3.1 空气与氧气 同步练习（含解析）

3.1空气与氧气
、选择题
氧气是空气的主要成分之一，下列有关氧气的说法正确的是（　　）
A．工业上，制取氧气属于化学变化
B．空气主要由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气质量的
C．鱼类能在水中生存，证明水中含有氧原子
D．氧气和液氧化学性质相同，是因为构成它们的分子相同
下列有关催化剂说法正确的是（　　）
A．都能加快化学反应的速度 B．MnO2能作所有反应的催化剂
C．在化学反应前后质量不改变 D．在化学反应前后性质不改变
在用高锰酸钾制氧气的实验中，下列操作的描述正确的是（　　）
A．装高锰酸钾的试管口应放一小团棉花
B．用排水法收集氧气时，见到气泡就可以收集了
C．试管口应稍向上倾斜，防止高锰酸钾滑落
D．实验完毕后，应先熄灭酒精灯，再将导管移出水面
下列说法正确的是（　　）
A．工业上采用分离液态空气法制氧气，该原理是利用氮气和氧气的密度不同进行分离
B．实验室制取气体的原料必须是纯净物
C．可燃物的着火点属于其本身固有的性质，一般难以改变
D．污染空气的主要有害气体有包括二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮和臭氧四种氧化物
下列现象中可以用氧气的物理性质解释的是（　　）
A．白磷可自燃 B．氧气可使带火星的木条复燃
C．海拔越高，氧气含量越少 D．铜丝在氧气中加热表面变黑
从安全、环保、节能、简便等方面考虑，实验室制取氧气的最佳方法是（　　）
A．通电分解水：水 氢气+氧气
B．过氧化氢催化分解：过氧化氢 水+氧气
C．高锰酸钾加热分解：高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气
D．氧化汞加热分解：氧化汞 汞+氧气
下列有关空气各成分的说法正确的是 (　　)
A．氧气的化学性质比较活泼，属可燃物
B．氮气的化学性质不活泼，可用于食品防腐
C．空气质量报告中所列的空气质量级别越大，空气质量越好
D．二氧化碳在空气中含量增多会引起温室效应，属于空气污染物
点燃的蜡烛在如图1所示密闭装置内燃烧一段时间后会自动熄灭，用仪器测出这一过程中瓶内氧气含量的变化如图2所示。下列判断正确的是(　　)
A．蜡烛燃烧前装置内只有氧气
B．装置内物质总质量不断减少
C．有氧气蜡烛也不一定燃烧
D．蜡烛熄灭后，瓶内只剩下二氧化碳气体
下列反应属于分解反应的是（　　）
A．镁+氧气 氧化镁
B．氧化汞 汞+氧气
C．氢气+氧气 水
D．蜡烛+氧气 二氧化碳+水
下列实验现象描述正确的是（　　）
A．磷在氧气中燃烧，有大量白雾产生
B．木炭在氧气中燃烧，发出白光，产生大量的白烟
C．铁丝在氧气中燃烧，火焰呈蓝色并有黑色固体生成
D．硫在氧气中燃烧，发出蓝紫色火焰，并生成有刺激性气味的气体
、填空题
实验是学习科学的基础。请根据图回答问题。
（1）铁丝绕成螺旋状的原因是　 　。
（2）小明按图实验时，集气瓶炸裂了，其原因可能是　 　。
（3）图中螺旋状铁丝的末端系一根火柴的作用是　 　。
根据下列现象说明空气中存在某种气体物质，试将物质写在题后横线上。
（1）小白鼠在装有空气的密闭容器中能存活一段时间说明空气中含有　 　。
（2）石灰水长期露置在空气中，瓶壁和石灰水底部均会出现白色固体物质，说明空气中含有　 　。
（3）夏天盛放冰棒的杯子外壁上附有一层水珠，说明空气中含有　 　。
（4）空气是制造氮肥的原料，说明空气中含有　 　。
制取氧气实验结束时，先取出导管后熄灭酒精灯的原因是　 　．
