微专题·重难突破一 氧气的性质、用途与制取 (含答案)

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微专题·重难突破一 氧气的性质、用途与制取 (含答案)

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第1章 我们呼吸的空气
微专题·重难突破一 氧气的性质、用途与制取
选择题每小题3分,共21分;填空题每空2分。
 氧气的性质与用途
1.对下列实验中出现异常现象的原因分析不合理的是( A )
A.细铁丝在氧气中燃烧时,集气瓶底炸裂(用于引燃的火柴过长)
B.铁丝在氧气中无法被点燃(氧气的含量太低)
C.用排水法收集到的氧气不纯(集气瓶中未装满水)
D.测定空气中氧气含量时,进入瓶内水的体积小于瓶内空气体积的(红磷量不足)
2.煮沸过的水不宜养鱼,这是因为煮沸过的水中几乎不含( C )
A.氮气 B.二氧化硫
C.氧气 D.氢气
3.如图甲所示为“铁丝在氧气中燃烧”的探究实验,通过仪器测量得到如图乙所示的数据,关于该实验,下列说法正确的是( B )
第3题图
A.实验前瓶内收集的氧气是纯净的
B.铁丝大约在20 s左右停止燃烧
C.铁丝停止燃烧是因为瓶内氧气被耗尽
D.实验中氧气体积分数一直变小
4.(10分)某同学为了探究物质的性质,以氧气为例,做了如下实验:先收集了两瓶氧气(注意:瓶口向上)后正放在桌上,盖好玻璃片,然后用带火星的木条插入A瓶中,在B瓶中放入一只昆虫(如图所示)。请回答下列问题:
第4题图
(1)A瓶的实验现象: 带火星的木条复燃 ;B瓶的实验现象: 昆虫短时间内生活正常 。
(2)探究得出氧气的物理性质: 密度比空气大 ;化学性质: 支持燃烧、供给呼吸 。
(3)除了以上的探究内容外,该同学还可以从哪些方面探究氧气的性质?请你帮助该同学设计一个实验探究氧气的其他性质: 通过排水收集氧气可探究氧气不易溶于水(合理即可) 。
5.(4分)科学兴趣小组在研究“带火星的木条能否复燃与氧气体积分数的关系”的课题中,采取了以下实验步骤:
①取5只250 mL集气瓶,向5只集气瓶中分别装入25 mL、50 mL、75 mL、100 mL、125 mL的水,并用毛玻璃片盖住,依次编号为1、2、3、4、5。
②用分解过氧化氢(H2O2)的方法制取氧气,用制取的氧气通过排水法将上述1~5号瓶中的水全部排去。
③将带火星的木条依次插入1~5号瓶中,把观察到的现象和计算出的数据,填入表中。
集气瓶编号 1 2 3 4 5
集气瓶中氧气 的体积分数 28.9% 44.7% 52.6% 60.5%
带火星的木条状况 微亮 亮 很亮 复燃 复燃
试回答下列问题:
(1)集气瓶2中氧气的体积分数为 36.8% (空气中氧气的体积分数以21%计)。
(2)根据以上实验事实,判断下列说法中正确的是 b (填字母)。
a.只有纯氧才能使带火星的木条复燃
b.集气瓶中氧气的体积分数≥52.6%时,带火星的木条就能复燃
c.只要有氧气存在就可使带火星的木条复燃
【解析】 (1)集气瓶2中氧气的体积分数为×100%=36.8%。
 氧气的实验室制取
6.学习和运用科学实验技能和科学探究方法,离不开实验活动。某同学在进行“研究氧气的制取和性质”时,选择适当仪器组装成如图所示的实验装置。如果要调整试管高度,下列操作正确的是( A )
第6题图
A.只调节旋钮A
B.只调节旋钮B
C.只调节旋钮C
D.调节旋钮A、B、C
7.实验室用高锰酸钾制氧气的过程大致可分为下述七个操作步骤:①点燃酒精灯给试管中的物质加热;②检验装置的气密性;③连接实验装置;④将药品装入试管中,试管口塞一团棉花,并固定在铁架台上;⑤用排水集气法收集;⑥熄灭酒精灯;⑦将导气管移出水面。其正确的操作顺序是( C )
A.②③④①⑤⑥⑦ B.②③④①⑤⑦⑥
C.③②④①⑤⑦⑥ D.③②①④⑦⑤⑥
8.质量和浓度相等的两份过氧化氢溶液①和②,向①中加入少量的二氧化锰,完全反应后,收集到氧气的质量随反应时间变化的图像正确的是( A )
A B
C D
【解析】 催化剂能改变(加快或减慢)反应速率而本身的质量和化学性质在反应前后不改变。二氧化锰能加快过氧化氢分解反应的速率,所以单位时间内①产生气体较多。生成物的质量由反应物质量决定,故质量和浓度相等的两份过氧化氢溶液生成氧气的质量一样多。
