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第三章 空气与生命C
(分值：100分,时间：120分钟)
温馨提示：本卷共29题
一、选择题(共15小题,每题2分,共30分)
1、空心菜是您喜欢吃的蔬菜之一,刚炒熟的空心菜嫩、绿、清香多汁,令您垂涎欲滴。而端上桌一两分钟颜色就逐渐变黑,这可能是与空气中的哪种气体有关(▲)
A、氮气 B、稀有气体 C、氧气 D、二氧化碳
2、如图,实验装置足以维持实验期间小白鼠的生命活动,瓶口密封,忽略水蒸气和温度变化对实验结果的影响。经数小时实验后,U形管A、B两处的液面会出现下列哪种情况(▲)
A、A处下降,B处上升 B、A、B两处都下降
C、A处上升,B处下降 D、A、B两处都不变
3、探究燃烧的条件便于控制燃烧。可燃物燃烧的一般条件是①可燃物与氧气接触;②温度达到可燃物的着火点。用如图装置探究,下列说法错误的是(▲)
A、欲证明条件①：先通入N2,再点燃酒精灯,然后立即改通O2
B、欲证明条件②：先通入N2,再点燃酒精灯
C、欲证明条件①②：先通O2,再点燃酒精灯,然后立即改通N2
D、试管中的澄清石灰水可以检验木炭燃烧生成的CO2
4、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、变压吸附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
5、人体呼吸的全过程的正确顺序是(▲)
①血液运输; ②组织里的气体交换; ③肺的通气; ④肺泡内的气体交换。
A、①②③④ B、③②①④ C、③①④② D、③④①②
6、为测定空气中氧气的含量,某兴趣小组的同学选用了60mL的大试管、量程足够大的针筒注射器等实验器材(如图),将足量白磷放入试管后,橡皮塞塞紧试管,打开弹簧夹(整套装置的气密性良好)。用酒精灯加热白磷,燃烧结束后,等到试管冷却后,观察现象。实验中,可以观察到活塞从原来的30mL刻度处慢慢向左移动到约(▲)
A、6mL刻度处 B、8mL刻度处 C、12mL刻度处 D、18mL刻度处
7、下列图像能正确反映对应变化关系的是(▲)
A B C D
A、表示加热 KClO3(含少量MnO2)固体制取氧气时剩余固体的质量
B、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、表示双氧水(含少量MnO2)分解时溶剂的质量
D、表示双氧水(含少量MnO2)分解时氢元素的质量分数
8、如图为海水吸收CO2并进行碳循环的原理。下列说法错误的是(▲)
A、光合中太阳能转化为化学能
B、此碳循环中将CO2转化为无机物和有机物
C、吸收的CO2与钙化中释放的CO2的量相等
D、钙化中释放CO2的反应为：2NaHCO3+CaCl2=CaCO3↓+CO2↑+2NaCl+H2O
9、如图是一个一次性加热杯的示意图。当水袋破裂时,水与固体碎块混合,杯内食物温度逐渐上升。制造此加热杯可选用的固体碎块是(▲)
A、食盐 B、生石灰 C、氯化镁 D、硝酸铵
10、小科为了研究植物的光合作用做了如图所示实验。下列有关实验的分析正确的是(▲)
A、a组中产生的气泡一定是二氧化碳气体
B、叶绿体可从菜叶的任意部位提取
C、a组和b组对照,可以说明光照是光合作用的条件
D、b组和c组对照,可以证明光合作用场所是叶绿体
11、如图表示制取氧气的4种方法,在与此相关的下列说法中,错误的是(▲)
A、4种方法都是利用含氧化合物分解来获得O2
B、若4种反应物质量相等,则H2O2产生的氧气最多
C、增加 MnO2的质量,不会改变最终的氧气质量
D、从制取O2的条件看,④更安全、环保、节能、简便
12、下列有关玻璃导气管的使用图示正确的是(省略夹持和加热装置)(▲)
A、 排水法收集气体 B、 排水集气法
C、向上排空法 D、 用高锰酸钾制氧气
13、我们常用原子利用率来衡量化学反应过程的原子经济性,其计算公式为：
原子利用率=x100%,下面是联合工艺法制备新型自来水消毒剂ClO2的反应原理：①电解氯化钠溶液NaCl+3H2O NaClO3+3H2↑②氢气与氯气合成氯化氢H2+Cl22HCl③生成二氧化氯2NaClO3+4HCl=2NaCl+2C1O2↑+Cl2↑+2H2O
此方法的原子利用率最大为(▲)
A、37.6% B、53.6% C、62.2% D、94.4%
14、一定质量的镁条在氧气中完全燃烧后生成氧化镁。固体质量随时间的变化关系如图所示。下列说法不正确的是(▲)
A、生成 MgO的质量：m2g B、参加反应的Mg的质量：m1g
C、参加反应的O2的质量：(m2-m1)g D、参加反应的镁和氧气的质量比：
15、图甲是一款潜水艇紧急供氧设备的结构示意图,产氧药块主要成分是氯酸钠,其受热分解生成氯化钠和氧气,同时会产生极少量有毒的氯气。该分解反应需要镁粉氧化启动并维持反应进行。下列说法错误的是(▲)
A、启动时,镁粉(Mg)与氧气反应生成氧化镁(MgO),其化学方程式为2Mg+O22MgO
B、试剂X应具有的性质是吸收氯气,但不吸收氧气
C、m克氯酸钠分解过程中各物质质量变化如图乙所示,则根据质量守恒可知a+b=d+c
D、镁粉与氧气反应生成氧化镁的过程中放热,促进氯酸钠的分解
二、填空题(本题共8小题,每空1分,共26分)
16、利用大气压原理解释现象时,有同学经分析后概括出以下思维模型：
(1)思维模型中的“ ”处应填 ▲ (填“开放”或“密闭”)。
图1 图2
(2)图2是“测定空气中氧气含量的实验”,待红磷燃烧火焰熄灭后,冷却,打开止水夹,可以观察到 ▲
。根据该思维模型,本实验是通过 ▲ 的方式来减小集气瓶中的气压的。
17、氮气通常情况下很难与其他物质发生反应。“碳分子筛制氮”是目前从空气中分离获得氮气的主要方法之一。碳分子筛为黑色柱状物(图1),表面和内部布满微孔,其直径为0.28~0.38nm。
(1)氮气分子和氧气分子直径分别为0.35nm和0.42nm,当空气(忽略空气中其他气体)从如图所示位置进入时,经过充足的时间,氮气可能被收集在 ▲ (填“甲”“乙”或“丙”)。
(2)汽车或摩托车上装有减震器(如图2左,图2右是其内部结构图)。活塞杆连接弹簧,当弹簧被压缩时,活塞杆往下运动,阻尼油通过活塞和阀门进入上面的腔室,同时,氮气也被压缩。此过程中,主要的能量变化是 ▲ 。
(3)用氮气来替代氧气能提高减震器的使用寿命,下列属于支持该观点的有 ▲ (可多选)。
A、氮气的化学性质比氧气稳定 B、氮气比热容比氧气比热容大
C、外界对气体做功时温度升高 D、充满气体的腔室与金属接触
18、自新型冠状病毒感染疫情发生以来,党和政府立刻作出重要部署,在“坚定信心、同舟共济、科学防治、精准施策”的指引下,全国上下同心战疫,共同打赢疫情防控阻击战!
