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第1节 空气与氧气
第1课时 空气
A知识要点分类练 夯实基础
知识点1 空气的成分
1、小白鼠在装有空气的密闭容器中可存活一段时间,说明空气中含有 ▲ ；酥脆的饼干放在空气中会变软,说明空气中含有 ▲ 。
【答案】氧气 水蒸气
【解析】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0.03％、水蒸气和其他气体和杂质大约占0.03％；氧气能供给呼吸和支持燃烧。酥脆的饼干放在空气中会变软,说明空气中含有空气中含有水蒸气。
【分析】本考点考查了空气中各种气体的含量、用途和性质等，同学们要加强记忆有关的知识点，在理解的基础上加以应用，本考点基础性比较强，主要出现在选择题和填空题中。
【详解】小白鼠在装有空气的密闭容器中可存活一段时间，说明空气中含有氧气，因为氧气能供给呼吸。酥脆饼干在空气中放置逐渐变软，说明空气中含有水蒸气。
故答案为：氧气 水蒸气
2、如图3-1-1所示,某同学为验证空气中含有少量二氧化碳,将注射器内的空气一次性压人新制的澄清石灰水中,发现石灰水没有变化。据此,你认为该同学应该（▲）
图3-1-1
A、继续用注射器向澄清石灰水中压人空气
B、撤去注射器,用嘴向澄清石灰水中吹气
C、得出空气中没有二氧化碳的结论
D、得出空气中含有少量二氧化碳的结论
【答案】A
【解析】根据题意，该同学验证空气中含有少量二氧化碳，本题应从实验目的与通过实验得到的实验结论相违背时，应尊重实验事实考虑产生此结果的原因，不能一味追求与实验目的一致；考虑二氧化碳与澄清石灰水变浑浊，进行分析解答本题。
【分析】本题有一定难度，当实验的结果同理论值不一致时，主要考虑以下几个方面：方案是否完整、是否符合探究要求、方法步骤是否合理、是否有前后颠倒现象。
【详解】A、验证性实验是已经知道实验结果的，当实验现象与已知的结果不相符时，应该思考实验过程中存在的问题；空气中二氧化碳的量太少，通少量空气现象不明显，为了使实验现象更明显，所以应该继续通空气，直到现象明显为止，故选项说法正确。B、人体呼吸作用会产生较多的二氧化碳，违背实验目的（验证空气中含有少量二氧化碳），故选项说法错误。C、验证性实验是已经知道实验结果的，当实验现象与已知的结果不相符时，应该思考实验过程中存在的问题，不能贸然得出空气中没有二氧化碳的结论，故选项说法错误。D、实验中澄清石灰水没有变浑浊，不能得出空气中含有少量二氧化碳的结论，故选项说法错误。故选：A。
3、如图3-1-2为空气成分示意图,请填写以下空白。
（1）气体a是 ▲ ,气体c是 ▲ ；按体积计算,a约占 ▲ %,c约占 ▲ %。
（2）按体积计算,气体b中稀有气体约占空气的 ▲ %, ▲ 约占0.04%,水蒸气等其他气体和杂质约占 ▲ %。
【答案】（1）氮气 氧气 78 21 （2）0.93 二氧化碳 0.03
【解析】【分析】【详解】空气的组成成分按体积分数由高到低的顺序为：氮气：78%,氧气：21%,稀有气体：0.94%,二氧化碳：0.03%,其他气体和杂质：0.03%。（1）由图示可知，气体a含量最多，气体c含量次之，分别是氮气、氧气，分别占空气总体积的78%、21%。（2）按体积计算，b中的稀有气体约占空气体积的0.94%,二氧化碳约占0.04%、其他气体和杂质约占0.03%。
故答案为：（1）氮气 氧气 78 21 （2）0.93 二氧化碳 0.03
知识点2 空气中氧气体积分数的测定
4、如图3-1-3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 ▲ 。对燃烧匙中放人红磷的量的要求是 ▲ 。红磷点燃后要求迅速放人集气瓶内,塞紧橡皮塞,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3-1-3
【答案】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体积）
过量（或足量） 防止集气瓶内的空气受热逸出
【解析】只有熟悉用红磷测定空气组成的实验原理、操作、现象、结论和注意事项，才能正确解答本题。
