【精品解析】浙江金华市义乌市春晗学校2025-2026学年八年级下学期第一次作业检测科学

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浙江金华市义乌市春晗学校2025-2026学年八年级下学期第一次作业检测科学
1.空气和土壤是人类生存的重要资源,保护它们就是保护我们的家园。下列做法符合这一要求的是()
A.控制燃放鞭炮,减少空气污染 B.多用塑料制品,减少白色污染
C.大量使用化肥,增加粮食产量 D.废弃电池深埋,防止土壤污染
2. 下列物质中属于空气污染物的是(  )
A.二氧化硫 B.氧气 C.氮气 D.二氧化碳
3. 在化学反应前后,以下各项一定不会发生变化的是(  )
①原子种类 ②元素种类 ③分子种类 ④物质种类
A.①② B.①③ C.②③ D.②④
4. 物质的性质决定用途。下列有关空气各成分及其用途的说法正确的是(  )
A.空气中含量最多的气体是氮气,约占空气质量的78%
B.氧气具有支持燃烧的性质,可用作燃料
C.稀有气体用作霓虹灯利用的是其化学性质
D.氮气化学性质稳定,可用于食品包装
5. 如图所示是实验室对氧气制备、收集、验满、验证性质的操作,其中正确的是(  )
A.铁丝在氧气中燃烧
B. 收集
C. 验满
D. 制取
6.若有a克与b克的混合物,加热至完全反应,剩余c克固体。根据质量守恒定律,应得到氧气的质量是(  )。
A.(a+b)克 B.(a+b-c)克 C.(a-c)克 D.(a+b+c)克
7. 火折子是我国古代的一种便携取火装置(如图1)。竹简内放置易燃物和助燃物的混合物,并且在低氧的环境中以火星的形态持续燃烧。使用时,只需掀开竹筒帽,对着竹筒顶端轻轻一吹,就能复燃生出火焰(如图2)。吹气的主要作用是(  )
A.使空气流动,加快蒸发 B.提高了可燃物的着火点
C.增加了可燃物与氧气的接触 D.将口腔内的热量传递给可燃物
8. 如图,四位同学正在讨论某一个化学方程式表示的意义。下列四个化学方程式中,同时符合这四位同学所描述的是(  )
A. B.
C. D.
9.实验室利用氯酸钾和二氧化锰混合制取氧气直至完全反应,下列各物质的质量随反应时间变化的关系图正确的是(  )
A.
B.
C.
D.
10. 在一密闭容器内加入甲、乙、丙、丁四种化合物,在一定条件下发生化学反应,反应前后各物质的质量变化见表。下列说法中不正确的是(  )
物质 甲 乙 丙 丁
反应前物质质 10 0.2 16 0.8
反应后物质质 X 10 0 15
A.表格中的X等于2
B.该化学反应属于分解反应
C.若使甲完全反应,还需要丙参加反应
D.反应前后甲、乙两物质的质量变化之比为
11.下列有关物质燃烧时观察到的现象的叙述中,正确的是(  )
A.红磷在氧气中燃烧,放出大量热,产生大量白雾
B.铁丝在氧气中燃烧,火星四射,生成四氧化三铁
C.硫在氧气中燃烧,发出淡蓝色火焰,生成有刺激性气味的气体
D.木炭在氧气中燃烧,发出白光,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体
12. 已知某纯净物在足量的氧气中充分燃烧后,生成二氧化碳和水。下列关于该纯净物组成的说法正确的是(  )
A.只含有碳、氢元素
B.一定含有碳、氢、氧三种元素
C.一定含有碳、氢元素,可能含有氧元素
D.一定含有碳元素,可能含有氢、氧元素
13. 用如图所示装置进行实验(夹持仪器略去)。实验过程:①通入N2一段时间,点燃酒精灯,a、b中均无明显现象;②熄灭酒精灯,立即改通O2,a中无明显现象,b中红磷燃烧。根据上述实验步骤,下列说法不正确的是(  )
A.红磷燃烧过程中产生大量白雾,并放出大量的热
B.通入一段时间N2的目的是排尽装置中原有的空气
C.对比a、b在实验过程②中的现象,可知燃烧需要温度达到可燃物的着火点
D.对比b在实验过程①②中的现象,可以得出可燃物的燃烧需要氧气
14. 下列关于化学反应的叙述错误的是(  )
A.Z的化学式为
B.该方程式可表示1个分子与3个分子反应生成了2个分子
C.若和的相对分子质量分别是和,则的相对分子质量为
D.若完全反应生成,则同时消耗
15.利用太阳能可将甲烷(CH4)在高温熔融盐环境中转化为H2,反应原理如图所示。下列说法正确的是(  )
A.反应①属于分解反应
B.反应①产生的CO和H2的质量比是 14:1
C.整个反应体系在正常工作时,每16克 CH4 参加反应,可产生6克 H2
D.当参加反应的 CH4与H2O 质量比为4:9 时,整个反应体系中可不补充 ZnO
16.工业制氧有多种方法,空气冷冻分离法是常用方法之一,流程如图所示。
空气冷冻分离法
(1)利用空气冷冻分离法来获取氧气,主要是利用了液氧与液氮哪一物理性质的差异    。
(2)下列关于氧气的说法,正确的是(  )
A.液氧用于火箭发射时利用氧气的可燃性
B.空气从气态变成液态后氧气的质量分数增大
C.液氧与氧气化学性质相同
17. 为了研究燃烧所需的条件,小金同学将白磷和红磷分装于Y形试管的两个支管中,管口系一小气球,然后将Y形试管的两个支管伸入80℃的热水中;同时在烧杯底部放置白磷,如图所示。(已知白磷的着火点为40℃,红磷的着火点为240℃)
(1)实验观察到只有Y形试管内的白磷燃烧,但很快就熄灭了,其熄灭的原因可能是   (选填序号)。
①着火点升高 ②温度降低 ③氧气耗尽 ④试管内产生了二氧化碳气体
(2)烧杯中80℃的热水的作用是   。
18. 用微观的钥匙开启宏观问题之门”是化学学科研究物质的一般方法,而构建模型又常常是我们认识微观世界的重要手段。下列各组微观模型图回答问题:
(1)水电解的过程可用如图甲表示,微粒运动变化的先后顺序是   。
(2)如图乙为某化学反应的微观过程。从图丙中选出应该添加在“?”处的微观模型示意图   (选填“A”、“B”、“C”或“D”),参加反应的与分子个数比为   。
19. 分析硫、碳、铁丝三种物质在氧气中的燃烧,回答问题。
(1)铁丝燃烧实验中,需要在火柴快要燃尽时再伸入充满氧气的集气瓶中,其目的是   。
(2)从现象角度;在空气中点燃硫时,观察到淡黄色固体熔化后,燃烧发出   色火焰,在氧气中,燃烧得更旺。碳在氧气中比在空气中燃烧得更旺:铁丝在空气中不燃烧,在氧气中剧烈燃烧,火星四射并生成黑色的固体,根据上述现象,可以推测物质的燃烧剧烈程度和氧气浓度的关系为   。
(3)从装置角度:燃烧实验时,集气瓶底是否放入水及放入水的原因各不相同,铁丝燃烧时,集气瓶底放入少许水的目的是:   。
20. 某科学兴趣小组对教科书中“测定空气中氧气含量”的实验(如图甲)进行了大胆改进,设计了图乙(选用容积为35mL的试管作为反应容器)实验方案。收到了良好的效果。请你对比分析图甲、图乙实验,回答下列有关问题:
(1)如果实验甲测定的氧气体积分数小于,则可能的原因是   (写出一种即可)。
(2)图乙实验前,打开弹簧夹,将注射器活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处,然后松开手,若活塞仍能返回至20mL刻度处,则说明   。
(3)图乙实验的操作步骤如下:①点燃酒精灯。②读取注射器活塞位置的数据。③撤去酒精灯,待试管冷却后松开弹簧夹。④将少量红磷平装入试管中,将20mL的注射器活塞置于10mL刻度处,并按图乙所示的连接方式固定好,再用弹簧夹夹紧橡皮管。正确的实验操作顺序是   (填选项序号)。
(4)图乙实验时若不使用弹簧夹,用酒精灯加热红磷,直至燃烧结束,试管冷却,在整个实验的过程中观察到活塞的运动情况为   。按有关数据计算,最终得出氧气约占空气体积的结论,则最后活塞将停留在   mL刻度处。
21. 小科在实验室将6g木炭放在一定量的氧气中充分燃烧,测得实验数据如下,请你帮他填好实验报告:
第一次 第二次 第三次
给定的O2的质量/g 12 26 16
生成CO2的质量/g 16.5 22 22
(1)三次实验中第   次恰好完全反应。
(2)第   次实验氧气有剩余,剩余   g。
22. 实验室常用以下装置来制取氧气。请回答:
(1)用双氧水和二氧化锰来制取干燥氧气时,可选用的发生和收集装置是   (填字母),二氧化锰是一种不溶于水的黑色固体粉末,实验结束后可采用   的方法,予以回收利用。
(2)为了便于控制反应速率,可以将装置B中的长颈漏斗换成   (填仪器名称)。
(3)若用D收集装置和量筒通过导管相连后用排水法收集并测量O2体积,则氧气应从导管   (填“a”或“b”)端通入。
(4)小明用排水法收集了一瓶氧气,测得氧气的纯度偏低,原因可能是____。
A.收集气体前,集气瓶没有注满水
B.导管口开始有气泡冒出,立刻收集
C.收集气体后,集气瓶中仍有少量水
23. 小成进行如图所示实验来验证质量守恒定律。在实验中用电子天平和量筒准确测量出表中和(实验中操作正确,的密度为
测量对象 测量结果
试管
试管+加热后剩余固体
量筒内收集气体的体积 V
(1)装置中试管口略向下倾斜的原因是   。
(2)实验中二氧化锰的作用是   。
(3)根据质量守恒定律,和之间应存在的等量关系为   。
(4)实验结束后,小成在拆卸装置时闻到刺激性气味,小成说:氧气是无色无味的,有刺激性气味的气体会不会是二氧化硫?小观认为不可能。他的理由是:   。
24. 初二某化学兴趣小组同学依据教材实验对化学反应前后质量变化进行了探究。
【查阅资料】碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体。
【实验装置设计】甲、乙、丙小组同学分别设计如图装置。
(1)【讨论与探究】甲小组实验中,白磷燃烧时,实验现象是   。该实验需不需要白磷过量?   (填“需要”或“不需要”)。
(2)请根据乙组和丙组设计的“质量守恒定律”的实验装置进行探究,并按要求完成乙组和丙组。
①乙组实验结束后可观察到天平   (填“是”或“否”)平衡;此反应   (填“遵守”或“不遵守”)质量守恒定律。
②丙组过氧化氢溶液分解反应前后各物质质量总和的测定,得出参加化学反应的各物质的质量总和   (填“大于”、“等于”或“小于”)反应后生成的各物质的质量总和。
(3)【反思与交流】通过甲、乙、丙小组实验的探究,你得到的启示是:当有气体参与或有气体生成的反应,如果要验证质量守恒定律,需在   的容器中进行。
25. 小科利用红磷燃烧测定空气中氧气的含量(如图所示)。
(1)为了帮助同学们更好地理解测定氧气含量的实验原理,老师改了一下图1装置,并利用传感器技术定时测定了实验装置(如图2)内的压强、温度和氧气浓度,三条曲线变化趋势如图3所示。X曲线表示压强变化趋势,Y曲线表示   的变化趋势。
(2)根据图2中压强变化曲线,导致CD段压强快速增大对应的操作是   。
(3)结合曲线变化解释图3中X曲线AB段压强变化的原因是氧气减少导致的气压变化量   (填大于、等于或小于)温度升高导致的气压变化量。
(4)若第二次进行实验时,图2中装置漏气,则第二次测得的C点数值比图3中第一次测得的C点数值   (选填“大”或“小”)。
(5)科学兴趣小组想探究用不同物质在空气中燃烧测定氧气含量方法的优劣。他们用足量的蜡烛、红磷和白磷分别在相同体积与状态的空气中燃烧用氧气探测器测定密闭容器中剩余氧气与时间的关系如下图所示,下列说法正确的是____(填字母)。
A.测定空气中氧气含量效果最好的是蜡烛,因为它反应速率快
B.该实验证明氧气的浓度较低时,红磷与白磷还能与氧气发生反应
C.若用这三种物质做实验,测得空气中氧气含量均偏高
26. 某化工厂发生氯气(Cl2)泄漏事故,继而发生氯气罐爆炸。氯气是一种黄绿色、有毒、有剧烈刺激性气味的气体,相同情况下密度比空气大,能溶于水,并与水反应生成盐酸(HCl)和次氯酸(HClO)。
(1)根据以上信息,氯气的化学性质有   。
(2)消防队员用高压水枪溶解弥漫在空气中的氯气,写出氯气与水反应的化学方程式:   。
(3)将氯气通入含有氢氧化钙的水池中,能使氯气不再对周围居民造成伤害。已知氯气与Ca(OH)2的反应方程式为:2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2X,则X的化学式为   。
27. 材料一:1673年,玻义耳曾经做过一个实验:在密闭的曲颈瓶中加热金属时,得到了金属灰,冷却后打开容器,称量金属灰的质量,发现与原来金属相比质量增加了。
材料二:1703年,施塔尔提出“燃素学说”,其主要观点有:
①燃素是组成物体的一种成分,一般条件下被禁锢在可燃物中;
②燃素在可燃物燃烧时会分离出来,且燃素可穿透一切物质。
材料三:1756年,罗蒙诺索夫重做了玻义耳的实验。他将金属铅装入容器后密封、称量。然后把容器放到火上加热,白色的金属变成了灰黄色,待容器冷却后再次称量,发现容器的总质量没有发生变化。罗蒙诺索夫对此的解释是:“容器里原来有一定量的空气,且容器中的空气质量减少多少,金属灰的质量就比金属增加多少,在化学变化中物质的质量是守恒的。”后来,拉瓦锡等科学家经过大量的定量实验,推翻了“燃素学说”,质量守恒定律得到公认。
(1)由“燃素学说”可知,物质燃烧后质量应该减少。请根据所学知识写出一个可以推翻“燃素学说”的事实:   。
(2)罗蒙诺索夫重做了玻义耳的实验是基于金属加热后,增加的质量并非来自燃素而是来自   的假设。
(3)对比材料一和材料三,玻义耳错过了发现质量守恒定律的一个重要原因是   。
(4)质量守恒定律的发现过程,给我们的启示是____。
A.分析问题应该全面、严谨
B.实验的成功与否,取决于药品的选择
C.定量方法是科学研究的重要方法
D.科学研究既要尊重事实,也要勇于创新
28. 过氧化氢与水的混合物称为过氧化氢溶液。取一定质量的过氧化氢溶液与二氧化锰制取氧气,反应前后,分别用电子天平称得烧杯连同其中物质的总质量,数据如图:
(1)请写出过氧化氢制氧气的化学方程式   ;
(2)根据质量守恒定律可知:充分反应后共收集到氧气的质量为   g;
(3)根据化学方程式计算:反应前烧杯中含过氧化氢的质量是多少克?(写清计算过程)
29. 为测定实验室中氯酸钾样品(杂质不参与反应)的纯度,取一定量该样品进行加热,记录不同时刻固体质量数据,如图甲。氯酸钾制取氧气的化学方程式为:
(1)写出t3~t4时段剩余固体质量不变的原因。
(2)计算该样品中氯酸钾的质量分数。
(3)请在图乙中画出固体中二氧化锰质量在t1~t3时段的变化曲线。
30. “化学氧自救呼吸器”是一种在缺氧环境中通过制氧剂临时供氧的装置。制氧剂的主要成分是超氧化钾(),产生氧气的主要原理是超氧化钾与人体呼出的水汽反应,其化学方程式为:。制氧剂中其它成分不能生成氧气。
(1)小明设计化学氧自救呼吸器时,为确定制氧剂的用量,除了查阅人体每分钟呼吸次数外,还需了解哪些与人体呼吸相关的数据?   ;(例举一个)
(2)若该呼吸器需为使用者提供48克氧气,则至少需要含超氧化钾80%的制氧剂多少克?
