2.1 我们周围的空气 第1课时 空气的组成-2025-2026学年九年级化学上册同步讲义（人教版2024）

第二单元 空气和氧气 课题1 我们周围的空气 第1课时 空气的组成 模块导引： 学习目标 思维导图 知识精讲 归纳总结 成果小测 考点解析 课后作业 1． 了解空气的主要成分。 2． 了解氧气、氮气、稀有气体的主要物理性质和用途。 3． 初步认识纯净物和混合物的概念。 一、空气的组成 1.拉瓦锡研究空气成分的实验 法国化学家 最早用定量的方法研究了空气的成分。 拉瓦锡利用该装置进行实验，研究并得出空气由氧气和氮气组成。 实验一：汞与氧气反应 实验二：氧化汞受热分解 实验步骤 把少量汞放在密闭的容器里连续加热12天 将汞表面所生成的 粉末收集起来,放在另一个较小的容器里加强热 实验现象 部分银白色的液态汞变成 粉末，同时容器里空气的体积约减少 红色粉末变成银白色液体和无色气体,所得气体的体积恰好等于密闭容器里所减少的体积 反应原理 汞+氧气氧化汞 氧化汞汞+氧气 实验结论 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红磷燃烧，产生 ，并放出热量； ②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 ；② ； ③ 。 大于1/5原因 ① ；② 。 （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。 （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。 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。 （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 分类 混合物 纯净物 概念 由 或 的物质混合而成，组成不固定 只由 物质组成，组成固定 表示 方法 没有固定组成，不能用化学符号表示 可用化学符号表示，如氮气可用 N2表示 性质 有固定的 和 组成混合物的各种成分保持它们 举例 空气，自然界的水，如河水、湖水、海水、雨水等 氮气、氧气、二氧化碳、蒸馏水等 关系 纯净物混合物 说明 纯净物是相对而言的，自然界不存在 纯净的物质 我们所说的纯净物是指含杂质很少的 物质 （1）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。 （2）常见的混合物有：空气、海水、溶液、稀有气体、“浓××”、“稀××”、“×%的××”。 一、空气的组成 1.拉瓦锡实验：二百多年前，法国化学家 用 消耗了装置内氧气的方法测出了空气中氧气体积分数，得出结论：空气由 和 组成。 2.空气中各成分的含量：氮气（N2） ，氧气（O2） （氮气与氧气体积比约为4比1），稀有气体 ，二氧化碳（CO2） ，其它气体和杂质 。 3.实验室测定空气中氧气含量： 仿照拉瓦锡实验的原理，我们可以探究空气中氧气的含量。例如， （化学符号P）与空气中的 反应，生成一种叫作 （化学符号 P O5）的新物质，这一反应可以用文字表示：。在集气瓶内加入 ，将水面上方空间分为 等份，并做好标记。用 夹紧乳胶管。在燃烧匙内放入 的红磷，用酒精灯加热，点燃红磷后 伸入瓶中，并塞紧橡胶塞。待红磷熄灭并 室温，打开弹簧夹，可以观察到烧杯中的水被 集气瓶，瓶内液面 。 二、物质的分类 1.混合物：由 的物质混合而成的物质，如空气、海水，河水， 等。 2.纯净物：只由 物质组成的物质，如氧气、氮气、二氧化碳，水、 等。 1.判断题下列说法是否正确（正确的在括号内打“√”，错误的打“×”） （1）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( ) （2）空气中主要气体的体积分数由大到小依次是：O2、N2、CO2( ) （3）空气中氮气与氧气体积比约为5：1( ) （4）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。( ) （5）红磷燃烧时，产生大量白烟( ) （6）测定空气中氧气的含量，不能用木炭代替红磷( ) （7）红磷＋氧气五氧化二磷( ) （8）实验时，燃烧匙里要盛入少量的红磷。( ) （9）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。( ) 2．