第1节 空气与氧气
第3课时 氧气的制取
知识点
1 利用分解反应制氧气
1.下列方法均可以制取氧气,其中属于物理变化的是
( )
A.加热高锰酸钾
B.电解水
C.分离液态空气
D.分解过氧化氢
2.实验室制取氧气的装置如图A3-1-8所示,下列有关叙述合理的是
( )
图A3-1-8
A.向锥形瓶中加入氯酸钾固体,分液漏斗中盛放6%的过氧化氢
B.该装置具备的优点是能控制反应的发生和停止
C.按图中方法进行实验,能快速收集到纯度高且干燥的氧气
D.发生装置中液体与固体一接触会立即产生气泡,但不能马上收集
3.利用如图A3-1-9所示的实验装置制取氧气。
图A3-1-9
(1)实验中,若产生氧气的速率太快,则不利于收集。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。?
(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
(填字母)。?
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,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
知识点
2 催化剂和催化反应
4.在用过氧化氢溶液制取氧气的实验中用到了二氧化锰。下列关于二氧化锰的说法错误的是
( )
A.作该反应的催化剂
B.反应前后其质量发生改变
C.化学性质没有改变
D.能加快过氧化氢的分解速率
5.实验室可用MnO2作催化剂,加热分解KClO3制取O2。许多金属氧化物对KClO3分解有催化作用。用下表中物质作催化剂,KClO3开始分解和剧烈分解时的温度如下表所示。若用KClO3来制O2,如果没有MnO2,最好选用的替代物是
( )
使用的催化剂
MgO
CuO
Fe2O3
Al2O3
开始反应时温度/℃
490
305
470
515
剧烈反应时温度/℃
545
350
490
540
A.Al2O3
B.CuO
C.Fe2O3
D.MgO
知识点
3 化合反应和分解反应
6.下列反应中既不属于分解反应,也不属于化合反应的是
( )
A.氧化汞汞+氧气
B.石蜡+氧气水+二氧化碳
C.碳+氧气二氧化碳
D.磷+氧气五氧化二磷
7.[2019·金华]
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。如图A3-1-10是处理汽车排放的某种有毒气体的微观示意图。请回答下列问题。
图A3-1-10
(1)用模型表示方框中的微粒 。?
(2)该反应属于基本反应类型中的 。?
8.某气体既能用排水法收集,又能用向上排空气法收集,则该气体具有的物理性质是
( )
A.难溶于水,密度比空气大
B.难溶于水,密度比空气小
C.易溶于水,密度比空气大
D.易溶于水,密度比空气小
9.在实验室里制取氧气,既可采用分解过氧化氢的方法,也可采用分解氯酸钾的方法。上述两种方法的主要共同点有
( )
①加入MnO2均可改变其反应速率 ②反应都不需加热 ③都利用含氧化合物分解来达到目的 ④两种方法所需仪器相同
A.①③
B.③④
C.①②
D.②④
10.如图A3-1-11所示,很多物质分解可以产生氧气。
图A3-1-11
(1)实验室常用①②③三个反应制取氧气。反应物中氧元素质量分数最大的是 (填“①”“②”或“③”,下同),需要加热的是反应 。?
(2)通过途径④制取氧气的反应条件为 ,在生成氧气的同时,还会有 生成,消耗一定体积的水时,产生的氧气与该气体的体积比为 。?
11.某科学兴趣小组学习了二氧化锰(MnO2)催化分解过氧化氢的实验后,进行了如下实验。
Ⅰ.选择装置并检查气密性。
Ⅱ.称取0.1
g二氧化锰粉末加入容器中。
Ⅲ.量取50
mL约1%的过氧化氢溶液加入容器中,记录一定时间内收集到的气体体积。
Ⅳ.改变二氧化锰的质量,重复上述实验,记录数据如下表。
时间/s
生成氧气的体积/mL
0.1
gMnO2
0.2
gMnO2
0.3
gMnO2
0.4
gMnO2
40
49
61
75
86
80
77
87
90
92
120
89
92
92
92
160
92
92
92
92
(1)本实验探究的问题是 。?
(2)实验中除了量筒外,还需要用到的测量仪器有 。?
(3)为完成本实验,应选择图A3-1-12所示气体发生和收集装置中的 (填序号)。?
图A3-1-12
12.
[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的竹签复燃的氧气含量最小值,他们进行了如下探究。
[设计实验]
小君设计了如图A3-1-13所示的装置,该装置的圆底烧瓶中放入25
mL水的目的是
。?
图A3-1-13
[实验探究]
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,盖上玻璃片倒置在水槽中。当气泡 冒出后,导管口伸入集气瓶把其中的水全部排出,将相同的3根带火星的竹签分别插入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下表:
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]
在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: 。?
