专题4 物质的成分测定（解析版）

专题四物质的成分测定

一、蜡烛、甲烷等物质的成分测定

1、蜡烛物质的成分测定

蜡烛燃烧实验

点燃蜡烛后，用干而冷烧杯罩在火用内壁涂有澄清石灰水的烧杯罩在火焰

实验操作

焰上方上方

实验现象烧杯内壁有水珠生成澄清石灰水变浑浊说

实验结论明蜡烛燃烧产生水说明蜡烛燃烧产生二氧化碳

表达式石蜡+氧气二氧化碳+水

实验证明根据元素守恒定律可得，组成蜡烛的元素中，含有碳、氢两种元素

2、甲烷的成分测定

甲烷燃烧实验

点甲烷后，用干而冷烧杯罩在火焰用内壁涂有澄清石灰水的烧杯罩在火焰

实验操作

上方上方

实验现象烧杯内壁有水珠生成澄清石灰水变浑浊说

实验结论说明甲烷燃烧产生水说明蜡烛燃烧产生二氧化碳

表达式甲烷+氧气二氧化碳+水

实验证明根据元素守恒定律可得，组成蜡烛的元素中，含有碳、氢两种元素

二、吸人气体和呼出气体的成分比较

1、探究方法：做对比实验（控制变量）

2、呼吸作用：葡萄糖+氧气→二氧化碳+水；呼出气体较吸入的空气而言氧气减少，二氧化碳和水蒸气

增多。

氧气含量比较二氧化碳含量比较水蒸气含量比较

操在装有空气和呼出气体的集气装有空气和呼出气体的集气瓶中，分对一块干燥的玻璃片哈气，并与

作瓶中，分别伸入燃着的小木条别滴入相同滴数的澄清石灰水，振荡放在空气中的干燥玻璃片比较

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现空气中的木条继续燃烧空气中石灰水无明显变化空气中的玻璃片无明显变化

