第二單元 我們周圍的空氣
課題1 空氣
【培優(yōu)訓(xùn)練題】
1．（天津初賽）下列現(xiàn)象與環(huán)境污染無關(guān)的是（ ）
A．赤潮 B．酸雨 C．臭氧空洞 D．火山爆發(fā)
2．（河南初賽）下列各組物質(zhì)中，前者屬于混合物，后者屬于純凈物的是（ �。�
A．水銀 液氧 B．鋼鐵 汽油 C．潔凈的空氣 蒸餾水 D．甲烷 醋酸
3．（永州考題改編）某化學(xué)興趣小組對教材中“測定空氣里氧氣含量”的實(shí)驗(yàn)（如圖Ⅰ所示）進(jìn)行了大膽改進(jìn)，設(shè)計(jì)如圖Ⅱ所示實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（選用容積為45 L的18×180 的試管作反應(yīng)容器），收到了良好的效果。請你對比分析圖I、圖Ⅱ所示實(shí)驗(yàn)裝置，回答下列有關(guān)問題：
（1）指出實(shí)驗(yàn)中A、B儀器的名稱：A 、B 。
（2）圖Ⅱ?qū)嶒?yàn)中，注射器活塞將從10 L刻度處慢慢前移到約為 L刻度處才停止。
（3）對照圖Ⅱ?qū)嶒?yàn)，你認(rèn)為圖I實(shí)驗(yàn)有何不足之處？ （回答一點(diǎn)即可）。
【情景創(chuàng)新題】
4．（原創(chuàng)題）據(jù)騰訊網(wǎng)報(bào)道，北京擬將大氣污染事件納入法律援助范圍。北京市司法局法律援助工作處負(fù)責(zé)人表示：“當(dāng)前，國家倡導(dǎo)低碳、環(huán)保，今后隨著社會的發(fā)展，因大氣污染、噪音污染等問題引發(fā)的相關(guān)民生內(nèi)容可能會逐步進(jìn)入法律援助范疇，特別是要加大工廠廢氣、汽車尾氣整治力度”。
（1）9月1日，某市區(qū)出現(xiàn)罕見的浮塵天氣。環(huán)境監(jiān)測中心報(bào)告，當(dāng)天空氣污染指數(shù)為270～290，首要污染物為可吸入顆粒物。依據(jù)下表判斷，北京市空氣質(zhì)量狀況屬于 。
空氣污染指數(shù)范圍及相應(yīng)的空氣質(zhì)量級別表
空氣污染指數(shù)（API）0～5051～100101～200201～300＞301
空氣質(zhì)量狀況Ⅰ（優(yōu)）Ⅱ（良）Ⅲ（輕度污染）Ⅳ（中度污染）Ⅴ（重度污染）
A．優(yōu) B．良 C．輕度污染 D．中度污染
（2）目前，大多數(shù)汽車使用的燃料是汽油或柴油，它們?nèi)紵龝r產(chǎn)生的一些有害物質(zhì)排放到空氣中，會造成空氣污染。請你提出可減少汽車尾氣污染空氣的兩項(xiàng)措施：
。
參考答案
1．D 解析：火山爆發(fā)是一種自然現(xiàn)象，與人為對環(huán)境污染無關(guān)。
2．C 解析：純凈物僅由一種物質(zhì)組成，如水銀（即金屬汞）、液氧、甲烷、醋酸等，混合物由兩種或兩種以上物質(zhì)組成，如鋼鐵、汽油、潔凈空氣等。
3．（1）集氣瓶 燒杯 （2）1 （3）易造成實(shí)驗(yàn)誤差（或污染環(huán)境）
解析：圖Ⅱ中選用作反應(yīng)容器的試管容積為45 L，氧氣約占空氣總體積的15，故試管中的紅磷將管內(nèi)空氣中的氧氣耗盡后，試管內(nèi)氣體體積將減少約9 L，故待試管冷卻后松開彈簧夾，注射器活塞將從10 L刻度處慢慢前移到約為1 L刻度處才停止。圖Ⅱ所示實(shí)驗(yàn)相對圖I所示實(shí)驗(yàn)更為精確。
4．（1）D （2）使用無鉛汽油；改變發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)，使汽油、柴油完全燃燒；尾氣經(jīng)凈化處理后排放等合理答案
