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1、课时训练(五)空气与氧气|夯实基础|1.2018淮安下列物质中,计入“空气污染指数”的是()A.氧气 B.氮气C.二氧化碳D.可吸入颗粒物2. 2019雅安空气中体积分数约为21%的气体是()A.氧气B.氮气C.二氧化碳D.水蒸气3.2017苏州下列关于氧气的说法中,不正确的是() A.氧气能支持燃烧,所以氧气可作燃料B.氧气能使带火星的木条复燃C.红磷在氧气中燃烧,产生浓厚的白烟D.实验室加热高锰酸钾制取氧气时,试管内靠近导管处放一团蓬松的棉花4.2019江西下列加热高锰酸钾制取氧气的部分操作示意图中,正确的是()图Z5-15.2019广州空气是一种宝贵的资源,下列生产生活中用到的气体不是来
2、自空气的是()A.作为燃料电池燃料的H2B.用于生产氮肥的N2C.用于医疗急救的O2D.用于飞艇的He6.2019南通氧气是生命活动的必需气体。下列关于氧气的性质、制备说法正确的是()图Z5-2A.保持氧气化学性质的最小粒子是氧分子B.可用向下排空气法或排水法收集氧气C.铁丝在氧气中剧烈燃烧,生成Fe2O3D.利用如图Z5-2所示装置可比较MnO2和CuO对分解H2O2的影响7.2019徐州某同学用如图Z5-3所示装置测定空气里氧气的含量,实验时,连接好装置并检查不漏气后再进行后续操作。下列说法正确的是()图Z5-3A.所用红磷要过量,以保证集气瓶内空气里的氧气能充分反应B.在空气里点燃红磷后
3、,应缓慢把燃烧匙伸入瓶内并塞紧橡皮塞C.红磷燃烧时,要打开止水夹,以免瓶内因温度升高,气压较大,造成橡皮塞从瓶口脱落D.仍用本装置,只把红磷换成燃烧的木炭,能够更精确测定空气里氧气的含量8.2019聊城请结合图Z5-4所示装置回答问题。图Z5-4(1)仪器的名称是。(2)把装置A制取的某气体从装置B的a端通入,B中蜡烛燃烧更旺,则装置A中发生反应的化学方程式是。你认为下列物质中不能单独作为制取该气体的反应物是(填序号)。A.NaClB.KMnO4C.H2OD.CH4(3)用装置A、C制取并收集该气体,当装置C中的导管口有气泡冒出时,再把导管口伸入盛满水的集气瓶里。在收集过程中发现装置A中有大量
4、气泡产生,而装置C中只有少量气泡冒出。你认为实验过程中忘记了什么操作?。9.实验室常用如图Z5-5所示装置测定空气中氧气的含量。图Z5-5实验原理该实验的反应原理是(用化学方程式表示)。实验步骤具体实验步骤有:在硬质玻璃管中装入铜粉,两端塞上带导管的橡皮塞,其中一端用气球密封;测量出实验所用硬质玻璃管的容积;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;酒精灯在铜粉部位加热,加热时不断推拉注射器;移动注射器活塞,在注射器中留下一定体积的气体,记录体积后与硬质玻璃管另一端密封连接,并将硬质玻璃管固定在铁架台上。(1)正确的操作步骤为(填序号)。(2)在实验加热过程中,观
5、察到硬质玻璃管中的现象是;缓慢推拉注射器活塞的目的是。实验记录下表是甲、乙、丙三组同学记录的实验数据:实验小组硬质玻璃管的容积/mL反应前注射器中气体体积/mL反应后注射器中气体体积/mL反应消耗的氧气体积/mL空气中氧气的体积分数/%甲451541118.3乙401851322.4丙50206填写上表中空白,帮助丙组同学完成实验数据的统计。实验分析从上述数据中可知,该实验存在一定误差,导致该实验数据比21%小的原因不可能是(填序号)。没有缓缓推拉注射器活塞读数时没有冷却至室温加入铜丝量太多反应后读数时小气球中气体未全部挤出|拓展提升|1.2018南通2018年3月,国内某民营企业自主研发的液
6、氧甲烷火箭发动机试车成功,标志着我国民营航天企业在火箭自主研发方面实现了重大突破。下列有关说法正确的是()A.氧气可以供给呼吸B.通常状况下氧气呈液态C.甲烷可以用于灭火D.甲烷是空气中含量最高的气体2.2017苏州下列关于空气的说法中,不正确的是() A.工业上采用分离液态空气法获得氧气B.二氧化硫是空气污染物之一C.空气中氧气质量占空气质量的21%D.空气中的氧气来源于绿色植物的光合作用3.2018无锡化学革命是发生在十八世纪末英国和法国的一场深刻的化学学科的变革。英国物理学家、化学家波义耳和法国化学家拉瓦锡曾做过貌似相同的两个实验(见图Z5-6)。图Z5-6关于这两个实验的说法正确的是(
