讲义04空气初三化学预科班讲义

衔接点04空气空气的组成及其测定1.拉瓦锡测定空气成分的实验①实验方法和原理在曲颈甑（盛空气）里加热汞（如图）。拉瓦锡研究空气成分所用的装置原理：汞+氧气EQ\o(====,\s\up6(加热))氧化汞（消耗氧气）氧化汞EQ\o(====,\s\up6(加热))汞+氧气（生成气体）②实验现象及分析银白色的液态汞变成红色粉末（氧化汞）。生成气体的体积和所消耗气体的体积（约为总体积的1/5）恰好相等，且将生成的气体加入到前一容器中剩余的气体（不能维持生命的氮气）里，所得气体跟空气的性质完全一致。③实验结论空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的1/5。2.燃烧红磷法测定空气中氧气含量【实验目的】了解空气中氧气含量的测定方法、实验原理及实验成功的关键【实验用品】集气瓶、燃烧匙、胶塞、玻璃导管、烧怀、弹簧夹、乳胶管、酒精灯、红磷【实验装置】【实验原理】物理原理：红磷燃烧消耗集气瓶内的氧气，引起集气瓶内压强减小，烧杯中的水在大气压的作用下，进入集气瓶。倒吸进入集气瓶中水的体积等于反应消耗掉的氧气体积。化学原理：4P+5O2EQ\o(====,\s\up6(点燃))2P2O5【实验步骤】

①连接装置，并检查装置的气密性。②塞紧瓶塞，将瓶塞下表面至瓶底之间的容积分为5等分，并在瓶壁上作上记号。③用弹簧夹夹紧乳胶管。=4\*GB3④将装有红磷的燃烧匙放在酒精灯火焰上加热直至燃烧，立即伸入集气瓶中，并塞紧塞子。=5\*GB3⑤待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹。【实验现象】①红磷燃烧、发出黄光、产生大量白烟；②放热；③冷却后打开弹簧夹，水沿着导管进入集气瓶中，进入集气瓶内水的体积约占集气瓶空气总体积的1/5。【实验结论】红磷燃烧消耗空气中的氧气，生成五氧化二磷固体空气中氧气的体积约占空气总体积的1/5【水的作用】集气瓶中的水的作用：①吸收五氧化二磷，防止污染空气；②吸收热量，加快冷却速度，防止橡皮塞冲出。烧杯中的水的作用：测量氧气的体积1.红磷必须过量。如果红磷的量不足，集气瓶内的氧气没有被完全消耗，测量结果会偏小。2.装置气密性要好。如果装置的气密性不好，集气瓶外的空气进入集气瓶，测量结果会偏小。3.导管中要注满水。否则当红磷燃烧并冷却后，进入的水会有一部分残留在试管中，导致测量结果偏小。4.冷却后再打开弹簧夹，否则测量结果偏小。5.如果弹簧夹未夹紧，或者塞塞子的动作太慢，测量结果会偏大。6.在集气瓶底加水的目的：吸收有毒的五氧化二磷。7.不要用木炭或硫代替红磷！因为木炭和硫燃烧虽然消耗了氧气，但又生成了新的气体，导致集气瓶内气压不变，打开弹簧夹后，没有水进入瓶中。8.由于氢氧化钠溶液可以吸收生成的二氧化碳或二氧化硫，那么，如果预先在集气瓶内放入氢氧化钠溶液，就可以用木炭或硫粉来代替红磷进行实验。用NaOH溶液吸收CO2：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O用NaOH溶液吸收SO2：2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O9.不要用镁代替红磷！因为镁在空气中燃烧时能与氮气和二氧化碳发生反应，这样不仅消耗氧气，还消耗了氮气和二氧化碳，使测量结果偏大。3.空气中氧气体积分数测定的改进实验下列实验改进主要针对以下几点：药品（红磷很难耗尽氧气）；导管（导管内的空气会造成误差）；点燃方式（伸入集气瓶再迅速也会有影响，下面所有装置图都是密封后点燃药品）。【注】实验改进（或实验对比）需要考虑的问题：装置是否简单；操作是否简便；实验是否安全、环保、节约（药品和能源）、精确（首要因素）。