浙教版2022-2023学年第二学期八年级科学课课练：3.1空气和氧气【word，含解析】

1.空气成分中，体积分数最大的是（　　）
A．氮气 B．氧气 C．二氧化碳 D．稀有气体
2．如图为测定空气中氧气含量的实验装置，下列做法合理的是（　　）
A．用过量的红磷进行实验
B．红磷点燃后，缓慢伸入瓶中并塞紧橡皮塞
C．红磷熄灭后，立即打开止水夹
D．用木炭代替红磷进行实验
3．高锰酸钾、过氧化氢和氯酸钾都可用于实验室制取氧气，下列有关这三种物质的说法正确的是(　　)
A．它们都含有三种元素，其中一种是氧元素
B．它们制取氧气的反应有两个需要加热，有一个在常温下进行
C．它们制取氧气时均需用二氧化锰作催化剂
D．它们制取氧气的发生装置相同
4.暑假期间，小思从余姚出发前往西藏旅游。在海拔3300m、气温为9%C的民宿中，他发现随带的食品“膨胀了”。请根据空气的组成成分和大气压强的相关知识，判断下列说法正确的是（　　）
A．氮气常作为膨化食品的保护气，因为氮气化学性质稳定
B．随海拔高度的增加，大气压强会减小，气温会升高
C．随海拔高度的增加，大气变稀薄，氧气的体积分数将小于21%
D．若发现食品包装袋膨胀更严重，可能是因为海拔高度降低了
5．如图所示，将过氧化氢溶液滴入瓶中可观察到的现象是(　　)
A．气球胀大，红墨水左移 B．气球缩小，红墨水右移
C．气球缩小，红墨水左移 D．气球胀大，红墨水右移
6.使用如图装置验证空气中氧气的含量，下列叙述正确的是（　　）
A．该实验中的白磷可以用木炭代替
B．白磷的作用是消耗试管中的氮气
C．白磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹前，试管内压强增大
D．最终量筒中液面约降至26毫升刻度线处
7.利用图甲所示装置测定空气中氧气的含量，其中燃烧匙内的白磷用电加热装置点燃，瓶内气压用气体压强传感器测定，其变化如图乙所示，则下列分析合理的（　）
A．t1时刻后的一段时间内瓶内气压显著增加，其原因是白磷燃烧产生大量白烟
B．从瓶内气压达到最高点直至t2时刻，瓶内温度始终保持不变
C．t3时时刻后的一段时间内瓶内气压又显著增加，其原因是打开了止水夹
D．通过t2时刻瓶内的气压值，可以计算得出氧气约占空气质量的1/5
8.思维模型的建构既方便于问题的解决，又能促进深度学习。以下是小科同学对解决“气密性检查”类问题建构的思维模型：结合小科建构的思维模型，进行图示装置气密性检查的操作：往锥形瓶中加水至如图所示位置，从建模的角度分析，该操作归属于上述思维模型的（ ）
A．构建封闭体系 B．改变压强 C．观察现象 D．得出结论
9．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
10．空气是一种宝贵的资源，下列生产生活中用到的气体不是来自空气的是(　　)
A．用于医疗急救的O2 B．用于生产氮肥的N2
C．作为燃料电池燃料的H2 D．用于飞艇的He
11．某化学兴趣活动小组为测定空气中氧气的含量，进行如下探究实验（如图，白磷的着火点为40℃），以下说法正确的是（ ）
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
12.如图a是法国化学家拉瓦锡加热汞研究空气成分所用的装置，他测出氧气约占空气总体积的1/5；如图b是我们的用来测定空气中氧气含量的实验装置，实验中吸入的水的体积往往小于剩余容积的1/5。下列关于这两个实验结果的解释合理的是（　　）
A．汞与氧气反应生成物是固体，而红磷燃烧产生大量气体
B．曲颈瓶整体成形，不需要连接，气密性更好，避免漏气
C．红磷点燃后再放入瓶中，会使集气瓶中原有的空气逸出
D．现在空气中氧气含量与拉瓦锡所处的时代相比降低了
13.食品脱氧剂的主要成分为铁粉，可用于测量空气中氧气的浓度。如图所示，反应前AO的长度为L1，反应后BO的长度为L2，下列有关说法错误的是（　　）
A．测量的原理利用了铁生锈消耗管内氧气
B．实验测得氧气的质量分数为
C．实验前应弹动玻璃管，使脱氧剂分布均匀且紧密
D．脱氧剂应平铺在玻璃管中，增加与氧气的接触面积
