3.1空气与氧气（有答案）

浙教版科学第三章3.1空气与氧气
一．选择题（共15小题）
1． 2010年8月26日上午，我国载人潜水艇“蛟龙号”突破3759米的深度大关，跻身世界五强．下列反应都能产生氧气，其中最适宜在潜水艇里供给氧气的反应是（　　）
A．高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气
B．分离液态空气
C．过氧化钠（固体）+二氧化碳→碳酸钠（固体）+氧气
D．过氧化氢水+氧气
2．过氧化钠（Na2O2）因能与二氧化碳反应生成氧气，故可作为呼吸面具中氧气的来源．潜水艇紧急情况时，也使用过氧化钠来供氧，有关反应的符号表达式为：Na2O2+CO2→Na2CO3+O2．从该反应获取的以下信息中，不正确的是（　　）
①利用该反应获得氧气时不要加热，可以节约能源；②该反应可将废气二氧化碳进行利用；
③反应物和生成物都属于氧化物；④实验室利用这一原理制取的氧气中可能混有二氧化碳；
⑤该反应是化合反应．
A．③⑤ B．②④ C．②③④ D．①②③
3．如图所示装置可用来测定空气中氧气的含量。对该实验认识不正确的是（　　）
A．红磷的量不足会影响实验结论
B．装置不漏气是实验成功的重要因素之一
C．钟罩内气体压强减少从而导致水面上升
D．将红磷改为碳也能得到正确的实验结论
4．用如图所示装置来测定空气中氧气的含量，对该实验认识错误的是（　　）
A．铜粉用量过少，实验结果会偏小
B．实验结束后冷却到室温才能读数
C．气球的作用是调节气压，使氧气完全反应
D．在正常操作情况下，反应结束后消耗氧气的总体积应该是反应前注射器内气体体积的
5．在利用红磷燃烧测定空气中氧气含量的实验中，用传感器记录集气瓶中压强、温度随时间变化的情况，如图所示。其中a是打开止水夹的时刻。下列说法不正确的是（　　）
A．反应开始时压强增大是因为温度升高
B．a点处的压强等于大气压
C．a点的温度已经接近室温
D．a点后气压增大是由于水倒吸入集气瓶
6．小东通过查阅资料，根据铁在空气中生锈的原理，设计了如图所示的实验装置，来测定空气中氧气含量（装置中的饱和食盐水、活性炭会加速铁生锈）已知广口瓶的有效容积为242mL，实验8分钟后打开止水夹，水从烧杯流入广口瓶中的体积为48mL．下列说法错误的是（　　）
A．该实验的不足之处在于实验前广口瓶底未放少量水
B．通过分析本次实验数据，可知空气中氧气的体积分数约为19.8%
C．若实验药品充足，时间足够长，可十分接近拉瓦锡实验的结果
D．此实验可有效解决拉瓦锡实验中的汞污染问题
7．用如图所示装置来测定空气中氧气的含量，对该实验认识错误的是（　　）
A．铜粉用量的多少，会影响实验结果
B．实验结束后冷却到室温才能读数
C．气球的作用是调节气压，使氧气完全反应
D．在正常操作情况下，反应结束后消耗氧气的总体积应该是反应前注射器内气体体积的
8．下列实验装置中不能用来测定空气中氧气含量的是（　　）
A．B． C． D．
9.如图所示，利用过量红磷进行空气中氧气含量的测定，如图所示图象能正确反映对应变化关系的是（　　）
A． B． C． D．
10．如图所示，利用过量红磷进行空气中氧气含量的测定，下列图象能正确反映对应变化关系的是（　　）
A． B． C． D．
11．图1所示装置可用于测定空气中氧气的含量，其中与集气瓶相连的压强传感器等电子设备能将集气瓶内气体压强精确地记录并保存下来．图2、图3是用该装置测得的红磷和木炭分别在集气瓶中燃烧的压强﹣时间关系图（该装置气密性良好，p0是集气瓶内初始气压，p和p′分别是反应结束后恢复到室温时集气瓶内的气压）．下列说法正确的是（　　）
A．燃烧匙内所装红磷或木炭的多少对实验结果无影响