如图装置常用来测定空气中氧气含量。下列对该实验的认识错误的是 A．该实验证明空气中氧气的体积约占1/5 B．实验时红磷一定要过量，耗尽氧气 C．实验前一定要检查装置的气密性 D．红磷燃烧产生大量的白雾，火焰熄灭后立刻打开弹簧夹 3．空气是一种混合物。洁净的空气中含量较高且化学性质不活泼的是 A．氮气 B．氧气 C．二氧化碳 D．水蒸气 4．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）。 。 考点一：拉瓦锡研究空气的成分 1．关于拉瓦锡研究空气成分实验的表述，存在科学性错误的是 A．实验中汞需要足量 B．曲颈甑中的汞可以换成硫粉 C．曲颈甑中汞的作用是消耗氧气 D．钟罩内液面上升推测钟罩内气体压强减小 2．人类对空气成分探究经历了艰辛的过程。图1是拉瓦锡研究空气成分的装置，图2是仿照图1实验原理设计的装置。下列说法错误的是 A．图1曲颈甑中汞的用量会影响实验结果 B．图1拉瓦锡得出空气由氧气和氮气组成 C．图2若没有弹簧夹，测得氧气的体积大于五分之一 D．图2中可以用木炭代替红磷 3．两百年前化学家拉瓦锡研究了空气的组成，装置如图，下列说法错误的是 A．曲颈甑和玻璃钟罩的汞都发生了化学反应 B．反应结束后玻璃钟罩内的汞液面上升 C．实验验证了空气的组成不是单一的气体 D．加热汞消耗了曲颈甑和玻璃钟罩中的氧气 考点二：测定空气中氧气含量的实验 4.某班同学用如下图所示的装置测定空气中氧气的含量。实验结束后，甲同学的集气瓶内液面上升明显大于瓶内空气体积的，乙同学的集气瓶内液面上升明显小于瓶内空气体积的，下列对这两种现象解释合理的是 ①甲同学可能没夹紧弹簧夹    ②甲同学可能没塞紧橡胶塞 ③乙同学所用红磷的量可能不足    ④乙同学可能插入燃烧匙太慢 A．①②③④ B．只有①③ C．只有②④ D．只有①②③ 5.如图为测定空气中氧气含量实验的改进装置，下列说法中不正确的是 A．集气瓶中水液封导管末端以防气体逸出 B．本实验不可以用木炭代替红磷 C．燃烧匙中的红磷需足量，否则测定结果偏小 D．集气瓶的容积是，最终量筒中有水进入集气瓶 6.实验小组用下图装置测定空气中氧气的含量。 （1）该实验中红磷燃烧的现象为 ，符号表达式为 。 （2）能说明空气中氧气含量的现象是，打开弹簧夹后水上升至 刻度。 （3）下列操作可能导致测定结果偏低的是_____。(填字母序号，下同) A．红磷的量不足 B．点燃红磷，慢慢伸入瓶中 C．未冷却至室温就打开了弹簧夹 （4）若用硫粉来替红磷测空气中氧气含量是否可以？若不可，请说明原因 。 （5）反应完后集气瓶中剩余主要气体是 ，该气体的物理性质是 ，化学性质是 。(均写一条即可) 考点三：纯净物和混合物 7．下列各组物质中，一定属于纯净物的是 A．仅含氧元素的物质 B．青海湖的湖水 C．仅含氢、氧两种元素的物质 D．臭氧 8．下列物质属于纯净物的是 A．硬水 B．稀有气体 C．干冰 D．盐酸 9．下列物质属于混合物的是 A．液态氧 B．洁净的海水 C．冰水混合物 D．氧化镁 1．用来测定空气成分的方法有很多，小梅用如下图所示的简易装置来测定空气中氧气的含量。下列对该实验的认识中，正确的是 A．使用红磷的量多或少，都不会影响实验结果 B．燃烧足够的红磷可使进入钟罩的水占钟罩容器的4/5 C．红磷停止燃烧后，立即观察记录水进入钟罩的刻度 D．红磷燃烧消耗空气中的氧气，使钟罩内压强下降，水面上升 2．测定空气中氧气含量的改进实验装置如图，对该实验认识正确的是 A．现象：实验中红磷燃烧，产生大量白雾 B．推论：实验后玻璃管中剩余的气体难溶于水 C．分析：红磷的量不会影响实验结果 D．反思：燃烧匙可以伸入到液面与刻度1之间的位置 3．新风系统是指能将室外的空气经过净化处理后送到室内的系统。送入室内的空气中体积分数最大的是 A．氮气 B．氧气 C．二氧化碳 D．稀有气体 4．下列含“水”的物质中，属于纯净物的是 A．冰水共存物 B．汽水 C．雨水 D．矿泉水 5．如图所示装置测定空气中氧气含量，下列说法正确的是 A．点燃白磷后缓慢地将燃烧匙伸入瓶内，塞紧瓶塞 B．不打开瓶塞，聚焦太阳光引燃足量白磷，实验效果更好 C．用木炭代替白磷不会影响实验结果 D．若实验过程中没有将弹簧夹夹紧，不会影响实验结果 6．用来测定空气成分的方法有很多，小梅用如下图所示的简易装置来测定空气中氧气的含量。下列对该实验的认识中，正确的是 A．使用红磷的量多或少，都不会影响实验结果 B．燃烧足够的红磷可使进入钟罩的水占钟罩容器的4/5 C．红磷停止燃烧后，立即观察记录水进入钟罩的刻度 D．