内容正文:
第二单元 空气和氧气
课题1 我们周围的空气
拉瓦锡研究空气成分1
1.实验过程
密闭加热汞:将少量汞放在密闭容器中连续加热12天,部分银白色液态汞变为红色氧化汞粉末,容器内空气体积减少约1/5。反应的文字表达式:汞+氧气氧化汞
分解红色粉末:收集生成的红色氧化汞并强热,分解得到汞和氧气,氧气体积恰好等于之前容器中减少的气体体积。反应的文字表达式:氧化汞汞+氧气
混合验证:将得到的氧气与剩余4/5体积的气体混合,所得气体性质与空气完全一致,证明空气是混合物。
2.实验结论
拉瓦锡得出空气主要由氧气和氮气组成,其中氧气约占空气总体积的1/5,氮气约占4/5。
红磷燃烧测定空气中氧气的含量2
1.实验原理
利用红磷在密闭集气瓶中燃烧,消耗瓶内氧气生成五氧化二磷固体,使瓶内压强显著降低,外界大气压将水压入集气瓶,通过进入水的体积推算氧气占空气的体积比例。
2.关键实验现象
红磷点燃后剧烈燃烧,产生大量白烟(五氧化二磷固体小颗粒),同时放出大量热。
待装置完全冷却至室温后打开弹簧夹,烧杯中的水进入集气瓶,水位最终上升至瓶内原空气体积约1/5的位置。
3.实验核心结论
氧气约占空气总体积的1/5;同时可推断剩余主要气体氮气具有难溶于水、不燃烧也不支持燃烧的性质。
反应的文字表达式:红磷+氧气五氧化二磷
反应的符号表达式:P +O2 P2O5
4.常见误差分析
结果偏小:红磷量不足、装置漏气、未冷却至室温就打开止水夹。
结果偏大:点燃红磷后伸入集气瓶过慢、燃烧时未夹紧弹簧夹,导致瓶内空气受热逸出。
5.药品选择注意事项
不能用碳、硫代替红磷,二者燃烧会生成气体,瓶内压强几乎无变化,无法准确测定氧气体积。
测定空气中氧气含量的数字化实验图像3
1.氧气浓度曲线:可直观看到氧气含量逐步下降,最终不会降至0,证明红磷无法将瓶内氧气完全耗尽
2.压强曲线:先因燃烧放热短暂升高,后续随氧气消耗持续降低,打开止水夹后压强快速回升
3.温度曲线:先因燃烧放热导致温度升高,后续随氧气消耗温度上升幅度减小,反应停止后温度开始下降,最终降至室温(起始温度)
纯净物和混合物4
1. 混合物:由两种或两种以上的物质混合而成的物质。组成混合物的各种成分保持着它们各自的性质。
如空气、糖水、食盐水、合金、溶液、稀有气体、“浓~”、“稀~”、“a%的~”
2. 纯净物:只由一种物质组成的物质。纯净物可以用化学符号来表示。
如空气中的氮气、氧气、二氧化碳及五氧化二磷、四氧化三铁、铁、铜等。
空气的成分和体积分数5
1. 氮气
(1)物理性质:在通常状况下,氮气是一种无色、无气味的气体,难溶于水。
(2)化学性质:不活泼,在低温或常温下难与其他物质发生反应。
(3)用途与性质的对应关系:
性质
与性质对应的用途
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
液氮汽化吸热
(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
性质
对应的用途
化学性质稳定
作保护气
充入食品包装袋,隔绝氧气,防止食品腐败和压碎
灯泡充氮,隔绝氧气,防止钨丝氧化
特定条件下,氮气可与某些物质发生反应
制取对人类有用的物质,如制造氮肥、炸药等
液氮温度很低
用于制冷
用作仪器或机件的深度冷冻剂
为超导材料的实验提供低温环境
2. 稀有气体
稀有气体包括氦、氖、氩、氪、氙、氡等。
(1)物理性质:无色、无味气体 ,通电时能发出不同颜色的光。
(2)化学性质:很不活泼,一般不与其他气体反应,曾被称为“惰性气体”。
(3)用途与性质的对应关系:
化学性质很不活泼
用作保护气;
通电时发出不同颜色的光
可制成电光源
化学性质不活泼;氦气密度比空气小
氦气:用作飞艇、探空气球等
液氦汽化吸热(物理性质)
液氦:制造低温环境,用于磁共振成像仪的超导磁体冷却。
保护大气环境6
1.空气污染物:
①有害气体:二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳 ②烟尘
2. 空气污染来源: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
3. 空气质量评价内容
目前,计入空气质量指数的污染物主要包括:二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧、PM10(粒径小于等于 10 μm 的颗粒物)、PM2.5(粒径小于等于 2.5 μm 的颗粒物)等。
4.防止空气污染的措施:使用清洁能源;加强空气质量监测;积极植树、造林、种草等。
【易错归纳】
(1)二氧化碳不属于空气污染物。
拉瓦锡测定空气组成的实验1
典例1(25-26九年级上·河南郑州·期末)关于拉瓦锡研究空气成分的实验。表述不正确的是
A.目的:定量测定空气中氧气的含量 B.装置:汞槽内的汞只起到液封作用
C.原理:汞只消耗氧气且生成物为固体 D.结论:空气是由氧气和氮气组成
【答案】B
【详解】A、汞加热消耗氧气,冷却至室温后,汞槽中的液体被倒吸进入曲颈甑,由此测定空气中氧气的含量,该选项不符合题意。
B、汞槽内的汞除了液封作用,实验中还可以通过测定倒吸进入曲颈甑中汞的体积来测定氧气的体积,该选项符合题意。
C、汞只与空气中的氧气反应生成氧化汞,该选项不符合题意。
D、该实验除了测定了空气中氧气的含量,还通过测定剩余的气体不能燃烧,也不支持燃烧,得出实验结论:空气是由氧气和氮气组成,该选项不符合题意。
故选B。
变式1(25-26九年级上·安徽淮南·期末)空气中氧气含量测定的再认识。
【经典赏析】实验一:装置如图1:
(1)教材中介绍了拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。该实验中选择使用汞的优点有___________ 。
A.实验过程中没有污染
B.能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽
C.在汞槽中起到液封作用
D.生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气
【答案】(1)BCD
【详解】(1)A、汞有毒,实验过程中会有污染,故不符合题意;
B、时间足够长,能将密闭装置中的氧气几乎耗尽,故符合题意;
C、汞在汞槽中起到液封作用,故符合题意;
D、生成的化合物氧化汞加热分解又能得到汞和氧气,故符合题意,故选BCD;
测定空气中氧气的含量2
典例1(25-26九年级上·福建宁德·期末)实验室用红磷燃烧测定空气中氧气的含量,如下图,下列说法错误的是
A.红磷燃烧产生白烟 B.红磷可用白磷替代
C.该实验可测得氧气约占空气体积的五分之一 D.红磷的量不影响实验结果
【答案】D
【详解】A、红磷燃烧会产生大量白烟,A正确;
B、白磷也能与空气中的氧气反应且生成物为固体,故可用白磷替代红磷,B正确;
C、该实验可测得氧气约占空气体积的五分之一,C正确;
D、红磷量不足时氧气消耗不完全,会使实验结果偏小,D错误。
故选D。
典例2(25-26八年级下·山东泰安·期末)用如图所示装置实验测定空气中氧气的体积分数。下列叙述不正确的是
A.②中瓶内空气的体积约为200mL B.最终注射器活塞移至约40mL刻度线处
C.白磷的作用是消耗②中瓶内的O2 D.②中瓶内的水可以起到降温和吸收白烟的作用
【答案】B
【详解】A. 瓶①原本装满水,取出200mL水,则②中瓶内空气体积等于倒出的水的体积,约为200mL,描述正确;
B. 该实验中白磷燃烧消耗氧气,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,注射器中的水进入集气瓶,进入水的体积就是消耗氧气的体积,氧气约占空气体积的五分之一,则消耗氧气的体积为:,则最终注射器剩余水的体积为:,即活塞移至约60mL刻度处,描述错误;
C. 该实验中白磷的作用就是消耗瓶内的,产生压强差,方便后续通过水的体积变化计算氧气体积,描述正确;
D. 白磷燃烧放出热量,且该实验需要冷却至室温后读数,故瓶内的水可以吸收热量,加速冷却,白磷燃烧生成五氧化二磷,五氧化二磷有毒,散逸到空气中会污染空气,五氧化二磷能与水反应,故水还可以吸收反应生成的五氧化二磷,防止污染空气,描述正确。
变式1(25-26九年级上·江西赣州·期末)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.实验时红磷一定过量
B.点燃红磷前先用弹簧夹夹紧胶管
C.红磷熄灭后立即打开弹簧夹
D.实验装置气密性要良好
【答案】C
【详解】A、红磷过量才能完全耗尽集气瓶内的氧气,保证测定结果准确,说法正确,不符合题意。
B、点燃红磷前应先用弹簧夹夹紧胶管,若不夹紧胶管,红磷燃烧放热会使瓶内空气受热从导管逸出,最终会导致测定结果偏大,说法正确,不符合题意。
C、红磷熄灭后集气瓶内温度较高,气体受热膨胀,瓶内压强未降至室温下的标准值,立即打开弹簧夹会使进入集气瓶的水体积偏小,测定结果偏小,必须冷却至室温后再打开弹簧夹,说法错误,符合题意。
D、实验装置气密性要良好,若装置气密性不好,冷却过程中外界空气会进入集气瓶,导致测定结果偏小,说法正确,不符合题意。
故选C。
测定空气中氧气含量实验的改进3
典例1(25-26八年级上·山东菏泽·期末)如图是某同学设计的验证氧气在空气中含量的实验装置图。以下说法正确的是
A.弹簧夹没夹紧不会对实验结果产生影响
B.待红磷燃烧结束就该立即打开止水夹
C.该实验说明了氮气约占空气总体积的
D.实验中凸透镜的作用是引燃红磷
【答案】D
【详解】A、弹簧夹没夹紧,红磷燃烧放热会使瓶内空气受热从导管逸出,冷却后进入瓶内的水会偏多,导致测定结果偏大,会对实验结果产生影响,说法错误。
