2.1 我们周围的空气 分层练习（答案）

第二单元 空气和氧气
课题1 我们周围的空气
1．空气污染指数是依据常规监测的几种空气污染物浓度计算得到的。目前计入空气质量评价的主要污染物有6种，以下物质不属于空气污染物的是
A．可吸入颗粒物（） B．
C． D．
【答案】B
【详解】目前计入空气质量评价的主要污染物有6种：即二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、可吸入颗粒物、细颗粒物和臭氧等。二氧化碳是空气的成分之一，不是污染物。
A、可吸入颗粒物（PM10）属于空气污染物，不符合题意；
B、二氧化碳是空气的成分之一，不是污染物。符合题意；
C、二氧化氮属于空气污染物，不符合题意；
D、二氧化硫属于空气污染物，不符合题意。
综上所述：选择B。
2．如图表示空气的组成（体积分数），气体X为
A．O2 B．N2 C．He D．CO2
【答案】B
【详解】空气中氮气的体积分数约为78%，氧气的体积分数约为21%，稀有气体的体积分数约为0.94%，二氧化碳的体积分数约为0.03%，其他气体和杂质0.03%，根据图象，气体X的占比最大，所以气体X是氮气（N2），故选：B。
3．生机勃勃的地球离不开空气，下列关于空气的说法不正确的是
A．稀有气体可用于霓虹灯的制作 B．N2可充在食品包装中用作保护气
C．SO2排放是导致酸雨的原因之一 D．PM2.5的含量越高空气质量越好
【答案】D
【详解】A、稀有气体通电时能发出不同颜色的光，则可用于霓虹灯的制作，该选项说法正确；
B、常温时，氮气化学性质稳定，则可作保护气，该选项说法正确；
C、引起酸雨的物质有二氧化硫、二氧化氮等，该选项说法正确；
D、PM2.5的含量越高空气质量越差，该选项说法不正确。
故选D。
4．下列属于纯净物的是（　　）。
A．雨水 B．蔗糖水 C．矿泉水 D．蒸馏水
【答案】D
【解析】A、雨水是由水、可溶性杂质等混合而成，属于混合物，不符合题意；
B、蔗糖水是由蔗糖和水混合而成，属于混合物，不符合题意；
C、矿泉水是由水、可溶性矿物质等混合而成，属于混合物，不符合题意；
D、蒸馏水由水一种物质组成，属于纯净物，符合题意。
故选D。
5．图中是实验室测量空气中氧气含量的装置，有关该实验说法错误的是
A．点燃红磷后要迅速伸入集气瓶中，并盖紧橡胶塞
B．红磷燃烧结束后，冷却至室温打开止水夹进行观察
C．反应结束后发现进入集气瓶中的水小于，可能的原因是装置漏气
D．可以将红磷改成木炭进行实验
【答案】D
【详解】A、为了使实验更准确，点燃红磷后立即伸入瓶中并塞紧橡皮塞，燃烧匙伸入过慢，会使装置内气体受热逸出，导致进入集气瓶的水体积偏大，故选项说法正确，不符合题意；
B、红磷燃烧结束后，待装置冷却至室温后才能打开止水夹，以防止剩余的气体在受热状态下，处于膨胀状态，占据了部分水的体积，造成结果偏小，故选项说法正确，不符合题意；
C、若装置漏气，燃烧冷却后瓶内气压小于大气压，有部分空气进入瓶中弥补了消耗的氧气，水倒流入集气瓶的体积不足五分之一，故选项说法正确，不符合题意；
D、木炭在空气中燃烧，虽然会消耗氧气，但是生成二氧化碳气体，装置内压强几乎不变，不能形成压强差，因此不能用木炭代替红磷测定空气中氧气的含量，故选项说法错误，符合题意；
故选：D。
6．拉瓦锡在探究空气的成分时，用了如图所示装置。下列分析不合理的是
A．实验结束汞会被倒吸入曲颈甑中
B．汞的用量可能会影响实验结果
C．实验用到了火炉，推测汞与氧气的反应需要加热
D．反应结束后，需关闭火炉冷却至室温，才能测量容器中气体的减少量
【答案】A
【详解】A、实验结束后，温度冷却至室温，钟罩内的液面会上升，但是汞槽内的汞不会倒吸入曲颈甑中，故A分析不合理；
B、测定空气中氧气的含量所需的汞必须足量，若汞 不足，氧气不能消耗完全，则会导致空气中氧气含量的测定结果偏小，故B分析合理；
C、实验用到了火炉，推测汞与氧气的反应需要加热，故C分析合理；
D、反应结束后，需关闭火炉冷却至室温，未冷却至室温，否则会导致剩余气体受热膨胀，会导致测定结果偏小，故D分析合理；
故选：A。
7．某同学利用如图装置测定空气中氧气的含量，红磷燃烧后恢复到室温，打开弹簧夹后，发现进入广口瓶的液体体积小于广口瓶容积的。造成这一现象的原因可能是
A．实验前没有将弹簧夹夹紧 B．实验装置可能漏气
C．实验中所取的红磷过量 D．集气瓶中预先未加入一定量的水
【答案】B
【详解】A、 实验前没有将弹簧夹夹紧，会使装置内的气体受热逸出，则气压差变大，使进入瓶内的液体体积的增大，结果偏大，选项错误；
B、实验装置漏气可导致部分气体进入瓶中从而液体体积减少，选项正确；
C、实验中所取的红磷过量仍然能完全消耗掉氧气，不影响进入瓶内的液体体积，选项错误；
D、集气瓶中加入水是为了加速冷却，不影响进入瓶中的液体体积，选项错误。
故选B。
8．利用甲图所示装置测定红磷燃烧时集气瓶内氧气分子数百分比（）的变化，测定结果如图乙所示。下列说法不正确的是
A．b点红磷已经燃烧
B．b到c燃烧剧烈程度不是持续减弱
C．冷却至室温打开止水夹，瓶内压强增大至不变
D．消耗氧气与剩余氧气分子数之比约为12.4：8.6
【答案】D
【详解】A、据图可知，b点氧气分子数百分比开始减小，说明氧气开始和红磷发生反应，故说法正确；
B、据图可知，b到c燃烧剧烈程度不是持续减弱，故说法正确；
C、红磷燃烧消耗氧气，压强会减小，实验结束后，冷却至室温打开止水夹，烧杯中的水会进入集气瓶中，瓶内压强增大至不变，故说法正确；
