第2单元 开启化学之门
2.1 性质活泼的氧气
一、单选题（共10题；共20分）
1.下列有关氧气的说法中，错误的是（ ）
A. 氧气可供给呼吸
B. 鱼类能在水中生存，说明氧气易溶于水
C. 植物的光合作用是空气中氧气的主要来源
D. 焊接或切割金属时使用纯氧代替空气以获得更高的温度
【答案】B
【解析】A. 氧气能够支持动植物的呼吸，故正确，不符合题意；
B. 氧气不易溶于水，但溶解在水中的氧气足以供给鱼类在水中的呼吸，故错误，符合题意；
C. 绿色植物利用光合作用将空气中的二氧化碳和水转化为有机物和氧气，该变化是空气中氧气的主要来源，故正确，不符合题意；
D. 可燃物与浓度大的纯氧气燃烧较剧烈，单位时间内产生的热量多，温度高，容易焊接或切割金属，故正确，不符合题意，
2.空气是一种宝贵的资源，下列有关空气的说法正确的是（ ）
A. 空气是由空气分子构成的
B. 空气中各成分不再保持各自的化学性质
C. 稀有气体化学性质不活泼，不与任何物质发生反应
D. 氮气可用于填充食品包装起到防腐作用
【答案】 D
【解析】【解答】A. 空气是由氮气，氧气，二氧化碳等物质组成的混合物，故说法错误，不符合题意；
B. 空气中各成分保持各自的化学性质，空气属于混合物，故说法错误，不符合题意；
C. 稀有气体化学性质不活泼，不易与任何物质发生反应，在特殊条件下，也可以发生反应，故说法错误，不符合题意；
D. 氮气无毒，化学性质稳定，可用于填充食品包装起到防腐作用，故说法正确，符合题意。
3.一定条件下，甲、乙、丙、丁四种物质在密闭容器中反应，测得反应前后各物质的质量分数如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 丁一定是该反应的催化剂 B. 该反应的基本类型是分解反应
C. 该反应中乙、丙的质量变化之比为3：17 D. 该反应中甲、丙的质量变化之比为7：17
【答案】 C
【解析】A. 丁的质量在反应前后不变，所以丁可能是该反应的催化剂，也可能是杂质，不参加反应，故说法错误，不符合题意；
B. 根据题目中的图可知，反应后，甲、乙的质量减少。是反应物，丙的质量增加，为生成物，该反应的基本类型是化合反应，故说法错误，不符合题意；
C. 反应前，丙的质量分数=1-70%-14%-10%=6%，反应后，乙的质量分数=1-42%-40%-10%=8%，该反应中乙、丙的质量变化之比=（14%-8%）：（40%-6%）=3：17，故说法正确，符合题意；
D. 该反应中甲、丙的质量变化之比=（70%-42%）：（40%-6%）=14：17，故说法错误，不符合题意；
4.实验室用加热高锰酸钾制氧气，并用排水法收集的主要操作步骤如下：①点燃酒精灯，先使试管均匀受热，然后对准药品部位加热；
②将药品装入试管，用带导管的单孔橡皮塞塞紧试管；
③收集完毕，将导管从水槽中取出；
④检查装置的气密性；
⑤用排水法收集氧气；
⑥将试管固定在铁架台上；
⑦熄灭酒精灯。其中正确的操作顺序是（ ）
A. ④②⑥①⑤③⑦ B. ②④⑥①⑤③⑦ C. ④②⑥①⑤⑦③ D. ②④⑥①⑤⑦③
【答案】 A
【解析】巩固制取氧气的操作步骤可记住口诀“查装定点收移熄”，所以操作顺序是：①检查装置的气密性；②将药品装入试管；③把装置它固定在铁架台上；④给试管加热；⑤收集氧气；⑥将导气管从水中取出；⑦熄灭酒精灯。
5.下列实验操作正确的是（ ）
A. 
倾倒量取液体体积
B. 
检查装置气密性
C. 
氧气的验满
D. 
