第一单元 走进化学世界第二单元 空气和氧气 测试题
(时间:60分钟 满分100分)
一、选择题(本大题共15小题,每题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意)
1.下列科技新成果,不属于化学研究范畴的是( )
A.射电望远镜捕获世界最大快速射电暴
B.C60与金属铜复合催化低温合成乙二醇
C.通过“人工光合作用”利用太阳能生产出可作为燃料的富能物质
D.由葡萄糖、纤维素、石墨烯等环保材料制成了一种最轻的隔热材料气凝胶
2.中华民族的发明创造为人类文明进步作出了巨大贡献。下列古代发明及应用中,不涉及化学变化的是( )
A.陶瓷烧制 B.火药使用 C.粮食酿醋 D.活字印刷
3. 下列仪器既可以直接加热又可以用作反应容器的是( )
A.试管 B.烧瓶 C.烧杯 D.量筒
4.硫,普通称“硫磺”或“硫黄”,可用于制火药、火柴等。在运输硫的车上应该贴的图标是( )
A B C D
5. 下列各组物质中,前者属于纯净物,后者属于混合物的是( )
A. 冰水混合物 五氧化二磷 B. 二氧化碳 澄清石灰水
C. 汽水 河水 D. 净化后的空气 受污染的空气
6. 富氧空气中氧气的含量高于普通空气中的含量,富氧空气中氧气与其他气体的体积比可以是( )
A. 1︰2 B. 1︰5 C. 1︰4 D. 21︰79
7.科学探究离不开实验基本操作。下列实验操作正确的是( )
A.加热液体 B.检查气密性 C.点燃酒精灯 D.氧气验满
8. 规范的实验操作是实验安全与成功的关键,有关实验室化学试剂取用规则说法中正确的是( )
A.无毒、无害的固体块状试剂可以用手直接接触
B.在实验室中可用尝味道的方法鉴别食盐和白糖
C.实验后剩余的药品应放回原试剂瓶,避免浪费
D.具有腐蚀性的药品不能直接放在天平的托盘上称量
9. 空气是一种宝贵的资源,下列说法正确的是( )
A. 酥脆的饼干放置在空气中变软,说明空气中有氧气
B. 液氮汽化吸热,所以可用于制冷
C. 氧气具有可燃性,所以可以用来作燃料
D. 空气中氮气的质量分数约为78%
10. 下列有关实验现象的描述不正确的是( )
A. 红磷在空气中燃烧产生大量的白烟
B. 细铁丝在氧气中燃烧,火星四射,生成黑色固体
C.木炭在氧气中燃烧发白光,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体
D. 硫在空气中燃烧发出蓝紫色火焰,生成二氧化硫
11.在通常情况下,氯气是一种黄绿色、具有刺激性气味的有毒气体;密度比空气大;能溶于水,且能与水反应生成盐酸和次氯酸;在实验室常用加热浓盐酸和二氧化锰混合物的方法制取氯气。上述信息中没有涉及到氯气的( )
A.物理性质 B.化学性质 C.用途 D.制法
12. 某同学在进行“氧气的实验室制取与性质”实验时,发现制得的氧气不纯。你认为可能的原因是( )
A.用排水法收集氧气时,集气瓶装满水
B.用向上排空气法收集氧气时,导管伸入集气瓶的底部
C.用排水法收集氧气时,导管口冒出气泡,立即收集
D.用排水法收集氧气,收集满后,在水下盖上玻璃片
13. 蜡烛(足量)在密闭装置内燃烧至熄灭,用仪器测出这一过程中瓶内氧气含量的变化如图所示。下列判断正确的是( )
A.蜡烛燃烧前装置内只有氧气 B.氧气浓度小于一定值时,蜡烛无法燃烧
C.过程中装置内蜡烛的质量不变 D.蜡烛熄灭后瓶内只剩二氧化碳气体和水蒸气
14.归纳和推理是学习化学的一种重要方法,但必须科学、严谨。下列归纳和推理中正确的是( )
A.木炭、硫都能在空气中和氧气中燃烧,则细铁丝也能
B.催化剂可以加快化学反应速率,所以任何化学反应都需要催化剂