?
教师详解详析
1.C
2.D [解析]
锥形瓶中应盛放二氧化锰固体,氯酸钾不能催化过氧化氢分解;该装置能控制反应速率,但不能控制反应的发生和终止;图中是用排水法收集气体,不能得到干燥的氧气;发生装置中液体与固体一接触会立即产生气泡,但不能马上收集,应等气体连续、均匀冒出时开始收集。
3.(1)调节分液漏斗活塞(其他合理答案也可)
(2)C (3)BC
4.B [解析]
在用过氧化氢溶液制取氧气的实验中用到了二氧化锰,二氧化锰为该反应的催化剂。催化剂的特点可以概括为“一变两不变”,“一变”是能够改变化学反应速率,“两不变”是指催化剂本身质量和化学性质在化学反应前后保持不变。
5.B [解析]
由表格中的数据可知,氧化铜作催化剂时,所需温度较低,而所需温度越低,说明反应越容易进行,故实验室用氯酸钾制取氧气,如果不用二氧化锰作催化剂,最好选用氧化铜(CuO)代替。
6.B [解析]
化合反应可简单理解为“多变一”,而分解反应可简单理解为“一变多”。A反应为分解反应,C、D反应为化合反应。
7.(1)
(2)化合反应
[解析]
(1)化学反应的实质是分子分解为原子,原子重新组合的过程,而图中空白部分则是分子分解成原子的过程,即画出2个碳原子和4个氧原子。(2)反应前是2个一氧化碳分子和1个氧分子,反应后生成2个二氧化碳分子,符合化合反应的特征。
8.A [解析]
不溶于水或不易溶于水,且不能与水反应的气体能用排水法收集,密度比空气大且不与空气中的成分反应的气体可用向上排空气法收集,所以该气体的物理性质是难溶于水、密度比空气大。
9.A
10.(1)② ①③
(2)通电 氢气 1∶2
11.(1)二氧化锰的质量对过氧化氢分解快慢的影响 (2)天平、秒表 (3)②⑤
[解析]
(1)从题干中提供的信息可以知道,三次实验所用过氧化氢溶液的量和质量分数都是相同的,只是加入的二氧化锰的量不同,并且记录了在不同量二氧化锰的条件下,相同时间生成的氧气的量。可见此实验探究的问题是:二氧化锰的质量对过氧化氢分解快慢的影响。(2)实验中要称取二氧化锰,所以要用到天平,还要计时,所以用秒表。(3)过氧化氢溶液和二氧化锰的反应是固液不加热反应,发生装置可用②;氧气密度大于空气密度,并且不易溶于水,所以可用向上排空气法或排水法收集,要记录一定时间内收集到的气体体积,所以收集装置选⑤。
12.[设计实验]
稀释过氧化氢溶液,减缓过氧化氢的分解速率
[实验探究]
连续、均匀 36
[继续探究]
收集氧气前增加气体的干燥装置,再用排油法收集氧气(合理即可)
[解析]
[设计实验]
水起到稀释过氧化氢溶液,减缓过氧化氢分解的作用。[实验探究]
圆底烧瓶里面有空气,所以应等气泡连续、均匀冒出的时候开始收集,④与⑤由34%到38%跨度较大,定量变化应取
36%。[继续探究]
除去氧气中的水蒸气,一是利用干燥剂浓硫酸等干燥气体,二是用排油法替代排水法。第1节 空气与氧气
第2课时 氧气的性质
知识点
1 氧气的物理性质
1.氧气的物理性质:常温下无色、 味,呈
态; (填“易”或“不易”)溶解于水;密度比空气 ;等等。?
2.下列关于氧气性质的叙述中,不属于氧气的物理性质的是
( )
A.通常情况下,氧气是无色无味的气体
B.氧气具有助燃性,可以支持燃烧
C.标准状况下,氧气的密度为1.429
g/L
D.氧气不易溶解于水
知识点
2 氧气的化学性质
3.下列有关氧气的说法中错误的是
( )
A.氧气能支持燃烧
B.细铁丝在氧气中燃烧,生成氧化铁
C.标准状况下,氧气的密度比空气大
D.氧气的化学性质比较活泼,能与许多物质发生反应
4.图B3-1-1是硫在空气和氧气中燃烧的实验。下列说法不正确的是
( )
图B3-1-1
A.氧气含量越多硫燃烧越剧烈
B.硫在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰
C.瓶底的水可以吸收生成的有害气体
D.硫在空气和氧气中燃烧的产物不同
5.要除去密闭容器内空气中的氧气,得到较纯净的氮气,可用燃烧除氧气的方法。下列物质中可选用的是
( )
A.硫
B.木炭
C.红磷
D.蜡烛
6.回答下列问题。
①蜡烛在空气中燃烧 ②硫在氧气中燃烧 ③红磷在空气中燃烧 ④铁丝在氧气中燃烧
(1)产生蓝紫色火焰的是 (填序号,下同),文字表达式: 。?
