第二单元 课题2 氧气（含解析）—2022-2023学年九年级化学上册最新命题导向假期培优

第二单元 我们周围的空气
课题2 氧气
一、选择题
1.有关化合反应与氧化反应下列说法正确的是 ( )
A.由两种物质生成一种物质的反应才是化合反应 B.氧化反应都会发光、放热
C.氧化反应就是物质与氧气发生的反应 D.硫、铁、木炭在氧气中的燃烧既属于化合反应也属于氧化反应
2.下列关于氧气的性质的说法合理的是 ( )
A.通常状况下，氧气的密度略小于空气
B.物质与氧气发生化学反应时总会发光、放热
C.自然界的燃烧不是物质与氧气的反应
D.通过加压降温，氧气能液化成淡蓝色的液体
3.2022年4月16日，神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。航天员在空间站工作生活了183天，在空间站的生活离不开氧气。下列有关氧气的说法正确的是 ( )
A.氧气的化学性质很不活泼 B.氧气极易溶于水
C.氧气可以燃烧 D.氧气能供给呼吸
4.2022年6月5日神舟十四号载人飞船发射成功，三名宇航员开启了为期6个月的在轨驻留，在空间站的生活离不开氧气。下列关于氧气说法正确的是 ( )
A.氧气的化学性质很不活泼 B.氧气是植物光合作用的原料
C.鱼类能在水中生活，证明氧气易溶于水 D.物质与氧气的反应属于氧化反应
5.神舟十四号载人飞船成功发射，航天员在空间站工作生活离不开氧气，下列有关氧气的说法不正确的是 ( )
A.氧气不易溶于水，可用排水法收集
B.氧气能支持燃烧，具有助燃性
C.携带的氧气能供给航天员呼吸
D.物质燃烧和食物腐烂都是发光、放热的氧化反应
6.纳米铁粉在空气中不易自燃，但稍加热即可剧烈燃烧，如图是纳米铁粉在锥形瓶中燃烧的实验。下列说法不正确的是 ( )
A.水可防止生成物溅落炸裂瓶底
B.气球先膨胀后又变小
C.纳米铁粉燃烧反应的符号表达式为：Fe+O2Fe3O4
D.对比细铁丝在空气中不能燃烧，可知物质的种类是反应能否发生的因素之一
7.下列关于物质燃烧的实验，相关描述错误的是 ( )
A.把红热的木炭，缓慢由瓶口伸入到瓶底，可以使木炭充分燃烧，现象更明显
B.硫在氧气中燃烧，集气瓶中事先放入少量水，用于吸收生成的有毒气体
C.红磷在空气中燃烧，产生大量的白色烟雾，同时放出热量
D.红热的铁丝在氧气中燃烧，集气瓶中事先放入少量水，防止高温熔融物溅落而炸裂瓶底
8.下列物质在氧气中燃烧的现象，说法正确的是 ( )
选项 物质 现象
A 红磷 产生大量白雾
B 铁丝 剧烈燃烧，火星四射，生成四氧化三铁
C 硫粉 发出蓝紫色火焰，闻到刺激性气味
D 木炭 发出红光，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体
A.A B.B C.C D.D
9.如图所示，打磨过的铝片一端有一块凝固的石蜡，用酒精灯加热另一端，下列说法不正确的是 ( )
A.用完酒精灯后用灯帽盖灭并轻提一下灯帽
B.加热铝片时发现石蜡熔化，说明铝片有导电性
C.加热后铝片不再光亮是因为生成了氧化铝
D.用坩埚钳代替镊子进行实验更好、更安全
10.氧气是一种化学性质比较活泼的气体，它可以和许多物质发生化学反应.如图所示，关于这三个反应的叙述正确的是 ( )
A.都放出热量 B.生成物都是固体
C.都产生蓝紫色火焰 D.都要在集瓶底部放少量水
11.氧气支持燃烧，具有氧化性，很多物质在空气中不如在氧气中燃烧的剧烈。关于燃烧的实验现象，下列说法正确的是 ( )
A.硫在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰，生成二氧化硫
