作业09 空气、氧气、二氧化碳（解析版）

作业09空气、氧气、二氧化碳一．选择题（共13小题）1．2020年5月27日，珠峰高程测量登山队员成功登顶珠峰。登山时，供给呼吸的贮气瓶中气体主要是（）A．氢气 B．氧气 C．氮气 D．二氧化碳【解答】解：氧气能供给呼吸，人类呼吸离不开氧气，所以登山时，供给呼吸的贮气瓶中气体主要是氧气。故选：B。2．下列关于空气的说法，正确的是（）A．臭氧层能吸收大部分的紫外线，对生物起保护作用 B．酸雨指的是酸性降水，主要有害物质为硫酸和碳酸 C．空气中二氧化碳含量过多会导致温室效应，所以二氧化碳是一种大气污染物 D．城市里提倡使用新能源汽车可以彻底解决城市的空气污染问题【解答】解：A.臭氧层能吸收大部分的紫外线，对生物起保护作用，选项说法正确；B.酸雨指的pH小于5.6的降水，主要有害物质为硫酸和硝酸，选项说法错误；C.空气中二氧化碳含量过多会导致温室效应，但二氧化碳无毒，暂时没有计入空气污染项目，选项说法错误；D.城市里提倡使用新能源汽车可以减轻城市的空气污染问题，但不能彻底解决城市的空气污染问题，因为造成城市空气污染的原因是多方面的，选项说法错误。故选：A。3．暖宝宝中的发热剂是铁粉、水和食盐等，用发热剂代替红磷测定空气中氧气含量，装置如图，以下对此改进实验的叙述错误的是（）A．实验前要检查装置的气密性 B．此实验测出空气中氧气的质量分数约18% C．此实验的原理是利用铁生锈消耗氧气，生成氧化铁 D．此实验必须到水不再流入左瓶才可获取进入广口瓶的水的体积【解答】解：A、实验前要检查装置的气密性，以防止装置漏气造成测定结果不准确，故选项说法正确。B、此实验测出空气中氧气的体积分数（而不是质量分数）约18%，故选项说法错误。C、此实验的原理是利用铁生锈消耗氧气，生成氧化铁，故选项说法正确。D、此实验必须到水不再流入左瓶才可获取进入广口瓶的水的体积，故选项说法正确。故选：B。4．食品脱氧剂的主要成分为铁粉，可用于测量空气中氧气的浓度。如图所示，反应前AO的长度为L1，反应后BO的长度为L2，下列有关说法错误的是（）A．测量的原理利用了铁生锈消耗管内氧气 B．实验测得氧气的质量分数为L1LC．实验前应弹动玻璃管，使脱氧剂分布均匀且紧密 D．脱氧剂应平铺在玻璃管中，增加与氧气的接触面积【解答】解：A、测量的原理利用了铁生锈消耗管内氧气正确，正确但不符合题意，故选项错误；B、实验测得氧气的体积分数=L1−C、实验前应弹动玻璃管，使脱氧剂分布均匀且紧密正确，正确但不符合题意，故选项错误；D、脱氧剂应平铺在玻璃管中，增加与氧气的接触面积正确，使空气中的氧气充分反应，正确但不符合题意，故选项错误；故选：B。5．某校兴趣小组同学将课本“测定空气中氧气的含量”实验装置（如甲图）改进为新的实验装置（如乙图），下列有关改进后的装置评价不恰当的是（）A．在密闭容器中进行，环境污染少 B．装置简洁，操作简单，节约药品 C．实验中活塞先向左移，后向右移 D．更方便推算出空气中氧气的含量【解答】解：A、在密闭容器中进行，环境污染少，该选项说法正确；B、装置简洁，操作简单，节约药品，该选项说法正确；C、白磷燃烧放热，气体膨胀，活塞右移，完全反应后氧气消耗，温度降低，气体收缩，活塞左移，该选项说法不正确；D、玻璃管上有刻度，更方便推算出空气中氧气的含量，该选项说法正确。故选：C。6．