2.1 空气的组成-【拔尖特训】2024-2025学年新教材九年级上册化学(沪教版2024)

14 第1节　空气的组成 ▶ “答案与解析”见P6 1. 下列关于空气的说法,正确的是 ( ) A. 空气是由多种物质组成的纯净物 B. 空气中各种气体的混合是均匀的 C. 空气中含量最多的是氧气 D. 由于空气的流动性,各地空气组成相同 2. 空气是人类生产活动的重要资源。下列生 产、生活中用到的气体,不是来自空气的为 ( ) A. 炼钢过程中用到的氧气 B. 磁悬浮列车用到的氮气 C. 用于生产氮肥的氨气 D. 用于制作电光源的稀有气体 3. 利用液氮长时间保存活体组织和生物样品, 主要利用的氮气性质是 ( ) A. 密度小 B. 沸点低 C. 难溶于水 D. 无色、无味 4. (2024·铁岭西丰期中)日常生活里用到的下 列物质中,属于纯净物的是 ( ) A. 透明无色的糖水 B. 调味的食醋 C. 纯牛奶 D. 降温用的冰水 5. 下列关于实验室用燃烧红磷的方法来测定空 气中氧气含量的说法,错误的是 ( ) A. 用红磷作反应物是因为它是固体 B. 红磷燃烧产生大量白烟 C. 实验利用化学反应后装置的内外压强差 使水位上升,并由此确定空气中氧气的 含量 D. 该实验还可以证明空气中的其他气体不 与红磷反应 6. 将下列常见的物质正确分类(填序号)。 ① 氮气 ② 水 ③ 人吸入的空气 ④ 奶茶 ⑤ 二氧化碳 ⑥ 五氧化二磷 ⑦ 液态空气 ⑧ 雨水 ⑨ 生锈的铁钉 纯净物: ; 混合物: 。 7. 下列说法中,正确的是 ( ) A. 通常状况下,空气中氧气、氮气的体积比 约为1∶4 B. 通常状况下,无色、无味的气体一定是 空气 C. 空气的成分是十分稳定的,一直固定不变 D. 空气中含量最少的是稀有气体 8. 物质的性质决定物质的用途。下列因果关系 中,不成立的是 ( ) A. 因为红磷燃烧能产生大量的白烟,所以红 磷可用于制作烟幕弹 B. 因为氮气的化学性质稳定,所以氮气可用 于食品包装袋内防腐 C. 因为氧气能支持燃烧,所以氧气可用作 燃料 D. 因为稀有气体通电能发出不同颜色的光, 所以稀有气体可用于制作霓虹灯 答案讲解 9. (2024·张家口桥西期中)下列检查 装置气密性的方法中,若气密性良 好,则对应的现象描述正确的是 ( ) A. B. C. D. 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 化学(沪教版)九年级上 第2章　空气与水资源 知 识 讲 解 15 (第10题) 10. (创新实验)(2022· 金 昌)小亮同学设计了如图 所示的装置测定空气中 氧气的含量。下列关于 该实验的说法,错误的是 ( ) A. 该实验利用了铜丝的导热性 B. 红磷燃烧结束后,待装置恢复至室温时 再读数 C. 实验成功的标志为左侧玻璃管内液面约 上升到刻度线1处 D. 实验成功的标志为左侧玻璃管内液面约 上升到刻度线4处 11. ★(2023·太原质检)如图所示为“空气中氧 气体积分数测定”实验的改进装置。主要操 作是在实际容积为150mL的集气瓶里,先 装入50mL的水,再按图连接好仪器,按下 热的玻璃棒,使其与白磷接触,白磷立即被 点燃(白磷40℃即燃烧,燃烧产物与红磷相 同且易与水反应)。 (第11题) (1) 该实验中白磷需稍过量,目的是 。 (2) 白磷从燃烧到熄灭、冷却的过程中,集 气瓶内水面的变化是 ;若 实验成功,最终集气瓶中水的体积约为 mL。 (3) 该实验还可推出氮气的性质是难溶于 水,化学性质 (填“活泼”或“稳定”)。 (4) 集气瓶预先装进的50mL水在实验过 程中起到的作用有 (多选,填字母)。 A. 加快集气瓶内气体冷却 B. 液封导气管末端以防气体逸出 C. 吸收五氧化二磷 答案讲解 12. 如图甲、乙所示为测定空气中氧气 含量的两套实验装置,请结合图示 回答下列问题:(已知:铜粉与氧气 在加热的条件下反应会生成氧化铜固体) (第12题) (1) 写出红磷燃烧的文字表达式: 。 (2) 选择图乙装置进行空气中氧气含量的 测定实验。打开止水夹,进行实验,在整个 实验过程中,可观察到活塞的移动情况是 。 (3) 图乙装置的试管中空气的体积为25mL (不计导管中的空气),反应前注射器活塞位 于15mL刻度线处,反应后注射器活塞位于 9mL 刻度线处,实验测得氧气的含量 (填“偏大”或“偏小”),其原因可能 是 (写出一种即可)。 (4) 与图甲实验相比,图乙实验的优点是 (写出一条即可)。 (5) 为了帮助同学们更好地理解空气中氧 气含量测定的实验原理,老师利用传感器实 时测定了图甲装置内的压强、温度和氧气浓 度,变化趋势如图丙所示。 ① 其中X 曲线表示的是 。 ② 结合X、Y 两条曲线,解释图丙中BC 段 压强变化的原因: 。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 第2章　空气与水资源 燃料外,还可用于制氢气、炭黑,属于甲烷的用途。 7. [查阅资料] 白色粉末状晶体,能溶于水 [猜想与假 设] 泡打粉溶于水时能产生气体,使面食膨胀松软 [设计 并进行实验] 气密性 碳酸氢钠 加热 →碳酸钠+二氧化碳+ 水 [解释与结论] 小苏打受热时产生了气体 [反思与交 流] 碳酸钙在900℃以上分解,与小苏打不反应 [仪器的 洗涤与整理] 试管刷 试管外壁未擦干就加热(合理答案 均可) [解析] [查阅资料] 物理性质是不需要通过化学 变化就能表现出来的性质,故属于小苏打物理性质的是白 色粉末状晶体,能溶于水。[猜想与假设] 根据说明,加水 溶解使其与面团揉和,故可能是泡打粉溶于水时能产生气 体使面食膨胀松软。[设计并进行实验] 实验前该装置应 先检查气密性;根据题目信息,试管a口有水珠,说明生成 了水,试管b中澄清石灰水变浑浊,说明生成二氧化碳,故 碳酸氢钠受热生成碳酸钠、水和二氧化碳,文字表达式:碳 酸氢钠 加热 →碳酸钠+二氧化碳+水。[解释与结论] 通过 上述实验可知,该泡打粉使面食膨胀松软的原因是小苏打 受热时产生了气体。[反思与交流] 小聪只取小苏打而不 取碳酸钙,是因为碳酸钙在900℃以上分解,与小苏打不反 应。[仪器的洗涤与整理] 清洗试管时,要使用的仪器是试 管刷。实验后,发现试管破裂,可能的原因是试管外壁未 擦干就加热等。 第2章　空气与水资源 第1节　空气的组成 1. B 2. C 3. B 4. D 5. A [解析] 用红磷作反应物,是因为它只能与空气中的 氧气反应,且生成物是固体。 6. ①②⑤⑥ ③④⑦⑧⑨ [解析] ① 氮气由一种物质组 成,属于纯净物;② 水由一种物质组成,属于纯净物;③ 人 吸入的空气中含有氧气、氮气等物质,属于混合物;④ 奶茶 中含有蛋白质、水等物质,属于混合物;⑤ 二氧化碳由一种 物质组成,属于纯净物;⑥ 五氧化二磷由一种物质组成,属 于纯净物;⑦ 液态空气中含有液氧、液氮等物质,属于混合 物;⑧ 雨水中含有水、灰尘等物质,属于混合物;⑨ 生锈的 铁钉中含有铁、铁锈,属于混合物。 