B．p=0.79p0，p′=p0是因为红磷的着火点比木炭低
C．反应开始时集气瓶中压强瞬间变大的是由燃烧放热造成的
D．由图3可推出空气中氧气的含量
12．如图，两个实验装置气密性良好．关于该实验，有如下说法：①红磷熄灭并冷却后才能打开弹簧夹；②点燃酒精灯加热铜丝，可观察到铜丝由红色变成黑色；③停止加热并冷却至室温后即可读出注射器内气体的体积约为24mL；④实验取用铜丝质量的多少不会影响实验结果；⑤两个实验均能证明空气是混合物；⑥两个实验均能证明空气中约含体积的氧气．其中正确说法的个数有（　　）
A．2个 B．3个 C．4个 D．5个
13．如图是“铁丝在氧气中燃烧”的实验改进装置．下列说法错误的是（　　）
A．氧气无须提前制备和收集
B．用塑料瓶代替集气瓶，实验更安全
C．该装置也可用于二氧化碳和氢气的制备、干燥和检验
D．铁丝在氧气中剧烈燃烧，发出黄色火焰，产生黑色固体
14．如图，等体积的A、B两集气瓶充满空气，燃烧匙内分别盛有过量的红磷和硫，当完全燃烧后，冷却至室温，打开弹簧夹，你将看到的现象（　　）
A．A瓶中有水流入
B．A、B瓶中均无水流入
C．A、B瓶中均有水流入
D．B瓶中有水流入
15．镁带、硫粉分别在空气中燃烧，说法不恰当的是（　　）
A．都发出耀眼的白光 B．都放出热量
C．生成物都是氧化物 D．都是氧化反应
　
二．解答题（共10小题）
16．某兴趣小组同学对实验室制取氧气的条件进行如下探究实验．
（1）为探究催化剂的种类对氯酸钾分解速度的影响，甲设计以下对比试验：
I．将3.0gKClO3与1.0gMnO2均匀混合加热
II．将xgKClO3与1.0gCuO均匀混合加热
在相同温度下，比较两组实验产生O2的快慢．
①II中x的值为　　．
②若要证明CuO能作为KClO3分解的催化剂，则还要证明在化学反应前后CuO的　　和　　都不改变．
（2）乙探究了影响双氧水分解速度的某种因素，实验数据记录如表：
双氧水的质量
双氧水的浓度
MnO2的质量
相同时间内产生O2的体积
I
50.0g
1%
0.1g
9mL
II
50.0g
2%
0.1g
16mL
III
50.0g
4%
0.1g
31mL
①若用上述装置测生成氧气的体积，则用图　　（填“a”“b”或“c”）
②实验结论：在相同条件下，　　，双氧水分解得快．
17．兴趣小组同学对氯酸钾制氧气进行了探究：
【实验与记录】
实验一：不同催化剂对反应速率的影响
小组同学将1g氯酸钾和0.25g催化剂混合均匀后放入试管加热，测得数据如下表：
实验序号
1
2
3
4
催化剂种类
二氧化锰
氧化铜
四氧化铁
氧化铁
所用的时间/s
85
50
30
28
实验二：探究氯酸钾与二氧化锰的最佳比例
小组同学取1g氯酸钾与一定量二氧化锰按一定比例混合均匀后，放入试管加热，测得数据如下表：
二氧化锰与氯酸钾的质量比
1：40
1：20
1：10
1：5
1：3
1：2
2：3
1：1
2：1
所用的时间/s
12.4
8
5
5.5
7.5
9.3
10.5
15
24
【分析与结论】（1）分析实验一，氯酸钾分解速率与　　有关，在相同条件下，　　催化效果最好．
（2）由实验二可知，二氧化锰与氯酸钾的质量比为　　时，反应速率最快．
（3）二氧化锰的用量过少时产生氧气的速率很慢，原因是：　　
（4）二氧化锰的用量过多时冲淡了氯酸钾粉末，相当于减少反应物的　　，所以反应速率受到影响．
（5）通过分析可知，在化学反应中催化剂的用量　　（填“是”或“不是”）越多越好．
【反思与评价】某学校化学兴趣小组在研究“带火星木条复燃与氧气体积分数的关系”的课题中，采取了以下实验步骤：
