資源簡介

九年級上冊化學同步精品講義及練習
1．2 化學研究些什么（2）
姓名：_________ 班級：_________ 學號：_________
1． 了解空氣的組成，掌握測定空氣中氧氣體積的實驗原理、步驟及注意事項。
2． 掌握純凈物和混合物的概念，能對常見的物質進行簡單分類。
二、化學研究物質的組成和結構
1．空氣中含有________、________、二氧化碳等多種氣體。
2．紅磷在空氣中燃燒生成________（________色固體）。
3．混合物是由________物質混合而成的，純凈物只由________物質組成的。純凈物______(填“有”或“沒
有”，下同)固定的組成，混合物________固定的組成，各成分的含量可以改變；
4． 從宏觀上講物質都是由________組成的，有的物質由一種元素組成，如氧氣由_____元素組成；有的物質由多種元素組成，如水是由_____組成。從微觀上講：各種物質都是由_____構成的；各種物質都具有一定的組成與結構。化學變化（化學反應）過程中，元素的種類是_____（填“會”或“不會”）發生改變的。
三、化學研究物質的用途與制法
1．物質的_____決定物質的用途，而物質的用途又能反應物質的_____。
2．歷史上著名的化家學及其主要成就：_____發表元素周期表，_____發現放射性的釙和鐳，_____研究炸藥，改進引爆裝置，_____研究空氣成分。
3．制作鉆石的材料是_____，制作電池電極的材料是_____，制作鉛筆筆芯的材料是_____。
【例1】用如圖裝置可驗證空氣中O2的含量。下列說法不正確的是（ ）

A．實驗中紅磷必須足量
B．該實驗所用的紅磷不可用木炭代替
C．待反應裝置冷卻至室溫打開彈簧夾
D．打開彈簧夾后，集氣瓶中水面最終上升至2處
【變式】（用如圖1所示裝置,分別進行足量的紅磷或木炭在空氣中燃燒的實驗(裝置冷卻至室溫后結束實驗)，測定集氣瓶內的壓強變化如圖2所示。

(1)圖2曲線①數據表明，紅磷燃燒后集氣瓶內的壓強低于起始壓強，原因是_________。
(2)某同學根據圖2曲線②推斷：不能用木炭測定空氣中的氧氣含量，其實驗依據是______。
【例2】物質分類是一種化學觀念。下列物質屬于純凈物的是（ ）
A．干冰 B．汽水 C．石油 D．碘鹽
【變式】下列物質中，前者屬于純凈物，后者屬于混合物的是（ ）
A．凈化后的空氣、二氧化碳 B．甲烷、過氧化氫溶液
C．糖水、水銀 D．銅、冰水混合物
1．如圖為空氣成分的含量示意圖，其中B物質是（ ）

A．氮氣 B．氧氣 C．稀有氣體 D．二氧化碳
2．下列物質屬于純凈物的是（ ）
A．汽水 B．碘酒 C．生鐵 D．氧化銅
3．下列物質中，屬于純凈物的是（ ）
A．凈化后的空氣 B．礦泉水
C．五氧化二磷 D．生銹鐵釘
4．空氣成分中，化學性質比較活潑且可以支持燃燒的氣體是（ ）
A．氮氣 B．氧氣 C．水蒸氣 D．稀有氣體
5．許多科學家在科學發展中都曾做出杰出貢獻。下列科學家中，首次通過實驗發現空氣是由氧氣和氮氣組成的是（ ）
A．拉瓦錫 B．張青蓮 C．門捷列夫 D．侯德榜
