沪教版九年级化学上册第1节 空气的组成 （专项训练）（教师版）习题

专题01空气的组成题型01检查装置气密性的方法题型02空气中氧气体积分数测定题型03空气中氧气含量测定的误差分析题型04空气中氧气含量测定实验的改进题型05空气的组成题型06氮气及用途题型07稀有气体及用途题型08混合物与纯净物题型01检查装置气密性的方法检查装置气密性的方法：升温法把导管放入水中，用手紧握(或用酒精灯微热)容器，若水中导管口有气泡冒出，松开手后(或移开酒精灯)，导管内形成一段水柱，说明装置气密性良好液面差法关闭弹簧夹，往长颈漏斗中注入水，使漏斗中液面高于容器中液面，静置一会儿，液面高度不变，即形成稳定的液面差，说明装置气密性良好【典例1】用下图检查装置气密性。(1)若装置气密性好，导管口出现的现象是(填“甲”或“乙”或“丙”)，松手一段时间后导管口的现象是(填“甲”或“乙”或“丙”)。(2)思维模型的构建能促进深度学习，如图甲是小金同学对解决“装置气密性检查”类问题构建的检查该装置气密性的步骤是：①按图连接好装置；②；③向长颈漏斗中注入一定量的水；④如果观察到形成一段稳定的水柱；⑤就证明装置气密性好。(3)上述实验操作③属于图甲思维模型中的环节。【答案】(1)甲丙(2)夹紧弹簧夹(3)改变压强【解析】（1）检查装置的气密性，用手紧握试管，装置内气体受热膨胀，若装置气密性良好，观察水中的导管口有有气泡冒出，松开手，装置内气体体积缩小，烧杯中水被倒吸入导管，形成一段水柱。故填：甲、丙；（2）检验乙装置气密性应先连接好装置，再夹紧弹簧夹，向长颈漏斗中注入一定量的水，如果观察到形成一段稳定的水柱，就证明装置气密性好。故填：夹紧弹簧夹；（3）上述实验操作③向长颈漏斗中注入一定量的水，属于图甲思维模型中的改变压强的环节，故填：改变压强。【变式1-1】下列操作可以说明如图装置气密性良好的是A．拉活塞，试管内液面上升B．推活塞，左边导管内出现一段水柱C．拉活塞，左边导管内出现一段水柱D．推活塞，左边导管口出现气泡【答案】B【解析】拉活塞，如果装置气密性良好，装置内压强减小，则看到左边导管口有气泡冒出，推活塞，如果装置气密性良好，装置内压强增大，则看到左边导管内出现一段水柱。故选B。【变式1-2】下列各图所示装置的气密性检查中，气密性不好(漏气)的是①②③④A．装置①，双手捂住试管一段时间，放开手后一段时间，导管中水面高于烧杯内水面B．装置②，通过长颈漏斗加一定量水，液面高度保持图示位置不变C．装置③，双手捂住烧瓶一段时间，长导管A内形成一段水柱D．装置④，向上移动a管后，a、b两侧液面始终保持相平【答案】D【解析】A、该选项用的是空气热胀冷缩法，原理为：用手掌紧握试管壁，若烧杯内有气泡产生，松手后导管下端口上升一段水柱，则证明气密性良好，故选项错误；B、该选项用的是注水法，原理为：向长颈漏斗中注水，直到长颈漏斗中的液面高于集气瓶中的液面，且两者液面差不再改变，证明该装置气密性良好，故选项错误；C、当用手掌紧握烧瓶壁时，装置内气体受热膨胀，导管内形成一段水柱，证明该装置气密性良好，故选项错误；D、用弹簧夹夹住右边导管，上下移动，若装置不漏气，两边液面应形成一定的高度差，而图示两端液面相平，说明该装置漏气，故选项正确。故选：D。【变式1-3】下面所示装置的气密性检查中，根据现象能说明装置漏气的是A． B．C． D．【答案】A【解析】A、用止水夹夹住右边导管，上下移动，若装置不漏气，两边液面应形成一定的高度差，而图示两端液面相平，说明装置漏气，符合题意；B、图示装置中，将导管的一端浸没在水中，用手掌紧握试管外壁，试管内气体受热膨胀，若导管口有气泡产生，则证明气密性良好，不符合题意；C、用弹止水夹夹住右边导管，向长颈漏斗中加水，长颈漏斗内液面高度不变，形成稳定的液面差，说明装置气密性良好，不符合题意；D、用止水夹夹住右边导管，双手捂住烧瓶，烧瓶内气体受热膨胀，使集气瓶中气体压强增大，在玻璃管中形成一段水柱，说明装置气密性良好，不符合题意；故选A。