内容正文:
第四单元 我们周围的空气
第一节 空气的组成
板块导航
01/学习目标 明确内容要求,落实学习任务
02/思维导图 构建知识体系,加强学习记忆
03/知识导学 梳理教材内容,掌握基础知识
04/效果检测 课堂自我检测,发现知识盲点
05/问题探究 探究重点难点,突破学习任务
06/分层训练 课后训练巩固,提升能力素养
1.通过追寻科学家研究空气成分的足迹,认识空气的组成。
2.通过测定空气中氧气含量的实验认识空气的组成,体会从混合物中除去某种气体进而测定其含量的方法。
3.通过认识工业上分离空气中各成分的过程,初步了解分离原理。通过走进生活,找出空气中各成分应用的实例,感受空气是一种重要的资源。
5.认识空气质量报告,关注空气质量,树立关心环境关爱自然的意识和责任。
重难点:空气中氧气含量的测定。
一、定量认识空气的组成
1.空气的成分及其体积分数(大约)
空气成分
氮气
氧气
稀有气体
二氧化碳
水蒸气和其它成分
体积分数
稀有气体主要为氩气,另外还有氦、氖等气体。稀有气体曾因化学性质稳定被称为“情性气体”。1962年化学家发现有些稀有气体在一定条件下也能与某些物质发生化学反应,生成稳定的化合物。此后人们把“情性气体”改称“稀有气体”。
2.空气中氧气含量的测定
(1)人们可以利用氧气传感器准确测量空气中的氧气含量。1775年,拉瓦锡首次测定了空气中氧气的含量。
(2)拉瓦锡测定研究空气成分的实验
实验装置
实验现象
实验结论
1.对银白色的液态汞加热,一部分汞变成红色粉末,气体体积减少。
2.将红色固体加强热,得到银白色固体和氧气,把该气体加入之前容器剩下的气体中,所得气体与空气性质完全一样。
空气由氧气和氮气组成
法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究空气成分,得出结论:空气由氧气和氮气组成,其中氧气约占空气总体积的1/5。
(3)测定空气中氧气的含量
①药品选择:只与氧气反应,不与其他气体反应。反应不产生气体,生成物是固体。
②实验原理:____________ __________。
③实验步骤:
a.将一只具支试管注满水,倒入量筒,记录体积。
b.在另一只具支试管中装入铜粉塞上橡胶塞。观察铜粉的颜色。点燃酒精灯,左右移动预热试管。
c.加热玻璃管中的铜,同时推拉注射器的活塞。
d.停止加热后,将气球内的气体全部挤入注射器,待注射器活塞稳定后,记录体积
e.读取剩余气体的体积,记录实验结果。
④实验操作中的注意事项:在实验中,使铜粉足量是为了使氧气完全反应;不断推拉注射器的作用是使氧气与铜充分反应;装置中气球的作用缓冲压力,防止橡皮塞冲出。
⑤实验现象:硬质玻璃管内红色物质逐渐变为黑色。停止加热冷却至室温注射器内气体的体积减少。
⑥实验结论:氧气约占空气体积的1/5。
⑦讨论:导致氧气体积分数偏小的原因,可能有:
(1)铜丝量不足;(2)装置漏气;(3)未冷却至室温就读数;(4)酒精灯加热温度不够;(5)加热时没推拉注射器的活塞; (6)氧气有剩余。
二、空气是一种重要的资源
1.分离液态空气:首先通过降温加压,使空气液化,然后加热,利用各气体的沸点不同,使其在不同温度下气化,再冷凝,从而将各种气体分离,工业分离液态空气法—— 物理变化。
2.空气组分的用途
氧气能供给生物呼吸,支持燃料燃烧,还能用于钢铁冶炼和金属焊接等。
氮气在通常状况下是一种无色、无味的气体,难溶于水。它是工业上生产氨气、硝酸和氮肥的重要原料;食品包装袋中充入氮气可避免食品挤压破碎;液态氮气是很好的制冷剂,可用于冷藏血液等。
稀有气体(包括氨、氖、氩、氪、氙、)在通常条件下几乎不与任何物质发生化学反应,可用作工业生产和科学实验中的保护气;在通电时可以发出各种不同颜色的光,可被填充在灯管中,用于制造多种用途的电光源。
三、关注空气质量
1.空气质量日报的主要内容包括空气质量指数、首要污染物、空气质量指数级别等。
2.目前计入空气质量评价的主要污染物为:二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物(PM10)、细颗粒物(PM2.5)和臭氧等。空气质量日报中,空气质量指数的数值越大,空气质量越差。
【易错提醒】二氧化碳能造成温室效应加剧,但不是空气污染物和有害气体。有害气体主要包括一氧化碳、二氧化氮和二氧化硫等,这三种气体都是有毒气体。
1.(2023八年级下·山东烟台·期中)空气是一种宝贵的自然资源,要保护空气,防止空气污染。请回答:
(1)在物质分类中空气属于 (填“纯净物”或“混合物”)。
(2)工业上常用分离液态空气法或者膜分离技术,通过改变压力和温度得到氧气,该过程发生的是 (填“化学”或“物理”)变化。
(3)下列物质中属于空气污染物的有 (填字母序号)。
A.二氧化碳 B.可吸入颗粒物 C.一氧化碳 D.稀有气体
(4)请根据空气中常见气体填空:(填气体名称)
①食品包装时充入以防腐的气体是 ;
②夏天盛放雪糕的杯子外壁附有水珠,说明空气中含有 ;
③供给呼吸,医疗上急救病人的气体是 ;
④参与植物光合作用的气体 。
2.空气是重要的自然资源。
(1)如图所示,请说明利用了气体的哪些性质。
①氮气填充食品包装袋利用氮气 。
②液氮用于磁悬浮列车中做冷冻剂 。
③稀有气体作霓虹灯利用了稀有气体 。
④氦气作飞艇利用了氦气 。
(2)如表是某日我国部分地区的空气质量日报内容:
序号
城市
污染指数
首要污染物
空气质量级别
①
北京
103
可吸入颗粒物
Ⅲ
②
呼和浩特
500
可吸入颗粒物
V
③
大庆
72
可吸入颗粒物
Ⅱ
④
深圳
36
无
I
①当口空气质量状况最好的城市是(填序号) ,空气污染指数与空气质量级别之间的关系是 。
