2.1 空气的组成（知识解读）-2024-2025学年九年级化学上册同步知识解读与专题训练（沪教版2024）

2.1 空气的组成（知识解读）（原卷版） •知识点1 空气组成的测定 •知识点2 纯净物和混合物 •知识点3 氮气和稀有气体 •作业 巩固训练 知识点1 空气组成的测定 1、空气组成的测定 （1）通过离开了空气，人和动物就无法呼吸，来说明空气组成中含有氧气。 （2）通过放置在空气中的酥瓜子（或花生米、或饼干等）会变软，铁制品会生锈（也能说明空气组成中含有氧气），敞口的氢氧化钠会潮解且质量增大（也能说明空气组成中含有二氧化碳），敞口的浓硫酸会变稀且质量增大，敞口的浓盐酸在瓶口会形成白雾等；说明空气组成中含有水蒸气。 （3）通过放置在空气中的澄清的石灰水变浑浊，来说明空气组成中含有二氧化碳。 2、拉瓦锡研究空气成分：用定量的方法实验，第一次明确提出了“空气是由氧气和氮气组成”。其中氧气约占空气总体积的1/5的结论。 3、实验室测定空气中氧气含量 （1）装置图（见书P27） （2）实验原理：红磷在密闭空间中燃烧消耗氧气，使得密闭空间中压强减小，打开弹簧夹，大气压将烧杯中的水压入集气瓶中。（压入的水的体积=被消耗的氧气的体积）（白磷同红磷燃烧的反应原理和现象相同，只是二者能够燃烧的温度不同，白磷40oC，红磷240oC） （3）实验现象：红磷燃烧，放出热量，产生大量白烟，装置冷却到室温后打开弹簧夹，烧杯内的水倒流入集气瓶，约占集气瓶内气体体积的1/5。（烟：固体的小颗粒；雾：液体的小液滴） （4）实验结论：氧气约占空气总体积的1/5。点燃 点燃 （5）反应原理:文字表达式：磷 + 氧气 五氧化二磷 符号表达式：P + O2 P2O5 （6）氧气的体积分数=【氧气的体积/被测定空气的体积】x100% （7）注意事项 ①所用的红磷必须过量。[如果红磷过少则氧气没有全部消耗完,测量结果偏小] ②要等集气瓶（装置）冷却到室温后才能打开弹簧夹。（否则瓶内剩余气体仍然膨胀，剩余气体体积偏大，使得进入集气瓶内的水偏少。测量结果偏小） ③装置的气密性要好。（漏气会使外面空气漏进来，测量结果偏小） ④要先夹紧橡皮管，然后再点红磷，迅速伸入集气瓶立即塞紧瓶塞。（红磷伸入过慢，瓶内气体受热膨胀逸出，或未夹紧弹簧夹，导致燃烧时气体受热膨胀逸出，测量结果偏大） （8）药品选择 ①可否换用木炭、硫等物质？ 答：不能用木炭或硫代替红磷燃烧测空气中氧气含量（因为木炭或硫燃烧会产生气体，造成瓶内气体体积变化小）。 改进：将集气瓶内的水换成氢氧化钠溶液吸收二氧化碳、二氧化硫，不占体积的前提下还是可以测量的。 ②可否换用铁丝？答：不能，铁丝在空气中不燃烧。 ③可否换用金属镁？答：不能。金属镁能够与氧气、氮气、二氧化碳都发生燃烧。 小结：药品选择：物质能在空气中燃烧且只与氧气反应，燃烧后的生成物为固体或液体（占的体积忽略不计）。 （9）误差分析 实际测得的结果比真实值小，其原因可能是：A红磷量不足；B装置气密性差；C未冷却至 室温就打开弹簧夹。 （10）集气瓶中水的作用 ①主要是吸收有毒的五氧化二磷（固体）。 ②还可以吸热加快降温，和防止热的燃烧物溅落炸裂瓶底。 （11）瓶中剩余的主要气体是：氮气（化学性质：不可燃不助燃；物理性质：难溶于水）。 （12）燃烧过程中的集气瓶压强变化：从燃烧开始，消耗氧气使得压强减小，但同时燃烧放出的大量热使瓶内的剩余气体受热迅速膨胀，压强增大。燃烧放热引起的压强增大大于消耗氧气的压强减小，所以总的效果是压强增大。待燃烧结束后，剩余气体慢慢冷却，压强减小，减小到比初始压强更小（减少的部分就是被消耗的氧气体现的压强）。打开弹簧夹或者打开装置后，水流入集气瓶，瓶内压强迅速恢复到和大气压相同。 【典例1-1】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。下列说法不正确的是 A．该实验证明氧气体积约占空气总体积的 B．实验时红磷一定要足量 C．点燃红磷缓慢伸入集气瓶中后，再塞紧瓶塞 D．这个实验能证明氮气难溶于水，不支持燃烧的性质 【典例1-2】如图为测定空气中氧气的含量实验： (1)该实验将瓶内氧气完全消耗，则红磷的用量要 ； (2)红磷燃烧的现象： ； (3)实验中发生反应的符号表达式为： 。 (4)实验得到如下结论，其中正确的是：_____(填序号)。 A．氧气约占空气体积的1/5 B．剩余的气体主要是氮气 C．可用木炭代替红磷完成该实验 D．氮气难溶于水 【典例1-3】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1）进行了大胆改进，设计图2，（选用容积为的试管作反应容器）实验方案进行，收到了良好的效果。请你对比分析图1、图2实验，回答下列有关问题： (1)红磷熄灭后，打开止水夹可观察到的现象是 。 (2)如果实验测定的氧气体积分数小于，则可能原因是（写两点） 、 。 (3)图2实验的操作步骤如下，正确的实验操作顺序是 （填序号）。 ①点燃酒精灯 ②撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹 ③将少量红磷平装入试管中，将的注射器活塞置于刻度处，并按图2中所示的连接方式固定好，再将弹簧夹夹紧橡皮管 ④读取注射器活塞的数据 (4)图2实验中，注射器活塞将从刻度处慢慢前移到约为 刻度处才停止。 (5)图2实验中，小明忘记关闭弹簧夹就进行实验，注射器活塞一开始先向 （填“左”或“右”）移动，原因是 ；等实验结束时，注射器活塞将从刻度处慢慢前移到约为 刻度处才停止。 【变式1-1】为测定空气中氧气的含量，某同学设计实验装置如图所示(部分夹持装置已略去)，实验时引燃红磷后便熄灭酒精灯。下列有关该实验的说法不正确的是 A．红磷的量不足可能导致所测氧气含量偏低 B．待红磷熄灭并冷却至室温，打开弹簧夹，注射器活塞向右移动 C．实验结束后试管内气体的主要成分为氮气 D．用该装置实验时，不能用木炭代替红磷 【变式1-2】写出以下化学反应的文字表达式： (1)红磷在空气中燃烧： 。 (2)氧化汞受热分解： 。 【变式1-3】化学兴趣小组的同学们在实验室分别进行测定空气中氧气的含量的实验。图1和图2除了凸透镜之外，均是相同的药品和仪器。请回答下列问题： (1)小雪按图1装置的实验过程是： 第一步：测得集气瓶的体积为60mL，瓶中预装了10mL的水。 第二步：点燃燃烧匙内的红磷(足量)，伸入集气瓶中并把塞子塞紧。 第三步：待红磷熄灭，冷却到室温后，打开弹簧夹，测得集气瓶中水的体积为19.5mL。 ①红磷燃烧的文字表达式为 。 ②由实验数据得出结论是：空气中氧气所占的体积百分数为 。 (2)小娟用木炭来代替红磷，也按图1的步骤进行实验，小娟无法测出氧气在空气中的含量，你认为原因是 。 (3)小清按图2装置进行实验，与图1相比优点是 。若用图2进行实验，测量结果偏低，原因可能是 。 知识点2 纯净物和混合物 1、物质的分类：纯净物和混合物。 （1）纯净物：由一种物质组成的。