14.2021年12月9日，“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富在中国“天和号”空间站进行“天宫课堂”第一课。水球光学实验中打入的“人造空气”含有21%氧气、78%氮气和0.7%二氧化碳等物质。下列说法正确的是（　　）
A．用红磷燃烧实验可测定“人造空气”中O2的含量
B．将燃着的木条放入“人造空气”中，会很快熄灭
C．题干中的21%和78%指的是气体物质的质量分数
D．若“人造空气”只含有O2，将更有益于人的呼吸
15.变压吸附法的原理是利用分子筛吸附氮气和氧气能力的差异将二者进行分离。在吸附塔中，通过加压与减压的交替循环，可以使分子筛重复使用。部分过程的示意图如图：下列说法不正确的是（　　）
A．变压吸法制取的氧气中含有稀有气体
B．变压吸附法制取的氧气中含有二氧化碳
C．分子筛对氮气的吸附能力与吸附塔内气体压强有关
D．分子筛中发生的变化是物理变化
16．测定空气中氧气的含量．某化学兴趣小组的同学将过量的白磷放入容积为的试管中，用橡皮塞塞紧试管口，通过导管与容积为且润滑性很好的注射器组成如图的实验装置，则下列说法不正确的是（ ）
A．实验过程中观察到白磷燃烧产生大量白烟
B．必须等实验结束装置冷却到室温之后再读数
C．若先夹紧弹簧夹，实验结束后再松开弹簧夹，可观察到活塞前沿移动到刻度处
D．若不使用弹簧夹，整个实验过程中活塞前沿一直向左移动直至停在刻度处
17.小金需收集一瓶约混有四分之一体积空气的氧气，下列操作正确的是（　　）
A B C D
集气瓶中灌 的水 集气瓶中灌 的水 导管伸入到集气瓶体积的 处 导管伸入到集气瓶体积的 处
18．如图，某科学兴趣小组对“测定空气中氧气含量"的实验进行了改进。装置气密性良好，调节右边敞口容器和集气瓶里的水面相平，此时集气瓶内气体的体积为V1.关闭活塞，点燃燃烧匙内的红磷，立即塞紧瓶塞，如图甲。待火焰熄灭、装置冷却至室温后打开活塞，观察到集气瓶中的水位逐渐上升后停止，如图乙，保持活塞处于打开状态，则：
（1）如图乙时，若广口瓶的底部A点和烧杯底部B点所受压强分别为PA和PB，则PA___________PB （选填“>”、“=”或“<”）
（2）要准确测出空气中氧气体积分数，应往图乙的烧杯中注水至与集气瓶内液面相平，若测得此时集气瓶内的气体体积为V2.则氧气体积占空气总体积的比例可用V1、V2表示为___________。
19.某同学为了探究二氧化锰对H2O2分解速率的影响，利用下图所示装置（夹持装置略去）进行实验，其中实验1、实验2加入二氧化锰，实验3不加，实验数据记录如下：
　 实验1 实验2 实验3
2%的H2O2溶液体积/毫升 20 20 20
温度/摄氏度 20 80 20
相同时间集气瓶内气体体积 较多 最多 最少
（1）三组实验中，分解速率最快的是　 　，你的判断依据是　 　。
（2）实验2中测定的反应速率往往相比真实值会偏大，其原因是　 　。
20.下面是学习“制取氧气”后进行“氧气的性质”的探究实验，请回答：
（1）连接仪器组装成如图2所示实验装置。某学生用抽拉法检查该装置的气密性，发现被拉出的注射器活塞一段时间后又回到原来的位置，你认为该装置是否漏气？　 　。
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气，应选用的发生装置是　 　（填字母），实验时该装置的试管口应放一团棉花，其目的是　 　；该反应的文字表达式为　 　。若用E装置收集产生的氧气，实验结束，停止加热前要先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，这是为了　 　。若用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，则用F装置收集产生的氧气，气体应从　 　（填“c”或“d”）端进入。
（3）细铁丝在氧气中燃烧会火星四射（图G）。某兴趣小组对其产生原因进行探究。下表是他们将不同含碳量的铁丝（铁丝的直径均为0.4mm）放入氧气中燃烧时的实验现象的记录。请你分析回答：
物质 含碳0.05%的铁丝 含碳0.2%的铁丝 含碳0.6%的铁丝
燃烧时的现象 剧烈燃烧、极少火星 剧烈燃烧、少量火星 （未填）
通过对表中结果分析，火星四射的现象可能与铁丝中的　 　有关，表中未填的现象可能为　 　。
