3 空气、氧气
(满分:100分;考试时间:60分钟)
题号 一 二 总分 累分人
得分
相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Cl 35.5 K 39
试卷好题分析 绿色发展T1、T12,化学在生产、生活中的应用T2、T11,科技创新T15
中考押题点分析 情境化命题T13、T14等,跨学科实践活动T16
一、选择题:本题共10小题,每小题3分,共30分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.2024年全国生态日主场活动主题为“加快经济社会发展全面绿色转型”。下列措施积极响应该号召的是 ( )
A.推动超低能耗建筑建设 B.加高烟囱排放工厂废气
C.黄河河道兴建养殖牧场 D.加大天然林商业性采伐
2.下列空气中的成分能用于电光源的是 ( )
A.氮气 B.氧气 C.稀有气体 D.二氧化碳
3.斗转星移、日月变换,大自然美丽而神奇。下列自然现象中,氧气没有参与的是 ( )
A.铜雕锈蚀 B.冰雪消融 C.火山烈燃 D.万物生长
4.空气是一种宝贵的自然资源。下列有关空气及其成分的说法正确的是 ( )
A.空气中,氮气和氧气的质量比约为4∶1 B.空气中二氧化碳含量过高会形成酸雨
C.空气中的氧气具有助燃性,可作燃料 D.空气质量指数越大,空气质量状况越差
5.下图是某同学进行“氧气的制取与性质”实验的主要步骤,其中操作有误的是 ( )
6.科学家利用普通氧分子和带电的氧离子反应得到新型氧分子(O4)。下列叙述正确的是 ( )
A.O4的相对分子质量为64 B.1个O4分子含有2个O2分子
C.O4、O3与O2的性质完全相同 D.O4和O2混合形成的是纯净物
7.工业制取氧气的流程如图所示(氧气的沸点为-183 ℃,氮气的沸点为-196 ℃,其余气体忽略不计)。下列说法不正确的是 ( )
A.降温过程中,氧分子体积变小
B.空气液化后,氮分子仍在运动
C.该流程中主要发生的是物理变化
D.低温蒸发的温度区间为-196 ℃
选项 实验目的 实验方案
A 鉴别N2和CO2 将气体通入澄清石灰水中
B 除去氮气中混有的少量氧气 通过灼热的铜丝网
C 鉴别空气与蜡烛燃烧产生的气体 将带火星的小木条放入集气瓶中
D 除去O2中混有的水蒸气 将气体通过足量的浓硫酸
9.研究和学习化学的方法很多。下列方法所举的实例正确的是 ( )
A.观察法:观察到有发光、放热现象的变化就是化学变化
B.分类法:根据物质所含种类的多少,可将其分为纯净物或混合物
C.类比法:试管是玻璃仪器可直接加热,故烧杯也可直接加热
D.归纳法:二氧化锰可作过氧化氢分解的催化剂,二氧化锰是所有化学反应的催化剂
10.如图所示,用红磷、蜡烛测定空气中氧气含量。方案①:点燃红磷、蜡烛,待反应结束并冷却到室温后,打开K1、K2、K3。方案②:打开K1、K2,点燃红磷、蜡烛,反应结束并冷却至室温后,打开K3。下列说法不正确的是 ( )
A.红磷燃烧会产生大量白烟,蜡烛不会
B.方案①中进入甲、乙中的水量:乙>甲
C.方案②中进入甲、乙中的水量相等
D.红磷和蜡烛的用量对测定结果有影响
二、非选择题:本题共8小题,共70分。
11.(9分)没有空气就没有生命,也就没有生机勃勃的地球。请你参与下列问题的讨论。
(1)空气属于 (选填“混合”或“纯净”)物,如果空气中没有 ,大自然中就没有雨、雪、雾、霜、露等自然现象。
(2)氮气是空气的主要成分,氮在元素周期表中的部分信息如图所示,氮的相对原子质量为 。
(3)SO2、悬浮颗粒物、氮氧化合物是主要的大气污染物。20世纪70年代的一项研究表明,对燃煤设备采用高烟囱排出烟和废气,可有效降低地表空气中粉尘和SO2浓度.这种措施 (选填“可取”或“不可取”),理由是 。
(4)合成氨对社会发展和人类进步作出了巨大贡献,工业上利用N2、H2在高温、高压、催化剂的条件下合成NH3的化学方程式为 。
