1、第 3 章 空气与生命重点专题解读与巩固训练【重点专题】专题 1：空气中氧气含量的测定【解读】 空气中氧气含量的测定方法各异，但其原理是一致的，即利用可燃物在空气中燃烧，消耗氧气（要求生成物为固体） ，容器内压强减小，使水进入容器，根据进入容器内水的体积确定氧气的体积。例 1 在按书本装置测定空气中氧气含量的实验时，当装置内的氧气低于一定含量时，红磷就不再与氧气反应，从而导致测量结果偏小。有老师对该实验进行了改进，装置如图所示。在一容器中倒入刚拆封的“暖宝宝”黑色粉末，再在上面放足量的白磷，迅速扣上烧杯，随后白磷自燃，利用这一装置可更准确地测定空气中氧气的体积分数。（1）黑色粉末的主要成分是什
2、么？对此同学们作出了以下两种猜想：猜想一：该粉末可能是木炭粉；猜想二：该粉末可能是铁粉。根据学过的科学知识，有同学认为猜想一肯定是错误的，你认为他的理由是 。（2）通过实验证明加入的黑色粉末是铁粉。加入铁粉后使测定结果更加准确，原因是 。专题 2：气体的实验室制法【解读】 1实验室制取气体的思路和方法（1）需要研究气体实验室制法的化学反应原理，就是要研究在实验室条件下（如常温、加热、加催化剂等），可用什么药品、通过什么反应来制取这种气体。（2）需要研究制取这种气体所应该采用的实验装置。（3）需要研究如何验证得到的气体就是所需气体。2实验室制取气体装置的选择3验满与检验（1）如果气体是用排水法收
3、集的，可以通过观察知道气体是否已经收集满，一般不需要验满；如果是用排空气法收集的，则需要在集气瓶口进行验满的操作。（2）检验气体必须以它的特征为依据。验证氧气的方法：是否使带火星的木条复燃。验证二氧化碳的方法：是否使澄清石灰水变浑浊。例 2 利用如图实验装置制取氧气。（1）实验中，若产生氧气的速率太大，不利于收集。为了减小反应速率，可以进行的合理操作是 。（2）若需要一瓶干燥的氧气，应该将装置 A 产生的氧气通过干燥装置后再与 （填“B”、“C”或“D”）相连。（3）若用排水法收集了一瓶气体，并用带火星的木条检验，发现木条没有复燃，可能的原因有 。A实验所用的过氧化氢溶液的溶质质量分数太小B开
4、始收集时，倒置于水槽中的集气瓶未装满水C导管口一出现气泡就立即收集专题 3：质量守恒定律及其计算【解读】 1质量守恒定律参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。其核心是“三守恒（三不变） ”：元素（原子）种类守恒、原子个数守恒、元素（原子）质量守恒。2质量守恒定律的应用化学方程式的配平（依据原子种类和个数守恒配平） 、反应物（或生成物）元素种类的推断、反应物或生成物的质量计算等。例 3 为了节能减排，科学家发明了一种以某种镁硅酸盐矿石主要成分 Mg3Si2O5（OH ） 4为原料的绿色水泥。全球镁硅酸盐储量丰富，新型绿色水泥不必担心原材料，推广潜力很大。新型绿色水泥与传
5、统水泥对比如图。（1）传统水泥和绿色水泥的生产过程分别涉及以下反应：CaCO3 CaOCO2Mg3Si2O5（OH ） 4 3MgO2SiO 22H 2O以上两个反应都属于 （填写基本反应类型）。（2）与传统水泥相比，每生产和使用 1 吨绿色水泥能够减少排放 吨二氧化碳。（3）传统水泥生产中，高温煅烧某种石灰石 50 吨，可产生二氧化碳多少吨？已知该石灰石中碳酸钙含量为 80%，杂质不反应。专题 4：光合作用和呼吸作用【解读】 本专题重点考查光合作用和呼吸作用的条件、场所、物质变化、能量变化、生理意义的比较，用控制变量法探究光合作用需要水、二氧化碳和光照以及二氧化碳浓度和光照强度对光合作用速率
