第05讲 空气的组成（原卷版）-新九年级化学暑假提升讲义（人教版）

第05讲空气的组成模块一思维导图串知识模块二基础知识全梳理（吃透教材）模块三教材习题学解题模块四核心考点精准练（5大考点）模块五小试牛刀过关测1．了解空气的组成。2．掌握测定空气中氧气含量的实验。3．理解混合物和纯净物的概念。4．了解数字化实验在化学学习中的应用。一、空气中氧气含量的测定1．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。2．红磷燃烧测定空气中氧气的含量实验装置实验现象实验结论红磷燃烧，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。氧气约占空气总体积的。反应的文字表达式：，反应的符号表达式：。（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。（2）预先在集气瓶里放少量水的目的：。（3）实验误差分析：结果小于1/5，原因可能是：=1\*GB3①；=2\*GB3②；=3\*GB3③。结果大于1/5，原因可能是：①；②。（4）倒吸进集气瓶的水不能充满整个集气瓶的原因：。（5）剩余气体的性质：物理性质：；化学性质：。3．测定空气中氧气含量的数字化实验实验装置实验步骤将氧气传感器与数据采集器、计算机连接；把氧气传感器插入盛有空气的容器，采集数据；通过相关软件处理数据，并在计算机屏幕上显示空气中氧气的含量。数字化实验优点：直观、可视，能够将化学实验过程中肉眼观察不到的一些微观事物如分子、离子、压强、浓度等，通过传感器转化为电信号，然后通过数据采集器进入电脑，将实验过程中的各种变化量，用等直观形式表现出来。二、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。三、混合物和纯净物1.混合物：由的物质混合而成的物质，如空气、糖水、食盐水等。组成混合物的各种成分保持着它们各自的性质。2.纯净物：只由组成的物质。纯净物可以用来表示。如氧气可表示为O2，二氧化碳可表示为CO2等。教材习题03下列物质中，属于混合物的是（）。A．冰 B．液态氧 C．五氧化二磷D．蜡烛燃烧后的产物解题方法混合物和纯净物的区别在于是否由一种物质组成。蜡烛燃烧后的产物有水和二氧化碳。【答案】教材习题05现有下列物质：①氧气、②人体呼出的气体、③液氧、④空气中的稀有气体、=5\*GB3⑤二氧化碳、⑥洁净的空气，其中属于纯净物的是（填序号）。请从中选出一种混合物并说明其中的成分：。解题方法混合物和纯净物的区别在于是否由一种物质组成。人体呼出的气体含氮气、二氧化碳和水蒸气等，稀有气体包括氦、氖、氩、氪、氙和氡，洁净的空气中含氮气和氧气等。【答案】考点一拉瓦锡研究空气的成分1．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，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．波义耳的实验中，曲颈甑内物质加热后质量增加的现象不能用质量守恒定律来解释2．人类对空气成分的探究经历了艰辛的过程。拉瓦锡被后世尊称为“近代化学之父”。18世纪拉瓦锡为研究空气成分时，用如图所示装置持续加热12天，直到曲颈瓶中红色粉末不再增加。（1）在密闭容器中，空气中的氧气与反应，生成固态物质。（2）为保证实验的科学性，下列数据必须测量的有_____。（填标号）A．实验前后曲颈瓶内的气体体积 B．实验前后玻璃钟罩内的气体体积 C．汞槽的容积3．拉瓦锡被称为“现代化学之父”，让我们共同跟随他的足迹进行科学探究。图1图2【经典实验回顾】（1）二百多年前，法国化学家拉瓦锡利用图1装置进行实验，发现有一部分银白色的液态汞变成红色粉末，将红色粉末收集起来，放在另一个较小的容器里再加强热，得到了汞和氧气，结果生成的氧气体积（选填“>”、“=”、“<”）密闭容器里减少的体积，将得到的氧气导回密闭容器，所得气体和空气性质完全相同。他得出结论：空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积。（2）根据图2资料卡片，选用汞的优点中不可能是_______（填序号）。A．在汞槽中起到液封作用B．汞蒸气与氧气反应能将密闭容器空气中的氧气几乎耗尽C．实验过程中没有污染D．生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气考点二红磷燃烧测定空气中氧气的含量4．如图装置常用来测定空气中氧气的含量。下列对该实验的认识正确的是（）。A．红磷燃烧产生大量白色烟雾 B．燃烧匙中的红磷可以换成蜡烛C．该实验可说明氮气难溶于水 D．红磷的量不足不影响进入集气瓶中水的体积5．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6．如图为测定空气里氧气的含量装置图，请回答下列问题。（1）红磷燃烧时的现象是。（2）反应停止，装置冷却后打开弹簧夹，发现进入集气瓶中水的体积超过集气瓶中原空气体积的，原因可能是（填一种）。考点三数字化实验测定空气中氧气的含量7．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8．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（）。A．该反应中的白磷要足量，目的是消耗尽集气瓶内的O2避免实验误差B．在t1时刻后，集气瓶内气压显著增加，其原因是白磷燃烧的产物所致C．在t1－t3这段时间内，集气瓶内温度始终保持不变D．t3时刻打开止水夹，瓶内气体体积变大9．某兴趣小组利用图1所示的装置测定空气中氧气的含量，根据实验数据绘制的图像如图2所示。下列说法中错误的是（）。A．