2 空气和氧气
题号 一 二 三 四 五 总分 累分人
得分
说明:1.共有五大题,20小题。满分70分,考试时间65分钟。
2.可能用到的相对原子质量:H-1 O-16 K-39 Mn-55
试卷好题分析 科技创新T4、T17,优秀传统文化T7
中考押题点分析 情境化命题T2、T14、T19,基础实验T6、T15、T18
一、单项选择题(本大题共10小题,1~5每题1分,6~10每题2分,共15分)
在每小题列出的四个备选项中只有一项是最符合题目要求的,请将其代码填在相应位置。错选、多选或未选均不得分。
1.最早通过实验测定了空气组成的科学家是 ( )
A.阿伏加德罗 B.道尔顿 C.门捷列夫 D.拉瓦锡
2.生活中的下列物质属于纯净物的是 ( )
A.雪糕 B.汽水 C.冰块 D.可乐
3.空气是宝贵的资源。下列物质不属于空气成分的是 ( )
A.用于生产氮肥的氨气 B.用于医疗急救的氧气
C.用于食品防腐的氮气 D.参与光合作用的二氧化碳
4.2024年7月3日,神舟十八号航天员第二次出舱活动取得圆满成功。在太空舱中,利用NiFe2O4将航天员呼出的CO2转化为O2,NiFe2O4的质量和化学性质在反应前后都不变。则NiFe2O4在该反应中是 ( )
A.氧化剂 B.还原剂 C.催化剂 D.消毒剂
5.薯条包装袋中充氮气防腐,主要利用的氮气的性质是 ( )
A.密度与空气接近 B.难溶于水
C.沸点低 D.化学性质不活泼
6.下列实验室制取氧气的实验操作正确的是 ( )
7.《天工开物》是我国古代重要的科技文献,记载了许多化学反应。下列描述涉及分解反应的是 ( )
A.煮海盐:燃烧天然气从海水中得到水和食盐
B.烧石灰:高温煅烧石灰石得到氧化钙和二氧化碳
C.炼钢铁:碳与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳
D.制火药:木炭、硝酸钾、硫燃烧生成硫化钾、氮气和二氧化碳
8.下列有关实验现象的描述正确的是 ( )
A.红磷在空气中燃烧产生白雾
B.镁条在空气中燃烧生成氧化镁固体
C.木炭在氧气中燃烧,发出红光,生成黑色固体
D.细铁丝在氧气中燃烧,火星四射,生成黑色固体
9.研究和学习化学的方法很多。下列方法中所举实例正确的是 ( )
A.观察法:能观察到发光、放热现象的变化就是化学变化
B.类比法:试管是玻璃仪器,可直接加热,故烧杯也可直接加热
C.分类法:根据物质所含种类的多少,可把物质分为纯净物和混合物
D.归纳法:二氧化锰可作过氧化氢分解的催化剂,则二氧化锰可作所有化学反应的催化剂
10.加热高锰酸钾制取氧气时,m随时间变化的图像如图所示,则m表示的是 ( )
A.固体中氧元素的质量
B.固体的质量
C.固体中锰元素的质量
D.固体中钾元素的质量分数
二、选择填充题(本大题共3小题,每小题2分,选择和填充各1分,共6分)
在每小题列出的备选项中,先在A、B、C三个选项中选择一个最符合题目要求的,请将其代码填在相应位置,然后填充D选项使其符合题目要求。
11.下列变化属于缓慢氧化的是 ( )
A.火药爆炸 B.农家肥腐熟 C.干冰升华 D.
