4.3氧气
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、选择题
1．下列对物质的归类正确的是
选项 归类 物质
A 单质 氦气 硫 水银
B 氧化物 水 干冰 氢氧化钾
C 大气污染物 粉尘 二氧化碳 二氧化硫
D 可燃物质 氢气 氧气 木炭
A．A B．B C．C D．D
2．空气是人类宝贵的自然资源。下列有关空气的说法正确的是
A．氮气化学性质稳定，可用作食品的保护气
B．空气中的氧气能支持很多物质燃烧，具有可燃性
C．在霓虹灯中填充稀有气体，是因为稀有气体化学性质非常稳定
D．空气的成分按质量分数计算：氮气占78%，氧气占21%
3．关注实验现象是化学学习的特点之一，下列实验现象的描述中正确的是
A．红磷在空气中燃烧产生大量白雾
B．铁丝在氧气中剧烈燃烧生成黑色的四氧化三铁固体
C．硫在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰，生成一种有刺激性气味的气体
D．碳在空气中燃烧发出耀眼的白光
4．下列对实验现象的描述正确的是
A．铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成白色固体
B．氢气在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰
C．磷在空气中燃烧产生大量烟雾
D．蜡烛在空气中燃烧，生成二氧化碳和水
5．下列有关化学反应原理，化学方程式及基本反应类型对应完全正确的是（ ）
A．硫在氧气中燃烧：S+O2SO2 化合反应
B．拉瓦锡测定空气中氧气含量：P+O2P2O5 化合反应
C．实验室用高锰酸钾制氧气：KMnO4K2MnO4+MnO2+O2 分解反应
D．铁丝在空气中燃烧：Fe+O2Fe3O4 化合反应
6．化学是一门以实验为基础的科学。下列现象描述正确的是
A．木炭燃烧生成二氧化碳，放出热量
B．红磷在氧气中燃烧产生白色烟雾，放出大量的热
C．硫在空气中燃烧发出淡蓝色火焰，放热，生成有刺激性气味的气体
D．铁丝在空气中剧烈燃烧、火星四射，放热，生成黑色固体
7．属于氧化物的是（ ）
A．CaO B．CaCO3 C．KCl D．H2CO3
8．下列物质中，属于氧化物的是
A．NaNO3 B．O2 C．CuO D．NaOH
9．下列变化中，前者属于物理变化，后者属于化学变化的是（ ）
A．水结冰 铁熔化 B．铁生锈 冰融化
C．汽油挥发 汽油燃烧 D．食物腐烂 牛奶煮沸
10．下列物质中，前者属于纯净物，后者属于混合物的是
A．净化后的空气、氧化镁
B．水和冰相混合、自来水
C．稀有气体、高锰酸钾加热后的混合物
D．氯化钾、液氧
二、判断题
11．铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色的四氧化三铁固体( )
12．判断下列说法对或错。
(1)在过氧化氢溶液中加入二氧化锰，生成氧气总量会增加。( )
(2)催化剂一定是加快反应速率。( )
(3)催化剂的质量和性质在化学反应前后不改变。( )
13．木炭在氧气中燃烧：黑色固体燃烧，发出白光，放出大量热( )
14．含氧化合物和氧化物属于交叉关系( )
15．氧气支持燃烧，可用作火箭燃料( )
三、科学探究题
16．化学兴趣小组同学阅读课外资料得知很多因素都能影响过氧化氢分解速率。于是，他们利用数字化实验手段（如图）对“影响过氧化氢分解速率的因素”进行了探究。
①按下表分组进行实验一，在同一温度下通过压强传感器得到的数据如实验一所示。
实验一 药品
第一组 4% H2O2溶液15mL
第二组 4% H2O2溶液15mL、0.2g MnO2粉末
第三组 4% H2O2溶液15mL、0.2g FeCl3粉末
Ⅰ实验一中设计第一组实验的目的是 。经过分组实验，同学们从实验一中得出结论：在其他条件相同的情况下， 的催化效果最好.
