我们周围的空气【考题猜想】（24大题型）-2024学年人教版九年级化学上册（解析版）

专题02我们周围的空气

【题型1】拉瓦锡测定空气组成的实验

【题型2】空气中氧气含量测定实验

【题型3】空气中氧气含量测定实验的改进

【题型4】空气中氧气含量测定实验误差分析

考点一空气【题型5】空气中氧气含量测定综合探究

【题型6】空气的成分及用途

【题型7】纯净物和混合物

【题型8】空气污染与防治

【题型9】空气的分离

【题型1】氧气的性质及检验

【题型2】物质在氧气中燃烧的实验现象

考点二氧气【题型3】不同物质在氧气中燃烧实验的比较

【题型4】化合反应与氧化反应

【题型5】缓慢氧化

【题型1】催化剂

【题型2】证明某物质是某反应的催化剂

【题型3】实验室制取氧气装置的选择

【题型4】万能瓶的使用

【题型5】装置气密性检查

考点三氧气的制法

【题型6】实验室制取氧气的实验操作正误判断

【题型7】实验室制取氧气实验的操作顺序

【题型8】错误操作及异常现象分析

【题型9】制取氧气实验的图像题

【题型10】基本反应类型

考点一空气

・题型01拉瓦锡测定空气组成的实验

［例1］拉瓦锡利用汞与氧气的反应研究空气的成分。下列分析不含拳的是

曲颈甑

A.实验前需检查装置气密性

B.曲颈甑中汞的用量可能会影响实验结果

C.装置内两处容器中汞的作用均是消耗氧气

D.将曲颈甑中的汞换成木炭不能测定空气中氧气的含量

【答案】C

【详解】A、实验前需检查装置气密性，以防止装置漏气影响实验结果，分析合理，不符合题意；

B、曲颈甑中汞的用量可能会影响实验结果，例如汞不足会导致氧气不能完全反应，结果会偏小，分析合理，

不符合题意；

C、曲颈甑中汞的作用是消耗氧气，汞槽中汞的作用是形成密封装置，分析不合理，符合题意；

D、木炭和氧气反应产生二氧化碳气体，曲颈甑中的气压几乎不变，玻璃钟罩的液面几乎不变，不能测定空

气中氧气的含量，分析合理，不符合题意。

故选C。

【变式1-1】拉瓦锡测定空气组成实验是化学史上的经典实验，汞用做反应药品有很多优点，下列对于该实

验说法错误的是

A.汞在常温下呈液态，在该实验中既可以隔绝外界空气，还可以通过连通器直接用于测量反应器（曲

颈甑）内空间体积的变化

B.汞和氧气反应的速率非常缓慢，便于实验者观察实验现象

C.汞的沸点为356.60,在加热时源源不断气化的汞可以将空气中的氧气完全耗尽

D.反应生成的氧化汞在这个温度下呈固态，且不溶于汞。又因为密度低于液态汞，所以浮在汞的液面

上，很容易分离

【答案】B

【详解】A、汞为液态，在汞槽中起到液封的作用，并能直接用来测定反应器内空间体积的变化，故正确；

B、低温下汞和氧气反应的速率非常缓慢，看不到现象，故错误；

C、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，故正确；

D、氧化汞呈固态，且不溶于汞，汞呈液态，氧化汞密度低于液态汞，所以浮在汞的液面上，很容易分离,

故正确。

故选Bo

【变式1-2】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）。

曲颈瓶资料卡片：

氧化汞

七玻璃钟罩汞

状态：常温下为港体状态：常温下为固体

19汞槽颜色：银白色颜色：红色

密度：13.546gdiP密度：11.14g/cm3

沸点：356.58℃不能溶于汞

加热至沸时与氧气反应分解温度：500℃

图2

图1

⑴写出汞与氧气反应的文字表达式o

（2）有关该实验的说法中，正确的是_（填序号）。

A.汞在加热的条件下，只和氧气反应

B.汞为液态，在汞槽中起到液封的作用，但不能直接用来测量反应器内空间体积的变化

C.氧化汞的密度小于汞的密度，且不溶于汞，易与汞分离

D.银白色的汞剧烈燃烧，迅速生成红色粉末

E.汞的沸点较低，汞蒸气与氧气反应比较充分，能将密闭装置内的氧气几乎耗尽

⑶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五分之一的结论。请根据现

在的认识，对此结论予以补充。（提示：从成分、含量角度回答）o

【答案】⑴汞+氧气-氧化汞

加热

（2）ABCE

⑶空气主要由氧气和氮气组成，氧气的体积分数是21%,氮气的体积分数是78%,稀有气体、二氧化碳等

气体的体积分数是1%

【详解】（1）汞与氧气在加热条件下反应生成氧化汞，反应的文字表达式为：汞+氧气-氧化汞；

加热

（2）A、汞在加热的条件下，只和氧气反应，故A正确；

B、汞为液态，在汞槽中起到液封的作用，但不能直接用来测量反应器内空间体积的变化，故B正确；

C、氧化汞的密度小于汞的密度，且不溶于汞，易与汞分离，故C正确；

D、银白色的汞不能剧烈燃烧迅速生成红色粉末，反应比较缓慢，故D错误；

E、汞的沸点较低，汞蒸气与氧气反应比较充分，能将密闭装置内的氧气几乎耗尽，故E正确；

故选ABCE；

（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五分之一的结论。请根据

现在的认识，空气主要由氧气和氮气组成，氧气的体积分数是21%,氮气的体积分数是78%,稀有气体、

二氧化碳等气体的体积分数是1%;