滴加澄清石灰水，振荡
【答案】 D
【解析】A. 量筒的读数方法：视线与凹液面最低处保持水平，且视线应与量筒刻度在同一侧，故A错误，不符合题意；
B. 装置气密性检查方法：先连接装置，将导管一端浸入水中，用手紧握试管外壁，如果导管口有气泡冒出，说明气密性良好，图中没有先将导管浸入水中，故B错误，不符合题意；
C. 氧气验满的方法：将带火星木条放在集气瓶口，如果复燃，说明满了，故C错误，不符合题意；
D. 二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，因此二氧化碳的检验方法是加入澄清石灰水，看是否变浑浊，故D正确，符合题意。
6.下列关于空气的说法正确的是（ ）
A. 洁净的空气属于纯净物
B. 工业上利用液氮和液氧的密度不同，采用分离液态空气的方法制取氧气
C. 空气中的氧气可以作燃料
D. 食品包装袋中可充入氮气作保护气
【答案】 D
【解析】A、洁净的空气中含有氧气、氮气等多种气体，属于混合物，故不符合题意；
B、根据液氮、液氧的沸点不同，工业上利用分离液态空气法制取氧气，故不符合题意；
C、空气中的氧气能支持燃烧，所以氧气可作助燃剂，而不能做燃料，故不符合题意；
D、空气中的氮气化学性质不活泼、无毒，可充入食品包装袋中作保护气，故符合题意；
7.下列有关氧气的说法正确的是（ ）
A. 植物的呼吸作用是氧气的重要来源 B. 氧气可以支持燃烧，说明氧气具有可燃性
C. 氧气是空气中含量最多的物质 D. 硫在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰，产生刺激性气味
【答案】 D
【解析】A、自然界中氧气的重要来源是植物的光合作用，说法不符合题意．
B、氧气可以支持燃烧，说明氧气具有助燃性，氧气不具有可燃性，说法不符合题意．
C、空气的成分按体积计算，大约是：氮气占78%、氧气占21%，空气中含量最多的物质是氮气，说法不符合题意．
D、硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，产生一种具有刺激性气味的气体，说法符合题意．
8.下列有关实验现象的描述，正确的是（ ）
A. 木炭在氧气中燃烧，生成无色二氧化碳气体 B. 硫在氧气中燃烧，发出淡蓝色火焰
C. 红磷在空气中燃烧，产生大量白雾 
D. 铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成黑色固体
【答案】 D
【解析】A. 木炭在氧气中燃烧，生成无色的能使澄清石灰水变浑浊的气体，故不符合题意；
B. 硫在氧气中燃烧，发出蓝紫色火焰，故不符合题意；
C. 红磷在空气中燃烧，产生大量白烟，故不符合题意；
D. 铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成黑色固体，故符合题意。
9.下列现象描述正确的是( )
A. 红磷在空气中燃烧：产生黄白色火焰，放热，产生大量的白雾
B. 镁带在空气中燃烧：发出耀眼白光，放热，生成白色固体，产生白烟
C. 向少量的氧化铁中滴加足量的稀盐酸：黑色粉末部分减少，溶液由无色变成黄色
D. 木炭在空气中燃烧：发白光，放热
【答案】 B
【解析】A.红磷在空气中燃烧，放出热量，生成大量白烟，Ａ不符合题意
B.镁在空气中燃烧，发出耀眼的白光，放热，生成一种白色固体，Ｂ符合题意
C.氧化铁和足量的稀盐酸反应，黑色粉末会全部消失，Ｃ不符合题意
D.木炭在空气中红热，无烟无焰，Ｄ不符合题意
10.“人造空气”帮助人类实现了“太空漫步”的梦想，其体积分数含有70%的N2、20%以上的O2、还有CO2等。下列说法正确的是（ ）
A. “人造空气”比普通空气中的氮气含量高
B. 燃着的蜡烛在“人造空气”中会熄灭
