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专题1 空气
考点分布 考查频率 命题趋势
考点1 氧化与燃烧 ☆☆☆ ①概述氧气与二氧化碳的主要物理性质及化学性质②说明氧气与二氧化碳的实验室制备及检验方法③说明氧气与二氧化碳的用途及与其性质的关系④列举空气中污染物的主要来源，防治空气污染的方法⑤探究空气中氧气体积分数的定量估测
考点2 氧气的性质与制取 ☆☆☆
考点3 CO2和CO性质和用途 ☆☆☆
考点4 实验室制取CO2 ☆☆☆
■考点一　氧化与燃烧
(1)缓慢氧化:氧化反应进行得非常缓慢，甚至在短期内不易察觉，如钢铁生锈、塑料和橡胶制品的老化等。剧烈氧化:氧化反应进行得很剧烈，如硫、铁、磷等物质的燃烧。
【能力拓展】氧化反应不属于化学反应的基本反应类型。
(2)燃烧条件：(1)可燃物要与氧气(或空气)接触；(2)温度达到着火点
■考点二　氧气的性质与制取
1、实验室制备氧气的化学原理
反应原理 2H2O22H2O＋O2↑ 2KMnO4△K2MnO4＋MnO2＋O2↑2KClO32KCl＋3O2↑
实验装置
收集方法 (1)排水集气法(因氧气不易溶于水)(2)向上排空气法(因氧气密度比空气大)
验满方法 将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃(向上排空气法)
检验方法 将带火星的木条放在集气瓶中，木条复燃
注意事项 长颈漏斗末端要伸到液面以下(分液漏斗则不必) (1)试管口略向下倾斜(2)铁夹夹在试管中上部(3)实验完毕，先移走导气管，再移走酒精灯(4)用KMnO4制O2时，试管口放一团棉花
2、空气中氧气体积分数的定量估测
装置图 注意点
试剂要求：足量红磷装置要求：气密性良好操作要求：待集气瓶冷却到室温后再打开弹簧夹实验现象：大量白烟，瓶内液面上升约1/5体积实验结论：空气是混合物；O2约占1/5，可助燃；N2约占4/5，不可燃也不可助燃，难溶于水
①液面上升小于1/5的原因：装置漏气，红磷量不足，未冷却完全；
②选择的药品应具备的条件：能在空气中燃烧；在空气中燃烧时只与氧气反应，不消耗空气中其他气体；燃烧后只产生固体或产生的气体可以被水或其他溶液吸收。
【知识拓展】
1．空气是一种混合物。空气中各种气体的含量是体积分数，不能误解为质量分数。
2．空气中氧气体积分数的估测实验中，不能用铁代替红磷的原因是铁不能在空气中燃烧；不能用碳、硫代替红磷的原因是产物是气体，不能产生压强差。
■考点三　CO2和CO的性质和用途
（一）CO2物理性质
二氧化碳气体是由大量CO2分子构成的，每个二氧化碳分子由1个碳原子和2个氧原子构成。CO2本身没有毒性，但CO2不能供给呼吸，在空气中的含量约占0.04%，当空气中CO2含量超过正常含量时才会对人体产生危害。
在通常状态下，二氧化碳是一种无色、无味的气体，能溶于水，密度比空气大。二氧化碳在一定条件下有固、液、气三态变化。固体二氧化碳叫干冰，干冰易升华，常压下，在-78 C以上可直接升华为气态二氧化碳，同时吸收大量的热。
（二）CO2化学性质
(1)二氧化碳一般不燃烧也不支持燃烧，不能供给呼吸。
(2)二氧化碳与水反应生成碳酸:CO2+H2O == H2CO3 (碳酸能使紫色石蕊试液变红)
碳酸不稳定，受热易分解: H2CO3 △ CO2↑+H2O
(3)二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊:CO2+Ca(OH)2 = CaCO3↓+ H2O [ CaCO3 (碳酸钙)是难溶于水的白色固体，这一反应常用来检验二氧化碳]
（三）CO化学性质
(1)一氧化碳是无色无味的有毒气体，在使用CO时必须要尾气处理，有还原性，能在加热时将氧化铁还原成铁单质，在金属冶炼时使用。
■考点四　实验室制取二氧化碳
1．工业制法：CaCO3CaO＋CO2↑
2．实验室制法：
a．原理：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑
(注意：不能用浓盐酸，因为浓盐酸易挥发使CO2不纯；也不能用硫酸，因为反应产生的硫酸钙微溶于水，会阻止碳酸钙跟硫酸反应)。
b．装置：块状固体和液体反应，不加热(如图所示)。
c．步骤：(略)。
d．收集方法：向上排空气法。
3．检验二氧化碳气体用澄清石灰水，若能使澄清石灰水变浑浊，则是二氧化碳。
CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O。
■考点一　氧化与燃烧
◇典例1：（2023九下·义乌模拟）如图，小明将一张白纸紧紧地卷成棍状，在其表面缠绕一根铜丝。用蜡烛对铜丝处进行加热，纸棍不燃烧；而对纸棍未卷铜丝处进行加热，很快就能点燃。据此推测，铜丝在实验中的作用是（　　）
A．隔绝白纸周围氧气 B．升高白纸的着火点
C．降低白纸表面温度 D．降低蜡烛火焰温度
【答案】C
【解析】燃烧的三个必要条件：第一，燃烧需要助燃剂；第二，燃烧必须具有可燃物；第三，燃烧需要达到可燃物的着火点；
【解答】小明将一张白纸紧紧地卷成棍状，在其表面缠绕一根铜丝。用蜡烛对铜丝处进行加热，纸棍不燃烧；而对纸棍未卷铜丝处进行加热，很快就能点燃。 说明铜丝具有很好的导热性，降低了白纸表面的温度；
◆变式训练1：（2023·温州模拟）按如图所示方案进行“探究燃烧条件之一是温度要达到可燃物的着火点”的实验(已知：白磷的着火点是40℃)，往甲装置的水中加入某种固体物质后白磷燃烧，乙中白磷不燃烧。实验后，将甲中的试管倒置于水中，去掉橡胶塞，发现水进入试管中。
（1）甲装置的水中加入的固体物质可能是　 　；
（2）乙试管中的Y为　 　；
（3）“水进入试管中”的原因是　 　。
【答案】（1）氢氧化钠或者氧化钙（2）空气（3）试管内气压减小，大气压将水压进试管
【解析】物体的燃烧条件为可燃物，助燃剂，温度达到着火点三个条件缺一不可；同时还考查了关于物质溶解时放热和吸热的现象。
【解答】（1）甲装置中白磷燃烧，故下方溶液使白磷的温度到达了着火点，故固体在溶解时应放热，如氢氧化钠或氢氧化钙；
（2）本题的实验变量为温度，故需控制其它条件相同且适宜，往其中通入与甲一样的空气即可；
（3）白磷燃烧消耗了空气中的氧气，故使内部气压减小，在大气压的作用下将水压进试管
◇典例2：（2023·杭州）将燃烧的蜡烛放人图甲装置中，一段时间后，蜡烛会慢慢熄灭。兴趣小组探究其原因的过程如下（气体的含量用体积分数表示）：
（1）甲同学认为，蜡烛熄灭是装置内的氧气被消耗完了。他设计了图乙的实验装置，待蜡烛熄灭后，用凸透镜聚焦太阳光使白磷的温度达到着火点，观察到　 　现象，从而否定了自己的猜想。他重新实验，测得蜡烛燃烧过程中烛焰附近的二氧化碳含量从0.04%上升到7.4%，氧气含量从21%下降到13.8%。
（2）甲同学又认为可能是二氧化碳含量过高导致蜡烛熄灭。乙同学不赞同，他改变图甲装置中的气体成分，只进行了一次实验，就否定了甲同学的观点。则乙同学进行的实验是　 　。
实验 氧气含量 二氧化碳含量 蜡烛能否燃烧
A 21% 8.4% 能
B 21% 3.4% 能
c 12.8% 3.4% 不能
（3）还有一种观点：随着蜡烛的燃烧，氧气含量下降，产热速度变慢；当产热量小于散热量，烛芯的温度下降至着火点以下，蜡烛熄灭。如果该观点正确，将图甲装置置于温度更低的环境中实验，则测得烛焰附近的氧气含量最小值会如何变化？并解释原因。　 　
【答案】（1）白磷燃烧 （2）A
（3）大于13.8%（或变大）。低温环境中，烛焰散热快，降温快，为了维持蜡烛燃烧，需要增加产热，所以需要浓度更高的氧气。
【解析】（1）燃烧条件为：可燃物，助燃剂，温度到达着火点；
（2）可能是二氧化碳含量过高导致蜡烛熄灭 ，故应使氧气浓度不变，升高二氧化碳浓度；
（3）氧气浓度越高，燃烧速度越快，温度越高。
【解答】（1）观察到白磷燃烧，说明瓶中还有氧气可以助燃；
（2）使氧气浓度不变，升高二氧化碳浓度，故为A；
（3） 图甲装置置于温度更低的环境中实验时，原因为： 大于13.8%（或变大）。低温环境中，烛焰散热快，降温快，为了维持蜡烛燃烧，需要增加产热，所以需要浓度更高的氧气。
◆变式训练2：（2023·桐乡模拟）常温下铁在潮湿的空气中容易生锈，产物主要为Fe2O3 nH2O；铁丝在氧气中燃烧，产物为黑色的Fe3O4。
【提出问题】铁在空气中用酒精灯加热时，是否与空气中氧气发生反应 产物是什么
【查阅资料】①常见的铁的氧化物有三种FeO、Fe2O3、Fe3O4，其中Fe3O4是磁性物质。②FeCl3溶液呈黄色，FeCl2溶液呈浅绿色。
【实验探究】①按图连接实验装置，检查装置气密性。向试管内加入铁粉，针筒活塞停在A刻度。
②加热铁粉的过程中，活塞发生移动。停止加热后，活塞逐渐向左移动，最终停在B刻度。
③用细线吊着洁净铁钉靠近加热后的固体粉末，发现没有粉末被铁钉吸上来。
④待试管冷却后，向试管内加入盐酸，发现有气泡产生，溶液立即出现黄色。
⑤另取一些未加热过的铁粉加入到盛有盐酸的试管内，发现有气泡产生，溶液变为浅绿色。
【结论与反思】
（1）检查装置气密性时，先用酒精灯给试管预热，针简活塞向右移动，当停止加热后，如观察到的现象，说明气密性良好。
（2）实验可得出结论：铁粉在空气中用酒精灯加热时，与空气中氧气发生反应，产物中一定没有　 　。
（3）结合已学知识和本次探究分析可得，铁与氧气反应的产物受反应温度、氧气的　 　等因素影响。由于上述活动无法证明产物中是否存在 FeO，所以他们的探究仍在继续。
【答案】（1）针筒活塞回到原先位置 （2）浓度（3）Fe3O4
【解析】（1）气密性是否良好可以通过气压差来判断；
（2）判断反应以后的产物可以通过观察颜色或用吸铁石会吸来判断；
（3）氧气的浓度会影响产物的种类变化。
【解答】（1） 当停止加热后 ，若气密性不良好活塞不能再移动回原来的位置了，故针筒活塞回到原先位置说明气密性良好。
（2）洁净铁钉靠近加热后的固体粉末，发现没有粉末被铁钉吸上来 ，故无有磁性的Fe3O4 ；
（3） 铁与氧气反应的产物受反应温度、氧气的浓度影响。
■考点二　氧气的性质与制取
◇典例1：（2023九下·义乌模拟）如图所示，①为制取氧气的发生装置(气密性良好)，其中的燃烧匙可以上下移动。
②和③为氧气的收集装置。小金欲制取一瓶干燥的氧气，下列分析正确的是（　　）
A．在①中，将MnO2浸入H2O2溶液，MnO2可分解产生氧气
B．若用装置②的方法收集氧气，需等到导管口气泡均匀并连续冒出时才可收集
C．若用装置③的方法收集氧气，可将带火星的木条放至瓶口进行验满
D．将装置①分别与装置②或③连接，均能达到实验目的
【答案】C
【解析】根据MnO2可加快过氧化氢分解产生氧气，二氧化锰不能产生氧气，要收集干燥氧气，需将气体通过碱石灰干燥后利用向上排空气法收集及氧气的验满方法分析。
【解答】A、在①中，将MnO2浸入H2O2溶液，MnO2可加快过氧化氢分解产生氧气，二氧化锰不能产生氧气 ，不符合题意；
B、装置②的方法收集氧气中会含有水蒸气，不能得到干燥氧气，不符合题意；
C、若用装置③的方法收集氧气，可将带火星的木条放至瓶口进行验满 ，符合题意；
D、将装置①分别与装置③连接，能达到实验目的 ，②收集气体不干燥，不符合题意；
◆变式训练1：（2023九下·义乌模拟）实验室用高锰酸钾制取并收集氧气。
（1）组装该装置时，下列仪器用品的组装顺序是　 　(填序号)。
①试管 ②铁架台 ③酒精灯 ④木块
（2）实验中用排水法收集了一瓶氧气，把一根带火星的木条伸到集气瓶口时，没有复燃。原因可能是____(选填字母)。
A．实验结束时，熄灭酒精灯前没有先把导管移出水面 B．有气泡冒出时立即进行收集
C．导管口没有放一小团棉花 D．收集前集气瓶中未装满水
【答案】（1）②④③① （2）B；C
【解析】（1）根据组装装置按从下向上从左向右的顺序分析；
（2）根据收集气体不能使带火星木条复燃可能是氧气纯度不够，排水法收集气体导管口有气泡冒出立即收集或瓶内未装满水会影响氧气纯度分析。
【解答】（1）组装该装置时，要按从下向上从左向右的顺序，则所给仪器用品的组装顺序是②④③① 。
（2）实验结束时，熄灭酒精灯前没有先把导管移出水面，易造成水倒吸炸裂试管，不影响收集氧气的量及纯度，A错误； 有气泡冒出时立即进行收集 ，氧气中会混有空气，氧气浓度不够可能会使带火星木条不能复燃，B正确； 导管口没有放一小团棉花会造成高锰酸钾颗粒进入导管，不影响产生氧气纯度与质量，C错误； 收集前集气瓶中未装满水 ，会使收集气体不纯，可能导致不能使带火星木条复燃，D正确。
◇典例2：（2021·台州）家庭医药箱里有一瓶标签缺损的医用双氧水，为测定其溶质质量分数，小宁设计了如图实验：在试管中放入一定量的二氧化锰，然后用注射器注入10mL该医用双氧水，直到试管中不再有气泡产生，通过测量量筒中水的体积就可以大致计算出双氧水质量分数。
（1）实验中用排水法测量氧气的体积是因为氧气具有　 　的性质。
（2）若俯视读得量筒中水的体积，则测得的双氧水质量分数将　 。(填“偏大”“偏小”或“不变")。
【答案】（1）不易溶于水（2）偏大
【解析】（1）根据气体的性质选择合适的气体收集方法；
（2）根据“俯视大仰视小”的规律确定实际得到水的质量变化，再根据溶质质量分数=确定溶质质量分数的变化。
【解答】（1）实验中用排水法测量氧气的体积是因为氧气具有不易溶于水的性质。
（2）根据“俯视大仰视小”的规律可知，若俯视读得量筒中水的体积，读出的示数偏大，而实际得到水的体积偏小，根据溶质质量分数=可知，双氧水的质量分数偏大。
◆变式训练2：（2023·金华）小金利用如图甲所示装置（气密性良好）和试剂测定空气中氧气含量，集气瓶中空气的体积为200mL，氧气传感器测得集气瓶内氧气的体积分数变化曲线如图乙所示。
（1）实验开始时，用酒精灯加热粗铜丝，其目的是　 　。
（2）反应开始到止水夹打开前，集气瓶内可观察到的现象是　 　。
（3）小金提出“倒吸入集气瓶中水的体积除以200mL等于空气中氧气的含量”。据图乙分析，此说法　 　（选填“正确”或“错误”），说明理由：　 　。
【答案】（1）引燃白磷（2）白磷燃烧，产生大量白烟，放出热量
（3）错误；白磷不能耗尽装置中的氧气（或装置中的氧气没有全部被白磷燃烧耗尽）
【解析】根据铜的导热性、白磷燃烧的现象及图示中白磷不能完全消耗氧气分析。
【解答】（1）实验开始时，用酒精灯加热粗铜丝，其目的是利用铜的导热性引燃白磷 。
（2）反应开始到止水夹打开前，集气瓶内可观察到的现象是白磷燃烧，产生大量白烟，放出热量 。
（3）由图示可知， 白磷不能耗尽装置中的氧气，所以“倒吸入集气瓶中水的体积除以200mL等于空气中氧气的含量”说法错误。
故答案为：（1）引燃白磷；（2） 白磷燃烧，产生大量白烟，放出热量 ；（3）错误；白磷不能耗尽装置中的氧气（或装置中的氧气没有全部被白磷燃烧耗尽）。
■考点三　CO2和CO的性质和用途
◇典例1：（2021·台州）二氧化碳的资源化利用是实现碳减排的重要途径以下是一种实现二氧化碳转化为重要原料二甲醚(化学式为C2H6O)的途径：
（1）转化①是二氧化碳与一种常见单质反应生成甲醇和水，这种单质的化学式为　 　。
（2）转化②是甲醇发生分解反应生成二甲醚和水反应中生成二甲醚和水的分子数之比为　 　。
【答案】（1）H2 （2）1：1
【解析】（1）根据质量守恒定律分析；
（2）根据方程式中化学计量数分析。
【解答】（1）转化①是二氧化碳与一种常见单质反应生成甲醇和水， 由反应后生成物的元素组成可知，这种单质为氢气，化学式为H2 ；
（2）转化②是甲醇发生分解反应生成二甲醚和水 ，反应方程式为2CH4O＝C2H6O+H2O， 反应中生成二甲醚和水的分子数之比为1：1.
