3.1空气与氧气 同步练习（含解析）

3.1空气与氧气
、选择题
空气的成分体积计算，大约为21%的是（　　）
A．氮气 B．氧气 C．二氧化碳 D．稀有气体
下列说法不正确的是（　　）
A．空气是一种宝贵的自然资源
B．空气中氧气的质量分数是21%
C．空气是由多种气体组成的混合物
D．空气的成分一般是固定的
下列物质在氧气中燃烧，能发出蓝紫色火焰的是(　　)
A．木炭 B．硫粉 C．铁丝 D．红磷
在如图所示的密闭装置中进行白磷燃烧实验，在白磷被点燃至装置恢复到室温的这段时 间内，集气瓶中的气压随时间变化的图像最接近的是（　　）
A． B．C．D．
对下列物质：①红磷②木炭③铁丝④硫分别在氧气中燃烧的描述，正确的是（　　）
A．剧烈燃烧、发出耀眼白光的是铁
B．产生蓝紫色火焰的是硫
C．有能使澄清石灰水变浑浊的白色气体产生的是木炭
D．有白色且有刺激性气味气体生成的是红磷
实验室制取氧气的主要步骤有①装药品；②检查气密性；③固定装置；④加热；⑤收集气体．其正确的操作顺序是（　　）
A．①②③④⑤ B．③①②⑤④ C．②①③④⑤ D．①③②④⑤
如图为实验室用等质量的高锰酸钾和氯酸钾(另加少量的二氧化锰)分别制取氧气的数据分析示意图。下列依据图示信息所得出的分析正确的是(　　)
A．同时开始加热，先收集到氧气的是氯酸钾
B．用相同容积的试管制取较多量的氧气时，宜选择氯酸钾为原料
C．加入少量的二氧化锰使氯酸钾产生的氧气质量增加
D．反应时间较长的是高锰酸钾
实验室用KClO3制氧气并回收MnO2和KCl，下列操作不规范的是（　　）
A．用装置甲收集氧气
B．用装置乙溶解完全反应后的固体
C．用装置丙分离MnO2和KCl溶液
D．用装置丁蒸干分离后的溶液得KCl晶体
下列关于氧气物理性质说法错误的是（　　）
A．通常状况下氧气是无色无气味的气体
B．鱼类能在水中生活，证明氧气易溶于水
C．通常状况下，氧气的密度大于空气
D．通过低温加压，可使氧气液化成淡蓝色的液体
下列有关稀有气体的说法中，错误的是（　　）
A．都是无色无味的气体 B．一般不跟其他物质发生反应
C．通电时发出不同颜色的光 D．都是没有任何用途的气体
、填空题
如图是实验室制取、收集有关气体的装置图。请按要求回答下列问题：
（1）用H2O2制取O2的文字表达式为　 　；
（2）要收集O2，收集装置可选择上述装置中的D或者　 　；（填上述字母序号）
（3）若分别用发生装置A或B制取O2，发生装置A的优点是　 　。（写出一点）
（4）铁丝在氧气中燃烧实验中，集气瓶底部放一定量水或者细沙的目的是　 　。
各种物质间存在着某种联系：用A代替“大于”，B代替“小于”，C代替“等于”，D代替“无法判断”，请分别选用“A”、“B”、“C”或“D”填空．
（1）沸点：在同温同压下，氧气　 　氮气；
（2）微粒直径大小：分子　 　原子；
（3）50mL酒精与150mL水充分混合：溶液的体积　 　 200mL．
（4）碳元素的质量分数：甲醛（CH2O）　 　醋酸（C2H4O2）．
将24.5g氯酸钾和8g二氧化锰共热，完全反应后得残渣22.9g，残渣中含二氧化锰　 　g，它在反应中起　 　作用．
、实验题
下面是几种实验室制取气体的发生装置与收集装置。
（1）写出仪器名称：Ⅰ.　 　；Ⅱ.　 　。
（2）实验室可用二氧化锰与过氧化氢制取氧气。若要较好地控制产生氧气的速度，应选用装置　 　 (填编号)。
（3）用D装置收集氧气，操作的正确顺序为　 　 (填编号)。
a.当出现连续、均匀的气泡时，将导管伸入集气瓶口，气体进入瓶中
b.将装满水的集气瓶倒置在水槽中
c.当气体收集满时，用毛玻璃片盖上瓶口，将集气瓶移出水面正放
若用E装置进行排空气法收集氧气，气体应从　 　 (填“a”或“b”)端通入。
若E装置的瓶中装满水，用排水法收集氧气，氧气应从　 　 (“a”或“b”)端通入。
、解答题
为了测定能使带火星的木条复燃的氧气体积分数的最小值，进行了如下的实验：
①取5～6只集气瓶，用量筒分别测出它们的容积并标记；
②向集气瓶中分别装入其总容积的10%、20%、30%、40%、50%的水，并用毛玻璃盖住，依次编号为1、2、3、4、5。
③在反应容器中加入一定量的MnO2和H2O2使其反应，分别用排水法将上述1～5号瓶中的水排出。
④将带火星的木条依次插入1～5号瓶中，观察并记录现象如下表：
集气瓶号 1 2 3 4 5
木条火星状况 微亮 亮 很亮 复燃 复燃
（1）写出上述方法制取氧气的化学方程式　 　；
