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2024-2025学年中考化学（人教版）总复习
专题4： 空气的成分探究
一、选择题
1．习近平总书记在全国生态环境保护大会上提出了“加大力度推进生态文明建设”的要求。下列措施积极响应该号召的是（ ）
A．推动超低能耗建筑建设 B．加高烟囱排放工厂废气
C．大量燃放烟花庆祝节日 D．加大天然林商业性采伐
2．空气中体积分数21%的物质是
A．氧气 B．氮气 C．氦气 D．二氧化碳
3．6月5日是世界环境日，下列行为或做法不符合这一主题的是（ ）
A．垃圾分类回收，减少资源浪费
B．绿色出行，践行“低碳生活”理念
C．大量砍伐树木，增加经济收入
D．合理使用农药，减少对环境污染
4．空气是一种宝贵的自然资源。下列有关空气及其成分的说法正确的是（　　）
A．工业制氧气，利用液氧、液氮的沸点不同
B．空气中CO，含量越高越好
C．稀有气体的性质稳定，没有使用价值
D．空气中氮气和氧气的体积比约为5：1
5．下列关于空气及其成分的说法错误的是（　　）
A．空气中各成分含量相对稳定
B．CO2含量过高影响人体健康
C．N2用作粮食、瓜果的保护气
D．O2既可以供给呼吸还能作为燃料
6．分类是学习化学的常用方法，下列各组物质按照单质、氧化物、混合物顺序排列的是（ ）
A．合金、氧化钙、空气 B．石墨、冰水混合物、稀有气体
C．天然气、二氧化锰、石油 D．氢气、高锰酸钾、海水
7．某化学小组用如图所示装置测定空气中氧气的含量。下列对该实验的认识中，不正确的是（ ）
A．铜粉的用量不足会导致实验结果偏小
B．实验结束后，待装置冷却至室温才能读数
C．气球的作用是平衡压强
D．在正确操作情况下，反应消耗氧气的体积应该为反应前注射器内气体体积的
8．下列图像能正确反映对应变化关系的是（ ）
A．图①：用等质量、等浓度的过氧化氧溶液分别制取氧气
B．图②：向一定量的二氧化锰固体中加入一定量的过氧化氢溶液
C．图③：利用红磷燃烧测定空气中氧气的含量
D．图④：加热高锰酸钾制氧气
9．下列关于空气的说法正确的是（ ）
A．空气中氮气的质量分数为78%
B．目前计入空气污染指数的项目暂定为：、
C．空气中的二氧化碳是大气污染物
D．空气中的稀有气体可制成多种用途的电光源
10． 下列图像对应关系正确的是（　　）
A．红磷在盛有一定量空气密闭容器中燃烧至熄灭
B．加热一定质量的高锰酸钾
C．等质量、浓度的双氧水在有无催化剂下反应
D．水通电一段时间
二、填空题
2023年9月23日，杭州亚运会火炬“薪火”首次采用“零碳甲醇”作为火炬燃料最大限度减少碳排放，真正体现杭州亚运会“绿色、智能、节俭、文明”的办赛理念。请按要求完成下列问题。
11．甲醇在空气中燃烧时会产生淡蓝色火焰，为了使火焰变为鲜艳明亮的金黄色，在火炬，上涂了具有显色功能的钠的化合物，其中钠离子符号是　 　；
12．此次亚运会使用的“零碳”甲醇经过技术迭代，利用焦炉气中的氢气，与从工业尾气中捕集的二氧化碳合成甲醇，该反应的化学方程式为，则X为　 　；
13．亚运会吉祥物“江南忆”毛绒玩具生产过程采用绿色低碳工艺，产生的烟雾很少，控制了______（填字母）的排放量，有效保护了大气；
A．可吸入颗粒物 B．二氧化碳气体
14．不仅本次杭州亚运会践行了绿色低碳（降低二氧化碳排放）理念，平时我们也要提倡低碳生活，请你写一条低碳生活的建议　 　。
15．“温控保鲜”和“气调保鲜”是两类食品保鲜技术。冰箱中常用“气调保鲜”来达到对食物保鲜的效果。如图所示是工业上用膜分离技术实现“气调保鲜”的流程：