题型02空气中氧气体积分数测定实验装置实验步骤①将集气瓶的容积划分为5等份，并加以标记。②将橡胶管上的止水夹夹紧，在燃烧匙内装入足量的红磷，在酒精灯火焰上点燃红磷后，将燃烧匙迅速伸入集气瓶内，塞紧橡皮塞，观察现象。③待火焰熄灭后，观察红磷是否有剩余。待集气瓶冷却到室温后，把导管插入盛水的烧杯中，打开止水夹，观察现象。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，打开弹簧夹，大气压将烧杯中的水压入集气瓶中。（压入的水的体积=被消耗的氧气的体积）实验现象红磷燃烧，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）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+氧气五氧化二磷符号表达式：P+O2P2O5【典例2】学习小组开展“测定空气中氧气含量”的探究活动。【史料研究】二百多年前，化学家拉瓦锡利用汞能和氧气发生反应的原理，采用图1装置测出氧气约占空气体积的。(1)加热时，曲颈甑内液态汞表面产生红色粉末，玻璃钟罩内的现象是，产生该现象的原因是。【设计与实验】设计并利用图2装置测定空气中氧气含量。(2)主要步骤如下，正确的顺序为（填序号）。①弹簧夹夹紧胶皮管

②红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹③点燃红磷后立即伸入瓶中并塞紧塞子

④在集气瓶中加入少量水，将水面上方空间分成5等份(3)实验结束，集气瓶中剩余气体的主要成分是，红磷有剩余，说明该气体具有的性质是。【模型构建】测量混合气体中某成分的含量，可采用如下模型：(4)从建模的角度分析，图2实验烧杯中水所起的作用归属于上述思维模型中的。【答案】(1)汞液面上升汞与氧气反应，钟罩内气体减少，气压减小（合理即可）(2)④①③②(3)氮气不支持橪烧，难溶于水(4)间接测量消耗气体体积【解析】（1）汞和氧气反应生成氧化汞固体，导致钟罩内气体减少，气压减小，则玻璃钟罩内的现象是汞液面上升，产生该现象的原因是汞与氧气反应，钟罩内气体减少，气压减小；（2）该实验的正确的顺序是检查装置气密性，在集气瓶中加入少量水，将水面上方空间分成5等份，用弹簧夹夹紧胶皮管，点燃红磷后立即伸入瓶中并塞紧塞子，红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，则正确的顺序为④①③②；（3）空气中主要含有氮气和氧气，红磷燃烧消耗氧气，所以实验结束后，集气瓶中剩余的气体主要是氮气，由此实验可知氮气具有的性质不能支持燃烧（或不能燃烧）、难溶于水；（4）红磷燃烧消耗氧气，形成气压差，进而通过进入瓶内水的体积来计算空气中的氧气的含量，所以图2实验烧杯中水所起的作用归属于上述思维模型中的间接测量消耗气体体积。【变式2-1】某化学小组用下图装置测定空气中氧气的含量：点燃燃烧匙内的红磷（足量），立即伸入集气瓶中并塞紧瓶塞；待燃烧停止并冷却至室温，打开止水夹，发现烧杯内的水被吸入集气瓶中，吸入水的体积约为集气瓶总容积的1/5，得出结论：氧气约占空气总体积的1/5。下列关于该实验的说法中，不合理的是A．反应后集气瓶内剩余气体主要为氮气B．用木炭代替红磷实验，也能得到相同结论C．实验前，应检验装置的气密性D．