主题五 空气 氧气
考题分层训练
基础巩固
考点1 空气的主要成分及用途
1.[2022·延庆一模]通过实验测定了空气组成的科学家是 ( )
图5-8
2.[2022·西城一模]空气中体积分数约为78%的气体是 ( )
A.O2 B.N2
C.CO2 D.稀有气体
3.[2022·顺义一模]小明家买了一罐大米,上面写着“充氮保鲜装”(如图5-9)。
图5-9
(1)包装中充入氮气可以保鲜,因为氮气 。
(2)小明从罐中取出一试管气体,伸入燃着的木条,观察到木条熄灭。该实验 (填“能”或“不能”)证明罐中充入了氮气,理由是 。
考点2 氧气的性质及用途
4.[2022·西城一模]下列物质在空气中燃烧,生成大量白烟的是 ( )
A.氢气 B.红磷
C.酒精 D.甲烷
5.[2022·大兴一模]为帮助登山人员解决呼吸困难的问题,应携带的物质是 ( )
A.氢气 B.氧气
C.氮气 D.二氧化碳
6.[2022·平谷二模]木炭燃烧实验如图5-10所示。以下说法不正确的是 ( )
图5-10
A.①中现象是木炭红热
B.②中操作是将木炭迅速插入底部
C.③可证明有二氧化碳生成
D.对比①②可证明氧气浓度越大,木炭燃烧越剧烈
考点3 空气中氧气含量的测定
7.[2022·海淀二模]用图5-11所示装置可验证空气中氧气的体积分数。下列关于该实验的说法不正确的是( )
图5-11
A.利用了铜丝的导热性
B.利用了红磷与O2反应生成P2O5固体,且不与N2反应的性质
C.实验成功的标志为左侧玻璃管内液面约上升到刻度1处
D.实验过程中右侧玻璃管液面高度一直保持不变
8.[2022·石景山二模]利用表中装置进行实验。
已知:集气瓶容积为350 mL,集气瓶中水为100 mL。
装置 实验
集气瓶中盛有用排空气法收集的氧气,燃烧匙中为足量红磷 Ⅰ.关闭弹簧夹,点燃红磷迅速塞紧胶塞 Ⅱ.待冷却后,打开弹簧夹 当烧杯中液面不再变化时,测得烧杯中减少了200 mL水
(1)加入足量红磷的目的是 。
(2)集气瓶中,O2的体积分数约为 。
9.利用如图5-12甲装置测定空气中氧气的含量并结合现代传感器技术,测得过程中容器内气体压强、温度、氧气浓度的变化趋势如图乙所示。
图5-12
(1)红磷燃烧的化学方程式为 。
(2)结合曲线,解释AB段气体压强变化的原因: 。
(3)t2时进行的操作是 。
考点4 氧气的制取及性质实验
10.[2022·石景山一模]根据图5-13,回答下列问题。
图5-13
A B
(1)实验室用高锰酸钾制取氧气时,选用的发生装置是 (填序号);反应的化学方程式为 (2)C中,铁丝在氧气中燃烧的现象是 (1)实验室用H2O2溶液和MnO2制取氧气时,选用的发生装置是 (填序号);反应的化学方程式为 (2)D中,木炭在氧气中燃烧的现象是
11.[2022·石景山二模改编]根据图5-14,回答下列问题。
图5-14
A实验室用高锰酸钾制取氧气 B实验室制取二氧化碳
(1)发生装置所用仪器有 (填序号) (2)反应的化学方程式为 (1)发生装置所用仪器有 (填序号) (2)反应的化学方程式为
12.[2022·延庆一模]实验小组同学做了如下实验。
图5-15
(1)实验室用图A装置制取氧气。化学方程式是 。
(2)图B可观察到:木炭在氧气中燃烧,发出白光,放出大量的热, 。
(3)C中现象是迅速涌出柱状的泡沫,可形象地称为“大象牙膏”,其原理主要是H2O2在某些催化剂作用下迅速分解产生水和氧气。反应的化学方程式为 。
能力提升
1.[2022·丰台一模]用如图5-16所示装置制取氧气,下列说法不正确的是 ( )
图5-16
A.实验前应先检查装置的气密性
B.当有气泡冒出时,立刻开始收集氧气
C.氧气能用排水法收集的原因是其不易溶于水
D.试管中发生反应的化学方程式为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
2.[2021·大兴期末]如图5-17中甲所示,一定条件下,蜡烛在一瓶空气中燃烧,利用O2传感器,测定燃烧过程中O2的体积分数变化如图乙所示。下列说法不正确的是 ( )
图5-17
A.蜡烛燃烧需要氧气
B.蜡烛熄灭后,密闭容器中还有氧气
C.蜡烛燃烧前,密闭容器中氧气的体积分数小于21%
D.蜡烛熄灭后,密闭容器中的二氧化碳体积分数为84%
3.[2022·大兴一模] “便携式制氧器”可用于家庭输氧,其工作原理如图5-18所示。甲剂为白色固体,作制氧剂;乙剂为黑色固体,作催化剂。
图5-18
(1)当人体缺氧时,需要吸氧补充,原因是氧气能够 。
(2)甲剂溶于水生成过氧化氢,写出过氧化氢在乙剂催化下生成氧气的反应的化学方程式: 。
核心素养强化
[2021·东城期末]实验室制取氧气并进行相关实验。
(1)用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制氧气。如图5-19所示取用二氧化锰的操作正确的是 (填序号)。
图5-19
(2)探究带火星的木条复燃情况,部分实验数据记录如下:
氧气体积分数/% 30 40 60 70
带火星的木条 不变 稍亮 复燃 复燃
根据上述实验数据得出的结论是 。
在集气瓶中注入占其容积50%的水(如图5-20所示),用排水法收集氧气,将瓶内的水排尽,用带火星的木条在该集气瓶中进行实验,推测实验现象并说明理由: 。
