2.2空气的成分 同步练习

空气的成分
一、探究空气的成分
空气中氧气含量的测定：
（1）实验装置
（2）实验原理：红磷（P）与空气中氧气（false）反应生成五氧化二磷固体（false），使集气瓶内压强减小，在大气压作用下水进入集气瓶进入的水的体积即为减少的氧气的体积。
（3）实验现象:红磷燃烧产生大量的白烟，打开弹簧夹后烧杯中的水进入集气瓶,其体积约占集气瓶容积的1/5。
（4）反应的文字表达式:false
（5）实验结论:空气中氧气的体积约占空气总体积的1/5。
（6）测出质量分数不准的原因
①偏大：瓶内气压过低，气体过少．原因可能是：A、点燃红磷后燃烧匙深入瓶内集气瓶后的操作过于缓慢，B、没有将弹簧夹夹紧，导致瓶口附近的气体因受热膨胀而溢出集气瓶或通过导管逸出，实质等于瓶中空气减少，气压减少，水倒吸得多了．
②偏小：A、装置气密性不好，在冷却过程中有外界的空气进入瓶中；B、红磷量不足，氧气没有完全消耗；C、实验没有等到装置冷却至室温就打开止水夹，由于瓶内气体温度偏高，气压偏大，会导致测量结果小
空气的各成分体积组成
补充测量空气中的实验探究
实验原理
4P+5O22P2O5
实验装置
实验步骤
①
连接装置，并检查装置的
性。
②
点燃燃烧匙内的红磷，立即伸入集气瓶中，并塞紧塞子
③
待红磷熄灭并
后，打开弹簧夹。
实验现象
红磷燃烧，产生
；②
放热；③
后打开弹簧夹，
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空气总体积的
。
实验结论
①
红磷燃烧消耗空气中的
，生成五氧化二磷
；
②
空气中氧气的体积约占空气总体积的
。
注意事项
红磷必须
。如果红磷的量不足，集气瓶内的氧气没有被完全消耗，测量结果会
。
要好。如果装置的气密性不好，集气瓶外的空气进入集气瓶，测量结果会
。
冷却后再打开弹簧夹，否则测量结果
。
实验成果的关键
①装置不能漏气；②导管中事先充满水；③红磷要稍过量；④点燃红磷后伸入集气瓶和塞紧橡皮塞的动作要快；⑤要等到集气瓶冷却到室温后再打开弹簧夹。
变式装置
false
空气的利用
成分
主要性质
主要用途
氧气
化学性质：化学性质活泼，支持燃烧。
物理性质：无色、无味，不溶于水。
动植物呼吸，潜水，医疗，急救，炼钢，气焊以及化工生产和宇宙航行等。
氮气
化学性质：化学性质不活泼，不支持燃烧。
物理性质:无色无味，不溶于水。
制硝酸和化肥的重要原料，依据化学性质不活泼，常用作保护气医疗上用于冷冻麻醉。
稀有气体
化学性质:很不活泼。
物理性质:无色无味，通电时能发出不同颜色的光。
利用稀有气体做保护气，用于航标灯，闪光灯，霓虹灯的电光源。用于激光技术制造低温环境用于医疗麻醉。
【典例】空气中氧气含量测定的经典赏析。
教材中介绍了拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分(实验装置如图)。
(1)写出汞与氧气反应的文字表达式：　　　　　　　　　　　　　。?
(2)本实验中选择使用汞的优点有：
①汞在加热的条件下，只和氧气反应。
②汞为液态，在汞槽中起到液封的作用，并能直接用来测量反应器内空间体积的变化。
③生成的氧化汞分解又能得到汞和氧气，把得到的氧气加到剩下的false体积的气体中，结果所得气体跟空气的性质完全一样。
根据资料卡片，请再补充本实验使用汞的两个优点，并说明依据。
④
。?
⑤?
　。?
(3)通过实验，拉瓦锡得出了空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积false的结论。请根据现在的认识，对此结论予以补充。
　
。
1、空气是一种宝贵的资源，空气中可用作保护气和制造多种用途电光源的气体是(　　)
A.
氮气
B.
氧气
C.
二氧化碳
D.
稀有气体[]
2、小林从冰箱里拿出冰冻的饮料，用干布擦净瓶外壁的水，放置于桌面片刻，发现瓶外壁又挂满水珠，这说明空气中有(　　)
A.
氮气
B.
氧气
C.
二氧化碳
D.
水蒸气
3、节日期间的商场里顾客很多，有人会感觉到闷热缺氧，测定出氧气的体积分数可能是(　　)
A.
1%
B.
19%
C.
25%
D.
78%
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的体积之比约为5∶1
5、通过实验得出空气是由氧气和氮气组成这一重要结论的科学家是(　　)
A.
拉瓦锡
B.
道尔顿
C.
门捷列夫
D.
阿伏伽德罗
6、如图是用燃磷法测定空气中氧气体积分数的实验装置。请你回
答下列有关问题：
(1)红磷燃烧时冒出浓厚的
，反应的文字表达式是
。
(2)红磷燃烧消耗氧气，并且生成固体，使得集气瓶内的
减小，致使烧杯中的水倒吸入集气瓶，从而粗略测出空气中氧气的体积分数。
(3)燃烧结束后，当集气瓶
后松开弹簧夹，过一会儿观察到进入集气瓶中水的体积约占集气瓶总体积的五分之一。
7、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：
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？
(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
。
(3)根据本实验数据，计算出空气中氧气的体积分数为
。
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。
8、某化学兴趣小组的同学在老师的指导下，正确完成如下图所示两个实验。已知所用实验装置气密性良好。
关于该实验，有如下说法：
35763205715①红磷熄灭并冷却后才能打开弹簧夹；
②点燃酒精灯加热铜丝，可观察到铜丝由紫红色变成黑色；
③停止加热后即可读出注射器内气体的体积约为24
mL；
④实验取用铜丝质量的多少不会影响实验结果；
⑤两个实验均能证明空气是混合物；
⑥两个实验均能证明空气中约含false体积的氧气。
其中正确说法的个数有
(　　)
A.2个
B.3个
C.4个
D.5个
9、某实验小组利用如下图所示装置测量空气中氧气体积分数并取得成功。
【查阅资料】白磷的着火点是40
℃。
【提出问题】氧气体积约占空气总体积的多少?
【实验准备】锥形瓶内空气体积为230
mL，注射器中水的体积为50
mL，该装置气密性良好。
【实验探究】装入药品，按图所示连接好仪器，夹紧弹簧夹。先将锥形瓶底部放入热水中，白磷很快被引燃，然后将锥形瓶从热水中取出。
【现象分析】
(1)将锥形瓶底部放入热水中，白磷被引燃，说明燃烧不能缺少的一个条件是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，足量的白磷在锥形瓶中未能全部燃烧，说明瓶内剩余气体　　　　　　　(填“支持”或“不支持”)燃烧。写出白磷燃烧的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　，白磷燃烧时最明显的现象是　　　　　　　　　。?
(2)在整个实验过程中，可观察到气球的变化是　　　　　　　。?
(3)待白磷熄灭、锥形瓶冷却到室温后，打开弹簧夹，还可观察到的现象是：
①注射器中的水自动喷射出来
②当注射器中的水还剩约4
mL时停止下流。导致以上两现象发生的原因分别是：
①?
　；?
②?
　。?
【得出结论】氧气约占空气总体积的false。
10、为测定空气里氧气的含量，甲、乙、丙三个同学用如下图所示的装置分别进行了实验探究。
(1)甲同学：点燃红磷立即伸入瓶中并塞上瓶塞。待红磷燃烧停止并冷却后，打开止水夹，观察到的集气瓶中的现象是?　
。?
(2)乙同学：用木炭替代红磷，完成上述实验，发现集气瓶内并没有吸入水，其原因是?
。?
(3)丙同学：向集气瓶中加入少量的　　　　　溶液，然后完成乙同学的实验，得到了与甲同学相同的实验结果。?
11、实验探究是科学探究的重要形式，请参与以下探究活动并回答问题：
测定空气里氧气的含量
(1)A装置是人教版教材设计的“测量空气里氧气的含量”的实验装置，教材实验所需试剂是水和
(填物质名称)，实验前向集气瓶内加入少量水后将水面上方空间准确分为五等份，该操作中一定要使用的仪器是
。
(2)小华用A装置测定的氧气含量偏低，可能的原因是
。
(3)B装置也可用于测量空气中氧气的含量，其实验原理用文字表达式可表示为
。
(4)使用B装置进行实验时需交替缓慢推动两个注射器活塞的原因是
，实验结束移开酒精灯，恢复到室温后读数即可计算出氧气含量，B装置的优点是
。
参考答案
补充测量空气中的实验探究
气密
冷却
大量白烟
冷却
水
1/5
氧气
固体
1/5
过量
偏小
装置气密性
偏小
偏小
考点突破
典例：(1)2Hg+O22HgO
(2)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　氧化汞的密度小于汞，且不溶于汞，因此易与汞分离(其他合理答案均可)
(3)空气的成分按体积计大约是：氧气21%、氮气78%、稀有气体等其他成分1%
夯实基础
1.
D　2.
D　3.
B　4.
B　5.
A　6.
(1)白烟　4P＋5O2
2P2O5　(2)压强　(3)冷却至室温
7、（1）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）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）14%
能力提升
8、C
9、(1)温度要达到可燃物的着火点　不支持　4P+5O22P2O5　产生大量白烟(2)先鼓后瘪(其他合理描述也可)(3)①白磷燃烧消耗了锥形瓶中的氧气，使瓶中气压降低　②锥形瓶中氧气约占46
mL，当注射器中的水进入锥形瓶约46
mL后，瓶中气压与外界相当
10、(1)瓶内产生大量白烟，进入瓶中水的体积约占原空气体积的false
(2)木炭燃烧的生成物是二氧化碳气体，瓶内气压基本不变(3)NaOH
11、(1)红磷
量筒
(2)红磷的量不足(或装置气密性不好或没有等集气瓶冷却至室温就打开弹簧夹或实验前导管内没有充满水等)
(3)2Cu
＋
O2
2CuO　
(4)使装置中的空气与铜粉充分接触
　操作简单(或可以减少操作因素引起的误差，不会污染空气等)