專題11空氣、氧氣、二氧化碳（原卷版）

專題11空氣、氧氣、二氧化碳一．選擇題（共3小題）1．（2023?溫州）如圖為某學(xué)校開展的逃生演習(xí)畫面，同學(xué)們用濕毛巾捂住口鼻有序跑向操場(chǎng)。據(jù)圖可知，此次演習(xí)針對(duì)的是（）A．寒潮 B．火災(zāi) C．臺(tái)風(fēng) D．泥石流2．（2022?溫州）在“烹飪與營(yíng)養(yǎng)”實(shí)踐活動(dòng)中（如圖），灶內(nèi)的木材燃燒一段時(shí)間后火焰變小，某同學(xué)用長(zhǎng)木棒挑開木材堆后，火焰重新變旺，這是因?yàn)椋ǎ〢．灶內(nèi)的木材變更多 B．木材的著火點(diǎn)降低 C．木材接觸更多空氣 D．木材的導(dǎo)熱性變強(qiáng)3．（2022?湖州）下列物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化不能實(shí)現(xiàn)的是（）A．CO2→+H2OHB．Fe2O3→高溫+C．S→△+D．CuO→+H二．填空題（共4小題）4．（2022?湖州）洗衣機(jī)槽清潔劑的主要成分是過碳酸鈉（Na2CO4），過碳酸鈉是一種白色晶體，溶于水時(shí)會(huì)與水反應(yīng)生成碳酸鈉和過氧化氫（化學(xué)方程式為：Na（1）取少量二氧化錳加入試管中，再加入適量該溶液，觀察到有氣泡產(chǎn)生，為了檢驗(yàn)該氣體，可用。（2）待不再產(chǎn)生氣泡時(shí)，得到的溶液呈（選填“酸性”或“中性”或“堿性”）。（3）生成的碳酸鈉中碳元素的化合價(jià)為。5．（2021?金華）實(shí)驗(yàn)室提供H2O2溶液、二氧化錳、KClO3和KMnO4四種藥品及如圖所示裝置。根據(jù)要求完成下列問題：（1）根據(jù)提供的藥品，寫出一種實(shí)驗(yàn)室制取O2的化學(xué)方程式；（2）選擇裝置B和C制取氧氣的主要步驟有：①將導(dǎo)氣管移出水槽；②加熱；③裝藥品；④收集；⑤熄滅酒精燈；⑥檢查裝置氣密性。正確的操作順序?yàn)椤?．（2022?臺(tái)州）《天工開物》中介紹了用碳和氧化鋅在高溫條件下冶煉鋅的方法，化學(xué)方程式為：2ZnO+C高溫ˉ2Zn+CO2↑。該反應(yīng)中具有還原性的反應(yīng)物是，ZnO中鋅元素的化合價(jià)為7．（2022?紹興）科學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，以下是實(shí)驗(yàn)室制取、收集、測(cè)量氣體體積的常用裝置。（1）實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的發(fā)生裝置可以選擇（填字母）。（2）檢查裝置B氣密性的方法是：先關(guān)閉止水夾，然后。（3）若用裝置C測(cè)反應(yīng)生成的二氧化碳體積，測(cè)得的體積比理論值小，原因可能是二氧化碳具有的性質(zhì)。三．實(shí)驗(yàn)探究題（共8小題）8．（2023?臺(tái)州）將燃燒的蠟燭放入圖甲裝置中，一段時(shí)間后，蠟燭會(huì)慢慢熄滅。興趣小組探究其原因的過程如下（氣體的含量用體積分?jǐn)?shù)表示）。（1）甲同學(xué)認(rèn)為，蠟燭熄滅是裝置內(nèi)的氧氣被消耗完了。他設(shè)計(jì)了圖乙的實(shí)驗(yàn)裝置，待蠟燭熄滅后，用凸透鏡聚焦太陽(yáng)光使白磷的溫度達(dá)到著火點(diǎn)，觀察到現(xiàn)象，從而否定了自己的猜想。他重新實(shí)驗(yàn)，測(cè)得蠟燭燃燒過程中燭焰附近的二氧化碳含量從0.04%上升到7.4%，氧氣含量從21%下降到13.8%。（2）甲同學(xué)又認(rèn)為可能是二氧化碳含量過高導(dǎo)致蠟燭熄滅。乙同學(xué)不贊同，他改變圖甲裝置中的氣體成分，只進(jìn)行了一次實(shí)驗(yàn)，就否定了甲同學(xué)的觀點(diǎn)。則乙同學(xué)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)是。實(shí)驗(yàn)氧氣含量二氧化碳含量蠟燭能否燃燒A21%8.4%能B21%3.4%能C12.8%3.4%不能（3）還有一種觀點(diǎn)：隨著蠟燭的燃燒，氧氣含量下降，產(chǎn)熱速度變慢；當(dāng)產(chǎn)熱量小于散熱量，燭芯的溫度下降至著火點(diǎn)以下，蠟燭熄滅。