◆变式训练1：（2022·南湖模拟）在学习了二氧化碳的制取与性质实验后，某化学兴趣小组同学设计了如图所示的实验(夹持仪器已略去)。请回答：
（1）装置A中发生反应的化学方程式为　 　。
（2）装置B玻璃管内、外壁分别贴有用紫色石蕊试液浸泡过的干燥或湿润滤纸条，打开K1，关闭K2和K3，并向玻璃管外壁上4号滤纸条喷醋酸，观察到　 　，3号滤纸条不变色，4号滤纸条变红。由此证明了CO2能与水反应。
（3）紧接着又打开K3观察到低处蜡烛先熄灭，说明CO2具有的化学性质是　 　。
（4）如图所示CO2验满操作中，正确的是　 　(填字母)。
（5）为保证制得纯净的二氧化碳，棉花团上应事先浸有　 　(填”NaOH溶液”或”饱和NaHCO3溶液”)。
【答案】（1）CaCO3+2HCl==CaCl2+CO2↑+H2O
（2）1号滤纸条不变色，2号滤纸条变红
（3）二氧化碳既不能燃烧，也不能支持燃烧
（4）C
（5）饱和NaHCO3溶液
【解析】（1）根据实验室制取二氧化碳原理分析；
（2）根据二氧化碳与水化合生成碳酸分析；
（3）根据二氧化碳不支持燃烧本身不燃烧分析；
（4）根据二氧化碳利用燃着木条放瓶口进行验满分析；
（5）根据氢氧化钠能与二氧化碳反应，碳酸氢钠不能与二氧化碳反应，且能吸收挥发出的氯化氢气体分析。
【解答】(4)CO2验满时，应将燃着的木条放在集气瓶口，验满之前导管不能拿出，故正确操作为C。(5)氢氧化钠能与二氧化碳反应，碳酸氢钠不能与二氧化碳反应，且能吸收挥发出的氯化氢气体，故棉花团上应事先浸有饱和NaHCO3溶液。
◇典例2：（2023·柯桥模拟）科学兴趣小组的同学用如图装置验证二氧化碳的性质(省略仪器的固定装置)。
（1） 实验开始后，关闭K3，打开K1、K2，装置左侧通入CO2，一段时间后，A中纸花变红，原因为　 　(用化学方程式解释)，同时B中短蜡烛熄灭，关闭K2，片刻后长蜡烛也熄灭，说明CO2具有的性质是　 　。
（2）关闭K1、K4，打开K3，观察D中现象，一段时间后再打开K4，继续观察，则整个过程D中的现象为　 　。
【答案】（1）CO2+H2O=H2CO3；密度比空气大；不燃烧也不支持燃烧 （2）先无明显现象，后变浑浊
【解析】（1）实验开始后，关闭K3，打开K1、K2，装置左侧通入CO2，一段时间后，A中纸花变红，其原因为：二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸使石蕊试纸变成红色，反应的方程式为：CO2+H2O=H2CO3。
同时B中短蜡烛熄灭，关闭K2，片刻后长蜡烛也熄灭，说明CO2具有的性质是：密度比空气大；不燃烧也不支持燃烧。
（2）关闭K1、K4，打开K3，观察D中现象，一段时间后再打开K4，继续观察，则整个过程D中的现象为：先无明显现象，后变浑浊。
（1）确定反应物、反应条件和生成物，据此写出反应的方程式。从密度大小和是否支持燃烧的角度分析二氧化碳的性质；
（2）二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，从而使C内气压降低。在外界大气压强的作用下，D中的石灰水被压入C中。则氢氧化钙与碳酸钠反应，生成白色沉淀碳酸钙和氢氧化钠，据此分析描述现象即可。
故答案为：（1） 氢氧化钠或者氧化钙 ；（2）空气；（3） 试管内气压减小，大气压将水压进试管
◆变式训练2：（2021·台州）某同学对收集满二氧化碳气体的集气瓶需要正放的必要性进行了探究。实验步骤如下：
①将有底的空纸筒盖上硬纸板、在电子秤上称得质量为5.39克；
②将该纸筒先后两次收集满二氧化碳气体、盖上硬纸板。分别正放、倒放在电子秤上，如图甲和图乙、观察并记录读数变化：
③将两次的读数变化绘制成图丙，并得出结论。
回答下列问题：
（1）检验二氧化碳收集满的操作是　 　。
（2）纸筒正放时，电子秤读数变小的原因是　 　。
（3）结合图丙推测，若纸筒内收集满的是氢气。请在图丁中画出纸筒正放、倒放时电子秤读数随时间的大致变化情况并标注。(纸筒收集满氢气后的质量为5.30克)
【答案】（1）将燃着的木条放在集气瓶口。若熄灭，则已经收集满
（2）二氧化碳逸出，空气进入：且二氧化碳比空气密度大
（3）
【解析】（1）根据二氧化碳气体的验满方法解答；
（2）二氧化碳密度大于空气，它们会不断从上面的小孔逸出，进入空气，从而使电子秤的示数减小；（3）分析电子秤示数的变化规律，然后尝试完成作图即可。
【解答】（1）检验二氧化碳收集满的操作是：将燃着的木条放在集气瓶口。若熄灭，则已经收集满。
（2）纸筒正放时，电子秤读数变小的原因是：二氧化碳逸出，空气进入：且二氧化碳比空气密度大。（3）①氢气的密度小于空气，随着氢气的逸出，空气会慢慢进入桶内，从而使电子秤的示数增大，直到最后示数变成5.39g；
②由于氢气的密度小于空气，因此它会聚集在纸筒的上面，即正放时氢气的逸出速度大于倒放时的速度，则正放时电子秤的示数增大速度大于倒放时，如下图所示：
■考点四　实验室制取二氧化碳
◇典例1：（2022·绍兴）科学是一门以实验为基础的学科。以下是实验室制取、收集、测量气体体积的常用装置。
（1）实验室制取二氧化碳的发生装置可以选择　 　（填字母）。
（2）检查装置B气密性的方法是：先关闭止水夹，然后　 　。
（3）若用装置C测反应生成的二氧化碳体积，测得的体积比理论值小，原因可能是二氧化碳具有　 　的性质。
【答案】（1）B
（2）向长颈漏斗中加入适量的水，若液面形成高度差且一段时间后，高度差不变，则气密性良好。（合理即可)
（3）能溶于水或能与水反应
【解析】（1）根据反应物的状态和反应条件选择气体的发生装置；
（2）根据检查装置气密性的方法解答；
（3）测得的二氧化碳的体积偏小，那么二氧化碳肯定是被消耗了，即要么是它能够与水反应，要么是它能够溶于水，据此分析解答。
【解答】（1）实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，反应物为固体和液体，且不需要加热，因此发生装置选择“固液常温型”，故选B。
（2）检查装置B气密性的方法是：先关闭止水夹，然后向长颈漏斗中加入适量的水，若液面形成高度差且一段时间后，高度差不变，则气密性良好。
（3）若用装置C测反应生成的二氧化碳体积，测得的体积比理论值小，原因可能是二氧化碳具有能溶于水或能与水反应的性质。
◆变式训练1：（2022·温州）实验室取二氧化碳时，选择合适溶质质量分数的盐酸，有利于减少盐酸浪费。小明分别取400克溶质质量分数为7.3％、14.6％、21.9％的盐酸与足量的石灰石反应，进行A、B、C三组实验，产生二氧化碳的快慢与时间关系如图所示，算得盐酸利用率如表（盐酸利用率是指收集到的气体体积理论上所需要的盐酸量与实际消耗的盐酸总量的比值)。
盐酸利用率与盐酸溶质质量分数的关系
组别 A B C
盐酸溶质质量分数 7.3% 14.6% 21.9%
盐酸利用率 82.5% 81.5% 72.1%
（1）小明在实验过程中发现，发生装置中的锥形瓶外壁发烫。推测图中c组在第5～10分钟时反应快速变慢的主要原因是　 　。
（2）小明用400克盐酸进行A组实验，可收集到二氧化碳气体约多少升？（盐酸与石灰石反应的化学方程式为：2HCl+CaCO3=CaCl2+H2O+CO2↑，常温常压下二氧化碳的密度约为2克／升）
（3）实验中，小明想在10分钟内制取10升二氧化碳气体，综合考虑各种因素，选用哪种溶质质量分数的盐酸更合适，并说明理由。　 　
【答案】（1）盐酸溶质质量分数越大，越易挥发；反应速度越快，消耗的盐酸越多；温度升高加快盐酸挥发。上述结果引起盐酸溶质质量分数快速减小，故反应快速变慢。
（2）解：参加反应的稀盐酸溶质质量：m=400克×7.3％×82.5％=24.09克
设生成二氧化碳的质量为x
2HCl+CaCO3=CaCl2+H2O+ CO2↑
73 44
24.09克 x
=
解得：x=14.52克
V= = =7.26升
答：可收集到二氧化碳气体7.26升。
（3）选B，前10分钟反应快慢适中，盐酸利用率较高，能满足收集10升二氧化碳。
【解析】（1）反应速率变小，肯定是反应物的溶质质量分数减小所致，而稀盐酸本身容易挥发，且它的浓度随反应的进行而减小，据此分析解答；
（2）首先用稀盐酸的质量×溶质质量分数×盐酸利用率计算出参加反应的稀盐酸的溶质质量，再根据碳酸钙和稀盐酸反应的方程式计算出生成二氧化碳气体的质量，最后根据密度公式 计算二氧化碳的体积。
（3）根据图像，从反应速率大小和盐酸利用率的角度分析哪种盐酸更合适即可。
◇典例2：（2022·衢州）为测定石灰石样品中碳酸钙含量，某小组同学在一定质量的样品中加入足量稀盐酸，利用生成CO2的质量来测定(忽略稀盐酸挥发的影响)。
（1）小科用图甲装置实验，通过测定反应前后D装置质量的变化来得到CO2质量。为了避免水蒸气对实验的影响，使测量结果更准确，装置C中应装入　 　 (填试剂名称)。
（2）小明用图乙装置实验，通过测定反应前后装置总质量的变化来得到CO2质量。他用碱石灰做干燥剂，请判断这种做法是否合理并说明理由。　 　。
（3）实验时，正确选择干燥剂后，两装置均可通过左侧导管鼓入某种气体一段时间，来进一步减小误差。下列操作可行的是　 　。
选项 实验装置 反应开始前鼓入的气体 反应结束后鼓入的气体
A 甲 氮气 氮气
B 甲 干燥空气 干燥空气
C 乙 氮气 氮气
D 乙 干燥空气 干燥空气
【答案】（1）浓硫酸或浓H2SO4 （2）不合理，因为碱石灰也要吸收二氧化碳 （3）ACD
【解析】（1）根据浓硫酸具有吸水性解答；
（2）碱石灰不但能吸收水分，还可以吸收二氧化碳，从而使测量结果偏小；
（3）在实验甲中，通过D中吸收二氧化碳后质量的增加量来测定碳酸钙的含量，而实验乙中，通过排出二氧化碳后装置质量的减小量测定碳酸钙的含量，据此分析判断。
【解答】（1）为了避免水蒸气对实验的影响，使测量结果更准确，装置C中的干燥剂应该吸收水分而不能吸收而样啊互通，则装置C中应装入浓硫酸或浓H2SO4。
（2）他用碱石灰做干燥剂，这种做法不合理，理由：因为碱石灰也要吸收二氧化碳。
（3）在实验甲中，通过D中吸收二氧化碳后质量的增加量来测定碳酸钙的含量，因此鼓入的气体中不能含有二氧化碳气体，故A正确，B错误；
实验乙中，通过排出二氧化碳后装置质量的减小量测定碳酸钙的含量，因此鼓入的气体中是否存在二氧化碳对实验没有影响，故C、D正确。
◆变式训练2：（2022八下·义乌期中）数字化传感技术应用于化学实验能实现实验数据采集自动化，形成相应图像，更好地解决化学中的疑难问题。化学兴趣小组打算在实验室用贝壳和一定浓度的稀盐酸制取二氧化碳并验证二氧化碳的部分性质，在实验中使用了压强和温度两种传感器。
【查阅资料】①贝壳主要成分为碳酸钙，贝壳中的其它杂质对实验影响可以忽略不计；
②浓盐酸具有挥发性，会挥发出氯化氢气体。
【探究实验一】选择药品
分别取等质量颗粒状和粉末状的贝壳样品与等体积、等浓度的稀盐酸在图1的三颈烧瓶中反应，采集数据，形成如图2和图3的图象。
（1）图1中反应的化学方程式是 　 　。
（2）根据图2回答：
①对比分析a、b点可知，曲线 　 　（填“①”或“②”）表示颗粒状贝壳与稀盐酸反应；
②对比分析c、d点可知，相同的气压时，　 　与稀盐酸反应速率更快；
③最终粉末状贝壳产生CO2的质量　 　（填“＞”或“＜”或“＝”）颗粒状贝壳产生CO2的质量。
（3）据图3分析，影响实验测定准确性的原因：一是水蒸气含量增加；二是 　 　。
（4）【探究实验二】发生装置的优化
选用图4装置（不包括传感器）制二氧化碳的优点是 　 　；为了解装置具有该优点的原因，他们在装置中连接压强传感器（如图4左），从而测定实验中试管内气体压强变化的情况（如图4右）。下列说法正确的是 　 　。
A.ab段试管中液面逐渐上升 B.bc段石灰石与稀盐酸脱离接触 C.c点的对应操作是打开弹簧夹
（5）【探究实验三】验证CO2的性质。
操作步骤：用3个250mL的烧瓶收集满CO2进行实验。如图5所示，同时迅速将注射器内液体全部注入各自烧瓶中，关闭活塞；一段时间后，同时振荡三个烧瓶。从左到右依次得到如图6所示的烧瓶内压强与时间的关系曲线1、2、3。
回答下列问题：
曲线2对应发生反应的化学方程式为 　 　；
（6）根据图6所示，可以得出的结论是 （填序号）。
A．1体积水中溶解CO2的量约为1体积
B．CO2能与水发生反应生成碳酸
C．CO2能与NaOH溶液发生反应
D．40%NaOH溶液比澄清石灰水更适合用于吸收CO2
【答案】（1）CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
（2）②；粉末状贝壳；＝
（3）盐酸挥发出氯化氢气体增加
（4）可以控制反应的发生和停止；BC
（5）CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O
（6）A；C；D
【解析】（1）确定反应物、反应条件和生成物，据此写出反应的化学方程式；
（2）①当加入稀盐酸的浓度和体积相同时，粉末状的贝壳与它的反应更快，在相同时间内生成的氧气越多；‘
②根据①中的结论解答；
③反应物的接触面积不同，只会改变化学反应的速率，而不会改变生成物的种类和质量；
（3）在反应过程中，生成的二氧化碳其它肯定会带出部分水蒸气，稀盐酸中肯定会挥发出部分氯化氢气体，这些都会影响测量的结果；
（4）在图4的装置中，利用弹簧夹的打开和闭合，可以控制长颈漏斗中稀盐酸滴入的快慢和质量，从而控制反应的发生和停止。在封闭的试管内，气压增大时，液面下降；气压减小时，液面上升，据此分析判断；
（5）首先根据二氧化碳和三种液体的反应，判断气压的变化情况，从而与图6对应起来，进而确定反应物、反应条件和生成物，据此写出方程式。
（6）根据气压的变化确定发生的反应和溶解二氧化碳的气体的体积，然后对各个选项进行判断。
【解答】（1）图1中碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的化学方程式是：CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑。
（2）①等质量颗粒状和粉末状的贝壳样品与等体积、等浓度的稀盐酸，由于粉末状贝壳与盐酸反应接触面积增加，反应较快，颗粒状贝壳与盐酸反应接触面积小，反应较慢，故对比分析a、b点可知，曲线②表示颗粒状贝壳与稀盐酸反应；
②对比分析c、d点可知，相同的气压时，粉末状样品单位时间内和稀盐酸反应生成的二氧化碳多，与稀盐酸反应速率更快。
③等质量颗粒状和粉末状的贝壳样品中含碳酸钙质量相等，故与等体积、等浓度的稀盐酸反应，生成二氧化碳质量相等。
（3）据图3分析，影响实验测定准确性的原因：一是水蒸气含量增加；二是挥发的氯化氢气体增多。
（4）选用图4装置（不包括传感器）制二氧化碳的优点是可以控制反应的发生和停止。
A．ab段试管中液面逐渐下降，因为压强逐渐增大，故A错误；
B．bc段石灰石与稀盐酸脱离接触，气体不再增加，压强不变化，故B正确；
C．c点的对应操作是打开弹簧夹正确，释放二氧化碳气体，而气压减小，故C正确。故选BC。
（5）氢氧化钙溶解度小，溶解的氢氧化钙较少，所以反应后压强减小的少，因此曲线2是二氧化碳溶解在澄清石灰水中的数据，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，化学方程式为CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O；
（7）A．曲线1反应前后压强基本不变，说明加入水的体积溶解相等体积的气体，因此压强不变，相当于1体积水溶解1体积二氧化碳，故A正确；
B．二氧化碳与水是否发生反应，无法证明，只能证明加入水的体积消耗了等体积的二氧化碳，是反应还是溶解，无法判断，故B错误；
C．曲线1和曲线3压缩下降不同，说明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应，故C正确；
