1选择题
宋代《武经总要》记载,古代军中常用「猛火油柜」喷射燃烧的石油攻击敌方,遇大风天气则攻势更猛;若营帐不慎失火,士兵常用浸湿的毡毯覆盖火源,或拆掉相邻营帐形成空地以阻断火势蔓延。下列对上述记载中灭火方法所利用原理的判断,正确的是( )。
- A. 用浸湿的毡毯覆盖火源——隔绝氧气(或空气),同时水蒸发吸热使温度降低到可燃物着火点以下
- B. 拆掉相邻营帐形成空地——隔绝氧气(或空气)
- C. 遇大风攻势更猛——大风降低了石油的着火点,使其更易燃烧
- D. 用嘴吹灭燃着的酒精灯——降低温度到酒精的着火点以下,是实验室正确操作
答案:A
解析:灭火原理有三条:清除(隔离)可燃物、隔绝氧气(或空气)、使温度降低到可燃物的着火点以下,只需破坏燃烧条件之一即可。
A 项:湿毡毯覆盖,一方面隔绝了空气(氧气),另一方面毡毯上的水蒸发吸热,使温度降到可燃物着火点以下,原理表述正确,且方法安全,正确。
B 项:拆掉相邻营帐形成空地,是把尚未燃烧的可燃物移走,属于「清除可燃物(隔离可燃物)」,而不是隔绝氧气,对应关系错误。
C 项:着火点是可燃物本身固有的性质,一般不随外界条件改变,大风不能降低石油的着火点;大风攻势更猛是因为风提供了更充足的氧气,使燃烧更剧烈,错误。
D 项:用嘴吹灭酒精灯可能把火焰压入灯内引燃灯内酒精蒸气,引发危险,实验室正确操作是用灯帽盖灭(隔绝氧气),且该选项把危险操作说成正确操作,错误。
易错点:一是把「隔离带/拆空地」误判为隔绝氧气;二是误认为着火点可以被降低或升高;三是只看原理不看操作是否安全规范。故选 A。
2选择题
《天工开物》记载:「凡石灰经火焚炼为用」,即煅烧石灰石(主要成分 CaCO₃)制得生石灰(CaO),同时放出使澄清石灰水变浑浊的气体。某同学在实验室用如下的密闭装置研究这一过程:取 10.0 g 石灰石样品(杂质不参与反应)在密闭容器中充分煅烧,冷却后称量,固体总质量变为 6.7 g,同时收集到一种能使燃着的木条熄灭的气体。
已知信息:① CaCO₃ 高温分解生成 CaO 和 CO₂;② CO₂ 能使澄清石灰水变浑浊,也不能支持燃烧;③ 空气中氧气约占21%(体积分数),氧气能支持燃烧。
下列说法中正确的是( )
- A. 该反应前后固体总质量不变,说明该反应遵守质量守恒定律
- B. 收集到的气体是氧气,能使燃着的木条熄灭
- C. 该反应遵守质量守恒定律,生成气体的质量为 3.3 g
- D. 石灰石样品中 CaCO₃ 完全分解后,固体只减少 2.1 g,说明反应前后原子种类发生了改变
答案:C
解析:A 错误:密闭容器中反应前后「物质总质量」守恒,但固体质量因生成气体而减小,不能说「固体总质量不变」,这是把「总质量守恒」误套到「固体质量」上。
B 错误:能使燃着的木条熄灭且使澄清石灰水变浑浊的气体是 CO₂,不是氧气;氧气约占空气体积的21%且能支持燃烧,与题中现象矛盾。易错点:把「支持燃烧」的性质张冠李戴。
C 正确:根据质量守恒定律,密闭容器内物质总质量不变,生成气体(CO₂)质量=10.0 g - 6.7 g = 3.3 g;该反应 CaCO₃ 高温 CaO + CO₂↑ 属于分解反应,反应前后原子种类、数目、质量均不变,符合质量守恒定律。
D 错误:固体质量减少 3.3 g(而非 2.1 g)是因为生成了气体 CO₂ 逸出(在密闭容器中则以气体形式存在),反应前后原子种类不变,这正是质量守恒定律的微观解释。
故选C。
3选择题
我国古代炼丹家葛洪在《抱朴子》中记载了"丹砂烧之成水银"的实验。某校化学兴趣小组仿照古法开展气体研究:他们先用加热高锰酸钾的方法制取氧气,再用大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳,并将二氧化碳通入澄清石灰水中检验。下列关于这三种物质(氧气、二氧化碳、空气)的说法中,正确的是
- A. 空气是由氮气和氧气组成的纯净物,其中氧气约占空气体积的 21%
- B. 实验室制取 CO₂ 时可选用稀硫酸与碳酸钠粉末,以获得平稳气流
- C. 氧气不易溶于水且密度比空气略大,可用排水法或向上排空气法收集