(3)小明设计了如图甲、乙两种化学氧自救呼吸器,其内部气体路径如图所示。你认为哪种方案更合理?说明理由:   。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】空气污染与保护;土壤的污染与保护
【解析】【分析】根据防治空气、水土污染的措施分析。
【解答】结合自己的生活常识可得,保护我们的家园的做法有:控制燃放鞭炮,减少空气污染;少用塑料制品,减少白色污染;少使用化肥;废弃电池不能掩埋在土地里。
故答案为:A。
2.【答案】A
【知识点】空气污染与保护
【解析】【分析】空气的成分按体积分数计算,氮气约占 78%,氧气约占 21%,稀有气体约占 0.94%,二氧化碳约占 0.03%,其他气体和杂质约占 0.03%。其中,氮气、氧气、二氧化碳是空气的固有组成成分,不属于空气污染物;而二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物等会对人体健康和环境造成危害,属于空气污染物。
【解答】A、二氧化硫是一种有刺激性气味的有毒气体,会形成酸雨,对环境和人体造成危害,属于空气污染物,A 正确;
B、氧气是空气的主要成分之一,是维持生命活动必需的物质,不属于空气污染物,B 错误;
C、氮气是空气的主要成分,化学性质稳定,不属于空气污染物,C 错误;
D、二氧化碳是空气的组成成分,虽然过量排放会导致温室效应,但不属于传统意义上的空气污染物,D 错误。
故答案为:A。
3.【答案】A
【知识点】质量守恒定律及其应用
【解析】【解答】解:①化学反应的实质是分子分成原子,原子再重新组合成新的分子,在化学反应前后原子种类不变;
②由质量守恒定律可知,在化学反应前后原子的种类不变,则元素种类也没有改变;
③化学变化有新物质生成,分子的种类一定发生了改变;
④化学变化有新物质生成,物质的种类一定发生了改变;
因此正确的是①②;
故选:A.
【分析】化学反应的实质是分子分成原子,原子再重新组合成新的分子,反应前后分子的种类一定变,分子的数目可能变.化学反应前后宏观上反应前后物质总质量、元素的种类和微观上原子的种类、原子的数目、原子的质量不变,据此分析.
4.【答案】D
【知识点】空气的成分及探究;空气的利用
【解析】【分析】(1)空气的成分及体积分数:空气中各成分的含量通常按体积分数计算,氮气约占 78%,氧气约占 21%,稀有气体约占 0.94%,二氧化碳约占 0.03%,其他气体和杂质约占 0.03%。
(2)空气各成分的性质与用途:氧气具有助燃性(支持燃烧),但不具有可燃性,不能用作燃料;稀有气体通电时能发出不同颜色的光,这一过程没有新物质生成,属于物理性质;氮气化学性质稳定,常温下不易与其他物质反应,常用作保护气,可用于食品包装防腐。
【解答】A、空气中含量最多的气体是氮气,约占空气体积的 78%,不是质量分数,A 错误;
B、氧气具有支持燃烧的性质,但本身不能燃烧,不具备可燃性,不能用作燃料,B 错误;
C、稀有气体用作霓虹灯,是利用其通电时发出不同颜色光的物理性质,而非化学性质,C 错误;
D、氮气化学性质稳定,不易与食品发生反应,可用于食品包装作保护气,防止食品变质,D 正确。
故答案为:D。
5.【答案】A,D
【知识点】制取氧气的装置、步骤、收集与注意事项;氧气的检验和验满
【解析】【分析】(1)铁丝在氧气中燃烧的注意事项:铁丝燃烧会产生高温熔融物,为防止熔融物炸裂集气瓶底,瓶底应预先放少量水或细沙;实验操作时铁丝应自上而下缓慢伸入瓶中,避免氧气受热逸出。
(2)氧气的收集方法:氧气密度比空气大,采用向上排空气法收集时,导管应伸入集气瓶底部,以排尽瓶内空气。
(3)氧气的验满方法:验满时,带火星的木条应放在集气瓶瓶口,若木条复燃,说明氧气已收集满,伸入瓶内无法验满。
(4)氧气的实验室制取:过氧化氢在二氧化锰催化下分解制取氧气,属于固液不加热型反应,装置中长颈漏斗应改为分液漏斗(或使用长颈漏斗时下端需液封),题图中分液漏斗装置符合规范,可用于制取氧气。
【解答】A、铁丝在氧气中燃烧时,集气瓶底部预先放了少量水,可防止高温熔融物炸裂瓶底,符合题意,A 正确。
B、氧气密度比空气大,用向上排空气法收集时,导管应伸入集气瓶底部,图中导管仅伸入瓶口,无法排尽空气,B 错误;
C、验满氧气时,带火星的木条应放在集气瓶瓶口,而不是伸入瓶内,伸入瓶内无法验满,C 错误;
D、过氧化氢在二氧化锰催化下制取氧气,属于固液不加热型反应,装置中分液漏斗可控制过氧化氢的加入,装置连接正确,D 正确。
故答案为:AD。
6.【答案】B
【知识点】制取氧气的原理;质量守恒定律及其应用
【解析】【分析】根据质量守恒定律,参加化学反应的各物质的质量之和等于生成的各物质的质量之和,结合题意分析。
【解答】若有a克氯酸钾(KClO3)与b克二氧化锰(MnO2)的混合物,加热至反应完全可得到c克固体,二氧化锰作催化剂,剩余固体包括氯化钾和二氧化锰,由质量守恒定律,参加反应的氯酸钾的质量等于生成氯化钾和氧气的质量之和,则得到氧气的质量=a克+b克-c克=(a+b-c)克。
故答案为:B。
7.【答案】C
【知识点】燃烧与灭火
【解析】【分析】(1)燃烧的三个条件:①存在可燃物;②温度达到可燃物的着火点;③可燃物与氧气(或空气)充分接触,三者缺一不可。
(2)着火点是可燃物本身的固有属性,一般不会随外界条件改变;吹气会带来空气流动,主要作用是补充氧气,而非传递热量或改变着火点。
【解答】A、吹气的目的不是加快蒸发,蒸发与燃烧复燃没有直接关联,A 错误;
B、着火点是可燃物的固有属性,吹气不能提高可燃物的着火点,B 错误;
C、吹气会使空气流动,为可燃物补充了氧气,增加了可燃物与氧气的接触,使燃烧条件更充分,从而让火星复燃为火焰,C 正确;
D、口腔内的温度较低,吹气不会传递足够热量使可燃物复燃,D 错误。
故答案为:C。
8.【答案】C
【知识点】化学方程式的配平;书写化学方程式、文字表达式
【解析】【分析】(1)化学方程式的意义:化学方程式可表示反应条件、反应类型、反应物与生成物的分子个数比、各物质的质量比(等于相对分子质量 × 化学计量数之比)。
(2)化合反应:由两种或两种以上物质生成一种物质的反应,特点是 “多变一”。
【解答】A、反应条件为点燃,属于化合反应,但分子个数比为 1:1:1,不符合 2:1:2 的要求,各物质质量比为 32:32:64=1:1:2,也不符合 1:8:9 的要求,A 错误;
B、反应条件为点燃,属于化合反应,分子个数比为 2:1:2,但各物质质量比为 (2×28):32:(2×44)=56:32:88=7:4:11,不符合 1:8:9 的要求,B 错误;
C、反应条件为点燃,属于化合反应,分子个数比为 2:1:2,各物质质量比为 (2×2):32:(2×18)=4:32:36=1:8:9,同时符合所有条件,C 正确;
D、反应条件为点燃,但生成物有两种,不属于化合反应,分子个数比为 1:2:1:2,也不符合 2:1:2 的要求,D 错误。
故答案为:C。
9.【答案】A
【知识点】制取氧气的原理
【解析】【分析】 根据实验室用加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气,在这一过程中,二氧化锰在固体作催化剂,反应前后其质量不变,进行分析判断。
【解答】 A.氯酸钾在二氧化锰的催化作用下、加热分解为氯化钾和氧气,因此氧气的质量由零开始,随着反应的进行而不断增大,直到氯酸钾完全分解为止,故A正确;
B.在反应未开始时,氯化钾的质量为零,故B错误;
C.在该反应中,二氧化锰是催化剂,其质量在反应前后保持不变,故C错误;
D.氯酸钾在二氧化锰的催化作用下、加热分解为氯化钾和氧气,因此随着反应的进行,氯酸钾的质量不断减少,直到完全分解时,质量变为零,故D错误。
故选A。
10.【答案】B
【知识点】化合反应和分解反应;质量守恒定律及其应用
【解析】【分析】(1)质量守恒定律:在密闭容器中发生化学反应,反应前后所有物质的总质量保持不变。可据此计算未知物质的质量,并判断反应物、生成物。
(2)化学反应类型判断:根据反应中物质的质量变化,判断哪些物质质量减少(反应物)、哪些物质质量增加(生成物),再根据反应物和生成物的种类判断反应类型(如化合反应、分解反应等)。
【解答】A、根据质量守恒定律,化学反应前后物质的总质量不变,由表中数据可知,X=10+0.2+16+0.8-10-0-15=2,故选项说法正确。
B、反应后甲和丙的质量减小,则甲和丙是反应物;反应后乙和丁的质量增大,则乙和丁是生成物,该反应是甲和丙在一定条件下反应生成乙和丁,反应物是两种,不属于分解反应,故选项说法不正确。
C、反应中甲、丙的质量变化比为(10g-2g):(16g-0g)=8:16=1:2,现有2g甲,若使甲完全反应,还需要丙参加反应,故选项说法正确。
D、反应前后甲、乙两物质的质量变化之比为(10g-2g):(10g-0.2g)=8:9.8=40:49,故选项说法正确。
故答案为:B。
11.【答案】D
【知识点】氧气的性质和利用;氧气与碳、磷、硫、铁等物质的反应现象
【解析】【分析】本题主要考查氧气与常见物质反应所出现的现象。
【解答】A.红磷燃烧产生大量白烟;
B.生成黑色固体,四氧化三铁不是现象;
C.硫在氧气中燃烧为蓝紫色火焰;
D.木炭氧气中燃烧,发出白光,生成使澄清石灰水变浑浊的气体。
故答案为:D
12.【答案】B
【知识点】质量守恒定律及其应用
【解析】分析】(1)质量守恒定律的应用:化学反应前后,元素的种类和质量均不变。该物质在氧气中燃烧生成二氧化碳和水,说明该物质中一定含有碳、氢元素,可能含有氧元素,需通过计算判断是否含有氧元素。
(2)元素质量的计算:二氧化碳中碳元素的质量分数为 ,水中氢元素的质量分数为 ,可据此计算生成物中碳、氢元素的总质量,与原物质质量对比,判断是否含有氧元素。
【解答】先计算生成物中碳、氢元素的质量:
二氧化碳中碳元素的质量:4.4g×=1.2g;
水中氢元素的质量:2.7g× =0.3g;
碳、氢元素的总质量:1.2g+0.3g=1.5g。
原纯净物质量为 2.3g,大于 1.5g,
说明该物质中除碳、氢元素外,还含有氧元素,氧元素质量为 2.3g 1.5g=0.8g。
A、只含有碳、氢元素,与计算结果不符,A 错误;
B、一定含有碳、氢、氧三种元素,与计算结果一致,B 正确;
C、一定含有碳、氢元素,可能含有氧元素,计算表明氧元素一定存在,C 错误;
D、一定含有碳元素,可能含有氢、氧元素,氢元素在生成物中明确存在,D 错误。
故答案为:B。
13.【答案】A
【知识点】燃烧与灭火
【解析】【分析】(1)燃烧的现象与本质:红磷燃烧会生成五氧化二磷固体小颗粒,这些颗粒悬浮在空气中形成 “白烟”,而非 “白雾”(白雾是液体小液滴);燃烧过程会伴随放热现象。
(2)燃烧的条件:燃烧需要同时满足三个条件 ——①存在可燃物;②温度达到可燃物的着火点;③可燃物与氧气(或空气)接触,三者缺一不可。该实验通过控制变量法,对比不同条件下红磷的燃烧情况,验证燃烧的条件。
【解答】A、红磷燃烧生成的是五氧化二磷固体小颗粒,现象为产生大量白烟,而非白雾(白雾是液体),该描述存在错误;故 A 错误;
B、通入一段时间氮气,可排尽装置中原有的空气,避免空气中的氧气对后续实验造成干扰;故 B 正确;
C、实验②中,a 处红磷温度未达到着火点,无明显现象;b 处红磷被酒精灯加热,温度达到着火点且接触氧气,发生燃烧,对比可知燃烧需要温度达到可燃物的着火点;故 C 正确;
D、实验①中 b 处红磷接触氮气,不燃烧;实验②中 b 处红磷接触氧气,发生燃烧,对比可知可燃物的燃烧需要氧气;故 D 正确。
故答案为:A。
14.【答案】B
【知识点】质量守恒定律及其应用;化学方程式的概念、读法和含义
【解析】【分析】(1)质量守恒定律(原子守恒):化学反应前后,原子的种类、数目、质量均不变,可据此推断未知生成物的化学式;化学方程式中各物质的化学计量数之比等于分子个数比。