D．由图二压强变化数据可知，40%NaOH溶液比澄清石灰水更适合用于吸收CO2，故D正确。故选ACD。
1．（2023·湖州）现在人们广泛使用的某种复合膨松剂中含有碳酸氢钠。碳酸氢钠在受热时发生反应的方程式为：2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑，这一化学反应的类型是（　　）
A．化合反应 B．分解反应 C．置换反应 D．复分解反应
【答案】B
【解析】根据化合反应符合“多变一”的特点、分解反应符合“一变多”的特点、置换反应为“单化化单”、复分解反应为“双交换价不变”进行分析。
【解答】该反应为一种物质生成三种物质，符合“一变多”的特点，属于分解反应；
2．（2023·金华）下列与氧气有关的实验操作，需要纠正的是（　　）
A． B． C． D．
【答案】A
【解析】根据气体发生装置、排水法收集氧气注意事项、检验氧气的方法及硫在氧气中燃烧的注意事项分析。
【解答】A、过氧化氢溶液在二氧化锰催化作用下分解制氧气，长颈漏斗下端要浸入液面以下，在液面以上会使气体逸出，装置需要纠正，符合题意；
B、排水法收集氧气，导管伸入倒置集气瓶口，操作不需纠正，不符合题意；
C、检验气体是否为氧气，用带火星木条伸入瓶中，观察木条是否复燃，操作不需纠正，不符合题意；
D、硫在氧气中燃烧，将硫伸入到瓶底预留水的集气瓶中，以吸收生成的二氧化硫，操作不需纠正，不符合题意；
3．（2023·衢州）下列关于氧气性质及其制备的说法正确的是（　　）
A．氧气的化学性质很不活泼，与其他物质反应必须要加热
B．氧气参与很多燃烧反应，它是一种常见的可燃物
C．实验室可用加热分解高锰酸钾的方法制备氧气
D．要除去N2中的O2得到纯净的N2，只需将混合气体通过红热的炭
【答案】C
【解析】A、根据氧气与铝、铁等常温可发生反应分析；
B、根据氧气的助燃性分析；
C、根据实验室高锰酸钾制氧气分析；
D、根据除杂时不能引入新杂质分析。
【解答】A.氧气的化学性质比较活泼，与其他物质反应可以在常温下进行，如铁生锈，不符合题意；
B.氧气参与很多燃烧反应，它是一种常见的助燃物 ，不符合题意；
C.实验室可用加热分解高锰酸钾的方法制备氧气 ，不符合题意；
D.将氮气和氧气混合气体通过红热的炭 ，氧气与碳反应会生成二氧化碳，引入新杂质，不符合题意；
4．（2023·衢州）氢气是一种清洁能源，下图是氢气燃烧的微观模型，以下说法正确的是（　　）
A．反应物是水
B．参加反应的甲和乙分子个数之比为1：8
C．反应前后原子的数目不变
D．该反应的化学方程式：2O2+H2=2HO2
【答案】C
【解析】根据图示中各物质的分子构成分析，结合化学反应前后原子种类和个数不变解答。
【解答】A、反应物是氢气和氧气，生成物为水，不符合题意；
B、参加反应的甲和乙分子个数之比为2：1 ，不符合题意；
C、反应前后原子的数目不变 ，符合题意；
D、该反应的化学方程式：O2+2H22H2O ，不符合题意；
5．（2023·湖州）小敏在鉴别氢气、氮气、氧气、二氧化碳四瓶无色气体时，对它们的部分性质进行归纳梳理并编制了检索表(如图)。检索表中S代表的是（　　）
检索表
1a具有可燃性...............P
1b不具有可燃性...............2
2a能使澄清石灰水变浑........Q
2b不能使澄清石灰水变浑.......3
3a能使带火星的木条复......R
3b不能使带火星的木条复..... S
A．氢气 B．氮气 C．氧气 D．二氧化碳
【答案】B
【解析】根据氢气具有可燃性，氧气具有助燃性，氮气和二氧化碳不支持燃烧，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊分析。
【解答】S代表不具有可燃性、不能使澄清石灰水变浑浊、不能使带火星木条复燃，则为氮气；
6．（2023·衢州）《天工开物》记载了水银（汞）和硫反应制取银朱（硫化汞）的方法，并厘清了转化过程中物质间的质量关系。表现出的“质量守恒”思想，比其他国家早一百多年。
（1）制取银朱的反应方程式为：Hg+S=HgS，该反应属于基本反应类型中的　 　。
（2）书中记载：十六两汞能制取十七两五钱的硫化汞。增重的“一两五钱”实际上是参加反应的　 　的质量。（“钱”“两”是我国古代常用的质量单位）
【答案】（1）化合反应（2）硫
【解析】（1）根据多变一的反应为化合反应分析；
（2）根据化学反应前后物质质量总和不变分析。
【解答】（1）所给反应由两种物质生成一种物质，属于化合反应。
（2） 十六两汞能制取十七两五钱的硫化汞 ，由反应前后物质质量总和不变可知，增重的“一两五钱”实际上是参加反应的硫的质量。
7．（2023·湖州）科学是一门以实验为基础的学科。如图A和B为实验室中常见的气体发生装置，请回答下列问题：
（1）仪器a的名称是　 　。
（2）实验室用过氧化氢制取氧气，发生装置应选择　 　(选填”A”或”B”)。
（3）图C为过氧化氢分解的过程示意图，请将生成物的微观粒子模型补充完整。
【答案】（1）分液漏斗
（2）B
（3）
【解析】（1）根据常用仪器名称分析；
（2）根据反应物状态及反应条件选择发生装置分析；
（3）根据过氧化氢分解实质分析。
【解答】（1） 仪器a的名称是分液漏斗；
（2） 实验室用过氧化氢制取氧气，要选择固液常温型发生装置，即B；
（3）由反应前后原子种类和个数不变及过氧化氢分解实质可 知，生成物横线上粒子为一个水分子和一个氧分子，图示为；
8．（2022·衢州）科学发现往往源于对实验现象的观察与研究。
（1）如图甲进行白糖溶解实验，根据图中现象判断：溶液②　 　(填“是”“不是”或“可能是")白糖的饱和溶液。
（2）如图乙所示，小科利用集气瓶收集从导管导出的氧气时，每隔一段时间，他就取出导管，再用带火星的木条放在瓶口验满。可是他始终没有观察到带火星木条复燃，小科实验操作中出现的错误是　 　。
【答案】（1）可能是（2）取出导管再进行验满
【解析】（1）如果溶液中有未溶的固体存在，那么溶液肯定饱和；如果没有未溶的固体存在，那么溶液可能饱和，也可能不饱和。
（2）导管在集气瓶中也会占有一定的体积，当取出导管后，集气瓶内氧气的体积肯定小于瓶子的容积，即集气瓶还没有收集满，据此分析解答。
【解答】（1）根据图片可知，溶液②中没有未溶的白糖存在，因此它可能是白糖的饱和溶液；
（2）可是他始终没有观察到带火星木条复燃，小科实验操作中出现的错误是：取出导管再进行验满。
9．（2021·杭州）实验室提供H2O2溶液、二氧化锰、KClO3和KMnO4四种药品及下列装置
根据要求完成下列问题：
（1）根据提供的药品，写出一种实验室制取O2的化学方程式　 　；
（2）选择装置B和C制取氧气的主要步骤有：①将导气管移出水槽；②加热；③装药品；④收集；⑤熄灭酒精灯；⑥检查装置气密性。正确的操作顺序为　 　。
【答案】（1）MnO2 2KCl+3O2↑或2H2O2 2H2O+O2↑或2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑。
（2）⑥③②④①⑤
【解析】（1）根据实验室制取氧气的反应原理分析；
（2）根据加热固体制取氧气的步骤口诀“查、装、定、点、收、移、熄”，谐音“茶庄定点收利息”分析。
【解答】（1）制取氧气的反应方程式有2KClO3 2KCl+3O2↑或2H2O2 2H2O+O2↑或2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑ ;
（2）加热固体且用排水法收集氧气时，要先检查装置气密性，再装药品，再加热、收集气体，然后集满后先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，顺序为 ⑥③②④①⑤ 。
10．（2023·杭州）某同学用图甲装置验证质量守恒定律。
（1）将图甲中的两种溶液混合，观察到　 　的现象，证明两者发生了化学反应，且天平仍然保持平衡，可验证质量守恒定律。
（2）仅利用图甲的器材，可继续验证质量守恒定律的实验是 。
A．冰熔化成水 B．铜丝和硝酸银溶液反应 C．碳酸钙固体和稀盐酸混合
（3）该同学以电解水为例，用图乙从分子和原子的角度解释质量守恒定律的微观本质，请你帮他补充完整。
【答案】（1）蓝色絮状沉淀（2）B（3）
【解析】质量守恒定律是指在化学反应前后参与反应的物质质量等于生成物的总质量；在微观条件下，化学反应前后原子的个数和种类，质量均不变。
【解答】（1）氢氧化钠与硫酸铜反应会生成氢氧化铜蓝色絮状沉淀；
（2）A属于物理变化，C碳酸钙与盐酸在反应过程中的气体会跑出去，无法测得气体质量，故选B；
（3）在微观条件下，化学反应前后原子的个数和种类，质量均不变。故为
11．（2023·杭州）实验室用15%的H2O2溶液在MnO2催化作用下制取氧气，实验前需在烧瓶中加入一定量的水，是不是H2O：溶液浓度会影响氧气产生的速度？小科利用如图装置进行探究。
[建立假设]H2O2溶液浓度越小，产生氧气的速度越慢，
[实验方案]在相同条件下，分别用30毫开2%、4%和6%的H2O2溶液进行实验，记录收集20毫升氧气所需的时间。
[实验数据]
实验序号 1 2 3
H2O2溶液的浓度 2% 4% 6%
收集20毫升氧气所需时间/秒 t1 t2 t3
[实验结论]在相同条件下，H2O2溶液浓度越小，产生氧气的速度越慢。
（1）上述实验除了实验装置相同，还要控制 相同(填字母)；
A．MnO2质量 B．滴加H2O2溶液的速度
（2）该实验通过分解H2O2制取氧气，可用化学方程式表示为　 　；
（3）表中t1、t2、t3的大小关系是支持上述实验结论的，其中最大的是　 　。
【答案】（1）A；B （2）2H2O2 2H2O+O2↑ （3）t3
【解析】本题考查的实验室制取氧气的相关知识，实验室利用双氧水在二氧化锰的催化作用下，生成氧气和水。
【解答】（1）实验唯一变量为双氧水的浓度，故其余变量都相同（如二氧化锰质量，以及滴加速度等）；
（2）双氧水在二氧化锰的催化作用下，生成氧气和水；故方程式为： 2H2O2 2H2O+O2↑ ；
（3） H2O2溶液浓度越小，产生氧气的速度越慢， 故t3最大；
12．（2022·衢州）钢丝棉是一种由低碳钢制成的细丝，直径约0.125-0.189毫米。小科利用钢丝棉探究铁制品锈蚀的条件，实验如下：
步骤一：取3个50mL活塞润滑性良好的注射器，检查气密性后备用。
步骤二：称取3团等质量的钢丝棉(每团体积约为6cm3)，A保持干燥，B用少量蒸馏水润湿，C用少量食盐水润湿，分别放入甲、乙、丙注射器中。
步骤三：移动活塞，使它们均处于46mL刻度处，再用橡皮帽封住注射孔(如图所示)。
步骤四：每隔一定时间，观察到的实验现象如下表。
　 5分钟 20分钟 1小时 5小时
甲 无现象 无现象 无现象 无现象
乙 出现少许锈斑，活塞未明显移动 出现明显锈斑，活塞移动少许 锈斑增多，活塞移动明显 锈蚀严重，活塞处于39mL刻度处
丙 出现明显锈斑，活塞移动少许 锈斑增多，活塞移动明显 锈蚀严重，活塞处于39mL刻度处 锈蚀严重，活塞处于39mL刻度处
（1）检查注射器气密性：先用橡皮帽封住注射孔，用手向外拉动活塞，放手后观察到　 　，则气密性良好。
（2）比较乙、丙实验现象得到的结论：　 　。
（3）钢铁生锈还需要氧气，请你利用本实验数据计算出空气中氧气的体积分数为　 　。
【答案】（1）活塞恢复原位
（2）氯化钠(食盐、盐水)能加快钢铁的生锈
（3）17.5%或7/40或0.175
【解析】（1）当注射器密封良好时，向外拉动活塞，里面的气压减小。松开手后，在外界大气压强的作用下，活塞向里移动，直到内外气压相等，此时活塞恢复原位。
（2）活塞移动的越多，说明消耗的氧气越多，出现的锈斑越多，说明铁锈生成的越多，据此比较乙、丙数据得到结论。
（3）活塞所对刻度的减小值就是注射器中氧气的体积，注射器中空气的体积等于活塞所对的刻度值减去钢丝棉的体积，最后根据计算即可。
【解答】（1）检查注射器气密性：先用橡皮帽封住注射孔，用手向外拉动活塞，放手后观察到活塞恢复原位，则气密性良好。
（2）比较乙、丙实验现象得到的结论：氯化钠(食盐、盐水)能加快钢铁的生锈。
（3）注射器中氧气的体积：46mL-39mL=7mL；
注射器中的空气的体积：46mL-6mL=40mL。
空气中氧气的体积：。
13．（2023·湖州）碳捕集是实现”碳中和”的措施之一，其中一种方法是用氢氧化钠溶液来吸收二氧化碳。某探究小组将二氧化碳持续通入氢氧化钠溶液中，并利用传感器实时测定氢氧化钠溶辆扶酸几液吸收二氧化碳后溶液的pH，装置如图甲所示。溶液的pH随时间变化情况如图乙，且pH等于11.6时溶液处于饱和状态。通过查阅资料发现：
①碳酸钠能与二氧化碳、水反应生成碳酸氢钠(Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3)；
②该温度下，饱和碳酸钠溶液的pH为11.6，饱和碳酸氢钠溶液的pH为8.3；
③该温度下碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠的溶解度。
根据以上现象和信息，小组同学展开进一步探究：
[提出问题]二氧化碳持续通入氢氧化钠溶液中，形成的产物是什么？
（1）[建立假设]假设1：只有碳酸钠；假设2：碳酸钠、碳酸氢钠；假设3：只有碳酸氢钠；假设4……
小敏根据图乙曲线判断假设1不成立，理由是 　。
[实验过程]继续通入二氧化碳，溶液的pH随时间变化情况如图丙。
[实验结论]小敏根据图丙曲线认为二氧化碳持续通人氢氧化钠溶液后的最终产物是　 　。
[交流评价]小金认为该曲线还不能确定最终产物。因为pH可能还未呈稳定状态，接下去的操作是　 　。
（2）小兴受小金的启发，猜测最后溶液可能呈酸性，他猜想的依据是　 　，所以建议小组同学继续展开探究。
【答案】（1）该温度下，饱和碳酸钠溶液的pH为11.6，此时pH小于11.6；碳酸氢钠；继续通入二氧化碳，直到pH不再变化
（2）二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸呈酸性
【解析】（1）根据查阅资料中所给数据及图像中所给数据分析；
（2）根据 二氧化碳与水反应生成碳酸分析。
【解答】（1） 该温度下，饱和碳酸钠溶液的pH为11.6，由图乙可知，pH小于11.6 ，所以假设1不成立 ； [实验结论] 该温度下，饱和碳酸钠溶液的pH为11.6，饱和碳酸氢钠溶液的pH为8.3 ，图丙曲线溶液pH最终为8.3，则二氧化碳持续通人氢氧化钠溶液后的最终产物是碳酸氢钠；[交流评价]小金认为该曲线还不能确定最终产物。因为pH可能还未呈稳定状态，还需 继续通入二氧化碳，直到pH不再变化 ；
（2） 二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸呈酸性 ，所以猜测最后溶液可能呈酸性。
故答案为：（1） 该温度下，饱和碳酸钠溶液的pH为11.6，此时pH小于11.6 ；碳酸氢钠； 继续通入二氧化碳，直到pH不再变化 ；（2） 二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸呈酸性 。
14．（2023·金华）测量空气中氧气体积分数实验的思维模型如下：
封闭空间——消耗氧气——气压减小——观察现象
项目化学习小组按图甲完成氧气含量测定的实验时，发现进人集气瓶的水量低于”1”刻度线。为提高氧气含量测定的精准度，展开了如下研究。
[误差分析]几位同学对测量值偏小原因的分析如下：
甲：红磷的量不足，未能把瓶内氧气耗尽；
乙：将燃烧匙伸入集气瓶瞬间，部分空气逸出；
丙：实验前导管中有空气，实验后一部分本应进入容器的水滞留在导管中；
丁：由于广口瓶的形状造成很难均分五等份，影响测量结果；