■题型02空气中氧气含量测定实验

【例2】用如图所示的装置来测定空气中氧气的含量，对该实验认识错误的是

A.该实验还可以说明N2难溶于水B.可用铁丝代替红磷进行该实验

C.红磷要足量，否则实验结果会偏小D.待红磷熄灭后，装置冷却至室温后才能打开止水夹

【答案】B

【详解】A、打开弹簧夹，烧杯中的水进入集气瓶，且进入的水约占集气瓶体积的五分之一，水不再继续进

入，说明氮气难溶于水，该选项说法正确；

B、铁丝不能在空气中燃烧，不能达到预期的实验目的，该选项说法错误。

C、红磷的量不足，不能全部消耗装置内的氧气，测定结果偏小，该选项说法正确；

D、红磷熄灭后，冷却到室温才能打开止水夹，否则测定结果会偏小，该选项说法正确。

故选：Bo

【变式2-1】小组同学想探究用不同物质在空气中燃烧测定氧气含量方法的优劣。他们用足量的蜡烛、红磷

和白磷分别在相同体积与状态的空气中燃烧，用氧气探测器测定容器中剩余氧气与时间的关系如图。下列

说法错误的是

果最好的是白磷，因为它反应消耗的氧气更加彻底

B.该实验证明氧气的浓度较低时，红磷与白磷还能与之发生反应

C.根据图像对比可知，三种物质中，白磷能在更低浓度的氧气中燃烧

D.若用这三种物质做实验，测得空气中氧气含量偏高

【答案】D

【详解】A、三个实验效果最好的是白磷，因为它反应消耗的氧气更加彻底，故选项说法正确；

B、由红磷与白磷的燃烧曲线可知，当氧气含量低于10%时，红磷与白磷仍然能反应，故选项说法正确；

C、根据图像对比可知，三种物质中，白磷能在更低浓度的氧气中燃烧，故选项说法正确；

D、若用这三种物质做实验，测得空气中氧气含量偏低，因为氧气不能完全反应，故选项说法错误。

故选D。

【变式2-2］实验小组利用红磷燃烧测定空气中氧气的含量，并用传感器记录集气瓶中压强随时间变化的情

况，如图所示。下列说法正确的是

乙气压——时间曲线

A.图甲中可用蜡烛代替红磷进行该实验B.图乙中BC段压强变大的原因是有五氧化二磷生成

C.图乙中C点反应刚好结束D.图乙中D点打开止水夹

【答案】D

【分析】本题考查的是利用红磷测量空气中氧气含量的相关实验细节需要熟悉整个实验过程以及气压的变

化。刚点燃红磷的时候，瓶内气体因为受热而膨胀，气压会变大，随着反应的发生，瓶中的氧气会被逐渐

消耗，气压随之减少，等反应结束之后，集气瓶冷却到室温之后，打开弹簧夹，烧杯中的水会倒吸进集气

瓶中，大约五分之一处，气压随之平衡在大气压，试验结束。

【详解】A、蜡烛不能用于测定空气中氧气含量的实验，由于实验的原理是靠气压差完成的，所以使用的药

品一定是不能产生气体或者产生气体容易被除去的，在本实验中，如果使用蜡烛，那么蜡烛燃烧产生的二

氧化碳就会干扰实验，无法达到图乙的实验效果，故不符合题意；

B、BC段气压短暂升高主要是因为红磷燃烧过程中放热，集气瓶中的气体受热膨胀，造成的气压变大，故

不符合题意；

C、图乙中反应刚好结束应该是D点附近，在D点集气瓶已经冷却到室温，打开弹簧夹水倒吸进集气瓶中，

气压恢复至大气压，故不符合题意；

D、在D点集气瓶已经冷却到室温，打开弹簧夹水倒吸进集气瓶中，气压恢复至大气压，故符合题意；

故选D。

■题型03空气中氧气含量测定实验的改进

［例3］某实验小组用图1所示装置测定空气中氧气的含量。

图1图2

符号表达式：o

（2）该实验中操作不正确的是（填序号）。

①将集气瓶水面上方空间分为4等份

②加热红磷前，先用弹簧夹夹紧胶皮管

③点燃红磷，立即伸入瓶中并把塞子塞紧

④待红磷熄灭后，立即打开弹簧夹

⑶利用铜与氧气反应可测定空气中氧气含量，装置如图2所示。［已知：塞上胶塞后玻璃管容积为70mL,实

验前注射器活塞拉至30mL处（气球中没有空气）］

①实验过程中，需要反复推拉注射器和挤压气球，目的是o

②充分反应后，冷却至室温，使气球恢复原状，此时注射器活塞应停在约mL刻度处。

【答案】（1尸+。2鹘井2。5

（2）①④

⑶使氧气和铜充分反应9

【详解】）红磷燃烧的符号表达式：蓼故答案为：曾

（1P+02P20s,P+02P2O5；

（2）①将集气瓶水面上方空间分为5等份，该选项不正确；

②加热红磷前，先用弹簧夹夹紧胶皮管，该选项正确；

③点燃红磷，立即伸入瓶中并把塞子塞紧，该选项正确；

④待红磷熄灭后，冷却至室温再打开弹簧夹，该选项不正确；

故选：①④；

（3）①实验过程中，需要反复推拉注射器和挤压气球，目的是使氧气和铜充分反应，故填：使氧气和铜充

分反应；

②由于氧气占空气体积的21%,则装置中氧气的体积为：（30mL+70mL）x21%=21mL,充分反应后，冷却至室

温,使气球恢复原状，此时注射器内活塞应停在约30mL-21mL=9mL刻度处，故填：9。

【变式3-1】研究性学习小组的同学为探究空气中氧气的体积分数，设计了如图所示实验，请回答问题:

实验II

⑴实验I中，红磷燃烧的主要现象是,红磷燃烧的文字表达式，与实验I相比，实验II的优

点有..（写出一条即可）。

（2）实验团是用铁生锈原理来测定空气中氧气的含量，已知广口瓶容积（扣除药品、导管和瓶塞所占容积）为

125.0mL,反应前量筒内水的体积为30.0mL,反应后测定量筒中水的体积为5.0mL,则实验测得空气中氧气

的体积分数为

【答案】（1）产生大量白烟、放出热量红磷+氧气信燃五氧化二磷比较环保、误差小

（2）20%

【详解】（1）实验I中，红磷燃烧，产生大量白烟，放出大量的热；红磷燃烧生成五氧化二磷，文字表达

式为：红磷+氧气誓五氧化二磷；与实验।相比，实验”整个实验过程在密闭容器中进行，比较环保，且

可以避免盛有点燃红磷的燃烧匙伸入集气瓶中时，气体的受热膨胀逸出，误差小；

（2）铁生锈消耗氧气，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,

量筒中的水进入集气瓶，进入水的体积就是消耗氧气的体积，故实验测得空气中氧气的体积分数为：

30.0mL-5.0mL

x100%=20%

125.0mL

【变式3-2］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。

⑴拉瓦锡用装置_________（填序号）定量研究了空气的成分，在密闭容器中，空气中的氧气与反

应，生成固态物质。人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"）方法，从混合气体中除去某种气体，从而实现物质的分

