2.1 空气的组成-2024-2025学年九年级化学上册同步知识解读与专题训练（沪教版2024）

第第页2.1空气的组成（专题训练）【七大题型】一．纯净物和混合物的判断（共5小题）二．拉瓦锡测定空气组成的实验（共4小题）三．空气各成分及其体积分数（共6小题）四．测定空气中氧气的含量实验的过程及误差分析（共11小题）五．测定空气中氧气含量实验的改进（共8小题）六．证明空气及各成分的存在及性质（共5小题）七．气密性检测（共3小题）TOC\o"1-3"\h\u一．纯净物和混合物的判断（共5小题）1．下列物质中，前者属于混合物，后者属于纯净物的是A．碘盐

酱油 B．雨水

冰水混合物 C．红磷

稀有气体 D．可乐

食醋【答案】B【详解】A、碘盐和酱油都由多种物质组成，都属于混合物，故选项不符合题意；B、雨水中含有水和一些可溶性杂质，属于混合物，冰水混合物只含水一种物质，属于纯净物，故选项符合题意；C、红磷由一种物质组成，属于纯净物，稀有气体中含有氦、氖、氩等多种气体，属于混合物，故选项不符合题意；D、可乐和食醋都由多种物质组成，都属于混合物故选：B。2．将物质进行分类学习往往能事半功倍。下列物质分类错误的是A．干冰——氧化物 B．纯碱——碱C．金刚石——单质 D．稀盐酸——混合物【答案】B【详解】A、固体二氧化碳俗称干冰，干冰是由两种元素组成且一种元素是氧元素的化合物，属于氧化物，物质分类正确；B、碳酸钠俗称纯碱，是由金属阳离子和酸根离子构成的化合物，属于盐，物质分类错误；C、金刚石是由碳元素组成的纯净物，属于单质，物质分类正确；D、稀盐酸是由氯化氢气体和水组成的混合物，物质分离正确；故选：B。3．分类是研究物质的常用方法。如图是纯净物、单质、化合物、氧化物之间关系的形象表示，若整个大圆圈表示纯净物，则下列物质属于Z范围的是A．镁条 B．高锰酸钾 C．洁净的空气 D．冰水共存物【答案】D【分析】纯净物按组成元素的种类，可以分为单质和化合物，若整个大圆圈表示纯净物，X为单质，Y为化合物，氧化物属于混合物，故Z为氧化物。【详解】A、镁是由一种元素组成的纯净物，属于单质，不符合题题意；B、高锰酸钾中含有钾、锰、氧三种元素，不属于氧化物，不符合题意；C、空气是由多种物质组成的，属于混合物，不符合题意；D、冰是水的固态形式，冰水共存物只含有水一种物质，水是由氢、氧两种元素组成的化合物，属于氧化物，符合题意；故选D。4．“”和“”分别表示两种不同元素的原子，下列各图中表示混合物的是A． B． C． D．【答案】D【详解】A、该物质由一种分子构成，属于纯净物，故A错误；B、该物质由一种分子构成，属于纯净物，故B错误；C、该物质由一种分子构成，属于纯净物，故C错误；D、该物质由两种分子构成，属于混合物，故D正确；故选：D。5．填空(1)我们生活在物质世界中，每天都要接触很多物质，如：①铜、②矿泉水、③高锰酸钾、④水蒸气、⑤清新的空气、⑥食醋、⑦铁粉、⑧糖水、⑨五氧化二磷、⑩臭氧。其中属于混合物的有(填序号，下同)，属于单质的有。(2)洁净的空气对人类非常重要。下列做法有利于净化大气的是(填序号)①使用清洁能源②工业废气处理达标后再排放③工厂将烟囱加高④积极植树造林【答案】(1)②⑤⑥⑧①⑦⑩(2)①②④【详解】（1）①铜由同种物质组成，属于纯净物，是由铜元素组成的纯净物，属于单质；②矿泉水是由水、可溶性杂质等混合而成，属于混合物；③高锰酸钾由同种物质组成，属于纯净物，是由K、Mn、O元素组成的纯净物，属于化合物；④水蒸气由水一种物质组成，属于纯净物，是由H、O元素组成的纯净物，属于化合物；⑤清新的空气是由氮气、氧气等混合而成，属于混合物；⑥食醋是由醋酸、水等混合而成，属于混合物；⑦铁粉由铁一种物质组成，属于纯净物，是由铁元素组成的纯净物，属于单质；⑧糖水是由糖和水混合而成，属于混合物；⑨五氧化二磷由同种物质组成，属于纯净物，是由P、O元素组成的纯净物，属于化合物；⑩臭氧由同种物质组成，属于纯净物，是由氧元素组成的纯净物，属于单质。故属于混合物的有：②⑤⑥⑧；属于单质的有：①⑦⑩；（2）①使用清洁能源，可以减少化石燃料的使用，减少污染物的排放，保护环境，符合题意；②工业废气处理达标后再排放，可以减少污染，保护空气，符合题意；③工厂将烟囱加高，废气还是排放到了空气中，还是会污染空气，不符合题意；④积极植树造林，可以改善空气质量，保护环境，符合题意。故选①②④。二．拉瓦锡测定空气组成的实验（共4小题）6．18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． B． C． D．【答案】B【详解】拉瓦锡通过定量实验测定了空气的成分，得出氧气约占空气体积的。故选B。7．