2.1空气小节练习-2021-2022学年九年级化学人教版上册（word版 含解析）

2.1空气
一、选择题（共16题）
1．下列各组物质，均属于纯净物的是
A．粗盐、牛奶、汽水 B．稀有气体、空气、溪水
C．红磷、五氧化二磷、四氧化三铁 D．医用酒精、生理盐水、纯净水
2．空气是人类生产活动的重要资源。下列生产生活中用到的气体不是来自空气的是
A．食品包装用到的氮气 B．医疗急救用到的氧气
C．用于生产硫酸的二氧化硫 D．用作气体肥料的二氧化碳
3．下列关于空气的说法正确的是（　　）
A．空气由空气分子组成
B．空气主要由氧气和氮气组成，其中氧气的质量约占空气质量的1/5
C．空气污染指数越高，空气质量越好
D．空气中含有氮气、氧气、二氧化碳等分子
4．下列物质属于纯净物的是
A．金刚石 B．石灰水 C．大理石 D．食盐水
5．下列物质中，属于纯净物的是
A．冰镇啤酒 B．新鲜空气 C．优质燃煤 D．干冰
6．空气是一种宝贵资源，下列有关空气的说法正确的是（ ）
A．空气中含量最多的是氧元素
B．空气由氧气和氮气组成，其中氧气的质量约占空气质量的
C．空气质量报告中所列的空气质量级别数目越大，空气质量越好
D．空气中分离出的氮气化学性质不活泼，可作食品保鲜的保护气
7．下列物质的用途中，不正确的是（　）
A．氮气可用作保护气 B．稀有气体可作电光源
C．氧气可用来作宇宙火箭的燃料 D．氧气可用于医疗急救
8．下列一些行为和举措，有利于改善空气质量的是
A．燃放烟花爆竹 B．大力发展火力发电
C．露天焚烧垃圾 D．提高电动汽车的比例
9．空气中含有常用来作为保护气的气体是
A．氧气 B．氮气 C．二氧化碳 D．稀有气体
10．“强富美高”的新江都建设离不开化学。下列生产过程一般不涉及化学变化的是（　　）
A．高粱酿酒 B．焚烧垃圾发电
C．分离液态空气制氧气 D．燃放烟花
11．造成空气污染的主要污染物是
A．二氧化硫 B．氮气 C．水蒸气 D．一氧化碳
12．如图所示装置可用于测定空气中氧气的含量，实验前在集气瓶内加入少量水，并做上记号，下列说法中正确的是
A．把红磷改成木炭实验也可以成功
B．为了节约试剂，红磷的量越少越好
C．此实验还能推知氮气不能燃烧也不支持燃烧的性质
D．红磷燃烧产生大量的白雾，火焰熄灭后立刻打开弹簧夹，让烧杯中的水沿导管进入集气瓶
13．下列物质中，属于混合物的是
A．冰水混合物 B．液氧 C．清新的空气 D．二氧化碳
14．下列关于空气的说法中正确的是（　　）
A．氮气可用作食品保护气
B．按质量计算，空气中含有氮气约78%，氧气约21%
C．空气质量报告中所列的空气质量级别越大，空气质量越好
D．空气中的氧气具有可燃性
15．在下图所示装置中，有四支充满不同气体的试管，倒立在水槽中，当拔开塞子时，试管中水位上升最高的是
A． B．
C． D．
16．为了帮助同学们更好地理解空气中氧气含量测定的实验原理，老师利用传感器技术定时测定了实验过程中实验装置(如图1所示)内的压强，温度和氧气浓度的变化趋势(如图2所示)。下列有关说法错误的是
A．X曲线表示的是温度变化
B．BC段气压增大的主要原因是红磷燃烧放出热量所致
C．DE段气压增大的原因是打开止水夹，烧杯内水流入瓶内所致
D．实验表明红磷燃烧将瓶内空气中的氧气清耗完全
二、综合题（共6题）
17．Ⅰ.218年5月9山我国成功发时高分五号卫星，它是世界首额实现对大气和陆地综合观测的全谱段高光谱卫星，可通过对大气污染气体、温室气体等物理要素的监测，动态反映我国空气质量状况。