象呼出气体中的木条熄灭呼出气体中澄清石灰水变浑浊哈气的玻璃片上出现小水珠

结

呼出气体中的氧气更少呼出气体中的二氧化碳更多呼出气体中的水蒸气更多

论

3、应用：空气不能使澄清石灰水变浑浊，不是空气中无二氧化碳，而是量太少，反应了无明显现象；久置

于空气中的澄清水出现浑浊或白膜，即是空气中二氧化碳反应的效果。

三、测定空气中氧气的含量

（1）拉瓦锡研究空气成分：用定量的方法实验，第一次明确提出了“空气是由氧气和氮气组成”。其中氧气

约占空气总体积的1/5的结论。

（2）实验室测定空气中氧气含量

实验室测定空气中氧气含量

装置图

红磷在密闭空间中燃烧消耗氧气，使得密闭空间中压强减小，打开弹簧夹，大气压将烧杯中的

实验原理

水压入集气瓶中。（压入的水的体积=被消耗的氧气的体积）

红磷燃烧，放出热量，产生大量白烟，装置冷却到室温后打开弹簧夹，烧杯内的水倒流入集气

实验现象瓶，约占集气瓶内气体体积的1/5。（白磷同红磷燃烧的反应原理和现象相同，只是二者能够燃

烧的温度不同，白磷40oC，红磷240oC）

氧气约占空气总体积的1/5

实验结论

点燃点燃

反应原理文字表达式：磷+氧气五氧化二磷符号表达式：P+O2P2O5

a、所用的红磷必须过量[如果红磷过少则氧气没有全部消耗完,测量结果偏小]。

b、要等集气瓶（装置）冷却到室温后才能打开弹簧夹[否则瓶内剩余气体仍然膨胀，剩余气体

体积偏大，使得进入集气瓶内的水偏少，测量结果偏小]。

注意事项

c、装置的气密性要好[漏气会使外面空气漏进来，测量结果偏小]。

d、要先夹紧橡皮管，然后再点红磷，迅速伸入集气瓶立即塞紧瓶塞[红磷伸入过慢，瓶内气体

受热膨胀逸出，或未夹紧弹簧夹，导致燃烧时气体受热膨胀逸出，测量结果偏大]。

四、水的组成

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实验装置实验步骤实验现象现象分析

两电极端均产生气泡，一段

相同条件下，负极产生气

1.接通电源时间后，负极端气体体积约

体较快较多

为正极端气体体积2倍

2.用燃着的木正极端气体让小木条燃烧

正极端气体具有助燃性

条分别检验两更旺，负极端气体能燃烧，

负极端气体具有可燃性

极气体产生淡蓝色火焰

实验结论反应表达式注意事项

水通电生成氢文字表达式：水氢气+电源选择直流电；水中加

气和氧气，说氧气入硫酸钠或氢氧化钠的

明水由氢元素符号表达式：H2OH2+O2目的：增强水的导电性

和氧元素组成

反思交流

1.气体聚集在玻璃管上端，说明气体具有什么性质？

气体密度小于水，且溶解性不大

2.实验时正负极端产生的气体体积比小于1:2的原因？

氧气不易溶于水，氢气难溶于水；且氧气可能和金属电极发生反应。

3.本实验得到的气体体积比和质量比氢气氧气的体积比约为2:1；质量

比约为1:8

题型01蜡烛、甲烷等物质的成分测定

典例分析

【例1】下面是关于蜡烛及其燃烧实验的探究。

（1）图1实验的目的是比较蜡烛火焰各层的温度高低；

（2）图2中，若将干冷的烧杯罩在蜡烛火焰上方，出现的现象是干冷的烧杯内壁出现水雾。

【答案】（1）比较蜡烛火焰各层的温度高低；

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（2）干冷的烧杯内壁出现水雾。

【解析】（1）把一根火柴梗放在蜡烛的火焰中约1﹣2秒后，通过不同地方的炭化程度，可比较火焰各

层的温度，故图1实验的目的是比较蜡烛火焰各层的温度高低。

（2）水蒸气遇冷凝结成水雾，若将干冷的烧杯罩在蜡烛火焰上方，出现的现象是干冷的烧杯内壁出现水

雾。

故答案为：

（1）比较蜡烛火焰各层的温度高低；

（2）干冷的烧杯内壁出现水雾。

变式训练

【变式1-1】已知蜡烛的主要成分是石蜡。下列有关蜡烛及蜡烛燃烧的描述正确的是（）

A．点燃蜡烛时只发生化学变化

B．将木条平放在蜡烛火焰中，约1秒后取出，可比较火焰各层温度

C．用干燥的烧杯罩在蜡烛火焰上方，可检验蜡烛燃烧生成二氧化碳气体

D．蜡烛熄灭后冒出的白烟是石蜡蒸气

【答案】B

【解析】A.点燃蜡烛时，蜡烛燃烧时有新物质生成，发生了化学变化，蜡烛状态的变化属于物理变化，

即点燃蜡烛时，既发生了化学变化，又发生了物理变化，故A错误；

B.将木条平放在蜡烛火焰中，约1秒后取出，观察木条颜色的变化，可比较火焰各层温度，故B正确；

C.用干燥的烧杯罩在蜡烛火焰上方，观察到烧杯内壁出现水雾，可检验蜡烛燃烧生成了水，但不能检验

蜡烛燃烧说出来二氧化碳，故C错误；

D.蜡烛熄灭后冒出的白烟是石蜡蒸气冷凝后形成的固体颗粒，故D错误。

故选：B。

【变式1-2】以下是蜡烛燃烧的探究实验：

（1）实验Ⅰ中小木条a（填字母）处最先变黑，原因是因为a处的火焰为外焰，外焰温度最高。

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（2）实验Ⅱ中分别用干冷的烧杯和内壁用澄清石灰水润湿的烧杯先后罩在火焰上方，可以观察到第一个

烧杯内壁出现水珠，第二个烧杯内壁澄清石灰水变浑浊。写出石蜡燃烧的文字表达式石蜡+氧气

水+二氧化碳。

（3）实验Ⅲ中，若用燃着的火柴接近导管另外一端，导管口出现火焰，说明蜡烛火焰中导出的物质具有

可燃性。

（4）实验Ⅳ中蜡烛又被点燃，说明蜡烛熄灭时产生的白烟不是（选填“是”或“不是”）二氧化碳和

水蒸气。烛芯冒出的白烟成分是石蜡固体小颗粒。

【答案】（1）a；因为a处的火焰为外焰，外焰温度最高；

（2）澄清石灰水变浑浊；石蜡+氧气水+二氧化碳；

（3）可燃；

（4）不是；石蜡固体小颗粒。

【解析】（1）蜡烛火焰外焰温度最高，则小木条a处最先变黑。

（2）蜡烛燃烧生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，则第二个烧杯内壁澄清石灰水变浑浊；

石蜡燃烧生成二氧化碳和水，反应的文字表达式为石蜡+氧气水+二氧化碳。

（3）导管口出现火焰，说明蜡烛火焰中导出的物质具有可燃性。

（4）点燃白烟，蜡烛会重新被点燃，说明白烟具有可燃性，则白烟不是二氧化碳和水蒸气，又由于石蜡

具有可燃性，则说明白烟成分为石蜡固体小颗粒。

故答案为：（1）a；因为a处的火焰为外焰，外焰温度最高；

（2）澄清石灰水变浑浊；石蜡+氧气水+二氧化碳；

（3）可燃；

（4）不是；石蜡固体小颗粒。

题型02吸人气体和呼出气体的成分比较

典例分析

【例2】在科学实践活动中，某小组对人体吸入的空气与呼出的气体进行探究。

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（1）实验1中，取一副眼镜，对着一块镜片哈气，此镜片上出现白雾，另一块镜片无明显变化，证明人