B.铁在空气中剧烈燃烧，火星四射，生成银白色固体
C.木炭在氧气中燃烧发出白光，生成黑色固体
D.红磷在空气中燃烧，生成大量白烟
12.下列变化不属于缓慢氧化的是 ( )
A.植物呼吸 B.食物腐烂 C.钢铁生锈 D.冰雪融化
13.下列变化中，有一种变化与其他三种变化有所不同，它是 ( )
A.农家肥腐熟 B.动植物呼吸 C.酒和醋的酿造 D.酒精的燃烧
14.某同学在观察镁条燃烧时记录了如下现象：①发出耀眼的强光 ②放出大量的热 ③镁条变短 ④镁条由银白色固体变成了白色固体。请帮助他选出能作为判断镁条燃烧是化学变化的依据 ( )
A.① B.② C.③ D.④
二、填空与简答题
15.如图为测定空气中氧气含量的装置。红磷熄灭后，打开弹簧夹，观察到进入瓶中水的体积少于五分之一。
(1)写出一条可能造成这样结果的原因。
(2)写出该实验涉及到的化学方程式。
(3)通常不能用碳代替红磷来完成该实验的原因是什么？
16.空气是人类赖以生存的物质基础，也是一种宝贵的自然资源。正确认识、合理利用空气具有意义。
(1)下列较早通过实验研究空气成分的科学家是 。
A.拉瓦锡 B.居里夫人 C.门捷列夫 D.诺贝尔
(2)下图是科学家经过精确实验得出的空气成分示意图(按体积分数计算)，其中“a”的数值是_______。
(3)在低温、加压条件下，将空气液化，然后将温度控制在一定范围，使沸点__________(填“低”或“高”)的氮气先蒸发，剩余液态氧储存于钢瓶中。该方法常用于工业制取氧气。
(4)空气中氧气含量测定再探究
【提出问题】能否通过木炭燃烧测定空气中氧气含量？
【实验探究】同学们用图1装置进行探究，传感器分别测得气体浓度变化如图2所示。
依据实验数据回答下列问题：
①装置中试剂X主要作用是__________。
②通过探究得出结论：不能利用木炭燃烧测定空气中氧气的含量，理由是：__________________。
三、实验题
17.某校化学兴趣小组利用数字化实验技术对“空气中氧气体积分数的测定”进行了再探究(如图1)，得到的数据曲线如图2所示。回答下列问题。
(1)图1中红磷燃烧的符号表达式为___________；其基本反应类型为___________。
(2)实验前集气瓶中的水为10mL，若集气瓶的容积为100mL(燃烧匙所占体积忽略不计)，实验结束后理论上集气瓶中水的体积约为___________mL。
(3)图2中X曲线表示的是___________(填“温度”或“氧气浓度”)。
(4)图2压强曲线中，BC段气压变化的原因是___________；CD段气压变化的原因是___________；导致DE段气压变化的实验操作是___________。
(5)同时化学兴趣小组同学还对该实验进行了改进，如图3所示(已知：。
其中试管内空气的体积为25mL，若反应前注射器活塞位于15mL，若没有弹簧夹，反应完毕后注射器活塞位于8mL刻度处，则该实验测得空气中氧气的体积分数为___________；小明分析，该实验结果与理论值有差异的可能原因是___________(任答一点)。
18.某实验小组对测定空气中氧气含量的实验非常感兴趣，想探究能否改进装置，或者用其他物质来代替红磷完成该实验。
(1)甲同学用图1所示装置，重复课本原实验，该实验中红磷燃烧的文字表达式是_______。
(2)乙同学将原实验改进成图2所示装置(气球初始状态为瘪的，内无空气)，实验结束后发现进入集气瓶中水的体积，超过集气瓶中原空气总体积的1/5，你认为导致这一结果的原因可能是_______(答出一点原因即可)。
