3.1空气与氧气 同步练习（含解析）

3.1空气和氧气
、选择题
下列实验现象描述正确的是（　　）
A．红磷在空气中燃烧产生大量白烟
B．硫在氧气中燃烧产生苍白色火焰
C．铁丝在空气中剧烈燃烧，火星四射
D．镁在空气中燃烧，发出白光，生成氧化镁
下列有关氧气性质的叙述，错误的是（　　）
A．氧气是一种化学性质比较活泼的气体
B．物质跟氧气的反应一定发光、放热
C．有氧气参加的氧化反应中一般都有热量放出
D．氧气能够跟许多物质发生化学反应
下列排列顺序正确的是（　　）
A． B．
C． D．
下列关于氧气用途的叙述，错误的是（　　）
A．用于钢铁工业 B．用来焊接或切割金属
C．用于潜水、登山 D．液氧可用作宇宙火箭的燃料
下列关于空气的说法中，错误的是（　　）
A．空气被压缩时体积变小是物理变化
B．空气是一种十分重要的天然资源
C．若大量有害物质进入空气中，空气会受到污染
D．按质量分数计，空气中约含有氮气78%、氧气21%、其他气体和杂质1%
加热氯酸钾制取氧气的实验中，对于催化剂二氧化锰的描述正确的是（　　）
A．没有二氧化锰，根本无法生成氧气
B．没有二氧化锰，产生氧气的总质量减少
C．二氧化锰在反应前后质量变小
D．没有二氧化锰，可以用氧化铜、红砖粉代替
氧气是一种化学性质比较活泼的气体，能与许多物质发生反应。以下关于硫在氧气中燃烧的描述正确的是（ ）
A．该反应属于化合反应 B．硫的燃烧是缓慢氧化
C．燃烧时产生无色无味的气体 D．燃烧时发出微弱的淡蓝色火焰
下列反应中，属于分解反应的是（　　）
A．镁+氧气 氧化镁
B．酒精+氧气 二氧化碳+水
C．铁+氧气 四氧化三铁
D．碳酸钙 氧化钙+二氧化碳
氧气是一种化学性质比较活泼的气体，下列现象或变化与氧气无直接关系的是（　　）
A．春季潮湿环境中金属锈蚀 B．夏季食物腐败
C．秋季山林着火 D．冬季河水结冰
某化学兴趣小组用如图所示的装置来制取干燥的氧气，并测定实验中生成的氧气体积。装置气密性良好，图Ⅰ中的燃烧匙内装有二氧化锰，燃烧匙可以上下移动，干燥管内装有足量碱石灰（可以吸收水蒸气）。下列说法正确的是（　　）
A．将装置Ⅰ分别与装置Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、V连接，均能达到测定氧气体积的目的
B．若用装置V测量生成氧气的体积，集气瓶上方原有的空气会使测量结果偏大
C．若用装置Ⅳ收集氧气，可将带火星的木条放置在b处导管口验满
D．若用装置Ⅰ与装置V量组合测量生成氧气的体积，实验时先连接装置Ⅰ和V，后将燃烧匙伸到液面以下
、填空题
下图是实验室常见的制取和收集气体的装置图，请回答下列问题：
（1）小飞同学用A，C装置制取并收集一瓶氧气，写出实验制取氧气的化学方程式：　 　。
（2）实验中，试管突然破裂了，试分析发生这种情况的可能原因：　 　　 　。（写出2种即可）
（3）当观察到C中导管口刚有气泡冒出时就立即收集，待集气瓶中充满气体后，将集气瓶从水槽中取出，并用带火星的木条伸入瓶中未见木条复燃，其原因可能是　 　。
（4）小飞同学取一段纱窗上的细铁丝，在用自己收集的氧气中做“铁丝在氧气中燃烧”的实验，结果没有观察到“火星四射”的现象。造成此次实验失败的原因不可能是　 　
A、收集到的氧气量太少或纯度不高 B、铁丝生锈
C、集气瓶底部没有铺一层细沙 D、铁丝的温度未达到着火点
选择合适的物质将其序号填写在横线上：①氧气②五氧化二磷③四氧化三铁④氯酸钾⑤二氧化硫⑥二氧化碳⑦高锰酸钾⑧氮气
（1）能供给呼吸、支持燃烧的物质是　 　；
（2）白色固体物质有　 　；黑色物质有　 　；
（3）有刺激性气味对空气造成污染的气体有　 　．
图是测定空气中氧气体积分数的实验装置。
