第二单元 我们周围的空气
课题1 空气
【培优训练题】
1．（天津初赛）下列现象与环境污染无关的是（ ）
A．赤潮 B．酸雨 C．臭氧空洞 D．火山爆发
2．（河南初赛）下列各组物质中，前者属于混合物，后者属于纯净物的是（ ）
A．水银 液氧 B．钢铁 汽油 C．洁净的空气 蒸馏水 D．甲烷 醋酸
3．（永州考题改编）某化学兴趣小组对教材中“测定空气里氧气含量”的实验（如图Ⅰ所示）进行了大胆改进，设计如图Ⅱ所示实验方案进行实验（选用容积为45 L的18×180 的试管作反应容器），收到了良好的效果。请你对比分析图I、图Ⅱ所示实验装置，回答下列有关问题：
（1）指出实验中A、B仪器的名称：A 、B 。
（2）图Ⅱ实验中，注射器活塞将从10 L刻度处慢慢前移到约为 L刻度处才停止。
（3）对照图Ⅱ实验，你认为图I实验有何不足之处？ （回答一点即可）。
【情景创新题】
4．（原创题）据腾讯网报道，北京拟将大气污染事件纳入法律援助范围。北京市司法局法律援助工作处负责人表示：“当前，国家倡导低碳、环保，今后随着社会的发展，因大气污染、噪音污染等问题引发的相关民生内容可能会逐步进入法律援助范畴，特别是要加大工厂废气、汽车尾气整治力度”。
（1）9月1日，某市区出现罕见的浮尘天气。环境监测中心报告，当天空气污染指数为270～290，首要污染物为可吸入颗粒物。依据下表判断，北京市空气质量状况属于 。
空气污染指数范围及相应的空气质量级别表
空气污染指数（API）0～5051～100101～200201～300＞301
空气质量状况Ⅰ（优）Ⅱ（良）Ⅲ（轻度污染）Ⅳ（中度污染）Ⅴ（重度污染）
A．优 B．良 C．轻度污染 D．中度污染
（2）目前，大多数汽车使用的燃料是汽油或柴油，它们燃烧时产生的一些有害物质排放到空气中，会造成空气污染。请你提出可减少汽车尾气污染空气的两项措施：
。
参考答案
1．D 解析：火山爆发是一种自然现象，与人为对环境污染无关。
2．C 解析：纯净物仅由一种物质组成，如水银（即金属汞）、液氧、甲烷、醋酸等，混合物由两种或两种以上物质组成，如钢铁、汽油、洁净空气等。
3．（1）集气瓶 烧杯 （2）1 （3）易造成实验误差（或污染环境）
解析：图Ⅱ中选用作反应容器的试管容积为45 L，氧气约占空气总体积的15，故试管中的红磷将管内空气中的氧气耗尽后，试管内气体体积将减少约9 L，故待试管冷却后松开弹簧夹，注射器活塞将从10 L刻度处慢慢前移到约为1 L刻度处才停止。图Ⅱ所示实验相对图I所示实验更为精确。
4．（1）D （2）使用无铅汽油；改变发动机结构，使汽油、柴油完全燃烧；尾气经净化处理后排放等合理答案
解析：解答问题（1）可将“天空气污染指数为270～290”与题给表格数据对照，即可得出正确结论。
课题2 氧气
【培优训练题】
1．（陕西初赛）食品腐败的原因之一是因为有氧气存在而发生氧化反应。因此，吸收掉密封的食品包装盒内的氧气就可以延长食品的保质期。下列哪种物质适宜封入食品包装盒中用来吸收掉盒内的氧气，延长食品的保质期的是（ ）
A．红磷 B．固体烧碱 C．铁粉 D．生石灰
2.（全国复赛题） 对下列实验指定容器中的水，其解释没有体现水的主要作用的是（ ）
ABCD
实
验
装
置
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
解释集气瓶中的水：
吸收放出的热量量筒中的水：通过水体积的变化得出O2体积集气瓶中的水：冷却溅落融熔物，防止集气瓶炸裂烧杯中的水：加热铜片；隔绝空气
