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第二单元 空气和氧气
测试卷
选择题（共10个小题，每小题3分，共30分）
1．人类每时每刻都离不开空气。下列关于空气的说法，正确的是
A．禁止焚烧秸秆有利于保护空气 B．不能用于食品防腐
C．稀有气体约占空气总体积的 D．空气质量指数级别越高，空气质量状况越好
【答案】A
【详解】A、 禁止焚烧秸秆可减少烟尘和有害气体（如CO、SO ）的排放，有效保护空气质量，正确；
B、N2化学性质稳定，常用于食品防腐（如充氮包装），错误；
C、稀有气体约占空气体积的0.94%，而1/5（20%）是氧气的体积占比，错误；
D、空气质量指数（AQI）级别越高，污染越严重，空气质量越差，错误。
故选A。
2．我国空间站里的“人造空气”帮助宇航员实现了“太空漫步”的梦想。人造空气中含有70%的氮气、20%以上的氧气以及少量的二氧化碳，下列说法正确的是
A．为了宇航员呼吸，“人造空气”中氧气的体积分数越大越好
B．该“人造空气”的主要成分都不是空气污染物
C．“人造空气”与空气成分完全相同
D．燃着的木条在“人造空气”中会立即熄灭
【答案】B
【详解】A、氧气浓度过高会增加火灾风险，且可能引发氧中毒，并非越大越好，错误；
B、氮气、氧气、二氧化碳都是空气的成分，均不属于空气污染物，正确；
C、人造空气的氮气（70%）和氧气（20%以上）比例与正常空气（氮气78%、氧气21%）不同，错误；
D、人造空气中氧气含量与正常空气相近，燃着的木条不会立即熄灭，错误。
故选B。
3．关于拉瓦锡研究空气成分实验的表述，存在科学性错误的是
A．实验中汞需要足量 B．曲颈甑中的汞可以换成硫粉
C．曲颈甑中汞的作用是消耗氧气 D．钟罩内液面上升推测钟罩内气体压强减小
【答案】B
【详解】A、实验中汞需要足量，这样才能将曲颈甑和钟罩内空气中的氧气完全消耗掉，从而准确测定空气成分，该表述正确；
B、曲颈甑中的汞不能换成硫粉，硫粉在空气中燃烧生成二氧化硫气体，装置内气体压强变化不明显，无法准确测定空气中氧气的含量，该表述错误；
C、曲颈甑中汞在加热条件下与氧气反应生成氧化汞，其作用是消耗氧气，该表述正确；
D、钟罩内液面上升，是因为氧气被消耗，钟罩内气体减少，压强减小，在外界大气压作用下，液面上升，该表述正确。
故选B。
4．下列关于燃烧现象的描述中，正确的是
A．硫在氧气中燃烧，淡蓝色火焰，放热
B．红磷在空气中燃烧，产生大量的白雾
C．蜡烛在空气中燃烧，放热，生成二氧化碳和水
D．木炭在氧气中燃烧，发出白光，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体
【答案】D
【详解】A、硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，放热，故选项说法错误；
B、红磷在空气中燃烧，产生大量的白烟，而不是白雾，故选项说法错误；
C、生成二氧化碳和水是实验结论而不是实验现象，故选项说法错误；
D、木炭在氧气中燃烧，发出白光，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体，故选项说法正确。
故选D。
5．人类的呼吸离不开氧气，下列关于氧气的说法正确的是
A．氧气在空气中的质量分数为21% B．氧气具有可燃性
C．氧气密度比空气小 D．氧气的化学性质比较活泼
【答案】D
【详解】A、氧气在空气中的体积分数约为21%，不是质量分数，该说法错误；
B、氧气具有助燃性，能支持燃烧，但本身不具有可燃性，该说法错误；
C、氧气密度比空气略大，该说法错误；
D、氧气能与许多物质发生化学反应，化学性质比较活泼，该说法正确。
故选D。
6．如图装置可用于测定空气中氧气的含量，下列说法正确的是
A．打开止水夹观察到烧杯中的水流入集气瓶约占集气瓶体积的
B．红磷燃烧，发光放热，有大量白雾生成
C．木炭可以代替红磷进行实验
D．集气瓶底部的水可以起到吸热降温和吸收白烟的作用
【答案】D
【详解】A、实验中集气瓶中预先放入少量水，则空气体积为集气瓶中除水外的剩余体积，氧气约占空气体积的五分之一，红磷燃烧消耗集气瓶内的氧气，实验后打开止水夹观察到烧杯中的水流入集气瓶，进入水的体积约占集气瓶剩余体积的五分之一，选项错误。
B、红磷燃烧，有大量白烟生成，而不是生成白雾，选项错误。
C、木炭燃烧生成二氧化碳气体，不能使集气瓶内压强发生明显变化，不能用木炭代替红磷进行实验，选项错误。
