易错专练12：氧气和二氧化碳
易错点一：不理解空气中氧气含量测定实验原理致错
典例：图甲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。图乙、图丙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．反应开始时集气瓶中压强瞬间变大是由燃烧放热造成的
C．p＝0.79p0，p′＝p0是因为红磷的着火点比木炭低
D．由图丙可推出空气中氧气的含量
跟踪训练：某科学小组利用如图所示实验装置测定空气中氧气的含量(部分固定装置已略去)。关于该实验有下列说法：
①向烧杯中加水是为了提高烧杯内的温度；
②白磷燃烧会放出大量的白雾；
③白磷的量不足，会使测定的结果偏大；
④实验中可观察到，注射器的活塞先向右移动，后向左移动；
⑤若白磷的量充足，试管内净容积为50mL，反应后冷却至室温，活塞停止在40mL附近。
其中正确的是( )
A．①②③ B．①④⑤
C．②③⑤ D．③④⑤
易错点二：不理解制取氧气时各物质质量变化致错
典例：已知FeCl3也可以催化H2O2的分解，现向一定量的H2O2溶液中滴入几滴一定溶质质量分数的FeCl3溶液，充分反应(忽略水的挥发)。下列图像正确的是( )
A B C D
跟踪训练：已知：2KClO32KCl＋3O2↑，如图表示一定质量的固体混合物受热过程中，某变量随时间的变化趋势，y表示的是( )
A．固体中氧元素的质量
B．生成O2的质量
C．固体中MnO2的质量
D．固体中钾元素的质量分数
易错点三：因认为二氧化碳不可用排水法收集致错
典例：小张用足量的盐酸和石灰石反应，并尝试直接利用如图所示装置制取和收集一瓶CO2。你认为小张( )
A．不可能收集到一瓶CO2，因为CO2可溶于水
B．选择B、C两种装置，导管b接导管d可收集到一瓶CO2
C．选择B、C两种装置，导管c接导管d可收集到一瓶CO2
D．选择A、B两种装置，导管a接导管c可收集到一瓶CO2
跟踪训练：质疑与探究是科学课堂永恒的主题。下列是小科同学对气体收集方式本质原因的探究。
(1)有些同学说：“CO2要用向上排空气法收集，不能用向下排空气法收集。”小科同学疑惑：为什么不能用向下排空气法收集？于是，进行了如图对比实验：
用图甲和图乙两种方式收集CO2，通入的气体流速和时间相同，发现甲集气瓶收集到的CO2浓度较大，乙集气瓶的CO2浓度很小。请分析两者浓度相差较大的原因。
(2)有些同学说：“O2可以用排水集气法收集，但CO2不能用排水集气法收集。”对此，小科同学疑惑，于是又进行了如图对比实验：用图丙装置分别以相同流速通入O2和CO2，发现收集满O2比CO2耗时少。请分析原因。
测定空气中氧气含量
1． 教材实验原理图
2． 实验原理：红磷与空气中的氧气发生反应，生成了五氧化二磷固体，使得瓶内气压减小，烧杯中的水被大气压压入集气瓶中。本实验用的是转换法，利用进入瓶中水的体积反映空气中氧气的体积。
3． 实验结论
(1)结论一：氧气约占空气体积的五分之一。
(2)结论二：氮气不与红磷反应，也不溶于水。
4． 实验关键点
(1)分析实验原理：是否可以用常见能与氧气反应的金属或非金属代替，如碳、硫、镁、铁等，理由是什么？能否改进之后使此药品可以使用？
(2)分析实验现象：红磷燃烧的现象，止水夹打开后的集气瓶内进水的现象及进水的大致体积，其中量的描述是关键。
(3)分析实验结论：本实验不是精确的定量实验，获得的结论是氧气约占空气总体积的五分之一。当然，可以通过改进实验装置来增加实验的准确度。
(4)评价实验方案：装置简单，操作方便，实验成功率高。但是红磷在空气中点燃不环保；集气瓶的刻度不精确，导致实验结果不够精确。
(5)实验过程中，遇到问题之后的处理方法：
①若点燃红磷后，未迅速伸入集气瓶，且未塞紧瓶塞，会导致集气瓶内空气逸出，使测量结果不准确，应重新做实验。
②若未等集气瓶内气体冷却便打开止水夹，会导致测量结果不准确，应重新做实验。
5． 实验误差
(1)误差产生的原因：
①测定结果小于21%的原因
a．红磷的量不足
原因：红磷不足，则不能将集气瓶内空气中的氧气完全反应掉，集气瓶内水面上升不到原瓶内空气体积的1/5，导致测定结果偏低。
b．集气瓶橡胶塞漏气
原因：当集气瓶内氧气耗尽时，瓶内压强减小，瓶外空气会进入集气瓶内，导致进入集气瓶内水的体积减少，使测定结果偏低。
c．装置未冷却到室温就打开止水夹
原因：温度较高气体压强较大，进入集气瓶内水的体积减少，导致测定结果偏低。
d．导管中未注满水
原因：燃烧冷却后进入的水有一部分留在导管中，所以进入集气瓶内水的体积偏少，导致测定结果偏低。
e．氧气浓度过低
原因：红磷不能继续燃烧，瓶内仍残余少量氧气，导致测定结果偏低。
②测定结果大于21%的原因
a．将点燃的燃烧匙伸入瓶内太慢
原因：放出了热量将瓶内部分空气赶出瓶外；冷却后打开止水夹，进入集气瓶内水的体积大于1/5，导致测定结果偏高。
b．止水夹未夹紧
原因：如果不夹紧，红磷燃烧放出的热量会使一部分空气逸出，最后造成进入集气瓶内水的体积大于1/5，导致测定结果偏高。
(2)减小误差的方法：
红磷足量；装置气密性良好；操作正确；燃烧匙放置时不能太靠近集气瓶底部或顶部。
6． 实验拓展：改进教材实验的弱点，使实验结果更精确，使实验更环保：
如下面的这些装置，图①可以通过凸透镜聚光点燃集气瓶内的白磷，避免空气污染；图②～⑥都是在装置内点燃红磷或白磷，且容器有精确的刻度，能更精确测得空气中氧气的体积。(注：图⑥中，金属梯由不活泼金属丝制成，在凸起的部分放上小块白磷，依靠凸透镜聚光加热使得白磷从下到上依次燃烧，该方法相对大块白磷的优点是缓慢燃烧，能充分消耗试管内的氧气)
典例：图甲所示为测定空气中氧气含量的装置及药品。
(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，广口瓶冷却后打开止水夹
(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_________。
(3)市售“暖宝宝”中发热剂的主要成分是：铁粉、炭粉、水和食盐等，反应原理可以简化为铁生锈。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，与另外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氧气的含量更接近，推测其主要原因是__________________________________。
氧气的制取和性质研究
1． 教材实验原理图
2． 实验原理
(1)原理1：2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑
(2)原理2：C＋O2CO2 4Al＋3O22Al2O3
3． 实验结论
(1)结论一：木炭在氧气中能剧烈燃烧，发出白光。
(2)结论二：铝箔在氧气中能剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出大量的热，生成白色粉末状固体。
4． 实验关键点
(1)实验仪器及操作注意事项
