专题11空气、氧气、二氧化碳（原卷版）

专题11空气、氧气、二氧化碳一．选择题（共3小题）1．（2023•温州）如图为某学校开展的逃生演习画面，同学们用湿毛巾捂住口鼻有序跑向操场。据图可知，此次演习针对的是（）A．寒潮 B．火灾 C．台风 D．泥石流2．（2022•温州）在“烹饪与营养”实践活动中（如图），灶内的木材燃烧一段时间后火焰变小，某同学用长木棒挑开木材堆后，火焰重新变旺，这是因为（）A．灶内的木材变更多 B．木材的着火点降低 C．木材接触更多空气 D．木材的导热性变强3．（2022•湖州）下列物质间的转化不能实现的是（）A．CO2→+H2OHB．Fe2O3→高温+C．S→△+D．CuO→+H二．填空题（共4小题）4．（2022•湖州）洗衣机槽清洁剂的主要成分是过碳酸钠（Na2CO4），过碳酸钠是一种白色晶体，溶于水时会与水反应生成碳酸钠和过氧化氢（化学方程式为：Na（1）取少量二氧化锰加入试管中，再加入适量该溶液，观察到有气泡产生，为了检验该气体，可用。（2）待不再产生气泡时，得到的溶液呈（选填“酸性”或“中性”或“碱性”）。（3）生成的碳酸钠中碳元素的化合价为。5．（2021•金华）实验室提供H2O2溶液、二氧化锰、KClO3和KMnO4四种药品及如图所示装置。根据要求完成下列问题：（1）根据提供的药品，写出一种实验室制取O2的化学方程式；（2）选择装置B和C制取氧气的主要步骤有：①将导气管移出水槽；②加热；③装药品；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。6．（2022•台州）《天工开物》中介绍了用碳和氧化锌在高温条件下冶炼锌的方法，化学方程式为：2ZnO+C高温¯2Zn+CO2↑。该反应中具有还原性的反应物是，ZnO中锌元素的化合价为7．（2022•绍兴）科学是一门以实验为基础的学科，以下是实验室制取、收集、测量气体体积的常用装置。（1）实验室制取二氧化碳的发生装置可以选择（填字母）。（2）检查装置B气密性的方法是：先关闭止水夹，然后。（3）若用装置C测反应生成的二氧化碳体积，测得的体积比理论值小，原因可能是二氧化碳具有的性质。三．实验探究题（共8小题）8．（2023•台州）将燃烧的蜡烛放入图甲装置中，一段时间后，蜡烛会慢慢熄灭。兴趣小组探究其原因的过程如下（气体的含量用体积分数表示）。（1）甲同学认为，蜡烛熄灭是装置内的氧气被消耗完了。他设计了图乙的实验装置，待蜡烛熄灭后，用凸透镜聚焦太阳光使白磷的温度达到着火点，观察到现象，从而否定了自己的猜想。他重新实验，测得蜡烛燃烧过程中烛焰附近的二氧化碳含量从0.04%上升到7.4%，氧气含量从21%下降到13.8%。（2）甲同学又认为可能是二氧化碳含量过高导致蜡烛熄灭。乙同学不赞同，他改变图甲装置中的气体成分，只进行了一次实验，就否定了甲同学的观点。则乙同学进行的实验是。实验氧气含量二氧化碳含量蜡烛能否燃烧A21%8.4%能B21%3.4%能C12.8%3.4%不能（3）还有一种观点：随着蜡烛的燃烧，氧气含量下降，产热速度变慢；当产热量小于散热量，烛芯的温度下降至着火点以下，蜡烛熄灭。如果该观点正确，将图甲装置置于温度更低的环境中实验，则测得烛焰附近的氧气含量最小值会如何变化？并解释原因。9．（2023•杭州）小金利用如图甲所示装置（气密性良好）和试剂测定空气中氧气含量，集气瓶中空气的体积为200mL，氧气传感器测得集气瓶内氧气的体积分数变化曲线如图乙所示。（1）实验开始时，用酒精灯加热粗铜丝，其目的是。（2）反应开始到止水夹打开前，集气瓶内可观察到的现象是。（3）小金提出“倒吸入集气瓶中水的体积除以200mL等于空气中氧气的含量”。