中考科学精练4 空气和氧气及氧气制取Word版含答案.docx
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中考科学精练4空气和氧气及氧气制取Word版含答案
训练4空气和氧气及氧气制取
一．选择题（共3小题）
1．小明利用如图中装置进行“硫燃烧”实验，探究硫分别在空气和氧气中燃烧的现象，下列说法错误的是（ ）
A．实验开始时先点燃酒精灯①，然后用气卿鼓入空气，再点燃酒精灯②
B．氢氧化钠和二氧化硫反应生成Na2SO3和H2O
C．该实验装置的优点之一是在同一装置中可以观察两个不同的实验现象
D．实验中可以将氢氧化钠溶液换成氢氧化钾溶液
2．小乐利用图甲所示装置测定空气中氧气的含量，其中燃烧匙内的白磷用电加热装置点燃，瓶内气压用气体压强传感器测定，其变化如图乙所示，则下列分析合理的是（ ）
A．t1时刻后的一段时间内瓶内气压显著增加，其原因是白磷燃烧产生大量白雾
B．从瓶内气压达到最高点直至t2时刻，瓶内温度始终保持不变
C．通过t2时刻瓶内的气压值，可以计算得出氧气约占空气体积的
D．t3时刻后的一段时间内瓶内气压又显著增加，其原因打开止水夹，水进入瓶内
3．图1所示装置可用于测定空气中氧气的含量，其中与集气瓶相连的压强传感器等电子设备能将集气瓶内气体压强精确地记录并保存下来。
图2、图3是用该装置测得的红磷和木炭分别在集气瓶中燃烧的压强﹣时间关系图（该装置气密性良好，p0是集气瓶内初始气压，p和p′分别是反应结束后恢复到室温时集气瓶内的气压）。
下列说法不正确的是（ ）
A．燃烧匙内所装红磷或木炭的多少对实验结果无影响
B．p＝0.79p0，p′＝p0是因为红磷和木炭燃烧产物状态不同造成的
C．由图2可推出空气中氧气的含量
D．反应开始时集气瓶中压强瞬间变大的是由燃烧放热造成的
二．填空题（共2小题）
4．空气是一种宝贵的资源。
用如图甲所示装置，测定空气里氧气的含量。
实验时先在集气瓶里加入少量水，做上记号。
用弹簧夹夹紧乳胶管。
点燃燃烧匙内的红磷后，立即伸入瓶中并把塞子塞紧。
待红磷熄灭后，发现红磷还有剩余，冷却，打开弹簧夹，烧杯中的水倒流进集气瓶中，液面上升到图中A位置。
（1）从上述实验现象可知：
氧气约占空气总体积的 。
请写出其中两点关于剩余气体的有关性质：
① 、② ；
（2）而某同学在做该实验中，A内气体减少的体积小于
，试问导致该实验结果的原因可能是 （答一种就可）。
（3）某化学兴趣小组对此实验装置进行了改进，设计如图乙（选用容积为45mL的18×180mm的试管作反应容器）实验方案进行，收到了良好的效果。
回答下列有关问题：
改进实验（铁架台略去）中的操作步骤如下：
①点燃酒精灯；②读取注射器活塞的数据；③撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹；④将少量红磷平装入试管中，将20mL的注射器活塞置于10mL刻度处，并按图中所示的连接方式固定好，再将弹簧夹紧橡皮管。
你认为正确的实验操作顺序是 （填序号）。
（4）实验中，注射器活塞将从10mL刻度处慢慢前移到约为 mL刻度处才停止。
5．小明利用图甲所示装置测定空气中氧气体积分数。
点燃红磷后立即塞紧瓶塞，并通过传感器记录瓶中气压、温度及氧气浓度随时间变化的情况（如图乙）。
（1）红磷燃烧生成五氧化二磷，写出该反应的化学方程式 。
（2）根据图乙，小明认为：
燃烧过程中，气体温度升高对气压的影响大于氧气减少对气压的影响。
请说明他的依据：
。