离。

（2）实验过程中，需要不断推拉注射器活塞的装置是（填序号），利用此装置进行实验，可能造成实

验误差的因素是（写一条）o

⑶装置C导管内事先注满水的目的是；反应结束后，待装置冷却至室温，打开弹簧夹，装置D

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）。

【答案】⑴A汞/Hg化学

⑵B铜粉量过少造成氧气未消耗完等

⑶防止导管内的空气影响实验结果2

【详解】（1）拉瓦锡用装置A定量研究了空气的成分，在密闭容器中，空气中的氧气与汞反应，生成固态

物质氧化汞。用铜粉、红磷等进行实验，铜与氧气在加热条件下生成氧化铜，红磷与氧气在点燃条件下生

成五氧化二磷，以上实验的原理都生成了新物质，是采用化学方法。

（2）实验过程中，需要不断推拉注射器活塞的装置是B,通过不断推拉注射器活塞保证氧气完全消耗；D

装置有弹簧夹，红磷燃烧的过程中关闭弹簧夹，不需要不断推拉注射器活塞。利用B装置进行实验，可能

造成实验误差的因素是铜粉量过少造成氧气未消耗完等。

（3）装置C导管内事先注满水的目的是防止导管内的空气影响实验结果；氧气约占空气总体积的五分之

一，40mL的空气中氧气的体积是40mLx|=8mL,反应结束后，待装置冷却至室温，打开弹簧夹，装置D

中注射器活塞从10mL刻度处缓慢移动至10mL-8mL=2mL刻度处停止。

■题型04空气中氧气含量测定实验误差分析

【例4】图1装置是用红磷燃烧来粗略测定空气中氧气含量。

⑴写出集气瓶中物质燃烧的符号表达式o此实验不仅可以测定氧气占空气的体积分数，还可以说明

（2）食品脱氧剂（以铁粉为主的物质组成）能通过化学反应除去密闭包装袋中的氧气，使食品处于无氧状态。

张山同学用图2装置进行测定空气中氧气含量的实验。

下表是张山同学在实验过程中记录的有关数据：

所需要的时间0510303545

量筒中液面的刻度503527.519.719.719.7

①脱氧剂发生的化学反应是铁粉与氧气、水反应生成氢氧化亚铁固体，写出该反应符号表达式：O

该反应属于反应（填基本反应类型）。

②分析表中数据得知，至少经过分钟后，量筒中的液面不再下降。根据表中实验数据进行推算，广

口瓶中氧气的体积分数是（结果精确到0.1%）。

③小虎同学的实验用时45分钟，结果发现广口瓶中收集到的水约为张山同学的;，请你帮小虎同学找出造

成实验数据误差的可能原因之一：。

④与燃烧红磷相比，用脱氧剂测定空气中氧气含量的优点是

【答案】(1)P+02-P2O5支持燃烧

(2)Fe+H2O+O2^Fe(OH)2化合3020.2%装置漏气或脱氧剂量不足等节约能

源、更环保

【分析】红磷燃烧、铁生锈能够消耗空气中的氧气，氧气消耗后，容器中的气压减小，在外界大气压作用

下，水进入容器，进入容器中的水的体积即为容器中空气中的氧气体积，进一步可以计算出空气中氧气的

含量。

【详解】解：(1)集气瓶中红磷燃烧生成五氧化二磷，反应的符号表达式是P+02邂P2O5。此实验不仅可

以测定氧气占空气的体积分数，还可以说明氧气具有的化学性质是支持燃烧，故填：P+02P2o5,支持

燃烧；

(2)①脱氧剂发生的化学反应是铁粉与氧气、水反应生成氢氧化亚铁固体，该反应符号表达式：

Fe+H2O+O2^Fe(OH)2,该反应属于化合反应，故答案为：Fe+H2O+O2^Fe(OH)2、化合；

②分析表中数据得知，至少经过30分钟后，量筒中的液面不再下降。根据表中实验数据进行推算，广口瓶

SOml—197THi

中氧气的体积分数是:X100%=20.2%,故答案为:30、20.2%；

150m/

③小虎同学的实验用时45分钟，结果发现广口瓶中收集到的水约为张山同学的;，造成实验数据误差的可

能原因之一是装置漏气或脱氧剂量不足等，故答案为：装置漏气或脱氧剂量不足等；

④与燃烧红磷相比，用脱氧剂测定空气中氧气含量的优点是节约能源、更环保，故答案为：节约能源、更

环保；

【点评】可以用来测定空气中氧气含量的物质应该具备的条件是：能和空气中的氧气反应，生成物是固体，

不能和空气中的其它物质发生化学反应。

【变式4-1］测定空气成分的方法有很多，某兴趣小组的同学设计了下图所示的装置进行空气中氧气含量的

实验探究。实验前向100mL集气瓶中加入10mL水，注射器中有20mL氮气，实验数据记录如下(导管中的

空气忽略不计)：

注射器

时间/min012345678910

注射器读数/mL20.034.040.030.025.618.012.58.64.84.04.0

⑴若将白磷换成炭粉，该实验（选填"能"或"不能"）成功，原因是。

（2）根据实验过程和数据综合分析，集气瓶内空气中氧气的体积是mL；实验开始时注射器读数增大的

原因是。

⑶根据实验数据计算空气中氧气的体积分数。（计算结果精确到0.1%）

（4）实验结束后，发现实验结果远小于理论值，你认为导致这一结果的原因可能是（填字母）。

A.装置漏气

B.白磷量不足

C.集气瓶中预先加入了水

D.装置未冷却至室温

【答案】（D不能炭粉燃烧生成二氧化碳，导致瓶内气压无明显变化

⑵16白磷燃烧放热，导致气体膨胀

⑶根据实验数据计算空气中氧气的体积分数=77^7粤（7X100%217.8%

WOmL-10mL

（4）ABD

【详解】（1）若将白磷换成炭粉，该实验不能成功，理由是碳燃烧生成二氧化碳，导致瓶内气压无明显变

化。故答案为：否；碳燃烧生成二氧化碳，导致瓶内气压无明显变化；

（2）根据图二实验过程和数据综合分析，集气瓶内空气中氧气的体积是20mL-4.0mL=16mL；开始体积增大

的原因是：白磷燃烧放热，导致气体膨胀。故答案为：16；白磷燃烧放热，导致气体膨胀；

（3）装置内空气的体积为100mL-10mL=90mL,根据上述数据分析可知，氧气的体积20.0mL-4.0mL=16.0mL,

则空气中氧气的体积分数=粤二义100%。17.8%；

（4）实验结束后，发现实验结果远小于理论值，导致这一结果的原因可能是装置漏气，或白磷量不足，没

有完全消耗瓶中氧气，或装置未冷却至室温，瓶中气压还比较大，水无法回流到集气瓶，故选：ABDo

【变式4-2］在测定空气中氧气含量的实验中，小强采用了如图所示装置：在由两个注射器组成的密闭系统

中留有25ml空气，给装有细铜丝的玻璃管加热，同时缓慢推动两个注射器活塞，至玻璃管内的铜丝在较长

时间内无进一步变化时停止加热，待冷却至室温，将气体全部推至一个注射器内，观察密闭系统内空气体

积变化。

铜丝

⑴在实验加热过程中，交替缓慢推动两个注射器活塞的目的是：.

（2）写出该实验中反应的文字表达式：o

⑶小强测得实验结果如下：

反应前注射器内气体总体积反应后注射器内气体总体积

25mL22mL

由此数据可以推算出他测定空气中氧气的体积分数造成该实验出现误差的原因可能是O（填

序号）

①没有交替缓慢推动两个注射器活塞

②读数时没有冷却至室温

③加入铜丝量太少

④加入铜丝量太多

【答案】（1）使氧气和铜充分接触，完全反应

（2）铜+氧气如固氧化铜

⑶12%①②③

【详解】（1）交替缓慢推动两个注射器活塞有利于空气流动，使铜能够充分接触到氧气，完全反应，将氧

气消耗完全；

（2）铜与氧气加热时发生氧化反应，生成氧化铜，故该反应的文字表达式为：铜+氧气譬氧化铜；

（3）反应前后减少的气体体积为氧气的体积，所以空气中氧气的体积分数为：:，叫x100%=12%；

根据空气中氧气的体积分数为21%>12%,即实验结果偏小，

①没有交替缓慢推动两个注射器活塞，导致氧气与铜丝接触不充分，氧气未消耗完，导致实验结果偏小，

符合题意；

②读数时没有冷却至室温，装置内气体受热膨胀，导致反应后读数偏大，则实验结果偏小，符合题意；

③加入铜丝量太少，氧气未消耗完，导致实验结果偏小，符合题意；

④加入铜丝量太多，可以将氧气消耗完全，属于正确的操作，不会导致实验结果偏小，不符合题意;