6．仿照法國化學家拉瓦錫定量研究空氣成分的原理，利用如圖裝置測定空氣中氧氣的含量，燃燒匙中應盛放的藥品是（ ）

A．鐵絲 B．木炭 C．紅磷 D．硫粉
7．用如圖裝置測定空氣中氧氣含量，有關說法錯誤的是（ ）

A．取用的紅磷必須足量
B．引燃紅磷后，左管內液面先下降后上升，冷卻后升至刻度1
C．該裝置環保，所得結果更準確
D．該裝置還能測得稀有氣體的體積分數
8．某興趣小組同學用如圖所示裝置測定空氣中氧氣含量，下列說法正確的是（ ）
A．用木炭、硫或鐵絲代替紅磷，也可達到實驗目的
B．紅磷要適量，若紅磷過量，則測得的結果偏大
C．紅磷燃燒時產生大量白煙，燃燒停止后白煙慢慢消失
D．該實驗說明：氧氣約占空氣總質量的五分之一
9．通過實驗測定空氣中氧氣含量的科學家是（ ）
A．門捷列夫B．達爾文C．拉瓦錫 D．牛頓
10．下列有關空氣成分的說法，錯誤的是（ ）
A．氮氣常用作保護氣 B．二氧化碳含量少、作用大
C．潔凈的空氣是純凈物 D．空氣的主要成分是氮氣和氧氣
11．絢麗多彩的世界離不開化學家的貢獻。下列說法不正確的是（ ）
A．波義耳發現了元素周期律 B．拉瓦錫得出空氣組成
C．諾貝爾研究炸藥 D．侯德榜發明聯合制堿法
16．下列科學家及其成就對應不正確的是（ ）
A．屠呦呦：發現青蒿素治療瘧疾新療法
B．侯德榜：發明了聯合制堿法
C．門捷列夫：定量研究空氣的成分
D．張青蓮：測定了銥、鏑等幾種元素相對原子質量的新值
17．拉瓦錫通過實驗研究了空氣的成分。同學們在實驗室仿照拉瓦錫的實驗原理，用如圖所示實驗測定了空氣中氧氣的含量。對此實驗的下列說法正確的是（ ）

A．該實驗不需要在密閉容器中進行
B．紅磷可用木炭等可燃性固體代替
C．實驗中觀察到產生了大量的白煙
D．點燃紅磷伸入集氣瓶中后立即打開彈簧夾
18．某化學興趣小組在學完氧氣的性質后，在老師的指導下做用不同燃料測定空氣里氧氣的含量的實驗：分別在圖甲所示裝置的燃燒匙內放置鐵粉、紅磷（均足量），電加熱引燃。氧氣含量隨時間變化情況如圖乙和圖丙所示。

(1)溫度傳感器顯示，實驗過程中瓶內溫度均_______（填“升高”或“降低”）。
(2)待鐵粉熄滅并恢復至室溫后，打開彈簧夾，進入瓶內水的體積約占原水面上方容積的_______。
(3)分析圖乙、圖丙可知，實驗中消耗氧氣速率更快、更徹底的是_______（填“鐵粉”或“紅磷”） 。
19．某化學興趣小組的同學對空氣中氧氣含量的測定實驗進行探究。
(1)如上左圖所示裝置和藥品進行實驗，可觀察到的現象是：__________，打開止水夾后看到___________紅磷燃燒反應的文字表達式為___________。
(2)小明同學認為可用木炭代替紅磷測定空氣中氧氣的含量，小麗同學認為不可以，其原因是_________。
(3)小組內同學還對該實驗進行了如下改進如圖已知試管容積為。
實驗的操作步驟如下：
①點燃酒精燈。
②撤去酒精燈，待試管冷卻后松開彈簧夾。
③將少量紅磷平裝入試管中，將的注射器活塞置于刻度處，并按上圖中所示的連接方式固定好，再將彈簧夾緊橡皮管。
④讀取注射器活塞的數據。
你認為正確的實驗操作順序是___________填序號注射器活塞將從刻度處慢慢前移到約為___________刻度處才停止。請寫出一條改進后的優點___________。
