第四单元 第一节 第1课时 认识空气的组成
一、选择题
1.小林从冰箱里拿出冰冻的饮料,用干布擦净瓶外壁的水,放置于桌面片刻,发现瓶外壁又挂满水珠。这说明空气中有 ( )
A.氮气 B.水蒸气
C.二氧化碳 D.氧气
2.下列对空气的描述不正确的是 ( )
A.按质量分数计,空气中含氧气约21%,含氮气约78%
B.空气的成分是比较固定的
C.空气的成分以氮气和氧气为主
D.空气不是一种单一的物质,而是由多种气体组成的混合物
3.[2020·攀枝花] 如为空气成分示意图(按体积分数计算),其中“c”代表的是 ( )
A.氧气 B.氮气
C.二氧化碳 D.稀有气体
4.测定空气里氧气含量的实验装置如图所示,实验步骤如下:(已完成装置气密性检查)
①在集气瓶内加入少量水,并将水面上方空间分为5等份;
②用弹簧夹夹紧胶皮管;
③点燃燃烧匙内的红磷后,立即伸入瓶中并把塞子塞紧,观察现象;
④待红磷熄灭后,立即打开弹簧夹,观察现象。
其中有错误的实验步骤是 ( )
A.① B.②
C.③ D.④
5.我国计划在2022年前后完成空间站的建造并开始运营。空间站内将氧气与储备的其他气体以一定比例混合成“人造空气”(21%的氧气,78%的氮气,控制二氧化碳的含量低于0.7%)。下列说法正确的是 ( )
A.21%和78%指气体的质量分数
B.燃着的蜡烛在“人造空气”中会很快熄灭
C.可以采用测定空气里氧气含量的方法,测定“人造空气”中氧气的含量
D.“人造空气”若只含有氧气会更有益于人的呼吸
6.[2020·北京] 利用如图所示装置验证空气中氧气的含量。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.最终量筒中液面约降至40 mL刻度线处
7.用如图所示装置来测定空气中氧气的含量,对该实验认识错误的是 ( )
A.铜粉用量的多少,会影响实验结果
B.实验结束后冷却到室温才能读数
C.气球的作用是调节气压,使氧气完全反应
D.在正常操作情况下,反应结束后消耗氧气的体积应该是反应前注射器内气体体积的
二、填空题
8.下列现象说明空气中存在哪种气体 请填写对应名称。
(1)火柴被点燃后可以在空气中持续燃烧一段时间,说明空气中含有 。
(2)盛装澄清石灰水的烧杯放置数天后发现内壁有白色物质产生,说明空气中含有 。
(3)刚从冰箱里取出的冰可乐的瓶子外壁出现水珠,说明空气中含有 。
(4)空气经过分离后可以用于制造氮肥,说明空气中含有 。
9.如图所示是测定空气里氧气含量的装置,装置气密性良好,在集气瓶内加入少量水,将水面上方空间分为5等份。用弹簧夹夹紧胶皮管。点燃红磷后,迅速伸入瓶中并塞紧塞子;待燃烧停止并冷却至室温后,打开弹簧夹。(提示:红磷能在空气中燃烧生成五氧化二磷固体)
(1)红磷燃烧的文字表达式为 。
(2)红磷燃烧一段时间后,自动熄灭了,你认为原因是 。
(3)冷却至室温后,打开弹簧夹,你观察到的现象为烧杯中的水面将 ,集气瓶内的水面将 。
(4)燃烧后集气瓶中剩余的气体主要是氮气。通过本实验可以得出氮气的一条重要的物理性质是 。
(5)实验结束,进入集气瓶中水的体积小于原水面上方空间的五分之一,可能的一种原因是 。
10.实验是科学探究的重要方法。是测定空气中氧气含量实验的两套装置图,请结合图示回答有关问题。
(1)根据表中提供的实验数据,完成下表。
玻璃容器中空气的体积 反应前注射器中空气体积 反应后注射器中气体体积 实验测得空气中氧气的体积分数
25 mL 15 mL 9 mL
(2)装置一和装置二中气球的位置不同, (填“装置一”或“装置二”)更合理,理由是
。
(3)实验测得的结果与预估值相比偏 ,可能的原因有 ;
(列举两条)。
附|加|题
11.[2020·嘉兴] 为提高测定空气中氧气含量实验的精确度,科学兴趣小组对课本实验进行了创新改进。
[实验步骤]
①取一根玻璃管,用橡皮塞将一端密封。