如图是测定空气中氧气体积分数的实验，实验后发现测定氧气的含量低于15A．可能是实验装置漏气了 B．可能未冷却到室温就打开止水夹 C．可能是实验中红磷过多 D．可能是导管中剩余了水【解答】解：A、可能是实验装置漏气了，在冷却过程中有外界的空气进入瓶中，测定结果偏小，故选项错误。B、可能未冷却到室温就打开止水夹，因为此时剩余的气体在受热状态下，处于膨胀状态，占据了部分水的体积，测定结果偏小，故选项错误。C、可能是实验中红磷过多，是正确的操作，不会测定结果偏小，故选项正确。D、可能是导管中剩余了水，进入集气瓶中的水偏少，测定结果偏小，故选项错误。故选：C。7．如图是硫和铁在空气和氧气中燃烧的实验。铁丝在空气中不能燃烧，但是纳米级铁粉在空气中稍加热即可剧烈燃烧。下列说法错误的是（）A．实验甲中观察到燃烧发出淡蓝色火焰 B．甲、乙装置中水的主要作用是吸收生成的二氧化硫，防止污染环境 C．实验丙和实验丁的生成物不同 D．从实验丙和丁可以看出增大反应物接触面积可以使反应更剧烈【解答】解：A、硫在空气中燃烧发出淡蓝色火焰，该选项说法正确；B、甲、乙装置中水的主要作用是吸收生成的二氧化硫，防止污染环境，该选项说法正确；C、实验丙和实验丁的生成物相同，都是四氧化三铁，该选项说法不正确；D、从实验丙（铁丝绕成螺旋状，能够增大反应物接触面积）和丁（利用纳米级铁粉，增大了反应物接触面积）可以看出增大反应物接触面积可以使反应更剧烈，该选项说法正确。故选：C。8．如图为兴趣小组“铁丝在氧气中燃烧”实验，通过一起测量得到如图数据，关于该实验下列说法正确的是（）A．实验前瓶内收集的氧气是纯净的 B．铁丝大约在20秒左右停止燃烧 C．铁丝停止燃烧是因为因瓶内氧气被耗尽 D．实验中氧气体积分数一直变小【解答】解：A、实验前瓶内收集的氧气不是纯净的，是因为实验前氧气体积分数是80%，该选项说法不正确；B、铁丝大约在20秒左右停止燃烧，是因为20秒后氧气体积分数不再变化，该选项说法正确；C、铁丝停止燃烧时，氧气没有耗尽，该选项说法不正确；D、实验中氧气体积分数一段时间内一直变小，20秒后氧气体积分数不再变化，该选项说法不正确。故选：B。9．利用如图1装置探究物质燃烧，点燃蜡烛后立即塞紧橡皮塞，待蜡烛熄灭后，将滴管中的水全部滴入集气瓶中，生石灰遇水放出大量的热，使铝盒中的白磷立即燃烧。如图2是瓶中①二氧化碳和②氧气的含量随时间变化的图象。下列有关说法错误的是（）A．曲线①是二氧化碳变化，曲线②是氧气变化 B．在t1至t2时间段内蜡烛已熄灭而白磷还没有开始燃烧 C．该实验证明了蜡烛燃烧生成的二氧化碳气体仍能支持白磷的燃烧 D．该实验证明了不同物质的燃烧对氧气的质量分数需求不同【解答】解：A．石蜡与氧气反应生成二氧化碳和水，所以氧气的含量降低而二氧化碳的含量升高，即曲线①是二氧化碳变化，曲线②是氧气变化，故正确；B．在t1至t2时间段内二氧化碳和氧气的含量基本不变，说明蜡烛已熄灭而白磷还没有开始燃烧，故正确；C．二氧化碳并不能支持白磷的燃烧，白磷燃烧需要氧气，这个实验证明白磷燃烧对氧气的质量分数需求较低，故错误；D．蜡烛熄灭后，将滴管中的水全部滴入集气瓶中，铝盒中的白磷立即燃烧，这一现象说明不同物质的燃烧对氧气的质量分数需求不同，故正确。故选：C。10．天气晴好的周末，小明一家来到户外野炊，对于以下做法解释不合理的是（）A．