第一节 空气的成分 同步练习（含答案）

第四单元我们周围的空气
第一节空气的成分之第1课时　认识空气的组成
|课堂点练|
知识点一　干燥洁净空气的成分(体积分数)　　
1. 主要成分：______(N2)约78%，氧气(O2)约_____。
次要成分：____________约0.934%，二氧化碳(CO2)约________， 其他气体约________。
知识点二　测定空气中氧气的含量　　
1. 实验装置
图4－1－1
2. 实验原理
加热时，铜能跟空气中的______反应，生成______的氧化铜：铜＋氧气氧化铜。
3. 实验现象
停止加热后，待试管冷却至室温，将气球内的气体全部挤入注射器内。待注射器活塞稳定后，记录注射器中气体的体积。
硬质玻璃
管的容积
反应前注射器
中气体体积
反应后注射器
中气体体积
反应消耗的
氧气体积
40 mL
20 mL
8 mL
________
4. 实验结论
氧气约占空气总体积的______。
5. 操作要点
(1)铜粉足量，否则会使测定结果偏______。
(2)加热的过程中，要不断来回推拉注射器。
(3)装置冷却至______后再读数。
课时作业
一、选择题
1．空气的成分中能使酥脆的饼干变软的是(　　)
A．氮气 B．氧气 C．稀有气体 D．水蒸气
2．下列气体中，不是空气固定成分的是(　　)
A．氧气 B．氮气C．二氧化硫 D．稀有气体
3．实验室用燃烧法测定空气中氧气的含量，最适宜选用的可燃物是(　　)
A．红磷 B．硫黄 C．木炭 D．蜡烛
4．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
5．装在某容器中的空气经测定其中含氮气10 L，则该容器的容积约为(　　)
A．10 L B．15 L C．12.5 L D．18 L
6．节日期间的商场里顾客很多，有人会感觉闷热缺氧，测定出氧气的体积分数可能是(　　)
A．1% B．19% C．25% D．78%
7．下列装置都可用于测定空气里氧气的含量，a、b两物质的选择正确的是(　　 )
图K－16－1
A．a是铜，b是红磷 B．a是铜，b是木炭 C．a是汞，b是红磷 D．a是汞，b是木炭
二、填空题
8．按如图K－16－2所示组装仪器，关闭止水夹，通电使红磷燃烧。请回答下列问题。
图K－16－2
(1)红磷燃烧的现象是________________________________________________________________________。
(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，松开止水夹，你观察到的现象为烧杯中的水面将__________，集气瓶内的水将______________________。
(4)燃烧后集气瓶中剩余气体主要是氮气。通过本实验可以得出氮气的一条重要的物理性质是__________________。
(5)写出集气瓶中发生反应的文字表达式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
9．实验是科学探究的重要方法。如图K－16－3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。
图K－16－3
(1)根据表中提供的实验数据，完成下表。
硬质玻璃管中空气的体积
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)若实验测得的结果偏小(氧气的体积分数小于21%)，可能的原因有哪些？________________________________________________________________________；
________________________________________________________________________(列举两条)。
10．在测定空气中氧气含量的实验中，小强采用了如图K－16－4所示装置：在由两个注射器组成的密闭系统中留有25 mL空气，给装有细铜丝的玻璃管加热，同时缓慢推动两个注射器活塞，至玻璃管内的铜丝在较长时间内无进一步变化时停止加热，待冷却至室温，将气体全部推至一个注射器内，观察密闭系统内空气体积的变化。
图K－16－4
(1)在实验加热过程中，交替缓慢推动两个注射器活塞的目的是________________________________________________________________________。
(2)写出该实验中反应的文字表达式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。　　　　　　　　　　　
(3)小强测得实验结果如下：
反应前注射器内气体总体积
反应后注射器内气体总体积
25 mL
22 mL
由此数据可以推算出他测定的空气中氧气的体积分数______(填“>”“＝”或“<”)21%。造成该实验出现误差的原因可能是________________________________________________________________________(填序号)。
①没有交替缓慢推动两个注射器活塞　
②读数时没有冷却至室温　
③加入铜丝的量太少　
