课题1 空气的成分（同步讲义）化学沪科版五四学制2024八年级全一册

专题3 空气、氧气、二氧化碳 课题1 空气的成分 教学目标 1．通过实验探究，理解空气中氧气含量的测定方法。 2．结合生活实例，了解空气的成分及其重要用途。 3．分析空气质量指数，认识空气污染的危害，树立保护环境的观念。 重点和难点 重点：空气的成分及其重要用途；空气中氧气含量的测定方法。 难点：理解空气中氧气含量的测定方法。 ◆知识点一 空气成分的探索 1．拉瓦锡研究空气成分的实验 （1）实验过程： ①在密闭装置中加热汞，表面有 色物质出现，气体体积减少 。 汞+氧气氧化汞 ②把表面的红色物质收集起来，加强热，得到氧气。 氧化汞汞+氧气 ③把步骤②得到的氧气加入①中，所得气体与空气成分相同。 （2）实验结论：空气由 和 组成，其中氧气约占空气总体积的 。 2．实验探究：测定空气中氧气含量 （1）实验过程 实验步骤 实验操作 实验图示 （1） 在 100 mL 的量筒内 加入 80 mL 水，用弹簧夹夹紧乳胶管。 （2） 点燃燃烧匙中的红磷后，立即将其伸 入容积为 250 mL 的集气瓶中，塞紧橡胶塞， 观察并记录红磷燃烧的现象。 （3） 待红磷火焰熄灭并冷却到室温后，打开弹簧夹，观察并记录实验现象。 （2）现象记录 ①红磷燃烧时，产生 ，并 ； ②打开弹簧夹，量筒中的水 ，集气瓶内液面上升。量筒内减少的水的体积大约是 。 （3）证据推理： ①从拉瓦锡实验得到启示，选择能与空气中的氧气反应的 进行实验。 ②红磷燃烧消耗集气瓶内空气中的 ，导致集气瓶内的 ， 量筒中的水被 。 ③通过测定 可知被消耗氧气的体积，从而达到测定空气中氧气含量的目的。 （4）反应的表达式 文字表达式： 符号表达式： （5）实验结论：空气中氧气含量大约占 。 （6）误差分析： ①小于1/5原因： ； ； 。 ②大于1/5原因： ； 。 3．空气的成分及其体积分数 （1）空气的成分，按体积计算，氮气 、氧气 、 其他物质 1%（稀有气体 、二氧化碳 、 其他气体和杂质 0.03%）。 （2）通常情况下，空气中各成分的含量 。但 的含量是变化的， 的含量也会因人类活动的影响等而发生变化。 特别提醒： 1．空气中氧气含量测定实验注意点： （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。 2. 空气中各成分含量是指“体积分数”而不是“质量分数”。 即学即练 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 2．如图是足量红磷燃烧来测定空气中氧气体积分数的实验，下列说法正确的是 A．为防止红磷洒落，红磷点燃后应缓慢放入集气瓶 B．该实验可以将红磷换成铁丝 C．在红磷燃烧过程中，应该打开弹簧夹 D．根据实验现象还可推测氮气不与红磷反应 ◆知识点二 纯净物和混合物 1. 混合物： 的物质。如 、糖水、食盐水等。 组成混合物的各种成分保持着它们各自的 。 2. 纯净物： 的物质。如空气中的 、 、 等。 纯净物可以用 来表示。 特别提醒： （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××”。 即学即练 1．下列物质中，属于混合物的是 A．液态氧气 B．冰水混合物 C．澄清石灰水 D．红磷燃烧后生成的白烟 2．物质分类是一种化学观念，下列物质属于纯净物的是 A．自来水 B．汽水 C．石灰水 D．冰水 ◆知识点三 氮气和稀有气体的性质与用途 1. 氮气 （1）物理性质：在通常状况下，氮气是一种无色、无气味的气体，难溶于水。 （2）化学性质：不活泼，在低温或常温下难与其他物质发生反应。 （3）用途与性质的对应关系： 性质 对应的用途 化学性质 作保护气 充入 ，隔绝氧气，防止食品腐败和压碎 灯泡充氮， ，防止钨丝氧化 条件下，氮气可与某些物质发生反应 制取对人类有用的物质，如制造 、 等 液氮温度 用于制冷 用作仪器或机件的深度冷冻剂 为超导材料的实验提供低温环境 2. 稀有气体 稀有气体包括氦、氖、氩、氪、氙、氡等。 （1）物理性质：无色、无味气体 ，通电时能 。 （2）化学性质：很不活泼，一般 其他气体反应，曾被称为“ ”。 （3）用途与性质的对应关系： 性质 对应的用途 通电时 制成 ， 如：氙气灯、霓虹灯等 氙气灯 化学性质 作 ， 时隔绝空气防止金属氧化 氩弧焊 特别提醒： （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。 即学即练 1．空气的成分中，能制作硝酸和氮肥的是 A．稀有气体 B．氧气 C．氮气 D．二氧化碳 2．空气是一种宝贵的自然资源，其中可用于航标灯、霓虹灯的气体是 A．氮气 B．氧气 C．稀有气体 D．二氧化碳 ◆知识点四 洁净的空气为何如此重要 1.造成空气污染的物质： （1） :（一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫） （2） 2. 空气质量报告 （1）空气质量报告利用 定量描述空气质量状况。 （2）目前，计入空气质量指数的污染物主要包括： 、 、 、 、 （粒径小于等于 10 μm 的颗粒物）、 （粒径小于等于 2.5 μm 的颗粒物）等。 （3） 含有大量有毒、有害物质，且在大气中的停留时间长，被人体吸入后可直接进入支气管，因而对人体健康影响较大。 3.防止空气污染的措施：加强 ， 排放，积极 ，研制和开发 。 特别提醒： （1）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。 （2）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。 （3）空气质量指数数值越大，空气质量状况越差，污染越严重。 （4）排放到空气中的二氧化硫、二氧化氮是引起酸雨的主要原因。 即学即练 1．某小组同学组装和使用微型空气质量“检测站”，用于实时监测校园周边空气中的主要污染物，为环保提供数据支持。其中不需要列入监测项目的是 A．二氧化硫 B．一氧化碳 C．二氧化碳 D．PM2.5 2．广东某中学初三年级学生开展微型空气质量“检测站”的组装与使用的跨学科实践活动，如图是学生使用组装的微型空气质量“检测站”对当地空气进行检测的结果图，图中X可能是 2025年2月28日我省某市空气质量检测 A．氮气 B．氧气 C．二氧化氮 D．二氧化碳 一、空气中氧气含量的测定 1. 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，量筒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。 2. 实验现象：①红磷燃烧，产生大量白烟，并放出热量；②打开弹簧夹，量筒中的水被吸入集气瓶，进入瓶内水的体积约为集气瓶容积的1/5。 3.文字表达式：磷+ 氧气 五氧化二磷（符号表达式：P + O2 P2O5） 4.实验结论：氧气约占空气总体积的1/5。 5.实验中选择试剂的原则：能且只能与空气中的氧气反应，生成物不是气体。 6.集气瓶内剩余气体（氮气）的性质：无色无味的气体，难溶于水；不能燃烧也不支持燃烧。 实践应用 1．如图是小组同学测定空气中氧气含量的实验装置，回答下列问题。 (1)为提高实验结果的准确性，加入试剂之前，应进行的操作是 。 (2)点燃红磷前，需要用弹簧夹夹紧乳胶管，原因是 。 (3)实验中红磷燃烧的现象是 ，发生反应的文字表达式为 。 (4)待红磷熄灭并冷却至室温，打开弹簧夹，可以看到烧杯中的水被吸入集气瓶中，原因是 。 (5)该实验能得出氮气具有的一条物理性质是 。 二、判断纯净物和混合物 1．判断依据：是否只含一种物质 2．纯净物与混合物的区别：纯净物有固定的组成，混合物没有固定的组成。因此纯净物可以用化学符号表示，混合物不能用化学符号表示。 3．稀有气体是一类气体的总称，故稀有气体是混合物。溶液包括被溶解的物质和溶解其他物质的物质，故溶液也是混合物。 4．凡是名称中有“稀”、“浓”、“%”等字样的物质都是混合物。 实践应用 1．分类法是学习和研究物质的一种重要方法。下列物质属于纯净物的是 A．澄清的石灰水 B．加碘盐 C．生锈的铁钉 D．淡蓝色的液氧 2．