(一)地球周围的空气
知识回顾
1.空气的组成及对人类生活的重要作用
(1)空气的成分及含量:按体积计算,大约是:氮气 ,氧气 ,稀有气体 ,二氧化碳 ,其他气体和杂质 ,其中氮气和氧气的体积比约为 。
(2)氮气、稀有气体能做食品保护气(即防腐)的原因 ,因为 ,故稀有气体可做电光源。
2.氧气的性质(1)氧气的物理性质:通常状况下,氧气是一种无色、无味的气体,它的密度比空气的密度 , 溶于水。
(2)氧气的化学性质 有下列物质:①碳 ②硫 ③磷 ④铁 ⑤氢气 ⑥甲烷 ⑦一氧化碳 ⑧蜡烛,按要求填空:在空气中燃烧产生淡蓝色、氧气中燃烧产生蓝紫色的是 ;燃烧不产生污染的气体是 ;点燃前需验纯的是 ;燃烧产生白烟的是 ;充分燃烧生成二氧化碳不充分燃烧生成一氧化碳的是 ;在空气中不能燃烧,在纯氧中才能燃烧且产生火星的是 ;燃烧后转化为无毒气体的是 。(以上各空均填序号)
经典例题
【例题1】现有氮气、氧气、二氧化碳和稀有气体都是空气的成分,请从上列物质中选择填空。
⑴空气中占体积最多的气体: ,体积含量第二的气体 ,体积比为 。
⑵可用于制造霓虹灯的是: 。
⑶空气中含量的增加会引起温室效应是 。
⑷空气中含量较多且化学性质不活泼,可用于食品防腐 。
⑸固态时可用于人工降雨的是 。
【例题2】某课外活动小组在学习了书本 “空气中氧气含量的测定”实验后,知道P2O5 不能随便排放在空气中,否则会对空气造成污染,所以对该实验进行了改进:
在由两个注射器组成的密闭系统内共有50 mL空气,如右图。然后给装有红磷的玻璃管加热,同时交替推动两个注射器的活塞,至玻璃管内的红磷变成白烟,且较长时间内无进一步变化时停止。停止加热后,待冷却至室温将气体全部推至一个注射器内。 ( http: / / photo.blog..cn / showpic.html" \l "blogid=407e75260100h9vu&url=http: / / static1.photo..cn / orignal / 407e7526t82dd9a909660" \t "_blank ) ( http: / / photo.blog..cn / showpic.html" \l "blogid=407e75260100h9vu&url=http: / / static1.photo..cn / orignal / 407e7526t82dd9a909660" \t "_blank )
请根据你对上述实验的理解,回答下列问题:
(1)实验结束后,注射器内的气体体积理论上应该
减少约 mL。
(2)在实验的加热过程中,交替缓慢推动两个注射器的目的是 。写出该反应的化学方程式 。
(3)小明做这个实验时测得实验结果如下:
反应前注射器内气体总体积 反应后注射器内气体总体积
25 mL 22 mL
由此数据可以推算出他测定的空气中氧气的体积分数 2l%(填“>”、“<”或“=”)。该实验出现误差的原因不可能是 (填序号)。
①没有交替缓慢推动两个注射器活塞 ②读数时没有冷却至室温
③加入红磷的量太少 ④加入红磷的量太多
(4)通过上面的实验,你学到的测量混合物中某成分含量的方法是 。
【例题3】随着生活水平的提高,人们对空气污染关注的程度也在不断加强,下列关于保护空气的做法正确的是( )
A.电力资源不足,应大力发展火力发电
B.为了防治SO2、NO2、CO污染大气,关闭所有的化工企业
C.减少化石燃料的燃烧,开发新能源,提高风能、太阳能、核能的利用
D.为了推动经济复苏,大力提倡家庭购买汽车
强化训练
1.空气和水是人类生存必不可少的物质,下列有关说法错误的是( )
A.干燥空气中含量最高的气体是氮气 B.CO2能造成酸雨,因此提倡低碳生活
C.稀有气体作保护气是因其化学性质稳定 D.电解水时正负极产生的气体质量比8:1
2.“绿水青山就是金山银山”已成为国家意志和全民共识。下列做法不符合“建设美丽中国,保护生态环境”的是( )
A.为维持好碳、氧循环,大力植树造林,减少化石燃料燃烧
B.为提高农作物产量并减少对环境的污染,合理使用农药和化肥
C.为解决“白色污染”问题,应将废旧塑料袋焚烧处理
D.为保护赖以生存的水资源,生活污水、工业废水要处理后排放
