2.1多组分的空气-2021-2022学年九年级化学仁爱版上册（word版 含解析）

2.1多组分的空气
一、选择题（共16题）
1．下列物质中，属于纯净物的是（　　）
A．稀有气体 B．海水 C．大理石 D．蒸馏水
2．下列物质属于纯净物的是
A．空气 B．生铁 C．硬水 D．氧气
3．空气是一种宝贵的资源，空气成分按体积计算，占21%的气体是 （ ）
A．氧气 B．稀有气体 C．氮气 D．二氧化碳
4．下列物质属于混合物的是
A．洁净的空气 B．冰水混合物 C．二氧化锰 D．酒精
5．下列各组物质中，属于纯净物的是
A．冰水混合物 B．空气 C．生理盐水 D．雪碧饮料
6．下列物质属于纯净物的是
A．酒精 B．不锈钢 C．矿泉水 D．加碘盐
7．下列物质中，属于纯净物的是
A．自来水 B．干冰 C．石灰石 D．煤气
8．下列属于纯净物的是（ ）
A．液态氧 B．矿泉水 C．鲜牛奶 D．食用醋
9．下列属于纯净物的是（ ）
A．冰水混合物 B．大理石 C．加碘食盐 D．食醋
10．下列物质属于混合物的是
A．自来水 B．水 C．五氧化二磷 D．高锰酸钾
11．金是一种贵重金属，一直以来都充当着货币的作用（部分信息如图所示）。下列说法错误的是
A．该元素的相对原子质量为197.0g
B．该元素的原子序数为79
C．该元素的核外电子数为79
D．汞和金都属于金属元素
12．下列物质的用途是由它的物理性质决定的是
A．食品包装时充氮气以防腐
B．氧气用于动植物呼吸、医疗急救、金属切割
C．液氮可使超导材料显示超导性能
D．稀有气体可以用作焊接金属时的保护气
13．下列属于纯净物的是（　　）
A．铁矿石 B．干冰 C．矿泉水 D．雪碧
14．下列物质的用途中，利用其化学性质的是
A．用氢气作燃料 B．用铜制导线
C．用液氮作制冷剂 D．用钨制灯丝
15．如图所示是测定空气中氧气含量的装置及药品。为获得准确实验数据，下列做法不正确的是（ ）
A．燃烧匙中的红磷必须足量
B．点燃红磷后迅速将燃烧匙伸入集气瓶中，立即塞紧橡皮塞
C．红磷熄灭，集气瓶未冷却至室温就打开弹簧夹
D．红磷在集气瓶内燃烧时，弹簧夹必须夹紧
16．二百多年前，法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。如图是某化学兴趣小组的同学在验证空气中氧气的含量。下列叙述不正确的是
A．实验前需要检查装置的气密性
B．白磷的作用是消耗试管中的氧气
C．白磷熄灭、试管冷却后再打开止水夹
D．最终试管内的液面降至40ml刻度线处
二、综合题（共5题）
17．某实验小组用下图所示装置测定空气中氧气的含量。
（1）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
（2）能证明空气中氧气含量的现象是______。
18．如图1所示是某同学测定空气中氧气含量的装置。
（1）加热时，若未不断缓慢推动注射器的活塞，实验测得空气中氧气的含量将___________（填“偏大”或“偏小”），原因可能是___________（写出一条合理答案即可）。
（2）该过程中观察到玻璃管中的现象___________，写出反应的文字表达式___________，属于___________反应（填基本反应类型）。
（3）另一同学利用如图2装置验证了空气中氧气的含量。下列叙述不正确的是（____）
A实验前需检查装置气密性
B白磷的作用是消耗试管中的氧气
C白磷熄灭、试管冷却后再打开止水夹
D最终量筒中液面约降至40mL刻度线处