“化学给人以知识，化学史给人以智慧”，下列有关化学史的说法错误的是A．张青莲为相对原子质量的测定作出了卓越的贡献B．拉瓦锡验证了空气由氮气、氧气组成C．原子论和分子学说的创立，奠定了近代化学的基础D．阿伏伽德罗编制了元素周期表【答案】D【详解】A、张青莲主持测定了锗等元素的相对原子质量，则为相对原子质量的测定作出了卓越的贡献，该选项说法正确；B、拉瓦锡最早用定量的方法测定了空气中氧气的含量，且证明空气是由氮气和氧气组成，该选项说法正确；B、原子论和分子学说的创立，奠定了近代化学的基础，该选项说法正确；D、门捷列夫发现了元素周期律，并编制了元素周期表，该选项说法不正确。故选D。8．拉瓦锡测定空气成分的实验是将汞放在密闭容器里连续加热12天，得到红色粉末(氧化汞)。连续加热12天的目的是，剩余气体占原气体总体积的。【答案】将氧气完全消耗五分之四/4【详解】将汞加热12天是为了使反应更充分，氧气被完全消耗；氧气约占空气体积的五分之一，则剩余气体占原气体总体积的五分之四。9．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)15(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：。三．空气各成分及其体积分数（共6小题）10．下列有关空气的说法正确的是A．空气的成分按质量计算，氧气约占21%B．空气中各成分的含量恒定不变C．空气污染指数越小，空气质量越好D．目前计入空气污染指数的有害气体包括：二氧化硫、二氧化碳、二氧化氮和臭氧等【答案】C【详解】A、空气的成分按体积计算，氧气约占21%，故A说法错误；B、空气中各成分的含量相对稳定，并不是恒定不变的，部分成分含量随地区不同会有所不同，故B说法错误；C、空气污染指数越小，空气质量级别越低，则空气质量越好，故C说法正确；D、前计入空气污染指数的有害气体包括：二氧化硫、二氧化氮和臭氧等，二氧化碳属于空气的成分之一，不属于空气污染物，故D说法错误；故选：C。11．空气中各主要成分含量对应正确的是A．A B．B C．C D．D【答案】D【详解】A、稀有气体大约占空气体积的0.94%，故选项错误；B、氧气大约占空气体积的21%，故选项错误；C、二氧化碳大约占空气体积的0.03%，故选项错误；D、氮气大约占空气体积的78%，故选项正确；故选：D。12．拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。某兴趣小组利用氧气传感器来检测足量红磷燃烧过程中氧气的含量、如下图所示，下列判断正确的是A．a点时容器内氮气体积分数为85%B．由图可知，物质燃烧结束时氧气浓度为0C．此实验测得空气中氧气的质量分数为18%D．密闭容器内水的作用是降温、吸收有害的五氧化二磷【答案】D【详解】A、a点时氧气的体积分数为15%，则剩余气体的体积分数为85%，剩余气体中含有氮气、稀有气体等，则氮气含量应小于85%，故选项说法错误；B、由图可知，物质燃烧结束时氧气浓度为3%，故选项说法错误；C、消耗的氧气的体积分数为21%-3%=18%，则该实验测得空气中氧气的体积分数为18%，而不是质量分数，故选项说法错误；D、红磷燃烧放热，生成五氧化二磷固体，则密闭容器内水的作用是降温、吸收有害的五氧化二磷，故选项说法正确；故选：D。13．如图空气成分示意图中，其中X表示的是A．氧气 B．二氧化碳 C．氮气 D．稀有气体【答案】C【详解】空气中各成分及体积分数分别为：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%、水蒸气和杂质约占0.03%，由图可知，X占78%，表示的气体是氮气；故选：C。14．有下列物质：①氧气；②冰水混合物；③5%的过氧化氢溶液；④五氧化二磷；⑤空气：⑥氖气，请用这些物质的数字代号填空：(1)属于混合物的是。(2)属于稀有气体的是。(3)属于纯净物的是。【答案】(1)③⑤/⑤③(2)⑥(3)①②④⑥【分析】①氧气是由一种物质组成，属于纯净物；②冰水混合物中只有水，是由一种物质组成，属于纯净物；③5%的过氧化氢溶液中存在水和过氧化氢，是由不同种物质组成，属于混合物；④五氧化二磷是由一种物质组成，属于纯净物；⑤空气中存在氧气、氮气等，是由不同种物质组成，属于混合物；⑥氖气是由一种物质组成，属于纯净物。【详解】（1）属于混合物的是③⑤；（2）稀有气体包括氦、氖、氩、氪、氙、氡等气体，属于稀有气体的是氖气，故填⑥；（3）属于纯净物的是①②④⑥。15．某同学测定空气中氧气含量，实验装置如图。(1)冷却后，打开止水夹，观察到的现象是。(2)由此可得出的结论。(3)写出红磷燃烧的文字表达式。