例1：（2019•营口）实验室用燃烧法测定空气中氧气的含量，最适宜选用的可燃物是（）A．红磷 B．木炭 C．细铁丝 D．蜡烛【答案】A。【解析】A．红磷可用来测定空气中氧气的含量，因红磷能在空气中燃烧，且产物是固体，如装置内红磷燃烧消耗尽氧气，瓶内气压减小，水吸入装置的体积数就是空气中氧气的体积数，故正确；B．木炭虽然能在空气中燃烧，也不能用来测定空气中氧气的含量，因其产物也是气体；故不能用来测定空气中氧气的含量，故错误；C．细铁丝不能在空气中燃烧，不能用来测定空气中氧气含量，故错误；D．蜡烛能在空气中燃烧，但生成二氧化碳气体，在反应装置中虽然消耗了氧气，却又产生了新的气体，因而不能用来测定空气中氧气的含量。故错误。例2：（2017•东营）小东通过查阅资料，根据铁在空气中生锈的原理，设计了如右图所示的实验装置，来测定空气中氧气含量（装置中的饱和食盐水、活性炭会加速铁生锈）。已知广口瓶的有效容积为242mL，实验8分钟后打开止水夹，水从烧杯流入广口瓶中的体积为48mL。下列说法错误的是（）A．该实验的不足之处在于实验前广口瓶底未放少量水B．通过分析本次实验数据，可知空气中氧气的体积分数约为19.8%C．若实验药品充足，时间足够长，可十分接近拉瓦锡实验的结果D．此实验可有效解决拉瓦锡实验中的汞污染问题【答案】A【解析】A．纸袋内的铁粉与氧气、水充分接触，在氯化钠的作用下，锈蚀速率加快，但是集气瓶内无需事先加入少量的水，故错误；B．进入广口瓶内的水的体积即为消耗的氧气的体积，也就是广口瓶内氧气的体积，所以空气中氧气的体积分数约为eq\f(48ml,242ml)×100%≈19.8%，故正确；C．若实验药品充足，时间足够长，铁粉锈蚀可将广口瓶内的氧气完全耗尽，则实验结果就与拉瓦锡实验的结果十分接近，故正确；D．拉瓦锡的实验中用到的药品是金属汞，汞有毒；而该实验中用到的是铁粉、活性炭粉、氯化钠等，不会对环境造成污染，故正确．故选A．例3：（2017•江苏南京）空气中氧气含量测定的经典赏析。教材中介绍了拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分（实验装置如图）。资料卡片：（1）写出汞与氧气反应的化学方程式。（2）本实验中选择使用汞的优点有：①汞在加热的条件下，只和氧气反应。②汞为液态，在汞槽中起到液封的作用，并能直接用来测量反应器内空间体积的变化。③生成的氧化汞分解又能得到汞和氧气，把得到的氧气加到剩下的eq\f(4,5)体积的气体中，结果所得气体跟空气的性质完全一样。根据资料卡片，请再补充本实验使用汞的两个优点，并说明依据。④。⑤。（3）通过实验，拉瓦锡得出了空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占总体积eq\f(1,5)的结论。请根据现在的认识，对此结论予以补充。。【答案】（1）2Hg＋O2eq\o(====,\s\up7(△))2HgO。（2）④汞的沸点较低，汞蒸气与氧气反应比较充分，能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽。⑤氧化汞的密度小于汞，且不溶于汞，因此易与汞分离（合理即可）。（3）空气的成分按体积计大约是：氧气21%、氮气78%、稀有气体等其他成分1%。【解析】（1）在加热的条件下，汞与氧气反应生成氧化汞；故填：2Hg＋O2eq\o(=====,\s\up7(△))2HgO。；（2）根据资料卡片可知：汞的沸点较低，汞蒸气与氧气反应比较充分，能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽；氧化汞的密度小于汞，且不溶于汞，因此易与汞分离；故填：④汞的沸点较低，汞蒸气与氧气反应比较充分，能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽；⑤氧化汞的密度小于汞，且不溶于汞，因此易与汞分离．