第1节 空气的组成-沪教版九年级《化学》上册专项训练

PAGE1专题2-1空气的组成题型01空气的成分及用途题型02燃磷法测定空气中氧气的含量题型03空气中氧气含量测定的创新实验题型04纯净物混合物题型05氮气及其用途题型06稀有气体及其用途题型07装置气密性的检查方法题型01空气的成分及用途空气的成分空气的组成氮气氧气稀有气体二氧化碳、其他气体和杂质体积分数78%21%0.94%0.06%相对固定可变空气的主要成分是氮气和氧气。各成分的含量是体积分数而不是质量分数通常情况下，空气中各成分的含量保持相对稳定，但不是一成不变的。在不同地区或同一地区的不同时间，空气中各成分的含量也可能略有不同。【典例1】（25-26九年级上·江苏无锡·阶段检测）下列有关空气的说法错误的是A．空气是一种十分重要的自然资源 B．空气中各种成分的含量是相对稳定的C．按体积计算，空气中含有稀有气体约0.96%D．PM2.5是空气主要污染物之一【答案】C【详解】A、空气是一种十分重要的自然资源，因为可以从空气中获得氧气、氮气等物质，故选项正确；B、空气中各种成分的含量是相对稳定的，故选项正确；C、按体积计算，空气中稀有气体（氦、氖、氩等）约为0.94%，故选项错误；D、PM2.5是造成空气污染的主要污染物之一，属于粉尘污染，故选项正确。故选：C。【变式1-1】（25-26九年级上·江苏常州·阶段检测）下列关于空气的说法中错误的是A．空气中含量较多且性质比较活泼的气体是氧气B．按体积计算，空气中约含氮气78%、氧气21%和少量稀有气体、氢气等C．可以用铜丝代替红磷来测定空气中氧气的含量D．测定空气中氧气含量实验前一定要检查装置的气密性【答案】B【详解】A、氧气约占空气体积的21%，含量较多，且氧气化学性质比较活泼，不符合题意；B、按体积计算，空气中约含氮气78%，氧气21%和少量稀有气体、二氧化碳等，空气中不含氢气，符合题意；C、铜能与氧气在加热的条件下反应生成氧化铜，只能与空气中的氧气反应，且生成物是固体，可以用铜丝代替红磷来测定空气中氧气的含量，不符合题意；D、测定空气中氧气含量实验前一定要检查装置的气密性，防止装置漏气，导致测定结果偏小，不符合题意。故选B。【变式1-2】（25-26九年级上·江苏宿迁·阶段检测）空气是一种宝贵的资源，下列有关空气的说法正确的是A．空气中含有氧气，氧气的质量分数约为21%B．空气质量指数级别越高，空气质量越好C．空气中氮气化学性质不活泼，可用作食品保护气D．目前计入空气污染指数的有害气体主要包括、、等【答案】C【详解】A.空气中氧气的体积分数约为21%，而非质量分数。质量分数需考虑气体密度，氧气质量分数约为23%，故A错误。B.空气质量指数（AQI）级别越高，污染越严重，空气质量越差，故B错误。C.氮气化学性质不活泼，不易与其他物质反应，因此可用作食品保护气，故C正确。D.空气污染指数包含NO2、O3、CO等，但CO2无毒，未被列为污染物，故D错误。故选C。【变式1-3】（25-26九年级上·江苏苏州·阶段检测）如表是我国“祝融号”火星车到达火星表面探测的火星表面大气成分，关于火星大气成分，下列说法不正确的是火星大气成分二氧化碳氮气氩气其他气体体积分数95.30%2.70%1.60%0.40%A．火星大气通入澄清石灰水会变浑浊 B．火星大气与空气成分相似C．火星暂时不适合人类生存 D．火星大气中氮气的含量比地球上低【答案】B【详解】A、火星大气中二氧化碳占95.30%，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊（反应生成碳酸钙沉淀），该说法正确但不符合题意。B、地球空气主要成分是氮气（78%）和氧气（21%），而火星大气以二氧化碳（95.30%）为主，两者成分差异显著，该说法不正确但符合题意。C、人类生存需要氧气，火星大气中几乎无氧气且二氧化碳浓度过高，无法直接呼吸，该说法正确但不符合题意。