在医疗领域，碘酒常用于皮肤消毒，杀死皮肤表面的细菌、病毒等微生物，从而预防感染。下列物质的类别与碘酒不同的是 A．石油 B．水银 C．大理石 D．海水 三、空气成分及其用途 1．空气的成分，按体积计算，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%。 2．性质与用途的对应关系 氮气：化学性质不活泼——做保护气（充入食品袋、灯泡中用以隔绝氧气）； 液氮沸点低——用于制冷； 特定条件下与某些物质反应——制氮肥、炸药。 稀有气体：化学性质很不活泼——做保护气（焊接金属时隔绝氧气）； 通电时发出不同颜色的光——制成多种用途的电光源。 实践应用 1．氮气常用作文物保护气，主要是利用了氮气 A．性质稳定 B．难溶于水 C．无色无味 D．沸点低 2．飞艇气囊内填充的是密度小于空气、化学性质稳定的一种稀有气体，则该气体是 A．氮气 B．氢气 C．氦气 D．氧气 四、空气质量指数 1．空气污染物主要是有害气体和烟尘。 2．目前，计入空气质量指数的污染物主要包括：二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧、PM10（粒径小于等于 10 μm 的颗粒物）、PM2.5（粒径小于等于 2.5 μm 的颗粒物） 3.空气污染的防治：加强对空气质量的监测，减少空气污染物排放，积极植 树、造林、种草，研制和开发清洁能源。 实践应用 1．《美丽中国建设评估指标体系及实施方案》中对市级及以上城市空气质量优良天数比例作出了具体规定。下列属于空气质量日报中需要监测的污染物是 A．二氧化氮 B．氧气 C．氮气 D．二氧化碳 2．某小组同学创作微型空气质量检测系统用于实时、准确检测空气污染物。下列属于空气污染物的是 A．N2 B．SO2 C．Ar D．CO2 考点一 空气中氧气含量的测定实验 【例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 解题要点 红磷燃烧产生大量白烟，不是白雾；红磷必须足量，装置气密性要好，装置冷却后才能打开止水夹，此三点是保证实验结果不偏小的重要因素。该实验是粗略实验，实验结果不能得出氧气含量为21%，只能得出氧气含量约占空气体积的1/5。实验结束后剩余的气体（氮气）难溶于水，不能燃烧也不能支持燃烧。 【变式1-1】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 【变式1-2】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) 考点二 空气中氧气含量测定的数字化实验 【例2】通过数字化仪器进行空气中氧气含量的测定，密闭容器内的氧气含量和压强变化曲线如图所示，说法不正确的是 A．数字化能为探究提供更为直观的证据 B．实验后压强恢复是因为打开了止水夹 C．压强大幅下降是因为氧气被消耗和恢复室温 D．该实验中红磷量的多少，对该反应的准确性无影响 解题要点 数字化实验中通常用图像记录集气瓶中压强、氧气含量或温度，解题时需重点观察曲线的起点、终点、转折点和变化趋势，结合具体实验进行分析。 【变式2-1】 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压强、温度随时间变化的情况，如图1所示。下列说法不正确的是 A．反应开始时压强增大是因为温度升高 B．a点处的操作是打开弹簧夹 C．可以通过分析图3数据确定空气中氧气含量 D．图2记录的是集气瓶中压强随时间变化的情况 【变式2-2】利用红磷燃烧测定空气中氧气含量的实验装置如图1所示。    (1)为了确保实验成功，应先 。利用电加热丝通电放出热量引燃红磷的优点是（写一点） 。 (2)红磷燃烧的化学表达式：。 (3)利用气压传感器测定图1装置内的压强变化，所得数据如图2所示。 ①BC段压强增大的原因是 。 ②CD段压强减小的原因是 。 ③测得空气中氧气的体积分数约为 （列式即可）。 ④如果用木炭代替红磷完成此实验，在图2中画出集气瓶内气压变化趋势 。 考点三 空气的成分及用途 【例2】下列关于空气及其成分的说法不正确的是 A．