第二单元课题1我们周围的空气-2024-2025学年九年级化学人教版（2024）上册

第四讲 空气 知识点一：拉瓦锡的实验 1. 实验原理：曲颈甑（盛空气）中加热汞。氧化汞 加热 汞+氧气 2. 实验现象：①银白色的液体变成________固体。 ②容器里空气：体积减小约_________（_____气）；剩余气体约4/5（____气）。 3. 实验结论：空气由________和________组成，其中氧气约占空气总体积的1/5。 知识点二：空气中氧气含量的测定 1. 测定原理：红磷在密闭空间中燃烧消耗_____，使得密闭空间中压强_____，打开弹簧夹，大气压将烧杯中的水压入集气瓶中。（压入的水的体积=被消耗的_____的体积） 2. 实验装置：（如图） 3. 实验步骤： （1）先在集气瓶内加入少量水，并做上记号； （2）连接装置； （3）检查装置的气密性； （4）用弹簧夹夹紧胶皮管； （5）点燃________，将燃烧匙_________伸入集气瓶内并把塞子塞紧； （6）燃烧结束冷却到_________后，打开弹簧夹。 4. 实验现象：________在集气瓶内燃烧，_________热量，生成大量______，冷却到室温后，打开弹簧夹，水经导管进入集气瓶，进入水的体积约占集气瓶内空气总体积的______。 （注意：烟：______的小颗粒；雾：______的小液滴） 5. 实验结论：________________________________________ 注意规范操作 （1）实验前一定要先检查装置的气密性。杨sir化学，侵权必究 （2）实验中药品红磷一定要足量，否则集气瓶中氧气无法完全消耗。 （3）必须要等到集气瓶完全冷却后再打开止水夹，否则燃烧放热会使气体体积膨胀。 总结归纳——空气中氧气含量测定实验的成功关键 （1）红磷要过量； （2）装置必须密封且气密性好； （3）冷却至室温后，再打开弹簧夹。 思考与交流杨sir化学，侵权必究 （1）药品选择 ①可否换用木炭、硫等物质？ 答：_______用木炭或硫代替红磷燃烧测空气中氧气含量（因为木炭或硫燃烧会产生_______，造成瓶内气体体积变化小）。 改进：将集气瓶内的水换成______________溶液吸收二氧化碳、二氧化硫，不占体积的前提下还是可以测量的。 ②可否换用铁丝？答：_______，铁丝在空气中______燃烧。 ③可否换用金属镁？答：_______。金属镁能够与氧气、氮气、二氧化碳都发生燃烧。 小结：药品选择：物质能在空气中燃烧且只与氧气反应，燃烧后的生成物为固体或液体。 （2）误差分析 ①实际测得的结果比真实值小，其原因可能是： A. 红磷量_______；B. 装置气密性_______；C. _______至室温就打开弹簧夹 ②实际测得的结果比真实值大，其原因可能是： A. 燃烧匙伸入集气瓶的速度_______； B. 弹簧夹没有_______； （3）集气瓶中水的作用： ①主要是吸收有毒的______________（固体）。 ②还可以______加快______，和防止热的燃烧物溅落炸裂瓶底。 （4）瓶中剩余的主要气体是：______（化学性质：不可燃不______；物理性质：______于水） （5）燃烧过程中的集气瓶压强变化： 从燃烧开始，消耗氧气使得压强______，但同时燃烧放出的大量____使瓶内的剩余气体受热迅速膨胀，压强______。燃烧放热引起的压强增大大于消耗氧气的压强减小，所以总的效果是压强______。待燃烧结束后，剩余气体慢慢冷却，压强____，减小到比初始压强更___（减少的部分就是被消耗的氧气体现的压强）。打开弹簧夹或者打开装置后，水流入集气瓶，瓶内压强迅速恢复到和大气压相同。 知识拓展：【测空气中氧气体积分数】实验装置总结 一、基本装置 优点：装置简单、操作简便，但也存在一些缺陷。 