(5)若用“、、”分别表示N2、H2、NH3,则按照在催化剂表面用N2、H2合成氨气的过程顺序排列,正确的顺序为 (填序号)。
12.(8分)人类离不开空气,就像鱼儿离不开水。
(1)200多年前,法国化学家 (填字母)用定量的方法研究了空气的成分。
A.莫瓦桑 B.拉瓦锡 C.门捷列夫
(2)下列活动中,没有运用氧气的相关性质的是 (填字母)。
A.制汽水 B.富氧炼钢 C.急救输氧 D.气割、气焊
(3)加强对空气质量的监测是保护环境的一项重要措施,下表是某市一年四季空气质量监测的平均数据。请你根据下表回答问题。
季节 可吸入颗粒物 氮氧化合物(NO2等) 二氧化硫(SO2) 空气质量级别
春季 88 40 44 Ⅱ
夏季 67 33 36 Ⅰ
秋季 90 46 54 Ⅱ
冬季 98 69 60 Ⅱ
①对该市空气质量影响最大的指标是 ,它的来源可能是 (写一个)。
②空气质量最差的季节是 ,你认为造成这种情况的原因是 (答一条)。
③PM2.5是指大气中直径不超过2.5微米的颗粒物,对人体健康和空气质量的影响很大。下列关于PM2.5的说法错误的是 (填字母)。
A.燃放烟花爆竹会产生PM2.5
B.PM2.5是造成灰霾天气的“元凶”之一
C.PM2.5的颗粒大小与分子大小差不多
(4)请你提出一个提高空气质量的有效措施: 。
13.(9分)生活中处处有化学,化学与生活密切相关。
(1)铁粉双吸剂的主要成分为还原性铁粉,是一种灰黑色粉末。它利用了铁生锈的化学原理,吸收包装袋中的 (填化学式)、水蒸气两种气体,从而达到食品保鲜的目的。铁粉双吸剂作为保鲜剂使用一段时间后,固体质量 (选填“增大”“减小”或“基本不变”)。
(2)巴氏消毒法是利用较低温度来杀灭大部分病原菌及芽孢的一种方法,常用于鲜牛奶的处理。下列有关保鲜的说法中,正确的是 (填字母)。
A.只有微生物、水和氧气三个条件全部被破坏,才能实现食品的保鲜
B.真空保存的原理是减少食品保存环境中的氧气含量
C.使用生石灰干燥剂时需谨慎,保存时要放在儿童接触不到的地方
D.巴氏消毒法会破坏食物中的营养成分,不建议食用该方法处理过的食物
(3)为防止烧碱变质,烧碱必须密封保存,请用化学方程式表示其变质原因: 。
(4)黑火药是我国四大发明之一,由硝酸钾、木炭粉和硫黄粉按一定比例混合而成,在点燃黑火药时,生成两种气体(均为空气的成分)和硫化钾(K2S)固体,写出该反应的化学方程式: 。
14.(9分)氮气是空气中含量丰富的一种组分,与人类生活关系密切。
资料1:氮气作为保护气,广泛应用于食品行业。在大型粮仓内充入氮气,既能使仓内噬食粮食的小动物窒息而亡,又能抑制粮食本身的呼吸作用,延长其保存期,且在一定程度上,还具有防止发生火灾的作用。
资料2:氮元素是植物生长所需的营养元素之一。民间有俗语“雷雨发庄稼”,其原因是在雷电环境下,空气中的氮气能转变为含氮的化学肥料,其主要过程示意图如图所示。
(1)氮气应用于食品行业作保护气,体现了氮气的化学性质是 。
(2)雷电环境下氮气转变为化学肥料的主要过程中,涉及氮元素的 种化合价。步骤③的反应中会生成HNO3和NO,该反应的化学方程式是 。
(3)下列说法正确的是 (填字母)。
A.氮气是空气中含量最多的气体 B.氮气不能供给呼吸
C.氮气不与任何物质发生反应 D.含氮元素的物质都可用作氮肥
(4)请再写出一种氮气的用途: 。
15.(8分)氢能是一种清洁能源,氢气的生产备受关注。
(1)化石燃料制氢是目前生产氢气的主要途径。
①化石燃料一般指煤、石油、天然气,属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。
②中国科学家发明的一种将甲烷中的氢转化为氢气的工艺的原理如图所示。总反应的化学方程式为CH4+H2OCO+3H2。
ⅰ.反应器Ⅰ中发生反应的化学方程式为 。
