空气与生命开拓练习.docx
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空气与生命开拓练习
第2章空气与生命
一.空气和氧气
1.第29届奥运会将于2008年8月8日在我国首都北京开幕,届时可能会用到大型遥控飞艇作为宣传工具以渲染活动气氛。
为了飞艇在空中飞行安全而有效,根据下表中气体的性质,最适合填充飞艇的气体是()
气体
氢气
氦气
氮气
空气
氧气
性质
密度/kg·m-3
0.09
0.18
1.25
1.29
1.43
可燃性
可燃
不可燃
不可燃
不可燃
不可燃
几种气体物质的密度(0℃、1标准大气压)及可燃性
A、氢气B、氦气C、氮气D、氧气
2.有一种白色固体A和黑色粉末B,充分混合后加热生成一种白色固体C和无色气体D,无色气体D能使带火星的木条燃烧更旺,若将一种红色粉末E放在盛有D的集气瓶中燃烧,生成大量白烟F,并放出热量。
(1)试推断:
A是_______,B是_______,C是_______,D是_______,E是_______,F是_______。
(2)写出上述反应的化学方程式:
①_____________________________________;
②__________________________________;③_____________________________________。
3.日常生活中使用的火柴,火柴头中主要含有以下化学物质:
氯酸钾、二氧化锰、硫黄和玻璃粉;火柴盒两边的摩擦层是由红磷和玻璃粉调制的。
当用火柴头在火柴盒上划动时,产生的热量使红磷转化为白磷。
①白磷易燃;②放出的热量使所含的氯酸钾分解;③生成的氧气与硫化合。
写出①、②、③三个化学反应方程式。
4.火柴头中含有氯酸钾、二氧化锰、硫磺(单质硫)和玻璃粉等。
火柴上涂有少量的石蜡,火柴盒两边的摩擦层是由红磷和玻璃粉调和制成的,火柴头在火柴盒上划动时所产生的热量使红磷转化为白磷,白磷易燃,放出的热量使氯酸钾分解。
写出氯酸钾分解的化学方程式,最终使火柴梗(主要成分为C35H32)着火燃烧,化学方程式为。
5.请按右图给出的条件进行实验,你能观察到什么现象,为什么?
6.某同学为测定空气里氧气的含量,设计了如图所示的实验装置。
该同学在“金属梯”的每一步的凹处放置一颗用滤纸吸干水后的白磷,用放大镜会聚手电筒光于靠近水面的一步“金属梯”处的白磷上。
(1)一段时间后,可观察到的现象是。
(2)“金属梯”的每一步上都放置一小颗白磷与只靠近水面的一步“金属梯”处放一大颗白磷相比,优点是。
7.某化学兴趣小组对教材中“测定空气里氧气含量”的实验(见图I)进行了大胆改进,设计图(Ⅱ)(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。
请你对比分析下面图I、图Ⅱ实验,回答下列有关问题:
(1)指出实验中A、B仪器的名称:
A、B。
(2)图I实验中发生反应的化学方程式为。
(3)图Ⅱ实验的操作步骤如下:
①点燃酒精灯。
②撤去酒精灯,待试管冷却后松开弹簧夹。
③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Ⅱ中所示的连接方式固定好,再将弹簧夹紧橡皮管。
④读取注射器活塞的数据。
你认为正确的实验操作顺序是(填序号)。
(4)图Ⅱ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)对照图Ⅱ实验,你认为图I实验有何不足之处?
