第2单元 我们周围的空气 综合复习题
一、单选题
1.(2022秋·贵州铜仁·九年级期末)空气成分按体积计算,约占0.94%的是
A.氮气 B.二氧化碳 C.稀有气体 D.氧气
2.(2022秋·贵州毕节·九年级期末)空气是一种重要的自然资源,下列关于空气各成分的说法中,错误的是
A.空气中氧气的质量分数约为21%
B.氮气化学性质不活泼,可用于保护气
C.空气中的稀有气体一般不跟其他物质反应,曾被称为“惰性气体”
D.二氧化碳在空气中的含量增多会引起温室效应,但二氧化碳不属于空气污染物
3.(2022秋·贵州贵阳·九年级统考期末)下列物质中属于纯净物的是( )
A.液态氧 B.洁净的空气 C.汽水 D.水泥砂浆
4.(2022秋·贵州安顺·九年级统考期末)下列日常生活中的物质属于纯净物的是
A.石灰水 B.纯净的空气 C.冰水混合物 D.旺仔牛奶
5.(2022秋·贵州毕节·九年级期末)下列不属于空气污染物的是
A.CO B.CO2 C.SO2 D.PM2.5
6.(2022秋·贵州铜仁·九年级期末)下列物质能在空气中剧烈燃烧,发出耀眼白光的是
A.红磷 B.木炭 C.硫粉 D.镁条
7.(2022秋·贵州毕节·九年级统考期末)下列有关实验现象描述正确的是
A.木炭在氧气中燃烧发红光,生成无色无味的二氧化碳气体
B.铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体
C.红磷在空气中燃烧产生大量的白烟雾
D.硫在氧气中燃烧发出淡蓝色火焰,生成无色无味的气体
8.(2022秋·贵州铜仁·九年级期末)下列有关物质燃烧现象的描述,与事实不符的是
A.硫在空气中燃烧,火焰呈淡蓝色 B.铁丝在氧气中燃烧火星四射
C.碳在氧气中燃烧发出白光 D.红磷在氧气中燃烧产生大量白雾
9.(2022秋·贵州毕节·九年级统考期末)关于催化剂,下列说法中正确的是
A.在变化前后,其本身质量和性质都不变 B.能增加生成物的质量
C.催化剂都是加快化学反应速率 D.能改变化学反应速率
10.(2022秋·贵州黔东南·九年级期末)现有质量相等的两份氯酸钾固体,一份单独加热,一份与少量二氧化锰混合加热,当完全反应后,产生的氧气的质量(m)和反应时间(t)的关系图正确的是:
A. B.
C. D.
11.(2022秋·贵州毕节·九年级期末)实验室用如图所示装置制取氧气,下列实验操作正确的是
A.加热前,将集气瓶注满水,用玻璃片盖着倒立在盛水的水槽中
B.先将导管口移入集气瓶,再开始加热
C.收集O2后,将集气瓶移出水槽,然后盖上玻璃片
D.停止加热时,先熄灭酒精灯,再移出导气管
二、填空题
12.(2022秋·贵州铜仁·九年级期末)在铁丝燃烧的实验中,把铁丝绕在一根火柴上,点燃火柴,待 时,将其插入盛有氧气的集气瓶中;实验时预先在集气瓶中留少量的水,其目的是 。
13.(2022秋·贵州黔南·九年级期末)九年级化学通过多个实验探究活动,引导我们观察现象,得出结论。小芳与小平同学在老师指导下进行下列三个实验:
(1)在实验A中,反应的文字表达式 ,导致水位未上升到集气瓶剩余容积的1/5,可能的原因是 (任写一点)。
(2)在实验B中发现硫在空气中和氧气中燃烧现象不同,其原因是 ,集气瓶底放少量水的作用 。
(3)在实验C中铁丝在氧气中燃烧的现象是 ,反应的文字表达式 。小平同学的实验中铁丝在氧气中未燃烧,请你帮他分析出现该现象的原因可能有 (任写一点)。
三、实验题
14.(2022秋·贵州黔南·九年级期末)根据如图装置,回答下列问题。
(1)写出装置B中标号仪器名称:a 。
(2)装置A可用于高锰酸钾制取氧气,反应的文字表达式 ,其试管口应略向下倾斜的原因是 ,试管口放一团棉花的目的是 。
(3)实验室用氯酸钾和二氧化锰制取氧气的文字表达式为 ,
