八下科学 第3章 空气与生命 重点实验探究题专项训练（含答案）

八下科学第三章空气与生命重点实验探究题专项训练
一、测定空气中氧气含量实验
1、 1774年10月，拉瓦锡利用如图装置研究空气的成分。曲颈甑和玻璃钟罩内都为汞，最终他确认了一种新气体，并正式命名为“氧气”。通过实验拉瓦锡彻底地推翻了燃素说，并建立起科学的燃烧学说。
科学史再现：如图所示，调节玻璃钟罩内汞液面与汞槽中的汞液面相平，做好标记，测得九年级科学质量监测玻璃钟罩内约有36体积的空气，曲颈甑内约有14体积的空气。精确记录装置内温度和气压，点燃炉火加热装置，约12天判断已经完全反应熄灭火炉。让器皿冷却至初始温度，移动钟罩使钟罩内汞液面再次和汞槽中汞液面相平，测得装置总剩余气体为43体积。反应的化学方程式为：2Hg+O2 2HgO，汞为银白色液体，氧化汞（HgO）为红色固体。
（1）判断拉瓦锡实验中汞和氧气已完全反应的依据是___________。
（2）在拉瓦锡实验中，汞的作用有___________。（写出1点即可）
（3）拉瓦锡实验测得的空气中氧气的体积分数约为___________。
2、某同学利用白磷燃烧测定空气中氧气的含量（如图所示），选用50mL的试管作反应容器和量程体积足够大且润滑效果很好的针筒注射器，将足量的白磷放入试管后，用橡皮塞塞紧试管并夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，燃烧结束后等到试管冷却后松开弹簧夹，观察现象。
（1）正式开始实验前，该兴趣小组同学打开弹簧夹，将注射器活塞从20mL刻度处推至17mL处，然后松开活塞观察到活塞返回至20mL刻度处，该操作的主要目的是___________。
（2）若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，燃烧结束等到试管冷却后再松开弹簧夹，中间的连接管内空气体积忽略不计，若实验成功，可观察到活塞前缘最终停留在_________mL刻度处。
【拓展延伸】为了帮助同学们更好地理解测定氧气含量的实验原理，老师利用传感器技术定时测定了实验装置（如图1）内的压强、温度和氧气浓度，三条曲线变化趋势如图2所示。
（3）X曲线表示压强变化趋势，Y曲线表示___________。
（4）结合Y、Z两条曲线，解释图2中AB段压强变化的原因是______________________。
3、利用图甲所示的教材装置测量空气中氧气的体积分数，选用红磷作为药品是最佳选择吗？某兴趣小组设计并开展了如下实验。

①准备如图乙的玻璃容器，顶部用密封盖密封，并检查该装置的气密性。
②将氧气传感器（能实时显示容器内氧气的体积分数）固定在容器内壁，并装入足量的红磷。
③用激光笔点燃红磷，红磷剧烈燃烧，观察并记录氧气传感器所显示的氧气体积分数的变化情况。
④用白磷替换红磷重复上述步骤①～③。
⑤换用食品脱氧剂（可以直接与氧气反应，无需点燃的物质）重复上述步骤①～③。
根据实验数据，分别绘制三种物质氧化时容器内氧气体积分数随时间的变化情况如图丙。请回答：
（1）步骤①中检查气密性时，将玻璃容器浸没水中，如果观察到______，则说明气密性不好；
（2）实验过程中的红磷、白磷以及食品脱氧剂等药品均需足量，其原因是______；
（3）装置甲中150毫升集气瓶中装入30毫升的水，根据图丙的实验数据，选用红磷做实验，实验结束后理论上进入集气瓶的水的体积为______毫升；
（4）根据该兴趣小组的实验结果，用图甲装置测量空气中氧气的体积分数，你会选用哪种药品并说明理由______。
4、为了探究氯酸钾制取氧气时，生成氧气的速度与加入二氧化锰的质量有怎样的关系？小明用图甲装置开展实验。步骤如下：
①检查装置气密性，在500毫升集气瓶中装满水；
②取20克氯酸钾平均分成10份，分别装入10支试管中，分别记为①—⑩组，往10支试管中分别装入0.1克、0.2克、0.3克、0.4克、0.5克、0.65克、1克、1.3克、2克、3克二氧化锰，并混合均匀；