7. A [解析] 空气的成分按体积计算,氧气约占五分之 一,氮气约占五分之四,两者的体积比约为1∶4,A正确; 通常状况下,无色、无味的气体除了可能是空气外,还有可 能是氧气、氮气等,B错误;空气中各气体成分及其含量是 比较稳定的,但不是固定不变的,会随时间和地点等因素 的改变而改变,C错误;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%,还有二氧化 碳、其他气体和杂质共占0.06%,稀有气体比二氧化碳等 气体的含量多,D错误。 8. C [解析] 氧气具有助燃性,但没有可燃性,不可以用 作燃料。 9. D [解析] 该装置左边的长颈漏斗与大气相通,未构成 封闭体系,不能检查装置的气密性,A错误。推注射器活 塞,若气密性良好,则长颈漏斗中液面上升,B错误。短导 管与外界相通,该装置不密封,不能检查装置的气密性, C错误。长颈漏斗中液面不下降,说明装置不漏气,D正确。 10. D [解析] 金属铜具有导热性,加热铜丝,可以引燃红 磷,A正确;红磷燃烧结束后,应待装置恢复至室温时再读 数,否则会由于气体受热膨胀而导致实验结果偏小,B正 确;氧气约占空气总体积的五分之一,实验成功的标志为 左侧玻璃管内液面约上升到刻度线1处,C正确,D错误。 11. (1) 保证将集气瓶中的氧气耗尽 (2) 先下降,后上升 70 (3) 稳定 (4) ABC [解析] (1) 该实验中白磷需稍 过量,目的是保证将集气瓶中的氧气耗尽。(2) 白磷燃烧 放热,瓶内压强增大,液面下降,氧气完全反应后温度降低, 压强减小,从燃烧到熄灭、冷却的过程中,集气瓶内水面的 变化是先下降,后上升;若实验成功,最终集气瓶中水的体 积约为50mL+100mL×15=70mL 。(3) 该实验还可推 出氮气的性质是氮气难溶于水,其化学性质稳定。(4) 集 气瓶里预先装进的50mL水,在实验过程中能加快集气瓶 内气体冷却,液封导气管末端以防气体逸出,还能吸收有 毒的五氧化二磷。 空气中氧气含量的测定 测定空气中氧气含量的实验装置有多种,但万变不 离其宗,解答这类问题时,要理解测定空气中氧气含量 的原理,围绕压强变化进行分析,同时要注意红磷替代 品应满足两个条件:① 在加热或点燃的条件下,只与空 气中的氧气反应,不与空气中的其他成分反应;② 该物 质反应后的生成物为固体。实验结果的判断应从红磷 是否足量、装置是否漏气、是否冷却至室温才打开弹簧 夹等方面进行分析。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 6 12. (1) 红磷+氧气 点燃 →五氧化二磷 (2) 活塞先向右移 动,然后向左移动 (3) 偏小 铜粉的量不足(或装置漏 气;或没有冷却至室温就读数等合理答案均可) (4) 实验 结果更精确(或无污染等合理答案均可) (5) ① 温度 ② 红磷燃烧放出热量,导致瓶内压强增大,氧气被消耗,导 致瓶内压强减小,BC 段红磷燃烧放热导致的压强增大量 大于氧气减少导致的压强减小量 [解析] (1) 红磷燃烧 生成五氧化二磷,反应的文字表达式为红磷+氧气 点燃 →五 氧化二磷。(2) 加热时,试管内温度升高,所以活塞先向右 移动,由于铜粉与空气中的氧气反应生成氧化铜,随着温 度的降低,试管内压强减小,因此活塞又向左移动。(3) 打 开弹簧夹,进行实验,乙装置的试管中空气的体积为 25mL,反应前注射器活塞位于15mL刻度线处,反应后注 射器活塞位于9mL刻度线处,实验测得氧气的含量为 15mL-9mL 15mL+25mL×100%=15% ,则实验测得氧气的含量偏 少,其原因可能是铜粉的量不足、装置漏气或没有冷却至 室温就读数等。