第17讲 空气的组成 -【暑假自学课】2025年新九年级化学暑假提升精品讲义（鲁教版2024)

第17讲 空气的组成 内容导航——预习四步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 第二步：练 练习题 强方法：教材习题学解题、强化关键解题方法 练考点 会应用：核心考点精准练、快速掌握知识应用 第三步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第四步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点1 空气的组成 1． 空气的成分和含量 空气成分 氮气N2 氧气O2 稀有气体 二氧化碳CO2 其他 体积分数 2．稀有气体包括 、 、 、氪、氙和氡等，但氩气含量最多，一般可用氩气来代替。 知识点2 拉瓦锡用定量的方法研究空气的成分 实验装置 实验现象 实验结论 一部分银白色的液态汞变成 色粉末，容器里空气的体积大约减少了 。 空气由 和 组成， 其中氧气约占空气总体积的 。 知识点3 加热铜测定空气中氧气的含量 1、实验原理：铜与空气中的 反应，将其消耗，密闭容器内气体 ,减少的体积即 的体积。 反应的文字表达式： 反应的符号表达式： 2、 实验装置： 3、 实验现象：加热后 变成 ，冷却至室温后密闭容器内气体体积约减少原体积的 。 4、 实验结论：氧气约占空气总体积的 。 5、 实验误差分析： 结果小于1/5，原因可能是：① ；② ；③ ； ④ ；⑤ 。 结果大于1/5，原因可能是： 。 6、 注意事项： ①加热要 注射器的活塞，使 ； ②装置中气球的作用： 。 知识点4 红磷燃烧测定空气中氧气的含量 1、 实验原理：红磷燃烧消耗集气瓶内的氧气，瓶内气体 ，压强 ，冷却后打开弹簧夹，烧杯内的水会被压入集气瓶，进入水的体积即为瓶内消耗 的体积。 反应的文字表达式： 反应的符号表达式： 2、 实验装置： 3、 实验现象：红磷燃烧，产生 ，并放出热量；冷却后打开弹 簧夹，烧杯中的水 ，瓶内液面上升约 。 4、 实验结论：氧气约占空气总体积的 。 5、 实验误差分析： 结果小于1/5，原因可能是：① ；② ；③ 。 结果大于1/5，原因可能是：① ；② 6、 注意事项： （1） 预先在集气瓶里放少量水的目的：① ；② 。 （2） 红磷点燃后伸入集气瓶内时要 ，防止气体 。 （3）剩余气体的性质： ， 。 教材习题01（P91） 下列关于空气的说法错误的是（ ） A．空气中含量最多的气体是氮气 B．空气是由多种物质组成的混合物 C．空气质量指数越大表明空气质量越好 D．空气中的多种成分在工农业生产中具有重要作用 解题方法 A、空气中含量最多的气体为氮气，该选项说法正确； B、空气中含有氮气、氧气等，属于混合物，该选项说法正确； C、空气质量指数越大，空气质量越差，该选项说法错误； D、氮气可用于制取肥料，二氧化碳可用于光合作用，则空气中的多种成分在工农业生产中具有重要作用，该选项说法正确。 【答案】 教材习题02（P91） 下列事实说明空气中含有哪种物质？ （1）氢气能在空气中燃烧。 （2）可以利用空气制造氮肥。 （3）酥脆的饼干在空气中会逐渐变软。 （4）植物通过光合作用合成葡萄糖等有机物。 解题方法 （1）氧气具有助燃性，氢气能在空气中燃烧，是因为空气中含有氧气； （2）氮气含氮元素，是制造氮肥的重要原料，空气中含有氮气； （3）酥脆的饼干能吸收空气中的水蒸气，从而逐渐变软，空气中含有水蒸汽； （4）植物光合作用原理为二氧化碳与水在叶绿素与光照的条件下反应生成氧气与葡萄糖，则空气中含有二氧化碳； 【答案】 教材习题03（P91） 用来测定空气成分的方法有很多，有人用右图所示的简易装置来测定空气中氧气的含量（已知红磷在氧气中燃烧生成五氧化二磷固体）。下列对该实验认识正确的是（ ） A．使用红磷的量多或少，都不会影响实验结果 B．燃烧足够的红磷可使进入容器的水占容器的 C．红磷燃烧消耗空气中的氧气，使容器内压强下降，水面上升 D．红磷燃烧完，就要立即观察，并记录水进入容器的刻度 解题方法 A、若红磷少量，不能将氧气消耗，会使结果偏小，该选项不正确； B、红磷燃烧消耗氧气，装置中的气体减少，压强减小，则冷却后容器中的液面会上升，且上升的体积即为消耗的氧气的体积，氧气约占空气体积的五分之一，则进入容器的水占容器的五分之一，该选项不正确； C、结合前面分析可知，红磷燃烧消耗空气中的氧气，使容器内压强下降，水面上升，该选项正确。 故选C。 D、红磷燃烧完，冷却至室温后观察，并记录水进入容器的刻度，该选项说法不正确； 【答案】 考点一 空气中的成分 1．空气中含量较多且化学性质活泼的气体是（ ） A．氧气 B．氮气 C．二氧化碳 D．水蒸气 2．下列有关空气及其成分的说法中，正确的是（ ） A．空气中氮气的质量分数为78% B．空气中氮气、氧气等分子均匀地混合在一起 C．饼干放在空气中会变软是因为空气中有氧气 D．稀有气体化学性质稳定，不与任何物质发生化学反应 3．“人造空气”能保证航天员正常呼吸，它的组成可能是（ ） A．70%的氧气、20%以上的氮气 B．70%的氮气、20%以上的氧气 C．70%的二氧化碳、20%以上的氮气 D．70%的氧气、20%以上的二氧化碳 4．空气是一种宝贵的自然资源。请从以下选项中选择适当物质的序号填空： a.氧气            b.氮气            c.稀有气体            d.水蒸气 (1)空气含量为0.94%的气体是 ； (2)可用于医疗急救的是 ； (3)可用于食品包装袋中防腐的是 ； (4)可使酥脆的饼干变软的是 。 考点二 拉瓦锡测定空气中氧气含量的原理 5．200多年前，法国化学家拉瓦锡通过定量研究的方法测定了空气的成分。拉瓦锡选择作为实验材料的物质是（ ） A．红磷 B．硫粉 C．铁丝 D．汞 6．关于拉瓦锡研究空气成分实验的表述，存在科学性错误的是（ ） A．实验中汞需要足量 B．曲颈甑中的汞可以换成硫粉 C．曲颈甑中汞的作用是消耗氧气 D．钟罩内液面上升推测钟罩内气体压强减小 7．英国科学家波义耳和法国化学家拉瓦锡曾做过貌似相同的两个实验，实验如下图，关于这两个实验的说法正确的是（ ） A．两个实验均可用于测定空气中氧气的含量 B．