油锅着火盖锅盖，原理是隔绝空气 B．抽出木柴灭火，原理是清除可燃物 C．离开时浇水灭火，原理是降低木柴的温度 D．木柴搭空火更旺，原理是提高空气中氧气含量【解答】解：A、油锅着火盖锅盖，原理是隔绝空气，说法正确；B、抽出木柴灭火，原理是清除可燃物，说法正确；C、离开时浇水灭火，原理是降低木柴的温度使温度低于着火点，说法正确；D、将木柴架空燃烧更旺是因为增大了木柴与空气的接触面积，说法错误；故选：D。11．澳大利亚森林大火持续了近9个月，是目前为止本世纪最严重的火灾，一场大雨才使火灾得到缓解。下列说法错误的是（）A．树木提供可燃物 B．大风增加助燃剂 C．下雨降低了可燃物着火点 D．砍掉树木形成隔离带【解答】解：A、树木是可燃物，因此森林为火灾提供了充足的可燃物，故A说法正确；B、大风加速了空气的流动，这样有利于可燃物与空气混合使燃烧更旺，故B说法正确；C、下雨浇灭火的原理是降低可燃物温度到着火点以下，着火点一般不变，故C说法错误；D、砍伐树木形成隔离带，是使可燃物撤离燃烧区，故D说法正确。故选：C。12．“火折子”被称为古代的打火机。火折子的主要材料为白薯蔓汁浸泡过的土纸加以棉花、苇絮等，晒干卷成长杆状，点燃后吹灭成暗火，装入竹筒内，需要时取出一吹就能复燃。下列关于火折子的说法错误的是（）A．土纸棉花等都是可燃物 B．装入竹筒后火折子没有完全熄灭 C．竹筒不是完全密闭的 D．取出一吹即可复燃是因为降低了着火点【解答】解：A．土纸棉花等具有可燃性，都是可燃物，故正确；B．由题意可知，点燃后吹灭成暗火，装入竹筒内，所以准备放入竹筒中的“火折子”要留些火星，故正确；C．纸卷放入竹筒后，盖子不能将竹筒完全密封，要能进入空气，故正确；D．“火折子”吹了会燃烧是因为补充了空气，使可燃物与空气充分接触，故错误。故选：D。13．清明前后是森林火灾的高发期，关于森林火灾下列说法错误的是（）A．砍伐树木形成隔离带，主要目的是为了清除可燃物 B．森林“爆燃”可能是地表腐质层释放大量的可燃性气体所致 C．出动直升机开展吊桶投水扑灭山火，主要目的是降低可燃物的着火点 D．消防人员灭火时要防止被森林大火灼烧，并戴好防护面罩避免吸入有害物质【解答】解：A、砍伐树木形成隔离带，主要目的是为了清除可燃物，故选项说法正确；B、森林“爆燃”可能是地表腐质层释放大量的可燃性气体所致，故选项说法正确；C、出动直升机开展吊桶投水扑灭山火，主要目的是使温度降到着火点以下，故选项说法错误；D、防人员灭火时要防止被森林大火灼烧，并戴好防护面罩避免吸入有害物质，故选项说法正确。故选：C。二．实验探究题（共4小题）14．小滨从资料上获悉：镁带在空气中燃烧时不但能与氧气反应生成氧化镁，还能跟氮气反应生成氮化镁（氮元素的化合价为﹣3价），欲验证“镁能在氮气中燃烧”，小科利用“测定空气中氧气体积分数的实验装置”（如图一）进行实验，步骤如下：①检查装置的气密性；②闭合铁夹，将点燃的红磷伸入集气瓶内至完全反应；③冷却至室温，打开铁夹，观察到倒流至集气瓶的水约占集气瓶容积的20%；④拔出瓶塞，将点燃的镁条伸入集气瓶内，观察到镁条在瓶内剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色粉末（如图二）。回答下列问题：（1）步骤②的实验目的是除去空气中的氧气。（2）将步骤③的操作补充完整。