人教版九上同步专题讲义：专题03 围绕我们的空气

专题03围绕我们的空气空气的成分（基础知识）测空气中氧气含量的实验拓展空气资氧气的性质知识点一空气的成分（基础知识）1.空气成分的研究史名称装置原理操作现象拉瓦锡装置连续加热12天，发现曲颈甑部分因白色液体变成红色粉末，汞槽中的液面上升的体积为原容器内部空气体积的1/5装置特点：操作复杂、耗费时间长、有毒法国科学家拉瓦锡最早运用天平作为研究化学的工具，用定量的方法研究了空气的成分，第一次明确提出了“空气是由氧气和氮气组成”。其中氧气约占空气总体积的1/5的结论。2.空气的成分以氮气和氧气为主，属于混合物。【温馨提示】（1）空气中各成分含量表示的都是体积分数，而不是质量分数。（2）空气中各成分是相对稳定的。3.空气主要成分的性质和用途成分主要性质主要用途氮气（N2）化学性质：比较稳定，不能燃烧，不支持燃烧物理性质：无色无味气体、难溶于水氮气可作保护气，氮肥，液氮用户冷冻麻醉氧气（O2）化学性质：比较活泼、支持呼吸作用，助燃物理性质：无色无味气体、不易溶于水用于登山、潜水、医疗，气焊，液氧用作火箭发射助燃剂稀有气体（He等）化学性质：很稳定物理性质：无色无味气体，通电时发光作保护气，霓虹灯电光，医疗麻醉4.纯净物和混合物 物质纯净物混合物概念只由一种物质组成的物质叫纯净物由两种或多种物质混合而成的物质叫混合物区别①由同种物质组成，即相同的分子、原子或离子，具有固定的组成②可以用化学式表示，如氧气用O2表示③有固定的性质①由不同种物质混合而成，各种物质彼此间不反应，没有固定的组成②不能用化学式表示③无固定性质（如熔、沸点等），各自保持原物质的性质举例氧气、氮气、二氧化碳、蒸馏水、氢氧化钙等空气、盐水、糖水、矿泉水、铝合金、酱油等联系【注意事项】混合物是由纯净物混合而成。【典例1】★★☆☆☆空气中含量较多且性质比较活泼的气体是（）Ａ．水蒸气B．氮气Ｃ．氧气D.二氧化碳【答案】C【解析】氮气约占空气体积的4/5，氧气约占空气体积的1/5，且氧气的化学性质比较活泼，在一定条件下，能与许多物质发生化学反应。【典例2】★★☆☆☆下列物质中，属于纯净物的是()A.海水B.汽油C.蒸馏水D.空气【答案】C【解析】蒸馏水为纯净物，其他物质都是混合物。【训练1】★★☆☆☆下列关于空气成分的说法错误的是（）A.氧气约占空气体积的21%B.饼干在空气中变软是因为空气中含有水蒸气C.稀有气体通电发光是化学变化D.空气中的氧气主要来自植物的光合作用【答案】C【解析】稀有气体通电发光是物理变化知识点二测空气中氧气含量的实验拓展空气中氧气成分的测定： 1.原理:利用红磷在空气中燃烧，将集气瓶内氧气消耗掉，生成五氧化二磷白色固体，使密闭容器内压强减小；在大气压作用下，进入集气瓶内水的体积即为减少的氧气的体积。表达式：磷（P）+氧气（O2）五氧化二磷（P2O5）2.装置图3.实验步骤：（1）将仪器连接好并检查装置的气密性。（2）在集气瓶底装入少量的水，再把剩余的容积分成五等份并做上记号。（3）用弹簧夹夹紧乳胶管。（4）在燃烧匙内放入过量的红磷。（5）点燃红磷迅速伸入集气瓶中，并把塞子塞紧。（6）红磷燃烧停止，待集气瓶冷却到室温后，打开弹簧夹。4.实验现象：①、红磷燃烧产生大量白烟。②、（过一会儿白烟消失，装置冷却到室温后打开弹簧夹）烧杯中的水进入集气瓶约占其体积的1/5。5.实验结论：说明空气不是单一的物质；氧气约占空气总体积的1/5。氮气（集气瓶内剩余的气体主要是氮气）具有不能燃烧、不支持燃烧和难溶于水的性质。6.