(2)化学方程式中相对分子质量的计算:根据质量守恒定律,反应前后各物质的相对分子质量总和相等;同时,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】A、根据原子守恒,反应前有 2 个 X 原子、6 个 Y 原子,反应后生成 2 个 Z 分子,因此每个 Z 分子含 1 个 X 原子和 3 个 Y 原子,化学式为XY3 ,该说法正确;
B、化学方程式中,各物质的化学计量数之比等于分子个数比,该方程式可表示 1 个X2 分子与 3 个Y2 分子反应生成 2 个 Z 分子,该说法正确;
C、根据质量守恒定律,反应前后相对分子质量总和相等,可得:M+3N=2×(Z 的相对分子质量),因此 Z 的相对分子质量为 ,而非M+N,该说法错误;
D、根据质量守恒定律,参加反应的X2 和Y2 的质量总和等于生成的 Z 的质量,因此消耗Y2 的质量为(b a) g,该说法正确。
故答案为:C。
15.【答案】C
【知识点】化合反应和分解反应;根据化学反应方程式的计算
【解析】【分析】反应①为氧化锌与甲烷反应得到锌和一氧化碳、氢气;反应②为锌与水反应得到氧化锌和氢气,据此分析。
【解答】A、反应①的化学反应为分解反应为一变多,故此反应不是分解反应,A错误;
B、 应①产生的CO和H2的质量比是 28:4=7:1,故B错误;
C、反应①的化学反应为反应②的化学反应为,可知整个反应体系的化学方程式为:,从此化学方程式可知CH4与H2的相对质量为16:6,可知每16克 CH4 参加反应,可产生6克 H2;故C正确;
D、整个反应体系的化学方程式为:,可知CH4与H2O 质量比为16:18,即8:9时,整个反应体系中可不补充 ZnO,故D错误。
故答案为:C。
16.【答案】(1)沸点
(2)C
【知识点】氧气的性质和利用;制取氧气的原理
【解析】【分析】(1) 工业制氧的原理,空气冷冻分离法是利用液氧和液氮的沸点不同来分离氧气和氮气。
(2) 氧气的性质,氧气具有助燃性,不具有可燃性。
(3) 物质的状态变化对质量分数的影响,空气从气态变成液态,各成分的质量分数不变。
(4) 同种物质不同状态的化学性质,液氧和氧气都是由氧分子构成的,化学性质相同。
【解答】(1) 空气冷冻分离法获取氧气,主要是利用了液氧(沸点 183 C)与液氮(沸点 196 C)沸点的差异,通过低温蒸发,沸点低的液氮先蒸发出来,剩下的主要是液氧。
(2) 选项 A,液氧用于火箭发射时利用的是氧气的助燃性,氧气不具有可燃性,所以 A 错误;
选项 B,空气从气态变成液态后,各成分的质量分数不变,所以 B 错误;
选项 C,液氧和氧气都是由氧分子构成的,化学性质相同,所以 C 正确。
故答案为:C。
17.【答案】(1)③
(2)加热,隔绝氧气
【知识点】燃烧与灭火
【解析】【分析】(1)燃烧的条件:物质燃烧需要同时满足三个条件:①存在可燃物;②温度达到可燃物的着火点;③可燃物与氧气(或空气)接触,三者缺一不可。着火点是物质的固有属性,不会随外界条件改变;白磷燃烧会消耗氧气,氧气耗尽后燃烧就会停止。
(2)对比实验中热水的作用:本实验采用控制变量法,80℃的热水有两个核心作用:一是为 Y 形试管内的白磷、红磷提供热量,使温度达到白磷的着火点;二是使烧杯底部的白磷与空气隔绝,形成对比实验,验证燃烧需要氧气。
【解答】(1)白磷在 Y 形试管内燃烧时,温度始终由 80℃的热水维持,不会降低;着火点是白磷的固有属性,不会升高;白磷燃烧会消耗试管内的氧气,当氧气耗尽时,燃烧因缺少助燃物而熄灭;且白磷燃烧生成的是五氧化二磷固体,不会产生二氧化碳气体。因此熄灭的原因是③氧气耗尽。
故填:③
(2)烧杯中 80℃的热水,一方面可以对 Y 形试管内的白磷加热,使温度达到白磷的着火点(40℃),让白磷具备燃烧的温度条件;另一方面可以使烧杯底部的白磷浸没在水中,隔绝氧气,让它即使温度达到着火点也无法燃烧,从而形成对照实验,验证燃烧需要氧气。
故填:加热,使温度达到白磷的着火点;同时隔绝氧气,使烧杯底部的白磷无法接触氧气
18.【答案】(1)①②④③
(2)C;1:1
【知识点】水的组成和主要性质;模型与符号;质量守恒定律及其应用
【解析】【分析】(1)水电解的微观过程:电解水时,水分子先在通电条件下分解为氢原子和氧原子;随后氢原子在负极结合成氢分子,氧原子在正极结合成氧分子;最终氢分子、氧分子分别聚集形成氢气和氧气。
(2)质量守恒定律的微观应用:化学反应前后,原子的种类、数目、质量均不变,可据此补全反应中的未知微粒,并计算反应物的分子个数比。
【解答】(1)水电解时,首先是水分子(图①)在通电条件下分解为氢原子和氧原子(图②);接着氢原子向负极移动并结合成氢分子,氧原子向正极移动并结合成氧分子(图④);最终氢分子、氧分子分别聚集形成氢气和氧气(图③)。因此微粒运动变化的先后顺序是①②④③。
故填:①②④③
(2)根据反应前后原子守恒,反应前有 2 个氮原子、4 个氧原子;反应后已有 2 个氮原子、6 个氧原子,因此 “?” 处需补充 2 个氧原子,即 1 个氧分子(模型 C)。
反应前有 2 个分子(黑球 + 白球)和 1 个分子(两个白球),反应后生成 2 个分子,因此参加反应的与的分子个数比为2:1。
故填:C;2:1
19.【答案】(1)防止火柴燃烧消耗过多的氧气,使铁丝燃烧现象不明显
(2)淡蓝;氧气浓度越高,物质燃烧的越剧烈
(3)防止高温熔融物溅落炸裂瓶底
【知识点】氧气与碳、磷、硫、铁等物质的反应现象
【解析】【分析】(1)铁在空气中不能燃烧,在纯氧中才能燃烧。
(2)硫在纯氧中燃烧产生的是明亮的蓝紫色火焰,燃烧得更剧烈。
(3)铁丝燃烧实验中,预留的水也可以从沙子替代。
【解答】(1)火柴燃烧也会消耗氧气,在火柴快要燃尽时再伸入充满氧气的集气瓶中的原因是:防止火柴燃烧消耗过多的氧气,导致铁丝燃烧现象不明显。
(2)硫在空气中燃烧,产生的是淡蓝色火焰,并有刺激性气味的气体产生。
由题中描述的现象可知,可燃物在燃烧时,氧气的浓度越高,可燃物燃烧得越剧烈。
(3)铁丝燃烧生成的四氧化三铁是固体,温度较高,溅落瓶底会导致瓶底破裂,可知预留水的目的是防止高温熔融物溅落炸裂瓶底。
20.【答案】(1)未冷却至室温就打开止水夹(合理即可)
(2)装置气密性良好
(3)④①③②
(4)先向右后向左;1
【知识点】空气的成分及探究
【解析】【分析】(1)空气中氧气含量测定实验误差分析:测定氧气体积分数小于,常见原因包括:装置漏气(冷却时外界空气进入)、红磷量不足(氧气未完全消耗)、未冷却至室温就打开止水夹(装置内气体受热膨胀,压强未降至最低,进入的水偏少)。
(2)装置气密性检查:推压注射器活塞后,装置内压强增大,若气密性良好,松手后活塞会在外界大气压作用下回到原刻度;若气密性不佳,活塞无法回到原位。
(3)实验操作顺序:测定空气中氧气含量的实验,需先连接装置、检查气密性,再点燃红磷反应,反应结束后冷却至室温,最后读取数据,防止装置内气体受热膨胀影响测量结果。
(4)无弹簧夹时活塞运动分析:红磷燃烧放热,装置内气体受热膨胀,压强增大,活塞先向右移动;反应结束后温度降低,氧气被消耗,装置内压强减小,活塞向左移动。计算最终刻度时,需先确定装置内空气总体积,再根据氧气占比计算减少的体积,得出活塞停留位置。
【解答】(1)测定的氧气体积分数小于,可能的原因有:红磷的量不足,无法将装置内的氧气完全消耗;装置漏气,冷却过程中外界空气进入装置,导致装置内压强变化偏小;未冷却至室温就打开止水夹,装置内气体受热膨胀,压强未降至最低,进入的水的体积偏小。
故填:红磷的量不足(或装置漏气、未冷却至室温就打开止水夹,合理即可)
(2)将注射器活塞推至 15mL 刻度处,松手后活塞能返回 20mL 刻度处,说明装置内气体的体积和压强能保持稳定,外界空气无法进入装置,证明装置的气密性良好。
故填:装置气密性良好
(3)实验操作的正确顺序为:④先将红磷平装入试管,连接装置并固定,夹紧橡皮管;①点燃酒精灯加热红磷,使其燃烧;③撤去酒精灯,待试管冷却至室温后松开弹簧夹,避免气体受热膨胀影响结果;②最后读取注射器活塞位置的数据。即顺序为:④①③②。
故填:④①③②
(4)①活塞运动情况:红磷燃烧时放热,装置内气体受热膨胀,压强增大,注射器活塞先向右移动;反应结束后,装置冷却至室温,氧气被消耗,装置内压强减小,活塞向左移动,因此活塞的运动情况为 “先向右后向左”。
②最终刻度计算:试管容积为 35mL,初始活塞在 10mL 刻度处,
装置内空气总体积为 35mL + 10mL = 45mL;
氧气约占空气体积的,
消耗的氧气体积为 45mL×51 =9mL;
因此活塞最终停留的刻度为 10mL 9mL=1mL。
故填:先向右后向左;1。
21.【答案】(1)三
(2)二;10
【知识点】质量守恒定律及其应用;根据化学反应方程式的计算
【解析】【分析】(1)质量守恒定律与化学方程式计算:木炭燃烧的化学方程式为 ,其中碳、氧气、二氧化碳的质量比为 12:32:44。6g 木炭完全燃烧时,需要氧气的质量为,生成二氧化碳的质量为 6g+16g=22g。
(2)反应物过量与不足的判断:当给定氧气质量大于 16g 时,氧气过量;小于 16g 时,氧气不足,木炭无法完全燃烧;等于 16g 时,二者恰好完全反应。
【解答】(1)根据计算,6g 木炭完全燃烧需要 16g 氧气,生成 22g 二氧化碳。
第三次实验中,给定氧气质量为 16g,生成二氧化碳质量为 22g,符合恰好完全反应的质量关系;
第一次氧气不足,木炭未完全燃烧;第二次氧气过量。
因此第三次实验恰好完全反应。
(2)第二次实验中,给定氧气质量为 26g,而完全燃烧仅需 16g 氧气,因此氧气有剩余,剩余质量为 26g 16g=10g。
22.【答案】(1)BE;溶解过滤
(2)分液漏斗
(3)a
(4)A;B
【知识点】制取氧气的装置、步骤、收集与注意事项
【解析】【分析】(1)气体发生与收集装置选择:双氧水和二氧化锰制氧气,属于固液不加热型反应,发生装置选 B;要收集干燥的氧气,需用向上排空气法(氧气密度比空气大,且向上排空气法收集的气体比排水法更干燥),收集装置选 E。二氧化锰不溶于水,反应后可通过过滤分离回收。
(2)控制反应速率的仪器:分液漏斗可通过控制液体滴加速度,调节反应物接触速率,从而控制反应速率,而长颈漏斗无法控制液体流速。
(3)多功能瓶的排水法使用:D 装置装满水时,氧气密度比水小,应从短管(a 端)通入,水从长管(b 端)排出,进入量筒,从而测量氧气体积。
(4)排水法收集氧气纯度偏低的原因:集气瓶未注满水,瓶内残留空气;导管口刚开始冒泡就收集,此时排出的是装置内的空气,这两种情况都会使收集的氧气混有空气,导致纯度偏低。
【解答】(1)用双氧水和二氧化锰制取氧气,发生装置选固液不加热型的 B;要收集干燥的氧气,选择向上排空气法装置 E,因此可选用的装置组合为 BE。二氧化锰不溶于水,实验结束后,可通过过滤的方法,将不溶性的二氧化锰从溶液中分离出来,回收利用。
故填:BE;过滤。
(2)分液漏斗可以通过控制液体药品的滴加速率,来控制反应的速率,因此可将装置 B 中的长颈漏斗换成分液漏斗。
故填:分液漏斗
(3)用 D 装置和量筒排水法收集并测量氧气体积时,氧气密度比水小,应从短管(a 端)通入,水从长管(b 端)排出,进入量筒,因此氧气应从导管 a 端通入。
故填:a。
(4)排水法收集氧气纯度偏低,原因可能是:收集气体前,集气瓶没有注满水,瓶内残留空气;导管口刚开始有气泡冒出就立刻收集,此时排出的是装置内的空气,这两种情况都会使收集的氧气中混有空气,导致纯度偏低。集气瓶中仍有少量水,只会影响氧气的收集量,不会影响纯度。
故填:AB。
23.【答案】(1)防止冷凝水倒流回试管底部引起试管炸裂
(2)催化作用
(3)
(4)根据质量守恒定律可知,反应前后元素的种类不变
【知识点】质量守恒定律及其应用
【解析】【分析】(1)加热固体的实验操作要点:加热氯酸钾和二氧化锰的混合物时,试管口略向下倾斜,是为了防止加热过程中产生的冷凝水倒流回热的试管底部,导致试管炸裂。
(2)催化剂的作用:二氧化锰在氯酸钾分解反应中,能加快反应速率,而自身的质量和化学性质在反应前后不变,起到催化作用。