红磷燃烧消耗空气中的氧气，使钟罩内压强下降，水面上升 7．液氮是液态的氮气，温度极低，可用于冷冻麻醉等。液氮属于 A．纯净物 B．混合物 C．无法判断 D．稀有气体 8．拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。某兴趣小组利用氧气传感器来检测足量红磷燃烧过程中氧气的含量，如图所示，下列判断正确的是 A．a点时容器内氮气体积分数为85% B．密闭容器内b点和c点时的压强一样 C．氧气有剩余，说明物质燃烧时氧气必须达到一定浓度 D．此实验测得空气中氧气的质量分数为18% 9．某小组的同学将过量的白磷放入试管中测定空气中氧气含量（如图），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．试管中的白磷可以换成硫粉 C．实验结束等装置冷却到室温后才能打开弹簧夹 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 10．用如图所示装置来测定空气中氧气的含量，下列对该实验的认识中，错误的 是 A．铜粉用量的多少，会影响实验结果 B．气球的作用是调节气压，防止橡皮塞被弹出 C．操作无误的情况下，反应结束后消耗的氧气体积约为反应前注射器中气体体积的 D．实验结束读数时，必须冷却至室温再读数 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500 mL，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．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： 。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第二单元 空气和氧气 课题1 我们周围的空气 第1课时 空气的组成 模块导引： 学习目标 思维导图 知识精讲 归纳总结 成果小测 考点解析 课后作业 1． 了解空气的主要成分。 2． 了解氧气、氮气、稀有气体的主要物理性质和用途。 3． 初步认识纯净物和混合物的概念。 一、空气的组成 1.拉瓦锡研究空气成分的实验 法国化学家拉瓦锡最早用定量的方法研究了空气的成分。 拉瓦锡利用该装置进行实验，研究并得出空气由氧气和氮气组成。 实验一：汞与氧气反应 实验二：氧化汞受热分解 实验步骤 把少量汞放在密闭的容器里连续加热12天 将汞表面所生成的红色粉末收集起来,放在另一个较小的容器里加强热 实验现象 部分银白色的液态汞变成红色粉末，同时容器里空气的体积约减少 红色粉末变成银白色液体和无色气体,所得气体的体积恰好等于密闭容器里所减少的体积 反应原理 汞+氧气氧化汞 氧化汞汞+氧气 实验结论 空气由氧气和氮气组成，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红磷燃烧，产生大量白烟，并放出热量； ②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 + O2 P2O5 误差分析 小于1/5原因 ①装置漏气；②红磷量不足； ③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。 （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。 （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。 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 3． 包括氦、氖、氩、氪、氙和氡等。 （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 分类 混合物 纯净物 概念 由两种或两种以上的物质混合而成，组成不固定 只由一种物质组成，组成固定 表示 方法 没有固定组成，不能用化学符号表示 可用化学符号表示，如氮气可用 N2表示 性质 有固定的物理性质和化学性质 组成混合物的各种成分保持它们各自的性质 举例 空气，自然界的水，如河水、湖水、海水、雨水等 氮气、氧气、二氧化碳、蒸馏水等 关系 纯净物混合物 说明 纯净物是相对而言的，自然界不存在绝对纯净的物质，我们所说的纯净物是指含杂质很少的高纯度物质 （1）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。 （2）常见的混合物有：空气、海水、溶液、稀有气体、“浓××”、“稀××”、“×%的××”。 一、空气的组成 1.拉瓦锡实验：二百多年前，法国化学家拉瓦锡用汞消耗了装置内氧气的方法测出了空气中氧气体积分数，得出结论：空气由氧气和氮气组成。 2.空气中各成分的含量：氮气（N2）78%，氧气（O2）21%（氮气与氧气体积比约为4比1），稀有气体0.94%，二氧化碳（CO2）0.03%，其它气体和杂质0.03%。 3.实验室测定空气中氧气含量： 仿照拉瓦锡实验的原理，我们可以探究空气中氧气的含量。例如，红磷（化学符号P）与空气中的氧气反应，生成一种叫作五氧化二磷（化学符号 P2O5）的新物质，这一反应可以用文字表示： 。在集气瓶内加入少量水，将水面上方空间分为5等份，并做好标记。用弹簧夹夹紧乳胶管。在燃烧匙内放入足量的红磷，用酒精灯加热，点燃红磷后立即伸入瓶中，并塞紧橡胶塞。待红磷熄灭并冷却至室温，打开弹簧夹，可以观察到烧杯中的水被吸入集气瓶，瓶内液面上升。 二、物质的分类 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、海水，河水，纯净的空气等。 2.纯净物：只由一种物质组成的物质，如氧气、氮气、二氧化碳，水、冰水混合物等。 1.判断题下列说法是否正确（正确的在括号内打“√”，错误的打“×”） （1）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( ) （2）空气中主要气体的体积分数由大到小依次是：O2、N2、CO2( ) （3）空气中氮气与氧气体积比约为5：1( ) （4）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。( ) （5）红磷燃烧时，产生大量白烟( ) （6）测定空气中氧气的含量，不能用木炭代替红磷( ) （7）红磷＋氧气五氧化二磷( ) （8）实验时，燃烧匙里要盛入少量的红磷。( ) （9）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。( ) 【答案】　(1) √　　(2) ×　　(3) × (4)√　 (5) √ (6) √ (7) ×　(8) × (9)× 2．如图装置常用来测定空气中氧气含量。下列对该实验的认识错误的是 A．该实验证明空气中氧气的体积约占1/5 B．实验时红磷一定要过量，耗尽氧气 C．实验前一定要检查装置的气密性 D．红磷燃烧产生大量的白雾，火焰熄灭后立刻打开弹簧夹 【答案】D 【解析】A、实验中，能够观察到进入集气瓶中的水约占集气瓶容积的五分之一，说明氧气约占空气总体积的五分之一，故选项说法正确； B、实验时红磷一定要过量，如果红磷不足，就不能完全消耗掉集气瓶中的氧气，也就得不出正确的结论，故选项说法正确； C、为防止装置漏气，影响实验结果，实验前一定要检查装置的气密性，这是实验取得成功的保证，故选项说法正确； D、红磷燃烧产生大量的白烟，火焰熄灭后，待装置冷却到室温时再打开弹簧夹；如果火焰熄灭后立刻打开弹簧夹，由于集气瓶内的温度较高，水不能进入集气瓶或进入集气瓶中的水不到集气瓶容积的五分之一，得不出正确的结论，故选项说法错误； 故选：D。 3．空气是一种混合物。洁净的空气中含量较高且化学性质不活泼的是 A．氮气 B．氧气 C．二氧化碳 D．水蒸气 【答案】A 【解析】A、氮气在空气中的体积分数约为 78%，含量较高。氮气的化学性质不活泼，一般不易与其他物质发生化学反应，A 选项正确； B、氧气在空气中的体积分数约为 21%，虽然含量较高，但氧气的化学性质比较活泼，能与许多物质发生氧化反应，B 选项错误； C、二氧化碳在空气中的体积分数约为 0.03%，含量较低，C 选项错误； D、水蒸气在空气中的含量相对较少，D 选项错误。 故选A。 4．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）。 考点一：拉瓦锡研究空气的成分 1．关于拉瓦锡研究空气成分实验的表述，存在科学性错误的是 A．实验中汞需要足量 B．曲颈甑中的汞可以换成硫粉 C．曲颈甑中汞的作用是消耗氧气 D．