第四单元 我们周围的空气
班级:______ 姓名:______ 学号:______ 得分:______
一、 选择题:共10题,每小题只有一个选项最符合题意。
1. (2025无锡锡山期中)为预防大气污染,需要对陶瓷厂周围的空气进行监测。下列不属于污染物的是( )
A. 二氧化碳 B. 一氧化碳 C. 二氧化氮 D. 可吸入颗粒物
2. (2025南通海安月考)“实验室用H2O2、MnO2制取O2并回收MnO2”涉及的实验装置及操作不正确的是( )
A. 装入MnO2 B. 制备O2 C. 回收MnO2 D. 收集O2
3. 《天工开物》中有一段话:“淡气者,淡然无用……力不足以烧火,其取之之法,以玻璃樽贮水少许,浮之以杯,烧片纸于杯中,则养气为火所化,樽中只剩淡气而已。”根据所学知识判断,下列表述不准确的是( )
A. “淡气”即N2 B. “养气”质量约占空气的21%
C. “只剩淡气”中含一定量CO2 D. “淡气”比“养气”更不活泼
4. (2025南通崇川月考)对于下列物质的分类正确的是( )
A. 氢氧化钠、硫酸、氯化铵都是含有原子团(或根)的化合物
B. 纯净的空气、冰水混合物、不锈钢都是混合物
C. 硝酸钾、二氧化锰、氧气都属于氧化物
D. 碘酒、糖盐水、泥浆都属于溶液
5. (2025宿迁泗阳二模)分析和逻辑推理是一种重要的化学思维方法,以下推理合理的是( )
A. 饱和溶液中析出晶体时,溶质质量减小,所以其溶质质量分数也一定会减小
B. 化合物是由不同种元素组成的物质,所以由不同种元素组成的物质一定是化合物
C. 因为H2O和H2O2的组成元素相同,所以它们的化学性质相同
D. 铁丝在空气中不能燃烧,在氧气中可以燃烧,说明氧气的浓度对物质的燃烧有影响
6. (2025镇江期中)如图为H2O的转化和利用。下列说法不正确的是( )
A. 转化①中水分子的体积不变
B. 转化②中产生O2、H2的质量比为1∶2
C. 转化③中,一定有元素化合价不变
D. 转化④是自然界中产生O2的重要转化
7. (2025宿迁泗洪二模)将一支空试管浸入液氮3 min后,试管内产生约占其容积 的液态空气。取出试管,液态空气沸腾,伸入燃着的木条,木条熄灭;1 min后伸入带火星的木条,观察到木条复燃。下列有关说法错误的是( )
A. 空气冷却变成液态空气,分子间的空隙变小
B. 液态空气在常温下沸腾,液氮沸点低先蒸发成气体
C. 氮气不可燃不助燃,使燃着的木条熄灭
D. 1 min后蒸发出的是氧气,氧气能燃烧
8. (2025宿迁泗阳期末)以下四个图像,能正确反映对应变化关系的是( )
A B C D
A. 用一定量的双氧水制取氧气
B. 将水通电一段时间
C. 红磷在密闭容器中燃烧
D. 加热一定质量的高锰酸钾时二氧化锰的质量变化
9. (2025南通海门月考)如图所示,将等容积(1 L)、等质量(包括瓶塞、导管、燃烧匙)的两集气瓶置于天平左右两盘,并调至平衡,关闭弹簧夹a、b,点燃等质量的白磷和木炭,待两者熄灭并冷却至室温后,打开弹簧夹a、b。下列说法正确的是( )
A. 白磷点燃后,缓慢伸入瓶中并塞紧橡皮塞
B. 打开弹簧夹a、b一段时间后,流入集气瓶乙中的水比甲中多
C. 打开弹簧夹a、b一段时间后,天平指针向左偏转
D. 若白磷足量,集气瓶甲中消耗氧气的体积约为 L
10. (2025扬州)某催化剂可实现H2O与O2反应制备H2O2。向容器中加入100 g H2O和适量催化剂,并不断通入O2,保持其他条件不变,分别在20 ℃、40 ℃和60 ℃下进行实验①②③,测得H2O2的产量随时间的变化如图所示。下列说法不正确的是( )
A. 设计实验①②③的目的是探究温度对该催化反应的影响
B. 实验①说明:20 ℃,在0~3 h内,随着时间的增加,该催化反应持续进行
C. 比较实验①②可知,在0~3 h内,40 ℃比20 ℃对该催化反应更有利