（3）小敏认为可利用镁条直接在集气瓶内燃烧（如图三）来验证实验结果，装置冷却，打开铁夹，当观察到倒流至集气瓶的水占集气瓶容积远大于20%现象时，也可确定镁能与氮气反应。请写出镁跟氮气反应的化学方程式3Mg+N2点燃¯Mg3N2【解答】解：（1）步骤②的实验目的是除去空气中的氧气。故填：除去空气中的氧气。（2）步骤③的操作：冷却至室温，打开铁夹。故填：冷却至室温，打开铁夹。（3）小敏认为可利用镁条直接在集气瓶内燃烧（如图三）来验证实验结果，装置冷却，打开铁夹，当观察到倒流至集气瓶的水占集气瓶容积远大于20%时，也可确定镁能与氮气反应；镁跟氮气反应生成氮化镁，反应的化学方程式：3Mg+N2点燃¯Mg3N2故填：倒流至集气瓶的水占集气瓶容积远大于20%；3Mg+N2点燃¯Mg3N215．某同学设计了如图所示三个实验探究燃烧的条件（热水温度远高于白磷着火点）。回答下列问题：（1）实验①中，烧杯内盛放的水是热水（填“冷水”或“热水”）。（2）整个实验中，观察到的现象是①、③中白磷不燃烧，②中白磷燃烧。（3）对比实验②和实验③，得出的结论是可燃物燃烧温度需要达到着火点。【解答】解：（1）设计实验时要注意控制变量，故图①烧杯中水的温度应与②中相同，故填：热水；（2）①中的白磷虽然温度达到了其着火点，但是没有与氧气接触，所以没有燃烧；③中的白磷虽然与氧气接触，但是温度没有达到其着火点，所以没有燃烧；而②中的白磷既与氧气接触，温度又达到了白磷的着火点，所以发生了燃烧；故填：①、③中白磷不燃烧，②中白磷燃烧；（3）②和③对比，只有温度不同，故可以得出燃烧条件之一是可燃物的温度必须达到着火点，故填：可燃物燃烧温度需要达到着火点。16．科学兴趣小组的同学设计了如图实验来验证CO2气体的相关性质，实验步骤如下：注：整套装置气密性良好，不考虑反应过程中水分和HCl气体挥发的影响，且图甲中产生气流缓慢。（1）如图甲，将右侧三通管横放，打开仪器a分液漏斗（填名称）的活塞，使石灰石与稀盐酸充分接触，然后关闭仪器a，观察到三通管内的实验现象是A处试纸变红，B处试纸无明显变化。（2）取图甲中的三通管，把贴有试纸A的那端放在酒精灯火焰上加热，如图乙，发生的反应是：H2CO3△¯H2O+CO2↑【解答】解：（1）仪器a是分液漏斗；石灰石与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸能使蓝色石蕊试纸变蓝；故填：分液漏斗；A处试纸变红，B处试纸无明显变化；（2）由于碳酸不稳定受热易分解，因此将贴有试纸A的那段进行加热后，发生的反应为：H2CO3△¯H2O+CO2↑，故填：H2CO3△¯H2O+CO17．观察图示实验装置，回答问题：（1）实验室制取CO2，发生装置可选用B装置（填字母）；若用正放在桌面上的F装置进行排空气法收集，则气体CO2应从a（选填“a”或“b”）端口通入；检验F中CO2是否已经收集满的方法是将燃着的木条放在集气瓶口，木条熄灭，证明集满。（2）实验室用加热无水醋酸钠与碱石灰的固体混合物制取甲烷气体。制甲烷气体的发生装置应选用A装置（填字母）；收集甲烷气体可选用C或E而不用D装置，由此推断甲烷气体具有的物理性质是难溶于水，密度比空气小。【解答】解：（1）实验室用石灰石或大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳，该反应是固液不加热型，发生装置选B，二氧化碳的密度比空气大，用装置F收集氧气，气体应从导管口a端通入。