人教版(2024)2024-2025学年九年级化学上册提升讲义2.1我们周围的空气(学生版+解析)

第二单元空气和氧气课题1我们周围的空气板块导航01/学习目标明确内容要求，落实学习任务02/思维导图构建知识体系，加强学习记忆03/知识导学梳理教材内容，掌握基础知识04/效果检测课堂自我检测，发现知识盲点05/问题探究探究重点难点，突破学习任务06/分层训练课后训练巩固，提升能力素养了解空气的主要成分和各成分的含量。知道空气里氧气含量的测定测定方法和原理。认识纯净物和混合物的概念，能区分一些常见的纯净物和混合物。了解空气中主要成分性质和用途；知道空气污染的危害，了解保护大气环境的措施。重点：空气中氧气含量的测定实验。难点：空气中氧气含量的测定实验，混合物和纯净物的区分。一．拉瓦锡用定量的方法研究空气的成分实验装置实验现象实验结论一部分银白色的液态汞变成色粉末，容器里空气的体积大约减少了……空气由和组成，其中氧气约占空气总体积的。二、空气中氧气含量的测定1．红磷燃烧测定空气中氧气的含量实验装置实验原理红磷燃烧消耗集气瓶内的氧气，瓶内气体，压强，冷却后打开弹簧夹，烧杯内的水会被压入集气瓶，进入水的体积即为瓶内消耗的体积。实验现象=1\*GB3①红磷燃烧，产生，并放出热量；=2\*GB3②冷却后打开弹簧夹，烧杯中的水，瓶内液面上升约。实验结论氧气约占空气总体积的。文字表达式符号表达式误差分析小于1/5原因=1\*GB3①；=2\*GB3②；=3\*GB3③。大于1/5原因①；②。【易错提醒】（1）装置的气密性要好（否则测量结果偏小）（2）所用的红磷必须过量，如果红磷过少则氧气没有全部消耗完，测量结果偏小（3）要等集气瓶（装置）冷却后才能打开弹簧夹（否则测量结果偏小）（4）要先夹住橡皮管，然后再点红磷（否则测量结果偏大）。（5）该实验中的红磷不能换成木炭或蜡烛，因为木炭和蜡烛燃烧生成的二氧化碳是气体，导致瓶内压强无明显变化，烧杯中的水无法进入集气瓶。【名师点拨】（1）预先在集气瓶里放少量水的目的：吸收五氧化二磷和降温。（2）倒吸进集气瓶的水不能充满整个集气瓶的原因：空气中的其他气体不与红磷反应且不溶于水。（3）集气瓶内剩余气体的性质：物理性质：无色无味的气体，难溶于水；化学性质：不能燃烧也不支持燃烧。2．测定空气中氧气含量的数字化实验实验装置实验步骤将氧气传感器与数据采集器、计算机连接；把氧气传感器插入盛有空气的容器，采集数据；通过相关软件处理数据，并在计算机屏幕上显示空气中氧气的含量。【名师点拨】数字化实验的优点：直观、可视。能够将压强、浓度等，通过传感器转化为电信号，然后通过数据采集器进入电脑，将实验过程中的各种变化量，用数据图像等直观形式表现出来。三、空气的组成1．空气的成分和含量空气成分氮气氧气稀有气体二氧化碳其他体积分数0.03%2．稀有气体包括、、、氪、氙和氡等。【易错提醒】（1）空气中各成分含量是指“体积分数”而不是“质量分数”。（2）稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙和氡等气体的总称，因此“稀有气体”是混合物，而“氦气”、“氖气”等是纯净物。四、混合物和纯净物1.混合物：由的物质混合而成的物质，如空气、糖水、食盐水等。组成混合物的各种成分保持着它们各自的性质。2.纯净物：只由组成的物质。纯净物可以用来表示。如氧气可表示为O2，二氧化碳可表示为CO2等。【易错提醒】纯净物有固定的组成和性质，混合物没有固定的组成和性质。常见的混合物有：空气、海水、溶液、稀有气体、“浓××”、“稀××”、“×%的××”。五、空气是宝贵的资源1.氧气性质对应的用途氧气能供给呼吸供、、、等能支持燃烧、、气割、航空航天动植物呼吸医疗气焊炼钢2.氮气性质对应的用途氮气与某些物质反应制硝酸和化学性质作：=1\*GB3①食品充氮防=2\*GB3②灯泡充氮防=3\*GB3③在氮气氛围中焊接金属防止液氮温度用于制造环境：=1\*GB3①医疗上=2\*GB3②超导材料在低温环境下显示超导性能制造氮肥食品充氮防腐液氮冷冻3.稀有气体性质对应的用途稀有气体物理性质无色、无味气体通电时如：航标灯、照明灯、闪光灯和霓虹灯化学性质作氦气=1\*GB3①氦气充气球（密度比空气小且）=2\*GB3②氦气用于制造低温环境氦气球照明灯霓虹灯【易错提醒】1．性质决定用途，用途体现性质。物质的性质与用途之间是有对应关系的，切记不能弄混。2．稀有气体做电光源是利用其物理性质，而不是化学性质。因为稀有气体“在通电时能发出不同颜色的光”，这个过程没有发生化学变化。【名师拓展】稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙、氡等气体的总称，其中各种气体通电时发出的光颜色不同。利用这个特点制作五颜六色的霓虹灯。六、空气污染与防治1.造成空气污染的物质：①有害气体:（CO）、（NO2）、（SO2）②烟尘【易错提醒】二氧化碳能造成温室效应加剧，但不是空气污染物和有害气体。有害气体主要包括一氧化碳、二氧化氮和二氧化硫等，这三种气体都是有毒气体。2.空气污染物来源：化石燃料的燃烧，工厂排放的废气，汽车排放的尾气。3.空气污染造成的危害：损害、影响作物生长、破坏。4.空气污染引起的环境问题：=1\*GB3①②=3\*GB3③5.防止空气污染的措施：使用，加强,积极、。6.目前计入空气质量评价的主要污染物有：、、、、、。【易错提醒】臭氧不是有害气体，空气中低浓度的臭氧可消毒，但含量超过一定浓度后却有剧毒，故计入空气质量评价。【名师拓展】臭氧层破坏主要是由人类过多使用氟氯烃类（如氟利昂）化学物质引起的；酸雨主要是由工业排放的二氧化硫、二氧化氮等气体引起的。空气质量日报的主要内容包括空气质量指数、首要污染物、空气质量状况等。空气质量日报中的“空气质量指数”和“空气质量级别”的数值越大，空气质量状况越差，污染越严重。一、判断题（1）氧气可用于潜水、医疗急救()（2）法国化学家拉瓦锡研究了空气的成分，并得出氧气约占空气总体积的结论()（3）填充探空气球只利用了氦气的物理性质()（4）空气中主要气体的体积分数由大到小依次是：O2、N2、CO2()（5）呼吸、燃烧、炼钢、化工生产等都要用到氧气()（6）空气中氮气与氧气体积比约为5：1()（7）红磷燃烧测定空气中氧气含量的实验还可推论出氮气不能支持燃烧；氮气不易溶于水。()（8）红磷燃烧时，产生大量白烟()（9）测定空气中氧气的含量，不能用木炭代替红磷()（10）红磷＋氧气五氧化二磷()（11）实验时，燃烧匙里要盛入少量的红磷。()（12）在测定空气中氧气含量实验中，若红磷的量不足，将导致测得氧气的含量偏大。()（13）燃烧法测定空气中氧气的含量，可用石蜡代替红磷()（14）氧气能燃烧，常作宇宙航行中的燃料()（15）稀有气体通电时能发出不同颜色的光，属于化学变化()（16）空气中含量最低的是稀有气体()（17）按质量计算，空气中约含氮气78%，氧气21%，其他气体和杂质约占1%()（18）没有污染的空气是纯净物()（19）空气中0.94%的稀有气体属于纯净物()（20）加高炼铁厂烟囱，可减少空气污染()（21）空气是几种物质组成的混合物()（22）稀有气体在通电时，能发出不同颜色的光，可制成电光源()（23）冰水混合物属于纯净物()（24）五氧化二磷属于混合物()（25）纯净物具有固定的组成，有确定的性质，可用专门的符号来表示。混合物没有固定的组成，各成分都保持各自的性质。()2．选择下列物质填空（填序号）。①二氧化碳②氮气③稀有气体④氧气(1)可用于填充霓虹灯的是；(2)可用于气割、气焊的是；(3)可使澄清石灰水变浑浊的是；(4)可用于磁悬浮列车的是。3．如图为测定空气里氧气的含量装置图，请回答下列问题。（1）红磷燃烧时的现象是。（2）反应停止，装置冷却后打开弹簧夹，发现进入集气瓶中水的体积超过集气瓶中原空气体积的，原因可能是（填一种）。4．下列物质：①氮气、②空气、③二氧化碳、④矿泉水。(1)属于纯净物的有（填序号），仿写一例（填名称）。(2)属于混合物的有（填序号），仿写一例（填名称）。5．生活中处处有化学，衣食住行离不开化学，科技发展离不开化学。。空气是一种宝贵的资源，根据要求填空。(1)空气中有能够制造硝酸的重要原料（气体）是；能够供给呼吸的气体是。(2)空气质量日益受到人们的关注，空气质量报告中所列的空气质量级别越（填“大”或“小”），空气质量越好。(3)空气污染，雾霾频现。下列行为不会增加PM2.5的是______（填选项）。A．焚烧垃圾 B．控制烟花爆竹的燃放C．燃煤发电 D．汽车尾气的排放(4)改善空气质量需要全民行动，作为中学生的你能做的一件事是：。►问题一拉瓦锡研究空气的成分【典例1】人类对空气成分的探究经历了艰辛的过程。拉瓦锡被后世尊称为“近代化学之父”。18世纪拉瓦锡为研究空气成分时，用如图所示装置持续加热12天，直到曲颈瓶中红色粉末不再增加。(1)在密闭容器中，空气中的氧气与反应，生成固态物质。(2)为保证实验的科学性，下列数据必须测量的有______。（填标号）A．实验前后曲颈瓶内的气体体积B．实验前后玻璃钟罩内的气体体积C．汞槽的容积【解题必备】加热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。加热加强热拉瓦锡实验中的两个反应：汞+氧气氧化汞；氧化汞汞+氧气；加强热拉瓦锡实验得出两个结论：=1\*GB3①空气是由氧气和氮气组成的；=2\*GB3②氧气约占空气总体积的1/5的结论。【变式1-1】拉瓦锡利用如图实验研究空气成分，下列说法合理的是A．汞槽和曲颈甑中汞的作用都是消耗氧气B．将曲颈甑中的汞换成木炭不影响测定结果C．结束加热后不需冷却，立即测量玻璃钟罩中汞柱上升的高度D．实验结束后，发现曲颈甑中剩余气体不支持燃烧，说明空气为混合物【变式1-2】下图是拉瓦锡测定空气成分的实验。他将汞放在密闭容器里连续加热12天，得到红色粉末（HgO），他又把红色粉末放在另外容器里加强热，最终得出了空气成分的结论。