(3)质量守恒定律的应用:反应前的总质量为二氧化锰、氯酸钾和试管的质量之和(m1 +m2 +m3 );反应后,固体剩余物的质量为m4 ,生成氧气的质量可通过密度公式m=ρV计算为ρV,根据质量守恒定律,反应前后总质量相等,因此m1 +m2 +m3 =m4 +ρV。
(4)质量守恒定律的元素守恒:根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变。反应物氯酸钾(KClO3 )和二氧化锰(MnO2 )中不含硫元素,因此反应不可能生成含有硫元素的二氧化硫。
【解答】(1)加热固体药品时,试管口略向下倾斜,是为了防止加热时产生的冷凝水倒流回试管底部,使热的试管骤冷而炸裂。
故填:防止冷凝水倒流回试管底部引起试管炸裂。
(2)二氧化锰在氯酸钾分解反应中,能加快氯酸钾的分解速率,且反应前后自身的质量和化学性质不变,起到催化作用。
故填:催化作用。
(3)反应前总质量为二氧化锰、氯酸钾和试管的质量和:m1 +m2 +m3 ;
反应后,试管内剩余固体质量为m4 ,生成氧气的质量为ρV,
根据质量守恒定律,反应前后总质量相等,
因此存在等量关系:m1 +m2 +m3 =m4 +ρV。
故填:m1 +m2 +m3 =m4 +ρV。
(4)根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变。该反应的反应物氯酸钾和二氧化锰中不含硫元素,因此不可能生成含有硫元素的二氧化硫。
故填:根据质量守恒定律,反应前后元素种类不变,反应物中不含硫元素,不可能生成二氧化硫。
24.【答案】(1)白磷燃烧,放出热量,产生大量白烟,气球先变大后变小;不需要
(2)否;遵守;等于
(3)密封
【知识点】燃烧与灭火;质量守恒定律及其应用
【解析】【分析】(1)白磷燃烧实验现象与药品用量:白磷燃烧会放热,使装置内气体受热膨胀,气球先变大;反应结束后温度降低,气体减少,气球又变小。本实验是验证质量守恒定律,只需观察反应前后总质量是否变化,无需白磷将装置内氧气耗尽,因此不需要白磷过量。
(2)开放体系与密闭体系的质量守恒验证:乙组实验中,碳酸钠与盐酸反应生成的二氧化碳气体逸出装置,导致天平不平衡,但反应本身仍遵守质量守恒定律;丙组实验装置密闭,过氧化氢分解生成的氧气不会逸出,因此反应前后各物质质量总和相等。
(3)质量守恒定律实验的注意事项:当反应有气体参与或生成时,若在开放体系中进行,气体的逸出或进入会影响质量测量结果,因此需在密闭容器中进行实验,才能准确验证质量守恒定律。
【解答】(1)白磷燃烧时,会放出热量,产生大量白烟;装置内气体受热膨胀,气球先变大,反应结束后温度降低,气体减少,气球又变小。该实验验证的是反应前后装置的总质量是否守恒,不需要白磷过量消耗氧气。
故填:白磷燃烧,放出热量,产生大量白烟,气球先变大后变小;不需要。
(2)①乙组实验中,碳酸钠和盐酸反应生成的二氧化碳气体逸出,导致天平不平衡;但所有化学反应都遵守质量守恒定律,该反应也不例外。
②丙组实验装置密闭,过氧化氢分解生成的氧气不会逸出,因此参加化学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。
故填:①否;遵守 ②等于。
(3)当有气体参与或有气体生成的反应,若在开放容器中进行,气体的逸出或进入会影响质量测量结果,因此要验证质量守恒定律,需在密封的容器中进行。
故填:密封。
25.【答案】(1)温度
(2)打开了弹簧夹
(3)小于
(4)小
(5)B
【知识点】空气的成分及探究
【解析】【分析】(1)红磷燃烧实验中,装置内的温度、压强、氧气浓度都会随反应发生变化。温度曲线先升后降,压强曲线先因受热膨胀上升,再因氧气消耗下降,最后因水进入回升,氧气浓度曲线则持续下降。因此,Y 曲线先上升后下降,表示温度的变化趋势。
(2)实验结束后,打开弹簧夹,烧杯中的水会被大气压压入集气瓶,装置内气体体积被水占据,压强会快速增大,对应 CD 段的变化。
(3)AB 段压强变化:红磷燃烧放热,温度升高使装置内压强增大;同时燃烧消耗氧气,装置内气体减少,压强减小。AB 段压强整体呈上升趋势,说明温度升高导致的气压变化量大于氧气减少导致的气压变化量,因此总效果是压强上升。
(4)装置漏气时,冷却过程中外界空气会进入装置,导致装置内压强比不漏气时偏高(即测得的 C 点数值更大,瓶内压强没有降到应有的数值),因此第二次测得的 C 点数值比第一次大。
(5)蜡烛燃烧后氧气剩余量最高,说明它消耗氧气不充分,测定效果最差;红磷和白磷在氧气浓度较低时仍能继续反应,说明它们能消耗更多氧气;三种物质都无法将氧气完全消耗,因此测得的氧气含量均偏低。
【解答】(1)Y 曲线先上升后下降,符合红磷燃烧时温度先升高后降低的变化趋势,因此 Y 曲线表示温度的变化趋势。
故填:温度。
(2)CD 段压强快速增大,是因为反应结束后打开了弹簧夹,烧杯中的水在大气压作用下进入集气瓶,装置内气体被压缩,压强迅速回升。
故填:打开了弹簧夹。
(3)X 曲线 AB 段压强呈上升趋势,这是因为红磷燃烧放热,温度升高使装置内压强增大;同时燃烧消耗氧气,装置内气体减少,压强减小。此时压强整体上升,说明温度升高导致的气压变化量大于氧气减少导致的气压变化量。
故填:小于。
(4)C点表示红磷燃烧结束时集气瓶内的压强。若装置漏气,在红磷燃烧过程中,外界空气会进入集气瓶,使瓶内压强减小的幅度变小。所以第二次测得的C点数值比图乙中第一次测得的C点数值小。
故答案为:小。
(5)A:蜡烛燃烧后氧气剩余量最高,说明它消耗氧气不充分,测定效果最差,A 错误;
B:红磷和白磷的氧气剩余量远低于蜡烛,说明氧气浓度较低时,红磷与白磷还能与氧气发生反应,B 正确;
C:三种物质都无法将氧气完全消耗,因此测得的氧气含量均偏低,C 错误。
故填:B。
26.【答案】(1)有毒
(2)Cl2+H2O=HCl+HClO
(3)H2O
【知识点】化学方程式的配平;书写化学方程式、文字表达式;不同物质的化学性质
【解析】【分析】(1)化学性质与物理性质的区分:化学性质是物质在化学变化中表现出来的性质,如毒性、能与水反应等;物理性质是不需要发生化学变化就能表现出来的性质,如颜色、状态、气味、密度、溶解性等。题目中氯气的毒性、能与水反应生成新物质,属于化学性质;而黄绿色、有刺激性气味、密度比空气大、能溶于水属于物理性质。
(2)化学方程式的书写:根据题目信息,氯气与水反应生成盐酸(HCl)和次氯酸(HClO),按照化学方程式的书写规则,正确写出反应物、生成物并配平,即可得到反应式。
(3)质量守恒定律的微观应用:化学反应前后,原子的种类、数目、质量均不变。通过对比反应前后各元素的原子个数,即可确定未知物质 X 的化学式。
【解答】(1)氯气的化学性质是需要发生化学变化才能表现出来的性质,根据题目信息,氯气有毒、能与水反应生成盐酸和次氯酸,这些都属于化学性质。
故填:有毒(或能与水反应)
(2)氯气与水反应,反应物为氯气和水,生成物为盐酸和次氯酸,反应的化学方程式为:Cl2+H2O=HCl+HClO。
故填:Cl2+H2O=HCl+HClO。
(3)根据质量守恒定律,反应前后原子的种类和数目不变。
反应前:Cl 原子 4 个、Ca 原子 2 个、O 原子 4 个、H 原子 4 个;
反应后已知物质中:Ca 原子 2 个、Cl 原子 4 个、O 原子 2 个,
因此 2 个 X 分子中应含有 4 个 H 原子和 2 个 O 原子,
即 1 个 X 分子含有 2 个 H 原子和 1 个 O 原子,故 X 的化学式为H2O。
故填:H2O。
27.【答案】(1)铁丝在氧气中燃烧后质量会增加(合理即可)
(2)空气
(3)打开容器前没有称量容器的总质量。
(4)A;C;D
【知识点】质量守恒定律及其应用
【解析】【分析】(1)“燃素学说” 的推翻:燃素学说认为物质燃烧后燃素逸出,质量会减少,但铁丝、镁条等物质在氧气中燃烧后,生成物的质量比原金属质量大,与 “燃素学说” 的预测矛盾,可推翻该学说。
(2)金属加热质量增加的原因:罗蒙诺索夫认为,金属加热时会与空气中的氧气发生反应,因此金属灰的质量增加并非来自 “燃素”,而是来自空气中的氧气。
(3)质量守恒定律的发现条件:玻义耳实验中,冷却后打开容器,外界空气会进入容器,导致金属灰质量增加,且他未在打开容器前称量容器总质量,因此错过了发现质量守恒定律的机会。
(4)科学研究的启示:质量守恒定律的发现过程说明,分析问题要全面严谨,定量实验是科学研究的重要方法,同时科学研究既要尊重事实,也要勇于挑战旧学说、大胆创新。
【解答】(1)铁丝在氧气中燃烧,反应后生成的四氧化三铁的质量比原铁丝的质量大,这与 “燃素学说” 中 “物质燃烧后质量减少” 的观点矛盾,可推翻该学说。
故填:铁丝在氧气中燃烧后质量会增加(合理即可)
(2)罗蒙诺索夫认为,金属加热后质量增加,是因为金属与空气中的氧气发生了反应,增加的质量来自空气(氧气),而非 “燃素”。
故填:空气(或氧气)。
(3)玻义耳实验中,冷却后打开容器,外界空气会进入容器,且他未在打开容器前称量容器和金属的总质量,无法发现反应前后总质量不变,因此错过了发现质量守恒定律的机会。
故填:打开容器前没有称量容器的总质量,无法对比反应前后的总质量变化。
(4)A:质量守恒定律的发现说明,分析问题应全面、严谨,避免片面结论,A 正确;
B:实验的成功不仅取决于药品选择,更取决于实验设计、定量测量等多方面因素,B 错误;
C:罗蒙诺索夫和拉瓦锡通过定量实验,才发现了质量守恒定律,说明定量方法是科学研究的重要方法,C 正确;
D:罗蒙诺索夫、拉瓦锡等科学家尊重实验事实,勇于挑战 “燃素学说”,推动了科学进步,D 正确。
故填:ACD。
28.【答案】(1)
(2)3.2
(3)设反应前烧杯中含过氧化氢的质量为x。
设过氧化氢溶液中过氧化氢的质量为x
x=6.8g,
答:反应前烧杯中含过氧化氢的质量是6.8g。
【知识点】质量守恒定律及其应用;根据化学反应方程式的计算
【解析】【分析】(1)化学方程式书写:过氧化氢在二氧化锰催化下分解生成水和氧气,需正确书写反应物、生成物及反应条件,配平并标注气体符号。
(2)质量守恒定律的应用:反应前后总质量的差值即为生成氧气的质量,因为反应中只有氧气逸出,二氧化锰作为催化剂质量不变。
(3)根据化学方程式计算:利用反应中过氧化氢与氧气的质量比,结合生成氧气的质量,列比例式计算出反应前过氧化氢的质量。
【解答】(1)过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气,反应的化学方程式为:。
故填:。
(2)根据质量守恒定律,反应前后烧杯连同其中物质的总质量差即为生成氧气的质量,计算得:126.0g 122.8g=3.2g。
故填:3.2。
29.【答案】(1)氯酸钾已反应完
(2)设5克样品中含有氯酸钾的质量为x,
x=4.9g,
氯酸钾的质量分数:×100%═98%;
答:该样品中氯酸钾的纯度是98%;
(3)
【知识点】质量守恒定律及其应用;根据化学反应方程式的计算
【解析】【分析】(1)氯酸钾分解反应的过程:氯酸钾在二氧化锰催化、加热条件下分解生成氯化钾和氧气,氧气逸出导致固体质量减少;当氯酸钾完全反应后,反应停止,不再有氧气生成,剩余固体质量不再变化。
(2)根据化学方程式计算纯度:根据质量守恒定律,反应前后固体质量差即为生成氧气的质量;再结合化学方程式中氯酸钾与氧气的质量比,计算出样品中氯酸钾的质量,进而求出其质量分数。
(3)催化剂的性质:二氧化锰是该反应的催化剂,在反应前后质量和化学性质均不发生改变,因此在整个反应过程中,二氧化锰的质量始终保持不变。
【解答】(1)氯酸钾在加热条件下分解生成氯化钾和氧气,氧气逸出使固体质量减少;在~时段,氯酸钾已完全反应,不再有氧气生成,因此剩余固体质量不再变化。
故填:氯酸钾已完全反应,不再有氧气生成,剩余固体质量保持不变
(2)设5克样品中含有氯酸钾的质量为x,
由图甲可知,氯酸钾完全分解生成的氧气质量m=5克+1.6克-4.68克=1.92克.
