3.1空气与氧气 提优练习（含解析）

3.1空气与氧气（提优）
、选择题
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
禁止燃放烟花爆竹能减少对空气的污染。有关烟花爆竹成分的推测不合理的是(　　)
A．鞭炮爆炸后，产生有刺激性气味的气体，说明鞭炮中可能含有硫粉
B．燃放烟花时，产生大量白烟，说明烟花中可能含有磷粉
C．鞭炮的火药呈黑色，说明鞭炮中可能含有炭粉
D．燃放烟花时，发出淡蓝色火焰，说明烟花中可能含有铁粉
某科学兴趣小组为测定空气中氧气的含量，进行如图所示探究实验(白磷在40 ℃时就能够燃烧)，下列说法正确的是(　　)
A．白磷可以用木炭粉代替
B．反应中，活塞先向右移，再向左移，最后停留在4刻度处
C．白磷量的多少对实验结果无影响
D．白磷燃烧产生大量的白雾
氮气的用途很广泛，下列不属于氮气的用途的是(　　)
A．合成氨制氮肥 B．充入灯泡作保护气
C．液氮作制冷剂 D．医疗上作为危重病人的急救气体
下列装置都可用于测定空气里氧气的含量，a、b两物质的选择正确的是（　　）
A．a是铜，b是红磷 B．a是铜，b是木炭
C．a是汞，b是红磷 D．a是汞，b是木炭
下图是木炭、铁丝、红磷、硫粉四种单质在氧气中燃烧实验操作图示，以下判断错误是（　　）
A．都生成了氧化物 B．都能发光放热
C．都是化合反应 D．都有气体生成
暖宝宝贴（主要成分为铁粉、木炭、食盐）的热量来源于铁粉的氧化。小敏同学设计使用暖宝宝贴来测定空气中氧气的含量，实验开始前的装置如图所示，实验后从量筒中流入玻璃瓶（容积为250mL）中的水的体积为40mL（铁粉生锈消耗的水忽略不计）。下列关于造成这一结果的原因分析错误的是（　　）
A．该装置可能气密性不好 B．实验过程中弹簧夹未夹紧
C．暖宝宝贴的使用数量可能不足 D．反应刚结束就立刻打开弹簧夹
如图表示在一定条件下发生的某化学反应，下列有关分析正确的是(　　)
A．该反应属于分解反应 B．反应后原子种类减少
C．反应后分子数目减少 D．反应后氧元素的化合价升高
某学生在加热氯酸钾制取氧气的实验室中，错把高锰酸钾当成二氧化锰放入氯酸钾中，其结果是（　　）
A．反应速率快，生成氧气的量增多
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．反应速率不变，生成氧气的量不变
下列图像中能表示氯酸钾和二氧化锰制氧气时，二氧化锰在固体混合物中的质量分数（a%）随反应时间（T）变化的曲线图是（t时刻表示反应已完全）（　　）
A． B．
C． D．
、填空题
如图所示为某化学变化的微观示意图，X、Y、Z分别表示不同类别的原子，据图回答下列问题：
（1）该化学反应中生成物的分子个数比为　 　 。
（2）从微观角度分析，化学反应前后各物质的质量总和相等的原因是　 　 。
（3）由 X 原子构成的物质在该反应中　 　（填“是”或“不是”）催化剂。
实验是科学研究的重要手段，正确操作是获得成功的重要保证，请填空：
（1）用向上排空气法收集氧气时，导气管要伸到　 　
（2）玻璃仪器洗干净的标准　 　．
根据如上图所示实验，并阅读小资料，回答下列问题：
（1）图1中化学反应的文字式为___________________________，图2中的反应现象为___________________________。
（2）上述二个反应都属于氧化反应。从化学反应前后氧元素化合价变化分析，氧气在上述反应中具有氧化性的原因是氧元素的化合价_____（填“升高”或“降低”）。
、实验题
实验室用如图所示的装置制取氧气，回答下列问题：
（1）往试管中装入固体粉末时，可先使试管倾斜，用　 　把药品小心地送至试管底部。
（2）组装该装置时，下列仪器用品的组装顺序是　 　 (填序号)。
①试管　②铁架台　③酒精灯　④木块
（3）该装置中收集氧气的方法是　 　，说明氧气具有　 　的性质。
（4）除该装置中收集氧气的方法外，还可以用　 　法收集，用此方法收集氧气，检验是否收集满的操作是　 　
、解答题
请沿用科学家认识事物的方式认识“空气”．
（1）从分类角度：空气属于　 　（填“混合物”或“纯净物”）
（2）从微观角度：用“ ”表示氮原子，“ ”表示氧原子．
①则用“ ”可表示的微粒是　 　（填名称）．