（其他合理答案均给分）；（3）通过实验，拉瓦锡得出了空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积1/5的结论．目前，已经准确地测定了空气的成分，空气的成分按体积计大约是：氧气21%、氮气78%、稀有气体等其他成分1%；故填：空气的成分按体积计大约是：氧气21%、氮气78%、稀有气体等其他成分1%．某兴趣小组开展“测定密闭容器中某种气体的体积分数”的探究实验。一、氧气的用途（1）供给呼吸——如医疗急救、潜水、动植物呼吸、登山等；（2）支持燃烧——炼钢、航天、气割、气焊、化工生产等。二、氮气（1）物理性质颜色状态（常温常压）气味密度（标准状况）熔点沸点是否易溶于水无色气态无味1.251g/L209.9℃195.8℃否（2）化学性质：氮气不支持燃烧、化学性质不活泼。（3）用途：制造硝酸和氮肥的重要原料；用作保护气（焊接金属时作保护气、食品包装中防腐、灯泡中延长使用寿命）；作冷冻剂；创造低温环境。氮气的用途关于氮气性质的补充说明：氮气的化学性质稳定是相对的N2+O2EQ\o(=======,\s\up9(放电/高温))2NON2+3H2EQ\a\ac(催化剂,=======,高温高压)2NH33Mg+N2EQ\o(=======,\s\up9(点燃))Mg3N2在室温纯净的氮化镁下为黄绿色的粉末三、稀有气体（1）稀有气体包括氦、氖、氩、氪、氙、氡等。（2）物理性质：没有颜色、没有气味，难溶于水。（3）化学性质：极不活泼，一般不与其他物质发生反应。（4）用途：稀有气体在通电时能发出不同颜色的光，可制成多种用途的电光源；氦可用于制造低温环境。例1：医学上常用“冷冻法”治疗咽喉炎，其冷冻剂是下列物质中的（）A．液态氮 B．液态氧C．液态空气 D．液态二氧化碳【答案】：A。【解析】：空气中氮气经过降温或加压可以形成液态氮气，液氮的温度极低，医疗上可再在液氮冷冻麻醉条件下做手术，超导材料在液氮的低温环境下能显示超导性能。液氮冷冻治疗是近代治疗学领域中的一门新技术。它是通过极度冷冻的状态下，将病区细胞迅速杀死，使得病区得到正常的恢复。例2：下列有关物质的性质及相关用途的叙述，正确的是（）①氧气易溶于水，使得鱼能在水中生存；②氮气的化学性质不活泼，可用作粮食和食品仓库的保护气；③氧气能支持燃烧，所以可用作火箭的高能燃料；④由于稀有气体有惰性，所以常用作保护气。①②③ B．①②④ C．①③ D．②④【答案】：D。【解析】：回答本题涉及氧气、氮气和稀有气体的性质、用途。氧气是无色无味的气体，不易溶于水，密度大于空气，化学活性较活泼，具有氧化性，支持燃烧、维持呼吸是其重要用途；氮气，化学性质不活泼，常温下很难与其他物质发生反应，可用作保护气；稀有气体，一般不与其他物质发生反应，又称为惰性气体，可用作保护气。例3：现有①氮气②氧气③稀有气体④二氧化碳四种物质，请按下列要求将序号填入空格内．（1）占空气总体积0.03%的气体是；（2）能支持燃烧的气体是；（3）能充入灯泡延长其使用寿命又可制多种电光源的气体是；（4）可制氮肥的气体是；（5）引起全球变暖的首要原因是增多。【答案】：（1）④；（2）②；（3）③；（4）①；（5）④。【解析】：空气中各成分的体积分数为：氧气21%、氮气78%、稀有气体0.94%、二氧化碳0.03%、其它气体和杂质0.03%。其中氧气能支持燃烧和供给呼吸；氮气可以做化工原料，如制氮肥，还可以做保护气，液态氮可以做制冷剂；稀有气体化学性质稳定，能做保护气，又可制多种电光源；温室气体有很多，二氧化碳是造成温室效应的主要气体。三、空气污染及保护1.