3.1空气与氧气（第1课时） 同步练习（含解析）

3.1空气与氧气（第一课时）
一、选择题
1．空气是一种宝贵的资源，下列生产生活中用到的气体不是来自空气的是（　　）
A．作为燃料电池燃料的氢气 B．用于生产氮肥的氮气
C．用于医疗急救的氧气 D．用于医疗麻醉的氙气
2．工业上采用蒸发液态空气，利用空气中氧气、氮气和氩气的沸点不同，使其在不同的温度下汽化，再冷凝，从而将各种气体分离出来（如图所示）。在蒸发液态空气时，首先被汽化的气体是（　　）
A．氧气 B．氢气 C．氮气 D．无法确定
3．有一位同学暑假去西藏发生了严重的高原反应，医生让他吸入了一种气体后，症状得到缓解。此气体可能是（　　）
A．氧气 B．氮气 C．稀有气体 D．二氧化碳
4．人类每时每刻都离不开空气，没有空气就没有生命。下列关于空气的说法错误的是（　　）
A．洁净的空气是无色无味的
B．工业上常采用分离液态空气的方法制取氧气
C．氮气约占空气质量的78%
D．硫在空气中燃烧，发出微弱的淡蓝色火焰
5．空气是一种重要的资源。下列有关空气成分的说法错误的是 （　　）
A．氮气充入食品包装袋中可延长其保质期
B．二氧化碳可以作为温室大棚中的气体肥料
C．稀有气体可用于制造电光源
D．氧气能供给生物呼吸，支持燃料燃烧，所以可以做燃料
6．为测定空气中氧气的含量，某化学兴趣小组的同学将过量的白磷放入容积为40mL的试管中，用橡皮塞塞紧试管口，通过导管与容积为60mL且润滑性很好的注射器组成如图的实验装置，则下列说法不正确的是（　　）
A．实验过程中观察到白磷燃烧产生大量白烟
B．必须等实验结束装置冷却到室温之后再读数
C．若不使用弹簧夹，整个实验过程中活塞前沿先向右移动再向左移动直至停在12mL刻度处
D．若先夹紧弹簧夹，实验结束后再松开弹簧夹，可观察到活塞前沿移动到12mL刻度处
7．下列关于“物质—用途—性质”的说法不正确的是（　　）
A．液氮—冷冻剂—汽化吸热
B．氧气—火箭发射—可燃性
C．氮气—食品防腐—化学性质稳定
D．稀有气体—霓虹灯—通电能发出不同色光
8．下列关于稀有气体的叙述中，正确的是（　　）
A．稀有气体是氮氖、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．稀有气体在任何情况下都不能跟其他物质发生化学反应
9．小明利用如图实验测定空气中氧气的体积分数，下列操作中会造成测量结果偏差的是（ ）
A．燃烧匙中的红磷过量 B．红磷燃烧前止水夹关闭
C．用木炭代替红磷 D．红磷熄灭后冷却至室温再打开止水夹
10．拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。某兴趣小组利用氧气传感器来检测足量红磷燃烧过程中氧气的含量，如图所示，下列判断正确的是（　　）
A．红磷燃烧过程中，产生大量白色烟雾
B．a点时容器内氮气的质量分数约为85%
C．容器内气体的质量：b点＞c点
D．反应结束后氧气已被消耗完
二、填空题
11．空气是一种 物。法国科学家 首先通过实验得出了空气是由 和 组成。以后各种实验测定表明，空气中各成分的体积大约是：氮气 ，氧气 ，稀有气体 ，二氧化碳 、其余气体和杂质 。在通常情况下，空气中各成分的比例保持相对 。
12．现有①氧气；②二氧化碳；③氮气；④稀有气体四种物质，请用上述物质的序号填空：空气是一种重要的自然资源，空气中的各种成分可以广泛应用于生产和生活中，其中 约占空气体积的78%，是工业上生产硝酸和化肥的重要原料； 是植物进行光合作用不可缺少的物质。
13．空气是一种重要的自然资源，在我们的生产和生活中有着广泛的用途。空气中的 可用于食品防腐保鲜，也是制造化肥和炸药的重要原料；空气中的 是形成云或雾的主要物质；空气中的 ，这种物质的固态在升华时吸收大量的热，可以用于人降雨；工业上用分离液态空气的方法制取氧气，是利用了液氮和液氧的 不同。