故选①②③。

■题型05空气中氧气含量测定综合探究

【例5】如下是几种测定空气中氧气含量的实验（如图所示），请根据实验回答问题。

图1图2

氧气浓度

⑴拉瓦锡用定量的方法研究空气的成分（图1）,通过该实验拉瓦锡得出了氧气约占空气总体积

的结论。

⑵实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量（图2）,用酒精灯点燃燃烧匙中过量的红磷，观察到

的现象有暗红色固体燃烧，发光，放热，，,生成白色固体。

⑶47中兴趣小组同学还设计了用传感器技术测定空气中氧气含量，实验装置如图3所示，反应过程中容器

内的压强、温度和氧气浓度三条曲线变化趋势如图4所示。其中X表示的是变化的曲线；结合

X、Y两条曲线，分析图4中气体压强先变大后逐渐减小的原因正确的是（填字母）。

A.红磷燃烧放热导致压强增大

B.红磷燃烧产生气体导致压强增大

C.氧气被消耗导致压强减小

D.装置冷却导致压强减小

曲线中DE段压强增大的原因是（填字母）。

A.集气瓶内氧气不断被消耗且瓶内温度逐渐冷却

B.打开活塞

【答案】(］匕

(2)待红磷熄灭并冷却至室温后打开弹簧夹观察到烧杯中的水进入集气瓶，集气瓶瓶内水面最终

上升了约为1刻度

⑶容器内温度的变化

ACDB

【详解】(1)根据瓶内压强与大气压两者的压强差导致液体上升之(，故拉瓦锡得出了氧气约占空气总体

积的;的结论；

(2)由红磷燃烧的实验可知，当燃烧时的现象为：发光，放热，有白烟生成，待红磷熄灭并冷却至室温后

打开弹簧夹；

根据氧气约占空气总体积(，故观察到烧杯中的水进入集气瓶，集气瓶瓶内水面最终上升了约为工刻度；

(3)红磷燃烧消耗氧气，容器体积不变，氧气的量减少，容器内氧气浓度随反应的进行逐渐降低，故Y曲

线表示容器内氧气浓度的变化；红磷燃烧放热，容器内温度先升高，反应完全后放置一段时间温度下降，

故X曲线表示容器内温度的变化；

BC段红磷燃烧放热，容器内温度升高，气体受热膨胀，导致容器内压强增大，故选A；CD段，红磷燃烧消

耗氧气，刚开始氧气浓度降低，此时容器内压强也随之降低，压强变小的主要原因是氧气被消耗；之后氧

气浓度不再变化，温度降低，而压强仍在减小，说明此时容器温度降低导致压强减小，故选CD；

综上分析，故选ACD；

红磷燃烧完全后要冷却到室温，压强减小，小于外界大气压，此时打开活塞，烧杯中的水在大气压的作用

下进入集气瓶，所以导致DE段压强增大，故选B。

【变式5-1］某校化学兴趣小组对空气中氧气含量的测定进行了如下实验探究。

-——曲颈瓶

玻璃钟罩［i==c^红磷弹簧夹注射器

j*11

一前40mL活塞前沿在

rj??试管20mL刻度处

图1图2图3

【经典赏析】

拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分（装置如图1）,通过该实验拉瓦锡得出了空气是由氧气和氮气组

成的，其中氧气约占空气总体积的1/5。

【实验探究】同学们按照图2所示装置，进行了分组实验。

（1）红磷燃烧的文字表达式为。

【数据分析】实验结束后，整理数据如下。（注：集气瓶中空气体积为100mL）

组别12345

进入水的体积/mL2021192022

（2）请选择其中一组数据，计算空气中氧气的含量：（写出计算过程）。

【实验改进】兴趣小组同学设计了图3所示装置，选用容积为40mL的试管作反应容器，注射器活塞初始

位置在20mL刻度处，活塞与内壁摩擦力及连接管空间容积忽略不计。

⑶实验前，该兴趣小组的同学打开弹簧夹，将注射器活塞从20mL刻度处向左推至15mL刻度处，然后松

开活塞，观察到活塞返回至20mL刻度处。该操作的主要目的是o

⑷开始实验时，先将弹簧夹松开，给足量的红磷加热，红磷燃烧后，一开始活塞向（填"左"或"右"）

运动，反应完全并冷却至室温后，注射器活塞最终将停留在约（填整数）mL刻度处。

【答案】（1）红磷+氧气点燃五氧化二磷

⑵舞上xl00%=20%（用其他组别的数据计算也可以）

100mL

⑶检查装置的气密性

（4）右8

【详解】（1）红磷和氧气在点燃的条件下反应生成五氧化二磷，反应的文字表达式为:

红磷+氧气的五氧化二磷。

（2）由实验原理可知，流入水的体积即为消耗氧气的体积，选择第一组实验数据，计算空气中氧气的含量

20mL故填:20mL

为:xl00%^20%,xl00%=20%o

100mL100mL

（3）实验前，该兴趣小组的同学打开弹簧夹，将注射器活塞从20mL刻度处向左推至15mL刻度处，然后

松开活塞，观察到活塞返回至20mL刻度处，该操作的主要目的是检查装置的气密性，防止装置漏气影响实

验结果。

（4）红磷燃烧后，放出大量的热，装置内气体体积膨胀，压强增大，会推动活塞向右移动，反应完全并冷

却至室温后，红磷燃烧消耗氧气生成五氧化二磷固体，导致装置内气压减小，活塞向左移动，红磷消耗的

氧气应为试管内空气中的氧气加上注射器内空气中的氧气，即红磷消耗氧气的体积为：

（@0%fe+2a*L）?,则注射器活塞向左移动的距离也为12mL；因为注射器活塞初始位置在20mL

刻度处，所以注射器活塞最终将停留在约8mL刻度处。

【变式5-2］从二百多年前的简单定量到今天的数字化实验，"测空气中氧气含量实验"不断完善，同学们也

在创新实践中传承着科学家严谨求实的科学精神。

【经典回顾】

⑴二百多年前，法国化学家拉瓦锡利用加热（填物质名称）的方法定量得出了空气中氧气的含量，

揭开了空气神秘的面纱。

【传承发扬】

仿照这个历史上著名实验的原理，引入数字化实验手段，优化实验。化学小组的同学在老师的帮助下设计

了如图1的实验装置，用三个不同的传感器测定装置内温度、氧气浓度和压强的变化趋势，如图2所示。

（2）写出图1中红磷燃烧的文字表达式,生成物的化学式是

⑶图2中曲线X是装置内压强变化的趋势，A点进行的操作是。

⑷图2中曲线Y是由______（填"温度"或"氧气浓度"）传感器测定的。

⑸该实验与教材实验相比较，优点是（答一点即可）。

⑹请仿照"实验后”的图示，请在下图画出"实验前”广口瓶中气体主要成分的微观示意图，水分子等无须画出。

实验前实验后

【实践创新】

化学小组的同学查阅资料发现食品包装中的脱氧剂能吸收氧气，予是他们利用脱氧剂来进行如下实验。

A空气。AB空气O

水滴有机玻璃管食品橡皮塞水滴有机食品橡皮塞

脱氧剂玻璃管脱氧剂

图3图4

【步骤】

团如图3玻璃管中的脱氧剂分布紧密，AO段封存的空气体积为V1；

团如图4水平滚动玻璃管，使脱氧剂平铺开，水滴不再移动时，AB段体积为V?；

团计算出V?与VI的比值。

【结论】

V?与V］的比值约为20.94%,即空气中氧气含量约为20.94%。

【反思】

⑺步骤团中若脱氧剂粉末分布不够紧密，就会使实验结果（填“偏大"、"偏小"或"不变"）。

⑻步骤回中"使脱氧剂平铺开”的目的是O

【答案】⑴汞

（2）磷+氧气-^五氧化二磷P2O5

⑶打开止水夹

（4）温度

⑸实验数据更加精准

⑺偏大

⑻增大反应面积，充分的吸收氧气

【详解】（1）汞与氧气在加热的条件下反应生成氧化汞，二百多年前，法国化学家拉瓦锡利用加热汞的方

法定量得出了空气中氧气的含量；

（2）红磷与氧气燃烧生成五氧化二磷，反应文字表达式为：磷+氧气」^五氧化二磷；五氧化二磷的化

学式为P2O5；

（3）X曲线为表示压强的曲线，A点时压强已经达到最小值，随后压强又迅速的恢复到了初始状态，则A

点时操作为打开止水夹，烧杯中水被压入集气瓶中；

（4）曲线Y反应一段时间后数值增大，随后又逐渐的减小到初始值，则Y为表示温度的曲线，反应开始时

燃烧放出热量温度升高，反应结束后温度逐渐的恢复到室温；

（5）该实验中利用传感器可以更加准确的获得数据，使得测量结果更加的精确;

（6）空气中的主要成分是氮气与氧气，氮气由氮分子构成，化学式为此，氧气由氧分子构成，化学式为

02；则反应前的空气图示为:

（7）步骤I中若脱氧剂粉末分布不够紧密，导致测定的空气体积小于实际体积，进一步导致测定的反应的

氧气体积偏大，则实验所测的氧气含量偏大；

（8）步骤II中"使脱氧剂平铺开”的目的是增大与氧气的接触面积，使氧气被脱氧剂充分吸收。

■题型06空气的成分及用途

［例6］下列有关空气的说法正确的是

A.空气中氮气的质量分数为78%

B.氧气能支持燃烧，可用作燃料

C.氮气的化学性质稳定，故超导材料可利用液氮显示超导性能

D.稀有气体可制成电光源是利用了稀有气体的物理性质

【答案】D

【详解】A、空气中氮气的体积分数为78%,故选项说法错误；

B、氧气能支持燃烧，但不具有可燃性，不能用作燃料，故选项说法错误；

C、超导材料可利用液氮显示超导性能，是因为液氮汽化吸热，从而提供低温环境，故选项说法错误；

D、稀有气体用于电光源，是利用了通电时会发出不同颜色的光，不需要发生化学变化就能表现出来，是利

用了其物理性质，故选项说法正确。

故选D。

【变式6-1】科学家通过"祝融号"火星车探测器测得火星表面大气成分（体积分数）如图所示，下列说法中

错误的是

A.火星大气中N2的含量比空气中的低

B.火星大气中C0?的含量高于空气中的

C.火星大气中稀有气体的含量比空气中的低

D.火星大气不能使带火星的木条复燃

【答案】C

【详解】A、据图可知，火星大气中W的体积分数为2.7%,空气中氮气体积分数为78%,火星大气中N2的

含量比空气中的低。A正确；

B、空气中C02的体积分数为0.03%,据图可知，火星大气中CO2的体积分数为95.3%。所以火星大气中CO2

的含量高于空气。B正确；

C、稀有气体包括氮气、速气、氤气等气体，据图可知，火星大气中氨气的体积分数为1.6%。空气中稀有气

体体积分数为0.94%,所以火星大气中稀有气体的含量比空气中的高。C不正确；

D、氧气能使带火星的木条复燃，据图可知，火星大气中不含有氧气，所以火星大气不能使带火星的木条复

燃。D正确。

故选C。

【变式6-2］物质的性质决定物质的用途。下列物质的用途与性质对应关系错误的是

A.因为氧气能支持燃烧，所以常用作燃料

B.因为氯气的密度小，所以常被用于填充探空气球

C.因为稀有气体通电时会发出有色光，所以可以做霓虹灯

D.因为氮气的化学性质不活泼，所以充入包装袋内延长食品保存期限

【答案】A

【详解】A、氧气能支持燃烧，能作助燃剂，但氧气不具有可燃性，不能作燃料，故选项说法错误；

B、氮气的密度比空气小，所以可用于制作探空气球，故选项说法正确；

C、稀有气体通电时发出有色光，可用于制作霓虹灯，故选项说法正确；

D、因为氮气的化学性质不活泼，所以充入包装袋内延长食品保存期限，故选项说法正确。

故选A。

・题型07纯净物和混合物

【例7】下列物质中，属于纯净物的是

A.液氧B.糖水C.食醋D.大理石

【答案】A

【分析】只由一种物质组成的是纯净物；有两种或两种以上物质组成的是混合物。

【详解】A、液氧只有一种物质组成，属于纯净物，故正确；

B、糖水是蔗糖与水组成的，属于混合物，故错误；

C、食醋是醋酸与水组成的，属于混合物，故错误。

D、大理石是以碳酸钙为主要成分的混合物，故错误；

故选：Ao

【变式7-1】下列物质中，前者属于纯净物，后者属于混合物的是

A.水蒸气过氧化氢B.冰水混合物高锦酸钾充分加热后的剩余固体

C.铁锈澄清石灰水D.干冰液氧

【答案】B

【分析】纯净物：一种物质组成；混合物：二种或二种以上物质组成。

【详解】A、水蒸气只含水一种物质，属于纯净物；过氧化氢只含有1种物质，是纯净物，不符合题意；

B、冰水混合物只含有水1种物质是纯净物；高镒酸钾充分加热后的剩余固体含有镒酸钾、二氧化锌，是混

合物，符合题意；

C、铁锈含多种物质，是混合物；澄清石灰水含有氢氧化钙和水多种物质，是混合物，不符合题意；

D、干冰是固态的二氧化碳，是一种纯净物；液氧是液态的氧气，是一种纯净物，不符合题意；

故选：Bo

【变式7-2】下列各组物质中都属于纯净物的是

A.海水二氧化碳B.稀有气体食盐水

C.净化过的空气液态氧气D.冰水混合物高铳酸钾

【答案】D

【详解】A、海水中含有氯化钠和水等物质，属于混合物；二氧化碳是由一种物质组成，属于纯净物，故A

错；

B、稀有气体包含氮气、基气、氮气等物质，属于混合物；食盐水中含有氯化钠和水，属于混合物，故B错;

C、净化过的空气中含有氧气、氮气、二氧化碳等物质，属于混合物；液态氧气是由一种物质组成，属于纯

净物，故C错；

D、冰是固态的水，冰水混合物是由水一种物质组成，属于纯净物；高镒酸钾是由一种物质组成，属于纯净

物，故D正确。

故选：Do

■题型08空气污染与防治

【例8】近年来，部分城市因空气污染而出现了严重的雾霾天气，下列做法不利于减少空气污染的是

A.发展公共交通，提倡绿色出行B.提倡居民驾驶私家车出行

C.积极植树、造林、种草D.提倡使用太阳能灯清洁能源

【答案】B

【详解】A.是减少化石燃料的使用，可以减少CO2、CO、烟尘等有害物质的排放，从而减少空气污染，故A

不符合题意；

B.提倡居民驾驶私家车出行，会加剧汽车尾气的排放，不利于减少空气污染，故B符合题意；

C.积极植树、造林、种草，既能美化环境，又能净化空气，不会造成空气污染，故C不符合题意；

D.提倡使用太阳能灯清洁能源，能减少污染气体的排放，从而减少空气污染，故D不符合题意。

故选Bo

【变式8-1】近日我国二十大再次提出了推进美丽中国建设，那么根据我国环保部颁发的《环境空气质量标

准》，下列项目不属于监测范围的是

A.C02B.COC.S02D.可吸入颗粒物

【答案】A

【详解】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、可吸入颗粒物和臭氧

等。二氧化碳不属于空气污染物。

故选：Ao

【变式8-2】下列有关空气说法正确的是

A.空气中氧气约占其质量的21%

B.空气污染物主要有PM2.5、S02,NO?、C02

C.分离液态空气制得氧气属于分解反应

D.空气质量报告，空气质量级别越小，空气质量越好

【答案】D

【详解】A、氧气约占空气体积的21%,不符合题意;

B、空气污染物有PM2.5、S02、N02、臭氧等，二氧化碳是空气的组成成分之一，不属于空气污染物,

不符合题意；

C、分离液态空气制取氧气，是利用空气中各物质沸点的不同，将其分离，无新物质生成，属于物理变化,

不符合题意；

D、空气质量报告，空气质量级别越小，空气质量越好，说法正确，符合题意。

故选D。

【变式8-3】为了保护环境，净化空气，赣州市人民政府要求2022年春节期间全域禁止燃放烟花爆竹，下

列物质属于空气污染物的是

A.氮气B.稀有气体C.二氧化碳D.二氧化硫

【答案】D

【详解】A、氮气属于空气成分，不属于空气污染物，不符合题意；

B、稀有气体属于空气成分，不属于空气污染物，不符合题意;

C、二氧化碳属于空气成分，不属于空气污染物，不符合题意;

D、二氧化硫属于空气污染物，会引起酸雨，符合题意。

故选D。

■题型09空气的分离

【例9】工业上制取氧气的流程如下，下列说法正确的是

—J①1—-」②----------③----

A.过程②中氧分子大小不变B.净化后的空气属于纯净物

C.过程③发生了化学变化D.液态氧是水和氧气组成的混合物

【答案】A

【详解】A、过程②中降温加压过程中，只是微粒之间的间隔发生了改变，氧分子的大小不变，选项正确;

B、净化后的空气是由氮气、氧气等混合而成，属于混合物，选项错误；

C、过程③分离液态空气得到液态氧，是利用空气中各成分沸点的不同，将其分离，无新物质生成，属于物

理变化，选项错误；

D、液态氧是液态氧气，由氧气一种物质组成，属于纯净物，选项错误。

故选A。

【变式9-1】利用氮气和氢气合成氨气（NHj）是人类科学技术上的一项重大突破，为社会的发展和进步做

出了巨大贡献，其主要工艺流程如下图所示。

H

♦氮气1。2

净他.