6、的影响，温度变化对光合作用和呼吸作用的影响等知识，往往以实验探究的形式呈现。例 4 植物的光合作用和呼吸作用强度可以用单位时间内吸收或释放二氧化碳的量来表示。如图表示某植物在恒温 30时，处于不同光照强度下在单位时间内对二氧化碳的吸收或释放量。（1）植物吸收或释放二氧化碳的主要通道是叶表皮的 。（2）环境温度对植物的光合作用和呼吸作用都会产生影响，原因是温度会影响活细胞中的 。（3）已知该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为 25和 30。那么，在其他条件不变的情况下，将温度调节到 25时，图中曲线上的 A 点将向 移动（填“上”或“下”）。【综合应用】例 5 科学探究是奇妙的过程，在一次实
7、验中小文不小心把硫酸铁溶液滴加到了盛有5%H2O2 溶液的试管中，立即有大量的气泡产生，硫酸铁溶液中含有三种粒子（H 2O、 SO42 、 Fe3 ） ，小文想知道硫酸铁溶液中的哪种粒子能使双氧水分解的速率加快，请你和小文一起通过如图所示的三个实验完成这次探究活动，并填写空白。（1）你认为最不可能的是哪一种粒子？ ，理由是 。（2）检验实验产生的气体是否是氧气的方法是 。（3）在实验中加入稀硫酸后，无明显变化，说明 不起催化作用。（4）小文如果要确定硫酸铁是催化剂，还须通过实验确认它在化学反应前后 。（5）经证明硫酸铁是过氧化氢分解的催化剂，写出硫酸铁催化过氧化氢分解的化学方程式： 。（6）小
8、文通过实验发现，硫酸铁溶液的浓度也会影响过氧化氢分解的速率，常温下，他在 a、b、c 三个试管中分别加入等量 5%过氧化氢溶液，在其他条件相同时，各滴 2滴 5%、10%、20% 的硫酸铁溶液，根据实验数据绘制了产生的氧气体积和时间变化的曲线如图。请你观察图回答问题。写出两条规律性结论： 。若实验中所得的曲线如图中虚线所示，请推测其中可能的原因： 。【巩固提升】1如图为肺的内部结构示意图，图中所示肺泡外包围着毛细血管，肺泡壁和毛细血管壁都很薄，这有利于（ ）A气体在血液中的运输B肺泡与血液间的气体交换C血液与组织细胞间的气体交换D肺与外界的气体交换2下列图像不能正确反映对应变化关系的是（ ）A
9、用相同的过氧化氢溶液分别制取氧气B加热一定量的高锰酸钾固体C加热一定量的氯酸钾和二氧化锰的混合物D硫粉在足量的氧气中充分燃烧3实验小组用如图所示装置进行实验，打开 K，向充满 CO2 的锥形瓶中加入适量的澄清石灰水，立即关闭 K，振荡，观察现象，下列有关说法不正确的是（ ）A澄清石灰水变浑浊B长颈漏斗中液面上升C装置内气体压强减小，最终与大气压相等D该实验说明 CO2 能与石灰水反应4如图装置可用于验证质量守恒定律实验的是（ ）5某同学利用如图所示装置探究燃烧的条件（热水温度远高于白磷着火点） 。下列说法不正确的是（ ）A中水为热水B中白磷燃烧C和对比可以得出燃烧的条件之一D和对比可以得出燃烧
10、的条件之一6某植物叶片不同部位的颜色不同，将该植物在黑暗中放置 48 小时后，用锡箔纸遮盖叶片两面（如图所示） 。照光一段时间，去除锡箔纸，用碘染色法处理叶片，观察到叶片有的部位出现蓝色，有的部位没有出现蓝色。其中，出现蓝色的部位是（ ）A a 和 b B a 和 c C c 和 d D b 和 d7在一密闭容器内加入甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下发生化学反应，反应前后各物质的质量变化如图，下列说法中正确的是（ ）A该化学反应为化合反应 B丙一定为该反应的催化剂C此反应中乙物质和丁物质的质量比为 32 D丁的相对分子质量是甲的 2 倍8金属单质 M 与非金属单质硫发生如下反应：2MS M
