专题02 空气 氧气-2024年九年级化学寒假培优专项训练（沪教版）

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2024年九年级化学寒假培优专项训练

专题02 空气 氧气

姓名：_________ 班级：_________ 学号：_________

考点一 空气的组成及应用

1．空气中各种成分的含量

按______分数算，氮气约占______，氧气约占______，稀有气体约占______，二氧化碳约占______。

2．红磷燃烧测定空气里氧气含量实验

（1）实验现象：红磷燃烧__________________；冷却后打开弹簧夹，__________________________。

（2）实验结论：________________________________。

（3）反应的化学方程式：________________________________。

（4）为何不能用碳，硫代替红磷：______________________________。

为何不能用铁丝代替红磷：________________________________。

(5)误差分析：

若结果小于1/5，原因可能是：①________________；②________________；③________________。

若结果大于1/5，原因可能是：①红磷燃烧时，_______________；②燃烧匙伸入集气瓶后________________。

3．空气中各种成分的用途

（1）氮气用途

①化学性质不活泼，作________________，如：填充灯泡，延长使用寿命；食品包装中充氮气以防腐。

②液氮在医疗上用于________________。

③液氮用于磁悬浮列车（超导材料显示_______性能）。

（2）氧气用途

①______________：用于潜水、医疗急救等。

②支持燃烧，具有      性：用于炼钢、气焊等。

（3）稀有气体用途：包括_______、_______、_______、氪、氙、氡等。

①化学性质很不活泼，用作______________。

②通电时会发出不同颜色的光，用作______________。

（4）二氧化碳用途

①植物______________的原料。

②用于灭火。

③干冰用于______________等。

3．空气污染

（1）污染物：①气体污染物有：____、臭氧、____、NO₂；②固体污染物：________________、细颗粒物PM_2.5。

（2）空气质量污染指数越大，空气的质量级别越高，空气质量越________。

考点二 氧气

1．氧气的物理性质

标准状况下，无色、无味的气体，密度比空气的____，________溶于水，液态为________色。

2．氧气的化学性质

（1）硫在空气中燃烧

①实验现象：火焰呈___________，在O₂中燃烧火焰呈___________，生成有___________的气体。

②反应的化学程式：______________________。

③实验注意点：在集气瓶底留一些水的目的是____________________。

（2）木炭在氧气中燃烧

①实验现象：发出_____，在空气中发出__________，生成的气体能使澄清的石灰水__________。

②反应的化学方程式：______________________。

③实验注意点：木炭为何要缓慢伸入集气瓶：____________________________________________。

(3)铁在氧气中燃烧

①实验现象：剧烈燃烧，___________，生成____固体，放出大量的热。

②反应的化学方程式：_________________________________。

③实验注意点：集气瓶底需留水或铺细沙目的_________________________________；

此实验火柴梗的作用是_________________________________；

铁丝要绕成螺旋状目的是__________________________________________；

要待火柴快燃尽才伸入，原因是_________________________________。

3．工业上制取氧气

（1）方法：_________________________________法

（2）原理：先降温将空气转化为液态，利用液氮和液氧的________不同，进行分离。此过程属________变化。

考点一 空气的组成及应用

题型01  空气中各种成分的含量及用途

1．干燥空气中体积分数约占78%且化学性质不活泼的气体是（  ）

A．氧气                 B．氮气                      C．二氧化碳               D．水蒸气

2．空气是一种重要的资源，其中的各种成分具有广泛用途。下列气体可用于供给呼吸的是（  ）

A．氮气                 B．水蒸气                  C．氧气                      D．二氧化碳

3．空气是一种宝贵的资源，有关叙述正确的是（  ）

A．氧气具有可燃性，可以作燃料

B．稀有气体可制成多种用途的电光源

C．氮气的化学性质比较活泼

D．大气污染物主要包括SO₂、CO₂、NO₂等

4．下列属于空气质量报告中需要监测的污染物是（  ）

A．水蒸气                                                B．氢气

C．氧气                                                    D．颗粒物PM_2.5

题型02 测定空气里氧气含量实验

5．仿照法国化学家拉瓦锡定量研究空气成分的原理，利用如图装置测定空气中氧气的含量，燃烧匙中应盛放的药品是（  ）

A．铁丝                 B．木炭                      C．红磷                      D．硫粉

6．拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。某兴趣小组利用氧气传感器来检测足量红磷燃烧过程中氧气的含量，如图所示，下列判断正确的是（  ）

A．a点时容器内氮气体积分数为85%

B．容器内物质总质量：b点>c点

C．氧气有剩余，说明物质燃烧时氧气必须达到一定浓度

D．此实验测得空气中氧气的质量分数为18%

7．下列是测定空气中氧气体积分数的实验装置，实验中红磷燃烧的现象是________；实验完毕打开止水夹，发现进入集气瓶中水的体积明显小于集气瓶中气体体积的五分之一，可能的原因是________（写出一点即可）。

考点二 氧气

题型01 氧气的性质

1．下列有关氧气性质的叙述，不正确的是（  ）

A．氧气是一种化学性质非常活泼的气体，它能和所有物质发生反应

B．氧气具有氧化性、可燃性

C．氧气的用途是供给呼吸、支持燃烧

D．氧气不易溶于水

2．化学反应常伴随着明显的现象。下列物质在氧气中燃烧，会产生蓝紫色火焰的是（  ）

A．硫黄                 B．木炭                      C．铁丝                      D．镁条

3．下列实验现象描述正确的是（  ）

A．磷在空气中燃烧产生大量的白雾

B．木炭在空气中燃烧发出淡蓝色火焰

C．镁在氧气中燃烧发出耀眼的白光，生成黑色固体

D．铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体

4．人类的生存离不开氧气，以下是3种物质与氧气反应，请回答问题。

(1)关于上述三个反应的说法错误的是_____(填序号)。

A．都是化合反应   B．都是氧化反应        C．生成物都是固体     D．都需要点燃

(2)铁丝在氧气钟燃烧的化学方程式是________。

(3)在做甲、丙两个实验时，事先都需在集气瓶底部装少量水，丙实验中水的作用是________。

(4)铁丝在空气中不能燃烧，在氧气中可以剧烈燃烧，说明物质燃烧的剧烈程度与________有关。

题型02 氧气的工业制法

5．空气是一种宝贵的自然资源。下列关于空气的说法正确的是（  ）

A．空气中各种成分保持着它们各自的性质

B．稀有气体只占空气体积的0.03%，却有广泛的用途

C．工业上利用空气中氮气和氧气的密度不同，可大量制取氧气

D．目前计入空气质量评价的主要污染物为：二氧化硫、二氧化碳、细颗粒物等

6．如图是工业分离液态空气制氧气的有关流程，请回答下列问题。

(1)工业上分离液态空气法制氧气，主要利用液氮和液氧的________不同。

(2)分离塔中发生的是________变化（填“物理”或“化学”）。

(3)氧压机将氧气压缩到钢瓶中，压缩氧气的微观本质是________。

7．分离空气可以获得稀有气体、纯度较高的氮气和液氧。简易流程如图：

请根据流程图回答下列问题。

(1)经过步骤A处理后的空气属于________（填“纯净物”或“混合物”），所发生的变化属于________（填“物理变化”或“化学变化”）。

(2)由步骤B可以看出氧气的沸点比氮气的沸点________（选填“高”或“低”）。嫦娥五号取回的月壤就保存在氮气中，这说明通常条件下氮气化学性质________（选填“活泼”或“不活泼”）。

(3)已知，同温同压条件下，氮气和氧气的体积之比等于气体分子数目之比。液态空气中，液氧与液氮的体积比大约是________。

1．2023年9月21日“天宫课堂”第4课开讲。实验仓内使用的“人造空气”与我们身边的空气成分含量基本相同，“人造空气”中氧气含量约为（  ）

A．78%                 B．0.03%                    C．0.94%                    D．21%

2．2023年杭州亚运会期间，国家环保部门加大了对亚运场馆周边地区空气质量的监测力度。下列物质没有被列入空气质量监测项目的是（  ）

A．可吸入颗粒物   B．臭氧                      C．二氧化碳               D．二氧化硫

3．下列空气中各成分的用途不正确的是（  ）

A．氧气用于医疗急救                              B．二氧化碳用于供给呼吸

C．氮气用于食品防腐                               D．稀有气体用于霓虹灯

4．下列关于空气各成分的说法中，错误的是（  ）

A．空气中氧气的体积分数约为21%

B．氮气化学性质不活泼，可用于食品防腐

C．稀有气体可制成多种用途的电光源

D．二氧化碳在空气中的含量增多会引起温室效应增强，属于空气污染物

5．氧气的化学性质比较活泼。下列物质在氧气中燃烧，能生成黑色固体的是（  ）

A．硫粉                 B．铁丝                      C．镁条                      D．木炭

6．下列实验现象描述不正确的是（  ）

A．红磷在空气中燃烧，产生大量白烟

B．木炭在氧气中燃烧，发出红光，生成无色无味的气体

C．细铁线在氧气中燃烧，剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体物

D．硫在空气中燃烧，发出微弱的淡蓝色火焰，产生有刺激性气味的气体

7．空气是一种复杂的混合物，含有氮气、氧气、二氧化碳、稀有气体等成分，下列说法错误的是（  ）

A．医疗上可在液氮冷冻麻醉条件下做手术

B．气焊时纯氧替代空气使气体燃烧更剧烈，已获得更高温度

C．庆祝节假日时，美丽的霓虹灯与稀有气体的应用有关

D．鱼类能在水中生存，说明氧气易溶于水

8．氧气的性质比氮气活泼，下列事实不能说明氧气比氮气性质活泼的是（  ）

A．氧气和氮气都是无色无味的气体

B．氧气可用于炼钢，氮气常用作保护气

C．氧气能支持燃烧，氮气不支持燃烧

D．食品包装防腐时充入氮气而不充入氧气

9．学习科学知识可以用来辨别“真”、“伪”。下列叙述属于“伪”的是（  ）

A．氮气化学性质不活泼，可用作粮食瓜果保护气

B．氧气具有可燃性，常作火箭推进燃料

C．稀有气体通电发出不同颜色的光，可用于制作电光源

D．二氧化碳不燃烧也不支持燃烧，可以用于灭火

10．（新仪器——数字化传感器）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、温度随时间变化如图所示。下列对实验记录的分析正确的是（  ）

A．b点压强最大，说明红磷燃烧结束

B．a→b段压强增大是因为红磷燃烧放热

C．~时段，压强降低的主要原因是氧气被大量消耗

D．若在前打开止水夹，则测定的氧气体积分数偏大

11．（新仪器——数字化传感器）用数字化仪器进行实验探究，可将定性探究转化为定量探究。利用传感器采集蜡烛在密闭容器内燃烧过程中O₂和CO₂浓度的变化。实验装置如图1所示，实验过程中采集到的数据如图2所示，以下分析不合理是（  ）

A．图2中的数据可以说明空气中氧气的含量高于二氧化碳

B．燃着的蜡烛能在浓度为15%O₂和5%CO₂和80%N₂的混合气体中保持燃烧

C．蜡烛熄灭的原因可能是燃烧过程中消耗氧气并产生一定浓度的CO₂

D．燃烧初期，O₂的浓度下降后又升高可能是燃烧放热引起的变化

12．（创新题——一体化实验新装置）下图所示是探究氧气化学性质的实验，请回答：

(1)实验一是“铁丝在氧气中燃烧”实验的改进装置。实验时，打开分液漏斗活塞（分液漏斗可控制过氧化氢溶液流速），通入干燥氧气约10s，引燃铁丝下端火柴，伸入塑料瓶内，并对准玻璃管口正上方。

①铁丝燃烧后的产物是________（填化学式）。

②改进实验的优点是________（写一条）。

(2)实验二是硫在氧气中燃烧的性质检验。

①集气瓶中可观察到的现象是硫燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量，________。

②对比硫在空气中和氧气中燃烧的现象，说明影响物质燃烧剧烈程度的一种因素是________。

13．（创新题——新装置新仪器）空气中氧气含量测定再认识。

任务一：实验回顾

图1中集气瓶容积为150mL，预先装入了50mL的水。

(1)利用图1装置检验气密性的方法是：打开导管活塞，将导气管放入盛水的烧杯中，双手紧贴集气瓶外壁，________，则说明装置气密性良好。

(2)若实验非常成功，冷却后，打开弹簧夹，最终集气瓶中水的体积约为________mL。

任务二：寻找红磷的替代物

利用图2所示装置分别使用红磷、白磷和食品脱氧剂来测量空气中氧气的体积分数，实验采集数据见图3。

(3)根据图3提供的信息，下列说法错误的是________。

A．三个实验效果最好的是“食品脱氧剂”，因为它消耗氧气更加彻底

B．当氧气浓度减小到一定程度时，就不能再支持红磷与白磷燃烧

C．相比于红磷，用白磷测定氧气含量结果更准确

D．若用红磷与白磷做实验，测得空气中氧气含量偏高

【反思交流】

(4)在课堂上进行演示实验时，选择“白磷”比较妥当，理由是________。

【实验拓展】

(5)小组的同学做完实验后又尝试用蜡烛重新做了上述实验，认为不能选用蜡烛进行实验，其原因可能是________。

…………

参考答案

考点一 空气的组成及应用

1．空气中各种成分的含量

按体积分数算，氮气约占78%，氧气约占21%，稀有气体约占0.94%，二氧化碳约占0.03%。

2．红磷燃烧测定空气里氧气含量实验

（1）实验现象：红磷燃烧产生大量白烟；冷却后打开弹簧夹，烧杯中的水倒流入集气瓶，瓶内液面上升约至刻度1。

（2）实验结论：空气中氧气约占空气体积的1/5。

（3）反应的化学方程式：4P＋5O₂2P₂O₅  。

（4）为何不能用碳，硫代替红磷：燃烧产物有气体，瓶内气压变化不明显，影响实验结果。

为何不能用铁丝代替红磷：铁丝在空气中不能燃烧。

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