第二单元 我们周围的空气
一、选择题：本大题共15小题，每小题4分，共60分。
1.航天活动中需要“人造空气”来供航天员呼吸，这种“人造空气”中含有体积分数为70%的氮气、20%以上的氧气，还有二氧化碳。下列关于“人造空气”的说法中，不正确的是( )
A.“人造空气”比空气中的氮气含量低
B.氮气对航天员呼吸没有任何作用，因此“人造空气”可以不需要氮气
C.“人造空气”中供给航天员呼吸的是氧气
D.潜水员在水下用的“人造空气”用氦气代替氮气，与氦气的化学性质不活泼有关
2.要提高全民的环保意识，保护我们的空气。下列不属于空气污染物的是( )
A.一氧化碳 B.臭氧 C.二氧化碳 D.
3.医学上常用“冷冻法”治疗咽喉炎，其冷冻剂是下列物质中的( )
A.液态氧 B.液态氮 C.液态空气 D.液态二氧化碳
4.三江源是我国最大的湿地自然保护区，是长江、黄河和澜沧江的源头，那里雪山连绵，冰川高挂，水肥草美，生物多样。为保护当地自然资源，下列做法合理的是( )
A.发展火力发电 B.垃圾就地焚烧 C.禁止私挖滥采 D.兴建化工基地
5.2021年印度新冠疫情加剧，导致其国内氧气供应严重不足。下列关于氧气的说法错误的是( )
A.能用于医疗急救 B.易溶于水
C.能使带火星的木条复燃 D.可贮存在钢瓶中
6.下列反应后的物质属于纯净物的是( )
A.加热氯酸钾到完全分解
B.加热高锰酸钾到完全分解
C.加入二氧化锰的过氧化氢溶液完全分解
D.加热高锰酸钾和氯酸钾的混合物到完全分解
7.实验室用高锰酸钾制取氧气的部分操作如下列各选项所示，其中正确的是( )
A. B.
C. D.
8.观察实验现象是学习化学的重要途径。下列有关物质燃烧实验现象的描述正确的是( )
A.红磷在氧气中燃烧，产生大量白雾 B.细铁丝在氧气中燃烧，火星四射
C.硫在氧气中燃烧时，发出淡蓝色的火焰 D.木炭在氧气中燃烧，发出明亮的黄色火焰
9.甲、乙、丙三个集气瓶中，分别盛有空气、氮气和氧气中的一种气体，用一根燃着的木条分别插入集气瓶中，短时间内依次观察到火焰熄灭、继续燃烧、燃烧更旺，瓶中所盛气体分别是( )
A.氧气、氮气、空气 B.氮气、氧气、空气 C.空气、氧气、氮气 D.氮气、空气、氧气
10.纳米铁粉在空气中能自燃并生成一种红色氧化物。对比铁丝在空气中不能燃烧，而在氧气中能剧烈燃烧的事实，某同学得出的下列结论不正确的是( )
A.纳米铁粉在空气中自燃的产物也是四氧化三铁
B.相同的反应物在不同条件下生成物可能不同
C.有些物质燃烧时不需要点燃
D.反应物间的接触面积大小是反应能否发生的因素之一
11.利用如图装置验证了空气中氧气的含量。下列叙述不正确的是( )
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.试管没有冷却打开止水夹，会使测量结果偏小
D.最终量筒中液面约降至40mL刻度线处
12.下列变化中不属于缓慢氧化的是( )
A.动植物的呼吸作用 B.绿色植物的光合作用
C.食物的腐烂 D.有机肥的腐熟
13.下列有关氯酸钾制氧气的叙述，正确的是( )
A.只有将二氧化锰加入氯酸钾中，经加热反应才能开始
B.少量高锰酸钾加入氯酸钾中，受热时反应速度比只有氯酸钾快，因此高锰酸钾也是催化剂
C.使用二氧化锰作催化剂，反应后的剩余物仍可以作其他化学反应的催化剂
D.发生的反应属于分解反应，二氧化锰是反应的催化剂
14.下列实验指定容器中的水，其解释没有体现水的主要作用的是( )
A B C D
实验装置 硫在氧气中燃烧 测定空气中氧气的含量 铁丝在氧气中燃烧 排水法收集氧气
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集气瓶中的体积 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：把集气瓶中的空气排出，收集气体更纯
A.A B.B C.C D.D
15.用一定量的某溶液制取气体，红砖粉是该反应的催化剂，实验数据如图所示。下列说法错误的是( )
A.加入的红砖粉，可作该反应的催化剂
B.加入红砖粉的质量越大，反应产生的气体质量越大
C.加入红砖粉的质量越大，反应产生气体的速率越快
D.加入红砖粉的质量不同，装置内最终的压强相同
