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第二单元我们周围的空气课题1空气解析：如果装置漏气，会使进入的水偏少，测定的结果偏小，实验前必须检查装置的气密性，A正确；铁生锈消耗氧气，使装置内的气压减小，进入水的体积就是消耗氧气的体积，集气瓶内空气的体积是250mL－20mL＝230mL，进入水的体积是45mL，即氧气的体积是45mL，因此氧气的体积分数为45mL230mL×100%≈19.6%，B错误；铁粉的量必须足量，因为只有足量的铁粉才能把氧气消耗完，使结果准确，若实验测得空气中氧气体积分数偏低，可能是暖宝宝贴的使用数量不足，C正确；必须等温度计的读数恢复至实验前的温度后才能记录量筒内剩余水的体积，使结果准确，D正确。20．★(7分)用来测定空气成分的方法很多，图1所示的是小明用红磷在空气中燃烧的测定方法。实验过程是：第一步：在集气瓶内加入少量水，将水面上方空间划分为五等份，并做好标记。第二步：点燃燃烧匙内的红磷，伸入集气瓶中并把塞子塞紧。第三步：待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，发现烧杯中的水被吸入集气瓶中，进入集气瓶中水的体积约为划分好的五等份中的一份。请回答下列问题：(1)上面的实验证明了氧气有__支持燃烧__的性质，同时也证明了氮气有哪些性质？①__不能燃烧，也不支持燃烧__；②__难溶于水__。(2)实验完毕，若测得空气中氧气体积不足，你认为导致这一结果的原因可能是__装置漏气(或红磷的量不足等)__。(3)某同学对实验进行反思后，提出了改进方法(如图2所示)，你认为改进后的优点是：__装置始终密闭，空气没有逸出，实验结果准确__。15解析：(1)若氮气能燃烧或能支持燃烧，则最终剩余气体不会是氮气或剩余氮气的体积会减小，而实验完成后剩余红磷而空气中氮气的量也没有减少，说明红磷不能在氮气中继续燃烧，可判断氮气不能支持燃烧也不能燃烧而且难溶于水；(2)如果实验中因红磷量不足而氧气没有完全消耗或因装置漏气而在冷却过程中进入少量空气或未冷却至室温而打开弹簧夹等，都可能出现进入集气瓶中水的体积不到总容积的五分之一的结果；(3)改进后的装置直接通过聚集太阳光而引燃红磷，避免了再次打开瓶塞而保持装置始终密封，减少了操作中人为因素所造成的偏差，可得到更准确的实验结果。17．★(5分)[2016·宣城校级模拟]小明和小红对市场上销售的一种分袋包装的蛋糕发生了兴趣，因为蛋糕包装在充满气体的小塑料袋内，袋被气体充得鼓鼓的，看上去好像一个小枕头。他们认为这种充气包装技术，主要是为了使食品能够较长时间地保鲜、保质。那么，这是什么气体呢？小红猜是氮气，小明猜是二氧化碳。(1)请你帮助他们设计一个简单的实验方案，来判断小明的猜想是否正确，简要写出操作步骤：__用注射器抽取袋内气体，然后注入澄清石灰水中__；(2)小明的猜想如果正确，现象应是__澄清石灰水变浑浊__；(3)你认为食品充气包装，对所充气体的要求是：①无毒；②__廉价易得__；③__不与食品反应__。解析：(1)二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，要判断小明的猜想是否正确，可采用的方法是：用注射器抽取袋内气体，然后注入澄清石灰水中。(2)澄清石灰水变浑浊，说明小明的猜想是正确的。(3)充气包装是现代常用的食品包装方式，是为了防止膨化食品在运输、储存时发生挤压或变质，故充气包装除了能保鲜外，还能防止食品在运输、储存时发生挤压，所充入的气体首先应具备：无毒、不与食品反应，其次从经济角度尽量选廉价易获得的气体(合理即可)。课题2氧气16．★(6分)[2016·谯城区校级联考]有A、B、C、D四种物质，A是无色无味的气体；B在A中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰，同时生成一种无色有刺激性气味的气体C；D是一种无色的气体，把D通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊。试判断：(1)A、B、C、D各是什么物质？