(2)产生白烟的是 ,文字表达式: 。?
(3)产生水雾的是 。?
(4)生成黑色固体的是 ,文字表达式: 。?
(5)实验前必须在集气瓶底先放少量水的是 。?
知识点
3 氧化物
7.氧化物是指由 种元素组成,其中一种元素是 的化合物,例如 、
都是氧化物。?
8.下列物质中不属于氧化物的是
( )
A.四氧化三铁
B.五氧化二磷
C.二氧化硫
D.氧气
9.现有以下物质:①牛奶、②氢气、③矿泉水、④氯化钠、⑤冰水混合物、⑥镁条、⑦洁净的空气、⑧碘酒,下列分类正确的是
( )
A.属于化合物的是④⑤⑧
B.属于非金属单质的是②⑥
C.属于氧化物的是④⑤
D.属于混合物的是①③⑦⑧
10.为探究铁丝的粗细对铁在氧气中燃烧的影响,下列实验能达到目的的是
( )
A.用两根粗细相同的铁丝,分别在两瓶相同浓度的氧气中同时进行燃烧实验
B.用两根粗细相同的铁丝,分别在两瓶不同浓度的氧气中同时进行燃烧实验
C.用两根粗细不同的铁丝,分别在两瓶相同浓度的氧气中同时进行燃烧实验
D.用两根粗细不同的铁丝,分别在两瓶不同浓度的氧气中同时进行燃烧实验
11.按如图B3-1-2
所示方法,将带火星的木条分别以甲、乙两种方式迅速插入充满氧气的集气瓶中,发现木条复燃,且在甲中比在乙中燃烧得更旺。
图B3-1-2
上述实验说明了氧气具有的性质是:
①
;?
②
。?
12.某同学为了探究物质的性质,以氧气为例,做了如下实验:如图B3-1-3所示,先收集了两瓶氧气后正放在桌上,盖好玻璃片,然后用带火星的木条插入A集气瓶中,在B瓶中放入一只昆虫。请回答下列问题。
图B3-1-3
(1)观察到A瓶、B瓶的实验现象:?
。?
(2)探究得出氧气的部分性质:物理性质是? ;化学性质是 ?
。?
(3)除了以上的探究内容外,该同学还可以从哪些方面探究氧气的性质?请你帮助该同学设计一个实验探究氧气的其他性质:?
。?
13.氧气是一种化学性质比较活泼的气体,它可以和许多物质发生化学反应。如图B3-1-4所示是硫、红磷、光亮的细铁丝在氧气中燃烧的实验装置,据图回答下列问题。
图B3-1-4
(1)小金是个善于思考、善于总结的学生。做完实验后,他发现了一些共同点:在反应条件方面,三个实验都要 ;在能量变化方面,三个实验都是
(填“吸热”或“放热”)反应。?
(2)小金同时也总结出三个实验在生成物的种类、生成物的状态和观察到的实验现象三个方面存在不同。请你替小金同学填空。
乙中生成物的化学式是 。丙中观察到的反应现象是
。?
(3)小金还总结出:三个实验的集气瓶底部都盛有少量水,其中甲集气瓶底部放少量水的目的是
。?
自|我|提|升
14.实验是学习科学的基础。请根据图B3-1-5回答问题。
图B3-1-5
(1)铁丝绕成螺旋状的原因是?
。?
(2)小明按图实验时,集气瓶炸裂了,其原因可能是
。?
(3)图中螺旋状铁丝的末端系一根火柴的作用是 。?
(4)小明对铁丝在氧气中燃烧为什么会火星四射进行探究。下表是他将纯镁条和不同含碳量的铁丝(镁条和铁丝直径均为0.4
mm)放入氧气中燃烧时的实验现象的记录。请你分析后回答问题。
物质
纯镁条
含碳0.05%的铁丝
含碳0.2%的铁丝
含碳0.6%的铁丝
燃烧时
的现象
剧烈燃烧,发出耀眼的白光,无火星
剧烈燃烧,极少火星
剧烈燃烧,少量火星
剧烈燃烧,火星四射
造成铁丝在氧气中燃烧时火星四射的主要原因是 。?
