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人教版九年级上册课题1 空气测试题
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这是一份人教版九年级上册课题1 空气测试题，共11页。试卷主要包含了选择题，判断题，科学探究题，综合应用题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题
1．名称中有水字的物质可能是纯净物，下列有水字的物质属于纯净物的是
A．硬水B．盐水C．泥水D．蒸馏水
2．空气是一种宝贵资源。下列有关空气的说法正确的是
A．空气中含量最多的是氧气
B．空气由氧气和氮气组成，其中氧气的质量约占空气质量的1/5
C．空气中分离出的氮气化学性质不活泼，可作食品保鲜的保护气
D．空气质量报告中所列的空气质量级别数目越小，空气质量越差
3．下列物质中不属于空气污染物的是
A．一氧化碳B．二氧化硫C．火山灰D．氧气
4．下列物质的用途中，主要利用其物理性质的是
A．取暖做饭时用甲烷作燃料B．氧气用于抢救病人
C．氧气用于切割金属D．液氮用作制冷剂
5．电工师傅使用的“验电笔”中常充入一种稀有气体（又称惰性气体），此气体通电时会发出红光，它最有可能是
A．氧气B．氮气
C．氖气D．空气
6．下列各组物质中，前者属于纯净物，后者属于混合物的是 ( )
A．冰水混合物 五氧化二磷B．二氧化碳 澄清石灰水
C．汽水 河水D．净化后的空气 受污染的空气
7．下列各组中成分均属于目前计入空气质量评价的主要污染物的一组是
A．SO2、CO2、NO2
B．CO2、HCl、N2、可吸入颗粒物（PM10）、细颗粒物（PM2.5）
C．CH4、CO2、H2O（水蒸气）
D．SO2、CO、NO2、臭氧O3、可吸入颗粒物（PM10）、细颗粒物（PM2.5）
8．下列有关氮气的用途中，主要利用其物理性质的是
A．食品包装中充氮气防腐B．焊接金属时用作保护气
C．制造硝酸和氮肥D．液氮用作冷冻剂
9．下列各组物质中，前者属于纯净物，后者属于混合物的是( )
A．加碘盐，石灰水B．冰水混合物，净化后的空气
C．红磷，二氧化碳D．空气，矿泉水
10．下列物质排放到空气中，不会造成大气污染的是（ ）
A．SO2B．O2C．COD．NO2
二、判断题
11．空气质量级别越高，空气质量越差( )
12．按质量计算，空气中约含氮气78%，氧气21%，其他气体和杂质约占1%( )
13．分离液态空气发生了化学变化。
14．氦气的化学性质不活泼，不能与任何物质发生反应( )
15．饼干在空气中变软是因为空气中含有水蒸气( )
三、科学探究题
16．空气中氧气含量测定再认识。
【你知道吗】
(1)二百多年前，化学家______（选填字母）用如图1的实验装置定量的研究了空气的成分，得出氧气约占空气体积的五分之一的结论。
A．道尔顿B．门捷列夫C．拉瓦锡D．屠呦呦
【实验回顾】实验室常用图2所示的方法测定空气中氧气的含量。
(2)写出红磷燃烧的化学符号表达式 。
(3)误差分析：用该方法测出的氧气含量若不准确，原因可能有如下几点：
A．红磷的量不足
B．塞子塞慢了
C．装置漏气
D．红磷燃烧时，未夹弹簧夹
E．没冷却到室温，便打开弹簧夹并读数
上述原因中，会导致实验结论偏大的是 （选填字母，下同）；会导致实验结论偏小的是 。
为了防止在集气瓶外点燃红磷造成空气污染，保证测定结果的准确，查阅资料发现白磷40℃即可燃烧，燃烧产物与红磷相同，于是改进装置（图3）重新探究。
【实验探究】先在容积为200mL的集气瓶里装进50mL的水，再在量筒内装入100mL的水，然后按图连好仪器，按下热的玻璃棒，白磷立即被点燃。
(4)集气瓶里预先装进的水，在实验过程中除了能够加快集气瓶冷却，还起到 和 作用。
(5)如果实验结束时量筒内剩余水的体积是73.0mL，则测得的空气中氧气体积分数为 （用百分数表示）。
有实验资料表明：燃烧过程中当氧气体积分数低于8%左右时，红磷就无法继续燃烧，当氧气体积分数低于3%左右时，白磷就无法继续燃烧，因此通过上述实验，测定的结果与理论值误差较大。