19．某化学小组测定空气中氧气的体积分数。
（1）根据如图回答问题。
①红磷燃烧的文字表达式为_______________________。
②红磷燃烧时的现象是___________________________，冷却到室温打开止水夹后，观察到的现象是烧杯中的水_______________。
③冷却至室温后打开止水夹，发生上述现象的原因是______________。
④实验结论：___________________________________________
（2）用四硫化钠(Na2S4)固体可替代红磷测定空气中氧气的体积分数。反应原理为:2Na2S4+O2+2H2O ＝＝ 8S↓+4NaOH（氢氧化钠）。小资料：四硫化钠(Na2S4)与氧气、水反应生成难溶于水的固体硫（S）和易溶于水的氢氧化钠。
（实验过程）
①取足量的四硫化钠固体加入试管中，再加入适量的水，迅速塞紧橡胶塞，充分振荡。测量液面至橡胶塞下沿的距离，记录数据h1(如图1所示)。
②将该试管插入水中(如图2所示)，拔下橡胶塞，观察到_____________，塞紧橡胶塞。将试管取出，倒转过来，测量液面至橡胶塞下沿的距离，记录数据h2。理论上h2∶h1=______。
20．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____________。
21．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 _______。
参考答案
1．D
【详解】
A、稀有气体中含有氦气、氖气等物质，属于混合物，故选项错误；
B、海水中有氯化钠、氯化镁等，属于混合物，故选项错误；
C、大理石中有碳酸钙和杂质，属于混合物，故选项错误；
D、蒸馏水是一种物质，属于纯净物，故选项正确。
故选D。
2．D
【详解】
A、空气中有氧气、氮气等物质，属于混合物，故选项错误；B、生铁中有铁、碳等，属于混合物，故选项错误；C、硬水中有可溶性杂质和不溶性杂质，属于混合物，故选项错误；D、氧气是一种物质，属于纯净物，故选项正确。故选D。
3．A
【详解】
空气是一种宝贵的资源，空气成分按体积计算，占21%的气体是氧气，故选A。
4．A
【详解】
A、洁净的空气中含有氮气、氧气等多种物质，属于混合物，符合题意；
B、冰水混合物中是水的固体和液体混合，只有水一种物质，为纯净物，不符合题意；
C、二氧化锰是由一种物质组成的，属于纯净物， 不符合题意；
D、酒精是乙醇的俗称，属于纯净物，不符合题意。
故选A。
5．A
【详解】
纯净物是由一种物质组成的；混合物是由两种或两种以上物质组成的。A、冰和水是同种物质的不同种状态，属纯净物；B、空气是由氮气、氧气等气体组成的，属于混合物；C、生理盐水是0.9%的氯化钠溶液，属混合物；D、雪碧饮料中含有水、糖类等物质，属混合物。故选A。
6．A
【详解】
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。酒精由同种物质组成，属于纯净物，此选项符合题意；
B. 不锈钢由不同种物质组成，属于混合物，此选项不符合题意；
C. 矿泉水由不同种物质组成，属于混合物，此选项不符合题意；
D. 加碘盐由不同种物质组成，属于混合物，此选项不符合题意。故选A。
7．B
【详解】
A、自来水中有可溶性杂质和不溶性杂质，属于混合物，故选项错误；
B、干冰是二氧化碳的固体，属于纯净物，故选项正确；
C、石灰石含有碳酸钙和杂质，属于混合物，故选项错误；