D、地球大气中氮气约占78%，而火星仅2.70%，含量明显更低，该说法正确但不符合题意。故选B。题型02燃磷法测定空气中氧气的含量空气中氧气体积分数的测定实验装置图：实验原理：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，打开止水夹，大气压将烧杯中的水压入集气瓶中。实验现象：集气瓶中红磷燃烧，放出热量，产生大量白烟；装置冷却到室温后打开止水夹，烧杯内的水倒流入集气瓶，约占集气瓶内气体体积的1/5。备注：白磷同红磷燃烧的反应原理和现象相同。实验结论：氧气约占空气总体积的1/5。反应原理：文字表达式：磷+氧气eq\o\ac(\s\up5(点燃),\s\do0(→),\s\do5())五氧化二磷；符号表达式：P+O2eq\o\ac(\s\up5(点燃),\s\do0(→),\s\do5())P2O5误差分析：测量结果偏低：红磷不足，氧气未耗尽；装置漏气，使装置外的空气进入集气瓶中；未冷却至室温就打开弹簧夹，使进入集气瓶中的水的体积偏小。测量结果偏高：胶皮管未夹紧，红磷燃烧时集气瓶内气体因受热顺着导管逸出；燃烧匙伸入过慢，使装置内的气体受热逸出，导致进入集气瓶中的水的体积偏大。【典例2】（23-24九年级上·江苏淮安·期中）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五分之一C．燃烧匙伸入集气瓶太慢，瓶内空气受热逸出，使测定结果偏小D．通过该实验还可以了解氮气的一些性质【答案】C【详解】A、实验时红磷一定要过量，确保将氧气全部消耗。不符合题意；B、该实验进入集气瓶中水的体积为消耗氧气的体积，进入水的体积约占集气瓶中空气体积的五分之一，说明氧气约占空气总体积的五分之一。不符合题意；C、燃烧匙伸入集气瓶太慢，瓶内空气受热逸出，导致瓶内气体减少过多（消耗的氧气及逸出的空气），则进入的水偏多，测定结果偏大。符合题意；D、空气主要含有氮气和氧气，消耗完氧气后红磷熄灭，说明剩余的氮气不可燃、不支持燃烧，水进入五分之一后不再进入，说明氮气难溶于水，所以通过该实验还可以了解氮气的一些性质。不符合题意；故选C。【变式2-1】（24-25九年级上·江苏南通·期中）同学们用如图所示装置测定空气中氧气含量，其步骤如下：步骤①在集气瓶内加入少量水，将水面上方空间分为5等份，并做好标记；步骤②用弹簧夹夹紧乳胶管；步骤③在燃烧匙内放入红磷，用酒精灯点燃红磷后立即伸入瓶中，并塞紧橡胶塞；步骤④待红磷熄灭并冷却至室温后，打开弹簧夹，观察到烧杯中的水被吸入集气瓶，瓶内液面上升。下列说法不正确的是A．步骤①在加水之前应该先检测装置气密性B．步骤②弹簧夹若是没有夹紧乳胶管，对实验结果没有影响C．步骤③中红磷一定要足量，若少量会导致测得氧气的含量会偏小D．步骤④液面上升的原因是是红磷燃烧消耗氧气导致瓶内气压变小【答案】B【详解】A、步骤①在加水之前应该先检测装置气密性，防止装置漏气，导致测定结果偏小，不符合题意；B、步骤②弹簧夹若是没有夹紧乳胶管，装置内气体受热膨胀逸出，会导致测定结果偏大，符合题意；C、步骤③中红磷一定要足量，若少量，不能将装置内氧气耗尽，会导致测得氧气的含量偏小，不符合题意；D、步骤④液面上升的原因是红磷燃烧消耗氧气，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，故打开弹簧夹，烧杯中的水倒吸入集气瓶中，瓶内液面上升，不符合题意。故选B。【变式2-2】（25-26九年级上·江苏苏州·阶段检测）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，原因是白磷燃烧的产物所致C．在这段时间内，集气瓶内温度始终保持不变D．t2时刻打开弹簧夹【答案】A【详解】A、进行该实验时所用白磷要足量，是为了充分消耗集气瓶内的O2，避免实验误差。此选项正确。B、在t1时刻后，集气瓶内气压显著增加，是因为白磷燃烧放热，集气瓶内气体膨胀，气压显著增加。