解析：解答問題（1）可將“天空氣污染指數(shù)為270～290”與題給表格數(shù)據(jù)對照，即可得出正確結(jié)論。
課題2 氧氣
【培優(yōu)訓(xùn)練題】
1．（陜西初賽）食品腐敗的原因之一是因?yàn)橛醒鯕獯嬖诙l(fā)生氧化反應(yīng)。因此，吸收掉密封的食品包裝盒內(nèi)的氧氣就可以延長食品的保質(zhì)期。下列哪種物質(zhì)適宜封入食品包裝盒中用來吸收掉盒內(nèi)的氧氣，延長食品的保質(zhì)期的是（ ）
A．紅磷 B．固體燒堿 C．鐵粉 D．生石灰
2.（全國復(fù)賽題） 對下列實(shí)驗(yàn)指定容器中的水，其解釋沒有體現(xiàn)水的主要作用的是（ ）
ABCD
實(shí)
驗(yàn)
裝
置
硫在氧氣中燃燒
測定空氣中氧氣含量
鐵絲在氧氣中燃燒
探究燃燒的條件
解釋集氣瓶中的水：
吸收放出的熱量量筒中的水：通過水體積的變化得出O2體積集氣瓶中的水：冷卻濺落融熔物，防止集氣瓶炸裂燒杯中的水：加熱銅片；隔絕空氣
3．（浙江初賽）帶火星的木條在氧氣中可以復(fù)燃。那么，是不是只有純凈的氧氣才能使帶火星的木條復(fù)燃呢？為此，同學(xué)們開展了相關(guān)探究實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)主要步驟如下：先制取一定量的氧氣備用，再測得集氣瓶實(shí)際容積為317 L，然后采用某種方法得到5瓶含氧量不同的空氣，最后用帶火星的木條來試驗(yàn)，觀察是否復(fù)燃。相關(guān)的數(shù)據(jù)見下表：
集氣瓶編號瓶內(nèi)預(yù)裝水
體積/L充入氧氣
體積/L瓶內(nèi)空氣
體積/L瓶內(nèi)空氣里氧氣
體積的百分比木條能否復(fù)燃
112012019750.3%能
29797220 %能
3909022742.7%能
4848423341.2%能
5818123640.4%不能
（1）請指出得到5瓶含氧量不同的空氣的具體方法 。
（2）試將上表空白處補(bǔ)充完整（保留1位小數(shù)）。
（3）由該實(shí)驗(yàn)可得到的結(jié)論是 。
【情景創(chuàng)新題】
4．（原創(chuàng)題）嬰兒總是頭部先娩出娘胎，為的是盡早吸入一口人間的新鮮空氣而不至于窒息，死者則是隨著呼出最后尚存的一息游氣而告謝世，這一切均和氧的功能有關(guān)。可是人卻不能長時間呼吸純氧，你知道這是為什么嗎？人體各組織均不能承受過多的氧，這是因?yàn)檠醣旧聿豢棵复呋湍芘c不飽和脂肪酸反應(yīng)，并能破壞貯存這些酸的磷脂，而磷脂又是構(gòu)成細(xì)胞生物膜的主要成分，從而最終造成細(xì)胞死亡，這個過程叫做脂質(zhì)過氧化。此外，氧對細(xì)胞的破壞還在于它可產(chǎn)生自由基，誘發(fā)癌癥。下列有關(guān)氧氣功效說法錯誤的是（ ）
A．人體吸入純氧會導(dǎo)致脂質(zhì)過氧化
B．毀滅細(xì)胞培養(yǎng)物的辦法就是將它置于過飽和氧的環(huán)境中
C．氧氣能燃燒，可用作燃料
D．氧氣能使帶火星的木條復(fù)燃，說明氧氣能支持燃燒
參考答案
1．C 解析：紅磷常溫下不能與氧氣反應(yīng)；固體燒堿、生石灰都不與氧氣反應(yīng)；鐵在常溫下能與氧氣反應(yīng)生成氧化鐵，所以用鐵粉吸收盒內(nèi)氧氣。
2．A 解析：硫燃燒生成有刺激性氣味二氧化硫，為了防止二氧化硫污染空氣，所以用水吸收生成的二氧化硫。
3．（1）在集氣瓶里預(yù)先加入一定體積的水， 再用排水法收集氧氣
（2）44.5
（3）當(dāng)空氣中氧氣所占體積比達(dá)到 41.2%以上時，才能使帶火星的木條復(fù)燃