两个实验中，曲颈甑内汞的表面都有黑色物质生成 C．拉瓦锡的实验中，玻璃钟罩内汞的液面逐渐上升，达到一定高度后不再变化 D．两个实验中，汞的用量多少对实验没有影响 考点三 利用铜测定空气中氧气的含量 8．为测定空气中氧气含量的实验装置，兴趣小组的同学设计以下实验装置完成实验（装置气密性良好，药品充足，部分装置省略）。已知：实验前注射器活塞位于40mL处，玻璃管容积为80mL，气球中没有空气。下列说法不合理的是 A．实验过程中，观察到红色铜粉变为黑色 B．加热时要多次缓慢推拉注射器，使铜粉与氧气充分反应 C．充分反应后，冷却至室温，使气球恢复原状，此时注射器活塞应停在约24mL刻度处 D．停止加热，玻璃管冷却后，若气球内气体没有挤出就读数，则测得氧气的含量结果偏大 9．某化学兴趣小组利用如图所示的装置测定空气中氧气含量，已知实验装置气密性良好，关于实验，有如下说法：①停止加热后即可读出注射器内气体的体积约为24mL；②实验能证明空气是混合物；③实验可观察到铜丝由红色变为黑色（氧化铜是黑色）；④实验取用铜丝质量的多少不会影响实验结果；⑤实验能证明空气中约含五分之一体积的氧气，其中说法正确的是（ ） A．③④⑤ B．①③⑤ C．①③④ D．②③⑤ 10．某同学用如图所示装置来测定空气中氧气的含量。点燃酒精灯加热试管（试管容积为），红磷开始燃烧，待红磷熄灭并冷却至室温后打开弹簧夹，下列有关该实验的说法错误的是（ ） A．使用红磷的量多或少，都不会影响实验结果 B．打开弹簧夹后，要等到注射器活塞不再移动才能读数 C．要达到实验目的，试管中的红磷不能更换为木炭 D．若注射器的活塞最终停留在处，说明空气中氧气的体积分数约为 考点四 利用磷测定空气中氧气的含量 11．如图为测定空气中氧气含量实验的改进装置，下列说法中不正确的是（ ） A．集气瓶中水液封导管末端以防气体逸出 B．本实验不可以用木炭代替红磷 C．燃烧匙中的红磷需足量，否则测定结果偏小 D．集气瓶的容积是，最终量筒中有水进入集气瓶 12．实验室常用下图所示装置来测定空气中氧气的含量。下列说法正确的是（ ） A．红磷燃烧会产生浓厚的白烟 B．红磷燃烧结束后，立即打开止水夹 C．燃烧匙中的红磷可以换成硫或木炭 D．本实验可以证明空气含有N2、O2、CO2和稀有气体 13．利用红磷测定空气中的氧气含量。实验操作如下：关闭弹簧夹，取足量红磷于气密性良好的集气瓶中燃烧（集气瓶体积为250mL），火焰熄灭后冷却至室温（如图所示，实验前量筒内水的体积为180.0mL，实验结束后量筒内水的体积为129.5mL）。下列说法正确的是（ ） A．实验中可以用木炭代替红磷 B．红磷在集气瓶中燃烧时未关闭弹簧夹，会造成实验结果偏小 C．根据上述实验结果，还说明剩余气体是氮气 D．根据以上数据计算得出空气中氧气的体积分数为20.2% 14．用如图装置测定空气中氧气的含量，下列说法正确的是 A．点燃白磷后缓慢将燃烧匙插入瓶中，塞紧瓶塞 B．用细铁丝代替白磷进行实验，不会影响实验结果 C．不打开瓶塞，聚焦太阳光引燃足量白磷，实验效果更好 D．白磷熄灭后，迅速打开止水夹，不会影响实验结果 知识导图记忆 知识目标复核 【学习目标】 1. 了解空气的组成。 2. 掌握利用铜和白磷测定空气中氧气含量的实验。 3. 能理解导致的实验不正确的原因。 【学习重难点】 1. 利用铜测定空气中氧气的含量的实验。 2. 利用白磷测定空气中氧气含量的实验。 1．2024年10月30日，我国神舟十九号载人飞船发射圆满成功，飞船内的气体成分要尽量模拟地球上空气的成分。下列有关空气的说法正确的是（ ） A．氧气约占空气体积的21% B．空气中含有大量的稀有气体 C．洁净的空气是纯净物 D．空气中的氮气极易溶于水 。 2．空气是一种宝贵的资源。下列关于空气的说法中，错误的是（ ） A．空气是混合物 B．空气的成分按体积计算，氧气约占21% C．臭氧层破坏与空气污染无关 D．空气中的稀有气体所占比例虽小，但用途广泛 3．人类对空气成分探究经历了艰辛的过程。图1是拉瓦锡研究空气成分的装置，图2是仿照图1实验原理设计的装置。下列说法错误的是（ ） A．图1曲颈甑中汞的用量会影响实验结果 B．图1拉瓦锡得出空气由氧气和氮气组成 C．图2若没有弹簧夹，测得氧气的体积大于五分之一 D．图2中可以用木炭代替红磷 4．如图为拉瓦锡用定量的方法研究空气成分的实验装置。下列有关说法中不正确的是（ ） 资料卡片： 汞 密度： 沸点： 加热至沸时与氧气反应 氧化汞 密度： 不能溶于汞 分解温度： A．汞在加热的条件下只与氧气反应 B．汞几乎能将密闭装置中的氧气耗尽 C．无法观察到装置中气体体积的变化 D．汞槽中的汞起到了液封的作用 5．实验小组用如图所示装置来测定空气中氧气的含量，下列关于该实验的说法中，错误的是（ ） A．实验前应检查装置的气密性 B．实验中可以用木炭代替铜粉实验 C．反应后玻璃管内剩余气体主要为氮气 D．气球的作用主要是密封和调节装置内的气压 6．关于测定空气中氧气含量的实验叙述错误的是（ ） A．燃烧匙中红磷应足量 B．可以将燃烧匙内的红磷换成铁丝完成实验 C．点燃红磷前应夹紧弹簧夹 D．根据进入集气瓶内水的体积可知消耗氧气的体积 7．如图装置常用来测定空气中氧气含量。下列对该实验的认识错误的是（ ） A．该实验证明空气中氧气的体积约占1/5 B．实验时红磷一定要过量，耗尽氧气 C．实验前一定要检查装置的气密性 D．红磷燃烧产生大量的白雾，火焰熄灭后立刻打开弹簧夹 8．下列现象说明空气中存在着某种物质，根据要求填空。 (1)小白鼠在装有空气的密闭容器内可存活一段时间，说明空气中有 。 (2)夏天，盛放冰棒的杯子外壁上附有一层水珠，说明空气中有 。 (3)空中某些气体通电后可以发出各种颜色的光，说明空气中含有 。 (4)空气是制造氮肥的原料之一，说明空气中含有 。 9．如图是测定空气中氧气含量的两套实验装置，请据图回答下列问题（提示：铜粉在加热条件下会与氧气反应生成黑色氧化铜固体）： (1)装置一和装置二中气球的位置不同， （填“装置一”或“装置二”）更合理，实验过程中需要反复推拉注射器的目的是 。 (2)根据实验测得的相关数据（见下表），计算 硬质玻璃管中空气的体积 反应前注射器中空气体积 反应后注射器中气体体积 实验测得空气中氧气的体积分数 25mL 15mL 7mL 10．