实验过程中打开止水夹前集气瓶内压强变化情况为先增大后减小【答案】B【解析】A、氮气约占空气体积的78%，氧气约占空气体积的21%，实验中氧气被消耗，则反应后集气瓶内剩余气体主要为氮气，选项正确；B、木炭与氧气燃烧后生成二氧化碳气体，则实验后装置中的气体的体积变化不大或无变化，则用木炭代替红磷实验不能测出空气中氧气的含量，选项错误；C、实验前，应检验装置的气密性，避免实验中装置内外气体交流导致实验结果不准确，选项正确；D、实验过程中打开止水夹前，红磷与氧气发生燃烧放出热量，装置中的气体受热膨胀，瓶内气体的压强增大，实验中气体减少，燃烧停止后装置的温度逐渐降低，瓶中的气体的体积收缩，瓶内的压强逐渐减小，即实验过程中打开止水夹前集气瓶内压强变化情况为先增大后减小，选项正确；故选B。【变式2-2】实验小组用下图装置测定空气中氧气的含量。(1)该实验中红磷燃烧的现象为，符号表达式为。(2)能说明空气中氧气含量的现象是，打开弹簧夹后水上升至刻度。(3)下列操作可能导致测定结果偏低的是_____。(填字母序号，下同)A．红磷的量不足B．点燃红磷，慢慢伸入瓶中C．未冷却至室温就打开了弹簧夹(4)若用硫粉来替红磷测空气中氧气含量是否可以？若不可，请说明原因。(5)反应完后集气瓶中剩余主要气体是，该气体的物理性质是，化学性质是。(均写一条即可)【答案】(1)产生大量白烟，发出大量的热(2)1(3)AC(4)不可以，硫在空气中燃烧生成二氧化硫气体，化学反应前后，装置内压强变化不大，无法测定空气中的氧气含量(5)氮气/N2难溶于水（合理即可）不燃烧也不支持火燃烧（合理即可）【解析】（1）红磷在空气中燃烧，与氧气发生反应，会剧烈燃烧，生成五氧化二磷固体小颗粒，现象是：产生大量白烟，发出大量的热；红磷燃烧是磷（P）和氧气（O2​）在点燃条件下反应生成五氧化二磷（P2​O5​），符号表达式为。（2）空气中氧气的体积分数约为，该实验中红磷燃烧消耗集气瓶内的氧气，使瓶内压强减小。冷却至室温后，打开弹簧夹，在外界大气压作用下，烧杯中的水进入集气瓶，进入水的体积约占集气瓶内空气体积的，则水上升至1刻度处。（3）A、红磷的量不足，不能将集气瓶内的氧气完全消耗，导致进入集气瓶的水的体积偏小，测定结果偏低，该选项符合题意；B、点燃红磷，慢慢伸入瓶中，会使瓶内空气受热逸出，导致瓶内压强减小更多，进入集气瓶的水的体积偏大，测定结果偏高，该选项不符合题意；C、未冷却至室温就打开了弹簧夹，此时瓶内气体温度较高，压强较大，进入集气瓶的水的体积偏小，测定结果偏低，该选项符合题意。故选AC。（4）硫在空气中燃烧生成的二氧化硫是气体，填补了消耗氧气的空间，集气瓶内压强几乎不变，所以打开弹簧夹后，水不能进入集气瓶，无法测定空气中氧气的含量。（5）空气主要由氮气和氧气组成，红磷燃烧消耗了氧气，所以反应完后集气瓶中剩余主要气体是氮气（N2）；氮气在常温常压下是无色、无味的气体，难溶于水，写出其中一条物理性质即可；在该实验中，红磷燃烧一段时间后熄灭，说明剩余的氮气不能燃烧也不支持燃烧，化学性质相对稳定、不活泼，写出其中一条化学性质即可。【变式2-3】拉瓦锡利用汞测定了空气中氧气含量，实验室常用图1装置测定空气里氧气的含量。(1)集气瓶内红磷燃烧的现象，反应的符号表达式为；待反应结束冷却至室温后，打开弹簧夹观察到的现象是。(2)集气瓶中水的作用：①加速冷却；②。(3)在集气瓶外点燃红磷，一方面会污染空气，另一方面若燃烧匙伸进集气瓶的速度较慢会使测定结果。（填“偏大”“不变”或“偏小”）(4)某同学设计了图2的改进装置，集气瓶内空气的体积为200mL，量筒内装有100mL的水，用激光笔点燃白磷；实验结束时量筒内剩余水的体积应为mL。与图1装置相比，图2装置的优点是。【答案】(1)产生大量白烟烧杯中的水倒吸入集气瓶中，集气瓶中水面上升至刻度“1”处(2)吸收五氧化二磷固体(3)偏大(4)60污染小，结果准确【解析】（1）红磷在集气瓶内燃烧产生大量白烟；红磷与氧气在点燃的条件下反应产生五氧化二磷，该反应的符号表达式是；空气中氧气约占五分之一体积，氧气被红磷消耗，瓶中气压减小五分之一，打开弹簧夹，烧杯中的水在大气压的作用下进入集气瓶，进入水的体积约占集气瓶体积的五分之一，故烧杯中的水倒吸入集气瓶中，集气瓶中水面上升至刻度“1”处。