C. 可以利用反应2Cu+O2
2CuO，测定“人造空气”中O2的含量
D. “人造空气”若只含有O2会更有益于人的呼吸
【答案】 C
【解析】A.空气中氮气占７８％，比人造空气大，Ａ不符合题意
B.人造空气中的氧气含量和空气中差不多，因此蜡烛在人造空气中能继续燃烧，Ｂ不符合题意
C.铜和氧气反应生成氧化铜，而铜和气其他气体不反应，Ｃ符合题意
D. “人造空气”若只含有O2不利于人的呼吸，Ｄ不符合题意
二、填空题（共3题；共10分）
11.工业上用分离液态空气法的方法制取氧气，这一方法属于________变化。实验室制氧气方法：常温分解________（常用二氧化锰做催化剂)或在二氧化锰存在的条件下加热________制取氧气或加热________制取氧气。这三种方法都是________变化，其基本反应类型________。（药品填化学式）
【答案】 物理；H2O2；KClO3；KMnO4；化学；分解反应
【解析】工业上用分离液态空气法的方法制取氧气，该过程中无新物质生成，这一方法属于物理变化变化。实验室制氧气方法：常温分解过氧化氢溶液（常用二氧化锰做催化剂)或在二氧化锰存在的条件下加热氯酸钾制取氧气或加热高锰酸钾制取氧气。这三种方法都有新物质生成，是化学变化，由一种物质发生化学反应生成两种或两种以上其它物质的反应是分解反应，这三种方法制取氧气的基本反应类型是分解反应。
12.如图所示装置可用于收集氧气，请回答下列问题。
（1）用排空气法收集氧气，则氧气应从________端导管通入。
（2）若用排水法收集氧气，可使集气瓶中装满水，氧气从________端导管通入。
【答案】 （1）b （2）a
【解析】（1）氧气的密度大于空气，用排空气法收集氧气，则氧气应从b 端导管通入；（2）氧气的密度小于水，若用排水法收集氧气，可使集气瓶中装满水，氧气从a端导管通入。
13.做硫在氧气中燃烧的实验时，集气瓶底需预留些________，目的是 。
【答案】 水；吸收生成的二氧化硫，防止其污染空气
【解析】由于硫燃烧生成了二氧化硫，二氧化硫有毒能污染空气。所以，做硫在氧气中燃烧的实验时，集气瓶底也需要放少量水，目的是吸收生成的二氧化硫，防止其污染空气。
三、实验探究题（共3题；共30分）
14.甲，乙，丙是一个实验示意图，根据下图中所发生的化学反应现象及化学反应原理，进行总结归纳并回答下列问题：
（1）依据甲实验回答：硫在氧气中燃烧的现象是 ，硫在氧气中燃烧的文字表达式
（2）甲实验集气瓶中放少量水，甲放水的目的是
（3）木炭在氧气中燃烧化学反应文字表达式是 ，小明做完上述实验后，在乙中加入澄清石灰水，目的为验证
（4）铁在氧气中燃烧的的化学反应的文字表达式 。
（5）小强同学经过查阅资料得知：铝丝和铁丝一样，也能在氧气中燃烧，于是设计了如下图所示的装置进行实验探究，请你结合实验过程回答下列问题。
①集气瓶底预先铺少量沙子的目的是
②铝丝下端系一根火柴的目的是
③用正确方法引燃铝丝，伸入装有氧气的集气瓶中后，未观察到铝丝发生剧烈燃烧现象，可能的原因是 ， 。
【答案】 （1）产生明亮的蓝紫色火焰，放出热量，生成有刺激性气味的气体；硫+氧气 
二氧化硫
（2）吸收生成物二氧化硫，防止污染空气（3）碳+氧气 二氧化碳；是否生成了二氧化碳
（4）铁+氧气 四氧化三铁
（5）防止生成物熔化落下时炸裂瓶底；引燃铝丝；铝丝表面有氧化物；氧气不纯
