第一部分身边的化学物质专题1空气 氧气(训练时间：60分钟 分值：100分)一、选择题(每题3分，共48分)1．空气中体积分数最大的气体是( )A．氮气B．氧气C．二氧化碳D．稀有气体【解析】此题考查空气的成分。空气中各成分的体积分数分别为：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%。【答案】A2．“森林重庆”的实施，有助于减少空气中哪种成分的含量( )A．氧气B．二氧化碳C．氮气D．稀有气体【解析】“森林重庆”的实施，会使植物的光合作用增强，能消耗空气中大量的二氧化碳，因此能减少空气中的二氧化碳的含量。【答案】B3．为了经久耐用，在灯泡中可填充的气体是( )A．氧气B．氮气C．二氧化碳D．二氧化硫【解析】氮气化学性质稳定，可用作保护气，填充灯泡【答案】B4．下列关于化学史方面的叙述中，不正确的是( )A．最早发现电子的是英国科学家汤姆森B．最早用湿法炼铜的国家是印度C．最早通过实验得出空气由氮气和氧气组成的，是法国化学家拉瓦锡D．最早发现元素之间存在联系并排列出现代元素周期表的是俄国科学家门捷列夫【解析】最早使用湿法炼铜的是中国【答案】B5．下列物质在空气中发生的变化只与空气中的水蒸气有关的是( )A．浓硫酸在空气中质量增加B．烧碱潮解、变质C．铝的表面生成致密保护膜D．钢铁生锈【解析】浓硫酸质量增加是因为浓硫酸吸收空气中的水蒸气；烧碱潮解是因为吸收空气中的水蒸气，变质是因为与CO2反应；铝表面的氧化膜是铝与氧气反应生成的；钢铁生锈是与空气中的水和氧气共同作用的结果。【答案】A6．在空气中，与人类关系最密切的当属氧气。下列说法正确的是( )A．带火星的木条在氧气中能够复燃，说明氧气能支持燃烧B．铁丝在空气中剧烈燃烧，火星四射，说明氧气具有可燃性C．氧气的化学性质非常活泼，能与所有的物质发生化学反应D．用高锰酸钾制取氧气的反应中，锰元素、氧元素的化合价都没有变化【解析】此题考查氧气的有关知识。铁丝在氧气中能剧烈燃烧，但在空气中不能燃烧，且氧气具有助燃性，不具有可燃性，B错；氧气的化学性质比较活泼，在一定条件下能跟许多物质发生反应，但不能与所有物质发生化学反应，C错；在化学反应2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑中，Mn、O元素的化合价在反应前后都发生了变化，D错。答案为A。【答案】A7．用燃烧法测定密闭容器中空气成分里的氧气含量，应选择下列物质中的( )A．细铁丝B．红磷C．硫粉D．木炭-6-\n【解析】测定空气中氧气含量的实验中，选择药品的要求是与氧气反应后不能产生新的气体，C、D两项产物都为气体，故不可选；铁丝在纯净氧气中可剧烈燃烧，但氧气低至一定浓度后，铁丝就不燃烧了，无法彻底除去氧气，故选B。【答案】B8．下列化学反应与实验现象相符合的是( )A．硫在空气中燃烧——蓝紫色火焰B．木炭在空气中燃烧——生成有刺激性气味的气体C．镁在氧气中燃烧——生成白色固体D．氯酸钾受热分解——生成氧气【解析】硫在空气中燃烧产生淡蓝色火焰，在氧气中燃烧产生蓝紫色火焰；木炭燃烧后生成无味的气体；氯酸钾分解的现象是有气体产生，产生氧气是结论。故选C。【答案】C9．下列变化过程中，不包含缓慢氧化的是( )A．动植物的呼吸B．蔗糖的溶解C．酒和醋的酿造D．食物的腐烂【解析】动植物的呼吸、酒和醋的酿造、食物的腐烂都包含缓慢氧化，而蔗糖的溶解是溶解现象，不包含缓慢氧化。【答案】B10．下列有关氧气的说法正确的是( )A．能供给呼吸B．化学性质比较稳定C．具有可燃性D．是空气中含量最多的物质【解析】此题考查氧气的相关知识。氧气能供给呼吸，能支持燃烧，化学性质较活泼，按体积计算是空气中含量排第二位的物质。【答案】A11．下图是实验室制备、收集、验满、验证性质的操作，其中正确的是( )【解析】此题考查实验室制取氧气的有关问题。B中收集氧气时导管应伸至集气瓶的底部，以保证空气能顺利排出；C中氧气验满时带火星的木条应放在集气瓶口，不能伸入瓶内；D中做铁丝燃烧实验时集气瓶底部应放少量水或铺一层细沙，以防集气瓶瓶底炸裂。【答案】A12．有些地区因大量焚烧秸秆，导致空气质量一度达到重度污染。下列有关处理秸秆的说法错误的是( )A．利用秸秆发酵产生沼气B．秸秆腐烂后可转化为有机肥料C．秸秆燃烧产生的二氧化碳是造成酸雨的主要原因D．秸秆燃烧产生的大量烟尘增加了空气中的可吸入颗粒【解析】空气中二氧化碳含量过高会导致“温室效应”；而“酸雨”是空气中SO2、NO2等与雨水作用而形成的。【答案】C13．焊接金属时，能用作保护气的一组气体是( )A．H2、N2B．N2、O2C．CO2、COD．N2、Ar【解析】本题考查保护气体的种类。