③将10支试管分别加热，记录生成300毫升氧气所需时间，计算生成氧气的速度如图乙。

（1）和向下排空气法相比，本实验中用排水法收集氧气的优点是___________。
（2）分析实验数据，得出的初步结论是___________。
（3）4克氯酸钾和1.3克二氧化锰混合均匀加热，据图推测，收集300毫升氧气所需要的时间约为___________秒。
二、氧气、二氧化碳的制取实验
5、 如图是实验室制取气体的一些装置，根据下图回答有关问题．

（1）若用高锰酸钾来制取氧气应选用的发生装置为______．（填字母），若要收集较纯的氧气可选用的收集装置为______．（填字母）。
（2）图D装置收集氧气，操作的正确顺序为____（填编号）。
①当气泡连续均匀地冒出时，将导管伸入集气瓶口
②将装满水的集气瓶倒置在水槽中
③当气体收集满时，用毛玻璃片盖上瓶口，将集气瓶移出水面放置
④熄灭酒精灯
⑤导管移出水面
（3）实验室在常温下用块状电石与水反应制取微溶于水的乙炔气体，该反应必须严格控制加水速度，以免剧烈反应引起发生装置炸裂，你认为图中最适合制取乙炔气体的发生装置是______（填字母）；G图所示装置收集乙炔气体，气体应从_______（填“a”或“b”）端管口通入。
6、请结合下列实验室制取气体的常见装置回答相关问题。
(1)仪器a的名称是___________。
(2)实验室用A装置制取氧气的反应方程式为___________；若用E装置收集氧气，检验氧气是否集满时应将带火星的木条放在导管口 处（填“①”或“②”）；若将装置E装满水，用排水法收集氧气，气体应从导管口___________(填“①”或“②”)处进入。
(3)若用B装置制取CO2气体，长颈漏斗下端管口必须伸入液面下的原因是___________；若用D装置干燥CO2气体，D装置中应盛放___________(填试剂名称)。
(4)B、C装置均可用来制取CO2气体，C装置的优点是 ；实验室更多使用B装置制取CO2气体的原因是___________(答一点即可)。
三、催化剂
7、学习KClO3的分解反应后，小徐对该反应的催化剂产生了疑问：除了MnO2，其他物质能做这个反应的催化剂吗？催化效果与MnO2比较有差异吗？他将几种不同的物质分别放入KClO3中，在相同的加热条件下，用如图装置完成实验，并将数据记录在表格中。
编号 KClO3/g 加入物质 加入物质质量/g 收集50mL O2所需时间/s
实验1 5 - - 171
实验2 5 Fe2O3 58
实验3 5 MnO2 0.5 49
实验4 5 KCl 0.5 154
请据此分析：
（1）对如图制取氧气的发生装置进行气密性检查的操作是___________。
（2）实验2所用催化剂的质量是___________g。
（3）表中所列3种物质的催化效果最佳的是___________，理由是___________。
（4）通过实验小徐提出的两个问题有了答案：___________，___________。
8、某研究小组以过氧化氢溶液为原料，探究制取氧气的适宜催化剂。实验方案如下：在锥形瓶中加入20ml5%H2O2溶液，分别取等量的K2Cr2O7、CuO、Fe2O3三种催化剂，采用如图装置进行实验，记录锥形瓶内压强随时间变化的曲线图。
（1）写出图甲操作中检查装置气密性的具体操作及气密性良好的判断依据：___________。
（2）实验中，小明用___________来反映产生氧气的多少。
（3）若用p1、p2、p3分别表示K2Cr2O7、CuO、Fe2O3作为催化剂时锥形瓶内最终气压，写出p1、p2、p3大小关系___________。
（4）为了证明CuO是催化剂，除了证明它能改变（加快）过氧化氢溶液的分解还要证明：___________ 。
四、探究质量守恒定律