（1）在空气分离后，进入冰箱保鲜室内的气体是 　 　填“富氧空气”或“富氮空气”。
（2）富氧空气中氧气和其他气体的体积比可能是 ____ 填字母。
A．： B．： C．： D．：
（3）空气质量日益受到人们的关注。为了保护我们赖以生存的空气，你能做什么呢？ 　 　 。答一点即可
16．（1）化学与生产、生活、能源、环境、健康息息相关。请将下列物质的字母序号填在相应的空格内。
A氧气 B氮气 C明矾 D氖气
①焊接金属常用的保护气是
②净水时可用做絮凝剂的是
③能供给人体呼吸的是
④能用来制作霓虹灯的是
（2）下列图中的 和 分别表示两种不同元素的原子，其中表示混合物的是（填字母序号，下同），表示单质的是。
17．人类对物质世界的认识经历了从宏观到微观的漫长过程，请回答下列问题：
（1）用下列物质填空(填标号)。
A.氧气 B.二氧化碳 C.氮气 D.稀有气体
①约占空气体积的78%，是工业上生产硝酸和化肥的重要原料的是　 　。
②人类维持生命不可缺少，燃料燃烧也离不开的气体是　 　。
③虽然几乎不与任何物质发生化学反应，但也有广泛的用途，如制造电光源等　 　。
④植物进行光合作用不可缺少的物质是　 　。
（2）用微粒名称或符号填空。
①构成物质的基本粒子有分子、原子、离子。例如水是由　 　构成的；铁是由　 　构成的；氯化钠是由　 　构成的。
②若“”表示一个氯原子，则“”表示　 　。
18．氧气在化学中有着举足轻重的地位，实验小组的同学用下图装置测定空气中氧气含量。
（1）如图1所示，用红磷在空气中燃烧来测定空气中氧气含量，发生反应的符号表达式为　 　。
【实验改进】
改进一：点火方式改进。
（2）如图2所示，利用电热丝通电放出热量引燃红磷，其优点是　 　(写一点)。
改进二：测量方式改进。
为了帮助同学们更好地理解空气中氧气含量测定的实验原理，老师用气压传感器测定了图1装置内的压强变化，其变化情况如图3所示。
（3）图3中　 　点时，红磷熄灭。
（4）CD段压强减少，原因是　 　。
（5）用硫代替红磷完成此实验，集气瓶内气压变化趋势与图3　 　(填“相同”或“不同”)。
改进三：反应装置的创新。
（6）小雅利用图4测定空气中氧气含量，已知试管的容积为100mL，注射器抽拉至50mL，则注射器的活塞至少停留在刻度为　 　mL处。
三、综合题
19．中华文明源远流长，博大精深，请解答下列相关问题。
（1）中国节气。立春，是春之首，冰化雪消，一元复始，万象更新。冰化雪消的过程属于　 　(选填“化学变化”或“物理变化”)
（2）中国彩绘。兵马俑彩绘中发现了绝美的“中国紫”，“中国紫”主要成分是硅酸铜钡(BaCuSi2O6)；其中硅元素和氧元素的质量比为　 　。
（3）中国技术。中国某研究团队受“弓弩”等结构启发，研制出一名为“碳弹簧"的新型碳材料，被认为是制造智能磁性材料的理想原料，有望用于外太空探测。
①“碳弹簧”由多孔碳材料制作而成。碳元素能组成多种碳单质，它们的物理性质存在较大差异的原因是　 　。
②CoFe2O4也是制造智能磁性材料的原料之一，已知CoFe2O4中铁元素的化合价为+3价，则Co元素的化合价为　 　。钴在元素周期表中的信息如图2，钴原子的质子数是　 　。
③古代书法家使用墨汁书写的字画能够保存很长时间而不变色，这是因为单质碳在常温下　 　。
四、实验探究题
20．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。