B、红磷燃烧结束后不能立即打开止水夹,因为此时瓶内温度较高、气体膨胀,会使进入瓶内的水偏少,导致测定结果偏小,需等装置冷却至室温后再打开,说法错误。
C、红磷燃烧消耗氧气,该实验中进入瓶内的水约占瓶内空气总体积的,说明氧气约占空气总体积的,而非氮气,说法错误。
D、凸透镜对光线有会聚作用,能将太阳光会聚到红磷上,使温度达到红磷的着火点,从而引燃红磷,说法正确。
故选D。
典例2(25-26九年级上·广西梧州·期末)如图是测定空气中氧气含量的实验装置,下列说法错误的是
A.白磷需要过量,以减小实验误差
B.该实验在密闭装置内进行,不会造成空气污染
C.实验中可观察到左侧玻璃管内水面先下降后上升
D.实验结束后左侧玻璃管中水面约上升至“4”刻度处
【答案】D
【详解】A、测定空气中氧气含量的实验中,白磷需要过量,这样才能将装置内的氧气尽可能完全消耗,使测量结果更准确,减小实验误差,该说法正确,不符合题意。
B、白磷燃烧生成的五氧化二磷是有毒物质,该实验在密闭装置内进行,可防止五氧化二磷逸散到空气中,不会造成空气污染,该说法正确,不符合题意。
C、白磷燃烧时,放出大量的热,使装置内气体温度升高,压强增大,左侧玻璃管内水面会下降;反应结束后,温度降低,氧气被消耗,装置内压强减小,水面又会上升,所以左侧玻璃管内水面是先下降后上升,该说法正确,不符合题意。
D、空气中氧气约占空气体积的五分之一,若装置气密性良好等操作规范,实验结束后左侧玻璃管中水面约上升至 “1” 刻度处,而不是 “4” 刻度处,该说法错误,符合题意。
故选D。
变式1(25-26九年级上·河南省直辖县级单位·期末)小组同学进行如图所示实验,将装有足量铁丝的量筒倒扣于水槽中,量筒内空气的体积为9.0 mL;放置一周后,可观察到铁丝变______________色,同时量筒内的液面上升到约______________mL刻度处,测得空气中氧气所占的体积分数。
【答案】 红棕 7.2
【详解】铁丝与空气中的氧气和水共同作用,生成红棕色的铁锈。氧气约占空气总体积的五分之一,因此实验中铁丝生锈所消耗的氧气体积约为9.0 mL×20%=1.8 mL,由于反应导致量筒内气压减小,在外界大气压作用下水槽中的水进入量筒,最终液面上升至9.0 mL-1.8 mL=7.2 mL刻度处。
测定空气中氧气含量的数字化实验4
典例1(25-26八年级下·广西南宁·期末)利用图甲装置测定空气中氧气的含量,并结合现代传感器技术测得实验过程中容器内气体压强、温度、氧气浓度随时间的变化情况,结果如图乙所示。下列说法错误的是
A.该实验中氧气并未完全反应
B.反应开始时压强增大是因为反应放热,温度升高
C.容器内氧气被消耗的全过程对应bc段的变化进程
D.时刻后压强增大是由于打开了弹簧夹,水倒吸进入集气瓶
【答案】C
【详解】本题结合红磷燃烧测定空气中氧气含量的实验,分析曲线变化对应的反应过程:
A.观察图乙的氧气浓度曲线,反应结束后氧气浓度未到0,说明氧气还有剩余,没有完全反应,A正确。
B.红磷燃烧放热,温度升高、气体膨胀,因此反应初始阶段压强上升,B正确。
C.红磷燃烧就开始消耗氧气,对应氧气浓度从时刻后就开始下降,直到红磷熄灭、氧气浓度趋于平稳,对应的应该是从a开始,远早于bc段,C错误。
D.时刻后打开弹簧夹,烧杯中的水倒吸入集气瓶,瓶内气体体积被压缩,因此压强回升,D正确。
典例2(25-26九年级上·山西临汾·期末)同学们利用图1装置,测量木条燃烧过程中集气瓶内体积分数的变化,所得结果如图2所示。有关分析错误的是
A.实验开始前,集气瓶内的体积分数约为21%
B.70s时,集气瓶内二氧化碳的体积分数为88.3%
C.实验过程中集气瓶内气压一定发生改变
D.体积分数过低时,木条无法继续燃烧
【答案】B
【详解】A、实验开始前,集气瓶中的气体是空气,空气中氧气的体积分数约为21%,不符合题意;
B、70s时,集气瓶内氧气的体积分数为11.7%,此时集气瓶内的气体除了氧气、二氧化碳,还含有氮气等,故此时集气瓶内二氧化碳的体积分数小于1-11.7%=88.3%,符合题意;
C、木条燃烧放出热量,装置内气体受热膨胀,压强增大,待完全反应后,逐渐冷却至室温,压强减小,虽然木条燃烧消耗了氧气,但是木条燃烧生成了二氧化碳气体,最后压强与初始压强相差不大,不符合题意;
D、由图可知,木条熄灭时,氧气的体积分数不是零,说明氧气体积分数过低时,木条无法继续燃烧,不符合题意。
故选B。
变式1(25-26八年级上·山东德州·期末)兴趣小组利用图1装置进行实验,测量木条和蜡烛燃烧至熄灭过程中集气瓶内氧气的体积分数,数据如图2。下列说法不正确的是
A.实验开始时,两集气瓶中氧气的体积分数都为21%
B.木条、蜡烛均熄灭后,集气瓶中氧气的体积分数甲<乙
C.70s时,甲集气瓶内二氧化碳的体积分数为88.3%
D.木条和蜡烛燃烧都属于剧烈氧化反应
【答案】C
【详解】A、空气中氧气的体积分数约为21%,实验开始时,两集气瓶内都是空气,所以O2的体积分数均约为21%,选项说法正确,不符合题意;
B、由图2可知,木条、蜡烛均熄灭后,集气瓶内O2的体积分数:甲(约11.7%)<乙(约15.8%),选项说法正确,不符合题意。
C、从图2可知,70s时,甲瓶内氧气的体积分数为11.7%,但是集气瓶内除了氧气和二氧化碳,还有氮气等其他气体,所以不能得出此时CO2体积分数为88.3%,选项说法不正确,符合题意;
D、氧气化学性质活泼,具有助燃性,木条和蜡烛燃烧都与氧气反应,属于剧烈氧化反应,选项说法正确,不符合题意;
故选C。
空气组成及体积分数5
典例1(25-26九年级上·河北邯郸·期末)汽车受到剧烈碰撞后,车内安全气囊会瞬间释放一种气体,该气体是空气中含量最多的一种成分,这种气体为
A.二氧化碳 B.氮气 C.氧气 D.水蒸气
【答案】B
【详解】空气的成分按体积计算,大约是:氮气约78%、氧气约21%、稀有气体约0.94%,二氧化碳约0.03%、其他气体约0.03%,因此安全气囊释放的气体为氮气。
故选:B。
典例2(25-26九年级上·云南昆明·期末)“人造空气”接近空气的组成。下列说法不正确的是
A.“人造空气”属于混合物
B.“人造空气”中氮气的体积分数最大
C.“人造空气”可直接用于医疗急救
D.“人造空气”中的氧气能支持物质燃烧
【答案】C
【详解】A、“人造空气”接近空气的组成,“人造空气”中含有氮气、氧气等,属于混合物,故选项说法正确;
B、“人造空气”接近空气的组成,空气中氮气占空气总体积的78%,则“人造空气”中氮气的体积分数最大,故选项说法正确;
C、“人造空气”接近空气的组成,“人造空气”中氧气含量不高,不能直接用于医疗急救,故选项说法错误;
D、“人造空气”中的氧气能支持物质燃烧,故选项说法正确;
故选:C。
变式1(25-26九年级上·重庆渝北·期末)下图表示空气中各成分含量,下列说法不正确的是
A.X可用作制冷剂 B.Y可用于炼钢、气割气焊
C.稀有气体可用于霓虹灯 D.纵坐标表示质量分数
【答案】D
【详解】A、氮气约占空气体积的78%,则 X表示氮气,液氮汽化时吸热,使周围的温度降低,可用作制冷剂,故选项说法正确。
B、氧气约占空气体积的21%,则Y表示氧气,氧气具有助燃性,可用于炼钢、气割气焊,故选项说法正确。
C、稀有气体通电时能发出不同颜色的光,可用于霓虹灯,故选项说法正确。
D、氮气约占空气体积的78%,氧气约占空气体积的21%,故纵坐标表示体积分数,而不是质量分数,故选项说法不正确。
故选D。
纯净物和混合物的判断6
典例1(25-26九年级上·广西河池·期末)日常生活中用到的各种“水”中,属于纯净物的是
A.蒸馏水 B.矿泉水 C.自来水 D.糖水
【答案】A
【详解】A、蒸馏水只由一种物质组成,属于纯净物,符合题意;
B、矿泉水中含有水和矿物质,属于混合物,不符合题意;
C、自来水中含有水和可溶性杂质,属于混合物,不符合题意;
D、糖水中含有糖和水,属于混合物,不符合题意。
故选:A。
变式1(25-26九年级上·广东广州·期末)下列属于混合物的是
A.磁铁矿石 B.水银 C.五氧化二磷 D.冰水共存物
【答案】A
【详解】A.磁铁矿石主要成分为四氧化三铁,还含有其他杂质,属于混合物,故选项符合题意。
B.水银是汞的单质,属于纯净物,故选项不符合题意。
C.五氧化二磷是化合物,属于纯净物,故选项不符合题意。
D.冰水共存物是水的不同状态,成分为水,水是化合物,属于纯净物,故选项不符合题意。
故选:A。
保护大气质量7
典例1(25-26九年级上·重庆渝北·期末)用微型空气质量“检测站”监测空气主要污染物,下列不属于监测范围的物质是
A.CO B.CO2 C.PM2.5 D.O3
【答案】B
【详解】空气质量检测站监测的是对健康和环境有直接危害的污染物,如一氧化碳、可吸入颗粒物和臭氧。二氧化碳是温室气体,并非典型空气污染物,不属于监测范围。
故选B。
典例2(25-26九年级上·湖南怀化·期末)空气是人类赖以生存的宝贵资源,下列有关空气的说法正确的是
A.空气中氮气的质量分数约为78% B.氧气能支持燃烧,可作燃料
C.稀有气体化学性质稳定,可用于制作保护气 D.空气污染指数越高,空气质量越好
【答案】C
【详解】A、空气中氮气的体积分数约为78%,不是质量分数,故A选项不符合题意;
B、氧气能支持燃烧,具有助燃性,但不具有可燃性,不能作燃料,故B选项不符合题意;
C、稀有气体化学性质稳定,不易与其他物质发生反应,所以可用于制作保护气,故C选项符合题意;
D、空气污染指数越高,说明空气中污染物含量越高,空气质量越差,故D选项不符合题意。
故选C。
变式1(25-26九年级上·湖南常德·期末)某中学进行微型空气质量“检测站”的组装与使用活动,下图为某城市当日的空气质量情况。图中的“X”代表