二、填空题：本大题共5小题，每小题8分，共40分
16.水和氧气是人类赖以生存的重要物质。
（1）许多化学实验都离不开水，如图是同学们探究氧气性质的实验装置图，你认为图1中水的作用是_____________________________；图2中水的作用是_____________________________。
（2）图1、图2所示实验中发生反应的文字表达式分别为：_____________________________；_____________________________。
（3）图1、图2中的两个反应具有的共同点有：_____________________________；_____________________________。
17.小明和小红对市场上销售的一种食品“蛋黄派”的包装产生了兴趣，因为蛋糕包装在充满气体的小塑料袋内，袋内的气体充得鼓鼓的，看上去好像个小“枕头”。他们认为这种充气包装技术主要是为了使食品能够较长时间地保鲜、保质。那么，这是什么气体呢？小红猜想是氮气，小明猜想是二氧化碳。
（1）他们设计了一个简单的实验方案，来判断小明的猜想是否正确，操作步骤：在袋上切一个小口，将袋内气体压入________中，观察现象。
（2）小明的猜想如果正确，现象应该是________。
（3）如果食品充气袋中所充的是氮气，你认为是否可行？________。
（4）对所充气体的要求是________（填序号）。
①安全、无毒
②廉价、易得
③化学性质稳定，与食品不起化学反应
④密度要比空气密度大
18.
A、B、C、D、E、F都是已学化学内容中涉及的物质,转化关系如图所示,其中A、C是白色固体,D、F是无色气体,B、E是黑色粉末。回答下列问题:
1.在反应①中B物质所起的作用是
。
2.反应②的文字表达式是_________________________;反应①的基本反应类型是_________________________。
3.指出物质D在日常生产生活中的一种用途: 。
19.兴趣小组利用下列装置进行实验室制取和收集氧气的实验，请回答：
（1）写出仪器名称：①_________，②_________。
（2）若用高锰酸钾制取氧气，应选用的发生装置是_________（填字母）。你认为该装置中还缺少_________，反应发生前应进行的操作是_________，写出该反应的文字表达式：_________。
（3）若用过氧化氢制取氧气，可选用的发生装置是_________（填字母）；写出用过氧化氢制氧气的反应的文字表达式：_________。
（4）选用D装置收集氧气时，最佳的收集时间是_________；表明气体已集满的现象是_________。若用F装置收集氧气时，则气体从_________端进入（填“b”或“c”）。
（5）B装置的优点是_________。
20.
某学习小组做镁带在空气中燃烧实验时,发现生成物中有黑色固体。针对这一现象,他们开展了如下探究活动。请仔细阅读并完成下列探究报告。
【探究目的】探究镁在空气中燃烧产生的黑色固体是镁与空气中什么物质反应产生的。
【分析猜想】分析空气中各种成分,寻找猜想依据。
空气成分之一:氧气,与镁反应生成的氧化镁是白色固体。
空气成分之二:_________,化学性质很不活泼,几乎不与其他物质反应。
空气成分之三:水蒸气,打磨光亮的镁带放入沸水中,表面会附有白色固体并产生大量气泡;如果将镁带放到水蒸气中,也会发生上述反应,但产生的不是黑色固体。
因此猜想:可能是镁与氮气或__________反应生成黑色固体。
【实验一】镁带与氮气的反应
(一)获取氮气
(1)在特定装置内将空气液化,然后升温,先出来的气体就是氮气。这种方法是利用液氧和液氮的____________不同,通过_________(填“物理”或“化学”)变化进行获取的,但在实验室条件下空气不易被液化。
(2)以下是实验室获取氮气的方法及装置,其中得到的氮气较纯的是_________(填字母)。
(二)燃烧镁带,观察现象
将镁带打磨光亮,点燃,伸入盛的集气瓶中,剧烈燃烧,瓶内壁附着一层淡黄色的固体。
(三)实验结论:镁与氮气在点燃的条件下发生反应生成淡黄色的氮化镁。请写出该反应的文字表达式______________。
