第 2 章 身边的化学物质
|夯实基础|
考点 1 空气的成分及自然界中的碳氧循环
1.[2019·北京]空气成分中,体积分数最大的是( )
A.氧气 B.氮气
C.稀有气体 D.二氧化碳
2.[2019·天水改编]空气是一种宝贵的自然资源,由多种物质组成,下列说法错误的是( )
A.氦气可用来填充探空气球
B.氮气充入食品包装防腐
C.二氧化碳是光合作用的基本原料
D.空气是由空气分子构成的
3.[2019·常州]“绿水青山就是金山银山”。下列做法与该主题不相符的是( )
A.研制开发清洁能源
B.工业废水灌溉农田
C.分类回收生活垃圾
D.积极推广共享单车
考点 2 氧气、二氧化碳的性质及用途
4.[2019·苏州]下列关于氧气的说法正确的是( )
A.分离液态空气获得氧气是化学变化
B.植物的光合作用会消耗氧气
C.氧气的化学性质不活泼
D.液态氧可用作火箭助燃剂
5.[2019·淮安模拟]下列有关实验现象描述错误的是( )
A.蜡烛在空气中燃烧,产生二氧化碳和水
B.红磷在空气中燃烧,产生大量白烟
C.铁丝在氧气中燃烧,火星四射,生成黑色固体
D.打开盛有浓盐酸的瓶盖,瓶口出现白雾
6.[2019·淮安模拟]下列关于 CO2 的用途,只利用其物理性质的是( )A.干冰用于降雨
B.CO2 用于灭火
C.CO2 参加植物的光合作用
D.CO2 能用来生产汽水等碳酸饮料
7.[2019·宜昌]为探究二氧化碳能否和水反应,用 4 朵石蕊试液染成紫色的干燥小花完成下列 4 个实验。实验
Ⅰ、Ⅳ中小花变红,实验Ⅱ、Ⅲ中小花不变色。下列说法不正确的是( )
图 2-1
A.实验Ⅰ、Ⅱ说明醋酸可以使小花变红
B.实验Ⅲ说明二氧化碳不能使小花变红
C.实验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ说明二氧化碳能与水发生化学反应
D.上述实验说明二氧化碳和醋酸具有相似的化学性质
考点 3 氧气与二氧化碳的实验室制取
8.[2019·苏州]下列有关 CO2 实验的图示正确的是( )
图 2-2
9.[2019·益阳]实验室提供 H2O2 溶液、MnO2、KClO3 和 KMnO4 四种药品及下列仪器。
图 2-3
(1)仪器⑤的名称为 。
(2)利用上述药品及仪器可以制取 O2,反应的化学方程式是 ,
组装发生和收集 O2 的装置,需要选择的最佳仪器是 (填序号)。
10.[2019·淮安清江浦区二模]根据装置回答问题。图 2-4
(1)写出图中仪器 a 的名称: 。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气应选用的发生装置为 (填字母),写出该反应的化学方程
式: 。
(3)组装发生装置 A 时,下列仪器、用品的组装顺序是 (填字母)。
A.试管 B.酒精灯 C.铁架台 D.木块
(4)实验室制取二氧化碳时,F 装置可用来测量生成 CO2 的体积,在水面上放一层植物油的目的
是 。
11.根据如图 2-5 所示装置,回答下列问题。
图 2-5
(1)写出图中标号①仪器的名称: 。
(2)实验室用大理石和稀盐酸反应制取 CO2,反应的化学方程式为 ,应选择的发生装置是
(填序号),一般不用 D 装置收集 CO2 的原因是 。
(3)实验室若用 A 装置制取 O2,通常所用的药品是 ;若选择 E 装置用排水法收集 O2,具体的操
作步骤是 。
考点 4 自然界的水
12.[2019·盐城]下列关于水的说法正确的是( )
A.水是一种最常用的溶剂
B.水变成水蒸气的过程中水分子体积变大
C.pH 小于 7 的雨水就是酸雨
D.电解水时负极产生的气体是氧气
13.[2019·扬州]1800 年,人类电解水获得成功。某同学利用图 2-6 所示装置进行该实验时,发现左、右两侧
试管内气体体积比略大于 2∶1,下列说法错误的是( )
图 2-6
已知:①相同条件下,气体的体积比等于气体的分子个数比;②常温常压时,1 L水可溶解0.031 L O 2、0.57 L O3。
A.水在通电时能发生化合反应
B.实验中若加入少量 NaOH 溶液,则导电性增强
C.从实验结果可以确定,相同条件下,H2 在水中的溶解度比 O2 的小
D.若右侧试管内产生少量 O3,也会使左右两侧试管内气体体积比略大于 2∶1
14.水是一种重要的物质,在日常生活和实验室中有着不可替代的作用。请按要求回答下列问题。
(1)从组成角度看:水是由 元素和 元素组成的。
(2)从微粒角度看:水是由 (填“分子”“原子”或“离子”)构成的。
(3)从变化角度看:化学变化不但生成新物质,而且还伴随能量变化。水通电分解生成未来最理想的能源——氢
气,是将 能转化为化学能。