②将食品脱氧剂粉末迅速装入玻璃管,立即向管口注入一滴水将玻璃管密封,水滴的下端标为A。弹动玻璃管使脱氧剂粉末分布均匀且紧密,脱氧剂的上端标为O,如甲所示。
③水平滚动玻璃管,使食品脱氧剂粉末平铺在玻璃管中。静置至水滴不再移动时,水滴的右端标为B,如图乙所示;
④用刻度尺测量出AO段和AB段的长度,并计算出AB与AO的比值,将数据记录在表格中。
⑤洗涤、干燥实验装置,重复上述实验。
实验次数 AO/mm AB/mm
1 523.5 109.5 0.2092
2 525.5 110.0 0.2093
3 527.0 110.5 0.2097
[实验结论] 根据表格中的实验数据,可知空气中氧气含量为 。(用百分数表示)
[思考讨论]
(1)实验步骤③中,将食品脱氧剂粉末平铺在玻璃管中的目的是
。
(2)实验步骤②中,如果玻璃管内的脱氧剂粉末分布不够紧密,会使实验结果偏大,其原因是 。
答案
1.B 2.A
3.A 由空气成分示意图可知,“c”的体积分数约为20%,因此“c”代表的是氧气。
4.D ①在集气瓶内加入少量水,并将水面上方空间分为5等份,便于观察现象,正确;②用弹簧夹夹紧胶皮管,以防止装置漏气,正确;③点燃燃烧匙内的红磷后,立即伸入瓶中并把塞子塞紧,以防止空气受热膨胀逸出,正确;④红磷熄灭后,立即打开弹簧夹,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,导致结果偏小,错误。
5.C 21%和78%指气体的体积分数;“人造空气”与真正的空气相似,氧气含量几乎相同,所以燃着的蜡烛在“人造空气”中会正常燃烧;可以采用测定空气里氧气含量的方法,测定“人造空气”中氧气的含量;“人造空气”若只含有氧气，会造成氧中毒。
6.D 该装置利用白磷燃烧消耗氧气,反应结束后,装置内压强减小,在压强差的作用下,量筒中的水进入试管,进入水的体积就是消耗的空气中氧气的体积,故实验前需检查装置的气密性,若装置漏气,外界空气进入,会使实验结果偏小;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;空气中氧气的体积约占总体积的,故进入水的体积大约是130 mL×=26 mL,故最终量筒中液面约降至50 mL-26 mL=24 mL刻度线处。
7.D 正常操作情况下,反应结束后消耗氧气的体积应该是反应前注射器内气体和玻璃管中气体总体积的。
8.(1)氧气 (2)二氧化碳 (3)水蒸气 (4)氮气
9.(1)红磷+氧气五氧化二磷
(2)集气瓶内的氧气被消耗完了
(3)下降 上升到刻度1处
(4)氮气难溶于水
(5)红磷的量不足(合理即可)
(5)实验结束,进入集气瓶中水的体积小于原水面上方空间的五分之一,可能的原因是红磷的量不足导致氧气未被完全消耗或装置漏气或未等集气瓶冷却至室温就打开弹簧夹等。
10.(1)15%
(2)装置二 能让空气更易流通,全部通过铜粉,促使氧气与铜粉充分反应
(3)小 铜粉的量不足 未待装置冷却至室温就读数(合理即可)
(1)注射器内气体减小的体积就是氧气的体积,则实验测得空气中氧气的体积分数为×100%=15%。(2)与装置一相比,装置二中的气球在玻璃管的后部,空气更易流通,氧气与铜粉能充分反应。(3)在测定空气中氧气的体积分数时,实验后发现测得氧气的体积分数小于21%,可能的原因有①铜粉的量不足,没有将氧气消耗尽;②装置漏气;③反应后未待装置冷却至室温就读数;④来回推动注射器的次数偏少,氧气与铜粉没有充分反应等。
11.[实验结论] 20.94%
[思考讨论] （1）增大接触面积,使氧气被脱氧剂粉末充分吸收 （2）脱氧剂粉末不够紧密导致空气柱测量值偏小(合理即可)