(回答一点即可)
。
8.英国科学家法拉第曾为少年儿童做过一个有趣的“母子火焰”实验,如图所示。
据此实验,下列有关分析中正确的是()
A、子火焰中被燃烧的物质是液态石蜡
B、这一现象说明蜡烛中主要物质的熔点较低
C、要使该实验成功,导管不宜过长
D、导管的一端要插入母火焰的中心部位是因为该处氧气充足
9.酒精灯灯焰分焰心、内焰和外焰三个部分。
为探究灯焰温度,科研人员用特殊的测温装置进行实验(如图),结果如下(探头位置是指测温探头离灯芯的垂直高度)。
火焰
焰心
内焰
外焰
探头位置(cm)
0.5
1.5
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
火焰温度(℃)
537
670
775
806
801
750
667
平均温度(℃)
603
794
708
(1)根据上表数据,灯焰三部分温度有低到高的顺序为______________________。
(2)根据上表数据,加热实验时,被加热的仪器或物品应该放置在_____________位置较适宜。
(3)灯焰焰心温度较低,其原因是________________________________________。
10.在学校的元旦联欢会上,某同学表演了“水能生火”的魔术。
他向包有过氧化钠(Na2O2)粉末的脱脂棉上滴水,脱脂棉燃烧起来。
小军很兴趣,于是,他和同学们进行探究。
[提出问题]过氧化钠与水反应生成了什么物质?
为什么脱脂棉会燃烧?
[猜想]①可能有一种气体和另一种物质生成
②反应过程中可能有能量变化
[设计装置]如右图所示
[实验探究]
实验一:
探究反应后生成的气体是什么?
(1)打开右图装置中分液漏斗的活塞,控制滴加水的速度,观察到试管内有气泡产生,用带火星的木条靠近P处,木条复燃。
说明生成的气体是。
(2)实验中,还观察到伸入烧杯中的导管口有气泡冒出,请解释产生该现象的原因:
。
实验二:
继续探究反应后生成的另一种物质是什么?
(1)小张猜想另一种物质是Na2CO3,小军认为不可能。
小军的依据是:
。
为了证实小军的看法,请你设计一个证明CO32-不存在的实验。
实验步骤
实验现象
实验结论
(2)小军取反应后所得的溶液于试管中,滴入无色酚酞试液,发现酚酞试液变红色,说明反应后所得的溶液呈性。
[表达]由实验探究的结果,写出过氧化钠和水反应的化学方程式
。
11.有一个小保温瓶,内盛液化空气,当打开瓶盖后,在瓶口放一根燃烧的木条,则燃烧的木条会____________(填“熄灭”或“燃烧得更旺),理由是________________________________________。
(液态氧的沸点为-183℃,液态氮的沸点为-196℃)
12.将白磷的二硫化碳溶液分别滴在滤纸上和铁片上(二硫化碳是一种极易挥发的有机溶剂),在相同条件下,滤纸上的白磷______自燃,铁片上的白磷______自燃,(填“会”或“不会”),这是因为__________________________________________________。
13.某校化学兴趣小组的同学探究可燃物质燃烧的条件,探究如下:
(1)取一支大试管,往里加2mL30%的过氧化氢溶液;
(2)用镊子取一块白磷投入到试管中,可看到白磷并不燃烧;(3)往试管里滴加5滴1mol/L碘化钾溶液,不一会儿,可观察到白磷先熔化,继而燃烧起来,发出火光,并伴有白烟生成。
试回答:
(1)碘化钾的作用是;
(2)写出过氧化氢分解的化学方程式;
(3)通过该实验的探究,你总结出可燃物燃烧的条件为
。
14.小洋从资料上获悉:
FeCl3溶液对过氧化氢(H2O2)的分解具有催化作用。
由于FeCl3的水溶液中含有Fe3+、Cl-,于是,她对“到底是FeCl3溶液中的哪种微粒对过氧化氢(H2O2)的分解具有催化作用”展开了探究,提出以下猜想:
猜想一:
催化分解H2O2的是FeCl3溶液中的Fe3+;
猜想二:
催化分解H2O2的是FeCl3溶液中的Cl-。
请你帮助她完成实验报告:
实验过程
实验现象
实验结论
向盛有5mL5%H2O2溶液的试管中加入少量的HCl,并把带火星的木条放在试管口
无明显现象
向盛有5mL5%H2O2溶液的试管中加入少量的,并把带火星的木条放在试管口
试管中有大量气泡产生,带火星的木条复燃
15.影响化学反应速率有很多因素,例如催化剂二氧化锰能加快过氧化氢的分解速率。
请你列举生活中的事例,对影响化学反应速率的其他可能的因素再作出两种猜想,并设计验证方法或操作可以证明你的猜想(将有关内容填在下表中)。
序号
生活事例
猜想
验证方法或操作
(1)
(2)
16.某同学对催化剂产生了兴趣,通过查资料了解到氧化铜、氧化铁等都能加速氯酸钾的分解。
为了证明氧化铜能加快氯酸钾的分解,他们设计了如下图装置,并进行气体的制备和测量实验。
实验时均以生成40mL气体为标准,相关记录见下表:
实验序号
KClO3质量
加入其它的物质
待测数据
1
1.2g
无其它物质
2
1.2g
加入少量的CuO
试回答下列问题:
(1)检验该装置气密性的方法是;
(2)上述实验中的“待测数据”指;
(3)为探究CuO在实验2中是否起催化作用,还需探究的内容是。
Fe2O3
Al2O3
CuO
MgO
开始反应
470
515
305
490
剧烈反应
490
540
350
545
17.研究表明,许多金属氧化物对氯酸钾的分解有催化作用。
分别用下列金属氧化物作催化剂,氯酸钾开始发生分解反应和反应剧烈时的温度如右表所示。
实验室用氯酸钾来制氧气,如果不用二氧化锰作催化剂,最好选用()
A、Fe2O3B、Al2O3C、CuOD、MgO
18.常温下,当碘与镁化合时,速度很慢,若滴几滴水,则剧烈反应生成碘化镁,还形成一股美丽的紫色烟雾,这里水是________________;
19.飘尘是物质燃烧时产生的粒状飘浮物,颗粒很小,不易沉降。
它与空气中的SO2、O2接触时,SO2会部分转化为SO3,使空气的酸度增加。
飘尘所起的作用可能是()
A、氧化剂B、还原剂C、催化剂D、吸附剂
20.氢气是未来的绿色能源,科学家们最新研制出利用太阳能产生激光,再用激光使水分解得到氢气的新技术,其中水分解可以用化学方程式表示为:
2H2O
2H2↑+O2↑
下列有关说法不正确的是()
A、TiO2在反应中作氧化剂B、水分解不产生污染物
C、TiO2在反应中作催化剂D、该技术将太阳能转化为化学能
21.已知:
催化剂可能参加化学反应的中间过程,但最终其质量和化学性质,在化学反应前后保持不变。
设有一反应,可经下列步骤进行:
AB+2C==AC+CB,AC+D==AD+C,CB+E===EB+C,则下列说法中正确的是()
A、总反应方程式AB+D+E==AD+EBB、反应物为AB、C、D、E
C、生成物为AC、CB、AD、EBD、催化剂为C
22.冰箱制冷剂氟氯甲烷在高空中受紫外线辐射产生Cl原子,并进行下列反应:
Cl+O3→ClO+O2,ClO+O→Cl+O2。
下列说法不正确的是()
A、氟氯甲烷是总反应的催化剂B、反应后将O3转化为O2
C、Cl原子是总反应的催化剂D、Cl原子反复起分解O3的作用
23.地球外层空间存在着微量的臭氧(O3)和氧原子(O),该臭氧层的存在能吸收和阻挡太阳有害的紫外线的强烈辐射。
