第2单元　空气和氧气 同步练习-2024-2025学年九年级化学人教版（2024）上册

课题1　我们周围的空气 课后知能演练 基础巩固 1.空气是一种宝贵的自然资源。下列有关空气及其成分的说法中,正确的是(　　)。 A.洁净的空气是纯净物 B.氧气是空气中含量最高的气体 C.稀有气体含量低,没有利用价值 D.氮气化学性质不活泼,常用作保护气 2.每年3月12日为我国的植树节。某城市植树节当日空气质量指数日报:空气质量指数为61,空气质量指数级别为二级,空气质量指数类别为良。下列有关说法正确的是(　　)。 A.氧气约占空气质量分数的78% B.洁净的空气属于混合物 C.空气质量指数数值越大,空气状况越好 D.树木吸收二氧化硫,减弱温室效应 3.建立分类观是学习化学的一种方法,下列物质属于纯净物的是(　　)。 A.自来水 B.红色的铜片 C.稀有气体 D.没有灰尘的空气 4.实验是科学探究的重要方法,如图是测定空气成分的相关实验装置,下列有关说法正确的是(　　)。 A.该实验开始前应先检查装置气密性 B.实验中银白色的固体汞变为红色粉末 C.实验过程中汞只消耗曲颈甑内的氧气 D.实验结束后,玻璃钟罩内液面低于汞槽中液面 能力提升 5.某品牌暖贴(主要成分为铁粉、木炭、食盐)的热量来源于铁粉的氧化。小涛同学设计使用暖贴来测定空气中氧气的含量,实验开始前的装置如图所示,实验后从量筒中流入玻璃瓶(容积为250 mL)中的水的体积为45 mL(铁粉生锈消耗的水忽略不计)。下列说法错误的是(　　)。 A.如果装置漏气,会使测量结果偏小 B.本实验数据测得空气中氧气的体积分数约为19.6% C.若装置气密性良好,实验测得空气中氧气体积分数偏小,可能是暖贴的使用数量不足 D.不必等温度计的读数恢复至实验前的温度就能记录量筒内剩余水的体积 6.利用如图所示装置做实验,来测定空气中氧气的含量。在玻璃瓶中加入少量水,并将水面上方空间分为5等份。 (1)写出燃烧匙中红磷燃烧的文字表达式:　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)实验时,待足量红磷燃烧完毕且玻璃瓶冷却到室温,打开弹簧夹,观察到　　　　　　,从而得出空气中氧气的大致含量。  (3)该实验还可推知氮气具有　　　　　　　　　　　　　的化学性质(写一条)。  (4)已知金属镁是一种银白色、有金属光泽的固体,化学性质比较活泼。在氧气中点燃镁条,发出耀眼的白光,产生白烟。查阅资料可知,镁能在氧气中燃烧,生成一种白色固体;镁也能在氮气中燃烧,发生反应生成一种黄绿色固体氮化镁。某同学利用上述装置进行镁条燃烧的实验,冷却后打开弹簧夹。 ①最能说明镁条在氧气中燃烧是化学变化的实验现象是　　　　　　　　　　　。 ②写出镁在氮气中燃烧的文字表达式:　 　　　　　　　　　　。  ③冷却后打开弹簧夹,发现进入瓶中的水几乎充满玻璃瓶。请你解释该现象: 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  思维拓展 7.(选做题)某兴趣小组的同学以测定空气中氧气的含量为课题进行了项目式探究。 【任务一】回顾拉瓦锡对空气成分的探究。 (1)二百多年前,法国化学家拉瓦锡通过用金属汞在空气中加热生成氧化汞等实验第一次明确得出空气是由　　　　　　　组成的结论。  【任务二】利用铁锈蚀测定空气中氧气的含量。 【查阅资料】氯化钠溶液可以加快铁锈蚀。 小组同学在老师的指导下设计了如图装置进行实验。 步骤1:制作滤纸袋,在滤纸袋中加入混合均匀的铁粉和活性炭,固定在橡胶塞上,塞紧橡胶塞; 步骤2:调节右管高度,使两管液面相平,将左管液面距顶部橡胶塞底面距离记为X cm; 步骤3:当左管液面不再上升后,调节右管高度,使两管液面相平,将左管液面距顶部橡胶塞底面距离记为Y cm。 (2)步骤2先调节右管高度,使两管液面相平后再记录数据的原因是　　　　　　　　。 (3)根据上述实验测得空气中氧气的体积分数为　　　　　　　　　　(用含X、Y的式子表示)。  (4)该装置与教材中红磷燃烧法测定空气中氧气的含量实验装置相比,优点是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案： 课后知能演练 1.D　解析:空气中含有氮气、氧气、二氧化碳、稀有气体、其他气体等,属于混合物,A项错误;氮气约占空气体积的78%,含量最高,B项错误;稀有气体含量虽低,但也具有广泛的用途,C项错误;氮气化学性质不活泼,常用作保护气,D项正确。 2.B　解析:空气中氮气约占空气体积的78%,氧气约占空气体积的21%,A项错误;洁净的空气中含有氮气和氧气等物质,属于混合物,B项正确;空气质量指数数值越大,空气状况越差,C项错误;树木吸收二氧化碳,减弱温室效应,不是吸收二氧化硫,D项错误。 3.B　解析:自来水中含有水、消毒剂等多种物质,属于混合物,A项不符合题意;红色的铜片中只含有铜一种物质,属于纯净物,B项符合题意;稀有气体属于混合物,C项不符合题意;没有灰尘的空气中含有氮气、氧气、二氧化碳等多种物质,属于混合物,D项不符合题意。 4.A　解析:该实验是探究空气的组成,所以该实验应在密闭体系中进行,因此实验前要检查装置的气密性,A项正确;汞在常温下为液体,汞和氧气生成固体氧化汞,氧化汞是红色的固体,所以实验过程中观察到部分银白色的液体汞变为红色粉末,B项错误;汞消耗了密闭容器内的氧气,而不是只有曲颈甑内的氧气,C项错误;实验结束后,密闭容器中的氧气被消耗,压强变小,因此玻璃钟罩内液面应该高于汞槽中的液面,D项错误。 5.D　解析:若装置漏气,实验后玻璃瓶中的压强偏大,流入玻璃瓶中的水的体积偏小,会使测量结果偏小,A项正确;本次实验数据测得空气中氧气的体积分数为×100%≈19.6%,B项正确;若装置气密性良好,实验测得空气中氧气体积分数偏小,可能是暖贴的使用数量不足,C项正确;需等温度计读数恢复至实验前的温度才可以记录量筒内剩余水的体积,因为该反应放热,会使气体体积膨胀,不等气体冷却就记录数据,测得的进入玻璃瓶中的水的体积偏小,从而导致实验结果偏小,D项错误。 6.(1)红磷+氧气五氧化二磷 (2)水进入玻璃瓶 (3)不可燃且不支持燃烧 (4)①生成白色固体　②镁+氮气氮化镁　③镁燃烧不仅消耗了氧气,也消耗了氮气 解析:(1)红磷与氧气点燃生成五氧化二磷,该反应的文字表达式为:红磷+氧气五氧化二磷。 (2)实验时,待足量红磷燃烧完毕且玻璃瓶冷却到室温,打开弹簧夹,观察到水进入玻璃瓶。 (3)足量的红磷燃烧,消耗氧气,剩余气体主要是氮气,根据红磷不能继续燃烧,且剩余的氮气与水共存,可知氮气性质有:难溶于水的物理性质,不燃烧、不支持燃烧的化学性质。 (4)①化学变化和物理变化的本质区别为是否有新物质生成,因此有白色固体生成最能说明镁在氧气中燃烧属于化学变化。 ②镁在氮气中燃烧生成一种黄绿色固体氮化镁,该反应的文字表达式为:镁+氮气氮化镁。 ③镁不仅可以与氧气反应生成氧化镁,也可以与氮气反应生成氮化镁,即镁燃烧不仅消耗了氧气,也消耗了氮气,所以冷却后打开弹簧夹,发现进入瓶中的水几乎充满玻璃瓶。 7.(1)氮气和氧气 (2)使压强平衡,结果更准确 (3)×100% (4)误差小,更环保(合理即可) 解析:(1)拉瓦锡利用金属汞的实验探究测定了空气的成分,得出空气是由氮气和氧气组成的结论。 (2)步骤2先调节右管高度,使两管液面相平后再记录数据的原因是使压强平衡,结果更准确。 (3)铁锈蚀消耗氧气,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,故液面上升,液面上升的体积就是消耗氧气的体积,故测得空气中氧气的体积分数为:×100%。 (4)该装置与教材中红磷燃烧法测定空气中氧气的含量实验装置相比:该实验在密闭容器中进行,误差小,且无污染性物质生成,比较环保。 5 学科网（北京）股份有限公司 $$ 课题2　氧气 课后知能演练 基础巩固 1.氧气能支持燃烧。下列物质在氧气里燃烧,能生成黑色固体的是(　　)。 A.红磷 B.硫 C.木炭 D.铁丝 2.(2023·天津中考)下列对实验现象的描述正确的是(　　)。 A.硫在氧气中燃烧发出淡蓝色火焰 B.红磷在空气中燃烧产生大量白雾 C.木炭在空气中充分燃烧生成黑色固体 D.