2.1空气组成的探究同步练习（含解析） 仁爱科普版化学九年级上册

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2.1空气组成的探究
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、选择题
1．亲爱的同学们，刚刚结束校运会今日项目激烈的角逐，让我们一起来深呼吸，调整一下疲惫的身体，在我们吸入的空气中含量最多的气体是
A．氧气 B．氮气 C．二氧化碳 D．稀有气体
2．长沙岳麓山森林公园空气清新，徒步其中心旷神怡。下列能供给登山者呼吸的是
A．氧气 B．二氧化碳 C．氮气 D．氦气
3．用如图所示装置来测定空气中氧气的含量。加热试管，红磷（足量）开始燃烧，待红磷熄灭并冷却至室温后打开弹簧夹。下列关于该实验的说法错误的是
A．要达到实验目的，试管中的红磷可以更换为木炭
B．红磷燃烧冷却至室温后打开弹簧夹，要等到注射器活塞不再移动才能读数
C．若注射器中的水最终减少了，说明空气中氧气的体积分数约为
D．该实验可说明不支持燃烧
4．下列关于空气的说法错误的是
A．氧气能供给生物呼吸 B．氦气可用于填充探空气球
C．空气中氮气的质量分数为78% D．植树造林可以改善空气质量
5．新能源车近年来销量不断增长，其安全气囊内所装的化学物质，能在碰撞后10毫秒内生成一种空气中含量最多的气体，该气体是
A．氮气 B．氧气 C．氢气 D．二氧化碳
6．下列各组物质中，前者属于纯净物，后者属于混合物的是
A．冰水混合物，五氧化二磷 B．矿泉水，河水
C．二氧化碳，澄清石灰水 D．净化后的空气，受污染的空气
7．英国科学家波义耳和法国化学家拉瓦锡曾做过貌似相同的两个实验，实验如下图，关于这两个实验的说法正确的是
A．两个实验均可用于测定空气中氧气的含量
B．两个实验中，曲颈甑内汞的表面都有黑色物质生成
C．拉瓦锡的实验中，玻璃钟罩内汞的液面逐渐上升，达到一定高度后不再变化
D．两个实验中，汞的用量多少对实验没有影响
8．小组同学利用如图装置进行微型实验。下列说法正确的是
A．实验最终观察到活塞向右移动
B．该实验说明铁生锈与水有关
C．当铁丝不再生锈时，注射器内的气体主要是二氧化碳
D．若用足量湿润的铁丝进行实验，可探究空气中氧气的含量
9．下列有关空气中各成分用途的说法错误的是
A．氮气可以用于制造化肥 B．氧气能支持燃烧，是一种高效能燃料
C．稀有气体可用于霓虹灯 D．在食品包装袋中充氮气以防腐
10．图1是利用气体压强传感器测定红磷燃烧时集气瓶内气压变化并测定空气中氧气含量的实验装置。点燃红磷，待红磷熄灭并冷却至室温后，打开弹簧夹，瓶内气压的变化如图2。下列说法正确的是
A．实验中红磷燃烧产生大量白雾
B．ac段气压增大是因为红磷燃烧放出热量，使气体膨胀
C．如图2所示，其中表示红磷熄灭的是e点
D．若d点时就打开弹簧夹，集气瓶中上升的水位高度会高于理论的水位高度
11．在一次实验课上，同学们通过小组合作，完成了对密闭容器中少量铜粉与空气中的氧气在加热条件下反应的质量测定，实验装置如图。以下分析正确的是
A．小气球先变小后变大 B．反应后固体质量减少
C．固体粉末会由黑色变为红色 D．反应后瓶内气体主要是氮气
12．用如图甲所示装置测定空气中氧气含量，借助数字传感器对密闭装置内的压强、温度、氧气浓度进行实时监测，得出它们随时间的变化曲线如图乙，下列分析不正确的是
A．Y曲线代表氧气浓度，X曲线代表温度
B．C点压强最高，表明红磷完全反应
C．实验结束后，X、Y曲线代表的量不能恢复到原状态