【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）冷却到室温后，曲颈瓶内液态汞表面产生红色粉末，玻璃钟罩内的现象是　 　（填“液面上升”或“液面下降”）产生该现象的主要原因是　 　。
【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的化学符号是　 　。
（4）小组同学用甲装置进行实验，实验结束时观察到进入集气瓶内的水小于集气瓶内原空气体积的1/5，可能的原因是　 　（多选，填序号)。
①红磷量不足；②将燃烧匙伸入集气瓶的操作过于缓慢；③旋紧橡皮塞后发现橡胶管上弹簧夹未夹紧；④未冷却至室温就打开弹簧夹；
【优化与实验】同学们想要改进装置经讨论后，分别取足量红磷采用图3装置进行实验，记录并处理数据分别如图4、图5。
（5）图4中氧气含量从20.08%下降到8.05%，发生化学反应的符号表达式是　 　。
（6）图5中BC段压强增大的主要原因是　 　；图3中水的作用　 　。
【反思与交流】
（7）实验中汞、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　 　（供选择的药品有：木炭、硫、铁丝、铜粉）。
答案解析部分
1．A
A. 推动超低能耗建筑建设，有利于减少二氧化碳的排放，节能、环保，故符合题意；
B. 加高烟囱排放工厂废气，不能减少污染物的排放，故不符合题意；
C. 大量燃放烟花，会产生大量污染物，故不符合题意；
D. 加大天然林商业性采伐，会破坏自然森林植被，故不符合题意；
故答案为：A。
根据保护环境的措施分析。
2．A
3．C
A.垃圾分类回收，能减少资源浪费，还有利于减少环境污染，故不符合题意；
B.绿色出行，践行“低碳生活”理念，既能节约化石能源，又能减少环境污染，故不符合题意；
C.大量砍伐树木会造成生态系统的破坏，减少二氧化碳的吸收，故符合题意；
D.合理使用农药，可减少对环境污染，故不符合题意；
故答案为：C。
根据保护环境的措施，减少污染的做法分析。
4．A
A、 工业制氧气，利用液氧、液氮的沸点不同 ，加热进行分离，符合题意；
B、 CO为空气污染物，空气中CO，含量越高说明污染越严重 ，不符合题意；
C、 稀有气体的性质稳定，但与空气中其它气体一样有重要价值 ，不符合题意；
D、 空气中氮气和氧气的体积比约为4：1 ，不符合题意；
故选A
A、根据工业制氧原理分析；
B、根据CO的污染性分析；
C、根据稀有气体的用途分析；
D、根据空气中氮气和氧气体积比为4：1分析。
5．D
A. 空气的成分按体积计算，大约是：氮气78%、氧气21%，其它成分为1%，各成分含量相对稳定，故正确，不符合题意；
B. 二氧化碳不能供给呼吸，空气中二氧化碳含量过高，影响人体健康，故正确，不符合题意；
C. 氮气化学性质不活泼，可作为粮食、瓜果的保护气体，故正确，不符合题意；
D. 氧气能供给呼吸，具有助燃性，但没有可燃性，不能作燃料，故错误，符合题意。
故答案为：D。
根据空气的成分、各种气体的性质、用途分析。
6．B
7．D
A、铜粉用量不足不能将氧气消耗完全，会导致测得结，该说法正确，不符合题意；
B、实验结束后冷却到室温，注射器停止移动才能读数，气体逐渐恢复到原体积，测量结果准确，该说法正确，不符合题意；
C、气球的作用是调节气压，缓冲气体压强，使氧气完全反应，该说法正确，不符合题意；
D、在正常操作情况下，反应结束后消耗氧气的总体积应该是反应前注射器内气体与硬质玻璃管中体积之和的20%，该说法错误，符合题意。
故答案为：D.
根据空气中的氧气占空气体积的五分之一，铜粉与密闭的容器内的氧气反应生成氧化铜，压强减小，注射器的活塞移动来确定氧气的体积，气球是平衡气压来解答。
8．D
A. 等质量、等浓度的过氧化氧溶液分别制取氧气，根据催化剂只能改变反应速率而不能改变生成物的质量，因此无论是否加入催化剂最终生成的氧气质量相等，故错误；
B. 过氧化氢溶液在二氧化锰作催化剂的条件下反应生成氧气和水，因此催化剂二氧化锰的质量随着反应的发生不会改变，故错误；
C. 空气中氧气的体积约占空气总体积的五分之一，红磷燃烧消耗氧气，因此最终装置内气体体积减少约五分之一，如图所示，故错误；
D. 加热高锰酸钾，加热后很短时间内高锰酸钾分解出锰酸钾、二氧化锰和氧气，最终高锰酸钾完全反应后不再产生氧气，故正确；
故答案为：D。
根据结合所涉及的化学知识，正确分析各变化的过程，注意分析坐标轴表示的意义、曲线的起点、折点及变化趋势，进而确定正确的图象。
9．D
A、空气中氮气的体积分数为78%，该说法错误，不符合题意；
B、目前计入空气污染指数的项目暂定为：、、、臭氧和可吸入颗粒物，该说法错误，不符合题意；
C、二氧化碳不属于大气污染物，该说法错误，不符合题意；
D、稀有气体通电会发出不同颜色的光，所以空气中的稀有气体可制成多种用途的电光源，该说法正确，符合题意。
故答案为：D.
A、根据空气的组成按体积分数为氮气78%，氧气21%来解答；
B、根据空气污染物有粉尘和二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳和臭氧来解答；
C、根据二氧化碳是空气的组成成分来解答；
D、根据稀有气体通电发出不同颜色的光，可以作为霓虹灯来解答。
10．A
A、 红磷在盛有一定量空气密闭容器中燃烧至熄灭 ，燃烧时放热且消耗氧气，装置内压强先变大后减小，且最终小于原始值，符合题意；
B、 加热一定质量的高锰酸钾 ，高锰酸钾受热分解生成氧气，固体质量随反应的发生不断减少，但最终生成物锰酸钾和二氧化锰仍是固体，固体质量不会减小为0，不符合题意；
C、 等质量、浓度的双氧水在有无催化剂下反应，只反应速率不同，最终生成氧气质量相等，不符合题意；
D、电解水时，氢气和氧气随反应的发生质量增加，生成氢气和氧气质量比即为水中氢元素和氧元素质量比，为1：8，体积比是2：1，不符合题意；
故答案为：A。
本题是图像的判断题，解答时要通过题目要求分析涉及到的各物质之间量的关系，结合变化趋势先做出判断，如随着横坐标物质量的变化，纵坐标表示的物质的量的变化趋势，增加或降低等，再确定图形中的起点、终点、转折点是否符合题意。
11．
12．
13．
14．少开私家车（合理即可）
15．（1）富氮空气
（2）A
（3）植树造林合理即可
（1） 氮气化学性质稳定，在空气分离后，进入冰箱保鲜室内的气体是富氮空气。
（2）空气中氧气和其他气体的体积比为1：4，富氧空气中氧气体积分数应大于空气，则可能是1：3，故选A。
（3） 为了保护我们赖以生存的空气，我们可在植树造林，净化空气，或低碳出行等减少化石燃料的使用减少空气污染。
（1）根据氮气的化学性质稳定，可用作保护气分析；
（2）根据空气中氧气和其他气体的体积比为1：4，富氧气空气中氧气所占体积应高于空气分析；
（3）根据植树造林、减少化石燃料使用等可保护空气、减少污染分析。
16．B,C,A,D,B,CD
17．（1）C；A；D；B
（2）水分子；铁原子；钠离子、氯离子；1个氯分子
18．；防止产物对空气产生污染（答案不唯一，合理即可）；C；集气瓶内氧气被消耗且瓶内温度逐渐降低；不同；30
19．（1）物理变化
（2）7：12
（3）碳原子排列方式不同；+2价；27；化学性质不活泼
（1）冰化雪消只是物质的状态发生改变，没有生成新的物质，属于物理变化；
故答案为：物理变化；
（2） 硅酸铜钡(BaCuSi2O6) 中硅元素和氧元素的质量比是28×2：16×6=7：12；
故答案为：7：12；