空气污染与防治污染物烟尘（可吸入颗粒物）和有害气体（二氧化硫、一氧化碳、氮的氧化物等）污染源化石燃料的燃烧、汽车尾气的排放、工厂废气等空气污染的危害严重损害人体健康、影响作物生长、破坏生态平衡，同时全球气候变暖、臭氧层破坏和酸雨的产生也与空气污染有关空气污染的防治加强大气质量监测，改善环境状况，使用清沽能源，积极植树、造林、种草等2.空气质量日报（1）主要内容：空气污染指数、首要污染物、空气质量级别、空气质量状况等（2）空气污染指数项目（暂定）：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物（粒径在10微米以下的颗粒物，称为PM10）和臭氧等。（3）空气质量分级标准污染指数50以下51~100101~150151~200201~250251~300300以上质量级别ⅠⅡⅢⅢⅣⅣⅤ质量状况优良轻微污染轻度污染中度污染中度重污染重度污染由表可知，空气污染指数越大、空气质量级别越大、空气质量越差。特别注意：空气中二氧化碳的含量升高虽然会导致“温室效应”，但二氧化碳无毒，不是空气污染物。例1：下列物质中，目前没有计入空气污染指数的是（）A．二氧化碳、氮气B．二氧化硫、总悬浮颗粒物C．二氧化氮、一氧化碳D．臭氧、可吸入颗粒物【答案】：A。【解析】：本题主要是空气的污染及其危害，空气污染的途径主要有两个：有害气体和粉尘。有害气体主要有一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、臭氧等气体；粉尘主要指一些固体小颗粒。二氧化碳、氮气都属于空气的成分。例2：下列措施有利用防止空气污染的是（）A．焚烧废弃塑料垃圾，防止白色污染B．禁止使用煤等化石燃料C．雾霾天气减少外出，外出时戴口罩D．国家出台政策鼓励购买新能源汽车【答案】：D。【解析】：A、焚烧废弃塑料垃圾，能产生大量空气污染物；B、减少使用煤等化石燃料，开发利用新能源，不能禁止使用；C、雾霾天气减少外出，外出时戴口罩，做法正确，但并没有做到防止空气污染；D、国家出台政策鼓励购买新能源汽车，减少对环境的污染。知识点1空气的组成1.（北京市2020年中考）利用如图装置验证了空气中氧气的含量。下列叙述不正确的是（）A．实验前需检查装置气密性B．白磷的作用是消耗试管中的氧气C．白磷熄火、试管冷却后再打开止水夹D．最终量筒中液面约降至40mL刻度线处【答案】D【解析】A、该装置是利用白磷燃烧消耗氧气，反应后，装置内压强减小，在压强差的作用下，量筒中的水进入试管，进入水的体积就是空气中氧气的体积，故实验前需检查装置的气密性，否则，装置漏气，外界空气进入，会使实验结果偏小，不符合题意；B、白磷的作用是将试管内的氧气耗尽，使装置内压强减小，在压强差的作用下，量筒中的水进入试管，进入水的体积就是空气中氧气的体积，不符合题意；C、白磷熄灭，试管冷却后，再打开止水夹，否则，试管内的气体受热膨胀，占据了一定的空间，会使进入水的体积偏小，从而使实验结果偏小，不符合题意；D、空气中氧气的体积约占空气体积的eq\f(1,5)，故进入水的体积大约是：130mL×eq\f(1,5)=26mL，故最终量筒中液面约降至50mL26mL=24mL刻度线处，符合题意。故选D。2.（湖南省怀化市2020年中考）下列物质不是空气成分的是（）A．作保护气的N2 B．气球填充气He（氦气）C．医疗急救用的O2 D．火箭新型推进剂H2（液氢）【答案】D【解析】空气中各成分及体积分数为：氮气：78%、氧气：21%、稀有气体(氦、氖和氪等)：0.94%、二氧化碳0.03%、水蒸气和杂质：0.03%；氢气不是空气的成分，故选D。3．（湖南省常德市2020年中考）空气中化学性质最活泼的是（）A．氧气 B．氮气 C．水蒸气 D．稀有气体【答案】A【解析】A、氧气支持呼吸、燃烧，常用于衣料、焊接等，在常温下可以与多种物质反应，A选项正确；B、氮气常用于食品的保存，可知其化学性质不活泼，B选项错误；C、水在常温下稳定，很少与其他物质反应，C选项错误；D、稀有气体化学性质很稳定，D选项错误；故选A。