第3章 空气与生命 综合练习（3.1-3.2，含解析）

3.1-3.2综合练习
、选择题
下列不属于缓慢氧化的是（　　）
A．食物的腐烂 B．铁生锈
C．酿酒 D．灯泡通电后发光发亮
下列反应中属于分解反应的是（　　）
A．石蜡+氧气二氧化碳+水
B．氧化汞 汞+氧气
C．磷+氧气五氧化二磷
D．碳酸钙+盐酸→氯化钙+二氧化碳+水
如图所示装置是研究物质燃烧条件的实验。已知，白磷的着火点为40℃，红磷的着火点为240℃。白磷、红磷均不超过绿豆大小，锥形瓶中的白磷与红磷尽量拉开距离。下列说法正确的是（　　）
A．比较①和②说明物质燃烧需要氧气
B．比较②和③说明物质燃烧需要氧气
C．比较②和③说明物质燃烧需要达到着火点
D．70℃热水只起到提高温度的作用
图示为有关氧气的知识结构图(部分反应条件省略。参加反应的氧气为足量)。下列相关说法合理的是（　　）
A．用反应①制造氧气时，MnO2是反应物
B．②③两种方法制取氧气时，都不需要检查气密性
C．氧气与C、P、Fe都是氧化反应
D．空气中，Fe会与O2反应而火星四射
下列关于制氧气的说法中不正确的是（　　）
A．在加热氯酸钾制氧气时，必须在试管口加一团棉花
B．用高锰酸钾制氧气不需要加入二氧化锰做催化剂
C．检查装置气密性时，应先将导管放入水中，再双手紧握试管
D．用排水法收集了氧气后，集气瓶瓶口必须朝上
下列反应不属于化合反应的是（　　）
A．二氧化碳+水→碳酸
B．碳+氧气 二氧化碳
C．碳酸 二氧化碳+水
D．镁+氧气 氧化镁
下列实验现象描述正确的是（　　）
A．红磷在氧气中燃烧，发出耀眼的白光，产生大量白雾，放热
B．铁丝在空气中燃烧，火星四射，放出大量热，生成黑色固体
C．木炭在氧气中燃烧生成无色无味气体，该气体能使澄清石灰水变浑浊
D．硫磺在空气中燃烧，发出明亮蓝色火焰，生成刺激性气味气体
关于物质燃烧的现象描述错误的是（　　）
A．磷在空气中燃烧，反应剧烈，产生大量白雾
B．铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成黑色固体
C．镁带在空气中燃烧，发出耀眼的白光，生成白色固体
D．氢气在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰，放出热量
如图为测量空气中氧气含量的实验装置。在实验过程中的描述正确的是（　　）
A．实验所用红磷的量要尽量少
B．用酒精灯点燃红磷，为安全起见可慢慢将燃烧匙伸入集气瓶中
C．红磷燃烧一段时间，熄灭后立刻松开止水夹
D．正确操作将观察到消耗的气体与剩下的气体的体积比为1:4
下列图像能正确反映对应变化关系的是（　　）
A．A图表示加热KClO3（含少量MnO2）固体制取氧气时剩余固体的质量
B．B图表示加热KClO3（含少量MnO2）固体制取氧气时固体中氧元素的质量
C．C图表示双氧水（含少量MnO2）分解时溶剂的质量
D．D图表示双氧水（含少量MnO2）分解时氢元素的质量分数
、填空题
做铁丝在氧气里燃烧的实验时，预先要在集气瓶里装少量水或铺一层细沙，目的是　 　。
写出下列反应的文字表达式：①铁丝在氧气中燃烧：　 　；②蜡烛在空气中燃烧：　 　。
下列反应中属于氧化反应的是（填序号，下同）　 　，属于化合反应的是 　 　。
A．铜+氧气 氧化铜
B．氨气+氧气 氧化氮+水
C．氢气+氧气 水
D．甲烷+氧气 水+二氧化碳 E.二氧化碳+水 碳酸 F.一氧化碳+氧气 二氧化碳
下列反应中属于化合反应的有　 　，属于氧化反应的有　 　，既是化合反应又是氧化反应的有　 　，是氧化反应但不是化合反应的有　 　。
①铁+氧气 四氧化三铁②一氧化碳+氧气 二氧化碳 ③甲烷+氧气 二氧化碳+水 ④碳酸钙 氧化钙+二氧化碳
实验室可用无色液体　 　 或紫黑色固体　 　 分解来制取氧气，在两个反应中，都接触到二氧化锰。在前一个反应中　 　 ，它是该反应的 ，在后一个反应中它是　 　 。
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．反应的文字表达式为　 　；
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