【答案】(1)水沿导管倒流进集气瓶中，约占瓶内空气体积的(2)氧气约占空气体积的(3)【详解】（1）红磷燃烧生成五氧化二磷固体，红磷燃烧消耗了空气中的氧气，使得瓶内压强减少，冷却后，打开止水夹，水沿导管倒流进集气瓶中，约占瓶内空气体积的；（2）进入集气瓶中水的体积即为消耗氧气的体积，由此可得出结论：氧气约占空气体积的；（3）红磷与氧气在点燃条件下反应，生成五氧化二磷，该反应的文字表达式为：。四．测定空气中氧气的含量实验的过程及误差分析（共11小题）16．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。17．如图所示装置可用于测定空气中，实验时滴入水与生石灰接触，一段时间后，发现试管内的白磷开始燃烧，熄灭后待冷却至室温再打开弹簧夹。下列说法正确的是A．该实验中白磷的用量不需要考虑B．白磷燃烧时放出大量的热，产生大量白雾C．冷却后打开弹簧夹，注射器的活塞停留在处D．注射器中的水和胶头滴管中的水作用相同【答案】C【详解】A、为了耗尽氧气，白磷应该足量，选项错误；B、白磷燃烧时放出大量的热，产生大量白烟，不是白雾，选项错误；C、白磷燃烧消耗氧气，无气体生成，待白磷熄灭并冷却至室温后打开弹簧夹，反应消耗多少体积的氧气，注射器中减少多少体积的水，所以注射器中的水最终减少的体积为：50mL×=10mL，故注射器活塞停留在20mL-10mL=10mL处，选项正确；D、胶头滴管中的水是为了与生石灰反应放出热量，注射器中的水的作用是测定空气中氧气的体积含量，它们的作用不相同，选项错误；故选C。18．如图是测定空气中氧气含量的实验。对该实验的认识不正确的是A．未冷却至室温读数会导致测量结果偏小B．气球的作用是调节气压，使氧气充分反应C．该实验中的铜粉换成镁粉也能达到实验目的D．反应后，装置内气体体积约减少【答案】C【详解】A、气体的体积受温度的影响，读数时必须等到装置冷却至室温再读，不等装置冷却至室温就读数，读数偏小，故A正确；B、气球的作用是调节气压，使氧气完全反应，故B正确；C、镁既能与氧气反应，也能与氮气反应，所以不能换成镁粉，故C错误；D、正常操作情况下，反应结束后消耗氧气的总体积应该是反应前注射器内气体体积和玻璃管中气体总体积的，所以装置内气体体积约减少，故D正确。故选C。19．小亮设计了如右图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．该实验装置更环保B．红磷熄灭后，待装置恢复到室温再读数C．该实验利用铜丝的导热性D．实验成功的标志为左侧玻璃管内液面上升到约刻度4处【答案】D【分析】本题实验原理是磷在空气中燃烧生成五氧化二磷，酒精灯加热铜丝，铜是热的良导体，导热使得左侧红磷燃烧，红磷燃烧消耗管内氧气，生成五氧化二磷固体，固体在水中溶解使得左边管内气体减少压强减少，右侧大气压使得水进入左侧，左侧液面会升高，升高的部分就是消耗的氧气部分，从而测定出空气中氧气的体积分数。【详解】A、红磷燃烧生成五氧化二磷白烟，五氧化二磷有毒，在密闭装置内反应可以防止白烟逸出，更环保，说法正确；B、红磷燃烧结束后，待装置恢复至室温时再读数，否则会产生误差使得体积分数计算偏大，说法正确；C、经实验分析，该实验利用了铜丝的导热性，说法正确；D、将左侧空气体积划分为5等份，其中氧气约占1等份，理论上实验成功管内液面约上升到刻度1处，说法错误。故选D。20．某同学利用下图装置测定空气中氧气的含量．(1)图1中红磷燃烧前，活塞位于a处，红磷燃烧后冷却至室温，活塞a约停在刻度（填数字）处．(2)图1相对于图2的优点是（写一点）．(3)上述实验中的红磷不能用硫代替的原因是．【答案】(1)8(2)更环保（合理即可）(3)硫燃烧生成二氧化硫气体，无法形成明显压强差（合理即可）【详解】（1）红磷燃烧只消耗空气中的氧气，且生成物为固体，故注射器中减少的体积为消耗的氧气体积，由于氧气约占空气总体积的五分之一，则试管内气体减少10mL×=2mL，气体体积减小，导致压强减小，冷却室温后外界大气压将活塞向右挤压，最终活塞停在10mL-2mL=8mL刻度线处；（2）图1相对于图2，反应始终在密闭容器中进行，无需打开瓶塞点燃红磷，避免瓶内空气外逸而造成实验误差，同时防止生成的五氧化二磷逸散到空气中，更环保（合理即可）；（3）硫在空气中燃烧生成二氧化硫气体，虽除去氧气，但增加了新的气体，没有形成压强差，不能用来测定空气中氧气含量。21．用如图1所示装置测定空气中氧气的含量，图2和图3分别是红磷和木炭燃烧过程中集气瓶内气压随时间变化的关系图(装置气密性良好，P0表示集气瓶内起始压强)，请回答下列问题：(1)图2中反应开始时集气瓶中压强变大的原因是。