、实验题
某科学兴趣小组对教材中“测定空气里氧气含量”的实验（见图I）进行了大胆改进，设计图（I）（选用容积为35mL的试管作反应容器）实验方案进行，收到了良好的效果。请你对比分析下面图I、图Ⅱ实验，回答下列有关问题：
（1）检查图Ⅱ装置气密性方法：　 　。
（2）若用图I装置实验结果是：空气中氧气含量与正常值有明显的偏差，其操作上的原因可能是　 　。
（3）图Ⅱ实验中（铁架台略去）的操作步骤如下：
①点燃酒精灯。②读取注射器活塞的数据。③撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹。④将少量红磷平装入试管中，将20mL的注射器活塞置于10mL刻度处，并按图Ⅱ中所示的连接方式固定好，再将弹簧夹夹紧橡皮管。你认为正确的实验操作顺序是。　 　（填序号）。
（4）图Ⅱ实验中，当红磷与氧气充分反应后，移开酒精灯并打开弹簧夹，注射器活塞将从10mL刻度处慢慢前移到约为　 　mL度处才停止。
、解答题
由实验测知：取3.5gKMnO4晶体加热到220℃，分解放出的氧气多于按下式计算的理论量。按下式计算的理论量为放出氧气0．354g。
换算成标准状况下的体积为248 mL，而实际测得的氧气为308 mL（标准状况），超过理论量为：（308一248）mL＝60mL。试回答：
(1)怎样用实验证明：超理论量的氧气不是来自MnO2________
(2)怎样用实验证明超理论量的氧气是由K2MnO4分解产生的？（要求用KMnO4制取氧气后的残渣实验，如所示。）________
(3)怎样从“最后残渣”中分离出MnO2？________
3.1空气与氧气答案解析
、选择题
D
【解析】A、根据工业上制取氧气的原理进行分析判断．
B、根据空气中氧气的体积分数是21%分析．
C、鱼类能在水中生活，是因为水中溶于氧气，据此进行分析判断．
D、同种的分子性质相同，不同种的分子性质不同，据此进行分析判断．
【解答】解：A、工业上制取氧气是利用空气中各组分气体的沸点不同的原理使氧气从空气中分离出来，属于物理变化，故选项说法错误．
B、空气中氧气的体积分数是21%，不是质量约占21%，即不是氧气约占空气质量的 ，故选项说法错误．
C、鱼类能在水中生活，说明水中含有一定量的氧气，但是不能说明水中含有氧原子，故选项说法错误．
D、氧气和液氧化学性质相同，是因为它们是由氧分子构成的，同种的分子化学性质相同，故选项说法正确．
故选：D．
C
【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、由催化剂的定义和特点可知，催化剂可改变反应速率，即可加快或减慢反应速率，故A错误；
B、MnO2能作有些反应的催化剂，但不是所有反应的催化剂；故B错误．
C、催化剂的特点就是在化学反应前后质量不变，故C正确；
D、催化剂的特点就是在化学反应前后化学性质不变，故D错误．
故选C．
A
【解析】该题主要考查制取氧气的注意细节部分；
【解答】A、用高锰酸钾制取氧气时，一定要在试管口放一团棉花，这样可以防止高锰酸钾粉末损失；故A正确；
B、收集气体的时机是：气泡均匀且连续放出时才可以收集；故B错误；
C、试管口应稍微向下倾斜，是为了防止冷凝水倒流，试管炸裂；故C错误；
D、实验结束后要先移除导管，再熄灭酒精灯，不然水会倒吸，试管炸裂；故D错误；
故答案为：A。
C
【解析】根据已有的氧气的工业制取方法、着火点以及空气污染物的知识进行分析解答即可．
【解答】解：A、工业上采用分离液态空气法制氧气，该原理是利用氮气和氧气的沸点不同进行分离，错误；
