2.1空气小节练习-2021-2022学年九年级化学京改版（2013）上册（word版 含解析）

2.1空气
一、选择题（共16题）
1．以下燃料中属于纯净物的是
A．氢气 B．天然气 C．液化气 D．煤气
2．下列物质是纯净物的是（ ）
A．洁净空气 B．化石燃料 C．果汁饮料 D．冰水混合物
3．温室效应加剧导致全球变暖，下列气体不会产生温室效应的是
A．二氧化碳 B．二氧化硫 C．臭氧 D．甲烷
4．下列物质中，属于混合物的是
A．氢气 B．冰水 C．空气 D．镁
5．“新型肺炎”患者，其主要表现为肺部纤维化，呼吸功能受阻，此时可用于医疗急救的气体是
A．氮气 B．氧气 C．稀有气体 D．二氧化碳
6．“人造空气”帮助人类实现了“太空漫步”的梦想，其中含有70%的氮气、20%以上的氧气、还有二氧化碳等。下列说法正确的是
A．“人造空气”中氮气的含量比空气中的氮气含量低
B．可以利用燃烧铁丝的方法，测定“人造空气”中氧气的含量
C．燃着的蜡烛在“人造空气”中会熄灭
D．“人造空气”若只含有氧气会更有益于人的呼吸
7．下列可使放置在空气中的饼干变软的物质是（ ）
A．氧气 B．水蒸气 C．氮气 D．二氧化碳
8．生活离不开化学。下列说法中不正确的是
A．因为氢气有可燃性，可以用作燃料
B．单质中只含有一种元素，所以只含有一种元素的物质一定是单质
C．用过滤除去水中的不溶性固体杂质
D．生活中常接触到的“高钙牛奶”中的“钙”指的是钙元素
9．空气中含量较多且可以作保护气的是
A．氮气 B．氧气 C．二氧化碳 D．稀有气体
10．生活中常见的下列物质中，属于纯净物的是
A．牛奶 B．可乐饮料 C．啤酒 D．蒸馏水
11．在测定空气里氧气的含量实验时，连接好装置并检查不漏气后再进行后续操作，下列说法正确的是
A．所用红磷要过量
B．点燃红磷后应缓慢把燃烧匙伸入瓶内并塞紧橡皮塞
C．实验中可用木炭代替红磷
D．红磷燃烧时，要打开止水夹，以免造成橡皮塞从瓶口喷出
12．汽车安全气囊为一次性产品。一旦汽车发生了强烈的碰撞，安全气囊就会瞬间“蹦”出来，即瞬间生成一种空气中体积分数最大的气体。这种气体是（　　）
A．氧气 B．稀有气体 C．二氧化碳 D．氮气
13．下列物质属于纯净物的是（ ）
A．冰水 B．自来水 C．海水 D．石灰水
14．下列各种“水”中，属于纯净物的是
A．苏打水
B．蒸馏水
C．汽水
D．矿泉水
15．下列关于空气的说法正确的是（　　）
A．空气中含有很多物质，其中只有氧气和氮气是有用的
B．空气主要提供人们呼吸，而在工农业生产上用途不大
C．把空气中的其他成分都分离出去，只留氧气，更有益于人类的发展
D．空气中的各种成分作为原料广泛用于化工生产、运输、电光源等领域
16．下列现象的产生，与空气中的水蒸气无关的是
A．酥脆的饼干放置在空气中变软
B．从冰箱里取出的雪糕冒“白气”
C．冬季的早晨看到窗户的玻璃上有“冰花”
D．久置的澄清石灰水变浑浊
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．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________。
19．空气是人类赖以生存的宝贵资源，空气成分的发现其实经历了很长时间的研究。
（1）空气成分的测定：
① 在二百多年前，科学家用定量的方法研究了空气的成分（如下图），该实验中选择使用汞的优点有___（多选）。
A 实验过程中没有污染
B 在汞槽中起到液封作用
C 生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气
D．能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽
②现在我们可以利用图甲装置测定空气中氧气的含量并结合现代传感器技术，测得过程中容器内气体压强、温度、氧气浓度的变化趋势如图乙所示。
