课件43张PPT。PART FOUR第四部分 八年级·下册第21课时 空气、氧气与氧化考点一 说出空气的主要成分[a] 空气的成分:按体积计算,氮气 ,氧气 ,稀有气体0. 93%,二氧化碳0. 04%,其他气体和杂质0. 03%。?78%21%考点二 举例说出空气在人类生活和生产中的重要作用[a]1. 氮气:是一种 色 味、 溶于水、性质较 的气体。灯泡中充入氮气,可 ;食品包装时充入氮气,可以 。氮气还是制造 的重要原料。液态氮气可用作 ,医疗上常用液氮冷冻麻醉或冷藏人体细胞组织。?
2. 稀有气体:化学性质极不活泼,常用作 ,如在焊接金属时用于 。稀有气体可制成各种用途的 ,还可用于激光技术,制造低温环境( 气),用于医疗麻醉( 气)等。?无无难不活泼延长使用寿命防腐、保鲜化肥、炸药冷冻剂保护气隔绝空气电光源氦氙考点三 概述氧气的主要物理性质及化学性质[b]及知道典型金属(镁、铁等)和非金
属(碳、硫、磷、氢气等)在空气或氧气中燃烧的现象及产物[a]1. 氧气的物理性质:无色、无味的气体,密度比空气的 , 溶于水,液氧呈 色。?
2. 氧气的化学性质:一种化学性质 的气体,具有 、 等。?
(1)硫在空气中燃烧发出 色火焰,在纯氧气中燃烧发出 色火焰,均有 气味的气体产生。?
(2)铁在氧气中燃烧 ,生成 色的固体。?
(3)木炭在氧气中剧烈燃烧并发出 光。?
(4)红磷在氧气中燃烧会产生 。?略大不易淡蓝比较活泼助燃性氧化性淡蓝蓝紫刺激性火星四射黑白白烟考点四 说明氧气具有氧化性[b] 氧气、氧化铜等物质在氧化反应中提供氧,具有 性,是常见的氧化剂。?氧化考点五 举例说明缓慢氧化现象[a] 缓慢氧化的特点是氧化速度很慢,不容易被察觉,不发光但放出热量,属于化学变化。考点六 列举剧烈氧化现象(燃烧、爆炸)[a]1. 氧化反应:物质跟氧发生的反应叫做氧化反应。有的氧化反应比较剧烈,有的氧化反应比较缓慢。
2. 燃烧是指可燃物与氧气发生的一种 、 的剧烈的氧化反应。?
3. 爆炸的条件之一是 。?发光放热在有限的空间内考点七 知道可燃物燃烧的条件[a]物质燃烧必须满足三个条件:
① ;?
② ;?
③ 。?可燃物温度达到该可燃物的着火点要有助燃剂,常用的助燃剂为氧气考点八 描述常用的灭火方法及原理[a]灭火的原理:① ;?
② 。?隔绝氧气降低温度到着火点以下【提醒】着火点是可燃物的固有属性,着火点不能降低,只能降低环境温度到着火点以下进行灭火。考点九 列举火灾自救的一般方法[a] 火灾自救的方法:①发生火灾时,要保持镇定,先了解火源的正确位置,然后 求助;②楼内失火时,要 以降低火势及烟雾蔓延的速度;③发现因电造成失火时,应先 ;④室内浓烟密布时,应 ?在地上爬行,并用 捂住口鼻;⑤用湿毛巾等物品塞住门和窗户的缝隙,以免 渗入;⑥打开窗户,在窗前 。?报警关好门窗切断电源俯伏湿毛巾浓烟呼救考点十 知道在化学反应过程中伴随能量变化1. 物质发生化学反应的同时,通常伴随着热量的变化,即有放热现象或吸热现象发生,即化学能和内能之间的转化。例如盐酸和镁条反应伴随着放热现象。
2. 也有涉及其他形式的能量转化问题。例如,电解水时,电能转化成了化学能;蓄电池放电时,化学能转化成了电能;蓄电池充电时,电能转化为化学能等。考点十一 说明氧气的实验室制备及检验方法[b]装置气密性整理仪器排水法向上排空气法用带火星的木条,看能否复燃考点十二 说明氧气的用途及与其性质的关系[b] 氧气的用途: (急救、登山、潜水、宇航等);冶炼金属;切割焊接金属;氧化剂等。?供给呼吸考点十三 概述二氧化碳的主要物理性质及化学性质[b]1. 二氧化碳的物理性质:无色、无味的气体,密度比空气的 , 溶于水,固态二氧化碳俗称 。?
