《2025年云南省标准教辅优佳学案九年级化学上册人教版》

3. 用如图装置可探究空气中氧气($O_2$)的含量。下列现象能表明氧气含量的是(D)。

A.集气瓶中产生大量白烟
B.红磷燃烧一段时间后熄灭
C.烧杯中的水倒吸进入集气瓶
D.集气瓶中的水面最终上升至一处

答案： 【解析】：
本题主要考查通过实验现象探究空气中氧气的含量，关键在于理解各选项所描述的现象与氧气含量变化之间的关联。
选项A：集气瓶中产生大量白烟，这只是红磷燃烧时的一个直观现象，白烟是红磷燃烧生成的五氧化二磷固体小颗粒，它并不能直接表明空气中氧气的含量情况，所以该选项不符合要求。
选项B：红磷燃烧一段时间后熄灭，这只能说明红磷在集气瓶内的环境中，由于某种原因（如氧气不足等）无法继续燃烧，但同样不能直接体现氧气的含量，故该选项也不正确。
选项C：烧杯中的水倒吸进入集气瓶，这一现象表明集气瓶内的压强发生了变化，但仅此还不能确切地知道氧气含量的具体变化情况，因为压强变化可能由多种因素引起，所以该选项不准确。
选项D：集气瓶中的水面最终上升至一处，在红磷燃烧消耗氧气的过程中，集气瓶内气体减少，压强减小，外界大气压将烧杯中的水压入集气瓶。水面上升的体积就是红磷燃烧消耗氧气的体积，所以水面最终上升至一处能直观地表明氧气在空气中的含量，该选项正确。
【答案】：D

4. 2021年12月,航天员在空间站进行“天宫课堂”第一课,水球光学实验中打入的“人造空气”含有21%的氧气、78%的氮气和少量二氧化碳等物质。下列说法正确的是(B)。
A.若“人造空气”只含有氧气,将更有益于人的呼吸
B.该“人造空气”中各成分含量要基本维持稳定
C.题干中的21%和78%指的是气体物质的质量分数
D.“人造空气”中氧气的含量最多

答案： 【解析】：
A选项：分析是否正确。如果“人造空气”只含有氧气，会导致氧气浓度过高，而人类适应的是含有一定比例氮气和少量其他气体的空气环境，纯氧环境对人体是有害的，如氧中毒等，故A选项错误。
B选项：分析是否正确。在航天员所处的空间站环境中，“人造空气”的成分需要模拟地球空气的成分，各成分含量基本维持稳定，以保证航天员的正常生理活动，故B选项正确。
C选项：分析是否正确。题干中的$21\%$和$78\%$指的是气体的体积分数，而不是质量分数，因为在描述空气成分时，通常是用体积分数来表示，故C选项错误。
D选项：分析是否正确。由题可知“人造空气”含有$21\%$的氧气、$78\%$的氮气和少量二氧化碳等物质，所以氮气的含量最多，而不是氧气，故D选项错误。
【答案】：B

5. 我们生活在物质世界中,每天都要接触很多物质。如①海水、②矿泉水、③二氧化碳、④长江水、⑤空气、⑥牛奶、⑦食醋、⑧铁粉、⑨糖水、⑩氮气。其中属于混合物的有①②④⑤⑥⑦⑨(填序号,下同),属于纯净物的有③⑧⑩。

答案： 解：混合物是由两种或多种物质混合而成的物质；纯净物是由一种物质组成的物质。
①海水中含有水、氯化钠等多种物质，属于混合物；
②矿泉水中含有水和多种矿物质，属于混合物；
③二氧化碳是由一种物质组成的，属于纯净物；
④长江水中含有水、泥沙等多种物质，属于混合物；
⑤空气中含有氮气、氧气等多种物质，属于混合物；
⑥牛奶中含有水、蛋白质等多种物质，属于混合物；
⑦食醋中含有水、醋酸等多种物质，属于混合物；
⑧铁粉是由一种物质组成的，属于纯净物；
⑨糖水中含有水和糖，属于混合物；
⑩氮气是由一种物质组成的，属于纯净物。
属于混合物的有①②④⑤⑥⑦⑨，属于纯净物的有③⑧⑩。
答案：①②④⑤⑥⑦⑨；③⑧⑩

6. 小科查阅资料发现五氧化二磷有毒,在教材实验(如图甲)的启发下设计了如图乙的实验,用于探究空气中氧气的含量。回答下列问题。

(1)图甲、图乙实验前均需检查装置的气密性。
(2)图甲中,红磷燃烧的现象是产生大量白烟，放出热量,反应的文字表达式为红磷+氧气$\xrightarrow{点燃}$五氧化二磷。打开弹簧夹K的最佳时机是装置冷却至室温。
(3)图乙实验中需要提供足量的铜粉(填“铜粉”或“空气”)。在实验中反复推拉注射器是为了尽可能消耗装置中的氧气。
(4)室温下,图乙实验测定的数据如下表(在气球完全干瘪的状态下测量注射器内气体的体积)。
| 硬质玻璃管的体积 | 反应前注射器中空气的体积 | 反应后注射器中气体的体积 |
| 50.0 mL | 20.0 mL | 6.5 mL |

①反应消耗氧气的体积为13.5mL。
②实验测得空气中氧气的体积分数为19.3%(保留到小数点后一位)。
(5)图乙实验的优点是实验结果更准确（或减少红磷对环境的污染、减少五氧化二磷对实验者造成的身体伤害等，合理即可）(答一点)。

答案： 【解析】：
（1）为了确保实验的成功和准确性，在实验前需要检查装置的气密性，防止外部空气进入装置内部，影响实验结果。
（2）红磷燃烧的现象是产生大量白烟，放出热量。红磷与氧气在点燃的条件下反应生成五氧化二磷，反应的文字表达式为：红磷+氧气$\xrightarrow{点燃}$五氧化二磷。为了准确测量进入装置的水的体积（即氧气的体积），需要等到装置冷却至室温后再打开弹簧夹K，此时装置内外的气压差稳定，可以准确反映氧气的消耗量。
（3）图乙实验是通过铜粉与氧气反应来测定空气中氧气的含量，因此需要提供足量的铜粉以确保氧气能够完全反应。在实验中反复推拉注射器是为了使装置内的空气与铜粉充分接触，从而尽可能消耗装置中的氧气。
（4）①根据表格中的数据，反应前注射器中空气的体积为20.0mL，反应后注射器中气体的体积为6.5mL，因此反应消耗氧气的体积为$20.0mL-6.5mL=13.5mL$。
②实验测得空气中氧气的体积分数为消耗氧气的体积除以反应前空气的总体积（硬质玻璃管的体积+反应前注射器中空气的体积），即$\frac{13.5mL}{50.0mL+20.0mL}×100\%\approx19.3\%$。
（5）图乙实验的优点在于实验结果更准确，因为该实验在密闭体系中进行，避免了图甲实验中红磷燃烧产生的白烟扩散到空气中造成污染，同时反复推拉注射器也确保了氧气与铜粉的充分反应。此外，图乙实验还可以减少红磷（或五氧化二磷）对环境的污染以及对实验者造成的身体伤害。
【答案】：
（1）气密性
（2）产生大量白烟，放出热量；红磷+氧气$\xrightarrow{点燃}$五氧化二磷；装置冷却至室温
（3）铜粉；氧气
（4）①13.5；②$19.3\%$
（5）实验结果更准确（或减少红磷对环境的污染、减少五氧化二磷对实验者造成的身体伤害等，合理即可）