245 96
x 1.92克
x=4.9克
氯酸钾的质量分数:×100%═98%;
答:该样品中氯酸钾的纯度是98%;
(3)在反应过程中,二氧化锰为催化剂,它的质量和化学性质保持不变,如下图所示:
30.【答案】(1)呼出气体中的水蒸气含量
(2)设得到48克氧气需要超氧化钾的质量为,
g
制氧剂质量为:。
答:至少需要含超氧化钾80%的制氧剂的质量为177.5克
(3)甲合理,因为水汽能快速与制氧剂接触,且呼气和吸气时水汽都有机会与制氧剂反应,水汽利用率高
【知识点】人体呼吸系统的结构和气体交换;根据化学反应方程式的计算
【解析】【分析】(1)超氧化钾制氧的反应原理:超氧化钾()与人体呼出的水蒸气反应生成氧气,因此制氧剂的用量需要结合人体呼吸产生水蒸气的量来确定,同时还需考虑每次呼吸的耗氧量、每次呼出气体中水蒸气的含量等数据。
(2)根据化学方程式计算制氧剂质量:先通过化学方程式中KO2与O2的质量比,计算出生成 48g 氧气所需纯的KO2质量,再结合制氧剂中KO2的质量分数,求出制氧剂的总质量。
(3)装置合理性分析:制氧器的设计需要保证人体呼出的气体能与制氧剂充分接触反应,生成的氧气能被人体吸入,同时避免吸入呼出的二氧化碳,因此需要分析气体路径是否合理。
【解答】(1)超氧化钾需要与呼出气体中的水蒸气反应生成氧气,因此除了呼吸次数外,还需要了解呼出气体中的水蒸气含量(或每次呼吸的耗氧量、每次呼出气体的总体积等,合理即可),才能确定制氧剂的用量。
故填:呼出气体中的水蒸气含量(合理即可)。
(3)甲中制氧剂在中间,乙中制氧剂在最下面,甲的方案更合理,因为水汽能快速与制氧剂接触,且吸气或呼气时水汽都有机会与制氧剂反应,水汽的利用率高。
故答案为:甲的方案更合理,因为水汽能快速与制氧剂接触,且吸气或呼气时水汽都有机会与制氧剂反应,水汽的利用率高。
1 / 1浙江金华市义乌市春晗学校2025-2026学年八年级下学期第一次作业检测科学
1.空气和土壤是人类生存的重要资源,保护它们就是保护我们的家园。下列做法符合这一要求的是()
A.控制燃放鞭炮,减少空气污染 B.多用塑料制品,减少白色污染
C.大量使用化肥,增加粮食产量 D.废弃电池深埋,防止土壤污染
【答案】A
【知识点】空气污染与保护;土壤的污染与保护
【解析】【分析】根据防治空气、水土污染的措施分析。
【解答】结合自己的生活常识可得,保护我们的家园的做法有:控制燃放鞭炮,减少空气污染;少用塑料制品,减少白色污染;少使用化肥;废弃电池不能掩埋在土地里。
故答案为:A。
2. 下列物质中属于空气污染物的是(  )
A.二氧化硫 B.氧气 C.氮气 D.二氧化碳
【答案】A
【知识点】空气污染与保护
【解析】【分析】空气的成分按体积分数计算,氮气约占 78%,氧气约占 21%,稀有气体约占 0.94%,二氧化碳约占 0.03%,其他气体和杂质约占 0.03%。其中,氮气、氧气、二氧化碳是空气的固有组成成分,不属于空气污染物;而二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物等会对人体健康和环境造成危害,属于空气污染物。
【解答】A、二氧化硫是一种有刺激性气味的有毒气体,会形成酸雨,对环境和人体造成危害,属于空气污染物,A 正确;
B、氧气是空气的主要成分之一,是维持生命活动必需的物质,不属于空气污染物,B 错误;
C、氮气是空气的主要成分,化学性质稳定,不属于空气污染物,C 错误;
D、二氧化碳是空气的组成成分,虽然过量排放会导致温室效应,但不属于传统意义上的空气污染物,D 错误。
故答案为:A。
3. 在化学反应前后,以下各项一定不会发生变化的是(  )
①原子种类 ②元素种类 ③分子种类 ④物质种类
A.①② B.①③ C.②③ D.②④
【答案】A
【知识点】质量守恒定律及其应用
【解析】【解答】解:①化学反应的实质是分子分成原子,原子再重新组合成新的分子,在化学反应前后原子种类不变;
②由质量守恒定律可知,在化学反应前后原子的种类不变,则元素种类也没有改变;
③化学变化有新物质生成,分子的种类一定发生了改变;
④化学变化有新物质生成,物质的种类一定发生了改变;
因此正确的是①②;
故选:A.
【分析】化学反应的实质是分子分成原子,原子再重新组合成新的分子,反应前后分子的种类一定变,分子的数目可能变.化学反应前后宏观上反应前后物质总质量、元素的种类和微观上原子的种类、原子的数目、原子的质量不变,据此分析.
4. 物质的性质决定用途。下列有关空气各成分及其用途的说法正确的是(  )
A.空气中含量最多的气体是氮气,约占空气质量的78%
B.氧气具有支持燃烧的性质,可用作燃料
C.稀有气体用作霓虹灯利用的是其化学性质
D.氮气化学性质稳定,可用于食品包装
【答案】D
【知识点】空气的成分及探究;空气的利用
【解析】【分析】(1)空气的成分及体积分数:空气中各成分的含量通常按体积分数计算,氮气约占 78%,氧气约占 21%,稀有气体约占 0.94%,二氧化碳约占 0.03%,其他气体和杂质约占 0.03%。
(2)空气各成分的性质与用途:氧气具有助燃性(支持燃烧),但不具有可燃性,不能用作燃料;稀有气体通电时能发出不同颜色的光,这一过程没有新物质生成,属于物理性质;氮气化学性质稳定,常温下不易与其他物质反应,常用作保护气,可用于食品包装防腐。
【解答】A、空气中含量最多的气体是氮气,约占空气体积的 78%,不是质量分数,A 错误;
B、氧气具有支持燃烧的性质,但本身不能燃烧,不具备可燃性,不能用作燃料,B 错误;
C、稀有气体用作霓虹灯,是利用其通电时发出不同颜色光的物理性质,而非化学性质,C 错误;
D、氮气化学性质稳定,不易与食品发生反应,可用于食品包装作保护气,防止食品变质,D 正确。
故答案为:D。
5. 如图所示是实验室对氧气制备、收集、验满、验证性质的操作,其中正确的是(  )
A.铁丝在氧气中燃烧
B. 收集
C. 验满
D. 制取
【答案】A,D
【知识点】制取氧气的装置、步骤、收集与注意事项;氧气的检验和验满
【解析】【分析】(1)铁丝在氧气中燃烧的注意事项:铁丝燃烧会产生高温熔融物,为防止熔融物炸裂集气瓶底,瓶底应预先放少量水或细沙;实验操作时铁丝应自上而下缓慢伸入瓶中,避免氧气受热逸出。
(2)氧气的收集方法:氧气密度比空气大,采用向上排空气法收集时,导管应伸入集气瓶底部,以排尽瓶内空气。
(3)氧气的验满方法:验满时,带火星的木条应放在集气瓶瓶口,若木条复燃,说明氧气已收集满,伸入瓶内无法验满。
(4)氧气的实验室制取:过氧化氢在二氧化锰催化下分解制取氧气,属于固液不加热型反应,装置中长颈漏斗应改为分液漏斗(或使用长颈漏斗时下端需液封),题图中分液漏斗装置符合规范,可用于制取氧气。
【解答】A、铁丝在氧气中燃烧时,集气瓶底部预先放了少量水,可防止高温熔融物炸裂瓶底,符合题意,A 正确。
B、氧气密度比空气大,用向上排空气法收集时,导管应伸入集气瓶底部,图中导管仅伸入瓶口,无法排尽空气,B 错误;
C、验满氧气时,带火星的木条应放在集气瓶瓶口,而不是伸入瓶内,伸入瓶内无法验满,C 错误;
D、过氧化氢在二氧化锰催化下制取氧气,属于固液不加热型反应,装置中分液漏斗可控制过氧化氢的加入,装置连接正确,D 正确。
故答案为:AD。
6.若有a克与b克的混合物,加热至完全反应,剩余c克固体。根据质量守恒定律,应得到氧气的质量是(  )。
A.(a+b)克 B.(a+b-c)克 C.(a-c)克 D.(a+b+c)克
【答案】B
【知识点】制取氧气的原理;质量守恒定律及其应用
【解析】【分析】根据质量守恒定律,参加化学反应的各物质的质量之和等于生成的各物质的质量之和,结合题意分析。
【解答】若有a克氯酸钾(KClO3)与b克二氧化锰(MnO2)的混合物,加热至反应完全可得到c克固体,二氧化锰作催化剂,剩余固体包括氯化钾和二氧化锰,由质量守恒定律,参加反应的氯酸钾的质量等于生成氯化钾和氧气的质量之和,则得到氧气的质量=a克+b克-c克=(a+b-c)克。
故答案为:B。
7. 火折子是我国古代的一种便携取火装置(如图1)。竹简内放置易燃物和助燃物的混合物,并且在低氧的环境中以火星的形态持续燃烧。使用时,只需掀开竹筒帽,对着竹筒顶端轻轻一吹,就能复燃生出火焰(如图2)。吹气的主要作用是(  )
A.使空气流动,加快蒸发 B.提高了可燃物的着火点
C.增加了可燃物与氧气的接触 D.将口腔内的热量传递给可燃物
【答案】C
【知识点】燃烧与灭火
【解析】【分析】(1)燃烧的三个条件:①存在可燃物;②温度达到可燃物的着火点;③可燃物与氧气(或空气)充分接触,三者缺一不可。
(2)着火点是可燃物本身的固有属性,一般不会随外界条件改变;吹气会带来空气流动,主要作用是补充氧气,而非传递热量或改变着火点。
【解答】A、吹气的目的不是加快蒸发,蒸发与燃烧复燃没有直接关联,A 错误;
B、着火点是可燃物的固有属性,吹气不能提高可燃物的着火点,B 错误;
C、吹气会使空气流动,为可燃物补充了氧气,增加了可燃物与氧气的接触,使燃烧条件更充分,从而让火星复燃为火焰,C 正确;
D、口腔内的温度较低,吹气不会传递足够热量使可燃物复燃,D 错误。
故答案为:C。
8. 如图,四位同学正在讨论某一个化学方程式表示的意义。下列四个化学方程式中,同时符合这四位同学所描述的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】化学方程式的配平;书写化学方程式、文字表达式
【解析】【分析】(1)化学方程式的意义:化学方程式可表示反应条件、反应类型、反应物与生成物的分子个数比、各物质的质量比(等于相对分子质量 × 化学计量数之比)。
(2)化合反应:由两种或两种以上物质生成一种物质的反应,特点是 “多变一”。
【解答】A、反应条件为点燃,属于化合反应,但分子个数比为 1:1:1,不符合 2:1:2 的要求,各物质质量比为 32:32:64=1:1:2,也不符合 1:8:9 的要求,A 错误;
B、反应条件为点燃,属于化合反应,分子个数比为 2:1:2,但各物质质量比为 (2×28):32:(2×44)=56:32:88=7:4:11,不符合 1:8:9 的要求,B 错误;
C、反应条件为点燃,属于化合反应,分子个数比为 2:1:2,各物质质量比为 (2×2):32:(2×18)=4:32:36=1:8:9,同时符合所有条件,C 正确;
D、反应条件为点燃,但生成物有两种,不属于化合反应,分子个数比为 1:2:1:2,也不符合 2:1:2 的要求,D 错误。
故答案为:C。
9.实验室利用氯酸钾和二氧化锰混合制取氧气直至完全反应,下列各物质的质量随反应时间变化的关系图正确的是(  )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【知识点】制取氧气的原理
【解析】【分析】 根据实验室用加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气,在这一过程中,二氧化锰在固体作催化剂,反应前后其质量不变,进行分析判断。
【解答】 A.氯酸钾在二氧化锰的催化作用下、加热分解为氯化钾和氧气,因此氧气的质量由零开始,随着反应的进行而不断增大,直到氯酸钾完全分解为止,故A正确;
B.在反应未开始时,氯化钾的质量为零,故B错误;
C.在该反应中,二氧化锰是催化剂,其质量在反应前后保持不变,故C错误;
D.氯酸钾在二氧化锰的催化作用下、加热分解为氯化钾和氧气,因此随着反应的进行,氯酸钾的质量不断减少,直到完全分解时,质量变为零,故D错误。
故选A。
10. 在一密闭容器内加入甲、乙、丙、丁四种化合物,在一定条件下发生化学反应,反应前后各物质的质量变化见表。下列说法中不正确的是(  )
物质 甲 乙 丙 丁
反应前物质质 10 0.2 16 0.8
反应后物质质 X 10 0 15
A.表格中的X等于2
B.该化学反应属于分解反应
C.若使甲完全反应,还需要丙参加反应
D.反应前后甲、乙两物质的质量变化之比为
【答案】B
【知识点】化合反应和分解反应;质量守恒定律及其应用
【解析】【分析】(1)质量守恒定律:在密闭容器中发生化学反应,反应前后所有物质的总质量保持不变。可据此计算未知物质的质量,并判断反应物、生成物。
(2)化学反应类型判断:根据反应中物质的质量变化,判断哪些物质质量减少(反应物)、哪些物质质量增加(生成物),再根据反应物和生成物的种类判断反应类型(如化合反应、分解反应等)。
【解答】A、根据质量守恒定律,化学反应前后物质的总质量不变,由表中数据可知,X=10+0.2+16+0.8-10-0-15=2,故选项说法正确。
B、反应后甲和丙的质量减小,则甲和丙是反应物;反应后乙和丁的质量增大,则乙和丁是生成物,该反应是甲和丙在一定条件下反应生成乙和丁,反应物是两种,不属于分解反应,故选项说法不正确。
C、反应中甲、丙的质量变化比为(10g-2g):(16g-0g)=8:16=1:2,现有2g甲,若使甲完全反应,还需要丙参加反应,故选项说法正确。
D、反应前后甲、乙两物质的质量变化之比为(10g-2g):(10g-0.2g)=8:9.8=40:49,故选项说法正确。
故答案为:B。
11.下列有关物质燃烧时观察到的现象的叙述中,正确的是(  )
A.红磷在氧气中燃烧,放出大量热,产生大量白雾
B.铁丝在氧气中燃烧,火星四射,生成四氧化三铁
C.硫在氧气中燃烧,发出淡蓝色火焰,生成有刺激性气味的气体
D.木炭在氧气中燃烧,发出白光,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体
【答案】D