C.化学变化往往伴随发光放热现象,有发光放热现象产生的一定是化学变化
D.有氧气参加的化合反应属于氧化反应,但氧化反应不一定是化合反应
15.实验室常用二氧化锰和过氧化氢混合制氧气,下图表示混合物中二氧化锰的质量随反应时间的变化图像是(横坐标表示时间,纵坐标表示混合物中二氧化锰的质量)( )
A B C D
二、填空题(本大题共4小题,共25分)
16.(8分)化学实验离不开常用仪器及实验基本操作。
(1)通常用来保存固体药品的仪器是_______(填仪器名称,下同)。取用固体粉末用______。
(2)实验室用胶头滴管从细口瓶中取出液体时,先 ,后伸入细口瓶内吸液;玻璃仪器清洗干净的标准是 。
(3)现有下列实验操作:
①图A中试管夹的作用是 。
②图B中的错误操作是 。
③图C操作可能引起的后果是 。
④图D量取水时,仰视读数,则实际量取液体体积 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
17.(7分)【科普阅读】
生活中的甜味及甜味剂
一说到甜味,我们首先想到的就是糖类,葡萄糖就是其中之一。
葡萄糖是白色结晶粉末,无臭,易溶于水,稍溶于乙醇。在人体组织里,葡萄糖在酶的催化作用下经缓慢氧化(与氧气反应)转变成二氧化碳和水,同时放出能量,供机体活动和维持恒定体温的需要。在食品工业中用作制糖浆、糖果、糕点等。
由于葡萄糖等糖类除赋予食品以甜味外,还是重要的营养素,供给人体以热能,通常被视作食品原料,一般不作为食品添加剂加以控制。人体中缺乏糖类会导致全身无力、疲乏、头晕、脑功能障碍等,低血糖严重者会导致昏迷,当食用糖类过多时,人体组织吸收不了,就会转化成脂肪储存于体内,使人变肥胖从而诱发各种疾病,如高血脂、糖尿病等。
甜味剂是指赋予食品或饲料以甜味的食物添加剂。目前使用的甜味剂很多,按其来源可分为天然甜味剂(如蔗糖、葡萄糖等)和人工合成甜味剂(如糖精);按其营养价值分为营养性甜味剂和非营养性甜味剂;按其化学结构和性质分为糖醇类和非糖醇类甜味剂。糖醇类甜味剂多由人工合成,其甜度与蔗糖差不多,其最大特点是热值较低。
依据内容回答有关的问题:
(1)写出葡萄糖的物理性质: 、 (答2点);葡萄糖的一种用途是 。
(2)葡萄糖在人体内酶的作用下生成 和 。
(3)人工合成甜味剂糖精的过程发生的是 (填“物理”或“化学”)变化。
(4)请你为喜欢吃甜食的人提一条建议: 。
18.(6分)小明同学取暗紫色粉末A进行实验,实验过程如下图所示,请回答下列问题:(③上面的加热去掉)
(1)写出下列物质的名称(或符号):B___________;G___________。
(2)反应①的文字表达式为:__________
,该反应属于___________反应;
(3)实验②中水的作用是___________。
19.(4分)右图是工业制氧气的过程,请据图回答:
(1)该过程是利用气体______不同,将各种气体进行分离,该过程中首先分离出去的气体是___________。
(2) 工业制取的氧气可用于医疗急救,患者呼出气体中的______含量减少。
(3)工业上不适用过氧化氢或高锰酸钾分解制取氧气的原因是 。
三、实验探究题(本大题共2小题,共22分)
20.(10分)下图是实验室制取氧气并验证氧气化学性质的部分装置。请回答有关问题。
(1)写出标号仪器①的名称:___________。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气,应选择的发生装置是 ,需要对该装置加以改进的地方是 。
(3)收集氧气并进行氧气的性质实验
利用C装置收集氧气利用的是氧气 的性质。待集气瓶中的水排完后,应当进行的实验操是 ,然后小心地把集气瓶移出水槽,正放在桌面上。E中进行木炭在氧气中燃烧的实验时,为防止瓶中氧气逸出损失,红热的木炭伸入集气瓶时,应注意 。
