3.1空气与氧气 同步练习（能力提高）（含解析）

2024浙教版八下科学第三章第一节3.1空气与氧气同步练习（能力提高）
一、选择题
1．下列与氧气有关的实验操作，需要纠正的是（　　）
A．制取氧气
B．排水法收集氧气
C．检验氧气
D．硫在氧气中燃烧
2．已知相同情况下，氧气的密度大于空气的密度，则空气中氧气的质量分数（　　）
A．约等于21% B．大于21% C．小于21% D．无法确定
3．下列操作正确的是（　　）
A．氯气验满 B．过滤
C．稀释浓硫酸 D．测定溶液酸碱度
4．O2和CO2总与我们如影随形，下列关于它们的说法，错误的是（　　）
A．O2具有助燃性，而CO2可用来灭火
B．空气中O2过多时无害，而CO2过多时会形成酸雨
C．它们都可用向上排空气法收集
D．光合作用和呼吸作用是自然界中O2和CO2的循环途径
5．下列关于空气的说法，错误的是（　　）
A．氮气的化学性质不活泼，常用作保护气体
B．氧气的化学性质比较活泼，能与许多物质发生反应
C．稀有气体在通电时能发出不同颜色的光
D．二氧化碳是空气污染物之一
6．将空气中下列各成分所占的体积按从小到大的顺序排列，正确的是（　　）
①氧气 ②氮气 ③二氧化碳 ④稀有气体
A．③④①② B．④③①② C．②①④③ D．①③②④
7．下列关于 O2 和 CO2 的说法中，正确的是（　　）。
A．都含有氧元素 B．都是氧化物
C．都含有氧气分子 D．都能使带有火星的木条复燃
8．用氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气，混合物的质量变化情况如图所示。下列说法中正确的是（　　）
A．反应到t1时生成了（a-b）克氧气
B．P点处的固体成分是KCl、KClO3和MnO2
C．在反应过程中，KCl的质量分数不断减小
D．在0～t2时段，MnO2在混合物中的含量不断增大
9． 下列有关空气的说法中不正确的是（　　）
A．空气中含量较多且性质最活泼的气体是氧气
B．从空气中分离出来的稀有气体是纯净物
C．拉瓦锡首先证明了空气由氮气和氧气组成
D．工业制氧气是一种物理变化
10．对氧气物理性质的叙述正确的是（　　）
A．极易溶于水
B．在标准状况下，密度比空气略大
C．在-183℃时变成无色液体
D．在-218℃时变成白色固体
11．我们用分离液态空气法分离空气中的氮气和氧气。在低温下加压，把空气转变为液态空气，然后蒸发。由于液氮沸点是-196℃，液氧沸点是-183℃，则下列说法正确的是（　　）
A．先收集到的主要是氧气 B．先收集到的主要是氮气
C．氮气和氧气同时收集到 D．以上说法都不正确
二、填空题
12．有如图所示的仪器和KClO3、MnO2、稀硫酸、石灰石、稀盐酸等药品可供选择，请回答下列问题：
（1）要制取并收集CO2气体，选择的仪器是　 　(填序号)，选择的药品是　 　。
（2）若再补充一种药品 ，也可用上述制取CO2的装置来制取O2，需补充的药品是　 　。
（3）若再补充一种仪器，并选择上述原有仪器和药品来制取并收集O2，需要补充的仪器是　 　，选择的药品是　 　。
13．如图可用来收集氧气，若用向上排空气法收集氧气，则氧气从　 　（填“左”或“右”，下同）导管通入，空气从　 　导管排出。若要检查是否已收集满氧气，可用带火星的木条放在　 　导管处。如用排水法收集氧气，可先把集气瓶装满水，氧气从　 　导管通入，水从　 　 导管排出。
14．工业制法；分离液态空气，利用　 　，这个过程属于物理变化。
15．如图是小亮同学对氧气制取方法的梳理，请回答下列问题。
（1）用方法D制取氧气属于　 　(填“物理”或“化学”)变化。