(3)丁同学继续用如图3所示装置进行试验，先关闭止水夹a、b、c，使足量的红磷和木炭分别在装有空气的等容积的A、B两瓶中同时燃烧，燃烧停止并冷却至室温，只打开止水夹b、c，发现水不会进入B瓶中，得出结论：不能用木炭代替红磷，若同时打开止水夹a、b、c，观察到的现象是_______。
试卷第6页，共6页
试卷第5页，共6页
【参考答案及解析】
1.D
【详解】A、由两种或两种以上的物质反应生成一种物质的反应，属于化合反应，化合反应符合多变一的特点，故A说法错误；
B、氧化反应是物质与氧的反应，氧化反应不都会发光，但氧化反应都放热，故B说法错误；
C、氧化反应是物质与氧的反应，强调有氧元素参与，不一定是氧气，故C说法错误；
D、硫、铁、木炭在氧气中的燃烧分别生成二氧化硫、四氧化三铁、二氧化碳，是两种物质反应生成一种物质，符合多变一的特点，属于化合反应，且都是与氧气的反应，属于氧化反应，故D说法正确；
故选D。
2.D
【详解】A、通常状况下，氧气的密度略大于空气，故A错误，不符合题意；
B、物质与氧气发生化学反应时总会放热，不一定会发光，如缓慢氧化就不会发光，故B错误，不符合题意；
C、自然界的燃烧大多数都是物质与氧气发生的氧化反应，故C错误，不符合题意；
D、通过加压降温，氧气能液化成淡蓝色的液体，故D正确，符合题意；
故选D。
3.D
【详解】A、氧气的化学性质比较活泼，能跟许多物质发生反应，故A错误；
B、氧气不易溶于水，故B错误；
C、液氧具有助燃性，但没有可燃性，氧气不能燃烧，故C错误；
D、氧气能供给呼吸，故D正确；
故选D。
4.D
【详解】A、氧气的化学性质很活泼，可以与许多的金属，非金属发生反应，此选项错误；
B、二氧化碳是植物光合作用的原料，氧气是植物光合作用的产物，此选项错误；
C、氧气不易溶于水，少量的氧气溶于水可以供给鱼类呼吸，此选项错误；
D、氧化反应的定义是物质与氧气发生的反应，所以物质与氧气的反应属于氧化反应，此选项正确。
故选D。
5.D
【详解】A、氧气不易溶于水，可用采用排水法进行收集，正确；
B、氧气可以支持燃烧，说明氧气具有助燃性，正确；
C、氧气能供给呼吸，它和体内物质反应，释放能量，维持生命活动需要，正确；
D、燃烧、食物腐烂都是物质与氧气发生的氧化反应，燃烧发光、放热，食物腐烂放热，但不发光，错误。
故选D。
6.D
【详解】A、纳米铁粉在空气中燃烧，放出大量的热，锥形瓶中的水可防止生成物溅落炸裂瓶底，故正确；
B、纳米铁粉在空气中燃烧，放出大量的热，使装置内气体膨胀，一段时间后，消耗氧气，装置内气体减少，会观察到气球先膨胀后又变小，故正确；
C、纳米铁粉在空气中不易自燃，但稍加热即可剧烈燃烧，燃烧是与空气中氧气反应生成四氧化三铁，纳米铁粉燃烧反应的符号表达式为：Fe+O2Fe3O4，故正确；
D、对比细铁丝在空气中不能燃烧，可知物质与氧气的接触面积是反应能否发生的因素之一，故错误；
故选：D。
7.C
【详解】A、把红热的木炭，缓慢由瓶口伸入到瓶底，可以使木炭与氧气充分接触，现象更明显，不符合题意；
B、硫在氧气中燃烧生成二氧化硫，二氧化硫有毒，散逸到空气中，会污染空气，二氧化硫能与水反应，故集气瓶中事先放入少量水，用于吸收生成的有毒气体二氧化硫，不符合题意；
C、红磷在空气中燃烧，产生大量白烟，没有白雾，符合题意；
D、红热的铁丝在氧气中燃烧，放出大量的热，集气瓶中预先放入少量水，可以防止高温熔融物溅落，炸裂瓶底，不符合题意。
故选C。
8.C
【详解】A、红磷在氧气中燃烧，产生大量的白烟而不是白雾，故选项说法错误；
B、铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成一种黑色固体，生成四氧化三铁是实验结论而不是实验现象，，描述实验现象不能出现物质的名称，故选项说法错误；
