专项3 空气和氧气-人教版九年级上册期末专项（初中化学）

原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 1 专项 3 空气和氧气 考点 1 空气的成分、用途及保护 1．如图为空气成分示意图（按体积分数计算）。下列说法不正确的是（ ） A．a表示氮气 B．b的化学性质比 a稳定 C．其他气体包括水蒸气、二氧化碳和稀有气体等 D．空气是由多种气体组成的混合物 2．科学家卡文迪许利用电火花除去空气中的氮气和氧气后，仍残余 1%的气体，其中主要含 （ ） A．水蒸气 B．二氧化碳 C．稀有气体 D．其他气体和杂质 3．空气中含量较多且化学性质不活泼的气体是（ ） A．稀有气体 B．氮气 C．氧气 D．二氧化碳 4．排放到空气中，不会造成大气污染的是（ ） A．二氧化碳 B．二氧化氮 C．二氧化硫 D．可吸入颗粒物 5．空气是一种宝贵的资源。下列气体的性质与用途没有关联的是（ ） 选项 气体 性质 用途 A O2 支持呼吸 医疗急救 B N2 化学性质不活泼 制氮肥的原料 C CO2 干冰升华吸热 人工降雨 D 稀有气体 化学性质很不活泼 作保护气 A．A B．B C．C D．D 考点 1 空气的成分、用途及保护 考点 2 空气中氧气含量的测定 考点 3 氧气的性质与制取 模块导航 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 2 6．空气是一种宝贵的自然资源。下列对空气的说法中正确的是（ ） A．氧气具有可燃性，能使带火星的木条复燃 B．臭氧（O3）属于稀有气体，主要分布在距地面 10～50 km 的高空 C．液氮可用于冷冻麻醉 D．SO2、CO2 是造成酸雨的主要污染物 7．目前人类对火星的探测取得了重大的突破。下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．火星大气中含有稀有气体而空气中没有 B．火星有了大气层也就同样适合人类生存 C．火星大气中氮气的体积分数大于空气中氮气的体积分数 D．火星大气中二氧化碳的体积分数大于空气中二氧化碳的体积分数 8．为了使天空更蓝，加强大气质量监测是有效途径之一。下列物质被列入空气质量监测项目 的有：①可吸入颗粒物、②二氧化硫、③二氧化碳、④一氧化碳、⑤二氧化氮、⑥氧气（ ） A．①④⑤⑥ B．①②④⑤ C．②③⑤⑥ D．②③④⑤ 9．在汽车排气管中加装三元催化装置和颗粒捕捉器可改善空气质量，有关说法错误的是（ ） A．将尾气中的 CO转化为 CO2，可有效减缓温室效应 B．将尾气中的 NO2转化为 N2，可有效减缓酸雨的形成 C．颗粒捕捉器可有效降低空气中的 PM2.5和 PM10的含量 D．颗粒捕捉器安装在排气管温度较高的一端可减少炭沉积 10．空气是一种重要的资源。下列有关空气的说法正确的是（ ） A．英国化学家道尔顿通过实验得出了空气由氧气和氮气组成的结论 B．用燃着的木条可以直接区分空气、氧气、氮气 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 3 C．空气成分中，体积分数约占 78%的是氧气 D．硫在空气中剧烈燃烧，产生蓝紫色火焰，生成一种刺激性气味的气体 考点 2 空气中氧气含量的测定 11．用如图装置验证空气中 O2的含量。下列说法不正确的是（ ） A．实验前需检查装置气密性 B．红磷的作用是消耗集气瓶中的氧气 C．红磷燃烧时产生大量白烟 D．集气瓶中水面最终上升至 3处 12．如图是用红磷测定空气中 O2含量的实验。下列说法正确的是（ ） A．可用铁丝代替红磷，燃烧消耗 O2 B．红磷的用量对该实验不会有影响 C．点燃燃烧匙内的红磷后，要缓慢伸入瓶中并把塞子塞紧 D．集气瓶底部放少量水的目的是吸收 P2O5，防止污染空气 13．某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．红磷的量不足，会使测定的结果偏大 C．实验前需要检查装置的气密性 D．左侧玻璃导管中的水可以吸收红磷燃烧生成的五氧化二磷 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 4 14．实验室用红磷燃烧来测定空气中氧气的含量，从塞紧橡胶塞到打开弹簧夹前，测得集气瓶 中各物理量随时间变化的图像如下，其中图像能正确反应对应过程的有（ ） A．4个 B．3个 C．2个 D．