④加入铜丝的量太多
11．根据下列三种装置图回答有关问题。
　
图K－16－5
(1)用来测定空气成分的方法很多，上述乙装置不能用来测定空气中氧气的含量，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)你认为甲装置的优点是________________________________________________________________________
____________________。
(3)利用丙装置进行实验，白磷在热水加热的条件下会燃烧生成五氧化二磷，实验开始时，活塞向________移，充分冷却后活塞应停留在刻度________处。
直击中考：
1．如图K－16－6为空气成分示意图(按体积分数计算)，其中“ x ”代表的是(　　)
A．氧气 B．二氧化碳 C．氮气 D．稀有气体
图K－16－6
2．用红磷燃烧测定空气中氧气含量的实验装置如图K－16－7所示。实验过程中，下列做法会使实验结果产生明显误差的是(　　)
A．使用过量的红磷 B．把红磷改为蜡烛
C．恢复到实验开始前的温度才进行测量
D．不打开橡皮塞，用放大镜聚焦太阳光点燃红磷
图K－16－7
3．某课外活动小组测定空气中氧气的含量：选用两支规格相同的硬质玻璃管，将一支管注满水(两端用橡皮塞封住)，然后打开上端橡皮塞，将水倒入量筒中，记录体积为40 mL，另一支干燥的硬质玻璃管中装入铜粉，两端用橡皮塞塞紧，与润滑性很好的针筒注射器组成如图K－16－8所示的实验装置。
图K－16－8
(1)实验前，将注射器的活塞前沿从20 mL刻度处推至10 mL刻度处，然后松手，若活塞仍能返回至20 mL刻度处，则说明装置气密性______。
(2)加热的过程中不断推拉注射器的目的是________________________________________________________________________
____________________________。
(3)实验中小气球的作用是________________________________________________________________________。
(4)实验小组的同学测量空气中氧气的体积分数小于21%，原因可能是________________________________________________________________________；
________________________________________________________________________。
答案详解详析
【课堂点练】
知识点一　1.氮气　21%　氩气　0.034%　0.002%
知识点二　2.氧气　黑色　3.12 mL　4.
5．小　室温
【课时作业】
1．D　2.C
3．A　[解析] 红磷本身是固体，能在空气中燃烧，且生成物五氧化二磷是固体，可以用于除去空气中的氧气。
4．A　
5．C　[解析] 空气主要由氧气和氮气组成，其中氮气约占空气总体积的。设空气的体积为x，则x＝10 L，解得x＝12.5 L。
6. B　[解析] 节日期间的商场里顾客很多，有人会感觉到闷热缺氧，则氧气的体积分数应略小于21%。
7．C
8. (1)产生大量白烟，放出热量
(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＋氧气五氧化二磷
9．(1)15%
(2)装置二　能让空气更易流通，全部通过铜粉，使氧气与铜粉充分反应
(3)铜粉的量不足　未待装置完全冷却至室温就读数(其他合理答案也可)
[解析] (1)注射器内气体减少的量就是氧气的体积，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，实验后发现测定氧气的体积分数低于五分之一，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实验中未冷却至室温就读数；④来回推动注射器的次数偏少，氧气与铜没有充分反应等。
10．(1)使空气中的氧气充分反应
(2)铜＋氧气氧化铜
(3)<　①②③
[解析] (2)该反应的反应物为铜和氧气，生成物为氧化铜，反应条件为“加热”。(3)根据表中数据知空气中氧气的体积为25 mL－22 mL＝3 mL，其体积分数＝×100%＝12%＜21%，造成实验误差的原因可能是氧气没有充分反应掉，没有冷却到室温就读数，加入的铜丝量不足等。
11．(1)木炭燃烧虽然消耗了氧气，但同时又生成了与氧气相等体积的二氧化碳，所以瓶内压强几乎不变，水不能进入集气瓶
(2)不需要打开瓶塞，测得的结果更准确
(3)右　8
[直击中考]
1．C
2．B　[解析] 蜡烛与氧气反应生成二氧化碳与水，不可以代替红磷，否则会产生明显误差。
3． (1)良好　(2)使注射器内的氧气与铜粉充分反应　(3)防止橡皮塞弹出(或防止注射器活塞弹出)　(4)铜粉的量不足　没有
第2课时　空气的用途与质量
|课堂点练|
知识点一　空气是一种重要的资源　　
1. 空气中各成分的分离——分离液态空气法
图4－1－4
在工业上，通过降温加压使空气液化，然后加热液态空气，利用空气中氧气、氮气、稀有气体的沸点不同，使它们逐一从空气中分离出来。