（2）方法 A的反应物中，锰元素的化合价为　 　。
（3）从绿色环保的角度考虑，实验室制取氧气的最佳方法是 A、B、C 三个方法中的　 　(填字母)，写出用该方法制取氧气的化学方程式：　 　。
16．实验室常用高锰酸钾制取氧气，装置如图。
（1）仪器A 的名称是　 　，能用图示方法收集氧气，说明氧气具有　 　的性质。
（2）实验结束时，若没有把导管移出水面，就熄灭酒精灯，则可能导致的后果是　 　。
三、实验探究题
17．某项目学习小组为迎接学校科技节，开展主题为"自制简易家庭制氧机”的项目化学习活动。
[探秘原理]通过对市场上制氧机的调查，发现制氧机的制氧原理主要分三类：空气分离制氧，电解水制氧和化学试剂制氧。学习小组讨论后，决定采用化学试剂制氡。（产品设计）
（1）选择器材；根据原理需求，项目小组先组装了如图1的装置，试验后，小组同学觉得在图1装置后面最好连接一个储气装置(如图2)，为达到储气目的，应将图2中的　 　端(选填b或c)与图1中a端相接。
（2）选择制氧剂；市场上销售的化学试剂制氧机一般以过氧化氢溶液或过碳酸钠固体为主要原料。该小组为比较两种制氧剂的制氧效果，通过实验，获得如图3的实验数据。结合图3，分析该小组选用过碳酸钠固体作为便拆式制氧机制氧剂的理由是　 　。
（3）学校科技节准备对“自制简易家庭制务机"进行展示评比活动，项目学习小组结合评价量表中安全方便这项指标，对自己的产品进行如图4改进，最终达到评价量表“优秀”要求。评价盘表中“优秀”栏的内容应该是　 　(评价量表)
18．某研究性学习小组欲利用下列装置进行相关气体制取的探究，请你分析并填空。
（1）写出图中仪器a名称　 　。
（2）实验室制取二氧化碳的化学方程式是　 　 。应选择的气体发生装置是　 　，气体收集装置是　 　(填序号)。
（3）实验室加热氯酸钾和二氧化锰制取氧气的化学方程式是 ，该反应为　 　反应(填反应类型)。若用盛满水的 F 装置收集氧气，应从导管　 　(选填“①”或“②”)通入。
（4）甲烷是一种无色、无味、难溶于水、密度小于空气密度的气体，实验室用加热无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物的方法制取甲烷，则实验室制取并收集甲烷应选择的装置组合是　 　 。
19．为测定空气里氧气的含量，兴趣小组同学分别进行了下列三个实验。
（1）根据甲图所示实验，红磷燃烧的现象是　 　，反应的化学方程式是　 　。
（2）用乙图所示实验测定空气中氧气的含量(钟罩内体积进行6等分，实验前液面停留在刻度“1”处)。
①氢氧化钠溶液的作用是　 　。
(用化学方程式表示)
②燃烧一段时间后，蜡烛熄灭。冷却至室温，钟罩内液面高度低于刻度“2”，可能的原因是　 　(写一条)。
（3）根据丙图所示实验测定空气中氧气的含量。(实验前止水夹a、b关闭，容器中的药品足量)先打开a、b，通入空气，当液面下降至燃烧匙　 　(选填“以上”或“以下”)，关闭 a、b，测得进入量筒中水的体积为V1；用强光照射引燃白磷；待白磷熄灭后冷却室温；打开b，观察的现象是　 　，测得量筒内水的体积为 V2。通过该实验测得空气中氧气的体积分数为(用含V1、V2的式子表示)　 　。
20．市场上有一种“茶垢净”，遇到热水后会产生氧气，并能深入微小的缝隙快速去除茶垢。
（1）向“茶垢净”中倒入热水，收集一瓶氧气，将带火星的木条伸入，能观察到　 　。
（2）如图所示为一台简易制氧机，A瓶中装有“茶垢净”、二氧化锰和水，氧气可从B瓶盖子上的出气孔排出，供人呼吸。A瓶的导管伸入B瓶水中的目的是　 　（写出一点）。
