空气的组成
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、选择题
1．下列实验现象记录正确的是
A．铜丝在空气中加热，生成黑色的氧化铜
B．红磷在空气中燃烧，产生大量白色烟雾，放出热量
C．把铁丝放入硫酸铜溶液中，铁丝表面有红色物质析出，溶液由蓝色变为无色
D．向镁条中加入稀盐酸，反应剧烈，有气泡产生，放出热量
2．下列实验现象的描述正确的是（ ）
A．磷在空气中燃烧产生大量白雾
B．铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成黑色固体，放出大量的热
C．木炭在氧气中燃烧，生成二氧化碳
D．硫在空气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰
3．下列物质中含有氧气的是
A．高锰酸钾 B．过氧化氢 C．空气 D．二氧化碳
4．下列有关化学史的叙述错误的是
A．汤姆森发现电子 B．卢瑟福发现原子核
C．徐寿翻译了元素周期表 D．拉瓦锡发现了稀有气体
5．下列实验现象中，描述正确的是（ ）
A．木炭在氧气中燃烧，有无色刺激性气味气体生成
B．红磷在氧气中剧烈燃烧，发光放热，有大量白色气体生成
C．硫在氧气中剧烈燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰
D．铁丝在空气中剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，有黑色熔融物溅落瓶底
6．下列物质在空气或氧气中燃烧，观察到的现象描述正确的是
A．硫在空气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰，产生有刺激性气味的气体
B．石蜡在空气中燃烧产生水和二氧化碳
C．木炭在氧气中燃烧，发白光，产生黑色固体
D．红磷在空气中燃烧产生大量白烟
7．拉瓦锡利用如图实验研究空气成分，下列说法合理的是
A．汞槽和曲颈甑中汞的作用都是消耗氧气
B．将曲颈甑中的汞换成木炭不影响测定结果
C．剩余气体不支持燃烧，说明空气为混合物
D．结束加热后不冷却，立即测量玻璃钟罩中汞柱上升高度
8．空气是一种宝贵的资源，下列有关空气及其成分的描述正确的是
A．空气是一种纯净物 B．空气中氮气含量比氧气含量大
C．空气中的二氧化碳被纳入空气污染指数 D．空气中的稀有气体化学性质很活泼
9．下列说法中，正确的是（ ）
A．空气中氮气的质量分数为78%，氧气的质量分数为21%
B．因为氧气能支持燃烧，所以可用作燃料
C．工业上常采用分离液态空气的方法制氧气，该变化属于化学变化
D．实验室制氧气的催化剂除二氧化锰之外，还有其他物质
10．某兴趣小组利用氧气传感器来探究不同物质在空气中燃烧的耗氧量情况。足量蜡烛和红磷分别在相同的密闭容器中燃烧，测定的氧气含量变化如图所示。下列说法中错误的是
A．蜡烛熄灭后密闭容器内只剩二氧化碳气体
B．蜡烛和红磷燃烧后，两个容器中氧气均未耗尽，红磷耗氧量较多
C．在蜡烛燃烧的过程中，当氧气含量为14%时，蜡烛就会熄灭
D．在两种物质燃烧的过程中，a、b两点容器内含量最多的气体是氮气
二、判断题
11．常温下，氮气可以支持燃烧( )
12．红磷燃烧后生成固体五氧化二磷，使集气瓶中空气的压强变小，小于外界大气压。( )
13．空气的成分按质量分数计算，大约是：氮气78%，氧气占21%，稀有气体占0.94%，二氧化碳占0.03%、其他气体杂质0.03%( )
14．没有污染的空气是纯净物( )
15．燃烧法测定空气中氧气的含量，不能用蜡烛代替红磷( )
三、综合应用题
