第二章空氣和氧氣課題1我們周圍的空氣第1課時空氣的組成教學(xué)目標(biāo)1.了解空氣的主要成分。2.了解氧氣、氮?dú)?、稀有氣體的主要物理性質(zhì)和用途。3.初步認(rèn)識純凈物和混合物的概念。重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：空氣的組成、純凈物和混合物。難點(diǎn)：空氣中氧氣含量的測定。◆知識點(diǎn)一空氣的組成1.拉瓦錫研究空氣成分的實(shí)驗法國化學(xué)家拉瓦錫最早用定量的方法研究了空氣的成分。拉瓦錫利用該裝置進(jìn)行實(shí)驗，研究并得出空氣由氧氣和氮?dú)饨M成。實(shí)驗一：汞與氧氣反應(yīng)實(shí)驗二：氧化汞受熱分解實(shí)驗步驟把少量汞放在密閉的容器里連續(xù)加熱12天將汞表面所生成的紅色粉末收集起來,放在另一個較小的容器里加強(qiáng)熱實(shí)驗現(xiàn)象部分銀白色的液態(tài)汞變成紅色粉末，同時容器里空氣的體積約減少1紅色粉末變成銀白色液體和無色氣體,所得氣體的體積恰好等于密閉容器里所減少的體積反應(yīng)原理實(shí)驗結(jié)論空氣由氧氣和氮?dú)饨M成，其中氧氣約占空氣總體積的12.空氣中氧氣含量的測定實(shí)驗裝置①儀器：集氣瓶、燃燒匙、玻璃導(dǎo)管、燒杯、彈簧夾、膠皮管;②藥品：紅磷、水。實(shí)驗原理利用紅磷燃燒消耗密閉容器中的氧氣，使密閉容器內(nèi)壓強(qiáng)減小，在大氣壓的作用下，進(jìn)入容器內(nèi)水的體積即為減少的氧氣的體積。反應(yīng)的文字表達(dá)式PO2P2O5實(shí)驗步驟①連接裝置，檢查裝置的氣密性;②在集氣瓶內(nèi)加入少量水后，將水面上方空間分為5等份;③用彈簧夾夾緊膠皮管;④點(diǎn)燃紅磷后，立即伸入集氣瓶內(nèi)并把塞子塞緊;⑤燃燒結(jié)束裝置冷卻至室溫后，打開彈簧夾。實(shí)驗現(xiàn)象①紅磷燃燒，產(chǎn)生大量白煙，并放出熱量;②冷卻至室溫后，打開彈簧夾，燒杯中的水經(jīng)導(dǎo)管流入集氣瓶，且流入水的體積約占集氣瓶內(nèi)原有空氣體積的。實(shí)驗分析紅磷在空氣中燃燒是紅磷與空氣中的氧氣反應(yīng)，生成一種叫做五氧化二磷的新物質(zhì)。生成的五氧化二磷為固體，溶于水且?guī)缀醪徽加畜w積，燃燒消耗了集氣瓶內(nèi)的氧氣，使瓶內(nèi)氣體減少，壓強(qiáng)減小。冷卻至室溫后，外界大氣壓把燒杯內(nèi)的水壓進(jìn)集氣瓶，壓入的水的體積約等于集氣瓶內(nèi)消耗的氧氣的體積實(shí)驗結(jié)論①氧氣約占空氣體積的；②剩余氣體主要為氮?dú)?，氮?dú)獠蝗紵膊恢С秩紵灰兹苡谒?，且不與水反應(yīng)。1.實(shí)驗結(jié)果誤差分析誤差分析原因影響因素測量結(jié)果偏小進(jìn)入瓶中的水的體積偏小裝置漏氣，導(dǎo)致反應(yīng)結(jié)束后，外界空氣進(jìn)入裝置中紅磷量不足，不能將裝置內(nèi)的氧氣消耗完全未待裝置冷卻至室溫就打開彈簧夾，集氣瓶中氣體還處于受熱膨脹狀態(tài)，壓強(qiáng)變化不明顯測量結(jié)果偏大進(jìn)入瓶中的水的體積偏大點(diǎn)燃紅磷后伸入集氣瓶的速度太慢或未立即塞緊塞子，使集氣瓶中部分氣體受熱逸出實(shí)驗前未夾緊彈簧夾，使部分空氣受熱膨脹沿導(dǎo)管逸出2.利用燃燒法測定空氣中氧氣的含量時,選擇的反應(yīng)物應(yīng)具備兩個條件：（1）該物質(zhì)在空氣中能燃燒且只與氧氣反應(yīng)。如不能選用鐵、鎂等，因為鐵在空氣中難以燃燒，鎂在消耗氧氣的同時還會與氮?dú)?、二氧化碳反?yīng)。（2）該物質(zhì)燃燒后的生成物應(yīng)為固態(tài)或液態(tài)，所占的空間體積可忽略不計。如不能選用硫、木炭等，因為硫和木炭燃燒后會生成氣體。紅磷燃燒產(chǎn)生的是白煙，不是白霧。3.空氣的組成空氣中各氣體成分的含量如表所示∶成分氮?dú)庋鯕庀∮袣怏w二氧化碳其他氣體和雜質(zhì)體積分?jǐn)?shù)78%21%0.94%0.03%0.03%（1）空氣中各氣體成分的含量用體積分?jǐn)?shù)（體積占比）表示，而不是質(zhì)量分?jǐn)?shù)（質(zhì)量占比）。（2）空氣中各氣體成分的含量一般來說是比較固定的，但不是一成不變的。在不同地區(qū)或同一地區(qū)的不同時間，空氣中各成分的含量也可能有所不同。（3）空氣是混合物，主要由氧氣與氮?dú)饨M成，二者體積比約為21%:78%(1:4)。即學(xué)即練1．關(guān)于拉瓦錫研究空氣成分實(shí)驗的表述，存在科學(xué)性錯誤的是A．實(shí)驗中汞需要足量 B．曲頸甑中的汞可以換成硫粉C．曲頸甑中汞的作用是消耗氧氣 D．鐘罩內(nèi)液面上升推測鐘罩內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小【答案】B【解析】A、實(shí)驗中汞需要足量，這樣才能將曲頸甑和鐘罩內(nèi)空氣中的氧氣完全消耗掉，從而準(zhǔn)確測定空氣成分，該表述正確；D、鐘罩內(nèi)液面上升，是因為氧氣被消耗，鐘罩內(nèi)氣體減少，壓強(qiáng)減小，在外界大氣壓作用下，液面上升，該表述正確。故選B。2．如圖裝置常用來測定空氣中氧氣含量。下列對該實(shí)驗的認(rèn)識錯誤的是A．該實(shí)驗證明空氣中氧氣的體積約占1/5B．實(shí)驗時紅磷一定要過量，耗盡氧氣C．實(shí)驗前一定要檢查裝置的氣密性D．紅磷燃燒產(chǎn)生大量的白霧，火焰熄滅后立刻打開彈簧夾【答案】D【解析】A、實(shí)驗中，能夠觀察到進(jìn)入集氣瓶中的水約占集氣瓶容積的五分之一，說明氧氣約占空氣總體積的五分之一，故選項說法正確；B、實(shí)驗時紅磷一定要過量，如果紅磷不足，就不能完全消耗掉集氣瓶中的氧氣，也就得不出正確的結(jié)論，故選項說法正確；C、為防止裝置漏氣，影響實(shí)驗結(jié)果，實(shí)驗前一定要檢查裝置的氣密性，這是實(shí)驗取得成功的保證，故選項說法正確；D、紅磷燃燒產(chǎn)生大量的白煙，火焰熄滅后，待裝置冷卻到室溫時再打開彈簧夾；如果火焰熄滅后立刻打開彈簧夾，由于集氣瓶內(nèi)的溫度較高，水不能進(jìn)入集氣瓶或進(jìn)入集氣瓶中的水不到集氣瓶容積的五分之一，得不出正確的結(jié)論，故選項說法錯誤；故選：D。3．空氣是一種混合物。潔凈的空氣中含量較高且化學(xué)性質(zhì)不活潑的是A．氮?dú)?B．氧氣 C．二氧化碳 D．水蒸氣【答案】A【解析】A、氮?dú)庠诳諝庵械捏w積分?jǐn)?shù)約為78%，含量較高。氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)不活潑，一般不易與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，A選項正確；B、氧氣在空氣中的體積分?jǐn)?shù)約為21%，雖然含量較高，但氧氣的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，能與許多物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)，B選項錯誤；C、二氧化碳在空氣中的體積分?jǐn)?shù)約為0.03%，含量較低，C選項錯誤；D、水蒸氣在空氣中的含量相對較少，D選項錯誤。故選A。◆知識點(diǎn)二混合物和純凈物分類混合物純凈物概念由兩種或兩種以上的物質(zhì)混合而成，組成不固定只由一種物質(zhì)組成，組成固定表示方法沒有固定組成，不能用化學(xué)符號表示可用化學(xué)符號表示，如氮?dú)饪捎肗2表示性質(zhì)有固定的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)組成混合物的各種成分保持它們各自的性質(zhì)舉例空氣，自然界的水，如河水、湖水、海水、雨水等氮?dú)狻⒀鯕?、二氧化碳、蒸餾水等關(guān)系純凈物混合物說明純凈物是相對而言的，自然界不存在絕對純凈的物質(zhì)，我們所說的純凈物是指含雜質(zhì)很少的高純度物質(zhì)①物質(zhì)的成分與狀態(tài)無關(guān)。例如冰和水是相同物質(zhì)的兩種狀態(tài)，把它們混合在一起還是一種物質(zhì)，屬于純凈物。②區(qū)分混合物與純凈物的關(guān)鍵是看其物質(zhì)組成成分。帶有“混合”字眼的物質(zhì)不一定是混合物，帶有“潔凈”“清潔”字眼的物質(zhì)不一定是純凈物。如冰水混合物是純凈物，潔凈的空氣是混合物。也不能被物質(zhì)名稱誤導(dǎo)。如五氧化二磷是純凈物，不能認(rèn)為代表“氧”“磷”兩種物質(zhì)。即學(xué)即練1．下列物質(zhì)屬于混合物的是A．液態(tài)氧 B．潔凈的海水 C．冰水混合物 D．氧化鎂【答案】B【解析】A.液態(tài)氧是氧氣（）在液態(tài)狀態(tài)下的形式，僅含一種物質(zhì)，屬于純凈物（單質(zhì)），故A錯誤；B.海水含有水、氯化鈉、氯化鎂等多種物質(zhì)，即使經(jīng)過凈化處理，仍為混合物，故B正確；C.冰（固態(tài)水）和水（液態(tài)水）是同一種物質(zhì)（H?O）的不同狀態(tài)，成分單一，屬于純凈物中的氧化物，故C錯誤；D.氧化鎂（MgO）是鎂和氧按固定比例化合而成的化合物，屬于純凈物中的氧化物，故D錯誤。故選：B。重難點(diǎn)一特殊裝置測定空氣中氧氣的含量1.測定空氣中氧氣含量的改進(jìn)裝置方法一：測量進(jìn)入容器內(nèi)水的體積或容器內(nèi)水的體積變化方法二：利用刻度測量密閉容器內(nèi)氣體體積的減少量常見裝置反應(yīng)原理現(xiàn)象分析①玻璃鐘罩內(nèi)水面上升，最終上升的水的體積約占反應(yīng)前其內(nèi)空氣總體積的15②通電后，白磷燃燒，一段時間后左側(cè)水面大約上升至刻度1處；③紅磷燃燒，冷卻至室溫后打開彈簧夾，水進(jìn)入集氣瓶，集氣瓶中的水面大約上升至刻度1處④白磷燃燒，活塞先向右移動，冷卻至室溫后，活塞左移大約至刻度8處⑤銅粉變黑，冷卻至室溫后，將氣球內(nèi)的氣體全部擠出，注射器內(nèi)減少的氣體體積約為反應(yīng)前注射器和硬質(zhì)玻璃管內(nèi)氣體總體積的15⑥銅絲變黑，冷卻至室溫后，兩注射器內(nèi)減少的氣體總體積約為反應(yīng)前兩注射器和玻璃管內(nèi)氣體總體積的152.測定空氣中氧氣含量的數(shù)字化實(shí)驗（1）數(shù)字化實(shí)驗：利用傳感器和信息處理終端進(jìn)行實(shí)驗數(shù)據(jù)的采集與分析。實(shí)驗時一般將傳感器、數(shù)據(jù)采集器和計算機(jī)依次相連，采集實(shí)驗過程中各種物理量(如溫度、壓強(qiáng)、濃度等)的數(shù)據(jù)，通過軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄、呈現(xiàn)和分析。（2）將測定空氣中氧氣的含量設(shè)計成數(shù)字化實(shí)驗：實(shí)踐應(yīng)用1.圖1是利用氣體壓強(qiáng)傳感器測定紅磷燃燒時集氣瓶內(nèi)氣壓變化并測定空氣中氧氣的含量的實(shí)驗裝置。點(diǎn)燃紅磷，待紅磷熄滅并冷卻至室溫后，打開止水夾，瓶內(nèi)氣壓的變化如圖2。下列說法錯誤的是A．實(shí)驗中紅磷要足量B．a(chǎn)c段氣壓增大是因為紅磷燃燒放出熱量，使氣體膨脹C．如圖2所示，其中表示紅磷熄滅的是點(diǎn)D．若d點(diǎn)時就打開彈簧夾，集氣瓶中的上升水位會低于理論的水位高度【答案】C【解析】A、實(shí)驗時，紅磷足量，使紅磷與空氣中氧氣充分反應(yīng)，減小實(shí)驗誤差，選項正確；B、紅磷在氧氣中燃燒放出熱量，瓶內(nèi)溫度升高，氣體受熱膨脹，使集氣瓶中壓強(qiáng)變大，選項正確；C、圖2中c點(diǎn)壓強(qiáng)最大，此時溫度最高，表示紅磷剛好熄滅，選項錯誤；D、若d點(diǎn)時就打開彈簧夾，此時還沒有恢復(fù)到室溫，氣體處于膨脹狀態(tài)，集氣瓶中的上升水位會低于理論的水位高度，選項正確。故選C。考點(diǎn)一空氣中氧氣含量的測定【例1】某校九年級化學(xué)興趣小組的學(xué)生測定空氣中氧氣的含量，完成了以下實(shí)驗探究。實(shí)驗一：利用如圖所示裝置和紅磷進(jìn)行實(shí)驗；實(shí)驗二：利用如圖所示裝置和白磷進(jìn)行實(shí)驗；實(shí)驗三：利用圖所示裝置并分別使用紅磷、白磷和食品脫氧劑來測量空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)(圖丙實(shí)驗采集數(shù)據(jù)如圖丁所示)?！炯w討論】（1）同學(xué)們認(rèn)為實(shí)驗開始前都必須檢查裝置的氣密性且藥品的用量應(yīng)保證。（2）乙裝置中反應(yīng)的符號表達(dá)式為，該反應(yīng)屬于反應(yīng)（填基本反應(yīng)類型）。【分組實(shí)驗】在討論的基礎(chǔ)上，他們分組進(jìn)行了實(shí)驗。【數(shù)據(jù)分析】實(shí)驗結(jié)束后，整理數(shù)據(jù)如下表所示(裝置中集氣瓶容積均為150mL，并且在瓶中預(yù)先裝入20mL水)。