材料一：新型冠状病毒肺炎是由2019新型冠状病毒(2019-nCoV)引起,呼吸道飞沫和密切接触传播是
主要的传播途径,以发热、乏力、干咳为主要表现。
材料二：新型冠状病毒对化学消毒剂敏感,75%酒精(C2H5OH)、过氧乙酸(CH3COOH)、84消毒液和紫外线均可灭活病毒。请根据上述材料回答：
(1)新冠病毒能使人体呼吸系统受到损害,人体呼吸系统由 ▲ 组成。
(2)小敏对灭杀新冠病毒的消毒液进行研究;
①相同个数的酒精分子和过氧乙酸分子,所含氢原子的个数比为 ▲ ;
②酒精中碳元素的质量分数为 ▲ 。(保留到0.1%)
(3)体外膜肺氧合(ECMO)对新冠患者的心肺功能给予支持,其核心部分是“人工肺”和“人工心脏”。
①人工肺也叫体外膜肺,是可以代替肺完成相应功能的生命支持系统(如图甲)。以下分析不正确的
是(▲)
A、隔离膜相当于肺泡壁和毛细血管壁
B、隔离膜应只允许氧气、二氧化碳等气体通过
C、增加隔离膜面积能提高气体交换效率
D、血液流经人工肺后,含氧量降低
②人工心脏实质是用“电动泵”替代心脏来推动血液循环。如图乙所示,将线圈ab缠绕并固定在活塞一端,利用与固定磁铁之间的相对运动,带动电动泵中的活塞,抽送血液。图中阀门K1只能向外自
由开启,反向则封闭管路;阀门K2只能向内自由开启,反向则封闭管路。当线圈中的电流从B流向A
时,线圈的左端为 ▲ 极,活塞处于 ▲ (填“抽血”或“送血”)状态。
19、某技术人员研究大棚西瓜生命活动规律,并绘制了以下图示：图甲表示西瓜叶片白天进行的生理活动,图乙表示西瓜植株在一天内二氧化碳吸收量和释放量的变化情况。请分析回答有关问题。
(1)大棚基地内安装土壤温湿度传感器,可检测棚内温度及土壤中的含水量,实现瓜果、蔬菜的自动灌溉。水分在西瓜植株内向上运输的动力来自于植物进行的一项生理活动,可用图甲中的过程 ▲ (填图中字母)表示。
(2)西瓜中营养物质的合成与图甲中过程b有关,请写出该过程的反应式： ▲ 。
(3)图乙曲线中,光合作用开始的点和有机物积累最多的点分别是 ▲ (填图中字母)。
(4)若大棚内温度降低,图乙中的A点应向 ▲ (填“上”或“下”)移动。
20、洗衣机槽清洁剂的主要成分是过碳酸钠(Na2CO4),过碳酸钠是一种白色晶体,溶于水时会与水反应生成碳酸钠和过氧化氢(化学方程式为Na2CO4+H2O=Na2CO3+H2O2)。现取少许过碳酸钠晶体,加入水形成溶液。
(1)取少量二氧化锰加入试管中,再加入适量该溶液,观察到有气泡产生,为了检验该气体,可用 ▲ 。
(2)待不再产生气泡时,得到的溶液呈 ▲ (选填“酸性”或“中性”或“碱性”)。
(3)生成的碳酸钠中碳元素的化合价为 ▲ 。
21、氮氧化物(NOx)等气体破坏人类生存的环境。汽车尾气净化装置里装有Pd等过渡元素的催化剂,气体在催化剂表面吸附与解吸作用的机理如图所示。尾气净化装置中发生总反应的化学方程式为： ▲ 。
22、有一瓶久藏的Na2SO3,欲测定该药品变质程度,进行如下定量分析：将试样烘干后称取 mg,用适量的蒸馏水配成溶液,加入足量的 BaCl2溶液使沉淀完全。滤出的沉淀经洗涤、干燥后,质量为ng。
(1)若试样部分变质,的范围为 ▲ 。
(2)若取试样m=10.0g,其中Na2SO3已有50%变质,则n为 ▲ g。
23、根据图示装置回答有关问题：
(1)测定空气成分的方法很多,如图装置C不能测定空气中氧气含量的原因 ▲ 。
(2)你认为B与A相比,B装置的优点是 ▲ ,若A装置中,点燃红磷后缓慢放入装置内,所测定的氧气体积分数会 ▲ (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(3)装置D中实验开始时活塞前沿在5mL刻度处,足量白磷燃烧时,活塞移动方向 ▲ 。
三、实验探究题(本题共4小题,每空2分,共30分)
24、小亮发现：收集的氧气占集气瓶容积的60%(空气占40%)时,能使带火星的木条复燃。那么,使带火星的木条复燃的氧气浓度的最低值是多少呢 小亮对此展开探究：
第一组实验：取5只集气瓶,编号为①、②、③、④、⑤,分别装入其总容积10%、20%、30%、40%、50%的水。用排水法收集氧气,恰好把5只集气瓶中的水排去。将带火星的木条依次插入①~⑤号瓶中,记录实验现象。
小亮在前一组实验的基础上又做了第二组和第三组实验,三组实验的数据和现象见下表。
第一组 第二组 第三组
集气瓶编号 ① ② ③ ④ ⑤ ① ② ③ ④ ⑤ ①
收集的O2占容积的体积分数 10 20 30 40 50 31 33 35 37 39 34
带火星木条的状况 微亮 亮 很亮 复燃 复燃 很亮 很亮 复燃 复燃 复燃 很亮
请根据实验回答下列问题：
(1)使用带火星的木条验满氧气的方法是否可靠 ▲ (填“是”或“否”)。
(2)采取“半值法”探究能减少实验次数。例如：第一组实验若按③、④的编号顺序进行实验,即可确定下一组实验收集的氧气占容积的体积分数应在30%~40%,从而省去编号为①、②、⑤的实验。同理,第二组实验可以省去的实验编号为 ▲ 。
25、植物的新陈代谢要受到外界环境因素(如光、水分)的影响。如图表示一株叶面积为10分米2的植物在一定光照和一定二氧化碳浓度的条件下吸收二氧化碳的速度(单位：毫克/(分米2 小时)。请回答：
(1)B点表示的意义是 ▲ 。
(2)如果白天光照强度为n1时,植物能不能正常生长,为什么 ▲ 。
(3)在光照强度为n3的情况下光照4小时,该植物通过光合作用吸收的二氧化碳的质量为 ▲ 毫克。
(4)植物发生光合作用生成葡萄糖的化学方程式6CO2+6H2OC6H12O6+6O2,并根据此化学方程式计
算在光照强度为n3的情况下光照4小时,该植物发生光合作用生成的葡萄糖的质量为 ▲ 毫克(结果保留2位小数)。
26、质量守恒定律的发现,对科学发展作出了重要贡献。
【验证质量守恒定律】
(1)实验小组分别选取以下三组药品,通过称量比较各组物质在密闭容器内混合前后的总质量,不能达
到目的的有 ▲ ;
A、二氧化碳和澄清石灰水 B、铜和稀盐酸 C、白磷和空气
【运用质量守恒定律】
在一密闭容器内有4种物质A、B、C、D,它们在一定条件下发生化学反应。其中A、B、C的微观示意图和反应前后各物质的质量如下表所示。
物质 A B C D —氢原子—氧原子—碳原子
微观示意图
反应前质量/g 100 1 1 46
反应后质量/g 4 89 55 x
(2)x值为 ▲ 。
(3)图中属于氧化物的有 ▲ (填字母代号)。
(4)若D的相对分子质量为46,则该物质的化学式是 ▲ 。
27、化学小组同学设计了探究二氧化碳与氢氧化钠溶液反应的方案,实验步骤如下：
①如甲图所示装置的气密性良好,三个250mL的烧瓶内收集满CO2气体,三个注射器内各装有90mL的液体(分别是水、40%的氢氧化钠溶液、饱和澄清石灰水)。连接好装置和压强传感器。
②三位同学同时迅速将注射器内90mL的液体注入各自烧瓶中,关闭活塞。
③一段时间后,同时振荡烧瓶。观察传感器定量实时地传回烧瓶内气压变化形成的图像情况如乙图所示。
试回答下列问题：
(1)曲线1对应反应的化学方程式为 ▲ ;曲线1与曲线2差异不大的原因是 ▲ 。
(2)导致曲线1中CD段气压急速减小的操作是 ▲ 。不改变装置和药品的情况下,进一步降低E点的方法是 ▲ 。
(3)对比曲线1、2、3,不能得出的结论是 ▲ (填序号)。
①CO2能与水发生反应 ②CO2能与 NaOH溶液发生反应
③检验CO2用饱和澄清石灰水较合适 ④吸收CO2用NaOH溶液较合适
四、解答题(本题共2小题,第28题6分,第29题8分,共14分)
28、二氧化碳是主要的温室气体,大气中二氧化碳的浓度升高,会导致温室效应进而对全球自然生态系统产生影响,如气候异常海平面升高、冰川融化等。
我国向国际社会作出郑重承诺,二氧化碳排放量力争于2030年前达到峰值,努力争取在2060年前实现
碳中和(如图甲),树立了大国形象,彰显了大国担当,回答下列问题：
(1)如图乙所示的实验装置模拟二氧化碳产生温室效应,左侧集气瓶中盛放空气,右侧集气瓶中盛放二氧化碳气体,如果观察到 ▲ 现象,可以证明二氧化碳是可以产生温室效应的气体。