（1）焊接金属时常用作保护气的是____________（填名称）。下列属于空气污染物的__________。（填字母序号）
a.臭氧 b.一氧化碳 c.PM2.5 d.二氧化碳
（2）认为改善空气质量的措施正确的是______________。（填字母序号）
a推广使用新能源
b加强企业排污管理
c雾霾多发天气，实行私家车限号出行
（3）变压吸附法的原理是利用分子筛吸附氮气和氧气能力的差异将二者进行分离，在吸附塔中，通过加压与减压的交替循环，可以使分子筛重复使用、部分过程的示意图如下
①分子筛中发生的变化是______________ （填“物理变化”或“化学变化”）。
②下列说法正确的是_________（填序号）
a.变压吸附法制取的氧气中含有稀有气体
b.变压吸附法制取的氧气中含有二氧化碳
c.分子筛对氮气的吸附能力与吸附塔内气体压强有关
Ⅱ.规范使用仪器是实验成功的保障，结合如图所示仪器，回答问题。
（4）写出a、b的名称，a____________，b___________。用C收集气体完毕，用玻璃片的___________（填“光滑面”或“磨砂面”）盖住集气瓶口。
18．某校研究性学习小组用下图装置进行镁条在空气中燃烧的实验，燃烧、冷却后打开止水夹，进入集气瓶中水的体积约占集气瓶体积的70%。
（1）如图A仪器的名称是________，燃烧、冷却后打开止水夹，水能进入集气瓶的原因是________。
（2）如果镁条只和空气中的氧气反应，则进入集气瓶中水的体积最多不超过其容积的_____%。现进入集气瓶中水的体积约为其容积的70%，根据空气的组成可推出减少的气体中有氮气。
（发现问题）氮气是怎样减少的呢？
（假设一）氮气（在高温条件下）与瓶内的其他物质反应而减少。
（假设二）___________。
（查阅资料）镁条在氮气中能燃烧，产物为氮化镁(Mg3N2)固体。氮化镁中氮元素的化合价为________；写出该反应的文字表达式________，属于_____反应（选填“分解”或’化合”）。
（3）通过以上探究，学习小组的同学认为要测定“空气中的氧气的体积分数”不能用镁条，你若是该小组的成员，如何改进能使该实验成功呢？______
19．（1）下图所示装置可用于测定空气中氧气的含量，实验前在集气瓶内加入少量水，并做上记号。下列说法中不正确的是 （_________）
A．集气瓶内加入少量水可防止瓶底炸裂
B．该实验所用红磷的量不足可能造成气体减少的体积小于五分之一
C．实验时，点燃的红磷要立即伸入集气瓶中，并塞紧橡皮塞
D．红磷燃烧产生大量的白雾，火焰熄灭后立刻打开弹簧夹
（2）研究性学习小组的同学为探究空气中氧气的体积分数，设计了如下图所示装置。请根据图示实验回答下列问题：
①闭合电源开关，可以观察到白磷_______________________________。
②装置冷却到室温，可观察到U型管内左侧液面______________________。
③通过这个实验得出的结论是_________________________。
④此实验还可推知反应后剩余气体的两点性质是：______________；_____________。
（3）如下图是一个具有刻度和活塞可滑动的玻璃容器，其中有空气和足量的白磷，将它放在盛有沸水的烧杯上方，进行试验。请完成实验报告：（40℃以上白磷就开始燃烧）
实验目的 实验现象 实验结论
测定空气中____的 体积分数。 白磷着火燃烧，活塞先右移， 后左移，最后停在刻度约为_____（填整数）的位置上。 空气的成分按体积计算， 氧气约占______。
