课题1 我们周围的空气（8大题型专项训练，天津专用）化学新教材人教版九年级上册

课题1 我们周围的空气 题型01 拉瓦锡有关空气成分的实验 题型02 实验室测定空气中氧气含量实验 题型03 实验室测定空气中氧气含量实验的改进 题型04 实验室测定空气中氧气含量的数字化实验 题型05 空气中各成分的体积分数 题型06 空气是一种宝贵的资源 题型07 混合物与纯净物的辨析 题型08 空气的污染与防治 题型01 拉瓦锡有关空气成分的实验 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 【典例1】(24-25九上·天津河西区·期中)二百多年前，法国化学家拉瓦锡把少量汞放在密闭的容器里连续加热12天(装置如图)，发现有一部分银白色的液态汞变成红色粉末，同时容器里空气的体积减小了。他研究了容器里的剩余气体，发现这部分气体既不能供给呼吸，也不能支持燃烧。下列说法不正确的是 A．银白色的液态物质属于金属单质 B．生成的红色粉末为氧化物 C．容器中减少的气体与汞发生了反应 D．容器中剩余气体中只有氮气(N2) 【变式1-1】(24-25九上·天津西青·月考)通过实验测定了空气成分的科学家是 A．牛顿 B．道尔顿 C．拉瓦锡 D．门捷列夫 【变式1-2】(25-26九上·天津南湖中学·月考)历史上第一次明确提出空气是由氧气和氮气组成的科学家是 A．门捷列夫 B．拉瓦锡 C．闵恩泽 D．道尔顿 【变式1-3】(23-24九上·天津西青·期中)空气无处不在，研究空气的成分始终没有停歇 (1)图1是拉瓦锡测定空气中氧气含量的实验装置。通过反复的实验，拉瓦锡得出空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积 的结论。 (2)图2是实验室测定氧气含量的简易装置图。实验中，红磷燃烧的现象是 ，反应的化学方程式 。实验中，进入水的体积小于五分之一其原因之一是 。反应后集气瓶内剩下的气体主要是 ，该气体 （填“支持”或“不支持”）燃烧。 (3)图3为测定空气中氧气含量（两支玻璃管内径相同）的改进装置。实验前、、均已关闭，右管中液体的高度为。左管中燃烧匙盛有足量白磷，右管盛有水，待白磷熄灭，冷却，打开，至液面不再变化，右管中液体的高度为。计算空气中氧气体积分数的表达式为 （用、表示）。 题型02 实验室测定空气中氧气含量实验 实验室测定空气成分实验 实验装置 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，压入的水的体积等于瓶内消耗氧气的体积。 实验现象 ①红磷燃烧，产生大量白烟，并放出热量； ②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。 反应表达式 文字表达式 磷+ 氧气 五氧化二磷 符号表达式P + O2 P2O5 实验结论 空气中含有氧气，氧气约占空气总体积的1/5。 实验注意点 （1）装置的气密性要好（否则测量结果偏小） （2）红磷必须过量，如果红磷过少则氧气没有全部消耗完，测量结果偏小 （3）要等集气瓶（装置）冷却后才能打开弹簧夹（否则测量结果偏小） （4）要先夹住橡皮管，然后再点红磷（否则测量结果偏大）。 集气瓶中水的作用 （1）吸收有毒的五氧化二磷（固体）； （2）吸热，加快降温； （3）防止热的燃烧物溅落炸裂瓶底。 误差分析 小于1/5：①装置漏气；②红磷量不足； ③未冷却到室温就打开弹簧夹。 大于1/5：①弹簧没有夹紧；②插入燃烧匙太慢。 剩余气体（N2）的性质 物理性质：难溶于水； 化学性质：不能燃烧也不支持燃烧。 拓展延伸 药品选择依据：物质能且只能与空气中氧气反应，燃烧后的生成物不能为气体。 ①能否换用木炭、硫等物质？不能，因为木炭或硫燃烧会产生气体，造成瓶内气压无明显变化。 ②能否换用铁丝？答：不能，铁丝在空气中不能燃烧，无法消耗氧气。 ③能否换用镁？答：不能，镁能与氧气、氮气、二氧化碳都发生反应。 【典例2】(25-26九上·天津南湖初级中学·月考)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．该实验集气瓶内剩余的气体，既不易溶于水，也不支持燃烧 B．红磷熄灭并冷却到室温后才能打开弹簧夹 C．点燃红磷缓慢插入集气瓶会导致结果小于 D．实验时红磷一定要足量，耗尽氧气 【变式2-1】(24-25九上·天津河东·期中)如图装置可用于测定空气中氧气的含量，下列说法不正确的是 A．实验时红磷一定要过量 B．该实验证明氧气约占空气总体积的 C．木炭可以代替红磷进行实验 D．待装置冷却至室温后，再打开止水夹 变式2-2】(24-25九上·天津津南区多校联考·期中)某班同学用如图装置测定空气里氧气的含量。先用弹簧夹夹住橡皮管。点燃红磷伸入瓶中并立即塞上瓶塞。待红磷熄灭后，恢复至室温，打开弹簧夹，观察广口瓶内水面变化情况。 (1)红磷在氧气中燃烧的化学方程式 。 (2)观察到进入瓶中的水的体积少于瓶子容积的，造成这样结果的原因是(填2种)： 、 。 (3)这个实验除了可以测定空气里氧气的含量外，还可推导出氮气 (填“易”或“难”)溶于水的结论。 【变式2-3】(25-26九上·天津武清区城关中学·月考)某同学设计了测定空气中氧气含量的实验，实验装置如图。该同学的实验步骤如下： ①将图中的集气瓶分为5 等份，并作好标记； ②在带橡皮塞和导管的燃烧匙内装入足量的红磷，将导管上的止水夹夹紧，在酒精灯上点燃红磷，并立即伸入集气瓶内，塞紧橡皮塞； ③充分反应后，待集气瓶冷却至室温，打开止水夹。 (1)步骤②集气瓶中的文字表达式为 ； (2)步骤②反应中实验现象为 ； (3)步骤③冷却后打开止水夹后观察到的现象是烧杯内的水沿导管进入集气瓶中停留在刻度 处，由此可得出空气中氧气的体积约为空气总体积的 。 (4)若将红磷换成炭粉，该实验能否获得成功? 成功，原因是 。 题型03 实验室测定空气中氧气含量实验的改进 利用微型实验对空气中氧气含量测定，有利于实验的便捷性以及环保。 【典例3】(24-25九上·天津十四五中学·期中)化学兴趣小组设计V型管进行空气中氧气含量的测定。白磷燃烧所需最低温度为40℃，下列关于该实验的说法不正确的是：    A．该装置与教材中相比更环保 B．实验结束后量筒中的水最终剩20mL C．若实验测得氧气的体积分数偏低可能橡胶塞未塞紧 D．白磷燃烧时产生大量白烟 【变式3-1】(25-26九上·天津武清雍阳中学·月考)用如图所示装置测定空气中氧气含量。在玻璃管中放入过量铜粉，管中的空气体积为50mL，将活塞拉至30mL，点燃酒精灯，反复推拉注射器和挤压气球，待充分反应后，冷却至室温，将气球中的气体全部挤入玻璃管，此时注射器的活塞停在14mL刻度处。下列说法错误的是 A．用碳粉代替铜粉不能达到实验目的 B．铜粉过量是为了使装置内的氧气完全反应 C．实验测得空气中氧气的体积分数为17.5% D．未冷却至室温即读取注射器度数会导致实验结果偏大 【变式3-2】(24-25九上·天津武清区杨村第十二中学·月考)如图是一个具有刻度和可滑动活塞的玻璃容器，其中有空气和足量的白磷（40℃可以着火燃烧），将它放在盛有沸水的烧杯上方进行实验。请完成实验报告： 实验目的：测定空气中氧气的含量。 实验现象： 白磷燃烧，产生大量 ，放出热量；活塞先向 移，后向 移，最后停在刻度约为 （填整数）的位置上。反应的文字表达式是 。 实验结论：空气的成分按体积计算，测定氧气大约占空气体积的 。 【变式3-3】(22-23九上·天津武清区杨村第八中学·月考)用来测定空气成分的方法很多，图1所示的是小明用白磷在空气中燃烧的测定方法。    