21.下图是实验室制取气体的常用装置，请回答下列问题：
（1）仪器a的名称是　 　。
（2）选用双氧水和二氧化锰制取氧气时，应选用　 　(选填*A"或“B")作为气体发生装置。
（3）选用D装置作为氧气收集装置，氧气从　 　(选填“a"或“b")管进入。
22．为了测定空气中氧气的体积分数，按如图1装置进行实验：
（1）该实验实验原理：由于红磷燃烧消耗空气中的氧气，使瓶内________减小，烧杯中水倒吸到集气瓶。
（2）该实验能够得到氮气的一条物理性质是：_________。
（3）图2是“空气中氧气含量测定”实验的改进装置。主要操作是：在实际容积为120mL的集气瓶里，先装进20mL的水，再按图连好仪器，按下热的玻璃棒，白磷立即被点燃。
I. 白磷从燃烧到熄灭冷却的过程中，瓶内水面的变化是先下降后上升；若实验非常成功，最终集气瓶中水的体积约为_________mL；
II. 集气瓶里预先装进的20mL水，在实验过程中的作用有___________（填写序号）。
a.加快集气瓶冷却
b.液封导气管末端以防气体逸出
c.缓冲集气瓶内气压的骤然升高，避免胶塞被冲出
23．某科学兴趣小组对教材中“测定空气中氧气含量”的实验（见图I）进行了大胆改进，设计图（Ⅱ）（选用容积为45mL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）A瓶冷却后打开止水夹，现象为：______。
（2）某同学用图Ⅱ实验的操作步骤如下：①点燃酒精灯；②撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹；③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；④读取注射器活塞的数据。
你认为正确的实验操作顺序是______填序号）。
（3）图Ⅱ实验中，注射器活塞将从10mL刻度处慢慢前移到约为______mL刻度处才停止。
答案及解析
1.A
【解析】空气由氮气（N2）、氧气（O2）、稀有气体（He、Ne、Ar）、二氧化碳（CO2）、其他气体和杂质（如H2O）五部分组成。按体积分数计算，氮气占78%、氧气占21%、稀有气体占0.94%、二氧化碳占0.03%、其他气体和杂质占0.03%。故选A。
2．A
【解析】A、用过量的红磷进行试验，可以将氧气完全反应，使测定结果更准确。
B、红磷点燃后，缓慢伸入瓶中并塞紧橡皮塞，易导致气体受热逸出使测定结果偏大。
C、红磷熄灭后，立即打开止水夹，气体受热膨胀，使倒流的水偏少，测定结果偏小。
D、用木炭代替红磷进行实验，会因生成二氧化碳气体，使瓶内气体的量不减少，压强不变小，不能用于测定空气中氧气的含量。
3．B
【解析】A、过氧化氢含有两种元素，不符合题意；
B、高锰酸钾和氯酸钾制取氧气的反应需要加热，过氧化氢在常温下进行 ，符合题意；
C、高锰酸钾制氧气不需二氧化锰作催化剂，不符合题意；
D、过氧化氢制氧气与另两个发生装置不同，不符合题意； 故选B。
4.A
【解析】A、氮气常作为膨化食品的保护气，因为氮气化学性质稳定，故A正确；
B、随海拔高度的增加，大气压强会减小，气温会降低，故B错误；
C、随海拔高度的增加，大气变稀薄，但是氧气的体积分数将不变，故C错误；
D、若发现食品包装袋膨胀更严重，说明外面的气压减小了，即可能是因为海拔高度升高了，故D错误。
5．C
【解析】 将过氧化氢溶液滴入瓶中，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解产生氧气，使得装置内压强变大，充气气球会变小，红墨水向左移动，C正确。 故选C。
6.D
【解析】A、木炭与氧气燃烧后生成二氧化碳气体，实验前后气体的体积变化不大或无变化，导致实验后测得的结果不正确，选项错误；
B、白磷的作用是消耗装置中的氧气，实验前后的气体的体积差就是空气中氧气的体积，选项错误；
C、白磷燃烧消耗试管中的氧气，试管中的气体减少，压强变小，即白磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹前，试管内压强减小，选项错误；
D、氧气约占空气体积的1/5，120mL空气中氧气的体积约为24mL，实验后装置冷却至室温，打开弹簧夹，进入试管中的水的体积为24mL，则最终量筒中液面约降至26毫升刻度线处，选项正确，故选D。