(4)变废为宝是我们生活中回收再利用的理念之一。装置F是用“旺旺棒棒冰”软管和饮料管自制的气体发生装置,利用该装置也可以制取氧气,在软管中加入的液体试剂是__________,试剂加入完毕后,要使反应进行,接下来的操作是:__________________________。
21. (12分)“像保护眼睛一样保护生态环境,像对待生命一样对待生态环境”。同学们对身边的空气质量开启了项目性学习的探究之旅。
任务一:查阅空气质量日报
如表是2023年3月份某日我国部分地区的空气质量日报内容:
序号 城市 污染指数 首要污染物 空气质量级别
① 北京 103 可吸入颗粒物 III
② 呼和浩特 500 可吸入颗粒物 V
③ 大庆 72 可吸入颗粒物 II
④ 佛山 36 无 I
当日空气质量状况最好的城市是________(填序号),空气污染指数与空气质量级别之间的关系是________。
任务二:分析当日空气质量形成原因
【信息检索】中央气象台今天(3月22日)继续发布沙尘暴黄色预警,截至今天上午10时,沙尘的前沿已经推进到山东、河南等地,新疆、甘肃、青海、宁夏、陕西、山西、河北、内蒙古、北京、辽宁、吉林、黑龙江等10余省区市都已出现沙尘天气。
【表达交流】下列有关沙尘暴形成的主要条件说法正确的是______(填序号)。
A.强风是沙尘暴产生的动力
B.沙、尘源是沙尘暴的物质基础
C.干旱少雨、气温偏高是沙尘形成的气候背景
D.乱砍滥伐使植被破坏、土地沙化迅速扩展是沙尘形成的人为原因
【能力提升】沙尘天气应尽量停留在室内,请写出一条室内或出行防御沙尘措施:______。
任务三:探究沙尘对空气中氧气含量的影响
【资料收集】发热贴发热原理:铁粉与氧气反应生锈放热,其中辅助成分不与氧气反应;铁锈为红棕色固体。
【装置设计】同学们将课堂实验(图a)重新设计(图b),利用生活中常见的发热贴欲测定沙尘天气中空气中的氧气含量。
【进行实验】用集气瓶(有效容积为242 mL)取空气样品,塞紧胶塞,观察到温度计的示数明显增大:待 ,打开弹簧夹,观察到量筒内水面下降了48 mL,由此可知该空气样品中氧气的体积分数约为______。
【反思评价】(1)图a中反应的文字表达式为___ ___。
(2)与图a相比,图b的优点______,为证明图b中发热贴与氧气发生了反应,可在反应后进行的简单实验操作是______。
四、计算题(本大题共1小题,8分)
22. 小敏同学想验证氧气的化学性质,她打算用加热高锰酸钾的方法来制取氧气,老师非常支持她,并且告知她加热高锰酸钾制取氧气,经老师允许她在实验室中称得11g高锰酸钾,理论上生成氧气的质量约是高锰酸钾质量的。
(1)大约能生成氧气的质量是多少?
(2)小敏打算将这些氧气装在容积为125 mL的集气瓶中,请你计算一下大约需要几个集气瓶?(实验条件下,氧气密度为1.429 g/L,写出详细的计算过程,最终结果保留整数)
测试题
一、选择题(本大题共15小题,每题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意)
1.A
解析 A.根据化学研究对象可知,射电望远镜捕获世界最大快速射电暴,属于天文学研究的范畴,不属于化学研究的范畴;B.根据化学研究对象可知,C60与金属铜复合催化低温合成乙二醇,属于研究、制取新物质,属于化学研究范畴;C. 通过“人工光合作用”利用太阳能生产出可作为燃料的富能物质,属于研究、制取新物质,属于化学研究的范畴;D.由葡萄糖、纤维素、石墨烯等环保材料制成了一种最轻的隔热材料气凝胶,属于研究、制取新物质,属于化学研究的范畴; A选项符合题意。