B、实验室制取气体的原料不一定是纯净物，比如制取氧气可以是过氧化氢溶液和二氧化锰的混合物，错误；
C、可燃物的着火点属于其本身固有的性质，一般难以改变，正确；
D、臭氧不属于氧化物，错误；
故选C．
C
【解析】物质的化学性质是指在化学变化中表现出来的性质，物质的物理性质是指不需要通过化学变化表现出来的性质．据此分析氧气的性质．
【解答】解：A、白磷可自燃，反映了氧气具有氧化性，属于化学性质，故A不可选；
B、氧气可使带火星的木条复燃，反映了氧气具有助燃性，属于化学性质，故B不可选；
C、海拔越高，氧气含量越少，不需要通过化学变化表现出来，属于物理性质．故C可选；
D、铜丝在氧气中加热表面变黑，铜和氧气生成了氧化铜，反映了氧气的氧化性，属于化学性质，故D不可选．
故选C．
B
【解析】【解答】由化学反应表达式可知A通电；B常温；C加热；D加热；题目要求从安全、环保、节能、简便等方面考虑，可知B不需要加热，节省燃料，操作简便，产物是水又无污染。
本题考查制取氧气反应原理，根据化学表达式结合题意进行分析，找出最合理答案。
B
【解析】【解答】氧气的化学性质比较活泼，是助燃性物质，A选项错误；氮气的化学性质不活泼，可用于食品防腐，B选项正确；空气质量报告是污染指数，所列的空气质量级别越大，空气污染越严重，C选项错误；二氧化碳在空气中含量增多会引起温室效应，但不属于空气污染物，D选项错误。
本题考查氧气、氮气的性质与用途，空气质量日报的内容及温室效应的产生，在这里需重点注意二氧化碳没有毒性，不属于空气污染物。
C
【解析】反应前瓶内氧气的体积分数约是19.56%，当氧气的体积分数达到15.96%时，蜡烛熄灭，说明开始时瓶内含有其它气体，氧气的浓度低于一定值时，蜡烛无法燃烧。
【解答】A. 反应前氧气的体积分数约是19.56%，说明蜡烛燃烧前装置内除了含有氧气，还含有其它气体，故错误；
B. 根据质量守恒定律，密闭容器内的物质的质量总质量不会减少，故错误；
C.当氧气的体积分数达到15.96%时，蜡烛熄灭，说明氧气的浓度低于一定值时，蜡烛无法燃烧，故正确；
D. 蜡烛燃烧生成二氧化碳和水，瓶内不会只剩下二氧化碳和水蒸气，还应含有燃烧前瓶内的其它气体，故错误。
故答案为：C
B
【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、氧化汞 汞+氧气，该反应符合“一变多”的特征，属于分解反应，故选项正确．
C、氢气+氧气 水，该反应符合“多变一”的特征，属于化合反应，故选项错误．
D、蜡烛+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．
故选：B．
D
【解析】根据不同物质在氧气中燃烧的现象判断。
【解答】A.磷在氧气中燃烧，有大量白烟生成，故A错误；
B.木炭在氧气中燃烧，发出白光，生成能够使澄清石灰水变浑浊的气体，故B错误；
C.铁丝在氧气中燃烧，火花四射，并有黑色固体生成 ，故C错误；
D.硫在氧气中燃烧，发出蓝紫色火焰，并生成有刺激性气味的气体，故D正确。
故选D。
、填空题
（1）增加铁丝的受热面积，使铁丝能够持续燃烧
（2）集气瓶中预先没有放少量水或铺一层细沙(合理即可)
（3）引燃铁丝
【解析】（1）可从增大受热面积的角度分析对铁丝燃烧的影响；
（2）铁丝在氧气中燃烧时火花四射，会放出大量的热。如果熔融物低落瓶底，那么会引起瓶底炸裂，因此要在瓶底放上一层细沙，或者倒入少量的水。
（3）火柴燃烧后，可以点燃上面的铁丝，据此分析解答。
