3.1空气与氧气 同步练习（含解析）

3.1空气与氧气
、选择题
在擦玻璃时，人们时常向玻璃上“哈气”，再擦会更干净，这说明与空气相比人体呼出的气体中含有较多的(　　)
A．CO2 B．N2 C．H2O D．O2
下列关于空气的说法中，错误的是（　　）
A．空气是一种十分重要的天然资源
B．植物的光合作用是空气中氧气的主要来源
C．按体积分数计，空气中约含有氮气78%，稀有气体0.94%
D．工业上利用氧气和氮气密度不同，从液态空气中分离氧气和氮气
如图为空气成分示意图（按体积分数计算），其中“y”代表的是（　　）
A．氧气 B．二氧化碳 C．氮气 D．稀有气体
实验室用高锰酸钾制取氧气的装置中，不需要使用的仪器是（　　）
A．酒精灯 B．铁架台 C．试管 D．天平
下列说法错误的是（　　）
A．红磷在空气中燃烧时，产生大量烟雾，放出大量的热
B．镁在空气气中燃烧时，发出耀眼的白光，放出大量的热
C．铁丝在氧气中剧烈燃烧时，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体
D．硫粉在氧气中燃烧时，发出明亮的蓝紫色火焰，生成具有刺激性气味的气体
某学生在加热氯酸钾制氧气的实验中，错把高锰酸钾当成二氧化锰放入氯酸钾中，其结果是（　　）
A．反应速率不变，生成氧气的量不变
B．反应速率快，生成氧气的量减少
C．反应速率不变，生成氧气的量增多
D．反应速率快，生成氧气的量增多
某物质在氧气中燃烧，出现火星四射，生成黑色固体现象。这种物质是(　　)
A．木炭 B．铁丝 C．红磷 D．硫
人和动物在空气中呼吸，这是因为空气中含有（　　）
A．氮气 B．氧气 C．稀有气体 D．二氧化碳
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．生成物都是气体
C．都不产生火焰 D．集气瓶中都必须放少量水
用如图所示装置来测定空气中氧气的含量，对该实验认识错误的是（　　）
A．硬质玻璃管中发生的反应为Cu+O2 CuO
B．实验结束后冷却到室温才能读数
C．气球的作用是调节气压，使氧气完全反应
D．在正常操作情况下，反应后消耗氧气的总体积应该是反应前注射器内气体体积的
、填空题
分析下列做法对实验产生的影响．（假定实验中其他操作均正确）
①用二氧化锰和一定量的过氧化氢溶液制氧气时，所用二氧化锰的量偏多，所制得的氧气质量　 　．（填“偏多”、“偏少”或“不变”，下同）．
②量取水的体积时，仰视量筒读数为10mL，实际量取水的体积比10mL　 　．
写出符合下列要求的物质的名称
（1）按体积计算空气中含量最多的气体　 　
（2）空气中能够使澄清的石灰水变浑浊的气体　 　
（3）一种暗紫色的固体　 　
（4）有刺激性气味的有毒气体　 　．
2013年12月14日21时11分，嫦娥三号成功着陆于月球表面，开始对月球勘探．这标志着我国成为世界上第三个具有地外天体软着陆和巡视探测技术的国家．
嫦娥三号的着陆器以液氢、液氧做推进剂．工业上制取氧气、氢气方法有：
①分离液态空气法制氧气：是利用空气中各成分的　 　不同进行分离的；
②水电解法制氢气：可在水电解器的两极上分别制得氢气和氧气，氢气在与电源　 　极相连的电极上产生；氢气和氧气的质量比为　 　；
③水煤气法制氢气：用焦炭（主要成分是碳单质）为原料与水蒸气在高温时反应制得H2和CO．反应的化学方程式为　 　；
④氢能是理想的能源，但从上述两种制法看，还不能广泛使用的原因是　 　
、实验题
关于用高锰酸钾制取氧气的实验，请回答。

（1）图中A器材的名称是　 　。
（2）⑥至⑩器材中不需要有　 　 (选填序号)
（3）小明组装发生装置时，要让试管口略向　 　(选填“上”或“下”)倾斜。
（4）实验中用排水法收集了一瓶气体，把一根带火星的木条伸入集瓶气口时，没有复燃。原因可能是　 　(选填字母)。
A.实验结束时，熄灭酒精灯前没有先把导管移出水面
B.有气泡冒出时立即进行收集
C.导管口没有放一小团棉花
D.收集前集气瓶中未装满水
、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空气与氧气答案解析
、选择题
C
【解析】该题主要是结合生活实例考查空气的成分；
【解答】对着玻璃哈气，留在玻璃上的只能是水蒸气；
故答案为：C。
D
【解析】A、根据空气的重要用途，进行分析判断．
B、根据空气中氧气的主要来源，进行分析判断．
C、根据空气的组成成分，进行分析判断．
D、根据工业上制取氧气的反应原理，进行分析判断．本题难度不大，了解空气的重要用途、空气的组成成分、工业上制取氧气的反应原理等是正确解答本题的关键．
【解答】解：A、空气是一种十分重要的天然资源，是人类和一切动植物生存所必须的，重要的化工原料，故选项说法正确．
B、植物的光合作用吸收二氧化碳，释放出氧气，是空气中氧气的主要来源，故选项说法正确．
C、按体积分数计，空气中约含有氮气78%，稀有气体0.94%，故选项说法正确．
D、工业上利用液态氮和液态氧沸点的不同，从液态空气中分离氧气和氮气，故选项说法错误．
故选：D．
A
【解析】空气中，氮气的体积分数是78%，氧气的体积分数是21%，稀有气体的体积分数是0.94%，二氧化碳的体积分数是0.03%，其它物质的体积分数是0.03%．
【解答】解：由图中空气成分的示意图可知，“y”的体积分数约为21%，因此“y”代表的是氧气．
故选：A．
D
【解析】实验室用高锰酸钾制氧气的装置中，需要使用的仪器有酒精灯、铁架台、试管、带导管的橡皮塞、集气瓶等．
【解答】解：实验室用高锰酸钾制氧气的装置中，不需要使用的仪器是天平．
答案：D．
A
【解析】根据不同物质在氧气中燃烧的现象解答。
【解答】A.红磷在空气中燃烧时，产生大量白烟，放出大量的热，故A错误符合题意；
B.镁在空气气中燃烧时，发出耀眼的白光，放出大量的热，故B正确不合题意；
C.铁丝在氧气中剧烈燃烧时，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体，故C正确不合题意；
D.硫粉在氧气中燃烧时，发出明亮的蓝紫色火焰，生成具有刺激性气味的气体，故D正确不合题意。
故选A。
D
【解析】【解答】高锰酸钾受热分解生成的二氧化锰可以催化氯酸钾分解，使反应速率加快，且高锰酸钾分解也生成氧气，所以氧气的质量也增多。
该题考查催化剂的内容，催化剂改变速率但质量化性反应前后不改变，所以此题又比单独考查催化剂的知识多了点难度。
B
【解析】根据不同物质在氧气中燃烧的现象进行分析判断。
【解答】A.木炭在氧气中能够剧烈地燃烧，发出耀眼的白光，放出大量的热，能生成使澄清石灰水变浑浊的气体，故A不合题意；
B. 铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成黑色四氧化三铁固体，故B符合题意；
C.红磷在空气中燃烧会出现黄白色火焰，释放热量，并产生大量白烟，故C不合题意；
D.硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色的火焰，放出热量，生成一种带有刺激性气味的气体，故D不合题意。
故选B。
B
【解析】根据氧气的用途分析即可．
【解答】解：离开了空气，人和动物就无法呼吸，说明空气中含有氧气，因为氧气供给呼吸；
故选B
A
【解析】根据图示可知是铁、碳、硫燃烧，铁是金属，碳和硫是非金属，再根据在氧气中燃烧的具体现象来回答本题．
【解答】解：A、都属于燃烧，燃烧是一种发光发热的剧烈的氧化反应，故A正确；
B、碳燃烧生成的二氧化碳、硫燃烧生成的二氧化硫都属于气体，故B错误；
C、铁燃烧和碳燃烧都没有火焰，故C错误；
D、与碳反应时集气瓶中不必放少量水，错误；
故选A
D
【解析】分析实验原理：通过铜粉在密闭注射器里的空气中的燃烧，消耗了氧气，压强减小，注射器里的空气的减小来测定空气中氧气的体积分数．为了全部消耗掉氧气，铜粉的量必须是足量的；空气中除了氧气；剩余的气体主要是氮气，还有稀有气体、二氧化碳等，剩余的气体还是混合物；气体的体积要受温度的影响，读数时必须等到装置冷却至室温再读．
【解答】解：A、铜加热生成氧化铜，硬质玻璃管中发生的反应为Cu+O2 CuO，A正确；
B、气体的体积要受温度的影响，读数时必须等到装置冷却至室温再读，不等装置冷却至室温就读数，读数偏小，B正确．
C、气球的作用是调节气压，使氧气完全反应空，C正确；
D、正常操作情况下，反应结束后消耗氧气的总体积应该是反应前注射器内气体体积和玻璃管中气体总体积的 ，D错误；
故选D．
、填空题
不变；偏大
【解析】（1）用二氧化锰和一定量的过氧化氢溶液制氧气时，二氧化锰作为反应的催化剂，量的多少对反应放出氧气的量没有影响，只是改变反应速率．（2）使用量筒量取液体时，仰视读数，视线低于凹液面的最低点，读数小于液体的实际体积．
【解答】解：（1）用二氧化锰和一定量的过氧化氢溶液制氧气时，二氧化锰作为反应的催化剂，对反应的结果不产生影响，即使所用二氧化锰的量偏多，所制得的氧气质量不会改变；故答案为：不变；（2）用量筒量取10mL水，仰视读数，由于此时视线低于凹液面的最低点，因此读数为10mL时，液体的体积已超过10mL，即则所量取水的实际体积大于10mL．故填：偏大．
（1）氮气
（2）二氧化碳
（3）高锰酸钾
（4）二氧化硫
【解析】（1）空气中含量最多的气体是氮气；（2）二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊；（3）高锰酸钾是一种暗紫色固体；（4）属于有刺激性气味的有毒气体的是二氧化硫．
【解答】解：（1）空气中含量最多的气体是氮气；故填：氮气；（2）二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊；故填：二氧化碳；（3）高锰酸钾是一种暗紫色固体；故填：高锰酸钾；（4）属于有刺激性气味的有毒气体的是二氧化硫；故填：二氧化硫．
沸点；负；1：8；C+H2O CO+H2；制取氢气需要消耗大量的能源
【解析】根据已有的知识进行分析解答，利用空气中各成分沸点的不同，可以将空气中的成分分离；电解水时正氧负氢，氢二氧一；根据反应物和生成物以及反应的条件书写有关反应的化学方程式，据此解答．
【解答】解：①分离液态空气法制氧气是利用空气中各成分的沸点不同加以分离的，故填：沸点；②电解水时负极产生的是氢气，氢气和氧气的质量比为1：8；故填：负； 1：8； ③碳与水蒸气在高温下反应生成一氧化碳和氢气，水失去氧被还原，故填：C+H2O CO+H2；④目前制氢的成本高且不易贮存，使得氢气不能广泛使用，故填：制取氢气需要消耗大量的能源．
、实验题
（1）集气瓶
（2）⑥、⑧
（3）下
（4）B、D
【解析】（1）根据器材的名称解答；
（2）根据高锰酸钾制取氧气的实验过程分析；
（3）药品中可能含有水分，加热时会变成水蒸气，谁阵痛期到达试管口时往往会液化成小水珠，如果倒流进试管底部，那么试管很可能炸裂；
（4）木条没有复燃，说明收集到的氧气纯度不够，即其中混杂大量的空气，据此分析判断。
【解答】（1）图中A器材的名称是集气瓶。
（2）高锰酸钾制取氧气的发生装置包括：铁架台、试管、棉花、装有导管的单孔胶塞，酒精灯，取用药品的药匙；收集氧气的装置包括：装有水的水槽、集气瓶。那么不需要的器材就是锥形瓶和长颈漏斗，故选⑥⑧；
（3）为了防止冷凝水倒流进试管造成炸裂，在组装发生装置时，试管口要略向下倾斜；
（4）A.实验结束时，熄灭酒精灯前没有先把导管移出水面，会造成水倒吸进导管，进入试管，可能会引起炸裂，但不会影响氧气的纯度，故A不合题意；
B.有气泡冒出时立即进行收集，其中可能含有排出的空气，故B符合题意；
C.导管口没有放一小团棉花，可能会造成高锰酸钾粉末堵住导气管口，不会影响氧气纯度，故C不合题意；
D.收集前集气瓶中未装满水，那么瓶子含有空气，故D符合题意。
故选BD。
、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。
【解析】本题考查学生对实验室制取氧气的反应原理的理解，理解催化剂的概念，并能在解题中应用的能力，根据高锰酸钾分解的产物及催化剂的定义进行分析解答本题。
从催化剂的概念分析，催化剂在化学反应中质量和化学性质都不改变，而我们知道高锰酸钾加热，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．由于高锰酸钾在加热时能够发生分解产生二氧化锰，这样氯酸钾和高锰酸钾的混合物在受热时高锰酸钾分解产生的二氧化锰就能够对氯酸钾的分解起到催化的作用，其中的二氧化锰改变了氯酸钾的分解速率，所以充当催化剂的是二氧化锰，而非高锰酸钾。
故答案为：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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