組別12345進(jìn)入集氣瓶中水的體積/mL2527262928（3）大多數(shù)同學(xué)都驗證出氧氣約占空氣體積的。實(shí)驗時裝置甲量筒內(nèi)要裝入水的體積應(yīng)至少29mL(填“>”、“=”或“<”)?！痉此加懻摗浚?）圖乙實(shí)驗相對于圖甲實(shí)驗，其優(yōu)點(diǎn)有(寫出一條即可，下同)。（5）根據(jù)圖丙實(shí)驗采集數(shù)據(jù)如圖丁所示，同學(xué)們分析實(shí)驗結(jié)果，認(rèn)為用甲裝置實(shí)驗藥品最好選用“食品脫氧劑”，其優(yōu)點(diǎn)是；但指導(dǎo)老師認(rèn)為如果在課堂上進(jìn)行演示實(shí)驗時，選擇“食品脫氧劑”不是最佳的選擇，應(yīng)當(dāng)選擇“白磷”比較妥當(dāng)，你認(rèn)為老師的理由是?！緦?shí)驗拓展】（6）小組的同學(xué)做完實(shí)驗后又嘗試用木炭重新做了上述實(shí)驗，認(rèn)為不能選用木炭進(jìn)行實(shí)驗，其原因可能是。【答案】（1）過量（3）20.8%>（4）實(shí)驗誤差?。?）消耗氧氣更完全短時間內(nèi)能獲得數(shù)據(jù)（6）木炭燃燒消耗氧氣的同時生成二氧化碳?xì)怏w，壓強(qiáng)變化不明顯（合理即可）【解析】（1）紅磷應(yīng)過量，才能完全消耗集氣瓶中的氧氣；（4）圖乙利用電熱棒引燃白磷，可避免點(diǎn)燃白磷后伸入時，產(chǎn)生的白煙擴(kuò)散到空氣中，且還能防止氣體受熱膨脹，則該裝置更環(huán)保，結(jié)果更準(zhǔn)確;（5）由圖可知，選用“食品脫氧劑”時，氧氣剩余更少，則結(jié)果更準(zhǔn)確；而選擇“白磷”時，反應(yīng)時間短;（6）木炭燃燒氧氣的同時還生成二氧化碳?xì)怏w，壓強(qiáng)變化不明顯，則不能用木炭進(jìn)行實(shí)驗。解題要點(diǎn)解題要點(diǎn)實(shí)驗成功的關(guān)鍵（1）紅磷要過量，保證完全消耗裝置內(nèi)空氣中的氧氣。（2）裝置的氣密性必須良好，不能漏氣。（3）必須冷卻至室溫后再打開彈簧夾。（4）點(diǎn)燃的紅磷要迅速伸入集氣瓶并塞緊橡膠塞。（5）實(shí)驗時彈簧夾要夾緊?！咀兪?1】某班同學(xué)用如下圖所示的裝置測定空氣中氧氣的含量。實(shí)驗結(jié)束后，甲同學(xué)的集氣瓶內(nèi)液面上升明顯大于瓶內(nèi)空氣體積的，乙同學(xué)的集氣瓶內(nèi)液面上升明顯小于瓶內(nèi)空氣體積的，下列對這兩種現(xiàn)象解釋合理的是①甲同學(xué)可能沒夾緊彈簧夾

②甲同學(xué)可能沒塞緊橡膠塞③乙同學(xué)所用紅磷的量可能不足

④乙同學(xué)可能插入燃燒匙太慢A．①②③④ B．只有①③ C．只有②④ D．只有①②③【答案】B【解析】①若甲同學(xué)沒夾緊彈簧夾，反應(yīng)放出大量的熱，裝置內(nèi)壓強(qiáng)增大，有空氣從導(dǎo)管逸出，因此裝置冷卻后進(jìn)入的水多，使測定結(jié)果偏大，說法正確；②若甲同學(xué)未塞緊瓶塞，裝置漏氣，在冷卻過程中有外界的空氣進(jìn)入瓶中，使測定結(jié)果偏小，說法錯誤；③若乙同學(xué)使用紅磷的量不足，不能完全消耗裝置內(nèi)的氧氣，使測定結(jié)果偏小，說法正確；④若乙同學(xué)插入燃燒匙速度太慢，會使集氣瓶中的部分氣體受熱膨脹逸出，導(dǎo)致測定結(jié)果偏大，說法錯誤；故解釋合理的只有①③。故選B。【變式12】如圖為測定空氣中氧氣含量實(shí)驗的改進(jìn)裝置，下列說法中不正確的是A．集氣瓶中水液封導(dǎo)管末端以防氣體逸出B．本實(shí)驗不可以用木炭代替紅磷C．燃燒匙中的紅磷需足量，否則測定結(jié)果偏小【答案】D【解析】A、圖示是測定空氣中氧氣含量的實(shí)驗，要求裝置應(yīng)該是密封狀態(tài)，因此集氣瓶中水液封導(dǎo)氣管末端以防氣體逸出，選項說法正確；B、木炭燃燒后生成了二氧化碳?xì)怏w，則裝置壓強(qiáng)幾乎不變，無法根據(jù)液面變化分析出氧氣的含量，因此本實(shí)驗不可以用木炭代替紅磷，選項說法正確；C、圖示是測定空氣中氧氣含量的實(shí)驗，燃燒匙中的紅磷需足量，這樣才能完全消耗氧氣，否則氧氣不能消耗完全，導(dǎo)致測定結(jié)果偏小，選項說法正確；D、紅磷燃燒消耗集氣瓶內(nèi)的氧氣，氧氣約占空氣體積的五分之一，集氣瓶的容積是200mL，且集氣瓶中有部分水，故集氣瓶中空氣的體積小于200mL，則消耗氧氣的體積小于200mL×=40mL，故最終量筒中進(jìn)入集氣瓶中水的體積＜40mL，選項說法不正確；故選：D。【變式13】實(shí)驗小組用下圖裝置測定空氣中氧氣的含量。（1）該實(shí)驗中紅磷燃燒的現(xiàn)象為，符號表達(dá)式為。（2）能說明空氣中氧氣含量的現(xiàn)象是，打開彈簧夾后水上升至刻度。（3）下列操作可能導(dǎo)致測定結(jié)果偏低的是_____。(填字母序號，下同)A．紅磷的量不足B．點(diǎn)燃紅磷，慢慢伸入瓶中C．未冷卻至室溫就打開了彈簧夾（4）若用硫粉來替紅磷測空氣中氧氣含量是否可以？若不可，請說明原因。（5）反應(yīng)完后集氣瓶中剩余主要?dú)怏w是，該氣體的物理性質(zhì)是，化學(xué)性質(zhì)是。(均寫一條即可)（2）1（3）AC（4）不可以，硫在空氣中燃燒生成二氧化硫氣體，化學(xué)反應(yīng)前后，裝置內(nèi)壓強(qiáng)變化不大，無法測定空氣中的氧氣含量（5）氮?dú)?N2難溶于水（合理即可）不燃燒也不支持燃燒（合理即可）【解析】（1）紅磷在空氣中燃燒，與氧氣發(fā)生反應(yīng)，會劇烈燃燒，生成五氧化二磷固體小顆粒，現(xiàn)象是：產(chǎn)生大量白煙，發(fā)出大量的熱；（2）空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)約為，該實(shí)驗中紅磷燃燒消耗集氣瓶內(nèi)的氧氣，使瓶內(nèi)壓強(qiáng)減小。冷卻至室溫后，打開彈簧夾，在外界大氣壓作用下，燒杯中的水進(jìn)入集氣瓶，進(jìn)入水的體積約占集氣瓶內(nèi)空氣體積的，則水上升至1刻度處。（3）A、紅磷的量不足，不能將集氣瓶內(nèi)的氧氣完全消耗，導(dǎo)致進(jìn)入集氣瓶的水的體積偏小，測定結(jié)果偏低，該選項符合題意；B、點(diǎn)燃紅磷，慢慢伸入瓶中，會使瓶內(nèi)空氣受熱逸出，導(dǎo)致瓶內(nèi)壓強(qiáng)減小更多，進(jìn)入集氣瓶的水的體積偏大，測定結(jié)果偏高，該選項不符合題意；C、未冷卻至室溫就打開了彈簧夾，此時瓶內(nèi)氣體溫度較高，壓強(qiáng)較大，進(jìn)入集氣瓶的水的體積偏小，測定結(jié)果偏低，該選項符合題意。