2. 二氧化碳的化学性质:① ;②与水反应生成
,?碳酸能使紫色石蕊试液变成红色;③能与NaOH、KOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2等可溶性碱反应。大能干冰不能燃烧,也不支持燃烧,不能供给呼吸碳酸考点十四 说明二氧化碳的实验室制备及检验方法[b]原料: 。?
原理: 。?
步骤:① ;② ;③ ;④整理仪器。?
收集方法: 。?
检验:用澄清石灰水,能使澄清石灰水变浑浊。石灰石(或大理石)、稀盐酸CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑检查装置气密性装药品收集气体向上排空气法考点十五 说明二氧化碳的用途及与其性质的关系[b]1. 可作灭火剂,因为一般情况下,CO2 。?
2. 用作化工原料,用来生产尿素、纯碱、汽水等。
3. “干冰”升华吸热,可作 剂,用于冷藏食品和人工降雨。?既不能燃烧,也不支持燃烧,密度比空气大制冷考点十六 描述大气层中臭氧层的作用[a]1. 臭氧层的作用:能阻挡和削弱强 ,对生物有保护作用。?
2. 保护措施:禁止生产和使用含 的制冷剂、发泡剂、洗洁剂、喷雾剂等化学物质。?
3. 防止温室效应加剧的相关措施:减少化石燃料的使用;植树造林,增加二氧化碳的吸收。紫外线氟氯烃考点十七 说明温室效应的成因,关注温室效应的利弊[b]1. 温室效应的成因:大气中的二氧化碳对地球起着保温作用。矿物燃料的大量使用,森林面积的急剧减少,使大气中二氧化碳的含量增加较快,导致温室效应加剧。
2. 温室效应的利弊:适度的温室效应能保证地球上的气温平衡,适于动植物的生存。但温室效应加剧会导致全球气候变暖,并引起一系列恶果。考点十八 列举空气中污染物的主要来源化石燃料的燃烧、汽车尾气等排放到空气中的有害气体和烟尘会改变空气成分,造成空气污染。考点十九 列举防治空气污染的办法[a] 防治空气污染的方法:制定环境保护法,控制污染源,减少废气的排放,提倡使用无污染能源,加强空气质量预报,改善环境状况,积极植树造林、种草等。考点二十 列举空气质量指数的主要内容[a]1. 目前计入空气污染指数的项目暂定有: 、 、二氧化氮、可吸入颗粒物和臭氧等。空气质量报告中一般首要污染物是 。?
2. 酸雨:pH低于 的酸性降水叫酸雨。原因是空气中的 、 等物质在降水时溶于水中而形成。?二氧化硫一氧化碳可吸入颗粒物5.6二氧化硫氮氧化物探究一 空气中氧气体积分数的测定例1 在按教材装置测定空气中氧气含量的实验时,当装置内的氧气低于一定含量时,红磷就不再与氧气反应,从而导致测量结果偏小。有老师对该实验进行了改进,装置如图21-1所示。在一容器中倒入刚拆封的“暖宝宝”黑色粉末,再在上面放足量的白磷,迅速扣上烧杯,随后白磷自燃,利用这一装置可更准确地测定空气中氧气的体积分数。
图21-1(1)黑色粉末的主要成分是什么?对此同学们作出了以下两种猜想:
猜想一:该粉末可能是木炭粉;
猜想二:该粉末可能是铁粉。
根据学过的科学知识,有同学认为猜想一肯定是错误的,你认为他的理由是 。?
(2)通过实验证明加入的黑色粉末是铁粉。加入铁粉后使测定结果更加准确,原因是 。?木炭粉和氧气燃烧生成二氧化碳气体,会影响实验结果铁粉能进一步和烧杯中的氧气反应例2 [2015·杭州] 如图21-2中甲所示为测定空气中氧气含量的装置及药品。
图21-2
(1)为获得较为准确的实验数据,下列做法不正确的是 ( )
A. 检查装置的气密性
B. 燃烧匙中的红磷足量
C. 点燃红磷后缓慢将燃烧匙插入瓶中,塞紧瓶塞
D. 红磷熄灭,广口瓶冷却后打开弹簧夹C(2)小明同学用足量的木炭代替红磷、氢氧化钠溶液代替水来做此实验。小明操作正确,但是测得的数据小于用红磷测得的数据,其原因是木炭燃烧除生成二氧化碳外还可能生成 。?
(3)市售“暖宝宝”中发热剂主要成分是:铁粉、碳粉、水和食盐等,反应原理可简化为铁生锈。小明用配制的发热剂按图乙装置实验。他不是将足量的发热剂堆在瓶底,而是将其涂抹在广口瓶内壁的四周,这样做的目的是 。?