D、可以把瓶内空气的总体积看做100%，则消耗氧气与剩余氧气分子数之比约为，故说法错误。
故选D。
9．写出以下化学反应的文字表达式：
(1)红磷在空气中燃烧： 。
(2)氧化汞受热分解： 。
【答案】(1)
(2)
【详解】（1）红磷燃烧生成五氧化二磷，反应的文字表达式为：。
（2）氧化汞加热生成汞和氧气，反应的文字表达式为：。
10．将下列物质进行分类（填写序号）。
A．冰水混合物 B．液氧 C澄清石灰水 D．二氧化碳 E.空气 F.金刚石
属于混合物的是 ；属于纯净物的是 。
【答案】 CE/EC ABDF
【分析】由多种物质组成的物质是混合物，只有一种物质组成的物质是纯净物。
【详解】冰水混合物、液氧、二氧化碳、金刚石都是一种物质组成的纯净物；
澄清石灰水是氢氧化钙和水组成的混合物，空气是由氮气、氧气等组成的混合物。
属于混合物的是CE；属于纯净物的是ABDF。
11．用如图装置测定空气中氧气的含量。
(1)红磷作用是 。
(2)点燃红磷前应先将止水夹 （填“打开”或“关闭”）。
(3)集气瓶中水面上方的空气体积为450ml，量筒中水的体积为500 mL，冷却后打开止水夹，量筒液面下降至 mL刻度处，说明氧气占空气体积的1/5。
【答案】(1)消耗集气瓶中的氧气
(2)关闭
(3)410
【详解】（1）点燃时，红磷只与空气中的氧气反应生成五氧化二磷固体，因此实验中红磷的作用是耗尽装置内的氧气，故填：消耗集气瓶中的氧气；
（2）点燃红磷前应先将止水夹关闭，防止气体受热膨胀逸出，导致结果不准，故填：关闭；
（3）氧气约占空气总体积的五分之一，450mL空气中氧气的体积为450mL×=90mL，最终量筒中液面约降至500mL-90mL=410mL刻度线处，故填：410。
12．防治空气污染、改善生态环境已成为全民共识。
(1)目前计入空气污染指数的项目中除了可吸入颗粒物、臭氧外，还包括下列的 （填序号）。
①一氧化碳 ②二氧化碳 ③二氧化硫 ④二氧化氮
(2)PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，主要来自化石燃料的燃烧和飘尘。下列措施能减少PM2.5污染的是______（填字母）。
A．焚烧秸秆 B．用太阳能发电 C．大量烧煤取暖 D．植树造林
(3)根据表中内容，当日空气质量最好的城市是 （填城市名称）。
城市 首要污染物 空气污染指数 空气质量级别
甲 无 34 Ⅰ
乙 二氧化硫 97 Ⅱ
丙 可吸入颗粒物 119 Ⅲ
(4)我省某地冬季的空气质量相比于其他季节更差，请你说明造成这种状况的主要原因是 ，可以采取哪些措施加以防治 （写一条）。
【答案】(1)①③④
(2)BD
(3)甲
(4) 冬季燃烧化石燃料取暖，废气排放较多 采取集中供热方式，减少废气排放
【详解】（1）目前计入空气污染指数的项目中除了可吸入颗粒物、臭氧外，还有一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮等，不包括二氧化碳，二氧化碳是空气的成分之一，不计入空气污染指数，故选：①③④；
（2）A、焚烧秸秆会产生大量的烟尘，加重PM2.5的污染，不合题意；
B、用太阳能发电可以减少化石能源的使用，减少烟尘的排放，能减少PM2.5污染，符合题意；
C、煤属于化石燃料，大量烧煤取暖，会产生大量烟尘，加重PM2.5的污染，不合题意；
D、植树造林，可以净化空气，能减少PM2.5污染，符合题意；
故选：BD；
（3）空气污染指数越小，空气质量越好，所以当日空气质量最好的城市是甲；
（4）冬季的空气质量相比于其他季节更差，可能是因为冬季燃烧化石燃料取暖，废气排放较多；可采取的措施为采取集中供热方式，减少废气排放。
1．重庆涪陵盛产榨菜。用泡菜坛泡制榨菜头时通常会在坛边加水隔绝空气，其目的是隔绝空气中的
A．氧气 B．水蒸气 C．氮气 D．二氧化碳
【答案】A
【详解】制作泡菜时要用到乳酸菌，乳酸菌发酵产生乳酸，使得菜具有特殊的风味，乳酸菌是厌氧菌，分解有机物是不需要氧气的，因此泡菜坛要加盖并用一圈水来封口，以隔绝空气中的氧气；
故选：A。
2．下列各组物质中，前者属于混合物，后者属于纯净物的是
A．冰水混合物 稀有气体 B．澄清的石灰水 清澈的泉水
C．氮气 干冰 D．清新的空气 液氧
【答案】D
【详解】A、冰水混合物是由水一种物质组成，属于纯净物；稀有气体中含有氦气、氖气、氩气等物质，属于混合物，故A错；
B、澄清的石灰水中含有氢氧化钙和水等物质，属于混合物；清澈的泉水中含有水和矿物质，属于混合物，故B错；
C、干冰是固态二氧化碳的俗称，氮气、二氧化碳物质是由一种物质组成，属于纯净物，故C错。
D、清新的空气中含有氧气、氮气、二氧化碳等物质，属于混合物；液态氧气是由一种物质组成，属于纯净物，故D正确；。
故选D。
3.下列物质的用途，主要利用其物理性质的是
A．灯泡中充氮气延长寿命 B．氧气用于气割
C．氧气用于医疗急救 D．稀有气体用作霓虹灯
【答案】D
【详解】A、氮气充入灯泡可延长灯泡使用，利用的是氮气的化学性质不活泼，属于化学性质，故选项错误；
B、氧气用于气割，是利用氧气的助燃性，属于化学性质，故选项错误；
C、氧气用于医疗急救，利用氧气能供给呼吸的性质，属于化学性质，故选项错误；
D、稀有气体可用作霓虹灯，利用稀有气体通电发出不同颜色的光，属于物理性质，故选项正确。
故选：D。