（3）根据图乙判断，t2时刻小明的操作是 。
三．实验探究题（共8小题）
6．小明利用如图装置进行空气中氧气含量测定实验，步骤如下：
①连接装置并检查装置气密性
②向玻璃管和水槽内加适的水，测量液面到橡胶塞的距离为h1
③在燃烧匙里放足量红磷，塞紧塞子，测量两个橡胶塞间的丝距离为h3，调节水槽位置高低至两边水平液面相平
④接通电源，待红磷燃烧，断开电源
⑤反应结束后，当温度恢复至室温，水不再进入玻璃管时，再次调节水槽位置高低至两边水平液面再次相平，测量此时液而到橡胶塞的距离为h2
⑥重复实验，得出结论
（1）实验步骤③⑤中，调节水槽位置高低至两边水平液面相平的目的是：
。
（2）经过计算，小明得出空气中氧气的体积分数为
，则h1、h2、h3应满足的关系式是：
。
（3）如果步骤②中装入玻璃管中的水过少，将对测得的氧气体积分数有何影响？
请你判断并说明理由。
。
7．某研究性学习小组对书本探究空气中氧气的体积分数实验（图乙）装置进行了改进，设计了如图甲所示的装置，其中A是底面积为50厘米2、高20厘米的圆筒状玻璃容器（带密封盖），上面标有以厘米为单位的刻度，B是带刻度的敞口玻璃管（其他辅助装置略）。
操作过程如下：
①检查装置的气密性。
②加入水并调整B的高度，使A中的液面至刻度15厘米处。
③将过量的红磷平铺在惰性电热板上，盖紧密封盖。
④通电加热红磷，充分反应后，待冷却到原来的状态，调整B的高度使容器A、B中的液面保持相平，记录液面刻度。
（注：
A容器内固态物质所占的体积忽略不计）
（1）写出该实验的原理：
（用化学方程式表示）
（2）在操作④结束时，与装置A中液面最接近的刻度是 （填整数）。
（3）操作④中，调整B的高度使容器A、B中的液面保持相平的目的是：
。
8．《科学》课本上用图甲的装置来测定空气中氧气的体积分数，而某兴趣小组同学通过查询资料对该实验进行改进，利用四硫化钠（Na2S4）固体替代红磷进行实验，其反应原理为：
2Na2S4+O2+2H2O＝8S↓+4NaOH
实验步骤：
①将足量的四硫化钠（Na2S4）固体置于试管中，再加入适量的水并迅速塞紧橡胶塞，再充分振荡．
②测量液面至橡胶塞下沿的距离，记录数据h1（如图乙所示）．
③将该试管插入水中（如图丙所示），取下橡胶塞，观察到试管内液面上升．
④当管内液面稳定时塞紧橡胶塞，将试管取出倒转过来，测量液面至橡胶塞下沿的距离，（如图丁所示）记录数据h2．
⑤按照①～③再重复实验2次．3次实验数据如下表所示：
第1次
第2次
第3次
h1/厘米
11.3
11.4
11.6
h2/厘米
8.7
9.1
9.2
（1）步骤①中进行充分振荡的目的是 ；
（2）根据3次实验数据，计算空气中氧气的体积分数约为 （结果精确到0.1%）．
9．资料显示，将新制的溶质质量分数为5%的H2O2溶液，加热到80℃时，才有较多氧气产生，而相同质量5%的H2O2溶液加入催化剂，常温下就会立即产生氧气，反应速度快，所需时间短。
（1）小晨按图甲装置进行实验，当试管中有大量气泡出现时，伸入带火星的木条，木条并未复燃，为此，他利用图乙装置收集气体，再用带火星的木条检验，木条复燃，那么图甲实验中带火星木条未复燃的原因是 。
（2）小柯利用催化剂使H2O2溶液分解制取氧气，图丙是他设计的气体发生装置，请你指出一处错误 。
（3）采用相同质量5%的H2O2溶液，图丁虚线表示加热分解制取氧气的曲线，请你在该图中用实线画出利用催化剂制取氧气的大致曲线。
（假定两种方法H2O2均完全分解：
曲线画在答题纸上）。