2.D
解析 物质变化分为物理变化和化学变化,二者的区别是是否有新物质生成。陶瓷烧制过程中泥土变成陶瓷,火药使用过程中火药遇热分解生成大量气体,粮食酿醋过程中淀粉经过系列变化变成醋酸,三者均有新物质生成,属于化学变化;而活字印刷的过程中只是将活字组合在一起,然后把染料印刷在纸上,没有新物质生成,属于物理变化;D 选项符合题意。
3.A
解析 题给四种实验室常见的仪器中,量筒用于量取液体,不可用作反应容器也不可以加热,试管、烧瓶、烧杯均可用作反应容器,试管可直接加热,但烧瓶、烧杯需要垫上石棉网加热;A选项符合题意。
4.A
解析 根据题给信息可知,硫可用于制火药、火柴等,说明它是易燃性固体,因此运输硫的车上应该贴易燃固体的图标;A选项符合题意。
5.B
解析 纯净物由一种物质组成,混合物由多种物质混合而成。分析选项:
A. 冰和水是同一物质的不同状态,因此冰水混合物属于纯净物;五氧化二磷只含一种物质,属于纯净物;B. 二氧化碳只含一种物质,属于纯净物;澄清石灰水是熟石灰溶于水得到的混合物;C. 汽水是二氧化碳溶于水形成的,含有水、碳酸等物质,属于混合物;河水中含有水、泥沙和一些溶于水的物质,属于混合物;D. 空气净化后只是除掉了里面的有害物质,但仍然含有氮气、氧气、稀有气体等成分,属于混合物;而受污染的空气中除了空气的主要成分外,还增加了有害物质,也属于混合物;B选项符合题意。
6.A
解析 普通空气中氧气与其他气体的体积比约为1︰4 (或21:79),则富氧空气中氧气与其他气体的体积比应大于1︰4,A选项符合题意。
7.B
解析 A.加热液体时液体量不能超过试管的1/3;B.检查气密性需要形成一个相对密封的体系;C.点燃酒精灯时应用火柴点燃,不可灯对点;D.检验氧气时,带火星的木条应伸入集气瓶中,氧气验满时,带火星的木条应伸到集气瓶口;B选项符合题意。
8.D
解析 为了安全和实验成功,进入实验室要严格遵守实验室规则取用化学试剂。实验室安全原则“不触不尝不直闻”,无论试剂是否有毒有害;具有腐蚀性或易潮解的试剂要放在玻璃器皿中称量;节约原则“严格按用量,无要求时取最少量”;回收原则“剩余试剂不回瓶,不丢不拿走,放入指定的容器中”;D选项符合题意。
9.B
解析 空气的成分按体积分数计算,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%。酥脆的饼干放置在空气中变软,说明空气中有氧气;液氮沸点较低,易汽化吸热,所以可用于制冷;氧气能够支持燃烧,但不具有可燃性,不可以作燃料;B选项符合题意。
10. D
解析 实验现象是直接观察到的,如颜色变化、发光放热、产生气体、生成沉淀;而实验结论是由实验现象经过分析、推理得到的,如生成物的名称、性质等。描述实验现象时,不能出现生成物的名称,不能用实验结论代替实验现象。A、B、C选项描述均正确,硫在空气中燃烧的现象应是发出微弱的淡蓝色火焰,放出热量,生成有刺激性气味的气体;D选项符合题意。
11.C
解析 在通常情况下,氯气是一种黄绿色、具有刺激性气味的有毒气体;密度比空气大;能溶于水,属于物理性质;能与水反应生成盐酸和次氯酸,属于化学性质;在实验室常用加热浓盐酸和二氧化锰混合物的方法制取氯气,属于制法。信息中没有涉及到氯气的用途; C选项符合题意。
12. C
解析 在进行“氧气的实验室制取与性质”实验时,某同学制得的氧气不纯。认为可能的原因是:反应物量不足;用排水法收集氧气时,集气瓶未装满水;用排水法收集氧气时,导管口冒出气泡,立即收集;用向上排空气法收集氧气时,导管未伸入集气瓶的底部等。C选项符合题意。
13.B