Ⅱ选用0.2g MnO2粉末做催化剂，同学们又分别做了实验二和实验三，得到的数据如图，通过分析，影响该反应速率的外界因素除催化剂外，还有 。
Ⅲ.实验一与实验二中4%的过氧化氢溶液与0.2g MnO2粉末混合后产生的气体压强有明显不同（见图中A点和B点），可能的原因是 。
②实验反思：同学们通过研究讨论，认为还可以研究 对双氧水分解速度的影响。（写出一点即可）
四、综合应用题
17．I．写出下列反应的文字或符号表达式：
①碳酸氢铵受热分解 ；②二氧化碳的检验 ；
③铁丝在氧气中燃烧 ；④镁条在空气中燃烧 ；
⑤磷在氧气中燃烧 。
Ⅱ．现有A、B、C、D四种物质。A是无色无味的气体，B在A中剧烈燃烧，火星四射，放出大量热，同时生成一种黑色固体C。D是一种无色的气体，把D通入澄清的石灰水中，石灰水变浑浊。试判断A、B、C、D各是什么物质，请将答案填在空格内：
A是 ；B是 ；C是 ；D是 。
Ⅲ．如图所示，在一个具有刻度和可以左右滑动的活塞的玻璃容器里放入白磷（足量），活塞左端管内密封有空气，右端的管口跟空气连通。将玻璃容器固定在盛有80℃热水（恒温）的烧杯上，进行实验。
试回答：（1）实验过程中可观察到的现象是：白磷 ，活塞 。
（2）由此实验可以得出的结论是：氧气的体积 。
18．（1）某化学兴趣小组的同学按如图所示做“测定空气中氧气体积分数”的实验。将集气瓶容积分为五等份，做上记号。用止水夹夹紧乳胶管。点燃燃烧匙内足量的红磷后，立即伸入瓶中并把塞子塞紧。
①为了确保实验的成功，在装药品之前应该先检查气密性，请简述气密性检查的方法 。
②红磷在空气中燃烧的化学式表达式： 。
③红磷燃烧一段时间后，自动熄灭了，你认为原因是 。
④待红磷熄灭并冷却后，打开止水夹，观察到烧杯中的水进入集气瓶，瓶内水面最终上升约至1刻度处。由此可知氧气约占空气总体积的 。
⑤实验中使用了过量的红磷，但实验结果还是偏小了，分析可能的原因是 （只写一条）。
（2）在老师的建议下同学们对实验进行了如图所示的改进，图中试管内空气体积40mL。
①试管实验中，若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，燃烧结束，等到试管冷却后再松开弹簧夹，可观察到活塞前沿将在刻度处；若不使用弹簧夹，用酒精灯加热白磷，充分反应直至燃烧结束，试管冷却，除观察到白磷燃烧，产生白烟外，还可观察到 ，最后活塞前沿将在 刻度处。
②改进后的实验与原实验比较具有 等优点。
（3）利用分离液态空气的方法得到氧气是工业上制取氧气的重要途径，下面是工业上制氧气的流程图：工业上分离液态空气制氧气属于 （填“物理变化”或“化学变化”），依据是液氮和液氧的 不同，氧气的主要用途有 。
19．小雨、小晴等同学用如下图所示的实验装置制取并收集氧气：
(1)请写出有标号仪器的名称：① ② 。
(2)用高锰酸钾制取和收集氧气的装置应选用 和 连接(填序号)，该反应的表达式为 。
(3)用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气时，应选用的发生装置是 (填序号)，二氧化锰起 作用。反应的文字表达式是 。
(4)实验室用高锰酸钾制氧气时，要在试管口放一团棉花，作用是 ；
(5)实验后，小雨发现试管破裂了，可能的原因是
①没有给试管预热②试管外壁有水滴③试管口没有略向下倾斜④加热时试管与灯芯接触⑤收集完成后，先撤去酒精灯再移开导管
A 只有①③ B 只有①③⑤ C ①②③④ D 全部
(6)装置E有多种用途。如果用装置E来收集氧气，如果瓶中装满水，氧气从 端进入(填字母“a”或”b”，下同)；如果瓶中充满空气，则氧气又该从 进入。
参考答案：
1．A
【详解】A、氦气、硫、水银（汞的俗称）等物质都是由一种元素组成的纯净物，都属于单质，故A正确；
B、水和干冰（二氧化碳的固体）都是由氧元素和另外一种元素组成的化合物，都属于氧化物，氢氧化钾中含有三种元素，不属于氧化物，故B错误；