Ⅰ.图甲中红磷燃烧的现象是_________，反应的文字表达式为_________，t2时打开止水夹，最终集气瓶中水平面大约上升至刻度_____处。若用甲装置测得的结果偏小，原因可能是________。（写一点即可）
Ⅱ.结合乙图曲线，解释AB段气体压强变化的原因是__________。
（2）空气的保护
① 图丙是某地PM2.5来源分布图。下列措施对减少PM2.5效果最不明显的是_____。
A 减少汽车的数量
B 用风能与太阳能发电替代燃煤发电
C 减少工业生产中二氧化碳的排放
② 除了上述PM2.5外，下列也属于空气污染物的是___________。
A 二氧化碳 B 一氧化碳 C 二氧化硫 D PM10
（3）实验反思与再探究：为了更精确地测定空气中氧气的体积分数，某小组设计了如图所示装置，其中注射器容积50ml，试管中空气体积100ml，红磷足量。（说明：导管中的空气忽略不计，夹持装置已省略，装置气密性良好
① 实验前，注射器活塞在amL刻度处，a的最小合理值是________（填字母序号）。
A 17 B 19 C 22
② 使用该装置正确操作，可能仍会产生的安全问题是___________，某同学认为去掉止水夹可解决此问题且也能达成实验目的，理由是__________。
③ 若实验中橡皮管上无止水夹，实验过程中注射器活塞的运动情况是____________。
20．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两套实验装置，请结合图示回答下列问题。
（1）由图1实验可推知反应后剩余气体的物理性质 _______；化学性质 _______。
（2）图2装置的玻璃管中空气体积为25mL，反应前注射器活塞位于10mL刻度处，反应完毕后，注射器活塞位于3mL刻度处（反应前后气球都是瘪的），则该实验测得空气中氧气的体积分数为 _______。该实验结果与理论值有差异的可能原因是 _______、_______（任答2点）。
（3）结合你的学习经验，若要寻找红磷或铜粉的替代物，用图1或图2装置测定空气中氧气的体积分数，该替代物应满足的条件是 _______。
（4）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和图4所示，依据图3、图4信息，_______（选填“实验1”或“实验2”）的测定方法更准确。图2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）。
①铜粉平铺在玻璃管中
②反复推拉注射器的活塞
③减少加热时间节省燃料
（拓展延伸）
（5）实验结束后，小明认为：只要有氧气存在，红磷的温度达到着火点时就能燃烧。请分析该结论是否正确，并说明理由 _______。
21．空气是一种重要的资源，人类的生产生活离不开空气，对于空气的研究人类从未停止。
研究一：从空气中获得氮气（N2），并进行氨气的合成。氨气（NH3）是一种重要的化学物质，可用于制造硝酸和氮肥。工业合成氨气的流程如下图1所示，在铁触媒作用下，用体积比为 1:3 的氮气（N2）和氢气（H2）合成氨气，当容器中氨气的含量不再发生变化时（平衡时），测得氨气的含量分别与温度和压强的关系如图2所示。
（1）工业上可用________的方法从空气中获得合成氨气的原料——氮气，该方法是利用空气中各成分________的不同将空气成分进行分离。
A．熔点 B．沸点 C．密度
（2）该反应过程中可以循环利用的物质有________。
（3）按下列条件进行合成氨气反应，平衡时氨气的含量最高的是 （填字母）。
A．200大气压、300℃
B．200大气压、500℃
C．400大气压、300℃
D．400大气压、500℃
研究二：三个实验小组同学分别利用不同的方法测定空气中氧气的含量：
A组实验：利用红磷燃烧测定空气中氧气含量
图3是利用气压传感器测定红磷燃烧时集气瓶内气压变化的实验装置；
图4是集气瓶内气压的变化情况。