（1）以上原因分析中，其中一位同学的观点被大家一致否定，你认为是哪位同学的观点？　 　(选填”甲”“乙”“丙”或”丁”)；
（2）[方案改进]根据以上讨论，为减少实验误差，提高实验结果的精准度，学习小组同学设计了图乙改进装置。(已知：红磷的着火点是240℃，无毒；白磷的着火点是40℃，有剧毒)
比较图甲、图乙的实验方案，下列关于图乙实验方案叙述正确的是 。
A．利用着火点更低的白磷并采用加热后的玻璃棒”内引燃”，建立封闭空间使实验结果更精准
B．可以解决图甲方案中一部分水滞留在导管中带来的误差问题
C．改用量筒内水的体积变化来确定消耗氧气的体积，使测量结果更精准
D．彻底地解决了实验的安全性问题，符合绿色化学理念
（3）小金同学认为，图乙实验装置还需在橡皮管处补充一个止水夹，请表达你的观点及理由 　；
（4）[问题反思]小组同学多次实验，测量值总是小于。经过老师指导，小组同学讨论后认为，可以从模型中”消耗氧气”的方法入手给实验做进一步改进。
[资料]暖宝宝是利用铁粉在空气中氧化的原理制成。
[方案迭代]讨论后，项目组设计了如图丙所示的装置，用暖宝宝粉代替红磷，利用铁粉在空气中氧化的原理进行实验。操作步骤如下：①将滤纸用水浸润后黏附在针筒内壁；②把暖宝宝粉倒入针筒，轻轻转动，使涂抹均匀；③涂上凡士林，将活塞插入针筒，盖上橡皮帽，观察并记录活塞移动情况。
经多次实验后，测得空气中氧气的体积分数均约占。
从消耗氧气的方法角度分析，图丙方案比图甲方案测定结果更精准的原因是　 　。
[心得交流]科学探究需要不断根据结果反思探究过程，优化方案，实现方案的迭代更新。
【答案】（1）乙
（2）A；B；C
（3）不需要，因为两边导管均已伸到液面以下，已起到液封作用(
（4）用暧宝宝能更充分消耗氧气(合理即可)
【解析】根据测定氧气含量的原理分析，测定空气中氧气含量的原理是，利用物质与空气中的氧气反应，又不生成气体，使瓶内气体减少，压强变小，引起水倒流或活塞移动，倒流的水的体积或活塞移动体积等于瓶内氧气的体积，结合实验的注意事项及误差原因解答。
【解答】（1） 乙同学提出将燃烧匙伸入集气瓶瞬间，部分空气逸出的原因会造成结果偏大；
（2）图乙中利用着火点更低的白磷并采用加热后的玻璃棒”内引燃”，建立封闭空间使实验结果更精准，A正确； 图乙装置可以解决图甲方案中一部分水滞留在导管中带来的误差问题 ，B正确； 改用量筒内水的体积变化来确定消耗氧气的体积，比图甲中瓶内五等份的刻度能使测量结果更精准 ，C正确；该实验中并未吸收产生的物质，且白磷燃烧放出大量热会使装置内压强增大，不能缓冲压强，没有彻底解决实验的安全性问题，D错误；
（3） 因为两边导管均已伸到液面以下，已起到液封作用 ，所以 图乙实验装置不需要在橡皮管处补充一个止水夹 ；
（4）图丙方案中用暧宝宝能更充分消耗氧气 ， 比图甲方案测定结果更精准 。
15．（2023·衢州）在医院，吸氧的患者每小时消耗600L氧气，费用为4元。实验室制取氧气的成本是多少呢？小科在图甲装置的锥形瓶中加入适量的二氧化锰和水，用注射器吸入20mL过氧化氢溶液并全部注入锥形瓶中，测得装置的总质量变化如图乙。
（1）上述过氧化氢溶液完全分解产生氧气的质量是　 　g。
（2）根据实验数据，通过化学方程式计算20mL过氧化氢溶液中溶质的质量。
（3）已知上述20mL过氧化氢溶液的成本为0.4元，若在实验室用同样的过氧化氢溶液制取600L氧气（密度取1.4g/L），需要的成本是　 　元，可见在实验时应节约药品。（不计其它成本）
（4）小科连接图甲和图丙装置，用注射器另取4mL同样的过氧化氢溶液，通过直接测量氧气的体积来计算成本。若不考虑导管对实验的影响，以下分析正确的是____。
A．广口瓶中的水面上有少量植物油，能防止氧气溶于水
B．实验前图丙装置中广口瓶内的水量不会影响测量结果
C．读数时量筒中的水面高于广口瓶内的液面导致测得氧气的体积偏小
D．测得氧气的体积等于量筒中增加的水的体积减去加入的过氧化氢溶液的体积
【答案】（1）1.4
（2）设20mL过氧化氢溶液中溶质的质量为x
2H2O2 2H2O+ O2↑
68 32
x 1.4g
x=2.975g
（3）240
（4）A；C；D
【解析】氧气是氧元素形成的一种单质，化学式O2，其化学性质比较活泼，与大部分的元素都能与氧气反应。常温下不是很活泼，与许多物质都不易作用。但在高温下则很活泼，能与多种元素直接化合，这与氧原子的电负性仅次于氟有关。 氧气是无色无味气体，是氧元素最常见的单质形态。熔点-218.4℃，沸点-183℃。不易溶于水，1L水中溶解约30mL氧气。在空气中氧气约占21%。液氧为天蓝色。固氧为蓝色晶体。动物呼吸、燃烧和一切氧化过程（包括有机化合物的腐败）都消耗氧气。但空气中的氧能通过植物的光合作用不断地得到补充。在金属的切割和焊接中。是用纯度93.5%~99.2%的氧气与可燃气（如乙炔）混合，产生极高温度的火焰，从而使金属熔融。冶金过程离不开氧气。为了强化硝酸和硫酸的生产过程也需要氧。不用空气而用氧与水蒸气的混合物吹入煤气气化炉中，能得到高热值的煤气。医疗用气极为重要。
【解答】（1）从乙图中质量的变化量中可以看出完全分解的氧气质量为413.7-412.3=1.4克；
（3） 若在实验室用同样的过氧化氢溶液制取600L氧气（密度取1.4g/L） ，氧气的质量=600L×1.4g/L=840克；
是20mL过氧化氢制取氧气质量的600倍，所以所需的过氧化氢的成本=0.4元×600=240元；
（4）氧气微溶于水，所以B有影响，B错误；ACD都是合理的；A中广口瓶中的水面上有少量植物油，能防止氧气溶于水，导致测得的体积减小，正确；C：读数时量筒中的水面高于广口瓶内的液面导致测得氧气的体积偏小，因为此时右边的液体压强大，B正确；D：测得氧气的体积等于量筒中增加的水的体积减去加入的过氧化氢溶液的体积，正确，过氧化氢溶液的加入也会使得甲中气体像丙中压入，D正确；
16．（2023·衢州）为测定某品牌钙片中碳酸钙的质量分数，小明先将钙片粉碎，再各取2.5g粉末与一定量的同浓度稀盐酸反应(钙片中其他成分不参与反应)，测出生成二氧化碳的质量(不考虑二氧化碳的损失)。实验数据如下表所示：
组序 粉末样品的质量(g) 盐酸的质量(g) 二氧化碳的质量(g)
1 2.5 10 0.22
2 2.5 20 0.44
3 2.5 30 0.44
（1）小明先将钙片进行粉碎，其目的是　 　。
（2）通过分析第2组和第3组数据，可知第3组反应中　 　过量。
（3）求该钙片中碳酸钙的质量分数。(写出计算过程)
【答案】（1）增大反应物的接触面积，有利于充分反应
（2）盐酸
（3）解：设样品中碳酸钙的质量为x：
CaCO3+ 2HCl= CaCl2+H2O+ CO2↑
100 　 　 44
x 　 　 0.44g
解得： x=1g
所以钙片中的碳酸钙的质量分数= ×100%=40%
答：钙片中的碳酸钙的质量分数为40%。
【解析】（1）根据化学反应速率与接触面积有关分析；
（2）根据表中所给数据加入10克盐酸完全反应产生0.22克二氧化碳分析；
（3）根据反应产生二氧化碳质量及方程式中物质间质量关系计算碳酸钙质量，从而计算碳酸钙质量分数分析。
【解答】（1） 小明先将钙片进行粉碎，是为了增大反应物的接触面积，有利于充分反应。
（2） 由表中所给数据可知，加入10克盐酸完全反应产生0.22克二氧化碳，分析第2组和第3组数据，可知第3组反应中盐酸过量。
17．（2023·杭州）市场上有一种“茶垢净”，遇到热水后会产生氧气，并能深入微小的缝隙快速去除茶垢。
（1）向“茶垢净”中倒入热水，收集一瓶氧气，将带火星的木条伸入，能观察到　 　。
（2）如图是一台简易制氧机，A瓶中装有“茶垢净”、二氧化锰和水，氧气可从B瓶盖子上的出气孔排出，供人呼吸。A瓶的导管伸入B瓶水中的目的是　 　（写出一点）。
（3）现有一瓶“茶垢净”，其制氧量相当于119克过氧化氢分解产生的氧气量。某人吸氧时需要制氧机提供每分钟0.5升的氧气，请计算用这瓶“茶垢净”制得的氧气，最多能供他持续吸氧多长时间？（氧气密度取1.4克/升）
【答案】（1）木条复燃
（2）净化气体（或观察产生气体的速度）
（3）解：设生成的氧气质量为m
2 = 2 O+ ↑
68 　 32
119克 　 m
m=56克
答：用一瓶茶垢净制得的氧气能供该人持续吸氧80分钟。
【解析】（1）实验室可用带火星的木条来检验氧气；
（2）A瓶释放的氧气通过B瓶后可被湿润；
（3）利用双氧水制取氧气的化学方程式和双氧水的质量即可求得氧气的质量。
【解答】（1） 带火星的木条伸入氧气瓶中，能观察到木条复燃；
（2）A瓶的导管伸入B瓶水中的目的是净化气体（或观察产生气体的速度）。
18．（2023·杭州）如图，小舟制作了一个简易泡沫灭火器，为增加泡沫量，添加少量不参与反应的发泡剂。
（1）使用灭火器时，只需将装置倒置，浓盐酸与碳酸钠反应后喷出大量含有CO2的泡沫，当泡沫“粘附”在燃烧物表面后，起到隔绝　 　作用，即可灭火。选用CO2作为灭火气体是因为该气体具有的性质是　 　。
（2）制作成本也是须考虑的重要指标。将含有10.6克溶质的饱和碳酸钠溶液装入吸滤瓶，理论上需要质量分数为36.5%的浓盐酸多少克，才能恰好完全反应。(已知；Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑)
【答案】（1）氧气(空气)；不能燃烧也不支持燃烧
（2）解：设恰好反应完10.6克碳酸钠所需HCl的质量为x
Na2CO3+ 2HCl= 2NaCl+H2O CO2↑
106 73 　 　
10.6克 X 　 　
x=7.3克
理论上需要的依盐酸质量为： =20克
答：理论上需要质量分数为36.5%的依盐酸20克。
【解析】燃烧需要同时达到的三个条件：第一可燃物，第二，达到着火点，第三，需要助燃剂；质量守恒定律是指在化学反应中，参加反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和；
【解答】（1）燃烧需要同时达到的三个条件：第一可燃物，第二，达到着火点，第三，需要助燃剂；使用灭火器时，只需将装置倒置，浓盐酸与碳酸钠反应后喷出大量含有CO2的泡沫，当泡沫“粘附”在燃烧物表面后，起到隔绝氧气作用； 选用CO2作为灭火气体是因为该气体具有的性质是不能燃烧也不支持燃烧；
19．（2021·台州）钙是生物体骨骼的重要组成元素。鱼骨中含有碳酸钙、现设计图甲实验测定鱼骨中的碳酸钙含量，并将测得的数据绘制成图乙。
提示：①食醋的主要成分是醋酸(HAc)。醋酸和碳酸钙反应的化学方程式为：CaCO3+2HAc=CaAc2+H2O+CO2
②鱼骨中其它成分与食醋反应生成的气体可忽略不计
（1）该实验中浓硫酸的作用是　 　。
（2）由图乙中的AB曲线，可知锥形瓶中反应速率的变化情况是　 　(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
（3）根据图中的数据计算鱼骨中碳酸钙的质量分数。
（4）生活中，用喝醋的方法除去卡在咽上的鱼刺，这种做法是不科学的。请你结合实验结果加以说明。
【答案】（1）吸收被二氧化碳带出的水，防止影响实验
（2）变小
（3）二氧化碳的质量=820-819.89=0.11g，设碳酸钙的质量为xg．
CaCO3+2HAc=CaAc2+H2O+ CO2↑
100 44
xg 0.11g
列比例式解得x=025g
CaCO3%= ×100%=1.25%
（4）这个做法是不科学的，因为碳酸钙的含量本身很少，用醋去反应只能反应其中极少一部分，更多的鱼刺还是没有被反应掉。
【解析】（1）根据浓硫酸具有的作用分析其在该实验中的作用；
（2）化学反应的速率受反应物的浓度的影响；
（3）由装置质量的变化得出二氧化碳气体的质量，然后根据方程式计算出碳酸钙的质量；
（4）利用实验的结论分析问题；
【解答】(1)浓硫酸具有吸水性，可以将二氧化碳带出的水吸收，减小误差；
(2)图像中，倾斜角度表示了变化的快慢，此处变缓,故变小；
(3)二氧化碳的质量=820-819.89=0.11g，设碳酸钙的质量为xg．
CaCO3+2HAc=CaAc2+H2O+ CO2↑
100 44
xg 0.11g
列比例式解得x=025g
CaCO3%=
×100%=1.25%
（4）根据计算可知，碳酸钙只占鱼骨成分的1.25%，含量极低，因此喝醋后，可以与鱼骨中的碳酸钙反应，但是鱼骨绝大部分成分并没有反应掉，所以无法通过喝醋除去卡在咽上的鱼骨；
20．（2021·台州）小宁用稀盐酸和石灰石反应制取二氧化碳(石灰石中的杂质既不溶于水也不和酸反应)，为了探究反应后溶液的成分，他又进行如下实验：取反应后的溶液50g于烧杯中，逐滴滴入碳酸钠溶液，发现先有气泡产生，后生成白色沉淀。下表为产生的气体总质量、沉淀总质量与滴入碳酸钠溶液总质量的关系。
碳酸钠溶液总质量/g 25.0 50.0 75.0 100.0 125.0 150.0 175.0 200.0
气体总质量/g 1.1 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2
沉淀总质量/g 0 0 2.5 5.0 m n 9.0 9.0
（1）表中n=　 　。
（2）所取的反应后50g溶液中溶质是　 　 。
（3）所用碳酸钠溶液中溶质的质量分数是多少？
【答案】（1）9.0
（2）氯化钙和氯化氢(CaCl2和HCI)
（3）解：设所用碳酸钠溶液中溶质的质量分数为x
Na2CO3+2HCl=2NaCl+ CO2↑+H2O
106 44
50g×x 2.2g
x= 10.6%
答：所用碳酸钠溶液中溶质的质量分数是10.6%。
【解析】（1）滴入碳酸钠后，先有气泡产生，肯定是碳酸钠与剩余的稀盐酸反应，生成了二氧化碳气体，然后再与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀。根据表格确定与稀盐酸反应的碳酸钠溶液的质量，并确定生成沉淀与滴入碳酸钠溶液的质量关系，再根据最终沉淀质量计算出与氯化钙反应的碳酸钠的溶液质量，然后与150g比较从而确定n的数值。
（2）根据（1）中的分析确定50g溶液中的溶质种类；
（3）写出碳酸钠和稀盐酸反应的方程式，根据生成二氧化碳的质量计算出参加反应的碳酸钠溶液质量，并计算出碳酸钠溶液的质量分数。
【解答】（1）根据表格可知，生成二氧化碳的质量为2.2g，与稀盐酸反应的碳酸钠溶液的质量为50g。比较第3和第4组数据可知，每滴加25g碳酸钠溶液，生成沉淀碳酸钙2.5g。
实验最终生成沉淀的质量为9g，那么参加反应的碳酸钠溶液的质量为：，则此时滴入碳酸钠溶液的质量：50g+90g=140g。因为150g>140g，所以此时沉淀已经生成完毕，则沉淀总质量n=9g。
（2）所取的反应后50g溶液中溶质是氯化钙和氯化氢(CaCl2和HCl) 。
21．（2021·杭州）某品牌钙片信息：①钙片主要成分为碳酸钙；②每片钙片的质量为1克。某科学学习小组同学用该品牌钙片做了如下实验：把100克稀盐酸分成五等份，分次将稀盐酸添加到放有10片钙片的烧杯中，充分反应（钙片中其他成分不溶于水且不与盐酸反应）。得到的实验数据见下表。
实验次数 1 2 3 4 5
加入稀盐酸的质量/克 20 20 20 20 20
剩余固体的质量/克 8.0 6.0 4.0 2.2 2.2
回答下列问题：
（1）钙片用于补“钙”。钙片中所含的钙是指 ；
A．元素 B．单质 C．原子
（2）10片钙片中所含碳酸钙的总质量为　 　克；
（3）计算该实验中所用稀盐酸的溶质质量分数。（写出计算过程）
【答案】（1）A
（2）7.8
（3）解 :设稀盐酸的溶质质量为x
CaCO3+ 2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
100 73
2g x
X=1.46g
答：稀盐酸的溶质质量分数为7.3%
【解析】（1）根据钙片中钙指钙元素分析；