请将答案填在空格内：A是__氧气__；B是__硫__；C是__二氧化硫__；D是__二氧化碳__。(2)写出B在A中燃烧反应的文字表达式__硫＋氧气――→点燃二氧化硫__。解析：根据D是一种无色气体，把D通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊，则D是二氧化碳；B在A中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰，则B是硫，A是氧气，生成的具有刺激性气味的气体C是二氧化硫。代入检验，符合题意。双休“加餐”巩固训练（第二单元）16．★(10分)如图是用红磷燃烧，测定空气中氧气含量的实验装置，请根据实验回答下列问题：(1)燃烧后，塑料瓶内剩余的气体主要是氮气。请结合本实验推测氮气的性质__难溶于水、不支持燃烧__。(2)实验课上，某同学用足量的木炭、硫磺，分别代替红磷做测定空气中氧气含量的实验，结果实验都失败了，请你帮助他们找到原因__燃烧产生气体，气压基本不变__。(3)另一位同学想使用镁条来代替红磷做实验，老师告诉他这种方法不是较好的方法，因为镁条在空气中燃烧非常剧烈，镁既可以和氧气反应，也可以和氮气反应生成氮化镁。写出镁和氮气反应生成氮化镁的文字表达式：___。(4)根据上面的讨论，请你归纳出测定空气中氧气含量的实验成功的要点：__选择的物质能够在空气中燃烧，且只能和氧气反应，产物为固体，同时装置能够体现气压的变化情况__。(5)从下列仪器和药品中，选择你所需的仪器和药品，设计一个测空气中氧气含量的实验装置。供选择的仪器：供选择的药品：⑧白磷⑨热水⑩冷水①写出你所选择的仪器和药品__②③④⑤⑧⑩__(填序号)。②简单地画出你的装置图(表达出意思即可)。镁＋氮气――→点燃氮化镁__解析：(1)进入塑料瓶中的水的体积约为气体体积的五分之一，所以可以判断氮气的物理性质为难溶于水；而红磷没有充分燃烧，反应后剩余，且不能继续燃烧可以判断氮气不能支持燃烧。(2)木炭和硫磺燃烧分别生成了二氧化碳和二氧化硫气体，不能使瓶中压强出现明显的变化，所以实验失败。(3)根据题给的信息可以知道镁和氮气反应生成了氮化镁，所以该反应的文字表达式为镁＋氮气――→点燃氮化镁。(4)根据上述分析可以知道在测定空气中氧气含量时，选择的物质必须能够在空气中燃烧，且只能和氧气反应，产物为固体，同时装置能够体现气压的变化情况，才能保证实验成功。(5)根据白磷燃烧消耗空气中的氧气，可用进入水的体积来表示氧气减少的体积。课题3制作氧气19．★(7分)空气是人类活动必需的自然资源。工业上常用分离空气的方法制取氧气，实验室常用物质分解的方法制取氧气。(1)工业制氧气是__物理__(填“物理”或“化学”)变化。(2)图中仪器a的名称是__铁架台__。(3)实验室制取并收集氧气，可选择__AC__装置(填字母代号)，此法制取氧气的文字表达式为__高锰酸钾――→加热锰酸钾＋二氧化锰＋氧气__。(4)检查A装置气密性的方法是__将导管的一端浸没到水中，用手紧握试管外壁，若导管另一端有气泡产生，松开手，一会形成一段水柱，则气密性良好__。解析：(1)工业制氧气没有其他物质生成，属于物理变化；(2)a是铁架台；(3)实验室制取氧气的发生装置，可以使用A装置，此时使用的药品是高锰酸钾或氯酸钾和二氧化锰的混合物，也可以使用B装置，此时使用的药品是过氧化氢和二氧化锰的混合物；氧气的密度大于空气，可以使用向上排空气法收集，氧气不易溶于水，也可以使用排水法收集；(4)检查A装置气密性的方法是将导管的一端浸没到水中，用手紧握试管外壁，若导管另一端有气泡产生，松开手，一会形成一段水柱，则气密性良好。20．★(11分)实验室常用加热氯酸钾与二氧化锰混合物的方法制取氧气，写出反应的文字表达式__氯酸钾――→二氧化锰加热氯化钾＋氧气__。小芳发现，氯酸钾与氧化铜混合加热，也能较快产生氧气，于是进行如下探究：【提出猜想】除二氧化锰、氧化铜外，氧化铁也可以作氯酸钾分解的催化剂。【完成实验】按下表进行实验：测定分解温度(分解温度越低，催化效果越好)。实验编号实验药品分解温度(℃)①氯酸钾580②氯酸钾、二氧化锰(质量比1∶1)350③氯酸钾、氧化铜(质量比1∶1)370④氯酸钾、氧化铁(质量比1∶1)390【分析数据、得出结论】(1)由实验__①__与实验④对比，证明猜想合理；(2)实验所用的三种金属氧化物，催化效果最好的是__二氧化锰__。