铁丝在氧气中燃烧时,火星四射,生成黑色固体 3.下列反应中属于氧化反应的是　　　　　(填字母,下同),属于化合反应的是　　　　,既是化合反应又是氧化反应的是　　　　　　。  A.铜+氧气氧化铜 B.二氧化碳+水碳酸 C.氢气+氧气水 D.甲烷+氧气水+二氧化碳 E.一氧化碳+氧气二氧化碳 能力提升 4.某小组使用数据采集器探究“铁丝在氧气中燃烧”,集气瓶内氧气的体积分数随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是(　　)。 A.反应的文字表达式为:铁+氧气氧化铁 B.瓶中放少量水,用于吸收有毒物质 C.开始采集数据时,瓶内是纯净的氧气 D.铁丝停止燃烧时,瓶内氧气未耗尽 5.如下是氧气化学性质的部分知识网络,回答下列问题。 物质 (1)Ⅰ类反应中,物质燃烧产生白烟的是　　　　　,通常在空气中不能燃烧的是　 　　　　　　　　　。  (2)从现象上看,Ⅰ类反应与Ⅱ类反应最主要的不同是　　　　　　　　　　。  (3)酒精在空气中完全燃烧生成二氧化碳和水,反应的文字表达式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  思维拓展 6.某化学兴趣小组进行了一系列探究活动,请你一同参与。 【探究一】铁丝燃烧是否需要纯氧。 【实验内容】取直径为0.38 mm的铁丝,分别在体积分数为90%、70%、60%、55%的氧气中实验。 【实验现象】 氧气体积分数 90% 70% 60% 55% 实验现象 燃烧剧烈、燃烧时间长,效果好 燃烧比90%弱,燃烧时间短,实验成功 燃烧比70%弱,燃烧时间更短,实验成功 难以燃烧,只是发红 【结论】就直径为0.38 mm铁丝而言,本实验中燃烧所需氧气的最低体积分数为60%,且氧气浓度越大,燃烧现象越　　　　　(填“剧烈”或“不剧烈”)。  【拓展】上述关于铁丝燃烧所需氧气最低体积分数的结论是否合理,请说明理由?　　　　　　(填“合理”或“不合理”),理由是　　　　　　　　　　。  【探究二】铁丝燃烧产生火星四射的原因。 (1)图中螺旋状铁丝的末端系一根火柴的作用是　　　　　　　　　　　　　。  (2)小明按右图实验时,集气瓶炸裂了,其可能的原因是 　　　　　　　　　　。 (3)下表是小明将纯铁丝和不同含碳量的铁丝(铁丝直径均为0.4 mm)放入氧气中燃烧时的实验现象的记录。请你分析完成下表: 物质 纯铁丝 含碳0.05%的铁丝 含碳0.2%的铁丝 含碳0.6%的铁丝 燃烧时 的现象 无火星四射现象,熔断 剧烈燃烧,极少火星 剧烈燃烧,少量火星 通过以上实验,说明铁丝燃烧产生火星四射现象和　　　　　　　　　　有关。  答案： 课后知能演练 1.D　解析:红磷的燃烧产物五氧化二磷是白色固体,A项不符合题意;硫的燃烧产物二氧化硫为气体,B项不符合题意;木炭的燃烧产物二氧化碳为气体,C项不符合题意;铁的燃烧产物四氧化三铁是黑色固体,D项符合题意。 2.D　解析:硫在氧气中燃烧,发出明亮的蓝紫色火焰,A项错误;红磷在空气中燃烧,产生大量的白烟,而不是白雾,B项错误;木炭在空气中充分燃烧,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体,C项错误;铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,生成一种黑色固体,D项正确。 3.ACDE　ABCE　ACE 解析:A项,铜+氧气氧化铜,该反应既属于氧化反应,又属于化合反应;B项,二氧化碳+水碳酸,该反应属于化合反应,但不是氧化反应;C项,氢气+氧气水,该反应既属于氧化反应,又属于化合反应;D项,甲烷+氧气水+二氧化碳,该反应属于氧化反应,不是化合反应;E项,一氧化碳+氧气二氧化碳,该反应既属于氧化反应,又属于化合反应。反应中属于氧化反应的是ACDE,属于化合反应的是ABCE,既是化合反应又是氧化反应的是ACE。 4.D　解析:铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁,A项错误;瓶中放少量水,能够防止铁燃烧形成的高温熔融物溅落使集气瓶炸裂,B项错误;开始采集数据时,氧气的体积分数是80%,瓶内不是纯净的氧气,C项错误;铁丝停止燃烧时,瓶内氧气未耗尽,剩余氧气体积分数大于20%,D项正确。 