可是人为的大气污染物会破坏臭氧层,如超音速飞机排放的氮氧化物(NO和NO2),它们和O3及O发生如下反应:
O3+NO=NO2+O2;
O+NO2=NO+O2。
这两个反应反复循环,其总反应方程式为:
______________________。
氮的氧化物在破坏臭氧层的过程中起了______________的作用。
24.高空大气中的氧气能吸收紫外线转变成臭氧(O3),O3可分解:
O3==O2+O,O3又和大气污染物如超音速飞机排放出的NO发生反应:
(1)NO+O3==NO2+O2,
(2)NO2+O==NO+O2。
在上述反应
(1)中NO作剂;综合反应式
(1)
(2),则NO作剂。
25.实验室用加热氯酸钾的方法制取氧气,加入下列哪种物质,可使分解速度加快氧气的产量提高()
A、锰B、二氧化锰C、锰酸钾D、高锰酸钾
26.将氯酸钾和高锰酸钾混合加热一会儿,得到一种无色气体后立即停止加热,则此时所含物质共有()
A、2种B、3种C、4种D、5种
27.加热氯酸钾和二氧化锰混合物来制取氧气,反应中二氧化锰在固体混合物中的质量分数为a℅,其随时间t的变化规律,用以下图像表示正确的是()
28.某校科学课外活动小组做氯酸钾分解制氧气的实验研究,取一只试管装纯氯酸钾m克,另取一只试管装入混有少量高锰酸钾的氯酸钾也是m克,同时加热分解收集氧气,至反应完全。
四个小组同学分别对产生氧气质量(M)与时间(t)关系,所作图象如下(图中n代表混有高锰酸钾的氯酸钾),请问正确表示实验结果的图象应是()
29.小雨对爸爸给患病的奶奶购买的“便携式制氧器”(如图a),产生浓厚的兴趣,他仔细阅读使用说明书,了解了它的工作原理(如图b)和所用的药品。
药品中甲剂是一种白色颗粒状固体,作制氧剂;乙剂是黑色固体,作催化剂。
【提出问题】甲剂的化学成分是什么?
【查阅资料】过碳酸钠是白色颗粒状固体,溶于水时,生成碳酸钠和过氧化氢,可用于制取氧气。
【设计与实验】小雨把甲剂和乙剂带到实验室与黄老师共同探究。
在老师的指导下,验证出甲剂是一种钠盐后,小雨接着进行如下实验:
[实验一]用甲剂和乙剂制取并验证氧气。
(1)根据图b得出:
①组装气体发生装置时应选择图c所示的仪器:
(填字母),理由是
。
②氧气具有的性质是
,可用法收集。
(2)装置连接完毕,装药品前应先检查装置的。
(3)小雨认为氧气是由过氧化氢在乙剂催化下产生的,其化学方程式为。
(4)如何验证收集到的气体是氧气?
(简述实验操作与现象)。
[实验二]检验上述反应后的溶液中含有碳酸根离子。
检验步骤
实验操作
实验现象
反应的化学方程式
步骤一
取少量反应后的溶液,加入稀盐酸
有气泡产生
步骤二
将步骤一产生的气体通入澄清石灰水
澄清石灰水变浑浊
【实验结论】通过上述实验,小雨得出甲剂是过碳酸钠。
【反思与评价】小方认为小雨的结论不够严密,你认为严密的结论应该是。
30.请根据图示回答下列问题:
(1)写出图中标号的仪器名称:
①,②;
(2)实验室欲用高锰酸钾制取氧气,应选择的气体发生装置是,产生氧气的化学方程式为;
(3)已知过氧化钠(Na2O2)是一种淡黄色固体,常温下可与水反应生成氢氧化钠和氧气。
如果在实验室中用A装置作气体发生装置,用过氧化钠和水反应来制取一瓶干燥的氧气,所选装置的正确连接顺序是(填写管口字母)a→。
若只改变A装置中的药品,仍采用已连接的整套装置,还可以用来制取的气体是。
(4)通过上述两种制取氧气的方法所选用发生装置的对比,你觉得选择气体发生装置应考虑的因素是;
(5)装置A和C都可以作为实验室制取同种气体的发生装置,A和C相比,具有哪些优点?