据图乙分析，此说法（选填“正确”或“错误”），说明理由：。10．（2022•台州）在实验室里可以用加热氯酸钾与二氧化锰的混合物来制取氧气。（1）请从下列各图中选择合适的实验装置（部分夹持装置未画出）（填序号）。（2）二氧化锰、氧化铁和氧化铝都可以作为氯酸钾加热分解的催化剂。为了比较这三种金属氧化物对氯酸钾分解快慢的影响，某兴趣小组利用下列器材和药品进行实验。实验器材：秒表、电子秤、如图中合适的装置。实验药品：氯酸钾，颗粒大小相同的二氧化锰、氧化铁、氧化铝。实验步骤：。11．（2022•温州）小明认为教室内空气中氧气含量比室外低，于是想用红磷测定教室内空气中氧气的体积分数。老师告诉他，足量的红磷燃烧并不能耗尽空气中的氧气，建议用一氧化氮气体代替红磷进行实验。在老师的指导下，小明进行如图所示实验：用注射器获取V1毫升教室内的空气，通过导管缓缓地全部推入量筒，与量筒内足量的V2毫升一氧化氮气体混合，待充分反应后，读出量筒中剩余气体体积为V3毫升。说明：①V1、V2、V3都是在与教室气温、气压相同的状态下测得。②一氧化氮难溶于水，也不与水反应。③同温同压下，在氢氧化钠溶液参与下，4体积一氧化氮与3体积氧气恰好完全反应，且产物能完全被溶液吸收。（1）小明用气密性良好的注射器，获取V1毫升教室内空气的具体操作是。（2）实验测得教室内空气中氧气的体积分数为。（用V1、V2、V3表示）（3）小明提出，注射器内空气中的二氧化碳也会被氢氧化钠溶液吸收，从而影响实验结果。但老师指出，相比空气中的氧气含量，二氧化碳对实验结果的影响属于“次要因素”，不是“主要因素”，可忽略不计。还有许多科学实验中存在“主要因素”和“次要因素”，请再举一例并指明次要因素。12．（2021•丽水）建构合理的思维模型，既能促进深度学习，又能提高思维品质。小科建构了“两组分混合物含量测定”的思维模型：运用该模型对教材中“测定空气中氧气含量”的实验进行了再探究：忽略含量很低的其它物质，空气可以看成由氮气和氧气组成的两组分混合物。【探究一】根据沸点低的组分先汽化的性质，测定混合物中某组分的含量。（1）将空气转变为液态空气，液氮先汽化。从建模角度分析，该操作属于上述思维模型中的；【探究二】根据混合物中某组分发生化学反应，测定混合物中某组分的含量。（2）按图甲装置测定空气中氧气含量时，止水夹最合理的打开时间是（填“反应刚结束时”或“冷却到室温时”）；【交流评价】（3）已知：在氧气不充足时，碳与氧气反应生成一氧化碳，一氧化碳不溶于水且不与碱反应。小科用足量木炭替换红磷，等体积氢氧化钠浓溶液替换集气瓶中的水，规范操作后，测得的氧气含量将（填“偏大”、“偏小”或“不变”）；【继续探究】（4）运用上述思维模型，小科又设计了图乙的实验装置，其“测定空气中氧气含量”的原理是。13．（2021•浙江）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】他利用如图装置，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，他又利用如图装置，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。14．（2022•绍兴）如图是人类对氧化还原反应的认识过程中的三个阶段。【阶段Ⅰ】得失氧说：物质跟氧发生的反应叫氧化反应，含氧化合物中的氧被夺取的反应叫还原反应。【阶段Ⅱ】化合价升降说：凡是出现元素化合价升降的化学反应都是氧化还原反应。化合价升高的反应叫氧化反应，化合价降低的反应叫还原反应。【阶段Ⅲ】电子转移说：化合价升降的原因是电子的转移。凡有电子转移发生的化学反应都是氧化还原反应。