（4）点燃燃烧匙内的红磷后，立即伸入集气瓶中并把橡皮塞塞紧。待红磷熄灭并冷却后，打开止水夹。下列有关图4的分析不正确的是_____。
A．BC段气压增大的主要原因是燃烧放热
B．CD段气压减小的主要原因是集气瓶内氧气不断被消耗且瓶内温度逐渐冷却
C．DE段气压增大的主要原因是烧杯中的水进入集气瓶
D．若用木炭代替红磷完成此实验，集气瓶内气压变化趋势与图4基本一致
（5）经多次实验发现，当反应停止并恢复至室温，用氧气浓度传感器测得集气瓶内始终有 8%左右的氧气残留，但实际实验中倒吸入瓶内的水的体积能达到理论值（五分之一）其可能的操作原因是________。
B组实验：加热铜粉测定空气中氧气含量
图5是铜粉与氧气加热后生成氧化铜实验装置
（6）实验的主要实验步骤如下：
①组装装置，检查装置的气密性；
②向试管中加入足量的铜粉，铜粉要足量的原因是________；
③点燃酒精灯，不停地抽拉注射器的活塞，充分反应后停止加热。试管中发生的反应文字表达式为________。
（7）实验开始时，若注射器活塞前沿停在35mL的刻度线上，实验结束并等到具支试管冷却后观察，活塞前沿约停在________mL的刻度线上。若实验过程中没有不断推拉注射器，则可能导致测定的氧气的体积分数________（填“偏大”、“偏小”、“不变”）。
（8）装置中小气球的作用是________。
C组实验：用铁生锈原理测定空气中氧气含量
图6 是利用铁粉生锈消耗空气中的氧气和水，测定空气中氧气含量实验，实验数据如下表：
（9）根据表中数据，计算实验测得的空气中氧气的体积分数是________（计算结果精确到 0.1%），相比较 A 组实验，该方法测定结果更精确。
测量项目 实验前烧杯中水的体积 实验后烧杯中剩余水的体积 实验后集气瓶（扣除内容物）和导管的容积
体积/mL 80.0 49.0 150.0
（10）C组学生观察B组学生实验后，想利用铜粉生锈来进行空气中氧气的含量测定，那么请你预测， 用此法测定的氧气含量会________（“偏大”或“偏小”或“接近理论值”）。（ 提示：铜+氧气+二氧化碳+水→碱式碳酸铜）
22．空气是宝贵的自然资源，下图是以空气等为原料合成尿素 CO（NH2）2的流程。请回答下列问题:
（1）X气体是_____(填名称)，空气中稀有气体的体积分数为_____，在此实验中忽略不计；
（2）分离液态空气时，先逸出的是 X 气体，说明 X 气体的沸点比氧气______(填“高"或低)；
（3）某化学小组利用以下装置测定了空气中氧气的体积分数。
(实验操作)实验前要先检查装置的气密性:体积为 VmL 的集气瓶里装 V1 mL 的水，在酒精灯火焰上把玻璃棒下端加热后伸入集气瓶并塞紧橡皮塞，迅速用力将玻璃棒按下与白磷接触，白磷燃烧，反应过程中集气瓶内液面的变化是______；停止燃烧后，稍振荡，完全冷却后，量出集气瓶中水的体积为 V2 mL。
(实验反思)实验完毕，测得的氧气体积分数偏小，可能的原因是______。
A．集气瓶底部的水占了一部分体积
B．白磷过少
C．实验前集气瓶中导管没浸在液面以下
D．装置漏气
参考答案
1．A
【解析】
试题分析：由一种物质组成的物质属于纯净物，由多种物质组成的物质属于混合物二者的本质区别是是否由一种物质组成；A．氢气是一种物质组成的纯净物； B．天然气的主要成分为甲烷，为混合物；C．液化气是有多种物质组成的混合物；D．煤气是由多种成分组成的，属于混合物；故选择A
2．D
【详解】
A、洁净空气中含有氧气、氮气、二氧化碳等物质，属于混合物，故A错；
B、化石燃料中含有石油、煤、天然气，属于混合物，故B错；
C、果汁饮料含有维生素、水等物质，属于混合物，故C错；
D、冰水混合物是由水一种物质组成，属于纯净物，故D正确。
故选D。
3．B
【详解】
能产生温室效应的气体除二氧化碳外，还有臭氧、甲烷、氟氯代烷（或氟利昂）等，不包括二氧化硫。
故选：B。
4．C
【详解】
A、氢气是由一种物质组成的，是纯净物，错误；
B、冰和水都是由水组成的，只是状态不同，故是纯净物，错误；