(4)在上述三个实验操作都正确的情况下,与另两个实验的测量结果相比,第三个实验的测量结果与空气中的氧气含量更接近。推测其最合理的主要原因是 。?CO增大发热剂与氧气的接触面积广口瓶内氧气消耗更充分[解析] (1)C选项中点燃红磷后缓慢将燃烧匙插入瓶中,塞紧瓶塞,会造成空气的逸散,使测量结果偏大;D选项中红磷熄灭,广口瓶冷却后打开弹簧夹,可以防止气体膨胀而造成的测量结果偏小。(2)氧气不充足的情况下会生成一氧化碳,一氧化碳不能与氢氧化钠溶液反应,造成瓶内压强变化较小。(3)根据物质与氧气充分反应的条件可知,增大发热剂与氧气的接触面积,能促使反应的进行。[点拨] 测定空气中氧气的含量,我们常用燃烧红磷或白磷的方法,因为磷燃烧生成白色固体五氧化二磷,几乎不占空间,使得内外产生气压差,从而得到正确的结论。因此在选择可燃物时,必须考虑到:燃烧的条件;生成物的状态;不与空气中其他物质发生反应。保证本实验成功的关键是:①装置气密性好;②红磷要足量;③要冷却至室温再读数。探究二 燃烧与灭火例3 用电设备发生火灾时,可用装有液态四氯化碳的“灭火弹”扑灭。灭火时,液态四氯化碳迅速转化为气态并覆盖在火焰上,据此推测四氯化碳可能具有的性质是 ( )
A. 能导电
B. 不易燃烧
C. 不易汽化
D. 密度比空气小B例4 如图21-3所示,烧杯中盛有80 ℃的热水,杯底放有一小粒白磷,当将一支大试管迅速插入水中并罩住白磷时,白磷立即燃烧起来。该实验说明燃烧需要 ( )
图21-3
A. 水 B. 氧气
C. 可燃物 D. 温度达到着火点【答案】B
【解析】燃烧不但需要可燃物的温度达到着火点,而且还需要跟助燃性气体接触。例5 关于物质燃烧的现象描述错误的是( )
A. 磷在空气中燃烧,反应剧烈,产生大量白雾
B. 铁丝在氧气中燃烧,火星四射,生成黑色固体
C. 镁带在空气中燃烧,发出耀眼的白光,生成白色固体
D. 硫在氧气中燃烧,火焰呈蓝紫色,生成有刺激性气味的气体A例6 [2017·营口] 李老师在《燃烧条件》教学中,改进了教材中的实验,如图21-4所示,在铜片上罩上烧杯,请回答:
图21-4
(1)罩上烧杯的作用是 。?
(2)能说明燃烧条件之一是温度达到可燃物着火点的实验现象是 。?
(3)热水的作用是 。?防止白磷燃烧产生的白烟扩散到空气中,污染空气铜片上的白磷燃烧,红磷不燃烧提供热量,使白磷达到着火点,并且隔绝空气探究三 氧气的制取与性质例7 利用图21-5所示实验装置制取氧气。
图21-5
(1)实验中,若产生氧气的速率太快,不利于收集。为了减小反应速率,可以进行的合理操作是 。?
(2)若需要一瓶干燥的氧气,应该将装置A产生的氧气通过干燥装置后再与 (填“B”“C”或“D”)相连。?控制滴加过氧化氢溶液的速率(答案合理均可)C(3)若用排水法收集了一瓶气体,并用带火星的木条检验,发现木条没有复燃,可能的原因有 。?
A. 实验所用的过氧化氢溶液的溶质质量分数太小
B. 开始收集时,倒置于水槽中的集气瓶未装满水
C. 导管口一出现气泡就立即收集BC【解析】 (1)过氧化氢溶液接触到二氧化锰就会快速反应,要想减小反应速率,就要减少二者接触,由于二氧化锰的加入量固定,故只能从改变过氧化氢溶液的加入量方面去分析解答。(2)氧气既可用排水法收集,又可用向上排空气法收集;但排水法会使收集的氧气中含有水蒸气,故收集干燥的氧气只能用向上排空气法。(3)“用带火星的木条检验,发现木条没有复燃”说明集气瓶内没有氧气或者氧气的浓度很小。例8 [2015·衢州] 利用如图21-6所示仪器测量氧气体积,来测定高锰酸钾样品的纯度(杂质不参加反应)。实验步骤如下:
图21-6
(1)检查气密性:连好发生装置后,将导管口的下端浸入水中, 。如果观察到导管口有气泡冒出,就证明装置不漏气。?
