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空气、氧气、碳和二氧化碳经典精讲课后练习
题一： 某同学用如图所示装置粗略测定空气中氧气的体积分数。图中烧杯上方玻璃管（预先固定
好）中部有一左右滑动的活塞，活塞的左端内有空气，右端管口跟空气相通，实验开始前活塞处
在5厘米处。实验开始时，向烧杯中加入适量水（水与生石灰反应能产生大量热使白磷燃烧）。则：
（1）白磷燃烧能放出热量，并且产生大量的①_________，写出该反应的化学符号表达式
②___________________。
（2）磷燃烧时活塞先向（填“左或右”）①______移动，后向②______移动，这是因为
③___________________。
（3）实验结束后，恢复到室温后，活塞应停在约___________________厘米处。
题二： 做“镁带在空气中燃烧”实验时，小科同学发现生成物中有少量黑色固体。黑色固体是镁和
什么物质反应所产生的？他提出下列猜想：
猜想一：黑色固体可能是镁和氮气反应的产物；
猜想二：黑色固体可能是镁和二氧化碳反应的产物。
为了验证上述两个猜想，小科设想：
（1）让空气通过A、B装置，其中A装置的作用是_____________；（提示：氢氧化钠溶液与澄清石灰水
具有相似的化学性质；浓硫酸具有吸水性，是常用的干燥剂，在实验室中用于干燥与它不反应的气
体）
（2）用C瓶收集通过A、B装置后的气体，并加入足量的红磷燃烧；待C瓶冷却后，再把点燃的镁带放
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入C瓶中。
经过思考发现，由于收集气体时相关气体的密度差异及C瓶冷却后瓶内外的气压差异，达不到预期
效果。
于是，他在老师的帮助下获得了这种气体，观察到镁带在该气体中燃烧并有淡黄色的固体产生；然后
用D瓶收集一瓶_____________气体，把点燃的镁带放入D瓶中，观察到镁带在D瓶也能燃烧，同时
有白色和黑色固体生成。
通过以上实验，他得出结论：猜想_____________正确。同时，他对燃烧有了新的认识：_____________。
题三： 生活中广泛应用各种金属。
（1）目前世界上一半以上的铜用于电力和电信工业，金属铜用来作导线是因为铜具有_________（填
字母）；
A．导热性 B．延展性 C．导电性 D．金属光泽
（2）金属铁是世界上年产量最高，应用最为广泛的金属，图甲是高炉炼铁的示意图，请回答问题：
①焦炭的作用是_____________；
②为什么图中生铁出口低于炉渣出口？_____________；
（3）小明从自家水龙头上取下一些铁锈样品，用如图乙所示的装置进行实验。
C处酒精灯的作用是_____________；实验结束，小明将所得的黑色固体物质放入足量的硫酸中，发现
生成物中没有铁，小明得此结论依据的现象是_____________。
题四： 在研究“铁生锈的条件”的实验中，某兴趣小组对实验进行了创新设计（如下图所示），请
把实验报告补充完整。
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【实验目的】铁生锈条件的探究。
【实验内容】取3段光亮无锈的细铁丝，绕成螺旋状，放入3支干燥洁净的试管底部，进行上图所示实
验，实验要保证有足够长的时间来观察现象。
【实验现象】实验①②无明显现象，实验③中铁丝生锈，且试管内空气体积减小。
【实验结论】铁生锈实际上是铁与空气中的_____________（填名称）发生反应的结果。
【实验思考】
（1）当铁丝足量，时间足够长，实验③进入试管内水的体积约占试管体积的______。
（2）该实验创新之处在于：可根据铁丝表面的铁锈和_____________两种现象来判断铁丝反应进行的
情况。
（3）用完的菜刀要擦干存放，理由是_____________。
（4）铝比铁活泼，但铝难腐蚀，原因是_____________。
题五： 如图是“一氧化碳还原氧化铁反应”的部分实验装置，关于该实验说法正确的是（ ）
A.充分反应后，向固体中加稀盐酸会产生气泡