20．小沛用如图所示装置测量空气中氧气含量，集气瓶容积为0.7L，集气瓶内水的体积为0.1L，实验开始前量筒中水的体积0.2L，实验结束后水的体积为0.1L。
（1）该实验测得氧气体积分数______（结果保留小数点后一位），导致结果偏小的原因可能是______。（答一点即可）
（2）若操作中要尽量消耗完瓶中的氧气，求完成此实验消耗氧气质量为多少g？（氧气密度为1.43gL-1，氧气按体积分数20%计算，结果保留两位小数）
21．Ⅰ、空气中含有多种成分，与我们的生活息息相关，请完成下列问题（填写相应的名称）。
（1）酥饼在空气中变软，说明空气中含有______；
（2）为防止切开的水果缓慢氧化，可用保鲜膜密封，目的是隔绝______；
Ⅱ、2020年世界环境日的中国主题是：美丽中国，我是行动者。请回答下列问题：
（3）根据我国环保部颁布的《环境空气质量标准》，下列项目属于监测范围的是______。
A．CO2 B．SO2 C．N2 D．PM2.5
22．实验是科学探究的重要方法。如图是测定空气中氧气含量的三套实验装置，请结合图示回答下列问题：（查阅资料：铜在空气中加热只消耗氧气，生成了黑色固体氧化铜。）
（1）写出图一实验中红磷燃烧的符号表达式： ________。
（2）对图一实验进行了如图二所示的改进。图二装置的试管中空气体积为25mL，反应前注射器活塞位于15mL刻度处，充分反应后打开弹簧夹，注射器活塞位于11mL刻度处，则该实验测得空气中氧气的体积分数为_________。小雯分析，该实验结果与理论值有差异的可能原因是______（任答1点）。
（3）与图一实验相比，图三实验的优点是_______（答一点）。图三实验中，为了使氧气反应更充分，实验中采取的措施合理的是_____（填序号）。
A．铜粉平铺在玻璃管中 B．反复推拉注射器的活塞 C．增加铜粉的质量
（4）为了帮助同学们的理解图一实验的原理，利用传感器技术实时测定了图一实验过程中装置内的压强，温度和氧气浓度，三条曲线变化趋势如图四所示。试回答：
①其中Y曲线表示的是_________（填“温度”或“氧气浓度”）。
②结合X，Y两条曲线，解释图四中BC段压强变化的原因是________。
参考答案
1．C
【详解】
A.粗盐中含有氯化氯化镁等物质，属于混合物；牛奶中含有水、蛋白质等物质，属于混合物；汽水中含有水、碳酸等物质，属于混合物，不符合题目要求；
B.稀有气体中含有氦气、氖气、氩气等物质，属于混合物；空气中含有氮气、氧气、稀有气体等物质，属于混合物；溪水中含有多种可溶性物质，属于混合物，不符合题目要求；
C.红磷是由一种物质组成的，属于纯净物；五氧化二磷是由一种物质组成的，属于纯净物；四氧化三铁是由一种物质组成的，属于纯净物，符合题目要求；
D.医用酒精中含有水、酒精等物质，属于混合物；生理盐水中含有氯化钠和水，属于混合物；纯净水是由一种物质组成的，属于纯净物，不符合题目要求；
故选C。
2．C
【详解】
空气按体积计算，包含78%的氮气、21%的氧气、0.94%的稀有气体，0.03%的二氧化碳、0.03%的其他气体和杂质，空气中不含二氧化硫，故选C。
3．D
【详解】
A、空气是混合物，由氮气分子、氧气分子、二氧化碳分子等分子组成，A选项不正确，不符合题意；
B、空气主要由氧气和氮气组成，其中氧气的体积约占空气体积的1/5，B选项不正确，不符合题意；
C、空气污染指数越高，空气受污染的程度越大，空气质量越差，C选项不正确，不符合题意；
D、空气中含有氮气、氧气、二氧化碳等分子，D选项正确，符合题意。故选D。