（2）假定空气的成分体积比只为4:1的氮气和氧气，则用排水法得到氧气后，2号瓶中氧气的体种分数约为　 　；
（3）若要得到更精确的数据，你认为下一步应如何操作？　 　
（4）实验结果表明用“使带火星的木条是否复燃”的方法来检验集气瓶中氧气是否集满的方法是否可靠？　 　。
3.1空气与氧气答案解析
、选择题
B
【解析】【解答】空气的成分按体积分数计算大约是：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%）．故按体积计算大约占空气成分21%的是氧气．
故选：B．
从空气的成分按体积分数计算大约是：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%）去分析．
B
【解析】A．空气是一种宝贵的自然资源；B、空气中氧气的体积分数是21%；C、空气中含有氮气、氧气、二氧化碳、稀有气体、水蒸气等，所以空气是由多种气体组成的混合物；D、空气的成分一般是固定的．
【解答】解：
A．空气是一种宝贵的自然资源，故A正确；
B、空气中氧气的体积分数是21%，故B错误；
C、空气中含有氮气、氧气、二氧化碳、稀有气体、水蒸气等，所以空气是由多种气体组成的混合物，故C正确；
D、空气的成分一般是固定的，故D正确；
故选B．
B
【解析】A．木炭在氧气中燃烧发出白光，与题意不符；
B.硫在氧气中燃烧，火焰呈蓝紫色，瓶口有白雾，与题意相符合；
C.铁丝在氧气中能燃烧，现象为火星四射，生成黑色固体，与题意不符；
D.红磷在氧气中燃烧现象为大量的白烟，与题意不符．
所以该题选B．
本题考查学生对实验现象的识记，解题的方法是把题中的每一种物质在氧气中燃烧的现象回想一下，并与实验事实比较，即可找出对错．
C
【解析】根据空气中氧气的体积分数的知识分析判断。
【解答】在白磷燃烧的过程中，由于放出热量引起的气压增大大于消耗氧气引起的气压减小值，因此集气瓶内气压增大。当白磷熄灭后，瓶内温度降低，气压减小。当温度恢复到室温时，由于空气中氧气占总体积的20%，所以最终的气压为0.8p0。
故选C。
B
【解析】根据常见物质在氧气中燃烧的现象、生成物的性质等分析回答．
【解答】解：A．铁在氧气中燃烧剧烈燃烧、火星四射，不发出耀眼白光，故A描述错误；
B、硫在氧气中燃烧产生蓝紫色火焰，故B描述正确；
C、木炭在氧气中燃烧产生了能使澄清石灰水变浑浊的无色气体二氧化碳．故C描述错误；
D、红磷在氧气中燃烧生成了大量的白烟，故D描述错误．
故选B．
C
【解析】根据实验室制取氧气的步骤进行分析，1、检查装置的气密性 2、装入药品 3、把装完药品的试管固定在铁架台上 4、点燃酒精灯加热 5、收集气体．
【解答】解：制取氧气的步骤是：1、检查装置的气密性，2、装入药品，3、把装完药品的试管固定在铁架台上，4、点燃酒精灯加热，5、收集气体．
故选：C．
B
【解析】该题主要是图像与知识点的结合应用；
【解答】A．由图像可知加热固体药品时先出现气体的时高锰酸钾；故A错误；
B、加热等质量的高锰酸钾和氯酸钾时，由图像可知氯酸钾产生的氧气质量更多；故B正确；
C、在用氯酸钾制取氧气时，二氧化锰起催化剂的作用，催化剂只是改变化学反应的速率，而不会改变产物的量；故C错误；
D、由图像可知，加热高锰酸钾制取氧气的速率更快；故D错误；
故答案为：B。
D
【解析】【解答】A．氧气的密度大于空气的密度，所以可用向上排空气法收集，故A正确；
B、溶解时应用玻璃棒搅拌，故B正确；
C、二氧化锰难溶于水，而氯化钾溶于水，所以可用过滤的方法进行分离，故C正确；
D、蒸发时应用玻璃棒不断的搅拌，故D错误．
故选：D．
A．根据氧气的密度大于空气的密度进行解答；
B、根据溶解的注意事项进行解答；
C、根据二氧化锰难溶于水，而氯化钾溶于水，所以可用过滤的方法进行分离进行解答；
D、根据蒸发的注意事项进行解答．
B
【解析】根据已有的知识进行分析，氧气通常是无色无味的气体，密度比空气大，能溶于水，液氧为淡蓝色液体．
【解答】解：A．通常状况下氧气是无色无气味的气体，说法正确；
B、鱼类能在水中生活，是因为氧气能溶于水，不能说明是易溶于水，说法错误；
C、通常状况下，氧气的密度比空气的密度大，说法正确；
D、通过低温加压，可使氧气液化成淡蓝色的液体，说法正确；
故选B．
D
【解析】根据稀有气体的化学性质比较稳定，曾被称为“惰性气体”；稀有气体在生产和科学方面有广泛的用途，如做保护气和做各种电光源；稀有气体的化学性质比较稳定，一般不与其它物质反应，但是在一定条件下也会与其它物质反应；稀有气体中的氦气密度比较小，可以用来充填探空气球解答．
