資源簡介

2.2 空氣的成分
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.清楚空氣中各種氣體的比例含量
2.了解空氣中氮氣和氧氣的占比
3.了解測定空氣成分的一些實驗
4.掌握紅磷燃燒實驗的一些細節(jié)
二、知識點默寫
空氣是人類和一切動植物的 ，也是重要的 資源。
紅磷燃燒時產(chǎn)生大量 （五氧化二磷），探究空氣的成分實驗中，當(dāng)燃燒結(jié)束后，打開 ，燒杯中的水被吸入了 ，白煙消失，進入集氣瓶的水的體積約占其體積的 。
煙一般是 ，霧一般是 ，煙霧是2者混合。
空氣的組成：氮氣，氧氣，二氧化碳，稀有氣體，其他氣體和雜質(zhì)。體積分數(shù)： 大約78%， 大約21%， 大約0.03%。
像空氣一樣由兩種或兩種以上物質(zhì)組成的物質(zhì)叫做 ，只由一種物質(zhì)組成的物質(zhì)稱為 。
稀有氣體不活潑，曾被叫做 ，但是也能夠與一些物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。氦氣也可以用來 氣球，當(dāng) 通過稀有氣體的燈管時，就會發(fā)出 的光。
法國的 首先發(fā)現(xiàn)空氣的組成，實驗的材料是 。
工業(yè)上可以從空氣中獲得 和 ，這是根據(jù)他們的 不同。這種方法叫 法，是 變化。
人們將液氮和液氧分別裝入鋼瓶中，提供給各機構(gòu)使用，盛液氮的鋼瓶被漆成 ，盛液氧的鋼瓶被漆成 。液氮可以用來 ，醫(yī)院以前用氧氣瓶，然后逐漸被中央氧氣替代。

三、例題解析
考點一 考察空氣中氧氣占比
[例題1]節(jié)日期間的商場里顧客很多，有人會感覺到悶熱缺氧，測定出氧氣的體積分數(shù)可能是（?? ）
A.?1%????????????????????????????????B.?19%???????????????????????????????????C.?25%???????????????????????????????????D.?78%
[解析]空氣中氧氣含量為21%，商場里人多，氧氣含量會比正常空氣中含量偏低，所以選項中氧氣的體積分數(shù)可能是19%；
[答案]B
考點二 燃燒實驗判定空氣成分的實驗細節(jié)
[例題2]如圖所示裝置可用來測定空氣中氧氣的體積分數(shù)。對該實驗的分析正確的是(??? )
A.?白磷不一定要足量?????????????????????? ?????????B.?裝置氣密性不會影響實驗結(jié)果
C.?將白磷改為木炭也能得到正確結(jié)論????D.?冷卻后瓶內(nèi)壓強減小而導(dǎo)致集氣瓶從燒杯中吸水
[解析]A.如果白磷太少，那么集氣瓶內(nèi)的氧氣消耗的不夠充分，計算出氧氣的體積分數(shù)就會偏小；
B.如果裝置的氣密性不好，那么外面的空氣會進入集氣瓶內(nèi)，使集氣瓶內(nèi)氣壓變化太小，自然吸入的水體積就少，計算出的氧氣體積分數(shù)就偏小；
C木炭燃燒生成二氧化碳氣體，反應(yīng)前后集氣瓶內(nèi)的氣壓幾乎不變，幾乎沒有水吸進集氣瓶內(nèi)，因此無法測量其中氧氣的體積；
D.冷卻后瓶內(nèi)壓強減小而導(dǎo)致集氣瓶從燒杯中吸水。
[答案]D
鞏固練習(xí)
1.空氣的成分：①氧氣；②氮氣；③稀有氣體；④二氧化碳、其他氣體和雜質(zhì)。按體積分數(shù)由大到小的順序排列正確的是(?? )
A.?①②③④???????????????????????????B.?②①③④???????????????????????????
