4.1 空气的成分 同步练习 ---2023-2024九年级化学鲁教版上册

4.1 空气的成分
一、单选题
1．下列有关环境的说法中正确的是
A．园林绿化采用滴灌，可以节约用水 B．地球上总水储量大，淡水储量也比较大
C．常计入空气污染指数的气体有SO2、CO2、NO2 D．实验室使用完的药品可以随意丢奔
2．下列实验中，能达到实验目的的是
A．除去某水样中的有色、有味物质：将该水样加入适量明矾，搅拌后过滤
B．测定空气里氧气的含量：用蜡烛代替红磷在空气样品里燃烧，观察体积变化
C．区分氧气和二氧化碳两瓶无色气体：分别向集气瓶中倒入澄清的石灰水，振荡
D．比较空气和呼出气体中二氧化碳的含量：各取一瓶样品，分别伸入燃着的小木条
3．属于我国《环境空气质量标准》基本监控项目的是
A．SO2 浓度 B．O2 浓度 C．N2 浓度 D．H2O 浓度
4．《环境空气质量标准》有PM2.5监测项目，PM2.5是用来监测下列项目中的
A．细颗粒物 B．一氧化碳 C．二氧化碳 D．二氧化硫
5．下列气体中，化学性质比较活泼且空气中含量较多的是
A．氮气 B．氧气 C．稀有气体 D．二氧化碳
6．下列关于空气的说法不正确的是
A．工业上通过分离液态空气制取氧气
B．洁净的空气属于纯净物
C．按体积分数算含量最多的是氮气，约占78%
D．露天焚烧会产生大量的空气污染物，如烟尘
7．下列有关空气成分的说法中，不正确的是（　　）
A．氮气可用作食品保护气 B．氧气主要来源于植物的光合作用
C．空气中各成分的含量保持相对稳定 D．二氧化碳含量升高会导致酸雨
8．如图是用来测定空气中氧气含量的装置。下列有关该实验的说法正确的是
A．红磷燃烧时产生大量白色烟雾
B．燃烧匙中的红磷不可换成细铁丝
C．燃烧匙中的红磷越多，水位上升越高
D．本实验还可以证明剩余的气体易溶于水
9．吸氧可以帮助人们克服高原反应，主要是因为氧气
A．能够燃烧 B．没有毒性 C．帮助燃烧 D．供给呼吸
10．为测定空气中氧气的含量，某同学将教材实验进行改进，改进后的实验装置如图所示，(部分夹持装置已忽略)，实验时引燃红磷后便熄灭酒精灯。下列有关改进实验的说法不正确的是

A．实验中红磷不足，会使实验测定结果偏小
B．待红磷熄灭并冷却至室温，打开弹簧夹，注射器活塞向右移动
C．实验结束后试管内气体的主要成分为氮气
D．改进后的装置能减少测量误差，且对环境更友好
11．我国现行的空气质量日报中，未计入空气污染指数项目的是
A．二氧化碳 B．二氧化硫 C．一氧化碳 D．可吸入颗粒物
12．人类生存需要清新的空气，下列情况不会造成空气污染的是（　　）
A．光合作用 B．沙尘暴 C．焚烧垃圾 D．汽车尾气
13．下列关于空气成分的说法错误的是
A．空气的成分按体积算，氧气约占21%
B．空气中PM2.5含量高说明空气质量好
C．从空气中分离出的氮气可用作食品防腐剂
D．二氧化碳是空气中必不可少的物质
14．空气的成分中能使酥脆的饼干变软的是（ ）
A．氮气 B．氧气 C．稀有气体 D．水蒸气
二、填空题
15．空气是一种重要的资料。
①常用的食品保险方法是填充氮气做保护气，这是利用的氮气的 。
②在大型汽车上用压缩空气开关车门和刹车。空气具有可压缩性的微观原因是 。
③利用膜分离法可制得富氧空气。当空气通过膜分离装置时，由于氧分子能透过膜而氮分子不能透过膜，就把空气中的氧气和氮气分离开了，该过程中发生了 变化。
16．用化学用语填空：
(1)空气中含量最多的气体是 ；
(2)人体中含量最多的金属元素是 .