C、硫粉在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，产生一种具有刺激性气味的气体，故选项说法正确；
D、木炭在氧气中燃烧，发出白光，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体，故选项说法错误；
故选C。
9.B
【详解】A、熄灭酒精灯时用灯帽盖灭，盖灭时轻提一下灯帽的原因是：防止温度降低压强变小，下次使用不易打开，同时也使生成水分蒸发掉，故说法正确；
B、加热铝片时发现石蜡熔化，是因为铝片具有导热性，故选项错误；
C、加热后铝片不再光亮，是因为铝和氧气反应生成了氧化铝，故说法正确；
D、加热金属片时，为了安全最好用坩埚钳，故说法正确。
故选B。
10.A
【详解】A.硫、木炭、铁丝在氧气中燃烧，都放出热量，故选项A说法正确；
B.硫、木炭在氧气中燃烧，分别生成二氧化硫、二氧化碳气体，故选项B说法错误；
C.硫在氧气中燃烧，产生蓝紫色火焰；木炭在氧气中燃烧，发出白光；铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，故选项C说法错误；
D.做木炭在氧气中燃烧的实验，无需在集瓶底部放少量水，故选项D说法错误。
故选A。
11.D
【详解】A、生成二氧化硫是实验结论不是实验现象，该选项说法不正确；
B、铁在空气中不能燃烧，该选项说法不正确；
C、木炭在氧气中燃烧发出白光，生成无色无味的气体，没有黑色固体，该选项说法不正确；
D、红磷在空气中燃烧会发出黄白色火焰，放热，有大量白烟，该选项说法正确。
故选D。
12.D
【详解】A、植物呼吸的过程反应缓慢，不容易察觉，属于缓慢氧化，不符合题意；
B、食物腐烂是物质与氧气发生的不容易察觉的缓慢氧化过程，不符合题意；
C、钢铁生锈是物质与氧气、水共同作用，不易被察觉，属于缓慢氧化，不符合题意；
D、冰雪融化，由固态水变成液体水，状态发生改变，没有新物质生成，是物理变化，不属于缓慢氧化，符合题意。
故选D。
13.D
【详解】A、有机肥的腐熟属于缓慢氧化；
B、动植物的呼吸作用是有机物与氧气反应，属于缓慢氧化；
C、食物的腐败是食物与氧气反应，属于缓慢氧化；
D、酒精燃烧是酒精和氧气反应生成水和二氧化碳，过程中发光、放热，属于剧烈氧化；
D属于剧烈氧化，与A、B、C缓慢氧化不同。
故选：D。
14.D
【分析】判断镁条燃烧是化学变化的依据是生成了新物质。
【详解】①发光不一定是化学变化，灯泡发光属于物理变化，则①错误；
②放热不一定是化学变化，液化放热属于物理变化，则②错误；
③镁条变短不一定发生化学变化，则③错误；
④生成白色固体，白色固体为氧化镁，有新物质生成，则④正确。
故选D。
15.(1)红磷用量不足或装置漏气或没有冷却至室温就打开弹簧夹了
(2)4P＋5O22P2O5
(3)碳与氧气反应生成二氧化碳，使瓶内外没有压强差
【详解】(1)测定空气中氧气含量时，进入瓶中的水的体积少于五分之一，可能原因为：红磷少量(集气瓶中的气体没有完全消耗)、或装置漏气(红磷燃烧消耗氧气，装置中压强变小，空气进入装置中)、或未冷却就打开弹簧夹(装置中的气体受热膨胀)等。
(2)该实验中，红磷燃烧生成五氧化二磷，反应的化学方程式为。
(3)碳燃烧生成二氧化碳气体，会使瓶内外没有压强差，烧杯中的水不能发生倒吸，则不能用碳代替红磷来完成该实验。
16.(1)A
(2)78%
(3)低
(4) 吸收二氧化碳 木炭不能完全消耗氧气(合理即可)