空气中氧气成分的测定注意事项：A、所用的红磷必须足量，如果红磷过少则氧气没有全部消耗完B、要等集气瓶（装置）冷却后才能打开弹簧夹C、装置的气密性要好（否则测量结果偏小）D、要先夹住橡皮管，然后再点红磷（否则测量结果偏大）。E、实际实验中，如果测得的结果比真实值小，其原因可能是：①红磷量不足；②装置气密性差；③未冷却至室温就打开弹簧夹；F、实际实验中，如果测得的结果比真实值大，其原因可能是：①没有先夹住橡皮管，然后再点红磷；②燃着的燃烧匙没有迅速伸进集气瓶．G.可燃物必须选用燃烧后生成物为固体的物质。不能选用木炭、硫等，因为木炭、硫燃烧产生的是气体物质，且与所耗氧气体积相同，使瓶内外气压相等，水不会倒吸入瓶中。【典例1】★★☆☆☆测定空气中氧气的含量，实验前在集气瓶内加入少量的水，并做上记号。下列说法中，不正确的是()A.实验时红磷一定过量B.点燃红磷前先用弹簧夹夹紧乳胶管C.红磷熄灭后立刻打开弹簧夹D.最终进入瓶中水的体积约等于氧气的体积【答案】C【解析】要等集气瓶（装置）冷却后才能打开弹簧夹【训练1】★★★☆☆为了测定空气的成分，按右图所示装置做实验：

（1）装置连接好后，先要检查装置的。（2）将燃烧匙中过量的红磷点燃后放入集气瓶中，红磷燃烧产生。该反应的文字表达式。

（3）反应停止，待集气瓶冷却后打开止水夹，烧杯中的水会,约达到集气瓶内空气体积的为止。（4）此实验说明空气中含有，大约占空气总体积的。【答案】（1）气密性（2）大量白烟红磷+氧气五氧化二磷（3）倒吸入集气瓶中1/5（4）氧气1/5【解析】过量的红磷燃烧，将集气瓶中的氧气完全消耗掉，使瓶内压强减小；冷却后打开止水夹，烧杯中的水被倒吸入集气瓶内，所进水的体积和消耗掉氧气的体积相等。知识点三空气资空气是一种宝贵的自然资。1.氮气：是无色、无味的气体，密度比空气略小，难溶于水。氮气的化学性质不活泼。主要用途是用作保护气、合成氮肥等。2.氧气：是无色、无味的气体，密度比空气大，不易溶于水。主要用途是供给呼吸和支持燃烧；医疗、潜水、气焊、炼钢、宇航等都需要用到氧气。3.稀有气体：氦、氖、氩、氪、氙等气体的总称。是无色、无味的气体，难溶于水。化学性质很不活泼，一般情况下不与其他物质反应。通常作保护气、制成多种电光、用于激光技术；氦用于制造低温环境；氙用于医疗麻醉。4.造成空气污染的物质：有害气体（一氧化碳（CO）、二氧化氮（NO2）、二氧化硫（SO2））和烟尘。5.污染来：空气中的有害物质来自化石燃料的燃烧，工厂排放的废气及汽车排放的尾气。6.被污染的空气带来的危害：损害人体健康、影响作物生长、破坏生态平衡。存在的环境问题：温室效应（二氧化碳含量过多引起）臭氧层空洞飞机的尾气、氟里昂的排放）、酸雨（由二氧化硫、二氧化氮引起）。6.防止空气污染的措施：加强大气质量监测,改善环境状态、植树造林、使用清洁能。7.目前空气污染指数包括：一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、可吸入颗粒物、臭氧。【典例1】★★☆☆☆“美丽中国，我是行动者”。下列发电方式可能造成空气污染的是()A.太阳能发电B.风力发电C.潮汐力发电D.燃煤发电【答案】D【解析】太阳能发电、风力发电、潮汐发电都不会造成空气污染，煤炭发电生成二氧化硫，烟尘等污染物，污染空气。【训练1】★★★☆☆空气是一种宝贵的自然资,由多种物质组成。下列说法错误的是()A.氦气可用来填充探空气球B.氮气充入食品包装袋防腐C.二氧化碳是植物光合作用的基本原料D.氧气可用作火箭发射的燃料【答案】D【解析】A.氦气的密度比空气小，且化学性质稳定，可用填充探空气球，故说法正确；B.氮气化学性质稳定，可用作食品保护气，故说法正确；C.