化学沪教版九上练习：2.1 性质活泼的氧气(含解析)

第1节 性质活泼的氧气
一、选择题
1.如图所示为空气成分示意图（按体积计算），其中“甲”代表的是（ ）
A.氮气
B.氧气
C.二氧化碳
D.稀有气体
2.下列物质不是空气成分的是（ ）
A.作保护气的氮气
B.作气球填充气的氦气
C.医疗急救用的氧气
D.作火箭新型推进剂的氢气
3.如图为大自然中的氧循环示意图，下列说法错误的是（ ）
A.氧循环过程中发生的是化学变化
B.生物的呼吸作用会产生氧气
C.自然界中产生氧气的途径主要是植物的光合作用
D.氧气能供给动植物呼吸，是一种重要的资源
4.下列关于氧气物理性质的说法错误的是（ ）
A.通常状况下，氧气是无色、无气味的气体
B.鱼类能在水中生存，说明氧气易溶于水
C.通常状况下，氧气的密度大于空气
D.通过低温加压，可使氧气液化成淡蓝色的液体
5.下列关于物质在氧气中燃烧现象的描述错误的是（ ）
A.木炭在氧气中燃烧，发出明亮白光
B.白磷在氧气中燃烧，有大量白雾生成
C.蜡烛在氧气中燃烧，瓶壁有水雾出现
D.细铁丝在氧气中燃烧，有黑色固体生成
6.食品真空包装或充入氮气等气体，其目的是防止食品因发生缓慢氧化而变质。下列属于缓慢氧化的是（ ）
A.木材燃烧
B.火药爆炸
C.酒精挥发
D.动物呼吸
7.下列关于氧化反应的叙述错误的是（ ）
A.氧化反应都会发光、放热
B.物质与氧气发生的反应，都是氧化反应
C.酿酒和酿醋过程中都涉及氧化反应
D.物质在氧气中燃烧是较剧烈的氧化反应
8.下列活动中，没有运用氧气的相关性质的是（ ）
A.作高能燃料
B.富氧炼钢
C.急救输氧
D.动植物呼吸
9.高压氧治疗是一种新兴的、特殊的治疗方法，临床应用较广，对有害气体中毒的治疗非常有效。下图表示了氧气的几种用途，其中与高压氧治疗所利用的原理不同的是（ ）
A.呼吸
B.潜水
C.气焊
D.登山
10.实验室用氯酸钾固体（二氧化锰作催化剂）制取氧气，下列装置组合正确的是（ ）
A.①③
B.①⑤
C.②③
D.②④
11.实验室利用高锰酸钾制取氧气，下列实验操作先后次序正确的是（ ）
A.组装仪器：先固定试管，再放酒精灯
B.气密性检查：先手握试管，再将导气管放入水中
C.排水法收集：先将导气管伸入装满水的集气瓶口，再点燃酒精灯加热
D.停止加热：先从水中移出导气管，再熄灭酒精灯
12.实验室制取氧气，下列说法错误的是（ ）
A.装置①可用于高锰酸钾制取氧气
B.装置②可用于过氧化氢制取氧气
C.装置③可用于收集氧气
D.装置④可用于收集氧气
13.实验室用过氧化氢制氧气的实验中，应加入少量二氧化锰。下列说法中正确的是（ ）
A.只有二氧化锰能作过氧化氢分解的催化剂
B.二氧化锰只能作过氧化氢分解的催化剂
C.加入二氧化锰可以增加过氧化氢分解产生氧气的质量
D.二氧化锰能加快过氧化氢分解
14.在试管甲和试管乙中放入等质量的氯酸钾，然后在试管甲中加入一定量的二氧化锰，分别加热至充分反应，下图对该实验产生气体的质量与反应时间的关系，描述合理的是（ ）
A.
B.
C.
D.