(2)由图2可知，红磷熄灭后，最终装置内的气压比起始气压小，请说明原因。(3)根据图2和图3中压强的变化，分析不能用木炭代替红磷测定空气中氧气含量的原因。【答案】(1)红磷燃烧放热，温度升高，压强增大(2)红磷燃烧消耗氧气，生成五氧化二磷固体，反应结束后温度逐渐恢复至室温，气体总量比反应前小，压强减小(3)木炭燃烧生成二氧化碳气体，会弥补所消耗氧气的体积，使装置内压强变化不明显【详解】（1）图2中反应开始时集气瓶中压强变大，是因为红磷燃烧放热，温度升高，压强增大；（2）由图2可知，红磷熄灭后，最终装置内的气压比起始气压小，是因为红磷燃烧消耗氧气，生成五氧化二磷固体，反应结束后温度逐渐恢复至室温，气体总量比反应前小，压强减小；（3）不能用木炭代替红磷测定空气中氧气含量，是因为木炭燃烧生成二氧化碳气体，会弥补所消耗氧气的体积，使装置内压强变化不明显。22．多角度认识物质及其变化，能帮助我们更全面了解物质世界。(1)图1为空气成分的示意图，物质A的化学式为。(2)实验室可以利用红磷燃烧测定空气中物质B的含量，实验装置如图2所示。红磷燃烧反应的化学方程式为，该反应属于(填基本反应类型)。(3)若上述实验红磷燃烧过程中弹簧夹未夹紧，则测得空气中物质B的体积分数(选填“偏大”或“偏小”或“无影响”)。【答案】(1)N2(2)化合反应(3)偏大【详解】（1）由于空气中氮气的体积分数是78%，氧气的体积分数是21%，由图1空气成分的示意图可知，物质A是氮气，化学式为N2；（2）红磷燃烧生成了五氧化二磷，反应的化学方程式为：，该反应由两种物质生成了一种物质，属于化合反应。（3）弹簧夹没有夹紧，集气瓶内的空气受热膨胀逸出，会导致测定结果偏大。23．为测定空气中氧气的含量，小华同学打算设计如下方案：选用实际容积为40mL的试管作反应容器，将过量的白磷放入试管，用橡皮塞塞紧试管，通过导管与润滑性很好的针筒注射器组成如图的实验装置。假设此实验能够按照小华的设想正常进行，且白磷所占体积与导管内的气体体积忽略不计，请回答下列问题：(1)实验前，打开弹簧夹，将注射器活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处，然后松开手，若活塞仍能返回至20mL刻度处，则说明：；(2)若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热引燃白磷，可以观察到的现象是白磷燃烧，发出黄光，放出热量，产生大量白（填“烟”或“雾”），白磷燃烧的化学方程式为，燃烧结束后，等到试管冷却后再松开弹簧夹。可观察到注射器活塞前沿停留在约mL刻度处。【答案】(1)装置气密性良好(2)烟4P+5O22P2O512【详解】（1）打开弹簧夹，将注射器活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处，然后松开手，若活塞仍能返回至20mL刻度处，则说明装置气密性良好；（2）白磷燃烧，发出黄光，放出热量，产生大量白烟；磷与氧气反应生成五氧化二磷，该反应的化学方程式为：；若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，这时白磷燃烧消耗掉的只是试管内的氧气为，所以活塞应停在20mL-8mL=12mL的刻度处。24．探究空气中氧气含量的实验(如图所示)，回答下列问题：(1)甲同学点燃燃烧匙中的红磷，观察到红磷燃烧，该反应的符号表达式。冷却后，打开弹簧夹，出现的现象。(2)丙同学探究能否用镁条代替红磷，将镁条点燃后迅速伸入盛有氮气的集气瓶中，发现镁条剧烈燃烧，发出白光，放热，产生一种叫氮化镁的粉末。分析后认为(填“能”或“不能”)代替红磷，原因是。若用镁代替红磷实验，进入瓶中水的体积会(填＞或＜或=)瓶内空气体积的。(3)下列有关测定空气中氧气含量实验说法正确的是_______(填字母)。A．燃烧匙中的红磷越多，水位上升越高B．本实验可以证明空气含有N2、O2、CO2和稀有气体C．选用红磷是因为只能与空气中的氧气反应，且生成物为固体D．