3.一天一个苹果,医生远离我。刚刚削了皮的青苹果果肉略显浅绿色,当暴露在空气中一段时间后,果肉的颜色由浅绿色变为黄色,这与空气中的哪一种物质有关( )
A.氮气 B.氧气 C.二氧化碳 D.稀有气体
4.空气是一种宝贵的自然资源,由多种物质组成。下列说法错误的是( )
A.氦气可用来填充探空气球 B.氮气充入食品包装袋防腐
C.二氧化碳是植物光合作用的基本原料 D.氧气可用作火箭发射的燃料
5.如图是“测定空气中氧气体积分数”的实验装置,关于该实验下列说法正确的是( )
A.不用考虑装置气密性是否良好
B.红磷火焰熄灭后立即打开止水夹
C.依据实验现象推测,氧气约占空气总体积的
D.红磷燃烧的化学方程式为2P+O2P2O5
6.目前未计入空气污染指数监测项目的是( )
A.一氧化碳 B.二氧化氮
C.稀有气体 D.可吸入颗粒物
7.中国是2019年世界环境日活动主办国,今年世界环境日将聚焦“空气污染”主题。下列有关说法或做法中,不正确的是( )
A.目前计入空气污染指数的有害物质主要包括:PM2.5、CO2、CO、SO2、臭氧等
B.促进充电基础设施建设,推广新能源汽车使用
C.加快城市轨道交通建设,方便市民绿色出行
D.规划废弃化工厂拆迁腾退,用于城市绿心综合建设
8.空气是一种宝贵的自然资源。下列对空气的相关叙述正确的是( )
A.空气是由空气分子构成的 B.空气中的氧气可以作燃料
C.稀有气体化学性质很不活泼 D.化石燃料的使用不会污染空气
9.下列关于氧气的说法正确的是( )
A.氧气具有可燃性,可以支持燃烧
B.水生动物能在水中生存是因为氧气易溶于水
C.工业上利用分离液态空气的方法制取氧气
D.氧气的化学性质很活泼,常温下能与所有物质发生化学反应
10.下列行为符合“尊重自然,自觉践行绿色生活”理念的是( )
A.“能开车就不步行”提高出行效率 B.燃放烟花爆竹,增强节日气氛
C.经常使用一次性筷子、塑料袋等 D.推广秸秆综合利用,杜绝露天焚烧
11.图1所示装置可用于测定空气中氧气的含量,图2是用该装置测得实验过程中集气瓶内气压与时间关系图(该装置气密性良好,p0是集气瓶内初始气压)。下列说法正确的是( )
A.红磷的多少对实验结果无影响 B.集气瓶中气压瞬间变大是O2迅速消耗造成的
C.c点时反应刚好停止 D.b、c、d点时集气瓶中所含物质相同
12.下列关于空气的说法中,正确的是( )
A.空气中氮气约占总质量的78%
B.臭氧也是空气成分之一,主要分布在距地面10~50km的高空
C.空气中的各种成分保持着它们各自的性质,相互之间没有发生化学变化
D.二氧化碳在空气中含量增多会引起全球温室效应加剧,因此二氧化碳是空气污染物
13.下列关于空气的成分、用途和污染的说法正确的是( )
A.氧气约占空气质量的21% B.稀有气体约占空气体积的0.03%
C.医疗上可在液氮冷冻麻醉条件下做手术D.煤不充分燃烧产生一氧化碳会造成酸雨
14.2019年3月23是第59个世界气象日,今年世界气象日的主旨是呼吁大家关注气候变化,合理利用资源,以下做法不正确的是( )
A.美团、网购等包装用品分类回收,综合利用
B.用LED灯作为光源照明,少用空调,温控适度
C.推广网络学习和无纸化办公
D.过期食品因为含碳,一律焚烧处理
15.如图装置(夹持装置已略)是利用铁生锈的原理测定空气中氧气的含量的实验。下列说法不
正确的是( )
A.实验得出的结论是氧气约占空气体积的
B.实验观察到的现象之一是铁丝表面生成一层红棕色的物质
C.实验中植物油的作用是防止试管外空气中的某些成分对实验的影响
D.本实验也可将细铁丝换成足量的细铜丝
15. 根据所学知识填空:
(1)用下列物质的字母序号填空:
A.镁粉 B.氧气 C.氮气 D.石墨 E.干冰
①用于急救病人的是 ;②可制作烟花的是________;
③用于食品保护气的是________④用于人工降雨的是________;
⑤可用于制作铅笔笔芯的是 。
(2)请比较下列物质性质,填上“>”、“=” 或 “<”。
①沸点:液氮________液氧;②二氧化碳含量:呼出气体________吸入空气;
③密度:氧气________空气;④化学活泼性:氧气________氮气;