白磷燃烧产物五氧化二磷是固体，不占体积，不会导致气压显著增加。此选项错误。C、t1-t2时间内，白磷燃烧放热，集气瓶内的温度上升。氧气充分消耗后燃烧停止，集气瓶内的温度下降。此选项错误。D、该实验应该待装置冷却到室温再打开弹簧夹，从图乙可知，t2-t3时间内压强几乎不变，t3时刻后压强瞬间增大，应该是在t3时刻打开了弹簧夹。故选A。【变式2-3】（25-26九年级上·江苏扬州·阶段检测）空气是一种宝贵的自然资源。请回答下列问题：（1）甲同学设计图1装置进行实验，实验过程中观察到集气瓶内红磷燃烧产生的现象为，该反应的文字表达式为。红磷燃烧过程中发现烧杯内的导管口有少量气泡冒出，吸入集气瓶内的水会（选填“＞”，“＜”，或者“=”）集气瓶内空气体积的。（2）乙同学设计出了如图2所示的实验装置。①在集气瓶里装进适量a体积的水，燃烧匙里放一块白磷（白磷的着火点约为40℃），按图示装置连接仪器，然后在酒精灯上把玻璃棒下端加热，玻璃棒的作用。（注：实验过程中导管始终没入在水中）②待集气瓶完全冷却至室温，量出集气瓶中水的体积是b，整个集气瓶的容积是c。从白磷开始燃烧到最后熄灭冷却至室温的过程中，集气瓶内水面的变化情况是。根据a、b、c三个数据，计算出空气中氧气的体积分数。已知c=60mL，a=10mL，则b=mL，得出结论，氧气的体积分数为20%。【答案】（1）红磷燃烧产生大量白烟，放出热量＞（2）引燃白磷先下降后上升20【详解】（1）红磷燃烧生成五氧化二磷，现象为红磷燃烧产生大量白烟，放出热量，文字表达式为：，红磷燃烧放热，使集气瓶内气体受热膨胀，所以在红磷燃烧的过程中发现烧杯内的导管口有少量气泡冒出，逸出气泡是不能与红磷反应的氮气，冷却后，容器内的气压偏小，这样会使进入集气瓶内的水大于集气瓶容积的五分之一，故填：红磷燃烧产生大量白烟，放出热量；；＞；（2）在酒精灯上把玻璃棒下端加热，然后接触白磷，玻璃棒的作用为引燃白磷；白磷燃烧放热，使集气瓶内气体膨胀，水面先下降，燃烧消耗氧气，冷却后集气瓶内压强减小，水面上升，所以集气瓶内水面的变化情况是先下降后上升；已知c=60mL，a=10mL，氧气的体积分数为20%，则氧气的体积为，那么b=10+10=20mL，故填：引燃白磷；先下降后上升；20；题型03空气中氧气含量测定的创新实验1.教材实验装置的不足（1）在空气中点燃红磷，产生的五氧化二磷会污染空气。（2）将燃着的红磷伸入集气瓶时，会导致集气瓶内气体逸出，使测量结果偏大。（3）红磷燃烧法消耗氧气不够彻底，使测定结果偏小。2.装置改进改变点燃方式利用太阳光、激光笔或烧热的玻璃棒点燃密闭容器内的红磷,优点是使测量结果更准确（或环保等）改变测量方式利用量筒中水的体积变化或活塞的移动情况测量空气中氧气的含量。改变反应原理利用铁锈蚀消耗容器中的氧气,进行实验时通常会加入活性炭粉及少量食盐,其目的是加快反应速率。【典例1】（25-26九年级上·江苏扬州·阶段检测）利用如图装置测定空气中氧气含量。集气瓶中除内容物外空气体积为235mL，量筒内水的体积为100mL，用酒精灯加热燃烧匙柄点燃白磷（足量）。等白磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，最终量筒内水面停留在52mL，关于该实验的说法错误的是A．用酒精灯加热时，应用外焰B．气球的作用是缓冲压强C．白磷量不足会导致最终量筒内水的体积小于52mLD．本次实验测定空气中氧气体积分数约为20.4%【答案】C【详解】A、酒精灯的外焰温度最高，因此用酒精灯加热时，应用外焰，故选项说法正确；B、白磷燃烧，放出大量的热，装置内气体受热膨胀，压强增大，装置中气球的作用是平衡集气瓶内外气体压强，故选项说法正确；C、量筒中水减少的体积为白磷消耗氧气的体积，由于白磷量不足，装置内的氧气没有耗尽，进入集气瓶水的体积偏小，导致最终量筒内水的体积大于52mL，故选项说法不正确；D、实验测定空气中氧气体积分数约为，故选项说法正确。故选C。