C、空气是由氮气、氧气等气体混合而成的，是混合物，正确；
D、镁是由一种物质组成，是纯净物，错误。故选C 。
5．B
【详解】
呼吸功能受阻，此时可用于医疗急救的气体是氧气，因为氧气能供给呼吸。故选B。
6．A
【解析】
试题分析：根据空气的组成可知，A．“人造空气”中氮气的含量比空气中的氮气含量低，是正确的叙述； B．可以利用燃烧铁丝的方法，测定“人造空气”中氧气的含量，是错误的叙述，铁丝在空气中不燃烧； C． 燃着的蜡烛在“人造空气”中会熄灭，是错误的叙述，“人造空气”能支持呼吸就能支持燃烧； D．“人造空气”若只含有氧气会更有益于人的呼吸，是错误的叙述，吸入纯氧气不易于人体健康；故答案选择A
7．B
【详解】
放置在空气中的饼干变软的主要原因是与空气中的水蒸气作用的结果，故选：B。
8．B
【解析】
试题分析：氢气有可燃烧，放出大量热，可以用作燃料，A正确；单质中只含有一种元素的纯净物，只含有一种元素的物质可能是单质，也可能是同种元素组成的混合物，B错误；过滤常用于除掉水中的难溶性固体杂质，C错误；生活中常接触到的“高钙牛奶”中的“钙”指的是钙元素，D正确。
9．A
【详解】
A、空气中含量最多的气体是氮气，约占空气体积分数的78%，氮气化学性质稳定，可作保护气，符合题意；
B、空气中氧气含量较多，约占空气体积分数的21%，但是氧气具有氧化性，不能作保护气，不符合题意；
C、空气中二氧化碳的含量较少，约占空气体积的0.03%，不符合题意；
D、稀有气体化学性质稳定，可作保护气，但是空气中稀有气体含量较少，约占空气体积的0.94%，不符合题意。
故选A。
10．D
【详解】
A、牛奶含有水分子、蛋白质分子等多种物质分子，属于混合物；故选项错误；
B、可乐饮料中含有水分子、蔗糖分子、碳酸分子等多种物质分子，属于混合物；故选项错误；
C、啤酒中含有水分子、乙醇分子等多种物质分子，属于混合物；故选项错误；
D、蒸馏水中只含有水分子，属于纯净物；故选项正确；
故选：D。
11．A
【详解】
A、所用红磷要过量，这样才能将装置内氧气完全耗尽，符合题意；
B、点燃红磷后，为了防止集气瓶内的空气逸出，应迅速把燃烧匙伸入瓶内并塞紧橡皮塞，不符合题意；
C、实验中不可用木炭代替红磷，因为木炭燃烧生成二氧化碳，二氧化碳是气体，冷却至室温后，压强变化不大，烧杯中的水无法进入集气瓶，无法测定空气中氧气的含量，不符合题意；
D、红磷燃烧时，要关闭止水夹，否则红磷燃烧，放出热量，气体受热膨胀，压强增大，集气瓶内气体会逸出，造成误差，不符合题意。
故选A。
12．D
【详解】
空气中各成分的体积分数分别是：氮气大约占空气体积的78%、氧气大约占空气体积的21%、稀有气体大约占空气体积的0.94%、二氧化碳大约占空气体积的0.03%、水蒸气和其它气体和杂质大约占0.03%；一旦汽车发生了强烈的碰撞，安全气囊就会瞬间“蹦”出来，即瞬间生成一种空气中体积分数最大的气体，这种气体是氮气，故选D。
13．A
【详解】
冰水是由一种物质所组成的属于纯净物；在自来水、海水、石灰水中都含有一些可溶性的物质等，属于混合物；
故选A。
14．B
【详解】
A、苏打水中有苏打、水等，属于混合物；故选项错误；
B、蒸馏水是一种物质，属于纯净物；故选项正确；
C、汽水中有碳酸、水等，属于混合物；故选项错误；
D、矿泉水中有矿物质和水，属于混合物；故选项错误；
故选：B。
15．D
【详解】
A、空气中的氮气是制造硝酸和氮肥的重要原料、稀有气体可制成多种用途的电光源、二氧化碳是植物光合作用不可缺少的物质，故错误；
B、空气中的各种成分作为原料广泛用于生成化肥、化工产品、炼钢、石油加工、运输、电光源等领域，故错误；
C、空气中的二氧化碳是植物光合作用不可缺少的物质，没有二氧化碳植物将无法生长，故错误；
D、空气中的各种成分作为原料广泛用于化工生产、运输、电光源等领域。
故选D。
16．D
【详解】
A、酥脆的饼干放置在空气中变软，是因为饼干吸收了空气中的水蒸气；故错误；