（1）将集气瓶中水面上方的空间分成五等份，其目的是　 　。对燃烧匙中放入红磷的量的要求是　 　。红磷被点燃后要迅速放入集气瓶内塞紧橡胶塞，这是为了　 　。
（2）实验时观察到在集气瓶内产生　 　；火焰熄灭并冷却至室温后，打开弹簧夹，进入集气瓶的水的体积约占集气瓶内水面以上空间的　 　。
（3）若实验后发现测定结果与实际值相差较大，可能的原因是　 　(填一种即可)。
、实验题
小明在学习了“用过氧化氢制取氧气”的知识后，进行如下实验：
①按图甲组装实验仪器并进行气密性检查。
②取10毫升溶质质量分数为3%的过氧化氢溶液和0.03克二氧化锰装入容器，塞紧橡皮塞，接上压强测量仪(如图乙)。
③倾斜装置，使过氧化氢溶液和二氧化锰充分混合，用压强测量仪测量容器内的气压。
④分别用0.06克、0.09克和0.12克相同的二氧化锰重复上述实验，整理相关数据如图丙。
（1）写出步骤①中检查装置气密性的具体操作及气密性良好的判断依据：　 　。
（2）实验中，小明用　 　来反映产生氧气的多少。
（3）本实验除了研究“二氧化锰质量对过氧化氢分解产生氧气质量的影响外”还可以研究的问题是　 　。
、解答题
实验室用氯酸钾制取氧气时没有二氧化锰了，有同学说可以用高锰酸钾代替同样能加快反应速率，为什么？高锰酸钾是不是氯酸钾制取氧气的催化剂？为什么？
3.1空气和氧气答案解析
、选择题
A
【解析】根据物质在氧气中燃烧的现象判断。
【解答】A.红磷在空气中燃烧产生大量白烟，故A正确；
B.硫在氧气中燃烧产生明亮的蓝紫色火焰，故B错误；
C.铁丝在空气中不能燃烧，故C错误；
D.镁在空气中燃烧，发出白光，生成白烟，故D错误。
故选A。
B
【解析】可以依据已有的知识进行分析，氧气是化学性质比较活泼的气体，能与许多的物质发生氧化反应．
【解答】解：A、氧气是一种化学性质比较活泼的气体，故A正确；
B、物质跟氧气反应都放热，但不一定发光，例如，缓慢氧化放热但不发光，故B错误；
C、氧气在氧化反应中一般都有热量放出，故C正确；
D、氧气能跟能够跟许多物质发生化学反应，故D正确；
故选B
C
【解析】
【详解】
A.据在化合物中正负化合价代数和为零，NH3、N2、HNO3中氮元素的化合价分别为-3、0、+5，故A错误；
B.空气的成分按体积计算，大约是：氮气占78%、氧气占21%、稀有气体占0.94%、二氧化碳占0.03%、其它气体和杂质占0.03%，空气中组成物质的含量：N2＞O2＞CO2，故B错误；
C.碳酸钠溶液显碱性，氯化钠溶液显中性，氯化氢溶液显酸性，则PH：Na2CO3＞NaCl＞HCl，故C正确；
D.将三种物质化成碳原子个数相等的形式为：C2H8、C2H4、C2H2，含氢量C2H8＞C2H4＞C2H2，则碳元素质量分数：C2H8答案选C。
D
【解析】根据氧气具有支持燃烧、供给呼吸等性质，结合燃烧的条件进行分析判断．
【解答】解：A、氧气可用于炼钢工业，故选项说法正确；
B、氧气能支持燃烧，可用于焊接和切割金属，故选项说法正确；
C、氧气具有能供给呼吸的性质，可供登山运动员呼吸，故选项说法正确；
D、氧气不可用做气体燃料，故选项说法错误．
故选：D
D
【解析】空气中各成分的体积分数分别是：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%；因此空气是一种十分重要的天然资源；空气具有自我净化能力，因此少量有害物质进入空气中，依靠大自然的自净能力，空气仍能保持洁净．本考点考查了空气中各种气体的含量、物理变化和化学变化的区别等，同学们要加强记忆有关的知识点，在理解的基础上加以应用，本考点基础性比较强，主要出现在选择题和填空题中．
【解答】解：A、空气被压缩后体积变小，是由于分子间的间隔变小，而没有产生新的物质，故A说法正确；
