3 空气、氧气---2024年中考化学单元试卷

这是一份3 空气、氧气---2024年中考化学单元试卷，共14页。试卷主要包含了共有五大题,20小题，可能用到的相对原子质量，防治空气污染,保护生态环境，下列物质中含有氧分子的是，下列有关实验现象描述正确的是等内容，欢迎下载使用。
说明:1.共有五大题,20小题。满分70分,作答时间65分钟。
2.可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 K-39
中考对接点 空气成分、空气中氧气含量测定、空气污染与保护、氧气性质(物质在氧气中燃烧的现象)、氧气制取
一、单项选择题(本大题包括10小题,每小题有四个选项,其中只有一个选项符合题意,请将符合题意的选项代号填在相应位置上。1~5题每小题1分,6~10题每小题2分,共15分)
1.下图为空气成分示意图(按体积计算),其中“乙”代表的是( )
A.氮气
B.氧气
C.稀有气体
D.二氧化碳
2.没有空气就没有生命。下列有关空气的说法错误的是( )
A.植物光合作用需要氮气B.人体呼吸作用需要氧气
C.二氧化碳属于温室气体D.稀有气体化学性质稳定
3.防治空气污染,保护生态环境。下列做法不合理的是( )
A.开发和使用清洁能源B.车辆尾气净化后排放
C.工业废气排放到高空D.管理和控制工地扬尘
4.下列物质中含有氧分子的是( )
A.H2O2B.NO2C.KMnO4D.O2
5.下列有关实验现象描述正确的是( )
A.细铁丝在氧气中燃烧生成红色固体
B.红磷在空气中燃烧产生大量白烟
C.往Na2CO3溶液中滴加澄清石灰水,无明显现象
D.硝酸铵溶于水时会放出大量的热
6.宏观辨识与微观探析是化学学科的核心素养之一。下列宏观事实的微观解释错误的是( )
A.自然界中水的天然循环——水分子不断运动的结果
B.氧气经压缩储存在钢瓶中——氧气分子体积变小了
C.一滴水中大约含有1.67×1021 个水分子——水分子很小
D.氧气和液氧都能支持燃烧——构成物质的分子相同,其化学性质相同
7.下列均为可燃物在氧气中燃烧的实验装置,若从安全角度考虑,其中不正确的是( )
8.根据下图,下列气体的实验室制法正确的是( )
A.选择甲装置制取CO2,X为稀硫酸
B.选择甲装置制取H2,Y为铜粒
C.选择乙装置既可收集H2,也可收集CO2
D.选择乙装置干燥O2,气流方向为b进a出
9.化学兴趣小组设计如图所示的装置测定空气中氧气的含量,胶头滴管中的水滴入生石灰一段时间后,试管内的白磷(白磷的着火点为40 ℃)开始燃烧,待白磷熄灭并冷却至室温后打开弹簧夹。下列关于该实验的说法错误的是( )
A.试管中的细沙可防止试管炸裂
B.胶头滴管中的水和注射器中的水作用相同
C.若实验测得氧气的体积分数偏低,可能是试管中白磷的量不足
D.若注射器中的水最终减少了10 mL,说明空气中氧气的体积分数约为20%
10.下列图像不能正确反映化学反应原理的是( )
A.等质量、等浓度的稀硫酸与足量镁、铁反应
B.高锰酸钾受热分解制取氧气
C.碳酸钙在高温下分解
D.向氢氧化钠和碳酸钠的混合溶液中逐滴加入稀盐酸至过量
二、选择填充题(本大题包括3小题,先在A、B、C中选择一个正确选项,将正确选项的代号填在相应位置上,然后在D处补充一个符合题意的答案。每小题2分,其中选择1分,填充1分,共6分)
11.下面哪种气体是稀有气体( )
A.氦气B.氮气
C.氯气D.