4．小米用如图所示装置测定空气中氧气的含量，测得结果为，你认为可能的原因是
A．红磷足量
B．实验结束后，装置未冷却至室温就立即打开弹簧夹
C．实验前没有将弹簧夹夹紧
D．实验时迅速插入燃烧匙，并将瓶塞立即塞紧
【答案】B
【详解】红磷足量是保证实验成功的关键之一；实验结束时未冷却至室温，会导致进入集气瓶中的水偏少，从而导致测得空气中氧气的体积分数偏小；实验前没有将弹簧夹夹紧，导致部分气体逸出，从而导致测定结果偏大；实验时迅速插入燃烧匙，并将瓶塞立即塞紧是保证实验成功的关键之一。故选B。
5．某化学兴趣小组的同学利用如图1、图2装置开展“空气中氧气含量的测定”的实验活动，图3为压力传感器显示的数据变化。有关说法不正确的是
A．红磷和白磷燃烧时的现象相同
B．相比于图1实验，图2实验具有误差小、污染小的特点
C．图3中段变化的原因是白磷燃烧放出大量热
D．图3中段变化的原因是装置温度逐渐恢复至室温
【答案】D
【详解】A、红磷和白磷在空气中燃烧都生成大量白烟，放出热量，故说法正确；
B、与图1相比，图2装置始终在密闭状态下进行，不会有气体扩散，五氧化二磷也不会逸出，因此图2装置的优点有：减小误差和污染减少，故说法正确；
C、图3中一段时间内装置内气压显著增加，其原因是白磷燃烧放出大量的热，故说法正确；
D、图3中一段时间内装置内气压又显著增加，其原因是白磷燃烧消耗了氧气，气体体积减小，恢复至室温，装置内的压强减小，U型管中的液面右边上升，所以装置内气压又显著增加，故说法错误。
故选D。
6．成都某日空气质量日报部分信息如图，有关说法错误的是
A．NO2的排放会造成酸雨 B．PM10指“可吸入颗粒物”
C．污染物还包括二氧化碳 D．当日空气质量状况为优
【答案】C
【详解】A、NO2在大气中与水结合能生成酸，会造成酸雨，选项说法正确；
B、PM10是指可吸入颗粒物，即粒径小于等于10微米的颗粒物，选项说法正确；
C、二氧化碳属于空气的组成成分，不属于污染物，选项说法错误；
D、当日空气质量指数为36，空气质量状况为优，选项说法正确；
故选：C。
7．将下列物质的序号填入物质所属类别的空格内。
①清新的空气②汞③液氧④二氧化碳⑤高锰酸钾⑥冰水混合物⑦5%的过氧化氢溶液⑧四氧化三铁
混合物： ； 纯净物： 。
【答案】 ①⑦ ②③④⑤⑥⑧
【详解】①清新的空气是由氮气、氧气等混合而成，属于混合物；②汞由同种物质组成，属于纯净物；③液氧是液态氧气，由同种物质组成，属于纯净物；④二氧化碳由同种物质组成，属于纯净物；⑤高锰酸钾由同种物质组成，属于纯净物；⑥冰是固态的水，冰水混合物由水一种物质组成，属于纯净物；⑦5%的过氧化氢溶液由过氧化氢和水混合而成，属于混合物；⑧四氧化三铁由同种物质组成，属于纯净物。
故属于混合物的是：①⑦；属于纯净物的是：②③④⑤⑥⑧。
8．为测定空气中氧气的含量，小华和小强同学分别设计如下方案：
小华：采用图1装置进行实验(燃烧匙中药品为红磷)
小强：(如图2)选用实际容积为40mL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，通过导管与实际容积为60mL且润滑性很好的针筒注射器组成如图的实验装置。
假设此实验能够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计，请回答下列问题：
(1)红磷在集气瓶中燃烧的文字表达式是 ，冷却到室温打开止水夹后的现象 。
(2)待燃烧停止，白烟消失并冷却后，打开止水夹，观察到进入集气瓶中水的体积不到总容积的，你认为其原因可能是 ， 。
(3)如果将燃烧匙中红磷换成木炭，实验能否成功？为什么？ (填“是”或“否”)，原因： 。
(4)如图2所示，实验前，打开弹簧夹，将注射器活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处，然后松开手，若活塞仍能返回至20mL刻度处，则说明 ；若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，燃烧结束，等到试管冷却后再松开弹簧夹，可观察到的现象是 ；若不夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，燃烧结束，等到试管冷却后再松开弹簧夹，可观察到的现象为 。
(5)若按小强的设想进行实验，实际可能遇到诸多问题而发生危险，造成实验失败，例如： 。
【答案】(1) 烧杯中的水进入集气瓶，约占集气瓶上方空气体积的
(2) 红磷量不足 装置漏气
(3) 否 木炭燃烧生成二氧化碳气体
(4) 装置气密性良好 活塞向左移动到12mL处停止 活塞先向右移动，再向左移动到8mL处停止
(5)橡胶塞弹出
【详解】（1）红磷燃烧生成五氧化二磷，文字表达式为：。由于集气瓶内的氧气被完全耗尽，冷却到室温，集气瓶内的压强减小，在外界大气压的作用下，打开止水夹后发现烧杯中的水进入集气瓶，约占集气瓶上方空气体积的；
（2）待燃烧停止，白烟消失并冷却后，打开止水夹，观察到进入集气瓶中水的体积不到总容积的，可能的原因是红磷的量不足，或装置漏气，或未等装置冷却就打开止水夹；故填：红磷的量不足、装置漏气；
（3）木炭燃烧生成二氧化碳气体，造成集气瓶内的压强不变，所以打开止水夹后烧杯中的水也不会进入集气瓶，无法测定空气中氧气的含量；故填：否，木炭燃烧产生二氧化碳气体，集气瓶内的压强不变；