(2)图丙是自然界中碳一氧循环的示意图,结合图丙分析当前大气中二氧化碳含量上升的主要原因是 ▲ ,“碳中和”是指二氧化碳的排放总量和减少总量相当,下列做法不符合“碳中和"理念的是 ▲ (填序号)。
A、骑行共享单车,倡导绿色出行
B、推广火力发电,满足用电需求
C、开展植树造林优化生态环境
(3)2022年4月28日我国科学家在国际学术期刊《自然-催化》上发表成果——实现二氧化碳到葡萄糖的合成,开辟了一条二氧化碳转化的新途径。假设二氧化碳合成葡萄糖碳元素的转化率为100%,合成36kg葡萄糖(分子式C6H12O6)可以吸收 ▲ kg二氧化碳。
29、现有HCl与 CaCl2的混合溶液,为了分析混合溶液中HCl和CaCl2的质量分数,设计了如下实验方案：
【实验数据]实验共记录了两组数据：
第①组,气体吸收完全后,NaOH溶液质量增加4.4g;
第②组,沉淀完全后,经过滤、洗涤、烘干后得到固体的质量为10g。
根据实验设计及有关数据进行分析与计算：
(1)混合溶液中 HCl的质量分数为 ▲ 。(只写结果)
(2)混合溶液中 CaCl2的质量分数为多少 (写出计算过程)
(3)实验中混合溶液与Na2CO3溶液恰好完全反应,经过滤后所得“滤液”中溶质的质量分数为 ▲ 。
(不考虑过滤中的损失;只写结果,精确到0.1%)
若在100g混合溶液中不断加入10.6%的 Na2CO3的溶液,请你画出加入Na2CO3溶液的质量与产生沉淀的质量的关系图。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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第三章 空气与生命C
(分值：100分,时间：120分钟)
温馨提示：本卷共29题
一、选择题(共15小题,每题2分,共30分)
1、空心菜是您喜欢吃的蔬菜之一,刚炒熟的空心菜嫩、绿、清香多汁,令您垂涎欲滴。而端上桌一两分钟颜色就逐渐变黑,这可能是与空气中的哪种气体有关(▲)
A、氮气 B、稀有气体 C、氧气 D、二氧化碳
【答案】C
【解析】根据空气中氧气化学性质比较活泼,易把物质氧化考虑。
【分析】解答本题关键是熟悉空气的组成,知道空气中各成分的化学性质。
【详解】在空气的成分中,氮气、稀有气体、二氧化碳化学性质比较稳定,氧气化学性质比较活泼,端上桌一两分钟颜色就逐渐变黑,这可能是与空气中的氧气有关,被氧气氧化。故选C。
2、如图,实验装置足以维持实验期间小白鼠的生命活动,瓶口密封,忽略水蒸气和温度变化对实验结果的影响。经数小时实验后,U形管A、B两处的液面会出现下列哪种情况(▲)
A、A处下降,B处上升 B、A、B两处都下降
C、A处上升,B处下降 D、A、B两处都不变
【答案】C
【解析】根据O2被小白鼠消耗,由于氢氧化钙能够吸收二氧化碳,小白鼠排出的CO2被氢氧化钠溶液吸收导致第二个集气瓶中的气体压强减小,由此可以分析出A,B两处的液面会出现哪种情况。
【分析】此题考查了呼吸作用以及气体压强知识,是一道理论联系实际的好题。
【详解】根据图示的装置可知,氧气被小白鼠吸入,呼出的二氧化碳被澄清石灰水吸收,导致U形管左侧的气体压强变小,而B处上方的气体压强较大,所以水被压向左方,则A液面升高,B液面降低。故选：C。
3、探究燃烧的条件便于控制燃烧。可燃物燃烧的一般条件是①可燃物与氧气接触;②温度达到可燃物的着火点。用如图装置探究,下列说法错误的是(▲)
A、欲证明条件①：先通入N2,再点燃酒精灯,然后立即改通O2
B、欲证明条件②：先通入N2,再点燃酒精灯
C、欲证明条件①②：先通O2,再点燃酒精灯,然后立即改通N2
D、试管中的澄清石灰水可以检验木炭燃烧生成的CO2
【答案】B
【解析】根据燃烧需要同时满足三个条件：可燃物、氧气或空气、温度要达到着火点,进行分析判断。
【分析】本题难度不大,考查燃烧的条件,掌握燃烧的条件并能灵活运用是正确解答本题的关键。
【详解】A、先通N2,再点燃酒精灯,木炭不会燃烧,然后立即通入O2,木炭燃烧,可以证明条件①,故选项说法正确。B、先通N2,再点燃酒精灯,木炭不能燃烧,不能证明温度达到可燃物的着火点,故选项说法错误。C、先通O2,木炭不燃烧,再点燃酒精灯,一段时间后,木炭能燃烧,说明燃烧温度达到可燃物的着火点;然后立即改通N2,木炭一会熄灭,说明燃烧需要与氧气接触、温度达到着火点;故选项说法正确。D、二氧化碳与澄清石灰水反应生成白色沉淀碳酸钙和水,反应现象明显,能检验二氧化碳,故选项说法正确。故选：B。
4、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、变压吸附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
【答案】B
【解析】【分析】【详解】A、空气中含有稀有气体,且稀有气体没有被除去,所以变压吸附法制取的氧气中含有稀有气体,故A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,故B错误;C、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,所以分子筛对氮气的吸附能力与吸附塔内气体压强有关,故C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,故D正确。故选B。
5、人体呼吸的全过程的正确顺序是(▲)
①血液运输; ②组织里的气体交换; ③肺的通气; ④肺泡内的气体交换。
A、①②③④ B、③②①④ C、③①④② D、③④①②
【答案】D
【解析】【分析】【详解】呼吸的全过程如图所示呼吸的全过程：
故选：D。
6、为测定空气中氧气的含量,某兴趣小组的同学选用了60mL的大试管、量程足够大的针筒注射器等实验器材(如图),将足量白磷放入试管后,橡皮塞塞紧试管,打开弹簧夹(整套装置的气密性良好)。用酒精灯加热白磷,燃烧结束后,等到试管冷却后,观察现象。实验中,可以观察到活塞从原来的30mL刻度处慢慢向左移动到约(▲)
A、6mL刻度处 B、8mL刻度处 C、12mL刻度处 D、18mL刻度处
【答案】D
【解析】【分析】【详解】空气中氧气的体积约占总体积的20%,则大试管中氧气的体积为：60mLx20%=12mL,那么冷却后,活塞应该回到的刻度为：30mL-12mL=18mL。故选：D。
7、下列图像能正确反映对应变化关系的是(▲)
A B C D
A、表示加热 KClO3(含少量MnO2)固体制取氧气时剩余固体的质量
B、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、表示双氧水(含少量MnO2)分解时溶剂的质量
D、表示双氧水(含少量MnO2)分解时氢元素的质量分数
【答案】B
【解析】根据氯酸钾在二氧化锰的催化作用下在加热条件下生成氯化钾和氧气,过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气,结合图象进行分析判断。
【分析】本题是一道图象坐标与化学知识相结合的综合题,解题的关键是结合所涉及的化学知识,正确分析各变化的过程,注意分析坐标轴表示的意义、曲线的起点、折点及变化趋势,进而确定正确的图象。
【详解】A、氯酸钾在二氧化锰的催化作用下在加热条件下生成氯化钾和氧气,随着反应的进行,剩余固体的质量逐渐减少,至完全反应不再发生改变,但不可能减少至0,故选项图象错误。B、氯酸钾在二氧化锰的催化作用下在加热条件下生成氯化钾和氧气,加热到一定温度,氯酸钾才能分解,随着反应的进行,剩余固体中氧元素的质量逐渐减少,至完全反应,不再发生改变,最终的剩余固体中二氧化锰中含有氧元素,最终固体氧元素的质量不可能为0,故选项图象正确。C、过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气,随着反应的进行,水的质量逐渐增加,故选项图象错误。D、过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气,反应前后氢元素的质量是不变的,随着反应的进行,氧气逸出,溶液中氢元素的质量分数逐渐增大,故选项图象错误。故选：B。