如图是测定空气中氧气含量的实验： (1)写出加热铜粉的符号表达式 。 (2)如果硬质玻璃管内总容积是，注射器内留有空气，停止加热后冷却至室温，注射器内气体体积为应为 mL，则消耗掉的氧气的体积为 mL。由此可以得出结论 。 (3)小童同学在实验结束后观察到注射器内剩余气体，可能的原因是什么？ 、 、 。(至少答三点) 11．在“空气中氧气含量的测定”的实验探究中，甲设计了如下实验方案：在燃烧匙内盛过量红磷，点燃后立即插入集气瓶内，塞紧橡皮塞，待红磷火焰熄灭，集气瓶冷却至室温打开弹簧夹，水进入集气瓶。（实验装置如图所示）回答下列问题： (1)实验过程中，观察到的主要现象是 。反应的文字表达式是 ，属于 反应（填基本反应类型）。 (2)乙用上述实验装置测定的结果是：空气中氧气含量小于五分之一，造成此误差的原因可能是（要求答出两种）： ； 。 (3)丙也设计了一个实验方案，装置和操作同上，只不过用木炭代替了红磷。当木炭停止燃烧，集气瓶冷却至室温，打开铁夹后，水能否进入集气瓶？ 为什么？ 。 (4)某同学对实验进行反思后，提出改进方案（如图所示），你认为改进后的优点是 （写一条）。 (5)该实验同时证明了氮气有 的化学性质。 12．小科查阅资料发现五氧化二磷有毒，在教材实验（如图1）的启发下设计了如图2的实验，用于测定空气中氧气的含量。回答下列问题： 查阅资料：铜在加热的条件下能与空气中的氧气反应生成黑色的氧化铜固体。 (1)图1中红磷燃烧的现象是 ，打开弹簧夹的最佳时机是 。 (2)在图2实验中反复推拉注射器目的是 。 (3)室温下，图2实验测定的数据如表（在气球完全干瘪的状态下测量注射器内气体的体积）： 硬质玻璃管的体积 反应前注射器中空气体积 反应后注射器中气体的体积 实验测得空气中氧气的体积分数为 （精确到）。 (4)图2实验的优点是 （答一点）。 13．二百多年前，法国科学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。人们沿着科学家的足迹，对反应物进行了优化，用铜粉、红磷等物质进行实验，其原理是采用化学方法从混合气体中除去氧气，气体的减少量则为氧气的体积从而来测定空气中氧气的含量。 【实验一】加热铜粉测定空气中氧气的体积分数 小强同学用如图 1 所示的装置来测定空气中氧气的体积分数：已知硬质玻璃管的容积为 40mL，反应前在注射器中留有 30mL 空气，给装有细铜粉的硬质玻璃管加热，同时缓慢推拉注射器活塞，至玻璃管内的铜粉在较长时间内无进一步变化时停止加热，待冷却至室温，将气球内的气体全部挤出，观察密闭系统内空气的体积变化情况。 (1)在实验前将硬质玻璃管右端用橡皮塞封住，然后将注射器活塞从 30 毫升处推至 20毫升处，松开手后，若活塞仍能返回至 30 毫升处，说明 。 (2)本实验中，小气球的作用是 。 【实验二】加热红磷测定空气中氧气的体积分数 小亮同学用上图 2 所示实验装置测定空气中氧气的体积分数。先在玻璃管里加入适量水，使两边水位相平，再将左侧玻璃管剩余的容积分为 5 等份，做上记号。加热粗铜丝，燃烧匙内的红磷燃烧。请回答下列问题。 (3)写出该反应的文字表达式为 。 (4)本实验中，左侧玻璃管观察到的现象是 。 (5)小柳在做实验时，以下几种说法会导致结果偏小的是 （填序号）。 ①未等瓶内气体冷却至室温，就匆忙打开止水夹 ②装置气密性不好 ③用碳粉代替红磷进行实验 (6)拓展迁移： 已知：镁在氧气中燃烧生成氧化镁，在氮气中燃烧生成氮化镁（固体），能否用镁代替红磷测定空气中氧气的含量？并简要说明理由。答： 。 1 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第17讲 空气的组成 内容导航——预习四步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 第二步：练 练习题 强方法：教材习题学解题、强化关键解题方法 练考点 会应用：核心考点精准练、快速掌握知识应用 第三步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第四步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点1 空气的组成 1． 空气的成分和含量 空气成分 氮气N2 氧气O2 稀有气体 二氧化碳CO2 其他 体积分数 78% 21% 0.934% 0.038% 0.002% 2．稀有气体包括氦、氖、氩、氪、氙和氡等，但氩气含量最多，一般可用氩气来代替。 知识点2 拉瓦锡用定量的方法研究空气的成分 实验装置 实验现象 实验结论 一部分银白色的液态汞变成红色粉末，容器里空气的体积大约减少了1/5。 空气由氧气和氮气组成， 其中氧气约占空气总体积的1/5。 知识点3 加热铜测定空气中氧气的含量 1、实验原理：铜与空气中的氧气反应，将其消耗，密闭容器内气体减少,减少的体积即氧气的体积。 反应的文字表达式：铜 + 氧气 氧化铜 反应的符号表达式：Cu + O2 CuO 2、 实验装置： 3、 实验现象：加热后红色固体变成黑色固体，冷却至室温后密闭容器内气体体积约减少原体积的1/5。 4、 实验结论：氧气约占空气总体积的1/5。 5、 实验误差分析： 结果小于1/5，原因可能是：①装置漏气；②铜粉量不足；③加热温度不够高、时间不够长，反应不充分； ④没有推拉注射器，反应不充分；⑤未冷却到室温就读数。 结果大于1/5，原因可能是：玻璃管冷却后，气球内气体没有全部挤出。 6、 注意事项： ①加热要不断推拉注射器的活塞，使反应更充分； ②装置中气球的作用：防止塞子冲出起缓冲作用。 知识点4 红磷燃烧测定空气中氧气的含量 1、 实验原理：红磷燃烧消耗集气瓶内的氧气，瓶内气体减少，压强减小，冷却后打开弹簧夹，烧杯内的水会被压入集气瓶，进入水的体积即为瓶内消耗氧气的体积。 反应的文字表达式：磷+ 氧气 五氧化二磷 反应的符号表达式：P + O2 P2O5 2、 实验装置： 3、 实验现象：红磷燃烧，产生大量白烟，并放出热量；冷却后打开弹 簧夹，烧杯中的水被吸入集气瓶，瓶内液面上升约1/5。 4、 实验结论：氧气约占空气总体积的1/5。 5、 实验误差分析： 结果小于1/5，原因可能是：①装置漏气；②红磷量不足；③未冷却到室温就打开弹簧夹。 