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2 空气和氧气
题号 一 二 总分 累分人
得分
　　注意事项:1.共两大题17小题,满分40分。考试时间45分钟。
2.可能用到的相对原子质量:H-1　C-12　O-16　K-39
试卷好题分析 科技创新T5,生产、生活情境T6、T15,数字化实验T16
中考押题点分析 特色科普题T8、T9,项目式探究T17
一、选择题(本大题包括12小题,每小题1分,共12分。每小题的4个选项中只有1个符合题意)
1.加快建设新时代美好安徽,下列做法不合理的是 (　　)
A.使用清洁能源,减少化石燃料的燃烧 B.生活污水集中处理后再排放
C.城市道路经常洒水,减少扬尘 D.改进燃煤锅炉烟囱,将废气排到高空
2.在实验室里,完成用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的实验,不需要用到的仪器是 (　　)
A.铁架台 B.酒精灯 C.药匙 D.试管
3.下列实验不合理的是 (　　)
4.同学们在做氧气性质的实验时,将点燃的木炭伸入集气瓶内,观察到有的现象明显,有的现象不明显。导致现象不明显的原因可能是 (　　)
A.收集满后盖上毛玻璃片拿出水面 B.导管口连续、均匀地放出气泡时开始收集
C.排水法收集前未将集气瓶装满水 D.收集满氧气的集气瓶正放于桌面
5.“嫦娥五号”取回的月壤样品经分析表明,月壤中的金属氧化物和水分可以被有效提取出来,用于制备氧气。下列对制得的氧气的用途分析正确的是 (　　)
A.可用于供给航天员呼吸 B.可用于电气设备灭火消防
C.可用作火箭发动机的燃料 D.可用作太空种植蔬菜的气体肥料
6.A城区某日的空气质量指数日报如图所示,下列说法错误的是 (　　)
A.空气质量指数越大表示空气质量越好
B.报告中的SO2、NO2与酸雨的形成有关
C.当天的首要污染物为臭氧(O3)
D.当天CO未对空气造成污染
7.小组同学利用下图装置探究氧气的性质。将集气瓶中的氧气缓缓注入大烧杯的右半部分,一段时间后,轻轻提起大烧杯中间的隔板少许。下列说法错误的是 (　　)
A.观察到三根带火星的木条由低到高依次复燃
B.提起隔板少许后,右侧氧气沿着隔板缝隙向左侧扩散
C.提起隔板前烧杯左侧的氧气浓度大于右侧
D.该隔板的优点是使实验现象更明显
阅读下列材料,完成8~9题。
潜水用的钢瓶中装的是一种特殊的空气——“人造空气”。这种“人造空气”是将普通空气中的氮气除去后,把氧气和氦气按照1∶4的比例混合起来制成的。“人造空气”中的氦气极难溶于水,可以防止潜水员从深海处上升的过程中,体内恢复常压时产生氮气泡造成“气塞症”。“人造空气”的密度只有普通空气的三分之一,呼吸起来也比普通空气轻松得多,可以减轻人呼吸的困难,因此这种“人造空气”还常用于治疗支气管哮喘等疾病。
8.下列关于“人造空气”的说法正确的是 (　　)
A.在“人造空气”中带火星的小木条会复燃
B.身体健康的正常人吸入“人造空气”没有危害
C.氮气是一种难溶于水的气体,氮气比氦气更难溶于水
D.“人造空气”用于治疗支气管哮喘等疾病是由于其具有杀菌作用
9.下列实验操作中,能快速鉴别普通空气和“人造空气”的是 (　　)
A.观察气体颜色 B.倒入澄清石灰水
C.闻气体的气味 D.分别把两种气体充到气球里
10.下列实验操作能达到实验目的的是 (　　)
选项 实验目的 实验操作
A 检验氧气是否收集满 将带火星的木条伸入集气瓶中
B 收集较纯净的氧气 用向上排空气法收集
C 检验蜡烛燃烧后的白烟是否为可燃物 用燃着的火柴去点白烟
D 测定空气中氧气的含量 用木炭代替红磷,点燃后迅速伸入集气瓶中
11.某同学利用下图所示装置探究氧气浓度对木炭燃烧的影响(夹持装置已省略)。实验时先点燃右端的酒精灯,一段时间后点燃左端的酒精灯。下列说法错误的是 (　　)
A.高锰酸钾的作用是提供氧气
B.该实验也可以先点燃左端的酒精灯,再点燃右端的酒精灯
C.该实验需要进行尾气处理,防止生成的CO污染空气
D.刚开始木炭燃烧发出红光,点燃左端酒精灯,一段时间后发出白光
12.下列图像能正确反映其对应操作中各相关量变化关系的是 (　　)
A.加热一定量的高锰酸钾固体
B.将足量的硫粉与一定质量的氧气在密闭装置内引燃
C.一定量的红磷在密闭容器中燃烧
D.向一定量的过氧化氢溶液中加入少量二氧化锰
二、非选择题(本大题包括5小题,共28分)
13.(5分)为了探究影响过氧化氢分解的因素,某兴趣小组进行了以下实验。
【实验1】探究温度对过氧化氢分解的影响
实验步骤:实验装置如图所示,分液漏斗中盛有10 mL 30%的过氧化氢溶液,锥形瓶中分别加入不同试剂,将过氧化氢溶液加入锥形瓶后,立即关闭活塞。记录数据如下表。
　　
实验 序号 水浴 温度/℃ 锥形瓶 内试剂 生成O2的平均速率 /(mL·min-1)
0~6 min 6~12 min
① 20 2.7 2.8
② 30 9 10
