浙教版八年级科学2022-2023学年第二学期期末复习专题训练(九):空气和氧气【word,含解析】

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浙教版八年级科学2022-2023学年第二学期期末复习专题训练(九):空气和氧气【word,含解析】

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1.暖宝宝中的发热剂是铁粉、水和食盐等,发热剂能代替红磷测定空气中氧气含量(装置如图所示)。以下对此改进实验的叙述中,错误的是(  )
A.此实验的原理是利用铁生锈消耗氧气
B.实验前一定要检查装置的气密性
C.此实验中发热剂的多少不影响测量结果
D.此实验测出氧气的体积分数约是18.3%
2.如图所示的密闭装置中进行白磷燃烧实验,在白磷被点燃至装置恢复到室温的这段时间内,集气瓶中的气压随时间变化的图像最接近的是(  )
A.B.C.D.
3.使用如图装置验证空气中氧气的含量,下列叙述正确的是(  )
A.该实验中的白磷可以用木炭代替
B.白磷的作用是消耗试管中的氮气
C.白磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹前,试管内压强增大
D.最终量筒中液面约降至26毫升刻度线处
4.向a、b两试管中加入等体积、等质量分数的过氧化氢溶液,a试管中加有少量二氧化锰固体。下列关于两试管产生氧气的质量与反应时间的关系图正确的是( )
A.B.C. D.
5.下列图像能正确反映对应关系的是(  )
A. 甲表示加热高锰酸钾制取氧气时剩余固体中氧元素的质量变化
B. 乙表示加热氯酸钾(含少量MnO2)制取氧气时固体物质种类的变化
C. 丙表示双氧水(含少量MnO2)分解时溶液中氢元素的质量分数变化
D. 丁表示质量和溶质质量分数都相等的双氧水反应生成氧气的质量变化
6.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变化如图所示。下列关于该过程的说法正确的是(  )
A.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
7.实验室制取氧气的过程巾,可以利用右图装置进行干燥、收集、测量等操作。下列对应的处理方式不合理的是( )
A.方式①:瓶内装浓硫酸干燥氧气,氧气由b进a出
B.方式②:向上排空气法收集氧气,由a进气收集氧气
C.方式③:排出瓶中原来储存的氧气,由b通入水,氧气从a排出
D.方式④:瓶内装满水后用排水法测量通入氧气的体积,由a进氧气,b接量筒
8.利用图甲所示装置测定空气中氧气的含量,其中燃烧匙内的白磷用电加热装置点燃,瓶内气压用气体压强传感器测定,其变化如图乙所示,则下列分析合理的( )
A.t1时刻后的一段时间内瓶内气压显著增加,其原因是白磷燃烧产生大量白烟
B.从瓶内气压达到最高点直至t2时刻,瓶内温度始终保持不变
C.t3时时刻后的一段时间内瓶内气压又显著增加,其原因是打开了止水夹
D.通过t2时刻瓶内的气压值,可以计算得出氧气约占空气质量的1/5
9.如图所示,甲装置加热氯酸钾和二氧化锰固体制取氧气,乙装置收集氧气。请回答:
(1)检查甲装置的气密性:连接好发生装置,将导管口的下端浸入水中,微热试管,如果观察到导管口___________,说明装置不漏气;
(2)甲装置有一处明显错误,需要调节A螺母和___________(填字母)螺母改正错误;
(3)若用排空气法收集氧气,气体应从___________ (填“a”或“b”)管通入。
10.某科学兴趣小组对“测定空气中氧气含量”的实验进行了改进: 将数显设备、气体压强传感器和空气中氧气含量测量装置按下图连接。装置气密性良好, 调节右边敞口容器和集气瓶里的水面相平, 此时集气瓶内气体的体积为 V1。关闭活塞,点燃燃烧匙内的红磷, 立即塞紧瓶塞, 待火焰熄灭后, 过一段时间打开活塞, 观察到集气瓶中的水位上升。待集气瓶内的水面不再上升时, 集气瓶内的气体体积为 V2 。 然后向右边容器内加入一定量的水至两边水面再次相 平,此时集气瓶内的气体体积为 V3 。在点燃红磷至打开活塞这一过程中,观察到数显设备显示集气瓶内的气体压强先上升后下降,再趋于稳定。请回答:
(1)数显设备显示, 开始一段时间集气瓶内气体压强上升, 这是因为温度升高导致的气压变化量   (选填“大于”、 “等于”或“小于”)氧气量减少导致的气压变化量。
(2)基于数显设备显示的气压变化, “过一段时间打开活塞”中的“一段时间”指的是火焰熄灭 后到   所经历的时间。
(3)在整个实验过程中,集气瓶中减少的氧气体积为   (选填“V1﹣V2”、“V1﹣V3”或“V2﹣V3”)。
11.小徐用食品脱氧剂粉末(能吸收空气中氧气且不产生新的气体,不与空气中的其它成分反应)和玻璃管来测定空气中氧气含量,装置如图甲,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,立即向管口注入一滴水将玻璃管密封,水滴的下端标为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,如图甲所示;
③水平滚动玻璃管,使食品脱氧剂粉末平铺在玻璃管中。静置至水滴不再移动时,水滴的 端标为B,如图乙;
④用刻度尺测量AO段与AB段的长度,计算出AB与AO的比值,将数据记录在表格中。
次数 1 2 3 4
AO/mm 513.5 485.5 516.3 517.0
AB/mm 107.4 127.3 107.8 108.3
AB/AO 0.21 0.26 0.21 0.21
⑤洗涤、干燥各装置,重复上述实验。
请回答下列问题:
(1)实验步骤③中静置至水滴不再移动时,水滴的   (选填“a”或“b”)端标为B;
(2)实验步骤④测量AO段和AB段的长度的原因是由于食品脱氧剂能吸收尽空气中的氧气使气体体积   (选填“增大”或“减小”),且玻璃管的管径各处相同,所以氧气与空气的体积之比就等于AB与AO的比值;
(3)根据实验记录数据,可知空气中氧气含量为   %。
12.学习氧气之后,结合之前关于氧气的性质的有关实验,回答下列问题:
(1)B实验中集气瓶预先装满水,目的是___________。
(2)二氧化硫是空气污染物之一,C实验中潮湿的滤纸和水的作用是___________。
13.小科同学在实验室做“用高锰酸钾制取并收集氧气”的实验。请回答:
(1)如图甲是小科组装好的气体发生装置,其中有一处明显错误,请改正:______。
(2)如图乙是初中科学中常见的气体收集装置,其中不能用于收集氧气的装置有______(填序号)。
14.下面是学习“制取氧气”后进行“氧气的性质”的探究实验,请回答:
(1)连接仪器组装成如图2所示实验装置。某学生用抽拉法检查该装置的气密性,发现被拉出的注射器活塞一段时间后又回到原来的位置,你认为该装置是否漏气?   。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气,应选用的发生装置是   (填字母),实验时该装置的试管口应放一团棉花,其目的是   ;该反应的文字表达式为   。若用E装置收集产生的氧气,实验结束,停止加热前要先将导管移出水面,再熄灭酒精灯,这是为了   。若用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,则用F装置收集产生的氧气,气体应从   (填“c”或“d”)端进入。
(3)细铁丝在氧气中燃烧会火星四射(图G)。某兴趣小组对其产生原因进行探究。下表是他们将不同含碳量的铁丝(铁丝的直径均为0.4mm)放入氧气中燃烧时的实验现象的记录。请你分析回答:
物质 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、极少火星 剧烈燃烧、少量火星 (未填)
通过对表中结果分析,火星四射的现象可能与铁丝中的   有关,表中未填的现象可能为   。
15.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反应:
(1)上述三个反应的相同点是___________(填序号)。
A.都是化合反应 B.都是氧化反应 C.生成物都是固体
D.都需要点燃 E.都是非金属与氧气反应
(2)将装置乙改装为如图丁所示装置还可用于测定空气中氧气的体积分数:经测定,集气瓶的容积为250mL,在此实验中,观察到量筒中减少的水的体积为50mL,则空气中氧气的体积分数为______;在保证整个装置不漏气的前提下,如果未冷却到室温便打开弹簧夹观察量筒内减少的水的体积,则实验结果将_______(填“偏大”“偏小”或“不变”)。实验完毕后,集气瓶内残余的气体主要是______(填化学符号)。
16.请根据下列装置图回答问题:
(1)实验室加热高锰酸钾制取氧气(用排水法收集)的主要步骤有:①装入药品;②检查装置气密性;③收集气体;④加热;⑤停止加热;⑥移出导气管。正确的操作顺序为___________。
A.①②③④⑤⑥B.②①③④⑥⑤C.②①④③⑤⑥D.②①④③⑥⑤
(2)经查资料可知,NH3的密度比空气小,极易溶于水,有刺激性气味。实验室常用加热氯化铵和氢氧化钙固体的方法来制取NH3,选用___________装置作制取氨气的发生装置,最好选用___________装置来吸收氨气,理由是___________。
17.实验室常用如图装置测定空气中氧气的含量。某化学兴趣小组在实验室测定空气中氧气的含量由注射器和硬质玻璃管组成的密闭系统,其中注射器中存有15mL空气,玻璃管的容积是40mL。
(1)连接好装置后,需要   ,再加入铜粉。为了保证氧气全部反应,加入的铜粉应该   。
(2)保证氧气跟铜粉充分反应的操作是   。
(3)充分反应后,停止加热,冷却至室温,挤出气球内的气体,发现注射器中的气体体积约为4mL,通过计算,你认为该同学测定得到的空气中氧气的体积分数是   。
参考答案
1.C
【解析】A、 此实验的原理是利用铁生锈消耗氧气 ,使得装置内压强减小,减小体积用水补充,减少体积即为氧气的体积,不符合题意;
B、该实验需在密闭装置中进行, 实验前一定要检查装置的气密性 ,不符合题意;
C、为使装置内氧气完全消耗,此实验中发热剂需过量,否则会影响实验结果,符合题意;
D、 此实验300毫升的空气,进入水的体积即为氧气体积,则氧气体积为55毫升,测出氧气的体积分数约是=18.3% ,不符合题意; 故选C。
2.C
【解析】氧气约占空气体积的的五分之一,白磷燃烧放热,因此一开始气压增大,但由于消耗氧气随后气压会降低,减少约五分之一,反应结束恢复到室温后气压不再减小,故C正确,ABD错误。
3.D
【解析】A、木炭与氧气燃烧后生成二氧化碳气体,实验前后气体的体积变化不大或无变化,导致实验后测得的结果不正确,选项错误;
B、白磷的作用是消耗装置中的氧气,实验前后的气体的体积差就是空气中氧气的体积,选项错误;
C、白磷燃烧消耗试管中的氧气,试管中的气体减少,压强变小,即白磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹前,试管内压强减小,选项错误;
D、氧气约占空气体积的1/5,120mL空气中氧气的体积约为24mL,实验后装置冷却至室温,打开弹簧夹,进入试管中的水的体积为24mL,则最终量筒中液面约降至26毫升刻度线处,选项正确,故选D。
4.C
【解析】生成氧气的质量由过氧化氢溶液的质量决定,因为a、b两个试管中溶液的体积和质量分数相同,那么生成氧气的质量是相同的。催化剂只会加快生成氧气的速度,而不会改变生成物的种类和质量大小,因此a试管生成氧气的速度大于b试管。
5.B
【解析】A、高锰酸钾在加热的条件下反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,随着反应的发生,固体中氧元素的质量逐渐减少,由于生成的锰酸钾、二氧化锰中都含有氧元素,固体中氧元素的质量不会减少至0,选项错误;