D、红磷燃烧放热，产生五氧化二磷，集气瓶底部的水可以起到降温和吸收白烟的作用，防止生成的五氧化二磷逸散到空气中污染空气，选项正确。
故选D。
7．符合如图中C部分的化学反应的文字表达式是
A．氢气+氧气水 B．石蜡+氧气水+二氧化碳
C．二氧化碳+水→碳酸 D．氢气+氧化铜铜+水【答案】A
【详解】A、该反应符合“多变一”的特点，属于化合反应，该反应是物质与氧气的反应，属于氧化反应，符合题意；
B、该反应是物质与氧气的反应，属于氧化反应，该反应的生成物有两种，不符合“多变一”的特点，不属于化合反应，不符合题意；
C、该反应符合“多变一”的特点，属于化合反应，该反应不是物质与氧的反应，不属于氧化反应，不符合题意；
D、该反应是物质与氧的反应，属于氧化反应，该反应的生成物有两种，不符合“多变一”的特点，不属于化合反应，不符合题意。
故选A。
8．下列化学反应中属于化合反应的是
A． B．
C． D．
【答案】C
【分析】化合反应是由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应，反应特征是：多变一。
【详解】A.反应物是石蜡和氧气（两种物质），生成物是二氧化碳和水（两种物质）。不符合“多变一”的特征，不符合题意；
B.反应物是甲烷和氧气（两种物质），生成物是二氧化碳和水（两种物质）。不符合“多变一”的特征，不符合题意；
C.反应物是氢气和氧气（两种物质），生成物只有水（一种物质）。符合“多变一”的特征，符合题意；
D.反应物是水（一种物质），生成物是氢气和氧气（两种物质）。不符合“多变一”的特征，不符合题意。
故选C。
9．实验室加热高锰酸钾制取氧气的部分操作如图所示，其中正确的是
A．连接实验仪器 B．检查装置气密性
C．装入高锰酸钾 D．点燃酒精灯
【答案】B
【详解】A、连接实验仪器时，应左手拿试管，右手拿橡胶塞，把橡胶塞慢慢转动着塞进试管口，切不可把试管放在桌上再使劲塞进塞子，以免压破试管，图示操作错误，不符合题意；
B、检查装置气密性的方法：将导管末端浸入水中，用手握住试管外壁，观察到导管口有气泡冒出，说明该装置气密性良好，图示操作正确，符合题意；
C、高锰酸钾是固体粉末状药品，取用高锰酸钾时，为避免药品沾在管口或管壁上，应先使试管倾斜，把盛有药品的药匙或纸槽小心地送至试管底部，然后使试管直立起来，图示操作错误，不符合题意；
D、使用酒精灯时要注意“两查、两禁、一不可”，禁止用燃着的酒精灯去点燃另一支酒精灯，图示操作错误，不符合题意。
故选：B。
10．下图是氧气的实验室制备、收集、验满、验证性质的操作，其中正确的是
A．制备 B．收集
C．验满 D．验证性质
【答案】A
【详解】A、给试管中的固体加热时，应用外焰加热，且试管口应略向下倾斜，防止冷凝水倒流，炸裂试管，且用高锰酸钾制取氧气，应在试管口塞一团棉花，防止加热时试管内粉末状物质进入导管，图中操作正确，符合题意；
B、氧气的密度比空气略大，可用向上排空气法收集，但是导管口应伸到集气瓶底部，这样才能将集气瓶内空气排尽，图中操作错误，不符合题意；
C、氧气具有助燃性，氧气验满的方法：将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，说明已经集满，不能伸到集气瓶内部，图中操作错误，不符合题意；
D、细铁丝在氧气中燃烧放出大量的热，应在集气瓶底部放少量水或铺一层细沙，防止高温熔融物溅落，炸裂瓶底，图中操作错误，不符合题意。
故选A。
非选择题：本题共8小题，共70分。
11．（6分）现有下列物质：A．硫粉；B．镁粉；C．红磷；D．铁丝；E．木炭；F．蜡烛，用字母填空。
(1)燃烧时有火焰，并产生有害气体的是 ；
(2)不能在空气中燃烧，能在纯氧中燃烧，且燃烧时火星四射的是 ；
(3)燃烧时罩干冷烧杯内壁产生少量水滴的是 ；
(4)空气中燃烧发红，氧气中燃烧发出白光，燃烧能产生可使澄清石灰水变浑浊的气体的是 ；
(5)燃烧产生白烟，可用于田径赛事上的发令枪的“子弹”的是 ；
(6)燃烧时发出耀眼白光，可用于制造照明弹的是 。
【答案】(1)A (2)D (3)F (4)E (5)C (6)B
【详解】（1）硫粉在空气中燃烧产生淡蓝色火焰，生成有毒的二氧化硫气体，故填：A；
（2）铁丝在空气中不能燃烧，铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，故填：D；
（3）蜡烛燃烧生成二氧化碳和水，在蜡烛火焰上方罩干冷烧杯，观察到烧杯内壁产生少量水滴，故填：F；
