第1课时 空气 氧气
1．(2022年广西百色市)下列物质在空气中燃烧产生大量白烟的是( )。
A．木炭 B．氢气 C．蜡烛 D．红磷
2．(2022年湖北十堰市)下列有关说法不正确的是( )。
A．氮气常用作保护气，说明氮气在常温下化学性质不活泼
B．鱼类能在水中生存，说明氧气易溶于水
C．气焊时用纯氧代替空气使气体燃烧更剧烈，以获得更高温度
D．将食物放置冰箱冷藏，以延长它的保质期
3．(2022年湖南湘潭市)空气是人类赖以生存的物质基础。下列有关说法错误的是( )。
A．空气中的氧气是一种常见的燃料 B．二氧化硫是空气污染物之一
C．空气中氮气的体积分数约为78% D．植树造林有利于保护空气
4．(2021年重庆市)2021年印度突发意外，导致其国内氧气供应严重不足。下列关于氧气的说法错误的是( )。
A．用于医疗急救 B．易溶于水
C．能使带火星的木条复燃 D．可贮存在钢瓶中
5．(2020年广东省)实验室用氯酸钾固体(二氧化锰作催化剂)制取氧气，下列装置组合正确的是( )。
① ② ③ ④ ⑤
A．①③ B．①⑤ C．②③ D．②④
6．空气又称大气，是生命、燃烧和工业等所需氧的主要来源。
(1)空气中，氮气的体积分数约为________；构成氮气的粒子是________(写化学式)。
(2)铁丝能在氧气中燃烧，是因为氧气具有______性，其反应是__________(填基本反应类型)。
(3)在低温、加压条件下，将空气液化，然后将温度升高至－196 ℃～－183 ℃，使液态氮先蒸发，剩余液态氧贮存于钢瓶中。从微观视角分析，空气液化过程中，主要改变的是__________。
7．(2022年内蒙古赤峰市)通过近一年的化学学习，相信你对制取气体的思路和方法有了一定的了解。如图是小亮同学对氧气制取方法的梳理，请你和小亮同学一起完成下列各题。
(1)用图中A、B、C所示的方法能够制取氧气，是因为它们的反应物中都含有________。
(2)用方法D制取氧气的过程属于________(填“物理”或“化学”)变化。
(3)方法A的反应物中，锰元素的化合价为________。
(4)从绿色环保的角度考虑，实验室制取氧气的最佳方法是________(填字母序号)，写出用该方法制取氧气的化学方程式________________________。
(5)小亮同学欲用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，可供选择的实验装置如下：
A B C D E
请你帮助他选择一种发生装置________(填字母序号，下同)，理由是________________
____________；一种收集装置____，理由是__________________________；用该装置收集氧气，检验气体已集满的方法是________________________________________。
8．(2021年广东广州市)多种物质都可催化过氧化氢分解，如MnO2，CuSO4等，实验小组的同学探究漂白液(主要成分是NaClO和NaCl)，FeCl3、K2SO4能否催化过氧化氢分解。
(1)MnO2催化过氧化氢分解的化学方程式是__________________________。
(2)如图所示，分别向三支试管中多次加入5%过氧化氢溶液，每次2 mL，如有气泡产生，则将__________________________伸入试管，检验是否有氧气生成。结果如下表。
研究对象 第1次 第2次 第3次 第4次
漂白液 大量气泡 较多气泡 少量气泡 无气泡
FeCl3溶液 较多气泡 较多气泡 较多气泡 较多气泡
K2SO4溶液 ____________ — — —
实验结论 ①实验中产生的气体都是氧气 (查阅得知：NaClO＋H2O2=== O2↑＋NaCl＋H2O) ②K2SO4不能催化过氧化氢分解 ③________可能是过氧化氢分解的催化剂 ④……
(3)下列物质中，也可能是过氧化氢分解的催化剂的是________(填标号)。
A．CuCl2 B．Fe2(SO4)3 C．Na2SO4 D．KCl
(4)探究不同催化剂催化效果的实验方案：将等体积5%过氧化氢溶液加到不同催化剂中，比较用排水法收集50 mL氧气的快慢。请从下图中选择合适的仪器(每种仪器限用一次)，组成该探究的完整实验装置，不需要用到的是________(填标号)。
9．(2021年海南省模拟)利用如图1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(p)用气体压强传感器测定随时间(t)的变化如图2所示。
图1 图2
(1)写出白磷燃烧的化学方程式：______________________。
(2)t1后的一小段时间内瓶内气压显著增加的原因是__________________________
