2024年新九年级化学上册暑假优学讲练（人教版2024）第03讲 空气（原卷版）

第03讲空气一、测定空气中氧气的含量实验原理利用某些物质(如红磷)燃烧消耗密闭容器中的氧气，使密闭容器内的压强减小，在大气压的作用下进入容器内水的体积即为减少的氧气的体积实验装置实验实验步骤（1）连接装置，并检查装置的气密性。（2）把集气瓶液面以上容积分成5等份。（3）在燃烧匙内放入过量红磷。（4）夹紧弹簧夹，点燃红磷并迅速伸入集气瓶中，立即塞紧橡皮塞。（5）燃烧结束，待集气瓶冷却到室温，打开弹簧夹实验现象象红磷燃烧生成大量白烟，冷却至室温，打开弹簧夹，水经导管进入集气瓶且进入水的体积约占原容器中空气体积的实验结论氧气约占空气体积的；该实验还说明氮气难溶于水，不能燃烧也不支持燃烧误差分析没有冷却至室温就读数；；加热时间不够；装置漏气。实验反思此实验药品应满足的条件：（1）物质易在空气中点燃，且只与空气中的氧气反应。（2）生成物最好是固体，或生成的气体易被液体吸收，如用木炭或硫粉代替红磷，则集气瓶中的水应换成氢氧化钠溶液等碱溶液变式装置注意事项（1）实验前一定要先检查装置的气密性。（2）实验中药品红磷一定要足量，否则集气瓶中氧气无法完全消耗。（3）必须要等到集气瓶完全冷却后再打开止水夹，否则燃烧放热会使气体体积膨胀。二、空气的成分及用途1．法国化学家用定量的方法研究空气成分，得出结论：空气由和组成，其中氧气约占空气总体积的。2．空气的成分及其体积分数（大约）空气成分氮气氧气稀有气体二氧化碳水蒸气和其它成分体积分数78%21%0.934%0.034%0.02%3．空气各成分的用途：（1）氮气：工业生产硝酸和氮肥，食品防腐，液态氮气用作；（2）氧气：O2供给，支持燃烧，冶炼，金属焊接；（3）稀有气体用作，制作多用途电光源4．空气质量：（1）空气中的有害物：、CO、NO2、和可吸入颗粒物、；（2）空气污染指数越，污染越严重；（3）CO2不属于空气污染物，但含量增多会引起。三、混合物与纯净物1．混合物：像空气这样由两种或多种物质的物质叫做，组成混合物的各种成分之间没有发生化学反应，它们各自保持着原来的性质。2．纯净物：氮气、氧气、二氧化碳等分别只由物质组成，它们都是。纯净物可以用化学符号来表示，如氮气可以用N2来表示，氧气、二氧化碳可分别表示为O2、CO2等。上面实验中使用的红磷(P)和生成的五氧化二磷(P2O5)也是纯净物。考点1：空气中氧气含量的测定实验【例1】（实验操作）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用弹簧夹夹紧胶皮管；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．④【例2】（空气中氧气含量测定实验的误差分析）用如图装置测定空气里氧气的含量，会导致实验结果偏大的操作是（）A．红磷过量 B．燃烧过程中未夹紧弹簧夹C．未冷却到室温就打开弹簧夹 D．实验后有水残留在导管中【例3】（测定氧气含量的其他装置实验）（2024·安徽滁州·二模）某化学兴趣小组的同学设计了如下图所示装置测定空气中氧气含量。下列分析错误的是A．生石灰的作用是与水反应放热使温度达到白磷的着火点B．实验前要将注射器的活塞向左移动到最左端C．白磷熄灭后，要等到试管恢复至室温时才能打开弹簧夹D．该设计的优点有环保、便于直接读数、测量结果准确等【变式1】（23-24八年级上·云南红河·阶段练习）拉瓦锡通过实验得出空气是由氮气和氧气组成的，其中氧气约占A．