解析：以編號1為例，可在瓶內(nèi)預(yù)裝120 L水，然后再進(jìn)行排水水法收集即可。應(yīng)注意瓶內(nèi)氧氣體積為充入的氧氣體積與空氣中氧氣體積之和，如2號集氣瓶中氧氣的體積百分比為：97+220×15220+97×100%=44.5%；通過此實(shí)驗(yàn)可知，并不是氧氣濃度為任意值時帶火星木條都能復(fù)燃，瓶內(nèi)空氣中氧氣的體積百分比至少在41.2%以上才行。
4．C 解析：依據(jù)題給材料可迅速判斷出A、B正確；選項(xiàng)C氧氣不具有可燃性，不能用作燃料。
課題3 制取氧氣
【培優(yōu)訓(xùn)練題】
1．（大慶市初賽）課堂上老師做了一個實(shí)驗(yàn)：將液態(tài)空氣倒入一只燒杯中，發(fā)現(xiàn)立即冒出大量氣泡，把一根燃著的小木條置于燒杯口，小木條火焰熄滅；過一會兒再把燃著的小木條置于燒杯口，此時小木條不但沒有熄滅，反而燃燒更旺。據(jù)此實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象回答下列問題：
（1）由于液氮的沸點(diǎn)比液氧的沸點(diǎn) （填“高”或“低”），導(dǎo)致 首先從液態(tài)空氣中蒸發(fā)出來。
（2）“過一會兒，小木條不但沒有熄滅，反而燃燒更旺”，其原因是 。
2.（泉州初賽）由實(shí)驗(yàn)測知：取3.5 g KnO4晶體加熱到220 ℃，分解放出的氧氣多于按下式計(jì)算的理論量。
2KnO4 =====△ K2nO4 + nO2 + O2↑
按下式計(jì)算的理論量為放出氧氣0.354 g，換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為248 L，而實(shí)際測得的氧氣為308 L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），超過理論量為： 308 L -248 L＝60 L。試回答：（提示：nO2不溶于水）
（1）怎樣用實(shí)驗(yàn)證明：超理論量的氧氣不是來自nO2？____________________________________。
（2）怎樣用實(shí)驗(yàn)證明超理論量的氧氣是由K2nO4分解產(chǎn)生的？（要求用KnO4制取氧氣后的殘?jiān)鼘?shí)驗(yàn)，如右圖所示）_____________________________。
（3）怎樣從“最后殘?jiān)敝蟹蛛x出nO2？________________________________。
【情景創(chuàng)新題】
3.（原創(chuàng)題）雙休日小明同學(xué)想利用家庭常見用品，制一瓶氧氣給媽媽看看。
①試劑：雙氧水、新鮮土豆塊。
②日常用品：小酒瓶兩個、吸管、小漏斗、水盆、酒瓶膠蓋。
③實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：在酒瓶膠蓋上鉆兩個孔；把幾根吸管連接成一根長吸管，分別在接口處滴上蠟（以防漏氣）；在小漏斗末端接上一根吸管，在接口處滴上蠟。
④制氧氣過程：把新鮮土豆塊放入小酒瓶中，蓋上酒瓶瓶蓋，把吸管和小漏斗分別插進(jìn)兩個孔中；然后滴上蠟，把吸管另一端放入已裝了足夠水的水盆中，從小漏斗傾倒雙氧水。
請回答下列問題：
（1）水盆替代的化學(xué)儀器是 。
（2）滴上石蠟的目的是 。
（3）如何驗(yàn)證收集到的氣體是氧氣？ 。
（4）小明檢驗(yàn)氧氣時發(fā)現(xiàn)收集的氧氣不純，請你幫助他分析原因： 、
。（寫出兩點(diǎn)即可）
參考答案
1.（1）低 氮?dú)?