(1)若用煤块作火炉燃料，是利用该物质的（选填“物理”或“化学”）性。(2)连续加热12天的目的是，剩余气体约占原气体总体积的。(3)将红色粉末加强热可生成初始物质，该反应的符号表达为。►问题二测定空气中氧气含量的实验【典例2】下图装置可用于测定空气中氧气的含量，下列说法不正确的是A．实验时红磷一定要过量B．红磷燃烧产生大量的白烟，火焰熄灭后立刻打开弹簧夹C．该实验证明氧气约占空气总体积的1/5D．通过该实验还可以了解氮气的一些性质【解题必备】可燃物要求：足量、只与空气中的氧气反应且产物是固体；不能选择木炭、硫、镁条、细铁丝等。2．原理：通过燃烧，耗尽密闭容器中的氧气，使压强变小，外界大气压将水压进容器3．实验现象：①红磷燃烧，放出热量，产生大量白烟冷却到室温后打开弹簧夹，烧杯内的水倒流入集气瓶，约占瓶子容积的1/5。4．文字表达式：5．实验结论：氧气约占空气总体积的1/5。6．误差分析：(1)小于1/5原因可能有：A红磷不足；B装置气密性不好；C未冷却至室温就打开弹簧夹(2)大于1/5原因可能有：A弹簧夹没夹紧；B燃烧匙伸入集气瓶速度太慢【变式2-1】为测定空气中氧气的含量，化学兴趣小组同学进行如图所示实验，用电热丝点燃红磷。下列说法正确的是A．实验前需检查装置的气密性B．可用木炭代替红磷进行实验C．待红磷熄灭后立即打开弹簧夹D．实验中红磷的量不会对实验结果产生影响【变式2-2】为测定空气中氧气的含量，某小组的同学将过量的白磷放入试管中，用橡皮塞塞紧试管口，通过导管（导管容积忽略不计）与润滑性很好的注射器组成如图的实验装置，则下列说法不正确的是A．取足量的白磷进行实验是为了减少误差B．实验过程中观察到白磷燃烧冒出大量的白烟C．实验结束无需等到装置冷却到室温后再读数D．该装置实验的优点是密闭容器中进行测量结果更准确，污染小►问题三空气中氧气含量测定的数字化实验【典例3】在利用红磷燃烧测定空气中氧气含量的实验中，用传感器记录集气瓶中温度、压强随时间变化的情况如图所示。其中c点打开了止水夹。下列说法不合理的是A．由温度变化曲线可知，整个反应过程放出热量B．b点压强最大，说明红磷燃烧结束C．c点的温度已经接近室温D．c点后压强增大是因为水倒吸入集气瓶中【解题技巧】实验开始时，燃烧放热，气体膨胀，压强增大；随着氧气的消耗，压强减小，反应结束后，装置逐渐冷却，压强又缓慢变小至保持不变。打开装置后，压强迅速回到实验前的数值。【变式3-1】某同学利用图甲所示装置测定空气中氧气的含量，其中燃烧匙内的白磷用电加热装置点燃，瓶内气压用气体压强传感器测定，其变化如图乙所示。下列分析合理的是A．t1时刻后的一段时间能观察到白磷燃烧产生大量白烟B．t2时刻，燃烧匙内的白磷停止燃烧C．t3时刻后的一段时间内瓶内气压又显著增加，其原因是温度升高D．通过t1和t2时刻瓶内的气压值，可以计算得出氧气约占空气质量的20%【变式3-2】用如图甲所示装置测定空气中氧气含量，借助数字传感器对密闭装置内的压强、温度、氧气浓度进行实时监测，得到了它们随时间的变化曲线如图乙，下列分析正确的是A．X曲线代表氧气浓度，Y曲线代表温度B．C点压强最高，表明红磷完全反应C．实验结束后，X、Y曲线代表的量都会恢复到原状态D．DE段压强迅速回升，此时可观察到烧杯中的水倒流入集气瓶►问题四空气中各成分及其用途【典例4】科学家发现有一种古老且珍贵的气体-氦-3，正源源不断地从地球内部释放出来，它是一种极具潜力的清洁能源。氦属于稀有气体，稀有气体约占空气体积的A．78% B．21% C．0.94% D．0.03%【解题必备】空气中各成分体积分数：N278%、O221%、稀有气体0.94%、CO20.03%、其它气体和杂质0.03%。氧气能供给呼吸，可用于医疗急救、登山、潜水等；氧气能支持燃烧，可用于炼钢、气焊气割、火箭的助推剂等。氮气化学性质稳定（不活泼），可做保护气，用于食品包装防腐、金属焊接防氧化、灯泡充氮防氧化、储存蔬菜和粮食等。稀有气体化学性质很不活泼，可做保护气；通电时发出不同颜色的光（物理性质），可制成航标灯、照明灯、闪光灯和霓虹灯等各种用途的电光源。【变式4-1】空气中含量较多且能够填充灯泡的气体是A．氧气 B．氖气C．氮气 D．二氧化碳【变式4-2】约占空气体积分数的0.934%，且可作保护气的气体是A．氧气 B．氮气 C．二氧化碳 D．稀有气体►问题五纯净物和混合物【典例5】下列物质属于混合物的是(填序号，下同)，属于纯净物的是。①氧气