0.03% B．21% C．20% D．78%【变式2】（23-24九年级上·江苏南京·阶段练习）教材中介绍了一种研究空气成分的方法（实验装置如图所示）。该实验中选择使用汞的优点不包括A．在汞槽中起到液封的作用B．实验过程中没有产生污染C．能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽D．生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气【变式3】（23-24九年级上·广东韶关·期末）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【变式4】（23-24九年级上·安徽淮南·阶段练习）“空气中氧气含量的测定”的再认识。方法一：按如图组装仪器，关闭止水夹，通电使红磷燃烧。请回答下列问题：（1）写出红磷燃烧的文字表达式。（2）冷却后，松开止水夹，你观察到的现象为。方法二：18世纪初法国科学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分（实验装置如图）。（3）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，在汞槽中起到液封作用，并能直接用来测定反应器内空间体积的变化。根据资料卡片，请再补充本实验使用汞的一个优点，并说明依据。。方法三：利用铁生锈的原理也可以比较准确地测出空气中氧气的含量。用如图装置测定空气中氧气的含量。装置中饱和食盐水、活性炭会加速铁生锈。测量项目实验前实验后烧杯中水的体积烧杯中剩余水的体积集气瓶（扣除内容物）和导管的容积体积/mL50.024.5125.0（4）根据表中数据计算，改进实验后测得的空气中氧气的体积分数。【变式5】（23-24九年级上·福建厦门·阶段练习）以下四个实验装置可用于“测定空气中氧气的含量”，请认真分析，回答下列问题。（1）拉瓦锡用装置(填写字母)定量研究了空气的成分，曲颈甑中所放的药品是。人们沿着科学家的足迹，对反应物进行了优化，分别用铜粉、磷等物质进行实验，其原理都是采用(填“物理”或“化学”)方法从而达到了实验目的。（2）装置B进行实验时，实验中观察到红磷燃烧，待红磷熄灭并冷却至室温后打开止水夹，观察到的现象是水沿导管进入及其瓶中，进入水的体积约占，写出该反应的化学符号表达式。（3）装置C、D的实验药品都用到了铜粉，实验过程中，需要不断推拉注射器活塞的装置是(填写实验序号)，这样做的目的是，利用此装置进行实验，测得的实验结果偏小，可能的原因是(答一条即可)。（4）用D装置(试管容积为40mL)进行实验，试管内观察到的现象是，反应结束后，待装置冷却至室温，打开弹簧夹，注射器活塞从10mL刻度处缓慢移动至mL刻度处停止(误差忽略不计)。（5）若装置D中改用容积为100mL试管且不使用夹弹簧夹，其它操作都不变，为确保实验成功，则加热前注射器活塞前沿至少应调整到mL刻度处(填整数)。（6）经过比较分析，D装置比B装置更好，则装置D具有的优点是(写一条)。考点2：空气的组成【例4】（2024·河南新乡·模拟预测）空气是人类赖以生存的基础。下列有关空气的说法正确的是A．氧气是空气中含量最多的气体B．稀有气体在通电时可以发出有色的光C．空气中二氧化碳的质量分数约为0.03%D．