(4)若用过氧化氢溶液制取氧气,为了控制反应的速率,则应选择的发生装置为 (填标号),可用D装置收集氧气的依据是 ,如何证明收集的气体是氧气 。
(5)G是一种可用于集气、洗气等的多功能装置。氢气是一种密度比空气小、难溶于水且与水不反应的气体,若用G装置收集氢气,氢气应从 (填“a”或“b”)进入G中;若将G装置内装满水,再连接量筒,就可以用于测定氢气的体积,则量筒与G装置 (填“a”或“b”)连接。
15.(2022秋·贵州铜仁·九年级统考期末)根据下列图示实验装置图,回答有关问题。
(1)写出标号仪器的名称:a
(2)实验室常用一种暗紫色固体制取氧气,发生装置应选择 (填字母,下同),该装置还需要做的一点改动是 ,反应的文字表达式为 ;若用F装置收集氧气,发生装置的导气管应连接F装置的 端。
(3)实验室常用块状电石和水反应制取乙炔气体,乙炔的密度比空气小,微溶于水,则应选择的制取和收集装置组合是 ,该发生装置的优点是 。
16.(2022秋·贵州遵义·九年级期末)下图是初中化学实验室制取气体的常用装置。请回答下列问题:
(1)B装置中用于添加液体的实验仪器是 ,实验室用B装置制取O2 的文字表达式是 ,与B装置相比,使用带有多孔隔板C装置的优点是 ,
(2)某同学用装置A、G制取氧气,其文字表达式是 ,实验结束后要先将导管移出水面,后熄灭酒精灯的原因是 。
(3)实验室用硫化亚铁固体和稀盐酸在常温条件下反应制取硫化氢气体,同时生成氯化亚铁,已知硫化氢气体有剧毒,极易溶于水,密度比空气大,若想控制随时制取硫化氢气体应选择的发生装置是 ,制取硫化氢气体若用H装置收集则应该 端通入,硫化氢气体会造成空气污染,若用H装置收集时以防止尾气污染空气,改进的方法是 。
(4)请写出制取硫化氢文字表达式 。
17.(2022秋·贵州铜仁·九年级期末)实验室利用如图所示装置进行相关实验,请回答下列问题。
(1)写出仪器f的名称: 。
(2)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,该反应的文字表达式是 ,若需收集一瓶氧气用于铁丝燃烧的实验,应选择的发生与收集装置的组合是 (从A∽E中选择,填字母)。
(3)实验室用A装置制取氧气,其反应的文字表达式为 ,该反应的基本反应类型是 ,收集干燥的氧气可选择的收集装置是 。
(4)用高锰酸钾制取氧气的实验步骤有:①在试管中加入药品、棉花并固定好装置:②把导管移出水面;③点燃酒精灯加热,当气泡连续均匀冒出时开始收集;④熄灭酒精灯;⑤检查装置的气密性,则以上步骤的正确顺序为 (填序号)。
18.(2022秋·贵州黔东南·九年级期末)化学是以实验为基础的自然科学,请根据下列实验图示回答问题:
(1)实验一、二、四中都要在集气瓶中放少量的水。实验一中水的作用是防止污染,由此推测二氧化硫具有的物理性质之一是 ,实验一集气瓶中的现象是 。
(2)实验二:木炭在氧气中燃烧后,验证产物的方法是 ;写出该反应的化学反应式: 。
(3)实验三:铁丝在氧气中剧烈燃烧。实验时,铁丝下端系火柴的目的是 ;该反应的化学反应式 。
(4)实验四的实验目的是 ;正确选择实验药品是实验成功的关键,该实验中对药品的选择合理的是 。
A.可以用铁丝代替红磷进行实验 B.红磷需要足量 C.药品只与空气中的氧气反应
(5)从反应角度分析,以上四个反应的共同点是 (填字母序号)。
A.都是分解反应 B.都放出热量 C.产物在常温下都是固体 D.都是氧化反应
四、科学探究题
19.(2022秋·贵州黔南·九年级期末)学习了二氧化锰对过氧化氢溶液分解有催化作用的知识后,某化学兴趣小组对催化剂产生了兴趣,他们开展了以下探究。
【任务1】认识催化剂
(1)催化剂是影响化学变化的因素之一。下列有关于催化剂的说法中错误的是______(填字母)。
A.催化剂只能加快化学反应速率
B.催化剂可以增加产物的质量