实验过程是：第一步：将活塞体积划分为五等份，并做好标记。第二步：点燃燃烧匙内足量的白磷，保证气密性。第三步：点燃白磷观察现象。请回答下列问题： (1)白磷燃烧一段时间后，火焰自动熄灭，其原因是 。 (2)实验过程中，活塞的移动情况是 ，该实验现象说明氧气约占空气体积的 。 (3)上面的实验同时证明了氮气具有 的化学性质。 (4)此方法较传统的“测空气中氧气含量”相比，你认为其优点是： 。 (5)该实验中能否用“木炭”代替磷测空气中氧气含量？为什么？ ， 。 题型04 实验室测定空气中氧气含量的数字化实验 通过各种传感器对该实验进行数字化分析，有利于把实验具体化，更为真实的展现了该实验的全过程。也有利于学生的逻辑分析能力，做这些试题时注意对数据变化规律的分析。 传感器类型 实验装置举例 数字化图像举例 氧气浓度传感器 压强传感器 温度传感器 【典例4】(24-25九上·天津第四十五中学·月考)空气是人类赖以生存的宝贵资源。某兴趣小组开展“测定密闭容器中氧气的体积分数”的探究实验。 【实验步骤】 实验1：按图1所示装置，用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的体积分数。 实验2：按图2所示装置，在集气瓶内壁用水均匀涂附铁粉除氧剂(其中辅助成分不干扰实验)，利用铁锈蚀原理测定空气中氧气的体积分数。 【实验现象】 (1)实验1中，红磷燃烧红磷熄灭后，集气瓶冷却至室温，打开K，水能倒吸入集气瓶中。红磷燃烧的符号表达式为： 。 【分析实验】 (2)连接数字传感器，测得实验1、实验2中氧气的体积分数随时间变化的关系分别如图3、图4所示。依据图3、图4信息，实验2的测定方法更准确，判断依据是 。 【拓展延伸1】实验小组同学将足量白磷放在集气瓶中，白磷能发生缓慢氧化从而消耗氧气且放出热量。他们用压强传感器测定瓶中压强的变化，根据压强的变化来计算空气中氧气的含量，实验装置及数据采集如图5。 (相同条件下，气体的压强与气体所占的体积成正比。) (3)在开始200s内压强增大，增大的原因是 。 (4)用如图所示数据计算，反应结束，瓶内剩余的主要气体具有的化学性质是 。 【拓展延伸2】“温控保鲜” 和“气调保鲜”是两类食品保鲜技术。它们通过降低温度和改变气体成分，达到抑制储藏物细胞呼吸的目的。如图6所示是工业上用膜分离技术实现“气调保鲜”的流程。 (5)冰箱中常用的是“气调保鲜”，在空气分离后，进入冰箱保鲜室内的气体是 (填“富氧空气”或“富氮空气”)。 (6)富氧空气中氧气和其他气体的体积比可能是___________(填字母)。 A．1：3 B．1：4 C．1：5 D．1：6 【变式4-1】(22-23九上·天津和平区益中学校·期中)某化学兴趣小组开展“空气中氧气含量的测定”实验活动。 (1)实验 1 是拉瓦锡测定空气中氧气含量实验，加热汞发生的反应方程式为 。 (2)实验 2 中，红磷在集气瓶中燃烧的现象是 ，止水夹最合理的打开时间是 （填“反应刚结束时”或“冷却到室温时”）。红磷熄灭后，冷却至室温，打开止水夹，水能倒吸入集气瓶的原因是 。 (3)实验室测定空气中氧气含量的实验中不能用木炭和硫粉的原因是 。 (4)兴趣小组查阅资料，改进实验方案，进行实验 3 的探究：在集气瓶内壁用水均匀涂附铁粉除氧剂（其中辅助成分不干扰实验），利用铁锈蚀会消耗空气中的氧气原理测定空气中氧气的体积分数。用数字传感器测实验 2、实验 3 中氧气的体积分数随时间变化的关系如图所示。 ①依据图示信息，实验 的测定方法更准确，判断依据是 。 ②根据实验结果总结出氧化反应与燃烧的相关规律是 。 【变式4-2】(25-26九上·天津武清区杨村光明道中学·月考)空气是人类赖以生存的宝贵资源。某兴趣小组开展“测定密闭容器中氧气的体积分数”的探究实验。 【实验步骤】 实验1：按图1所示装置，用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的体积分数。 实验2：按图2所示装置，在集气瓶内壁用水均匀涂附铁粉除氧剂（其中辅助成分不干扰实验），利用铁锈蚀原理测定空气中氧气的体积分数。 【实验现象】 (1)实验1中，红磷燃烧红磷熄灭后，集气瓶冷却至室温，打开K，水能倒吸入集气瓶中。红磷燃烧的符号表达式为： 。 【分析实验】 (2)连接数字传感器，测得实验1、实验2中氧气的体积分数随时间变化的关系分别如图3、图4所示。依据图3、图4信息，实验2的测定方法更准确，判断依据是 。 【拓展延伸1】实验小组同学将足量白磷放在集气瓶中，白磷能发生缓慢氧化从而消耗氧气且放出热量。他们用压强传感器测定瓶中压强的变化，根据压强的变化来计算空气中氧气的含量、实验装置及数据采集如图5。 （相同条件下，气体的压强与气体所占的体积成正比。） (3)在开始200s内压强增大，增大的原因是 。 (4)反应结束，瓶内剩余的主要气体具有的化学性质是 。 【拓展延伸2】“温控保鲜”和“气调保鲜”是两类食品保鲜技术。它们通过降低温度和改变气体成分，达到抑制储藏物细胞呼吸的目的。如图6所示是工业上用膜分离技术实现“气调保鲜”的流程。 (5)冰箱中常用的是“气调保鲜”，在空气分离后，进入冰箱保鲜室内的气体是 （填“富氧空气”或“富氮空气”）。 【拓展延伸3】 (6)能否用硫磺代替红磷完成“实验室测定氧气含量”的实验？ ，请简要阐述你的理由 。 【变式4-3】(25-26九上·天津杨村第十一中学·月考)实验是科学探究的重要途径，下面是测定空气中氧气含量的探究实验。如图A、B两个实验均可用于空气中氧气含量的测定。用压力传感器测出B实验集气瓶中的气压变化，如图C所示。 (1)正确选择试剂是实验成功的关键，对图A实验中试剂的选择合理的是______（填字母）。 A．可以用铁代替红磷进行实验 B．红磷需要足量 C．只与氧气反应 (2)图A实验中，此反应的文字表达式为 。 (3)图B所示实验中，已知集气瓶的容积为220 mL，冷却后打开止水夹，水从烧杯流入集气瓶中的体积为39 mL，则空气中氧气的体积分数为 。 (4)实验中装置里气压变化如图C所示，CD段气压减小的主要原因是 。 (5)实验中，不选择木炭的原因是 。 题型05 空气中各成分的体积分数 1、空气的成分 按体积计算，大约是：氮气（N2）78%，氧气（O2）21%，稀有气体0.94%，二氧化碳（CO2）0.03%，其它 【典例5】(24-25·天津部分区·一模)通常情况下，空气中体积分数约占21%的气体是 A．二氧化碳 B．稀有气体 C．氧气 D．氮气 【变式5-1】(25-26九上·天津南湖中学·月考)空气的成分是①氧气②氮气③稀有气体④二氧化碳及其他气体杂质。按体积分数由少到多顺序排列正确的是 A．①②③④ B．②①③④ C．①②④③ D．④③①② 【变式5-2】(24-25九上·天津南开·三模)科学家对火星大气进行分析，得到数据如题图。与地球大气的成分相比，火星大气中含量更高的是 A．氮气 B．二氧化碳和氩气 C．二氧化碳和氮气 D．氮气和氩气 【变式5-3】(24-25九上·天津西青区·期末)空气是地球上宝贵的自然资源，人类对空气的认识经历了漫长的研究和探索过程。18世纪70年代，拉瓦锡通过定量实验证明了空气是混合物，其中约占空气体积的气体是 A．氮气 B．氧气 C．二氧化碳 D．稀有气体 题型06 空气是一种宝贵的资源 空气成分 性质 对应的用途 氮气 一定条件下与其他物质反应 制氮肥和硝酸的原料； 化学性质不活泼 用作保护气：食品包装充氮防腐、焊接金属防氧化、电灯泡充氮防钨丝氧化 液氮沸点很低（-196℃） （物理性质） 制造低温环境：医疗上冷冻治疗、超导材料在低温环境下显示超导性能（磁悬浮列车）等。 