专题2.1 空气的成分（十大题型）-2023-2024学年九年级化学上册举一反三系列（科粤版）

专题2.1空气的成分 题型梳理 【题型1】拉瓦锡测定空气组成 【题型2】测定空气中氧气含量实验 【题型3】测定空气中氧气含量误差分析 【题型4】空气各成分以及体积分数 【题型5】氮气和稀有气体的用途 【题型6】纯净物和混合物的判断 【题型7】吸入和呼出气体成分探究 【题型8】空气污染与防治 【题型9】空气分离 【题型10】空气质量日报 举一反三 【知识点1】空气中氧气含量的测定 1. 实验装置点燃 2. 实验原理：红磷+ 氧气→五氧化二磷。利用红磷燃烧耗尽密闭容器内空气中的氧气，使密闭容器内压强减小，在大气压的作用下，水倒流入容器内，且进入容器内水的体积即为空气中氧气的体积。 3. 实验步骤：（1）连接装置；（2）检查装置的气密性；（3） 在集气瓶内加入少量水，并将水面上方空间分为5等份；（4）用弹簧夹夹紧乳胶管；（5）点燃红磷，迅速伸入集气瓶内，塞紧瓶塞；（6）燃烧结束冷却至室温后，打开弹簧夹。 4. 实验现象：红磷在集气瓶内燃烧，放出热量，产生大量白烟；冷却后，打开弹簧夹，水经导管进入集气瓶，进入集气瓶中水的体积约占集气瓶内空气总体积的1/5。 5. 误差分析：测定空气中氧气含量实验中，常会出现水的体积不是容器内空气体积1/5 的情况，分析如下： 【题型1】拉瓦锡测定空气组成 【例1】拉瓦锡利用汞与氧气的反应研究空气的成分。下列分析不合理的是    A．实验前需检查装置气密性 B．曲颈甑中汞的用量可能会影响实验结果 C．装置内两处容器中汞的作用均是消耗氧气 D．将曲颈甑中的汞换成木炭不能测定空气中氧气的含量 【变式1-1】用定量方法研究了空气的成分，并得出氧气约占空气体积的五分之一的科学家是 A．张青莲 B．门捷列夫 C．拉瓦锡 D．侯德榜 【变式1-2】在拉瓦锡的经典实验中（装置如图），不属于使用汞的优点的是    A．汞为液态，在加热的条件下只与氧气反应且生成物为固体 B．时间足够长，能将密闭装置中的氧气几乎耗尽 C．无法观察装置中气体体积的变化 D．得到的氧化汞粉末加热生成的气体体积+剩余气体体积＝原空气体积 【变式1-3】通过实验得出空气是由氧气和氮气组成的这一重要结论的科学家是 A．门捷列夫 B．达尔文 C．拉瓦锡 D．牛顿 【题型2】测定空气中氧气含量实验 【例2】同学们用如图所示实验测定了空气中氧气的含量。对此实验的下列说法正确的是 A．燃烧匙中的红磷越多，打开弹簧夹后，水位上升越高 B．待反应装置冷却至室温打开弹簧夹 C．燃烧匙中的红磷可以换成硫或木炭 D．本实验可以证明空气含有N2、O2、CO2和稀有气体 【变式2-1】如图所示装置可用于测定空气中氧气的含量，实验前在集气瓶内加入少量水，并做上记号。下列有关该实验的说法中，正确的是 A．红磷熄灭后应立刻打开弹簧夹 B．装置不漏气是实验成功的重要因素之一 C．最终瓶中剩余的气体是纯净的氮气 D．实验时，只取用极少量红磷，可减少污染且不影响实验结果 【变式2-2】结合教材实验，化学小组通过改进实验装置开展“测定空气中氧气含量”课外实践活动。(装置如图所示，注射器的摩擦忽略不计)    Ⅰ.按图连接装置。注射器b的活塞推至底端，注射器a的活塞从20mL处向外拉，松手。 Ⅱ.向玻璃管中加入足量白磷，点燃酒精灯，交替推拉两个注射器。 【实验记录] 实验前 实验后(冷却至室温) a中气体体积/mL 20 10.5 b中气体体积/mL 0 0 请回答下列问题： (1)Ⅰ中，观察到 ，证明装置气密性良好。 (2)已知玻璃管中空气体积是30mL。请计算空气中氧气的体积分数 。 (3)实验中需反复推拉注射器，其目的是 。 (4)与教材实验相比，改进后的实验优点有 (填写一点即可)。 【变式2-3】实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量（装置如图1） (1)写出该反应的文字表达式 。    (2)兴趣小组同学设计了如图3所示装置来测定图2制氧机制得的气体中氧气的含量。请将下列实验步骤补充完整 ①检查装置气密性 ②加入药品，将装置连接固定 ③打开止水夹a和b，向A中缓慢鼓入一定量气体，关闭止水夹a和b，此时，A中水进入到B中，测得B中水的体积为V1mL ④用凸透镜聚光引燃白磷，白磷燃烧，产生大量白烟。 ⑤待白磷熄灭并冷却到室温， （填一操作）。B中水倒吸进入到A中，测得量筒中的体积变为V2mL。 ⑥计算小组同学所带气体中氧气的体积分数。 (3)下列有关这个实验的说法中，正确的有______。 A．步骤③中，仰视量筒读数会使测得的V1数值偏低 B．步骤④中，白磷燃烧时可以不关闭止水夹b C．步骤③中，鼓入的气体一定要让白磷露出水面 D．与图1相比，图3装置的优点有：误差减少和更加环保