D．DE段压强迅速回升，此时可观察到烧杯中的水倒流入集气瓶
二、非选择题
13．填空。
(1)纯净物：由 组成。
(2)特点：有固定的组成和性质，可以用 来表示。
14． 支持燃烧；氮气的化学性质比氧气的 。
15．实验小组用下图装置测定空气中氧气的含量。
(1)该实验中红磷燃烧的现象为 。
(2)能说明空气中氧气含量的现象是，打开弹簧夹后水上升至 刻度。
(3)下列操作可能导致测定结果偏低的是___________。(填字母序号，下同)
A．红磷的量不足
B．点燃红磷，慢慢伸入瓶中
C．未冷却至室温就打开了弹簧夹
(4)若用硫粉来替红磷测空气中氧气含量是否可以？若不可，请说明原因 。
(5)反应完后集气瓶中剩余主要气体是 ，该气体的物理性质是 ，化学性质是 。(均写一条即可)
16．某兴趣小组的同学在老师的带领下对微型空气质量“监测站”展开了项目式学习。
任务一了解空气质量检测的主要指标
(1)目前计入空气污染指数的项目中除了可吸入颗粒物、臭氧外，还包括下列的 （填序号）。
①一氧化碳②二氧化碳③二氧化硫④二氧化氮。
(2)下表为空气质量分级标准，由表可知，空气质量级别越高，空气质量状况越 （填“好”或“差”）。
污染指数 50以下 51―100 101―150 151―200 201―250 251―300 300以上
质量级别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ（1） Ⅲ（2） Ⅳ（1） Ⅳ（2） Ⅴ
质量状况 优 良 轻微污染 轻度污染 中度污染 中重度污染 重度污染
任务二组装微型空气质量“监测站”，如下：
a.所需仪器和材料：传感器（如二氧化硫传感器、二氧化氮传感器、颗粒物传感器等）、数据采集器、计
算机、电源，连接导线等。
b.组装步骤：
首先将传感器与数据采集器连接，然后将数据采集器与计算机连接，接通电源，确保各部分连接正常。
检测不同污染物的原理和方法：
①二氧化硫检测：通常采用化学发光法或分光光度法。化学发光法是基于二氧化硫与特定化学试剂反应
产生发光现象，通过检测发光强度来确定二氧化硫的浓度。分光光度法是利用二氧化硫与特定试剂反应生成有色物质，通过测量吸光度来计算浓度。
②二氧化氮检测：常用的方法有盐酸萘乙二胺分光光度法和化学发光法。
③颗粒物检测：
利用光散射原理，当颗粒物通过检测区域时，会散射光线，通过测量散射光的强度来确定颗粒物的浓度。
(3)PM2.5检测仪通常采用 来测量空气中细颗粒物的浓度。
(4)PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，主要来自化石燃料的燃烧和飘尘。下列措施能减少PM2.5污染的是_____（填字母）。
A．焚烧秸秆
B．用太阳能发电
C．大量烧煤取暖
D．植树造林
(5)通过组装和使用微型空气质量“检测站”来获取相关数据，可以了解空气质量状况。下列有关说法中错误的是_____。
A．污染物传感器模组能够分析空气中二氧化硫的含量
B．“检测站”工作时，太阳能板能使太阳能转化为电能
C．空气质量监测站一般要安装在空间相对比较密闭的位置
D．对空气质量进行检测，能使人们及时掌握空气质量状况
任务三使用微型空气质量“监测站”
某同学组装了一套微型空气质量“检测站”，对某次实验课后化学实验内的空气质量进行检测，结果如表。
污染物项目 PM2.5 PM10 二氧化氮 二氧化硫 臭氧 一氧化碳
含量 27 46 27 167 131 1
浓度限值 75 150 80 150 160 4