（可用化学符号表示）。 （2）混合物：两种或多种物质组成的。这些物质相互间没有发生化学反应，各物质都保持 各自的性质。 2、纯净物和混合物的判别 （1）从宏观角度看：它含有几种物质，含有一种的是纯净物；含有多种的是混合物；当然， 也有一定的规律或技巧所在，那就是只要它是溶液、悬浊液、乳浊液或合金时，就不用再细 分析了，它一定是混合物。 （2）从微观角度看：如果是由分子构成的物质，那么含有一种分子的是纯净物，含有多种 分子的是混合物；如果是由原子构成的物质，那么含有一种原子的是纯净物，含有多种原 子的是混合物。 （3）纯净物与混合物的区别在于“这种物质由几种物质组成”。注意判断物质种类时不能被物质的字面描述误导，“新鲜”“洁净”“清洁”“混合”不是判断物质种类的依据，如洁净的空气属于混合物，冰水混合物属于纯净物。 3、常见的纯净物和混合物 混合物：空气（或洁净的空气）、溶液（盐酸、生理盐水）、合金、石油、天然气等。 纯净物：冰水共存物、液氧、液氢、干冰、铁等。 【典例2-1】如图所示为物质分类关系，①与②是并列关系，③包含在②中，若②是纯净物，则③不可能是 A．冰水 B．硫酸锌 C．液氧 D．空气 【典例2-2】以下物质：①氧气②河水③冰水混合物④自来水⑤二氧化碳⑥新鲜的空气⑦雨水；其中一定属于纯净物的是 。一定属于混合物是 。（填序号） 【变式2-1】下列各物质中属于混合物的是 A．氧气 B．氮气 C．洁净的空气 D．二氧化碳 【变式2-2】下列物质：①氮气、②空气、③二氧化碳、④矿泉水。 (1)属于纯净物的有 （填序号），仿写一例 （填名称）。 (2)属于混合物的有 （填序号），仿写一例 （填名称）。 知识点3 氮气和稀有气体 1、空气的主要成分（按体积分数）：氮气（N2）78%，氧气（O2）21%（氮气与氧气体积比约为4比1），稀有气体0.94%，二氧化碳（CO2）0.03%，其它气体和杂质0.03%。（记忆口诀：“氮七八（78%），氧二一（21%）；零点九四（0.94%）稀有气；还有两个零零三（0.03%），二氧化碳气杂唤”） 2、空气主要成分的性质和用途 氧气 氮气 稀有气体 主要性质 无色、无味气体，不易溶于水，不可燃，能支持燃烧，能供给呼吸。 无色、无味气体，难溶于水，不燃烧也不支持燃烧，不供给呼吸，化学性质不活泼。 无色、无味气体，通电时能发出不同颜色的光（物理性质），化学性质很不活泼（不易和别的物质反应）。 用途 ①动植物呼吸②医疗急救③金属切割④炼钢⑤宇宙航行 ①作保护气②食品充氮作防腐剂等③用于制造低温环境或医疗上冷冻麻醉④制硝酸和氮肥 ①作保护气②制多种用途的电光源等③氦气充气球（密度比空气小且化学性质稳定）④氦气用于制造低温环境 【典例3-1】空气成分中，体积分数约占78%的是 A．氮气 B．氧气 C．稀有气体 D．二氧化碳 【典例3-2】物质的性质很大程度上决定物质的用途。请从下列物质中选择适当的物质填空(均填序号)： ①氮气     ②二氧化碳     ③氧气     ④稀有气体 (1)可制成多种用途的电光源的气体是 。 (2)用于医疗急救的气体是 。 (3)空气中含量最多的气体是 。 (4)植物进行光合作用的原料是 。 【变式3-1】下列说法正确的是 A．空气的成分按质量计算，氧气约占21% B．很多物质在空气中可以燃烧，因为空气中的氧气具有可燃性 C．二氧化碳过量排放会引起温室效应，所以二氧化碳属于空气污染物 D．氮气常温下化学性质稳定，可以用作粮食、瓜果的保护气 【变式3-2】现有①稀有气体、②二氧化碳、③氮气、④氧气等物质，请按下列要求将序号填入空格内： (1)占空气总体积78%的气体是 。 (2)可以供给呼吸的气体是 。 (3)可制多种电光源的气体是 。 (4)澄清石灰水变浑浊的气体是 。 一、选择题 1．分类是研究物质的常用方法。如图是纯净物、化合物、氧化物之间关系的形象表示，下列物质属于c范围的是 A．干冰 B．水银 C．金刚石 D．食盐水 2．2023年11月24日，国务院常务会议审议通过《空气质量持续改善行动计划》。会议强调，要深入贯彻落实党中央关于打好污染防治攻坚战的决策部署，再接再厉、久久为功，扎实深入推进空气质量持续改善。下列属于空气污染物的是 A．N2 B．SO2 C．Ar D．CO2 3．人类对火星的探测取得了重大的突破。如图是火星大气成分示意图，与空气的成分相比较，下列说法中正确的是 A．火星大气中N2的体积分数大于空气中N2的体积分数 B．火星大气中CO2的体积分数大于空气中CO2的体积分数 C．火星大气中含有稀有气体而空气中没有 D．火星有了大气层也就同样适合人类生存 4．前者属于单质，后者属于混合物的是 A．液氧 、水 B．冰水混合物、 海水 C．碳酸钙 、空气 D．氦气 、矿泉水 5．奥运会上经常会用到大型遥控飞艇作为宣传工具以渲染气氛。为了使飞艇在空中飞行安全而有效，根据下表中气体的性质，最适合填充飞艇的气体是几种气体物质的密度（0℃、1标准大气压）及可燃性 气体 氢气 氦气 氮气 空气 氧气 性质 密度/kg·m-3 0.09 0.18 1.25 1.29 1.43 可燃性 可燃 不可燃 不可燃 不可燃 不可燃 A．氢气 B．氮气 C．氦气 D．氧气 6．国家正在深入推进环境污染防治，持续深入打好蓝天、碧水、净土三大保卫战。空气是一种宝贵的资源，下列有关空气的说法不正确的是 A．稀有气体在通电时能发光，可制成霓虹灯 B．空气中含有氧气，氧气的体积分数约为78% C．空气中氮气化学性质不活泼，可用作食品防腐的保护气 D．目前计入空气污染指数的有害气体主要包括SO2、CO、NO2、O3等 7．如图是测定空气中氧气含量的改进实验装置（夹持装置已省略），对该实验认识正确的是 A．现象：实验过程中，红磷燃烧，产生大量白雾 B．推论：实验后，玻璃管中剩余气体具有可燃性 C．分析：红磷的量多或少，都不会影响实验结果 D．评价：用改进装置实验，能减少对空气的污染 8．食盐的主要成分是氯化钠，下列关于粗盐提纯实验的叙述中不正确的是 A．提纯后的精盐仍是混合物 B．精盐中氯化钠的纯度比粗盐大 C．通过粗盐提纯实验可除去粗盐中全部杂质 D．该提纯实验不能去除粗盐中可溶性杂质 9．空气中含量最多的物质是 A．氦气 B．水蒸气 C．氮气 D．氧气 10．下列关于空气的说法正确的是 A．空气中氮气可用做焊接金属的保护气 B．空气中的稀有气体化学性质不活泼，没有价值 C．按照质量计算，空气中含有氮气约为78% D．空气质量级别从一级到六级，空气质量越来越好 二、填空题 11．请回答下列问题。 (1)有关酒精的描述有：①无色液体②具有特殊气味③酒精挥发④易燃烧⑤酒精燃烧生成水和二氧化碳。根据上述文字归纳出酒精的性质和变化（填序号）： 物理性质 ；化学性质 ；物理变化 ；化学变化 。 (2)化学学习、研究的对象是物质世界，因此化学是人类认识和改造物质世界的主要手段。以下物质中属于混合物的是 （填序号）。 ①氮气   ②过氧化氢溶液 ③铁 ④冰水混合物   ⑤食用盐   ⑥澄清的石灰水   ⑦液氧   ⑧矿泉水 12．空气是一种宝贵的资源，空气中体积含量最高的成分是 ，与人类及其他动植物生命生活最息息相关的气体是 。 13．按要求区分下列物质：(1)空气(2)红磷(3)矿泉水(4)冰水混合物(5)氯化钠(6)液氧 填写序号：属于混合物的有 ； 属于单质的有 ；属于化合物的有 ；含有游离态氧元素的物质是 。 14．人类每时每刻都高不开空气，没有空气就没有生命，也没有生机勃勃的地球。 (1)按体积分数计算，空气中氧气约占 ，氧气的用途有 (填一种)。 (2)氮气可用作食品包装保护气，原因是： 。 (3)如图所示，某同学进行了实验室测定氧气含量的实验，若测定的结果偏小可能的原因是(一点)： ，集气瓶内水的作用是： 。 15．空气是地球上宝贵的自然资源，人类对空气的认识经历了漫长的研究和探索过程。完成下面小题。 (1). 18世纪70年代，拉瓦锡通过定量实验证明了空气是混合物，其中约占空气体积的气体是（ ） A． B． C． D． (2). 如图是测定空气中氧气含量的改进实验装置（夹持装置已省略），对该实验认识正确的是（ ） A．现象：实验过程中，红磷燃烧，产生大量白雾 B．推论：实验后，玻璃管中剩余气体具有可燃性 C．分析：红磷的量多或少，都不会影响实验结果 D．评价：用改进装置实验，能减少对空气的污染 三、实验题 16．化学学习小组为探究空气中氧气的含量，进行了如图1所示实验。 实验装置如图1所示，实验步骤：①将数显设备、三种感应器（气体压强、温度、氧气浓度）和装置连接，装置气密性良好；②实验开始，打开并调试好传感器和数显设备；③电热棒通电，点燃燃烧匙内红磷，观察现象；④待装置冷却后，打开弹簧夹，观察现象及水面变化情况。各传感器测得的数据如图2所示（横坐标为时间，纵坐标表示该段时间内气体压强：温度、氧气浓度对应的变化情况）。 (1)实验中加入足量红磷的目的是 。 (2)曲线x表示的是 （选填“温度”或“氧气浓度”）变化情况。 (3)t1时刻的实验操作是 ，实验现象是 。 17．小红利用数字化技术对“空气中氧气体积分数的测定”进行了再探究(如图1)，得到的数据曲线如图2所示。 【查阅资料】红磷燃烧生成五氧化二磷，五氧化二磷有毒，易溶于水。 (1)图2压强曲线中，BC段气压变化的原因是 。X曲线表示的是 。(填“温度”或”氧气浓度”)。 (2)实验前集气瓶中的水为，若集气瓶的容积为(燃烧匙所占体积忽略不计)，实验结束后理论上集气瓶中水的体积约为 mL。 (3)若第二次进行实验时，图1中装置漏气，则第二次测得的C点数值比图2中第一次测得的C点数值 (填“大”或“小”)。 (4)集气瓶中装水的作用是 。 (5)化学兴趣小组想探究用不同物质在空气中燃烧测定氧气含量方法的优劣。他们用足量的蜡烛、红磷和白磷分别在相同体积与状态的空气中燃烧，用氧气探测器测定密闭容器中剩余氧气与时间的关系如下图。下列说法正确的是___________。(填字母) A．测定空气中氧气含量效果最好的是蜡烛，因为它反应速率快 B．该实验证明氧气的浓度较低时，红磷与白磷还能与之发生反应 C．三个实验中均为氧气过量 D．若用这三种物质做实验，测得空气中氧气含量偏高 18．某化学兴趣小组利用图1装置进行“测定空气里氧气含量”的实验(实验前集气瓶中预先留有少量的水) (1)图1实验中实验的现象是 。 (2)进行图1装置实验时会引起实验误差，在红磷取足量的前提下，请按情况分析在操作层面造成误差的原因： ①小于五分之一的原因： 。 ②大于五分之一的原因： 。 (3)当空气中的氧气降低到一定数值后燃烧即停止，小李认为用燃烧法测定空气中氧气体积分数的缺点是无法耗尽氧气，故改用铜在氧气中加热生成氧化铜的方法来替代(装置如图)。 查阅资料可知：铜是一种红色固体，铜和氧气反应后的产物氧化铜为一种黑色固体。 请分析： ①如图所示装置中，在实验前密闭装置内空气的总体积为 。 ②相较于图1的装置和原理，从装置的角度分析该装置的一条优点 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2.1 空气的组成（知识解读）（解析版） •知识点1 空气组成的测定 •知识点2 纯净物和混合物 •知识点3 氮气和稀有气体 •作业 巩固训练 知识点1 空气组成的测定 1、空气组成的测定 （1）通过离开了空气，人和动物就无法呼吸，来说明空气组成中含有氧气。 （2）通过放置在空气中的酥瓜子（或花生米、或饼干等）会变软，铁制品会生锈（也能说明空气组成中含有氧气），敞口的氢氧化钠会潮解且质量增大（也能说明空气组成中含有二氧化碳），敞口的浓硫酸会变稀且质量增大，敞口的浓盐酸在瓶口会形成白雾等；说明空气组成中含有水蒸气。 （3）通过放置在空气中的澄清的石灰水变浑浊，来说明空气组成中含有二氧化碳。 2、拉瓦锡研究空气成分：用定量的方法实验，第一次明确提出了“空气是由氧气和氮气组成”。其中氧气约占空气总体积的1/5的结论。 3、实验室测定空气中氧气含量 （1）装置图（见书P27） （2）实验原理：红磷在密闭空间中燃烧消耗氧气，使得密闭空间中压强减小，打开弹簧夹，大气压将烧杯中的水压入集气瓶中。（压入的水的体积=被消耗的氧气的体积）（白磷同红磷燃烧的反应原理和现象相同，只是二者能够燃烧的温度不同，白磷40oC，红磷240oC） （3）实验现象：红磷燃烧，放出热量，产生大量白烟，装置冷却到室温后打开弹簧夹，烧杯内的水倒流入集气瓶，约占集气瓶内气体体积的1/5。（烟：固体的小颗粒；雾：液体的小液滴） （4）实验结论：氧气约占空气总体积的1/5。点燃 点燃 （5）反应原理:文字表达式：磷 + 氧气 五氧化二磷 符号表达式：P + O2 P2O5 （6）氧气的体积分数=【氧气的体积/被测定空气的体积】x100% （7）注意事项 ①所用的红磷必须过量。[如果红磷过少则氧气没有全部消耗完,测量结果偏小] ②要等集气瓶（装置）冷却到室温后才能打开弹簧夹。（否则瓶内剩余气体仍然膨胀，剩余气体体积偏大，使得进入集气瓶内的水偏少。测量结果偏小） ③装置的气密性要好。（漏气会使外面空气漏进来，测量结果偏小） ④要先夹紧橡皮管，然后再点红磷，迅速伸入集气瓶立即塞紧瓶塞。（红磷伸入过慢，瓶内气体受热膨胀逸出，或未夹紧弹簧夹，导致燃烧时气体受热膨胀逸出，测量结果偏大） （8）药品选择 ①可否换用木炭、硫等物质？ 答：不能用木炭或硫代替红磷燃烧测空气中氧气含量（因为木炭或硫燃烧会产生气体，造成瓶内气体体积变化小）。 改进：将集气瓶内的水换成氢氧化钠溶液吸收二氧化碳、二氧化硫，不占体积的前提下还是可以测量的。 ②可否换用铁丝？答：不能，铁丝在空气中不燃烧。 ③可否换用金属镁？答：不能。金属镁能够与氧气、氮气、二氧化碳都发生燃烧。 小结：药品选择：物质能在空气中燃烧且只与氧气反应，燃烧后的生成物为固体或液体（占的体积忽略不计）。 （9）误差分析 实际测得的结果比真实值小，其原因可能是：A红磷量不足；B装置气密性差；C未冷却至 室温就打开弹簧夹。 （10）集气瓶中水的作用 ①主要是吸收有毒的五氧化二磷（固体）。 ②还可以吸热加快降温，和防止热的燃烧物溅落炸裂瓶底。 （11）瓶中剩余的主要气体是：氮气（化学性质：不可燃不助燃；物理性质：难溶于水）。 （12）燃烧过程中的集气瓶压强变化：从燃烧开始，消耗氧气使得压强减小，但同时燃烧放出的大量热使瓶内的剩余气体受热迅速膨胀，压强增大。燃烧放热引起的压强增大大于消耗氧气的压强减小，所以总的效果是压强增大。待燃烧结束后，剩余气体慢慢冷却，压强减小，减小到比初始压强更小（减少的部分就是被消耗的氧气体现的压强）。打开弹簧夹或者打开装置后，水流入集气瓶，瓶内压强迅速恢复到和大气压相同。 【典例1-1】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。下列说法不正确的是 A．该实验证明氧气体积约占空气总体积的 B．实验时红磷一定要足量 C．点燃红磷缓慢伸入集气瓶中后，再塞紧瓶塞 D．这个实验能证明氮气难溶于水，不支持燃烧的性质 【答案】C 【详解】A、红磷燃烧消耗集气瓶内的氧气，生成五氧化二磷固体，集气瓶内压强减小，待装置冷却至室温，打开弹簧夹，烧杯中的水进入集气瓶，进入的水的体积就是空气中氧气的体积，进入水的体积约占集气瓶内空气体积的五分之之一，则该实验证明氧气体积约占空气总体积的五分之一，故选项说法正确； B、实验时红磷一定要足量，以保证将集气瓶内的氧气耗尽，故选项说法正确； C、点燃红磷伸入瓶中时，缓慢伸入，会使集气瓶中的气体受热膨胀排出一部分，倒流入集气瓶中水的体积偏大，进而会导致实验结果偏大，故选项说法错误； D、空气主要含有氧气和氮气，足量的红磷燃烧一段时间后熄灭，说明剩余的主要气体氮气不能支持燃烧；打开弹簧夹，烧杯中的水进入集气瓶，且进入的水约占集气瓶气体体积的五分之一，水不再继续进入，说明氮气难溶于水，故选项说法正确； 故选：C。 【典例1-2】如图为测定空气中氧气的含量实验： (1)该实验将瓶内氧气完全消耗，则红磷的用量要 ； (2)红磷燃烧的现象： ； (3)实验中发生反应的符号表达式为： 。 (4)实验得到如下结论，其中正确的是：_____(填序号)。 A．氧气约占空气体积的1/5 B．剩余的气体主要是氮气 C．可用木炭代替红磷完成该实验 D．氮气难溶于水 【答案】(1)足量 (2)产生大量白烟 (3)P+O2P2O5 (4)ABD 【详解】（1）该实验将瓶内氧气完全消耗，则红磷的用量要足量； （2）红磷在空气中燃烧，会产生大量白烟； （3）红磷在空气中燃烧生成五氧化二磷，符号表达式为：P+O2P2O5； （4）A、红磷熄灭后，集气瓶中水的液面上升约占原瓶内气体体积五分之一，说明氧气约占空气体积的五分之一，该选项说法正确； B、空气中氮气体积分数为78%，所以红磷燃烧消耗完氧气，剩余的气体主要是氮气，该选项说法正确； C、木炭燃烧生成二氧化碳气体，会影响装置中的压强变化，不能代替红磷测定空气中氧气含量的测定，该选项说法不正确； D、红磷在剩余气体中熄灭，集气瓶中水的液面上升一定值后就不再上升，说明氮气难溶于水，该选项说法正确。 故选ABD。 【典例1-3】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1）进行了大胆改进，设计图2，（选用容积为的试管作反应容器）实验方案进行，收到了良好的效果。请你对比分析图1、图2实验，回答下列有关问题： (1)红磷熄灭后，打开止水夹可观察到的现象是 。 (2)如果实验测定的氧气体积分数小于，则可能原因是（写两点） 、 。 (3)图2实验的操作步骤如下，正确的实验操作顺序是 （填序号）。 ①点燃酒精灯 ②撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹 ③将少量红磷平装入试管中，将的注射器活塞置于刻度处，并按图2中所示的连接方式固定好，再将弹簧夹夹紧橡皮管 ④读取注射器活塞的数据 (4)图2实验中，注射器活塞将从刻度处慢慢前移到约为 刻度处才停止。 (5)图2实验中，小明忘记关闭弹簧夹就进行实验，注射器活塞一开始先向 （填“左”或“右”）移动，原因是 ；等实验结束时，注射器活塞将从刻度处慢慢前移到约为 刻度处才停止。 【答案】(1)烧杯中的水倒吸入集气瓶内，约占瓶内空气体积的五分之一 (2) 装置漏气 红磷量不足（合理即可） (3)③①②④ (4)3 (5) 右 红磷燃烧放热，气体膨胀 1 【详解】（1）磷与氧气在点燃条件下反应生成五氧化二磷，氧气被消耗，内部压强减小，所以打开止水夹后，烧杯内的水被压入集气瓶，而氧气约占空气五分之一，所以进入水的体积约占集气瓶空气体积的五分之一，故填：烧杯中的水倒吸入集气瓶内，约占瓶内空气体积的五分之一； （2）实验结果偏小，可能是红磷的量不足，不能将氧气完全耗尽，也可能是装置漏气，在冷却至室温的过程中，外界空气进入，占据了一定的体积，也可能是未冷却至室温就打开止水夹，气体受热膨胀，占据了一定的体积，故填：装置漏气；红磷量不足（合理即可）； （3）用红磷燃烧测定空气中氧气含量，将少量红磷平装入试管中，将20mL的注射器活塞置于10mL刻度处，并按图2中所示的连接方式固定好，再将弹簧夹夹紧橡皮管，然后点燃酒精灯，加热，红磷燃烧，待完全反应后，撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹，然后读取注射器活塞的数据，故顺序为：③①②④； （4）红磷燃烧消耗氧气，待完全反应后，逐渐冷却至室温，打开弹簧夹，由于消耗了氧气，装置内压强减小，注射器活塞左移，氧气约占空气体积的，故消耗氧气的体积为：35mL×=7mL，故注射器活塞将从10mL刻度处慢慢前移到约为10mL-7mL=3mL刻度处才停止，故填：3； （5）忘记关闭弹簧夹就进行实验，其他步骤不变，则实验过程中由于红磷燃烧放热，造成装置内的气体体积膨胀，注射器的活塞将先向右移动，反应结束后，氧气被消耗，随着温度的降低，装置内的压强减小，注射器的活塞后向左移动，最终停止在一个刻度处；空气体积为35mL+10mL=45mL，因此消耗氧气体积为45mL ×=9mL，此时注射器停留在10mL-9mL=1mL处，正好满足气体消耗的体积，故填：右；红磷燃烧放热，气体膨胀；1。 【变式1-1】为测定空气中氧气的含量，某同学设计实验装置如图所示(部分夹持装置已略去)，实验时引燃红磷后便熄灭酒精灯。下列有关该实验的说法不正确的是 A．红磷的量不足可能导致所测氧气含量偏低 B．待红磷熄灭并冷却至室温，打开弹簧夹，注射器活塞向右移动 C．实验结束后试管内气体的主要成分为氮气 D．用该装置实验时，不能用木炭代替红磷 【答案】B 【详解】A、红磷的量不足，不能将氧气完全消耗，可能导致所测氧气含量偏低，说法正确，不符合题意； B、待红磷熄灭并冷却至室温，打开弹簧夹，由于消耗了氧气，注射器内压强变小，所以注射器活塞应该是向左移动，说法错误，符合题意； C、空气中主要含氮气和氧气，红磷燃烧消耗了氧气，故实验结束后试管内气体的主要成分为氮气，说法正确，不符合题意； D、木炭在空气中燃烧生成二氧化碳，试管内气压不降低，反应结束后，活塞不移动，不能确定消耗氧气的体积，用该装置实验时，不能用木炭代替红磷，说法正确，不符合题意。 