呼出气体中水蒸气的含量比空气中多。

（2）实验2中，欲证明人呼出气体中氧气的含量比空气中少，可将燃着的木条同时伸入空气和人呼出气

体中，下列说法正确的是A（填序号）。

A.人呼出气体中的木条比空气中的木条先熄灭

B.空气中的木条比人呼出气体中的木条先熄灭

C.该实验能证明氧气具有可燃性

（3）实验3中，欲证明人呼出气体与空气中二氧化碳含量的多少，还需要控制的变量是两个盛装气

体样品的集气瓶大小规格，滴入石灰水的量。

【答案】（1）水蒸气；

（2）A；

（3）两个盛装气体样品的集气瓶大小规格，滴入石灰水的量。

【解析】（1）水蒸气遇冷凝结成水雾，取一副眼镜，对着一块镜片哈气，此镜片上出现白雾，另一块镜

片无明显变化，证明人呼出气体中水蒸气的含量比空气中多。

（2）氧气能支持燃烧，氧气含量越多，燃烧越旺，欲证明人呼出气体中氧气的含量比空气中少，可将燃

着的木条同时伸入空气和人呼出气体中，人呼出气体中的木条比空气中的木条先熄灭，氧气能支持燃烧，

不具有可燃性。

（3）探究人体呼出气体中二氧化碳含量比空气中的高，二氧化碳常用澄清的石灰水来检验，根据石灰水

变浑浊物的多少来检验二氧化碳的量，根据影响生成浑浊物量的因素可知，实验条件要控制两个盛装气

体样品的集气瓶大小规格相同，还要控制滴入石灰水的量相同。

变式训练

【变式2-1】某化学兴趣小组实验测出，人在呼吸中各气体体积分数如下表所示，回答下列问题：

气体XY二氧化碳水其它

吸入气体78%21%0.03%0.06%0.91%

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呼出气体75%15%3.68%5.44%0.88%

（1）请你判断：X是氮气或N2。

（2）请你回答：因参与新陈代谢消耗的气体是氧气或O2。

（3）请你证明：呼出的气体中含有一种光合作用所需气体，请你设计实验检验该气体将该气体通入

澄清石灰水，若石灰水变浑浊，则为二氧化碳（简述“操作+现象+结论”）。

（4）请你分析：X气体在人体呼吸过程中没有参与化学反应，在呼出过程中体积分数却减少了，原因是

由于二氧化碳和水蒸气的体积分数增大导致氮气的含量相对减少。

【答案】（1）氮气或N2；

（2）氧气或O2；

（3）将该气体通入澄清石灰水，若石灰水变浑浊，则为二氧化碳；

（4）由于二氧化碳和水蒸气的体积分数增大导致氮气的含量相对减少。

【解析】（1）空气中各组分的体积分数：氮气78%，氧气21%，稀有气体0.94%，二氧化碳0.03%，其

它其它和杂质0.03%；所以X为氮气（N2），Y为氧气（O2）；

（2）根据表格数据，呼出气体中体积分数明显减小的为氧气，且氧气能够支持呼吸，说明氧气参与人体

代谢过程。故填氧气或O2；

（3）光合作用通常是指绿色植物（包括藻类）吸收光能，把二氧化碳和水合成葡萄糖，同时释放氧气的

过程。呼出的气体中含有一种光合作用所需气体是二氧化碳，二氧化碳能与澄清石灰水中的氢氧化钙反

应生成碳酸钙沉淀和水，常用澄清石灰水检验二氧化碳，实验检验该气体方法是：将该气体通入澄清石

灰水，若石灰水变浑浊，则为二氧化碳；

（4）根据表格数据，人体吸收氧气并产生二氧化碳和水蒸气，导致气体总量增大，但是氮气体积不变，

所以氮气体积分数变小。

【变式2-2】人通过肺与外界进行气体交换，吸入空气中的氧气，排出二氧化碳和水蒸气。但人排出的二氧

化碳究竟是空气中原有的，还有人体代谢的最终产物？为了证实这个问题，有人采用了如图所示的装置

进行实验。

（1）人吸气时，应将活塞A打开（填“打开”或“关闭”）。

（2）人呼气时，应将活塞A关闭（填“打开”或“关闭”），此时可观察到Ⅱ瓶内的现象是澄清石

灰水变浑浊。

（3）Ⅰ瓶中所装试剂的作用是除去空气中的二氧化碳；Ⅱ瓶中所装试剂的作用是证明人呼出的气

体中含有二氧化碳。将上述操作反复进行，能证明人呼出的气体中所含有的二氧化碳不是来自空气，

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而是人体的代谢产物。

【答案】（1）打开；

（2）关闭；澄清石灰水变浑浊；

（3）除去空气中的二氧化碳；证明人呼出的气体中含有二氧化碳。

【解析】（1）当人吸气时，关闭B，打开A，进入瓶中的是二氧化碳，Ⅰ瓶中的澄清石灰水无明显现象。

（2）当人呼气时，打开B，关闭A，呼出的气体进入澄清石灰水中，II瓶中的澄清石灰水变浑浊。

（3）Ⅰ中所装澄清石灰水的作用是除去空气中的二氧化碳；Ⅱ瓶中所装澄清石灰水的作用是验证呼出的气

体中是否含有二氧化碳。通过实验现象的对比，二氧化碳是来自人的新陈代谢而不是空气，证明人呼出

的气体中所含有的二氧化碳主要来自于人体代谢的最终产物。

题型03测定空气中氧气的含量

典例分析

【例3】在“空气中氧气含量的测定”实验探究中，甲同学设计了如下实验方案：

在燃烧匙内盛过量红磷，点燃后立即插入集气瓶内，塞紧橡皮塞，待红磷火焰熄灭，集气瓶冷却至室温，

打开铁夹。（实验装置如图所示）回答下列问题：

①实验过程中，观察到的主要现象是产生白烟，放热。反应的文字表达式是红磷+氧气

五氧化二磷。

②待烧杯中的水不能再进入集气瓶后，打开橡胶塞，将集气瓶中的水全部倒入量筒中，测得其中水的体

积为76mL。该同学在实验前设法准确地测定了集气瓶的容积为400mL。则该同学测得的空气中氧气的

体积分数为19%。与理论值21%相比较，产生误差的原因很可能是装置漏气；没有冷却至

室温就打开止水夹（要求答出两种）。

③乙同学也设计了一个实验方案，装置和操作同上，只不过用木炭代替了红磷。当木炭停止燃烧，集气

瓶冷却至室温，打开铁夹后，水能否进入集气瓶？为什么？否，木炭燃烧生成二氧化碳，导致瓶

内气压无明显变化。

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④这个实验除了可以得出氧气约占空气体积的的结论外，还可能推论出氮气的物理性质是：难溶于