B、氯酸钾在二氧化锰作催化剂和加热的条件下反应生成氯化钾和氧气,反应前固体中含有氯化钾和二氧化锰2种固体,反应过程中,固体中含有未反应的高锰酸钾、催化剂二氧化锰和反应生成的氯化钾3种固体,反应完成后,固体中含有催化剂二氧化锰和反应生成的氯化钾2种固体,选项正确;
C、过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下反应生成水和氧气,反应过程中,氢元素一直存在于液体中,液体的质量逐渐减少,则溶液中氢元素的质量分数逐渐增加,直至过氧化氢完全反应,选项错误;
D、催化剂只改变反应的速率,不改变反应物于生成物的质量关系,即无论有没有催化剂,质量和溶质质量分数都相等的双氧水反应后生成等质量的氧气,选项错误;
6.C
【解析】根据高锰酸钾加热生成二氧化锰可以做催化剂,同时生成氧气;氯酸钾在二氧化锰做催化剂和加热的条件下生成氧气。
判断图中a:氯酸钾,b:高锰酸钾,c:氯化钾;t1时刻,KMnO4开始分解产生氧气;起催化作用物质是高锰酸钾分解产生的二氧化锰,随着加热反应进行其质量先增大,直至高锰酸钾完全分解后,二氧化锰质量保持不变。
7.B
【解析】A、方式①:瓶内装浓硫酸干燥氧气,氧气由b进a出 ,气体在通过浓硫酸的过程中水蒸气被吸收,处理合理,A错误;
B、方式②:向上排空气法收集氧气,氧气进来将空气向上逐渐排出,所以应该是从b进入,处理不合理,B正确;
C、方式③:排出瓶中原来储存的氧气,由b通入水,氧气从a排出。通入的水会将长导管的下部封住,所以氧气要从a排出,处理合理,C错误;
D、方式④:瓶内装满水后用排水法测量通入氧气的体积,由a进氧气,气体在瓶内积累,气压增大将液化由b压出,所以b接量筒处理合理,D错误。
8.C
【解析】A、t1时刻后的一段时间内瓶内气压显著增加,其原因是白磷燃烧放出大量的热量,装置中的气体受热体积急剧膨胀,使得装置中的压强急剧增加,选项错误;
B、从瓶内气压达到最高点时,燃烧停止,装置中的温度,明显高于装置外的温度,装置中的温度逐渐降低,直至t2时刻,瓶内温度与装置外的温度相同,选项错误;
C、t3时时刻后的一段时间内瓶内气压又显著增加,其原因是打开了止水夹,烧杯中的水沿导管进入装置中,装置中的气体压强增大,选项正确;
D、通过t2时刻瓶内的气压值,可以计算得出氧气约占空气体积的1/5,选项错误,故选C。
9.有气泡冒出 B b
【解析】(1)检查甲装置的气密性:连接好发生装置,将导管口的下端浸入水中,微热试管,若装置不漏气,试管内的气压增大,则观察到导管口有气泡冒出;
(2)在加热氯酸钾和二氧化锰固体制取氧气的实验中,为了防止水蒸气液化后倒流进试管底部造成炸裂,要求试管口略微向下倾斜,则需要调整试管在铁架台上的高度和试管的倾角,因此需要调节螺母A和B。
(3)若用排空气法收集氧气,因为氧气的密度大于空气,因此氧气应该从长导管b通入,空气从短导管a排出。
10.(1)大于 (2)装置冷却至室温 (3)V1-V3
【解析】根据磷燃烧消耗氧气并放出热量,结合实验操作步骤及现象分析。
(1)磷燃烧消耗氧气并放热,开始一段时间集气瓶内气体压强上升, 是由于温度升高导致的气压变化量大于氧气量减少导致的气压变化量;
(2)测氧气含量时需在装置冷却至室温时再打开活塞,进行读数,故“过一段时间打开活塞”中的“一段时间”指的是火焰熄灭 后到装置冷却至室温所经历的时间;
(3)由操作过程可知,整个实验过程中,集气瓶内减少的氧气体积为,为V1-V3;
11.(1)b (2)减小 (3)22.25
【解析】(1)空气中氧气的含量等于氧气体积和空气体积的比值,而空气的体积就是水滴封闭住的体积。根据甲图可知,AO段就是以水滴的内表面为标准的,因此再次测量封闭气体的体积时还应该以水滴的内表面为标准,即水滴的b端标为B。
(2)脱氧剂吸收空气中的氧气,从而使封闭气体的体积减小,据此分析解答;
(3)表格中AB/AO的比值就是空气中氧气的含量,计算出它们的平均数即可。
【解答】(1)实验步骤③中静置至水滴不再移动时,水滴的b端标为B;
(2)实验步骤④测量AO段和AB段的长度的原因是由于食品脱氧剂能吸收尽空气中的氧气使气体体积减小且玻璃管的管径各处相同,所以氧气与空气的体积之比就等于AB与AO的比值;