(4) 与图甲实验相比,图乙实验始终在密 闭容器中进行,使实验结果更精确,同时避免了反应生成 的五氧化二磷扩散到空气中而污染环境。(5) ① X 曲线 表示的是温度的变化趋势。② 图丙中BC 段压强变化的 原因是红磷燃烧放出热量,导致瓶内压强增大,同时氧气 被消耗,导致瓶内压强减小,红磷燃烧放热导致的压强增 大量大于氧气减少导致的压强减小量。 第2节　性质活泼的氧气 1. D 2. D 3. (1) ④ (2) ② (3) ③ (4) ①②④ (5) ①②③④ (6) ① 碳+氧气 点燃 →二氧化碳 ② 铁+氧气 点燃 →四氧化 三铁 ③ 石蜡+氧气 点燃 →二氧化碳+水 ④ 红磷+氧气 点燃 →五氧化二磷 4. B [解析] 氧气能供给生物体呼吸,鱼类能在水中生 活,是因为水中溶解了一定量的氧气,A选项说法正确。 登山运动员要携带氧气瓶,是因为海拔越高,空气越稀薄, 而不是高山上氧气的体积分数低,B选项说法错误。自然 界能自主弥补氧气的消耗,是因为绿色植物的光合作用产 生氧气,C选项说法正确。食品能与氧气发生缓慢氧化而 变质,食品包装袋内有时抽成真空,是为了避免食品被氧 气氧化而变质,D选项说法正确。 5. D [解析] 蜡烛在空气中燃烧时,生成水和二氧化碳是 实验结论而不是实验现象,A错误;铁丝在空气中只能烧 至红热,不会燃烧,B错误;红磷在氧气中燃烧,产生大量的 白烟,而不是白色的烟雾,C错误;硫在空气中燃烧,发出淡 蓝色火焰,生成有刺激性气味的气体,D正确。 可燃物在氧气中燃烧现象的描述 描述物质燃烧的现象时,一般按照“一光、二热、三 生成”的顺序,即首先描述燃烧发出什么颜色的光或火 焰;其次描述是否放出热量;最后描述生成了一种什么 样的物质。描述现象时应特别注意: (1) 用词的准确性,如“烟”与“雾”,“光”与“火焰”的 区别。 (2) 实验现象与结论的区别,描述现象时,切忌直接 说出生成物的名称。 (3) 同种可燃物在空气中燃烧与在氧气中燃烧的现 象不同。 6. C [解析] 氧化反应不一定都是化合反应,如石蜡和氧 气反应生成二氧化碳和水,属于氧化反应,但生成物不止 一种,不属于化合反应,A错误;化合反应是指两种或两种 以上物质反应后生成一种物质的反应,其特点为“多变一”, 有氧气参加的化学反应不一定是化合反应,化合反应也不 一定有氧气参加,B错误、C正确;物质与氧气发生的化学 反应属于氧化反应,生成物不一定有两种,D错误。 7. D [解析] 由图乙中氧气浓度的变化可知,空气中氧气 的浓度大约为20%,A正确;将氧气倒入倾倒室,一段时间 后提起中间隔板,MN 段曲线快速上升,说明氧气的密度 比空气的大,B正确;25s后氧气的浓度急速下降,因此实 验中“提起中间隔板”操作对应的时间点约在第25秒,C正 确;NP 段氧气的浓度逐渐减小,蜡烛燃烧得越来越弱,最 后P 点时装置内氧气的浓度与空气中氧气的浓度接近,因 此蜡烛能维持正常燃烧,D错误。 8. (1) 点燃 放热 氧化 (2) 红磷+氧气 点燃 →五氧化二 磷 剧烈燃烧,火星四射,放出热量,生成黑色固体 (3) 吸收 生 成 的 二 氧 化 硫,防 止 污 染 大 气 细 沙 [解析] (1) 硫和氧气在点燃的条件下反应生成二氧化硫; 红磷和氧气在点燃的条件下反应生成五氧化二磷;铁和氧 气在点燃的条件下反应生成四氧化三铁。三个反应的反 应条件都是点燃,且都是放热反应,三个反应的反应物中 都有氧气,都属于氧化反应。(3) 因为二氧化硫是一种有 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 7