10．当把燃着的小蜡烛放入一个集气瓶中并塞紧胶塞时，蜡烛一会儿就熄灭了。
那么，蜡烛为什么会熄灭呢？
某化学兴趣小组进行了如下探究，请你填答相关空格。
【提出猜想】猜想Ⅰ：
蜡烛燃烧把集气瓶内的氧气耗尽，导致蜡烛熄灭。
猜想Ⅱ：
蜡烛燃烧随集气瓶内氧气含量降低而变弱，放出的热量减少，使温度降至蜡烛的 以下，导致蜡烛熄灭。
猜想Ⅲ：
蜡烛燃烧产生的二氧化碳能灭火，导致蜡烛熄灭。
【进行实验】小组设计如下图所示的实验装置，并进行实验来验证猜想。
实验操作
实验现象
点燃蜡烛并连同胶塞上的其它仪器药品一起放入集气瓶中，塞紧胶塞。
①蜡烛火焰逐渐变微弱最终 。
蜡烛熄灭并静置冷却后，将铜丝上提，使盛白磷的铜网勺高于试管口，试管倒下，水流出。
②一会儿后，白磷着火燃烧，有大量 产生。
【分析及结论】
（1）蜡烛熄灭前，要让白磷浸没在小试管所盛的水中，目的是
。
（2）集气瓶中装入一些生石灰的设计目的 ，是让它发生反应提高瓶内的 ，该反应的化学方程式为 。
（3）瓶内的白磷能燃烧，证明猜想 和 不能成立。
我们根据成立的猜想认为，应该把“燃烧需要氧气”这一燃烧发生的条件补充完善为“ ”。
11．某兴趣小组开展研究性学习活动时，做了“烧不坏的棉布”的实验，研究有关燃烧的问题。
利用医用酒精、水、棉布和一些玻璃容器等，将酒精配成不同体积分数的溶液，把棉布剪成大小相同的若干块，均浸透不同体积分数的酒精溶液，展开、点火。
其实验结果记录如下表：
实验序号
1
2
3
4
5
6
所配酒精体积分数
95%
80%
70%
50%
20%
10%
燃烧情况
酒精烧完
棉布烧坏
酒精烧完，
棉布部分发黄
酒精烧完
棉布无损
不燃烧
根据上述信息回答下列问题：
（1）请你推测实验2的酒精是否燃烧完？
；实验6的燃烧情况是 。
（2）请你结合所学知识，解释实验4的原因：
（3）在实验室里酒精灯内有酒精，但常发生点不着酒精灯的现象，你认为最有可能的原因是 。
12．进行氧气制取与性质检验的实验。
（1）以过氧化氢溶液为原料制取并收集氧气，应选用的装置是 （选填序号）。
（2）实验中，用装有一定量水的集气瓶进行排水法收集氧气，能使带火星木条复燃，那么使带火星的木条复燃的氧气体积分数的最低值是多少呢？
进一步展开探究。
第一组实验：
5只容积均为100毫升的集气瓶，分别装入一定体积的水，再用排水法收集氧气，恰好把5只集气瓶中的水排去，将带火星的木条依次伸入5只集气瓶中，记录实验现象。
以相同方法完成第二组实验，两组实验的数据和现象见下表，（已知空气中氧气的体积分数为21%）
第一组
第二组
集气瓶编号
A
B
C
D
E
A
B
C
D
E
集气前装入集气瓶内水的体积（毫升）
10
20
30
40
50
31
33
35
37
39
带火星木条的状况
微亮
亮
很亮
复燃
复燃
很亮
很亮
复燃
复燃
复燃
①第一组实验D瓶，集气结束时氧气的体积分数为 %。
②经计算，第二组实验C瓶的氧气体积分数为48.65%，由此得出“使带火星的木条复燃的氧气体积分数的最低值只能是48.65%”的结论，对此结论和过程进行评价：
。
13．燃烧是人类最早有意识利用的化学反应，火的使用标志着人类文明的伟大进步。
（1）天然气的主要成分燃烧的微观示意图如图所示：
①下列说法正确的有 。
A．参加反应的
与
的质量比为1：
2
B．反应前后各元素的化合价都不变
C．该反应属于氧化反应
②上述四种物质中属于化合物的是 （填化学式）。
（2）实验室中常用燃烧的方法测定空气中氧气的体积分数。
已知：