D. 实验③中2 h后,H2O与O2不再反应,生成的H2O2开始分解
二、 填空、简答题:共2题。
11. (2025无锡新吴二模)空气是包围地球的气体混合物。
(1) 用“”表示氮原子,“”表示氧原子,则含有“”所示的微粒的是________(填序号)。
①二氧化碳 ②海水 ③液氧 ④过氧化氢
(2) 同温同压下,气体的体积比等于分子数目比,若空气中其他成分忽略不计,下图可表示空气微观模型的是________(填字母)。
A B C
(3) 将液态空气气化,首先分离出来的是氮气,说明液氮的沸点_______(填“高于”或“低于”)液氧。
12. (2025盐城大丰月考)将一种无色的液体A装入试管,用带火星的木条检验,无明显现象;而向其中加入少量黑色粉末B后,迅速产生气泡,生成了使带火星的木条复燃的气体C;使金属E红热并伸入盛有C且瓶底有少量液体D的集气瓶中,金属E剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体F。
(1) 分别写出它们的名称:A________,B________,C________,D________,F________。
(2) 黑色粉末B在A的分解反应中起________作用,是这个反应的________剂。
(3) 金属E燃烧过程中,在集气瓶中放少量水的目的是___________________
__________________________________。
三、 实验、探究题:共3题。
13. 水是生命之源,人类从未停止过对水的研究。
Ⅰ. 现有同学利用如下水电解器进行电解水实验,在水电解器中加入Na2SO4的水溶液,至充满管A和管B(Na2SO4不参与反应),通直流电一段时间后,现象如图1所示。
图1 图2
(1) 水电解反应符号表达式为____________________。管A中产生的气体用____________检验,实验过程中中间的长颈漏斗内的液面________(填“升高”“降低”或“不变”)。
Ⅱ.为证明水不是由“水元素”组成的,1785年,拉瓦锡在高温的条件下,用水蒸气与红热的铁粉反应,模拟实验装置如图2所示。吹泡器吹出的气泡不断往上升,用燃着的木条去点气泡,发现气泡能被点着,同时生成四氧化三铁。
(2) 该反应的符号表达式为________________________。
(3) 实验过程中,吹泡器吹出的气泡不断往上升,说明___________,点燃气泡时产生____色火焰。
Ⅲ. 水在化学实验中有重要的作用,下列反应都用到了水。
图3 图4
(4) 图3中铁丝在纯氧中燃烧的符号表达式为________________,该实验中水的作用是__________________________________。
(5) 空气中氧气含量测定实验中,某同学在实验室中没有找到止水夹,于是设计了如图4所示的实验,实验中集气瓶中水的作用主要有三点,一为吸收反应产生有毒的五氧化二磷,另外的作用为________________,________________。
14. (2025宿迁宿城期中)氧气用途很广泛,在生产生活和实验室我们都需要制取氧气。
【工业制取】
工业制取氧气主要有如图所示步骤。将经过除尘、除二氧化碳、除水的空气进行下列操作。
(1) 从步骤②可以得出液态氮的沸点比液态氧的沸点________(填“高”或“低”)。
(2) 储存在蓝色钢瓶里的“工业液氧”是________(填“纯净物”或“混合物”)。
【实验室制取】
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩
(3) 实验室用双氧水和二氧化锰制取几瓶氧气做性质实验,选择一套能控制反应速率的发生装置,应该选择的仪器是________(填序号,下同)。