【反思】(1)若要证明Fe2O3是该反应的催化剂，还要验证它在化学反应前后质量和__化学性质__不变；(2)同种催化剂，颗粒大小可能影响催化效果，请设计实验方案进行验证__将氯酸钾与不同颗粒大小的同种催化剂等比充分混合，加热测定分解温度__；(3)同种催化剂，还有哪些因素可能影响催化效果，请你再探究(探究一种因素即可)。【提出假设】__催化剂与反应物的质量比不同，催化效果不同__。【设计方案】①__取同颗粒大小的同一催化剂与氯酸钾以不同质量比充分混合__；②__分别加热，测定分解温度__。【得出结论】__如果分解温度不同，说明假设成立；反之则不成立__。20．解析：实验室通常采用加热氯酸钾与二氧化锰的混合物制取氧气，其文字表达式：氯酸钾――→二氧化锰加热氯化钾＋氧气。【分析数据、得出结论】(1)根据催化剂能改变化学反应的速率，可选择加催化剂和不加催化剂的实验比较分解温度即可，即选择实验①和实验④对比，证明猜想合理。(2)分解时温度越低，催化效果越好。【反思】(1)催化剂是指在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率(既能提高也能降低)，而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质。故要证明Fe2O3是该反应的催化剂，还要验证它在化学反应前后的质量和化学性质不变。(2)要想证明颗粒大小会影响催化效果，可将氯酸钾与不同颗粒大小的同种催化剂等比充分混合，加热测定分解温度即可。实验活动1氧气的实验制取与性质解析：(1)该发生装置是加热固体制取氧气，因此选择其中的高锰酸钾，高锰酸钾加热分解产生锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的文字表达式为高锰酸钾――→加热锰酸钾＋二氧化锰＋氧气；(2)要注意试管口加一团棉花，防止高锰酸钾粉末进入导气管；(3)由于夏天室温很高，所以在给试管受热时，用手效果不明显，故正确的操作是：将导管口放入水面下，然后用酒精灯给试管微热，若导管口有气泡冒出，说明装置不漏气；(4)用排水法收集气体时要等到气泡连续且均匀冒出时收集，防止收集的气体不纯。13．★(10分)某同学用下图装置制取氧气，请回答：(1)用高锰酸钾制取和收集干燥氧气的装置应选用__②__(填序号)和__③⑤__，用双氧水和二氧化锰制取氧气的发生装置应选用__①__(填序号)；(2)检查装置①气密性的方法是：__用止水夹夹住橡皮管，往长颈漏斗中加水，观察长颈漏斗中能否形成高于锥形瓶液面的稳定水柱__；(3)装置②试管口要略向下倾斜的原因是__试管口高于试管底，冷凝水会倒流到试管底，使试管骤然遇冷而炸裂__；(4)若用装置④收集的氧气不纯，其原因可能是(请写两种原因)：__没有等到产生的气体均匀冒出，就开始收集__；__集气瓶的水没有装满，留有空气__。(5)何洁同学在制取氧气时，她收集好一瓶气体后，用带火星的木条分别伸入瓶口、瓶中、瓶底，都未见木条复燃，其原因可能是：__装置漏气、用错药品(或收集时间不够等)__(请写出其中两条)。解析：(1)用高锰酸钾制取氧气属于使用固体混合物加热制取氧气，反应发生装置应选装置②；氧气的密度比空气大，可以利用向上排空气法收集气体，要收集干燥的氧气应用浓硫酸作干燥剂，故可选择装置③⑤。用双氧水和二氧化锰制取氧气的发生装置应选用①。(2)检查装置①气密性的原理是利用气压差，具体的操作步骤是：用止水夹夹住橡皮管，往长颈漏斗中加水，观察长颈漏斗中能否形成高于锥形瓶液面的稳定水柱；(3)给试管中的固体加热时，如果试管口高于试管底，冷凝水会倒流到试管底，使试管骤然遇冷而炸裂；(4)排水法一般收集的气体较纯，若不纯，可以从操作注意事项分析：①没有等到产生的气体均匀冒出，就开始收集；②集气瓶的水没有装满，留有空气；(5)在制取氧气过程中，收集一瓶氧气后，用带火星的木条伸入瓶口、瓶中、瓶底，都未见木条复燃说明集气瓶中没有收集到氧气，则原因可能有装置漏气、用错药品或收集时间不够等。