【解答】（1）铁丝绕成螺旋状的原因是：增加铁丝的受热面积，使铁丝能够持续燃烧；
（2）小明按图实验时，集气瓶炸裂了，其原因可能是：集气瓶中预先没有放少量水或铺一层细沙；
（3）图中螺旋状铁丝的末端系一根火柴的作用是引燃铁丝。
（1）氧气
（2）二氧化碳
（3）水
（4）氮气
【解析】根据空气中氧气、二氧化碳、水蒸气、氮气的性质解答。
【解答】（1）小白鼠在装有空气的密闭容器中能存活一段时间，说明小白鼠能呼吸，氧气供给呼吸，所以说明了空气中含有氧气。
（2）二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，石灰水石灰水长期露置在空气中，瓶壁和石灰水底部出现的白色固体物质就是二氧化碳与氢氧化钙反应生成的碳酸钙。
（3）夏天，盛放冰棒的杯子外壁温度很低，使周围空气中水蒸气液化成小水滴，所以杯子外壁出现一层水珠说明空气中含有水蒸气。
（4）氮肥中含有N元素，空气是制造氮肥的原料，所以说明空气中含有氮气。
故答案为：（1）氧气；（2）二氧化碳；（3）水蒸气；（4）氮气
防止水槽中的水倒吸入试管，使试管因骤然冷却而炸裂
【解析】根据实验室加热高锰酸钾制取氧气的实验步骤、注意事项进行分析解答．
【解答】用高锰酸钾制O2实验结束时，应先把导管移出水面，再熄灭酒精灯，以防止水槽中的水倒吸入试管，使试管因骤然冷却而炸裂．
故答案为：防止水槽中的水倒吸入试管，使试管因骤然冷却而炸裂．
、实验题
（1）连接装置，把注射器活塞外拉，松手后活塞回到原位置，说明装置不漏气
（2）燃烧匙伸入集气瓶太慢等
（3）④①③②
（4）1
【解析】（1）如果图II中装置气密性良好，将注射器的活塞向外，注射器内的气体体积增大，压强减小，活塞会在大气压强的作用下向左移动，直到内外气压相等，即回到原来的位置；
（2）用图I的方法测量空气中氧气的含量时，燃烧匙放入的速度要快，否则有可能出现瓶内的氧气没有消耗完但是红磷已经燃烧完的情形，导致测量值偏小；
（3）一个化学实验，首先应该放入药品，固定并连接好实验装置，接下来检验装置的气密性，然后开始实验并收集实验数据，最后整理实验器材，据此判断实验步骤的顺序。
（4）空气中氧气大约占1/5，而容器空气的总体积等于容器容积和试管容积的和，据此计算出氧气的体积数，最后用10mL减去这个体积就是活塞到达的位置。
【解答】（1）检查图Ⅱ装置气密性方法：连接装置，把注射器活塞外拉，松手后活塞回到原位置，说明装置不漏气；
（2）若用图I装置实验结果是：空气中氧气含量与正常值有明显的偏差，其操作上的原因可能是:燃烧匙伸入集气瓶太慢等；
（3）图Ⅱ实验中（铁架台略去）的操作步骤如下：
①将少量红磷平装入试管中，将20mL的注射器活塞置于10mL刻度处，并按图Ⅱ中所示的连接方式固定好，再将弹簧夹夹紧橡皮管；
②点燃酒精灯；
③读取注射器活塞的数据；
④撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹。
正确的操作顺序是： ④①③② ；
（4）空气中氧气约占总体积的1/5，而容器和试管中空气的总体积为：35mL+10mL=45mL，因此应该体积减小：45mL×1/5=9mL，那么活塞到达的位置应该是：10mL-9mL=1mL。
、解答题
(1)另取少量MnO2;在酒精灯火焰上加热,插入带火星的木条，木条不复燃
(2)用酒精灯火焰集中加热“残渣”，又收集到一定体积的氧气
(3)将最后残渣加入适量的水溶解,过滤，即可分离出MnO2
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