（2）集气瓶中水的作用：①加速冷却；五氧化二磷会污染空气，故水的作用②是吸收五氧化二磷固体，防止污染空气；（3）若燃烧匙伸进集气瓶的速度较慢会使瓶口处的空气受热逸出，则会使测定结果偏大；（4）空气中氧气约占五分之一体积，进入集气瓶内水的体积即为氧气的体积，故实验结束时量筒内剩余水的体积应为;图2装置在密闭后才利用激光笔点燃白磷，减少了磷燃烧对空气的污染同时采用量筒测量数据使实验结果更准确，故填：污染小，结果准确。题型03空气中氧气含量测定的误差分析误差原因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3】某班同学用如下图所示的装置测定空气中氧气的含量。实验结束后，甲同学的集气瓶内液面上升明显大于瓶内空气体积的，乙同学的集气瓶内液面上升明显小于瓶内空气体积的，下列对这两种现象解释合理的是①甲同学可能没夹紧弹簧夹

②甲同学可能没塞紧橡胶塞③乙同学所用红磷的量可能不足

④乙同学可能插入燃烧匙太慢A．①②③④ B．只有①③ C．只有②④ D．只有①②③【答案】B【解析】①若甲同学没夹紧弹簧夹，反应放出大量的热，装置内压强增大，有空气从导管逸出，因此装置冷却后进入的水多，使测定结果偏大，说法正确；②若甲同学未塞紧瓶塞，装置漏气，在冷却过程中有外界的空气进入瓶中，使测定结果偏小，说法错误；③若乙同学使用红磷的量不足，不能完全消耗装置内的氧气，使测定结果偏小，说法正确；④若乙同学插入燃烧匙速度太慢，会使集气瓶中的部分气体受热膨胀逸出，导致测定结果偏大，说法错误；故解释合理的只有①③。故选B。【变式3-1】用下图所示的装置测定空气里氧气的含量，其气密性良好。(1)红磷燃烧的现象是，反应的文字表达式为。(2)打开弹簧夹后，烧杯中的水能够进入集气瓶中的原因是。(3)实验结束，进入集气瓶中水的体积小于瓶内空气体积的五分之一，可能的原因之一是。【答案】(1)放热，产生大量白烟(2)红磷燃烧消耗氧气，导致瓶内气压减小(3)红磷的量不足（合理即可）【解析】（1）红磷燃烧放出大量的热，产生大量白烟；红磷燃烧生成五氧化二磷，文字表达式为：；（2）打开弹簧夹后，由于红磷燃烧消耗氧气，且没有气体生成，导致瓶内气压减小，所以烧杯中的水能够进入集气瓶中；（3）实验结束，进入集气瓶中水的体积小于瓶内空气体积的五分之一，可能是因为未塞紧瓶塞，装置漏气，在冷却过程中有外界的空气进入瓶中，使测定结果偏小；或使用红磷的量不足，不能完全消耗装置内的氧气，使测定结果偏小。【变式3-2】建构合理的思维模型，既能促进深度学习，又能提高思维品质。小科建构了“两组分混合物含量测定”的思维模型。运用该模型对教材中“测定空气中氧气含量”的实验进行了再探究：忽略含量很低的其它物质，空气可以看成由氮气和氧气组成的两组分混合物。【探究一】根据沸点低的组分先汽化的性质，测定混合物中某组分的含量。(1)将空气转变为液态空气，液氮先汽化。从建模角度分析，该操作属于上述思维模型中的。【探究二】根据混合物中某组分发生化学反应，测定混合物中某组分的含量。(2)按如图甲装置测定空气中氧气含量。【实验步骤】实验1：按图1所示装置，用白磷燃烧的方法测定空气中氧气的体积分数。实验2：按图2所示装置，在集气瓶内壁用水均匀涂附铁粉除氧剂（其中辅助成分不干扰实验），利用铁生铁锈（铁能与氧气反应生成铁锈）的原理测定空气中氧气的体积分数。①实验1中，红磷要足量的目的是。②图2装置要测定的数据有。③连接数字传感器，测得实验1、实验2中氧气的体积分数随时间变化的关系分别如图3、图4所示。依据图中信息，实验2的测定方法更准确，判断依据是。【继续探究】(3)运用上述思维模型，同学们又设计了图乙的实验装置。