1个 15．下图实验可测定空气中 O2的含量（夹持装置已略去）。 （1）红磷燃烧的化学方程式为 。 （2）红磷足量的目的是 。 （3）待 a中红磷燃烧停止，冷却至室温时，将装置倒置于烧杯中，取下 b中导管口处的气球， 观察到的现象是 。 （4）气球的作用是 。 16．化学兴趣小组在完成“测定空气里氧气含量”（如图 1）的实验后，欲对该实验可选用的药 品进行继续探究，他们进行了如图实验： 【回顾旧知】 （1）红磷燃烧产生的明显现象是 ；该反应的化学方程式 。 （2）该实验的原理：红磷燃烧消耗了空气中的氧气，瓶内的气压 （填“增大”或“减小”）， 烧杯中的水倒吸进入瓶内，进入瓶内水的体积就是被消耗的氧气的体积。 【提出问题】能不能用硫代替红磷测定空气中氧气的含量？ 【查阅资料】相同条件下，气体的压强与气体所占的体积成正比。 【设计与实验】小组同学按图 2装置进行实验，分别将红磷、硫放入集气瓶中燃烧，采集数据 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 5 如图 3、图 4（注：装置气密性良，P0是瓶内初始气压，P1和 P2是反应结束恢复到室温时瓶内 的气压）。 【问题与现象分析】 （3）开始反应时瓶内压强瞬间变大的主要原因是 。 【结论与反思】 （4）写出图 2实验中硫燃烧的化学方程式 ，由实验数据可知， （填“能”或“不能”） 用硫代替红磷测定空气中氧气的含量。 （5）用燃烧法测定空气中氧气的含量，在选择药品时，对生成物应考虑的因素是 。 【拓展与延伸】同学查阅资料了解到不用燃烧法也能测定空气中氧气的含量。他们设计了图 5 装置再次进行实验（铁生锈会消耗氧气饱和食盐水、活性炭会加速铁生锈），记录数据如表。 测量项目 实验前 实验后 烧杯中水的体积 集气瓶（扣除内容物）和导管的容积 烧杯中剩余水的体积 体积/mL 80.0 180.0 43.1 （6）根据表中数据计算，该实验测得空气中氧气的体积分数是 （计算结果精确到 0.1%）。 （7）与燃烧法测定空气中氧气的含量的实验相比，该实验的优点是 （写一条）。 考点 3 氧气的性质与制取 17．下列物质在氧气中燃烧，火星四射，生成黑色固体的是（ ） A．一氧化碳 B．酒精 C．铁丝 D．红磷 18．燃烧可以放出热量，能帮助我们煮熟食物、抵御寒冷等，它促进了人类文明的发展。下列 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 6 物质在氧气中燃烧，发出蓝紫色火焰，放出热量，产生有刺激性气味的气体，该物质是（ ） A．红磷 B．木炭 C．硫粉 D．铁丝 19．下列关于燃烧现象的描述中，正确的是（ ） A．碳在氧气中燃烧生成二氧化碳 B．红磷在空气中燃烧产生大量白色烟雾 C．硫在空气中燃烧发出淡蓝色火焰 D．铁丝在空气中剧烈燃烧，火星四射 20．实验室用高锰酸钾制取氧气的相关操作如下图所示，其中不正确的是（ ） A．检查气密性 B．加热 KMnO4 C．收集 O2 D．验满 O2 21．在实验室利用以下装置制取气体。 （1）用 A装置加热高锰酸钾制氧气的化学方程式为 。加热时应使用酒精灯火焰 的 ，收集氧气的方法是 ，是利用氧气具有 的性质。 （2）用 B装置制氧气的化学方程式为 ，其中发生装置选择的依据是 ， 可用 验满。 22．小圳同学在实验室中利用如图装置制取气体。 （1）写出有标号仪器的名称：① ；② 。 （2）若用高锰酸钾制取较纯净的氧气应选用的发生和收集装置是 ，对所选发生装 置如何改进 ，该反应的化学反应方程式是 ；若采用装置 B制取氧气， 其化学反应方程式 。 （3）用 F装置收集氧气应该从哪端通入？ 。（填写“a端”或“b端”） 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 1 专项 3 空气和氧气 答案解析 考点 1 空气的成分、用途及保护 1．【答案】B 【解析】A.氮气约占空气体积的 78%，故 a表示氮气，不符合题意； B.氧气约占空气体积的 21%，故 b表示氧气，氧气化学性质比较活泼，符合题意； C.空气由氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳、水蒸气等组成，故其他气体包括水蒸气、二氧化 碳和稀有气体等，不符合题意； D.空气是由氮气、氧气等多种气体组成的混合物，不符合题意。 故选 B。 2．