②人类需要洁净的空气的。目前我国城市空气质量日报中的污染物不包括 。
A、可吸入颗粒物 B、一氧化碳 C、二氧化氮 D、氧气
③为改善空气质量,北京开展了“为首都多一个蓝天,我们每月少开一天车”的主题活动,下列说法正确的是 。
A、尾气不会对空气造成污染
B、每月少开一天车不会减少汽车尾气的排放
C、汽车尾气中含有的CO2是污染物
D、“为首都多一个蓝天”是每个市民的职责
(3)工业利用空气制取氧气的流程图如图:
①空气分离得到氮气和氧气的过程,是利用了他们的沸点不同,发生的是 变化(选填“物理”或“化学”)。
②储存在蓝色钢瓶中的“工业液氧”是 。(填“纯净物”或“混合物”)
►问题一 空气的成分
【典例1】下列空气的成分中,含量最多的气体是( )
A.氮气 B.氧气
C.稀有气体 D.二氧化碳
【变式1-1】如图为空气各成分体积分数示意图,则甲代表的是( )
A.二氧化碳 B.氧气
C.氮气 D.稀有气体
【变式1-2】空气成分中,体积分数最大且化学性质不活泼的是( )
A.氮气 B.氧气
C.二氧化碳 D.稀有气体
►问题二 空气成分的用途
【典例2】如图表示空气中各成分的含量,下列有关说法错误的是( )
A.X可表示氮气
B.Y可用于医疗急救
C.纵坐标表示气体质量分数
D.稀有气体通电时能发出不同颜色的光,可用于电光源制造
【变式2-1】人类生存离不开空气,下列说法错误的是( )
A.稀有气体所占比例虽小但用途广泛
B.空气中体积分数最大的是氮气
C.氧气能支持燃烧、供给呼吸
D.露天焚烧垃圾不会造成空气污染
【变式2-2】空气是一种宝贵的资源。下列是空气中各成分的自述,你认为不合理的是( )
A.液氮:我的温度较低,可用于冷冻治疗
B.稀有气体:我比较稳定,可用作保护气
C.氧气:我能支持燃烧,可以作燃料
D.氦气:我的密度小,可充入飞艇
►问题三 空气中氧气含量的测定
【典例3】用如图装置测定空气中氧气的含量,对该实验的认识中,正确的是( )
A.铜粉用量的多少不会影响实验结果
B.反应结束后消耗氧气的体积大约是反应前装置内空气总体积的五分之一
C.停止加热后,立即读取数据
D.将装置中的铜粉更换成炭粉,也能达到实验目的
【变式3-1】(22-23九年级上·山东滨州·期中)某学生用如图所示装置探究空气中氧气含量,实验过程对测量过程产生的误差进行了分析,其中错误的是( )
A.实验装置方面:装置的气密性不好,测量结果可能偏小
B.实验操作方面:来回推拉注射器的次数太少,测量结果偏小
C.药品用量方面:铜粉的量太多,测量结果偏大
D.读取数据方面:没有冷却到室温就读数,测量结果偏小
【变式3-2】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。下列说法中,不正确的是( )
A.该实验证明空气中氧气的体积含量约占
B.反应后集气瓶内剩余气体主要为氮气
C.实验前,应检验装置的气密性
D.用木炭代替红磷实验,也能得到相同结论
►问题四 认识空气质量报告
【典例4】太白湖新区某日的空气质量报告如图,下列说法错误的是( )
A.当日的首要污染物为可吸入颗粒物
B.“污染指数”越小表示空气质量越好
C.报告中的与酸雨的形成无关
D.当日CO未对城区空气造成污染
【变式3-1】下列属于空气质量报告中需要监测的污染物是( )
A.氧气 B.二氧化碳
C.水蒸气 D.PM2.5
1.(22-23八年级下·山东潍坊·期中)化学家为化学学科的发展付出了毕生精力,其中通过实验测定了空气组成的科学家是( )
A.拉瓦锡 B.门捷列夫 C.道尔顿 D.阿伏伽德罗
2.空气是人类生产活动的重要资源。下列生活生产中用到的气体不是来自空气的是( )
A.氧气 B.氮气 C.氢气 D.二氧化碳
3.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
4.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,下列有关空气及其成分的说法正确的是( )
A.常温下氮气化学性质不活泼,可用作食品防腐的保护气
B.空气中含量最多的是氧气,体积分数约为78%
C.稀有气体在通电时发出不同颜色的光,是化学变化
D.目前计入空气质量指数的有害气体主要包括二氧化硫、二氧化碳、臭氧等
5.(23-24九年级上·山东德州·期中)空气成分中,可充入灯泡延长灯泡使用寿命的是( )
A.氮气 B.氧气 C.水蒸气 D.臭氧
6.(23-24八年级下·山东烟台·期中)鸥鹭翔集,雾凇如画。如图是今年年初我市某地的雾松景观。空气成分中与雾凇形成有关的是( )
A.水蒸气 B.二氧化碳 C.氧气 D.氮气
7.氮气具有广泛用途,下列用途与物理性质有关的是( )
A.制造硝酸 B.用于磁悬浮列车
C.食品充氮防腐 D.灯泡充氮延长寿命
8.下图为中山市某时刻的空气质量日报,下列说法正确的是( )
A.当前空气质量首要污染物为臭氧
B.空气质量指数越高,空气质量状况越好
C.二氧化硫、一氧化碳、二氧化碳属于空气质量主要污染物
D.当前空气质量适合极少数敏感人群户外活动
9.对大气都有严重污染的一组有害气体是( )
A.一氧化碳、二氧化碳、氧气
B.二氧化碳、甲烷、二氧化硫
C.一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫
D.氢气、一氧化碳、氮气
10.(22-23九年级上·山东聊城·期中)2022年6月5日世界环境日中国主题是“共建清洁美丽世界”。下列做法不符合这一主题的是( )
A.废气达标排放 B.用氢气做燃料 C.工地洒水除尘 D.垃圾分类焚烧