ⅱ.当甲烷的转化率(×100%)为80%时,理论上10 t甲烷与足量水蒸气反应生成氢气的总质量是 t。
(2)电解水制氢。
中国首次实现“固态氢能”发电并网,“绿电”与“绿氢”转化的示意图如右图所示。
下列有关说法错误的是 (填字母)。
A.电解水过程可将电能转化为化学能
B.电解水的实验证明水由氢气和氧气组成
C.电解水产生的氢气和氧气体积比约为8∶1
D.高压加注压缩氢能源时,氢分子间的间隔变小
16.(12分)氧气是人类生产、生活必不可少的物质,可以通过多种途径获取。
【途径1】家用制氧机制取氧气。
(1)某分子筛型家用制氧机工作时气体变化的微观示意图如下。空气经过分子筛时氮气被吸附,氧气通过,请在方框中画出微观粒子图示。
【途径2】实验室制取氧气。下图为实验室制取氧气的常见装置。
(2)写出仪器①的名称: 。
(3)用高锰酸钾制取一瓶较为干燥的氧气,可选用的发生装置和收集装置的组合为 (填字母),发生的反应的化学方程式为 ;为了防止加热时固体粉末随气流进入导管,应在 放一团蓬松的棉花。
(4)除了制取氧气,装置B还可用于制取其他气体,写出制取该气体的反应的化学方程式: (写一个)。
【途径3】自制简易家用制氧机。
(5)小强同学利用家庭中常见材料设计并制作了右图所示简易家用制氧机。其中A瓶的作用是 (写一个)。
17.(9分)化学产品制备正向着绿色、低碳、可持续的方向发展。
【查阅资料】工业制备硫酸铜的两种方案的原理如下:
Ⅰ:铜与浓硫酸直接反应制得:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O;
Ⅱ:(1)在加热条件下先将铜氧化: (用化学方程式表示),再将产物氧化铜与稀硫酸反应制得:CuO+H2SO4CuSO4+H2O。
【实验探究】某兴趣小组三名同学探究制备硫酸铜的新方案,原理如下:
Ⅲ:Cu+H2O2+H2SO4CuSO4+2H2O
(2)将反应物混合,观察到:开始有少量气泡产生,而后反应剧烈,产生大量气泡,溶液呈蓝色,试管发热。逸出的气体能使带火星的木条复燃,该气体为 。
他们对反应中的“产生大量气泡”非常好奇,推测是某些因素导致了H2O2分解。
甲同学认为是反应生成的CuSO4导致的,乙同学认为是反应放热使温度升高导致的。
于是同学们设计了下表实验进行探究。
编号 试剂 温度 现象
① 10 mL 30%H2O2溶液、 30 ℃ 无明显现象
② 10 mL 30%H2O2溶液、1 mL 10%CuSO4溶液 30 ℃ 产生少量气泡
③ 10 mL 30%H2O2溶液、1 mL 10%CuSO4溶液 80 ℃ 产生较多气泡
【交流讨论】
(3)甲同学对比实验①②认为自己的推测正确,请将表中实验①补充完整。
(4)乙同学对比实验 (填序号)认为自己的推测正确。
(5)丙同学认为,甲、乙同学的结论都不严谨,其理由是 。
【反思评价】
(6)综合评价制备CuSO4的方案Ⅲ,下列说法正确的是 (填字母)。
A.Ⅲ比Ⅰ更环保、比Ⅱ更节能
B.消耗等质量铜,Ⅲ生成的CuSO4最多
C.Ⅲ中有原料发生分解,造成试剂浪费
18.(6分)化学兴趣小组需收集两集气瓶的O2来进行氧气性质的实验,每个集气瓶的容积为250 mL,实验室利用氯酸钾来制取所需的氧气。(氧气的密度为1.4 g/L,反应的化学方程式为2KClO32KCl+3O2↑)
(1)需要氧气的质量为 g。
(2)请计算理论上需要的氯酸钾的质量。(精确到0.1 g)
参考答案
1.A 2.C 3.B 4.D 5.D 6.A
7.A 【解析】A.降温过程中,氧分子之间的间隔减小,分子体积不变,不正确;B.空气液化后,氮分子仍在不断运动,正确;C.该流程只是分离了空气的成分,没有生成新物质,发生的是物理变化,正确;D.氧气的沸点为-183 ℃,氮气的沸点为-196 ℃,t的范围要高于氮气的沸点但低于氧气的沸点,即-196 ℃