【分析】本题主要考查用红磷测定空气组成的实验原理、操作、现象、结论和注意事项，难度稍大。
【详解】在测定空气中氧气含量的实验中，首先要检查整个装置的气密性；将瓶中的空间分成五等份，其目的是便于观察消耗的氧气的体积（或便于观察进入集气瓶中的体积）；为了将集气瓶内的氧气完全耗尽，所以红磷必需过量（或足量）；红磷点燃后要求迅速放入集气瓶内，塞紧橡皮塞，这是为了防止集气瓶内的空气的受热逸出；通过此实验可测出空气中氧气的含量约占空气体积的。
故答案为：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体积）
过量（或足量） 防止集气瓶内的空气受热逸出
5、在测定空气中氧气含量的实验中,小明同学测得气体减少的体积小于,可能的原因有 ▲ （多选,填字母）
A、实验装置气密性良好
B、实验装置可能漏气
C、实验中所取的红磷过量
D、实验中所取的红磷不足
E、未等装置完全冷却就打开止水夹读数
【答案】BDE
【解析】通过本题的练习，不仅要知道造成测得氧气的体积分数小于五分之一的原因，还要知道造成测得氧气的体积分数大于五分之一的原因：①弹簧夹没夹紧，红磷燃烧时空气外逸；②燃烧匙伸入集气瓶过慢，集气瓶中空气外逸等。
【分析】【详解】在测定空气中氧气的体积分数时，实验过程中要注意：装置的气密性要好；为了要耗尽瓶中的氧气，红磷必须是足量的；气体的体积受到温度的影响，要等到装置冷却至室温，再打开了弹簧夹等，由此可分析造成测得氧气的体积分数小于五分之一的因素可能有：1、装置是否漏气；2、红磷的用量是否充足；3、装置是否冷却到室温等。故选：BDE
知识点3 空气中各成分的用途
6、（2022 郴州）空气是一种复杂的混合物,含有氮气、氧气、二氧化碳、稀有气体等成分,下列说法错误的是（▲）
A、氧气可用于化工生产、航空航天、医疗急救等领域
B、医疗上可在液氮冷冻麻醉条件下做手术
C、用干冰营造舞台意境时,看到的白雾是二氧化碳气体
D、稀有气体可作保护气
【答案】C
【解析】【分析】【详解】略
B规律方法综合练 提升能力
7、下列关于空气中各成分的说法不正确的是（▲）
A、空气中的氧气能供给生物呼吸,支持燃料燃烧
B、氮气化学性质不活泼,可在食品包装袋中充人氮气以防腐
C、稀有气体在通电时能发出不同颜色的光,可制成霓虹灯
D、将点燃的木条伸人收集满某气体的集气瓶中,木条熄灭,该气体一定是二氧化碳
【答案】D
【解析】根据物质的性质决定物质的用途，物质的用途反映物质的性质进行分析。
【分析】本题比较简单，主要考查物质的性质决定物质的用途，物质的用途反映物质的性质，掌握常见物质的性质和用途，是正确解决此类问题的关键。
【详解】A、由于氧气可以支持燃烧，因此可做助燃剂，故此选项正确；B、由于氮气化学性质不活泼，因此可在食品包装袋中充入氮气以防腐，故此选项正确；C、由于稀有气体在通电时能发出不同颜色的光，因此可制成霓虹灯，故此选项正确；D、将点燃的木条伸入收集满某气体的集气瓶中，木条熄灭，该气体可能是二氧化碳，也可能是其它不支持燃烧的气体，故此选项错误。故选：D。
8、用如图3-1-4装置可验证空气中O2的含量。下列现象能表明O2含量的是（▲）
图3-1-4
A、红磷燃烧产生大量白烟 B、红磷燃烧一段时间后熄灭
C、U形管左侧水面先下降,后上升 D、U形管左侧水面最终上升至1处
【答案】D
【解析】在装有空气的密闭容器中，欲用燃烧法测定空气中氧气含量，该实验一般要注意以下几点：①装置的气密性好；②所用药品必须是足量；③读数时一定要冷却到原温度；④所选除氧剂要具备以下特征：本身能够在空气中燃烧(只能与空气中的氧气反应)；本身的状态为非气体；生成的物质为非气态；据此进行分析解答。
【分析】本题难度不大，掌握用燃烧法测定空气中氧气含量的实验原理、注意事项等是正确解答本题的关键。
【详解】A、红磷燃烧产生大量白烟，是红磷燃烧的现象，不能表明O2含量，故选项说法错误。B、红磷燃烧一段时间后熄灭，不能表明O2含量，故选项错误。C、U形管左侧水面先下降，是因为红磷燃烧放出大量的热，使装置内空气受热膨胀，后随着反应的进行，氧气被消耗，造成集气瓶内压强减小，故液面后上升，不能表明O2含量，故选项错误。D、U形管左侧水面最终上升至1处，说明氧气约占空气总体积的五分之一，能表明O2含量，故选项正确。故选：D。