故選AC。（4）硫在空氣中燃燒生成的二氧化硫是氣體，填補(bǔ)了消耗氧氣的空間，集氣瓶內(nèi)壓強(qiáng)幾乎不變，所以打開彈簧夾后，水不能進(jìn)入集氣瓶，無法測定空氣中氧氣的含量。（5）空氣主要由氮?dú)夂脱鯕饨M成，紅磷燃燒消耗了氧氣，所以反應(yīng)完后集氣瓶中剩余主要?dú)怏w是氮?dú)猓∟2）；氮?dú)庠诔爻合率菬o色、無味的氣體，難溶于水，寫出其中一條物理性質(zhì)即可；在該實(shí)驗中，紅磷燃燒一段時間后熄滅，說明剩余的氮?dú)獠荒苋紵膊恢С秩紵?，化學(xué)性質(zhì)相對穩(wěn)定、不活潑，寫出其中一條化學(xué)性質(zhì)即可?？键c(diǎn)二空氣的組成【例2】文物是歷史的見證。保存文物時可用空氣中含量最高的氣體，該氣體是【答案】B【解析】保存珍貴文物可用空氣中含量最多的氣體，該氣體是氮?dú)?，氮?dú)鈱儆跉鈶B(tài)非金屬單質(zhì)，在元素符號的右下角寫上表示分子中所含原子數(shù)的數(shù)字，其化學(xué)式為：N2。故選B。解題要點(diǎn)解題要點(diǎn)【變式21】雞蛋氣室中的氣體來源于空氣。氣室中含量最高的氣體是A． B． C． D．【答案】A【解析】空氣的成分按體積分?jǐn)?shù)計算，大約是：氮?dú)?8%、氧氣21%、稀有氣體0.94%、二氧化碳0.03%、其他氣體和雜質(zhì)0.03%。由此可知，空氣中體積分?jǐn)?shù)含量最高的物質(zhì)是氮?dú)?，化學(xué)式為N2。故選A。【變式22】休閑潛水用氣罐中一般為壓縮人造空氣，其成分與周圍空氣類似，其中含量最多的氣體是A．O2 B．N2 C．H2 D．CO2【答案】B【解析】A.自然空氣中各氣體體積比例約為：氮?dú)猓∟2）78%、氧氣（O2）21%、稀有氣體和二氧化碳（CO2）等共約1%，題目明確人造空氣成分與周圍空氣類似，因此含量最多的氣體應(yīng)與自然空氣一致，氧氣占21%，是第二多的成分，但并非最多，故A錯誤；B.氮?dú)庹?8%，是空氣中含量最高的氣體，故B正確；C.一般情況下，氫氣在自然空氣中含量極低，幾乎可忽略，故C錯誤；D.二氧化碳僅占約0.03%，含量極少，故D錯誤。故選：B。【變式23】空氣的成分中，按體積計算約為78%的是A．氮?dú)?B．氧氣 C．稀有氣體 D．二氧化碳【答案】A【解析】空氣中按體積分?jǐn)?shù)計算氮?dú)饧s占78％，氧氣約占21％，稀有氣體等其它成分約1％。故選A?？键c(diǎn)三純凈物和混合物的區(qū)分【例3】下列各組物質(zhì)中，前者屬于混合物，后者屬于純凈物的是A．五氧化二磷、氧化汞 B．鐵、食鹽水C．礦泉水、豆?jié){ D．液態(tài)空氣、二氧化碳【答案】D【解析】混合物由多種物質(zhì)組成，純凈物只含一種物質(zhì)。A、五氧化二磷和氧化汞均為單一物質(zhì)組成，均屬純凈物，不符合題意；B、鐵為單一物質(zhì)組成，屬純凈物；食鹽水是NaCl與水的混合物。前者純凈物，后者混合物，不符合題意；C、礦泉水含礦物質(zhì)、水等，是混合物；豆?jié){含蛋白質(zhì)、水等，也是混合物，兩者均不滿足純凈物條件，不符合題意；D、液態(tài)空氣含氧氣、氮?dú)獾?，是混合物；二氧化碳為單一物質(zhì)組成，屬純凈物。符合題意。故選D。【變式31】下列物質(zhì)中，屬于混合物的是A．冰 B．硫酸銅溶液 C．過氧化氫 D．液態(tài)氧【答案】B【解析】A.冰是固態(tài)水，成分是H?O，屬于純凈物，故不符合題意；B.硫酸銅溶液由硫酸銅（CuSO?）和水（H?O）組成，是溶液，屬于混合物，故符合題意；C.過氧化氫，化學(xué)式為H?O?，是單一化合物，屬于純凈物，故不符合題意；D.液態(tài)氧是氧氣（O?）的液態(tài)形式，成分單一，屬于純凈物，故不符合題意，故選B?！咀兪?2】下列“水”屬于純凈物的是A．海水 B．蘇州河水 C．礦泉水 D．蒸餾水【答案】D【解析】A、海水中含有多種物質(zhì)，屬于混合物，不符合題意；B、蘇州河水中含有多種物質(zhì)，屬于混合物，不符合題意；C、礦泉水中含有多種物質(zhì)，屬于混合物，不符合題意；D、蒸餾水只由一種物質(zhì)組成，屬于純凈物，符合題意。故選：D?！咀兪?3】下列物質(zhì)中，屬于純凈物的是（填序號，下同），屬于混合物的是。①人體呼出的氣體

②純牛奶

③液氮

④稀有氣體⑤澄清石灰水

⑥潔凈的空氣

⑦冰水混合物

⑧紅磷【答案】③⑦⑧①②④⑤⑥【解析】①人體呼出的氣體：含氮?dú)?、氧氣、二氧化碳等多種氣體，是由多種物質(zhì)組成，屬于混合物；②純牛奶中含蛋白質(zhì)、脂肪、水等成分，是由多種物質(zhì)組成，屬于混合物；③液氮是液態(tài)氮?dú)猓怯梢环N物質(zhì)組成，屬于純凈物；④稀有氣體通常包含氦、氖、氬等氣體，是由多種物質(zhì)組成，屬于混合物；⑤澄清石灰水中存在氫氧化鈣和水，是由多種物質(zhì)組成，屬于混合物；⑥潔凈的空氣存在氮?dú)?、氧氣、二氧化碳等，是由多種物質(zhì)組成，屬于混合物。⑦冰（固態(tài)水）和水（液態(tài)水）是同種物質(zhì)的不同狀態(tài)，冰水混合物是由一種物質(zhì)組成，屬于純凈物；⑧紅磷是由一種物質(zhì)組成，屬于純凈物；屬于純凈物的是③⑦⑧，屬于混合物的是①②④⑤⑥?？键c(diǎn)四利用改進(jìn)裝置測量空氣中氧氣的含量【例4】拉瓦錫被稱為“現(xiàn)代化學(xué)之父”，我們要沿著科學(xué)家的足跡去探究。（1）二百多年前，法國化學(xué)家拉瓦錫利用圖1裝置進(jìn)行實(shí)驗，得出結(jié)論：空氣由氧氣和組成，其中氧氣約占空氣總體積的五分之一。根據(jù)圖2資料卡片判斷反應(yīng)物選用汞的優(yōu)點(diǎn)中不可能的是。A．實(shí)驗過程中沒有污染

B．汞蒸氣與氧氣反應(yīng)能將密閉容器空氣中的氧氣幾乎耗盡C．在汞槽中起到液封作用