集气瓶中先装入少量水是为了吸收生成物，防止污染空气【答案】(1)P+O2P2O5烧杯中的水沿导气管进入集气瓶，进入瓶中水的体积约占瓶内空气体积的五分之一(2)不能镁在点燃的条件下，不仅与氧气反应，也与氮气反应＞(3)CD【详解】（1）红磷和氧气点燃生成五氧化二磷，符号表达式为：；红磷燃烧消耗氧气，氧气约占空气体积的五分之一，密闭容器中压强变小，冷却后，打开弹簧夹，出现的现象是：烧杯中的水沿导气管进入集气瓶，进入瓶中水的体积约占瓶内空气体积的五分之一；（2）由于镁在点燃的条件下，不仅与氧气反应，也与氮气反应，所以不能用镁代替红磷进行实验；若用镁代替红磷实验，镁在点燃的条件下，不仅与氧气反应，也与氮气反应，则进入瓶中水的体积会＞瓶内空气体积的五分之一；（3）A、集气瓶中的氧气的量是一定的，反应需要的红磷的量也是一定的，最终进入集气瓶中的水也是一定的，并不是燃烧匙中的红磷越多，水位上升越高，该选项说法不正确；B、本实验可以证明空气中氧气的含量，但是不能证明空气中含有氮气、二氧化碳和稀有气体等，该选项说法不正确；C、选用红磷是因为红磷只能与空气中的氧气反应，不会消耗其他其他，且生成物为固体可以形成准确的压强差，该选项说法正确；D、红磷燃烧生成五氧化二磷固体，五氧化二磷有毒，但能溶于水，集气瓶中先装入少量水是为了吸收生成物，防止污染空气，该选项说法正确；故选：CD。25．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。(1)为提高实验的准确性，以上两个实验都需要注意的事项是（写一点）。(2)图1实验中红磷燃烧的现象为，该反应的文字或符号表达式为：。(3)图1实验中红磷熄灭后，集气瓶冷却至室温，打开K，水能倒吸入集气瓶的原因是。(4)实验过程中，连接数字传感器，测得图1、图2实验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，（填“实验1”或“实验2”）的测定方法更准确。【答案】(1)装置气密性良好(2)产生大量白烟/(3)红磷燃烧消耗氧气，集气瓶内气压低于外界大气压(4)实验2【详解】（1）装置漏气会影响实验数据，故为提高实验的准确性，以上两个实验都需要保持装置的气密性良好（合理即可）；（2）红磷燃烧，是红磷与氧气在点燃的条件下生成白色固体五氧化二磷的过程，故现象为：产生大量白烟，表达式为：或；（3）红磷燃烧过程中消耗氧气，使集气瓶内气体总量减少，瓶内气压减小小于外界大气压，打开弹簧夹在大气压作用下，水倒吸入集气瓶；（4）根据对比两个实验中氧气体积分数的曲线可知，实验2消耗氧气更彻底，测得的氧气体积分数更准确。26．对于“测定空气中氧气的含量”实验的再认识。请同学们认真分析回答下列问题。【经典赏析】(1)拉瓦锡用装置A定量研究了空气的成分。在密闭容器中，装置中的汞与空气中的反应，生成固态物质。【思路启迪】(2)我们沿着科学家的足迹，对反应物进行了优化，分别用铜粉、红磷等进行实验，其原理都是采用（填“物理”或“化学”）的方法，从混合气体中除去某种气体，从而达到物质的分离。【实验回顾】课堂上老师和同学们利用装置B测定了氧气的含量：(3)在用酒精灯加热铜粉部位时，要不断推拉注射器活塞的目的是。(4)反应前后，测得数据如下，请完成表格：硬质玻璃管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空气中氧气的体积分数25mL15mL8mL%出现此实验结果的原因可能是（写一条即可）。(5)实验反思，对该实验的认识不合理的是______（填序号）A．铜粉用量的多少，不会影响实验结果B．实验结束后冷却到室温才能读数C．气球的作用是调节气压，使氧气完全反应D．在正常操作情况下，反应结束后消耗氧气的体积大约是反应前硬质玻璃管内气体体积的1/5【拓展实验】兴趣小组的同学们在实验室用装置C进行了探究。(6)集气瓶中空气的体积为45mL，量筒中水的体积为50mL。能证明氧气约占空气体积的五分之一现象是。(7)实验结束后，集气瓶内剩余气体主要是，由现象分析可知，该气体的物理性质是（任写一点）。【答案】(1)氧气/O2(2)化学(3)使铜粉和氧气充分接触，使氧气完全消耗(4)17.5铜粉的量不足或装置漏气或装置没有冷却至室温就读数(5)AD(6)量筒中水的体积剩余41mL(7)氮气/N2难溶于水【详解】（1）在密闭容器中，装置中的汞与空气中的氧气反应，生成固态物质氧化汞；（2）分别用铜粉、红磷等进行实验，其原理都是采用化学的方法（铜和氧气加热生成氧化铜，红磷与氧气点燃生成五氧化二磷，都有新物质生成，都是化学变化），从混合气体中除去某种气体，从而达到物质的分离；（3）推拉注射器能使空气流通，从而使铜粉和氧气充分接触，使氧气完全消耗；（4）注射器中减少的气体体积即为消耗氧气的体积，则测得空气中氧气的体积分数为：；17.5%＜21%，导致实验结果偏小的原因可能是铜粉的量不足（氧气没有消耗完全，导致实验结果偏小），或装置漏气（燃烧冷却后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），或装置没有冷却至室温就读数（剩余气体受热膨胀，导致实验结果偏小）；（5）A、铜粉用量的多少，会影响实验结果，如果铜不足，氧气不能消耗完全，会导致实验结果偏小，所以该实验中铜粉必