②同温同压下，气体的体积比等于分子数目比．若空气中其它成分忽略不计．图1中可表示空气微观模型的是　 　（填标号）．
（3）从变化角度：已知：常压下，氮气沸点为﹣196℃，氧气沸点﹣183℃．将燃着的木条置于盛满液态空气的烧杯口，观察到的现象是木条　 　．（填“熄灭”或“继续燃烧”）．将该烧杯放置一段时间后，液态物质剩余约 体积，其主要成分是　 　．
（4）从应用角度：利用空气制取氮肥的流程如图2所示．（氮肥：含有氮元素的肥料）
Ⅰ则参加反应的单质甲为　 　．（填化学式）
3.1空气与氧气（提优）答案解析
、选择题
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．
D
【解析】根据磷、硫、铁丝燃烧的现象分析。
【解答】A．硫燃烧产生有刺激性气味的二氧化硫，鞭炮爆炸后，产生有刺激性气味的气体，说明鞭炮中可能含有硫粉 ，不符合题意；
B、磷燃烧产生大量白烟， 燃放烟花时，产生大量白烟，说明烟花中可能含有磷粉 ，不符合题意；
C、炭为黑色固体粉末，且有可燃性， 鞭炮的火药呈黑色，说明鞭炮中可能含有炭粉 ，不符合题意；
D、铁在氧气中剧烈燃烧，火星四射，不发出淡蓝色火焰，符合题意；
故选D。
B
【解析】根据对测定空气中氧气含量实验的认识判断。
【解答】A．白磷燃烧生成五氧化二磷固体，而木炭燃烧生成二氧化碳气体，从而使玻璃管内气体体积几乎不变，于是活塞的位置几乎不动，不能测定氧气的含量，故A错误；
B.反应中，白磷燃烧消耗氧气使气压减小，同时放出大量的热，从而使气压增大，因为后者的影响远远大于前者，所以气压先增大，此时活塞向右移动。当反应结束后，随着温度的降低，于是玻璃管内气压减小，此时活塞向左移动。其中氧气的体积约占20%，则活塞向左移动的肯定为：5×20%=1，因此停留在刻度：5-1=4，故B正确；
C.如果白磷的量不够，那么不能将其中的氧气完全消耗，会导致测量值偏小，故C错误；
D.白磷燃烧产生大量的白烟，故D错误。
故选B。
D
【详解】
A．氮气由氮元素组成，可用来合成氨制氮肥，选项正确；
B、氮气的化学性质很稳定，很难与其它物质发生化学反应，可充入灯泡作保护气，选项正确；
C、液氮气化时从周围吸收热量，具有制冷效果，可作制冷剂，选项正确；
D、氮气不能够支持呼吸，不能在医疗上作为危重病人的急救气体，选项错误，故选D。
C
【解析】用燃烧法除去密闭容器中空气成分里的氧气，要求物质可在空气中燃烧并不再生成气体物质．因此在测定空气成分时选用的物质必须满足以下要求：该物质在空气中能够燃烧；该物质是非气体状态的物质；对应的生成物不能是气体．
【解答】解：铜被加热生成氧化铜，没有生成新的气体；红磷燃烧后生成五氧化二磷固体，没有生成新的气体；汞加热生成氧化汞是固体，没有生成新的气体；
木炭和氧气反应后生成二氧化碳气体，生成了新的气体；
故选C
D
【解析】（1）只由两种元素组成，其中一种是氧元素的化合物，叫氧化物；
（2）根据燃烧的现象判断；
（3）多种物质生成一种物质的反应叫化合反应；
（4）根据燃烧的产物判断。
【解答】A．四个实验的产物分别为二氧化碳、四氧化三铁、五氧化二磷和二氧化硫，它们都由两种元素组成，其中一种为氧元素，则都是氧化物，故A正确不合题意；
B.四个反应都发光发热，故B正确不合题意；
C.四个反应的反应物都为两种，生成物只有一种，则都是化合反应吗，故C正确不合题意；
D.四种产物种，只有二氧化碳和二氧化硫为气体，故D错误符合题意。
故选D。
B
【解析】计算出氧气的体积分析，然后对各个选项进行分析即可。
【解答】集气瓶中氧气的体积分数为：，则测量结果偏小。
A．该装置可能气密性不好，会造成外面的空气进入集气瓶，从而使量筒中进入集气瓶内水的体积偏小，即测量结果偏小，故A不合题意；
B.实验过程中弹簧夹未夹紧，集气瓶中的气体会从导管逸出，导致测量出氧气的体积偏大，故B符合题意；
C.暖宝宝贴的使用数量可能不足，集气瓶中的氧气没有被完全消耗，导致测量结果偏小，故C不合题意；
D.反应刚结束就立刻打开弹簧夹，此时集气瓶内温度较高气压较大，导致进入集气瓶的水的体积偏小，故D不合题意。
故选B。
C
【解析】（1）一种物质生成多种物质的反应叫分解反应；
（2）将反应前后原子的种类进行比较即可；
（3）将反应前后分子的数量进行比较；
（4）计算出氧元素的化合价，然后进行比较。
