2.1我们周围的空气同步练习 （含解析）人教版化学九年级上册

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2.1我们周围的空气
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、选择题
1．下列有关氮气的说法，错误的是
A．氮气在食品储存时用做保护气
B．氮气可用于制造氮肥，作为农作物生长的肥料
C．常温下氮气的化学性质不活泼，难与其他物质发生反应
D．常温下，氮气可以支持燃烧
2．空气是一种宝贵的资源，下列说法错误的是
A．空气中氮气的质量分数约为78%
B．能形成酸雨的空气污染物主要是二氧化硫和二氧化氮
C．由于氦气密度小和化学性质很不活泼可将其充入气飞艇
D．工业上用分离液态空气的方法制氧气利用了液氮和液氧的沸点不同
3．下列事实能够作为“空气中含有一定量氧气”的证据的是（ ）
A．空气是无色透明的 B．火柴在空气中可以燃烧
C．秋天早晨小草叶上有露水 D．石灰水放置在空气中会生成一层白膜
4．拉瓦锡测定空气组成实验是化学史上的经典实验，汞用做反应药品有很多优点，下列对于该实验说法错误的是
A．汞在常温下呈液态，在该实验中既可以隔绝外界空气，还可以通过连通器直接用于测量反应器（曲颈甑）内空间体积的变化
B．汞和氧气反应的速率非常缓慢，便于实验者观察实验现象
C．汞的沸点为 356.6℃，在加热时源源不断气化的汞可以将空气中的氧气完全耗尽
D．反应生成的氧化汞在这个温度下呈固态，且不溶于汞。又因为密度低于液态汞，所以浮在汞的液面上，很容易分离
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．二氧化碳是形成酸雨的主要污染物
B．稀有气体可用于制造电光源
C．氮气充入食品包装袋中可延长其保质期
D．氧气能供给生物呼吸，支持燃料燃烧
6．利用如图装置验证了空气中氧气的含量。下列叙述不正确的是

A．红磷需足量 B．可以用硫粉替代红磷
C．瓶中液面最终上升至1处 D．用激光笔点燃红磷可防止烟尘污染
7．为了帮助同学们更好地理解空气中氧气含量测定的实验原理，老师利用传感器技术实时测定了实验装置（如图 1 所示）内的气体压强、温度和氧气浓度，它们随时间的变化曲线如图 2 所示。说法错误的是
A．图 1 中接通电源使用电烙铁发热，引燃红磷，使实验结果更精确
B．图 2 中X 曲线表示的是氧气浓度变化，Y 曲线表示的是温度变化
C．图 2 中 BC 段变化的原因是由于温度升高所增加的气压大于氧气消耗所减小的气压
D．图 2 中当反应时间为 t1时才打开活塞K，看到烧杯中的水进入集气瓶
8．下列氮气的用途中，主要是利用了氮气化学性质不活泼的是
A．制造硝酸 B．食品包装袋充氮
C．液氮冷冻 D．用于磁悬浮列车
9．在我国许多城市里，空气质量监测的指标主要包括下列物质中
①可吸入颗粒物，②氧气，③二氧化碳，④一氧化碳，⑤氮气，⑥二氧化硫，⑦稀有气体，⑧氮氧化合物
A．①④⑥⑧ B．②④⑦ C．③④⑥ D．①②③④
10．图中甲装置使用了传感器技术实时测定红磷燃烧时装置内压强、温度、氧气浓度的变化，图乙是实验测得的数据，则下列说法正确的是
A．X 曲线测量的是氧气浓度的变化
B．Y 曲线表示的是温度变化的情况
C．图中 d 点时打开活塞，水开始倒吸到广口瓶中
D．图中 cd 段压强下降的原因只是红磷燃烧，消耗氧气
二、非选择题
11．测定空气中氧气的含量
【实验目的】 。
【设计实验】
结合资料提示和已学过的知识从下列物质中选择合适的可燃物，测定空气中氧气的含量 （填字母）。
A 木炭 B 硫 C 铁 D 红磷 E 蜡烛 F 镁
【资料提示】①木炭在空气中燃烧生成二氧化碳气体；
②硫在空气中燃烧生成二氧化硫气体；铁在空气中不燃烧；
③红磷在空气中燃烧生成五氧化二磷（五氧化二磷有毒，可溶于水）；