3．（浙江初赛）带火星的木条在氧气中可以复燃。那么，是不是只有纯净的氧气才能使带火星的木条复燃呢？为此，同学们开展了相关探究实验。实验主要步骤如下：先制取一定量的氧气备用，再测得集气瓶实际容积为317 L，然后采用某种方法得到5瓶含氧量不同的空气，最后用带火星的木条来试验，观察是否复燃。相关的数据见下表：
集气瓶编号瓶内预装水
体积/L充入氧气
体积/L瓶内空气
体积/L瓶内空气里氧气
体积的百分比木条能否复燃
112012019750.3%能
29797220 %能
3909022742.7%能
4848423341.2%能
5818123640.4%不能
（1）请指出得到5瓶含氧量不同的空气的具体方法 。
（2）试将上表空白处补充完整（保留1位小数）。
（3）由该实验可得到的结论是 。
【情景创新题】
4．（原创题）婴儿总是头部先娩出娘胎，为的是尽早吸入一口人间的新鲜空气而不至于窒息，死者则是随着呼出最后尚存的一息游气而告谢世，这一切均和氧的功能有关。可是人却不能长时间呼吸纯氧，你知道这是为什么吗？人体各组织均不能承受过多的氧，这是因为氧本身不靠酶催化就能与不饱和脂肪酸反应，并能破坏贮存这些酸的磷脂，而磷脂又是构成细胞生物膜的主要成分，从而最终造成细胞死亡，这个过程叫做脂质过氧化。此外，氧对细胞的破坏还在于它可产生自由基，诱发癌症。下列有关氧气功效说法错误的是（ ）
A．人体吸入纯氧会导致脂质过氧化
B．毁灭细胞培养物的办法就是将它置于过饱和氧的环境中
C．氧气能燃烧，可用作燃料
D．氧气能使带火星的木条复燃，说明氧气能支持燃烧
参考答案
1．C 解析：红磷常温下不能与氧气反应；固体烧碱、生石灰都不与氧气反应；铁在常温下能与氧气反应生成氧化铁，所以用铁粉吸收盒内氧气。
2．A 解析：硫燃烧生成有刺激性气味二氧化硫，为了防止二氧化硫污染空气，所以用水吸收生成的二氧化硫。
3．（1）在集气瓶里预先加入一定体积的水， 再用排水法收集氧气
（2）44.5
（3）当空气中氧气所占体积比达到 41.2%以上时，才能使带火星的木条复燃
解析：以编号1为例，可在瓶内预装120 L水，然后再进行排水水法收集即可。应注意瓶内氧气体积为充入的氧气体积与空气中氧气体积之和，如2号集气瓶中氧气的体积百分比为：97+220×15220+97×100%=44.5%；通过此实验可知，并不是氧气浓度为任意值时带火星木条都能复燃，瓶内空气中氧气的体积百分比至少在41.2%以上才行。
4．C 解析：依据题给材料可迅速判断出A、B正确；选项C氧气不具有可燃性，不能用作燃料。
课题3 制取氧气
【培优训练题】
1．（大庆市初赛）课堂上老师做了一个实验：将液态空气倒入一只烧杯中，发现立即冒出大量气泡，把一根燃着的小木条置于烧杯口，小木条火焰熄灭；过一会儿再把燃着的小木条置于烧杯口，此时小木条不但没有熄灭，反而燃烧更旺。据此实验现象回答下列问题：
（1）由于液氮的沸点比液氧的沸点 （填“高”或“低”），导致 首先从液态空气中蒸发出来。
（2）“过一会儿，小木条不但没有熄灭，反而燃烧更旺”，其原因是 。
2.（泉州初赛）由实验测知：取3.5 g KnO4晶体加热到220 ℃，分解放出的氧气多于按下式计算的理论量。
2KnO4 =====△ K2nO4 + nO2 + O2↑
按下式计算的理论量为放出氧气0.354 g，换算成标准状况下的体积为248 L，而实际测得的氧气为308 L（标准状况），超过理论量为： 308 L -248 L＝60 L。试回答：（提示：nO2不溶于水）