H2、CO都是易燃易爆气体，不能做保护气；保护气的主要作用就是隔绝氧气，氧气不能做保护气，只能选择一些性质稳定的气体，故选D。-6-\n【答案】D14．下列关于空气的叙述，错误的是( )A．空气是一种重要的化工原料B．空气是由多种单质和多种化合物组成的混合物C．清新、洁净的空气是纯净物D．空气是人类生产活动的重要资源，防止空气污染极其重要【解析】空气是由N2、O2、CO2、水蒸气等组成的混合物。【答案】C15．常温下，当碘与镁化合时，速度很慢，若滴入几滴水，则剧烈反应生成碘化镁，还形成一股美丽的紫色烟雾，在此反应中水的作用是( )A．反应物B．氧化剂C．催化剂D．还原剂【解析】本题考查催化剂的作用。从题目中可看出碘和镁反应时速度很慢，加入少量水后反应明显加快，故水的作用是催化作用。紫色烟雾应是碘气。【答案】C16．我国许多省、市、自治区主要城市都设有大气监测站。下属各监测点组成一个监测网，以监测大气情况，且每天公布空气质量报告。下面所列各项中：①可吸入颗粒物、②悬浮颗粒物、③氮气、④二氧化碳、⑤二氧化硫、⑥二氧化氮、⑦一氧化碳，属于空气质量报告报道的是( )A．②③⑤B．①③⑤⑥C．②⑤⑥⑦D．①⑤⑥⑦【解析】空气质量报告中主要报告对人体有害的一些污染性成分的含量，本题就是要找出大气污染物。【答案】D二、填空题(共26分)1．(4分)采集空气样品时，如果没有专业仪器，我们可用矿泉水瓶装满水到采样地点倒掉，这种收集气体的方法叫做_______________；实验室制氧气时，也可用这种方法收集，用该方法收集氧气时，制备氧气装置内空气排尽的标志是___________________________。2．(6分)红磷燃烧除需要氧气外，还需满足的条件是____________；该反应的化学方程式为_____________________；用红磷做“测定空气里氧气含量”的实验时，若红磷的量不足，所测得氧气的体积分数____________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。3．(16分)科学探究是重要的学习方式，假设和验证是探究过程中的重要环节。为了探究“铁丝可以在纯净的氧气中燃烧”，同学们将一根火柴梗塞入一段螺旋状“铁丝”(可能是纯铁铁丝或含碳铁丝)末端，将它固定，用镊子夹住“铁丝”，然后将火柴在酒精灯上点燃，将“铁丝”由集气瓶口向下慢慢伸入，观察现象：(1)甲同学只发现“铁丝”红热一下，就没有观察到其他现象，请你分析铁丝没有燃烧的可能原因是_____________________________________________________________________；(只答一条)(2)乙同学发现“铁丝”在纯净氧气中燃烧起来，观察到火星四射，并有黑色固体生成，请写出该反应的化学方程式__________________________；(3)为了找出“铁丝”在纯净氧气中燃烧“火星四射”的原因，根据现有实验用品：细纯铁铁丝、细含碳铁丝、镁条、集气瓶装的几瓶纯净氧气、酒精灯、火柴和镊子等，你能提出的假设和验证方法有：a．假设1：_______________________，验证方法是______________________________________________________________________________________。b．假设2：____________________________，验证方法是____________________________________________________________________________。只要假设合理，验证方法准确，根据实验现象，进行分析判断，就能得出结论。【答案】1．排水集气法导管口连续均匀冒出气泡2．温度达到着火点4P＋5O22P2O5偏小3．(1)没等到火柴快要熄灭时就将“铁丝”由集气瓶口向下慢慢伸入(或者集气瓶中氧气不足)(2)3Fe＋2O2Fe3O4(3)a．假设1：铁丝中含碳引起的，验证方法是取长短相等、粗细相同的含碳细铁丝和纯铁细铁丝；分别在足量的氧气中燃烧，观察实验现象-6-\nb．假设2：所有金属丝在纯氧中燃烧都会火星四射，验证方法是同时取上述几种金属丝用砂纸将表面打磨后，分别在纯氧中燃烧，观察现象三、实验题(共26分)1．(8分)某学习小组在探究“从空气中制取氮气”时，提出以下实验方案：―→―→―→(1)除去二氧化碳和水蒸气：在图甲装置的A中所装溶液是________________________。(2)除去氧气：他们分别收集一瓶(1)中得到的气体，用图乙装置进行实验，小红选用红磷，小明选用木炭。他们俩中有一位同学选用的药品不合理，理由是__________________________。