C.在化学反应前后催化剂的化学性质不发生改变
D.在化学反应前后催化剂的质量不断减少
【任务2】探究影响过氧化氢溶液分解的因素
【实验探究】为探究催化剂的种类对过氧化氢溶液分解速率的影响,该小组的同学按下图1所示组装装置,在室温下分别进行了表中的四组实验,并用氧气传感器测定实验过程中氧气含量的变化情况,得到如图2所示曲线。
组别 试剂
第1组 2mL5%过氧化氢溶液
第2组 2mL5%过氧化氢溶液+3滴硫酸铜溶液
第3组 2mL5%过氧化氢溶液+3滴氯化铁溶液
第4组 xmL5%过氧化氢溶液+少量二氧化锰粉末
【实验结论】对比四条曲线,进行分析:
(2)第4组实验中 。
(3)二氧化锰、氯化铁溶液、硫酸铜溶液都对过氧化氢溶液分解有催化作用,其中 对过氧化氢溶液分解的催化效果最好,由此可知化学反应速率与催化剂的 有关。
(4)写出几组实验中催化效果最好的过氧化氢分解的文字表达式: 。
(5)第1组实验的目的是 。
【实验反思】
(6)除上述影响过氧化氢溶液分解的因素外,你认为过氧化氢溶液的分解速率还可能与 因素有关,你的实验验证方案是 。
20.(2022秋·贵州贵阳·九年级统考期末)某兴趣小组同学阅读课外资料得知:很多因素都能影响过氧化氢分解速度;于是,同学们对影响过氧化氢分解速度的某种因素进行了探究。
【实验原理】
(1)过氧化氢分解的符号表达式为 ;
【实验过程】甲同学实验数据记录如下:
序号 过氧化氢溶液的体积 过氧化氢溶液的浓度 的质量 测量数据
① 1%
② 2%
③ 4%
【实验分析】
(2)表格中的“测量数据”指的是:相同时间内
(3)实验中,测量体积可选用图1中的装置是 (填编号)
【实验结论】
(4)在相同条件下
【交流评价】
(5)乙同学提出用图2装置进行实验,通过比较 也能得到与甲同学相同的实验结论。
21.(2022秋·贵州·九年级期末)Ⅰ.小方、小兰和小明三位同学为探究吸入的空气和呼出的气体的成分差异,收集了两瓶空气样品,并用 法收集了两瓶呼出气体的样品,然后进行了如下实验:
序号 实验目的 实验操作 实验现象
① 比较空气和呼出的气体中二氧化碳的含量 向呼出的气体中滴加少量 ,振荡
② 比较空气和呼出的气体中 的含量 分别将燃着的木条伸入空气和呼出的气体中 空气中的木条无明显变化,呼出气体中的木条熄灭
③ 取两地干燥玻璃片。则若其中一块哈气 哈气的玻璃片上出现无色液滴,另一块无明显变化
(1)小方同学指出实验①不能比较空气和呼出的气体中二氧化碳的含量,为得出正确结论,应该补充的实验操作为 。
Ⅱ.小兰同学对实验②中燃着木条熄灭的原因提出猜想,并设计下列实验进行验证:
【提出猜想】猜想1;木条熄灭是因为呼出的气体比吸入的空气中二氧化碳的含量高。
猜想2;木条熄灭是因为呼出的气体比吸入的空气中氧气的含量低。
已知:二氧化碳密度比空气大,既不燃烧也不支持燃烧。
查阅资料:经测定,人体吸入空气和呼出气体中各成分的体积分数如下:
气体成分 氮气 氧气 二氧化碳 水蒸气 其他气体
吸入的空气(%) 78 21 0.03 0.07 0.9
呼出的气体(%) 78 16 4 1.1 0.9
【进行实验】实验④:将燃着的木条插入含20%氧气和80%二氧化碳的集气瓶中,木条能正常燃烧。
实验⑤:在下图实验中,用氧气、二氧化碳传感器在烧杯内顶部测量杯内蜡烛从点燃到全部熄灭后,杯内氧气和二氧化碳的体积分数变化。
(2)由资料及所学的生物知识,可知人体吸入空气和呼出气体中,氧气含量不同的原因可能是 。
(3)由于氮气的化学性质比较 (填“稳定”或“活泼”),在呼吸前后不发生变化。
(4)通过查阅资料和实验④、⑤,你认为小兰同学的猜想 (填“1”或“2”)是正确的。
【实验反思】(5)小明同学根据实验,进行了反思,下列说法正确的是 (填字母序号)。
A.将燃着木条伸入呼出的气体中,木条熄灭,说明呼出的气体中没有O2
B.氧气浓度小于一定值时,蜡烛无法燃烧
