第四单元 我们周围的空气 综合素质评价
可能用到的相对原子质量 H-1 C-12 O-16 Ca-40
一、选择题(每小题3分,共30分)
1.[2022·潍坊]下列气体在空气中体积分数最小的是( )
A.氮气 B.稀有气体 C.氧气 D.二氧化碳
2.[2022·湘西]下列不属于空气污染物的是( )
A.PM2.5 B.N2 C.SO2 D.NO2
3.[2022·永州]下列化学用语表达正确的是( )
A.镁元素——mg B.钠离子——Na+
C.两个氮分子——N2 D.氧原子结构示意图——
4.[2022·昆明]Bi2O3中铋元素(Bi)的化合价是( )
A.+1 B.+2 C.+3 D.+4
5.[2022·聊城]空气是一种重要的资源。下列有关说法不正确的是( )
A.液态空气属于混合物
B.食品包装袋中充入氮气可延长食品保质期
C.稀有气体可用于制造多种用途的电光源
D.空气污染指数越大,空气质量状况越好
6.[2022·湘潭]下列物质能在氧气中剧烈燃烧,火星四射,产生黑色固体的是( )
A.木炭 B.硫粉 C.红磷 D.铁丝
7.化学用语是学习化学的重要工具。对①~⑤表示的有关化学用语含义的叙述正确的是( )
①N ②Fe ③Fe2+ ④H2O ⑤NaCl
A.③表示铁离子 B.能表示一个分子的有①②④⑤
C.②和③属于同种元素 D.④表示H2O由2个氢元素和1个氧元素组成
8.下列有关氧化反应、化合反应的说法中,正确的是( )
A.有两种物质参加的反应是化合反应
B.只有物质与氧气之间发生的反应叫作氧化反应
C.化合反应一定是氧化反应,氧化反应不一定是化合反应
D.有氧气参加,且由两种物质生成另一种物质的反应,既是化合反应,又是氧化反应
9.[2022·贺州]从中药中提取的calebin A(化学式为C21H20O7)可用于治疗阿尔茨海默症(也称“老年痴呆症”)。下列关于calebin A的说法正确的是( )
A.calebin A的相对分子质量为384 g
B.1个calebin A分子是由48个原子构成的
C.calebin A由21个碳原子、20个氢原子和7个氧原子构成
D.calebin A中氧元素的质量分数最小
10.实验是科学探究的重要方法。如图是测定空气中氧气含量实验的两套装置图,对该实验认识错误的是( )
A.实验前一定要检查装置的气密性
B.实验时铜粉用量的多少,不会影响实验结果
C.实验结束后要等到装置冷却到室温才能读数
D.装置二设计优于装置一,它能让空气更易流通且全部通过铜粉,使氧气与铜粉充分反应
二、填空题(39分)
11.(5分)[2022·桂林]用化学用语填空。
(1)磷元素__________。 (2)钾离子__________。 (3)二氧化硫__________。
(4)5个氯原子____________。 (5)氢氧根离子____________。
12.(4分)空气是由多种气体组成的混合物,是一种宝贵的自然资源。
(1)空气中稀有气体的体积分数大约为________。
(2)鱼虾能在水中生存是因为氧气易溶于水,这种说法______(填“正确”或“不正确”)。
(3)因为氮气具有__________________的性质,所以充入食品包装袋内用于防腐。
(4)菜农定期会向蔬菜大棚中补充二氧化碳,这样做有利于植物进行________作用。
13.(4分)氧气是一种重要的物质,根据你对氧气的认识填写下列空白:
(1)人类生存离不开氧气,氧气约占空气总体积的________。
(2)实验室有多种方法可以制取氧气,写出用过氧化氢制取氧气的符号表达式___________________________________________________________。
(3)下列化学变化中,氧气不作为反应物的是________。
①天然气燃烧 ②食物腐败 ③光合作用 ④钢铁生锈
14.(4分)[2022·凉山]“醋”字可拆解为“二十一日酒变醋”,指的是一段时间内酒精在微生物的作用下与氧气反应生成醋酸(CH3COOH)。
(1)醋酸由________种元素组成。
(2)醋酸中碳元素的质量分数为________。
15.(10分)空气是和地球上所有生命现象息息相关的气体。请回答下列问题:
(1)选择图中的物质填空:制取氮肥和作食品包装保护气的是__________;人类呼吸作用要消耗的气体是________,并生成____________气体;充入霓虹灯通电发出紫蓝色光的气体是__________。