9.(6分)某兴趣小组同学探究影响过氧化氢分解速度的因素。实验数据记录如表所示:
实验 次数 过氧化氢 的质量/g 过氧化氢 的浓度/% MnO2的 质量/g 相同时间产生的 O2的体积/mL
1 50.0 1 0.1 9
2 50.0 2 0.1 16
3 50.0 4 0.1 31
第9题图
(1)本实验探究的影响过氧化氢分解速度的实验因素是 过氧化氢的浓度 。
(2)本实验中,测量O2体积的装置是图甲中的 c (填字母)。
(3)某同学采用如图乙所示装置进行实验,通过比较 电子天平读数减小的速率 也能达到相同的实验目的。
 工业和生活中制取氧气
10.如图是工业上分离液态空气制取氧气的微观示意图,分析图示并结合有关知识,判断下列说法中正确的是( C )
第10题图
A.空气比等质量的液态空气体积大的原因是空气中分子体积比液态空气中相应的分子体积大
B.液态空气和空气中各分子都在不断运动且两者运动速度相同
C.工业上根据氧气和氮气的沸点不同分离得到氧气
D.分离液态空气制取氧气的微观实质是变化前后分子的种类发生改变,而原子种类不发生改变
11.(7分)如图甲为项目化学习小组制作的简易便携式制氧机和双孔鼻氧管示意图。使用时,将过碳酸钠和二氧化锰固体颗粒置于发生装置内,加水反应产生氧气,通过加湿装置后导出,经双孔鼻氧管出气孔进入人体供给呼吸。
第11题图
简易便携式制氧机性能评价量表
评价 指标 操作性定义 优秀 合格 待改进
产氧 纯度 药品反应后产生的气体中氧气所占的体积比 93%以上 85%~93% 85%以下
产氧 速率 ① ≥5 L/min 3~5 L/min <3 L/min
(1)[量表设计]请完善评价量表中①的内容: 单位时间内(每分钟)产生氧气的体积 。
(2)(3分)[指标评价]小组同学在发生装置中放入488 g过碳酸钠,待药品完全反应后,共收集到55 L气体,请通过计算对该制氧机的“产氧纯度”这一指标进行评价。(488 g过碳酸钠完全反应可产生氧气64 g,ρ氧气=1.28 g/L,结果精确到0.1%)
(3)[项目拓展]进入人体肺部的氧气浓度超过60%会导致氧中毒,因此,制氧机制得的高浓度氧气需要与外界空气混合降低浓度后再进入人体,假设鼻氧管气体中氧气浓度为90%,空气中氧气浓度为20%;佩戴者鼻孔横截面积为S1,鼻氧管的出气孔横截面积为S2(如图乙)。忽略气体流速的影响,为了确保进入人体肺部的氧气浓度不超过60%,则S1和S2的大小关系应满足:S1∶S2≥ 7∶4 。
【答案】 (2)V===50 L,O2%=×100%≈90.9%,
85%<90.9%<93%,
该简易便携式制氧机的“产氧纯度”指标评定为合格。
【解析】 (3)设气体流速为a,依据题意计算吸入混合气体的氧气浓度可列式:
O2%=≤60%,则解得S1∶S2≥7∶4。第1章 我们呼吸的空气
微专题·重难突破一 氧气的性质、用途与制取
选择题每小题3分,共21分;填空题每空2分。
 氧气的性质与用途
1.对下列实验中出现异常现象的原因分析不合理的是(   )
A.细铁丝在氧气中燃烧时,集气瓶底炸裂(用于引燃的火柴过长)
B.铁丝在氧气中无法被点燃(氧气的含量太低)
C.用排水法收集到的氧气不纯(集气瓶中未装满水)
D.测定空气中氧气含量时,进入瓶内水的体积小于瓶内空气体积的(红磷量不足)
2.煮沸过的水不宜养鱼,这是因为煮沸过的水中几乎不含(   )
A.氮气 B.二氧化硫
C.氧气 D.氢气
3.如图甲所示为“铁丝在氧气中燃烧”的探究实验,通过仪器测量得到如图乙所示的数据,关于该实验,下列说法正确的是(   )
第3题图
A.实验前瓶内收集的氧气是纯净的
B.铁丝大约在20 s左右停止燃烧
C.铁丝停止燃烧是因为瓶内氧气被耗尽
D.实验中氧气体积分数一直变小
4.(10分)某同学为了探究物质的性质,以氧气为例,做了如下实验:先收集了两瓶氧气(注意:瓶口向上)后正放在桌上,盖好玻璃片,然后用带火星的木条插入A瓶中,在B瓶中放入一只昆虫(如图所示)。请回答下列问题:
第4题图
(1)A瓶的实验现象: ;B瓶的实验现象: 。
(2)探究得出氧气的物理性质: ;化学性质: 。
(3)除了以上的探究内容外,该同学还可以从哪些方面探究氧气的性质?请你帮助该同学设计一个实验探究氧气的其他性质: 。
5.(4分)科学兴趣小组在研究“带火星的木条能否复燃与氧气体积分数的关系”的课题中,采取了以下实验步骤:
①取5只250 mL集气瓶,向5只集气瓶中分别装入25 mL、50 mL、75 mL、100 mL、125 mL的水,并用毛玻璃片盖住,依次编号为1、2、3、4、5。
②用分解过氧化氢(H2O2)的方法制取氧气,用制取的氧气通过排水法将上述1~5号瓶中的水全部排去。
③将带火星的木条依次插入1~5号瓶中,把观察到的现象和计算出的数据,填入表中。
集气瓶编号 1 2 3 4 5
集气瓶中氧气 的体积分数 28.9% 44.7% 52.6% 60.5%
带火星的木条状况 微亮 亮 很亮 复燃 复燃
试回答下列问题:
(1)集气瓶2中氧气的体积分数为 (空气中氧气的体积分数以21%计)。
(2)根据以上实验事实,判断下列说法中正确的是 (填字母)。
a.只有纯氧才能使带火星的木条复燃
b.集气瓶中氧气的体积分数≥52.6%时,带火星的木条就能复燃
c.只要有氧气存在就可使带火星的木条复燃
 氧气的实验室制取
6.学习和运用科学实验技能和科学探究方法,离不开实验活动。某同学在进行“研究氧气的制取和性质”时,选择适当仪器组装成如图所示的实验装置。如果要调整试管高度,下列操作正确的是(   )
第6题图
A.只调节旋钮A
B.只调节旋钮B
C.只调节旋钮C
D.调节旋钮A、B、C
7.实验室用高锰酸钾制氧气的过程大致可分为下述七个操作步骤:①点燃酒精灯给试管中的物质加热;②检验装置的气密性;③连接实验装置;④将药品装入试管中,试管口塞一团棉花,并固定在铁架台上;⑤用排水集气法收集;⑥熄灭酒精灯;⑦将导气管移出水面。其正确的操作顺序是(   )
A.②③④①⑤⑥⑦ B.②③④①⑤⑦⑥
C.③②④①⑤⑦⑥ D.③②①④⑦⑤⑥
8.质量和浓度相等的两份过氧化氢溶液①和②,向①中加入少量的二氧化锰,完全反应后,收集到氧气的质量随反应时间变化的图像正确的是(   )
A B
C D
9.(6分)某兴趣小组同学探究影响过氧化氢分解速度的因素。实验数据记录如表所示:
实验 次数 过氧化氢 的质量/g 过氧化氢 的浓度/% MnO2的 质量/g 相同时间产生的 O2的体积/mL
1 50.0 1 0.1 9
2 50.0 2 0.1 16
3 50.0 4 0.1 31
第9题图
(1)本实验探究的影响过氧化氢分解速度的实验因素是 。
(2)本实验中,测量O2体积的装置是图甲中的 (填字母)。
(3)某同学采用如图乙所示装置进行实验,通过比较 也能达到相同的实验目的。
 工业和生活中制取氧气
10.如图是工业上分离液态空气制取氧气的微观示意图,分析图示并结合有关知识,判断下列说法中正确的是(   )
第10题图
A.空气比等质量的液态空气体积大的原因是空气中分子体积比液态空气中相应的分子体积大
B.液态空气和空气中各分子都在不断运动且两者运动速度相同
C.工业上根据氧气和氮气的沸点不同分离得到氧气
D.分离液态空气制取氧气的微观实质是变化前后分子的种类发生改变,而原子种类不发生改变
11.(7分)如图甲为项目化学习小组制作的简易便携式制氧机和双孔鼻氧管示意图。使用时,将过碳酸钠和二氧化锰固体颗粒置于发生装置内,加水反应产生氧气,通过加湿装置后导出,经双孔鼻氧管出气孔进入人体供给呼吸。
第11题图
简易便携式制氧机性能评价量表
评价 指标 操作性定义 优秀 合格 待改进
产氧 纯度 药品反应后产生的气体中氧气所占的体积比 93%以上 85%~93% 85%以下
产氧 速率 ① ≥5 L/min 3~5 L/min <3 L/min
(1)[量表设计]请完善评价量表中①的内容: 。
(2)(3分)[指标评价]小组同学在发生装置中放入488 g过碳酸钠,待药品完全反应后,共收集到55 L气体,请通过计算对该制氧机的“产氧纯度”这一指标进行评价。(488 g过碳酸钠完全反应可产生氧气64 g,ρ氧气=1.28 g/L,结果精确到0.1%)
(3)[项目拓展]进入人体肺部的氧气浓度超过60%会导致氧中毒,因此,制氧机制得的高浓度氧气需要与外界空气混合降低浓度后再进入人体,假设鼻氧管气体中氧气浓度为90%,空气中氧气浓度为20%;佩戴者鼻孔横截面积为S1,鼻氧管的出气孔横截面积为S2(如图乙)。忽略气体流速的影响,为了确保进入人体肺部的氧气浓度不超过60%,则S1和S2的大小关系应满足:S1∶S2≥ 。

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