需足量或过量，才能保证将氧气消耗完全，使实验结果更准确，故A认识不合理，符合题意；B、实验结束后冷却到室温才能读数，以防止剩余的气体在受热状态下，处于膨胀状态，会导致实验结果偏小，故B认识合理，不符合题意；C、为使装置内的氧气反应完全，应反复推拉活塞，使气流循环经过热的铜粉，装置另一端的气球气球可以起到调节气压，使氧气完全反应的作用，故C认识合理，不符合题意；D、氧气约占空气体积的五分之一，在正常操作情况下，反应结束后消耗氧气的体积大约是反应前注射器和硬质玻璃管内气体总体积的五分之一，故D认识不合理，符合题意；故选：AD；（6）集气瓶中空气的体积为45mL，氧气约占空气体积的五分之一，则进入的水的体积应为45mL×＝9mL，量筒中水的体积为50mL，则量筒中水的体积剩余50mL-9mL=41mL，故能证明氧气约占空气体积的五分之一现象是量筒中水的体积剩余41mL；（7）空气主要成分是氧气和氮气，红磷燃烧消耗掉氧气，此时剩余气体主要是氮气，量筒的水不能继续进入集气瓶中，说明氮气具有难溶于水的物理性质。五．测定空气中氧气含量实验的改进（共8小题）27．图中是实验室测量空气中氧气含量的装置，有关该实验说法错误的是A．点燃红磷后要迅速伸入集气瓶中，并盖紧橡胶塞B．红磷燃烧结束后，冷却至室温打开止水夹进行观察C．反应结束后发现进入集气瓶中的水小于，可能的原因是装置漏气D．可以将红磷改成木炭进行实验【答案】D【详解】A、为了使实验更准确，点燃红磷后立即伸入瓶中并塞紧橡皮塞，燃烧匙伸入过慢，会使装置内气体受热逸出，导致进入集气瓶的水体积偏大，故选项说法正确，不符合题意；B、红磷燃烧结束后，待装置冷却至室温后才能打开止水夹，以防止剩余的气体在受热状态下，处于膨胀状态，占据了部分水的体积，造成结果偏小，故选项说法正确，不符合题意；C、若装置漏气，燃烧冷却后瓶内气压小于大气压，有部分空气进入瓶中弥补了消耗的氧气，水倒流入集气瓶的体积不足五分之一，故选项说法正确，不符合题意；D、木炭在空气中燃烧，虽然会消耗氧气，但是生成二氧化碳气体，装置内压强几乎不变，不能形成压强差，因此不能用木炭代替红磷测定空气中氧气的含量，故选项说法错误，符合题意；故选：D。28．李明明同学查阅资料发现P2O5有毒，在教材实验的启发下设计了如图的实验，用于测定空气中O2的含量。(在气球完全干瘪的状态下测量注射器内气体的体积)下列有关该实验的说法错误的是A．连接好装置，用弹簧夹夹住气球嘴，向外拉注射器，松手后注射器恢复至原来位置，则装置气密性良好B．足量的铜粉是实验成功的关键之一C．实验中反复推拉注射器可以使反应进行的更加充分D．若硬质玻璃管的体积为50mL，则实验结束时注射器中的体积理论上约为9.5mL【答案】D【详解】A、连接好装置，用弹簧夹夹住气球嘴，向外拉注射器，松手后注射器恢复至原来位置，说明装置内压强不变，则装置气密性良好，不符合题意；B、足量的铜粉是实验成功的关键之一，因为铜粉足量才能将装置内氧气耗尽，不符合题意；C、实验中反复推拉注射器可以加速空气流通，使反应进行的更加充分，不符合题意；D、若硬质玻璃管的体积为50mL，氧气约占空气体积的，则消耗氧气的体积为：，则实验结束时注射器中的体积理论上约为：20mL-14mL=6mL，符合题意。故选D。29．为了测定空气中氧气的含量，在量筒中先装入一定量的水，再将装有足量潮湿铁粉的矿泉水瓶(瓶子内除铁粉外的有效容积为345mL)旋紧瓶盖放入其中，观察瓶子不再变瘪。记录反应前后数据如图，下列关于该实验说法错误的是A．实验是利用铁生锈原理，消耗氧气，使瓶内压强减小B．为了减小实验误差，矿泉水瓶需气密性好C．实验测得氧气体积分数为20.87%D．铁粉用量越多，测得的氧气体积分数越大【答案】D【详解】A、铁生锈实际上是铁与氧气和水等发生复杂的化学反应的过程。实验是利用铁生锈原理，消耗瓶内的氧气，使瓶内压强减小，瓶内气体体积减少量即为氧气含量，故选项说法正确；B、为了减小实验误差，矿泉水瓶需气密性好，防止瓶外的空气进入或瓶内的空气逸出，造成实验误差，故选项说法正确；C、实验测得氧气体积分数为×100%≈20.87%，故选项说法正确；D、瓶内空气中的氧气含量是固定的，铁粉应过量，保证完全消耗瓶内氧气，当氧气消耗完后，剩余铁粉不再发生反应，氧气体积分数不再变化，所以并不是铁粉用量越多，测得的氧气体积分数越大，故选项说法不正确。故选D。30．用如图装置测定空气中氧气的含量，对该实验的认识中，正确的是A．铜粉用量的多少不会影响实验结果B．反应结束后消耗氧气的体积大约是反应前装置内空气总体积的五分之一C．停止加热后，立即读取数据D．