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第二單元 我們周圍的空氣
課題1 空氣
【培優(yōu)訓練題】
1．（天津初賽）下列現(xiàn)象與環(huán)境污染無關的是（ ）
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）某化學興趣小組對教材中“測定空氣里氧氣含量”的實驗（如圖Ⅰ所示）進行了大膽改進，設計如圖Ⅱ所示實驗方案進行實驗（選用容積為45 L的18×180 的試管作反應容器），收到了良好的效果。請你對比分析圖I、圖Ⅱ所示實驗裝置，回答下列有關問題：

（1）指出實驗中A、B儀器的名稱：A 、B 。
（2）圖Ⅱ實驗中，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實驗，你認為圖I實驗有何不足之處？ （回答一點即可）。
【情景創(chuàng)新題】
4．（原創(chuàng)題）據騰訊網報道，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責人表示：“當前，國家倡導低碳、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)的相關民生內容可能會逐步進入法律援助范疇，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)測中心報告，當天空氣污染指數為270～290，首要污染物為可吸入顆粒物。依據下表判斷，北京市空氣質量狀況屬于 。
空氣污染指數范圍及相應的空氣質量級別表
空氣污染指數（API）0～5051～100101～200201～300＞301
空氣質量狀況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，大多數汽車使用的燃料是汽油或柴油，它們燃燒時產生的一些有害物質排放到空氣中，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。
2．C 解析：純凈物僅由一種物質組成，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）易造成實驗誤差（或污染環(huán)境）
解析：圖Ⅱ中選用作反應容器的試管容積為45 L，氧氣約占空氣總體積的15，故試管中的紅磷將管內空氣中的氧氣耗盡后，試管內氣體體積將減少約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所示實驗相對圖I所示實驗更為精確。
4．（1）D （2）使用無鉛汽油；改變發(fā)動機結構，使汽油、柴油完全燃燒；尾氣經凈化處理后排放等合理答案
解析：解答問題（1）可將“天空氣污染指數為270～290”與題給表格數據對照，即可得出正確結論。

課題2 氧氣
【培優(yōu)訓練題】
1．（陜西初賽）食品腐敗的原因之一是因為有氧氣存在而發(fā)生氧化反應。因此，吸收掉密封的食品包裝盒內的氧氣就可以延長食品的保質期。下列哪種物質適宜封入食品包裝盒中用來吸收掉盒內的氧氣，延長食品的保質期的是（ ）
A．紅磷 B．固體燒堿 C．鐵粉 D．生石灰
2.（全國復賽題） 對下列實驗指定容器中的水，其解釋沒有體現(xiàn)水的主要作用的是（ ）
ABCD
實
驗
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燃。那么，是不是只有純凈的氧氣才能使帶火星的木條復燃呢？為此，同學們開展了相關探究實驗。實驗主要步驟如下：先制取一定量的氧氣備用，再測得集氣瓶實際容積為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，觀察是否復燃。相關的數據見下表：
集氣瓶編號瓶內預裝水
體積/L充入氧氣
體積/L瓶內空氣
體積/L瓶內空氣里氧氣
體積的百分比木條能否復燃
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）試將上表空白處補充完整（保留1位小數）。
（3）由該實驗可得到的結論是 。
【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。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，這是因為氧本身不靠酶催化就能與不飽和脂肪酸反應，并能破壞貯存這些酸的磷脂，而磷脂又是構成細胞生物膜的主要成分，從而最終造成細胞死亡，這個過程叫做脂質過氧化。此外，氧對細胞的破壞還在于它可產生自由基，誘發(fā)癌癥。下列有關氧氣功效說法錯誤的是（ ）
A．人體吸入純氧會導致脂質過氧化
B．毀滅細胞培養(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；固體燒堿、生石灰都不與氧氣反應；鐵在常溫下能與氧氣反應生成氧化鐵，所以用鐵粉吸收盒內氧氣。
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）在集氣瓶里預先加入一定體積的水， 再用排水法收集氧氣
（2）44.5
（3）當空氣中氧氣所占體積比達到 41.2%以上時，才能使帶火星的木條復燃
解析：以編號1為例，可在瓶內預裝120 L水，然后再進行排水水法收集即可。應注意瓶內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%；通過此實驗可知，并不是氧氣濃度為任意值時帶火星木條都能復燃，瓶內空氣中氧氣的體積百分比至少在41.2%以上才行。
4．C 解析：依據題給材料可迅速判斷出A、B正確；選項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)訓練題】
1．（大慶市初賽）課堂上老師做了一個實驗：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。據此實驗現(xiàn)象回答下列問題：
（1）由于液氮的沸點比液氧的沸點 （填“高”或“低”），導致 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）由實驗測知：取3.5 g KnO4晶體加熱到220 ℃，分解放出的氧氣多于按下式計算的理論量。
2KnO4 =====△ K2nO4 + nO2 + O2↑
按下式計算的理論量為放出氧氣0.354 g，換算成標準狀況下的體積為248 L，而實際測得的氧氣為308 L（標準狀況），超過理論量為： 308 L -248 L＝60 L。試回答：（提示：nO2不溶于水）