缺点：在插入燃烧匙时不可避免地造成集气瓶中的部分空气逸出瓶外， 造成实验误差，而且五氧化二磷逸出会污染空气。 二、改进装置 1. 改进装置1 特点：用聚焦太阳光的方式引燃红磷，不需要打开瓶塞， 装置始 终密闭，空气没有逸出，实验结果准确。 2. 改进装置2 特点：通过热水使白磷温度升高并燃烧，燃烧的过程中不会污染 环境。但玻璃管不宜太短，以防白磷燃烧时胶塞被推出管外。 3. 改进装置3 特点：在由两个注射器组成的密闭容器内留有一定体积的空气，给 装有细铜丝的玻璃管加热，避免了使用红磷带来的污染。 注意事项：在给玻璃管加热过程中，应同时交替缓慢推动两个注 射器，使反应更充分、快速。 4. 改进装置4 特点：在氮气环境下，将过量的铜粉分别装入干燥的硬质玻璃管和试管后，密封。用两支干燥的注射器从该瓶中抽取气体，分别按如图连接，推拉注射器一段时间后，用酒精灯在铜粉部位加热，加热时反复推拉注射器至反应完全。气球的作用是缓冲气压，使氧气与铜充分接触，充分反应。 ①装置比②装置更合理，理由是硬质玻璃管右端的气球更有利于气体流动，使氧气反应更彻底。 知识点三： 空气中各成分的主要性质及用途 1. 空气是混合物，主要成分（按体积分数）：（氮气与氧气体积比约为4:1） 2.空气是宝贵的资源 氧气 氮气 稀有气体 主要性质 无色、无味气体，_____溶于水，不可燃，能支持燃烧，能供给呼吸。 无色、无味气体，难溶于水，不燃烧也不支持燃烧，不供给呼吸，化学性质不活泼。 无色、无味气体，通电时能发出不同颜色的光（_____性质），化学性质很 不活泼（不易和别的物质反应）。 用途 ①供动植物_____ ②医疗_____③金属切割④炼钢⑤宇宙航行 ①作____气②食品充氮作防腐剂等③用于制造低温环境或医疗上冷冻麻醉④制硝酸和氮肥 ①作保护气②制多种用途的电光源等 ③氦气充气球（密度比空气小且化学性质稳定）④氦气用于制造低温环境 知识点四： 空气的污染与保护 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可吸入颗粒物:如_____等 2. 污染来源：化石燃料的燃烧，工厂排放的废气，汽车排放的尾气。 3. 污染危害：损害人体健康、影响作物生长、破坏生态平衡。 4. 环境问题：温室效应（__________含量过多引起，其他如甲烷等也能造成） 臭氧空洞（飞机的尾气、制冷剂氟里昂的排放）、 酸雨（由________、二氧化氮引起） 重点： 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 5. 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、使用清洁能源。 6. 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。 知识点五：纯净物和混合物 1. 混合物：像空气这样由两种或多种物质混合而成的物质叫做混合物，组成混合物的各种成分之间没有发生化学反应，它们各自保持着原来的性质。杨sir化学，侵权必究 2. 纯净物：氮气、氧气、二氧化碳等分别只由一种物质组成，它们都是纯净物。纯净物可以用化学符号来表示，如氮气可以用N2来表示，氧气、二氧化碳可分别表示为O2、CO2等。上面实验中使用的红磷(P)和生成的五氧化二磷(P2O5)也是纯净物。 【典型例题】 考点一：空气中氧气含量的测定 例1．化学革命是发生在十八世纪末英国和法国的一场深刻的化学学科的变革。英国物理学 家、化学家波义耳和法国化学家拉瓦锡曾做过貌似相同的两个实验（见图）。 关于这两个实验的说法正确的是（    ） A．两个实验都可用于测定空气中氧气的含量 B．两个实验中，曲颈甑内汞的表面都变为黑色 C．波义耳的实验中，加热结束并冷却到室温后，曲颈甑内压强变小 D．拉瓦锡的实验中，玻璃钟罩内液面逐渐上升，达到一定高度后不再变化 例2．如图是测定空气中氧气体积分数的实验，实验后发现测定氧气的含量低于，针对这一事实，你认为下列做法和想法不可取的是（　　） A．查看实验装置是否漏气 B．将红磷改成木炭后重新实验 C．实验中红磷的量不足，没有将瓶内的氧气全部消耗尽 D．实验中可能未冷却到室温就打开止水夹，使进入瓶内的水的体积不足 例3．在用红磷燃烧法测定空气中的氧气含量的实验中，化学小组的同学发现进入集气瓶中水小于五分之一，小组同学提出以下猜想，其中猜想有错误的是（　　） ①装置[的气密性差 ②所用药品红磷的量不足 ③红磷燃烧后伸入集气瓶内过慢 ④红磷燃烧时弹簧夹未夹紧 ⑤未等装置冷却至室温就提前打开了弹簧夹 A．①② B．②④ C．③⑤ D．③④ 【变式题】用如图装置测定空气里氧气的含量，会导致实验结果偏大的操作是（　　） A．红磷过量 B．燃烧过程中未夹紧弹簧夹 C．未冷却到室温就打开弹簧夹 D．实验后有水残留在导管中 例4．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）。 （1）写出汞与氧气反应的文字表达式　 　。 （2）本实验中选择使用汞的优点有　 　（填序号） A．汞为液态，在加热的条件下只与氧气反应且生成物为固体 B．时间足够长，能将密闭装置中的氧气几乎耗尽 C．无法观察装置中气体体积的变化 D．得到的氧化汞粉末加热生成的气体体积+剩余气体体积＝原空气体积 Ⅱ、图2为实验室测定空气中氧气含量的实验装置 （1）本实验中应选择红磷做为反应物的依据是　 　。 a．反应物要与空气中氧气反应 b．反应物只能与空气中氧气反应 c．生成物不能为气体 （2）该实验说明剩余气体的性质有　 　。 a、剩余气体不支持燃烧 b．剩余气体难溶于水 c 剩余气体可供给呼吸 d．剩余气体不与水反应 （3）为了使实验数据更加准确，下列做法不正确的是　 　。 a．实验前应检查装置的气密性，保证装置不漏气 b．用过量的红磷进行实验 c．红磷点燃后，缓慢伸入瓶中并塞紧橡皮塞 d．红磷熄灭后，立即打开止水夹 （4）此实验中集气瓶里事先装入少量水，其目的是　 　。 a．冷却，防止实验过程中放出的热使集气瓶破裂 b．吸收实验过程中产生的大量白烟 c．缓冲内部压强，瓶内气体受热而剧烈膨胀。 例5．化学小组对教材中测空气中氧气的体积含量（见图1）进行了大胆改进设计（如图2）。（选用容积为45mL的试管作反应容器）实验方案进行，收到了良好的效果，请你对比分析下面图1、图2，回答有关问题。 （1）图1实验中，红磷燃烧的实验现象是： 。（写出一条即可） 反应的符号或文字表达式为 ，实验中红磷需稍过量，目的是 。该实验的结论是氧气约占空气体积的 。 （2）该实验获得结果偏大的原因是 或 。 （3）该实验还能获得剩余气体化学性质是 （写出一条即可）。 （4）他们对图1的实验装置进行了图2所示的改进（其他仪器忽略），与图1实验装置相比较，该装置的优点是 （任写一点）。 （5）图2正式开始实验前，该兴趣小组同学打开弹簧夹，将注射器活塞从20mL刻度处推至 15mL处，然后松开活塞，观察到活塞返回至20mL刻度处。该操作的主要目的是　 　。 （6）图2实验的主要操作步骤如下：①点燃酒精灯；②撒去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹； ③将适量红磷装入试管中，将20mL的注射器活塞置于10mL处，并按图2所示的连接方式固定好，再用弹簧夹在夹紧橡皮管；④读取注射器活塞的数据。你认为正确的实验操作顺序是 （填序号）。 （7）图2实验中注射器活塞将从10mL刻度处慢慢前移到约为 mL刻度处才停止。 （8）乙同学提出选用木炭替代红磷做实验，在集气瓶底部预先放足量澄清石灰水吸收生成的二氧化碳气体，其他同学觉得不可行，你认为主要原因是 。 考点三：空气的主要成分 例6．稀有气体过去曾被人们称作“惰性气体”。是因为（ ） A．稀有气体在空气中含量少 B．稀有气体用途广泛 C．稀有气体化学性质不活泼 D．稀有气体非常宝贵 例7．空气中的下列气体，常温下化学性质最稳定的是（ ） A．氮气 B．氧气 C．氦气 D．二氧化碳 例8．空气是一种宝贵的自然资源。下列关于空气的说法正确的是（　　） A．空气是由空气分子构成的 B．空气里氮气、氧气等分子均匀地混合在一起 C．氮气、氧气经混合不再保持各自的化学性质 D．空气中的稀有气体按质量计算大约是0.94% 例9．空气的主要成分①氧气、②氮气、③稀有气体、④二氧化碳及其他气体杂质，按体积分数由大到小的顺序排列正确的是（　　） A．①②③④ B．②①③④ C．①②④③ D．②①④③ 例10．根据下列现象说明空气中含有哪些成分． （1）爆米花放在空气中会变软，说明空气中含有　 　 ； （2）澄清石灰水长期放置在空气中，表面会出现一层白膜，说明空气中含有　 　； （3）空气是制造化肥的原料，说明空气中含有　 　； （4）小白鼠在装有空气的密闭容器中可存活一段时间，说明空气中含有　 　。 考点四：空气污染及防治 例11．下列哪组气体都属于空气污染物（　　） A．一氧化碳、臭氧、二氧化硫 B．二氧化碳、氢气、一氧化碳 C．二氧化碳、二氧化氮、二氧化硫 D．氮气、二氧化碳、二氧化硫 例12．今年国庆举行了盛大的建国70周年阅兵活动，今年阅兵关注环保，阅兵礼炮鸣放时无外抛物、无空气污染。以下物质不作为空气污染物计入《环境空气质量标准》基本监测的是（　　） A．CO2 B．SO2 C．CO D．PM10、PM2.5 例13．通过创建全国卫生城市活动，潍坊市空气状况有了明显改善，目前空气的主要污染物仍是PM2.5，下列做法应该继续提倡的是（　　） ①保护青山绿水 ②就地焚烧秸秆 ③发展共享单车 ④减少燃煤使用 ⑤燃放烟花爆竹 A．①③④ B．①②④ C．①②③④ D．②③④⑤ 考点五：纯净物和混合物 例14．下列物质中，属于纯净物的是（　　） A．矿泉水 B．冰水混合物 C．空气 D．百事可乐 例15．下列物质中，属于纯净物的是（　　） A．净化后的空气 B．矿泉水 C．五氧化二磷 D．生锈铁钉 【课堂习题】 1．仿照法国化学家拉瓦锡定量研究空气成分的原理，利用如图装置测定空气中氧气的含量，燃烧匙中应盛放的药品是（　　） A．铁丝 B．木炭 C．红磷 D．硫粉 2．用如图装置测定空气中氧气的含量，下列说法正确的是（　　） A．点燃白磷后缓慢将燃烧匙插入瓶中，塞紧瓶塞 B．用细铁丝代替白磷进行实验，不会影响实验结果 C．不打开瓶塞，聚焦太阳光引燃足量白磷，实验效果更好 D．若实验过程中，没有将弹簧夹夹紧，不会影响实验结果 3．如图是一个具有刻度和活塞可滑动的玻璃容器，其中有空气和足量的白鳞，将它放在盛有废水的烧杯上方，进行实验，下列说法正确的是（　　） A．白磷燃烧时产生大量的白色烟雾 B．活塞先向右移动然后向左移动至刻度“2”处停止 C．本实验可说明容器内剩余气体不能燃烧也不支持燃烧 D．本实验可说明氧气约占空气质量的 4．如图所示，等体积的甲乙两集气瓶内充满空气，燃烧匙内分别盛有过量的红磷和硫，点燃使其充分反应，冷却至室温，打开弹簧夹（不考虑二氧化硫的溶解性），出的现象的是（　　） A．甲瓶没有水流入，乙瓶中有水流入 B．甲、乙两瓶均有水流入 C．甲瓶中有水流入，乙瓶没有水流入 D．甲、乙两瓶均无水流入 5．下列各项中，不属于氮气用途的是（　　） A．充入灯管 B．灭火 C．制造炸药 D．冷冻、麻醉 6．空气是一种宝贵的自然资源，下列气体不可直接从空气分离获得的是（　　） A．用作医疗急救的氧气 B．用作焊接保护气的稀有气体 C．用作食品防腐剂的氮气 D．用作清洁燃料的氢气 7．空气是一种宝贵的自然资源，下列对空气的说法中正确的是（　　） A．空气中含量最多的是氮气，其质量分数约占78% B．