结果大于1/5，原因可能是：①弹簧没有夹紧；②插入燃烧匙太慢 6、 注意事项： （1） 预先在集气瓶里放少量水的目的：①吸收有毒的五氧化二磷；②降温。 （2） 红磷点燃后伸入集气瓶内时要快速伸入，防止气体膨胀出去，使结果偏大。 （3）剩余气体的性质：难溶于水，不能燃烧也不支持燃烧。 教材习题01（P91） 下列关于空气的说法错误的是（ ） A．空气中含量最多的气体是氮气 B．空气是由多种物质组成的混合物 C．空气质量指数越大表明空气质量越好 D．空气中的多种成分在工农业生产中具有重要作用 解题方法 A、空气中含量最多的气体为氮气，该选项说法正确； B、空气中含有氮气、氧气等，属于混合物，该选项说法正确； C、空气质量指数越大，空气质量越差，该选项说法错误； D、氮气可用于制取肥料，二氧化碳可用于光合作用，则空气中的多种成分在工农业生产中具有重要作用，该选项说法正确。 【答案】C 教材习题02（P91） 下列事实说明空气中含有哪种物质？ （1）氢气能在空气中燃烧。 （2）可以利用空气制造氮肥。 （3）酥脆的饼干在空气中会逐渐变软。 （4）植物通过光合作用合成葡萄糖等有机物。 解题方法 （1）氧气具有助燃性，氢气能在空气中燃烧，是因为空气中含有氧气； （2）氮气含氮元素，是制造氮肥的重要原料，空气中含有氮气； （3）酥脆的饼干能吸收空气中的水蒸气，从而逐渐变软，空气中含有水蒸汽； （4）植物光合作用原理为二氧化碳与水在叶绿素与光照的条件下反应生成氧气与葡萄糖，则空气中含有二氧化碳； 【答案】（1）氧气（2）氮气（3）水蒸气（4）二氧化碳 教材习题03（P91） 用来测定空气成分的方法有很多，有人用右图所示的简易装置来测定空气中氧气的含量（已知红磷在氧气中燃烧生成五氧化二磷固体）。下列对该实验认识正确的是（ ） A．使用红磷的量多或少，都不会影响实验结果 B．燃烧足够的红磷可使进入容器的水占容器的 C．红磷燃烧消耗空气中的氧气，使容器内压强下降，水面上升 D．红磷燃烧完，就要立即观察，并记录水进入容器的刻度 解题方法 A、若红磷少量，不能将氧气消耗，会使结果偏小，该选项不正确； B、红磷燃烧消耗氧气，装置中的气体减少，压强减小，则冷却后容器中的液面会上升，且上升的体积即为消耗的氧气的体积，氧气约占空气体积的五分之一，则进入容器的水占容器的五分之一，该选项不正确； C、结合前面分析可知，红磷燃烧消耗空气中的氧气，使容器内压强下降，水面上升，该选项正确。 故选C。 D、红磷燃烧完，冷却至室温后观察，并记录水进入容器的刻度，该选项说法不正确； 【答案】C 考点一 空气中的成分 1．空气中含量较多且化学性质活泼的气体是（ ） A．氧气 B．氮气 C．二氧化碳 D．水蒸气 【答案】A 【详解】A、氧气约占空气体积的21%，在空气中含量较多。氧气的化学性质比较活泼，能与许多物质发生氧化反应，符合题意； B、氮气约占空气体积的78%，含量最多，但氮气的化学性质不活泼，一般情况下不易与其他物质发生反应，不符合题意； C、二氧化碳在空气中含量较少，约占空气体积的0.03%，不符合题意； D、空气中水蒸气的含量相对较少，并且含量会随环境等因素变化，不符合题意。故选A。 2．下列有关空气及其成分的说法中，正确的是（ ） A．空气中氮气的质量分数为78% B．空气中氮气、氧气等分子均匀地混合在一起 C．饼干放在空气中会变软是因为空气中有氧气 D．稀有气体化学性质稳定，不与任何物质发生化学反应 【答案】B 【详解】A、空气中氮气的体积分数约为78%，而不是质量分数，错误； B、空气是一种混合物，其中氮气、氧气等分子均匀地混合在一起，正确； C、饼干放在空气中会变软是因为空气中有水蒸气，而不是氧气，错误； D、稀有气体化学性质很不活泼，但在一定条件下也能与某些物质发生化学反应，不是不与任何物质反应，错误。故选B。 3．“人造空气”能保证航天员正常呼吸，它的组成可能是（ ） A．70%的氧气、20%以上的氮气 B．70%的氮气、20%以上的氧气 C．70%的二氧化碳、20%以上的氮气 D．70%的氧气、20%以上的二氧化碳 【答案】B 【详解】A、70%的氧气、20%以上的氮气，氧气含量过高，氧气具有氧化性，长期吸入高浓度氧气对人体健康不利，故“人造空气”的组成不可以是该组合，不符合题意；； B、氮气占70%、氧气占20%以上，接近地球空气比例，既能保证呼吸需求，又降低安全隐患，故“人造空气”的组成可以是该组合，符合题意； C、70%的二氧化碳、20%以上的氮气，二氧化碳和氮气均不能供给呼吸，故“人造空气”的组成不可以是该组合，不符合题意； D、70%的氧气、20%以上的二氧化碳，氧气含量过高，氧气具有氧化性，长期吸入高浓度氧气对人体健康不利，故“人造空气”的组成不可以是该组合，不符合题意。故选B。 4．空气是一种宝贵的自然资源。请从以下选项中选择适当物质的序号填空： a.氧气            b.氮气            c.稀有气体            d.水蒸气 (1)空气含量为0.94%的气体是 ； (2)可用于医疗急救的是 ； (3)可用于食品包装袋中防腐的是 ； (4)可使酥脆的饼干变软的是 。 【答案】(1)c(2)a(3)b(4)d 【详解】（1）稀有气体占空气含量的0.94%，故填c； （2）氧气能供给呼吸，可用于医疗急救，故填a； （3）氮气的化学性质稳定，可用于食品包装袋中防腐，故填b； （4）酥脆的饼干吸水变软水，说明空气中存在水蒸气，故填d。 考点二 拉瓦锡测定空气中氧气含量的原理 5．200多年前，法国化学家拉瓦锡通过定量研究的方法测定了空气的成分。拉瓦锡选择作为实验材料的物质是（ ） A．红磷 B．硫粉 C．铁丝 D．汞 【答案】D 【详解】拉瓦锡选用汞，因其在加热时能与氧气反应生成氧化汞（HgO），且汞是液态金属便于密闭操作。 故选D。 6．关于拉瓦锡研究空气成分实验的表述，存在科学性错误的是（ ） A．实验中汞需要足量 B．曲颈甑中的汞可以换成硫粉 C．曲颈甑中汞的作用是消耗氧气 D．钟罩内液面上升推测钟罩内气体压强减小 【答案】B 【详解】A、实验中汞需要足量，这样才能将曲颈甑和钟罩内空气中的氧气完全消耗掉，从而准确测定空气成分，该表述正确； B、曲颈甑中的汞不能换成硫粉，硫粉在空气中燃烧生成二氧化硫气体，装置内气体压强变化不明显，无法准确测定空气中氧气的含量，该表述错误； C、曲颈甑中汞在加热条件下与氧气反应生成氧化汞，其作用是消耗氧气，该表述正确； D、钟罩内液面上升，是因为氧气被消耗，钟罩内气体减少，压强减小，在外界大气压作用下，液面上升，该表述正确。