(2)组装装置:连好的装置如图甲,其中有一处明显错误。在不移动、不调整酒精灯的前提下,需要调
节 (填字母)螺母改正错误。?用手紧握试管AB(3)进行实验:采用正确的反应装置和图乙所示的收集装置制取并收集气体。下列说法正确的是 。?
A. 加热时间过短,会使测量结果不准
B. 反应一段时间,排出反应装置内原有空气再连接乙装置收集气体,会使结果更准确[点拨] A、B、C旋钮作用分别是:调节试管高度、调节试管倾斜程度、试管夹固定试管的位置。A【解析】 (2)要改正该错误需要调节A、B、C旋钮中的A、B,C旋钮夹在试管的中上部,因此C不动。(3)若加热时间过短,高锰酸钾有可能没有完全分解;反应一段时间后再进行收集,会导致氧气部分逸出,另外反应完全后试管中的氧气无法排出,而产生误差。例9 [2015·丽水] 上课时,老师演示了“过氧化氢制取氧气”的实验。可学生分组实验又是采用高锰酸钾制取氧气,小科对此产生了疑问。老师解释说:“从某个角度分析,每一种制取氧气的方法都有其各自的特点和长处”。请你对这两种制取氧气的方法进行分析比较,从三个不同角度说出它们的差异和优势。如下表:（续表）探究四 二氧化碳的制取与性质例 10 [2015·绍兴] 因为“1 L水中大约能溶解1 L二氧化碳”,所以我们常采用向上排空气集气法收集二氧化碳,在集满二氧化碳时,玻璃片的 (填“毛”或“光”)面应朝下盖上集气瓶。有同学质疑:因为发生反应时排出气体的速度很快,二氧化碳与水接触的时间很短,溶解的量可能不大。于是他们决定探究二氧化碳是否能用排水集气法收集。他们查阅资料得到:①排水集气法收集时,二氧化碳在水中的溶解损失很小;②排空气集气法与排水集气法的二氧化碳纯度比较如下表所示:?毛他们得出的结论是 。?
[点拨] 在信息题解答中要根据题目信息解答问题,不能思维定式。二氧化碳能用排水法收集【解析】集气瓶的瓶口是打磨的,毛玻璃片也是打磨的,在集满二氧化碳时,玻璃片的毛面应朝下盖上集气瓶,能防止二氧化碳气体逸出。由于二氧化碳在水中的溶解性不大,二氧化碳在水中的溶解损失很小,用排水集气法收集的较为纯净,可以用排水法收集二氧化碳。例11 [2015·衢州] 甲为人体吸入空气和呼出气体成分对比图。CO2含量变化真有这么大?
图21-7
(1)利用图乙所示 法收集一瓶呼出的气体,标上A;取一个同样装有空气的集气瓶,标上B。将两根同样的小木条点燃后同时伸入A瓶和B瓶,A瓶中的木条先熄灭。这个实验现象 (填“能”或“不能”)说明呼出的气体中二氧化碳更多。?
(2)用大针筒将100 mL人体呼出气体压入20 mL澄清石灰水中(如图丙),澄清石灰水变浑浊;用同样的方法将100 mL空气压入另一瓶20 mL澄清石灰水中,请说出澄清石灰水是否变浑浊并解释原因:澄清石灰水不变浑浊,因为空气中虽然有二氧化碳,但是二氧化碳含量很低,100 mL空气中二氧化碳和澄清石灰水反应生成的碳酸钙极少,不会变浑浊排水(集气)不能[点拨] 证明二氧化碳最好用澄清石灰水,除去二氧化碳最好用氢氧化钠溶液。例12 [2018·重庆] 某课外活动中,学生利用图21-8所示的材料完成探究实验,杠杆已调至平衡。
图21-8
(1)实验1中,较长时间后,左边铁粉布包下降,是因为铁粉与 发生了反应。将铁粉换成下列物质中的 (填序号),杠杆也会出现相似现象。?