A.氮气 B.氧气 C.二氧化碳 D.二氧化氮
【答案】D
【详解】氮气、氧气均为空气的组成成分,不属于空气污染物,二氧化碳是造成温室效应的主要气体,但通常不计入空气质量指数,目前计入空气质量评价的主要污染物为:一氧化碳、二氧化氮、臭氧、二氧化硫、等,则图中的“X”代表二氧化氮,故选:D。
测定空气中氧气的含量实验1
一、实验原理与操作类易错点
1.现象描述混淆“烟”和“雾”
易错点:将红磷燃烧的现象描述为“产生大量白雾”。
解析:红磷燃烧生成的五氧化二磷是白色固体小颗粒,对应的现象是“白烟”;“雾”特指小液滴聚集的状态,二者不能混用。
2.实验结论表述错误
易错点:直接说“氧气约占空气的1/5”。
解析:该结论的准确表述是“氧气约占空气体积的1/5”,若省略“体积”二字,会被误解为氧气占空气质量的1/5,与实际情况不符。
3.打开止水夹的时机错误
易错点:红磷燃烧后未等装置冷却至室温就打开止水夹。
解析:燃烧放热会使瓶内气体受热膨胀,此时打开止水夹,进入集气瓶的水体积会偏小,最终测得的氧气体积分数低于1/5。
二、误差分析类易错点
1.结果偏小(进水体积<集气瓶容积1/5)
红磷用量不足
易错点:红磷量过少,无法完全消耗瓶内氧气。
解析:剩余未被消耗的氧气会占据瓶内空间,导致装置内外压强差偏小,进入的水体积不足,测量结果偏低。
装置气密性不好
易错点:实验前未检查装置气密性,装置存在漏气情况。
解析:反应结束冷却过程中,外界空气会进入集气瓶,抵消部分压强差,最终进水体积偏小,测定结果低于1/5。
导管未预先注满水
易错点:实验前导管内残留空气,未注满水。
解析:燃烧冷却后,进入集气瓶的水会有一部分残留在导管中,无法全部流入瓶内,导致测得的氧气体积偏小。
2.结果偏大(进水体积>集气瓶容积1/5)
燃烧匙伸入集气瓶过慢
易错点:点燃红磷后,缓慢将燃烧匙伸入瓶内再塞紧塞子。
解析:红磷燃烧放热,瓶内空气受热膨胀,在塞紧瓶塞前就从瓶口逸出,冷却后瓶内损失的气体不止氧气,最终进水体积偏大,结果高于1/5。
止水夹未夹紧
易错点:红磷燃烧前,导管上的止水夹没有夹紧。
解析:燃烧放热使瓶内气体受热膨胀,大量空气会从橡胶导管处溢出,冷却后瓶内压强差过大,进入的水体积超过1/5,测量结果偏大。
三、药品选择类易错点
用木炭/蜡烛代替红磷(未做改进)
易错点:直接用木炭或蜡烛替换红磷进行实验。
解析:木炭、蜡烛燃烧都有二氧化碳气体生成,反应后装置内外压强差几乎为零,水无法进入集气瓶,无法测定氧气体积。
空气成分与用途2
一、空气成分占比类易错点
1.混淆体积分数与质量分数
易错点:认为空气中氮气的质量分数约占78%、氧气质量分数约占21%。
解析:空气各成分的占比标准是体积分数,氮气约占78%、氧气约占21%,并非质量分数,二者数值差异很大,是高频考点易错点。
2.记错稀有气体/二氧化碳占比
易错点:把稀有气体占比记为约0.03%,二氧化碳占比记为约0.94%。
解析:正确数值为稀有气体约占空气总体积的0.94%,二氧化碳约占0.03%,二者占比极易记混,可通过口诀“氮七八,氧二一,零点九四是稀气,二氧化碳零点零三记心里”辅助记忆。
二、气体性质与用途匹配类易错点
1.误将氧气当作燃料
易错点:认为氧气具有可燃性,可作为宇宙航行、工业生产的燃料。
解析:氧气只具备助燃性和氧化性,本身不可燃烧,不能作燃料,在航天中仅作为助燃剂和氧化剂使用,这是该部分最常见的错误认知。
2.错把二氧化碳归为空气污染物
易错点:将二氧化碳列入空气污染物名录,认为它是形成酸雨的主要原因。
解析:二氧化碳是空气的固有组成成分,不属于常规空气污染物;它含量升高会引发温室效应,但酸雨的主要成因是二氧化硫、二氧化氮等气体,二者不能混淆。
3.混淆稀有气体性质与用途的对应逻辑
易错点:认为稀有气体用作电光源,是利用了其化学性质不活泼的特点。
解析:稀有气体通电后发出不同颜色的光,该过程没有新物质生成,属于物理变化,利用的是其物理性质;稀有气体用作焊接保护气,才是利用了它化学性质极不活泼的特点。
4.氮气用途认知偏差
易错点:认为氮气化学性质活泼,不能用于食品防腐。
解析:氮气常温下化学性质极稳定,充入食品包装袋中可以隔绝氧气,防止食品氧化变质,是常用的食品保护气,同时也是合成氨、氮肥的重要化工原料。
三、基础概念类易错点
误判空气为纯净物
易错点:认为空气是单一的“空气分子”构成的纯净物。
解析:空气是由氮气、氧气、稀有气体等多种物质组成的混合物,其中各成分都保持自身独立的化学性质,不会发生反应生成新的单一分子。
◆能力强化练
1.(25-26九年级上·陕西咸阳·期末)下列物质中,属于纯净物的是
A.洁净的空气 B.水泥砂浆 C.氮气 D.汽水
【答案】C
【详解】A、洁净的空气中含有氮气、氧气等物质,属于混合物。
B、水泥砂浆由水泥、沙等物质混合而成,属于混合物
C、氮气中只含有一种物质,属于纯净物。
D、汽水中含有水、糖、二氧化碳等物质,属于混合物。
故选C。
2.(25-26九年级上·云南迪庆·期末)封闭拥挤的公交车内,有时会感到胸闷难受,那么此时测出空气中氮气的体积分数最可能是
A.78% B.21% C.3% D.0.94%
【答案】A
【详解】空气中氮气的体积分数约为78%,在封闭拥挤的公交车内,虽然人员呼吸会使氧气含量减少、二氧化碳等气体含量增加,但氮气的体积分数不会发生明显改变,仍然约为78%。所以此时测出空气中氮气的体积分数最可能是78%。
故选A。
3.(25-26九年级上·广东湛江·期末)如图是我国“祝融号”火星车到达火星表面探测的火星表面大气成分,关于火星大气成分,下列说法正确的是
A.火星大气适合人类生存
B.火星大气中的二氧化碳与水反应形成酸雨
C.可以用澄清石灰水鉴别火星大气和空气
D.火星大气中含量最高的是氮气
【答案】C
【详解】A、火星上不含人类生存必需的氧气,所以火星暂时不适合人类生存,选项错误;
B、酸雨的形成与二氧化硫、氮氧化物有关,选项错误;
C、澄清石灰水遇二氧化碳会变浑浊,火星大气中二氧化碳含量高达95.3%,空气里二氧化碳含量仅约0.03%,因此可以用澄清石灰水鉴别二者,选项正确;
D、火星大气中二氧化碳含量高达95.3%,因此火星大气中含量最高的是二氧化碳,选项错误;
故选C。
4.(25-26九年级上·河北邢台·期末)某化学小组需要模拟地表大气环境进行一项对照实验,他们计划用纯氧气和纯氮气配制一种接近地表空气的混合气体。下列配制方案中,体积占比最合理的是
A.氧气10% 氮气90% B.氧气20% 氮气80%
C.氧气30% 氮气70% D.氧气40% 氮气60%
【答案】B
【详解】地表空气中氧气体积分数约为21%,氮气约为78%。选项B中氧气占20%,与21%最接近,因此配制方案最合理。
故选B。
5.(25-26九年级上·广东广州·期末)下列说法中,不正确的是
A.空气中含量较高且化学性质不活泼的气体是N2
B.臭氧层破坏与空气污染有关
C.空气中的稀有气体所占比例虽小,但用途广泛
D.空气中含有O2,因此空气可直接用于医疗急救
【答案】D
【详解】A、氮气是空气中含有最多的气体,约占空气体积的78%,且氮气化学性质不活泼,不符合题意;
B、臭氧层破坏是氟氯烃等的排放导致的,与空气污染有关,不符合题意;
C、空气中的稀有气体所占比例虽小,但用途广泛,如稀有气体通电时能发出不同颜色的光,可制成不同用途的电光源,不符合题意;
D、空气中含有氧气,但是空气中氧气的体积分数只有21%,医疗急救需要更高浓度的氧气,故空气不能直接用于医疗急救,符合题意。
故选D。
6.(25-26九年级上·河南信阳·期末)跨学科实践活动小组组装了微型空气质量“检测站”,得到当日浉河区某学校附近空气的质量报告,如图。下列说法正确的是
A.当日主要污染物为PM10
B.本小组缺少对这一空气污染物的检测
C.是导致酸雨的主要物质
D.空气质量指数(AQI)越大,空气质量状况越好
【答案】C
【详解】A、由图可知,由图可知,当日主要污染物为臭氧,该选项不符合题意。
B、二氧化碳不属于空气污染物,不需要进行检测,该选项不符合题意。
C、二氧化硫、二氧化氮是导致酸雨的主要物质,该选项符合题意。
D、空气质量指数(AQI)越大,空气质量状况越差,该选项不符合题意。
故选C。
7.(25-26九年级上·安徽·期末)某化学小组用红磷燃烧测定空气中氧气含量的实验中,用传感器记录集气瓶中压强随时间变化的情况,如图所示。下列说法正确的是
A.红磷无需足量 B.时间点b表示反应结束
C.时间点c的操作为打开弹簧夹 D.可以用木炭或铁丝代替红磷进行该实验
【答案】C
【详解】A、若红磷的量不足,导致氧气不能完全消耗,测得氧气的含量偏小,故说法错误;
B、图中ab段表示装置冷却过程,反应在a点之后很短时间内已经结束,b点表示的不是反应结束,故说法错误;
C、c点打开弹簧夹,水倒吸入集气瓶,瓶内压强应迅速上升,最终趋于稳定,故说法正确;
D、铁丝在空气中不燃烧,不能消耗氧气;木炭燃烧消耗氧气,生成二氧化碳气体,使得装置内压强差变化不明显,所以不能用木炭或铁丝替代红磷完成该实验,故说法错误。
故选C。
8.(25-26八年级上·山东烟台·期末)空气是重要的自然资源。下表是某日我国部分地区的空气质量日报内容:
城市
空气质量指数
首要污染物
空气质量级别
A
103
可吸入颗粒物
III
B
280
可吸入颗粒物
V
C
72
可吸入颗粒物
II
(1)当日空气质量状况最好的城市是_____,空气质量指数与空气质量级别之间的关系是_____。
(2)目前我国城市空气质量日报中的污染物不包括_____。(填字母序号)
A.臭氧 B.一氧化碳 C.二氧化氮 D.二氧化碳