(只答出一条即可)。
31.实验题:
验证人吸入和呼出的气体中氧气含量的变化。
(1)实验原理:
(2)实验器材:
(3)实验装置图:
(4)实验步骤:
(5)收集的证据:
(6)结论:
32.下列反应都能产生氧气,其中最适宜用于潜水艇中作供给氧气的反应是有()
33.镁在空气中燃烧生成氧化镁和氮化镁(其中氮为-3价),氮化镁与水反应生成氢氧化镁和氨气,其化学方程式为,12g镁在空气中燃烧所得产物的总质量(填>、<或=若干克);已知氮化镁是黄绿色固体,根据镁条在空气中燃烧的实验现象,可知在这样的条件下,镁更易与(填“O2”或“N2”)化合,理由是生成物。
34.在高温条件下,金属镁能跟多种气态物质发生反应,例如:
若以相同质量的镁(条)在①O2②N2③CO2④空气中分别充分燃烧均能得到固体产物,则按固体产物质量由大到小所对应的气体分别是(填气体序号)_____________。
35.已知镁能与空气中的氮气反应生成Mg3N2,若有1.00克镁在空气中充分燃烧,生成物的质量一定不可能的是()
A、1.20~1.35克B、1.42~1.62克C、1.55~1.65克D、1.42~1.55克
36.氯气和氧气一样,都是活泼的非金属单质。
在一定条件下甲烷和充足的氯气反应,推测其产物是()
A、CCl4和H2B、CCl4和HClC、CH3Cl和HClD、CCl4和H2O
37.在“氧气的制取和性质”的实验中,某同学取一段纱窗网上的细铁丝,在自己收集到的氧气中做“铁丝在氧气中燃烧”的实验,结果没观察到“火星四射”的现象。
造成此实验失败的原因不可能的是()
A、收集到的氧气量太少或纯度太低B、铁丝生锈
C、集气瓶底部没有铺一薄层细砂D、铁丝的温度没有达到着火点
38.测定H2和空气混合气体的爆炸范围实验如下所述。
取10支大试管。
依次盛水90%(体积分数)、80%……再用排水集气法收集H2.而后分别把试管口移近酒精灯火焰,实验结果如下:
H2体积
分数/%
90
80
70
60
50
40
30
20
10
5
空气体积分数/%
10
20
30
40
50
60
70
80
90
95
点燃现象
安静
燃烧
安静
燃烧
弱爆炸
强爆炸
强爆炸
强爆炸
强爆炸
强爆炸
弱爆炸
不燃烧不爆炸
(1)混合气体爆炸范围,H2的体积分数约为
(2)由上述实验结果评价:
“用向下排空气法收集H2,保持试管倒置移近火焰,如果只发出轻的‘噗声’,表示收集的H2已纯”的说法的真正涵义。
二.质量守恒定律和化学方程式
1.分别表示X、Y、Z三种不同的原子,其在一定条件下反应前后的变化如右图所示,则下列叙述错误的是()
A、分子是由原子构成的
B、分子之间是有间隔的
C、该反应可表示为3X+Y=2Z
D、一个Z分子由4个原子构成
2.化学物质间的反应除了观察和记录外,也需要从分子、原子角度进行想象和分析,这就产生了用模型来模拟化学变化。
我们用○和●分别代表两种不同元素的原子,该元素组成的单质在一定的条件下能发生以下反应。
已知○的相对原子质量是●的3倍,取等质量两种单质混合。
反应前后的模拟模型如下:
(1)反应前后○和●的原子个数比是____________。
(2)该反应后生成物中○和●的原子个数比是___________。
3.右图形象地表示某化学反应前后反应物与生成物分子及数目的变化,其
中分别表示A、B、C三种不同的分子,则该反应化学方程式中A、B、C前面的系数之比为()
A、4:
1:
3 B、3:
1:
2C、4:
1:
2 D、3:
1:
3
4.我国计划发射“嫦娥Ⅰ号”卫星,卫星运载火箭的动力由高氯酸铵(NH4ClO4)分解提供。
高氯酸铵分解有可能排入大气的物质是()
A、H2OB、SO2C、CO2D、CO
5.“绿色奥运”是2008年北京奥运会的主题之一。
为减轻大气污染,在汽车尾气排放口加装“三效催化净化器”,在不消耗其它物质的情况下,可将尾气中的CO、NO转化为参与大气循环的无毒混合气体。