（1）怎样用实验证明：超理论量的氧气不是来自nO2？____________________________________。
（2）怎样用实验证明超理论量的氧气是由K2nO4分解产生的？（要求用KnO4制取氧气后的残渣实验，如右图所示）_____________________________。
（3）怎样从“最后残渣”中分离出nO2？________________________________。
【情景创新题】
3.（原创题）双休日小明同学想利用家庭常见用品，制一瓶氧气给妈妈看看。
①试剂：双氧水、新鲜土豆块。
②日常用品：小酒瓶两个、吸管、小漏斗、水盆、酒瓶胶盖。
③实验准备：在酒瓶胶盖上钻两个孔；把几根吸管连接成一根长吸管，分别在接口处滴上蜡（以防漏气）；在小漏斗末端接上一根吸管，在接口处滴上蜡。
④制氧气过程：把新鲜土豆块放入小酒瓶中，盖上酒瓶瓶盖，把吸管和小漏斗分别插进两个孔中；然后滴上蜡，把吸管另一端放入已装了足够水的水盆中，从小漏斗倾倒双氧水。
请回答下列问题：
（1）水盆替代的化学仪器是 。
（2）滴上石蜡的目的是 。
（3）如何验证收集到的气体是氧气？ 。
（4）小明检验氧气时发现收集的氧气不纯，请你帮助他分析原因： 、
。（写出两点即可）
参考答案
1.（1）低 氮气
（2）随后氧气从液态空气中蒸发出来，氧气能够支持燃烧
解析：分离液态空气制取氧气是物理变化，因为液氮的沸点比液氧的沸点低，将液态空气倒入烧杯中后，液态氮首先从中分离出来，所以小木条火焰熄灭；过一会儿后，剩余的主要是液态氧气，所以燃烧更旺。
2．（1）另取少量nO2，在酒精灯火焰上加热，插入带火星的木条，木条不复燃
（2）用酒精灯火焰集中加热“残渣”，又收集到一定体积的氧气
（3）将“最后残渣”加入适量的水溶解，过滤，即可分离出nO2
解析：确定二氧化锰是否分解放出氧气，应单独加热二氧化锰，并用带火星木条检验是否放出氧气；验证锰酸钾能分解放氧气，应继续加热反应后残渣，发现还能收集到一定体积的氧气；反应后的残渣中二氧化锰不溶于水，其余固体溶于水，故可用加水溶解，然后过滤的方法分离出二氧化锰。
3.（1）水槽
（2）防止装置漏气
（3）把带火星的小木条放进小酒瓶中，若带火星的小木条复燃，证明瓶内的气体是氧气
（4）没有等到气泡连续且均匀时就开始收集了 收集氧气的小酒瓶没有装满水
第二单元 我们周围的空气综合训练
【培优训练题】
1．（原创题）“天宫一号”用“长征二号F”T1运载火箭发射升空。运载火箭所用的燃料是液态氢和液态氧，燃烧时产生巨大的推动力将“天宫一号”送入了太空。下列有关叙述不正确的是（ ）
A．工业上分离液态空气制取氧气属于物理变化
B．氢气具有可燃性
C．液态氧和液态氢燃烧会放出大量热
D．氧气具有还原性
2．（苏州考题改编）2013年全国“两会”期间，苏州的全国人大代表向大会提交了诸多重要议案，其中属于保护空气方案是（ ）
A．尽快制定国家湖泊生态安全法 B．制订农村耕地保护法
C．尽快修订环境空气质量标准 D．加强对“鲜榨果汁”的监管
3.（全国初赛） 某市热电厂使用的燃料是含硫较多的煤。该厂附近一所中学的同学经常闻到空气有异味，且空气能见度差。学校研究性学习小组意识到这有可能是该厂排出的废气超标造成的，于是在老师的指导下做了探究实验，请你填写下列空白。
[提出问题] 空气里二氧化硫（SO2）是否超标呢?