故选B。 7．英国科学家波义耳和法国化学家拉瓦锡曾做过貌似相同的两个实验，实验如下图，关于这两个实验的说法正确的是（ ） A．两个实验均可用于测定空气中氧气的含量 B．两个实验中，曲颈甑内汞的表面都有黑色物质生成 C．拉瓦锡的实验中，玻璃钟罩内汞的液面逐渐上升，达到一定高度后不再变化 D．两个实验中，汞的用量多少对实验没有影响 【答案】C 【详解】A、波义耳的实验装置不是密封体系，外界空气可以进入，不能用于测定空气中氧气的含量；拉瓦锡的实验装置是密封的，可以用于测定空气中氧气的含量，A选项错误； B、在加热条件下，汞和氧气反应生成的是红色的氧化汞，不是黑色物质，B选项错误； C、拉瓦锡的实验中，曲颈甑内的汞与氧气反应，消耗氧气使玻璃钟罩内压强减小，汞槽中的汞在大气压的作用下进入玻璃钟罩，当氧气被耗尽后，汞的液面就不再上升，C选项正确； D、若汞的用量不足，就不能将装置内的氧气完全消耗，会影响实验结果，D选项错误。故选：C。 考点三 利用铜测定空气中氧气的含量 8．为测定空气中氧气含量的实验装置，兴趣小组的同学设计以下实验装置完成实验（装置气密性良好，药品充足，部分装置省略）。已知：实验前注射器活塞位于40mL处，玻璃管容积为80mL，气球中没有空气。下列说法不合理的是 A．实验过程中，观察到红色铜粉变为黑色 B．加热时要多次缓慢推拉注射器，使铜粉与氧气充分反应 C．充分反应后，冷却至室温，使气球恢复原状，此时注射器活塞应停在约24mL刻度处 D．停止加热，玻璃管冷却后，若气球内气体没有挤出就读数，则测得氧气的含量结果偏大 【答案】C 【详解】A、实验过程中，铜和氧气加热生成氧化铜，可观察到红色铜粉变为黑色，故选项说法合理； B、加热时要多次缓慢推拉注射器，可使铜粉与氧气充分接触，从而完全反应，故选项说法合理； C、铜和氧气加热生成氧化铜，消耗氧气的质量约占空气体积的五分之一，消耗氧气的体积为，充分反应后，冷却至室温，使气球恢复原状，此时注射器活塞应停在约40mL-24mL=16mL刻度处，故选项说法不合理； D、实验前气球中没有空气，停止加热，玻璃管冷却后，若气球内气体没有挤出就读数，气球内的气体占据一定体积，则会导致测得氧气的含量结果偏大，故选项说法合理；故选C。 9．某化学兴趣小组利用如图所示的装置测定空气中氧气含量，已知实验装置气密性良好，关于实验，有如下说法：①停止加热后即可读出注射器内气体的体积约为24mL；②实验能证明空气是混合物；③实验可观察到铜丝由红色变为黑色（氧化铜是黑色）；④实验取用铜丝质量的多少不会影响实验结果；⑤实验能证明空气中约含五分之一体积的氧气，其中说法正确的是（ ） A．③④⑤ B．①③⑤ C．①③④ D．②③⑤ 【答案】D 【详解】①应待装置完全冷却后再读数，否则装置中的气体受热膨胀，会使读数偏大，说法不正确； ②该实验可得出空气中含有氧气和氮气，属于混合物，说法正确； ③铜加热生成氧化铜，则固体由红色变黑色，说法正确； ④铜丝少量，不能将氧气完全耗尽，会使结果偏小，说法不正确； ⑤该实验能证明氧气约占空气体积的五分之一，说法正确。故选D。 10．某同学用如图所示装置来测定空气中氧气的含量。点燃酒精灯加热试管（试管容积为），红磷开始燃烧，待红磷熄灭并冷却至室温后打开弹簧夹，下列有关该实验的说法错误的是（ ） A．使用红磷的量多或少，都不会影响实验结果 B．打开弹簧夹后，要等到注射器活塞不再移动才能读数 C．要达到实验目的，试管中的红磷不能更换为木炭 D．若注射器的活塞最终停留在处，说明空气中氧气的体积分数约为 【答案】A 【详解】A、如果红磷不足，装置中的氧气不能全部耗尽，导致测定结果偏小，因此红磷要足量，故选项说法不正确； B、红磷燃烧完后打开弹簧夹，要等到注射器活塞不再移动才能读数，故选项说法正确； C、要达到实验目的，试管中的红磷不能更换为木炭，是因为木炭燃烧生成二氧化碳气体，导致容器中气压无明显变化，测得的实验结果将偏小，故选项说法正确； D、若注射器的活塞最终停留在处，说明消耗氧气体积为10mL-4mL=6mL，则空气中氧气的体积分数约为=20%，故选项说法正确。故选A。 考点四 利用磷测定空气中氧气的含量 11．如图为测定空气中氧气含量实验的改进装置，下列说法中不正确的是（ ） A．集气瓶中水液封导管末端以防气体逸出 B．本实验不可以用木炭代替红磷 C．燃烧匙中的红磷需足量，否则测定结果偏小 D．集气瓶的容积是，最终量筒中有水进入集气瓶 【答案】D 【详解】A、图示是测定空气中氧气含量的实验，要求装置应该是密封状态，因此集气瓶中水液封导气管末端以防气体逸出，选项说法正确； B、木炭燃烧后生成了二氧化碳气体，则装置压强几乎不变，无法根据液面变化分析出氧气的含量，因此本实验不可以用木炭代替红磷，选项说法正确； C、图示是测定空气中氧气含量的实验，燃烧匙中的红磷需足量，这样才能完全消耗氧气，否则氧气不能消耗完全，导致测定结果偏小，选项说法正确； D、红磷燃烧消耗集气瓶内的氧气，氧气约占空气体积的五分之一，集气瓶的容积是 200mL ，且集气瓶中有部分水，故集气瓶中空气的体积小于200mL，则消耗氧气的体积小于200mL×=40mL，故最终量筒中进入集气瓶中水的体积＜40mL，选项说法不正确；故选：D。 12．实验室常用下图所示装置来测定空气中氧气的含量。下列说法正确的是（ ） A．红磷燃烧会产生浓厚的白烟 B．红磷燃烧结束后，立即打开止水夹 C．燃烧匙中的红磷可以换成硫或木炭 D．本实验可以证明空气含有N2、O2、CO2和稀有气体 【答案】A 【详解】A.红磷燃烧生成白色的五氧化二磷固体小颗粒，形成浓厚的白烟，故选项说法正确，符合题意； B.红磷与氧气反应生成固体，消耗了瓶内的气体，压强减小，外界大气压会压着水进入集气瓶，进入的水的体积就是消耗的氧气的体积，但是如果没有冷却，气体受热膨胀，则不能准确的测得空气中的氧气的体积，则燃烧结束后，冷却以后再打开止水夹，故选项说法错误，不符合题意； C.硫或木炭与氧气反应生成物都为气体，不能用于该实验，故选项说法错误，不符合题意； D.该实验中红磷只与空气中氧气反应，所以只能确定空气中有氧气，剩余气体的成分不能确定，故选项说法错误，不符合题意；故选：A。 