2.2空气的成分 同步练习（含答案）

第2节__空气的成分__　[学生用书B16]

1．甲、乙两图分别是地球和火星的大气组成(体积分数)示意图，下列说法中正确的是(　B　)
图2-2-1
A．地球和火星的大气中O2的体积分数相同
B．地球和火星的大气中都有N2
C．地球和火星的大气中CO2的体积分数相同
D．地球和火星的大气组成完全相同
【解析】 由图可知，火星上没有氧气；地球和火星上都有氮气；地球上二氧化碳的含量很低，而火星上二氧化碳的含量是最高的；地球大气是以氮气、氧气为主，而火星大气是以二氧化碳和氮气为主。
2．用如图装置测定空气中氧气的含量，物质R应该选用(　D　)
图2-2-2
A．铁片
B．硫粉
C．木炭
D．红磷
3．节日期间，商场里顾客很多，有顾客感觉到闷热缺氧，此时商场内空气中氧气的体积分数可能是(　B　)
A．1% B．19%
C．25% D．78%
【解析】 空气中氧气的体积分数约为21%，有顾客感觉到闷热缺氧，则此时空气中氧气的体积分数应略小于21%。
4．夏天从冰箱中拿出一瓶饮料，放在空气中，外壁会潮湿。这说明空气中含有(　D　)
A．二氧化硫 B．稀有气体
C．二氧化碳 D．水蒸气
5．最早得出“空气是由氮气和氧气组成的”这一结论的科学家是(　B　)
A．瑞典化学家舍勒 B．法国化学家拉瓦锡
C．英国化学家拉姆赛 D．瑞典化学家瑞利
【解析】 舍勒是瑞典著名化学家，氧气的发现人之一；拉瓦锡是近代化学的奠基人之一，后人称拉瓦锡为近代化学之父，他在前人研究的基础上最早提出空气由氮气和氧气组成；英国化学家拉姆赛发现氦、氖、氩、氙、氡等稀有气体，并确定了它们在元素周期表中的位置；瑞利是从空气中分离的氮气中发现了氩气。
6．为验证空气中氧气的体积分数，研究小组的同学在燃烧实验完毕后，测量进入集气瓶内水的体积，若集气瓶的容积为200mL，则应该选用的量筒的体积为(　C　)
A．200mL B．25mL
C．50mL D．100mL
【解析】 集气瓶的容积为200mL，则集气瓶中氧气的体积大约为200mL×21%＝42mL，所以选择50mL的量筒。
7．空气的成分：①氧气；②氮气；③稀有气体；④二氧化碳、其他气体和杂质。按体积分数由大到小的顺序排列正确的是(　B　)
A．①②③④ B．②①③④
C．①②④③ D．②①④③
【解析】 氮气大约占空气体积的78%，氧气大约占空气体积的21%，稀有气体大约占空气体积的0.94%，二氧化碳、其他气体和杂质大约占空气体积的0.06%。
8．下列关于空气的说法中，错误的是(　C　)
A．空气中含有少量的稀有气体，它们可以制成多种用途的电光源
B．液氮可用作冷冻剂
C．按质量计算，空气中约含氮气78%、氧气21%、稀有气体等其他成分1%
D．空气中的氧气化学性质比较活泼，在常温下能与许多物质发生化学反应
9．“温控保鲜”和“气调保鲜”是两类食品保鲜技术。它们通过降低温度和改变气体成分，达到食品保鲜的目的。
图2-2-3
(1)干冰可用于“温控保鲜”，利用干冰的性质是__升华吸热__。
(2)冰箱中常用如图所示的膜分离技术实现“气调保鲜”。分离后，通入冰箱保鲜室内的气体是__富氮空气__。(选填“富氮空气”或“富氧空气”)。
【解析】 (1)干冰升华吸热，使周围温度降低可以控制温度。(2)食物容易氧化变质，氮气化学性质稳定，可以用来保存食物，所以通入冰箱保鲜室内的气体是“富氮空气”。
10．为验证空气中氧气的体积分数，小明按图甲所示的装置进行了多次实验，发现每次测得的氧气体积分数总是远小于21%，他认为误差主要由实验装置造成，于是改用图乙装置进行实验，步骤如下：
图2-2-4
①连接装置并检查气密性；
②在量筒内加入100mL的水；
③在广口瓶中加入少量水，使瓶内空气体积为250mL；
④在燃烧匙内放入过量的红磷，塞紧瓶塞，关闭止水夹，接通电源使电烙铁发热，点燃红磷后，断开电源；
⑤燃烧结束并充分冷却后，打开止水夹，待量筒内水面不再下降时，记录量筒内水的体积为65mL。
(1)小明按图甲装置进行实验时，该如何检查装置的气密性？__将导管一端插入水中，用手紧握广口瓶外壁，观察水中的导管口是否有气泡冒出，如果有气泡冒出，说明装置气密性良好__。
(2)与图甲装置相比，图乙装置中使用电烙铁可以减小实验误差，其原因是__改进后的装置无需打开瓶塞点燃红磷，避免瓶内空气外逸而造成实验误差__。
(3)根据本实验数据，计算出空气中氧气的体积分数为__14%__。
小明发现，测量结果与真实值仍有较大差距，查阅资料发现，引起本实验的误差除装置外，还与可燃物的性质有关。
【解析】 (3)量筒内减少的体积为反应消耗氧气的体积，反应消耗氧气的体积为100mL－65mL＝35mL，则空气中氧气的体积分数为×100%＝14%。