②水蒸气

③红磷

④纯净的空气

⑤海水

⑥二氧化硫

⑦高锰酸钾

⑧冰水混合物

⑨可口可乐

⑩氢气【解题必备】1．“洁净的空气”不是纯净物，是混合物。“洁净洁净的空气”是指未被污染的空气，空气本身由有多种物质组成，是混合物。2．冰水混合物、铁水、液氧等都是纯净物。3．名称叫“某化某”、“某酸某”的一般是纯净物。4．“浓××”、“稀××”、“a%的××”等都是纯净物。【变式5-1】形态各异的物质可按一定规律分类。现有A．水银，B．冰水，C．海水，D．高锰酸钾，E.空气，F.氮气六种物质，请选用各物质名称前的字母序号填写在横线上。(1)属于混合物的是；(2)属于纯净物的是。【变式5-2】世间万物种类繁多，但宏观上根据组成可将物质进行分类。(1)物质分类：纯净物和混合物属于如图关系中的关系。(2)以下物质属于混合物的有(填序号)。①洁净的空气

②冰水混合物

③氯化钾

④液氧⑤二氧化碳⑥75%的医用酒精►问题六空气污染与防治【典例6】国家新修订的《环境空气质量标准》增加了PM2.5监测指标。PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，主要来自化石燃料的燃烧（如机动车尾气、燃煤）和扬尘，对人体健康和空气质量的影响很大。(1)计入空气污染指数的项目中除了可吸入颗粒物外，还包括。（填序号）①CO

②CO2

③SO2

④NO2

⑤Ne、Ar等稀有气体

⑥H2O(2)下列关于PM2.5的说法错误的是。（填序号）①燃放烟花爆竹会产生PM2.5②光合作用不可能引起大气中PM2.5增大③PM2.5的颗粒大小与分子大小差不多④PM2.5专用口罩使用了活性炭，是利用了活性炭的吸附性(3)哪些措施对PM2.5的治理能起到积极作用，请举两例。、。【解题必备】1．空气污染物包括有害气体和烟尘，有害气体有一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫等，烟尘包括可吸入颗粒物和细颗粒物。2．防止空气污染的措施：使用清洁能源，加强空气质量监测,积极植树、种草。3．计入空气质量评价的主要污染物有：一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、可吸入颗粒物（PM10）、细颗粒物（PM2.5）、臭氧。【变式6-1】保持空气良好的清洁度是健康生活的前提，下列物质不属于空气污染物的是A．CO B．PM2.5 C．CO2 D．细颗粒物【变式6-2】6月5日是《环境保护法》规定的环境日。生态环境部公布了2024年六五环境日主题—“全面推进美丽中国建设”。下列倡导不符合这一主题的是A．节能减排，守护蓝天白云 B．垃圾分类，共建绿色文明C．绿色环保，共筑美好家园 D．方便出行，提倡开私家车1．空气污染指数是依据常规监测的几种空气污染物浓度计算得到的。目前计入空气质量评价的主要污染物有6种，以下物质不属于空气污染物的是A．可吸入颗粒物（） B．C． D．2．如图表示空气的组成（体积分数），气体X为A．O2 B．N2 C．He D．CO23．生机勃勃的地球离不开空气，下列关于空气的说法不正确的是A．稀有气体可用于霓虹灯的制作 B．N2可充在食品包装中用作保护气C．SO2排放是导致酸雨的原因之一 D．PM2.5的含量越高空气质量越好4．下列属于纯净物的是（）。A．雨水 B．蔗糖水 C．矿泉水 D．蒸馏水5．图中是实验室测量空气中氧气含量的装置，有关该实验说法错误的是A．点燃红磷后要迅速伸入集气瓶中，并盖紧橡胶塞B．红磷燃烧结束后，冷却至室温打开止水夹进行观察C．反应结束后发现进入集气瓶中的水小于，可能的原因是装置漏气D．可以将红磷改成木炭进行实验6．拉瓦锡在探究空气的成分时，用了如图所示装置。下列分析不合理的是A．实验结束汞会被倒吸入曲颈甑中B．汞的用量可能会影响实验结果C．实验用到了火炉，推测汞与氧气的反应需要加热D．反应结束后，需关闭火炉冷却至室温，才能测量容器中气体的减少量7．某同学利用如图装置测定空气中氧气的含量，红磷燃烧后恢复到室温，打开弹簧夹后，发现进入广口瓶的液体体积小于广口瓶容积的。造成这一现象的原因可能是A．实验前没有将弹簧夹夹紧 B．实验装置可能漏气C．实验中所取的红磷过量 D．集气瓶中预先未加入一定量的水8．利用甲图所示装置测定红磷燃烧时集气瓶内氧气分子数百分比（）的变化，测定结果如图乙所示。下列说法不正确的是A．b点红磷已经燃烧B．b到c燃烧剧烈程度不是持续减弱C．冷却至室温打开止水夹，瓶内压强增大至不变D．消耗氧气与剩余氧气分子数之比约为12.4：8.69．写出以下化学反应的文字表达式：(1)红磷在空气中燃烧：。(2)氧化汞受热分解：。10．将下列物质进行分类（填写序号）。A．冰水混合物

B．液氧

C澄清石灰水

D．二氧化碳

E.空气

F.金刚石属于混合物的是；属于纯净物的是。11．用如图装置测定空气中氧气的含量。(1)红磷作用是。(2)点燃红磷前应先将止水夹（填“打开”或“关闭”）。(3)集气瓶中水面上方的空气体积为450ml，量筒中水的体积为500mL，冷却后打开止水夹，量筒液面下降至mL刻度处，说明氧气占空气体积的1/5。12．防治空气污染、改善生态环境已成为全民共识。(1)目前计入空气污染指数的项目中除了可吸入颗粒物、臭氧外，还包括下列的（填序号）。①一氧化碳