④镁不仅可以和空气中的氧气反应生成氧化镁固体，还可以和空气中的氮气发生反应生成氮化镁固体。
小结：测定空气中氧气含量的药品需满足的条件是 ；反应的文字表达式： 。
【进行实验】
实验装置 实验步骤 实验现象 实验结论
在集气瓶内加入少量的 ，并将水面上方空间分为5等份，用弹簧夹 胶皮管，点燃燃烧匙内的红磷后 伸入瓶中，并把塞子 ，观察红磷燃烧的现象待
红磷熄灭并 后，打开弹簧夹，观察实验现象及水面的变化情况
【表达交流】
（1）拉瓦锡“测定空气中氧气含量”用时较长，原理是 （用文字表达式表示），结论是 。
（2）拉瓦锡得出的结论合理吗？请你结合生活经验，说一说你的理由 。
12．测定空气中氧气成分的实验，现象是红磷燃烧，产生大量 ；放热；冷却后打开弹簧夹，水沿着导管进入集气瓶中，进入集气瓶内水的体积约占集气瓶中空气总体积的 。
13．空气中氧气含量测定的再认识
【实验回顾】如图是实验室用红磷燃烧来粗略测定空气中氧气含量的装置。

【实验原理】由于红磷燃烧消耗空气中的氧气，使瓶内 减小，烧杯中水倒吸到集气瓶。若装置的气密性良好，操作规范，用量筒测量进入瓶中水的体积，能粗略测得空气中氧气的含量。
【问题提出】有实验资料表明：燃烧过程中当氧气体积分数低于7%时，红磷就无法继续燃烧，因此通过上述实验，测得结果与理论值误差较大。
【实验改进】
Ⅰ、根据铁在空气中生锈消耗氧气的原理设计图2实验装置，再次测定空气中氧气含量。装置中饱和食盐水、活性炭会加速铁生锈。
Ⅱ、测得实验数据如下表所示：
测量项目 实验前 实验后
烧杯中水的体积 烧杯中剩余水的体积 集气瓶（扣除内容物）和导管的容积
体积/ 80.0 54.5 126.0
【交流表达】
（1）根据上表数据计算，改进实验后测得的空气中氧气的体积分数是 。
（2）从实验原理角度分析，改进后的实验结果比前者准确度更高的原因：
① ；
② 。
14．建构合理的思维模型，既能促进深度学习又能提高思维品质。小科建构了“两组分混合物含量测定”的思维模型。
运用该模型对教材中“测定空气中氧气含量”的实验进行了再探究：忽略含量很低的其它物质，空气可以看成由氮气和氧气组成的两份混合物。
【探究一】根据沸点低的组分先汽化的性质，测定混合物中某组分的含量。
（1）将空气转变为液态空气，液氮先汽化。从建模角度分析，该操作属于上述思维模型中的 。
【探究二】根据混合物中某组分发生化学反应，测定混合物中某组分的含量。
（2）按图甲装置测定空气中氧气含量时，止水夹最合理的打开时间是 （填“反应刚结束时”或“冷却到室温时”）。
【交流评价】
（3）已知：在氧气不充足时，碳与氧气反应生成一氧化碳，一氧化碳不溶于水且不与碱反应。小科用足量木炭替换红磷，等体积氢氧化钠浓溶液替换集气瓶中的水，规范操作后，测得的氧气含量将 （填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
【继续探究】
（4）运用上述思维模型，小科又设计了图乙的实验装置，其“测定空气中氧气含量”的原理是 。
15．某化学兴趣小组欲用家用制氧机制取“富氧空气”并开展相关探究，进行以下实验。
【查阅资料】：通常情况下人体吸入气体和呼出气体的成分
气体成分% 氮气 氧气 二氧化碳 水蒸气 其它
吸入气体% 78 21 0.03 0.01 0.96
呼出气体% Y 15 3.68 5.44 0.88
(1)氮气在呼吸过程中没有参与化学反应，说明氮气的性质 （填“活泼”或“不活泼”）。
(2)根据上表分析：Y 78（填“>”或“=”或“<”）。
【实验测定】测定“富氧空气”中氧气的含量
“沸石分子筛”能将氮气等分子吸附，是家用制氧机的关键部件．通过控制按钮，利用变压吸附技术，获得不同浓度的富氧空气，图1为该制氧过程的示意图。

用图2装置测定“富氧空气”中氧气的含量（集气瓶中“富氧空气”体积为100mL，底部残留少量水，燃烧匙内有足量红磷），操作如下：
