备战2021 中考科学 精讲精练 专题29 空气(一)（学生版） 14页

专题 29 空气(一) 【知识点回顾】 一、空气的主要成分 考点 1 说出空气的主要成分 1．空气是一种________。 2．空气的成分(体积分数)：氧气占________，氮气占________，稀有气体、二氧化碳、 其他气体和杂质共占 1%。 考点 2 举例说明空气在人类生活和生产中的重要作用 1．氮气：可用于充填灯泡，延长灯泡的使用寿命；用于食品的防腐、保鲜；是制造化 肥、炸药的原料；医疗上可用作冷冻剂。 2．稀有气体：用作________，制作________，医疗麻醉。 二、氧气 考点 3 概述氧气的主要物理性质及化学性质 1．氧气的物理性质 常温下，氧气是一种________的气体，________溶于水。在标准状况下，氧气的密度比 空气________。液态氧呈________，固态氧是雪花状的________固体。 2．氧气的化学性质 氧气是一种化学性质比较________的气体，能支持燃烧(但不能燃烧)，有较强的 ________性。 考点 4 知道典型金属(镁、铁等)和非金属(碳、硫、磷、氢气等)在空气或氧气中燃烧 的现象及产物 物质 反应现象 化学方程式 磷 产生大量________ 4P＋5O2===== 点燃 2P2O5 木炭 发出________，生成能使澄清石灰水变________的气体 C＋O2===== 点燃 CO2 硫 空气中燃烧发出________火焰，氧气中燃烧发出________ 火焰，生成有________气味的气体 S＋O2===== 点燃 SO2 氢气 纯净的氢气在空气中燃烧，产生________火焰 2H2＋O2===== 点燃 2H2O 铁 剧烈燃烧，________，生成________固体 3Fe＋2O2===== 点燃 Fe3O4 镁 发出________，生成白色粉末 2Mg＋O2===== 点燃 2MgO 考点 5 说明氧气的实验室制备及检验方法 反应原理 ___________________________ ___________________________ ___________________________ ______________________________________ ______________________________________ ______________________________________ 实验装置 收集方法 (1)________(因氧气不易溶于水) (2)________(因氧气密度比空气大) 验满方法 将带火星的木条放在集气瓶口，木条________(向上排空气法) 检验方法 将带火星的木条放在集气瓶中，木条复燃 注意事项 长颈漏斗末端要伸到液面以下 (分液漏斗则不必) (1)试管口略向下倾斜 (2)铁夹夹在试管中上部 (3)实验完毕，先移走导气管，再移走酒精灯 (4)用 KMnO4 制 O2 时，试管口放一团棉花 考点 6 说明氧气的用途及与其性质的关系 氧气：供生物呼吸；支持燃烧等。 四、燃烧和缓慢氧化 考点 9 举例说出缓慢氧化现象 缓慢氧化：速度缓慢、不易觉察、没有发光但有发热的一种氧化反应，如橡胶制品的老 化、金属的生锈、生物呼吸、食物的腐败等。 考点 10 列举剧烈氧化的现象 1．燃烧是指可燃物与空气中的氧气发生发光发热的剧烈的________。 2．爆炸：在有限空间内________。如火药爆炸。 考点 11 知道可燃物燃烧的条件 可燃物燃烧条件：①可燃物与________(或空气)充分接触。②温度达到可燃物的 ________。 