【解析】（1）硫在氧气中燃烧的现象是：产生蓝紫色的火焰、生成了有刺激性气味的气体、放出了热；硫在氧气中燃烧的文字表达式为：硫+氧气 二氧化硫；（2）由于硫燃烧生成的二氧化硫能污染空气，所以集气瓶中预先放一些水的目的是吸收二氧化硫，防止污染空气；（3）木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳，化学反应文字表达式是碳+氧气 二氧化碳；木炭在氧气中燃烧的生成物是二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，所以在乙中加入澄清石灰水，目的为验证木炭燃烧是否生成二氧化碳；（4）铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，化学反应的文字表达式为：铁+氧气 四氧化三铁；（5）①铝丝燃烧的生成物温度很高，溅落到集气瓶底部容易炸裂，所以集气瓶底预先铺少量沙子；②铝丝在空气中不能被点燃，引燃铝丝的办法与铁丝引燃的方法相同，用火柴引燃；③未观察到铝丝发生剧烈燃烧现象，可能是铝丝表面有氧化膜或氧气不纯。
15.实验室常利用以下装置完成气体制备及性质实验，请回答：
（1）指出编号仪器的名称：①________，②________。
（2）以上________（从A-E中选择），装置有一处明显的错误，请加以改正________。利用改正后的装置继续完成后面的实验。
（3）欲使用高锰酸钾制取氧气，应选择的发生装置是________（填字母），反应的文字表达式为________；为防止高锰酸钾粉末进入导管，应采取的措施是________；若使用C装置收集氧气，实验结束时，应先从水槽中移出导气管，再熄灭酒精灯，原因是________。
（4）实验室用过氧化氢和二氧化锰制取氧气，其中二氧化锰在反应中做________，反应的文字表达式为________，应选择的气体发生装置为________，收集装置为________，选择该收集装置的理由________。若在F装置中加满水也可以用来收集氧气，则气体应从________端进入。
【答案】 （1）酒精灯；锥形瓶 （2）A；导管应该微露出橡皮塞
（3）A；高锰酸钾 
锰酸钾 
二氧化锰 氧气；在试管口放一团棉花；防止水槽中的水倒吸，炸裂试管
（4）催化剂；过氧化氢 
水 氧气；B；C或E；氧气不易溶于水或密度比空气大；b
【解析】（1）①是酒精灯；②是锥形瓶；
（2）以上A装置有明显错误，导气管伸进试管太长；导管应该微露出橡皮塞；
（3）欲使用高锰酸钾制取氧气，属于固、固加热型，适合用装置A发生装置；高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的文字表达式为：高锰酸钾 锰酸钾 二氧化锰 氧气；为防止高锰酸钾粉末进入导管，应采取的措施是；在试管口放一团棉花；若使用C装置收集氧气，实验结束时，应先从水槽中移出导气管，，再熄灭酒精灯，原因是防止水槽中的水倒吸，炸裂试管；
（4）实验室用过氧化氢和二氧化锰制取氧气，其中二氧化锰在反应中做催化剂；过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应的文字表达式为：过氧化氢 水 氧气；属于固、液常温型，适合用装置B作发生装置；氧气的密度比空气大，不易溶于水，可用装置C或E收集；选择该收集装置的理由氧气不易溶于水或密度比空气大；若在F装置中加满水也可以用来收集氧气，则气体应从b端进入。
故答案为：（1）酒精灯；锥形瓶；（2）A；导管应该微露出橡皮塞；（3）A；高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气；在试管口放一团棉花；防止水槽中的水倒吸，炸裂试管；（4）催化剂；过氧化氢 水+氧气；B；C或E；氧气不易溶于水或密度比空气大；b。
16.实验室制取氧气，请结合下列装置，回答问题：
（1）写出仪器X的名称：________;
（2）要制备较为干燥的氧气，应选用的发生装置和收集装置是________;（填序号），该反应的符号式为________
（3）该实验的主要步骤有：①将导气管移出水槽；②加热；③装药品、棉花；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________；