（4）木炭在空气中燃烧的现象是持续红热，木炭在氧气中燃烧发出白光，均生成能使澄清石灰水变浑浊的 气体，故填：E；
（5）红磷燃烧产生大量白烟，可用于田径赛事上的发令枪的“子弹”，故填：C；
（6）镁粉燃烧发出耀眼白光，可用于制造照明弹，故填：B。
12．（9分）空气是一种宝贵的资源。请回答下列问题：
(1)空气中含有氮气、氧气、稀有气体等，是一种(填物质类别) 。其中氧气体积约占空气体积的 。液氧储存在漆成 色的钢瓶中。
(2)下列气体中计入北京市空气污染指数的项目是（填序号） 。
A．NO2 B．CO C．CO2 D．SO2
(3)现代新型礼炮使用环保气弹，实现了有害气体零排放。某种环保气弹用乙醇作为燃料，通过氧气瓶输入氧气，使乙醇在炮筒内燃烧，产生二氧化碳和水，乙醇燃烧的文字表达式为 。
【答案】(1) 混合物 21% 蓝 (2)ABD（2分）
（3)乙醇 + 氧气 二氧化碳 + 水（2分）
【详解】（1）混合物是由两种或多种物质混合而成，空气由氮气、氧气、稀有气体等多种成分组成，这些成分没有发生化学反应，各自保持原有性质，故属于混合物；
氧气在空气中的体积分数约为21%；液氧（液态氧气）储存在蓝色钢瓶中，蓝色是氧气的标准标识颜色，便于识别和安全使用；
（2）目前计入空气污染指数的项目有二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物（PM10）、臭氧、PM2.5。二氧化碳是空气成分之一，不是空气污染物。
故选ABD。
（3）乙醇在氧气中燃烧，是一种氧化反应，生成二氧化碳和水，故文字表达式为：乙醇 + 氧气 二氧化碳 + 水。
13.（9分）小丽同学学习了氧气的化学性质后，整理了如图所示关系图：
(1)写出反应①的实验现象： ；写出反应①的文字表达式 ；进行①实验时，要预先在集气瓶中装少量水的目的是 ；
(2)反应②的基本反应类型为 ；
(3)写出反应③的文字表达式 ；进行③实验时，有如下注意事项：要预先在集气瓶中装少量的水或细沙的目的 ；
(1) 燃烧，放热，产生蓝紫色火焰，生成无色有刺激性气味的气体（2分） （2分） 吸收二氧化硫，防止二氧化硫污染空气
(2)化合反应
(3) （2分） 防止高温熔融物降落，使集气瓶底部炸裂
【详解】（1）反应①是硫在氧气中燃烧，其实验现象：燃烧，放热，产生蓝紫色火焰，生成无色有刺激性气味的气体。
反应①是硫与氧气中点燃时生成二氧化硫，反应的文字表达式为：。
进行①实验时，要预先在集气瓶中装少量水的目的吸收二氧化硫，防止二氧化硫污染空气。
（2）反应②是木炭与氧气点燃时反应生成二氧化碳，该反应由两种物质生成一种物质，属于化合反应。
（3）反应③铁与氧气点燃时生成四氧化三铁，反应的文字表达式是：。
进行③实验时要预先在集气瓶中装少量的水或细沙的目的是防止高温熔融物降落，使集气瓶底部炸裂。
14．(11分）根据下图所示实验装置图回答问题：
(1)仪器a的名称为 。
(2)若实验室用暗紫色固体制取氧气，应选用的发生装置是（填序号） ，收集较纯的氧气最好选（填序号） 装置，该化学反应的文字表达式 ；制备氧气的操作步骤是：①检查装置的气密性；②装药品；③固定试管，连接仪器；④加热；⑤用排水法收集气体；⑥ ；⑦ 。
(3)已知：
①将氯化铵固体和氢氧化钠固体混合均匀加热，可以制得氨气；氨气极易溶于水，比空气轻；
②将亚硫酸固体与1：1的硫酸溶液混合，即可制得二氧化硫气体；二氧化硫易溶于水，比空气重。
制取氨气的发生装置是 ，收集装置是 ；
制取二氧化硫气体的发生装置是 ，收集装置是 。
12．(1)集气瓶
(2) A C 高锰酸钾锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气 （2分） 将导管移出水面 熄灭酒精灯
(5) A D B E
【详解】（1）观察，可以看到仪器a的形状特点，它是集气瓶，常用于收集和贮存气体。故本问答案为：集气瓶。
（2）实验室用暗紫色固体制取氧气，暗紫色固体为高锰酸钾()，用高锰酸钾制取氧气时，反应物是固体，反应条件是加热，根据“固固加热型”发生装置的特点，应选用的发生装置是A。收集较纯的氧气，排水法收集的气体纯度较高，所以最好选C装置。该化学反应是高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾()、二氧化锰()和氧气()，文字表达式为：高锰酸钾锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气。制备氧气的操作步骤中，实验结束时，为了防止水槽中的水倒流，炸裂试管，要先将导管移出水面，再熄灭酒精灯。