14．空气是一种宝贵的资源。
（1）空气中含量最丰富的气体是 ，约占空气总体积的 。它有着广泛的用途，例如， 。
（2）炼钢、气割、气焊等都要用到氧气，这主要是利用氧气的 性质；医疗急救时，需要用到 ；工业生产时通过 方法获得大量氧气。
（3）下列变化中，氧气不作为反应物的是 （填序号）。
A．天然气燃烧 B．缓慢氧化 C．光合作用 D．钢铁生锈
15．某化学兴趣小组对教材中“测定空气里氧气含量”的实验（见图Ⅰ）进行了大胆改进，设计图（Ⅱ）（选用容积为45mL的试管作反应容器）实验方案进行，收到了良好的效果。请你对比分析图Ⅰ、图Ⅱ实验，回答下列有关问题：
（1）图Ⅰ实验中发生反应的文字表达式为 。
（2）图Ⅱ实验的操作步骤如下：①点燃酒精灯。②撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹。③将少量红磷平装入试管中，将20mL的注射器活塞置于10mL刻度处，并按图Ⅱ中所示的连接方式固定好，再用弹簧夹夹紧橡皮管。④读取注射器活塞的数据。你认为正确的实验操作顺序是 （填序号）
（3）图Ⅱ实验中，注射器活塞将从10mL刻度处慢慢前移到约 mL刻度处才停止。
16．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。食品脱氧剂的主要成分是铁粉，另有少量氯化钠等物质。
【实验步骤】①取一根玻璃管，用橡皮塞将一端密封；实验前，需检查装置的气密性：向管口注入一滴水将玻璃管密封，双手握住玻璃管中间部分时观察到 ，说明装置气密性良好。
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，如图甲所示；
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；
实验次数 AO/mm AB/mm AB/AO
1 523.5 109.5 0.2092
2 525.5 110.0 0.2093
3 527.0 110.5 0.2097
⑤洗涤、干燥实验装置，重复上述实验。
【得出结论】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】（I）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 。
（II）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 。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A C A C D C B BC C C
1．A
【详解】氮气、氧气、稀有气体都是空气的组成成分，而空气中不含氢气，即氢气不是来自空气的气体，故选A。
2．C
【详解】沸点越低的气体，在由液体转化成气体时，越易变成气体。通过比较三种气体的沸点，氮气的沸点最低，由液体变成气体时，首先是氮气。
故选C。
3．A
【详解】A、氧气可以供给呼吸，则可以用于缓解高原反应的症状，符合题意；
B、氮气不可以供给呼吸，则不可以用于缓解高原反应的症状，不符合题意；
C、稀有气体不可以供给呼吸，则不可以用于缓解高原反应的症状，不符合题意；
D、二氧化碳不可以供给呼吸，则不可以用于缓解高原反应的症状，不符合题意。
故选A。
4．C
【详解】A、洁净的空气是无色无味的，说法正确，不符合题意；
B、氮气和氧气是空气中含量较多的两种气体，二者的沸点不同，因此工业上常采用分离液态空气的方法制取氧气，说法正确，不符合题意；
C、氮气约占空气体积（不是质量）的78%，说法错误，符合题意；
D、硫在空气中燃烧，发出微弱的淡蓝色火焰，说法正确，不符合题意。
故选C。
5．D
【详解】A、氮气的化学性质比较稳定，不容易和其它物质发生化学反应，氮气无毒，对人体无害，常常用作食品包装的保护气，充入食品包装袋中可延长其保质期，故说法正确；