13．利用红磷测定空气中的氧气含量。实验操作如下：关闭弹簧夹，取足量红磷于气密性良好的集气瓶中燃烧（集气瓶体积为250mL），火焰熄灭后冷却至室温（如图所示，实验前量筒内水的体积为180.0mL，实验结束后量筒内水的体积为129.5mL）。下列说法正确的是（ ） A．实验中可以用木炭代替红磷 B．红磷在集气瓶中燃烧时未关闭弹簧夹，会造成实验结果偏小 C．根据上述实验结果，还说明剩余气体是氮气 D．根据以上数据计算得出空气中氧气的体积分数为20.2% 【答案】D 【详解】A、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，不符合题意； B、红磷在集气瓶中燃烧时未关闭弹簧夹，装置内气体受热膨胀逸出，会导致实验结果偏大，不符合题意； C、该实验中，红磷足量，氧气耗尽后，红磷熄灭，说明剩余气体不燃烧、不支持燃烧，完全反应后，逐渐冷却至室温，打开弹簧夹，量筒中的水进入集气瓶，进入水的体积约占集气瓶内空气体积的便不再进入，说明剩余气体难溶于水，但是无法得出剩余气体是氮气，不符合题意； D、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，量筒中的水进入集气瓶，进入水的体积就是消耗氧气的体积，故该实验可得出空气中氧气的体积分数约为：，符合题意。故选D。 14．用如图装置测定空气中氧气的含量，下列说法正确的是 A．点燃白磷后缓慢将燃烧匙插入瓶中，塞紧瓶塞 B．用细铁丝代替白磷进行实验，不会影响实验结果 C．不打开瓶塞，聚焦太阳光引燃足量白磷，实验效果更好 D．白磷熄灭后，迅速打开止水夹，不会影响实验结果 【答案】C 【详解】A、点燃白磷后快速将燃烧匙插入瓶中，塞紧瓶塞。点燃后燃烧匙插入集气瓶慢，塞紧瓶塞之前，瓶内部分空气受热逸出，进入的水的量应大于集气瓶体积的五分之一，故A错误； B、不能用细铁丝代替白磷进行实验，铁丝在空气中不燃烧，有红热现象，故B错误； C、不打开瓶塞，聚焦太阳光引燃足量白磷，装置气密性好，实验效果更好，故C正确； D、实验结束后，集气瓶中白磷熄灭冷却，打开止水，未冷却，打开止水夹，瓶内气压较大，水进入的就少，故D错误。故选 C。 知识导图记忆 知识目标复核 【学习目标】 1. 了解空气的组成。 2. 掌握利用铜和白磷测定空气中氧气含量的实验。 3. 能理解导致的实验不正确的原因。 【学习重难点】 1. 利用铜测定空气中氧气的含量的实验。 2. 利用白磷测定空气中氧气含量的实验。 1．2024年10月30日，我国神舟十九号载人飞船发射圆满成功，飞船内的气体成分要尽量模拟地球上空气的成分。下列有关空气的说法正确的是（ ） A．氧气约占空气体积的21% B．空气中含有大量的稀有气体 C．洁净的空气是纯净物 D．空气中的氮气极易溶于水 【答案】A 【详解】A、空气中的氧气约占空气体积的21%，故A正确； B、空气中的稀有气体所占比例很小，约占空气体积的0.94%，故B错误； C、洁净的空气中也有多种物质，是混合物，故C错误； D、氮气难溶于水，故D错误。故选A。 2．空气是一种宝贵的资源。下列关于空气的说法中，错误的是（ ） A．空气是混合物 B．空气的成分按体积计算，氧气约占21% C．臭氧层破坏与空气污染无关 D．空气中的稀有气体所占比例虽小，但用途广泛 【答案】C 【详解】A、空气中含有氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳等多种物质，属于混合物，故正确； B、空气的成分按体积计算，氧气约占21%，故正确； C、臭氧层破坏与氟氯烃等污染物有关，属于空气污染问题，则臭氧层的破坏与空气污染密切相关，故错误； D、空气中的稀有气体所占比例虽小，但用途广泛，例如稀有气体通电会发出不同颜色的光，可用于制各种用途的电光源等，故正确；故选C。 3．人类对空气成分探究经历了艰辛的过程。图1是拉瓦锡研究空气成分的装置，图2是仿照图1实验原理设计的装置。下列说法错误的是（ ） A．图1曲颈甑中汞的用量会影响实验结果 B．图1拉瓦锡得出空气由氧气和氮气组成 C．图2若没有弹簧夹，测得氧气的体积大于五分之一 D．图2中可以用木炭代替红磷 【答案】D 【详解】A、图1曲颈甑中汞若用量不足，不能将装置内的氧气完全消耗，会使测量结果偏小，所以汞的用量会影响实验结果，故A选项说法正确； B、拉瓦锡通过该实验，将汞在密闭容器中加热与空气中氧气反应，剩余气体主要是氮气，从而得出空气由氧气和氮气组成，故B选项说法正确； C、图2若没有弹簧夹，红磷燃烧放热会使装置内气体膨胀逸出，冷却后进入集气瓶的水会增多，导致测得氧气的体积大于五分之一，故C选项说法正确； D、木炭燃烧消耗氧气，生成二氧化碳气体，反应前后装置内气体压强变化不明显，无法测量空气中氧气的体积分数，所以不能用木炭代替红磷，故D选项说法错误；故选：D。 4．如图为拉瓦锡用定量的方法研究空气成分的实验装置。下列有关说法中不正确的是（ ） 资料卡片： 汞 密度： 沸点： 加热至沸时与氧气反应 氧化汞 密度： 不能溶于汞 分解温度： A．汞在加热的条件下只与氧气反应 B．汞几乎能将密闭装置中的氧气耗尽 C．无法观察到装置中气体体积的变化 D．汞槽中的汞起到了液封的作用 【答案】C 【详解】A、加热时，汞只和氧气反应，不与空气中其他成分反应，该选项说法正确； B、汞能将装置中的氧气几乎耗尽，该选项说法正确； C、汞消耗氧气，装置中的气体减少，压强减小，则玻璃钟罩中的液面上升，且液面上升的体积为消耗的氧气的体积，该选项说法不正确； D、汞槽中的汞起到液封的作用，该选项说法正确。故选C。 5．实验小组用如图所示装置来测定空气中氧气的含量，下列关于该实验的说法中，错误的是（ ） A．实验前应检查装置的气密性 B．实验中可以用木炭代替铜粉实验 C．反应后玻璃管内剩余气体主要为氮气 D．气球的作用主要是密封和调节装置内的气压 【答案】B 【详解】A、实验前应检查装置的气密性，以防装置漏气造成测定结果偏小（燃烧冷却后玻璃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），故A说法正确； B、木炭在空气中燃烧，消耗氧气，生成二氧化碳气体，导致玻璃管中气压无明显变化，不能测定空气中氧气含量，故B说法错误； C、铜和氧气加热生成氧化铜，空气主要是由氮气与氧气组成的，反应后氧气被耗尽，因此反应后玻璃管内剩余气体主要为氮气，故C说法正确； D、气球的作用主要是密封和调节装置内的气压，防止装置内压强增大胶塞被弹出，故D说法正确。 