資源簡介

/ 讓教學更有效 高效備課 | 化學學科
2.1 空氣的組成
1．（2024·新疆·中考真題）占空氣體積約1/5的氣體是（　　）
A．O2 B．N2 C．He D．CO2
2．下列物質屬于混合物的是（　　）
A．干冰 B．石灰水 C．冰水混合物 D．氧氣
3．（2024·吉林·中考真題）下列物質屬于純凈物的是（　　）
A．淘米水 B．加碘鹽 C．蒸餾水 D．不銹鋼
4．含“水”的下列物質，屬于純凈物的是（　　）
A．冰水 B．汽水 C．雨水 D．鹽水
5．（2024·陜西渭南·二模）下列實驗操作正確的是（　　）
A．檢查裝置氣密性 B．傾倒液體
C．加熱液體 D．加入鋅粒
6．（2024·吉林長春·一模）空氣成分中，在醫療麻醉和食品防腐等方面有著廣泛用途的是（　　）
A．氮氣 B．氧氣 C．水蒸氣 D．二氧化碳
7．（2024·湖南株洲·二模）華雪在五一假期外出旅游，夜景中五顏六色的霓虹燈甚是好看，是因為燈管里有（　　）
A．氧氣 B．氮氣 C．稀有氣體 D．二氧化碳
8．（2024·廣東湛江·二模）用定量的方法探究空氣組成成分，被譽為“現代化學之父”的是（　　）
A．拉瓦錫 B．道爾頓 C．侯德榜 D．門捷列夫
9．在生產和科學研究中，稀有氣體有廣泛的用途。下列不屬于稀有氣體用途的是（　　）
A．焊接金屬時用作保護器氣 B．用于煉鋼
C．制成霓虹燈 D．充入燈泡使其經久耐用
10．（2024·北京平谷·一模）用下圖裝置可驗證空氣中O2的含量。下列說法不正確的是（　　）
A．集氣瓶中產生大量白色煙霧 B．點燃紅磷前需夾緊彈簧夾
C．紅磷燃燒階段集氣瓶中壓強增大 D．集氣瓶中水面最終上升至2處
11．空氣是重要的自然資源。如圖所示，請說明利用了氣體的哪些性質。
（1）氮氣填充食品包裝袋利用氮氣 。
（2）液氮用于磁懸浮列車中做冷凍劑 。
（3）稀有氣體作霓虹燈利用了稀有氣體 。
（4）氦氣作飛艇利用了氦氣 。
12．下列物質：①冰水混合物 ②氧氣 ③二氧化碳 ④ 潔凈的空氣 ⑤硫 ⑥五氧化二磷 ⑦澄清石灰水 用序號填空：
（1）屬于純凈物的有 ；
（2）屬于混合物的是 。
1．（2024·重慶·三模）近年來，氮氣在工業和醫療領域得到了廣泛的應用。下列關于氮氣的說法錯誤的是（　　）
A．易溶于水 B．沸點低 C．可做保護氣 D．可制硝酸
2．“天宮課堂”由中國航天員擔任“太空教師”，在中國的“天和號”空間站內演示了許多有趣的科學實驗。其中水球光學實驗使用了“人造空氣”，“人造空氣”中氧氣、氮氣、二氧化碳的含量分別為21%、78%、0.7%。下列關于“人造空氣”說法正確的是（　　）
A．紅磷能在“人造空氣”中燃燒，產生大量白煙
B．21%和78%指的是氣體物質的質量分數
C．若“人造空氣”只含有氧氣，將更有益于人的呼吸
D．“人造空氣”中二氧化碳含量低于空氣
3．如圖檢查裝置的氣密性時，將導管末端伸入裝水的燒杯中，用手捂住試管外壁，若裝置的氣密性良好，放手后可觀察到燒杯內導管處（畫圈部分）的現象是（　　）
選項 A B C D
現象放大圖
4．（2024·山東青島·二模）下列物質按照純凈物、混合物的順序排列的是（　　）
A．水銀、潔凈空氣 B．鹽酸、冰水混合物
C．氮氣、四氧化三鐵 D．石灰石、液氧
5．（2024·廣東廣州·二模）我國“祝融號”火星車測得的火星大氣成分的體積分數如下圖，有關說法錯誤的是（　　）
A．火星大氣的主要成分是二氧化碳和氮氣
B．火星大氣屬于混合物
C．火星大氣也能成為寶貴的資源
D．通過紅磷燃燒測定火星大氣中的氮氣
6．（2024·內蒙古赤峰·中考真題）如圖是測定空氣中氧氣含量的改進實驗裝置（夾持裝置已省略），對該實驗認識正確的是（　　）
A．現象：實驗過程中，紅磷燃燒，產生大量白霧
B．推論：實驗后，玻璃管中剩余氣體具有可燃性
C．分析：紅磷的量多或少，都不會影響實驗結果
D．評價：用改進裝置實驗，能減少對空氣的污染
7．對于“測定空氣中氧氣的含量”實驗的再認識。請同學們認真分析回答下列問題。
【經典賞析】
（1）拉瓦錫用裝置A定量研究了空氣的成分。在密閉容器中，裝置中的汞與空氣中的 反應，生成固態物質。
【思路啟迪】
（2）我們沿著科學家的足跡，對反應物進行了優化，分別用銅粉、紅磷等進行實驗，其原理都是采用 （填“物理”或“化學”）的方法，從混合氣體中除去某種氣體，從而達到物質的分離。