①请根据某小组提供的实验数据，完成表格：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体积实验测得空气中氧气的体积分数（结果精确到1％）50mL20mL7mL②不同实验小组做上述实验时结果差别较大，其中有些小组测定出空气中氧气的体积分数低于实际数值，请分析导致测定数值偏低的原因是（答出1点即可）。【答案】(1)分离转移(2)耗尽装置内空气中的氧气集气瓶的容积、最终水进入集气瓶中的体积铁生锈消耗氧气更充分(3)19%铜粉不足（合理即可）【解析】（1）将空气转变为液态空气，液氮先汽化，该过程中没有新物质生成，从建模角度分析，该操作属于上述思维模型中的分离转移；（2）①实验1中，该实验中红磷要足量的目的是耗尽装置内空气中的氧气；

②图2装置利用铁生铁锈（铁能与氧气反应生成铁锈）的原理测定，则要测定的数据有集气瓶的容积、最终水进入集气瓶中的体积。

③由图3、图4可知，实验1氧气体积分数降低到8.6%左右不再变化，实验2氧气体积分数降低到接近0%，说明实验2铁生锈消耗氧气更充分，则实验2的测定方法更准确；（3）①由表格数据可知，硬质玻璃管中空气的体积为50ml，反应前注射器中空气的体积为20ml，反应后注射器中气体体积为7ml，则实验测得空气中氧气的体积分数为；②不同实验小组做上述实验时结果差别较大，导致测定数值偏低的原因可能是铜粉不足或装置漏气或没有冷却至室温就读数等。【变式3-3】科学思维利用红磷燃烧测定空气中氧气体积分数的实验中，压强传感器记录的集气瓶中压强随时间变化的情况如图2所示。(1)图1中红磷燃烧的文字表达式是。(2)燃烧结束，等到集气瓶冷却到室温，打开弹簧夹，观察到的现象是。根据该实验可推出氮气的性质有（写出两种即可）。(3)该实验中红磷需足量，目的是。如果装置气密性不好，那么测出的氧气体积分数将（填“偏大”或“偏小”）。(4)图1实验装置在反应过程中始终密闭，优点是（写出一点即可）。(5)图2中BC段气压变化的原因是，CD段气压变化的主要原因是。【答案】(1)(2)烧杯中的水沿导管进入集气瓶，水面升至“1”刻度处不燃烧也不支持燃烧，不易溶于水（合理即可）(3)将集气瓶内氧气完全消耗偏小(4)实验过程无污染（合理即可）(5)红磷燃烧放热，使集气瓶内气压增大红磷燃烧消耗氧气，温度降低后，集气瓶内气压减小【解析】（1）红磷燃烧生成五氧化二磷，文字表达式为：；（2）红磷燃烧消耗了氧气，且没有生成气体，且空气中约有五分之一体积的氧气，故燃烧结束，等到集气瓶冷却到室温，打开止水夹，观察到的现象是水沿导管进入集气瓶，水面升至“1”刻度；红磷燃烧消耗了氧气，没有消耗氮气，说明氮气不燃烧也不支持燃烧；水面升至“1”刻度停止，说明氮气不易溶于水；（3）该实验中红磷需足量，将集气瓶内氧气完全消耗，使实验数据准确；如果装置气密性不好，在冷却到室温的过程中，外界空气进入瓶内，使瓶内的压强变大，导致测出的氧气体积分数偏小；（4）图1实验装置在反应过程中始终密闭，红磷燃烧产生的五氧化二磷不会逸散到空气中污染空气，且会使实验结果更准确；（5）图2中BC段气压变化的原因是红磷燃烧放热，使集气瓶内气体受热膨胀，压强增大；红磷燃烧消耗氧气，红磷熄灭后，温度逐渐恢复到室温，集气瓶内气体体积缩小，压强减小。题型04空气中氧气含量测定实验的改进变式装置点燃方式创新测量方式创新实验原理创新【典例4】小科查阅资料发现有毒，在教材实验（如图1）的启发下设计了如图2的实验，用于测定空气中的含量。回答下列问题：(1)图1、图2实验前均需检查装置的。(2)图1中红磷燃烧反应的文字或化学符号表达式为；打开弹簧夹K的最佳时机是。(3)图2实验中需要提供足量的（填“铜粉”或“空气”）；在实验中反复推拉注射器是为了尽可能消耗装置中的。