解析 分析图示信息可知,蜡烛燃烧前装置内为空气,因此,燃烧前装置内除了氧气外,还含有氮气、稀有气体等;当氧气体积分数为15.965时蜡烛熄灭,说明氧气浓度小于一定值时,蜡烛无法燃烧;根据所学实验,蜡烛燃烧过程中蜡烛和氧气反应生成二氧化碳和水,因此蜡烛的质量不断减小;结合燃烧消耗的是氧气,蜡烛熄灭后瓶内剩余气体有氮气、氧气二氧化碳气体和水蒸气等。B选项符合题意。
14.D
解析 A.木炭、硫都能在空气中和氧气中燃烧,而铁在空气中只能红热,不能燃烧,在氧气中才能燃烧;B.催化剂可以改变反应速率,但不一定是加快,也并不是任何反应都需要催化剂,如硫在氧气中燃烧不需要催化剂;C.化学变化往往伴随发光、放热现象,但有发光、放热现象产生的不一定是化学变化,如灯泡发光放热是物理变化;D.化合反应的特征是“多变一”,氧化反应的特征是有氧气参加 。有氧气参加的化合反应属于氧化反应,但氧化反应不一定是化合反应,如蜡烛燃烧的反应物是蜡烛和氧气,生成物是二氧化碳和水,只属于氧化反应,不属于化合反应。D选项符合题意。
15. C
解析 实验室用二氧化锰和过氧化氢混合制氧气时,二氧化锰是催化剂,催化剂在反应前后其质量和化学性质保持不变;分析坐标图像,C选项符合题意。
二、填空题(本大题共4小题,25分)
16.(8分)(1) 广口瓶 药匙
(2)挤捏胶头 仪器内壁附着的水既不聚成水滴也不成股流下
(3)①夹持试管 ②标签没有朝向手心 ③试管底部破裂 ④偏大
解析 (1)固体试剂通常保存在广口瓶中,液体试剂通常保存在细口瓶中。取用固体粉末用药匙,取用块状试剂用镊子。
(2)实验室用胶头滴管从细口瓶中取出液体时,先挤捏胶头,后伸入细口瓶内吸液;玻璃仪器清洗干净的标准是仪器内壁附着的水既不聚成水滴也不成股流下。
(3)加热液体时试管夹用于夹持试管;倾倒液体时要“瓶塞倒放,标签向手心,口对口
缓慢倒”,图示中标签没有朝向手心;将试管直立在桌面上通过挤压塞入橡胶塞,可能会
导致试管底部破裂;定量量取液体读数时,视线应与液体凹液面的最低处保持水平,俯视
读数实际量取的液体偏少,仰视读数实际量取的液体偏多。
17.(7分)(1)白色结晶粉末,无臭,易溶于水,稍溶于乙醇(答其中2点即可)
制糖浆、糖果、糕点等(答其中一种即可)
(2)二氧化碳 水
(3)化学
(4)适当摄入糖类,不可过量食用(合理即可)
解析 (1)通过提取题给信息可知,葡萄糖具有的物理性质是白色结晶粉末,无臭,易溶于水,稍溶于乙醇,可用于制糖浆、糖果、糕点等。
(2)葡萄糖在酶的催化作用下经缓慢氧化(与氧气反应)转变成二氧化碳和水。
(3)当食用糖类过多时,人体组织吸收不了,就会转化成脂肪储存于体内,使人变肥胖从而诱发各种疾病,如高血脂、糖尿病等。因此甜食应适量摄入,不可过量食用。
18.(6分)(1)氧气(O2) 过氧化氢(H2O2)
(2)高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 分解反应
(3) 防止生成的高温熔融物溅落下来炸裂瓶底
解析 结合所学知识,暗紫色粉末A加热可生成BCD三种物质,且其中B为能支持燃烧的气体,则A为高锰酸钾、B为氧气,另外两种为锰酸钾和二氧化锰;固体C与无色液体G常温下混合得到氧气、H和C,反应前后C没有变,说明C是催化剂,进一步推知,C为二氧化锰、G为过氧化氢、H为水,D为锰酸钾;据此可得:
(1)物质的名称(或符号):B为氧气(O2);G为过氧化氢(H2O2)。
(2)反应①的文字表达式为:高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气,反应物为一种,生成物为三种,属于分解反应;
(3)实验②集气瓶中加入少量水或细沙的作用是防止生成的高温熔融物溅落下来炸裂瓶底。
19.(4分)(1)沸点 氮气
(2)氧气