【变式3-1】（24-25九年级上·江苏无锡·期中）某实验小组用如下装置对空气中氧气含量实验进行了探究。【经典重现】（1）实验小组用如图1所示的方法测定空气中氧气的含量。该实验中红磷燃烧的现象为，发生反应的文字表达式为。（2）若红磷量不足，则会导致实验结果。（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）【改进实验1】实验小组改用如图2所示的实验装置进行实验。其中，左管中燃烧匙内盛有足量红磷，两管内均盛有水。实验步骤：①连接仪器并检查装置气密性；②接通电源，用发热电阻丝引燃红磷；③待红磷熄灭，冷却至室温后读数。（3）实验过程中左管液面的变化情况是。比较图1所示的装置，图2所示装置的优点是。（任写一点）【改进实验2】该小组同学对集气瓶中是否还含有氧气产生了质疑，于是设计了图3装置来探究磷在空气中燃烧后氧气浓度的变化情况。该小组同学组装好实验装置，利用高能激光笔照射燃烧匙上的红磷，红磷燃烧直至熄灭；待装置完全冷却后，将装有白磷的燃烧匙提出水面，再次用高能激光笔照射，白磷居然也被点燃。图4是该小组同学从开始实验到最后装置冷却后的整个实验过程中，用传感器测量容器内氧气浓度变化的曲线图。（4）刚开始用激光笔照射，燃烧匙内的白磷不会燃烧的原因是。（5）在图4中（填“A、B、C、D、E”）点时红磷燃烧熄灭；白磷开始燃烧至燃烧结束对应的曲线为段（用图4中字母表示）。分析对比曲线BC段和DE段，能得出的结论是。【答案】（1）产生大量白烟，放热（2）偏小（3）先下降后上升到4刻度更环保，更精确（4）水隔绝了氧气（5）CDE白磷消耗氧气比红磷更彻底【分析】本题主要考查空气中氧气含量的测定实验，涉及反应文字表达式书写、实验操作目的、误差分析、实验装置优缺点以及对实验数据的分析等知识，通过对实验原理和各步骤的理解来解答问题。【详解】（1）红磷燃烧，产生大量白烟，放热；红磷燃烧生成五氧化二磷，据此写出文字表达式：。（2）红磷量不足，无法把装置中的氧气完全消耗，故测得的结果会偏小。（3）①红磷燃烧时放热，左管内气体受热膨胀，液面下降；反应结束后，氧气被消耗，左管内压强减小，液面上升故填：先下降后上升到4刻度。②图2实验装置密闭，红磷燃烧生成物不会逸散污染空气，且用发热电阻丝引燃红磷可避免燃烧匙伸入时的误差，使实验结果更准确。（4）刚开始用激光笔照射，白磷在水下，无法接触空气，没有助燃剂，故不会燃烧。（5）①红磷燃烧消耗氧气，氧气浓度快速下降，当红磷熄灭，氧气的含量不再下降，结合图4可知C点时红磷熄灭。②白磷燃烧消耗氧气，氧气浓度进一步降低，对应曲线为DE段。③对比BC段和DE段，可知红磷熄灭后，剩余的氧气还能使白磷燃烧，故可以得出结论白磷燃烧需要的氧气浓度比红磷燃烧更低或白磷能消耗氧气更彻底。【变式3-2】（25-26九年级上·江苏苏州·阶段检测）兴趣小组的同学利用数字化技术对“空气中氧气体积分数的测定”进行了再探究（如图1），得到的数据曲线如图2所示。（1）实验前集气瓶中的水为10mL，若集气瓶的容积为100mL（燃烧匙所占体积忽略不计），实验结束后理论上集气瓶中水的体积约为mL。（2）图2中X曲线表示的是（填“温度”或“氧气浓度”）。（3）图2压强曲线中，BC段气压变化的原因是；导致DE段气压变化的实验操作是。（4）实验前，预先加少量水的原因是（写出一点）。（5）化学兴趣小组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，用氧气探测器测定密闭容器中剩余氧气与时间的关系如下图，下列说法正确的是________（填字母）A．蜡烛与氧气反应速率最快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．三个实验均需要冷却至室温再读数D．