资源简介 中考总复习:空气成分的探究(提高) 【考纲要求】1.了解空气的主要成分及各成分的性质和主要用途;能根据一些实验事实和现象,证明氧气、水蒸气、二氧化碳及氮气的存在。2.掌握测定空气中氧气含量实验的原理、装置、操作方法以及注意的问题。3.了解空气的污染和防治。【知识网络】 ①氮气占78% 化学性质:不活泼,一般不能燃烧、也不支持燃烧 用途:制氮肥,作保护气等②氧气占21% 物理性质:无色无味的气体,密度比空气大,不易溶于水用途:供给呼吸,支持燃烧 物理性质:无色无味的气体成分(体积分数)③稀有气体占0.94% 化学性质:很不活泼用途:作保护气等 ④二氧化碳占0.03% 用途:灭火,制冷剂 ⑤其他气体和杂质占0.03% 空气 二氧化氮 气态 二氧化硫 主要污染物 一氧化碳可吸入颗粒物 加强大气质量监测 改进燃料结构污染防治措施使用清洁能源【典型例题】类型一、考查空气的主要成分及其体积分数1.下列有关空气各成分的说法正确的是( )A.氧气的化学性质比较活泼,属于可燃物B.氮气的化学性质不活泼,可用于食品防腐C.空气质量报告中所列的空气质量级别越大,空气质量越好D.二氧化碳在空气中含量增多会引起温室效应,属于空气污染物【思路点拨】知道空气中各成分的性质和用途。【答案】B【解析】氧气能支持燃烧但不能燃烧,空气质量级别越大,空气质量越差,二氧化碳虽然能引起温室效应,但不属于污染物。【总结升华】注意不要将氧气的助燃性,错误理解为可燃性,从而认为氧气是可燃物。二氧化碳含量增多会引起温室效应,但是不属于空气污染物,空气污染物是指空气中没有的物质,存在时造成人和生物的生存不适。2.实验室中的试剂常因与空气中的一些成分作用而发生变化。对下列试剂在空气中发生变化的分析错误的是( ) A.铁粉生锈与空气中的水蒸气和氧气有关 B.氢氧化钠溶液变质与空气中的二氧化碳有关 C.氧化钙的变质与空气中的水和二氧化碳有关 D.浓盐酸变稀与空气中的水蒸气有关【思路点拨】记住空气中各成分的性质是解决此类试题的关键。【答案】D【解析】铁粉生锈是一个缓慢氧化的过程,是与空气中的水蒸气和氧气反应;氢氧化钠溶液长期存放容易与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠而变质;生石灰(氧化钙)在空气中容易吸收水分生成熟石灰(氢氧化钙),氢氧化钙又进一步和空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙而变质;而选项D中浓盐酸具有挥发性,易挥发出氯化氢气体而变稀,与空气中的水蒸气无关,故选D。?【总结升华】空气中含有多种成分,按体积计算,大约是: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%。一些化学试剂能与空气中的成分作用而变质,所以实验室中化学试剂一般都要盖好瓶盖,且避光、避热保存。举一反三:【变式】(2019?湖北中考)下列属于纯净物的是( ) A.海水 B.空气 C.白酒 D.金刚石【答案】D【解析】海水是由水、氯化钠和氯化镁等多种物质组成的混合物;空气是由氧气、氮气等多种物质组成的混合物;白酒是由乙醇、水等组成的混合物;金刚石是由碳元素组成的单质,属于纯净物。类型二、考查空气中氧气含量的测定3.如图是一个具有刻度和活塞可滑动的玻璃容器,容器内有空气和足量的白磷,将它放在盛有沸水的烧杯上方,进行实验。请完成实验报告:实验目的实验现象实验结论测定空气中______的体积分数白磷着火燃烧,活塞先向右移动,后向左移动,最后停在约为 _____(填整数)的位置上空气的成分按体积算,_____约占1/5【思路点拨】该实验在教材上实验的基础上进行了改进。