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九年级上册课题1 空气精品精练
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这是一份九年级上册课题1 空气精品精练，文件包含分层训练人教版初中化学九年级上册第6课空气的组成原卷版docx、分层训练人教版初中化学九年级上册第6课空气的组成解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共43页， 欢迎下载使用。
02
预习导学
自主梳理
一、拉瓦锡对空气成分的测定
二、测定空气中氧气含量的方法（燃烧法）
1．实验原理：利用红磷在空气中燃烧，将集气瓶内氧气消耗掉，生成五氧化二磷白色固体，使密闭容器内压强减小；在大气压作用下，进入集气瓶内水的体积即为减少的氧气的体积。
2．实验装置及实验步骤：
（1）将仪器连接好并检查装置的气密性。
（2）在集气瓶底装入少量的水，再把剩余的容积分成五等份并做上记号。
（3）用弹簧夹夹紧乳胶管。
（4）在燃烧匙内放入过量的红磷。
（5）点燃红磷迅速伸入集气瓶中，并把塞子塞紧。
（6）红磷燃烧停止，待集气瓶冷却到室温后，打开弹簧夹。
3．实验现象：
（1）红磷燃烧产生大量白烟并放出热量。
（2）打开弹簧夹后烧杯中的水倒吸入集气瓶中，进入水的体积约占集气瓶中空气体积的1/5。
4. 实验结论：氧气约占空气体积的1/5。反应的符号表达式：P+O2 P2O5
5.实验分析
若实验结果小于1/5，原因可能是： = 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①装置漏气； = 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②红磷量不足； = 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③未冷却到室温就打开止水夹。
若实验结果大于1/5，原因可能是：①止水夹没有夹紧，红磷燃烧时集气瓶内部分气体受热膨胀沿导管逸出；
②燃烧匙伸入集气瓶过慢，使装置内气体受热逸出。
三、空气的组成
2．稀有气体包括氦、氖、氩、氪、氙、氡。
四、混合物和纯净物
纯净物是由一种物质组成的。如氧气、二氧化碳等
混合物是由两种或两种以上的物质混合而成的物质。如：空气、河水、食盐水、稀有气体等。混合物中各种成分保持着它们各自的性质，相互间不反应。
预习检测
1.最早测定空气成分的是法国的化学家拉瓦锡,通过实验，他得出了空气是由氮气和氧气组成，其中氧气约占空气总体积的1/5。
2.空气的成分按体积分数计算：氮气占78%，氧气占21%，稀有气体占0.94%，二氧化碳占0.03%，其他气体和杂质占0.03%。澄清石灰水露置在空气中会逐渐变浑浊，这说明空气中有少量的二氧化碳；盛有冰水的杯子，放在常温的空气中，外壁会潮湿，说明空气中有水蒸气。
3.空气中氧气（O2）含量的测定：
装置要求：气密性良好，红磷要过量_完全消耗掉集气瓶中的氧气。
现象：打开弹簧夹前：产生大量白烟_；
打开弹簧夹后：烧杯中的水进入集气瓶中，约占瓶内空气总体积的1/5。
结论： O2约占空气体积的1/5。剩余气体（氮气N2）的化学性质有：不能燃烧，不支持燃烧，不与水和红磷反应。物理性质有：无色气体，难溶于水_。
注意：液面上升小于1/5原因： 红磷的量不足、装置漏气、未等完全冷却就打开止水夹。
4.为了维护人类赖以生存的环境，既要保护空气，又要保护水资源。
（1）空气是人类赖以生存的宝贵资源，排放到空气中有害气体和粉尘会对空气造成污 染。________是导致全球变暖引起温室效应的主要物质，大量排放二氧化硫和二氧化氮会导致酸雨的形成。
（2）为减少对环境造成污染，以下主张应提倡的是________。（填序号）
a.减少含硫煤的使用
b.禁止开私家车外出
c.关闭所有工厂
【答案】 （1）二氧化碳（或CO2）（2）a
5.下列有关空气的说法错误的是
A．空气中各种成分的含量是相对稳定的
B．可以用红磷燃烧反应测定空气中Y的含量
C．X是氮气，按质量计算，在空气中约含有78%
D．占空气1%的气体Z是混合物
【答案】C
6.“富氧空气”是指氧气含量高于普通空气的气体，可用于医疗、航天等。下列氧气含量(假设气体为氧气和氮气的混合气)可用作富氧空气的是
A．8%B．19%C．21%D．75%
【答案】D
7.（2020·合肥市第四十中学九年级课时练习）下列“水”属于纯净物的是（ ）
A．自来水B．汽水C．冰水D．糖水
【答案】C
03
探究提升
►环节一 沿着科学家的足迹探究空气成分
问题探究1
【资料】拉瓦锡研究空气成分
二百多年前，法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。他把少量汞放在密闭的容器里连续加热12天，发现有一部分银白色的液态汞变成红色粉末，同时容器里空气的体积差不多减少了1/5。他研究了剩余4/5体积的气体，发现这部分气体既不能供给呼吸，也不能支持燃烧，他认为这些气体全部都是氮气(拉丁文原意是“不能维持生命”)。
拉瓦锡拉瓦锡研究空气成分所用的装置
拉瓦锡又把在汞表面上所生成的红色粉末收集起来，放在另一个较小的容器里再加强热，得到了汞(化学符号Hg)和氧气(化学符号O2)，而且氧气的体积恰好等于密闭容器里所减少的体积。他把得到的氧气加到前一个容器里剩下的4/5体积的气体中，结果所得气体跟空气的性质完全一样。
通过这些实验，拉瓦锡得出了空气由氧气和氮气(化学符号N2)组成，其中氧气约占空气总体积1/5的结论。
根据以上实验，结合所学知识回答下列问题：
（1）①中减少的气体的化学式是________。
（2）上述②中拉瓦锡得出的结论是否准确？_______ (填“是”或“否”)。
（3）拉瓦锡在实验中的得到的红色粉末是氧化汞(HgO)，实验③中反应的化学方程式______，该反应的基本反应类型是______。
（4）下列有关汞的说法中，正确的是_____。
A. 汞是一种非金属单质
B. 常温下汞呈液态
C. 实验中汞的作用仅作反应物
D. 实验中用过的汞要妥善处理，否则可能污染环境
【答案】（1）O2 （2）否
（3） ①. 2HgO2Hg＋O2↑ ②. 分解反应 （4）BD
【解析】
（1）汞和氧气在加热的条件下生成氧化汞，所以减少的气体是氧气，化学式为：O2；
（2）汞和氧气在加热的条件下生成氧化汞，只消耗了氧气，剩余的气体主要是氮气，还含有稀有气体等，故错误；
（3）氧化汞在加热的条件下生成汞和氧气，反应的化学方程式为：2HgO2Hg＋O2↑；此反应符合一变多，属于分解反应；
（4）A、汞属于金属单质，该选项说法不正确；
B、汞在常温下为液体，故选项说法正确；
C、该实验是汞和氧气在加热的条件下生成氧化汞，氧化汞在加热的条件下生成汞和氧气，汞既做反应物又做生成物，该选项说法不正确；
D、汞有毒，泄漏会污染环境，故选项说法正确；
故选BD；
要点归纳
拉瓦锡用定量的方法研究空气的成分
典例精讲
【例1】（海南省海口市龙华区海南华侨中学2022-2023上学期10月月考）拉瓦锡利用汞与氧气的反应研究空气的成分。下列分析不合理的是
A. 实验前需检查装置气密性
B. 曲颈甑中汞的用量可能会影响实验结果
C. 装置内两处容器中汞的作用均是消耗氧气
D. 将曲颈甑中的汞换成木炭也能测定空气中氧气的含量
【答案】CD
【解析】A、实验前需检查装置气密性，以防止装置漏气影响实验结果，正确；
B、曲颈甑中汞的用量可能会影响实验结果，例如汞不足会导致氧气不能完全反应，结果会偏小，正确；
C、曲颈甑中汞的作用是消耗氧气，汞槽中汞的作用是形成密封装置，错误；
D、木炭和氧气反应产生二氧化碳气体，曲颈甑中的气压几乎不变，玻璃钟罩的液面几乎不变，不能测定空气中氧气的含量，错误；
故选：CD。
【例2】下面是测量空气中氧气体积含量的实验：
(1)实验小组按装置一进行实验，发现进入集气瓶中水的体积超过水面上方空间的1/5，你认为导致这一结果的原因可能是_____（填序号）。
A．实验前未将胶皮管夹紧 B. 红磷过量
C．未冷却就打开止水夹 D．氧气未消耗完全
(2)实验小组又进行反思，设计了装置二，利用气压变化使白磷燃烧，与装置一比较，其优点是__________(填序号)
①防止空气污染 ②减小误差 ③节约燃料 ④便于直接读数
(3)拉瓦锡用装置三测定了空气中氧气的含量，曲颈甑中发生反应的文字表达式是________对比装置一、三实验，曲颈额中的水银与装置一中的________作用相同；汞槽中的水银与装置一中的____________的作用相同.
【答案】(1)A
(2)①②③④
(3)汞+氧气氧化汞 红磷 烧杯中的水
【解析】(1)A、实前未将胶皮管夹紧，则反应放热，内部空气受热逸出，使内部压力下降至更低，压入水的体积增大，测定结果偏
大，故选项符合题意；
B、红磷过量保证氧气被完全消耗，所以对实验无影响，故选项不符合题意；
C、未冷却就打开止水夹，气体受热膨胀，进入集气瓶水的体积偏小，测定结果偏小，故选项不符合题意；
D、氧气未消耗完全，则内部压力增大，进入水体积减小，测定结果偏小，故选项不符合题意；故选A；
(2)②使用装置一时会有少量的五氧化二磷释放到空气中，污染空气;装置二因此能节约燃料;使用的仪器少，因此能减少误差;又有比较精确的刻度，因此便于直接读数，故选①②③④;
(3)曲颈中汞与氧气在加热的条件下生成氧化汞，反应的文字表达式为汞+氧气加热氧化汞;对比装置一、三实验，曲颈额中的水银与装置一中的红磷作用相同，消耗装置中的氧气;汞槽中的水银与装置一中的烧杯中的水，故填:汞+氧气氧化汞;红磷;烧杯中的水。
►环节二 再探究空气中氧气的含量
问题探究2
填写实验表格
【答案】集气瓶、燃烧匙、导气管、烧杯、弹簧夹
黄色 白烟 水经导管进入集气瓶 1/5
氧气 减小 压强差
红磷+氧气 五氧化二磷
1/5
要点归纳
空气中氧气含量的测定
典例精讲
【例1】（2023·湖北黄石·二模）下列实验装置中不能用来测定空气中氧气含量的是（ ）
B．
C． D．
【答案】C
【解析】A、图中所示装置，红磷燃烧消耗氧气使装置内气体体积减少，压强减小，能用于测定空气中氧气含量，故选项错误。B、图中所示装置，用凸透镜引燃红磷，红磷燃烧消耗氧气使装置内气体体积减少，压强减小，能用于测定空气中氧气含量，故选项错误。C、木炭在空气中燃烧生成二氧化碳气体或者一氧化碳气体甚至是两者的混合气体，虽除去氧气，而增加了新的气体，不能用来测定空气中氧气含量，故选项正确。D、热水提供的热量引燃白磷，白磷燃烧消耗氧气使装置内气体体积减少，压强减小，使活塞左移，能用于测定空气中氧气含量，故选项错误。故选：C。
【例2】（湖南省衡阳市常宁市2022-2023学年九年级上学期期末）某同学设计了测定空气中氧气含量的实验装置如图。
请回答下列问题：
（1）图1所示实验中红磷需稍过量，目的是___________。
（2）红磷燃烧时，集气瓶中的现象是___________，其反应的化学方程式为___________；打开止水夹后观察到的现象是___________，由此可得出空气中氧气的体积分数约为1/5.
（3）该实验可推论出氮气___________（填“易”或“难”）溶于水。
【继续探究】某学习小组想继续探究能否用镁条代替红磷测空气中氧气含量，他们用图2装置进行实验，镁条燃烧、冷却后打开弹簧夹，进入集气瓶中水的体积约占集气瓶容积的70%。
（4）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%；但现在进入的水达到容积的70%，根据空气的组成，减少的气体不仅有氧气，还一定有___________。
（5）综合以上探究学习，如果用镁条代替红磷，测量结果会___________1/5（填“大于”或“小于”）。
【答案】（1）耗尽集气瓶中的氧气
（2） ①. 放热，产生大量白烟 ②. ③. 水进入集气瓶至1刻度处
（3）难 （4）氮气
（5）大于
【解析】
（1）图1所示实验中红磷需稍过量，目的是耗尽集气瓶中的氧气；
（2）红磷燃烧时，集气瓶中的现象是发黄光，放热，产生大量白烟，其反应的化学方程式为：；因为反应消耗多少体积的氧气，冷却至室温，打开止水夹后就会进入多少体积的水，空气中氧气的体积含量约为，所以观察到的现象是水进入集气瓶至1刻度处，由此可得出空气中氧气的体积分数约为。
（3）该实验可推论出氮气难溶于水。
（4）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%；但现在进入的水达到容积的70%，根据空气的组成，减少的气体不仅有氧气，还一定有氮气，因为氮气在空气中的体积分数是78%。
（5）综合以上探究学习，如果用镁条代替红磷，镁能够同时消耗氧气和氮气，所以测量结果会大于。
04
课堂总结
一、空气中氧气含量的测定
1.拉瓦锡用定量的方法研究空气的成分
2.空气中氧气含量的测定
二、空气的组成
1．空气的成分和含量
2．稀有气体包括氦、氖、氩、氪、氙、氡。
三、混合物和纯净物
纯净物是由一种物质组成的。如氧气、二氧化碳等
混合物是由两种或两种以上的物质混合而成的物质。如：空气、河水等。
05
强化训练
1．（2023年云南省中考）仿照法国化学家拉瓦锡定量研究空气成分的原理，利用如图装置测定空气中氧气的含量，燃烧匙中应盛放的药品是
A．铁丝B．木炭C．红磷D．硫粉
【答案】C
【解析】A.因为铁丝不能在空气燃烧，故A错误；
B.木炭燃烧会生成二氧化碳导致两边压强变化不明显，故B错误；
C.红磷燃烧会消耗氧气，集气瓶中的液面会上升五分之一，故C正确；
D.硫燃烧会生成二氧化硫导致两边压强变化不明显，故D错误；
故答案为：C
2．（2023年湖南省衡阳市中考）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．容器内物质总质量：b点>c点
C．氧气有剩余，说明物质燃烧时氧气必须达到一定浓度
D．此实验测得空气中氧气的质量分数为18%
【答案】C
【解析】A、由曲线图可知：a点时容器内氧气的体积分数为15%。故容器内其余气体（氮气、稀有气体、二氧化碳等）的浓度为85%，故氮气体积分数小于85%，故A错误，不符合题意；
B、由图可知，反应是在密闭容器中进行的，故根据质量守恒定律，反应前后物质的质量不变，故容器内物质总质量：b点=c点，故B错误，不符合题意；
C、由曲线图可知：反应停止时，容器内剩余3%体积分数的氧气，由于红磷足量，故氧气有剩余，说明物质燃烧时氧气必须达到一定浓度，故C正确，符合题意；
D、由曲线图可知：反应过程中氧气的体积分数减小18%，且不是质量分数，故D错误，不符合题意。
故选：C。
3．（2023年江苏省扬州市中考）保存珍贵文物可用空气中含量最多的气体，该气体的化学式为
A．N2B．O2C．CO2D．H2O
【答案】A
【解析】A、空气中含量最多的气体是氮气，约占空气体积的78%，符合题意；
B、氧气约占空气体积的21%，是空气中含量第二多的气体，不符合题意；
C、二氧化碳约占空气体积的0.03%，含量较少，不符合题意；
D、空气中水蒸气的含量较少，不符合题意。
故选A。
4．（2023年天津市中考）下列有关空气的说法正确的是
A．空气是由空气分子组成的
B．空气中氧气的体积分数最大
C．空气中氧气的化学性质不活泼
D．空气中氮气、氧气等分子均匀地混合在一起
【答案】D
【解析】A、空气是由氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳等多种物质组成的，说法错误；
B、空气中氮气的体积分数最大，说法错误；
C、空气中的氧气在一定条件下能与许多物质发生反应，化学性质比较活泼，说法错误；
D、空气中氮气、氧气等分子各自保持自己的性质，均匀地混合在一起，说法正确。
故选D。
5．（2023年四川省宜宾市中考）空气是一种宝贵的自然资源。下列有关空气及其成分的说法中，正确的是
A．洁净的空气是纯净物
B．氧气是空气中含量最多的气体
C．稀有气体含量少，没有利用价值
D．氮气化学性质不活泼，常用作保护气
【答案】D
【解析】A、空气含有氮气、氧气、二氧化碳、稀有气体、其他杂质等，属于混合物，故选项A错误；
B、氮气约占空气体积分数为79%，含量最多，故选项B错误；
C、稀有气体含量虽少，但也具有广泛的用途，故选项C错误；
D 、氮气化学性质不活泼，常用作保护气，故选项D正确；
故选：D。
6．（2023年湖南省衡阳市中考）有一位同学暑假去西藏发生了严重的高原反应，医生让他吸入了一种气体后，症状得到缓解。此气体可能是
A．氧气B．氮气C．稀有气体D．二氧化碳
【答案】A
【解析】A、氧气可以供给呼吸，则可以用于缓解高原反应的症状，故选项符合题意；
B、氮气不可以供给呼吸，则不可以用于缓解高原反应的症状，故选项不符合题意；
C、稀有气体不可以供给呼吸，则不可以用于缓解高原反应的症状，故选项不符合题意；
D、二氧化碳不可以供给呼吸，则不可以用于缓解高原反应的症状，故选项不符合题意。
故选A。
7．（2023年云南省中考）下列空气污染物中会形成酸雨的气体是
A．B．C．D．
【答案】A
【解析】二氧化硫和二氧化氮是形成酸雨的主要气体，PM10、CO、O3不能形成酸雨。
故选A。
8．（2023年四川省自贡市中考）医疗急救常用到的气体是
A．氢气B．氮气C．氧气D．二氧化碳
【答案】C
【解析】A. 氢气具有可燃性、还原性，不能供给呼吸，此选项不符合题意；
B. 氮气不能供给呼吸，此选项不符合题意；
C. 氧气能供给呼吸，此选项符合题意；
D. 二氧化碳不能供给呼吸，此选项不符合题意。
故选C。
9. 用红磷燃烧来探究空气成分的实验中，下列情况下不会导致所测氧气体积比实际值偏小的是（ ）
A. 红磷不足B. 装置漏气C. 冷却到室温才打开弹簧夹D. 以上都可能导致偏小
【答案】C
【解析】A、红磷不足，不能将氧气完全耗尽，会导致实验结果偏小，不符合题意；
B、装置漏气，在冷却至室温的过程中，外界空气进入，占据了一定的体积，会导致实验结果偏小，不符合题意；
C、冷却到室温才打开弹簧夹，属于正确操作，不会导致结果偏小，符合题意；
D、A、B会导致结果偏小，C不能导致结果偏小，不符合题意。
故选C。
10.（2023·黑龙江哈尔滨·校考一模）某同学为提高实验精准度，对“红磷燃烧测定空气中氧气含量”的实验进行了如图所示的改进。实验结束后冷却至室温，液面上升至低于1刻度处。下列关于改进实验的说法错误的是
A．该实验铜丝可以换成铁丝代替
B．实验过程中左侧液面先下降后上升
C．实验结束后，左侧玻璃管内压强等于右侧
D．实验结束后，白磷没有将装置内氧气耗尽
【答案】C
【解析】A、铜丝具有导热性，该实验通过加热铜丝从而将白磷引燃，铁丝也具有导热性，且在空气中不燃烧，也能起到同样的作用，因此该实验铜丝可以换成铁丝代替，故A正确；
B、实验中白磷燃烧放热，刚开始温度升高，气体膨胀，压强增大，玻璃管中液面先下降，冷却后，由于消耗了氧气，气体体积缩小，液面上升，故B正确；
C、实验结束后冷却至室温，由于左侧玻璃管内氧气被消耗，气体减少，压强减小，左侧玻璃管内压强小于右侧，故C错误；
D、实验结束后冷却至室温，液面上升至低于1刻度处，说明测得氧气体积小于空气体积的五分之一，说明白磷没有将装置内氧气耗尽，故D正确；
故选C。
11．（2023·安徽亳州·校联考模拟预测）某小组设计了如下实验装置测定空气中氧气含量，实验结束，待装置冷却至室温后，将玻璃管右端竖直伸入水槽中，在水中取下橡胶塞。下列说法正确的是
A．气球的作用是防止生成的气体使橡胶塞冲出
B．装置不变时，可用木炭替代白磷完成该实验
C．实验中移动磁铁有利于装置内氧气充分反应
D．装置内反应的化学方程式为
【答案】C
【解析】A、白磷燃烧放热，生成五氧化二磷，使装置内压强增大，气球的作用是防止压强过大使橡胶塞冲出，反应无气体生成，选项错误；
B、木炭燃烧生成物为气体，反应前后装置内压强无明显变化，不能用于测定空气中氧气含量，选项错误；
C、实验中移动磁铁，是白磷和氧气充分接触、反应，选项正确；
D、装置内反应为白磷和氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷，化学方程式为4P+5O22P2O5，选项错误。
故选C。
12．（2023·江苏徐州·模拟预测）某同学设计了“空气中氧气体积分数的测定”实验改进装置，如下图，Y型管的体积为V，开始注射器的内液体刻度在V1，结束时停在V2处。下列说法正确的是：
①快推与慢拉注射器都可以检查该装置的气密性
②此装置环保、便捷、节约时间，便于读数
③注射器内的液体的体积对实验的结果有影响
④滴有酚酞的氢氧化钠溶液由红色变无色，说明白磷燃烧产生了酸性物质
⑤氧气体积分数为（V1—V2）/V
A．②⑤B．②③⑤C．②③④⑤D．①②③④⑤
【答案】B
【解析】①开始不装入任何药品，如快推注射器，注射器中的空气进入装置，装置内的气体体积快速变大，压强快速变大，容易导致瓶塞弹开，Y型管破裂等，错误；
②生成的五氧化二磷不会进入空气被氢氧化钠溶液吸收，较为环保。装置组装简单，较为便捷，使用注射器，注射器有刻度，便于读数，使用白磷较少，则反应及冷却时间较短，可以节约时间。正确。
③注射器内的液体的体积对实验的结果有影响，如注射器内的液体体积较小，小于消耗氧气的体积，则液体全部注入后无液体可以注入，会导致结果不准确，正确；
④氢氧化钠溶液为碱性，能使酚酞变红，而氢氧化钠溶液由红色变为无色，说明有物质与氢氧化钠反应，使溶液变为了中性或酸性。但不能说明白磷燃烧产生了酸性物质。错误；
⑤注射器反应前后的液体体积差值为消耗氧气的体积，是V1-V2，则氧气的体积分数为。正确；
②③⑤正确，故选B。
13．（2023·江苏连云港·校考二模）空气覆盖在地球表面，成分多样，对人类的生存至关重要，也是生产活动的重要资源。
(1)空气——同呼吸，共命运
①法国化学家_____用定量的方法研究了空气的成分。
②图1是测定空气中氧气含量的实验装置，下列说法错误的是_____（填字母序号）。
A．实验中利用了铜丝的导热性好
B．实验中观察到白磷燃烧产生大量的白烟
C．实验成功的标志为左侧玻璃管内液面约上升到刻度1处
D．实验中无需上下调节右侧玻璃管的高度
③图2为某种分子筛型家用制氧机工作时的示意图，由图可知制得的富氧空气中氧气的体积分数约为_____。
④如今人们越来越重视空气的质量，会引起酸雨的主要气体是_____（填化学式）。
(2)氧气——生存、生活、生产之气
①动植物的呼吸作用，属于_______（填“缓慢氧化”或“剧烈氧化”）。
②图3是用传感器测定足量蜡烛和红磷分别在相同的密闭容器中燃烧时氧气含量的变化图像，下列说法错误的是_______（填字母序号）。
A．燃烧是人类最早利用的化学反应之一，通常情况下需要氧气参与。
B．提供足够的空气，有助于燃料充分燃烧，节约能源
C．图中红磷燃烧过程中，b点和c点时容器内物质总质量相等
D．根据图3，若将足量蜡烛和红磷放在同一密闭容器中燃烧，氧气的体积分数可降至3%
③图4是工业上炼铁炼钢的主要流程，若用赤铁矿炼铁，反应的方程式为_______，炉渣中含有硅酸钙（CaSiO3），其中硅元素的化合价是_______，炼钢炉中通入氧气的作用是_______。
④用下面提供的仪器组装一套实验室制氧气的制取装置，所稀的仪器有①、②、⑦、_______（填仪器名称）。此套装置还可用于其他气体的制备，请写出反应的化学方程式_______（任写一种）。
【答案】(1) 拉瓦锡 D 40% SO2、NO2
(2) 缓慢氧化 D +4 降低生铁中的含碳量 ⑧ （合理即可）
【解析】（1）①法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分，得出空气是由氮气和氧气组成的结论；
②A、该实验中，是利用酒精灯给铜丝加热，使温度达到白磷的着火点，使白磷燃烧，利用了铜丝的导热性好，不符合题意；
B、该实验中可观察到白磷燃烧产生大量白烟，放出热量，不符合题意；
C、白磷燃烧消耗氧气，待完全反应后，逐渐冷却至室温，由于消耗了氧气，装置内压强减小，故液面上升，氧气约占空气体积的，故实验成功的标志为左侧玻璃管内液面约上升到刻度1处，不符合题意；
D、实验中需上下调节右侧玻璃管的高度至左右两管液面相平，否则会影响实验结果，符合题意。
故选D；
③由图可知，制得的富氧空气中氧气的体积分数约为：；
④二氧化硫、二氧化氮均能与水反应生成酸性物质，均能引起酸雨，故填：SO2、NO2；
（2）①动植物的呼吸作用，是物质与氧气的反应，且进行的很慢，属于缓慢氧化；
②A、燃烧是物质与氧气发生的剧烈的氧化反应，是人类最早利用的化学反应之一，通常情况下需要氧气参与，不符合题意；
B、提供足够的空气，可使燃料与空气充分接触，有助于燃料充分燃烧，节约能源，不符合题意；
C、根据质量守恒定律，化学反应前后，物质的总质量不变，则红磷燃烧过程中，b点和c点时容器内物质总质量相等，不符合题意；
D、由图可知，蜡烛熄灭时，氧气的体积分数约为14%，红磷熄灭后，氧气的体积分数约为10%，故若将足量蜡烛和红磷放在同一密闭容器中燃烧，氧气的体积分数不可降至3%，符合题意。
故选D；
③若用赤铁矿炼铁，发生反应为一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，该反应的化学方程式为：；
硅酸钙中钙元素显+2价，氧元素显-2价，设硅元素的化合价为x，根据化合物中，正、负化合价的代数和为零，可得：（+2）+x+（-2）×3=0，x=+4；
生铁的含碳量为2%-4.3%，钢的含碳量为0.03%-2%，生铁的含碳量高，故炼钢炉中通入氧气的作用是：使碳和氧气反应，降低生铁中的含碳量；
④用提供的仪器组装一套实验室制氧气的制取装置，选择①、②、⑦，还需要选择长颈漏斗，即选择⑧；
该装置还适用于实验室制取二氧化碳，实验室通常用石灰石（或大理石）与稀盐酸反应制取二氧化碳，石灰石的主要成分碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，该反应的化学方程式为：。
14．（2023·陕西西安·校考模拟预测）空气是宝贵的自然资源。
(1)分离液态空气可得氮气和氧气，此过程属于_________(填“物理”或“化学”)变化。
(2)利用如图所示V形管进行空气中氧气含量测定的实验，V形管内有空气和足量的白磷。
①按图示组装好仪器后，V形管中的发生的化学变化为_____________(书写化学方程式)。
②白磷熄灭后立即打开止水夹，水到流入V形管，测定的氧气的体积分数__________(填“大于”“等于”或“小于”)五分之一。
(3)下列做法不会增加空气污染的是___________(填字母)。
A．焚烧垃圾B．利用太阳能加热来提供热水C．用煤作燃料取暖
【答案】(1)物理
(2) 小于
(3)B
【解析】（1）利用空气中各成分的沸点不同，可将氮气和氧气分子，该过程中只是物质的状态发生改变，并没有新物质生成，属于物理变化。
（2）①V形管中，磷燃烧生成五氧化二磷，反应的化学方程式为。
②白磷熄灭后立即打开弹簧夹，V形管中气体受热而膨胀，则倒吸入的水较少，则测定的氧气的体积分数小于五分之一。
（3）A、焚烧垃圾会产生污染性物质，该选项不符合题意；
B、利用太阳能不会产生污染性物质，该选项符合题意；
C、燃煤会产生污染性物质，该选项不符合题意。
故选B。
15．（2023·上海松江·统考一模）人类生活在空气中，空气与人类的生存休戚相关。
(1)空气中最多的气体是______，空气是_________（选填“纯净物”或“混合物”）。
(2)自然界中既有消耗氧气又有产生氧气的变化，使空气中氧气的含量基本保持不变，为人类的生存提供保证。请分别写出你学过的一个消耗氧气和一个产生氧气的化学方程式_______；_______。
(3)空气质量对人体健康有直接影响。雷电时，空气中产生少量臭氧气体，臭氧具有杀菌消毒的作用。臭氧的化学式为O3，氧元素的存在形态是_______（选填“游离态”或“化合态”），1ml臭氧分子的个数约为______个。
(4)我国承诺将力争2030年前实现“碳达峰”，在2060年前实现“碳中和”。其中“碳”代表的物质是_______。
【答案】(1) 氮气/N2 混合物
(2) （答案合理即可） （答案合理即可）
(3) 游离态 6.02×1023
(4)二氧化碳/CO2
【解析】（1）根据空气中各组成的体积分数可知，氮气的体积分数最大约是78%，所以空气中最多的气体是氮气；
由于空气中含有氮气、氧气、二氧化碳等多种物质，所以空气属于混合物；
故答案为：氮气或N2；混合物；
（2）消耗氧气的反应有很多，例如：硫与氧气在点燃的条件下反应，生成二氧化硫、铁与氧气在点燃的条件下反应，生成四氧化三铁等合理即可；
产生氧气的反应也有很多，例如：水在通电的条件下分解，生成氢气和氧气、高锰酸钾在加热的条件下分解，生成锰酸钾、二氧化锰和氧气等合理即可；
故答案为：（答案合理即可）；（答案合理即可）；
（3）元素以单质形式存在的，属于元素的游离态；以化合物形式存在的，属于元素的化合态，由于臭氧中的氧元素以单质形式存在，所以氧元素的存在形态是游离态；
1 ml任何物质中含有个分子，所以1 ml臭氧分子的个数约为个；
故答案为：游离态；；
（4）“碳达峰”就是指在某一个时点，二氧化碳的排放不再增长达到峰值，之后逐步回落； “碳中和”是指向大气中排放的二氧化碳的总量，通过植树造林、节能减排等形式，以抵消自身产生的二氧化碳或温室气体的排放，实现正负抵消，达到相对“零排放”；“碳达峰”与 “碳中和”一起，简称“双碳”，其中“碳”指的是二氧化碳；
故答案为：二氧化碳或CO2。
16.（2022秋·黑龙江哈尔滨·八年级哈尔滨市第四十七中学校考阶段练习）如下是几种测定空气中氧气含量的实验（如图所示），请根据实验回答问题。
(1)拉瓦锡用定量的方法研究空气的成分（图1），通过该实验拉瓦锡得出了氧气约占空气总体积___________的结论。
(2)实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量（图2），用酒精灯点燃燃烧匙中过量的红磷，观察到的现象有暗红色固体燃烧，发光，放热，___________，___________，生成白色固体。
(3)47中兴趣小组同学还设计了用传感器技术测定空气中氧气含量，实验装置如图3所示，反应过程中容器内的压强、温度和氧气浓度三条曲线变化趋势如图4所示。其中X表示的是___________变化的曲线；结合X、Y两条曲线，分析图4中气体压强先变大后逐渐减小的原因正确的是___________（填字母）。
A．红磷燃烧放热导致压强增大
B．红磷燃烧产生气体导致压强增大
C．氧气被消耗导致压强减小
D．装置冷却导致压强减小
曲线中DE段压强增大的原因是___________（填字母）。
A．集气瓶内氧气不断被消耗且瓶内温度逐渐冷却
B．打开活塞
【答案】(1)
(2) 待红磷熄灭并冷却至室温后打开弹簧夹 观察到烧杯中的水进入集气瓶，集气瓶瓶内水面最终上升了约为1刻度
(3) 容器内温度的变化 ACD B
【解析】（1）根据瓶内压强与大气压两者的压强差导致液体上升之，故拉瓦锡得出了氧气约占空气总体积的的结论；
（2）由红磷燃烧的实验可知，当燃烧时的现象为：发光，放热，有白烟生成，待红磷熄灭并冷却至室温后打开弹簧夹；
根据氧气约占空气总体积，故观察到烧杯中的水进入集气瓶，集气瓶瓶内水面最终上升了约为1刻度；
（3）红磷燃烧消耗氧气，容器体积不变，氧气的量减少，容器内氧气浓度随反应的进行逐渐降低，故Y曲线表示容器内氧气浓度的变化；红磷燃烧放热，容器内温度先升高，反应完全后放置一段时间温度下降，故X曲线表示容器内温度的变化；
BC段红磷燃烧放热，容器内温度升高，气体受热膨胀，导致容器内压强增大，故选A；CD段，红磷燃烧消耗氧气，刚开始氧气浓度降低，此时容器内压强也随之降低，压强变小的主要原因是氧气被消耗；之后氧气浓度不再变化，温度降低，而压强仍在减小，说明此时容器温度降低导致压强减小，故选CD；
综上分析，故选ACD；
红磷燃烧完全后要冷却到室温，压强减小，小于外界大气压，此时打开活塞，烧杯中的水在大气压的作用下进入集气瓶，所以导致DE段压强增大，故选B。
17．（2023·安徽马鞍山·统考一模）小明在网上查到一个趣味小实验，用蜡烛测氧气含量可以得到氧气约占空气体积1/5的结论。
【提出问题】
(1)小明认为：蜡烛含有碳、氢两种元素，充分燃烧会生成二氧化碳和水，实验结果应该是氧气体积_______（大于/小于/等于）空气体积的1/5。
带着这个疑问，小明按网上的方法进行了如下探究：
【实验探究1】如图1，在盛有足量水的容器中放一根燃着的蜡烛，然后用盛满空气的玻璃圆筒倒扣住蜡烛。
【现象】
(2)一开始蜡烛继续燃烧，稍后水中冒出几个气泡，然后逐渐熄火，圆筒内液面逐渐上升，最终停留在等分线4处。请你解释进入约1/5体积的水的原因_______。
【实验探究2】
(3)小明利用课本中红磷测氧气含量的实验装置（气密性良好）继续探究：把红磷换成蜡烛，瓶中水换成足量澄清石灰水。在蜡烛熄灭后打开弹簧夹前，还振荡了瓶中的石灰水，进行这项操作的原因是_______；写出该操作时发生反应的化学方程式_______。打开弹簧夹后发现水只进入了约1/10体积。
【反思评价】水为何只进入了约1/10体积？
【实验探究3】
(4)小明又继续探究瓶内剩余气体的成分。把点燃的红磷伸入集气瓶内，发现红磷没有立即熄灭，而是燃烧一段时间后再熄灭，同时生成了白色固体物质。
结论：蜡烛燃烧熄灭后剩余气体中含有_______。
【交流小结】请依据以上探究分析蜡烛能否测定氧气含量？_____。
【拓展探究】小明继续对红磷熄灭后的剩余气体进行探究，把点燃的镁条伸入集气瓶内，发现镁条仍然能继续燃烧一段时间，发出黄光同时生成了黄色固体物质。
(5)小明猜测黄色固体物质不是镁与氧气反应的生成物，而是与氮气反应的生成物，理由_______。
(6)经分析，黄色固体物质是镁与氮气反应生成的氮化镁，已知36g镁在氮气中完全反应可以得到50g氮化镁，求氮化镁的化学式为_______。
(7)已知：氮化镁可以与水在常温下发生剧烈反应，生成氢氧化镁和一种具有刺激性的气体，请写出该反应的化学方程式_______。
【答案】(1)小于
(2)蜡烛燃烧放热，气体逸出装置，装置内压强减小
(3) 使生成的二氧化碳与石灰水充分接触，发生反应 CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O
(4) 氧气/O2 不能
(5)镁与氧气反应，发出白光，生成氧化镁白色固体
(6)Mg3N2
(7)Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3↑
【解析】（1）蜡烛燃烧消耗氧气，但生成二氧化碳气体，使装置压强变化较小，实验结果应该是氧气体积小于空气体积的1/5。
（2）蜡烛燃烧放热，气体逸出装置，装置内压强减小，反应停止后最终进入约1/5体积的水。
（3）在蜡烛熄灭后打开弹簧夹前，还振荡了瓶中的石灰水，使生成的二氧化碳与石灰水充分接触，发生反应；该操作发生的反应为二氧化碳和氢氧化钙生成碳酸钙和水，化学方程式为CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O。
（4）把点燃的红磷伸入集气瓶内，燃烧一段时间后再熄灭，说明瓶内还有氧气，蜡烛燃烧熄灭后剩余气体中含有氧气，因此蜡烛不能测定空气中氧气含量。
（5）镁与氧气反应，发出白光，生成氧化镁白色固体，而装置内有氮气，故黄色固体物质不是镁与氧气反应的生成物，而是与氮气反应的生成物。
（6）36g镁在氮气中完全反应可以得到50g氮化镁，则氮气的质量为50g-36g=14g，氮化镁中镁原子和氮原子的个数比为，故氮化镁的化学式为Mg3N2。
（7）根据质量守恒定律知，反应前后元素种类不变，故刺激性气体应为氨气，即氮化镁和水生成氢氧化镁和氨气，化学方程式是Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3↑。
18. （广东省广州市越秀区2022-2023学年九年级上学期期末）人类对空气成分的探究经历了艰辛的过程。
（1）18世纪拉瓦锡为研究空气成分，用上图所示装置持续加热12天，直到曲颈甑中红色粉末不再增加。
①红色粉末(HgO)的物质名称是________。
②为保证实验的科学性，下列数据必须测量的有________。(填标号)
A.实验前后曲颈甑和玻璃钟罩内的气体体积
B.实验前后气体的温度和压强
C.汞槽的容积
（2）下图是仿照拉瓦锡钟罩实验原理设计的装置。
①实验时，红磷燃烧的化学方程式是________。
②如果没有弹簧夹，实验结果会________(填“偏大”“偏小”或“不变”)，原因是________。
（3）现在用氧气传感器可直接测量氧气含量。有一种电池型氧气传感器，是利用反应。产生电流，通过测试电流的大小来判定氧气含量。
①此化学方程式中的X是________。(填化学式)
②若在上题(2)实验前，将此氧气传感器固定在集气瓶内。请在坐标图上，画出实验时瓶内气体中，氧气的体积分数随时间变化的趋势。_____
【答案】（1） ①. 氧化汞 ②. AB
（2） ①. ②. 偏大 ③. 红磷燃烧放热，使部分气体受热膨胀逸出，导致进入瓶内水量增多，导致测量结果偏大
（3） ①. Pb ②.
【解析】
（1）根据化学式的读法，可知HgO的物质名称为氧化汞；
A、通过实验前后曲颈甑和玻璃钟罩内的气体体积对比，才能计算出消耗氧气的体积，故符合题意；
B、实验前后气体的温度和压强不同，会导致进入玻璃钟罩内汞的体积不同，故符合题意；
C、汞槽的容积对测量氧气的含量没有影响，故不符合题意。
故选AB。
（2）红磷和氧气在点燃的条件下反应，生成五氧化二磷，其反应的化学方程式为：；
如果没有弹簧夹，实验结果会偏大；因为如果没有弹簧夹，红磷燃烧放热，使部分气体受热膨胀逸出，导致进入瓶内水量增多，导致测量结果偏大；
故答案为：；偏大；红磷燃烧放热，使部分气体受热膨胀逸出，导致进入瓶内水量增多，导致测量结果偏大；
（3）根据反应前后原子的种类和数目不变，反应前的原子的种类为：O、H，原子个数依次为：4、4；反应后的原子种类有：Pb、O、H，原子个数依次为：2、4、4；所以反应前有2个Pb原子，由于X的化学计量系数是2 ，所以X中只含有1个Pb，其化学式为：Pb；
由于集气瓶内氧气约占空气的体积分数为21%，随着反应的进行氧气被消耗，当氧气的体积分数降到一定程度时，不再反应，当温度降至室温后，导管中氧气会进入集气瓶，使氧气的体积分数增大，所以实验时瓶内气体中，氧气的体积分数随时间变化的趋势图为：
课程标准
学习目标
1.认识空气是宝贵的自然资源，形成保护和节约资源的可持续发展意识与社会责任。
2.能举例说明物质性质的广泛应用及性质与用途的关系；
3.体会科学地利用物质性质对提高人们的生活质量具有重要作用。（新增）
4. 知道物质可以分为纯净物和混合物。
1. 知道空气是宝贵的自然资源。
2. 探究空气中氧气的含量。
3. 了解空气的组成
4．理解混合物和纯净物的概念。
实验一：汞与氧气反应
实验二：氧化汞受热分解
实验原理
汞 + 氧气 氧化汞
氧化汞 汞 + 氧气
实验步骤
将少量汞放在密闭容器里连续加热12天
将汞表面上所生成的红色粉末收集起来，放在另一个较小的容器里再加强热
实验现象
部分银白色的液态汞变成红色粉末，容器里空气的体积约减少了1/5
红色粉末又变成了银白色物质，得到的气体的体积恰好等于密闭容器里所减少的体积
实验结论
空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的1/5
空气成分
氮气N2
氧气O2
稀有气体
二氧化碳CO2
其他气体和杂质
体积分数
78%
21%
0.94%
0.03%
0.03%
实验装置
实验现象
实验结论
一部分银白色的液态汞变成红色粉末，容器里空气的体积的体积差不多减少了1/5
空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的1/5。
反应的文字表达式：
汞+氧气 氧化汞
实验操作
检查装置的气密性，在集气瓶内加入少量水，并将水面上方空间分为5等份。用止水夹夹紧胶皮管。点燃燃烧匙内的红磷后，立即伸入瓶中并把塞子塞紧，观察红磷燃烧的现象。待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察实验现象及水面的变化情况。
实验现象
红磷燃烧，产生______火焰，放热，生成大量______，冷却后，打开弹簧夹，__________________，进入水的体积约占集气瓶内空气总体积的______
实验分析
红磷燃烧消耗密闭容器内空气中的______，使密闭容器内压强______，内外形成了________，在大气压的作用下，进入容器内水的体积即为减少的氧气的体积
实验原理
在这一反应中，红磷(化学符号P)与空气中的氧气反应，生成五氧化二磷(符号P2O5)。文字表达式为____________________________。
实验结论
氧气约占空气体积的_____。
1.实验现象：产生大量白烟，放热；水沿导管进入集气瓶内约占集气瓶容积的1／5。
2.原理：红磷燃烧消耗密闭容器的氧气，生成固体，使密闭容器内压强减小
3.表达式：红磷+氧气 点燃 五氧化二磷；P + O2 点燃 P2O5
4.结论：空气中的氧气约占空气总体积的1/5。
实验装置
实验现象
实验结论
一部分银白色的液态汞变成红色粉末，容器里空气的体积的体积差不多减少了1/5
空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的1/5。
反应的文字表达式：
汞+氧气 氧化汞
1.实验现象：产生大量白烟，放热；水沿导管进入集气瓶内约占集气瓶容积的1／5。
2.原理：红磷燃烧消耗密闭容器的氧气，生成固体，使密闭容器内压强减小
3.表达式：红磷+氧气 点燃 五氧化二磷；P + O2 点燃 P2O5
4.结论：空气中的氧气约占空气总体积的1/5。
空气成分
氮气N2
氧气O2
稀有气体
二氧化碳CO2
其他气体和杂质
体积分数
78%
21%
0.94%
0.03%
0.03%
02
预习导学
自主梳理
一、拉瓦锡对空气成分的测定
二、测定空气中氧气含量的方法（燃烧法）
1．实验原理：利用红磷在空气中燃烧，将集气瓶内氧气消耗掉，生成五氧化二磷白色固体，使密闭容器内压强减小；在大气压作用下，进入集气瓶内水的体积即为减少的氧气的体积。
2．实验装置及实验步骤：
（1）将仪器连接好并检查装置的气密性。
（2）在集气瓶底装入少量的水，再把剩余的容积分成五等份并做上记号。
（3）用弹簧夹夹紧乳胶管。
（4）在燃烧匙内放入过量的红磷。
（5）点燃红磷迅速伸入集气瓶中，并把塞子塞紧。
（6）红磷燃烧停止，待集气瓶冷却到室温后，打开弹簧夹。
3．实验现象：
（1）红磷燃烧产生大量白烟并放出热量。
（2）打开弹簧夹后烧杯中的水倒吸入集气瓶中，进入水的体积约占集气瓶中空气体积的1/5。
4. 实验结论：氧气约占空气体积的1/5。反应的符号表达式：P+O2 P2O5
5.实验分析
若实验结果小于1/5，原因可能是： = 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①装置漏气； = 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②红磷量不足； = 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③未冷却到室温就打开止水夹。
若实验结果大于1/5，原因可能是：①止水夹没有夹紧，红磷燃烧时集气瓶内部分气体受热膨胀沿导管逸出；
②燃烧匙伸入集气瓶过慢，使装置内气体受热逸出。
三、空气的组成
2．稀有气体包括氦、氖、氩、氪、氙、氡。
四、混合物和纯净物
纯净物是由一种物质组成的。如氧气、二氧化碳等
混合物是由两种或两种以上的物质混合而成的物质。如：空气、河水、食盐水、稀有气体等。混合物中各种成分保持着它们各自的性质，相互间不反应。
预习检测
1.最早测定空气成分的是法国的化学家拉瓦锡,通过实验，他得出了空气是由氮气和氧气组成，其中氧气约占空气总体积的1/5。
2.空气的成分按体积分数计算：氮气占78%，氧气占21%，稀有气体占0.94%，二氧化碳占0.03%，其他气体和杂质占0.03%。澄清石灰水露置在空气中会逐渐变浑浊，这说明空气中有少量的二氧化碳；盛有冰水的杯子，放在常温的空气中，外壁会潮湿，说明空气中有水蒸气。
3.空气中氧气（O2）含量的测定：
装置要求：气密性良好，红磷要过量_完全消耗掉集气瓶中的氧气。
现象：打开弹簧夹前：产生大量白烟_；
打开弹簧夹后：烧杯中的水进入集气瓶中，约占瓶内空气总体积的1/5。
结论： O2约占空气体积的1/5。剩余气体（氮气N2）的化学性质有：不能燃烧，不支持燃烧，不与水和红磷反应。物理性质有：无色气体，难溶于水_。
注意：液面上升小于1/5原因： 红磷的量不足、装置漏气、未等完全冷却就打开止水夹。
4.为了维护人类赖以生存的环境，既要保护空气，又要保护水资源。
（1）空气是人类赖以生存的宝贵资源，排放到空气中有害气体和粉尘会对空气造成污 染。________是导致全球变暖引起温室效应的主要物质，大量排放二氧化硫和二氧化氮会导致酸雨的形成。
（2）为减少对环境造成污染，以下主张应提倡的是________。（填序号）
a.减少含硫煤的使用
b.禁止开私家车外出
c.关闭所有工厂
【答案】 （1）二氧化碳（或CO2）（2）a
5.下列有关空气的说法错误的是
A．空气中各种成分的含量是相对稳定的
B．可以用红磷燃烧反应测定空气中Y的含量
C．X是氮气，按质量计算，在空气中约含有78%
D．占空气1%的气体Z是混合物
【答案】C
6.“富氧空气”是指氧气含量高于普通空气的气体，可用于医疗、航天等。下列氧气含量(假设气体为氧气和氮气的混合气)可用作富氧空气的是
A．8%B．19%C．21%D．75%
【答案】D
7.（2020·合肥市第四十中学九年级课时练习）下列“水”属于纯净物的是（ ）
A．自来水B．汽水C．冰水D．糖水
【答案】C
03
探究提升
►环节一 沿着科学家的足迹探究空气成分
问题探究1
【资料】拉瓦锡研究空气成分
二百多年前，法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。他把少量汞放在密闭的容器里连续加热12天，发现有一部分银白色的液态汞变成红色粉末，同时容器里空气的体积差不多减少了1/5。他研究了剩余4/5体积的气体，发现这部分气体既不能供给呼吸，也不能支持燃烧，他认为这些气体全部都是氮气(拉丁文原意是“不能维持生命”)。
拉瓦锡拉瓦锡研究空气成分所用的装置
拉瓦锡又把在汞表面上所生成的红色粉末收集起来，放在另一个较小的容器里再加强热，得到了汞(化学符号Hg)和氧气(化学符号O2)，而且氧气的体积恰好等于密闭容器里所减少的体积。他把得到的氧气加到前一个容器里剩下的4/5体积的气体中，结果所得气体跟空气的性质完全一样。
通过这些实验，拉瓦锡得出了空气由氧气和氮气(化学符号N2)组成，其中氧气约占空气总体积1/5的结论。
根据以上实验，结合所学知识回答下列问题：
（1）①中减少的气体的化学式是________。
（2）上述②中拉瓦锡得出的结论是否准确？_______ (填“是”或“否”)。
（3）拉瓦锡在实验中的得到的红色粉末是氧化汞(HgO)，实验③中反应的化学方程式______，该反应的基本反应类型是______。
（4）下列有关汞的说法中，正确的是_____。
A. 汞是一种非金属单质
B. 常温下汞呈液态
C. 实验中汞的作用仅作反应物
D. 实验中用过的汞要妥善处理，否则可能污染环境
【答案】（1）O2 （2）否
（3） ①. 2HgO2Hg＋O2↑ ②. 分解反应 （4）BD
【解析】
（1）汞和氧气在加热的条件下生成氧化汞，所以减少的气体是氧气，化学式为：O2；
（2）汞和氧气在加热的条件下生成氧化汞，只消耗了氧气，剩余的气体主要是氮气，还含有稀有气体等，故错误；
（3）氧化汞在加热的条件下生成汞和氧气，反应的化学方程式为：2HgO2Hg＋O2↑；此反应符合一变多，属于分解反应；
（4）A、汞属于金属单质，该选项说法不正确；
B、汞在常温下为液体，故选项说法正确；
C、该实验是汞和氧气在加热的条件下生成氧化汞，氧化汞在加热的条件下生成汞和氧气，汞既做反应物又做生成物，该选项说法不正确；
D、汞有毒，泄漏会污染环境，故选项说法正确；
故选BD；
要点归纳
拉瓦锡用定量的方法研究空气的成分
典例精讲
【例1】（海南省海口市龙华区海南华侨中学2022-2023上学期10月月考）拉瓦锡利用汞与氧气的反应研究空气的成分。下列分析不合理的是
A. 实验前需检查装置气密性
B. 曲颈甑中汞的用量可能会影响实验结果
C. 装置内两处容器中汞的作用均是消耗氧气
D. 将曲颈甑中的汞换成木炭也能测定空气中氧气的含量
【答案】CD
【解析】A、实验前需检查装置气密性，以防止装置漏气影响实验结果，正确；
B、曲颈甑中汞的用量可能会影响实验结果，例如汞不足会导致氧气不能完全反应，结果会偏小，正确；
C、曲颈甑中汞的作用是消耗氧气，汞槽中汞的作用是形成密封装置，错误；
D、木炭和氧气反应产生二氧化碳气体，曲颈甑中的气压几乎不变，玻璃钟罩的液面几乎不变，不能测定空气中氧气的含量，错误；
故选：CD。
【例2】下面是测量空气中氧气体积含量的实验：
(1)实验小组按装置一进行实验，发现进入集气瓶中水的体积超过水面上方空间的1/5，你认为导致这一结果的原因可能是_____（填序号）。
A．实验前未将胶皮管夹紧 B. 红磷过量
C．未冷却就打开止水夹 D．氧气未消耗完全
(2)实验小组又进行反思，设计了装置二，利用气压变化使白磷燃烧，与装置一比较，其优点是__________(填序号)
①防止空气污染 ②减小误差 ③节约燃料 ④便于直接读数
(3)拉瓦锡用装置三测定了空气中氧气的含量，曲颈甑中发生反应的文字表达式是________对比装置一、三实验，曲颈额中的水银与装置一中的________作用相同；汞槽中的水银与装置一中的____________的作用相同.
【答案】(1)A
(2)①②③④
(3)汞+氧气氧化汞 红磷 烧杯中的水
【解析】(1)A、实前未将胶皮管夹紧，则反应放热，内部空气受热逸出，使内部压力下降至更低，压入水的体积增大，测定结果偏
大，故选项符合题意；
B、红磷过量保证氧气被完全消耗，所以对实验无影响，故选项不符合题意；
C、未冷却就打开止水夹，气体受热膨胀，进入集气瓶水的体积偏小，测定结果偏小，故选项不符合题意；
D、氧气未消耗完全，则内部压力增大，进入水体积减小，测定结果偏小，故选项不符合题意；故选A；
(2)②使用装置一时会有少量的五氧化二磷释放到空气中，污染空气;装置二因此能节约燃料;使用的仪器少，因此能减少误差;又有比较精确的刻度，因此便于直接读数，故选①②③④;
(3)曲颈中汞与氧气在加热的条件下生成氧化汞，反应的文字表达式为汞+氧气加热氧化汞;对比装置一、三实验，曲颈额中的水银与装置一中的红磷作用相同，消耗装置中的氧气;汞槽中的水银与装置一中的烧杯中的水，故填:汞+氧气氧化汞;红磷;烧杯中的水。
►环节二 再探究空气中氧气的含量
问题探究2
填写实验表格
【答案】集气瓶、燃烧匙、导气管、烧杯、弹簧夹
黄色 白烟 水经导管进入集气瓶 1/5
氧气 减小 压强差
红磷+氧气 五氧化二磷
1/5
要点归纳
空气中氧气含量的测定
典例精讲
【例1】（2023·湖北黄石·二模）下列实验装置中不能用来测定空气中氧气含量的是（ ）
B．
C． D．
【答案】C
【解析】A、图中所示装置，红磷燃烧消耗氧气使装置内气体体积减少，压强减小，能用于测定空气中氧气含量，故选项错误。B、图中所示装置，用凸透镜引燃红磷，红磷燃烧消耗氧气使装置内气体体积减少，压强减小，能用于测定空气中氧气含量，故选项错误。C、木炭在空气中燃烧生成二氧化碳气体或者一氧化碳气体甚至是两者的混合气体，虽除去氧气，而增加了新的气体，不能用来测定空气中氧气含量，故选项正确。D、热水提供的热量引燃白磷，白磷燃烧消耗氧气使装置内气体体积减少，压强减小，使活塞左移，能用于测定空气中氧气含量，故选项错误。故选：C。
【例2】（湖南省衡阳市常宁市2022-2023学年九年级上学期期末）某同学设计了测定空气中氧气含量的实验装置如图。
请回答下列问题：
（1）图1所示实验中红磷需稍过量，目的是___________。
（2）红磷燃烧时，集气瓶中的现象是___________，其反应的化学方程式为___________；打开止水夹后观察到的现象是___________，由此可得出空气中氧气的体积分数约为1/5.
（3）该实验可推论出氮气___________（填“易”或“难”）溶于水。
【继续探究】某学习小组想继续探究能否用镁条代替红磷测空气中氧气含量，他们用图2装置进行实验，镁条燃烧、冷却后打开弹簧夹，进入集气瓶中水的体积约占集气瓶容积的70%。
（4）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%；但现在进入的水达到容积的70%，根据空气的组成，减少的气体不仅有氧气，还一定有___________。
（5）综合以上探究学习，如果用镁条代替红磷，测量结果会___________1/5（填“大于”或“小于”）。
【答案】（1）耗尽集气瓶中的氧气
（2） ①. 放热，产生大量白烟 ②. ③. 水进入集气瓶至1刻度处
（3）难 （4）氮气
（5）大于
【解析】
（1）图1所示实验中红磷需稍过量，目的是耗尽集气瓶中的氧气；
（2）红磷燃烧时，集气瓶中的现象是发黄光，放热，产生大量白烟，其反应的化学方程式为：；因为反应消耗多少体积的氧气，冷却至室温，打开止水夹后就会进入多少体积的水，空气中氧气的体积含量约为，所以观察到的现象是水进入集气瓶至1刻度处，由此可得出空气中氧气的体积分数约为。
（3）该实验可推论出氮气难溶于水。
（4）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%；但现在进入的水达到容积的70%，根据空气的组成，减少的气体不仅有氧气，还一定有氮气，因为氮气在空气中的体积分数是78%。
（5）综合以上探究学习，如果用镁条代替红磷，镁能够同时消耗氧气和氮气，所以测量结果会大于。
04
课堂总结
一、空气中氧气含量的测定
1.拉瓦锡用定量的方法研究空气的成分
2.空气中氧气含量的测定
二、空气的组成
1．空气的成分和含量
2．稀有气体包括氦、氖、氩、氪、氙、氡。
三、混合物和纯净物
纯净物是由一种物质组成的。如氧气、二氧化碳等
混合物是由两种或两种以上的物质混合而成的物质。如：空气、河水等。
05
强化训练
1．（2023年云南省中考）仿照法国化学家拉瓦锡定量研究空气成分的原理，利用如图装置测定空气中氧气的含量，燃烧匙中应盛放的药品是
A．铁丝B．木炭C．红磷D．硫粉
【答案】C
【解析】A.因为铁丝不能在空气燃烧，故A错误；
B.木炭燃烧会生成二氧化碳导致两边压强变化不明显，故B错误；
C.红磷燃烧会消耗氧气，集气瓶中的液面会上升五分之一，故C正确；
D.硫燃烧会生成二氧化硫导致两边压强变化不明显，故D错误；
故答案为：C
2．（2023年湖南省衡阳市中考）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．容器内物质总质量：b点>c点
C．氧气有剩余，说明物质燃烧时氧气必须达到一定浓度
D．此实验测得空气中氧气的质量分数为18%
【答案】C
【解析】A、由曲线图可知：a点时容器内氧气的体积分数为15%。故容器内其余气体（氮气、稀有气体、二氧化碳等）的浓度为85%，故氮气体积分数小于85%，故A错误，不符合题意；
B、由图可知，反应是在密闭容器中进行的，故根据质量守恒定律，反应前后物质的质量不变，故容器内物质总质量：b点=c点，故B错误，不符合题意；
C、由曲线图可知：反应停止时，容器内剩余3%体积分数的氧气，由于红磷足量，故氧气有剩余，说明物质燃烧时氧气必须达到一定浓度，故C正确，符合题意；
D、由曲线图可知：反应过程中氧气的体积分数减小18%，且不是质量分数，故D错误，不符合题意。
故选：C。
3．（2023年江苏省扬州市中考）保存珍贵文物可用空气中含量最多的气体，该气体的化学式为
A．N2B．O2C．CO2D．H2O
【答案】A
【解析】A、空气中含量最多的气体是氮气，约占空气体积的78%，符合题意；
B、氧气约占空气体积的21%，是空气中含量第二多的气体，不符合题意；
C、二氧化碳约占空气体积的0.03%，含量较少，不符合题意；
D、空气中水蒸气的含量较少，不符合题意。
故选A。
4．（2023年天津市中考）下列有关空气的说法正确的是
A．空气是由空气分子组成的
B．空气中氧气的体积分数最大
C．空气中氧气的化学性质不活泼
D．空气中氮气、氧气等分子均匀地混合在一起
【答案】D
【解析】A、空气是由氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳等多种物质组成的，说法错误；
B、空气中氮气的体积分数最大，说法错误；
C、空气中的氧气在一定条件下能与许多物质发生反应，化学性质比较活泼，说法错误；
D、空气中氮气、氧气等分子各自保持自己的性质，均匀地混合在一起，说法正确。
故选D。
5．（2023年四川省宜宾市中考）空气是一种宝贵的自然资源。下列有关空气及其成分的说法中，正确的是
A．洁净的空气是纯净物
B．氧气是空气中含量最多的气体
C．稀有气体含量少，没有利用价值
D．氮气化学性质不活泼，常用作保护气
【答案】D
【解析】A、空气含有氮气、氧气、二氧化碳、稀有气体、其他杂质等，属于混合物，故选项A错误；
B、氮气约占空气体积分数为79%，含量最多，故选项B错误；
C、稀有气体含量虽少，但也具有广泛的用途，故选项C错误；
D 、氮气化学性质不活泼，常用作保护气，故选项D正确；
故选：D。
6．（2023年湖南省衡阳市中考）有一位同学暑假去西藏发生了严重的高原反应，医生让他吸入了一种气体后，症状得到缓解。此气体可能是
A．氧气B．氮气C．稀有气体D．二氧化碳
【答案】A
【解析】A、氧气可以供给呼吸，则可以用于缓解高原反应的症状，故选项符合题意；
B、氮气不可以供给呼吸，则不可以用于缓解高原反应的症状，故选项不符合题意；
C、稀有气体不可以供给呼吸，则不可以用于缓解高原反应的症状，故选项不符合题意；
D、二氧化碳不可以供给呼吸，则不可以用于缓解高原反应的症状，故选项不符合题意。
故选A。
7．（2023年云南省中考）下列空气污染物中会形成酸雨的气体是
A．B．C．D．
【答案】A
【解析】二氧化硫和二氧化氮是形成酸雨的主要气体，PM10、CO、O3不能形成酸雨。
故选A。
8．（2023年四川省自贡市中考）医疗急救常用到的气体是
A．氢气B．氮气C．氧气D．二氧化碳
【答案】C
【解析】A. 氢气具有可燃性、还原性，不能供给呼吸，此选项不符合题意；
B. 氮气不能供给呼吸，此选项不符合题意；
C. 氧气能供给呼吸，此选项符合题意；
D. 二氧化碳不能供给呼吸，此选项不符合题意。
故选C。
9. 用红磷燃烧来探究空气成分的实验中，下列情况下不会导致所测氧气体积比实际值偏小的是（ ）
A. 红磷不足B. 装置漏气C. 冷却到室温才打开弹簧夹D. 以上都可能导致偏小
【答案】C
【解析】A、红磷不足，不能将氧气完全耗尽，会导致实验结果偏小，不符合题意；
B、装置漏气，在冷却至室温的过程中，外界空气进入，占据了一定的体积，会导致实验结果偏小，不符合题意；
C、冷却到室温才打开弹簧夹，属于正确操作，不会导致结果偏小，符合题意；
D、A、B会导致结果偏小，C不能导致结果偏小，不符合题意。
故选C。
10.（2023·黑龙江哈尔滨·校考一模）某同学为提高实验精准度，对“红磷燃烧测定空气中氧气含量”的实验进行了如图所示的改进。实验结束后冷却至室温，液面上升至低于1刻度处。下列关于改进实验的说法错误的是
A．该实验铜丝可以换成铁丝代替
B．实验过程中左侧液面先下降后上升
C．实验结束后，左侧玻璃管内压强等于右侧
D．实验结束后，白磷没有将装置内氧气耗尽
【答案】C
【解析】A、铜丝具有导热性，该实验通过加热铜丝从而将白磷引燃，铁丝也具有导热性，且在空气中不燃烧，也能起到同样的作用，因此该实验铜丝可以换成铁丝代替，故A正确；
B、实验中白磷燃烧放热，刚开始温度升高，气体膨胀，压强增大，玻璃管中液面先下降，冷却后，由于消耗了氧气，气体体积缩小，液面上升，故B正确；
C、实验结束后冷却至室温，由于左侧玻璃管内氧气被消耗，气体减少，压强减小，左侧玻璃管内压强小于右侧，故C错误；
D、实验结束后冷却至室温，液面上升至低于1刻度处，说明测得氧气体积小于空气体积的五分之一，说明白磷没有将装置内氧气耗尽，故D正确；
故选C。
11．（2023·安徽亳州·校联考模拟预测）某小组设计了如下实验装置测定空气中氧气含量，实验结束，待装置冷却至室温后，将玻璃管右端竖直伸入水槽中，在水中取下橡胶塞。下列说法正确的是
A．气球的作用是防止生成的气体使橡胶塞冲出
B．装置不变时，可用木炭替代白磷完成该实验
C．实验中移动磁铁有利于装置内氧气充分反应
D．装置内反应的化学方程式为
【答案】C
【解析】A、白磷燃烧放热，生成五氧化二磷，使装置内压强增大，气球的作用是防止压强过大使橡胶塞冲出，反应无气体生成，选项错误；
B、木炭燃烧生成物为气体，反应前后装置内压强无明显变化，不能用于测定空气中氧气含量，选项错误；
C、实验中移动磁铁，是白磷和氧气充分接触、反应，选项正确；
D、装置内反应为白磷和氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷，化学方程式为4P+5O22P2O5，选项错误。
故选C。
12．（2023·江苏徐州·模拟预测）某同学设计了“空气中氧气体积分数的测定”实验改进装置，如下图，Y型管的体积为V，开始注射器的内液体刻度在V1，结束时停在V2处。下列说法正确的是：
①快推与慢拉注射器都可以检查该装置的气密性
②此装置环保、便捷、节约时间，便于读数
③注射器内的液体的体积对实验的结果有影响
④滴有酚酞的氢氧化钠溶液由红色变无色，说明白磷燃烧产生了酸性物质
⑤氧气体积分数为（V1—V2）/V
A．②⑤B．②③⑤C．②③④⑤D．①②③④⑤
【答案】B
【解析】①开始不装入任何药品，如快推注射器，注射器中的空气进入装置，装置内的气体体积快速变大，压强快速变大，容易导致瓶塞弹开，Y型管破裂等，错误；
②生成的五氧化二磷不会进入空气被氢氧化钠溶液吸收，较为环保。装置组装简单，较为便捷，使用注射器，注射器有刻度，便于读数，使用白磷较少，则反应及冷却时间较短，可以节约时间。正确。
③注射器内的液体的体积对实验的结果有影响，如注射器内的液体体积较小，小于消耗氧气的体积，则液体全部注入后无液体可以注入，会导致结果不准确，正确；
④氢氧化钠溶液为碱性，能使酚酞变红，而氢氧化钠溶液由红色变为无色，说明有物质与氢氧化钠反应，使溶液变为了中性或酸性。但不能说明白磷燃烧产生了酸性物质。错误；
⑤注射器反应前后的液体体积差值为消耗氧气的体积，是V1-V2，则氧气的体积分数为。正确；
②③⑤正确，故选B。
13．（2023·江苏连云港·校考二模）空气覆盖在地球表面，成分多样，对人类的生存至关重要，也是生产活动的重要资源。
(1)空气——同呼吸，共命运
①法国化学家_____用定量的方法研究了空气的成分。
②图1是测定空气中氧气含量的实验装置，下列说法错误的是_____（填字母序号）。
A．实验中利用了铜丝的导热性好
B．实验中观察到白磷燃烧产生大量的白烟
C．实验成功的标志为左侧玻璃管内液面约上升到刻度1处
D．实验中无需上下调节右侧玻璃管的高度
③图2为某种分子筛型家用制氧机工作时的示意图，由图可知制得的富氧空气中氧气的体积分数约为_____。
④如今人们越来越重视空气的质量，会引起酸雨的主要气体是_____（填化学式）。
(2)氧气——生存、生活、生产之气
①动植物的呼吸作用，属于_______（填“缓慢氧化”或“剧烈氧化”）。
②图3是用传感器测定足量蜡烛和红磷分别在相同的密闭容器中燃烧时氧气含量的变化图像，下列说法错误的是_______（填字母序号）。
A．燃烧是人类最早利用的化学反应之一，通常情况下需要氧气参与。
B．提供足够的空气，有助于燃料充分燃烧，节约能源
C．图中红磷燃烧过程中，b点和c点时容器内物质总质量相等
D．根据图3，若将足量蜡烛和红磷放在同一密闭容器中燃烧，氧气的体积分数可降至3%
③图4是工业上炼铁炼钢的主要流程，若用赤铁矿炼铁，反应的方程式为_______，炉渣中含有硅酸钙（CaSiO3），其中硅元素的化合价是_______，炼钢炉中通入氧气的作用是_______。
④用下面提供的仪器组装一套实验室制氧气的制取装置，所稀的仪器有①、②、⑦、_______（填仪器名称）。此套装置还可用于其他气体的制备，请写出反应的化学方程式_______（任写一种）。
【答案】(1) 拉瓦锡 D 40% SO2、NO2
(2) 缓慢氧化 D +4 降低生铁中的含碳量 ⑧ （合理即可）
【解析】（1）①法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分，得出空气是由氮气和氧气组成的结论；
②A、该实验中，是利用酒精灯给铜丝加热，使温度达到白磷的着火点，使白磷燃烧，利用了铜丝的导热性好，不符合题意；
B、该实验中可观察到白磷燃烧产生大量白烟，放出热量，不符合题意；
C、白磷燃烧消耗氧气，待完全反应后，逐渐冷却至室温，由于消耗了氧气，装置内压强减小，故液面上升，氧气约占空气体积的，故实验成功的标志为左侧玻璃管内液面约上升到刻度1处，不符合题意；
D、实验中需上下调节右侧玻璃管的高度至左右两管液面相平，否则会影响实验结果，符合题意。
故选D；
③由图可知，制得的富氧空气中氧气的体积分数约为：；
④二氧化硫、二氧化氮均能与水反应生成酸性物质，均能引起酸雨，故填：SO2、NO2；
（2）①动植物的呼吸作用，是物质与氧气的反应，且进行的很慢，属于缓慢氧化；
②A、燃烧是物质与氧气发生的剧烈的氧化反应，是人类最早利用的化学反应之一，通常情况下需要氧气参与，不符合题意；
B、提供足够的空气，可使燃料与空气充分接触，有助于燃料充分燃烧，节约能源，不符合题意；
C、根据质量守恒定律，化学反应前后，物质的总质量不变，则红磷燃烧过程中，b点和c点时容器内物质总质量相等，不符合题意；
D、由图可知，蜡烛熄灭时，氧气的体积分数约为14%，红磷熄灭后，氧气的体积分数约为10%，故若将足量蜡烛和红磷放在同一密闭容器中燃烧，氧气的体积分数不可降至3%，符合题意。
故选D；
③若用赤铁矿炼铁，发生反应为一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，该反应的化学方程式为：；
硅酸钙中钙元素显+2价，氧元素显-2价，设硅元素的化合价为x，根据化合物中，正、负化合价的代数和为零，可得：（+2）+x+（-2）×3=0，x=+4；
生铁的含碳量为2%-4.3%，钢的含碳量为0.03%-2%，生铁的含碳量高，故炼钢炉中通入氧气的作用是：使碳和氧气反应，降低生铁中的含碳量；
④用提供的仪器组装一套实验室制氧气的制取装置，选择①、②、⑦，还需要选择长颈漏斗，即选择⑧；
该装置还适用于实验室制取二氧化碳，实验室通常用石灰石（或大理石）与稀盐酸反应制取二氧化碳，石灰石的主要成分碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，该反应的化学方程式为：。
14．（2023·陕西西安·校考模拟预测）空气是宝贵的自然资源。
(1)分离液态空气可得氮气和氧气，此过程属于_________(填“物理”或“化学”)变化。
(2)利用如图所示V形管进行空气中氧气含量测定的实验，V形管内有空气和足量的白磷。
①按图示组装好仪器后，V形管中的发生的化学变化为_____________(书写化学方程式)。
②白磷熄灭后立即打开止水夹，水到流入V形管，测定的氧气的体积分数__________(填“大于”“等于”或“小于”)五分之一。
(3)下列做法不会增加空气污染的是___________(填字母)。
A．焚烧垃圾B．利用太阳能加热来提供热水C．用煤作燃料取暖
【答案】(1)物理
(2) 小于
(3)B
【解析】（1）利用空气中各成分的沸点不同，可将氮气和氧气分子，该过程中只是物质的状态发生改变，并没有新物质生成，属于物理变化。
（2）①V形管中，磷燃烧生成五氧化二磷，反应的化学方程式为。
②白磷熄灭后立即打开弹簧夹，V形管中气体受热而膨胀，则倒吸入的水较少，则测定的氧气的体积分数小于五分之一。
（3）A、焚烧垃圾会产生污染性物质，该选项不符合题意；
B、利用太阳能不会产生污染性物质，该选项符合题意；
C、燃煤会产生污染性物质，该选项不符合题意。
故选B。
15．（2023·上海松江·统考一模）人类生活在空气中，空气与人类的生存休戚相关。
(1)空气中最多的气体是______，空气是_________（选填“纯净物”或“混合物”）。
(2)自然界中既有消耗氧气又有产生氧气的变化，使空气中氧气的含量基本保持不变，为人类的生存提供保证。请分别写出你学过的一个消耗氧气和一个产生氧气的化学方程式_______；_______。
(3)空气质量对人体健康有直接影响。雷电时，空气中产生少量臭氧气体，臭氧具有杀菌消毒的作用。臭氧的化学式为O3，氧元素的存在形态是_______（选填“游离态”或“化合态”），1ml臭氧分子的个数约为______个。
(4)我国承诺将力争2030年前实现“碳达峰”，在2060年前实现“碳中和”。其中“碳”代表的物质是_______。
【答案】(1) 氮气/N2 混合物
(2) （答案合理即可） （答案合理即可）
(3) 游离态 6.02×1023
(4)二氧化碳/CO2
【解析】（1）根据空气中各组成的体积分数可知，氮气的体积分数最大约是78%，所以空气中最多的气体是氮气；
由于空气中含有氮气、氧气、二氧化碳等多种物质，所以空气属于混合物；
故答案为：氮气或N2；混合物；
（2）消耗氧气的反应有很多，例如：硫与氧气在点燃的条件下反应，生成二氧化硫、铁与氧气在点燃的条件下反应，生成四氧化三铁等合理即可；
产生氧气的反应也有很多，例如：水在通电的条件下分解，生成氢气和氧气、高锰酸钾在加热的条件下分解，生成锰酸钾、二氧化锰和氧气等合理即可；
故答案为：（答案合理即可）；（答案合理即可）；
（3）元素以单质形式存在的，属于元素的游离态；以化合物形式存在的，属于元素的化合态，由于臭氧中的氧元素以单质形式存在，所以氧元素的存在形态是游离态；
1 ml任何物质中含有个分子，所以1 ml臭氧分子的个数约为个；
故答案为：游离态；；
（4）“碳达峰”就是指在某一个时点，二氧化碳的排放不再增长达到峰值，之后逐步回落； “碳中和”是指向大气中排放的二氧化碳的总量，通过植树造林、节能减排等形式，以抵消自身产生的二氧化碳或温室气体的排放，实现正负抵消，达到相对“零排放”；“碳达峰”与 “碳中和”一起，简称“双碳”，其中“碳”指的是二氧化碳；
故答案为：二氧化碳或CO2。
16.（2022秋·黑龙江哈尔滨·八年级哈尔滨市第四十七中学校考阶段练习）如下是几种测定空气中氧气含量的实验（如图所示），请根据实验回答问题。
(1)拉瓦锡用定量的方法研究空气的成分（图1），通过该实验拉瓦锡得出了氧气约占空气总体积___________的结论。
(2)实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量（图2），用酒精灯点燃燃烧匙中过量的红磷，观察到的现象有暗红色固体燃烧，发光，放热，___________，___________，生成白色固体。
(3)47中兴趣小组同学还设计了用传感器技术测定空气中氧气含量，实验装置如图3所示，反应过程中容器内的压强、温度和氧气浓度三条曲线变化趋势如图4所示。其中X表示的是___________变化的曲线；结合X、Y两条曲线，分析图4中气体压强先变大后逐渐减小的原因正确的是___________（填字母）。
A．红磷燃烧放热导致压强增大
B．红磷燃烧产生气体导致压强增大
C．氧气被消耗导致压强减小
D．装置冷却导致压强减小
曲线中DE段压强增大的原因是___________（填字母）。
A．集气瓶内氧气不断被消耗且瓶内温度逐渐冷却
B．打开活塞
【答案】(1)
(2) 待红磷熄灭并冷却至室温后打开弹簧夹 观察到烧杯中的水进入集气瓶，集气瓶瓶内水面最终上升了约为1刻度
(3) 容器内温度的变化 ACD B
【解析】（1）根据瓶内压强与大气压两者的压强差导致液体上升之，故拉瓦锡得出了氧气约占空气总体积的的结论；
（2）由红磷燃烧的实验可知，当燃烧时的现象为：发光，放热，有白烟生成，待红磷熄灭并冷却至室温后打开弹簧夹；
根据氧气约占空气总体积，故观察到烧杯中的水进入集气瓶，集气瓶瓶内水面最终上升了约为1刻度；
（3）红磷燃烧消耗氧气，容器体积不变，氧气的量减少，容器内氧气浓度随反应的进行逐渐降低，故Y曲线表示容器内氧气浓度的变化；红磷燃烧放热，容器内温度先升高，反应完全后放置一段时间温度下降，故X曲线表示容器内温度的变化；
BC段红磷燃烧放热，容器内温度升高，气体受热膨胀，导致容器内压强增大，故选A；CD段，红磷燃烧消耗氧气，刚开始氧气浓度降低，此时容器内压强也随之降低，压强变小的主要原因是氧气被消耗；之后氧气浓度不再变化，温度降低，而压强仍在减小，说明此时容器温度降低导致压强减小，故选CD；
综上分析，故选ACD；
红磷燃烧完全后要冷却到室温，压强减小，小于外界大气压，此时打开活塞，烧杯中的水在大气压的作用下进入集气瓶，所以导致DE段压强增大，故选B。
17．（2023·安徽马鞍山·统考一模）小明在网上查到一个趣味小实验，用蜡烛测氧气含量可以得到氧气约占空气体积1/5的结论。
【提出问题】
(1)小明认为：蜡烛含有碳、氢两种元素，充分燃烧会生成二氧化碳和水，实验结果应该是氧气体积_______（大于/小于/等于）空气体积的1/5。
带着这个疑问，小明按网上的方法进行了如下探究：
【实验探究1】如图1，在盛有足量水的容器中放一根燃着的蜡烛，然后用盛满空气的玻璃圆筒倒扣住蜡烛。
【现象】
(2)一开始蜡烛继续燃烧，稍后水中冒出几个气泡，然后逐渐熄火，圆筒内液面逐渐上升，最终停留在等分线4处。请你解释进入约1/5体积的水的原因_______。
【实验探究2】
(3)小明利用课本中红磷测氧气含量的实验装置（气密性良好）继续探究：把红磷换成蜡烛，瓶中水换成足量澄清石灰水。在蜡烛熄灭后打开弹簧夹前，还振荡了瓶中的石灰水，进行这项操作的原因是_______；写出该操作时发生反应的化学方程式_______。打开弹簧夹后发现水只进入了约1/10体积。
【反思评价】水为何只进入了约1/10体积？
【实验探究3】
(4)小明又继续探究瓶内剩余气体的成分。把点燃的红磷伸入集气瓶内，发现红磷没有立即熄灭，而是燃烧一段时间后再熄灭，同时生成了白色固体物质。
结论：蜡烛燃烧熄灭后剩余气体中含有_______。
【交流小结】请依据以上探究分析蜡烛能否测定氧气含量？_____。
【拓展探究】小明继续对红磷熄灭后的剩余气体进行探究，把点燃的镁条伸入集气瓶内，发现镁条仍然能继续燃烧一段时间，发出黄光同时生成了黄色固体物质。
(5)小明猜测黄色固体物质不是镁与氧气反应的生成物，而是与氮气反应的生成物，理由_______。
(6)经分析，黄色固体物质是镁与氮气反应生成的氮化镁，已知36g镁在氮气中完全反应可以得到50g氮化镁，求氮化镁的化学式为_______。
(7)已知：氮化镁可以与水在常温下发生剧烈反应，生成氢氧化镁和一种具有刺激性的气体，请写出该反应的化学方程式_______。
【答案】(1)小于
(2)蜡烛燃烧放热，气体逸出装置，装置内压强减小
(3) 使生成的二氧化碳与石灰水充分接触，发生反应 CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O
(4) 氧气/O2 不能
(5)镁与氧气反应，发出白光，生成氧化镁白色固体
(6)Mg3N2
(7)Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3↑
【解析】（1）蜡烛燃烧消耗氧气，但生成二氧化碳气体，使装置压强变化较小，实验结果应该是氧气体积小于空气体积的1/5。
（2）蜡烛燃烧放热，气体逸出装置，装置内压强减小，反应停止后最终进入约1/5体积的水。
（3）在蜡烛熄灭后打开弹簧夹前，还振荡了瓶中的石灰水，使生成的二氧化碳与石灰水充分接触，发生反应；该操作发生的反应为二氧化碳和氢氧化钙生成碳酸钙和水，化学方程式为CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O。
（4）把点燃的红磷伸入集气瓶内，燃烧一段时间后再熄灭，说明瓶内还有氧气，蜡烛燃烧熄灭后剩余气体中含有氧气，因此蜡烛不能测定空气中氧气含量。
（5）镁与氧气反应，发出白光，生成氧化镁白色固体，而装置内有氮气，故黄色固体物质不是镁与氧气反应的生成物，而是与氮气反应的生成物。
（6）36g镁在氮气中完全反应可以得到50g氮化镁，则氮气的质量为50g-36g=14g，氮化镁中镁原子和氮原子的个数比为，故氮化镁的化学式为Mg3N2。
（7）根据质量守恒定律知，反应前后元素种类不变，故刺激性气体应为氨气，即氮化镁和水生成氢氧化镁和氨气，化学方程式是Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3↑。
18. （广东省广州市越秀区2022-2023学年九年级上学期期末）人类对空气成分的探究经历了艰辛的过程。
（1）18世纪拉瓦锡为研究空气成分，用上图所示装置持续加热12天，直到曲颈甑中红色粉末不再增加。
①红色粉末(HgO)的物质名称是________。
②为保证实验的科学性，下列数据必须测量的有________。(填标号)
A.实验前后曲颈甑和玻璃钟罩内的气体体积
B.实验前后气体的温度和压强
C.汞槽的容积
（2）下图是仿照拉瓦锡钟罩实验原理设计的装置。
①实验时，红磷燃烧的化学方程式是________。
②如果没有弹簧夹，实验结果会________(填“偏大”“偏小”或“不变”)，原因是________。
（3）现在用氧气传感器可直接测量氧气含量。有一种电池型氧气传感器，是利用反应。产生电流，通过测试电流的大小来判定氧气含量。
①此化学方程式中的X是________。(填化学式)
②若在上题(2)实验前，将此氧气传感器固定在集气瓶内。请在坐标图上，画出实验时瓶内气体中，氧气的体积分数随时间变化的趋势。_____
【答案】（1） ①. 氧化汞 ②. AB
（2） ①. ②. 偏大 ③. 红磷燃烧放热，使部分气体受热膨胀逸出，导致进入瓶内水量增多，导致测量结果偏大
（3） ①. Pb ②.
【解析】
（1）根据化学式的读法，可知HgO的物质名称为氧化汞；
A、通过实验前后曲颈甑和玻璃钟罩内的气体体积对比，才能计算出消耗氧气的体积，故符合题意；
B、实验前后气体的温度和压强不同，会导致进入玻璃钟罩内汞的体积不同，故符合题意；
C、汞槽的容积对测量氧气的含量没有影响，故不符合题意。
故选AB。
（2）红磷和氧气在点燃的条件下反应，生成五氧化二磷，其反应的化学方程式为：；
如果没有弹簧夹，实验结果会偏大；因为如果没有弹簧夹，红磷燃烧放热，使部分气体受热膨胀逸出，导致进入瓶内水量增多，导致测量结果偏大；
故答案为：；偏大；红磷燃烧放热，使部分气体受热膨胀逸出，导致进入瓶内水量增多，导致测量结果偏大；
（3）根据反应前后原子的种类和数目不变，反应前的原子的种类为：O、H，原子个数依次为：4、4；反应后的原子种类有：Pb、O、H，原子个数依次为：2、4、4；所以反应前有2个Pb原子，由于X的化学计量系数是2 ，所以X中只含有1个Pb，其化学式为：Pb；
由于集气瓶内氧气约占空气的体积分数为21%，随着反应的进行氧气被消耗，当氧气的体积分数降到一定程度时，不再反应，当温度降至室温后，导管中氧气会进入集气瓶，使氧气的体积分数增大，所以实验时瓶内气体中，氧气的体积分数随时间变化的趋势图为：
课程标准
学习目标
1.认识空气是宝贵的自然资源，形成保护和节约资源的可持续发展意识与社会责任。
2.能举例说明物质性质的广泛应用及性质与用途的关系；
3.体会科学地利用物质性质对提高人们的生活质量具有重要作用。（新增）
4. 知道物质可以分为纯净物和混合物。
1. 知道空气是宝贵的自然资源。
2. 探究空气中氧气的含量。
3. 了解空气的组成
4．理解混合物和纯净物的概念。
实验一：汞与氧气反应
实验二：氧化汞受热分解
实验原理
汞 + 氧气 氧化汞
氧化汞 汞 + 氧气
实验步骤
将少量汞放在密闭容器里连续加热12天
将汞表面上所生成的红色粉末收集起来，放在另一个较小的容器里再加强热
实验现象
部分银白色的液态汞变成红色粉末，容器里空气的体积约减少了1/5
红色粉末又变成了银白色物质，得到的气体的体积恰好等于密闭容器里所减少的体积
实验结论
空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的1/5
空气成分
氮气N2
氧气O2
稀有气体
二氧化碳CO2
其他气体和杂质
体积分数
78%
21%
0.94%
0.03%
0.03%
实验装置
实验现象
实验结论
一部分银白色的液态汞变成红色粉末，容器里空气的体积的体积差不多减少了1/5
空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的1/5。
反应的文字表达式：
汞+氧气 氧化汞
实验操作
检查装置的气密性，在集气瓶内加入少量水，并将水面上方空间分为5等份。用止水夹夹紧胶皮管。点燃燃烧匙内的红磷后，立即伸入瓶中并把塞子塞紧，观察红磷燃烧的现象。待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察实验现象及水面的变化情况。
实验现象
红磷燃烧，产生______火焰，放热，生成大量______，冷却后，打开弹簧夹，__________________，进入水的体积约占集气瓶内空气总体积的______
实验分析
红磷燃烧消耗密闭容器内空气中的______，使密闭容器内压强______，内外形成了________，在大气压的作用下，进入容器内水的体积即为减少的氧气的体积
实验原理
在这一反应中，红磷(化学符号P)与空气中的氧气反应，生成五氧化二磷(符号P2O5)。文字表达式为____________________________。
实验结论
氧气约占空气体积的_____。
1.实验现象：产生大量白烟，放热；水沿导管进入集气瓶内约占集气瓶容积的1／5。
2.原理：红磷燃烧消耗密闭容器的氧气，生成固体，使密闭容器内压强减小
3.表达式：红磷+氧气 点燃 五氧化二磷；P + O2 点燃 P2O5
4.结论：空气中的氧气约占空气总体积的1/5。
实验装置
实验现象
实验结论
一部分银白色的液态汞变成红色粉末，容器里空气的体积的体积差不多减少了1/5
空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的1/5。
反应的文字表达式：
汞+氧气 氧化汞
1.实验现象：产生大量白烟，放热；水沿导管进入集气瓶内约占集气瓶容积的1／5。
2.原理：红磷燃烧消耗密闭容器的氧气，生成固体，使密闭容器内压强减小
3.表达式：红磷+氧气 点燃 五氧化二磷；P + O2 点燃 P2O5
4.结论：空气中的氧气约占空气总体积的1/5。
空气成分
氮气N2
氧气O2
稀有气体
二氧化碳CO2
其他气体和杂质
体积分数
78%
21%
0.94%
0.03%
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