2020-2021学年华东师大版科学七年级下册 2.2空气的成分

空气的成分
一、单选题
1.如图a是法国化学家拉瓦锡加热汞研究空气成分所用的装置，他测出氧气约占空气总体积的1/5；如图b 是我们用来测定空气中氧气含量的实验装置，实验中吸入的水的体积往往小于集气瓶原有空气体积的
1/5。

下列关于出现这样的现象的解释合理的是( )
A. 汞与氧气反应生成物是固体，而红磷燃烧产生大量烟雾
B. 曲颈瓶整体成形，不需要连接，气密性更好，避免漏气
C. 红磷点燃后再放入瓶中，会使集气瓶中原有的空气逸出
D. 现在空气中氧气含量与拉瓦锡所处的时代相比降低了
2.为验证空气中氧气的体积分数，研究小组的同学在燃烧实验完毕后，测量进入集气瓶内水的体积，若集气瓶的容积为200mL，则应该选用的量筒的体积为( )
A. 200mL
B. 25mL
C. 50mL
D. 100mL
3.下列关于空气的说法中，错误的是( )
A. 空气中含有少量的稀有气体，它们可以制成多种用途的电光源
B. 液氮可用作冷冻剂
C. 按质量计算，空气中约含氮气78%、氧气21%、稀有气体等其他成分1%
D. 空气中的氧气化学性质比较活泼，在常温下能与许多物质发生化学反应
4.空气的成分：①氧气；②氮气；③稀有气体；④二氧化碳、其他气体和杂质。

按体积分数由大到小的顺序排列正确的是( )
A. ①②③④
B. ②①③④
C. ①②④③
D. ②①④③
5.如果没有空气，下列运动无法进行的是( )
A. 跑步
B. 跳伞
C. 跳绳
D. 跳远
6.空气是一种宝贵的资源，下列生产生活中用到的气体不是来自空气的是( )
A. 用于医疗急救的O2
B. 用于生产氮肥的N2
C. 作为燃料电池燃料的H2
D. 用于飞艇的He
7.在进行“空气中的氧气会减少耗尽吗?”辩论中，该小组为正方（空气中的氧气会减少耗尽）。

下列论点不应成为本方论据的是：( )
A. 汽车越来越多，消耗的氧气越来越多
B. 有证据表明，在远古时代的原始空气中氧气含量高达30%
C. 限制“三废”的排放是目前各国政府的重要环境政策
D. 地球人口的增多，其呼吸和所消耗的燃料越来越多
8.小温同学利用如图所示装置测定空气中氧气的含量。

对该实验分析正确的是( )
A. 白磷燃烧会产生大量的白雾
B. 白磷燃烧结束就可将试管倒扣
C. 倒扣试管后试管内液面会上升
D. 可以用木炭粉代替白磷实验
9.有关空气中各成分的利用，不正确的是( )
A. 氧气可用作燃料
B. 二氧化碳制成干冰，用于制造舞台烟雾
C. 氮气用作食品填充气
D. 稀有气体用于制造各种用途的光源，如霓虹灯
10.空气的成分主要有：①氮气②氧气③稀有气体④二氧化碳。

按体积分数由小到大排列的正确顺序是( )
A. ②①③①
B. ④③②①
C. ③④②①
D. ④②③①
11.分析人体从鼻孔吸人的空气与呼出的气体成分比较图，其中不正确的是（）
A. 吸入的空气中的氧气只有部分进入血液
B. 图中各气体的含量为气体的体积分数
C. 呼出的气体中，CO2所占的比例比水汽大
D. 人体能产生少量的稀有气体
12.如图a是法国化学家拉瓦锡加热汞研究空气成分所用的装置，他测出氧气约占空气总体积的1/5；如图b是我们的用来测定空气中氧气含量的实验装置，实验中吸入的水的体积往往小于集气瓶剩余容积的
1/5。