教师详解详析
1.无 气 不易 略大
2.B
3.B [解析]
氧气具有助燃性,能支持燃烧;细铁丝在氧气中剧烈燃烧,生成四氧化三铁;标准状况下,氧气的密度比空气略大;氧气是一种化学性质比较活泼的气体,能与许多物质发生反应。
4.D 5.C
6.(1)② 硫+氧气二氧化硫
(2)③ 磷+氧气五氧化二磷 (3)①
(4)④ 铁+氧气四氧化三铁
(5)②④
[解析]
(1)硫在空气中燃烧产生淡蓝色火焰,在氧气中燃烧产生明亮的蓝紫色火焰。(2)磷在空气中燃烧产生大量白烟,放出大量的热。(3)蜡烛燃烧的生成物中有水。(4)铁丝在氧气中燃烧火星四射,有黑色固体生成。(5)硫燃烧会产生有污染的二氧化硫,需要在集气瓶底放少量水将其吸收;铁在氧气中燃烧有高温熔融物溅落,放少量水可防止集气瓶炸裂。
7.两 氧元素 水 二氧化碳(合理即可)
8.D
9.D [解析]
①牛奶、③矿泉水、⑦洁净的空气、⑧碘酒是由不同种物质组成的,所以是混合物;②氢气、⑥镁条是由一种元素组成的纯净物,所以是单质;④氯化钠、⑤冰水混合物是由不同种元素组成的纯净物,所以是化合物;⑤冰水混合物是由两种元素组成且其中一种元素是氧元素的化合物,所以是氧化物。
10.C [解析]
根据题意,“探究铁丝的粗细对铁在氧气中燃烧的影响”,那么做此实验时要注意:变量是铁丝的粗细,其他的因素都应该相同。
11.①氧气的密度比空气大
②氧气能助燃(或能支持燃烧)
12.(1)带火星的木条复燃;昆虫在B瓶中短时间内生活正常
(2)密度比空气大 支持燃烧,供给呼吸
(3)观察,并用手在瓶口轻轻扇动,闻氧气的气味,可发现氧气为无色无味的气体(合理即可)
[解析]
(1)因为氧气具有助燃性,故A瓶的现象为带火星的木条复燃;因为氧气还具有供给呼吸的作用,故昆虫在B瓶中短时间内生活正常。(2)由瓶口向上收集氧气后需正放在桌上可知氧气的物理性质为密度比空气密度大,由A、B两瓶的现象可知氧气的化学性质为支持燃烧,供给呼吸。
13.(1)点燃 放热
(2)P2O5 剧烈燃烧,火星四射,放出热量,生成黑色固体
(3)吸收二氧化硫,防止污染空气
[解析]
(1)硫、红磷、铁丝在氧气中燃烧都需要点燃,反应均放热。(2)红磷燃烧生成五氧化二磷,化学式为P2O5;铁丝在氧气中燃烧的反应现象是剧烈燃烧,火星四射,放出热量,生成黑色固体。(3)甲集气瓶底部放少量水的目的是吸收生成的二氧化硫,防止污染大气。
14.(1)增加铁丝的受热面积,使铁丝能够持续燃烧
(2)集气瓶中预先没有放少量水或铺一层细沙
(3)引燃铁丝
(4)铁丝中含有少量的碳第1节 空气与氧气
第4课时 实验:氧气的制取和性质研究
知识点
1 氧气的制备实验
1.下列装置操作图不能用于检查气密性的是
( )
图B3-1-6
2.实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气的步骤主要有:①向试管中加入药品,②检查装置的气密性,③用排水法收集气体,④加热盛有药品的试管,⑤停止加热,⑥将导气管从水槽中取出。正确的操作顺序是
( )
A.①②③④⑤⑥
B.②①④③⑥⑤
C.①②④③⑥⑤
D.②①④③⑤⑥
3.根据图B3-1-7所示的实验装置回答问题。
图B3-1-7
(1)写出标有字母仪器的名称:M ,N 。?
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气的文字表达式为
,该反应属于
反应,发生装置应选用A装置,该装置有一处不足,请改正: 。?
(3)从图中选择A和E装置制取氧气,在用橡皮管连接A和E装置中的玻璃导管时,应先把玻璃管口 ,然后稍稍用力把玻璃管插入橡皮管中。?
(4)要收集较纯净的氧气,应该选用 装置,若用该装置收集的氧气也不纯,原因可能是
。?
(5)用C装置来收集氧气时,若集气瓶口有气泡冒出,说明集气瓶内的氧气已收集满,接下来的操作是 ,然后将集气瓶移出水面, (填“正”或“倒”)放在桌面上。?
(6)F装置是一种可用于集气、洗气等的多功能装置。若将F装置内装满水,再连接量筒,就可以用于测定不溶于水且不与水反应的气体体积,则气体应从 (填“a”或“b”)端进入F中。?