- D. 将燃着的木条伸入盛有 CO₂ 的集气瓶中木条熄灭,说明 CO₂ 具有可燃性
答案:C
解析:A 项:空气是混合物,含氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳等,并非只由氮气和氧气组成,故错误(氧气约占 21% 这一数据本身正确,但前半句错)。B 项:实验室制 CO₂ 应选用石灰石(或大理石)与稀盐酸;稀硫酸与碳酸盐反应生成的硫酸钙微溶,易覆盖在固体表面阻碍反应,且碳酸钠粉末反应过快不易控制,故错误。C 项:氧气不易溶于水,可用排水法收集;密度比空气略大,可用向上排空气法收集,叙述完全正确。D 项:木条熄灭说明 CO₂ 不燃烧也不支持燃烧,而非具有可燃性,故错误。易错点:混淆"空气是混合物"与"空气中主要含氮气、氧气";把"不支持燃烧"误说成"不可燃"以外的性质。故选C。
4选择题
《天工开物》中记载了烧煤取暖、烧制石灰等古代工艺。古人烧煤时常闻到刺激性气味,若不加以处理会危害环境。天然气(主要成分 CH₄)作为现代清洁燃料被广泛使用。关于化石燃料及其利用,下列说法不正确的是
- A. 煤、石油、天然气是三大化石燃料,天然气的主要成分是甲烷(CH₄)
- B. 甲烷在空气中完全燃烧的化学方程式为 CH₄ + 2O₂ =点燃= CO₂ + 2H₂O
- C. 煤燃烧产生的 SO₂ 排放到空气中可能形成酸雨,对煤进行脱硫处理可减少污染
- D. 化石燃料燃烧生成的 CO₂ 是空气污染物,应像治理 SO₂ 一样严格去除后排放
答案:D
解析:A 项:煤、石油、天然气是三大化石燃料,天然气主要成分是甲烷,正确。B 项:甲烷完全燃烧生成 CO₂ 和 H₂O,配平与条件"点燃"均正确,正确。C 项:SO₂ 是形成酸雨的主要气体之一,煤脱硫可减少 SO₂ 排放,正确。D 项:CO₂ 是空气的组成成分之一,虽过多排放会加剧温室效应,但不属于通常所说的空气污染物(空气污染物主要指 SO₂、CO、NO₂、可吸入颗粒物等),故该说法不正确。易错点:把 CO₂ 误列为空气污染物;书写甲烷燃烧方程式时漏配平或漏写"点燃"条件。题目要求选不正确的,故选D。
5填空题
「钻木取火」是人类最早的取火方式之一:将干燥的木棒在木块的凹槽中快速来回摩擦,木屑逐渐变黑并冒出火星,最终燃起火焰;若改用潮湿的木棒则很难取火成功。
已知信息:干燥木屑是可燃物;空气中氧气约占空气体积的 21%(约五分之一),氮气约占 78%;摩擦过程中机械能转化为热能,使木屑温度升高;可燃物燃烧需要同时满足三个条件:①是可燃物;②与氧气(或空气)接触;③温度达到可燃物的着火点。
请回答下列问题:
(1)钻木取火过程中,木屑温度升高是通过______的方式实现的;木屑由冒火星到燃起火焰,说明燃烧还需要温度达到可燃物的______。
(2)潮湿的木棒难以取火,其原因是______。
(3)木屑燃烧时与空气中的______发生反应;该气体约占空气体积的______。
(4)若要使燃着的木屑火焰熄灭,可采用的方法是______(写一种),其灭火原理是______。
答案:(1)做功(或摩擦做功,机械能转化为热能);着火点。
(2)木棒潮湿时,水分蒸发会吸收大量热量,使木屑温度难以升高到其着火点,因而不易燃烧。
(3)氧气(或 O₂);21%(或约五分之一)。
(4)用土覆盖燃着的木屑(或用湿布盖灭、把木屑散开等);隔绝氧气(或空气)。(若答「向火焰浇水」,原理是水蒸发吸热使温度降低到木屑着火点以下,也可)
解析:本题以「钻木取火」这一传统文化情境为载体,综合考查燃烧条件、灭火原理与空气组成三个知识点。
(1)摩擦过程中人对木棒做功,机械能转化为内能(热能),使木屑温度升高——易错点是误填「热传递」,本情境是克服摩擦做功生热;木屑先冒火星后燃烧,说明只有温度达到可燃物的着火点,燃烧才会发生,易错点是把「着火点」写成「点燃」,着火点是物质固有性质,不能说「升高着火点」。
(2)潮湿木棒中的水蒸发吸热,使温度达不到木屑的着火点,破坏了燃烧条件③;只写「有水」而未联系到「吸热降温、达不到着火点」是常见失分点。
(3)燃烧是可燃物与氧气发生的剧烈氧化反应,氧气约占空气体积的 21%(约五分之一);易错点是把氧气与氮气的比例记反(氮气约占 78%),或把「体积分数」误写成「质量分数」。