图5-20
【参考答案】
基础巩固
1.A 2.B
3.(1)化学性质稳定
(2)不能 不支持燃烧不是氮气的特性,CO2也不支持燃烧,也能使燃着的木条熄灭
[解析](1)包装中充入氮气可以保鲜,因为氮气化学性质稳定。(2)使燃着的木条熄灭的气体不一定是氮气,还有可能是二氧化碳等。
4.B
5.B [解析]能供给呼吸的气体是氧气。
6.B [解析]木炭在空气中燃烧,现象是持续红热,A正确;应将木炭缓慢伸入瓶中,B错误;向集气瓶中倒入澄清石灰水,澄清石灰水变浑浊,证明木炭燃烧生成了二氧化碳,C正确;木炭在氧气中燃烧比在空气中剧烈,说明氧气浓度越大,木炭燃烧越剧烈,D正确。
7.D [解析]铜丝具有导热性,用酒精灯加热铜丝能使红磷的温度达到其着火点;红磷能与空气中的氧气反应生成固体,不与氮气反应,能用来测定空气中氧气的含量;氧气约占空气体积的,该实验成功的标志是左侧玻璃管内液面约上升到刻度1处;实验过程中,红磷燃烧放热,使左侧玻璃管内温度升高,压强增大,左侧玻璃管内液面下降,右侧玻璃管内液面上升,燃烧结束恢复至室温后,左侧玻璃管内液面约上升到刻度1处,右侧玻璃管内液面下降。
8.(1)消耗尽集气瓶中的氧气
(2)80%
[解析](1)加入足量红磷的目的是将集气瓶中的氧气完全消耗。(2)集气瓶的容积为350 mL,集气瓶中水为100 mL,则集气瓶中气体的体积为350 mL-100 mL=250 mL,烧杯中水减少了200 mL,说明实验前集气瓶中O2的体积为200 mL,则集气瓶中氧气的体积分数约为×100%=80%。
9.(1)4P+5O22P2O5
(2)红磷燃烧放热,集气瓶中温度升高,气体压强增大
(3)打开弹簧夹
10.A:(1)A 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
(2)剧烈燃烧,火星四射,放出热量,生成黑色固体
B:(1)B 2H2O22H2O+O2↑
(2)剧烈燃烧,发出白光,放出热量
[解析]A:(1)实验室用高锰酸钾制取氧气时,选用的发生装置是固体加热型装置,即A装置;反应的化学方程式为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑。(2)铁丝在氧气中燃烧的现象是剧烈燃烧,火星四射,放出热量,生成黑色固体。
B:(1)实验室用H2O2溶液和MnO2制取氧气时,选用的发生装置是固液常温型装置,即B装置;反应的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑。(2)木炭在氧气中燃烧的现象是剧烈燃烧,发出白光,放出热量。
11.A:(1)①③⑥⑨
(2)2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
B:(1)②⑧(或①③⑧或①③④⑦或②④⑦)
(2)CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑
12.(1)2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
(2)澄清石灰水变浑浊
(3)2H2O22H2O+O2↑
[解析](2)木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳,故可观察到集气瓶中的澄清石灰水变浑浊。
能力提升
1.B [解析]用高锰酸钾制取氧气,实验前要先检查装置的气密性;待导管口气泡连续、均匀冒出时,再开始收集氧气;氧气能用排水法收集的原因是氧气不易溶于水;试管中发生反应的化学方程式为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑。
2.D [解析]由图像可知,氧气的体积分数逐渐减小,说明蜡烛燃烧需要氧气,故A正确;蜡烛熄灭后,氧气的体积分数大约是16%,证明蜡烛熄灭后,容器中还有氧气,故B正确;曲线的起点对应纵坐标为20.7%,说明蜡烛燃烧前,密闭容器中氧气的体积分数小于21%,故C正确;蜡烛熄灭后,剩余的84%的气体中含有没有参与反应的氮气、稀有气体等和蜡烛燃烧生成的二氧化碳等,故D错误。
3.(1)供给呼吸
(2)2H2O22H2O+O2↑(反应条件写乙剂也可)
[解析] (1)氧气能够供给呼吸,当人体缺氧时,需要吸氧补充。(2)过氧化氢在催化剂的作用下生成水和氧气,反应的化学方程式为 2H2O22H2O+O2↑。
核心素养强化
(1)B
(2)在氧气的体积分数为60%及以上时,带火星的木条可以复燃 带火星的木条能复燃,因为集气瓶中氧气体积分数能达到60%
[解析](1)取用粉末状固体时,需要将试管倾斜,用药匙或纸槽将药品小心地送至试管底部,然后使试管直立起来。(2)实验目的为“探究带火星的木条复燃情况”。通过表格数据分析可以得出,在氧气的体积分数为60%及以上时,带火星的木条可以复燃。若集气瓶中有50%的水,则另50%为空气,50%空气中约有50%×=10%的氧气,利用排水法收集氧气时,氧气会将50%的水全部排出,故瓶内水排尽后,瓶中共有50%+10%=60%的氧气,能使带火星的木条复燃。