11、2S。甲、乙两组学生在实验室分别进行该实验，加入的 M 和硫的质量各不相同，充分反应后，实验数据记录如下表，则 M 的相对原子质量是（ ）M 的质量/g S 的质量/g M2S 的质量 /g甲 6.0 2.5 7.5乙 7.0 1.5 7.5A 64 B56 C39 D239某同学为探究植物生理活动设计了如图所示的实验装置（其他条件相同） 。下列分析错误的是（ ）A为排除原有淀粉对实验的干扰，应首先将装置放在黑暗处一昼夜B乙瓶与丙瓶可构成实验对照组，实验变量是二氧化碳C甲、乙、丙瓶中的叶片经脱色、染色后，理论上只有乙瓶中的叶片变蓝色D若丁叶片经脱色、染色后 B 部分变蓝，A 部分不变蓝，则证明
12、水是光合作用的原料10如图是大豆种子在萌发成幼苗的过程中，根据其幼苗细胞干重和鲜重的变化而绘制的两条曲线（甲和乙） ，有关叙述不正确的是（ ）A表示其幼苗细胞干重变化的曲线是乙B曲线甲中 ab 变化的主要原因是种子萌发吸收了大量的水分C曲线乙中 ac 变化的主要原因是种子萌发过程中，呼吸作用消耗了大量有机物D曲线乙中 c 点后曲线上升的原因是种子萌发吸收了大量的水分，使幼苗细胞鲜重增加11某化学兴趣小组利用如图所示装置制取二氧化碳并对其性质进行验证：（1）A 装置的优点是 。（2）当打开 K，反应一段时间后： B 处紫色石蕊溶液变成红色，写出 B 处发生变化的化学方程式： 。（3）C 处澄清石
13、灰水变 ，生成物的化学式是 。（4）D 烧杯中 （填 “上层”或“下层” ）的蜡烛先熄灭，说明二氧化碳具有的性质是 。12 稀薄燃烧发动机具有高效、经济、环保等优点，和普通汽车发动机对比如下：发动机类型发动机混合气中汽油与空气的质量比发动机运转时温度尾气中 CO 的含量尾气中 NOx 的含量普通发动机115 较高 较高 较高稀薄燃烧发动机140 较低 较低 较低（1）根据上表的数据可知“稀薄”的含义是 。A发动机混合气中的汽油含量低 B发动机混合气中的空气含量低C发动机混合气中氧气的含量低 D发动机混合气中氮气的含量低（2）为何稀薄燃烧发动机产生的尾气中 CO 含量会减少？。（3）某种减少尾气
14、中 CO 与 NOx 的方法是使用催化转换器，转换过程中发生反应的化学方程式为 CONO xCO 2N 2（未配平） 。若 x1.5，则化学方程式中 CO2 与 N2 的系数之比为 。13番茄是重要的园艺作物，为了研究番茄植物的生理现象，有同学做了如下实验：在透明密闭的小室内，放置两个培养罐，分别存放植物培养液和二氧化碳缓冲液（二氧化碳缓冲液可以使室内二氧化碳的量保持恒定） ，如装置图 1。调节灯的光照强度，根据毛细管内水柱左右移动情况，绘制图 2。此实验不考虑温度等因素对小室内气体体积的影响。（1）叶绿体是制造有机物的车间，植物叶片制造的有机物通过 运输到根部。（2）自然情况下，过强光照会导
15、致番茄幼苗气孔关闭，引起 供应不足，导致光合作用速率下降。（3）要证明番茄呼吸作用消耗氧气，应将该装置放在 环境中，此时毛细管中的水柱移动方式是 （填字母：A、不移动；B、向左移动；C 、向右移动） 。（4）图 2 中，在 b 光照强度下，水柱不移动的原因是：该光照强度下 。14 为了测定混有少量杂质的高锰酸钾固体样品中高锰酸钾的质量分数，取 20g 样品加热（杂质不反应） ，剩余固体的质量与加热时间的关系如表所示：加热时间/min t0 t1 t 2 t 3 t 4 t 5 t 6剩余固体质量/g 20 20 19.6 18.8 18.6 18.4 18.4（1）t 0 至 t1 时间段，固