7、)A.两个实验都可用于测定空气中氧气的含量B.两个实验中,曲颈甑内汞的表面都变为黑色C.波义耳的实验中,金属加热后质量增加,该现象不能用质量守恒定律解释D.拉瓦锡的实验中,玻璃钟罩内液面逐渐上升,达到一定高度后不再变化4.2019重庆B某同学误将少量KMnO4当成MnO2加入KClO3中进行加热制取氧气,部分物质质量随时间的变化如图Z5-7所示。下列关于该过程的说法正确的是()图Z5-7A.c代表氧气B.t2时刻,O2开始产生C.t1时刻,KMnO4开始分解D.起催化作用物质的质量一直保持不变5.2019安徽某兴趣小组对KClO3分解反应的催化剂进行研究,在相同的加热条件下,用如图Z5-8所示
8、装置完成表中实验:编号KClO3质量/g催化剂催化剂质量/g收集50 mL O2所需时间/s实验15-171实验25MnO20.549实验35Fe2O30.558实验45KCl0.5154图Z5-8(1)设置实验1的目的是。(2)表中所列3种催化剂的催化效果最佳的是。(3)写出KClO3分解的化学方程式:。(4)由实验1和实验4可知,KCl (填“有”或“无”)催化作用。维持加热条件不变,用实验1再继续收集50 mL O2,所需时间明显少于171 s,解释原因: 。(5)要比较KClO3分解反应中不同催化剂的催化效果,除了测量收集50 mL O2所需时间外,还可以测量相同时间内 。6.2019
9、苏州改编实验室常用高锰酸钾制取氧气,可能用到的装置如图Z5-9所示。图Z5-9(1)本实验可选用的发生和收集装置为(填序号)。(2)写出高锰酸钾分解制氧气的化学方程式:。上述反应的理论产氧率为产氧率=m(氧气)m(高锰酸钾)100%,结果精确到0.1%。取一定量的高锰酸钾固体,充分加热,发现实际产氧率远高于上述数值,则可能的原因有(测定过程中产生的误差可忽略)。(3)某同学进行该实验并用排水法收集O2。下列操作正确的是(填序号)。a.未检查装置气密性即向大试管中加入高锰酸钾固体b.当导管口有连续气泡均匀冒出时,开始收集氧气c.集气瓶中氧气收集满后,先用玻璃片盖住集气瓶口,再将其移出水面d.气体
10、收集完毕后,先熄灭酒精灯,再将导管移出水面(4)实验室也可用双氧水制氧气。某同学为研究MnO2粉末用量对双氧水分解速率的影响,做了以下实验:采用不同质量的MnO2粉末作催化剂,每次均用30 mL 10%的双氧水(其他实验条件均相同),测定收集500 mL氧气所用的时间,结果如下:序号123456789MnO2用量/g0.10.20.30.40.50.60.70.80.9所用时间/s1786322222写出上述反应的化学方程式: 。该实验可得出的结论是 。7.2019德州在进行“实验活动1氧气的实验室制取与性质”前,化学老师预计本次实验共需要收集45瓶氧气,通过计算得知:这些氧气的总质量约为16
11、 g。请计算出要制取足够的氧气,至少需要准备多少克高锰酸钾?【参考答案】夯实基础1.D2.A3.A解析氧气能支持燃烧,但是不能作燃料。4.A解析检查装置气密性时,先把导管放入水中,用手紧握试管壁,若导管口有气泡冒出,则气密性良好;用排水法收集气体,要等气泡连续且均匀冒出时再收集,不能加热立即收集,否则会导致收集到的气体不纯;用排水法收集气体,收集满后要在水下用玻璃片盖好再移出水槽;结束时要先把导管从水槽中移出,再停止加热,否则容易导致水倒吸,试管炸裂。5.A解析空气中没有氢气;空气中含有氮气和氧气,可以分离出来;空气中含有稀有气体He,可以分离出来。6.A7.A解析若红磷不足,则无法耗尽瓶内氧
12、气;燃烧匙应迅速伸入瓶中,防止瓶内气体受热逸出;红磷燃烧时,应关闭止水夹,防止气体受热膨胀从导管逸出;木炭燃烧生成二氧化碳气体,无法测定空气中氧气含量。8.(1)锥形瓶(2)2H2O22H2O+O2AD(3)连续、均匀检查装置的气密性9.实验原理2Cu+O22CuO实验步骤(1)(2)红色粉末逐渐变黑使装置中的氧气完全反应实验记录1420.0实验分析解析实验原理加热条件下铜和氧气反应生成氧化铜,消耗氧气,反应的化学方程式为2Cu+O22CuO。实验步骤(1)进行实验时,要测量出实验所用硬质玻璃管的容积;在硬质玻璃管中装入铜粉,两端塞上带导管的橡皮塞,其中一端用气球密封;移动注射器活塞,在注射器
13、中留下一定体积的气体,记录体积后与硬质玻璃管另一端密封连接,并将硬质玻璃管固定在铁架台上;酒精灯在铜粉部位加热,加热时不断推拉注射器;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。(2)在实验加热过程中,观察到硬质玻璃管中铜粉变为黑色;要缓慢推拉注射器活塞,使装置中的氧气完全反应。实验记录丙中反应消耗的氧气体积为20 mL-6 mL=14 mL,空气中氧气的体积分数为14 mL50 mL+20 mL100%=20.0%。实验分析没有缓缓推拉注射器活塞,会导致氧气不能完全反应,从而导致实验结果偏小;读数时没有冷却至室温,会导致测得的氧气体积偏小,从而导致实验结果偏小;加
14、入铜丝量应该足量,使氧气完全反应,因此加入铜丝量应该过量,从而使实验结果更准确;反应后读数时小气球中气体未全部挤出,会导致测得的氧气体积偏大,从而导致实验结果偏大。拓展提升1.A2.C解析空气中氧气体积约占空气体积的21%。3.D解析 波义耳的实验中装置不是密封的,无法测定空气中氧气的含量;在加热的条件下,汞与空气中的氧气反应生成红色氧化汞粉末;波义耳的实验中,金属汞加热后生成氧化汞,质量增加,生成了新物质,发生的是化学变化,所有的化学变化都遵循质量守恒定律;在加热的过程中,金属汞与装置内的氧气反应生成氧化汞固体,随着氧气的消耗,玻璃钟罩内液面逐渐上升,当氧气被完全消耗后,液面不再上升。4.C
15、解析由图示可知,c代表氯化钾;由图可知,t1时刻,KMnO4开始分解放出氧气,t2时刻,氯酸钾开始分解放出氧气;该反应过程中二氧化锰对氯酸钾分解起催化作用,而二氧化锰是高锰酸钾分解生成的,其质量先增加后不变。5.(1)对照实验(2)MnO2(3)2KClO32KCl+3O2(合理即可)(4)有随着反应的进行,生成的催化剂KCl越来越多(合理即可)(5)收集氧气的体积(合理即可)解析(1)设置实验1的目的是与其他组实验对比。(2)三种物质中用MnO2作催化剂收集相同体积的氧气所用时间最短,故催化效果最好。(3)氯酸钾受热分解的化学方程式为2KClO32KCl+3O2。(4)由表中数据可知,KCl
16、能缩短收集氧气的时间,故有催化作用;维持加热条件不变,用实验1再继续收集50 mL O2,所需时间明显少于171 s,是因为随着反应的进行,氯酸钾分解生成的KCl越来越多,加快了反应。(5)通过相同时间内收集的氧气体积,可以比较反应速率,也能比较催化效果。6.(1)AE(2)2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2 10.1%K2MnO4或MnO2在加热条件下分解产生氧气 (3)bc (4)2H2O22H2O+O2其他条件相同时,在一定范围内增加二氧化锰的质量,可以加快过氧化氢的分解速率解析(1)加热高锰酸钾制取氧气,发生装置选择固体加热型的装置A,收集装置可用排水法和向上排空气法,但装置C中
17、导管没有伸到集气瓶底部,故选择装置E。(2)根据化学方程式可知,每316份质量的高锰酸钾可分解生成32份质量的氧气,所以上述反应的理论产氧率为32316100%10.1%。取一定量的高锰酸钾固体,充分加热,发现实际产氧率远高于上述数值,则可能的原因为K2MnO4或MnO2在加热条件下也分解产生氧气。(3)制取气体的实验,装药品前要先检查装置气密性;当导管口有气泡连续均匀冒出时,开始收集氧气;集气瓶中氧气收集满后,先用玻璃片盖住集气瓶口,再将其移出水面;气体收集完毕后,应先将导管移出水面,再熄灭酒精灯,防止水倒吸入试管,导致试管炸裂。7.解:设需要高锰酸钾的质量为x。2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2316 32x 16 g31632=x16 g x=158 g答:至少需要准备158 g高锰酸钾。