(3)如下图为一款新型环保车,可通过旋转的“大炮筒”向四周喷水雾,从而缓解极端恶劣天气给人带来的不适。这款环保车喷水的作用是_____。(写2点)
【答案】(1) C 空气质量指数越高,空气质量级别越大
(2)D
(3)降尘、吸收有害气体等作用
【详解】(1)根据表格数据,空气质量指数越低,空气质量越好,C市的空气质量指数最低,故当日空气质量状况最好的城市是C;
空气质量指数与空气质量级别之间的关系是:空气质量指数越高,空气质量级别越大;
(2)空气污染物包括可吸入颗粒物、细颗粒物、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧。二氧化碳无毒,不是污染物。
故选D;
(3)环保车喷水可以降尘,且有些有害气体可溶于水,则还能降低空气中有害气体的含量。
(25-26九年级上·上海静安·期末)18世纪前,人们普遍认为空气是单一物质。直到拉瓦锡运用了“定量思维”进行实验研究,才得出“空气为混合物”的结论。科学家对空气的持续研究推动了社会进步和发展。
9.拉瓦锡在充满空气的密闭容器内持续加热足量金属汞,充分反应后发现容器内气体体积减少了,剩余气体不支持燃烧和呼吸,他由此得出“空气为混合物”的结论。
①拉瓦锡得出此结论的实验依据是___________。
②实验室用红磷代替汞进行类似实验,装置如图所示,以下事项中,能提高实验结果准确性的是___________。
A.确保装置气密性良好 B.量筒中加入足量的水
C.将燃烧匙伸入装置底部 D.燃烧结束后迅速打开弹簧夹
10.19世纪末,科学家发现:从空气中分离出的氮气与化学反应生成的氮气,两者密度存在极小的差异,后经反复实验,终于发现了氩气等稀有气体。稀有气体曾被称为“惰性气体”,但现代科技中已能制备其化合物。上述事实说明___________。
A.科学结论会随着研究深入而不断修正 B.稀有气体不能与其他物质发生反应
C.实验结果的差异是科学发现的重要契机 D.研究空气的组成只需利用化学原理
【答案】9. 容器内气体体积减少了,且剩余气体不支持燃烧和呼吸,说明空气由两种(或多种)性质不同的气体组成 AB 10.AC
【详解】9.①容器内气体体积减少,且剩余气体不支持燃烧和呼吸,而空气中含有能供给呼吸的气体,则说明空气由两种(或多种)性质不同的气体组成。
②A、装置气密性良好,能保证不会有气体进入,故实验更准确,该选项符合题意;
B、红磷燃烧消耗氧气,装置中的气体减少,压强减小,则冷却后打开弹簧夹,量筒中的水会进入集气瓶中,且进入的水的体积为消耗的氧气的体积,故量筒中加入足量的水,能使实验更准确,该选项符合题意;
C、将燃烧匙伸入装置底部,红磷和氧气没有完全接触,故氧气可能会有剩余,实验会偏小,该选项不符合题意;
D、燃烧结束后迅速打开弹簧夹,装置中的气体受热膨胀,则会使进入的水的体积偏小,导致实验会偏小,该选项不符合题意。
故选AB。
10.A、稀有气体曾被称为“惰性气体”,但现代科技中已能制备其化合物,说明科学结论会随着研究深入而不断修正,该选项符合题意;
B、根据现代科技中已能制备稀有气体的化合物,则说明稀有气体能与其他物质发生反应,该选项不符合题意;
C、从空气中分离出的氮气与化学反应生成的氮气,两者密度存在极小的差异,这一实验结果的差异最终促成了氩气的发现,说明实验结果的差异是科学发现的重要契机,该选项符合题意;
D、结合前面分析可知,研究空气的组成时,不仅需要利用化学原理,还需要物理方法,该选项不符合题意。
故选AC。
◆综合拔高练
11.(25-26八年级下·山东泰安·期末)某学习小组同学设计了如图装置进行测定空气中氧气含量的实验,夹紧弹簧夹,将足量的红磷和木炭分别点燃后放入甲、乙两个集气瓶中,待反应结束恢复至室温后,再打开弹簧夹。下列有关叙述正确的是
A.点燃后应将红磷和木炭迅速伸入集气瓶中
B.测定空气中氧气含量只能用物质燃烧的方法
C.实验结束恢复至室温后,两个集气瓶中的实验现象相同
D.该实验证明,测定空气中氧气含量时可用木炭代替红磷
【答案】A
【详解】A. 点燃后应将红磷和木炭迅速伸入集气瓶中,防止瓶内空气受热膨胀逸出,影响实验结果,正确;
B. 测定空气中氧气含量不是只能用燃烧法,如还可通过加热铜粉与氧气的方法测定,错误;
C. 甲中红磷燃烧消耗了氧气,且生成物是固体,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,进入水的体积约占集气瓶内空气体积的五分之一,乙中木炭燃烧生成二氧化碳,二氧化碳是气体,化学反应前后压强变化不大,待温度恢复至室温后,打开弹簧夹,几乎没有水进入集气瓶,现象不同,错误;
D. 由C的分析可知,木炭燃烧生成二氧化碳气体,化学反应前后瓶内压强无明显变化,无法测定空气中氧气含量,不能代替红磷,错误。
12.(24-25八年级下·山东泰安·期末)化学兴趣小组的同学们学习了“空气中氧气含量的测定”实验后,对教材实验进行了归纳和总结,下列关于相关实验的说法错误的是
A.实验1拉瓦锡用汞的优点是:汞能将密闭装置内空气中的氧气几乎消耗尽
B.实验2不能用木炭代替红磷测定空气中氧气的含量
C.实验3硬质玻璃管中空气的体积为44mL,注射器中空气的体积为36mL,反应后注射器内剩余气体的体积为24mL,则空气中氧气的体积分数为25%
D.三个实验的原理都是利用化学反应,在不引入新的杂质的前提下,将氧气转化为固体,从而达到测定空气中氧气含量的目的
【答案】C
【详解】A、汞只能与空气中的氧气反应,且该实验采用加热而不是点燃,持续时间很长,能够尽可能让装置内的空气几乎耗尽,不符合题意;
B、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,不能用木炭代替红磷测定空气中氧气的含量,不符合题意;
C、实验3中利用铜粉消耗氧气,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,注射器活塞向右移动,注射器内减少的体积就是消耗氧气的体积,则测得空气中氧气的体积分数为:,符合题意;
D、实验1中利用汞和氧气在加热的条件下反应生成氧化汞,实验2中红磷燃烧生成五氧化二磷,实验3中铜与氧气在加热的条件下反应生成氧化铜,三个实验的原理都是利用化学反应,在不引入新的杂质的前提下,将氧气转化为固体,导致装置内压强减小,利用压强差测出消耗氧气的体积,然后测定空气中氧气的含量,不符合题意。
故选C。
13.(25-26九年级上·四川成都·期末)某小组研究课本氧气含量测定的实验,发现倒吸入集气瓶的水无法达到。为探究原因,小组另取足量白磷,采用图1装置进行实验,测得的氧气含量、气体压强随时间变化如图2、图3所示。下列有关说法错误的是
A.图1气球的作用是平衡气压,防止胶塞被冲出,实验过程中气球先变大后变瘪
B.图2氧气含量从8.05%上升到9.26%,可能是温度下降,水蒸气变成液态,气体体积减小
C.图3中BC段压强增大,是因反应初期温度升高对压强的影响大于气体减少对压强的影响
D.图3中D点时反应停止,瓶内氧气已经完全被消耗
【答案】D
【详解】A.图1中气球的作用是平衡气压,防止胶塞被冲出。白磷燃烧放热,装置内气体受热膨胀,气球先变大;反应结束后温度降低,气体减少,气球后变瘪,故A选项正确;
B.图2中氧气含量从8.05%上升到9.26%,可能是温度下降,水蒸气由气态变为液态,装置内气体总体积减小,导致氧气的体积分数相对升高,故B选项正确;
C.图3中BC段压强增大,是因为反应初期温度升高(放热)对压强的影响,大于气体减少(氧气被消耗)对压强的影响,故C选项正确;
D.图3中D点时反应停止,但由图2可知,最终氧气含量仍有9.26%,说明瓶内氧气没有被完全消耗,故选项D错误。
故选D。
14.(25-26八年级上·上海闵行·期中)从古至今人们对于空气组成的研究持续不断。
(1)人类最早发现空气中氧气含量的化学家是______,该实验他的结论是______。
(2)小明利用图甲装置测定空气中氧气的含量,集气瓶中红磷燃烧的现象为______,该化学反应的文字表达式为______。集气瓶中剩余气体的性质是______(写一点)。
(3)在集气瓶中插入压强传感器,测定的压强随时间的变化情况如图乙所示,图乙中对应的操作是打开弹簧夹的点是______(选填“a、b、c、d”),bc段气压变化的原因是______。
(4)实验过程中,冷却一段时间之后,打开弹簧夹,水从量筒中流入集气瓶(容积为250mL),量筒读数时,视线与量筒内______,开始量筒内水为80mL,最终量筒内水为33mL,通过计算本实验数据测得空气中氧气的体积分数为______。上述结果与理论值相比,引起误差的原因可能是______(写一条即可)。
【答案】(1) 拉瓦锡 氧气约占空气体积的五分之一
(2) 放出热量,产生大量白烟 不支持燃烧
(3) c 温度恢复至室温,红磷燃烧消耗了集气瓶中的氧气,使集气瓶中压强减小
(4) 凹液面最低处水平 18.8% 红磷量不足
【详解】(1)人类最早发现空气中氧气含量的化学家是拉瓦锡,该实验他的结论是氧气约占空气体积的五分之一;
(2)红磷燃烧放出热量,产生大量白烟,化学反应的文字表达式为;集气瓶中氧气耗尽后红磷不再燃烧,说明剩余气体不支持燃烧;
(3)冷却到室温后打开弹簧夹,水会进入集气瓶,集气瓶中压强增大,故图乙中对应的操作是打开弹簧夹的点是c;bc段气压变化的原因是温度恢复至室温,红磷燃烧消耗了集气瓶中的氧气,使集气瓶中压强减小;
(4)量筒读数时,视线与量筒内凹液面最低处相切;本实验数据测得空气中氧气的体积分数为;该结果与理论值偏小,引起误差的原因可能是红磷量不足。
15.(25-26九年级上·山东烟台·期末)某兴趣小组同学建构了“混合物含量测定”的思维模型(下图1),并运用该模型对教材中“空气中氧气含量测定的再认识。”的实验进行了再探究。
