考题训练(一)空气 氧气
|夯实基础|
1.[2017·潍坊]如图Z1－1是空气成分体积分数柱状示意图。其中'a'代表的是( )
A．氮气
B．氧气
C．二氧化碳
D．稀有气体
2．[2017·邯郸]二模下列能使带火星木条复燃的气体是( )
A．水蒸气 B．二氧化碳
C．稀有气体 D．氧气
3．[2017·凉山]空心菜是人们喜欢吃的蔬菜之一，刚炒熟的空心菜嫩、绿、脆香多汁，令人垂涎欲滴，而端上桌一两分钟就逐渐变黑，这可能是与空气中的什么有关( )
A．氮气 B．稀有气体
C．氧气 D．二氧化碳
4．[2017·成都]下列不属于空气污染物的是( )
A．CO2 B．NO2
C．SO2 D．PM2.5
5．[2017·石家庄十八县基础摸底]2017年河北省多地出现雾霾天气，某校在'世界环境日'这一天发起了'向雾霾宣战'的主题活动。下列做法不符合这一主题的是( )
A．植树种草，美化校园
B．将废纸、落叶等收集起来一次性焚烧
C．使用清洁能源
D．提倡步行、骑自行车等出行方式
6．[2017·襄阳]下列有关空气的说法中，不正确的是( )
A．空气中只含氧气和氮气
B．酸雨的产生与空气污染有关
C．二氧化碳能产生温室效应
D．拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分
7．[2017·广州]下列关于氧气的说法中不正确的是( )
A．O2可以支持燃烧
B．O2可用排水法收集
C．O2可用于医疗急救
D．细铁丝在O2中燃烧生成Fe2O3
8．[2017·长沙改编]下列有关燃烧的实验现象描述正确的是( )
A．硫在氧气中燃烧发出淡蓝色火焰
B．铁在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，放热
C．红磷燃烧产生大量白烟，生成白色五氧化二磷
D．木炭在空气中燃烧产生火焰，不放热
9．[2017·天津]下列有关催化剂的说法正确的是( )
A．在化学反应后其质量减少
B．催化剂能改变化学反应速率
C．在化学反应后其质量增加
D．在化学反应后其化学性质发生了变化
10．[2017·宿迁]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
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
11．[2017·菏泽]如图Z1－2是用红磷燃烧法测定空气中氧气含量的装置图，有关此实验的结论与分析错误的是( )
A．此实验证明，氧气约占空气体积的eq \f(1,5)
B．此实验证明，反应后集气瓶内剩余的气体，既不易溶于水，也不支持燃烧
C．该实验中的红磷还可以用硫来代替
D．若该实验没有达到预期目的，可能的原因之一是装置气密性不好
12．[2017·成都]实验室使用过氧化氢溶液与二氧化锰制取氧气并回收二氧化锰，可供选择的实验仪器和用品如下：
(1)制取氧气的化学方程式是__________________________________________。
(2)制取氧气时，用a仪器加入过氧化氢溶液的优点是________(填序号)。
A．便于控制反应快慢
B．定量添加药品更方便
C．生成氧气质量更大
(3)回收二氧化锰，需要进行过滤操作，除图中仪器以外，过滤还需要的仪器是__________。
(4)过滤时，________(填序号)的末端要轻轻地斜靠在三层滤纸的一边；过滤结束后，小心取下滤纸，将纸上的固体__________(填操作名称)，转移装瓶，贴上标签。生活中可以替代滤纸的物品是________(填一种)。
(5)回收的二氧化锰，还可以在上述反应中反复使用，其原因是________________________。
13．[2017·西宁改编]根据以下装置图，回答有关问题。
(1)写出图中标号为a的仪器名称：________。
(2)实验室用氯酸钾制取氧气，化学方程式为____________________________，该反应的基本反应类型是__________，停止加热时应先将导管移出水面，其理由是______________________。
(3)如果用排水法收集氧气，会发现集气瓶内液面逐渐下降，因为随着反应的进行，瓶内的气体________，气压________，使瓶内压强________瓶外压强，在压强差的作用下排出瓶内水，所以液面下降。氧气可用排水法收集的原因是______________________________________。
(4)用C装置收集氧气，验满的方法是________________________________________________。
(5)用A装置制气体时，长颈漏斗的下端管口要__________________，以防生成的气体逸出。
|能力提升|