A. NaCl B. NaOH C. CaO
(2)实验2中,通入CO2一段时间,右边乒乓球 (填“上升”或“下降”)。再往集气瓶中滴入足量NaOH溶液,杠杆重新平衡,发生反应的化学方程式为 。?氧气和水蒸气BC下降2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O例13 [2017·绍兴] 图21-9甲为制取和收集二氧化碳的家庭实验装置,左边部分为带小孔的眼药水瓶,把下部浸入和离开白醋可以控制反应发生与停止,它相当于乙图中的 (填字母)装置;该装置虚线框中应选用乙图中的 (填字母)装置来收集CO2气体;检验CO2气体是否集满的方法是
? 。?AC将燃着的木条置于矿泉水瓶口,观察是否熄灭高效课时训练(二十一) 空气、氧气与氧化
一、选择题
1.打捞韩国“岁月号”沉船是水下作业,潜水员需要呼吸富氧空气。富氧空气中氧气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
2.空气是一种宝贵的自然资源。下列对空气的说法中正确的是 ( )
A.空气中含量最多的是氧气,氧气可支持燃烧
B.臭氧(O3)属于稀有气体,主要分布在距地面10~50 km的高空
C.SO2约占空气体积的0.03%,能产生温室效应
D.随着工业的发展,排放到空气中的有害气体和烟尘对空气造成了污染
3.如图K21-1所示,在测定空气里氧气含量的实验中,下列做法错误的是 ( )
图K21-1
A.连接装置后先检查装置的气密性
B.红磷要足量
C.点燃红磷后立即伸入瓶中并塞紧橡皮塞
D.红磷熄灭后立刻打开止水夹
4.摘录某同学实验记录本中有关实验现象的记录,其中肯定有误的是 ( )
A.硫在氧气中燃烧,会发出明亮的蓝紫色火焰,产生有刺激性气味的气体
B.细铁丝在氧气中点燃时,剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体
C.点燃一氧化碳时,火焰呈蓝色,产物能使澄清石灰水变浑浊
D.在空气中打开盛浓盐酸的试剂瓶瓶塞,有刺激性气味,产生白烟
5.[2015·苏州] 下列关于二氧化碳的说法错误的是 ( )
A.二氧化碳是引起温室效应的主要气体之一
B.大气中的二氧化碳是植物进行光合作用必需的物质
C.将二氧化碳气体通入紫色石蕊试液中,溶液变为红色
D.实验室用大理石与稀硫酸反应制取二氧化碳
6.在实验室用高锰酸钾制取氧气的过程中,下列图像能正确表示对应变化关系的是 ( )
图K21-2
7.[2016·绍兴] 如图K21-3实验说明,燃烧需要的条件是 ( )
图K21-3
A.有可燃物
B.有助燃剂
C.温度达到可燃物的着火点
D.可燃物与火焰直接接触
8.2014年11月APEC会议期间,北京采取了多项措施防止出现严重雾霾天气,PM2.5是形成雾霾天气的主要污染物。PM2.5是指直径数值小于或等于2.5 μm的悬浮颗粒物,能被肺吸收并进入血液,对人体危害很大。下列关于PM2.5的说法不正确的是 ( )
A.PM2.5悬浮颗粒属于分子
B.人体最先受PM2.5影响的系统是呼吸系统
C.加强植树造林,对减少PM2.5能起到积极的作用
D.PM2.5颗粒物进入血液后最先到达心脏的左心房
9.如图K21-4所示实验中,①④为用紫色石蕊试液润湿的棉球,②③为用石蕊试液染成紫色的干燥棉球。下列能说明CO2密度大于空气且能与水反应的现象是 ( )
图K21-4
A.①变红,③不变红
B.④变红,③不变红
C.①④变红,②③不变红
D.④比①先变红,②③不变红
10.[2018·云南] 下列实验现象描述正确的是 ( )
A.硫在氧气中燃烧发出淡蓝色火焰
B.磷在空气中燃烧产生大量白烟
C.木炭在空气中燃烧发出白光
D.铁丝在氧气中燃烧,火星四射,生成四氧化三铁
11.[2018·青岛] 认识燃烧原理可以利用和控制燃烧。下列说法正确的是 ( )
A.只要达到可燃物燃烧所需的最低温度,可燃物就能燃烧
B.工厂锅炉用煤加工成粉末状,可使煤燃烧更剧烈、更充分
C.室内起火,应该迅速打开所有门窗通风
D.水能灭火,主要是因为水蒸发吸热,降低了可燃物的着火点
二、填空题
12.[2015·湖州] 据报道,新疆有多处煤层发生了自燃,调查显示其原因为埋藏在地下的煤层暴露在空气中发生了 使煤层的温度升高达到煤的着火点,煤层就发生了燃烧。煤场工人往煤堆上洒水,一方面减少煤堆中的空气,另一方面降低煤堆的 ,从而防止煤堆自燃。?
