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第一单元 我们呼吸的空气
考点一 空气中氧气含量测定
【知识梳理】
(1)装置图:
(2)实验步骤:
1)按图把装置连接,先在广口瓶内加入少量水,再把剩余的容积用记号划成5等份。
2)点燃燃烧匙内的红磷,立即塞紧瓶塞,观察现象。
3)火焰熄灭后,振荡广口瓶,打开导管上的夹子,观察现象。
(3)实验现象:
A、红磷燃烧,放出热量,有大量白烟产生。
B、待集气瓶冷却后,打开止水夹,水经导管进入集气瓶,约占集气瓶内空气总体积的1/5。
C、水经导管倒流进入集气瓶,消耗的气体跟剩下的气体的体积比为1 : 4
(4)实验结论:空气中氧气的体积约占空气总体积的1/5。
(5)化学方程式: 4P + 5O2 2P2O5 ;
(6)注意事项:
a.装置的气密性要好,(否则测量结果偏小);
b.所用的红磷必须过量,过少则氧气没有全部消耗完,会导致测量结果偏小;
c.要等集气瓶(装置)冷却后才能打开弹簧夹,(否则测量结果偏小);
d.在实验前,导管应预先注满水,(否则测量结果偏小)
e.要先夹住橡皮管,然后再点红磷(否则测量结果偏大);
f.点燃红磷伸入瓶中要立即塞紧瓶塞(否则测量结果偏大)。
(7)此实验说明剩余气体有哪些性质:
①不燃烧也不支持燃烧 。②不溶于水。
(8)其他实验方法:
注意:不能用木炭、硫或铁丝来代替红磷!理由:木炭和硫燃烧会生成气体,铁丝在空气中燃烧。
【题型精炼】
典例1:小明发现人们喜欢在清晨锻炼,父母告诉他这是因为早晨空气中氧气含量高,小明对此表示质疑。他利用如图装置分别测定了公园某处早、中、晚空气中氧气的含量。实验的操作步骤如下:
①连接装置,并检查装置的 。
②将足量铜粉装入玻璃管中,将两支注射器活塞都置于25 毫升处。
③在装置中加入早晨收集到的空气,点燃酒精灯,缓慢推拉两侧注射器活塞,反应完成后,熄灭酒精灯。冷却到室温后读取数据。
④分别换用中午、傍晚收集到的空气,重复实验。
(1)步骤①中的横线处应填入: 。
(2)点燃酒精灯,缓慢推拉两侧注射器活塞的目的是 。
(3)已知玻璃管内的气体体积为50 毫升,测算早晨空气中氧气含量时,装置内气体总体积减少20 毫升,则氧气的体积分数为 。
(4)小明通过实验,发现早晨空气中氧气含量最低,你认为其原因是 。
【答案】(1)气密性(2)使氧气与铜充分接触,将氧气耗尽(3)20%
(4)植物在夜间只进行呼吸作用
【知识点】空气的成分及探究;还原反应与金属的冶炼
【解析】【分析】(1)实验基本操作规范:连接装置后,首先要检查装置的气密性。如果装置漏气,会导致实验结果不准确,甚至实验失败,这是涉及气体参与的实验中必不可少的步骤。
(2)铜与氧气的反应及实验操作目的:铜在加热条件下能与氧气反应生成氧化铜,实验中缓慢推拉注射器活塞,是为了使装置内的氧气与铜粉充分接触,确保氧气被完全消耗,提高实验结果的准确性。
(3)空气中氧气体积分数的计算:氧气体积分数等于消耗的氧气体积除以装置内气体的总体积再乘以 100%。
(4)不同时段空气中氧气含量差异的原因:早晨气温低、植物光合作用弱,甚至进行呼吸作用消耗氧气,且空气流动性差,导致氧气含量最低;中午、傍晚植物光合作用强,氧气释放多。
【解答】(1)连接装置后,为了防止装置漏气影响实验结果,必须检查装置的气密性。
(2)点燃酒精灯后,缓慢推拉两侧注射器活塞,能够使玻璃管内的空气不断流通,让氧气与铜粉充分接触,从而保证氧气与铜粉充分反应,将装置内的氧气耗尽,确保测定结果准确。
(3)已知玻璃管内气体体积为 50 毫升,装置内气体总体积为 25mL+25mL+50mL=100mL,装置内气体总体积减少 20 毫升,即消耗的氧气体积为 20 毫升。
则氧气的体积分数为:
(4)早晨空气中氧气含量最低,原因主要是:早晨气温较低,植物的光合作用较弱,甚至可能进行呼吸作用消耗氧气,同时经过一夜的沉降,空气流动性差,氧气含量最低;而中午和傍晚气温高,植物光合作用旺盛,释放氧气多,氧气含量较高。
【举一反三】
变式1:测量空气中氧气体积分数实验的思维模型如下:
封闭空间——消耗氧气——气压减小——观察现象
项目化学习小组按图甲完成氧气含量测定的实验时,发现进人集气瓶的水量低于”1”刻度线。为提高氧气含量测定的精准度,展开了如下研究。
[误差分析]几位同学对测量值偏小原因的分析如下:
甲:红磷的量不足,未能把瓶内氧气耗尽;
乙:将燃烧匙伸入集气瓶瞬间,部分空气逸出;
丙:实验前导管中有空气,实验后一部分本应进入容器的水滞留在导管中;
丁:由于广口瓶的形状造成很难均分五等份,影响测量结果;
(1)以上原因分析中,其中一位同学的观点被大家一致否定,你认为是哪位同学的观点? (选填”甲”“乙”“丙”或”丁”);
(2)[方案改进]根据以上讨论,为减少实验误差,提高实验结果的精准度,学习小组同学设计了图乙改进装置。(已知:红磷的着火点是240℃,无毒;白磷的着火点是40℃,有剧毒)
比较图甲、图乙的实验方案,下列关于图乙实验方案叙述正确的是 。
A.利用着火点更低的白磷并采用加热后的玻璃棒”内引燃”,建立封闭空间使实验结果更精准
B.可以解决图甲方案中一部分水滞留在导管中带来的误差问题
C.改用量筒内水的体积变化来确定消耗氧气的体积,使测量结果更精准
D.彻底地解决了实验的安全性问题,符合绿色化学理念
(3)小金同学认为,图乙实验装置还需在橡皮管处补充一个止水夹,请表达你的观点及理由 ;
(4)[问题反思]小组同学多次实验,测量值总是小于。经过老师指导,小组同学讨论后认为,可以从模型中”消耗氧气”的方法入手给实验做进一步改进。
[资料]暖宝宝是利用铁粉在空气中氧化的原理制成。
[方案迭代]讨论后,项目组设计了如图丙所示的装置,用暖宝宝粉代替红磷,利用铁粉在空气中氧化的原理进行实验。操作步骤如下:①将滤纸用水浸润后黏附在针筒内壁;②把暖宝宝粉倒入针筒,轻轻转动,使涂抹均匀;③涂上凡士林,将活塞插入针筒,盖上橡皮帽,观察并记录活塞移动情况。
经多次实验后,测得空气中氧气的体积分数均约占。
从消耗氧气的方法角度分析,图丙方案比图甲方案测定结果更精准的原因是 。
[心得交流]科学探究需要不断根据结果反思探究过程,优化方案,实现方案的迭代更新。
【答案】(1)乙(2)A;B;C
(3)不需要,因为两边导管均已伸到液面以下,已起到液封作用
(4)用暧宝宝能更充分消耗氧气(合理即可)
【知识点】空气的成分及探究
【解析】【分析】(1)空气中氧气体积分数测定实验的误差分析:测定空气中氧气体积分数的原理是利用物质燃烧消耗氧气,使装置内气压减小,水倒吸进入装置,通过进入水的体积推断氧气体积。红磷量不足、装置漏气、导管内有空气、容器难均分五等份等均会造成误差;而将燃烧匙伸入集气瓶瞬间部分空气逸出,会导致瓶内气压变化异常,最终使测量结果偏大而非偏小,因此该观点被一致否定。
(2)实验方案的评价与改进:图乙改用白磷(着火点低),可通过加热后的玻璃棒引燃,装置封闭更严密;量筒读数能精准反映消耗氧气体积,解决了图甲水滞留导管的误差问题;白磷有毒且装置仍可能存在安全隐患,不能 “彻底解决” 安全性问题。
(3)装置气密性与液封作用:图乙中两边导管均伸到液面以下,形成了液封,能防止装置内气体受热膨胀从导管逸出,也能防止外界空气进入,因此无需补充止水夹。
(4)实验方案的优化:图甲中红磷燃烧需点燃后伸入,过程中易使瓶内空气受热逸出,且红磷燃烧不充分;图丙用暖宝宝(铁粉)在常温下缓慢氧化,能更充分、彻底地消耗氧气,装置封闭且随活塞移动直观记录数据,因此测定结果更精准。
【解答】(1) 乙同学提出将燃烧匙伸入集气瓶瞬间,部分空气逸出的原因会造成结果偏大;
(2)图乙中利用着火点更低的白磷并采用加热后的玻璃棒”内引燃”,建立封闭空间使实验结果更精准,A正确; 图乙装置可以解决图甲方案中一部分水滞留在导管中带来的误差问题 ,B正确; 改用量筒内水的体积变化来确定消耗氧气的体积,比图甲中瓶内五等份的刻度能使测量结果更精准 ,C正确;该实验中并未吸收产生的物质,且白磷燃烧放出大量热会使装置内压强增大,不能缓冲压强,没有彻底解决实验的安全性问题,D错误;
(3) 因为两边导管均已伸到液面以下,已起到液封作用 ,所以 图乙实验装置不需要在橡皮管处补充一个止水夹 ;
(4)图丙方案中用暧宝宝能更充分消耗氧气 , 比图甲方案测定结果更精准 。
变式2:(2025八下·玉环月考)小应利用如图甲所示的思维模型设计了“探究空气中氧气含量”的实验,他用一个有刻度的去底带塞子的瓶子,塞子上插入温度计和粘有“暖宝宝”贴的铜丝,实验装置如图乙所示。
查阅资料发现:“暖宝宝”贴内含有铁、活性炭、无机盐、水等物质,可在空气中吸收氧气发生放热反应,反应过程中主要反应的化学方程式为: “暖宝宝”贴吸氧能力强,放热迅速。
(1)从建模角度分析,“利用暖宝宝贴消耗空气中的氧气”的操作属于上述思维模型中的 。
(2) 属于 反应(填写化学反应基本类型),整个实验过程中,瓶内液面的变化情况为 。
小应待反应结束,温度计示数恢复初始温度时记录液面位置,如图丙所示,应调整瓶子在水中的深度,使瓶子内外液面相平再读取刻度。
【答案】(1)耗尽O2形成气压差(2)化合反应;先下降后上升
【知识点】空气的成分及探究
【解析】【分析】根据实验原理结合上述思维模型进行分析;根据反应的特点、瓶内气压变化情况进行分析。
【解答】(1)“利用暖宝宝贴片消耗空气中的氧气”的操作属于上述思维模型中的耗尽O2形成气压差,进而通过进入瓶内水的体积来计算空气中的氧气的含量;
(2) 符合“多变一”的特点,属于化合反应;刚开始暖宝宝吸收氧气会放出热量,瓶内温度升高,使气压增大,将水向下压,故观察到瓶内液面下降;后消耗瓶中的氧气,使得瓶内气压减小,故液面又会上升。即瓶内液面的变化情况为先下降后上升。
考点二 氧气的制取
【知识梳理】
(一)实验室里制取氧气的方法有
分解双氧水H2O2和加热分解氯酸钾KClO3 ,化学方程式为:(1)2H2O2 MnO2 2H2O + O2 ↑
(2)2KClO3 MnO2 2KCl + 3O2↑。
固体加热型 固液(液液)不加热型
发生装置
实验步骤 查→装→定→加→收→验 查→装→定→点→收→离→熄;
①查:检查装置的气密性注意安装顺序:先从下到上,后从左到右。 ②装:装入药品 ③定:固定试管 ④点:点燃酒精灯 ⑤收:用排水法收集 ⑥离:将导管移离水面 ⑦熄:熄灭酒精灯。 【谐音记忆: “茶-庄-定-点-收-利-息”】
排水法 ( 不易 溶于水) 向上排空气法 (密度比空气 大 ) 向下排空气法 (密度比空气 小 )
收集装置
优点 较纯净; 较干燥;
缺点 含较多的水蒸气; 不够纯净;
验满方法 1.将带火星的木条放在集气瓶口,木条复燃(排气法) 2.集气瓶口出现大气泡(排水法)
检验方法 将带火星的木条放在集气瓶中,木条复燃
注意 长颈漏斗末端要伸到液面以下(分液漏斗则不必) ①试管口略向下倾斜;②试管夹夹在离试管口1/3处;③实验完毕,先移出导气管,再熄灭酒精灯;
注意:
(1)在过氧化氢和氯酸钾制取氧气的反应中,用二氧化锰作为催化剂,它的作用是改变反应速度,本身的质量和化学性质在反应前后都不变。
a)催化剂不一定加快反应速率,也有减慢反应速率。
b)催化剂的物理性质在反应前后可以改变。但化学性质和质量不变
c)催化剂在反应中可以参与反应而发生变化,但反应结束时又能转化回原来的物质。
d)催化剂只影响反应速率,不影响最终产量。
e)催化剂在反应中起催化作用。同一反应可采用多种催化剂。
(2)为什么在试管口要放一团棉花?防止高锰酸钾粉末进入导管。
(3)为什么试管口要略向下倾斜?防止试管口的冷凝水倒流入试管底而使试管破裂。
(4)为什么要来回移动酒精灯使试管受热均匀?防止试管受热不均而破裂。
(5)为什么刚出现气泡时不能立即收集?为了排尽试管内的空气,防止收集的氧气不纯 。
(6)什么时候才可以开始收集气体?气泡连续、均匀地放出。
(7)集满氧气后,为什么要先从水槽中移出导管,再熄灭酒精灯?防止水槽中的水倒吸入试管而使试管破裂。
(8)为什么导管不能伸入试管太长?有利于试管内空气排出。
(9)为什么加热前,试管外壁要保持干燥。加热时,用酒精灯的外焰加热,灯芯不能 碰到试管。结束时,热的试管不能立即用冷水冲洗 防止试管破裂。
(二)装置的改进与评价:
(1)将固液常温型装置中的长颈漏斗换成分液漏斗或注射器(如图A、图B所示),改进后装置的优点是通过控制液体的滴加速度,从而控制反应速;
(2)C装置的优点是能随时控制反应的发生和停止。
总结:相比于氯酸钾,实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的优点是可随时添加液体、反应不需要加热、操作简便等。
(三)检查装置气密性的常见方法
A. 手捂(加热)法:将导管的出口浸入水中,手握试管等容器,如果有气泡从导管口逸出,放手后导管末端形成稳定的水柱,表明装置气密性良好。
B. 液差(注水)法:从漏斗注入一定量的水,使漏斗下端浸没,塞紧橡皮塞,夹紧弹簧夹后,继续加水,使漏斗管内的液面高于瓶内液面,停止加水观察。液面差不变,表明装置气密性良好。
(四)固体加热型实验装置易错处(图为错误示范):
1)试管口应略向下;
2)导管应稍露出橡皮塞;
3)酒精灯应用外焰加热;
4)铁夹应夹在离试管口1/3处
5)火焰应加热在试管底部;
6)排水收集时导管不能太长
(五)工业上用分离空气制取氧气
空气冷冻分离法:是物理变化,只是利用各种成分的 沸点 不同,把氧气从液态空气中分离出来,属于物理 变化。
(六)典型气体
气体 收集方法 验满方法 检验方法
氧气 排水法、 向上排空气法 将带火星的木条放在瓶口 将带火星的木条伸入集气瓶,木条复燃,说明是氧气
二氧化碳 向上排空气法 将燃烧的木条放在瓶口 将气体通入澄清石灰水,石灰水变浑浊,说明是二氧化碳
【题型精炼】
典例1:(2026九上·鄞州期末) 某同学利用如图所示装置制取气体,此装置适用于( )
A.双氧水和二氧化锰制取氧气 B.氯酸钾和二氧化锰制取氧气
C.稀盐酸和大理石制取二氧化碳 D.稀盐酸和碳酸钠制取二氧化碳
【答案】A
【知识点】制取氧气的装置、步骤、收集与注意事项;制取二氧化碳的装置、步骤、收集与注意事项
【解析】【分析】(1)反应为固液常温型,且氧气不易溶于水,符合装置的发生和收集条件。
(2)反应需要加热条件,与装置的常温型发生装置不匹配。
(3)二氧化碳能溶于水且与水反应,不能用排水法收集,与收集装置不符。
(4)碳酸钠与稀盐酸反应速率过快,不易控制,且二氧化碳不能用排水法收集,不符合装置要求。
【解答】解:A、双氧水和二氧化锰制取氧气,属于固液不加热的反应类型,适用图中的固液常温型发生装置;氧气不易溶于水,可用排水法收集,完全符合该装置的使用条件,故A正确。
B、氯酸钾和二氧化锰制取氧气,需要加热才能发生反应,而图中的发生装置没有酒精灯加热,无法满足该反应的条件,故B错误。
C、稀盐酸和大理石制取二氧化碳,虽然反应为固液常温型,适配发生装置,但二氧化碳能溶于水且会与水发生反应,不能用排水法收集,与图中的收集装置不符,故C错误。
D、稀盐酸和碳酸钠反应制取二氧化碳,一方面反应速率极快,难以控制和收集,另一方面二氧化碳不能用排水法收集,既不符合发生装置的实际使用要求,也与收集装置不匹配,故D错误。故选:A。
【举一反三】
变式1:学习小组开展“设计和制作简易供氧器”的实践活动。查阅资料得知:某制氧机的制氧剂为过碳酸钠(化学式为 白色固体)和二氧化锰。
已知过碳酸钠易溶于水,遇水分解为 Na2CO3和H2O2,能产生氧气并放出热量。
活动一:制氧速率探究
小组同学设计实验方案探究影响实验速率的因素,实验结果如表。
实验序号 过碳酸钠质量/g 二氧化锰质量/g 加水体积/mL 温度/℃ 收集 100毫升氧气所需的时间/s
① 10 0.3 100 26 36.59
② 20 0.3 100 26 11.67
③ 10 0.3 100 41 22.00
(1)根据表格判断制氧速率的快慢需要比较 。
(2)由实验①和实验②可以得出结论: 。
(3)夏季时,为了延长供氧时间,可采取的措施是 。
活动二:供氧装置评价
评价等级
合格 良好 优秀
有发生、收集和净化装置 有发生、收集和净化装置,局部一 体 化设计 综合考虑各种因素(简便、美观、流速、安全、环保等),整体可调控及一体化设计