如果該觀點(diǎn)正確，將圖甲裝置置于溫度更低的環(huán)境中實(shí)驗(yàn)，則測(cè)得燭焰附近的氧氣含量最小值會(huì)如何變化？并解釋原因。9．（2023?杭州）小金利用如圖甲所示裝置（氣密性良好）和試劑測(cè)定空氣中氧氣含量，集氣瓶中空氣的體積為200mL，氧氣傳感器測(cè)得集氣瓶?jī)?nèi)氧氣的體積分?jǐn)?shù)變化曲線如圖乙所示。（1）實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，用酒精燈加熱粗銅絲，其目的是。（2）反應(yīng)開始到止水夾打開前，集氣瓶?jī)?nèi)可觀察到的現(xiàn)象是。（3）小金提出“倒吸入集氣瓶中水的體積除以200mL等于空氣中氧氣的含量”。據(jù)圖乙分析，此說法（選填“正確”或“錯(cuò)誤”），說明理由：。10．（2022?臺(tái)州）在實(shí)驗(yàn)室里可以用加熱氯酸鉀與二氧化錳的混合物來制取氧氣。（1）請(qǐng)從下列各圖中選擇合適的實(shí)驗(yàn)裝置（部分夾持裝置未畫出）（填序號(hào)）。（2）二氧化錳、氧化鐵和氧化鋁都可以作為氯酸鉀加熱分解的催化劑。為了比較這三種金屬氧化物對(duì)氯酸鉀分解快慢的影響，某興趣小組利用下列器材和藥品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)器材：秒表、電子秤、如圖中合適的裝置。實(shí)驗(yàn)藥品：氯酸鉀，顆粒大小相同的二氧化錳、氧化鐵、氧化鋁。實(shí)驗(yàn)步驟：。11．（2022?溫州）小明認(rèn)為教室內(nèi)空氣中氧氣含量比室外低，于是想用紅磷測(cè)定教室內(nèi)空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)。老師告訴他，足量的紅磷燃燒并不能耗盡空氣中的氧氣，建議用一氧化氮?dú)怏w代替紅磷進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在老師的指導(dǎo)下，小明進(jìn)行如圖所示實(shí)驗(yàn)：用注射器獲取V1毫升教室內(nèi)的空氣，通過導(dǎo)管緩緩地全部推入量筒，與量筒內(nèi)足量的V2毫升一氧化氮?dú)怏w混合，待充分反應(yīng)后，讀出量筒中剩余氣體體積為V3毫升。說明：①V1、V2、V3都是在與教室氣溫、氣壓相同的狀態(tài)下測(cè)得。②一氧化氮難溶于水，也不與水反應(yīng)。③同溫同壓下，在氫氧化鈉溶液參與下，4體積一氧化氮與3體積氧氣恰好完全反應(yīng)，且產(chǎn)物能完全被溶液吸收。（1）小明用氣密性良好的注射器，獲取V1毫升教室內(nèi)空氣的具體操作是。（2）實(shí)驗(yàn)測(cè)得教室內(nèi)空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為。（用V1、V2、V3表示）（3）小明提出，注射器內(nèi)空氣中的二氧化碳也會(huì)被氫氧化鈉溶液吸收，從而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。但老師指出，相比空氣中的氧氣含量，二氧化碳對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響屬于“次要因素”，不是“主要因素”，可忽略不計(jì)。還有許多科學(xué)實(shí)驗(yàn)中存在“主要因素”和“次要因素”，請(qǐng)?jiān)倥e一例并指明次要因素。12．（2021?麗水）建構(gòu)合理的思維模型，既能促進(jìn)深度學(xué)習(xí)，又能提高思維品質(zhì)。小科建構(gòu)了“兩組分混合物含量測(cè)定”的思維模型：運(yùn)用該模型對(duì)教材中“測(cè)定空氣中氧氣含量”的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了再探究：忽略含量很低的其它物質(zhì)，空氣可以看成由氮?dú)夂脱鯕饨M成的兩組分混合物?！咎骄恳弧扛鶕?jù)沸點(diǎn)低的組分先汽化的性質(zhì)，測(cè)定混合物中某組分的含量。（1）將空氣轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)空氣，液氮先汽化。