4．（2019年吉林省）通常情况下,空气中体积分数约占21%的气体是（）A．氮气 B．氧气 C．二氧化碳 D．稀有气体【答案】B【解析】A、氮气大约占空气体积的78%，故选项错误；B、氧气大约占空气体积的21%，故选项正确；C、二氧化碳大约占空气体积的0.03%，故选项错误；D、稀有气体大约占空气体积的0.94%，故选项错误。故选B。5．（2019年北京市）】空气成分中，体积分数最大的是（）A．氧气 B．氮气 C．稀有气体 D．二氧化碳【答案】B【解析】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%、二氧化碳占0.03%、其它气体和杂质占0.03%。故选B。知识点2空气中主要成分的性质及用途6.空气中供我们呼吸的气体是（）A．氧气B．氮气C．水蒸气D．稀有气体【答案】A【解析】本题为基础题，难度较小，根据氧气的用途——能够支持呼吸可知A选项正确。7.下列用途，主要是利用了该物质化学性质的是（）A．用氮气填充灯泡B．用稀有气体制作霓虹灯C．用氦气填充气球D．用金属铜做电线【答案】A【解析】A．用氮气填充灯泡是利用氮气的稳定性，属于化学性质，故A正确；B．用稀有气体制作霓虹灯是利用稀有气体通电后会发出不同颜色的光，属于物理性质，故B错误；C．用氦气填充气球是利用氦气的密度较小，属于物理性质，故C错误；D．用金属铜做电线是利用铜具有导电性，属于物理性质，故D错误。8．为了经久耐用，在灯泡中可填充的气体是（）A．氧气B．氮气C．二氧化碳D．二氧化硫【答案】B【解析】氮气具有稳定性，所以可用作保护气。在灯泡中填充氮气，可延长灯泡的寿命，故B正确。9．下列关于稀有气体的叙述中不正确的是（）A．在通电时一般都能发出有色光B．都是无色无味的气体C．一定不能和其他物质反应D．氙气可作麻醉剂【答案】C【解析】A．稀有气体在通电时一般都能放出不同颜色的光，故A说法正确；B．稀有气体都是无色无味的气体，故B说法正确；C．稀有气体化学性质不活泼一般不能和其他物质反应，但不是说稀有气体就一定不能和其他物质反应，随着科学的发展人们发现一定条件下稀有气体也能和其他物质反应，故C说法不正确；D．氙气具有麻醉作用可做麻醉剂，D说法正确。10.植物光合作用消耗空气中的（）A．氮气B．氧气C．二氧化碳D．稀有气体【答案】C【解析】本题属于基础题，难度较小。植物光合作用需要消耗空气中的二氧化碳，故C正确。知识点3空气污染及防治11．（2019年天津市）造成酸雨的主要物质是（）A．甲烷和一氧化碳 B．二氧化硫和一氧化碳 C．一氧化碳和二氧化碳 D．二氧化硫和二氧化氮【答案】D【解析】酸雨主要由化石燃料燃烧产生的二氧化硫、氮氧化物等酸性气体，经过复杂的大气化学反应，被雨水吸收溶解而成。A、甲烷和一氧化碳不是造成酸雨的主要物质，故A错误；B、一氧化碳不是造成酸雨的主要物质，故B错误；C、二氧化碳和一氧化碳不是造成酸雨的主要物质，故C错误；D、二氧化硫能与水反应生成酸，二氧化氮能与水反应生成酸，故二氧化硫和二氧化氮是造成酸雨的主要物质，故D正确。故选D。12．（湖北省天门、仙桃、潜江、江汉油田2020年中考）在空气质量评价中，被计入主要污染物的物质是（）A．水蒸气 B．氧气C．二氧化氮 D．稀有气体【答案】C【解析】目前计入空气质量评价的主要污染物为：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物、细颗粒物和臭氧等。水蒸气、氧气、稀有气体都是空气的组成成分之一，不属于污染物。故选C。13．（山东省青岛市2020年中考）空气是一种重要的资源。下列有关空气的说法正确的是（）A．食品包装袋中充入氧气可延长食品的保质期B．空气污染指数越高，空气质量越好C．氧循环对维持自然界中物质、能量及生态的平衡有重要意义D．