（3）现有一瓶“茶垢净”，其制氧量相当于119克过氧化氢分解产生的氧气量。某人吸氧时需要制氧机提供每分钟0.5升的氧气，请计算用这瓶“茶垢净”制得的氧气，最多能供他持续吸氧　 　分钟。（氧气密度取1.4克/升）
21．某款市售制氧杯具有供氧快、便携带、易操作、成本低的特点。图1为制氧杯实物图，图2为制氧杯内部结构剖面示意图，图3为制氧剂的相关信息。利用该制氧杯制氧，产生的氧气可以在剧烈运动后即时补氧，也可以供老人、孕妇等在家中和户外急救补氧。
【使用步骤】
Ⅰ．取下杯盖，在甲杯中加入A、B两种制氧剂，再加入清水至相应水位；
Ⅱ．取下与杯盖相连的乙杯，在乙杯中加入适量清水，将乙杯装回杯盖的中央正下方；
Ⅲ．将带有乙杯的杯盖和甲杯旋紧，形成一个如图1所示的整体；
Ⅳ．待出气孔②处有氧气逸出时，通过医用导气管供人呼吸补氧。
回答下列问题：
（1）在乙杯中加入清水的作用是　 　；
（2）在甲杯中加入清水至相应水位，清水除了溶解制氧剂A并使制氧反应发生以外，还具有的作用是　 　；
（3）请运用所学知识，并结合以上信息，解释该制氧杯能快速产生氧气并能从出气孔②快速逸出的原因．
答案解析部分
1．【答案】A
【解析】【分析】根据实验室制取氧气的实验步骤、实验操作的注意事项分析。
【解答】A. 图中实验，长颈漏斗的末端没有伸入液面以下，会导致生成的氧气从长颈漏斗中逸出，需要纠正，故错误，符合题意；
B. 氧气不易溶于水，可用排水法收集，故正确，不符合题意；
C. 氧气能支持燃烧，可将带火星的木条伸入瓶中，若木条复燃，说明已集满，故正确，不符合题意；
D. 硫在氧气中燃烧生成二氧化硫，为防止污染空气，集气瓶的底部要放少量的水，以吸收二氧化硫，防止污染空气，故正确，不符合题意；
故答案为：A。
2．【答案】B
【解析】【分析】根据空气中氧气体积分数及氧气密度比空气大分析。
【解答】 已知相同情况下，氧气的密度大于空气的密度，空气中氧气体积分数为21%，则空气中氧气的质量分数大于21%。
故选B。
3．【答案】C
4．【答案】B
【解析】【分析】A、根据氧气的助燃性，二氧化碳不支持燃烧的性质分析；
B、根据二氧化碳不是形成酸雨的气体分析；
C、根据二氧化碳和氧气的密度都比空气大分析；
D、根据光合作用和呼吸作用原理分析。
【解答】A、 O2具有助燃性，二氧化碳不支持燃烧，可用来灭火 ，不符合题意；
B、 CO2不是形成酸雨的气体 ，符合题意；
C、氧气和二氧化碳密度比空气大， 它们都可用向上排空气法收集 ，不符合题意；
D、 光合作用时水和二氧化碳反应生成氧气和水，呼吸作用时氧气转化为二氧化碳和水，光合作用和呼吸作用是自然界中O2和CO2的循环途径 ，不符合题意；
故选B。
5．【答案】D
【解析】【分析】根据二氧化碳为空气主要成分不是污染物分析。
【解答】 二氧化碳是空气中主要成分，无毒，不是是空气污染物；
故选D。
6．【答案】A
【解析】【分析】根据空气组成及各成分的体积分数分析。
【解答】空气中按体积分数计算，氮气占78%，氧气占21%，二氧化碳占0.03%，稀有气体占0.94%，由小到大的顺序为③④①② 。
故选A。
7．【答案】A
【解析】【分析】根据物质的组成与分类进行解答。
【解答】A.根据氧气和二氧化碳的化学式可以看出，氧气是由氧元素组成，二氧化碳是由碳元素和氧元素组成，它们都含氧元素，故A正确；
B.氧气是由一种元素组成的纯净物，属于单质，故B错误；
C.氧气中含有氧分子，二氧化碳中不含氧分子，故C错误；
D.氧气能够使带火星的木条复燃，但二氧化碳不能使带火星的木条复燃，故D错误。
故答案为：A。
8．【答案】B