高温、高压‘INH,（含W、比）⑴合成氨的原

N2、坨*NH3（液态）

羸水蒸气H氢气卜

料之一一一氮气，在空气中的体积分数是。

（2）在焦炭和水蒸气反应前需先将其粉碎，目的是。

⑶合成氨气需要在高温、高压、催化剂的条件下进行，其反应的文字表达式为。

⑷该工艺流程中可以循环使用的物质有氮气和。

⑸将沸点不同的气体分离开来，常采用液化分离法，如控制温度在-183℃时，可将空气中N?与0?分离。

根据下表中物质的沸点判断，要将产物NH3与N?、凡分离开来，最适宜的温度应该控制在爪

物质H2N202NH3

沸点/团-252-195.8-183-33.4

【答案】⑴78%

（2）增大反应物之间的接触面积，使反应更快更充分

⑶氮气+氢气，一、氨气

高温、身压

⑷氢气/%

（5）-33.4

【详解】（1）氮气约占空气体积的78%；

（2）在焦炭和水蒸气反应前需先将其粉碎，目的是：增大反应物之间的接触面积，使反应更快更充分；

（3）氮气和氢气在高温、高压和催化剂的作用下反应生成氨气，该反应的文字表达式为：

催化剂

氮气+氢气->氨气；

高温、高压

（4）由图可知，该工艺流程中可以循环使用的物质有氮气和氢气；

（5）控制温度在-183团时，可将空气中N2与02分离，故要将产物NH3与N2、也分离开来，最适宜的

温度应该控制在-33.4回，此时氮气和氢气可分离出去，且可以节约能源。

考点二氧气

■题型01氧气的性质及检验

【例1】下列关于氧气性质的描述，属于化学性质的是

A.在通常状况下，氧气是一种无色、无味的气体

B.氧气能支持燃烧，在一定的条件下能与磷、硫、铁等物质发生反应

C.氧气在低温、高压时能变为液体或固体

D.氧气不易溶于水

【答案】B

【分析】物质的颜色、状态、气味、熔点、沸点、硬度、密度等性质，不需要发生化学变化就表现出来，

因此都属于物理性质；化学性质是指物质在化学变化中表现出来的性质，比如：可燃性、毒性、氧化性、

还原性、稳定性等。

【详解】A、在通常状况下，氧气是一种无色、无味的气体，不需要发生化学变化就表现出来，属于氧气的

物理性质。A不符合题意；

B、氧气能支持燃烧，在一定的条件下能与磷、硫、铁等物质发生反应，是通过化学变化表现出来的，属于

化学性质。B符合题意；

C、氧气在低温、高压时能变为液体或固体，不需要发生化学变化就表现出来，属于氧气的物理性质。C不

符合题意；

D、氧气不易溶于水，不需要发生化学变化就表现出来，属于氧气的物理性质。D不符合题意。

综上所述：选择B。

【变式1-1】甲、乙、丙三个集气瓶分别盛有空气、氧气、氮气中的一种，用一根燃着的木条分别插入瓶中，

观察到的现象依次为：甲中火焰熄灭，乙中木条继续燃烧如初，丙中木条燃烧更旺。则可判断出甲、乙、

丙三瓶气体中依次是：

A.氧气、氮气、空气B.氮气、空气、氧气

C.空气、氧气、氮气D.氮气、氧气、空气

【答案】B

【详解】用一根燃着的木条分别插入瓶中，观察到的现象依次为：甲中木条熄灭，说明甲瓶气体为氮气（不

燃烧不支持燃烧），乙中木条继续燃烧如初，说明乙瓶气体为空气，丙中木条燃烧更旺，说明丙瓶气体为

氧气（助燃性）。甲、乙、丙三瓶气体中依次是氮气、空气、氧气；

故选：Bo

【变式1-2】有三个集气瓶，其中分别盛有空气、二氧化碳、氧气，欲鉴别它们，较好的方法是

A.用带火星的木条伸入瓶内

B.向各瓶中倒入适量的等体积澄清石灰水

C.用燃着的木条伸入瓶内

D.向各瓶中加入适量的等体积的水

【答案】C

【详解】A、用带火星的木条伸入瓶内，带火星的木条在二氧化碳中熄灭，在空气中也可能熄灭，能复燃的

是氧气，本方法不能鉴别空气和二氧化碳，故错误；

B、空气、氧气均不能使澄清的石灰水变浑浊，只能鉴别出二氧化碳，故错误；

C、把燃着的木条分别伸入三种不同的气体中，如木条熄灭则气体为二氧化碳，如木条燃烧情况不变，则气

体为空气，如木条燃烧更旺，则气体为氧气，故正确；

D、氧气和空气都不易溶于水，二氧化碳虽然能溶于水