(4)从利用的角度看:天然水中含有许多杂质。在自来水生产过程中,常用到活性炭,其作用是
;许多地区的水是硬水,区别硬水和软水的具体操作方法是 ;硬水
会给人的生产生活带来不利,生活中将硬水转化为软水的方法是 。
15. 根据所学有关水的知识,回答下列问题。图 2-7
(1)用如图 2-7 所示装置进行电解水的实验。
①与 b 管相连接的是电源的 (填“正”或“负”)极。该实验过程中,不发生变化的是 (填字
母)。
A.H2O B.H2 和 O2 C.H 和 O
②在电解水过程中,图 2-8 所示关系正确的是 (填字母)。
图 2-8
(2)据报道,科学家已发现一种新型复合催化剂可高效分解水,有望解决利用水制氢气的高成本难题。该反应的
化学方程式为 。
|能力提升|
1.图 2-9 所示的四个图像分别对应四种过程,其中正确的是( )
图 2-9
A.①等体积、等溶质质量分数的过氧化氢溶液制取氧气
B.②向等质量且足量的碳酸钙中分别加入等质量、不同浓度的稀盐酸
C.③不同形状的等质量碳酸钙分别与等体积、等质量分数的足量稀盐酸反应D.④电解水实验
2.下列不能达到实验目的的是( )
选项 目的 主要操作
A 检验二氧化碳中混有的少量氧气 将带火星的木条伸入混合气体中
B 用海水制取蒸馏水 加热沸腾,水蒸气冷凝
C 除去氮气中少量氧气 将混合物通过灼热的铜
D 除去氧气中的二氧化碳 先通入氢氧化钠溶液,再通过浓硫酸
3.A~F 是初中化学常见的物质,它们之间的相互转化关系如图 2-10 所示。已知 A、B 组成元素相同,E 是天然气
的主要成分。
图 2-10
(1)A 的化学式为 。
(2)C 的用途之一为 。
(3)反应②的基本反应类型为 。
(4)反应④的化学方程式为 。
4.[2019·南京]某课外兴趣小组的同学对二氧化碳的制取和性质进行相关探究。
[实验回顾]
(1)实验室用大理石与稀盐酸制取二氧化碳的化学方程式为 ;用向上排空气
法收集二氧化碳的原因是
。
[实验探究] 图 2-11
(2)如图 2-11 甲所示,打开汽水瓶盖,有大量气泡冒出,塞上带导管的橡皮塞,导管另一端伸入装有滴加了紫色
石蕊试液的蒸馏水的试管中,轻轻振荡汽水瓶,观察到紫色石蕊试液变红;加热上述试管,发现溶液颜色由红色
变为紫色,写出上述变化过程中反应的化学方程式: , 。
(3)打开汽水瓶盖时,有大量气泡冒出,说明气体的溶解度 。
(4)如图乙所示,在 C 处放入用石蕊试液染成紫色的干燥纸花完成以下实验:
在 A 处持续而缓慢地通入气体 X。当关闭 K 时,C 处的紫色石蕊纸花不变色;当打开 K 后,C 处的紫色石蕊纸花
变为红色。若气体 X 为未经干燥的二氧化碳,则 B 瓶中盛放的溶液可以为 (填字母,下同);若气体 X 为
未经干燥且混有氯化氢的二氧化碳,则 B 瓶中盛放的溶液可以为 。
A.浓硫酸
B.氢氧化钠溶液
C.饱和碳酸氢钠溶液
[交流反思]
(5)该小组用空气样品和提高二氧化碳含量的空气样品,控制相同条件测定二者在光照前后温度的变化,实验
结果如图 2-12 所示。则与空气样品对应的温度变化曲线是 (填“a”或“b”),证明二氧化碳可以产
生温室效应。
图 2-12
请简述温室效应对人类生存环境的功与过:
(各写一点)。
5.[2019·苏州]实验室常用高锰酸钾制取氧气,可能用到的装置如图 2-13 所示。
图 2-13(1)本实验可选用的发生和收集装置为 (填字母)。
(2)①写出高锰酸钾分解制氧气的化学方程式: 。
②上述反应的理论产氧率为 [产氧率= m(氧气)
m(高锰酸钾)×100%,结果精确到 0.1%]。
③取一定量的高锰酸钾固体,充分加热,发现实际产氧率远高于上述数值,则可能的原因有
(测定过程中产生的误差可忽略)。
(3)某同学进行该实验并用排水法收集 O2。下列操作正确的是 (填序号)。
a.未检查装置气密性即向大试管中加入高锰酸钾固体
b.当导管口有连续气泡均匀冒出时,开始收集氧气
c.集气瓶中氧气收集满后,先用玻璃片盖住集气瓶口,再将其移出水面
d.气体收集完毕后,先熄灭酒精灯,再将导管移出水面
(4)实验室也可用双氧水制氧气。某同学为研究 MnO2 粉末用量对双氧水分解速率的影响,做了以下实验:采用
不同质量的 MnO2 粉末作催化剂,每次均用 30 mL 10%的双氧水(其他实验条件均相同),测定收集 500 mL 氧气所
用的时间,结果如下:
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
MnO2 用量/g 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
所用时间/s 17 8 6 3 2 2 2 2 2