将装置中的铜粉更换成炭粉，也能达到实验目的【答案】B【详解】A、要准确测定空气中氧气的体积分数，必须使用足量的铜粉，才能全部消耗掉密闭注射器里空气中的氧气，如果铜不足，导致氧气不能完全反应，最终导致测定结果偏小，故选项不正确；B、氧气约占空气总体积的五分之一，铜粉加热消耗氧气，则反应结束后消耗氧气的体积大约是反应前装置内空气总体积的五分之一，故选项正确；C、停止加热后，立即读取数据，剩余气体受热膨胀，导致实验结果偏小，故选项不正确；D、木炭燃烧生成二氧化碳气体，导致装置中的气压几乎不变，不能用于测定空气中氧气含量，故选项不正确；故选：B。31．寒冷的冬天，教室的门窗大都紧闭，长时间坐在里面会感觉较闷。于是同学们设计了如图装置测定教室内空气中氧气的含量（以体积分数计）。已知试管容积是35mL，开始时注射器活塞停留在15mL刻度处。(1)该实验装置与教材中的装置相比，有什么优点。(2)待反应完全结束后，打开弹簧夹，注射器的活塞最终停留在9mL刻度处，同学们计算出氧气含量后发现偏差较大，导致这一情况的原因可能是。（写出一条即可）(3)同学们根据以上分析调整了方案，第二次测得教室内空气中氧气的含量约为20%，则实验结束时注射器刻度应停留在刻度处。【答案】(1)环保无污染（合理即可）(2)白磷量不足（合理即可）(3)8mL/8毫升【详解】（1）该装置利用太阳光引燃白磷，不需要在外面点燃，防止产生的五氧化二磷扩散到空气中，污染空气，还防止气体逸出，结果更准确。（2）活塞最终停留在9mL刻度处，则测得氧气的体积为，结果偏小，可能原因为红磷少量，氧气没有完全消耗，或装置漏气，有气体进入装置中，或未冷却就打开弹簧夹，气体受热膨胀，则进入的气体偏小等。（3）结果为氧气约占空气体积的20%，则注射器活塞移动的体积为35mL×20%=7mL，则实验结束时注射器刻度应停留在刻度15mL-7mL=8mL。32．某校化学兴趣小组就空气中氧气的含量进行实验探究：(1)图Ⅰ实验中测得氧气含量大于五分之一的原因可能是（写出1点即可）。乙组同学对图Ⅰ装置进行了大胆改进（见图Ⅱ），选用的试管作反应容器进行实验，效果良好、试管中空气体积为，实验操作步骤如下：ⅰ．将足量红磷装入试管中，将注射器活塞置于刻度处，并按图Ⅱ中所示连接方式固定好，再用弹簧夹夹紧橡皮管。ⅱ．点燃酒精灯。ⅲ．撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹。ⅳ．读取注射器活塞的数据。(2)图Ⅱ实验中，注射器活塞将从刻度处慢慢前移到约为刻度处才停止：若上述步骤ⅲ中，未用弹簧夹夹紧橡皮管，其他步骤不变，则实验过程中注射器的活塞将先向（填“左”或“右”）移动，最终活塞停在刻度处。(3)图Ⅱ实验相对于图Ⅰ的优点是。【答案】(1)红磷燃烧时，止水夹没有夹紧，导致部分气体膨胀逸出(2)4mL右2mL(3)测定准确、环保【详解】（1）若实验结果测得氧气的含量大于五分之一，可能的原因是红磷燃烧时，止水夹没有夹紧，导致部分气体膨胀逸出；（2）图Ⅱ实验中，注射器活塞将从10mL刻度处慢慢前移到约为：10mL﹣30mL×＝4mL刻度处才停止；若上述步骤中，未用弹簧夹夹紧橡皮管，其他步骤不变，则实验过程中由于磷燃烧放热，造成装置内的气体体积膨胀，注射器的活塞将先向右移动，反应结束后，氧气被耗尽，随着温度的降低，由于装置内的压强减小，因此后向左移动，最终停止在10mL﹣（10mL+30mL）×＝2mL刻度处；（3）图Ⅱ实验注射器有刻度、红磷燃烧产生的白烟不易逸出，故图Ⅱ实验相对于图Ⅰ的优点是测定准确、环保。33．另一研究性学习小组对所制得的一袋氧气含量进行了再探究，实验过程如下。①打开止水夹a和b，向A中缓慢鼓入一定量该气体，待露出白磷后，关闭止水夹a和b，测得B中水的体积为V1mL。②用凸透镜聚光引燃白磷（原理与红磷燃烧相同），反应结束后冷却至室温，打开止水夹b。B中水倒吸进入到A中，测得量筒中的水为V2mL。(1)写出白磷燃烧的文字表达式；小芳同学认为步骤①要留部分水，其作用是；(2)经测定V1=210mL；V2=50mL，则该气体中氧气的体积分数为%（精确到0.1%），如果白磷用量不足，则测定结果将偏（填“偏大”“偏小”或“不偏”）。(3)研究小组改用传感器技术测定该气体如图所示，测定装置内的压强、温度和氧气浓度变化。X表示压强变化趋势，Y表示的变化趋势。结合Y、Z两条曲线，解释图中AB段压强变化的原因是。【答案】(1)吸收五氧化二磷(2)76.2偏小(3)温度温度升高对压强的影响大于消耗的氧气对压强的影响【详解】（1）白磷燃烧生成五氧化二磷，反应的文字表达式为：；白磷燃烧生成的五氧化二磷有毒，会污染空气，则集气瓶中留少量的水能吸收五氧化二磷。（2）白磷燃烧消耗氧气，装置中的气体减少，压强减小，冷却后打开弹簧夹，烧杯中的水会进入集气瓶中，且进入的水的体积即为氧气的体积，则该气体中氧气的体积分数为；若白磷用量不足，装置中的氧气不能完全消耗，则会使测定结果偏小。（3）由图可知，Y先增大后减小，由于红磷燃烧放热，则温度后升高，但反应结束后，温度会降至常温，则Y表示温度；Z过程不断减小，则表示氧气，则X表示压强，由图可知，刚开始时，红磷燃烧放出热量，温度升高对压强的影响大于消耗氧气对压强的影响，则刚开始时压强增大。34．化学兴趣小组的同学进行了“空气中氧气含量测定”的实验探究。