C.实验②中,燃着的木条熄灭的原因还可能与水蒸气含量增多有关
参考答案:
1.C
【详解】空气的成分按体积计算: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%。
故选C。
2.A
【详解】A、空气中氧气的体积分数约为21%,不是质量分数,该项错误,符合题意;
B、氮气在常温下化学性质不活泼,可用于保护气,该项正确,不符合题意;
C、空气中的稀有气体化学性质不活泼,一般不跟其他物质反应,曾被称为“惰性气体”,该项正确,不符合题意;
D、二氧化碳是空气中的主要成分,不属于空气污染物,但含量增多会引起温室效应,该项正确,不符合题意;
故选A。
3.A
【详解】A、液态氧是氧气的液态,只有氧分子一种分子构成,属于纯净物,故A正确;
B、洁净的空气中含有氧气、氮气、二氧化碳等气体,属于混合物,故B错;
C、汽水中含有水、碳酸、添加剂等物质,属于混合物,故C错。
D、水泥砂浆中含有水泥、黄砂、水等物质,属于混合物,故D错;
故选A。
【点睛】易错点:洁净的空气为混合物。
4.C
【详解】A、石灰水是由氢氧化钙和水混合而成,属于混合物,不符合题意;
B、纯净的空气是由氮气、氧气等混合而成,属于混合物,不符合题意;
C、冰是固态的水,冰水混合物由水一种物质组成,属于纯净物,符合题意;
D、旺仔牛奶由水、蛋白质等混合而成,属于混合物,不符合题意。
故选C。
5.B
【详解】A、一氧化碳的毒,属于空气污染物,故A错误;
B、二氧化碳是空气的一种成分,二氧化碳不属于空气污染物,故B正确;
C、二氧化硫属在空气中易形成硫酸,属于空气的污染物,故C错误;
D、PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物,属于空气的污染物,故D错误。
故选B。
6.D
【详解】A、红磷在空气中燃烧,产生大量白烟,不符合题意;
B、木炭在空气中燃烧,只能烧至红热,不符合题意;
C、硫在空气中燃烧,发出淡蓝色火焰,生成具有刺激性气味的气体,不符合题意;
D、镁在空气中燃烧,发出耀眼白光,放出热量,生成白色固体,符合题意。
故选D。
7.B
【详解】A、木炭在氧气中燃烧,发出白光,放出热量,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体,不符合题意;
B、铁丝在氧气中剧烈燃烧、火星四射,生成黑色固体,符合题意;
C、红磷在空气中燃烧,产生大量白烟,不符合题意;
D、硫在氧气中燃烧,发出明亮的蓝紫色火焰,生成具有刺激性气味的气体,不符合题意。
故选B。
8.D
【详解】A.硫在空气中燃烧,火焰呈淡蓝色,产生有刺激性气味的气体,描述正确;
B.铁丝在氧气中能够剧烈燃烧,火星四射,放出大量的热,生成黑色固体,描述正确;
C.碳在氧气中燃烧发出白光,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体,描述正确;
D.红磷在氧气中燃烧产生大量的白烟,而不是白雾。故选D。
9.D
【详解】A、催化剂在化学反应前后的质量和化学性质不变,而物理性质可能发生改变,选项A错误;
B、催化剂只能改变化学反应速率,对生成物的质量无影响,使用催化剂不能增加生成物的质量,选项B错误;
C、催化剂能改变化学反应的速率,不一定都是加快化学反应速率,也可以减缓反应速度,选项C错误;
D、使用催化剂能改变化学反应的速率,选项D正确。
故选:D。
10.D
【详解】质量相等的两份氯酸钾固体,一份单独加热,一份与少量二氧化锰混合加热,当完全反应后,产生的氧气的质量一样,只不过加了二氧化锰催化剂的用的时间少,不加的用的时间更多。如果温度未达到氯酸钾就不会分解,所以一开始不会产生氧气,温度达到氯酸钾才会开始分解。
故选:D
11.A
【分析】