17．现有五种物质：①干冰、②氮气、③氦气、④酒精，请选择相应物质的序号填空：
（1）空气中含量最多的气体是 。
（2）实验室中常用的燃料是 。
（3）可用于人工降雨的是 。
（4）探空气球中常填充的气体是 。
三、实验题
18．空气、水是人类赖以生存的自然资源。
（1）测定空气中氧气体积分数的实验装置如下图所示。在集气瓶内加入少量的水，并五等分水面以上的容积，做上记号。用弹簧夹夹紧乳胶管。点燃燃烧匙内过量的红磷后，立即伸入瓶中并把塞子塞紧。
①写出红磷在空气中燃烧的文字表达式或化学方程式：
②红磷熄灭后，集气瓶内剩下的气体主要是 ，该气体 （填“支持”或“不支持”）燃烧。
（2）如下图所示，在一个具有刻度和可以左右滑动的活塞的玻璃容器里放入白磷（足量，白磷着火点为40℃），活塞左端管内密封有空气，将玻璃容器固定在盛有80℃热水的烧杯上，进行实验，请回答。
①整个实验过程中可观察到玻璃管内活塞的运动情况是： 移动。
②实验结束后，恢复到常温后，活塞停在约刻度 处（填数字）。
四、计算题
19．一般情况下，一棵荔枝树在夏季每天大约放出1500g氧气（氧气的密度为1.43g/L，空气的密度为1.29g/L）。请计算：
（1）一棵荔枝树夏季每天产生的氧气的体积是 L（计算结果保留整数，下同）。
（2）每天产生的这些氧气相当于 L空气中的氧气。（氧气的体积分数按20%计算）
20．一个成年人每分钟消耗8升氧气，则2分钟内吸进大约空气 升
五、综合应用题
21．探究物质组成的奥秘
元素之义
人们很早就意识到，所有物质都是由几种亘古不变的基本成分—“元素”组成的。古希腊学者提出复杂的物质世界是由“水、木、火和空气”四种基本成分组成的。
I．空气是元素吗？
（1）瑞典化学家舍勒发现，将磷放在密闭钟罩内的水面上方燃烧（如下图所示），产生白烟（成分为五氧化二磷），一段时间后观察到，钟罩内水面大约上升 ，被消耗的气体是氧气，该反应的文字表达式为 ，能否用碳代替磷进行实验，为什么？ ，舍勒接着把一支燃着的蜡烛放进剩余的空气里，蜡烛立即熄灭了。舍勒把不能支持蜡烛燃烧的空气称为“无效的空气”，其主要成分是 ，上述实验证明空气是可分的，因此，空气不是元素。
II.水是元素吗？
【实验探究】
（2）1781年，英国科学卡文迪什通过实验发现，将氢气和氧气按一定比例混合点燃后能生成水，写出该变化的文字表达式 ，该反应的基本类型是 。法国科学家拉瓦锡发现，水通电时能分解。上述两个实验说明，水不是组成物质的元素。
①下图为电解水实验，请将下表填写完整。
实验方案 实验现象 结论
放在玻璃管a尖嘴处，慢慢打开活塞，观察现象。 玻璃管a上方收集的气体为 （写化学式），不是水蒸气
放在玻璃管b 尖嘴处，慢慢打开活塞，观察现象。 玻璃管b上方收集的气体为 （写化学式）,不是水蒸气
②实验表明，水通电后发生了化学变化，请从微观的角度描述该化学变化 ，由此可见，化学变化中不变的微粒是 。
老师指出，该微粒也是构成物质的基本粒子。小组同学通过填写物质的构成及构成物质的粒子间的关系图，理解了老师的说法。请将下图填写完整。⒈ ⒉ ⒊ 。
III.木和火是元素吗？
（3）“木”（木材）隔绝空气加强热可得到木煤气（主要成分为CO、H2、CH4）、木焦油、木炭等，这种生产方式化工生产中称为干馏，由此判断“木” （填“是”或“不是”）元素。从物质变化的角度看，干馏与蒸馏的区别是 。“火”不属于物质，因此，“火”不是元素。
IV．元素的概念及其应用
（4）课本上元素的概念是：“把……的原子归为一类，每一类原子称为一种元素。”其中 “一类原子”包括 。
A．质子数和中子数都相同的所有原子
B．质子数不同，中子数相同的所有原子
C．质子数相同，中子数不同的所有原子
（5）水分子中的氢原子质子数为1，中子数为0，重水（D2O）分子中的重氢原子（符号“D”）质子数和中子数均为1，氢原子和重氢原子是否都是氢元素的原子，为什么？ 。从宏观的角度看，重水是由 （填名称）组成的。
（6）世界上的物质都是由元素组成的，下图为地壳中的元素分布，地壳中含量最多的金属元素形成的氧化物的化学式为 。