(4)针对图中装置,你的评价等级及理由是 。
【答案】(1)收集相同体积氧气所需的时间
(2)在其他条件相同的情况下,过碳酸钠质量越大,制氧速率越快
(3)降低反应温度
(4)评价等级为良好,因为该供氧装置有发生、收集和净化装置,局部一体化设计,但不可调控
【知识点】制取氧气的原理
【解析】【分析】(1)磁化与材料磁性:铁、钴、镍等铁质材料容易被磁化,磁化后会产生磁场,会对附近的磁体或磁化物体产生磁力干扰;而塑料属于非磁性材料,不会被磁化,因此不会对磁化后的缝衣针产生磁力影响,能保证实验准确性。
(2)磁极间的相互作用规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,这是判断磁体磁极的基本依据。当已知磁极的磁体靠近另一磁体时,可通过排斥或吸引现象判断未知磁极。
(3)指南针的工作原理:地球本身是一个巨大的磁体,地磁北极在地理南极附近,地磁南极在地理北极附近,磁化后的缝衣针在地磁场作用下,静止时会指向南北方向。
(4)评价标准与实验改进:评价表的 “优秀” 等级需在 “合格” 基础上进一步提升性能;针对 “不能保持水平平衡” 的问题,可通过调整重心位置来解决,使装置更稳定。
【解答】(1)根据表格中的数据可知,在探究制氧速率的实验中,收集相同体积氧气所需时间的长短能直观反映出制氧速率的快慢,故判断制氧速率的快慢需要比较收集相同体积氧气所需的时间。
(2)实验①和实验②中,二氧化锰质量均为 0.3g,加水体积均为100 mL,温度均为26 ℃,只有过碳酸钠质量不同,实验①中过碳酸钠质量为10g,收集100毫升氧气所需的时间是36.59 s;
实验②中过碳酸钠质量为20g,收集100毫升氧气所需的时间是11.67 s。
由实验①和实验②可以得出结论:在其他条件相同的情况下,过碳酸钠质量越大,制氧速率越快。
(3)由实验①和实验③可知,温度越高,收集相同体积氧气所需时间越短,制氧速率越快。夏季气温高,制氧速率快,供氧时间短,为了延长供氧时间,需要减慢制氧速率,可采取降低温度的措施。
(4)由图中装置可知,评价等级为良好,因为该供氧装置有发生、收集和净化装置,局部一体化设计,但不可调控。
变式2:(2026九上·温州模拟)实践小组的同学以“氧气的制备”为课题开展了实践活动。
(1)利用图1装置,选择的制氧试剂为____(填字母)。
A.双氧水、二氧化锰 B.氯酸钾、二氧化锰
(2)按图1连接装置,用弹簧夹夹紧a处橡皮管,向下压注射器的活塞, ,证明气密性良好。
(3)图2为不同浓度的制氧试剂催化分解时温度与时间的关系图,说明制氧试剂浓度越高,反应越剧烈的依据是 。
(4)小组同学还利用饮料瓶、注射器、吸管、输液管等日常用品,模仿市售制氧机,自制如图所示4套简易制氧机,右瓶中所装液体为水,向左侧瓶中加入制氧试剂。其中不合理的装置有 (填“甲”“乙”“丙”或“丁”)。
【答案】(1)A
(2)松手后,活塞恢复到原来位置
(3)相同时间,10%的制氧试剂反应温度升的最高
(4)乙、丁
【知识点】制取氧气的原理
考点三 燃烧的条件与灭火
【知识梳理】
一 燃烧及燃烧的条件
(1)燃烧的概念:通常情况下,可燃物与氧气发生的一种发光、放热的剧烈的氧化反应叫作燃烧。
(2)燃烧的必要条件(燃烧三要素,缺一不可):可燃物、有助燃剂(氧气)、温度达到着火点。
(3)影响燃烧的因素
1)可燃物不同,性质不同,燃烧现象不同。
2)氧气浓度越大,燃烧越剧烈。
3)可燃物与氧气的接触面积越大,燃烧越剧烈。
(4)可燃物的着火点:物质燃烧所需达到的最低温度叫着火点
不同物质的着火点是不同的。
已知白磷的着火点是40℃,红磷的着火点是240℃。
(5)自燃与爆炸
1)自燃:由于缓慢氧化产生的热量被积累后,温度升高达到该可燃物的着火点时,在氧气充足的情况下,不经点火就自发燃烧起来的现象
2)爆炸:如果燃烧以极快的速率在有限的空间里发生,瞬间内累积大量的热,使气体体积急剧地膨胀,就会引起爆炸。
二 灭火
(一)灭火的措施
破坏燃烧的三个条件之一,就可以达到灭火的目的。
(1)清除可燃物或使可燃物与火源隔离。
(2)隔绝空气(或氧气)。
(3)使可燃物的温度降到着火点以下。
(二)促进燃烧
(1)增大氧气的浓度 (氧气的浓度越大燃烧越剧烈)
(2)增大可燃物和氧气的接触面积 (接触面积越大燃烧越剧烈)
【题型精炼】
典例1:(2026九上·温州模拟)古代冶炼金属都需要高温,明代《天工开物》中,绘有许多如图的风箱。为了保持冶炼炉内高温,需要不断拉动风箱,原因是 ( )
A.降低木材的着火点 B.增大木材之间间隔
C.提供了充足的空气 D.清除多余的可燃物
【答案】C
【知识点】燃烧与灭火
【举一反三】
变式1:探究燃烧的条件有助于更好地控制燃烧。某同学设计如图所示装置进行相关探究,下列有关实验过程不能达到目的的是 ( )
A.先通入 N2,再点燃酒精灯,一段时间后改通O2,探究燃烧需要可燃物与氧气接触
B.先通入 N2,再点燃酒精灯,探究燃烧需要温度达到可燃物的着火点
C.先通入O2,再点燃酒精灯,一段时间后改通N2,探究燃烧需要可燃物与氧气接触和温度达到可燃物的着火点
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
【知识点】燃烧与灭火
【解析】【分析】A、根据先通入N2,再点燃酒精灯,木炭不会燃烧,然后立即通入O2,木炭燃烧进行分析。
B、根据先通入N2,再点燃酒精灯,木炭不能燃烧进行分析。
C、根据先通O2,木炭不燃烧,再点燃酒精灯,一段时间后,木炭能燃烧进行分析。
D、根据二氧化碳与澄清石灰水反应生成白色沉淀碳酸钙和水进行分析。
【解答】A、先通入 N2,再点燃酒精灯,木炭不燃烧,一段时间后改通O2,木炭燃烧,可以证明燃烧需要可燃物与氧气接触,A正确。
B、先通入 N2,再点燃酒精灯,木炭不燃烧,不能证明燃烧需要温度达到可燃物的着火点,B错误。
C、先通入O2,木炭不燃烧,再点燃酒精灯,一段时间后,木炭能燃烧,说明燃烧需要温度达到可燃物的着火点;改通 N2,木炭熄灭,说明燃烧需要可燃物与氧气接触,C正确。
D、二氧化碳与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和水,反应现象明显,能检验木炭燃烧生成的二氧化碳,D正确。
故答案为:B。
变式2:世界第一支城市消防队诞生于宋朝,他们有丰富的消防装备,其中有水袋、水囊、唧筒、麻搭、火钩等。《东轩笔录》中记载:“将夜分,即灭烛。”下列说法错误的是 ( )
A.水囊、水袋用来运水以灭火——降低可燃物着火点
B.麻搭蘸吸泥水用于灭火——隔绝氧气并降低温度
C.火钩用于拆除火势蔓延的小木屋,切断火路——清除可燃物
D.“将夜分,即灭烛”——灭烛则不能为可燃物燃烧提供热量
【答案】A
【知识点】燃烧与灭火
【解析】【分析】燃烧有三个同时必备的条件:可燃物、氧气或空气、温度达到可燃物的着火点,破坏燃烧的三个条件之一,就能达到灭火的目的,因而灭火的原理有三个:清除可燃物、隔绝氧气或空气、使可燃物的温度降到着火点以下,三者具其一即可。
【解答】A、着火点是固定值,水囊水袋用来运水以灭火,是因为水蒸发吸热,可降低温度至可燃物的着火点以下,达到灭火的目的,故错误;
B、蘸吸泥水用于灭火,可隔绝氧气,且降低温度至可燃物的着火点以下,达到灭火的目的,故正确;
C、火钩用于拆除火势蔓延的小屋,切断火路,是因为清除可燃物,故正确;
D、“天干物燥,小心火烛”,说明燃烧需要可燃物、温度达到可燃物的着火点,故正确;
故答案为:A。
考点四 质量守恒定律及其应用
【知识梳理】
(1)质量守恒定律的概念:在化学反应中,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。
把握质量守恒定律应注意几点:
A、一切化学变化都遵循质量守恒定律
B、只有化学变化才遵守质量守恒定律,物理变化不用质量守恒定律解释!
C、质量守恒定律研究的仅是指“质量”,不能任意扩展到其它物理量;
D、守恒的是“总质量”,即“参加反应的各反应物的总质量”和“生成物的总质量”。如沉淀、气体等都应考虑进去。
E、“参加”,意味着没有参加反应(剩余)的物质的质量不能算在内。
(2)化学反应的过程就是组成反应物分子的原子 重新组合 成生成物分子的过程。
(3)化学反应前后原子的 种类 和 数目 不变,所以化学反应前后物质的质量总和必然相等。而物质的 分子数和物态可能改变。
【题型精炼】
典例1:(2026九上·余姚期末)某学习小组用如图所示实验验证质量守恒定律。下列说法错误的是( )
A.做甲实验时,若取用红磷的量不足,未将瓶内氧气消耗完,对实验结果没有影响
B.乙实验中最后天平不平衡,此现象能用质量守恒定律解释
C.丙实验在敞口容器中进行仍成功验证了质量守恒定律,原因是该反应不消耗气体也不产生气体
D.进行丁实验时,如果将燃烧后的生成物全部收集起来称量,理论上生成物的质量等于参加反应的镁条的质量
【答案】D
【知识点】质量守恒定律及其应用
【解析】【分析】化学反应遵循质量守恒定律,即参加反应的物质的质量之和,等于反应后生成的物质的质量之和,是因为化学反应前后,元素的种类不变,原子的种类、总个数不变。
【解答】A、做甲实验时,若取用红磷的量不足,对实验的结果没有影响,因为无论红磷是否完全反应,天平都保持平衡,故A正确;
B、乙实验中,石灰石和稀盐酸反应生成二氧化碳气体,产生的气体逸散到空气中,反应后剩余物质的质量减小,所以最后天平不平衡,能用质量守恒定律解释,故B正确;
C、硫酸铜和氢氧化钠反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,此反应不消耗气体也不生成气体,所以能验证质量守恒定律,故C正确;
D、如果将燃烧后的生成物全部收集起来称量,由于镁条与氧气结合产生氧化镁质量增加,故生成物质量大于参加反应的镁条的质量,故D错误;
故答案为:D。
【举一反三】
变式1:(2026九上·海曙期末)在密闭容器中有甲、乙、丙、丁四种物质,在一定条件下充分反应,测得反应前后各物质的质量如下表所示。下列说法正确的是 ( )
物质 甲 乙 丙 人
反应前质量/g 10 0.3 4.8 2.8
反应后质量/g 3.2 待测 8 6.4
A.待测值为0.6
B.甲一定是化合物
C.反应中甲和丁变化的质量比为1:2
D.此反应可表示为:丙+丁→甲
【答案】B
【知识点】质量守恒定律及其应用
【解析】【分析】(1)质量守恒定律:在密闭容器中发生化学反应,反应前后各物质的质量总和保持不变。即反应前所有物质的质量之和等于反应后所有物质的质量之和。
(2)化学反应类型与物质类别判断:反应后质量减少的物质是反应物,质量增加的物质是生成物。分解反应的反应物只有一种,该反应物一定是化合物;化合反应的生成物只有一种,该生成物一定是化合物。
【解答】首先根据质量守恒定律计算待测值:
反应前总质量 = 10+0.3+4.8+2.8=17.9 g
反应后总质量 = 3.2+待测+8+6.4=17.9 g
解得待测值 = 17.9 (3.2+8+6.4)=0.3 g
A、计算得待测值为0.3 g,不是0.6 g,故该选项错误。
B、甲的质量减少(10 g→3.2 g),是反应物;丙、丁的质量增加,是生成物;乙的质量不变,可能是催化剂或杂质。该反应是 “甲→丙 + 丁”,属于分解反应,分解反应的反应物一定是化合物,故该选项正确。
C、甲变化的质量 = 10 3.2=6.8 g,丁变化的质量 = 6.4 2.8=3.6 g,甲和丁变化的质量比 = 6.8:3.6=17:9,故该选项错误。
D、该反应是甲分解生成丙和丁,反应式应为 “甲→丙 + 丁”,不是 “丙 + 丁→甲”,故该选项错误。
故答案为:B。
变式2:一定条件下,a、b、c、d四种物质在密闭容器中发生反应,测得反应前后各物质的质量如表所示。下列有关说法中错误的是 ( )
物质 a b c d
反应前的质量/克 30 20 10 15
反应后的质量/克 x y 0 10
A.参加反应的c与d的质量比为2:1
B.x+y=65
C.当y≤20时,该反应一定是化合反应
D.x的取值范围一定为0≤x≤30
【答案】D
【知识点】质量守恒定律及其应用
【解析】【分析】(1)质量守恒定律的应用:在密闭容器中,反应前后物质的总质量保持不变。据此可计算出反应前后各物质的质量变化,并判断反应物和生成物。
(2)反应类型的判断:化合反应的特点是 “多变一”,即多种物质反应生成一种物质。当反应物的质量减少,而生成物的质量增加时,可根据质量变化判断反应类型。
(3)质量变化的分析:根据质量守恒定律,可推导出各物质反应前后质量的关系,从而确定未知量的取值范围。【解答】A、参加反应的c与d的质量比为:10g:5g=2:1,该选项说法正确;
B、x+y=30+20+(10+5)=65,该选项说法正确。
C、当y=20时,b是催化剂,或既不是反应物,也不是生成物,则a物质是生成物,反应物是两种,生成物是一种,属于化合反应;当y<20时,b是反应物,反应物是三种,生成物是一种,属于化合反应,该选项说法正确;
D、x可以大于30,例如当a是生成物时,x>30,该选项说法不正确;
故答案为:D。
考点五 化学方程式及其计算
【知识梳理】
(一)化学方程式的概念
用 化学式 表示化学反应的方程式叫做化学方程式。
(二)化学方程式的读法
如C+O2CO2,可读作“ 碳和氧气在点燃的条件下,反应生成二氧化碳 ”。
(三)化学方程式的意义
(1)表明了反应物 反应物 、 生成物 和 反应条件 ;
(2)表示各物质间原子与分子的 个数比 ;
(3)表示反应物、生成物各物质间的 质量比 。
(四)书写化学方程式的原则
(1)以 客观事实 为依据;
(2)遵守 质量守恒定律 ,即在化学方程式左、右两边各原子的种类和数目必须 相等 。
(五)书写化学方程式的步骤
(1)根据反应事实,在式子的左边写 反应物 的化学式,在式子的右边写 生成物 的化学式,中间连一条 短线 。如果反应物或生成物不止一种,就分别用“ + ”连接。
(2)配平化学方程式。在化学式前配上合适的 化学计量数 ,使式子两边每种元素的原子总数 相等。一般可用 最小公倍数 来确定化学计量数。配平后把短线改为 等号。
(3)注明 反应条件 和生成物的 状态 。把条件写在等号的 上方 或下方。如果反应物中没有气体,而生成物中有气体产生,则在气体的化学式旁边用“ ↑ ”号表示;如果是溶液中发生的反应,反应物中无固体,而生成物中有固体,则在固体的化学式旁边用“ ↓ ”号表示。
如:2H2OO2↑+2H2↑、CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O。
【注意点】
1.书写化学方程式的韵语:左写反应物,右写生成物;写准化学式,计量数要配平;中间连等号,条件要注明;生成气体和沉淀,要用箭头来标明。
2.在化学方程式中,“+”不能读作“加”,应读作“和”或“与”;“”不能读作“等于”,应读作“生成”。
3.判断化学方程式书写是否正确,从以下几个方面入手:
(1)是否符合客观事实,即反应能否发生,化学式是否正确;
(2)是否配平;
(3)反应条件是否正确;
(4)“↑”或“↓”是否标注正确。
4.配平化学方程式的方法除最小公倍数法外,还有奇数配偶法、观察法等。
(六)依据化学方程式进行计算
(1)由于化学方程式能表示反应前后各物质的质量关系,因此可以利用化学方程式计算化学反应中各成分的 质量 。
(2)根据化学方程式计算的一般步骤:设未知量→写出 化学方程式 →写出相关物质的 相对分子质量 和已知量→列出 比例式 、求解→对问题做出简明回答。
【题型精炼】
典例1:二氧化氮是大气中的污染物之一。煤燃烧会产生部分二氧化氮气体,它会与空气中的氧气、水蒸气发生反应形成酸雨: 配平后各物质的化学计量数分别是 ( )
A.1,1,1,2 B.2,1,1,2 C.4,1,2,4 D.6,2,3,6
【答案】C
【知识点】化学方程式的配平
【解析】【分析】根据质量守恒定律:反应前后各原子的数目不变,选择相应的配平方法(最小公倍数法、定一法等)进行配平即可;配平时要注意化学计量数必须加在化学式的前面,配平过程中不能改变化学式中的下标;配平后化学计量数必须为整数.