氧气能供给人和动植物呼吸 B．空气中氮气的质量分数约为78% C．食品包装中充入氮气可防腐 D．稀有气体可作焊接金属的保护气 解题要点 性质和用途之间一定有对应的因果关系，解题时据此进行判断，性质与用途之间没有因果关系就不成立。氧气能供给呼吸和支持燃烧，但不能燃烧，不可做燃料。氮气化学性质不活泼，可做保护气；沸点低，能提供低温环境；特定条件下与某些物质反应，可制造氮肥和炸药；稀有气体化学性质很不活泼，可做保护气；通电时能发出不同颜色的光，可做电光源。 【变式2-1】空气中含量最高且能用于食品防腐的气体是 A．氧气 B．氮气 C．二氧化碳 D．稀有气体 【变式2-2】空气是一种宝贵的自然资源。下列有关空气及其成分的说法正确的是 A．二氧化碳是空气污染物，也是重要的资源 B．氧气能供给生物呼吸，约占空气质量的21% C．氮气化学性质不活泼，可用来延长食品保质期 D．稀有气体化学性质很不活泼，在生产和科学研究中用途很少 考点四 纯净物和混合物 【例2】下列物质中，属于纯净物的是 A．空气 B．二氧化碳 C．海水 D．矿泉水 解题要点 纯净物只含一种物质，混合物含有多种物质，解题时依据概念进行判断。注意洁净不等于纯净，如洁净的空气，指的是没有收到污染的空气，但空气中含有多种物质，是混合物。 【变式2-1】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．五氧化二磷 【变式2-2】下列物质中属于纯净物的一组是 ①冰水混合物    ②洁净的空气    ③臭氧    ④汽水 A．①③ B．②④ C．①② D．③④ 考点五 空气污染与防治 【例2】某化学小组通过微型空气质量“检测站”对空气污染情况进行监测。下列不属于其监测项目的是 A． B．CO C． D．细颗粒物 解题要点 目前计入空气质量评价的污染物有：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物PM10、细颗粒物PM2.5、臭氧等，解题时逐个判断物质是否属于污染物。空气中质量指数越大，空气污染越严重。防治空气污染的方法是：加强空气质量监测、使用清洁能源、积极植树种草等。 【变式2-1】哈尔滨初冬出现的雾霾天气，给人们的生产生活带来了极大的影响。下列说法中不正确的是 A．空气质量指数越低，空气质量状况越好 B．燃放烟花会产生二氧化硫等有害气体，所以要禁止燃放烟花爆竹 C．要减少燃煤区，采取小区集中供热 D．汽车尾气对空气造成了污染，因此我们要禁止使用私家车 【变式2-2】某化学兴趣小组组装并使用微型空气质量“检测站”如图1所示，得到图2当日学校附近空气质量的质量报告，下列说法错误的是 A．当日首要污染物是PM10 B．空气质量指数(AQI)越大，空气质量状况越差 C．用天然气代替煤可降低NO2和SO2的排放量，减少酸雨的产生 D．CO2本身没有毒性，空气中CO2的含量不会对人体健康造成影响 基础达标 1．（24-25八年级下·上海静安·期末）休闲潜水用气罐中一般为压缩人造空气，其成分与周围空气类似，其中含量最多的气体是 A．O2 B．N2 C．H2 D．CO2 2． 下列关于空气的说法，不正确的是 A．空气是一种混合物 B．空气中的稀有气体可制电光源 C．空气中的SO2属于污染物 D．空气中氧气的质量分数约为21% 3．（24-25八年级上·上海静安·期末）天气预报时，下列指标不会预报的是 A． B．二氧化硫浓度 C．氧气含量 D． 4．（24-25八年级上·上海·期末）焊接时使用氩气是因为其 A．通电发光 B．化学性质稳定 C．密度小 D．无色无味 5． 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 6． 下列关于空气及其成分的说法错误的是 A．食品包装袋充入氮气防腐 B．空气中氧气所占的体积分数约为 C．稀有气体可用于制作电光源 D．空气质量指数级别越高，空气质量状况越好 7．（2025·上海杨浦·三模）属于空气污染物的是 A．水蒸气 B． C．氮气 D．二氧化碳 8．下图表表示空气中各成分的含量，下列说法正确的是 A．