①写出上述反应的化学方程式: 。
②该实验可得出的结论是
。
6.[2019·苏州]水是生命之源,是“永远值得探究的物质”,人类从未停止过对水的研究。
(1)1766 年,英国化学家卡文迪许用锌和稀硫酸制得“可燃空气”,他所说的“可燃空气”成分是 (填
化学式)。“可燃空气”在纯氧中燃烧生成水,可得出“水是一个结合物而不是简单元素”。
(2)1785 年,拉瓦锡将水蒸气通过红热的铁制枪管将水转化为氢气,同时生成四氧化三铁,实验示意图如图
2-14 所示。
图 2-14上述反应的化学方程式为 。该反应若生成 1 g 氢气,则理论上铁制枪管应增重
g。实验发现枪管实际增重比理论数值大,其可能的原因是
。
(3)1800 年,英国化学家尼科尔森通过电解水得到氢气和氧气,后人不断研究和改进该实验。现有某同学在水
电解器中加入含酚酞的稀 Na2SO4 溶液,至充满管 A 和管 B(Na2SO4 溶液呈中性且不参与反应)。通直流电一段时
间后现象如图 2-15 所示。电解结束后将容器内所有液体倒入烧杯中,溶液呈无色。
图 2-15
①下列说法正确的是 (填字母)。
a.硫酸钠在水中形成自由移动的 Na+和 SO2-4 ,可增强水的导电性
b.电解过程中化学能转化为电能
c.电极 N 与电源负极相连
②电解后,管 A 中生成的微粒有 (填微粒符号)。
(4)当温度、压强分别超过临界温度(374.2 ℃)和临界压强(22.1 MPa)时的水称为超临界水。现代研究表明:超
临界水能够与氧气以任意比例互溶,由此发展了超临界水氧化技术。550 ℃时,测得乙醇(C2H6O)的超临界水氧
化结果如图 2-16 所示。
图 2-16
注:δ(分布分数)表示某物质分子数占所有含碳物质分子总数的比例,如 δ(CO)= CO分子数
所有含碳物质分子总数。
图中 CO 的分布分数先增后降的原因是 。
【参考答案】
夯实基础
1.B [解析]空气中各成分所占的体积分数分别约为:氮气 78%、氧气 21%、稀有气体 0.94%、二氧化碳 0.03%、
其他气体和杂质 0.03%。
2.D [解析]氦气密度小,化学性质稳定,可用来填充探空气球;氮气化学性质不活泼,可作保护气,充入食品包
装防腐;光合作用的原料是二氧化碳和水;空气中含有氮分子、氧分子、水分子、二氧化碳分子等多种分子。
3.B [解析]由于工业废水中含有有毒、有害的物质,用工业废水灌溉农田,会污染土壤、造成农业减产甚至绝
产等。
4.D [解析]分离液态空气获得氧气是利用空气中氧气、氮气的沸点不同,没有新物质生成,属于物理变化;植
物的光合作用是把二氧化碳和水转化成有机物,并释放氧气的过程;氧气是一种化学性质比较活泼的气体,许
多物质可以与氧气发生化学反应;氧气具有助燃性,所以液态氧可用作火箭助燃剂。
5.A 6.A
7.D [解析]因为实验Ⅰ中小花变红,Ⅱ中小花不变色,说明醋酸可以使小花变红;Ⅲ中小花不变色,说明二氧化
碳气体不能使小花变红;实验Ⅱ、Ⅲ中小花不变色,Ⅳ中小花变红,说明二氧化碳能与水发生化学反应生成酸;
上述实验说明醋酸具有酸性,二氧化碳气体本身没有酸性,二者化学性质不相似。
8.D [解析]制取二氧化碳时,长颈漏斗末端应在液面以下,否则产生的二氧化碳会从长颈漏斗口逸出;二氧化
碳能溶于水且能与水反应,所以不能用排水法收集;验证二氧化碳是否已收集满,应将燃着的细木条放于集气
瓶口,若木条立即熄灭,说明已收集满;二氧化碳能与水反应生成碳酸,碳酸显酸性,使石蕊试液变红。
9.(1)铁架台
(2)2H2O2 2H2O+O2↑ ①②⑥⑦
[解析](2)根据题目给出的药品和仪器,可以得出制取氧气需要使用 H2O2 溶液、MnO2,所以反应的化学方程式为
2H2O2 2H2O+O2↑;用过氧化氢制取氧气,不需要加热,氧气可以采用排水法收集也可以采用排空气法收集,
所以需要的仪器是①②⑥⑦。
10.(1)水槽
(2)A 2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑
(3)CDBA
(4)防止二氧化碳溶于水且和水反应11.(1)酒精灯
(2)CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2↑ C
二氧化碳能溶于水且能与水发生化学反应
(3)高锰酸钾 将 E 中装满水,气体由 b 导管通入,水由 a 导管排出
12.A [解析]水能溶解许多种物质,故水是一种最常用的溶剂;水变成水蒸气的过程中水分子之间的间隔变大,
水分子体积不变;正常的雨水呈酸性,而酸雨是指 pH
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