第1讲 空气和氧气-全国初中化学竞赛试题精编（教师版）

全国初中化学竞赛试题精编第1讲 空气和氧气一、选择题1. （2022年江苏省“金钥匙”科技竞赛(CESL)决赛）将一支敞口试管竖直放在盛有液氮的大烧杯中，一段时间后，试管中出现了少许浅蓝色液体，再将一支带由余烬的木条插入试管中，应该看到的实验现象是A. 木条在试管上部没有复燃，在试管下部复燃B. 木条在试管上部复燃，在试管下部熄灭C. 木条始终没有复燃D. 木条一接近试管口就复燃【答案】A【解析】氧气的沸点为-183，氮气的沸点是-196，将一支敞口试管竖直放在盛有液氮的大烧杯中，一段时间后，试管中出现了少许浅蓝色液体，该淡蓝色液体应为液氧（由于氧气沸点高于氮气，则氧气先液化）。由于试管内的空气中氧气先液化，会在试管底部，故将一支带由余烬的木条插入试管中，应该看到的实验现象是：木条在试管上部没有复燃，在试管下部复燃。故选A。2. （2021年江苏省“金钥匙”科技竞赛（CESL）初赛）蜡烛在密闭容器里燃烧至熄灭，容器里O2和CO含量随时间变化的曲线如图，下列说法正确的是A. 表示CO含量的变化B. 蜡烛发生了不完全燃烧C. 蜡烛熄灭时容器里的氧气已耗尽D. 石蜡中一定含有碳元素和氧元素【答案】B【解析】A、蜡烛在密闭容器里燃烧需要氧气作为反应物，曲线走势是由高至低，故表示O2的含量变化，不符合题意；B、容器中出现了CO，故蜡烛发生了不完全燃烧，符合题意；C、曲线的末端纵坐标不为零，故蜡烛熄灭时容器里的氧气没有耗尽，不符合题意；D、根据质量守恒定律和生成物CO判断，石蜡中一定含有碳元素，可能含有氧元素3某兴趣小组要一瓶（100mL）含氧气的体积分数约为80%的气体，收集气体的装置如图。方法是：在100mL集气瓶里装满水，塞紧胶塞并关闭止水夹b，打开止水夹a通入氧气，把瓶里的一部分水排入量筒，当量筒内的水达到设定的体积后立即关闭止水夹a，然后打开止水夹b通入空气，把瓶里剩下的水全部排入量筒，通入氧气的体积和空气的体积大约是（） A60mL和40mLB75mL和25mLC80mL和20mLD68mL和32mL【答案】B【解析】设通入氧气体积为x，则通入空气体积为：100mL-x，根据题意有：x+（100mL-x）× =100mL×80%，x=75mL，则空气体积：100mL-75mL25mL； 故答案为：B。4. （2022年福建省龙岩市永定区科学素养竞赛）在空气中使用蜡烛火焰灼烧铁丝，铁丝发生红热现象；停止灼烧待铁丝冷却，用滤纸擦拭铁丝，发现有黑色物质附在滤纸表面。仅根据以上实验现象能够得出的结论是A. 铁丝不是可燃物B. 在空气中使用蜡烛火焰无法点燃铁丝C. 空气中的氧气不能与铁发生反应D. 铁丝能与氧气反应，生成黑色物质【答案】B【解析】A、铁丝可以在纯氧中燃烧，题干中实验只能证明铁丝不能在空气中燃烧，不能证明铁丝不是可燃物，故错误；B、实验中在空气中使用蜡烛火焰灼烧铁丝，铁丝发生红热现象，没有燃烧，则在空气中使用蜡烛火焰无法点燃铁丝，故正确；C、铁丝可以在纯氧中燃烧，则铁丝可以与氧气反应，故错误；D、实验中用滤纸擦拭铁丝，发现有黑色物质附在滤纸表面，这里黑色的物质是在蜡烛燃烧的产物，不是铁与氧气反应的产物，铁只能在纯氧才能燃烧，故错误；故选B。5. （2022年江西赣州市会昌县研学监测）对物质燃烧实验容器中的水，其主要作用解释完全正确的是硫在氧气中燃烧测定空气中氧气含量铁丝在氧气中燃烧探究燃烧的条件集气瓶中的水：吸收放出的热量量筒中的水：吸收放出的P2O5集气瓶中的水：冷却溅落熔融物，防止集气瓶炸裂烧杯中的水：使白磷隔绝空气A. AB. BC. CD. D【答案】C【解析】A.