12.性质决定用途。氦气可用于填充气球,以下氦气的性质中与该用途关系密切的是 ( )
A.密度比空气小得多
B.不能供给呼吸
C.无色、无臭气体
D.与氢气球相比,氦气球的优点是
13.下列实验方案能达到相应实验目的的是 ( )
三、填空与说明题(本大题共4小题,共23分)
14.(5分)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的空气质量监测的平均数据。请你据表回答下列问题:
(1)写出表中没有列出的一种有害气体: 。
(2)该市空气质量最差的季节是 ,造成这种情况的原因可能是 。
(3)空气中二氧化硫、氮氧化合物增多,导致的环境问题是 (选填“酸雨”“沙尘暴”或“温室效应”)。
(4)该市为改善空气质量,可采取的有效防治措施是 (答一点)。
15.(6分)化学学习需要认真观察现象。图甲、乙、丙分别表示木炭、硫粉和细铁丝在氧气中燃烧的反应。
(1)检验图甲中燃烧产物的方法是向集气瓶中倒入 (填试剂名称),振荡,观察现象。
(2)图乙中燃烧时的现象是 ,乙中的水的主要作用是 。
(3)图丙中证明细铁丝发生了化学变化的现象是 ;细铁丝在空气中被灼烧至发红却未燃烧、在氧气中剧烈燃烧,说明反应的剧烈程度与 有关。
(4)甲、乙、丙中发生的三个反应的相同点有 (写出一点即可)。
16.(6分)建构合理的思维模型,既能促进学生深度学习又能提高其思维能力。某同学建构了“混合物中某种成分含量测定”的思维模型,运用该模型测定空气中氧气含量。
(1)通过降温加压使空气液化,然后加热液态空气,分离出氧气。从建模角度分析,该操作属于上述思维模型中的 (填字母)。从液态空气中先分离出氮气,这是因为氧气的沸点 (选填“高于”“低于”或“等于”)氮气的沸点。
(2)用下图装置测定空气中氧气含量时,气球的作用是 ,玻璃管中观察到的现象是 。若该装置的玻璃管中空气体积为25 mL,反应前注射器活塞位于10 mL刻度处,该实验测得空气中氧气的体积分数为20%,反应完毕后,注射器活塞位于 mL刻度处(不考虑气球影响)。该实验中用铜粉代替红磷的优点有 (写一点)。
17.(6分)2024年4月24日是中国航天日,主题是“极目楚天,共襄星汉”。航天飞行器座舱的空气更新过程如图所示:
请回答下列问题:
(1)“座舱”内空气更新的过程中, (选填“碳”“氢”或“氧”)元素没有参与循环利用。
(2)装置Ⅱ中二氧化碳和氢气在一定条件下发生反应,该反应的化学方程式为 。
(3)装置Ⅲ中发生的反应的基本反应类型是 。
(4)“座舱”内O2的质量等于 (选填“H2O中的氧元素质量”“CO2中的氧元素质量”或“H2O中的氧元素质量与CO2中的氧元素质量之和”)。
(5)有人提出上述系统中的CO2可用过氧化钠(Na2O2)来吸收,反应的化学方程式为2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2。这种方法 (选填“能”或“不能”)维持航天座舱内氧元素的正常循环。
四、实验与探究题(本大题共2小题,共16分)
18.(8分)化学是一门以实验为基础的学科。根据下列实验装置图,回答有关问题:
(1)仪器①的名称是 ,在连接发生装置和收集装置时,将乳胶管和玻璃导管连接在一起的操作是先把 ,然后稍稍用力即可把玻璃导管插入乳胶管。
(2)用装置F干燥气体时,气体应该从导管 (选填“a”或“b”)端进入。
(3)装置E既可用于收集O2又可用于收集CO2的原因是 。
(4)实验室用高锰酸钾制取氧气,选择装置 (填字母)作为发生装置,该装置需要改进之处是 ,该反应的化学方程式为 。
19.(8分)小华用过氧化氢溶液消毒时不小心将其溅到了红砖上,发现红砖上立即冒出气泡,这激发了小华的探究欲望,请你一起参与探究。
【提出问题】红砖粉末能作过氧化氢分解的催化剂吗
【猜想假设】猜想1:红砖粉末可作过氧化氢分解的催化剂。
猜想2:红砖粉末不能作过氧化氢分解的催化剂。
【实验探究】设计并完成下表所示的探究实验:
【讨论交流】(1)在探究实验中,“实验1”起的作用是 。
(2)小化认为应该补充一个实验:“向盛水的试管中加入红砖粉末,伸入带火星的木条”。其目的是 。
【实验结论】猜想1正确。
【实验反思】小英同学认为仅由上述实验还不能完全得出猜想1正确,她补充设计了两个方面的探究实验,最终完全证明猜想1是正确的:第一方面的实验操作中包含了两次称量,其目的是 ;第二方面的实验是利用“实验2”反应后试管内的剩余物继续实验,向剩余物中再加入过氧化氢溶液,有大量气泡产生,其目的是 。
【实验拓展】人体肝脏中的过氧化氢酶(过氧化氢酶37 ℃左右催化效率最高)和红砖粉末能催化过氧化氢分解。通过测定,肝脏中的过氧化氢酶和红砖粉末催化过氧化氢分解的催化效率与温度的关系如图所示。图中表示肝脏中的过氧化氢酶催化效率的曲线是 (选填“甲”或“乙”),依据是 ;影响红砖粉末催化效率的因素除温度外,还有 (写一个)。
五、综合计算题(本大题共1小题,共10分)
20.(10分)化学兴趣小组在实验室里向一定量的过氧化氢溶液中加入3.2 g的二氧化锰制取氧气,测得相关量的变化如图所示:
(1)完全反应后生成氧气的质量为 g。
(2)实验后,理论上回收得到水的质量为 g。
(3)计算所用过氧化氢溶液的溶质质量分数。(写出计算过程)
(4)M点对应的混合物中氢元素质量 (选填“大于”“等于”或“小于”)N点对应的混合物中氢元素质量。在反应过程中,除了总质量减少外,减少的量还有 (填字母)。
A.氧气质量 B.二氧化锰质量
C.水质量 D.混合物中氧元素质量
参考答案
1.D 2.C
3.A 【解析】A.氨气不是空气的成分,符合题意;B.氧气约占空气体积的21%,不符合题意;C.氮气约占空气体积的78%,不符合题意;D.二氧化碳约占空气体积的0.03%,不符合题意。
4.C 5.D
6.B 【解析】A.应把橡胶塞慢慢转动着塞进试管口,切不可把试管放在实验台上再使劲塞进橡胶塞,以免压破试管,图中所示操作错误。B.检查装置气密性的方法:把导管的一端浸没在水里,用手紧贴容器外壁,若导管口有气泡冒出,则装置不漏气,图中所示操作正确。C.向试管中倾倒液体试剂时,瓶塞要倒放,标签要朝向手心,盛装液体试剂的容器口紧挨试管口,图中瓶塞没有倒放,操作错误。D.氧气具有助燃性,氧气验满的方法是把带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃则集满,图中所示操作错误。
7.B
8.D 【解析】A.红磷在空气中燃烧,产生大量的白烟,而不是白雾,选项描述错误;B.镁条在空气中燃烧,发出耀眼的白光,生成白色固体,生成氧化镁固体是结论,不是现象,选项描述错误;C.木炭在氧气中燃烧,发出白光,放出大量的热,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体,选项描述错误;D.细铁丝在氧气中燃烧,火星四射,生成黑色固体,选项描述正确。
9.C 【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,选项说法不正确;B.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,选项说法不正确;C.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,可把物质分为纯净物和混合物,选项说法正确;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,选项说法不正确。
10.C
11.B 金属锈蚀(合理即可)
12.A 不易爆炸(或化学性质稳定,合理即可)
13.C 分别通入澄清石灰水中,观察现象
14.(5分)(1)一氧化碳
(2)冬季 冬天使用煤的量增大(合理即可)
(3)酸雨
(4)植树造林(或绿色出行,合理即可)
15.(6分)(1)澄清石灰水
(2)发出蓝紫色火焰,放出热量,生成有刺激性气味的气体 吸收二氧化硫,防止污染空气
(3)生成黑色固体 氧气浓度