4．A
【详解】
A、金刚石中含有一种物质，属于纯净物，选项正确；
B、石灰水是由氢氧化钙和水组成的溶液，是混合物，选项错误；
C、大理石的主要成分是氧化钙，属于混合物，选项错误；
D、食盐水由食盐（氯化钠）和水组成，是混合物，选项错误。
故选A。
5．D
【详解】
试题分析：纯净物：由一种物质组成的，混合物：两种或多种物质组成的，干冰是固体二氧化碳，是纯净物，故选D
6．D
【详解】
由课本中所学知识知道：空气的成分一般是固定的。按体积分数：N2占78%，O2占21%，二氧化碳占0.03%，稀有气体占0.94%，其他气体和杂质占0.03%。A、空气中含量最多的是氮元素，错误；B、空气按体积分：N2占78%，O2占21%，二氧化碳占0.03%，稀有气体占0.94%，其他气体和杂质占0.03%，错误；C、空气质量报告中所列的空气质量级别数目越大，空气质量越差，错误；D、空气中分离出的氮气化学性质不活泼，可作食品保鲜的保护气，正确。故选D。
7．C
【详解】
A、氮气的化学性质稳定，可以作保护气；故选项正确，但不符合题意；
B、稀有气体的特性，可以用作电光源；故选项正确，但不符合题意；
C、氧气有助燃性，不能用作燃料；故选项错误，但符合题意；
D、氧气可以供给人类呼吸，可用于医疗急救；故选项正确，但不符合题意；
故选C。
8．D
【解析】
A、燃放烟花爆竹会产生大量的污染空气的二氧化硫等气体和粉尘，不利于改善空气质量，错误；B、火力发电一般为燃煤发电，煤燃烧过程中会产生大量的污染空气的气体和粉尘，不利于改善空气质量，错误；C、焚烧垃圾中会产生大量的污染空气的气体和粉尘，不利于改善空气质量，错误；D、电动汽车的使用可有效的降低汽车尾气排放，改善能源结构，改善空气的质量，利于改善空气质量，正确。故选D。
9．B
【详解】
空气中氮气含量多且化学性质不活泼，常用来作为保护气的气体，故选B。
10．C
【详解】
A、高粱酿酒有新物质生成，有化学变化，不符合题意；
B、焚烧垃圾发电，有新物质生成，有化学变化，不符合题意；
C、分离液态空气制氧气是通过空气中各种气体的沸点不同来分离的，没有新物质生成，属于物理变化，符合题意；
D、燃放烟花有新物质生成，有化学变化，不符合题意；
故选C。
11．A
【解析】
试题分析：空气的气体污染物有：一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、臭氧等.
12．C
【详解】
A、木炭在空气中燃烧生成二氧化碳气体，虽除去氧气，增加了新的气体，没有形成压强差，水不能倒流到集气瓶内，不能用来测定空气中氧气含量，故A错误；B、红磷的量不是越少越好，必须足量，以完全消耗装置内的氧气，故B错误；C、足量的红磷燃烧一段时间后熄灭，说明剩余的主要气体氮气不能燃烧，不能支持燃烧，故C正确；D、红磷燃烧产生大量的白烟，不是白雾，火焰熄灭后不能立刻打开弹簧夹，因为此时剩余的气体在受热状态下，处于膨胀状态，占据了部分水的体积，故D错误。故选C。
13．C
【详解】
A、冰是固态的水，冰水混合物是由同种物质组成，属于纯净物，不符合题意；
B、液氧是液态氧气，是由同种物质组成，属于纯净物，不符合题意；
C、清新的空气是由氮气、氧气等混合而成，属于混合物，符合题意；
D、二氧化碳是由同种物质组成，属于纯净物，不符合题意。
故选C。
14．A
【详解】
A、氮气化学性质稳定常用作食品保护气，故A正确；
B、按体积计算，空气中含有氮气约78%，氧气约21%，故B错；
C、空气质量报告中所列的空气质量级别越大，空气质量越差，故C错；