C、粉尘和二氧化硫都是大气污染物，二氧化碳空气的成分不是大气污染物，故C错误；
D、氢气和木炭都能够燃烧，氧气不能燃烧，没有可燃性，故D错误。故选A。
【点睛】判断纯净物和混合物时，就是判断物质的物质组成；判断是否是单质、化合物、氧化物时，既要判断元素组成，又要判断物质组成。
2．A
【详解】A、氮气化学性质稳定，可作食品保护气，该选项说法正确；
B、氧气能支持很多物质燃烧，具有助燃性，该选项说法不正确；
C、在霓虹灯中填充稀有气体，是因为稀有气体通电时能发出不同颜色的光，该选项说法不正确；
D、空气的成分按体积分数计算，氮气占78%，氧气占21%，该选项说法不正确。
故选A。
3．C
【详解】A：红磷在空气中燃烧产生大量白烟。A错。
B：铁丝在氧气中剧烈燃烧生成黑色固体。B错
C：硫在空气中燃烧，产生微弱的淡蓝色火焰，生成一种无色有刺激性气味的气体，放出热量。C正确
D：碳在空气中燃烧发出红光，放出热量。D错
综上所述：选择C。
4．B
【详解】A、铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，选项错误；
B、氢气在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰，选项正确；
C、磷在空气中燃烧产生大量白烟，生成的五氧化二磷是固体不是雾，选项错误；
D、蜡烛在空气中燃烧，生成二氧化碳和水，是实验结论不是现象，选项错误；
故选：B。
5．A
【详解】A、硫在氧气中燃烧：，属于化合反应，故正确；
B、拉瓦锡测定空气中氧气含量使用的是汞和氧气，化学方程式为：2Hg+O22HgO，是化合反应，故错误；
C、实验室用高锰酸钾制氧气：，是分解反应，故错误；
D、铁丝在空气中燃烧：，是化合反应，故错误。
故选A。
6．C
【详解】A、木炭燃烧生成二氧化碳，是结论不是现象，A错误；
B、红磷在氧气中燃烧产生白烟，放出大量的热，B错误；
C、硫在空气中燃烧发出淡蓝色火焰，放热，生成的二氧化硫是有刺激性气味的气体，C正确；
D、铁丝在空气中不能燃烧，D错误。
故选：C。
7．A
【详解】A、CaO是由Ca、O两种元素组成的化合物，属于氧化物，符合题意；
B、碳酸钙是由Ca、C、O三种元素组成的纯净物，属于化合物，不符合题意；
C、氯化钾是由K、Cl两种元素组成的纯净物，属于化合物，不符合题意；
D、碳酸是由H、C、O三种元素组成的纯净物，属于化合物，不符合题意。
故选A。
8．C
【详解】两种元素组成的化合物，其中一种元素是氧元素，称为氧化物，故氧化铜属于氧化物故选：C。
9．C
【详解】A、水结冰、铁熔化都没有生成新的物质是物理变化，故A不符合题意；
B、铁生锈生成了新的物质铁锈，是化学变化，冰融化没有生成新的物质，是物理变化，故B不符合题意；
C、汽油挥发没有生成新的物质，是物理变化，汽油燃烧，生成新的物质二氧化碳和水，是化学变化，故选C；
D、食物腐烂生成了新的物质，是化学变化，牛奶煮沸没有生成新的物质，是物理变化，故D不符合题意。
故选C。
10．B
【详解】A、净化后的空气中含有氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳等多种物质，属于混合物；氧化镁是一种物质，属于纯净物，故A选项不符合题意；
B、水和冰相混合只有水一种物质，属于纯净物；自来水中有水和消毒剂等物质，属于混合物，故B选项符合题意；
C、稀有气体包括氦气、氖气、氩气等气体，属于混合物；高锰酸钾加热后的混合物中有二氧化锰和锰酸钾，属于混合物，故C选项不符合题意；
D、氯化钾是一种物质，属于纯净物；液氧是一种物质，属于纯净物，故D选项不符合题意。
故选B。
【点睛】在熟悉概念的基础上能从宏观和微观两个方面来判断纯净物和混合物，还要从社会实践中了解生活中常见物质的组成。