8、如图为海水吸收CO2并进行碳循环的原理。下列说法错误的是(▲)
A、光合中太阳能转化为化学能
B、此碳循环中将CO2转化为无机物和有机物
C、吸收的CO2与钙化中释放的CO2的量相等
D、钙化中释放CO2的反应为：2NaHCO3+CaCl2=CaCO3↓+CO2↑+2NaCl+H2O
【答案】C
【解析】A、根据光合作用是将太阳能转换为化学能解答;B、根据碳循环中将CO2转化过程分析解答;C、根据吸收的CO2与钙化中释放的CO2的量不相等解答;D、根据反应原理写出反应的化学方程式解答。
【分析】本题考查学生常见的能量转化形式方面的知识,难度不大。要注意基础知识的积累。
【详解】A、绿色植物进行的光合作用是将太阳能转换为化学能的过程,故正确;B、碳循环中将CO2被海水吸收转化为碳酸,为无机物,绿色植物进行的光合作用,将二氧化碳转化为有机物,故正确;C、吸收的CO2与钙化中释放的CO2的量不相等,吸收的二氧化碳多,故错误;D、钙化中释放CO2的反应为：2NaHCO3+CaCl2=CaCO3↓＋CO2↑+2NaCl+H2O,故正确。故选：C。
9、如图是一个一次性加热杯的示意图。当水袋破裂时,水与固体碎块混合,杯内食物温度逐渐上升。制造此加热杯可选用的固体碎块是(▲)
A、食盐 B、生石灰 C、氯化镁 D、硝酸铵
【答案】B
【解析】根据常见的放热反应有：大多数的化合反应,酸碱中和的反应,金属与酸的反应,金属与水的反应,燃烧反应,爆炸反应;常见的吸热反应有：大多数的分解反应,C、CO、H2还原金属氧化物,铵盐与碱的反应;结合题意可知水与固体碎片混合时放出热量,即为放热反应来解答。
【分析】本题考查常见的放热和吸热反应,明确物质的性质、掌握常见的放热反应和吸热反应是解决该类题目的关键。
【详解】A、食盐溶于水没有明显的热效应,故A错误;B、生石灰(CaO)与水反应时放出热量,故B正确;C、氯化镁溶于水没有明显的热效应,故C错误;D、硝酸铵与水混合时,吸收热量,故D错误。故选：B。
10、小科为了研究植物的光合作用做了如图所示实验。下列有关实验的分析正确的是(▲)
A、a组中产生的气泡一定是二氧化碳气体
B、叶绿体可从菜叶的任意部位提取
C、a组和b组对照,可以说明光照是光合作用的条件
D、b组和c组对照,可以证明光合作用场所是叶绿体
【答案】C
【解析】绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物,并且释放出氧气的过程,叫做光合作用。细胞利用氧,将有机物分解成二氧化碳和水,并且将储存在有机物中的能量释放出来,供给生命活动的需要的过程叫做呼吸作用。即植物在光下吸收二氧化碳、释放氧气,而呼吸作用吸收氧气、释放二氧化碳。
【分析】解答此题的关键是熟记掌握探究光合作用的条件、场所、原料和产物的实验。
【详解】A、在光下,该装置中的含叶绿体的滤液进行光合作用,消耗二氧化碳,产生氧气,试管中产生的气泡是氧气形成的,错误。B、叶绿体只存在于植物体的绿色部位,根毛细胞、筛管和表皮细胞中都无叶绿体,叶绿体不能从菜叶的任意部位提取,错误。C、a组和b组对照,可以说明光照是光合作用的条件,实验变量是光照,根据a组和b组实验结果,可以说明光照是光合作用的条件,正确。D、a有叶绿体滤液,c无叶绿体滤液,a和c对照可以证明光合作用场所是叶绿体,而b和c有光照和叶绿体滤液,变量不唯一,不可以证明光合作用场所是叶绿体,错误。故选：C。
11、如图表示制取氧气的4种方法,在与此相关的下列说法中,错误的是(▲)
A、4种方法都是利用含氧化合物分解来获得O2
B、若4种反应物质量相等,则H2O2产生的氧气最多
C、增加 MnO2的质量,不会改变最终的氧气质量
D、从制取O2的条件看,④更安全、环保、节能、简便
【答案】B
【解析】A、根据反应物名称分析回答此题;B、根据质量守恒定律分析回答此题;C、根据催化剂性质分析回答此题;D、根据反应条件和产物分析回答此题。
【分析】在解此类题时,首先要将题中的知识认知透,然后结合学过的知识进行解答。
【详解】A、水、氯酸钾、高锰酸钾和过氧化氢都含有氧元素,选项A正确;B、2H2O2H2↑+O2↑36 32 m a a=m 2KClO32KCl+3O2↑245 96 m bb=m 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 316 32 m c c=m 2H2O22H2O+O2↑ 68 32 m d d=m 由此可以看出,产生氧气最多的是水,选项B错误;C、二氧化锰作为催化剂,不会增加产物质量,选项C正确;D、过氧化氢在二氧化锰催化作用下反应生成水和氧气,不需要加热,氨气节能且操作简便,另外生成物只有水和氧气,不产生废物,制备方式安全、环保,选项D正确;故选：B。
12、下列有关玻璃导气管的使用图示正确的是(省略夹持和加热装置)(▲)
A、 排水法收集气体 B、 排水集气法
C、向上排空法 D、 用高锰酸钾制氧气
【答案】A
【解析】【分析】【详解】A、气体密度比水小,不易溶于水,排水法收集气体应该短进长出,故A正确;B、用排水法集气导管应略伸入集气瓶口,便于水的排出,故B错误;C、向上排空气法集气导管应深入集气瓶底部,便于把空气排净,故C错误;D、用高锰酸钾制氧气导管伸入试管内要短一些,有利于气体排出,故D错误。故选：A。
13、我们常用原子利用率来衡量化学反应过程的原子经济性,其计算公式为：
原子利用率=x100%,下面是联合工艺法制备新型自来水消毒剂ClO2的反应原理：①电解氯化钠溶液NaCl+3H2O NaClO3+3H2↑②氢气与氯气合成氯化氢H2+Cl22HCl③生成二氧化氯2NaClO3+4HCl=2NaCl+2C1O2↑+Cl2↑+2H2O
此方法的原子利用率最大为(▲)
A、37.6% B、53.6% C、62.2% D、94.4%
【答案】D
【解析】将反应的方程式整理得出总的反应方程式,根据方程式求出相对分子质量或相对分子质量和,根据题中信息公式可求出利用率。
【分析】本题考查根据化学方程式计算,根据信息确定出生成物和所有反应物的总的相对分子质量即可求出。
【详解】反应的方程式为H2+Cl22HCl,将方程式③+2x①+②x2再整理,可以得到总反应方程式：Cl2+4H2O=2ClO2+4H2总方程式可以看出,反应物的相对分子质量和是143生成的目标产物ClO2的相对分子质量是135,x100%=94.4%,故选：D。
14、一定质量的镁条在氧气中完全燃烧后生成氧化镁。固体质量随时间的变化关系如图所示。下列说法不正确的是(▲)
A、生成 MgO的质量：m2g B、参加反应的Mg的质量：m1g
C、参加反应的O2的质量：(m2-m1)g D、参加反应的镁和氧气的质量比：
【答案】D
【解析】根据质量守恒定律及其应用回答,镁在空气中燃烧是与氧气反应,反应后生成氧化镁,据此分析解答即可
【分析】运用质量守恒定律时,一定不能漏掉反应物或生成物的质量,特别是气体物质的质量。
【详解】A、由图象可知反应的最后固体质量最终为m2g,该值即是氧化镁的质量;B、该反应的期初固体的质量即为镁的质量,所以为m1g;C、由于氧化镁的质量等于镁和参加反应的氧气的质量和,所以参加反应的O2的质量：(m2-m1) g;D、由镁的燃烧的方程式为2Mg+O22MgO可知镁和氧气的质量比为,利用BC的结论可知镁和氧气的质量比=;故选：D。
15、图甲是一款潜水艇紧急供氧设备的结构示意图,产氧药块主要成分是氯酸钠,其受热分解生成氯化钠和氧气,同时会产生极少量有毒的氯气。该分解反应需要镁粉氧化启动并维持反应进行。下列说法错误的是(▲)
A、启动时,镁粉(Mg)与氧气反应生成氧化镁(MgO),其化学方程式为2Mg+O22MgO
B、试剂X应具有的性质是吸收氯气,但不吸收氧气
C、m克氯酸钠分解过程中各物质质量变化如图乙所示,则根据质量守恒可知a+b=d+c