(4)室温下，图2实验测定的数据如下表（在气球完全干瘪的状态下测量注射器内气体的体积）：硬质玻璃管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50.0mL20.0mL6.5mL①反应消耗的的体积为mL；（结果保留到小数点后一位）。②实验测得空气中的体积分数为（结果保留到小数点后一位）。(5)图2实验的优点是（答一点）。【答案】(1)气密性(2)/火焰熄灭并冷却至室温后(3)铜粉氧气(4)13.519.3%(5)装置始终密闭，实验更环保，实验结果更准确等【解析】（1）为防止装置漏气，图1、图2实验前均需检查装置的气密性。故填：气密性。（2）图1中红磷燃烧生成五氧化二磷，反应的文字表达式为，符号表达式。为减小实验误差，打开弹簧夹K的最佳时机是火焰熄灭并冷却至室温后。故填；或；火焰熄灭并冷却至室温后。（3）加热时铜粉能够消耗空气中的氧气，所以图2实验中需要提供足量的铜粉；为了尽可能消耗装置中的氧气，在实验中反复推拉注射器。故填：铜粉；氧气。（4）①反应消耗的O2的体积为20.0mL﹣6.5mL＝13.5mL；故填：13.5。②实验测得空气中O2的体积分数=，故填：19.3%。（5）据图可知，图2实验的优点有，装置始终密闭，实验更环保，实验结果更准确等。故填：装置始终密闭，实验更环保，实验结果更准确等。【变式4-1】如图为测定空气中氧气含量实验的改进装置，下列说法中不正确的是A．集气瓶中水液封导管末端以防气体逸出B．本实验不可以用木炭代替红磷C．燃烧匙中的红磷需足量，否则测定结果偏小D．集气瓶的容积是，最终量筒中有水进入集气瓶【答案】D【解析】A、图示是测定空气中氧气含量的实验，要求装置应该是密封状态，因此集气瓶中水液封导气管末端以防气体逸出，选项说法正确；B、木炭燃烧后生成了二氧化碳气体，则装置压强几乎不变，无法根据液面变化分析出氧气的含量，因此本实验不可以用木炭代替红磷，选项说法正确；C、图示是测定空气中氧气含量的实验，燃烧匙中的红磷需足量，这样才能完全消耗氧气，否则氧气不能消耗完全，导致测定结果偏小，选项说法正确；D、红磷燃烧消耗集气瓶内的氧气，氧气约占空气体积的五分之一，集气瓶的容积是200mL，且集气瓶中有部分水，故集气瓶中空气的体积小于200mL，则消耗氧气的体积小于200mL×=40mL，故最终量筒中进入集气瓶中水的体积＜40mL，选项说法不正确；故选：D。【变式4-2】用如图所示装置来测定空气中氧气的含量，下列对该实验的认识中，错误的是A．铜粉用量的多少，会影响实验结果B．气球的作用是调节气压，防止橡皮塞被弹出C．操作无误的情况下，反应结束后消耗的氧气体积约为反应前注射器中气体体积的D．实验结束读数时，必须冷却至室温再读数【答案】C【解析】A、图示装置测定空气中氧气的含量，实验中要求铜粉足量或过量，才能将装置中的氧气消耗完全，即铜粉用量的多少，会影响实验结果，若铜粉的用量不足，会导致氧气不能完全反应，进一步导致实验结果偏小，故选项A说法正确；B、铜和氧气加热生成氧化铜，该反应放热。气球的作用是调节气压，防止橡皮塞被弹出，故选项B说法正确；C、铜和氧气加热生成氧化铜，操作无误的情况下，反应结束后消耗的氧气体积约为反应前注射器和玻璃管中气体总体积的，故选项C说法错误；D、实验结束读数时，必须冷却至室温再读数，若未等到装置冷却至室温就读数，装置内剩余气体受热膨胀，导致测定结果偏小，故选项D说法正确；故选：C。【变式4-3】下图为用红磷测定空气中氧气含量的装置。左右两边活塞之间的距离为，活塞可以自由移动(密闭体系内除空气外其他物质的体积忽略不计)。下列说法正确的是A．接通电源一段时间，惰性电热板上的红磷燃烧并产生大量白雾B．氧气含量指的是氧气的质量分数C．实验结束后，活塞之间的距离约为D．