12.1783年,拉瓦锡研究水的组成,装置示意图如图所示,将水加热成水蒸气,通过灼热的铁管,一段时间后,在出口处收集到一种可燃性气体。实验后称量发现水的质量减小,铁管质量增加,拉瓦锡研究并判断铁转化为氧化物。下列说法正确的是( )
A.该实验推翻了“水是单一元素物质”的观点
B.铁在该实验中起催化作用
C.实验中水蒸气减小的质量等于铁管增加的质量
D.实验中收集到的可燃性气体可能是 (填化学式)
13.区别下列各组物质,选用的方法或试剂正确的是( )
三、填空与说明题(本大题包括4小题,共23分)
14.(7分)空气是重要的自然资源,与人类的生产、生活密切相关。
(1)下列性质与空气中的什么成分有关?
①“霓虹灯”通电后会发出五颜六色的光: 。
②该气体的液态是很好的制冷剂,可用于冷藏血液、疫苗,该气体是 。
(2)目前计入空气污染指数的有害气体和烟尘主要包括: 、 、二氧化氮、臭氧、可吸入颗粒物(PM2.5、PM10),总悬浮颗粒物等。其中的“PM2.5”是指下列 (填字母)。
A.空气的湿度
B.空气的透明度
C.空气中有害气体的浓度
D.空气中直径不超过2.5 μm的颗粒物
(3)空气质量日报可以及时准确地反映空气质量状况。空气质量级别分为六级,级别越高则空气污染程度越 (选填“轻”或“重”)。
(4)为减少雾霾天气,我市政府采取了许多措施。下列措施中,不能有效控制雾霾天气发生的是 (填字母)。
A.增加绿化面积B.焚烧秸秆,还肥于田
C.禁止燃放烟花、爆竹D.提高汽车尾气排放标准
15.(5分)小华同学学习空气的成分及测定后,决定回家利用身边的物质测定空气中氧气的含量。
(1)他将蜡烛放入盛水的盆中,点燃,再将一只玻璃杯倒扣在蜡烛上。稍等片刻,蜡烛熄灭,玻璃杯内水面逐渐上升至原杯内空气总体积的1/6处。玻璃杯内水面上升的原因是 ;本测量结果与空气中氧气的实际含量存在较大误差的原因是 、 。
(2)他改用螺旋状的光亮细铁丝做实验,如图所示。静置一周,实验达到预期的效果。小华同学改用铁丝做实验,该实验取得成功的原因是 、 。
16.(5分)氧气约占空气体积的21%,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:
(1)工业上分离液态空气制氧气的变化属于 (选填“物理变化”或“化学变化”)。
(2)氮气的沸点为-196 ℃,氧气的沸点为-183 ℃,在蒸发的过程中先被蒸发出来的是 (填化学式)。
(3)这样制得的氧气是 (选填“纯净物”或“混合物”)。
(4)任何物质我们都要辩证地看待,氧气既有有利的一面,也有有害的一面,请各写出一点。
有利的一面: 。
有害的一面: 。
17.(6分)空气是宝贵的自然资源,利用氢气(H2)和空气中分离出的氮气(N2)可以合成氨气(NH3)。下列是合成氨的工艺流程图:
(1)食品包装中充氮气能防腐,原因是 。
(2)用焦炭(主要成分是碳)和水蒸气在高温条件下反应,可制得氢气和另一种常温下为气态的有毒物质,写出该反应的化学方程式: 。
(3)合成氨的工艺流程中,H2和N2反应生成NH3的化学方程式为 。合成氨气中混有H2和N2,提纯NH3时将分离出的N2、H2送回合成塔的目的是 (填序号)。
①充分利用原料
②防止氮气、氢气污染空气
四、实验与探究题(本大题包括2小题,共16分)
18.(9分)回答下列问题。
(1)实验室制取某种气体X,X可能为氢气、氧气或二氧化碳。回答下列问题:
①图中用于加热试管的仪器名称是 。
②若将装置A和E连接制取气体X,A中发生反应的化学方程式为 。
③若用装置B和F制取气体X,装置中a和c相连,则气体X是 。
(2)长途运输活鱼常向水中加入过氧化钙(CaO2)固体。某探究小组对过氧化钙进行了如下探究活动。
【探究活动1】①将一定量的过氧化钙加入水中,缓慢产生气泡(经检验该气体能使带火星的木条复燃);
②取少量反应后的液体于试管中,滴加无色酚酞溶液,溶液变红。据此得出反应的化学方程式为2CaO2+2H2O2Ca(OH)2+O2↑。
【探究活动2】另取①中上层清液,加入Na2CO3溶液,充分反应后有沉淀生成,生成沉淀的化学方程式为 。过滤,得到滤渣和滤液。
【提出问题】滤液中溶质的成分是什么?