酒精灯：实验开始时，先点燃酒精灯，再收集氧气；集中加热前要预热试管；实验结束时，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯。
集气瓶：待导管口连续、均匀冒气泡后，再收集气体。
试管：试管口加棉花，试管口略向下倾斜。
导管：导管口只能在集气瓶口处。
(2)遇到问题的处理方法
a．试管口未塞棉花，导致导管口被高锰酸钾粉末堵住。应重新做实验。
b．试管口未略向下倾斜，导致冷凝水倒流，使试管破裂。应重新做实验。
5． 实验拓展
(1)将氧气的制取，与可燃物燃烧的条件相结合的综合题型。
(2)将氧气的制取和应用，与二氧化碳和氢气的制取和应用相结合的综合题型。
(3)探究氧气制取过程中影响氧气制取速率的因素。
典例：[2018·衢州]小柯为了研究用向上排空气法和排水法收集的氧气浓度是否有差异，做了如下实验：加热高锰酸钾固体，分别用两种方法各收集三瓶氧气，并使用传感器测定收集到的氧气浓度，数据见表。
收集方法
向上排空气法
排水法
氧气浓度(%)
79.6
79.7
79.9
90.0
89.8
89.3
氧气平均浓度(%)
79.7
89.7
(1)小柯用向上排空气法收集氧气时，以能使放置在集气瓶瓶口的带火星的木条复燃为氧气集满的标准；用排水法收集氧气时，以观察到___________________________为氧气集满的标准。
(2)以上两种方法中，_________法收集到的氧气更纯净。
(3)向上排空气法收集到的氧气浓度只有80%左右的原因有_________。
A．氧气的密度略大于空气的密度
B．加热高锰酸钾固体产生氧气的浓度只有80%左右
C．当观察到带火星的木条复燃时，集气瓶内还有空气
D．当氧气进入集气瓶时，瓶内空气与进入的氧气相互扩散
二氧化碳的制取和性质研究
1． 实验原理图
2． 实验原理
原理1：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑。
原理2：CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O H2O＋CO2===H2CO3。
3． 实验结论
结论一：二氧化碳密度大于空气密度；二氧化碳不燃烧也不支持燃烧。
结论二：二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。
结论三：二氧化碳的水溶液会使__紫色石蕊__试液变红。
4． 实验关键点
(1)实验仪器使用和操作过程的注意事项：长颈漏斗使用的时候需要__液封__。
(2)若选用大理石或石灰石为原料，则不能用稀硫酸。因为生成的硫酸钙是微溶性物质，它包裹在__大理石表面__，从而使反应中止。
(3)收集二氧化碳的时候，集气瓶朝上，用向上排空气法，导管应伸入到集气瓶底部。若未伸入到集气瓶底部则会使收集到的气体__不纯__。
5． 实验拓展
拓展：二氧化碳与氢氧化钠反应没有沉淀、气体、颜色变化等明显现象，只有气压减小这一不易观察的现象。故探究二氧化碳性质时，必须借助其他现象来反映二氧化碳与氢氧化钠发生了反应。
起式：课本实验：通过瓶内气压变化证明二氧化碳与水发生反应，如图；
变式：
(1)使用塑料瓶，观察塑料瓶变扁，说明瓶内二氧化碳与氢氧化钠发生了反应，如图甲。
(2)密闭容器中使用气球，观察气球的变化，如图乙。
(3)使用U形管，观察反应体系的气压变化，如图丙。
(4)使用等量的清水做对比，观察对比进入试管内水的量确定二氧化碳与氢氧化钠发生反应，如图丁。
(5)使用澄清石灰水对通过氢氧化钠的二氧化碳进行检测，如图戊。
典例：[2018·金华]某拓展性学习小组在学校科学实验创新比赛中，做了一个有趣的实验，装置如图。
实验设计：三颈烧瓶中充满二氧化碳气体，A颈、B颈分别连接充满氢氧化钠溶液和盐酸的注射器，C颈插有两端开口的玻璃导管(伸入瓶内的一端连有小气球)，装置气密性良好。
实验操作：先通过A颈往瓶内注入氢氧化钠溶液，观察到小气球的形状发生了变化；过一段时间后再通过B颈往瓶中注入盐酸，发现小气球的形状又发生了改变。
请描述小气球形状的变化情况，并对此作出合理的解释。
一、选择题
1． [2018·聊城]空气是一种宝贵的自然资源，下列说法正确的是 ( )
A．氧气能支持燃烧，可做燃料 B．空气成分中体积分数最大的是氮气
C．空气中各成分的含量恒定不变 D．空气污染指数越大，空气质量状况越好
2． 为控制指尖上的雾霾，我国首个全国性的“禁烟令”正呼之欲出。香烟烟雾中，92%为气体，如一氧化碳、氢氰酸及氨等；8%为颗粒物，这些颗粒物统称焦油，内含尼古丁、多环芳香羟、苯并芘及β-萘胺等，已被证实的致癌物质约40余种。其中关于一氧化碳的说法错误的是 ( )
A．CO有毒，是因为易与血红蛋白结合，影响血液对氧气的输送
B．CO具有还原性，可用于铁的冶炼
C．无色、无味、具有可燃性，都是CO的物理性质
D．在室内点煤炉，放一盆水不会防止煤气中毒
3． 以下相关实验的现象或操作正确的是：①硫在空气中燃烧，发出淡蓝色火焰；②木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳气体；③红磷在空气中燃烧，产生大量白烟；④铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成黑色固体；⑤实验室用氯酸钾制取氧气时，在试管口不需要放一团棉花；⑥用高锰酸钾制取氧气时，一有气泡冒出时就应马上收集，以免浪费；⑦二氧化锰可以作所有实验的催化剂。正确的是 ( )
A．①③④⑤ B．①②③④ C．②③④⑥ D．③④⑤⑦
4． 下列关于实验室制取氧气的说法中正确的是 ( )
A．实验室制取氧气的方法都要用到催化剂
B．用排水法收集和用向上排空气法收集时，验满的方法一样
C．用氯酸钾制取氧气的发生装置与用高锰酸钾制取氧气的发生装置一样
D．过氧化氢溶液和二氧化锰混合制得氧气的质量与二氧化锰的质量有关
5． 如图是关于氧气化学性质的部分知识网络，关于该图说法正确的是 ( )
A．S、P在氧气中燃烧均会产生大量白烟
B．Fe在Ⅰ、Ⅱ两类反应中的产物相同
C．Ⅰ类反应放出热量，Ⅱ类反应吸收热量
D．Ⅰ、Ⅱ两类反应均体现了氧气的氧化性
6． 节能减排、低碳出行是我们倡导的生活方式，“低碳”指的是尽量减少二氧化碳的排放。下列有关二氧化碳的说法正确的是( )
A．二氧化碳通入紫色石蕊试液，溶液变为红色，说明二氧化碳具有酸性
B．实验室中可用块状石灰石和稀硫酸反应制取二氧化碳气体
C．二氧化碳和一氧化碳的组成元素相同，在一定条件下可以相互转化
D．进入久未开启的菜窖之前，必须做灯火实验，是因为二氧化碳有毒
7． 实验室为了收集干燥的二氧化碳气体，让制取的气体先后经过甲、乙两装置。下列关于甲、乙两装置导管的连接方式正确的是( )
A．a接c
B．a接d
C．b接c
D．b接d
8． 氧气与世间万物如影随形。下列关于氧气说法错误的是( )
A．空气中的氧气与水中溶解的氧气化学性质同样活泼
B．工业上可以利用分离冷冻空气法制取氧气
C．氧气可以支持燃烧，说明氧气具有可燃性
D．氧气能供给呼吸，它和体内物质反应，释放能量，维持生命活动