钟罩内液面上升推测钟罩内气体压强减小 【答案】B 【详解】A、实验中汞需要足量，这样才能将曲颈甑和钟罩内空气中的氧气完全消耗掉，从而准确测定空气成分，该表述正确； B、曲颈甑中的汞不能换成硫粉，硫粉在空气中燃烧生成二氧化硫气体，装置内气体压强变化不明显，无法准确测定空气中氧气的含量，该表述错误； C、曲颈甑中汞在加热条件下与氧气反应生成氧化汞，其作用是消耗氧气，该表述正确； D、钟罩内液面上升，是因为氧气被消耗，钟罩内气体减少，压强减小，在外界大气压作用下，液面上升，该表述正确。 故选B。 2．人类对空气成分探究经历了艰辛的过程。图1是拉瓦锡研究空气成分的装置，图2是仿照图1实验原理设计的装置。下列说法错误的是 A．图1曲颈甑中汞的用量会影响实验结果 B．图1拉瓦锡得出空气由氧气和氮气组成 C．图2若没有弹簧夹，测得氧气的体积大于五分之一 D．图2中可以用木炭代替红磷 【答案】D 【详解】A、图1曲颈甑中汞若用量不足，不能将装置内的氧气完全消耗，会使测量结果偏小，所以汞的用量会影响实验结果，故A选项说法正确； B、拉瓦锡通过该实验，将汞在密闭容器中加热与空气中氧气反应，剩余气体主要是氮气，从而得出空气由氧气和氮气组成，故B选项说法正确； C、图2若没有弹簧夹，红磷燃烧放热会使装置内气体膨胀逸出，冷却后进入集气瓶的水会增多，导致测得氧气的体积大于五分之一，故C选项说法正确； D、木炭燃烧消耗氧气，生成二氧化碳气体，反应前后装置内气体压强变化不明显，无法测量空气中氧气的体积分数，所以不能用木炭代替红磷，故D选项说法错误； 故选：D。 3．两百年前化学家拉瓦锡研究了空气的组成，装置如图，下列说法错误的是 A．曲颈甑和玻璃钟罩的汞都发生了化学反应 B．反应结束后玻璃钟罩内的汞液面上升 C．实验验证了空气的组成不是单一的气体 D．加热汞消耗了曲颈甑和玻璃钟罩中的氧气 【答案】A 【详解】A、在该实验中，曲颈甑中的汞与空气中的氧气反应生成氧化汞，玻璃钟罩的汞未发生化学反应，故选项说法不正确； B、实验结束后能观察到玻璃钟罩内的汞液面上升，是因为氧气消耗导致密封装置中的气压减小，故选项说法正确； C、在该实验中，一部分银白色的液态汞变成红色粉末，同时容器里空气的体积大约减少了，说明空气中除了氧气外，还有的其它气体，故选项说法正确； D、曲颈甑、玻璃钟罩、汞槽共同组成了密闭的环境，在实验中，加热汞消耗了曲颈甑和玻璃钟罩中的氧气，故选项说法正确。 故选A。 考点二：测定空气中氧气含量的实验 4.某班同学用如下图所示的装置测定空气中氧气的含量。实验结束后，甲同学的集气瓶内液面上升明显大于瓶内空气体积的，乙同学的集气瓶内液面上升明显小于瓶内空气体积的，下列对这两种现象解释合理的是 ①甲同学可能没夹紧弹簧夹    ②甲同学可能没塞紧橡胶塞 ③乙同学所用红磷的量可能不足    ④乙同学可能插入燃烧匙太慢 A．①②③④ B．只有①③ C．只有②④ D．只有①②③ 【答案】B 【解析】①若甲同学没夹紧弹簧夹，反应放出大量的热，装置内压强增大，有空气从导管逸出，因此装置冷却后进入的水多，使测定结果偏大，说法正确； ②若甲同学未塞紧瓶塞，装置漏气，在冷却过程中有外界的空气进入瓶中，使测定结果偏小，说法错误； ③若乙同学使用红磷的量不足，不能完全消耗装置内的氧气，使测定结果偏小，说法正确； ④若乙同学插入燃烧匙速度太慢，会使集气瓶中的部分气体受热膨胀逸出，导致测定结果偏大，说法错误； 故解释合理的只有①③。 故选B。 5.如图为测定空气中氧气含量实验的改进装置，下列说法中不正确的是 A．集气瓶中水液封导管末端以防气体逸出 B．本实验不可以用木炭代替红磷 C．燃烧匙中的红磷需足量，否则测定结果偏小 D．集气瓶的容积是，最终量筒中有水进入集气瓶 【答案】D 【解析】A、图示是测定空气中氧气含量的实验，要求装置应该是密封状态，因此集气瓶中水液封导气管末端以防气体逸出，选项说法正确； B、木炭燃烧后生成了二氧化碳气体，则装置压强几乎不变，无法根据液面变化分析出氧气的含量，因此本实验不可以用木炭代替红磷，选项说法正确； C、图示是测定空气中氧气含量的实验，燃烧匙中的红磷需足量，这样才能完全消耗氧气，否则氧气不能消耗完全，导致测定结果偏小，选项说法正确； D、红磷燃烧消耗集气瓶内的氧气，氧气约占空气体积的五分之一，集气瓶的容积是 200mL ，且集气瓶中有部分水，故集气瓶中空气的体积小于200mL，则消耗氧气的体积小于200mL×=40mL，故最终量筒中进入集气瓶中水的体积＜40mL，选项说法不正确； 故选：D。 6.实验小组用下图装置测定空气中氧气的含量。 （1）该实验中红磷燃烧的现象为 ，符号表达式为 。 （2）能说明空气中氧气含量的现象是，打开弹簧夹后水上升至 刻度。 （3）下列操作可能导致测定结果偏低的是_____。(填字母序号，下同) A．