氧气 供给呼吸 动植物呼吸、潜水、医疗急救、航天等 支持燃烧 酒精等可燃物燃烧、航空、炼钢、气割、气焊等 稀有气体 化学性质很不活泼 用作保护气； 通电时发出不同颜色的光 制成各种电光源，如航标灯、霓虹灯、照明灯、闪光灯等 氦气 密度比空气小 用作飞艇、探空气球等 液氦汽化吸热 制造低温环境 【典例6】(24-25·天津中考·真题)空气是一种宝贵的自然资源，其中能供给人类呼吸的气体是 A．氮气 B．氧气 C．氖气 D．二氧化碳 【变式6-1】(24-25九下·天津经济技术开发区第一中学·)下列关于空气的说法，不正确的是 A．空气是一种混合物 B．空气中的稀有气体可制电光源 C．空气中的SO2属于污染物 D．空气中氧气的质量分数约为21% 【变式6-2】(25-26九上·天津武清区城关中学·月考)化学与我们的生活有着密切的联系，现有①氮气②氧气③氦气④二氧化碳⑤酒精灯⑥量筒⑦镊子⑧托盘天平。选择适当物质填空(填序号)。 (1)可供给呼吸的气体是 。 (2)可用于制造探空气球的是 。 (3)可使澄清的石灰水变浑浊的是 。 (4)可充入食品包装袋中以防腐的是 。 (5)称量一定量固体用 。 (6)取用一定量液体用 。 (7)给物质加热用 。 (8)取用块状固体用 。 【变式6-3】(25-26九上·天津武清区杨村第八中学·月考)生活中处处有化学，根据①氦气②氧气③二氧化碳④氮气⑤二氧化硫，等物质的性质或用途填写下列空格(填序号) (1)可使澄清石灰水变浑浊的气体是 。 (2)人类生命活动离不开的气体是 。 (3)食品包装袋内充入空气含量最多的气体是 。 (4)可填充霓虹灯且通电时会发出有色光的气体是 。 (5)有刺激性气味且对空气构成污染的气体是 。 题型07 混合物与纯净物的辨析 纯净物 混合物 概念 只由一种物质组成的物质 由两种或两种以上的物质混合而成的物质 特征 有固定的组成和性质 没有固定的组成和性质 表示 可以用化学符号来表示，如氧气可表示为O2，二氧化碳可表示为CO2等 不可用化学符号表示 举例 氧气、二氧化碳、五氧化二磷、四氧化三铁、铁、铜等 空气、海水、合金、溶液、稀有气体、“浓~”、“稀~”、“a%的~” 联系 说明 混合物中各种物质相互间没有发生化学反应，各物质都保持各自的性质。 【典例7】(25-26九上·天津第一中学·月考)下列物质中属于纯净物的是 ①五氧化二磷  ②空气中0.94%的稀有气体  ③液氮  ④青铜器  ⑤ A．①②⑤ B．①③⑤ C．②③④ D．②④⑤ 【变式7-1】(24-25九上·天津西青区杨柳青第三中学·)下列物质中，前者属于纯净物，后者属于混合物的是 A．蜡烛燃烧后的产物，冰水混合物 B．洁净的空气，二氧化碳 C．液态氧，矿泉水 D．稀有气体，酱油 【变式7-2】(25-26九上·天津杨村第十一中学·月考)判断下列物质是混合物还是纯净物（填序号）。 ①铜  ②冰水混合物  ③空气  ④液态氮  ⑤锰酸钾  ⑥牛奶  ⑦二氧化碳  ⑧铁水  ⑨澄清石灰水  ⑩五氧化二磷 混合物： ；纯净物： 。 【变式7-3】(25-26九上·天津武清区城关中学·月考)利用分类的方法学习化学，可以起到事半功倍的效果，请你给下列物质分类：属于纯净物的是 (填序号，下同)；属于混合物的是 。 ①高锰酸钾分解后的剩余固体    ②二氧化碳    ③液氧    ④空气 ⑤水    ⑥五氧化二磷    ⑦ 氢气    ⑧澄清石灰水 题型08 空气的污染与防治 空气污染物 有害气体 二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳 烟尘 可吸入颗粒物（PM10）、细颗粒物（PM2.5） 污染来源 1 化石燃料的燃烧；②工厂排放的废气；③植被破坏引起的沙尘 污染危害 ①严重损害人体健康，影响农作物生长，破坏生态平衡； ②臭氧层破坏和酸雨也与空气污染有关。 防治措施 使用清洁能源；加强空气质量监测；积极植树、种草等。 计入空气质量评价的污染物 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）、臭氧。 说明 在空气质量指数日报中，空气质量指数、空气质量指数级别的数值越大，空气污染越严重。 【典例8】(25-26九上·天津武清区城关中学·月考)下列不属于空气质量报告中需要监测的污染物是 A．二氧化硫 B．烟尘 C．臭氧 D．二氧化碳 【变式8-1】(25-26九上·天津南湖初级中学·月考)空气是人类宝贵的自然资源，下列关于空气的说法正确的是 A．按照质量计算，空气中的氮气约占78% B．液态氦可用于充入食品包装防腐 C．空气质量指数越高，代表空气质量越好 D．氮气可用作保护气，利用了它的化学性质 【变式8-2】(25-26九上·天津武清区杨村光明道中学·月考)我国城市及周围地区的环境中，造成空气污染的主要气体污染物是 A．二氧化硫、一氧化碳、氢气 B．二氧化硫、二氧化氮、二氧化碳 C．二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳 D．二氧化氮、一氧化碳、氦气 【变式8-3】(24-25九下·天津静海区实验中学·月考)每年的6月5日是世界环境日，空气的质量越来越受到人们的关注。下列各组气体中都属于空气污染物的是 A．、CO、 B．、CO、 C．、CO、 D．、CO、 27 / 28 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 课题1 我们周围的空气 题型01 拉瓦锡有关空气成分的实验 题型02 实验室测定空气中氧气含量实验 题型03 实验室测定空气中氧气含量实验的改进 题型04 实验室测定空气中氧气含量的数字化实验 题型05 空气中各成分的体积分数 题型06 空气是一种宝贵的资源 题型07 混合物与纯净物的辨析 题型08 空气的污染与防治 题型01 拉瓦锡有关空气成分的实验 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 【典例1】(24-25九上·天津河西区·期中)二百多年前，法国化学家拉瓦锡把少量汞放在密闭的容器里连续加热12天(装置如图)，发现有一部分银白色的液态汞变成红色粉末，同时容器里空气的体积减小了。他研究了容器里的剩余气体，发现这部分气体既不能供给呼吸，也不能支持燃烧。下列说法不正确的是 A．银白色的液态物质属于金属单质 B．生成的红色粉末为氧化物 C．容器中减少的气体与汞发生了反应 D．容器中剩余气体中只有氮气(N2) 【答案】D 【详解】A、银白色的液态物质是汞，属于金属单质，故正确； B、生成的红色粉末为氧化汞，由两种元素组成，其中一种是氧元素，属于氧化物，故正确； C、容器中减少的气体氧气与汞发生了反应，故正确； D、有空气成分可知，空气中除了氧气、氮气之外，还有二氧化碳、稀有气体、水蒸气，故错误。 故选D。 【变式1-1】(24-25九上·天津西青·月考)通过实验测定了空气成分的科学家是 A．牛顿 B．道尔顿 C．拉瓦锡 D．门捷列夫 【答案】C 【详解】A、牛顿发现了力学定律，不符合题意； B、道尔顿提出了原子论，不符合题意； C、拉瓦锡用定量的方法测定了空气的成分，得出空气是由氮气和氧气组成的，符合题意； D、门捷列夫发现了元素周期律并编制出元素周期表，不符合题意。 故选C。 【变式1-2】(25-26九上·天津南湖中学·月考)历史上第一次明确提出空气是由氧气和氮气组成的科学家是 A．门捷列夫 B．拉瓦锡 C．闵恩泽 D．道尔顿 【答案】B 【详解】A、门捷列夫发现了元素周期律并编制出元素周期表，故选项不符合题意； B、拉瓦锡用定量的方法测定了空气的成分，得出空气是由氮气和氧气组成，故选项符合题意； C、闵恩泽是中国著名的石油化工催化剂专家，在化学领域有重要贡献，故选项不符合题意； D、道尔顿提出原子论，故选项不符合题意； 故选：B。 