從建模角度分析，該操作屬于上述思維模型中的；【探究二】根據(jù)混合物中某組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，測(cè)定混合物中某組分的含量。（2）按圖甲裝置測(cè)定空氣中氧氣含量時(shí)，止水夾最合理的打開時(shí)間是（填“反應(yīng)剛結(jié)束時(shí)”或“冷卻到室溫時(shí)”）；【交流評(píng)價(jià)】（3）已知：在氧氣不充足時(shí)，碳與氧氣反應(yīng)生成一氧化碳，一氧化碳不溶于水且不與堿反應(yīng)。小科用足量木炭替換紅磷，等體積氫氧化鈉濃溶液替換集氣瓶中的水，規(guī)范操作后，測(cè)得的氧氣含量將（填“偏大”、“偏小”或“不變”）；【繼續(xù)探究】（4）運(yùn)用上述思維模型，小科又設(shè)計(jì)了圖乙的實(shí)驗(yàn)裝置，其“測(cè)定空氣中氧氣含量”的原理是。13．（2021?浙江）小嘉用H2O2溶液制取氧氣時(shí)，在燒瓶中加入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。為什么要加入50毫升水呢？查閱資料發(fā)現(xiàn)：在不加入水時(shí)，若注入H2O2溶液速度過快，反應(yīng)會(huì)過于劇烈而引發(fā)事故?！咎岢鰡栴}】水是如何減緩該反應(yīng)速度的呢？【建立假設(shè)】水可以降低H2O2溶液濃度，從而減緩反應(yīng)速度?！緦?shí)驗(yàn)方案】他利用如圖裝置，在相同條件下，分別用30毫升的1%、3%和7%的H2O2溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察并比較?！緦?shí)驗(yàn)結(jié)論】加水降低了H2O2溶液的濃度，使反應(yīng)速度變慢?！窘涣鞣此肌浚?）為了更好地比較反應(yīng)的快慢，需控制三次實(shí)驗(yàn)中滴加H2O2溶液的相同。（2）判斷產(chǎn)生氧氣的速度時(shí)，可以通過觀察產(chǎn)生氣泡的快慢，還可以比較?！纠^續(xù)探究】針對(duì)提出的問題，他又利用如圖裝置，用3%的H2O2溶液分別在0℃、20℃和60℃的條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)所基于的假設(shè)是。14．（2022?紹興）如圖是人類對(duì)氧化還原反應(yīng)的認(rèn)識(shí)過程中的三個(gè)階段?！倦A段Ⅰ】得失氧說：物質(zhì)跟氧發(fā)生的反應(yīng)叫氧化反應(yīng)，含氧化合物中的氧被奪取的反應(yīng)叫還原反應(yīng)?！倦A段Ⅱ】化合價(jià)升降說：凡是出現(xiàn)元素化合價(jià)升降的化學(xué)反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)?；蟽r(jià)升高的反應(yīng)叫氧化反應(yīng)，化合價(jià)降低的反應(yīng)叫還原反應(yīng)?！倦A段Ⅲ】電子轉(zhuǎn)移說：化合價(jià)升降的原因是電子的轉(zhuǎn)移。凡有電子轉(zhuǎn)移發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)。失電子的反應(yīng)叫氧化反應(yīng)，得電子的反應(yīng)叫還原反應(yīng)。（1）根據(jù)得失氧說，在H2+CuO△ˉCu+H2O化學(xué)變化中，H2發(fā)生了（2）電子轉(zhuǎn)移是元素化合價(jià)改變的本質(zhì)原因。失電子后，元素的化合價(jià)會(huì)（選填“升高”或“降低”）。（3）根據(jù)化合價(jià)升降說，化學(xué)反應(yīng)的四種基本類型與氧化還原反應(yīng)之間的關(guān)系如圖所示，其中乙是反應(yīng)。（4）關(guān)于氧化還原反應(yīng)的認(rèn)識(shí)，下列理解正確的是。A.氧化和還原是相互對(duì)立又辯證統(tǒng)一的關(guān)系B.電子轉(zhuǎn)移說是從微觀視角來探析和建構(gòu)氧化還原反應(yīng)的概念C.自然界中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)對(duì)人類的生活和生產(chǎn)都是有利的D.