红磷的量不足 B．点燃红磷，慢慢伸入瓶中 C．未冷却至室温就打开了弹簧夹 （4）若用硫粉来替红磷测空气中氧气含量是否可以？若不可，请说明原因 。 （5）反应完后集气瓶中剩余主要气体是 ，该气体的物理性质是 ，化学性质是 。(均写一条即可) 【答案】（1）产生大量白烟，发出大量的热 （2）1 （3）AC （4）不可以，硫在空气中燃烧生成二氧化硫气体，化学反应前后，装置内压强变化不大，无法测定空气中的氧气含量 （5）氮气/N2 难溶于水（合理即可） 不燃烧也不支持燃烧（合理即可） 【解析】（1）红磷在空气中燃烧，与氧气发生反应，会剧烈燃烧，生成五氧化二磷固体小颗粒，现象是：产生大量白烟，发出大量的热； 红磷燃烧是磷（P）和氧气（O2​）在点燃条件下反应生成五氧化二磷（P2​O5​），符号表达式为。 （2）空气中氧气的体积分数约为，该实验中红磷燃烧消耗集气瓶内的氧气，使瓶内压强减小。冷却至室温后，打开弹簧夹，在外界大气压作用下，烧杯中的水进入集气瓶，进入水的体积约占集气瓶内空气体积的，则水上升至1刻度处。 （3）A、红磷的量不足，不能将集气瓶内的氧气完全消耗，导致进入集气瓶的水的体积偏小，测定结果偏低，该选项符合题意； B、点燃红磷，慢慢伸入瓶中，会使瓶内空气受热逸出，导致瓶内压强减小更多，进入集气瓶的水的体积偏大，测定结果偏高，该选项不符合题意； C、未冷却至室温就打开了弹簧夹，此时瓶内气体温度较高，压强较大，进入集气瓶的水的体积偏小，测定结果偏低，该选项符合题意。 故选AC。 （4）硫在空气中燃烧生成的二氧化硫是气体，填补了消耗氧气的空间，集气瓶内压强几乎不变，所以打开弹簧夹后，水不能进入集气瓶，无法测定空气中氧气的含量。 （5）空气主要由氮气和氧气组成，红磷燃烧消耗了氧气，所以反应完后集气瓶中剩余主要气体是氮气（N2）； 氮气在常温常压下是无色、无味的气体，难溶于水，写出其中一条物理性质即可； 在该实验中，红磷燃烧一段时间后熄灭，说明剩余的氮气不能燃烧也不支持燃烧，化学性质相对稳定、不活泼，写出其中一条化学性质即可。 考点三：纯净物和混合物 7．下列各组物质中，一定属于纯净物的是 A．仅含氧元素的物质 B．青海湖的湖水 C．仅含氢、氧两种元素的物质 D．臭氧 【答案】D 【详解】A、仅含氧元素的物质可能是氧气（O2）、臭氧（O3），也可能是氧气和臭氧的混合物，不一定是纯净物，该选项错误； B、青海湖的湖水中含有水、溶解的矿物质等多种物质，属于混合物，该选项错误； C、仅含氢、氧两种元素的物质可能是水（H2O）、过氧化氢（H2O2），也可能是二者的混合物，不一定是纯净物，该选项错误； D、臭氧只由一种物质组成，其化学式为O3，属于纯净物，该选项正确。 故选D。 8．下列物质属于纯净物的是 A．硬水 B．稀有气体 C．干冰 D．盐酸 【答案】C 【详解】A、硬水是含有较多可溶性钙、镁化合物的水，属于混合物，不符合题意； B、稀有气体包括氦、氖、氩、氪、氙、氡，属于混合物，不符合题意； C、干冰是固态二氧化碳，只由一种物质组成，属于纯净物，符合题意； D、盐酸是氯化氢的水溶液，属于混合物，不符合题意。 故选：C。 9．下列物质属于混合物的是 A．液态氧 B．洁净的海水 C．冰水混合物 D．氧化镁 【答案】B 【详解】A.液态氧是氧气（）在液态状态下的形式，仅含一种物质，属于纯净物（单质），故A错误； B.海水含有水、氯化钠、氯化镁等多种物质，即使经过净化处理，仍为混合物，故B正确； C.冰（固态水）和水（液态水）是同一种物质（H₂O）的不同状态，成分单一，属于纯净物中的氧化物，故C错误； D.氧化镁（MgO）是镁和氧按固定比例化合而成的化合物，属于纯净物中的氧化物，故D错误。 故选：B。 1．用来测定空气成分的方法有很多，小梅用如下图所示的简易装置来测定空气中氧气的含量。下列对该实验的认识中，正确的是 A．使用红磷的量多或少，都不会影响实验结果 B．燃烧足够的红磷可使进入钟罩的水占钟罩容器的4/5 C．红磷停止燃烧后，立即观察记录水进入钟罩的刻度 D．红磷燃烧消耗空气中的氧气，使钟罩内压强下降，水面上升 【答案】D 【详解】A、测定空气中氧气含量时，红磷要足量，以确保将装置内的氧气完全消耗，若红磷量不足，会使测定结果偏小，该选项错误； B、空气中氧气的体积分数约为21%，燃烧足够的红磷可使进入钟罩的水占钟罩容积的1/5左右，而不是4/5，该选项错误； C、红磷停止燃烧后，不能立即观察记录水进入钟罩的刻度，因为此时装置内温度较高，气体受热膨胀，会使进入的水偏少，导致测定结果偏小，应等装置冷却至室温后再观察记录，该选项错误； D、红磷燃烧消耗空气中的氧气，使钟罩内气体减少，压强下降，在外界大气压的作用下，水面上升，该选项正确。 