二氧化碳不具有助燃性，所以验满的方法是：将燃着的木条放在集气瓶口，木条熄灭，证明集满；（2）实验室用加热无水醋酸钠与碱石灰的固体混合物制取甲烷气体。该反应是固体加热型，制甲烷气体的发生装置应选用A，收集甲烷气体可选用C或E而不用D装置，由此推断甲烷气体具有的物理性质是难溶于水，密度比空气小。故答案为：（1）B；a；将燃着的木条放在集气瓶口，木条熄灭，证明集满；（2）A；难溶于水，密度比空气小。三．解答题（共3小题）18．人类发现二氧化碳经历了多个世纪，下列是其历程中的部分资料。资料一：1630年，海尔蒙特发现在一些洞穴处，有一种能使燃着的蜡烛熄灭的气体，后来被证实是CO2。资料二：1766年，卡文迪许通过实验测得。室温下1体积水大约能溶解1体积二氧化碳气体。资料三：1823年，迈克尔•法拉第（M．Faraday）发现，加压可以使二氧化碳气体液化。1835年，M．Thilorier制得固态二氧化碳（干冰）。（1）根据海尔蒙特的发现，可推测二氧化碳的化学性质：不能燃烧，不支持燃烧；（2）如图，在室温下将容积为250毫升的广口瓶注满蒸馏水，通过导管a缓慢通入300毫升CO2。如果卡文迪许的结论是正确的，则在量筒中收集到的水约为50毫升。【解答】解：（1）根据海尔蒙特的发现，可推测二氧化碳的化学性质：不能燃烧，不支持燃烧。故填：不能燃烧，不支持燃烧。（2）如果卡文迪许的结论是正确的，250毫升蒸馏水能够溶解250毫升二氧化碳，其中的50毫升二氧化碳不能溶解，把50毫升水排入量筒中，则在量筒中收集到的水约为50毫升。故填：50。19．阅读资料，回答下列问题：资料一：1630年，海尔蒙特常在一些洞穴底部发现一种能使燃着的蜡烛熄灭的气体，后来被证实是二氧化碳。资料二：1766年，卡文迪许通过实验测得，室温下1体积水大约能溶解1体积二氧化碳气体。资料三：科学家通过实验发现，一切液体的沸点都与气压有关。气压减小时沸点降低，气压增大时沸点升高。（1）二氧化碳常在洞穴底部被发现的原因是：常温下，二氧化碳的密度比空气大。（2）如图甲，在室温下将容积为300毫升的广口瓶注满蒸馏水，通过导管缓慢地通入二氧化碳，在量筒中收集到100毫升的水，则通入二氧化碳的体积约0.4升。（3）如图乙是小科实验的情景（外界气压为1标准大气压），滴管中装有少量的水，当小科将水挤入右边的烧瓶后，再打开止水夹，可能看到的现象是99℃水沸腾，但实际看到的现象并不明显，有同学建议将滴管中的水换成石灰水现象将会更明显，该同学的理由是：石灰水吸收的二氧化碳多，气压减小得多。（4）有人设计了一个如图丙所示的实验装置来验证二氧化碳的温室效应，该实验装置是通过水柱移动方向来判断二氧化碳气体与空气的温室效应强弱的。【解答】解：（1）常温下，二氧化碳的密度比空气大，则二氧化碳常在洞穴底部被发现的原因是常温下，二氧化碳的密度比空气大；故填：常温下，二氧化碳的密度比空气大；（2）室温下1体积水大约能溶解1体积二氧化碳气体，在室温下将容积为300毫升的广口瓶注满蒸馏水，通过导管缓慢地通入二氧化碳，在量筒中收集到100毫升的水，说明溶解了300mL二氧化碳，则通入二氧化碳的体积约400mL，即0.4L，故填：0.4；（3）一切液体的沸点都