13.[2015·重庆B卷] 化学课上我们曾经观察过如图K21-5所示的实验。
图K21-5
(1)实验中,铜片上的白磷很快燃烧,其反应的化学方程式为 。?
(2)该实验主要利用了铜片良好的 性。燃着的白磷熄灭后,去掉铜片上的白色固体,可看到铜片表面变黑。该黑色物质是 (填化学式)。?
(3)烧杯中的水在实验中没有起到的作用是 (填序号)。?
A.作反应物
B.隔绝空气
C.升高温度
14.[2016·绍兴] 进行氧气制取与性质检验的实验。
(1)以过氧化氢溶液为原料制取并收集氧气。应选用的装置是 (填序号)。?
图K21-6
(2)实验中,用装有一定量水的集气瓶进行排水法收集氧气,能使带火星木条复燃。那么,使带火星的木条复燃的氧气体积分数的最低值是多少呢?进一步展开探究。
第一组实验:5只容积均为100 mL的集气瓶,分别装入一定体积的水,再用排水法收集氧气,恰好把5只集气瓶中的水排去。将带火星的木条依次伸入5只集气瓶中,记录实验现象。
以相同方法完成第二组实验。两组实验的数据和现象见下表(已知空气中氧气的体积分数为21%)。
第一组
第二组
集气瓶编号
A
B
C
D
E
A
B
C
D
E
集气前装入集气瓶内水的体积/mL
10
20
30
40
50
31
33
35
37
39
带火星木条的状况
微亮
亮
很亮
复燃
复燃
很亮
很亮
复燃
复燃
复燃
①第一组实验D瓶,集气结束时氧气的体积分数为 。?
②经计算,第二组实验C瓶的氧气体积分数为48.65%,由此得出“使带火星的木条复燃的氧气体积分数的最低值只能是48.65%”的结论。对此结论和过程进行评价:? 。?
15.[2018·德阳] 防止空气污染、改善生态环境已成为全民共识。近年来,一些城市空气中出现可吸入悬浮颗粒物与雾形成“雾霾”天气。粒径不大于2.5纳米的可吸入悬浮颗粒物(PM2.5)富含大量有毒、有害物质。
(1)下列行为可能会导致“雾霾”加重的是 (填序号)。?
A.燃煤脱硫 B.植树造林
C.静电除尘 D.燃放鞭炮
(2)为了减少雾霾和降低大气中的有害气体含量,研究机动车尾气中CO、NOx、CxHy的排放量意义重大。机动车尾气污染物的含量与“空/燃比”(空气与燃油气的体积比)变化关系如图K21-7所示。
①利用氨可将汽车尾气的氮氧化合物在一定条件下转化为对空气无污染的物质。请将该反应的化学方程式补充完整:4xNH3+6NOx(2x+3)N2+ 。?
②随“空/燃比”增大,CO和CxHy的含量减少的原因是 。?
图K21-7
三、实验探究题
16.[2018·湖州] 某科学兴趣小组对“测定空气中氧气含量”的实验进行了改进:将数显设备、气体压强传感器和空气中氧气含量测量装置按图K21-8连接。装置气密性良好,调节右边敞口容器和集气瓶里的水面相平,此时集气瓶内气体的体积为V1。关闭活塞,点燃燃烧匙内的红磷,立即塞紧瓶塞,待火焰熄灭后,过一段时间打开活塞,观察到集气瓶中的水位上升。待集气瓶内的水面不再上升时,集气瓶内的气体体积为V2。然后向右边容器内加入一定量的水至两边水面再次相平,此时集气瓶内的气体体积为V3。在点燃红磷至打开活塞这一过程中,观察到数显设备显示集气瓶内的气体压强先上升后下降,再趋于稳定。请回答:
图K21-8
(1)数显设备显示,开始一段时间集气瓶内气体压强上升,这是因为温度升高导致的气压变化量 (填“大于”“等于”或“小于”)氧气量减少导致的气压变化量。?
(2)基于数显设备显示的气压变化,“过一段时间打开活塞”中的“一段时间”指的是火焰熄灭后到 所经历的时间。?
(3)在整个实验过程中,集气瓶中减少的氧气体积为 (填“V1-V2”“V1-V3”或“V2-V3”)。 ?
17.[2018·扬州] 氧气是我们身边无法离开的物质。某兴趣小组对氧气的研究如下:
图K21-9
Ⅰ.氧气的制备:
(1)写出图K21-9中有标号仪器的名称:①,② 。?