[说明] 沸点较低的________(－196 ℃)先蒸发出来，余下的主要是沸点较高的淡蓝色的液态____________(－183 ℃)，贮存使用。
2. 空气中各成分的用途
(1)氧气能供给生物________，支持燃料________，还能用于钢铁________和金属________等。
(2)氮气是工业上生产________和________(如碳酸氢铵、尿素等)的重要原料；食品包装袋中充入氮气可延长食品的________；液态氮气是很好的________，可用于冷藏血液等。
(3)稀有气体(包括氦、氖、氩、氪、氙、氡)在通常条件下几乎不与任何物质发生化学反应，在通电时可以发出各种不同颜色的光，可用作工业生产和科学实验中的________，也可被填充在灯管中，用于制造多种用途的________。
知识点二　关注空气质量　
1. 探究不同气体样本中二氧化碳含量的差异
(1)利用课余时间，用________、塑料袋或________收集至少3种气体样本，如田野或树林中的空气、久未开启的地窖或人流密集商场中的空气、自己或他人呼出的气体、机动车尾气等，留作课堂实验时使用。
写出下列化学用语：
氮气_____________　氧气_____________　二氧化碳_____________　水____________　氢气______________
写出铜在空气中加热的文字表达式：__________________________________________________________
写出磷在空气中燃烧的文字表达式：__________________________________________________________
(2)将课前收集的各种样本气体分别通入盛有__________的试管中，地窖或商场中的空气中二氧化碳含量较高，石灰水变浑浊；田野或树林中的空气中二氧化碳的含量较低，石灰水不变浑浊。
2. 目前计入空气污染指数的有害气体和烟尘包括：________、________、二氧化氮、臭氧、________、总悬浮颗粒物等。污染指数在0～500之间，是一个相对数值，数值越______，表示污染物的含量越________，空气质量越________。

课时作业
　　　　　　　　　
一、选择题
1．空气中能维持生命呼吸的气体是(　　)
A．氧气 B．氮气 C．氢气 D．稀有气体
2．空气质量日报可以及时反映空气质量状况，下列物质未计入空气污染指数的是(　　)
A．二氧化硫 B．二氧化氮 C．二氧化碳 D．一氧化碳
3．空气中含量较多且化学性质不活泼的气体是(　　)
A．O2 B．N2 C．CO D．H2O
4．下列关于空气的说法正确的是(　　)
A．空气由空气分子构成 B．N2、O2等均匀地混合
C．N2、O2不再保持各自的化学性质 D．N2、O2的体积比约为5∶1
5. 下列有关分离液态空气法制氧气的说法不正确的是(　　)
A．分离液态空气法制氧气属于物理变化 B．分离液态空气法制氧气属于分解反应
C．分离液态空气法制氧气是利用液氧、液氮的沸点不同，从液态空气中分离出氧气
D．分离液态空气法制氧气首先得到的是氮气
6．据探测卫星发回的数据分析，火星大气中95%是二氧化碳，其余为少量的氮气和氢气，还找到了有液态水存在的证据。根据以上信息，某同学作出如下推断：①火星大气是混合物；②火星大气与地球大气成分相似；③火星环境适宜人类生存；④火星上温室效应显著。你认为正确的是(　　)
A．①④ B．②④ C．②③ D．①③
7．某市5月26日的空气质量日报如下：
项目
空气污染指数
空气质量级别
空气质量
可吸入颗粒物
65
Ⅱ
良
二氧化硫
6
二氧化氮
20
下列各项对表中三个空气质量指标不会产生影响的是(　　)
A．露天焚烧垃圾 B．用煤作燃料 C．用氢气作燃料 D．用洒水车洒水
8．我国的《环境空气质量标准》规定，PM2.5的一级标准为24小时平均浓度不超过35 μg/m3，二级标准为不超过75 μg/m3。3月25日，温州等城市的监测结果如下表。
城市
温州
宁波
舟山
湖州
24小时PM2.5
平均浓度(μg/m3)
33
49
30
40
则表中城市当日PM2.5达到一级标准的是(　　)
A．温州、舟山 B．宁波、湖州 C．温州、湖州 D．宁波、舟山
9．空气是生命赖以存在的物质基础，也是人类生产活动的重要资源，下列有关空气的说法正确的是(　　)
A．空气中分离出的氮气化学性质不活泼，可作食品保护气
B．空气主要是由氧气和氮气组成，其中氧气的质量约占空气质量的
C．空气质量报告中所列的空气质量级别数值越大，说明空气的质量越好
D．空气中的稀有气体化学性质很稳定，所以常用于制造多种用途的电光源
二、填空题
10．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。
①化学性质不活泼 a．氮气
②无色无味气体 b．稀有气体
③由氮元素组成
④制各种颜色的霓虹灯
⑤合成氮肥
⑥用作保护气
11．PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5 μm的颗粒物，对人体健康和空气质量的影响很大。
(1)计入空气污染指数的项目中除了可吸入颗粒物外，还包括__________(填序号)。
①一氧化碳　　　　　②二氧化碳 ③二氧化硫 ④二氧化氮
(2)下列关于PM2.5的说法错误的是________(填序号)。
①燃放烟花爆竹会产生PM2.5 ②PM2.5是造成雾霾天气的“元凶”之一
③PM2.5的颗粒大小与分子大小差不多
④PM2.5专用口罩使用的活性炭，是利用其吸附性
(3)除了对汽车尾气的监测，还有哪些措施对PM2.5的治理能起到积极作用？请举例：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
12．下列现象说明空气中存在着某种气体物质，请将物质的名称写在题后的空格内。
(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________。
(2)澄清石灰水长期露置在空气中，瓶壁和底部均会出现白色固体物质，说明空气中含有____________。
(3)夏天，盛放冰棒的杯子外壁会附着一层水珠，说明空气中含有________。
(4)食品包装袋中充入的防腐气体是________。
(5)“霓虹灯”通电后发出五颜六色的光，说明灯内气体中含有____________。
13．科学家依据蒸汽机原理设计出液氮蒸汽机，即利用液态氮蒸发来驱动机车。
(1)液氮蒸汽机的原理主要依据____________。
A．氮气作燃料燃烧放热 B．氮气和氢气反应放热
C．氮在空气中约占78% D．氮气沸点为－196 ℃，远低于常温
请说出液氮蒸汽机的两条优点：
_______________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
________________________________________________________________________。
(3)液氮蒸汽机要广泛应用需要克服哪些难题？(答两点)
14．17世纪，英国著名化学家普利斯特里为研究空气成分做了下列实验：用一玻璃钟罩将一根燃着的蜡烛和一只实验用的小老鼠一同扣上，一段时间后蜡烛逐渐熄灭，小老鼠也逐渐抽搐，直至死亡。普利斯特里对这种现象感到困惑，老鼠是否死于被污染的空气呢？于是他用处理后的洁净空气重复了上述实验，用来实验的小老鼠未能幸免于难。
(1)小老鼠为什么会死亡？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)若用一盆绿色植物代替小老鼠做以上实验，绿色植物会怎样？
________________________________________________________________________。
(3)由上述两组实验，你能得出什么结论？
________________________________________________________________________。
直击中考：
1．《环境空气质量标准》中的PM2.5指标，是指大气中直径小于或等于2.5 μm的颗粒物。下列措施能减少PM2.5污染的是(　　)
A．用清洁能源代替化石燃料 B．将生活垃圾焚烧处理
C．大力发展煤炭火力发电 D．多开私家车出行
2．下列有关空气及其成分的说法中不正确的是(　　)
A．空气污染物包括有害气体和烟尘 B．空气中分离出的氮气可用于食品防腐
C．许多物质能在空气中燃烧说明氧气的化学性质比较活泼
D．空气中含量最多的气体是氧气
3．空气中含量较多且能用于食品包装的气体是(　　)
A．氮气 B．氧气 C．稀有气体 D．二氧化碳
4．人类生存离不开空气。下列说法错误的是(　　)
A．空气是一种宝贵的资源 B．空气中体积分数最大的是氮气
C．氧气能支持燃烧、供给呼吸 D．露天焚烧垃圾不会造成空气污染
答案详解详析
【课堂点练】
知识点一　1.氮气　氧气
2．(1)呼吸　燃烧　冶炼　焊接　(2)硝酸　氮肥
保质期　制冷剂　(3)保护气　电光源
知识点二　 1.(1)气球　塑料瓶
(2)澄清石灰水　
2．二氧化硫　一氧化碳　可吸入颗粒物
小　少　好
【课时作业】
1. A　2. C
3. B
4. B　[解析] 空气属于混合物，没有空气分子；混合物中各成分保持原来的化学性质；N2、O2的体积比约为4∶1。
5. B　6.A
7. C　[解析] 氢气燃烧的产物是水，无污染，对表中三个空气质量指标都不会产生影响。
8．A　9.A
10．a——①②③⑤⑥　b——①②④⑥
11．(1)①③④　(2)③
(3)减少火力发电，提倡使用水能、太阳能发电；积极植树造林，防治扬尘污染(从减少化石燃料的燃烧，使用清洁能源、植树造林控制扬尘、工业废气处理后再排放等方面回答均可)
12．(1)氧气　(2)二氧化碳　(3)水蒸气　(4)氮气
(5)稀有气体
13．(1)D
(2)氮气在空气中的含量大，原料充足　液氮蒸汽机不会造成环境污染
(3)液氮的沸点很低，不易储存；制取难度大，能否找到经济的制取方法。
[解析] (1)液氮蒸汽机是利用液态氮的沸点为－196 ℃，液氮汽化时吸收热量，体积膨胀而驱动机车转动。(2)氮气在空气中的体积含量约占78%，来源广泛，原料充足；液氮蒸汽机排放的是氮气，不会造成环境污染。
14．(1)蜡烛燃烧消耗了氧气，且生成二氧化碳，二氧化碳不供给呼吸
(2)绿色植物会长得更旺
(3)空气中含有氧气和二氧化碳
[直击中考]
1．A　2.D
3．A　[解析] 氮气在空气中含量较多，且化学性质不活泼，能充入食品包装中以防腐。
4． D