(7)实验室制取氧气时,B装置与A装置相比具有的优点是 (任写一个)。?
知识点
2 氧气的性质实验
4.在做铝在氧气中燃烧的实验时,发现铝没有燃烧,下列关于原因的分析错误的是
( )
A.制取氧气时导管口有气泡放出,立即进行收集
B.集气瓶内没有放少量的水
C.引燃的火柴刚燃烧时就伸入集气瓶内
D.铝箔放置时间过长,表面没有进行打磨
5.能说明木炭跟氧气发生化学反应的现象是
( )
A.燃烧匙内还有黑色固体剩余
B.发出明亮的白光
C.生成的气体能使澄清石灰水变浑浊
D.集气瓶变热
6.某同学用高锰酸钾制取氧气时,试管炸裂了,造成试管炸裂的原因可能是
( )
①没有给试管均匀预热 ②试管外壁潮湿 ③试管口没有略向下倾斜 ④忘了在试管口放一团棉花 ⑤加热时试管与灯芯接触 ⑥收集完氧气,先撤酒精灯 ⑦高锰酸钾中混有可燃物
A.全部
B.除④外
C.除⑥⑦外
D.①②③⑤
7.在进行“氧气的实验室制取与性质”实验时,某同学制得的氧气不纯。你认为可能的原因是
( )
A.用排水法收集,集气瓶装满水
B.用排水法收集,导管口冒出气泡,立即收集
C.用排水法收集,收集满后,在水下盖上玻璃片
D.用向上排空气法收集,导管伸入集气瓶底部
8.下列实验操作中,“先”与“后”的顺序正确的是
( )
A.制取气体时,先装药品,后检查装置的气密性
B.用高锰酸钾制取氧气时,先固定试管,再放置酒精灯
C.用排水法收集氧气结束时,先把导管移离水面,后停止加热
D.给试管里的液体加热时,先加热,后预热
9.某同学以高锰酸钾为原料制取氧气。
图B3-1-8
(1)用如图B3-1-8所示方法检查装置的气密性,用手紧握试管却仍观察不到导管口有气泡冒出。若此装置气密性良好,请为顺利完成该装置的气密性检查提一条合理建议:?
。?
(2)清洗试管时,试管中的固体物质溅落在衣服上,留下了黑点,用彩漂液(主要成分是过氧化氢)清洗,黑点处迅速产生气泡,请解释产生气泡的原因:
? 。?
10.[2019·舟山]
在学校组织的科学实验考查中,小明抽到的是用高锰酸钾制取氧气的实验。
图B3-1-9
(1)他看到实验桌上有如图B3-1-9所示的器材,要完成本实验,除选取器材①②③④⑤外,还需
(填序号)。?
(2)小明组装好装置后,开始制取氧气,实验结束时出现了水槽中的水倒流进入试管的现象,他在实验操作中的错误是 。?
11.某同学在实验室做氧气的性质探究时,进行如图B3-1-10所示的操作流程。
图B3-1-10
(1)本流程探究的内容是? 。?
(2)C操作中为了使木炭与氧气完全反应,正确的操作方法是 。D操作用烧杯倾倒的液体是 ,D操作的目的是 ? 。得出的探究结论是 。?
自|我|提|升
12.
[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,数据见下表。
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)用向上排空气法收集到的氧气浓度只有80%左右的原因有 (填字母)。?