(4)都放热(或都是化合反应,合理即可)
【解析】(1)图甲表示木炭燃烧的反应,木炭燃烧生成二氧化碳,用澄清石灰水检验二氧化碳。
(2)图乙中燃烧时的现象是发出蓝紫色火焰,放出热量,生成有刺激性气味的气体;硫粉燃烧生成的有毒气体二氧化硫不能直接排放,图乙中的水的作用是吸收二氧化硫,防止污染空气。
(3)化学变化的特征是生成新的物质,铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁,图丙中证明铁丝发生了化学变化的现象是生成黑色固体;细铁丝在空气中被灼烧至发红却未燃烧,在氧气中剧烈燃烧,实验中变量只有氧气的浓度,所以说明反应的剧烈程度与氧气浓度有关。
(4)三个反应都属于放热反应,都是化合反应,都是氧化反应。
16.(6分)(1)a 高于
(2)缓冲气压 红色粉末逐渐变黑 3 更环保(或实验结果更准确)
【解析】(1)通过降温加压使空气液化,然后加热液态空气,利用各成分的沸点不同,分离出氧气,过程中只是利用沸点不同将氧气和氮气分离,没有发生化学反应,属于分离转移,故从建模角度分析,该操作属于思维模型中的a;液态空气蒸发获得氧气的过程中,沸点较低的先蒸发出来,最先蒸发出来的是氮气,氮气的沸点比氧气的沸点低。
(2)铜粉和氧气在加热条件下反应生成氧化铜,玻璃管中气体受热膨胀,气球膨胀,当温度冷却时,气球中的气体进入玻璃管,气球变瘪,故该装置测定空气中氧气含量时,气球的作用是调节压强、缓冲气压;玻璃管中铜粉和氧气反应生成氧化铜,铜粉呈红色,氧化铜呈黑色,故观察到的现象是红色粉末逐渐变黑;设反应完毕后注射器活塞位于x mL刻度处,实验测得空气中氧气的体积分数=×100%=20%,x=3;铜粉和氧气反应生成氧化铜,不会污染空气,更环保。
17.(6分)(1)碳
(2)CO2+2H2C+2H2O(2分)
(3)分解反应
(4)H2O中的氧元素质量与CO2中的氧元素质量之和
(5)不能
18.(8分)(1)酒精灯 玻璃导管一端沾水润湿
(2)b
(3)O2、CO2的密度都比空气的大
(4)A 在试管口放一团棉花 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑(2分)
【解析】(1)仪器①的名称是酒精灯;在连接发生装置和收集装置时,将乳胶管和玻璃导管连接在一起的操作是先把玻璃导管一端沾水润湿,然后稍稍用力即可把玻璃导管插入乳胶管。
(2)使用洗气装置时,需要试剂和气体充分接触,选择装置F干燥气体,气体应该从导管b端进入。
(3)O2、CO2的密度都比空气的大,都可以用向上排空气法收集,装置E既可用于收集O2又可用于收集CO2的原因是O2、CO2的密度都比空气的大。
(4)实验室用高锰酸钾制取氧气,反应物是固体,反应条件是加热,因此选择装置A作为发生装置,该装置需要改进之处是在试管口放一团棉花,防止高锰酸钾随气流进入导管堵塞导管;高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的化学方程式为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑。
19.(8分)【实验探究】产生大量气泡,带火星的木条复燃
【讨论交流】(1)对比(或对照)
(2)验证水和红砖粉末不能反应放出氧气
【实验反思】验证反应前后红砖粉末质量不变 验证反应前后红砖粉末化学性质不变
【实验拓展】乙 肝脏中的过氧化氢酶催化效率受温度影响较大,37 ℃左右催化效率最高 红砖粉末质量(或红砖粉末颗粒大小,合理即可)
20.(10分)(1)3.2(1分)
(2)76.8(1分)
(3)解:设所用过氧化氢溶液中溶质的质量为x。
2H2O22H2O+O2↑(1分)
68 32
x 3.2 g(1分)
=(1分)
x=6.8 g(1分)
所用过氧化氢溶液的溶质质量分数为×100%=8.5%(1分)
答:所用过氧化氢溶液的溶质质量分数为8.5%。(设、答全对1分)
(4)等于(1分) D(1分)