空气质量级别越高，空气质量状况越好【例5】（2024·广西·三模）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%【变式1】（2024·湖南岳阳·二模）空气中体积分数最大的是A．氮气 B．氧气 C．二氧化碳 D．臭氧【变式2】空气中含量最多且化学性质不活泼的气体是（）A．O2B．CO2C．N2D．Ne【变式3】空气中的成分按体积分数计算，大约为：______占21%；______占78%；稀有气体占______；二氧化碳占______；其它气体和杂质占0.03%，总体上，空气各成分的含量保持相对稳定。考点3：各气体性质与应用【例6】（2024·广东广州·二模）空气是一种宝贵的资源。下列说法不正确的是A．焊接金属时常用氮气作保护气 B．二氧化硫是一种空气污染物C．空气成分按质量计算，氧气约占21% D．稀有气体可制成多种用途的电光源【例7】（2024·广东惠州·二模）空气是一种宝贵的资源，其中含量最多且可用于食品防腐的是A． B． C． D．【变式1】（2024·湖南长沙·模拟预测）入类的生存离不开空气，下列有关空气中各成分的用途或空气污染的说法不正确的是A．稀有气体常被用来制作霓虹灯、航标灯、闪光灯等电光源B．氧气常被用来作为火箭发射的燃料C．焊接金属时常用化学性质不活泼的氮气作保护气D．目前计入空气质量评价的气体污染物主要有SO2、O3、NO2和CO【变式2】（2024·湖南长沙·一模）空气是一种宝贵的自然资源．动植物的呼吸，燃烧都离不开空气中的哪种成分A．氮气 B．氧气 C．二氧化碳 D．稀有气体【变式3】空气的成分中，能作电光源的是（）A．氮气 B．氧气 C．稀有气体 D．二氧化碳【变式4】现在不少博物馆采用真空充氮杀虫灭菌消毒机"来处理和保护文物。将文物置于该机器内，三天后氮气浓度可达99.99%；在氮气氛围中密闭三天左右，好氧菌、厌氧菌和丝状霉菌都被杀灭。下列有关氮气说法错误的是（）A．氮气是一种有毒气体B．氮气不能供给呼吸C．通常情况下氮气的化学性质不活泼D．高浓度氮气可抑制菌类的生长【变式5】（2021·广东）下列关于空气的说法不正确的是（）A．炼钢、气焊、航空航天都要用到氧气B．超导材料在液氮的低温环境下能显示超导性能C．广告灯的灯管中充入氖气，发出红光D．空气中二氧化碳含量过高会引起温室效应，二氧化碳属于空气污染物考点4：纯净物与混合物【例8】（2024·北京丰台·二模）下列属于纯净物的是A．矿泉水 B．食醋 C．加碘食盐 D．氮气【例9】（2024·天津河北·二模）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【变式1】（2024·陕西榆林·三模）各种各样的气体在生产、生活中有着重要的作用。下列“气”不是纯净物的是A．氦气 B．氢气 C．氮气 D．空气【变式2】（2024·北京大兴·二模）下列物质中，属于纯净物的是A．白糖水 B．蒸馏水 C．苹果醋 D．纯牛奶【变式3】（2024·广东东莞·二模）下列属于纯净物的是A．液氮 B．稀有气体 C．加碘食盐 D．食醋考点5：空气的污染与防治【例10】（2024·甘肃陇南·三模）温室效应起到对地球保温的作用，下列气体中不能产生温室效应的是A．O3 B．CH4 C．N2 D．CO2【例11】（2024·广西柳州·三模）根据我国2016年开始实施的《环境空气质量标准》，空气污染物基本项目中增设了PM2.5浓度限值。PM2.5指的是A．