11．成年人每分钟约需要吸入8L氧气，那么一昼夜需要吸入空气的体积大约为(　B　)
A．11470L B．55000L
C．11520L D．242000L
12．化学革命是发生在十八世纪末英国和法国的一场深刻的化学学科的变革。英国物理学家、化学家玻义耳和法国化学家拉瓦锡曾做过貌似相同的两个实验(见图)。
图2-2-5
下列关于这两个实验的说法正确的是(　D　)
A．两个实验都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变为黑色
C．拉瓦锡的实验得出空气主要是由氧气和氮气组成的
D．拉瓦锡的实验中，玻璃钟罩内液面逐渐上升，达到一定高度后不再变化
【解析】 玻义耳的实验中装置不是密封的，无法测定空气中氧气的含量。在加热的条件下，汞与空气中的氧气反应生成红色氧化汞粉末。拉瓦锡的实验中，停止加热冷却后测定，密闭容器内的气体减少约五分之一，这部分气体能供给呼吸又能支持燃烧，拉瓦锡将其称为氧气，剩余的部分气体既不能供给呼吸，也不能支持燃烧，他将其称为氮气，所以他得出的结论是空气是由氧气和氮气组成。在加热的过程中，金属汞与装置内的氧气反应生成氧化汞固体，随着氧气的消耗，玻璃钟罩内液面逐渐上升，当氧气被完全消耗后，液面不再上升。
13．苏州博物馆采用“真空充氮杀虫灭菌消毒机”来处理和保护文物。即将文物置于该机器内，三天后氮气浓度可达99.99%；再密闭三天左右，好氧菌、厌氧菌和丝状霉菌都被杀灭。下列有关氮气说法错误的是(　A　)
A．通常状况下氮气易溶于水
B．氮气不能供给呼吸
C．通常情况下氮气的化学性质不活泼
D．高浓度氮气可抑制菌类的生长
14．“人造空气”帮助人类实现了“太空漫步”的梦想，其中含有70%的氮气、20%以上的氧气，还有二氧化碳等，下列说法正确的是(　C　)
A．“人造空气”比空气中的氮气含量高
B．燃着的蜡烛在“人造空气”中会熄灭
C．可以利用红磷测定“人造空气”中氧气的含量
D．“人造空气”中若只含有氧气会更有益于人体的健康
15．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)。在蒸发液化空气时，最后被汽化的气体是(　A　)
图2-2-6
A．氧气 B．氩气
C．氮气 D．无法确定
16．为了测定能使带火星的木条复燃时氧气的最低含量是多少，课外活动小组的同学们进行了实验探究。他们设计的实验方案是先将氧气和空气按不同的体积比收集在集气瓶里，收集气体的装置如图所示。收集气体的方法是：在100mL集气瓶里装满水，塞紧橡胶塞并关闭活塞b，打开活塞a通入氧气，把瓶里的水排入量筒，当量筒内的水达到设定的体积后立即关闭活塞a，然后打开活塞b通入空气，把瓶里的水全部排入量筒。若要收集一瓶含氧气的体积分数约为44.7%的气体，则通入氧气的体积和通入空气的体积比约是__3∶7__。
　图2-2-7
【解析】 要考虑氧气约占空气总体积的21%；设通入氧气后量筒内水的体积为x，×100%＝44.7%，解得x＝30mL，通入氧气后量筒体积为30mL，通入空气的体积为100mL－30mL＝70mL，则通入氧气的体积和通入空气的体积比约是30mL∶70mL＝3∶7。
17．某科学兴趣小组对“测定空气中氧气含量”的实验进行了改进：将数显设备、气体压强传感器和空气中氧气含量测量装置按图示连接。装置气密性良好，调节右边敞口容器和集气瓶里的水面相平，此时集气瓶内气体的体积为V1。关闭活塞，点燃燃烧匙内的红磷，立即塞紧瓶塞，待火焰熄灭后，过一段时间打开活塞，观察到集气瓶中的水位上升。待集气瓶内的水面不再上升时，集气瓶内的气体体积为V2。然后向右边容器内加入一定量的水至两边水面再次相平，此时集气瓶内的气体体积为V3。在点燃红磷至打开活塞这一过程中，观察到数显设备显示集气瓶内的气体压强先上升后下降，再趋于稳定。
图2-2-8
请回答：
(1)数显设备显示，开始一段时间集气瓶内气体压强上升，这是因为温度升高导致的气压变化量__大于__(选填“大于”“等于”或“小于”)氧气减少导致的气压变化量。
(2)基于数显设备显示的气压变化，“过一段时间打开活塞”中的“一段时间”指的是火焰熄灭后到__集气瓶内的温度恢复到室温(或数显设备的示数不变；或集气瓶内的气压保持稳定)__所经历的时间。
(3)在整个实验过程中，集气瓶中减少的氧气体积为__V1－V3__(选填“V1－V2”“V1－V3”或“V2－V3”)。
【解析】 (2)在实验结束后，必须等到装置冷却至室温后才能打开活塞。(3)参加反应的氧气即为集气瓶内减少的氧气，其体积为V1－V3。