【解答】解：
A．稀有气体是无色无味的气体，故对；
B、稀有气体的化学性质比较稳定，一般不与其它物质反应，但是在一定条件下也会与其它物质反应，故对；
C、稀有气体在生产和科学方面有广泛的用途，如做保护气和做各种电光源，故对；
D、稀有气体在生产和科学方面有广泛的用途，如稀有气体中的氦气密度比较小，可以用来充填探空气球等，故错．
答案：D
、填空题
（1）过氧化氢 →水＋氧气
（2）C
（3）方便添加药品，能控制反应的速度
（4）防止火星溅落使集气瓶破裂
【解析】（1）确定反应物、反应条件和生成物，据此写出反应的文字表达式；
（2）根据气体的性质选择合适的收集方法。
（3）在装置A中，过氧化氢液体放在注射器内，只要推动注射器的活塞，反应就能进行；停止推动注射器活塞，待试管里面的过氧化氢反应后就会停止。
（4）铁丝在氧气中燃烧时，火花四射，放出大量的热。一旦熔融物低落瓶底，可能引起瓶底炸裂。
【解答】（1）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解，生成水和氧气，反应的文字表达式为： 过氧化氢 →水＋氧气 。
（2）氧气难溶于水，则使用排水法收集；氧气的密度大于空气，则使用向上排空气法收集，故选D或C。
（3）若分别用发生装置A或B制取O2，发生装置A的优点是：方便添加药品，能控制反应的速度。
（4）铁丝在氧气中燃烧实验中，集气瓶底部放一定量水或者细沙的目的是：防止火星溅落使集气瓶破裂。
（1）A
（2）D
（3）B
（4）C
【解析】（1）氮气的沸点比氧气的沸点低；（2）分子、原子的种类都很多，无法比较直径大小；（3）根据构成物质的微粒之间有间隙进行分析；（4）根据组成比较甲醛、醋酸中碳元素的质量分数．
【解答】解：（1）在同温同压下，液氮的沸点小于液氧的沸点；（2）分子、原子的种类都很多，无法比较直径大小；（3）分子之间有间隙，酒精和水混合物，酒精分子和水分子会进入到彼此的分子间隙之中，所以体积会减小；（4）在甲醛、醋酸组成中碳、氢、氧个元素原子的个数比都是1：2：1，所以，甲醛、醋酸中碳元素的质量分数相等．
故答为：（1）A；（2）D； （3）B； （4）C．
8；催化
【解析】催化剂能够改变化学反应的速率，而本身的质量和化学性质在反应前后不变．
【解答】解：在氯酸钾分解生成氯化钾和氧气的反应中，二氧化锰是催化剂，能够加快氯酸钾的分解速率，而化学性质和质量在反应前后不变，因此残渣中含二氧化锰8g．
故填：8；催化．
、实验题
（1）试管；锥形瓶
（2）C
（3）bac；b；a
【解析】该题是氧气制取实验得综合题型，主要考查实验器材的认识及气体制取过程如何选择装置和收集气体；
【解答】（1）实验器材的认识。故答案为：试管，锥形瓶；
（2）控制氧气的速度就是控制反应药品的加入速度，观察图中三个反应装置，只有分液漏斗可以控制药品滴加的速度；故答案为：C；
（3）收集气体的步骤，首先要把集气瓶中灌满水，然后等气体均匀且连续放出时开始收集，收集满之后要在水下盖上玻璃片，再把集气瓶正放在桌面上；图E是万能瓶，氧气密度比空气大，因此要长进短出；如果装满水，因为氧气密度比水小，故应该短进长出；故答案为：bac，b，a；
故答案为：（1）试管，锥形瓶；（2）C；（3）bac，b，a。
、解答题
（1）2H2O2 2H2O+O2↑
（2）36%
（3）再取若干只集气瓶，分别装入其总容积的30%~40%的水，同样做上述实验，以获得更准确的数据。
（4）不可靠
【解析】（1）在实验室里常采用分解过氧化氢溶液、加热高锰酸钾或氯酸钾的方法来制取氧气；
（1）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应的化学方程式为：2H2O2 2H2O+O2↑．（2）当集气瓶中装水量为20%时，氧气体积分数为 =36%；（3）根据图表中现象，带火星的木条在3号瓶中很亮，4号瓶中复燃，说明使带火星的木条复燃所需氧气的最小体积介于30%-40%之间；故若需要准确的体积分数范围，只需要调整①步骤中集气瓶内水占集气瓶的体积分数为30%-40%多做几次实验；（4）使带火星的木条复燃的气体中氧气体积分数的最小值是 ，即当氧气的体积分数是45%时，带火星的木条复燃，即用带火星的木条插入集气瓶口，木条复燃时，集气瓶中一定装满了氧气的结论不可靠。
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