（2）根据反应后固体质量为其它成分从而计算碳酸钙分析；
（3）根据20克稀盐酸完全反应消耗碳酸钙质量为2克，利用碳酸钙质量代入方程式计算盐酸的溶质质量分数分析。
【解答】（1）钙片中所含的钙是指钙元素；
（2）由表中数据可知，加入20克稀盐酸完全反应碳酸钙质量为2克，10片钙片完全反应剩余固体质量为2.2克，则碳酸钙的总质量为10.0－2.2g=7.8g；
1．（2022·椒江模拟）下列有关氧气的叙述正确的是（　　）
A．实验室可采用向下排空气法收集氧气
B．如图课本上测定空气中氧气含量的实验，若只将红磷换成木炭实验会失败
C．铁丝在空气中燃烧，火星四射
D．物质发生氧化反应时总会发光、发热
【答案】B
【解析】实验室利用红磷在空气中燃烧时消耗氧气，使集气瓶中的气压减小，导致右边的水流向左边的集气瓶中。
【解答】A.氧气的密度比空气的密度大，应用向上排空气法收集，A错误；
B.木炭燃烧会生成其他气体且生成的气体不能全被水吸收，会影响实验结果，B正确；
C.铁丝在空气中不会燃烧，C错误；
D.物质发生氧化反应时不一定会发光，如铁生锈不会发光，D错误。
2．（2023·慈溪模拟）化学是一门以实验为基础的自然科学，请结合下图回答问题。
（1）仪器名称：②　 　。
（2）实验室制二氧化碳，若用装置B，则分液漏斗的作用是　 　，
（3）实验室选用装置C制取CO2，加入稀盐酸的量不宜太多。若实验时，液面处于m处（此时稀盐酸有剩余），则关闭弹簧夹导致的后果是　 　。
（4）用F装置可以实验检验氧化钙与水作用的热效应，烧杯中导管口有气泡产生，是因为　 　
【答案】（1）分液漏斗（2）可以控制反应速率（3）液体会从长颈漏斗口溢出
（4）氧化钙与水反应放热，使锥形瓶内气体温度升高，气压增大，且大于大气压，气体逸出
【解析】长颈漏斗和分液漏斗的区别在于有无开关。分液漏斗的好处在于可以通过控制加入的反应物的多少来控制反应速率。制取二氧化碳实验中二氧化碳从导管排出。如果关闭弹簧夹则装置内产生的气体会导致气压变大，将液体从长颈漏斗中压出。氧化钙能与水反应生成氢氧化钙同时放出大量的热，导致瓶内气体受热膨胀引起气压变大，会将瓶内气体压出。
【解答】（1）由图可知②为分液漏斗。
（2）用B装置制取二氧化碳，分液漏斗的作用是可以控制反应的速率。
（3）液面处于m位置，关闭弹簧夹，装置内产生的气体无法排出，导致装置内气压变大，大于外界大气压后，会将装置内的液体从长颈漏斗中压出，所以液体会从长颈漏斗口溢出。
（4）氧化钙能与水反应生成氢氧化钙，同时放出大量的热。若烧杯中导管口有气泡产生，说明氧化钙与水反应释放出了大量的热，导致装置内的气体受热膨胀，则有气体从导管口溢出，所以填 氧化钙与水反应放热，使锥形瓶内气体温度升高，气压增大，且大于大气压，气体逸出 。
3．（2023·鄞州模拟）稀有气体的发现，科学家们经历了漫长的探究过程。
材料一：1785年，卡文迪许在测定空气组成时，除去空气中的O2、N2等气体后，发现最后总是留下一个体积很小的小气泡。
材料二：1892年，瑞利在测定氮气密度时发现，从空气中除去氧气、二氧化碳和水蒸气得到的氮气密度为1.2572 克/升，而从氨气分解得到的氮气密度为1.2508克/ 升，两者相差0.0064 克/升。重复实验，发现两者的密度总是维持这样的差值。瑞利对此展开探究，经反复试验，最终发现了氩气。
根据以上材料回答下列问题：
（1）某同学使用如图所示装置来模拟卡文迪许的实验，将空气依次通过A、B、C、D等装置，最后在E装置中收集到少量气体，其中C装置的作用是　 　。
（2）根据瑞利采用两种方法得到的氮气，其密度之间的微小差异是否来源于实验误差，请作出判断并说明理由　 　。
（3）稀有气体的发现是一个艰难的过程，下列是当代科学家分析的事实或现象，其中发现史中相关证据解释合理的有　 　。
选项 事实或现象 证据解释
A 空气中稀有气体的含量很小 卡文迪许除去空气中O2、N2后，留下体积很小的小气泡
B 氦气可用作飞艇中的填充气体 莱姆赛用钇铀矿放在硫酸中加热得到不燃烧也不支持燃烧，且密度很小的氦气
C 氪气、氖气和氙气的密度不同 莱姆赛用蒸馏法从液态空气中分离出氪气、氖气和氙气三种气体
【答案】（1）除去空气中的氧气
（2）不是，通过重复实验，两种方法得到的氮气密度总是维持相同的差值。
（3）AB
【解析】氧气具有氧化性可以和金属反应，氢氧化钠能与二氧化碳反应，浓硫酸具有吸水性。误差是由使用的仪器本身不够精密或者实验者视线的位置不正确等造成的。从而出现测量值时而偏大，时而偏小的现象。
【解答】（1） 卡文迪许在测定空气组成时，除去空气中的O2、N2等气体。A氢氧化钠溶液能吸收二氧化碳。浓硫酸吸收水分。加热过量的铜粉能与氧气反应，加热过量的镁粉能与氮气反应。所以C的作用是 除去空气中的氧气 。
（2）如果是实验误差，测量值会出现时而偏大，时而偏小的现象。但根据瑞利采用两种方法得到的氮气， 重复实验，发现两者的密度总是维持这样的差值。 所以不是误差。
（3）A、卡文迪许除去空气中O2、N2后，留下的气体是化学性质比较稳定的稀有气体，所以稀有气体的体积很小。A正确。
B、莱姆赛用钇铀矿放在硫酸中加热得到不燃烧也不支持燃烧，且密度很小的氦气 ，化学性质稳定，且密度比空气小，可以用于飞艇中的填充气体 。B正确。
C、莱姆赛用蒸馏法从液态空气中分离出氪气、氖气和氙气三种气体 ，蒸馏法利用的是各种物质的沸点不同。所以C错误。所以选AB。
4．（2023·舟山模拟）为了比较不同催化剂对过氧化氢催化速率的影响，小龙按图甲所示装置进行了如下实验：
①检查装置气密性；
②称取2克二氧化锰固体放在锥形瓶中，用注射器抽取5毫升溶质质量分数为10%的过氧化氢溶液．将注射器插入带活塞的锥形瓶中：
③将过氧化氢溶液注入锥形瓶中，测量并记录相应的数据：
④换用相同质量的ZnO固体和 Fe2O3固体重复步骤②和③，记录并处理数据，结果如图乙。
（1）该实验通过　 　反映催化剂的催化速率。
（2）待每次实验完全反应后，小龙均记录了瓶内的最终气压值，分别为p1、p2、p3，请比较三次实验气压大小，并说明理山。　 　。
（3）小龙取一定质量的FeCl3固体进行上述实验。发现也能加快过氧化氢的分解速率。实验过程中发现锥形瓶内溶液颜色逐渐由浅黄色变为浅绿色，最终又变回浅黄色。根据实验现象判断FeCl3是否为过氧化氢分解的催化剂，并说明理由.　 　。
【答案】（1）比较相同时间产生气压的大小（比较产生相同气压所用时间)
（2）气压相同，因为每次实验所加过氧化氢的溶质质量是相等的。
（3）不确定，因为还需要进一步证明FeCl3溶液反应前后的质量与化学性质是否发生改变。
【解析】（1）催化剂的催化速率越大，则相同时间内反应生成氧气的体积越大，那么相同时间内锥形瓶内的气压变化越大；
（2）催化剂只能改变反应速率，不能改变反应产物的种类和质量。实验中加入过氧化氢的质量相同，则反应结束时生成氧气的体积相同，最终气压也相同。
（3）在反应前后，催化剂的质量和化学性质保持不变，据此分析解答。
【解答】（1）该实验通过比较相同时间产生气压的大小（比较产生相同气压所用时间)反映催化剂的催化速率。
（2）每次实验完全反应后，小龙记录瓶内的最终气压值，它们都是相等的，因为：每次实验所加过氧化氢的溶质质量是相等的。
（3）根据实验现象不能判断FeCl3是否为过氧化氢分解的催化剂，理由是：因为还需要进一步证明FeCl3溶液反应前后的质量与化学性质是否发生改变。
5．（2023·杭州模拟）某兴趣小组对教材中“测定空气里氧气含量”的实验(装置I)进行了大胆改进，设计装置Ⅱ实验方案进行，收到了良好的效果。请你对比分析下面装置I、装置Ⅱ实验，回答下列有关问题：
（1）【装置Ⅰ】在实验过程中，经常出现实验结果偏小的情况，原因可能是____。
A．红磷量不足
B．实验时止水夹未夹紧
C．未等装置冷却就松开止水夹
D．红磷点燃后伸入集气瓶速度太慢
（2）【装置Ⅱ】实验的操作步骤如下：①测定玻璃管容积V1为70mL。②将少量铜粉平装入试管中，将50mL的注射器活塞置于30mL刻度处，并按图Ⅱ中所示的连接方式固定好。③点燃酒精灯，缓慢推拉注射器活塞。④熄灭酒精灯，等装置冷却后读取注射器活塞的数据。按正确操作和有关数据计算，最终得出氧气约占空气体积的，则注射器活塞最终停留在　 　mL处.
（3）比较装置Ⅰ和装置Ⅱ，你能说出装置Ⅱ的一个优点是　 　。
【答案】（1）A；C
（2）10
（3）使氧气充分反应
【解析】1、检验装置气密性：将装置依次连接，用双手捂热集气瓶壁，若烧杯内有气泡冒出，且冷却后有上升一段液柱不下降，说明气密性良好。2.关闭止水夹，点燃足量红磷，红磷燃烧，而后消耗氧气，水倒吸入集气瓶。实验现象：红磷燃烧，放热，发出黄色火焰，产生大量白烟。烧杯内水倒吸入集气瓶，约占集气瓶体积五分之一。测出氧气体积小于五分之一：1、红磷量过少（氧气没有完全被消耗），3、导管漏气，部分空气进入瓶子。测出氧气体积大于五分之一：1、止水夹没有夹紧，有一部分空气被压出去，2、点燃红磷伸入瓶内塞进瓶盖过慢（由于里面温度升高，气体压强加大，使一部分空气被压出去）。
【解答】（1）实验结果偏小的原因是里面的气压变小，A红磷量不足，会导致氧气没有被耗尽，会导致实验结果偏小；B实验时止水夹未夹紧，会使得气体受热膨胀跑出去，导致实验结果偏大；C未等装置冷却就松开止水夹，会使得，其他差偏小，使得测得的氧气的体积偏小；D.红磷点燃后伸入集气瓶速度太慢，会使得集气瓶内的气体受热逸出，使得测量结果偏大；所以答案为：AC；
（2）因为里面的空气体积是100mL，氧气占了1/5，所以消耗的氧气的体积是20mL，所以注射器的活塞最终停留在10mL处；
（3）比较装置Ⅰ和装置Ⅱ，你能说出装置Ⅱ的一个优点是可以使氧气充分反应（或者不需要将装置打开，放入燃烧的红磷，避免气体逸出）
6．（2023九下·义乌模拟）小科设计如图所示的实验装置来同时完成燃烧条件的探究和空气中氧气含量的测定。装置中注射器活塞与内壁摩擦非常小，可忽略不计。
查阅资料发现：
①当容器内的氧气浓度低于一定值时，白磷无法继续与氧气反应。
②“暖宝宝”能耗尽容器中少量的氧气。实验操作步骤如下：
步骤1： ▲ ；
步骤2：将盛有足量白磷的燃烧匙放入空集气瓶中，塞紧塞子，白磷不燃烧；
步骤3：打开集气瓶塞子，往瓶中倒满80℃的热水，并塞紧塞子，白磷仍然不能燃烧；步骤4：打开K1和K2，通过注射器从b管抽水，当注射器中水量达到V1毫升时，瓶中液面低于燃烧匙底部，此时立即关闭K1、K2，发现瓶中白磷燃烧；
步骤5：待整个装置冷却至室温时，打开K2，发现注射器中的水剩余V2毫升。
（1）请将步骤1补充完整　 　。
（2）步骤　 　进行对照，说明白磷燃烧需要氧气。
（3）该实验测得空气中氧气的含量为　 　(用V1、V2来表示)。
（4）小科多次重复上述实验，测得空气中氧气的体积分数远大于21%，原因是　 　。
【答案】（1）检查装置气密性
（2）3、4
（3）
（4）暖宝宝消耗了除氧气以外的其它气体（合理即可）
【解析】（1）根据密闭装置中进行的实验需检查装置气密性分析；
（2）根据要证明燃烧需要氧气需白磷接触氧气燃烧和不接触氧气不燃烧的对比实验分析；
（3）根据注射器中水的体积即为空气体积，减少水的体积为氧气体积分析；
（4）根据暖宝宝可能消耗了其它气体使得结果偏大分析。
【解答】（1）该实验需在密闭装置中进行，步骤1为检查装置气密性。
（2） 步骤3：打开集气瓶塞子，往瓶中倒满80℃的热水，并塞紧塞子，白磷因不接触氧气不能燃烧； 步骤4：打开K1和K2，通过注射器从b管抽水，当注射器中水量达到V1毫升时，瓶中液面低于燃烧匙底部，此时立即关闭K1、K2，发现瓶中白磷燃烧； 两实验对比可证明白磷燃烧需要氧气。
（3）该实验时空气体积为V1毫升， 待整个装置冷却至室温时，打开K2，发现注射器中的水从V1毫升剩余V2毫升，说明氧气体积为V1－V2，则该实验测得空气中氧气的含量为 。
（4） 小科多次重复上述实验，测得空气中氧气的体积分数远大于21%， 可能是暖宝宝消耗了除氧气以外的其它气体。
7．（2023·浦江模拟）为了比较3种催化剂对分解H2O2的催化作用，小科进行了如下实验：
①按下表所示在锥形瓶内放入等量的催化剂；
组别 a b c
5%的H2O2溶液/mL 20 20 20
催化剂 MnO2 CuO Fe2O3
②连接如图1所示装置3套，注射器内盛入5%的H2O2溶液20mL；
③推动每套装置的注射器活塞，向锥形瓶中注入5%的H2O2溶液20mL；
④待全部注入后，用压强传感器采集200s内压强数据。
已知：H2O2分解反应为放热反应，不同组别锥形瓶内压强数据如图2所示。回答问题：
（1）如何检验图1装置的气密性 　 　。
（2）根据图2曲线信息，分析实验室用二氧化锰作为催化剂的理由是 　 　。
（3）a组在60s左右时压强突然恢复至常压，造成此现象的原因可能是 　 　。
【答案】（1）向外拉动注射器的活塞，松开手后若活塞能恢复到原位置，说明该装置的气密性是良好的
（2）在相同时间内，二氧化锰能使装置内的压强增加幅度最大
（3）瓶内气压过大，导致瓶塞被弹开
【解析】本题考查的是催化剂的特点与催化作用，仪器的连接与装置气密性的检查。
（1）根据检查装置气密性的方法来分析；
（2）根据图像信息来分析；
（3）根据压强变化分析回答此题。
【解答】
（1）图1所示装置检查气密性的方法是向外拉动注射器的活塞，松开手后若活塞能恢复到原位置，说明该装置的气密性是良好的；
（2）根据图2曲线信息可知，实验室用二氧化锰作为催化剂的理由是在相同时间内，二氧化锰能使装置内的压强增加幅度最大；
（3）由于二氧化锰催化效果最佳，所以产生氧气速率过快，压强骤然升高，将瓶塞弹开，使瓶内压强瞬间与外界大气压相同，所以压强此时降低。
8．（2023·温州模拟）学习完实验室制取氧气的方法后，山山和小组同学想参考该方法，用身边易得的材料设计并制作一台速度可调的家用制氧机。
【收集资料】
①相关反应的化学方程式：
②过碳酸钠分解的影响因素表
组别 温度设置 二氧化锰 水 过碳酸钠 10s收集的氧气体积
1 5℃ 5g 100mL 20g 22mL
2 25℃ 5g 100mL 20g 50mL
3 25℃ 5g 100mL 15g 40mL
【制氧机模型】
（1）项目化小组设计的一代产品如图，该产品可通过选择不同的水位线实现冬夏两季的制氧速度一致。根据小组收集资料分析，冬季水位线是　 　。
（2）小组利用该装置一次制得氧气32升，请计算所需过碳酸钠（Na2CO4）的质量。（氧气的密度取1.4g/L，结果保留两位小数）
（3）小组同学研讨改进设计了二代产品如图所示，指出二代产品的一个优点：　　。
【答案】（1）b
（2）解：m(O2)=pV=44.8g 2H2O2=2H2O+O2↑ Na2CO4+H2O=Na2CO3+H2O2 所以
2Na2CO4~ O2↑
244 32
X 44.8g
x=341.6g
答：所需过碳酸钠（Na2CO4）的质量为341.6g。
（3）可以通过加料口以及注射器调节制氧速度；通过右侧浸入水中导管观察出氧速度；加料方便
【解析】 （1）根据夏季和冬季的温度差异，以及温度高或低时生成氧气的速率高低即可判断；
（2）根据质量守恒定律利用化学方程式即可求解；
（3）观察二代产品和一代的结构区别，即可得出优点。
【解答】 （1）由表格内容可知，温度高时，生成氧气的速度快，又由于夏季温度高，该反应为放热反应，故需要更多的水来吸热，即冬天的水更少，水位线为：b；
（3）可以通过加料口以及注射器调节制氧速度；通过右侧浸入水中导管观察出氧速度；加料方便
9．（2023·浦江模拟）科学研究需要“大胆猜测，小心求证”，有人说“人吸入的气体是氧气，呼出的气体是二氧化碳”，小科对这个观点表示质疑，于是他进行如下探究：
（1）小科发现：燃着的木条在装满空气的集气瓶（图甲）中比在装满呼出气体的集气瓶（图乙）中燃烧的时间更长，请解释原因 　 　。
（2）小科想利用图丙装置验证呼出的气体中CO2 含量高于空气中CO2 含量，图丙中锥形瓶内的试剂均为溶液，他应如何操作？　 　。