①取5只250mL集气瓶，分别装入25mL、50mL、75mL、100mL、125mL的水，并用毛玻璃片盖住，依次编号为1、2、3、4、5；
②用分解过氧化氢（H2O2）的方法制取氧气，用制取的氧气通过排水法将上述1～5号瓶中的水排去；
③将带火星的木条依次插入1～5号瓶中，把观察到现象和计算数据，填入下表．
集气瓶标号
1
2
3
4
5
集气瓶中氧气的体积分数
28.9%
36.8%
44.7%
52.6%
60.5%
带火星木条的状况
微亮
亮
很亮
复燃
复燃
试回答下列问题：
①实验室中采用分解过氧化氢（H2O2）的方法制取氧气，可采用的发生装置是（填标号）　　，理由是　　．其反应的文字表达式是　　，该反应所属的基本反应类型是　　．
②根据以上实验事实，下列说法中正确的是　　（填写相应的标号）．
A．只有在纯氧中才能使带火星的木条复燃
B．集气瓶中氧气的体积分数≥52.6%时，带火星的木条就能复燃
C．只要有氧气存在就可使带火星的木条复燃
③上述实验表明：物质燃烧的程度与氧气的浓度有关，氧气浓度越大，燃烧越剧烈．请你再举一例，将实验内容和实验现象填写在下表中：
实验内容
实验现象
实验结论
　　
　　
氧气浓度越大，燃烧越剧烈
18．为测定空气中氧气的含量，小华同学打算设计如下方案：选用实际容积为40mL的试管作为反应容器，将过量的白磷放入试管，用橡皮塞塞紧试管，通过导管与实际容积为60mL且润滑性很好的针筒注射器组成如下图的实验装置。假设此实验能够按照小华的设想正常进行，白磷所占体积与导管内的气体体积忽略不计，且两个容器间的导管足够粗，保持空气正常流动。请回答下列问题：
（1）实验前，打开弹簧夹，将注射器活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处，然后松开手，若活塞仍能返回至20mL刻度处，则说明　　；
（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。可观察到的现象为：　　；
（3）若不使用弹簧夹，用酒精灯加热白磷，充分反应直至燃烧结束，试管冷却。可观察到的现象为　　；
（4）若按小华的设想进行实验，实际可能遇到诸多问题而发生危险，造成实验失败。例如：　　。
19．某化学兴趣小组同学设计了多组实验装置测定空气中氧气的含量．
（1）甲同学设计计出了如图所示的实验装置．
实验过程：
①检查装置的气密性，气密性良好；
②在集气瓶里装进适量a 体积的水，燃烧匙里放一块白磷（40℃即可燃烧），按图示装置连接仪器，然后在酒精灯上把玻璃棒下端加热，玻璃棒的作用为　　；（注：集气瓶内的长导管已接近瓶底）
③把预先加热过的玻璃棒按下与白磷接触，观察到白磷立即着火燃烧，现象为　　，该反应的化学方程式为：　　；
④待集气瓶完全冷却至室温，量出集气瓶中水的体积是b，整个集气瓶的体积是c．从白磷开始燃烧到最后熄灭的过程中，集气瓶内水面的变化情况是　　；
⑤已知C=500mL a=100mL，若实验非常成功，则b=　　mL．
（2）实验反思：
①组内成员小张对“实验前集气瓶里要装进适量a 体积的水”非常不理解．咨询了组长小明之后，他终于明白“a 体积的水”的作用，其一是为了加快④步骤中集气瓶的冷却速度；其二则主要是　　．
②在上述实验中，下列操作的实施和实验现象的出现，会导致实验最后产生的实际值大于理论值的是　　
A．装置气密性不好 B．实验前集气瓶里没有装a 体积的水
C．集气瓶没有冷却到室温 D．用红磷代替白磷（红磷的着火点在240℃左右）
（注：白磷与红磷燃烧的产物、现象均相同）
20．人类每时每刻都离不开空气，没有空气就没有生命，也就没有生机勃勃的地球．
（1）空气主要由　　（填物质名称）和氧气组成，此外，还含有少量的稀有气体等．