【答案】C 【解析】空气中各气体的体积分数：氮气占 78%，氧气占 21%，稀有气体占 0.94%，二氧化 碳占 0.03%，其他气体和杂质占 0.03%，故卡文迪许利用电火花除去空气中的氮气和氧气后， 仍残余 1%的气体，其中主要含有稀有气体。 故选 C。 3．【答案】B 【解析】空气中主要成分按体积分数计算，氮气含量最大约占 78%，含量最多，且化学性质不 活泼，氧气含量大约占 21%，稀有气体含量大约占 0.94%，二氧化碳含量大约占 0.03%。 故选 B。 4．【答案】A 【分析】空气污染物包括有害气体和烟尘，主要的有害气体有一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫 等。 【解析】A.空气中含有二氧化碳，则二氧化碳不属于空气污染物，不会造成大气污染，故 A 正确； B.二氧化氮属于有害气体，会引起空气污染，故 B错误； C.二氧化硫属于有害气体，会引起空气污染，故 C错误； D.可吸入颗粒物属于烟尘，会引起空气污染，故 D错误。 故选 A。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 2 5．【答案】B 【解析】A.氧气能供给呼吸，可用于医疗急救，不符合题意； B.一定条件下，氮气可以和氢气反应生成氨气，氨气可用于制氮肥，跟氮气的化学性质不活泼 没有关系，符合题意； C.干冰升华吸热，能使周围温度降低，可用于人工降雨，不符合题意； D.稀有气体化学性质稳定，可用作保护气，不符合题意。 故选 B。 6．【答案】C 【解析】A.氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，不具有可燃，错误； B.稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙等气体的总称，臭氧（O3）不属于稀有气体，错误； C.液氮气化吸收大量的热，可获得低温，液氮可用于冷冻麻醉，正确； D.SO2在空气中易形成硫酸，是造成酸雨的主要污染物；CO2是空气的一种成分，不是造成酸 雨的污染物，错误。 故选 C。 7．【答案】D 【解析】A.火星大气中含有稀有气体而空气中也有，故 A错误。 B.火星有了大气层但不适合人类生存，没有供给呼吸的氧气，故 B错误。 C.火星大气中氮气的体积分数远小于 50%，而空气中氮气的体积分数约为 78%。故 C错误。 D.根据图示可知火星大气中二氧化碳的体积分数远远大于空气中二氧化碳的体积分数（约 0.03%）。故 D正确。 故选 D。 8．【答案】B 【解析】目前被列入空气质量监测项目的有：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物 和臭氧等。 故选 B。 9．【答案】A 【解析】A.将尾气中的 CO转化为 CO2，会加剧温室效应，故说法错误； B.NO2是引起酸雨的主要污染物之一，将尾气中的 NO2转化为 N2，可有效减缓酸雨的形成， 故说法正确； C.颗粒捕捉器可捕捉空气尾气中的颗粒物，可有效降低空气中的 PM2.5和 PM10的含量，故说法 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 3 正确； D.碳颗粒充分燃烧生成二氧化碳，所以颗粒捕捉器安装在排气管温度较高的一端可减少炭沉积， 故说法正确。 故选 A。 10．【答案】B 【解析】A.拉瓦锡最早通过实验得出了空气由氧气和氮气组成的结论，该选项说法不正确； B.燃着的木条在空气中能正常燃烧，在氧气中能燃烧更旺，在氮气中会熄灭，则能鉴别，该选 项说法正确； C.氧气约占空气体积的 21%，该选项说法不正确； D.硫在空气中燃烧，发出微弱的淡蓝色火焰，生成有刺激性气味的气体，该选项说法不正确。 故选 B。 考点 2 空气中氧气含量的测定 11．【答案】D 【解析】A.实验前需要检查装置的气密性，防止装置漏气，导致测定结果偏小，故 A不符合 题意； B.红磷的作用是消耗集气瓶中的氧气，使装置内压强减小，水进入装置，故 B不符合题意； C.红磷燃烧，产生大量白烟，放出热量，故 C不符合题意； D.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， 故打开止水夹，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，氧气约占空气体 积的 1 5，故集气瓶中水面最终上升至 2处，故 D符合题意。 