】探究过氧化氢分解的影响因素。
(1)王老师使用压强传感器等设备,检测不同温度下过氧化氢分解时气体压强的变化。经过实验、数据处理等,获得如右图所示的压强-时间的曲线变化。由此可知,其它条件一定时,温度越高,过氧化氢的分解速率_____(填 “越快”、“越慢”或“不变”);
(2)请你设计实验方案,探究浓度对过氧化氢分解速率的影响(写出简要的实验步骤)________。
【答案】(1)越快(2)在两支试管中分别加入10mL5%和10%的过氧化氢溶液,同时分别加入少量等量的二氧化锰,观察两支试管中产生气体的快慢。
24.【2017年广东省】(12分)根据“题22图”回答有关问题。
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(1)仪器a的名称是________;图中可用于加热KClO3制备O2的装置为______(填序号), 化学反应方程式为________。
(2)若用铁片与稀盐酸在A装置中制备H2,铁片应放在________;用F收集H2时导入气体的导管端为________(填“b”或“c”) ;检验装置D气密性的方法是:用止水夹夹紧导管口的橡胶管后,_____________,则气密性良好。
(3)图中可用于固液反应制备气体的装置中,不能使反应随时发生或停止的装置是________(填序号),原因是反应过程中若用止水夹夹紧橡胶管后,________。
(4)若用过氧化氢溶液制备O2,最好选用装置______(填序号),把F装满水,用排水法收集O2并测定气体体积,应在________端(填“b”或“c”)连接上一个量筒。
【答案】(1)漏斗; C, 2KClO3 2KCl+3O2↑。(2)塑料片上; c;向漏斗中加水,加水至没过漏斗导管口,使导管内外形成一段液面差,且一段时间后液面差保持不变,说明装置气密性良好;(3)C,反应物固体和液体不能分离。(4)B, b
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