【知识点】氧气的性质和利用;氧气与碳、磷、硫、铁等物质的反应现象
【解析】【分析】本题主要考查氧气与常见物质反应所出现的现象。
【解答】A.红磷燃烧产生大量白烟;
B.生成黑色固体,四氧化三铁不是现象;
C.硫在氧气中燃烧为蓝紫色火焰;
D.木炭氧气中燃烧,发出白光,生成使澄清石灰水变浑浊的气体。
故答案为:D
12. 已知某纯净物在足量的氧气中充分燃烧后,生成二氧化碳和水。下列关于该纯净物组成的说法正确的是(  )
A.只含有碳、氢元素
B.一定含有碳、氢、氧三种元素
C.一定含有碳、氢元素,可能含有氧元素
D.一定含有碳元素,可能含有氢、氧元素
【答案】B
【知识点】质量守恒定律及其应用
【解析】分析】(1)质量守恒定律的应用:化学反应前后,元素的种类和质量均不变。该物质在氧气中燃烧生成二氧化碳和水,说明该物质中一定含有碳、氢元素,可能含有氧元素,需通过计算判断是否含有氧元素。
(2)元素质量的计算:二氧化碳中碳元素的质量分数为 ,水中氢元素的质量分数为 ,可据此计算生成物中碳、氢元素的总质量,与原物质质量对比,判断是否含有氧元素。
【解答】先计算生成物中碳、氢元素的质量:
二氧化碳中碳元素的质量:4.4g×=1.2g;
水中氢元素的质量:2.7g× =0.3g;
碳、氢元素的总质量:1.2g+0.3g=1.5g。
原纯净物质量为 2.3g,大于 1.5g,
说明该物质中除碳、氢元素外,还含有氧元素,氧元素质量为 2.3g 1.5g=0.8g。
A、只含有碳、氢元素,与计算结果不符,A 错误;
B、一定含有碳、氢、氧三种元素,与计算结果一致,B 正确;
C、一定含有碳、氢元素,可能含有氧元素,计算表明氧元素一定存在,C 错误;
D、一定含有碳元素,可能含有氢、氧元素,氢元素在生成物中明确存在,D 错误。
故答案为:B。
13. 用如图所示装置进行实验(夹持仪器略去)。实验过程:①通入N2一段时间,点燃酒精灯,a、b中均无明显现象;②熄灭酒精灯,立即改通O2,a中无明显现象,b中红磷燃烧。根据上述实验步骤,下列说法不正确的是(  )
A.红磷燃烧过程中产生大量白雾,并放出大量的热
B.通入一段时间N2的目的是排尽装置中原有的空气
C.对比a、b在实验过程②中的现象,可知燃烧需要温度达到可燃物的着火点
D.对比b在实验过程①②中的现象,可以得出可燃物的燃烧需要氧气
【答案】A
【知识点】燃烧与灭火
【解析】【分析】(1)燃烧的现象与本质:红磷燃烧会生成五氧化二磷固体小颗粒,这些颗粒悬浮在空气中形成 “白烟”,而非 “白雾”(白雾是液体小液滴);燃烧过程会伴随放热现象。
(2)燃烧的条件:燃烧需要同时满足三个条件 ——①存在可燃物;②温度达到可燃物的着火点;③可燃物与氧气(或空气)接触,三者缺一不可。该实验通过控制变量法,对比不同条件下红磷的燃烧情况,验证燃烧的条件。
【解答】A、红磷燃烧生成的是五氧化二磷固体小颗粒,现象为产生大量白烟,而非白雾(白雾是液体),该描述存在错误;故 A 错误;
B、通入一段时间氮气,可排尽装置中原有的空气,避免空气中的氧气对后续实验造成干扰;故 B 正确;
C、实验②中,a 处红磷温度未达到着火点,无明显现象;b 处红磷被酒精灯加热,温度达到着火点且接触氧气,发生燃烧,对比可知燃烧需要温度达到可燃物的着火点;故 C 正确;
D、实验①中 b 处红磷接触氮气,不燃烧;实验②中 b 处红磷接触氧气,发生燃烧,对比可知可燃物的燃烧需要氧气;故 D 正确。
故答案为:A。
14. 下列关于化学反应的叙述错误的是(  )
A.Z的化学式为
B.该方程式可表示1个分子与3个分子反应生成了2个分子
C.若和的相对分子质量分别是和,则的相对分子质量为
D.若完全反应生成,则同时消耗
【答案】B
【知识点】质量守恒定律及其应用;化学方程式的概念、读法和含义
【解析】【分析】(1)质量守恒定律(原子守恒):化学反应前后,原子的种类、数目、质量均不变,可据此推断未知生成物的化学式;化学方程式中各物质的化学计量数之比等于分子个数比。
(2)化学方程式中相对分子质量的计算:根据质量守恒定律,反应前后各物质的相对分子质量总和相等;同时,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】A、根据原子守恒,反应前有 2 个 X 原子、6 个 Y 原子,反应后生成 2 个 Z 分子,因此每个 Z 分子含 1 个 X 原子和 3 个 Y 原子,化学式为XY3 ,该说法正确;
B、化学方程式中,各物质的化学计量数之比等于分子个数比,该方程式可表示 1 个X2 分子与 3 个Y2 分子反应生成 2 个 Z 分子,该说法正确;
C、根据质量守恒定律,反应前后相对分子质量总和相等,可得:M+3N=2×(Z 的相对分子质量),因此 Z 的相对分子质量为 ,而非M+N,该说法错误;
D、根据质量守恒定律,参加反应的X2 和Y2 的质量总和等于生成的 Z 的质量,因此消耗Y2 的质量为(b a) g,该说法正确。
故答案为:C。
15.利用太阳能可将甲烷(CH4)在高温熔融盐环境中转化为H2,反应原理如图所示。下列说法正确的是(  )
A.反应①属于分解反应
B.反应①产生的CO和H2的质量比是 14:1
C.整个反应体系在正常工作时,每16克 CH4 参加反应,可产生6克 H2
D.当参加反应的 CH4与H2O 质量比为4:9 时,整个反应体系中可不补充 ZnO
【答案】C
【知识点】化合反应和分解反应;根据化学反应方程式的计算
【解析】【分析】反应①为氧化锌与甲烷反应得到锌和一氧化碳、氢气;反应②为锌与水反应得到氧化锌和氢气,据此分析。
【解答】A、反应①的化学反应为分解反应为一变多,故此反应不是分解反应,A错误;
B、 应①产生的CO和H2的质量比是 28:4=7:1,故B错误;
C、反应①的化学反应为反应②的化学反应为,可知整个反应体系的化学方程式为:,从此化学方程式可知CH4与H2的相对质量为16:6,可知每16克 CH4 参加反应,可产生6克 H2;故C正确;
D、整个反应体系的化学方程式为:,可知CH4与H2O 质量比为16:18,即8:9时,整个反应体系中可不补充 ZnO,故D错误。
故答案为:C。
16.工业制氧有多种方法,空气冷冻分离法是常用方法之一,流程如图所示。
空气冷冻分离法
(1)利用空气冷冻分离法来获取氧气,主要是利用了液氧与液氮哪一物理性质的差异    。
(2)下列关于氧气的说法,正确的是(  )
A.液氧用于火箭发射时利用氧气的可燃性
B.空气从气态变成液态后氧气的质量分数增大
C.液氧与氧气化学性质相同
【答案】(1)沸点
(2)C
【知识点】氧气的性质和利用;制取氧气的原理
【解析】【分析】(1) 工业制氧的原理,空气冷冻分离法是利用液氧和液氮的沸点不同来分离氧气和氮气。
(2) 氧气的性质,氧气具有助燃性,不具有可燃性。
(3) 物质的状态变化对质量分数的影响,空气从气态变成液态,各成分的质量分数不变。
(4) 同种物质不同状态的化学性质,液氧和氧气都是由氧分子构成的,化学性质相同。
【解答】(1) 空气冷冻分离法获取氧气,主要是利用了液氧(沸点 183 C)与液氮(沸点 196 C)沸点的差异,通过低温蒸发,沸点低的液氮先蒸发出来,剩下的主要是液氧。
(2) 选项 A,液氧用于火箭发射时利用的是氧气的助燃性,氧气不具有可燃性,所以 A 错误;
选项 B,空气从气态变成液态后,各成分的质量分数不变,所以 B 错误;
选项 C,液氧和氧气都是由氧分子构成的,化学性质相同,所以 C 正确。
故答案为:C。
17. 为了研究燃烧所需的条件,小金同学将白磷和红磷分装于Y形试管的两个支管中,管口系一小气球,然后将Y形试管的两个支管伸入80℃的热水中;同时在烧杯底部放置白磷,如图所示。(已知白磷的着火点为40℃,红磷的着火点为240℃)
(1)实验观察到只有Y形试管内的白磷燃烧,但很快就熄灭了,其熄灭的原因可能是   (选填序号)。
①着火点升高 ②温度降低 ③氧气耗尽 ④试管内产生了二氧化碳气体
(2)烧杯中80℃的热水的作用是   。
【答案】(1)③
(2)加热,隔绝氧气
【知识点】燃烧与灭火
【解析】【分析】(1)燃烧的条件:物质燃烧需要同时满足三个条件:①存在可燃物;②温度达到可燃物的着火点;③可燃物与氧气(或空气)接触,三者缺一不可。着火点是物质的固有属性,不会随外界条件改变;白磷燃烧会消耗氧气,氧气耗尽后燃烧就会停止。
(2)对比实验中热水的作用:本实验采用控制变量法,80℃的热水有两个核心作用:一是为 Y 形试管内的白磷、红磷提供热量,使温度达到白磷的着火点;二是使烧杯底部的白磷与空气隔绝,形成对比实验,验证燃烧需要氧气。
【解答】(1)白磷在 Y 形试管内燃烧时,温度始终由 80℃的热水维持,不会降低;着火点是白磷的固有属性,不会升高;白磷燃烧会消耗试管内的氧气,当氧气耗尽时,燃烧因缺少助燃物而熄灭;且白磷燃烧生成的是五氧化二磷固体,不会产生二氧化碳气体。因此熄灭的原因是③氧气耗尽。
故填:③
(2)烧杯中 80℃的热水,一方面可以对 Y 形试管内的白磷加热,使温度达到白磷的着火点(40℃),让白磷具备燃烧的温度条件;另一方面可以使烧杯底部的白磷浸没在水中,隔绝氧气,让它即使温度达到着火点也无法燃烧,从而形成对照实验,验证燃烧需要氧气。
故填:加热,使温度达到白磷的着火点;同时隔绝氧气,使烧杯底部的白磷无法接触氧气
18. 用微观的钥匙开启宏观问题之门”是化学学科研究物质的一般方法,而构建模型又常常是我们认识微观世界的重要手段。下列各组微观模型图回答问题:
(1)水电解的过程可用如图甲表示,微粒运动变化的先后顺序是   。
(2)如图乙为某化学反应的微观过程。从图丙中选出应该添加在“?”处的微观模型示意图   (选填“A”、“B”、“C”或“D”),参加反应的与分子个数比为   。
【答案】(1)①②④③
(2)C;1:1
【知识点】水的组成和主要性质;模型与符号;质量守恒定律及其应用
【解析】【分析】(1)水电解的微观过程:电解水时,水分子先在通电条件下分解为氢原子和氧原子;随后氢原子在负极结合成氢分子,氧原子在正极结合成氧分子;最终氢分子、氧分子分别聚集形成氢气和氧气。
(2)质量守恒定律的微观应用:化学反应前后,原子的种类、数目、质量均不变,可据此补全反应中的未知微粒,并计算反应物的分子个数比。
【解答】(1)水电解时,首先是水分子(图①)在通电条件下分解为氢原子和氧原子(图②);接着氢原子向负极移动并结合成氢分子,氧原子向正极移动并结合成氧分子(图④);最终氢分子、氧分子分别聚集形成氢气和氧气(图③)。因此微粒运动变化的先后顺序是①②④③。
故填:①②④③
(2)根据反应前后原子守恒,反应前有 2 个氮原子、4 个氧原子;反应后已有 2 个氮原子、6 个氧原子,因此 “?” 处需补充 2 个氧原子,即 1 个氧分子(模型 C)。
反应前有 2 个分子(黑球 + 白球)和 1 个分子(两个白球),反应后生成 2 个分子,因此参加反应的与的分子个数比为2:1。
故填:C;2:1
19. 分析硫、碳、铁丝三种物质在氧气中的燃烧,回答问题。
(1)铁丝燃烧实验中,需要在火柴快要燃尽时再伸入充满氧气的集气瓶中,其目的是   。
(2)从现象角度;在空气中点燃硫时,观察到淡黄色固体熔化后,燃烧发出   色火焰,在氧气中,燃烧得更旺。碳在氧气中比在空气中燃烧得更旺:铁丝在空气中不燃烧,在氧气中剧烈燃烧,火星四射并生成黑色的固体,根据上述现象,可以推测物质的燃烧剧烈程度和氧气浓度的关系为   。
(3)从装置角度:燃烧实验时,集气瓶底是否放入水及放入水的原因各不相同,铁丝燃烧时,集气瓶底放入少许水的目的是:   。
【答案】(1)防止火柴燃烧消耗过多的氧气,使铁丝燃烧现象不明显
(2)淡蓝;氧气浓度越高,物质燃烧的越剧烈
(3)防止高温熔融物溅落炸裂瓶底
【知识点】氧气与碳、磷、硫、铁等物质的反应现象
【解析】【分析】(1)铁在空气中不能燃烧,在纯氧中才能燃烧。
(2)硫在纯氧中燃烧产生的是明亮的蓝紫色火焰,燃烧得更剧烈。
(3)铁丝燃烧实验中,预留的水也可以从沙子替代。
【解答】(1)火柴燃烧也会消耗氧气,在火柴快要燃尽时再伸入充满氧气的集气瓶中的原因是:防止火柴燃烧消耗过多的氧气,导致铁丝燃烧现象不明显。
(2)硫在空气中燃烧,产生的是淡蓝色火焰,并有刺激性气味的气体产生。
由题中描述的现象可知,可燃物在燃烧时,氧气的浓度越高,可燃物燃烧得越剧烈。
(3)铁丝燃烧生成的四氧化三铁是固体,温度较高,溅落瓶底会导致瓶底破裂,可知预留水的目的是防止高温熔融物溅落炸裂瓶底。
20. 某科学兴趣小组对教科书中“测定空气中氧气含量”的实验(如图甲)进行了大胆改进,设计了图乙(选用容积为35mL的试管作为反应容器)实验方案。收到了良好的效果。请你对比分析图甲、图乙实验,回答下列有关问题:
(1)如果实验甲测定的氧气体积分数小于,则可能的原因是   (写出一种即可)。
(2)图乙实验前,打开弹簧夹,将注射器活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处,然后松开手,若活塞仍能返回至20mL刻度处,则说明   。
(3)图乙实验的操作步骤如下:①点燃酒精灯。②读取注射器活塞位置的数据。③撤去酒精灯,待试管冷却后松开弹簧夹。④将少量红磷平装入试管中,将20mL的注射器活塞置于10mL刻度处,并按图乙所示的连接方式固定好,再用弹簧夹夹紧橡皮管。正确的实验操作顺序是   (填选项序号)。
(4)图乙实验时若不使用弹簧夹,用酒精灯加热红磷,直至燃烧结束,试管冷却,在整个实验的过程中观察到活塞的运动情况为   。按有关数据计算,最终得出氧气约占空气体积的结论,则最后活塞将停留在   mL刻度处。