D、空气中的氧气具有助燃性，故D错。
故选A。
15．B
【详解】
氧气不易溶于水，氮气难溶于水，空气的主要成分是氧气和氮气，二氧化碳能溶于水，四种气体中溶解性最大的是二氧化碳，将四支充满不同气体的试管，倒立在水槽中，当拔开塞子时，试管中水位上升最高的是二氧化碳。故选B。
16．D
【详解】
A、红磷燃烧过程中温度先升高后降低，与X曲线相符，故X曲线表示的是温度变化，选项说法正确，不符合题意；
B、红磷燃烧，刚开始放出热量温度升高，气体受热膨胀导致压强增大，选项说法正确，不符合题意；
C、红磷燃烧结束冷却到室温，打开止水夹在外界大气压作用下，水进入集气瓶，DE段气压增大的原因是打开止水夹，选项说法正确，不符合题意；
D、X曲线表示的温度变化，ABCDEF表示压强变化，那么Y曲线应该表示氧气浓度变化，由图像可知反应后氧气浓度不为零，选项说法错误，符合题意，故选D。
17．氮气 ABC abc 物理变化 AC 酒精灯 长颈漏斗 磨砂面
【详解】
Ⅰ（1）焊接金属时常用作保护气的是氮气，因为氮气的化学性质不活泼，常用作保护气；
臭氧、一氧化碳、PM2.5都是空气污染物， 二氧化碳属于空气的成分之一，不属于空气污染物，故选ABC。
（2）a、推广使用新能源，可以减少污染物的排放，有利于改善空气质量，符合题意；
b、加强企业排污管理，可以减少污染物的排放，有利于改善空气质量，符合题意；
c、雾霾多发天气，实行私家车限号出行，减少汽车尾气的排放，有利于改善空气质量，符合题意。
故选abc。
（3）①利用分子筛吸附氮气和氧气能力的差异将二者进行分离，无新物质生成，属于物理变化，故分子筛中发生的变化是物理变化；
②A、稀有气体是空气的成分之一，且稀有气体不能被除去，故变压吸附法制取的氧气中含有稀有气体，符合题意；
B、空气中含有二氧化碳，但是二氧化碳能被氧化铝除去，故变压吸附法制取的氧气中不含有二氧化碳，不符合题意；
C、在吸附塔中，通过加压与减压交替循环，故分子筛对氮气的吸附能力与吸附塔内气体压强有关，符合题意。
故选AC。
Ⅱ（4）a是酒精灯，b是分液漏斗，用C收集气体完毕，用玻璃片的磨砂面盖住集气瓶口，以保证装置的气密性良好。
18．烧杯 集气瓶中气体减少，压强减小，导致烧杯中的水进入集气瓶 21 % 氮气与镁条反应而减少 -3价 镁 + 氮气 氮化镁 化合反应 将镁条换成红磷
【详解】
（1）如图A仪器的名称是烧杯，冷却后打开止水夹，水能进入集气瓶的原因是镁燃烧消耗集气瓶内的氧气，使瓶内气体减少，压强变小，小于外界大气压，在压力的作用下烧杯中的水到流入集气瓶内；
（2）氧气约占空气体积的21%，如果镁条只和空气中的氧气反应，则进入集气瓶中水的体积最多不超过其容积的21%；
[假设二]
点燃条件下，氮气与镁反应而减少；
[查阅资料]
化合物中元素的化合价代数和为零，镁元素显+2价，氮化镁中氮元素的化合价为-3价；该反应的文字表达式：镁 + 氮气 氮化镁，属于由两种或两种以上的物质生成一种物质的化合反应；
（3）测定空气中氧气含量的原理是，利用物质与空气中的氧气反应，又不生成气体，使瓶内气体减少，压强变小，水倒流入集气瓶内，倒流的水的体积就等于瓶内氧气的体积。改进能使该实验成功的方法是将镁条换成红磷，因为磷能与空气中的氧气反应生成固体五氧化二磷，且只与氧气反应。
19．D 燃烧，产生大量白烟 升到1刻度处 氧气约占空气总体积的1/5 难溶于水 不燃烧也不支持燃烧 氧气 8 1/5
【详解】
本题考查了使用几种不同装置用白磷的燃烧测定空气组成的实验原理、操作、现象和结论等，解题的关键是掌握燃烧法测定空气成分实验的原理。