(4)小芳同學用鎂條代替紅磷來測定空氣中氧氣的含量。結果卻發現倒吸的水量遠遠超過集氣瓶的五分之一，小組內同學幫她仔細檢查，發現裝置的氣密性及操作步驟均無問題。你認為造成此現象的原因可能是___________。
(5)小組內同學反思上述實驗的探究過程后認為：用燃燒法測定空氣中氧氣含量的實驗時，在藥品的選擇或生成物的要求上應考慮的是___________。
20．現用下面兩種方法來測量空氣中氧氣含量，實驗裝置如圖所示。（說明：實驗中集氣瓶內壁的鐵粉除氧劑是用水濕潤后均勻涂附上去的，主要是除去空氣中氧氣，其中的輔助成分不干擾實驗）
(1)實驗中，紅磷燃燒熄滅后，集氣瓶冷卻至室溫，打開K，水能倒吸入集氣瓶的原因是____；
(2)紅磷在集氣瓶中燃燒的文字表達式為________。
(3)為提高實驗的準確性，以上兩個實驗都需要注意的事項是________（寫一點），
(4)如將燃燒匙中紅磷換成硫粉，實驗能否成功？為什么？_______。
(5)實驗過程中，連接數字傳感器，測得實驗一、實驗二中氧氣的體積分數隨時間變化的關系分別對應下面圖1、圖2，依據圖1、圖2信息，______（填“實驗1”或“實驗2”）的測定方法更準確，判斷依據是________；
(6)小明利用實驗二，8分鐘后測得的數據如下表：請計算出空氣中氧氣含量_____（計算結果保留一位小數）。
實驗前的體積 實驗后的體積
集氣瓶內空氣 燒杯內蒸餾水 燒杯內剩余蒸餾水
131mL 90．0ml 63．6mL
參考答案
二、化學研究物質的組成和結構
1．空氣中含有氮氣、氧氣、二氧化碳等多種氣體。
2．紅磷在空氣中燃燒生成五氧化二磷（白色固體）。
3．混合物是由兩種或兩種以上物質混合而成的，純凈物只由一種物質組成的。純凈物 有 (填“有”或“沒
有”，下同)固定的組成，混合物 沒有 固定的組成，各成分的含量可以改變；
4． 從宏觀上講物質都是由元素組成的，有的物質由一種元素組成，如氧氣由 氧 元素組成；有的物質由多種元素組成，如水是由 氫元素、氧元素 組成。從微觀上講：各種物質都是由微粒構成的；各種物質都具有一定的組成與結構。化學變化（化學反應）過程中，元素的種類是不會（填“會”或“不會”）發生改變的。
三、化學研究物質的用途與制法
1．物質的性質決定物質的用途，而物質的用途又能反應物質的性質。
2．歷史上著名的化家學及其主要成就：門捷列夫發表元素周期表，居里夫人發現放射性的釙和鐳，諾貝爾研究炸藥，改進引爆裝置，拉瓦錫研究空氣成分。
3．制作鉆石的材料是 金剛石 ，制作電池電極的材料是 石墨 ，制作鉛筆筆芯的材料是 石墨 。
【例1】D
【詳解】A、實驗中紅磷應足量，確保氧氣完全反應，故說法正確；
B、木炭燃燒會生成二氧化碳氣體，裝置內的壓強不變，因此該實驗所用的紅磷不可用木炭代替，故說法正確；
C、待反應裝置冷卻至室溫打開彈簧夾，以防瓶內氣體膨脹導致測定結果偏小，故說法正確；
D、集氣瓶中水面最終上升至1處，說明氧氣約占空氣總體積的五分之一，能表明O2含量，故說法錯誤。故選D。
【變式】 (1)紅磷燃燒消耗集氣瓶內的氧氣，產生五氧化二磷固體，氣體質量減小，壓強也減小
(2)燃燒消耗氧氣的同時產生氣體，容器內氣壓幾乎不變，沒有產生壓強差
【詳解】（1）圖2曲線①數據表明，紅磷燃燒后集氣瓶內的壓強低于起始壓強，原因是紅磷燃燒消耗集氣瓶內的氧氣，產生五氧化二磷固體，氣體質量減小，壓強也減小；
（2）某同學根據圖2曲線②推斷：不能用木炭測定空氣中的氧氣含量，其實驗依據是燃燒消耗氧氣的同時產生氣體，容器內氣壓幾乎不變，沒有產生壓強差。
【例2】（2023·黑龍江綏化·校考模擬預測）物質分類是一種化學觀念。下列物質屬于純凈物的是
A．干冰 B．汽水 C．石油 D．碘鹽
【答案】A
【分析】純凈物是指由一種單質或一種化合物組成的物質；混合物是由兩種或多種物質混合而成的物質。
【詳解】A、干冰是固態的二氧化碳，只含一種物質，屬于純凈物，故A符合題意；
B、汽水中有水、二氧化碳等，屬于混合物，故B不符合題意；
C、石油中有多種物質，屬于混合物，故C不符合題意；
D、碘鹽中含有食鹽、碘酸鉀等物質，屬于混合物，故D不符合題意。故選A。
【變式】B
【詳解】A、凈化后的空氣含有多種氣體組成屬于混合物；二氧化碳是由一種物質組成屬于純凈物，不符合題意；
B、甲烷是由一種物質組成屬于純凈物；過氧化氫溶液含有過氧化氫和水，由多種物質組成屬于混合物，符合題意；
C、糖水是由糖和水組成屬于混合物；水銀是由一種物質組成屬于純凈物，不符合題意；
D、銅是由一種物質組成屬于純凈物；冰水混合物都是水是由一種物質組成屬于純凈物，不符合題意；
故選：B。
1． A
【詳解】由圖可知B物質是空氣中含量最多的物質，空氣中氮氣的體積分數為78%，是空氣中含量最多的物質。故選A。
2． D
【分析】物質分為混合物和純凈物，混合物是由兩種或兩種以上的物質組成；純凈物是由一種物質組成。
【詳解】A、汽水中有水、碳酸等物質，屬于混合物；故A錯誤；
B、碘酒是碘的酒精溶液，屬于混合物；故B錯誤；
C、生鐵是鐵的合金，屬于混合物；故C錯誤；
D、氧化銅是一種物質，屬于純凈物；故D正確。故選D。
3． C
【分析】由同種物質組成的是純凈物，由不同種物質組成的是混合物。
【詳解】A． 凈化后的空氣由不同種物質組成，屬于混合物，此選項不符合題意；
B． 礦泉水由不同種物質組成，屬于混合物，此選項不符合題意；
C． 五氧化二磷由同種物質組成，屬于純凈物，此選項符合題意；
D． 生銹鐵釘由不同種物質組成，屬于混合物，此選項不符合題意。故選C。
4． B
【詳解】A、氮氣化學性質穩定，不能燃燒，不支持燃燒，不符合題意；
B、氧氣化學性質比較活潑，具有助燃性，能支持燃燒，符合題意；
C、水蒸氣不能燃燒、不支持燃燒，不符合題意；
D、稀有氣體化學性質穩定，不能燃燒、不支持燃燒，不符合題意。故選B。
5． A
【詳解】A．法國拉瓦錫是首次通過實驗發現空氣是由氧氣和氮氣組成的科學家，A正確；
B．我國的張青蓮在測定相對原子質量方面，作出了很大的貢獻，B錯誤；
C．門捷列夫發現了元素周期律，C錯誤；
D．侯德榜發明了聯合制堿法，D錯誤。故選A。
6． C
【詳解】A．因為鐵絲不能在空氣燃燒，故A錯誤；
B．木炭燃燒會生成二氧化碳導致兩邊壓強變化不明顯，故B錯誤；