9． 利用生活中的废弃材料来做家庭小实验，其乐无穷！小美同学设计了如图所示的装置(a、d为浸有紫色石蕊试液的湿润棉花，b、c为用紫色石蕊试液浸过的干燥棉花。垂直固定玻璃管的装置末画出)来探究二氧化碳的制取和性质。下列关于该实验装置的叙述不正确的是( )
A．通过推压注射器活塞，可以控制进入
饮料瓶内液体的量
B．利用该装置制取二氧化碳时注射器内的液体可为稀硫酸
C．利用该装置可验证二氧化碳的密度比空气大及二氧化碳能与水发生反应
D．该装置的左半部也可用于制取氧气
10．[2018·武汉]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溶液中的溶质质量分数。装置气密性良好，图甲中的锥形瓶内盛有质量为m的H2O2溶液，燃烧匙内装有二氧化锰，燃烧匙可以上下移动，干燥管内装有足量碱石灰(CaO和NaOH的混合物)。下列说法正确的是( )
A．将装置甲分别与装置乙、丙、丁、戊连接，均能达到实验目的
B．称量装置甲反应前及完全反应冷却后的质量，可计算出H2O2溶液中溶质的质量分数
C．若用装置丁收集氧气，可将带火星的木条放置在b导管口处验满
D．若用装置戊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
11．下列实验现象只能反映二氧化碳物理性质的是( )
12．小乐利用图甲所示装置测定空气中氧气的含量，其中燃烧匙内的白磷用电加热装置点燃，瓶内气压用气体压强传感器测定，其变化如图乙所示。则下列分析合理的是( )
A．t1时刻后的一段时间内瓶内气压显著增加，其原因是白磷燃烧产生大量白雾
B．从瓶内气压达到最高点直至t2时刻，瓶内温度始终保持不变
C．通过t2时刻瓶内的气压值，可以计算得出氧气约占空气体积的
D．t3时刻后的一段时间内瓶内气压又显著增加，其原因是气体的体积减小
13．如图所示实验设计及气体流向(“→”表示气体流向)正确的是( )
14．如图所示气体制备的发生装置，说法正确的是( )
A．装置a可用来实验室制备CO2
B．装置b烧杯中加水后干燥管内外液面一致则气密性良好
C．装置c可用实验室制备氧气
D．装置d可用作实验室制备氧气、氢气
15．下列实验过程与图像描述相符的是( )
A B C D
A．一定温度下，向饱和氢氧化钙溶液中加入氧化钙
B．向等量的镁、锌中同时加入稀盐酸
C．加热一定量的氯酸钾和二氧化锰混合物制取氧气
D．一定量的石灰石加入到足量稀盐酸中(不考虑水的蒸发、氯化氢的挥发)
二、非选择题
16．图甲为制取和收集二氧化碳的家庭实验装置，左边部分带小孔的眼药水瓶，下部可浸入和离开白醋，以控制反应进行与停止，它相当于图乙中的_________(填字母)装置；该装置虚线框中应选用图乙中的_________(填字母)装置来收集CO2气体；检验CO2气体是否集满的方法是___________________________。
17．有如图所示的仪器和KClO3、MnO2、稀H2SO4、石灰石、稀盐酸等药品供选择，若在实验室完成如下实验，请填写下列空白处：
(1)制取并收集CO2气体，你选择的仪器和药品是__________________(仪器填序号)。
(2)若再补充一种药品，也可用上述制CO2的装置来制O2，你补充的药品是_________。
(3)若再补充一种仪器，并选择上述原有的仪器和药品制取并收集O2，你认为需要补充的仪器是_________，你选择的药品是__________________。
18．下面是实验室制取和收集气体的装置。
如果用氯酸钾和二氧化锰来制取并收集一瓶干燥的氧气，应选择装置中的_________(填序号)，检验这瓶氧气是否收集满的方法是____________________________________。
19． [2018·广州]如图是实验室制备气体的部分装置。
(1)加热混有二氧化锰的氯酸钾制备一瓶氧气用于性质实验。
①该方法制得O2的化学方程式是___________________________。
②可选用_________与_________(填序号)装置组合。首先检查装置的气密性，方法是：把导管口放入水中，然后__________________，观察到有气泡冒出，说明装置气密性良好。
(2)氢气被认为是理想的清洁、高能燃料。
①实验室用锌与稀硫酸制取氢气并验证其可燃性，可选用_________(填序号)与E装置组合，在E导管口点燃。实验过程是：组装仪器→检查装置气密性→装入药品制备氢气→_______→点燃。
②电解水也可制得H2。装置如图F，_________管中产生的是氢气。
③氢气的生产方法是制约其作为清洁能源广泛使用的原因之一，科学家根据生产方法提出“绿色”氢气和“有污染”的氢气的概念，下列方法可获得“绿色”氢气的是_________。
A．用矿石生产锌和硫酸，再相互反应 B．在催化剂作用下，利用太阳能光解水
C．利用煤燃烧发电，再电解水 D．利用风能、水力发电，再电解水
20．为“测定空气中氧气含量”，小明同学取足量的红磷、镁条、木炭分别在等体积的A、B、C三瓶空气中同时燃烧(发生的化学反应有C＋O2CO2；4P＋5O22P2O5；2Mg＋O22MgO；3Mg＋N2Mg3N2)；充分燃烧后恢复到常温再松开止水夹，发现集气瓶B中进入水量最多，C中进入水量很少。
(1)实验中红磷、镁条、木炭都用足量的目的是___________________________。
(2)水停止倒吸后发现B中的水量明显高于A的原因是___________________________。
(3)从以上实验说明在测定空气中氧气含量实验中，药品的选择要考虑哪些因素：_____________________________________________(写出两点)。
21．小金为了探究温度对H2O2分解反应速率的影响，借助如图所示实验装置(夹持仪器略去)进行了两次实验，两次实验的部分设计如表所示：
实验1
实验2
MnO2的质量(g)
0.5
0.5
5%的H2O2体积(mL)
40
待填
水浴温度(℃)
20
80
…
(1)实验2中应加入5%的H2O2_________mL。
(2)在两次实验中，可通过___________________________来比较H2O2分解反应速率的大小。
(3)实验2中水浴温度控制在80℃时，测定的反应速率会比真实值偏大，其原因除锥形瓶内气体受热膨胀外，还有_____________________________________________。
(4)实验结束后若要将MnO2从混合物中分离出来，可采取的方法是_________。
22．[2018·金华]小君和小英同学发现：带火星的竹签在空气中不会复燃，若用装有60%水的集气瓶倒置在
水槽中收集氧气，得到的气体能使带火星的竹签复燃，为了找到能使带火星竹签复燃的氧气含量最小值，她们进行了如下探究：
【设计实验】小君设计了如图的装置，该装置的圆底烧瓶中放入25mL水的目的是____________________________________。
【实验研究】第一组实验：取3只集气瓶，编号为①②③，分别装入15%、30%和45%的水，盖上盖玻片倒置在水槽中。当气泡_________放出后，导管口伸入集气瓶把其中的水全部排出，将相同的3支带火星竹签分别插入①～③号瓶中，记录实验现象。