9、 某化学课外小组同学，用如图所示实验验证质量守恒定律：
（1）实验一将烧杯放在天平上用砝码平衡，然后倾斜烧杯使硫酸铜溶液与铁钉接触，一段时间后再把烧杯放在天平上，最后天平的指针______（填序号）。
A.偏左 B.偏右 C.不偏转 D.无法预测
（2）实验二中气球在整个实验过程中的现象是先______后______，气球的作用是______，实验中瓶底放有少量细砂的作用是______。
（3）实验三中，稀盐酸（HCl）与Na2CO3反应有二氧化碳、水和氯化钠生成，该反应的化学方程式为______，反应前后天平不平衡。若将本实验中的烧杯替换成带有气球的锥形瓶，如图所示，其他操作不变，最后天平仍不平衡，原因为______。
10、如下是小科在进行研究性学习课题《化学反应中质量守恒的研究》的过程。[提出问题]：氧化汞（HgO）加热时，会生成汞和氧气。反应结束后，所生成的汞和氧气的质量总和与参加反应的氧化汞的质量是否相等呢？
[实验设计及过程]：按图示方法加热氧化汞，有以下步骤：a．加热试管；b．检查装置的气密性；c．向试管中加入适量的药品，并测得反应装置、滤毒器与物质总质量为m1；d．用带导管的单孔胶塞塞好后，固定在铁架台上，并组装好收集装置；e．收集气体，直至量筒内液面下降至合适位置；f．停止加热，冷却至室温；g。将导管从水槽中取出；h。测得量筒中气体体积增加量为V，反应装置、滤毒器与剩余物质总质量为m2。
你觉得小科应按怎样的顺序操作（ ）
A．bcdaefgh B．abcdefgh C．bcdaegfh D．Abcdegfh
（2）实验时，小科在量筒中加入一些煤油的目的是______，组装实验装置时，发现试管固定得太高了，应调节图中旋钮______（选填“①”“②”或“③”）；
（3）[实验分析] ：小科根据数据计算得m1-m2≠ρV（常温常压下，氧气密度为ρ），与质量守恒定律不符。造成这一实验结果的原因分析你认为正确的是（ ）
A．试管中氧化汞没有完全分解
B．导管口连续且均匀冒气泡时开始收集气体
C．未调节量筒内外液面相平就读数
五、呼吸作用和光合作用
11、如图所示为某兴趣小组的同学验证动物呼吸作用的装置，装置中放入等质量的碱石灰，A组放入若干健康、生命力旺盛的昆虫，实验前标记红色水滴位置。将A、B两组装置放在同一适宜的环境中，10分钟后观察并记录现象。（装置内空气足以供给昆虫呼吸）
（1）设置B组实验的目的是______。
（2）10分钟后，观察到A组中红色水滴向______移动（选填“左”或“右”），原因是______。
（3）为了使实验现象更明显，下列措施可行的是______（选填字母）。
A．适当增加昆虫数量 B．换用更细的玻璃管 C．将碱石灰向铁丝网靠近
12、合理储藏有利于水果保鲜。科研人员为了探究某因素对蓝莓保鲜的影响，测定了蓝莓在密闭容器内产生CO2的速率（单位：mL/kg/h） ，结果见图甲和图乙。试回答下列问题：
（1）上述实验的假设是_____________会影响蓝莓的呼吸作用，从而影响水果的保鲜。
（2）分析图甲或图乙可知，随着蓝莓储藏时间的增加，产生CO2的速率均有下降。原因是密闭容器内的CO2浓度会逐步____________，从而抑制了蓝莓细胞的呼吸作用。
（3）某同学拟验证上述实验结果，设计如下方案：
①将两等份同一品种、成熟度相同的蓝莓分别装入甲、乙两只相同的烧杯中；
②将甲、乙两烧杯分别置于25℃和0.5℃条件下观察，每隔一段时间测定CO2浓度；
③重复上述过程，记录实验数据并分析。
有同学认为他的实验方案不合理，请你指出其中的一处______________________。
13、已知光合作用所产生的淀粉会储存在叶片中，为探究光合作用的条件和产物，某科学兴趣小组用天竺葵设计的实验如图所示。
（1）正确的实验步骤是甲______（每幅图只能用一次）。
（2）图丁中把叶片放到盛有酒精的小烧杯中加热，目的是______。