[得出结论] 本实验把对气体体积的测量转化为对空气柱高度(长度)的测量,通过测量玻璃管中空气柱高度(长度)的变化来探究空气中氧气的体积分数。实验时,空气柱减小的长度对应密封的空气中氧气所占的体积,结合图示分析,AO段对应玻璃管内空气的体积,AB段对应玻璃管内密封的空气中氧气的体积,AB与AO的比值,即为空气中氧气的体积分数。分析表格数据可知,本实验共进行了3次平行实验,三次实验中“”的值的平均值,就是实验测得的空气中氧气的含量,即20.94%。[思考讨论] (1)将脱氧剂平铺在玻璃管中,是为了增大脱氧剂与空气的接触面积,是为了更充分地吸收氧气。(2)如果玻璃管内的脱氧剂粉末分布不紧密,其中就会填充较多的空气,则脱氧剂在玻璃管中对应高度就会增大,使标记的O点位置偏高,使得空气柱长度测量值即AO段距离减小。而氧气被充分吸收后,空气柱下降的高度AB段长度不变,所以会导致最终测量的氧气体积分数偏大。第四单元 第一节 第2课时 空气的用途与空气质量
一、选择题
1.属于稀有气体的是 ( )
A.氮气 B.氦气
C.氢气 D.氧气
2.2020年6月,某高速路上一辆液化石油气槽罐车发生爆炸。爆炸产生的以下物质不属于空气污染物的是 ( )
A.二氧化氮 B.一氧化碳
C.粉尘 D.水
3.一天一苹果,医生远离我。刚刚削了皮的青苹果果肉略显浅绿色,当放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气体有关 ( )
A.氮气 B.氧气
C.二氧化碳 D.稀有气体
4.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
5.[2020·聊城改编] 下列关于空气的说法错误的是 ( )
A.氮气和氧气分别约占空气体积的78%和21%
B.目前计入空气污染指数的有害气体包括二氧化硫、二氧化碳、二氧化氮等
C.工业上利用分离液态空气法制取氧气,这一过程属于物理变化
D.为改善空气质量,提倡“绿色出行”,以公共交通工具为主
二、连线题
6.用线分别将氮气和稀有气体与它们的组成、用途、性质连接起来。
a.氮气 ①化学性质不活泼
②无色、无味气体
③由氮元素组成
b.稀有气体 ④制各种颜色的霓虹灯
⑤合成氮肥
⑥用作保护气
三、填空题
7.[2020·扬州改编] 空气质量意味着生活质量。
(1)下表为某同学测量的呼吸前后气体组成的实验数据(通常状况)。
物质 吸入空气 (体积分数/%) 呼出气体 (体积分数/%)
氮气 78 75
氧气 21 16
二氧化碳 0.03 4
水蒸气 a b
①氮气的化学性质比较 (填“稳定”或“活泼”),在呼吸前后几乎没有发生变化,实验中呼出气体的总体积 (填“>”“=”或“<”)吸入空气的总体积。
②呼吸时消耗氧气产生二氧化碳,该过程 (填“吸收”或“释放”)能量。呼吸前后气体中水蒸气含量变化较大,实验中其体积分数b (填“>”“=”或“<”)a。
(2)“远在高空是地球卫士,近在身边是健康杀手。”臭氧(O3)对环境的作用需辩证地认识。地面附近的臭氧是一种空气污染物,臭氧属于 (填“单质”或“化合物”),O3可表示一个 (填“原子”“分子”或“离子”)。
(3)有人提出:你吸入的空气中的某个氧原子可能来自若干年前恐龙的身体。该说法表达的观点是 (填字母)。
A.分子聚集形成物质,分子在不停地运动
B.在化学变化中原子既不会产生,也不会消失
C.原子内部结构复杂,原子不是构成物质的最小微粒
附|加|题
8.[2020·巴中改编] 下列说法正确的是 ( )
A.空气的成分按质量分数计算,氧气约占21%
B.很多物质在空气中可以燃烧,因为空气中的氧气具有可燃性
C.稀有气体通电能发出有色光,可以用于制造多种用途的电光源
D.二氧化碳过量排放会加剧温室效应,所以二氧化碳属于空气污染物
答案
1.B
2.D 水(水蒸气)不是空气污染物,是空气的一种成分。
3.B 果肉的颜色由浅绿色变为黄色,是因为青苹果中的亚铁离子被氧化成了铁离子,与空气中的氧气有关。
4.D 空气的主要成分是氮气、氧气、稀有气体(包括氦、氖、氩、氪、氙等)、二氧化碳、水蒸气及其他杂质。氢气不属于空气成分。
5.B 二氧化碳无毒,是组成空气的成分之一,目前没有计入空气污染指数。
6.a——①②③⑤⑥ b——①②④⑥
7.(1)①稳定 > ②释放 >
(2)单质 分子
(3)B
8.C