16．某金属冶炼厂在生产过程中产生了一定量的含铜废料。化学兴趣小组利用稀硫酸和铁粉分离回收铜，并获得硫酸亚铁晶体。其设计方案如图1所示。
【查阅资料】
①在同温同压下，同体积的气体含有相同的分子数目；
②在通入空气并加热的条件下，铜可与稀硫酸反应转化为硫酸铜，反应的化学方程式：2Cu+2H2SO4+O22CuSO4+2H2O。
【回答问题】
(1)步骤Ⅰ中分离得到固体A和蓝色溶液B的操作名称是 。
(2)蓝色溶液B中的溶质是 (填化学式)。
(3)写出步骤Ⅲ中发生反应的化学方程式 。
(4)铜制品在空气中会发生锈蚀[铜锈的主要成分是Cu2(OH)2CO3]．根据铜锈的主要成分中含有氢元素和碳元素，可以判断出铜生锈需要空气中的 (填化学式)。若要探究“铜生锈是否需要空气中的氧气？”如图2所示实验中，只需完成 (填字母)两个实验即可达到实验目的。
【拓展研究】
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3)，9分钟以后测得数据如表：
实验前的体积 实验后的体积
集气瓶内空气 量气管内液面所在刻度 量气管内液面所在刻度
150.0 mL 30.8mL 0.2mL
①请计算出空气中氧气含量 (计算结果保留一位小数)。
②炭粉和氯化钠在本实验中的作用是 。
③若将图3装置中的粗铁粉换成足量的铜粉进行实验，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。
17．小陈对空气中氧气含量的测定实验产生了浓厚的兴趣，在老师的引导和同学的帮助下有了更多思考。
【经典赏析】二百多年前，法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分（实验装置如图1）。
(1)拉瓦锡实验中选择使用汞的优点是______。
A．汞蒸气有毒
B．几乎能将密闭装置内空气中的氧气耗尽
C．反应生成的氧化汞是固态
D．不和空气中的其他物质发生反应
【课堂回顾】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）。
(2)写出红磷燃烧的符号表达式 ，该反应属于 （基本反应类型）。
【发现问题Ⅰ】用该方法测出的氧气含量常常低于21%。
【提出问题Ⅰ】用该方法测出的氧气含量为什么低于21%？
【进行猜想Ⅰ】①装置漏气；②红磷量不足，导致氧气有剩余；③……
【实验改进Ⅰ】检查装置的气密性后，装入足量的白磷，按图3连接好仪器，按下热的玻璃棒，白磷立即被点燃。该装置可以保证实验在密闭容器中进行，与外界没有物质交换。
(3)集气瓶中水的作用：①加速冷却；② ；③……
【发现问题Ⅱ】用该方法测出的氧气含量仍然低于21%。
【实验改进Ⅱ】借助压力传感器，重复上述两组实验，分析数据发现白磷测定空气中氧气含量误差比红磷小。
【查阅资料】在老师的指导下，同学们查阅资料，发现红磷、白磷、蜡烛等可燃物燃烧需要达到最低含氧量。
可燃物名称 红磷 白磷 蜡烛
最低含氧量/% 8.0 4.0 16.0
【进行猜想Ⅱ】
(4)白磷和红磷相比，使用白磷能使结果更准确，其原因是 ；
【实验与结论】甲、乙、丙三个小组分别用过量红磷、白磷、蜡烛进行该实验，用测氧气浓度的传感器测得反应后的氧气浓度分别为8.85%、3.21%、16.7%，数据与表中的理论值基本一致。猜想Ⅱ正确。
【实验探究Ⅰ】小陈根据铁生锈的原理（铁在常温下可以和氧气、水生成铁锈）来测定空气中氧气的含量（装置如图4）。通过7天后测得的数据计算出空气中氧气的含量为19.13%。
【实验探究Ⅱ】
(5)小陈利用铁粉、炭粉、氯化钠等物质又进行了实验（装置如图5）。8分钟后测得的数据如下表，计算出空气中氧气含 （结果保留1位小数）。
实验前的体积 实验后体积
