專題2.1空氣（七大題型）-2023-2024學年九年級化學上冊舉一反三（人教版）（原卷版）2

題型梳理專題2.1空氣題型梳理【題型1】拉瓦錫實驗【題型2】空氣中氧氣含量測定實驗及誤差分析【題型3】空氣中氧氣含量測定實驗的改進【題型4】空氣的成分及體積分數【題型5】純凈物和混合物【題型6】空氣中各成分的用途【題型7】空氣污染與防治舉一反三舉一反三【知識點1】空氣中氧氣含量的測定1.實驗原理：紅磷在密閉空間中燃燒消耗氧氣，使得密閉空間中壓強減小，打開彈簧夾后，大氣壓將燒杯中的水壓入集氣瓶中。（壓入的水的體積=被消耗的氧氣的體積）2.實驗現象：①紅磷燃燒，放出熱量，產生大量白煙②裝置冷卻到室溫后打開彈簧夾，燒杯內的水倒流入集氣瓶，約占集氣瓶內氣體體積的1/5。點燃點燃3.實驗結論：氧氣約占空氣總體積的1/5。點燃點燃4.反應原理:文字表達式：磷+氧氣五氧化二磷符號表達式：P+O2P2O55.注意事項：①所用的紅磷必須過量。（若紅磷過少則氧氣沒有充分消耗,測量結果偏小）②要等集氣瓶（裝置）冷卻到室溫后才能打開彈簧夾。（瓶內剩余氣體仍然膨脹，剩余氣體體積偏大，使得進入集氣瓶內的水偏少，測量結果偏?。垩b置的氣密性要好。（漏氣會使外面空氣漏進來，測量結果偏?。芤葕A緊橡皮管，然后再點紅磷，迅速伸入集氣瓶立即塞緊瓶塞。6.液面上升小于1/5原因：裝置漏氣，紅磷量不足，未冷卻完全【題型1】拉瓦錫實驗【例1】在拉瓦錫的經典實驗中（裝置如圖），不屬于使用汞的優(yōu)點的是

A．汞為液態(tài)，在加熱的條件下只與氧氣反應且生成物為固體B．時間足夠長，能將密閉裝置中的氧氣幾乎耗盡C．無法觀察裝置中氣體體積的變化D．得到的氧化汞粉末加熱生成的氣體體積+剩余氣體體積＝原空氣體積【變式11】1774年10月，拉瓦錫利用如圖裝置研究空氣中的新氣體，曲頸甑和玻璃鐘罩內都為汞，最終他確認了一種新氣體，并正式命名為“氧氣”。通過實驗拉瓦錫提出了他的燃燒學說，建立了科學的氧化學說?？茖W史再現：如圖做好實驗準備，調節(jié)玻璃鐘罩與汞槽中的汞液面相平，做好標記，測得玻璃鐘罩內約有36體積的空氣，曲頸甑內約14體積空氣。精確記錄裝置內溫度和氣壓，點燃爐火加熱裝置，約12天判斷已經完全反應熄滅火爐，讓器皿冷卻至初始溫度，移動鐘罩使罩內汞液面再次和汞槽中液面相平，測得裝置總剩余氣體為43體積。反應的化學方程式為：2Hg+O22HgO，汞為銀白色液體，氧化汞(HgO)為紅色固體。(1)判斷拉瓦錫實驗中汞和氧氣已完全反應的依據是。(2)在拉瓦錫實驗中，汞的作用有(寫出兩點)。(3)拉瓦錫實驗測得的空氣中氧氣的體積分數約為?！咀兪?2】人類的生存離不開氧氣，但人類認識氧氣卻經歷了漫長的過程。1774年，法國化學家(填“拉瓦錫”或“門捷列夫”)把少量的汞放入如圖所示的曲頸瓶中，連續(xù)加熱12天后，發(fā)現銀白色的液態(tài)汞變成了紅色的粉末，容器中空氣的體積大約減少。隨后他又將產生的紅色粉末收集于另一容器中并加強熱，發(fā)現又生成了汞和另一種氣體，這種氣體的體積恰好等于之前曲頸瓶中空氣減小的體積。1777年，他將這種氣體正式命名為“氧氣”。已知：紅色粉末是HgO，請寫出曲頸瓶中反應的符號表達式。該實驗能夠粗測空氣中氧氣的體積分數，得益于以下哪些原因(填序號)。A汞能和氧氣發(fā)生反應而不與空氣中其他氣體反應B生成氧化汞常溫下是固態(tài)C汞受熱易變成汞蒸氣與氧氣反應更充分D汞與氧化汞的顏色、狀態(tài)有差別，易于判斷反應物是否過量【變式13】200多年前，法國一位科學家用下圖所示裝置研究了空氣的組成。他把少量汞放在密閉的容器中連續(xù)加熱十二天之久，得到了紅色的氧化汞粉末，同時容器里的空氣的體積差不多減少了五分之一、請回答下列問題。(1)這位科學家的名字是，他是從(填“定性”或“定量”)的角度研究空氣的組成。(2)寫出汞與氧氣反應的文字表達式，基本反應類型為(3)請根據所得信息，寫出本實驗使用汞的一個優(yōu)點：(4)通過實驗，這位科學家得出了空氣由氧氣和氮氣組成，其中氧氣約占空氣總體積1/5的結論。