【详解】A.加热前,将集气瓶注满水,用玻璃片盖着倒立在盛水的水槽中,选项正确;B.应先开始加热,等气泡均匀连续冒出时再将导管口移入集气瓶,,使收集的气体纯净,选项错误;C.收集O2后,应在水下盖上玻璃片,再将集气瓶移出水槽,否则收集的气体会逸散,选项错误;D.停止加热时,应先移出导气管,再熄灭酒精灯,否则会使水槽中的水倒流到热的试管中,砸裂试管,选项错误;故选A。
12. 火柴快燃尽 防止高温产物溅落使得瓶底炸裂
【详解】在铁丝燃烧的实验中,为了火柴燃烧不消耗过多的氧气,使得铁丝在氧气中燃烧现象更明显,当火柴快燃尽时将其插入盛有氧气的集气瓶中;因为铁丝燃烧产物温度较高,为了防止高温产物溅落使得瓶底炸裂,所以实验时预先在集气瓶中留少量的水或细沙。
【点睛】铁丝在氧气中燃烧剧烈燃烧、火星四射、生成黑色固体。
13.(1) 磷+氧气 五氧化二磷 红磷不足或没有冷却到室温读数或装置漏气等
(2) 氧气的浓度不同 吸收二氧化硫,防止污染空气
(3) 铁丝在氧气剧烈燃烧,火星四射,生成一种黑色固体,同时放出大量热 铁+氧气 四氧化三铁 氧气浓度较低或铁丝表面生锈(合理即可)
【详解】(1)磷在空气中燃烧生成五氧化二磷,反应的文字表达式为:磷+氧气 五氧化二磷;导致水位未上升到集气瓶剩余容积的1/5,是由于反应结束后集气瓶内的气压偏大,可能是氧气没有完全消耗或温度偏高或有空气进入,具体的原因可能是红磷不足或没有冷却到室温读数或装置漏气等;
(2)空气和氧气不同之处在于氧气的浓度不同,在实验B中发现硫在空气中和氧气中燃烧现象不同,其原因是氧气的浓度不同;二氧化硫有毒,不能直接排放到空气,集气瓶底放少量水的作用吸收二氧化硫,防止污染空气;
(3)在实验C中铁丝在氧气中燃烧的现象是铁丝在氧气剧烈燃烧,火星四射,生成一种黑色固体,同时放出大量热,反应的文字表达式:铁+氧气 四氧化三铁。小平同学的实验中铁丝在氧气中未燃烧,出现该现象的原因可能是氧气浓度较低或铁丝表面生锈。
14.(1)长颈漏斗
(2) 高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气 防止冷凝水倒流,引起试管炸裂 防止试管内固体粉末进入导管,堵塞导管
(3)氯酸钾 氯化钾+氧气
(4) C 氧气的密度大于空气 将带火星的木条插入集气瓶内,若木条复燃,则该气体是氧气
(5) a a
【详解】(1)装置B中标号a仪器名称:长颈漏斗;
(2)高锰酸钾制取氧气,高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的文字表达式高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气;其试管口应略向下倾斜的原因是防止冷凝水倒流,引起试管炸裂,试管口放一团棉花的目的是防止试管内固体粉末进入导管,堵塞导管;
(3)氯酸钾在二氧化锰催化作用下受热分解生成氯化钾和氧气,反应的文字表达式为:氯酸钾 氯化钾+氧气;
(4)过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气,该反应的反应物是固体和液体,不需加热,属于固、液混合不加热型,发生装置可用B或C,其中C的分液漏斗能控制液体滴加速率,从而能控制反应的速率,若用过氧化氢溶液制取氧气,为了控制反应的速率,则应选择的发生装置为C;D装置是向上排空气法收集装置,可用D装置收集氧气的依据是氧气的密度大于空气;氧气具有助燃性,能使带火星的木条复燃,证明收集的气体是氧气的方法是将带火星的木条插入集气瓶内,若木条复燃,则该气体是氧气;
(5)G是一种可用于集气、洗气等的多功能装置。氢气是一种密度比空气小、难溶于水且与水不反应的气体,若用G装置收集氢气,氢气应从a进入G中;若将G装置内装满水,再连接量筒,利用排出水体积等于氢气体积,就可以用于测定氢气的体积,则量筒与G装置a连接。