（2）空气中的各种成分广泛应用于多个领域，其中氧气可用于　　（填字母序号，下同），稀有气体可用于．
A．制造霓虹灯 B．医疗急救
（3）为了保护空气，在我国新颁布的《环境空气质量标准》中，基本监控项目增设了PM2.5浓度限值，与该项目监测项目有关的是　　（填字母序号）．
A．二氧化硫 B．二氧化氮 C．一氧化碳 D．可吸入颗粒物
（4）如图所示的装置可用于测定空气中氧气的含量．
①请补全下列实验步骤．
a．按图示连接好装置；
b．　　；
c．在集气瓶内加入少量水，并将水面上方空间分为五等分，用弹簧夹夹紧胶皮管；
d．取足量红磷放入燃烧匙中，点燃后立即伸入瓶中，并把塞子塞紧；．
e．待红磷熄灭并冷却至室温后，打开弹簧夹．
②红磷燃烧的现象是　　，反应的文字表达式为　　．
③冷却至室温后打开弹簧夹，水能进入集气瓶中的原因是　　．
④若某同学在实验后得出结论：空气中氧气的体积约占．能得出此结论的实验现象为　　．
21． 如图是一个具有刻度和活塞可滑动的玻璃容器，其中有空气和白磷（在空气中40℃以上就开始燃烧），将它放在盛有沸水的烧杯上方，进行实验．请完成实验报告：
实验目的
实验现象
实验结论
误差分析
测定空气中氧气的体积分数
（1）白磷着火后燃烧，活塞先向　　 移动，后向　　移动（填写“左”“右”）．最终活塞停在刻度　　处
（2）氧气约占空气体积的　　．
（3）如果测得氧气体积分数小于理论值，可能的原因是　　（写出一条即可）
（4）通过实验还可以推断玻璃容器中剩余气体的性质是　　．（写出一条即可）
　
22．某化学兴趣小组在实验室利用自已设计的装置（如图装置一）测定空气中氧气的含量。
实验步骤：
（1）测量实验需要的具支试管的容积。
（2）在干燥的具支试管中装入铜粉，塞上橡皮塞。用瘪气球密封试管的支管口。移动注射器活塞，在注射器中留有一定体积的气体，记录体积后插入橡皮塞中，根据酒精灯高度，将试管固定在铁架台上。
（3）用酒精灯在铜粉部位加热，加热时不断推拉注射器。
（4）停止加热后，待试管冷却至室温，注射器活塞稳定后，记录注射器中气体的体积。
根据以上实验，回答下列问题：
①在实验室中如何测量该具支试管的容积？　　。
②在实验加热过程中，具支试管上的小气球作用是　　，不断推拉注射器的目的是：　　。
③假设具支试管的容积为50mL，反应前注射器中气体的体积为20mL，反应后注射器中气体的体积为6mL，则反应消耗氧气的体积为　　mL．由此可得实验结论　　。
④下列关于该实验的说法正确的是　　（填序号）
a、加热时，应先使试管底部均匀受热
b、注射器中预先不留一定体积的气体对实验结果没有影响
c、反应停止试管冷却后，将气球内的气体全部挤入注射器内。
⑤若将装置一改成装置二，装置二优点：　　。
23．根据图示装置回答有关问题：
（1）测定空气中氧气含量的方法很多，图示装置C不能用来测定空气中氧气含量的原因是　　。
（2）你认为装置B与A相比的优点是　　。
（3）装置D实验过程中，活塞的移动方向为　　，若起始时活塞的位置如图所示，则最后温度降至室温活塞前沿应停在　　刻度处。
24．（一）下列事实分别能说明空气的成分，用物质的名称填空。
（1）为防止照片褪色，可将照片用塑料薄膜封起来，目的是隔绝　　
（2）酥饼在空气中变软，说明空气中含有　　
（3）长期暴露在空气中的澄清石灰水表面形成一层白膜，说明空气中含有　　
（4）利用空气中的气体制成五光十色的霓虹灯，说明空气中含有　　。
（二）某同学设计了测定空气中氧气含量的实验，实验装置如图所示，该同学的实验步骤如下：①将图中的集气瓶分为5等份，并作好标记。②在带橡皮塞和导管的燃烧匙内装入足量的红磷，将导管上的止水夹夹紧，在酒精灯上点燃红磷，并立即伸入集气瓶内，塞紧橡皮塞。③充分反应后，待集气瓶冷却至室温，打开止水夹。请回答下列问题：
（5）该实验中红磷需稍过量，目的是　　；
（6）步骤②集气瓶中的现象是　　，其反应的文字表达式为　　；步骤③中打开止水夹后观察到的现象是　　，由此可得出氧气约占空气体积的　　。
（7）该实验可推论出氮气　　（填“易”或“难”）溶于水和其化学性质　　（填“活泼”或“不活泼”）的结论
25．为了帮助同学们更好的理解空气中氧气含量测定的实验原理，老师利用传感器技术实时测定了实验装置（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。
（1）红磷燃烧的化学反应方程式为　　。
（2）X曲线表示的是　　（填“温度”或“氧气的浓度”）。
（3）结合X、Y两条曲线，解释图2中BC段气压变化的原因是　　。
（4）实验中测得的数据如下：
测量
项目
实验前
实验后
烧杯中水的体积
烧杯中剩余水的体积
瓶中剩余气体的体积
体积/mL
80.0
46.4
126.0
根据实验数据计算：测得的空气中氧气的体积分数为　　（列出计算式即可）。
　

浙教版科学第三章3.1空气与氧气答案
一．选择题（共15小题）
1． C．2． A．　3． D。　4． D　5． B。　
6． A．　7． D。　8． C．　9． B．　10． C．　
11． C．12． D．　13． D。　14． D．15． A．
二．填空题（共6小题）
16．（1）Ⅰ、3.0；
Ⅱ、质量；化学性质；
（2）①c；
②双氧水浓度越大．
17．（1）催化剂的种类；氧化铁；
（2）1：10；
（3）催化剂量小，催化效果慢；
（4）接触面积；
（5）不是；
①B；如果用双氧水和二氧化锰制氧气就不需要加热；过氧化氢水+氧气；分解反应；
②B；
③铁丝在纯氧中燃烧，在空气中不燃烧；剧烈燃烧、火星四射、放出热量、生成黑色固体；
18． （1）装置气密性好；
（2）针筒活塞向前移动到12；
（3）针筒活塞向前移动到8；
（4）白磷量不足或装置气密性不好或未冷却到室温就读数。
19．
（1）实验过程：②引燃白磷；③发黄光、放出热量、冒出大量的白烟；4P+5O22P2O5；④先下降，后上升；⑤180；
（2）①防止气体受热膨胀逸出或液封；②B．
　
20．
（1）氮气；（2）B，A；（3）D；（4）①检查装置气密性；②产生大量白烟，放热，磷+氧气 五氧化二磷；③磷与氧气反应生成了固体五氧化二磷，瓶内压强被消耗，压强降低，冷却后打开弹簧夹，水被吸入集气瓶中；④进入集气瓶中的水的体积约占瓶内水面上方空间的．
21．
（1）右；左；8；
（2）；
（3）白磷的量不足；
（4）不支持燃烧．
　
22．
①先将具支试管装满水，再将具支试管中的水倒入量筒中，根据量筒水的体积，得出具支试管的容积。②缓冲作用；使铜粉与氧气充分反应。③14；氧气占空气体积的．④a、c⑤能让空气更易流通，全部通过铜粉，使氧气与铜粉充分反应。
　
23．（1）木炭燃烧生成二氧化碳气体，完全冷却后瓶内气压无明显变化，水不会进入广口瓶；
（2）
反应始终在密闭容器中进行，使测量结果更准确，且不污染环境；
（3）先向右移，后向左移；4。
24．（一）（1）氧气；（2）水蒸气；（3）二氧化碳；（4）稀有气体。
（二）（5）充分反应掉集气瓶中的氧气
（6）产生了大量的白烟、放出热；红磷+氧气五氧化二磷；水沿导管倒流进入集气瓶中，倒流至集气瓶容积的处；。
（7）难，不活泼。
　
25．
（1）4P+5O22P2O5；
（2）温度；
（3）红磷燃烧放热温度升高，压强增大，同时消耗氧气，使气压减小。BC段燃烧放热造成的压强增大强于氧气减少造成的压强减小。
（4）×100%