C．紅磷燃燒會消耗氧氣，集氣瓶中的液面會上升五分之一，故C正確；
D．硫燃燒會生成二氧化硫導致兩邊壓強變化不明顯，故D錯誤；故答案為：C
【點睛】可以用來測定空氣中氧氣含量的物質應該具備的條件是：能和空氣中的氧氣反應，生成物是固體，不能和空氣中的其它物質發生化學反應。
7． D
【詳解】A、取用的紅磷必須足量，才能將裝置內氧氣耗盡，否則會導致實驗結果偏小，不符合題意；
B、引燃紅磷后，紅磷燃燒，放出大量的熱，裝置內氣體受熱膨脹，壓強增大，左管內液面下降，待完全反應后，逐漸冷卻至室溫，由于消耗了氧氣，裝置內壓強減小，故左管內液面上升，氧氣約占空氣體積的，故冷卻后升至刻度1，不符合題意；
C、該裝置在密閉容器中進行，反應生成的五氧化二磷不會逸出，比較環保，且避免了盛有點燃紅磷的燃燒匙伸入集氣瓶中時，氣體的受熱膨脹逸出，誤差小，不符合題意；
D、該裝置是通過紅磷燃燒消耗氧氣，測定空氣中氧氣的含量，無法測得稀有氣體的體積分數，符合題意。故選D。
8． C
【詳解】A、木炭燃燒生成二氧化碳，硫燃燒生成二氧化硫，導致水不能進入集氣瓶，鐵不能空氣中燃燒，都不能測定氧氣含量，故選項A錯誤；
B、紅磷應該足量或過量，確保集氣瓶中的氧氣完全反應，實驗結果更準確，故選項B錯誤；
C、紅磷燃燒時產生大量白煙，燃燒停止后白煙慢慢消失，是因為白煙是五氧化二磷，能夠溶解在水中，故選項C正確；
D、該實驗測得氧氣約占空氣總體積（不是總質量）的五分之一，故選項D正確；故選：C。
9． C
【詳解】A、門捷列夫在化學上的主要貢獻是發現了元素周期律，并編制出元素周期表，故選項錯誤；
B、達爾文提出了進化論，故選項錯誤；
C、拉瓦錫首先通過實驗得出空氣是由氮氣和氧氣組成的結論，故選項正確；
D、牛頓發現了力學定律，故選項錯誤。故選：C。
10． C
【詳解】A、氮氣化學性質穩定，可用作保護氣，說法正確，不符合題意；
B、二氧化碳含量少，是光合作用的主要原料，作用大，說法正確，不符合題意；
C、潔凈的空氣包含氮氣、氧氣、二氧化碳、稀有氣體等多種物質，屬于混合物，說法錯誤，符合題意；
D、氮氣體積占空氣體積的78%，氧氣體積占空氣體積的21%，因此空氣的主要成分是氮氣和氧氣，說法正確，不符合題意。故選C。
11． B
【詳解】A、門捷列夫發現了元素周期律，故A錯誤；
B、拉瓦錫得出空氣是由氮氣和氧氣組成的，故B正確；
C、諾貝爾研究炸藥，改進引爆裝置，故C正確；
D、侯德榜發明聯合制堿法，故D正確。故選A。
16． C
【詳解】A、屠呦呦發現青蒿素治療瘧疾新療法，選項正確；
B、侯德榜發明了聯合制堿法，選項正確；
C、門捷列夫發現并繪制出元素周期表，選項錯誤；
D、張青蓮測定了銥、鏑等幾種元素相對原子質量的新值，選項正確；故選：C
17． C
【詳解】A、測定空氣中氧氣含量的實驗需要在密閉容器中進行，否則外部空氣進入或裝置內空氣逸出都會影響實驗的準確。不符合題意；
B、木炭燃燒生成二氧化碳氣體，不能形成準確的壓強差，不能代替紅磷。不符合題意；
C、紅磷和氧氣點燃生成五氧化二磷固體，所以看到產生大量的白煙。符合題意；
B、點燃紅磷伸入集氣瓶中后等紅磷熄滅，溫度恢復到室溫后才能打開彈簧夾。不符合題意；故選C。