5.(1)红磷　铁 (2)发光、放热较为剧烈 (3)酒精+氧气二氧化碳+水 解析:(1)红磷与氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷,产生白烟;铁通常在空气中不能燃烧。 (2)燃烧都是发光、放热较为剧烈,缓慢氧化从现象上不容易被察觉。 (3)酒精燃烧的文字表达式为酒精+氧气二氧化碳+水。 6.剧烈　不合理　直径为0.38 mm的铁丝有可能在氧气体积分数为56%~59%的范围内燃烧　(1)引燃铁丝　(2)没有在集气瓶内放少量的水或铺一层细沙,生成的高温熔融物溅落炸裂瓶底　(3)剧烈燃烧,火星四射　铁丝的含碳量 解析:探究二:(1)图中螺旋状铁丝的末端系一根火柴的作用是引燃铁丝。 (2)按图实验时,集气瓶炸裂了,其可能的原因是没有在集气瓶内放少量的水或铺一层细沙,燃烧生成的高温固体物质使集气瓶炸裂。 (3)由图表可知,铁丝燃烧产生火星四射现象与铁丝的含碳量有关,对直径为0.4 mm的铁丝而言,铁丝的含碳量越高,火星四射现象越明显。 4 学科网（北京）股份有限公司 $$ 课题3　制取氧气 课后知能演练 基础巩固 1.下列反应中,既不属于化合反应,又不属于分解反应的是(　　)。 A.氢气+氧气水 B.氧化钙+水氢氧化钙 C.碳酸钙氧化钙+二氧化碳 D.酒精+氧气水+二氧化碳 2.实验室用过氧化氢溶液制取氧气,若实验中忘记加入二氧化锰,其结果是(　　)。 A.不产生氧气 B.产生氧气的速率小 C.产生氧气的总量少 D.没有影响 3.下列加热高锰酸钾制取氧气的部分操作示意图中正确的是(　　)。 能力提升 4.工业上“分离液态空气法”制氧气的流程如下图所示,下列说法中正确的是(　　)。 A.此方法制氧气的原料来源广泛 B.该分离过程是化学变化 C.说明液氧的沸点比液氮的沸点低 D.图中液体物质是纯净的氧气 5.右图是有关氧气的知识结构图(部分反应条件省略,参加反应的氧气为足量),请回答下列问题。 (1)反应①中二氧化锰起　　　　　作用。  (2)反应②的文字表达式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)检验反应③生成物的实验操作是　　　　　　　　　　　　　　　。  (4)图中的反应属于化合反应的有　　　　　(填序号,下同),属于分解反应的有　。  6.(2023·辽宁中考改编)化学是一门以实验为基础的科学。实验室制取氧气常用到下列装置,请回答下列问题。 (1)实验室用装置A制取氧气,其反应的文字表达式为　 。  可以选择装置D收集氧气的原因是　 。  (2)实验室制取气体时,选择装置B作为发生装置的依据是  　。 (3)实验时,装置B中长颈漏斗下端管口要伸入液面下的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (4)实验室检验氧气的方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  思维拓展 7.(选做题)学习了“过氧化氢制氧气使用二氧化锰作催化剂”,化学社团在“寻找新的催化剂”的活动中,对“红砖粉末能否作过氧化氢分解的催化剂”进行了以下探究。 【实验探究】甲同学按如下方案进行实验。 实验步骤 实验现象 实验结论 步骤①木条不复燃; 步骤②产生气泡; 步骤③　　　　　  红砖粉末能作过氧化氢分解的催化剂,反应的文字表达式为 　　　　　　　。 【讨论与反思】乙同学认为:仅凭上述实验不能证明红砖粉末是过氧化氢分解的催化剂,还需探究反应前后红砖粉末质量是否变化。 【实验步骤】 Ⅰ.称量红砖粉末质量为m1; Ⅱ.完成上述表格中甲同学的实验; Ⅲ.反应结束后,分离出红砖粉末,烘干,称量红砖粉末质量为m2; 【分析】若m1　　　(填“>”“=”或“<”)m2,说明红砖粉末可作过氧化氢分解的催化剂。 【评价】丙同学认为,还需再补充一个实验:探究　 。  