C.?①②④③???????????????????????????D.?②①④③
2.有關(guān)空氣中各成分的利用，不正確的是(??? )
A.?氧氣可用作燃料??????????????????????????????????????????????????B.?二氧化碳制成干冰，用于制造舞臺煙霧
C.?氮氣用作食品填充氣???????????????????????????????????????????D.?稀有氣體用于制造各種用途的光源，如霓虹燈
3.利用右圖裝置測定空氣中氧氣的含量，紅磷燃燒后恢復(fù)到室溫，打開彈簧夾后，發(fā)現(xiàn)進入廣口瓶的液體積小于廣口瓶容積的1/5。造成這一現(xiàn)象的原因不可能是（?? ）

A.?實驗裝置漏氣?????????????????????????????????????????????????????B.?實驗中所取的紅磷不足量
C.?實驗前沒有將彈簧夾夾緊????????????????????????????????????D.?燃燒紅磷時插入得太慢
4.中國舉辦的2019年世界環(huán)境日，主題是聚焦空氣污染防治，口號是“藍天保衛(wèi)戰(zhàn)，我是行動者”。下列關(guān)于空氣的說法中，正確的是（ ??）
A.?空氣中少量的二氧化碳是形成酸雨的主要氣體
B.?空氣中的氧氣化學(xué)性質(zhì)比較活潑，具有可燃性
C.?空氣中含有少量的稀有氣體，它們可用于制造霓虹燈
D.?空氣中分離出來的氮氣用于食品防腐，是利用了氮氣的物理性質(zhì)
5.在航天活動中需要“人造空氣”供航天員呼吸．這種“人造空氣”中氮氣含量約占70%、氧氣占20%以上．此外還有二氧化碳等氣體，非常接近空氣比例。下列說法正確的是（?? ）
A.?空氣中的氮氣對人類呼吸沒有任何作用，因此人造空氣中可以不需要氮氣
B.?飛船內(nèi)應(yīng)充滿純凈的氧氣，這樣會更有益于人的呼吸
C.?我們周圍的空氣中各成分的體積分數(shù)是不變的，不隨地域和季節(jié)的變化而變化
D.?空氣中的二氧化碳含量雖然很少，但是在自然界中是必不可少的
6.空氣是一種寶貴的自然資源，下列說法中錯誤的是(??? )
A.?潔凈的空氣屬于純凈物???????????????????????????????????B.?氮氣性質(zhì)穩(wěn)定可以作為食品保護氣
C.?通常情況空氣中各成分的比例保持相對穩(wěn)定???
?D.?稀有氣體在通電時會發(fā)出不同顏色的光制作霓虹燈
7.如圖所示，在測定空氣里氧氣的含量實驗中，下列做法不正確的是(?? )
A.?連接裝置后先檢查裝置的氣密性?????????????????????????B.?紅磷要足量
C.?點燃紅磷后立即伸入瓶中并塞緊膠塞??????????????????D.?紅磷熄滅后立刻打開止水夾
8.空氣是一種寶貴的自然資源，下列有關(guān)說法中不正確的是(??? )
A.?法國化學(xué)家拉瓦錫研究了空氣的成分，并得出氧氣約占空氣總質(zhì)量1/5的結(jié)論
B.?空氣是由氮氣、氧氣、稀有氣體、二氧化碳等物質(zhì)組成的混合物
C.?氮氣是制造硝酸和氮肥的重要原料
D.?稀有氣體都沒有顏色、沒有氣味，在通電時能發(fā)出不同顏色的光
9.如圖是“空氣中氧氣體積分數(shù)測定”實驗的改進裝置，主要操作是：在實際容積為150mL的集氣瓶里，先裝50mL的水，連接玻璃棒好裝置，按下熱的玻璃棒，白磷立即被點燃。下列有關(guān)該實驗的說法不正確的是（ ??）
A.?該實驗測得的結(jié)果誤差較小
B.?實驗后最終集氣瓶中水的體積為70mL
C.?必須要用彈簧夾夾緊橡皮管，否則空氣會受熱膨脹逸出
D.?整個實驗在封閉的容器內(nèi)進行，污染較小
10.如圖為空氣成分示意圖(按體積分數(shù)計算)，其中“c”代表的是（?? ）
A.?二氧化碳????????????????????????????????B.?氮氣?????????????????????????
