作業(yè)09空氣、氧氣、二氧化碳一．選擇題（共13小題）1．2020年5月27日，珠峰高程測量登山隊員成功登頂珠峰。登山時，供給呼吸的貯氣瓶中氣體主要是（）A．氫氣 B．氧氣 C．氮氣 D．二氧化碳【解答】解：氧氣能供給呼吸，人類呼吸離不開氧氣，所以登山時，供給呼吸的貯氣瓶中氣體主要是氧氣。故選：B。2．下列關于空氣的說法，正確的是（）A．臭氧層能吸收大部分的紫外線，對生物起保護作用 B．酸雨指的是酸性降水，主要有害物質(zhì)為硫酸和碳酸 C．空氣中二氧化碳含量過多會導致溫室效應，所以二氧化碳是一種大氣污染物 D．城市里提倡使用新能源汽車可以徹底解決城市的空氣污染問題【解答】解：A.臭氧層能吸收大部分的紫外線，對生物起保護作用，選項說法正確；B.酸雨指的pH小于5.6的降水，主要有害物質(zhì)為硫酸和硝酸，選項說法錯誤；C.空氣中二氧化碳含量過多會導致溫室效應，但二氧化碳無毒，暫時沒有計入空氣污染項目，選項說法錯誤；D.城市里提倡使用新能源汽車可以減輕城市的空氣污染問題，但不能徹底解決城市的空氣污染問題，因為造成城市空氣污染的原因是多方面的，選項說法錯誤。故選：A。3．暖寶寶中的發(fā)熱劑是鐵粉、水和食鹽等，用發(fā)熱劑代替紅磷測定空氣中氧氣含量，裝置如圖，以下對此改進實驗的敘述錯誤的是（）A．實驗前要檢查裝置的氣密性 B．此實驗測出空氣中氧氣的質(zhì)量分數(shù)約18% C．此實驗的原理是利用鐵生銹消耗氧氣，生成氧化鐵 D．此實驗必須到水不再流入左瓶才可獲取進入廣口瓶的水的體積【解答】解：A、實驗前要檢查裝置的氣密性，以防止裝置漏氣造成測定結果不準確，故選項說法正確。B、此實驗測出空氣中氧氣的體積分數(shù)（而不是質(zhì)量分數(shù)）約18%，故選項說法錯誤。C、此實驗的原理是利用鐵生銹消耗氧氣，生成氧化鐵，故選項說法正確。D、此實驗必須到水不再流入左瓶才可獲取進入廣口瓶的水的體積，故選項說法正確。故選：B。4．食品脫氧劑的主要成分為鐵粉，可用于測量空氣中氧氣的濃度。如圖所示，反應前AO的長度為L1，反應后BO的長度為L2，下列有關說法錯誤的是（）A．測量的原理利用了鐵生銹消耗管內(nèi)氧氣 B．實驗測得氧氣的質(zhì)量分數(shù)為L1LC．實驗前應彈動玻璃管，使脫氧劑分布均勻且緊密 D．脫氧劑應平鋪在玻璃管中，增加與氧氣的接觸面積【解答】解：A、測量的原理利用了鐵生銹消耗管內(nèi)氧氣正確，正確但不符合題意，故選項錯誤；B、實驗測得氧氣的體積分數(shù)=L1?C、實驗前應彈動玻璃管，使脫氧劑分布均勻且緊密正確，正確但不符合題意，故選項錯誤；D、脫氧劑應平鋪在玻璃管中，增加與氧氣的接觸面積正確，使空氣中的氧氣充分反應，正確但不符合題意，故選項錯誤；故選：B。5．某校興趣小組同學將課本“測定空氣中氧氣的含量”實驗裝置（如甲圖）改進為新的實驗裝置（如乙圖），下列有關改進后的裝置評價不恰當?shù)氖牵ǎ〢．在密閉容器中進行，環(huán)境污染少 B．裝置簡潔，操作簡單，節(jié)約藥品 C．實驗中活塞先向左移，后向右移 D．更方便推算出空氣中氧氣的含量【解答】解：A、在密閉容器中進行，環(huán)境污染少，該選項說法正確；B、裝置簡潔，操作簡單，節(jié)約藥品，該選項說法正確；C、白磷燃燒放熱，氣體膨脹，活塞右移，完全反應后氧氣消耗，溫度降低，氣體收縮，活塞左移，該選項說法不正確；D、玻璃管上有刻度，更方便推算出空氣中氧氣的含量，該選項說法正確。故選：C。6．