（4）打开弹簧夹，将注射器活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处，然后松开手，若活塞仍能返回至20mL刻度处，则说明整个装置都不漏气。若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，这时白磷燃烧消耗掉的只是试管内的氧气为，所以活塞应停在20mL-8mL=12mL的刻度处.若不使用弹簧夹，用酒精灯加热白磷，白磷实际消耗掉的是试管40mL和注射器内20mL的氧气为，所以活塞应停在20mL-12mL=8mL的刻度处；故填：装置气密性良好；活塞向左移动到12mL处停止；活塞先向右移动，再向左移动到8mL处停止；
（5）因为白磷燃烧放出大量的热，会使密闭体系内气体压强增大，所以该实验中可能出现的问题有：橡胶塞弹出、试管爆裂、注射器活塞弹出等；故填：橡胶塞弹出；试管炸裂；注射器活塞弹出来等。
9．某化学研究小组在利用课本上的实验装置测定空气中氧气含量时，多次实验后发现集气瓶内上升的水体积始终小于瓶内原有空气体积的1/5。为了找出原因，他们继续进行探究。
【提出问题】足量的红磷燃烧能否耗尽空气中的氧气？
【查阅资料】白磷能与氧气发生反应，生成物为五氧化二磷。
【设计实验】在老师的指导下，研究小组的同学利用如图1装置进行实验(红磷和白磷均过量)。他们利用高能激光笔照射燃烧匙上的红磷，红磷被点燃。待红磷熄灭且装置完全冷却后，将装有白磷的燃烧匙提出水面，再次用高能激光笔照射白磷，白磷被点燃。
【记录数据】研究小组同学从开始实验到最后装置冷却后的整个实验过程中，氧气浓度传感器与数显设备相连，测量的容器内氧气浓度变化曲线如图2。
【实验分析】
(1)图1中红磷燃烧的现象为 。
(2)图2中BC段发生反应的文字表达式为 。
(3)图2中DE段氧气浓度变化的主要原因是 。
【实验结论】
(4)红磷燃烧 (填“能”或“不能”)耗尽空气中的氧气。
【再次探究】研究小组的同学再次查阅资料发现，食品脱氧剂(以铁粉为主的物质组成)能通过化学反应除去密闭包装袋中的氧气，使食品处于无氧状态。他们尝试用图3装置进行实验来测定空气中氧气的体积分数，量筒中装有50mL水，记录相关数据如下表所示：
实验时间/min 0 5 10 30 35 45
量筒中液面的刻度/mL 50 35 27.5 19.7 19.7 19.7
(5)根据表中实验数据计算空气中氧气的体积分数约为 。
(6)若实验结束时，俯视读取量筒中液体的体积，则测得的氧气体积分数会 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)产生大量白烟，放热
(2)
(3)白磷燃烧消耗氧气
(4)不能
(5)20.2%
(6)偏小
【详解】（1）红磷燃烧产生大量白烟，放热；
（2）红磷燃烧生成五氧化二磷，反应的文字表达式为：；
（3）图2中C点时红磷燃烧熄灭；曲线DE段氧气浓度变化的主要原因为白磷燃烧消耗氧气，装置逐渐冷却到室温；
（4）红磷燃烧熄灭后，白磷继续燃烧，说明红磷不能耗尽空气中的氧气；
（5）根据表中实验数据进行推算，广口瓶中氧气的体积分数约为×100%≈20.2%；
（6）若实验结束时，俯视读取量筒中液体的体积，剩余水的体积读数偏大，根据消耗氧气的体积为量筒内减少的气体体积，则消耗氧气的体积偏小，测得氧气的体积分数偏小。
10．空气中含有多少氧气呢？学习小组开展“测定空气里氧气含量”的探究活动。
资料：（1）红磷的着火点是240℃，白磷的着火点是40℃。
（2）相同的温度和体积下，气体压强与分子数成正比。
（3）相同的温度和压强下，气体体积与分子数成正比。
【史料研究】
二百多年前，化学家拉瓦锡利用汞能和氧气发生反应的原理，采用图1装置测出氧气约占空气体积的1/5。
(1)加热时，曲颈甑内液态汞表面产生红色粉末，玻璃钟罩内的现象是 ，产生该现象的原因是 。
【设计与实验】
设计并利用图2装置测空气里氧气含量。
(2)主要步骤如下，正确的顺序为 （填序号）。
①弹簧夹夹紧胶皮管
②红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹
③点燃红磷后立即伸入瓶中并塞紧塞子
④在集气瓶中加入少量水，将水面上方空间分成5等份
(3)实验结束，集气瓶中剩余气体的主要成分是 。
【优化与实验】
同学们利用图2装置多次实验，水面均未上升到刻度“1”。经讨论后，分别取足量红磷、白磷采用图3装置进行实验，记录并处理数据分别如图4、图5。
(4)图4中氧气含量从8.05%上升到9.26%，原因可能是 。
(5)图5中BC段压强增大，原因是 。计算白磷消耗的氧气占空气体积的 %（精确到0.01%）。
【反思与交流】
(6)图2实验水面未达到刻度“1”，原因是装置中的氧气未消耗完。红磷燃烧不能将氧气消耗完的主要原因是 。
(7)上述实验中汞、白磷和五氧化二磷有毒，对环境“不友好”。结合实验原理和药品弊端，可选择的替代药品有 （写一种）。
【答案】(1) 汞液面上升 汞与氧气反应，钟罩内气体减少，气压减小
(2)④①③②
(3)氮气
(4)反应结束后，温度下降气体逐渐混合均匀/温度下降水蒸气变成液态，氧气含量增大
(5) 反应刚开始，温度升高对压强的影响比气体减少对压强的影响大 19.37
(6)反应一段时间后，氧气浓度下降到一定程度，燃烧放出的热量减少，温度降低到红磷着火点以下，红磷熄灭，所以氧气消耗不完（合理即可）
(7)铜粉
【详解】（1）汞与氧气反应生成氧化汞，导致钟罩内气体减少，气压减小，玻璃钟罩内汞液面上升；