16、体质量不变的原因是 。（2）反应中产生氧气的质量是 。（3）求样品中高锰酸钾的质量分数。（4）该反应中转化为氧气的氧元素质量占高锰酸钾中氧元素质量的 %。15某同学采用如图装置，用一些植物的器官来代替 MnO2 作催化剂，分解 H2O2 制取氧气，记录如下表：H2O2 溶液的质量（克）H2O2 溶液的溶质质量分数植物的器官及质量 收集气体的体积（毫升）收集气体的时间（分钟）1 34 15% 大颗粒胡萝卜 16克80 182 34 15% 大颗粒马铃薯 16克80 10.53 34 15% 小颗粒马铃薯 16克80 4请依据上述信息分析：（1）要使胡萝卜能够更快地促进过氧化氢的分解，可采用的方法
17、是 。（2）当量筒内的水达到 80 毫升时，打开广口瓶的橡皮塞，立即将带火星的木条伸入瓶内，却发现木条不能复燃。请你解释木条不能复燃的原因是。（3）计算：34 克 15%的 H2O2 溶液中的溶质完全分解，能制得氧气多少升？（氧气密度是 1.43 克/升）16实验室制取氧气时，某同学取质量为 x 的高锰酸钾加热，记录产生氧气的质量与反应时间的关系如图 1 所示，请回答下列问题：（1）t 0t1 和 t4t5 时段固体质量都不变，为什么？（2）请根据图中数据计算高锰酸钾的质量 x 为多少？（写出计算过程）（3）请在图 2 坐标中，画出固体中锰元素质量在 t0t5 时段变化示意图。17甘肃祁连山水
18、泥厂是我省规模较大的水泥厂，该厂的化验室为了测定某矿山石灰石中碳酸钙的质量分数，取石灰石样品与足量的 10%的稀盐酸在烧杯中反应（假设石灰石样品中杂质不与稀盐酸反应也不溶于水） 。有关实验数据如下表：反应前 反应后烧杯和稀盐酸的质量 石灰石样品的质量 烧杯和其中混合物的质量实验数据134.4g 10g 141.1g请计算（写出计算过程）：（1）该石灰石中碳酸钙的质量分数。（2）所消耗 10%的盐酸的质量。参考答案【重点专题】例 1（1）碳燃烧生成二氧化碳气体，会影响实验结果 （2）铁粉能进一步与烧杯中氧气反应例 2 （1）减少加入过氧化氢溶液的量 （2）C （3）BC例 3 （1）分解反应 （
19、2）0.6 （3）通过分析题中的反应关系可知，石灰石中含 CaCO3 质量50 吨80%40 吨，设产生二氧化碳的质量为 m，CaCO3 CaOCO 2100 4440 吨 m= ，m 17.6 吨吨401则产生二氧化碳的质量是 17.6 吨。例 4 （1）气孔 （2）酶的活性（酶） （3）上【综合应用】例 5 （1）水分子 过氧化氢溶液中已经含有水分子 （2）把带火星的木条伸入试管中，若木条复燃则是氧气 （3）SO 42 （4）质量和化学性质不变（5）2H 2O2 2H2OO 2 （6）硫酸铁溶液浓度越大，过氧化氢分解的反应速率越大；硫酸铁溶液的浓度不会影响最终产生的氧气质量 其他条件相同时
20、，过氧化氢的浓度变大（合理即可）【巩固提升】15. BBBAC 610. DCADD11 （1）能控制反应的发生与停止 （2）H 2O+CO2=H2CO3 （3）浑浊 CaCO3 （4）下层 密度比空气大，不支持燃烧也不可燃 12. （1）A （2）发动机内氧气含量相对较高，有利于完全燃烧 （3）31 13. （1）筛管 （2）二氧化碳 （3）黑暗 B （4）光合作用和呼吸作用趋于平衡 14. （1）刚刚开始加热未达到高锰酸钾的分解温度 （2）1.6g （3）79% （4）2515. （1）将胡萝卜切成更小的颗粒 （2）氧气的纯度不够高 （3）1.678 升16. （1 ）根据图中信息可知：t 0t1 固体质量不变，是因为反应还未进行；t 4t5 时固体质量不变，是因为反应进行完全。 （2）由图像可知该反应生成的氧气质量是 3.2g2KMnO4 K2MnO4MnO 2O 2316 32x 3.2g= ，x=31.6g316g2.（3）31.6g 高锰酸钾中锰元素的质量是 31.6g 100%11g，故锰元素质量在158t0t5 时段变化示意图如图17. （1）75% （2）54.75g