11.某校设置微型检测站。下列相关说法错误的是( )
A.臭氧层破坏和酸雨都与空气污染有关
B.PM2.5的含量越高,空气质量越好
C.积极植树有助于提升空气质量
D.加强空气质量检测有利于保护大气环境
12.空气是一种宝贵的资源,请回答问题。
(1)小明暑假去西藏发生了严重的高原反应,医生让他吸入 后,症状得到缓解。
(2)酥饼干在空气中放置一段时间会变软,说明空气中有 。
(3)空气中氮气的用途有_________(填字母)。
A.制取氮肥 B.作保护气 C.充霓虹灯 D.填充探空气球
(4)跨学科小组使用“空气质量监测站”对空气污染物进行采样和测量,二氧化硫 (填“属于”或“不属于”)监测内容。
13.(23-24八年级下·山东泰安·期中)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
14.(23-24九年级上·山东济宁·期中)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
15.为了测定空气中氧气的含量,向装置中加入水并调整B的高度,使A中液面的刻度至15厘米处,将红磷平铺在惰性电热板上,盖紧密封盖,通电使红磷燃烧,充分反应后,断开电源,冷却至室温后,调整B的高度使容器A、B中的液面保持水平,记录液面刻度。关于该实验的说法不正确的是( )
A.该实验装置更环保
B.红磷用量越多,测得的氧气含量越高
C.最终装置A中液面的刻度约至12cm处
D.为了减小实验误差,装置气密性要好
16.(23-24九年级上·山东济宁·期中)暖宝宝贴的热量来源于其中铁粉的氧化。某同学设计使用暖宝宝贴来测定空气中氧气的含量,实验开始前的装置如图所示(导管中预先装满水),实验后从量筒中流入广口瓶(容积为250mL)的水的体积为45mL(铁粉生锈消耗的水忽略不计)。下列说法正确的是( )
A.将暖宝宝改为碳粉,也可测定空气中氧气含量
B.本实验数据测得空气中氧气的体积分数约是19.6%
C.需等温度计的读数恢复至实验前的温度时,才能记录量筒中剩余水的体积
D.只要装置的气密性良好,暖宝宝贴中铁粉的量对实验结果没有影响
17.(23-24八年级下·山东烟台·期中)对于“测定空气中氧气的含量”实验的再认识。请同学们认真分析回答下列问题。
【经典赏析】
(1)拉瓦锡用装置A定量研究了空气的成分。在密闭容器中,装置中的汞与空气中的 反应,生成固态物质。
【思路启迪】
(2)我们沿着科学家的足迹,对反应物进行了优化,分别用铜粉、红磷等进行实验,其原理都是采用 (填“物理”或“化学”)的方法,从混合气体中除去某种气体,从而达到物质的分离。
【实验回顾】课堂上老师和同学们利用装置B测定了氧气的含量:
(3)在用酒精灯加热铜粉部位时,要不断推拉注射器活塞的目的是 。
(4)反应前后,测得数据如下,请完成表格:
硬质玻璃管空气的体积
反应前注射器中空气体积
反应后注射器中气体体积
空气中氧气的体积分数
25mL
15mL
8mL
%
出现此实验结果的原因可能是 (写一条即可)。
(5)实验反思,对该实验的认识不合理的是______(填序号)
A.铜粉用量的多少,不会影响实验结果
B.实验结束后冷却到室温才能读数
C.气球的作用是调节气压,使氧气完全反应
D.在正常操作情况下,反应结束后消耗氧气的体积大约是反应前硬质玻璃管内气体体积的1/5
【拓展实验】兴趣小组的同学们在实验室用装置C进行了探究。
(6)集气瓶中空气的体积为45mL,量筒中水的体积为50mL。能证明氧气约占空气体积的五分之一现象是 。
(7)实验结束后,集气瓶内剩余气体主要是 ,由现象分析可知,该气体的物理性质是 (任写一点)。
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第四单元 我们周围的空气
第一节 空气的组成
板块导航
01/学习目标 明确内容要求,落实学习任务
02/思维导图 构建知识体系,加强学习记忆
03/知识导学 梳理教材内容,掌握基础知识
04/效果检测 课堂自我检测,发现知识盲点
05/问题探究 探究重点难点,突破学习任务
06/分层训练 课后训练巩固,提升能力素养
1.通过追寻科学家研究空气成分的足迹,认识空气的组成。
2.通过测定空气中氧气含量的实验认识空气的组成,体会从混合物中除去某种气体进而测定其含量的方法。
3.通过认识工业上分离空气中各成分的过程,初步了解分离原理。通过走进生活,找出空气中各成分应用的实例,感受空气是一种重要的资源。
5.认识空气质量报告,关注空气质量,树立关心环境关爱自然的意识和责任。
重难点:空气中氧气含量的测定。
一、定量认识空气的组成
1.空气的成分及其体积分数(大约)
空气成分
氮气
氧气
稀有气体
二氧化碳
水蒸气和其它成分
体积分数
78%
21%
0.934%
0.034%
0.02%
稀有气体主要为氩气,另外还有氦、氖等气体。稀有气体曾因化学性质稳定被称为“情性气体”。1962年化学家发现有些稀有气体在一定条件下也能与某些物质发生化学反应,生成稳定的化合物。此后人们把“情性气体”改称“稀有气体”。
2.空气中氧气含量的测定
(1)人们可以利用氧气传感器准确测量空气中的氧气含量。1775年,拉瓦锡首次测定了空气中氧气的含量。
(2)拉瓦锡测定研究空气成分的实验
实验装置
实验现象
实验结论
1.对银白色的液态汞加热,一部分汞变成红色粉末,气体体积减少。
2.将红色固体加强热,得到银白色固体和氧气,把该气体加入之前容器剩下的气体中,所得气体与空气性质完全一样。
空气由氧气和氮气组成
法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究空气成分,得出结论:空气由氧气和氮气组成,其中氧气约占空气总体积的1/5。