【解答】本题可利用“定一法”进行配平,把 HNO3 的化学计量数定为1,则 NO2、O2、H2O前面的化学计量数分别为1、 、 ,同时扩大4倍,则NO2、O2、H2O、HNO3前面的化学计量数分别为4、1、2、4。
故答案为:C。
【举一反三】
变式1:配平下列化学方程式:
(1) Al2O3;
(2) + H2O;
(3) SO2。
【答案】(1)1;2;2;1
(2)1;3;2;2
(3)4;11;8
【知识点】化学方程式的配平;书写化学方程式、文字表达式
【解析】【分析】(1)化学方程式配平的核心原则:配平的本质是遵守质量守恒定律,确保反应前后各原子的种类和数目完全相等。
(2)常用配平方法:
最小公倍数法:适用于简单反应,找出反应前后同种原子数的最小公倍数,调整系数使原子数相等。
奇数配偶法:适用于含奇数原子的复杂反应,先将奇数原子的化学式系数变为偶数,再依次配平其他原子。
观察法:从结构复杂的化学式入手,通过观察调整其他物质的系数。
【解答】(1)采用最小公倍数法:氧原子在 和 Al2O3 中数目分别为 3 和 3,最小公倍数为 6。因此前配 1,Al2O3前配 1。
根据铁原子守恒, 前配 2;根据铝原子守恒,Al前配 2。
配平后:。
(2)采用奇数配偶法:从C2H4入手,碳原子数为 2,故 前配 2;
氢原子数为 4,故 H2O 前配 2。
此时生成物中氧原子总数为2×2+2×1=6,因此O2前配 3。
配平后:。
(2)采用奇数配偶法:Fe2O3中氧原子为奇数,先将其系数变为 2,使氧原子总数为偶数。
根据铁原子守恒,FeS2前配 4;
根据硫原子守恒, SO2 前配 8。
此时生成物中氧原子总数为2×3+8×2=22,因此O2前配 11。
配平后:。
变式2:为测定实验室中氯酸钾样品(杂质不参与反应)的纯度,取一定量该样品进行加热,不同时刻固体质量数据如图所示。
(1)t1时刻产生的氧气质量是 。
(2)t3~t4时段剩余固体质量不变的原因为 。
(3)列式计算该样品中氯酸钾的纯度。
【答案】(1)1.68g
(2)氯酸钾已完全分解
(3)由图可知,氯酸钾完全分解生成的氧气质量为5g+1.5g-4.58g=1.92g。
解:设5g样品中含有氯酸钾的质量为x。
x=4.9g
氯酸钾的质量分数为
答:该样品中氯酸钾的纯度是98%。
【知识点】溶质的质量分数及相关计算;制取氧气的原理;质量守恒定律及其应用;根据化学反应方程式的计算
【解析】【分析】(1)根据质量守恒定律计算t1时刻产生的氧气质量;
(2)氯酸钾分解生成氯化钾和氧气,因此固体的质量会逐渐减小。当氯酸钾完全反应后,不再有氧气产生,因此固体的质量不再减小。
(3)根据质量守恒定律计算出生成氧气的总质量,由氧气的总质量求出氯酸钾的质量,即可求出样品中氯酸钾的纯度。
【解答】 (1)根据图甲可知,t1时刻生成氧气的质量为:5g+1.5g-4.82g=1.68g;
(2)氯酸钾在二氧化锰催化下加热分解为氯化钾和氧气。当反应进行到 t3 时刻,氯酸钾已完全分解,不再有氧气生成,因此剩余固体质量保持不变。
(3)由图可知,氯酸钾完全分解生成的氧气质量为5g+1.5g-4.58g=1.92g。
解:设5g样品中含有氯酸钾的质量为x。
x=4.9g
氯酸钾的质量分数为
答:该样品中氯酸钾的纯度是98%。
1.(2025八下·路桥期末)在密闭容器中用氯酸钾制氧气,容器中原本就含有二氧化锰、氯化钾和少量氧气,测得反应前后各物质的质量如图所示。下列分析正确的是 ( )
A.氯酸钾制氧气的反应为化合反应
B.物质丙是氧气
C.乙在参加此反应后化学性质发生了改变
D.物质甲是氯酸钾
【答案】B
【知识点】元素化合价的规则与计算;制取氧气的原理;催化剂在化学反应中的作用
【解析】【分析】A.根据反应物和生成物的种类和种数确定反应的类型;
BD.根据反应的方程式,利用质量之间的比例关系确定物质丙的名称;
C.根据催化剂的性质判断。
【解答】A.氯酸钾加热,在二氧化锰的催化作用下分解,生成氯化钾和氧气,则该反应为分解反应,故A错误;
BCD.根据图片可知,甲的质量增大:29.9g-15g=14.9g,为生成物;乙的质量保持不变,为催化剂二氧化锰;丙的质量增大:49.6g-40g=9.6g,为生成物;丁的质量减小为:245g-220.5g=24.5g,为反应物氯酸钾。
;
综上所述,丙是氧气,甲是氯酸钾,乙是催化剂,它的化学性质保持不变,故B正确,而ACD错误。
故选B。
2.(2025·温州模拟)某科学社团开展实验活动,以下几个实验设计方案中,符合要求的是( )
A.①区分铁和硫化亚铁 B.②验证铁钉生锈需要氧气
C.③干燥并收集一瓶氧气 D.④测定空气中氧气的体积分数
【答案】A
【知识点】气体装置的装配、连接、选择与气密性检查;空气的成分及探究;常见金属与金属的物理性质及用途;金属、金属氧化物、碱之间的转化;金属的腐蚀与防护
【解析】【分析】要测量空气中氧气的体积分数,应使用红磷这类不会产生气体的物质。
【解答】A、铁能被磁铁吸引而硫化亚铁不能,故A正确;
B、由图可知,两个试管的变量是水,可知探究的是铁钉生锈是否需要水,故B错误;
C、氧气密度大于空气,应长管进、短管出,故C错误;
D、木炭燃烧会产生二氧化碳气体,装置内压强不变,不能用于测定空气中氧气的体积分数,故D错误。
故答案为:A。
3.已知a为固体氯酸钾,b为混有少量二氧化锰的固体氯酸钾,且a 和 b 中的氯酸钾质量相等。当分别同时加热 a 和 b 至二者均已完全反应时,下列能正确表示生成氧气的质量随反应时间而变化的图像是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】制取氧气的原理
【解析】【分析】根据质量守恒定律,化学反应中生成物的质量取决于参加反应的反应物质量。
【解答】A、因为a和b中氯酸钾质量相等,完全反应后生成的氧气质量也应当相等,所以A不符合题意;
B、因为b中含有催化剂二氧化锰,反应速度更快,b的图线应当更陡,所以B不符合题意;
C、a和b最终生成的氧气质量相等,b的反应速度更快,所以C符合题意;
D、b中二氧化锰作为催化剂加快反应速度,生成氧气速度应当更快,所以D不符合题意;
故答案选C。
4.某科学兴趣小组用如图所示的装置来制取干燥的氧气,并测定 H2O2 溶液中 H2O2 的质量。装置气密性良好,装置①中的锥形瓶内盛有 100g的H2O2溶液,燃烧匙内装有 MnO2,燃烧匙可以上下移动,碱石灰用来干燥氧气。下列说法中,正确的是( )
A.将装置①分别与装置③、④、⑤连接,都能收集到干燥而纯净的氧气
B.若用装置④收集氧气,可将带火星的木条放置在 b导管口处验满
C.称量装置①反应前及完全反应冷却后的质量,可计算出 H2O2溶液中 H2O2的质量
D.若用装置⑤测量生成氧气的体积,集气瓶上方原有的空气会使测量结果偏大
【答案】C
【知识点】制取氧气的装置、步骤、收集与注意事项;氧气的检验和验满
【解析】【分析】先分析各装置的作用(①是制氧 + 干燥,③④是气体收集,⑤是量体积),再结合氧气的性质、质量守恒定律判断。
【解答】A、装置③是向上排空气法,收集的氧气会混有空气,不纯净;装置④若从 a 进氧气,可收集干燥氧气,但装置⑤中集气瓶的植物油是隔绝水,收集的氧气干燥,因此不是都能收集到干燥纯净的氧气,所以 A 不符合题意;
B、装置④收集氧气时,氧气密度比空气大,应从 b端通入,验满需将带火星的木条放在 a导管口,若复燃则已满,所以 B 不符合题意;
C、装置①中反应前后质量差是生成氧气的质量,根据氧气质量可计算的质量,所以 C 符合题意;
D、装置⑤测量氧气体积时,集气瓶上方原有的空气不影响,因为最终进入量筒的水的体积等于氧气体积,所以 D 不符合题意;
故答案选C。
5.小乐误将少量高锰酸钾当成二氧化锰加入氯酸钾中进行加热制取氧气,部分物质质量随时间变化如图 质量/g↑所示。下列关于该过程的说法正确的是( )
A.b代表高锰酸钾
B.c代表氧气
C.t2 时刻,氧气开始产生
D.t3时刻,生成氧气的质量达到最大值
【答案】D
【知识点】制取氧气的原理
【解析】【分析】(1)高锰酸钾与氯酸钾的分解反应:高锰酸钾受热先分解(生成锰酸钾、二氧化锰和氧气),生成的二氧化锰再催化氯酸钾分解(生成氯化钾和氧气);反应中,反应物的质量随时间减少,生成物的质量随时间增加。
(2)化学反应的时间节点与物质变化:高锰酸钾先分解,因此其质量先减少;氧气是两个反应的共同生成物,质量会持续增加直到反应结束。
【解答】A、根据反应特点可知,反应物质量会减小,因此a和b从高锰酸钾和氯酸钾中选择,氯酸钾需要催化剂才会加快反应,所以高锰酸钾会先发生反应,因此a代表高锰酸钾,b代表氯酸钾,选项A错误;
B、b开始减小,c开始生成,所以c与b有关系,b氯酸钾在二氧化锰催化作用下,反应生成氯化钾和氧气,因此c为氯化钾,选项B错误;
C、a为高锰酸钾,在t1时刻就开始反应,所以此时就产生了氧气,选项C错误;
D、t3时刻下,氯化钾质量最大,氯酸钾全部反应完毕,高锰酸钾在之前就全部反应完毕,所以此时能生成氧气的高锰酸钾和氯酸钾全部反应完毕,生成氧气质量最大,选项D正确;
故答案为:D。
6.小羽设计如图装置进行“可)燃物燃烧条件”的验证实验。将等质量的白磷置于①②③处,观察到①处白磷燃烧,②③处白磷不燃烧。下列说法不正确的是 ( )
A.对比①③处现象,说明可燃物燃烧需要温度达到着火点
B.对比①②处现象,说明可燃物燃烧需要空气(氧气)
C.②③处白磷均不燃烧的原因相同
D.装置中气球可以起到防止污染空气的作用
【答案】C
【知识点】燃烧与灭火
【解析】【分析】根据燃烧需要同时满足三个条件:①可燃物、②氧气或空气、③温度要达到着火点,进行分析解答。
【解答】A、①中白磷与氧气接触,温度为80℃,温度达到了白磷的着火点,白磷燃烧;③中白磷与氧气接触,温度为20℃,温度没有达到白磷的着火点,白磷不燃烧,对比①③处现象,说明可燃物燃烧需要温度达到着火点,故选项说法正确。
B、①中白磷能与氧气接触,温度为80℃,温度达到了白磷的着火点,白磷燃烧;②中白磷不与氧气接触,温度为80℃,温度达到了白磷的着火点,白磷不燃烧,对比①②处现象,说明可燃物燃烧需要空气(氧气),故选项说法正确。
C、②中白磷不燃烧,是因为白磷不与氧气接触;③中白磷不燃烧,是因为温度没有达到白磷的着火点,均不燃烧的原因不相同,故选项说法错误。
D、白磷燃烧反应生成五氧化二磷,生成的五氧化二磷会污染空气,装置中气球可以起到防止污染空气的作用,故选项说法正确。
故答案为:C。
7.如图所示,将两支燃着的蜡烛罩上透明水杯,观察到高的蜡烛先熄灭,低的蜡烛后熄灭,水杯内自上而下充满烟雾,杯内温度显著升高。实验启发:高楼层发生火灾时,应该( )
A.立即从高楼沿着水管爬下逃生
B.站到房间里的桌子上等待救援
C.用湿毛巾捂住口鼻,保持低姿势离开
D.带上贵重物品,戴好口罩,乘电梯逃生
【答案】C
【知识点】燃烧与灭火
【解析】【分析】(1)火灾中烟气的特点:火灾产生的烟气温度高、密度小,会向上聚集,且含有有毒物质,低处的空气相对更清新、温度更低。
(2)高层火灾逃生的正确原则:需避免危险行为(如乘坐电梯、贪恋财物),采取防护措施(如湿毛巾捂口鼻)并低姿撤离,以减少烟气伤害。
【解答】A、立即从高楼沿着水管爬下逃生,这种方式虽然可能是一种逃生途径,但并非所有高楼都配备有适合攀爬的水管,且攀爬过程中存在极大的安全风险,不符合题意;
B、站到房间里的桌子上等待救援,这种方式存在很大的安全隐患,因为火灾现场的高温、有毒气体和烟雾会迅速上升并聚集在高处,站在桌子上反而会增加中毒和窒息的风险,不符合题意;
C、用湿毛巾捂住口鼻,保持低姿势离开,这种方式是正确的,湿毛巾可以过滤掉部分有毒气体和烟雾,保持低姿势则可以避免吸入过多的高温、有毒气体和烟雾,从而增加逃生的成功率,符合题意;
D、带上贵重物品,戴好口罩,乘电梯逃生,这种方式存在很大的风险,首先,火灾时电梯可能因断电而停止运行,导致被困在电梯内;其次,即使电梯正常运行,也可能因烟雾和高温而出现故障;最后,带上贵重物品会减慢逃生速度,增加被困的风险,不符合题意;
故答案为:C。
8.古语道“人要实,火要虚。”其中“火要虚”的意思是燃烧木材时要尽量架空,这样才能烧得更旺,原因是( )
A.散热速度加快 B.增大木材与空气的接触面积
C.木材的着火点降低 D.提高温度
【答案】B
【知识点】燃烧与灭火
【解析】【分析】(1)促进燃烧的方法:增大可燃物与氧气的接触面积,或增大氧气的浓度,都能使燃烧更充分、更旺盛。
(2)着火点的属性:可燃物的着火点是物质本身的固有属性,不会因外界条件(如燃烧方式)的改变而变化。
【解答】A、“火要虚” 是让木材架空,不是为了加快散热,散热加快反而不利于燃烧旺盛,故该选项错误。
B、木材架空能增大木材与空气(氧气)的接触面积,使燃烧更充分、更旺盛,符合 “火要虚” 能烧得更旺的原因,故该选项正确。
C、木材的着火点是其本身属性,不会因架空而降低,故该选项错误。
D、“火要虚”(架空木材)不能直接提高温度,温度是燃烧过程中释放的热量决定的,故该选项错误。
故答案为:B。
9.(2025八下·钱塘期末)用如图所示装置进行实验(夹持仪器略去)。实验过程:①通入N2一段时间,点燃酒精灯,a、b中均无明显现象;②熄灭酒精灯,立即改通O2,a中无明显现象,b中红磷燃烧。根据上述实验步骤,下列说法不正确的是 ( )
A.红磷燃烧过程中产生大量白雾,并放出大量的热
B.通入一段时间N2的目的是排尽装置中原有的空气
C.对比a、b在实验过程②中的现象,可知燃烧需要温度达到可燃物的着火点
D.对比b在实验过程①②中的现象,可以得出可燃物的燃烧需要氧气
【答案】A
【知识点】氧气与碳、磷、硫、铁等物质的反应现象;燃烧与灭火
【解析】【分析】A.根据红磷燃烧的现象解答;
B.根据空气中含有氧气分析;
C.根据描述分析过程②中哪个因素不同即可;
D.根据描述分析过程①②中哪个因素不同即可;