获得第一组实验现象后，小君又做了第二组实验，并记录实验现象，两组实验数据和现象见表：
实验分组
第一组
第二组
实验序号
①
②
③
④
⑤
⑥
集气瓶装水的体积分数(%)
15
30
45
34
38
42
带火星的竹签状况
亮
很亮
复燃
很亮
复燃
复燃
得出上述两组实验现象后，小英认为还不能确定能使带火星的竹签复燃的氧气含量最小值，需继续进行实验。则实验序号⑦的集气瓶装水的体积分数应该是_________%。
【实验结论】再经过数次实验并计算后得出：能使带火星的竹签复燃的氧气含量最小值为48.7%。
【继续探究】小君认为采用该方法收集的氧气中含有一定量的水蒸气，请你提出实验改进的措施：______________________________________________________。
23．为验证空气中氧气的体积分数，小明按图甲所示的装置进行了多次实验，发现每次测得的氧气体积分数总是远小于21%。他认为误差主要由实验装置造成，于是改用图乙装置进行实验，步骤如下：
①连接装置并检查气密性。
②在量筒内加入100mL的水。
③在广口瓶中加入少量水，使瓶内空气体积为250mL。
④在燃烧匙内放入过量的红磷，塞紧瓶塞，关闭止水夹，接通电源使电烙铁发热，点燃红磷后，断开电源。
⑤燃烧结束并充分冷却后，打开止水夹，待量筒内水面不再下降时，记录量筒内水的体积为65mL。
(1)小明按如甲装置进行实验时，该如何检查装置的气密性？___________________________。
(2)与装置甲相比，装置乙中使用电烙铁可以减小实验误差，其原因是______________________________________________________。
(3)根据本实验数据，计算出空气中氧气的体积分数为_________。
小明发现，测量结果与真实值仍有较大差距，查阅资料发现，引起本实验的误差除装置外，还与可燃物的性质有关。
24．研究发现，大气中CO2含量增高会导致地球表面温度升高，同时还会影响海洋生态环境。某研究小组在研究空气中CO2含量对海水中CO浓度的影响时，获得如图所示曲线图。
(海水温度：T1＞T2)
请回答下列问题：
(1)大气中CO2含量增多的主要原因有____________________________________。
(2)大气中CO2含量增多，使“_________”加剧，这是导致全球变暖的主要原因。
(3)根据研究小组的实验结果，海水中CO浓度与模拟空气中CO2含量的关系是________________________________________________________________________。
25．某科学兴趣小组的同学在学习了空气中氧气含量的测定基础上，改进了教材中的实验，设计出了如图所示的实验装置。实验步骤如下：
①连接仪器，检查装置气密性，发现装置气密性良好。
②在集气瓶里装进适量a体积的水，燃烧匙里放一小块白磷，在酒精灯上加热玻璃棒下端，按图示把集气瓶中的空气密封起来，把集气瓶内的长导管伸到瓶底，长导管的另一端放入盛有足量水的烧杯中。
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产生大量白烟，同时放热。
④待白磷熄灭后，稍加振荡，白烟消失。
⑤待集气瓶完全冷却到室温，量出集气瓶中水的体积为b，整个集气瓶的体积为c。
⑥根据a、b、c三个数据，计算出空气中氧气的体积分数。根据以上信息，回答下列问题：
(1)在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_________。
(2)若实验成功，请写出a、b、c三个数据应满足的一个等式关系是_________。
(3)小组成员小宇无意间发现步骤⑤集气瓶内的水中滴加几滴石蕊试液，会变红。对这一现象，组内成员积极地开展讨论，小玉认为是由于二氧化碳溶于水，使溶液显酸性，但小张马上反对：空气中二氧化碳的含量很少，而实验中又没有产生二氧化碳，短时间内不可能使溶液显酸性。请根据正确的观点，对变红现象提出大胆的猜想：_______________________________________________________________。
(4)上述实验中，若集气瓶内的导管没有被液面封住，则导致测量的结果将_________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
26．[2018·宁波]小科从标签得知雪碧成分中有水、二氧化碳、柠檬酸、柠檬酸钠等。查阅资料知道1体积雪碧中含有约3体积二氧化碳，柠檬酸的含量约为2.8g/1000mL。柠檬酸与碳酸钠反应的化学方程式为：2C6H8O7＋3Na2CO3 === 2C6H5O7Na3＋3CO2↑＋3H2O。
他用一瓶500mL的雪碧做了如下实验：
实验步骤
步骤一
步骤二
步骤三
步骤四
操作过程
倒出三分之二雪碧，测其pH
在剩余雪碧中加入约6g Na2CO3
立即盖上瓶盖，摇匀
测溶液pH
现象或结果
pH约为3
产生大量气泡
气泡消失，瓶子略瘪
pH约为9
【发现问题】CO2去哪儿了？
【提出猜想】①CO2被溶解了；②CO2与H2O发生了反应；③CO2与Na2CO3溶液发生了反应。
小思否定了猜想①和②，其理由是_____________________________________________。
【设计实验】对猜想③进行实验探究。
编号
实验一
实验二
实验三
实验四
实验装置
操作过程
Na2CO3溶液中滴加CaCl2溶液
Na2CO3溶液中通入过量CO2后，滴加
CaCl2溶液
收集一瓶CO2，加入30mL饱和
Na2CO3溶液，
盖上瓶盖摇匀
将实验三的溶液低温蒸发、干燥，得到的白色粉末按如图所示装置进行实验
实验现象
产生白色沉淀
无明显变化
瓶变瘪，瓶底有晶体析出
A试管口有水滴，澄清石灰水变浑浊
根据实验探究过程，回答下列问题：
(1)设计实验一的作用是__________________。
(2)实验四中A试管口略向下倾斜，其目的是__________________。
易错专练12：氧气和二氧化碳
易错点一：不理解空气中氧气含量测定实验原理致错
典例：图甲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。图乙、图丙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．反应开始时集气瓶中压强瞬间变大是由燃烧放热造成的
C．p＝0.79p0，p′＝p0是因为红磷的着火点比木炭低
D．由图丙可推出空气中氧气的含量
【错解】选A或C
【析错】若所用药品过少，就不会将装置内的氧气耗尽，会导致实验结果出现误差；反应开始时，物质燃烧放出大量的热，气体体积受热膨胀，所以集气瓶中压强瞬间变大；反应结束后压强不同的原因主要是木炭燃烧生成了二氧化碳气体，与可燃物的着火点无关；由于碳与氧气反应生成二氧化碳，虽然消耗了氧气，但又生成了气体，装置内气体压强保持不变，无法测定空气中氧气含量。定量实验研究，实验前要围绕实验的目的进行思考：运用什么原理，需要测定哪些数据，怎样来测定这些数据，有哪些方法，测定中有哪些因素的干扰，怎样避免干扰等。