____________________________________________。
(3)若用木炭代替白磷完成此实验，集气瓶内气压变化趋势与图乙是否基本一致，请说明原因：__________________________________________________________。
10．(2021年浙江嘉兴市)小嘉用H2O2溶液制取氧气时，在烧瓶中加入50毫升水及0.5克MnO2，再往分液漏斗中加入30毫升15%的H2O2溶液。为什么要加入50毫升水呢？查阅资料发现：在不加入水时，若注入H2O2溶液速度过快，反应会过于剧烈而引发事故。
【提出问题】水是如何减缓该反应速度的呢？
【建立假设】水可以降低H2O2溶液浓度，从而减缓反应速度。
【实验方案】小嘉利用下图装置，在相同条件下，分别用30毫升的1%、3%和7%的H2O2溶液进行实验，观察并比较。
【实验结论】加水降低了H2O2溶液的浓度，使反应速度变慢。
【交流反思】
(1)为了更好地比较反应的快慢，需控制三次实验中滴加H2O2溶液的________相同。
(2)判断产生氧气的速度时，可以通过观察产生气泡的快慢，还可以比较________________。
【继续探究】针对提出的问题，小嘉又利用如图装置，用3%的H2O2溶液分别在0 ℃、20 ℃和60 ℃的条件下进行实验。进行该实验所基于的假设是_________________________。
11．(初高衔接)(2022年湖北武汉市)某学习小组仿照拉姆塞发现稀有气体的实验原理，用下图所示装置测定空气中氧气的质量分数，并制备少量氮化镁。(碱石灰是氧化钙和氢氧化钠的混合物，装置气密性良好，夹持装置已略去，忽略气体密度变化)
已知：①点燃或加热时，镁与氮气反应生成氮化镁固体(其中氮元素为－3价)。
②装置丁内收集到气体的密度为ρ g/mL。
部分实验步骤：
Ⅰ.装入药品，连接装置，点燃甲处酒精灯，通入一段时间空气。
Ⅱ.点燃丙处酒精灯，继续通入一段时间空气。
Ⅲ.停止通入空气，熄灭酒精灯，冷却至室温。
实验测得数据：装置甲、丙硬质玻璃管内固体质量分别增加m1 g、m2 g；装置乙质量增加m3 g；最终装置戊量筒里水的体积为V mL。
回答问题：
(1)空气中能供给呼吸的气体是__________(填化学式)。
(2)装置甲硬质玻璃管内观察到的实验现象是____________________________。
(3)装置丙硬质玻璃管内发生反应的化学方程式为______________________。
(4)步骤Ⅰ中点燃甲处酒精灯，通入一段时间空气的目的是_______________________。
(5)空气中氧气的质量分数为____________。(用m1、m2、m3、ρ、V的代数式表示)。
答案
1．D 2.B 3.A 4.B 5.A
6．(1)78% N2 (2)助燃性 化合反应
(3)分子间的间隔
7．(1)氧元素 (2)物理 (3)＋7
(4)B 2H2O2 2H2O＋O2↑
(5)A(或B或C) 反应物是固体和液体，不需要加热 D(或E) 氧气不易溶于水(或氧气密度比空气略大) 用排水法收集气体，当集气瓶口有大气泡往外冒出时，表示氧气已集满(或用向上排空气法收集气体，把带火星木条放在集气瓶口，若木条复燃，说明集满)
8．(1)2H2O2 2H2O＋O2↑
(2)带火星的木条 无气泡产生 FeCl3
(3)AB (4)AE
9．(1)4P＋5O2 2P2O5 (2)白磷燃烧产生大量的热，造成气体体积膨胀引起的 (3)不一致，因为木炭燃烧生成二氧化碳气体，反应完后瓶内压强几乎不变。
10．(1)[交流反思]速率 (2)收集相同体积氧气所需时间(或相同时间内收集氧气的体积) [继续探究]降低温度，可以使过氧化氢的分解速率变慢
11．(1)O2 (2)红色粉末逐渐变黑
(3)3Mg＋N2Mg3N2
(4)排出装置内的氧气，防止镁与氧气反应
(5)×100%
解析：(1)空气中能供给呼吸的气体是氧气，化学式为O2。(2)装置甲中的铜粉与氧气反应生成黑色的氧化铜，观察到的实验现象是红色粉末逐渐变黑。(3)空气依次经过装置甲、装置乙，分别除去O2、H2O、CO2，在装置丙中镁与氮气反应，由题中信息“点燃或加热时，镁与氮气反应生成氮化镁固体(其中氮元素为－3价)”可知，由氮化镁中氮元素为－3价，可得知氮化镁的化学式为Mg3N2，所以反应的化学方程式为3Mg＋N2Mg3N2。(4)由于镁能与氧气反应，而步骤Ⅰ中点燃甲处酒精灯，可以除去氧气，通入一段时间空气能排尽装置内的氧气，这样操作的目的是排出装置内的氧气，防止镁与氧气反应。(5)装置甲增加的质量为空气中氧气的质量，而装置甲、乙、丙、丁中各气体的总质量为m1＋m2＋m3＋ρV，故空气中氧气的质量分数为×100%。