【解答】 A.红磷燃烧过程中产生大量白烟,并放出大量的热,故A错误符合题意;
B.通入一段时间N2的目的是排尽装置中原有的空气,从而避免对后面探究燃烧需要氧气产生影响,故B正确不合题意;
C.实验过程②中,a没有加热且没有燃烧,b用酒精灯加热能够燃烧,比较可知:燃烧需要温度达到可燃物的着火点,故C正确不合题意;
D.实验过程①中没有氧气,则b没有燃烧;步骤②中通入氧气,则b开始燃烧,可以得出可燃物的燃烧需要氧气,故D正确不合题意。
故选A。
10.《易经》有记载:“泽中有火”“上火下泽”。这是对甲烷气体在湖泊池沼水面上起火现象的描述。下列有关甲烷的叙述,正确的是 ( )
A.从分类上看:属于无机物
B.从变化上看:燃烧时不消耗氧气
C.从性质上看:具有助燃性
D.从使用上看:点燃前要检验气体的纯度
【答案】D
【知识点】燃烧与灭火;简单的有机物
【解析】【分析】燃料具有可燃性,氧气可以帮助燃烧,具有助燃性。
【解答】A、甲烷的化学式为,是含碳化合物,属于有机物,故A错误;
B、甲烷燃烧需要助燃剂,可知需要消耗氧气,故B错误;
C、甲烷可以燃烧,具有可燃性,故C错误;
D、不纯时点燃可能会发生爆炸,所以在点燃前要先验纯,故D正确。
故答案为:D。
11.下列现象不能用质量守恒定律解释的是 ( )
A.3g 碳与10g氧气充分反应后,得到二氧化碳的质量为11g
B.酒精敞口放置一段时间后质量变小
C.铁丝燃烧,生成物的质量比铁丝的质量大
D.蜡烛燃烧后质量变小
【答案】B
【知识点】质量守恒定律及其应用
【解析】【分析】(1)质量守恒定律的适用范围:质量守恒定律只适用于化学变化,不适用于物理变化。化学变化的本质是有新物质生成,而物理变化仅涉及物质状态或形状的改变,无新物质生成。
(2)质量守恒定律的核心应用:在化学反应中,参加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。若反应中有气体参与或生成,需将气体质量纳入计算,才能验证定律;对于有反应物过量的反应,计算生成物质量时需以实际参加反应的物质质量为准。
【解答】A、3g 碳与10g 氧气充分反应,得到11 g二氧化碳,存在反应物过量的情况,反应后会剩余部分氧气,该反应有新物质生成,属于化学变化,能用质量守恒定律解释,A不符合题意。
B、酒精敞口放置一段时间后质量变小,是因为酒精挥发,这个过程中没有新物质生成,属于物理变化,不能用质量守恒定律解释,B符合题意。
C、铁丝燃烧生成四氧化三铁,参加反应的铁丝和氧气的质量总和等于生成的四氧化三铁的质量,生成物的质量会比铁丝的质量大,该反应有新物质生成,属于化学变化,能用质量守恒定律解释,C不符合题意。
D、蜡烛燃烧生成的二氧化碳和水会逸散到空气中,所以蜡烛燃烧后质量变小,该反应有新物质生成,属于化学变化,能用质量守恒定律解释,D不符合题意。
故答案为:B。
12.下列各项:①原子数目;②分子数目;③元素种类;④物质的总质量;⑤物质种类;⑥原子种类;⑦电子数目。化学反应后,一定没有变化的是 ( )
A.②③④⑤⑥ B.①③④⑥⑦ C.②③④⑥⑦ D.①③⑤⑥⑦
【答案】B
【知识点】质量守恒定律及其应用
【解析】【分析】(1)质量守恒定律的微观实质:化学反应的本质是分子破裂成原子,原子重新组合成新分子的过程。在化学反应前后,原子的种类、数目、质量均保持不变,这是质量守恒定律的核心原因。
(2)质量守恒定律的宏观与其他不变量:由于原子的种类和数目不变,宏观上元素的种类、物质的总质量也不会改变;从微观粒子的电性角度,原子的核外电子总数在反应前后也保持不变。而分子的数目可能改变,物质的种类一定改变。
【解答】一定不变的量:
①原子数目:反应前后原子只是重新组合,数目不变。
③元素种类:元素是具有相同质子数的一类原子的总称,原子种类不变,元素种类也不变。
④物质的总质量:遵循质量守恒定律,反应前后总质量不变。
⑥原子种类:原子是化学变化中的最小粒子,种类不变。
⑦电子数目:电子只是转移或重新排布,总数目不变。
可能改变的量:
②分子数目:例如,分子数目从 3 个变为 2 个;也可能不变,
如 。
一定改变的量:
⑤物质种类:化学反应的本质是生成新物质,因此物质种类一定改变。
故答案为:B。
13.氢气和氧气在点燃的条件下发生反应的化学方程式为 2H2O,将10g氢气和氧气的混合气体点燃充分反应后冷却,瓶中剩余1g 气体,则原混合物中氢气和氧气的质量分别为 ( )
A.可能是2g氢气和8g氧气 B.一定是1g氢气和9g氧气
C.可能是5g氢气和5g氧气 D.一定是4g氢气和6g氧气
【答案】A
【知识点】质量守恒定律及其应用;根据化学反应方程式的计算
【解析】【分析】根据题意在分析已知量和未知量之间的质量关系时,要注意找出隐蔽的条件。对于该题已知生成物的质量,根据化学方程式可求出反应物的质量。
【解答】设参加反应的氢气的质量为x,氧气的质量为y。
参加反应的氢气的质量为 1g ,氧气的质量为8g,其中有一种物质过量。
①当参加反应的氢气的质量为1g时,则混合气体中氧气的质量为10g-1g=9g;
②当参加反应的氧气的质量为 8 g 时,则混合气体中氢气的质量为10g-8g=2g。
故答案为:A。
14.将 A、B、C 三种物质各16g混合加热,充分反应后混合物中有12gA、27gC和一定质量的D,已知B完全反应,若A、B、C、D的相对分子质量分别为16、32、44、18,则该反应的化学方程式可表示为 ( )
A.2A+B=C+2D B.A+2B=C+2D C.2A+B=2C+D D.A+B=C+D
【答案】B
【知识点】质量守恒定律及其应用
【解析】【分析】(1)质量守恒定律的应用:化学反应前后,物质的总质量保持不变。可据此计算出生成物 D 的质量,并确定各物质的质量变化,从而判断反应物和生成物。
(2)化学方程式的确定:化学方程式中各物质的化学计量数之比,等于其物质的量之比,也等于其质量与相对分子质量之比。通过计算各物质的质量变化与相对分子质量的比值,即可确定化学计量数之比,进而写出化学方程式。
【解答】根据质量守恒定律,生成的 D 的质量为((16g×3)-(12g+27g)=9 g;
在此反应中,A的质量减少了16g-12g=4g,B完全反应,质量减少了 16 g,C的质量增加了27g-16g=11g,D是生成的新物质,质量为9g,所以A、B为反应物,C、D为生成物。
A、B减少的质量比为4g:16g=1:4,A、B的相对分子质量比为16:32=1:2,
故该化学方程式中A、B的系数应为1:2;
C、D 增加的质量比为11g:9g=11:9,C、D的相对分子质量比为44:18=22:9,该化学方程式中C、D的系数应为1:2,
A、C 的系数比和B、D 的系数比均为1:1,
故该反应的化学方程式为 A+2B══C+2D。
故答案为:B。
15.在反应 中,镁、氧气、氧化镁的质量比是 ( )
A.2:1:2 B.48:32:80 C.24:32:40 D.24:32:56
【答案】B
【知识点】根据化学反应方程式的计算
【解析】【分析】首先正确写出镁和氧气反应的化学方程式,利用各物质之间的质量比等于相对分子质量和的比,进行分析解答即可。
【解答】镁和氧气反应的化学方程式为:
在此反应中镁、氧气和氧化镁的质量关系48:32:80。
故答案为:B。
16.如图是课本中验证质量守恒定律的实验装置,图甲的锥形瓶中盛有少量白磷,图乙的锥形瓶中盛有硫酸铜溶液,小试管中盛有氢氧化钠溶液。小科利用该实验装置实验时,下列说法错误的是( )
A.用甲装置实验时,若白磷不足,对实验的结果无影响
B.用甲装置实验时,若去掉锥形瓶的橡皮塞,会影响实验的结果
C.用乙装置实验时,两种溶液混合后,观察到有蓝色絮状沉淀产生
D.若将乙装置的两种溶液分别换成水和酒精,也能验证质量守恒定律
【答案】D
【知识点】误差分析;质量守恒定律及其应用
【解析】【分析】根据验证质量守恒定律需选择化学变化,药品是否足量不影响实验结果,有气体参与的化学反应要保证装置密闭分析。
【解答】A、用甲装置实验时,若白磷不足,对实验的结果无影响,因为无论白磷是否完全反应,天平都保持平衡,不符合题意;
B、用甲装置实验时,若去掉锥形瓶的橡皮塞,空气中的氧气参加反应,且生成物五氧化二磷会散失到空气中,会影响实验的结果,不符合题意;
C、用乙装置实验时,两种溶液混合后,氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,观察到有蓝色絮状沉淀产生,不符合题意;
D、将乙装置的两种溶液分别换成水和酒精,二者混合后没有新物质生成,属于物理变化,不能验证质量守恒定律,符合题意;
故选D。
17.(2026九上·海曙期末)乙炔是有机合成的重要原料之一,常温常压下为无色气体,难溶于水,密度比空气小。实验室常用块状电石(主要成分 CaC2)和水在常温下制取乙炔。制取该气体的发生装置是 (填字母编号)。在收集干燥的乙炔气体时,若采用F装置收集乙炔气体,则气体应从 (填“a”或“b”)端导入,除此之外还可以选择的收集装置有 。
【答案】A;b;D
【知识点】气体装置的装配、连接、选择与气密性检查;制取氧气的装置、步骤、收集与注意事项
18.(2025九上·瑞安开学考)19世纪初,电灯尚未发明,煤矿工人在矿井中只能借助煤油灯照明。矿井中通常存在大量的甲烷气体,遇火极易发生爆炸。1815年,化学家戴维设计出一种安全矿灯——戴维灯(如图)。采用一种网眼很小的普通金属网罩住火焰,火焰只会在网中燃烧而不会引燃外界的甲烷气体。
(1)甲烷与空气混合,遇火易发生爆炸,是因为甲烷燃烧释放大量的 。
(2)用戴维灯照明,不会引燃矿井中的甲烷,原因是金属网可以把火焰的热量迅速传递出去,矿井中甲烧气体的温度达不到 。
【答案】(1)热量
(2)着火点
【知识点】燃烧与灭火
【解析】【分析】(1)剧烈的燃烧称为爆炸。
(2)燃烧的三个条件:有可燃物、足够的助燃剂和温度达到可燃物的着火点。
【解答】(1)甲烷燃烧会放出大量的热,瞬间导致周围的压强增大,从而发生爆炸。
(2)金属网可以把火焰的热量迅速传递出去,周围环境的温度低于甲烷的着火点,所以甲烷不会燃烧。
19.(2024八下·温州月考)18世纪,很多科学家着力研究燃烧现象的本质、物质的组成等,为开启现代化学的研究做出了极大的贡献。
(1)舍勒是最早制得氧气的化学家之一,他获得氧气的方法主要有以下两类:
a.加热分解硝酸钾(KNO3)、氧化汞(HgO)、硝酸银(AgNO3)等
b.用二氧化锰与浓硫酸加热:2MnO2+2H2SO4(浓)=2MnSO4+2X+O2↑
①a中反应物均可制得氧气,因为这些物质在组成上都含有 。
②b中物质X的化学式为 。
(2)1783年,拉瓦锡利用如图装置探究水的组成:往A杯中滴加少量的水,水通过灼热的铁管时发生汽化,水蒸气与灼热的铁反应,生成了一种黑色固体(Fe3O4)。再通过盛放冷水中的钢管,在B装置中收集到纯净的氢气。由此,拉瓦锡得出水是由氢、氧元素组成。科学家们测量实验后黑色固体质量为m1,氢气质量为m2。再将氢气完全燃烧,生成水的质量为m3。若拉瓦锡结论正确,则m1、m2、m3三者应满足的关系是 。
【答案】氧元素;H2O;m1=m3-m2(合理即可)
【知识点】质量守恒定律及其应用;根据化学反应方程式的计算
【解析】【分析】(1)①根据元素质量和种类守恒分析;
② 由质量守恒定律可知,化学反应前后,原子的种类及其数目不变,据此结合方程式推测X的化学式。
(2)根据题意可知,黑色固体Fe3O4中氧元素的质量等于实验中生成水中氧元素的质量,以此为等量关系列式计算即可。
【解答】(1)①根据化学式可知,加热分解硝酸钾、氧化汞、硝酸银等可制得氧气,因为它们组成中都含氧元素;
②由化学方程式 2MnO2+2H2SO4(浓)=2MnSO4+2X+O2↑ 可知,反应前有2个Mn、12个O、4个H、2个S;反应后有2个Mn、10个O、2个S,故2X中含有4个H和2个O,故X的化学式为H2O;
(2)根据题意可知,该实验中生成的黑色固体Fe3O4质量为m1,其中氧元素质量是m1×,
在实验中,氢气的质量为m2,氢气完全燃烧生成水的质量为m3,则氧元素质量是m3-m2,
因为氧元素质量相等,因此有m1×=m3-m2,
则m1、m2、m3三者应满足的关系是:m1=m3-m2。
20.为了探究能使带火星木条复燃的最小氧气体积分数,小明利用如图装置进行如下实验。(注:空气中的氧气体积分数为20%,圆柱形容器中的导管深入到底部,不考虑水蒸气的影响)
步骤一:检查装置气密性,在圆柱形容器内注满水并在容器壁上等间隔地标注刻度“1~10”。
步骤二:装入药品并打开止水夹 A、C,待容器中的水排尽后关闭止水夹A,打开圆柱形容器顶部的密封塞,将带火星的木条通过导管B伸入容器内,观察现象。
步骤三:再次在圆柱形容器内注水,调节容器内水位分别至刻度“1~10”,重复步骤二,获得部分数据如表所示。
实验编号 ① ② ③ ④ ⑤
容器内水位所对应的刻度 注满 2 4 6 8
氧气浓度(体积分数) 100% ☆ 68% 52% 36%
带火星木条复燃情况 复燃 复燃 复燃 复燃 火星变亮
(1)图中D所示的仪器的名称是 。
(2)实验步骤中检查装置气密性的方法是 。
(3)实验②中,“☆”处的氧气体积分数是 。
(4)下列原因会使收集到的氧气实际体积分数偏小的是( )(填字母)。
A.导管占据了圆柱形容器中的一部分体积
B.试管中原有的空气会进入圆柱形容器
【答案】(1)长颈漏斗
(2)关闭止水夹 C,向长颈漏斗中加入液体,长颈漏斗中能保留一段稳定的液柱
(3)84%
(4)B
【知识点】空气的成分及探究
【解析】【分析】(1)有活塞的是分液漏斗,没有活塞的是长颈漏斗。
(2)使用液压法检查装置的气密性时,要注意先关闭止水夹。
(3)氧气的总体积等于排出水的体积加上空气中氧气的体积。
(4)氧气的体积分数等于氧气的体积与总气体的比值,图中导管不会导致氧气的体积分数偏小。
【解答】(1)D是长颈漏斗,使用时要注意液封。