②二氧化碳

③二氧化硫

④二氧化氮(2)PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，主要来自化石燃料的燃烧和飘尘。下列措施能减少PM2.5污染的是______（填字母）。A．焚烧秸秆 B．用太阳能发电 C．大量烧煤取暖 D．植树造林(3)根据表中内容，当日空气质量最好的城市是（填城市名称）。城市首要污染物空气污染指数空气质量级别甲无34Ⅰ乙二氧化硫97Ⅱ丙可吸入颗粒物119Ⅲ(4)我省某地冬季的空气质量相比于其他季节更差，请你说明造成这种状况的主要原因是，可以采取哪些措施加以防治（写一条）。1．重庆涪陵盛产榨菜。用泡菜坛泡制榨菜头时通常会在坛边加水隔绝空气，其目的是隔绝空气中的A．氧气 B．水蒸气 C．氮气 D．二氧化碳2．下列各组物质中，前者属于混合物，后者属于纯净物的是A．冰水混合物稀有气体 B．澄清的石灰水清澈的泉水C．氮气干冰 D．清新的空气液氧3.下列物质的用途，主要利用其物理性质的是A．灯泡中充氮气延长寿命 B．氧气用于气割C．氧气用于医疗急救 D．稀有气体用作霓虹灯4．小米用如图所示装置测定空气中氧气的含量，测得结果为，你认为可能的原因是A．红磷足量B．实验结束后，装置未冷却至室温就立即打开弹簧夹C．实验前没有将弹簧夹夹紧D．实验时迅速插入燃烧匙，并将瓶塞立即塞紧5．某化学兴趣小组的同学利用如图1、图2装置开展“空气中氧气含量的测定”的实验活动，图3为压力传感器显示的数据变化。有关说法不正确的是A．红磷和白磷燃烧时的现象相同B．相比于图1实验，图2实验具有误差小、污染小的特点C．图3中段变化的原因是白磷燃烧放出大量热D．图3中段变化的原因是装置温度逐渐恢复至室温6．成都某日空气质量日报部分信息如图，有关说法错误的是A．NO2的排放会造成酸雨 B．PM10指“可吸入颗粒物”C．污染物还包括二氧化碳 D．当日空气质量状况为优7．将下列物质的序号填入物质所属类别的空格内。①清新的空气②汞③液氧④二氧化碳⑤高锰酸钾⑥冰水混合物⑦5%的过氧化氢溶液⑧四氧化三铁混合物：；纯净物：。8．为测定空气中氧气的含量，小华和小强同学分别设计如下方案：小华：采用图1装置进行实验(燃烧匙中药品为红磷)小强：(如图2)选用实际容积为40mL的试管作反应容器，将过量的白磷放入试管，用橡皮塞塞紧试管，通过导管与实际容积为60mL且润滑性很好的针筒注射器组成如图的实验装置。假设此实验能够按照小华的设想正常进行，且白磷所占体积与导管内的气体体积忽略不计，请回答下列问题：(1)红磷在集气瓶中燃烧的文字表达式是，冷却到室温打开止水夹后的现象。(2)待燃烧停止，白烟消失并冷却后，打开止水夹，观察到进入集气瓶中水的体积不到总容积的，你认为其原因可能是，。(3)如果将燃烧匙中红磷换成木炭，实验能否成功？为什么？(填“是”或“否”)，原因：。(4)如图2所示，实验前，打开弹簧夹，将注射器活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处，然后松开手，若活塞仍能返回至20mL刻度处，则说明；若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，燃烧结束，等到试管冷却后再松开弹簧夹，可观察到的现象是；若不夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，燃烧结束，等到试管冷却后再松开弹簧夹，可观察到的现象为。(5)若按小强的设想进行实验，实际可能遇到诸多问题而发生危险，造成实验失败，例如：。9．某化学研究小组在利用课本上的实验装置测定空气中氧气含量时，多次实验后发现集气瓶内上升的水体积始终小于瓶内原有空气体积的1/5。为了找出原因，他们继续进行探究。【提出问题】足量的红磷燃烧能否耗尽空气中的氧气？【查阅资料】白磷能与氧气发生反应，生成物为五氧化二磷。【设计实验】在老师的指导下，研究小组的同学利用如图1装置进行实验(红磷和白磷均过量)。他们利用高能激光笔照射燃烧匙上的红磷，红磷被点燃。待红磷熄灭且装置完全冷却后，将装有白磷的燃烧匙提出水面，再次用高能激光笔照射白磷，白磷被点燃。【记录数据】研究小组同学从开始实验到最后装置冷却后的整个实验过程中，氧气浓度传感器与数显设备相连，测量的容器内氧气浓度变化曲线如图2。【实验分析】(1)图1中红磷燃烧的现象为。(2)图2中BC段发生反应的文字表达式为。(3)图2中DE段氧气浓度变化的主要原因是。【实验结论】(4)红磷燃烧(填“能”或“不能”)耗尽空气中的氧气。【再次探究】研究小组的同学再次查阅资料发现，食品脱氧剂(以铁粉为主的物质组成)能通过化学反应除去密闭包装袋中的氧气，使食品处于无氧状态。他们尝试用图3装置进行实验来测定空气中氧气的体积分数，量筒中装有50mL水，记录相关数据如下表所示：实验时间/min0510303545量筒中液面的刻度/mL503527.519.719.719.7(5)根据表中实验数据计算空气中氧气的体积分数约为。(6)若实验结束时，俯视读取量筒中液体的体积，则测得的氧气体积分数会(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。10．空气中含有多少氧气呢？学习小组开展“测定空气里氧气含量”的探究活动。资料：（1）红磷的着火点是240℃，白磷的着火点是40℃。（2）相同的温度和体积下，气体压强与分子数成正比。（3）相同的温度和压强下，气体体积与分子数成正比。【史料研究】二百多年前，化学家拉瓦锡利用汞能和氧气发生反应的原理，采用图1装置测出氧气约占空气体积的1/5。(1)加热时，曲颈甑内液态汞表面产生红色粉末，玻璃钟罩内的现象是，产生该现象的原因是。【设计与实验】设计并利用图2装置测空气里氧气含量。(2)主要步骤如下，正确的顺序为（填序号）。①弹簧夹夹紧胶皮管②红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹③点燃红磷后立即伸入瓶中并塞紧塞子④在集气瓶中加入少量水，将水面上方空间分成5等份(3)实验结束，集气瓶中剩余气体的主要成分是。【优化与实验】同学们利用图2装置多次实验，水面均未上升到刻度“1”。经讨论后，分别取足量红磷、白磷采用图3装置进行实验，记录并处理数据分别如图4、图5。(4)图4中氧气含量从8.05%上升到9.26%，原因可能是。(5)图5中BC段压强增大，原因是。计算白磷消耗的氧气占空气体积的%（精确到0.01%）。【反思与交流】(6)图2实验水面未达到刻度“1”，原因是装置中的氧气未消耗完。红磷燃烧不能将氧气消耗完的主要原因是。(7)上述实验中汞、白磷和五氧化二磷有毒，对环境“不友好”。结合实验原理和药品弊端，可选择的替代药品有（写一种）。11．空气中氧气含量测定的再认识。【经典赏析】(1)教材中介绍了拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分（实验装置如图1）。该实验中选择使用汞的优点有______。A．实验过程中没有污染B．在汞槽中起到液封作用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【实验回顾】(2)实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量（装置如图2），写出红磷燃烧的文字表达式。兴趣小组用该方法测出的氧气含量常常远低于21%。【提出问题】用红磷燃烧的方法为什么不能准确地测定空气中氧气的含量？【进行猜想】装置漏气；(3)装置内氧气有剩余；……【实验与交流】(4)在老师的指导下，小明分别用过量的红磷和白磷进行该实验，用测氧气浓度的传感器测得反应后装置内氧气浓度分别为8.85%和3.21%，请从燃烧条件的角度回答产生上述结果的主要原因。【实验探究1】小明根据铁生锈的原理，探究用铁能否准确测定空气中氧气的含量，于是进行了实验（装置如图3）通过7天测得的数据计算空气中氧气的含量为19.13%。【交流与反思】(5)与用红磷燃烧的方法相比，用铁丝生锈的方法测定的主要优点及原因：。【实验探究2】为了加快反应速率，小明通过查阅资料，利用铁粉、炭粉、氯化钠等物质又进行了实验（装置如图4），8分钟后测得的数据如表：实验前的体积实验后的体积集气瓶内空气烧杯内蒸馏水烧杯内剩余蒸馏水131mL90.0mL63.6mL(6)请计算出空气中氧气含量（计算结果保留一位小数）。【结论与反思】(7)通过上述实验探究，选择（填物质名称）进行实验，可较为快速地完成实验并减小实验误差。【拓展延伸】(8)铜也能与空气中氧气、水、二氧化碳反应而锈蚀，生成铜绿[铜绿的主要成分为Cu2（OH）2CO3]，若将图3装置中的粗铁丝换成足量的铜丝进行实验，请判断能否比较准确地测定空气中氧气的含量，并说明理由：。12．空气是重要的自然资源。(1)物质的性质决定用途，用途可以体现物质的性质，据此完成下表。物质的性质该性质对应的用途氮气防腐液态氮气的低氮气用于悬磁浮稀有气体时发出不同颜色的光稀有气体做霓虹灯氦气的化学性质很不活泼且氦气做飞艇(2)如表是某日我国部分地区的空气质量日报内容：序号城市污染指数首要污染物空气质量级别①北京103可吸入颗粒物Ⅲ②呼和浩特500可吸入颗粒物V③大庆72可吸入颗粒物Ⅱ④深圳36无I①当日空气质量状况最好的城市是(填序号)②人类需要洁净的空气的。目前我国城市空气质量日报中的污染物不包括。A．可吸入颗粒物