D．生成的化合物加熱分解又能得到汞和氧氣（2）小強(qiáng)同學(xué)對反應(yīng)物進(jìn)行優(yōu)化，采用圖3裝置進(jìn)行實(shí)驗，反應(yīng)結(jié)束后，冷卻到室溫，打開彈簧夾，注射器活塞理論上應(yīng)從10mL刻度處緩慢移動至mL刻度處。（3）小明對圖3實(shí)驗進(jìn)行了如圖4所示的改進(jìn)。圖4實(shí)驗中，為了使氧氣反應(yīng)更充分，實(shí)驗中可采取的措施是，若實(shí)驗后未將氣球中氣體擠出，會導(dǎo)致測得氧氣含量偏（填“大”或“小”）。（4）為了更精確的定量了解空氣中氧氣含量及誤差原因，同學(xué)們引入數(shù)字化傳感器按圖5裝置進(jìn)行實(shí)驗，記錄并處理數(shù)據(jù)見圖6。B點(diǎn)到F點(diǎn)（溫度已降至室溫）的實(shí)驗過程中，從圖5裝置中可觀察到的現(xiàn)象是。起點(diǎn)A的坐標(biāo)為（0，20.99），通過數(shù)據(jù)我們可以直接得出玻璃管內(nèi)原來空氣中氧氣的體積百分含量為，F(xiàn)點(diǎn)的坐標(biāo)為（203，4.23），則整個過程中銅粉實(shí)際消耗的氧氣的體積為mL（已知玻璃管體積為100mL）?！敬鸢浮浚?）氮?dú)釧（2）2（3）反復(fù)推拉注射器大（4）氣球鼓起后又癟,紅色粉末逐漸變?yōu)楹谏?0.99%16.76【解析】（1）法國化學(xué)家拉瓦錫利用圖1裝置進(jìn)行實(shí)驗，得出結(jié)論：空氣由氧氣和氮?dú)饨M成的；A、汞和生成的氧化汞都有毒，會造成污染，選項錯誤，符合題意；B、汞蒸氣與氧氣反應(yīng)能將密閉容器空氣中的氧氣幾乎耗盡，選項正確，不符合題意；C、汞常溫下是液態(tài)，在汞槽中起到液封作用，選項正確，不符合題意；D、由資料卡片可知，生成的化合物加熱分解又能得到汞和氧氣，選項正確，不符合題意；故選A；（3）反復(fù)推拉注射器活塞，增強(qiáng)空氣的流動性，能使裝置中的氧氣與銅充分接觸，反應(yīng)更充分；若實(shí)驗后未將氣球中氣體擠出，會使活塞向右偏移，導(dǎo)致測得氧氣含量偏大。（4）加熱過程中,裝置內(nèi)氣體膨脹,壓強(qiáng)增大，氣球變大，銅和氧氣在加熱的條件下反應(yīng)生成氧化銅,溫度已降至室溫后,氣體減小,裝置內(nèi)壓強(qiáng)減小，氣球變小,故從圖3裝置中可觀察到的現(xiàn)象是氣球鼓起后又癟,紅色粉末逐漸變?yōu)楹谏?由圖中數(shù)據(jù)我們可以直接得出玻璃管內(nèi)原來空氣中氧氣的體積百分含量為20.99%。A．①中顯示屏上可顯示出的含量 B．③中Q點(diǎn)對應(yīng)的實(shí)驗操作是打開止水夾C．②中裝置氣密性不好會使測量結(jié)果偏大 D．該實(shí)驗測得空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)是21%【答案】B【解析】A、CO2不屬于空氣污染物，不計入空氣污染指數(shù)，所以①中顯示屏不能顯示出CO2的含量，A錯誤；B、紅磷燃燒消耗氧氣，使裝置內(nèi)壓強(qiáng)減小，打開止水夾后，水進(jìn)入集氣瓶，裝置內(nèi)壓強(qiáng)逐漸恢復(fù)。③中Q點(diǎn)后壓強(qiáng)增大，對應(yīng)的實(shí)驗操作是打開止水夾，水進(jìn)入集氣瓶，B正確；C、②中裝置氣密性不好，會使外界空氣進(jìn)入集氣瓶，導(dǎo)致進(jìn)入集氣瓶內(nèi)水的體積減少，測量結(jié)果偏小，C錯誤；故選B。A．實(shí)驗前要檢查裝置的氣密性 B．實(shí)驗可觀察到左管產(chǎn)生白煙【答案】D【解析】A、測定空氣中氧氣的含量實(shí)驗中應(yīng)檢查裝置的氣密性，故選項說法正確；B、白磷燃燒生成白煙，實(shí)驗可觀察到左管產(chǎn)生白煙，故選項說法正確；C、左管中白磷燃燒消耗了氧氣，左管中氣壓減小，大氣壓將水壓入左管，右管中液面會下降，故選項說法正確；故選D。【變式43】建構(gòu)合理的思維模型，既能促進(jìn)深度學(xué)習(xí)，又能提高思維品質(zhì)。小科建構(gòu)了“兩組分混合物含量測定”的思維模型。運(yùn)用該模型對教材中“測定空氣中氧氣含量”的實(shí)驗進(jìn)行了再探究：忽略含量很低的其它物質(zhì)，空氣可以看成由氮?dú)夂脱鯕饨M成的兩組分混合物。【探究一】根據(jù)沸點(diǎn)低的組分先汽化的性質(zhì)，測定混合物中某組分的含量。（1）將空氣轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)空氣，液氮先汽化。從建模角度分析，該操作屬于上述思維模型中的。【探究二】根據(jù)混合物中某組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，測定混合物中某組分的含量。（2）按如圖甲裝置測定空氣中氧氣含量。【實(shí)驗步驟】實(shí)驗1：按圖1所示裝置，用白磷燃燒的方法測定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)。實(shí)驗2：按圖2所示裝置，在集氣瓶內(nèi)壁用水均勻涂附鐵粉除氧劑（其中輔助成分不干擾實(shí)驗），利用鐵生鐵銹（鐵能與氧氣反應(yīng)生成鐵銹）的原理測定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)。①實(shí)驗1中，紅磷要足量的目的是。②圖2裝置要測定的數(shù)據(jù)有。③連接數(shù)字傳感器，測得實(shí)驗1、實(shí)驗2中氧氣的體積分?jǐn)?shù)隨時間變化的關(guān)系分別如圖3、圖4所示。依據(jù)圖中信息，實(shí)驗2的測定方法更準(zhǔn)確，判斷依據(jù)是?！纠^續(xù)探究】（3）運(yùn)用上述思維模型，同學(xué)們又設(shè)計了圖乙的實(shí)驗裝置。①請根據(jù)某小組提供的實(shí)驗數(shù)據(jù)，完成表格：硬質(zhì)玻璃管中空氣的體積反應(yīng)前注射器中空氣的體積反應(yīng)后注射器中氣體體積實(shí)驗測得空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)（結(jié)果精確到1％）50mL20mL7mL②不同實(shí)驗小組做上述實(shí)驗時結(jié)果差別較大，其中有些小組測定出空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)低于實(shí)際數(shù)值，請分析導(dǎo)致測定數(shù)值偏低的原因是（答出1點(diǎn)即可）。【答案】（1）分離轉(zhuǎn)移（2）耗盡裝置內(nèi)空氣中的氧氣集氣瓶的容積、最終水進(jìn)入集氣瓶中的體積鐵生銹消耗氧氣更充分（3）19%銅粉不足（合理即可）【解析】（1）將空氣轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)空氣，液氮先汽化，該過程中沒有新物質(zhì)生成，從建模角度分析，該操作屬于上述思維模型中的分離轉(zhuǎn)移；（2）①實(shí)驗1中，該實(shí)驗中紅磷要足量的目的是耗盡裝置內(nèi)空氣中的氧氣；