B、二氧化碳是绿色植物光合作用的原料，因此种植蔬菜的温室大棚中补充二氧化碳作为气体肥料，故说法正确；
C、稀有气体通电时能发出不同颜色的光，可用于制造电光源，故说法正确；
D、氧气具有助燃性，氧气不具有可燃性，不能做燃料，故说法错误。
故选D。
6．C
【详解】A、白磷燃烧，产生大量的白烟，说法正确，.不符合题意；
B、必须等实验结束装置冷却到室温之后再读数，否则剩余的气体在受热状态下，处于膨胀状态，测定结果偏小，说法正确，.不符合题意；
C、白磷燃烧放出大量的热，使装置内气体受热膨胀，压强增大；右边注射器的活塞先向右移动；反应后氧气被消耗，冷却至室温后，压强减小，注射器的活塞后向左移动；若不使用弹簧夹，白磷实际消耗掉的是试管40mL和注射器内20mL中的氧气，氧气的体积为（40mL+20mL）×=12mL，所以活塞应停在20mL-12mL=8mL的刻度处，说法错误，符合题意；
D、若先夹紧弹簧夹，白磷燃烧消耗掉的只是试管内的氧气，体积为40mL×=8mL，所以活塞应停在20mL-8mL=12mL的刻度处，说法正确，.不符合题意。
故选C。
7．B
【详解】A、液氮汽化吸热，可用作制冷剂，说法正确，不符合题意；
B、氧气用于火箭发射，利用的是氧气能支持燃烧的性质，氧气不具有可燃性，说法错误，符合题意；C、氮气的化学性质稳定，可用作保护气，可用于食品防腐，说法正确，不符合题意；
D、稀有气体通电能发出不同颜色的光，可用于制作霓虹灯，说法正确，不符合题意。
故选B。
8．BC
【详解】A、稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙等气体的总称，不包括氮气，错误；
B、稀有气体都是无色无味的气体，正确；
C、稀有气体在通电时会发出有色的光，正确；
D、稀有气体原来被称为惰性气体，因为化学性质不活泼，在常温下不易与其它物质发生化学反应，在改变条件的情况下可以与其它物质反应，错误。
故选BC。
9．C
【详解】A、燃烧匙中的红磷量过多，能完全消耗装置中的氧气，能保证测定结果的准确，故不符合题意；
B、燃烧匙伸入集气瓶前应关闭止水夹，以防止集气瓶中的气体受热膨胀逸出，能保证测定结果的准确，故不符合题意；
C、木炭在空气中燃烧生成二氧化碳气体，虽除去了氧气，但增加了新的气体，没有形成压强差，不能用来测定空气中氧气含量，故符合题意；
D、待红磷熄灭后，装置冷却至室温，打开止水夹，烧杯中的水流入集气瓶，进入的水约为瓶内空气体积的五分之一，故不符合题意。
故选C。
10．C
【详解】A、红磷燃烧过程中，产生大量白烟，不产生白雾，错误；
B、由曲线图可知：a点时容器内氧气的体积分数为15%。故容器内其余气体（氮气、稀有气体、二氧化碳等）的浓度为85%，氮气体积分数小于85%，错误；
C、红磷燃烧过程中，消耗氧气，生成固体五氧化二磷，b点反应仍在进行，c点反应结束，容器内气体的质量：b点＞c点，正确；
D、由曲线图可知：反应结束后氧气仍有3% ，没有被消耗完，错误。
故选C。
11． 混合 拉瓦锡 氮气 氧气 78% 21% 0.94% 0.03% 0.03% 稳定
【分析】根据拉瓦锡研究空气的结论及空气的成分分析回答．
【详解】法国化学家拉瓦锡在前人工作的基础上，通过实验得出了空气是氮气、氧气组成的结论．空气中各成分的体积分数，大致是氮气78%，氧气21%，稀有气体0.94%，二氧化碳0.03%，其它气体和杂质的体积分数是0.03%，在通常情况下，空气中各成分的比例保持相对稳定，所以空气是一种混合物；
【点睛】本题比较简单，熟记拉瓦锡研究空气的结论、空气的成分即可分析解答．
12． ③ ②