【實驗回顧】課堂上老師和同學們利用裝置B測定了氧氣的含量：
（3）在用酒精燈加熱銅粉部位時，要不斷推拉注射器活塞的目的是 。
（4）反應前后，測得數據如下，請完成表格：
硬質玻璃管空氣的體積 反應前注射器中空氣體積 反應后注射器中氣體體積 空氣中氧氣的體積分數
25mL 15mL 8mL %
出現此實驗結果的原因可能是 （寫一條即可）。
（5）實驗反思，對該實驗的認識不合理的是______（填序號）
A．銅粉用量的多少，不會影響實驗結果
B．實驗結束后冷卻到室溫才能讀數
C．氣球的作用是調節氣壓，使氧氣完全反應
D．在正常操作情況下，反應結束后消耗氧氣的體積大約是反應前硬質玻璃管內氣體體積的1/5
【拓展實驗】興趣小組的同學們在實驗室用裝置C進行了探究。
（6）集氣瓶中空氣的體積為45mL，量筒中水的體積為50mL。能證明氧氣約占空氣體積的五分之一現象是 。
（7）實驗結束后，集氣瓶內剩余氣體主要是 ，由現象分析可知，該氣體的物理性質是 （任寫一點）。
1．（2024·福建福州·模擬預測）智能手機APP采集數據可用于“測定空氣中氧氣的含量”實驗。實驗裝置如下圖所示，使用激光筆引燃燒杯內的紅磷，觀察并記錄智能手機氣壓計和數字溫度計的數值變化，記錄如下。下列說法正確的是（　　）
A．紅磷燃燒時產生大量白色煙霧 B．曲線a→b說明紅磷燃燒放出氣體
C．裝置內溫度，c點與a點相同 D．紅磷燃燒能耗盡保鮮盒內的氧氣
2．（2024·江蘇徐州·三模）在利用紅磷燃燒測定空氣中氧氣含量的實驗中，用傳感器記錄集氣瓶中溫度、壓強隨時間變化的情況如圖所示。其中c點打開了止水夾。下列說法不合理的是（　　）
A．由溫度變化曲線可知，整個反應過程放出熱量
B．b點壓強最大，說明紅磷燃燒結束
C．c點的溫度已經接近室溫
D．c點后壓強增大是因為水倒吸入集氣瓶中
3．某化學研究小組在利用課本上的實驗裝置測定空氣中氧氣含量時，多次實驗后發現集氣瓶內上升的水體積始終小于瓶內原有空氣體積的1/5。為了找出原因，他們繼續進行探究。
【提出問題】足量的紅磷燃燒能否耗盡空氣中的氧氣？
【查閱資料】白磷能與氧氣發生反應，生成物為五氧化二磷。
【設計實驗】在老師的指導下，研究小組的同學利用如圖1裝置進行實驗(紅磷和白磷均過量)。他們利用高能激光筆照射燃燒匙上的紅磷，紅磷被點燃。待紅磷熄滅且裝置完全冷卻后，將裝有白磷的燃燒匙提出水面，再次用高能激光筆照射白磷，白磷被點燃。
【記錄數據】研究小組同學從開始實驗到最后裝置冷卻后的整個實驗過程中，氧氣濃度傳感器與數顯設備相連，測量的容器內氧氣濃度變化曲線如圖2。
【實驗分析】
（1）圖1中紅磷燃燒的現象為 。
（2）圖2中BC段發生反應的文字表達式為 。
（3）圖2中DE段氧氣濃度變化的主要原因是 。
【實驗結論】
（4）紅磷燃燒 (填“能”或“不能”)耗盡空氣中的氧氣。
【再次探究】研究小組的同學再次查閱資料發現，食品脫氧劑(以鐵粉為主的物質組成)能通過化學反應除去密閉包裝袋中的氧氣，使食品處于無氧狀態。他們嘗試用圖3裝置進行實驗來測定空氣中氧氣的體積分數，量筒中裝有50mL水，記錄相關數據如下表所示：
實驗時間/min 0 5 10 30 35 45
量筒中液面的刻度/mL 50 35 27.5 19.7 19.7 19.7
（5）根據表中實驗數據計算空氣中氧氣的體積分數約為 。
（6）若實驗結束時，俯視讀取量筒中液體的體積，則測得的氧氣體積分數會 (填“偏大”、“偏小”或“不變”)。
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2.1 空氣的組成
1．（2024·新疆·中考真題）占空氣體積約1/5的氣體是（　　）
A．O2 B．N2 C．He D．CO2
【答案】A
【解析】空氣的成分按體積計算，大約是：氮氣占78%、氧氣占21%、稀有氣體占0.94%、二氧化碳占0.03%、其它氣體和雜質占0.03%。故選：A。
2．下列物質屬于混合物的是（　　）
A．干冰 B．石灰水 C．冰水混合物 D．氧氣
【答案】B
【解析】A、干冰是二氧化碳的固體，屬于純凈物，故選項錯誤；
B、石灰水中有氫氧化鈣和水，屬于混合物，故選項正確；