(2)写出用KMnO4制取O2的化学反应方程式: 。该装置中棉花团的作用是 ,图中装置一处明显的错误是 。?
Ⅱ.氧气的收集:
【实验1】用向上排空气法收集氧气,当放置在集气瓶口带火星木条复燃时停止收集,测定瓶中氧气的含量,重复实验3次。
【实验2】用向上排空气法收集氧气,当放置在集气瓶口带火星木条复燃后,继续收集40秒,测定瓶中氧气的含量,重复实验3次。
【实验3】用排水法收集氧气,测定瓶中氧气的含量,重复实验3次。
实验数据:
实验1
实验2
实验3
氧气的体积分数/%
79.7
79.6
79.9
88.4
89.0
87.9
90.0
89.8
89.3
氧气的平均体积分数/%
79.7
88.4
89.7
数据分析:
(3)由实验1、2可知,用向上排空气法收集氧气时,为提高获得的氧气体积分数,可采取的措施是 。?
(4)不考虑操作因素,实验3获得的氧气体积分数不能达到100%的主要原因是 。?
Ⅲ.铁丝在氧气中燃烧
(5)铁丝在纯净氧气中燃烧的化学方程式为 。 ?
(6)铁丝燃烧时火星四射,经研究表明产生火星四射现象的原因,可能是同时生成了某种气体,推测该气体是 (填化学式)。将燃烧后的黑色固体粉碎后,滴加稀盐酸,若产生气泡,则原因是 (用化学反应方程式表示)。?
18.[2017·玉林] 根据图K21-10回答问题。
图K21-10
(1)图甲中A、B都是制取二氧化碳的装置,其中标号①仪器的名称是 。实验室制取二氧化碳的化学方程式是 ? 。?
(2)用图乙装置收集二氧化碳气体,气体应从 (填“a”或“b”)管进去,原因是 。?
(3)相对于A装置,B装置的优点是 。?
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19.将镁粉放入瓷坩埚(主要成分之一为SiO2)中充分加热,使其完全反应,取出生成的氧化镁,然后用盐酸清洗坩埚,这时常会出现着火燃烧的现象。研究证实是SiH4发生自燃。下列反应与此着火燃烧无关的是 ( )
A.SiO2+4Mg2MgO+Mg2Si
B.Mg2Si+4HCl2MgCl2+SiH4↑
C.2Mg+O22MgO
D.SiH4+2O2SiO2 +2H2O
20.完成下列与氧气制取相关的问题:
(1)有一种“氧气自救器”,它利用人呼出的二氧化碳与自救器药罐中的生氧剂(超氧化钾KO2)接触产生氧气,该反应的化学方程式为4KO2+2CO22X+3O2,则X的化学式是 。?
(2)若在实验室用高锰酸钾制取并收集氧气,应该选用图K21-11中的 (填字母)。?
图K21-11
(3)部分同学完成实验后,手沾上高锰酸钾使皮肤变成棕黄色。老师告诉他们,高锰酸钾具有强氧化性,可以用维生素C溶液清洗。根据上述信息,推测维生素C具有 (填“氧化性”或“还原性”)。?
21.某日晚8点,台州市一金属堆场发生火灾,十多吨金属镁发生爆燃后发出刺眼的白光,将夜空映照得如同白昼。消防指挥部立即动员力量,寻找沙土进行灭火。镁是一种银白色的金属,在高温条件下遇水反应释放出氢气。
(1)利用沙土灭火的原理是 。?
(2)本次火灾消防员不能用水来灭火,其原因是 。?