11．正确
【详解】铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色的四氧化三铁固体。正确。
12．(1)错误
(2)错误
(3)错误
【解析】（1）
二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，不能改变生成物的质量，所以在过氧化氢溶液中加入二氧化锰，生成氧气总量不变。错误。
（2）
催化剂能改变化学反应速率，但不一定加快，有可能减慢。错误。
（3）
催化剂的质量和化学性质在化学反应前后不改变，物理性质可能改变，错误。
13．正确
【详解】木炭在氧气中燃烧的现象：黑色固体燃烧，发出白光，放出大量热。
14．错误
【详解】由两种元素组成且一种元素是氧元素的化合物叫做氧化物，含氧化合物是指含有氧元素的化合物，含有两种或两种以上的元素且一种元素是氧元素，含氧化合物和氧化物属于交叉关系，说法错误。
15．错误
【详解】氧气没有可燃性，不能作用火箭燃料，故错误。
16． 进行对比 二氧化锰 过氧化氢溶液浓度、温度 温度不同 催化剂颗粒大小
【详解】解：Ⅰ.实验一中设计第一组实验的目的是进行对比；经过分组实验，同学们从实验一中得出结论：在其他条件相同的情况下，二氧化锰的催化效果最好，是因为单位时间内利用二氧化锰催化产生气体比氯化铁多。
Ⅱ.通过分析，影响该反应速率的外界因素除催化剂外，还有过氧化氢溶液浓度、温度。
Ⅲ.实验一与实验二中4%的过氧化氢溶液与0.2g MnO2粉末混合后产生的气体压强有明显不同（见图中A点和B点），可能的原因是温度不同。
②实验反思：同学们通过研究讨论，认为还可以研究催化剂颗粒大小对双氧水分解速度的影响（合理即可）。
17． 或 或 或 或 或 O2 Fe Fe3O4 CO2 燃烧产生大量白烟 先向右移动后向左移动，最终停留在刻度“4”处 约占空气总体积的五分之一
【分析】I．根据反应原理找出反应物、生成物、反应条件，根据文字表达式和符号表达式的书写方法、步骤进行书写；
Ⅱ．根据A是无色无味的气体，B在A中剧烈燃烧，火星四射，同时生成了一种黑色的固体C，所以A有助燃性，A是氧气，结合常见可燃物燃烧的现象可知，B是铁，C是四氧化三铁，把D通入澄清的石灰水中，石灰水变浑浊，所以D是二氧化碳，然后进行验证即可；
Ⅲ．根据红磷燃烧消耗装置内的氧气，结合空气在氧气的含量，进行分析判断。
【详解】I．①碳酸氢铵受热分解生成氨气、水和二氧化碳，故填：或；
②通常用澄清的石灰水来检验二氧化碳的存在，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，故填：或；
③铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，故填：或；
④镁与氧气在点燃的条件下反应生成氧化镁，故填：或；
⑤磷与氧气在点燃的条件下反应生成五氧化二磷，故填：或。
Ⅱ．A是无色无味的气体，B在A中剧烈燃烧，火星四射，同时生成了一种黑色的固体C，所以A有助燃性，A是氧气，结合常见可燃物燃烧的现象可知，B是铁，C是四氧化三铁；把D通入澄清的石灰水中，石灰水变浑浊，所以D是二氧化碳，经过验证，推出的各种物质均满足题中的转化关系，推导正确，所以A是O2，B是Fe，C是Fe3O4，D是CO2；故填：O2，Fe，Fe3O4，CO2（名称也可）。
Ⅲ．（1）玻璃容器的活塞实验前停在5mL处。容器内白磷足量，白磷燃烧产生大量的白烟，白磷燃烧消耗装置内的氧气，充分反应直至燃烧结束，试管冷却，由于氧气约占空气总体积的1，减少的体积为5mL×1/5=1mL，则可观察到装置中活塞最终停留的接近刻度是5mL-1mL=4mL。使装置内气体受热膨胀，压强增大；注射器的活塞先向右移动；反应后氧气被消耗，冷却至室温后，压强减小，注射器的活塞后向左移动。