故本问答案为：A；C；高锰酸钾锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气；将导管移出水面；熄灭酒精灯。
（3）①氯化铵固体和氢氧化钠固体混合均匀加热制取氨气，反应物是固体且需要加热，所以制取氨气的发生装置应选固体加热型装置，即 A 装置。
②氨气极易溶于水，不能用排水法收集；氨气比空气轻，所以应该用向下排空气法收集，即 D 装置。
③亚硫酸固体与 1:1 的硫酸溶液混合制取二氧化硫气体，反应物是固体和液体，不需要加热，所以制取二氧化硫气体的发生装置应选固液不加热型装置，即 B 装置。
④二氧化硫易溶于水，不能用排水法收集；二氧化硫比空气重，所以应该用向上排空气法收集，即 E 装置。
故本题答案为：A；D；B；E。
15．（7分）空气是一种宝贵的自然资源。请回答下列问题。
(1)科学家研制的“人造空气”可供航天员呼吸。“人造空气”中氮气的体积分数约为70%，比地 球上空气中氮气的体积分数 （填“大”或“小”）。
(2)如图1为工业制取氧气的部分流程示意图，请根据图示回答相关问题：
①液态空气在空气分馏塔中蒸发可分离出氧气和氮气，原理是利用氮气和氧气的 （填“密度”或“沸点”）不同而将氮气和氧气分离，该过程属于 （填“物理变化”或“化学变化”）。
②已知氧气的沸点是-183℃，氮气的沸点是-196℃。当打开一个装有液态空气的容器盖，并将一根燃着的木条置于容器口上方，观察到的现象是 ，请说明原因 。
(3)冰箱中常用“气调保鲜”来达到对食物保鲜的效果。如图2所示是工业上用膜分离技术实现 “气调保鲜”的流程。在空气分离后，可用作冰箱保鲜室内的气体是 （填“富氧空气”或 “富氮空气”）。
【答案】(1)小
(2) 沸点 物理变化 燃着的木条会熄灭 氮气的沸点低，先气化出的为氮气，且氮气不可燃也不助燃（2分）
(3)富氮空气
【详解】（1）空气中氮气的体积分数为78%，则人造空气中氮气的体积分数比地球上空气中氮气的体积分数小；
（2）①工业上利用氮气和氧气的沸点不同，可将它们进行分离；该过程没有新物质产生，故该过程属于物理变化；
②由于氮气的沸点低，先气化出的为氮气，且氮气不可燃也不助燃，则可观察到燃着的木条会熄灭；
（3）氮气化学性质稳定，可作保护气，则进入冰箱保鲜室内的气体是富氮空气。
16．（8分）拉瓦锡被称为“现代化学之父”，我们要沿着科学家的足迹去探究。
(1)二百多年前，法国化学家拉瓦锡利用图1装置进行实验，得出结论：空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的五分之一。根据图2资料卡片判断反应物选用汞的优点中不可能的是 。
A．实验过程中没有污染
B．汞蒸气与氧气反应能将密闭容器空气中的氧气几乎耗尽
C．在汞槽中起到液封作用
D．生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气
(2)小强同学对反应物进行优化，采用图3装置进行实验，反应结束后，冷却到室温，打开弹簧夹，注射器活塞理论上应从10mL刻度处缓慢移动至 mL刻度处。
(3)小明对图3实验进行了如图4所示的改进。图4实验中，为了使氧气反应更充分，实验中可采取的措施是 ，若实验后未将气球中气体挤出，会导致测得氧气含量偏 （填“大”或“小”）。
(4)为了更精确的定量了解空气中氧气含量及误差原因，同学们引入数字化传感器按图5装置进行实验，记录并处理数据见图6。B点到F点（温度已降至室温）的实验过程中，从图(5)装置中可观察到的现象是 。起点A的坐标为（0，20.99），通过数据我们可以直接得出玻璃管内原来空气中氧气的体积百分含量为 ，F点的坐标为（203，4.23），则整个过程中铜粉实际消耗的氧气的体积为 mL（已知玻璃管体积为100mL）。
【答案】(1) A
(2)2
(3) 反复推拉注射器 大
(4) 气球鼓起后又瘪,红色粉末逐渐变为黑色 20.99% 16.76
【详解】（1）A、汞和生成的氧化汞都有毒，会造成污染，选项错误，符合题意；
B、汞蒸气与氧气反应能将密闭容器空气中的氧气几乎耗尽，选项正确，不符合题意；
C、汞常温下是液态，在汞槽中起到液封作用，选项正确，不符合题意；
D、由资料卡片可知，生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气，选项正确，不符合题意；
故选A；