达标情况 达标 达标 达标 不达标 达标 达标
(6)颗粒物检测仪测定的项目是 、 ，这两项污染物均达标。
(7)检测的空气中不达标的项目是 (填化学式)，该气体排放到大气中可能会导致的一种环境问题是形成 。
(8)为防治空气污染，我国采取了多种措施。下列措施合理的是_____。
A．建立健全的大气污染联防联控机制
B．加快推进大气污染治理技术成果转化
C．发展清洁能源，减少化石能源的使用
D．实施超低排国家标准，取缔一切污染工业
任务四提出空气质量改进方案
(9)“绿水青山就是金山银山。”为了保护人类赖以生存的空气，请你和兴趣小组同学思考，我们自己在校园中能做什么？
(10)为改善空气质量，北京开展了“为首都多一个蓝天，我们每月少开一天车”的主题活动，下列说法正确的是。
A．尾气不会对空气造成污染 B．每月少开一天车不会减少汽车尾气的排放
C．汽车尾气中含有的CO2是污染物 D．“为首都多一个蓝天”是每个市民的职责
《2.1空气组成的探究》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B A A C A C C D B B
题号 11 12
答案 D C
1．B
【详解】空气的成分按体积计算：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%，故空气中含量最多的气体是氮气。
故选B。
2．A
【详解】氧气能供给呼吸，故选：A。
3．A
【详解】A、木炭在空气中燃烧生成二氧化碳气体，装置内压强变化不大，测得结果偏小，因此不能将试管中的红磷更换为木炭，故选项说法不正确；
B、红磷燃烧冷却至室温后打开弹簧夹，要等到注射器活塞不再移动才能读数，否则测定结果偏小，故选项说法正确；
C、若注射器中的水最终减少了，说明试管中氧气的体积为10mL，则空气中氧气的体积分数约为，故选项说法正确；
D、红磷燃烧把氧气耗尽，剩余气体的成分主要是氮气，足量的红磷燃烧一段时间后熄灭，说明氮气不能燃烧，不能支持燃烧，故选项说法正确。
故选A。
4．C
【详解】A、氧气具有氧化性，可供给呼吸，不符合题意；
B、氦气密度小，且化学性质稳定，可用于填充探空气球，不符合题意；
C、空气中氮气的体积分数约为78%，不是质量分数，符合题意；
D、植树造林可以改善空气质量，减少污染，保护环境，不符合题意。
故选C。
5．A
【详解】空气中含量最多的气体是氮气，约占空气体积的78%。
故选A。
6．C
【分析】纯净物中只含一种物质，混合物中含有两种物质。
【详解】A、冰水混合物中只含有水，五氧化二磷中只含一种物质，均属于纯净物，该选项不符合题意；
B、矿泉水、河水中均含有多种物质，属于混合物，该选项不符合题意；
C、二氧化碳中含有多种物质，属于纯净物；澄清石灰水中含有多种物质，属于混合物，该选项说法符合题意；
D、净化后的空气、受污染的空气中均含有多种物质，属于混合物，该选项不符合题意。
故选C。
7．C
【详解】A、波义耳的实验装置不是密封体系，外界空气可以进入，不能用于测定空气中氧气的含量；拉瓦锡的实验装置是密封的，可以用于测定空气中氧气的含量，A选项错误；
B、在加热条件下，汞和氧气反应生成的是红色的氧化汞，不是黑色物质，B选项错误；
C、拉瓦锡的实验中，曲颈甑内的汞与氧气反应，消耗氧气使玻璃钟罩内压强减小，汞槽中的汞在大气压的作用下进入玻璃钟罩，当氧气被耗尽后，汞的液面就不再上升，C选项正确；
D、若汞的用量不足，就不能将装置内的氧气完全消耗，会影响实验结果，D选项错误。
故选：C。