(4) 实验室也可用高锰酸钾制取氧气,应该选择的仪器是________________。
(5) 氧气也可以用向上排空气法收集的原因是__________________________
__________________________。
【生活中的制氧机】
如图1所示,该制氧机通过A、B两种物质产生氧气,其中A是过碳酸钠白色固体,B是二氧化锰黑色粉末。过碳酸钠加水溶解会分解生成碳酸钠和过氧化氢。用该制氧机制氧时,在反应仓中加入适量水,再先后加入过碳酸钠和二氧化锰,反应仓内有黑色粉末翻腾,变得浑浊,仓壁变得温热,过滤仓底部导气管口有气泡冒出。
甲 乙 丙
图1 图2 图3
(6) 图1反应仓中生成氧气的符号表达式为________________________。
(7) 图1过滤仓中的水可以起到的作用是________(填字母)。
A. 可以通过气泡观察氧气生成的速率 B. 降低氧气温度
C. 加快氧气的生成 D. 过滤杂质提纯氧气
(8) 图2可以代替过滤仓给病人输氧,接病人的是________(填“a”或“b”)管。
(9) 根据图3甲、乙、丙三个实验回答问题。
①写出甲中加入少量水的目的________________________________________。
②检验乙反应后的生成物用________________(填试剂名称)。
③请写出丙中铁丝在氧气中反应的符号表达式:________________________。
15. (2025苏州吴中月考)工业制取氧气有深冷法与变压吸附法两种。
Ⅰ. 深冷法的原理是将经过除尘、除二氧化碳、除水的空气进行下列操作。
(1) 深冷法制氧气属于________(填“物理”或“化学”)变化。
(2) 打开装有液态空气的容器盖,并将一根燃着的木条置于容器口上方,观察到____________________。
(3) 步骤②剩余液体为________(填“有色”或“无色”)。
Ⅱ. 变压吸附法的原理是利用分子筛吸附氮气和氧气能力的差异将二者进行分离。在吸附塔中,通过加压与减压的交替循环,可以使分子筛重复使用,部分过程的示意图如图所示。
(4) 分析如表数据,与深冷法相比,变压吸附法的优点有________(填字母,下同)。
项目 变压吸附法 深冷法
最大产量/(m3/h) 3 200 20 000
产品气含氧量/% 93~95 99.5~99.8
工作表压强/kPa 70~40 460~750
温度/℃ 0~40 -109~190
产每立方米氧气耗电量/(kW·h) 0.40 0.50~0.65
A. 变压吸附法所需温度为0~40 ℃,接近常温,生产条件比较容易达到
B. 产每立方米氧气耗电量比深冷法耗电量低,节约生产成本
(5) 下列说法正确的是________(填字母)。
A. 变压吸附法制取的氧气中含有二氧化碳
B. 分子筛对氮气的吸附能力与吸附塔内气体压强有关
1. A 2. B 3. B 4. A 5. D 6. B 7. D 8. D 9. C 10. D
11. (1) ②③ (2) C (3) 低于
12. (1) 过氧化氢 二氧化锰 氧气 水 四氧化三铁 (2) 催化 催化 (3) 防止高温熔化物溅落,使集气瓶炸裂
13. (1) H2OH2+O2 带火星的小木条 升高 (2) Fe+H2OFe3O4+H2 (3) 氢气的密度比空气的密度小 淡蓝 (4) Fe+O2Fe3O4 防止生成的高温熔化物溅落炸裂集气瓶 (5) 吸收热量,缩短冷却至室温的时间 密封,防止装置漏气
14. (1) 低 (2) 混合物 (3) ②⑦⑩ (4) ①③④⑤⑥⑨ (5) 密度大于空气、不与空气中的物质反应 (6) H2O2H2O+O2 (7) ABD (8) b (9) ①吸收二氧化硫,防止空气污染 ②澄清石灰水 ③Fe+O2Fe3O4
15. (1) 物理 (2) 燃着的木条熄灭 (3) 有色 (4) AB (5) B