（3）为了进一步测定呼出气体中氧气的体积分数，小科进行如下实验（装置如图丁）：

步骤 I：用注射器收集V1毫升的呼出气体，打开止水夹A、B，缓慢推动活塞将气体全部推入集气瓶中。
步骤Ⅱ：待集气瓶内液面稳定后，记录量筒内液体体积为V2毫升，且此时集气瓶中液面低于燃烧匙（如图戊）。
步骤Ⅲ：关闭止水夹A、B，向集气瓶外的烧杯中倒入沸水，使白磷燃烧。
步骤Ⅳ：待燃烧结束且冷却后，打开止水夹B，使瓶内外气压相等，记录量筒内液体体积为毫升。
步骤Ⅴ：重复实验，测得呼出气体中氧气的体积分数。
实验测得人体呼出气体中氧气的体积分数为 　 　。（用V1V2V3表示）
【答案】（1）空气中氧气含量比呼出气体中氧气含量高
（2）打开止水夹K1，关闭K2，向锥形瓶中Ⅱ中缓缓吸气；打开止水夹K2，关闭K1，向锥形瓶Ⅰ中缓缓吹气
（3）
【解析】本题考查的是呼吸作用的影响因素，呼吸作用的概念和意义。
（1）根据题文信息进行分析；
（2）根据图示实验装置，锥形瓶Ⅰ为验证吹气装置，锥形瓶Ⅱ为验证吸气装置，据此分析；
（3）根据提供的数据可以进行相关方面的计算。
【解答】
（1）把一根燃着的小木条，分别伸入装有人体呼出气体和普通空气的集气瓶内，观察到木条在空气瓶内燃烧时间较长，说明空气中氧气含量比呼出气体中氧气含量高；
（2）利用图丙装置验证呼出的气体中CO2含量高于空气中CO2含量，具体操作为：打开止水夹K1，关闭K2，向锥形瓶中Ⅱ中缓缓吸气；打开止水夹K2，关闭K1，向锥形瓶Ⅰ中缓缓吹气；
（3）用注射器收集V1mL的呼出气体，气体总体积是V1mL，记录量筒内液体体积为V2mL，说明除去二氧化碳外气体总体积是V2mL，记录量筒内液体体积为V3mL，说明氧气体积是V2mL-V3mL，实验测得人体呼出气体中氧气的体积分数为 。
故答案为：（1）空气中氧气含量比呼出气体中氧气含量高；（2）打开止水夹K1，关闭K2，向锥形瓶中Ⅱ中缓缓吸气；打开止水夹K2，关闭K1，向锥形瓶Ⅰ中缓缓吹气；（3） 。
10．（2023·浦江模拟）已知某混合气体由H2、CO和CO2三种气体组成。为验证该混合气体成分，科学研究小组的同学经过讨论，设计了如图1所示的实验方案。
根据方案回答下列问题：
（1）装置C在实验中的作用是　 　
（2）仅根据D装置中黑色粉末变红这一现象，能否证明混合气体中一定存在CO？请判断并说明理由　 　
（3）小丁根据装置E中出现白色硫酸铜粉末变成蓝色的实验现象，得出该混合气体中有氢气存在的结论。你认为结论是否可靠？若可靠，请说明理由；若不可靠，请对图1实验装置提出改进意见　 　
（4）图1方案B装置可用来吸收CO2但没有现象。为证明CO2和NaOH能发生反应，小丁又设计了图2所示的方案。则图2方案中所加试剂X应该是　 　。
【答案】（1）检验二氧化碳气体是否除尽
（2）不能，H2能与氧化铜反应
（3）不可靠，图1实验装置中应在CD之间加一个气体干燥装置
（4）氢氧化钠和氯化钡
【解析】本题考查的是物质的组成成分以及含量的探究，化学实验方案的设计与评价。
（1）根据可用澄清石灰水检验二氧化碳气体分析作答；
（2）根据在加热条件下，H2、CO均能与氧化铜反应，使D装置中产生黑色粉末变红这一现象分析作答；
（3）根据水蒸气能使白色硫酸铜粉末变成蓝色分析作答；
（4）根据钡离子遇碳酸根离子会产生碳酸钡沉淀分析作答。
【解答】
（1）根据可用澄清石灰水检验二氧化碳气体知，装置C在实验中的作用是检验二氧化碳气体是否除尽；
（2）在加热条件下，H2、CO均能与氧化铜反应，使D装置中产生黑色粉末变红这一现象，所以仅根据D装置中黑色粉末变红这一现象，不能证明混合气体中一定存在CO；
（3）装置E中出现白色硫酸铜粉末变成蓝色的实验现象，说明有水蒸气进入，该水蒸气可能是氢气与氧化铜反应产生的，也可能是气体从C中带入的，所以小丁根据装置E中出现白色硫酸铜粉末变成蓝色的实验现象，得出该混合气体中有氢气存在的结论是不可靠的，图1实验装置中应在CD之间加一个气体干燥装置；
（4）钡离子遇碳酸根离子会产生碳酸钡沉淀，则图2中小学教育资源及组卷应用平台
专题1 空气
考点分布 考查频率 命题趋势
考点1 氧化与燃烧 ☆☆☆ ①概述氧气与二氧化碳的主要物理性质及化学性质②说明氧气与二氧化碳的实验室制备及检验方法③说明氧气与二氧化碳的用途及与其性质的关系④列举空气中污染物的主要来源，防治空气污染的方法⑤探究空气中氧气体积分数的定量估测
考点2 氧气的性质与制取 ☆☆☆
考点3 CO2和CO性质和用途 ☆☆☆
考点4 实验室制取CO2 ☆☆☆
■考点一　氧化与燃烧
(1)缓慢氧化:氧化反应进行得非常缓慢，甚至在短期内不易察觉，如钢铁生锈、塑料和橡胶制品的老化等。剧烈氧化:氧化反应进行得很剧烈，如硫、铁、磷等物质的燃烧。
【能力拓展】氧化反应不属于化学反应的基本反应类型。
(2)燃烧条件：(1)可燃物要与氧气(或空气)接触；(2)温度达到着火点
■考点二　氧气的性质与制取
1、实验室制备氧气的化学原理
反应原理 2H2O22H2O＋O2↑ 2KMnO4△K2MnO4＋MnO2＋O2↑2KClO32KCl＋3O2↑
实验装置
收集方法 (1)排水集气法(因氧气不易溶于水)(2)向上排空气法(因氧气密度比空气大)
验满方法 将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃(向上排空气法)
检验方法 将带火星的木条放在集气瓶中，木条复燃
注意事项 长颈漏斗末端要伸到液面以下(分液漏斗则不必) (1)试管口略向下倾斜(2)铁夹夹在试管中上部(3)实验完毕，先移走导气管，再移走酒精灯(4)用KMnO4制O2时，试管口放一团棉花
2、空气中氧气体积分数的定量估测
装置图 注意点
试剂要求：足量红磷装置要求：气密性良好操作要求：待集气瓶冷却到室温后再打开弹簧夹实验现象：大量白烟，瓶内液面上升约1/5体积实验结论：空气是混合物；O2约占1/5，可助燃；N2约占4/5，不可燃也不可助燃，难溶于水
①液面上升小于1/5的原因：装置漏气，红磷量不足，未冷却完全；
②选择的药品应具备的条件：能在空气中燃烧；在空气中燃烧时只与氧气反应，不消耗空气中其他气体；燃烧后只产生固体或产生的气体可以被水或其他溶液吸收。
【知识拓展】
1．空气是一种混合物。空气中各种气体的含量是体积分数，不能误解为质量分数。
2．空气中氧气体积分数的估测实验中，不能用铁代替红磷的原因是铁不能在空气中燃烧；不能用碳、硫代替红磷的原因是产物是气体，不能产生压强差。
■考点三　CO2和CO的性质和用途
（一）CO2物理性质
二氧化碳气体是由大量CO2分子构成的，每个二氧化碳分子由1个碳原子和2个氧原子构成。CO2本身没有毒性，但CO2不能供给呼吸，在空气中的含量约占0.04%，当空气中CO2含量超过正常含量时才会对人体产生危害。
在通常状态下，二氧化碳是一种无色、无味的气体，能溶于水，密度比空气大。二氧化碳在一定条件下有固、液、气三态变化。固体二氧化碳叫干冰，干冰易升华，常压下，在-78 C以上可直接升华为气态二氧化碳，同时吸收大量的热。
（二）CO2化学性质
(1)二氧化碳一般不燃烧也不支持燃烧，不能供给呼吸。
(2)二氧化碳与水反应生成碳酸:CO2+H2O == H2CO3 (碳酸能使紫色石蕊试液变红)
碳酸不稳定，受热易分解: H2CO3 △ CO2↑+H2O
(3)二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊:CO2+Ca(OH)2 = CaCO3↓+ H2O [ CaCO3 (碳酸钙)是难溶于水的白色固体，这一反应常用来检验二氧化碳]
（三）CO化学性质
(1)一氧化碳是无色无味的有毒气体，在使用CO时必须要尾气处理，有还原性，能在加热时将氧化铁还原成铁单质，在金属冶炼时使用。
■考点四　实验室制取二氧化碳
1．工业制法：CaCO3CaO＋CO2↑
2．实验室制法：
a．原理：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑
(注意：不能用浓盐酸，因为浓盐酸易挥发使CO2不纯；也不能用硫酸，因为反应产生的硫酸钙微溶于水，会阻止碳酸钙跟硫酸反应)。
b．装置：块状固体和液体反应，不加热(如图所示)。
c．步骤：(略)。
d．收集方法：向上排空气法。
3．检验二氧化碳气体用澄清石灰水，若能使澄清石灰水变浑浊，则是二氧化碳。
CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O。
■考点一　氧化与燃烧
◇典例1：（2023九下·义乌模拟）如图，小明将一张白纸紧紧地卷成棍状，在其表面缠绕一根铜丝。用蜡烛对铜丝处进行加热，纸棍不燃烧；而对纸棍未卷铜丝处进行加热，很快就能点燃。据此推测，铜丝在实验中的作用是（　　）
A．隔绝白纸周围氧气 B．升高白纸的着火点
C．降低白纸表面温度 D．降低蜡烛火焰温度
◆变式训练1：（2023·温州模拟）按如图所示方案进行“探究燃烧条件之一是温度要达到可燃物的着火点”的实验(已知：白磷的着火点是40℃)，往甲装置的水中加入某种固体物质后白磷燃烧，乙中白磷不燃烧。实验后，将甲中的试管倒置于水中，去掉橡胶塞，发现水进入试管中。
（1）甲装置的水中加入的固体物质可能是　 　；
（2）乙试管中的Y为　 　；
（3）“水进入试管中”的原因是　 　。
◇典例2：（2023·杭州）将燃烧的蜡烛放人图甲装置中，一段时间后，蜡烛会慢慢熄灭。兴趣小组探究其原因的过程如下（气体的含量用体积分数表示）：
（1）甲同学认为，蜡烛熄灭是装置内的氧气被消耗完了。他设计了图乙的实验装置，待蜡烛熄灭后，用凸透镜聚焦太阳光使白磷的温度达到着火点，观察到　 　现象，从而否定了自己的猜想。他重新实验，测得蜡烛燃烧过程中烛焰附近的二氧化碳含量从0.04%上升到7.4%，氧气含量从21%下降到13.8%。
（2）甲同学又认为可能是二氧化碳含量过高导致蜡烛熄灭。乙同学不赞同，他改变图甲装置中的气体成分，只进行了一次实验，就否定了甲同学的观点。则乙同学进行的实验是　 　。
实验 氧气含量 二氧化碳含量 蜡烛能否燃烧
A 21% 8.4% 能
B 21% 3.4% 能
c 12.8% 3.4% 不能
（3）还有一种观点：随着蜡烛的燃烧，氧气含量下降，产热速度变慢；当产热量小于散热量，烛芯的温度下降至着火点以下，蜡烛熄灭。如果该观点正确，将图甲装置置于温度更低的环境中实验，则测得烛焰附近的氧气含量最小值会如何变化？并解释原因。　 　
◆变式训练2：（2023·桐乡模拟）常温下铁在潮湿的空气中容易生锈，产物主要为Fe2O3 nH2O；铁丝在氧气中燃烧，产物为黑色的Fe3O4。
【提出问题】铁在空气中用酒精灯加热时，是否与空气中氧气发生反应 产物是什么
【查阅资料】①常见的铁的氧化物有三种FeO、Fe2O3、Fe3O4，其中Fe3O4是磁性物质。②FeCl3溶液呈黄色，FeCl2溶液呈浅绿色。
【实验探究】①按图连接实验装置，检查装置气密性。向试管内加入铁粉，针筒活塞停在A刻度。
②加热铁粉的过程中，活塞发生移动。停止加热后，活塞逐渐向左移动，最终停在B刻度。
③用细线吊着洁净铁钉靠近加热后的固体粉末，发现没有粉末被铁钉吸上来。
④待试管冷却后，向试管内加入盐酸，发现有气泡产生，溶液立即出现黄色。
⑤另取一些未加热过的铁粉加入到盛有盐酸的试管内，发现有气泡产生，溶液变为浅绿色。
【结论与反思】
（1）检查装置气密性时，先用酒精灯给试管预热，针简活塞向右移动，当停止加热后，如观察到的现象，说明气密性良好。
（2）实验可得出结论：铁粉在空气中用酒精灯加热时，与空气中氧气发生反应，产物中一定没有　 　。
（3）结合已学知识和本次探究分析可得，铁与氧气反应的产物受反应温度、氧气的　 　等因素影响。由于上述活动无法证明产物中是否存在 FeO，所以他们的探究仍在继续。
■考点二　氧气的性质与制取
◇典例1：（2023九下·义乌模拟）如图所示，①为制取氧气的发生装置(气密性良好)，其中的燃烧匙可以上下移动。
②和③为氧气的收集装置。小金欲制取一瓶干燥的氧气，下列分析正确的是（　　）
A．在①中，将MnO2浸入H2O2溶液，MnO2可分解产生氧气
B．若用装置②的方法收集氧气，需等到导管口气泡均匀并连续冒出时才可收集
C．若用装置③的方法收集氧气，可将带火星的木条放至瓶口进行验满
D．将装置①分别与装置②或③连接，均能达到实验目的
◆变式训练1：（2023九下·义乌模拟）实验室用高锰酸钾制取并收集氧气。
（1）组装该装置时，下列仪器用品的组装顺序是　 　(填序号)。
①试管 ②铁架台 ③酒精灯 ④木块
（2）实验中用排水法收集了一瓶氧气，把一根带火星的木条伸到集气瓶口时，没有复燃。原因可能是____(选填字母)。
A．实验结束时，熄灭酒精灯前没有先把导管移出水面 B．有气泡冒出时立即进行收集
C．导管口没有放一小团棉花 D．收集前集气瓶中未装满水
◇典例2：（2021·台州）家庭医药箱里有一瓶标签缺损的医用双氧水，为测定其溶质质量分数，小宁设计了如图实验：在试管中放入一定量的二氧化锰，然后用注射器注入10mL该医用双氧水，直到试管中不再有气泡产生，通过测量量筒中水的体积就可以大致计算出双氧水质量分数。
（1）实验中用排水法测量氧气的体积是因为氧气具有　 　的性质。
（2）若俯视读得量筒中水的体积，则测得的双氧水质量分数将　 。(填“偏大”“偏小”或“不变")。
◆变式训练2：（2023·金华）小金利用如图甲所示装置（气密性良好）和试剂测定空气中氧气含量，集气瓶中空气的体积为200mL，氧气传感器测得集气瓶内氧气的体积分数变化曲线如图乙所示。
（1）实验开始时，用酒精灯加热粗铜丝，其目的是　 　。
（2）反应开始到止水夹打开前，集气瓶内可观察到的现象是　 　。
（3）小金提出“倒吸入集气瓶中水的体积除以200mL等于空气中氧气的含量”。据图乙分析，此说法　 　（选填“正确”或“错误”），说明理由：　 　。
■考点三　CO2和CO的性质和用途
◇典例1：（2021·台州）二氧化碳的资源化利用是实现碳减排的重要途径以下是一种实现二氧化碳转化为重要原料二甲醚(化学式为C2H6O)的途径：
（1）转化①是二氧化碳与一种常见单质反应生成甲醇和水，这种单质的化学式为　 　。
（2）转化②是甲醇发生分解反应生成二甲醚和水反应中生成二甲醚和水的分子数之比为　 　。
◆变式训练1：（2022·南湖模拟）在学习了二氧化碳的制取与性质实验后，某化学兴趣小组同学设计了如图所示的实验(夹持仪器已略去)。请回答：
（1）装置A中发生反应的化学方程式为　 　。
（2）装置B玻璃管内、外壁分别贴有用紫色石蕊试液浸泡过的干燥或湿润滤纸条，打开K1，关闭K2和K3，并向玻璃管外壁上4号滤纸条喷醋酸，观察到　 　，3号滤纸条不变色，4号滤纸条变红。由此证明了CO2能与水反应。
（3）紧接着又打开K3观察到低处蜡烛先熄灭，说明CO2具有的化学性质是　 　。
（4）如图所示CO2验满操作中，正确的是　 　(填字母)。
（5）为保证制得纯净的二氧化碳，棉花团上应事先浸有　 　(填”NaOH溶液”或”饱和NaHCO3溶液”)。
◇典例2：（2023·柯桥模拟）科学兴趣小组的同学用如图装置验证二氧化碳的性质(省略仪器的固定装置)。
（1） 实验开始后，关闭K3，打开K1、K2，装置左侧通入CO2，一段时间后，A中纸花变红，原因为　 　(用化学方程式解释)，同时B中短蜡烛熄灭，关闭K2，片刻后长蜡烛也熄灭，说明CO2具有的性质是　 　。
（2）关闭K1、K4，打开K3，观察D中现象，一段时间后再打开K4，继续观察，则整个过程D中的现象为　 　。
◆变式训练2：（2021·台州）某同学对收集满二氧化碳气体的集气瓶需要正放的必要性进行了探究。实验步骤如下：
①将有底的空纸筒盖上硬纸板、在电子秤上称得质量为5.39克；
②将该纸筒先后两次收集满二氧化碳气体、盖上硬纸板。分别正放、倒放在电子秤上，如图甲和图乙、观察并记录读数变化：
③将两次的读数变化绘制成图丙，并得出结论。
