初中化学鲁教版九年级上册第一节 空气的成分第1课时课时训练

这是一份初中化学鲁教版九年级上册第一节 空气的成分第1课时课时训练，共10页。试卷主要包含了空气的成分，空气中氧气含量的测定，下列关于空气的说法正确的是，空气是一种宝贵的自然资源等内容，欢迎下载使用。

第四单元 我们周围的空气
第一节 空气的成分
第1课时 空气的组成
1．空气的成分(体积分数)
特别提醒：空气中各成分所占的是体积分数而不是质量分数。
2．空气中氧气含量的测定
(1)实验现象为铜粉由红色变黑色，注射器缩进约气体总体积的1/5。
(2)文字表达式为铜＋氧气 eq \(――→,\s\up7(△)) 氧化铜。
(3)实验结论：氧气约占空气体积的1/5。
(4)误差分析：测得氧气体积偏小，可能的原因有__铜粉量不足、未冷却到室温就读数、__装置漏气。
特别提醒：该实验中未在注射器和玻璃管间使用弹簧夹，消耗的氧气为注射器和玻璃管中的总和。
1．上述“空气中氧气含量的测定”实验中，铜粉的替代品需要满足什么条件？
提示：只能与空气中的氧气反应，且生成物为固体。
2．气球的作用是什么？
提示：(1)便于气体流通，使气体与铜粉充分反应；
(2)缓冲气压防止加热时气体膨胀将橡皮塞冲出。
典例:(2022·青岛市北区质检)实验是科学探究的重要方法。如图是测定空气中氧气含量的两套实验装置，请结合图示回答下列有关问题。
【查阅资料】红磷在空气中燃烧能生成五氧化二磷，五氧化二磷能刺激人的呼吸道，是一种空气污染物。
(1)写出图甲实验中红磷燃烧的符号表达式：
__P＋O2 eq \(――→,\s\up7(点燃)) P2O5__。
(2)红磷足量，由图甲实验可推知反应后剩余气体的性质：__难溶于水(或不能燃烧或不支持燃烧)__(任写一条)。
(3)利用图乙装置进行实验，根据提供的实验数据，完成下表：
该实验结果与理论值有差异，可能的原因是__没有缓慢来回推拉注射器(或装置漏气或铜不足或没有冷却至室温就读数等)__(列举一条即可)。
(4)利用图乙装置进行实验，需要来回推拉注射器活塞，其目的是__使空气充分流动，确保氧气完全反应__。
(5)与图甲实验相比，图乙实验的优点是__实验结果更准确(或更环保)__(任答一点)。
解析:(1)红磷燃烧的符号表达式：P＋O2 eq \(――→,\s\up7(点燃)) P2O5。(2)红磷足量，由图甲实验可推知反应后剩余气体的性质：难溶于水，不能燃烧，不支持燃烧。(3)实验测得空气中氧气的体积分数＝ eq \f(25 mL－13 mL,25 mL＋55 mL) ×100%＝15%；该实验结果与理论值有差异，可能的原因是没有缓慢来回推拉注射器、装置漏气、铜不足、没有冷却至室温就读数等。(4)利用图乙装置进行实验，需要来回推拉注射器活塞，其目的是使空气充分流动，确保氧气完全反应。(5)与图甲实验相比，图乙实验的优点是实验结果更准确、更环保。
(6)已知木炭在空气中燃烧生成二氧化碳气体。图甲中若改为木炭能否达到实验目的？__不能__，原因是__木炭燃烧产生二氧化碳气体，导致装置内外压强变化不大，使测量结果不准确__。
解析:(6)木炭燃烧产生二氧化碳气体，导致装置内外压强变化不大，使测量结果不准确。
空气中氧气含量的测定实验
测定空气中氧气含量的装置虽然不同，但解题方法相同，需要明确以下几点：
1．选择药品应满足的条件
(1)在空气中加热时只与空气中的氧气反应(铜粉或红磷等)。
(2)该物质反应后生成物为固体。
2．实验成功的关键
(1)药品：反应物要足量。
(2)装置：气密性要好。
(3)操作：(顺序)要规范。
1．空气是一种宝贵的自然资源。在空气的成分中，含量最多的是(B)
A．O2 B．N2 C．CO2 D．稀有气体
解析:空气中各成分的体积分数分别是氮气大约占78%、氧气大约占21%、稀有气体大约占0.934%、二氧化碳大约占0.034%、水蒸气和其他气体和杂质大约占0.002%，含量最多的是氮气。
2．如图为空气成分示意图(按体积计算)，其中“乙”代表的是(B)
A.氮气 B．氧气
C．稀有气体 D．二氧化碳
解析:氮气大约占空气体积的78%，故A错误；氧气大约占空气体积的21%，因此乙是氧气，故B正确；稀有气体大约占空气体积的0.934%，故C错误；二氧化碳大约占空气体积的0.034%，故D错误。
3．(2021·常德中考)空气中下列各成分所占的体积由小到大的顺序是(A)
①氧气 ②氮气 ③二氧化碳 ④稀有气体
A．③④①② B．④③①②
C．②①④③ D．①③②④
解析:空气中各成分的体积含量约为氮气78%、氧气21%、稀有气体0.934%、二氧化碳0.034%。
4．下列关于空气的说法正确的是(B)
A．空气由空气分子构成
B．氮气、氧气等能比较均匀地混合在一起
C．氮气、氧气的质量比约为4∶1
D．氮气、氧气混合后各自的化学性质发生改变
解析:空气是混合物，由氮气分子、氧气分子等混合而成，A错误；混合物中各物质均匀混合在一起，B正确；N2、O2的体积比为78∶21，约为4∶1，C错误；混合物中各成分保持各自的化学性质，D错误。
5．用如图所示装置来测定空气中氧气的含量，对该实验认识错误的是(D)
A.铜粉用量的多少，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总体积应该是反应前注射器内气体体积的 eq \f(1,5)
解析:铜粉必须足量，量太少会导致结果偏小，A正确；如不冷却到室温，则结果偏小，故应冷却到室温，B正确；气球的作用是调节气压，使氧气完全反应，C正确；实验中未使用弹簧夹，消耗的氧气为注射器和玻璃管中氧气的和，D错误。
6．如图所示是某同学测定空气中氧气含量的装置，玻璃管中装的是细铜丝。
(1)若加热前，两注射器组成的密闭系统中有50 mL空气，停止加热冷却到室温后，理论上密闭容器中剩余的气体的体积为__40__mL，由此证明空气中氧气约占空气总体积的____；
(2)反应的文字表达式为__铜＋氧气 eq \(――→,\s\up7(△)) 氧化铜__，该反应的反应类型是__化合__(填基本反应类型)反应；
(3)停止加热冷却至室温，注射器内气体减少的体积小于 eq \f(1,5) ，其原因可能是__装置漏气(或细铜丝量不足或未冷却至室温就读数等)__。(答出一条即可)
解析:(1)由于铜反应只消耗掉了空气中的氧气，理论上密闭容器中剩余的气体的体积为40 mL，由此证明空气中氧气约占空气总体积的 eq \f(1,5) ；(2)铜和氧气在加热的条件下生成氧化铜，该反应符合“多变一”的特征，属于化合反应；(3)最后减少的体积小于 eq \f(1,5) ，原因可能是装置漏气、细铜丝量不足、未冷却至室温就读数等。
7．空气是一种宝贵的自然资源。下列说法正确的是(B)
A．洁净的空气是纯净物
B．空气中体积分数最大的是氮气
C．氢气是空气的重要成分，常用作燃料
D．空气中臭氧(O3)含量少，是稀有气体
解析:空气含有多种物质，属于混合物，A错误；氮气大约占空气体积的78%，空气中体积分数最大的是氮气，B正确；氢气不是空气的成分，C错误；空气中臭氧(O3)含量少，但不属于稀有气体，稀有气体是氦、氖、氩等气体的总称，D错误。
8．水下作业时潜水员需要呼吸富氧空气。富氧空气中氧气的含量高于普通空气中的含量，富氧空气中氧气与其他气体的体积比可以是(D)
A．1∶6 B．1∶5 C．1∶4 D．1∶1
解析:空气的成分主要以氮气和氧气为主，氧气约占 eq \f(1,5) ，氮气约占 eq \f(4,5) ，即空气中氧气和氮气的体积比大约为1∶4，而富氧空气中氧气的含量高于普通空气中氧气的含量，因此富氧空气中氧气与其他气体的体积比大于1∶4。
9.(2021·北京中考)用如图装置可验证空气中O2的含量。下列现象能表明O2含量的是(D)
A．集气瓶中产生大量白烟
B．红磷燃烧一段时间后熄灭
C．烧杯中的水倒吸进入集气瓶
D．集气瓶中水面最终上升至1处
解析:集气瓶中产生大量白烟，只能说明五氧化二磷是白色固体，不能表明空气中O2的含量，A错误；红磷燃烧一段时间后熄灭，说明氧气耗尽，不能表明空气中O2的含量，B错误；烧杯中的水倒吸进入集气瓶，说明瓶内气压降低，但不能表明空气中O2的含量，C错误；瓶中液面最终上升至1处，说明氧气约占空气总体积的 eq \f(1,5) ，能表明空气中O2的含量，D正确。
10．火星上温度极低，常年在－90～－5 ℃，火星大气中主要含有二氧化碳(体积分数约为95%)，其余为少量的氮气、氩气等。
(1)火星大气属于__混合物__(填“混合物”或“纯净物”)。
(2)请根据火星大气的成分分析，下列说法正确的是__D__(填字母标号)。
A．火星环境适宜人类生存
B．火星大气中氮气的体积分数大于地球空气中氮气的体积分数
C．火星大气中没有稀有气体，地球空气中有
D．可用澄清石灰水鉴别火星大气和地球空气
解析:(1)火星大气中主要含有二氧化碳(体积分数约为95%)，其余为少量的氮气、氩气等，故火星大气属于混合物。(2)火星上没有氧气，故火星环境不适宜人类生存，故A错误；火星大气中氮气的体积分数小于5%，地球空气中氮气的体积分数约为78%，火星大气中氮气的体积分数小于地球空气中氮气的体积分数，故B错误；火星大气中含氩气，氩气属于稀有气体，故C错误；火星大气中约含二氧化碳95%，可用澄清石灰水鉴别火星大气和地球空气，澄清石灰水变浑浊的是火星大气，不变浑浊的是地球空气，故D正确。
11．(2021·丽水中考)建构合理的思维模型，既能促进深度学习，又能提高思维品质。小科建构了“两组分混合物含量测定”的思维模型：
运用该模型对教材中“测定空气中氧气的含量”的实验进行了再探究：忽略含量很低的其他物质，空气可以看成由氮气和氧气组成的两组分混合物。
【探究一】根据沸点低的组分先气化的性质，测定混合物中某组分的含量。
(1)将空气转变为液态空气，液氮先气化。从建模角度分析，该操作属于上述思维模型中的__分离转移__；
【探究二】根据混合物中某组分发生化学反应，测定混合物中某组分的含量。
(2)按图甲装置测定空气中氧气含量时，止水夹最合理的打开时间是__冷却到室温时__(填“反应刚结束时”或“冷却到室温时”)；
(3)【继续探究】运用上述思维模型，小科又设计了图乙的实验装置，其“测定空气中氧气的含量”的原理是__铜和装置中的氧气反应，生成氧化铜固体，装置内的气体冷却到室温时注射器内减少的体积即为装置内氧气的体积，氧气的体积与反应前装置内的总体积之比即为氧气的含量____。
解析:(1)将空气转变为液态空气，液氮的沸点低先气化，从混合物中分离出来，并没有转化为新的物质，因此从建模角度分析，该操作属于上述思维模型中的分离转移；(2)为了使测量结果更准确，装置内的压强差最大，因此应等集气瓶冷却至室温时再打开止水夹；(3)图乙装置中，测定空气中氧气的含量的原理是铜和装置中的氧气反应，生成氧化铜固体，装置内的气体冷却到室温时注射器内减少的体积即为装置内氧气的体积，氧气的体积与反应前装置内的总体积之比即为氧气的含量。
小组讨论会
已知：木炭＋氧气 eq \(――→,\s\up7(点燃)) 二氧化碳、
磷＋氧气 eq \(――→,\s\up7(点燃)) 五氧化二磷(五氧化二磷是固体)、
镁＋氧气 eq \(――→,\s\up7(点燃)) 氧化镁、
镁＋氮气 eq \(――→,\s\up7(点燃)) 氮化镁。
请小组讨论：木炭、红磷和镁三种物质中哪种物质可用于测定空气中氧气的含量？
提示：红磷可用于测定空气中氧气的含量。木炭燃烧生成二氧化碳气体，会导致容器内压强变化不明显，导致测量结果不准确。镁不仅与空气中的氧气反应，还与氮气反应，因此导致测量结果偏大。
成分
氮气
氧气
氩气
二氧化碳
其他气体
含量%
78%
21%
0.934%
0.034%
0.002%
硬质玻璃管中空气的体积
反应前注射器中空气的体积
反应后注射器中气体的体积
实验测得空气中氧气的体积分数
55 mL
25 mL
13 mL
__15%__