(3)分析误差：此法得到的氮气其密度与氮气的实际密度有误差，你认为产生误差的可能原因是(任写一种)___________________________________________________________。【解析】(1)利用NaOH溶液或澄清石灰水与空气中的CO2反应，除去空气中CO2，浓硫酸除去气体中的水蒸气；(2)红磷与氧气反应生成固体五氧化二磷，木炭燃烧消耗氧气的同时，生成气体CO2，氮气中混有CO2，得不到纯净的氮气；(3)产生误差的可能原因是稀有气体没有除去或氧气没有除干净或装置漏气等。【答案】(1)NaOH溶液(或澄清石灰水，其他合理答案均可)。(2木炭燃烧生成气体二氧化碳，使氮气中混有大量的二氧化碳(其他合理答案均可)。(3)氮气中混有未除去的稀有气体(或氧气没有除干净，其他合理答案均可)。2．(6分)某同学做了一个趣味实验(装置气密性良好)。整个实验过程如图所示：(1)写出A图试管中发生反应的化学方程式_________________________；(2)待试管冷却至室温，在水中取下胶塞，试管中液面上升(如B图所示)。请用理化知识解释试管中液面上升的原因_________________________________________________。【解析】A中白磷燃烧生成五氧化二磷固体，即4P＋5O22P2O5；A中的白磷燃烧消耗了试管内的氧气，使密闭试管内压强减小，当在水中取下胶塞倒扣在水中时，试管内液面上升。【答案】(1)4P＋5O22P2O5；(2)白磷燃烧消耗氧气，生成物为固体，造成试管内气体压强减小，故试管内液面会上升。3．(12分)(2022·北京)根据图示回答问题。(1)实验仪器a的名称是________________。-6-\n(2)实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为_____________________________。所选用的发生装置是A(填字母序号，下同)。(3)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气时，二氧化锰起________作用，所选用的收集装置是_______或__________。(4)用排空气法收集一瓶氧气，验满时将带火星的木条放在瓶口，若观察到__________，说明瓶中已充满氧气。【答案】(1)酒精灯。(2)2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑A(3)催化C或E。(4)木条复燃☆能力拓展☆1．某研究性学习小组设计了如下图所示的定量测定装置，其中B是圆筒状玻璃容器(带密封盖子)，上面标有以厘米为单位的刻度，其他夹持装置已略去。小玲同学用这套装置按下列操作过程探究空气中氧气的体积分数：①检查装置的气密性。②容器A、B中加入水，使B中的液面在15cm处。③将过量的铁粉平铺在电热板上，盖好容器。④通电加热铁粉，待充分反应后，冷却到原来的状况，调整A的高度使容器A、B中的液面保持水平，记录液面刻度。请完成下列问题：(1)在操作①中检查装置气密性的最佳方法是______________________。A.双手握住B容器，观察A中液面是否上升B.双手握住B容器，观察A中是否有气泡产生C.调整A的高度，观察A、B中的液体是否出现液面差，且保持不变(2)该反应中，铁粉发生了__________反应。(3)在该同学的实验中，下列物质能代替铁粉的有__________。A.红磷B.木炭C.铜粉D.硫粉(4)操作④结束时，装置B中的液面最接近的刻度是__________。【解析】此实验是测定空气中氧气的含量，原理和课本上的实验是一样的，只是装置和所需的药品不一样。通电时铁发生氧化反应消耗了B装置内的空气，A装置中的水进去补充，进入水的体积即为消耗的氧气的体积。【答案】(1)C(2)氧化(3)AC(4)12cm2．(2022山东烟台)请利用水、红磷、量筒和右图所示装置(100mL注射器、约250mL的广口瓶)测定空气中氧气的体积百分数。(1)设计实验方案(写出实验方法和步骤)。-6-\n(2)若用你的实验方案测得的氧气含量小于理论值，则产生误差的可能原因有哪些(至少写两种)。【解析】本题考查的是测定空气中氧气的含量，虽然装置不同但原理同空气中氧气含量测定是相同的。【答案】(1)①在广口瓶中加满水，塞紧橡皮塞，然后把瓶中的水倒入量筒，从而测出塞紧橡皮塞后广口瓶中空气的体积。②注射器中吸入足量的水，取足量的红磷放入燃烧匙，将红磷点燃，迅速放入广口瓶，塞紧橡皮塞。③待停止反应并冷却至室温后，读出注射器中水减少的体积(即广口瓶中氧气的体积)，除以广口瓶中空气的体积，即求出空气中氧气的体积百分数。-6-