【作出猜想】猜想一:NaOH 猜想二:
猜想三:NaOH、Na2CO3
【实验探究】取少量滤液,向其中加入足量稀盐酸, (填写实验现象),猜想三成立。
【反思交流】根据以上探究事实,你认为过氧化钙的用途有 (写一条即可)。
19.(7分)注射器是一种普通的医疗器械,但它在化学实验装置中出现的次数越来越多,它对某些实验现象的观察或实验过程的改进,起到了意想不到的效果。
(1)图1用50 mL试管作反应容器,白磷的燃烧均在密闭容器里进行,可防止白烟污染空气。用50 mL注射器(活塞事先处在20 mL刻度处)测量白磷燃烧消耗的氧气体积。
操作:①检查装置的气密性、②装入药品,连好仪器、③夹紧弹簧夹,加热白磷,观察到试管中所发生的现象为 。④燃烧结束,试管冷却后打开弹簧夹,可以看到活塞慢慢左移到约 mL刻度处(取整数值),得出空气中氧气的体积分数。
(2)图2用推拉注射器活塞的方法可以检查装置的气密性。当缓缓向外拉动活塞时,如果能观察到 (填字母),则说明装置气密性良好。
A.注射器内有液体
B.瓶中液面上升
C.长颈漏斗内液面上升
D.长颈漏斗下端管口产生气泡
(3)某学生为了测定由两种元素形成的气态化合物X的组成,做了图3所示的实验。他把注射器A中的气体X缓慢送入装有CuO的装置B,使之完全反应,得到如下结果:
①实验前B管及药品的质量为21.32 g,实验后为21.16 g;
②C管中收集到的物质电解后得到H2和O2,在D中收集到的是N2;
③X中两元素的质量比是14∶3。
ⅰ.C中收集到的液体的质量是 g。
ⅱ.在实验中看到的现象是 。
ⅲ.B中反应的化学方程式是 。
五、综合计算题(本大题包括1小题,共10分)
20.(10分)“化学氧自救呼吸器”是一种在缺氧环境中通过制氧剂临时供氧的装置。制氧剂的主要成分是超氧化钾(KO2),超氧化钾与人体呼出的水蒸气反应的化学方程式为4KO2+2H2O4KOH+3O2↑。(制氧剂中其他成分不能生成氧气)
(1)284 g超氧化钾与人体呼出的水蒸气完全反应,请计算能制取的氧气质量。(写出计算过程)
(2)超氧化钾还能与人体呼出的CO2反应,其化学方程式为4KO2+2CO22K2CO3+3O2↑。人在缺氧环境中,需要通过“化学氧自救呼吸器”临时供给192 g的氧气,至少需要含超氧化钾80%的制氧剂的质量为 g。
(3)小明设计“化学氧自救呼吸器”时,为确定制氧剂的用量,除了查阅人体每分钟呼吸次数外,还需了解哪些与人体呼吸相关的数据?