某校研究性学习小组用如图装置进行镁条在空气中燃烧的实验，燃烧、冷却后打开止 水夹，进入集气瓶中水的体积约占集气瓶体积的 70%．
（1）燃烧、冷却后打开止水夹，水能进入集气瓶的原因 是　 　．
（2）如果镁条只和空气中的氧气反应，则进入集气瓶中水的体积最多不超过其容积的　 　%．现进入集气瓶中水的体积约为其容积的 70%，根据空气的组成可推出减少的气体中还一定有　 　．
（3）【发现问题】
该气体是怎样减少的呢？
【假设】
该气体与镁条反应而减少．
【查阅资料】
镁条是一种化学性质比较活泼的金属，在氮气中能燃烧，产物为氮化镁（Mg3N2），镁条还可以在二氧化碳气体中燃烧生成碳和氧化镁．
【交流与反思】
产物氮化镁的状态应为　 　．
、解答题
猜化学谜语可以增加学习化学的乐趣和增强记忆。谜语“说是宝，真是宝，动物植物离不了；看不见，摸不着，越往高处越稀少”描述的就是我们生活中必不可少的氧气。
（1）如上图所示下列属于氧气用途的是　 　（填序号）。
（2）如下图所示甲、乙、丙分别是木炭、硫粉和细铁丝在氧气中的反应。
①上述发生的3个反应的相同点有　 　（写出一点即可）。
②做实验甲和乙时，木炭、硫在氧气中燃烧比在空气中燃烧剧烈；做丙实验时，铁丝在氧气中剧烈燃烧，而在空气中只是发红并未燃烧。据此说明可燃物能否燃烧或燃烧的剧烈程度与　 　有关。
为了测定能使带火星的木条复燃的氧气体积分数的最小值，进行了如下的实验：
①取5～6只集气瓶，用量筒分别测出它们的容积并标记；
②向集气瓶中分别装入其总容积的10%、20%、30%、40%、50%的水，并用毛玻璃盖住，依次编号为1、2、3、4、5。
③在反应容器中加入一定量的MnO2和H2O2使其反应，分别用排水法将上述1～5号瓶中的水排出。
④将带火星的木条依次插入1～5号瓶中，观察并记录现象如下表：
集气瓶号 1 2 3 4 5
木条火星状况 微亮 亮 很亮 复燃 复燃
（1）写出上述方法制取氧气的文字表达式　 　；
（2）假定空气的成分体积比只为4:1的氮气和氧气，则用排水法得到氧气后，2号瓶中氧气的体种分数约为　 　；
（3）若要得到更精确的数据，你认为下一步应如何操作？　 　
（4）实验结果表明用“使带火星的木条是否复燃”的方法来检验集气瓶中氧气是否集满的方法是否可靠？　 　。
3.1-3.2综合练习答案解析
、选择题
D
【解析】氧化反应分为剧烈氧化和缓慢氧化，剧烈氧化也叫燃烧，燃烧是一种发光发热的剧烈的氧化反应．
解：A．食物腐烂反应缓慢甚至不易察觉，属于缓慢氧化．
B、铁生锈是铁与氧气、水共同作用的结果，属于缓慢氧化．
C、酿酒、酿醋反应缓慢甚至不易察觉，属于缓慢氧化．
D、灯泡通电后发光发亮属于物理变化，不属于氧化反应．
故选D．
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”，据此进行分析判断即可．
【解答】解：A．石蜡+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．
B、氧化汞 汞+氧气，反应符合“一变多”的特征，属于分解反应，故选项正确．
C、磷+氧气 五氧化二磷，该反应符合“多变一”的特征，属于化合反应，故选项错误．
D、碳酸钙+盐酸→氯化钙+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．
A
【解析】燃烧的条件：①有可燃物；②与氧气接触；③温度达到着火点，根据控制变量法的要求分析判断。
A．①和②的其他条件相同，不同的是①与氧气接触，②不能与氧气接触，因此说明物质的燃烧需要氧气，故A正确；
B.②和③与氧气接触的情形不同，且燃烧物的着火点不同，因此无法得到燃烧需要氧气的结论，故B错误；
C.探究燃烧需要达到着火点，需要控制氧气接触相同和可燃物相同，而②和③中可燃物不同，故C错误；
D.70℃ 的热水不但能够提高温度，还能隔绝氧气，故D错误。
故选A．
C
【解析】根据氧气的制取原理、过程和现象分析判断。
【解答】A．用反应①制造氧气时，即水电解生成氢气和氧气，不需要二氧化锰为催化剂，故A错误；
B． ②③两种方法制取氧气时，即利用高锰酸钾和氯酸钾制取氧气时，需要检查气密性，否则会造成氧气不纯，还会造成氧气外溢，造成浪费，故B错误；