【变式1-3】(23-24九上·天津西青·期中)空气无处不在，研究空气的成分始终没有停歇 (1)图1是拉瓦锡测定空气中氧气含量的实验装置。通过反复的实验，拉瓦锡得出空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积 的结论。 (2)图2是实验室测定氧气含量的简易装置图。实验中，红磷燃烧的现象是 ，反应的化学方程式 。实验中，进入水的体积小于五分之一其原因之一是 。反应后集气瓶内剩下的气体主要是 ，该气体 （填“支持”或“不支持”）燃烧。 (3)图3为测定空气中氧气含量（两支玻璃管内径相同）的改进装置。实验前、、均已关闭，右管中液体的高度为。左管中燃烧匙盛有足量白磷，右管盛有水，待白磷熄灭，冷却，打开，至液面不再变化，右管中液体的高度为。计算空气中氧气体积分数的表达式为 （用、表示）。 【答案】(1)/五分之一 (2) 产生大量白烟，放出热量 装置漏气/红磷量不足/未等到集气瓶完全冷却就打开止水夹 氮气/N2 不支持 (3) 【详解】（1）图1是拉瓦锡测定空气中氧气含量的实验装置。通过反复的实验，拉瓦锡得出空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体的结论； （2）红磷燃烧生成五氧化二磷，实验现象是产生大量白烟，放出热量； 反应的化学方程式为：； 进入水的体积小于五分之一其原因可能是装置漏气造成空气进入集气瓶中，进入水的体积偏小；或红磷量不足，造成氧气没有完全耗尽，进入水的体积偏小；也可能是未等到集气瓶完全冷却就打开止水夹，此时瓶内气体处于膨胀状态，进入水的体积偏小。 空气中约有五分之四体积的氮气，氧气耗尽后剩余气体主要是氮气； 实验中红磷足量，氮气没有被消耗，说明氮气不支持燃烧； （3）测定空气中氧气含量原理是：红磷燃烧消耗氧气，温度冷却至室温，左管中由于气体减少，压强变小，所以右管中液体会进入左管中，进入水的体积等于消耗氧气的体积，进入左管中水的体积为：h0-h1，所以空气中氧气体积分数的表达式为：。 题型02 实验室测定空气中氧气含量实验 实验室测定空气成分实验 实验装置 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，压入的水的体积等于瓶内消耗氧气的体积。 实验现象 ①红磷燃烧，产生大量白烟，并放出热量； ②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。 反应表达式 文字表达式 磷+ 氧气 五氧化二磷 符号表达式P + O2 P2O5 实验结论 空气中含有氧气，氧气约占空气总体积的1/5。 实验注意点 （1）装置的气密性要好（否则测量结果偏小） （2）红磷必须过量，如果红磷过少则氧气没有全部消耗完，测量结果偏小 （3）要等集气瓶（装置）冷却后才能打开弹簧夹（否则测量结果偏小） （4）要先夹住橡皮管，然后再点红磷（否则测量结果偏大）。 集气瓶中水的作用 （1）吸收有毒的五氧化二磷（固体）； （2）吸热，加快降温； （3）防止热的燃烧物溅落炸裂瓶底。 误差分析 小于1/5：①装置漏气；②红磷量不足； ③未冷却到室温就打开弹簧夹。 大于1/5：①弹簧没有夹紧；②插入燃烧匙太慢。 剩余气体（N2）的性质 物理性质：难溶于水； 化学性质：不能燃烧也不支持燃烧。 拓展延伸 药品选择依据：物质能且只能与空气中氧气反应，燃烧后的生成物不能为气体。 ①能否换用木炭、硫等物质？不能，因为木炭或硫燃烧会产生气体，造成瓶内气压无明显变化。 ②能否换用铁丝？答：不能，铁丝在空气中不能燃烧，无法消耗氧气。 ③能否换用镁？答：不能，镁能与氧气、氮气、二氧化碳都发生反应。 【典例2】(25-26九上·天津南湖初级中学·月考)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．该实验集气瓶内剩余的气体，既不易溶于水，也不支持燃烧 B．红磷熄灭并冷却到室温后才能打开弹簧夹 C．点燃红磷缓慢插入集气瓶会导致结果小于 D．实验时红磷一定要足量，耗尽氧气 【答案】C 【详解】A、由于最终红磷在剩余气体中熄灭，且进入的水达到一定液面后就不再升高，说明集气瓶内剩余的气体既不易溶于水，也不支持燃烧，说法正确，不符合题意； B、红磷熄灭后立刻打开弹簧夹，此时剩余的气体在受热状态下，处于膨胀状态，瓶内的气压偏大，水倒流入集气瓶的体积不足五分之一，会导致测量结果偏小，应等到装置温度冷却到室温才能打开弹簧夹，说法正确，不符合题意； C、将点燃的红磷缓慢插入集气瓶中，会导致部分气体受热膨胀逸出，使最终倒吸入水的体积偏大，则会导致结果大于，说法错误，符合题意； D、实验时红磷一定要足量，以耗尽集气瓶内空气中的氧气，说法正确，不符合题意。 故选：C。 【变式2-1】(24-25九上·天津河东·期中)如图装置可用于测定空气中氧气的含量，下列说法不正确的是 A．实验时红磷一定要过量 B．该实验证明氧气约占空气总体积的 C．木炭可以代替红磷进行实验 D．待装置冷却至室温后，再打开止水夹 【答案】C 【详解】A、该实验中红磷需过量，这样才能将装置内氧气耗尽，不符合题意； B、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，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，进入水的体积约占集气瓶内空气体积的，说明氧气约占空气体积的，不符合题意； C、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，符合题意； D、待装置冷却至室温后，再打开止水夹，否则气体受热膨胀，会导致测定结果偏小，不符合题意。 故选C。 【变式2-2】(24-25九上·天津津南区多校联考·期中)某班同学用如图装置测定空气里氧气的含量。先用弹簧夹夹住橡皮管。点燃红磷伸入瓶中并立即塞上瓶塞。待红磷熄灭后，恢复至室温，打开弹簧夹，观察广口瓶内水面变化情况。 (1)红磷在氧气中燃烧的化学方程式 。 (2)观察到进入瓶中的水的体积少于瓶子容积的，造成这样结果的原因是(填2种)： 、 。 (3)这个实验除了可以测定空气里氧气的含量外，还可推导出氮气 (填“易”或“难”)溶于水的结论。 【答案】(1) (2) 红磷不足 装置漏气 (3)难 【详解】（1）在点燃的条件下，红磷与氧气反应生成五氧化二磷，化学方程式为：； （2）观察到进入瓶中的水的体积少于瓶子容积的五分之一，造成这样结果的原因是红磷的量不足或装置漏气或没有冷却至室温就打开弹簧夹（合理即可）； （3）因为剩余气体主要是氮气，所以得出氨气难溶于水的物理性质，故答案为：难。 【变式2-3】(25-26九上·天津武清区城关中学·月考)某同学设计了测定空气中氧气含量的实验，实验装置如图。该同学的实验步骤如下： ①将图中的集气瓶分为5 等份，并作好标记； ②在带橡皮塞和导管的燃烧匙内装入足量的红磷，将导管上的止水夹夹紧，在酒精灯上点燃红磷，并立即伸入集气瓶内，塞紧橡皮塞； ③充分反应后，待集气瓶冷却至室温，打开止水夹。 (1)步骤②集气瓶中的文字表达式为 ； (2)步骤②反应中实验现象为 ； (3)步骤③冷却后打开止水夹后观察到的现象是烧杯内的水沿导管进入集气瓶中停留在刻度 处，由此可得出空气中氧气的体积约为空气总体积的 。 (4)若将红磷换成炭粉，该实验能否获得成功? 成功，原因是 。 