(3)成本高,无法大量生产
解析 (1)工业分离液态空气制氧气的原理是将空气降温加压变为液态空气,然后升温,液氮的沸点比其他成分的沸点低,因此氮气先从液态空气中分离出来。
(2)工业得到的氧气可用于医疗急救,呼吸作用的原理是吸入氧气,呼出二氧化碳,因此患者呼出气体中氧气的含量减少。
(3)过氧化氢或高锰酸钾分解制取氧气需要购买试剂,制取成本高,且无法大量生产;而工业制氧气的原料是空气,成本低且可以大量生产。
三、实验探究题(本大题共2小题,20分)
20.(10分)(1)酒精灯
(2)A 应在试管口放一团棉花
(3)不易溶于水,且不与水反应 在水下面用玻璃片盖住瓶口 从瓶口向下缓慢伸入
(4)过氧化氢溶液 挤压塑料管下端,使固体和液体接触
解析 (1)标号仪器①是酒精灯。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气,是固体加热制取气体,应选择A作为发生装置,但试管口需要塞一团棉花,防止加热时粉末状物质进入导管。
(3)氧气不易溶于水且不与水反应,因此可用排水法收集。。待集气瓶中的水排完后,应当进行的实验操作是在水下面用玻璃片盖住瓶口,然后小心地把集气瓶移出水槽,正放在桌面上。进行木炭在氧气中燃烧的实验时,红热的木炭伸入集气瓶时从瓶口向下缓慢伸入,以防瓶中氧气逸出影响实验效果。
(4)分析用“旺旺棒棒冰”软管和饮料管自制的气体发生装置,制取氧气时,软管中加入过氧化氢溶液,无纺布包内包入二氧化锰,要使反应进行,可以挤压塑料管下端,使固体和液体接触。
21.(10分)任务一:④ 空气污染指数越小,空气质量级别越低(合理即可)
任务二:ABCD 出行戴口罩或将室内门窗关闭(合理即可)
任务三:冷却到室温 19.8%
(1)红磷+氧气五氧化二磷
(2)比较环保,误差小 观察颜色
解析 任务一:分析表中当日数据可知,佛山的空气污染指数最小,空气质量级别最低,无首要污染物,因此是空气质量状况最好的城市。由此也可以得出,空气污染指数越小,空气质量级别越低,空气质量状况越好,而反之越差;
任务二:强风可以刮起细沙,强风是沙尘暴产生的动力;沙尘源是沙尘暴的物质基础,有沙、尘源的地方才会有沙尘暴;干旱少雨、气温偏高是沙尘形成的气候背景,干旱少雨的地方,空气中沙尘较多;乱砍滥伐使植被破坏,导致土地沙化迅速扩展,这是人为因素造成的。故ABCD四个选项均符合题意。
沙尘暴天气,室内或出行防御沙尘的措施有:出行戴口罩或将室内门窗关闭等。任务三:铁粉与氧气反应生锈,待完全反应后,逐渐冷却至室温,由于消耗了氧气,装置内压强减小,打开弹簧夹,量筒中的水进入集气瓶,进入水的体积就是消耗氧气的体积,故该空气样品中氧气的体积分数约为;;图a中反应为红磷燃烧生成五氧化二磷,该反应的文字表达式为:红磷+氧气五氧化二磷,与图a相比,图b在密闭容器中进行,比较环保,且避免了盛有点燃红磷的燃烧匙伸入集气瓶中时,气体的受热膨胀逸出,误差小;由于铁粉与空气中的水蒸气和氧气反应,生成红棕色的铁锈,所以可观察颜色,变为红棕色,说明发热贴与氧气发生了反应。
四、计算题(本大题共1小题,10分)
22.(1)1.1 g
(2)解:生成氧气的体积为=0.77 L=770 mL
需要容积为125 mL的集气瓶个数为:770 mL÷125mL/个=6个
答:需要容积为125 mL的集气瓶6个。
解析 (1)已知取用高锰酸钾的质量为11g,理论上生成氧气的质量约是高锰酸钾质量的,则大约能生成氧气的质量是:11g×=1.1g。
(2)实验条件下,氧气密度为1.429 g/L,则生成氧气的体积为=0.77L=770 mL。
集气瓶的容积为125 mL,则将这些氧气装在集气瓶中,需要的集气瓶个数为:770mL/125mL=6。