專(zhuān)題2.1 空氣（七大題型）-2023-2024學(xué)年九年級(jí)化學(xué)上冊(cè)同步舉一反三系列（人教版）（原卷版）

題型梳理專(zhuān)題2.1空氣題型梳理【題型1】拉瓦錫實(shí)驗(yàn)【題型2】空氣中氧氣含量測(cè)定實(shí)驗(yàn)及誤差分析【題型3】空氣中氧氣含量測(cè)定實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)【題型4】空氣的成分及體積分?jǐn)?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(shí)點(diǎn)1】空氣中氧氣含量的測(cè)定1.實(shí)驗(yàn)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(qiáng)減小，打開(kāi)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(shí)驗(yàn)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(kāi)彈簧夾，燒杯內(nèi)的水倒流入集氣瓶，約占集氣瓶?jī)?nèi)氣體體積的1/5。點(diǎn)燃點(diǎn)燃3.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：氧氣約占空氣總體積的1/5。點(diǎn)燃點(diǎn)燃4.反應(yīng)原理:文字表達(dá)式：磷+氧氣五氧化二磷符號(hào)表達(dá)式：P+O2P2O55.注意事項(xiàng)：①所用的紅磷必須過(guò)量。（若紅磷過(guò)少則氧氣沒(méi)有充分消耗,測(cè)量結(jié)果偏?。谝燃瘹馄浚ㄑb置）冷卻到室溫后才能打開(kāi)彈簧夾。（瓶?jī)?nèi)剩余氣體仍然膨脹，剩余氣體體積偏大，使得進(jìn)入集氣瓶?jī)?nèi)的水偏少，測(cè)量結(jié)果偏?。垩b置的氣密性要好。（漏氣會(huì)使外面空氣漏進(jìn)來(lái)，測(cè)量結(jié)果偏?。芤葕A緊橡皮管，然后再點(diǎn)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(shí)驗(yàn)【例1】在拉瓦錫的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)中（裝置如圖），不屬于使用汞的優(yōu)點(diǎn)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(shí)間足夠長(zhǎng)，能將密閉裝置中的氧氣幾乎耗盡C．無(wú)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1-1】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(rèn)了一種新氣體，并正式命名為“氧氣”。通過(guò)實(shí)驗(yàn)拉瓦錫提出了他的燃燒學(xué)說(shuō)，建立了科學(xué)的氧化學(xué)說(shuō)?？茖W(xué)史再現(xiàn)：如圖做好實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備，調(diào)節(jié)玻璃鐘罩與汞槽中的汞液面相平，做好標(biāo)記，測(cè)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(diǎn)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(dòng)鐘罩使罩內(nèi)汞液面再次和汞槽中液面相平，測(cè)得裝置總剩余氣體為43體積。反應(yīng)的化學(xué)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(shí)驗(yàn)中汞和氧氣已完全反應(yīng)的依據(jù)是。(2)在拉瓦錫實(shí)驗(yàn)中，汞的作用有(寫(xiě)出兩點(diǎn))。(3)拉瓦錫實(shí)驗(yàn)測(cè)得的空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)約為?！咀兪?-2】人類(lèi)的生存離不開(kāi)氧氣，但人類(lèi)認(rèn)識(shí)氧氣卻經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的過(guò)程。1774年，法國(guó)化學(xué)家(填“拉瓦錫”或“門(mén)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(qiáng)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(qǐng)寫(xiě)出曲頸瓶中反應(yīng)的符號(hào)表達(dá)式。該實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虼譁y(cè)空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)，得益于以下哪些原因(填序號(hào))。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(guò)量【變式1-3】200多年前，法國(guó)一位科學(xué)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(shí)容器里的空氣的體積差不多減少了五分之一、請(qǐng)回答下列問(wèn)題。(1)這位科學(xué)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(xiě)出汞與氧氣反應(yīng)的文字表達(dá)式，基本反應(yīng)類(lèi)型為(3)請(qǐng)根據(jù)所得信息，寫(xiě)出本實(shí)驗(yàn)使用汞的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)：(4)通過(guò)實(shí)驗(yàn)，這位科學(xué)家得出了空氣由氧氣和氮?dú)饨M成，其中氧氣約占空氣總體積1/5的結(jié)論。