【答案】(1)红磷+氧气五氧化二磷 (2)红磷燃烧，产生大量白烟，放出热量 (3) 1 1/5 (4) 不能 炭粉燃烧生成二氧化碳气体，集气瓶内压强几乎不变，水不能进入集气瓶 【详解】（1）步骤②中红磷燃烧生成五氧化二磷，反应的文字表达式为：； （2）步骤②中红磷燃烧，产生大量白烟，放出热量； （3）红磷燃烧消耗氧气，集气瓶内气体减少，气压降低，打开止水夹后烧杯中的水在大气压的作用下被压入集气瓶中，进入水的体积与消耗氧气的体积相同，由于空气中有约五分之一体积的氧气，所以水沿导管进入集气瓶中停留在刻度1，由此可得出空气中氧气的体积约为空气总体积的1/5； （4）若将红磷换成炭粉，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，无法测定空气中氧气含量。 题型03 实验室测定空气中氧气含量实验的改进 利用微型实验对空气中氧气含量测定，有利于实验的便捷性以及环保。 【典例3】(24-25九上·天津十四五中学·期中)化学兴趣小组设计V型管进行空气中氧气含量的测定。白磷燃烧所需最低温度为40℃，下列关于该实验的说法不正确的是：    A．该装置与教材中相比更环保 B．实验结束后量筒中的水最终剩20mL C．若实验测得氧气的体积分数偏低可能橡胶塞未塞紧 D．白磷燃烧时产生大量白烟 【答案】B 【详解】A、该装置中的实验始终在密闭容器中进行，能够避免生成物逸散到空气中污染空气，选项正确； B、氧气约占空气体积的五分之一，实验结束后装置中剩余气体的体积为80mL，量筒中减少的水的体积为20mL，量筒中的水最终剩30mL，选项错误； C、若实验测得氧气的体积分数偏低，可能橡胶塞未塞紧，装置外的空气进入装置中，装置中剩余的气体偏多，选项正确； D、白磷燃烧时产生大量白烟，选项正确， 故选B。 【变式3-1】(25-26九上·天津武清雍阳中学·月考)用如图所示装置测定空气中氧气含量。在玻璃管中放入过量铜粉，管中的空气体积为50mL，将活塞拉至30mL，点燃酒精灯，反复推拉注射器和挤压气球，待充分反应后，冷却至室温，将气球中的气体全部挤入玻璃管，此时注射器的活塞停在14mL刻度处。下列说法错误的是 A．用碳粉代替铜粉不能达到实验目的 B．铜粉过量是为了使装置内的氧气完全反应 C．实验测得空气中氧气的体积分数为17.5% D．未冷却至室温即读取注射器度数会导致实验结果偏大 【答案】CD 【详解】A、碳粉燃烧生成二氧化碳气体，虽然消耗了氧气，但又生成了新的气体，会使装置内压强变化不大，无法准确测定空气中氧气的含量，所以用碳粉代替铜粉不能达到实验目的，选项说法正确，不符合题意； B、铜粉过量是为了确保能将装置内的氧气完全反应，这样才能准确测定空气中氧气的含量，选项说法正确，不符合题意； C、玻璃管中空气体积为50mL，注射器内空气体积为30mL，则装置内空气总体积为50+30=80mL；反应后注射器活塞停在14mL刻度处，说明消耗氧气的体积为30−14=16mL；则实验测得空气中氧气的体积分数为，而不是17.5%，选项说法错误，符合题意； D、未冷却至室温即读取注射器读数，由于气体受热膨胀，会导致读取的剩余气体体积偏大，从而使计算出的氧气含量偏小，即会导致实验结果偏小，选项说法错误，符合题意。 故选CD。 【变式3-2】(24-25九上·天津武清区杨村第十二中学·月考)如图是一个具有刻度和可滑动活塞的玻璃容器，其中有空气和足量的白磷（40℃可以着火燃烧），将它放在盛有沸水的烧杯上方进行实验。请完成实验报告： 实验目的：测定空气中氧气的含量。 实验现象： 白磷燃烧，产生大量 ，放出热量；活塞先向 移，后向 移，最后停在刻度约为 （填整数）的位置上。反应的文字表达式是 。 实验结论：空气的成分按体积计算，测定氧气大约占空气体积的 。 【答案】11． 白烟 右 左 8 12．五分之一/ 【解析】11．白磷燃烧，产生大量白烟，放出热量； 由于刚开始时，装置中的空气短时间内升高，则装置中的压强增大，活塞向右移动，随着氧气的消耗，装置中的压强慢慢减小，活塞又向左移动，冷却后，活塞移动的体积即为消耗的氧气的体积，由于氧气约占空气体积的五分之一，则活塞向左移动刻度，所以最终停在10-2=8的刻度处； 红磷燃烧生成五氧化二磷，文字表达式为：； 12．根据实验现象，活塞最后停在8刻度处，得出：空气的成分按体积计算，测定氧气大约占空气体积的。 【变式3-3】(22-23九上·天津武清区杨村第八中学·月考)用来测定空气成分的方法很多，图1所示的是小明用白磷在空气中燃烧的测定方法。    实验过程是：第一步：将活塞体积划分为五等份，并做好标记。第二步：点燃燃烧匙内足量的白磷，保证气密性。第三步：点燃白磷观察现象。请回答下列问题： (1)白磷燃烧一段时间后，火焰自动熄灭，其原因是 。 (2)实验过程中，活塞的移动情况是 ，该实验现象说明氧气约占空气体积的 。 (3)上面的实验同时证明了氮气具有 的化学性质。 (4)此方法较传统的“测空气中氧气含量”相比，你认为其优点是： 。 (5)该实验中能否用“木炭”代替磷测空气中氧气含量？为什么？ ， 。 【答案】(1)助燃物氧气耗尽 (2) 先右移动，反应结束冷却到室温，活塞向左移动到“4”刻度处 五分之一 (3)不可燃性，不助燃性 (4)操作简便、结果准确、污染少 (5) 不可以 碳在氧气中燃烧生成二氧化碳，容器内气压产降低，活塞不能向左移动 【详解】（1）实验中白磷是足量的，白磷燃烧一段时间后，火焰自动熄灭，其原因是助燃物氧气耗尽； （2）白磷在燃烧过程中放热，容器内的气压增大，活塞向右移动，反应结束后，容器内的温度降低，气体质量减小，容器内的气压降低，向左移动，实验过程中，活塞的移动情况先右移动，反应结束冷却到室温，活塞向左移动到“4”刻度处，该实验现象说明氧气约占空气体积的五分之一； （3）上面的实验同时证明了氮气具有不可燃性，不助燃性的化学性质； （4）此方法的白磷不需在容器外点燃，较传统的“测空气中氧气含量”相比，你认为其优点是操作简便、结果准确、污染少； （5）该实验中不能用“木炭”代替磷，测空气中氧气含量，原因是碳在氧气中燃烧生成二氧化碳，容器内气压产降低，活塞不能向左移动。 题型04 实验室测定空气中氧气含量的数字化实验 通过各种传感器对该实验进行数字化分析，有利于把实验具体化，更为真实的展现了该实验的全过程。也有利于学生的逻辑分析能力，做这些试题时注意对数据变化规律的分析。 传感器类型 实验装置举例 数字化图像举例 氧气浓度传感器 压强传感器 温度传感器 【典例4】(24-25九上·天津第四十五中学·月考)空气是人类赖以生存的宝贵资源。某兴趣小组开展“测定密闭容器中氧气的体积分数”的探究实验。 【实验步骤】 实验1：按图1所示装置，用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的体积分数。 实验2：按图2所示装置，在集气瓶内壁用水均匀涂附铁粉除氧剂(其中辅助成分不干扰实验)，利用铁锈蚀原理测定空气中氧气的体积分数。 【实验现象】 (1)实验1中，红磷燃烧红磷熄灭后，集气瓶冷却至室温，打开K，水能倒吸入集气瓶中。红磷燃烧的符号表达式为： 。 【分析实验】 (2)连接数字传感器，测得实验1、实验2中氧气的体积分数随时间变化的关系分别如图3、图4所示。依据图3、图4信息，实验2的测定方法更准确，判断依据是 。 【拓展延伸1】实验小组同学将足量白磷放在集气瓶中，白磷能发生缓慢氧化从而消耗氧气且放出热量。他们用压强传感器测定瓶中压强的变化，根据压强的变化来计算空气中氧气的含量，实验装置及数据采集如图5。 (相同条件下，气体的压强与气体所占的体积成正比。) (3)在开始200s内压强增大，增大的原因是 。 (4)用如图所示数据计算，反应结束，瓶内剩余的主要气体具有的化学性质是 。 【拓展延伸2】“温控保鲜” 和“气调保鲜”是两类食品保鲜技术。它们通过降低温度和改变气体成分，达到抑制储藏物细胞呼吸的目的。如图6所示是工业上用膜分离技术实现“气调保鲜”的流程。 (5)冰箱中常用的是“气调保鲜”，在空气分离后，进入冰箱保鲜室内的气体是 (填“富氧空气”或“富氮空气”)。 (6)富氧空气中氧气和其他气体的体积比可能是___________(填字母)。 A．1：3 B．1：4 C．1：5 D．1：6 【答案】(1)P+O2P2O5 (2)氧气消耗更彻底 (3)白磷发生缓慢氧化而放出热量，气体膨胀，压强增大 (4)氮气化学性质稳定 (5)富氮空气 (6)A 【详解】（1）红磷和氧气在点燃的条件下反应生成五氧化二磷，该反应的符号表达式为P+O2P2O5。 （2）实验2的测定方法更准确，判断依据是根据图像可知，实验2消耗氧气更彻底。 （3）根据图像可知，在开始200s内压强增大的原因是白磷发生缓慢氧化而放出热量，气体膨胀，压强增大。 （4）反应结束，瓶内剩余的主要气体是氮气，氮气不能和白磷反应，说明氮气化学性质稳定。 （5）在空气分离后，进入冰箱保鲜室内的气体是富氮空气，因为富氮空气中氮气含量较高，氮气化学性质稳定，防止冰箱中的食品变质。 （6）A、若富氧空气中氧气和其他气体的体积比为1：3，则此时氧气含量=×100%=25%＞21%，即大于空气中的氧气含量，故A选项符合题意； B、若富氧空气中氧气和其他气体的体积比为1：4，则此时氧气含量=×100%=20%＜21%，即小于空气中的氧气含量，故B选项不符合题意； C、若富氧空气中氧气和其他气体的体积比为1：5，则此时氧气含量=×100%≈16.7%＜21%，即小于空气中的氧气含量，故C选项不符合题意； D、若富氧空气中氧气和其他气体的体积比为1：6，则此时氧气含量=×100%≈14.3%＜21%，即小于空气中的氧气含量，故D选项不符合题意。 故选A。 【变式4-1】(22-23九上·天津和平区益中学校·期中)某化学兴趣小组开展“空气中氧气含量的测定”实验活动。 (1)实验 1 是拉瓦锡测定空气中氧气含量实验，加热汞发生的反应方程式为 。 (2)实验 2 中，红磷在集气瓶中燃烧的现象是 ，止水夹最合理的打开时间是 （填“反应刚结束时”或“冷却到室温时”）。红磷熄灭后，冷却至室温，打开止水夹，水能倒吸入集气瓶的原因是 。 (3)实验室测定空气中氧气含量的实验中不能用木炭和硫粉的原因是 。 (4)兴趣小组查阅资料，改进实验方案，进行实验 3 的探究：在集气瓶内壁用水均匀涂附铁粉除氧剂（其中辅助成分不干扰实验），利用铁锈蚀会消耗空气中的氧气原理测定空气中氧气的体积分数。用数字传感器测实验 2、实验 3 中氧气的体积分数随时间变化的关系如图所示。 ①依据图示信息，实验 的测定方法更准确，判断依据是 。 ②根据实验结果总结出氧化反应与燃烧的相关规律是 。 【答案】(1)； (2) 发出黄色火焰，产生大量白烟 冷却到室温时 红磷燃烧，消耗氧气，使集气瓶内压强减小，冷却至室温后，打开止水夹，水被倒吸入集气瓶 (3)反应生成气体，对测量结果造成影响 (4) 3 实验2消耗O2剩余8.6%，实验3消耗O2剩余0.49%，实验3氧气消耗更彻底 在密闭容器中，缓慢氧化比燃烧消耗氧气更彻底 【详解】（1）汞在加热条件下与氧气反应生成氧化汞，反应方程式为：； （2）实验2中，红磷燃烧，发出黄色火焰，产生大量白烟，放热； 红磷熄灭后，止水夹最合理的打开时间是冷却至室温，必须保证实验前后温度相同，控制好变量，实验数据才准确； 打开止水夹，水能倒吸入集气瓶的原因是红磷燃烧消耗氧气，瓶内压强小于大气压，导致烧杯内的水被压入集气瓶； （3）木炭和硫粉燃烧会产生气体，导致集气瓶内气体减少的体积不准确，从而对测量结果造成影响； （4）依据图示信息，实验3的测定方法更准确，判断依据是实验2消耗O2剩余8.6%，实验3消耗O2剩余0.49%，实验3氧气消耗更彻底； 实验2磷燃烧是剧烈的氧化反应，实验3铁生锈是缓慢氧化，根据实验结果总结出氧化反应的相关规律是：在密闭容器中，缓慢氧化比燃烧消耗氧气更彻底。 【变式4-2】(25-26九上·天津武清区杨村光明道中学·月考)空气是人类赖以生存的宝贵资源。某兴趣小组开展“测定密闭容器中氧气的体积分数”的探究实验。 【实验步骤】 实验1：按图1所示装置，用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的体积分数。 实验2：按图2所示装置，在集气瓶内壁用水均匀涂附铁粉除氧剂（其中辅助成分不干扰实验），利用铁锈蚀原理测定空气中氧气的体积分数。 【实验现象】 (1)实验1中，红磷燃烧红磷熄灭后，集气瓶冷却至室温，打开K，水能倒吸入集气瓶中。红磷燃烧的符号表达式为： 。 【分析实验】 (2)连接数字传感器，测得实验1、实验2中氧气的体积分数随时间变化的关系分别如图3、图4所示。依据图3、图4信息，实验2的测定方法更准确，判断依据是 。 【拓展延伸1】实验小组同学将足量白磷放在集气瓶中，白磷能发生缓慢氧化从而消耗氧气且放出热量。他们用压强传感器测定瓶中压强的变化，根据压强的变化来计算空气中氧气的含量、实验装置及数据采集如图5。 （相同条件下，气体的压强与气体所占的体积成正比。） (3)在开始200s内压强增大，增大的原因是 。 (4)反应结束，瓶内剩余的主要气体具有的化学性质是 。 【拓展延伸2】“温控保鲜”和“气调保鲜”是两类食品保鲜技术。它们通过降低温度和改变气体成分，达到抑制储藏物细胞呼吸的目的。如图6所示是工业上用膜分离技术实现“气调保鲜”的流程。 (5)冰箱中常用的是“气调保鲜”，在空气分离后，进入冰箱保鲜室内的气体是 （填“富氧空气”或“富氮空气”）。 【拓展延伸3】 (6)能否用硫磺代替红磷完成“实验室测定氧气含量”的实验？ ，请简要阐述你的理由 。 【答案】(1) (2)实验2消耗氧气更彻底 (3)白磷发生缓慢氧化放出热量，气体膨胀，压强增大 (4)不能燃烧、不支持燃烧 (5)富氮空气 (6) 否 硫磺燃烧消耗氧气但生成二氧化硫气体，反应后不能使装置内压强发生明显变化 【详解】（1）红磷燃烧是红磷与氧气在点燃条件下反应生成五氧化二磷，符号表达式为。 （2）由图像可知，实验2消耗氧气更彻底，所以实验2测定方法更准确。 （3）由题中信息可知，白磷发生缓慢氧化放出热量，气体膨胀，压强增大，所以在开始200s内压强增大。 （4）实验中所用白磷足量，反应结束，瓶内有气体剩余，则剩余的主要气体具有的化学性质是不能燃烧、不支持燃烧。 （5）在空气分离后，进入冰箱保鲜室内的气体是富氮空气，因为富氮空气中氮气含量较高，氮气化学性质稳定，能防止冰箱中的食品变质。 （6）硫磺燃烧消耗氧气但生成二氧化硫气体，反应后不能使装置内压强发生明显变化，所以不能用硫磺代替红磷完成“实验室测定氧气含量”的实验。 【变式4-3】(25-26九上·天津杨村第十一中学·月考)实验是科学探究的重要途径，下面是测定空气中氧气含量的探究实验。如图A、B两个实验均可用于空气中氧气含量的测定。用压力传感器测出B实验集气瓶中的气压变化，如图C所示。 (1)正确选择试剂是实验成功的关键，对图A实验中试剂的选择合理的是______（填字母）。 A．可以用铁代替红磷进行实验 B．红磷需要足量 C．只与氧气反应 (2)图A实验中，此反应的文字表达式为 。 (3)图B所示实验中，已知集气瓶的容积为220 mL，冷却后打开止水夹，水从烧杯流入集气瓶中的体积为39 mL，则空气中氧气的体积分数为 。 (4)实验中装置里气压变化如图C所示，CD段气压减小的主要原因是 。 (5)实验中，不选择木炭的原因是 。 