下列关于出现这样的现象的解释合理的是( )
A. 汞与氧气反应生成物是固体，而红磷燃烧产生大量烟雾
B. 曲颈瓶整体成形，不需要连接，气密性更好，避免漏气
C. 红磷点燃后再放入瓶中，会使集气瓶中原有的空气逸出
D. 现在空气中氧气含量与拉瓦锡所处的时代相比降低了
13.暖宝宝贴(主要成分为铁粉、木炭、食盐)的热量来源于发热剂(铁粉)与氧气的反应，小涛同学设计了利用暖宝宝贴来测定空气中氧气的含量的实验。

实验开始前，装置如图所示，实验后从量筒中流入玻璃瓶(容积为250mL)中的水的体积为45mL(铁粉生锈消耗的水忽略不计)。

下列说法错误的是( )
A. 实验前必须检查装置的气密性
B. 通过本次实验数据测得空气中氧气的体积分数为18%
C. 若实验测得的空气中氧气体积分数偏低，可能是暖宝宝贴的使用数量不足
D. 必须等温度计的读数恢复至实验前的数值后才能记录量筒内剩余水的体积
14.我国计划于2022年建成并投入使用太空空间站。

空间站内的氧气主要是通过电解水方式获得，然后将氧气与储备的氮气以一定体积比混合成“人造空气”(约21%的氧气，78%的氮气，控制二氧化碳的含量低于0.7%)，保证舱内大气的总压与氧气分压相对稳定。

下列说法正确的是( )
A. 21%的氧气和78%的氮气指气体的体积分数
B. 燃着的木条在“人造空气”中会立即熄灭
C. 可用木炭测定“人造空气”中的氧气含量
D. “人造空气”与空气成分完全相同
15.如图为空气中氧气含量测定的实验装置，通过足量的红磷在集气瓶中燃烧来达到实验目的，下列有关说法正确的是( )
A. 燃烧匙中的红磷可以换成铁丝
B. 燃烧匙中的红磷可以换成硫或木炭足量
C. 若燃烧匙中的红磷继续增多，水位上升将更多
D. 若燃烧匙中红磷不足，会使测量氧气含量偏少
16.如图所示装置可用来测定空气中氧气的含量。

对该实验分析错误的是( )
A. 装置气密性良好、白磷足量是实验成功的重要因素
B. 由①到②，需等到试管内气体冷却至室温
C. 试管内压强的减小导致试管内液面上升
D. 将白磷改为木炭也能得到正确的实验结论
17.下列关于空气的说法中，错误的是（）
A. 二氧化硫是空气污染物之一
B. 工业上采用分离液态空气法获得氧气
C. 按质量计算，空气中约含氮气78%、氧气21%、稀有气体等其他成分1%
D. 空气中的氧气化学性质比较活泼，在常温下能与许多物质发生化学反应
二、多选题
18.化学革命是发生在十八世纪末英国和法国的一场深刻的化学学科的变革。

英国物理学家、化学家玻义耳和法国化学家拉瓦锡曾做过貌似相同的两个实验(见图)。

下列关于这两个实验的说法正确的是( )
A. 两个实验都可用于测定空气中氧气的含量
B. 两个实验中，曲颈瓶内汞的表面都变为黑色
C. 拉瓦锡的实验得出空气主要是由氧气和氮气组成的
D. 拉瓦锡的实验中，玻璃钟罩内液面逐渐上升，达到一定高度后不再变化
三、填空题
19.老师利用图甲装置测定空气中氧气的含量井结合现代传感器技术，测得过程中容器内气体压强、温度、氧气浓度的变化趋势如图乙所示。

（1）集气瓶中发生反应的化学方程式为________。

（2）该实验可以说明反应前后集气瓶内剩余的气体具有的化学性质是________。

（3）结合曲线，解释AB段气体压强变化的原因是________。

四、解答题
20.小江同学从与医生的交谈中获悉：成年人每分钟大约需要吸入8L氧气．问成年人每分钟大致需要空气的质量是多少？（O2的密度=1.4g/L，空气的密度=1.3g/L）．
五、实验探究题
21.舍勒是最早制得氧气的化学家之一，并也粗略测出空气中氧气的体积分数。