(2)①当前大气污染严重,造成大气污染的主要原因是__________________________________________;污染物包括________等。
②为了保护人类赖以生存的空气,我们应该做些什么?___________________________________________________________________。
16.(12分)有A、B、C、D、E、F、G、H八种物质,有如图所示反应关系或转化关系,反应条件均已略去。其中D为一黑色粉末,F为无色液体,H是能使澄清石灰水变浑浊的气体,E、 G都为混合物,且E为液体,G为固体(通常状况下)。试回答下列问题:
(1)写出下列物质的名称。
G____________;F____________;H____________。
(2)D在上图的关系中扮演了两个角色,分别为________和________。
(3)写出下列反应原理。
反应①:_______________________________________________________;
反应②:_______________________________________________________。
根据你所学知识,写出有H生成的反应是___________________________。
(4)请你说出B的至少两点用途____________、____________。
三、探究实验题(22分)
17.(6分)[2022·六盘水]化学课上,某小组同学利用老师提供的实验器材,设计了一套简易“供氧器”。
【反应原理】根据设计的“反应器”,制取氧气的反应原理为______________________(用文字表达式表示)。
(1)图中标号①仪器的名称为________。
(2)已知浓硫酸具有吸水性。为制取干燥的氧气,装置接口连接的正确顺序为__________(填选项)。
A.a→b→c→d B.a→b→c→e
C.a→c→b→d D.a→c→b→e
(3)制取氧气的过程中,检验“储气瓶”氧气已存满的方法是_____________________。
(4)反应发生后,使反应停止的操作是______________________________________。
(5)当反应停止,取出“储气瓶”中氧气的操作为______________________________。
18.(16分)[2022·南通]某化学兴趣小组对课本实验“测定空气中氧气的含量”实验完毕后集气瓶中是否还含有氧气产生疑问,于是同学们设计了如图1所示装置来探究磷在空气中燃烧后氧气浓度的变化情况。
【提出问题】足量红磷在密闭的四颈平底烧瓶内燃烧熄灭后,容器中是否有氧气剩余?
【作出猜想】猜想①:有氧气剩余;猜想②:无氧气剩余。
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【实验验证】该小组同学按图1组装好实验装置,利用高能激光笔照射燃烧匙上的红磷,红磷燃烧直至熄灭;待装置完全冷却后,将装有白磷的燃烧匙提出水面,再次用高能激光笔照射,白磷居然也被点燃。
(1)激光笔的作用是__________________________________________________。
(2)红磷燃烧产物与瓶底的热水发生化合反应生成磷酸,其反应的文字表达式为__________________________________。
【实验结论】(3)根据上述实验现象,得出的结论是猜想________正确。
(4)用红磷燃烧的方法________(填“能”或“不能”)精确地测定空气中氧气的含量,理由是_______________________________________。
【拓展延伸】图2是该小组同学从开始实验到最后装置冷却后的整个实验过程中,用传感器测量容器内氧气浓度变化的曲线图。
(5)在图2中________(填“A”“B”“C”“D”“E”)点时红磷燃烧熄灭;白磷开始燃烧至燃烧结束对应的曲线为________(用图2中字母表示)段。
【反思与评价】(6)兴趣小组分析对比曲线BC段和DE段,得出了“不同物质燃烧,需要的氧气浓度不一样”的结论。同学们由此联想到课本上的一个实验:____________(填物质名称)在空气中不能点燃,但在氧气中能点燃并剧烈燃烧。