故选：B。 6．关于测定空气中氧气含量的实验叙述错误的是（ ） A．燃烧匙中红磷应足量 B．可以将燃烧匙内的红磷换成铁丝完成实验 C．点燃红磷前应夹紧弹簧夹 D．根据进入集气瓶内水的体积可知消耗氧气的体积 【答案】B 【详解】A、燃烧匙中红磷一定要足量，才能将装置中的氧气耗尽，测定结果更准确，故选项说法正确； B、铁丝在空气中不能燃烧，因此不能将燃烧匙内的红磷换成铁丝，故选项说法不正确； C、点燃红磷前应夹紧弹簧夹，防止空气受热膨胀逸出，影响测定结果，故选项说法正确； D、红磷燃烧消耗氧气，装置内压强减少，进入集气瓶内水的体积即为消耗氧气的体积，故选项说法正确。 故选B。 7．如图装置常用来测定空气中氧气含量。下列对该实验的认识错误的是（ ） A．该实验证明空气中氧气的体积约占1/5 B．实验时红磷一定要过量，耗尽氧气 C．实验前一定要检查装置的气密性 D．红磷燃烧产生大量的白雾，火焰熄灭后立刻打开弹簧夹 【答案】D 【详解】A、实验中，能够观察到进入集气瓶中的水约占集气瓶容积的五分之一，说明氧气约占空气总体积的五分之一，故选项说法正确； B、实验时红磷一定要过量，如果红磷不足，就不能完全消耗掉集气瓶中的氧气，也就得不出正确的结论，故选项说法正确； C、为防止装置漏气，影响实验结果，实验前一定要检查装置的气密性，这是实验取得成功的保证，故选项说法正确； D、红磷燃烧产生大量的白烟，火焰熄灭后，待装置冷却到室温时再打开弹簧夹；如果火焰熄灭后立刻打开弹簧夹，由于集气瓶内的温度较高，水不能进入集气瓶或进入集气瓶中的水不到集气瓶容积的五分之一，得不出正确的结论，故选项说法错误；故选：D。 8．下列现象说明空气中存在着某种物质，根据要求填空。 (1)小白鼠在装有空气的密闭容器内可存活一段时间，说明空气中有 。 (2)夏天，盛放冰棒的杯子外壁上附有一层水珠，说明空气中有 。 (3)空中某些气体通电后可以发出各种颜色的光，说明空气中含有 。 (4)空气是制造氮肥的原料之一，说明空气中含有 。 【答案】(1)氧气(2)水蒸气(3)稀有气体(4)氮气 【详解】（1）氧气可以供给呼吸，小白鼠在装有空气的密闭容器内可存活一段时间，说明空气中有氧气； （2）夏天，盛放冰棒的杯子外壁温度很低，使周围空气中水蒸气冷凝成小水滴，所以盛放冰棒的杯子外壁上附有一层水珠，说明空气中含有水蒸气； （3）空气中的稀有气体通电会发出不同颜色的光，可用于制造五光十色的霓虹灯，说明空气中含有稀有气体； （4）空气中的氮气，是制造氮肥的原料，故说明空气中含有氮气。 9．如图是测定空气中氧气含量的两套实验装置，请据图回答下列问题（提示：铜粉在加热条件下会与氧气反应生成黑色氧化铜固体）： (1)装置一和装置二中气球的位置不同， （填“装置一”或“装置二”）更合理，实验过程中需要反复推拉注射器的目的是 。 (2)根据实验测得的相关数据（见下表），计算 硬质玻璃管中空气的体积 反应前注射器中空气体积 反应后注射器中气体体积 实验测得空气中氧气的体积分数 25mL 15mL 7mL 【答案】(1) 装置二 使氧气和铜充分反应(2)20% 【详解】（1）在实验过程中可通过推拉注射器使气体流通，让空气中氧气与氧化铜充分接触，以与氧化铜充分反应，气球的作用是当推拉注射器时保证装置的密封性，所以装置二中气球的位置更合理，可以使空气更易流通，全部通过铜粉，使氧气与铜粉充分反应； 实验过程中需要反复推拉注射器的目的是使氧气和铜充分反应。 （2）注射器内减少的气体即为消耗的氧气，则氧气的体积为15mL-7mL=8mL，则测得空气中氧气的体积分数为：。 10．如图是测定空气中氧气含量的实验： (1)写出加热铜粉的符号表达式 。 (2)如果硬质玻璃管内总容积是，注射器内留有空气，停止加热后冷却至室温，注射器内气体体积为应为 mL，则消耗掉的氧气的体积为 mL。由此可以得出结论 。 (3)小童同学在实验结束后观察到注射器内剩余气体，可能的原因是什么？ 、 、 。(至少答三点) 【答案】(1) (2) 14 16 空气中氧气约占其体积的五分之一 (3) 加热不充分，铜粉未与全部氧气反应 装置不严密或操作中有漏气现象 未等待装置完全冷却至室温就读取体积 【详解】（1）铜和氧气在加热条件下反应生成氧化铜，反应的符号表达式为：； （2）反应前空气总体积为50mL+30mL=80mL，反应后冷却至室温，若达到理论值；氧气体积占空气体积的1/5，则反应的氧气的体积为：80mL×=16mL，反应后空气总作积为80mL-16mL=64mL，硬质玻璃管的体积为50mL，则注射器内气体体积为应为64mL-50mL=14mL；则消耗掉的氧气的体积为16mL；因此可得结论：空气中氧气约占其体积的五分之一； （3）小童同学在实验结束后观察到注射器内剩余气体，可能的原因是加热不充分，铜粉未与全部氧气反应、装置不严密或操作中有漏气现象、未等待装置完全冷却至室温就读取体积。 11．在“空气中氧气含量的测定”的实验探究中，甲设计了如下实验方案：在燃烧匙内盛过量红磷，点燃后立即插入集气瓶内，塞紧橡皮塞，待红磷火焰熄灭，集气瓶冷却至室温打开弹簧夹，水进入集气瓶。（实验装置如图所示）回答下列问题： (1)实验过程中，观察到的主要现象是 。反应的文字表达式是 ，属于 反应（填基本反应类型）。 (2)乙用上述实验装置测定的结果是：空气中氧气含量小于五分之一，造成此误差的原因可能是（要求答出两种）： ； 。 (3)丙也设计了一个实验方案，装置和操作同上，只不过用木炭代替了红磷。当木炭停止燃烧，集气瓶冷却至室温，打开铁夹后，水能否进入集气瓶？ 为什么？ 。 (4)某同学对实验进行反思后，提出改进方案（如图所示），你认为改进后的优点是 （写一条）。 (5)该实验同时证明了氮气有 的化学性质。 