图1中隔热层的主要目的是防止热量散失B．c点时装置内的温度就是g点时装置内的温度C．f点时红磷燃烧结束，氧气还有剩余D．此实验测得空气中氧气的质量分数为18%考点四空气的成分10．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11．2023年9月21日“天宫课堂”第4课开讲。实验仓内使用的“人造空气”与我们身边的空气成分含量基本相同，“人造空气”中氮气含量约为（）。A．0.94% B．0.03% C．78% D．21%考点五混合物和纯净物12．日常生活中常见的下列物质，属于纯净物的是（）。A．食醋 B．蒸馏水 C．澄清石灰水 D．加碘盐13．下列物质属于混合物的是（）。A．五氧化二磷 B．石灰水 C．液态氮 D．冰水混合物1．通过实验得出空气是由氧气和氮气组成的这一重要结论的科学家是（）。A．拉瓦锡 B．道尔顿 C．门捷列夫 D．阿伏伽德罗2．空气成分中，体积分数约占78%的是（）。A．氮气 B．氧气 C．稀有气体 D．二氧化碳3．下列属于纯净物的是（）。A．雨水 B．蔗糖水 C．矿泉水 D．蒸馏水4．物质分类是一种化学观念。厨房里的下列物质属于纯净物的是（）。A．酸奶 B．冰块 C．白酒 D．食醋5．下列装置都可用于测定空气里氧气的含量。a、b两物质的选择正确的是（）。A．a是铜、b是红磷 B．a是铜、b是木炭 C．a是汞、b是红磷 D．a是汞、b是木炭6．关于测定空气中氧气含量的实验，下列说法正确的是（）。A．实验前止水夹没有夹紧B．将红磷换成木炭进行实验C．待装置冷却至室温后，再打开止水夹D．点燃红磷缓慢伸入集气瓶中后，再塞紧瓶塞7．测定空气里氧气含量的实验装置和步骤如下：（已完成装置气密性检查）①在集气瓶内加入少量水，并将水面上方空间分为5等份；②用弹簧夹夹紧乳胶管；③点燃燃烧匙内的红磷后，立即伸入瓶中并把塞子塞紧，观察现象；④红磷熄灭后，立即打开弹簧夹，观察现象。其中有错误的实验步骤是（）。A．① B．② C．③ D．④8．在课本测定空气中氧气含量的实验中，集气瓶内剩余的气体主要是氮气，体积约为集气瓶空气体积的4/5。下列结论与此实验事实无关的是（）。A．氮气不支持燃烧B．氮气不易溶于水C．氮气的熔点是﹣209.9℃D．空气中氮气和氧气的体积比约为4：19．下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．集气瓶内加入少量水可防止瓶底炸裂；B．该实验所用红磷的量不足可能造成气体减少的体积小于五分之一C．实验时，点燃的红磷要立即伸入集气瓶中，并塞紧橡胶塞D．红磷燃烧产生大量的白雾，火焰熄灭后立刻打开弹簧夹10．暖宝宝中的发热剂是铁粉、水和食盐等，发热剂能代替红磷测定空气中氧气含量（装置见如图）。以下对此改进实验的叙述错误的是（）。A．此实验的原理是利用铁生锈消耗氧气B．实验前一定要检查装置的气密性C．此实验中发热剂的多少不影响测量结果D．此实验测出氧气的体积分数约是18.3%11．在今年的化学活动周中，某校兴趣小组同学在《培养中学生基本科学素养的化学实验教学研究》课题组老师的指导下，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12．图1所示装置可用于测定空气中氧气的含量，图2是用该装置测得实验过程中集气瓶内气压与时间关系图（该装置气密性良好，p0是集气瓶内初始气压）。下列说法正确的是（）。A．红磷的多少对实验结果无影响B．集气瓶中气压瞬间变大是O2迅速消耗造成的C．c点时反应刚好停止D．b、c、d点时集气瓶中所含物质相同13．小亮同学利用下图所示的装置测定空气里氧气的含量。他先在燃烧匙中放入足量的红磷，塞紧橡胶塞，然后用凸透镜聚光照射集气瓶中的红磷。（1）由于凸透镜的聚光作用，使红磷的温度，红磷燃烧；燃烧停止后，燃烧匙里仍有红磷，燃烧停止的原因是。（2）待完全反应冷却到常温后，打开弹簧夹观察到的实验现象是，说明。（3）实验中不能用木炭代替红磷，原因是。14．某科学兴趣小组对“测定空气中氧气含量”的实验进行了改进：将数显设备、气体压强传感器和空气中氧气含量测量装置按下图连接。装置气密性良好，调节右边敞口容器和集气瓶里的水面相平，此时集气瓶内气体的体积为V1。关闭活塞，点燃燃烧匙内的红磷，立即塞紧瓶塞，待火焰熄灭后，过一段时间打开活塞，观察到集气瓶中的水位上升。待集气瓶内的水面不再上升时，集气瓶内的气体体积为V2。然后向右边容器内加入一定量的水至两边水面再次相平，此时集气瓶内的气体体积为V3。在点燃红磷至打开活塞这一过程中，观察到数显设备显示集气瓶内的气体压强先上升后下降，再趋于稳定。请回答：（1）数显设备显示，开始一段时间集气瓶内气体压强上升，这是因为温度升高导致的气压变化量(选填“大于”、“等于”或“小于”)氧气量减少导致的气压变化量。（2）基于数显设备显示的气压变化，“过一段时间打开活塞”中的“一段时间”指的是火焰熄灭后到所经历的时间。（3）在整个实验过程中，集气瓶中减少的氧气体积为(选填“V1-V2”、“V1-V3”或“V2-V3”)。15．空气中氧气含量测定的再认识。【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1）。该实验中选择使用汞的优点有。A．实验过程中没有污染B．在汞槽中起到液封作用C．生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气D．能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽【实验回顾】实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量（装置如图2），写出红磷燃烧的文字表达式。兴趣小组用该方法测出的氧气含量常常远低于21%。【提出问题】用红磷燃烧的方法为什么不能