②圖2裝置利用鐵生鐵銹（鐵能與氧氣反應(yīng)生成鐵銹）的原理測定，則要測定的數(shù)據(jù)有集氣瓶的容積、最終水進(jìn)入集氣瓶中的體積。

③由圖3、圖4可知，實(shí)驗1氧氣體積分?jǐn)?shù)降低到8.6%左右不再變化，實(shí)驗2氧氣體積分?jǐn)?shù)降低到接近0%，說明實(shí)驗2鐵生銹消耗氧氣更充分，則實(shí)驗2的測定方法更準(zhǔn)確；②不同實(shí)驗小組做上述實(shí)驗時結(jié)果差別較大，導(dǎo)致測定數(shù)值偏低的原因可能是銅粉不足或裝置漏氣或沒有冷卻至室溫就讀數(shù)等。基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)1．化學(xué)史上第一次明確提出空氣是由氧氣和氮?dú)饨M成的科學(xué)家是A．拉瓦錫 B．侯德榜 C．道爾頓 D．門捷列夫【答案】A【解析】A、拉瓦錫用定量的方法測定了空氣的成分，得出空氣是由氮?dú)夂脱鯕饨M成，故A符合題意；B、侯德榜改進(jìn)了純堿的制備方法，將制堿工業(yè)與化肥工業(yè)結(jié)合起來，故B不符合題意；C、道爾頓提出原子論，故C不符合題意；D、門捷列夫發(fā)現(xiàn)了元素周期律并編制出元素周期表，故D不符合題意。故選A。2．下列物質(zhì)屬于純凈物的是A．葡萄酒 B．加碘食鹽 C．液氧 D．食醋【答案】C【解析】A、葡萄酒含有多種物質(zhì)屬于混合物，故選項不符合題意；B、加碘食鹽含有氯化鈉以及含碘元素的物質(zhì)，由多種物質(zhì)組成屬于混合物，故選項不符合題意；C、液氧即液態(tài)氧氣，是一種物質(zhì)屬于純凈物，選項符合題意；D、食醋含有多種物質(zhì)，屬于混合物，故選項不符合題意；故選：C。3．用紅磷來測量空氣中氧氣體積的實(shí)驗中水進(jìn)入集氣瓶中小于的原因可能是A．紅磷不足 B．紅磷過量 C．溫度冷卻到室溫，打開了止水夾 D．裝置的氣密性良好【答案】A【解析】A、紅磷不足，不能將集氣瓶內(nèi)氧氣完全消耗，會使進(jìn)入集氣瓶中水的體積小于五分之一，A正確。B、紅磷過量能保證將氧氣完全消耗，不會導(dǎo)致水進(jìn)入體積小于五分之一，B錯誤。C、溫度冷卻到室溫打開止水夾，是正確操作，不是水進(jìn)入集氣瓶中小于五分之一的原因，C錯誤。D、裝置氣密性良好是實(shí)驗成功的條件之一，不會導(dǎo)致水進(jìn)入體積小于五分之一，D錯誤。故選A。4．科學(xué)家對火星的大氣進(jìn)行分析，得到下表所示數(shù)據(jù)氣體二氧化碳氮?dú)鈿鍤庋鯕怏w積分?jǐn)?shù)/%952.71.60.13與地球大氣的成分相比，火星大氣中含量更低的是A．二氧化碳 B．氮?dú)夂脱鯕?C．氬氣和氧氣 D．氮?dú)夂蜌鍤狻敬鸢浮緽【解析】空氣的成分按體積計算，大約是：氮?dú)庹?8%、氧氣占21%、稀有氣體占0.94%、二氧化碳占0.03%、其他氣體和雜質(zhì)占0.03%。則與地球大氣的成分相比，火星大氣中含量更低的是氮?dú)夂脱鯕?，故選B。5．如圖所示裝置測定空氣中氧氣含量，下列說法正確的是A．點(diǎn)燃白磷后緩慢地將燃燒匙伸入瓶內(nèi)，塞緊瓶塞B．不打開瓶塞，聚焦太陽光引燃足量白磷，實(shí)驗效果更好C．用木炭代替白磷不會影響實(shí)驗結(jié)果D．若實(shí)驗過程中沒有將彈簧夾夾緊，不會影響實(shí)驗結(jié)果【答案】B【解析】A、點(diǎn)燃白磷后若緩慢地將燃燒匙伸入瓶內(nèi)，瓶內(nèi)部分空氣會因受熱膨脹逸出，使測定結(jié)果偏大，錯誤；B、不打開瓶塞，聚焦太陽光引燃足量白磷，可防止瓶內(nèi)空氣逸出，實(shí)驗效果更好，正確；C、木炭燃燒生成二氧化碳?xì)怏w，瓶內(nèi)壓強(qiáng)變化不大，無法測定空氣中氧氣含量，所以用木炭代替白磷會影響實(shí)驗結(jié)果，錯誤；D、若實(shí)驗過程中沒有將彈簧夾夾緊，紅磷燃燒時瓶內(nèi)氣體受熱膨脹會沿導(dǎo)管逸出，使進(jìn)入瓶內(nèi)水的體積偏大，從而影響實(shí)驗結(jié)果，錯誤。故選B。6．用來測定空氣成分的方法有很多，小梅用如下圖所示的簡易裝置來測定空氣中氧氣的含量。下列對該實(shí)驗的認(rèn)識中，正確的是A．使用紅磷的量多或少，都不會影響實(shí)驗結(jié)果B．燃燒足夠的紅磷可使進(jìn)入鐘罩的水占鐘罩容器的4/5C．紅磷停止燃燒后，立即觀察記錄水進(jìn)入鐘罩的刻度D．紅磷燃燒消耗空氣中的氧氣，使鐘罩內(nèi)壓強(qiáng)下降，水面上升【答案】D【解析】A、測定空氣中氧氣含量時，紅磷要足量，以確保將裝置內(nèi)的氧氣完全消耗，若紅磷量不足，會使測定結(jié)果偏小，該選項錯誤；B、空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)約為21%，燃燒足夠的紅磷可使進(jìn)入鐘罩的水占鐘罩容積的1/5左右，而不是4/5，該選項錯誤；C、紅磷停止燃燒后，不能立即觀察記錄水進(jìn)入鐘罩的刻度，因為此時裝置內(nèi)溫度較高，氣體受熱膨脹，會使進(jìn)入的水偏少，導(dǎo)致測定結(jié)果偏小，應(yīng)等裝置冷卻至室溫后再觀察記錄，該選項錯誤；D、紅磷燃燒消耗空氣中的氧氣，使鐘罩內(nèi)氣體減少，壓強(qiáng)下降，在外界大氣壓的作用下，水面上升，該選項正確。故選D。7．液氮是液態(tài)的氮?dú)?，溫度極低，可用于冷凍麻醉等。液氮屬于A．純凈物 B．混合物 C．無法判斷 D．稀有氣體【答案】A【解析】A、液氮是液態(tài)的氮?dú)?，只由一種物質(zhì)組成，符合純凈物的定義，所以液氮屬于純凈物，A正確；B、混合物是由兩種或多種物質(zhì)混合而成的物質(zhì)，液氮只含一種物質(zhì)，不屬于混合物，B錯誤；C、根據(jù)液氮的組成可以明確判斷其類別，并非無法判斷，C錯誤；D、稀有氣體是氦（He）、氖（Ne）、氬（Ar）、氪（Kr）、氙（Xe）等氣體的統(tǒng)稱，氮?dú)獠粚儆谙∮袣怏w，D錯誤。故選A。8．拉瓦錫用定量的方法研究了空氣的成分。某興趣小組利用氧氣傳感器來檢測足量紅磷燃燒過程中氧氣的含量，如圖所示，下列判斷正確的是A．a(chǎn)點(diǎn)時容器內(nèi)氮?dú)怏w積分?jǐn)?shù)為85%B．密閉容器內(nèi)b點(diǎn)和c點(diǎn)時的壓強(qiáng)一樣C．氧氣有剩余，說明物質(zhì)燃燒時氧氣必須達(dá)到一定濃度D．