【解析】【分析】氯酸钾在二氧化锰的催化作用下加热反应生成氯化钾和氧气。
【解答】A. t1时，固体混合物的质量不变，此时氯酸钾还没有分解，还没有生成氧气，故错误；
B. P点处氯酸钾还没有完全分解，固体成分是KCl、KClO3和MnO2，故正确；
C. 氯酸钾在二氧化锰的催化作用下加热反应生成氯化钾和氧气，在反应过程中，KCl的质量分数从0开始不断增大，固体的质量逐渐减少，氯化钾的质量分数变得，故错误；
D. 加热到一定温度氯酸钾才能分解，二氧化锰作催化剂，反应前后质量不变，但随着反应的进行，氧气逸出，剩余固体的质量逐渐减少，则在0～t2时段，MnO2在混合物中的含量先不变，后不断增大，至完全反应不再发生改变，故错误；
故答案为：B。
9．【答案】B
【解析】【分析】A、根据空气的组成及氮气和氧气的化学性质分析；
B、根据稀有气体为氦、氖、氩等气体的总称分析；
C、根据拉瓦锡首先证明了空气由氮气和氧气组成分析；
D、根据没有新物质生成的变化为物理变化分析。
【解答】A、氮气在空气中含量最多，但化学性质不活性， 空气中含量较多且性质最活泼的气体是氧气 ，不符合题意；
B、 稀有气体为氦、氖、氩等气体的总称，从空气中分离出来的稀有气体是混合物 ，符合题意；
C、 拉瓦锡首先证明了空气由氮气和氧气组成 ，不符合题意；
D、 工业制氧气是利用氮气和氧气沸点不同进行分离，没有新物质生成，是一种物理变化 ，不符合题意；
故选B。
10．【答案】B
【解析】【分析】根据氧气的物理性质分析。
【解答】A、氧气不易溶于水，不符合题意；
B、 在标准状况下，密度比空气略大 ，符合题意；
C、 在-183℃时变成蓝色液体 ，不符合题意；
D、 在-218℃时变成蓝色固体 ，不符合题意；
故选B。
11．【答案】B
【解析】【分析】根据空气中氮气沸点低于氧气分析。
【解答】加热蒸发液态空气时，氮气沸点低，氮气先蒸发出去，先收集到的主要是氮气 ，；
故选B。
12．【答案】（1）①②⑦⑧；石灰石 、稀盐酸
（2）过氧化氢溶液(或双氧水)
（3）试管；KClO3 、MnO2
13．【答案】左；右；左；左；右
【解析】【分析】根据密度容器中收集气体，若排出物质密度大于收集气体，则气体从短导管进入，若排出物质密度小于气体，由气体从长导管通入分析。
【解答】 若用向上排空气法收集氧气，则氧气从右侧长导管通入，空气从左侧短导管排出。 若要检查是否已收集满氧气，可用带火星的木条放在左侧导管口处观察木条是否复燃，氧气密度小于水，若用排水法收集氧气， 可先把集气瓶装满水，氧气从 左侧短导管通入，水从右侧长导管排出。
故答案为：右、左、左、左、右。
14．【答案】液氧和液氮的沸点不同
【解析】【分析】根据工业制氧的方法解答。
【解答】工业制法；分离液态空气，利用液氧和液氮的沸点不同，这个过程属于物理变化。
15．【答案】（1）物理
（2）+7
（3）B；2H O 2H O+O ↑
【解析】【分析】从图中可以看出，A是加热高锰酸钾制取氧气；B是分解过氧化氢制取氧气；C是加热分解氯酸钾制取氧气；D是分离空气制取氧气。
【解答】（1）用方法D制取氧气时，只是氧气的状态发生变化，没有新物质生成，发生的是物理变化；
（2）在KMnO4中，钾元素的化合价为+1，氧元素的化合价为-2，设锰元素的化合价为x，则，解得x=+7；
（3）A、B、C三种方法制取氧气时，利用过氧化氢制取氧气时，不需要加热，节能环保，因此B是最佳方法；其化学方程式为：。
故答案为：（1）物理；（2）+7；（3）B；。
16．【答案】（1）集气瓶；难溶于水且不与水反应
（2）试管炸裂
【解析】【分析】（1）排水法收集氧气，说明氧气具有难溶于水且不与水反应的性质。