（2）图3装置中，试管中氧气的含量约为，则注射器活塞从10mL刻度处缓慢移动至10mL-8mL=2mL刻度处；
（3）反复推拉注射器活塞，增强空气的流动性，能使装置中的氧气与铜充分接触，反应更充分；
若实验后未将气球中气体挤出，会使活塞向右偏移，导致测得氧气含量偏大。
（4）加热过程中,装置内气体膨胀,压强增大，气球变大，铜和氧气在加热的条件下反应生成氧化铜,温度已降至室温后,气体减小,装置内压强减小，气球变小,故从图3装置中可观察到的现象是气球鼓起后又瘪,红色粉末逐渐变为黑色;
由图中数据我们可以直接得出玻璃管内原来空气中氧气的体积百分含量为20.99%。
由由图中数据可知，整个过程中铜粉实际消耗的氧气的体积为。
17．（7分）某小组开展了“探究催化剂的奥秘”项目式学习。
【任务一】认识催化剂
(1)催化剂在化工生产中起着重要作用，下列说法正确的是___________(填字母)。
A．不加入催化剂，化学反应就无法发生
B．在化学反应前后，催化剂的质量、化学性质不发生改变
C．用作催化剂的物质，不可能是其他反应的反应物或生成物
D．加入催化剂后，生成物的质量会迅速增加
【任务二】探究催化剂：查阅资料知道氧化铜也可以作为过氧化氢分解的催化剂，于是进行相应探究。称量0.2g氧化铜，取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，进行如图所示实验。
(2)填写下表：
步骤①现象 步骤③现象 步骤⑥结果 实验结论
无明显现象 试管中有大量气泡产生，带火星的木条 。 氧化铜的质量为 。 氧化铜是过氧化氢分解反应的催化剂。
(3)步骤⑦的实验目的是 。
【任务三】探究不同催化剂的催化效果
分别取10mL5%过氧化氢溶液、1g二氧化锰、1g氧化铜，按图1所示装置进行实验，实验时倾斜锥形瓶使过氧化氢溶液与催化剂完全接触，测得相同条件下瓶内气压的变化如图2所示。
(4)对比图2中的 点(填字母)，可知化学反应速率与催化剂的种类有关。
(5)请从催化剂的角度解释在实验过程中，上述两个反应虽然反应速率不同，但完全反应后两个装置内压强相同的原因是 。
【答案】(1)B
(2) 复燃 0.2g
(3)探究化学反应前后氧化铜的化学性质是否改变
(4)b、d（或a、c）（2分）
(5)催化剂只能改变化学反应速率，不能改变生成物的质量
【详解】（1）A、不加入催化剂，化学反应也能发生，只是有些反应速率可能较慢，不符合题意；
B、催化剂能改变化学反应速率，化学反应前后，其质量和化学性质不变，符合题意；
C、用作催化剂的物质，可能是其他反应的反应物或生成物，如在过氧化氢分解制取氧气的反应中，二氧化锰是催化剂，而在加热高锰酸钾制取氧气的反应中，二氧化锰是生成物，不符合题意；
D、催化剂只能改变化学反应速率，不能增加生成物的质量，故加入催化剂后，生成物的质量不会增加，不符合题意。
故选B；
（2）结论为氧化铜是过氧化氢分解的催化剂，催化剂能改变化学反应速率，化学反应前后，其质量和化学性质不变，步骤①中未加催化剂，无明显现象，步骤②中加入了氧化铜，故步骤③试管中有大量气泡产生，带火星的木条复燃，说明氧化铜能加快过氧化氢的分解速率，步骤⑥氧化铜的质量为0.2g，说明化学反应前后氧化铜的质量不变；
（3）步骤⑦中重复步骤②③，目的是：探究化学反应前后氧化铜的化学性质是否改变；
（4）对比图2中ac点，产生相同体积气体，所需时间不同；或bd点时间相同，产生气体体积不同，可知化学反应速率与催化剂的种类有关；
（5）催化剂只能改变化学反应速率，不能改变生成物的质量，故上述两个反应虽然反应速率不同，但完全反应后两个装置内压强相同。
18．（15分）化学课上，同学们做了人体呼出的气体使澄清石灰水变浑浊的实验后，对呼出的气体中主要成分及含量非常好奇，设计实验进行探究。
【提出问题】呼出的气体中有哪些主要成分，它们的含量是多少？
【查阅资料】①呼出的气体中仍含有O2。
②CO2可以被NaOH溶液完全吸收。
③CO2在饱和NaHCO3溶液中几乎不溶解，也不与饱和NaHCO3溶液反应。
④白磷燃烧消耗氧气。
【猜想与实验】
猜想：呼出的气体中主要成分是N2、O2、CO2、水蒸气等。
实验I：验证呼出的气体中含有水蒸气。
实验操作如图所示。
(1)观察到的现象为 ，根据该现象可以判断呼出的气体中含有水蒸气。
实验II：验证呼出的气体中含有N2、O2、CO2，并测定其含量。
同学们在老师的指导下设计了如下图所示装置（B是带刻度的量气装置）。
(2)实验记录
实验操作 主要实验现象 实验结论及解释