故选 C。 12．【答案】D 【解析】A.铁在空气中不能燃烧，选项不正确； B.为了耗尽氧气，红磷应该足量；红磷不足会使结果偏小，选项不正确； C.点燃燃烧匙内的红磷后，要迅速伸入瓶中并把塞子塞紧，以防止过多的气体逸出，选项不正 确； D.集气瓶底部放少量水的目的是吸收 P2O5，防止污染空气，选项正确。 故选 D。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 4 13．【答案】B 【解析】A.该实验利用加热铜丝引燃红磷，利用了铜丝的导热性，该选项说法正确； B.红磷量不足，则装置中的氧气不能完全消耗，会使结果偏小，该选项说法不正确； C.该装置气密性必须良好，则实验前需要检查装置的气密性，该选项说法正确； D.红磷燃烧生成五氧化二磷，而左侧玻璃导管中的水可以吸收五氧化二磷，该选项说法正确。 故选 B。 14．【答案】B 【解析】从塞紧橡胶塞到打开弹簧夹前，红磷燃烧放出热量，温度升高，红磷燃烧完后，温度 逐渐恢复至室温，图像正确； 从塞紧橡胶塞到打开弹簧夹前，红磷燃烧放出大量的热，温度升高，压强增大；随着反应的进 行氧气被消耗，温度逐渐恢复至室温，压强逐渐减小，最终压强一定比反应前小，图像正确； 从塞紧橡胶塞到打开弹簧夹前，红磷与氧气反应生成五氧化二磷固体，因此瓶内固体的质量随 反应的进行，逐渐增加，当反应完全，固体的质量不变，图像正确； 从塞紧橡胶塞到打开弹簧夹前，红磷与氧气反应生成五氧化二磷固体，反应在密闭容器中进行， 根据质量守恒定律，瓶内物质的总质量不变，图像错误； 共有 3个正确的； 故选 B。 15．【答案】（1） 2 2 54 O OP 5 2P+ 点燃 （2）耗尽氧气 （3）烧杯中水倒吸入集气瓶至刻度 4处 （4）形成密闭体系和调节气体压强 【解析】（1）红磷与氧气发生燃烧反应生成五氧化二磷，化学方程式为 2 2 54 O OP 5 2P+ 点燃 ； （2）红磷足量的目的是保证完全耗尽装置中氧气，避免实验结果不准； （3）红磷燃烧，产生大量白烟，放热，冷却至室温将装置倒置于烧杯中后，装置中的气体减 少，压强减小，烧杯中水进入集气瓶中，且进入的水的体积为消耗的氧气的体积，氧气约占空 气体积的五分之一，则烧杯中水倒吸入集气瓶至刻度 4处； （4）气球可以隔绝装置与环境气体流动，避免影响实验结果；气球还可以调节气压，比如红 磷刚燃烧时放热，装置中气体受热膨胀、压强增大，若没有气球调节气压，装置可能因为压强 过大破裂。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 5 16．【答案】（1）冒白烟，放热 2 2 54P+5O 2P O 点燃 （2）减小 （3）燃烧放热，气体受热 膨胀 （4） 2 2S O SO 点燃 ＋ 不能 （5）生成物不能是气体 （6）20.5% （7）误差小，无污染 【解析】（1）红磷燃烧，产生大量白烟，放出热量； 红磷燃烧产生五氧化二磷，方程式为： 2 2 54P+5O 2P O 点燃 ； （2）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，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； （3）开始反应时瓶内压强瞬间变大的主要原因是：燃烧放出热量，装置内气体受热膨胀，压 强增大； （4）硫燃烧生成二氧化硫，方程式为： 2 2S O SO 点燃 ＋ ； 由图 4可知，硫在空气中燃烧，化学反应前后，压强几乎不变，无法测定空气中氧气的含量， 故不能用硫代替红磷测定空气中氧气的含量； （5）用燃烧法测定空气中氧气的含量，在选择药品时，对生成物应考虑的因素是：生成物不 能是气体，否则压强变化不大，无法测定空气中氧气含量； （6）铁生锈会消耗氧气，导致装置内压强减小，烧杯中的水进入集气瓶，待完全反应后，冷 却至室温，读数，进入水的体积就是消耗氧气的体积，故该实验测得空气中氧气的体积分数是： 80.0 43.1 100% 20.5% 180.0 mL mL mL    ； （7）与燃烧法测定空气中氧气的含量的实验相比，该实验无污染，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。 考点 3 氧气的性质与制取 17．【答案】C 【解析】A.一氧化碳在氧气中燃烧，发出蓝色火焰，不符合题意； B.