回答下列问题：
（1）检验二氧化碳收集满的操作是　 　。
（2）纸筒正放时，电子秤读数变小的原因是　 　。
（3）结合图丙推测，若纸筒内收集满的是氢气。请在图丁中画出纸筒正放、倒放时电子秤读数随时间的大致变化情况并标注。(纸筒收集满氢气后的质量为5.30克)
■考点四　实验室制取二氧化碳
◇典例1：（2022·绍兴）科学是一门以实验为基础的学科。以下是实验室制取、收集、测量气体体积的常用装置。
（1）实验室制取二氧化碳的发生装置可以选择　 　（填字母）。
（2）检查装置B气密性的方法是：先关闭止水夹，然后　 　。
（3）若用装置C测反应生成的二氧化碳体积，测得的体积比理论值小，原因可能是二氧化碳具有　 　的性质。
◆变式训练1：（2022·温州）实验室取二氧化碳时，选择合适溶质质量分数的盐酸，有利于减少盐酸浪费。小明分别取400克溶质质量分数为7.3％、14.6％、21.9％的盐酸与足量的石灰石反应，进行A、B、C三组实验，产生二氧化碳的快慢与时间关系如图所示，算得盐酸利用率如表（盐酸利用率是指收集到的气体体积理论上所需要的盐酸量与实际消耗的盐酸总量的比值)。
盐酸利用率与盐酸溶质质量分数的关系
组别 A B C
盐酸溶质质量分数 7.3% 14.6% 21.9%
盐酸利用率 82.5% 81.5% 72.1%
（1）小明在实验过程中发现，发生装置中的锥形瓶外壁发烫。推测图中c组在第5～10分钟时反应快速变慢的主要原因是　 　。
（2）小明用400克盐酸进行A组实验，可收集到二氧化碳气体约多少升？（盐酸与石灰石反应的化学方程式为：2HCl+CaCO3=CaCl2+H2O+CO2↑，常温常压下二氧化碳的密度约为2克／升）
（3）实验中，小明想在10分钟内制取10升二氧化碳气体，综合考虑各种因素，选用哪种溶质质量分数的盐酸更合适，并说明理由。　 　
◇典例2：（2022·衢州）为测定石灰石样品中碳酸钙含量，某小组同学在一定质量的样品中加入足量稀盐酸，利用生成CO2的质量来测定(忽略稀盐酸挥发的影响)。
（1）小科用图甲装置实验，通过测定反应前后D装置质量的变化来得到CO2质量。为了避免水蒸气对实验的影响，使测量结果更准确，装置C中应装入　 　 (填试剂名称)。
（2）小明用图乙装置实验，通过测定反应前后装置总质量的变化来得到CO2质量。他用碱石灰做干燥剂，请判断这种做法是否合理并说明理由。　 　。
（3）实验时，正确选择干燥剂后，两装置均可通过左侧导管鼓入某种气体一段时间，来进一步减小误差。下列操作可行的是　 　。
选项 实验装置 反应开始前鼓入的气体 反应结束后鼓入的气体
A 甲 氮气 氮气
B 甲 干燥空气 干燥空气
C 乙 氮气 氮气
D 乙 干燥空气 干燥空气
◆变式训练2：（2022八下·义乌期中）数字化传感技术应用于化学实验能实现实验数据采集自动化，形成相应图像，更好地解决化学中的疑难问题。化学兴趣小组打算在实验室用贝壳和一定浓度的稀盐酸制取二氧化碳并验证二氧化碳的部分性质，在实验中使用了压强和温度两种传感器。
【查阅资料】①贝壳主要成分为碳酸钙，贝壳中的其它杂质对实验影响可以忽略不计；
②浓盐酸具有挥发性，会挥发出氯化氢气体。
【探究实验一】选择药品
分别取等质量颗粒状和粉末状的贝壳样品与等体积、等浓度的稀盐酸在图1的三颈烧瓶中反应，采集数据，形成如图2和图3的图象。
（1）图1中反应的化学方程式是 　 　。
（2）根据图2回答：
①对比分析a、b点可知，曲线 　 　（填“①”或“②”）表示颗粒状贝壳与稀盐酸反应；
②对比分析c、d点可知，相同的气压时，　 　与稀盐酸反应速率更快；
③最终粉末状贝壳产生CO2的质量　 　（填“＞”或“＜”或“＝”）颗粒状贝壳产生CO2的质量。
（3）据图3分析，影响实验测定准确性的原因：一是水蒸气含量增加；二是 　 　。
（4）【探究实验二】发生装置的优化
选用图4装置（不包括传感器）制二氧化碳的优点是 　 　；为了解装置具有该优点的原因，他们在装置中连接压强传感器（如图4左），从而测定实验中试管内气体压强变化的情况（如图4右）。下列说法正确的是 　 　。
A.ab段试管中液面逐渐上升 B.bc段石灰石与稀盐酸脱离接触 C.c点的对应操作是打开弹簧夹
（5）【探究实验三】验证CO2的性质。
操作步骤：用3个250mL的烧瓶收集满CO2进行实验。如图5所示，同时迅速将注射器内液体全部注入各自烧瓶中，关闭活塞；一段时间后，同时振荡三个烧瓶。从左到右依次得到如图6所示的烧瓶内压强与时间的关系曲线1、2、3。
回答下列问题：
曲线2对应发生反应的化学方程式为 　 　；
（6）根据图6所示，可以得出的结论是 （填序号）。
A．1体积水中溶解CO2的量约为1体积
B．CO2能与水发生反应生成碳酸
C．CO2能与NaOH溶液发生反应
D．40%NaOH溶液比澄清石灰水更适合用于吸收CO2
1．（2023·湖州）现在人们广泛使用的某种复合膨松剂中含有碳酸氢钠。碳酸氢钠在受热时发生反应的方程式为：2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑，这一化学反应的类型是（　　）
A．化合反应 B．分解反应 C．置换反应 D．复分解反应
2．（2023·金华）下列与氧气有关的实验操作，需要纠正的是（　　）
A． B． C． D．
3．（2023·衢州）下列关于氧气性质及其制备的说法正确的是（　　）
A．氧气的化学性质很不活泼，与其他物质反应必须要加热
B．氧气参与很多燃烧反应，它是一种常见的可燃物
C．实验室可用加热分解高锰酸钾的方法制备氧气
D．要除去N2中的O2得到纯净的N2，只需将混合气体通过红热的炭
4．（2023·衢州）氢气是一种清洁能源，下图是氢气燃烧的微观模型，以下说法正确的是（　　）
A．反应物是水
B．参加反应的甲和乙分子个数之比为1：8
C．反应前后原子的数目不变
D．该反应的化学方程式：2O2+H2=2HO2
5．（2023·湖州）小敏在鉴别氢气、氮气、氧气、二氧化碳四瓶无色气体时，对它们的部分性质进行归纳梳理并编制了检索表(如图)。检索表中S代表的是（　　）
检索表
1a具有可燃性...............P
1b不具有可燃性...............2
2a能使澄清石灰水变浑........Q
2b不能使澄清石灰水变浑.......3
3a能使带火星的木条复......R
3b不能使带火星的木条复..... S
A．氢气 B．氮气 C．氧气 D．二氧化碳
6．（2023·衢州）《天工开物》记载了水银（汞）和硫反应制取银朱（硫化汞）的方法，并厘清了转化过程中物质间的质量关系。表现出的“质量守恒”思想，比其他国家早一百多年。
（1）制取银朱的反应方程式为：Hg+S=HgS，该反应属于基本反应类型中的　 　。
（2）书中记载：十六两汞能制取十七两五钱的硫化汞。增重的“一两五钱”实际上是参加反应的　 　的质量。（“钱”“两”是我国古代常用的质量单位）
7．（2023·湖州）科学是一门以实验为基础的学科。如图A和B为实验室中常见的气体发生装置，请回答下列问题：
（1）仪器a的名称是　 　。
（2）实验室用过氧化氢制取氧气，发生装置应选择　 　(选填”A”或”B”)。
（3）图C为过氧化氢分解的过程示意图，请将生成物的微观粒子模型补充完整。
8．（2022·衢州）科学发现往往源于对实验现象的观察与研究。
（1）如图甲进行白糖溶解实验，根据图中现象判断：溶液②　 　(填“是”“不是”或“可能是")白糖的饱和溶液。
（2）如图乙所示，小科利用集气瓶收集从导管导出的氧气时，每隔一段时间，他就取出导管，再用带火星的木条放在瓶口验满。可是他始终没有观察到带火星木条复燃，小科实验操作中出现的错误是　 　。
9．（2021·杭州）实验室提供H2O2溶液、二氧化锰、KClO3和KMnO4四种药品及下列装置
根据要求完成下列问题：
（1）根据提供的药品，写出一种实验室制取O2的化学方程式　 　；
（2）选择装置B和C制取氧气的主要步骤有：①将导气管移出水槽；②加热；③装药品；④收集；⑤熄灭酒精灯；⑥检查装置气密性。正确的操作顺序为　 　。
10．（2023·杭州）某同学用图甲装置验证质量守恒定律。
（1）将图甲中的两种溶液混合，观察到　 　的现象，证明两者发生了化学反应，且天平仍然保持平衡，可验证质量守恒定律。
（2）仅利用图甲的器材，可继续验证质量守恒定律的实验是 。
A．冰熔化成水 B．铜丝和硝酸银溶液反应 C．碳酸钙固体和稀盐酸混合
（3）该同学以电解水为例，用图乙从分子和原子的角度解释质量守恒定律的微观本质，请你帮他补充完整。
11．（2023·杭州）实验室用15%的H2O2溶液在MnO2催化作用下制取氧气，实验前需在烧瓶中加入一定量的水，是不是H2O：溶液浓度会影响氧气产生的速度？小科利用如图装置进行探究。
[建立假设]H2O2溶液浓度越小，产生氧气的速度越慢，
[实验方案]在相同条件下，分别用30毫开2%、4%和6%的H2O2溶液进行实验，记录收集20毫升氧气所需的时间。
[实验数据]
实验序号 1 2 3
H2O2溶液的浓度 2% 4% 6%
收集20毫升氧气所需时间/秒 t1 t2 t3
[实验结论]在相同条件下，H2O2溶液浓度越小，产生氧气的速度越慢。
（1）上述实验除了实验装置相同，还要控制 相同(填字母)；
A．MnO2质量 B．滴加H2O2溶液的速度
（2）该实验通过分解H2O2制取氧气，可用化学方程式表示为　 　；
（3）表中t1、t2、t3的大小关系是支持上述实验结论的，其中最大的是　 　。
12．（2022·衢州）钢丝棉是一种由低碳钢制成的细丝，直径约0.125-0.189毫米。小科利用钢丝棉探究铁制品锈蚀的条件，实验如下：
步骤一：取3个50mL活塞润滑性良好的注射器，检查气密性后备用。
步骤二：称取3团等质量的钢丝棉(每团体积约为6cm3)，A保持干燥，B用少量蒸馏水润湿，C用少量食盐水润湿，分别放入甲、乙、丙注射器中。
步骤三：移动活塞，使它们均处于46mL刻度处，再用橡皮帽封住注射孔(如图所示)。
步骤四：每隔一定时间，观察到的实验现象如下表。
　 5分钟 20分钟 1小时 5小时
甲 无现象 无现象 无现象 无现象
乙 出现少许锈斑，活塞未明显移动 出现明显锈斑，活塞移动少许 锈斑增多，活塞移动明显 锈蚀严重，活塞处于39mL刻度处
丙 出现明显锈斑，活塞移动少许 锈斑增多，活塞移动明显 锈蚀严重，活塞处于39mL刻度处 锈蚀严重，活塞处于39mL刻度处
（1）检查注射器气密性：先用橡皮帽封住注射孔，用手向外拉动活塞，放手后观察到　 　，则气密性良好。
（2）比较乙、丙实验现象得到的结论：　 　。
（3）钢铁生锈还需要氧气，请你利用本实验数据计算出空气中氧气的体积分数为　 　。
13．（2023·湖州）碳捕集是实现”碳中和”的措施之一，其中一种方法是用氢氧化钠溶液来吸收二氧化碳。某探究小组将二氧化碳持续通入氢氧化钠溶液中，并利用传感器实时测定氢氧化钠溶辆扶酸几液吸收二氧化碳后溶液的pH，装置如图甲所示。溶液的pH随时间变化情况如图乙，且pH等于11.6时溶液处于饱和状态。通过查阅资料发现：
①碳酸钠能与二氧化碳、水反应生成碳酸氢钠(Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3)；
②该温度下，饱和碳酸钠溶液的pH为11.6，饱和碳酸氢钠溶液的pH为8.3；
③该温度下碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠的溶解度。
根据以上现象和信息，小组同学展开进一步探究：
[提出问题]二氧化碳持续通入氢氧化钠溶液中，形成的产物是什么？
（1）[建立假设]假设1：只有碳酸钠；假设2：碳酸钠、碳酸氢钠；假设3：只有碳酸氢钠；假设4……
小敏根据图乙曲线判断假设1不成立，理由是 　。
[实验过程]继续通入二氧化碳，溶液的pH随时间变化情况如图丙。
[实验结论]小敏根据图丙曲线认为二氧化碳持续通人氢氧化钠溶液后的最终产物是　 　。
[交流评价]小金认为该曲线还不能确定最终产物。因为pH可能还未呈稳定状态，接下去的操作是　 　。
（2）小兴受小金的启发，猜测最后溶液可能呈酸性，他猜想的依据是　 　，所以建议小组同学继续展开探究。
14．（2023·金华）测量空气中氧气体积分数实验的思维模型如下：
封闭空间——消耗氧气——气压减小——观察现象
项目化学习小组按图甲完成氧气含量测定的实验时，发现进人集气瓶的水量低于”1”刻度线。为提高氧气含量测定的精准度，展开了如下研究。
[误差分析]几位同学对测量值偏小原因的分析如下：
甲：红磷的量不足，未能把瓶内氧气耗尽；
乙：将燃烧匙伸入集气瓶瞬间，部分空气逸出；
丙：实验前导管中有空气，实验后一部分本应进入容器的水滞留在导管中；
丁：由于广口瓶的形状造成很难均分五等份，影响测量结果；
（1）以上原因分析中，其中一位同学的观点被大家一致否定，你认为是哪位同学的观点？　 　(选填”甲”“乙”“丙”或”丁”)；
（2）[方案改进]根据以上讨论，为减少实验误差，提高实验结果的精准度，学习小组同学设计了图乙改进装置。(已知：红磷的着火点是240℃，无毒；白磷的着火点是40℃，有剧毒)
比较图甲、图乙的实验方案，下列关于图乙实验方案叙述正确的是 。
A．利用着火点更低的白磷并采用加热后的玻璃棒”内引燃”，建立封闭空间使实验结果更精准
B．可以解决图甲方案中一部分水滞留在导管中带来的误差问题
C．改用量筒内水的体积变化来确定消耗氧气的体积，使测量结果更精准
D．彻底地解决了实验的安全性问题，符合绿色化学理念
（3）小金同学认为，图乙实验装置还需在橡皮管处补充一个止水夹，请表达你的观点及理由 　；
（4）[问题反思]小组同学多次实验，测量值总是小于。经过老师指导，小组同学讨论后认为，可以从模型中”消耗氧气”的方法入手给实验做进一步改进。
[资料]暖宝宝是利用铁粉在空气中氧化的原理制成。
[方案迭代]讨论后，项目组设计了如图丙所示的装置，用暖宝宝粉代替红磷，利用铁粉在空气中氧化的原理进行实验。操作步骤如下：①将滤纸用水浸润后黏附在针筒内壁；②把暖宝宝粉倒入针筒，轻轻转动，使涂抹均匀；③涂上凡士林，将活塞插入针筒，盖上橡皮帽，观察并记录活塞移动情况。
经多次实验后，测得空气中氧气的体积分数均约占。
从消耗氧气的方法角度分析，图丙方案比图甲方案测定结果更精准的原因是　 　。
[心得交流]科学探究需要不断根据结果反思探究过程，优化方案，实现方案的迭代更新。
15．（2023·衢州）在医院，吸氧的患者每小时消耗600L氧气，费用为4元。实验室制取氧气的成本是多少呢？小科在图甲装置的锥形瓶中加入适量的二氧化锰和水，用注射器吸入20mL过氧化氢溶液并全部注入锥形瓶中，测得装置的总质量变化如图乙。
（1）上述过氧化氢溶液完全分解产生氧气的质量是　 　g。
（2）根据实验数据，通过化学方程式计算20mL过氧化氢溶液中溶质的质量。
（3）已知上述20mL过氧化氢溶液的成本为0.4元，若在实验室用同样的过氧化氢溶液制取600L氧气（密度取1.4g/L），需要的成本是　 　元，可见在实验时应节约药品。（不计其它成本）
（4）小科连接图甲和图丙装置，用注射器另取4mL同样的过氧化氢溶液，通过直接测量氧气的体积来计算成本。若不考虑导管对实验的影响，以下分析正确的是____。
A．广口瓶中的水面上有少量植物油，能防止氧气溶于水
B．实验前图丙装置中广口瓶内的水量不会影响测量结果
C．读数时量筒中的水面高于广口瓶内的液面导致测得氧气的体积偏小
D．测得氧气的体积等于量筒中增加的水的体积减去加入的过氧化氢溶液的体积
16．（2023·衢州）为测定某品牌钙片中碳酸钙的质量分数，小明先将钙片粉碎，再各取2.5g粉末与一定量的同浓度稀盐酸反应(钙片中其他成分不参与反应)，测出生成二氧化碳的质量(不考虑二氧化碳的损失)。实验数据如下表所示：
组序 粉末样品的质量(g) 盐酸的质量(g) 二氧化碳的质量(g)
1 2.5 10 0.22
2 2.5 20 0.44