⑤在水中溶解性:氧气________二氧化碳;
⑥等量的双氧水生成氧气的量:加二氧化锰________不加二氧化锰。
16.初中化学课上,同学们利用下列试验探究碱的化学性质:
(1)A实验中发生反应的化学方程式为 其基本反应类型为 。
(2)B实验中观察到现象的原因是 (用文字叙述)。
(3)C实验中可观察到的现象是 。
(4)实验结束后,同学们将废液倒入同一只废液缸中,最后发现废液浑浊并显红色。得知废液显 性。为探究废液的成分,将废液过滤,向滤液中加入足量的硝酸钙溶液,得到白色沉淀,红色褪去。于是同学们确定废液中除酚酞、碳酸钙、水以外,肯定还含有 。一定没有 。
17.以下四个实验装置,都可用于“测定空气中氧气的含量”。请认真分析,回答下列问题:
拉瓦锡用图甲装置定量研究了空气的成分。在该实验中,使用汞的优点
有 (填写字母)。
A.汞为液态,在加热的条件下只与氧气反应且生成物为固体
B.时间足够长,能将密闭装置中的氧气几乎耗尽
C.生成的氧化汞粉末加热生成的气体体积+剩余气体体积=原空气体积
D.实验过程中没有污染
(2)使用图乙装置进行实验时需要不断推拉注射器活塞的原因是 ,实验结束后移开酒精灯,恢复到室温后读数即可计算出氧气含量,该装置的优点
是 (任写一点)。
(3)图丙、丁装置中的实验都用到了红磷,写出该反应的化学方程式: 。图丙装置实验前向集气瓶内加入少量水后将水面上方空间准确分为五等份,该操作中一定要使用的仪器是 。图丁装置反应结束后,待装置冷却至室温,打开弹簧夹,装置丁中(试管容积为40mL),注射器活塞从10mL刻度处缓慢移动至 mL刻度处停止(误差忽略不计)。
18.某兴趣小组开展“测定密闭容器中某种气体的体积分数”的探究实验。
【实验1】按图1所示装置,用红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),利用铁锈蚀原理测定空气中氧气的体积分数。
(1)实验1中,红磷燃烧的主要现象是 。红磷熄灭后,集气瓶冷却至室温,打开K,水能倒吸入集气瓶的原因是 。
(2)为提高实验的准确性,以上两个实验都需要注意的事项是 (写一点)。
(3)实验过程中,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3,图4信息, (填“实验1”或“实验2”)的测定方法更准确,判断依据是 。
(4)结合你的学习经验,若要寻找红磷或铁粉除氧剂的替代物,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 (写两点)。
【实验3】测定用排空气法收集到的集气瓶中二氧化碳的体积分数。
(5)甲同学设计图5所示装置进行测定。浓NaOH溶液的作用是 (用化学方程式表示)。
(6)乙同学提出,仅利用图6所示装置,在不添加其他试剂的前提下,也能测得集气瓶中二氧化碳的体积分数。为达到实验目的,操作方法是 。
19.1674年,英国化学家约翰 梅猷为测定空气中的氧气含量开展如下实验(装置如图甲)。
I.将一根长度等于玻璃钟罩最宽部分直径的铁棒橫放在钟罩里,把装有稀硝酸的陶罐通过铁钩挂在铁棒上,用绳索将小铁块悬挂在陶罐的正上方(铁块的升降通过在钟罩外拉动或放松绳索来实现)。
Ⅱ.调整水槽中初始水位如图乙,再使铁块浸入稀硝酸中,观察到铁块表面迅速产生大量气泡,钟罩内水面下降。[稀硝酸有强氧化性,能与铁发生如下反应:4HNO3+Fe═Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
Ⅲ.当水位降至接近钟罩口时(如图丙),立即取出铁块,以防气体外逸。
IV.等待一段时间后,水面稳定在如图丁的位置。(一氧化氮会与氧气等物质发生如下反应:4NO+3O2+2?=4HNO3)
分析与评价:
(1)步骤Ⅳ中的“?”处应填 。
(2)从图丙到图丁过程中,钟罩内水位上升的原因是 。(忽略温度变化的影响)
(3)小科重复了上述实验,虽实验时装置气密性良好,且钟罩内液面上方气体体积均能精确测量(即测定气体体积的误差忽略不计),但经过多次实验测定,发现每次测得空气的含氧量都小于,原因是 。