7.C
【解析】A、t1时刻后的一段时间内瓶内气压显著增加，其原因是白磷燃烧放出大量的热量，装置中的气体受热体积急剧膨胀，使得装置中的压强急剧增加，选项错误；
B、从瓶内气压达到最高点时，燃烧停止，装置中的温度，明显高于装置外的温度，装置中的温度逐渐降低，直至t2时刻，瓶内温度与装置外的温度相同，选项错误；
C、t3时时刻后的一段时间内瓶内气压又显著增加，其原因是打开了止水夹，烧杯中的水沿导管进入装置中，装置中的气体压强增大，选项正确；
D、通过t2时刻瓶内的气压值，可以计算得出氧气约占空气体积的1/5，选项错误，故选C。
8.A
【解析】往锥形瓶中加水至如图所示位置，将长导管的下端密封，整套装置是一个密闭系统了，从建模的角度分析，该操作归属于上述思维模型中的构建密闭体系，故选A。
9．D
【解析】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。
10．C
【解析】用于医疗急救的O2、用于生产氮肥的N2、用于飞艇的He都可以从空气中分离获得，而作为燃料电池燃料的H2在空气中含量极小，只能通过其它途径获得，故C符合题意，而A、B、C不合题意。故选C。
11．B
【解析】A、木炭在空气中燃烧生成二氧化碳气体，虽除去氧气，而增加了新的气体，没有形成压强差，不能用来测定空气中氧气含量，故选项说法错误；
B、白磷燃烧产生大量白烟，放出大量的热，使装置内气体受热膨胀，压强增大；玻璃管的活塞先向右移动；反应后氧气被消耗，冷却至室温后，压强减小，玻璃管的活塞后向左移动；最终停在刻度“4”附近，故选项说法正确；
C、白磷量的多少对实验结果有影响，白磷应过量，以完全消耗装置中的氧气，若白磷的量偏少，测定结果偏小，故选项说法错误；
D、白磷燃烧产生大量的白烟，而不是白雾，故选项说法错误。
12.B
【解析】A.汞与氧气反应生成物是固体，而红磷燃烧的五氧化二磷也是固体，故A错误；
B.曲颈瓶整体成形，不需要连接，气密性更好，避免漏气，故B正确；
C.红磷点燃后再放入瓶中，集气瓶中氧气被消耗，气压减小，则会外面的空气进入集气瓶，故C错误；
D.集气瓶中的氧气降低到一定浓度时，红磷就不能继续燃烧了，即氧气还有剩余，所以测出的结果偏低，故D错误。 故选B。
13.B
【解析】A.测量的原理利用了铁生锈消耗管内氧气，故A正确不合题意；
B.实验测得氧气的体积分数为 ：，故B错误符合题意；
C.实验前应弹动玻璃管，使脱氧剂分布均匀且紧密，故C正确不合题意；
D.脱氧剂应平铺在玻璃管中，增加与氧气的接触面积，故D正确不合题意。 故选B。
14.A
【解析】A．红磷能与氧气反应生成五氧化二磷固体，没有生成新的气体，可用于测定“人造空气”中O2的含量，故A正确；
B．“人造空气”含有21%氧气、78%氮气和0.7%二氧化碳等物质，将燃着的木条放入“人造空气”中，能正常燃烧，不会很快熄灭，故B错误；
C．“人造空气”的成分与空气类似，题干中的21%和78%指的是气体物质的体积分数，故选C错误；
D．“人造空气”若只含有O2不有益于人的呼吸，会造成氧中毒，故D错误。
15.B
【解析】A、空气中含有稀有气体，且稀有气体不能被除去，所以变压吸附法制取的氧气中含有稀有气体，选项正确；
B、空气中含有二氧化碳，但是二氧化碳能被氧化铝除去，所以变压吸附法制取的氧气中不含有二氧化碳，选项错误；
C、在吸附塔中，通过加压与减压的交替循环，所以分子筛对氮气的吸附能力与吸附塔内气体压强有关，选项正确；
D、分子筛吸附氮气和氧气能力的差异将二者进行分离，此过程中没有新物质生成，属于物理变化，选项正确，故选B。
16．D
【解析】A、实验过程中观察到白磷燃烧产生大量白烟，故A选项正确，不符合题意。
B、燃烧会使温度升高，气体体积膨胀，故必须等实验结束装置冷却到室温之后再读数，故B选项正确，不符合题意。
C、若先夹紧弹簧夹，白磷燃烧只消耗试管内的氧气，其体积为，故实验结束后再松开弹簧夹，可观察到活塞前沿移动到12mL刻度处，C选项正确，不符合题意。
D、若不使用弹簧夹，白磷燃烧放热，且会将试管及注射器里的氧气一起消耗完，则氧气体积为，故整个实验过程中活塞前沿先向右后向左移动直至停在8mL刻度处，D选项不正确，符合题意。
17.B
