2 空气的成分
知识点 1 空气中氧气含量的测定
1.如图所示在测定空气中氧气含量的实验中,首先要检查装置的 。
将集气瓶中水面上方的空间分成五等份,其目的是 。对燃烧匙中放入红磷的量的要求是 。红磷点燃后要求迅速放入集气瓶内,塞紧橡胶塞,这是为了 。通过此实验可测出空气中氧气约占空气总体积的 。
图
知识点 2 空气的成分
2.空气里含有①氧气、②氮气、③稀有气体、④二氧化碳及其他气体和杂质,这些气体在空气中的体积分数按由大到小顺序排列正确的是( )
A.①②③④ B.②①③④
C.①②④③ D.②①④③
3.下列物质不是空气成分的是( )
A.作保护气的氮气
B.气球填充气——氦气
C.医疗急救用的氧气
D.火箭新型推进剂——液氢
4.下列关于稀有气体的叙述中,错误的是( )
A.稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙等气体的总称
B.稀有气体都是无色、无味的气体
C.稀有气体在通电时会发出有色的光
D.稀有气体不能跟其他物质发生化学反应
知识点 3 从空气中获得氧气和氮气
5.我们用 的方法分离空气中的氮气和氧气,制取液氮和液氧。在低温下加压,把空气转变为液态空气,然后蒸发。由于液氮和液氧的 不同,所以 先从液态空气中蒸发出来,剩下的主要是 。
6.保温瓶中装有液态空气,如图所示,当打开瓶盖将一根燃着的木条置于瓶口上方时,请问木条是燃烧得更旺还是熄灭 ,理由是 。
7.下列关于空气的说法中,错误的是( )
A.空气是一种十分重要的天然资源
B.少量有害气体进入空气中,依靠大自然的自净能力,空气仍能保持洁净
C.按质量计算,空气中氮气约占78%,氧气约占21%,其他气体和杂质约占1%
D.空气中的稀有气体一般不跟其他物质反应,曾被称为“惰性气体”
8.用红磷测定空气中氧气含量时,下列操作会使测得氧气含量偏高的是 ( )
A.将燃着的红磷慢慢伸入集气瓶
B.选用气密性良好的实验装置
C.用硫、木炭等代替红磷
D.取用的红磷中含有不可燃的杂质
9.用如图所示装置进行实验。下列现象能说明空气中氧气含量的是 ( )
A.水槽中液面下降 B.红磷燃烧,产生白烟
C.瓶中液面先下降,后上升 D.瓶中液面最终上升至1处
10.如图甲是法国化学家拉瓦锡加热汞研究空气成分所用的装置,他测出氧气约占空气总体积的,实验结果较为准确;如图乙是科学课本上用来测定空气中氧气含量的实验装置,实验中进入集气瓶的水的体积往往小于集气瓶内原有空气的。下列关于出现这样的现象的解释合理的是 ( )
A.汞与氧气反应生成物是固体,而红磷燃烧产生大量烟雾
B.曲颈甑整体成形,不需要连接,气密性更好,避免漏气
C.红磷点燃后再放入瓶中,会使集气瓶中原有的空气逸出
D.现在空气中氧气含量与拉瓦锡所处的时代相比降低了
11.为测定空气中氧气的含量,某兴趣小组的同学选用了45 mL的18×180 mm的试管作反应容器(如图)和量程体积足够大的注射器,将白磷放入试管后,塞紧橡皮塞,并夹紧弹簧夹(整套装置的气密性良好)。用酒精灯加热白磷,燃烧结束后,等到试管冷却后松开弹簧夹,观察现象。实验中,可以观察到活塞从原来的10 mL刻度处慢慢向左移动到约( )
A.1 mL刻度处 B.5 mL刻度处
C.9 mL刻度处 D.8 mL刻度处
12.小明用如图甲所示装置测定空气中氧气的体积分数。请你结合实验完成下列各题。
(1)图甲放在燃烧匙内的物质是 。该物质燃烧时的现象是 ,反应的文字表达式为 。等燃烧停止并冷却后,打开弹簧夹,观察到的现象是 。
(2)通过该实验可得出的结论是 。
(3)若实验后发现测定出空气中氧气的体积分数小于,则可能的原因有哪些 (写2条)① ,② 。
(4)图乙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。小强用此装置来测定空气中氧气的含量,实验过程中发现活塞先向 移动,后向 移动,最后停在 (填整数)刻度处。小强的装置与小明的装置相比,其优点是 。
13.图为兴趣小组对空气中氧气含量的测定装置进行的改进(夹持装置省略)。
与教材中的实验装置图相比,以上装置的共同优点是 。
答案
1.气密性 便于观察消耗的氧气的体积(或便于观察进入集气瓶中的水的体积) 过量(或足量) 防止集气瓶内的空气受热逸出
2.B
3.D 空气中含有氮气约78%,氧气约21%,稀有气体(包括氦、氖和氪等)约0.94%,二氧化碳约0.03%,其他气体和杂质约0.03%。氢气不是空气的成分。
4.D
5.分离液态空气 沸点 氮气 液氧
6.熄灭 液态氮气沸点比液态氧气低,所以氮气先汽化出来接触火焰,而氮气不支持燃烧
7.C
8.A 燃烧的红磷伸入太慢会使瓶内空气受热逸出,导致测量值偏高;装置气密性良好是实验成功和准确的前提;硫和木炭燃烧虽消耗氧气,但会生成新的气体,导致测量值偏低;红磷中含有不可燃的杂质,可能导致红磷不足而使氧气剩余过多,导致测量值偏低。
9.D 水槽中液面下降,是因为红磷燃烧消耗了集气瓶内的氧气,水槽中的水被大气压压入钟罩内,但水槽无刻度,无法得知下降的水量。红磷燃烧,产生白烟,说明红磷燃烧的产物是固体,不能证明空气中氧气含量。瓶中液面先下降,是因为红磷燃烧放出大量的热,使装置内空气受热膨胀、气压增大;后上升,是因为红磷与空气中的氧气发生了化学反应,冷却后气压减小,不能证明空气中氧气含量。瓶中液面最终上升至1处,说明氧气约占空气体积的,能说明空气中氧气含量。
10.B 红磷燃烧产生大量白烟,也为固体;曲颈甑整体成形,气密性更好,能够使实验数据更加准确;红磷点燃后伸入瓶中使瓶内空气逸出,会导致测量结果偏大,进入的水的体积大于集气瓶内原有空气的;现在空气中氧气的含量并没有与拉瓦锡所处时代有明显区别。
11.A 实验后,白磷燃烧消耗氧气的体积约占试管内空气体积的五分之一,试管中空气的体积为45 mL,则含有氧气约9 mL,故活塞向左移至约1 mL刻度处。
12.(1)红磷 产生大量白烟,放出大量热 磷+氧气五氧化二磷
烧杯中的水进入集气瓶,且进入的水的体积约占集气瓶中空气体积的五分之一
(2)氧气约占空气总体积的五分之一
(3)装置漏气 红磷不足(或没有冷却至室温就打开弹簧夹等)
(4)右 左 8 装置密封性好,不会对环境造成污染,测量结果更准确
13.改进后的装置无需打开瓶塞点燃红磷,避免瓶内空气受热外逸,测量结果更准确(合理即可)