如圖是測定空氣中氧氣體積分數(shù)的實驗，實驗后發(fā)現(xiàn)測定氧氣的含量低于15A．可能是實驗裝置漏氣了 B．可能未冷卻到室溫就打開止水夾 C．可能是實驗中紅磷過多 D．可能是導管中剩余了水【解答】解：A、可能是實驗裝置漏氣了，在冷卻過程中有外界的空氣進入瓶中，測定結果偏小，故選項錯誤。B、可能未冷卻到室溫就打開止水夾，因為此時剩余的氣體在受熱狀態(tài)下，處于膨脹狀態(tài)，占據(jù)了部分水的體積，測定結果偏小，故選項錯誤。C、可能是實驗中紅磷過多，是正確的操作，不會測定結果偏小，故選項正確。D、可能是導管中剩余了水，進入集氣瓶中的水偏少，測定結果偏小，故選項錯誤。故選：C。7．如圖是硫和鐵在空氣和氧氣中燃燒的實驗。鐵絲在空氣中不能燃燒，但是納米級鐵粉在空氣中稍加熱即可劇烈燃燒。下列說法錯誤的是（）A．實驗甲中觀察到燃燒發(fā)出淡藍色火焰 B．甲、乙裝置中水的主要作用是吸收生成的二氧化硫，防止污染環(huán)境 C．實驗丙和實驗丁的生成物不同 D．從實驗丙和丁可以看出增大反應物接觸面積可以使反應更劇烈【解答】解：A、硫在空氣中燃燒發(fā)出淡藍色火焰，該選項說法正確；B、甲、乙裝置中水的主要作用是吸收生成的二氧化硫，防止污染環(huán)境，該選項說法正確；C、實驗丙和實驗丁的生成物相同，都是四氧化三鐵，該選項說法不正確；D、從實驗丙（鐵絲繞成螺旋狀，能夠增大反應物接觸面積）和丁（利用納米級鐵粉，增大了反應物接觸面積）可以看出增大反應物接觸面積可以使反應更劇烈，該選項說法正確。故選：C。8．如圖為興趣小組“鐵絲在氧氣中燃燒”實驗，通過一起測量得到如圖數(shù)據(jù)，關于該實驗下列說法正確的是（）A．實驗前瓶內(nèi)收集的氧氣是純凈的 B．鐵絲大約在20秒左右停止燃燒 C．鐵絲停止燃燒是因為因瓶內(nèi)氧氣被耗盡 D．實驗中氧氣體積分數(shù)一直變小【解答】解：A、實驗前瓶內(nèi)收集的氧氣不是純凈的，是因為實驗前氧氣體積分數(shù)是80%，該選項說法不正確；B、鐵絲大約在20秒左右停止燃燒，是因為20秒后氧氣體積分數(shù)不再變化，該選項說法正確；C、鐵絲停止燃燒時，氧氣沒有耗盡，該選項說法不正確；D、實驗中氧氣體積分數(shù)一段時間內(nèi)一直變小，20秒后氧氣體積分數(shù)不再變化，該選項說法不正確。故選：B。9．利用如圖1裝置探究物質(zhì)燃燒，點燃蠟燭后立即塞緊橡皮塞，待蠟燭熄滅后，將滴管中的水全部滴入集氣瓶中，生石灰遇水放出大量的熱，使鋁盒中的白磷立即燃燒。如圖2是瓶中①二氧化碳和②氧氣的含量隨時間變化的圖象。下列有關說法錯誤的是（）A．曲線①是二氧化碳變化，曲線②是氧氣變化 B．在t1至t2時間段內(nèi)蠟燭已熄滅而白磷還沒有開始燃燒 C．該實驗證明了蠟燭燃燒生成的二氧化碳氣體仍能支持白磷的燃燒 D．該實驗證明了不同物質(zhì)的燃燒對氧氣的質(zhì)量分數(shù)需求不同【解答】解：A．石蠟與氧氣反應生成二氧化碳和水，所以氧氣的含量降低而二氧化碳的含量升高，即曲線①是二氧化碳變化，曲線②是氧氣變化，故正確；B．在t1至t2時間段內(nèi)二氧化碳和氧氣的含量基本不變，說明蠟燭已熄滅而白磷還沒有開始燃燒，故正確；C．二氧化碳并不能支持白磷的燃燒，白磷燃燒需要氧氣，這個實驗證明白磷燃燒對氧氣的質(zhì)量分數(shù)需求較低，故錯誤；D．蠟燭熄滅后，將滴管中的水全部滴入集氣瓶中，鋁盒中的白磷立即燃燒，這一現(xiàn)象說明不同物質(zhì)的燃燒對氧氣的質(zhì)量分數(shù)需求不同，故正確。故選：C。10．