答案： 课后知能演练 1.D　解析:氢气+氧气水,该反应符合“多变一”的特征,符合化合反应的特征,属于化合反应,A项不符合题意;氧化钙+水氢氧化钙,该反应符合“多变一”的特征,符合化合反应的特征,属于化合反应,B项不符合题意;碳酸钙氧化钙+二氧化碳,该反应符合“一变多”的特征,属于分解反应,C项不符合题意;酒精+氧气水+二氧化碳,该反应的反应物和生成物均是两种,不符合“多变一”或“一变多”的特征,既不属于化合反应,又不属于分解反应,D项符合题意。 2.B　解析:实验室用过氧化氢制取氧气,二氧化锰是催化剂,可以增大反应的速率,但催化剂不能增大产率,也不能减小产率,故选B项。 3.A　解析:检查气密性,先将导管放入水中,用手紧握试管的外壁,观察放入水中的导管口有无气泡冒出,如果有气泡冒出,说明装置气密性良好,A项正确;等气泡连续均匀放出时,开始收集气体,此时是纯净的气体,B项错误;集满气体后,在水面下用玻璃片盖上集气瓶,将集气瓶连同玻璃片一起拿出水面,C项错误;实验结束,先将导管移出水面,再熄灭酒精灯,D项错误。 4.A　解析:题述方法制氧气的原料是空气,来源广泛,A项正确。工业上分离液态空气制取氧气,利用的是液氮和液氧的沸点的不同,没有新物质生成,属于物理变化,B项错误。分离液态空气能分离出氮气和液体,说明液氧的沸点比液氮的沸点高,C项错误。该方法得到的氧气中还含有稀有气体等气体,D项错误。 5.(1)催化 (2)高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 (3)向集气瓶中倒入少量澄清石灰水,振荡 (4)③④⑤　①② 解析:(1)无色液体在二氧化锰的作用下生成氧气,故无色液体为过氧化氢溶液,二氧化锰的作用为催化作用。 (2)暗紫色固体在加热的条件下生成氧气,故暗紫色固体为高锰酸钾,高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的文字表达式为高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气。 (3)氧气与木炭反应生成二氧化碳,检验二氧化碳的操作为向集气瓶中倒入少量澄清石灰水,振荡。 (4)氧气分别与木炭、红磷、铁反应,生成物均只有一种,故③④⑤属于化合反应;①②符合“一变多”特征,属于分解反应。 6.(1)高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气　氧气的密度比空气的密度大 (2)反应物是固体和液体(或液体和液体),反应条件不需加热(合理即可) (3)防止生成的气体从长颈漏斗中逸出 (4)将带火星的木条伸入集气瓶中,若复燃则证明是氧气 解析:(1)实验室用装置A制取氧气,可以选用高锰酸钾,在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的文字表达式为:高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气;因为氧气的密度比空气的密度大,所以氧气可用向上排空气法收集,即可以选择装置D收集氧气。 (2)选择发生装置依据反应物的状态和反应条件,所以选择装置B作为发生装置的依据为反应物是固体和液体(或液体和液体),反应条件不需加热。 (3)为防止生成的气体从长颈漏斗中逸出,实验时,装置B中长颈漏斗下端管口要伸入液面下。 (4)实验室检验氧气的方法是将带火星的木条伸入集气瓶中,若复燃则证明是氧气。 7.木条复燃　过氧化氢水+氧气　=　红砖粉末在反应前后化学性质不变 解析:【实验探究】实验结论是红砖粉末能作过氧化氢分解的催化剂,故说明红砖粉末的加入会加速过氧化氢的分解,因此木条会复燃;过氧化氢溶液在红砖粉末的催化作用下分解为水和氧气,反应的文字表达式为:过氧化氢水+氧气。 【分析】结论是红砖粉末可作过氧化氢分解的催化剂,而催化剂在反应前后的质量不变,故m1=m2。 【评价】催化剂在反应前后除质量不变外,其化学性质还保持不变,故还需再补充一个实验来说明红砖粉末在反应前后化学性质不变。 2 学科网（北京）股份有限公司 $$