(3)测定空气中氧气的含量
①药品选择:只与氧气反应,不与其他气体反应。反应不产生气体,生成物是固体。
②实验原理:。
③实验步骤:
a.将一只具支试管注满水,倒入量筒,记录体积。
b.在另一只具支试管中装入铜粉塞上橡胶塞。观察铜粉的颜色。点燃酒精灯,左右移动预热试管。
c.加热玻璃管中的铜,同时推拉注射器的活塞。
d.停止加热后,将气球内的气体全部挤入注射器,待注射器活塞稳定后,记录体积
e.读取剩余气体的体积,记录实验结果。
④实验操作中的注意事项:在实验中,使铜粉足量是为了使氧气完全反应;不断推拉注射器的作用是使氧气与铜充分反应;装置中气球的作用缓冲压力,防止橡皮塞冲出。
⑤实验现象:硬质玻璃管内红色物质逐渐变为黑色。停止加热冷却至室温注射器内气体的体积减少。
⑥实验结论:氧气约占空气体积的1/5。
⑦讨论:导致氧气体积分数偏小的原因,可能有:
(1)铜丝量不足;(2)装置漏气;(3)未冷却至室温就读数;(4)酒精灯加热温度不够;(5)加热时没推拉注射器的活塞; (6)氧气有剩余。
二、空气是一种重要的资源
1.分离液态空气:首先通过降温加压,使空气液化,然后加热,利用各气体的沸点不同,使其在不同温度下气化,再冷凝,从而将各种气体分离,工业分离液态空气法—— 物理变化。
2.空气组分的用途
氧气能供给生物呼吸,支持燃料燃烧,还能用于钢铁冶炼和金属焊接等。
氮气在通常状况下是一种无色、无味的气体,难溶于水。它是工业上生产氨气、硝酸和氮肥的重要原料;食品包装袋中充入氮气可避免食品挤压破碎;液态氮气是很好的制冷剂,可用于冷藏血液等。
稀有气体(包括氨、氖、氩、氪、氙、)在通常条件下几乎不与任何物质发生化学反应,可用作工业生产和科学实验中的保护气;在通电时可以发出各种不同颜色的光,可被填充在灯管中,用于制造多种用途的电光源。
三、关注空气质量
1.空气质量日报的主要内容包括空气质量指数、首要污染物、空气质量指数级别等。
2.目前计入空气质量评价的主要污染物为:二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物(PM10)、细颗粒物(PM2.5)和臭氧等。空气质量日报中,空气质量指数的数值越大,空气质量越差。
【易错提醒】二氧化碳能造成温室效应加剧,但不是空气污染物和有害气体。有害气体主要包括一氧化碳、二氧化氮和二氧化硫等,这三种气体都是有毒气体。
1.(2023八年级下·山东烟台·期中)空气是一种宝贵的自然资源,要保护空气,防止空气污染。请回答:
(1)在物质分类中空气属于 (填“纯净物”或“混合物”)。
(2)工业上常用分离液态空气法或者膜分离技术,通过改变压力和温度得到氧气,该过程发生的是 (填“化学”或“物理”)变化。
(3)下列物质中属于空气污染物的有 (填字母序号)。
A.二氧化碳 B.可吸入颗粒物 C.一氧化碳 D.稀有气体
(4)请根据空气中常见气体填空:(填气体名称)
①食品包装时充入以防腐的气体是 ;
②夏天盛放雪糕的杯子外壁附有水珠,说明空气中含有 ;
③供给呼吸,医疗上急救病人的气体是 ;
④参与植物光合作用的气体 。
【答案】(1)混合物
(2)物理
(3)BC
(4)氮气 水蒸气 氧气 二氧化碳和水蒸气/水蒸气和二氧化碳
【解析】(1)空气中各成分的体积分数分别是:氮气大约占78%、氧气大约占21%、稀有气体大约占0.94%、二氧化碳大约占0.03%、水蒸气和其它气体和杂质大约占0.03%;在物质分类中空气属于混合物;
(2)工业上常用分离液态空气法或者膜分离技术,通过改变压力和温度得到氧气,该过程没有新物质生成,发生的是物理变化;
(3)目前计入空气质量评价的主要污染物为:二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物(粒径小于等于10微米的颗粒物,称PM10)、细颗粒物(粒径小于等于2.5微米的颗粒物,称PM2.5)和臭氧等。下列物质中属于空气污染物的有可吸入颗粒物、一氧化碳。故选BC;
(4)①氮气化学性质稳定,食品包装时充入以防腐的气体是氮气;
②水蒸气遇冷液化,夏天盛放雪糕的杯子外壁附有水珠,说明空气中含有水蒸气;
③氧气能供给呼吸,供给呼吸,医疗上急救病人的气体是氧气;
④光合作用,通常是指绿色植物(包括藻类)吸收光能,把二氧化碳和水合成富能有机物,同时释放氧气的过程。参与植物光合作用的气体是二氧化碳和水蒸气。
2.空气是重要的自然资源。
(1)如图所示,请说明利用了气体的哪些性质。
①氮气填充食品包装袋利用氮气 。
②液氮用于磁悬浮列车中做冷冻剂 。
③稀有气体作霓虹灯利用了稀有气体 。
④氦气作飞艇利用了氦气 。
(2)如表是某日我国部分地区的空气质量日报内容:
序号
城市
污染指数
首要污染物
空气质量级别
①
北京
103
可吸入颗粒物
Ⅲ
②
呼和浩特
500
可吸入颗粒物
V
③
大庆
72
可吸入颗粒物
Ⅱ
④
深圳
36
无
I
①当口空气质量状况最好的城市是(填序号) ,空气污染指数与空气质量级别之间的关系是 。
②人类需要洁净的空气的。目前我国城市空气质量日报中的污染物不包括 。
A、可吸入颗粒物 B、一氧化碳 C、二氧化氮 D、氧气
③为改善空气质量,北京开展了“为首都多一个蓝天,我们每月少开一天车”的主题活动,下列说法正确的是 。
A、尾气不会对空气造成污染
B、每月少开一天车不会减少汽车尾气的排放
C、汽车尾气中含有的CO2是污染物
D、“为首都多一个蓝天”是每个市民的职责
(3)工业利用空气制取氧气的流程图如图:
①空气分离得到氮气和氧气的过程,是利用了他们的沸点不同,发生的是 变化(选填“物理”或“化学”)。