【答案】(1)BC (2) (3)19.5% (4)红磷燃烧消耗了氧气，装置内气体减少 (5)木炭燃烧生成二氧化碳气体，虽消耗了氧气，但生成了等体积的二氧化碳，装置内压强变化不大，水不能进入集气瓶，所以不能用来测定空气中氧气的含量。 【详解】（1）选择药品时，需要满足能在空气中燃烧且只与氧气反应，同时燃烧产物不能是气体（若为气体需能被吸收）。 A、铁丝在空气中不能燃烧，无法用于测定空气中氧气含量，不合理。 B、红磷足量确保把集气瓶内的氧气消耗完，合理。 C、只与氧气反应是必要条件，合理。故选BC。 （2）图A实验中，红磷和氧气在点燃条件下反应生成五氧化二磷，文字表达式为：。 （3）空气中氧气的体积分数计算公式为：, 已知集气瓶容积为220mL，提前装入的水是20mL，进入水的体积为39mL，则空气中氧气的体积分数为 × 100 %  = 19.5%。 （4）CD段气压减小，主要是因为红磷燃烧消耗了氧气，装置内气体减少。 （5）木炭燃烧生成二氧化碳气体，虽消耗了氧气，但生成了等体积的二氧化碳，装置内压强变化不大，水不能进入集气瓶（或进入集气瓶的水的体积不能准确体现氧气的体积），所以不能用来测定空气中氧气的含量。 题型05 空气中各成分的体积分数 1、空气的成分 按体积计算，大约是：氮气（N2）78%，氧气（O2）21%，稀有气体0.94%，二氧化碳（CO2）0.03%，其它 【典例5】(24-25·天津部分区·一模)通常情况下，空气中体积分数约占21%的气体是 A．二氧化碳 B．稀有气体 C．氧气 D．氮气 【答案】C 【详解】A.二氧化碳约占空气体积分数的0.03%，故不符合题意； B.稀有气体约占空气体积分数的0.94%，故不符合题意； C.氧气约占空气中体积分数的21%，故符合题意； D.氮气约占空气中体积分数的78%，故不符合题意，故选C。 【变式5-1】(25-26九上·天津南湖中学·月考)空气的成分是①氧气②氮气③稀有气体④二氧化碳及其他气体杂质。按体积分数由少到多顺序排列正确的是 A．①②③④ B．②①③④ C．①②④③ D．④③①② 【答案】D 【详解】空气中各成分按体积计算，氮气约占78%、氧气约占21%、稀有气体约占0.94%、二氧化碳约占0.03%、其他气体和杂质约占0.03%，故按体积分数由少到多顺序排列为④③①②，故选：D。 【变式5-2】(24-25九上·天津南开·三模)科学家对火星大气进行分析，得到数据如题图。与地球大气的成分相比，火星大气中含量更高的是 A．氮气 B．二氧化碳和氩气 C．二氧化碳和氮气 D．氮气和氩气 【答案】B 【详解】A、火星大气中氮气大约占3%，空气中氮气大约占78%，空气中氮气含量多，故选项不符合题意； B、火星大气中二氧化碳大约占96%、氩气约占1%，而空气中氩气大约占0.03%、二氧化碳大约占0.03%，因此火星大气中二氧化碳和氩气含量更高，故选项符合题意； C、火星大气中二氧化碳高，空气中氮气含量高，故选项不符合题意； D、空气中氮气含量高，火星大气中氩气含量高，故选项不符合题。 故选B。 【变式5-3】(24-25九上·天津西青区·期末)空气是地球上宝贵的自然资源，人类对空气的认识经历了漫长的研究和探索过程。18世纪70年代，拉瓦锡通过定量实验证明了空气是混合物，其中约占空气体积的气体是 A．氮气 B．氧气 C．二氧化碳 D．稀有气体 【答案】A 【详解】拉瓦锡通过定量实验证明了空气是混合物，其中氧气约占空气体积的，氮气约占空气体积的，故选：A。 题型06 空气是一种宝贵的资源 空气成分 性质 对应的用途 氮气 一定条件下与其他物质反应 制氮肥和硝酸的原料； 化学性质不活泼 用作保护气：食品包装充氮防腐、焊接金属防氧化、电灯泡充氮防钨丝氧化 液氮沸点很低（-196℃） （物理性质） 制造低温环境：医疗上冷冻治疗、超导材料在低温环境下显示超导性能（磁悬浮列车）等。 氧气 供给呼吸 动植物呼吸、潜水、医疗急救、航天等 支持燃烧 酒精等可燃物燃烧、航空、炼钢、气割、气焊等 稀有气体 化学性质很不活泼 用作保护气； 通电时发出不同颜色的光 制成各种电光源，如航标灯、霓虹灯、照明灯、闪光灯等 氦气 密度比空气小 用作飞艇、探空气球等 液氦汽化吸热 制造低温环境 【典例6】(24-25·天津中考·真题)空气是一种宝贵的自然资源，其中能供给人类呼吸的气体是 A．氮气 B．氧气 C．氖气 D．二氧化碳 【答案】B 【详解】A.氮气空气中含量最高（约78%），但化学性质稳定，不参与呼吸作用，无法供给呼吸，故A错误； B.氧气约占空气约21%，是呼吸作用的关键气体，人体通过氧气分解有机物释放能量，故B正确； C.氖气属于稀有气体，用于电光源，与呼吸无关，故C错误； D.高浓度二氧化碳会抑制呼吸，不能供给呼吸，故D错误。 故选：B。 【变式6-1】(24-25九下·天津经济技术开发区第一中学·)下列关于空气的说法，不正确的是 A．空气是一种混合物 B．空气中的稀有气体可制电光源 C．空气中的SO2属于污染物 D．空气中氧气的质量分数约为21% 【答案】D 【详解】A、空气中含有氧气、氮气等，是一种混合物，故A不符合题意； B、空气中的稀有气体在通电时会发出不同颜色的光，可制电光源，故B不符合题意； C、二氧化硫能与水反应生成酸性物质，导致酸雨的发生，属于空气污染物，故C不符合题意； D、空气中氧气的体积分数约为21%，不是质量分数，故D符合题意。 故选D。 【变式6-2】(25-26九上·天津武清区城关中学·月考)化学与我们的生活有着密切的联系，现有①氮气②氧气③氦气④二氧化碳⑤酒精灯⑥量筒⑦镊子⑧托盘天平。选择适当物质填空(填序号)。 (1)可供给呼吸的气体是 。 (2)可用于制造探空气球的是 。 (3)可使澄清的石灰水变浑浊的是 。 (4)可充入食品包装袋中以防腐的是 。 (5)称量一定量固体用 。 (6)取用一定量液体用 。 (7)给物质加热用 。 (8)取用块状固体用 。 【答案】(1)② (2)③ (3)④ (4)① (5)⑧ (6)⑥ (7)⑤ (8)⑦ 【详解】（1）氧气能够支持呼吸，可供给人呼吸，故填：②； （2）氦气密度小且化学性质稳定(无可燃性)，因此可用于填充探空气球或用作保护气，故填：③； （3）二氧化碳可使澄清的石灰水变浑浊，故填：④； （4）氮气化学性质稳定，可做保护气，防腐，故填：①； （5）托盘天平可用于称量一定量固体，故填：⑧； （6）量筒可用来量取一定量的液体，故填：⑥； （7）酒精灯可用来给物质加热，故填：⑤； （8）取用块状固体应用镊子，故填：⑦。 【变式6-3】(25-26九上·天津武清区杨村第八中学·月考)生活中处处有化学，根据①氦气②氧气③二氧化碳④氮气⑤二氧化硫，等物质的性质或用途填写下列空格(填序号) (1)可使澄清石灰水变浑浊的气体是 。 (2)人类生命活动离不开的气体是 。 (3)食品包装袋内充入空气含量最多的气体是 。 (4)可填充霓虹灯且通电时会发出有色光的气体是 。 (5)有刺激性气味且对空气构成污染的气体是 。 【答案】(1)③ (2)② (3)④ (4)① (5)⑤ 【详解】（1）可使澄清石灰水变浑浊的气体是二氧化碳，故填：③。 （2）氧气是人类生命活动离不开的气体，故填：②。 （3）空气中各种气体的体积含量为：氮气78%、氧气21%、稀有气体0.94%、二氧化碳0.03%、其它气体等0.03%，则食品包装袋内充入空气含量最多的气体是氮气，故填：④。 （4）不同的稀有气体在通电时，可产生不同颜色的光，所以可填充霓虹灯且通电时会发出有色光的气体是氦气，故填：①。 （5）有刺激性气味且对空气构成污染的气体是二氧化硫，故填：⑤。 