若用这三种物质做实验，测得空气中氧气含量偏高【答案】（1）28（2）温度（3）红磷燃烧放热引起压强增大的影响大于消耗氧气引起压强减小的影响打开弹簧夹（4）吸收有害物质，且利于降温等（5）BC【详解】（1）红磷燃烧消耗氧气，装置中的气体减少，冷却后打开弹簧夹，烧杯中的水进入集气瓶中，且进入的水的体积即为消耗的氧气的体积，又由于氧气约占空气体积的五分之一，则集气瓶中氧气的体积为，则实验结束后理论上集气瓶中水的体积约为10mL+18mL=28mL；（2）由图可知，X先增大后减小，且最终和开始时的相同，红磷燃烧放热，温度升高，实验结束后温度又慢慢降低，则X曲线表示温度；（3）红磷燃烧放热，温度升高，装置中的压强增大，红磷燃烧消耗氧气，装置中气体减少，压强减小，由于开始时红磷燃烧放热引起压强增大的影响大于消耗氧气引起压强减小的影响，则BC段压强增大；DE段压强增大，且最终压强和开始时的相同，则D点时打开弹簧夹，烧杯中的水进入集气瓶中，导致压强增大；（4）集气瓶中的水能吸收有害物质，且利于降温；（5）A、由图可知，蜡烛测出的结果明显比其它两种物质偏大，所以蜡烛不适合测定空气中氧气含量，该选项说法不正确；B、由图可知，蜡烛在氧气浓度为13%左右时就熄灭了，而红磷和白磷在氧气的浓度为10%以后才熄灭，所以该实验证明氧气的浓度较低时，红磷与白磷还能与氧气发生反应，该选项说法正确；C、由于温度会影响压强，则应待冷却至室温后，再读数，该选项说法正确；D、三个实验中，最终氧气的体积分数都没有减少到0，测得空气中氧气含量都偏小，该选项说法不正确；故选：BC。【变式3-3】（25-26九年级上·江苏苏州·阶段检测）空气中氧气含量测定的再认识。Ⅰ．用红磷测定空气中氧气的含量。（1）请写出红磷在空气中燃烧的符号表达式。（2）如将燃烧匙中红磷换成炭粉，实验能否成功？为什么？。Ⅱ．用铁粉测定空气中氧气的含量。某同学根据铁生锈的原理，用铁粉测定空气中氧气的含量，设计了如图2实验，8分钟后测得数据如表：实验前的体积实验后的体积集气瓶内空气量筒内水量筒内剩余水250mL180.0mL128.0mL（3）根据表中数据计算得出空气中氧气的体积分数为，与用红磷燃烧的方法相比，用该方法测定空气中氧气的含量的主要优点：（写一点）。Ⅲ．用白磷测定空气中氧气的含量。某同学设计了如图3的实验装置测定空气中氧气的体积分数，在一个耐热容器的底部放一块足量的白磷，然后迅速将活塞下压（可迅速提高容器内空气温度）后放手，容器中的白磷开始燃烧。（提示：白磷与氧气的反应与红磷类似，白磷在空气中燃烧所需最低温度为40摄氏度）（4）检查装置气密性：向下压活塞，放手后活塞，说明装置气密性良好。（5）白磷开始燃烧后，活塞的运动情况为，最终停在刻度附近。Ⅳ．用铜粉定空气中氧气的含量。（6）在加热过程中，装置一：具支试管中（或装置二硬质玻璃管中）的现象是，反应的符号表达式为。用装置二进行实验时，加热铜粉，记录实验中各数据如下表所示，回答下列问题。硬质玻璃管中空气的体积反应前注射器中空气的体积反应后注射器中气体的体积实验测得空气中氧气的体积分数44mL36mL24mL（7）装置一和装置二中气球的位置不同，（填“装置一”或“装置二”）更合理。（8）若实验测得的结果偏小（氧气的体积分数小于21%），可能的原因有___________（填字母）。A．加热时间太长 B．铜粉的量不足C．推拉注射器次数太少 D．读数时气球内仍留有气体（9）要寻找红磷、白磷。铁粉、铜粉的替代物来测定空气中氧气的含量，替代物要满足两个条件、。【答案】（1）（2）不成功，因为炭粉燃烧生成气体，导致集气瓶中压强变化不明显，烧杯中的水无法进入集气瓶中（3）20.8%实验结果更准确（合理即可）（4）向上移动回到原位置（5）先向上，后向下4（6）红色粉末逐渐变黑（7）装置二（8）BC（9）只与氧气反应反应后不生成气体（可以前一空互换）【详解】（1）红磷在空气中燃烧生成五氧化二磷，其反应的符号表达式为，故填：；（2）将燃烧匙中的红磷换为炭粉，炭粉燃烧生成二氧化碳或一氧化碳，导致集气瓶中压强变化不明显，烧杯中的水无法进入集气瓶中，所以该实验不能成功，故填：不成功，因为炭粉燃烧生成气体，导致集气瓶中压强变化不明显，烧杯中的水无法进入集气瓶中；（3）铁粉生锈消耗氧气，使装置内压强减小，量筒中减少的水的体积即为消耗的氧气体积。