（2）由此实验可以得出的结论是：氧气的体积约占空气总体积的五分之一。
故填：（1）燃烧产生大量白烟；先向右移动后向左移动，最终停留在刻度“4”处；
（2）约占空气总体积的五分之一。
【点睛】本题难度不大，掌握根据反应原理书写文字（或符号）表达式、根据反应的现象推断物质、测定空气中氧气的含量等是正确解答本题的关键。
18． 连接好仪器，导管一端放入水中，双手握住集气瓶，导管一端有气泡冒出，说明气密性比较好 P+O2 P2O5 氧气被耗尽 五分之一 装置漏气 活塞先向右移动，再向左移动 8mL 测量结果更准确、污染更小 物理变化 沸点 医疗急救等
【详解】（1）①为了确保实验的成功，在装药品之前应该先检查气密性，气密性检查的方法是连接好仪器，导管一端放入水中，双手握住集气瓶，导管一端有气泡冒出，说明气密性比较好；
②磷和氧气点燃生成五氧化二磷， P+O2 P2O5；
③氧气支持燃烧；红磷燃烧一段时间后，氧气被耗尽，燃烧就自动熄灭了；
④氧气体积约占空气体积的五分之一；磷燃烧消耗了氧气，装置中压强减小，水进入装置，进入装置中水的体积就是消耗氧气的体积；待红磷熄灭并冷却后，打开止水夹，观察到烧杯中的水进入集气瓶，瓶内水面最终上升约至1刻度处。由此可知氧气约占空气总体积的五分之一；
⑤实验中使用了过量的红磷，但实验结果还是偏小了，分析可能的原因是装置漏气，空气进入装置中导致进入水的体积减小了；
（2）①氧气体积约占空气体积的五分之一；磷和氧气反应消耗了氧气，装置中压强减小，活塞移动，活塞移动的体积就是消耗氧气的体积；若不使用弹簧夹，用酒精灯加热白磷，磷燃烧放出大量热，气体膨胀，活塞右移；充分反应直至燃烧结束，试管冷却，装置中氧气被消耗，压强减小，活塞左移；最终消耗氧气体积为，最后活塞前沿将在20mL-12mL=8mL刻度处；
②改进后的实验与原实验比较反应始终在密闭容器中进行，测量结果更准确、污染更小；
（3）工业上分离液态空气制氧气没有新物质生成，属于物理变化；依据是液氮和液氧的沸点不同进行分离，氧气能支持呼吸可以用于医疗急救等。
19． 试管 酒精灯 A C或D 高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 B 催化 过氧化氢水+氧气 防止高锰酸钾颗粒进入导气管 D b a
【详解】(1)仪器①是试管，②是酒精灯；故填：试管；酒精灯；
(2)加热高锰酸钾制取氧气属于固体加热型，所以选择装置A来制取，氧气的密度比空气大，不易溶于水，所以可用向上排空气法或排水法来收集；高锰酸钾在加热的条件下分解为锰酸钾、二氧化锰和氧气；故填：A；C或D；高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气；
(3)用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气属于固液常温型，选择装置B来制取；过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解为水和氧气；故填：B；催化；过氧化氢水+氧气；
(4)加热高锰酸钾制取氧气时，为防止高锰酸钾颗粒进入导气管，需要在试管口放置一团棉花；故填：防止高锰酸钾颗粒进入导气管；
(5)没有给试管预热、试管外壁有水滴可能会导致试管受热不均匀而炸裂；试管口没有略向下倾斜可能会导致冷水倒流造成试管炸裂；加热时试管与灯芯接触可能会导致试管受热不均匀而炸裂；收集完成后，先撤去酒精灯再移开导管会导致冷水倒吸而炸裂；故填：D；
(6)氧气的密度比水小，所以用装置E装满水收集氧气时，氧气应从短管进入；氧气的密度比空气大，若用装置E排空气法来收集氧气时，氧气应从长管进入；故填：b；a。
【点睛】本题难度不大，掌握实验室制取氧气的原理及实验装置、收集装置的选择是解题关键。根据反应物的状态和反应条件选择实验装置，根据气体的密度和是否溶于水选择收集装置。