考点 12 描述常用的灭火方法及原理 灭火方法及原理：隔绝________、降低温度至________以下、撤离________。 考点 13 列举火灾自救的一般方法 1．浓烟密布时，应匍匐前进，并用湿毛巾掩盖口鼻。 2．用湿毛巾等物品塞住门和窗缝隙。 3．在窗前呼救。 【例题精析】 例 1．（2018•株洲）2018 年 5 月 18～19 日全国生态环境保护大会在北京举行。习近平主席 在会上强调：坚决打好污染防治攻坚战，推动我国生态文明建设迈上新台阶。下列措施 会引起环境污染的是（ ） A．大量直接焚烧生活垃圾 B．用人畜粪便等废弃物制得甲烷作燃料 C．将煤脱硫后再综合利用 D．大力推广使用太阳能、风能等绿色能源 例 2．（2018•北京）用如图装置进行实验。下列现象能证明空气中 O2 的含量的是（ ） A．红磷燃烧，产生白烟 B．瓶中液面先下降，后上升 C．瓶中液面最终上升至 1 处 D．水槽中液面下降 例 3．（2018•宁波）树立和践行“绿水青山就是金山银山”的理念，建设美丽宁波。下列做法 不符合该理念的是（ ） A．对河道开展清淤保洁工作 B．提倡步行或骑单车等出行 C．燃煤发电厂安装脱硫装置 D．提倡焚烧秸秆增加土壤肥力 例 4．（2018•杭州）小金在做硫燃烧实验时，进行了如下操作：①在燃烧匙里放入少量硫； ②将燃烧匙在酒精灯火焰上加热，直至硫燃烧；③将燃烧匙伸入盛有氧气的集气瓶中（集 气瓶内盛有滴加紫色石装试液的少量水）。实验中可观察到的现象与结论不符合的是 （ ） A．对比①和②可说明硫燃烧需要达到一定的温度 B．对比②和③中硫的燃烧现象说明氧气具有助燃性 C．在③中观察到紫色石蕊试液变红，说明硫燃烧是化学变化 D．在③中观察到紫色石蕊试液变红，说明硫燃烧产物是一种酸 例 5．（2020•绍兴）下列实验中，能证明燃烧需要氧气的是（ ） A． B． C． D． 例 6．（2019•台州）如图，集气瓶中充满二氧化碳，大烧杯中燃着 2 支高低不等的蜡烛，实 验时打开止水夹，移开玻璃片。下列说法正确的是（ ） A．将观察到高的蜡烛先熄灭 B．不移开玻璃片，实验现象更明显 C．蜡烛会熄灭，是因为二氧化碳降低了蜡烛的着火点 D．去掉烧杯中的 1 支蜡烛，也能得出同样的实验结论 例 7．（2020•衢州）建设“活力新衢州、美丽大花园”应提倡（ ） A．聚餐时用公勺、公筷 B．直接露天焚烧大量垃圾 C．私家车停在消防通道上 D．使用冷空调时总把温度调到最低 例 8．（2018•台州）19 世纪初，电灯尚未发明，煤矿工人在矿井中只能借助煤油灯照明。矿 井中通常存在大量的甲烷气体，遇火极易发生爆炸。1815 年，化学家戴维设计出一种安 全矿灯﹣﹣戴维灯（如图）。采用一种网眼很小的普通金属网罩住火焰，火焰只会在网中 燃烧而不会引燃外界的甲烷气体。 （1）甲烷与空气混合，遇火易发生爆炸，是因为甲烷燃烧释放大量的 。 （2）用戴维灯照明，不会引燃矿井中的甲烷，原因是 。 例 9．（2019•衢州）1674 年，英国化学家约翰•梅猷为测定空气中的氧气含量开展如下实验 （装置如图甲）。 I．将一根长度等于玻璃钟罩最宽部分直径的铁棒横放在钟罩里，把装有稀硝酸的陶罐通 过铁钩挂在铁棒上，用绳索将小铁块悬挂在陶罐的正上方（铁块的升降通过在钟罩外拉 动或放松绳索来实现）。 Ⅱ．调整水槽中初始水位如图乙，再使铁块浸入稀硝酸中，观察到铁块表面迅速产生大 量气泡，钟罩内水面下降。[稀硝酸有强氧化性，能与铁发生如下反应：4HNO3+Fe═Fe （NO3）3+NO↑+2H2O] Ⅲ．当水位降至接近钟罩口时（如图丙），立即取出铁块，以防气体外逸。 IV．等待一段时间后，水面稳定在如图丁的位置。（一氧化氮会与氧气等物质发生如下反 应：4NO+3O2+2？＝4HNO3） 分析与评价： （1）步骤Ⅳ中的“？”处应填 。 （2）从图丙到图丁过程中，钟罩内水位上升的原因是 。（忽略温度变化的影响） （3）小科重复了上述实验，虽实验时装置气密性良好，且钟罩内液面上方气体体积均能 精确测量（即测定气体体积的误差忽略不计），但经过多次实验测定，发现每次测得空气 的含氧量都小于 ，原因是 。 例 10．（2019•舟山）炎热的夏天，某些城市的街道上有雾炮车在向空中喷水，它比普通洒 水车的降温、净化空气的效果更好（雾炮车的参数如表所示） 雾炮车的部分参数 空载时质量 最大装水量 满载时轮胎与地面的总接触面积 6000 千克 10000 千克 0.4 米 2 （1）雾炮车净化空气主要针对的污染物是 。 （2）雾炮车的降温效果更好，原因是喷出的极细水珠增加了 ，从而加快了水的 蒸发。 【习题巩固】 一．选择题（共 15 小题） 1．在对薯片等食品进行包装时，可以冲入氮气以达到防腐和保鲜的目的。这是由于氮气 （ ） A．是无色无味的气体 B．化学性质不活泼 C．占空气体积的 78% D．沸点约为﹣196℃ 2．小明将燃着的硫粉伸入装有氧气的集气瓶中，他记录的实验现象不包括（ ） A．产生明亮的蓝紫色火焰 B．释放大量的热 C．产生刺激性气味的气体 D．生成二氧化硫 3．如图 a 是法国化学家拉瓦锡加热汞研究空气成分所用的装置，他测出氧气约占空气总体 积的 ；如图 b 是我们的用来测定空气中氧气含量的实验装置，实验中吸入的水的体积往 往小于集气瓶剩余容积的 ．下列关于出现这样的现象的解释合理的是（ ） A．汞与氧气反应生成物是固体，而红磷燃烧产生大量烟雾 B．曲颈瓶整体成形，不需要连接，气密性更好，避免漏气 C．红磷点燃后再放入瓶中，会使集气瓶中原有的空气逸出 D．现在空气中氧气含量与拉瓦锡所处的时代相比降低了 4．下列有关空气的说法中正确的是（ ） A．CO2 在空气中含量增多会引起“温室效应”，属于空气污染物 B．空气主要由氮气和氧气组成，其中氧气约占空气质量的 C．空气质量报告中所列的空气质量级别越大，空气质量越差 D．香肠采用真空包装，主要目的是为了隔绝空气中的水蒸气 5．如图为空气中氧气含量测定的实验装置，通过足量的红磷在集气瓶中燃烧来达到实验目 的，下列有关说法正确的是（ ） A．燃烧匙中的红磷可以换成铁丝 B．燃烧匙中的红磷可以换成硫或木炭 C．若燃烧匙中的红磷继续增多，水位上升将更多 D．若燃烧匙中红磷不足，会使测量氧气含量偏少 6．如图所示装置可用来测定空气中氧气的含量。对该实验分析空气错误的是（ ） A．装置气密性良好、白磷足量是实验成功的重要因素 B．由①到②，需等到试管内气体冷却至室温 C．试管内压强的减小导致试管内液面上升 D．将白磷改为木炭也能得到正确的实验结论 7．小明利用如图中装置进行“硫燃烧”实验，探究硫分别在空气和氧气中燃烧的现象，下列 说法错误的是（ ） A．实验开始时先点燃酒精灯①，然后用气卿鼓入空气，再点燃酒精灯② B．氢氧化钠和二氧化硫反应生成 Na2SO3 和 H2O C．该实验装置的优点之一是在同一装置中可以观察两个不同的实验现象 D．实验中可以将氢氧化钠溶液换成氢氧化钾溶液 8．暖宝宝贴（主要成分为铁粉、木炭、食盐）的热量来源于铁粉的氧化。小涛同学设计使 用暖宝宝贴来测定空气中氧气的含量，实验开始前的装置如图所示，实验后从量筒中流 入玻璃瓶（容积为 250mL）中的水的体积为 45mL（铁粉生锈消耗的水忽略不计）。下列 说法错误的是（ ） A．如果装置漏气，会使测量结果偏小 B．本实验数据测得空气中氧气的体积分数为 19.6% C．若装置气密性良好，实验测得空气中氧气体积分数偏低，可能是暖宝宝贴的使用数量 不足 D．不必等温度计的读数恢复至实验前的温度后就能记录量筒内剩余水的体积 9．图 1 为利用气压传感器测定红磷燃烧时集气瓶内气压变化的实验装置。点燃燃烧匙内的 红磷后，立即伸入集气瓶中并把塞子塞紧。待红磷熄灭并冷却后，打开止水夹。集气瓶 内气压的变化情况如图 2．下列说法不正确的是（ ） A．BC 段气压增大的主要原因是燃烧放热 B．CD 段气压减小的主要原因是集气瓶内氧气不断被消耗 C．DE 段气压增大的主要原因是烧杯中的水进入集气瓶后，气体体积减小 D．若用木炭代替红磷完成此实验，集气瓶内气压变化趋势与图 2 基本一致 10．暖宝宝贴（主要成分为铁粉、木炭、食盐）的热量来源于铁粉的氧化。小涛同学设计使 用暖宝宝贴来测定空气中氧气的含量，实验开始前的装置如图所示，实验后从量筒中流 入玻璃瓶（容积为 250mL）中的水的体积为 45mL（铁粉生锈消耗的水忽略不计）。下列 说法错误的是（ ） A．实验前必须检查装置的气密性 B．通过本次实验测得空气中氧气的体积分数为 18% C．若实验测得空气中氧气体积分数偏低，可能是暖宝宝贴的使用数量不足 D．必须等温度计的读数恢复至实验前的温度后才能打开弹簧夹 11．依据如图进行实验（夹持仪器略去）。实验过程①：先通入空气，再点燃酒精灯，发现 b 中硫燃烧。实验过程②：停止通空气，改通氧气。下列说法不正确的是（ ） A．硫在氧气中燃烧产生明亮的蓝紫色火焰 B．该装置还缺少对尾气的处理 C．去掉装置 a 就无法验证燃烧需要达到一定的温度 D．对比①②两个实验过程 b 中的实验现象，证明氧气具有助燃性 12．利用如图 1 装置探究物质燃烧，点燃蜡烛后立即塞紧橡皮塞，待蜡烛熄灭后，将滴管中 的水全部滴入集气瓶中，生石灰遇水放出大量的热，使铝盒中的白磷立即燃烧。如图 2 是瓶中①二氧化碳和②氧气的含量随时间变化的图象。下列有关说法错误的是（ ） A．曲线①是二氧化碳变化，曲线②是氧气变化 B．在 t1 至 t2 时间段内蜡烛已熄灭而白磷还没有开始燃烧 C．该实验证明了蜡烛燃烧生成的二氧化碳气体仍能支持白磷的燃烧 D．该实验证明了不同物质的燃烧对氧气的质量分数需求不同 13．通常情况下二氧化碳不支持燃烧，但镁带却能在二氧化碳中燃烧并发出耀眼的白光，化 学方程式为 2Mg+CO2 点燃 2MgO+C，下列有关说法正确的是（ ） A．CO2 是氧化剂 B．生成物 C 是氧化产物 C．燃烧一定要有氧气参与 D．Mg 由分子构成，MgO 是由离子构成 14．人们常在可燃物建筑材料中添加阻燃剂以防止火灾。氢氧化镁是一种常见的阻燃剂，在 380℃时分解成水和耐高温的氧化镁，碳酸镁（受热分解类似碳酸钙）也是一种阻燃剂。 下列有关说法错误的是（ ） A．氢氧化镁分解的化学方程式是 Mg（OH）2 高温 MgO+H2O B．氢氧化镁分解生成的水汽化能吸热降温 C．碳酸镁分解的化学方程式是 MgCO3 高温 MgO+CO2↑ D．碳酸镁分解生成的氧化镁可以降低可燃物的着火点 15．“纸火锅”（如图）是用纸张代替金属材料做容器盛放汤料，当酒精燃烧时纸张不会燃烧。 对此现象，下列解释合理的是（ ） A．纸张不是可燃物，不能燃烧 B．水蒸发时吸收热量，温度达不到纸张的着火点 C．纸张被水浸湿，导致着火点降低 D．空气不充足，纸张不会燃烧 二．实验探究题（共 3 小题） 16．榕榕利用如图装置进行空气中氧气含量的测定实验，实验步骤如下： ①连接仪器并检查装置气密性。 ②在集气瓶里装入适量的水，测量液面到底部的高度为 a。 ③燃烧匙里放足量的白磷，在酒精灯上把玻璃棒下端加热，把加热过的玻璃棒迅速按下 与白磷接触。白磷立即着火燃烧产生大量白烟，同时放热。 ④待完全反应后，集气瓶完全冷却到室温，测量出集气瓶中液面到底部的高度为 b，整个 集气瓶的高度为 c。 ⑤根据 a、b、c 三个数据，计算出空气中氧气的体积分数。 根据以上信息，回答下列问题： （1）实验之前需要检查气密性，图中装置的气密性检查方法为 。 （2）若实验成功，请写出 a、b、c 三个数据应满足的一个等式关系 。 （3）若步骤②中装入集气瓶中的水过少，将对测量的氧气体积有何影响？请说明理 由 。 17．如图所示是小晨同学设计出来的利用铁生锈的原理准确地测出空气中氧气的含量的装置， 铁生锈的条件之一就是氧气。【已知：铜能与空气中氧气、水、二氧化碳反应生成铜绿。 化学方程式：2Cu+O2+H2O+CO2═Cu2（OH）2CO3】 （1）小晨设计的甲图更合理， （选填“能”或“不能”）通过对比甲、乙两图得出 铁生锈的另一个条件； （2）实验刚开始时，试管内的液面应 （选填“高于”、“等于”或“低于”）烧杯中的 液面；（植物油的厚度忽略不计） （3）若将此装置中的细铁丝换成足量的细铜丝进行实验，能否比较准确地测出空气中氧 气的含量，并说明理由 。 18．《科学》课本上用图甲的装置来测定空气中氧气的体积分数，而小明通过查询资料对该 实验进行改进，利用四硫化钠（Na2S4 ）固体替代红磷进行实验，其反应原理为 2Na2S4+O2+2H2O＝8S↓+4NaOH。 实验步骤： ①将足量的四硫化钠（Na2S4）固体置于试管中，再加入适量的水并迅速塞紧橡胶塞，再 充分振荡。 ②测量液面至橡胶塞下沿的距离，记录数据 h1（如图乙所示）。 ③将该试管插入水中（如图丙所示），取下橡胶塞，观察到试管内液面上升。 ④当管内液面稳定时塞紧橡胶塞，将试管取出倒转过来，测量液面至橡胶塞下沿的距离， （如图丁所示）记录数据 h2。 ⑤按照①﹣③再重复实验 2 次。3 次实验数据如下表所示： 第 1 次 第 2 次 第 2 次 h1/厘米 11.0 11.4 11.6 h2/厘米 8.7 9.1 9.2 （1）步骤①中进行充分振荡的目的是 。 （2）根据第 1 次实验数据，计算空气中氧气的体积分数约为 （结果精确到 0.1%）。 （3）小明设计的实验与课本上的实验相比，其有哪些相同的原理 （写出两点）。 三．解答题（共 2 小题） 19．小明利用如图装置进行空气中氧气体积分数测定实验。 实验装置 实验步骤 ①连接装置并检查气密性 ②向甲、乙玻璃管内加适量的水，在燃烧匙 里放足量红磷并塞紧塞子，调节两支玻璃管 内液面相平，并将甲管上方的空气五等分。 ③加热铜丝，待红磷燃烧后，熄灭酒精灯。 ④待温度恢复至室温，水不再进入甲玻璃管 时，调节乙玻璃管的高低至两边液面再次相 平。 （1）写出检查该装置气密性的方法： 。 （2）请写出实验过程中甲玻璃管液面变化的情况 。 （3）如果步骤②中装入玻璃管中的水偏少，可能会使测得的氧气体积分数偏大，试分析 原因 。 20．过氧化氢（H2O2）俗称双氧水，常温下是一种无色液体，如图甲过氧化氢在二氧化锰 催化作用下，可分解得到氧气，使带火星的木条复燃。如图乙在加热的条件下，它能分 解生成氧气和水。研究表明，将新制的 5%的双氧水溶液加热到 65℃时就有氧气产生， 加热到 80℃时就有较多氧气生成。某同学用如图乙所示的装置用上述方法制得氧气，用 带火星的木条直接在试管口检验，结果木条不能复燃。他查阅资料知，氧气浓度低于一 定值时，不能使带火星的木条复燃。于是将实验装置改成如图丙，结果木条复燃。请对 上述现象作出合理解释。