請(qǐng)根據(jù)現(xiàn)在的認(rèn)識(shí)，對(duì)此結(jié)論予以補(bǔ)充?！绢}型2】空氣中氧氣含量測(cè)定實(shí)驗(yàn)及誤差分析【例2】如圖所示裝置可用于測(cè)定空氣中氧氣的含量，實(shí)驗(yàn)前在集氣瓶?jī)?nèi)加入少量水，并做上記號(hào)。下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法中，正確的是A．紅磷熄滅后應(yīng)立刻打開(kāi)彈簧夾B．裝置不漏氣是實(shí)驗(yàn)成功的重要因素之一C．最終瓶中剩余的氣體是純凈的氮?dú)釪．實(shí)驗(yàn)時(shí)，只取用極少量紅磷，可減少污染且不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果【變式2-1】在用紅磷燃燒法測(cè)定空氣中的氧氣含量的實(shí)驗(yàn)中，化學(xué)小組的同學(xué)發(fā)現(xiàn)進(jìn)入集氣瓶中水小于五分之一，小組同學(xué)提出以下猜想，其中猜想有錯(cuò)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?jī)?nèi)過(guò)慢④紅磷燃燒時(shí)彈簧夾未夾緊⑤未等裝置冷卻至室溫就提前打開(kāi)了彈簧夾A．①② B．②④ C．③⑤ D．③④【變式2-2】如圖是測(cè)定空氣中氧氣含量的裝置圖，回答下列問(wèn)題：(1)紅磷在集氣瓶中與空氣中的氧氣反應(yīng)，寫(xiě)出反應(yīng)的符號(hào)表達(dá)式：。(2)該實(shí)驗(yàn)中紅磷稍過(guò)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(kāi)彈簧夾后，水進(jìn)入集氣瓶?jī)?nèi)的體積小于1/5的原因（答一點(diǎn)）：?！咀兪?-3】在空氣中氧氣含量的測(cè)定實(shí)驗(yàn)中，興趣小組同學(xué)組裝如圖裝置，并展開(kāi)實(shí)驗(yàn)：

下表為該小組幾位同學(xué)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（集氣瓶?jī)?nèi)液面上方的空氣體積為，根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析：組別123456進(jìn)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(cuò)誤，出現(xiàn)第1組數(shù)據(jù)的原因可能是什么（答一點(diǎn)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(cè)定實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)【例3】下圖所列實(shí)驗(yàn)裝置不能夠用來(lái)測(cè)定空氣中氧氣含量的是A．B．C． D．【變式3-1】為測(cè)定空氣中氧氣的含量，某化學(xué)興趣小組的同學(xué)將過(guò)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(guò)導(dǎo)管與容積為60mL且潤(rùn)滑性很好的注射器組成如圖的實(shí)驗(yàn)裝置，則下列說(shuō)法不正確的是A．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中觀察到白磷燃燒產(chǎn)生大量白煙B．必須等實(shí)驗(yàn)結(jié)束裝置冷卻到室溫之后再讀數(shù)C．實(shí)驗(yàn)的白磷可以用木炭代替D．若不使用彈簧夾，實(shí)驗(yàn)最后活塞前沿向左移動(dòng)停在8mL刻度處【變式3-2】如圖所示的甲、乙兩個(gè)裝置為實(shí)驗(yàn)室測(cè)定空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)的改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)前甲裝置內(nèi)空氣體積為30L(盛裝細(xì)銅絲的玻璃管中空氣忽略不計(jì)，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(shuō)法中正確的是A．甲、乙兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中都可以通過(guò)反復(fù)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(cè)得裝置內(nèi)剩余氣體體積將偏小C．若實(shí)驗(yàn)前乙裝置注射器內(nèi)空氣為5mL，則乙實(shí)驗(yàn)也能得出準(zhǔn)確的結(jié)論D．乙實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，氣球的主要作用是收集尾氣，防止空氣污染【變式3-3】利用圖甲所示裝置可以測(cè)定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)，其中燃燒匙內(nèi)的白磷用電加熱裝置點(diǎn)燃，瓶?jī)?nèi)氣壓用氣體壓強(qiáng)傳感器測(cè)定，其變化如圖乙所示。則下列分析合理的是