C、冰水混合物中只有水分子，屬于純凈物，故選項錯誤；
D、氧氣中只有氧分子，屬于純凈物，故選項錯誤。
故選：B。
3．（2024·吉林·中考真題）下列物質屬于純凈物的是（　　）
A．淘米水 B．加碘鹽 C．蒸餾水 D．不銹鋼
【答案】C
【解析】A、淘米水中含有多種雜質和水，是由多種物質組成，屬于混合物，不符合題意；
B、加碘鹽中含有氯化鈉、碘酸鉀等物質，是由多種物質組成，屬于混合物，不符合題意；
C、蒸餾水中只有水，是由一種物質組成，屬于純凈物，符合題意。
D、不銹鋼是鐵的合金，含有鐵、碳等多種物質，是由多種物質組成，屬于混合物，不符合題意。
故選：C。
4．含“水”的下列物質，屬于純凈物的是（　　）
A．冰水 B．汽水 C．雨水 D．鹽水
【答案】A
【解析】A、冰水中只含有水，屬于純凈物，該選項符合題意；
B、汽水中含有水和碳酸等，屬于混合物，該選項不符合題意；
C、雨水中含有水和雜質等，屬于混合物，該選項不符合題意；
D、鹽水中含有水和氯化鈉，屬于混合物，該選項不符合題意。
故選：A。
5．（2024·陜西渭南·二模）下列實驗操作正確的是（　　）
A．檢查裝置氣密性 B．傾倒液體
C．加熱液體 D．加入鋅粒
【答案】A
【解析】A、檢查裝置氣密性的方法：將導管末端浸入水中，用手握住試管外壁，觀察到導管口有氣泡冒出，且松開手后導管內形成一段水柱，說明裝置氣密性良好，圖示操作正確，符合題意；
B、傾倒液體藥品時，瓶塞要倒放，標簽要對準手心，試管微微傾斜，試管口緊挨試劑瓶瓶口，使液體緩緩倒入，圖示操作錯誤，不符合題意；
C、給試管中的液體加熱時應用酒精燈外焰進行加熱，試管內液體體積不能超過試管容積的，試管夾夾在試管中上方，試管微微傾斜與水平桌面成45°角，圖示操作錯誤，不符合題意；
D、鋅粒是塊狀固體藥品，加入鋅粒時應先把試管橫放，用鑷子夾取鋅粒放在試管口，然后把試管慢慢豎立起來，使鋅粒緩緩地滑到試管底部，以免打破試管，圖示操作錯誤，不符合題意。
故選：A。
6．（2024·吉林長春·一模）空氣成分中，在醫療麻醉和食品防腐等方面有著廣泛用途的是（　　）
A．氮氣 B．氧氣 C．水蒸氣 D．二氧化碳
【答案】A
【解析】氮氣化學性質不活潑，食品包裝時充氮氣以防腐；醫療上可用液氮冷凍麻醉等；
故選：A。
7．（2024·湖南株洲·二模）華雪在五一假期外出旅游，夜景中五顏六色的霓虹燈甚是好看，是因為燈管里有（　　）
A．氧氣 B．氮氣 C．稀有氣體 D．二氧化碳
【答案】C
【解析】稀有氣體，化學性質穩定，在通電條件下會發出五顏六色的光，可填充霓虹燈且通電時會發出有色光；
故選：C。
8．（2024·廣東湛江·二模）用定量的方法探究空氣組成成分，被譽為“現代化學之父”的是（　　）
A．拉瓦錫 B．道爾頓 C．侯德榜 D．門捷列夫
【答案】A
【解析】A、用定量的方法研究空氣成分的科學家是法國化學家拉瓦錫，他被譽為“現代化學之父”，故選項正確；
B、道爾頓提出了近代原子學說，故選項錯誤；
C、侯德榜發明了“侯氏制堿法”，故選項錯誤；
D、門捷列夫發現了元素周期性，故選項錯誤；
故選：A。
9．在生產和科學研究中，稀有氣體有廣泛的用途。下列不屬于稀有氣體用途的是（　　）
A．焊接金屬時用作保護器氣 B．用于煉鋼
C．制成霓虹燈 D．充入燈泡使其經久耐用
【答案】B
【解析】A、稀有氣體的化學性質穩定，可用作保護氣，所以可用于焊接金屬時做保護氣，故A正確；
B、稀有氣體不能用于煉鋼，用于煉鋼的是氧氣，故B錯誤；
C、稀有氣體通電可以發出不同顏色的光，可用于制成霓虹燈，故C正確；
D、稀有氣體的化學性質穩定，可用作保護氣，可充入燈泡使其經久耐用，故D正確。
故選：B。
10．（2024·北京平谷·一模）用下圖裝置可驗證空氣中O2的含量。下列說法不正確的是（　　）
A．集氣瓶中產生大量白色煙霧 B．點燃紅磷前需夾緊彈簧夾
C．紅磷燃燒階段集氣瓶中壓強增大 D．集氣瓶中水面最終上升至2處
【答案】A
【解析】A、紅磷燃燒，產生大量的白煙，不是煙霧，故選項說法錯誤；
B、實驗必須保證裝置氣密性良好，點燃紅磷前需夾緊彈簧夾保障氣密性問題，故選項說法正確；
C、紅磷燃燒時會釋放大量的熱，導致集氣瓶內氣體受熱膨脹，導致壓強變大，故選項說法正確；