此實(shí)驗測得空氣中氧氣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18%【答案】C【解析】A、由曲線圖可知：a點(diǎn)時容器內(nèi)氧氣的體積分?jǐn)?shù)為15%。故容器內(nèi)其余氣體（氮?dú)?、稀有氣體、二氧化碳等）的濃度為85%，則a點(diǎn)時容器內(nèi)氮?dú)怏w積分?jǐn)?shù)小于85%，故A錯誤；B、紅磷燃燒放熱，反應(yīng)中容器內(nèi)壓強(qiáng)先增大后因氧氣消耗而減小。b點(diǎn)時反應(yīng)還在進(jìn)行，溫度較高，c點(diǎn)時反應(yīng)結(jié)束且溫度恢復(fù)至室溫，因此密閉容器內(nèi)b點(diǎn)和c點(diǎn)時的壓強(qiáng)不一定相同，故B錯誤；C、由曲線圖可知：反應(yīng)停止時，容器內(nèi)剩余3%體積分?jǐn)?shù)的氧氣，由于紅磷足量，故氧氣有剩余，說明物質(zhì)燃燒時氧氣必須達(dá)到一定濃度，故C正確；D、由曲線圖可知：反應(yīng)過程中氧氣的體積分?jǐn)?shù)減小21%3%=18%，故此實(shí)驗測得空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為18%，故D錯誤；故選：C。9．某小組的同學(xué)將過量的白磷放入試管中測定空氣中氧氣含量（如圖），則下列說法不正確的是A．取足量的白磷進(jìn)行實(shí)驗是為了減少誤差B．試管中的白磷可以換成硫粉C．實(shí)驗結(jié)束等裝置冷卻到室溫后才能打開彈簧夾D．該裝置實(shí)驗的優(yōu)點(diǎn)是密閉容器中進(jìn)行，測量結(jié)果更準(zhǔn)確，污染小【答案】B【解析】A、取足量的白磷進(jìn)行實(shí)驗是為了耗盡裝置中的氧氣，減少誤差，故選項說法正確；B、硫在空氣中燃燒生成二氧化硫氣體，瓶內(nèi)氣壓不變，不能形成壓強(qiáng)差，所以不能用硫粉代替紅磷進(jìn)行該實(shí)驗，故選項說法錯誤；C、實(shí)驗結(jié)束需等到裝置冷卻到室溫后再讀數(shù)，否則剩余的氣體在受熱狀態(tài)下，處于膨脹狀態(tài)，使測定結(jié)果偏小，故選項說法正確；D、該裝置實(shí)驗的優(yōu)點(diǎn)是密閉容器中進(jìn)行測量，無需打開瓶塞點(diǎn)燃白磷，避免瓶內(nèi)空氣外逸而造成實(shí)驗誤差，結(jié)果更準(zhǔn)確；同時防止生成的五氧化二磷逸散到空氣中，污染小，故選項說法正確。故選：B。10．用如圖所示裝置來測定空氣中氧氣的含量，下列對該實(shí)驗的認(rèn)識中，錯誤的是A．銅粉用量的多少，會影響實(shí)驗結(jié)果B．氣球的作用是調(diào)節(jié)氣壓，防止橡皮塞被彈出C．操作無誤的情況下，反應(yīng)結(jié)束后消耗的氧氣體積約為反應(yīng)前注射器中氣體體積的D．實(shí)驗結(jié)束讀數(shù)時，必須冷卻至室溫再讀數(shù)【答案】C【解析】A、圖示裝置測定空氣中氧氣的含量，實(shí)驗中要求銅粉足量或過量，才能將裝置中的氧氣消耗完全，即銅粉用量的多少，會影響實(shí)驗結(jié)果，若銅粉的用量不足，會導(dǎo)致氧氣不能完全反應(yīng)，進(jìn)一步導(dǎo)致實(shí)驗結(jié)果偏小，故選項A說法正確；B、銅和氧氣加熱生成氧化銅，該反應(yīng)放熱。氣球的作用是調(diào)節(jié)氣壓，防止橡皮塞被彈出，故選項B說法正確；C、銅和氧氣加熱生成氧化銅，操作無誤的情況下，反應(yīng)結(jié)束后消耗的氧氣體積約為反應(yīng)前注射器和玻璃管中氣體總體積的，故選項C說法錯誤；D、實(shí)驗結(jié)束讀數(shù)時，必須冷卻至室溫再讀數(shù)，若未等到裝置冷卻至室溫就讀數(shù)，裝置內(nèi)剩余氣體受熱膨脹，導(dǎo)致測定結(jié)果偏小，故選項D說法正確；故選：C。綜合應(yīng)用11．某研究性學(xué)習(xí)小組同學(xué)利用所學(xué)知識，設(shè)計了如圖所示裝置探究空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)。下列說法錯誤的是A．閉合電源開關(guān)，白磷燃燒產(chǎn)生白煙B．白磷燃燒生成五氧化二磷C．反應(yīng)結(jié)束后裝置冷卻到室溫，U型管內(nèi)左側(cè)液面上升D．通過這個實(shí)驗?zāi)苤苯拥贸隹諝庵醒鯕獾馁|(zhì)量分?jǐn)?shù)【答案】D【解析】A、閉合電源開關(guān)，白磷達(dá)到著火點(diǎn)會燃燒，白磷燃燒時產(chǎn)生大量的白煙（五氧化二磷固體小顆粒），該選項說法正確；B、白磷燃燒是與氧氣反應(yīng)，生成五氧化二磷，該選項說法正確；C、白磷燃燒消耗了裝置內(nèi)的氧氣，反應(yīng)結(jié)束后裝置冷卻到室溫，裝置內(nèi)壓強(qiáng)減小，在外界大氣壓作用下，U型管內(nèi)左側(cè)液面上升，該選項說法正確；D、通過這個實(shí)驗，U型管內(nèi)左側(cè)液面上升的體積就是消耗氧氣的體積，能直接得出空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)，而不是質(zhì)量分?jǐn)?shù)，該選項說法錯誤。故選D。12．測定空氣中氧氣含量的改進(jìn)實(shí)驗裝置如圖，對該實(shí)驗認(rèn)識正確的是A．現(xiàn)象：實(shí)驗中紅磷燃燒，產(chǎn)生大量白霧B．推論：實(shí)驗后玻璃管中剩余的氣體難溶于水C．分析：紅磷的量不會影響實(shí)驗結(jié)果D．反思：燃燒匙可以伸入到液面與刻度1之間的位置【答案】B【解析】A、實(shí)驗過程中，紅磷燃燒，產(chǎn)生大量白煙，不符合題意；B、實(shí)驗后，水位到達(dá)刻度1處，水位不再升高，說明玻璃管中剩余的氣體難溶于水，符合題意；C、如果紅磷不足，導(dǎo)致氧氣不能完全反應(yīng)，進(jìn)一步導(dǎo)致實(shí)驗結(jié)果偏小，不符合題意；D、該實(shí)驗中，紅磷燃燒消耗氧氣，待完全反應(yīng)后，逐漸冷卻至室溫，由于消耗了氧氣，裝置內(nèi)壓強(qiáng)減小，玻璃管內(nèi)液面上升，上升的體積就是消耗氧氣的體積，氧氣約占空氣體積的，故液面會上升至“1”處，故燃燒匙不能伸入到液面與刻度1之間的位置，應(yīng)在刻度1上方，不符合題意。故選B。13．利用圖1裝置測定空氣中氧氣的含量，用壓強(qiáng)傳感器測定的壓強(qiáng)隨時間的變化情況如圖2所示。下列分析不正確的是A．圖1瓶中紅磷燃燒時會產(chǎn)生大量白煙B．圖1中表明氧氣含量的現(xiàn)象是瓶中水面上升約至1刻度處C．