15.(1)酒精灯
(2) A 在试管口放一团棉花 c
(3) BD/BE/BF 可以控制反应速率
【详解】(1)a为酒精灯;
(2)实验室常用一种暗紫色固体高锰酸钾制取氧气,该反应为固体加热型,发生装置应选择A,该装置还需要做的一点改动是在试管口放一团棉花,防止加热时粉末状物质进入导管,堵塞导管;高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,该反应的文字表达式为;由于氧气不溶于水,氧气密度比水小,若用F装置收集氧气,发生装置的导气管应连接F装置的短管c端;
(3)实验室常用块状电石和水反应制取乙炔气体,该反应为固液常温型,发生装置可选择B,由于乙炔的密度比空气小,可选择向下排空气法收集,由于乙炔微溶于水,可选择排水法收集,收集装置可选择DEF;则应选择的制取和收集装置组合是BD或BE或BF;该发生装置中为分液漏斗,可以通过分液漏斗控制液体的滴加速度,从而控制反应速率。
16.(1) 长颈漏斗
控制反应的发生与停止
(2) 防止水槽中的水沿导管倒吸入试管,使试管炸裂
(3) C a 在b导管口连接一个装有水的烧杯(将b导管口出来的气体通入水中)
(4)
【详解】(1)B装置有锥形瓶、长颈漏斗,可用于添加液体的实验仪器是长颈漏斗;B装置组合适用于固体和液体反应且反应条件不需要加热的反应,则选用过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气,反应的文字表达式为:;使用C装置,多孔隔板用来放固体,止水夹来控制反应的发生与停止(当打开止水夹时,液体与固体接触,反应发生,当关闭止水夹时,试管内气压变大变大,固体和液体分开,反应停止),C装置的优点是控制反应的发生与停止;
(2)用装置A、G制取氧气,为反应物状态固体,反应条件需要加热且试管口放了棉花,选用高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气制气体,反应表达式为:;实验结束后若先熄灭酒精灯再将导管移出水面,试管冷却,导致试管内压强变小,水槽中的水延导管进入试管,使试管炸裂,故原因为:防止水槽中的水沿导管倒吸入试管,使试管炸裂;
(3)实验室用硫化亚铁固体和稀盐酸在常温条件下反应制取硫化氢气体且想控制随时制取硫化氢气体,应选择C 装置,控制反应的发生与停止;因硫化氢气体密度比空气大,极易溶于水,只能用向上排空气法收集,当用H装置收集时,气体应从a导管口进,将空气从b导管口排出;硫化氢有剧毒,排在空气中会造成空气污染,且硫化氢极易溶于水,可用水将硫化氢吸收;
(4)硫化亚铁固体和稀盐酸在常温条件下反应硫化氢气体,同时生成氯化亚铁,反应文字表达式为:。
17.(1)长颈漏斗
(2) 过氧化氢水+氧气 BE
(3) 氯酸钾氯化钾+氧气 分解反应 C
(4)⑤①③②④
【详解】(1)由图可知,仪器f的名称是长颈漏斗,故填长颈漏斗。
(2)过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下反应生成水和氧气,故反应的文字表达式写为:过氧化氢水+氧气;
用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气是固体与液体在常温下生成气体的反应,应选择固液常温发生装置,即装置B,做铁丝在氧气中燃烧的实验,盛氧气的集气瓶中应放少量的水,可选择排水法,即装置E收集氧气,故填BE。
(3)由图可知,A装置是固体受热发生装置,且试管口没有放棉花,则选择该装置制取氧气的反应是氯酸钾在二氧化锰作催化剂和加热的条件下反应生成氯化钾和氧气,故反应的文字表达式写为:氯酸钾氯化钾+氧气;
由文字表达式可知,该反应是一种物质生成三种新物质的反应,符合分解反应的特点,属于分解反应,故填分解反应;