(3)根据表格可知,空气中氧气的含量为:。
12.排尽空气,收集纯净的氧气 吸收二氧化硫,防止二氧化硫污染空气
【解析】(1)B操作是排水法收集气体,实验中集气瓶预先装满水,目的是排尽空气,收集纯净的氧气,故填排尽空气,收集纯净的氧气。
(2)二氧化硫能够溶于水,C实验中潮湿的滤纸和水的作用是吸收二氧化硫,防止二氧化硫污染空气,故填吸收二氧化硫,防止二氧化硫污染空气。
13.试管口应略向下倾斜 ④⑤
【解析】(1)高锰酸钾是固体,用试管加热固体时,为了防止冷凝水倒流炸裂试管,需要试管口略向下倾斜,图中管口向上倾斜;
(2)氧气不易溶于水且不与水反应,应用排水法收集,可用①或②收集;氧气的密度比空气大,应用向上排空气法收集,可用③或⑥。
14.(1)否
(2)A;防止高锰酸钾进入导管造成堵塞;高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气;防止倒吸;c
(3)含碳量;剧烈燃烧,火星四射
【解析】(1)连接仪器组装成如图2所示实验装置。某学生用抽拉法检查该装置的气密性,发现被拉出的注射器活塞一段时间后又回到原来的位置,我认为该装置不漏气,故选否。
(2)高锰酸钾为固体,且需要加热,因此氧气的发生装置应该使用“固体加热型”,即选A。实验时该装置的试管口应放一团棉花,其目的是防止高锰酸钾进入导管造成堵塞。该反应的文字表达式为: 高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气 。若用E装置收集产生的氧气,实验结束,停止加热前要先将导管移出水面,再熄灭酒精灯,这是为了防止倒吸。用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,则用F装置收集产生的氧气,气体应从短导管c端进入。
(3)通过对表中结果分析,火星四射的现象可能与铁丝中的含碳量有关,表中未填的现象可能为剧烈燃烧,火星四射。
15. ABD 20% 偏小 N2
【解析】(1))铁与氧气反应生成四氧化三铁固体,磷与氧气反应生成五氧化二磷固体,硫与氧气反应生成二氧化硫气体,这三个反应都是化合反应,都是与氧气反应,是氧化反应,反应都需要点燃,都有发光放热现象,故ABD。
(2)量筒中减少的水的体积为50mL,说明氧气的体积为50mL,空气中氧气的体积分数为
;如果未冷却到室温便打开弹簧夹,则进入瓶中水的体积会偏小,则测出的氧气体积分数也偏小;空气中氮气体积占78%,所以剩余气体主要是N2。
16. D A D NH3的密度比空气小,极易溶于水
【解析】(1)实验室加热高锰酸钾制取氧气,采用用排水法收集,其主要操作步骤为:检查装置气密性、装入药品、加热、收集气体、移出导气管、停止加热,故填:D;
(2)根据“实验室常用加热氯化铵和氢氧化钙固体的方法来制取NH3”可知,反应物状态是固体,反应条件是加热,可选用A装置作制取氨气的发生装置;根据“NH3的密度比空气小,极易溶于水”可知,收集氨气只能用向下排空气法收集,不能用排水法收集,最好选用D 装置来吸收氨气,理由是NH3的密度比空气小,极易溶于水。
17.(1)检查装置的气密性;足量
(2)缓慢推拉注射器的活塞
(3)20%
【解析】(1)如果装置的气密性不好,那么外面的空气会进入装置内,对其中氧气含量的测定产生影响。铜和氧气反应,生成氧化铜,只有加入的铜粉足量,其中的氧气才能被完全消耗。
(2)在实验过程中,不断的推拉注射器的活塞,可以对里面的气体施加压强,从而使里面的氧气与铜粉充分接触,保证氧气被完全反应。
(3)反应前后,注射器与玻璃管内体积的总体积之差,就是其中氧气的体积,然后根据计算即可。
【解答】(1)连接好装置后,需要检查装置的气密性,再加入铜粉。为了保证氧气全部反应,加入的铜粉应该足量。
(2)保证氧气跟铜粉充分反应的操作是:缓慢推拉注射器的活塞。
(3)空气中氧气的体积分数:。
空气和氧气

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