第3章 空气与生命 综合训练（3.3-3.4，含解析）

3.3-3.4综合训练
、选择题
下列化学方程式书写正确的是（　　）
A．NaOH+H2SO4=Na2SO4+H2O B．Fe+2NaCl=2Na+FeCl2
C．6HCl+Fe2O3=3H2O+2FeCl3 D．3KCl+Al（NO3）3=AlCl3+3KNO3
下列有关2CO＋O2 2CO2的叙述正确的是（　　）
A．2克一氧化碳和1克氧气在点燃的条件下反应生成2克二氧化碳
B．两个一氧化碳分子和加一个氧分子等于两个二氧化碳分子
C．一氧化碳和氧气在点燃条件下反应生成了二氧化碳
D．一氧化碳加氧气点燃等于二氧化碳
现有6克碳和14克氧气完全反应，则生成物是（）
A．CO B．CO2 C．CO和CO2 D．无法确定
丙烷（化学式为C3H8）燃烧的化学方程式为：C3H8+5O2 xCO2+yH2O，其中x，y分别为（　　）
A．3 4 B．3 8 C．1 3 D．1 5
小张用足量的盐酸、石灰石反应，并尝试直接利用如图所示装置制取和收集一瓶CO2，你认为小张（　　）
A．不可能收集到一瓶CO2，因为CO2可溶于水
B．选择B、C两种装置，导管b接导管d可收集到一瓶CO2
C．选择B、C两种装置，导管c接导管d可收集到一瓶CO2
D．选择 A、 B两种装置，导管a接导管c可收集到一瓶CO2
有18.6g的NaOH和Na2CO3固体混合物，已知Na元素与C元素的质量比是23：3，把该固体全部加入到盛有100g的足量稀硫酸的烧杯中，充分反应后，烧杯里残留物质的质量是114.2g．则原NaOH和Na2CO3固体混合物中钠元素的质量是（　　）
A．2.3g B．6.9g C．4.6g D．9.2g
下列各组物质分别置于密闭容器中，在一定条件下充分反应后，常温下密闭容器中的气态物质为纯净物的是(　　)
A．分子个数比为1：1的CO和O2 B．分子个数比为3：1的H2和O2
C．质量比为1：5的CH4和O2 D．质量比为1：3的C和O2
下列装置用于实验室制CO2，不能随开随用、随关随停的装置是（　　）
A． B．
C． D．
在实验室用高锰酸钾制取氧气过程中，下列图象能正确表示对应变化关系的是（　　）
A． B．
C． D．
在反应2A＋3B=2C＋4D中，若 A、B、C、D的质量比为8∶12∶11∶9，则A、B、C、D的相对分子质量之比为（　　）
A．8∶12∶11∶9
B．16∶36∶22∶36
C．16∶16∶22∶9
D．2∶3∶2∶4
、填空题
下列CO2的制备装置中，能起到“随开随制，随关随停”效果的是　 　．
A、① B、② C、⑤ D、　 　．
为了验证集满CO2气体的集气瓶正放和倒放的差异性。小明进行了如图甲所示的实验，获得数据如图乙。回答下列问题：
（1）乙图中，表示纸筒正放的曲线是　 　。(填序号)
（2）无论纸筒正放还是倒放，电子秤读数均变小的原因是　 　。
定量研究是重要的研究方法，因此我们应该掌握好有关质量守恒定律的相关知识。
（1）在验证质量守恒定律时，下列A、B、C三个实验设计中能达到实验目的是　 　(选填序号)
（2）氧烛是一种用于缺氧环境中自救的化学氧源，广泛用于航空、航海等领域，其主要成分为NaClO3还含有适量的催化剂、成型剂等。氧烛通过撞击火帽引发反应后，能持续放出高纯氧气，主要反应原理为2NaClO3 2X+3O2↑，则X的化学式为　 　。
（3）一定条件下，在一个密闭容器内发生某反应测得反应前后各物质的质量如图所示。下列说法正确的有　 　。
A.x的值为11 B.该反应中氧气与水的质量变化之比为6：5
C.w由碳、氢两种元素组成 D.w中碳、氢元素原子个数比为1：4
化学就在我们身边，它与我们的生活息息相关．请从以下八种物质中选择适当填空：“a氧气、b氮气、c高强度陶瓷、d镁、e石墨、f金刚石、g干冰、h石英砂”
（1）用于制造舞台人造云雾的是　 　
（2）可用于航天飞机防热瓦的是　 　
（3）可用于军事上照明弹的是　 　
（4）可用作电极的是　 　
（5）可用于火箭助燃剂的是　 　
（6）可与氢气合成氨气的是　 　．
实验室中常用石灰石和稀盐酸反应制取CO2，根据如图所示装置回答下列问题。
（1）实验中应选择的发生装置是　 　(填字母)。
（2）如果选用E装置来收集CO2气体，则气体应从　 　 (选填“a”或“b”)端进入。
、实验题
某兴趣小组的同学设计了如图甲、乙、丙所示的三个实验(天平略)来验证质量守恒定律。
（1）小组同学讨论后认为，上述甲、乙、丙三个实验装置中，只有实验　 　(填装置序号)能直接用于验证质量守恒定律。
（2）实验甲中锥形瓶底部放入细沙的作用是　 　。
（3）图丁为图丙的改进实验。实验时只需　 　即可发生反应。
、解答题
某研究性学习小组为测定当地矿山石灰石中碳酸钙的质量分数，取来了一些样品，并用稀盐酸200g，平均分成4份进行4次实验(样品中其他杂质不与稀盐酸反应)，结果见下表，回答下列问题：
实验次数 1 2 3 4
加入样品质量(g) 5 10 15 20
生成CO2质量(g) 1.76 3.52 4.4 M
（1）实验过程中，通过观察　 　现象可判断反应结束。
（2）表中的M数值是　 　 g。
（3）这种石灰石中碳酸钙的质量分数是多少？(要求写出计算过程)
“化学氧自救呼吸器”是一种在缺氧环境中通过制氧剂临时供氧的装置。制氧剂的主要成分是超氧化钾(KO2)，产生氧气的主要原理是超氧化钾与人体呼出的水汽反应，其化学方程式为4KO2+2H2O=4待填+3O2↑。制氧剂中其它成分不能生成氧气。
（1）化学方程式待填处，应填上的化学式为　 　。
（2）小应设计化学氧自救呼吸器时，为确定制氧剂的用量，除了查阅人体每分钟t次数外，还需了解哪些与人体呼吸相关的数据？　 　。(例举一个)
（3）若该呼吸器需为使用者提供96克氧气，则至少需要含KO280%的制氧剂多少克？
3.3-3.4综合训练答案解析
、选择题
C
【解析】A、氢氧化钠和稀硫酸反应的化学方程式为：2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O，该选项书写不正确；
B、铁和氯化钠不能反应，该选项书写不正确；
C、稀盐酸和氧化铁反应的化学方程式为：6HCl+Fe2O3=3H2O+2FeCl3，该选项书写正确；
D、氯化钾和硝酸铝不能反应，该选项书写不正确；
故选：C．
氢氧化钠和稀硫酸反应生成硫酸钠和水；铁不能和氯化钠反应；稀盐酸和氧化铁反应生成氯化铁和水；氯化钾和硝酸铝不能反应．
C
【解析】化学方程式有三种读数：（1）宏观读法：在什么条件下，
（2）微观读法：在什么条件下
（3）质量读法：在什么条件下
A、2、1、2是指反应中微粒的个数，不表示反应物、生成物间的质量关系，A错误；
B、读法错误，“+”号应读成和，“=”应读成反应生成，B错误；
C、宏观读法是：一氧化碳和氧气在点燃条件下反应生成了二氧化碳，叙述正确，C正确；
D、由C的正确读法可知，D叙述错误。
故选C
C
【解析】碳完全燃烧的化学方程式：C+O2CO2，则参加反应碳和氧气的质量比是12：16×2=3：8，碳不完全燃烧的化学方程式是：2C+O22CO，则参加反应的碳和氧气的质量比是12×2：16×2=3：4，题目中给定的碳和氧气的质量比是6g：14g=3：7，该数值在3：8和3：4之间，说明生成物是一氧化碳和二氧化碳两种气体；
故选：C．
此题要求学生根据方程式中物质之间的质量关系和题目所给的物质之间的质量比即可判断生成物．
A
【解析】根据质量守恒定律：反应前后各原子的数目不变，进行分析解答．
解：丙烷（化学式为C3H8）燃烧的化学方程式为：C3H8+5O2 xCO2+yH2O，根据反应前后碳原子个数相等，则3=x；由反应前后氢原子个数相等，则8=2y，y=4．
故选：A．
C
【解析】根据装置的特点及二氧化碳的制取装置和收集方法分析。
A、CO2可溶于水，只是一体积水溶解一体积的二氧化碳，如达到饱和就不会在溶于水了.所以用排水法也能收集到二氧化碳，不符合题意；
B、选择B、C两种装置，导管b接导管d不能收集到一瓶CO2，二氧化碳比水的密度小，当气体从b进入集气瓶,然后又从c逸出 ，不符合题意；
C、选择B、C两种装置，导管c接导管d可收集到一瓶CO2 ,因为二氧化碳密度比水小，从c进入集气瓶内形成气压。把水从b排出，符合题意；
D、装置A中的长颈漏斗没伸入到液面以下，所以生成的二氧化碳气体就从长颈漏斗的底端跑掉,所以收集不到二氧化碳，不符合题意；
故答案为：C。
D
【解析】根据质量守恒定律可以计算出二氧化碳的质量，进而求出碳元素的质量，根据钠元素和碳元素的质量比求出钠元素的质量．
解：根据已知，生成二氧化碳的质量为：18.6g+100g﹣114.2g=4.4g，
二氧化碳中碳元素的质量为：4.4g×（ ×100%）=1.2g，
已知钠元素与碳元素的质量比为23：3，
则钠元素的质量为：1.2g× =9.2g．
故选：D．
B
【解析】根据各反应的方程式确定物质的分子个数比和质量比，由此确定反应后气态物质的构成分析。
A、 CO和O2反应方程式为2CO+O2＝2CO2，分子个数比为1：1的CO和O2不能恰好完全反应，则容器内气态物质为氧气和二氧化碳，属于混合物 ，不符合题意；
B、 氢气和氧气反应方程式为2H2+O2＝2H2O，分子个数比为3：1的H2和O2 反应后气态物质只有剩余的氢气，属于纯净物，符合题意；
C、CH4和O2 反应方程式为 CH4+2O2 ＝CO2+2H2O，甲烷和氧气质量比为16：64＝1：4，质量比为1：5的CH4和O2 反应后气态物质为氧气和二氧化碳，属于混合物，不符合题意；
D、 碳和氧气反应方程式为C+O2＝CO2，碳和氧气质量比为12：32＝3：8，则质量比为1：3的C和O2 反应后气态物质为氧气和二氧化碳，属于混合物，不符合题意；
故选B。
B
【解析】该题主要是利用压强的改变，实现固液分离；
A、关闭止水夹，试管内气压增大，液体被压出试管，固液分离，打开止水夹后，固液接触，反应进行，C、D同理；
B、固体放在小试管中，加入酸后，酸和固体不能分离，无法控制反应的发生和停止。
故答案为：B。
B
【解析】根据高锰酸钾反应前后固体质量减少、二氧化锰质量不变、产生氧气等特点进行分析即可。
A.加热高猛酸钾反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，锰酸钾是固体，因此剩余固体中钾元素的质量不变，故A错误，不符合题意。
B.加热高猛酸钾反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，锰酸钾和二氧化锰是固体，总固体质量减少，锰元素质量不变，因此剩余固体中锰元素的质量分数增加，待反应结束后保持不变，故B正确，符合题意。
C.加热高猛酸钾反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，锰酸钾和二氧化锰是固体，总固体质量减少，但是不可能为0，故C错误，不符合题意。
D.加热高猛酸钾反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，因此氧气质量增加，待反应结束后，氧气质量不变，故D错误，不符合题意。
故答案为：B
C
【解析】质量比等于相对分子质量比乘以化学方程式前的系数。
所以A,B,C,D的质量比为2XA：3XB：2XC：4XD=8∶12∶11∶9，所以A、B、C、D的相对分子质量之比=:::=16:16:22:9。
答案选C。
、填空题
A；③
【解析】随开随用、随关随停，利用的是止水夹关闭后，容器内压强增大，液体被压入容器中，固液分离，达到随开随制，随关随停的目的，据此进行分析判断．
解：①关闭止水夹，试管内压强增大，液体被压入试管中，固液分离；打开止水夹后，固液接触，反应进行；能达到随开随制，随关随停的目的．②固体放在小试管中，加入酸后，酸和固体不能分离，无法控制反应发生和停止，不能随开随用、随关随停．③通过可抽动的铜丝可控制固体与液体接触，能达到随开随制，随关随停的目的．④关闭止水夹，试管内压强增大，但长颈漏斗的导管较短，液体不能进入长颈漏斗，无法控制反应发生和停止，不能随开随用、随关随停．⑤固体放在锥形瓶中，加入酸后，酸和固体不能分离，无法控制反应发生和停止，不能随开随用、随关随停．
故答案为：A；③．
（1）①
（2）二氧化碳逸出，空气进入；且二氧化碳比空气密度大
【解析】（1）电子秤的示数减小，其实就是其中的二氧化碳逸出所致，根据二氧化碳的密度大于空气，分析逸出速度的的大小对示数的影响即可；
（2）根据二氧化碳气体会向空气中逸出解答。
（1）当集气瓶倒放时，二氧化碳集中在下端瓶口处，很容易从瓶口逸散，因此电子秤的示数减小较快，则表示倒放的是②，正放的是①。
（2）无论纸筒正放还是倒放，电子秤读数均变小的原因是：二氧化碳逸出，空气进入，且二氧化碳比空气密度大。
（1）AC
（2）NaCl
（3）AD
【解析】（1）在探究质量守恒定律的实验中，必须保证反应前后装置中的物质不能有散失。如果有气体生成的实验，那么必须在封闭环境下进行；
（2）根据质量守恒定律推断化学式X的组成；
（3）①根据质量守恒定律计算x的值；
②首先将反应前后氧气和水的质量分别相减得到它们的变化量，然后再作比即可；
③写出反应的表达式，然后分别计算出生成物中氧元素的质量，然后与参加反应的氧元素的质量比较，从而确定W中是否存在氧元素；
④分别计算出生成物中碳、氢元素的质量之比，然后根据质量之比等于相对原子质量和个数的乘积之比计算即可。
（1）实验A中，红磷燃烧生成五氧化二磷固体；实验C中，铁钉与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，都能验证质量守恒定律。实验二中，碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体，会使总质量减少，不能验证质量守恒定律，故选AC。
（2）根据 2NaClO3 2X+3O2↑得到：2Na+2Cl+6O=2X+6O，那么2X=2Na+2Cl，即X=NaCl。
（3）A.根据图片可知，1g+20g+8g=x+10g+8g，解得：x=11g，故A正确；
B.在反应中，水的质量增加了：10g-1g=9g，为生成物；氧气的质量减少了：20g-8g=12g，为反应物，那么氧气和水的质量之比为：12g：9g=4：3，故B错误；
C.综上可知，反应的表达式为：O2+W→CO2+H2O，二氧化碳中氧元素的质量：，水中氧元素的质量：，那么生成物中氧元素的总质量为：8g+8g=16g>12g，所以W由碳、氢、氧三种元素组成，故C错误；
D.W中碳元素的质量为：11g-8g=3g，氢元素的质量为：9g-8g=1g，那么得到碳氢的质量之比：3g：1g=12x：1y，解得：x：y=1：4，故D正确。
故选AD。
（1）g
（2）c
（3）d
（4）e
（5）a
（6）b
【解析】根据氧气、氮气、高强度陶瓷、镁、石墨、金刚石、干冰、石英砂的性质和用途分析解答．
解：（1）干冰升华吸热可用于制造舞台的云雾效果；（2）高强度陶瓷可起到隔热作用保护航天飞机外壳；（3）镁燃烧发了耀眼的白光，可用于军事上的照明弹；（4）石墨有良好的导电性可用于做电极；（5）氧气有助燃性，可用于火箭的助燃剂；（6）工业上用氢气和氮气化合生成氨气；
故答案为（1）g（2）c （3）d （4）e （5）a （6）b．
（1）B
（2）a
【解析】（1）根据发生装置选择看反应物状态及反应条件及有长颈漏斗的装置的要求分析；
（2）根据二氧化碳的向上排空气法收集分析。
（1）实验室制取二氧化碳要选择固液常温型发生装置，A中长颈漏斗下端太短，会漏气，故选B；
（2）二氧化碳密度比空气大，若用E收集二氧化碳，气体要从长导管a端进入；
故答案为：（1）B；（2）a。
、实验题
（1）甲
（2）防止燃烧的红磷掉落而炸裂瓶底
（3）将锥形瓶向右倾斜
【解析】（1）验证质量守恒定律时要满足：①能够发生化学反应；②如果有气体生成，那么反应必须在封闭的环境中进行。
（2）红磷燃烧时放出大量的热，如果直接和瓶底接触，那么瓶底可能会炸裂，据此分析细沙的作用。
（3）在图丁中，只要锥形瓶向右倾斜，试管中的过氧化氢溶液会流出与二氧化锰接触，从而开始分解反应，据此分析解答。
（1）甲：红磷燃烧生成五氧化二磷固体，且气球将装置封闭，可以验证质量守恒定律；
乙：蒸馏水和酒精不会反应，不能验证质量守恒定律；
丙：烧杯是开口的，生成的氧气会逸散，不能验证质量守恒定律；
丁：试管中的过氧化氢不能与二氧化锰接触，不能开始反应，不能验证质量守恒定律。
故选甲。
（2）实验甲中锥形瓶底部放入细沙的作用是：防止燃烧的红磷掉落而炸裂瓶底。
（3）图丁为图丙的改进实验。实验时只需将锥形瓶向右倾斜即可发生反应。
、解答题
（1）不再产生气泡的现象
（2）4.4
（3）由表格数据可知，5g样品中的碳酸钙完全反应能生成1.76g二氧化碳。
设参加反应的碳酸钙的质量为x。
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
100 44
x 1.76g

解得：x=4；
这种石灰石中碳酸钙的质量分数是：。
【解析】（1）根据反应过程中会生成二氧化碳气体解答；
（2）比较表格数据，找到生成二氧化碳与加入样品质量之间的关系，据此推算M的数值；
（3）写出反应的化学方程式，根据第1组数据计算出5g样品中碳酸钙的质量，最后计算出碳酸钙的质量分数。（1）碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，则在实验过程中，会看到不断有气泡产生。如果观察到不再产生气泡的现象，可判断反应结束。
（2）表格数据分析可知，向50g稀盐酸中加入5g样品，生成1.76g二氧化碳，向50g稀盐酸中加入10g样品，生成3.52g二氧化碳，则向50g稀盐酸中加入15g样品产生的二氧化碳气体应该为：1.76g×3=5.28g，而实际产生4.4g，说明样品有剩余，而稀盐酸已经完全反应，则表中的M数值是4.4。
（1）KOH
（2）人体呼出气体中水蒸气含量，或者每次呼吸消耗氧气的质量等
（3）设得到96克氧气，需要参加反应的超氧化钾的质量为x，
4KO2+2H2O═4KOH+3O2↑
284 96
x 48克
；
解得：x=284克，
所以需要含超氧化钾80%的制氧剂质量为：。
【解析】（1）根据质量守恒定律可知，反应前后原子的种类和个数保持不变。
（2）根据制氧剂需要与水反应，或者根据生成氧气的量进行分析；
（3）写出反应的方程式，根据氧气质量计算出超氧化钾的质量，再除以80%即可。（1）根据方程式4KO2+2H2O=4x+3O2↑得到：4K+10O+4H=4X+6O，解得：4X=4K+4O+4H，则X=KOH；
（2）制氧剂需要与水反应，所以除了查阅人体每分钟呼吸次数外，还需了解那些与人体呼出气体中水蒸气含量，或者每次呼吸消耗氧气的质量等；
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