9、“暖宝宝贴”（主要成分为铁粉）的热是来自铁粉的锈蚀反应。用“暖宝宝贴”测定空气中氧气的含量,实验装置如图3-1-5 所示,广口瓶容积为270 mL,实验后量筒中水的体积读数为45mL（实验前量筒中水的体积为100mL）。下列叙述不正确的是（▲）
A、反应放热对实验结果无影响
B、若测得空气中氧气含量偏低,可能是铁粉不足
C、必须等温度恢复至室温后,才能记录量筒内剩余水的体积
D、本次实验测得空气中氧气的体积分数约为16.7%
【答案】D
【解析】A.依据铁生锈原理分析；B.依据该反应原理分析；C.依据实验目的和实验原理分析；D.依据图中数据计算出本次实验测得空气中氧气的体积分数。
【分析】此题主要考查空气中氧气含量测定，主要是利用实验装置图及铁生锈原理来分析和解决有关问题，结合各方面的条件得出正确结论。
【详解】虽然反应放热，但读数是在冷却后，故对实验结果无影响；若测得空气中氧气含量偏低，可能是铁粉不足，只消耗了部分氧气；必须等温度恢复至室温后，才能记录量筒内剩余水的体积，以防温度较高时，气体体积发生膨胀而导致结果偏小；铁生锈消耗氧气，消耗氧气的体积等于进入烧杯内的水的体积，则本次实验测得空气中氧气的体积分数约为：×100%=22%。故选：D。
10、甲、乙两名同学分别用如图3-1-6所示的方案1和方案2来测定空气中氧气（O2）的含量。
图3-1-6
（1）甲同学用方案1测定的结果大于,则出现错误的原因可能有 ▲ （填字母）
A、红磷不足
B、装置气密性不好
C、没有冷却至室温
D、事先弹簧夹未夹紧
（2）乙同学成功测出结果,对比两种方案,发现方案2比较优秀,其优点有 ▲ （填字母）。
A、实验中不必打开瓶塞点燃,减少了实验误差
B、实验中不打开瓶塞,可以防止生成的五氧化二磷（P2O5）逸出,保护环境
C、利用聚光镜引燃白磷,操作安全,减少燃烧生成物对人体的影响
【答案】（1）D （2）ABC
【解析】（1）根据测定空气中氧气含量的原理以及产生误差的原因来分析；（2）根据实验装置以及实验设计来分析。
【分析】选择测定空气中氧气含量的物质的条件是：只能够和空气中的氧气反应，生成物必须是固体。
【详解】（1）燃烧时弹簧夹没有夹紧导致气体受热膨胀而出，最后进入液体多；故为D。（2）乙同学成功测出结果，对比两种方案，发现方案2比较优秀，其优点有实验中不必打开瓶塞点燃，减少了实验误差；实验中不打开瓶塞，可以防止生成的五氧化二磷逸出，保护环境；利用聚光镜引燃白磷，操作安全，减少燃烧生成物对人体的影响；故为：ABC。
故答案为：（1）D （2）ABC
11、用如图3-1-7甲所示实验装置测定空气中氧气的含量。
图3-1-7
（1）图乙BC段气压变化的原因是 ▲ ,DE段气压变化的原因是 ▲ 。
（2）实验前集气瓶内空气的体积为V,烧杯中水的体积为V1,实验后烧杯中剩余水的体积为V2,计算空气中氧气体积分数的表达式为 ▲ （用V、V1、V2表示）。如果燃烧时忘记关闭弹簧夹,那么测出氧气的体积将会比理论值 ▲ 。
【答案】（1）红磷燃烧放热 打开了弹簧夹，水进入集气瓶
（2）×100％ 大
【解析】红磷燃烧能够消耗空气中的氧气，氧气消耗后，容器中的气压减小，在外界大气压作用下，水进入容器，进入容器中的水的体积即为容器中空气中的氧气体积，进一步可以计算出空气中氧气的含量。
【分析】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。
【详解】（1）图乙中，BC段气压变化的原因是红磷燃烧放热，DE段气压变化的原因可能是打开了弹簧夹，水进入集气瓶。（2）实验前集气瓶内空气体积为V,烧杯中水的体积为V1；实验后烧杯中剩余水的体积为V2。计算空气中氧气体积分数的表达式为×100％,如果燃烧时忘记关闭弹簧夹，则测出氧气体积将会比理论值偏大（红磷燃烧放热，导致瓶内气体膨胀，进一步导致部分气体逸出集气瓶，最终导致进入集气瓶中的水偏多）。
故答案为：（1）红磷燃烧放热 打开了弹簧夹，水进入集气瓶
×100％ 大
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第1节 空气与氧气