天氣晴好的周末，小明一家來到戶外野炊，對于以下做法解釋不合理的是（）A．油鍋著火蓋鍋蓋，原理是隔絕空氣 B．抽出木柴滅火，原理是清除可燃物 C．離開時澆水滅火，原理是降低木柴的溫度 D．木柴搭空火更旺，原理是提高空氣中氧氣含量【解答】解：A、油鍋著火蓋鍋蓋，原理是隔絕空氣，說法正確；B、抽出木柴滅火，原理是清除可燃物，說法正確；C、離開時澆水滅火，原理是降低木柴的溫度使溫度低于著火點，說法正確；D、將木柴架空燃燒更旺是因為增大了木柴與空氣的接觸面積，說法錯誤；故選：D。11．澳大利亞森林大火持續(xù)了近9個月，是目前為止本世紀最嚴重的火災，一場大雨才使火災得到緩解。下列說法錯誤的是（）A．樹木提供可燃物 B．大風增加助燃劑 C．下雨降低了可燃物著火點 D．砍掉樹木形成隔離帶【解答】解：A、樹木是可燃物，因此森林為火災提供了充足的可燃物，故A說法正確；B、大風加速了空氣的流動，這樣有利于可燃物與空氣混合使燃燒更旺，故B說法正確；C、下雨澆滅火的原理是降低可燃物溫度到著火點以下，著火點一般不變，故C說法錯誤；D、砍伐樹木形成隔離帶，是使可燃物撤離燃燒區(qū)，故D說法正確。故選：C。12．“火折子”被稱為古代的打火機。火折子的主要材料為白薯蔓汁浸泡過的土紙加以棉花、葦絮等，曬干卷成長桿狀，點燃后吹滅成暗火，裝入竹筒內(nèi)，需要時取出一吹就能復燃。下列關于火折子的說法錯誤的是（）A．土紙棉花等都是可燃物 B．裝入竹筒后火折子沒有完全熄滅 C．竹筒不是完全密閉的 D．取出一吹即可復燃是因為降低了著火點【解答】解：A．土紙棉花等具有可燃性，都是可燃物，故正確；B．由題意可知，點燃后吹滅成暗火，裝入竹筒內(nèi)，所以準備放入竹筒中的“火折子”要留些火星，故正確；C．紙卷放入竹筒后，蓋子不能將竹筒完全密封，要能進入空氣，故正確；D．“火折子”吹了會燃燒是因為補充了空氣，使可燃物與空氣充分接觸，故錯誤。故選：D。13．清明前后是森林火災的高發(fā)期，關于森林火災下列說法錯誤的是（）A．砍伐樹木形成隔離帶，主要目的是為了清除可燃物 B．森林“爆燃”可能是地表腐質(zhì)層釋放大量的可燃性氣體所致 C．出動直升機開展吊桶投水撲滅山火，主要目的是降低可燃物的著火點 D．消防人員滅火時要防止被森林大火灼燒，并戴好防護面罩避免吸入有害物質(zhì)【解答】解：A、砍伐樹木形成隔離帶，主要目的是為了清除可燃物，故選項說法正確；B、森林“爆燃”可能是地表腐質(zhì)層釋放大量的可燃性氣體所致，故選項說法正確；C、出動直升機開展吊桶投水撲滅山火，主要目的是使溫度降到著火點以下，故選項說法錯誤；D、防人員滅火時要防止被森林大火灼燒，并戴好防護面罩避免吸入有害物質(zhì)，故選項說法正確。故選：C。二．實驗探究題（共4小題）14．小濱從資料上獲悉：鎂帶在空氣中燃燒時不但能與氧氣反應生成氧化鎂，還能跟氮氣反應生成氮化鎂（氮元素的化合價為﹣3價），欲驗證“鎂能在氮氣中燃燒”，小科利用“測定空氣中氧氣體積分數(shù)的實驗裝置”（如圖一）進行實驗，步驟如下：①檢查裝置的氣密性；②閉合鐵夾，將點燃的紅磷伸入集氣瓶內(nèi)至完全反應；③冷卻至室溫，打開鐵夾，觀察到倒流至集氣瓶的水約占集氣瓶容積的20%；④拔出瓶塞，將點燃的鎂條伸入集氣瓶內(nèi)，觀察到鎂條在瓶內(nèi)劇烈燃燒，發(fā)出耀眼的白光，生成白色粉末（如圖二）?；卮鹣铝袉栴}：（1）步驟②的實驗目的是除去空氣中的氧氣。（2）將步驟③的操作補充完整。