① 检查装置的气密性。 向装置中加入药品。 关闭止水夹a~f。 装置的气密性良好。
② 打开b、c、d，向B中吹入一定量气体后关闭d，并冷却到室温。 B中液体进入到A中，B中液体减少500 mL。 收集 mL气体。
③ 关闭b，打开a、e、f，用打气筒向A中缓缓充气，直到B中气体刚好全部排出。 ，D中液体为475 mL。 呼出的气体中含有CO2
④ 关闭e、f，用凸透镜聚光引燃白磷。 白磷燃烧，产生大量白烟，放出大量热。 呼出的气体中含有
⑤ 待白磷熄灭并冷却到室温，打开f。 ，D中剩余液体为400 mL。 呼出的气体中含有N2。
(3)数据处理 呼出的气体中主要成分的含量
N2 O2 CO2
体积/mL
体积分数/%
同学们经过3次重复实验，确认了呼出气体中的主要成分及其含量。
【实验反思】
(4)该实验设计依据的N2性质有 （填字母序号）。
A．难溶于水 B．不能和NaOH溶液反应 C．无色无味的气体 D．不能燃烧，也不支持燃烧
(5)实验II操作⑤中，若C中气体未完全冷却就打开f并读数，则所测O2的体积分数 （填“偏小”、“不变”或“偏大”）。
【答案】(1)玻璃片上有水雾
(2) 500 A中液面下降，B中液面上升，C中左侧导管口有气泡产生，且C中液面下降，液体沿导管流入D中（2分） 氧气/O2 D中液体部分会进入C中,C瓶中液面上升
(3) 400 75 25 80 15 5
(4)ABD（2分）
(5)偏小
【详解】（1）对着干冷玻璃片呼气，观察到玻璃片上有水雾的现象，则可判断呼出的气体中含有水蒸气。
（2）②打开b、c、d，向B中吹入一定量气体后关闭d，并冷却到室温，B中液体进入到A中，B中液体减少500 mL，B中液体减少体积即为进入装置内呼出气体体积，即收集500 mL气体。
③关闭b，打开a、e、f，用打气筒向A中缓缓充气，则会使A中的液体被压入B装置中，从而使B中的液面上升，B中的气体被压入C中，所以在C导管口会发现有气泡冒出，由于气体中含有二氧化碳，二氧化碳能被氢氧化钠溶液吸收，但是大部分气体不会发生反应而滞留在C装置中，将C装置中的液体压入D中，D中液体为475 mL，则吸收的二氧化碳体积为500 mL－475 mL＝25mL。
④关闭e、f，用凸透镜聚光引燃白磷，白磷燃烧，说明呼出气体中含有能支持燃烧的氧气。
⑤待白磷熄灭并冷却到室温，打开f，D中液体部分会进入C中,C瓶中液面上升，补充减少的氧气体积，D中剩余液体为400 mL，说明呼出的气体中含有氮气，氧气体积为475 mL－400 mL＝75mL。
（3）结合上述分析可知，呼出气体中氮气为400 mL，体积分数为，氧气为75mL，体积分数为,二氧化碳为25mL，体积分数为。
（4）该实验设计依据的N2性质有难溶于水，不能和NaOH溶液反应，不能燃烧、也不支持燃烧的性质，与无色无味气体的性质无关，故选ABD。
（5）实验II操作⑤中，若C中气体未完全冷却就打开f并读数，C中气体因受热膨胀，使D中液体进入到C中的体积减少，导致所测O2的体积分数偏小。中小学教育资源及组卷应用平台
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第二单元 空气和氧气
测试卷
选择题（共10个小题，每小题3分，共30分）
1．人类每时每刻都离不开空气。下列关于空气的说法，正确的是
A．禁止焚烧秸秆有利于保护空气 B．不能用于食品防腐
C．稀有气体约占空气总体积的 D．空气质量指数级别越高，空气质量状况越好
2．我国空间站里的“人造空气”帮助宇航员实现了“太空漫步”的梦想。人造空气中含有70%的氮气、20%以上的氧气以及少量的二氧化碳，下列说法正确的是
A．为了宇航员呼吸，“人造空气”中氧气的体积分数越大越好
B．该“人造空气”的主要成分都不是空气污染物
C．“人造空气”与空气成分完全相同
D．燃着的木条在“人造空气”中会立即熄灭
3．关于拉瓦锡研究空气成分实验的表述，存在科学性错误的是
A．实验中汞需要足量 B．曲颈甑中的汞可以换成硫粉
C．曲颈甑中汞的作用是消耗氧气 D．钟罩内液面上升推测钟罩内气体压强减小
4．下列关于燃烧现象的描述中，正确的是
A．硫在氧气中燃烧，淡蓝色火焰，放热
B．红磷在空气中燃烧，产生大量的白雾
C．蜡烛在空气中燃烧，放热，生成二氧化碳和水
D．木炭在氧气中燃烧，发出白光，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体
5．人类的呼吸离不开氧气，下列关于氧气的说法正确的是
A．氧气在空气中的质量分数为21% B．氧气具有可燃性