氧气不易溶于水,收集氧气可选择向上排空气法,氧气不易溶于水,收集氧气还可以选择排水法,收集干燥的氧气,应选择向上排空气法,即装置C,故填C。
(4)用高锰酸钾制取氧气的实验步骤是:检查装置的气密性,在试管中加入药品、棉花并固定好装置:点燃酒精灯加热,当气泡连续均匀冒出时开始收集;把导管移出水面;熄灭酒精灯,即以上步骤的正确顺序是⑤①③②④,故填⑤①③②④。
18.(1) 易溶于水 产生明亮的蓝紫色火焰,生成有刺激性气味的气体
(2) 将少量澄清石灰水倒入集气瓶中,振荡,石灰水变浑浊,说明木炭燃烧生成二氧化碳
(3) 引燃铁丝
(4) 测定空气中氧气的含量 BC
(5)BD
【详解】(1)硫燃烧生成二氧化硫气体,二氧化硫是空气污染物,实验一中水的作用是防止污染,所以水可以吸收二氧化硫,所以说明二氧化硫易溶于水。二氧化硫在氧气中燃烧的现象是产生明亮的蓝紫色火焰,生成有刺激性气味的气体。
(2)木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳,二氧化碳可以使澄清石灰水变浑浊,所以实验二验证产物的方法是:将少量澄清石灰水倒入集气瓶中,振荡,石灰水变浑浊,说明木炭燃烧生成二氧化碳。该反应是碳和氧气在点燃条件下反应生成二氧化碳,所以反应的化学反应式为;
(3)铁丝燃烧实验中,铁丝下端系火柴,实验开始前先点燃火柴,火柴燃烧放热,能加热铁丝,从而引燃铁丝,所以铁丝下端系火柴的目的是引燃铁丝。铁和氧气在点燃条件下反应生成四氧化三铁,反应的化学式为。
(4)实验四是利用红磷燃烧消耗氧气,使瓶内压强减小,在大气压的作用下使烧杯中的水进入集气瓶,进入水的体积就是消耗氧气的体积,所以实验四的实验目的是测定空气中氧气的含量。
该实验选用的药品要求是1.药品只能与空气中的氧气反应;2.生成物不能是气体;
A、铁丝在空气中不能然烧,则不能用铁丝代替红磷进行实验,此选项错误;
B、红磷足量才能将氧气完全消耗,若少量则不能将氧气消耗完,压强差变小,进入水的体积偏小,使测量结果偏小,此选项正确;
C、药品只能与氧气反应,若消耗其他气体则压强差变大,进入水的体积偏大,使测量结果偏大,此选项正确;
故选BC。
(5)A、实验一是硫和氧气在点燃的条件下反应生成二氧化硫;实验二是碳和氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳;实验三是铁和氧气在点燃条件下反应生成四氧化三铁;实验四是磷和氧气在点燃条件下反应生成五氧化二磷;四个反应中反应物均为两种,生成物均为一种,都符合“多变一”的特点,都属于化合反应,此选项错误;
B、四个反应均燃烧,均放出热量,此选项正确;
C、硫燃烧生成二氧化硫,碳燃烧生成二氧化碳,生成物均为气体;铁燃烧生成四氧化三铁,红磷燃烧生成物为五氧化二磷,生成物均为固体,此选项错误;
D、四个反应都是物质和氧气反应,均为氧化反应,此选项正确;
故选BD。
19.(1)ABD
(2)2
(3) 二氧化锰/MnO2 种类
(4)过氧化氢水+氧气
(5)做对照实验
(6) 温度(合理即可) 取2mL5%的过氧化氢溶液分别放入两支试管中,然后在20℃和60℃下进行实验,记录收集等体积氧气反应所需的时间
【详解】(1)A、催化剂可以加快化学反应速率,也可以减慢化学反应速率,说法错误;
B、催化剂只能改变化学反应速率,不会改变产物的质量,说法错误;
C、在化学反应前后催化剂的化学性质不发生改变,说法正确;
D、在化学反应前后催化剂的质量不变,说法错误。
故选ABD;
(2)为探究催化剂的种类对过氧化氢溶液分解速率的影响,需要控制过氧化氢溶液的量相同,故第4组实验中x=2;
(3)根据图2,相同时间内二氧化锰对应的图像,产生的氧气最多,故二氧化锰(或MnO2)对过氧化氢溶液分解的催化效果最好;由此可知化学反应速率与催化剂的种类有关;
(4)过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气,文字表达式为:过氧化氢水+氧气;
(5)第1组实验是为了做对照实验;
(6)除上述影响过氧化氢溶液分解的因素外,过氧化氢溶液的分解速率还可能与温度有关,可以取2mL5%的过氧化氢溶液分别放入两支试管中,然后在20℃和60℃下进行实验,记录收集等体积氧气反应所需的时间。
20.(1)H2O2H2O+O2
(2)收集氧气的体积
(3)c
(4)过氧化氢浓度越大,产生氧气的速率越快
(5)反应后剩余物质的总质量
【详解】(1)过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解产生氧气与水,符号表达式为:H2O2H2O+O2;
(2)表格中测量数量为体积,比较等时间内收集到氧气的体积可以比较出产生氧气的速率;则测量数据为:相同时间内收集到氧气的体积;
(3)a装置中氧气从长导管进入又会从短导管逸出,无法测量出体积;
b装置中氧气进入后水无法被压入量筒中,无法测量出体积;
c装置中氧气从短口进入,水从长导管被压出,进入量筒中水的体积即为氧气的体积;
故选c;
(4)对比实验①②③数据可知在相同条件下,过氧化氢浓度越大,相同时间内收集的氧气的体积就越多,则反应速率越快;故得出实验结论:在相同条件下过氧化氢浓度越大,产生氧气的速率越快;
(5)根据质量守恒定律可知,化学反应前后物质的总质量不发生变化,实验中过氧化氢分解产生氧气,氧气逸散到空气中,则反应后装置减小的质量即为氧气的质量,则比较反应后装置的总质量也可以得出实验结论。
21. 排水 澄清石灰水 澄清石灰水变浑浊 氧气 比较空气和呼出的气体中水蒸气的含量 向等量的空气中滴入等量澄清石灰水,振荡 人体进行呼吸作用消耗氧气,产生二氧化碳 稳定 2 BC/CB
【详解】Ⅰ. 收集呼出气体用排水法收集;
①实验目的是比较空气和呼出的气体中二氧化碳的含量;因二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,所以实验操作是向呼出的气体中滴加少量澄清石灰水,振荡;实验现象是澄清石灰水变浑浊。
②氧气支持燃烧,所以分别将燃着的木条伸入空气和呼出的气体中,实验目的是比较空气和呼出的气体中氧气的含量。
③实验现象是哈气的玻璃片上出现无色液滴,另一块无明显变化,说明呼出气体中水蒸气的含量比空气中水蒸气的含量高,所以实验目的是比较空气和呼出的气体中水蒸气的含量。
(1)实验①只是向呼吸气体中滴加澄清石灰水,没有向空气中滴加澄清石灰水,没有比较,所以不能得出正确结论,所以为得出正确结论,应该补充的实验操作为向等量的空气中滴入等量澄清石灰水,振荡。
Ⅱ. (2)人体吸入空气和呼出气体中,氧气含量不同的原因可能是人体进行呼吸作用消耗氧气,产生二氧化碳。
(3)氮气的化学性质稳定,常温下不与其他物质发生反应,所以氮气在呼吸前后不发生变化。
(4)实验④木条能在含20%氧气和80%二氧化碳的集气瓶中,正常燃烧。实验⑤蜡烛在含有15.65%氧气和1.898%的二氧化碳的烧杯中,熄灭。实验④比实验⑤氧气氧气含量高,二氧化碳的含量也高,且二氧化碳不支持燃烧,但在实验④中正常燃烧,在实验⑤中熄灭,说明木条熄灭是因为呼出的气体比吸入的空气中氧气的含量低,所以小兰同学的猜想2是正确的。
(5)A、氧气含量低于15.65%就会熄灭,所以将燃着木条伸入呼出的气体中,木条熄灭,不能说明呼出的气体中没有氧气,此选项错误;
B、氧气含量低于15.65%就会熄灭,所以氧气浓度小于一定值时,蜡烛无法燃烧,此选项正确;
C、查阅资料可知,空气中水蒸气的体积分数为0.07%,呼出气体中水蒸气的体积分数为1.1%,所以实验②中,燃着的木条熄灭的原因还可能与水蒸气含量增多有关,此选项正确;
故选BC。