（3）该实验的结论是______。
（4）为了进一步探究光合作用的原料，该小组的同学选取图戊中某一正常生长的叶片黑暗处理一昼夜，先切断主叶脉，随后光照4小时，再进行淀粉检验，该实验基于的假设是______。
14、图甲为植物光合作用、呼吸作用测定装置，测定仪的叶室为透明玻璃材料制成。CO2分析仪可以测出植物从叶室内的空气中吸收或释放二氧化碳的量。利用该装置研究温度对绿色植物光合作用与呼吸作用的影响。请分析回答下列问题。
（1）先将上述装置置于暗处，测定单位时间内叶室中的二氧化碳含量变化值，该变化值越大表示 _______作用越强。
（2）在预先设定的不同温度下分别置于黑暗和光照环境中，重复以上步骤，结果如图乙所示。30℃时，光照1小时，植物光合作用利用的二氧化碳质量为 ________毫克。
（3）据图乙分析，在光照条件下，最有利于该植物生长的温度是 _______℃。
（4）为了进一步精确测定光照条件下最有利于生长的温度，我们应该在 ___________℃范围内设置更小的梯度进行实验。
15、BTB（溴麝香草酚蓝）水溶液的颜色可以一定程度反映水中二氧化碳含量的多少，如图甲所示。小金依据这一原理设计实验探究黑藻光合作用是否以二氧化碳为原料，如图乙所示。


（1）B组实验在探究活动中的作用是______。
（2）A、B两组实验在黑暗中一段时间后，BTB水溶液都变成黄色的原因______。
（3）小科同学质疑，光照是否会引起BTB水溶液中的二氧化碳量减少。为回应这一质疑，小金增加了实验C组，制得与A、B两组相同的黄色BTB水溶液后，取出黑藻，接下来的实验操作是______。
（4）小金要得出“CO2是黑藻光合作用的原料”的结论，除观察到上述BTB水溶液的颜色变化外，还需要取叶片进行淀粉检验，并观察到______实验现象。
16、近年来，我国许多省份雾霾天气频发，造成阳光被遮挡。为“探究雾霾遮挡阳光对植物光合作用影响”，进行如下实验：
①在三个玻璃瓶中分别加入等量2%碳酸氢钠溶液（维持溶液中二氧化碳浓度不变）。
②用打孔器在菠菜叶上打出直径1厘米的叶圆片30片，进行抽气处理（抽出叶圆片细胞间隙的空气，使其能沉入水底。将叶圆片平均分为三组，放入三个玻璃瓶中，密封处理。
③如图所示，将玻璃瓶分别放入甲、乙、丙3个密闭玻璃罩中。甲中不放卫生香，乙中点燃1根卫生香，丙中点燃2根卫生香。
④打开台灯照射30分钟后，观察并记录甲、乙、丙装置内叶圆片浮起的数量依次为10片、4片和2片。
请回答下列问题：
（1）实验中玻璃瓶底部的叶圆片会浮起来的原因是___________。
（2）基于实验现象，得出的结论是___________。
（3）有同学提出卫生香燃烧除了模拟雾霾环境外，产生大量二氧化碳会干扰实验，你如何评价？___________。
17、 如图甲所示为光照强度的变化与某植物光合速率的关系，乙图表示温度变化与某种植物光合速率的关系，丙图表示森林叶面积指数与光合作用和呼吸作用的关系（叶面积指数是指单位土地面积上植物叶面积的数量，此值越大，表示植物叶片交错程度越大）。（注：光合作用的速率是植物在单位时间内制造有机物的量，因为有机物的量测定不方便，通常用氧气的释放量或二氧化碳的吸收量来表示）请回答：

（1）甲图中曲线上B点代表的含义为___________ ；
（2）由上图分析可知，该植物体在其他环境因素适宜时，体内有机物积累的速率要达到最大时对温度的要求应该是___________。温度超过40℃时此种植物表现为___________。
（3）丙图中的阴影部分表示___________。
18、某校科学兴趣小组对绿色植物的光合作用与呼吸作用展开了如图所示的探究。

①用铁丝将塑料杯悬挂于胶塞上，将胶塞安装在玻璃瓶上，玻璃瓶底注入50毫升澄清的石灰水溶液。
②再取四套这种相同装置，将长势相同、叶片大小、数量相等的绿萝放于塑料杯中。
③按照图中所示的方法对五组装置进行16小时处理（第3至5组用冷光灯照射，光照强度依次增强）。