B、空气中含有氮气和氧气，因此空气是一种十分重要的天然资源，故B说法正确；
C、空气具有自我净化能力，因此少量有害物质进入空气中，依靠大自然的自净能力，空气仍能保持洁净，但是大量的有害物质进入空气则难以自净，故C说法正确；
D、氧气约占空气体积的21%，是体积分数，而不是质量分数，故D说法错误．
故选D
D
【解析】在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂（又叫触媒）．催化剂的特点可以概括为“一变二不变”，一变是能够改变化学反应速率，二不变是指质量和化学性质在化学反应前后保持不变．
【解答】解：A、没有二氧化锰，加热氯酸钾能产生氧气，只是所需温度较高，故选项说法错误．
B、催化剂只能改变化学反应速率，对生成物的质量无影响，没有二氧化锰，产生氧气的总质量不变，故选项说法错误．
C、二氧化锰在反应前后质量不变，故选项说法错误．
D、没有二氧化锰，可以用氧化铜、红砖粉等代替，故选项说法正确．
故选：D．
A
【详解】
A．硫和氧气点燃后，生成二氧化硫气体，该反应的反应物有两种，而生成物只有一种，属于化合反应，故A正确；
B．硫的燃烧能够发光发热，现象明显，不属于缓慢氧化，故B错误；
C．燃烧时生成有刺激性气味的二氧化硫气体，故C错误；
D．硫在氧气中燃烧时发出明亮的蓝紫色火焰，故D错误。
故选A。
D
【解析】分解反应：一种物质反应后生成两种或两种以上的物质，其特点可总结为“一变多”；据此进行分析判断．
【解答】解：A、镁+氧气 氧化镁，该反应符合“多变一”的特征，属于化合反应，故选项错误．
B、酒精+氧气 二氧化碳+水，该反应的反应物是两种，不符合“一变多”的特征，不属于分解反应，故选项错误．
C、铁+氧气 四氧化三铁，该反应符合“多变一”的特征，属于化合反应，故选项错误．
D、碳酸钙 氧化钙+二氧化碳，该反应符合“一变多”的特征，属于分解反应，故选项正确．
故选：D．
D
【解析】【解答】金属生锈是金属在潮湿的空气中与氧气反应而生锈，A不符合题意；食物腐败是食物中的有机物（细菌）有氧呼吸的结果，B不符合题意；秋季山林着火则是山林中干燥的树木与氧气反应，C不符合题意；河水冬季结冰则是水的物理变化，与氧气无关D符合题意。
本题考查氧气的性质及应用，氧气是一种化学性质比较活泼的气体，能与许多物质发生氧化反应。
D
【解析】根据氧气的制取、收集、验满以及各个装置的特点分析判断。
【解答】A.将装置Ⅰ分别与装置Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ连接，由于集气瓶上没有刻度，因此无法测定氧气的体积，故A错误；
B.用装置V测量生成氧气的体积，依靠的是生成气体对液体产生的压强，将液体压入量筒中，因此进入量筒中液体的体积，只与生成氧气的体积大小有关，而与是否存在空气无关，即测量结果不变，故B错误；
C.若用装置Ⅳ收集氧气，则应该使氧气从长导管b进入，其中的空气从短导管a排出，因此可将带火星的木条放置在a处导管口验满，故C错误；
D.若用装置Ⅰ与装置V量组合测量生成氧气的体积，为了防止生成的氧气外溢到空气中，因此实验时先连接装置Ⅰ和V，后将燃烧匙伸到液面以下，故D正确。
故选D。
、填空题
（1）2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑
（2）试管口没有略向下倾斜；试管没有均匀预热
（3）收集时刻过早
（4）C
【解析】根据实验中的注意事项进行解答。