二氧化碳是植物进行光合作用必需的物质，故说法正确；D.氧气有助燃性，可用作火箭发射的助燃剂，不具有可燃性，不能做燃料，故说法错误。知识点四氧气的性质一、氧气的物理性质1、色、味、态：通常情况下，是无色无味的气体；2、密度：标准状况下，密度为1.429g/L，密度比空气的大。（可用向上排空法）3、溶解性：氧气不易溶于水。（可用排水法收集），4、三态变化：降温后，氧气可以变为淡蓝色的液体，甚至淡蓝色雪花状固体。【温馨提示】氧气不易溶于水，不等于氧气不溶于水，只是溶解较少而已。河水、海水中的鱼虾等能生存，可以证明自然界的水中溶有氧气。二、氧气的化学性质（比较活泼）名称装置原理实验现象木炭（黑色固体）与氧气反应点燃点燃C+O2→CO2空气中：木炭红热，放热大量的热，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体氧气中：剧烈燃烧，发出白光，放出大量的热，生成使澄清石灰水变浑浊的气体注意：坩埚钳应该由上而下慢慢伸入瓶中目的：使木炭与氧气充分反应硫磺（淡黄色）与氧气反应点燃点燃S+O2→SO2空气中：发出微弱的淡蓝色火焰，放热，有刺激性气味气体生成氧气中：发出明亮的蓝紫色火焰，放出大量的热，有刺激性气味气体生成注意：1．硫的用量不能过多，实验应在通风处进行目的：防止对空气造成污染2．集气瓶底部放少量水目的：吸收二氧化硫，防止污染空气红磷（暗红色固体）与氧气反应点燃点燃P+O2→P2O5空气中：燃烧产生白烟，发出黄色火焰，放出大量的热氧气中：燃烧产生大量白烟，发出白光，放出大量的热注意：五氧化二磷是固体小颗粒，所以现象是白烟铁丝（银白色固体）与氧气反应点点燃Fe+O2→Fe3O4空气中：红热、离火后变冷氧气中：剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体注意：1．铁丝绕成螺旋状目的：使铁丝充分与氧气接触2．铁丝下端系一根火柴目的：引燃铁丝3．火柴快燃尽再将铁丝伸入集气瓶目的：防止火柴燃烧消耗氧气，导致铁丝不能燃烧4．集气瓶底部放少量水或细沙目的：防止高温熔融物溅落，炸裂集气瓶底部三、化合反应两种或两种以上的物质反应生成另一种物质，这样的反应叫化合反应【典例1】★★★☆☆下列相关实验现象的描述中,错误的是()A.硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰B.红磷在空气中燃烧，产生大量的白烟C.铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体D.汞在空气中加热时，产生了红棕色的氧化汞【答案】D【解析】A.硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，产生一种具有刺激性气味的气体，故选项说法正确。B.红磷在空气中燃烧，产生大量的白烟，故选项说法正确。C.铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成一种黑色固体，故选项说法正确。D.汞在空气中加热时，产生了红棕色的氧化汞为结论，不能用具体物质描述现象，故选项说法错误。【训练1】★★★☆☆小明在做铁丝的燃烧实验时发现铁丝没有燃烧起来,下列建议你不需要提供给他的是()A.注意铁丝是否打磨B.注意收集的氧气是否纯净C.注意集气瓶内是否留少量水D.注意火柴是否刚点燃就伸入集气瓶【答案】C【解析】A.小明在做铁丝的燃烧实验时发现铁丝没有燃烧起来可能是铁丝没有打磨，正确；B.