【实验二】将燃着的镁带伸入盛二氧化碳的集气瓶中,镁带剧烈燃烧,瓶内出现白色固体和黑色固体。二氧化碳与镁发生了反应,生成了氧化镁和碳,碳是黑色的固体。
【探究结论】镁在空气中燃烧产生的黑色固体是镁与空气中的二氧化碳反应产生的。
【交流与反思】
①仔细观察实验发现,镁带在空气中燃烧生成的固体几乎都是白色的,原因是_____________。
②如果用足量的镁替代红磷进行空气组成的探究实验,实验测得氧气体积分数与氧气在空气中真实体积分数相比较会_________(填“偏大偏小”或“相等”),解释原因:__________。
答案以及解析
1.答案：B
解析：空气中各成分按体积计算，大约是：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%。所以“人造空气”比空气中的氮气含量低，A正确；氮气对航天员呼吸没有任何作用，但人体长期吸入纯氧会影响人体健康，所以“人造空气”还需要氮气，B错误；由于氧气是供给呼吸的气体，所以“人造空气”中供给航天员呼吸的是氧气，C正确；潜水员在水下用的“人造空气”用氦气代替氮气，与氦气的化学性质不活泼有关，D正确。
2.答案：C
解析：二氧化碳不属于空气污染物。
3.答案：B
解析：用“冷冻法”治疗咽喉炎，说明所需物质能够提供低温环境且能应用于医疗领域，根据物质的性质，只有液氮具有此用途。
4.答案：C
解析：火力发电、垃圾就地焚烧产生大量空气污染物，A、B错误；要有效、合理地开发资源，禁止私挖滥采，C正确；化工基地污染环境，D错误。
5.答案：B
解析：氧气能供给呼吸，可用于医疗急救，A正确；氧气不易溶于水，B错误；氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，C正确；在降温加压的条件下，氧气由气态会变成液态，可贮存在钢瓶中，D正确。
6.答案：A
解析：加热氯酸钾到完全分解，反应后的物质中只有氯化钾，属于纯净物，A正确；高锰酸钾完全分解后含有锰酸钾和二氧化锰，属于混合物，B错误；过氧化氢完全分解，反应后的物质中含有水和二氧化锰，属于混合物，C错误；加热高锰酸钾和氯酸钾的混合物到完全分解，剩余的物质中含有锰酸钾、二氧化锰和氯化钾，属于混合物，D错误。
7.答案：C
解析：向试管中装粉末状药品时，首先应将试管倾斜，将盛有药品的药匙小心送至试管底部，然后将试管竖立起来，A错误；实验室用高锰酸钾制氧气时，试管口应略向下倾斜，目的是防止在试管口冷凝的水回流到热的试管底部炸裂试管，B错误；由于氧气的密度比空气大，在实验室里可采用向上排空气法进行收集，且应使导管伸到接近集气瓶底的位置，C正确；收集氧气验满时，带火星的木条应放在集气瓶口，不能伸入瓶中，D错误。
8.答案：B
解析：红磷在氧气中燃烧产生大量白烟，A错误；细铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，B正确；硫在氧气中燃烧时，发出明亮的蓝紫色火焰，C错误；木炭在氧气中燃烧，发出白光，放出热量，D错误。
9.答案：D
解析：氧气能支持燃烧，能使燃着的木条燃烧更旺，氮气不能燃烧、不支持燃烧，能使燃着的木条熄灭，燃着的木条在空气中能正常燃烧。故甲、乙、丙瓶中所盛气体分别是氮气、空气和氧气。故选D。
10.答案：A
解析：四氧化三铁是黑色固体，A错误；纳米铁粉在空气中自燃生成的是红色的氧化铁，铁在氧气中燃烧生成的是黑色的四氧化三铁，说明相同的反应物在不同条件下生成物可能不同，B正确；纳米铁粉在空气中能自燃，说明有些物质燃烧时不需要点燃，C正确；根据纳米铁粉在空气中能自燃，铁丝在空气中不能燃烧可知，反应物间的接触面积大小是反应能否发生的因素之一，一般反应物接触面积越大，反应越容易发生，D正确。
11.答案：D
解析：实验前要检查装置的气密性，防止漏气，使测量结果不准确，A正确；白磷燃烧生成五氧化二磷，白磷的作用是消耗试管中的氧气，B正确；试管没有冷却到室温，剩余气体在受热状态下体积膨胀，造成测量结果偏小，C正确；氧气约占空气体积的1/5，130mL空气中氧气的体积约为，最终量筒内液面降至约50mL-26mL=24 mL处，D错误。
12.答案：B
解析：绿色植物的光合作用是植物吸收二氧化碳等，释放出氧气，不属于缓慢氧化。
13.答案：D