【拓展研究】
小乐利用图甲所示的装置测定空气中氧气的含量，其中燃烧匙内的白磷用电加热装置点燃，瓶内气压用气体压强传感器测定，其变化如图乙所示。分析后回答下列问题：
(6)从瓶内气压达到最高点直至t2时刻，引起曲线压强迅速减小的因素可能是 ， 。
四、综合应用题
17．某化学小组测定空气中氧气的体积分数。
（1）根据如图回答问题。
①红磷燃烧的文字表达式为 。
②红磷燃烧时的现象是 ，冷却到室温打开止水夹后，观察到的现象是烧杯中的水 。
③冷却至室温后打开止水夹，发生上述现象的原因是 。
④实验结论：
（2）用四硫化钠(Na2S4)固体可替代红磷测定空气中氧气的体积分数。反应原理为:2Na2S4+O2+2H2O ＝＝ 8S↓+4NaOH（氢氧化钠）。小资料：四硫化钠(Na2S4)与氧气、水反应生成难溶于水的固体硫（S）和易溶于水的氢氧化钠。
【实验过程】
①取足量的四硫化钠固体加入试管中，再加入适量的水，迅速塞紧橡胶塞，充分振荡。测量液面至橡胶塞下沿的距离，记录数据h1(如图1所示)。
②将该试管插入水中(如图2所示)，拔下橡胶塞，观察到 ，塞紧橡胶塞。将试管取出，倒转过来，测量液面至橡胶塞下沿的距离，记录数据h2。理论上h2∶h1= 。
18．某校研究性学习小组用下图装置进行镁条在空气中燃烧的实验，燃烧、冷却后打开止水夹，进入集气瓶中水的体积约占集气瓶体积的70%。
（1）如图A仪器的名称是 ，燃烧、冷却后打开止水夹，水能进入集气瓶的原因是 。
（2）如果镁条只和空气中的氧气反应，则进入集气瓶中水的体积最多不超过其容积的 %。现进入集气瓶中水的体积约为其容积的70%，根据空气的组成可推出减少的气体中有氮气。
【发现问题】氮气是怎样减少的呢？
【假设一】氮气（在高温条件下）与瓶内的其他物质反应而减少。
【假设二】 。
【查阅资料】镁条在氮气中能燃烧，产物为氮化镁(Mg3N2)固体。氮化镁中氮元素的化合价为 ；写出该反应的文字表达式 ，属于 反应（选填“分解”或’化合”）。
（3）通过以上探究，学习小组的同学认为要测定“空气中的氧气的体积分数”不能用镁条，你若是该小组的成员，如何改进能使该实验成功呢？
19．小沛用如图所示装置测量空气中氧气含量，集气瓶容积为0.7L，集气瓶内水的体积为0.1L，实验开始前量筒中水的体积0.2L，实验结束后水的体积为0.1L。
(1)该实验测得氧气体积分数 （结果保留小数点后一位），导致结果偏小的原因可能是 。（答一点即可）
(2)若操作中要尽量消耗完瓶中的氧气，求完成此实验消耗氧气质量为多少g？（氧气密度为1.43gL-1，氧气按体积分数20%计算，结果保留两位小数）
参考答案：
1．D
【分析】由一种物质组成的物质属于纯净物。
【详解】A、硬水中含有水、碳酸氢钙等物质，属于混合物；
B、盐水中含有水和盐，属于混合物；
C、泥水中含有水和泥土，属于混合物；
D、蒸馏水是由一种物质组成的，属于纯净物。
故选D。
2．C
【详解】A、空气中各成分的体积分数分别是：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%、二氧化碳大约占空气体积的0.03%、水蒸气和其它气体和杂质大约占0.03%。空气中含量最多的是氮气不是氧气，错误；
B、空气由氧气和氮气组成，其中氧气的体积分数约占，不是氧气的质量约占空气质量的，错误；
C、空气中分离出的氮气化学性质不活泼，可作食品保鲜的保护气，正确；
D、空气质量报告中所列的空气质量级别数目越大，空气质量越差，错误。
故选C。
3．D
【详解】A、一氧化碳属于有害气体，属于空气污染，不符合题意；
B、二氧化硫是有害气体，属于空气污染物，不符合题意；
C、火山灰属于有害粉尘，属于空气污染物，不符合题意；
D、氧气是空气的成分之一，不属于空气污染物，符合题意。故选D。
4．D
【详解】A、取暖做饭时用甲烷作燃料，利用了甲烷的可燃性，需要通过化学变化表现出来，属于化学性质；
B、氧气用于抢救病人，是利用了氧气能供给呼吸的性质，需要通过化学变化表现出来，属于化学性质；
C、氧气用于切割金属，是利用了氧气的助燃性，需要通过化学变化表现出来，属于化学性质；
D、液氮用作制冷剂，是利用了液氮气化吸热的性质，不需要发生化学变化就能表现出来，属于物理性质。
故选D。
5．C
【详解】稀有气体包括氦、氖、氩、氪、氙、氡且稀有气体通电时会发出不同颜色的光，氦气通电发粉红色光、氖气通电会发出红光、氩气通电发紫蓝色光、氙气通电发特强白光。验电笔通电时会发出红光，所以充入的是氖气。
故选C
6．B
【分析】本题考查利用纯净物的概念来判断物质是否为纯净物，宏观上看只有一种物质，微观上只有一种分子．
【详解】A、冰水混合物和五氧化二磷都是由一种物质组成，属于纯净物，故A错；
B、二氧化碳是由一种物质组成，属于纯净物、澄清石灰水中含有氢氧化钙和水，属于混合物，故B正确；
C、汽水和河水中都含有多种物质，属于混合物，故C错；
D、净化后的空气，受污染的空气中都含有氧气、氮气、二氧化碳等物质，属于混合物，故D错。
故选B。
7．D
【详解】A、二氧化碳是空气的组成成分之一，不属于空气污染物，不符合题意；
B、二氧化碳、氮气是空气的成分，不属于空气污染物，HCl没有计入空气质量评价，不符合题意；
C、二氧化碳、水蒸气是空气的成分，不属于空气污染物，甲烷没有计入空气质量评价，不符合题意；
D、目前计入空气质量评价的主要污染物为：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物、细颗粒物和臭氧等，符合题意。
故选D。
8．D
【详解】A、食品包装中充氮气防腐，是利用氮气的化学性质稳定，是利用其化学性质，不符合题意；
B、焊接金属时用作保护气，是利用氮气的化学性质稳定，是利用其化学性质，不符合题意；
C、氮气可用于制造硝酸和氮肥，是原因是氮气在一定条件下能与其他物质发生化学反应生成硝酸和氮肥，需要通过化学变化才能表现出来，是利用其化学性质，不符合题意；
D、液氮用作冷冻剂，是利用液氮气化吸热，降低温度，该性质不需要通过化学变化就能表现出来，是利用其物理性质，符合题意；
故选D。
9．B
【详解】A.加碘盐中含有氯化钠和碘酸钾等物质，属于混合物，石灰水中含有水和氢氧化钙，属于混合物；
B.冰水混合物中只含有水，属于纯净物，净化后的空气中含有氮气、氧气等物质，属于混合物；
C.红磷是由一种物质组成的，属于纯净物，二氧化碳是由一种物质组成的，属于纯净物；
D.空气中含有氮气、氧气等物质，属于混合物，矿泉水中含有水和溶于水的矿物质，属于混合物。
【点睛】纯净物由一种物质组成，混合物由两种或两种以上的物质组成。
10．B
【详解】二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳属于空气污染物，氧气是空气的组成成分之一，不是空气污染物。
故选B。
11．正确
【详解】空气质量空气质量级别越高，空气质量越差，一级质量最好，故填正确
12．错误
【详解】空气中各成分的含量是按体积计算的，不是按质量计算的，故说法错误。
13．错误
【详解】液氮的沸点是-196℃，液氧的沸点是-183℃，分离液态空气制取氧气是利用液氮和液氧的沸点不同来制取的，没有新物质生成，属于物理变化，故填：错误。
14．错误
【详解】虽然氦气的化学性质不活泼，但在特殊条件下也能发生化学反应，故此说法错误。
15．正确
【详解】饼干的主要成分是淀粉，淀粉容易吸水变软，所以饼干在空气中变软是因为空气中含有水蒸气的说法是正确的。
16．(1)C
(2)
(3) BD/DB ACE
(4) 吸收五氧化二磷 平衡装置内外气压，防止瓶塞飞出
(5)18%
(6) 氧气不断减少 温度降低
【详解】（1）拉瓦锡最早用定量的方法研究空气的成分，故选C。
（2）红磷燃烧生成五氧化二磷，反应的符号表达式为：。
（3）红磷燃烧消耗氧气，生成固体物质，则气体减少，压强减小，则打开弹簧夹后，烧杯中的水会进入集气瓶中，且进入的水的体积即为氧气的体积，则：
A、若红磷不足，则氧气不能完全消耗，使结果偏小；
B、若塞子塞满了，则装置中的空气受热逸散，会使结果偏大；
C、装置漏气，由于装置中压强减小，则会有空气进入，使结果偏小；
D、若没有夹弹簧夹，则刚开始时温度升高，会有气体从导管中逸出，使结果偏大；
E、若未冷却就打开弹簧夹，则气体受热膨胀，进入的水的体积偏少，使结果偏小。
则会导致实验结论偏大的是BD，会导致实验结论偏小的是ACE。
（4）由图3可知，刚开始时装置中的温度升高，压强增大，水会压入烧杯中，但随着压强的减小，水又进入集气瓶中，则集气瓶中的水能平衡装置内外气压，防止瓶塞飞出，且五氧化二磷有毒，而水能吸收五氧化二磷。
（5）由于进入的水的体积即为氧气的体积，则测得的空气中氧气体积分数为。
（6）刚开始压强变大，是因为温度升高，但后来随着氧气的消耗，且实验结束后温度降低，则压强又减小。
17． 红磷＋氧气五氧化二磷 剧烈燃烧、黄色火焰、大量白烟、放热 进入集气瓶 红磷燃烧消耗氧气，恢复到室温集气瓶内压强小于外界大气压，水倒吸入集气瓶 氧气约占空气体积的五分之一 试管内液面上升至液面高度不再改变 h2∶h1= 79:100（或4:5）
【分析】（1）根据用红磷测定空气中氧气含量的原理进行分析。红磷在空气中燃烧生成五氧化二磷固体，集气瓶中的氧气消耗后，导致气压减小，在外界大气压作用下，水进入集气瓶，进入集气瓶中的水的体积即为集气瓶中空气中的氧气体积；
（2）根据氧气约占空气总体积的五分之一（或21%）进行分析解答；
【详解】（1）①红磷有空气中燃烧生成五氧化二磷，红磷燃烧的文字表达式为：磷+氧气五氧化二磷；
②红磷燃烧时的现象是剧烈燃烧、黄色火焰、产生大量白烟、放热；冷却到室温打开止水夹后，由于氧气被消耗，瓶内气压减小，能够观察到烧杯中的水进入集气瓶；
③冷却至室温后打开止水夹，发生上述现象的原因是：红磷燃烧消耗氧气，恢复到室温时，集气瓶内压强小于外界大气压，水倒吸入集气瓶；
④实验结论：，进入集气瓶中的水约占集气瓶中空气总体积的五分之一，说明空气中氧气的含量约为五分之一；
（2）②将该试管插入水中（如图2所示），拔下橡胶塞，由于试管中的氧气被消耗，导致试管中的气压减小，在外界大气压作用下，试管中的液面上升，至液面高度不再改变时，塞紧橡胶塞。将试管取出，倒转过来，测量液面至橡胶塞下沿的距离，记录数据h2，由于氧气约占空气总体积的五分之一（或21%），因此理论上h2：h1=（1- ）：1=4：5（或（1-21%）：1=79:100。
18． 烧杯 集气瓶中气体减少，压强减小，导致烧杯中的水进入集气瓶 21 % 氮气与镁条反应而减少 -3价 镁 + 氮气 氮化镁 化合反应 将镁条换成红磷
【详解】（1）如图A仪器的名称是烧杯，冷却后打开止水夹，水能进入集气瓶的原因是镁燃烧消耗集气瓶内的氧气，使瓶内气体减少，压强变小，小于外界大气压，在压力的作用下烧杯中的水到流入集气瓶内；
（2）氧气约占空气体积的21%，如果镁条只和空气中的氧气反应，则进入集气瓶中水的体积最多不超过其容积的21%；
[假设二]
点燃条件下，氮气与镁反应而减少；
[查阅资料]
化合物中元素的化合价代数和为零，镁元素显+2价，氮化镁中氮元素的化合价为-3价；该反应的文字表达式：镁 + 氮气 氮化镁，属于由两种或两种以上的物质生成一种物质的化合反应；
（3）测定空气中氧气含量的原理是，利用物质与空气中的氧气反应，又不生成气体，使瓶内气体减少，压强变小，水倒流入集气瓶内，倒流的水的体积就等于瓶内氧气的体积。改进能使该实验成功的方法是将镁条换成红磷，因为磷能与空气中的氧气反应生成固体五氧化二磷，且只与氧气反应。
【点睛】文字表达式的书写方法：在箭头的左边写出反应物的名称，在箭头的右边写出生成物的名称，箭头的上方标出反应条件。
19．(1) 解：根据进入水的体积等于容器中空气中的氧气的体积，有：
该实验测得氧气体积分数＝
答：该实验测得氧气体积分数为16.7% 白磷的量不足
(2)解：完成此实验消耗氧气体积=（0.7L-0.1L）×20%=0.12L；
完成此实验消耗氧气质量
答：完成此实验消耗氧气质量为0.17g。
【详解】（1）该实验测得氧气体积分数16.7%，导致结果偏小的原因可能是红磷的量不足，装置漏气，未冷却至室温就打开止水夹等都会导致结果偏小，故填：16.7%，白磷的量不足；
（2）见答案（2）
【点睛】利用红磷燃烧测空气中氧气的含量及误差分析
一、选择题
1．名称中有水字的物质可能是纯净物，下列有水字的物质属于纯净物的是
A．硬水B．盐水C．泥水D．蒸馏水
2．空气是一种宝贵资源。下列有关空气的说法正确的是
A．空气中含量最多的是氧气
B．空气由氧气和氮气组成，其中氧气的质量约占空气质量的1/5
C．空气中分离出的氮气化学性质不活泼，可作食品保鲜的保护气
D．空气质量报告中所列的空气质量级别数目越小，空气质量越差
3．下列物质中不属于空气污染物的是
A．一氧化碳B．二氧化硫C．火山灰D．氧气
4．下列物质的用途中，主要利用其物理性质的是
A．取暖做饭时用甲烷作燃料B．氧气用于抢救病人
C．氧气用于切割金属D．液氮用作制冷剂
5．电工师傅使用的“验电笔”中常充入一种稀有气体（又称惰性气体），此气体通电时会发出红光，它最有可能是
A．氧气B．氮气
C．氖气D．空气
6．下列各组物质中，前者属于纯净物，后者属于混合物的是 ( )
A．冰水混合物 五氧化二磷B．二氧化碳 澄清石灰水
C．汽水 河水D．净化后的空气 受污染的空气
7．下列各组中成分均属于目前计入空气质量评价的主要污染物的一组是
A．SO2、CO2、NO2
B．CO2、HCl、N2、可吸入颗粒物（PM10）、细颗粒物（PM2.5）
C．CH4、CO2、H2O（水蒸气）
D．SO2、CO、NO2、臭氧O3、可吸入颗粒物（PM10）、细颗粒物（PM2.5）
8．下列有关氮气的用途中，主要利用其物理性质的是
A．食品包装中充氮气防腐B．焊接金属时用作保护气
C．制造硝酸和氮肥D．液氮用作冷冻剂
9．下列各组物质中，前者属于纯净物，后者属于混合物的是( )
A．加碘盐，石灰水B．冰水混合物，净化后的空气
C．红磷，二氧化碳D．空气，矿泉水
10．下列物质排放到空气中，不会造成大气污染的是（ ）
A．SO2B．O2C．COD．NO2
二、判断题
11．空气质量级别越高，空气质量越差( )
12．按质量计算，空气中约含氮气78%，氧气21%，其他气体和杂质约占1%( )
13．分离液态空气发生了化学变化。
14．氦气的化学性质不活泼，不能与任何物质发生反应( )
15．饼干在空气中变软是因为空气中含有水蒸气( )
三、科学探究题
16．空气中氧气含量测定再认识。
【你知道吗】
(1)二百多年前，化学家______（选填字母）用如图1的实验装置定量的研究了空气的成分，得出氧气约占空气体积的五分之一的结论。
A．道尔顿B．门捷列夫C．拉瓦锡D．屠呦呦
【实验回顾】实验室常用图2所示的方法测定空气中氧气的含量。
(2)写出红磷燃烧的化学符号表达式 。
(3)误差分析：用该方法测出的氧气含量若不准确，原因可能有如下几点：
A．红磷的量不足
B．塞子塞慢了
C．装置漏气
D．红磷燃烧时，未夹弹簧夹
E．没冷却到室温，便打开弹簧夹并读数
上述原因中，会导致实验结论偏大的是 （选填字母，下同）；会导致实验结论偏小的是 。
为了防止在集气瓶外点燃红磷造成空气污染，保证测定结果的准确，查阅资料发现白磷40℃即可燃烧，燃烧产物与红磷相同，于是改进装置（图3）重新探究。
【实验探究】先在容积为200mL的集气瓶里装进50mL的水，再在量筒内装入100mL的水，然后按图连好仪器，按下热的玻璃棒，白磷立即被点燃。
(4)集气瓶里预先装进的水，在实验过程中除了能够加快集气瓶冷却，还起到 和 作用。
(5)如果实验结束时量筒内剩余水的体积是73.0mL，则测得的空气中氧气体积分数为 （用百分数表示）。
有实验资料表明：燃烧过程中当氧气体积分数低于8%左右时，红磷就无法继续燃烧，当氧气体积分数低于3%左右时，白磷就无法继续燃烧，因此通过上述实验，测定的结果与理论值误差较大。
【拓展研究】
小乐利用图甲所示的装置测定空气中氧气的含量，其中燃烧匙内的白磷用电加热装置点燃，瓶内气压用气体压强传感器测定，其变化如图乙所示。分析后回答下列问题：
(6)从瓶内气压达到最高点直至t2时刻，引起曲线压强迅速减小的因素可能是 ， 。
四、综合应用题
17．某化学小组测定空气中氧气的体积分数。
（1）根据如图回答问题。
①红磷燃烧的文字表达式为 。
②红磷燃烧时的现象是 ，冷却到室温打开止水夹后，观察到的现象是烧杯中的水 。
③冷却至室温后打开止水夹，发生上述现象的原因是 。
④实验结论：
（2）用四硫化钠(Na2S4)固体可替代红磷测定空气中氧气的体积分数。反应原理为:2Na2S4+O2+2H2O ＝＝ 8S↓+4NaOH（氢氧化钠）。小资料：四硫化钠(Na2S4)与氧气、水反应生成难溶于水的固体硫（S）和易溶于水的氢氧化钠。
【实验过程】
①取足量的四硫化钠固体加入试管中，再加入适量的水，迅速塞紧橡胶塞，充分振荡。测量液面至橡胶塞下沿的距离，记录数据h1(如图1所示)。
②将该试管插入水中(如图2所示)，拔下橡胶塞，观察到 ，塞紧橡胶塞。将试管取出，倒转过来，测量液面至橡胶塞下沿的距离，记录数据h2。理论上h2∶h1= 。
18．某校研究性学习小组用下图装置进行镁条在空气中燃烧的实验，燃烧、冷却后打开止水夹，进入集气瓶中水的体积约占集气瓶体积的70%。
（1）如图A仪器的名称是 ，燃烧、冷却后打开止水夹，水能进入集气瓶的原因是 。
（2）如果镁条只和空气中的氧气反应，则进入集气瓶中水的体积最多不超过其容积的 %。现进入集气瓶中水的体积约为其容积的70%，根据空气的组成可推出减少的气体中有氮气。
【发现问题】氮气是怎样减少的呢？
【假设一】氮气（在高温条件下）与瓶内的其他物质反应而减少。
【假设二】 。
【查阅资料】镁条在氮气中能燃烧，产物为氮化镁(Mg3N2)固体。氮化镁中氮元素的化合价为 ；写出该反应的文字表达式 ，属于 反应（选填“分解”或’化合”）。
（3）通过以上探究，学习小组的同学认为要测定“空气中的氧气的体积分数”不能用镁条，你若是该小组的成员，如何改进能使该实验成功呢？
19．小沛用如图所示装置测量空气中氧气含量，集气瓶容积为0.7L，集气瓶内水的体积为0.1L，实验开始前量筒中水的体积0.2L，实验结束后水的体积为0.1L。
(1)该实验测得氧气体积分数 （结果保留小数点后一位），导致结果偏小的原因可能是 。（答一点即可）
(2)若操作中要尽量消耗完瓶中的氧气，求完成此实验消耗氧气质量为多少g？（氧气密度为1.43gL-1，氧气按体积分数20%计算，结果保留两位小数）
参考答案：
1．D
【分析】由一种物质组成的物质属于纯净物。
【详解】A、硬水中含有水、碳酸氢钙等物质，属于混合物；
B、盐水中含有水和盐，属于混合物；
C、泥水中含有水和泥土，属于混合物；
D、蒸馏水是由一种物质组成的，属于纯净物。
故选D。
2．C
【详解】A、空气中各成分的体积分数分别是：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%、二氧化碳大约占空气体积的0.03%、水蒸气和其它气体和杂质大约占0.03%。空气中含量最多的是氮气不是氧气，错误；
B、空气由氧气和氮气组成，其中氧气的体积分数约占，不是氧气的质量约占空气质量的，错误；
C、空气中分离出的氮气化学性质不活泼，可作食品保鲜的保护气，正确；
D、空气质量报告中所列的空气质量级别数目越大，空气质量越差，错误。
故选C。
3．D
【详解】A、一氧化碳属于有害气体，属于空气污染，不符合题意；
B、二氧化硫是有害气体，属于空气污染物，不符合题意；
C、火山灰属于有害粉尘，属于空气污染物，不符合题意；
D、氧气是空气的成分之一，不属于空气污染物，符合题意。故选D。
4．D
【详解】A、取暖做饭时用甲烷作燃料，利用了甲烷的可燃性，需要通过化学变化表现出来，属于化学性质；
B、氧气用于抢救病人，是利用了氧气能供给呼吸的性质，需要通过化学变化表现出来，属于化学性质；
C、氧气用于切割金属，是利用了氧气的助燃性，需要通过化学变化表现出来，属于化学性质；
D、液氮用作制冷剂，是利用了液氮气化吸热的性质，不需要发生化学变化就能表现出来，属于物理性质。
故选D。
5．C
【详解】稀有气体包括氦、氖、氩、氪、氙、氡且稀有气体通电时会发出不同颜色的光，氦气通电发粉红色光、氖气通电会发出红光、氩气通电发紫蓝色光、氙气通电发特强白光。验电笔通电时会发出红光，所以充入的是氖气。
故选C
6．B
【分析】本题考查利用纯净物的概念来判断物质是否为纯净物，宏观上看只有一种物质，微观上只有一种分子．
【详解】A、冰水混合物和五氧化二磷都是由一种物质组成，属于纯净物，故A错；
B、二氧化碳是由一种物质组成，属于纯净物、澄清石灰水中含有氢氧化钙和水，属于混合物，故B正确；
C、汽水和河水中都含有多种物质，属于混合物，故C错；
D、净化后的空气，受污染的空气中都含有氧气、氮气、二氧化碳等物质，属于混合物，故D错。
故选B。
7．D
【详解】A、二氧化碳是空气的组成成分之一，不属于空气污染物，不符合题意；
B、二氧化碳、氮气是空气的成分，不属于空气污染物，HCl没有计入空气质量评价，不符合题意；
C、二氧化碳、水蒸气是空气的成分，不属于空气污染物，甲烷没有计入空气质量评价，不符合题意；
D、目前计入空气质量评价的主要污染物为：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物、细颗粒物和臭氧等，符合题意。
故选D。
8．D
【详解】A、食品包装中充氮气防腐，是利用氮气的化学性质稳定，是利用其化学性质，不符合题意；
B、焊接金属时用作保护气，是利用氮气的化学性质稳定，是利用其化学性质，不符合题意；
C、氮气可用于制造硝酸和氮肥，是原因是氮气在一定条件下能与其他物质发生化学反应生成硝酸和氮肥，需要通过化学变化才能表现出来，是利用其化学性质，不符合题意；
D、液氮用作冷冻剂，是利用液氮气化吸热，降低温度，该性质不需要通过化学变化就能表现出来，是利用其物理性质，符合题意；
故选D。
9．B
【详解】A.加碘盐中含有氯化钠和碘酸钾等物质，属于混合物，石灰水中含有水和氢氧化钙，属于混合物；
B.冰水混合物中只含有水，属于纯净物，净化后的空气中含有氮气、氧气等物质，属于混合物；
C.红磷是由一种物质组成的，属于纯净物，二氧化碳是由一种物质组成的，属于纯净物；
D.空气中含有氮气、氧气等物质，属于混合物，矿泉水中含有水和溶于水的矿物质，属于混合物。
【点睛】纯净物由一种物质组成，混合物由两种或两种以上的物质组成。
10．B
【详解】二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳属于空气污染物，氧气是空气的组成成分之一，不是空气污染物。
故选B。
11．正确
【详解】空气质量空气质量级别越高，空气质量越差，一级质量最好，故填正确
12．错误
【详解】空气中各成分的含量是按体积计算的，不是按质量计算的，故说法错误。
13．错误
【详解】液氮的沸点是-196℃，液氧的沸点是-183℃，分离液态空气制取氧气是利用液氮和液氧的沸点不同来制取的，没有新物质生成，属于物理变化，故填：错误。
14．错误
【详解】虽然氦气的化学性质不活泼，但在特殊条件下也能发生化学反应，故此说法错误。
15．正确
【详解】饼干的主要成分是淀粉，淀粉容易吸水变软，所以饼干在空气中变软是因为空气中含有水蒸气的说法是正确的。
16．(1)C
(2)
(3) BD/DB ACE
(4) 吸收五氧化二磷 平衡装置内外气压，防止瓶塞飞出
(5)18%
(6) 氧气不断减少 温度降低
【详解】（1）拉瓦锡最早用定量的方法研究空气的成分，故选C。
（2）红磷燃烧生成五氧化二磷，反应的符号表达式为：。
（3）红磷燃烧消耗氧气，生成固体物质，则气体减少，压强减小，则打开弹簧夹后，烧杯中的水会进入集气瓶中，且进入的水的体积即为氧气的体积，则：
A、若红磷不足，则氧气不能完全消耗，使结果偏小；
B、若塞子塞满了，则装置中的空气受热逸散，会使结果偏大；
C、装置漏气，由于装置中压强减小，则会有空气进入，使结果偏小；
D、若没有夹弹簧夹，则刚开始时温度升高，会有气体从导管中逸出，使结果偏大；
E、若未冷却就打开弹簧夹，则气体受热膨胀，进入的水的体积偏少，使结果偏小。
则会导致实验结论偏大的是BD，会导致实验结论偏小的是ACE。
（4）由图3可知，刚开始时装置中的温度升高，压强增大，水会压入烧杯中，但随着压强的减小，水又进入集气瓶中，则集气瓶中的水能平衡装置内外气压，防止瓶塞飞出，且五氧化二磷有毒，而水能吸收五氧化二磷。
（5）由于进入的水的体积即为氧气的体积，则测得的空气中氧气体积分数为。
（6）刚开始压强变大，是因为温度升高，但后来随着氧气的消耗，且实验结束后温度降低，则压强又减小。
17． 红磷＋氧气五氧化二磷 剧烈燃烧、黄色火焰、大量白烟、放热 进入集气瓶 红磷燃烧消耗氧气，恢复到室温集气瓶内压强小于外界大气压，水倒吸入集气瓶 氧气约占空气体积的五分之一 试管内液面上升至液面高度不再改变 h2∶h1= 79:100（或4:5）
【分析】（1）根据用红磷测定空气中氧气含量的原理进行分析。红磷在空气中燃烧生成五氧化二磷固体，集气瓶中的氧气消耗后，导致气压减小，在外界大气压作用下，水进入集气瓶，进入集气瓶中的水的体积即为集气瓶中空气中的氧气体积；
（2）根据氧气约占空气总体积的五分之一（或21%）进行分析解答；
【详解】（1）①红磷有空气中燃烧生成五氧化二磷，红磷燃烧的文字表达式为：磷+氧气五氧化二磷；
②红磷燃烧时的现象是剧烈燃烧、黄色火焰、产生大量白烟、放热；冷却到室温打开止水夹后，由于氧气被消耗，瓶内气压减小，能够观察到烧杯中的水进入集气瓶；
③冷却至室温后打开止水夹，发生上述现象的原因是：红磷燃烧消耗氧气，恢复到室温时，集气瓶内压强小于外界大气压，水倒吸入集气瓶；
④实验结论：，进入集气瓶中的水约占集气瓶中空气总体积的五分之一，说明空气中氧气的含量约为五分之一；
（2）②将该试管插入水中（如图2所示），拔下橡胶塞，由于试管中的氧气被消耗，导致试管中的气压减小，在外界大气压作用下，试管中的液面上升，至液面高度不再改变时，塞紧橡胶塞。将试管取出，倒转过来，测量液面至橡胶塞下沿的距离，记录数据h2，由于氧气约占空气总体积的五分之一（或21%），因此理论上h2：h1=（1- ）：1=4：5（或（1-21%）：1=79:100。
18． 烧杯 集气瓶中气体减少，压强减小，导致烧杯中的水进入集气瓶 21 % 氮气与镁条反应而减少 -3价 镁 + 氮气 氮化镁 化合反应 将镁条换成红磷
【详解】（1）如图A仪器的名称是烧杯，冷却后打开止水夹，水能进入集气瓶的原因是镁燃烧消耗集气瓶内的氧气，使瓶内气体减少，压强变小，小于外界大气压，在压力的作用下烧杯中的水到流入集气瓶内；
（2）氧气约占空气体积的21%，如果镁条只和空气中的氧气反应，则进入集气瓶中水的体积最多不超过其容积的21%；
[假设二]
点燃条件下，氮气与镁反应而减少；
[查阅资料]
化合物中元素的化合价代数和为零，镁元素显+2价，氮化镁中氮元素的化合价为-3价；该反应的文字表达式：镁 + 氮气 氮化镁，属于由两种或两种以上的物质生成一种物质的化合反应；
（3）测定空气中氧气含量的原理是，利用物质与空气中的氧气反应，又不生成气体，使瓶内气体减少，压强变小，水倒流入集气瓶内，倒流的水的体积就等于瓶内氧气的体积。改进能使该实验成功的方法是将镁条换成红磷，因为磷能与空气中的氧气反应生成固体五氧化二磷，且只与氧气反应。
【点睛】文字表达式的书写方法：在箭头的左边写出反应物的名称，在箭头的右边写出生成物的名称，箭头的上方标出反应条件。
19．(1) 解：根据进入水的体积等于容器中空气中的氧气的体积，有：
该实验测得氧气体积分数＝
答：该实验测得氧气体积分数为16.7% 白磷的量不足
(2)解：完成此实验消耗氧气体积=（0.7L-0.1L）×20%=0.12L；
完成此实验消耗氧气质量
答：完成此实验消耗氧气质量为0.17g。
【详解】（1）该实验测得氧气体积分数16.7%，导致结果偏小的原因可能是红磷的量不足，装置漏气，未冷却至室温就打开止水夹等都会导致结果偏小，故填：16.7%，白磷的量不足；
（2）见答案（2）
【点睛】利用红磷燃烧测空气中氧气的含量及误差分析
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