第一点是加热方式的改进,优点是不在空气中点燃,避免了大气污染,同时减少了药品的消耗量(原来在空气中点燃要消耗一部分);同时在装置内加热,就避免了在外界点燃后移进集气瓶过程中,对集气瓶内的氧气的消耗以及装置内气体的外逸。第二点,所用仪器的更换,用粗细一致且带刻度的玻璃仪器来代替集气瓶,便于体积的准确划分,原来集气瓶分成五份时由于粗细不一导致分的不均等。而现在用的玻璃管本身就带刻度,便于读数,且读数更精确。这样就能够使结果更准确。【答案】氧气 8 氧气【解析】对于实验报告的填写,可以将实验报告前后联系起来考虑。“实验结论”问空气中哪一成分占1/5,自然是氧气,所以前面“实验目的”就是测定空气中氧气的体积分数;而最后活塞所在位置刻度的判断,要考虑装置内气体共10mL,消耗掉2mL(10 mL 的1/5)氧气后,气体剩余8mL.所以最终停在了刻度“8”处。【总结升华】掌握空气中氧气含量测定的实验原理、装置、操作方法及注意事项是解决此类试题的关键。4.(2019?山东中考)用如图装置来测定空气中氧气的含量,下列做法会使实验结果不准确的是( )A. 事先在集气瓶内加少量水 B. 燃烧匙内加足量红磷C. 红磷熄灭后,立即打开弹簧夹 D. 实验前,检查装置的气密性【思路点拨】测定空气中氧气含量实验,在选择消耗氧气的药品时,应考虑能与空气中的氧气反应而不与空气中的其他成分反应,生成物不能为气体;还应注意装置不漏气,药品的量要足,读数时温度要冷却到原来的温度等。【答案】C【解析】A、集气瓶中加入少量水,是用来吸收反应生成的五氧化二磷,另一方面有利于容器内温度的降低,节约了实验的时间,故A不符合题意;B、红磷足量可以把氧气完全消耗,保证实验的准确性,否则会使实验结果偏小,故B不符合题意;C、装置未冷却至室温就打开弹簧夹,这样瓶内温度较高,气压还没降低到室温标准,会使测定的结果偏小,故C符合题意;D、如实验装置漏气,红磷燃烧即使能耗尽装置内的氧气,由于装置漏气,瓶外少量空气会进入装置内使测定结果不准确。因此,实验前要检查装置的气密性,故D不符合题意。【总结升华】测定空气中氧气的含量,主要是利用了可燃物燃烧消耗了氧气,使密闭容器中压强减小,在外界大气压作用下,烧杯中的水倒吸入集气瓶内。5.某同学设计了测定空气中氧气含量的实验,实验装置如下图所示。该同学的实验步骤如下:①将图中的集气瓶分为5等份,并做好标记;②在带橡皮塞和导管的燃烧匙内装入足量的红磷,将导管上的止水夹夹紧,在酒精灯上点燃红磷,并立即伸入集气瓶内,塞紧橡皮塞;③充分反应后,待集气瓶冷却至室温,打开止水夹。请回答下列问题:(1)该实验中红磷须稍过量,目的是 。(2)步骤③中,打开止水夹后观察到的现象是 ,由此可得出空气中氧气的体积分数约为 。(3)磷在空气中燃烧生成的氧化物通常可做强干燥剂。已知在标准状况下,32g氧气的体积是22.4L,在该条件下,制备71g这种干燥剂所消耗的空气的体积约为 L。【思路点拨】测定空气中氧气含量的原理是消耗氧气使装置内外产生压强差,水被倒吸入集气瓶内(占据氧气的空间),从而达到测定氧气体积含量的目的。红磷过量,可使集气瓶中的氧气完全消耗。【答案】(1)使集气瓶中的氧气完全消耗 (2)烧杯内的水沿导管流入集气瓶中,液面大约在标记1处 21%(3)140【解析】(2)充分反应后,待集气瓶冷却至室温,集气瓶内外产生压强差,打开止水夹,烧杯内的水沿导管流入集气瓶中,液面大约在标记1处。由此可得出空气中氧气的体积分数约为21%。(3)设制备71g五氧化二磷需要氧气的质量为X。 4P+5O22P2O5160 284X 71g解得:X=40g40g氧气的体积为:=28L消耗空气的体积为:28L÷ = 140L【总结升华】熟记用红磷测定空气里氧气含量的实验原理、装置、操作步骤、实验现象、实验结论和注意事项,是解答这类题目的基础。