C.?氧氣????????????????????????????????D.?稀有氣體
11.某科學(xué)家除去空氣中的O2與CO2得N2樣品，并在相同條件下比較等體積的樣品質(zhì)量(m1)與純N2質(zhì)量(m2)，重復(fù)多次，結(jié)果均為m1＞m2 ， 樣品中含哪種氣體可解釋該結(jié)果（?? ）
A.?氖??????????????????????????????????????B.?氬????????????????????????????????C.?甲烷??????????????????????????????????????D.?水蒸氣
12.最早用定量實驗的方法研究空氣的成分并得出了“空氣是 15 體積的氧氣和 45 體積的氮氣組成”的科學(xué)家是（?? ）
A.?道爾頓????????????????????????????B.?拉瓦錫??????????????????????????C.?湯姆生???????????????????????????????D.?門捷列夫
13.小林從冰箱里拿出冰凍的飲料，用干布擦凈瓶外壁的水，放置于桌面片刻，發(fā)現(xiàn)瓶外壁又掛滿水珠，這說明空氣中有（?? ）
A.?氮氣?????????????????????????????B.?氧氣??????????????????????????????C.?二氧化碳?????????????????????????????????D.?水蒸氣
14.生活中有許多物質(zhì)會引起中毒，下列各項不屬于環(huán)境毒物的是(?? )
A.?敵百蟲????????????????????????????B.?一氧化碳?????????????????????????????C.?氮氣????????????????????????????D.?工業(yè)用鹽
15.為了測定能使帶火星的木條復(fù)燃時氧氣的最低含量是多少，課外活動小組的同學(xué)們進行了實驗探究。他們設(shè)計的實驗方案是先將氧氣和空氣按不同的體積比收集在集氣瓶里，收集氣體的裝置如圖所示。收集氣體的方法是：在100mL集氣瓶里裝滿水，塞緊橡膠塞并關(guān)閉活塞b，打開活塞a通入氧氣，把瓶里的水排入量筒，當(dāng)量筒內(nèi)的水達到設(shè)定的體積后立即關(guān)閉活塞a，然后打開活塞b通入空氣，把瓶里的水全部排入量筒。若要收集一瓶含氧氣的體積分數(shù)約為44.7%的氣體，則通入氧氣的體積和通入空氣的體積比約是________。
答案
知識點默寫
生命支柱 自然
白煙 彈簧夾 集氣瓶 五分之一
固體小顆粒 液體小液滴
氮氣 氧氣 二氧化碳
混合物 純凈物
隋性氣體 填充 電流 五顏六色
拉瓦錫 氧化汞
氮氣 氧氣 沸點 分離空氣 物理
黑色 藍色 降溫
鞏固練習(xí)
1. B 2. A 3. C 4. C 5. D
6. A 7. D 8. A 9. C 10. C
11. B 12. B 13. D 14. C
15. 3∶7
鞏固練習(xí)解析
1. B
【解析】氮氣大約占空氣體積的78%，氧氣大約占空氣體積的21%，稀有氣體大約占空氣體積的0.94%，二氧化碳、其他氣體和雜質(zhì)大約占空氣體積的0.06%，則按體積分數(shù)由大到小的順序排列正確的是：②①③④。
2. A
【解析】A.氧氣支持燃燒，但自身不能燃燒，因此不能做燃料，故A錯誤符合題意；
B.二氧化碳制成干冰，干冰升華時吸收大量的熱，從而使水蒸氣液化成小水珠，用于制造舞臺煙霧，故B正確不合題意；
C.氮氣的化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定，不與其它氣體發(fā)生反應(yīng)，因此用作食品填充氣，故C正確不合題意；
D.稀有氣體裝在燈泡里，可以使燈泡發(fā)出不同顏色的光，因此用于制造各種用途的光源，如霓虹燈，故D正確不合題意。
3. C
【解析】A.當(dāng)紅磷燃燒消耗氧氣后，瓶內(nèi)氣壓下降，如果實驗裝置可漏氣 ，那么外面的空氣進入瓶中，從而使進入水的體積減少，故A正確不合題意；
?B.如果實驗中所取的紅磷不足量， 那么瓶中的氧氣不能被完全消耗，從而使進入瓶內(nèi)的水的體積減小，故B正確不合題意；
?C.如果實驗前沒有將彈簧夾夾緊，那么隨著溫度的升高，瓶中的氣體壓強增大，氣體會從水中溢出，從而導(dǎo)致流入水的體積變大，故C符合題意；
D.如果紅磷燃燒時插入太慢，那么會導(dǎo)致外面的空氣不斷進入瓶中，使流入瓶中的水的體積減小，故D不合題意。
4. C
【解析】A.空氣中少量的二氧化硫是形成酸雨的主要氣體，故A錯誤；?
B.空氣中的氧氣化學(xué)性質(zhì)比較活潑，不具有可燃性，但支持燃燒，故B錯誤；?
C.空氣中含有少量的稀有氣體，它們可用于制造霓虹燈，故C正確；?
D.空氣中分離出來的氮氣用于食品防腐，是利用了氮氣的化學(xué)性質(zhì)，故D錯誤。
5. D
【解析】A.由于氮氣化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，無毒，主要用來調(diào)節(jié)氧氣含量的，而純氧氣不利于人體呼吸，故A錯誤；
B.如果長時間吸入純氧，體內(nèi)氧化速度過快，放出的熱量過多，正常的生理機制發(fā)生紊亂，使體溫升高，會出現(xiàn)病態(tài)，故B錯誤；
C.一般來說，空氣的成分是比較固定的，但在不同地區(qū)或同一區(qū)域的不同季節(jié)空氣的成分也有所不同，故C錯誤；
D.空氣中的二氧化碳含量雖然很少，但是在自然界中是植物進行光合作用必不可少的原料
6. A
【解析】A、潔凈的空氣屬于混合物，A符合題意；
? B、氮氣化學(xué)性質(zhì)不活潑，可用作食品保護氣，對應(yīng)關(guān)系成立，B不符合題意；
? C、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(zhì)占0.03%，故通常情況空氣中各成分的比例保持相對穩(wěn)定，C不符合題意；
? D、霓虹燈內(nèi)的稀有氣體通電，會發(fā)出不同顏色的光，用稀有氣體可制成霓虹燈，原因是稀有氣體在通電時，會發(fā)出不同顏色的光，D不符合題意。
7. D
【解析】A、該實驗要求裝置密閉，連接裝置后要先檢查裝置氣密性，說法正確；
B、紅磷要足量，以保證消耗掉裝置內(nèi)的氧氣，說法正確；
C、為防止裝置內(nèi)氣體逸出， 點燃紅磷后立即伸入瓶中并塞緊膠塞 ，說法正確；
D、紅磷熄滅后立即打開止水夾會使結(jié)果偏小，說法不正確；
8. A
【解析】A、拉瓦錫測得氧氣體積含量為五分之一，符合題意；
B、 空氣是由氮氣、氧氣、稀有氣體、二氧化碳等物質(zhì)組成，屬于混合物，不符合題意；
C、 氮氣是制造硝酸和氮肥的重要原料 ，不符合題意；
D、 稀有氣體都沒有顏色、沒有氣味，在通電時能發(fā)出不同顏色的光 ，不符合題意；
9. C
【解析】A.該實驗直接用熱的玻璃棒去引燃白磷，不需要再打開瓶塞，瓶內(nèi)氣體不會受熱從瓶口逸出，因此誤差較小，A正確，不符合題意。
B.氧氣占空氣體積約五分之一， 在實際容積為150mL的集氣瓶里，先裝50mL的水，實驗結(jié)束后氣體體積減少五分之一，則倒吸過去的水占原空氣的五分之一，則最終瓶內(nèi)的水的體積為70mL,B正確，不符合題意。
C.實驗過程中必須要用彈簧夾加緊橡皮管，防止瓶內(nèi)空氣受熱逸出，但反應(yīng)結(jié)束后，待冷卻至室溫即可打開彈簧夾，使水能夠順利倒吸回瓶內(nèi)，C描述不準(zhǔn)確，符合題意。
D.
整個實驗在封閉的容器內(nèi)進行，污染較小，D正確，不符合題意。
10. C
【解析】由圖示可知，c是在空氣中含量占第二位的氣體，即為氧氣；
11. B
【解析】A、空氣中除含有氧氣、二氧化碳、氮氣外，還含有稀有氣體，但等體積的氖氣質(zhì)量比氮氣質(zhì)量小，結(jié)果應(yīng)是 m1 B、空氣中除含有氧氣、二氧化碳、氮氣外，還含有稀有氣體，等體積的氬氣質(zhì)量比氮氣質(zhì)量大， 結(jié)果均為m1＞m2 ， 符合題意；
C、空氣中不含甲烷， 不符合題意；
D、等體積的水蒸氣比氮氣的質(zhì)量小，結(jié)果應(yīng)是 m112. B
【解析】 最早用定量實驗的方法研究空氣的成分并得出了“空氣是 15 體積的氧氣和 45 體積的氮氣組成”的科學(xué)家是拉瓦錫；
13. D
【解析】 小林從冰箱里拿出冰凍的飲料，用干布擦凈瓶外壁的水，放置于桌面片刻，發(fā)現(xiàn)瓶外壁又掛滿水珠， 是因為空氣中的水蒸氣遇冷液化成水；
14. C
【解析】? A、敵百蟲是一種有機磷殺蟲劑，以急性中毒為主的，A不符合題意。
? B、一氧化碳進入人體后，會導(dǎo)致人體窒息死亡，有毒性，B不符合題意。
? C、氮氣無毒，在日常生活中，可以用來防止糧食發(fā)霉，C符合題意。
? D、工業(yè)用鹽若是人長期食用，會導(dǎo)致中毒，D不符合題意。
15. 3∶7
【解析】設(shè)通入氧氣后量筒內(nèi)水的體積為x，
那么得到：x+(100mL-x)×21%100mL ×100%＝44.7%，
解得：x＝30mL；
則通入氧氣后量筒體積為30mL，通
入空氣的體積為100mL－30mL＝70mL，
則通入氧氣的體積和通入空氣的體積比約是30mL∶70mL＝3∶7

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