他的实验操作如下：
①在一个试管里放进一些铁屑，在上面浇了些稀硫酸溶液，然后用插上玻璃管的软木塞塞住试管口，放进盛水的玻璃缸里。

②打开止水夹，将试管中生成的气体引岀水面，用火舌点燃。

③把一只空试管底朝天罩在火舌上面，试管的管口浸在水面下。

④氢气在密闭的空间里燃烧，玻璃缸里的水，不断涌进试管。

⑤。

⑥测出进入试管中的水约占试管总体积的五分之一。

（1）写出稀硫酸与铁屑反应的化学方程式________。

（2）将步骤⑤补充完整________。

（3）若火焰熄灭后未及时关闭止水夹，实验结果将怎么变化？请说明理由________。

答案解析部分
一、单选题
1. B
分析：对各个选项进行分析，确定实验过程对空气中氧气含量测量结果的影响即可。

解答：A.汞与氧气反应生成物是固体，而红磷燃烧产生大量白色的五氧化二磷固体，即白烟，故A错误；
B.曲颈瓶整体成形，不需要连接，气密性更好，避免漏气，故B正确；
C.红磷点燃后再放入瓶中，会使集气瓶中原有的空气逸出，从而使测量结果大于1/5，故C错误；
D.空气中氧气的含量基本不变，故D错误。

故选B。

2. C
分析：空气中氧气体积约占21%；量筒的最大测量值要比被测的体积稍大即可，据此分析判断。

解答：集气瓶的容积为200mL，则集气瓶中氧气的体积大约为200mL×21%＝42mL，所以选择50mL的量筒，故C正确，而A、B、D错误。

故选C。

3. C
分析：根据空气的组成、性质和用途分析判断。

解答：A.空气中含有少量的稀有气体，它们可以制成多种用途的电光源，故A正确不合题意；
B.液氮汽化时会吸收大量的热，因此可用作冷冻剂，故B正确不合题意；
C.按体积计算，空气中约含氮气78%、氧气21%、稀有气体等其他成分1%，故C错误符合题意；
D.空气中的氧气化学性质比较活泼，在常温下能与许多物质发生化学反应，故D正确不合题意。

故选C。

4. B
分析：根据空气的成分和所占比例分析判断。

解答：氮气大约占空气体积的78%，氧气大约占空气体积的21%，稀有气体大约占空气体积的0.94%，二氧化碳、其他气体和杂质大约占空气体积的0.06%，则按体积分数由大到小的顺序排列正确的是：
②①③④。

故选B。

5. B
分析：分析各个选项中的运动与空气是否有关即可。

解答：跑步、跳绳和跳远，都与空气无关，故A、C、D错误；
跳伞时，人和伞之所以不会直接撞向地面，是因为受到空气的阻力，故B正确。

故选B。

6. C
分析：根据空气的组成分析。

解答：用于医疗急救的O2、用于生产氮肥的N2、用于飞艇的He都可以从空气中分离获得，而作为燃料电池燃料的H2在空气中含量极小，只能通过其它途径获得，故C符合题意，而A、B、C不合题意。

故选C。

7. C
分析：凡是会造成氧气消耗的都是支持正方的观点的，据此分析即可。

解答：A.汽车越来越多，消耗的氧气越来越多，那么氧气就会减少，支持正方观点，故A不合题意；B.有证据表明，在远古时代的原始空气中氧气含量高达30%，而现在空气中的氧气只有21%，那么氧气在不断减少，支持正方观点，故B不合题意；
C.限制“三废”的排放是目前各国政府的重要环境政策，与氧气的消耗没有关系，故C符合题意；
D.地球人口的增多，其呼吸和所消耗的燃料越来越多，那么氧气会逐渐减少，支持正方观点，故D不合题意。