①人体呼出气体中 和 的含量。
② 。
参考答案
1.B
【解析】A.氮气约占空气总体积的78%,错误;B.氧气约占空气总体积的21%,因此乙是氧气,正确;C.稀有气体约占空气总体积的0.94%,错误;D.二氧化碳约占空气总体积的0.03%,错误。
2.A
【解析】A.植物光合作用时吸收二氧化碳和水,释放出氧气,该过程没有氮气参与,错误;B.氧气能够支持呼吸,所以人体呼吸作用需要氧气,正确;C.二氧化碳增多能够加剧温室效应,所以二氧化碳属于温室气体,正确;D.稀有气体不易和别的物质发生反应,其化学性质稳定,正确。
3.C
【解析】A.开发和使用清洁能源,可以减少化石燃料的使用,减少污染物的排放,保护环境;B.车辆尾气净化后排放,可以减少污染,保护环境;C.工业废气虽然排放到高空,但还是排到了空气中,没有减少污染物,还是会污染空气,符合题意;D.管理和控制工地扬尘,可以减小可吸入颗粒物的含量,减少污染,保护环境。
4.D 5.B
6.B
【解析】A.自然界中水的天然循环,说明水分子在不断地运动;B.氧气经压缩储存在钢瓶中,是因为分子之间有间隔,气体受压后,氧分子间隔变小,分子体积不变;C.一滴水很小,但其中大约含有1.67×1021 个水分子,说明水分子很小;D.构成物质的分子相同,其化学性质相同,氧气和液氧都能支持燃烧是因为它们都是由氧分子构成的。
7.B
【解析】A.红磷在氧气中燃烧产生五氧化二磷固体,不会造成集气瓶炸裂;B.铁丝在氧气中燃烧产生高温熔融物,熔融物溅落会造成集气瓶炸裂,发生危险,该选项不正确;C.硫在氧气中燃烧产生二氧化硫气体,不会造成集气瓶炸裂;D.蜡烛燃烧产生二氧化碳和水,不会造成集气瓶炸裂。
8.C
【解析】A.实验室使用稀盐酸制取二氧化碳,不使用稀硫酸。因为硫酸和碳酸钙反应生成硫酸钙,其微溶于水,会附着在固体药品表面阻碍反应进行,错误;B.铜的活动性顺序在氢后面,不能和酸反应放出氢气,所以Y不能为铜粒,错误;C.二氧化碳密度比空气大,从乙a端通入,空气从b排出。氢气密度比空气小,从乙b端通入,空气从a端排出。选择乙装置既可收集H2也可收集CO2,正确;D.乙作洗气装置,需要药品和气体充分接触,应把气体通入药品中,所以氧气从a进入,错误。
9.B
【解析】A.白磷燃烧会放出热量,为防止试管炸裂,可在试管底部放少量细沙,将白磷放在细沙上,正确;B.生石灰遇水会放出大量的热,向烧杯中加水是为了提高烧杯内的温度,从而达到白磷的着火点,注射器中的水是用于推断消耗的氧气的体积,作用不同,错误;C.若白磷不足就不能将试管中的氧气耗尽,导致实验测得氧气的体积分数偏低,正确;D.若注射器中的水最终减少了10 mL,这就是消耗的氧气的体积,说明空气中氧气的体积分数为10mL50mL×100%=20%,正确。
10.D
【解析】A.等质量、等浓度的稀硫酸与足量镁、铁反应,说明稀硫酸完全反应,所以生成氢气的质量相等,因为氢气中的氢元素全部来自硫酸中的氢,又因为镁比铁活泼,镁消耗完等质量的稀硫酸所需的时间比铁少,不符合题意;B.高锰酸钾受热分解制氧气,反应前后固体中锰元素的质量守恒,不符合题意;C.碳酸钙在高温下分解生成氧化钙和二氧化碳,固体的质量随着反应的进行不断地减少,当反应完全后,固体的质量不再变化,不符合题意;D.向氢氧化钠和碳酸钠的混合溶液中逐滴加入稀盐酸至过量,稀盐酸先与氢氧化钠反应生成氯化钠和水,所以开始不产生二氧化碳,当把氢氧化钠完全反应后,稀盐酸再与碳酸钠反应,产生二氧化碳气体,符合题意。
11.A 氖气(合理即可)
12.A H2