水；氮气的化学性质是不能燃烧，不支持燃烧。

【答案】①产生白烟；放热；红磷+氧气五氧化二磷。

②19；装置漏气；没有冷却至室温就打开止水夹。

③否；木炭燃烧生成二氧化碳，导致瓶内气压无明显变化。

④难溶于水；不能燃烧；不支持燃烧。

【解析】①实验过程中，观察到的主要现象是产生白烟，放热，反应的文字表达式是：红磷+氧气

五氧化二磷。

故答案为：产生白烟；放热；红磷+氧气五氧化二磷。

②测得的空气中氧气的体积分数为：×100%＝19%，与理论值21%相比较，产生误差的原因很可

能是装置漏气、没有冷却至室温就打开止水夹。

故答案为：19；装置漏气；没有冷却至室温就打开止水夹。

③打开铁夹后，水不能进入集气瓶，是因为木炭燃烧生成二氧化碳，导致瓶内气压无明显变化。

故答案为：否；木炭燃烧生成二氧化碳，导致瓶内气压无明显变化。

④这个实验除了可以得出氧气约占空气体积的的结论外，还可能推论出氮气的物理性质是：难溶于水；

氮气的化学性质是不能燃烧，不支持燃烧。

故答案为：难溶于水；不能燃烧；不支持燃烧。

变式训练

【变式3-1】某实验小组为探究能否用木炭代替红磷测定空气中氧气的含量，设计如图1实验，传感器分别

测得气体浓度变化情况如图2和图3所示。试剂X的作用吸收二氧化碳；根据实验得出不能用木炭

代替红磷测定空气中氧气的含量，理由是木炭燃烧生成二氧化碳，产生了新的气体。

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【答案】吸收二氧化碳；木炭燃烧生成二氧化碳，产生了新的气体。

【解析】试剂X的作用是吸收二氧化碳；

根据实验得出不能用木炭代替红磷测定空气中氧气的含量，理由是木炭燃烧生成二氧化碳，产生了新的

气体。

故填：吸收二氧化碳；木炭燃烧生成二氧化碳，产生了新的气体。

【变式3-2】下面是小刚用图甲装置测定空气中氧气含量的实验。

（1）为确保实验结果准确，红磷的用量必须足量。

（2）红磷在空气中燃烧的化学方程式为4P+5O22P2O5。

（3）小明根据铁生锈的原理，探究用铁能否准确测定空气中氧气的含量。于是进行了实验（装置如图

乙）。通过7天测得的数据计算出空气中氧气的含量。

①与用红磷燃烧的方法相比，用铁丝生锈的方法测定的主要优点及原因是：更环保，是因为反应没有

生成污染物。（答出一点即可）

②铜也能与空气中氧气、水、二氧化碳反应而锈蚀，生成铜绿[铜绿主要成分为Cu2（OH）2CO3]。若将

图乙装置中的粗铁丝换成足量的铜丝进行实验，请判断能否比较准确地测定空气中氧气的含量，并说明

理由否，空气在二氧化碳含量较低，铜不能完全消耗氧气。

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【答案】（1）足量。

（2）4P+5O22P2O5。

（3）①更环保，是因为反应没有生成污染物。

②否，空气在二氧化碳含量较低，铜不能完全消耗氧气。

【解析】（1）红磷的用量必须足量，确保氧气完全反应。

故答案为：足量。

（2）红磷在空气中燃烧的化学方程式为4P+5O22P2O5。

故答案为：4P+5O22P2O5。

（3）①与用红磷燃烧的方法相比，用铁丝生锈的方法测定的主要优点及原因是更环保，是因为反应没有

生成污染物。

故答案为：更环保，是因为反应没有生成污染物。

②不能比较准确地测定空气中氧气的含量，是因为空气在二氧化碳含量较低，铜不能完全消耗氧气。

故答案为：否，空气在二氧化碳含量较低，铜不能完全消耗氧气。

题型04水的组成

典例分析

【例4】实验是化学学习的一种重要手段，如利用电解水实验可探究水的组成。请根据电解水实验回答下

列问题：

（1）水通电前预先加入少量硫酸钠的目的是增强水的导电性。

（2）通电后正负电极上都会出现气泡的现象，并汇集到试管上端。用燃着的木条检验试管1里的

气体，观察到的现象为气体燃烧，产生淡蓝色火焰，试管2里产生的是氧气。

（3）此反应的符号表达式为H2OH2+O2。

【答案】（1）增强水的导电性。

（2）气泡；气体燃烧，产生淡蓝色火焰；氧气。

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（3）H2OH2+O2。

【解析】（1）水通电前预先加入少量硫酸钠的目的是增强水的导电性。

（2）通电后正负电极上都会出现气泡的现象，并汇集到试管上端。用燃着的木条检验试管1里的气体，

观察到的现象为气体燃烧，产生淡蓝色火焰，试管2里产生的是氧气。

（3）此反应的符号表达式为H2OH2+O2。

故答案为：（1）增强水的导电性。

（2）气泡；气体燃烧，产生淡蓝色火焰；氧气。

（3）H2OH2+O2。

变式训练

【变式4-1】用如图所示装置进行电解水实验，下列有关说法不正确的是（）

A．将带火星的木条放在M导管处，木条会复燃

B．M、N两导管处收集到气体的体积比约为2：1

C．水中加入少量硫酸钠或氢氧化钠可以增强水的导电性

D．N处收集的气体，靠近火焰，若发出尖锐的爆鸣声，说明气体不纯

【答案】B

【解析】A、电解水时，正极产生氧气，负极产生氢气，由图可知，M端与电源正极相连，收集的气体

为氧气，氧气具有助燃性，则能使带火星的木条复燃，故说法正确；

B、电解水生成的氧气和氢气的体积比为1：2，则M、N两导管处收集到气体的体积比约为1：2，故说

法不正确；

C、纯水几乎不导电，向水中加入少量硫酸钠或氢氧化钠可以增强水的导电性，故说法正确；

D、N处收集的气体为氢气，氢气为可燃性气体，不纯时靠近火焰会发出尖锐的爆鸣声，故说法正确。

故选：B。

【变式4-2】水是生命的源泉，为了人类社会的可持续发展，我们应该了解水的有关知识。小明利用如图所

示的装置探究水的组成：

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该实验化学反应文字表达式为水氧气+氢气，通电一段时间后，试管1中收集的气体是氢