④观察澄清石灰水的浑浊程度，用“＋”表示浑浊，“-”表示澄清，记录下在表中。
组别 第1组 第2组 第3组 第4组 第5组
实验结果 - ＋＋＋ ？ ＋ -
（1）选择长势相同、叶片大小、数量相等的绿萝的目的是___________。
（2）对比第1组和第2组的实验结果说明叶片在黑暗条件下能进行___________作用。
（3）根据光合作用和呼吸作用原理，推测第3组的实验结果为___________（用“＋”或“-”多少表示）。
（4）已知植物体进行光合作用时总是先利用自身线粒体产生的二氧化碳，然后再利用空气中的二氧化碳。图中①为呼吸作用的结构线粒体，②光合作用的结构叶绿体，第4组实验的气体变化情况为___________。

参考答案
1、（1）钟罩和汞槽中的液面高度差不再变化 （2）用作反应物 （3）14%
2、（1）检查装置气密性（2）10 （3）温度的变化趋势 （4）白磷燃烧放热导致气压增大幅度大于消耗氧气减小导致气压减小的幅度。
3、（1）容器内出现水或有气泡冒出 （2）充分消耗集气瓶内的氧气，避免实验结果偏小
（3）16.8 （4）食品脱氧剂，因为其能耗尽密闭容器内的氧气，且不需要点燃（或白磷，因为其耗时最短；或红磷，因为其着火点，燃烧时间较适宜。）
4、（1）便于直接观察到生成氧气的体积 （2）在氯酸钾质量为2克时，生成氧气的速度随二氧化锰的质量而先增大后减小，当二氧化锰质量为0.65克时，速度达到最大。（3）60
5、（1）A；D （2）②①③⑤④ （3）B；b
6、（1）锥形瓶 （2） ； ②； ①
（3）形成液封，防止产生的气体从漏斗口溢出。 浓硫酸
（4）能控制反应的发生和停止； 反应装置为锥形瓶，可以制取大量二氧化碳气体。
7、（1）将橡胶塞塞住试管，把导管口的下端浸入水中，用手紧握试管，如果观察到导管口有气泡冒出，证明气密性良好。（2）0.5 （3）MnO2 ,收集50ml氧气所用时间最短。
Fe2O3和KCl也能作KClO3分解的催化剂；Fe2O3的催化效果相对KC更好。
8、（1）用手捂住锥形瓶，如果观察到导管口有气泡冒出，证明气密性良好。（2）装置内气压大小 （3）P1=P2=P3 （4）反应前后质量不变，化学性质不变
9、（1）C （2）变大；变小 ；平衡瓶内气体压强；防止高温生成物溅落，炸裂瓶底。
（3）Na2CO3 + 2HCl =2NaCl+H2O+CO2↑；反应产生二氧化碳使气球膨胀，使装置收到的浮力增大。
10、（1）A （2） 防止产生的氧气溶解在水中 ① （3）B，C
11、（1）作对照（2）左；试管内昆虫进行呼吸作用消耗了氧气，产生的二氧化碳被碱石灰吸收，试管内压强减小，大气压将红色液滴压向左边。（3）AB
12、（1）温度（2）增大（3）没有在密闭容器中进行实验
13、（1）戊→己→丁→丙（2）用酒精溶解叶片中的叶绿素便于观察（3）光是绿色植物进行光合作用不可缺少的条件；绿叶在光下制造的有机物是淀粉（4）水是光合作用的原料
14、（1）呼吸（2）6.5（3）25℃ （4）在20℃-30℃（或20℃-25℃、25℃-30℃）
15、（1）对照（2）黑藻在黑暗的环境中进行呼吸作用产生CO2，BTB水溶液中CO2浓度增加（3）先将C组实验装置放置在黑暗环境中，一段时间观察BTB溶液的颜色，再将其放置在与A组相同的光照环境中等长时间，观察BTB溶液颜色变化。（4）叶片变蓝
16、（1）圆叶片进行光合作用产生氧气进入细胞间隙，使圆叶片受到浮力大于重力。
（2）雾霾遮挡阳光降低植物光合作用速率
（3）不会干扰，因为叶片在水中进行光合作用，且水中的二氧化碳浓度因碳酸氢钠存在而不受空气中二氧化碳浓度影响。
17、（1）光合作用速率与呼吸作用速率（2）25℃；光合作用速率下降，呼吸作用速率增加，体内有机物积累减少（3）呼吸作用消耗的有机物
18、（1）控制单一变量（2）呼吸（3）++（4）B