【进行实验】小明用图1的装置进行实验。待红磷燃烧熄灭冷却至室温，打开止水夹，进入集气瓶中水的体积超过了瓶中空气体积的。【交流讨论】(1)出现这一结果的原因可能是（写一条）。(2)红磷在空气中燃烧时，发生反应的文字表达式为。为提高测定空气中氧气含量实验的精确度，兴趣小组对实验进行了创新改进。已知：温度达到40℃就能引燃白磷，且白磷的燃烧产物与红磷相同。【改进实验一】改进后的实验装置如图2所示。(3)粗铜丝的作用是。(4)白磷从燃烧到熄灭的过程中，左侧玻璃管内液面的变化情况是。【改进实验二】小组利用如图3装置测定空气中氧气含量。该装置气密性良好，装入药品，按图3所示连接好仪器，夹紧弹簧夹。先将锥形瓶底部放入热水中，白磷很快被引燃，然后将锥形瓶从热水中取出。(5)在锥形瓶底铺一层细沙的作用是。(6)锥形瓶内空气体积为250mL，注射器中水的体积为60mL。待白磷燃烧熄灭，锥形瓶冷却至室温后打开弹簧夹，可观察到注射器中的水自动喷射出来，最终注射器中的水还剩约mL时停止流下。【答案】(1)止水夹未夹紧（合理即可）(2)(3)引燃白磷(4)先下降后上升(5)防止高温生成物溅落，炸裂瓶底(6)10【详解】（1）待红磷燃烧熄灭冷却至室温，打开止水夹，进入集气瓶中水的体积超过了瓶中空气体积的，实验结果偏大，可能是止水夹未夹紧，装置内气体受热膨胀逸出；（2）红磷燃烧生成五氧化二磷，该反应的文字表达式为：；（3）由图可知，用酒精灯加热铜丝，温度升高，达到白磷的着火点，可使其燃烧，粗铜丝的作用是：引燃白磷；（4）白磷燃烧放出热量，装置内气体受热膨胀，压强增大，故左侧玻璃管内液面下降，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，右边玻璃管中的水进入左边玻璃管，故左边玻璃管中液面上升，故左侧玻璃管内液面的变化情况是：先下降后上升；（5）白磷燃烧放出大量的热，故在锥形瓶底铺一层细沙的作用是：防止高温生成物溅落，炸裂瓶底；（6）白磷燃烧消耗氧气，待完全反应，逐渐冷却至室温后，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，故进入集气瓶中水的体积为：，故最终注射器中的水还剩约：60mL-50mL=10mL时停止流下。六．证明空气及各成分的存在及性质（共5小题）35．化学课上老师收集了三瓶气体有空气、氧气、二氧化碳，但忘记贴标签了。请你帮老师选择最简便的方法进行鉴别A．伸入燃着的木条 B．闻气体的气味C．加入澄清石灰水 D．观察气体的颜色【答案】A【详解】A、把燃着的木条分别伸入三个集气瓶中，若木条熄灭，则是二氧化碳；若木条燃烧更旺，则是氧气；若木条正常燃烧，则是空气；现象明显，能一次鉴别出这三瓶气体，故选项正确；B、空气、氧气和二氧化碳三瓶气体均是没有气味的气体，用闻气体的气味的方法无法鉴别，故选项错误；C、二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，用澄清的石灰水只能鉴别出二氧化碳，无法鉴别空气、氧气，故选项错误；D、空气、氧气和二氧化碳三瓶气体均是没有颜色的气体，用观察气体的颜色的方法无法鉴别，故选项错误。故选A。36．2023年9月21日，航天员在中国空间站梦天实验舱进行“天宫课堂”第四课授课。航天员桂海潮在空间站点燃蜡烛，发现火焰呈蓝色球形，原因是在微重力作用下燃烧产生的浮力对流十分微弱，支持蜡烛燃烧的气体补充不如地面及时，因此蜡烛的燃烧不如地面充分，该“支持蜡烛燃烧的气体”是A．氮气 B．氧气 C．二氧化碳 D．水蒸气【答案】B【详解】A、氮气不支持燃烧，该选项不符合题意；B、氧气能支持燃烧，该选项符合题意；C、二氧化碳不可燃也不助燃，该选项不符合题意；D、水蒸气不可燃也不助燃，该选项不符合题意。故选B。37．下列有关空气的说法中，正确的是A．空气中各种成分相对稳定，是一种混合物B．按质量分数计算，空气中氧气占21%C．氮气、氧气属于纯净物、二氧化碳属于混合物D．稀有气体的化学性质稳定，不与任何物质反应【答案】A【详解】A、空气中各成分的含量相对稳定，不同的地区，不同的年份略有差异；空气由氮氧气等组成，是