9.B 【解析】A.化学变化的实质是有新物质生成,有发光、放热现象的变化不一定是化学变化,如灯泡通电发光、放热,属于物理变化,不正确;B.纯净物由同种物质组成,混合物由不同种物质组成,根据物质所含种类的多少,可将其分为纯净物或混合物,正确;C.试管是玻璃仪器可直接加热,但烧杯不能直接加热,必须垫上陶土网,不正确;D.二氧化锰可作部分反应的催化剂,但不能作所有化学反应的催化剂,不正确。
10.B 【解析】A.红磷在空气中燃烧会产生大量白烟,蜡烛在空气中燃烧,不会产生白烟,正确;B.红磷燃烧生成五氧化二磷固体,消耗了氧气,甲中压强变小,烧杯中的水被吸入甲中,蜡烛燃烧生成二氧化碳气体和水蒸气,虽然消耗了氧气,但是生成了二氧化碳气体,乙的压强几乎不变,烧杯中的水不会进入乙中,故进入甲、乙中的水量:甲>乙,错误;C.方案②中甲、乙两个集气瓶相通,点燃红磷、蜡烛,反应结束并冷却至室温后,甲、乙两个集气瓶的气压是平衡的,都小于外界大气压,再打开K3,可观察到水进入甲、乙集气瓶中,且水量相同,正确;D.用红磷、蜡烛测定空气中氧气含量,红磷和蜡烛必须足量才能将集气瓶中的氧气消耗完全,正确。
11.(9分)(1)混合 水蒸气
(2)14.01
(3)不可取 不能降低二氧化硫的总排放量
(4)N2+3H22NH3(3分)
(5)⑤④①②③
12.(8分)(1)B
(2)A
(3)①可吸入颗粒物 室外焚烧垃圾(或其他合理答案)
②冬季 冬季燃煤取暖,产生了大量污染物(或其他合理答案) ③C
(4)植树造林(或其他合理答案)
13.(9分)(1)O2 增大
(2)BC
(3)2NaOH+CO2Na2CO3+H2O(3分)
(4)S+2KNO3+3CN2↑+3CO2↑+K2S(3分)
14.(9分)(1)不活泼
(2)4(2分) 3NO2+H2O2HNO3+NO(3分)
(3)AB(2分)
(4)医疗上利用液氮进行冷冻治疗(或其他合理答案)
15.(8分)(1)①不可再生 ②Ce2O3+H2O2CeO2+H2(3分) 3(2分)
(2)BC(2分)
【解析】(1)①化石燃料一般指煤、石油、天然气,短时间内不会生成,属于不可再生能源。②ⅰ.反应器Ⅰ中H2O和Ce2O3在400 ℃的条件下反应生成H2和CeO2,反应的化学方程式为Ce2O3+H2O2CeO2+H2。ⅱ.设理论上10 t甲烷与足量水蒸气反应生成氢气的总质量是x,则:
CH4+H2OCO+3H2
16 6
10 t×80% x
=
x=3 t
则理论上10 t甲烷与足量水蒸气反应生成氢气的总质量是3 t。
(2)A.水通电条件下反应生成氢气和氧气,电解水过程可将电能转化为化学能,正确;B.水在通电条件下反应生成氢气和氧气,依据质量守恒定律,反应前后元素的种类不变,可得水由氢元素和氧元素组成,错误;C.电解水产生的氢气和氧气体积比约为2∶1,错误;D.分子间有间隔,高压加注压缩氢能源时,氢分子间的间隔变小,正确。
16.(12分)(1)(2分)
(2)酒精灯
(3)AC 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑(3分) 试管口
(4)Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑(或CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑)(3分)
(5)通过瓶中气泡产生的速率判断氧气的产生速率(或其他合理答案)
17.(9分)(1)2Cu+O22CuO(3分)
(2)O2 (或氧气)
(3)1 mL H2O
(4)②③
(5)可能是硫酸或铜加快了过氧化氢分解
(6)AC(2分)
18.(6分)(1)0.7(1分)
(2)解:设理论上需要的氯酸钾的质量为x。
2KClO32KCl+3O2↑
245 96
x 0.7 g(2分)
=(2分)
x≈1.8 g(1分)
答:理论上需要的氯酸钾的质量为1.8 g。