举一反三:【变式1】右图所示装置可用于测定空气中氧气的含量,实验前在集气瓶内加入少量水,并做上记号。下列说法中不正确的是( )A.该实验证明空气中氧气的含量约占1/5B.实验时红磷一定要过量C.实验前一定要检验装置的气密性D.红磷燃烧产生大量的白雾,火焰熄灭后立刻打开弹簧夹【答案】D【变式2】在测定空气中氧气含量的实验中,小强采用了如图所示装置:在由两个注射器组成的密闭系统中留有25mL空气,给装有细铜丝的玻璃管加热,同时缓慢推动两个注射器活塞,至玻璃管内的铜丝在较长时间内无进一步变化时停止加热,待冷却至室温,将气体全部推至一个注射器内,观察密闭系统内空气体积变化。 (1)在实验加热过程中,交替缓慢推动两个注射器活塞的目的是 。(2)写出该实验中反应的化学方程式 。(3)小强测得实验结果如下: 反应前注射器内气体总体积反应后注射器内气体总体积25mL22mL由此数据可以推算出他测定的空气中氧气的体积分数_____2l%(填“>”、“=”、 “<”)。造成该实验出现误差的原因可能是 。(填序号) ①没有交替缓缓推动两个注射器活塞;②读数时没有冷却至室温;③加入铜丝量太少;④加入铜丝量太多 (4)通过上面的实验,你学到的测量混合物中某成分含量的方法是 。【答案】(1)使铜与空气中的氧气充分反应,将氧气耗尽 (2)2Cu+O22CuO (3)< ①②③ (4)通过化学反应除去混合物中的一种成分,再测量混合物在反应前后体积(或质量)的变化,从而得出该种成分的含量【解析】测定空气中氧气含量的方法比较多,但基本的思路是:利用氧气的助燃性,加入的物质能消耗空气中的氧气,但又不产生新的气体,导致容器内的压强发生变化,进而用不同的方法通过气体的体积的变化,确定空气中氧气的体积含量。本题是用Cu和O2的反应,利用注射器内气体体积的的变化测定空气中氧气的体积含量,要注意Cu必须足量,还要通过来回推拉注射器,充分消耗氧气。类型三、考查空气的污染防治6.下表是今年春季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污染指数空气质量级别①北京103可吸入颗粒物轻微污染②呼和浩特500可吸入颗粒物Ⅴ重度污染③厦门72可吸入颗粒物Ⅱ良④深圳36无Ⅰ优回答下列问题(友情提醒:选择题可能有多个正确选项)(1)当日空气质量最好的城市是(填序号) 。(2)人类需要洁净的空气。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.二氧化碳 C.二氧化氮 D.氮气(3)为改善空气质量,北京开始执行“机动车尾号限行”措施,下列说法正确的是 。A.尾气不会对空气造成污染 B.每月少开一天车不会减少汽车尾气的排放C.汽车尾气中只含有CO2和H2OD.“为首都多一个蓝天”是每个市民的职责(4)SO2气体是空气的主要污染物, 该气体可用氢氧化钙悬浊液吸收,生成难溶于水的亚硫酸钙(CaSO3)和水。请写出该反应的化学方程式 。(5)想一想,请说出厦门空气主要污染物的一个来源 ;为改善厦门的空气质量,保护蓝色美丽的天空,请提出你的一个建议 。 【思路点拨】本题所给的信息多,具有一定的干扰性。我们要仔细读题,再结合教材上介绍的空气质量日报、空气污染的危害及防止污染的措施来解题。【答案】(1)④ (2)B D (3)D (4)SO2+Ca(OH)2 = CaSO3↓+H2O (5)粉尘 多植树【解析】空气质量级别分为五级,Ⅰ级到Ⅴ级(即优、良好、轻度污染、中度污染和重度污染)空气质量越来越差;污染物暂定为:SO2、CO、NO2、可吸入颗粒物和臭氧等;污染物主要来源于矿物质不完全燃烧,化工厂的废气,汽车的尾气等。