(2)使用液压法检查装置的气密性:关闭止水夹 C,向长颈漏斗中加入液体,长颈漏斗中能保留一段稳定的液柱。
(3)容器内水位对应的刻度是2,氧气的体积为,空气的体积为,空气中氧气占20%,可知空气中的氧气为 ,故氧气的体积分数为。
(4)试管内原有的空气进入圆柱形容器,会导致实际收集的氧气的体积偏小,可知将导致氧气的实际体积分数偏小。
故答案为:B。
21.(2025·西湖二模)如图是拉瓦锡测定空气成分的实验。他将汞放在密闭容器里连续加热12天,得到红色粉末(HgO),他又把红色粉末放在另外容器里加热,最终得出了空气成分的结论。
(1)连续加热12天的目的是 。
(2)若用煤块作火炉燃料,该燃料属于 能源。 (选填“可再生”或“不可再生”)
(3)将红色粉末加热可生成汞和一种气体,其化学方程式为 。
【答案】(1)将装置内的氧气消耗完
(2)不可再生
(3)
【知识点】空气的成分及探究
【解析】【分析】 (1)根据拉瓦锡实验中汞加热的目的进行分析;
(2)根据煤的能源属性进行分析;
(3)根据氧化汞分解的化学反应进行分析。
【解答】 (1)拉瓦锡将汞放在密闭容器里连续加热12天,目的是使汞与空气中的氧气充分反应,生成红色粉末(HgO),从而消耗密闭容器中的氧气,通过这种方式,他可以研究空气的成分。
(2)煤是一种化石燃料,属于不可再生能源,煤是经过数百万年的地质作用形成的,短时间内无法再生。
(3)将红色粉末(HgO)加热,会生成汞和氧气,该反应的化学方程式为:。
22.(2025九上·书院期中)某科学兴趣小组的同学利用数字化技术对“空气中氧气体积分数的测定”进行了再探究(如图甲所示),得到的数据曲线如图乙所示。
(1)实验前集气瓶中的水为10mL,若集气瓶的容积为150mL(燃烧匙所占体积忽略不计),实验结束后理论上集气瓶中水的体积约为 mL。
(2)图乙中Y曲线表示的是集气瓶内的 (选填“温度”或“氧气浓度”)。
(3)若第二次进行实验时,图甲中装置漏气,则第二次测得的C点数值比图乙中第一次测得的C点数值 (选填“大”或“小”)。
(4)科学兴趣小组想探究用不同物质在空气中燃烧测定氧气含量方法的优劣。他们用足量的蜡烛、红磷和白磷分别在相同体积与状态的空气中燃烧用氧气探测器测定密闭容器中剩余氧气与时间的关系如图丙所示,下列说法正确的是 ____填字母)。
A.测定空气中氧气含量效果最好的是蜡烛,因为它反应速率快
B.该实验证明氧气的浓度较低时,红磷与白磷还能与氧气发生反应
C.若用这三种物质做实验,测得空气中氧气含量均偏高
【答案】(1)38
(2)氧气浓度
(3)小
(4)B
【知识点】空气的成分及探究
【解析】【分析】(1)根据空气中氧气约占总体积的
。红磷燃烧消耗氧气,加入集气瓶中水即为消耗氧气的体积分析。
(2)红磷燃烧消耗氧气,会使集气瓶内氧气浓度下降;同时燃烧放热,温度会先升高后降低。
(3)若装置漏气,在红磷燃烧过程中,内部气体会泄露到集气瓶外,使瓶内压强减小的幅度变小。
(4)通过分析蜡烛、红磷和白磷燃烧时剩余氧气与时间的关系图来判断各选项。
【解答】(1)空气中氧气约占总体积的。集气瓶的容积为150mL,集气瓶中有水10mL,其中氧气的体积约为(150mL-10mL)×=28mL。实验前集气瓶中有水10mL,所以实验结束后理论上集气瓶中水的体积约为28mL+10mL=28mL。故答案为:38。
(2)红磷燃烧消耗氧气,会使集气瓶内氧气浓度下降;同时燃烧放热,温度会先升高后降低。观察图乙,Y曲线是一直下降的趋势。因为红磷燃烧消耗氧气,氧气浓度不断降低,所以Y曲线表示的是集气瓶内的氧气浓度。故答案为:氧气浓度。
(3)C点表示红磷燃烧结束时集气瓶内的压强。若装置漏气,在红磷燃烧过程中,内部气体会泄露到集气瓶外,使瓶内压强减小的幅度变小。所以第二次测得的C点数值比图乙中第一次测得的C点数值小。故答案为:小。
(4)通过分析蜡烛、红磷和白磷燃烧时剩余氧气与时间的关系图来判断各选项。
A、蜡烛燃烧生成二氧化碳气体,瓶内压强变化不大,不能准确测定空气中氧气的含量,故错误。
B、从图可以看出,红磷和白磷在氧气浓度较低时仍能燃烧,即氧气的浓度较低时,红磷与白磷还能与氧气发生反应,故正确。
C、蜡烛燃烧生成二氧化碳气体,瓶内压强变化不大,会使测得空气中氧气含量偏低;红磷和白磷燃烧后氧气有剩余,也会使测得空气中氧气含量偏低,故错误。
故答案为:B。
23.利用如图甲所示装置探究“MnO2 的用量对H2O2分解反应的影响”。实验中,H2O2的溶质质量分数为3%,装置中产生氧气的量可以用压强传感器测出。在等温条件下,产生氧气体积与装置内压强成正比,反应放热忽略不计。
(1)写出装置中发生反应的化学方程式: 。
(2)如图乙所示是0.1g MnO2与不同体积的 3%H2O2溶液混合的实验结果,从图中可以看出 。
(3)当用8 mL 3%H2O2 溶液与不同质量的 MnO2 混合时,得到如图丙所示的曲线。曲线的斜率显示:当MnO2 的质量增加到0.08g时,分解速度达到实验要求。在此实验条件下,若 MnO2 的质量有 4g(一药匙),就能使图中的烧杯 (填字母)中所装的3%H2O2 溶液的分解速度最接近实验要求。
【答案】(1)
(2)H2O2的用量越多,产生的氧气越多
(3)C
【知识点】制取氧气的原理;催化剂在化学反应中的作用
【解析】【分析】 (1)过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气;
(2)根据图示可以看出H2O2的用量越多,产生的氧气越多;
(3)根据图中给出的比例分析.
【解答】 (1) 过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气,
方程式为
(2)根据图示可以看出H2O2的用量越多,产生的氧气越多;
(3)由图示可知3%H2O2溶液8毫升与0.08克MnO2混合,分解速度达到实验要求,
若MnO2的质量有4克需要3%H2O2溶液为。
故答案为:C。
24.下列是实验室制取和收集氧气的一些装置,据图回答有关问题。
(1)写出指定仪器的名称:① 。
(2)若以高锰酸钾为原料,用C、D装置制取、收集氧气时,C装 置中一处明显的错误是 ;试管口略向下倾斜的原因是 ;实验结束时,应先 ,后 。
【答案】(1)试管
(2)试管口没有放一团棉;防止冷凝水倒流炸裂试管;将导管移离水面;熄灭酒精灯
【知识点】制取氧气的原理;制取氧气的装置、步骤、收集与注意事项
【解析】【分析】(1)根据常见仪器的名称来分析解答;
(2)根据高锰酸钾制取氧气的注意事项、反应原理和反应特点来分析解答。
【解答】(1)由图可知,仪器①的名称是试管;
(2)加热高锰酸钾时,试管口要放一团棉花,是为了防止加热时高锰酸钾粉末进入导管,则C装置中一处明显的错误是试管口没有放一团棉花。
试管口稍向下倾斜的原因是防止冷凝水倒流炸裂试管,排空气法收集的氧气较干燥,氧气的密度比空气大,若想收集较干燥的氧气,可选用图2中的E,验结束应先将导管移离水面,后熄灭酒精灯,其原因是防止水倒吸使试管炸裂。
25.(2025八下·椒江期末)某同学以高锰酸钾为原料,利用图1所示的装置制取和收集氧气。
(1)应选用图1中的 装置收集氧气。
(2)检查装置气密性:将导管口的下端浸入水中,用手紧握试管,观察导管口有气泡冒出,表明装置气密性良好。据此,该同学建构了如图2“检查装置气密性”的思维模型。请将图2中的环节.一补充完整。
(3)甲装置中试管口放置棉花的目的是 。
(4)下列反应也可以用图1甲装置制取气体的是____。
A.锌粒和盐酸溶液混合制取氢气
B.加热氯酸钾和二氧化锰的固体混合物制取氧气
C.加热氢氧化钙和氯化铵的固体混合物制取氨气
【答案】(1)乙
(2)密闭
(3)防止高锰酸钾固体进入导管
(4)B;C
【知识点】制取氧气的装置、步骤、收集与注意事项
【解析】【分析】(1)根据收集气体的性质选择合适的收集方法;
(2)在检查装置的气密性时,往往要将装置构成一个密闭空间,然后利用装置内的气压变化分析;
(3)高锰酸钾的颗粒较小,很容易被产生的气流带入导管造成堵塞,据此分析;
(4)根据反应物和反应条件选择合适的气体发生装置。
【解答】(1)氧气的密度大于空气,则使用向上排空气法收集,故选乙;
(2)据此,该同学建构了如图2“检查装置气密性”的思维模型。图2中的环节一应该为:构建一个封闭体系。
(3) 甲装置中试管口放置棉花的目的是:防止高锰酸钾固体进入导管;
(4)根据甲图可知,该装置为“固体加热型”,即反应物都是固体,且需要加热,故选BC。
26.(2025八下·义乌月考)如图是实验室制备气体的常见装置,请回答下列问题:
(1)实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳,选用的实验装置是 (填字母),反应的化学方程式为 。
(2)小明用排水法收集了一瓶氧气,测得氧气的纯度偏低,原因可能是____(多选,填字母)。
A.收集气体前,集气瓶没有注满水
B.导管口开始有气泡冒出,立刻收集
C.收集气体后,集气瓶中仍有少量水
(3)Cl2是一种密度比空气大、能溶于水的气体,实验室制取Cl2的化学方程式为:MnO2+4HCI(浓) MnCl2+Cl2 ↑+2H2O。下列对制取气体的分析,正确的是____(可多选)。
A.制取CO2和Cl2的发生装置相同
B.用D装置收集Cl2时,Cl2应从a端进入
C.制取Cl2的反应中,MnO2是催化剂
D.用E装置收集O2时,O2应从d管导入
【答案】(1)BD;
(2)A;B
(3)B;D
【知识点】制取氧气的装置、步骤、收集与注意事项;制取二氧化碳的装置、步骤、收集与注意事项
【解析】【分析】(1)根据实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳为固液常温型反应,二氧化碳能溶于水,密度比空气大来分析解答;根据碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水来分析解答;
(2)根据用排水法收集了一瓶氧气,测得氧气的纯度偏低的原因来分析解答;
(3)根据题中信息、反应原理和气体性质来分析解答。
【解答】(1)实验室用石灰石(主要成分CaCO3)和稀盐酸制取二氧化碳为固液常温型反应,则发生装置选B,二氧化碳能溶于水,密度比空气大,可用向上排空气法收集,收集装置选D,则选用的实验装置是BD,碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,反应的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;
(2)A、收集气体前,集气瓶没有注满水,会使瓶内留有空气,导致收集的氧气中混有空气,纯度偏低,故A符合题意;
B、导管口开始有气泡冒出,立刻收集,此时排出的是装置内的空气,会使收集的氧气不纯,纯度偏低,故B符合题意;
C、收集气体后,集气瓶中仍有少量水,这并不影响氧气的纯度,故C不符合题意;
故答案为:AB;
(3)A、制取CO2是固体和液体常温反应,发生装置选B,制取Cl2是固体(MnO2)和液体(浓HCl)在加热条件下反应,发生装置应选C,二者发生装置不同,故A错误;
B、Cl2密度比空气大,用D装置收集Cl2时,Cl2应从a端进入,空气从b端排出,故B正确;
C、制取Cl2的反应中,MnO2参与反应,反应前后质量和化学性质改变,不是催化剂,而是反应物,故C错误;
D、用E装置收集O2时,O2密度比水小,应从d管导入,水从c管排出,故D正确;
故答案为:BD。
27. 通过数字化实验对白磷燃烧的温度变化及影响因素进行探究。图甲中取少量白磷于试管中,连接好温度传感器后,将试管放入60℃热水中,5s后打开弹簧夹,将过氧化氢溶液推入试管中,实验过程中通过传感器采集的数据绘制的曲线如图乙所示。
(1)实验过程中气球的变化是 。
(2)图乙曲线上 D 点的温度比 B 点的高,可以得出的结论是 。
(3)白磷刚好停止燃烧时为 点,曲线上火焰温度达到最高值后降低的原因可能是 。
【答案】(1)先变大后变小
(2)氧气浓度越高,可燃物燃烧越剧烈
(3)D;白磷被消耗完,反应结束
【知识点】燃烧与灭火
【解析】【分析】(1)燃烧与气体体积变化:白磷燃烧放热且消耗氧气,同时过氧化氢分解生成氧气,会使装置内气体先膨胀;燃烧结束后温度降低、气体冷却,装置内压强减小,气球随之收缩。
(2)氧气浓度对燃烧的影响:氧气浓度越高,可燃物与氧气的接触越充分,燃烧越剧烈,释放的热量越多,火焰温度越高。
(3)燃烧的终止与温度变化:当可燃物耗尽或氧气不足时,燃烧停止,不再释放热量,装置温度因散热而逐渐降低。
【解答】(1)白磷燃烧放出热量,装置内气体体积膨胀,气压增大,气球逐渐胀大,白磷燃烧完后,恢复至室温的过程中气球逐渐变小。
(2)将盛有白磷的试管放入60℃热水中后,温度已达到白磷的着火点,未打开弹簧夹时,白磷只与试管内空气中含有的少量氧气接触,白磷燃烧;
5s后,打开弹簧夹,将过氧化氢溶液推入盛有二氧化锰的试管中,过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解产生氧气,此时装置内氧气增多,白磷燃烧更剧烈,放出更多热量,火焰温度更高,即曲线上 D点的温度比 B点的高。
由此可得出结论:氧气浓度越高,可燃物燃烧越剧烈。
(3)曲线上火焰温度达到最高值后降低的原因可能是D点时白磷被消耗完,此时刚好停止燃烧,反应结束,慢慢冷却到室温等。
28.已知白磷的着火点为40 ℃,红磷的着火点为240 ℃,无烟煤的着火点为700~750℃。实验装置如图甲,实验步骤如下。
步骤Ⅰ:将电炉升温至60℃,①开始燃烧,②③④无明显现象。
步骤Ⅱ:继续升温至260℃的过程中,③开始燃烧,②④无明显现象。
(1)步骤Ⅰ将电炉升温至 60℃,仅①开始燃烧,说明燃烧需要的条件是 。
(2)将装置的温度调到 260 ℃,对比 (填序号)的实验现象,说明燃烧需要可燃物与氧气接触。