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
教师详解详析
1.A [解析]
A项,注射器应连接短导管口,推动注射器活塞,长导管中会产生一段稳定的水柱,证明气密性良好;B项,检查装置气密性时,把导管放入水中,用手握住试管,观察试管口有气泡冒出,证明气密性良好;C项,推动注射器活塞后,集气瓶中压强增大,长颈漏斗内液柱上升,证明气密性良好;D项,如果集气瓶中气密性良好,集气瓶中空气无法排出,气压上升,在长颈漏斗中形成一段稳定的水柱。
2.B [解析]
根据实验室加热分解高锰酸钾制取氧气的操作步骤:连→查→装→定→点→收→离→熄,可知正确的操作顺序是②①④③⑥⑤。
3.(1)酒精灯 集气瓶
(2)高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气
分解 应在试管口放一团棉花
(3)用水润湿
(4)C 还未等气泡连续、均匀地冒出就开始收集(或集气瓶开始时未装满水,留有空气,合理即可)
(5)在水下用玻璃片盖住集气瓶口 正
(6)b
(7)不需要加热(或节约能源或安全或操作简便等,合理即可)
[解析]
(1)M为酒精灯,N为集气瓶。(2)加热高锰酸钾制取氧气,反应物只有一种,属于分解反应,选用A装置为发生装置,应在试管口放一团棉花。(3)连接橡皮管与玻璃导管时,应先把玻璃导管用水润湿,减小摩擦。(4)要收集纯净的氧气应用排水法,若还不纯,则可能还未等气泡连续、均匀地放出就开始收集,或集气瓶开始时未装满水,留有空气等。(6)此装置是通过测定从F装置中排出水的体积来测待测的气体体积,即用排水法测气体体积,所以气体应从b端进,水从a端排出。(7)B装置与A装置相比具有的优点是不需要加热、节约能源、安全、操作简便等。
4.B 5.C
6.B [解析]
忘了在试管口放一团棉花,可能会造成加热时高锰酸钾粉末进入导管,不会造成试管炸裂。
7.B [解析]
用排水法收集,集气瓶中装满水,可以把集气瓶中的空气排尽,故不符合题意;用排水法收集,没有等到气泡连续、均匀放出就开始收集,原试管内的空气进入集气瓶,故符合题意;用排水法收集,收集满后,在水下盖上玻璃片,可以防止空气的进入,故不符合题意。
8.C
9.(1)双手分开握,增大与试管的接触面积(或用酒精灯加热试管或把试管浸入热水中等,合理即可)
(2)高锰酸钾受热分解会产生二氧化锰,二氧化锰能催化过氧化氢分解产生氧气
[解析]
检查装置的气密性,可以用手捂法,原理是利用气体的热胀冷缩,使试管内压强增大,导管口产生气泡。
10.(1)⑦⑨⑩
(2)没有在熄灭酒精灯前将导管从水槽中移出
11.(1)木炭在氧气中燃烧的生成物是什么
(2)将红热的木炭从上至下缓慢插入 澄清石灰水 探究产生的气体能否使澄清石灰水变浑浊 木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳
12.(1)集气瓶口有气泡冒出(或集气瓶中的水排尽,合理即可)
(2)排水 (3)ACD
[解析]
(1)用排水法收集氧气时,当观察到气泡从集气瓶口冒出或集气瓶中的水排尽时,说明该瓶内的气体已集满。(2)观察表格中数据可得出,排水法收集的氧气比较纯净。(3)用向上排空气法收集到的氧气浓度只有80%左右的原因有很多,如:氧气的密度只是略大于空气,很容易出现排不净空气或气体少量混合的情况;当用带火星的木条验满时,木条复燃只能说明集气瓶中的氧气浓度较大,不能说明集气瓶内不存在空气;在收集氧气时,氧气与空气可能进行少量的扩散混合;等等。第1节 空气与氧气
第1课时 空气
知识点
1 空气的成分
1.图A3-1-1为空气成分示意图(按体积分数计算),其中“a”代表的是
( )
图A3-1-1
A.氧气
B.氮气
C.二氧化碳
D.稀有气体
2.下列关于空气的说法中正确的是
( )
A.空气中氮气的质量分数为78%
B.通常情况下,空气中氧气体积与总体积之比约为1∶5
C.空气中二氧化碳的体积只占约0.04%,因此它的作用很小
D.空气中含量最少的是稀有气体
3.如图A3-1-2所示,某同学为验证空气中含有少量二氧化碳,将注射器内的空气一次性压入新制的澄清石灰水中,发现石灰水没有变化。据此,你认为该同学应该
( )
图A3-1-2
A.继续用注射器向澄清石灰水中压入空气
B.撤去注射器,用嘴向澄清石灰水中吹气
C.得出空气中没有二氧化碳的结论
D.得出空气中含有少量二氧化碳的结论
知识点
2 空气中氧气体积分数的测定
4.图A3-1-3是测定空气中氧气体积分数的实验装置。
图A3-1-3
(1)盛放在燃烧匙内的物质应选用 (填字母)。?
A.木炭
B.铁丝
C.红磷
D.蜡烛
(2)实验时观察到在集气瓶内产生 ,火焰熄灭并冷却至室温后,打开弹簧夹,进入集气瓶的水约占集气瓶内水面以上空间的 。?
(3)若实验后发现测定结果与实际值相差较大,可能的原因是
(填一种即可)。?