Ⅰ.根据沸点不同测定空气中某组分的含量。查阅资料:液氮沸点、液氧沸点
(1)将空气降温加压转变为液态空气,利用各组分的沸点不同,______先汽化,将其分离开。请结合图1,从建模角度分析,该操作属于上述思维模型中的_______(“分离转移”或“反应转化”)。
Ⅱ.空气中氧气含量测定的再认识。
(2)利用手持技术探究一定体积的空气与过量铜片的反应如图2,利用数据采样绘得装置内的“氧气含量-时间”曲线如图3。
①加入铜片前要对装置进行__________,根据图3可以判断反应发生的曲线是______(填“AB段”“BC段”或“CD段”)。
②该实验能证明铜与氧气发生了化学变化的证据有__________、__________。
(3)用图4装置测定空气中氧气的含量。
①结合下图测得氧气的体积分数变化曲线分析,下列说法不正确的是_____。
A.图4中水的作用是吸收五氧化二磷和降温
B.说明红磷或白磷熄灭后反应立即停止
C.该实验说明白磷代替红磷,测定结果更接近真实值
②某同学提出可以用铁丝燃烧代替红磷(或白磷)完成图4实验,请你分析他的想法是否可行并说明理由__________。
【答案】(1) 液氮 分离转移
(2) 气密性检查 CD段 铜片表面覆盖一层黑色物质 装置内的氧气含量降低
(3) B 不能,铁在空气中不能燃烧
【详解】(1)根据资料,液氮沸点为-196℃,液氧沸点为-183℃,将空气降温加压转变为液态空气时,因为液氮沸点更低,所以液氮先汽化,将其分离开。从建模角度看,该操作是利用各组分性质差异进行分离,属于“分离转移”。
(2)①加入铜片前要对装置进行气密性检查,这是进行气体实验的基本操作,防止装置漏气影响实验结果。由图3可知,在CD段氧气含量逐渐减少,说明铜与氧气发生了反应,所以反应发生的曲线是CD段。
②化学变化的本质特征是有新物质生成,同时伴随一些现象。该实验中,铜和氧气在加热条件下反应生成氧化铜,观察到铜片表面覆盖一层黑色物质,且氧气含量逐渐降低,这两个证据能证明铜与氧气发生了化学变化。
(3)①A、图4中水的作用是吸收五氧化二磷和降温,故A选项不符合题意;
B、由测得氧气的体积分数变化曲线可知,红磷或白磷熄灭后,氧气含量还在继续降低,说明反应没有立即停止,故B选项符合题意;
C、白磷熄灭后氧气含量更低,说明白磷代替红磷,测定结果更接近真实值,故C选项不符合题意。
故选B。
②铁丝在空气中不能燃烧,无法消耗空气中的氧气,所以不能用铁丝燃烧代替红磷(或白磷)完成图4实验。
16.(25-26八年级上·上海普陀·期末)在课堂中,我们学习了用红磷替代汞测定空气中氧气含量。
小组用图1的方法进行实验,经测定气密性良好。
(1)写出红磷燃烧的文字表达式________。
(2)实验结束,发现进入集气瓶中水的体积小于原瓶中空气体积的五分之一,可能的原因是________(答1条即可)。
(3)利用传感器进行测定,压强随时间变化趋势如图2,CD段压强下降的原因是________。温度随时间变化趋势如图3,GH段温度升高的原因是________。
(4)某同学认为C点(图2)时红磷燃烧停止,请判断该同学的判断是否正确,并说明理由________。
为提高测定空气中氧气含量实验的精确度,小组同学又对实验进行了创新改进,用一支细长的玻璃管和一袋食品脱氧剂(足量)进行实验。
(5)请从图中选择正确的实验操作步骤,并排序________。
(6)将后续操作过程补充完整:测量OA的长度,静置至水滴不再移动时,________(写出测量、计算方法),计算得出氧气含量。
【答案】(1)
(2)红磷量不足(或装置漏气、未冷却到室温就打开弹簧夹)
(3) 红磷燃烧消耗了瓶内的氧气 红磷燃烧放出大量的热
(4)不正确,C点是红磷刚开始燃烧时放出大量的热,导致瓶内空气受热膨胀,引起气压变大
(5)①③⑤④
(6)标号水滴所处位置的点为B,测量水滴移动的长度为AB
【详解】(1)红磷燃烧生成五氧化二磷,文字表达式为:
(2)实验结束,发现进入集气瓶中水的体积小于原瓶中空气体积的五分之一,可能的原因有:红磷的量不足,导致氧气未完全反应;装置漏气,导致有空气进入;未冷却到室温就打开弹簧夹;故填:红磷量不足(或装置漏气、为冷却到室温就打开弹簧夹);
(3)图2中CD段压强下降的原因是:红磷燃烧消耗了瓶内的氧气。
图3中GH段温度升高的原因是:红磷燃烧放出大量的热,导致温度升高;
(4)某同学认为图2中C点时红磷燃烧停止,该同学的判断是不正确的。C点时压强达到最大值,说明燃烧仍在进行,此时放热引起的气体膨胀效果与消耗氧气和装置冷却引起的气压下降效果综合作用达到峰值,燃烧并未停止。
(5)据图分析:为提高测定空气中氧气含量实验的精确度,正确的实验操作步骤①取一根玻璃管用橡皮塞将一端密封;③将食品脱氧剂粉末迅速装入玻璃管;⑤立即向管口注入一滴水将玻璃管密封,水滴的位置标为A,弹动玻璃管使脱氧剂粉末分布均匀且紧密,脱氧剂的上端标为O;④水平滚动玻璃管,使食品脱氧剂粉末平铺在玻璃管中,静置至水滴不再移动。排序的顺序为:①③⑤④;
(6)后续操作过程补充完整:测量OA的长度,静置至水滴不再移动时,标号水滴所处位置的点为B,测量水滴移动的长度为AB。得出氧气含量=;
◆中考真题练
17.(2026·湖南·中考真题)用空气泵向鱼池中鼓入空气,主要目的是补充能供给鱼呼吸的
A.氮气 B.氧气 C.二氧化碳 D.稀有气体
【答案】B
【详解】A.氮气化学性质稳定,不能供给呼吸,错误;
B.氧气的核心用途之一是供给呼吸,鱼类呼吸需要消耗溶解在水中的氧气,向鱼池鼓入空气可提高水中的氧气溶解量,满足鱼类呼吸需求,正确;
C.二氧化碳不能供给呼吸,错误;
D.稀有气体化学性质极不活泼,不能供给呼吸,错误。
18.(2026·四川乐山·中考真题)某兴趣小组利用微型空气质量“检测站”检测学校周围空气中污染物的含量。下列不需要列入检测范围的是
A.二氧化硫 B.氦气 C.一氧化碳 D.可吸入颗粒物
【答案】B
【详解】空气污染物包括可吸入颗粒物、细颗粒物、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧,需要检测;氦气()是空气固有成分中的稀有气体,无毒无害,不属于空气污染物,无需检测。故选B。
19.(2026·广西·中考真题)食品包装袋常充入氮气以延长食品保质期。这是因为氮气
A.难溶于水 B.化学性质稳定 C.沸点较低 D.密度比空气小
【答案】B
【详解】A.难溶于水是氮气的物理性质,和食品防腐的需求无关,错误。
B.氮气常温下化学性质稳定,很难与其他物质发生反应,可有效保护食品不被氧化,正确。
C.沸点较低是物理性质,该性质多用于液氮制冷场景,和充袋防腐无关,错误。
D.密度大小与食品防腐没有关联,错误。
20.(2026·四川自贡·中考真题)空气是人类最重要的资源之一。下列说法正确的是
A.液化的空气是纯净物
B.空气可被压缩是因为气体分子在不断运动
C.二氧化硫是空气质量评价的主要污染物之一
D.稀有气体在空气中比例小、不活泼,没有用途
【答案】C
【详解】A.液化空气仍含有氮气、氧气、二氧化碳等多种物质,属于混合物,不是纯净物,错误。
B.空气可被压缩是因为气体分子之间存在较大间隔,和分子不断运动无关,错误。
C.二氧化硫有毒,会引发酸雨,是空气质量评价的主要污染物之一,正确。
D.稀有气体化学性质稳定,可作保护气,通电时能发出不同颜色的光,可制作电光源,有广泛用途,错误。
21.(2026·河北·中考真题)在塞罕坝人的不懈努力下,昔日的沙地变林海,空气更清新,水更洁净。下列说法错误的是
A.空气属于纯净物 B.绿色植物可吸收二氧化碳
C.植树种草有利于涵养水源 D.水是一种宝贵的自然资源
【答案】A
【详解】A.纯净物是仅由一种物质组成的物质,空气中含有氮气、氧气、二氧化碳等多种物质,属于混合物,该说法错误。
B.绿色植物光合作用的原料包含二氧化碳,可吸收二氧化碳,该说法正确。
C.植物根系可滞留、储存水分,植树种草有利于涵养水源,该说法正确。
D.水是生命活动、工农业生产的必需物质,是宝贵的自然资源,该说法正确。
22.(2026·上海·中考真题节选)脱氧剂广泛用于食品、药材的保质保鲜。为探究某铁系脱氧剂(主要成分为铁粉)的脱氧效果,利用下图装置测量该脱氧剂的最大吸氧量。
(1)图中液体的特性需要有__________(不定项)
A.不易溶解氧气 B.不易与空气反应
C.不易挥发 D.无色
(2)铁系吸氧剂可以吸收空气中的__________(不定项)
A.水 B.氧气 C.氮气 D.二氧化碳
(4)把脱氧剂放在一瓶装满空气的量筒中,每24小时更换一瓶装满空气的量筒。第一次和第二次实验中量筒内液面均上升了1/5,为得到该脱氧剂的最大吸氧量,是否需要更换量筒继续进行第三次实验?_____________________________________________。
(5)利用左侧装置可将量筒内空气抽出,使量筒内液面上升。抽空气提高液位是为了______。
A.增大脱氧剂与氧气接触面积
B.确保脱氧剂能与氧气充分反应
C.增大氧气浓度
D.提升液位到刻度线,便于读数
【答案】(1)ABC
(2)AB
(4)需要进行第三次实验
(5)B
【详解】(1)A .不易溶解氧气,防止氧气溶解造成测量误差;
B .不易与空气反应,避免液体和空气中成分反应;
C .不易挥发,防止液体挥发导致体积变化;
D .无色不是实验必需条件。
(2)铁系脱氧剂原理是铁生锈,铁与氧气、水共同作用发生锈蚀,吸收空气中氧气和水蒸气。不吸收氮气、二氧化碳。
(4)两次实验液面均上升,存在两种可能性:
① 量筒空气中的氧气已经被全部吸收(空气中氧气体积约占);