在空气中，当温度超过40℃，白磷会燃烧，温度超过240℃时，红磷才会燃烧，它们均和氧气反应生成五氧化二磷。
①按图1所示装置进行实验，蒸馏水的作用是 （写一种即可）；
②用高能激光笔照射燃烧匙中红磷，引燃红磷。
红磷燃烧的实验现象为 。
③待红磷燃烧结束后，将装有白磷的燃烧匙提出水面，用高能激光笔照射燃烧匙中白磷，白磷又被点燃。
实验中氧气含量传感器测得的相关数据如图2所示。
图2中 点时（填A、B、C、D、E）红磷开始燃烧；AB段氧气浓度变化的主要原因是 。
④用红磷燃烧的方法不能准确测定空气中氧气含量的原因是 。
查阅资料可知，验证空气中氧气体积分数较好的药品是铁丝绒，利用铁与氧气、水等的缓慢氧化，生成红棕色的铁锈，可将空气中氧气浓度消耗至0.2%．将足量细铁丝绒置于试管底部，并倒扣在装有水的烧杯中（如图3），一段时间后你将看到的现象是 。
四．解答题（共7小题）
14．某科学兴趣小组的同学在学习了空气中氧气含量的测定的基础上，改进了教材中的实验，设计出了如图所示的实验装置．实验步骤如下：
①连接仪器，检查装置气密性，发现装置气密性良好．
②在集气瓶里装进适量a体积的水，燃烧匙里放一小块白磷，在酒精灯上把玻璃棒下端加热，按图示把集气瓶中的空气密封起来，把集气瓶内的长导管伸到瓶底，长导管的另一端放入盛有足量水的烧杯中．
③把预先加热过的玻璃棒按下与白磷接触，观察到白磷立即着火燃烧产生大量白烟，同时放热．
④待白磷燃烧熄灭后，稍加振荡，白烟消失．
⑤待集气瓶完全冷却到室温，量出集气瓶中水的体积为b，整个集气瓶的体积为c．
⑥根据a、b、c三个数据，计算出空气中氧气的体积分数．
根据以上信息，回答下列问题：
（1）在白磷开始燃烧到最后熄灭的过程中，集气瓶内水面的变化情况是 ．
（2）若实验成功，请写出a、b、c三个数据应满足的一个等式关系 ．
15．实验是科学探究的重要方法．用不同的实验装置也可以研究同样的问题，如图A、B、C是测定空气中氧气含量实验，如图A是用红磷燃烧的进行实验，B和C用铜加热和氧气反应进行实验（注：
铜和氧气在加热后能生成固体氧化铜）．
（1）实验一：
如图A所示，将过量的红磷点燃插入集气瓶中，塞紧橡皮塞，观察到红磷燃烧的现象 ，等燃烧停止并冷却到室温后，打开止水夹，又可观察到 ．
（2）实验二：
如图B、C是用铜加热跟氧气反应测定空气中氧气含量实验的两套装置图，请结合图示回答有关问题．
①根据下表提供的实验数据，完成表格（提示：
反应前的总体积是硬质玻璃管中空气的体积和反应前注射器中空气体积之和）
硬质玻璃管中空气的体积
反应前注射器中空气体积
反应后注射器中气体体积
实验测得空气中氧气的体积分数
25mL
15mL
9mL
②装置B和装置C中气球的位置不同， （填“装置B”或“装置C”）更合理．
③若实验测得的结果偏小（氧气的体积分数小于21%），可能的原因有哪些？
（列举一条即可） ．
16．从2012年3月25日起，嘉兴、舟山等6个环杭州湾城市正式公布大气PM2.5的监测数据．PM2.5是指直径小于或等于2.5微米的颗粒物．与较大的颗粒物相比，不易沉降，且富含大量有毒、有害物质．对人体健康和大气环境影响更大．请回答下列问题：
（1）如图是某城市一天的PM2.5动态监测数据折线图．
这一天中PM2.5的最高值出现在时左右，出现这一峰值的可能原因是 ．
（2）PM2.5中的气体污染物主要是化石燃料燃烧的产物．6月1日起北京市车用汽柴油开始执行地方新标准，油品硫含量指标限值由每千克50毫克降低为每千克10毫克．按照北京市现有机动车每年消耗汽柴油5.4×109千克计算，可减少硫的质量是2.16×105千克，全年二氧化硫排放量可减少多少千克？