C．氧气密度比空气小 D．氧气的化学性质比较活泼
6．如图装置可用于测定空气中氧气的含量，下列说法正确的是
A．打开止水夹观察到烧杯中的水流入集气瓶约占集气瓶体积的
B．红磷燃烧，发光放热，有大量白雾生成
C．木炭可以代替红磷进行实验
D．集气瓶底部的水可以起到吸热降温和吸收白烟的作用
7．符合如图中C部分的化学反应的文字表达式是
A．氢气+氧气水 B．石蜡+氧气水+二氧化碳
C．二氧化碳+水→碳酸 D．氢气+氧化铜铜+水
8．下列化学反应中属于化合反应的是
A． B．
C． D．
9．实验室加热高锰酸钾制取氧气的部分操作如图所示，其中正确的是
A．连接实验仪器 B．检查装置气密性
C．装入高锰酸钾 D．点燃酒精灯
10．下图是氧气的实验室制备、收集、验满、验证性质的操作，其中正确的是
A．制备 B．收集
C．验满 D．验证性质
非选择题：本题共8小题，共70分。
11．（6分）现有下列物质：A．硫粉；B．镁粉；C．红磷；D．铁丝；E．木炭；F．蜡烛，用字母填空。
(1)燃烧时有火焰，并产生有害气体的是 ；
(2)不能在空气中燃烧，能在纯氧中燃烧，且燃烧时火星四射的是 ；
(3)燃烧时罩干冷烧杯内壁产生少量水滴的是 ；
(4)空气中燃烧发红，氧气中燃烧发出白光，燃烧能产生可使澄清石灰水变浑浊的气体的是 ；
(5)燃烧产生白烟，可用于田径赛事上的发令枪的“子弹”的是 ；
(6)燃烧时发出耀眼白光，可用于制造照明弹的是 。
12．（7分）空气是一种宝贵的资源。请回答下列问题：
(1)空气中含有氮气、氧气、稀有气体等，是一种(填物质类别) 。其中氧气体积约占空气体积的 。液氧储存在漆成 色的钢瓶中。
(2)洁净的空气对于人类非常重要。下列做法有利于保护大气的是（填序号） 。
A．使用清洁能源 B．燃放烟花爆竹 C．大量植树 D．推广私家汽车出行
(3)下列气体中计入北京市空气污染指数的项目是（填序号） 。
A．NO2 B．CO C．CO2 D．SO2
(4)现代新型礼炮使用环保气弹，实现了有害气体零排放。某种环保气弹用乙醇作为燃料，通过氧气瓶输入氧气，使乙醇在炮筒内燃烧，产生二氧化碳和水，乙醇燃烧的文字表达式为 。
13.（9分）小丽同学学习了氧气的化学性质后，整理了如图所示关系图：
(1)写出反应①的实验现象： ；写出反应①的文字表达式 ；进行①实验时，要预先在集气瓶中装少量水的目的是 ；
(2)反应②的基本反应类型为 ；
(3)写出反应③的文字表达式 ；进行③实验时，有如下注意事项：要预先在集气瓶中装少量的水或细沙的目的 ；
14．(11分）根据下图所示实验装置图回答问题：
(1)仪器a的名称为 。
(2)若实验室用暗紫色固体制取氧气，应选用的发生装置是（填序号） ，收集较纯的氧气最好选（填序号） 装置，该化学反应的文字表达式 ；制备氧气的操作步骤是：①检查装置的气密性；②装药品；③固定试管，连接仪器；④加热；⑤用排水法收集气体；⑥ ；⑦ 。
(3)已知：
①将氯化铵固体和氢氧化钠固体混合均匀加热，可以制得氨气；氨气极易溶于水，比空气轻；
②将亚硫酸固体与1：1的硫酸溶液混合，即可制得二氧化硫气体；二氧化硫易溶于水，比空气重。
制取氨气的发生装置是 ，收集装置是 ；
制取二氧化硫气体的发生装置是 ，收集装置是 。
15．（7分）空气是一种宝贵的自然资源。请回答下列问题。
(1)科学家研制的“人造空气”可供航天员呼吸。“人造空气”中氮气的体积分数约为70%，比地 球上空气中氮气的体积分数 （填“大”或“小”）。
(2)如图1为工业制取氧气的部分流程示意图，请根据图示回答相关问题：
①液态空气在空气分馏塔中蒸发可分离出氧气和氮气，原理是利用氮气和氧气的 （填“密度”或“沸点”）不同而将氮气和氧气分离，该过程属于 （填“物理变化”或“化学变化”）。
②已知氧气的沸点是-183℃，氮气的沸点是-196℃。当打开一个装有液态空气的容器盖，并将一根燃着的木条置于容器口上方，观察到的现象是 ，请说明原因 。
(3)冰箱中常用“气调保鲜”来达到对食物保鲜的效果。如图2所示是工业上用膜分离技术实现 “气调保鲜”的流程。在空气分离后，可用作冰箱保鲜室内的气体是 （填“富氧空气”或 “富氮空气”）。
16．（8分）拉瓦锡被称为“现代化学之父”，我们要沿着科学家的足迹去探究。
(1)二百多年前，法国化学家拉瓦锡利用图1装置进行实验，得出结论：空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的五分之一。根据图2资料卡片判断反应物选用汞的优点中不可能的是 。
A．实验过程中没有污染