請根據現在的認識，對此結論予以補充。【題型2】空氣中氧氣含量測定實驗及誤差分析【例2】如圖所示裝置可用于測定空氣中氧氣的含量，實驗前在集氣瓶內加入少量水，并做上記號。下列有關該實驗的說法中，正確的是A．紅磷熄滅后應立刻打開彈簧夾B．裝置不漏氣是實驗成功的重要因素之一C．最終瓶中剩余的氣體是純凈的氮氣D．實驗時，只取用極少量紅磷，可減少污染且不影響實驗結果【變式21】在用紅磷燃燒法測定空氣中的氧氣含量的實驗中，化學小組的同學發(fā)現進入集氣瓶中水小于五分之一，小組同學提出以下猜想，其中猜想有錯誤的是①裝置的氣密性差②所用藥品紅磷的量不足③紅磷燃燒后伸入集氣瓶內過慢④紅磷燃燒時彈簧夾未夾緊⑤未等裝置冷卻至室溫就提前打開了彈簧夾A．①② B．②④ C．③⑤ D．③④【變式22】如圖是測定空氣中氧氣含量的裝置圖，回答下列問題：(1)紅磷在集氣瓶中與空氣中的氧氣反應，寫出反應的符號表達式：。(2)該實驗中紅磷稍過量的原因：。(3)紅磷燃燒的現象：色固體燃燒，發(fā)光放熱，產生大量。(4)冷卻后打開彈簧夾后，水進入集氣瓶內的體積小于1/5的原因（答一點）：?！咀兪?3】在空氣中氧氣含量的測定實驗中，興趣小組同學組裝如圖裝置，并展開實驗：

下表為該小組幾位同學的實驗數據（集氣瓶內液面上方的空氣體積為，根據數據進行分析：組別123456進入集氣瓶中水的體積/mL152119223020(1)第1組和第5組數據明顯有錯誤，出現第1組數據的原因可能是什么（答一點即可）？(2)根據第2、3、4、6組數據可得出的結論是什么？【題型3】空氣中氧氣含量測定實驗的改進【例3】下圖所列實驗裝置不能夠用來測定空氣中氧氣含量的是A．B．C． D．【變式31】為測定空氣中氧氣的含量，某化學興趣小組的同學將過量的白磷放入容積為40mL的試管中，用橡皮塞塞緊試管口，通過導管與容積為60mL且潤滑性很好的注射器組成如圖的實驗裝置，則下列說法不正確的是A．實驗過程中觀察到白磷燃燒產生大量白煙B．必須等實驗結束裝置冷卻到室溫之后再讀數C．實驗的白磷可以用木炭代替D．若不使用彈簧夾，實驗最后活塞前沿向左移動停在8mL刻度處【變式32】如圖所示的甲、乙兩個裝置為實驗室測定空氣中氧氣體積分數的改進實驗，實驗前甲裝置內空氣體積為30L(盛裝細銅絲的玻璃管中空氣忽略不計，且銅只能與空氣中氧氣發(fā)生反應)，乙裝置中注射器和硬質玻璃管內空氣體積分別為15mL和25mL。下列有關說法中正確的是A．甲、乙兩個實驗中都可以通過反復推拉注射器使裝置內的氧氣盡可能充分反應B．若甲、乙裝置中停止加熱后立即讀數，則測得裝置內剩余氣體體積將偏小C．若實驗前乙裝置注射器內空氣為5mL，則乙實驗也能得出準確的結論D．乙實驗的過程中，氣球的主要作用是收集尾氣，防止空氣污染【變式33】利用圖甲所示裝置可以測定空氣中氧氣的體積分數，其中燃燒匙內的白磷用電加熱裝置點燃，瓶內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．t1st2s壓強迅速升高到最高點，容器中溫度保持不變B．t2st3s壓強迅速下降，只是瓶內氧氣被消耗的過程C．根據t4s時瓶內的氣壓值，能計算出氧氣約占空氣質量的五分之一D．t5s后的實驗操作是打開彈簧夾使水進入瓶內的過程【知識點2】空氣的成分空氣成分氧氣O2氮氣N2二氧化碳CO2稀有氣體其它氣體和雜質體積分數21%78%0.03%0.94%0.03%【題型4】空氣的成分及體積分數【例4】“天宮課堂”第三課2022年10月12日下午正式開講神舟十四號乘組航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲在“新教室”問天實驗艙帶來了一場精彩的太空科普課。實驗艙里的“人造空氣”與我們身邊的空氣成分含量基本相同，“人造空氣”中氧氣含量約為A．78% B．21% C．0.94% D．0.03%【變式41】某同學深呼吸時，他吸入的空氣中含量最多的是A．氧氣 B．稀有氣體 C．氮氣 D．二氧化碳【變式42】如圖是空氣成分體積含量示意圖，下列有關說法錯誤的是