【解答】（1）实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气时应选用A装置作为发生 装置，高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，氧气的密度大于空气，采用向上排空气法．（2）加热过程中试管破裂，可能是因为：试管口没有略向下倾斜， 冷凝水会回流到热的试管底部，炸裂试管；试管没有均匀预热，会造成试管受热不均匀而破裂等．实验结束时试管破裂，可能是收集完氧气，先熄灭酒精灯，后取出 水中导管，水槽内的水可能倒吸入试管，使试管因骤然冷却而炸裂．（3）收集氧气时应该在气泡连续并均匀冒出时开始收集，所以未见木条复燃，其原因可能是： 收集时刻过早．（4）：A、收集到的氧气量太少或纯度太低时，可能造成铁丝在氧气中不燃烧，故A说法正确；
B、铁丝生锈，可能造成铁丝不能与氧气接触，在氧气中不燃烧，故B说法正确；
C、集气瓶底部放少量水或细沙是为了防止生成物熔化溅落下来炸裂集气瓶底，与铁丝在氧气中是否能够燃烧无关，故C说法错误．
D、铁丝的温度不够，达不到铁丝的着火点，会造成铁丝在氧气中不燃烧；故D说法正确．
（1）①
（2）②④；③
（3）⑤
【解析】根据各种物的性质和用途分析解答．
【解答】解：（1）氧气能供呼吸，具有助燃性；（2）五氧化二磷、氯酸钾是白色的固体；四氧化三铁是黑色的固体；（3）二氧化硫是无色、有刺激性气味的气体会对空气造成污染；
故答案为：（1）①（2）②④；③（3）⑤．
（1）便于观察进入集气瓶中的水的体积；过量(或足量)；防止集气瓶内的空气受热逸出
（2）大量白烟；
（3）装置漏气(合理即可)
【解析】根据红磷测定空气组成的实验原理、操作、现象、结论和注意事项分析解答。【解答】（1）在测定空气中氧气含量的实验中，首先要检查整个装置的气密性；将瓶中的空间分成五等份，其目的是便于观察消耗的氧气的体积（或进入集气瓶中的水的体积）。为了将集气瓶内的氧气完全耗尽，所以红磷必需过量。红磷点燃后要求迅速放入集气瓶内，塞紧橡皮塞，这是为了防止集气瓶内的空气的受热逸出；
（2）红磷在集气瓶内燃烧时，产生大量的白烟，放出热量；红磷燃烧放出热量，造成集气瓶内的气体体积膨胀，会使测量结果偏小；温度冷却至室温后，打开止水夹后看到的现象是烧杯中的水沿导管进入集气瓶内约占集气瓶内水面以上空间的；
（3）若红磷量不足或装置气密性差或未冷却就打开止水夹，均会导致测定结果偏小。
、实验题
（1）用手捂住容器，导管口出现气泡，说明装置不漏气
（2）容器内压强的大小
（3）二氧化锰的质量对反应速率的影响
【解析】凡是有气体参加或产生的实验，实验前一定要检查装置的气密性，以防装置漏气影响实验结果；容器内压强越大，说明产生的氧气越多；
根据图中数据可以判断相关方面的问题。
（1）步骤①中检查装置气密性的具体操作及气密性良好的判断依据是：用手捂住锥形瓶，导管口出现气泡，说明装置不漏气。
（2）实验中，容器内气体的压强越大，说明产生的氧气越多，压强越小，说明产生的氧气越少，因此小明是用容器内压强的大小来反映产生氧气的多少。
（3）由图中数据可知，二氧化锰的质量大小能够影响反应的速率，但是不影响产生氧气的质量，因此本实验除了研究“二氧化锰质量对过氧化氢分解产生氧气质量的影响外”还可以研究的问题是二氧化锰的质量对反应速率的影响。
故答案为：（1）用手捂住锥形瓶，导管口出现气泡，说明装置不漏气；（2）容器内压强的大小；（3）二氧化锰的质量对反应速率的影响。
、解答题
因为高锰酸钾在加热时能够发生分解产生二氧化锰；不是；因为加热高锰酸钾可以分解成锰酸钾、二氧化锰、氧气，那么本身的化学性质改变，自身分解了，质量当然也就发生了改变。所以高锰酸钾不是该反应的催化剂．起催化作用的是高锰酸钾分解产生的二氧化锰。
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