5.如图A3-1-4是测定空气中氧气含量(按体积计算)的实验,下列说法不正确的是
( )
图A3-1-4
A.燃烧匙中的红磷越多,进入瓶中的水就越多
B.红磷燃烧消耗了空气中的氧气,瓶内气压下降,瓶内水面上升
C.若测得空气中氧气的含量小于,可能是装置漏气
D.集气瓶未冷却至室温就打开弹簧夹,会使测得空气中氧气的含量小于
知识点
3 空气中各成分的用途
6.下列关于空气的说法中,错误的是
( )
A.空气中含有少量稀有气体,它们可以制成多种用途的电光源
B.空气中分离出的氮气化学性质不活泼,食品包装中充入氮气可以防腐
C.空气中的氧气能供人呼吸,较纯的氧气在急救与登山时是必备品
D.空气中的氮气可以帮助火柴燃烧
7.下列关于氮气的说法错误的是
( )
A.氮气在食品贮存时可用作保护气
B.氮气可用于制作氮肥,作为促进农作物生长的肥料
C.常温下氮气的化学性质不活泼,很难与其他物质发生反应
D.常温下氮气可以支持燃烧
8.有一位同学暑假去西藏发生了严重的高原反应,医生让他吸氧后症状缓解。吸氧可以帮助人缓解高原反应的原因是
( )
A.氧气是无色、无味的气体
B.氧气可以支持燃烧
C.吸氧为人体呼吸提供了适量的氧气
D.氧气可以燃烧
9.如图A3-1-5所示,集气瓶A、B内的燃烧匙中分别装有红磷和硫粉,集气瓶A和B中原来均盛满了氧气,C中盛有水,X为弹簧夹。分别点燃红磷和硫粉,使之在A、B两瓶中充分燃烧(红磷和硫粉均为足量,X关闭)。当反应完全并冷却至室温后打开弹簧夹,观察到的现象是
( )
图A3-1-5
A.水流进A瓶
B.水流进B瓶
C.水流进A、B瓶
D.水既不流进A瓶也不流进B瓶
10.水和空气都是人类重要的资源。
(1)人类一刻也离不开空气,空气看不见,摸不着,如何验证我们生存的空间内确实有空气的存在? 。要测定空气中氧气的含量,设计实验原理时要考虑哪些因素? 、 。(答出两条即可)?
(2)人如果不吃饭,也许还能活上几周,但如果没有水,却只能活几天。因此,我们要节约用水,提高用水效率。请你提出一条节约用水的措施: 。?
(3)水曾被误认为是一种“元素”。下列实验能证明水是由氢、氧两种元素组成的是 (填字母)。?
A.水的电解
B.水的蒸发
11.下列事实说明空气中含有哪些成分?
(1)木炭在空气中燃烧: 。?
(2)酥脆的饼干在空气中逐渐变软: 。?
(3)空气是制造氮肥的原料: 。?
(4)长期放在空气中的澄清石灰水表面有一层白色物质: 。?
12.某课外活动小组在学习了教材中“测定空气中氧气含量”的实验时,得知五氧化二磷不能随便排放到空气中,否则会对空气造成污染,所以对该实验进行了改进,如图A3-1-6所示(密闭系统内共有50
mL
空气)。然后给装有红磷的玻璃管加热。同时交替缓慢推动两个注射器的活塞,至玻璃管内的红磷变成白烟,且较长时间内无进一步变化时停止加热。停止加热后,待冷却至室温将气体全部推至一个注射器内。
图A3-1-6
请根据你对上述实验的理解,回答下列问题。
(1)实验结束后,注射器内的气体体积理论上应该减少约 mL。?
(2)在实验的加热过程中,交替缓慢推动两个注射器活塞的目的是 。?
(3)上述实验只是粗略测定空气中氧气含量的一种方法,你认为造成该实验出现误差的原因可能是
(写出其中一种)。?
(4)该小组同学反思上述实验的探究过程后认为:用燃烧法测定空气中氧气的含量时,在药品的选择和生成物的要求上应考虑的是?
(各答一条)。?
13.[2020·嘉兴]
为提高测定空气中氧气含量实验的精确度,某科学兴趣小组对课本实验进行了创新改进。
[实验步骤]
①取一根玻璃管,用橡皮塞将一端密封;
②将食品脱氧剂粉末迅速装入玻璃管,立即向管口注入水将玻璃管密封,水的下端标为A。弹动玻璃管使脱氧剂粉末分布均匀且紧密,脱氧剂的上端标为O,如图A3-1-7甲所示;
图A3-1-7
③水平滚动玻璃管,使食品脱氧剂粉末平铺在玻璃管中。静置至水不再移动时,水的右端标为B,如图乙所示;
④用刻度尺测量出AO段和AB段的长度,并计算出AB与AO的比值,将数据记录在表格中;
⑤洗涤、干燥实验装置,重复上述实验。
实验次数
AO/mm
AB/mm
AB/AO
1
523.5
109.5
0.2092
2
525.5
110.0
0.2093
3
527.0
110.5
0.2097
[得出结论]
根据表格中的实验数据,可知空气中氧气含量为 (用百分数表示)。?