C. 氧气与C、P、Fe的反应，就是物质与氧气的反应，它们都是氧化反应，故C正确；
D. 空气中，Fe不会与O2反应，故D错误。
故选C。
A
【解析】A．在加热高锰酸钾制氧气时，必须在试管口加一团棉花，以防止高锰酸钾粉末进入导管，而不是加热氯酸钾制取氧气时；
B、用高锰酸钾制氧气不需要加入二氧化锰做催化剂；
C、检查装置气密性时，应先将导管放入水中，再双手紧握试管，观察导管口是否有气泡冒出；
D、用排水法收集了氧气后，因氧气的密度比空气大，因此集气瓶瓶口必须朝上放置．
【解答】解：A．在加热高锰酸钾制氧气时，必须在试管口加一团棉花，以防止高锰酸钾粉末进入导管，而不是加热氯酸钾制取氧气时；故A说法错误；
B、用高锰酸钾制氧气不需要加入二氧化锰做催化剂；故B说法正确；
C、检查装置气密性时，应先将导管放入水中，再双手紧握试管，观察导管口是否有气泡冒出；故C说法正确；
D、用排水法收集了氧气后，因氧气的密度比空气大，因此集气瓶瓶口必须朝上放置；故D说法正确．
故选A．
B
【解析】化合反应：两种或两种以上物质反应后生成一种物质的反应，其特点可总结为“多变一”，据此进行分析判断．
【解答】解：A．二氧化碳+水→碳酸，该反应符合“多变一”的特征，属于化合反应，故选项错误．
B、碳+氧气 二氧化碳，该反应符合“多变一”的特征，属于化合反应，故选项错误．
C、碳酸 二氧化碳+水，该反应符合“一变多”的特征，属于分解反应，故选项正确．
D、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．
故选：B．
C
【详解】
A．红磷在氧气中燃烧发耀眼的白光，并产生大量的白烟，而非白雾，故A不正确；
B、铁丝在空气中不燃烧，有红热现象，故B不正确；
C、木炭在氧气中燃烧生成无色无味气体，该气体能使澄清石灰水变浑浊，故C正确；
D、硫磺在空气中燃烧发出淡蓝色火焰,产生刺激性气味的气体，故D不正确。故选C。
A
【解析】A．根据磷在空气中燃烧的现象进行分析判断．
B、根据铁丝在氧气中燃烧的现象进行分析判断．
C、根据镁带在空气中燃烧的现象进行分析判断．
D、根据氢气在空气中燃烧的现象进行分析判断．
【解答】解：A．磷在空气中燃烧，产生大量的白烟，而不是白雾，故选项说法错误．
B、铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成一种黑色固体，故选项说法正确．
C、镁带在空气中燃烧，发出耀眼的白光，生成白色固体，故选项说法正确．
D、氢气在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰，放出热量，故选项说法正确．
故选：A．
D
【解析】根据用红磷燃烧测定空气中氧气体积分数的实验现象及注意事项分析。
【解答】A．测氧气含量为使装置内氧气全部耗尽，红磷要过量，错误；
B、用酒精灯点燃红磷后要快速伸入瓶中，以防止瓶内气体受热逸出，错误；
C、红磷燃烧至熄灭后要待装置冷却后再松开止水夹，错误；
D、空气中氧气与氮气体积比约为1：4 正确操作将观察到消耗的气体与剩下的气体的体积比为1:4 ，正确；
故答案为：D。
B
【解析】根据氯酸钾和双氧水制取氧气的实验过程和现象分析判断。
【解答】A．在加热氯酸钾制取氧气的过程中，不断有氧气生成，因此剩余固体的质量不断减小。当氯酸钾完全反应后生成了固体氯化钾，因此剩余固体的质量保持不变但不能是零，故A错误；
B.在加热氯酸钾制取氧气的过程中，由于不断有氧气产生，因此固体中氧元素的质量不断减小。当氯酸钾完全反应后，氧气不再产生，氧元素的质量保持不变，故B正确；
C.双氧水分解生成水和氧气，因此溶剂的质量在不断增大；当反应结束后，溶剂水的质量保持不变，故C错误；
D.双氧水分解生成水和氧气，由于氢元素始终存在于水中，不会溢出，所以氢元素的质量保持不变。但是双氧水的质量在不断减小，因此氢元素的质量分数越来越大，故D错误。
故选B。
、填空题
防止溅落的熔化物炸裂集气瓶；铁+氧气 四氧化三铁；石蜡+氧气 水+二氧化碳
【解析】【解答】做铁丝在氧气中燃烧的实验时，必须瓶底放少量水或细砂，以防生成物溅落炸裂瓶底。
本题考查铁丝在氧气中燃烧的注意事项；考查氧气和蜡烛、铁等的反应文字表达式。
ABCDF；ACEF
【解析】物质与氧气发生的反应叫氧化反应；多种物质生成一种物质的反应，叫化合反应。
根据氧化反应的定义可知，属于氧化反应的是：ABCDF；根据化合反应的定义可知，属于化合反应的是：ACEF。
①②；①②③；①②；③
【解析】①铁+氧气 四氧化三铁既是氧化反应，又是化合反应；②一氧化碳+氧气 二氧化碳既是氧化反应，又是化合反应；③甲烷+氧气 二氧化碳+水是氧化反应，不是化合反应；④碳酸钙 氧化钙+二氧化碳是化合反应，不是氧化反应。
化合反应是指由两种或两种以上物质反应生成另外一种物质的反应，其特征是“多变一”，而氧化反应是物质与氧发生的化学反应。
双氧水或过氧化氢溶液；高锰酸钾；催化剂；生成物
【解析】根据实验室制取氧气可用双氧水和加热高锰酸钾、氯酸钾的方法及其反应原理、物质的性质分析解答。
【解答】实验室可用分解无色液体双氧水，或加热紫黑色固体高锰酸钾、白色固体氯酸钾的方法制取氧气，二氧化锰在双氧水制取氧气的反应中作催化剂，加快反应速率，高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，是加热高锰酸钾的生成物。
故答案为：双氧水或过氧化氢溶液 高锰酸钾 催化剂 生成物
沸点；负；1：8；碳+水 一氧化碳+氢气；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）瓶内气体减少，导致压强减小，水沿导管进入瓶内
（2）21；氮气
（3）固体
【解析】（1）镁燃烧消耗瓶内气体生成固体物质，瓶内气体减少，压强减小；（2）氧气约占空气体积分数的21%，而氮气占78%，从而可判断只消耗氧气时，气体减少原体积的21%；而气体减少达70%时，大部分气体被消耗，说明减少的气体已不完全为氧气了，还应消耗了占空气78%的部分氮气；
解：（1）镁条燃烧时会与空气中的氧气反应生成固体氧化镁，致使瓶内气体减少压强减小，水在大气压作用下进入瓶中；（2）由于氧气只占空气体积的21%，如果镁条只和空气中的氧气反应，瓶内气体只能减少原体积的21%，所以进入水的体积最多不超过其容积的21%；实验中进入瓶中水的体积达70%，说明反应消耗空气的体积为70%，因此已不是仅消耗氧气了，还应消耗部分氮气；
氮化镁是一种淡黄色的固体；
故答案为：（1）瓶内气体减少，导致压强减小，水沿导管进入瓶内；（2）21；氮气．固体．
、解答题
（1）AC
（2）都是燃烧，都能发光发热、都是化合反应（合理即可）；氧气的浓度
【解析】（1）性质决定用途，根据氧气的性质分析判断；
（2）①可以从是否燃烧、是否发光发热和化学反应的类型等角度解答；
②空气中氧气的浓度小于纯氧的浓度，因此可燃物燃烧时的剧烈程度不同，据此分析解答。
（1）氧气可以供给人类呼吸，因此可应用医疗急救；氧气是助燃剂，因此可用于发射航天火箭，故选AC。
（2）①甲、乙、丙三个实验的共同点：都是燃烧，都能发光发热、都是化合反应；
②空气中氧气的浓度小于纯氧的浓度，据此说明可燃物能否燃烧或燃烧的剧烈程度与氧气的浓度有关。
（1）略
（2）36%
（3）再取若干只集气瓶，分别装入其总容积的30%~40%的水，同样做上述实验，以获得更准确的数据。
（4）不可靠
【解析】（1）在实验室里常采用分解过氧化氢溶液、加热高锰酸钾或氯酸钾的方法来制取氧气；
（1）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应的化学方程式为：2H2O2 2H2O+O2↑．（2）当集气瓶中装水量为20%时，氧气体积分数为 =36%；（3）根据图表中现象，带火星的木条在3号瓶中很亮，4号瓶中复燃，说明使带火星的木条复燃所需氧气的最小体积介于30%-40%之间；故若需要准确的体积分数范围，只需要调整①步骤中集气瓶内水占集气瓶的体积分数为30%-40%多做几次实验；（4）使带火星的木条复燃的气体中氧气体积分数的最小值是 ，即当氧气的体积分数是45%时，带火星的木条复燃，即用带火星的木条插入集气瓶口，木条复燃时，集气瓶中一定装满了氧气的结论不可靠。
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