硫燃烧生成二氧化硫，二氧化硫有毒，会污染空气，则集气瓶中的水是吸收有害气体，防止污染空气，该选项解释不正确；B.红磷燃烧消耗氧气，则集气瓶中气体减小，压强减小，冷却后打开止水夹，量筒中的水会倒吸入集气瓶中，进入的水的体积就是集气瓶中氧气的体积，则量筒中的水的作用是测定氧气的体积，该选项解释不正确；C.铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，则集气瓶中的水的作用是冷却溅落的熔融物，防止集气瓶炸裂，该选项解释正确；D.探究燃烧的条件时，烧杯中的水能给铜片上的白磷提供热量，同时使水中的白磷隔绝空气，该选项解释不正确；故选C。6在医院里给病人输氧时,用到类似右图所示的装置。下列有关说法中不正确的是（） A使用该装置可观测氧气输出的速率Bb导管连接病人吸入氧气的塑料管C使用该装置可用来观测是否有氧气输出Db导管应连接供给氧气的钢瓶 【答案】B【解析】A、 使用该装置可通过气泡的快慢观测氧气输出的速率，不符合题意；B、 b导管连接氧气瓶，a连接病人吸入氧气的塑料管，符合兼顾C、 使用该装置可用来观测是否有氧气输出，不符合题意；D、 b导管应连接供给氧气的钢瓶，不符合题意；故答案为:B。7. （2022年湖南省衡阳县初三五科联赛）已知Cu不能在空气中燃烧，但是将红热的铜丝插入集满Cl2的集气瓶中可以燃烧，并生成棕黄色的CuCl2固体。关于这一反应下列说法正确的是A. 燃烧的条件是温度要达到可燃物的着火点且必须要与氧气接触B. 点燃铜丝前在集气瓶中需加入少量水，燃烧后可以看到加入的水变成棕黄色C. 燃烧时可以看到集气瓶中充满棕黄色的雾D. 根据这一反应预测红热的铁丝也可能在集满Cl2的集气瓶中燃烧【答案】D【解析】A. 题干中铜在氯气中燃烧，说明可燃物燃烧不一定需要氧气，错误。B. 氯化铜溶于水形成氯化铜溶液为蓝色，不是棕黄色。错误。C. 氯化铜是固体，所以看到的是棕黄色的烟。错误。D. 铁的活动性比铜强，铜能在氯气中燃烧，可以预测红热的铁丝也可能在集满Cl2的集气瓶中燃烧，正确。故选:D。8已知氧化铜也可以催化过氧化氢的分解，现向一定量的过氧化氢的水溶液中加入适量的氧化铜粉末，充分反应（忽略水的挥发）。下列图象错误的是（） ABCD【答案】D【解析】A、根据反应方程式：过氧化氢 氧气+水，随着反应进行，氧气质量逐渐增大后不变，A不符合题意。B、反应中氧化铜是催化剂，氧化铜质量不变，B不符合题意。C、溶液中水的质量先增多，后不变，C不符合题意。D、过氧化氢质量减少到零，D符合题意。故答案为：D。9已知在空气中，温度超过40，白磷就可以自燃，即和氧气反应生成五氧化二磷。用下图装置测定空气中氧气的体积分数。实验步骤为：集气瓶里先装a体积的水，在酒精灯灯焰上把玻璃棒下端加热，装置如图密封。用力把玻璃棒按下与白磷接触，白磷燃烧。燃烧停止后，稍振荡，完全冷却后，量出集气瓶中水的体积(b)和整个集气瓶体积(c)。下列说法错误的是（） A反应过程中集气瓶内液面的变化是先下降后上升B该实验测得氧气与空气的体积比为(b-a)：(c-a)C燃烧匙中的白磷不可以换成细铁丝或木炭粉D集气瓶中预先放的a体积水仅有液封导管，防止气体受热膨胀逸出的作用【答案】D【解析】A、在白磷开始燃烧时，反应放出大量的热，集气瓶中的空气膨胀，压强增大，集气瓶中的水一部分被排出，液面下降；最后熄灭冷却至室温时，集气瓶中的压强减小，在外界大气压的作用下，水进入集气瓶，液面上升，因此集气瓶内水面的变化情况是先下降，后上升，不符合题意；B、据图示可知：氧气的体积是上升的水的体积，是b-a，空气的体积是：c-a，所以氧气与空气的体积比是：（b-a）：（c-a），不符合题意；C、铁丝在空气中不能燃烧，氧气的浓度不够，无法测定氧气体积，木炭粉燃烧会产生二氧化碳，会导致测定的氧气的体积偏小，不符合题意；D、“a体积水”的作用是：在实验过程中能够加快集气瓶冷却，能够液封导气管左端以防气体逸出，能够缓冲集气瓶内气压的骤然升高，能够吸收白烟，符合题意。