(4)灭火即破坏燃烧的任意一个条件:覆盖土或湿布是隔绝氧气;浇水是降温到着火点以下;把木屑摊开是隔离(疏散)可燃物。答题时须「方法 + 原理」对应一致,只写方法不写原理、或方法与原理张冠李戴(如答「用湿布盖灭——降低温度」而不提隔绝氧气)都会失分。
6填空题
我国古代炼丹术著作《抱朴子·内篇》中记载:「丹砂烧之成水银,积变又还成丹砂。」丹砂的主要成分是硫化汞(HgS),加热时与空气中的氧气反应生成汞(Hg)和二氧化硫(SO₂)。古人还用「烧炭取暖」驱寒,木炭在空气中燃烧生成二氧化碳。
已知信息:① 空气中氮气约占78%,氧气约占21%,稀有气体约占0.94%,二氧化碳约占0.03%(均为体积分数);② 氧气不易溶于水,密度比空气略大;③ 实验室常用加热高锰酸钾(KMnO₄)或在二氧化锰(MnO₂)催化下分解过氧化氢(H₂O₂)的方法制取氧气。
请回答下列问题:
(1)空气属于______(填「纯净物」或「混合物」),其依据是______;古人炼丹所用的「水银」(汞)属于______(填「纯净物」或「混合物」)。
(2)木炭在空气中燃烧,主要是与空气中的______(填物质名称)发生反应,该气体约占空气体积的______%。
(3)写出加热高锰酸钾制取氧气的化学方程式:______;若用排水法收集氧气,利用了氧气______的性质;若改用向上排空气法收集,则利用了氧气______的性质。
(4)硫化汞受热分解还丹砂的反应中,一定不变的微粒是______(填「分子」或「原子」)。
答案:(1)混合物;空气由氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳等多种物质组成(或:空气由多种分子构成);纯净物。
(2)氧气;21。
(3)2KMnO₄ =Δ= K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑;不易溶于水;密度比空气略大。
(4)原子。
解析:(1)判断纯净物与混合物的依据是「是否由同种物质(同种分子/原子)构成」,而不是名称中是否有「混」字。空气含多种气体,是混合物;汞是金属单质,由同种汞原子构成,属于纯净物。易错点:误认为「水银是液体就不是纯净物」或把稀有气体当成一种物质。
(2)木炭燃烧是碳与氧气的反应,氧气约占空气体积的21%(约五分之一)。易错点:把氮气的78%与氧气的21%记反。
(3)高锰酸钾受热分解:2KMnO₄ =Δ= K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑,注意配平并标气体符号↑。排水法利用「不易溶于水」,向上排空气法利用「密度比空气略大」。易错点:化学式写错(KMnO₄ 中 Mn 的价态)、漏写↑、把两种收集方法的依据写反。
(4)质量守恒定律的微观解释:化学反应前后原子的种类、数目、质量都不变,分子种类一定改变。易错点:误填「分子」不变。
7解答题
我国古代炼丹家葛洪在《抱朴子》中记载了「丹砂烧之成水银,积变又还成丹砂」的炼制过程。某校化学兴趣小组模仿古代「炼气」之法,用如图装置的原理进行电解水实验,并结合空气成分知识回答问题。
已知信息:小组用直流电源电解水,接通电源一段时间后,与电源正极相连的玻璃管内收集到约 10 mL 无色气体,与电源负极相连的玻璃管内收集到约 20 mL 无色气体。(提示:同温同压下,气体体积比等于其物质的量之比。)
请回答下列问题:
(1) 与正极相连的玻璃管内产生的气体是______(写名称),检验该气体的方法及现象是______。
(2) 与负极相连的玻璃管内产生的气体是______(写名称),检验该气体的方法及现象是______。
(3) 两管中气体的体积比约为______(正极∶负极)。
(4) 该实验说明水是由______组成的;请从微观角度说明化学变化的实质:______。
(5) 若把电解水实验中负极产生的气体收集在集气瓶中,倒扣在空气中点燃,火焰呈淡蓝色,瓶壁出现水雾。请判断该气体能否用排水法收集,并说明理由。