B．一氧化碳

C．二氧化氮

D．二氧化碳③如图为一款新型环保车，可通过360°旋转的“大炮筒”向四周喷水，从而缓解极端恶劣天气给人带来的不适。这款环保车喷水的作用是。(3)“远在高空是地球卫士，近在身边是健康杀手。”臭氧(O3)对环境的作用需辩证地认识。①高空中臭氧层能吸收紫外线，有学者认为，制冷剂氟利昂进入高空大气后会产生氯原子(Cl)，引发以下反应：，。Cl加快了上述转化过程总反应的速率，但自身的质量和化学性质在总反应前后没有发生变化，其作用是。②地面附近的臭氧是一种空气污染物，臭氧属于。(填“纯净物”或“混合物”)。第二单元空气和氧气课题1我们周围的空气板块导航01/学习目标明确内容要求，落实学习任务02/思维导图构建知识体系，加强学习记忆03/知识导学梳理教材内容，掌握基础知识04/效果检测课堂自我检测，发现知识盲点05/问题探究探究重点难点，突破学习任务06/分层训练课后训练巩固，提升能力素养了解空气的主要成分和各成分的含量。知道空气里氧气含量的测定测定方法和原理。认识纯净物和混合物的概念，能区分一些常见的纯净物和混合物。了解空气中主要成分性质和用途；知道空气污染的危害，了解保护大气环境的措施。重点：空气中氧气含量的测定实验。难点：空气中氧气含量的测定实验，混合物和纯净物的区分。一．拉瓦锡用定量的方法研究空气的成分实验装置实验现象实验结论一部分银白色的液态汞变成红色粉末，容器里空气的体积大约减少了1/5……空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的1/5。二、空气中氧气含量的测定1．红磷燃烧测定空气中氧气的含量实验装置实验原理红磷燃烧消耗集气瓶内的氧气，瓶内气体减少，压强减小，冷却后打开弹簧夹，烧杯内的水会被压入集气瓶，进入水的体积即为瓶内消耗氧气的体积。实验现象=1\*GB3①红磷燃烧，产生大量白烟，并放出热量；=2\*GB3②冷却后打开弹簧夹，烧杯中的水被吸入集气瓶，瓶内液面上升约1/5。实验结论氧气约占空气总体积的1/5。文字表达式磷+氧气五氧化二磷符号表达式P+O2P2O5误差分析小于1/5原因=1\*GB3①装置漏气；=2\*GB3②红磷量不足；=3\*GB3③未冷却到室温就打开弹簧夹。大于1/5原因①弹簧没有夹紧；②插入燃烧匙太慢。【易错提醒】（1）装置的气密性要好（否则测量结果偏小）（2）所用的红磷必须过量，如果红磷过少则氧气没有全部消耗完，测量结果偏小（3）要等集气瓶（装置）冷却后才能打开弹簧夹（否则测量结果偏小）（4）要先夹住橡皮管，然后再点红磷（否则测量结果偏大）。（5）该实验中的红磷不能换成木炭或蜡烛，因为木炭和蜡烛燃烧生成的二氧化碳是气体，导致瓶内压强无明显变化，烧杯中的水无法进入集气瓶。【名师点拨】（1）预先在集气瓶里放少量水的目的：吸收五氧化二磷和降温。（2）倒吸进集气瓶的水不能充满整个集气瓶的原因：空气中的其他气体不与红磷反应且不溶于水。（3）集气瓶内剩余气体的性质：物理性质：无色无味的气体，难溶于水；化学性质：不能燃烧也不支持燃烧。2．测定空气中氧气含量的数字化实验实验装置实验步骤将氧气传感器与数据采集器、计算机连接；把氧气传感器插入盛有空气的容器，采集数据；通过相关软件处理数据，并在计算机屏幕上显示空气中氧气的含量。【名师点拨】数字化实验的优点：直观、可视。能够将压强、浓度等，通过传感器转化为电信号，然后通过数据采集器进入电脑，将实验过程中的各种变化量，用数据图像等直观形式表现出来。三、空气的组成1．空气的成分和含量空气成分氮气氧气稀有气体二氧化碳其他体积分数78%21%0.94%0.03%0.03%2．稀有气体包括氦、氖、氩、氪、氙和氡等。【易错提醒】（1）空气中各成分含量是指“体积分数”而不是“质量分数”。（2）稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙和氡等气体的总称，因此“稀有气体”是混合物，而“氦气”、“氖气”等是纯净物。四、混合物和纯净物1.混合物：由两种或两种以上的物质混合而成的物质，如空气、糖水、食盐水等。组成混合物的各种成分保持着它们各自的性质。2.纯净物：只由一种物质组成的物质。纯净物可以用化学符号来表示。如氧气可表示为O2，二氧化碳可表示为CO2等。【易错提醒】纯净物有固定的组成和性质，混合物没有固定的组成和性质。常见的混合物有：空气、海水、溶液、稀有气体、“浓××”、“稀××”、“×%的××”。五、空气是宝贵的资源1.氧气性质对应的用途氧气能供给呼吸供动植物呼吸、医疗急救、登山、潜水等能支持燃烧炼钢、气焊、气割、航空航天动植物呼吸医疗气焊炼钢2.氮气性质对应的用途氮气与某些物质反应制硝酸和氮肥化学性质不活泼作保护气：=1\*GB3①食品充氮防腐=2\*GB3②灯泡充氮防钨丝氧化=3\*GB3③在氮气氛围中焊接金属防止金属氧化液氮温度很低用于制造低温环境：=1\*GB3①医疗上冷冻治疗=2\*GB3②超导材料在低温环境下显示超导性能制造氮肥食品充氮防腐液氮冷冻3.稀有气体性质对应的用途稀有气体物理性质无色、无味气体通电时能发出不同颜色的光制多种用途的电光源如：航标灯、照明灯、闪光灯和霓虹灯化学性质很不活泼作保护气氦气=1\*GB3①氦气充气球（密度比空气小且化学性质稳定）=2\*GB3②氦气用于制造低温环境氦气球照明灯霓虹灯【易错提醒】1．性质决定用途，用途体现性质。物质的性质与用途之间是有对应关系的，切记不能弄混。2．稀有气体做电光源是利用其物理性质，而不是化学性质。因为稀有气体“在通电时能发出不同颜色的光”，这个过程没有发生化学变化。【名师拓展】稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙、氡等气体的总称，其中各种气体通电时发出的光颜色不同。利用这个特点制作五颜六色的霓虹灯。六、空气污染与防治1.造成空气污染的物质：①有害气体:一氧化碳（CO）、二氧化氮（NO2）、二氧化硫（SO2）②烟尘【易错提醒】二氧化碳能造成温室效应加剧，但不是空气污染物和有害气体。有害气体主要包括一氧化碳、二氧化氮和二氧化硫等，这三种气体都是有毒气体。2.空气污染物来源：化石燃料的燃烧，工厂排放的废气，汽车排放的尾气。3.空气污染造成的危害：损害人体健康、影响作物生长、破坏生态平衡。4.空气污染引起的环境问题：=1\*GB3①温室效应②臭氧层破坏=3\*GB3③酸雨5.防止空气污染的措施：使用清洁能源，加强空气质量监测,积极植树、种草。6.目前计入空气质量评价的主要污染物有：一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、可吸入颗粒物（PM10）、细颗粒物（PM2.5）、臭氧。【易错提醒】臭氧不是有害气体，空气中低浓度的臭氧可消毒，但含量超过一定浓度后却有剧毒，故计入空气质量评价。【名师拓展】臭氧层破坏主要是由人类过多使用氟氯烃类（如氟利昂）化学物质引起的；酸雨主要是由工业排放的二氧化硫、二氧化氮等气体引起的。空气质量日报的主要内容包括空气质量指数、首要污染物、空气质量状况等。空气质量日报中的“空气质量指数”和“空气质量级别”的数值越大，空气质量状况越差，污染越严重。