Ⅰ．往量筒内加入适量水，读出量筒内水的体积为ml；
Ⅱ．用电点火装置点燃红磷，充分反应；
Ⅲ．冷却至室温后打开止水夹，待右侧量筒内液面不再变化时，排出气球中的气体，调节两边液面在同一水平面上，读出量筒内水的体积为mL。
回答问题：
(3)由图1可知，“沸石分子筛”制备氧气的前后，氧分子总数 （填“改变”或“不变”）。
(4)图2装置中气球的作用是： ，红磷燃烧的文字表达式为 。
(5)本次实验测得“富氧空气”中氧气的含量为 %。
《2.1我们周围的空气》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D A B B A B B B A C
1．D
【详解】A、氮气低常温下化学性质稳定，可以用于充氮灯泡、充气包装食品等，故A选项正确；
B、氮气在高能量下能与其他物质反应，可用于制化肥，故B选项正确；
C、常温下氮气的化学性质不活泼，难与其他物质发生反应，故C选项正确；
D、常温下，氮气的化学性质不活泼、不支持燃烧，故D选项错误。
故选D。
2．A
【分析】本题考查空气的成分。
【详解】A、空气中氮气的体积分数约为78%，不是质量分数，故A符合题意；
B、能形成酸雨的空气污染物主要是二氧化硫和二氧化氮，故B不符合题意；
C、氦气是稀有气体，稀有气体化学性质很不活泼，因此可将其充入气飞艇，故C不符合题意；
D、工业上用分离液态空气的方法制取氧气，是利用了氧气和氮气的沸点不同，故D不符合题意；
故选A。
【点睛】本题难度不大，熟记空气中成分的含量和性质用途。
3．B
【详解】A、空气是无色透明的，不能说明空气中含有一定量氧气，此选项错误；
B、火柴在空气中可以燃烧，说明空气中含有一定量氧气，此选项正确；
C、秋天早晨小草叶上有露水，说明空气中含有水蒸气，此选项错误；
D、石灰水放置在空气中会生成一层白膜，说明空气中含有二氧化碳气体，此选项错误。
故选B。
4．B
【详解】A、汞为液态，在汞槽中起到液封的作用，并能直接用来测定反应器内空间体积的变化，故正确;
B、低温下汞和氧气反应的速率非常缓慢，看不到现象，故错误；
C、汞的沸点较低，汞蒸气与氧气反应比较充分，能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽，故正确;
D、氧化汞呈固态，且不溶于汞，汞呈液态，氧化汞密度低于液态汞，所以浮在汞的液面上，很容易分离，故正确。
故选B。
5．A
【详解】A、二氧化硫、二氧化氮是形成酸雨的主要污染物，而空气中二氧化碳含量过多，会加剧温室效应，选项说法错误，故A符合题意；
B、稀有气体通电时能发出不同颜色的光，可用于制造电光源，选项说法正确，故B不符合题意；
C、氮气的化学性质稳定，一般不与其它物质反应，充入食品包装袋中可延长其保质期，选项说法正确，故C不符合题意；
D、空气中的氧气能供给生物呼吸，支持燃料燃烧，选项说法正确，故D不符合题意；
故选A。
6．B
【详解】A、为使氧气充分反应，红磷需要足量，故A正确。
B、硫燃烧生成二氧化硫气体，不能改变压强，不能替代红磷，故B错误。
C、空气中氧气体积分数约为，瓶中液面最终上升至1处，故C正确。
D、用激光笔点燃红磷，避免了打开瓶塞产生的烟尘污染，故D正确。
故选：B。
7．B
【详解】A. 接通电源使用电烙铁发热，引燃物质红磷，防止了燃烧匙伸入集气瓶中时导致的部分气体受热膨胀逸出，实验结果更准确，故选项说法正确；
B. 红磷燃烧放出热量，温度升高，冷却后温度降低，X曲线表示的是温度；红磷燃烧消耗氧气，氧气浓度减小，Y曲线表示氧气浓度，故选项说法错误；
C.结合图可知，图2中BC段气压变化的原因是温度升高所增加的气压大于氧气消耗所减小的气压，故选项说法正确；
D.从图2中看出 t1 时才打开活塞K，压强突然增大，说明烧杯中的水进入集气瓶，故选项说法正确。
