九年级化学空气练习题及答案解析

2011-2012学年九年级人教版初中化学同步练习第二单元课题1空气

第二单元课题1空气

一. 教学内容

空气

二、考点清单

1. 知道空气的成分

2. 知道用燃烧法测定空气中氧气含量的原理和方法

3. 能判断混合物、纯净物

4. 空气的污染及防治

三、全面突破

知识点1：空气的成分及各成分的用途

（一）空气的主要成分：

（二）测定空气中氧气成分的实验

1、实验原理：在一个密闭的容器中，用一种足量的易燃的物质（如：红磷或白磷）与容器中的氧气反应，生成一种固体，燃烧停止，温度降到室温时，瓶内气压减小，如果将其打开与外界相连且一端伸入盛水烧杯中导管上的止水夹，烧杯中的水在大气压强的作用下，流入密闭容器内，进入的水的体积，填补消耗掉的氧气的体积。

原理：表达式：磷（P ） + 氧气（O 2）−−

→−点燃五氧化二磷（P 2O 5） 2、实验现象：红磷剧烈燃烧，黄色火焰，放热，有大量白烟产生；待集气瓶冷却后，打开止水夹，集气瓶内液面上升约1/5体积。

3、实验时的注意事项：

①点燃红磷前要检查装置的气密性

②红磷要过量（或足量）

③点燃红磷前要夹紧止水夹

④当燃烧停止，温度接近室温时再打开止水夹

⑤不能用碳、硫、蜡烛来代替红磷，因为它们燃烧后都有气体生成。使瓶内气体的体积几乎没有变化，瓶内外气压差很小，水不能进入或进入的水很少，但如果在瓶内先放入能与生成气体反应的物质除去该气体，也能用碳、硫、蜡烛等代替红磷

⑥不能用镁代替红磷，因镁也能与氮气反应，使测得的氧气体积比实际偏大

4、做测定氧气的实验时选用的固体一般应具备的条件：

①能在空气中燃烧②不与其它气体反应，只与氧气反应③与氧气反应后生成物是固体

5、对做完实验后水量的分析

（1）吸入瓶内的水不足1/5的原因分析

①红磷量太少，消耗O 2太少。

②气密性差，漏气。

③装置没有冷却到室温就打开了止水夹

（2）吸入瓶内的水大于1/5的原因分析

①点燃的红磷插入集气瓶时赶跑了瓶内的一部分空气

②点燃红磷前未夹紧止水夹，使瓶内的空气沿导管跑出

③可能选用了能与氮气反应的物质，如：镁等。

6、实验结论：

说明空气不是单一的物质；氧气约占空气总体积的1/5。

7、实验结论延伸

该实验除证明空气中O 2的体积量约为空气体积的1/5外，还可得到以下结论。

①氮气体积含量约占空气体积的4/5：空气主要由O 2和N 2组成，因为实验测得空气中的O 2约占空气体积的1/5，则剩余气体体积基本为N 2。

②氮气不支持红磷燃烧：红磷在瓶内燃烧消耗大部分O 2后熄灭，剩下的N 2并不能支持红磷继续燃烧。

③氮气本身也不能燃烧：燃着的红磷伸入瓶中，若N 2也能燃烧，则可能出现瓶内的水上升超过1/5。

④氮气不易溶于水：实验中红磷开始燃烧时，瓶内压强增大，实验结束后瓶内压强降低，

水被吸入瓶内。这中间，N2都充分与水接触，若N2易溶于水，则瓶内的水的上升可能超过1/5。

【典型例题】

例1.某班同学用如图装置测定空气里氧气的含量。先用弹簧夹夹住乳胶管。点燃红磷伸入瓶中并塞上瓶塞。待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察广口瓶内水面变化情况。实验完毕，甲同学的广口瓶内水面上升明显小于瓶内空气体积的1/5，乙同学的广口瓶内水面上升明显大于瓶内空气体积的1/5。下列对这两种现象解释合理的是（）

①甲同学使用的红磷可能量不足，瓶内氧气没有消耗完

②甲同学可能未塞紧瓶塞，红磷熄灭冷却时外界空气进入瓶内

③乙同学可能没夹紧弹簧夹，红磷燃烧时瓶内空气受热从导管逸出

④乙同学可能插入燃烧匙太慢，塞紧瓶塞之前，瓶内空气受热逸出

A. 只有①③

B. 只有②④

C. 只有①②③

D. ①②③④

解析：探究空气中氧气的含量的实验误差分析，要根据实验原理进行推断，关键看操作的结果是导致密闭体系内气体的压强变大还是减小。甲同学的实验结果比实际偏低，原因可能有：（1）红磷量不足，瓶内氧气没有耗完；（2）未塞紧瓶塞，外界空气进入瓶内；（3）未冷却到室温就打开弹簧夹；乙同学的实验结果比实际偏高，原因可能是广口瓶内的部分空气受热逸出，致使广口瓶内气体的体积减小更多。

答案：D

例2. 将等容积、等质量（含瓶塞、导管、燃烧匙及瓶内少量的细砂）的两集气瓶氧气置于天平的左右两盘，调至平衡。放入等质量的白磷和木炭（如图所示），塞紧瓶塞。然后分别设法将其点燃。使二者充分燃烧后冷却至室温，打开弹簧夹（a），此时的天平

A. 指针偏向右

B. 指针偏向左

C. 仍处于平衡状态

D. 指针先向左后向右偏

解析：白磷燃烧消耗氧气生成固体，左侧装置瓶内压强减少，木炭燃烧虽消耗氧气但生成物也是气体，右侧装置瓶内压强几乎不变。打开止水夹后由于左侧压强小于右侧压强，会有气体从右侧瓶中进入左侧瓶中，导致左侧瓶中物质的质量增大。天平指针向重的一侧偏。

答案：B

例3：小军根据燃烧红磷测定空气中氧气含量的实验原理，认为可用木炭替代红磷测定空

气中氧气的含量，并按下图所示装置进行实验。

（1）依据的实验原理是_______________________________。

小军检查装置气密性后，将盛有足量红热木炭的燃烧匙迅速伸入广口瓶中，并把塞子塞紧，待红热的木炭熄灭并冷却至室温后，就打开弹簧夹，并未发现倒吸现象。经过认真分析，小军发现实验失败的原因是（答一条）

________________________________________________。

（2）小军反思上述实验的探究过程后认为：用燃烧法测定空气中氧气含量的实验时，在药品的选择和生成物的要求上应考虑的是（答一条）_____________________________。

解析：探究空气中氧气含量的实验原理是：选择某种能与空气中的氧气反应而不与空气中其它气体反应的固体物质（如红磷，白磷等），利用过量的该物质将空气中的氧气完全消耗，生成新的固体物质，使密闭容器内气体体积减小（减小的体积即为氧气的体积），气体的压强减小，引起水面变化，从而确定空气中氧气的体积分数。在探究空气中氧气含量的实验中，选择不同的药品会出现截然不同的现象。解此题的关键是判断可燃物在空气中燃烧能否使密闭容器内气体体积减小，气体压强变小。

答案：（1）探究空气中氧气含量的实验原理是：选择某种能与空气中的氧气反应而不与空气中其它气体反应的固体物质（如红磷，白磷等），利用过量的该物质将空气中的氧气完全消耗，生成新的固体物质，使密闭容器内气体体积减小（减小的体积即为氧气的体积），气体的压强减小，引起水面变化，从而确定空气中氧气的体积分数。

木炭在空气中燃烧消耗空气中的氧气；木炭在空气中燃烧虽然消耗了空气中的氧气，但生成了二氧化碳气体，致使广口瓶内气体压强未减小。

（2）药品要能在空气中燃烧，燃烧时只消耗氧气（或生成物不能是气体）

例4. 为测定空气中氧气所占的体积分数，某同学设计如图所示的实验，在一个耐热活塞的底部放一小块（足量）白磷（白磷在空气中燃烧的温度为40 ℃），然后迅速将活塞下压，可以观察到的现象为；冷却至原来温度时，松开手，活塞最终将回到刻度处，试回答白磷燃烧的原因。

解析：迅速将活塞下压，可以观察到，白磷燃烧，产生大量白烟；冷却至原来温度时，松开手，活塞最终将回到刻度4处；迅速将活塞下压，使空气内能增大，温度达到40 ℃。

例5. 为测定空气中氧气的含量，小华同学打算设计如下方案：选用实际容积为40 mL的试管作反应容器，将过量的白磷放入试管，用橡皮塞塞紧试管口，通过导管与实际容积为60 mL且润滑性很好的针筒注射器组成如图的实验装置。

假设此实验能按照小华的设想正常进行，且白磷所占体积与导管内的气体体积忽略不