故选B。 【变式1-2】写出以下化学反应的文字表达式： (1)红磷在空气中燃烧： 。 (2)氧化汞受热分解： 。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）红磷燃烧生成五氧化二磷，反应的文字表达式为：。 （2）氧化汞加热生成汞和氧气，反应的文字表达式为：。 【变式1-3】化学兴趣小组的同学们在实验室分别进行测定空气中氧气的含量的实验。图1和图2除了凸透镜之外，均是相同的药品和仪器。请回答下列问题： (1)小雪按图1装置的实验过程是： 第一步：测得集气瓶的体积为60mL，瓶中预装了10mL的水。 第二步：点燃燃烧匙内的红磷(足量)，伸入集气瓶中并把塞子塞紧。 第三步：待红磷熄灭，冷却到室温后，打开弹簧夹，测得集气瓶中水的体积为19.5mL。 ①红磷燃烧的文字表达式为 。 ②由实验数据得出结论是：空气中氧气所占的体积百分数为 。 (2)小娟用木炭来代替红磷，也按图1的步骤进行实验，小娟无法测出氧气在空气中的含量，你认为原因是 。 (3)小清按图2装置进行实验，与图1相比优点是 。若用图2进行实验，测量结果偏低，原因可能是 。 【答案】(1) 19% (2)木炭在空气中燃烧生成二氧化碳，二氧化碳是气体，化学反应前后压强变化不大，无法测定空气中氧气的含量 (3) 比较环保，误差小 装置漏气 【详解】（1）①红磷燃烧生成五氧化二磷，该反应的文字表达式为：； ②该实验中，红磷燃烧消耗氧气，待完全反应后，逐渐冷却至室温，由于消耗了氧气，装置内压强减小，打开弹簧夹，烧杯中的水进入集气瓶，进入水的体积就是消耗氧气的体积，故由实验数据得出结论是：空气中氧气所占的体积百分数为：； （2）用木炭来代替红磷，木炭在空气中燃烧生成二氧化碳，二氧化碳是气体，化学反应前后，压强变化不大，无法测定空气中氧气的含量； （3）与图1实验相比，图2实验在密闭容器中进行，反应生成的五氧化二磷不会逸出，比较环保，且避免了盛有点燃红磷的燃烧匙伸入集气瓶中时，气体的受热膨胀逸出，误差小； 若用图2进行实验，测量结果偏低，原因可能是装置漏气，在冷却至室温的过程中，外界空气进入，占据了一定的体积。 知识点2 纯净物和混合物 1、物质的分类：纯净物和混合物。 （1）纯净物：由一种物质组成的。（可用化学符号表示）。 （2）混合物：两种或多种物质组成的。这些物质相互间没有发生化学反应，各物质都保持 各自的性质。 2、纯净物和混合物的判别 （1）从宏观角度看：它含有几种物质，含有一种的是纯净物；含有多种的是混合物；当然， 也有一定的规律或技巧所在，那就是只要它是溶液、悬浊液、乳浊液或合金时，就不用再细 分析了，它一定是混合物。 （2）从微观角度看：如果是由分子构成的物质，那么含有一种分子的是纯净物，含有多种 分子的是混合物；如果是由原子构成的物质，那么含有一种原子的是纯净物，含有多种原 子的是混合物。 （3）纯净物与混合物的区别在于“这种物质由几种物质组成”。注意判断物质种类时不能被物质的字面描述误导，“新鲜”“洁净”“清洁”“混合”不是判断物质种类的依据，如洁净的空气属于混合物，冰水混合物属于纯净物。 3、常见的纯净物和混合物 混合物：空气（或洁净的空气）、溶液（盐酸、生理盐水）、合金、石油、天然气等。 纯净物：冰水共存物、液氧、液氢、干冰、铁等。 【典例2-1】如图所示为物质分类关系，①与②是并列关系，③包含在②中，若②是纯净物，则③不可能是 A．冰水 B．硫酸锌 C．液氧 D．空气 【答案】D 【分析】①与②是并列关系，可以是纯净物和混合物，③包含在②中，若②是纯净物，③可能是单质或化合物，但不能是混合物，因为纯净物和混合物是并列关系，则③不可能是混合物。 【详解】A、冰水中只有一种物质，属于纯净物，故A不符合题意； B、硫酸锌是由锌离子和硫酸根离子构成的，属于纯净物，故B不符合题意； C、液氧是由一种物质组成的，属于纯净物，故C不符合题意； D、空气中含有氮气、氧气等多种物质，属于混合物，故D符合题意。 故选D。 【典例2-2】以下物质：①氧气②河水③冰水混合物④自来水⑤二氧化碳⑥新鲜的空气⑦雨水；其中一定属于纯净物的是 。一定属于混合物是 。（填序号） 【答案】 ①③⑤ ②④⑥⑦ 【详解】由同种物质组成的是纯净物，由不同种物质组成的是混合物，①氧气由同种物质组成，属于纯净物，②河水由不同种物质组成，属于混合物，③冰、水是同种物质，属于纯净物，④自来水由不同种物质组成，属于混合物，⑤二氧化碳由同种物质组成，属于纯净物，⑥新鲜的空气由不同种物质组成，属于混合物，⑦雨水中含有水和二氧化碳等物质，属于混合物；属于纯净物的是：①③⑤，属于混合物是②④⑥，故填：①③⑤、②④⑥。 【变式2-1】下列各物质中属于混合物的是 A．氧气 B．氮气 C．洁净的空气 D．二氧化碳 【答案】C 【详解】A.氧气是由一种物质组成的，属于纯净物，故错误； B.氮气是由一种物质组成的，属于纯净物，故错误； C.洁净的空气中含有氮气、氧气、二氧化碳等物质，属于混合物，故正确； D.二氧化碳是由一种物质组成的，属于纯净物，故错误； 故选C。 【变式2-2】下列物质：①氮气、②空气、③二氧化碳、④矿泉水。 (1)属于纯净物的有 （填序号），仿写一例 （填名称）。 (2)属于混合物的有 （填序号），仿写一例 （填名称）。 【答案】(1) ①③ 氧气（其他合理答案亦可） (2) ②④ 自来水（其他合理答案亦可） 【详解】（1）纯净物由一种物质组成，①氮气、③二氧化碳都只有一种物质组成，都属于纯净物，故答案为：①③；氧气（或者高锰酸钾等）由一种物质组成，也属于纯净物。 （2）混合物是由两种或两种以上的物质组成，②空气中含有氮气、氧气等物质，④矿泉水中含有水和多种矿物质，属于混合物，故答案为：②④；自来水(或海水等)是由多种物质组成的，也属于混合物。 知识点3 氮气和稀有气体 1、空气的主要成分（按体积分数）：氮气（N2）78%，氧气（O2）21%（氮气与氧气体积比约为4比1），稀有气体0.94%，二氧化碳（CO2）0.03%，其它气体和杂质0.03%。（记忆口诀：“氮七八（78%），氧二一（21%）；零点九四（0.94%）稀有气；还有两个零零三（0.03%），二氧化碳气杂唤”） 2、空气主要成分的性质和用途 氧气 氮气 稀有气体 主要性质 无色、无味气体，不易溶于水，不可燃，能支持燃烧，能供给呼吸。 无色、无味气体，难溶于水，不燃烧也不支持燃烧，不供给呼吸，化学性质不活泼。 无色、无味气体，通电时能发出不同颜色的光（物理性质），化学性质很不活泼（不易和别的物质反应）。 