故选：B。
8．B
【详解】A、制造硝酸利用了氮气的氧化-还原性，错误；
B、食品包装袋充氨，氮气在难于其他物质发生反应，防止食品变质，利用了氨气化学性质不活泼，正确；
C、液氮汽化吸收大量的热量，可用于冷冻，是物理性质，错误；
D、磁悬浮列车中，利用氮气的物理性质，保持超导体低温，错误；
故选B。
9．A
【详解】目前计入空气污染指数的项目有：二氧化硫、氧化氮、一氧化碳和可吸入颗粒物和臭氧等，氧气、氮气、二氧化碳、稀有气体是空气的成分，不是空气污染物，所以①④⑥⑧是监测指标。
故选A。
10．C
【详解】A、红磷燃烧消耗氧气，放出大量的热，随着反应的进行，氧气浓度逐渐减小。X 曲线测量的是温度的变化，此选项错误；
B、红磷燃烧消耗氧气，随着反应的进行，氧气浓度逐渐减小。当氧气浓度小到一定程度时，不能再支持燃烧，冷却至室温，打开止水夹，水进入，氧气的浓度又逐渐增大到一定量，所以反应Y 曲线表示的是氧气浓度变化的情况，此选项错误；
C、图中 d 点所在的曲线表示压强的变化，红磷燃烧放出大量的热，容器内压强变大，随着温度逐渐降低，压强逐渐减小。打开活塞，水开始倒吸到广口瓶中，容器内压强变大，此选项正确；
D、 图中 cd 段压强下降的原因除了红磷燃烧，消耗氧气外，含有温度降低的原因，此选项错误。
故选C。
11． 测定空气中氧气的含量 D 足量、只与氧气反应、生成物为固体 红磷+氧气五氧化二磷 水 夹紧 迅速 塞紧 红磷燃烧，产生大量的白烟，放出热量 空气中氧气的体积分数是 冷却至室温 水倒吸入集气瓶至约占到刻度线“1”处 汞+氧气氧化汞 空气主要由氧气和氮气组成，其中氧气的体积约占空气总体积的 合理，因为汞能将氧气全部消耗完（合理即可）
【解析】略
12． 白烟 1/5
【详解】空气中氧气含量测定实验，用的药品是红磷，现象是红磷燃烧，产生大量的白烟，放热。装置冷却后打开止水夹，烧杯中的水进入集气瓶中，进入集气瓶内水的体积约占集气瓶中空气总体积的1/5。故填：白烟；1/5。
13． 压强 20.2% 铁的缓慢氧化使集气瓶中的氧气消耗更彻底，使实验结果更准确 测量时考虑到导管容积和扣除内容物后的集气瓶容积，使实验结果更准确
【解析】略
14． 分离转移 冷却到室温时 偏小 铜和装置中的氧气反应，生成氧化铜固体。装置内的气体冷却到室温时，注射器内减少的体积即为装置内氧气的体积，氧气的体积与反应前装置内的总体积之比即为氧气的含量
【详解】（1）将空气转变为液态空气，液氮先汽化的操作属于分离转移。
（2）等到冷却到室温再打开止水夹可以防止容器发生倒吸，引起容器炸裂。
（3）木炭在封闭的集气瓶里燃烧，氧气浓度会不断变小，氧气浓度较低时会生成一氧化碳气体，一氧化碳难溶于水且不与氢氧化钠溶液反应。
（4）其“测定空气中氧气含量”的原理是铜和装置中的氧气反应，生成氧化铜固体。装置内的气体冷却到室温时，注射器内减少的体积即为装置内氧气的体积，氧气的体积与反应前装置内的总体积之比即为氧气的含量。
15．(1)不活泼
(2)<
(3)不变
(4) 调节瓶内外压强
(5)27
【详解】（1）氮气在呼吸过程中没有参与化学反应，说明氮气化学性质不活泼；
（2）根据表中数据可知，Y=100-15-3.68-5.44-0.88=75，小于78；
（3）空气中氮气和氧气的体积比约为4：1，则图中为氮分子，根据题意，氮分子被吸附之后，使氧分子与氮分子的个数比变大形成富氧空气，则氧分子总数并未改变；
（4）图2装置中气球的作用是调节瓶内外压强，防止因燃烧及冷却产生较大压强差而使液体倒吸；
红磷燃烧生成五氧化二磷，反应的文字表达式为：。
（5）由于量筒倒吸入水的体积为消耗的氧气的体积，消耗氧气的体积为60mL-33mL=27mL，则本次实验测得“富氧空气”中氧气的含量为：。
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