D、镁粉与氧气反应生成氧化镁的过程中放热,促进氯酸钠的分解
【答案】C
【解析】A、根据镁和氧气在点燃的条件下生成氧化镁来分析;B、根据题中信息,产氧药块产生的氧气和氯气通过试剂X后,只有氧气排出来分析;C、根据质量守恒定律,反应前后各物质的质量总和相等,生成气体的质量即为固体减少的质量,结合图像乙来分析;D、根据镁粉与氧气反应生成氧化镁的过程中放热,而氯酸钠分解需要吸热来分析。
【分析】本题主要考查质量守恒定律,化学反应都遵守质量守恒定律,即参加化学反应的各物质的质量总和,等于反应后生成的各物质的质量总和,化学反应前后,原子的种类、数目不变,元素的种类也不变。
【详解】A、启动时,镁粉(Mg)与氧气反应生成氧化镁(MgO),其化学方程式为：2Mg+O22MgO,故选项说法正确。B、产氧药块反应会产生极少量有毒的氯气,由甲图可知,产氧药块产生的氧气和氯气通过试剂X后,只有氧气排出,可以推测图甲中的试剂X能吸收氯气,但不吸收氧气,故选项说法正确。C、氯酸钠受热分解生成氯化钠和氧气,化学方程式为：2NaClO32NaCl+3O2↑,根据质量守恒定律,反应前后各物质的质量总和相等,生成气体的质量即为固体减少的质量,由图乙可知,m-d=a,即m=a+d;m-c=b,即m=b+c,所以a+d=b+c,故选项说法错误。D、氯酸钠分解需要吸热,镁粉与氧气反应生成氧化镁的过程中放热,促进氯酸钠的分解,故选项说法正确。故选：C。
二、填空题(本题共8小题,每空1分,共26分)
16、利用大气压原理解释现象时,有同学经分析后概括出以下思维模型：
(1)思维模型中的“ ”处应填 ▲ (填“开放”或“密闭”)。
图1 图2
(2)图2是“测定空气中氧气含量的实验”,待红磷燃烧火焰熄灭后,冷却,打开止水夹,可以观察到 ▲
。根据该思维模型,本实验是通过 ▲ 的方式来减小集气瓶中的气压的。
【答案】(1)密闭;(2)水被倒吸入集气瓶中;减少质量
【解析】【分析】【详解】(1)思维模型中的“？”处应填密闭。(2)图2是“测定空气中氧气含量的实验”,待红磷燃烧火焰熄灭后,冷却,打开止水夹,可以观察到水被倒吸入集气瓶中。根据该思维模型,本实验是通过减少质量(减少的是氧气)的方式来减小集气瓶中的气压的。故答案为：(1)密闭;(2)水被倒吸入集气瓶中;减少质量。
17、氮气通常情况下很难与其他物质发生反应。“碳分子筛制氮”是目前从空气中分离获得氮气的主要方法之一。碳分子筛为黑色柱状物(图1),表面和内部布满微孔,其直径为0.28~0.38nm。
(1)氮气分子和氧气分子直径分别为0.35nm和0.42nm,当空气(忽略空气中其他气体)从如图所示位置进入时,经过充足的时间,氮气可能被收集在 ▲ (填“甲”“乙”或“丙”)。
(2)汽车或摩托车上装有减震器(如图2左,图2右是其内部结构图)。活塞杆连接弹簧,当弹簧被压缩时,活塞杆往下运动,阻尼油通过活塞和阀门进入上面的腔室,同时,氮气也被压缩。此过程中,主要的能量变化是 ▲ 。
(3)用氮气来替代氧气能提高减震器的使用寿命,下列属于支持该观点的有 ▲ (可多选)。
A、氮气的化学性质比氧气稳定 B、氮气比热容比氧气比热容大
C、外界对气体做功时温度升高 D、充满气体的腔室与金属接触
【答案】(1)甲;(2)机械能转变为内能;(3)AB
【解析】(1)根据氮气的分子直径小于碳分子筛的孔径,而氧分子直径大于碳分子筛的孔径进行分析;(2)根据氢气被压缩,机械能转变为气体内能进行分析;(3)根据氮气的化学性质比氧气稳定,不会与减震器发生化学反应进行分析。
【分析】本题主要考查分子的特性等,注意完成此题,可以从题干中抽取有用的信息,结合已有的知识进行。
【详解】(1)氮气的分子直径小于碳分子筛的孔径,而氧分子直径大于碳分子筛的孔径,所以氮气会在甲中,故答案为：甲;(2)氢气被压缩,机械能转变为气体内能,故答案为：机械能转变为内能;(3)A、氮气的化学性质比氧气稳定,不会与减震器发生化学反应,故A正确;B、氮气比热容比氧气比热容大,提高减震器的使用寿命,故B正确;C、外界对气体做功时温度升高,与提高减震器的使用寿命无关,故C错误;D、充满气体的腔室与金属接触,与提高减震器的使用寿命无关,故D错误;故选：AB。故答案为：(1)甲;(2)机械能转变为内能;(3)AB。
18、自新型冠状病毒感染疫情发生以来,党和政府立刻作出重要部署,在“坚定信心、同舟共济、科学防治、精准施策”的指引下,全国上下同心战疫,共同打赢疫情防控阻击战!
材料一：新型冠状病毒肺炎是由2019新型冠状病毒(2019-nCoV)引起,呼吸道飞沫和密切接触传播是
主要的传播途径,以发热、乏力、干咳为主要表现。
材料二：新型冠状病毒对化学消毒剂敏感,75%酒精(C2H5OH)、过氧乙酸(CH3COOH)、84消毒液和紫外线均可灭活病毒。请根据上述材料回答：
(1)新冠病毒能使人体呼吸系统受到损害,人体呼吸系统由 ▲ 组成。
(2)小敏对灭杀新冠病毒的消毒液进行研究;
①相同个数的酒精分子和过氧乙酸分子,所含氢原子的个数比为 ▲ ;
②酒精中碳元素的质量分数为 ▲ 。(保留到0.1%)
(3)体外膜肺氧合(ECMO)对新冠患者的心肺功能给予支持,其核心部分是“人工肺”和“人工心脏”。
①人工肺也叫体外膜肺,是可以代替肺完成相应功能的生命支持系统(如图甲)。以下分析不正确的
是(▲)
A、隔离膜相当于肺泡壁和毛细血管壁
B、隔离膜应只允许氧气、二氧化碳等气体通过
C、增加隔离膜面积能提高气体交换效率
D、血液流经人工肺后,含氧量降低
②人工心脏实质是用“电动泵”替代心脏来推动血液循环。如图乙所示,将线圈ab缠绕并固定在活塞一端,利用与固定磁铁之间的相对运动,带动电动泵中的活塞,抽送血液。图中阀门K1只能向外自
由开启,反向则封闭管路;阀门K2只能向内自由开启,反向则封闭管路。当线圈中的电流从B流向A
时,线圈的左端为 ▲ 极,活塞处于 ▲ (填“抽血”或“送血”)状态。
【答案】(1)呼吸道和肺;(2)①3:2; ②52. 2%;(3)①D; ②N; 送血
【解析】【分析】【详解】(1)人体呼吸系统是人体与外界空气进行气体交换的一系列器官的总称,由呼吸道和肺组成;(2)①1个酒精分子含有6个氢原子,1个过氧乙酸分子含有4个氢原子,相同个数的酒精分子和过氧乙酸分子,所含氢原子的个数比为6:4=3:2;②酒精中碳元素的质量分数为：(12x2)÷(12x2+1x6+16)x100%≈52. 2%;(3)①A、肺泡壁和毛细血管壁都只是由一层上皮细胞构成,有利于肺泡和血液进行气体交换,正确;B、血液流经膜肺后,氧气进入血液,二氧化碳通过半透膜扩散出去,正确;C、图中的隔离膜相当于肺泡壁和毛细血管壁,增加隔离膜面积能提高气体交换效率,正确;D、血液流经膜肺后,氧气进入血液,二氧化碳通过半透膜扩散出去,血液流经人工肺后,含氧量升高,错误;故选：D。②根据右手定则,当线圈中的电流从B流向A时,线圈左端为N极,活塞右移,活塞处于送血状态。故答案为：(1)呼吸道和肺;(2)①3:2; ②52. 2%;(3)①D; ②N; 送血。
19、某技术人员研究大棚西瓜生命活动规律,并绘制了以下图示：图甲表示西瓜叶片白天进行的生理活动,图乙表示西瓜植株在一天内二氧化碳吸收量和释放量的变化情况。请分析回答有关问题。
(1)大棚基地内安装土壤温湿度传感器,可检测棚内温度及土壤中的含水量,实现瓜果、蔬菜的自动灌溉。水分在西瓜植株内向上运输的动力来自于植物进行的一项生理活动,可用图甲中的过程 ▲ (填图中字母)表示。
(2)西瓜中营养物质的合成与图甲中过程b有关,请写出该过程的反应式： ▲ 。
(3)图乙曲线中,光合作用开始的点和有机物积累最多的点分别是 ▲ (填图中字母)。
(4)若大棚内温度降低,图乙中的A点应向 ▲ (填“上”或“下”)移动。
【答案】(1)a;(2)二氧化碳＋水有机物(储存能量)＋氧气;(3)B、E;(4)上