用途 ①动植物呼吸②医疗急救③金属切割④炼钢⑤宇宙航行 ①作保护气②食品充氮作防腐剂等③用于制造低温环境或医疗上冷冻麻醉④制硝酸和氮肥 ①作保护气②制多种用途的电光源等③氦气充气球（密度比空气小且化学性质稳定）④氦气用于制造低温环境 【典例3-1】空气成分中，体积分数约占78%的是 A．氮气 B．氧气 C．稀有气体 D．二氧化碳 【答案】A 【详解】A.空气成分中，氮气体积分数约占78%，故A正确； B.空气成分中，氧气体积分数约占21%，故B错误； C.空气成分中，稀有气体积分数约占0.94%，故C错误； D.空气成分中，二氧化碳体积分数约占0.03%，故D错误。 故选：A。 【典例3-2】物质的性质很大程度上决定物质的用途。请从下列物质中选择适当的物质填空(均填序号)： ①氮气     ②二氧化碳     ③氧气     ④稀有气体 (1)可制成多种用途的电光源的气体是 。 (2)用于医疗急救的气体是 。 (3)空气中含量最多的气体是 。 (4)植物进行光合作用的原料是 。 【答案】(1)④ (2)③ (3)① (4)② 【详解】（1）稀有气体通电能发出不同颜色的光，制成多种用途的电光源，故填：④； （2）氧气能供给呼吸，能用于医疗急救，故填：③； （3）空气中含量最多的气体是氮气，故填：①； （4）二氧化碳是植物进行光合作用的原料，故填：②。 【变式3-1】下列说法正确的是 A．空气的成分按质量计算，氧气约占21% B．很多物质在空气中可以燃烧，因为空气中的氧气具有可燃性 C．二氧化碳过量排放会引起温室效应，所以二氧化碳属于空气污染物 D．氮气常温下化学性质稳定，可以用作粮食、瓜果的保护气 【答案】D 【详解】A、空气的成分按体积分数计算，氧气约占21%，错误； B、很多物质在空气中可以燃烧，是因为空气中的氧气具有助燃性，不具有可燃性，错误； C、二氧化碳排放过多，会加剧温室效应，但是二氧化碳是空气的组成成分之一，不属于空气污染物，错误； D、氮气常温下化学性质稳定，可以用作粮食、瓜果的保护气，正确。 故选D。 【变式3-2】现有①稀有气体、②二氧化碳、③氮气、④氧气等物质，请按下列要求将序号填入空格内： (1)占空气总体积78%的气体是 。 (2)可以供给呼吸的气体是 。 (3)可制多种电光源的气体是 。 (4)澄清石灰水变浑浊的气体是 。 【答案】(1)③ (2)④ (3)① (4)② 【详解】（1）在空气中，氮气约占空气总体积78%； （2）可以供给呼吸的气体是氧气； （3）可制多种电光源的气体是稀有气体； （4）能使澄清石灰水变浑浊的气体是二氧化碳。 一、选择题 1．分类是研究物质的常用方法。如图是纯净物、化合物、氧化物之间关系的形象表示，下列物质属于c范围的是 A．干冰 B．水银 C．金刚石 D．食盐水 【答案】A 【分析】纯净物分为单质和化合物，氧化物是化合物中的一种，则a是纯净物，b是化合物，c是氧化物。 【详解】A、干冰是固态的二氧化碳，是由两种元素组成的且有一种是氧元素的化合物，属于氧化物，故选项正确； B、水银是金属汞的俗称，是由一种元素组成的纯净物，属于单质，故选项错误； C、金刚石是碳元素形成的单质，是由一种元素组成的纯净物，属于单质，故选项错误； D、食盐水中含有氯化钠、水，属于混合物，故选项错误。 故选A。 2．2023年11月24日，国务院常务会议审议通过《空气质量持续改善行动计划》。会议强调，要深入贯彻落实党中央关于打好污染防治攻坚战的决策部署，再接再厉、久久为功，扎实深入推进空气质量持续改善。下列属于空气污染物的是 A．N2 B．SO2 C．Ar D．CO2 【答案】B 【详解】空气污染物包括二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物、臭氧等，故选：B。 3．人类对火星的探测取得了重大的突破。如图是火星大气成分示意图，与空气的成分相比较，下列说法中正确的是 A．火星大气中N2的体积分数大于空气中N2的体积分数 B．火星大气中CO2的体积分数大于空气中CO2的体积分数 C．火星大气中含有稀有气体而空气中没有 D．火星有了大气层也就同样适合人类生存 【答案】B 【详解】A、根据图象，火星中N2的体积分数小于50%，而空气中N2的体积分数约为78%，所以火星大气中N2的体积分数小于空气中N2的体积分数，A错误； B、根据图象，火星中CO2的体积分数大于50%，而空气中CO2的体积分数约为0.03%，所以火星大气中CO2的体积分数大于空气中CO2的体积分数，B正确； C、根据图象，火星大气中含有Ar，Ar属于稀有气体，空气中也含有稀有气体，C错误； D、人类生存需要氧气、食物、能源、适宜的环境等条件，火星有了大气层还需要满足其它条件才适合人类生存，D错误。 故选：B。 4．前者属于单质，后者属于混合物的是 A．液氧 、水 B．冰水混合物、 海水 C．碳酸钙 、空气 D．氦气 、矿泉水 【答案】D 【分析】单质是由同种元素组成的纯净物，混合物是由两种或多种物质混合而成的物质。 【详解】A、液氧（O₂）是由氧元素组成的单质；水（H₂O）是由不同种元素组成的纯净物，属于化合物，不符合题意； B、冰水混合物只含有水一种物质，是由不同种元素组成的纯净物，属于化合物；海水含有水、氯化钠等多种物质，是混合物，不符合题意； C、碳酸钙（CaCO₃）是由不同种元素组成的纯净物，化合物；空气含有氮气、氧气等多种气体，是混合物，不符合题意； D、氦气（He）是由同种元素组成的纯净物，属于单质；矿泉水含有水和矿物质等，属于混合物，符合题意。 故选D。 5．奥运会上经常会用到大型遥控飞艇作为宣传工具以渲染气氛。为了使飞艇在空中飞行安全而有效，根据下表中气体的性质，最适合填充飞艇的气体是几种气体物质的密度（0℃、1标准大气压）及可燃性 气体 氢气 氦气 氮气 空气 氧气 性质 密度/kg·m-3 0.09 0.18 1.25 1.29 1.43 可燃性 可燃 不可燃 不可燃 不可燃 不可燃 A．氢气 B．氮气 C．氦气 D．氧气 【答案】C 【详解】A 、根据表中提供的信息可知，氢气的密度最小，但是氢气具有可燃性，容易发生安全事故，不适合填充飞，不符合题意； B、氮气的化学性质稳定，但是密度和空气接近，不适合填充飞艇，不符合题意； C、氦气的化学性质稳定，密度比空气小，最适合填充飞艇，符合题意； D、氧气的化学性质比较活泼，且密度比空气大，不适合填充飞艇，不符合题意； 故选C。 6．国家正在深入推进环境污染防治，持续深入打好蓝天、碧水、净土三大保卫战。空气是一种宝贵的资源，下列有关空气的说法不正确的是 A．稀有气体在通电时能发光，可制成霓虹灯 B．空气中含有氧气，氧气的体积分数约为78% C．空气中氮气化学性质不活泼，可用作食品防腐的保护气 D．目前计入空气污染指数的有害气体主要包括SO2、CO、NO2、O3等 【答案】B 【详解】A、稀有气体在通电时能发出不同颜色的光，可制成霓虹灯，故选项说法正确； B、空气中含有氧气，氧气的体积分数约为21%，故选项说法错误； C、空气中氮气的化学性质不活泼，不易与其他物质发生反应，可用作食品防腐的保护气，故选项说法正确； D、目前计入空气污染指数的有害气体主要包括SO2、CO、NO2、O3等，故选项说法正确； 故选：B。 