消耗氧气的体积=实验前量筒内水的体积-实验后量筒内剩余水的体积=180.0mL-128.0mL=52.0mL，空气中氧气的体积分数=，所以根据计算可知空气中氧气的体积分数为20.8%；与红磷燃烧法相比，铁粉生锈是缓慢氧化，能充分的消耗氧气，使实验结果更准确，且实验在密闭环境中进行，不污染环境，故填：20.8%；实验结果更准确（合理即可）；（4）检查装置气密性在加入试剂之前，向下压活塞，容器中的气体被压缩，压强增大，放手后，活塞向上移动回到原位置，说明装置气密性良好，故填：向上移动回到原位置；（5）白磷燃烧时放出大量的热，使装置内气体受热膨胀，活塞先向上运动；随着反应进行，氧气被消耗，装置内温度逐渐降低，压强减小，活塞又向下运动，因此活塞的运动情况是先向上，后向下；氧气约占空气体积的，因此最终活塞停在刻度4附近，故填：先向上，后向下；4；（6）红色的铜粉在空气中加热时与氧气反应生成黑色的氧化铜，因此实验现象为红色粉末逐渐变黑；反应的符号表达式为，故填：红色粉末逐渐变黑；；（7）装置二中的气球位于硬质玻璃管末端，能更有效地平衡加热时装置内的压强，使铜粉与氧气充分接触，反应更完全；而装置一中的气球位置不利于气体充分流通，可能导致反应不完全，所以装置二更合理，故填：装置二；（8）A、加热时间太长，会使铜与氧气充分反应，使结果更准确，此选项不符合题意；B、铜粉的量不足，无法将氧气完全消耗，导致测得的氧气体积分数偏小，此选项符合题意；C、推拉注射器次数太少，导致氧气与铜粉接触不充分，氧气不能被完全消耗，使得测量结果偏小，此选项符合题意；D、装置二中的气球作用是缓冲压强，防止装置内压强过大。实验结束冷却至室温后，气球内含有的气体主要是未反应的氮气等，导致反应后注射器中的气体体积偏小。根据氧气体积=硬质玻璃管中空气的体积+反应前注射器中空气的体积-反应后总体积（偏小），则计算出的氧气体积偏大，此选项不符合题意；故选BC。（9）红磷在该实验中的作用是只消耗容器中的氧气，且反应不会产生气体，在反应后能形成压强差。所以其代替物需满足：①只与氧气反应；②反应后不生成气体，使装置内压强有明显的变化，能准确测定氧气体积，故填：只与氧气反应；反应后不生成气体（可以前一空互换）。题型04纯净物混合物混合物组成：由两种或两种以上的物质混合而成，组成不固定 表示方法：无固定符号性质：无固定的物理性质，混合物中各成分保持原有的化学性质实例：空气、海水、食盐水、合金等纯净物组成：由一种物质组成，组成固定表示方法：用专门的符号表示性质：有固定的物理性质和化学性质实例：氧气（O2）、水（H2O）等【典例4】（25-26九年级上·江苏无锡·阶段检测）分类是研究物质的常用方法。若Y表示纯净物，则下列物质不属于Y范围的是A．液氧 B．高锰酸钾 C．苏打水 D．蒸馏水【答案】C【详解】A、液氧是液态氧气（单质），属于纯净物，属于Y范围。B、高锰酸钾是化合物，属于纯净物，属于Y范围。C、苏打水中含有碳酸氢钠和水，属于混合物，不属于Y范围。D、蒸馏水是纯净物中的化合物，属于Y范围。故选C。【变式4-1】（25-26九年级上·江苏南京·阶段检测）下列物质中，属于纯净物的是A．蜡烛燃烧后的产物 B．液态氧C．洁净的海水 D．的过氧化氢溶液【答案】B【详解】A.蜡烛燃烧生成二氧化碳和水蒸气，可能还有未完全燃烧的炭黑等物质，由多种物质组成，属于混合物，此选项不符合题意；B.液态氧是氧气在低温下的液态形式，仅含一种物质，属于纯净物，此选项符合题意；C.海水中含有水，还含有一些可溶性的物质：氯化钠、氯化镁等，洁净的海水由多种物质组成，属于混合物，此选项不符合题意；D.过氧化氢溶液由过氧化氢和水组成，属于混合物，此选项不符合题意。故选B。【变式4-2】（25-26九年级上·江苏无锡·阶段检测）下列物质中，前者属于纯净物，后者属于混合物的是A．