18． (1)升高(2)五分之一(3)鐵粉
【詳解】（1）紅磷、鐵粉燃燒都放熱，故溫度傳感器顯示，實驗過程中瓶內溫度均升高；
（2）鐵粉燃燒消耗氧氣，由于氧氣約占空氣體積的五分之一，故待鐵粉熄滅并恢復至室溫后，打開彈簧夾，進入瓶內的水約占原水面上方空間體積的五分之一；
（3）根據圖乙、圖丙可知，實驗結束，鐵粉燃燒后氧氣含量為0．5%，紅磷燃燒后氧氣含量為3%，故實驗中消耗氧氣更徹底的是鐵粉；鐵粉反應，氧氣減少的快，反應完全所需時間比短，故消耗氧氣速率更快的是鐵粉。
19． (1) 紅磷燃燒，發出黃色火焰，產生大量的白煙，同時放熱 水倒吸入約占集氣瓶容積的1/5
(2)木炭燃燒生成二氧化碳氣體，裝置內壓強不變
(3) ③①②④ 3mL 數據更容易獲取
(4)鎂條不僅僅能夠與氧氣反應，而且還能和氮氣反應
(5)物質在空氣中能否燃燒以及燃燒后生成物的狀態等
【解析】（1）如上左圖所示裝置為紅磷燃燒，可觀察到的現象是：紅磷燃燒，發出黃色火焰，產生大量的白煙，同時放熱，打開止水夾后看到，水倒吸入約占集氣瓶容積的1/5；紅磷燃燒生成五氧化二磷，其文字表達式為。
（2）小明同學認為可用木炭代替紅磷測定空氣中氧氣的含量，小麗同學認為不可以，其原因是木炭燃燒生成二氧化碳氣體，裝置內壓強不變。
（3）依據實驗的具體過程可知該實驗的操作步驟應該是將少量紅磷平裝入試管中，將20mL的注射器活塞置于10mL刻度處，并按圖中所示的連接方式固定好，再將彈簧夾緊橡皮管；點燃酒精燈；撤去酒精燈，待試管冷卻后松開彈簧夾；讀取注射器活塞的數據，故正確的實驗操作順序是③①②④，由于空氣中氧氣的含量約為空氣體積的，而試管的容積是35mL，當其內氧氣被耗盡時氣體減少的體積為：，所以活塞所處的刻度值為，對應用注射器進行實驗的改進，相對先前的實驗，數據更容易獲取。
（4）鎂條不僅僅能夠與氧氣反應，而且還能和氮氣反應，這樣就造成進入液體的體積遠遠超過。
（5）用燃燒法測定空氣中氧氣含量的實驗時，在藥品的選擇或生成物的選擇上要考慮的是物質在空氣中能否燃燒以及燃燒后生成物的狀態等。
20． (1)紅磷燃燒消耗了氧氣，裝置內壓強減小
(2)
(3)紅磷和鐵粉除氧劑需足量或裝置不漏氣
(4)否，因為硫在空氣中燃燒生成二氧化硫，二氧化硫是氣體，化學反應前后，壓強變化不大
(5) 實驗2 實驗2消耗氧氣更徹底
(6)20．2%
【詳解】（1）實驗中，紅磷燃燒熄滅后，集氣瓶冷卻至室溫，打開K，由于紅磷燃燒消耗了氧氣，裝置內壓強減小，故水能倒吸入集氣瓶；
（2）紅磷燃燒生成五氧化二磷，該反應的文字表達式為：；
（3）為提高實驗的準確性，以上兩個實驗都需要注意的事項是紅磷和鐵粉除氧劑需足量，才能將氧氣完全耗盡，還需注意裝置不漏氣，否則會導致實驗結果偏小；
（4）硫在空氣中燃燒生成二氧化硫，二氧化硫是氣體，化學反應前后，壓強變化不大，無法測定空氣中氧氣含量，故實驗不能成功；
（5）由圖1、圖2可知，實驗2消耗氧氣更徹底，測定方法更準確；
（6）空氣中氧氣含量為：。

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