一、判断题（1）氧气可用于潜水、医疗急救()（2）法国化学家拉瓦锡研究了空气的成分，并得出氧气约占空气总体积的结论()（3）填充探空气球只利用了氦气的物理性质()（4）空气中主要气体的体积分数由大到小依次是：O2、N2、CO2()（5）呼吸、燃烧、炼钢、化工生产等都要用到氧气()（6）空气中氮气与氧气体积比约为5：1()（7）红磷燃烧测定空气中氧气含量的实验还可推论出氮气不能支持燃烧；氮气不易溶于水。()（8）红磷燃烧时，产生大量白烟()（9）测定空气中氧气的含量，不能用木炭代替红磷()（10）红磷＋氧气五氧化二磷()（11）实验时，燃烧匙里要盛入少量的红磷。()（12）在测定空气中氧气含量实验中，若红磷的量不足，将导致测得氧气的含量偏大。()（13）燃烧法测定空气中氧气的含量，可用石蜡代替红磷()（14）氧气能燃烧，常作宇宙航行中的燃料()（15）稀有气体通电时能发出不同颜色的光，属于化学变化()（16）空气中含量最低的是稀有气体()（17）按质量计算，空气中约含氮气78%，氧气21%，其他气体和杂质约占1%()（18）没有污染的空气是纯净物()（19）空气中0.94%的稀有气体属于纯净物()（20）加高炼铁厂烟囱，可减少空气污染()（21）空气是几种物质组成的混合物()（22）稀有气体在通电时，能发出不同颜色的光，可制成电光源()（23）冰水混合物属于纯净物()（24）五氧化二磷属于混合物()（25）纯净物具有固定的组成，有确定的性质，可用专门的符号来表示。混合物没有固定的组成，各成分都保持各自的性质。()【答案】(1)√(2)√(3)×(4)×(5)√(6)×(7)√(8)√(9)√(10)×(11)×(12)×(13)×(14)×(15)×(16)×(17)×(18)×(19)×(20)×(21)√(22)√(23)√(24)√(25)×2．选择下列物质填空（填序号）。①二氧化碳②氮气③稀有气体④氧气(1)可用于填充霓虹灯的是；(2)可用于气割、气焊的是；(3)可使澄清石灰水变浑浊的是；(4)可用于磁悬浮列车的是。【答案】(1)③(2)④(3)①(4)②【详解】（1）稀有气体通电时它们会发出不同颜色的有色光，可用于填充霓虹灯，故填③；（2）氧气能支持燃烧，可用于气割、气焊，故填④；（3）二氧化碳能与氢氧化钙反应生成了碳酸钙和水，能使澄清石灰水变浑浊，故填①；（4）由于氮气的化学性质不活泼，一般不和其他物质发生反应，氮气可用于磁悬浮列车，故填②。3．如图为测定空气里氧气的含量装置图，请回答下列问题。（1）红磷燃烧时的现象是。（2）反应停止，装置冷却后打开弹簧夹，发现进入集气瓶中水的体积超过集气瓶中原空气体积的，原因可能是（填一种）。【答案】（1）产生大量白烟，放出热量（2）未夹紧弹簧夹（或燃烧匙伸入集气瓶太慢等）【解析】（1）红磷燃烧时的现象是产生大量白烟，放出热量；（2）反应停止，装置冷却后打开弹簧夹，发现进入集气瓶中水的体积超过集气瓶中原空气体积的五分之一，原因可能是：未夹紧弹簧夹（反应放热，内部空气受热逸出，使内部压力下降至更低，压入水的体积增大）；或燃烧匙伸入集气瓶太慢（内部受热空气逸出瓶外，反应后压力减少更多，压入水的体积增大，进入水的体积偏大）。4．下列物质：①氮气、②空气、③二氧化碳、④矿泉水。(1)属于纯净物的有（填序号），仿写一例（填名称）。(2)属于混合物的有（填序号），仿写一例（填名称）。【答案】(1)①③氧气（其他合理答案亦可）(2)②④自来水（其他合理答案亦可）【详解】（1）纯净物由一种物质组成，①氮气、③二氧化碳都只有一种物质组成，都属于纯净物，故答案为：①③；氧气（或者高锰酸钾等）由一种物质组成，也属于纯净物。（2）混合物是由两种或两种以上的物质组成，②空气中含有氮气、氧气等物质，④矿泉水中含有水和多种矿物质，属于混合物，故答案为：②④；自来水(或海水等)是由多种物质组成的，也属于混合物。5．生活中处处有化学，衣食住行离不开化学，科技发展离不开化学。。空气是一种宝贵的资源，根据要求填空。(1)空气中有能够制造硝酸的重要原料（气体）是；能够供给呼吸的气体是。(2)空气质量日益受到人们的关注，空气质量报告中所列的空气质量级别越（填“大”或“小”），空气质量越好。(3)空气污染，雾霾频现。下列行为不会增加PM2.5的是______（填选项）。A．焚烧垃圾 B．控制烟花爆竹的燃放C．燃煤发电 D．汽车尾气的排放(4)改善空气质量需要全民行动，作为中学生的你能做的一件事是：。【答案】(1)氮气/N2氧气/O2(2)小(3)B(4)绿色出行、植树造林等符合题意即可【详解】（1）氮气是由氮元素组成，可以用来制造硝酸；氧气可以供给呼吸；（2）空气质量级别越小，空气质量越好；（3）A、焚烧垃圾会产生有害的烟尘，会增加空气中PM2.5的含量，选项错误；B、控制烟花爆竹的燃放能够减少有害烟尘的排放量，能够减少空气中PM2.5的含量，选项正确；C、燃煤发电会产生有害的烟尘，会增加空气中PM2.5的含量，选项错误；D、汽车尾气的排放能够向空气中排放有害的烟尘，会增加空气中PM2.5的含量，选项错误，故选：B；（4）改善空气质量，可以绿色出行或者植树造林等。►问题一拉瓦锡研究空气的成分【典例1】人类对空气成分的探究经历了艰辛的过程。拉瓦锡被后世尊称为“近代化学之父”。18世纪拉瓦锡为研究空气成分时，用如图所示装置持续加热12天，直到曲颈瓶中红色粉末不再增加。(1)在密闭容器中，空气中的氧气与反应，生成固态物质。(2)为保证实验的科学性，下列数据必须测量的有______。（填标号）A．实验前后曲颈瓶内的气体体积B．实验前后玻璃钟罩内的气体体积C．汞槽的容积【答案】(1)汞/Hg(2)AB【详解】（1）汞和氧气反应产生氧化汞，从而消耗氧气；（2）A、实验会消耗曲颈甑内的氧气，需要测定实验前后曲颈甑内的气体体积，才能计算出消耗氧气的体积，故选项符合题意；B、实验会消耗玻璃钟罩内的氧气，需要测量实验前后玻璃钟罩内气体体积，才能计算出消耗氧气的体积，故选项符合题意；C、汞槽的容积对测量氧气的含量没有影响，故选项不符合题意；故选：AB。【解题必备】加热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。加热加强热拉瓦锡实验中的两个反应：汞+氧气氧化汞；氧化汞汞+氧气；加强热拉瓦锡实验得出两个结论：=1\*GB3①空气是由氧气和氮气组成的；=2\*GB3②氧气约占空气总体积的1/5的结论。【变式1-1】拉瓦锡利用如图实验研究空气成分，下列说法合理的是A．汞槽和曲颈甑中汞的作用都是消耗氧气B．将曲颈甑中的汞换成木炭不影响测定结果C．结束加热后不需冷却，立即测量玻璃钟罩中汞柱上升的高度D．实验结束后，发现曲颈甑中剩余气体不支持燃烧，说明空气为混合物【答案】D【详解】A、曲颈甑中汞在加热的条件下，与氧气反应，且生成物为固体；汞槽中汞隔绝氧气，形成液封，不会消耗氧气，错误；B、木炭在空气中燃烧生成二氧化碳，二氧化碳是气体，化学反应前后，压强的变化不大，无法测定空气中氧气的含量，错误；C、结束加热后，应等冷却至室温后，测量玻璃钟罩中汞柱上升的高度，否则气体受热膨胀，占据了一定的体积，会导致测定结果偏小，错误；D、空气中氧气与汞反应，剩余气体不支持燃烧，说明存在两类物质，至少由两种物质组成，空气为混合物，正确。故选D。【变式1-2】下图是拉瓦锡测定空气成分的实验。他将汞放在密闭容器里连续加热12天，得到红色粉末（HgO），他又把红色粉末放在另外容器里加强热，最终得出了空气成分的结论。