参考答案
1.A [解析] 空气的成分主要以氮气和氧气为主,氧气约占21%,其他气体约占79%。故富氧空气中氧气与其他气体的体积比大于21∶79即可。
2.D
3.D [解析] 凡是有气体参加或产生的实验,实验前一定要检查装置的气密性,以防装置漏气影响实验结果;为了使氧气完全反应,红磷要足量;为了防止集气瓶中的空气受热外逸,点燃红磷后应立即伸入瓶中并塞紧橡皮塞;红磷熄灭后,应冷却到室温再打开止水夹。
4.D
5.D [解析] 大理石与稀硫酸反应生成的硫酸钙微溶于水,会附着在大理石表面阻碍反应的进一步发生,故D错误。
6.B [解析] 化学反应前后元素的质量不变,钾元素与锰元素存在于固体中,其质量不变,但固体的质量逐渐减小直到反应完全不再发生改变,因此钾元素与锰元素的质量分数均逐渐增大至不变;剩余固体的质量逐渐减小,当高锰酸钾分解完毕,则不再减小,剩余固体质量不会是0;随着反应的进行,氧气的质量逐渐增加,当高锰酸钾反应完,氧气质量不再变化。
7.C
8.A [解析] PM2.5不是分子,是一种表示颗粒物大小的方法,表示大气中直径小于或等于2.5 μm的颗粒物,也称为可入肺颗粒物。
9.D [解析] CO2与H2O反应生成H2CO3才能使紫色石蕊变红,故①④变红,②③不变红。CO2密度比空气的大,故④比①先变红。
10.B [解析] 硫在氧气中燃烧,产生明亮的蓝紫色火焰不是淡蓝色,故A错误。磷在空气中燃烧,产生大量白烟,故B正确。木炭在空气中燃烧,持续红热,在氧气中燃烧发白光,故C错误。铁丝在氧气中燃烧的现象是,火星四射,生成黑色固体,不能说生成四氧化三铁,指明物质的名称,即变为结论,故D错误。
11.B [解析] 可燃物燃烧既需要与氧气接触,又要温度达到可燃物的着火点,故A不正确。工厂锅炉用煤加工成粉末状可以增大煤与氧气的接触面积,使其能够充分燃烧,故B正确。室内起火,打开所有门窗通风,会使室外空气进入,火势更旺,不利于灭火,故C不正确。可燃物的着火点是不变的,不能降低可燃物的着火点,故D不正确。
12.缓慢氧化 温度
13.(1)4P+5O22P2O5
(2)导热 CuO
(3)A
14.(1)A、E
(2)①52.6% ②实验中,能使带火星的木条复燃的氧气体积分数值是确定的,随着实验精确度要求提高,可以越来越接近这一数值
15.(1)D (2)①6xH2O ②空/燃比增大,燃油气充分燃烧
[解析] (1)燃煤脱硫可以减少有害物质的排放,不会加重“雾霾”,故A错误。植树造林会净化环境,不会加重“雾霾”,故B错误。静电除尘会减少颗粒物,不会加重“雾霾”,故C错误。燃放鞭炮会产生大量微小颗粒物,增加了空气中PM2.5的含量,会导致“雾霾”严重,故D正确。(2)①化学反应前后原子种类和数目不变,反应物中含有(4x+6)个氮原子、12x个氢原子、6x个氧原子,生成物中含有(4x+6)个氮原子,所以还少12x个氢原子、6x个氧原子,故为6xH2O;②空/燃比增大,氧气更充足,燃油气燃烧更充分,使CO和CxHy的含量减少。
16.(1)大于
(2)集气瓶内的温度恢复到室温
(3)V1-V3
17.(1)酒精灯 铁架台
(2)2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 防止高锰酸钾粉末进入导管而堵塞导管 试管口向上倾斜
(3)延长氧气的收集时间
(4)反应物不纯
(5)3Fe+2O2Fe3O4
(6)CO2 Fe+2HClFeCl2+H2↑
[解析] (1)根据常见仪器的名称判断:①是酒精灯,②是铁架台。(2)高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的化学反应方程式为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑;加热高锰酸钾时,为了防止高锰酸钾粉末进入导管而堵塞导管,试管口需要放一团棉花;给试管中固体加热时,为防止冷凝水回流使试管炸裂,试管口要略向下倾斜,图中装置的试管口向上倾斜明显错误。(3)对比分析实验1、2的操作可知,实验2延长了氧气40秒的收集时间,瓶中氧气的体积分数有所提升。(4)如果各项操作没有问题,反应物中混有其他物质,加热时产生其他气体也会导致氧气体积分数不能达到100%,因此实验3获得的氧气体积分数不能达到100%的主要原因可能是反应物不纯。(5)铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁,反应的化学方程式为3Fe+2O2Fe3O4。(6)日常生活中的铁制品都含有少量碳杂质,燃烧时,碳生成的CO2气体在熔融液态物质中形成气泡,熔融液态物质因气泡炸裂会形成“火星四射”的现象;将燃烧后的黑色固体粉碎后,滴加稀盐酸,若产生气泡,原因是铁燃烧时溅落下来的黑色物质中还含有铁;铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,反应的化学方程式为:Fe+2HClFeCl2+H2↑。
18.(1)锥形瓶 CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑
(2)a 二氧化碳的密度比空气大 (3)可以控制反应速率
19.C
20.(1)K2CO3 (2)AD (3)还原性
21.(1)使可燃物隔绝空气
(2)镁在高温条件下能与水反应放出氢气,氢气在空气中能燃烧,甚至发生爆炸