②储存在蓝色钢瓶中的“工业液氧”是 。(填“纯净物”或“混合物”)
【答案】(1)化学性质不活泼,且无毒 液氮汽化时能吸收大量的热 通电时,能发出不同颜色的光 密度小、性质稳定
(2)④ 空气污染指数越高,空气质量级别越大 D D
(3)物理 混合物
【解析】(1)①氮气填充食品包装袋利用氮气的化学性质不活泼,且无毒;
②液氮用于磁悬浮列车中做冷冻剂,因为液氮汽化时能吸收大量的热;
③稀有气体作霓虹灯利用了稀有气体,因为稀有气体通电时,能发出不同颜色的光;
④氦气作飞艇利用了氦气,是因为氦气密度小、性质稳定。
(2)①从污染指数可以看出深圳的污染指数最低,所以当日空气质量最好的城市是④。从图可以看出空气污染指数越高,空气质量级别越大,污染越严重。
②空气的污染物主要包括:二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳、臭氧、可吸入颗粒物、总悬浮颗粒物,氧气是空气中的主要成分,不属于污染物,因此氧气不包括在我国城市空气质量日报中的污染物之中,故选:D。
③A、尾气中含有二氧化硫等有害气体,会对空气造成污染,A选项错误;
B、每月少开一天车,如果每个人都这么做的话,会很大程度上减少汽车尾气的排放,B选项错误;
C、二氧化碳是空气的组成成分,不是污染物,C选项错误;
D、保护环境,“为首都多一个蓝天”,是每个市民的职责,D选项正确。
故选:D。
(3)①空气分离得到氮气和氧气的过程,是利用了它们的沸点不同,沸点低的先被蒸发出来,沸点高的后被蒸发出来,从而实现分离,该过程没有新物质生成,发生的是物理变化。
②储存在蓝色钢瓶中的“工业液氧”中含有氧气、稀有气体等多种物质,是混合物。
►问题一 空气的成分
【典例1】下列空气的成分中,含量最多的气体是( )
A.氮气 B.氧气
C.稀有气体 D.二氧化碳
【答案】A
【解析】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%。
故选A。
【变式1-1】如图为空气各成分体积分数示意图,则甲代表的是( )
A.二氧化碳 B.氧气
C.氮气 D.稀有气体
【答案】B
【解析】A、二氧化碳大约占空气体积的0.03%,错误;
B、氧气大约占空气体积的21%,正确;
C、氮气大约占空气体积的78%,错误;
D、稀有气体大约占空气体积的0.94%,错误。
故选B。
【变式1-2】空气成分中,体积分数最大且化学性质不活泼的是( )
A.氮气 B.氧气
C.二氧化碳 D.稀有气体
【答案】A
【解析】A、氮气约占空气体积的78%,是空气中含量最多的气体,且氮气化学性质不活泼,符合题意;
B、氧气约占空气体积的21%,是空气中含量第二多的气体,且氧气化学性质比较活泼,不符合题意;
C、二氧化碳约占空气体积的0.03%,空气中二氧化碳的含量较少,不符合题意;
D、稀有气体约占空气体积的0.94%,空气中稀有气体的含量较少,不符合题意。
故选A。
►问题二 空气成分的用途
【典例2】如图表示空气中各成分的含量,下列有关说法错误的是( )
A.X可表示氮气
B.Y可用于医疗急救
C.纵坐标表示气体质量分数
D.稀有气体通电时能发出不同颜色的光,可用于电光源制造
【答案】C
【解析】A、氮气约占空气体积的78%,所以X可表示氮气,故选项A说法正确;
B、氧气约占空气体积的21%,所以Y是氧气,可用于医疗急救,故选项B说法正确;
C、纵坐标应表示气体体积分数,故选项C说法错误;
D、稀有气体通电时能发出不同颜色的光,可用于电光源制造,故选项D说法正确;
故选:C。
【变式2-1】人类生存离不开空气,下列说法错误的是( )
A.稀有气体所占比例虽小但用途广泛 B.空气中体积分数最大的是氮气
C.氧气能支持燃烧、供给呼吸 D.露天焚烧垃圾不会造成空气污染
【答案】D
【解析】A、稀有气体约占空气体积的0.94%,虽然所占比例虽小但用途广泛,该选项说法正确;
B、空气中体积分数最大的为氮气,该选项说法正确;
C、氧气具有助燃性,且能供给呼吸,该选项说法正确;
D、焚烧垃圾会污染空气,该选项说法错误。
故选D。
【变式2-2】空气是一种宝贵的资源。下列是空气中各成分的自述,你认为不合理的是( )
A.液氮:我的温度较低,可用于冷冻治疗
B.稀有气体:我比较稳定,可用作保护气
C.氧气:我能支持燃烧,可以作燃料
D.氦气:我的密度小,可充入飞艇
【答案】C
【解析】A、液氮温度较低,医疗上可用于冷冻治疗,选项正确;
B、稀有气体的化学性质稳定,可用作保护气,选项正确;
C、氧气没有可燃性,不可以作燃料,氧气具有助燃性,可作助燃剂,选项错误;
D、氦气密度小,可充入飞艇,选项正确;
故选C。
►问题三 空气中氧气含量的测定
【典例3】用如图装置测定空气中氧气的含量,对该实验的认识中,正确的是( )
A.铜粉用量的多少不会影响实验结果
B.反应结束后消耗氧气的体积大约是反应前装置内空气总体积的五分之一
C.停止加热后,立即读取数据
D.将装置中的铜粉更换成炭粉,也能达到实验目的
【答案】B
【解析】A、要准确测定空气中氧气的体积分数,必须使用足量的铜粉,才能全部消耗掉密闭注射器里空气中的氧气,如果铜不足,导致氧气不能完全反应,最终导致测定结果偏小,故选项不正确;
B、氧气约占空气总体积的五分之一,铜粉加热消耗氧气,则反应结束后消耗氧气的体积大约是反应前装置内空气总体积的五分之一,故选项正确;
C、停止加热后,立即读取数据,剩余气体受热膨胀,导致实验结果偏小,故选项不正确;
D、木炭燃烧生成二氧化碳气体,导致装置中的气压几乎不变,不能用于测定空气中氧气含量,故选项不正确;
故选:B。