（2）隨后氧氣從液態(tài)空氣中蒸發(fā)出來，氧氣能夠支持燃燒
解析：分離液態(tài)空氣制取氧氣是物理變化，因?yàn)橐旱姆悬c(diǎn)比液氧的沸點(diǎn)低，將液態(tài)空氣倒入燒杯中后，液態(tài)氮首先從中分離出來，所以小木條火焰熄滅；過一會兒后，剩余的主要是液態(tài)氧氣，所以燃燒更旺。
2．（1）另取少量nO2，在酒精燈火焰上加熱，插入帶火星的木條，木條不復(fù)燃
（2）用酒精燈火焰集中加熱“殘?jiān)保质占揭欢w積的氧氣
（3）將“最后殘?jiān)奔尤脒m量的水溶解，過濾，即可分離出nO2
解析：確定二氧化錳是否分解放出氧氣，應(yīng)單獨(dú)加熱二氧化錳，并用帶火星木條檢驗(yàn)是否放出氧氣；驗(yàn)證錳酸鉀能分解放氧氣，應(yīng)繼續(xù)加熱反應(yīng)后殘?jiān)�，發(fā)現(xiàn)還能收集到一定體積的氧氣；反應(yīng)后的殘?jiān)卸趸i不溶于水，其余固體溶于水，故可用加水溶解，然后過濾的方法分離出二氧化錳。
3.（1）水槽
（2）防止裝置漏氣
（3）把帶火星的小木條放進(jìn)小酒瓶中，若帶火星的小木條復(fù)燃，證明瓶內(nèi)的氣體是氧氣
（4）沒有等到氣泡連續(xù)且均勻時就開始收集了 收集氧氣的小酒瓶沒有裝滿水
第二單元 我們周圍的空氣綜合訓(xùn)練
【培優(yōu)訓(xùn)練題】
1．（原創(chuàng)題）“天宮一號”用“長征二號F”T1運(yùn)載火箭發(fā)射升空。運(yùn)載火箭所用的燃料是液態(tài)氫和液態(tài)氧，燃燒時產(chǎn)生巨大的推動力將“天宮一號”送入了太空。下列有關(guān)敘述不正確的是（ ）
A．工業(yè)上分離液態(tài)空氣制取氧氣屬于物理變化
B．氫氣具有可燃性
C．液態(tài)氧和液態(tài)氫燃燒會放出大量熱
D．氧氣具有還原性
2．（蘇州考題改編）2013年全國“兩會”期間，蘇州的全國人大代表向大會提交了諸多重要議案，其中屬于保護(hù)空氣方案是（ ）
A．盡快制定國家湖泊生態(tài)安全法 B．制訂農(nóng)村耕地保護(hù)法
C．盡快修訂環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) D．加強(qiáng)對“鮮榨果汁”的監(jiān)管
3.（全國初賽） 某市熱電廠使用的燃料是含硫較多的煤。該廠附近一所中學(xué)的同學(xué)經(jīng)常聞到空氣有異味，且空氣能見度差。學(xué)校研究性學(xué)習(xí)小組意識到這有可能是該廠排出的廢氣超標(biāo)造成的，于是在老師的指導(dǎo)下做了探究實(shí)驗(yàn)，請你填寫下列空白。
[提出問題] 空氣里二氧化硫（SO2）是否超標(biāo)呢?