故答案为：D。10暖宝宝贴（主要成分为铁粉、木炭、食盐）的热量来源于铁粉的氧化。甲同学设计使用暖宝宝贴来测定空气中氧气的含量，实验开始前的装置如图1所示，实验后测得集气瓶（容积为250mL）中水的体积为65mL（铁粉生锈消耗的水忽略不计）。乙同学利用传感器实时测定该装置集气瓶中的压强、温度和氧气浓度变化，绘制成如图2所示的曲线变化趋势图。下列说法错误的是（） AX曲线表示的是温度变化B实验结束后进行误差分析，可能是实验前弹簧夹未加紧C通过本次实验数据测得空气中氧气的体积分数约为19.6%D图2中DE段对应的变化进程是水倒吸进集气瓶【答案】B【解析】A、暖宝宝铁和氧气反应放热，开始温度升高，反应结束后温度恢复到室温，X曲线表示的是温度变化，A不符合题意。B、氧气体积分数， ，结果偏小，实验前弹簧夹未加紧，会造成结果偏大，B符合题意。C、通过本次实验数据测得空气中氧气的体积分数 ，约为19.6%，C不符合题意。D、打开瓶塞，水被吸入集气瓶，压强增大，故图2中DE段对应的变化进程是水倒吸进集气瓶，D不符合题意。故答案为：B。11. （2022年江苏省“金钥匙”科技竞赛(CESL)决赛）用红磷燃烧测定空气中氧气含量的装置如图1所示，测定过程中三颈瓶内压强、温度随时间变化的曲线如图2所示（电火花点燃装置工作时对环境温度基本无影响）。下列说法正确的是A. t1时启动电火花点燃装置，红磷开始燃烧B. t2时红磷与氧气反应放出的热量等于装置向外散发的热量C. t2t3压强减小主要是因为瓶内O2不断被消耗D. t4时打开弹簧夹烧杯中的水进入三颈瓶内【答案】B【解析】A、温度开始升高时说明装置已被启动，所以t1时刻前装置已启动，选项A错误；B、t2时刻装置温度达到最高，说明红磷燃烧放出的热量与装置向外界放出的热量相等，选项B正确；C、 t2t3瓶内氧气已几乎被消耗完了，此时温度降低才是压强降低的主要原因，选项C错误；D、t3时刻瓶内压强开始升高，因此t3时刻打开弹簧夹，烧杯中的水开始进入三颈瓶中，在t4时刻瓶内压强恢复与外界压强相同，选项D错误；故选：B。12 (江西省上饶市2020-2021学年九年级学科竞赛)某同学误将少量KMnO4当成MnO2加入KClO3中进行加热制取氧气，部分物质质量随时间变化如图所示。下列关于该过程的说法错误的是() Ad代表氯化钾Bt2时刻O2开始产生C从t1时刻起，KMnO4开始分解，从t2时刻起KClO3开始分解DKMnO4反应生成其中的一种物质可以作KClO3反应的催化剂【答案】B【解析】A根据上述分析，t2时刻氯酸钾开始分解生成氯化钾和氧气，氯化钾的质量逐渐增加，d是氯化钾，选项A不符合题意； B根据上述分析，t1时刻高锰酸钾开始分解，就有氧气产生，选项B符合题意；Ct1时刻高锰酸钾开始分解，就有氧气产生，t2时刻氯酸钾开始分解再次产生氧气，选项C不符合题意；D高锰酸钾会分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，起催化作用的二氧化锰，是高锰酸钾分解产生的，D不符合题意。故答案为：B。13. （2022年湖南省衡阳县初三五科联赛）关于实验室用MnO2与KClO3制取氧气的说法正确的是A. 不使用MnO2做催化剂该反应也能发生B. 收集氧气后能直接凑到集气瓶口去闻C. MnO2参与了反应过程D. 在KClO3中加入少量KMnO4也能加快该反应速度，说明KMnO