【解析】【分析】【详解】(1)大棚基地内安装土壤温湿度传感器,可检测棚内温度及土壤中的含水量,实现瓜果、蔬菜的自动灌溉,根吸收的水分99%通过蒸腾作用散失掉了,水分在西瓜植株内向上运输的动力来自于植物进行的蒸腾作用可用图中过程a表示,故填：a;(2)绿色植物的光合作用是绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转变成贮存能量的有机物,并释放出氧气的过程,因此光能该生理过程的表达式是：二氧化碳＋水有机物(储存能量)＋氧气;(3)据图乙可见：B点后二氧化碳释放量减少,表明植物开始光合作用,E点由于持续了一天的光合作用,制造了大量的有机物,E点后光合作用弱于呼吸作用,所以E点积累的有机物多,故填：B、E;(4)呼吸作用受温度的影响,温度降低呼吸作用会受到抑制,因此呼吸作用释放的二氧化碳会减少,所以图乙的A点会上移。故答案为：(1)a;(2)二氧化碳＋水有机物(储存能量)＋氧气;(3)B、E;(4)上。
20、洗衣机槽清洁剂的主要成分是过碳酸钠(Na2CO4),过碳酸钠是一种白色晶体,溶于水时会与水反应生成碳酸钠和过氧化氢(化学方程式为Na2CO4+H2O=Na2CO3+H2O2)。现取少许过碳酸钠晶体,加入水形成溶液。
(1)取少量二氧化锰加入试管中,再加入适量该溶液,观察到有气泡产生,为了检验该气体,可用 ▲ 。
(2)待不再产生气泡时,得到的溶液呈 ▲ (选填“酸性”或“中性”或“碱性”)。
(3)生成的碳酸钠中碳元素的化合价为 ▲ 。
【答案】(1)带火星的木条;(2)碱性;(3) +4
【解析】(1)根据题意,过碳酸钠是一种白色晶体,溶于水时会与水反应生成碳酸钠和过氧化氢,进行分析解答。(2)根据过碳酸钠是一种白色晶体,溶于水时会与水反应生成碳酸钠和过氧化氢,进行分析解答。(3)根据在化合物中正负化合价代数和为零,进行分析解答。
【分析】本题难度不大,掌握盐的化学性质、化合物中正负化合价代数和为零、氧气的检验方法等是正确解答本题的关键。
【详解】(1)过碳酸钠是一种白色晶体,溶于水时会与水反应生成碳酸钠和过氧化氢,取少量二氧化锰加入试管中,再加入适量该溶液,观察到有气泡产生,是因为过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气,为了检验该气体,可用带火星的木条。(2)过碳酸钠是一种白色晶体,溶于水时会与水反应生成碳酸钠和过氧化氢,待不再产生气泡时,得到的溶液是碳酸钠溶液,显碱性。(3)在化合物中钠元素显＋1价,氧元素一般显－2价,设碳元素的化合价是x,根据在化合物中正负化合价代数和为零,可得：(＋1)x2+x+(-2)x3=0,则x=+4价。故答案为：(1)带火星的木条;(2)碱性;(3) +4。
21、氮氧化物(NOx)等气体破坏人类生存的环境。汽车尾气净化装置里装有Pd等过渡元素的催化剂,气体在催化剂表面吸附与解吸作用的机理如图所示。尾气净化装置中发生总反应的化学方程式为： ▲ 。
【答案】2NO+O2+4CO 4CO2+N2
【解析】根据2NO+O2=2NO2,2NO2+4CO4CO2+N2,可得总反应。
【分析】本题根据图考查了汽车尾气的主要污染物的处理,难度不大,只需读懂图就可完成,培养了学生分析问题的能力。
【详解】①2NO+O2=2NO2、②2NO2+4CO4CO2+N2,①+②可得：2NO+O2+4CO 4CO2+N2, 故答案为：2NO+O2+4CO 4CO2+N2。
22、有一瓶久藏的Na2SO3,欲测定该药品变质程度,进行如下定量分析：将试样烘干后称取 mg,用适量的蒸馏水配成溶液,加入足量的 BaCl2溶液使沉淀完全。滤出的沉淀经洗涤、干燥后,质量为ng。
(1)若试样部分变质,的范围为 ▲ 。
(2)若取试样m=10.0g,其中Na2SO3已有50%变质,则n为 ▲ g。
【答案】(1)<<;(2)16. 8
【解析】根据亚硫酸钠变质时与空气中的氧气反应生成硫酸钠,而亚硫酸钠和硫酸钠均能与氯化钡生成沉淀,所以可假设该试样全部是亚硫酸钠或硫酸钠,而后分别计算沉淀的量,进而得到的范围;根据试样变质一半后质量为10g,可求出该试样中硫酸钠和亚硫酸钠的质量进而利用化学方程式可求出生成的沉淀总量。
【分析】此题是一道较为复杂的计算题,解题的关键是采用极端假设的方式对相关的质量关系进行分析探讨,属于竞赛题型。
【详解】假定Na2SO3完全没变质,则加入BaCl2后,全部生成BaSO3沉淀;Na2SO3+BaCl2=BaSO3↓+2NaCl 126 217 mg ng 而假定Na2SO3完全变质(被氧化)为Na2SO4,则加入BaCl2后,全部生成BaSO4沉淀;Na2SO4+BaCl2=BaSO4↓＋2NaCl 142 233 mg ng ;(1)所以当试样部分变质的时候,一定介于二者之间,即<<;(2)假定原先没有变质的Na2SO3的质量为2xg,其中有50%变质,即有xg Na2SO3变质为Na2SO4,设生成的硫酸钠质量是y 2Na2SO3+O2=2Na2SO4 2x126 2x142 xg y y=g所以有y+x=10g,即：g+xg=10g,则x≈4. 7g;y=5. 3g依据=可知4. 7g亚硫酸钠与氯化钡反应生成的沉淀质量是=8.1g;而依据=可知5. 3g硫酸钠与氯化钡反应会生成沉淀的质量是=8.7g,所以n=8.1g+8.7g=16. 8g。故答案为：(1)<<;(2)16. 8。
23、根据图示装置回答有关问题：
(1)测定空气成分的方法很多,如图装置C不能测定空气中氧气含量的原因 ▲ 。
(2)你认为B与A相比,B装置的优点是 ▲ ,若A装置中,点燃红磷后缓慢放入装置内,所测定的氧气体积分数会 ▲ (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(3)装置D中实验开始时活塞前沿在5mL刻度处,足量白磷燃烧时,活塞移动方向 ▲ 。
【答案】(1)木炭燃烧生成二氧化碳气体,集气瓶内压强变化不明显;(2)环保,偏大;(3)先向右,再向左,并停留在刻度线4mL处
【解析】(1)根据实验中的红磷不可以用木炭来代替,由于木炭燃烧生成二氧化碳气体,集气瓶内压强变化不明显进行分析;(2)根据红磷燃烧时产生大量白烟,污染空气进行分析;根据应将点燃的红磷由上到下迅速伸入集气瓶以充分消耗瓶内氧气进行分析;(3)根据集气瓶内压强变化情况进行分析。
【分析】本题比较简单,主要考查测定空气里氧气含量的实验结论、现象、实验注意事项等,牢牢掌握测定空气中氧气含量的实验,是正确解决此类问题的关键。
【详解】(1)实验中的红磷不可以用木炭来代替,由于木炭燃烧生成二氧化碳气体,集气瓶内压强变化不明显,无法测定空气里氧气含量;(2)红磷燃烧时产生大量白烟,污染空气,故B与A相比装置的优点是环保;应将点燃的红磷由上到下迅速伸入集气瓶以充分消耗瓶内氧气,伸入速度慢会导致进入集气瓶的水大于,从而导致测定的氧气体积分数偏大;(3)燃烧的红磷刚伸入集气瓶时,集气瓶内温度升高,分子间间隔增大,压强增大,所以活塞先向右移动，接下来红磷燃烧消耗氧气,导致集气瓶内压强减小,从而使得活塞向左移动,最终停留在刻度线4mL处。故答案为：(1)木炭燃烧生成二氧化碳气体,集气瓶内压强变化不明显;(2)环保,偏大;(3)先向右,再向左,并停留在刻度线4mL处。
三、实验探究题(本题共4小题,每空2分,共30分)
24、小亮发现：收集的氧气占集气瓶容积的60%(空气占40%)时,能使带火星的木条复燃。那么,使带火星的木条复燃的氧气浓度的最低值是多少呢 小亮对此展开探究：
第一组实验：取5只集气瓶,编号为①、②、③、④、⑤,分别装入其总容积10%、20%、30%、40%、50%的水。用排水法收集氧气,恰好把5只集气瓶中的水排去。将带火星的木条依次插入①~⑤号瓶中,记录实验现象。
小亮在前一组实验的基础上又做了第二组和第三组实验,三组实验的数据和现象见下表。
第一组 第二组 第三组
集气瓶编号 ① ② ③ ④ ⑤ ① ② ③ ④ ⑤ ①
收集的O2占容积的体积分数 10 20 30 40 50 31 33 35 37 39 34
带火星木条的状况 微亮 亮 很亮 复燃 复燃 很亮 很亮 复燃 复燃 复燃 很亮
请根据实验回答下列问题：
(1)使用带火星的木条验满氧气的方法是否可靠 ▲ (填“是”或“否”)。