【答案】(1)未冷却至室温就打开止水夹(合理即可)
(2)装置气密性良好
(3)④①③②
(4)先向右后向左;1
【知识点】空气的成分及探究
【解析】【分析】(1)空气中氧气含量测定实验误差分析:测定氧气体积分数小于,常见原因包括:装置漏气(冷却时外界空气进入)、红磷量不足(氧气未完全消耗)、未冷却至室温就打开止水夹(装置内气体受热膨胀,压强未降至最低,进入的水偏少)。
(2)装置气密性检查:推压注射器活塞后,装置内压强增大,若气密性良好,松手后活塞会在外界大气压作用下回到原刻度;若气密性不佳,活塞无法回到原位。
(3)实验操作顺序:测定空气中氧气含量的实验,需先连接装置、检查气密性,再点燃红磷反应,反应结束后冷却至室温,最后读取数据,防止装置内气体受热膨胀影响测量结果。
(4)无弹簧夹时活塞运动分析:红磷燃烧放热,装置内气体受热膨胀,压强增大,活塞先向右移动;反应结束后温度降低,氧气被消耗,装置内压强减小,活塞向左移动。计算最终刻度时,需先确定装置内空气总体积,再根据氧气占比计算减少的体积,得出活塞停留位置。
【解答】(1)测定的氧气体积分数小于,可能的原因有:红磷的量不足,无法将装置内的氧气完全消耗;装置漏气,冷却过程中外界空气进入装置,导致装置内压强变化偏小;未冷却至室温就打开止水夹,装置内气体受热膨胀,压强未降至最低,进入的水的体积偏小。
故填:红磷的量不足(或装置漏气、未冷却至室温就打开止水夹,合理即可)
(2)将注射器活塞推至 15mL 刻度处,松手后活塞能返回 20mL 刻度处,说明装置内气体的体积和压强能保持稳定,外界空气无法进入装置,证明装置的气密性良好。
故填:装置气密性良好
(3)实验操作的正确顺序为:④先将红磷平装入试管,连接装置并固定,夹紧橡皮管;①点燃酒精灯加热红磷,使其燃烧;③撤去酒精灯,待试管冷却至室温后松开弹簧夹,避免气体受热膨胀影响结果;②最后读取注射器活塞位置的数据。即顺序为:④①③②。
故填:④①③②
(4)①活塞运动情况:红磷燃烧时放热,装置内气体受热膨胀,压强增大,注射器活塞先向右移动;反应结束后,装置冷却至室温,氧气被消耗,装置内压强减小,活塞向左移动,因此活塞的运动情况为 “先向右后向左”。
②最终刻度计算:试管容积为 35mL,初始活塞在 10mL 刻度处,
装置内空气总体积为 35mL + 10mL = 45mL;
氧气约占空气体积的,
消耗的氧气体积为 45mL×51 =9mL;
因此活塞最终停留的刻度为 10mL 9mL=1mL。
故填:先向右后向左;1。
21. 小科在实验室将6g木炭放在一定量的氧气中充分燃烧,测得实验数据如下,请你帮他填好实验报告:
第一次 第二次 第三次
给定的O2的质量/g 12 26 16
生成CO2的质量/g 16.5 22 22
(1)三次实验中第   次恰好完全反应。
(2)第   次实验氧气有剩余,剩余   g。
【答案】(1)三
(2)二;10
【知识点】质量守恒定律及其应用;根据化学反应方程式的计算
【解析】【分析】(1)质量守恒定律与化学方程式计算:木炭燃烧的化学方程式为 ,其中碳、氧气、二氧化碳的质量比为 12:32:44。6g 木炭完全燃烧时,需要氧气的质量为,生成二氧化碳的质量为 6g+16g=22g。
(2)反应物过量与不足的判断:当给定氧气质量大于 16g 时,氧气过量;小于 16g 时,氧气不足,木炭无法完全燃烧;等于 16g 时,二者恰好完全反应。
【解答】(1)根据计算,6g 木炭完全燃烧需要 16g 氧气,生成 22g 二氧化碳。
第三次实验中,给定氧气质量为 16g,生成二氧化碳质量为 22g,符合恰好完全反应的质量关系;
第一次氧气不足,木炭未完全燃烧;第二次氧气过量。
因此第三次实验恰好完全反应。
(2)第二次实验中,给定氧气质量为 26g,而完全燃烧仅需 16g 氧气,因此氧气有剩余,剩余质量为 26g 16g=10g。
22. 实验室常用以下装置来制取氧气。请回答:
(1)用双氧水和二氧化锰来制取干燥氧气时,可选用的发生和收集装置是   (填字母),二氧化锰是一种不溶于水的黑色固体粉末,实验结束后可采用   的方法,予以回收利用。
(2)为了便于控制反应速率,可以将装置B中的长颈漏斗换成   (填仪器名称)。
(3)若用D收集装置和量筒通过导管相连后用排水法收集并测量O2体积,则氧气应从导管   (填“a”或“b”)端通入。
(4)小明用排水法收集了一瓶氧气,测得氧气的纯度偏低,原因可能是____。
A.收集气体前,集气瓶没有注满水
B.导管口开始有气泡冒出,立刻收集
C.收集气体后,集气瓶中仍有少量水
【答案】(1)BE;溶解过滤
(2)分液漏斗
(3)a
(4)A;B
【知识点】制取氧气的装置、步骤、收集与注意事项
【解析】【分析】(1)气体发生与收集装置选择:双氧水和二氧化锰制氧气,属于固液不加热型反应,发生装置选 B;要收集干燥的氧气,需用向上排空气法(氧气密度比空气大,且向上排空气法收集的气体比排水法更干燥),收集装置选 E。二氧化锰不溶于水,反应后可通过过滤分离回收。
(2)控制反应速率的仪器:分液漏斗可通过控制液体滴加速度,调节反应物接触速率,从而控制反应速率,而长颈漏斗无法控制液体流速。
(3)多功能瓶的排水法使用:D 装置装满水时,氧气密度比水小,应从短管(a 端)通入,水从长管(b 端)排出,进入量筒,从而测量氧气体积。
(4)排水法收集氧气纯度偏低的原因:集气瓶未注满水,瓶内残留空气;导管口刚开始冒泡就收集,此时排出的是装置内的空气,这两种情况都会使收集的氧气混有空气,导致纯度偏低。
【解答】(1)用双氧水和二氧化锰制取氧气,发生装置选固液不加热型的 B;要收集干燥的氧气,选择向上排空气法装置 E,因此可选用的装置组合为 BE。二氧化锰不溶于水,实验结束后,可通过过滤的方法,将不溶性的二氧化锰从溶液中分离出来,回收利用。
故填:BE;过滤。
(2)分液漏斗可以通过控制液体药品的滴加速率,来控制反应的速率,因此可将装置 B 中的长颈漏斗换成分液漏斗。
故填:分液漏斗
(3)用 D 装置和量筒排水法收集并测量氧气体积时,氧气密度比水小,应从短管(a 端)通入,水从长管(b 端)排出,进入量筒,因此氧气应从导管 a 端通入。
故填:a。
(4)排水法收集氧气纯度偏低,原因可能是:收集气体前,集气瓶没有注满水,瓶内残留空气;导管口刚开始有气泡冒出就立刻收集,此时排出的是装置内的空气,这两种情况都会使收集的氧气中混有空气,导致纯度偏低。集气瓶中仍有少量水,只会影响氧气的收集量,不会影响纯度。
故填:AB。
23. 小成进行如图所示实验来验证质量守恒定律。在实验中用电子天平和量筒准确测量出表中和(实验中操作正确,的密度为
测量对象 测量结果
试管
试管+加热后剩余固体
量筒内收集气体的体积 V
(1)装置中试管口略向下倾斜的原因是   。
(2)实验中二氧化锰的作用是   。
(3)根据质量守恒定律,和之间应存在的等量关系为   。
(4)实验结束后,小成在拆卸装置时闻到刺激性气味,小成说:氧气是无色无味的,有刺激性气味的气体会不会是二氧化硫?小观认为不可能。他的理由是:   。
【答案】(1)防止冷凝水倒流回试管底部引起试管炸裂
(2)催化作用
(3)
(4)根据质量守恒定律可知,反应前后元素的种类不变
【知识点】质量守恒定律及其应用
【解析】【分析】(1)加热固体的实验操作要点:加热氯酸钾和二氧化锰的混合物时,试管口略向下倾斜,是为了防止加热过程中产生的冷凝水倒流回热的试管底部,导致试管炸裂。
(2)催化剂的作用:二氧化锰在氯酸钾分解反应中,能加快反应速率,而自身的质量和化学性质在反应前后不变,起到催化作用。
(3)质量守恒定律的应用:反应前的总质量为二氧化锰、氯酸钾和试管的质量之和(m1 +m2 +m3 );反应后,固体剩余物的质量为m4 ,生成氧气的质量可通过密度公式m=ρV计算为ρV,根据质量守恒定律,反应前后总质量相等,因此m1 +m2 +m3 =m4 +ρV。
(4)质量守恒定律的元素守恒:根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变。反应物氯酸钾(KClO3 )和二氧化锰(MnO2 )中不含硫元素,因此反应不可能生成含有硫元素的二氧化硫。
【解答】(1)加热固体药品时,试管口略向下倾斜,是为了防止加热时产生的冷凝水倒流回试管底部,使热的试管骤冷而炸裂。
故填:防止冷凝水倒流回试管底部引起试管炸裂。
(2)二氧化锰在氯酸钾分解反应中,能加快氯酸钾的分解速率,且反应前后自身的质量和化学性质不变,起到催化作用。
故填:催化作用。
(3)反应前总质量为二氧化锰、氯酸钾和试管的质量和:m1 +m2 +m3 ;
反应后,试管内剩余固体质量为m4 ,生成氧气的质量为ρV,
根据质量守恒定律,反应前后总质量相等,
因此存在等量关系:m1 +m2 +m3 =m4 +ρV。
故填:m1 +m2 +m3 =m4 +ρV。
(4)根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变。该反应的反应物氯酸钾和二氧化锰中不含硫元素,因此不可能生成含有硫元素的二氧化硫。
故填:根据质量守恒定律,反应前后元素种类不变,反应物中不含硫元素,不可能生成二氧化硫。
24. 初二某化学兴趣小组同学依据教材实验对化学反应前后质量变化进行了探究。
【查阅资料】碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体。
【实验装置设计】甲、乙、丙小组同学分别设计如图装置。
(1)【讨论与探究】甲小组实验中,白磷燃烧时,实验现象是   。该实验需不需要白磷过量?   (填“需要”或“不需要”)。
(2)请根据乙组和丙组设计的“质量守恒定律”的实验装置进行探究,并按要求完成乙组和丙组。
①乙组实验结束后可观察到天平   (填“是”或“否”)平衡;此反应   (填“遵守”或“不遵守”)质量守恒定律。
②丙组过氧化氢溶液分解反应前后各物质质量总和的测定,得出参加化学反应的各物质的质量总和   (填“大于”、“等于”或“小于”)反应后生成的各物质的质量总和。
(3)【反思与交流】通过甲、乙、丙小组实验的探究,你得到的启示是:当有气体参与或有气体生成的反应,如果要验证质量守恒定律,需在   的容器中进行。
【答案】(1)白磷燃烧,放出热量,产生大量白烟,气球先变大后变小;不需要
(2)否;遵守;等于
(3)密封
【知识点】燃烧与灭火;质量守恒定律及其应用
【解析】【分析】(1)白磷燃烧实验现象与药品用量:白磷燃烧会放热,使装置内气体受热膨胀,气球先变大;反应结束后温度降低,气体减少,气球又变小。本实验是验证质量守恒定律,只需观察反应前后总质量是否变化,无需白磷将装置内氧气耗尽,因此不需要白磷过量。
(2)开放体系与密闭体系的质量守恒验证:乙组实验中,碳酸钠与盐酸反应生成的二氧化碳气体逸出装置,导致天平不平衡,但反应本身仍遵守质量守恒定律;丙组实验装置密闭,过氧化氢分解生成的氧气不会逸出,因此反应前后各物质质量总和相等。
(3)质量守恒定律实验的注意事项:当反应有气体参与或生成时,若在开放体系中进行,气体的逸出或进入会影响质量测量结果,因此需在密闭容器中进行实验,才能准确验证质量守恒定律。
【解答】(1)白磷燃烧时,会放出热量,产生大量白烟;装置内气体受热膨胀,气球先变大,反应结束后温度降低,气体减少,气球又变小。该实验验证的是反应前后装置的总质量是否守恒,不需要白磷过量消耗氧气。
故填:白磷燃烧,放出热量,产生大量白烟,气球先变大后变小;不需要。
(2)①乙组实验中,碳酸钠和盐酸反应生成的二氧化碳气体逸出,导致天平不平衡;但所有化学反应都遵守质量守恒定律,该反应也不例外。
②丙组实验装置密闭,过氧化氢分解生成的氧气不会逸出,因此参加化学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。
故填:①否;遵守 ②等于。
(3)当有气体参与或有气体生成的反应,若在开放容器中进行,气体的逸出或进入会影响质量测量结果,因此要验证质量守恒定律,需在密封的容器中进行。
故填:密封。
25. 小科利用红磷燃烧测定空气中氧气的含量(如图所示)。
(1)为了帮助同学们更好地理解测定氧气含量的实验原理,老师改了一下图1装置,并利用传感器技术定时测定了实验装置(如图2)内的压强、温度和氧气浓度,三条曲线变化趋势如图3所示。X曲线表示压强变化趋势,Y曲线表示   的变化趋势。
(2)根据图2中压强变化曲线,导致CD段压强快速增大对应的操作是   。
(3)结合曲线变化解释图3中X曲线AB段压强变化的原因是氧气减少导致的气压变化量   (填大于、等于或小于)温度升高导致的气压变化量。
(4)若第二次进行实验时,图2中装置漏气,则第二次测得的C点数值比图3中第一次测得的C点数值   (选填“大”或“小”)。
(5)科学兴趣小组想探究用不同物质在空气中燃烧测定氧气含量方法的优劣。他们用足量的蜡烛、红磷和白磷分别在相同体积与状态的空气中燃烧用氧气探测器测定密闭容器中剩余氧气与时间的关系如下图所示,下列说法正确的是____(填字母)。
A.测定空气中氧气含量效果最好的是蜡烛,因为它反应速率快
B.该实验证明氧气的浓度较低时,红磷与白磷还能与氧气发生反应
C.若用这三种物质做实验,测得空气中氧气含量均偏高
【答案】(1)温度
(2)打开了弹簧夹
(3)小于
(4)小
(5)B
【知识点】空气的成分及探究
【解析】【分析】(1)红磷燃烧实验中,装置内的温度、压强、氧气浓度都会随反应发生变化。温度曲线先升后降,压强曲线先因受热膨胀上升,再因氧气消耗下降,最后因水进入回升,氧气浓度曲线则持续下降。因此,Y 曲线先上升后下降,表示温度的变化趋势。