[查閱資料] Ⅰ．我國關(guān)于SO2在風(fēng)景區(qū)、居民區(qū)、工廠區(qū)的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)分別見下表：
地 區(qū)風(fēng)景區(qū)居民區(qū)工廠區(qū)
SO2濃度限值（g/3）0.150.500.70
Ⅱ．二氧化硫能與氫氧化鈉（NaOH）反應(yīng)生成亞硫酸鈉（Na2SO3）；硫酸鈉（Na2SO4）能與氯化鋇（BaCl2）反應(yīng)生成硫酸鋇，硫酸鋇既不溶于水，也不溶于酸（如不與稀鹽酸、稀硝酸等反應(yīng)）。
Ⅲ．二氧化碳能與氫氧化鈉反應(yīng)，生成碳酸鈉，生成碳酸鈉能與氯化鋇反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀（碳酸鋇能與稀鹽酸、稀硝酸等反應(yīng)）。
[設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)] 同學(xué)設(shè)計(jì)以下步驟來測定空氣中SO2的含量。
（1）采集工廠附近的空氣樣品250 L。
（2）將空氣樣品通過NaOH溶液，加入一定量氧化劑過氧化氫（H2O2），使其中亞硫酸鈉（Na2SO3）完全轉(zhuǎn)化為硫酸鈉（Na2SO4）。
（3）再加入過量的氯化鋇（BaCl2）溶液，經(jīng)過過濾、洗滌、烘干，稱量固體質(zhì)量為1.2 g。
計(jì)算：250 L空氣樣品中SO2的質(zhì)量為0.33 g。由空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)可得出結(jié)論：該廠排放的SO2__________（填“超標(biāo)”或“不超標(biāo)”）。
（4）簡述采集空氣樣品的方法
。
[發(fā)現(xiàn)新問題] 考慮到空氣中的各種氣體成分，有同學(xué)認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)測得的SO2的含量偏大，其依據(jù)及你提出的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方案是
。
[反思與應(yīng)用] 為盡快改善該地區(qū)的空氣質(zhì)量，請你提出一條合理化建議：_______________。
【情景創(chuàng)新題】
4．（原創(chuàng)題）資料一：2011年6月19日，貴州桐梓一家工廠超標(biāo)排放氯氣致106名小學(xué)生中毒。市縣兩級環(huán)保部門對遵寶鈦業(yè)周邊廠界及元田小學(xué)三個監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測，空氣中檢出氯化氫、氯氣。
資料二：2013年1月10日起，一場罕見的濃重的霧霾開始籠罩北京。天空整日灰白、陰沉，既不像白天，也不像晚上，唯有太陽經(jīng)過的地方，顏色白得刺眼，但又根本看不到太陽。一些環(huán)境質(zhì)量指數(shù)連續(xù)“爆表”，北京部分監(jiān)測點(diǎn)P2.5（大氣中直徑小于或等于2.5 μ的顆粒物）甚至瞬時破千。
請結(jié)合上述材料回答下列問題：
（1）下列氣體不會對空氣造成污染的是 。
A．CO B．SO2 C．Cl2 D．N2
（2）下列情況不會增加空氣中P2.5的是 。
A．汽車排放尾氣
B．秸稈焚燒還田
C．工廠排放的廢棄
D．植樹造林，嚴(yán)禁亂砍濫伐森林
（3）仔細(xì)觀察右圖所示一幅漫畫，從保護(hù)環(huán)境的角度提出一條合理化建議： 。
參考答案
1．D 解析：氧氣具有氧化性，在化學(xué)反應(yīng)中提供氧，能支持燃燒。
2．C 解析：選項(xiàng)A是保護(hù)水資源；選項(xiàng)B是保護(hù)耕地；選項(xiàng)D是食品安全。
3．[設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)]（3）超標(biāo)
（4）用注射器抽取空氣樣品，并通入癟塑料袋內(nèi)，然后扎緊塑料袋（或?qū)⒓瘹馄垦b滿水蓋上玻璃片，拿到熱電廠附近將水倒掉，并擦干集氣瓶，蓋上玻璃片等合理答案）
[發(fā)現(xiàn)新問題] 空氣中的二氧化碳也要和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，并繼續(xù)與BaCl2溶液反應(yīng)，生成碳酸鋇沉淀。向沉淀中加入過量的稀硝酸后，再進(jìn)行其余操作
[反思應(yīng)用] 工廠廢氣進(jìn)行治理，達(dá)標(biāo)后再排放
解析：解答[發(fā)現(xiàn)問題]要抓住[查閱資料]提供信息，空氣中含有CO2，也能與氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉，同時生成碳酸鈉能與氯化鋇反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀；除去碳酸鋇需要用稀鹽酸或稀硝酸即可。
4．（1）D
（2）D
（3）工廠排放廢棄凈化處理后排放（或提倡工廠使用新能源等）
解析：問題（1）對空氣有污染的氣體應(yīng)該是有毒或有害的氣體，而空氣中含量最多的氣體是氮?dú)猓獨(dú)馐且环N無毒、無害的氣體，它不屬于空氣污染物。問題（2）植樹造林可以吸收空氣中的有害氣體和可吸入顆粒物，達(dá)到凈化空氣的目的。問題（3）仔細(xì)推敲圖意可知，此幅圖片表示了工廠廢氣任意排放對空氣的危害，然后結(jié)合污染產(chǎn)生的原因提出環(huán)境保護(hù)的建議。
本文來自：逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/chusan/203090.html
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