答案:(1) 氧气;将带火星的木条伸入玻璃管口,木条复燃,证明是氧气。
(2) 氢气;将燃着的木条靠近玻璃管口,气体燃烧,产生淡蓝色火焰,证明是氢气。
(3) 正极∶负极 = 1∶2(即 10 mL∶20 mL ≈ 1∶2)。
(4) 氢元素和氧元素(或写「氢、氧两种元素」);化学变化的实质是分子破裂成原子,原子重新组合成新的分子(水分子分解为氢原子和氧原子,氢原子结合成氢分子,氧原子结合成氧分子)。
(5) 能。因为氢气难溶于水(不易溶于水),可以用排水法收集。
解析:本题以古代炼丹典故引入,考查电解水实验的现象、结论及气体检验,并延伸到气体收集方法的选择。
(1)(2) 易错点一:把电极与气体对应关系记反。口诀是「正氧负氢」,正极产生氧气,负极产生氢气。易错点二:检验方法与气体性质张冠李戴——氧气用带火星木条(助燃性),氢气用燃着木条(可燃性),不能互换。
(3) 易错点:把体积比写成 2∶1。应牢记「氢二氧一」,即 V(氢)∶V(氧) = 2∶1,本题问的是正极∶负极,故为 1∶2。
(4) 易错点:答成「水由氢气和氧气组成」。水是纯净物,不能说由氢气、氧气混合而成;应从元素角度说「水由氢元素和氧元素组成」。微观解释要抓住「分子破裂、原子重组」。
(5) 易错点:误认为氢气能溶于水而否定排水法。氢气难溶于水,可用排水法收集;且排水法收集的气体较纯。
综上,本题答案见上,注意表述规范。
8解答题
《天工开物》中记载了古代火药与烽火的使用,其中燃烧现象古人早已观察到「有风则易灭,无风则自燃」。某校化学兴趣小组围绕「燃烧的条件」开展探究活动。
已知信息:白磷的着火点约 40 ℃,红磷的着火点约 240 ℃,二者均为可燃物,且都能与空气中的氧气反应。实验室提供器材:烧杯、热水(约 80 ℃)、薄铜片、白磷、红磷、大烧杯、镊子等。
请回答下列问题:
(1) 甲同学设计实验:在薄铜片上分别放置一小块白磷和一小块红磷,将薄铜片放在盛有热水的烧杯口上。请预测实验现象并说明理由。
(2) 乙同学发现铜片上的白磷燃烧一段时间后火焰变小,于是迅速用一个大烧杯倒扣在薄铜片上,观察到白磷很快熄灭。请解释白磷熄灭的原因。
(3) 丙同学提出:热水中也放一小块白磷,观察到水中的白磷不燃烧。请结合实验说明「与氧气接触」是燃烧的必要条件。
(4) 综合以上实验,请归纳可燃物燃烧必须同时满足的两个条件。
(5) 若实验中白磷不慎洒落到桌面上,应如何处理才安全?请写出一种合理做法并说明理由。
答案:(1) 现象:铜片上的白磷燃烧(产生大量白烟),红磷不燃烧。理由:铜片上的白磷和红磷都与空气(氧气)接触,热水温度约 80 ℃ 已达到白磷的着火点(40 ℃),但未达到红磷的着火点(240 ℃),故白磷燃烧而红磷不燃烧。
(2) 大烧杯倒扣后,白磷与外界空气隔绝,氧气被耗尽且得不到补充,因缺少氧气而熄灭。
(3) 热水中的白磷温度已达到着火点,但被水隔绝、不与氧气接触,故不燃烧;铜片上的白磷与氧气接触即燃烧。对比可知,仅有温度达到着火点还不够,必须与氧气接触才能燃烧。
(4) ①可燃物与氧气(或空气)接触;②温度达到可燃物的着火点。两个条件缺一不可。
(5) 可用湿抹布(或沙土)盖灭。理由:隔绝氧气(空气)并使温度降到着火点以下,从而灭火;切不可用水冲散,以免白磷随水扩散引发更大危险。
解析:本题以古代燃烧现象为情境,考查燃烧条件的实验设计与控制变量思想。
(1) 易错点:把「红磷不燃烧」归因于「没有与氧气接触」。实际上铜片上红磷同样与空气接触,不燃烧是因为温度未达其着火点。描述现象时应写「白磷燃烧、产生大量白烟」,不要写「白色气体」。
(2) 易错点:只答「温度降低」。倒扣大烧杯主要隔绝氧气,使可燃物缺氧熄灭,这是本步实验的核心变量。
(3) 易错点:漏掉「水中的白磷」这一对照。水中白磷温度达标但缺氧不燃,与铜片上白磷形成对照,才能严谨证明「与氧气接触」的必要性。
(4) 易错点:只答一个条件。题目要求「同时满足」,必须答全两个条件,且表述为「与氧气接触」「温度达到着火点」。
(5) 易错点:答「用水浇灭」。白磷燃烧温度高,用水可能使白磷扩散;正确做法是湿抹布或沙土覆盖,原理是隔绝氧气并降温。
综上,本题强调控制变量与对照实验的完整性,答案见上。