[来源:Zxxk.Com]
B.在实验过程中，黑色的粉末会逐渐变成红色
C.该实验的反应原理为FeO＋CO高温 Fe＋CO
2
D.在实验过程中，产生的尾气可以直接排放到空气中
题六： 早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器。工业上炼铁的原理是利用一氧化碳和氧化
铁的反应。某化学兴趣小组利用下图装置进行实验探究，关于该实验说法错误的是（ ）
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A．实验前应该检查装置的气密性
B．实验开始后，可观察到A中粉末变成黑色，B中澄清石灰水变浑浊
C．该实验中一氧化碳是还原剂
D．C导管口放置点燃的酒精灯的主要目的是验证一氧化碳有可燃性
题七： 除去下列各组物质中的少量杂质，所用的试剂和方法中，不正确的是（ ）
物质（杂质） 试剂和方法
[来源:学科网]
A 铜粉（铁粉） 先加入适量稀硫酸，再过滤，洗涤，烘干
B N（O） 通过足量灼热的木炭粉
2 2 [来源:学*科*网Z*X*X*K]
C HCl溶液（HSO 溶液） 加入适量的BaCl 溶液，过滤
2 4 2
D FeSO 溶液(CuSO 溶液) 加入过量的铁粉，再过滤
4 4
题八： 实验中除杂的思路有两种：一是将杂质除去，二是将有用物质提取出来。以下除杂方法与后
者的思路一致的是（ ）
A.实验室用蒸馏的方法制取蒸馏水
B.用灼热的铜网除去N 中混有的少量O
2 2
C.加热蒸发法除去氯化钠溶液中混有的少量盐酸
D.用适量石灰石除去氯化钙溶液中混有的少量盐酸
题九： 某化学兴趣小组根据下列转化关系在实验室中模拟炼铁，并对产物成分进行探究。
（1）炼铁的原理是_____________（用化学方程式表示）。
（2）经初步分析得知，无色气体A不含有单质，黑色粉末B的成分是一种或两种单质。
上述转化关系中，生成一氧化碳的化学方程式是_____________。
（3）甲、乙两个兴趣小组分别对无色气体A和黑色粉末B的成分进行探究。
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【猜想与假设】
甲组在分析了炼铁的原理后，认为无色气体A中可能有CO，也可能有未反应的_____。
2
乙组认为黑色粉末的成分中存在以下两种情况：
假设一：只含有铁。假设二：含有_____________。
【实验探究】
①为验证甲组的猜想，同学们按下图所示装置进行实验（箭头表示气体流向）。
[来源:学+科+网Z+X+X+K]
Ⅰ澄清石灰水 Ⅱ浓硫酸 Ⅲ氧化铜粉末
上述实验装置Ⅱ中浓硫酸的作用是吸收水蒸气，装置Ⅰ的作用是_____________，装置Ⅲ的作用是
_____________。当看到Ⅰ中澄清石灰水变浑浊，Ⅲ中黑色固体变成红色后，可以确定无色气体A的
成分是_____________。
②为验证乙组中假设二是否成立，请你设计实验用物理和化学两种方法完成以下探究。
实验方法 实验操作 实验现象 实验结论
物理方法 假设二成立
化学方法 假设二成立
【交流反思】针对甲组实验存在的缺陷，同学们一起进行了改进，解决了污染环境问题。
题十： 如图所示为实验室研究炼铁的化学原理的装置，请回答和该实验有关的问题。
（1）A处玻璃管中发生反应的化学方程式为_____________；
（2）B处的实验现象_____________；
（3）C处酒精灯的作用_____________；
（4）现有含杂质的氧化铁样品10克（杂质不参加反应），为测定该样品中氧化铁的质量分数，某同学用
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上图所示装置进行实验，得到如下两组数据：
反应前 氧化铁完全反应后
甲组 洗气瓶和石灰水的质量为190g 洗气瓶和石灰水的质量为196g
乙组 玻璃管和氧化铁样品的质量为57．9g 玻璃管和氧化铁样品的质量为55.2g
你认为应选择________组的数据来计算样品中氧化铁的质量分数，其结果为_____。
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空气、氧气、碳和二氧化碳经典精讲
课后练习参考答案
题一：
（1）①白烟 ②P+O PO
2 2 5
（2）①右 ②左 ③开始时，白磷燃烧放出的热量使密闭气体的体积膨胀；等装置冷却后，由于氧气被
消耗而使气体的总体积减小
（3）4
详解：（1）白磷燃烧，能够产生大量的白烟，反应的化学符号表达式为：P+O PO。
2 2 5
（2）反应放出的热量使密闭气体的体积膨胀，所以实验开始时，活塞先向右移动；等装置冷却后，由于
氧气被消耗而使气体的总体积减小，活塞又会向左移动。
（3）由于氧气约占空气总体积的1/5，故当实验结束并恢复到室温后，活塞应停在约4厘米处。
题二： （1）除去空气中的二氧化碳 （2）二氧化碳；二；燃烧不一定需要氧气
详解：本题主要考查控制变量法在探究实验中的应用及对燃烧的新认识。（1）澄清石灰水能够与二氧
化碳发生化学反应而将二氧化碳气体吸收，由于氢氧化钠溶液与澄清石灰水具有相似的化学性质，则
氢氧化钠溶液也能与空气中的二氧化碳发生化学反应而将其除去；（2）分析A、B（B装置的目的是除
去空气中的水蒸气）、C（C装置的目的是除去空气中的氧气）装置的功能可以推断出小科是想得到一
瓶较纯的氮气，但由于气体密度差异及C瓶冷却后的气压差异，使收集到的氮气不纯，在老师的帮助
下得到较纯的氮气并进行实验；由此可推断出小科在D瓶中进行的实验是将镁带放在二氧化碳中燃
烧；由“镁带在氮气中燃烧生成淡黄色固体、在二氧化碳中燃烧生成白色和黑色固体”说明猜想二正
确，也说明物质燃烧不一定有氧气参与。
题三： （1）C
（2）①产生热量（或提高炉温），产生还原剂一氧化碳 ②因为液态生铁密度大于炉渣密度
（3）点燃未反应的CO，防止CO污染空气；没有气泡产生
详解：（1）目前世界上一半以上的铜用于电力和电信工业，主要是因为铜具有良好的导电性；（2）①焦
炭燃烧放出大量的热量，可以提供炼铁所需要的温度；高温下焦炭可以与二氧化碳反应生成一氧化碳，
为炼铁提供还原剂；②在高温条件下，生铁熔化成液体，由于生铁密度大于炉渣密度，液体生铁流至
高炉底部，所以图中生铁出口低于炉渣出口；（3）C处酒精灯的作用是点燃未反应的CO，防止CO污
染空气；若生成物中有铁，则加入足量的硫酸后会有气泡产生，小明之所以认为生成物中没有铁，一
定是向生成物中加入足量硫酸后没有气泡产生。
题四： 【实验结论】氧气和水蒸气
【实验思考】（1）1/5
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（2）试管内空气体积减小（或试管内液面上升）
（3）除去水，防止生锈
（4）铝的表面易生成一层致密的氧化物保护膜，阻止铝进一步反应
详解：实验②、③的试管放在水面上方，试管内的空气较湿润（即含有丰富的水蒸气），由实验①、②可
知：铁丝只与空气接触或与除去氧气的空气及水接触均不易生锈；实验③中铁丝与空气和水蒸气共
同接触时却易生锈，对比分析以上实验可得出：铁生锈是铁与空气中的氧气及水蒸气发生复杂化学反
应的结果；若铁丝足量，时间足够长，实验③中的铁丝最终会因生锈而消耗掉试管中的全部氧气，使
试管内气压减小，试管内的水面会上升；氧气约占空气总体积的1/5，则实验③进入试管中水的体积
将约占试管体积的1/5；实验过程中，可通过观察铁丝表面的铁锈多少或观察水进入试管中的高度
（或试管内空气减小的体积）来判断铁丝与氧气及水蒸气反应进行的情况；由实验知，铁生锈需铁同
时与氧气和水蒸气接触，因此，用完的菜刀擦干后除去了表面的水后不易生锈；铝的化学性质比铁活
泼，在常温下易与氧气反应生成一层致密的氧化铝保护膜，阻止铝与外界的接触，保护内部铝不被腐
蚀，故而铝制品的耐腐蚀性能都较好。
题五： A
详解：充分反应后，生成了铁单质，能与稀盐酸反应有氢气生成；反应物固体是氧化铁（Fe O），生成
2 3
固体是铁，所以应该是红色粉末变为黑色；原理中反应物错，应该为：
3CO＋Fe O 2Fe＋3CO；尾气中含有CO有毒气体，直接排放会污染空气。本题应选A。
2 3 2
题六： D
详解：为防止装置漏气，实验前应该检查装置的气密性，A项说法正确；一氧化碳具有还原性，能与氧
化铁反应生成铁和二氧化碳，可观察到A中红棕色粉末变成黑色，B中澄清石灰水变浑浊，在该实验
中，一氧化碳充当还原剂，B、C项说法均正确；一氧化碳有毒，直接排放会污染空气，C导管口放置点
燃的酒精灯的主要目的是燃烧掉一氧化碳，防止污染空气，D项说法错误。
题七： B
详解：铁粉能与适量稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，Cu不能与稀硫酸反应，用过滤的方法可将铜从
溶液中分离出，然后再通过洗涤、烘干可得纯净的铜，A项方法正确；O 能与灼热的木炭粉反应生成
2
二氧化碳气体，能除去杂质，但会混入新的杂质二氧化碳，B项方法错误；HSO 溶液能与适量的
2 4
BaCl 溶液反应生成硫酸钡沉淀和盐酸，经过滤可得纯净的HCl溶液，C项方法正确；过量的铁粉能
2
将FeSO 溶液中混有的CuSO 完全反应掉，经过滤可得FeSO 溶液，D项方法正确。
4 4 4
题八： A
详解：实验室用蒸馏的方法制取蒸馏水的过程中，通过加热使水先汽化、后液化的方法从含杂质的水
中提取出纯净的水，A项与第二种除杂思路一致；氧气与铜在加热条件下
能够发生反应，B项中用灼热的铜网除去N 中混有的少量O 与第一种除杂思路一致；氯化氢气体易
2 2
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挥发，C项中加热混有少量盐酸的氯化钠溶液，会使氯化氢气体从溶液中挥发析出而除去，与第一种
除杂思路一致；石灰石能够与盐酸发生反应，D项中向混有少量盐酸的氯化钙溶液中加入适量石灰石
可将盐酸反应掉，与第一种除杂思路一致。本题应选A。
题九： （1）3CO+Fe O 2Fe+3CO （2）C+O CO、CO+C 2CO
2 3 2 2 2 2
【猜想与假设】CO；假设二：铁和碳
【实验探究】①检验CO；检验CO；CO 和CO ②如下表所示。
2 2
实验方法 实验操作 实验现象
物理方法 取少量黑色粉末B，用磁铁吸引 部分黑色粉末被吸引上来
[来源:学+科+网Z+X+X+K]
化学方法 取少量黑色粉末B于试管中，加 部分黑色粉末溶解，产生
入过量的稀盐酸 无色气泡
详解：（1）炼铁的原理是3CO+Fe O 2Fe+3CO 。
2 3 2
（2）一氧化碳产生的过程为：碳和氧气在点燃条件下反应能生成二氧化碳，二氧化碳在高温条件下能
和碳反应生成一氧化碳，反应的化学方程式分别为：C+O CO、CO+C 2CO。
2 2 2
【猜想与假设】无色气体A中可能有CO，也可能有未反应的一氧化碳；黑色粉末B中可能只有生成
2
的铁，也可能有未完全反应的碳，所以假设二应为：铁和碳的混合物；【实验探究】
（1）澄清石灰水可检验二氧化碳的存在，灼热的氧化铜可检验一氧化碳的存在，Ⅰ中澄清石灰水变浑
浊、Ⅲ中黑色固体变成红色，说明二氧化碳和一氧化碳都存在；
（2）根据铁能被磁铁吸引并且与稀盐酸反应可检验铁的存在。
题十:（1）3CO+Fe O 2Fe+3CO
2 3 2
（2）澄清石灰水变浑浊
（3）把CO点燃了，消除其污染 （4）乙；90%
详解：（1）炼铁的化学原理就是在高温条件下，用还原剂一氧化碳将铁的氧化物中的金属还原出来，
可用化学方程式：3CO+Fe O 2Fe+3CO 表示；
2 3 2
（2）实验室中常用澄清石灰水来检验一种气体是否为二氧化碳；
（3）一氧化碳有毒，为防止反应残留的一氧化碳排入空气污染环境，需在装置最后加尾气处理装置，
以将实验残留的一氧化碳消除掉；
（4）氢氧化钙微溶于水，石灰水吸收二氧化碳不一定彻底，因此，若用甲组数据会增大实验误差，因此
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最好选用乙组数据；根据质量守恒定律，玻璃管和氧化铁样品减少的质量是氧元素的质量，则氧元素
的质量为：57.9g-55.2g=2.7g，进一步计算出10克氧化铁样品中含氧化铁的质量为： =9g，则氧化
铁样品中含氧化铁的质量分数为： =90%。
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