（2）该实验操作的正确顺序是：检验装置的气密性。在集气瓶中加入少量水，并将水面上方空间分成5等份；用弹簧夹夹紧胶皮管；点燃红磷，立即伸入瓶中并把塞子塞紧；待红磷熄灭并冷却至室温后，打开弹簧夹；故答案为：④①③②；
（3）由于氧气占空气体积的五分之一，红磷燃烧消耗了氧气，实验结束，集气瓶中剩余气体的主要成分是氮气；
（4）白磷燃烧消耗氧气并放出热量，而其他气体不变，氧气的含量逐渐减小，但反应结束后，温度下降，气体逐渐混合均匀或温度下降水蒸气变成液态，导致氧气的含量逐渐增大；
（5）红磷燃烧放热，温度升高，装置内压强增大，消耗氧气，装置内压强减小，温度升高所增加的气压大于氧气消耗所减小的气压，所以BC段压强增大；用如图所示数据计算，用这种方法测得的空气中氧气的体积分数是：；
（6）红磷燃烧发热，但反应一段时间后，氧气浓度下降到一定程度，燃烧放出的热量减少，温度降低到红磷着火点以下，红磷熄灭，导致氧气消耗不完；
（7）铜粉在空气中加热生成氧化铜固体，不会造成污染。
11．空气中氧气含量测定的再认识。
【经典赏析】
(1)教材中介绍了拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分（实验装置如图1）。该实验中选择使用汞的优点有______。
A．实验过程中没有污染
B．在汞槽中起到液封作用
C．生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气
D．能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽
【实验回顾】
(2)实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量（装置如图2），写出红磷燃烧的文字表达式 。兴趣小组用该方法测出的氧气含量常常远低于21%。
【提出问题】用红磷燃烧的方法为什么不能准确地测定空气中氧气的含量？
【进行猜想】装置漏气；
(3) 装置内氧气有剩余；……
【实验与交流】
(4)在老师的指导下，小明分别用过量的红磷和白磷进行该实验，用测氧气浓度的传感器测得反应后装置内氧气浓度分别为8.85%和3.21%，请从燃烧条件的角度回答产生上述结果的主要原因 。
【实验探究1】小明根据铁生锈的原理，探究用铁能否准确测定空气中氧气的含量，于是进行了实验（装置如图3）通过7天测得的数据计算空气中氧气的含量为19.13%。
【交流与反思】
(5)与用红磷燃烧的方法相比，用铁丝生锈的方法测定的主要优点及原因： 。
【实验探究2】为了加快反应速率，小明通过查阅资料，利用铁粉、炭粉、氯化钠等物质又进行了实验（装置如图4），8分钟后测得的数据如表：
实验前的体积 实验后的体积
集气瓶内空气 烧杯内蒸馏水 烧杯内剩余蒸馏水
131 mL 90.0 mL 63.6 mL
(6)请计算出空气中氧气含量 （计算结果保留一位小数）。
【结论与反思】
(7)通过上述实验探究，选择 （填物质名称）进行实验，可较为快速地完成实验并减小实验误差。
【拓展延伸】
(8)铜也能与空气中氧气、水、二氧化碳反应而锈蚀，生成铜绿[铜绿的主要成分为Cu2（OH）2CO3]，若将图3装置中的粗铁丝换成足量的铜丝进行实验，请判断能否比较准确地测定空气中氧气的含量，并说明理由： 。
【答案】(1)BCD
(2)
(3)红磷不足
(4)白磷的着火点比红磷的着火点低
(5)铁丝在有氧气、水的情况下很容易生锈，装置内残留的氧气更少，实验结果更准确
(6)20.2%
(7)铁粉、炭粉、氯化钠和蒸馏水
(8)不能；因为空气中二氧化碳含量只有约0.03%，铜不能将装置中的氧气几乎耗尽
【详解】（1）A、汞是有毒物质且易挥发，A错误；
B、汞在水槽中起液封作用，防止装置内气体与外部空气接触，B正确；
C、氧气与汞反应生成氧化汞，生成的氧化汞加热分解又能得到汞和氧气，C正确；
D、汞能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽，D正确；
故选：BCD。
（2）红磷和氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷，反应的文字表达式为：。
（3）实验中所取的红磷不足（或实验前没有夹弹簧夹、实验装置可能未冷却就打开弹簧夹等）都有可能导致不能准确地测定空气中氧气的含量。
（4）白磷着火点是40℃，红磷着火点是240℃，氧气含量较低时，燃烧不充分，产生的热量不足以维持可燃物燃烧，则燃烧停止，而白磷的着火点较低，维持白磷燃烧所需要的热量也较少，所以产生上述结果的主要原因是：白磷的着火点比红磷的着火点低。
（5）根据资料，使用铁丝生锈的方法测出来的氧气体积分数是19.13%，则剩余氧气浓度约为2%，则与用红磷燃烧的方法相比，用铁丝生锈的方法测定的主要优点及原因：铁丝在有氧气、水的情况下很容易生锈，装置内残留的氧气更少，实验结果更准确。
（6）烧杯内蒸馏水减少的体积为氧气的体积：，空气中氧气含量：。
（7）通过实验探究2，可知选择铁粉、炭粉、氯化钠和蒸馏水进行实验，可较为快速地完成实验并减小实验误差。
（8）铜也能与空气中氧气、水、二氧化碳反应而锈蚀，生成铜绿[铜绿的主要成分为Cu2(OH)2CO3，化学方程式为：，则消耗的氧气与二氧化碳的质量比为32∶44，而空气中二氧化碳含量只有约0.03%，所以将图3装置中的粗铁丝换成足量的铜丝进行实验，不能比较准确地测定空气中氧气的含量，因为铜不能将装置中的氧气几乎耗尽。故填：不能；因为空气中二氧化碳含量只有约0.03%，铜不能将装置中的氧气几乎耗尽。
12．空气是重要的自然资源。
(1)物质的性质决定用途，用途可以体现物质的性质，据此完成下表。
物质的性质 该性质对应的用途
氮气防腐
液态氮气的 低 氮气用于悬磁浮
稀有气体 时发出不同颜色的光 稀有气体做霓虹灯
氦气的化学性质很不活泼且 氦气做飞艇
(2)如表是某日我国部分地区的空气质量日报内容：
序号 城市 污染指数 首要污染物 空气质量级别
① 北京 103 可吸入颗粒物 Ⅲ
② 呼和浩特 500 可吸入颗粒物 V
③ 大庆 72 可吸入颗粒物 Ⅱ
④ 深圳 36 无 I
①当日空气质量状况最好的城市是(填序号)
②人类需要洁净的空气的。目前我国城市空气质量日报中的污染物不包括 。
A．可吸入颗粒物 B．一氧化碳 C．二氧化氮 D．二氧化碳
③如图为一款新型环保车，可通过360°旋转的“大炮筒”向四周喷水，从而缓解极端恶劣天气给人带来的不适。这款环保车喷水的作用是 。
(3)“远在高空是地球卫士，近在身边是健康杀手。”臭氧(O3)对环境的作用需辩证地认识。
①高空中臭氧层能吸收紫外线，有学者认为，制冷剂氟利昂进入高空大气后会产生氯原子(Cl)，引发以下反应：，。Cl加快了上述转化过程总反应的速率，但自身的质量和化学性质在总反应前后没有发生变化，其作用是 。
②地面附近的臭氧是一种空气污染物，臭氧属于 。(填“纯净物”或“混合物”)。
【答案】(1) 化学性质不活泼，且无毒 液氮汽化时能吸收大量的热 通电时，发出不同颜色的光 密度小、性质稳定
(2) ④ D 降尘、吸收有害气体等作用
(3) 作催化剂 纯净物
【详解】（1）①氮气填充食品包装袋利用氮气的化学性质不活泼，且无毒的特点。故填化学性质不活泼，且无毒；
②液氮用于磁悬浮列车中做冷冻剂，因为液氮汽化时能吸收大量的热。故填液氮汽化时能吸收大量的热；
③稀有气体作霓虹灯利用了稀有气体通电时，发出不同颜色的光的特点。故填通电时，发出不同颜色的光；
④氦气作飞艇利用了氦氦气密度小、性质稳定的特点。故填密度小、性质稳定；
（2）①污染指数月底说明空气质量越好。根据表格数据可知，当日空气质量最好的城市是④深圳，故填④；
②空气的污染物主要包括：氮氧化物、二氧化硫、一氧化碳、可吸入颗粒物等，而空气中的含有二氧化碳，因此二氧化碳目前不包括在我国城市空气质量日报中的污染物之中。
故选D。
③环保车喷水可以降尘，有些有害气体可以溶于水，所以环保车喷水的作用是降尘、吸收有害气体等。故填降尘、吸收有害气体等作用；
（3）①由化学反应的过程可知，Cl加快了上述转化过程总反应的速率，但自身的质量和化学性质在总反应前后没有发生变化，其起到催化作用，故填作催化剂；
②臭氧中只含臭氧分子，是由一种元素组成的纯净物，故填纯净物；第二单元 空气和氧气
课题1 我们周围的空气
1．空气污染指数是依据常规监测的几种空气污染物浓度计算得到的。目前计入空气质量评价的主要污染物有6种，以下物质不属于空气污染物的是
A．可吸入颗粒物（） B．
C． D．
2．如图表示空气的组成（体积分数），气体X为
A．O2 B．N2 C．He D．CO2
3．生机勃勃的地球离不开空气，下列关于空气的说法不正确的是
A．稀有气体可用于霓虹灯的制作 B．N2可充在食品包装中用作保护气
C．SO2排放是导致酸雨的原因之一 D．PM2.5的含量越高空气质量越好
4．下列属于纯净物的是（　　）。
A．雨水 B．蔗糖水 C．矿泉水 D．蒸馏水
5．图中是实验室测量空气中氧气含量的装置，有关该实验说法错误的是
A．点燃红磷后要迅速伸入集气瓶中，并盖紧橡胶塞
B．红磷燃烧结束后，冷却至室温打开止水夹进行观察
C．反应结束后发现进入集气瓶中的水小于，可能的原因是装置漏气
D．可以将红磷改成木炭进行实验
6．拉瓦锡在探究空气的成分时，用了如图所示装置。下列分析不合理的是
A．实验结束汞会被倒吸入曲颈甑中
B．汞的用量可能会影响实验结果
C．实验用到了火炉，推测汞与氧气的反应需要加热
D．反应结束后，需关闭火炉冷却至室温，才能测量容器中气体的减少量
7．某同学利用如图装置测定空气中氧气的含量，红磷燃烧后恢复到室温，打开弹簧夹后，发现进入广口瓶的液体体积小于广口瓶容积的。造成这一现象的原因可能是
A．实验前没有将弹簧夹夹紧 B．实验装置可能漏气
C．实验中所取的红磷过量 D．集气瓶中预先未加入一定量的水
8．利用甲图所示装置测定红磷燃烧时集气瓶内氧气分子数百分比（）的变化，测定结果如图乙所示。下列说法不正确的是
A．b点红磷已经燃烧
B．b到c燃烧剧烈程度不是持续减弱
C．冷却至室温打开止水夹，瓶内压强增大至不变
D．消耗氧气与剩余氧气分子数之比约为12.4：8.6
9．写出以下化学反应的文字表达式：
(1)红磷在空气中燃烧： 。
(2)氧化汞受热分解： 。
10．将下列物质进行分类（填写序号）。
A．冰水混合物 B．液氧 C澄清石灰水 D．二氧化碳 E.空气 F.金刚石
属于混合物的是 ；属于纯净物的是 。
11．用如图装置测定空气中氧气的含量。
(1)红磷作用是 。
(2)点燃红磷前应先将止水夹 （填“打开”或“关闭”）。
(3)集气瓶中水面上方的空气体积为450ml，量筒中水的体积为500 mL，冷却后打开止水夹，量筒液面下降至 mL刻度处，说明氧气占空气体积的1/5。
12．防治空气污染、改善生态环境已成为全民共识。