集气瓶内空气 烧杯内蒸馏水 烧杯内剩余蒸馏水
131mL 90.0mL 63.6mL
【反思与评价】
(6)通过上述实验探究，选择 （填字母）进行实验，可较为快速地完成实验并减小实验误差。
a.红磷 b.白磷 c.粗铁丝 d.铁粉、炭粉、氯化钠、蒸馏水
【拓展与提升】
(7)铜在潮湿的空气中易和氧气等物质发生化合反应生成铜绿，铜绿的主要成分为碱式碳酸铜，化学式为。
①请写出铜反应生成碱式碳酸铜的符号表达式 ；
②理论上，至少 g铜生锈得到11.1g碱式碳酸铜。（写出计算过程）
18．空气是宝贵的自然资源，下图是以空气等为原料合成尿素 CO（NH2）2的流程。请回答下列问题:
(1)X气体是 (填名称)，空气中稀有气体的体积分数为 ，在此实验中忽略不计；
(2)分离液态空气时，先逸出的是 X 气体，说明 X 气体的沸点比氧气 (填“高"或低)；
(3)某化学小组利用以下装置测定了空气中氧气的体积分数。
(实验操作)实验前要先检查装置的气密性:体积为 VmL 的集气瓶里装 V1 mL 的水，在酒精灯火焰上把玻璃棒下端加热后伸入集气瓶并塞紧橡皮塞，迅速用力将玻璃棒按下与白磷接触，白磷燃烧，反应过程中集气瓶内液面的变化是 ；停止燃烧后，稍振荡，完全冷却后，量出集气瓶中水的体积为 V2 mL。
(实验反思)实验完毕，测得的氧气体积分数偏小，可能的原因是 。
A．集气瓶底部的水占了一部分体积
B．白磷过少
C．实验前集气瓶中导管没浸在液面以下
D．装置漏气
参考答案：
1．D
【详解】A、化学反应现象的描述中不能出现产物，A错误；
B、红磷燃烧产生大量的白烟，放出热量，B错误；
C、铁丝放入硫酸铜溶液中后溶液由蓝色变成浅绿色，C错误；
D、镁较活泼，与盐酸反应生成气体氢气且反应速率较快，D正确；
故选D。
2．B
【详解】A、红磷在空气中燃烧，产生大量的白烟，而不是白色烟雾，故选项说法错误。
B、细铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成一种黑色固体，故选项说法正确。
C、木炭在氧气中燃烧，发出白光，且生成二氧化碳气体是实验结论而不是实验现象，故选项说法错误。
D、硫在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰，产生一种具有刺激性气味的气体，故选项说法错误。
故选B。
3．C
【详解】A、高锰酸钾中是一种纯净物，不含有氧气，错误；
B、过氧化氢是一种纯净物，不含有氧气，错误；
C、空气属于混合物，含有氧气、氮气、二氧化碳等多种物质，所以含有氧气，正确；
D、二氧化碳是一种纯净物，不含有氧气，错误；
故选C。
4．D
【详解】A、1897年，汤姆森发现了电子，叙述正确；
B、1911年，卢瑟福等人通过a粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型，叙述正确；
C、清末科学家徐寿，翻译了化学元素周期表，叙述正确；
D、法国科学家拉瓦锡通过实验测定了空气的组成，首先得出空气是由氮气和氧气组成的结论，而英国化学家瑞利发现了稀有气体，叙述错误。
故选D。
5．C
【详解】A、木炭在氧气中燃烧，有无色无味且能使澄清石灰水变浑浊的气体生成，A选项不正确，不符合题意；
B、红磷在氧气中剧烈燃烧，发光放热，有大量白烟生成，B选项不正确，不符合题意；
C、硫在氧气中剧烈燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，C选项正确，符合题意；
D、铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，有黑色熔融物溅落瓶底，在空气中为红热状态，不会燃烧，D选项不正确，不符合题意。故选C。
6．D
【详解】A、硫在空气中燃烧发出淡蓝色火焰，产生有刺激性气味的气体，故A不正确；
B、石蜡在空气中燃烧产生水和二氧化碳，属于实验结论，故B不正确；
C、木炭在氧气中能够剧烈地燃烧，发出耀眼的白光，放出大量的热，能生成使澄清石灰水变浑浊的气体，故C不正确；
D、红磷在空气中燃烧产生大量白烟，故D正确。
故选D。
7．C
【详解】A、曲颈甑中汞在加热的条件下，与氧气反应，且生成物为固体；汞槽中汞隔绝氧气，不会消耗氧气，故错误；
B、木炭在空气中燃烧生成二氧化碳，二氧化碳是气体，化学反应前后，压强的变化不大，无法测定空气中氧气的含量，故错误；
C、空气中氧气与汞反应，剩余气体不支持燃烧，说明空气为混合物，故正确；
D、在该实验中压强和温度成正比，结束加热后冷却，再测量玻璃钟罩中汞柱上升高度，得到数据才准确，故错误；
故选：C。
8．B
【详解】A、空气中含有多种物质，属于混合物，A错误；
B、空气中的N2体积分数78%，氧气体积分数21%，N2比O2含量大，B正确；
C、空气中的二氧化碳不是一种污染物，不被纳入空气污染指数，C错误；
D、空气中的稀有气体化学性质稳定，可做保护气，D错误；
故选：B。
9．D
【详解】A、空气中氮气的质量分数为78%，氧气的质量分数为21%，不是质量分数，是体积分数，故选项错误；
B、因为氧气能支持燃烧，所以具有助燃性，不具有可燃性，因此不可用作燃料，故选项错误；
C、工业上常采用分离液态空气的方法制氧气过程中没有新物质生成，该变化属于物理变化，故选项错误；
D、实验室制氧气的催化剂除二氧化锰之外，还有其他物质，故选项正确。
故选D。
10．A
【详解】A、蜡烛在空气中燃烧，消耗氧气，生成二氧化碳，蜡烛熄灭后，氧气还有剩余，容器内还有氮气、氧气、稀有气体等，符合题意；
B、由图可知，蜡烛和红磷燃烧后，两个容器中氧气均未耗尽，且红磷消耗的氧气较多，不符合题意；
C、由图可知，在蜡烛燃烧的过程中，当氧气含量为14%时，氧气的体积分数不再变化，说明此时蜡烛已经熄灭，不符合题意；
D、在两种物质燃烧的过程中，消耗氧气，但是空气中含量最多的气体是氮气，故容器内含量最多的气体仍然是氮气，不符合题意。
故选A。
11．错误
【详解】氮气不能燃烧，也不支持燃烧，故错误。
12．正确
【详解】红磷燃烧消耗了装置内氧气，生成固体五氧化二磷，集气瓶中空气的压强变小，小于外界大气压。故正确。
13．错误
【详解】空气的成分按体积分数（而不是质量分数）计算，大约是：氮气78%，氧气占21%，稀有气体占0.94%，二氧化碳占0.03%、其他气体杂质0.03%，故错误。
14．错误
【详解】空气是由氮气、氧气、二氧化碳、稀有气体等多种物质组成的，属于混合物，故错误。
15．正确
【详解】蜡烛燃烧生成二氧化碳和水，虽然消耗了氧气，但又生成了二氧化碳气体，瓶内压强基本保持不变，不能用来测定空气中氧气的含量，故说法正确。
16．(1)过滤
(2)CuSO4和H2SO4
(3)Fe+ H2SO4 = FeSO4 + H2↑
(4) H2O和CO2 BD 20.4% 催化作用 空气中的二氧化碳的含量较少，铜不能将空气中的氧气完全反应
【详解】（1）固液分离的步骤是过滤；
（2）首先铜与氧气在加热的条件下生成氧化铜，氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜，故蓝色溶液的溶质是CuSO4，向蓝色溶液中加入过量的铁粉发现有气泡冒出，说明蓝色溶液中有过量的硫酸，故溶质为CuSO4和H2SO4；
（3）向硫酸铜溶液中加入过量的铁粉后可得到固体D中含有生成的铜和过量的铁，步骤Ⅲ是过量的铁与稀硫酸反应形成氢气和硫酸亚铁，反应方程式为：Fe+ H2SO4 = FeSO4 + H2↑；
（4）Cu2(OH)2CO3中含有铜元素、氢元素、碳元素、氧元素，根据质量守恒定律，铜生锈需要空气中的H2O和CO2；若要探究“铜生锈是否需要空气中的氧气？”如图2所示实验中，只需完成BD即可；
[拓展研究]
①量气管内的水变化的体积为氧气的体积=30.8mL-0.2mL=30.6mL，空气中氧气的体积含量为：；
②通过上述实验探究，选择碳粉和氯化钠在本实验中较快的完成实验，并减小误差，故碳粉和氯化钠在本实验中是催化剂，起催化作用；
③铜可以与空气中的氧气、二氧化碳和水反应生成铜绿，若将铁换成铜进行实验，不能比较准确的测定空气中的氧气的含量，因为空气中的二氧化碳的含量较少，铜不能将空气中的氧气完全反应。
17．(1)BCD
(2) P+O2P2O5 化合反应
(3)吸收有害物质五氧化二磷
(4)白磷燃烧需要达到最低含氧量更低，可以将氧气消耗的更完全
(5)20.2%
(6)bd/db
(7) Cu+H2O+O2+CO2→Cu2(OH)2CO3 根据质量守恒定律可知，参加反应铜的质量与碱式碳酸铜中铜元素质量相等。则有：
参加反应铜的质量=。
答理论上，至少6.4g铜生锈得到11.1g碱式碳酸铜。
【详解】（1）（1）A、汞有毒，不是选择使用汞的优点，不符合题意；
B、几乎能将密闭装置内空气中的氧气耗尽，是选择使用汞的优点，符合题意；
C、反应生成的氧化汞是固态，不影响压强，是选择使用汞的优点，符合题意；
D、生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气，是选择使用汞的优点，符合题意。
故填BCD；
（2）红磷燃烧生成五氧化二磷，反应的符号表达式：P+O2P2O5；该反应是由两种物质生成一种物质的反应，属于化合反应；
（3）集气瓶中的水的作用：①加速冷却；②吸收有害物质五氧化二磷；
（4）白磷和红磷相比，使用白磷能使结果更准确，其原因白磷燃烧需要达到最低含氧量更低，可以将氧气消耗的更完全；
（5）小陈利用铁粉、炭粉、氯化钠等物质又进行了实验（装置如图5）。实验前集气瓶内空气为131mL，烧杯内蒸馏水为90.0mL，实验后烧杯内剩余蒸馏水63.6mL，氧气的体积为90.0mL-63.6mL=26.4 mL，空气中氧气含量=；
（6）通过上述实验探究，白磷和铁粉、炭粉、氯化钠、蒸馏水进行实验，可较为快速地完成实验并减小实验误差，红磷和粗铁丝都有较大误差。故填：bd；
（7）①铜在潮湿的空气中易和氧气等物质发生化合反应生成铜绿，铜绿的主要成分为碱式碳酸铜，根据碱式碳酸铜化学式和质量守恒定律可知，铜与水、氧气和二氧化碳反应生成碱式碳酸铜，反应的符号表达式：Cu+H2O+O2+CO2→Cu2(OH)2CO3；
②详见答案。
18．(1) 氮气 0.94%
(2)低
(3) 先下降后升高 BD
【分析】(1)
空气主要成分是氧气和氮气，X后有含有氮元素的产品，所以X是氮气。空气中稀有气体的体积分数为0.94%。
(2)
分离液态空气时，沸点低的先逸出，所以 X 气体的沸点比氧气低。
(3)
燃烧放热，气体膨胀，液面下降。消耗氧气，气体减小，气压变小，液面上升，所以反应过程中集气瓶内液面的变化是先下降后升高。
实验完毕，测得的氧气体积分数偏小，可能的原因是白磷过少不足以将氧气消耗完。装置漏气进入水的过程中有空气进入，导致进入的水的体积偏小。未等冷却到室温就读取体积，进入的水偏少。故选BD。
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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