故选D。 2．测定空气中氧气含量的改进实验装置如图，对该实验认识正确的是 A．现象：实验中红磷燃烧，产生大量白雾 B．推论：实验后玻璃管中剩余的气体难溶于水 C．分析：红磷的量不会影响实验结果 D．反思：燃烧匙可以伸入到液面与刻度1之间的位置 【答案】B 【详解】A、实验过程中，红磷燃烧，产生大量白烟，不符合题意； B、实验后，水位到达刻度1处，水位不再升高，说明玻璃管中剩余的气体难溶于水，符合题意； C、如果红磷不足，导致氧气不能完全反应，进一步导致实验结果偏小，不符合题意； D、该实验中，红磷燃烧消耗氧气，待完全反应后，逐渐冷却至室温，由于消耗了氧气，装置内压强减小，玻璃管内液面上升，上升的体积就是消耗氧气的体积，氧气约占空气体积的，故液面会上升至“1”处，故燃烧匙不能伸入到液面与刻度1之间的位置，应在刻度1上方，不符合题意。 故选B。 3．新风系统是指能将室外的空气经过净化处理后送到室内的系统。送入室内的空气中体积分数最大的是 A．氮气 B．氧气 C．二氧化碳 D．稀有气体 【答案】A 【详解】空气的成分按体积计算，大约是：氮气占78%、氧气占21%、稀有气体占0.94%、二氧化碳占0.03%、其它气体和杂质占0.03%，因此送入室内的空气中体积分数最大的是氮气。 故选：A。 4．下列含“水”的物质中，属于纯净物的是 A．冰水共存物 B．汽水 C．雨水 D．矿泉水 【答案】A 【详解】A、冰水共存物由固态水和液态水组成，均为H2O，属于纯净物。 B、汽水含有水、二氧化碳、糖等，为混合物。 C、雨水溶解了空气中的气体和尘埃，属于混合物。 D、矿泉水含多种矿物质，属于混合物。 故选：A。 5．如图所示装置测定空气中氧气含量，下列说法正确的是 A．点燃白磷后缓慢地将燃烧匙伸入瓶内，塞紧瓶塞 B．不打开瓶塞，聚焦太阳光引燃足量白磷，实验效果更好 C．用木炭代替白磷不会影响实验结果 D．若实验过程中没有将弹簧夹夹紧，不会影响实验结果 【答案】B 【解析】A、点燃白磷后若缓慢地将燃烧匙伸入瓶内，瓶内部分空气会因受热膨胀逸出，使测定结果偏大， 错误； B、不打开瓶塞，聚焦太阳光引燃足量白磷，可防止瓶内空气逸出，实验效果更好，正确； C、木炭燃烧生成二氧化碳气体，瓶内压强变化不大，无法测定空气中氧气含量，所以用木炭代替白磷会影响实验结果， 错误； D、若实验过程中没有将弹簧夹夹紧，红磷燃烧时瓶内气体受热膨胀会沿导管逸出，使进入瓶内水的体积偏大，从而影响实验结果，错误。 故选B。 6．用来测定空气成分的方法有很多，小梅用如下图所示的简易装置来测定空气中氧气的含量。下列对该实验的认识中，正确的是 A．使用红磷的量多或少，都不会影响实验结果 B．燃烧足够的红磷可使进入钟罩的水占钟罩容器的4/5 C．红磷停止燃烧后，立即观察记录水进入钟罩的刻度 D．红磷燃烧消耗空气中的氧气，使钟罩内压强下降，水面上升 【答案】D 【解析】A、测定空气中氧气含量时，红磷要足量，以确保将装置内的氧气完全消耗，若红磷量不足，会使测定结果偏小，该选项错误； B、空气中氧气的体积分数约为21%，燃烧足够的红磷可使进入钟罩的水占钟罩容积的1/5左右，而不是4/5，该选项错误； C、红磷停止燃烧后，不能立即观察记录水进入钟罩的刻度，因为此时装置内温度较高，气体受热膨胀，会使进入的水偏少，导致测定结果偏小，应等装置冷却至室温后再观察记录，该选项错误； D、红磷燃烧消耗空气中的氧气，使钟罩内气体减少，压强下降，在外界大气压的作用下，水面上升，该选项正确。 故选D。 7．液氮是液态的氮气，温度极低，可用于冷冻麻醉等。液氮属于 A．纯净物 B．混合物 C．无法判断 D．稀有气体 【答案】A 【解析】A、液氮是液态的氮气，只由一种物质组成，符合纯净物的定义，所以液氮属于纯净物，A 正确； B、混合物是由两种或多种物质混合而成的物质，液氮只含一种物质，不属于混合物，B 错误； C、根据液氮的组成可以明确判断其类别，并非无法判断，C 错误； D、稀有气体是氦（He）、氖（Ne）、氩（Ar）、氪（Kr）、氙（Xe）等气体的统称，氮气不属于稀有气体，D 错误。 故选A。 8．拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。某兴趣小组利用氧气传感器来检测足量红磷燃烧过程中氧气的含量，如图所示，下列判断正确的是 A．a点时容器内氮气体积分数为85% B．