故选C。

8. C
分析：（1）根据白磷燃烧的现象分析；
（2）根据温度对气压的影响判断；
（3）根据大气压强的原理分析；
（4）根据木炭的燃烧产物分析。

解答：A.白磷燃烧会产生大量的白烟，而不是白雾，故A错误；
B.白磷燃烧后，试管内温度很高，气压较大，将试管倒扣后，进入试管内的水的体积会偏小，从而导致测量结果偏小，故B错误；
C.倒扣后，由于试管内气压小于外界的大气压强，于是烧杯内的水会进入试管内，液面会上升，故C正确；
D.木炭燃烧会生成二氧化碳气体，因此试管内的气压几乎不变，倒扣后，几乎没有水进入试管内，无法测量氧气的含量，故D错误。

故选C。

9. A
分析：根据各种气体的性质和用途分析判断。

解答：A.氧气支持燃烧，但自身不能燃烧，因此不能做燃料，故A错误符合题意；
B.二氧化碳制成干冰，干冰升华时吸收大量的热，从而使水蒸气液化成小水珠，用于制造舞台烟雾，故B正确不合题意；
C.氮气的化学性质非常稳定，不与其它气体发生反应，因此用作食品填充气，故C正确不合题意；
D.稀有气体装在灯泡里，可以使灯泡发出不同颜色的光，因此用于制造各种用途的光源，如霓虹灯，故D正确不合题意。

故选A。

10. B
分析：根据空气的成分和体积分数的知识解答。

解答：在空气中，氮气约占78%，氧气约占21%，稀有气体占0.93%，二氧化碳占0.03%，因此体积分数由小到大排列正确的顺序是：④③②①，故B正确，而A、C、D错误。

故选B。

11. D
分析：人体吸入和呼出的气体有明显的差异是因为空气进入呼吸系统后在肺泡中进行了气体交换。

肺泡内的氧气透过肺泡壁和毛细血管壁进入血液中；同时，血液中的二氧化碳透过毛细血管壁和肺泡壁进入肺泡内。

解答：A、吸入的空气中氧气体积分数为21%，呼出的气体中氧气的体积分数为16%，所以可知吸入的空气中的氧气只有部分进入血液，说法正确。

B、人体从鼻孔吸人的空气与呼出的气体成分都是指体积分数，说法正确。

C、呼出的气体中，CO2所占的比例为4％，水汽所占的比例为（1-16%-4％-78%-1%）=1%，所以呼出的气体中，CO2所占的比例比水汽大，说法正确。

D、稀有气体体积分数增加的原因是气体的总量减少了一点，而不是稀有气体增加，人体是不能产生少量的稀有气体，说法错误。

故答案为：D
12. B
分析：本题是测定氧气在空气中的体积分数的实验探究，要把空气中的氧气消耗掉，在本实验中用的是红磷；红磷在空气中燃烧的现象：发黄光、放出热量、冒出大量的白烟．进入集气瓶中水的体积小于五分之一，有可能有以下几点：装置漏气、红磷的量不足、没有冷却就读数；如果进入集气瓶中水的体积大于五分之一，就说明操作太慢，致使装置内的部分空气逸散出来。

解答： A、汞与氧气反应生成物是固体，即氧化汞，而红磷燃烧，产生大量的白烟，放出大量的热，A 不符合题意。

B、曲颈瓶整体成形，而且曲颈瓶的气密性很好，对于研究空气的成分是优秀的实验工具，B符合题意。

C、应该是红磷点燃后没迅速伸入集气瓶中，塞紧瓶塞，造成空气逸散会使测量结果不准确，C不符合题意。

D、现在空气中氧气含量并没有与拉瓦锡所处的时代相比降低了，D不符合题意。

故答案为：B
13. B
分析：（1）根据本实验的测量原理分析；
（2）集气瓶中原来就有20mL水，那么空气的体积应该是容积减去水的体积；
（3）如果集气瓶中的氧气没有被完全消耗，那么测得的氧气的体积分数会偏小；
（4）如果集气瓶内温度偏高，那么里面的气压则偏大，从量筒中吸入的水的体积会偏小。

解答：A.物质反应消耗集气瓶中的氧气，使集气瓶中气压减小，在大气压强的作用下水被吸进集气瓶，吸入水的体积就是氧气的体积。

如果装置的气密性不好，那么集气瓶内气压始终与外界气压一致，就无法吸入水，进而无法完成测量，故A正确不合题意；
×100%=
B.集气瓶中空气的体积为：250ml-20ml=230ml，那么空气中氧气的体积分数：45ml
230ml
19.56%，故B错误符合题意；
C.若实验测得的空气中氧气体积分数偏低，可能是暖宝宝贴的使用数量不足，没有将氧气全部消耗完，故C正确不合题意；
D.必须等温度计的读数恢复至实验前的数值后才能记录量筒内剩余水的体积，即在常温常压下测量才准确，故D正确不合题意。

故选B。

14. A
分析：根据有关空气成分和体积分数的知识分析。

解答：A.21%的氧气和78%的氮气指该种气体体积占空气总体积的体积分数，故A正确；
B.由于“人造空气”中存在氧气，所以燃着的木条在“人造空气”中不会熄灭，故B错误；
C.使用“燃烧法”测定空气中氧气的含量时，生成物不能是气体；因为木炭燃烧生成二氧化碳气体，所以不能使用它测量，故C错误；
D.“人造空气”与空气成分完全相似，不可能完全相同，故D错误。

故选A。

15. D
分析：（1）分析铁丝能否在空气中燃烧即可；
（2）物质燃烧消耗氧气，使广口瓶内气压减小，这时烧杯中的水在大气压强的作用下会被压入广口瓶，进入水的体积就是消耗氧气的体积，因此物质的燃烧产物不能是气体；
（3）根据（2）中的分析判断水的体积的多少；
（4）根据测量原理分析。

解答：A.铁丝不能在空气中燃烧，因此不能用铁丝代替红磷，故A错误；
B.硫燃烧生成二氧化硫气体，木炭燃烧生成二氧化碳气体，会使广口瓶内气压几乎不变，无法测量出氧气的体积，故B错误；
C.水位上升的多少与里面氧气的体积有关，不会随着红磷质量的增多而不停的上升，故C错误；
D.若燃烧匙中红磷不足，那么广口瓶中的氧气不会完全消耗，那么会使测量氧气含量偏少，故D正确。

故选D。

16. D
分析：（1）如果装置的气密性不好，那么外面的空气会进入试管，从而使测量结果偏小；如果白磷数量不够，那么试管内的氧气不能被全部消耗，测出的结果也会偏小；
（2）我们要测量的是常温常压下空气中氧气的含量，所以一定要等到试管内的气体冷却之后才能放入水中；
（3）试管内的氧气被消耗，气压减小，外面的水在大气压强的作用下进入试管，使里面液面上升；（4）试管内物质的燃烧产物不能有气体产生，否则试管内气压变化不大，将测不出氧气的含量。

解答：A.装置气密性良好、白磷足量是实验成功的重要因素，故A正确不合题意；
B.由①到②，需等到试管内气体冷却至室温，故B正确不合题意；
C.试管内压强的减小导致试管内液面上升，故C正确不合题意；
D.木炭燃烧生成二氧化碳气体，使试管内气压变化不大，将不能测出空气中氧气的含量，故D错误符合题意。

故选D。

17. C
分析：根据有关空气的成分、性质等知识分析判断。

解答：A.二氧化硫会造成酸雨，对植物和建筑物有腐蚀作用，因此是空气污染物之一，故A正确不合题意；
B.空气中氧气和氮气的沸点不同，因此工业上采用分离液态空气法获得氧气，故B正确不合题意；
C.按体积计算，空气中约含氮气78%、氧气21%、稀有气体等其他成分1%，故B错误符合题意；
D.空气中的氧气化学性质比较活泼，在常温下能与许多物质发生化学反应，故D正确不合题意。