四、计算题(9分)
19.钙是维持人体正常功能所必需的元素,有时需要服用补钙剂满足人体需求。下图分别为两种补钙剂说明书的一部分。
葡萄糖酸钙片【主要成分】每片含葡萄糖酸钙(C12H22O14Ca)0.5 g【用法】口服【用量】每日3次,一次_____片
金钙尔奇【主要原料】碳酸钙 氧化镁 硫酸锌硫酸铜 维生素等【含量】每片含 钙280 mg 镁99.7 mg锌3.08 mg 铜0.51 mg等【用量】每日2次,一次1片
请根据图示中的信息回答下列问题:
(1)葡萄糖酸钙(C12H22O14Ca)的相对分子质量是________。
(2)碳酸钙(化学式为CaCO3)中钙元素的质量分数为______________。
(3)每片金钙尔奇中含碳酸钙的质量为________mg。
(4)按照金钙尔奇说明书补钙,若改服用葡萄糖酸钙片,一日3次,一次应服用________片。
答案
一、1.D 【点拨】空气中各气体体积分数分别为氮气约占78%,氧气约占21%,氩气约占0.934%,二氧化碳约占0.034%,其他气体约占0.002%,其中体积分数最小的是二氧化碳,故选D。
2.B 【点拨】氮气是空气的主要成分之一,不是空气污染物。
3.B 【点拨】镁元素的元素符号为Mg,钠离子可表示为Na+,两个氮分子可表示为2N2;D中质子数=8,核外电子数=10,质子数<核外电子数,为氧离子。故选B。
4.C 【点拨】氧化铋中氧元素的化合价为-2价,根据化合物中各元素的正负化合价代数和为零,则铋元素的化合价为+3价,故选C。
5.D 【点拨】空气质量报告中,空气污染指数越小,空气质量状况越好,故选D。
6.D 【点拨】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,A错误;硫在氧气中燃烧,发出明亮的蓝紫色火焰,产生一种具有刺激性气味的气体,B错误;红磷在氧气中燃烧,产生大量的白烟,生成一种白色固体,C错误;铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,放出大量的热,生成一种黑色固体,D正确。
7.C 【点拨】Fe2+为亚铁离子,A错误;N可表示氮元素或一个氮原子,不能表示氮分子,Fe可表示铁元素、一个铁原子或金属铁,不能表示分子,H2O可表示一个水分子,NaCl是由离子构成的,B错误;②和③内含有相同的质子数,故属于同种元素,C正确;元素只讲种类,不讲个数,D错误。
8.D 【点拨】化合反应的反应物为两种或两种以上,生成物只有一种,故A错;物质与氧发生的反应是氧化反应,这里的氧可以是氧气,也可以是含氧化合物,故B错;化合反应与氧化反应没有必然的联系,也就是说化合反应不一定是氧化反应,氧化反应也不一定是化合反应,故C错。
9.B 【点拨】相对分子质量的单位不是“g”而是“1”,通常省略不写,A错误;1个calebin A分子是由21个碳原子、20个氢原子和7个氧原子构成的,即共由48个原子构成,B正确;calebin A是由calebin A分子构成的,每个calebin A分子是由21个碳原子、20个氢原子和7个氧原子构成的,C错误;calebin A(化学式为C21H20O7)中碳、氢、氧三种元素的质量比
为(12×21)∶(1×20)∶(16×7)=63∶5∶28,其中氢元素的质量分数最小,D错误。
10.B 【点拨】这两套装置都是用于测定空气中氧气的含量,要求装置的气密性良好,A正确;为了测定空气中氧气的含量,必须将装置内的氧气完全耗尽,所以铜粉必须过量,B错误;装置冷却至室温后再读数,否则造成测定结果偏小,C正确;装置二与装置一相比较,装置二中的气球在玻璃管的后部,更易让空气流通,氧气与铜能充分反应,D正确。
二、11.(1)P (2)K+ (3)SO2 (4)5Cl (5)OH-
12.(1)0.934% (2)不正确 (3)常温下性质稳定 (4)光合
13.(1)21% (2) H2O2H2O+O2 (3)③
【点拨】(1)人类生存离不开氧气,氧气约占空气总体积的21%。
(2)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,同时生成了水,反应的符号表达式是H2O2H2O+O2。
(3)在③光合作用中氧气是生成物。
14.(1)三 (2)40%
【点拨】(1)醋酸由碳、氢、氧三种元素组成。
(2)醋酸中碳元素的质量分数为×100%=40%。
15.(1)氮气;氧气;二氧化碳;氩气
(2)①化石燃料的燃烧、工厂废气的排放等;SO2、NO2
②植树造林、使用清洁能源等
【点拨】(1)空气中的氮气化学性质较稳定,氮气可制取氮肥和作食品包装保护气;氧气能够供给呼吸,人类呼吸作用消耗氧气,生成二氧化碳;氩气通电时会发出紫蓝色光。
(2)①造成大气污染的主要原因:化石燃料燃烧、工厂废气排放等;空气污染物包括二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、可吸入颗粒物等。②为了保护人类赖以生存的空气,防止空气污染的措施有减少化石燃料的使用、工厂排放的废气经处理后再排放、植树造林、合理开发新能源、禁止燃放烟花爆竹等。
16.(1)石蜡;水;二氧化碳 (2)生成物;催化剂
(3) 高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气;过氧化氢水+氧气;
碳+氧气二氧化碳
(4)火箭助燃剂;供给呼吸(合理即可)
【方法规律】本题利用切入法解答。由反应①可知,该反应为分解反应,且生成物为三种,就现有知识推知A为高锰酸钾;由D为黑色粉末可知,D为二氧化锰,则B、C各为锰酸钾和氧气中的一种;由反应③,G为混合物,H能使澄清石灰水变浑浊,即为二氧化碳,F为液体,不难分析出B为氧气,G可为石蜡,F为水;由反应②可知D二氧化锰是催化剂,E分解成了B和F,由上述分析可知B、F分别为氧气和水,则E为过氧化氢溶液,是混合物。
三、17.【反应原理】过氧化氢水+氧气 (1)广口瓶 (2)C (3)将带火星的木条放在e导管口处,若木条复燃,证明已经集满氧气 (4)将铜丝拉起,使二氧化锰与过氧化氢溶液分离 (5)打开分液漏斗活塞,从分液漏斗注水,将氧气赶出
【点拨】【反应原理】由图看出,该装置是固液常温型制取气体,因此是过氧化氢在二氧化锰催化下生成水和氧气,文字表达式为
过氧化氢水+氧气。
(1)图中标号①仪器的名称是广口瓶。
(2)从实验装置看出,反应器是制取氧气,净化器是除去氧气中的水蒸气,因此是“长进短出”,储气瓶是收集氧气,氧气的密度大于空气的密度,因此是“长进短出”,故装置接口连接的正确顺序为a→c→b→d。
(3)氧气具有助燃性,制取氧气的过程中,检验“储气瓶”氧气已存满的方法是将带火星的木条放在e导管口处,若木条复燃,证明已经集满氧气。
(4)根据装置的特点,反应发生后,使反应停止的操作是将铜丝拉起,使二氧化锰与过氧化氢溶液分离。
(5)当反应停止,取出“储气瓶”中氧气的操作为打开分液漏斗活塞,从分液漏斗注水,将氧气赶出。
18.(1)使温度达到白磷或红磷的着火点,点燃白磷或红磷
(2)五氧化二磷+水→磷酸
(3)① (4)不能;当氧气浓度小到一定程度时,就不能支持燃烧,即红磷不能把装置中的氧气耗尽
(5)C;DE (6)铁丝
【点拨】(1)激光笔的作用是使温度达到红磷、白磷的着火点,即点燃红磷或白磷。(2)红磷燃烧生成的五氧化二磷与瓶底的热水发生化合反应生成磷酸,其反应的文字表达式为五氧化二磷+水→磷酸;(3)白磷燃烧,说明红磷燃烧后氧气有剩余,即猜想①正确。(4)课本上用红磷燃烧的方法不能精确地测定空气中氧气的含量,理由是当氧气浓度小到一定程度时,就不能支持燃烧,即红磷不能把装置中的氧气耗尽。(5)在图2中C点时红磷燃烧熄灭;白磷开始燃烧至燃烧结束对应的曲线为DE段,因为此段氧气浓度急剧减少。(6)铁丝在空气中不能点燃,但在氧气中能点燃并剧烈燃烧,火星四射,说明不同物质燃烧,需要的氧气浓度不一样。
四、19.(1)430 (2)40% (3)700 (4)4
【点拨】(1)葡萄糖酸钙(C12H22O14Ca)的
相对分子质量=12×12+1×22+16×14+40=430。
(2)碳酸钙(化学式为CaCO3)中钙元素的
质量分数为×100%=40%。
(3)每片金钙尔奇中含碳酸钙的质量为280 mg÷40%=700 mg。
(4)每天服用的金钙尔奇中含钙元素的质量为280 mg×2=560 mg;每片葡萄糖酸钙片中,含钙元素的质量为0.5 g××100%×1 000 mg/g≈47 mg。则若服用葡萄糖酸钙片,一日3次,每次需服用:560 mg÷47 mg/片÷3≈4片。