第2章 空气之谜
第一节 空气
单元大概念素养目标
大概念素养目标 对应新课标内容
了解空气的主要成分,掌握空气中氧气含量的测定方法 探究空气中氧气的含量【P22】
知道物质可以分为纯净物和混合物 能依据物质的组成对物质进行分类,并能识别纯净物和混合物【P20】
掌握氧气的实验室制法 能设计简单实验,制备并检验氧气【P20】
知道氧气的性质,能描述实验现象并能写出反应的表达式 能通过实验说明氧气的主要性质【P20】
基础过关全练
知识点1 空气的组成
1.(2022北京中考)空气的成分中,氧气的体积分数约为 ( )
A.78% B.21% C.0.94% D.0.03%
2.(2023北京十五中期中)酥脆饼干在空气中放置会逐渐变软,说明空气中含有 ( )
A.氮气 B.氧气 C.水蒸气 D.二氧化碳
3.(2022广东中考)下列属于纯净物的是 ( )
A.汽水 B.氢气 C.黄铜 D.空气
4.【教材变式·P25实验改编】拉瓦锡利用汞与氧气的反应研究空气的成分,所用的装置如图。下列分析不合理的是 ( )
A.实验前需检查装置气密性
B.曲颈甑中汞的用量可能会影响实验结果
C.装置内两处容器中汞的作用均是消耗氧气
D.反应结束后需关闭火炉冷却至室温,再测量容器中气体的减少量
知识点2 空气是一种重要的自然资源
5.(2022北京中考)下列不属于氧气用途的是 ( )
A.气焊
B.食品防腐
C.供给呼吸
D.医疗急救
6.【新独家原创】空气是一种重要的自然资源,下列关于空气的说法不正确的是 ( )
A.氮气可以延长药剂的存放期
B.医疗抢救、登山、潜水都需要额外提供氧气
C.灯泡填充稀有气体可经久耐用
D.空气中的氧气来源于绿色植物的呼吸作用
能力提升全练
7.(2022河北中考,3,★☆☆)下列有关空气的说法错误的是 ( )
A.空气是一种宝贵的资源 B.空气中含有稀有气体
C.空气中的氧气极易溶于水 D.空气中氮气的体积分数最大
8.(2022北京人大附中期中,8,★☆☆)下列物质属于纯净物的是 ( )
A.白酒 B.加碘盐 C.制冷剂干冰 D.滴醋
9.(2021北京中考,24,★☆☆)用下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 ( )
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2处
10.【新题型·创新实验】(2022甘肃金昌中考,20,★★☆)小亮同学设计了如图所示的装置测定空气中氧气的含量。下列关于该实验的说法错误的是 ( )
A.该实验利用了铜丝的导热性
B.红磷燃烧结束后,待装置恢复至室温时再读数
C.实验成功的标志为左侧玻璃管内液面约上升到刻度1处
D.实验成功的标志为左侧玻璃管内液面约上升到刻度4处
11.(2022山东青岛市北期中,28,★★☆)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。
甲
乙
(1)在测定空气中氧气含量的实验中,选择反应物的主要依据是 (填字母)。
A.反应物是固体
B.在空气中反应时只消耗空气中的氧气
C.生成物无污染
D.生成物不是气体
(2)写出图甲实验中红磷燃烧的文字表达式: 。
(3)由图甲实验可推知反应后剩余气体的性质是 (任写一条)。
(4)利用图乙装置进行实验,根据提供的实验数据,完成表格内容:
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
该实验结果与理论值有差异,可能的原因是 (列举一条即可)。
(5)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 。
(6)与图甲实验相比,图乙实验的优点是 (任答一点)。
素养探究全练
12.【学科素养·科学探究与实践】(2023北京师大附中月考)在利用红磷燃烧测定空气中氧气含量的实验中,用传感器记录集气瓶中压强、温度随时间变化的情况,如图所示。在a点打开止水夹。下列说法不正确的是 ( )
图1
图2
A.反应开始时压强增大是因为温度升高
B.a点处的压强等于大气压
C.a点的温度已经接近室温
D.a点后气压增大是由于水倒吸入集气瓶
13.【学科素养·科学思维】如图是测定空气中氧气含量的实验。对该实验的认识不正确的是 ( )
装置1
装置2
A.要等到装置冷却至室温后再读数,否则测定结果偏小
B.将该实验中的铜粉换成铁粉,无法达到实验目的
C.将装置1中的气球更换为注射器(见装置2),可使空气与铜粉接触更充分,数据更加准确
D.正确操作情况下,反应消耗氧气的体积应该是反应前注射器内气体和玻璃管内气体体积总和的1/5
答案全解全析
基础过关全练
1.B 空气的成分按体积计算,大约是:氮气占78%、氧气占21%、稀有气体占0.94%、二氧化碳占0.03%、其他气体和杂质占0.03%。
2.C 酥脆的饼干在空气中放置会逐渐变软,说明空气中含有水蒸气。
3.B 汽水中含有水、二氧化碳等多种物质,属于混合物;黄铜是铜的合金,属于混合物;空气是由氧气、氮气、二氧化碳等物质组成的,属于混合物。
4.C 实验前需检查装置气密性,A正确;汞用量过少,无法完全消耗装置内的氧气,会影响实验结果,B正确;汞槽中的汞起到液封作用,不是用来消耗氧气的,C错误;反应结束后需关闭火炉冷却至室温,再测量容器中气体的减少量,否则会影响测量结果,D正确。
5.B 氧气能支持燃烧,可用于气焊;氧气能供给呼吸,可用于医疗急救;氧气的化学性质比较活泼,有利于微生物和细菌的繁殖,不能用于食品防腐。
6.D 空气中的氧气来源于绿色植物的光合作用,呼吸作用消耗氧气。
能力提升全练
7.C 空气是一种宝贵的资源,具有广泛的用途,A正确;空气中含有少量的稀有气体,B正确;氧气不易溶于水,C错误;空气中氮气的体积分数最大,约占空气总体积的78%,D正确。
8.C 酒中含有酒精和水等物质,属于混合物;加碘盐中含有氯化钠、碘酸钾等物质,属于混合物;干冰为固态的二氧化碳,只含一种物质,属于纯净物;食醋中含有醋酸和水等物质,属于混合物。
9.D 集气瓶中产生大量白烟,说明红磷可在空气中燃烧;红磷燃烧一段时间后熄灭,说明氧气耗尽;烧杯中的水倒吸进入集气瓶,说明红磷燃烧消耗了氧气;集气瓶中液面最终上升至2处,说明氧气约占空气总体积的1/5,能表明空气中氧气的含量。
10.D 该实验利用了铜丝的导热性将红磷点燃,A正确;红磷燃烧结束后,待装置恢复至室温时再读数,避免产生误差,B正确;氧气约占空气总体积的,理论上实验成功左侧玻璃管内液面约上升到刻度1处,C正确,D错误。
11.(1)ABD (2)红磷+氧气 五氧化二磷 (3)难溶于水(或不能燃烧也不支持燃烧,合理即可) (4)15% 装置漏气(或铜粉不足或没有冷却至室温就读数,合理即可) (5)使空气充分流动,确保氧气完全反应 (6)实验结果更准确(或更环保,合理即可)
解析 (2)红磷与氧气在点燃的条件下反应生成五氧化二磷。(3)由题图甲实验可推知反应后剩余的气体主要是氮气,其具有难溶于水,不能燃烧,不支持燃烧等性质。(4)实验测得空气中氧气的体积分数为×100%=15%;该实验结果与理论值有差异,可能的原因是装置漏气、铜粉不足、没有冷却至室温就读数等。(6)与题图甲实验相比,题图乙实验的装置始终密闭,反应产生的五氧化二磷不会排放到空气中,故题图乙实验更环保,实验结果更准确。
素养探究全练
12.B 反应开始时,红磷燃烧放热,温度升高,压强增大,A正确;由题图信息可知,a点处温度接近室温,压强小于大气压,B错误,C正确;a点后气压增大是因为打开弹簧夹后,水进入集气瓶,D正确。
13.B 停止加热后,要等到装置冷却至室温后再读数,否则剩余的气体处于膨胀状态,会导致测定结果偏小,A正确;在加热的条件下,铁也能与空气中的氧气反应,因此将该实验中的铜粉换成铁粉也能达到实验目的,B错误;将装置1中的气球更换为注射器(见装置2),可使装置内的空气充分流通,使空气与铜粉接触更充分,数据更加准确,C正确;氧气约占空气总体积的1/5,故正确操作情况下,反应消耗氧气的总体积应该是反应前注射器内气体和玻璃管内气体体积总和的1/5,D正确。