分离液态空气得到氧气和氮气的过程中发生了化学变化【答案】C【解析】A、食品包装袋中充入氧气不能延长食品的保质期，反而会使食品更容易变质，因为氧气有氧化性，易使食品氧化而变质，A不正确；B、空气污染指数越小，空气质量越好，空气污染指数越高，空气质量越差，B不正确；C、氧循环对维持自然界中物质、能量及生态的平衡有重要意义，例如氧循环可以消耗二氧化碳，产生氧气和有机物等，C正确；D、分离液态空气是利用氧气和氮气的沸点不同，采用分离液态空气而制得，该过程发生了物理变化，D不正确。故选C。14．（2019年重庆市A）我国主办2019年“世界环境日”活动，其主题聚焦“空气污染”。下列不属于空气污染物的是（）A．SO2 B．NO2 C．O2 D．PM2.5【答案】C【解析】A、空气中的有害气体主要有一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮等气体，故A错误；B、空气中的有害气体主要有一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮等气体，故B错误；C、氧气是空气的成分，不属于空气污染物，故C正确；D、PM2.5细颗粒物是指环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物，属于空气污染物，故D错误。故选C。15．下列五种物质：①汽车尾气形成的烟雾；②石油化工厂排出的废气；③天然水蒸发成水蒸气；④植物光合作用放出的气体；⑤煤燃烧产生的烟尘，能对空气造成污染的是（）A．②④B．①②⑤C．③⑤D．①③④【答案】B【解析】空气的污染途径是工厂废气的任意排放，大量燃烧化石燃料，汽车尾气的排放，可总结为：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，这些气体主要来自于矿物燃料的燃烧和工厂的废气。所以①汽车排出尾气形成的烟雾，②石油化工厂排出的废气，⑤煤燃烧产生的烟尘，会对空气造成污染。16．臭氧空洞、酸雨和温室效应是人类所面临的三大环境问题。其中造成温室效应是因为人类活动的加剧，从而向环境排放了大量的（）A．二氧化硫B．二氧化碳C．臭氧D．一氧化碳【答案】B【解析】因为二氧化碳可以防止地表热量辐射到太空中，具有调节地球气温的功能，而温室效应就是由于大气中二氧化碳等气体含量增加，使全球气温升高的现象。知识点4空气中氧气体积分数的测定17．（湖南省邵阳市2020年中考）如图是“实验室测定空气中氧气含量”的实验装置图，下列有关说法错误的是（）A．可用木炭代替红磷进行实验B．做该实验前，应检查装置的气密性C．待装置冷却至室温后才能打开止水夹D．若红磷不足，将导致测得氧气的含量小于五分之一【答案】A【解析】测定空气中氧气含量的原理是，利用物质与空气中的氧气反应，又不生成气体，使瓶内气体减少，压强变小，水倒流入集气瓶内，倒流的水的体积就等于瓶内氧气的体积。A、不可用木炭代替红磷进行实验，因为木炭燃烧生成气体，选项错误；B、做该实验前，应检查装置的气密性，否则易导致测定结果不准确，选项正确；C、待装置冷却至室温后才能打开止水夹读数，否则易导致测定结果偏小，选项正确；D、若红磷不足，使氧气不能完全反应，将导致测得氧气的含量小于空气体积的五分之一，选项正确。故选A。18.化学革命是发生在十八世纪末英国和法国的一场深刻的化学学科的变革。英国物理学家、化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（见下图）关于这两个实验的说法正确的是（

）A.

两个实验都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变为黑色C.

两个实验中，汞的量多少对实验结果无影响D.