【正解】选B
跟踪训练：某科学小组利用如图所示实验装置测定空气中氧气的含量(部分固定装置已略去)。关于该实验有下列说法：
①向烧杯中加水是为了提高烧杯内的温度；
②白磷燃烧会放出大量的白雾；
③白磷的量不足，会使测定的结果偏大；
④实验中可观察到，注射器的活塞先向右移动，后向左移动；
⑤若白磷的量充足，试管内净容积为50mL，反应后冷却至室温，活塞停止在40mL附近。
其中正确的是( B )
A．①②③ B．①④⑤ C．②③⑤ D．③④⑤
易错点二：不理解制取氧气时各物质质量变化致错
典例：已知FeCl3也可以催化H2O2的分解，现向一定量的H2O2溶液中滴入几滴一定溶质质量分数的FeCl3溶液，充分反应(忽略水的挥发)。下列图像正确的是( )
A B C D
【错解】选D
【析错】向一定量的H2O2溶液中滴入几滴一定溶质质量分数的FeCl3溶液，过氧化氢完全反应后，氧气质量不再变化；过氧化氢分解为氧气和水，溶剂质量增加，完全反应后，溶剂质量不再变化；过氧化氢分解为氧气和水，过氧化氢的质量分数减小，完全反应后，过氧化氢的质量为0，质量分数为0；FeCl3是催化剂，反应前后质量不变，过氧化氢分解为氧气和水，溶液质量减小，FeCl3的质量分数变大。
【正解】选B
跟踪训练：已知：2KClO32KCl＋3O2↑，如图表示一定质量的固体混合物受热过程中，某变量随时间的变化趋势，y表示的是( A )
A．固体中氧元素的质量
B．生成O2的质量
C．固体中MnO2的质量
D．固体中钾元素的质量分数
易错点三：因认为二氧化碳不可用排水法收集致错
典例：小张用足量的盐酸和石灰石反应，并尝试直接利用如图所示装置制取和收集一瓶CO2。你认为小张( )
A．不可能收集到一瓶CO2，因为CO2可溶于水
B．选择B、C两种装置，导管b接导管d可收集到一瓶CO2
C．选择B、C两种装置，导管c接导管d可收集到一瓶CO2
D．选择A、B两种装置，导管a接导管c可收集到一瓶CO2
【错解】选A
【析错】因认为二氧化碳易溶于水而不能用排水法收集。实际上，1体积水中能溶解1体积的二氧化碳，二氧化碳水溶液饱和之后，仍然可以用排水法收集到二氧化碳，只是相比于氧气、氢气等微溶于水的气体，二氧化碳用排水法收集得慢。
【正解】选B
跟踪训练：质疑与探究是科学课堂永恒的主题。下列是小科同学对气体收集方式本质原因的探究。
(1)有些同学说：“CO2要用向上排空气法收集，不能用向下排空气法收集。”小科同学疑惑：为什么不能用向下排空气法收集？于是，进行了如图对比实验：
用图甲和图乙两种方式收集CO2，通入的气体流速和时间相同，发现甲集气瓶收集到的CO2浓度较大，乙集气瓶的CO2浓度很小。请分析两者浓度相差较大的原因。
(2)有些同学说：“O2可以用排水集气法收集，但CO2不能用排水集气法收集。”对此，小科同学疑惑，于是又进行了如图对比实验：用图丙装置分别以相同流速通入O2和CO2，发现收集满O2比CO2耗时少。请分析原因。
答案：(1)当CO2沿导管到达图甲集气瓶底部后，由于CO2密度大于空气，排出集气瓶中原有的空气，最后得到较纯的CO2；当CO2沿导管到达图乙集气瓶底部后，由于CO2密度大于空气，大多数CO2会从瓶口逸出，残留在集气瓶中CO2不多，故CO2纯度不高。
(2)由于CO2能溶于水，O2不易溶于水，CO2溶于水中的量多，故用排水法收集满一集气瓶气体时，O2耗时少。
测定空气中氧气含量
1． 教材实验原理图
2． 实验原理：红磷与空气中的氧气发生反应，生成了五氧化二磷固体，使得瓶内气压减小，烧杯中的水被大气压压入集气瓶中。本实验用的是转换法，利用进入瓶中水的体积反映空气中氧气的体积。
3． 实验结论
(1)结论一：氧气约占空气体积的五分之一。
(2)结论二：氮气不与红磷反应，也不溶于水。
4． 实验关键点
(1)分析实验原理：是否可以用常见能与氧气反应的金属或非金属代替，如碳、硫、镁、铁等，理由是什么？能否改进之后使此药品可以使用？
(2)分析实验现象：红磷燃烧的现象，止水夹打开后的集气瓶内进水的现象及进水的大致体积，其中量的描述是关键。
(3)分析实验结论：本实验不是精确的定量实验，获得的结论是氧气约占空气总体积的五分之一。当然，可以通过改进实验装置来增加实验的准确度。
(4)评价实验方案：装置简单，操作方便，实验成功率高。但是红磷在空气中点燃不环保；集气瓶的刻度不精确，导致实验结果不够精确。
(5)实验过程中，遇到问题之后的处理方法：
①若点燃红磷后，未迅速伸入集气瓶，且未塞紧瓶塞，会导致集气瓶内空气逸出，使测量结果不准确，应重新做实验。
②若未等集气瓶内气体冷却便打开止水夹，会导致测量结果不准确，应重新做实验。
5． 实验误差
(1)误差产生的原因：
①测定结果小于21%的原因
a．红磷的量不足
原因：红磷不足，则不能将集气瓶内空气中的氧气完全反应掉，集气瓶内水面上升不到原瓶内空气体积的1/5，导致测定结果偏低。
b．集气瓶橡胶塞漏气
原因：当集气瓶内氧气耗尽时，瓶内压强减小，瓶外空气会进入集气瓶内，导致进入集气瓶内水的体积减少，使测定结果偏低。
c．装置未冷却到室温就打开止水夹
原因：温度较高气体压强较大，进入集气瓶内水的体积减少，导致测定结果偏低。
d．导管中未注满水
原因：燃烧冷却后进入的水有一部分留在导管中，所以进入集气瓶内水的体积偏少，导致测定结果偏低。
e．氧气浓度过低
原因：红磷不能继续燃烧，瓶内仍残余少量氧气，导致测定结果偏低。
②测定结果大于21%的原因
a．将点燃的燃烧匙伸入瓶内太慢
原因：放出了热量将瓶内部分空气赶出瓶外；冷却后打开止水夹，进入集气瓶内水的体积大于1/5，导致测定结果偏高。
b．止水夹未夹紧
原因：如果不夹紧，红磷燃烧放出的热量会使一部分空气逸出，最后造成进入集气瓶内水的体积大于1/5，导致测定结果偏高。
(2)减小误差的方法：
红磷足量；装置气密性良好；操作正确；燃烧匙放置时不能太靠近集气瓶底部或顶部。
6． 实验拓展：改进教材实验的弱点，使实验结果更精确，使实验更环保：
如下面的这些装置，图①可以通过凸透镜聚光点燃集气瓶内的白磷，避免空气污染；图②～⑥都是在装置内点燃红磷或白磷，且容器有精确的刻度，能更精确测得空气中氧气的体积。(注：图⑥中，金属梯由不活泼金属丝制成，在凸起的部分放上小块白磷，依靠凸透镜聚光加热使得白磷从下到上依次燃烧，该方法相对大块白磷的优点是缓慢燃烧，能充分消耗试管内的氧气)
典例：图甲所示为测定空气中氧气含量的装置及药品。
(1)为获得较为准确的实验数据，下列做法不正确的是( C )
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，广口瓶冷却后打开止水夹
(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__一氧化碳__。
(3)市售“暖宝宝”中发热剂的主要成分是：铁粉、炭粉、水和食盐等，反应原理可以简化为铁生锈。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__增大与氧气的接触面积，加快缓慢氧化__。