气，检验试管2中收集到的气体方法是把带火星的木条伸入试管2中，带火星木条复燃，说明气体

是氧气，试管1和2收集到气体的体积比是2：1。

【答案】水氧气+氢气；氢气；把带火星的木条伸入试管2中，带火星木条复燃，说明气体是氧气；

2：1。

【解析】电解水生成氢气和氧气，反应的文字表达式为：水氧气+氢气；电解水中，正极产生氧气，

负极产生氢气，且生成的氧气和氢气的体积比为1：2，由图可知，试管1与电源负极相连，则收集的气

体为氢气；试管2收集的气体为氧气，氧气具有助燃性，则检验方法为：把带火星的木条伸入试管2中，

带火星木条复燃，说明气体是氧气；试管1和试管2收集到气体的体积比是2：1。

故答案为：水氧气+氢气；氢气；把带火星的木条伸入试管2中，带火星木条复燃，说明气体是氧

气；2：1。

1．某学习小组同学设计了如图装置进行实验，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．为防止空气污染，两个集气瓶中均应盛放适量水

C．实验结束恢复至室温后，两个集气瓶中的实验现象相同

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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

【解析】A、点燃红磷和木炭后迅速放入集气瓶，防止燃烧放热使集气瓶中的空气受热逸出，从而导致

实验结果不准确，故A正确；

B、甲集气瓶中盛放适量的水是为了吸收白烟和热量，而木炭在集气瓶中燃烧生成的二氧化碳，能溶于

水，可能会产生有毒的一氧化碳，但一氧化碳难溶于水，故B错误；

C、恢复至室温两个集气瓶中的现象也不一样。因为虽然二者都消耗了等体积的氧气，但乙中木炭燃烧

产生了二氧化碳、一氧化碳等气体，又填充了消耗的氧气的体积。气压不同，导致吸进集气瓶的水量不

同，故C错误；

D、该实验证明测定空气中的氧气含量时不能用木炭代替红磷，故D错误。

故选：A。

2．在“人体吸入的空气与呼出的气体有什么不同”的探究中，下列说法错误的是（）

A．判断呼出的气体中含二氧化碳多的依据：呼出的气体使澄清石灰水变浑浊，而吸入空气中无明显变

化

B．判断呼出的气体中含氧气少的依据：呼出的气体使木条燃烧更旺

C．判断呼出的气体中含水蒸气的依据：呼出的气体在玻璃片上凝结成无色液滴，而吸入空气中无明显

变化

D．该实验结论是：人体呼出的气体与吸入的空气相比，二氧化碳和水蒸气的含量高，氧气的含量低

【答案】B

【解析】A、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，断呼出的气体中含二氧化碳多的依据：呼出的气体使澄