二、综合题
15.工业上用分离液态空气的方法制取氧气。
（1）工业制氧气过程中发生的是________变化（填“物理”或“化学”）。
（2）工业制氧气利用的原理是氧气和氮气________的不同，先分离出的气体是________。
16.实验室常用下列装置来制取氧气，请根据题意回答下列问题：
（1）仪器a的名称为________。
（2）若实验室用加热高锰酸钾的方法制取并收集氧气，则可用于收集氧气的装置有________（填字母序号），其反应的文字表达式为________________。
（3）小明同学在实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，发生装置没有选择B而选择了C，你认为他选择C装置的理由是________________。
17.某校化学兴趣小组的同学根据实验室提供的仪器和药品，在老师的指导下从图中选择装置进行氧气的制备实验。
（1）写出图中标有①、②的仪器名称：①________、②________。
（2）用高锰酸钾制取氧气的文字表达式为________________，发生装置应选________；若收集氧气选择装置E，开始收集的最佳时机是________，集满氧气的集气瓶应________（填“正”或“倒”）放在桌面上；停止制氧气时应进行的操作是________________。
（3）用高锰酸钾制氧气结束后，发现水槽中的水变红了，试分析原因：________________。
（4）装置B和装置C相比较，装置C的优点是________________。
（5）做铁丝在氧气中燃烧的实验时，要在集气瓶底部留一部分水，其目的是________________。
18.实验室可用加热氯酸钾与二氧化锰混合物的方法制取氧气。
（1）写出反应的文字表达式：________________。小芳发现，氯酸钾与氧化铜混合加热，也能较快产生氧气，于是进行如下探究。
[作出猜想]除二氧化锰、氧化铜外，氧化铁也可作氯酸钾分解的催化剂。
[完成实验]按下表进行实验并获得相关数据（分解温度越低，催化效果越好）。
实验编号 实验药品 分解温度（℃）
A 氯酸钾 580
B 氯酸钾、二氧化锰（质量比1:1） 350
C 氯酸钾、氧化铜（质量比1:1） 370
D 氯酸钾、氧化铁（质量比1:1） 390
[结论]
（2）不加催化剂的情况下，加热氯酸钾填________（“能”或“不能”）生成氧气。
（3）由实验________与实验D对比，证明猜想合理。
（4）实验所用的三种催化剂，催化效果最好的是________。
[反思]
（5）同种催化剂，颗粒大小可能影响催化效果，请设计实验方案进行验证：________________________________________________________________。
（6）同种催化剂，除了温度，________也可能影响催化效果（写出一种因素即可）。
19.科学探究是重要的学习方法，假设和验证是探究过程中的重要环节。为了探究“铁丝可以在纯净的氧气中燃烧”，同学们将一根火柴梗系在一段螺旋状“铁丝”（可能是纯铁丝或含碳铁丝）末端，将它固定，用镊子夹住“铁丝”，然后在酒精灯火焰上点燃火柴，将“铁丝”由集气瓶口向下慢慢伸入，观察现象。
（1）甲同学只发现“铁丝”红热一下，没有观察到其他现象，请你分析“铁丝”没有燃烧的可能原因是________；________。（写两条）
（2）乙同学发现“铁丝”在纯净氧气中燃烧起来，实验结束后该同学整理仪器时发现集气瓶炸裂，原因可能是________。
（3）螺旋状“铁丝”的末端系一根火柴梗的作用是________。
（4）丙同学对铁丝在氧气中燃烧为什么会火星四射进行探究。下表是他将纯镁条和不同含碳量的铁丝（镁条和铁丝直径均为0.4 mm）放入氧气中燃烧时的实验现象的记录。
物质 镁条 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，发出耀眼白光，无火星 剧烈燃烧，极少火星 剧烈燃烧，少量火星 （未填）
通过以上实验，说明铁丝燃烧时出现火星的现象是由于________________________________________________________________。
20.某小组对过氧化氢制取氧气进行了如下探究：
[探究一]探究不同催化剂对过氧化氢分解快慢的影响。
该小组采用了如图所示装置进行实验，实验中催化剂均为0.4 g，过氧化氢溶液的浓度均为10%，体积为20 mL，在C中连接导管和量筒，并测量相关数据，经计算后的数据如表所示：
催化剂种类 气体产生速率（mL/s）
二氧化锰 3.5