(3)④一直未燃烧的原因是 。
(4)如图乙所示 A、B、C三个实验,其中能证明物质燃烧需要与氧气充分接触的是 (填字母,下同);能证明物质具有可燃性是燃烧条件之一的是 。
【答案】(1)温度达到可燃物的着火点
(2)②③
(3)温度没有达到无烟煤的着火点
(4)C;A
【知识点】燃烧与灭火
【解析】【分析】(1)燃烧的条件:燃烧需要同时满足三个条件:①可燃物;②与氧气(或空气)接触;③温度达到可燃物的着火点。不同可燃物的着火点不同,白磷(40℃)< 红磷(240℃)< 无烟煤(700~750℃)。
(2)控制变量法的应用:探究燃烧某一条件时,需控制其他条件不变,只改变目标变量。例如探究温度对燃烧的影响时,保持可燃物与氧气接触,只改变温度;探究氧气对燃烧的影响时,保持温度达到着火点,只改变是否与氧气接触。
(3)物质的可燃性:可燃性是物质本身的化学性质,只有可燃物才具备燃烧的可能,不可燃物即使满足其他条件也无法燃烧。
【解答】(1)步骤Ⅰ将电炉升温至60℃,①中白磷与氧气接触,温度达到了着火点,燃烧;
③④均与氧气接触,但是温度没有达到着火点,不燃烧。这说明燃烧需要温度达到可燃物的着火点。
(2)将装置的温度调到260℃,②被沙子覆盖的红磷温度达到了着火点,但是隔绝了氧气,不燃烧;
③与氧气接触,温度达到了着火点,燃烧。故对比②③的实验现象,说明燃烧需要可燃物与氧气接触。
(3)④中无烟煤与氧气接触,一直没有燃烧,
是因为温度没有达到无烟煤的着火点。
(4)实验C中,试管中白磷能够与氧气接触,温度达到了着火点,燃烧;烧杯中的白磷温度达到了着火点,但是隔绝了氧气,不燃烧。这说明可燃物燃烧需要与氧气充分接触。实验A中红磷是可燃物,能燃烧,水不是可燃物,不能燃烧,说明燃烧需要物质具有可燃性。
29.(2025八下·玉环期末) 为了解某品牌家用制氧机,学习小组开展了如下研究活动。
【查阅资料】将A(过碳酸钠白色固体)和B(二氧化锰黑色粉末)放入水中产生氧气反应时放热,反应仓内黑色粉末翻腾。反应仓中过碳酸钠易溶于水,在水中会生成和在的催化作用下产生。
(1)过滤仓中水的作用是 。(写出一点)
(2)该品牌制氧机在供氧速率为时,氧气体积占比也高达90%。相当于每分钟分解多少克过氧化氢产生的氧气量 ?(氧气密度取,计算结果精确到)
(3)如图乙所示为过碳酸钠分解制氧气的反应速率与反应物的质量分数、温度的关系。在水使用规定量制氧剂的情况下,图丙制氧机反应仓上夏季和冬季的水位线设置不同。则图丙中季节水位线M对应是 (选填“夏季”或“冬季”)。
【答案】(1)净化氧气
(2)2.7g
(3)夏季
【知识点】根据化学反应方程式的计算
【解析】【分析】 (1)根据过滤仓中的水可以对产生的氧气进行净化,湿润氧气来分析解答;
(2)根据产生的氧气质量和方程式来分析解答;
(3)根据温度越高,反应速率越快,夏季温度高,过碳酸钠分解制氧气的反应速率快,水位应该高一些来分析解答。
【解答】 (1)过滤仓中的水可以对产生的氧气进行净化,除去氧气中可能携带的一些杂质,湿润氧气,通过气泡产生的快慢来判断氧气输出的速率;
(2)每分钟产生氧气的质量1.4g/L×1L×90%=1.26g,
设分解过氧化氢的质量为x,
;
;
解得:x≈2.7g,答:相当于每分钟分解2.7g过氧化氢产生的氧气量。
(3)由图乙可知,在反应物质量分数相同的情况下,温度越高,反应速率越快,夏季温度高,过碳酸钠分解制氧气的反应速率快,产生相同量的氧气所需时间短,为了使反应平稳进行,水位应该高一些,所以图丙中水位线M对应夏季。
30.(2025八下·温州期末)项目化学习小组利用废弃塑料瓶、吸管等材料(如图甲)开展制作简易制氧机的项目活动,并购买制氧剂(分为A剂、B剂),其使用说明书如图乙所示。
(1)【制作装置】小组同学搭建并密封装置(如图丙),请在虚框处补全M、N两处吸管的放置情况。(在答题卡相应位置画出)
(2) 【检查装置】制取气体前,应检查装置的 。
(3) 【添加原料】制氧剂A剂、B剂为过碳酸钠或二氧化锰固体,请根据图乙,推测B剂成分并写出依据。 。
(4) 【制取氧气】“保健吸氧”情况下供氧10分钟,理论上至少需要加入过碳酸钠(Na2CO4)多少克 (写出计算过程,已知ρ氢=1.28)克/升)
【答案】(1)
(2)气密性
(3)B剂是二氧化锰,对比“保健吸氧”和“紧急使用”,B剂增加后只改变了反应速率,产生氧气的体积没有改变。
(4)解:需要氧气的质量m=ρV=1.28克/升×50毫升/分钟×10分钟=0.64克;
设至少需要加入过碳酸钠 (Na2CO4)x克,
244 32
x 0.64g
;
解得:x=4.88克.
答:理论上至少需要加入过碳酸钠4.88克
【知识点】根据化学反应方程式的计算
【解析】【分析】(1)制氧机产生的氧气通常不能直接使用,一般要通入水瓶中进行过滤、稳压,湿润,然后才能被患者使用;
(2)在进行生成气体的实验前,首先要检查装置的气密性;
(3)催化剂可以改变反应速率,将“保健吸氧”和“紧急吸氧”的数据对照即可;
(4)根据m=ρV计算吸氧10min需要氧气的质量,再根据过碳酸钠反应的方程式计算需要过碳酸钠的质量即可。
【解答】(1)从反应仓产生的氧气要先进入加湿仓的水中,然后从水中溢出后再被患者使用,如下图所示:
(2) 制取气体前,应检查装置的气密性。
(3)根据图乙可知,B的成分为二氧化锰,理由还是:对比“保健吸氧”和“紧急使用”,B剂增加后只改变了反应速率,产生氧气的体积没有改变。
31.(2025八下·义乌期中)项目学习小组想设计并制作一台家用制氧机。
【产品评价量表】
产品等级 优秀 合格 待改进
指标一:产生氧气 能 能 不能
指标二:观察氧气速度 能 能 不能
指标三:随时可关停 能 不能 不能
【收集资料】
④选用的制氧剂为过碳酸钠 相对分子质量为 314),过碳酸钠极易溶于水,常温下其水溶液几乎不产生氧气,在二氧化锰催化下能产生大量氧气。其化学方程式为: 已知二氧化锰难溶于水。
②过碳酸钠分解快慢的影响因素表:
组别 温度设置 (℃) 二氧化锰质量(克) 水的体积(毫升) 过碳酸钠质量(克) 10秒内收集的氧气体积(毫升)
1 5 5 100 20 22
2 25 5 100 20 50
3 25 5 100 15 40
【制氧机模型】
(1)图甲是项目小组设计的一代产品,加料盒上的a和b刻度线是过碳酸钠的不同用量,以实现冬夏两季的制氧速度基本相同。根据上述资料分析,在水量相同时,夏季过碳酸钠在加料盒中用量的刻度线是 。 (填“a”或“b” )
(2)若在该装置加入157 克过碳酸钠 ,可制取氧气质量为 克。
(3)图乙是其二代产品,先在瓶内隔板的右边加入适量水,再将过碳酸钠和二氧化锰通过加料口加入,打开阀门K,注射器将水注入隔板的左边即可获得氧气。二代产品中设置c管的作用是 。
(4)图丙是其三代产品,将装有二氧化锰的袋子用线挂起,既保证袋子下端能浸在液体中又不低于注射器导管下端,目的是为了实现评价量表中哪一项指标 答: 。
【答案】(1)a
(2)24
(3)为了观察氧气产生速率
(4)指标3
【知识点】根据化学反应方程式的计算
【解析】【分析】(1)根据表中数据进行分析,温度高、质量大是产生氧气速度快,所以夏季应减小药品的用量。
(2)根据方程式进行计算。
(3)氧气从C管冒出,将有气泡产生,可通过观察产生气泡的速度判断产生氧气的速度。
(4)第三代产品改进后可控制反应的进行和停止,据此可知是为中小学教育资源及组卷应用平台
第一单元 我们呼吸的空气
考点一 空气中氧气含量测定
【知识梳理】
(1)装置图:
(2)实验步骤:
1)按图把装置连接,先在广口瓶内加入少量 ,再把剩余的容积用记号划成 等份。
2)点燃燃烧匙内的红磷,立即塞紧瓶塞,观察现象。
3)火焰熄灭后,振荡广口瓶,打开导管上的夹子,观察现象。
(3)实验现象:
A、红磷燃烧,放出 ,有 产生。
B、待集气瓶冷却后,打开止水夹,水经导管进入集气瓶,约占集气瓶内空气总体积的 。
C、水经导管倒流进入集气瓶,消耗的气体跟剩下的气体的体积比为
(4)实验结论:空气中氧气的体积约占空气总体积的 。
(5)化学方程式: ;
(6)注意事项:
a.装置的气密性要好,(否则测量结果偏 );
b.所用的红磷必须 ,过少则氧气没有全部消耗完,会导致测量结果偏 ;
c.要等集气瓶(装置) 才能打开弹簧夹,(否则测量结果偏 );
d.在实验前,导管应预先 ,(否则测量结果偏 )
e.要 橡皮管,然后再点 (否则测量结果偏 );
f.点燃红磷伸入瓶中要立即塞紧瓶塞(否则测量结果偏 )。
(7)此实验说明剩余气体有哪些性质:
① 。
② 。
(8)其他实验方法:
注意:不能用木炭、硫或铁丝来代替红磷!理由: 。
【题型精炼】
典例1:小明发现人们喜欢在清晨锻炼,父母告诉他这是因为早晨空气中氧气含量高,小明对此表示质疑。他利用如图装置分别测定了公园某处早、中、晚空气中氧气的含量。实验的操作步骤如下:
①连接装置,并检查装置的 。
②将足量铜粉装入玻璃管中,将两支注射器活塞都置于25 毫升处。
③在装置中加入早晨收集到的空气,点燃酒精灯,缓慢推拉两侧注射器活塞,反应完成后,熄灭酒精灯。冷却到室温后读取数据。
④分别换用中午、傍晚收集到的空气,重复实验。
(1)步骤①中的横线处应填入: 。
(2)点燃酒精灯,缓慢推拉两侧注射器活塞的目的是 。
(3)已知玻璃管内的气体体积为50 毫升,测算早晨空气中氧气含量时,装置内气体总体积减少20 毫升,则氧气的体积分数为 。
(4)小明通过实验,发现早晨空气中氧气含量最低,你认为其原因是 。
【举一反三】
变式1:测量空气中氧气体积分数实验的思维模型如下:
封闭空间——消耗氧气——气压减小——观察现象
项目化学习小组按图甲完成氧气含量测定的实验时,发现进人集气瓶的水量低于”1”刻度线。为提高氧气含量测定的精准度,展开了如下研究。
[误差分析]几位同学对测量值偏小原因的分析如下:
甲:红磷的量不足,未能把瓶内氧气耗尽;
乙:将燃烧匙伸入集气瓶瞬间,部分空气逸出;
丙:实验前导管中有空气,实验后一部分本应进入容器的水滞留在导管中;
丁:由于广口瓶的形状造成很难均分五等份,影响测量结果;
(1)以上原因分析中,其中一位同学的观点被大家一致否定,你认为是哪位同学的观点? (选填”甲”“乙”“丙”或”丁”);
(2)[方案改进]根据以上讨论,为减少实验误差,提高实验结果的精准度,学习小组同学设计了图乙改进装置。(已知:红磷的着火点是240℃,无毒;白磷的着火点是40℃,有剧毒)
比较图甲、图乙的实验方案,下列关于图乙实验方案叙述正确的是 。
A.利用着火点更低的白磷并采用加热后的玻璃棒”内引燃”,建立封闭空间使实验结果更精准
B.可以解决图甲方案中一部分水滞留在导管中带来的误差问题
C.改用量筒内水的体积变化来确定消耗氧气的体积,使测量结果更精准
D.彻底地解决了实验的安全性问题,符合绿色化学理念
(3)小金同学认为,图乙实验装置还需在橡皮管处补充一个止水夹,请表达你的观点及理由 ;
(4)[问题反思]小组同学多次实验,测量值总是小于。经过老师指导,小组同学讨论后认为,可以从模型中”消耗氧气”的方法入手给实验做进一步改进。
[资料]暖宝宝是利用铁粉在空气中氧化的原理制成。
[方案迭代]讨论后,项目组设计了如图丙所示的装置,用暖宝宝粉代替红磷,利用铁粉在空气中氧化的原理进行实验。操作步骤如下:①将滤纸用水浸润后黏附在针筒内壁;②把暖宝宝粉倒入针筒,轻轻转动,使涂抹均匀;③涂上凡士林,将活塞插入针筒,盖上橡皮帽,观察并记录活塞移动情况。
经多次实验后,测得空气中氧气的体积分数均约占。
从消耗氧气的方法角度分析,图丙方案比图甲方案测定结果更精准的原因是 。
[心得交流]科学探究需要不断根据结果反思探究过程,优化方案,实现方案的迭代更新。
变式2:(2025八下·玉环月考)小应利用如图甲所示的思维模型设计了“探究空气中氧气含量”的实验,他用一个有刻度的去底带塞子的瓶子,塞子上插入温度计和粘有“暖宝宝”贴的铜丝,实验装置如图乙所示。
查阅资料发现:“暖宝宝”贴内含有铁、活性炭、无机盐、水等物质,可在空气中吸收氧气发生放热反应,反应过程中主要反应的化学方程式为: “暖宝宝”贴吸氧能力强,放热迅速。
(1)从建模角度分析,“利用暖宝宝贴消耗空气中的氧气”的操作属于上述思维模型中的 。
(2) 属于 反应(填写化学反应基本类型),整个实验过程中,瓶内液面的变化情况为 。
小应待反应结束,温度计示数恢复初始温度时记录液面位置,如图丙所示,应调整瓶子在水中的深度,使瓶子内外液面相平再读取刻度。
考点二 氧气的制取
【知识梳理】
(一)实验室里制取氧气的方法有
分解双氧水 和加热分解氯酸钾 ,化学方程式为(1) .
(3) MnO2 。
固体加热型 固液(液液)不加热型
发生装置
实验步骤 →装→定→加→收→验 ;
①查:检查装置的气密性注意安装顺序:先从下到上,后从左到右。 ②装:装入药品 ③定:固定试管 ④点:点燃酒精灯 ⑤收:用排水法收集 ⑥离:将导管移离水面 ⑦熄:熄灭酒精灯。 【谐音记忆: “茶-庄-定-点-收-利-息”】
排水法 ( 溶于水) 向上排空气法 (密度比空气 ) 向下排空气法 (密度比空气 )
收集装置
优点 ; ;
缺点 ; ;
验满方法 1. ,木条复燃(排气法) 2.集气瓶口 (排水法)
检验方法 ,木条复燃
注意 长颈漏斗末端要伸到液面以下(分液漏斗则不必) ①试管口 ;②试管夹夹在离 处;③实验完毕, ;
注意:
(1)在过氧化氢和氯酸钾制取氧气的反应中,用二氧化锰作为 ,它的作用是改变反应速度,本身的质量和化学性质在反应前后都 。
a)催化剂不一定加快反应速率,也有减慢反应速率。
b)催化剂的物理性质在反应前后可以改变。但化学性质和质量不变
c)催化剂在反应中可以参与反应而发生变化,但反应结束时又能转化回原来的物质。
d)催化剂只影响反应速率,不影响最终产量。
e)催化剂在反应中起催化作用。同一反应可采用多种催化剂。
(2)为什么在试管口要放一团棉花?