清石灰水变浑浊，而吸入空气中无明显变化，故选项说法正确。

B、伸入呼出气体中的木条熄灭，伸入空气中的木条正常燃烧，故选项说法错误。

C、水蒸气遇冷凝结成水雾，呼出的气体中含有水蒸气，会使干燥的玻璃上出现一层凝聚的水雾，故选

项说法正确。

D、该实验结论是：人体呼出的气体与吸入的空气相比，二氧化碳和水蒸气的含量高，氧气的含量低，

故选项说法正确。

故选：B。

3．如图1所示，将氧气、二氧化碳、湿度（测水蒸气）三个传感器探头放入装有少量空气的保鲜袋中。先

打开仪器开始采集数据，片刻后用嘴向保鲜袋内缓缓吹气。采集的数据如图2所示，纵坐标为某气体体

积分数（%），横坐标为时间（s）。

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下列判断不正确的是（）

A．表示氧气体积分数变化的曲线是Z

B．在实验中200s时除上述三种气体外的其余气体的总体积分数为76.86%

C．Y曲线60s之后逐渐下降，可推测保鲜袋的内壁可能出现有水雾

D．200s时保鲜袋内含量最多的是氧气

【答案】D

【解析】A、由于呼出的气体中氧气的体积分数要减小，所以表示O2体积分数变化的曲线是Z，故A正

确。

B、由图表中的数据可知，200s时没有采集数据的其余气体的总体积分数为：

100%﹣17.17%﹣3.67%﹣2.30%＝76.86%。故B正确；

C、由于水蒸气冷凝成小液滴，所以Y曲线60s之后逐渐下降，可推测保鲜袋中可能出现的现象是：保

鲜袋内壁有水雾产生。故C正确；

D、氮气是空气中含量最多的气体，且不参与呼吸作用，因此200s时保鲜袋内含量最多的是氮气，故D

不正确。

故选：D。

4．将足量的蜡烛（主要含有C、H、O元素）点燃，放入盛有氦气和氧气的密闭集气瓶中如图1所示，燃

烧至熄灭，测得该过程中瓶内氧气体积分数的变化如图2所示。说法中正确的是（）

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A．燃烧过程中集气瓶内气体的质量不断减小

B．实验结束冷却至室温，瓶内的气体是氦气和二氧化碳

C．该实验说明当氧气低于一定浓度时将无法支持燃烧

D．该实验还可用于测定空气中氧气的体积分数

【答案】C

【解析】A、蜡烛燃烧生成二氧化碳和水，氧气质量不断减少，密闭容器内的物质的质量总质量不会减

少，故选项说法错误。

B、蜡烛燃烧生成二氧化碳和水，验结束冷却至室温，瓶内的气体是氮气和二氧化碳，还应有氧气，故

选项说法错误。

C、由瓶内氧气含量的变化图，当氧气的浓度低于一定值时，蜡烛无法燃烧，故选项说法正确。

D、因为蜡烛燃烧生成二氧化碳，瓶内气压变化不大，不能用于测定空气中氧气的体积分数，故选项说

法错误。

故选：C。

5．下表为某次实验获得的信息。下列关于“吸入空气和呼出气体”的说法错误的是（）

气体成分氮气氧气二氧化碳水蒸气其他气体

吸入的空气（%）78210.030.070.9

呼出的气体（%）781641.10.9

A．呼出气体中仍含有氧气

B．呼出气体中二氧化碳比水蒸气含量高

C．对着干冷玻璃片哈气，可证明呼出气体中水蒸气含量高

D．将带火星的木条分别伸入瓶中，可证明吸入空气中氧气含量高

【答案】D

【解析】A、由表格数据可知，呼出气体中仍含有氧气，只是呼出气体中氧气含量比吸入空气中氧气含

量低，故选项说法正确。

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B、由表格数据可知，呼出气体中二氧化碳含量为4%，呼出气体中水蒸气含量为1.1%，呼出气体中二氧