（3）小敏認為可利用鎂條直接在集氣瓶內(nèi)燃燒（如圖三）來驗證實驗結果，裝置冷卻，打開鐵夾，當觀察到倒流至集氣瓶的水占集氣瓶容積遠大于20%現(xiàn)象時，也可確定鎂能與氮氣反應。請寫出鎂跟氮氣反應的化學方程式3Mg+N2點燃ˉMg3N2【解答】解：（1）步驟②的實驗目的是除去空氣中的氧氣。故填：除去空氣中的氧氣。（2）步驟③的操作：冷卻至室溫，打開鐵夾。故填：冷卻至室溫，打開鐵夾。（3）小敏認為可利用鎂條直接在集氣瓶內(nèi)燃燒（如圖三）來驗證實驗結果，裝置冷卻，打開鐵夾，當觀察到倒流至集氣瓶的水占集氣瓶容積遠大于20%時，也可確定鎂能與氮氣反應；鎂跟氮氣反應生成氮化鎂，反應的化學方程式：3Mg+N2點燃ˉMg3N2故填：倒流至集氣瓶的水占集氣瓶容積遠大于20%；3Mg+N2點燃ˉMg3N215．某同學設計了如圖所示三個實驗探究燃燒的條件（熱水溫度遠高于白磷著火點）?；卮鹣铝袉栴}：（1）實驗①中，燒杯內(nèi)盛放的水是熱水（填“冷水”或“熱水”）。（2）整個實驗中，觀察到的現(xiàn)象是①、③中白磷不燃燒，②中白磷燃燒。（3）對比實驗②和實驗③，得出的結論是可燃物燃燒溫度需要達到著火點?！窘獯稹拷猓海?）設計實驗時要注意控制變量，故圖①燒杯中水的溫度應與②中相同，故填：熱水；（2）①中的白磷雖然溫度達到了其著火點，但是沒有與氧氣接觸，所以沒有燃燒；③中的白磷雖然與氧氣接觸，但是溫度沒有達到其著火點，所以沒有燃燒；而②中的白磷既與氧氣接觸，溫度又達到了白磷的著火點，所以發(fā)生了燃燒；故填：①、③中白磷不燃燒，②中白磷燃燒；（3）②和③對比，只有溫度不同，故可以得出燃燒條件之一是可燃物的溫度必須達到著火點，故填：可燃物燃燒溫度需要達到著火點。16．科學興趣小組的同學設計了如圖實驗來驗證CO2氣體的相關性質(zhì)，實驗步驟如下：注：整套裝置氣密性良好，不考慮反應過程中水分和HCl氣體揮發(fā)的影響，且圖甲中產(chǎn)生氣流緩慢。（1）如圖甲，將右側三通管橫放，打開儀器a分液漏斗（填名稱）的活塞，使石灰石與稀鹽酸充分接觸，然后關閉儀器a，觀察到三通管內(nèi)的實驗現(xiàn)象是A處試紙變紅，B處試紙無明顯變化。（2）取圖甲中的三通管，把貼有試紙A的那端放在酒精燈火焰上加熱，如圖乙，發(fā)生的反應是：H2CO3△ˉH2O+CO2↑【解答】解：（1）儀器a是分液漏斗；石灰石與鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，二氧化碳與水反應生成碳酸，碳酸能使藍色石蕊試紙變藍；故填：分液漏斗；A處試紙變紅，B處試紙無明顯變化；（2）由于碳酸不穩(wěn)定受熱易分解，因此將貼有試紙A的那段進行加熱后，發(fā)生的反應為：H2CO3△ˉH2O+CO2↑，故填：H2CO3△ˉH2O+CO17．觀察圖示實驗裝置，回答問題：（1）實驗室制取CO2，發(fā)生裝置可選用B裝置（填字母）；若用正放在桌面上的F裝置進行排空氣法收集，則氣體CO2應從a（選填“a”或“b”）端口通入；檢驗F中CO2是否已經(jīng)收集滿的方法是將燃著的木條放在集氣瓶口，木條熄滅，證明集滿。（2）實驗室用加熱無水醋酸鈉與堿石灰的固體混合物制取甲烷氣體。制甲烷氣體的發(fā)生裝置應選用A裝置（填字母）；收集甲烷氣體可選用C或E而不用D裝置，由此推斷甲烷氣體具有的物理性質(zhì)是難溶于水，密度比空氣小。【解答】解：（1）實驗室用石灰石或大理石與稀鹽酸反應制取二氧化碳，該反應是固液不加熱型，發(fā)生裝置選B，二氧化碳的密度比空氣大，用裝置F收集氧氣，氣體應從導管口a端通入。