拉瓦锡的实验中，玻璃钟罩内液面逐渐上升，达到一定高度后不再变化【答案】D【解析】A．波义耳的实验中装置不是密封的，无法测定空气中氧气的含量，故错误；B．在加热的条件下，汞与空气中的氧气反应生成红色氧化汞粉末，故错误；C．波义耳的实验中，金属汞加热后生成氧化汞，质量增加，生成了新物质，发生的属于化学变化，所有的化学变化都遵循质量守恒定律，故错误；D．在加热的过程中，金属汞与装置内的氧气反应生成氧化汞固体，随着氧气的消耗，玻璃钟罩内液面逐渐上升，当氧气被完全消耗后，液面不再上升，故正确。19．在今年的化学活动周中，某校兴趣小组同学在老师的指导下，将课本“测定空气中氧气的含量”实验装置（如甲图）改进为新的实验装置（如乙图），改进后的实验装置相对于原装置，以下评价不恰当的是（）A．反应容器体积小，药品消耗少B．装置简洁，减少了甲图装置中导管引起的误差C．白磷比红磷着火点高，使用更安全D．容器内径相等，易准确推算出空气中氧气的含量【答案】C【解析】A．通过装置可以看出，乙装置的反应容器体积小，里面密封的空气就少，则药品消耗少的说法正确；B．乙装置比较简洁，空气只存在于有活塞的容器内，而甲装置的气体除了集气瓶内的外，导气管中也含有气体，因此可以减少甲图装置中导管引起的误差的说法正确；C．着火点是物质的一种性质（今后会学习，就是可燃物燃烧所需的最低温度），白磷比红磷着火点低，且着火点低只能增加实验的精确度，但与安全无关，故C错误；D．乙容器内径相等，通过长度的变化就可以准确推算出空气中氧气的含量，故D正确；20．某同学利用图甲所示装置测定空气中氧气的含量，其中燃烧匙内的白磷用电加热装置点燃，瓶内气压用气体压强传感器测定，其变化如图乙所示。则下列分析合理的是（）甲乙A．t1时刻后的一段时间能观察到白磷燃烧产生大量白色烟雾B．从瓶内气压达到最高点直至t2时刻，瓶内温度始终保持不变C．通过t2时刻瓶内的气压值，可以计算得出氧气约占空气体积的1/5D．t3时刻后的一段时间内瓶内气压又显著增加，其原因是温度降低【答案】C【解析】本题主要考查空气中氧气含量的测定实验，合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提。A．白磷燃烧生成五氧化二磷固体小颗粒，所以产生大量的白烟，没有雾，故A错误；B．从瓶内气压达到最高点直至t2时刻，瓶内温度由低到高，然后慢慢降低至室温，故B错误；C．通过t2时刻瓶内的气压值，可以计算氧气的体积分数＝eq\f((10080)ml,100ml)＝eq\f(1,5)，故C正确；D．t3时刻后的一段时间内瓶内气压又显著增加，其原因是液体进入瓶内后，瓶内气体体积减小，导致气压显著增大，而不是由温度升高造成的，故D错误。21.（2017•江苏常州）如图是测定空气中氧气含量的实验装置图。实验如下：用注射器抽取30mL空气(活塞拉至30mL刻度处)，硬质玻璃管中空气的体积为50mL；在硬质玻璃管中放入过量铜粉，在右侧导管口套上瘪的气球；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；将气球中气体全部挤入硬质玻璃管，注射器中气体的体积为14mL。（1）写出铜粉与氧气反应的化学方程式：。（2）实验时，铜粉过量的目的是，（填“能”或“不能”）用木炭代替铜粉进行相同实验。（3）实验测得空气中氧气的含量为。【答案】（1）2Cu+O2eq\o(,\s\up4(△))2CuO．（2）除去空气中所有的氧气；不能；（3）20%【解析】（1）该实验的原理是：铜粉与氧气反应生成氧化铜；发生反应的化学方程式为2Cu+O2eq\o(,\s\up4(△))2CuO（2）实验时，为了完全除去空气中的氧气，铜粉必须是过量的，否则得出的结果不准确，铜粉与氧气反应生成固体氧化铜，而木条与氧气反应生成二氧化碳气体，瓶内气压基本不变，无法测量氧气的含量，故不能用木炭代替铜粉进行相同实验．（3）原装置内气体气体为30ml+50ml=80ml；待充分反应后，冷却至室温；将气球中气体全部挤入硬质玻璃管，注射器中气体的体积为14mL．则反应消耗氧气的体积为30ml﹣14ml=16ml；实验测得空气中氧气的含量为：eq\f(16ml,80ml)×100%=20%．22.某化学兴趣小组的同学对空气中氧气含量的测定实验进行探究。（1）如图1所示装置和药品进行实验，冷却至室温后打开止水夹，可观察到的现象是：。若观察到结果小于预期值，则可能是因为。（2）小组内同学还对该