故选C。

二、多选题
18. C,D
分析：根据对玻义耳和拉瓦锡实验的过程、结论分析判断。

解答：A.玻义耳的实验中装置不是密封的，无法测定空气中氧气的含量，故A错误；
B.在加热的条件下，汞与空气中的氧气反应生成红色氧化汞粉末，不是黑色的，故B错误；
C.拉瓦锡的实验中，停止加热冷却后测定，密闭容器内的气体减少约五分之一，这部分气体能供给呼吸又能支持燃烧，拉瓦锡将其称为氧气，剩余的部分气体既不能供给呼吸，也不能支持燃烧，他将其称为氮气，所以他得出的结论是空气是由氧气和氮气组成，故C正确；
D.在加热的过程中，金属汞与装置内的氧气反应生成氧化汞固体，随着氧气的消耗，玻璃钟罩内液面逐渐上升，当氧气被完全消耗后，液面不再上升，故D正确。

故选CD。

三、填空题
19. （1）4P+5O2点燃
_
_
2P2O5
（2）不可燃也不支持燃烧，不与水反应
（3）红磷燃烧放热，使集气瓶内气体受热膨胀，瓶内气压增大
分析：（1）磷和氧气反应，生成五氧化二磷固体，据此写出反应的化学方程式；
（2）该实验的测量原理是：红磷燃烧，消耗氧气产生五氧化二磷固体，会使集气瓶内气压下降。

在大气压强的作用下，烧杯内的水会被吸进集气瓶。

当集气瓶内气压和外界气压相等时，水不再吸入，那么吸入瓶内水的体积就是氧气的体积，据此推断剩余气体的性质。

（3）注意反应开始时集气瓶内气体温度对压强的影响。

解答：（1）集气瓶中发生的反应的化学方程式为：4P+5O
2
→
点燃
2P2O5；
（2）剩余气体的化学性质应该和氧气不同，因此该实验可以说明反应前后集气瓶内剩余的气体具有的化学性质是：不可燃也不支持燃烧，不与水反应；
（3）结合曲线，解释AB段气体压强变化的原因是：红磷燃烧放热，使集气瓶内气体受热膨胀，瓶内气压增大。

四、解答题
20. 解：空气按体积分数计算，氮气约占4
5、氧气约占1
5
，由题意知：成年人每分钟大约需要吸入8L
氧气，则需要空气的体积：8L÷ 1
5
=40L；40L空气的质量是：40L×1.3g/L=52g；答：成年人每分钟大致需要空气的质量为52克
分析：空气按体积分数计算，氮气约占4
5、氧气约占1
5
，根据密度、体积、质量之间的关系进行计
算．
五、实验探究题
21. （1）Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
（2）火焰熄灭后立即关闭止水夹
（3）稀硫酸与铁屑仍在持续反应产生氢气，氢气进入试管内，弥补了消耗的氧气的体积，导致试管内外压强差减小，进入试管内的水的体积减少，因此会导致测得的氧气体积分数与理论值相比偏小，即小于空气体积的五分之一。

分析：（1）铁和稀硫酸反应，生成硫酸亚铁和氢气，据此写出反应的方程式；
（2）火焰熄灭，说明试管中的氧气已经完全消耗，此时立即关闭止水夹，防止生成的氢气继续进入试管，对氧气的体积测量产生影响，根据试管内水面升高的高度就可以计算出氧气在空气中的体积分数。

（3）如果没有及时关闭止水夹，那么反应生成的氢气会进入试管，据此分析对氧气体积测量的影响即可。

解答：（1）稀硫酸和铁屑反应的方程式为：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑；
（2）步骤⑤的内容为：火焰熄灭后立即关闭止水夹；
（3）若火焰熄灭后未及时关闭止水夹，实验结果将偏小，理由是：稀硫酸与铁屑仍在持续反应产生氢气，氢气进入试管内，弥补了消耗的氧气的体积，导致试管内外压强差减小，进入试管内的水的体积减少，因此会导致测得的氧气体积分数与理论值相比偏小，即小于空气体积的五分之一。