B．汞蒸气与氧气反应能将密闭容器空气中的氧气几乎耗尽
C．在汞槽中起到液封作用
D．生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气
(2)小强同学对反应物进行优化，采用图3装置进行实验，反应结束后，冷却到室温，打开弹簧夹，注射器活塞理论上应从10mL刻度处缓慢移动至 mL刻度处。
(3)小明对图3实验进行了如图4所示的改进。图4实验中，为了使氧气反应更充分，实验中可采取的措施是 ，若实验后未将气球中气体挤出，会导致测得氧气含量偏 （填“大”或“小”）。
(4)为了更精确的定量了解空气中氧气含量及误差原因，同学们引入数字化传感器按图5装置进行实验，记录并处理数据见图6。B点到F点（温度已降至室温）的实验过程中，从图(5)装置中可观察到的现象是 。起点A的坐标为（0，20.99），通过数据我们可以直接得出玻璃管内原来空气中氧气的体积百分含量为 ，F点的坐标为（203，4.23），则整个过程中铜粉实际消耗的氧气的体积为 mL（已知玻璃管体积为100mL）。
17．（7分）某小组开展了“探究催化剂的奥秘”项目式学习。
【任务一】认识催化剂
(1)催化剂在化工生产中起着重要作用，下列说法正确的是___________(填字母)。
A．不加入催化剂，化学反应就无法发生
B．在化学反应前后，催化剂的质量、化学性质不发生改变
C．用作催化剂的物质，不可能是其他反应的反应物或生成物
D．加入催化剂后，生成物的质量会迅速增加
【任务二】探究催化剂：查阅资料知道氧化铜也可以作为过氧化氢分解的催化剂，于是进行相应探究。称量0.2g氧化铜，取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，进行如图所示实验。
(2)填写下表：
步骤①现象 步骤③现象 步骤⑥结果 实验结论
无明显现象 试管中有大量气泡产生，带火星的木条 。 氧化铜的质量为 。 氧化铜是过氧化氢分解反应的催化剂。
(3)步骤⑦的实验目的是 。
【任务三】探究不同催化剂的催化效果
分别取10mL5%过氧化氢溶液、1g二氧化锰、1g氧化铜，按图1所示装置进行实验，实验时倾斜锥形瓶使过氧化氢溶液与催化剂完全接触，测得相同条件下瓶内气压的变化如图2所示。
(4)对比图2中的 点(填字母)，可知化学反应速率与催化剂的种类有关。
(5)请从催化剂的角度解释在实验过程中，上述两个反应虽然反应速率不同，但完全反应后两个装置内压强相同的原因是 。
18．（15分）化学课上，同学们做了人体呼出的气体使澄清石灰水变浑浊的实验后，对呼出的气体中主要成分及含量非常好奇，设计实验进行探究。
【提出问题】呼出的气体中有哪些主要成分，它们的含量是多少？
【查阅资料】①呼出的气体中仍含有O2。
②CO2可以被NaOH溶液完全吸收。
③CO2在饱和NaHCO3溶液中几乎不溶解，也不与饱和NaHCO3溶液反应。
④白磷燃烧消耗氧气。
【猜想与实验】
猜想：呼出的气体中主要成分是N2、O2、CO2、水蒸气等。
实验I：验证呼出的气体中含有水蒸气。
实验操作如图所示。
(1)观察到的现象为 ，根据该现象可以判断呼出的气体中含有水蒸气。
实验II：验证呼出的气体中含有N2、O2、CO2，并测定其含量。
同学们在老师的指导下设计了如下图所示装置（B是带刻度的量气装置）。
(2)实验记录
实验操作 主要实验现象 实验结论及解释
① 检查装置的气密性。 向装置中加入药品。 关闭止水夹a~f。 装置的气密性良好。
② 打开b、c、d，向B中吹入一定量气体后关闭d，并冷却到室温。 B中液体进入到A中，B中液体减少500 mL。 收集 mL气体。
③ 关闭b，打开a、e、f，用打气筒向A中缓缓充气，直到B中气体刚好全部排出。 ，D中液体为475 mL。 呼出的气体中含有CO2
④ 关闭e、f，用凸透镜聚光引燃白磷。 白磷燃烧，产生大量白烟，放出大量热。 呼出的气体中含有
⑤ 待白磷熄灭并冷却到室温，打开f。 ，D中剩余液体为400 mL。 呼出的气体中含有N2。
(3)数据处理 呼出的气体中主要成分的含量
N2 O2 CO2
体积/mL
体积分数/%
同学们经过3次重复实验，确认了呼出气体中的主要成分及其含量。
【实验反思】
(4)该实验设计依据的N2性质有 （填字母序号）。
A．难溶于水 B．不能和NaOH溶液反应 C．无色无味的气体 D．不能燃烧，也不支持燃烧
(5)实验II操作⑤中，若C中气体未完全冷却就打开f并读数，则所测O2的体积分数 （填“偏小”、“不变”或“偏大”）。