1．[2017·唐山古冶区一模]下列关于空气的说法中正确的是( )
A．空气由空气分子构成
B．N2、O2等均匀混合
C．N2、O2不再保持各自的化学性质
D．N2、O2的体积比约为5∶1
2．[2017·保定定州一模]我们需要清新的空气。图Z1－5所示是空气组成中各成分含量(按体积分数)的柱状图。下列说法正确的是( )
A．氧气占空气总质量的21%
B．通常情况下，气体甲不可燃也不支持燃烧
C．气体乙属于纯净物，其成分是稀有气体
D．氧气与臭氧均不属于大气污染物
3．[2017·眉山]如图Z1－6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
4．[2017·东营]小东通过查阅资料，根据铁在空气中生锈的原理，设计了如图Z1－7所示的实验装置，来测定空气中氧气含量(装置中的饱和食盐水、活性炭会加速铁生锈)。已知广口瓶的有效容积为242 mL，实验8分钟后打开弹簧夹，水从烧杯流入广口瓶中的体积为48 mL。下列说法错误的是( )
A．该实验的不足之处在于实验前广口瓶底未放少量水
B．通过分析本次实验数据，可知空气中氧气的体积分数约为19.8%
C．若实验药品充足，时间足够长，可十分接近拉瓦锡实验的结果
D．此实验可有效解决拉瓦锡实验中的汞污染问题
5．[2017·重庆B]已知FeCl3也可以催化H2O2的分解，现向一定量的H2O2溶液中滴入几滴一定溶质质量分数的FeCl3溶液，充分反应(忽略水的挥发)，下列图像正确的是( )
6．[2017·河北考试说明样题]图Z1－9是同学们构建的关于氧气的部分知识网络，请回答下列问题。
(1)写出实验室制取氧气的一个化学反应方程式：
________________________________________________________________________。
(2)硫在氧气中燃烧的现象是____________________________________________________
Ⅰ、Ⅱ两类都有氧气参加的化学反应的相同点是
__________________________________________________(写一条)。
(3)从正、反两方面举例说明氧气与人类生活的关系：_________________________________。
7．[2017·宁波]根据氧气的制取和性质的相关知识，回答下列问题。
(提示：浓硫酸有吸水性，能干燥气体)
(1)图甲装置中二氧化锰的作用是___________________________________________。
(2)要获得一瓶干燥的氧气，图甲装置中导管的连接顺序为a→______________。
(3)下列关于硫燃烧实验(如图乙所示)的相关描述合理的有________(填序号)。
①硫在空气中燃烧产生淡蓝色火焰
②硫燃烧是剧烈氧化的现象
③硫在空气和氧气中燃烧的产物不同
④集气瓶底部留有水可以减少燃烧产物对空气的污染
8．[2017·绥化]如图Z1－11为实验室制取气体的常用装置，请据图回答下列问题。
(1)写出带有标号②的仪器名称：____________。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式是________________________________，其基本反应类型为____________。要收集较为纯净的氧气，应选择的收集装置为__________(填序号)，利用该装置判断集气瓶内氧气是否收集满的依据是____________________________。
(3)实验室制取并收集干燥的二氧化碳气体，实验装置应选择的连接顺序是____________(填序号)。
(4)F装置的用途很广。下列关于该装置用法正确的是____________(填序号)。
①当装置内盛满水，若收集氢气，气体从b通入；若收集氧气，气体从a通入
②当装置内盛满氧气时，若将装置内的氧气排出来，水从a通入
③当装置内盛有一半水时，可观察给病人输氧气的速率，a端连氧气钢瓶
9．[2017·烟台]某同学要探究燃烧的条件和空气中氧气的含量，进行了如下实验：
[实验一]
(已知：白磷的着火点为40 ℃)
(1)对比步骤Ⅱ和Ⅳ的现象可知，可燃物燃烧的条件之一是____________________________。
(2)待装置冷却一段时间后，打开K2，如果观察到____________________________________，说明空气中氧气的体积约占eq \f(1,5)，若实验测得空气中氧气的体积分数小于eq \f(1,5)，原因可能是__________________(答一条即可)。
[实验二]
用如图Z1－12所示装置，利用铁生锈的原理也可以比较准确地测出空气中氧气的含量。