（2）根据试管受热不均匀，会炸裂分析。
【解答】（1）仪器A 的名称是集气瓶，能用图示方法收集氧气，采用的是排水法收集氧气，说明氧气具有难溶于水且不与水反应的性质。
（2）实验结束时，若没有把导管移出水面，就熄灭酒精灯，在大气压作用下，水会倒流回到试管，试管受热不均匀，会炸裂，则可能导致的后果是试管炸裂。
17．【答案】（1）b
（2）过碳酸钠产氧速率比过氧化氢高，便于携带。
（3）导管少，气密性好，反应装置和洗气装置合并，方便携带。
【解析】【分析】 （1）根据氧气的密度比空气大来分析；
（2）根据图3分析二者氧气的产生速率大小，以及是否容易携带即可；
（3）根据表格数据分析合格和待改进的角度，进而确定优秀和合格中改进的方面即可。
【解答】 （1）氧气的密度比空气大，会沉积在容器底部，因此为达到储气目的，应将图2中的b与图1中a端相接；
（2）结合图3可知：该小组选用过碳酸钠固体作为便携式制氧机制氧剂的理由是过碳酸钠产氧速率比过氧化氢高，便于携带；
（3）由图示信息、其他产品的特点可知，评价量表中“优秀”栏的内容应该是导管少，气密性好，反应装置和洗气装置合并，方便携带。
18．【答案】（1）试管
（2） ；B；D
（3）；分解
（4）AC或AE或AF
19．【答案】（1）产生大量白烟；
（2） ；氧气有剩余(合理即可)
（3）以下；量筒内的水进人集气瓶；
20．【答案】（1）木条复燃
（2）净化气体
（3）80
【解析】【分析】过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气。
根据反应的化学方程式，提供数据可以进行相关方面的计算。
【解答】（1）向“茶垢净”中倒入热水，收集一瓶氧气，将带火星的木条伸入，能观察到带火星的木条复燃。
（2）A瓶的导管伸入B瓶水中的目的是净化气体（或观察产生气体的速度）。
（3）设生成的氧气质量为m，
2H2O2 2H2O+ O2↑
68 　 32
119克 　 m
m=56克
V=m/p=56克/1.4克/升=40升
t=40升/0.5升/分钟=80分钟
答：用一瓶茶垢净制得的氧气能供该人持续吸氧80分钟。
21．【答案】（1）通过观察气泡的速度知道供氧的快慢，湿润氧气
（2）增大反应物间的接触面积，控制氧气产生的速率
（3）①过氧化氢溶液分解会产生氧气
②二氧化锰是该反应的催化剂，能加快过氧化氢的分解
③气体增多使甲杯内上方压强增大，大于外界大气压
【解析】【分析】双氧水制氧气的实验中，二氧化锰作催化剂，可以改变化学速率，但是本身的质量和化学性质不发生改变；氧气是一种无色无味的气体，密度比空气大，不易溶于水，能够供给呼吸；
【解答】（1） 在乙杯中加入清水的作用是通过观察气泡的速度知道供氧的快慢，湿润氧气；
（2）在甲杯中加入清水至相应水位，清水除了溶解制氧剂A并使制氧反应发生以外，还具有的作用是清水可以增大反应物间的接触面积，控制氧气产生的速率 ；
（3）该制氧杯能快速产生氧气并能从出气孔②快速逸出的原因是因为①过氧化氢溶液分解会产生氧气；②二氧化锰是该反应的催化剂，能加快过氧化氢的分解； ③气体增多使甲杯内上方压强增大，大于外界大气压，所以可以从气孔而跑出去；
故答案为：（1） 通过观察气泡的速度知道供氧的快慢，湿润氧气 （2） 清水还可以增大反应物间的接触面积，控制氧气产生的速率 （3） ①过氧化氢溶液分解会产生氧气；②二氧化锰是该反应的催化剂，能加快过氧化氢的分解；③气体增多使甲杯内上方压强增大，大于外界大气压
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