7．如图是测定空气中氧气含量的改进实验装置（夹持装置已省略），对该实验认识正确的是 A．现象：实验过程中，红磷燃烧，产生大量白雾 B．推论：实验后，玻璃管中剩余气体具有可燃性 C．分析：红磷的量多或少，都不会影响实验结果 D．评价：用改进装置实验，能减少对空气的污染 【答案】D 【详解】A、实验过程中，红磷燃烧，产生大量白烟，A错误； B、实验后，红磷有剩余，且不再燃烧，说明玻璃管中剩余气体不具有可燃性，B错误； C、红磷必须过量，确保试管中的氧气被完全消耗，红磷不足会导致试管中有氧气剩余，测量结果偏小，C错误； D、红磷燃烧产生的五氧化二磷是有毒物质，该装置在密封装置内利用电热棒引燃红磷，不需要在装置外引燃红磷，能减少五氧化二磷对空气的污染，D正确。 故选：D。 8．食盐的主要成分是氯化钠，下列关于粗盐提纯实验的叙述中不正确的是 A．提纯后的精盐仍是混合物 B．精盐中氯化钠的纯度比粗盐大 C．通过粗盐提纯实验可除去粗盐中全部杂质 D．该提纯实验不能去除粗盐中可溶性杂质 【答案】C 【详解】A、粗盐提纯只能除去难溶性杂质，所得精盐仍是混合物，故选项说法正确； B、因为除去了部分杂质，所以精盐中氯化钠的纯度比粗盐中高，故选项说法正确； C、粗盐提纯只能除去难溶性杂质，故选项说法错误； D、粗盐提纯只能除去难溶性杂质，不能除去可溶性杂质，故选项说法正确； 故选：C。 9．空气中含量最多的物质是 A．氦气 B．水蒸气 C．氮气 D．氧气 【答案】C 【详解】空气的成分按体积计算，大约是：氮气占78%、氧气占21%、稀有气体占0.94%、二氧化碳占0.03%、其它气体和杂质占0.03%，空气中含量最多的物质是氮气； 故选：C。 10．下列关于空气的说法正确的是 A．空气中氮气可用做焊接金属的保护气 B．空气中的稀有气体化学性质不活泼，没有价值 C．按照质量计算，空气中含有氮气约为78% D．空气质量级别从一级到六级，空气质量越来越好 【答案】A 【详解】A、氮气的化学性质不活泼，可用做焊接金属的保护气，故选项说法正确； B、空气中的稀有气体化学性质不活泼，可做保护气、电光源灯等，故选项说法错误； C、按体积计算，空气中含有氮气约78%，氧气约21%，故选项说法错误； D、空气质量报告中所列的空气质量级别越大，含有的空气污染物越多，空气质量越差，故选项说法错误； 故选：A。 二、填空题 11．请回答下列问题。 (1)有关酒精的描述有：①无色液体②具有特殊气味③酒精挥发④易燃烧⑤酒精燃烧生成水和二氧化碳。根据上述文字归纳出酒精的性质和变化（填序号）： 物理性质 ；化学性质 ；物理变化 ；化学变化 。 (2)化学学习、研究的对象是物质世界，因此化学是人类认识和改造物质世界的主要手段。以下物质中属于混合物的是 （填序号）。 ①氮气  ②过氧化氢溶液 ③铁④冰水混合物  ⑤食用盐  ⑥澄清的石灰水  ⑦液氧  ⑧矿泉水 【答案】(1) ①②/②① ④ ③ ⑤ (2)②⑤⑥⑧ 【详解】（1）①无色液体描述的是物质的颜色和状态，属于物理性质；②气味属于物理性质；③酒精挥发的过程中没有新物质生成，属于物理变化；④易燃烧需要通过化学变化才能表现出来，属于化学性质；⑤酒精燃烧生成水和二氧化碳属于化学变化；则属于物理性质的有①②；化学性质的有④；物理变化有③；化学变化有⑤，故填：①②或②①、④、③、⑤； （2）①氮气中只含有一种物质，属于纯净物；②过氧化氢溶液中含有过氧化氢和水，属于混合物；③铁中只含有一种物质，属于纯净物；④冰水混合物中只含有水一种物质，属于纯净物；⑤食用盐中含有氯化钠、碘酸钾等多种物质，属于混合物；⑥澄清的石灰水中含有氢氧化钙和水，属于混合物；⑦液氧中只含有氧气这一种物质，属于纯净物；⑧矿泉水中含有水和矿物质等，属于混合物，故填：②⑤⑥⑧。 12．空气是一种宝贵的资源，空气中体积含量最高的成分是 ，与人类及其他动植物生命生活最息息相关的气体是 。 【答案】 氮气/N2 氧气/O2 【详解】空气中各成分及体积分数为：氮气：78%、氧气：21%、稀有气体：0.94%、二氧化碳0.03%、水蒸气和杂质：0.03%；所以空气中体积含量最高的成分是氮气（N2），氧气（O2）可以供给呼吸，则与人类及其他动植物生命生活最息息相关的气体是氧气。 13．按要求区分下列物质：(1)空气(2)红磷(3)矿泉水(4)冰水混合物(5)氯化钠(6)液氧 填写序号：属于混合物的有 ； 属于单质的有 ； 属于化合物的有 ； 含有游离态氧元素的物质是 。 【答案】 (1) (3)/(3) (1) (2) (6)/(6) (2) (4) (5)/(5)（4） (6) 【分析】混合物是指由两种或多种物质混合而成，单质是指由同种元素组成的纯净物，化合物是指由不同种元素组成的纯净物，游离态氧元素是指以单质形式存在的氧，也就是氧气。 【详解】(1)空气中有氧气氮气等属于混合物；(2)红磷由磷元素组成，属于单质；(3)矿泉水中含有矿物质元素，属于混合物；(4)冰水混合物是水，由氢元素和氧元素组成，属于化合物；(5)氯化钠由钠元素和氯元素组成，属于化合物；(6)液氧由氧元素组成，属于单质，也属于含有游离态氧元素的物质。 14．人类每时每刻都高不开空气，没有空气就没有生命，也没有生机勃勃的地球。 (1)按体积分数计算，空气中氧气约占 ，氧气的用途有 (填一种)。 (2)氮气可用作食品包装保护气，原因是： 。 (3)如图所示，某同学进行了实验室测定氧气含量的实验，若测定的结果偏小可能的原因是(一点)： ，集气瓶内水的作用是： 。 【答案】(1) 21% 作助燃剂 (2)氮气化学性质不活泼 (3) 装置气密性不好（合理即可） 吸收产生的五氧化二磷，防止污染空气，也可以吸收热量，使装置快速冷却 【详解】（1）按体积分数计算，空气中氧气约占21%； 氧气具有助燃性，可用作助燃剂； （2）氮气化学性质不活泼，不容易和其他物质反应，可作保护气； （3）实验结果偏小的原因有：装置气密性不好、红磷的量不足、未冷却至室温就打开弹簧夹； 集气瓶中水的作用是吸收产生的五氧化二磷，防止污染空气，也可以吸收热量，使装置快速冷却。 15．空气是地球上宝贵的自然资源，人类对空气的认识经历了漫长的研究和探索过程。完成下面小题。 (1). 18世纪70年代，拉瓦锡通过定量实验证明了空气是混合物，其中约占空气体积的气体是 A． B． C． D． (2). 如图是测定空气中氧气含量的改进实验装置（夹持装置已省略），对该实验认识正确的是 A．现象：实验过程中，红磷燃烧，产生大量白雾 B．推论：实验后，玻璃管中剩余气体具有可燃性 C．分析：红磷的量多或少，都不会影响实验结果 D．