【解析】使用排水法首先氧气时，瓶内水的体积就是氧气的体积。需要收集一瓶大约体积空气的氧气，即收集的氧气，所以集气瓶中应灌的水，故A错误、B正确； 用排空气法收集氧气无法收集的氧气，因为氧气密度比空气大，会聚集在下部，故C、D错误。 故选B。
18． <
【解析】（1）A中的液面比B中的高，说明PA+ρgΔh=PB，（△h为A、B液面的高度差），所以PA＜PB；
（2）连通后两边液面相平，说明两边压强相等，均等于1个大气压，故消耗氧气的体积为V1-V2，氧气的体积占空气总体积的比例为：。
19.（1）实验2；相同时间内集气瓶中气体体积最多
（2）锥形瓶内气体受热膨胀或80℃时，温度较高，水蒸发成水蒸气（合理即可）。
【解析】（1）三组实验中，分解速率最快的是实验2，判断依据是：相同时间内集气瓶中气体体积最多。 （2）实验2中测定的反应速率往往相比真实值会偏大，其原因是：锥形瓶内气体受热膨胀或80℃时，温度较高，水蒸发成水蒸气。
20.（1）否
（2）A；防止高锰酸钾进入导管造成堵塞；高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气；防止倒吸；c
（3）含碳量；剧烈燃烧，火星四射
【解析】（1）连接仪器组装成如图2所示实验装置。某学生用抽拉法检查该装置的气密性，发现被拉出的注射器活塞一段时间后又回到原来的位置，我认为该装置不漏气，故选否。
（2）高锰酸钾为固体，且需要加热，因此氧气的发生装置应该使用“固体加热型”，即选A。实验时该装置的试管口应放一团棉花，其目的是防止高锰酸钾进入导管造成堵塞。该反应的文字表达式为： 高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气 。若用E装置收集产生的氧气，实验结束，停止加热前要先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，这是为了防止倒吸。用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，则用F装置收集产生的氧气，气体应从短导管c端进入。
（3）通过对表中结果分析，火星四射的现象可能与铁丝中的含碳量有关，表中未填的现象可能为剧烈燃烧，火星四射。
21.（1）长颈漏斗（2）A（3）a
【解析】（1）仪器a的名称是长颈漏斗；
（2）选用双氧水和二氧化锰制取氧气时，应该选择“固液常温型”，即选用A。
（3）D装置为“向上排空气法”，因为氧气的密度大于空气，所以氧气从长导管a进入集气瓶，而空气从短导管b排出去。
22． 气压 不溶于水 40 abc
【解析】（1）该实验实验原理：由于红磷燃烧消耗空气中的氧气，无气体生成，使瓶内气压减小，烧杯中的水倒吸到集气瓶中。
（2）该实验能够得到氮气的一条物理性质是：不溶于水。
（3）I. 白磷从燃烧到熄灭冷却的过程中，瓶内水面的变化是先下降后上升；由于空气中氧气的体积含量约为，若实验非常成功，最终集气瓶中水的体积约为20mL+（120mL-20mL）×=40mL；II. a.由于白磷燃烧放出热量，所以集气瓶里预先装进的水可加快集气瓶冷却，此选项正确；b.液封导气管末端以防气体逸出，此选项正确；c.缓冲集气瓶内气压的骤然升高，避免胶塞被冲出，此选项正确。故选abc。
23．（1）水通过导管进入集气瓶A，且约占集气瓶容积的1/5 ③①②④ 1
【解析】（1）红磷在A瓶中燃烧消耗装置中的氧气，A瓶中的压强减小，A瓶冷却后打开止水夹，观察到的现象是水通过导管进入集气瓶A，且约占集气瓶容积的1/5，故填水通过导管进入集气瓶A，且约占集气瓶容积的1/5。
（2）利用图Ⅱ实验测空气中氧气的含量，操作步骤是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；点燃酒精灯；撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹；读取注射器活塞的数据，故填③①②④。
（3）氧气约占空气体积的1/5，红磷燃烧消耗的氧气的体积是试管中45mL空气的1/5，即9mL，所以实验后冷却至室温，打开弹簧夹，观察到注射器活塞将从10mL刻度处慢慢前移到约为1mL刻度处才停止，故填1。
3.1空气和氧气