【解答】A．根据图片可知，反应物有两种，而生成物只有一种，该反应为化合反应，故A错误；
B.根据图片可知，反应前后原子的种类都是氧原子和碳原子两种，故B错误；
C.反应物为3个分子，而生成物有2个分子，故C正确；
D.在中氧元素的化合价为-2价，在中氧元素的化合价为0价；在生成物中，氧元素的化合价为-2价，故D错误。
故选C。
A
【解析】根据物质的性质进行分析，高锰酸钾能分解生成二氧化锰和氧气，二氧化锰又能作为氯酸钾分解的催化剂．
【解答】解：高锰酸钾能分解生成二氧化锰和氧气，生成的氧气增加了氧气的量，生成的二氧化锰可以作为氯酸钾分解的催化剂，使反应的速率加快，观察选项．
故选：A．
B
【解析】根据催化剂反应前后质量不变分析，但因固体混合物减少，所以二氧化锰质量分数增加。
【解答】氯酸钾和二氧化锰制氧气时，二氧化锰为催化剂，反应前后质量不变，但混合物质量因产生氧气而减小，所以二氧化锰在混合物中质量分数会在原有基础上增加，直到氯酸钾完全反应后不变；
故答案为：B。
、填空题
（1）1:1
（2）原子的种类、数量、质量不变
（3）不是
【解析】（1）首先将反应前后共同存在的原子去掉，然后再确定生成物的分子个数之比；
（2）比较反应前后原子的种类、个数以及质量是否发生改变即可；
（3）在化学反应前后，催化剂的性质和质量保持不变。
【解答】（1）根据图片可知，反应前后都有一个，将其去掉，如下图所示：
那么该化学反应中生成物和的个数之比是1：1；
（2）根据图片可知，反应前后原子都只有三种，且数量保持不变，而质量是组成物质的原子质量之和，所以反应前后物质的质量之和相等；
（3）X原子参与了化学反应，并与Y原子生成了新分子，因此它在该反应中肯定不是催化剂。
（1）集气瓶底部
（2）内壁附着的水既不聚成水滴也不成股流下
【解析】（1）为了尽可能的排干净集气瓶内的原有空气，是收集的气体较纯净，所以导气管要伸到集气瓶底部．（2）根据玻璃仪器洗涤干净的标准和分子的性质进行分析解答．
【解答】解：（1）用向上排空气法收集氧气时，导气管要伸到集气瓶底部．故答案是：集气瓶底部．（2）玻璃仪器洗涤干净的标准是：内壁附着的水既不聚成水滴也不成股流下．故答案是：内壁附着的水既不聚成水滴也不成股流下．
发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量，生成一种刺激性气味的气体 降低
【解析】
【详解】
（1）图1中发生的反应是铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，其化学反应的文字式为：；
图2中的反应为硫在氧气中燃烧，反应现象为：发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量，生成一种刺激性气味的气体。
（2）题中二个反应都属于氧化反应。从化学反应前后氧元素化合价变化分析，因为在反应中，氧元素的化合价都是从0变为-2价，所以氧气在上述反应中具有氧化性的原因是：氧元素的化合价降低。
、实验题
（1）纸槽(或药匙)
（2）②④③①
（3）排水法；不易溶于水
（4）向上排空气；将带火星的木条放在集气瓶口，观察木条是否复燃。
【解析】该题主要考查实验器材的操作；排水法收集气体的条件是：所收集得气体不与水发生反应且不溶于水；
【解答】（1）高锰酸钾是粉末状得固体，要用纸槽(或药匙)送入试管底部；故答案为纸槽(或药匙)；
（2）试验器材组装顺序是：先放铁架台，然后放木块，再放酒精灯，最后放试管；故答案为：②④③①；
（3）由图中得装置可知，收集气体得方式为排水法收集气体，氧气能用排水法收集，说明氧气是不易溶于水；故答案为：排水法，不易溶于水；
（4）氧气的密度比空气大且不与空气成分反应；故可以使用向上排空气法收集；验满的方法是用带火星的木条放在瓶口，如果复燃则已收集满；故答案为：向上排空气法，将带火星的木条放在集气瓶口，观察木条是否复燃；
故答案为：（1）纸槽(或药匙)；（2）②④③①；（3）排水法，不易溶于水；（4）向上排空气法，将带火星的木条放在集气瓶口，观察木条是否复燃。
、解答题
（1）混合物
（2）氮气；C
（3）熄灭；氧气
（4）H2
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