第1课时 空气
A知识要点分类练 夯实基础
知识点1 空气的成分
1、小白鼠在装有空气的密闭容器中可存活一段时间,说明空气中含有 ；酥脆的饼干放在空气中会变软,说明空气中含有 。
2、如图3-1-1所示,某同学为验证空气中含有少量二氧化碳,将注射器内的空气一次性压人新制的澄清石灰水中,发现石灰水没有变化。据此,你认为该同学应该（ ）
图3-1-1
A、继续用注射器向澄清石灰水中压人空气
B、撤去注射器,用嘴向澄清石灰水中吹气
C、得出空气中没有二氧化碳的结论
D、得出空气中含有少量二氧化碳的结论
3、如图3-1-2为空气成分示意图,请填写以下空白。
（1）气体a是 ,气体c是 ；按体积计算,a约占 %,c约占 %。
（2）按体积计算,气体b中稀有气体约占空气的 %, 约占0.04%,水蒸气等其他气体和杂质约占 %。
知识点2 空气中氧气体积分数的测定
4、如图3-1-3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 。对燃烧匙中放人红磷的量的要求是 。红磷点燃后要求迅速放人集气瓶内,塞紧橡皮塞,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3-1-3
5、在测定空气中氧气含量的实验中,小明同学测得气体减少的体积小于,可能的原因有 （多选,填字母）
A、实验装置气密性良好
B、实验装置可能漏气
C、实验中所取的红磷过量
D、实验中所取的红磷不足
E、未等装置完全冷却就打开止水夹读数
知识点3 空气中各成分的用途
6、（2022 郴州）空气是一种复杂的混合物,含有氮气、氧气、二氧化碳、稀有气体等成分,下列说法错误的是（ ）
A、氧气可用于化工生产、航空航天、医疗急救等领域
B、医疗上可在液氮冷冻麻醉条件下做手术
C、用干冰营造舞台意境时,看到的白雾是二氧化碳气体
D、稀有气体可作保护气
B规律方法综合练 提升能力
7、下列关于空气中各成分的说法不正确的是（ ）
A、空气中的氧气能供给生物呼吸,支持燃料燃烧
B、氮气化学性质不活泼,可在食品包装袋中充人氮气以防腐
C、稀有气体在通电时能发出不同颜色的光,可制成霓虹灯
D、将点燃的木条伸人收集满某气体的集气瓶中,木条熄灭,该气体一定是二氧化碳
8、用如图3-1-4装置可验证空气中O2的含量。下列现象能表明O2含量的是（ ）
图3-1-4
A、红磷燃烧产生大量白烟 B、红磷燃烧一段时间后熄灭
C、U形管左侧水面先下降,后上升 D、U形管左侧水面最终上升至1处
9、“暖宝宝贴”（主要成分为铁粉）的热是来自铁粉的锈蚀反应。用“暖宝宝贴”测定空气中氧气的含量,实验装置如图3-1-5 所示,广口瓶容积为270 mL,实验后量筒中水的体积读数为45mL（实验前量筒中水的体积为100mL）。下列叙述不正确的是（ ）
A、反应放热对实验结果无影响
B、若测得空气中氧气含量偏低,可能是铁粉不足
C、必须等温度恢复至室温后,才能记录量筒内剩余水的体积
D、本次实验测得空气中氧气的体积分数约为16.7%
10、甲、乙两名同学分别用如图3-1-6所示的方案1和方案2来测定空气中氧气（O2）的含量。
图3-1-6
（1）甲同学用方案1测定的结果大于,则出现错误的原因可能有 （填字母）
A、红磷不足
B、装置气密性不好
C、没有冷却至室温
D、事先弹簧夹未夹紧
（2）乙同学成功测出结果,对比两种方案,发现方案2比较优秀,其优点有 （填字母）。
A、实验中不必打开瓶塞点燃,减少了实验误差
B、实验中不打开瓶塞,可以防止生成的五氧化二磷（P2O5）逸出,保护环境
C、利用聚光镜引燃白磷,操作安全,减少燃烧生成物对人体的影响
11、用如图3-1-7甲所示实验装置测定空气中氧气的含量。
图3-1-7
（1）图乙BC段气压变化的原因是 ,DE段气压变化的原因是 。
（2）实验前集气瓶内空气的体积为V,烧杯中水的体积为V1,实验后烧杯中剩余水的体积为V2,计算空气中氧气体积分数的表达式为 （用V、V1、V2表示）。如果燃烧时忘记关闭弹簧夹,那么测出氧气的体积将会比理论值 。
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