(2)采取“半值法”探究能减少实验次数。例如：第一组实验若按③、④的编号顺序进行实验,即可确定下一组实验收集的氧气占容积的体积分数应在30%~40%,从而省去编号为①、②、⑤的实验。同理,第二组实验可以省去的实验编号为 ▲ 。
【答案】(1)否;(2)①④⑤
【解析】(1)由题目给出的信息可知：收集的氧气占集气瓶容积的60%(空气占40%)时,能使带火星的木条复燃,因此这种验满方法不可靠;(2)“半值法”的应用可以减少实验的次数,节约时间,确定时采用的一般是中间值。
【分析】设计实验时,要明确实验的目的,要注意控制一些变量,本题还采用了“半值法”,从而可减少实验的次数,减少实验的过程。
【详解】(1)通过实验可以看出,氧气含量达到35%带火星的木条就可以复燃,所以用带火星的木条验满氧气的方法不可靠;(2)采取“半值法”探究能减少实验次数,实际上就是通过实验数据的分析,减少不必要的实验,第二组实验若按②、③的编号顺序进行实验,即可确定下一组实验收集的氧气占容积的体积分数应在33%~35%之间,从而省去编号①、④、⑤的实验。故答案为：(1)否;(2)①④⑤。
25、植物的新陈代谢要受到外界环境因素(如光、水分)的影响。如图表示一株叶面积为10分米2的植物在一定光照和一定二氧化碳浓度的条件下吸收二氧化碳的速度(单位：毫克/(分米2 小时)。请回答：
(1)B点表示的意义是 ▲ 。
(2)如果白天光照强度为n1时,植物能不能正常生长,为什么 ▲ 。
(3)在光照强度为n3的情况下光照4小时,该植物通过光合作用吸收的二氧化碳的质量为 ▲ 毫克。
(4)植物发生光合作用生成葡萄糖的化学方程式6CO2+6H2OC6H12O6+6O2,并根据此化学方程式计
算在光照强度为n3的情况下光照4小时,该植物发生光合作用生成的葡萄糖的质量为 ▲ 毫克(结果保留2位小数)。
【答案】(1)在光照强度为n1时,植物的光合作用与呼吸作用的速度正好相等;(2)不能;因白天在光照强度为n1时,植物的光合作用与呼吸作用的速度正好相等,即光合作用合成的有机物和呼吸作用消耗的有机物质量相等,但植物晚上只进行呼吸作用,因此从全天看,有机物的消耗大于积累,植物不能正常生长;(3)600mg;(4)409. 09mg
【解析】(1)根据图可知B点二氧化碳的吸收速度来分析解答;(2)根据植物的光合作用和呼吸作用和n1点意义来分析植物能否正常生长;(3)根据光照强度为n3的吸收速度、株叶面积为10分米2、光照4小时来计算光合作用吸收的二氧化碳的质量;(4)根据光合作用生成葡萄糖的化学方程式,将吸收的二氧化碳的质量代入方程式来计算生成葡萄糖的质量。
【分析】本题属于学科综合习题,较难,学生应注意分析光合作用和呼吸作用的过程,而计算光合作用吸收的二氧化碳的质量是解答本题的难点。
【详解】(1)由图可知在n1时,二氧化碳的吸收速度为0,即在该点植物的光合作用与呼吸作用的速度正好相等,达到动态平衡,故答案为：在光照强度为n1时,植物的光合作用与呼吸作用的速度正好相等;(2)根据白天光照强度较长时间为n1时,可知n1时植物的光合作用与呼吸作用的速度正好相等,则植物光合作用合成的有机物等于呼吸作用消耗的有机物,若从全天来看,晚上指进行呼吸作用,则植物消耗的有机物大于光合作用合成的有机物,所以植物不能正常生长,答：不能;因白天在光照强度为n1时,植物的光合作用与呼吸作用的速度正好相等,即光合作用合成的有机物和呼吸作用消耗的有机物质量相等,但植物晚上只进行呼吸作用,因此从全天看,有机物的消耗大于积累,植物不能正常生长;(3)因曲线表示的是净光合量,则该植物通过光合作用吸收的二氧化碳为吸收加上抵消呼吸那部分的消耗,即光合作用的吸收速度为10-(－5)=15毫克／(分米2·小时),再由株叶面积为10分米2、光照4小时,则光合作用吸收的二氧化碳的质量为15毫克／(分米2·小时)x10分米2x4小时=600毫克,故答案为：600;(4)设生成葡萄糖的质量为x毫克,6CO2+6H2OC6H12O6+6O2 264 180 600mg x 解得x=409. 09mg,答：该植物发生光合作用生成的葡萄糖的质量409. 09mg。故答案为：(1)在光照强度为n1时,植物的光合作用与呼吸作用的速度正好相等;(2)不能;因白天在光照强度为n1时,植物的光合作用与呼吸作用的速度正好相等,即光合作用合成的有机物和呼吸作用消耗的有机物质量相等,但植物晚上只进行呼吸作用,因此从全天看,有机物的消耗大于积累,植物不能正常生长;(3)600mg;(4)409. 09mg。
26、质量守恒定律的发现,对科学发展作出了重要贡献。
【验证质量守恒定律】
(1)实验小组分别选取以下三组药品,通过称量比较各组物质在密闭容器内混合前后的总质量,不能达
到目的的有 ▲ ;
A、二氧化碳和澄清石灰水 B、铜和稀盐酸 C、白磷和空气
【运用质量守恒定律】
在一密闭容器内有4种物质A、B、C、D,它们在一定条件下发生化学反应。其中A、B、C的微观示意图和反应前后各物质的质量如下表所示。
物质 A B C D —氢原子—氧原子—碳原子
微观示意图
反应前质量/g 100 1 1 46
反应后质量/g 4 89 55 x
(2)x值为 ▲ 。
(3)图中属于氧化物的有 ▲ (填字母代号)。
(4)若D的相对分子质量为46,则该物质的化学式是 ▲ 。
【答案】(1) B;(2) 0;(3) BC;(4) C2H5OH
【解析】(1)根据发生的反应进行分析;(2)根据质量守恒定律,由物质质量的增减量可确定反应物和生成物的质量,从而得出X的值;(3)根据氧化物的概念分析;(4)根据物质中元素的质量可确定构成物质的原子个数比,从而得到物质的化学式。
【分析】化学反应遵循质量守恒定律,即化学反应前后,元素的种类不变,原子的种类、总个数不变,这是书写化学方程式、判断物质的化学式、判断化学计量数、进行相关方面计算的基础。
【详解】(1)A、二氧化碳和澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀和水,能够验证质量守恒定律;B、铜和稀盐酸不反应,不能验证质量守恒定律;C、白磷和空气在点燃条件下生成五氧化二磷,且在密闭容器中,能够验证质量守恒定律;(2)根据质量守恒定律,由表中数据可知：二氧化碳的质量增加了89g-1g=88g,可确定二氧化碳是生成物;水蒸气的质量增加了55g-1g=54g,可确定水蒸气是生成物;氧气的质量减少了100g-4g=96g<88g+54g,可确定氧气和D都是反应物。D减少的质量为：88g+54g-96g=46g,因此x的值为：46-46=0;(3)因反应物中的氧气里只含氧元素,因此生成物中的碳元素和氢元素一定来自D,即D中一定含有碳、氢两元素,生成物中氧元素的质量为88gx+54gx112g>96g,可确定生成物中的一部分氧元素来自D,即D中一定含有氧元素,所以D中含有三种元素;根据氧化物的概念可知,只有BC符合氧化物的概念;(4)因反应物中的氧气里只含氧元素,因此生成物中的碳元素和氢元素一定来自D,即D中一定含有碳、氢两元素,生成物中氧元素的质量为88gx+54gx112g>96g,可确定生成物中的一部分氧元素来自D,即D中一定含有氧元素,D中碳、氢、氧三种元素的质量比为88gx:54gx:(112g-96g)=12:3:8,因此D中碳、氢、氧三种元素的原子个数比为=2:6:1,故D的化学式为C2H5OH。故答案为：(1) B;(2) 0;(3) BC;(4) C2H5OH。
27、化学小组同学设计了探究二氧化碳与氢氧化钠溶液反应的方案,实验步骤如下：
①如甲图所示装置的气密性良好,三个250mL的烧瓶内收集满CO2气体,三个注射器内各装有90mL的液体(分别是水、40%的氢氧化钠溶液、饱和澄清石灰水)。连接好装置和压强传感器。
②三位同学同时迅速将注射器内90mL的液体注入各自烧瓶中,关闭活塞。
③一段时间后,同时振荡烧瓶。观察传感器定量实时地传回烧瓶内气压变化形成的图像情况如乙图所示。
试回答下列问题：
(1)曲线1对应反应的化学方程式为 ▲ ;曲线1与曲线2差异不大的原因是 ▲ 。