【解析】A.从该实验中可得出,水是由氢、氧元素组成的,正确;B.催化剂只改变化学反应速率,反应前后本身的质量和化学性质不变,实验中,铁管质量增加,因此铁不是催化剂,错误;C.实验后还生成了氢气,所以实验中水蒸气减少的质量等于铁管增加的质量和生成的氢气的质量,错误;D.根据质量守恒定律,反应前后元素的种类不变,反应前水中含有氢、氧元素,铁中含有铁元素,生成物中也只能含有氢、氧、铁元素,所以生成的可燃性气体可能是氢气。
13.B 燃着的木条
14.(7分)(1)①稀有气体 ②氮气
(2)一氧化碳 二氧化硫 D
(3)重
(4)B
15.(5分)(1) 蜡烛燃烧消耗了玻璃杯内的氧气,使杯内的气体压强变小 蜡烛燃烧有二氧化碳气体生成 生成的气体不能全部溶于水中(或不能全部被水吸收)
(2)铁生锈消耗了杯内空气中的氧气 生成物为固体
【解析】(1)将蜡烛放入盛水的盆中,点燃,再将一只玻璃杯倒扣在蜡烛上。稍等片刻,蜡烛熄灭,玻璃杯内水面逐渐上升至原杯内空气总体积的 1/6处。玻璃杯内水面上升的原因是蜡烛燃烧消耗了玻璃杯内的氧气,使杯内的气体压强变小;本测量结果与空气中氧气的实际含量存在较大误差的原因是蜡烛燃烧有二氧化碳气体生成,生成的气体不能全部溶于水中或不能全部被水吸收。
(2)他改用螺旋状的光亮细铁丝做实验,如图所示。静置一周,实验达到预期效果。小华同学改用铁丝做实验,该实验取得成功的原因是铁生锈消耗了杯内空气中的氧气、生成物为固体。
16.(5分)(1)物理
(2)N2
(3)混合物
(4)供给呼吸(或支持燃烧等,合理即可) 食物变质(或金属生锈等,合理即可)
【解析】(1)工业上分离液态空气制氧气的变化过程中没有新的物质生成,属于物理变化。
(2)氮气的沸点为-196 ℃,氧气的沸点为-183 ℃。在蒸发的过程中先被蒸发出来的是氮气,其化学符号为N2。
(3)这样制得的氧气是混合物,因为其中含有氧气、稀有气体等物质。
(4)任何物质我们都要辩证地看待,氧气既有有利的一面,也有有害的一面。有利的一面:(用途)供给呼吸(或支持燃烧等,合理即可)。有害的一面:食物变质(或金属生锈等,合理即可)。
17.(6分)(1)氮气的化学性质不活泼
(2)C+H2OH2+CO(2分)
(3)N2+3H22NH3(2分) ①
【解析】(1)氮气的化学性质不活泼,食品包装中充氮气能防腐。
(2)该反应的反应物为碳和水,包含C、H、O三种元素,生成物中的常温下为气态的有毒物质为CO,碳和水在高温下反应生成氢气和一氧化碳,化学方程式为C+H2OH2+CO。
(3)H2和N2在催化剂、高温高压下反应生成NH3,化学方程式为N2+3H22NH3;提纯NH3时将分离出的N2、H2送回合成塔,可以充分利用原料,氮气、氢气不会污染空气,故选①。
18.(9分)(1)①酒精灯
②2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑(2分) ③H2(或氢气)
(2)Na2CO3+Ca(OH)2CaCO3↓+2NaOH(2分) NaOH、Ca(OH)2 产生气泡
水产运输(或养殖供氧或植物根系供氧、调节水的pH等)
【解析】(1)①酒精灯是用于加热试管的。
②若将装置A和E连接制取气体X,为固体加热型发生装置且试管口放有一小团棉花,并用排水法收集气体,故为高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气的反应,则A中反应的化学方程式为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑。