[思考讨论]
(1)实验步骤③中,将食品脱氧剂粉末平铺在玻璃管中的目的是?
。?
(2)实验步骤②中,如果玻璃管内的脱氧剂粉末分布不够紧密,会使测得的实验结果偏大,其原因是 。?
教师详解详析
1.B [解析]
空气中氮气的体积分数是78%,由图示可知a是空气中含量最多的物质,所以代表的是氮气。
2.B [解析]
空气中氮气的体积分数为78%;通常情况下,空气中氧气体积与空气的总体积之比约为1∶5;空气中二氧化碳的体积只占约0.03%,但是它的作用很大,是植物光合作用的原料;空气中二氧化碳和水蒸气等的含量比稀有气体少。
3.A [解析]
验证性实验是已经知道实验结果,当实验现象与已知的结果不相符时,应该思考实验过程中可能存在的问题,不能直接得出空气中没有二氧化碳的结论;空气中二氧化碳的含量太低,通少量空气现象不明显,为了使实验现象更明显,可以继续通入空气,直到现象明显为止。人体呼吸作用会产生较多的二氧化碳,违背实验目的(验证空气中含有少量二氧化碳)。实验中澄清石灰水没有变浑浊,不能得出空气中含有少量二氧化碳的结论。
4.(1)C (2)大量白烟
(3)红磷量不足(合理即可)
5.A [解析]
并不是燃烧匙中的红磷越多,进入瓶中的水就越多,装置内的氧气完全消耗后,红磷就不再燃烧;反应完后未打开弹簧夹前瓶内物质质量不变;若测得空气中氧气的含量小于,可能是装置漏气,在冷却过程中有外界的空气进入瓶中;集气瓶未冷却至室温就打开弹簧夹,会使测得空气中氧气的含量小于。
6.D 7.D 8.C
9.C [解析]
由于A瓶中是红磷,红磷和氧气反应生成五氧化二磷,五氧化二磷是固体,瓶内气体压强减小;B瓶内是硫,硫和氧气反应生成二氧化硫气体,虽然消耗了氧气,但是生成的二氧化硫气体又占据了氧气的体积,瓶内气体压强不变。反应及冷却过程中,由于A瓶内气体压强减小,B瓶内气体压强不变,B瓶中气体会进入A瓶,直到两瓶内气体压强相同,这时两瓶内气体的压强都小于外界大气压,当打开弹簧夹时,水流进A、B瓶。
10.(1)风是空气的流动(或用手推注射器的活塞挤压注射器内的空气,感受空气的压力等,合理答案均可) 不能选气体反应物 反应物易与氧气反应(产物中不能有气体生成等合理答案均可)
(2)用洗菜的水冲厕所(洗脸时减少水龙头水的流量等,合理即可)
(3)A
[解析]
(1)风是空气的流动,人能感受到风的存在,说明我们生存的空间内确实存在空气,另外,手推注射器的活塞能感觉到压力,也说明空气的存在;要测定空气中氧气的含量,所选的反应物应易与氧气反应,能把氧气耗尽,且不能选气体反应物,生成物中也不能有气体,否则无法准确测定气体减少量。(2)用洗菜的水冲厕所等做到了水的重复利用,提高了用水效率;洗脸时减少水龙头水的流量可以减少水的用量,节约了水资源。(3)水电解生成氢气和氧气,根据质量守恒定律,化学反应前后元素守恒,说明水是由氢、氧两种元素组成的。
11.(1)氧气 (2)水蒸气 (3)氮气 (4)二氧化碳
12.(1)10
(2)使注射器内的氧气与红磷充分反应
(3)装置漏气(合理即可)
(4)药品要能在空气中燃烧且燃烧时只消耗氧气,且药品的生成物不能是气体
[解析]
(4)测定空气中氧气含量的实验原理:选择某种能与空气中的氧气反应而不与空气中其他气体反应的非气态物质(如红磷、白磷等),利用过量的该物质将空气中的氧气完全消耗,生成新的非气态物质,使密闭容器内气体体积减小(减小的体积即为氧气的体积),通过一定方式(活塞的位置或液面的变化等)测得减小的体积,从而确定空气中氧气的体积分数。
13.[得出结论]
20.94%
[思考讨论]
(1)增大与氧气的接触面积,使氧气被脱氧剂粉末充分吸收
(2)脱氧剂粉末不够紧密会导致空气柱测量值偏小(合理即可)
[解析]
[得出结论]
根据表格中的实验数据,空气中氧气含量为0.2092、0.2093、0.2097的平均值,则为20.94%。