(2)导致曲线1中CD段气压急速减小的操作是 ▲ 。不改变装置和药品的情况下,进一步降低E点的方法是 ▲ 。
(3)对比曲线1、2、3,不能得出的结论是 ▲ (填序号)。
①CO2能与水发生反应 ②CO2能与 NaOH溶液发生反应
③检验CO2用饱和澄清石灰水较合适 ④吸收CO2用NaOH溶液较合适
【答案】(1)H2O+CO2=H2CO3;氢氧化钙微溶于水,能吸收较少的二氧化碳;(2)振荡烧瓶;使烧瓶内物质冷却;(3)①③
【解析】(1)由图象分析知,曲线1为水,曲线3压强变化最大,则曲线3是二氧化碳与氢氧化钠溶液的图象,二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水;曲线2是氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙和水,曲线1与曲线2差异较大的原因是氢氧化钙微溶于水,饱和氢氧化钙溶液中含有氢氧化钙的量很少,影响了二氧化碳的吸收;(2)振荡烧瓶会加快二氧化碳的溶解;使烧瓶内物质冷却,温度降低压强也会减小;(3)根据三个实验的现象对比进行分析即可。
【分析】解答本题关键是熟悉实验分析的方法,善于从图象中获得有用信息,知道常见化学方程式的书写,善于通过现象分析得出结论。
【详解】(1)曲线3压强变化最大,则曲线3是二氧化碳与氢氧化钠的图象,二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,反应的化学方程式为：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O;曲线2是氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙和水;曲线1与曲线2差异较大的原因是氢氧化钙微溶于水,吸收的二氧化碳较少。(2)振荡烧瓶会加快二氧化碳的溶解;使烧瓶内物质冷却,温度降低压强也会减小。(3)二氧化碳能溶于水,所以通过以上实验不能得出二氧化碳与水反应,需要做一个对照实验即可,所以不能得出①结论;加入氢氧化钠后二氧化碳急速减少,压强减小的很明显,说明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应,故能得出②的结论;由于饱和的澄清石灰水吸收二氧化碳很少,不能用来检验二氧化碳,用石灰水的不饱和溶液较好,故不能得出③的结论;由于氢氧化钠溶液吸收二氧化碳比较多,所以吸收CO2用NaOH溶液较合适,故能得出④的结论。故答案为：(1)H2O+CO2=H2CO3;氢氧化钙微溶于水,能吸收较少的二氧化碳;(2)振荡烧瓶;使烧瓶内物质冷却;(3)①③。
四、解答题(本题共2小题,第28题6分,第29题8分,共14分)
28、二氧化碳是主要的温室气体,大气中二氧化碳的浓度升高,会导致温室效应进而对全球自然生态系统产生影响,如气候异常海平面升高、冰川融化等。
我国向国际社会作出郑重承诺,二氧化碳排放量力争于2030年前达到峰值,努力争取在2060年前实现
碳中和(如图甲),树立了大国形象,彰显了大国担当,回答下列问题：
(1)如图乙所示的实验装置模拟二氧化碳产生温室效应,左侧集气瓶中盛放空气,右侧集气瓶中盛放二氧化碳气体,如果观察到 ▲ 现象,可以证明二氧化碳是可以产生温室效应的气体。
(2)图丙是自然界中碳一氧循环的示意图,结合图丙分析当前大气中二氧化碳含量上升的主要原因是 ▲ ,“碳中和”是指二氧化碳的排放总量和减少总量相当,下列做法不符合“碳中和"理念的是 ▲ (填序号)。
A、骑行共享单车,倡导绿色出行
B、推广火力发电,满足用电需求
C、开展植树造林优化生态环境
(3)2022年4月28日我国科学家在国际学术期刊《自然-催化》上发表成果——实现二氧化碳到葡萄糖的合成,开辟了一条二氧化碳转化的新途径。假设二氧化碳合成葡萄糖碳元素的转化率为100%,合成36kg葡萄糖(分子式C6H12O6)可以吸收 ▲ kg二氧化碳。
【答案】(1)食用油a端上升,b端下降;(2)化石燃料的燃烧和汽车尾气的排放; B; (3)52. 8
【解析】(1)根据二氧化碳含量增大,气温升高进行分析;(2)根据丙图中产生二氧化碳的途径及选项中的做法进行分析;(3)根据反应前后碳元素质量不变进行分析。
【分析】本题主要考查学生对碳中和和碳达峰的认识及根据元素质量计算物质质量的能力,难度不大。
【详解】(1)二氧化碳含量高,气温会升高,因此看到的现象是食用油a端上升,b端下降;(2)由丙图可得,当前大气中二氧化碳含量上升的主要原因是化石燃料的燃烧和汽车尾气的排放,骑行共享单车,倡导绿色出行和开展植树造林优化生态环境都符合碳中和;(3)化学反应前后元素质量不变,则可以吸收二氧化碳的质量为36kgxx100%÷x100%=52. 8kg。故答案为：(1)食用油a端上升,b端下降;(2)化石燃料的燃烧和汽车尾气的排放; B; (3)52. 8。
29、现有HCl与 CaCl2的混合溶液,为了分析混合溶液中HCl和CaCl2的质量分数,设计了如下实验方案：
【实验数据]实验共记录了两组数据：
第①组,气体吸收完全后,NaOH溶液质量增加4.4g;
第②组,沉淀完全后,经过滤、洗涤、烘干后得到固体的质量为10g。
根据实验设计及有关数据进行分析与计算：
(1)混合溶液中 HCl的质量分数为 ▲ 。(只写结果)
(2)混合溶液中 CaCl2的质量分数为多少 (写出计算过程)
(3)实验中混合溶液与Na2CO3溶液恰好完全反应,经过滤后所得“滤液”中溶质的质量分数为 ▲ 。
(不考虑过滤中的损失;只写结果,精确到0.1%)
若在100g混合溶液中不断加入10.6%的 Na2CO3的溶液,请你画出加入Na2CO3溶液的质量与产生沉淀的质量的关系图。
【答案】(1)7. 3%;(2)11. 1%;(3)8. 2%;(4)作图见如图曲线
【解析】【分析】【详解】(1)氢氧化钠溶液增加的质量即为碳酸钠和盐酸反应生成二氧化碳的质量,即为4. 4g,设混合溶液中含有氯化氢的质量为x,生成氯化钠的质量为y,消耗碳酸钠的质量为z Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ 106 73 117 44 z x y 4.4g 解得：x=7.3g,y=11.7g,z=10.6g,混合溶液中HCl的质量分数为：x100%=7. 3%。(2)设混合溶液中CaCl2的质量为m,生成氯化钠的质量为n,消耗碳酸钠的质量为p CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl 111 106 100 117 m p 10g n 解得：m=11.1g,n=11.7g,p=10.6g;混合溶液中CaCl2的质量分数为：x100%=11.1%;答：混合溶液中CaCl2的质量分数为11. 1%。(3)据发生的化学反应可以知道反应后得到的滤液为氯化钠溶液,滤液中溶质氯化钠的质量为：11.7g+11.7g=23. 4g,盐酸消耗碳酸钠溶液的质量为：10. 6g÷10. 6%=100g,氯化钙消耗碳酸钠溶液的质量为：10. 6g÷10. 6%=100g所以反应后溶液的质量为：100g+100g+100g-4. 4g-10g=285. 6g故反应后滤液中溶质的质量分数为：x100%=8. 2%。(4)根据题中所给物质的性质可以知道,在盐酸存在的情况下碳酸钙不可能以沉淀的形式析出,所以加入的碳酸钠要先和盐酸反应,根据(3)的解答可以知道,盐酸消耗碳酸钠溶液的质量为100g,即当滴入100g碳酸钠溶液后才会产生沉淀,其中生成沉淀的质量为10g,此时一共消耗碳酸钠溶液的质量为100g+100g=200g,可以据此描点连线得出加入Na2CO3溶液的质量与产生沉淀的质量的关系图(见答案)。故答案为：(1)7. 3%;(2)11. 1%;(3)8. 2%;(4)作图见如图曲线
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