澄清石灰水五氧化二磷 B．液态氮纯净的空气C．氧气冰水混合物 D．稀有气体清澈的河水【答案】B【详解】A、澄清石灰水由氢氧化钙和水混合而成，属于混合物；五氧化二磷由同种物质组成，属于纯净物，不符合题意；B、液态氮是由一种物质组成，属于纯净物；纯净的空气由氮气、氧气等混合而成，属于混合物，符合题意；C、氧气由同种物质组成，属于纯净物；冰是固态的水，冰水混合物由水一种物质组成，属于纯净物，不符合题意；D、稀有气体由氖气、氦气等混合而成，属于混合物；清澈的河水由水、可溶性杂质等混合而成，属于混合物，不符合题意。故选：B。【变式4-3】（25-26九年级上·江苏苏州·阶段检测）下列各组物质中，前者属于纯净物，后者属于混合物的是A．冰水共存物，五氧化二磷 B．矿泉水，河水C．二氧化碳，生理盐水 D．洁净的空气，食盐水【答案】C【详解】A、冰水共存物（只含H2O）、五氧化二磷（P2O5）均为纯净物，不符合要求。B、矿泉水（含水、矿物质等）、河水（含多种杂质）均为混合物，不符合要求。C、二氧化碳（CO2）是纯净物，生理盐水（含氯化钠、水）是混合物，符合要求。D、洁净的空气（含氮气、氧气等多种气体）、食盐水（含氯化钠、水）均为混合物，不符合要求。故选C。题型05氮气及其用途氮气的性质和用途物理性质：氮气是一种无色、无气味的气体，难溶于水，常温、常压下1体积水中约能溶解0.02体积的氮气；在极低温条件下加压能液化成无色液体，液氮通常储存于黑色钢瓶中。化学性质：稳定，一般不燃烧也不支持燃烧。用途：化工行业，氮气是生产氮肥的重要原料；用作保护气，如焊接金属时作保护气，用作粮食的保护气等；用作灯泡填充气，防止钨丝氧化，延长灯泡的使用寿命；医疗上液氮用于医疗手术。【典例5】（25-26九年级上·江苏无锡·阶段检测）空气是人类宝贵的财富。下列有关空气的说法错误的是A．空气中二氧化碳含量比稀有气体含量高B．稀有气体化学性质不活泼，可作保护气C．为延长普通灯泡的使用寿命可以充入氮气D．空气中各种成分的含量是相对稳定的【答案】A【详解】A、空气中稀有气体的体积分数约为0.94%，二氧化碳的体积分数约为0.03%，所以空气中二氧化碳含量比稀有气体含量低，该说法错误。B、稀有气体化学性质不活泼，不容易与其他物质发生反应，可作保护气，该说法正确。C、氮气化学性质不活泼，充入普通灯泡中，可防止灯丝被氧化，延长灯泡的使用寿命，该说法正确。D、空气中各种成分的含量是相对稳定的，该说法正确。故选A。【变式5-1】（25-26九年级上·江苏扬州·阶段检测）博物馆常用空气中含量最多的气体保护文物。该气体是A．氮气 B．氧气 C．水蒸气 D．二氧化碳【答案】A【详解】A、空气中氮气约占78%，是含量最多的气体。氮气化学性质稳定，不易与其他物质反应，可防止文物氧化或腐蚀，故选项符合题意；B、空气中氧气约占21%，是含量较多的气体。氧气化学性质比较活泼，不能用来保护文物，故选项不符合题意；C、水蒸气在空气中的含量较少，不是空气中含量最多的气体，且在潮湿环境可能促进文物腐蚀，故选项不符合题意；D、空气中二氧化碳约占0.03%，不是空气中含量最多的气体，故选项不符合题意。故选A。【变式5-2】下列对氮气的性质和对应用途的说法正确的是A．熔点低，用于保护文物 B．化学性质不活泼，焊接金属保护气C．化学性质不活泼，制造氮肥 D．易溶于水，超导材料显示超导性能【答案】B【详解】A、氮气化学性质不活泼，可作保护气，可用于保护文物，不符合题意；B、氮气化学性质不活泼，可作焊接金属的保护气，符合题意；C、氮气含氮元素，故可用于制造氮肥，不符合题意；D、氮气难溶于水，性质描述错误。液氮汽化吸热，可制造低温环境，则超导材料在液氮的低温环境下显示超导性能，不符合题意。故选B。【变式5-3】（25-26九年级上·江苏南通·阶段检测）下列物质的性质与用途具有对应关系且主要利用的是其化学性质的是A．氦气密度较小，用于填充探空气球B．液氮能气化吸热，用于进行冷冻治疗C．