题型07 混合物与纯净物的辨析 纯净物 混合物 概念 只由一种物质组成的物质 由两种或两种以上的物质混合而成的物质 特征 有固定的组成和性质 没有固定的组成和性质 表示 可以用化学符号来表示，如氧气可表示为O2，二氧化碳可表示为CO2等 不可用化学符号表示 举例 氧气、二氧化碳、五氧化二磷、四氧化三铁、铁、铜等 空气、海水、合金、溶液、稀有气体、“浓~”、“稀~”、“a%的~” 联系 说明 混合物中各种物质相互间没有发生化学反应，各物质都保持各自的性质。 【典例7】(25-26九上·天津第一中学·月考)下列物质中属于纯净物的是 ①五氧化二磷  ②空气中0.94%的稀有气体  ③液氮  ④青铜器  ⑤ A．①②⑤ B．①③⑤ C．②③④ D．②④⑤ 【答案】B 【详解】①五氧化二磷：是化合物，仅含一种物质，属于纯净物； ②空气中0.94%的稀有气体：包含氦、氖等不同气体分子，属于混合物； ③液氮仅含氮分子，属于纯净物； ④青铜器中含有铜、锡、铅等，属于混合物； ⑤（富勒烯）：仅含分子，属于纯净物。 故选：B 【变式7-1】(24-25九上·天津西青区杨柳青第三中学·)下列物质中，前者属于纯净物，后者属于混合物的是 A．蜡烛燃烧后的产物，冰水混合物 B．洁净的空气，二氧化碳 C．液态氧，矿泉水 D．稀有气体，酱油 【答案】C 【详解】A、蜡烛燃烧生成二氧化碳、水蒸气、碳粒等，是多种物质的混合物；冰和水都是水的不同状态，属于同一种物质，因此是纯净物，不符合题意； B、空气由氮气、氧气、稀有气体等多种气体组成，是多种物质的混合物；二氧化碳由一种物质组成，属于纯净物，不符合题意； C、液态氧是氧气的液态形式，只含有氧分子，属于纯净物；矿泉水含有水、矿物质（如钙、镁离子）等多种成分，属于混合物，符合题意； D、稀有气体指氦、氖、氩等气体的总称，包含多种不同气体，属于混合物；酱油是由水、盐、大豆蛋白等混合而成，属于混合物，不符合题意。 故选C。 【变式7-2】(25-26九上·天津杨村第十一中学·月考)判断下列物质是混合物还是纯净物（填序号）。 ①铜  ②冰水混合物  ③空气  ④液态氮  ⑤锰酸钾  ⑥牛奶  ⑦二氧化碳  ⑧铁水  ⑨澄清石灰水  ⑩五氧化二磷 混合物： ；纯净物： 。 【答案】 ③⑥⑨ ①②④⑤⑦⑧⑩ 【详解】纯净物是由一种物质组成，混合物是由两种或两种以上的物质组成； ①铜是一种物质，属于纯净物； ②冰水混合物就是水这一种物质，属于纯净物； ③空气含有氮气、氧气等多种物质，属于混合物； ④液态氮是氮气液态形式，是一种物质，属于纯净物； ⑤锰酸钾是一种物质，属于纯净物； ⑥牛奶含有蛋白质、水等多种物质，属于混合物； ⑦二氧化碳是一种物质，属于纯净物； ⑧铁水是液态的铁，是一种物质，属于纯净物； ⑨澄清石灰水含有水和氢氧化钙，属于混合物； ⑩五氧化二磷是一种物质，属于纯净物； 故纯净物是：①②④⑤⑦⑧⑩：；混合物是：③⑥⑨。 【变式7-3】(25-26九上·天津武清区城关中学·月考)利用分类的方法学习化学，可以起到事半功倍的效果，请你给下列物质分类：属于纯净物的是 (填序号，下同)；属于混合物的是 。 ①高锰酸钾分解后的剩余固体    ②二氧化碳    ③液氧    ④空气 ⑤水    ⑥五氧化二磷    ⑦ 氢气    ⑧澄清石灰水 【答案】 ②③⑤⑥⑦ ①④⑧ 【分析】纯净物只含一种物质，混合物含有两种或两种以上物质。 【详解】①高锰酸钾分解后的剩余固体中含有锰酸钾和二氧化锰，属于混合物； ②二氧化碳 是由一种物质组成的，属于纯净物； ③液氧是由一种物质组成的，属于纯净物； ④空气是由氮气、氧气等多种物质组成，属于混合物； ⑤水是由一种物质组成的，属于纯净物； ⑥五氧化二磷是由一种物质组成的，属于纯净物； ⑦氢气是由一种物质组成的，属于纯净物； ⑧澄清石灰水是由氢氧化钙和水组成，属于混合物； 故属于纯净物的是②③⑤⑥⑦； 属于混合物的是①④⑧。 题型08 空气的污染与防治 空气污染物 有害气体 二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳 烟尘 可吸入颗粒物（PM10）、细颗粒物（PM2.5） 污染来源 1 化石燃料的燃烧；②工厂排放的废气；③植被破坏引起的沙尘 污染危害 ①严重损害人体健康，影响农作物生长，破坏生态平衡； ②臭氧层破坏和酸雨也与空气污染有关。 防治措施 使用清洁能源；加强空气质量监测；积极植树、种草等。 计入空气质量评价的污染物 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）、臭氧。 说明 在空气质量指数日报中，空气质量指数、空气质量指数级别的数值越大，空气污染越严重。 【典例8】(25-26九上·天津武清区城关中学·月考)下列不属于空气质量报告中需要监测的污染物是 A．二氧化硫 B．烟尘 C．臭氧 D．二氧化碳 【答案】D 【详解】A. 二氧化硫属于主要污染物，空气中二氧化硫含量较高，可导致酸雨，需要监测，此选项不符合题意； B. 烟尘属于颗粒物污染，需要监测，此选项不符合题意； C. 臭氧是光化学烟雾的主要成分，属于污染物，需要监测，此选项不符合题意； D. 二氧化碳虽是温室气体，但常规空气质量监测不将其列为污染物，此选项符合题意。 故选D。 【变式8-1】(25-26九上·天津南湖初级中学·月考)空气是人类宝贵的自然资源，下列关于空气的说法正确的是 A．按照质量计算，空气中的氮气约占78% B．液态氦可用于充入食品包装防腐 C．空气质量指数越高，代表空气质量越好 D．氮气可用作保护气，利用了它的化学性质 【答案】D 【详解】A、按照体积分数计算，空气中的氮气约占78%，A选项错误； B、液态氦主要用于低温实验（如超导研究），但空气中含量低，不用于食品包装防腐，B选项错误； C、空气质量指数越高，代表空气质量越差，C选项错误； D、氮气可以用作保护气，是因为氮气化学性质稳定（不活泼），不易与其他物质反应，D选项正确。 故选：D。 【变式8-2】(25-26九上·天津武清区杨村光明道中学·月考)我国城市及周围地区的环境中，造成空气污染的主要气体污染物是 A．二氧化硫、一氧化碳、氢气 B．二氧化硫、二氧化氮、二氧化碳 C．二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳 D．二氧化氮、一氧化碳、氦气 【答案】C 【详解】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、细颗粒物。 A、氢气不是空气污染物，该选项错误。 B、二氧化碳是空气的组成成分之一，不是空气污染物，该选项错误。 C、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳都是造成空气污染的主要气体污染物，该选项正确。 D、氦气是空气的组成成分之一，不是空气污染物，该选项错误。 故选C。 【变式8-3】(24-25九下·天津静海区实验中学·月考)每年的6月5日是世界环境日，空气的质量越来越受到人们的关注。下列各组气体中都属于空气污染物的是 A．、CO、 B．、CO、 C．、CO、 D．、CO、 【答案】C 【分析】目前计入空气污染指数的有SO2、NO2、CO、O3、PM2.5、PM10等。 【详解】A、二氧化碳和氮气均为空气中的成分，不属于空气污染物，该选项不符合题意； B、氧气为空气中的成分，不属于空气污染物，该选项不符合题意； C、SO2、CO、 NO2均属于空气污染物，该选项符合题意； D、氮气为空气中的成分，不属于空气污染物，该选项不符合题意。 故选C。 27 / 28 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $