第05講 空氣的組成（原卷版）-新九年級化學(xué)暑假提升講義（人教版）

第05講空氣的組成模塊一思維導(dǎo)圖串知識模塊二基礎(chǔ)知識全梳理（吃透教材）模塊三教材習(xí)題學(xué)解題模塊四核心考點精準(zhǔn)練（5大考點）模塊五小試牛刀過關(guān)測1．了解空氣的組成。2．掌握測定空氣中氧氣含量的實驗。3．理解混合物和純凈物的概念。4．了解數(shù)字化實驗在化學(xué)學(xué)習(xí)中的應(yīng)用。一、空氣中氧氣含量的測定1．拉瓦錫用定量的方法研究空氣的成分實驗裝置實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論一部分銀白色的液態(tài)汞變成色粉末，容器里空氣的體積大約減少了?？諝庥珊徒M成，其中氧氣約占空氣總體積的。2．紅磷燃燒測定空氣中氧氣的含量實驗裝置實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論紅磷燃燒，產(chǎn)生，并放出熱量；冷卻后打開彈簧夾，燒杯中的水，瓶內(nèi)液面上升約。氧氣約占空氣總體積的。反應(yīng)的文字表達(dá)式：，反應(yīng)的符號表達(dá)式：。（1）實驗原理：紅磷燃燒消耗集氣瓶內(nèi)的氧氣，瓶內(nèi)氣體，壓強，冷卻后打開彈簧夾，燒杯內(nèi)的水會被壓入集氣瓶，進入水的體積即為瓶內(nèi)消耗的體積。（2）預(yù)先在集氣瓶里放少量水的目的：。（3）實驗誤差分析：結(jié)果小于1/5，原因可能是：=1\*GB3①；=2\*GB3②；=3\*GB3③。結(jié)果大于1/5，原因可能是：①；②。（4）倒吸進集氣瓶的水不能充滿整個集氣瓶的原因：。（5）剩余氣體的性質(zhì)：物理性質(zhì)：；化學(xué)性質(zhì)：。3．測定空氣中氧氣含量的數(shù)字化實驗實驗裝置實驗步驟將氧氣傳感器與數(shù)據(jù)采集器、計算機連接；把氧氣傳感器插入盛有空氣的容器，采集數(shù)據(jù)；通過相關(guān)軟件處理數(shù)據(jù)，并在計算機屏幕上顯示空氣中氧氣的含量。數(shù)字化實驗優(yōu)點：直觀、可視，能夠?qū)⒒瘜W(xué)實驗過程中肉眼觀察不到的一些微觀事物如分子、離子、壓強、濃度等，通過傳感器轉(zhuǎn)化為電信號，然后通過數(shù)據(jù)采集器進入電腦，將實驗過程中的各種變化量，用等直觀形式表現(xiàn)出來。二、空氣的組成1．空氣的成分和含量空氣成分氮氣N2氧氣O2稀有氣體二氧化碳CO2其他體積分?jǐn)?shù)2．稀有氣體包括、、、氪、氙和氡。三、混合物和純凈物1.混合物：由的物質(zhì)混合而成的物質(zhì)，如空氣、糖水、食鹽水等。組成混合物的各種成分保持著它們各自的性質(zhì)。2.純凈物：只由組成的物質(zhì)。純凈物可以用來表示。如氧氣可表示為O2，二氧化碳可表示為CO2等。教材習(xí)題03下列物質(zhì)中，屬于混合物的是（）。A．冰 B．液態(tài)氧 C．五氧化二磷D．蠟燭燃燒后的產(chǎn)物解題方法混合物和純凈物的區(qū)別在于是否由一種物質(zhì)組成。蠟燭燃燒后的產(chǎn)物有水和二氧化碳?！敬鸢浮拷滩牧?xí)題05現(xiàn)有下列物質(zhì)：①氧氣、②人體呼出的氣體、③液氧、④空氣中的稀有氣體、=5\*GB3⑤二氧化碳、⑥潔凈的空氣，其中屬于純凈物的是（填序號）。請從中選出一種混合物并說明其中的成分：。解題方法混合物和純凈物的區(qū)別在于是否由一種物質(zhì)組成。人體呼出的氣體含氮氣、二氧化碳和水蒸氣等，稀有氣體包括氦、氖、氬、氪、氙和氡，潔凈的空氣中含氮氣和氧氣等?！敬鸢浮靠键c一拉瓦錫研究空氣的成分1．英國物理學(xué)家、化學(xué)家波義耳和法國化學(xué)家拉瓦錫曾做過貌似相同的兩個實驗，實驗如下圖，關(guān)于這兩個實驗的說法正確的是（）。A．兩個實驗均可用于測定空氣中氧氣的含量B．兩個實驗中，曲頸甑內(nèi)汞的表面都有黑色物質(zhì)生成C．拉瓦錫的實驗中，玻璃鐘罩內(nèi)汞的液面逐漸上升，達(dá)到一定高度后不再變化D．波義耳的實驗中，曲頸甑內(nèi)物質(zhì)加熱后質(zhì)量增加的現(xiàn)象不能用質(zhì)量守恒定律來解釋2．人類對空氣成分的探究經(jīng)歷了艱辛的過程。拉瓦錫被后世尊稱為“近代化學(xué)之父”。18世紀(jì)拉瓦錫為研究空氣成分時，用如圖所示裝置持續(xù)加熱12天，直到曲頸瓶中紅色粉末不再增加。（1）在密閉容器中，空氣中的氧氣與反應(yīng)，生成固態(tài)物質(zhì)。（2）為保證實驗的科學(xué)性，下列數(shù)據(jù)必須測量的有_____。（填標(biāo)號）A．實驗前后曲頸瓶內(nèi)的氣體體積 B．實驗前后玻璃鐘罩內(nèi)的氣體體積 C．汞槽的容積3．拉瓦錫被稱為“現(xiàn)代化學(xué)之父”，讓我們共同跟隨他的足跡進行科學(xué)探究。圖1圖2【經(jīng)典實驗回顧】（1）二百多年前，法國化學(xué)家拉瓦錫利用圖1裝置進行實驗，發(fā)現(xiàn)有一部分銀白色的液態(tài)汞變成紅色粉末，將紅色粉末收集起來，放在另一個較小的容器里再加強熱，得到了汞和氧氣，結(jié)果生成的氧氣體積（選填“>”、“=”、“<”）密閉容器里減少的體積，將得到的氧氣導(dǎo)回密閉容器，所得氣體和空氣性質(zhì)完全相同。他得出結(jié)論：空氣由氧氣和氮氣組成，其中氧氣約占空氣總體積。（2）根據(jù)圖2資料卡片，選用汞的優(yōu)點中不可能是_______（填序號）。A．在汞槽中起到液封作用B．汞蒸氣與氧氣反應(yīng)能將密閉容器空氣中的氧氣幾乎耗盡C．實驗過程中沒有污染D．生成的化合物加熱分解又能得到汞和氧氣考點二紅磷燃燒測定空氣中氧氣的含量4．如圖裝置常用來測定空氣中氧氣的含量。下列對該實驗的認(rèn)識正確的是（）。A．紅磷燃燒產(chǎn)生大量白色煙霧 B．燃燒匙中的紅磷可以換成蠟燭C．該實驗可說明氮氣難溶于水 D．紅磷的量不足不影響進入集氣瓶中水的體積5．圖中是實驗室測量空氣中氧氣含量的裝置，有關(guān)該實驗說法錯誤的是（）。A．點燃紅磷后要迅速伸入集氣瓶中，并蓋緊橡膠塞B．紅磷燃燒結(jié)束后，冷卻至室溫打開止水夾進行觀察C．反應(yīng)結(jié)束后發(fā)現(xiàn)進入集氣瓶中的水小于，可能的原因是裝置漏氣D．可以將紅磷改成木炭進行實驗6．如圖為測定空氣里氧氣的含量裝置圖，請回答下列問題。（1）紅磷燃燒時的現(xiàn)象是。（2）反應(yīng)停止，裝置冷卻后打開彈簧夾，發(fā)現(xiàn)進入集氣瓶中水的體積超過集氣瓶中原空氣體積的，原因可能是（填一種）?？键c三數(shù)字化實驗測定空氣中氧氣的含量7．拉瓦錫用定量的方法研究了空氣的成分。某興趣小組利用氧氣傳感器來檢測足量紅磷燃燒過程中氧氣的含量，如下圖所示，下列判斷正確的是（）。A．a(chǎn)點時容器內(nèi)氮氣體積分?jǐn)?shù)為85%B．由圖可知，物質(zhì)燃燒結(jié)束時氧氣濃度為0C．此實驗測得空氣中氧氣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18%D．密閉容器內(nèi)水的作用是降溫、吸收有害的五氧化二磷8．用圖甲所示裝置測定空氣中氧氣的含量，其中燃燒匙內(nèi)的白磷用電加熱裝置點燃，瓶內(nèi)氣壓用氣體壓強傳感器測定，其變化如圖乙所示，則下列分析合理的是（）。A．該反應(yīng)中的白磷要足量，目的是消耗盡集氣瓶內(nèi)的O2避免實驗誤差B．在t1時刻后，集氣瓶內(nèi)氣壓顯著增加，其原因是白磷燃燒的產(chǎn)物所致C．在t1－t3這段時間內(nèi)，集氣瓶內(nèi)溫度始終保持不變D．t3時刻打開止水夾，瓶內(nèi)氣體體積變大9．某興趣小組利用圖1所示的裝置測定空氣中氧氣的含量，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制的圖像如圖2所示。下列說法中錯誤的是（）。A．圖1中隔熱層的主要目的是防止熱量散失B．c點時裝置內(nèi)的溫度就是g點時裝置內(nèi)的溫度C．f點時紅磷燃燒結(jié)束，氧氣還有剩余D．此實驗測得空氣中氧氣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18%考點四空氣的成分10．如圖空氣成分示意圖中，其中X表示的是（）。A．氧氣 B．二氧化碳 C．氮氣 D．稀有氣體11．2023年9月21日“天宮課堂”第4課開講。實驗倉內(nèi)使用的“人造空氣”與我們身邊的空氣成分含量基本相同，“人造空氣”中氮氣含量約為（）。A．0.94% B．0.03% C．78% D．21%考點五混合物和純凈物12．日常生活中常見的下列物質(zhì)，屬于純凈物的是（）。A．食醋 B．蒸餾水 C．澄清石灰水 D．加碘鹽13．下列物質(zhì)屬于混合物的是（）。A．五氧化二磷 B．石灰水 C．液態(tài)氮 D．冰水混合物1．通過實驗得出空氣是由氧氣和氮氣組成的這一重要結(jié)論的科學(xué)家是（）。A．拉瓦錫 B．道爾頓 C．門捷列夫 D．阿伏伽德羅2．空氣成分中，體積分?jǐn)?shù)約占78%的是（）。A．氮氣 B．氧氣 C．稀有氣體 D．二氧化碳3．下列屬于純凈物的是（）。A．雨水 B．蔗糖水 C．礦泉水 D．蒸餾水4．物質(zhì)分類是一種化學(xué)觀念。廚房里的下列物質(zhì)屬于純凈物的是（）。A．酸奶 B．冰塊 C．白酒 D．食醋5．下列裝置都可用于測定空氣里氧氣的含量。a、b兩物質(zhì)的選擇正確的是（）。A．a(chǎn)是銅、b是紅磷 B．a(chǎn)是銅、b是木炭 C．a(chǎn)是汞、b是紅磷 D．a(chǎn)是汞、b是木炭6．關(guān)于測定空氣中氧氣含量的實驗，下列說法正確的是（）。A．實驗前止水夾沒有夾緊B．將紅磷換成木炭進行實驗C．待裝置冷卻至室溫后，再打開止水夾D．點燃紅磷緩慢伸入集氣瓶中后，再塞緊瓶塞7．測定空氣里氧氣含量的實驗裝置和步驟如下：（已完成裝置氣密性檢查）①在集氣瓶內(nèi)加入少量水，并將水面上方空間分為5等份；②用彈簧夾夾緊乳膠管；③點燃燃燒匙內(nèi)的紅磷后，立即伸入瓶中并把塞子塞緊，觀察現(xiàn)象；④紅磷熄滅后，立即打開彈簧夾，觀察現(xiàn)象。其中有錯誤的實驗步驟是（）。A．① B．② C．③ D．④8．在課本測定空氣中氧氣含量的實驗中，集氣瓶內(nèi)剩余的氣體主要是氮氣，體積約為集氣瓶空氣體積的4/5。下列結(jié)論與此實驗事實無關(guān)的是（）。A．氮氣不支持燃燒B．氮氣不易溶于水C．氮氣的熔點是﹣209.9℃D．空氣中氮氣和氧氣的體積比約為4：19．下圖所示裝置可用于測定空氣中氧氣的含量，實驗前在集氣瓶內(nèi)加入少量水，并做上記號。下列說法中不正確的是（）。A．集氣瓶內(nèi)加入少量水可防止瓶底炸裂；B．該實驗所用紅磷的量不足可能造成氣體減少的體積小于五分之一C．實驗時，點燃的紅磷要立即伸入集氣瓶中，并塞緊橡膠塞D．紅磷燃燒產(chǎn)生大量的白霧，火焰熄滅后立刻打開彈簧夾10．暖寶寶中的發(fā)熱劑是鐵粉、水和食鹽等，發(fā)熱劑能代替紅磷測定空氣中氧氣含量（裝置見如圖）。以下對此改進實驗的敘述錯誤的是（）。A．此實驗的原理是利用鐵生銹消耗氧氣B．實驗前一定要檢查裝置的氣密性C．此實驗中發(fā)熱劑的多少不影響測量結(jié)果D．此實驗測出氧氣的體積分?jǐn)?shù)約是18.3%11．在今年的化學(xué)活動周中，某校興趣小組同學(xué)在《培養(yǎng)中學(xué)生基本科學(xué)素養(yǎng)的化學(xué)實驗教學(xué)研究》課題組老師的指導(dǎo)下，將課本“測定空氣中氧氣的含量”實驗裝置（如甲圖）改進為新的實驗裝置（如乙圖），改進后的實驗裝置相對于原裝置，以下評價不恰當(dāng)?shù)氖牵ǎ?。A．反應(yīng)容器體積小，藥品消耗少B．裝置簡潔，減少了甲圖裝置中導(dǎo)管引起的誤差C．白磷比紅磷著火點高，使用更安全D．容器內(nèi)徑相等，易準(zhǔn)確推算出空氣中氧氣的含量12．圖1所示裝置可用于測定空氣中氧氣的含量，圖2是用該裝置測得實驗過程中集氣瓶內(nèi)氣壓與時間關(guān)系圖（該裝置氣密性良好，p0是集氣瓶內(nèi)初始?xì)鈮海?。下列說法正確的是（）。A．紅磷的多少對實驗結(jié)果無影響B(tài)．集氣瓶中氣壓瞬間變大是O2迅速消耗造成的C．c點時反應(yīng)剛好停止D．b、c、d點時集氣瓶中所含物質(zhì)相同13．小亮同學(xué)利用下圖所示的裝置測定空氣里氧氣的含量。他先在燃燒匙中放入足量的紅磷，塞緊橡膠塞，然后用凸透鏡聚光照射集氣瓶中的紅磷。（1）由于凸透鏡的聚光作用，使紅磷的溫度，紅磷燃燒；燃燒停止后，燃燒匙里仍有紅磷，燃燒停止的原因是。（2）待完全反應(yīng)冷卻到常溫后，打開彈簧夾觀察到的實驗現(xiàn)象是，說明。（3）實驗中不能用木炭代替紅磷，原因是。14．某科學(xué)興趣小組對“測定空氣中氧氣含量”的實驗進行了改進：將數(shù)顯設(shè)備、氣體壓強傳感器和空氣中氧氣含量測量裝置按下圖連接。裝置氣密性良好，調(diào)節(jié)右邊敞口容器和集氣瓶里的水面相平，此時集氣瓶內(nèi)氣體的體積為V1。關(guān)閉活塞，點燃燃燒匙內(nèi)的紅磷，立即塞緊瓶塞，待火焰熄滅后，過一段時間打開活塞，觀察到集氣瓶中的水位上升。待集氣瓶內(nèi)的水面不再上升時，集氣瓶內(nèi)的氣體體積為V2。然后向右邊容器內(nèi)加入一定量的水至兩邊水面再次相平，此時集氣瓶內(nèi)的氣體體積為V3。在點燃紅磷至打開活塞這一過程中，觀察到數(shù)顯設(shè)備顯示集氣瓶內(nèi)的氣體壓強先上升后下降，再趨于穩(wěn)定。請回答：（1）數(shù)顯設(shè)備顯示，開始一段時間集氣瓶內(nèi)氣體壓強上升，這是因為溫度升高導(dǎo)致的氣壓變化量(選填“大于”、“等于”或“小于”)氧氣量減少導(dǎo)致的氣壓變化量。（2）基于數(shù)顯設(shè)備顯示的氣壓變化，“過一段時間打開活塞”中的“一段時間”指的是火焰熄滅后到所經(jīng)歷的時間。（3）在整個實驗過程中，集氣瓶中減少的氧氣體積為(選填“V1-V2”、“V1-V3”或“V2-V3”)。15．空氣中氧氣含量測定的再認(rèn)識。【經(jīng)典賞析】教材中介紹了拉瓦錫用定量的方法研究了空氣的成分（實驗裝置如圖1）。該實驗中選擇使用汞的優(yōu)點有。A．實驗過程中沒有污染B．在汞槽中起到液封作用C．生成的化合物加熱分解又能得到汞和氧氣D．能將密閉裝置內(nèi)空氣中的氧氣幾乎耗盡【實驗回顧】實驗室常用紅磷燃燒的方法測定空氣中氧氣的含量（裝置如圖2），寫出紅磷燃燒的文字表達(dá)式。興趣小組用該方法測出的氧氣含量常常遠(yuǎn)低于21%?！咎岢鰡栴}】用紅磷燃燒的方法為什么不能