氧气能供给呼吸，用于医疗急救D．氖气化学性质不活泼，用于制作电光源【答案】C【详解】A、氦气用于填充探空气球，是因为氦气密度较小，密度属于物理性质，此选项错误；B、液氮气化吸热是物理变化，冷冻治疗利用其汽化吸热的物理性质，此选项错误；C、氧气供给呼吸需参与体内新陈代谢，属于化学性质，医疗急救正是利用这一性质，此选项正确；D、氖气化学性质不活泼是化学性质，但制作电光源是因通电发光，用途与化学性质无关，此选项错误。故选C。题型06稀有气体及其用途稀有气体定义：稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙、氡气体的总称（属于混合物）性质：物理性质：没有颜色，没有气味，在通电时能发出不同颜色的光。化学性质：很不活泼用途：氦气可用来填充电子管、气球、气体温度计和潜水服，也可用作焊接金属的保护气；氖气常被用作霓虹灯的填充气，放电时能发出橘红色的光；氩气可用作电弧焊接的保护气等。【典例6】（25-26九年级上·江苏扬州·阶段检测）电子烟花夜空绽放，视觉震撼。其电光源充入了空气中化学性质极不活泼且通电可发出不同颜色光的气体，该气体是A．稀有气体 B．氢气 C．二氧化碳 D．氮气【答案】A【详解】稀有气体在空气中含量少，化学性质极稳定，通电时发出不同颜色光，常用于电光源（如霓虹灯）。故选A。【变式6-1】（25-26九年级上·江苏苏州·阶段检测）阅读下面科普短文，结合所学知识回答相关问题。稀有气体包括氦、氖、氩、氪、氙和氡6种气体，约占空气体积的0.94%。常温常压下，稀有气体都是无色无味，微溶于水，且熔点和沸点都很低。稀有气体的化学性质非常稳定，但在一定条件下，氙气（Xe）可与氟气（F2）发生反应，生成四氟化氙（XeF4）。工业上，制取稀有气体是通过将液体空气蒸馏（即利用物质的沸点不同进行分离），得到稀有气体的混合物，再用活性炭低温吸附法，将稀有气体分离开来。在焊接精密零件时，常用氩气作保护气。氦气是除了氢气外的最轻气体，通常用氦气代替氢气应用在飞艇中，不会着火和发生爆炸。利用稀有气体通电时发出色彩绚丽的光芒，可以制成霓虹灯。根据上述文章内容，回答下列问题。（1）稀有气体属于（填“混合物”、“纯净物”）。（2）稀有气体通电时可以发出色彩绚丽的光芒，这一过程属于（填“物理”或“化学”）变化。（3）氙气与氟气反应生成四氟化氙的符号表达式是。【答案】（1）混合物（2）物理（3）【详解】（1）稀有气体中含有氦、氖、氩、氪、氙和氡6种气体，属于混合物；（2）稀有气体通电时可以发出色彩绚丽的光芒，这一过程中没有新物质生成，属于物理变化；（3）在一定条件下，氙气与氟气反应生成四氟化氙，反应的符号表达式是：。【变式6-2】阅读以下材料，并回答下列问题：利用氩氦刀治疗肿瘤氩氦刀不是一般意义上的手术刀，而是一种低温冷冻微创治疗肿瘤的设备，其治疗过程利用氩气降温和氨气升温，因此被称为氩氦刀。大多数气体遭遇节流后温度将下降，如氩气和氧气。而某些气体，例如氢气和氮气，温度反而上升。氩氮刀的制冷和加热原理是：当高压气体经针尖突然释放，进入较大空间时，随着压强突然降低，气体会使局部温度迅速降低或升高。氢气在针尖急速释放，可在几十秒内冷冻病变组织，使其温度降至-140℃至-160℃维持15min，关闭氩气，启动氮气；氦气在针尖急速释放，将使病变组织快速升温解冻，从而消除肿瘤。降温和升温的速度以及冷冻区域的大小与形状都可以进行精确设定和控制，而且氢氮刀没有化疗和放疗带来的副作用。（1）氩氦刀的真空绝缘层能承受工作压力四倍的气压，说明该材料有很好的性能。（2）氩和氦气都属于稀有气体，请写出稀有气体的另一种用途（写一点即可）。（3）氩氦刀治疗肿瘤的优点之一是。【答案】（1）耐压（2）制作电光源/作保护气（合理即可）（3）没有化疗和放疗带来的副作用/降温和升温的速度以及冷冻区域的大小与形状都可以进行精确设定和控制【详解】（1）材料中提到氩氦刀的真空绝缘层能承受工作压力四倍的气压，“能承受较大