元素密码—元素周期表
（7）①自元素被发现以来，科学家一直在寻找已发现元素的排列规律，1869年，俄国化学家 发现化学元素的周期性，排列出第一张元素周期表。成为科学家探索未知世界的有力工具。下图1是元素周期表的一部分，空白部分被墨水沾黑，图2是镁原子的结构示意图。据图回答下列问题：
②结合图2分析镁原子不显电子的原因 。
③图1中空白处元素的原子序数为 ，相对原子质量为 ，位于元素周期表第 周期，在化学反应中易 （填“得到”或“失去”）电子，若用R表示该元素，则R与氯组成的化合物的化学式为 。

()
参考答案：
1．A
【详解】A、园林绿化采用滴灌，可以节约用水，提高水资源利用率，正确；
B、地球上总水储量大，淡水储量有限，错误；
C、二氧化碳是空气成分之一，不是空气污染物，错误；
D、实验室使用完的药品不可以随意丢奔，应放入指定位置，错误。
故选A。
2．C
【详解】A、活性炭具有吸附性，可以除去某水样中的有色、有味物质。错误。
B、蜡烛燃烧生成二氧化碳气体，不可以用蜡烛代替红磷在空气样品里燃烧测定空气里氧气的含量，错误。
C、二氧化碳可以使澄清石灰水变浑浊，氧气不会使澄清石灰水变浑浊。可以用澄清石灰水区分氧气和二氧化碳，正确。
D、各取一瓶样品，分别伸入燃着的小木条能用于比较空气与呼出气体中氧气的含量，但不能比较二氧化碳含量，错误。
故选C。
3．A
【详解】试题分析∶属于我国《环境空气质量标准》基本监控项目的是A．SO2浓度。故A正确。
考点∶考查空气的污染成分。
4．A
【详解】细颗粒物又称细粒、细颗粒、PM2.5，细颗粒物指环境空气中直径小于等于2.5微米的颗粒物，故选A。
5．B
【分析】空气的成分按体积分数计算大约是：大约是氮气占(78%),氧气占(21%),稀有气体占(0.94%),二氧化碳占(0.03%),其它气体和杂质占(0.03%)。
【详解】A、氮气虽然在空气中含量最多，但其化学性质不活泼，故A不正确；
B、氧气是化学性质比较活泼的气体，且在空气中含量较多，故B正确；
C、稀有气体在空气中的含量较少，故C不正确；
D、二氧化碳在空气中的含量较少，故D不正确。故选B。
6．B
【详解】A、工业上通过分离液态空气制取氧气，是利用液氮和液氧沸点的不同，将其分离，不符合题意；
B、洁净的空气是由氮气、氧气等混合而成，属于混合物，符合题意；
C、氮气是空气中含量最多的气体，约占空气体积分数的78%，不符合题意；
D、露天焚烧会产生大量的空气污染物，如烟尘等，不符合题意。
故选B。
7．D
【详解】A、氮气化学性质稳定，可用作食品保护气，不符合题意；
B、氧气主要来源于植物的光合作用，不符合题意；
C、空气中各成分的含量保持相对稳定，不符合题意；
D、二氧化碳含量升高会导致温室效应，二氧化硫含量升高会导致酸雨，符合题意。故选D。
8．B
【详解】A、红磷燃烧生成 P2O5 ，P2O5 是白色固体，不会形成雾，说法错误，故不符合题意；
B、红磷在空气中可以燃烧，消耗氧气，而细铁丝不能在空气中燃烧，不消耗氧气，要测定氧气的含量，必须能消耗氧气，故不可换成细铁丝，说法正确，符合题意；
C、红磷燃烧，消耗空气中的氧气，容器内压强减小，打开弹簧夹后，水位会上升，而上升的量即为消耗的氧气的量，红磷量多，但空气中氧气的量是一定的，消耗完后，红磷就不能继续燃烧了，故水位上升的高度不随红磷的增多而变高，说法错误，不符合题意；
D、本实验中水不能全部进入集气瓶中，不可以证明剩余的气体易溶于水，说法错误，故不符合题意。
故选：B。
9．D
【详解】高原氧气稀薄，不宜与正常的呼吸，会出现高原反应，吸氧可以帮助人们克服高原反应，主要是因为氧气可以供给呼吸，D选项正确，符合题意。故选D。
10．B
【详解】A、红磷不足，不能将氧气尽可能耗尽，测定结果偏小，说法正确；
B、待红磷熄灭并冷却至室温，打开弹簧夹，注射器内压强变小，所以注射器活塞向左移动，说法错误；
C、空气的主要成分是氧气和氮气，氧气已与红磷反应，实验结束后试管内气体的主要成分为氮气，说法正确；
D、改进后的装置反应物在密封装置反应，能减少测量误差，减少五氧化二磷排放到空气中，对环境更友好，说法正确。
故选B。
11．A
【分析】空气污染物包括有害气体(包括二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧等)和烟尘（可吸入颗粒物）；
【详解】A、二氧化碳是空气成分之一，不是空气污染物，不计入“空气污染指数”项目，正确；
B、二氧化硫是空气污染物，计入“空气污染指数”项目，错误；
C、一氧化碳是“空气污染指数”项目之一，错误；
D、可吸入颗粒物是空气污染物，计入“空气污染指数”项目，错误；
故选A。
12．A
【详解】A、光合作用是植物在光作用下将空气中的二氧化碳和水合成葡萄糖，并放出氧气，不会生成污染大气的物质。
B、沙尘暴会产生大量粉尘，污染大气。
C、焚烧垃圾会生成CO、SO2等污染大气的气体。
D、汽车尾气是城市空气污染的主要途径，会产生大量的CO、氮氧化合物、碳氢化合物，严重时会造成光化学烟雾。
故选A。
13．B
【详解】A、空气的成分按体积算，氧气约占21%，故A说法正确；
B、空气中PM2.5含量高说明可吸入颗粒物多，空气质量差，故B说法错误；
C、氮气化学性质稳定，可用作食品防腐剂，故C说法正确；
D、二氧化碳是植物进行光合作用的原料，是空气中必不可少的物质，故D说法正确。
故选B。
14．D
【详解】空气中含有氮气、氧气、二氧化碳、稀有气体和其它气体和杂质，能使酥脆的饼干变软的水蒸气，故选项D正确。
15． 稳定性 分子之间有间隔 物理
【详解】（1）利用的氮气的稳定性，氮气可用作保护气，故填：稳定性。
（2）分子之间有间隔，压强增大间隔变小，故空气具有可压缩性，故填：分子之间有间隔。
（3）把空气中的氧气和氮气分离开，没有生成新物质，属于物理变化，故填：物理。
16． N2 Ca
【详解】（1）空气的成分按体积分数计算，大约是氮气为78%、氧气为21%，故空气中含量最多的气体是氮气。
（2）人体中含量最多的金属元素是Ca。
【点睛】空气的成分及各成分的体积分数分别是：“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%”。
17． ② ④ ① ③
【详解】（1）根据空气中成分即体积分数考虑；
（2）根据燃料的特点考虑；
（3）根据干冰的用途考虑；
（4）根据探空气球中气体的密度考虑。
解：（1）空气中各成分及体积分数为：氮气：78%、氧气：21%、稀有气体：0.94%、二氧化碳0.03%、水蒸气和杂质：0.03%。所以最多的是氮气；
（2）燃料是能够燃烧的物质，实验室常用酒精燃烧来加热；
（3）干冰易升华吸热，使周围温度降低，使水蒸气冷凝成水滴，所以用于人工降雨；
（4）探空气球中常填充的气体是密度要小，化学性质稳定没有爆炸危险，所以氦气适合。
18． 红磷+氧气五氧化二磷（或） 氮气 不支持 先向右移动，后向左 4
【详解】（1）①红磷在空气中燃烧生成五氧化二磷，反应的文字表达式为：红磷+氧气五氧化二磷（或）；
②空气的主要成分是氮气和氧气，红磷燃烧消耗氧气。故红磷熄灭后，集气瓶内剩下的气体主要是氮气，该气体不支持燃烧；
（2）①白磷燃烧放出大量的热，气体受热膨胀，活塞向右移动，白磷燃烧结束后，冷却到室温，消耗完玻璃容器里的氧气，玻璃容器里气体减少，压强降低，活塞向左移动。故整个实验过程中可观察到玻璃管内活塞的运动情况是：先向右移动，后向左移动；
②足量的白磷消耗完玻璃容器里的氧气，由于氧气约占空气体积的五分之一，故活塞停在约刻度4处。
19．（1）根据题意，一棵荔枝树夏季每天产生的氧气的体积是1500g÷1.43g/L=1049L；（2）空气的体积为：1049L÷20%=5245L。
【详解】见答案
20．空气的成分按体积计算，大约是：氧气占21%，约占五分之一；成年人每分钟需要消耗8L氧气，2分钟消耗8L×2=16L氧气，大约需要吸入空气的体积是。
【分析】根据空气中氧气的含量分析。
【详解】见答案。
21． 1/5 磷+氧气 五氧化二磷 不能，碳燃烧生成的二氧化碳是气体 氮气（或N2） 氢气+氧气 水 化合反应 将燃着的木条 气体燃烧，（产生淡蓝色火焰） H2 将带火星的木条 带火星的木条复燃 O2 构成水分子的氢原子、氧原子重新结合成氢分子、氧分子（或水分子变成了氢分子和氧分子） 原子 离子 原子 分子 不是 干馏过程中发生的是化学变化，蒸馏过程中发生的是物理变化 A、C 是，具有相同的质子数 氢元素、氧元素（或氢、氧元素） Al2O3 门捷列夫 原子核带12个单位正电荷，核外电子带12个单位负电荷（或原子核所带正电荷总数与核外电子所带负电荷总数相等，电性相反 20 40.08 4 失去 RCl2
【详解】本题考查了空气中氧气含量的测定，水的电解，元素的概念，元素周期表和原子结构示意图的信息等，综合性较强。仔细阅读题文，理解题文，根据已有知识进行分析。
（1）将磷放在密闭钟罩内的水面上方燃烧，产生白烟（成分为五氧化二磷），氧气的体积约占空气体积的1/5，一段时间后观察到，钟罩内水面大约上升1/5，被消耗的气体是氧气，磷在氧气中燃烧生成五氧化二磷，该反应的文字表达式为磷+氧气 五氧化二磷，不能否用碳代替磷进行实验，因为碳燃烧生成的二氧化碳是气体，钟罩内气压不减小，液面不上升；舍勒接着把一支燃着的蜡烛放进剩余的空气里，蜡烛立即熄灭了。舍勒把不能支持蜡烛燃烧的空气称为“无效的空气”，其主要成分是氮气（或N2）；
（2）氢气和氧气按一定比例混合点燃后能生成水，变化的文字表达式是氢气+氧气 水，该是由两种物质生成一种物质，反应的基本类型是化合反应；
①将燃着的木条放在玻璃管a尖嘴处，慢慢打开活塞，观察现象，若观察气体燃烧，（产生淡蓝色火焰），玻璃管a上方收集的气体为H2，不是水蒸气。将带火星的木条放在玻璃管b尖嘴处，慢慢打开活塞，观察现象，若观察到带火星的木条复燃，玻璃管b上方收集的气体为O2,不是水蒸气；
②水通电后发生了化学变化，从微观的角度看该化学变化是构成水分子的氢原子、氧原子重新结合成氢分子、氧分子（或水分子变成了氢分子和氧分子），由此可见，化学变化中不变的微粒是原子；原子能通过得失电子形成离子，可以构成分子，分子、原子、离子都能构成物质，所以⒈离子⒉原子⒊分子；
（3）“木”（木材）隔绝空气加强热可得到木煤气（主要成分为CO、H2、CH4）、木焦油、木炭等，由此判断“木”不是元素。从物质变化的角度看，木材的干馏过程中有新物质生成是化学变化，蒸馏是利用混合液体或液-固体系中各组分沸点不同，使低沸点组分蒸发，再冷凝以分离整个组分的单元操作过程，蒸馏过程中没有新物质生成是物理变化。干馏与蒸馏的区别是干馏过程中发生的是化学变化，蒸馏过程中发生的是物理变化；
（4）元素的是指具有相同的质子数（或相同的核电荷数）的一类原子的总称，凡质子数相同的原子称为一类原子，无论中子数是否相同。故选AC ;
（5）氢原子和重氢原子中具有相同的质子数都是1，氢原子和重氢原子都是氢元素的原子所以重水是由氢元素、氧元素（或氢、氧元素）组成的；
（6）根据图示地壳中含量最多的金属元素是铝，氧化物的化学式为Al2O3；
（7）①俄国化学家门捷列夫发现化学元素的周期性，排列出第一张元素周期表。
②镁原子不显电子的原因是原子核带12个单位正电荷，核外电子带12个单位负电荷（或原子核所带正电荷总数与核外电子所带负电荷总数相等，电性相反；
③根据元素周期表可知图1中空白处元素在钾元素的右侧，该元素的原子序数比钾多1，所以该元素原子序数为20，相对原子质量为40.08，镁原子核外有3个电子层，位于第3周期，图1中空白处的元素，位于镁元素的下方，所以该元素位于元素周期表第4周期，镁原子的最外层电子数为2，该元素的原子的最外层电子数也为2，少于4个，在化学变化中易失去电子，该元素在形成化合物呈+2价，氯元素呈-1价，若用R表示该元素，则R与氯元素组成的化合物的化学式为RCl2。
点睛：舍勒的实验原理是利用可燃物在钟罩内燃烧消耗氧气，使钟罩内的气压减小，大气压强的作用下，液面上升，上升的液体体积等于消耗的氧气体积。实验成功的关键是可燃物燃烧后钟罩内气压要减小，所以可燃物燃烧时不能产生气体。