3 2.5 30 0.44
（1）小明先将钙片进行粉碎，其目的是　 　。
（2）通过分析第2组和第3组数据，可知第3组反应中　 　过量。
（3）求该钙片中碳酸钙的质量分数。(写出计算过程)
17．（2023·杭州）市场上有一种“茶垢净”，遇到热水后会产生氧气，并能深入微小的缝隙快速去除茶垢。
（1）向“茶垢净”中倒入热水，收集一瓶氧气，将带火星的木条伸入，能观察到　 　。
（2）如图是一台简易制氧机，A瓶中装有“茶垢净”、二氧化锰和水，氧气可从B瓶盖子上的出气孔排出，供人呼吸。A瓶的导管伸入B瓶水中的目的是　 　（写出一点）。
（3）现有一瓶“茶垢净”，其制氧量相当于119克过氧化氢分解产生的氧气量。某人吸氧时需要制氧机提供每分钟0.5升的氧气，请计算用这瓶“茶垢净”制得的氧气，最多能供他持续吸氧多长时间？（氧气密度取1.4克/升）
18．（2023·杭州）如图，小舟制作了一个简易泡沫灭火器，为增加泡沫量，添加少量不参与反应的发泡剂。
（1）使用灭火器时，只需将装置倒置，浓盐酸与碳酸钠反应后喷出大量含有CO2的泡沫，当泡沫“粘附”在燃烧物表面后，起到隔绝　 　作用，即可灭火。选用CO2作为灭火气体是因为该气体具有的性质是　 　。
（2）制作成本也是须考虑的重要指标。将含有10.6克溶质的饱和碳酸钠溶液装入吸滤瓶，理论上需要质量分数为36.5%的浓盐酸多少克，才能恰好完全反应。(已知；Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑)
19．（2021·台州）钙是生物体骨骼的重要组成元素。鱼骨中含有碳酸钙、现设计图甲实验测定鱼骨中的碳酸钙含量，并将测得的数据绘制成图乙。
提示：①食醋的主要成分是醋酸(HAc)。醋酸和碳酸钙反应的化学方程式为：CaCO3+2HAc=CaAc2+H2O+CO2
②鱼骨中其它成分与食醋反应生成的气体可忽略不计
（1）该实验中浓硫酸的作用是　 　。
（2）由图乙中的AB曲线，可知锥形瓶中反应速率的变化情况是　 　(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
（3）根据图中的数据计算鱼骨中碳酸钙的质量分数。
（4）生活中，用喝醋的方法除去卡在咽上的鱼刺，这种做法是不科学的。请你结合实验结果加以说明。
20．（2021·台州）小宁用稀盐酸和石灰石反应制取二氧化碳(石灰石中的杂质既不溶于水也不和酸反应)，为了探究反应后溶液的成分，他又进行如下实验：取反应后的溶液50g于烧杯中，逐滴滴入碳酸钠溶液，发现先有气泡产生，后生成白色沉淀。下表为产生的气体总质量、沉淀总质量与滴入碳酸钠溶液总质量的关系。
碳酸钠溶液总质量/g 25.0 50.0 75.0 100.0 125.0 150.0 175.0 200.0
气体总质量/g 1.1 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2
沉淀总质量/g 0 0 2.5 5.0 m n 9.0 9.0
（1）表中n=　 　。
（2）所取的反应后50g溶液中溶质是　 　 。
（3）所用碳酸钠溶液中溶质的质量分数是多少？
21．（2021·杭州）某品牌钙片信息：①钙片主要成分为碳酸钙；②每片钙片的质量为1克。某科学学习小组同学用该品牌钙片做了如下实验：把100克稀盐酸分成五等份，分次将稀盐酸添加到放有10片钙片的烧杯中，充分反应（钙片中其他成分不溶于水且不与盐酸反应）。得到的实验数据见下表。
实验次数 1 2 3 4 5
加入稀盐酸的质量/克 20 20 20 20 20
剩余固体的质量/克 8.0 6.0 4.0 2.2 2.2
回答下列问题：
（1）钙片用于补“钙”。钙片中所含的钙是指 ；
A．元素 B．单质 C．原子
（2）10片钙片中所含碳酸钙的总质量为　 　克；
（3）计算该实验中所用稀盐酸的溶质质量分数。（写出计算过程）
1．（2022·椒江模拟）下列有关氧气的叙述正确的是（　　）
A．实验室可采用向下排空气法收集氧气
B．如图课本上测定空气中氧气含量的实验，若只将红磷换成木炭实验会失败
C．铁丝在空气中燃烧，火星四射
D．物质发生氧化反应时总会发光、发热
2．（2023·慈溪模拟）化学是一门以实验为基础的自然科学，请结合下图回答问题。
（1）仪器名称：②　 　。
（2）实验室制二氧化碳，若用装置B，则分液漏斗的作用是　 　，
（3）实验室选用装置C制取CO2，加入稀盐酸的量不宜太多。若实验时，液面处于m处（此时稀盐酸有剩余），则关闭弹簧夹导致的后果是　 　。
（4）用F装置可以实验检验氧化钙与水作用的热效应，烧杯中导管口有气泡产生，是因为　 　
3．（2023·鄞州模拟）稀有气体的发现，科学家们经历了漫长的探究过程。
材料一：1785年，卡文迪许在测定空气组成时，除去空气中的O2、N2等气体后，发现最后总是留下一个体积很小的小气泡。
材料二：1892年，瑞利在测定氮气密度时发现，从空气中除去氧气、二氧化碳和水蒸气得到的氮气密度为1.2572 克/升，而从氨气分解得到的氮气密度为1.2508克/ 升，两者相差0.0064 克/升。重复实验，发现两者的密度总是维持这样的差值。瑞利对此展开探究，经反复试验，最终发现了氩气。
根据以上材料回答下列问题：
（1）某同学使用如图所示装置来模拟卡文迪许的实验，将空气依次通过A、B、C、D等装置，最后在E装置中收集到少量气体，其中C装置的作用是　 　。
（2）根据瑞利采用两种方法得到的氮气，其密度之间的微小差异是否来源于实验误差，请作出判断并说明理由　 　。
（3）稀有气体的发现是一个艰难的过程，下列是当代科学家分析的事实或现象，其中发现史中相关证据解释合理的有　 　。
选项 事实或现象 证据解释
A 空气中稀有气体的含量很小 卡文迪许除去空气中O2、N2后，留下体积很小的小气泡
B 氦气可用作飞艇中的填充气体 莱姆赛用钇铀矿放在硫酸中加热得到不燃烧也不支持燃烧，且密度很小的氦气
C 氪气、氖气和氙气的密度不同 莱姆赛用蒸馏法从液态空气中分离出氪气、氖气和氙气三种气体
4．（2023·舟山模拟）为了比较不同催化剂对过氧化氢催化速率的影响，小龙按图甲所示装置进行了如下实验：
①检查装置气密性；
②称取2克二氧化锰固体放在锥形瓶中，用注射器抽取5毫升溶质质量分数为10%的过氧化氢溶液．将注射器插入带活塞的锥形瓶中：
③将过氧化氢溶液注入锥形瓶中，测量并记录相应的数据：
④换用相同质量的ZnO固体和 Fe2O3固体重复步骤②和③，记录并处理数据，结果如图乙。
（1）该实验通过　 　反映催化剂的催化速率。
（2）待每次实验完全反应后，小龙均记录了瓶内的最终气压值，分别为p1、p2、p3，请比较三次实验气压大小，并说明理山。　 　。
（3）小龙取一定质量的FeCl3固体进行上述实验。发现也能加快过氧化氢的分解速率。实验过程中发现锥形瓶内溶液颜色逐渐由浅黄色变为浅绿色，最终又变回浅黄色。根据实验现象判断FeCl3是否为过氧化氢分解的催化剂，并说明理由.　 　。
5．（2023·杭州模拟）某兴趣小组对教材中“测定空气里氧气含量”的实验(装置I)进行了大胆改进，设计装置Ⅱ实验方案进行，收到了良好的效果。请你对比分析下面装置I、装置Ⅱ实验，回答下列有关问题：
（1）【装置Ⅰ】在实验过程中，经常出现实验结果偏小的情况，原因可能是____。
A．红磷量不足
B．实验时止水夹未夹紧
C．未等装置冷却就松开止水夹
D．红磷点燃后伸入集气瓶速度太慢
（2）【装置Ⅱ】实验的操作步骤如下：①测定玻璃管容积V1为70mL。②将少量铜粉平装入试管中，将50mL的注射器活塞置于30mL刻度处，并按图Ⅱ中所示的连接方式固定好。③点燃酒精灯，缓慢推拉注射器活塞。④熄灭酒精灯，等装置冷却后读取注射器活塞的数据。按正确操作和有关数据计算，最终得出氧气约占空气体积的，则注射器活塞最终停留在　 　mL处.
（3）比较装置Ⅰ和装置Ⅱ，你能说出装置Ⅱ的一个优点是　 　。
6．（2023九下·义乌模拟）小科设计如图所示的实验装置来同时完成燃烧条件的探究和空气中氧气含量的测定。装置中注射器活塞与内壁摩擦非常小，可忽略不计。
查阅资料发现：
①当容器内的氧气浓度低于一定值时，白磷无法继续与氧气反应。
②“暖宝宝”能耗尽容器中少量的氧气。实验操作步骤如下：
步骤1： ▲ ；
步骤2：将盛有足量白磷的燃烧匙放入空集气瓶中，塞紧塞子，白磷不燃烧；
步骤3：打开集气瓶塞子，往瓶中倒满80℃的热水，并塞紧塞子，白磷仍然不能燃烧；步骤4：打开K1和K2，通过注射器从b管抽水，当注射器中水量达到V1毫升时，瓶中液面低于燃烧匙底部，此时立即关闭K1、K2，发现瓶中白磷燃烧；
步骤5：待整个装置冷却至室温时，打开K2，发现注射器中的水剩余V2毫升。
（1）请将步骤1补充完整　 　。
（2）步骤　 　进行对照，说明白磷燃烧需要氧气。
（3）该实验测得空气中氧气的含量为　 　(用V1、V2来表示)。
（4）小科多次重复上述实验，测得空气中氧气的体积分数远大于21%，原因是　 　。
7．（2023·浦江模拟）为了比较3种催化剂对分解H2O2的催化作用，小科进行了如下实验：
①按下表所示在锥形瓶内放入等量的催化剂；
组别 a b c
5%的H2O2溶液/mL 20 20 20
催化剂 MnO2 CuO Fe2O3
②连接如图1所示装置3套，注射器内盛入5%的H2O2溶液20mL；
③推动每套装置的注射器活塞，向锥形瓶中注入5%的H2O2溶液20mL；
④待全部注入后，用压强传感器采集200s内压强数据。
已知：H2O2分解反应为放热反应，不同组别锥形瓶内压强数据如图2所示。回答问题：
（1）如何检验图1装置的气密性 　 　。
（2）根据图2曲线信息，分析实验室用二氧化锰作为催化剂的理由是 　 　。
（3）a组在60s左右时压强突然恢复至常压，造成此现象的原因可能是 　 　。
8．（2023·温州模拟）学习完实验室制取氧气的方法后，山山和小组同学想参考该方法，用身边易得的材料设计并制作一台速度可调的家用制氧机。
【收集资料】
①相关反应的化学方程式：
②过碳酸钠分解的影响因素表
组别 温度设置 二氧化锰 水 过碳酸钠 10s收集的氧气体积
1 5℃ 5g 100mL 20g 22mL
2 25℃ 5g 100mL 20g 50mL
3 25℃ 5g 100mL 15g 40mL
【制氧机模型】
（1）项目化小组设计的一代产品如图，该产品可通过选择不同的水位线实现冬夏两季的制氧速度一致。根据小组收集资料分析，冬季水位线是　 　。
（2）小组利用该装置一次制得氧气32升，请计算所需过碳酸钠（Na2CO4）的质量。（氧气的密度取1.4g/L，结果保留两位小数）
（3）小组同学研讨改进设计了二代产品如图所示，指出二代产品的一个优点：　　。
9．（2023·浦江模拟）科学研究需要“大胆猜测，小心求证”，有人说“人吸入的气体是氧气，呼出的气体是二氧化碳”，小科对这个观点表示质疑，于是他进行如下探究：
（1）小科发现：燃着的木条在装满空气的集气瓶（图甲）中比在装满呼出气体的集气瓶（图乙）中燃烧的时间更长，请解释原因 　 　。
（2）小科想利用图丙装置验证呼出的气体中CO2 含量高于空气中CO2 含量，图丙中锥形瓶内的试剂均为溶液，他应如何操作？　 　。
（3）为了进一步测定呼出气体中氧气的体积分数，小科进行如下实验（装置如图丁）：

步骤 I：用注射器收集V1毫升的呼出气体，打开止水夹A、B，缓慢推动活塞将气体全部推入集气瓶中。
步骤Ⅱ：待集气瓶内液面稳定后，记录量筒内液体体积为V2毫升，且此时集气瓶中液面低于燃烧匙（如图戊）。
步骤Ⅲ：关闭止水夹A、B，向集气瓶外的烧杯中倒入沸水，使白磷燃烧。
步骤Ⅳ：待燃烧结束且冷却后，打开止水夹B，使瓶内外气压相等，记录量筒内液体体积为毫升。
步骤Ⅴ：重复实验，测得呼出气体中氧气的体积分数。
实验测得人体呼出气体中氧气的体积分数为 　 　。（用V1V2V3表示）
10．（2023·浦江模拟）已知某混合气体由H2、CO和CO2三种气体组成。为验证该混合气体成分，科学研究小组的同学经过讨论，设计了如图1所示的实验方案。
根据方案回答下列问题：
（1）装置C在实验中的作用是　 　
（2）仅根据D装置中黑色粉末变红这一现象，能否证明混合气体中一定存在CO？请判断并说明理由　 　
（3）小丁根据装置E中出现白色硫酸铜粉末变成蓝色的实验现象，得出该混合气体中有氢气存在的结论。你认为结论是否可靠？若可靠，请说明理由；若不可靠，请对图1实验装置提出改进意见　 　
（4）图1方案B装置可用来吸收CO2但没有现象。为证明CO2和NaOH能发生反应，小丁又设计了图2所示的方案。则图2方案中所加试剂X应该是　 　。
11．（2022·南湖模拟）某小组在开展”探究不同溶质质最分数对过氧化氢(化学式：H2O2)分解速率的影响”活动中，用30%的过氧化氢溶液分别配制5%、10%.20%的三份过氧化氢溶液各60g，分别装入三个相同的锥形瓶中，再加入等质量的二氧化锰，间隔相同的时间记录锥形瓶内剩余物质的总质量，再进行数据处理与分析比较。
（1）要配制60克10%的溶液，需要向质量分数为30%的过氧化氢溶液中加水　 　克。
（2）在配制过程中，同学们发现试剂瓶内壁附着不少气泡，由此可推断该瓶过氧化氢溶液的溶质质量分数　 　(选填“>““=“或”<“)30%。
（3）待各份溶液反应完全后(假定过氧化氢全部分解，产生的氧气全部逸出，水的蒸发忽略不计)，根据测得数据，把装有10%的过氧化氢溶液的锥形瓶内物质的质量随时间变化的关系绘制成如图曲线，请分析计算m的值。(结果保留1位小数)
（4）根据你的判断，在图中画出装有60克20%的过氧化氢溶液的锥形瓶内物质的质量随时间变化大致趋势的曲线。
12．（2022·椒江模拟）某学校的学习小组对当地的石灰石矿区进行调查，测定石灰石中碳酸钙的质量分数，采用的方法如下：取该石灰石样品16g，把80g稀盐酸分四次加入，测量过程所得数据见下表（样品中含有的二氧化硅等杂质不溶于水，不与稀盐酸反应）。请计算：
序号 加入稀盐酸的质量/g 剩余固体的质量/g
第1次 20 11
第2次 20 6
第3次 20 2.8
第4次 20 n
（1）上表中n的数值为　 　。
（2）求盐酸中溶质的质量分数。
13．（2023·江山模拟）PPR材料密度为0.90克/厘米3，半透明，用它制水管时需添加阻光材料。以防止水的二次污染.市场上管材质量不一，劣质PPR管因掺入碳酸钙，以致管材强度降低、极易渗水CCTV 10《我爱发明》拦目介绍了快速识别PPR管材优劣方法.具体如下：
A.观察管中的明亮程度，若明亮则未添加阻光材料
B.将管材灼烧，在剩余物中滴加稀盐酸，若产生气泡则掺入碳酸钙
C.等质量的劣质管材比优质管材体积略小。
取60克PPR管，与2004年后发行的1元硬币捆绑在一起浸没水中观察管材的浮沉情况。请回答：
（1）按照方法C检测，当优质、劣质两种管材浸没在水中时，受到浮力较大的是　 　管材。
（2）检测方法B中产生气体的化学方程式为　 　。
（3）PPR管也是塑料管的一种，它的原料是采用可循环再用的环保物料，它属于什么材料　 　（选填“金属材料”或“有机合成材料”）
（4）取7克的PPR管某有机物在氧气中完全燃烧时生成二氧化碳22克，水9克，该有机物分子中各原子个数比为　 　。
14．（2023·江山模拟）硅钢是变压器、充电器中的核心材料，其主要成分是Fe和Si。某学生用硅钢样品做了如下实验：取4.2g硅钢样品，将60g稀硫酸分6次加入样品中（其中稀硫酸与硅及其它杂质不反应），充分反应后过滤、洗涤、干燥、称重，得到的实验数据如下：
实验次数 一 二 三 四 五 六
稀硫酸的用量/g 10 10 10 10 10 10
剩余固体的质量/g M 2.8 2.1 1.4 0.7 0.7
（1）从以上数据可知，稀硫酸加入第　 　次充分反应后，铁恰好完全反应。
（2）表格中M=　 　
（3）计算所用稀硫酸中溶质的质量分数。
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