缓慢来回推动活塞可以提高实验结果的精确度【答案】D【解析】A、接通电源一段时间，惰性电热板上的红磷燃烧，产生的是大量白烟，烟是固体小颗粒，雾是小液滴，红磷燃烧生成五氧化二磷固体，不是白雾，A错误；B、在测定空气中氧气含量实验中，氧气含量指的是氧气的体积分数，不是质量分数，B错误；C、空气中氧气约占空气体积的，左右两边活塞之间的距离为20cm，则氧气的体积对应的长度约为，实验结束后，活塞之间的距离应为，C错误；D、缓慢来回推动活塞，可以使装置内的氧气与红磷充分接触并反应，能将装置内氧气更充分地消耗掉，从而提高实验结果的精确度，D正确。故选D。题型05空气的组成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%0.03%0.03%【典例5】下列关于空气成分的认识，正确的是。A．氧气约占空气体积的21%B．空气由氧气和氮气组成C．空气中氧气与氮气的体积比为D．二氧化碳约占空气体积的【答案】A0.03%【分析】空气的成分按体积计算，大约是，氮气78%，氧气21%，稀有气体0.94%，二氧化碳0.03%，其它气体和杂质0.03%。【解析】A、由分析可知，氧气约占空气体积的21%，故A正确；B、空气中氮气约占78%，氧气约占21%，可得出空气主要由氮气和氧气组成，故B错误；C、由分析可知，空气中氧气约占，氮气约占，所以空气中氧气和氮气的体积比约为1:4，故C错误；D、由分析可知，二氧化碳约占空气体积的0.03%。故填：A；0.03%。【变式5-1】空气成分中与雾凇形成有关的是A．水蒸气 B．二氧化碳 C．氧气 D．氮气【答案】A【解析】雾凇是空气中的水蒸气遇冷直接凝华成固态冰晶的现象，故空气成分中与雾凇形成有关的是水蒸气，故选：A。【变式5-2】下列说法正确的是A．通常情况下，空气中氧气、氮气的体积比约为 B．通常状况下，无色、无臭的气体一定是空气C．空气的成分是十分稳定的，一直固定不变 D．空气中含量最少的是稀有气体【答案】A【解析】A、通常情况下，空气中氧气约占空气体积的21%，氮气约占空气体积的78%，所以氧气、氮气的体积比约为，该选项说法正确；B、通常状况下，无色、无臭的气体有很多，比如氧气、氮气、二氧化碳等，不一定是空气，该选项说法错误；C、空气的成分一般是比较稳定的，但不是一直固定不变，在不同的地点、环境等情况下，空气成分可能会有微小变化，比如在森林中，植物光合作用旺盛时，氧气含量可能会稍高，该选项说法错误；D、空气中含量最少的不是稀有气体，二氧化碳、水蒸气等在空气中的含量比稀有气体还少，该选项说法错误。故选A。【变式5-3】下图是空气成分示意图。下列说法正确的是（

）A．a是氧气 B．b是二氧化碳 C．a的化学性质较稳定 D．c可用作燃料【答案】C【分析】空气的成分按体积分数计算，氮气约占78%，氧气占21%，稀有气体占0.94%，二氧化碳占0.03%，其他占0.03%。【解析】A、a体积占比最大，是氮气，不是氧气。不符合题意；B、b体积占比远低于a、c，且图中没有其他气体占比，所以b包含稀有气体、二氧化碳等。不符合题意；C、a是氮气，化学性质较稳定。符合题意；D、c体积占比第二，是氧气，氧气不具有可燃性，不能作燃料。不符合题意；故选C。题型06氮气及用途物理性质①氮气是一种无色、无气味的气体②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③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①化工行业，氮气是生产氮肥的重要原料②用作保护气，如焊接金属时作保护气，用作粮食的保护气等③用作灯泡填充气，防止钨丝氧化，延长灯泡的使用寿命④医疗上液氮用于医疗手术【典例6】空气是一种重要的资源，其中各成分均具有非常重要的用途。氮气是空气中含量最多的气体，下列关于氮气的用途错误的是A．