② 脱氧剂已经达到最大吸氧能力,不能继续吸氧。
想要测出脱氧剂自身最大吸氧量,必须再次更换装满空气的量筒继续实验: 如果第三次液面依旧上升,说明脱氧剂还能继续吸氧,未达到极限; 如果液面不再上升,代表脱氧剂吸氧量达到最大值。
(5)抽空气提升液面,目的是推动量筒内空气流动,让空气与脱氧剂充分接触,确保脱氧剂尽可能将氧气完全反应。
A.抽空气提高液位不能增大脱氧剂与氧气的接触面积,不符合题意;
B.正确;
C.不会增大氧气浓度,不符合题意;
D.不是为了方便读数,不符合题意。
23.(2026·黑龙江齐齐哈尔·中考真题节选)下列图像能正确表示对应关系,判断对错( )
A. 图一:一定质量的红磷在盛有空气的密闭容器中燃烧
【答案】x
【解析】A.红磷在密闭容器中燃烧仅与氧气反应,氮气不参与反应,质量始终不变,图中氮气质量下降,错误。
24.(2026·四川自贡·中考真题节选)下列图像能正确反映相应变化,判断对错( )
B.用红磷燃烧探究空气中氧气的含量
【答案】x
【解析】B.红磷燃烧仅消耗装置内的氧气,剩余约体积的氮气等不参与反应的气体,最终装置内压强不会降至0,与图像不符,错误。
25.(2026·黑龙江绥化·中考真题节选)下列表述与其对应图像,判断对错( )
A.图1,用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量
【答案】x
【详解】A.红磷燃烧放热,装置内压强先升高,冷却至室温后,因消耗了约占空气体积的氧气,最终压强应为初始压强的,远小于,与图1最终压强接近不符,错误;
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第二单元 空气和氧气
课题1 我们周围的空气
拉瓦锡研究空气成分1
1.实验过程
密闭加热汞:将少量汞放在密闭容器中连续加热12天,部分银白色液态汞变为红色氧化汞粉末,容器内空气体积减少约1/5。反应的文字表达式:____________________
分解红色粉末:收集生成的红色氧化汞并强热,分解得到汞和氧气,氧气体积恰好等于之前容器中减少的气体体积。反应的文字表达式:____________________
混合验证:将得到的氧气与剩余4/5体积的气体混合,所得气体性质与空气完全一致,证明空气是混合物。
2.实验结论
拉瓦锡得出空气主要由________________组成,其中氧气约占空气总体积的______,氮气约占______。
红磷燃烧测定空气中氧气的含量2
1.实验原理
利用红磷在密闭集气瓶中燃烧,消耗瓶内氧气生成五氧化二磷固体,使瓶内压强________,外界大气压将水压入集气瓶,通过______的体积推算氧气占空气的体积比例。
2.关键实验现象
红磷点燃后剧烈燃烧,产生大量______(五氧化二磷固体小颗粒),同时放出______。
待装置完全冷却至室温后打开弹簧夹,烧杯中的水进入集气瓶,水位最终上升至______________________的位置。
3.实验核心结论
氧气约占空气________________;同时可推断剩余主要气体氮气具有________、__________________的性质。
反应的文字表达式:__________________________
反应的符号表达式:____________________________________________________________
4.常见误差分析
结果偏小:______________________________________________。
结果偏大:__________________________________________________________________。
5.药品选择注意事项
不能用碳、硫代替红磷,二者燃烧会生成______,瓶内压强__________,无法准确测定氧气体积。
测定空气中氧气含量的数字化实验图像3
1.氧气浓度曲线:可直观看到氧气含量逐步下降,最终不会降至0,证明红磷无法将瓶内氧气完全耗尽
2.压强曲线:先因燃烧放热短暂升高,后续随氧气消耗持续降低,打开止水夹后压强快速回升
3.温度曲线:先因燃烧放热导致温度升高,后续随氧气消耗温度上升幅度减小,反应停止后温度开始下降,最终降至室温(起始温度)
纯净物和混合物4
1. 混合物:______________________________的物质。组成混合物的各种成分保持着它们各自的______。
如______、糖水、食盐水、合金、溶液、稀有气体、“浓~”、“稀~”、“a%的~”
2. 纯净物:________________的物质。纯净物可以用________来表示。
如空气中的______、______、________及五氧化二磷、四氧化三铁、铁、铜等。
空气的成分和体积分数5
1. 氮气
(1)物理性质:在通常状况下,氮气是一种无色、无气味的气体,难溶于水。
(2)化学性质:不活泼,在低温或常温下难与其他物质发生反应。
(3)用途与性质的对应关系:
性质
与性质对应的用途
一定条件下与其他物质反应
制______和______的原料;
化学性质______
用作______:食品包装________、________
液氮汽化吸热
(物理性质)
制造低温环境:医疗上________、超导材料在低温环境下显示超导性能(磁悬浮列车)等
性质
对应的用途
化学性质______
作保护气
充入__________,隔绝氧气,防止食品腐败和压碎
灯泡充氮,________,防止钨丝氧化
______条件下,氮气可与某些物质发生反应
制取对人类有用的物质,如制造______、______等
液氮温度______
用于制冷
用作仪器或机件的深度冷冻剂
为超导材料的实验提供低温环境
2. 稀有气体
稀有气体包括氦、氖、氩、氪、氙、氡等。
(1)物理性质:无色、无味气体 ,通电时能________________。
(2)化学性质:很不活泼,一般______其他气体反应,曾被称为“________”。
(3)用途与性质的对应关系:
化学性质很不活泼
用作______;
通电时________________
可制成电光源
化学性质不活泼;氦气密度________
氦气:用作飞艇、探空气球等
液氦________(物理性质)
液氦:制造低温环境,用于磁共振成像仪的超导磁体冷却。
保护大气环境6
1.空气污染物:
①有害气体:________、________、________ ②______
2. 空气污染来源: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
3. 空气质量评价内容
目前,计入空气质量指数的污染物主要包括:________、________、________、______、________(粒径小于等于 10 μm 的颗粒物)、__________(粒径小于等于 2.5 μm 的颗粒物)等。
4.防止空气污染的措施:使用____________;加强空气质量监测;积极植树、造林、种草等。
【易错归纳】
(1)二氧化碳不属于空气污染物。
拉瓦锡测定空气组成的实验1
典例1(25-26九年级上·河南郑州·期末)关于拉瓦锡研究空气成分的实验。表述不正确的是
A.目的:定量测定空气中氧气的含量 B.装置:汞槽内的汞只起到液封作用
C.原理:汞只消耗氧气且生成物为固体 D.结论:空气是由氧气和氮气组成
变式1(25-26九年级上·安徽淮南·期末)空气中氧气含量测定的再认识。
【经典赏析】实验一:装置如图1:
(1)教材中介绍了拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。该实验中选择使用汞的优点有___________ 。
A.实验过程中没有污染
B.能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽
C.在汞槽中起到液封作用
D.生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气
测定空气中氧气的含量2
典例1(25-26九年级上·福建宁德·期末)实验室用红磷燃烧测定空气中氧气的含量,如下图,下列说法错误的是
A.红磷燃烧产生白烟 B.红磷可用白磷替代
C.该实验可测得氧气约占空气体积的五分之一 D.红磷的量不影响实验结果
典例2(25-26八年级下·山东泰安·期末)用如图所示装置实验测定空气中氧气的体积分数。下列叙述不正确的是
A.②中瓶内空气的体积约为200mL B.最终注射器活塞移至约40mL刻度线处
C.白磷的作用是消耗②中瓶内的O2 D.②中瓶内的水可以起到降温和吸收白烟的作用
变式1(25-26九年级上·江西赣州·期末)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.实验时红磷一定过量
B.点燃红磷前先用弹簧夹夹紧胶管
C.红磷熄灭后立即打开弹簧夹
D.实验装置气密性要良好
测定空气中氧气含量实验的改进3
典例1(25-26八年级上·山东菏泽·期末)如图是某同学设计的验证氧气在空气中含量的实验装置图。以下说法正确的是
A.弹簧夹没夹紧不会对实验结果产生影响
B.待红磷燃烧结束就该立即打开止水夹
C.该实验说明了氮气约占空气总体积的
D.实验中凸透镜的作用是引燃红磷
典例2(25-26九年级上·广西梧州·期末)如图是测定空气中氧气含量的实验装置,下列说法错误的是
A.白磷需要过量,以减小实验误差
B.该实验在密闭装置内进行,不会造成空气污染
C.实验中可观察到左侧玻璃管内水面先下降后上升
D.实验结束后左侧玻璃管中水面约上升至“4”刻度处
