初中单元2 探析空气之谜课题1 空气组成的探究精品课时作业

这是一份初中单元2 探析空气之谜课题1 空气组成的探究精品课时作业
仁爱科普版化学九上2.1《 空气组成的探究》分层练习（解析版）基础练1．研究空气成分的化学家是A．拉瓦锡B．侯德榜C．门捷列夫D．道尔顿【答案】A【解析】A、法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分，并得出空气是由氧气和氮气组成的结论，正确；B、我国的化学家侯德榜改进制碱技术，发明了“侯氏制碱法”，错误；C、门捷列夫在化学上的主要贡献是发现了元素周期律，并编制出元素周期表，错误；D、道尔顿在化学上的主要贡献是提出了原子学说，错误。故选A。2．保存珍贵文物可用空气中含量最多的气体，该气体是（　　）A．氮气B．氧气C．二氧化碳D．稀有气体【答案】A【解析】氮气大约占空气体积的78%，因此空气中体积分数最大的气体是氮气，氮气的用途是：制造氮肥、氮气充入食品包装袋内可以防腐、液态氮可以做制冷剂，因此氮气能做保护气，可以保存珍贵文物；故选：A。3．占空气体积分数78%的气体是（　　）A．氮气B．氧气C．二氧化碳D．氨气【答案】A【解析】空气中氮气体积分数为78%。故选：A。4．空气中各主要成分含量对应正确的是（　　）A．AB．BC．CD．D【答案】D【解析】A、稀有气体大约占空气体积的0.94%，故选项错误；B、氧气大约占空气体积的21%，故选项错误；C、二氧化碳大约占空气体积的0.03%，故选项错误；D、氮气大约占空气体积的78%，故选项正确；故选：D。5．红磷在空气中燃烧的实验现象，描述不正确的是A．生成五氧化二磷B．产生大量的白烟C．发出黄色火焰D．放出热量【答案】A【解析】A、红磷在空气中燃烧生成五氧化二磷是实验结论而不是实验现象，故A描述不正确；B、红磷在空气中燃烧产生大量白烟，故B描述正确；C、红磷在空气中燃烧发出黄色火焰，故C描述正确；D、红磷在空气中燃烧，放出热量，故D描述正确；故选:A。6．实验是科学探究的重要方法，如图是测定空气成分的相关实验装置，下列有关说法正确的是（　　）A．该实验开始前应先检查装置气密性B．实验中银白色的固体汞变为红色粉末C．实验过程中汞只消耗曲颈甑内的氧气D．实验结束后，玻璃钟罩内液面低于汞槽中液面【答案】A【解析】A、该实验是探究空气中氧气的含量，所以该实验在密闭体系中进行，因此实验前要检查装置的气密性，故A正确；B、汞在常温下为液体，汞和氧气生成固体氧化汞，氧化汞是红色的固体，所以实验过程中观察到部分银白色的液体汞变为红色，故B错误；C、汞消耗了密闭体系内的氧气，而不是只有曲颈甑内的氧气，故C错误；D、实验结束后，由于密闭容器内氧气被消耗，压强变小，因此玻璃钟罩内液面应该高于汞槽中的液面，故D错误；故选：A。7．某学习小组同学设计了如图装置进行实验，夹紧弹簧夹，将足量的红磷和木炭分别点燃后放入甲、乙两个集气瓶中，待反应结束恢复至室温后，再打开弹簧夹。下列有关叙述正确的是（　　）A．点燃后应将红磷和木炭迅速伸入集气瓶中B．为防止空气污染，两个集气瓶中均应盛放适量水C．实验结束恢复至室温后，两个集气瓶中的实验现象相同D．该实验证明，测定空气中氧气含量时可用木炭代替红磷【答案】A【解析】A、点燃红磷和木炭后迅速放入集气瓶，防止燃烧放热使集气瓶中的空气受热逸出，从而导致实验结果不准确，故A正确；B、甲集气瓶中盛放适量的水是为了吸收白烟和热量，而木炭在集气瓶中燃烧生成的二氧化碳，能溶于水，可能会产生有毒的一氧化碳，但一氧化碳难溶于水，故B错误；C、恢复至室温两个集气瓶中的现象也不一样。因为虽然二者都消耗了等体积的氧气，但乙中木炭燃烧产生了二氧化碳、一氧化碳等气体，又填充了消耗的氧气的体积。气压不同，导致吸进集气瓶的水量不同，故C错误；D、该实验证明测定空气中的氧气含量时不能用木炭代替红磷，故D错误。故选：A。8．为测定空气中氧气的含量，化学兴趣小组同学进行如图所示实验，用电热丝点燃红磷。下列说法正确的是A．用电热丝点燃红磷减少了对环境的污染B．玻璃管内的液面升高到刻度2的位置C．待红磷熄灭后立即打开弹簧夹D．实验中红磷的量不会对实验结果产生影响【答案】A【解析】A、用电热丝点燃红磷，减少了在空气中点燃红磷生成的五氧化二磷引起的对环境的污染。A正确；B、由于空气中氧气约占空气体积的五分之一，所以玻璃管内的液面升高到刻度1的位置。B不正确；C、待红磷熄灭后冷却至室温才能打开弹簧夹，否则会引起较大误差。C不正确；D、实验中红磷的量不足，氧气不能耗尽，使测得数据不准确。D不正确。综上所述：选择A。9．如图为测定空气中氧气含量的改进装置。以下分析中不正确的是A．利用凸透镜的聚光作用产生的热量点燃红磷B．红磷要足量是为了保证消耗掉瓶内氧气C．瓶内压强先增大后减小D．燃烧的红磷熄灭后立即打开止水夹【答案】D【解析】A、利用凸透镜的聚光作用，能加热红磷，从而使红磷燃烧，该选项分析正确；B、红磷足量，能将装置中的氧气完全消耗，从而使实验准确，该选项分析正确；C、红磷燃烧放热，装置中的温度瞬间升高，压强增大，但随着氧气的消耗，装置中的氧气又慢慢减小，该选项分析正确；D、由于红磷燃烧放热，则红磷熄灭后，装置中的温度较高，压强较大，若立即打开止水夹，会使进入的水的体积偏小，该选项分析不正确。故选D。10．测定空气中氧气含量的实验，装置如图1所示，回答下列问题：  （1）红磷在空气中燃烧的符号表达式为 。（2）实验结论是 。（3）此实验还可以说明氮气的化学性质是 。（4）已知金属镁会与空气中的氧气和氮气反应，如果用镁条代替红磷进行此实验，则进入集气瓶中的水会 （偏多、不变或偏少）（5）某同学对实验进行反思后，提出了改进方法如图2所示，你认为改进后的优点是 。【答案】（1）（2）空气中氧气约占空气总体积的（3）不燃烧也不支持燃烧（4）偏多（5）减小误差，避免污染【解析】（1）红磷与氧气点燃条件下反应生成五氧化二磷，所以磷在空气中燃烧的符号表达式为。故填：。（2）当红磷熄灭并冷却到室温后，打开弹簧夹，看到的现象是水进入集气瓶，并且约占集气瓶中空气体积的五分之一，由此可知氧气约占空气总体积的五分之一。故填：空气中氧气约占空气总体积的。（3）空气的主要成分是氮气和氧气，因此氧气被消耗后，剩余的气体主要是氮气；由此实验可推知氮气具有的化学性质是 氮气不与红磷反应（或不燃烧也不支持燃烧）等。故填：不燃烧也不支持燃烧。（4）如果用镁条代替红磷进行此实验，镁即消耗氧气，又消耗氮气，则进入集气瓶中的水会偏多。故填：偏多。（5）利用电热棒引燃红磷，不需要打开瓶塞，空气出不来也进不去，测量比较准确，用酒精灯引燃红磷由于磷燃烧放出大量的热，打开瓶塞时容易使空气受热而逸出，可以减小误差，避免污染。故填：减小误差，避免污染。提升练11．“人造空气”（20%以上的氧气，70%的氮气，控制二氧化碳的含量低于0.7%）帮助人类实现了“太空漫步”的梦想。下列关于“人造空气”和空气的说法正确的是（　　）A．“人造空气”中的氧气具有可燃性B．燃着的木条放在“人造空气”中会立即熄灭C．“人造空气”中氮气的体积分数小于空气中氮气的体积分数D．空气中的氮气对人类呼吸没有任何作用，因此“人造空气”可只保留氧气【答案】C【解析】A、氧气不具有可燃性，具有助燃性，故A不正确；B、“人造空气”中氧气的含量为20%以上，与空气中氧气含量基本一致，燃着的木条放在“人造空气”中会继续燃烧，故B不正确；C、空气中N2含量为78%，“人造空气”中N2含量为70%，“人造空气”中氮气的体积分数小于空气中氮气的体积分数，故C正确；D、“人造空气”不能只保留氧气，对人体健康不利，故D不正确；故选：C。12．数十亿年来，地球大气的成分发生了很大变化。下表是远古原始大气和目前空气的主要成分。下列说法中正确的是（　　）A．目前空气按质量分数计算，氧气约占21%，氮气约占78%B．地球的大气成分从形成之初一直是固定不变的C．原始大气非常适宜人类生存D．目前空气和原始大气都属于混合物【答案】D【解析】A、空气按体积（不是质量）分数计算，氧气约占21%，氮气约占78%，故选项错误；B、地球的大气成分从形成之初到目前发生了明显变化，故选项错误；C、原始大气环境中没有氧气，不适宜人类生存，故选项错误；D、目前空气和原始大气都是由多种气体组成，属于混合物，故选项正确。故选：D。13．人类的生存离不开空气，如图为空气成分示意图，下列有关空气的说法中正确的是（　　）A．X约占空气质量的78%B．X、Y、M均为纯净物C．X的化学性质不活泼D．测定空气中Y的含量时可将红磷改为蜡烛【答案】C【解析】A、根据分析，X是氮气，约占空气体积分数的78%，故选项说法错误；B、根据分析，X是氮气，Y是氧气，M是稀有气体和其他成分，氮气和氧气都只有一种成分是纯净物，M的成分有多种，是混合物，故选项说法错误；C、根据分析，X是氮气化学性质不活泼，故选项说法正确；D、蜡烛燃烧生成二氧化碳和水，有气体生成，压强没有明显改变，没有形成压强差，所以不能用蜡烛代替红磷测定空气中氧气的含量，故选项说法错误。故选：C。14．下图所示是利用红磷燃烧仿照拉瓦锡用定量的方法研究空气。A、B、C、D分别是集气瓶剩余容积的五等分线（虚线）。当足量红磷燃烧停止，温度冷却至室温，打开弹簧夹，烧杯内的水被吸入集气瓶。水面上升停止时，与水面距离最近的虚线是【答案】A【解析】氧气约占空气体积的五分之一，红磷燃烧消耗氧气，进入集气瓶的水的体积约占集气瓶剩余容积的五分之一，所以实验结束后与水面距离最近的虚线是A。故选：A。15．拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。某兴趣小组利用氧气传感器来检测足量红磷燃烧过程中氧气的含量、如下图所示，下列判断正确的是A．a点时容器内氮气体积分数为85%B．由图可知，物质燃烧结束时氧气浓度为0C．此实验测得空气中氧气的质量分数为18%D．密闭容器内水的作用是降温、吸收有害的五氧化二磷【答案】D【解析】A、a点时氧气的体积分数为15%，则剩余气体的体积分数为85%，剩余气体中含有氮气、稀有气体等，则氮气含量应小于85%，故选项说法错误；B、由图可知，物质燃烧结束时氧气浓度为3%，故选项说法错误；C、消耗的氧气的体积分数为21%-3%=18%，则该实验测得空气中氧气的体积分数为18%，而不是质量分数，故选项说法错误；D、红磷燃烧放热，生成五氧化二磷固体，则密闭容器内水的作用是降温、吸收有害的五氧化二磷，故选项说法正确；故选：D。16．甲、乙两个实验小组分别设计了图1、图2装置进行氧气含量的测定实验，若试剂足量，则下列有关说法正确的是A．甲组在实验过程中可观察到木炭剧烈燃烧，产生耀眼的白光B．两个小组均可通过实验得出“氧气约占空气体积的”的结论C．若实验装置气密性良好，乙组实验结束后，仰视量筒刻度线读数，则读数会大于D．丙小组将甲组装置中的水换成溶液后完成实验，集气瓶中液面会上升到刻度“1”【答案】D【解析】A、木炭在空气中燃烧，发出红光，放出热量，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，故错误；B、甲实验用木炭代替红磷，木炭燃烧会产生气体，无法形成压强差，无法得出正确的结论，故错误；C、乙实验中，空气的体积是100mL，含氧气体积为，量筒内水剩余30 mL，仰视读数会小于30 mL，故错误；D、换成NaOH溶液后，NaOH溶液倒吸如集气瓶中，NaOH溶液会吸收碳燃烧产生的二氧化碳，故集气瓶中液面会上升到刻度“1”，故正确。故选D。17．某兴趣小组的同学利用现代传感器技术进行测定空气里氧气的含量的实验，测得实验过程中容器内温度和气体压强随时间的变化趋势如图所示。下列说法中错误的是（　　）A．要保证实验的准确性，白磷必须过量B．实验过程中容器内温度先增大后减小至起始温度C．曲线BC段白磷停止燃烧，装置逐渐冷却至室温D．在t2时打开了弹簧夹【答案】C【解析】A、测定空气里氧气的含量的实验，为保证氧气尽可能的消耗，白磷必须过量，故选项说法正确。B、根据图示可知，实验过程中容器内温度先升后降至起始温度，故选项说法正确。C、根据图示可知，曲线BC段中有一段温度上升，说明白磷还在燃烧，后面一段才是逐渐冷却至室温，故选项说法错误。D、在t2时压强开始增大至大气压，说明打开了弹簧夹，水进入集气瓶中，压强增大，故选项说法正确。故选：C。18．已知按体积计算，空气中氧气的体积分数约为21%．标准状况下，氧气的密度为1.429g/L，空气的平均密度为1.293g/L，则按质量计算，空气中氧气的质量分数约为多少？（请列式计算，结果精确到小数点后一位）【答案】见试题解答内容【解析】设空气的体积为1L，因为氧气在空气中的体积分数为21%，所以氧气体积为0.21L，空气的质量＝1L×1.293g/L＝1.293g，氧气的质量＝0.21L×1.429g/L＝0.3g，所以空气中氧气质量分数＝×100%＝23.2%．故答案为：23.2%．19．对于“测定空气中氧气的含量”实验的再认识。请同学们认真分析回答下列问题。【经典赏析】（1）拉瓦锡用装置A定量研究了空气的成分。在密闭容器中，装置中的汞与空气中的 反应，生成固态物质。【思路启迪】（2）我们沿着科学家的足迹，对反应物进行了优化，分别用铜粉、红磷等进行实验，其原理都是采用 （填“物理”或“化学”）的方法，从混合气体中除去某种气体，从而达到物质的分离。【实验回顾】课堂上老师和同学们利用装置B测定了氧气的含量：（3）在用酒精灯加热铜粉部位时，要不断推拉注射器活塞的目的是 。（4）反应前后，测得数据如下，请完成表格：出现此实验结果的原因可能是 （写一条即可）。（5）实验反思，对该实验的认识不合理的是______（填序号）A．铜粉用量的多少，不会影响实验结果B．实验结束后冷却到室温才能读数C．气球的作用是调节气压，使氧气完全反应D．在正常操作情况下，反应结束后消耗氧气的体积大约是反应前硬质玻璃管内气体体积的1/5【拓展实验】兴趣小组的同学们在实验室用装置C进行了探究。（6）集气瓶中空气的体积为45mL，量筒中水的体积为50mL。能证明氧气约占空气体积的五分之一现象是 。（7）实验结束后，集气瓶内剩余气体主要是 ，由现象分析可知，该气体的物理性质是 （任写一点）。【答案】（1）氧气/O2（2）化学（3）使铜粉和氧气充分接触，使氧气完全消耗（4）17.5 铜粉的量不足或装置漏气或装置没有冷却至室温就读数（5）AD（6）量筒中水的体积剩余41mL（7）氮气/N2 难溶于水【解析】（1）在密闭容器中，装置中的汞与空气中的氧气反应，生成固态物质氧化汞；（2）分别用铜粉、红磷等进行实验，其原理都是采用化学的方法（铜和氧气加热生成氧化铜，红磷与氧气点燃生成五氧化二磷，都有新物质生成，都是化学变化），从混合气体中除去某种气体，从而达到物质的分离；（3）推拉注射器能使空气流通，从而使铜粉和氧气充分接触，使氧气完全消耗；（4）注射器中减少的气体体积即为消耗氧气的体积，则测得空气中氧气的体积分数为：；17.5%＜21%，导致实验结果偏小的原因可能是铜粉的量不足（氧气没有消耗完全，导致实验结果偏小），或装置漏气（燃烧冷却后管内气压小于大气压，有部分空气进入管中弥补了消耗的氧气，导致实验结果偏小），或装置没有冷却至室温就读数（剩余气体受热膨胀，导致实验结果偏小）；（5）A、铜粉用量的多少，会影响实验结果，如果铜不足，氧气不能消耗完全，会导致实验结果偏小，所以该实验中铜粉必需足量或过量，才能保证将氧气消耗完全，使实验结果更准确，故A认识不合理，符合题意；B、实验结束后冷却到室温才能读数，以防止剩余的气体在受热状态下，处于膨胀状态，会导致实验结果偏小，故B认识合理，不符合题意；C、为使装置内的氧气反应完全，应反复推拉活塞，使气流循环经过热的铜粉，装置另一端的气球气球可以起到调节气压，使氧气完全反应的作用，故C认识合理，不符合题意；D、氧气约占空气体积的五分之一，在正常操作情况下，反应结束后消耗氧气的体积大约是反应前注射器和硬质玻璃管内气体总体积的五分之一，故D认识不合理，符合题意；故选：AD；（6）集气瓶中空气的体积为45mL，氧气约占空气体积的五分之一，则进入的水的体积应为45mL×＝9mL，量筒中水的体积为50mL，则量筒中水的体积剩余50mL-9mL=41mL，故能证明氧气约占空气体积的五分之一现象是量筒中水的体积剩余41mL；（7）空气主要成分是氧气和氮气，红磷燃烧消耗掉氧气，此时剩余气体主要是氮气，量筒的水不能继续进入集气瓶中，说明氮气具有难溶于水的物理性质。原始大气的主要成分甲烷（CH4）、氨气（NH3）、CO、CO2等目前空气的成分N2、O2、水蒸气及稀有气体等硬质玻璃管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空气中氧气的体积分数25mL15mL8mL %