试推测,该无毒混合气体是()
A、N2和CO2B、CO2和NO2C、CO2和O2D、CO2和SO2
6.在化学方程式中,各分子式系数之间关系正确的是()
A、2m=aB、3n=2aC、3n=aD、2b=2m+n
7.在化学反应aZn+bHNO3(稀)=cZn(NO3)2+dNO2+eH2O中,若e的值为4,则d的值为()
A、1B、2C、3D、4
8.古代炼丹中经常使用铅丹(红丹),铅丹跟硝酸发生如下反应:
铅丹+4HNO3====PbO2+2Pb(NO3)2+2H2O中,则铅丹的分子式(化学式)是_______。
9.黑火药是我国的四大发明之一,用木炭、硫黄粉和硝酸钾(KNO3)按一定比例混合,就可制造黑火药,黑火药燃烧时,反应很剧烈,除生成K2S外,还生成大量气体N2和CO2,因而发生爆炸。
写出黑火药爆炸反应的化学方程式:
_________________________________。
10.二氧化碳(CO2)与氨气(NH3)在高压和催化剂存在条件下反应可制得尿素
[CO(NH2)2],推测其化学反应的方程式为____________________________________。
11.将氨气(NH3)通过红热的氧化铜(CuO),可得到较纯的氮气,推测其化学反应的方程式为_____________________________________________。
12.给辰砂和铁混合物加热,生成了汞和硫化亚铁(FeS),则可知辰砂由________两种元素组成;蔗糖在隔绝空气的条件下加热,生成了水和碳,则可知蔗糖由________元素组成。
13.甲烷(CH4)在空气中充分燃烧生成________________________,如空气不充分,则燃烧生成__________________________;酒精(C2H5OH)在空气中充分燃烧生成________________________,如空气不充分,则燃烧生成_________________________。
14.甲硅烷(化学式为SiH4)和甲烷一样,都是无色、无味,可燃性气体,且硅和碳的化学性质相似,在某些化合物中,硅原子可以代替碳原子。
甲硅烷在空气中燃烧的化学方程式是:
;将燃烧后生成的酸性氧化物与浓烧碱溶液混合,加热可以反应,该反应的化学方程式是:
。
15.哥伦比亚号航天飞机曾用金属铝粉和高氯酸铵[NH4ClO4]混合物作为固体燃烧。
加热铝粉使其氧化放出大量热量,(生成氧化物)。
M个高氯酸铵分解时产生2M个分子水蒸气和M个分子氧气外,其它组成元素均以单质气体形式放出,因而产生巨大的推动力。
试写出涉及的化学方程式:
①②。
16.在灾害事故中,骨折时有发生,常用石膏来固定骨折部位。
石膏可分为熟石膏(CaSO4·1/2H2O,一种白色粉末)和生石膏(CaSO4·2H2O,一种坚硬的固体)两种,医生使用的石膏是(写出分子式或名称)。
石膏定型时,发生反应的化学方程式是。
17.有A、B、C三种物质各4克组成的混合物,在一定条件下所发生的化学反应为:
A+B===C+D,反应后的物质中仅有5克C、5克D和若干克B,则可知参加反应的A、B的质量比为_________。
18.在一个密闭容器内有X、Y、Z、Q四种物质,在一定条件下充分反应,测得反应前后各物质的质量如下表:
物质
X
Y
Z
Q
反应前质量/g
2
2
84
5
反应后质量/g
待测
24
0
14
试判断该密闭容器中发生的反应属于()
A、化合反应B、置换反应C、分解反应D、复分解反应
19.在A+2B===C+2D的反应中,A、B、C的相对分子质量分别为12、80、44,根据质量守恒定律,可知D的相对分子质量为____________。
20.在化学反应方程式aA+bB===cC+dD中(a、b、c、d为系数,A、B、C、D为分子式),已