失电子的反应叫氧化反应，得电子的反应叫还原反应。（1）根据得失氧说，在H2+CuO△¯Cu+H2O化学变化中，H2发生了（2）电子转移是元素化合价改变的本质原因。失电子后，元素的化合价会（选填“升高”或“降低”）。（3）根据化合价升降说，化学反应的四种基本类型与氧化还原反应之间的关系如图所示，其中乙是反应。（4）关于氧化还原反应的认识，下列理解正确的是。A.氧化和还原是相互对立又辩证统一的关系B.电子转移说是从微观视角来探析和建构氧化还原反应的概念C.自然界中发生的氧化还原反应对人类的生活和生产都是有利的D.人类对氧化还原反应的认识过程是一个逐步发展、延伸和完善的过程15．（2022•舟山）在学习二氧化碳性质时，小舟进行如下探究：【制取气体】用石灰石和稀盐酸作为原料制取二氧化碳气体，收集时要得到平稳的气流，应选择图甲中的（填字母）作为发生装置。【探究性质】用图乙装置完成二氧化碳性质的探究后，小舟还想用该装置来验证氧气的密度大于空气密度的性质。若他将氧气倒入装有两支带火星的蜡烛的烧杯中（如图丙），预期观察到的现象是。四．解答题（共4小题）16．（2023•金华）某款市售制氧杯具有供氧快、便携带、易操作、成本低的特点。图1为制氧杯实物图，图2为制氧杯内部结构剖面示意图，图3为制氧剂的相关信息。利用该制氧杯制氧，产生的氧气可以在剧烈运动后即时补氧，也可以供老人、孕妇等在家中和户外急救补氧。【使用步骤】Ⅰ.取下杯盖，在甲杯中加入A、B两种制氧剂，再加入清水至相应水位。Ⅱ.取下与杯盖相连的乙杯，在乙杯中加入适量清水，将乙杯装回杯盖的中央正下方。Ⅲ.将带有乙杯的杯盖和甲杯旋紧，形成一个如图1所示的整体。Ⅳ.待出气孔②处有氧气逸出时，通过医用导气管供人呼吸补氧。回答下列问题。（1）在乙杯中加入清水的作用是。（2）在甲杯中加入清水至相应水位，清水除了溶解制氧剂A并使制氧反应发生以外，还具有的作用是。（3）请运用所学知识，并结合以上信息，解释该制氧杯能快速产生氧气并能从出气孔②快速逸出的原因。17．（2022•舟山）我国政府承诺在2060年前实现碳中和，为此，控制碳排放和增加碳吸收都至关重要。研究发现，除了陆地植物固碳外，海洋也是重要的固碳之地，如图是海洋吸收二氧化碳的三种方式。（1）自然溶解：大气中的二氧化碳能不断地溶解到海水中。研究表明，海水温度越低，单位体积溶解的二氧化碳越多。一年四季中，单位体积海水中溶解二氧化碳最多的是季。（2）植物固碳：近海滩涂上的红树林、海洋浮游植物等通过光合作用吸收二氧化碳，最终这些碳元素随着植物残体沉积到海底。植物固碳只能发生在海洋的浅层，超过一定深度不能发生，其原因是。（3）碳酸盐泵：贝壳类、珊瑚等海洋生物将碳元素以碳酸钙的形式沉积起来。某地贝壳堤储存了约4亿吨贝壳，其中95%为碳酸钙，则该地贝壳堤固定了多少亿吨碳元素？18．（2021•金华）大棚种植农作物过程中，在作物生长旺盛期和成熟期，农民会给作物补充二氧化碳来提高产量与质量。研究表明，施用“吊袋式二氧化碳气肥”增产效果比较优异。【资料】①吊袋式二氧化碳气肥会释放CO2供植物吸收利用；②吊袋内CO2释放量会随着光照和温度的升高而增大，在温度过低时CO2气体释放量较少；③使用时，将气肥悬挂在农作物枝叶上方位置比放在农作物底部位置效果好；④施用气肥为不可离农作物太近。请你用所学知识及以上资料信息，解释施用“吊袋式二氧化碳气肥”增产效果比较优异的原因。19．（2021•浙江）目前，全球平均气温较工业化前已上升了1.1℃，其主要原因是自然界中的碳平衡被破坏。2020年9月22日，我国政府承诺：中国将力争于2030年前实现CO2排放达到峰值，2060年前实现碳中和，即通过各种方式抵消排放的CO2量，重新实现碳平衡，如图是碳循