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(shù)【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(xiàn)象：①紅磷燃燒，放出熱量，產(chǎn)生大量白煙②裝置冷卻到室溫后打開彈簧夾，燒杯內(nèi)的水倒流入集氣瓶，約占集氣瓶內(nèi)氣體體積的1/5。點燃點燃3.實驗結(jié)論：氧氣約占空氣總體積的1/5。點燃點燃4.反應(yīng)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(jié)果偏?。谝燃瘹馄浚ㄑb置）冷卻到室溫后才能打開彈簧夾。（瓶內(nèi)剩余氣體仍然膨脹，剩余氣體體積偏大，使得進入集氣瓶內(nèi)的水偏少，測量結(jié)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(jié)果偏小）④要先夾緊橡皮管，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(jīng)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(yīng)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(nèi)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。科學史再現(xiàn)：如圖做好實驗準備，調(diào)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(nèi)約有36體積的空氣，曲頸甑內(nèi)約14體積空氣。精確記錄裝置內(nèi)溫度和氣壓，點燃爐火加熱裝置，約12天判斷已經(jīng)完全反應(yīng)熄滅火爐，讓器皿冷卻至初始溫度，移動鐘罩使罩內(nèi)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(yīng)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(yīng)的依據(jù)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(shù)約為?！咀兪?2】人類的生存離不開氧氣，但人類認識氧氣卻經(jīng)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(xiàn)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(chǎn)生的紅色粉末收集于另一容器中并加強熱，發(fā)現(xiàn)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(yīng)的符號表達式。該實驗能夠粗測空氣中氧氣的體積分數(shù)，得益于以下哪些原因(填序號)。A汞能和氧氣發(fā)生反應(yīng)而不與空氣中其他氣體反應(yīng)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(yīng)更充分D汞與氧化汞的顏色、狀態(tài)有差別，易于判斷反應(yīng)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(yīng)的文字表達式，基本反應(yīng)類型為(3)請根據(jù)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(jié)論。請根據(jù)現(xiàn)在的認識，對此結(jié)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(nèi)加入少量水，并做上記號。下列有關(guān)該實驗的說法中，正確的是A．紅磷熄滅后應(yīng)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(jié)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(xiàn)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(nèi)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(yīng)，寫出反應(yīng)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(xiàn)象：色固體燃燒，發(fā)光放熱，產(chǎn)生大量。(4)冷卻后打開彈簧夾后，水進入集氣瓶內(nèi)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(shù)據(jù)（集氣瓶內(nèi)液面上方的空氣體積為，根據(jù)數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)明顯有錯誤，出現(xiàn)第1組數(shù)據(jù)的原因可能是什么（答一點即可）？(2)根據(jù)第2、3、4、6組數(shù)據(jù)可得出的結(jié)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(chǎn)生大量白煙B．必須等實驗結(jié)束裝置冷卻到室溫之后再讀數(shù)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(shù)的改進實驗，實驗前甲裝置內(nèi)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(yīng))，乙裝置中注射器和硬質(zhì)玻璃管內(nèi)空氣體積分別為15mL和25mL。下列有關(guān)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(nèi)的氧氣盡可能充分反應(yīng)B．若甲、乙裝置中停止加熱后立即讀數(shù)，則測得裝置內(nèi)剩余氣體體積將偏小C．若實驗前乙裝置注射器內(nèi)空氣為5mL，則乙實驗也能得出準確的結(jié)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(shù)，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．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(nèi)氧氣被消耗的過程C．根據(jù)t4s時瓶內(nèi)的氣壓值，能計算出氧氣約占空氣質(zhì)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(nèi)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(zhì)體積分數(shù)21%78%0.03%0.94%0.03%【題型4】空氣的成分及體積分數(shù)【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(guān)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(zhì)穩(wěn)定，不與任何物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)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(jù)研究發(fā)現(xiàn)，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(guān)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(shù)相同D．地球和火星的大氣中氧氣的體積分數(shù)相同【知識點3】物質(zhì)的簡單分類1.純凈物：由一種物質(zhì)組成的。（可用化學符號表示）2.混合物：兩種或多種物質(zhì)組成的。這些物質(zhì)相互間沒有發(fā)生化學反應(yīng)，各物質(zhì)都保持各自的性質(zhì)?！绢}型5】純凈物和混合物【例5】下列物質(zhì)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(zhì)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(guān)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(zhì)組成，不能分離出其他成分；混合物由不同種的物質(zhì)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(zhì)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(zhì)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(shù)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(zhì)量監(jiān)測，改善環(huán)境狀況，使用清潔能源，工廠的廢氣經(jīng)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(guān)的環(huán)境問題:臭氧層破壞、溫室效應(yīng)、酸雨【題型6】空氣中各成分的用途【例6】物質(zhì)的性質(zhì)決定用途。下列空氣中各組分的性質(zhì)與用途具有對應(yīng)關(guān)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(zhì)不活潑，可用作生產(chǎn)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(zhì)用途主要由物理性質(zhì)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(zhì)決定用途。下列空氣中各組分的性質(zhì)與用途具有對應(yīng)關(guān)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(zhì)不活潑，可用作生產(chǎn)氮肥C．二氧化碳能與水反應(yīng)，可用于制干冰D．氬氣化學性質(zhì)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(zhì)量監(jiān)測項目的物質(zhì)是