A．t1s-t2s壓強(qiáng)迅速升高到最高點(diǎn)，容器中溫度保持不變B．t2s-t3s壓強(qiáng)迅速下降，只是瓶?jī)?nèi)氧氣被消耗的過(guò)程C．根據(jù)t4s時(shí)瓶?jī)?nèi)的氣壓值，能計(jì)算出氧氣約占空氣質(zhì)量的五分之一D．t5s后的實(shí)驗(yàn)操作是打開(kāi)彈簧夾使水進(jìn)入瓶?jī)?nèi)的過(guò)程【知識(shí)點(diǎn)2】空氣的成分空氣成分氧氣O2氮?dú)釴2二氧化碳CO2稀有氣體其它氣體和雜質(zhì)體積分?jǐn)?shù)21%78%0.03%0.94%0.03%【題型4】空氣的成分及體積分?jǐn)?shù)【例4】“天宮課堂”第三課2022年10月12日下午正式開(kāi)講神舟十四號(hào)乘組航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲在“新教室”問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙帶來(lái)了一場(chǎng)精彩的太空科普課。實(shí)驗(yàn)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4-1】某同學(xué)深呼吸時(shí)，他吸入的空氣中含量最多的是A．氧氣 B．稀有氣體 C．氮?dú)?D．二氧化碳【變式4-2】如圖是空氣成分體積含量示意圖，下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A．氣體a是氮?dú)?，約占空氣總體積的78% B．氣體a化學(xué)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(dòng)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4-3】“火星，我們來(lái)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?dú)?、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(duì)比，說(shuō)法正確的是A．地球和火星的大氣中都含有氮?dú)釨．火星大氣中沒(méi)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?jǐn)?shù)相同D．地球和火星的大氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)相同【知識(shí)點(diǎn)3】物質(zhì)的簡(jiǎn)單分類(lèi)1.純凈物：由一種物質(zhì)組成的。（可用化學(xué)符號(hào)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(méi)有發(fā)生化學(xué)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5-1】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5-2】下列關(guān)于純凈物與混合物的說(shuō)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(méi)有固定的組成，混合物有固定的組成【變式5-3】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?dú)?、氧?B．冰水共存物、四氧化三鐵C．食醋、自來(lái)水 D．澄清的石灰水、五氧化二磷【知識(shí)點(diǎn)4】空氣是一種寶貴的資源1.各成分用途（1）氧氣：①供動(dòng)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?dú)猓孩僮鞅Ｗo(hù)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(hù)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(xué)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(jì)入空氣污染指數(shù)的項(xiàng)目為CO、SO2、NO2、O3和可吸入顆粒物等。（2）保護(hù)空氣：加強(qiáng)大氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)，改善環(huán)境狀況，使用清潔能源，工廠的廢氣經(jīng)處理過(guò)后才能排放，積極植樹(shù)、造林、種草等（3）與空氣污染有關(guān)的環(huán)境問(wèn)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(duì)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(shí)發(fā)出不同顏色的光，可用作霓虹燈C．氧氣無(wú)色無(wú)味，可用于醫(yī)療急救D．氮?dú)饣瘜W(xué)性質(zhì)不活潑，可用作生產(chǎn)氮肥【變式6-1】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?dú)?B．空氣 C．氧氣 D．二氧化碳【變式6-2】下列物質(zhì)用途主要由物理性質(zhì)決定的是A．氮?dú)獬Ｓ米鞅Ｗo(hù)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?dú)庖苑栏咀兪?-3】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(duì)應(yīng)關(guān)系的是A．氧氣無(wú)色無(wú)味，可用于醫(yī)療急救B．氮?dú)饣瘜W(xué)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(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可用于金屬焊接保護(hù)氣【題型7】空氣污染與防治【例7】我國(guó)城市及周?chē)貐^(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7-1】目前不列入我國(guó)城市空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的物質(zhì)是