【详解】(1)A、拉瓦锡首先通过实验得出空气是由氮气和氧气组成的结论，故选项正确；
B、居里夫人开创了放射性理论，发现两种新元素钋和镭，故选项错误；
C、门捷列夫在化学上的主要贡献是发现了元素周期律，并编制出元素周期表，故选项错误；
D、诺贝尔在化学上的主要贡献发明了炸药，故选项错误。
故选：A。
(2)空气的成分按体积分数计算：氮气大约占78%、氧气大约占21%、稀有气体大约占0.94%、二氧化碳大约占0.03%、水蒸气和其它气体和杂质大约占0.03%，根据示意图，“a”占的比例最大，为氮气，故“a”的数值是78%；
(3)在低温条件下加压，使空气转变为液态，然后蒸发，由于液态氮的沸点是‐196℃，比液态氧的沸点(‐183℃)低，因此氮气首先从液态空气中蒸发出来，剩下的主要是液态氧。
(4)①木炭燃烧生成二氧化碳，故二氧化碳的浓度会逐渐增大，故气体b是二氧化碳，反应一段时间后，二氧化碳的浓度下降，说明试剂X能吸收二气化碳，故试剂X的主要作用是：吸收二氧化碳；
②木炭燃烧，消耗氧气，由图2左图可知，随着反应的进行，氧气的浓度逐渐减小，当氧气浓度为10%左右时，不再变化，说明这时木炭已经熄灭，说明氧气没有被完全消耗，故不能用木炭代替红磷测定空气中气气的含量，理由是：木炭不能完全消耗氧气(或木炭燃烧结束后仍有10%左右的氧气剩余)。
17.(1) 化合反应
(2)28
(3)温度
(4) 红磷燃烧放热，导致瓶内温度升高，压强变大 红磷燃烧消耗瓶内氧气且温度逐渐降至室温 打开弹簧夹
(5) 17.5% 装置漏气(合理即可)
【详解】(1)①红磷和氧气在点燃的条件下反应生成五氧化二磷，反应的文字表达式为： ，故填： 。
②红磷燃烧的反应中，反应物有两种，生成物有一种，该反应属于化合反应，故填：化合反应。
(2)实验前集气瓶中的水为10mL，集气瓶的容积为100mL，则实验前集气瓶中空气的体积为90mL，其中氧气的体积为：，实验结束后进入集气瓶中水的体积为18mL，所以实验结束后理论上集气瓶中水的体积约为：，故填：28mL。
(3)随着反应的进行，氧气减少，氧气浓度减小，当红磷熄灭后，氧气不再减少，氧气的浓度也不再变化；红磷燃烧放热，使瓶内温度升高，当红磷熄灭后，瓶内的温度逐渐降至室温。观察图2中X曲线的走势，符合瓶内温度的变化情况，故填：温度。
(4)①图2压强曲线中，BC段气压变化的原因是红磷燃烧放热，导致瓶内温度升高，压强变大，故填：红磷燃烧放热，导致瓶内温度升高，压强变大。
②CD段气压变化的原因是红磷燃烧消耗瓶内氧气且温度逐渐降至室温，使瓶内压强逐渐变小，故填：红磷燃烧消耗瓶内氧气且温度逐渐降至室温。
③由图2知，DE段气压快速变大是因为打开弹簧夹，水进入集气瓶的缘故，故填：打开弹簧夹。
(5)①试管内空气的体积为25mL，若反应前注射器活塞位于15mL，若没有弹簧夹反应完毕后，注射器活塞位于8mL刻度处，由此知该实验中消耗氧气的体积为：，则该实验测得空气中氧气的体积分数为：，故填：17.5%。
②该实验结果与理论值有差异的可能原因是：装置漏气导致空气进入、未冷却到室温就打开弹簧夹导致气体膨胀等，故填：装置漏气(合理即可)。
18.(1)
(2)气体进入气球
(3)水进入A、B两个集气瓶中
【解析】(1)
红磷燃烧生成五氧化二磷，文字表达式为：；
(2)
红磷燃烧放热，使装置内压强变大，气体进入气球，等反应结束，冷却到室温后，气球内仍有气体存在，装置内压强变化大，故进入水的体积偏大；
(3)
左侧装置内红磷燃烧消耗了氧气，压强减小，同时打开止水夹a、b、c，B中气体和烧杯中的水会进入A中，B中的气体减少气压变小，烧杯中的水也会被压入B中，所以可观察到水进入A、B两个集气瓶中。