8．D
【详解】A、铁与氧气和水接触会发生锈蚀，铁生锈消耗氧气，装置内气压减小，实验最终注射器活塞向左移动，故错误；
B、该实验没有设置对比实验，仅这一个装置无法说明铁生锈与水有关，故错误；
C、铁生锈消耗氧气，当铁丝不再生锈时，说明氧气已基本被消耗完，空气中含量最多的是氮气，故注射器内的气体主要是氮气，而不是二氧化碳，故错误；
D、若用足量湿润的铁丝进行实验，铁生锈消耗装置内的氧气，根据活塞向左移动的刻度，可探究空气中氧气的含量，故正确；
故选D。
9．B
【详解】A、氮气可用于生产化肥，该选项说法正确；
B、氧气能支持燃烧，所以可以做助燃剂，而不是燃料，该选项说法错误；
C、稀有气体通电时能发出不同颜色的光，则可用于霓虹灯，该选项说法正确；
D、氮气化学性质稳定，则可作保护气，该选项说法正确。
故选B。
10．B
【详解】A、红磷燃烧，产生大量白烟，而不是白雾，该选项说法不正确；
B、红磷燃烧放热，温度升高，气体膨胀，则压强增大，该选项说法正确；
C、红磷燃烧消耗氧气，装置中的气体减少，压强减小，c点气压最大，说明此时红磷没有熄灭，该选项说法不正确；
D、若d点时就打开弹簧夹，此时还没有恢复到室温，气体处于膨胀状态，集气瓶中的上升水位会低于理论的水位高度，该选项说法不正确。
故选B。
11．D
【详解】A、加热时温度会升高，装置内压强增大，小气球会先变大，铜和仰视加热生成氧化铜，消耗氧气，因为消耗了装置内的氧气，瓶内气体减少，压强减小，小气球又会变小，A错误；
B、铜与氧气在加热条件下生成氧化铜，参加反应的铜和氧气的质量之和等于生成氧化铜的质量，则反应后固体质量增加，B错误；
C、铜与氧气在加热条件下生成氧化铜，固体粉末会由红色变为黑色，C错误；
D、瓶内原来是空气，空气中主要含有氮气和氧气，铜与氧气在加热条件下生成氧化铜，反应消耗了瓶内的氧气，因此反应后瓶内的气体主要是氮气，D正确；
故选D。
12．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，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，X曲线先升高后降低至原刻度，表示的是温度变化，此选项正确；
B、红磷燃烧放热，反应开始时温度升高所增加的气压大于氧气消耗所减小的气压，故压强逐渐增大，C点压强最高随后减少，说明红磷不再燃烧，完全反应，选项正确；
C、由A可知，X代表温度变化，会恢复至原状态，Y代表氧气浓度，红磷燃烧消耗氧气，氧气的浓度不会恢复至原状态，此选项错误；
D、DE段压强迅速回升，是打开弹簧夹，烧杯中的水倒流入集气瓶，随着水的进入，瓶内气压增大，此选项正确；
故选C。
13．(1)一种物质
(2)化学符号
【详解】（1）由一种物质组成的叫纯净物，故填：一种物质；
（2）纯净物有固定的组成和性质，可以用化学符号来表示，故填：化学符号。
14． 氧气/O2 稳定
【详解】氧气具有助燃性，能支持燃烧；氧气的化学性质比较活泼，能够跟许多物质发生反应；
氮气化学性质不活泼，不燃烧也不支持燃烧；故氮气的化学性质比氧气的稳定。
15．(1)产生大量白烟，放出大量的热
(2)1
(3)AC
(4)不可以，硫在空气中燃烧生成二氧化硫气体，化学反应前后，装置内压强变化不大，无法测定空气中的氧气含量
(5) 氮气/N2 无色无味的气体 不支持燃烧
【详解】（1）红磷在空气中燃烧生成五氧化二磷固体小颗粒，所以现象是产生大量白烟，放出大量的热。
（2）空气中氧气约占空气体积的五分之一，集气瓶刻度是 1-4，所以水上升至 1 刻度。