密闭容器内b点和c点时的压强一样 C．氧气有剩余，说明物质燃烧时氧气必须达到一定浓度 D．此实验测得空气中氧气的质量分数为18% 【答案】C 【解析】A、由曲线图可知：a点时容器内氧气的体积分数为15%。故容器内其余气体（氮气、稀有气体、二氧化碳等）的浓度为85%，则a点时容器内氮气体积分数小于85%，故A错误； B、红磷燃烧放热，反应中容器内压强先增大后因氧气消耗而减小。b 点时反应还在进行，温度较高，c 点时反应结束且温度恢复至室温，因此密闭容器内b点和c点时的压强不一定相同，故B错误； C、由曲线图可知：反应停止时，容器内剩余3%体积分数的氧气，由于红磷足量，故氧气有剩余，说明物质燃烧时氧气必须达到一定浓度，故C正确； D、由曲线图可知：反应过程中氧气的体积分数减小21%-3%=18%，故此实验测得空气中氧气的体积分数为18%，故D错误； 故选：C。 9．某小组的同学将过量的白磷放入试管中测定空气中氧气含量（如图），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．试管中的白磷可以换成硫粉 C．实验结束等装置冷却到室温后才能打开弹簧夹 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】B 【解析】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，故选项说法正确； B、硫在空气中燃烧生成二氧化硫气体，瓶内气压不变，不能形成压强差，所以不能用硫粉代替红磷进行该实验，故选项说法错误； 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，故选项说法正确； 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，故选项说法正确。 故选：B。 10．用如图所示装置来测定空气中氧气的含量，下列对该实验的认识中，错误的 是 A．铜粉用量的多少，会影响实验结果 B．气球的作用是调节气压，防止橡皮塞被弹出 C．操作无误的情况下，反应结束后消耗的氧气体积约为反应前注射器中气体体积的 D．实验结束读数时，必须冷却至室温再读数 【答案】C 【解析】A、图示装置测定空气中氧气的含量，实验中要求铜粉足量或过量，才能将装置中的氧气消耗完全，即铜粉用量的多少，会影响实验结果，若铜粉的用量不足，会导致氧气不能完全反应，进一步导致实验结果偏小，故选项A说法正确； B、铜和氧气加热生成氧化铜，该反应放热。气球的作用是调节气压，防止橡皮塞被弹出，故选项B说法正确； C、铜和氧气加热生成氧化铜，操作无误的情况下，反应结束后消耗的氧气体积约为反应前注射器和玻璃管中气体总体积的，故选项C说法错误； D、实验结束读数时，必须冷却至室温再读数，若未等到装置冷却至室温就读数，装置内剩余气体受热膨胀，导致测定结果偏小，故选项D说法正确； 故选：C。 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500 mL，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。 【答案】(1)消耗集气瓶中的氧气 (2)关闭 (3)410 【详解】（1）点燃时，红磷只与空气中的氧气反应生成五氧化二磷固体，因此实验中红磷的作用是耗尽装置内的氧气，故填：消耗集气瓶中的氧气； （2）点燃红磷前应先将止水夹关闭，防止气体受热膨胀逸出，导致结果不准，故填：关闭； （3）氧气约占空气总体积的五分之一，450mL空气中氧气的体积为450mL×=90mL，最终量筒中液面约降至500mL-90mL=410mL刻度线处，故填：410。 12．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： 。 【答案】 ①⑦ ②③④⑤⑥⑧ 【详解】①清新的空气是由氮气、氧气等混合而成，属于混合物；②汞由同种物质组成，属于纯净物；③液氧是液态氧气，由同种物质组成，属于纯净物；④二氧化碳由同种物质组成，属于纯净物；⑤高锰酸钾由同种物质组成，属于纯净物；⑥冰是固态的水，冰水混合物由水一种物质组成，属于纯净物；⑦5%的过氧化氢溶液由过氧化氢和水混合而成，属于混合物；⑧四氧化三铁由同种物质组成，属于纯净物。 故属于混合物的是：①⑦；属于纯净物的是：②③④⑤⑥⑧。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$