③若用装置B和F制取气体X,装置中a和c相连,为固液常温型发生装置,且气体为短进长出,故气体密度应该比空气小,则气体X是氢气。
(2)【探究活动2】碳酸钠与①中氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,该反应的化学方程式为Na2CO3+Ca(OH)2CaCO3↓+2NaOH。
【作出猜想】
猜想一:碳酸钠与氢氧化钙恰好完全反应,滤液中只有NaOH;
猜想二:碳酸钠不足时,滤液中有反应生成的氢氧化钠和没有反应完的氢氧化钙;
猜想三:碳酸钠过量时,滤液中有NaOH、Na2CO3。
【实验探究】证明猜想三成立,即滤液中有氢氧化钠和碳酸钠,验证碳酸根的存在,故取少量滤液,向其中加入足量稀盐酸,产生气泡,盐酸与碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳,说明滤液中一定有碳酸钠,证明猜想三成立。
【反思交流】根据以上探究事实,过氧化钙与水反应生成氢氧化钙和氧气,则过氧化钙可用于水产运输、养殖供氧、植物根系供氧、调节水的pH等。
19.(7分)(1)白磷燃烧,发出黄光,放出热量,产生大量白烟 10
(2)D
(3)0.18 B中黑色固体逐渐变成红色,C中有无色液体生成
3CuO+2NH33H2O+3Cu+N2(2分)
【解析】(1)加热时温度达到白磷的着火点,白磷燃烧,燃烧时产生大量的白烟;由于弹簧夹夹住了连接注射器和试管的导管,因此,白磷燃烧只能消耗试管内空气中的氧气,所以消耗氧气的体积为试管体积的五分之一,即10 mL;打开弹簧夹时,注射器内气体进入试管,活塞慢慢左移到10 mL处。
(2)注射器慢慢向外拉时,瓶内空气减少,压强减小,装置气密性良好时,外界空气从长颈漏斗进入瓶中,长颈漏斗下端管口处出现气泡。
(3)ⅰ.由题意我们可得X中含有氮、氢两种元素。又知X中两元素的质量比是14∶3,所以我们可得氮、氢两种元素的原子个数比为1∶3,所以化学式为NH3。C中收集到的水的质量为(21.32 g-21.16 g)÷1618×100%=0.18 g。
ⅱ.氧化铜与氨气反应生成铜、水和氮气,所以现象为B中黑色固体逐渐变为红色,C中有无色液体生成。ⅲ.B中的化学反应是氧化铜和氨气在加热的条件下生成水、铜和氮气,配平即可。
20.(10分)(1)解:设284 g超氧化钾与人体呼出的水蒸气充分反应,能制取氧气的质量为x。
4KO2+2H2O4KOH+3O2↑(1分)
284 96
284 g x(1分)
28496=284gx(1分)
x=96 g(1分)
答:284 g超氧化钾与人体呼出的水蒸气充分反应,能制取氧气的质量为96 g。(设、答全对得1分)
(2)710(2分)
(3)水蒸气(1分) 二氧化碳(1分) 每次呼吸耗氧量(1分)
【解析】(2)从化学方程式可知,超氧化钾无论与水反应还是与二氧化碳反应,等质量的超氧化钾放出氧气的质量相同。284 g超氧化钾可以制取96 g氧气,则要制取192 g氧气需要制氧剂的质量为(192 g×284g96g)÷80%=710 g。
(3)超氧化钾能与二氧化碳和水反应,所以需要关注①人体呼出气体中二氧化碳和水蒸气的含量,②还需要确定需要的氧气量,即关注每次呼吸耗氧量题号
一
二
三
四
五
总分
累分人
得分
物质
选用的方法或试剂
A
酒精和水
看颜色
B
氧气和二氧化碳
通入澄清石灰水中
C
澄清石灰水和氢氧化钠溶液
稀盐酸
D
空气和氮气