(1)若用煤块作火炉燃料，是利用该物质的（选填“物理”或“化学”）性。(2)连续加热12天的目的是，剩余气体约占原气体总体积的。(3)将红色粉末加强热可生成初始物质，该反应的符号表达为。【答案】(1)化学(2)加热时间足够长，将密闭装置中的氧气几乎耗尽五分之四(3)【详解】（1）煤块作火炉燃料，生成别的物质，释放热量，是一个化学过程，是利用了物质的化学性。（2）连续加热12天的目的是加热时间足够长，能将密闭装置中的氧气几乎耗尽，容器内气体体积减少了约五分之一，剩余气体约占原气体总体积的五分之四。（3）将红色粉末加强热可生成初始物质，其反应为氧化汞受热分解为汞和氧气，符号表达式为。►问题二测定空气中氧气含量的实验【典例2】下图装置可用于测定空气中氧气的含量，下列说法不正确的是A．实验时红磷一定要过量B．红磷燃烧产生大量的白烟，火焰熄灭后立刻打开弹簧夹C．该实验证明氧气约占空气总体积的1/5D．通过该实验还可以了解氮气的一些性质【答案】B【详解】A、为了充分消耗氧气，所以实验时红磷一定要过量，故说法正确，不符合题意；B、红磷燃烧产生大量的白烟，而不是白雾，火焰熄灭后待集气瓶冷却至室温后才可以打开弹簧夹，故不正确,符合题意；C、该实验中烧杯中的水进入到集气瓶中，大约占了集气瓶体积的五分之一，所以可得出氧气约占空气总体积的五分之一，故正确，不符合题意；D、该实验中烧杯中的水进入到集气瓶中，大约占了集气瓶体积的五分之一，红磷没有继续燃烧，说明剩余气体氮气不支持燃烧也不能燃烧，难溶于水的性质，故正确，不符合题意。故选B。【解题必备】可燃物要求：足量、只与空气中的氧气反应且产物是固体；不能选择木炭、硫、镁条、细铁丝等。2．原理：通过燃烧，耗尽密闭容器中的氧气，使压强变小，外界大气压将水压进容器3．实验现象：①红磷燃烧，放出热量，产生大量白烟冷却到室温后打开弹簧夹，烧杯内的水倒流入集气瓶，约占瓶子容积的1/5。4．文字表达式：5．实验结论：氧气约占空气总体积的1/5。6．误差分析：(1)小于1/5原因可能有：A红磷不足；B装置气密性不好；C未冷却至室温就打开弹簧夹(2)大于1/5原因可能有：A弹簧夹没夹紧；B燃烧匙伸入集气瓶速度太慢【变式2-1】为测定空气中氧气的含量，化学兴趣小组同学进行如图所示实验，用电热丝点燃红磷。下列说法正确的是A．实验前需检查装置的气密性B．可用木炭代替红磷进行实验C．待红磷熄灭后立即打开弹簧夹D．实验中红磷的量不会对实验结果产生影响【答案】A【详解】A、做该实验前，应检查装置的气密性，以防止装置漏气，造成测定结果不准确，故选项说法正确；B、木炭在空气中燃烧生成二氧化碳气体，虽除去氧气，而增加了新的气体，没有形成压强差，不能用来测定空气中氧气含量，故选项说法错误；C、待装置冷却至室温后才能打开止水夹，以防止剩余的气体在受热状态下，处于膨胀状态，占据了部分水的体积，造成结果偏小，故选项说法错误；D、若红磷不足，不能完全消耗装置中的氧气，将导致测得氧气的含量小于五分之一，故选项说法错误。故选A。【变式2-2】为测定空气中氧气的含量，某小组的同学将过量的白磷放入试管中，用橡皮塞塞紧试管口，通过导管（导管容积忽略不计）与润滑性很好的注射器组成如图的实验装置，则下列说法不正确的是A．取足量的白磷进行实验是为了减少误差B．实验过程中观察到白磷燃烧冒出大量的白烟C．实验结束无需等到装置冷却到室温后再读数D．该装置实验的优点是密闭容器中进行测量结果更准确，污染小【答案】C【详解】A、取足量的白磷进行实验是为了耗尽装置中的氧气，减少误差，说法正确；B、实验过程中观察到白磷燃烧冒出大量的白烟，说法正确；C、实验结束需等到装置冷却到室温后再读数，否则剩余的气体在受热状态下，处于膨胀状态，使测定结果偏小，说法错误；D、该装置实验的优点是密闭容器中进行测量，无需打开瓶塞点燃白磷，避免瓶内空气外逸而造成实验误差，结果更准确；同时防止生成的五氧化二磷逸散到空气中，污染小，说法正确；故选：C。►问题三空气中氧气含量测定的数字化实验【典例3】在利用红磷燃烧测定空气中氧气含量的实验中，用传感器记录集气瓶中温度、压强随时间变化的情况如图所示。其中c点打开了止水夹。下列说法不合理的是A．由温度变化曲线可知，整个反应过程放出热量B．b点压强最大，说明红磷燃烧结束C．c点的温度已经接近室温D．c点后压强增大是因为水倒吸入集气瓶中【答案】B【详解】A、由温度变化曲线可知，反应过程中温度升高，整个反应过程放出热量，说法合理，不符合题意；B、ab段压强增大是由于红磷燃烧放热导致压强增大的趋势大于氧气消耗导致压强减小的趋势，b点压强最大，不能确定红磷燃烧结束，温度最高才能说明红磷燃烧结束，说法不合理，符合题意；C、由温度变化曲线可知，c点的温度已经接近室温，说法合理，不符合题意；D、c点后打开止水夹后，水倒吸入集气瓶中，气体的体积变小，导致集气瓶内气体压强增大，说法合理，不符合题意。故选B。【解题技巧】实验开始时，燃烧放热，气体膨胀，压强增大；随着氧气的消耗，压强减小，反应结束后，装置逐渐冷却，压强又缓慢变小至保持不变。打开装置后，压强迅速回到实验前的数值。【变式3-1】某同学利用图甲所示装置测定空气中氧气的含量，其中燃烧匙内的白磷用电加热装置点燃，瓶内气压用气体压强传感器测定，其变化如图乙所示。下列分析合理的是A．t1时刻后的一段时间能观察到白磷燃烧产生大量白烟B．t2时刻，燃烧匙内的白磷停止燃烧C．t3时刻后的一段时间内瓶内气压又显著增加，其原因是温度升高D．通过t1和t2时刻瓶内的气压值，可以计算得出氧气约占空气质量的20%【答案】A【详解】A、t1时刻后的一段时间内瓶内气压显著增加，其原因是白磷燃烧产生大量的热，造成气体体积膨胀引起的，白磷燃烧生成五氧化二磷为白色固体小颗粒，所以可观察到白磷燃烧，产生大量白烟，故A分析合理；B、从瓶内气压达到最高点直至t2时刻，瓶内温度逐渐降低到室温，然后不变，即t2时刻，温度已经恢复至室温，则t2时刻前，燃烧匙内的白磷已经停止燃烧，故B分析不合理；C、t3时刻后的一段时间内瓶内气压又显著增加，其原因是打开了活塞，液体进入瓶内后，瓶内气体体积减小，导致气压显著增大，故C分析不合理；D、通过t1和t2时刻瓶内的气压值，根据气压减少的数值，可以计算出氧气的体积分数为，即氧气约占空气体积（而不是质量）的20%，故D分析不合理；故选：A。【变式3-2】用如图甲所示装置测定空气中氧气含量，借助数字传感器对密闭装置内的压强、温度、氧气浓度进行实时监测，得到了它们随时间的变化曲线如图乙，下列分析正确的是A．X曲线代表氧气浓度，Y曲线代表温度B．C点压强最高，表明红磷完全反应C．实验结束后，X、Y曲线代表的量都会恢复到原状态D．DE段压强迅速回升，此时可观察到烧杯中的水倒流入集气瓶【答案】D【详解】A、红磷燃烧消耗氧气，放出大量的热，随着反应的进行，氧气浓度逐渐减小，当氧气浓度小到一定程度时，不能再支持燃烧，冷却至室温，打开止水夹，水进入，氧气的浓度又逐渐增大到一定量，所以反应Y曲线表示的是氧气浓度变化的情况，X曲线先升高后降低至原刻度，表示的是温度变化，此选项错误；B、C点压强最高，表明红磷燃烧放热，温度升高所增加的气压大于氧气消耗所减小的气压，不能表示红磷完全反应，此选项错误；C、由A可知，X代表温度变化，会恢复至原状态，Y代表氧气浓度，红磷燃烧消耗氧气，氧气的浓度不会恢复至原状态，此选项错误；D、DE段压强迅速回升，是打开弹簧夹，烧杯中的水倒流入集气瓶，随着水的进入，瓶内气压增大，此选项正确；故选：D。►问题四空气中各成分及其用途【典例4】科学家发现有一种古老且珍贵的气体-氦-3，正源源不断地从地球内部释放出来，它是一种极具潜力的清洁能源。氦属于稀有气体，稀有气体约占空气体积的A．78% B．21% C．0.94% D．0.03%【答案】C【详解】按体积比，空气中约有78%的氮气，21%的氧气，0.94%的稀有气体，0.03%的二氧化碳和0.03的其他气体和杂质；故选：C。【解题必备】空气中各成分体积分数：N278%、O221%、稀有气体0.94%、CO20.03%、其它气体和杂质0.03%。氧气能供给呼吸，可用于医疗急救、登山、潜水等；氧气能支持燃烧，可用于炼钢、气焊气割、火箭的助推剂等。氮气化学性质稳定（不活泼），可做保护气，用于食品包装防腐、金属焊接防氧化、灯泡充氮防氧化、储存蔬菜和粮食等。稀有气体化学性质很不活泼，可做保护气；通电时发出不同颜色的光（物理性质），可制成航标灯、照明灯、闪光灯和霓虹灯等各种用途的电光源。【变式4-1】空气中含量较多且能够填充灯泡的气体是A．氧气 B．氖气C．氮气 D．二氧化碳【答案】C【分析】空气的成分按体积计算，大约是：氮气78%、氧气21%、稀有气体0.94%、二氧化碳0.03%、其他气体和杂质0.03%。【详解】A、氧气化学性质比较活泼，不适合填充灯泡，不符合题意；B、氖气虽然可用于填充灯泡，但在空气中含量很少，不符合题意；C、氮气是空气中含量最多的气体，约占空气体积的78%，且化学性质稳定，符合题意；D、二氧化碳在空气中含量较少，一般也不用于填充灯泡，不符合题意。故选C。【变式4-2】约占空气体积分数的0.934%，且可作保护气的气体是A．氧气 B．氮气 C．二氧化碳 D．稀有气体【答案】D【详解】A、氧气大约占空气体积的21%，选项错误；B、氮气大约占空气体积的78%，选项错误；C、二氧化碳大约占空气体积的0.03%，选项错误；D、稀有气体大约占空气体积的0.934%，稀有气体化学性质稳定，可用作保护气，选项正确；故选：D。►问题五纯净物和混合物【典例5】下列物质属于混合物的是(填序号，下同)，属于纯净物的是。①氧气