（3）① 碳元素能组成多种碳单质，它们的物理性质存在较大差异的原因是碳原子的排列方式不同；
② 已知CoFe2O4中铁元素的化合价为+3价，氧元素化合价为-2价，设Co元素化合价为χ ，根据化合物中正、负化合价的代数和为零可得：χ+（+3）×2+（-2）×4=0，解得χ=+2；元素周期表一个单元格左上角的数字表示该元素的原子序数，原子序数=核内质子数，所以钴原子的质子数是27；
③碳原子最外层电子数是4，不容易得也不容易失，化学性质相对稳定，所以 古代书法家使用墨汁书写的字画能够保存很长时间而不变色，这是因为单质碳在常温下化学性质稳定；
故答案为：①碳原子排列方式不同；②+2价 ；27 ；③化学性质不活泼。
（1）根据没有新物质生成的变化是物理变化进行分析解答；
（2）根据化学式中各元素的质量比等于相对分子质量乘以原子个数进行分析解答；
（3）①根据碳单质物理性质存在较大差异的原因是碳原子的排列方式不同进行分析解答；
②根据化合物中正、负化合价的代数和为零，原子序数=核内质子数进行分析解答；
③根据碳原子最外层电子数是4不容易得也不容易失，常温下化学性质相对稳定进行分析解答。
20．液面上升；汞与氧气反应消耗氧气，钟罩内气体减少，压强减小；④①③②；N2；①④；；红磷燃烧放热，装置中的气体受热体积膨胀，压强增大；降温，吸收五氧化二磷；铜粉
（1）汞与氧气反应消耗氧气，钟罩内气体减少，压强减小，在大气压的作用下，玻璃钟罩内的汞液面上升。
（2）利用图2装置测空气里氧气含量，实验步骤是在集气瓶中加入少量水，将水面上方空间分成5等份，然后弹簧夹夹紧胶皮管，再点燃红磷后立即伸入瓶中并塞紧塞子，最后红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，故答案为：④①③②。
（3）红磷燃烧后消耗氧气，生成五氧化二磷固体粉末，集气瓶中剩余气体的主要成分是氮气，氮气化学式为N2。
（4）①红磷量不足，不能充分消耗装置内的氧气，导致测量结果偏小，符合题意；
②将燃烧匙伸入集气瓶的操作过于缓慢，使装置内的气体受热膨胀逸出，导致测量结果偏大，不符合题意；
③旋紧橡皮塞后发现橡胶管上弹簧夹未夹紧，致使大量气体被冲出集气瓶，则进入集气瓶内水的体积偏大，导致测量结果偏大，不符合题意；
④未冷却至室温，集气瓶内温度较高，压强偏大，会导致进入集气瓶中的水偏小，导致测量结果偏小，符合题意。
故答案为：①④。
（5）红磷燃烧生成五氧化二磷，反应的符号表达式为，消耗氧气，使氧气含量减小
（6）图5中BC段压强增大，原因是红磷燃烧放热，装置中的气体受热体积膨胀，压强增大；红磷在氧气中燃烧生成五氧化二磷污染空气，且能溶于水，则做实验时，集气瓶中要盛少量水，目的是吸收产生的白烟防止污染空气，防止集气瓶炸裂。
（7）木炭和硫与氧气反应均能生成气体，使装置内压强变化不明显，铁丝在空气中不能燃烧，故均不能代替汞或白磷；铜在加热的条件下与空气中的氧气反应生成氧化铜固体，氧化铜不会污染空气，所以可以用铜粉代替汞或白磷。
（1）根据汞和氧气反应生成氧化汞，气体减少压强减小来解答；
（2）根据实验室用红磷燃烧测定空气中氧气的含量实验操作顺序是在集气瓶中加入少量水，将水面上方空间分成5等份，然后弹簧夹夹紧胶皮管，再点燃红磷后立即伸入瓶中并塞紧塞子，最后红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹来解答；
（3）根据红磷燃烧消耗氧气，氮气不和磷反应来解答；
（4）根据实验操作不当时，氧气的体积分数偏小来解答；
（5）根据图4中氧气含量从20.08%下降到8.05% ，原因是红磷燃烧生成五氧化二磷，消耗氧气，使氧气含量减小来解答；
（6）根据红磷燃烧放热，压强增大，生成五氧化二磷会污染空气来解答；
（7）根绝实验室测定空气中氧气的含量实验，选择易燃烧的物质，产生不能是气体且不与氧气以外的物质反应来解答。

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