D、氧氣約占空氣總體積的五分之一，集氣瓶中水面最終上升至2處，故選項說法正確。
故選：A。
11．空氣是重要的自然資源。如圖所示，請說明利用了氣體的哪些性質。
（1）氮氣填充食品包裝袋利用氮氣 。
（2）液氮用于磁懸浮列車中做冷凍劑 。
（3）稀有氣體作霓虹燈利用了稀有氣體 。
（4）氦氣作飛艇利用了氦氣 。
【答案】（1）化學性質不活潑，且無毒
液氮汽化時能吸收大量的熱
通電時，發出不同顏色的光
密度小、性質穩定
【解析】（1）①氮氣填充食品包裝袋利用氮氣的化學性質不活潑，且無毒；
②液氮用于磁懸浮列車中做冷凍劑，因為液氮汽化時能吸收大量的熱；
③稀有氣體作霓虹燈利用了稀有氣體，因為稀有氣體通電時，發出不同顏色的光；
④氦氣作飛艇利用了氦氣，是因為氦氣密度小、性質穩定。
12．下列物質：①冰水混合物 ②氧氣 ③二氧化碳 ④ 潔凈的空氣 ⑤硫 ⑥五氧化二磷 ⑦澄清石灰水 用序號填空：
（1）屬于純凈物的有 ；
（2）屬于混合物的是 。
【答案】（1）①②③⑤⑥
（2）④⑦
【分析】①冰水混合物由水一種物質組成，屬于純凈物；
②氧氣是一種物質組成的，屬于純凈物；
③二氧化碳由一種物質組成，屬于純凈物；
④潔凈的空氣含有氮氣、氧氣等，屬于混合物；
⑤硫是一種物質組成的，屬于純凈物；
⑥五氧化二磷是一種物質組成的，屬于純凈物；
⑦澄清石灰水含有氫氧化鈣和水，屬于混合物；
【解析】（1）屬于純凈物的有①②③⑤⑥；
（2）屬于混合物的有④⑦。
1．（2024·重慶·三模）近年來，氮氣在工業和醫療領域得到了廣泛的應用。下列關于氮氣的說法錯誤的是（　　）
A．易溶于水 B．沸點低 C．可做保護氣 D．可制硝酸
【答案】A
【解析】A、氮氣難溶于水，A錯誤；
B、氮氣沸點為-196℃，常用液氮作制冷劑，其沸點較低，B正確；
C、氮氣化學性質不活潑，可做保護氣，C正確；
D、氮氣含有氮元素，可用于生產硝酸，D正確。
故選：A。
2．“天宮課堂”由中國航天員擔任“太空教師”，在中國的“天和號”空間站內演示了許多有趣的科學實驗。其中水球光學實驗使用了“人造空氣”，“人造空氣”中氧氣、氮氣、二氧化碳的含量分別為21%、78%、0.7%。下列關于“人造空氣”說法正確的是（　　）
A．紅磷能在“人造空氣”中燃燒，產生大量白煙
B．21%和78%指的是氣體物質的質量分數
C．若“人造空氣”只含有氧氣，將更有益于人的呼吸
D．“人造空氣”中二氧化碳含量低于空氣
【答案】A
【解析】A、“人造空氣”中氧氣的體積分數分別為21%，紅磷在“人造空氣”中能燃燒，產生大量白煙，說法正確；
B、21%和78%指的是氣體的體積分數，不是質量分數，說法錯誤；
C、若“人造空氣”中只含有氧氣，將會造成緩慢氧化過快、體溫升高等，說法錯誤；
D、空氣中二氧化碳含量是0.03%，“人造空氣”中二氧化碳的含量是0.7%，“人造空氣”中二氧化碳含量高于空氣，說法錯誤；
故選：A。
3．如圖檢查裝置的氣密性時，將導管末端伸入裝水的燒杯中，用手捂住試管外壁，若裝置的氣密性良好，放手后可觀察到燒杯內導管處（畫圈部分）的現象是（　　）
選項 A B C D
現象放大圖
A．A B．B C．C D．D
【答案】C
【解析】檢查裝置的氣密性的方法是將儀器連接好后，將玻璃導管的一端放入水中，用雙手握住試管，觀察是否有氣泡冒出，如有氣泡冒出，松手后，導管末端上升一段水柱，則氣密性良好；故選：C。
4．（2024·山東青島·二模）下列物質按照純凈物、混合物的順序排列的是（　　）
A．水銀、潔凈空氣 B．鹽酸、冰水混合物
C．氮氣、四氧化三鐵 D．石灰石、液氧
【答案】A
【解析】A、水銀由汞這一種物質組成，屬于純凈物；潔凈的空氣中含有氮氣、氧氣、二氧化碳等物質，屬于混合物，A正確；
B、鹽酸是HCl的水溶液，屬于混合物；冰水混合物由水這一種物質組成，屬于純凈物，B錯誤；
C、氮氣由氮氣這一種物質組成，屬于純凈物；四氧化三鐵由四氧化三鐵這一種物質組成，屬于純凈物，C錯誤；
D、石灰石的主要成分是碳酸鈣，一般含有SiO2等雜質，屬于混合物；液氧即是液態的氧氣，由氧氣這一種物質組成，屬于純凈物，D錯誤。
故選：A。
5．（2024·廣東廣州·二模）我國“祝融號”火星車測得的火星大氣成分的體積分數如下圖，有關說法錯誤的是（　　）