（4）用C收集氧气时发现收集的气体不纯净，写出可能的一种原因 ；
（5）已知：一氧化氮气体难溶于水，容易与空气中的氧气反应生成二氧化氮，则若用F收集一氧化氮，则气体从________进（选“a”或“b”）。
【答案】 （1）锥形瓶 （2）BD；KMnO4 
K2MnO4+MnO2+O2 （3）⑥③②④①⑤
（4）集气瓶中未装满水 （5）b
【解析】（1）仪器 X 的名称：锥形瓶；
（2）用固体加热的方法制取气体和用向上排空气法收集气体，制得的气体较为干燥。故要制备较为干燥的氧气，应选用的发生装置和收集装置是：BD；由于试管口有棉花，故该反应的符号式为：KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2；
（3）实验室制取氧气的操作步骤可简记为：查装定点收离熄。故正确的操作顺序为：⑥③②④①⑤；
（4）用C（排水法）收集氧气时发现收集的气体不纯净，可能的原因有：集气瓶中未装满水、未等导管口气泡连续并比较均匀的放出时就开始收集气体等合理即可；
（5）一氧化氮气体难溶于水，容易与空气中的氧气反应生成二氧化氮，则若用F收集一氧化氮，则气体应“短进长出”，故气体从b进。
四、综合题（共2题；共8分）
17.在做“物质在盛有氧气或空气的集气瓶中燃烧的实验时，常常要在集气瓶中预先加少量的水，加水的目的各不相同。
（1）细铁丝在氧气中燃烧的实验，集气瓶底部放有少量水（或细沙）的目的是防止________该反应的化学方程式为________。
（2）硫在氧气中燃烧实验，集气瓶底部放少量水是为了吸收有毒的二氧化硫，防止空气污染，可推知二氧化硫的物理性质之一是________。
（3）测定空气中氧气含量实验中，集气瓶里放水是为了吸收五氧化二磷且________。
【答案】 （1）高温熔化物溅落炸裂瓶底；
（2）可溶于水
（3）加速集气瓶冷却
【解析】（1）细铁丝在氧气中燃烧火星四射、生成黑色固体，集气瓶底部放有少量水（或细沙）的目的是防止高温熔化物溅落而炸裂集气瓶底，该反应的化学方程式为 ；（2）硫在氧气中燃烧实验，集气瓶底部放少量水是为了吸收有毒的二氧化硫，防止空气污染，可推知二氧化硫的物理性质之一是易溶于水；（3）测定空气中氧气含量实验中，集气瓶里放水是为了吸收五氧化二磷且通过水的吸热加速集气瓶冷却。
18.进入地窖或深井前，需用燃着的蜡烛做烛火实验，如图所示。
（1）若蜡烛熄灭，说明地窖或深井中氧气含量________（填“高于”或“低于”）空气。
（2）从氧气性质的角度，分析进入地窖或深井前需要做烛火实验的原因：________。
（3）在密闭的空间中，可使用“氧烛”来快速提供氧气。氧烛中含有氯酸钠（NaClO3）、金属粉末（Al、Fe、Mg等）和催化剂等。
①氧烛放出的氧气来自于________。
②推测氧烛中加入催化剂的作用是 。
【答案】 （1）低于
（2）氧气支持燃烧，若烛火熄灭，说明氧气不足，无法供给呼吸
（3）氯酸钠（NaClO3）；加快反应速率
【解析】（1）氧气具有助燃性，物质燃烧，氧气要达到一定的浓度，若蜡烛熄灭，说明地窖或深井中氧气含量低于空气。（2）从氧气性质的角度，分析进入地窖或深井前需要做烛火实验的原因氧气支持燃烧，若烛火熄灭，说明氧气不足，无法供给呼吸。（3）①根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变， 氯酸钠（NaClO3）中含有氧元素，故氧烛放出的氧气来自于氯酸钠。②催化剂能加快或抑制化学反应速率，反应前后质量和化学性质不变，使用“氧烛”来快速提供氧气，故氧烛中加入催化剂的作用是加快反应速率。
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