空气中可吸入颗粒物的总含量B．空气中含、、、等气体的总体积分数C．空气中含气体的体积分数D．空气中粒径在2.5微米以下的颗粒物【变式1】（2024·河南驻马店·二模）下列各项中，属于我国《环境空气质量标准》基本监测项目的是A．二氧化碳浓度 B．氧气浓度 C．氮气浓度 D．二氧化硫浓度【变式2】（2023·广西南宁·模拟预测）“地球是我家，环境靠大家”。为保护地球和我们美好的家园，下列建议不可取的是A．积极参与植树造林 B．改进尾气净化技术C．使用可降解环保塑料袋 D．推广露天焚烧垃圾【变式3】（2024·重庆·一模）2024年3月23日是世界气象日，其主题为“气候行动最前线”。重庆当天空气质量为轻度污染。下列物质不属于空气污染物的是A．CO2 B．O3 C．SO2 D．CO【变式4】（2023·山东济南·三模）近期我市受冷空气影响，出现大范围沙尘天气，给市民出行和生活带来一定影响，下列说法中，不合理的是A．及时关闭门窗，减少户外活动B．植树造林C．治理建筑工地扬尘污染D．可吸入颗粒，二氧化碳等都是首要污染物1．（23-24八年级下·广西·期中）汽车安全气囊内所装的化学物质，能在碰撞后10毫秒内生成一种空气中含量最多的气体，该气体是A．氧气 B．氮气 C．氦气 D．二氧化碳2．（2024·重庆·一模）空气是一种宝贵的自然资源。下列有关空气及其成分的说法中，正确的是A．稀有气体含量少，没有利用价值 B．氮气化学性质不活泼，常用作保护气C．二氧化碳是空气污染物 D．氧气是空气中含量最多的气体3．（2024·山东德州·二模）空气是一种宝贵的自然资源，下列说法正确的是A．空气由空气分子构成 B．空气中的氮气与氧气的体积比大约是5：1C．空气质量级别越高，空气质量越好 D．通过定量的方法确定空气成分的科学家是拉瓦锡4．（2024·云南昆明·二模）同学们在跨学科实践活动中完成了微型空气质量“检测站”的组装，能成功检测空气中的几种污染物。下列气体中，不属于污染物的气体是A．CO2 B．O3 C．SO2 D．NO25．（2024·广东东莞·二模）2023年神舟十六号载人飞船将三名航天员成功送入空间站。下列能供给航天员呼吸的气体是A．氧气 B．氦气 C．二氧化硫 D．氮气6．（23-24九年级上·广东广州·阶段练习）拉瓦锡利用汞与氧气的反应研究空气的成分，所用的装置如图所示。下列说法不合理的是A．实验过程中，汞槽内的汞变成红色粉末B．汞的用量可能会影响实验结果C．实验用到了火炉，推测汞与氧气的反应需要加热D．拉瓦锡通过此实验得知氧气约占空气总体积的1/57．（2024·山东烟台·一模）下列有关空气的说法正确的是A．空气中氮气约占总质量的78%B．空气中的氧气主要来源于植物的光合作用C．稀有气体用于制电光源，利用了其通电发光的化学性质D．空气中的二氧化碳含量过高会造成温室效应增强，因此二氧化碳属于空气污染物8．（2024·广西·模拟预测）下列物质中，属于纯净物的是A．牛奶 B．碘盐 C．冰水共存物 D．澄清石灰水9．（2024·江苏苏州·二模）下列物质属于纯净物的是A．空气 B．生铁 C．液氧 D．碘酒10．（2024·北京大兴·二模）用如图装置可验证空气中O2的含量。下列说法不正确的是A．实验前需要检查装置的气密性B．红磷燃烧时，集气瓶中产生大量白烟C．集气瓶中水面最终上升至2处D．可用木炭替代红磷11．（23-24九年级上·北京西城·阶段练习）下图所示实验均能测定空气中氧气的含量。