变式1(25-26九年级上·河南省直辖县级单位·期末)小组同学进行如图所示实验,将装有足量铁丝的量筒倒扣于水槽中,量筒内空气的体积为9.0 mL;放置一周后,可观察到铁丝变______________色,同时量筒内的液面上升到约______________mL刻度处,测得空气中氧气所占的体积分数。
测定空气中氧气含量的数字化实验4
典例1(25-26八年级下·广西南宁·期末)利用图甲装置测定空气中氧气的含量,并结合现代传感器技术测得实验过程中容器内气体压强、温度、氧气浓度随时间的变化情况,结果如图乙所示。下列说法错误的是
A.该实验中氧气并未完全反应
B.反应开始时压强增大是因为反应放热,温度升高
C.容器内氧气被消耗的全过程对应bc段的变化进程
D.时刻后压强增大是由于打开了弹簧夹,水倒吸进入集气瓶
典例2(25-26九年级上·山西临汾·期末)同学们利用图1装置,测量木条燃烧过程中集气瓶内体积分数的变化,所得结果如图2所示。有关分析错误的是
A.实验开始前,集气瓶内的体积分数约为21%
B.70s时,集气瓶内二氧化碳的体积分数为88.3%
C.实验过程中集气瓶内气压一定发生改变
D.体积分数过低时,木条无法继续燃烧
变式1(25-26八年级上·山东德州·期末)兴趣小组利用图1装置进行实验,测量木条和蜡烛燃烧至熄灭过程中集气瓶内氧气的体积分数,数据如图2。下列说法不正确的是
A.实验开始时,两集气瓶中氧气的体积分数都为21%
B.木条、蜡烛均熄灭后,集气瓶中氧气的体积分数甲<乙
C.70s时,甲集气瓶内二氧化碳的体积分数为88.3%
D.木条和蜡烛燃烧都属于剧烈氧化反应
空气组成及体积分数5
典例1(25-26九年级上·河北邯郸·期末)汽车受到剧烈碰撞后,车内安全气囊会瞬间释放一种气体,该气体是空气中含量最多的一种成分,这种气体为
A.二氧化碳 B.氮气 C.氧气 D.水蒸气
典例2(25-26九年级上·云南昆明·期末)“人造空气”接近空气的组成。下列说法不正确的是
A.“人造空气”属于混合物
B.“人造空气”中氮气的体积分数最大
C.“人造空气”可直接用于医疗急救
D.“人造空气”中的氧气能支持物质燃烧
变式1(25-26九年级上·重庆渝北·期末)下图表示空气中各成分含量,下列说法不正确的是
A.X可用作制冷剂 B.Y可用于炼钢、气割气焊
C.稀有气体可用于霓虹灯 D.纵坐标表示质量分数
纯净物和混合物的判断6
典例1(25-26九年级上·广西河池·期末)日常生活中用到的各种“水”中,属于纯净物的是
A.蒸馏水 B.矿泉水 C.自来水 D.糖水
变式1(25-26九年级上·广东广州·期末)下列属于混合物的是
A.磁铁矿石 B.水银 C.五氧化二磷 D.冰水共存物
保护大气质量7
典例1(25-26九年级上·重庆渝北·期末)用微型空气质量“检测站”监测空气主要污染物,下列不属于监测范围的物质是
A.CO B.CO2 C.PM2.5 D.O3
典例2(25-26九年级上·湖南怀化·期末)空气是人类赖以生存的宝贵资源,下列有关空气的说法正确的是
A.空气中氮气的质量分数约为78% B.氧气能支持燃烧,可作燃料
C.稀有气体化学性质稳定,可用于制作保护气 D.空气污染指数越高,空气质量越好
变式1(25-26九年级上·湖南常德·期末)某中学进行微型空气质量“检测站”的组装与使用活动,下图为某城市当日的空气质量情况。图中的“X”代表
A.氮气 B.氧气 C.二氧化碳 D.二氧化氮
测定空气中氧气的含量实验1
一、实验原理与操作类易错点
1.现象描述混淆“烟”和“雾”
易错点:将红磷燃烧的现象描述为“产生大量白雾”。
解析:红磷燃烧生成的五氧化二磷是白色固体小颗粒,对应的现象是“白烟”;“雾”特指小液滴聚集的状态,二者不能混用。
2.实验结论表述错误
易错点:直接说“氧气约占空气的1/5”。
解析:该结论的准确表述是“氧气约占空气体积的1/5”,若省略“体积”二字,会被误解为氧气占空气质量的1/5,与实际情况不符。
3.打开止水夹的时机错误
易错点:红磷燃烧后未等装置冷却至室温就打开止水夹。
解析:燃烧放热会使瓶内气体受热膨胀,此时打开止水夹,进入集气瓶的水体积会偏小,最终测得的氧气体积分数低于1/5。
二、误差分析类易错点
1.结果偏小(进水体积<集气瓶容积1/5)
红磷用量不足
易错点:红磷量过少,无法完全消耗瓶内氧气。
解析:剩余未被消耗的氧气会占据瓶内空间,导致装置内外压强差偏小,进入的水体积不足,测量结果偏低。
装置气密性不好
易错点:实验前未检查装置气密性,装置存在漏气情况。
解析:反应结束冷却过程中,外界空气会进入集气瓶,抵消部分压强差,最终进水体积偏小,测定结果低于1/5。
导管未预先注满水
易错点:实验前导管内残留空气,未注满水。
解析:燃烧冷却后,进入集气瓶的水会有一部分残留在导管中,无法全部流入瓶内,导致测得的氧气体积偏小。
2.结果偏大(进水体积>集气瓶容积1/5)
燃烧匙伸入集气瓶过慢
易错点:点燃红磷后,缓慢将燃烧匙伸入瓶内再塞紧塞子。
解析:红磷燃烧放热,瓶内空气受热膨胀,在塞紧瓶塞前就从瓶口逸出,冷却后瓶内损失的气体不止氧气,最终进水体积偏大,结果高于1/5。
止水夹未夹紧
易错点:红磷燃烧前,导管上的止水夹没有夹紧。
解析:燃烧放热使瓶内气体受热膨胀,大量空气会从橡胶导管处溢出,冷却后瓶内压强差过大,进入的水体积超过1/5,测量结果偏大。
三、药品选择类易错点
用木炭/蜡烛代替红磷(未做改进)
易错点:直接用木炭或蜡烛替换红磷进行实验。
解析:木炭、蜡烛燃烧都有二氧化碳气体生成,反应后装置内外压强差几乎为零,水无法进入集气瓶,无法测定氧气体积。
空气成分与用途2
一、空气成分占比类易错点
1.混淆体积分数与质量分数
易错点:认为空气中氮气的质量分数约占78%、氧气质量分数约占21%。
解析:空气各成分的占比标准是体积分数,氮气约占78%、氧气约占21%,并非质量分数,二者数值差异很大,是高频考点易错点。
2.记错稀有气体/二氧化碳占比
易错点:把稀有气体占比记为约0.03%,二氧化碳占比记为约0.94%。
解析:正确数值为稀有气体约占空气总体积的0.94%,二氧化碳约占0.03%,二者占比极易记混,可通过口诀“氮七八,氧二一,零点九四是稀气,二氧化碳零点零三记心里”辅助记忆。
二、气体性质与用途匹配类易错点
1.误将氧气当作燃料
易错点:认为氧气具有可燃性,可作为宇宙航行、工业生产的燃料。
解析:氧气只具备助燃性和氧化性,本身不可燃烧,不能作燃料,在航天中仅作为助燃剂和氧化剂使用,这是该部分最常见的错误认知。
2.错把二氧化碳归为空气污染物
易错点:将二氧化碳列入空气污染物名录,认为它是形成酸雨的主要原因。
解析:二氧化碳是空气的固有组成成分,不属于常规空气污染物;它含量升高会引发温室效应,但酸雨的主要成因是二氧化硫、二氧化氮等气体,二者不能混淆。
3.混淆稀有气体性质与用途的对应逻辑
易错点:认为稀有气体用作电光源,是利用了其化学性质不活泼的特点。
解析:稀有气体通电后发出不同颜色的光,该过程没有新物质生成,属于物理变化,利用的是其物理性质;稀有气体用作焊接保护气,才是利用了它化学性质极不活泼的特点。
4.氮气用途认知偏差
易错点:认为氮气化学性质活泼,不能用于食品防腐。
解析:氮气常温下化学性质极稳定,充入食品包装袋中可以隔绝氧气,防止食品氧化变质,是常用的食品保护气,同时也是合成氨、氮肥的重要化工原料。
三、基础概念类易错点
误判空气为纯净物
易错点:认为空气是单一的“空气分子”构成的纯净物。
解析:空气是由氮气、氧气、稀有气体等多种物质组成的混合物,其中各成分都保持自身独立的化学性质,不会发生反应生成新的单一分子。
◆能力强化练
1.(25-26九年级上·陕西咸阳·期末)下列物质中,属于纯净物的是
A.洁净的空气 B.水泥砂浆 C.氮气 D.汽水
2.(25-26九年级上·云南迪庆·期末)封闭拥挤的公交车内,有时会感到胸闷难受,那么此时测出空气中氮气的体积分数最可能是
A.78% B.21% C.3% D.0.94%
3.(25-26九年级上·广东湛江·期末)如图是我国“祝融号”火星车到达火星表面探测的火星表面大气成分,关于火星大气成分,下列说法正确的是
A.火星大气适合人类生存
B.火星大气中的二氧化碳与水反应形成酸雨
C.可以用澄清石灰水鉴别火星大气和空气
D.火星大气中含量最高的是氮气
4.(25-26九年级上·河北邢台·期末)某化学小组需要模拟地表大气环境进行一项对照实验,他们计划用纯氧气和纯氮气配制一种接近地表空气的混合气体。下列配制方案中,体积占比最合理的是
A.氧气10% 氮气90% B.氧气20% 氮气80%
C.氧气30% 氮气70% D.氧气40% 氮气60%
5.(25-26九年级上·广东广州·期末)下列说法中,不正确的是
A.空气中含量较高且化学性质不活泼的气体是N2
B.臭氧层破坏与空气污染有关
C.空气中的稀有气体所占比例虽小,但用途广泛
D.空气中含有O2,因此空气可直接用于医疗急救
6.(25-26九年级上·河南信阳·期末)跨学科实践活动小组组装了微型空气质量“检测站”,得到当日浉河区某学校附近空气的质量报告,如图。下列说法正确的是
A.当日主要污染物为PM10
B.本小组缺少对这一空气污染物的检测
C.是导致酸雨的主要物质
D.空气质量指数(AQI)越大,空气质量状况越好
7.(25-26九年级上·安徽·期末)某化学小组用红磷燃烧测定空气中氧气含量的实验中,用传感器记录集气瓶中压强随时间变化的情况,如图所示。下列说法正确的是
A.红磷无需足量 B.时间点b表示反应结束
C.时间点c的操作为打开弹簧夹 D.可以用木炭或铁丝代替红磷进行该实验
8.(25-26八年级上·山东烟台·期末)空气是重要的自然资源。下表是某日我国部分地区的空气质量日报内容:
城市
空气质量指数
首要污染物
空气质量级别