(2)实验结束后,打开弹簧夹,烧杯中的水会被大气压压入集气瓶,装置内气体体积被水占据,压强会快速增大,对应 CD 段的变化。
(3)AB 段压强变化:红磷燃烧放热,温度升高使装置内压强增大;同时燃烧消耗氧气,装置内气体减少,压强减小。AB 段压强整体呈上升趋势,说明温度升高导致的气压变化量大于氧气减少导致的气压变化量,因此总效果是压强上升。
(4)装置漏气时,冷却过程中外界空气会进入装置,导致装置内压强比不漏气时偏高(即测得的 C 点数值更大,瓶内压强没有降到应有的数值),因此第二次测得的 C 点数值比第一次大。
(5)蜡烛燃烧后氧气剩余量最高,说明它消耗氧气不充分,测定效果最差;红磷和白磷在氧气浓度较低时仍能继续反应,说明它们能消耗更多氧气;三种物质都无法将氧气完全消耗,因此测得的氧气含量均偏低。
【解答】(1)Y 曲线先上升后下降,符合红磷燃烧时温度先升高后降低的变化趋势,因此 Y 曲线表示温度的变化趋势。
故填:温度。
(2)CD 段压强快速增大,是因为反应结束后打开了弹簧夹,烧杯中的水在大气压作用下进入集气瓶,装置内气体被压缩,压强迅速回升。
故填:打开了弹簧夹。
(3)X 曲线 AB 段压强呈上升趋势,这是因为红磷燃烧放热,温度升高使装置内压强增大;同时燃烧消耗氧气,装置内气体减少,压强减小。此时压强整体上升,说明温度升高导致的气压变化量大于氧气减少导致的气压变化量。
故填:小于。
(4)C点表示红磷燃烧结束时集气瓶内的压强。若装置漏气,在红磷燃烧过程中,外界空气会进入集气瓶,使瓶内压强减小的幅度变小。所以第二次测得的C点数值比图乙中第一次测得的C点数值小。
故答案为:小。
(5)A:蜡烛燃烧后氧气剩余量最高,说明它消耗氧气不充分,测定效果最差,A 错误;
B:红磷和白磷的氧气剩余量远低于蜡烛,说明氧气浓度较低时,红磷与白磷还能与氧气发生反应,B 正确;
C:三种物质都无法将氧气完全消耗,因此测得的氧气含量均偏低,C 错误。
故填:B。
26. 某化工厂发生氯气(Cl2)泄漏事故,继而发生氯气罐爆炸。氯气是一种黄绿色、有毒、有剧烈刺激性气味的气体,相同情况下密度比空气大,能溶于水,并与水反应生成盐酸(HCl)和次氯酸(HClO)。
(1)根据以上信息,氯气的化学性质有   。
(2)消防队员用高压水枪溶解弥漫在空气中的氯气,写出氯气与水反应的化学方程式:   。
(3)将氯气通入含有氢氧化钙的水池中,能使氯气不再对周围居民造成伤害。已知氯气与Ca(OH)2的反应方程式为:2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2X,则X的化学式为   。
【答案】(1)有毒
(2)Cl2+H2O=HCl+HClO
(3)H2O
【知识点】化学方程式的配平;书写化学方程式、文字表达式;不同物质的化学性质
【解析】【分析】(1)化学性质与物理性质的区分:化学性质是物质在化学变化中表现出来的性质,如毒性、能与水反应等;物理性质是不需要发生化学变化就能表现出来的性质,如颜色、状态、气味、密度、溶解性等。题目中氯气的毒性、能与水反应生成新物质,属于化学性质;而黄绿色、有刺激性气味、密度比空气大、能溶于水属于物理性质。
(2)化学方程式的书写:根据题目信息,氯气与水反应生成盐酸(HCl)和次氯酸(HClO),按照化学方程式的书写规则,正确写出反应物、生成物并配平,即可得到反应式。
(3)质量守恒定律的微观应用:化学反应前后,原子的种类、数目、质量均不变。通过对比反应前后各元素的原子个数,即可确定未知物质 X 的化学式。
【解答】(1)氯气的化学性质是需要发生化学变化才能表现出来的性质,根据题目信息,氯气有毒、能与水反应生成盐酸和次氯酸,这些都属于化学性质。
故填:有毒(或能与水反应)
(2)氯气与水反应,反应物为氯气和水,生成物为盐酸和次氯酸,反应的化学方程式为:Cl2+H2O=HCl+HClO。
故填:Cl2+H2O=HCl+HClO。
(3)根据质量守恒定律,反应前后原子的种类和数目不变。
反应前:Cl 原子 4 个、Ca 原子 2 个、O 原子 4 个、H 原子 4 个;
反应后已知物质中:Ca 原子 2 个、Cl 原子 4 个、O 原子 2 个,
因此 2 个 X 分子中应含有 4 个 H 原子和 2 个 O 原子,
即 1 个 X 分子含有 2 个 H 原子和 1 个 O 原子,故 X 的化学式为H2O。
故填:H2O。
27. 材料一:1673年,玻义耳曾经做过一个实验:在密闭的曲颈瓶中加热金属时,得到了金属灰,冷却后打开容器,称量金属灰的质量,发现与原来金属相比质量增加了。
材料二:1703年,施塔尔提出“燃素学说”,其主要观点有:
①燃素是组成物体的一种成分,一般条件下被禁锢在可燃物中;
②燃素在可燃物燃烧时会分离出来,且燃素可穿透一切物质。
材料三:1756年,罗蒙诺索夫重做了玻义耳的实验。他将金属铅装入容器后密封、称量。然后把容器放到火上加热,白色的金属变成了灰黄色,待容器冷却后再次称量,发现容器的总质量没有发生变化。罗蒙诺索夫对此的解释是:“容器里原来有一定量的空气,且容器中的空气质量减少多少,金属灰的质量就比金属增加多少,在化学变化中物质的质量是守恒的。”后来,拉瓦锡等科学家经过大量的定量实验,推翻了“燃素学说”,质量守恒定律得到公认。
(1)由“燃素学说”可知,物质燃烧后质量应该减少。请根据所学知识写出一个可以推翻“燃素学说”的事实:   。
(2)罗蒙诺索夫重做了玻义耳的实验是基于金属加热后,增加的质量并非来自燃素而是来自   的假设。
(3)对比材料一和材料三,玻义耳错过了发现质量守恒定律的一个重要原因是   。
(4)质量守恒定律的发现过程,给我们的启示是____。
A.分析问题应该全面、严谨
B.实验的成功与否,取决于药品的选择
C.定量方法是科学研究的重要方法
D.科学研究既要尊重事实,也要勇于创新
【答案】(1)铁丝在氧气中燃烧后质量会增加(合理即可)
(2)空气
(3)打开容器前没有称量容器的总质量。
(4)A;C;D
【知识点】质量守恒定律及其应用
【解析】【分析】(1)“燃素学说” 的推翻:燃素学说认为物质燃烧后燃素逸出,质量会减少,但铁丝、镁条等物质在氧气中燃烧后,生成物的质量比原金属质量大,与 “燃素学说” 的预测矛盾,可推翻该学说。
(2)金属加热质量增加的原因:罗蒙诺索夫认为,金属加热时会与空气中的氧气发生反应,因此金属灰的质量增加并非来自 “燃素”,而是来自空气中的氧气。
(3)质量守恒定律的发现条件:玻义耳实验中,冷却后打开容器,外界空气会进入容器,导致金属灰质量增加,且他未在打开容器前称量容器总质量,因此错过了发现质量守恒定律的机会。
(4)科学研究的启示:质量守恒定律的发现过程说明,分析问题要全面严谨,定量实验是科学研究的重要方法,同时科学研究既要尊重事实,也要勇于挑战旧学说、大胆创新。
【解答】(1)铁丝在氧气中燃烧,反应后生成的四氧化三铁的质量比原铁丝的质量大,这与 “燃素学说” 中 “物质燃烧后质量减少” 的观点矛盾,可推翻该学说。
故填:铁丝在氧气中燃烧后质量会增加(合理即可)
(2)罗蒙诺索夫认为,金属加热后质量增加,是因为金属与空气中的氧气发生了反应,增加的质量来自空气(氧气),而非 “燃素”。
故填:空气(或氧气)。
(3)玻义耳实验中,冷却后打开容器,外界空气会进入容器,且他未在打开容器前称量容器和金属的总质量,无法发现反应前后总质量不变,因此错过了发现质量守恒定律的机会。
故填:打开容器前没有称量容器的总质量,无法对比反应前后的总质量变化。
(4)A:质量守恒定律的发现说明,分析问题应全面、严谨,避免片面结论,A 正确;
B:实验的成功不仅取决于药品选择,更取决于实验设计、定量测量等多方面因素,B 错误;
C:罗蒙诺索夫和拉瓦锡通过定量实验,才发现了质量守恒定律,说明定量方法是科学研究的重要方法,C 正确;
D:罗蒙诺索夫、拉瓦锡等科学家尊重实验事实,勇于挑战 “燃素学说”,推动了科学进步,D 正确。
故填:ACD。
28. 过氧化氢与水的混合物称为过氧化氢溶液。取一定质量的过氧化氢溶液与二氧化锰制取氧气,反应前后,分别用电子天平称得烧杯连同其中物质的总质量,数据如图:
(1)请写出过氧化氢制氧气的化学方程式   ;
(2)根据质量守恒定律可知:充分反应后共收集到氧气的质量为   g;
(3)根据化学方程式计算:反应前烧杯中含过氧化氢的质量是多少克?(写清计算过程)
【答案】(1)
(2)3.2
(3)设反应前烧杯中含过氧化氢的质量为x。
设过氧化氢溶液中过氧化氢的质量为x
x=6.8g,
答:反应前烧杯中含过氧化氢的质量是6.8g。
【知识点】质量守恒定律及其应用;根据化学反应方程式的计算
【解析】【分析】(1)化学方程式书写:过氧化氢在二氧化锰催化下分解生成水和氧气,需正确书写反应物、生成物及反应条件,配平并标注气体符号。
(2)质量守恒定律的应用:反应前后总质量的差值即为生成氧气的质量,因为反应中只有氧气逸出,二氧化锰作为催化剂质量不变。
(3)根据化学方程式计算:利用反应中过氧化氢与氧气的质量比,结合生成氧气的质量,列比例式计算出反应前过氧化氢的质量。
【解答】(1)过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气,反应的化学方程式为:。
故填:。
(2)根据质量守恒定律,反应前后烧杯连同其中物质的总质量差即为生成氧气的质量,计算得:126.0g 122.8g=3.2g。
故填:3.2。
29. 为测定实验室中氯酸钾样品(杂质不参与反应)的纯度,取一定量该样品进行加热,记录不同时刻固体质量数据,如图甲。氯酸钾制取氧气的化学方程式为:
(1)写出t3~t4时段剩余固体质量不变的原因。
(2)计算该样品中氯酸钾的质量分数。
(3)请在图乙中画出固体中二氧化锰质量在t1~t3时段的变化曲线。
【答案】(1)氯酸钾已反应完
(2)设5克样品中含有氯酸钾的质量为x,
x=4.9g,
氯酸钾的质量分数:×100%═98%;
答:该样品中氯酸钾的纯度是98%;
(3)
【知识点】质量守恒定律及其应用;根据化学反应方程式的计算
【解析】【分析】(1)氯酸钾分解反应的过程:氯酸钾在二氧化锰催化、加热条件下分解生成氯化钾和氧气,氧气逸出导致固体质量减少;当氯酸钾完全反应后,反应停止,不再有氧气生成,剩余固体质量不再变化。
(2)根据化学方程式计算纯度:根据质量守恒定律,反应前后固体质量差即为生成氧气的质量;再结合化学方程式中氯酸钾与氧气的质量比,计算出样品中氯酸钾的质量,进而求出其质量分数。
(3)催化剂的性质:二氧化锰是该反应的催化剂,在反应前后质量和化学性质均不发生改变,因此在整个反应过程中,二氧化锰的质量始终保持不变。
【解答】(1)氯酸钾在加热条件下分解生成氯化钾和氧气,氧气逸出使固体质量减少;在~时段,氯酸钾已完全反应,不再有氧气生成,因此剩余固体质量不再变化。
故填:氯酸钾已完全反应,不再有氧气生成,剩余固体质量保持不变
(2)设5克样品中含有氯酸钾的质量为x,
由图甲可知,氯酸钾完全分解生成的氧气质量m=5克+1.6克-4.68克=1.92克.
245 96
x 1.92克
x=4.9克
氯酸钾的质量分数:×100%═98%;
答:该样品中氯酸钾的纯度是98%;
(3)在反应过程中,二氧化锰为催化剂,它的质量和化学性质保持不变,如下图所示:
30. “化学氧自救呼吸器”是一种在缺氧环境中通过制氧剂临时供氧的装置。制氧剂的主要成分是超氧化钾(),产生氧气的主要原理是超氧化钾与人体呼出的水汽反应,其化学方程式为:。制氧剂中其它成分不能生成氧气。
(1)小明设计化学氧自救呼吸器时,为确定制氧剂的用量,除了查阅人体每分钟呼吸次数外,还需了解哪些与人体呼吸相关的数据?   ;(例举一个)
(2)若该呼吸器需为使用者提供48克氧气,则至少需要含超氧化钾80%的制氧剂多少克?
(3)小明设计了如图甲、乙两种化学氧自救呼吸器,其内部气体路径如图所示。你认为哪种方案更合理?说明理由:   。
【答案】(1)呼出气体中的水蒸气含量
(2)设得到48克氧气需要超氧化钾的质量为,
g
制氧剂质量为:。
答:至少需要含超氧化钾80%的制氧剂的质量为177.5克
(3)甲合理,因为水汽能快速与制氧剂接触,且呼气和吸气时水汽都有机会与制氧剂反应,水汽利用率高
【知识点】人体呼吸系统的结构和气体交换;根据化学反应方程式的计算
【解析】【分析】(1)超氧化钾制氧的反应原理:超氧化钾()与人体呼出的水蒸气反应生成氧气,因此制氧剂的用量需要结合人体呼吸产生水蒸气的量来确定,同时还需考虑每次呼吸的耗氧量、每次呼出气体中水蒸气的含量等数据。
(2)根据化学方程式计算制氧剂质量:先通过化学方程式中KO2与O2的质量比,计算出生成 48g 氧气所需纯的KO2质量,再结合制氧剂中KO2的质量分数,求出制氧剂的总质量。
(3)装置合理性分析:制氧器的设计需要保证人体呼出的气体能与制氧剂充分接触反应,生成的氧气能被人体吸入,同时避免吸入呼出的二氧化碳,因此需要分析气体路径是否合理。
【解答】(1)超氧化钾需要与呼出气体中的水蒸气反应生成氧气,因此除了呼吸次数外,还需要了解呼出气体中的水蒸气含量(或每次呼吸的耗氧量、每次呼出气体的总体积等,合理即可),才能确定制氧剂的用量。
故填:呼出气体中的水蒸气含量(合理即可)。
(3)甲中制氧剂在中间,乙中制氧剂在最下面,甲的方案更合理,因为水汽能快速与制氧剂接触,且吸气或呼气时水汽都有机会与制氧剂反应,水汽的利用率高。
故答案为:甲的方案更合理,因为水汽能快速与制氧剂接触,且吸气或呼气时水汽都有机会与制氧剂反应,水汽的利用率高。
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