②水蒸气

③红磷

④纯净的空气

⑤海水

⑥二氧化硫

⑦高锰酸钾

⑧冰水混合物

⑨可口可乐

⑩氢气【答案】①②③⑥⑦⑧⑩④⑤⑨【详解】①氧气②水蒸气③红磷⑥二氧化硫⑦高锰酸钾⑧冰水混合物⑩氢气等都是由一种物质组成的，都属于纯净物；④纯净的空气⑤海水⑨可口可乐等都是由多种物质组成的，都属于混合物。所以属于混合物的是①②③⑥⑦⑧⑩，属于纯净物的是④⑤⑨。【解题必备】1．“洁净的空气”不是纯净物，是混合物。“洁净洁净的空气”是指未被污染的空气，空气本身由有多种物质组成，是混合物。2．冰水混合物、铁水、液氧等都是纯净物。3．名称叫“某化某”、“某酸某”的一般是纯净物。4．“浓××”、“稀××”、“a%的××”等都是纯净物。【变式5-1】形态各异的物质可按一定规律分类。现有A．水银，B．冰水，C．海水，D．高锰酸钾，E.空气，F.氮气六种物质，请选用各物质名称前的字母序号填写在横线上。(1)属于混合物的是；(2)属于纯净物的是。【答案】(1)CE(2)ABDF【详解】（1）混合物是由两种或两种以上的物质组成，海水、空气都是由多种物质组成的，属于混合物，故选CE。（2）纯净物是由同种物质组成，水银、冰水、高锰酸钾、氮气均是由一种物质组成的，都属于纯净物，故选ABDF。【变式5-2】世间万物种类繁多，但宏观上根据组成可将物质进行分类。(1)物质分类：纯净物和混合物属于如图关系中的关系。(2)以下物质属于混合物的有(填序号)。①洁净的空气

②冰水混合物

③氯化钾

④液氧⑤二氧化碳⑥75%的医用酒精【答案】(1)并列(2)①⑥【详解】（1）混合物是由两种或两种以上物质混合而成，纯净物由一种物质组成；纯净物和混合物属于并列关系；（2）①洁净的空气中含有氮气、氧气、二氧化碳等多种物质，属于混合物；②冰水混合物是水和冰两种不同状态的同种物质，化学式为H2O，属于纯净物；③氯化钾是化合物，化学式为KCl，属于纯净物；④液氧由氧气一种物质组成，属于纯净物；⑤二氧化碳由二氧化碳一种物质组成，属于纯净物；⑥75%的医用酒精由酒精和水两种物质组成，属于混合物；故选：①⑥。►问题六空气污染与防治【典例6】国家新修订的《环境空气质量标准》增加了PM2.5监测指标。PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，主要来自化石燃料的燃烧（如机动车尾气、燃煤）和扬尘，对人体健康和空气质量的影响很大。(1)计入空气污染指数的项目中除了可吸入颗粒物外，还包括。（填序号）①CO

②CO2

③SO2

④NO2

⑤Ne、Ar等稀有气体

⑥H2O(2)下列关于PM2.5的说法错误的是。（填序号）①燃放烟花爆竹会产生PM2.5②光合作用不可能引起大气中PM2.5增大③PM2.5的颗粒大小与分子大小差不多④PM2.5专用口罩使用了活性炭，是利用了活性炭的吸附性(3)哪些措施对PM2.5的治理能起到积极作用，请举两例。、。【答案】(1)①③④(2)③(3)积极植树造林减少化石燃料的燃烧，使用清洁能源（或工业废气处理后再排放）【详解】（1）目前计入空气质量评价的主要污染物为：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物（粒径小于等于10微米的颗粒物，称PM10）、细颗粒物（粒径小于等于2.5微米的颗粒物，称PM2.5）和臭氧等。计入空气污染指数的项目中除了可吸入颗粒物外，还包括有①CO、③SO2、④NO2等，故选①③④；（2）①燃放烟花爆竹燃烧时产生烟尘，会产生PM2.5，说法正确；②光合作用，通常是指绿色植物（包括藻类）吸收光能，把二氧化碳和水合成葡萄糖，同时释放氧气的过程；光合作用不可能引起大气中PM2.5增大，说法正确；③分子大小很小，用肉眼看不见，分子的大小更小，说法错误；④PM2.5专用口罩使用了活性炭，是利用了活性炭的吸附性，说法正确。故选③（3）对PM2.5的治理能起到积极作用，例如：积极植树造林，减少化石燃料的燃烧，使用清洁能源，工业废气处理后再排放等。【解题必备】1．空气污染物包括有害气体和烟尘，有害气体有一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫等，烟尘包括可吸入颗粒物和细颗粒物。2．防止空气污染的措施：使用清洁能源，加强空气质量监测,积极植树、种草。3．计入空气质量评价的主要污染物有：一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、可吸入颗粒物（PM10）、细颗粒物（PM2.5）、臭氧。【变式6-1】保持空气良好的清洁度是健康生活的前提，下列物质不属于空气污染物的是A．CO B．PM2.5 C．CO2 D．细颗粒物【答案】C【详解】A、一氧化碳有毒，属于空气污染物，不符合题意；B、PM2.5能导致雾霾等的发生，属于空气污染物，不符合题意；C、二氧化碳是空气的组成成分之一，不属于空气污染物，符合题意；D、细颗粒物能导致雾霾等的发生，属于空气污染物，不符合题意。故选C。【变式6-2】6月5日是《环境保护法》规定的环境日。生态环境部公布了2024年六五环境日主题—“全面推进美丽中国建设”。下列倡导不符合这一主题的是A．节能减排，守护蓝天白云 B．垃圾分类，共建绿色文明C．绿色环保，共筑美好家园 D．方便出行，提倡开私家车【答案】D【详解】A、节能减排，守护蓝天白云，有利于环境保护，符合这一主题，故选项不符合题意；B、垃圾分类，共建绿色文明，有利于环境保护，符合这一主题，故选项不符合题意；C、绿色环保，共筑美好家园，有利于环境保护，符合这一主题，故选项不符合题意；D、方便出行，提倡开私家车，会增加化石燃料的使用，增加污染物的排放，故选项符合题意；故选：D。1．空气污染指数是依据常规监测的几种空气污染物浓度计算得到的。目前计入空气质量评价的主要污染物有6种，以下物质不属于空气污染物的是A．可吸入颗粒物（） B．C． D．【答案】B【详解】目前计入空气质量评价的主要污染物有6种：即二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、可吸入颗粒物、细颗粒物和臭氧等。二氧化碳是空气的成分之一，不是污染物。A、可吸入颗粒物（PM10）属于空气污染物，不符合题意；B、二氧化碳是空气的成分之一，不是污染物。符合题意；C、二氧化氮属于空气污