圖2中a點(diǎn)到b點(diǎn)是由于反應(yīng)放熱使瓶內(nèi)壓強(qiáng)增大D．圖2中c點(diǎn)前可以打開彈簧夾不影響實(shí)驗結(jié)果【答案】D【解析】A、圖1瓶中紅磷燃燒時會產(chǎn)生大量白煙，放出熱量，故A說法正確；B、紅磷燃燒消耗氧氣，生成五氧化二磷固體，裝置內(nèi)壓強(qiáng)減小，待冷卻至室溫，打開彈簧夾，燒杯中的水進(jìn)入集氣瓶中，進(jìn)入瓶中水的體積即為消耗氧氣的體積，氧氣約占空氣體積的五分之一，則圖1中表明氧氣含量的現(xiàn)象是瓶中水面上升至1處，故B說法正確；C、圖2中a點(diǎn)到b點(diǎn)壓強(qiáng)增大，是由于紅磷燃燒放熱，溫度升高，使瓶內(nèi)壓強(qiáng)增大，故C說法正確；D、bc段壓強(qiáng)降低，是因為紅磷燃燒消耗了裝置內(nèi)的氧氣，且溫度降至常溫，造成壓強(qiáng)減小，c點(diǎn)時壓強(qiáng)最低，說明已經(jīng)恢復(fù)到了室溫，這時打開彈簧夾，瓶內(nèi)氣壓小于外界氣壓，水被倒吸入集氣瓶中，瓶內(nèi)壓強(qiáng)逐漸上升與外界壓強(qiáng)趨于平衡，若c點(diǎn)前打開彈簧夾，裝置內(nèi)溫度沒有恢復(fù)至室溫，裝置內(nèi)剩余氣體受熱膨脹，水倒流入集氣瓶的體積不足五分之一，導(dǎo)致實(shí)驗結(jié)果過偏小，故D說法錯誤；故選：D。14．現(xiàn)有下列物質(zhì)：①氮?dú)?、②新鮮的空氣、③啤酒、④礦泉水、⑤氧氣、⑥稀有氣體、⑦鐵、⑧冰水混合物。（1）屬于純凈物的有（填序號），再仿寫一例：（填名稱）。（2）屬于混合物的有（填序號），再仿寫一例：（填名稱）?！敬鸢浮浚?）①⑤⑦⑧五氧化二磷（2）②③④⑥自來水【分析】氮?dú)?、氧氣、鐵、冰水混合物均只由一種物質(zhì)組成，屬于純凈物；新鮮的空氣、啤酒、礦泉水、稀有氣體均由多種物質(zhì)組成，屬于混合物?！窘馕觥浚?）由分析可知，屬于純凈物的有①⑤⑦⑧；五氧化二磷只由一種物質(zhì)組成，屬于純凈物；（2）由分析可知，屬于混合物的有②③④⑥；自來水中含有多種物質(zhì)，屬于混合物。15．為測定空氣中氧氣的含量，小華和小強(qiáng)同學(xué)設(shè)計了兩套實(shí)驗裝置：（1）小華采用圖1裝置進(jìn)行實(shí)驗，下列實(shí)驗操作，不會對實(shí)驗結(jié)果造成影響的是_______。A．裝置有點(diǎn)漏氣 B．紅磷的量不足 C．用干燥的白磷代替紅磷做實(shí)驗（2）用圖1做空氣中氧氣含量測定，集氣瓶內(nèi)預(yù)先盛少量水，水在實(shí)驗中沒有起到的作用是_______。A．加快集氣瓶內(nèi)氣體冷卻 B．熄滅紅磷C．吸收五氧化二磷 D．防止集氣瓶炸裂（3）小強(qiáng)用如圖2裝置完成空氣中氧氣含量的測定，盛裝試劑前打開彈簧夾，向外拉動活塞到一定位置后松手，當(dāng)，則說明裝置氣密性良好。盛裝白磷的試管容積為40mL，實(shí)驗前注射器活塞停留在20mL處，加熱銅絲看到的實(shí)驗現(xiàn)象是，反應(yīng)的文字表達(dá)式為，待溫度冷卻到室溫打開彈簧夾后，可觀察到活塞向下運(yùn)動，最終停留在mL刻度處。（4）圖2裝置與圖1裝置相比，優(yōu)點(diǎn)是（答一點(diǎn)即可），可能存在的不足是（答一點(diǎn)即可）。（5）若用圖2裝置進(jìn)行實(shí)驗前沒有夾彈簧夾，實(shí)驗過程中可觀察到活塞先向上運(yùn)動，再向下運(yùn)動，最后停留在mL刻度處。（6）為了解釋活塞運(yùn)動的原因，小組同學(xué)改用圖3所示裝置測定實(shí)驗過程中壓強(qiáng)變化，能正確反映壓強(qiáng)傳感器讀數(shù)變化的是圖（填“4”或“5”），隨著實(shí)驗時間的變化，壓強(qiáng)減小的原因是?！敬鸢浮浚?）C（2）B（4）比較環(huán)保，誤差小，節(jié)約藥品實(shí)驗過程中試管容易破裂導(dǎo)致實(shí)驗失?。?）8（6）4白磷燃燒消耗了氧氣，且溫度逐漸恢復(fù)至室溫【解析】（1）A、裝置有點(diǎn)漏氣，在冷卻至室溫的過程中外界空氣進(jìn)入占據(jù)了一定的體積，會導(dǎo)致測定結(jié)果偏小，不符合題意；B、紅磷的量不足，不能將裝置內(nèi)氧氣耗盡，會導(dǎo)致測定結(jié)果偏小，不符合題意；C、白磷只能與空氣中的氧氣反應(yīng)，且生成物是固體，可以用干燥的白磷代替紅磷做實(shí)驗，符合題意。故選C；（2）A、該實(shí)驗需要冷卻至室溫后讀數(shù)，水可以吸收熱量，加快集氣瓶內(nèi)氣體冷卻，不符合題意；B、該實(shí)驗中，紅磷熄滅，是因為氧氣耗盡，水不能熄滅紅磷，符合題意；C、紅磷燃燒生成五氧化二磷，五氧化二磷有毒，散逸到空氣中，會污染空氣，五氧化二磷能與水反應(yīng)，故水可以吸收五氧化二磷，不符合題意；D、紅磷燃燒放出熱量，水可以吸收熱量，防止集氣瓶炸裂，不符合題意。故選B；（3）盛裝試劑前打開彈簧夾，向外拉動活塞到一定位置后松手，當(dāng)活塞回到原位，說明裝置內(nèi)壓強(qiáng)不變，說明裝置氣密性良好；加熱銅絲，溫度達(dá)到了白磷的著火點(diǎn)，可觀察到白磷燃燒，產(chǎn)生大量白煙；（4）圖2裝置整個實(shí)驗過程在密閉容器中進(jìn)行，反應(yīng)生成的五氧化二磷不會逸出，比較環(huán)保，且可通過注射器直接讀出消耗氧氣的體積，誤差小，且試管體積小，可以節(jié)約藥品；白磷燃燒放出熱量，容易導(dǎo)致試管受熱不均炸裂，故不足之處是：實(shí)驗過程中試管容易破裂導(dǎo)致實(shí)驗失?。唬?）白磷燃燒放出熱量，裝置內(nèi)氣體受熱膨脹，壓強(qiáng)增大，待完全反應(yīng)后，逐漸冷卻至室溫，由于消耗了氧氣，裝置內(nèi)壓強(qiáng)減小，最后壓強(qiáng)低于原來的壓強(qiáng)，故能正確反映壓強(qiáng)傳感器讀數(shù)變化的是圖4；隨著實(shí)驗時間的變化，壓強(qiáng)減小的原因是：白磷燃燒消耗了氧氣，且溫度逐漸恢復(fù)至室溫。拓展培優(yōu)16．以下實(shí)驗裝置都可用于“測定空氣里氧氣的含量”，請認(rèn)真分析，回答下列問題：（1）拉瓦錫用定量的方法研究了空氣的成分(如圖1)。該實(shí)驗中選擇使用汞的原因有______。A．只與空氣中氧氣發(fā)生反應(yīng)B．汞俗稱水銀，常溫下為液態(tài)，安全無毒C．反應(yīng)速度快，幾分鐘可完成D．反應(yīng)生成的氧化汞為固體（2）實(shí)驗室常用圖2所示的方法測定空氣中氧氣的含量。紅磷在空氣中