人類對(duì)氧化還原反應(yīng)的認(rèn)識(shí)過程是一個(gè)逐步發(fā)展、延伸和完善的過程15．（2022?舟山）在學(xué)習(xí)二氧化碳性質(zhì)時(shí)，小舟進(jìn)行如下探究：【制取氣體】用石灰石和稀鹽酸作為原料制取二氧化碳?xì)怏w，收集時(shí)要得到平穩(wěn)的氣流，應(yīng)選擇圖甲中的（填字母）作為發(fā)生裝置。【探究性質(zhì)】用圖乙裝置完成二氧化碳性質(zhì)的探究后，小舟還想用該裝置來驗(yàn)證氧氣的密度大于空氣密度的性質(zhì)。若他將氧氣倒入裝有兩支帶火星的蠟燭的燒杯中（如圖丙），預(yù)期觀察到的現(xiàn)象是。四．解答題（共4小題）16．（2023?金華）某款市售制氧杯具有供氧快、便攜帶、易操作、成本低的特點(diǎn)。圖1為制氧杯實(shí)物圖，圖2為制氧杯內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖面示意圖，圖3為制氧劑的相關(guān)信息。利用該制氧杯制氧，產(chǎn)生的氧氣可以在劇烈運(yùn)動(dòng)后即時(shí)補(bǔ)氧，也可以供老人、孕婦等在家中和戶外急救補(bǔ)氧。【使用步驟】Ⅰ.取下杯蓋，在甲杯中加入A、B兩種制氧劑，再加入清水至相應(yīng)水位。Ⅱ.取下與杯蓋相連的乙杯，在乙杯中加入適量清水，將乙杯裝回杯蓋的中央正下方。Ⅲ.將帶有乙杯的杯蓋和甲杯旋緊，形成一個(gè)如圖1所示的整體。Ⅳ.待出氣孔②處有氧氣逸出時(shí)，通過醫(yī)用導(dǎo)氣管供人呼吸補(bǔ)氧?；卮鹣铝袉栴}。（1）在乙杯中加入清水的作用是。（2）在甲杯中加入清水至相應(yīng)水位，清水除了溶解制氧劑A并使制氧反應(yīng)發(fā)生以外，還具有的作用是。（3）請(qǐng)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，并結(jié)合以上信息，解釋該制氧杯能快速產(chǎn)生氧氣并能從出氣孔②快速逸出的原因。17．（2022?舟山）我國(guó)政府承諾在2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和，為此，控制碳排放和增加碳吸收都至關(guān)重要。研究發(fā)現(xiàn)，除了陸地植物固碳外，海洋也是重要的固碳之地，如圖是海洋吸收二氧化碳的三種方式。（1）自然溶解：大氣中的二氧化碳能不斷地溶解到海水中。研究表明，海水溫度越低，單位體積溶解的二氧化碳越多。一年四季中，單位體積海水中溶解二氧化碳最多的是季。（2）植物固碳：近海灘涂上的紅樹林、海洋浮游植物等通過光合作用吸收二氧化碳，最終這些碳元素隨著植物殘?bào)w沉積到海底。植物固碳只能發(fā)生在海洋的淺層，超過一定深度不能發(fā)生，其原因是。（3）碳酸鹽泵：貝殼類、珊瑚等海洋生物將碳元素以碳酸鈣的形式沉積起來。某地貝殼堤儲(chǔ)存了約4億噸貝殼，其中95%為碳酸鈣，則該地貝殼堤固定了多少億噸碳元素？18．（2021?金華）大棚種植農(nóng)作物過程中，在作物生長(zhǎng)旺盛期和成熟期，農(nóng)民會(huì)給作物補(bǔ)充二氧化碳來提高產(chǎn)量與質(zhì)量。研究表明，施用“吊袋式二氧化碳?xì)夥省痹霎a(chǎn)效果比較優(yōu)異?！举Y料】①吊袋式二氧化碳?xì)夥蕰?huì)釋放CO2供植物吸收利用；②吊袋內(nèi)CO2釋放量會(huì)隨著光照和溫度的升高而增大，在溫度過低時(shí)CO2氣體釋放量較少；③使用時(shí)，將氣肥懸掛在農(nóng)作物枝葉上方位置比放在農(nóng)作物底部位置效果好；④施用氣肥為不可離農(nóng)作物太近。請(qǐng)你用所學(xué)知識(shí)及以上資料信息，解釋施用“吊袋式二氧化碳?xì)夥省痹霎a(chǎn)效果比較優(yōu)異的原因。19．（2021?浙江）目前，全球平均氣溫較工業(yè)化前已上升了1.1℃，其主要原因是自然界中的碳平衡被破壞。2020年9月22日，我國(guó)政府承諾：中國(guó)將力爭(zhēng)于2030年前實(shí)現(xiàn)CO2排放達(dá)到峰值，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和，即通過各種方式抵消排放的CO2量，重新實(shí)現(xiàn)碳平衡，如圖是碳循