D、煤气含有一氧化碳和杂质，属于混合物，故选项错误；
故选：B。
8．A
【详解】
A、液态氧是由氧元素组成的单质，属于纯净物，符合题意；
B、矿泉水中除了水还含有其它离子等，属于混合物，不符合题意；
C、鲜牛奶中含有水和牛奶等，属于混合物，不符合题意；
D、食用醋中含有水和乙酸等，属于混合物，不符合题意。
故选A。
9．A
【详解】
纯净物由一种物质组成，混合物由不同种物质组成。A. 冰水混合物是一种物质，属于纯净物，此选项符合题意；B. 大理石由不同种物质组成，属于混合物，此选项不符合题意；C. 加碘食盐由不同种物质组成，属于混合物，此选项不符合题意；D. 食醋由不同种物质组成，属于混合物，此选项不符合题意。故选A。
10．A
【详解】
试题分析：A、自来水中含有水、消毒剂，属于混合物，故A正确；B、水是由一种物质组成，属于纯净物，故B错；C、五氧化二磷是由一种物质组成，属于纯净物，故C错；D、高锰酸钾是由一种物质组成，属于纯净物，故D错。故选A。
11．A
【解析】
试题分析：相对原子质量的单位是1，A错误。故选A。
12．C
【详解】
A、食品包装时充氮气以防腐，是利用了氮气的化学性质不活泼，需要通过化学变化才表现出来，属于化学性质；
B、氧气用于动植物呼吸、医疗急救、金属切割，是利用了氧气能供给呼吸和支持燃烧，需要通过化学变化才表现出来，属于化学性质；
C、液氮可使超导材料显示超导性能是液氮的低温环境才导致的超导性，不需要通过化学变化表现出来，属于物理性质；
D、稀有气体可以用作焊接金属时的保护气，是利用了稀有气体的化学性质很不活泼，需要通过化学变化才表现出来，属于化学性质。
故选C。
13．B
【详解】
A、铁矿石的主要成分是氧化铁，属于混合物；故选项错误；
B、干冰是固体二氧化碳，只含有一种物质成分，属于纯净物；故选项正确；
C、矿泉水中含有水分子以及其他可溶性离子，属于混合物；故选项错误；
D、雪碧中含有水分子，碳酸分子等物质，属于混合物；故选项错误；
故选：B。
14．A
【详解】
A、用氢气作燃料是利用氢气的可燃性，属于化学性质，正确；B、用铜制导线是利用铜的导电性，属于物理性质，错误；C、用液氮作制冷剂是利用液氮汽化，属于物理性质，错误；D、用钨制灯丝是利用钨的熔点高，属于物理性质，错误。故选A。
15．C
【详解】
A、为完全消耗瓶内的氧气，使实验结果更准确，燃烧匙中的红磷必须足量，故A正确；
B、为避免空气受热膨胀而逸出，影响实验结果，点燃红磷后迅速将燃烧匙伸入集气瓶中，立即塞紧橡皮塞，故B正确；
C、红磷熄灭，集气瓶未冷却至室温就打开弹簧夹，，瓶内的气压偏大，测量结果偏小，故C错误；
D、为避免空气受热膨胀而逸出，影响实验结果，红磷在集气瓶内燃烧时，弹簧夹必须夹紧，故D正确。故选C。
16．D
【详解】
A、测定空气中氧气的含量时，实验前需要检查装置气密性，若气密性不好，会引起误差，导致测定结果偏小，故选项说法正确；
B、白磷与空气中 的氧气反应生成五氧化二磷，实验中白磷的作用是消耗试管中的氧气，故选项说法正确；
C、白磷熄灭后，待装置冷却至室温后再打开止水夹，否则导致氧气体积分数偏小，故选项说法正确；
D、130mL空气中氧气体积约为130mL×=26mL，最终量筒内水体积为50mL-26mL=24mL，故选项说法不正确。
故选D。
17．
（1）①④
（2）集气瓶内水面上升至刻度1处
【解析】
（1）
① 将集气瓶水面上方空间分为5等份,因为要测定的是空气中氧气约占，故选项①符合题意；
② 加热红磷前，先用弹簧夹夹紧胶皮管，形成封闭的容器，故选项②不符合题意；