B、从冰箱里取出的雪糕冒“白气”，是因为空气中的水蒸气遇到雪糕时冷凝的原因，与水蒸气有关；故错误；
C、冬季的早晨看到窗户的玻璃上有“冰花”是由空气中的水蒸气遇冷凝结而成的，与水蒸气有关；故错误；
D、久置的澄清石灰水变浑浊，是因为吸收空气中的二氧化碳的缘故，与水蒸气无关；故正确；
故答案为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．
（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。
19．BCD 产生大量白烟 磷+氧气五氧化二磷 1 红磷不足 燃烧放热使气体膨胀，压强变大 C BCD C 试管炸裂或橡皮塞被弹开 装置仍密闭且注射器有缓冲压强的作用 先向右后向左
【详解】
（1）① A 实验过程中使用了汞，有污染。错误。
B 汞在汞槽中起到液封作用，防止气体逸出或进入。正确。
C 汞和氧气反应生成氧化汞，氧化汞加热分解又能得到汞和氧气。正确。
D汞能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽。正确。
故选BCD。
②Ⅰ.红磷燃烧的现象是产生大量白烟。反应的文字表达式为磷+氧气 五氧化二磷。
因为空气中氧气含量约占空气总体积的1/5，最终被消耗。所以最终集气瓶中水平面大约上升集气瓶空气总体积的1/5，液面至刻度1处。
测得的结果偏小，可能的原因是：红磷不足，装置漏气，未冷却到室温就打开弹簧夹等。
Ⅱ因为燃烧放热，气体膨胀，压强变大。所以开始时，气体压强会升高。
（2）① A 减少汽车的数量可减少尾气排放，可减少PM2.5。
B 用风能与太阳能发电替代燃煤发电，可减少煤的燃烧，可减少PM2.5。
C 减少工业生产中二氧化碳的排放，能改善温室效应，但不能减少PM2.5。
故填C。
②A 二氧化碳不属于空气污染。
B 一氧化碳属于空气污染物。
C 二氧化硫属于空气污染物。
D PM10属于空气污染物。
故选BCD
（3）①因为该实验消耗氧气，氧气约占空气体积的1/5。所以a应大于试管容积的1/5。所以最小体积a应满足100mL×=20mL。故选C。
② 因为红磷燃烧会放热，开始试管内的空气会膨胀，可能导致试管炸裂或橡皮塞被弹开。
去掉止水夹，装置仍密闭且注射器有缓冲压强的作用，所以去掉止水夹可解决此问题且也能达成实验目的。
③ 开始红磷燃烧放热，试管内气压变大，所以开始注射器活塞向右运动。后空气被消耗，试管内气压变小，活塞向左运动。故填：先向右后向左。
20．
（1） 难溶于水 不能燃烧，不支持燃烧
（2） 20% 铜粉不足 装置漏气
（3）只和氧气反应，生成物是固体
（4） 实验2 ①②
（5）不正确，当空气中氧气含量低于约8.6%时，红磷不能燃烧
【分析】
（1）
由图1实验可推知反应后剩余气体的物理性质是难溶于水；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。
（2）
该实验测得空气中氧气的体积分数为：=20%；该实验结果与理论值有差异的可能原因是铜粉不足、装置漏气。故答案为：20%；铜粉不足；装置漏气。
（3）
用图1或图2装置测定空气中氧气的体积分数，该替代物应满足的条件是只和氧气反应，生成物是固体。
（4）
依据图3、图4信息，实验2的测定方法更准确，是因为该实验消耗氧气更彻底；图2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铜粉平铺在玻璃管中、反复推拉注射器的活塞。故答案为：实验2；①②。
（5）
不正确，当空气中氧气含量低于约8.6%时，红磷不能燃烧。故答案为：不正确，当空气中氧气含量低于约8.6%时，红磷不能燃烧。
【点睛】
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。
21．
（1） 分离空气 B
（2）氮气和氢气
（3）C
（4）D
（5）点燃红磷后没有迅速伸入集气瓶中，或止水夹没有夹紧