（3）A、 红磷量不足，不能将氧气完全消耗，使进入水的体积偏小，结果偏低；
B、点燃红磷慢慢伸入瓶中，会使瓶内气体受热逸出，进入水的体积偏大，结果偏高；
C、未冷却至室温就打开弹簧夹，瓶内压强偏大，进入水的体积偏小，结果偏低。
故选AC。
（4）硫在空气中燃烧虽然能消耗氧气，但会生成二氧化硫气体，反应前后，装置内压强变化不大，无法测定空气中的氧气含量。
（5）空气中主要成分是氮气和氧气，氧气被消耗后，剩余主要气体是氮气（N2）；
氮气的物理性质有：无色无味的气体、难溶于水等，化学性质有：不燃烧不支持燃烧等。
16．(1)①③④
(2)差
(3)测量散射光的强度
(4)BD
(5)C
(6) PM2.5 PM10
(7) SO2 酸雨
(8)ABC
(9)节约用电，做到人走电断；多植树，不毁坏校园里的花草树木；不乱认垃圾，垃圾要分类投放到垃圾桶里
(10)D
【详解】（1）空气污染物包括:一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、可吸入颗粒物、细颗粒物和臭氧。二氧化碳是空气中的组成成分，不是污染物。故填：④③④。
（2）空气质量级别越高，说明污染的越严重，空气质量越差。
（3）由题中信息:颗粒物检测:利用光散射原理，当颗拉物通过检测区域时，会散射光线，通过测量散射光的强度来确定颗粒物的浓度，故填：测量散射光的强度。
（4）A、焚烧秸秆会产生PM2.5，不符合题意；
B、用太阳能发电，减少火力发电，减少煤炭燃烧，能减少PM2.5污染，符合题意；
C、大量烧煤取暖会产生PM2.5，不符合题意；
D、植树造林，能净化空气，减少PM2.5污染，符合题意。
故选BD。
（5）A、通过组装和使用微型空气质量“检测站”来获取相关数据，可以了解空气质量状况，二氧化硫是空气污染物，污染物传感器模组能够分析空气中二氧化硫的含量，故A正确；
B、“检测站”工作时，太阳能板能使太阳能转化为电能，故B正确；
C、空气质量监测站一般要安装在空间相对比较宽敞的位置，来获取相关数据，可以了解空气质量状况，故C错误；
D、对空气质量进行检测，能使人们及时掌握空气质量状况，故D正确。
故选：C。
（6）根据表中信息可知，颗粒物检测仪测定的项目是PM2.5、PM10，这两项污染物均达标，故填:PM2.5、PM10。
（7）根据表中信息可知，检测的空气中不达标的项目是二氧化硫，二氧化硫能与水反应生成亚硫酸，则该气体排放到大气中可能会导致的一种环境问题是形成酸雨，故填：二氧化硫；酸雨。
（8）A、建立健全的大气污染联防联控机制，有利于防治空气污染，故A符合题意；
B、加快推进大气污染治理技术成果转化，有利于防治空气污染，故B符合题意；
C、发展清洁能源，减少化石能源的使用，有利于防治空气污染，故C符合题意；
D、取缔一切污染工业，不符合实际，故D不符合题意。
故选ABC。
（9）本题考查口语交际，合理即可，如节约用电，做到人走电断；多植树，不毁坏校园里的花草树木；不乱认垃圾，垃圾要分类投放到垃圾桶里，绿色出行等。
（10）A、尾气中含有二氧化硫等有害气体，会对空气造成污染，故A说法错误；
B、每月少开一天车，如果每个人都这么做的话，会很大程度上的减少汽车尾气的排放，故B说法错误；
C、二氧化碳是空气中组成成分，不是污染物，故C说法错误；
D、“为首都多一个蓝天”，保护环境是每个市民的职责，故D说法正确；
故选D。
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