【详解】空气的成分按体积计算，大约 是：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%。空气中的各种成分可以广泛应用于生产和生活中，其中氮气约占空气体积的78%，是工业上生产硝酸和化肥的重要原料，故填③；光合作用是植物、藻类利用光能将二氧化碳和水转化为葡萄糖，并释放出氧气的过程。二氧化碳是植物进行光合作用不可缺少的物质，故填②。
13． 氮气 水蒸气 二氧化碳 沸点
【详解】空气中的氮气化学性质稳定，可用于食品防腐保鲜，也是制造化肥和炸药的重要原料；
空气中的水蒸气是形成云或雾的主要物质；
空气中的二氧化碳，这种物质的固态（俗称干冰）在升华时吸收大量的热，可以用于人降雨；
工业上用分离液态空气的方法制取氧气，是利用了液氮和液氧的沸点不同进行分离的过程。
14．（1）氮气；78%；制造氮肥等
（2）助燃性的化学；氧气；分离液态空气的
（3）C
【详解】（1）空气中各成分及体积分数为：氮气：78%、氧气：21%、稀有气体：0.94%、二氧化碳0.03%、水蒸气和杂质：0.03%，氮气的用途是：制造氮肥、氮气充入食品包装袋内可以防腐、液态氮可以做制冷剂；故答案为氮气；制造氮肥、氮气充入食品包装袋内可以防腐等；
故填：氮气；78%；制造氮肥等；
（2）炼钢、气割、气焊等都要用到氧气，这主要是利用氧气的助燃性，燃料燃烧时放出大量的热；医疗急救时，需要用到氧气；工业生产时通过分离液态空气的方法获得大量氧气；故答案为助燃性的化学；氧气；分离液态空气的；
（3）天然气燃烧是天然气和氧气的反应，缓慢氧化是物质与氧气发生的缓慢的不易察觉的氧化反应，钢铁生锈是钢铁和氧气、水等发生的缓慢氧化，而光合作用是绿色植物和二氧化碳在光的作用下生成有机物和氧气的过程，氧气是生成物．
故选C。
15． 红磷+氧气五氧化二磷 ③①②④ 1
【详解】（1）红磷燃烧生成五氧化二磷，则图Ⅰ实验中发生反应的文字表达式为：红磷+氧气五氧化二磷。
（2）图Ⅱ实验中，红磷燃烧消耗氧气，无气体生成，反应结束、温度冷却至室温，试管中压强变小，打开弹簧夹，注射器的活塞慢慢向左移动，反应过程中消耗多少体积的氧气，注射器的活塞就向左移动多少体积，所以正确操作步骤为：③将少量红磷平装入试管中，将20mL的注射器活塞置于10mL刻度处，并按图Ⅱ中所示的连接方式固定好，再用弹簧夹夹紧橡皮管。①点燃酒精灯。②撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹。④读取注射器活塞的数据。你认为正确的实验操作顺序是③①②④。
（3）容积为45mL的试管中氧气的体积含量约为：45mL×= 9mL，因为反应中消耗了9mL的氧气，图Ⅱ实验中，注射器活塞将从10mL刻度处慢慢前移到约1mL刻度处才停止。
16． 水滴向上移动 20.94% 增大接触面积，使氧气被脱氧剂粉末充分吸收 脱氧剂粉末不够紧密导致空气柱测量值偏小
【详解】{实验步骤}①向管口注入一滴水将玻璃管密封，双手握住玻璃管中间部分，如装置气密性良好，装置中的气体受热膨胀，观察到水滴向上移动，故填水滴向上移动。
{得出结论}由图可知，AO代表空气的体积，AB为实验中消耗的氧气的体积，则空气中氧气的体积分数为AB/AO，所以空气中氧气的体积分数取三次实验数据的平均值，即（0.2092+0.2093+0.2097）÷3×100%=20.94%，故填20.94%。
{思考讨论}（I）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增大接触面积，使氧气被脱氧剂粉末充分吸收，使测定结构更准确，故填增大接触面积，使氧气被脱氧剂粉末充分吸收。
（II）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，其原因是脱氧剂粉末不够紧密，其中的空气没有计算在玻璃管的总体积之内，导致空气柱测量值偏小，故填脱氧剂粉末不够紧密导致空气柱测量值偏小。
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