解析：如果没有二氧化锰作催化剂，氯酸钾加热到很高温度也会缓慢分解，产生氧气，A选项错误；高锰酸钾加热时会分解生成二氧化锰，二氧化锰才是氯酸钾分解反应的催化剂，B选项错误；反应后剩余物有二氧化锰和氯化钾，不能作为其他化学反应的催化剂，C选项错误。
14.答案：A
解析：硫在氧气中燃烧生成的二氧化硫气体有毒，扩散倒空气中会污染空气，该实验中水的主要作用是吸收有毒的二氧化硫气体。
15.答案：B
解析：由题干信息可知，加入的红砖粉可作该反应的催化剂，A正确；由题图可知，加入红砖粉的质量越大，反应产生气体的速率越快，但最终装置内压强相同，说明产生的气体质量相等，B错误；由题图可知，加入红砖粉的质量越大，反应产生气体的速率越快，C正确；由题图可知，加入红砖粉的质量不同，装置内最终的压强相同，D正确。
16.答案：（1）防止溅落的高温熔融物炸裂瓶底；吸收二氧化硫，防止其污染空气
（2）铁+氧气四氧化三铁；硫+氧气二氧化硫
（3）都是化合反应；反应条件都是点燃（或反应物中都有氧气，合理答案均可）
解析：（1）铁丝在氧气中燃烧，生成高温熔融物四氧化三铁，如果直接落到瓶底易炸裂瓶底。硫与氧气反应生成的二氧化硫是一种空气污染物，易溶于水，能和水反应，所以加入水可以减少二氧化硫气体逸出污染空气。
17、
（1）答案：澄清石灰水
解析：小明猜想袋内是二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，要判断小明的猜想是否正确，可将袋内气体鼓入澄清石灰水中，观察现象。
（2）答案：澄清石灰水变浑浊
解析：二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，若观察到澄清石灰水变浑浊，说明小明的猜想是正确的。
（3）答案：可行
解析：氮气的化学性质不活泼，可用作保护气，故食品充气袋中充氮气是可行的。
（4）答案：①②③
解析：充气包装是现代常用的食品包装方式，充气包装除了能保鲜外，还能防止食品在运输、储存时发生挤压，所充入的气体首先应具备安全、无毒、化学性质稳定、不与食物反应等性质，其次从经济角度出发，应尽量选廉价、易获得的气体，故填①②③。
18.答案：（1）催化作用
（2）碳+氧气二氧化碳；分解反应
（3）供给呼吸（或支持燃烧，答案合理即可）
解析：（1）F是能使澄清石灰水变浑浊的气体，F为二氧化碳，D为无色气体，E为黑色粉末，且E与D反应生成二氧化碳，则D为氧气，E为碳，A、C是白色固体，B为黑色固体，即A为氯酸钾，B为二氧化锰，C为氯化钾。B为二氧化锰，在氯酸钾分解反应中起催化作用。
（2）反应②的文字表达式为碳+氧气二氧化碳；反应①为分解反应。
（3）D为氧气，可用于支持燃烧或用于供给呼吸等。
19、
（1）答案：①试管；②长颈漏斗
解析：
（2）答案：A；棉花团；检查装置的气密性；高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气
解析：若用高锰酸钾制取氧气，是固体在加热的条件下制取气体，故应选用的发生装置是A。由于加热时，固体粉末容易随气流进入导管，所以应该在试管口放一团棉花，故该装置中还缺少棉花团。为保证气体的顺利收集，在反应发生前，应进行的操作是检查装置的气密性。
（3）答案：B；过氧化氢水+氧气
解析：用过氧化氢制取氧气，需要使用二氧化锰作催化剂来加快反应的进行，是固体和液体常温下反应制取气体，故应选用的发生装置是B。过氧化氢在二氧化锰的催化下分解为水和氧气，对应的文字表达式为过氧化氢水+氧气。
（4）答案：导管口有连续均匀的气泡冒出；集气瓶口有大气泡冒出；c
解析：要收集到较纯净的氧气，需要先排出装置内原有的空气，故应待气泡连续均匀冒出时再收集。氧气不易溶于水，用装置F收集氧气，氧气从短管进入，水从长管排出，所以气体从c端进入。
（5）答案：可以随时添加液体药品
解析：
20.答案：【分析猜想】稀有气体；二氧化碳
【实验一】（一）（1）沸点；物理（2）B
（三）镁+氮气氮化镁
【交流与反思】①氧气比氮气化学性质活泼，更易与镁发生反应，空气中二氧化碳含量很少②偏大；气体减少的体积包含了与镁发生反应消耗的氧气、二氧化碳和氮气的体积
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