空气质量级别越高，空气质量越好 C．CO2约占空气总体积的0.94%，是引起酸雨的主要原因 D．雾霾会导致呼吸道病人增多，因为空气中的可吸入颗粒增多 8．深圳正在争创第六届全国文明城市，深圳人以实际行动积极参与“创文”。以下做法与创建文明城市不相符合的是（　　） A．垃圾分类，变废为宝 B．节能减排，绿色出行 C．资源管理，节约用水 D．焚烧落叶，爱护环境 9．下列属于纯净物的一组是（　　） ①冰水混合物 ②洁净的空气 ③液氧 ④海水 A．①③ B．②④ C．①② D．③④ 【课后习题】 1．空气成分中，体积分数最大的气体是（　　） A．氧气 B．氮气 C．稀有气体 D．二氧化碳 2．空气是生命赖以存在的物质基础，下列有关空气的说法正确的是（　　） A．空气中分离出的氮气可作食品保护气，是因为其化学性质不活泼 B．空气主要是由氧气和氮气组成，其中氧气的质量约占空气的质量的 C．空气质量报告中所列的空气质量级别数值越大，说明空气的质量越好 D．空气中的稀有气体常用于制造多种用途的电光源，是因为其化学性质稳定 3．下列有关物质的分类正确的是（　　） A．空气属于化合物 B．冰水共存物属于混合物 C．高锰酸钾属于氧化物 D．硫磺属于单质 4．如图是“空气中氧气含量的测定”实验，说法错误的是（　　） A．装置不漏气是本实验成功的关键，所以实验前应检查装置的气密性 B．实验中红磷要过量，以消耗容器内全部氧气 C．冷却后水倒流瓶内，可测定空气中氧气的含量 D．可用木炭、铁丝代替红磷，测定空气中氧气的含量 5．用如图装置进行实验。下列现象能证明空气中O2的含量的是（　　） A．红磷燃烧，产生白烟 B．瓶中液面先下降，后上升 C．瓶中液面最终上升至1处 D．水槽中液面下降 6．实验是科学探究的重要方法。如图是测定空气中氧气的含量实验的两套装置图（装置气密性良好），对该实验认识不正确的是（　　） A．该实验的原理是通过“化学方法”消耗氧气、从而测定空气中氧气的含量 B．装置①在正确操作情况下，反应结束后，消耗氧气的体积应是反应前硬质玻管、气球和注射器针筒内气体总体积的1/5 C．实验完毕后，待装置冷却至室温后，应先将气球内的气体全部挤出，再读数。否则会使测得的实验结果偏大 D．装置②设计优于装置①，它能让空气更易流通且全部通过铜粉，使氧气完全耗尽 7．下图所列实验装置不能够用来测定空气中氧气含量的是（　　） A． B． C． D． 8．十七中化学小组对空气中氧气含量的测定实验进行了如下探究和再认识。 (1)法国科学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分(如图1)。下列关于该实验的结论和描述，说法错误的是_____(填字母)。 A．汞槽(不含玻璃钟罩)内的液面上升 B．生成物加强热分解又能得到汞和氧气 (2)小石同学按图2所示进行实验，将燃烧匙内的红磷点燃后，立即伸入集气瓶中，发生的反应符号表达式为 。若结果小于预期值，则可能是 (填字母)。 A．红磷过量   B．未冷却到室温就打开止水夹   C．装置气密性差   D．集气瓶中事先加入的水太少 (3)图3实验中的操作步骤如下： A．点燃酒精灯 B．读取注射器活塞的数据 C．撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹 D．将足量红磷装入试管中，将注射器活塞置于20mL刻度处，并按图3中所示的连接方式固定好，再将弹簧夹紧橡皮管 E．检查装置气密性 你认为正确的实验操作顺序是(填字母序号) 。 (4)小七同学按图3开始实验时，先将弹簧夹松开，给足量的红磷加热，红磷燃烧后，一开始活塞的运动方向为 (填“向左”、“向右”或“不动”)，反应完全并冷却至室温后，注射器活塞最终将停留在约 mL刻度处。 自信 + 努力 +坚持 = 成功 学科网（北京）股份有限公司 $$