小明在做铁丝的燃烧实验时发现铁丝没有燃烧起来可能是收集的氧气不纯净，正确；C.注意集气瓶内是否留少量水是为了防止高温熔化物溅落炸裂瓶底，错误；D.小明在做铁丝的燃烧实验时发现铁丝没有燃烧起来可能是火柴没有刚点燃就伸入集气瓶，正确；知识点五氧化反应物质与氧发生的反应。提供氧的为氧化剂，氧气是最典型的氧化剂，称为氧化反应；某些物质在一些条件下，与氧气发生缓慢的氧化反应，称为缓慢氧化。缓慢氧化也放热。如：动植物新陈代谢，金属的腐蚀，食物的腐烂、动植物的呼吸、农家肥的腐熟等。比较剧烈氧化与缓慢氧化

相同点不同点举例剧烈氧化有氧气参加，都发生氧化反应，都放出热量发光，剧烈红磷燃烧缓慢氧化不发光，缓慢不易擦觉动植物呼吸、酒和醋的酿造、农家肥料的腐熟、食物腐败化合反应与氧化反应的联系化合反应不一定是氧化反应，氧化反应也不一定是化合反应。如：氧化钙＋水氢氧化钙（是化合反应，但不是氧化反应）石蜡＋氧气二氧化碳＋水（是氧化反应，但不是化合反应）铁+氧气四氧化三铁（既是化合反应，又是氧化反应）【典例1】★★★★☆下列反应中,属于氧化反应但不属于化合反应的是()加热A.碱式碳酸铜氧化铜+二氧化碳+水B.镁+氧气氧化镁加热C.酒精+氧气二氧化碳+水D.氢气+氧气水【答案】C【解析】A.碱式碳酸铜加热氧化铜+二氧化碳+水，该反应不是物质与氧气发生的化学反应，不属于氧化反应，故选项错误。B.镁+氧气点燃氧化镁，该反应符合“多变一”的特征，属于化合反应；又是物质与氧气发生的化学反应，属于氧化反应；故选项错误。C.酒精+氧气点燃二氧化碳+水，该反应是物质与氧气发生的化学反应，属于氧化反应；但该反应的生成物是两种，不符合“多变一”的特征，不属于化合反应，故选项正确。D.氢气+氧气点燃水，该反应符合“多变一”的特征，属于化合反应；又是物质与氧气发生的化学反应，属于氧化反应；故选项错误。【训练1】★★★☆☆属于缓慢氧化的变化的是（）A.木炭燃烧B.蜡烛燃烧C.食物腐败D.汽油燃烧【答案】C1.如图为空气成分示意图（按体积计算），其中“甲”代表的是（）

A.氮气B.氧气C.二氧化碳D.稀有气体【答案】A【解析】A、氮气约占78%，故“甲”代表的是氮气，符合题意；B、氧气约占21%，故“乙”代表的是氧气，不符合题意；C、二氧化碳约占0.031%，故“丙”代表的是二氧化碳和稀有气体，不符合题意；

D、稀有气体约占0.939%，故“丙”代表的是二氧化碳和稀有气体，不符合题意。2.今年我国生态环境部门将进一步推进“十四五”生态环境保护规划和迈向美丽中国生态环境保护战略,下列符合这一观念的是（）A.推动风能、太阳能产业发展B.高炉炼铁的废气直接排放到大气中C.为提高粮食产量，增加化肥用量D.为了节约用水，可以用工业废水浇灌农田【答案】A【解析】A.发展太阳能、风能等新能，能减少二氧化碳的排放，符合题意；B.高炉炼铁的废气中含有有毒的一氧化碳，不能直接排放到大气中，需要经过处理后才能排放，不合题意；C.合理使用化肥能提高农作物产量，过量使用会造成环境的污染，不合题意；D.工业废水中含有有毒、有害物质，不能直接用来灌溉农田，不合题意。3．下列物质属于纯净物的是（）A．氯酸钾 B．不锈钢 C．自来水 D．空气【答案】A【解析】A、氯酸钾是由一种物质组成，属于纯净物，故A正确；B、不锈钢中含有铁、碳等物质，属于混合物，故B错；C、自来水中含有水和消毒剂等物质，属于混合物，故C错；D、空气中含有氧气、氮气、二氧化碳等物质，属于混合物，故D错。4.下列有关氧气的组成、结构、性质和用途的说法中，正确的是（）A．氧气极易溶于水B．氧气是一种化学性质非常活泼的气体C．氧气可用做燃料D．炼钢、气焊以及化工生产和航空航天等都要用到氧气【答案】D【解析】A、氧气不易溶于水，故A说法不正确；B、氧气是一种化学性质比较活泼的气体，故B说法不正确；C、氧气只是助燃剂；D、炼钢、气焊以及化工生产和航空航天等都要用到氧气，故D说法正确。5.下列对实验现象的描述不正确的是（）A．铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体B．蜡烛在空气中燃烧，生成二氧化碳和水C．硫在氧气中燃烧，产生蓝紫色火焰，生成带有刺激性气味的气体D．氢气在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰【答案】B【解析】A、铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成一种黑色固体，故选项说法正确。B、蜡烛在空气中燃烧，生成二氧化碳和水，是实验结论而不是实验现象，故选项说法错误。C、硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，产生一种具有刺激性气味的气体，故选项说法正确。D、氢气在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰，故选项说法正确。6.下列有关物质燃烧现象的叙述中，正确的是（）A.木条在空气中燃烧：发出红色火焰，生成大量白雾B.铁丝在氧气中燃烧：发出耀眼的白光，只生成一种白色固体C.硫粉在空气中燃烧：火焰呈淡蓝色，生成一种带刺激性气味的气体D.红磷在氧气中燃烧：火焰呈淡蓝色，生成大量的白色烟雾【答案】C【解析】A.木条在空气中燃烧，只能烧至红热，故选项说法错误。B.铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成一种黑色固体，故选项说法错误。C.硫粉在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰，产生一种具有刺激性气味的气体，故选项说法正确。D.红磷在氧气中燃烧，产生大量的白烟，而不是白色烟雾，故选项说法错误。7.下列关于空气的说法正确的是（）A.空气中的氧气可用做燃料B.按质量计算，空气中氮气约占78%C.空气中的氮气可用于食品防腐D.空气中PM2.5含量高说明空气质量好【答案】C【解析】A.氧气具有助燃性，不具有可燃性，不能做燃料，故A错；B.按体积计算，空气中氮气约占78%，故B错；C.氮气化学性质稳定，可用于食品防腐，故C正确；D.空气中PM2.5含量高说明空气质量差，故D错。8.化学概念间有如右下图所示的部分关系，下列说法正确的是A．纯净物与混合物属于包含关系B．氧化物与化合物属于交叉关系C．物理变化与化学变化属于包含关系D．氧化反应与化合反应属于交叉关系【答案】D【解析】A、由两种或两种以上物质组成的物质叫混合物；由一种物质组成的物质叫纯净物；纯净物与混合物属于并列关系，故错误；B、由两种元素组成，且其中一种是氧的化合物叫氧化物，氧化物与化合物属于包含关系，故错误；C、物理变化和化学变化的根本区别在于是否有新物质生成，如果有新物质生成，则属于化学变化；反之，则是物理变化。物理变化与化学变化属于并列关系，故错误；D、由两种或两种以上物质生成一种物质的反应叫化合反应；物质与氧气的反应属于氧化反应；当氧化反应的生成物只有一种时即为化合反应，当化合反应的反应物中有氧气时即为化合反应，氧化反应与化合反应属于交叉关系，故正确。故选D。9.为测定空气中氧