（1）A、集气瓶中加入少量水的作用一是可以使集气瓶快速冷却，二是要防止瓶底炸裂，正确；B、红磷足量，能把氧气全部耗尽，而红磷量不足，瓶内氧气不能耗尽，使结果小于五分之一，正确；C、实验时，点燃的红磷要立即伸入集气瓶中，并塞紧橡皮塞，若不能立即塞紧会使结果偏大，正确；D、红磷燃烧的现象应是大量的白烟，不是白雾，错误。故选D。
（2）①闭合电源开关，电阻丝温度升高，引燃白磷，可观察到白磷燃烧，产生大量的白烟；
②装置冷却到室温时，容器内氧气被消耗，压强减小，可观察到U型管内左侧液面上升，约升到1刻度处；
③水升高的体积等于被消耗氧气的体积，通过这个实验得出的结论是氧气约占空气气体体积的1/5；
④此实验可推知反应后剩余气体的两点性质是：难溶于水、不燃烧也不支持燃烧。
（3）实验目的：该实验利用空气中的氧气能与磷反应，氮气等其它物质不能与氧气反应，或因为量较少而忽略不计，因此通过测定消耗氧气的体积，从而确定氧气在空气中的体积分数；
实验现象：装置内气体共10mL，消耗掉2mL氧气后，气体剩余8mL．所以最终停止了刻度“8”处；
实验结论：由玻璃管上的刻度可以确定：空气的成分按体积分数计算，氧气约占1/5。
20．
（1） 解：根据进入水的体积等于容器中空气中的氧气的体积，有：
该实验测得氧气体积分数＝
答：该实验测得氧气体积分数为16.7% 白磷的量不足
（2）解：完成此实验消耗氧气体积=（0.7L-0.1L）×20%=0.12L；
完成此实验消耗氧气质量
答：完成此实验消耗氧气质量为0.17g。
【分析】
（1）
该实验测得氧气体积分数16.7%，导致结果偏小的原因可能是红磷的量不足，装置漏气，未冷却至室温就打开止水夹等都会导致结果偏小，故填：16.7%，白磷的量不足；
（2）
见答案（2）
21．（1）
【分析】
（1）
酥饼在空气中变软，说明空气中含有水蒸气，故填：水蒸气。
（2）
为防止切开的水果被空气中的氧气缓慢氧化，可用保鲜膜密封，目的是隔绝空气或氧气，故填：氧气或空气。
（3）
目前计入空气污染指数指数项目的主要包括SO2、CO、NO2、臭氧、可吸入颗粒物等，氮气、二氧化碳属于空气的成分，不属于污染物，故选：BD。
22．
（1）
（2） 16% 红磷不足，装置漏气，没有冷却至室温就打开弹簧夹等
（3） 更环保或结果更准确等 AB
（4） 氧气浓度 氧气减少压强减小，温度升高压强增大，温度升高导致压强增大大于氧气减少导致的压强减小
【分析】
（1）
红磷燃烧生成五氧化二磷，反应的符合表达式为：；
（2）
该实验测得空气中氧气的体积分数为：；小明分析，该实验结果偏小原因可能是：红磷不足（未能完全消耗氧气），装置漏气（有空气进入装置导致进入水的体积偏少），没有冷却至室温就打开弹簧夹（气体膨胀进入水的体积偏少）等；
（3）
与图一实验相比，图三实验的优点是：防止了燃烧匙伸入集气瓶中时导致的部分气体受热膨胀逸出，实验结果更准确，同时防止了反应生成的五氧化二磷扩散到空气中污染环境；
图三实验中，为了使氧气反应更充分，实验中采取的措施合理的是：A.铜粉平铺在玻璃管中，以增大反应物接触面积，使反应更充分，正确；
B. 反复推拉注射器的活塞，使反应物充分接触，反应更充分，正确；
C. 增加铜粉的质量不能使反应更充分，错误，故选：AB；
（4）
①其中Y曲线表示的是氧气浓度，这是因为随着反应进行，氧气浓度减小，符合Y曲线；
②图三中BC段压强变化的原因是：氧气减少压强减小，温度升高压强增大，温度升高导致压强增大大于氧气减少导致的压强减小。