【答案】(1) 产生大量白烟，放热，烧杯中的水倒流进入集气瓶，约占集气瓶剩余容积的 化合反应 (2) 红磷量不足 装置的气密性不好 (3) 否 因为木炭燃烧消耗氧气会生成等体积的二氧化碳气体，反应前后瓶内几乎不变 (4)误差小（或无污染，合理即可） (5)不能燃烧，也不支持燃烧 【详解】（1）实验过程中，观察到的主要现象是产生大量白烟，放热，烧杯中的水倒流进入集气瓶，约占集气瓶剩余容积的；红磷燃烧生成五氧化二磷，反应的文字表达式是：；该反应符合“多变一”，属于化合反应； （2）测量结果偏小，原因可能是：红磷量不足无法尽可能的消耗集气瓶中的氧气，从而使测量结果偏小；装置漏气，随着红磷燃烧消耗氧气，会有空气进入集气瓶，压强差变小，导致最终进入集气瓶的水偏少；未等装置冷却就打开弹簧夹，装置内压强偏大，使进入的水偏少等； （3）用木炭代替了红磷，当木炭停止燃烧，集气瓶冷却至室温，打开铁夹后，水不能进入集气瓶，因为木炭燃烧消耗氧气会生成等体积的二氧化碳气体，反应前后瓶内几乎不变； （4）改进后的实验装置是密闭的，在传统实验中，点燃红磷后伸入集气瓶时可能会有部分气体受热逸出，导致实验误差，而改进后的装置避免了这一情况；同时，密闭装置还能防止生成的五氧化二磷逸散到空气中造成污染。所以改进后的优点可以是误差小（或无污染）； （5）在这个实验中，红磷燃烧消耗了氧气，剩余气体主要是氮气，红磷燃烧一段时间后熄灭，这表明氮气不能燃烧，同时也不支持燃烧。 12．小科查阅资料发现五氧化二磷有毒，在教材实验（如图1）的启发下设计了如图2的实验，用于测定空气中氧气的含量。回答下列问题： 查阅资料：铜在加热的条件下能与空气中的氧气反应生成黑色的氧化铜固体。 (1)图1中红磷燃烧的现象是 ，打开弹簧夹的最佳时机是 。 (2)在图2实验中反复推拉注射器目的是 。 (3)室温下，图2实验测定的数据如表（在气球完全干瘪的状态下测量注射器内气体的体积）： 硬质玻璃管的体积 反应前注射器中空气体积 反应后注射器中气体的体积 实验测得空气中氧气的体积分数为 （精确到）。 (4)图2实验的优点是 （答一点）。 【答案】(1) 产生大量白烟，放出热量 装置冷却至室温时 (2)使铜粉与氧气充分接触，让氧气完全反应 (3)19.3% (4)更环保（或实验结果更准确等合理答案 ） 【详解】（1）红磷在空气中燃烧生成五氧化二磷，现象是产生大量白烟，放出热量； 红磷燃烧时放出热量，会使装置内气体受热膨胀。若不冷却至室温就打开弹簧夹，此时装置内气体处于膨胀状态，进入集气瓶的水的体积会偏小，导致测量结果不准确，所以要等装置冷却至室温时打开弹簧夹K。 （2）在图 2 实验中，反复推拉注射器，可以使装置内的空气流动，让空气与铜粉充分接触，从而保证氧气能与铜粉充分反应，使氧气被尽可能完全消耗，提高实验准确性。 （3）反应前装置内空气的总体积为硬质玻璃管的体积与反应前注射器中空气体积之和，即；反应后注射器中气体体积为6.5mL，则氧气的体积为；则实验测得空气中氧气的体积分数为。 （4）与图 1 红磷燃烧实验相比，图 2 实验中铜与氧气反应生成氧化铜固体，不生成有毒物质，更环保；且在密闭环境中反应，避免了燃烧匙伸入集气瓶时空气受热逸出等因素的影响，实验结果更准确。 13．二百多年前，法国科学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。人们沿着科学家的足迹，对反应物进行了优化，用铜粉、红磷等物质进行实验，其原理是采用化学方法从混合气体中除去氧气，气体的减少量则为氧气的体积从而来测定空气中氧气的含量。 【实验一】加热铜粉测定空气中氧气的体积分数 小强同学用如图 1 所示的装置来测定空气中氧气的体积分数：已知硬质玻璃管的容积为 40mL，反应前在注射器中留有 30mL 空气，给装有细铜粉的硬质玻璃管加热，同时缓慢推拉注射器活塞，至玻璃管内的铜粉在较长时间内无进一步变化时停止加热，待冷却至室温，将气球内的气体全部挤出，观察密闭系统内空气的体积变化情况。 (1)在实验前将硬质玻璃管右端用橡皮塞封住，然后将注射器活塞从 30 毫升处推至 20毫升处，松开手后，若活塞仍能返回至 30 毫升处，说明 。 (2)本实验中，小气球的作用是 。 【实验二】加热红磷测定空气中氧气的体积分数 小亮同学用上图 2 所示实验装置测定空气中氧气的体积分数。先在玻璃管里加入适量水，使两边水位相平，再将左侧玻璃管剩余的容积分为 5 等份，做上记号。加热粗铜丝，燃烧匙内的红磷燃烧。请回答下列问题。 (3)写出该反应的文字表达式为 。 (4)本实验中，左侧玻璃管观察到的现象是 。 (5)小柳在做实验时，以下几种说法会导致结果偏小的是 （填序号）。 ①未等瓶内气体冷却至室温，就匆忙打开止水夹 ②装置气密性不好 ③用碳粉代替红磷进行实验 (6)拓展迁移： 已知：镁在氧气中燃烧生成氧化镁，在氮气中燃烧生成氮化镁（固体），能否用镁代替红磷测定空气中氧气的含量？并简要说明理由。答： 。 【答案】(1)装置不漏气(2)平衡气压，防止胶塞冲出（合理即可）(3) (4)左侧玻璃管内出现白烟，左侧液面先下降后上升到“1”刻度处(5)①②③ (6)不能，镁不仅能和氧气反应，还能和氮气反应，这样会导致水面上升超过五分之一，不能确定氧气的含量 【详解】（1）在实验前将硬质玻璃管右端用橡皮塞封住，然后将注射器活塞从 30 毫升处推至 20毫升处，松开手后，若活塞仍能返回至 30 毫升处，说明装置不漏气； （2）本实验中，小气球的作用是平衡气压，防止胶塞冲出； （3）红磷在氧气中燃烧生成五氧化二磷，反应文字表达式为：； （4）红磷燃烧产生大量白烟，放出大量的热，装置内气体受热膨胀，压强增大，故左侧液面先下降，待完全反应后，由于消耗了氧气，装置内压强减小，故左侧液面上升，氧气约占空气体积的五分之一，故液面上升至“1“处，故实验过程中观察到的实验现象是左侧玻璃管内出现白烟，左侧液面先下降后上升到“1”刻度处； （5）①未等瓶内气体冷却至室温，就匆忙打开止水夹，气体受热膨胀，占据了一定的体积，会导致测定结果偏小，故①符合题意； ②装置气密性不好，在冷却至室温的过程中，外界空气进入，占据了一定的体积，会导致测定结果偏小，故②符合题意； ③用炭粉代替红磷进行实验，炭粉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，会导致测定结果偏小，故③符合题意， 故选：①②③； （6）该实验中不能用镁代替红磷测定空气中氧气的含量，其原因是镁不仅能和氧气反应，还能和氮气反应，这样会导致水面上升超过五分之一，不能确定氧气的含量。 1 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $$