资源描述
阶段测试(三)A 空气、氧气、二氧化碳
(考试时间:35分钟 满分:45分)
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Cl-35.5
卷Ⅰ 选择题 (每小题1分,共12分)
1.空气里含量最多的气体是 ( )
A.CO2 B.O2 C.N2 D.H2O
2.中国对大深度载人潜水器“蛟龙号”的研制取得了世界瞩目的成绩,实现了我国挺进深蓝的宏伟目标。乘蛟龙号下潜的科研人员,他们的呼吸环境必须注意调节的是 ( )
图1
A.O2和H2O的含量
B.O2和N2的含量
C.O2和H2的含量
D.O2和CO2的含量
3.下列物质在氧气中剧烈燃烧,发出白光,放出热量的是 ( )
A.木炭 B.铁丝 C.酒精 D.红磷
4.下列物质中属于纯净物的是 ( )
A.液态氧 B.洁净的空气
C.汽水 D.水泥砂浆
5.有关空气的叙述中,正确的是 ( )
A.空气中的氧气具有可燃性,可用作火箭燃料
B.化工厂废气及汽车尾气,不会造成空气污染
C.稀有气体有广泛的用途,可制成多种用途的电光源
D.空气中的氮气与氧气体积比约为51
6.某些食品需要充气防腐,下列气体最宜充入的是 ( )
A.氢气 B.氧气 C.氮气 D.空气
7.“雾霾”是近年的热点话题,环保部门按新修订的《环境空气质量标准》,着力做好细颗粒物(PM2.5)和臭氧(O3)新增指标的监测。下列说法正确的是 ( )
A.焚烧秸秆不会造成大气污染
B.化学在环境监测和保护中起重要作用
C.臭氧(O3)是一种氧化物
D.可吸入颗粒物对人体健康没有危害
8. 某同学用如图2所示装置测定空气中氧气的含量,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2
A.所用红磷要过量,以保证集气瓶内空气中的氧气能充分反应
B.在空气中点燃红磷后,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中氧气的含量
9.实验室加热一定质量的高锰酸钾制取氧气,随着反应的进行,试管内固体的质量逐渐减少。
图3
图3中各点表示的含义错误的是 ( )
A.a点表示高锰酸钾的质量
B.b点表示高锰酸钾、锰酸钾和二氧化锰混合物的质量
C.c点表示生成二氧化锰的质量
D.d点表示高锰酸钾完全分解了
10.如图4,集气瓶中充满二氧化碳,大烧杯中燃着2支高低不等的蜡烛,实验时打开止水夹,移开玻璃片。下列说法正确的是( )
图4
A.将观察到高的蜡烛先熄灭
B.不移开玻璃片,实验现象更明显
C.蜡烛会熄灭,是因为二氧化碳降低了蜡烛的着火点
D.去掉烧杯中的1支蜡烛,也能得出同样的实验结论
11.为探究二氧化碳能否和水反应,用四朵石蕊溶液染成紫色的干燥小花完成下列四个实验。实验Ⅰ、Ⅳ中小花变红,实验Ⅱ、Ⅲ中小花不变色。下列说法不正确的是 ( )
图5
A.实验Ⅰ、Ⅱ说明醋酸可以使小花变红
B.实验Ⅲ说明二氧化碳不能使小花变红
C.实验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ说明二氧化碳能与水发生化学反应
D.上述实验说明二氧化碳和醋酸具有相似的化学性质
12.一定条件下,蜡烛在一瓶空气中燃烧。利用O2传感器,测定燃烧过程中O2的体积分数,变化如图6所示。下列说法不正确的是( )
图6
A.蜡烛燃烧需要氧气
B.蜡烛熄灭后,密闭容器中还有氧气
C.蜡烛燃烧前,密闭容器中氧气的体积分数小于21%
D.蜡烛熄灭后,密闭容器中的二氧化碳体积分数为84%
卷Ⅱ 非选择题 (共33分)
【生活现象解释】
13.(8分)化学的基本特征是研究和创造物质。试从科学家认识物质的视角认识CO2。
(1)分类角度
CO2属于 (填序号)。
a.单质 b.氧化物 c.有机物
(2)微观角度
我国研制的一种新型催化剂可将CO2和H2转化为甲醇(CH3OH)和X。若用“”表示氧原子,“”表示氢原子,“”表示碳原子,该反应的微观示意图如下:
图7
画出X分子的微观示意图: 。
(3)性质角度
三百多年前,人们发现一些洞穴内有一种能使燃烧的木柴熄灭的气体,后来该气体被证实是CO2。据此推测CO2具有的化学性质是 。
(4)变化角度
CaCO3
↑
图8
图8是某同学整理的物质间转化图。实验室中常用CO2→CaCO3检验CO2气体,写出其化学方程式:
。
(5)应用角度
Ⅰ.可用图9所示方法自制汽水来消暑解热。
图9
制汽水时,NaHCO3与柠檬酸反应生成柠檬酸钠、二氧化碳和水。
①据此推测,通常条件下不能与柠檬酸反应的物质是 (填序号)。
a.镁带
b.氯化钠
c.烧碱
②打开汽水瓶盖时汽水会自动喷出来,说明气体在水中的溶解度与 有关。
Ⅱ.Al-CO2电池是一种新型电池。
③电池的工作原理:在O2的催化下,Al与CO2发生化合反应生成Al2(C2O4)3。写出此反应的化学方程式:
。
(6)环保角度
全球参与控制CO2的排放量是防止温室效应进一步增强的根本对策。下列限制CO2排放量的做法不合理的是 (填序号)。
a.制定旨在限制CO2排放的国际规定
b.减少化石能源的使用,开发太阳能等新能源
c.工厂通过加高烟囱直接排放含CO2的废气
【基本实验及其原理分析】
14. (2分)用图10所示装置进行氧气制取和性质实验。先将木炭加热至红热,再注入H2O2溶液。
图10
(1)A处发生反应的化学方程式为 。
(2)B处观察到的现象是 。
15.(4分)下面甲、乙是实验室制备CO2和某同学设计的验证CO2性质的实验装置图。
图11
(1)标有字母a的仪器名称是 。
(2)甲中发生反应的化学方程式是 。
(3)乙中进行实验时,先关闭K1和K2,加热c,一段时间后,再通入CO2,观察到b、d中纸花均不变色。再打开K2,b中纸花逐渐变 ,由此证明了CO2能与水反应。若打开K1,还可以证明CO2具有的化学性质是 。
16.(8分)下列是实验室常用仪器,据图12回答问题。
图12
(1)认识仪器:仪器A的名称是 。
(2)量取液体:量取5 mL水,需要选择的仪器是 (填序号)。
(3)制取气体:实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式是 ,用该原理制取氧气时,除上述仪器外,还缺少一种仪器的名称是 ,用向上排空气法收集氧气时,检验氧气是否收集满的方法是 。
(4)分离物质:实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的化学方程式是 ,充分反应后,分离剩余的物质需进行过滤,过滤属于 (填“物理”或“化学”)变化,过滤需选择的仪器是 。
【科学探究】
17.(5分)化学实验小组同学在实验室用过氧化氢溶液制氧气。
(1)用过氧化氢和二氧化锰反应的化学方程式为 。
(2)同学们发现反应时有白雾产生,用如下两个装置来找原因,其目的是 。
图13
同时又展开了下列思考与探究:
(3)催化剂MnO2的用量对反应速率是否有影响呢?
他们做了这样一组实验:每次均用30 mL 10%的H2O2溶液,采用不同质量MnO2粉末作催化剂,测定各次收集到500 mL氧气所用的时间,结果如下(其他实验条件均相同):
实验次序
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
MnO2粉末用量/g
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
所用时间/s
17
8
6
3
2
2
2
2
2
2
请根据表中数据回答,MnO2粉末的用量对反应速率的影响是____________________________________
____________________________________。
(4)H2O2溶液的溶质质量分数对反应速率是否有影响呢?
小组同学又做了一组实验:每次均取5 mL 30%的H2O2溶液,然后稀释成不同溶质质量分数的溶液进行实验。记录数据如下(实验均在20 ℃室温下进行,其他实验条件均相同):
实验次序
1
2
3
4
5
6
7
8
H2O2溶液溶
质质量分数
1%
3%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
MnO2粉末用量/g
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
收集到540 mL气
体时所用时间/s
660
220
205
80
25
9
4
3
分析表中数据可得出的结论是 。
(5)实验反思:MnO2颗粒的大小对反应速率是否有影响?请设计实验证明(语言叙述,不用画装置图)_____
________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________。
18.(6分)某化学兴趣小组利用如图14所示装置进行氧气的制取和性质实验。
图14
(1)仪器a的名称是 。
(2)实验中,点燃酒精灯后,可观察到硫粉在氧气中燃烧呈现 色火焰;装置C中的现象是 。
(3)装置D的作用是 (用化学方程式表示)。
(4)为了证明装置C中出现的现象不是由氧气造成的,在不改变装置的情况下,操作方法是________
,并观察装置C中的现象。
(5)实验时加入6%的过氧化氢溶液51 g,理论上可生成多少克氧气?(写出计算过程)
【参考答案】
1.C
2.D [解析]空气中不含氢气,氮气含量远大于氧气,水在常温下呈液态,所以不需要调节H2O、N2和H2的含量。因为在密闭空间内,氧气供给呼吸,人体呼吸会产生二氧化碳气体,二氧化碳不能供给呼吸,含量偏高会影响人体正常呼吸,故乘蛟龙号下潜的科研人员,他们的呼吸环境必须注意调节的是O2和CO2的含量。
3.A [解析]木炭在氧气中燃烧,发出白光,放出热量。
4.A [解析]液氧属于纯净物中的单质;洁净的空气中有氮气和氧气等物质,属于混合物;汽水中有碳酸和水等物质,属于混合物;水泥砂浆中有水、沙子等物质,属于混合物。
5.C [解析]氧气能支持燃烧,但不具有可燃性,不能用作火箭燃料,A错误;化工厂废气及汽车尾气,会造成空气污染,B错误;稀有气体通电时能发出不同颜色的光,可制成多种用途的电光源,C正确;空气中的氮气与氧气体积比约为45∶15=4∶1,D错误。
6.C [解析]氮气性质稳定,不易与其他物质发生反应,且无毒,所以可作保护气。
7.B [解析]焚烧秸秆会产生烟尘等有害物质,会造成空气污染,A错误;环境污染既要检测分析,还要进行处理,在处理过程中不能造成二次污染,这些都与化学有关,B正确;氧化物是氧元素和另一种元素组成的化合物,臭氧中只有一种元素,属于单质,C错误;可吸入颗粒物是有害物质,会对人体健康产生危害,D错误。
8.A [解析]若红磷的量不足,则氧气无法完全消耗,A正确;燃烧匙应迅速伸入瓶中,防止瓶内气体受热逸出,B错误;红磷燃烧时,应关闭止水夹,防止气体受热膨胀,从导管逸出,C错误;木炭燃烧生成二氧化碳等气体,无法测定氧气含量,D错误。
9.C [解析]图像中起点描述反应前的状态,转折点描述反应停止的状态,故A、D正确;趋势描述反应过程,故B正确。
10.D
11.D [解析]实验Ⅰ中小花变红,Ⅱ中小花不变色,说明醋酸可以使小花变红;Ⅲ中小花不变色,说明二氧化碳气体不能使小花变红;实验Ⅱ、Ⅲ中小花不变色,Ⅳ中小花变红,说明二氧化碳能与水发生化学反应生成酸;上述实验说明醋酸具有酸性,二氧化碳气体本身没有酸性,二者化学性质不相似。
12.D [解析]反应结束后,氧气体积分数为16%,则剩余的氮气、二氧化碳、稀有气体等其他气体占据剩余的84%,而非全部都是二氧化碳,故D错。
13.(1)b (2) (3)不可燃,不助燃
(4)CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O
(5)①b ②压强
③2Al+6CO2Al2(C2O4)3 (6)c
[解析](1)氧化物是由两种元素组成,其中一种元素是氧元素的化合物,CO2由C元素和O元素组成,属于氧化物。(2)根据微观示意图可知,化学反应方程式为CO2+3H2CH3OH+X,结合质量守恒定律,反应前后原子的种类和个数不变,可知X为H2O。(3)CO2能使燃烧的木柴熄灭,说明CO2不可燃,不助燃。(4)CO2可以与碱反应,实验室采用澄清石灰水检验CO2,澄清石灰水的溶质是氢氧化钙,CO2通入到澄清石灰水中能使澄清石灰水变浑浊,化学方程式为CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O。(5)①柠檬酸可以跟NaHCO3反应生成柠檬酸钠、二氧化碳和水,可以推测柠檬酸具有酸性,根据酸的化学性质可知,酸可以跟氢前金属反应,酸可以与碱发生中和反应,跟某些盐发生复分解反应,柠檬酸不能与氯化钠发生反应。②打开汽水瓶,压强减小,汽水冒出,说明压强减小,气体溶解度减小。③根据题目可知,反应物是铝和二氧化碳,反应条件是在催化剂氧气作用下,化合生成Al2(C2O4)3,故该反应的化学方程式是2Al+6CO2Al2(C2O4)3。(6)含CO2的废气不经过处理,直接排放,会造成空气中二氧化碳含量增加,造成温室效应加剧,而加高烟囱不能达到减少二氧化碳排放量的目的。
14.(1)2H2O22H2O+O2↑
(2)木炭剧烈燃烧、发出白光
[解析](1)A处发生的反应是过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气,化学方程式为2H2O22H2O+O2↑。(2)B处红热的木炭与氧气接触,发生燃烧反应,观察到的现象是木炭剧烈燃烧、发出白光。
15.(1)长颈漏斗
(2)CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑
(3)红 不能燃烧,也不支持燃烧
[解析](1)从图中可以看出仪器a为添加液体药品的长颈漏斗。(2)实验室中常用大理石或石灰石(主要成分为碳酸钙)与稀盐酸反应制取二氧化碳,反应的化学方程式为CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑。(3)c中的水蒸气进入b中,二氧化碳与水反应生成碳酸,能使紫色石蕊变红色;二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧,故打开K1后,烧杯中的蜡烛熄灭。
16.(1)铁架台
(2)DI(或DIG或DIH)
(3)2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
酒精灯 将带火星的木条放在集气瓶口,木条复燃,则氧气集满
(4)2H2O22H2O+O2↑ 物理 ACFG
[解析](3)高锰酸钾在加热条件下,分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,该反应是固体在加热条件下进行,所以还缺少的仪器是酒精灯,如果用向上排空气法收集氧气,检验氧气收集满的操作是将带火星的木条放在集气瓶口,木条复燃,证明已满。(4)过氧化氢在二氧化锰催化条件下分解生成水和氧气,反应后将水和二氧化锰分离需要进行过滤,过滤所需要的仪器有带铁圈的铁架台、漏斗、烧杯、玻璃棒。
17.(1)2H2O22H2O+O2↑
(2)探究白雾的产生是否与温度有关(或探究温度低时是否还有白雾)
(3)在一定范围内,MnO2粉末的用量越大,反应速率越快;但是当MnO2粉末的用量达到0.5 g后所用时间就相同了,所以在一定范围内增加MnO2粉末的用量可以加快反应速率
(4)其他条件相同时,H2O2溶液的溶质质量分数越大,反应速率越快
(5)将等量粉末状和块状的MnO2置于两个相同的仪器中,同时加入同体积同浓度的过氧化氢溶液,测定收集相同体积的气体所用的时间(或相同的时间记录收集到气体的体积)
[解析](1)过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解为水和氧气。(2)过氧化氢分解产生氧气的过程中可能会放出热量,使得水汽化形成白雾,所以用图示两个装置来找原因,其目的是探究白雾的产生是否与温度有关或温度低时是否还有白雾。(3)由表格中的数据可知:在一定范围内,MnO2粉末的用量越大,反应速率越快;但是当MnO2粉末的用量达到0.5 g后所用时间就相同了,所以在一定范围内增加MnO2粉末的用量可以加快反应速率。(4)由表格中的数据可知:其他条件相同时,H2O2溶液的溶质质量分数越大,反应速率越快。(5)探究MnO2颗粒的大小对反应速率是否有影响,在设计实验时,除MnO2颗粒的大小不同外,二氧化锰的用量要相等,过氧化氢溶液的体积与浓度要完全相同,通过测定收集相同体积的氧气所需时间(或相同的时间记录收集到气体的体积)来比较反应速率。
18.(1)分液漏斗 (2)蓝紫 溶液褪色
(3)2NaOH+SO2Na2SO3+H2O
(4)点燃酒精灯前先通一段时间氧气
(5)解:设理论上可生成氧气的质量为x。
2H2O22H2O+O2↑
68 32
51 g×6% x
6832=51 g×6%x x=1.44 g
答:理论上可生成氧气的质量为1.44 g。
[解析](2)硫粉在氧气中燃烧,发出明亮的蓝紫色火焰;二氧化硫具有还原性,可以使高锰酸钾溶液褪色。(3)二氧化硫与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水,化学方程式为2NaOH+SO2Na2SO3+H2O。(4)要排除装置C中出现的现象不是由氧气造成的,可以在点燃酒精灯前先通一段时间氧气,如果高锰酸钾溶液不褪色,说明溶液褪色与氧气无关。
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