化碳比水蒸气含量高，故选项说法正确。

C、水蒸气遇冷凝结成水雾，对着干冷玻璃片哈气，玻璃片上出现水雾，可证明呼出气体中水蒸气含量

高，故选项说法正确。

D、将带火星的木条分别伸入瓶中，均不能复燃，不能证明吸入空气和呼出气体中氧气含量不同，故选

项说法错误。

故选：D。

6．化学兴趣小组的同学设计了一款自救呼吸器。其设计思路如图甲所示，自救呼吸器的结构如图乙所示

（其中箭头方向表示气体流动方向）。下列说法不正确的是（）

A．甲图中的储气装置就是乙图中的气囊

B．呼气时，单向阀A是关闭的

C．生氧药品的质量会影响自救呼吸器的有效使用时间

D．该方法可将呼出的二氧化碳转化为氧气

【答案】B

【解析】A、甲图中的储气装置就是乙图中的气囊，该选项正确。

B、呼气时，单向阀A是打开的，该选项不正确。

C、生氧药品的质量会影响自救呼吸器的有效使用时间，是因为生氧药品的质量越大，生成氧气质量越

大，该选项正确。

D、该方法可将呼出的二氧化碳转化为氧气，该选项正确。

故选：B。

7．对电解水实验描述正确的是（）

A．生成的气体都有可燃性

B．生成氢气和氧气的质量比为1：16

C．反应需要消耗电能

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D．生成氢气和氧气的体积总和等于参加反应水的体积

【答案】C

【解析】A、电解水生成氢气和氧气，氢气具有可燃性，但氧气不具有可燃性，只具有助燃性，故描述

不正确；

B、电解水的方程式为：2H2O2H2↑+O2↑，则生成的氢气和氧气的质量比为（1×4）：（16×2）＝

1：8，故描述不正确；

C、该反应需要通电，则消耗电能，故描述正确；

D、生成的氢气和氧气的质量之和等于消耗的水的质量，而生成氢气和氧气的体积总和不等于参加反应

水的体积，故描述不正确。

故选：C。

8．实验小组利用图1装置测定塑料袋中O2和CO2的浓度。塑料袋中充有空气，一段时间后压瘪塑料袋，

向瘪塑料袋中吹入一定量的呼出气体。测定结果如图2。下列说法正确的是（）

A．40s时开始向塑料袋中吹气

B．曲线①表示CO2浓度的变化

C．50s时O2的浓度等于CO2的浓度

D．呼气时塑料袋内壁有水珠

【答案】D

【解析】A、由图2可知，30s时二氧化碳的浓度逐渐增大，氧气浓度逐渐减小，所以从该时刻开始向塑

料袋中吹气，故A说法错误；

B、呼吸作用将氧气转化为了二氧化碳，随着呼出气体的增多，二氧化碳的浓度逐渐增大，因此曲线②

表示二氧化碳浓度的变化，故B说法错误；

C、由图2可知，50s时两曲线交于一点，但是二者的单位不一致，因以此时O2的浓度不等于CO2的浓

度，故C说法错误；

D、呼出气体的过程中，从体内携带有水蒸气，即呼气过程中塑料袋内有水珠，故D说法正确；

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故选：D。

9．化石燃料是当前世界的主要能源支柱。

（1）下列化石燃料主要成分为甲烷的是C（填序号，下同）。

A．煤

B．石油

C．天然气

（2）甲烷完全燃烧的文字表达式是甲烷+氧气二氧化碳+水。

【答案】（1）C；

（2）甲烷+氧气二氧化碳+水。

【解析】（1）天然气的主要成分是甲烷；故答案为：C；

（2）在点燃的条件下，甲烷与氧气反应生成二氧化碳和水，文字表达式为甲烷+氧气二氧化碳+水；

故答案为：甲烷+氧气二氧化碳+水。

10．今年夏天我国西南大部分地区发生严重的旱灾，我们在抗旱救灾的同时，更应倡导保护水环境、珍惜

水资源。请回答下列问题：

（1）不论是自来水还是纯净水，你认为保持水化学性质的最小粒子是水分子。

（2）下列选项中能确认水是由氢元素和氧元素组成的实验是BC（填序号，下同）。

A．水的蒸馏

B．水的合成

C．水的电解

D．水的净化

【答案】（1）水分子；

（2）BC。

【解析】（1）分子是保持物质化学性质的最小微粒，水是由水分子构成的，所以水分子是保持水的化学

性质的最小粒子；

（2）A、水的蒸馏是物理变化，不能说明水的组成。AB不符合题意；

B、水的合成中氢气和氧气反应生成了水，由于氢气和氧气分别由氢元素和氧元素组成，根据质量守恒

定律，说明水是由氢元素和氧元素组成的。故B符合题意；

C、水的电解生成了氢气和氧气，由于氢气和氧气分别由氢元素和氧元素组成，根据质量守恒定律，说

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明水是由氢元素和氧元素组成的。故C符合题意；

D、水的净化是除去水中的杂质，不能说明水的组成。故D不符合题意。

故选：BC；

11．某同学对蜡烛及其燃烧进行了如下探究，请填写下列空格。

（1）取一支蜡烛，用小刀切下一块，把它放入水里，蜡烛浮在水面上，结论：蜡烛密度比水小；

（2）点燃蜡烛，观察到蜡烛火焰分为外焰、内焰、焰心三层。把一根火柴梗横放在蜡烛的火焰中（如

图），约1s后取出，可以看到火柴梗与①外焰接触的部分最先炭化变黑，结论：蜡烛火焰的②外

焰温度最高。

（3）再将一只干燥的烧杯罩在蜡烛火焰上方，烧杯内壁出现水雾。片刻后取下烧杯，迅速向烧杯内倒入

少量澄清石灰水，振荡，根据观察到的现象得出结论：蜡烛燃烧的产物为①水和二氧化碳。

【答案】（1）小

（2）外焰；外焰；

（3）水和二氧化碳。

【解析】（1）取一支蜡烛，用小刀切下一块，把它放入水里，蜡烛浮在水面上，说明蜡烛密度比水小；

（2）点燃蜡烛，观察到蜡烛火焰分为外焰、内焰、焰心三层。把一根火柴梗横放在蜡烛的火焰中（如

图），约1s后取出，可以看到火柴梗与外焰接触的部分最先炭化变黑，说明蜡烛火焰的外焰温度最高；

（3）再将一只干燥的烧杯罩在蜡烛火焰上方，烧杯内壁出现水雾，说明蜡烛燃烧有水生成，片刻后取下

烧杯，迅速向烧杯内倒入少量澄清石灰水，振荡，观察到澄清石灰水变浑浊，说明蜡烛燃烧生成了二氧

化碳，根据观察到的现象得出结论：蜡烛燃烧的产物为水和二氧化碳。

12．水与人类的生产、生活密切相关。

（1）沉淀、过滤和吸附是工业中常用的净水方法。水中含有不溶性杂质，加入明矾沉降后，通过过滤

将其除去；常用活性炭吸附水中的色素和异味。

（2）使用硬水会给生活和生产带来许多麻烦，可用肥皂水检验硬水和软水；生活中可以通过煮沸

降低水的硬度。净化水程度较高的一种方法是蒸馏。

（3）电解水实验证明水是由氢元素和氧元素组成的。

【答案】见试题解答内容

【解析】（1）水中含有不溶性杂质，加入明矾沉降后，通过过滤将其除去；活性炭具有吸附性，故常用

活性炭吸附水中的色素和异味，故填：过滤；活性炭。

（2）硬水与肥皂水混合产生浮渣多，软水与肥皂水混合产生的泡沫多，故可用肥皂水检验硬水和软水；

生活中可以通过煮沸降低水的硬度。净化水程度较高的一种方法是蒸馏，故填：肥皂水；煮沸；蒸馏。

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（3）电解水实验生成了氢气和氧气是由氢元素组成的，氧气是由氧元素组成的，故可以证明水是由氢元

素和氧元素组成的，故填：氢元素和氧元素。

13．目前人们使用的燃料大多数来自化石燃料。

（1）化石燃料包括天然气、煤、石油。

（2）天然气的主要成分是甲烷，甲烷燃烧的化学方程式为CH4+2O2CO2+2H2O。

【答案】（1）石油；

（2）CH4+2O2CO2+2H2O。

【解析】（1）化石燃料包括天然气、煤和石油。

（2）天然气的主要成分是甲烷，甲烷燃烧生成二氧化碳和水，反应的化学方程式为：CH4+2O2

CO2+2H2O。

14．x年x月x日西气东输管道已向河南供应天然气50.25亿立方米，确保居民冬季用气，天然气作为居民

生活的主要燃料，其主要成分是甲烷，还含有少量乙烷（C2H6）和丙烷（C3H8）；

（1）甲烷完全燃烧的化学方程式为；

（2）燃气灶火焰出现黄色，锅底出现黑色时，应采取的措施是调大燃气灶的进风口；

（3）等质量甲烷、乙烷、丙烷完全燃烧，生成二氧化碳质量由大到小的顺序为丙烷＞乙烷＞甲烷。

【答案】（1）；

（2）调大燃气灶的进风口；

（3）丙烷＞乙烷＞甲烷。

【解析】（1）甲烷和氧气在点燃的条件下生成二氧化碳和水，反应的化学方程式为：

；

（2）燃气灶的火焰呈现黄色，锅底出现黑色，说明氧气不充足，燃料不能充分燃烧，所以此时应将炉具

的进风口调大，增加氧气的量；

（3）甲烷中碳元素的质量分数为：，乙烷中碳元素的质量分数为：

，丙烷中碳元素的质量分数为：，甲烷、乙

烷、丙烷三种物质所含碳元素质量分数由大到小为丙烷、乙烷、甲烷，则等质量甲烷、乙烷、丙烷完全

燃烧，生成二氧化碳质量由大到小的顺序为丙烷＞乙烷＞甲烷。

15．对人体吸入的空气与呼出的气体有什么不同的探究，请分析回答下列问题。

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表1：人呼吸中各气体的体积分数

气体成分氮气氧气二氧化碳水蒸气其他气体

吸入的空气（%）78210.030.070.9

呼出的气体（%）781641.10.9

（1）如图甲Ⅰ、Ⅱ两个瓶中都装有澄清石灰水，人吸气时，应打开A，关闭B；呼气时，应打开B，关闭

A，此时观察到Ⅱ中的澄清石灰水变浑浊，说明呼出的气体中含二氧化碳较多。

（2）如图乙对着干燥的玻璃片呼气，会发现玻璃片上出现水雾，说明呼出气体中水蒸气含量较高。

（3）结合表Ⅰ，做图丙实验：收集人体呼出的气体，把燃着的小木条分别插入空气和呼出的气体中，发

现木条在空气中燃烧得比较旺盛，说明人体呼出的气体中氧气含量较低。

【答案】（1）二氧化碳；

（2）水蒸气；

（3）氧气。

【解析】（1）二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊。如图甲Ⅰ、Ⅱ两个瓶中都装有澄清石灰水，人吸气时，

应打开A，关闭B；呼气时，应打开B，关闭A，此时观察到Ⅱ中的澄清石灰水变浑浊，说明呼出的气体

中含二氧化碳较多；故答案为：二氧化碳；

（2）水蒸气遇冷会凝结成小水滴。哈气的玻璃片上出现水雾，说明呼出的气体中水蒸气的含量比人体吸

入的空气中水蒸气的含量高；故答案为：水蒸气；

（3）氧气具有助燃性，收集人体呼出的气体，把燃着的小木条分别插入空气和呼出的气体中，发现木条

在空气中燃烧得比较旺盛，说明人体呼出的气体中氧气含量较低；故答案为：氧气。

16．如图是某化学兴趣小组对蜡烛及其燃烧的探究实验，请回答下列有关问题。

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（1）A实验点燃蜡烛观察到的现象是放出热量，发出黄色火焰，火焰分层，有少量黑烟。

（2）同学们进行了B实验，请完成下列实验报告：

实验步骤实验现象实验结论

①点燃蜡烛，并在火焰上方烧杯内壁有无色小液滴生成蜡烛燃烧后的产物有水

罩一个冷而干燥的小烧杯

②迅速倒转小烧杯，向其中石灰水变浑浊蜡烛燃烧后的产物有二氧化

加澄清石灰水，振荡碳

（3）C实验是从点燃的蜡烛火焰中引出一缕“白烟”。李强同学认为“白烟”的成分是水蒸气，王亮认为“白

烟”的成分是石蜡蒸气凝结而成的固体颗粒。请你参与他们的实验探究，确定“白烟”的成分。验证王亮同

学猜想所用的方法是将白烟点燃看其燃烧情况。

【答案】（1）放出热量，发出黄色火焰，火焰分层，有少量黑烟。

（2）①水。

②澄清石灰水；石灰水变浑浊。

（3）将白烟点燃看其燃烧情况。

【解析】（1）A实验点燃蜡烛观察到的现象是放出热量，发出黄色火焰，火焰分层，有少量黑烟。

（2）

实验步骤实验现象实验结论

①点燃蜡烛，并在火焰上方烧杯内壁有无色小液滴生成蜡烛燃烧后的产物有水

罩一个冷而干燥的小烧杯

②迅速倒转小烧杯，向其中石灰水变浑浊蜡烛燃烧后的产物有二氧化

加澄清石灰水，振荡碳

（3）验证王亮同学猜想所用的方法是将白烟点燃看其燃烧情况，如果燃烧，说明是石蜡蒸气凝结而成的

固体颗粒，反之则不是。

17．氧气是一种化学性质比较活泼的气体，能和许多物质发生化学反应。

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（1）如图是木炭在氧气中燃烧的实验，写出该反应的符号表达式C+O2CO2。倒入少量澄清石

灰水的目的是验证生成物是二氧化碳。

（2）家用天然气的主要成分是甲烷，甲烷燃烧发出蓝色火焰，放热，生成二氧化碳和水，如果氧气不足，

甲烷会不充分燃烧，火焰呈现黄色或橙色。此时应调大炉具的进风口，让更多空气进入，支持天然气燃

烧。

①写出甲烷燃烧的文字表达式甲烷+氧气二氧化碳+水。

②“调大炉具的进风口，让更多空气进入，支持天然气燃烧”，这个操作说明物质燃烧的剧烈程度与氧

气的浓度有关。

【答案】（1）C+O2CO2；验证生成物是二氧化碳。

（2）①甲烷+氧气二氧化碳+水。

②氧气的浓度。

【解析】（1）木炭燃烧生成二氧化碳，该反应的符号表达式是C+O2CO2。倒入少量澄清石灰水的

目的是验证生成物是二氧化碳。

故答案为：C+O2CO2；验证生成物是二氧化碳。

（2）①甲烷燃烧的文字表达式是甲烷+氧气二氧化碳+水。

故答案为：甲烷+氧气二氧化碳+水。

②“调大炉具的进风口，让更多空气进入，支持天然气燃烧”，这个操作说明物质燃烧的剧烈程度与氧气

的浓度有关。

故答案为：氧气的浓度。

18．拉瓦锡用定量的方法研究空气的成分。图1是实验室测定空气中氧气含量的实验装置。

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