【总结升华】空气质量日报中的“首要污染物”包括二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、粉尘(可吸入颗粒物)和臭氧等。二氧化碳不是空气质量日报中的污染物,但二氧化碳过多会造成温室效应。举一反三:【变式】经阁铝业是长沙工业20强企业,其生产的“经阁”铝型材为国家免检产品。将铝锭在熔炼炉进行熔铸工艺时,会产生一定量的废气,废气成分中可能含有CO,NO2,SO2,CO2等气体。为了使废气不造成大气污染,该企业使用废气集尘系统进行无害化处理,实现了零污染排放。请你根据已学化学知识回答以下问题:(1)废气中能导致空气污染的气体是: 。(2)请你设计一实验方案,将废气中的一氧化碳除去,所用的方法是: 。【答案】(1)CO、NO2、SO2 (2)将废气通过灼热的氧化铜【解析】(1)空气中三大污染气体是CO、NO2、SO2,二氧化碳是空气的组成成分,不是污染物。 (2)将CO通过灼热的氧化铜,利用CO的还原性将CO氧化成CO2中考总复习:空气成分的探究(提高) 【巩固练习】选择题 (每小题只有一个选项符合题意)1.在通常情况下空气中各种成分的含量保持相对稳定,其中体积分数约为21%的气体是( ) A.N2 B.O2 C.CO2 D.H2O2.我省从今年3月30日起,统一发布PM2.5检测数据。PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物,它们直径小,富含大量有害物质,且在大气中停留时间长,对人体健康影响很大。下列情况不会增加空气中PM2.5的是( )A.露天焚烧秸秆 B.利用太阳能发电 C.汽车排放尾气 D.直接用煤作燃料3.苏州博物馆最近启用新购置的“真空充氮杀虫灭菌消毒机”来处理和保护文物。即将文物置于该机器内,三天后氮气浓度可达99.99%;再密闭三天左右,好氧菌、厌氧菌和丝状霉菌都被杀灭。下列有关氮气说法错误的是( ) A.通常状况下氮气易溶于水 B.氮气不能供给呼吸C.通常情况下氮气的化学性质不活泼 D.高浓度氮气可抑制菌类的生长4.下列关于氧气的说法中正确的是( )A 氧气在低温、高压的条件下可以转化为液体或者固体B 空气中氧气的质量分数约为21%C 氧气的化学性质比较活泼,是可燃物D 因为氧气与氮气的密度不同,所以工业上用分离液态空气法制取氧气5.空气是一种宝贵的自然资源,下列气体不可直接从空气分离获得的是( )A.用作医疗急救的氧气 B.用作焊接保护气的稀有气体C.用作食品防腐剂的氮气 D.用作清洁燃料的氢气6.我省环保部门按新修订的《环境空气质量标准》,着力做好细颗粒物(PM2.5)和臭氧(O3)等新增指标的监测。下列说法正确的是( ) A.直接焚烧植物秸秆不会造成大气污染 B.吸入细颗粒物对人体健康没有危害 C.化学在环境监测和保护中起重要作用 D.臭氧(03)是一种氧化物7.(2019?湖南中考)下列物质属于纯净物的是( ) A.冰水 B.海水 C.盐水 D.雨水8.(2019?海南中考)下列关于空气的说法中错误的是( )A. 空气是人类宝贵的自然资源 B. 空气中的氮气常用作保护气 C. 空气中的稀有气体常用作灭火剂 D. 空气中的氧气主要来自植物的光合作用9.如图所示,某同学为验证空气中含有少量二氧化碳,将大针筒内的空气一次性压入新制的澄清石灰水,发现石灰水没有变化。据此,你认为该同学应该( )A.得出空气中没有二氧化碳的结论B.得出空气中含有少量二氧化碳的结论C.继续用大针筒向澄清石灰水压入空气D.撤去大针筒,用嘴向澄清石灰水吹气10.下列有关空气各成分的说法正确的是( )A.氧气的化学性质比较活泼,属于可燃物 B.氮气的化学性质不活泼,可用于食品防腐C.空气质量报告中所列的空气质量级别越大,空气质量越好 D.