【新教材】人教版2024九年级化学上册同步第二单元 空气和氧气 整理与提升 分层作业含解析

第二单元空气和氧气
整理与提升
【基础练】
一、单选题
1.空气中含量较多且能够填充灯泡的气体是
A．氧气B．氖气
C．氮气D．二氧化碳
【答案】C
【分析】空气的成分按体积计算，大约是：氮气78%、氧气21%、稀有气体0.94%、二氧化碳0.03%、其他气体和杂质0.03%。

【详解】A、氧气化学性质比较活泼，不适合填充灯泡，不符合题意；
B、氖气虽然可用于填充灯泡，但在空气中含量很少，不符合题意；
C、氮气是空气中含量最多的气体，约占空气体积的78%，且化学性质稳定，符合题意；
D、二氧化碳在空气中含量较少，一般也不用于填充灯泡，不符合题意。

故选C。

2.用定量的方法探究空气组成成分，被誉为“现代化学之父”的是
A．拉瓦锡B．道尔顿C．侯德榜D．门捷列夫
【答案】A
【详解】A、用定量的方法研究空气成分的科学家是法国化学家拉瓦锡，他被誉为“现代化学之父”，故选项正确；
B、道尔顿提出了近代原子学说，故选项错误；
C、侯德榜发明了“侯氏制碱法”，故选项错误；
D、门捷列夫发现了元素周期性，故选项错误；故选：A。

3.空气是一种宝贵的自然资源。

下列有关空气及其成分的说法错误的是
A．二氧化碳是空气污染物B．工业上可用分离液态空气法制氧气
C．氧气能供给生物呼吸D．氮气可用来延长食品保质期
【答案】A
【详解】A. 二氧化碳是空气的成分之一且二氧化碳是光合作用的主要物质，所以二氧化碳不属于空气污染物，此选项错误；
B. 空气主要是由氮气与氧气组成的，液氮和液氧的沸点不同，因此工业上可用分离液态空气法制氧气，此选项正确；
C. 氧气能供给生物呼吸，此选项正确；
D. 由于氮气的化学性质不活泼，所以可用作保护气，来延长食品保质期，此选项正确；
故选A。

4.下列有关实验现象的描述，正确的是
A．硫在氧气中燃烧，产生淡蓝色火焰，生成无色无味的气体
B．红磷在空气中燃烧，发出红色的火焰，产生大量白色烟雾
C．细铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体
D．镁在空气中燃烧，产生微弱白色火焰，生成白色固体
【答案】C
【详解】A、硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，发出热量，生成具有刺激性气味的气体，实验描述错误；
B、红磷在空气中燃烧，发出黄白色火焰，产生大量白烟，放出热量，实验描述错误；
C、细铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，实验描述正确；
D、镁在空气中燃烧，发出耀眼白光，生成白色固体，实验描述错误；
故选：C。

5.氧气是我们身边常见的物质，对我们的生活有着重要的作用。

以下有关氧气的叙述错误的是
A．在空气中不能燃烧的物质，在氧气中也不能燃烧
B．氧气能供给呼吸
C．氧气能使带火星的木条复燃
D．液氧可储存在蓝色钢瓶中
【答案】A
【详解】A、在空气中不能燃烧的物质，在氧气中可能燃烧。

如铁在空气中无法燃烧，在氧气中剧烈燃烧，火星四射，产生黑色固体，故选项说法错误；
B、氧气能供给呼吸，故选项说法正确；
C、氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，故选项说法正确；
D、氧气液化后为淡蓝色，可储存在蓝色钢瓶中，故选项说法正确。

故选A。

6.在“氧气的实验室制取与性质”实验中，下列装置或操作不正确
．．．的是
A．用图甲所示的装置检查气密性B．用图乙所示的装置制备氧气
C．用图丙所示的装置收集氧气D．用图丁所示的装置对氧气验满
【答案】D
【详解】A、检查装置的气密性：将导管置于水中，用手紧握试管，观察导管口是否有气泡冒出，有气泡冒出，
说明装置气密性良好，图中操作正确，不符合题意；
B、给试管中的固体加热时，试管口应略向下倾斜，防止冷凝水倒流，炸裂试管，且用高锰酸钾制取氧气，应在试管口塞一团棉花，防止加热时试管内粉末状物质进入导管，图中操作正确，不符合题意；
C、氧气密度比空气大，可用向上排空气法收集，图中操作正确，不符合题意；
D、氧气具有助燃性，氧气验满：将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，说明已经集满，不能伸入集气瓶内部，图中操作不正确，符合题意。

故选D。

7.洁净的空气对人和其他动植物都非常重要。

下列气体会对空气造成污染的是
A．二氧化硫B．氧气C．二氧化碳D．氮气
【答案】A
【详解】A、二氧化硫在空气中易形成硫酸，引起酸雨，会污染空气，符合题意；
B、氧气是空气的组成成分之一，不会污染空气，不符合题意；
C、二氧化碳是空气的组成成分之一，不会污染空气，不符合题意；
D、氮气是空气的组成成分之一，不会污染空气，不符合题意。

故选A。

8.下列反应既不属于分解反应，也不属于化合反应的是
A．镁+氧气点燃
氧化镁B．氧化汞
加热
汞+氧气
C．水通电
氢气+氧气D．蜡烛+氧气
点燃
二氧化碳+水
【答案】D
【详解】A、该反应符合“多变一”的形式，符合化合反应的特征，属于化合反应，选项错误；
B、该反应符合“一变多”的形式，符合分解反应的特征，属于分解反应，选项错误；
C、该反应符合“一变多”的形式，符合分解反应的特征，属于分解反应，选项错误；
D、该反应的反应物和生成物均是两种，不符合“一变多”、“多变一”的形式，不属于分解反应、化合反应，选项正确；
故选D。

9.下列过程涉及化学变化的是
A．海水晒盐B．干冰升华C．钢铁生锈D．工业制氧
【答案】C
【详解】A、海水晒盐，只是水的状态的改变，无新物质生成，属于物理变化；
B、干冰升华，只是状态的改变，无新物质生成，属于物理变化；
C、钢铁生锈，有铁锈等新物质生成，属于化学变化；
D、工业制氧，是利用液氮和液氧沸点的不同，将其分离，无新物质生成，属于物理变化。

故选C。

10.为测定空气中氧气的含量，某小组的同学将过量的白磷放入试管中，用橡皮塞塞紧试管口，通过导管（导管容积忽略不计）与润滑性很好的注射器组成如图的实验装置，则下列说法不正确的是
A．取足量的白磷进行实验是为了减少误差
B．实验过程中观察到白磷燃烧冒出大量的白烟
C．实验结束无需等到装置冷却到室温后再读数
D．该装置实验的优点是密闭容器中进行测量结果更准确，污染小
【答案】C
【详解】A、取足量的白磷进行实验是为了耗尽装置中的氧气，减少误差，说法正确；
B、实验过程中观察到白磷燃烧冒出大量的白烟，说法正确；
C、实验结束需等到装置冷却到室温后再读数，否则剩余的气体在受热状态下，处于膨胀状态，使测定结果偏小，说法错误；
D、该装置实验的优点是密闭容器中进行测量，无需打开瓶塞点燃白磷，避免瓶内空气外逸而造成实验误差，结果更准确；同时防止生成的五氧化二磷逸散到空气中，污染小，说法正确；
故选：C。

11.质量相等的两份氯酸钾，只向其中一份加入少量二氧化锰，同时放在两只试管内加热。

下列有关放出氧气质量(g)与反应时间(t)关系图象(图中是a纯氯酸钾曲线，b是混有二氧化锰的曲线)其中正确的是
A．B．C．D．
【答案】C
【详解】催化剂是指在化学反应中能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后不变的物质；催化剂能改变反应速率，但是催化剂不能使生成物的质量增加。

两份氯酸钾的质量相等，催化剂不影响产生氧气的质量，故最终产生的氧气相等，同时放在两只试管内加热，加热到一定温度后才能产生氧气，所以加热一段时间才能产生氧气，a是纯氯酸钾曲线，b是混有二氧化锰，则b的反应速率比a快，至反应结束所需的时间少，观察图像，C符合变化过程；
故选：C。

12.鉴别空气、氧气和二氧化碳三瓶气体的最佳方法是
A．观察气体颜色 B．插入燃着的木条C．闻气体的气味D．加入少量水
【答案】B
【详解】A、空气、氧气和二氧化碳都是无色的气体，通过观察气体颜色不能鉴别三种气体，故A不符合题意；
B、将燃着的木条分别插入集气瓶中，燃烧更旺的是氧气，熄灭的是二氧化碳，不变的是空气，能鉴别三种气体，故B符合题意；
C、空气、氧气和二氧化碳都是无味的气体，通过闻气体的气味不能鉴别三种气体，故C不符合题意；
D、三种气体加入少量水都无明显现象，故D不符合题意。

故选B。

13.下列关于催化剂的说法正确的是
A．一种催化剂只能催化一个化学反应
B．催化剂在化学反应前后质量和性质都不变
C．催化剂能加快化学反应速率，也能减慢化学反应速率
D．催化剂能增加生成物的质量
【答案】C
【详解】A、一种催化剂不是只能催化一个化学反应，可以催化多个化学反应，故选项说法错误；
B、催化剂在化学反应前后质量和化学性质均不发生改变，物理性质有可能发生改变，故选项说法错误；
C、催化剂能改变化学反应速率，能加快化学反应速率，也能减慢化学反应速率，故选项说法正确；
D、催化剂能改变化学反应的速率，不会对生成物的总量产生影响，故选项说法错误；
故选：C。

【提升练】
14.根据要求写出有关文字表达式并注明基本反应类型
（1）木炭在氧气中燃烧，；
（2）实验室用一种纯净物制取氧气，；
（3）实验室在常温下制取氧气的反应，；
（4）生成有刺激性气味气体的燃烧反应，。

【答案】木炭+氧气二氧化碳化合反应高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气
分解反应过氧化氢水+氧气分解反应硫+氧气二氧化硫化合反应【详解】（1）木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳，其文字表达式为木炭+氧气二氧化碳，符合“多变一”的特征，为化合反应；
（2）实验室用一种纯净物制取氧气的反应物为高锰酸钾，受热分解为锰酸钾、二氧化锰和氧气，其文字表达式为高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气，符合“一变多”的特征，为分解反应；
（3）过氧化氢可在常温下制取氧气，催化剂为二氧化锰，生成水和氧气，其文字表达式为过氧化氢
水+氧气，符合“一变多”的特征，为分解反应；
（4）硫粉点燃后生成二氧化硫气体，具有刺激性气味，其文字表达式为硫+氧气二氧化硫，符合“多变一”的特征，为化合反应。

15.用红磷在空气中燃烧的实验来测定空气中氧气含量，实验测得氧气体积少于1
5
，试分析可能的原因（写出2
条）；。

【答案】红磷的量不足装置漏气（合理即可）
【详解】造成测得的氧气体积分数小于1
5
，可能原因可能是红磷的量不足，不能将氧气完全耗尽，也可能是装置
漏气，在冷却至室温的过程中，外界空气进入，占据了一定的体积，也可能是未冷却至室温，就打开弹簧夹，气体受热膨胀，占据了一定的体积，故填：红磷的量不足；装置漏气（合理即可）。

16.利用数字化手段测定空气中氧气含量，实验如下、图1为空气中氧气含量测定的实验装置（集气瓶内部容积为200mL，实验前预先放入了20mL的水），图2为用气体压力传感器测得的集气瓶中气压变化情况。

下列说法
正确
．．的是
A．图1实验中发现导管口有气泡冒出中，所以推测倒流入集气瓶中的水的体积小于36mL
B．图2中BC段气压变化的原因是红磷点燃后伸入集气瓶中速度太快
C．CD段气压变化的原因就是瓶内氧气被燃烧的红磷不断消耗
D．导致DE段气压变化的实验操作是打开弹簧夹
【答案】D
【详解】A、红磷燃烧消耗了氧气，待完全反应，冷却至室温后，由于消耗了氧气，装置内压强减小，打开弹簧夹，烧杯中的水进入集气瓶，进入水的体积就是消耗氧气的体积，氧气约占空气体积的1/5，故如果实验操作无误，进入水的体积约为：（200mL-20mL）×1/5=36mL，图1实验中发现导管口有气泡冒出，说明实验过程中，气体受热膨胀逸出，会导致实验结果偏大，故倒流入集气瓶中的水的体积大于36mL，不符合题意；
B、图2中BC段气压变化的原因是红磷燃烧，放出大量的热，气体受热膨胀，压强增大，不符合题意；
C、CD段气压变化的原因是红磷燃烧消耗了氧气，且温度逐渐冷却至室温，不符合题意；
D、导致DE段气压变化的实验操作是打开弹簧夹，烧杯中的水进入集气瓶，符合题意。

故选D。

17. 下图为实验室制取气体及其性质实验的常见装置。

(1)仪器①的名称为 。

(2)实验室用高锰酸钾制取氧气所选用的发生和收集装置的是 (填字母，在A~E 中选择)。

(3)若实验室用装置B 制取氧气，则反应的文字表达式为 。

(4)F 、G 中水的作用 (填“相同”或“不相同”)。

【答案】(1)水槽
(2)AC/AE
(3)+二氧化锰过氧化氢
水氧气 (4)不相同
【详解】（1）根据图像，仪器①是水槽。

（2）用高锰酸钾制取氧气，高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰、氧气，该反应属于固体加热型，需选用的发生装置是A 。

氧气不易溶于水、密度大于空气，可用排水法或向上排空气法收集，需选用的收集装置是C 或E 。

故填：AC 或AE 。

（3）若实验室用装置B 制取氧气，则该反应属于固液常温型，推知是利用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，过氧化氢在二氧化锰催化作用下快速分解生成水、氧气，文字表达式为：+二氧化锰过氧化氢水氧气。

（4）硫在氧气中点燃生成二氧化硫，二氧化硫是空气污染物，F 中水的作用是吸收二氧化硫，防止空气污染。

铁丝在氧气中点燃生成四氧化三铁，生成物温度很高，G 中水的作用是防止高温生成物炸裂集气瓶底，因此F 、G 中水的作用不相同。

18. 化学兴趣小组的同学们在实验室分别进行测定空气中氧气的含量的实验。

图1和图2除了凸透镜之外，均是相同的药品和仪器。

请回答下列问题：
(1)小雪按图1装置的实验过程是：
第一步：测得集气瓶的体积为60mL ，瓶中预装了10mL 的水。

第二步：点燃燃烧匙内的红磷(足量)，伸入集气瓶中并把塞子塞紧。

第三步：待红磷熄灭，冷却到室温后，打开弹簧夹，测得集气瓶中水的体积为19.5mL。

①红磷燃烧的文字表达式为。

②由实验数据得出结论是：空气中氧气所占的体积百分数为。

(2)小娟用木炭来代替红磷，也按图1的步骤进行实验，小娟无法测出氧气在空气中的含量，你认为原因
是。

(3)小清按图2装置进行实验，与图1相比优点是。

若用图2进行实验，测量结果偏低，原因可能是。

【答案】(1) +→
点燃
红磷氧气五氧化二磷19%
(2)木炭在空气中燃烧生成二氧化碳，二氧化碳是气体，化学反应前后压强变化不大，无法测定空气中氧气的含量
(3) 比较环保，误差小装置漏气
【详解】（1）①红磷燃烧生成五氧化二磷，该反应的文字表达式为：+→
点燃
红磷氧气五氧化二磷；
②该实验中，红磷燃烧消耗氧气，待完全反应后，逐渐冷却至室温，由于消耗了氧气，装置内压强减小，打开弹簧夹，烧杯中的水进入集气瓶，进入水的体积就是消耗氧气的体积，故由实验数据得出结论是：空气中氧气所占
的体积百分数为：19.510
100%19% 6010
mL mL
mL mL
-
⨯=
-
；
（2）用木炭来代替红磷，木炭在空气中燃烧生成二氧化碳，二氧化碳是气体，化学反应前后，压强变化不大，无法测定空气中氧气的含量；
（3）与图1实验相比，图2实验在密闭容器中进行，反应生成的五氧化二磷不会逸出，比较环保，且避免了盛有点燃红磷的燃烧匙伸入集气瓶中时，气体的受热膨胀逸出，误差小；
若用图2进行实验，测量结果偏低，原因可能是装置漏气，在冷却至室温的过程中，外界空气进入，占据了一定的体积。

19.下图是实验室制取气体常用的发生和收集装置，请回答有关问题。

(1)写出图中标注仪器的名称：①；②。

(2)实验室选用装置BD组合制取并收集氧气，其反应的文字表达式为，当D中集气瓶里的水排完后，在水里用玻璃片（填“磨砂”或“光滑”）一面盖住集气瓶口，将集气瓶移出水面，（填“正放”或“倒放”）在桌面上。

(3)用加热高锰酸钾固体的方法制取并收集氧气，可选 装置和E 装置，验满的方法是 。

【答案】(1) 锥形瓶 水槽
(2) 过氧化氢二氧化锰水 + 氧气 磨砂 正放
(3) A 将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则已经充满
【详解】（1）由图可知，仪器①为锥形瓶；仪器②为水槽。

（2）B 装置适用于固液不加热反应制取气体，适用于过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，过氧化氢在二氧化锰的催化下分解为水和氧气，该反应的文字表达式为：→+二氧化锰
过氧化氢水氧气；
当D 中集气瓶里的水排完后，在水里用玻璃片磨砂一面盖住集气瓶口，这样比较紧密；
氧气的密度比空气大，将集气瓶移出水面，正放在桌面上。

（3）高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应为加热固体的反应，则发生装置选A ；
氧气具有助燃性，氧气验满：将带火星 木条放在集气瓶口，木条复燃，说明已经集满。

20. 小智利用数字化手段测定空气中氧气含量，实验如下。

图1为空气中氧气含量测定的实验装置（集气瓶内部容积为220mL ，实验前预先放入了20mL 的水），图2为用气体压力传感器测得的集气瓶中气压变化况。

请回答下列问题：
(1)该实验中红磷需稍过量，目的是 。

(2)集气瓶中红磷燃烧，其反应的符号表达式为 ；打开止水夹后倒流入集气瓶中的水的体积大约为 mL 。

(3)用气体压力传感器测得的气压变化情况中CD 段气压变化的原因是 。

（写出一条即可）
(4)小智又设计了图3装置测定空气中氧气的含量，在整个实验过程中，可观察到气球的变化是 。

(5)对比改进前的实验，改进后实验的优点是 。

【答案】(1)使氧气反应完全
(2) 225P+O P O →点燃
40
(3)红磷燃烧消耗了氧气，内部气体减少，气压降低或集气瓶内温度降低（合理即可）
(4)先膨胀后缩小
(5)实验结果更准确、更环保
【详解】（1）该实验为空气中氧气含量的测定，因此实验中红磷需稍过量，目的是使氧气反应完全； （2）红磷与氧气点燃生成五氧化二磷，该反应符号表达式为：225P+O P O →点燃
；
集气瓶内部容积为220mL ，实验前预先放入了20mL 的水，氧气约占空气体积的15，则打开止水夹后倒流入集气瓶中的水的体积大约为122020405
mL mL mL -⨯=（）； （3）用气体压力传感器测得的气压变化情况中CD 段气压减小，是因为红磷燃烧消耗了氧气，内部气体减少，气压降低，集气瓶内温度降低；
（4）在整个实验过程中，白磷燃烧放热，气球膨胀，完全反应后氧气消耗，温度降低，气球缩小，可观察到气球的变化是先膨胀后缩小；
（5）对比改进前的实验，改进后实验的优点是防止了燃烧匙伸入集气瓶中时导致的部分气体受热膨胀逸出，实验结果更准确，同时防止了反应生成的五氧化二磷扩散到空气中污染环境，故改进后的优点为实验结果更准确、更环保。