(4)在上述三个实验操作都正确的情况下，与另外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氧气的含量更接近，推测其主要原因是__实验在密闭体系中进行，读数更准确__。
氧气的制取和性质研究
1． 教材实验原理图
2． 实验原理
(1)原理1：2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑
(2)原理2：C＋O2CO2 4Al＋3O22Al2O3
3． 实验结论
(1)结论一：木炭在氧气中能剧烈燃烧，发出白光。
(2)结论二：铝箔在氧气中能剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出大量的热，生成白色粉末状固体。
4． 实验关键点
(1)实验仪器及操作注意事项
酒精灯：实验开始时，先点燃酒精灯，再收集氧气；集中加热前要预热试管；实验结束时，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯。
集气瓶：待导管口连续、均匀冒气泡后，再收集气体。
试管：试管口加棉花，试管口略向下倾斜。
导管：导管口只能在集气瓶口处。
(2)遇到问题的处理方法
a．试管口未塞棉花，导致导管口被高锰酸钾粉末堵住。应重新做实验。
b．试管口未略向下倾斜，导致冷凝水倒流，使试管破裂。应重新做实验。
5． 实验拓展
(1)将氧气的制取，与可燃物燃烧的条件相结合的综合题型。
(2)将氧气的制取和应用，与二氧化碳和氢气的制取和应用相结合的综合题型。
(3)探究氧气制取过程中影响氧气制取速率的因素。
典例：[2018·衢州]小柯为了研究用向上排空气法和排水法收集的氧气浓度是否有差异，做了如下实验：加热高锰酸钾固体，分别用两种方法各收集三瓶氧气，并使用传感器测定收集到的氧气浓度，数据见表。
收集方法
向上排空气法
排水法
氧气浓度(%)
79.6
79.7
79.9
90.0
89.8
89.3
氧气平均浓度(%)
79.7
89.7
(1)小柯用向上排空气法收集氧气时，以能使放置在集气瓶瓶口的带火星的木条复燃为氧气集满的标准；用排水法收集氧气时，以观察到__当气泡从瓶口冒出时(或观察到瓶中水排尽时)__为氧气集满的标准。
(2)以上两种方法中，__排水__法收集到的氧气更纯净。
(3)向上排空气法收集到的氧气浓度只有80%左右的原因有__ACD__。
A．氧气的密度略大于空气的密度
B．加热高锰酸钾固体产生氧气的浓度只有80%左右
C．当观察到带火星的木条复燃时，集气瓶内还有空气
D．当氧气进入集气瓶时，瓶内空气与进入的氧气相互扩散
二氧化碳的制取和性质研究
1． 实验原理图
2． 实验原理
原理1：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑。
原理2：CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O H2O＋CO2===H2CO3。
3． 实验结论
结论一：二氧化碳密度大于空气密度；二氧化碳不燃烧也不支持燃烧。
结论二：二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。
结论三：二氧化碳的水溶液会使__紫色石蕊__试液变红。
4． 实验关键点
(1)实验仪器使用和操作过程的注意事项：长颈漏斗使用的时候需要__液封__。
(2)若选用大理石或石灰石为原料，则不能用稀硫酸。因为生成的硫酸钙是微溶性物质，它包裹在__大理石表面__，从而使反应中止。
(3)收集二氧化碳的时候，集气瓶朝上，用向上排空气法，导管应伸入到集气瓶底部。若未伸入到集气瓶底部则会使收集到的气体__不纯__。
5． 实验拓展
拓展：二氧化碳与氢氧化钠反应没有沉淀、气体、颜色变化等明显现象，只有气压减小这一不易观察的现象。故探究二氧化碳性质时，必须借助其他现象来反映二氧化碳与氢氧化钠发生了反应。
起式：课本实验：通过瓶内气压变化证明二氧化碳与水发生反应，如图；
变式：
(1)使用塑料瓶，观察塑料瓶变扁，说明瓶内二氧化碳与氢氧化钠发生了反应，如图甲。
(2)密闭容器中使用气球，观察气球的变化，如图乙。
(3)使用U形管，观察反应体系的气压变化，如图丙。
(4)使用等量的清水做对比，观察对比进入试管内水的量确定二氧化碳与氢氧化钠发生反应，如图丁。
(5)使用澄清石灰水对通过氢氧化钠的二氧化碳进行检测，如图戊。
典例：[2018·金华]某拓展性学习小组在学校科学实验创新比赛中，做了一个有趣的实验，装置如图。
实验设计：三颈烧瓶中充满二氧化碳气体，A颈、B颈分别连接充满氢氧化钠溶液和盐酸的注射器，C颈插有两端开口的玻璃导管(伸入瓶内的一端连有小气球)，装置气密性良好。
实验操作：先通过A颈往瓶内注入氢氧化钠溶液，观察到小气球的形状发生了变化；过一段时间后再通过B颈往瓶中注入盐酸，发现小气球的形状又发生了改变。
请描述小气球形状的变化情况，并对此作出合理的解释。
答案：实验现象：小气球“先膨胀，后变瘪”(或“先变大，后变小)。2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O，NaOH溶液吸收CO2，使瓶内气压减小，导致气球膨胀；注入盐酸，Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑，HCl与Na2CO3反应生成CO2，使瓶内气压增大，导致气球变瘪。
一、选择题
1． [2018·聊城]空气是一种宝贵的自然资源，下列说法正确的是 ( B )
A．氧气能支持燃烧，可做燃料 B．空气成分中体积分数最大的是氮气
C．空气中各成分的含量恒定不变 D．空气污染指数越大，空气质量状况越好
2． 为控制指尖上的雾霾，我国首个全国性的“禁烟令”正呼之欲出。香烟烟雾中，92%为气体，如一氧化碳、氢氰酸及氨等；8%为颗粒物，这些颗粒物统称焦油，内含尼古丁、多环芳香羟、苯并芘及β-萘胺等，已被证实的致癌物质约40余种。其中关于一氧化碳的说法错误的是 ( C )
A．CO有毒，是因为易与血红蛋白结合，影响血液对氧气的输送
B．CO具有还原性，可用于铁的冶炼
C．无色、无味、具有可燃性，都是CO的物理性质
D．在室内点煤炉，放一盆水不会防止煤气中毒
3． 以下相关实验的现象或操作正确的是：①硫在空气中燃烧，发出淡蓝色火焰；②木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳气体；③红磷在空气中燃烧，产生大量白烟；④铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成黑色固体；⑤实验室用氯酸钾制取氧气时，在试管口不需要放一团棉花；⑥用高锰酸钾制取氧气时，一有气泡冒出时就应马上收集，以免浪费；⑦二氧化锰可以作所有实验的催化剂。正确的是 ( A )
A．①③④⑤ B．①②③④ C．②③④⑥ D．③④⑤⑦
4． 下列关于实验室制取氧气的说法中正确的是 ( C )
A．实验室制取氧气的方法都要用到催化剂
B．用排水法收集和用向上排空气法收集时，验满的方法一样