若将此装置中的细铁丝换成足量的细铜丝进行实验，能否比较准确地测出空气中氧气的含量，并说明理由：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________[已知：铜能与
空气中氧气、水、二氧化碳反应生成铜绿，化学方程式为：2Cu＋O2＋H2O＋CO2===Cu2(OH)2CO3]。
10．[2017·丽水]小峰和小刚阅读试剂标签后发现，市场销售的高锰酸钾晶体纯度高达99.5%，含水量可以忽略不计。为探究'试管放置方式对高锰酸钾制取氧气速度和体积的影响'，他俩设计了制取氧气的直立型装置，并与斜卧型装置比较(如图Z1－13所示)，在气密性良好的装置中分别加入5.0克高锰酸钾晶体，用相同酒精灯分别加热，用同一型号的集气瓶收集气体，每组实验进行五次，实验数据取平均值后记录如下表：
(1)收集2瓶氧气，所需时间较短的装置类型是________。
(2)等质量的高锰酸钾加热到不再产生气体，斜卧型装置收集到氧气的总体积比直立型少的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)根据2KMnO4eq \o(=====,\s\up7(△))K2MnO4＋MnO2＋O2↑，算出5.0克高锰酸钾生成的氧气体积为理论值，实验中发现斜卧型发生装置收集到的氧气体积明显大于理论值，他们对其原因进行了探究：
[提出假设]
小峰假设：反应生成的二氧化锰在较高温度下受热分解放出氧气；
你的假设：________________________________________________________________________。
[设计实验]要验证小峰的假设能否成立，请设计简明的实验方案：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
11．[2017·襄阳]把干燥、纯净的氯酸钾和二氧化锰的混合物31.5 g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21.9 g固体物质。计算制得氧气多少克？21.9 g固体物质中含有哪些物质？各多少克？
参考答案
|夯实基础|
1．A 2.D
3．C [解析] 氮气和稀有气体通常情况下化学性质稳定，不易与其他物质发生化学反应，二氧化碳常温条件下也不与食物作用，氧气通常状况下能与食物发生氧化反应。
4．A [解析] 空气污染物包括有害气体和粉尘，有害气体为二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳，PM2.5属于可吸入颗粒物，是空气污染物；二氧化碳不属于空气污染物。
5．B
6．A [解析] 空气是由氧气、氮气、稀有气体、二氧化碳等气体组成的混合物。
7．D [解析] 细铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，而非氧化铁。
8．B [解析] 硫在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰；铁在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，同时放热；红磷燃烧产生大量的白烟，生成五氧化二磷是结论，而非现象；木炭在空气中燃烧发出红光，放热，不产生火焰。
9．B
10．B [解析] O2的化学性质比较活泼，具有助燃性，不是可燃性。
11．C [解析] 硫燃烧会生成气体二氧化硫，从而占据所消耗氧气的体积，故该实验中的红磷不可以用硫来代替。
12．(1)2H2O2eq \o(=====,\s\up7(MnO2))2H2O＋O2↑
(2)AB (3)铁架台 (4)f 洗涤干燥 纱布
(5)MnO2作为催化剂，化学反应前后质量和化学性质不变
[解析] (2)制取氧气时，用注射器加入过氧化氢溶液的优点是便于控制反应，便于定量添加药品。(3)实验完毕后，只有二氧化锰难溶于水，故可以采用过滤的方法进行分离，过滤操作需用仪器除烧杯、漏斗、玻璃棒外，还需要用铁架台固定。(4)过滤时用于引流的玻璃棒的末端要轻轻地斜靠在三层滤纸的一边；过滤出来的固体要经过干燥除去水分；生活中可以代替滤纸作为分离固体和液体的物品为纱布等。(5)二氧化锰在过氧化氢分解的反应中作为催化剂，反应前后化学性质和质量不变，因此可以重复使用。
13．(1)锥形瓶
(2)2KClO3eq \o(=====,\s\up7(MnO2),\s\do5(△))2KCl＋3O2↑
分解反应 防止水倒吸使试管炸裂
(3)增多 增大 大于 氧气不易溶于水，也不与水反应
(4)将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则说明氧气已收集满
(5)伸入液面以下
|能力提升|
1．B 2.B