(1)目前计入空气污染指数的项目中除了可吸入颗粒物、臭氧外，还包括下列的 （填序号）。
①一氧化碳 ②二氧化碳 ③二氧化硫 ④二氧化氮
(2)PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，主要来自化石燃料的燃烧和飘尘。下列措施能减少PM2.5污染的是______（填字母）。
A．焚烧秸秆 B．用太阳能发电 C．大量烧煤取暖 D．植树造林
(3)根据表中内容，当日空气质量最好的城市是 （填城市名称）。
城市 首要污染物 空气污染指数 空气质量级别
甲 无 34 Ⅰ
乙 二氧化硫 97 Ⅱ
丙 可吸入颗粒物 119 Ⅲ
(4)我省某地冬季的空气质量相比于其他季节更差，请你说明造成这种状况的主要原因是 ，可以采取哪些措施加以防治 （写一条）。
1．重庆涪陵盛产榨菜。用泡菜坛泡制榨菜头时通常会在坛边加水隔绝空气，其目的是隔绝空气中的
A．氧气 B．水蒸气 C．氮气 D．二氧化碳
2．下列各组物质中，前者属于混合物，后者属于纯净物的是
A．冰水混合物 稀有气体 B．澄清的石灰水 清澈的泉水
C．氮气 干冰 D．清新的空气 液氧
3.下列物质的用途，主要利用其物理性质的是
A．灯泡中充氮气延长寿命 B．氧气用于气割
C．氧气用于医疗急救 D．稀有气体用作霓虹灯
4．小米用如图所示装置测定空气中氧气的含量，测得结果为，你认为可能的原因是
A．红磷足量
B．实验结束后，装置未冷却至室温就立即打开弹簧夹
C．实验前没有将弹簧夹夹紧
D．实验时迅速插入燃烧匙，并将瓶塞立即塞紧
5．某化学兴趣小组的同学利用如图1、图2装置开展“空气中氧气含量的测定”的实验活动，图3为压力传感器显示的数据变化。有关说法不正确的是
A．红磷和白磷燃烧时的现象相同
B．相比于图1实验，图2实验具有误差小、污染小的特点
C．图3中段变化的原因是白磷燃烧放出大量热
D．图3中段变化的原因是装置温度逐渐恢复至室温
6．成都某日空气质量日报部分信息如图，有关说法错误的是
A．NO2的排放会造成酸雨 B．PM10指“可吸入颗粒物”
C．污染物还包括二氧化碳 D．当日空气质量状况为优
7．将下列物质的序号填入物质所属类别的空格内。
①清新的空气②汞③液氧④二氧化碳⑤高锰酸钾⑥冰水混合物⑦5%的过氧化氢溶液⑧四氧化三铁
混合物： ； 纯净物： 。
8．为测定空气中氧气的含量，小华和小强同学分别设计如下方案：
小华：采用图1装置进行实验(燃烧匙中药品为红磷)
小强：(如图2)选用实际容积为40mL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，通过导管与实际容积为60mL且润滑性很好的针筒注射器组成如图的实验装置。
假设此实验能够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计，请回答下列问题：
(1)红磷在集气瓶中燃烧的文字表达式是 ，冷却到室温打开止水夹后的现象 。
(2)待燃烧停止，白烟消失并冷却后，打开止水夹，观察到进入集气瓶中水的体积不到总容积的，你认为其原因可能是 ， 。
(3)如果将燃烧匙中红磷换成木炭，实验能否成功？为什么？ (填“是”或“否”)，原因： 。
(4)如图2所示，实验前，打开弹簧夹，将注射器活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处，然后松开手，若活塞仍能返回至20mL刻度处，则说明 ；若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，燃烧结束，等到试管冷却后再松开弹簧夹，可观察到的现象是 ；若不夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，燃烧结束，等到试管冷却后再松开弹簧夹，可观察到的现象为 。
(5)若按小强的设想进行实验，实际可能遇到诸多问题而发生危险，造成实验失败，例如： 。
9．某化学研究小组在利用课本上的实验装置测定空气中氧气含量时，多次实验后发现集气瓶内上升的水体积始终小于瓶内原有空气体积的1/5。为了找出原因，他们继续进行探究。
【提出问题】足量的红磷燃烧能否耗尽空气中的氧气？
【查阅资料】白磷能与氧气发生反应，生成物为五氧化二磷。
【设计实验】在老师的指导下，研究小组的同学利用如图1装置进行实验(红磷和白磷均过量)。他们利用高能激光笔照射燃烧匙上的红磷，红磷被点燃。待红磷熄灭且装置完全冷却后，将装有白磷的燃烧匙提出水面，再次用高能激光笔照射白磷，白磷被点燃。
【记录数据】研究小组同学从开始实验到最后装置冷却后的整个实验过程中，氧气浓度传感器与数显设备相连，测量的容器内氧气浓度变化曲线如图2。
【实验分析】
(1)图1中红磷燃烧的现象为 。
(2)图2中BC段发生反应的文字表达式为 。
(3)图2中DE段氧气浓度变化的主要原因是 。
【实验结论】
(4)红磷燃烧 (填“能”或“不能”)耗尽空气中的氧气。
【再次探究】研究小组的同学再次查阅资料发现，食品脱氧剂(以铁粉为主的物质组成)能通过化学反应除去密闭包装袋中的氧气，使食品处于无氧状态。他们尝试用图3装置进行实验来测定空气中氧气的体积分数，量筒中装有50mL水，记录相关数据如下表所示：
实验时间/min 0 5 10 30 35 45
量筒中液面的刻度/mL 50 35 27.5 19.7 19.7 19.7
(5)根据表中实验数据计算空气中氧气的体积分数约为 。