(3)为什么试管口要略向下倾斜? 。
(4)为什么要来回移动酒精灯使试管受热均匀? 。
(5)为什么刚出现气泡时不能立即收集? 。
(6)什么时候才可以开始收集气体? 。
(7)集满氧气后,为什么要先从水槽中移出导管,再熄灭酒精灯? 。
(8)为什么导管不能伸入试管太长? 。
(9)为什么加热前,试管外壁要保持干燥。加热时,用酒精灯的外焰加热,灯芯不能 碰到试管。结束时,热的试管不能立即用冷水冲洗
(二)装置的改进与评价:
(1)将固液常温型装置中的长颈漏斗换成 或注射器(如图A、图B所示),改进后装置的优点是通过控制 ,从而控制反应速;
(2)C装置的优点是能随时控制反应的发生和停止。
总结:相比于高锰酸钾或氯酸钾,实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的优点是可随时添加液体、反应不需要加热、操作简便等。
(三)检查装置气密性的常见方法
A. 手捂(加热)法:将导管的出口浸入水中,手握试管等容器,如果 ,放手后导管末端 ,表明装置气密性良好。
B. 液差(注水)法:从漏斗注入一定量的水,使漏斗下端浸没,塞紧橡皮塞,夹紧弹簧夹后,继续加水,使漏斗管内的液面高于瓶内液面,停止加水观察。液面差不变,表明装置气密性良好。
(四)固体加热型实验装置易错处(图为错误示范):
1)试管口应 ;
2)导管应 ;
3)酒精灯应用 ;
4)铁夹应夹在离试管口 处
5)火焰应加热在试管 ;
7)排水收集时导管不能太长
(五)工业上用分离空气制取氧气
空气冷冻分离法:是物理变化,只是利用各种成分的 不同,把氧气从液态空气中分离出来,属于 变化。
(六)典型气体
气体 收集方法 验满方法 检验方法
氧气 、 ,说明是氧气
二氧化碳 ,说明是二氧化碳
【题型精炼】
典例1:(2026九上·鄞州期末) 某同学利用如图所示装置制取气体,此装置适用于( )
A.双氧水和二氧化锰制取氧气 B.氯酸钾和二氧化锰制取氧气
C.稀盐酸和大理石制取二氧化碳 D.稀盐酸和碳酸钠制取二氧化碳
【举一反三】
变式1: 5.学习小组开展“设计和制作简易供氧器”的实践活动。查阅资料得知:某制氧机的制氧剂为过碳酸钠(化学式为 白色固体)和二氧化锰。
已知过碳酸钠易溶于水,遇水分解为 Na2CO3和H2O2,能产生氧气并放出热量。
活动一:制氧速率探究
小组同学设计实验方案探究影响实验速率的因素,实验结果如表。
实验序号 过碳酸钠质量/g 二氧化锰质量/g 加水体积/mL 温度/℃ 收集 100毫升氧气所需的时间/s
① 10 0.3 100 26 36.59
② 20 0.3 100 26 11.67
③ 10 0.3 100 41 22.00
(1)根据表格判断制氧速率的快慢需要比较 。
(2)由实验①和实验②可以得出结论: 。
(3)夏季时,为了延长供氧时间,可采取的措施是 。
活动二:供氧装置评价
评价等级
合格 良好 优秀
有发生、收集和净化装置 有发生、收集和净化装置,局部一 体 化设计 综合考虑各种因素(简便、美观、流速、安全、环保等),整体可调控及一体化设计
(4)针对图中装置,你的评价等级及理由是 。
变式2:(2026九上·温州模拟)实践小组的同学以“氧气的制备”为课题开展了实践活动。
(1)利用图1装置,选择的制氧试剂为____(填字母)。
A.双氧水、二氧化锰 B.氯酸钾、二氧化锰
(2)按图1连接装置,用弹簧夹夹紧a处橡皮管,向下压注射器的活塞, ,证明气密性良好。
(3)图2为不同浓度的制氧试剂催化分解时温度与时间的关系图,说明制氧试剂浓度越高,反应越剧烈的依据是 。
(4)小组同学还利用饮料瓶、注射器、吸管、输液管等日常用品,模仿市售制氧机,自制如图所示4套简易制氧机,右瓶中所装液体为水,向左侧瓶中加入制氧试剂。其中不合理的装置有 (填“甲”“乙”“丙”或“丁”)。
考点三 燃烧的条件与灭火
【知识梳理】
一 燃烧及燃烧的条件
(1)燃烧的概念:通常情况下,可燃物与氧气发生的一种发光、放热的剧烈的氧化反应叫作 。
(2)燃烧的必要条件(燃烧三要素,缺一不可): 、 、 。 (3)影响燃烧的因素
1)可燃物不同,性质不同,燃烧现象不同。
2)氧气浓度越大,燃烧越剧烈。
3)可燃物与氧气的接触面积越大,燃烧越剧烈。
(4)可燃物的着火点:物质燃烧所需达到的 叫着火点
不同物质的着火点是 的。
已知白磷的着火点是40℃,红磷的着火点是240℃。
(5)自燃与爆炸
1)自燃:由于缓慢氧化产生的热量被积累后,温度升高达到该可燃物的着火点时,在氧气充足的情况下,不经点火就自发燃烧起来的现象
2)爆炸:如果燃烧以极快的速率在有限的空间里发生,瞬间内累积大量的热,使气体体积急剧地膨胀,就会引起爆炸。
二 灭火
(一)灭火的措施
破坏燃烧的三个条件之一,就可以达到灭火的目的。
(1)清除可燃物或使可燃物与 隔离。
(2)隔绝 。
(3)使可燃物的温度 以下。
(二)促进燃烧
(1)增大氧气的浓度 (氧气的浓度越大燃烧越剧烈)
(2)增大可燃物和氧气的接触面积 (接触面积越大燃烧越剧烈)
【题型精炼】
典例1:(2026九上·温州模拟)古代冶炼金属都需要高温,明代《天工开物》中,绘有许多如图的风箱。为了保持冶炼炉内高温,需要不断拉动风箱,原因是 ( )
A.降低木材的着火点 B.增大木材之间间隔
C.提供了充足的空气 D.清除多余的可燃物
【举一反三】
变式1:探究燃烧的条件有助于更好地控制燃烧。某同学设计如图所示装置进行相关探究,下列有关实验过程不能达到目的的是 ( )
A.先通入 N2,再点燃酒精灯,一段时间后改通O2,探究燃烧需要可燃物与氧气接触
B.先通入 N2,再点燃酒精灯,探究燃烧需要温度达到可燃物的着火点
C.先通入O2,再点燃酒精灯,一段时间后改通N2,探究燃烧需要可燃物与氧气接触和温度达到可燃物的着火点
D.试管中的澄清石灰水可以检验木炭燃烧生成的CO2
变式2:世界第一支城市消防队诞生于宋朝,他们有丰富的消防装备,其中有水袋、水囊、唧筒、麻搭、火钩等。《东轩笔录》中记载:“将夜分,即灭烛。”下列说法错误的是 ( )
A.水囊、水袋用来运水以灭火——降低可燃物着火点
B.麻搭蘸吸泥水用于灭火——隔绝氧气并降低温度
C.火钩用于拆除火势蔓延的小木屋,切断火路——清除可燃物
D.“将夜分,即灭烛”——灭烛则不能为可燃物燃烧提供热量
考点四 质量守恒定律及其应用
【知识梳理】
(1)质量守恒定律的概念:在化学反应中, 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。
把握质量守恒定律应注意几点:
A、 都遵循质量守恒定律
B、只有 才遵守质量守恒定律,物理变化不用质量守恒定律解释!
C、质量守恒定律研究的仅是指“ ”,不能任意扩展到其它物理量;
D、守恒的是“总质量”,即“参加反应的各反应物的总质量”和“生成物的总质量”。如 等都应考虑进去。
E、“参加”,意味着没有参加反应(剩余)的物质的质量不能算在内。
(2)化学反应的过程就是组成反应物分子的原子 成生成物分子的过程。
(3)化学反应前后原子的 和 不变,所以化学反应前后物质的质量总和必然相等。而物质的 和物态可能改变。
【题型精炼】
典例1:(2026九上·余姚期末)某学习小组用如图所示实验验证质量守恒定律。下列说法错误的是( )
A.做甲实验时,若取用红磷的量不足,未将瓶内氧气消耗完,对实验结果没有影响
B.乙实验中最后天平不平衡,此现象能用质量守恒定律解释
C.丙实验在敞口容器中进行仍成功验证了质量守恒定律,原因是该反应不消耗气体也不产生气体
D.进行丁实验时,如果将燃烧后的生成物全部收集起来称量,理论上生成物的质量等于参加反应的镁条的质量
【举一反三】
变式1:(2026九上·海曙期末)在密闭容器中有甲、乙、丙、丁四种物质,在一定条件下充分反应,测得反应前后各物质的质量如下表所示。下列说法正确的是 ( )
物质 甲 乙 丙 人
反应前质量/g 10 0.3 4.8 2.8
反应后质量/g 3.2 待测 8 6.4
A.待测值为0.6
B.甲一定是化合物
C.反应中甲和丁变化的质量比为1:2
D.此反应可表示为:丙+丁→甲
变式2:一定条件下,a、b、c、d四种物质在密闭容器中发生反应,测得反应前后各物质的质量如表所示。下列有关说法中错误的是 ( )
物质 a b c d
反应前的质量/克 30 20 10 15
反应后的质量/克 x y 0 10
A.参加反应的c与d的质量比为2:1
B.x+y=65
C.当y≤20时,该反应一定是化合反应
D.x的取值范围一定为0≤x≤30
考点五 化学方程式及其计算
【知识梳理】
(一)化学方程式的概念
用 表示化学反应的方程式叫做化学方程式。
(二)化学方程式的读法
如C+O2CO2,可读作“ ”。
(三)化学方程式的意义
(1)表明了反应物 、 和 ;
(2)表示各物质间原子与分子的 ;
(3)表示反应物、生成物各物质间的 。
(四)书写化学方程式的原则
(1)以 为依据;
(2)遵守 ,即在化学方程式左、右两边各原子的种类和数目必须 。
(五)书写化学方程式的步骤
(1)根据反应事实,在式子的左边写 的化学式,在式子的右边写 的化学式,中间连一条 。如果反应物或生成物不止一种,就分别用“ ”连接。
(2)配平化学方程式。在化学式前配上合适的 ,使式子两边每种元素的原子总数 。一般可用 来确定化学计量数。配平后把短线改为 。
(3)注明 和生成物的 。把条件写在等号的 或下方。如果反应物中没有气体,而生成物中有气体产生,则在气体的化学式旁边用“ ”号表示;如果是溶液中发生的反应,反应物中无固体,而生成物中有固体,则在固体的化学式旁边用“ ”号表示。
如:2H2OO2↑+2H2↑、CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O。
【注意点】
1.书写化学方程式的韵语:左写反应物,右写生成物;写准化学式,计量数要配平;中间连等号,条件要注明;生成气体和沉淀,要用箭头来标明。
2.在化学方程式中,“+”不能读作“加”,应读作“和”或“与”;“”不能读作“等于”,应读作“生成”。
3.判断化学方程式书写是否正确,从以下几个方面入手:
(1)是否符合客观事实,即反应能否发生,化学式是否正确;
(2)是否配平;
(3)反应条件是否正确;
(4)“↑”或“↓”是否标注正确。
4.配平化学方程式的方法除最小公倍数法外,还有奇数配偶法、观察法等。
(六)依据化学方程式进行计算
(1)由于化学方程式能表示反应前后各物质的质量关系,因此可以利用化学方程式计算化学反应中各成分的 质量 。
(2)根据化学方程式计算的一般步骤:设未知量→写出 化学方程式 →写出相关物质的 相对分子质量 和已知量→列出 比例式 、求解→对问题做出简明回答。
【题型精炼】
典例1:二氧化氮是大气中的污染物之一。煤燃烧会产生部分二氧化氮气体,它会与空气中的氧气、水蒸气发生反应形成酸雨: 配平后各物质的化学计量数分别是 ( )
A.1,1,1,2 B.2,1,1,2 C.4,1,2,4 D.6,2,3,6
【举一反三】
变式1:配平下列化学方程式:
(1) Al2O3;
(2) + H2O;
(3) SO2。
变式2:为测定实验室中氯酸钾样品(杂质不参与反应)的纯度,取一定量该样品进行加热,不同时刻固体质量数据如图所示。
(1)t1时刻产生的氧气质量是 。
(2)t3~t4时段剩余固体质量不变的原因为 。
(3)列式计算该样品中氯酸钾的纯度。
1.(2025八下·路桥期末)在密闭容器中用氯酸钾制氧气,容器中原本就含有二氧化锰、氯化钾和少量氧气,测得反应前后各物质的质量如图所示。下列分析正确的是 ( )
A.氯酸钾制氧气的反应为化合反应
B.物质丙是氧气
C.乙在参加此反应后化学性质发生了改变
D.物质甲是氯酸钾
2.(2025·温州模拟)某科学社团开展实验活动,以下几个实验设计方案中,符合要求的是( )
A.①区分铁和硫化亚铁 B.②验证铁钉生锈需要氧气
C.③干燥并收集一瓶氧气 D.④测定空气中氧气的体积分数
3.已知a为固体氯酸钾,b为混有少量二氧化锰的固体氯酸钾,且a 和 b 中的氯酸钾质量相等。当分别同时加热 a 和 b 至二者均已完全反应时,下列能正确表示生成氧气的质量随反应时间而变化的图像是( )