评价：用改进装置实验，能减少对空气的污染 【答案】(1)B (2)D 【详解】（1）N2约占空气体积的78%，CO2约占空气体积的0.03%，O2约占空气体积的21%（约为），H2O在空气中含量非常少，故选：B； （2）A、实验过程中，红磷燃烧，产生大量白烟，故选项说法错误； B、实验后，红磷有剩余，且不再燃烧，说明玻璃管中剩余气体不具有可燃性，故选项说法错误； C、红磷必须过量，确保试管中的氧气被完全消耗，红磷不足会导致试管中有氧气剩余，测量结果偏小，故选项说法错误； D、红磷燃烧产生的五氧化二磷是有毒物质，该装置在密封装置内引燃红磷，能减少五氧化二磷对空气的污染，故选项说法正确； 故选：D。 三、实验题 16．化学学习小组为探究空气中氧气的含量，进行了如图1所示实验。 实验装置如图1所示，实验步骤：①将数显设备、三种感应器（气体压强、温度、氧气浓度）和装置连接，装置气密性良好；②实验开始，打开并调试好传感器和数显设备；③电热棒通电，点燃燃烧匙内红磷，观察现象；④待装置冷却后，打开弹簧夹，观察现象及水面变化情况。各传感器测得的数据如图2所示（横坐标为时间，纵坐标表示该段时间内气体压强：温度、氧气浓度对应的变化情况）。 (1)实验中加入足量红磷的目的是 。 (2)曲线x表示的是 （选填“温度”或“氧气浓度”）变化情况。 (3)t1时刻的实验操作是 ，实验现象是 。 【答案】(1)尽量将氧气消耗完全（合理即可） (2)温度 (3) 打开弹簧夹 烧杯中的水进入瓶中，水面约上升至刻度1处（合理即可） 【详解】（1）该实验的目的是探究空气中氧气的含量，则实验中需要加入足量红磷，目的是将装置内的氧气消耗完全； （2）曲线x先升高后下降，最后趋于平稳，符合温度变化趋势，因为红磷燃烧放出大量的热，温度逐渐升高，待完全反应后，逐渐恢复至室温，若为氧气浓度则应该是一直减小，不会出现升高，故曲线x表示温度变化情况，曲线y表示氧气浓度的变化趋势； （3）t1时刻，压强突然增大，而氧气浓度不变，则应该进行的实验操作是打开弹簧夹； 由于红磷燃烧消耗了氧气，氧气约占空气体积的五分之一，装置内压强减小，则可观察到烧杯中的水进入集气瓶中，水面约上升至刻度1处（合理即可）。 17．小红利用数字化技术对“空气中氧气体积分数的测定”进行了再探究(如图1)，得到的数据曲线如图2所示。 【查阅资料】红磷燃烧生成五氧化二磷，五氧化二磷有毒，易溶于水。 (1)图2压强曲线中，BC段气压变化的原因是 。X曲线表示的是 。(填“温度”或”氧气浓度”)。 (2)实验前集气瓶中的水为，若集气瓶的容积为(燃烧匙所占体积忽略不计)，实验结束后理论上集气瓶中水的体积约为 mL。 (3)若第二次进行实验时，图1中装置漏气，则第二次测得的C点数值比图2中第一次测得的C点数值 (填“大”或“小”)。 (4)集气瓶中装水的作用是 。 (5)化学兴趣小组想探究用不同物质在空气中燃烧测定氧气含量方法的优劣。他们用足量的蜡烛、红磷和白磷分别在相同体积与状态的空气中燃烧，用氧气探测器测定密闭容器中剩余氧气与时间的关系如下图。下列说法正确的是___________。(填字母) A．测定空气中氧气含量效果最好的是蜡烛，因为它反应速率快 B．该实验证明氧气的浓度较低时，红磷与白磷还能与之发生反应 C．三个实验中均为氧气过量 D．若用这三种物质做实验，测得空气中氧气含量偏高 【答案】(1) 红磷燃烧放热，温度升高，气体膨胀，气压增大 温度 (2)62 (3)小 (4)吸收五氧化二磷，防止污染 (5)B 【详解】（1）图2压强曲线中，BC段气压变化的原因是红磷燃烧放热，温度升高，气体膨胀，气压增大； 图2中X曲线随着反应的进行慢慢变大，反应结束后，又慢慢变小，最后恢复至反应前的水平，所以这条曲线表示的是温度变化趋势； （2）实验前集气瓶中的水为 15mL ，若集气瓶的容积为 250mL (燃烧匙所占体积忽略不计)，氧气约占空气体积的，实验结束后理论上集气瓶中水的体积约为15mL+（250mL-15mL）×=62 mL ； （3）若第二次进行实验时，图1中装置漏气，红磷燃烧放出大量的热，集气瓶内气体手热膨胀逸出，导致则第二次测得的 C 点数值比图2中第一次测得的 C 点数值小； （4）红磷在氧气中燃烧生成有毒的五氧化二磷，会污染空气，故集气瓶中水的作用为吸收五氧化二磷，防止污染空气； （5）A、由图可知，蜡烛燃烧测出的结果明显比其它两种物质偏大，消耗氧气不彻底，三个实验效果最好的是白磷，因为它反应消耗的氧气更加彻底，故选项说法不正确； B、蜡烛在氧气浓度为13%左右时就熄灭了，而红磷和白磷在氧气的浓度为10%以后才熄灭，所以该实验证明氧气的浓度较低时，红磷与白磷还能与氧气发生反应，故选项说法正确； C、为确保氧气被充分消耗，三个实验中蜡烛、红磷、白磷均过量，故选项说法不正确； D、由图可知，三个实验中，最终氧气的体积分数都没有减少到0，测得空气中氧气含量都偏低，故选项说法不正确； 故选B。 18．某化学兴趣小组利用图1装置进行“测定空气里氧气含量”的实验(实验前集气瓶中预先留有少量的水) (1)图1实验中实验的现象是 。 (2)进行图1装置实验时会引起实验误差，在红磷取足量的前提下，请按情况分析在操作层面造成误差的原因： ①小于五分之一的原因： 。 ②大于五分之一的原因： 。 (3)当空气中的氧气降低到一定数值后燃烧即停止，小李认为用燃烧法测定空气中氧气体积分数的缺点是无法耗尽氧气，故改用铜在氧气中加热生成氧化铜的方法来替代(装置如图)。 查阅资料可知：铜是一种红色固体，铜和氧气反应后的产物氧化铜为一种黑色固体。 请分析： ①如图所示装置中，在实验前密闭装置内空气的总体积为 。 ②相较于图1的装置和原理，从装置的角度分析该装置的一条优点 。 【答案】(1)红磷燃烧产生大量白烟，放出热量，待装置冷战至室温，打开止水夹，水进入集气瓶且约占集气瓶内空气的五分之一 (2) 装置漏气或装置没有冷却至室温就打开止水夹 燃烧匙伸入集气瓶中时太慢或红磷燃烧过程中止水夹夹得不紧 (3) V1+V2+V3 装置始终密闭，可以减少污染，使实验结果更准确等（合理即可） 【详解】（1）红磷燃烧消耗氧气，生成五氧化二磷固体，所以现象是红磷燃烧产生大量白烟，放出热量；红磷燃烧消耗氧气，待装置冷却至室温，装置内压强减小，打开止水夹，在外界大气压的作用下水沿着导管被压入集气瓶内，水进入集气瓶内空气的五分之一； （2）①装置漏气（燃烧冷却后瓶内气压小于大气压，有部分空气进入瓶中弥补了消耗的氧气，水倒流入集气瓶的体积不足五分之一），或装置没有冷却至室温就打开止水夹（气体受热膨胀，水倒流入集气瓶的体积不足五分之一，）； ②燃烧匙伸入集气瓶中时太慢，导致集气瓶中气体膨胀逸出，导致水倒流入集气瓶的体积大于五分之一；或红磷燃烧过程中止水夹夹得不紧，导致燃烧过程中集气瓶中的气体膨胀逸出，致水倒流入集气瓶的体积大于五分之一； （3）①如图所示装置中，在实验前密闭装置内空气的总体积为V1+V2+V3； ②相较于图1的装置和原理，从装置的角度分析，该装置始终密闭，可以避免生成的五氧化二磷逸出装置，可以减少污染，另外装置始终密闭，可以使实验结果更准确等（合理即可）。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$