A．氣體a是氮氣，約占空氣總體積的78% B．氣體a化學性質穩(wěn)定，不與任何物質發(fā)生反應C．氣體b是氧氣，可用于供給動植物的呼吸 D．其他成分包括：稀有氣體、二氧化碳、水蒸氣等【變式43】“火星，我們來了！”。據研究發(fā)現，火星大氣中95%是二氧化碳，其余為少量的氮氣、氬氣等，火星上溫度極低。以下關于火星和地球上大氣成分的對比，說法正確的是A．地球和火星的大氣中都含有氮氣B．火星大氣中沒有稀有氣體，空氣中有C．地球和火星的大氣中二氧化碳的體積分數相同D．地球和火星的大氣中氧氣的體積分數相同【知識點3】物質的簡單分類1.純凈物：由一種物質組成的。（可用化學符號表示）2.混合物：兩種或多種物質組成的。這些物質相互間沒有發(fā)生化學反應，各物質都保持各自的性質?！绢}型5】純凈物和混合物【例5】下列物質屬于純凈物的是A．潔凈的空氣 B．氧氣 C．清澈的河水 D．礦泉水【變式51】下列物質中前者屬于純凈物，后者屬于混合物的是A．澄清石灰水、二氧化錳 B．二氧化碳、凈化后的空氣C．食鹽水、雪碧 D．冰水混合物、液氧【變式52】下列關于純凈物與混合物的說法，正確的是A．氧氣、二氧化碳和潔凈的空氣都是純凈物B．汽水、有冰塊存在的水和水泥砂漿都是混合物C．純凈物由一種物質組成，不能分離出其他成分；混合物由不同種的物質組成，能分離出兩種或多種以上成分D．純凈物沒有固定的組成，混合物有固定的組成【變式53】下列各組物質中，前者屬于混合物，后者屬于純凈物的是A．氮氣、氧氣 B．冰水共存物、四氧化三鐵C．食醋、自來水 D．澄清的石灰水、五氧化二磷【知識點4】空氣是一種寶貴的資源1.各成分用途（1）氧氣：①供動植物呼吸②醫(yī)療急救③金屬切割④煉鋼⑤宇宙航行（2）氮氣：①作保護氣②食品充氮作防腐劑等③用于制造低溫環(huán)境或醫(yī)療上冷凍麻醉④制硝酸和氮肥（3）稀有氣體：①作保護氣②制多種用途的電光源等③氦氣充氣球（密度比空氣小且化學性質穩(wěn)定）④氦氣用于制造低溫環(huán)境2.空氣的污染及防治（1）主要污染物：有害氣體（CO、SO2、氮的氧化物）和煙塵等。目前計入空氣污染指數的項目為CO、SO2、NO2、O3和可吸入顆粒物等。（2）保護空氣：加強大氣質量監(jiān)測，改善環(huán)境狀況，使用清潔能源，工廠的廢氣經處理過后才能排放，積極植樹、造林、種草等（3）與空氣污染有關的環(huán)境問題:臭氧層破壞、溫室效應、酸雨【題型6】空氣中各成分的用途【例6】物質的性質決定用途。下列空氣中各組分的性質與用途具有對應關系的是A．氧氣具有助燃性，可以作燃料B．稀有氣體通電時發(fā)出不同顏色的光，可用作霓虹燈C．氧氣無色無味，可用于醫(yī)療急救D．氮氣化學性質不活潑，可用作生產氮肥【變式61】薯片等易碎食品宜采用充氣包裝袋，下列氣體最不適宜充入的是A．氮氣 B．空氣 C．氧氣 D．二氧化碳【變式62】下列物質用途主要由物理性質決定的是A．氮氣常用作保護氣 B．用于制造硝酸C．液氮制造低溫環(huán)境 D．在食品包裝袋中充入氮氣以防腐【變式63】性質決定用途。下列空氣中各組分的性質與用途具有對應關系的是A．氧氣無色無味，可用于醫(yī)療急救B．氮氣化學性質不活潑，可用作生產氮肥C．二氧化碳能與水反應，可用于制干冰D．氬氣化學性質穩(wěn)定，可用于金屬焊接保護氣【題型7】空氣污染與防治【例7】我國城市及周圍地區(qū)的環(huán)境中，造成空氣污染的主要污染物是A．二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳 B．二氧化硫、二氧化氮、二氧化碳C．二氧化硫、一氧化碳、氧氣 D．二氧化氮、一氧化碳、水蒸氣【變式71】目前不列入我國城市空氣質量監(jiān)測項目的物質是