(6)若实验结束时，俯视读取量筒中液体的体积，则测得的氧气体积分数会 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
10．空气中含有多少氧气呢？学习小组开展“测定空气里氧气含量”的探究活动。
资料：（1）红磷的着火点是240℃，白磷的着火点是40℃。
（2）相同的温度和体积下，气体压强与分子数成正比。
（3）相同的温度和压强下，气体体积与分子数成正比。
【史料研究】
二百多年前，化学家拉瓦锡利用汞能和氧气发生反应的原理，采用图1装置测出氧气约占空气体积的1/5。
(1)加热时，曲颈甑内液态汞表面产生红色粉末，玻璃钟罩内的现象是 ，产生该现象的原因是 。
【设计与实验】
设计并利用图2装置测空气里氧气含量。
(2)主要步骤如下，正确的顺序为 （填序号）。
①弹簧夹夹紧胶皮管
②红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹
③点燃红磷后立即伸入瓶中并塞紧塞子
④在集气瓶中加入少量水，将水面上方空间分成5等份
(3)实验结束，集气瓶中剩余气体的主要成分是 。
【优化与实验】
同学们利用图2装置多次实验，水面均未上升到刻度“1”。经讨论后，分别取足量红磷、白磷采用图3装置进行实验，记录并处理数据分别如图4、图5。
(4)图4中氧气含量从8.05%上升到9.26%，原因可能是 。
(5)图5中BC段压强增大，原因是 。计算白磷消耗的氧气占空气体积的 %（精确到0.01%）。
【反思与交流】
(6)图2实验水面未达到刻度“1”，原因是装置中的氧气未消耗完。红磷燃烧不能将氧气消耗完的主要原因是 。
(7)上述实验中汞、白磷和五氧化二磷有毒，对环境“不友好”。结合实验原理和药品弊端，可选择的替代药品有 （写一种）。
11．空气中氧气含量测定的再认识。
【经典赏析】
(1)教材中介绍了拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分（实验装置如图1）。该实验中选择使用汞的优点有______。
A．实验过程中没有污染
B．在汞槽中起到液封作用
C．生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气
D．能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽
【实验回顾】
(2)实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量（装置如图2），写出红磷燃烧的文字表达式 。兴趣小组用该方法测出的氧气含量常常远低于21%。
【提出问题】用红磷燃烧的方法为什么不能准确地测定空气中氧气的含量？
【进行猜想】装置漏气；
(3) 装置内氧气有剩余；……
【实验与交流】
(4)在老师的指导下，小明分别用过量的红磷和白磷进行该实验，用测氧气浓度的传感器测得反应后装置内氧气浓度分别为8.85%和3.21%，请从燃烧条件的角度回答产生上述结果的主要原因 。
【实验探究1】小明根据铁生锈的原理，探究用铁能否准确测定空气中氧气的含量，于是进行了实验（装置如图3）通过7天测得的数据计算空气中氧气的含量为19.13%。
【交流与反思】
(5)与用红磷燃烧的方法相比，用铁丝生锈的方法测定的主要优点及原因： 。
【实验探究2】为了加快反应速率，小明通过查阅资料，利用铁粉、炭粉、氯化钠等物质又进行了实验（装置如图4），8分钟后测得的数据如表：
实验前的体积 实验后的体积
集气瓶内空气 烧杯内蒸馏水 烧杯内剩余蒸馏水
131 mL 90.0 mL 63.6 mL
(6)请计算出空气中氧气含量 （计算结果保留一位小数）。
【结论与反思】
(7)通过上述实验探究，选择 （填物质名称）进行实验，可较为快速地完成实验并减小实验误差。
【拓展延伸】
(8)铜也能与空气中氧气、水、二氧化碳反应而锈蚀，生成铜绿[铜绿的主要成分为Cu2（OH）2CO3]，若将图3装置中的粗铁丝换成足量的铜丝进行实验，请判断能否比较准确地测定空气中氧气的含量，并说明理由： 。
12．空气是重要的自然资源。
(1)物质的性质决定用途，用途可以体现物质的性质，据此完成下表。
物质的性质 该性质对应的用途
氮气防腐
液态氮气的 低 氮气用于悬磁浮
稀有气体 时发出不同颜色的光 稀有气体做霓虹灯
氦气的化学性质很不活泼且 氦气做飞艇
(2)如表是某日我国部分地区的空气质量日报内容：
序号 城市 污染指数 首要污染物 空气质量级别
① 北京 103 可吸入颗粒物 Ⅲ
② 呼和浩特 500 可吸入颗粒物 V
③ 大庆 72 可吸入颗粒物 Ⅱ
④ 深圳 36 无 I
①当日空气质量状况最好的城市是(填序号)
②人类需要洁净的空气的。目前我国城市空气质量日报中的污染物不包括 。
A．可吸入颗粒物 B．一氧化碳 C．二氧化氮 D．二氧化碳
③如图为一款新型环保车，可通过360°旋转的“大炮筒”向四周喷水，从而缓解极端恶劣天气给人带来的不适。这款环保车喷水的作用是 。
(3)“远在高空是地球卫士，近在身边是健康杀手。”臭氧(O3)对环境的作用需辩证地认识。
①高空中臭氧层能吸收紫外线，有学者认为，制冷剂氟利昂进入高空大气后会产生氯原子(Cl)，引发以下反应：，。Cl加快了上述转化过程总反应的速率，但自身的质量和化学性质在总反应前后没有发生变化，其作用是 。
②地面附近的臭氧是一种空气污染物，臭氧属于 。(填“纯净物”或“混合物”)。