③ 点燃红磷，立即伸入瓶中并把塞子塞紧，防止红磷燃烧产生的热量把集气瓶中的空气赶出，产生误差，故选项③不符合题意；
④ 待红磷熄灭后，等待集气瓶冷却到室温再打开弹簧夹，防止集气瓶温度升高测得的值偏小，故选项④符合题意；
故选：①④。
（2）
集气瓶冷却后水倒吸入集气瓶，五等分的集气瓶中如果水面上升到1刻度处，说明空气中氧气含量为。
18．偏小 空气中的氧气没有完全反应 红色固体逐渐变成黑色 铜+氧气氧化铜 化合 D
【详解】
（1）若未不断缓慢推动注射器的活塞，氧气和铜粉没有完全反应，会使实验测得空气中氧气的含量偏小；
（2）铜和氧气反应，生成氧化铜，观察到的现象是红色固体逐渐变成黑色，化学反应方程式为：铜+氧气氧化铜，该反应是由两种物质生成一种物质，故属于化合反应；
（3）A、该装置是利用白磷燃烧消耗氧气，反应后，装置内压强减小，在压强差的作用下，量筒中的水进入试管，进入水的体积就是空气中氧气的体积，故实验前需检查装置的气密性，否则，装置漏气，外界空气进入，会使实验结果偏小，不符合题意；
B、白磷的作用是将试管内的氧气耗尽，使装置内压强减小，在压强差的作用下，量筒中的水进入试管，进入水的体积就是空气中氧气的体积，不符合题意；
C、白磷熄灭，试管冷却后，再打开止水夹，否则，试管内的气体受热膨胀，占据了一定的空间，会使进入水的体积偏小，从而使实验结果偏小，不符合题意；
D、空气中氧气的体积约占空气体积的15，故进入水的体积大约是130mLx1/5=26ml,故最终量筒中液面约降至50mL-26mL=24mL刻度线处，符合题意。故选D；
故答案为：①偏小；②外界空气进入；③红色固体逐渐变成黑色；④铜+氧气 氧化铜；⑤化合；⑥D。
19．红磷＋氧气五氧化二磷 剧烈燃烧、黄色火焰、大量白烟、放热 进入集气瓶 红磷燃烧消耗氧气，恢复到室温集气瓶内压强小于外界大气压，水倒吸入集气瓶 氧气约占空气体积的五分之一 试管内液面上升至液面高度不再改变 h2∶h1= 79:100（或4:5）
【分析】
（1）根据用红磷测定空气中氧气含量的原理进行分析。红磷在空气中燃烧生成五氧化二磷固体，集气瓶中的氧气消耗后，导致气压减小，在外界大气压作用下，水进入集气瓶，进入集气瓶中的水的体积即为集气瓶中空气中的氧气体积；
（2）根据氧气约占空气总体积的五分之一（或21%）进行分析解答；
【详解】
（1）①红磷有空气中燃烧生成五氧化二磷，红磷燃烧的文字表达式为：磷+氧气五氧化二磷；
②红磷燃烧时的现象是剧烈燃烧、黄色火焰、产生大量白烟、放热；冷却到室温打开止水夹后，由于氧气被消耗，瓶内气压减小，能够观察到烧杯中的水进入集气瓶；
③冷却至室温后打开止水夹，发生上述现象的原因是：红磷燃烧消耗氧气，恢复到室温时，集气瓶内压强小于外界大气压，水倒吸入集气瓶；
④实验结论：，进入集气瓶中的水约占集气瓶中空气总体积的五分之一，说明空气中氧气的含量约为五分之一；
（2）②将该试管插入水中（如图2所示），拔下橡胶塞，由于试管中的氧气被消耗，导致试管中的气压减小，在外界大气压作用下，试管中的液面上升，至液面高度不再改变时，塞紧橡胶塞。将试管取出，倒转过来，测量液面至橡胶塞下沿的距离，记录数据h2，由于氧气约占空气总体积的五分之一（或21%），因此理论上h2：h1=（1- ）：1=4：5（或（1-21%）：1=79:100。
20．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。
21．（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。