③ 40 63 23
④ 40 2 mL水 1.2 1.3
(1)表中a=　　　　。
(2)对比实验①②③得出的结论是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)对比实验　　　　(填序号),说明CuSO4溶液能加快过氧化氢分解。
(4)实验③中,6~12 min比0~6 min反应慢的原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
【实验2】探究pH对过氧化氢分解的影响
反应条件为6.0 mL 30%的过氧化氢溶液,60 ℃;用NaOH溶液调节pH;实验时间为1.5 h。
实验结果如下表所示:
pH 5 6 7 8 9 10 11
过氧化氢的分解率/% 2.6 20.9 62.8 80.0 86.0 70.0 67.3
(5)由表可知,pH为　　　　(填数字)时,过氧化氢的分解率最高。
14.(6分)某兴趣小组的同学利用图1装置验证质量守恒定律。将适量高锰酸钾装入试管并塞入一团棉花,测出试管、棉花与试剂的总质量为m1,加热使之充分反应后,测得量筒中气体体积为V,再次测得试管、棉花与试剂总质量为m2,已知常温、常压下氧气密度为ρ。
(1)仪器X的名称是　　　　。
(2)试管中发生的反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)实验中用量筒收集气体的好处是　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)实验过程中发现试管固定的位置太高,应调节图2中的旋钮　　　　(选填“①”“②”或“③”)。
(5)根据实验数据计算发现m1-m2≠ρV,与质量守恒定律不符。造成这一实验结果的原因中,下列分析不正确的是　　　　(填字母)。
A.试管中高锰酸钾没有完全分解 B.未调节量筒内外液面相平就读数
C.导管口连续、均匀地冒气泡时才收集气体 D.先将导管移出水面,再熄灭酒精灯
15.(6分)尿素是一种重要的化肥。下图是以经过除尘、除二氧化碳、除水的空气为原料生产尿素的流程(部分生成物已省略),请回答有关问题:
(1)①中只涉及物理变化,判断的依据是　　　　　　　　。
(2)合成塔中,在一定条件下氢气与氮气反应生成氨气,反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　。
(3)氨气液化可得液氨。根据③分析,氢气、氮气和氨气三种气体中,氨气沸点较氢气和氮气的都　　　　(选填“高”或“低”)。
(4)该流程中,可以循环利用的物质是　　　　,将这些物质循环利用的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　。
16.(6分)测定空气中氧气的含量是一项重要的课题,兴趣小组同学以此为课题开展项目式学习之旅。
【任务一】利用红磷燃烧测定空气中氧气的含量
(1)图1实验中发生的反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。红磷燃烧停止并冷却至室温后,打开止水夹,观察到进入集气瓶中水的体积不到集气瓶中原空气总体积的五分之一,可能的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　(答一点即可)。
【任务二】改进装置和试剂测定空气中氧气的含量
(2)选用实际容积为40 mL的试管作反应容器,将过量白磷放入试管中,塞紧橡胶塞(如图2,夹持装置已省略)。实验前,打开弹簧夹,将注射器的活塞前沿从20 mL刻度处推至15 mL刻度处,松手后,若活塞仍能返回到20 mL刻度处,则说明　　　　　　　　　　　　　　　　。夹紧弹簧夹,用酒精灯加热白磷,燃烧结束,试管冷却至室温后再打开弹簧夹,可观察到注射器的活塞最终停在　　　　mL刻度处。与任务一的装置相比,该装置的优点是　　　　　　　　　　　　　　　　(答一点即可)。
注意:若答对下列小题奖励3分,化学总得分不超过40分。
【任务三】拓展实验——数字化实验
小明将压强传感器与图3装置连接,精确地记录了实验过程中集气瓶内的压强变化曲线,如图4所示。
(3)图4中,集气瓶内压强随时间先变大后变小,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)实验过程中,连接数字传感器,测得图3装置中氧气的体积分数随时间变化的关系如图5所示,据图可得出的结论是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)结合你的学习经验,若要寻找红磷的替代品,用图3装置测定空气中氧气的体积分数,该替代品应满足的条件是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
17.(5分)下图是一种化学氧自救呼吸器的装置图,其利用生氧剂超氧化钾(KO2,黄色固体)与人体呼出的CO2反应制得O2并生成一种白色固体,其反应原理为4KO2+2CO22K2CO3+3O2。
(1)产生48 g氧气,理论上需要超氧化钾的质量是多少 (写出计算过程)
(2)使用化学氧自救呼吸器一段时间后,观察到生氧剂由　　　　(填颜色变化)时,则生氧剂基本失效。
参考答案
1.D　2.B　3.A　4.C　5.A　6.A　7.C　8.B　9.D
10.C
【解析】A.检验氧气是否收集满时,应将带火星的木条放在集气瓶口,不能伸入瓶中,错误;B.用排水法收集的氧气较纯净,用向上排空气法收集的氧气较干燥,错误;C.用燃着的火柴去点白烟,蜡烛重新燃烧,说明蜡烛熄灭时产生的白烟具有可燃性,正确;D.木炭在空气中燃烧生成二氧化碳气体,虽除去了氧气,但增加了新的气体,没有形成压强差,不能用来测定空气中氧气含量,错误。
11.B
【解析】刚开始木炭在空气中燃烧发出红光,点燃左端酒精灯后,高锰酸钾受热分解生成氧气,使木炭剧烈燃烧,发出白光,A、D正确;先点燃左端酒精灯,高锰酸钾受热分解生成的氧气会将装置内的空气排出,无法进行木炭在空气中燃烧的实验,则无法探究氧气浓度对木炭燃烧的影响,B错误;木炭燃烧有可能产生CO,所以需要进行尾气处理,C正确。
12.D
【解析】A.高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,剩余固体质量不为零,错误;B.硫粉与氧气燃烧生成气体二氧化硫,反应过程中固体的硫单质转变为气体二氧化硫,集气瓶内气体质量应增加,错误;C.红磷和氧气在点燃的条件下反应生成五氧化二磷,氧气被消耗,氧气质量逐渐减小到零,错误;D.过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成氧气,氧气质量逐渐增加,至过氧化氢完全反应后保持不变,正确。
13.(5分)
(1)1
(2)其他条件相同时,温度越高,过氧化氢分解产生氧气的速率越快
(3)③④
(4)随着反应的进行,过氧化氢溶液的浓度不断降低,分解速率减慢
(5)9
14.(6分)
(1)酒精灯
(2)2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑(2分)
(3)便于直接读出氧气的体积
(4)②
(5)A
【解析】(1)仪器X的名称是酒精灯。
(2)高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的化学方程式为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑。
(3)实验中用量筒收集气体的好处是便于直接读出氧气的体积。
(4)实验过程中发现试管固定的位置太高,则需调节试管固定的高度,应调节图2中的旋钮②降低高度。
(5)A.高锰酸钾没有完全分解,不会影响前后的质量差,符合题意;B.未调节量筒内外液面相平就读数会导致氧气的体积读数不准确,会造成m1-m2≠ρV,不符合题意;C.导管口有连续、均匀的气泡冒出时收集氧气,会导致部分氧气没有收集起来,因此会造成m1-m2≠ρV,不符合题意;D.停止加热时,先撤导管后熄灭酒精灯,造成继续加热过程中生成的氧气逸散到空气中,没有收集到量筒内,会造成m1-m2≠ρV,不符合题意。
15.(6分)
(1)没有生成新物质
(2)3H2+N22NH3(3分)
(3)高
(4)氮气和氢气　节约试剂,使原料充分利用,减少浪费(合理即可)
【解析】(1)液态空气的主要成分是液氮和液氧,从液态空气中分离出氮气和氧气,这一过程中没有生成新物质,所以这一过程属于物理变化。
(2)合成塔中,反应物是氢气和氮气,生成物是氨气,反应条件是一定条件,该反应的化学方程式为3H2+N22NH3。
(3)③中通过降温可使氨气转化为液氨,与氮气、氢气分离开来,说明氨气比氮气和氢气更容易变成液体,所以氢气和氮气的沸点都比氨气低,即氨气的沸点比氢气和氮气的都高。
(4)由图可知,可以循环利用的物质是氮气和氢气,将这些物质循环利用能节约试剂,使原料充分利用,减少浪费。
16.(6分)
(1)4P+5O22P2O5(2分)　红磷量不足(或装置漏气,合理即可)
(2)装置气密性良好　12　实验结果更准确(或更环保)
(3)红磷燃烧放热,导致瓶内气体受热膨胀,压强增大,完全反应后氧气被消耗,温度降低,压强减小
(4)红磷不能完全消耗集气瓶中的氧气,导致测定结果不准确
(5)只能和空气中的氧气反应,生成物不能是气体
17.(5分)
(1)解:设理论上需要超氧化钾的质量为x。
4KO2+2CO22K2CO3+3O2
284　　　　　　　　　　　96
x　　　　　　　　　　　　48 g(1分)
=(1分)
x=142 g(1分)
答:理论上需要超氧化钾的质量为142 g。(1分)
(2)黄色变为白色(1分)

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