A．火星大氣的主要成分是二氧化碳和氮氣
B．火星大氣屬于混合物
C．火星大氣也能成為寶貴的資源
D．通過紅磷燃燒測定火星大氣中的氮氣
【答案】D
【解析】A、由圖中信息可知，火星大氣的主要成分是二氧化碳和氮氣，選項正確；
B、火星大氣是由多種物質組成的，屬于混合物，選項正確；
C、火星大氣中含有氮氣、稀有氣體等也能成為寶貴的資源，選項正確；
D、氮氣不燃燒也不支持紅磷燃燒，所以不能用紅磷燃燒測定火星大氣中氮氣含量，選項錯誤。
故選：D。
6．（2024·內蒙古赤峰·中考真題）如圖是測定空氣中氧氣含量的改進實驗裝置（夾持裝置已省略），對該實驗認識正確的是（　　）
A．現象：實驗過程中，紅磷燃燒，產生大量白霧
B．推論：實驗后，玻璃管中剩余氣體具有可燃性
C．分析：紅磷的量多或少，都不會影響實驗結果
D．評價：用改進裝置實驗，能減少對空氣的污染
【答案】D
【解析】A、實驗過程中，紅磷燃燒，產生大量白煙，A錯誤；
B、實驗后，紅磷有剩余，且不再燃燒，說明玻璃管中剩余氣體不具有可燃性，B錯誤；
C、紅磷必須過量，確保試管中的氧氣被完全消耗，紅磷不足會導致試管中有氧氣剩余，測量結果偏小，C錯誤；
D、紅磷燃燒產生的五氧化二磷是有毒物質，該裝置在密封裝置內引燃紅磷，能減少五氧化二磷對空氣的污染，D正確。
故選：D。
7．對于“測定空氣中氧氣的含量”實驗的再認識。請同學們認真分析回答下列問題。
【經典賞析】
（1）拉瓦錫用裝置A定量研究了空氣的成分。在密閉容器中，裝置中的汞與空氣中的 反應，生成固態物質。
【思路啟迪】
（2）我們沿著科學家的足跡，對反應物進行了優化，分別用銅粉、紅磷等進行實驗，其原理都是采用 （填“物理”或“化學”）的方法，從混合氣體中除去某種氣體，從而達到物質的分離。
【實驗回顧】課堂上老師和同學們利用裝置B測定了氧氣的含量：
（3）在用酒精燈加熱銅粉部位時，要不斷推拉注射器活塞的目的是 。
（4）反應前后，測得數據如下，請完成表格：
硬質玻璃管空氣的體積 反應前注射器中空氣體積 反應后注射器中氣體體積 空氣中氧氣的體積分數
25mL 15mL 8mL %
出現此實驗結果的原因可能是 （寫一條即可）。
（5）實驗反思，對該實驗的認識不合理的是______（填序號）
A．銅粉用量的多少，不會影響實驗結果
B．實驗結束后冷卻到室溫才能讀數
C．氣球的作用是調節氣壓，使氧氣完全反應
D．在正常操作情況下，反應結束后消耗氧氣的體積大約是反應前硬質玻璃管內氣體體積的1/5
【拓展實驗】興趣小組的同學們在實驗室用裝置C進行了探究。
（6）集氣瓶中空氣的體積為45mL，量筒中水的體積為50mL。能證明氧氣約占空氣體積的五分之一現象是 。
（7）實驗結束后，集氣瓶內剩余氣體主要是 ，由現象分析可知，該氣體的物理性質是 （任寫一點）。
【答案】(1)氧氣/O2
(2)化學
(3)使銅粉和氧氣充分接觸，使氧氣完全消耗
(4) 17.5 銅粉的量不足或裝置漏氣或裝置沒有冷卻至室溫就讀數
(5)AD
(6)量筒中水的體積剩余41mL
(7) 氮氣/N2 難溶于水
【解析】（1）在密閉容器中，裝置中的汞與空氣中的氧氣反應，生成固態物質氧化汞；
（2）分別用銅粉、紅磷等進行實驗，其原理都是采用化學的方法（銅和氧氣加熱生成氧化銅，紅磷與氧氣點燃生成五氧化二磷，都有新物質生成，都是化學變化），從混合氣體中除去某種氣體，從而達到物質的分離；
（3）推拉注射器能使空氣流通，從而使銅粉和氧氣充分接觸，使氧氣完全消耗；
（4）注射器中減少的氣體體積即為消耗氧氣的體積，則測得空氣中氧氣的體積分數為：；
17.5%＜21%，導致實驗結果偏小的原因可能是銅粉的量不足（氧氣沒有消耗完全，導致實驗結果偏小），或裝置漏氣（燃燒冷卻后管內氣壓小于大氣壓，有部分空氣進入管中彌補了消耗的氧氣，導致實驗結果偏小），或裝置沒有冷卻至室溫就讀數（剩余氣體受熱膨脹，導致實驗結果偏小）；
（5）A、銅粉用量的多少，會影響實驗結果，如果銅不足，氧氣不能消耗完全，會導致實驗結果偏小，所以該實驗中銅粉必需足量或過量，才能保證將氧氣消耗完全，使實驗結果更準確，故A認識不合理，符合題意；
B、實驗結束后冷卻到室溫才能讀數，以防止剩余的氣體在受熱狀態下，處于膨脹狀態，會導致實驗結果偏小，故B認識合理，不符合題意；
C、為使裝置內的氧氣反應完全，應反復推拉活塞，使氣流循環經過熱的銅粉，裝置另一端的氣球氣球可以起到調節氣壓，使氧氣完全反應的作用，故C認識合理，不符合題意；
D、氧氣約占空氣體積的五分之一，在正常操作情況下，反應結束后消耗氧氣的體積大約是反應前注射器和硬質玻璃管內氣體總體積的五分之一，故D認識不合理，符合題意；
故選：AD；
（6）集氣瓶中空氣的體積為45mL，氧氣約占空氣體積的五分之一，則進入的水的體積應為45mL×＝9mL，量筒中水的體積為50mL，則量筒中水的體積剩余50mL-9mL=41mL，故能證明氧氣約占空氣體積的五分之一現象是量筒中水的體積剩余41mL；
（7）空氣主要成分是氧氣和氮氣，紅磷燃燒消耗掉氧氣，此時剩余氣體主要是氮氣，量筒的水不能繼續進入集氣瓶中，說明氮氣具有難溶于水的物理性質。
1．（2024·福建福州·模擬預測）智能手機APP采集數據可用于“測定空氣中氧氣的含量”實驗。實驗裝置如下圖所示，使用激光筆引燃燒杯內的紅磷，觀察并記錄智能手機氣壓計和數字溫度計的數值變化，記錄如下。下列說法正確的是（　　）
A．紅磷燃燒時產生大量白色煙霧 B．曲線a→b說明紅磷燃燒放出氣體
C．裝置內溫度，c點與a點相同 D．紅磷燃燒能耗盡保鮮盒內的氧氣
【答案】C
【解析】A、紅磷燃燒，產生大量白煙，不是白色煙霧，故A錯誤；
B、曲線a→b，是因為紅磷燃燒放出熱量，裝置內氣體受熱膨脹，壓強增大，故B錯誤；
C、a點和c點的溫度均是室溫，故溫度相同，故C正確；
D、由圖2數據可知，測得空氣中氧氣的體積分數為，結果偏小，說明紅磷燃燒不能耗盡保鮮盒內的氧氣，故D錯誤。
故選：C。
2．（2024·江蘇徐州·三模）在利用紅磷燃燒測定空氣中氧氣含量的實驗中，用傳感器記錄集氣瓶中溫度、壓強隨時間變化的情況如圖所示。其中c點打開了止水夾。下列說法不合理的是（　　）
A．由溫度變化曲線可知，整個反應過程放出熱量
B．b點壓強最大，說明紅磷燃燒結束
C．c點的溫度已經接近室溫
D．c點后壓強增大是因為水倒吸入集氣瓶中
【答案】B
【解析】A、由溫度變化曲線可知，反應過程中溫度升高，整個反應過程放出熱量，說法合理，不符合題意；
B、ab段壓強增大是由于紅磷燃燒放熱導致壓強增大的趨勢大于氧氣消耗導致壓強減小的趨勢，b點壓強最大，不能確定紅磷燃燒結束，溫度最高才能說明紅磷燃燒結束，說法不合理，符合題意；
C、由溫度變化曲線可知，c點的溫度已經接近室溫，說法合理，不符合題意；
D、c 點后打開止水夾后，水倒吸入集氣瓶中，氣體的體積變小，導致集氣瓶內氣體壓強增大，說法合理，不符合題意。
故選：B。
3．某化學研究小組在利用課本上的實驗裝置測定空氣中氧氣含量時，多次實驗后發現集氣瓶內上升的水體積始終小于瓶內原有空氣體積的1/5。為了找出原因，他們繼續進行探究。
【提出問題】足量的紅磷燃燒能否耗盡空氣中的氧氣？
【查閱資料】白磷能與氧氣發生反應，生成物為五氧化二磷。
【設計實驗】在老師的指導下，研究小組的同學利用如圖1裝置進行實驗(紅磷和白磷均過量)。他們利用高能激光筆照射燃燒匙上的紅磷，紅磷被點燃。待紅磷熄滅且裝置完全冷卻后，將裝有白磷的燃燒匙提出水面，再次用高能激光筆照射白磷，白磷被點燃。
【記錄數據】研究小組同學從開始實驗到最后裝置冷卻后的整個實驗過程中，氧氣濃度傳感器與數顯設備相連，測量的容器內氧氣濃度變化曲線如圖2。
【實驗分析】
（1）圖1中紅磷燃燒的現象為 。
（2）圖2中BC段發生反應的文字表達式為 。
（3）圖2中DE段氧氣濃度變化的主要原因是 。
【實驗結論】
（4）紅磷燃燒 (填“能”或“不能”)耗盡空氣中的氧氣。
【再次探究】研究小組的同學再次查閱資料發現，食品脫氧劑(以鐵粉為主的物質組成)能通過化學反應除去密閉包裝袋中的氧氣，使食品處于無氧狀態。他們嘗試用圖3裝置進行實驗來測定空氣中氧氣的體積分數，量筒中裝有50mL水，記錄相關數據如下表所示：
實驗時間/min 0 5 10 30 35 45
量筒中液面的刻度/mL 50 35 27.5 19.7 19.7 19.7
（5）根據表中實驗數據計算空氣中氧氣的體積分數約為 。
（6）若實驗結束時，俯視讀取量筒中液體的體積，則測得的氧氣體積分數會 (填“偏大”、“偏小”或“不變”)。
【答案】（1）產生大量白煙，放熱
（2）
（3）白磷燃燒消耗氧氣
（4）不能
（5）20.2%
（6）偏小
【解析】（1）紅磷燃燒產生大量白煙，放熱；
（2）紅磷燃燒生成五氧化二磷，反應的文字表達式為：；
（3）圖2中C點時紅磷燃燒熄滅；曲線DE段氧氣濃度變化的主要原因為白磷燃燒消耗氧氣，裝置逐漸冷卻到室溫；
（4）紅磷燃燒熄滅后，白磷繼續燃燒，說明紅磷不能耗盡空氣中的氧氣；
（5）根據表中實驗數據進行推算，廣口瓶中氧氣的體積分數約為×100%≈20.2%；
（6）若實驗結束時，俯視讀取量筒中液體的體積，剩余水的體積讀數偏大，根據消耗氧氣的體積為量筒內減少的氣體體積，則消耗氧氣的體積偏小，測得氧氣的體積分數偏小。
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第2章 空氣與水資源
2.1 空氣的組成
學習目標
01
02
通過觀察的實驗現象初步推斷空氣的主要成分；
03
明確純凈物、混合物的概念，掌握從組成上對物質進行分類；
通過空氣成分的發現史體會科學家在探索空氣成分過程中的智慧和方法。
重點難點
教學重點
01 混合物與純凈物概念的辨析；
02 氮氣和稀有氣體的性質與用途。
01 區分一些典型的混合物與純凈物；
教學難點
02 實驗現象的觀察與分析。
我們每時每刻都離不開空氣，那你能看到空氣嗎？
課堂導入
空氣的組成
01
探究新知
利用下圖所示的實驗儀器，組裝成圖中所示的實驗裝置，利用該實驗裝置把一小集氣瓶中的部分空氣“捕捉”到另一個集氣瓶中。
1
實驗探究：“捕捉”空氣實驗
探究新知
從分液漏斗中不斷加水
將左邊集氣瓶中中的
空氣趕到右瓶中
實驗儀器
實驗裝置
排水法收集氣體
③水中的導管口如果有氣泡冒出，移開手一段時間后導管中能形成一段水柱，說明氣密性良好
②用手握住試管
①連接好儀器
注意：如果環境溫度偏高，也可采用酒精燈微熱或熱毛巾捂熱等其他方法。
2
方法導引：檢查裝置的氣密性
探究新知
①將集氣瓶的容積劃分為5等份，并加以標記。
②將橡膠管上的止水夾夾緊，在燃燒匙內裝入足量的紅磷，在酒精燈火焰上點燃紅磷后，將燃燒匙迅速伸入集氣瓶內，塞緊橡皮塞，觀察現象。
③待火焰熄滅后，觀察紅磷是否有剩余。待集氣瓶冷卻到室溫后，把導管插入盛水的燒杯中，打開止水夾，觀察現象。
3
觀察思考：空氣中氧氣體積分數的測定
探究新知
實驗現象　
①紅磷燃燒，產生大量白煙，放出熱量；
②冷卻后，打開彈簧夾，水倒吸入集氣瓶，進入集氣瓶內水的體積約占集氣瓶內空氣總體積的1/5。
空氣中氧氣約占空氣總體積的1/5
3
觀察思考：空氣中氧氣體積分數的測定
實驗結論　
探究新知
紅磷燃燒消耗了氧氣，生成了五氧化二磷固體，使得集氣瓶中的壓強減小。在大氣壓的作用下，燒杯中的水被壓入集氣瓶中。進入水的體積也就是消耗的氧氣的體積。
P O2 　　　 P2O5
氧氣被消耗，形成壓強差
3
觀察思考：空氣中氧氣體積分數的測定
實驗原理　
探究新知
①紅磷要足量（過量）。
②裝置的氣密性要好。
③等裝置冷卻到室溫后再打開止水夾。
3
觀察思考：空氣中氧氣體積分數的測定
實驗關鍵　
探究新知
（1）倒吸入集氣瓶中水的體積<1/5的原因:
（2）倒吸入集氣瓶中水的體積>1/5的原因:
紅磷的量不足
裝置漏氣
未等冷卻到室溫就打開止水夾
紅磷點燃后沒有迅速伸入集氣瓶中
紅磷在集氣瓶燃燒過程中，止水夾沒有夾緊
3
觀察思考：空氣中氧氣體積分數的測定
誤差分析　
探究新知
加熱“銅綠”
3
觀察思考：空氣中氧氣體積分數的測定
探究新知
【思考1】集氣瓶中的水上升到約1/5后，不能繼續上升，說明剩余氣體有什么性質？
剩余氣體約占空氣總體積的4/5，不能燃燒也不支持燃燒，且不溶于水。
主要是氮氣
加熱“銅綠”
3
觀察思考：空氣中氧氣體積分數的測定
探究新知
【思考2】蠟燭在空氣中燃燒生成二氧化碳和水。能否用蠟燭代替紅磷進行相同實驗，為什么？
不能，蠟燭在空氣中燃燒生成二氧化碳氣體，反應后裝置內壓強幾乎不變，無法形成壓強差。
（1）混合物：由兩種或兩種以上物質混合而成，其中各成分保持原有的化學性質
（2）純凈物：只由一種物質組成
如：空氣、食鹽水、蔗糖水等
如：氧氣、二氧化碳、水等
一、混合物與純凈物　
定 義　
至少兩種
