初中化学九年级上册第2章 空气之谜 同步练及分析

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A 空气中的氧气主要来源于植物的光合作用
B 空气中氧气的质量分数约为 21%
C 氮气的化学性质不活泼，可用于食品的防腐
D 目前计入空气污染指数的有害气体主要包括 SO₂、CO、NO₂等
2. （★）在开展“空气中氧气含量的测定”实验时，小明同学所在的小组测得的数据比理论值偏小，你认为可能的原因是（ ）
A 红磷量不足
B 装置未冷却到室温就打开弹簧夹
C 实验前没有检查装置气密性
D 以上都有可能
3. （★）下列物质在氧气中燃烧，产生大量白烟的是（ ）
A 木炭
B 铁丝
C 红磷
D 硫粉
4. （★★）小莉同学用右图装置进行“测定空气中氧气含量”的实验。实验前在集气瓶内加入少量水，并做上记号。下列说法错误的是（ ）
A 点燃红磷前先用弹簧夹夹紧乳胶管
B 红磷熄灭后立刻打开弹簧夹
C 实验中红磷要足量，以保证消耗完集气瓶内的氧气
D 该实验可以证明空气中氧气约占空气总体积的 1/5
5. （★★）下列关于氧气的说法正确的是（ ）
A 氧气能支持燃烧，可作燃料
B 水生生物能依靠溶于水中的氧气而生存
C 氧气能跟所有物质发生氧化反应
D 氧气约占空气总体积的 78%
6. （★★）在“高锰酸钾→锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气”反应中，二氧化锰是（ ）
A 氧化剂
B 催化剂
C 反应物
D 生成物
二、填空题（每题5分，共20分）
1. （★）空气的成分按体积计算，大约是：氮气占______，氧气占______。
2. （★）现有①氮气 ②氧气 ③稀有气体 ④二氧化碳四种物质，请按下列要求将序号填入空格内：
1.占空气总体积 0.03%的气体是______；
2.能支持燃烧的气体是______；
3.可制多种电光源的气体是______；
4.可制氮肥的气体是______。
3. （★★）写出下列反应的文字表达式：
1.红磷在空气中燃烧：______；
2.铁丝在氧气中燃烧：______。
4. （★★）实验室用高锰酸钾制取氧气时，试管口要放一团棉花，其作用是______。
三、解答题（每题25分，共50分）
1. （★★）某同学用右图装置测定空气中氧气的含量。实验步骤如下：
①将图中的集气瓶分为 5 等份，并作好标记。
②在带橡皮塞和导管的燃烧匙内装入足量的红磷，将导管上的止水夹夹紧，在酒精灯上点燃红磷，并立即伸入集气瓶内，塞紧橡皮塞。
③充分反应后，待集气瓶冷却至室温，打开止水夹。
请回答下列问题：
1.该实验中红磷需稍过量，目的是什么？
2.步骤③中打开止水夹后观察到的现象是什么？由此可得出空气中氧气的体积分数约为多少？
3.若将红磷换成木炭，该实验能否获得成功？为什么？
2. （★★★）某化学兴趣小组的同学对空气中氧气含量的测定实验进行探究。
1.【实验回顾】
图 1 是实验室用红磷燃烧来粗略测定空气中氧气含量的装置。
①写出红磷燃烧的文字表达式：______。
②实验原理：由于红磷燃烧消耗空气中的氧气，使瓶内______减小，烧杯中水倒吸到集气瓶。若装置的气密性良好，操作规范，用量筒测量进入瓶中水的体积，能粗略测得空气中氧气的含量。
2.【问题提出】
有实验资料表明：燃烧过程中当氧气体积分数低于 7%时，红磷就无法继续燃烧，因此通过上述实验，测量结果与理论值误差较大。
【实验改进】
Ⅰ. 根据铁在空气中生锈的原理设计图 2 实验装置，再次测定空气中氧气含量。装置中饱和食盐水、活性炭会加速铁生锈。
Ⅱ. 测得实验数据如下表：
| 实验前 | 实验后 |
| ---- | ---- |
| 烧杯中水的体积/mL | 集气瓶（扣除内容物）的体积/mL | 烧杯中水的体积/mL |
| 80.0 | 126.0 | 54.5 |
【交流表达】
①铁生锈过程发生复杂的化学反应，首先是铁与氧气、水反应生成氢氧化亚铁[Fe(OH)₂]，写出该反应的文字表达式：______。
②根据表中数据计算，改进实验后测得的空气中氧气的体积分数是______（计算结果精确到 0.1%）。
③从实验原理角度分析，改进后的实验结果比前者准确度更髙的原因是：______。
参考答案
1. B 2. D 3. C 4. B 5. B 6. D
1. 78%；21%
2. （1）④；（2）②；（3）③；（4）①
3. （1）红磷 + 氧气五氧化二磷；（2）铁 + 氧气四氧化三铁
4. 防止加热时高锰酸钾粉末进入导管
1. （1）确保将集气瓶内的氧气消耗完；（2）水沿导管进入集气瓶，约占集气瓶容积的 1/5；空气中氧气的体积分数约为 1/5；（3）不能；木炭燃烧生成二氧化碳气体，集气瓶内压强基本不变，水不会进入集气瓶。
2. （1）①红磷 + 氧气五氧化二磷；②压强；（2）①铁 + 氧气 + 水→氢氧化亚铁；②20.2%；③铁生锈消耗氧气更彻底，且不受氧气含量的限制。
参考答案及解析
选择题
【考点】空气的成分及各成分的体积分数、氧气的性质、测定空气中氧气含量的实验；
【解题思路】1 题中根据空气的成分及各成分的性质进行判断；2 题中逐一分析导致测量结果偏小的原因；3 题中根据各物质在氧气中燃烧的现象进行判断；4 题中根据测定空气中氧气含量实验的注意事项进行判断；5 题中根据氧气的性质和用途进行判断；6 题中根据化学反应中各物质的作用进行判断。
【易错点】易混淆空气中各成分的体积分数和质量分数；测定空气中氧气含量实验中易忽略实验条件对结果的影响。
填空题
【考点】空气的成分及各成分的用途、文字表达式的书写、实验室制取氧气的注意事项；
【解题思路】1 题直接根据空气的成分填空；2 题根据各物质的性质和用途进行填空；3 题根据反应事实写出文字表达式；4 题根据实验室用高锰酸钾制取氧气的注意事项填空。
【易错点】文字表达式的书写易出现反应物和生成物写颠倒、反应条件写错等错误。
解答题
【考点】测定空气中氧气含量的实验原理、实验现象及误差分析、化学反应文字表达式的书写、空气中氧气含量的计算；
【解题思路】1 题（1）根据实验目的分析红磷过量的原因；（2）根据实验现象得出结论；（3）根据木炭燃烧的产物分析能否用木炭代替红磷；2 题（1）①根据反应事实写出文字表达式；②根据实验原理填空；（2）①根据反应事实写出文字表达式；②根据实验数据计算氧气的体积分数；③从实验原理角度分析改进后实验结果更准确的原因。
【易错点】测定空气中氧气含量实验中易忽略反应物的性质对实验结果的影响；计算氧气的体积分数时易出现计算错误。