（1）怎樣用實驗證明：超理論量的氧氣不是來自nO2？____________________________________。
（2）怎樣用實驗證明超理論量的氧氣是由K2nO4分解產生的？（要求用KnO4制取氧氣后的殘渣實驗，如右圖所示）_____________________________。
（3）怎樣從“最后殘渣”中分離出nO2？________________________________。
【情景創(chuàng)新題】
3.（原創(chuàng)題）雙休日小明同學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實驗準備：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）水盆替代的化學儀器是 。
（2）滴上石蠟的目的是 。
（3）如何驗證收集到的氣體是氧氣？ 。
（4）小明檢驗氧氣時發(fā)現(xiàn)收集的氧氣不純，請你幫助他分析原因： 、
。（寫出兩點即可）
參考答案
1.（1）低 氮氣
（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，因為液氮的沸點比液氧的沸點低，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，木條不復燃
（2）用酒精燈火焰集中加熱“殘渣”，又收集到一定體積的氧氣
（3）將“最后殘渣”加入適量的水溶解，過濾，即可分離出nO2
解析：確定二氧化錳是否分解放出氧氣，應單獨加熱二氧化錳，并用帶火星木條檢驗是否放出氧氣；驗證錳酸鉀能分解放氧氣，應繼續(xù)加熱反應后殘渣，發(fā)現(xiàn)還能收集到一定體積的氧氣；反應后的殘渣中二氧化錳不溶于水，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小酒瓶中，若帶火星的小木條復燃，證明瓶內的氣體是氧氣
（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練
【培優(yōu)訓練題】
1．（原創(chuàng)題）“天宮一號”用“長征二號F”T1運載火箭發(fā)射升空。運載火箭所用的燃料是液態(tài)氫和液態(tài)氧，燃燒時產生巨大的推動力將“天宮一號”送入了太空。下列有關敘述不正確的是（ ）
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，其中屬于保護空氣方案是（ ）
A．盡快制定國家湖泊生態(tài)安全法 B．制訂農村耕地保護法
C．盡快修訂環(huán)境空氣質量標準 D．加強對“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。該廠附近一所中學的同學經常聞到空氣有異味，且空氣能見度差。學校研究性學習小組意識到這有可能是該廠排出的廢氣超標造成的，于是在老師的指導下做了探究實驗，請你填寫下列空白。
[提出問題] 空氣里二氧化硫（SO2）是否超標呢?
[查閱資料] Ⅰ．我國關于SO2在風景區(qū)、居民區(qū)、工廠區(qū)的空氣質量標準分別見下表：
地 區(qū)風景區(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）反應生成亞硫酸鈉（Na2SO3）；硫酸鈉（Na2SO4）能與氯化鋇（BaCl2）反應生成硫酸鋇，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）。
Ⅲ．二氧化碳能與氫氧化鈉反應，生成碳酸鈉，生成碳酸鈉能與氯化鋇反應生成碳酸鋇沉淀（碳酸鋇能與稀鹽酸、稀硝酸等反應）。
[設計實驗] 同學設計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）完全轉化為硫酸鈉（Na2SO4）。
（3）再加入過量的氯化鋇（BaCl2）溶液，經過過濾、洗滌、烘干，稱量固體質量為1.2 g。
計算：250 L空氣樣品中SO2的質量為0.33 g。由空氣質量標準可得出結論：該廠排放的SO2__________（填“超標”或“不超標”）。
（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，有同學認為該實驗測得的SO2的含量偏大，其依據及你提出的實驗改進方案是
。
[反思與應用] 為盡快改善該地區(qū)的空氣質量，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排放氯氣致106名小學生中毒。市縣兩級環(huán)保部門對遵寶鈦業(yè)周邊廠界及元田小學三個監(jiān)測點進行環(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)境質量指數連續(xù)“爆表”，北京部分監(jiān)測點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，嚴禁亂砍濫伐森林
（3）仔細觀察右圖所示一幅漫畫，從保護環(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，在化學反應中提供氧，能支持燃燒。
2．C 解析：選項A是保護水資源；選項B是保護耕地；選項D是食品安全。
3．[設計實驗]（3）超標
（4）用注射器抽取空氣樣品，并通入癟塑料袋內，然后扎緊塑料袋（或將集氣瓶裝滿水蓋上玻璃片，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，并繼續(xù)與BaCl2溶液反應，生成碳酸鋇沉淀。向沉淀中加入過量的稀硝酸后，再進行其余操作 　　
[反思應用] 工廠廢氣進行治理，達標后再排放
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生成碳酸鈉，同時生成碳酸鈉能與氯化鋇反應生成碳酸鋇沉淀；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該是有毒或有害的氣體，而空氣中含量最多的氣體是氮氣，氮氣是一種無毒、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，達到凈化空氣的目的。問題（3）仔細推敲圖意可知，此幅圖片表示了工廠廢氣任意排放對空氣的危害，然后結合污染產生的原因提出環(huán)境保護的建議。