【变式3-1】(22-23九年级上·山东滨州·期中)某学生用如图所示装置探究空气中氧气含量,实验过程对测量过程产生的误差进行了分析,其中错误的是( )
A.实验装置方面:装置的气密性不好,测量结果可能偏小
B.实验操作方面:来回推拉注射器的次数太少,测量结果偏小
C.药品用量方面:铜粉的量太多,测量结果偏大
D.读取数据方面:没有冷却到室温就读数,测量结果偏小
【答案】C
【解析】A、装置的气密性不好,会导致外界气体进入装置内,测量结果可能偏小,故A正确;
B、来回推拉注射器的次数太少,氧气没有充分反应,测量结果偏小,故B正确;
C、铜丝的量不足,氧气没有完全消耗,结果偏小,铜粉的量太多,不会影响测量结果,故C错误;
D、实验没有等到装置冷却至室温就打开止水夹,由于装置内气体温度偏高,气压偏大,会导致测量结果小,故D正确。
故选C。
【变式3-2】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。下列说法中,不正确的是( )
A.该实验证明空气中氧气的体积含量约占
B.反应后集气瓶内剩余气体主要为氮气
C.实验前,应检验装置的气密性
D.用木炭代替红磷实验,也能得到相同结论
【答案】D
【解析】A、该实验中倒吸进入集气瓶中水的体积约占集气瓶上方空气体积的五分之一,证明空气中氧气的体积含量约占,说法正确;
B、空气中有21%体积的氧气,78%体积的氮气,反应后集气瓶内剩余气体主要为氮气,说法正确;
C、实验前一定要检验装置的气密性,如装置漏气,测定的结果不准确,说法正确;
D、由于木炭燃烧生成二氧化碳等气体,占据了氧气的体积,不能测出空气中氧气的含量,说法不正确。
故选D。
►问题四 认识空气质量报告
【典例4】太白湖新区某日的空气质量报告如图,下列说法错误的是( )
A.当日的首要污染物为可吸入颗粒物
B.“污染指数”越小表示空气质量越好
C.报告中的与酸雨的形成无关
D.当日CO未对城区空气造成污染
【答案】C
【解析】A、如图的空气质量报告可知:可吸入颗粒物(PM10)的指数最大,故当日的首要污染物为可吸入颗粒物(PM10),说法正确;
B、“污染指数”越大,空气污染越严重,空气质量越差,“污染指数”越小表示空气质量越好,说法正确;
C、SO2和NO2在大气中与水结合都能生成酸,是形成酸雨的主要气体,报告中的与酸雨的形成有关,说法错误;
D、如图的空气质量报告可知:CO指数为0,所以当日CO未对城区空气造成污染,说法正确;
故选:C。
【变式3-1】下列属于空气质量报告中需要监测的污染物是( )
A.氧气 B.二氧化碳
C.水蒸气 D.PM2.5
【答案】D
【解析】A、氧气是空气的组成成分之一,不属于空气污染物,不符合题意;
B、二氧化碳是空气的组成成分之一,不属于空气污染物,不符合题意;
C、水蒸气是空气的组成成分之一,不属于空气污染物,不符合题意;
D、PM2.5会导致雾霾等的发生,属于空气污染物,符合题意。
故选D。
1.(22-23八年级下·山东潍坊·期中)化学家为化学学科的发展付出了毕生精力,其中通过实验测定了空气组成的科学家是( )
A.拉瓦锡 B.门捷列夫 C.道尔顿 D.阿伏伽德罗
【答案】A
【解析】通过实验,拉瓦锡得出了空气用氧气和氮气组成。
故选A。
2.空气是人类生产活动的重要资源。下列生活生产中用到的气体不是来自空气的是( )
A.氧气 B.氮气 C.氢气 D.二氧化碳
【答案】C
【解析】氮气、氧气、二氧化碳都是空气的组成成分,氢气不是空气的组成成分,故不是来自空气的是氢气。
故选C。
3.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
【解析】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。
4.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,下列有关空气及其成分的说法正确的是( )
A.常温下氮气化学性质不活泼,可用作食品防腐的保护气
B.空气中含量最多的是氧气,体积分数约为78%
C.稀有气体在通电时发出不同颜色的光,是化学变化
D.目前计入空气质量指数的有害气体主要包括二氧化硫、二氧化碳、臭氧等
【答案】A
【解析】A、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A正确;
B、空气中含量最多的是氮气,体积分数约为78%,氧气约为21%,故B错误;
C、稀有气体在通电时能发出不同颜色的光,没有新物质生成,属于物理变化,故C错误;
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,二氧化碳是空气的成分,不属于空气污染物,故D错误。
故选:A。
5.(23-24九年级上·山东德州·期中)空气成分中,可充入灯泡延长灯泡使用寿命的是( )
A.氮气 B.氧气 C.水蒸气 D.臭氧
【答案】A
【解析】A、空气成分中,可充入灯泡延长灯泡使用寿命的是氮气,因为氮气的化学性质稳定,可以作灯泡的保护气,故符合题意;
B、延长灯泡使用寿命需要隔绝氧气,故不符合题意;
C、充入灯泡延长灯泡使用寿命的气体要满足,隔绝氧气的同时化学性质不活泼,不与钨丝反应,故不符合题意;
D、臭氧的氧化性更强,不能延长灯泡的寿命,故不符合题意。
故选:A。
6.(23-24八年级下·山东烟台·期中)鸥鹭翔集,雾凇如画。如图是今年年初我市某地的雾松景观。空气成分中与雾凇形成有关的是( )
A.水蒸气 B.二氧化碳 C.氧气 D.氮气
【答案】A
【解析】雾凇是空气中的水蒸气遇冷凝华成固体的现象。
故选A。
7.氮气具有广泛用途,下列用途与物理性质有关的是( )
A.制造硝酸 B.用于磁悬浮列车
C.食品充氮防腐 D.灯泡充氮延长寿命
【答案】B
【解析】A、氮气通过化学反应可制取硝酸,利用了其化学性质,故A不符合题意;
B、氮气是一种常用的低温制冷剂,可用于磁悬浮列车,不需要化学变化就表现出来的性质是物理性质,故B符合题意;
C、食品充氮防腐,是利用氮气的化学性质稳定,故C不符合题意;
D、灯泡充氮延长寿命,是利用氮气的化学性质稳定,故D不符合题意。
故选B。
8.下图为中山市某时刻的空气质量日报,下列说法正确的是( )
A.当前空气质量首要污染物为臭氧
B.空气质量指数越高,空气质量状况越好
C.二氧化硫、一氧化碳、二氧化碳属于空气质量主要污染物
D.当前空气质量适合极少数敏感人群户外活动
【答案】A
【解析】A、根据图中信息可知,当前空气质量首要污染物为臭氧,符合题意;
B、根据图中信息可知,污染指数越高,空气质量级别大,因此级别越大空气质量状况越差,不符合题意;
C、二氧化硫、一氧化碳属于空气质量主要污染物,二氧化碳是空气中的成分,不是污染物,不符合题意;
D、根据图中信息可知,当前空气质量不适合极少数敏感人群户外活动,不符合题意;
故选: A。
9.对大气都有严重污染的一组有害气体是( )
A.一氧化碳、二氧化碳、氧气
B.二氧化碳、甲烷、二氧化硫
C.一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫
D.氢气、一氧化碳、氮气
【答案】C
【解析】A、一氧化碳有毒,会污染空气,二氧化碳、氧气都是空气的组成成分之一,不属于空气污染物,不符合题意;
B、二氧化硫会导致酸雨,对大气有污染,二氧化碳、甲烷不属于空气污染物,不符合题意;
C、一氧化碳有毒,会污染空气,二氧化硫、二氧化氮会导致酸雨,会对大气造成污染,符合题意;
D、一氧化碳有毒,会污染空气,氮气、氢气不属于空气污染物,不符合题意;
故选C。
10.(22-23九年级上·山东聊城·期中)2022年6月5日世界环境日中国主题是“共建清洁美丽世界”。下列做法不符合这一主题的是( )
A.废气达标排放 B.用氢气做燃料 C.工地洒水除尘 D.垃圾分类焚烧
【答案】D
【解析】A、废气达标排放,可减少空气污染,不符合题意;
B、氢气燃烧的产物只有水,无任何污染,不符合题意;
C、工地洒水除尘可减少空气中的浮沉,不符合题意;
D、垃圾焚烧会产生大量的有害气体和烟尘,符合题意;
故选D。
11.某校设置微型检测站。下列相关说法错误的是( )
A.臭氧层破坏和酸雨都与空气污染有关
B.PM2.5的含量越高,空气质量越好
C.积极植树有助于提升空气质量
D.加强空气质量检测有利于保护大气环境
【答案】B
【解析】A、臭氧层破坏是氟利昂泄漏等导致的,酸雨是二氧化硫、氮氧化物等的排放导致的,故臭氧层破坏和酸雨都与空气污染有关,不符合题意;
B、PM2.5属于空气污染物,PM2.5的含量越高,空气质量越差,符合题意;
C、积极植树,可以改善空气质量,保护环境,不符合题意;
D、加强空气质量检测,可以减少污染,保护环境,不符合题意。
故选B。
12.空气是一种宝贵的资源,请回答问题。
(1)小明暑假去西藏发生了严重的高原反应,医生让他吸入 后,症状得到缓解。
(2)酥饼干在空气中放置一段时间会变软,说明空气中有 。
(3)空气中氮气的用途有_________(填字母)。
A.制取氮肥 B.作保护气 C.充霓虹灯 D.填充探空气球
(4)跨学科小组使用“空气质量监测站”对空气污染物进行采样和测量,二氧化硫 (填“属于”或“不属于”)监测内容。
【答案】(1)氧气/O2
(2)水蒸气/水/H2O
(3)AB
(4)属于
【解析】(1)严重的高原反应是由于高原地区空气稀薄,氧气含量少,人体缺氧所致,吸氧可以缓解高原反应,因此该气体是氧气。
(2)酥饼干在空气中放置一段时间会变软是因为饼干吸收了空气中的水分,说明空气中有水蒸气。
(3)A、氮气含有氮元素,能用于生产氮肥,A选项正确;
B、氮气化学性质不活泼,能作保护气,B选项正确;
C、稀有气体通电时能发出不同颜色的光,可用于充霓虹灯,氮气不具备这一性质,C选项错误;
D、氦气化学性质稳定,且密度小,可用于填充探空气球,氮气密度较大,不能用于填充探空气球,D选项错误。
故选:AB。
(4)空气污染物包括一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、臭氧、可吸入颗粒物、总悬浮颗粒物,二氧化硫属于空气污染物监测内容。
13.(23-24八年级下·山东泰安·期中)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
【解析】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。
14.(23-24九年级上·山东济宁·期中)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
【解析】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。
15.为了测定空气中氧气的含量,向装置中加入水并调整B的高度,使A中液面的刻度至15厘米处,将红磷平铺在惰性电热板上,盖紧密封盖,通电使红磷燃烧,充分反应后,断开电源,冷却至室温后,调整B的高度使容器A、B中的液面保持水平,记录液面刻度。关于该实验的说法不正确的是( )
A.该实验装置更环保
B.红磷用量越多,测得的氧气含量越高
C.最终装置A中液面的刻度约至12cm处
D.为了减小实验误差,装置气密性要好
【答案】B
【解析】A、反应始终在密闭容器中进行,能防止生成的五氧化二磷逸散到空气中,更环保,故A不符合题意;