3．D [解析] 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；如果塑料瓶炸裂，塑料瓶的材质轻，破坏力小，用塑料瓶代替集气瓶，实验更安全；二氧化碳和氢气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检验二氧化碳，将铁丝换成燃着的木条能检验氢气。
4．A [解析] 该实验是在常温下进行的，广口瓶底部不用放少量水；通过分析本次实验数据，可知空气中氧气的体积分数约为eq \f(48 mL,242 mL)×100%≈19.8%；若实验药品充足，时间足够长，广口瓶内空气中的氧气会被完全消耗，可十分接近拉瓦锡实验的结果；此实验没有使用金属汞，所以可有效解决拉瓦锡实验中的汞污染问题。
5．B [解析] H2O2溶液的质量是一定的，当过氧化氢完全分解后，氧气质量不再变化；过氧化氢分解生成水，溶剂质量增加，完全反应后，溶剂质量不再变化；随着过氧化氢的分解，过氧化氢的质量分数逐渐减小，完全反应后，过氧化氢的质量为零，质量分数为零；FeCl3是催化剂，反应前后质量不变，过氧化氢分解为氧气和水，溶剂质量增大，FeCl3的质量分数变小，完全反应后，溶剂和FeCl3质量均不变，FeCl3质量分数也不变。
6．(1)2H2O2eq \o(=====,\s\up7(MnO2))2H2O＋O2↑(合理即可)
(2)产生明亮的蓝紫色火焰，放热，有刺激性气味的气体生成 都是氧化反应(或都放出热量，合理即可)
(3)正：支持燃料燃烧，提供能量；反：铁生锈，浪费金属资源(合理即可)
7．(1)催化作用 (2)d→e→b(→c) (3)①②④
8．(1)锥形瓶
(2)2KMnO4eq \o(=====,\s\up7(△))K2MnO4＋MnO2＋O2↑
分解反应 C 集气瓶口是否有大气泡冒出
(3)BFD
(4)②③
[解析] (3)实验室常用大理石和稀盐酸常温下反应制取二氧化碳，故应该选择B作为反应的发生装置；二氧化碳密度比空气的大，故应该用向上排空气法收集，用盐酸制取的二氧化碳中含有水蒸气，故应该通过浓硫酸干燥，再用向上排空气法收集，所以连接顺序是BFD。(4)①不易溶于水或者难溶于水的气体可以用F装置收集，因为气体的密度都小于水的密度，故气体都由短管进入，即由b管通入气体，随着气体增多将水从a管排出，故①错误；②当装置内盛满氧气时，若将装置内的氧气排出来，水从a通入，氧气由b管排出，故②正确；③当装置内盛有一半水时，a端连氧气钢瓶，产生气泡速率快则说明氧气通入速率快，因此可观察给病人输氧气的速率，故③正确。
9．[实验一] (1)温度需达到可燃物的着火点
(2)量筒中的水进入A中的体积为40 mL 温度未冷却至常温就打开弹簧夹(或白磷的量不足等)
[实验二] 不能，空气中二氧化碳含量只有0.03%，而铜生成铜绿时，不能完全消耗空气中的氧气
[解析] [实验一] (1)白磷在常温下的空气中不能燃烧，在80 ℃的空气中能燃烧，说明可燃物燃烧时温度需达到其着火点。(2)待白磷燃烧完毕，冷却一段时间后，打开K2，则由于装置内气压降低，量筒中的水会进入A中，若量筒内水能进入瓶中40 mL(200 mL×eq \f(1,5)＝40 mL)，则可证明空气中氧气含量约为空气总体积的五分之一；若测得空气中氧气含量小于五分之一，则可能是因为装置温度未降至常温就打开弹簧夹或燃烧匙内的白磷量不足，没有将装置内的氧气完全消耗。[实验二] 用铁丝生锈的原理也可测定空气中氧气的含量，但不能用铜生成铜绿的方法测定，原因是空气中氧气含量远大于二氧化碳，故试管内没有足量的二氧化碳与铜发生反应生成铜绿，即该反应不能完全消耗试管中的氧气，不能准确测定空气中氧气的含量。
10．(1)直立型 (2)斜卧型装置中，加热时，高锰酸钾粉末随气流带到试管口附近或试管口的棉花团上的比直立型试管中的多，即没有分解的高锰酸钾粉末较多 (3)反应生成的锰酸钾在较高温度下受热分解放出氧气(或反应生成的锰酸钾和二氧化锰在较高温度下受热分解放出氧气) 取一定量的二氧化锰置于试管中，加热一段时间后，冷却，称量剩余药品的质量，若质量减少，则小峰的假设成立，反之不成立(或取一定量的二氧化锰置于试管中，加热一段时间后，把带火星的木条伸入试管中，若木条复燃，说明小峰假设成立，反之不成立)
[解析] (2)高锰酸钾粉末受热易飞溅，斜卧型装置中，随气流被带到试管口附近或试管口的棉花上的高锰酸钾比直立型装置中的多，则这部分高锰酸钾不能分解产生氧气，所以斜卧型装置中收集到的气体总体积小于直立型装置。(3)因为反应中生成二氧化锰、锰酸钾和氧气，锰酸钾、二氧化锰中均含有氧元素，所以可能是锰酸钾或二氧化锰在较高温度下受热分解放出氧气，也可能是锰酸钾和二氧化锰在较高温度下受热分解放出氧气。
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