A. B. C. D.
4.某科学兴趣小组用如图所示的装置来制取干燥的氧气,并测定 H2O2 溶液中 H2O2 的质量。装置气密性良好,装置①中的锥形瓶内盛有 100g的H2O2溶液,燃烧匙内装有 MnO2,燃烧匙可以上下移动,碱石灰用来干燥氧气。下列说法中,正确的是( )
A.将装置①分别与装置③、④、⑤连接,都能收集到干燥而纯净的氧气
B.若用装置④收集氧气,可将带火星的木条放置在 b导管口处验满
C.称量装置①反应前及完全反应冷却后的质量,可计算出 H2O2溶液中 H2O2的质量
D.若用装置⑤测量生成氧气的体积,集气瓶上方原有的空气会使测量结果偏大
5.小乐误将少量高锰酸钾当成二氧化锰加入氯酸钾中进行加热制取氧气,部分物质质量随时间变化如图 质量/g↑所示。下列关于该过程的说法正确的是( )
A.b代表高锰酸钾
B.c代表氧气
C.t2 时刻,氧气开始产生
D.t3时刻,生成氧气的质量达到最大值
6.小羽设计如图装置进行“可)燃物燃烧条件”的验证实验。将等质量的白磷置于①②③处,观察到①处白磷燃烧,②③处白磷不燃烧。下列说法不正确的是 ( )
A.对比①③处现象,说明可燃物燃烧需要温度达到着火点
B.对比①②处现象,说明可燃物燃烧需要空气(氧气)
C.②③处白磷均不燃烧的原因相同
D.装置中气球可以起到防止污染空气的作用
7.如图所示,将两支燃着的蜡烛罩上透明水杯,观察到高的蜡烛先熄灭,低的蜡烛后熄灭,水杯内自上而下充满烟雾,杯内温度显著升高。实验启发:高楼层发生火灾时,应该( )
A.立即从高楼沿着水管爬下逃生
B.站到房间里的桌子上等待救援
C.用湿毛巾捂住口鼻,保持低姿势离开
D.带上贵重物品,戴好口罩,乘电梯逃生
8.古语道“人要实,火要虚。”其中“火要虚”的意思是燃烧木材时要尽量架空,这样才能烧得更旺,原因是 ( )
A.散热速度加快 B.增大木材与空气的接触面积
C.木材的着火点降低 D.提高温度
9.(2025八下·钱塘期末)用如图所示装置进行实验(夹持仪器略去)。实验过程:①通入N2一段时间,点燃酒精灯,a、b中均无明显现象;②熄灭酒精灯,立即改通O2,a中无明显现象,b中红磷燃烧。根据上述实验步骤,下列说法不正确的是 ( )
A.红磷燃烧过程中产生大量白雾,并放出大量的热
B.通入一段时间N2的目的是排尽装置中原有的空气
C.对比a、b在实验过程②中的现象,可知燃烧需要温度达到可燃物的着火点
D.对比b在实验过程①②中的现象,可以得出可燃物的燃烧需要氧气
10.《易经》有记载:“泽中有火”“上火下泽”。这是对甲烷气体在湖泊池沼水面上起火现象的描述。下列有关甲烷的叙述,正确的是 ( )
A.从分类上看:属于无机物
B.从变化上看:燃烧时不消耗氧气
C.从性质上看:具有助燃性
D.从使用上看:点燃前要检验气体的纯度
11.下列现象不能用质量守恒定律解释的是 ( )
A.3g 碳与10g氧气充分反应后,得到二氧化碳的质量为11g
B.酒精敞口放置一段时间后质量变小
C.铁丝燃烧,生成物的质量比铁丝的质量大
D.蜡烛燃烧后质量变小
12.下列各项:①原子数目;②分子数目;③元素种类;④物质的总质量;⑤物质种类;⑥原子种类;⑦电子数目。化学反应后,一定没有变化的是 ( )
A.②③④⑤⑥ B.①③④⑥⑦ C.②③④⑥⑦ D.①③⑤⑥⑦
13.氢气和氧气在点燃的条件下发生反应的化学方程式为 2H2O,将10g氢气和氧气的混合气体点燃充分反应后冷却,瓶中剩余1g 气体,则原混合物中氢气和氧气的质量分别为 ( )
A.可能是2g氢气和8g氧气 B.一定是1g氢气和9g氧气
C.可能是5g氢气和5g氧气 D.一定是4g氢气和6g氧气
14.将 A、B、C 三种物质各16g混合加热,充分反应后混合物中有12gA、27gC和一定质量的D,已知B完全反应,若A、B、C、D的相对分子质量分别为16、32、44、18,则该反应的化学方程式可表示为 ( )
A.2A+B=C+2D B.A+2B=C+2D C.2A+B=2C+D D.A+B=C+D
15.在反应 中,镁、氧气、氧化镁的质量比是 ( )
A.2:1:2 B.48:32:80 C.24:32:40 D.24:32:56
16.如图是课本中验证质量守恒定律的实验装置,图甲的锥形瓶中盛有少量白磷,图乙的锥形瓶中盛有硫酸铜溶液,小试管中盛有氢氧化钠溶液。小科利用该实验装置实验时,下列说法错误的是( )
A.用甲装置实验时,若白磷不足,对实验的结果无影响
B.用甲装置实验时,若去掉锥形瓶的橡皮塞,会影响实验的结果
C.用乙装置实验时,两种溶液混合后,观察到有蓝色絮状沉淀产生
D.若将乙装置的两种溶液分别换成水和酒精,也能验证质量守恒定律
17.(2026九上·海曙期末)乙炔是有机合成的重要原料之一,常温常压下为无色气体,难溶于水,密度比空气小。实验室常用块状电石(主要成分 CaC2)和水在常温下制取乙炔。制取该气体的发生装置是 (填字母编号)。在收集干燥的乙炔气体时,若采用F装置收集乙炔气体,则气体应从 (填“a”或“b”)端导入,除此之外还可以选择的收集装置有 。
18.(2025九上·瑞安开学考)19世纪初,电灯尚未发明,煤矿工人在矿井中只能借助煤油灯照明。矿井中通常存在大量的甲烷气体,遇火极易发生爆炸。1815年,化学家戴维设计出一种安全矿灯——戴维灯(如图)。采用一种网眼很小的普通金属网罩住火焰,火焰只会在网中燃烧而不会引燃外界的甲烷气体。
(1)甲烷与空气混合,遇火易发生爆炸,是因为甲烷燃烧释放大量的 。
(2)用戴维灯照明,不会引燃矿井中的甲烷,原因是金属网可以把火焰的热量迅速传递出去,矿井中甲烧气体的温度达不到 。
19.(2024八下·温州月考)18世纪,很多科学家着力研究燃烧现象的本质、物质的组成等,为开启现代化学的研究做出了极大的贡献。
(1)舍勒是最早制得氧气的化学家之一,他获得氧气的方法主要有以下两类:
a.加热分解硝酸钾(KNO3)、氧化汞(HgO)、硝酸银(AgNO3)等
b.用二氧化锰与浓硫酸加热:2MnO2+2H2SO4(浓)=2MnSO4+2X+O2↑
①a中反应物均可制得氧气,因为这些物质在组成上都含有 。
②b中物质X的化学式为 。
(2)1783年,拉瓦锡利用如图装置探究水的组成:往A杯中滴加少量的水,水通过灼热的铁管时发生汽化,水蒸气与灼热的铁反应,生成了一种黑色固体(Fe3O4)。再通过盛放冷水中的钢管,在B装置中收集到纯净的氢气。由此,拉瓦锡得出水是由氢、氧元素组成。科学家们测量实验后黑色固体质量为m1,氢气质量为m2。再将氢气完全燃烧,生成水的质量为m3。若拉瓦锡结论正确,则m1、m2、m3三者应满足的关系是 。
20.为了探究能使带火星木条复燃的最小氧气体积分数,小明利用如图装置进行如下实验。(注:空气中的氧气体积分数为20%,圆柱形容器中的导管深入到底部,不考虑水蒸气的影响)
步骤一:检查装置气密性,在圆柱形容器内注满水并在容器壁上等间隔地标注刻度“1~10”。
步骤二:装入药品并打开止水夹 A、C,待容器中的水排尽后关闭止水夹A,打开圆柱形容器顶部的密封塞,将带火星的木条通过导管B伸入容器内,观察现象。
步骤三:再次在圆柱形容器内注水,调节容器内水位分别至刻度“1~10”,重复步骤二,获得部分数据如表所示。
实验编号 ① ② ③ ④ ⑤
容器内水位所对应的刻度 注满 2 4 6 8
氧气浓度(体积分数) 100% ☆ 68% 52% 36%
带火星木条复燃情况 复燃 复燃 复燃 复燃 火星变亮
(1)图中D所示的仪器的名称是 。
(2)实验步骤中检查装置气密性的方法是 。
(3)实验②中,“☆”处的氧气体积分数是 。
(4)下列原因会使收集到的氧气实际体积分数偏小的是( )(填字母)。
A.导管占据了圆柱形容器中的一部分体积
B.试管中原有的空气会进入圆柱形容器
21.(2025·西湖二模)如图是拉瓦锡测定空气成分的实验。他将汞放在密闭容器里连续加热12天,得到红色粉末(HgO),他又把红色粉末放在另外容器里加热,最终得出了空气成分的结论。
(1)连续加热12天的目的是 。
(2)若用煤块作火炉燃料,该燃料属于 能源。 (选填“可再生”或“不可再生”)
(3)将红色粉末加热可生成汞和一种气体,其化学方程式为 。
22.(2025九上·书院期中)某科学兴趣小组的同学利用数字化技术对“空气中氧气体积分数的测定”进行了再探究(如图甲所示),得到的数据曲线如图乙所示。
(1)实验前集气瓶中的水为10mL,若集气瓶的容积为150mL(燃烧匙所占体积忽略不计),实验结束后理论上集气瓶中水的体积约为 mL。
(2)图乙中Y曲线表示的是集气瓶内的 (选填“温度”或“氧气浓度”)。
(3)若第二次进行实验时,图甲中装置漏气,则第二次测得的C点数值比图乙中第一次测得的C点数值 (选填“大”或“小”)。
(4)科学兴趣小组想探究用不同物质在空气中燃烧测定氧气含量方法的优劣。他们用足量的蜡烛、红磷和白磷分别在相同体积与状态的空气中燃烧用氧气探测器测定密闭容器中剩余氧气与时间的关系如图丙所示,下列说法正确的是 ____填字母)。
A.测定空气中氧气含量效果最好的是蜡烛,因为它反应速率快
B.该实验证明氧气的浓度较低时,红磷与白磷还能与氧气发生反应
C.若用这三种物质做实验,测得空气中氧气含量均偏高
23.利用如图甲所示装置探究“MnO2 的用量对H2O2分解反应的影响”。实验中,H2O2的溶质质量分数为3%,装置中产生氧气的量可以用压强传感器测出。在等温条件下,产生氧气体积与装置内压强成正比,反应放热忽略不计。
(1)写出装置中发生反应的化学方程式: 。
(2)如图乙所示是0.1g MnO2与不同体积的 3%H2O2溶液混合的实验结果,从图中可以看出 。
(3)当用8 mL 3%H2O2 溶液与不同质量的 MnO2 混合时,得到如图丙所示的曲线。曲线的斜率显示:当MnO2 的质量增加到0.08g时,分解速度达到实验要求。在此实验条件下,若 MnO2 的质量有 4g(一药匙),就能使图中的烧杯 (填字母)中所装的3%H2O2 溶液的分解速度最接近实验要求。
24.下列是实验室制取和收集氧气的一些装置,据图回答有关问题。
(1)写出指定仪器的名称:① 。
(2)若以高锰酸钾为原料,用C、D装置制取、收集氧气时,C装 置中一处明显的错误是 ;试管口略向下倾斜的原因是 ;实验结束时,应先 ,后 。
25.(2025八下·椒江期末)某同学以高锰酸钾为原料,利用图1所示的装置制取和收集氧气。
(1)应选用图1中的 装置收集氧气。
(2)检查装置气密性:将导管口的下端浸入水中,用手紧握试管,观察导管口有气泡冒出,表明装置气密性良好。据此,该同学建构了如图2“检查装置气密性”的思维模型。请将图2中的环节.一补充完整。
(3)甲装置中试管口放置棉花的目的是 。
(4)下列反应也可以用图1甲装置制取气体的是____。
A.锌粒和盐酸溶液混合制取氢气
B.加热氯酸钾和二氧化锰的固体混合物制取氧气
C.加热氢氧化钙和氯化铵的固体混合物制取氨气
26.(2025八下·义乌月考)如图是实验室制备气体的常见装置,请回答下列问题:
(1)实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳,选用的实验装置是 (填字母),反应的化学方程式为 。
(2)小明用排水法收集了一瓶氧气,测得氧气的纯度偏低,原因可能是____(多选,填字母)。
A.收集气体前,集气瓶没有注满水
B.导管口开始有气泡冒出,立刻收集
C.收集气体后,集气瓶中仍有少量水
(3)Cl2是一种密度比空气大、能溶于水的气体,实验室制取Cl2的化学方程式为:MnO2+4HCI(浓) MnCl2+Cl2 ↑+2H2O。下列对制取气体的分析,正确的是____(可多选)。
A.制取CO2和Cl2的发生装置相同
B.用D装置收集Cl2时,Cl2应从a端进入
C.制取Cl2的反应中,MnO2是催化剂
D.用E装置收集O2时,O2应从d管导入
27. 通过数字化实验对白磷燃烧的温度变化及影响因素进行探究。图甲中取少量白磷于试管中,连接好温度传感器后,将试管放入60℃热水中,5s后打开弹簧夹,将过氧化氢溶液推入试管中,实验过程中通过传感器采集的数据绘制的曲线如图乙所示。
(1)实验过程中气球的变化是 。
(2)图乙曲线上 D 点的温度比 B 点的高,可以得出的结论是 。
(3)白磷刚好停止燃烧时为 点,曲线上火焰温度达到最高值后降低的原因可能是 。
28.已知白磷的着火点为40 ℃,红磷的着火点为240 ℃,无烟煤的着火点为700~750℃。实验装置如图甲,实验步骤如下。
步骤Ⅰ:将电炉升温至60℃,①开始燃烧,②③④无明显现象。
步骤Ⅱ:继续升温至260℃的过程中,③开始燃烧,②④无明显现象。
(1)步骤Ⅰ将电炉升温至 60℃,仅①开始燃烧,说明燃烧需要的条件是 。
(2)将装置的温度调到 260 ℃,对比 (填序号)的实验现象,说明燃烧需要可燃物与氧气接触。
(3)④一直未燃烧的原因是 。
(4)如图乙所示 A、B、C三个实验,其中能证明物质燃烧需要与氧气充分接触的是 (填字母,下同);能证明物质具有可燃性是燃烧条件之一的是 。
29.(2025八下·玉环期末) 为了解某品牌家用制氧机,学习小组开展了如下研究活动。
【查阅资料】将A(过碳酸钠白色固体)和B(二氧化锰黑色粉末)放入水中产生氧气反应时放热,反应仓内黑色粉末翻腾。反应仓中过碳酸钠易溶于水,在水中会生成和在的催化作用下产生。
(1)过滤仓中水的作用是 。(写出一点)
(2)该品牌制氧机在供氧速率为时,氧气体积占比也高达90%。相当于每分钟分解多少克过氧化氢产生的氧气量 ?(氧气密度取,计算结果精确到)
(3)如图乙所示为过碳酸钠分解制氧气的反应速率与反应物的质量分数、温度的关系。在水使用规定量制氧剂的情况下,图丙制氧机反应仓上夏季和冬季的水位线设置不同。则图丙中季节水位线M对应是 (选填“夏季”或“冬季”)。
30.(2025八下·温州期末)项目化学习小组利用废弃塑料瓶、吸管等材料(如图甲)开展制作简易制氧机的项目活动,并购买制氧剂(分为A剂、B剂),其使用说明书如图乙所示。
(1)【制作装置】小组同学搭建并密封装置(如图丙),请在虚框处补全M、N两处吸管的放置情况。(在答题卡相应位置画出)
(2) 【检查装置】制取气体前,应检查装置的 。
(3) 【添加原料】制氧剂A剂、B剂为过碳酸钠或二氧化锰固体,请根据图乙,推测B剂成分并写出依据。 。
(4) 【制取氧气】“保健吸氧”情况下供氧10分钟,理论上至少需要加入过碳酸钠(Na2CO4)多少克 (写出计算过程,已知ρ氢=1.28)克/升)
31.(2025八下·义乌期中)项目学习小组想设计并制作一台家用制氧机。
【产品评价量表】
产品等级 优秀 合格 待改进
指标一:产生氧气 能 能 不能
指标二:观察氧气速度 能 能 不能
指标三:随时可关停 能 不能 不能
【收集资料】
④选用的制氧剂为过碳酸钠 相对分子质量为 314),过碳酸钠极易溶于水,常温下其水溶液几乎不产生氧气,在二氧化锰催化下能产生大量氧气。其化学方程式为: 已知二氧化锰难溶于水。
②过碳酸钠分解快慢的影响因素表:
组别 温度设置 (℃) 二氧化锰质量(克) 水的体积(毫升) 过碳酸钠质量(克) 10秒内收集的氧气体积(毫升)
1 5 5 100 20 22
2 25 5 100 20 50
3 25 5 100 15 40
【制氧机模型】
(1)图甲是项目小组设计的一代产品,加料盒上的a和b刻度线是过碳酸钠的不同用量,以实现冬夏两季的制氧速度基本相同。根据上述资料分析,在水量相同时,夏季过碳酸钠在加料盒中用量的刻度线是 。 (填“a”或“b” )
(2)若在该装置加入157 克过碳酸钠 ,可制取氧气质量为 克。
(3)图乙是其二代产品,先在瓶内隔板的右边加入适量水,再将过碳酸钠和二氧化锰通过加料口加入,打开阀门K,注射器将水注入隔板的左边即可获得氧气。二代产品中设置c管的作用是 。
(4)图丙是其三代产品,将装有二氧化锰的袋子用线挂起,既保证袋子下端能浸在液体中又不低于注射器导管下端,目的是为了实现评价量表中哪一项指标 答: 。
32.(2025八下·湖州期末)在进行氧气的制取和性质研究的实验中,某同学按照操作步骤加热7克高锰酸钾,收集了两瓶氧气336mL(按0.48克计),顺利完成了实验。整理清洗器材时发现试管内的液体呈紫红色。
(1)试管内的液体呈紫红色说明试管内的高锰酸钾 (选填“部分分解”或“全部分解”)。
(2)在实验条件下参加反应的高锰酸钾质量是多少 (保留两位小数)
(3)实验中有几个小组同学举手向老师报告:未收集到预计的两瓶气体。老师看过各组的实验装置后提出:在酒精灯集中在药品处加热时(未移动),试管内高锰酸钾药品的堆积方式会影响产生氧气的数量。你认为下面甲乙两种药品堆积方式,能制得更多氧气的是 (选填“甲”或“乙”),你的理由是 .
33.把4g 硫粉放在一定质量的氧气中燃烧,有关实验数据如表所示,请回答问题。
第一次 第二次 第三次
O2的质量/g 3 4 6
生成SO2的质量/g 6 8 8
(1)上述实验中,第 (填序号)次实验中氧气有剩余,剩余 g。
(2)在这三次实验中,符合质量守恒定律的是 (填序号)。
(3)若该同学要进行第四次实验,将48 g硫粉完全反应,则能生成二氧化硫 g。若生成的二氧化硫全部被氢氧化钠溶液吸收,需要10%的氢氧化钠溶液 g(已知SO2+
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