B、红磷消耗完装置中的氧气,就不再燃烧,故不是红磷用量越多,测得的氧气含量就越高,故B符合题意;
C、氧气约占空气总体积的,根据题意可知,反应前装置A中液面刻度为15cm,则充分反应后,最终装置A中液面的刻度约至处,故C不符合题意;
D、为了减小实验误差,装置气密性要好,故D不符合题意。
故选B。
16.(23-24九年级上·山东济宁·期中)暖宝宝贴的热量来源于其中铁粉的氧化。某同学设计使用暖宝宝贴来测定空气中氧气的含量,实验开始前的装置如图所示(导管中预先装满水),实验后从量筒中流入广口瓶(容积为250mL)的水的体积为45mL(铁粉生锈消耗的水忽略不计)。下列说法正确的是( )
A.将暖宝宝改为碳粉,也可测定空气中氧气含量
B.本实验数据测得空气中氧气的体积分数约是19.6%
C.需等温度计的读数恢复至实验前的温度时,才能记录量筒中剩余水的体积
D.只要装置的气密性良好,暖宝宝贴中铁粉的量对实验结果没有影响
【答案】C
【解析】A、常温下碳粉与空气接触后不发生化学反应,不会使得装置中压强发生变化,不可测定空气中氧气含量,不符合题意;
B、铁生锈消耗氧气,使装置内的气压减小,进入水的体积就是消耗氧气的体积,集气瓶内空气的体积是250mL-25mL=225ml,进入水的体积是45mL,即氧气的体积是45mL,因此氧气的体积分数,不符合题意;
C、必须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,若立即读数,反应放热,气体体积膨胀,会导致进入集气瓶中的水的体积偏少,从而导致实验结果偏小,符合题意;
D、铁粉的量必须足量,因为只有足量的铁粉才能把氧气消耗完,使结果准确,不符合题意;
故选C。
17.(23-24八年级下·山东烟台·期中)对于“测定空气中氧气的含量”实验的再认识。请同学们认真分析回答下列问题。
【经典赏析】
(1)拉瓦锡用装置A定量研究了空气的成分。在密闭容器中,装置中的汞与空气中的 反应,生成固态物质。
【思路启迪】
(2)我们沿着科学家的足迹,对反应物进行了优化,分别用铜粉、红磷等进行实验,其原理都是采用 (填“物理”或“化学”)的方法,从混合气体中除去某种气体,从而达到物质的分离。
【实验回顾】课堂上老师和同学们利用装置B测定了氧气的含量:
(3)在用酒精灯加热铜粉部位时,要不断推拉注射器活塞的目的是 。
(4)反应前后,测得数据如下,请完成表格:
硬质玻璃管空气的体积
反应前注射器中空气体积
反应后注射器中气体体积
空气中氧气的体积分数
25mL
15mL
8mL
%
出现此实验结果的原因可能是 (写一条即可)。
(5)实验反思,对该实验的认识不合理的是______(填序号)
A.铜粉用量的多少,不会影响实验结果
B.实验结束后冷却到室温才能读数
C.气球的作用是调节气压,使氧气完全反应
D.在正常操作情况下,反应结束后消耗氧气的体积大约是反应前硬质玻璃管内气体体积的1/5
【拓展实验】兴趣小组的同学们在实验室用装置C进行了探究。
(6)集气瓶中空气的体积为45mL,量筒中水的体积为50mL。能证明氧气约占空气体积的五分之一现象是 。
(7)实验结束后,集气瓶内剩余气体主要是 ,由现象分析可知,该气体的物理性质是 (任写一点)。
【答案】(1)氧气/O2
(2)化学
(3)使铜粉和氧气充分接触,使氧气完全消耗
(4)17.5 铜粉的量不足或装置漏气或装置没有冷却至室温就读数
(5)AD
(6)量筒中水的体积剩余41mL
(7)氮气/N2 难溶于水
【解析】(1)在密闭容器中,装置中的汞与空气中的氧气反应,生成固态物质氧化汞;
(2)分别用铜粉、红磷等进行实验,其原理都是采用化学的方法(铜和氧气加热生成氧化铜,红磷与氧气点燃生成五氧化二磷,都有新物质生成,都是化学变化),从混合气体中除去某种气体,从而达到物质的分离;
(3)推拉注射器能使空气流通,从而使铜粉和氧气充分接触,使氧气完全消耗;
(4)注射器中减少的气体体积即为消耗氧气的体积,则测得空气中氧气的体积分数为:;
17.5%<21%,导致实验结果偏小的原因可能是铜粉的量不足(氧气没有消耗完全,导致实验结果偏小),或装置漏气(燃烧冷却后管内气压小于大气压,有部分空气进入管中弥补了消耗的氧气,导致实验结果偏小),或装置没有冷却至室温就读数(剩余气体受热膨胀,导致实验结果偏小);
(5)A、铜粉用量的多少,会影响实验结果,如果铜不足,氧气不能消耗完全,会导致实验结果偏小,所以该实验中铜粉必需足量或过量,才能保证将氧气消耗完全,使实验结果更准确,故A认识不合理,符合题意;
B、实验结束后冷却到室温才能读数,以防止剩余的气体在受热状态下,处于膨胀状态,会导致实验结果偏小,故B认识合理,不符合题意;
C、为使装置内的氧气反应完全,应反复推拉活塞,使气流循环经过热的铜粉,装置另一端的气球气球可以起到调节气压,使氧气完全反应的作用,故C认识合理,不符合题意;
D、氧气约占空气体积的五分之一,在正常操作情况下,反应结束后消耗氧气的体积大约是反应前注射器和硬质玻璃管内气体总体积的五分之一,故D认识不合理,符合题意;
故选:AD;
(6)集气瓶中空气的体积为45mL,氧气约占空气体积的五分之一,则进入的水的体积应为45mL×=9mL,量筒中水的体积为50mL,则量筒中水的体积剩余50mL-9mL=41mL,故能证明氧气约占空气体积的五分之一现象是量筒中水的体积剩余41mL;
(7)空气主要成分是氧气和氮气,红磷燃烧消耗掉氧气,此时剩余气体主要是氮气,量筒的水不能继续进入集气瓶中,说明氮气具有难溶于水的物理性质。
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