只能一種
絕對純凈的物質并不存在，當其中雜質成分的含量極少時，即可認為是純凈物。
探究新知
潔凈的空氣、 清新的空氣、 澄清的石灰水
混合物
冰水混合物
五氧化二磷
純凈物
看組成物質種類的多少
一、混合物與純凈物　
判斷方法
不能根據表面字眼，更不能看字的多少。
探究新知
4
拓展視野：空氣成分的發現
探究新知
發現空氣中存在氧氣，并制得氧氣。
法國化學家
拉瓦錫
（1743—1794）
拉瓦錫用金屬燃燒實驗證明燃燒是金屬與空氣中的“上等純空氣”作用的結果，并發現了金屬燃燒后余下的“空氣”不支持燃燒和呼吸，第一次明確提出空氣是由氧氣和氮氣組成的。
瑞典化學家
舍勒
（1742—1786）
英國化學家
普里斯特利
（1733—1804）
近代化學之父
氮 氣
(78%)
氧 氣
(21%)
稀有氣體
(0.94%)
其他氣體和雜質(0.03%)
二氧化碳(0.03%)
按體積分數計算：
二、空氣的成分
通常情況下，空氣中各種成分的含量保持相對穩定。
探究新知
氮氣和稀有氣體
02
探究新知
醫療上可在液氮冷凍條件下做手術
超導磁懸浮列車
一、氮氣
物理性質　
1. 無色、無味、難溶于水。
2. 液氮的沸點低，可用作深度冷凍劑。
3. 液氮通常儲存于黑色鋼瓶中。
超導材料在液氮低溫環境下能顯示超導性能
液氮汽化吸熱
探究新知
硝酸、氮肥
2. 高溫高壓催化劑條件下，可以和氫氣反應生成氨氣，化工上生產氮肥和硝酸。
一、氮氣
化學性質　
1. 常溫下化學性質穩定，可用作保護氣。
氮氣 + 氫氣 氨氣
高溫 高壓
催化劑
制化肥
探究新知
探究新知
二、稀有氣體
物理性質　
包括氦氣、氖氣、氬氣、
氪氣、氙氣等
1. 無色、無味、難溶于水。
2. 通電時會發出有顏色的光，可用作電光源。
充入氖氣——發紅光，可做航標燈、指示燈
充入氬氣——發出藍紫色光
充入氙氣——可用于廣場照明 “人造小太陽”
3. 氦氣密度小，可用作填充氣球。
二、稀有氣體
化學性質　
化學性質很不活潑，被稱作“惰性氣體”，可用作保護氣。
氬氣用作焊接保護氣
探究新知
氦氣用作填充探空氣球或飛艇
課堂練習
1. 空氣是一種寶貴的資源。下列有關空氣的說法錯誤的是（ ）
A. 潔凈的空氣仍然屬于混合物
B. 食品包裝袋中充入氮氣可以防腐
C. 稀有氣體可作焊接金屬的保護氣
D. 空氣中氮氣的質量分數約為78%
D
課堂練習
2. 生活中的下列物質屬于純凈物的是（ ）
A. 食鹽水 B. 銅絲 C. 醬油 D. 牛奶
B
3. 下列物質屬于混合物的是（ ）
A. 干冰 B. 石灰水 C. 冰水混合物 D. 氧氣
B
課堂練習
4. 空氣成分中，在醫療麻醉和食品防腐等方面有著廣泛用途的是（ ）
A. 氮氣 B. 氧氣 C. 水蒸氣 D. 二氧化碳
A
5. 夜景中城市五顏六色的霓虹燈甚是好看，是因為燈管里有（ ）
A. 氧氣 B. 氮氣 C. 稀有氣體 D. 二氧化碳
C
課堂練習
6. 用如圖所示裝置測定空氣中氧氣的含量：點燃燃燒匙內的紅磷(足量)，迅速伸入集氣瓶中并塞緊瓶塞；待燃燒停止并冷卻至室溫，打開止水夾，發現燒杯內的水被吸入集氣瓶中，吸入水的體積約為集氣瓶總容積的1/5。下列關于該實驗的說法中，錯誤的是（ ）
A. 紅磷燃燒時產生白煙，說明生成了固體小顆粒
B. 可用蠟燭代替紅磷進行實驗
C. 該實驗證明了O2約占空氣體積的1/5
D. 這個實驗還不能證明空氣是由哪些物質組成的
B
課堂練習
7. 下列物質屬于混合物的是 (填序號，下同)，屬于純凈物的是 。
①氧氣 ②水蒸氣 ③紅磷 ④純凈的空氣
⑤海水 ⑥二氧化硫 ⑦高錳酸鉀 ⑧冰水混合物
⑨可口可樂 ⑩氫氣
①②③⑥⑦⑧⑩
④⑤⑨
課堂練習
8. 從冰箱中拿出一個杯子，放在空氣中，杯壁會變潮濕，這說明空氣中含有 ；點燃一個集氣瓶中的紅磷，用塞子將瓶口塞緊，等紅磷燃燒完全并冷卻后，這時打開瓶塞比較費力，原因是 ；
攀登高山時，登山運動員必須攜帶氧氣瓶，這是因為 。
水
紅磷燃燒消耗了氧氣，
使瓶內氣壓低于瓶外
海拔較高地區氧氣稀薄，且人運動時需要吸入的氧氣量增大，氧氣能供給呼吸
知識總結
謝謝您的觀看
THANKS

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