[查阅资料] Ⅰ．我国关于SO2在风景区、居民区、工厂区的空气质量标准分别见下表：
地 区风景区居民区工厂区
SO2浓度限值（g/3）0.150.500.70
Ⅱ．二氧化硫能与氢氧化钠（NaOH）反应生成亚硫酸钠（Na2SO3）；硫酸钠（Na2SO4）能与氯化钡（BaCl2）反应生成硫酸钡，硫酸钡既不溶于水，也不溶于酸（如不与稀盐酸、稀硝酸等反应）。
Ⅲ．二氧化碳能与氢氧化钠反应，生成碳酸钠，生成碳酸钠能与氯化钡反应生成碳酸钡沉淀（碳酸钡能与稀盐酸、稀硝酸等反应）。
[设计实验] 同学设计以下步骤来测定空气中SO2的含量。
（1）采集工厂附近的空气样品250 L。
（2）将空气样品通过NaOH溶液，加入一定量氧化剂过氧化氢（H2O2），使其中亚硫酸钠（Na2SO3）完全转化为硫酸钠（Na2SO4）。
（3）再加入过量的氯化钡（BaCl2）溶液，经过过滤、洗涤、烘干，称量固体质量为1.2 g。
计算：250 L空气样品中SO2的质量为0.33 g。由空气质量标准可得出结论：该厂排放的SO2__________（填“超标”或“不超标”）。
（4）简述采集空气样品的方法
。
[发现新问题] 考虑到空气中的各种气体成分，有同学认为该实验测得的SO2的含量偏大，其依据及你提出的实验改进方案是
。
[反思与应用] 为尽快改善该地区的空气质量，请你提出一条合理化建议：_______________。
【情景创新题】
4．（原创题）资料一：2011年6月19日，贵州桐梓一家工厂超标排放氯气致106名小学生中毒。市县两级环保部门对遵宝钛业周边厂界及元田小学三个监测点进行环境监测，空气中检出氯化氢、氯气。
资料二：2013年1月10日起，一场罕见的浓重的雾霾开始笼罩北京。天空整日灰白、阴沉，既不像白天，也不像晚上，唯有太阳经过的地方，颜色白得刺眼，但又根本看不到太阳。一些环境质量指数连续“爆表”，北京部分监测点P2.5（大气中直径小于或等于2.5 μ的颗粒物）甚至瞬时破千。
请结合上述材料回答下列问题：
（1）下列气体不会对空气造成污染的是 。
A．CO B．SO2 C．Cl2 D．N2
（2）下列情况不会增加空气中P2.5的是 。
A．汽车排放尾气
B．秸秆焚烧还田
C．工厂排放的废弃
D．植树造林，严禁乱砍滥伐森林
（3）仔细观察右图所示一幅漫画，从保护环境的角度提出一条合理化建议： 。
参考答案
1．D 解析：氧气具有氧化性，在化学反应中提供氧，能支持燃烧。
2．C 解析：选项A是保护水资源；选项B是保护耕地；选项D是食品安全。
3．[设计实验]（3）超标
（4）用注射器抽取空气样品，并通入瘪塑料袋内，然后扎紧塑料袋（或将集气瓶装满水盖上玻璃片，拿到热电厂附近将水倒掉，并擦干集气瓶，盖上玻璃片等合理答案）
[发现新问题] 空气中的二氧化碳也要和氢氧化钠溶液反应，并继续与BaCl2溶液反应，生成碳酸钡沉淀。向沉淀中加入过量的稀硝酸后，再进行其余操作
[反思应用] 工厂废气进行治理，达标后再排放
解析：解答[发现问题]要抓住[查阅资料]提供信息，空气中含有CO2，也能与氢氧化钠反应生成碳酸钠，同时生成碳酸钠能与氯化钡反应生成碳酸钡沉淀；除去碳酸钡需要用稀盐酸或稀硝酸即可。
4．（1）D
（2）D
（3）工厂排放废弃净化处理后排放（或提倡工厂使用新能源等）
解析：问题（1）对空气有污染的气体应该是有毒或有害的气体，而空气中含量最多的气体是氮气，氮气是一种无毒、无害的气体，它不属于空气污染物。问题（2）植树造林可以吸收空气中的有害气体和可吸入颗粒物，达到净化空气的目的。问题（3）仔细推敲图意可知，此幅图片表示了工厂废气任意排放对空气的危害，然后结合污染产生的原因提出环境保护的建议。
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