（1）用化学方程式表示红磷燃烧的化学反应。（2）实验1中，反应结束、冷却、打开弹簧夹后，烧杯内的水进入瓶中的原因是，能说明“氧气约占空气体积的”的实验现象：烧杯内的水进入瓶中，。（3）实验2中，与空气中的氧气发生反应的是（填“曲颈甑”或“汞槽”）中的汞，曲颈甑中汞过量的原因是。12．（23-24八年级下·山东烟台·期中）空气是一种宝贵的自然资源，我们应该珍惜和保护。（1）如图是空气中一些气体的用途：其中属于氧气用途的是（填图中字母序号，下同），属于氮气用途的是，属于稀有气体用途的是。（2）以下是国家关于空气污染指数与质量级别的对应关系表：污染指数50以下51-100101-150150-200201-300300以上质量级别ⅠⅡⅢ（1）Ⅲ（2）ⅣⅤ①某城市某日的空气污染指数为103~120，根据上表的信息判断该市当天的空气质量级别为。②计入空气污染指数的有害气体和烟尘除了可吸入颗粒物外，还包括（填序号）。A．二氧化碳

B．二氧化硫

C．一氧化碳

D．二氧化氮

E．臭氧③下列治理空气污染的措施中，错误的是（填序号）。A．提倡绿色出行，发展公共交通

B．植树造林C．将化工厂烟囱建高后排放废气

D．加强大气监测13．（23-24九年级上·安徽芜湖·阶段练习）几种测定空气中氧气含量的实验如图所示，请根据实验回答下列问题。

（1）拉瓦锡用定量的方法研究空气的成分（图1），该实验中反应物选用汞的优点是______（填字母）。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．反应不需要条件（2）实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量（图2），红磷燃烧的反应的文字表达式为；若实验结果低于，原因可能是（写一条即可）。（3）某兴趣小组的同学对图2实验进行了改进，设计了图3所示实验（装置气密性良好）。夹紧弹簧夹，用酒精灯加热红磷；燃烧结束后，等到试管冷却至室温后再松开弹簧夹，注射器活塞最终将停留在约为mL刻度处。14．（23-24九年级下·甘肃武威·期中）某化学兴趣小组对教材中“测定空气里氧气含量”的实验（如图1）进行了大胆改进，设计图2，（选用容积为的试管作反应容器）实验方案进行，收到了良好的效果。请你对比分析图1、图2实验，回答下列有关问题：（1）红磷熄灭后，打开止水夹可观察到的现象是。（2）如果实验测定的氧气体积分数小于，则可能原因是（写两点）、。（3）图2实验的操作步骤如下，正确的实验操作顺序是（填序号）。①点燃酒精灯②撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹③将少量红磷平装入试管中，将的注射器活塞置于刻度处，并按图2中所示的连接方式固定好，再将弹簧夹夹紧橡皮管④读取注射器活塞的数据（4）图2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。（5）图2实验中，小明忘记关闭弹簧夹就进行实验，注射器活塞一开始先向（填“左”或“右”）移动，原因是；等实验结束时，注射器活塞将从刻度处慢慢前移到约为刻度处才停止。15．（23-24九年级下·山东东营·阶段练习）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。（1）二百多年前，法国化学家拉瓦锡利用图1装置进行实验，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的五分之一。根据图2资料卡片选用汞的优点中不可能的是______（填房号）。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（2）人们沿着拉瓦锡的足迹，在测定空气中氧气含量的实验中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”）方法，从混合气体中除去某种气体，从而达到物质分离。此实验中，对选取的药品的要求是。（3）图3装置反应结束后，待装置冷却到室温，打开弹簧夹，图3装置中（试管容积为40mL），注射器活塞从10mL刻度处缓慢移动至mL刻度处停止（误差忽略不计）。（4）对图3实验进行了如图4所示的改进。图4实验中，为了使氧气反应更充分，实验中可采取的措施是，若实验后未将气球中气体挤出，会导致测得氧气含量偏。16．（23-24九年级上·山东德州·阶段练习）为测定空气中氧气的含量，小亮同学在老师的指导下进行创新设计。（1）小亮先按照课本进行实验，装置如图1：①红磷燃烧时，可观察到产生大量的。红磷燃烧停止，冷却到室温后，打开止水夹，可观察到烧杯中的水进入集气瓶至刻度处。②实验中不能用木炭代替红磷，原因。③根据实验中观察到（填实验现象）说明氮气不能燃烧也不能支持燃烧；根据实验中观察到集气瓶中的水上升到约集气瓶容积的1/5后，不再继续上升，说明氮气（填“难”或“易”）溶于水。④请写出红磷燃烧的化学方程式为。（2）在老师的指导下，小亮大胆创新设计实验，他选用容积为35mL的试管作反应容器，按预设的方案进行测定实验。装置如上图2，请分析并回答下列有关问题：①实验前，打开弹簧夹，将注射器的活塞前沿从20mL刻度处推至10mL刻度处，然后松手，如果活塞仍能返回至20mL刻度处，则说明。②实验中，先夹紧弹簧夹，当红磷与氧气充分反应后，再移开酒精灯并打开弹簧夹，注射器活塞将从20mL刻度处慢慢前移，理论上活塞最终大约应停在mL的刻度处。③实验结束后，同学们发现最后测定结果偏小，可能的原因是（填一种）。17．（23-24九年级上·江西南昌·阶段练习）人类对空气成分的探究经历了艰辛的过程（1）18世纪拉瓦锡为研究空气成分如图1所示。①该实验中，与空气中的氧气发生反应的是（填“曲颈甑”或“汞槽”）中的汞。②有关拉瓦锡实验，下列说法正确的有（填字母）。a．该实验得出空气是混合物b．该实验需测定的数据有：实验前后曲颈甑和玻璃钟罩内的气体体积、前后气体的温度c．整个实验过程中没有污染（2