C．用氯酸钾制取氧气的发生装置与用高锰酸钾制取氧气的发生装置一样
D．过氧化氢溶液和二氧化锰混合制得氧气的质量与二氧化锰的质量有关
5． 如图是关于氧气化学性质的部分知识网络，关于该图说法正确的是 ( D )
A．S、P在氧气中燃烧均会产生大量白烟
B．Fe在Ⅰ、Ⅱ两类反应中的产物相同
C．Ⅰ类反应放出热量，Ⅱ类反应吸收热量
D．Ⅰ、Ⅱ两类反应均体现了氧气的氧化性
6． 节能减排、低碳出行是我们倡导的生活方式，“低碳”指的是尽量减少二氧化碳的排放。下列有关二氧化碳的说法正确的是( C )
A．二氧化碳通入紫色石蕊试液，溶液变为红色，说明二氧化碳具有酸性
B．实验室中可用块状石灰石和稀硫酸反应制取二氧化碳气体
C．二氧化碳和一氧化碳的组成元素相同，在一定条件下可以相互转化
D．进入久未开启的菜窖之前，必须做灯火实验，是因为二氧化碳有毒
7． 实验室为了收集干燥的二氧化碳气体，让制取的气体先后经过甲、乙两装置。下列关于甲、乙两装置导管的连接方式正确的是( A )
A．a接c
B．a接d
C．b接c
D．b接d
8． 氧气与世间万物如影随形。下列关于氧气说法错误的是( C )
A．空气中的氧气与水中溶解的氧气化学性质同样活泼
B．工业上可以利用分离冷冻空气法制取氧气
C．氧气可以支持燃烧，说明氧气具有可燃性
D．氧气能供给呼吸，它和体内物质反应，释放能量，维持生命活动
9． 利用生活中的废弃材料来做家庭小实验，其乐无穷！小美同学设计了如图所示的装置(a、d为浸有紫色石蕊试液的湿润棉花，b、c为用紫色石蕊试液浸过的干燥棉花。垂直固定玻璃管的装置末画出)来探究二氧化碳的制取和性质。下列关于该实验装置的叙述不正确的是( B )
A．通过推压注射器活塞，可以控制进入
饮料瓶内液体的量
B．利用该装置制取二氧化碳时注射器内的液体可为稀硫酸
C．利用该装置可验证二氧化碳的密度比空气大及二氧化碳能与水发生反应
D．该装置的左半部也可用于制取氧气
10．[2018·武汉]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溶液中的溶质质量分数。装置气密性良好，图甲中的锥形瓶内盛有质量为m的H2O2溶液，燃烧匙内装有二氧化锰，燃烧匙可以上下移动，干燥管内装有足量碱石灰(CaO和NaOH的混合物)。下列说法正确的是( B )
A．将装置甲分别与装置乙、丙、丁、戊连接，均能达到实验目的
B．称量装置甲反应前及完全反应冷却后的质量，可计算出H2O2溶液中溶质的质量分数
C．若用装置丁收集氧气，可将带火星的木条放置在b导管口处验满
D．若用装置戊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
11．下列实验现象只能反映二氧化碳物理性质的是( D )
12．小乐利用图甲所示装置测定空气中氧气的含量，其中燃烧匙内的白磷用电加热装置点燃，瓶内气压用气体压强传感器测定，其变化如图乙所示。则下列分析合理的是( C )
A．t1时刻后的一段时间内瓶内气压显著增加，其原因是白磷燃烧产生大量白雾
B．从瓶内气压达到最高点直至t2时刻，瓶内温度始终保持不变
C．通过t2时刻瓶内的气压值，可以计算得出氧气约占空气体积的
D．t3时刻后的一段时间内瓶内气压又显著增加，其原因是气体的体积减小
13．如图所示实验设计及气体流向(“→”表示气体流向)正确的是( C )
14．如图所示气体制备的发生装置，说法正确的是( D )
A．装置a可用来实验室制备CO2
B．装置b烧杯中加水后干燥管内外液面一致则气密性良好
C．装置c可用实验室制备氧气
D．装置d可用作实验室制备氧气、氢气
15．下列实验过程与图像描述相符的是( D )
A B C D
A．一定温度下，向饱和氢氧化钙溶液中加入氧化钙
B．向等量的镁、锌中同时加入稀盐酸
C．加热一定量的氯酸钾和二氧化锰混合物制取氧气
D．一定量的石灰石加入到足量稀盐酸中(不考虑水的蒸发、氯化氢的挥发)
二、非选择题
16．图甲为制取和收集二氧化碳的家庭实验装置，左边部分带小孔的眼药水瓶，下部可浸入和离开白醋，以控制反应进行与停止，它相当于图乙中的__A__(填字母)装置；该装置虚线框中应选用图乙中的__C__(填字母)装置来收集CO2气体；检验CO2气体是否集满的方法是__将燃着的木条放到矿泉水瓶口，若熄灭则已满__。
17．有如图所示的仪器和KClO3、MnO2、稀H2SO4、石灰石、稀盐酸等药品供选择，若在实验室完成如下实验，请填写下列空白处：
(1)制取并收集CO2气体，你选择的仪器和药品是__①②⑦⑧和石灰石、稀盐酸__(仪器填序号)。
(2)若再补充一种药品，也可用上述制CO2的装置来制O2，你补充的药品是__过氧化氢__。
(3)若再补充一种仪器，并选择上述原有的仪器和药品制取并收集O2，你认为需要补充的仪器是__试管__，你选择的药品是__KClO3、MnO2__。
18．下面是实验室制取和收集气体的装置。
如果用氯酸钾和二氧化锰来制取并收集一瓶干燥的氧气，应选择装置中的__BC__(填序号)，检验这瓶氧气是否收集满的方法是__把带火星的木条放在集气瓶口，若复燃，则已收集满__。
19． [2018·广州]如图是实验室制备气体的部分装置。
(1)加热混有二氧化锰的氯酸钾制备一瓶氧气用于性质实验。
①该方法制得O2的化学方程式是__2KClO32KCl＋3O2↑__。
②可选用__B__与__C__(填序号)装置组合。首先检查装置的气密性，方法是：把导管口放入水中，然后__双手捂住试管__，观察到有气泡冒出，说明装置气密性良好。
(2)氢气被认为是理想的清洁、高能燃料。
①实验室用锌与稀硫酸制取氢气并验证其可燃性，可选用__A__(填序号)与E装置组合，在E导管口点燃。实验过程是：组装仪器→检查装置气密性→装入药品制备氢气→__验纯__→点燃。
②电解水也可制得H2。装置如图F，__甲__管中产生的是氢气。
③氢气的生产方法是制约其作为清洁能源广泛使用的原因之一，科学家根据生产方法提出“绿色”氢气和“有污染”的氢气的概念，下列方法可获得“绿色”氢气的是__BD__。
A．用矿石生产锌和硫酸，再相互反应 B．在催化剂作用下，利用太阳能光解水
C．利用煤燃烧发电，再电解水 D．利用风能、水力发电，再电解水
20．为“测定空气中氧气含量”，小明同学取足量的红磷、镁条、木炭分别在等体积的A、B、C三瓶空气中同时燃烧(发生的化学反应有C＋O2CO2；4P＋5O22P2O5；2Mg＋O22MgO；3Mg＋N2Mg3N2)；充分燃烧后恢复到常温再松开止水夹，发现集气瓶B中进入水量最多，C中进入水量很少。
(1)实验中红磷、镁条、木炭都用足量的目的是__为了将装置内空气中的氧气完全耗尽__。
(2)水停止倒吸后发现B中的水量明显高于A的原因是__镁条燃烧消耗了部分氮气__。
(3)从以上实验说明在测定空气中氧气含量实验中，药品的选择要考虑哪些因素：__可燃物只与氧气反应，不与空气中其他气体反应；生成物为固体__(写出两点)。
21．小金为了探究温度对H2O2分解反应速率的影响，借助如图所示实验装置(夹持仪器略去)进行了两次实验，两次实验的部分设计如表所示：
实验1
实验2
MnO2的质量(g)
0.5
0.5