（6） 消耗尽装置中的氧气 铜+氧气氧化铜
（7） 8 偏小
（8）防止装置内压强骤增，冲开橡皮塞，导致实验失败
（9）20.7%
（10）偏小
【分析】
（1）
空气中含有较多的氮气，工业上可以采用分离空气的方法从空气中获得合成氨气的原料——氮气，故填分离空气；
空气中各气体的沸点不同，所以将空气加压、降温转化为液态，再将液态空气逐渐升温，分别达到各气体的沸点，使其逐次蒸发出来，从而将各气体从空气中分离，故填B。
（2）
由图可知，从合成塔中导出的气体中除含有氨气外，还含有氮气和氢气，可将其中的氮气和氢气分离出来重新倒入合成塔中合成氨气，即流程中能够循环使用的气体是氮气和氢气，故填氮气和氢气。
（3）
由图可知，压强越大、温度越低，氨气的含量越大，几种条件进行合成氨气反应，平衡时氨气的含量最高的是400大气压、300℃，故填C。
（4）
A BC段气压增大的主要原因是红磷燃烧放热，装置中的气体受热膨胀，导致装置中的压强增大，选项正确；
B CD段气压减小的主要原因是集气瓶内氧气不断被消耗且瓶内温度逐渐冷却，气体遇冷收缩，使得装置中的压强减小，选项正确；
C DE段气压增大的主要原因是打开止水夹，烧杯中的水进入集气瓶，瓶中的气体被压缩，装置中的压强增大，恢复为实验前的压强，选项正确；
D 若用木炭代替红磷完成此实验，木炭与装置中的氧气反应生成二氧化碳气体，装置中的气体体积在燃烧前后的变化不大，则集气瓶内气压变化趋势与图4基本不一致，选项错误，故填D。
（5）
集气瓶内始终有 8%左右的氧气残留，但实际实验中倒吸入瓶内的水的体积能达到理论值，说明实验中装置中的部分气体逸散到装置外，产生这种现象的原因是点燃红磷后没有迅速伸入集气瓶中，或止水夹没有夹紧，装置中的气体受热膨胀逸散到装置外，故填点燃红磷后没有迅速伸入集气瓶中，或止水夹没有夹紧。
（6）
②向试管中加入足量的铜粉，铜粉要足量的原因是消耗尽装置中的氧气，使实验结果更准确，故填消耗尽装置中的氧气；
③由图可知，试管中发生的反应是铜和装置中的氧气在加热的条件下反应生成氧化铜，故反应的文字表达式写为：铜+氧气氧化铜。
（7）
装置中空气的体积=100mL+35mL=135mL，氧气约占空气体积的1/5，其中氧气的体积=135mL×1/5=27mL，实验结束并等到具支试管冷却后观察，活塞前沿约停在的刻度=35 27=8，故填8；
实验过程中没有不断推拉注射器，装置中的空气没有流动，铜粉附近的氧气参加反应，远处的氧气没有反应，即装置中由氧气剩余，则可能导致测定的氧气的体积分数偏小，故填偏小。
（8）
装置中小气球能够随装置中的气体膨胀而变大，防止装置内压强骤增，冲开橡皮塞，导致实验失败，故填防止装置内压强骤增，冲开橡皮塞，导致实验失败。
（9）
实验前后烧杯中的水的体积差就是进入集气瓶中的水的体积，也是集气瓶中的空气中的氧气的体积，即氧气的体积=80mL 49mL=31mL，集气瓶（扣除内容物）和导管的容积和就是空气的体积，则该实验测得的空气中氧气的体积分数=×100%≈20.7%，故填20.7%。
（10）
铜粉生锈的化学方程式为：2Cu+O2+CO2+H2O=Cu2(OH)2CO3，反应中氧气与二氧化碳的分子数目比为1：1，而空气中二氧化碳的体积分数为0.03%，实验后氧气会有大量剩余，则用此法测定的氧气含量会偏小，故填偏小。
22．
（1） 氮气 0.94%
（2）低
（3） 先下降后升高 BD
【分析】
（1）
空气主要成分是氧气和氮气，X后有含有氮元素的产品，所以X是氮气。空气中稀有气体的体积分数为0.94%。
（2）
分离液态空气时，沸点低的先逸出，所以 X 气体的沸点比氧气低。
（3）
燃烧放热，气体膨胀，液面下降。消耗氧气，气体减小，气压变小，液面上升，所以反应过程中集气瓶内液面的变化是先下降后升高。
实验完毕，测得的氧气体积分数偏小，可能的原因是白磷过少不足以将氧气消耗完。装置漏气进入水的过程中有空气进入，导致进入的水的体积偏小。未等冷却到室温就读取体积，进入的水偏少。故选BD。