（假设油品中的硫燃烧后全部转化为二氧化硫）
17．过氧化氢（H2O2）俗称双氧水，常温下是一种无色液体，如图甲过氧化氢在二氧化锰催化作用下，可分解得到氧气，使带火星的木条复燃。
如图乙在加热的条件下，它能分解生成氧气和水。
研究表明，将新制的5%的双氧水溶液加热到65℃时就有氧气产生，加热到80℃时就有较多氧气生成。
某同学用如图乙所示的装置用上述方法制得氧气，用带火星的木条直接在试管口检验，结果木条不能复燃。
他查阅资料知，氧气浓度低于一定值时，不能使带火星的木条复燃。
于是将实验装置改成如图丙，结果木条复燃。
请对上述现象作出合理解释。
18．目前城市居民所使用的燃料主要是管道煤气或液化石油气，随着西东输工程的输气管道已经铺设到浙江省境内，我省居民将陆续使用天然气作为民用燃料．
（1）管道煤气的主要成分是CO和少量碳氢化合物，天然气的主要成分是CH4，它们的燃烧反应如下：
2CO+O2
2CO2 CH4+2O2
CO2+2H2O
已知在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子，试根据以上方程式判断：
燃烧相同体积的管道煤气和天然气，消耗空气体积较大的是 ，因此燃烧管道煤气的灶具如需改烧天然气，灶具的改进的方法是 进气口（填“增大”或“减小”），如不加改进可能产生的不良后果是 ．
（2）液化石油气的主要成分是丙烷（C3H8）、丁烷（C4H10）等，它们的某些性质见下表：
乙烷（C2H6）
丙烷（C3H8）
丁烷（C4H10）
熔点（℃）
﹣183.3
﹣189.7
﹣138.4
沸点（℃）
﹣88.6
﹣42.1
﹣0.5
根据以上某个关键数据解释冬天使用液化石油气时，在换气时要称量残气的质量予以补偿的原因． ；
有趣的是，使用液化石油气的居民在改用天然气时，也将涉及灶具的调整，已知碳氢化合物充分燃烧的产物跟甲烷相同，请根据液化石油气的燃烧方程式，说明灶具改进的方法：
．
19．“创新是一个民族发展的不竭动力”，创新能力是现代经济社会发展对学生提出的最迫切要求．如图是某学生的创新实验﹣﹣白磷在水下燃烧的实验装置示意图．请分析图回答问题：
（改编）
【操作及过程】：
实验过程中，甲装置中的白磷并不燃烧，而将甲装置倒转（如乙装置所示），并打开开关K，即可观察到白磷在“沸腾”的水中燃烧．
（1）通过上述实验，说明可燃物燃烧必须同时满足 和与氧气接触两个条件．
（2）在其它条件和操作不变的情况下，只将甲装置中导管C的一端改为插入锥形瓶B的底部进行同样的实验．你认为这一改进后的实验 （选填“能”或“不能”）成功．
20．由实验测知：
取3.5gKMnO4晶体加热到220°C，分解放出的氧气多于按下式计算的理论量。
按下式计算的理论量为放出氧气0.354g，2KMnO4
K2MnO4+MnO2+O2↑（溶于水呈紫红色）（溶于水呈绿色）（黑色，不溶）换算成标准状况下的体积为248mL，而实际测得的氧气为308mL（标准状况），超过理论量为：
（308﹣248）mL＝60mL。
试回答：
（1）怎样用实验证明：
超理论量的氧气不是来自MnO2？
（2）怎样用实验证明超理论量的氧气是由K2MnO4分解产生的？
（要求用KMnO4制取氧气后的残渣实验，如图所示。
）
（3）怎样从“最后残渣”中分离出MnO2？
。
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