可用作焊接金属的保护气 B．可用于制作多种用途的电光源C．液氮用于低温超导研究 D．制造硝酸的重要原料【答案】B【解析】A、氮气的化学性质稳定，可用作焊接金属的保护气，故A正确；B、稀有气体通电会发出不同颜色的光，可用于制作多种用途的电光源，氮气不能用于制作多种用途的电光源，故B错误；C、液氮汽化吸热，可制造低温环境，可以用于低温超导研究，故C正确；D、氮气中含有氮元素，可以作为制造硝酸的重要原料，故D正确。故选：B。【变式6-1】一些电子元件，如芯片、电路板等，运输时为防止受潮氧化，常采用空气中含量最多的气体来充包装，该气体是A．氮气 B．氧气 C．二氧化碳 D．水蒸气【答案】A【解析】空气中含量最多的气体是氮气，氮气的化学性质稳定，可用作保护气。故选A。【变式6-2】空气是一种宝贵的资源，其中含量最高且常用作保护气的是A．氮气 B．氧气 C．氦气 D．二氧化碳【答案】A【解析】空气中氮气的含量最高，且氮气化学性质不活泼，常用作保护气，故选：A。【变式6-3】下列关于空气及其成分的说法，正确的是A．空气属于纯净物B．氧气约占空气总质量的78%C．氮气化学性质不活泼，可用于食品防腐D．稀有气体在空气中量很少，没有任何用途【答案】C【解析】A.由同种物质组成的是纯净物，由不同种物质组成的是混合物。空气由多种气体组成，所以空气属于混合物，此选项错误；B.氧气约占空气体积的21%，而78%是氮气的体积含量，此选项错误；C.食品变坏是食品与氧气发生了化学反应，氮气化学性质稳定，可隔绝氧气防止食品氧化腐败，此选项正确；D.稀有气体虽少，但用途广泛，如；可用于航标灯、照明灯、霓虹灯、闪光灯等，此选项错误。故选C。题型07稀有气体及用途定义稀有气体是氦、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7】高层住宅安装的窗户玻璃常采用充入稀有气体来降低玻璃的导热效率，下列气体属于稀有气体的是A．二氧化碳 B．二氧化氮 C．臭氧 D．氩气【答案】D【解析】稀有气体包括氦、氖、氩、氪、氙和氡，则属于稀有气体的是氩气，故选D。【变式7-1】下列有关稀有气体说法错误的是A．液态氦可用于制造低温环境 B．稀有气体化学性质很不活泼，不与任何物质反应C．利用氩氦刀低温冷冻治疗肿瘤 D．稀有气体可用于激光器的制作【答案】B【解析】A．液态氦的沸点很低，可用于制造低温环境，故选项正确；B．稀有气体化学性质很不活泼，但在一定条件下也能与某些物质发生反应，比如在一定条件下，氙气可以和氟气发生反应，故选项错误；C．利用氩氦刀低温冷冻治疗肿瘤，这是稀有气体的一种应用，故选项正确；D．稀有气体在通电时能发出不同颜色的光，可用于激光器的制作，故选项正确。故选：B。【变式7-2】下列物质的用途利用了其化学性质的是A．稀有气体用作保护气 B．石墨制铅笔芯C．干冰用于人工降雨 D．金刚石切割玻璃【答案】A【解析】A、稀有气体化学性质不活泼，可用作保护气，该性质需要在化学变化中表现出来，属于化学性质，符合题意；B、石墨制铅笔芯，是利用石墨质软且能在纸上留下灰黑色痕迹的性质，该性质不需要发生化学变化就能表现出来，属于物理性质，不符合题意；C、干冰用于人工降雨，是利用干冰升华吸热，使周围温度降低，该性质不需要发生化学变化就能表现出来，属于物理性质，不符合题意；D、金刚石切割玻璃，是利用金刚石硬度大的性质，该性质不需要发生化学变化就能表现出来，属于物理性质，不符合题意。故选：A。【变式7-3】阅读科普短文《利用氩氦刀治疗肿瘤》，回答有关问题：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氦气升温，因此被称为氩氦刀。氩氦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