A
103
可吸入颗粒物
III
B
280
可吸入颗粒物
V
C
72
可吸入颗粒物
II
(1)当日空气质量状况最好的城市是_____,空气质量指数与空气质量级别之间的关系是_____。
(2)目前我国城市空气质量日报中的污染物不包括_____。(填字母序号)
A.臭氧 B.一氧化碳 C.二氧化氮 D.二氧化碳
(3)如下图为一款新型环保车,可通过旋转的“大炮筒”向四周喷水雾,从而缓解极端恶劣天气给人带来的不适。这款环保车喷水的作用是_____。(写2点)
(25-26九年级上·上海静安·期末)18世纪前,人们普遍认为空气是单一物质。直到拉瓦锡运用了“定量思维”进行实验研究,才得出“空气为混合物”的结论。科学家对空气的持续研究推动了社会进步和发展。
9.拉瓦锡在充满空气的密闭容器内持续加热足量金属汞,充分反应后发现容器内气体体积减少了,剩余气体不支持燃烧和呼吸,他由此得出“空气为混合物”的结论。
①拉瓦锡得出此结论的实验依据是___________。
②实验室用红磷代替汞进行类似实验,装置如图所示,以下事项中,能提高实验结果准确性的是___________。
A.确保装置气密性良好 B.量筒中加入足量的水
C.将燃烧匙伸入装置底部 D.燃烧结束后迅速打开弹簧夹
10.19世纪末,科学家发现:从空气中分离出的氮气与化学反应生成的氮气,两者密度存在极小的差异,后经反复实验,终于发现了氩气等稀有气体。稀有气体曾被称为“惰性气体”,但现代科技中已能制备其化合物。上述事实说明___________。
A.科学结论会随着研究深入而不断修正 B.稀有气体不能与其他物质发生反应
C.实验结果的差异是科学发现的重要契机 D.研究空气的组成只需利用化学原理
◆综合拔高练
11.(25-26八年级下·山东泰安·期末)某学习小组同学设计了如图装置进行测定空气中氧气含量的实验,夹紧弹簧夹,将足量的红磷和木炭分别点燃后放入甲、乙两个集气瓶中,待反应结束恢复至室温后,再打开弹簧夹。下列有关叙述正确的是
A.点燃后应将红磷和木炭迅速伸入集气瓶中
B.测定空气中氧气含量只能用物质燃烧的方法
C.实验结束恢复至室温后,两个集气瓶中的实验现象相同
D.该实验证明,测定空气中氧气含量时可用木炭代替红磷
12.(24-25八年级下·山东泰安·期末)化学兴趣小组的同学们学习了“空气中氧气含量的测定”实验后,对教材实验进行了归纳和总结,下列关于相关实验的说法错误的是
A.实验1拉瓦锡用汞的优点是:汞能将密闭装置内空气中的氧气几乎消耗尽
B.实验2不能用木炭代替红磷测定空气中氧气的含量
C.实验3硬质玻璃管中空气的体积为44mL,注射器中空气的体积为36mL,反应后注射器内剩余气体的体积为24mL,则空气中氧气的体积分数为25%
D.三个实验的原理都是利用化学反应,在不引入新的杂质的前提下,将氧气转化为固体,从而达到测定空气中氧气含量的目的
13.(25-26九年级上·四川成都·期末)某小组研究课本氧气含量测定的实验,发现倒吸入集气瓶的水无法达到。为探究原因,小组另取足量白磷,采用图1装置进行实验,测得的氧气含量、气体压强随时间变化如图2、图3所示。下列有关说法错误的是
A.图1气球的作用是平衡气压,防止胶塞被冲出,实验过程中气球先变大后变瘪
B.图2氧气含量从8.05%上升到9.26%,可能是温度下降,水蒸气变成液态,气体体积减小
C.图3中BC段压强增大,是因反应初期温度升高对压强的影响大于气体减少对压强的影响
D.图3中D点时反应停止,瓶内氧气已经完全被消耗
14.(25-26八年级上·上海闵行·期中)从古至今人们对于空气组成的研究持续不断。
(1)人类最早发现空气中氧气含量的化学家是______,该实验他的结论是______。
(2)小明利用图甲装置测定空气中氧气的含量,集气瓶中红磷燃烧的现象为______,该化学反应的文字表达式为______。集气瓶中剩余气体的性质是______(写一点)。
(3)在集气瓶中插入压强传感器,测定的压强随时间的变化情况如图乙所示,图乙中对应的操作是打开弹簧夹的点是______(选填“a、b、c、d”),bc段气压变化的原因是______。
(4)实验过程中,冷却一段时间之后,打开弹簧夹,水从量筒中流入集气瓶(容积为250mL),量筒读数时,视线与量筒内______,开始量筒内水为80mL,最终量筒内水为33mL,通过计算本实验数据测得空气中氧气的体积分数为______。上述结果与理论值相比,引起误差的原因可能是______(写一条即可)。
15.(25-26九年级上·山东烟台·期末)某兴趣小组同学建构了“混合物含量测定”的思维模型(下图1),并运用该模型对教材中“空气中氧气含量测定的再认识。”的实验进行了再探究。
Ⅰ.根据沸点不同测定空气中某组分的含量。查阅资料:液氮沸点、液氧沸点
(1)将空气降温加压转变为液态空气,利用各组分的沸点不同,______先汽化,将其分离开。请结合图1,从建模角度分析,该操作属于上述思维模型中的_______(“分离转移”或“反应转化”)。
Ⅱ.空气中氧气含量测定的再认识。
(2)利用手持技术探究一定体积的空气与过量铜片的反应如图2,利用数据采样绘得装置内的“氧气含量-时间”曲线如图3。
①加入铜片前要对装置进行__________,根据图3可以判断反应发生的曲线是______(填“AB段”“BC段”或“CD段”)。
②该实验能证明铜与氧气发生了化学变化的证据有__________、__________。
(3)用图4装置测定空气中氧气的含量。
①结合下图测得氧气的体积分数变化曲线分析,下列说法不正确的是_____。
A.图4中水的作用是吸收五氧化二磷和降温
B.说明红磷或白磷熄灭后反应立即停止
C.该实验说明白磷代替红磷,测定结果更接近真实值
②某同学提出可以用铁丝燃烧代替红磷(或白磷)完成图4实验,请你分析他的想法是否可行并说明理由__________。
16.(25-26八年级上·上海普陀·期末)在课堂中,我们学习了用红磷替代汞测定空气中氧气含量。
小组用图1的方法进行实验,经测定气密性良好。
(1)写出红磷燃烧的文字表达式________。
(2)实验结束,发现进入集气瓶中水的体积小于原瓶中空气体积的五分之一,可能的原因是________(答1条即可)。
(3)利用传感器进行测定,压强随时间变化趋势如图2,CD段压强下降的原因是________。温度随时间变化趋势如图3,GH段温度升高的原因是________。
(4)某同学认为C点(图2)时红磷燃烧停止,请判断该同学的判断是否正确,并说明理由________。
为提高测定空气中氧气含量实验的精确度,小组同学又对实验进行了创新改进,用一支细长的玻璃管和一袋食品脱氧剂(足量)进行实验。
(5)请从图中选择正确的实验操作步骤,并排序________。
(6)将后续操作过程补充完整:测量OA的长度,静置至水滴不再移动时,________(写出测量、计算方法),计算得出氧气含量。
◆中考真题练
17.(2026·湖南·中考真题)用空气泵向鱼池中鼓入空气,主要目的是补充能供给鱼呼吸的
A.氮气 B.氧气 C.二氧化碳 D.稀有气体
18.(2026·四川乐山·中考真题)某兴趣小组利用微型空气质量“检测站”检测学校周围空气中污染物的含量。下列不需要列入检测范围的是
A.二氧化硫 B.氦气 C.一氧化碳 D.可吸入颗粒物
19.(2026·广西·中考真题)食品包装袋常充入氮气以延长食品保质期。这是因为氮气
A.难溶于水 B.化学性质稳定 C.沸点较低 D.密度比空气小
20.(2026·四川自贡·中考真题)空气是人类最重要的资源之一。下列说法正确的是
A.液化的空气是纯净物
B.空气可被压缩是因为气体分子在不断运动
C.二氧化硫是空气质量评价的主要污染物之一
D.稀有气体在空气中比例小、不活泼,没有用途
21.(2026·河北·中考真题)在塞罕坝人的不懈努力下,昔日的沙地变林海,空气更清新,水更洁净。下列说法错误的是
A.空气属于纯净物 B.绿色植物可吸收二氧化碳
C.植树种草有利于涵养水源 D.水是一种宝贵的自然资源
22.(2026·上海·中考真题节选)脱氧剂广泛用于食品、药材的保质保鲜。为探究某铁系脱氧剂(主要成分为铁粉)的脱氧效果,利用下图装置测量该脱氧剂的最大吸氧量。
(1)图中液体的特性需要有__________(不定项)
A.不易溶解氧气 B.不易与空气反应
C.不易挥发 D.无色
(2)铁系吸氧剂可以吸收空气中的__________(不定项)
A.水 B.氧气 C.氮气 D.二氧化碳
(4)把脱氧剂放在一瓶装满空气的量筒中,每24小时更换一瓶装满空气的量筒。第一次和第二次实验中量筒内液面均上升了1/5,为得到该脱氧剂的最大吸氧量,是否需要更换量筒继续进行第三次实验?_____________________________________________。
(5)利用左侧装置可将量筒内空气抽出,使量筒内液面上升。抽空气提高液位是为了______。
A.增大脱氧剂与氧气接触面积
B.确保脱氧剂能与氧气充分反应
C.增大氧气浓度
D.提升液位到刻度线,便于读数
23.(2026·黑龙江齐齐哈尔·中考真题节选)下列图像能正确表示对应关系,判断对错( )
A. 图一:一定质量的红磷在盛有空气的密闭容器中燃烧
24.(2026·四川自贡·中考真题节选)下列图像能正确反映相应变化,判断对错( )
B.用红磷燃烧探究空气中氧气的含量
25.(2026·黑龙江绥化·中考真题节选)下列表述与其对应图像,判断对错( )
A.图1,用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量
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