氧化铜 4.5
活性炭 5.8
（1）为了较精确测定排出的水的体积，C中应选用的装置为________（选填“”或“”）。
（2）从实验数据可知：相同条件下，催化剂的催化效果最好的是________。
[探究二]探究过氧化氢溶液浓度对分解速率的影响按如图1所示装置进行实验，水浴温度控制在18℃，在250 mL三颈瓶中加入的二氧化锰均为0.5 g，在恒压漏斗中加入不同浓度的过氧化氢溶液各5 mL，分别进行实验。数字传感器数据绘制的图像如图2.图3所示。
图1
图2
图3
（3）由图2可知，过氧化氢分解时________热量（选填“放出”或“吸收”）。
（4）由图3可知，过氧化氢溶液浓度越高，其分解反应速率越________（选填“快”或“慢”）；以浓度为10%的过氧化氢溶液为例，约30 s后三颈瓶内气压缓慢降低的原因是________________________________________________。
参考答案
一、选择题
1.答案：A
解析：空气中各组分气体的体积分数大约是：氮气78%、氧气21%、稀有气体0.94%、二氧化碳0.03%、其他气体和杂质0.03%。空气中氮气的体积分数最大，因此“甲”代表的是氮气。
2.答案：D
解析：空气是由氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳及其他气体与杂质组成的，氢气不是空气的成分。
3.答案：B
解析：氧循环过程中有新物质生成，发生的是化学变化；生物的呼吸作用要消耗氧气；植物光合作用的原料是二氧化碳和水，生成物是氧气和有机物，自然界中产生氧气的途径主要是植物的光合作用；氧气能供给动植物呼吸，是一种重要的资源。
4.答案：B
解析：通常状况下，氧气是无色、无气味的气体；鱼类能在水中生存，是因为水中溶有一定量的氧气，不能说明氧气易溶于水；通常状况下，氧气的密度比空气大；通过低温加压，可使氧气液化成淡蓝色的液体。
5.答案：B
解析：木炭在氧气中燃烧，发出明亮白光，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体；白磷在氧气中燃烧，产生大量的白烟；蜡烛在氧气中燃烧，发出白光，瓶壁有水雾出现；细铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体。
6.答案：D
解析：木材燃烧是剧烈的氧化反应；火药爆炸是剧烈的氧化反应；酒精挥发，属于物理变化，不属于缓慢氧化；动物呼吸属于缓慢氧化。
7.答案：A
解析：氧化反应不一定都会发光，如人的呼吸作用；物质与氧气发生的反应都是氧化反应；酿酒和酿醋过程中都涉及氧化反应；物质在氧气中燃烧，属于较剧烈的氧化反应。
8.答案：A
解析：氧气具有支持燃烧的性质，但不具有可燃性，不能作高能燃料；富氧炼钢利用了氧气支持燃烧的性质；急救输氧和动植物呼吸利用了氧气能供给呼吸的性质。
9.答案：C
解析：呼吸、潜水及登山都与高压氧治疗所利用的原理相同，都是利用了氧气能供给呼吸的性质；气焊是利用氧气能支持燃烧的性质。
10.答案：A
解析：实验室用氯酸钾固体（二氧化锰作催化剂）制取氧气，应选择固体加热型发生装置，适合用①作发生装置；氧气的密度比空气略大，不易溶于水，可用装置③或④收集氧气。
11.答案：D
解析：组装仪器时，要先放置酒精灯，再固定试管的位置；检查装置气密性时，先将导气管放人水中，再用手紧握试管，观察是否有气泡冒出；排水法收集气体时，先点燃酒精灯加热，当气泡连续、均匀冒出时，再将导气管伸入装满水的集气瓶口；实验结束时，先把导气管移出水面，再停止加热，以防止水槽中的水倒吸进入试管，使试管炸裂。
12.答案：C
解析：高锰酸钾固体在加热的条件下分解产生氧气，采用固体加热型发生装置，故A正确；过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解产生氧气，采用固液常温型发生装置，故B正确；氧气的密度比空气大，应该用向上排空气法来收集，故C错误；氧气不易溶于水，可用排水法来收集，故D正确。
13.答案：D
解析：能作过氧化氢分解催化剂的不一定是二氧化锰，氧化铁等也能作过氧化氢分解的催化剂；二氧化锰也可以作其他化学反应的催化剂；催化剂只能改变化学反应速率，对生成物的质量无影响，加入二氧化锰不能增加过氧化氢分解产生氧气的质量；在过氧化氢制氧气的实验中，二氧化锰能加快过氧化氢的分解。
14.答案：A
解析：在氯酸钾中加入二氧化锰只能使分解产生氧气的速率变快，不能使产生氧气的质量增加。在试管甲和试管乙中放入等质量的氯酸钾，完全反应生成氧气的质量相等，加入二氧化锰的试管甲中反应速率快，完全反应需要的时间短，故选A。
二、综合题
15.答案：（1）物理
（2）沸点 氮气
解析：（1）工业上采用分离液态空气的方法制取氧气，过程中没有新物质生成，发生的是物理变化。（2）工业制氧气是利用氧气和氮气沸点的不同，在低温、加压的条件下，空气被液化，由于液态氮的沸点比液态氧的沸点低，因此氮气首先从液态空气中蒸发出来，剩下的主要是液态氧。
16.答案：（1）集气瓶
（2）DF 高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气
（3）能控制反应的速率（合理即可）
解析：（1）结合实验装置图可知，仪器a为集气瓶。（2）氧气不易溶于水，能用排水法收集，其密度比空气的大，能用向上排空气法收集；高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气。（3）C装置能通过注射器控制滴加液体的速率，从而控制反应速率。
17.答案：（1）酒精灯 集气瓶
（2）高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 A 气泡连续、均匀冒出时 正 先将导管移出水面，然后熄灭酒精灯
（3）试管口没有放一团棉花
（4）可以控制反应的速率（合理即可）
（5）防止溅落的熔融物炸裂瓶底
解析：（1）结合实验装置图可知，①是酒精灯，②是集气瓶。（2）高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的反应物是固体，反应条件是加热，所以发生装置应选A；用排水法收集氧气时，应等气泡连续、均匀冒出时再开始收集；氧气的密度比空气大所以集满氧气的集气瓶应正放在桌面上；实验结束，应先从水槽中撤出导管，再停止加热，防止水槽中的水倒吸，炸裂试管。（3）用高锰酸钾制氧气结束后，发现水槽中的水变红了，是由于试管口没有放棉花，高锰酸钾粉末进入了水槽中。（4）装置B和装置C相比较，装置C的优点是分液漏斗可以控制液体的滴加速率，从而控制反应速率；节约药品。 （5）做铁丝在氧气中燃烧的实验时，要在集气瓶底部留部分水，目的是防止溅落的熔融物炸裂瓶底。
18.答案：（1）氯酸钾氯化钾+氧气
（2）能
（3）A
（4）二氧化锰
（5）将氯酸钾与不同颗粒大小的同种催化剂等质量比充分混合，测定分解温度（6）催化剂与反应物的质量比不同（或其他合理答案）
解析：（1）氯酸钾在二氧化锰催化作用下加热生成氯化钾和氧气。（2）分析实验A可知，单独加热氯酸钾时，温度达到580℃时，氯酸钾开始分解，所以不加催化剂的情况下，加热氯酸钾能生成氧气。（3）对照实验要求只有一个变量，其他条件都相同，由实验A和D对比，即可证明除二氧化锰、氧化铜外，氧化铁也可作氯酸钾分解的催化剂。（4）对比实验B、C、D的分解温度可知，加入二氧化锰时，氯酸钾的分解温度最低，分解温度越低，催化效果越好，则二氧化锰的催化效果最好。（5）可将氯酸钾与不同颗粒大小的同种催化剂等质量比充分混合，测定分解温度。（6）同种催化剂，除了温度，催化剂与反应物的质量比不同也可能影响催化效果。
19.答案：（1）收集到的氧气不纯 铁丝表面有锈（答案合理即可）
（2）集气瓶底部没有放少量水或铺一层细沙（或燃着的铁丝碰到了集气瓶内壁）
（3）引燃铁丝
（4）碳与氧气或熔融状态的铁的氧化物反应生成二氧化碳气体，二氧化碳气体体积迅速膨胀，推动周围呈熔融状态的铁及其氧化物向四周飞溅
解析：（1）如果收集到的氧气不纯，则铁丝不能燃烧；如果铁丝表面有铁锈，铁丝也不能燃烧。（2）做铁丝在氧气中燃烧的实验时，在集气瓶底部放少量的水或铺一层细沙，防止铁丝燃烧的生成物溅落到集气瓶底部，使集气瓶炸裂；如果在做实验时铁丝碰到集气瓶内壁也会使集气瓶炸裂。（3）做铁丝在氧气中燃烧的实验时，在螺旋状“铁丝”的末端系一根火柴梗的作用是引燃铁丝。 （4）造成铁丝在氧气中燃烧时火星四射的主要原因是碳与氧气或熔融状态的铁的氧化物反应生成二氧化碳气体，二氧化碳气体体积迅速膨胀，推动周围呈熔融状态的铁及其氧化物向四周飞溅。
20.答案：（1）
（2）活性炭
（3）放出
（4）快 反应结束，随着装置散热，温度会下降，使三颈瓶内气压缓慢减小
解析：（1）装置中导管插入量筒底部，会使测定的水的体积偏大，所以为了较精确测定排出水的体积，应选用的装置为。（2）相同条件下，产生气体的速率越快，催化效果越好，所以催化效果最好的是活性炭。（3）分析题图可知，随着反应的进行，溶液的温度呈上升趋势，则过氧化氢分解时放出热量。（4）分析题图可知，过氧化氢溶液浓度越高，其分解反应速率越快；约30 s后三颈瓶内气压缓慢降低的原因是反应结束，随着装置散热，温度会下降，使三颈瓶内气压缓慢减小。
1