5%的H2O2体积(mL)
40
待填
水浴温度(℃)
20
80
…
(1)实验2中应加入5%的H2O2__40__mL。
(2)在两次实验中，可通过__收集相同体积的氧气所需要的时间(合理即可)__来比较H2O2分解反应速率的大小。
(3)实验2中水浴温度控制在80℃时，测定的反应速率会比真实值偏大，其原因除锥形瓶内气体受热膨胀外，还有__温度较高，水蒸发较快，导致氧气中含较多水蒸气(合理即可)__。
(4)实验结束后若要将MnO2从混合物中分离出来，可采取的方法是__过滤__。
22．[2018·金华]小君和小英同学发现：带火星的竹签在空气中不会复燃，若用装有60%水的集气瓶倒置在
水槽中收集氧气，得到的气体能使带火星的竹签复燃，为了找到能使带火星竹签复燃的氧气含量最小值，她们进行了如下探究：
【设计实验】小君设计了如图的装置，该装置的圆底烧瓶中放入25mL水的目的是__稀释过氧化氢溶液，减缓过氧化氢的分解速度__。
【实验研究】第一组实验：取3只集气瓶，编号为①②③，分别装入15%、30%和45%的水，盖上盖玻片倒置在水槽中。当气泡__连续、均匀__放出后，导管口伸入集气瓶把其中的水全部排出，将相同的3支带火星竹签分别插入①～③号瓶中，记录实验现象。
获得第一组实验现象后，小君又做了第二组实验，并记录实验现象，两组实验数据和现象见表：
实验分组
第一组
第二组
实验序号
①
②
③
④
⑤
⑥
集气瓶装水的体积分数(%)
15
30
45
34
38
42
带火星的竹签状况
亮
很亮
复燃
很亮
复燃
复燃
得出上述两组实验现象后，小英认为还不能确定能使带火星的竹签复燃的氧气含量最小值，需继续进行实验。则实验序号⑦的集气瓶装水的体积分数应该是__36__%。
【实验结论】再经过数次实验并计算后得出：能使带火星的竹签复燃的氧气含量最小值为48.7%。
【继续探究】小君认为采用该方法收集的氧气中含有一定量的水蒸气，请你提出实验改进的措施：__收集氧气前增加气体的干燥装置，再用排油法收集氧气__。
23．为验证空气中氧气的体积分数，小明按图甲所示的装置进行了多次实验，发现每次测得的氧气体积分数总是远小于21%。他认为误差主要由实验装置造成，于是改用图乙装置进行实验，步骤如下：
①连接装置并检查气密性。
②在量筒内加入100mL的水。
③在广口瓶中加入少量水，使瓶内空气体积为250mL。
④在燃烧匙内放入过量的红磷，塞紧瓶塞，关闭止水夹，接通电源使电烙铁发热，点燃红磷后，断开电源。
⑤燃烧结束并充分冷却后，打开止水夹，待量筒内水面不再下降时，记录量筒内水的体积为65mL。
(1)小明按如甲装置进行实验时，该如何检查装置的气密性？__将导管一端插入水中，用手捂住广口瓶外壁，观察水中的导管口是否有气泡冒出，如果有气泡冒出，说明装置气密性好__。
(2)与装置甲相比，装置乙中使用电烙铁可以减小实验误差，其原因是__改进后的装置无需打开瓶塞点燃红磷，避免瓶内空气外逸而造成实验误差__。
(3)根据本实验数据，计算出空气中氧气的体积分数为__14%__。
小明发现，测量结果与真实值仍有较大差距，查阅资料发现，引起本实验的误差除装置外，还与可燃物的性质有关。
24．研究发现，大气中CO2含量增高会导致地球表面温度升高，同时还会影响海洋生态环境。某研究小组在研究空气中CO2含量对海水中CO浓度的影响时，获得如图所示曲线图。
(海水温度：T1＞T2)
请回答下列问题：
(1)大气中CO2含量增多的主要原因有__工业大量燃烧含碳燃料(或过度砍伐树木、过度放牧破坏植被等)__。
(2)大气中CO2含量增多，使“__温室效应__”加剧，这是导致全球变暖的主要原因。
(3)根据研究小组的实验结果，海水中CO浓度与模拟空气中CO2含量的关系是__一定温度时，一定范围内，模拟空气中CO2含量越高，海水中CO浓度越小__。
25．某科学兴趣小组的同学在学习了空气中氧气含量的测定基础上，改进了教材中的实验，设计出了如图所示的实验装置。实验步骤如下：
①连接仪器，检查装置气密性，发现装置气密性良好。
②在集气瓶里装进适量a体积的水，燃烧匙里放一小块白磷，在酒精灯上加热玻璃棒下端，按图示把集气瓶中的空气密封起来，把集气瓶内的长导管伸到瓶底，长导管的另一端放入盛有足量水的烧杯中。
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产生大量白烟，同时放热。
④待白磷熄灭后，稍加振荡，白烟消失。
⑤待集气瓶完全冷却到室温，量出集气瓶中水的体积为b，整个集气瓶的体积为c。
⑥根据a、b、c三个数据，计算出空气中氧气的体积分数。根据以上信息，回答下列问题：
(1)在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__先下降后上升__。
(2)若实验成功，请写出a、b、c三个数据应满足的一个等式关系是__c＋4a＝5b__。
(3)小组成员小宇无意间发现步骤⑤集气瓶内的水中滴加几滴石蕊试液，会变红。对这一现象，组内成员积极地开展讨论，小玉认为是由于二氧化碳溶于水，使溶液显酸性，但小张马上反对：空气中二氧化碳的含量很少，而实验中又没有产生二氧化碳，短时间内不可能使溶液显酸性。请根据正确的观点，对变红现象提出大胆的猜想：__可能是白磷燃烧生成的五氧化二磷溶于水，导致溶液显酸性(或可能是五氧化二磷与水反应生成了酸)__。
(4)上述实验中，若集气瓶内的导管没有被液面封住，则导致测量的结果将__偏大__(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
26．[2018·宁波]小科从标签得知雪碧成分中有水、二氧化碳、柠檬酸、柠檬酸钠等。查阅资料知道1体积雪碧中含有约3体积二氧化碳，柠檬酸的含量约为2.8g/1000mL。柠檬酸与碳酸钠反应的化学方程式为：2C6H8O7＋3Na2CO3 === 2C6H5O7Na3＋3CO2↑＋3H2O。
他用一瓶500mL的雪碧做了如下实验：
实验步骤
步骤一
步骤二
步骤三
步骤四
操作过程
倒出三分之二雪碧，测其pH
在剩余雪碧中加入约6g Na2CO3
立即盖上瓶盖，摇匀
测溶液pH
现象或结果
pH约为3
产生大量气泡
气泡消失，瓶子略瘪
pH约为9
【发现问题】CO2去哪儿了？
【提出猜想】①CO2被溶解了；②CO2与H2O发生了反应；③CO2与Na2CO3溶液发生了反应。
小思否定了猜想①和②，其理由是__原CO2在溶液中已饱和(或溶液呈碱性或溶液pH为9)__。
【设计实验】对猜想③进行实验探究。
编号
实验一
实验二
实验三
实验四
实验装置
操作过程
Na2CO3溶液中滴加CaCl2溶液
Na2CO3溶液中通入过量CO2后，滴加
CaCl2溶液
收集一瓶CO2，加入30mL饱和
Na2CO3溶液，
盖上瓶盖摇匀
将实验三的溶液低温蒸发、干燥，得到的白色粉末按如图所示装置进行实验
实验现象
产生白色沉淀
无明显变化
瓶变瘪，瓶底有晶体析出
A试管口有水滴，澄清石灰水变浑浊
根据实验探究过程，回答下列问题：
(1)设计实验一的作用是__与实验二作对照__。
(2)实验四中A试管口略向下倾斜，其目的是__防止试管口冷凝的水倒流导致试管底部破裂__。