酒精在氧气中燃烧，发出蓝色火焰，不符合题意； C.铁丝在氧气中剧烈燃烧、火星四射，生成黑色固体，符合题意； 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 6 D.红磷在氧气中燃烧，产生大量白烟，不符合题意。 故选 C。 18．【答案】C 【解析】A.红磷燃烧产生大量白烟，生成物为白色固体，该选项不符合题意； B.木炭在氧气中燃烧发出白光，生成无色无味的气体，该选项不符合题意； C.硫在氧气中燃烧，发出蓝紫色火焰，放出热量，产生有刺激性气味的气体，该选项符合题意； D.铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，该选项不符合题意。 故选 C。 19．【答案】C 【解析】A.碳在氧气中燃烧生成一种能使澄清石灰水变浑浊的气体，“生成二氧化碳”是实验结 论而不是实验现象，选项说法错误，不符合题意； B.红磷在空气中燃烧，产生大量的白烟，而不是白色烟雾，选项说法错误，不符合题意； C.硫在空气中燃烧发出淡蓝色火焰，选项说法正确，符合题意； D.铁丝在空气中只能被加热到红热，不会燃烧，选项说法错误，不符合题意。 故选 C。 【点睛】本题难度不大，掌握常见物质燃烧的现象即可正确解答，在描述物质燃烧的现象时， 需要注意光和火焰、烟和雾、实验结论和实验现象的区别。 20．【答案】D 【解析】A.检查装置气密性的方法：把导管的一端浸没在水里，双手紧贴容器外壁，若导管口 有气泡冒出，装置不漏气，图中所示操作正确； B.为防止冷凝水回流到热的试管底部，炸裂试管，试管口应略向下倾斜；为防止加热时高锰酸 钾粉末进入导管，试管口应放一团棉花，图中所示操作正确； C.氧气的密度大于空气，所以收集氧气可用向上排空气法收集，图中所示操作正确； D.氧气的密度比空气大，具有助燃性，验满的方法是：把带火星木条放在集气瓶口，若木条复 燃，则集满，图中所示操作错误。 故选 D。 21．【答案】（1） 4 2 4 2 2 Δ 2KMnO K MnO +MnO +O  外焰 排水法 不易溶于水 （2） 2 2 2 2 2 MnO 2H O 2H O O  反应物是固液，反应条件是常温 带火星的木条 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 7 【解析】（1）高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，化学方程式为； 4 2 4 2 2 Δ 2KMnO K MnO +MnO +O ； 酒精灯的外焰温度最高，因此应使用外焰加热； 如图，收集氧气的方法叫排水法，是因为氧气不易溶于水； （2）如图，该装置属于固液常温型，因此过氧化氢溶液在二氧化锰作催化剂的条件下反应生 成氧气和水，化学方程式为： 2 2 2 2 2 MnO 2H O 2H O O ； 依据是反应物是固液，反应条件是常温，选择发生装置 B； 氧气能使带火星的木条复燃，因此用带火星的木条验满。 22．【答案】（1）酒精灯 长颈漏斗 （2） A和 D 要在试管口放一团棉花 4 2 4 2 2 Δ 2KMnO K MnO +MnO +O↑ 2 2 2 2 22H O 2 O H n O+O M  （3）a端 【解析】（1）由图可得①仪器的名称为酒精灯；②仪器的名称为长颈漏斗。 （2）高锰酸钾固体在加热的条件下反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，为固体加热型，所以 发生装置选 A，要收集较纯净的氧气，所以用排水法，收集装置选 D，故装置组合为 A和 D； 为了防止在加热时固体粉末进入导管，所以发生装置需要改进的是：要在试管口放一团棉花； 高锰酸钾固体在加热的条件下反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，化学方程式为 4 2 4 2 2 Δ 2KMnO K MnO +MnO +O↑； B装置为固液常温型反应装置，故发生的反应是过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成氧气和 水，化学反应方程式为 2 2 2 2 22H O 2 O H n O+O M 。 （3）F装置为多功能瓶，氧气的密度比空气的密度大，就用向上排空气法收集，所以使用 F 装置收集氧气时，要从 a端通入气体。