二氧化碳在空气中含量增多会引起温室效应,属于空气污染物11.下列说法不正确的是( )A.空气中稀有气体的体积分数约为0.94%B.常用氮气作食品保护气,是由于氮气的化学性质不活泼C.凡是无色、澄清透明的液体都是溶液D.稀有气体又叫惰性气体,是因为其化学性质不活泼,可用作保护气二、填空题12.(2019?达州中考)2019年春节前夕,达州市城区出现了严重的雾霾天气,给人们出行带来了严重影响,雾霾天气主要是由空气中PM2.5增多引起的。(1)PM2.5是指大气中微粒直径不超过2.5微米的颗粒物,其实就是我国计入空气首要污染物的 (填字母序号);A.氮氧化物 B.二氧化硫 C.一氧化碳 D.可吸入颗粒物(2)PM2.5主要来自化石燃料的燃烧和扬尘,以下不属于化石燃料的是 (填序号);①天然气 ②石油 ③酒精 ④煤(3)防PM2.5专用口罩利用了活性炭的 性;(4)日常生活中你认为能减少PM2.5的措施有 (答一条即可)。 13.随着工业的迅速发展和化石燃料的大量使用,排放到空气中的有害气体大大增加.其中,一种气体(与二氧化碳性质相似,能与水和碱反应)是酸雨的主要成分,该气体是_______,酸雨形成的原因是 ,工业上常用石灰乳吸收这种气体,原理为 。(用化学方程式表示)14.在大自然中,CO2与O2能相互转换,以保持空气成分相对稳定。(1)空气中氧气的体积分数约为 ;大气中二氧化碳含量增多会导致 效应。(2)植物通过光合作用,可将二氧化碳转化为氧气,光合作用的化学方程式为:6CO2+6X=C6H12O6+6O2,则X的化学式为 。三、实验题15.(2019?广西中考)某同学设计了测定空气中氧气含量的实验,实验装置如图。该同学的实验步骤如下:①将图中的集气瓶分为5等份,并作好标记;②在带橡皮塞和导管的燃烧匙内装入足量的红磷,将导管上的止水夹夹紧,在酒精灯上点燃红磷,并立即伸入集气瓶内,塞紧橡皮塞;③充分反应后,待集气瓶冷却至室温,打开止水夹。请回答下列问题:(1)该实验中红磷需稍过量,目的是 。(2)步骤②集气瓶中的现象是 ,其反应的文字表达式为 ;步骤③中打开止水夹后观察到的现象是 ,由此可得出空气中氧气的体积约为空气总体积的 。(3)该实验可推论出氮气 (填“易”或“难”)溶于水和其化学性质 (填“活泼”或“不活泼”)的结论。(4)若将红磷换成炭粉,该实验能否获得成功? 成功,原因是 。16.同学们在老师的指导下,用图A所示装置测定空气中氧气的含量。(1)实验时,取下橡胶塞,点燃红磷迅速伸入集气瓶中并塞紧橡胶塞,这时看到的现象是 。 (2)小倩设计了如图B所示的改进装置,其优点是 (只写一点)。从理论上分析,玻璃管内液面最终将上升至 处(填1、2、3、4),但实验测结果液面往往偏低,其原因可能是 。【答案与解析】1.【答案】B【解析】空气的成分按体积分数计,氮气约占78%,氧气约21%。2.【答案】B【解析】PM2.5属于大气污染物中的可吸入颗粒,太阳能发电不会造成大气污染,不会增加空气中PM2.5。3.【答案】A【解析】氮气常温下是一种无色、无味气体,难溶于水,化学性质稳定,不能供给呼吸。4.【答案】A【解析】空气中氧气的体积分数约为21%,不是指质量分数约为21%;氧气具有助燃性,不是可燃物;由于液态氧与液态氮的沸点不同,工业上常用分离液态空气方法获取氧气。5.【答案】D【解析】空气的成分中不含氢气,所以无法从空气中分离得到氢气。6.【答案】C【解析】PM2.5属于吸入颗粒中的一类,会影响人体健康,焚烧秸杆也会产生PM2.5,臭氧是一种单质。7.【答案 】A 【解析】冰是由水分子构成的,水是由水分子构成的,同种物质的分子构成的是纯净物,故A正确;海水是由水、氯化钠、氯化镁等多种物质混合而成的,是混合物,故B不符合题意;盐水是由盐和水两种物质混合而成的,属于混合物,故C不符合题意;雨水在下落的过程中吸收了空气中的大量物质,是多种物质混合而成的,是混合物,故D不符合题意。8.【答案】C 【解析】空气是人类宝贵的自然资源,故A正确;空气中的氮气化学性质稳定,可作保护气,故B正确;稀有气体不能作灭火剂,故C错误;植物的光合作用能产生氧气,空气中的氧气主要来自植物的光合作用,故D正确。9.【答案】C【解析】选项D首先可以排除,因为用嘴吹入的气体不再是空气,无论现象如何,都无法得出空气中二氧化碳的含量情况。由于空气中二氧化碳的含量较低,所以一次通入少量空气时,可能无法观察到石灰水变浑浊现象,需要继续通入空气再观察现象。10.【答案】B【解析】氧气具有助燃性,不具可燃性;空气质量级别越大,空气质量越差;二氧化碳没有毒性,不属于空气污染物。11.【答案】C【解析】溶液的基本特征是均一、稳定的混合物。蒸馏水虽然是无色、澄清透明的液体,但它为纯净物,所以蒸馏水不是溶液。12.【答案】(1)D (2)③ (3)吸附 (4)减少化石燃料的使用等【解析】(1)PM2.5是指大气中微粒直径不超过2.5微米的颗粒物,其实就是我国计入空气首要污染物的可吸入颗粒物;(2)化石燃料主要包括煤、石油和天然气,酒精不属于化石燃料;(3)防PM2.5专用口罩利用了活性炭的吸附性;(4)日常生活中你认为能减少PM2.5的措施有:减少化石燃料的使用、开发利用新能源、加强空气质量的监测、对工业产生的废气进行综合处理达标排放、减少汽车尾气的排放、植树造林等。13.【答案】二氧化硫 含硫或含氮的氧化物排放到空气中,和水蒸气结合生成酸,使所降雨水的酸性较强 SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O14.【答案】(1)21% 温室 (2)H2O【解析】本题考查了空气的成分及质量守恒定律的具体运用。(1)空气中各成分按体积分数计算,氧气约占21%,氮气约占78%。二氧化碳、甲烷等在空气中的含量增多会导致温室效应。(2)根据质量守恒定律,在化学反应前后原子的种类和个数保持不变,即可确定X的化学式为H2O 15.【答案】(1)确保将集气瓶内的氧气消耗尽(2)红磷燃烧,生成大量的白烟 红磷+氧气五氧化二磷 烧杯中的水倒流入集气瓶,液面上升在一等分刻度处 五分之一(3)难 不活泼(4)不能 因为碳粉燃烧消耗掉氧气同时又生成了二氧化碳等气体,瓶内压强基本不变,水不倒流 【解析】(1)该实验中红磷需稍过量,目的是:确保将集气瓶内的氧气消耗尽。(2)点燃的红磷,在集气瓶燃烧,生成大量的白烟;红磷燃烧生成了五氧化二磷,反应的文字表达式为:红磷+氧气五氧化二磷;由于红磷与氧气反应生成五氧化二磷固体,消耗了瓶内的气体,压强减小,所以,打开止水夹后观察到的现是:烧杯中的水倒流入集气瓶,液面上升在一等分刻度处;由此可得出空气中氧气的体积约为空气总体积的五分之一。(3)水进入瓶内占五分之一,不再继续进入,说明氮气不能与红磷反应,也不能溶于水或与水反应,化学性质不活泼。(4)若将红磷换成炭粉,该实验不能获得成功,因为碳粉燃烧消耗掉氧气同时又生成了二氧化碳等气体,瓶内压强基本不变,水不倒流。16.【答案】(1)红磷继续燃烧,生成大量白烟(2)不污染空气或操作简便或实验误差较小 1 白磷量不足或未冷却到室温就观察 【解析】(1)红磷具有可燃性,集气瓶中有一定量空气,所以红磷会继续燃烧。(2)从改进的装置来看,其实验效果应该更明显,操作相对简便,实验的误差更小。由于氧气占空气体积的五分之一,玻璃管内的液面最终会上升至1处;如果实验结果偏低,原因主要是白磷不足或玻璃管未冷却到室温就进行观察。 展开更多...... 收起↑ 资源预览