二氧化碳不具有助燃性，所以驗滿的方法是：將燃著的木條放在集氣瓶口，木條熄滅，證明集滿；（2）實驗室用加熱無水醋酸鈉與堿石灰的固體混合物制取甲烷氣體。該反應是固體加熱型，制甲烷氣體的發(fā)生裝置應選用A，收集甲烷氣體可選用C或E而不用D裝置，由此推斷甲烷氣體具有的物理性質(zhì)是難溶于水，密度比空氣小。故答案為：（1）B；a；將燃著的木條放在集氣瓶口，木條熄滅，證明集滿；（2）A；難溶于水，密度比空氣小。三．解答題（共3小題）18．人類發(fā)現(xiàn)二氧化碳經(jīng)歷了多個世紀，下列是其歷程中的部分資料。資料一：1630年，海爾蒙特發(fā)現(xiàn)在一些洞穴處，有一種能使燃著的蠟燭熄滅的氣體，后來被證實是CO2。資料二：1766年，卡文迪許通過實驗測得。室溫下1體積水大約能溶解1體積二氧化碳氣體。資料三：1823年，邁克爾?法拉第（M．Faraday）發(fā)現(xiàn)，加壓可以使二氧化碳氣體液化。1835年，M．Thilorier制得固態(tài)二氧化碳（干冰）。（1）根據(jù)海爾蒙特的發(fā)現(xiàn)，可推測二氧化碳的化學性質(zhì)：不能燃燒，不支持燃燒；（2）如圖，在室溫下將容積為250毫升的廣口瓶注滿蒸餾水，通過導管a緩慢通入300毫升CO2。如果卡文迪許的結論是正確的，則在量筒中收集到的水約為50毫升?！窘獯稹拷猓海?）根據(jù)海爾蒙特的發(fā)現(xiàn)，可推測二氧化碳的化學性質(zhì)：不能燃燒，不支持燃燒。故填：不能燃燒，不支持燃燒。（2）如果卡文迪許的結論是正確的，250毫升蒸餾水能夠溶解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，則在量筒中收集到的水約為50毫升。故填：50。19．閱讀資料，回答下列問題：資料一：1630年，海爾蒙特常在一些洞穴底部發(fā)現(xiàn)一種能使燃著的蠟燭熄滅的氣體，后來被證實是二氧化碳。資料二：1766年，卡文迪許通過實驗測得，室溫下1體積水大約能溶解1體積二氧化碳氣體。資料三：科學家通過實驗發(fā)現(xiàn)，一切液體的沸點都與氣壓有關。氣壓減小時沸點降低，氣壓增大時沸點升高。（1）二氧化碳常在洞穴底部被發(fā)現(xiàn)的原因是：常溫下，二氧化碳的密度比空氣大。（2）如圖甲，在室溫下將容積為300毫升的廣口瓶注滿蒸餾水，通過導管緩慢地通入二氧化碳，在量筒中收集到100毫升的水，則通入二氧化碳的體積約0.4升。（3）如圖乙是小科實驗的情景（外界氣壓為1標準大氣壓），滴管中裝有少量的水，當小科將水擠入右邊的燒瓶后，再打開止水夾，可能看到的現(xiàn)象是99℃水沸騰，但實際看到的現(xiàn)象并不明顯，有同學建議將滴管中的水換成石灰水現(xiàn)象將會更明顯，該同學的理由是：石灰水吸收的二氧化碳多，氣壓減小得多。（4）有人設計了一個如圖丙所示的實驗裝置來驗證二氧化碳的溫室效應，該實驗裝置是通過水柱移動方向來判斷二氧化碳氣體與空氣的溫室效應強弱的?！窘獯稹拷猓海?）常溫下，二氧化碳的密度比空氣大，則二氧化碳常在洞穴底部被發(fā)現(xiàn)的原因是常溫下，二氧化碳的密度比空氣大；故填：常溫下，二氧化碳的密度比空氣大；（2）室溫下1體積水大約能溶解1體積二氧化碳氣體，在室溫下將容積為300毫升的廣口瓶注滿蒸餾水，通過導管緩慢地通入二氧化碳，在量筒中收集到100毫升的水，說明溶解了300mL二氧化碳，則通入二氧化碳的體積約400mL，即0.4L，故填：0.4；（3）一切液體的沸點都