《2026年大联考单元期末测试卷九年级化学全一册人教版》

16.（6分）核心素养·科学思维从二百多年前的简单实验到今天的数字化实验，“测定空气中氧气的含量”实验不断完善，同学们也在创新实践中传承着科学家严谨求实的科学精神。
【查阅资料】
①汞是一种重金属，对人体有害，沸点为356.6℃，加热过程中会变成汞蒸气，汞蒸气与氧气反应生成氧化汞；氧化汞为有毒固体，不能溶于汞，分解温度为500℃。
②铜粉在加热的条件下能与氧气反应生成氧化铜固体。

【经典回顾】
(1)二百多年前，拉瓦锡用图1所示的实验装置研究了空气的成分，得出了空气是由氧气和氮气组成的。根据资料可知，曲颈甑中选用汞的优点是ACD(填字母)。
A. 生成物氧化汞是固体
B. 实验过程中没有污染
C. 生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气
D. 能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽
【思路启迪】
(2)同学们沿着科学家的足迹，对反应物进行了优化，分别用铜粉、红磷等进行实验，其原理都是采用化学(选填“物理”或“化学”)的方法，从混合气体中除去某种气体，从而达到物质的分离。
【实验回顾】
课堂上老师和同学们利用图2所示的装置测定了氧气的含量。
(3)在用酒精灯加热铜粉部位时，不断推拉注射器活塞的目的是使铜粉和氧气充分接触，使氧气完全消耗。
（4）反应前后，测得的数据如下表所示。

根据表中数据得出，空气中氧气的体积分数为______。出现此实验结果的原因可能是______（写一条即可）。
注意：若答对第（5）小题奖励3分，化学总得分不超过40分。
【拓展实验】
（5）跨学科·物理图3所示的实验是测定空气中的氧气含量（其中白磷用电加热装置点燃），为了解实验过程中气体压强的变化，同学们利用气体压强传感器测定气体压强，其变化如图4所示。

①用电加热装置点燃白磷的好处是______（写一条即可）。
②图4中BC段气体压强上升的原因是______，DE段气体压强突然增大的实验操作是______。

答案： 16.
(1)氧气和氮气 ACD
(2)化学
(3)使铜粉和氧气充分接触，使氧气完全消耗
(4)17.5% 铜粉的量不足(或装置漏气或装置没有冷却至室温就读数，合理即可)
(5)①使实验在密闭环境中进行，实验结果更准确(或可防止生成的五氧化二磷进入空气中污染环境，使实验更加环保，合理即可)
②白磷燃烧放热，气体受热膨胀，导致气压升高(合理即可) 打开装置中上面的那个弹簧夹
【解析】本题主要考查拉瓦锡实验，物质的分离，测定空气中氧气含量的实验。
(1)二百多年前，法国化学家拉瓦锡用图1装置研究了空气的成分，在密闭容器中，曲颈甑中的汞与空气中的氧气反应，生成固态物质氧化汞，剩余“不能维持生命”的氮气，故得出的结论是空气是由氧气和氮气组成的。
A.汞和氧气在加热的条件下反应生成氧化汞，氧化汞是固体，反应后，装置内压强减小，可以测定空气中氧气的含量，故A符合题意；
B.汞蒸气对人体有害，生成的氧化汞有毒，实验过程中有污染是该实验的不足之一，故B不符合题意；
C.汞和氧气在加热的条件下反应生成氧化汞，氧化汞受热分解生成汞和氧气，实验的试剂可以多次利用，且氧化汞受热分解生成的氧气体积又可验证实验结果，提高实验说服力，故C符合题意；
D.汞蒸气与氧气可以充分接触，且加热时间长，能将密闭装置内空气中的氧几乎耗尽，故D符合题意。
(2)分别用铜粉、红磷等进行实验，其原理都是采用化学的方法(铜和氧气加热生成氧化铜，红磷与氧气点燃生成五氧化二磷，都有新物质生成，都是化学变化)，从混合气体中除去某种气体，从而达到物质的分离。
(3)推拉注射器能使空气流通，从而使铜粉和氧气充分接触，使氧气完全消耗。
(4)注射器中减少的气体体积即为消耗氧气的体积，则测得空气中氧气的体积分数为$\frac{15 mL-8 mL}{25 mL+15 mL}×100\% = 17.5\%；$17.5\%＜21\%，导致实验结果偏小的原因可能是铜粉的量不足(氧没有消耗完全，导致实验结果偏小)或装置漏气(燃烧冷却后管内气压小于大气压，有部分空气进入管中弥补了消耗的氧气，导致实验结果偏小)或装置没有冷却至室温就读数(剩余气体受热膨胀，导致实验结果偏小)等。
(5)①用电加热装置点燃白磷，这样做可以使实验在密闭环境中进行，使实验结果更准确；同时可防止生成的五氧化二磷进入空气中污染环境，使实验更加环保。
②图4中BC段气体压强上升的原因是白磷燃烧放热，气体受热膨胀，导致气压升高；DE段气体压强突然增大的原因是打开了装置中上面的那个弹簧夹，水沿导管逆流入集气瓶中使集气瓶内气体压强与原先气体压强相同。