纵坐标代表的是质量分数 B．X表示的气体为氧气 C．Y的化学性质很不活泼 D．稀有气体可做保护气 9．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% 10． 空气是地球上宝贵的自然资源，人类对空气的认识经历了漫长的研究和探索过程。如图是测定空气中氧气含量的改进实验装置（夹持装置已省略），对该实验认识正确的是 A．现象：实验过程中，红磷燃烧，产生大量白雾 B．推论：实验后，玻璃管中剩余气体具有可燃性 C．分析：红磷的量多或少，都不会影响实验结果 D．评价：用改进装置实验，能减少对空气的污染 11．某同学设计了测定空气中氧气含量的实验，实验装置如图。该同学的实验步骤如下： ①将图1中的集气瓶分为5等份，并作好标记。 ②在带橡皮塞和导管的燃烧匙内装入足量的红磷，将导管上的止水夹夹紧，在酒精灯上点燃红磷，并立即伸入集气瓶内，塞紧橡皮塞。 ③充分反应后，待集气瓶冷却至室温，打开止水夹。 请回答下列问题： (1)该实验中红磷燃烧的现象是 。 (2)该实验中红磷需稍过量，目的是 。 (3)步骤②集气瓶中反应的文字表达式为 ；步骤②③中打开止水夹后观察到的现象，由此可得出氧气约占空气总体积的 ；若实验测得结果偏小，则可能的原因为 。（写一条即可） (4)若将红磷换成铁粉，该实验是否能获得成功？为什么？ ，原因是 。 (5)某同学对实验进行反思后，提出了改进方法（如图2所示），你认为改进后的优点是： 。 综合应用 12． 近几年国内旅游市场持续回暖，取得了令人瞩目的成绩。各大景点为吸引游客使出浑身解数，云南省推出“昆明生物多样性研学之旅”“玉龙雪山生态探险之旅”等研学旅行线路。小勇到玉龙雪山研学时，为防止高原反应，可以准备的罐装气体是 A．氧气 B．氮气 C．空气 D．二氧化碳 13． 下列有关空气的说法错误的是 A．空气的成分按体积计算，氧气约占21% B．液氮气化吸收大量的热，可做制冷剂 C．稀有气体通电发出不同颜色的光，可以制作电光源 D．计入空气污染指数的有害气体包括：二氧化硫、二氧化碳、二氧化氮和臭氧等 14． 分类法是学习和研究物质的一种重要方法。下列物质属于纯净物的是 A．澄清的石灰水 B．加碘盐 C．生锈的铁钉 D．淡蓝色的液氧 15．（24-25八年级下·上海虹口·期中）下列实验中不能用来测定空气中氧气含量的是 (提示：白磷燃烧所需最低温度为40℃) A． B． C． D． 16．（23-24九年级上·上海虹口·期中）几种测定空气中氧气含量的实验（如图所示），请根据实验回答问题。 (1)图1是拉瓦锡用定量的方法研究空气的成分，通过该实验拉瓦锡得出了空气的主要成分是由 （填物质化学式）和氧气组成。 (2)图2是课本上的实验，用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的体积分数，整个实验过程中观察到的现象有 。 (3)图3是小明同学在家利用暖宝宝进行空气中氧气体积分数测定的实验装置图。 暖宝宝发热原理是其主要成分铁粉与空气中的氧气反应，产生热量。小明先将足量暖宝宝贴在一个100ml玻璃杯底部（如图3），再将玻璃杯倒放如图装有水的盆内，暖宝宝贴反应前后体积变化忽略不计，等暖宝宝完全冷却到室温后，测量进入玻璃杯内的水体积从而得出空气中氧气体积分数。 请跟小明—起参与实验，根据课本所学，预计玻璃杯中进水体积约为 ml。实验操作规范，但实验后发现，进水体积明显小于预计体积数，请分析可能的原因 。 拓展培优 17．（24-25八年级上·上海·阶段练习）空气是生命赖以存在的物质基础，也是人类生产活动的重要资源。 【空气中氧气含量的测定】实验小组的同学用下图装置测定空气中氧气含量。 (1)如图1所示，用红磷在空气中燃烧来测定空气中氧气含量，发生反应的文字表达式为 。实验中测出的氧气含量常常远低于1/5，其原因可能是 （任写一点）。 【实验改进】 改进一：点火方式改进。 (2)如图2所示，利用电热丝通电放出热量引燃红磷，其优点是 （写一点）。 改进二：测量方式改进。 为了帮助同学们更好地理解空气中氧气含量测定的实验原理，老师用气压传感器测定了图1装置内的压强变化，其变化情况如图3所示。 (3)用木炭代替红磷完成此实验，集气瓶内气压变化趋势与图3 （填“相同”或“不同”）。写出你认为的原因 。 改进三：反应原理的创新。 小明利用测定空气中氧气含量，已知发热剂的主要成分为铁粉、炭粉、水和食盐等，反应原理可简化为铁生锈消耗集气瓶中的氧气。得数据如表： 实验前的体积 实验后的体积 集气瓶内空气 量筒内水 量筒内剩余水 (4)根据表中数据计算得出空气中氧气的体积分数约为 。 【空气的污染和防治】 以下是国家关于空气污染指数与质量级别、质量状况的对应关系表： 污染指数 51-100 101-200 201-250 251-300 300以上 质量级别 II III IV（1） IV（2） V 质量状况 良好 轻度污染 中度污染 中度重污染 重度污染 (5)上海市2024年10月8日的空气污染指数为66~76，根据上表的信息判断我市当天的空气质量级别和空气质量状况分别为 、 。 (6)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） ①一氧化碳  ②稀有气体  ③二氧化硫  ④二氧化碳  ⑤二氧化氮 (7)为了提高上海市的空气质量，你认为应该采取的措施有： （写一点）。 18．（24-25八年级上·上海金山·期末）兴趣小组对空气中氧气的体积含量测定展开了探究。 (1)重温教材 小王在实验室利用红磷燃烧的方法成功测定出空气中氧气的体积分数（装置如图1），红磷燃烧的现象是 ，写出该反应文字表达式为 。 (2)拓展实验：利用数字化技术对“空气中氧气体积分数的测定”进行了再探究。 【查阅资料】红磷燃烧生成五氧化二磷，五氧化二磷有毒，易溶于水。 ①实验前集气瓶中的水为25mL，若集气瓶的容积为125mL（燃烧匙所占体积忽略不计），实验结束后理论上集气瓶中水的体积约为 mL。 ②图2压强曲线中，BC段气压变化的原因是 。Y曲线表示的是 （填“温度”或“氧气浓度”）。 ③集气瓶中装水的作用是 （写1点）。 ④小明用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量偏小，其原因可能是： （写1点）。 ⑤化学兴趣小组想探究用不同物质在空气中燃烧测定氧气含量方法的优劣。 他们用足量的蜡烛、红磷和白磷分别在相同体积与状态的空气中燃烧，用氧气探测器测定密闭容器中剩余氧气与时间的关系如下图。下列说法错误的是 。（填字母） A．测定空气中氧气含量效果最好的是蜡烛，因为它反应速率快 B．对比可知，氧气的浓度较低时，红磷与白磷还能与之发生反应 C．三个实验均需要冷却至室温再读数 D．若用这三种物质进行教材中的实验，理论上测得空气中氧气含量略偏高 18 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题3 空气、氧气、二氧化碳 课题1 空气的成分 教学目标 1．通过实验探究，理解空气中氧气含量的测定方法。 2．结合生活实例，了解空气的成分及其重要用途。 3．分析空气质量指数，认识空气污染的危害，树立保护环境的观念。 重点和难点 重点：空气的成分及其重要用途；空气中氧气含量的测定方法。 难点：理解空气中氧气含量的测定方法。 ◆知识点一 空气成分的探索 1．拉瓦锡研究空气成分的实验 （1）实验过程： ①在密闭装置中加热汞，表面有红色物质出现，气体体积减少1/5。 汞+氧气氧化汞 ②把表面的红色物质收集起来，加强热，得到氧气。 氧化汞汞+氧气 ③把步骤②得到的氧气加入①中，所得气体与空气成分相同。 （2）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1/5。 2．实验探究：测定空气中氧气含量 （1）实验过程 实验步骤 实验操作 实验图示 （1） 在 100 mL 的量筒内 加入 80 mL 水，用弹簧夹夹紧乳胶管。 （2） 点燃燃烧匙中的红磷后，立即将其伸 入容积为 250 mL 的集气瓶中，塞紧橡胶塞， 观察并记录红磷燃烧的现象。 （3） 待红磷火焰熄灭并冷却到室温后，打开弹簧夹，观察并记录实验现象。 （2）现象记录 ①红磷燃烧时，产生大量白烟，并放出热量； ②打开弹簧夹，量筒中的水沿导管进入集气瓶，集气瓶内液面上升。量筒内减少的水的体积大约是50 mL。 （3）证据推理： ①从拉瓦锡实验得到启示，选择能与空气中的氧气反应的红磷 进行实验。 ②红磷燃烧消耗集气瓶内空气中的氧气，导致集气瓶内的压强减小， 量筒中的水被倒吸入集气瓶。 ③通过测定进入瓶中水的体积可知被消耗氧气的体积，从而达到测定空气中氧气含量的目的。 （4）反应的表达式 文字表达式：磷+ 氧气 五氧化二磷 符号表达式：P + O2 P2O5 （5）实验结论：空气中氧气含量大约占1/5。 （6）误差分析： ①小于1/5原因：装置漏气；红磷量不足；未冷却到室温就打开弹簧夹。 ②大于1/5原因：弹簧没有夹紧；插入燃烧匙太慢。 3．空气的成分及其体积分数 （1）空气的成分，按体积计算，氮气 78%、氧气 21%、 其他物质 1%（稀有气体 0.94%、二氧化碳 0.03%、 其他气体和杂质 0.03%）。 （2）通常情况下，空气中各成分的含量相对稳定。但水蒸气的含量是变化的，二氧化碳的含量也会因人类活动的影响等而发生变化。 特别提醒： 1．空气中氧气含量测定实验注意点： （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。 2. 空气中各成分含量是指“体积分数”而不是“质量分数”。 即学即练 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。 2．如图是足量红磷燃烧来测定空气中氧气体积分数的实验，下列说法正确的是 A．为防止红磷洒落，红磷点燃后应缓慢放入集气瓶 B．该实验可以将红磷换成铁丝 C．在红磷燃烧过程中，应该打开弹簧夹 D．根据实验现象还可推测氮气不与红磷反应 【答案】D 【详解】A、点燃后的红磷必须迅速伸入集气瓶中，塞紧瓶塞，否则瓶内气体受热逸出，造成实验误差，故A说法错误； B、铁丝不能在空气中燃烧，不能将红磷换成铁丝，来测定空气中氧气体积分数，故B说法错误； C、在红磷燃烧过程中，不能打开弹簧夹，以防红磷燃烧放热造成瓶内压强变大，瓶内部分气体逸出，导致测定结果偏大，故C说法错误； D、空气中主要含有氧气和氮气，红磷燃烧消耗氧气，氧气消耗完后，红磷不再燃烧，此时装置中剩余气体主要为氮气，可推测氮气不与红磷反应，故D说法正确； 故选：D。 ◆知识点二 纯净物和混合物 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。如空气中的氮气、氧气、二氧化碳等。 纯净物可以用化学符号来表示。 特别提醒： （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××”。 即学即练 1．下列物质中，属于混合物的是 A．液态氧气 B．冰水混合物 C．澄清石灰水 D．红磷燃烧后生成的白烟 【答案】C 【详解】混合物含有两种或两种以上物质。 A、液态氧气是氧气的液态形式，只由氧分子构成，属于纯净物，不属于混合物，该选项错误； B、冰水混合物中冰和水只是状态不同，都由水分子构成，属于纯净物，不属于混合物，该选项错误； C、澄清石灰水是氢氧化钙的水溶液，含有氢氧化钙和水两种物质，属于混合物，该选项正确； D、红磷燃烧后生成的白烟是五氧化二磷，只由五氧化二磷这一种物质组成，属于纯净物，不属于混合物，该选项错误。 故选C。 2．物质分类是一种化学观念，下列物质属于纯净物的是 A．自来水 B．汽水 C．石灰水 D．冰水 【答案】D 【详解】纯净物只含一种物质。 A、自来水中含有水以及多种可溶性杂质（如钙、镁离子化合物等），不属于纯净物，该选项错误； B、汽水中含有水、二氧化碳、糖分等多种物质，不属于纯净物，该选项错误； C、石灰水是氢氧化钙的水溶液，含有氢氧化钙和水，不属于纯净物，该选项错误； D、冰水混合物中冰和水只是状态不同，都由水分子构成，只含有一种物质，属于纯净物，该选项正确。 故选D。 ◆知识点三 氮气和稀有气体的性质与用途 1. 氮气 （1）物理性质：在通常状况下，氮气是一种无色、无气味的气体，难溶于水。 （2）化学性质：不活泼，在低温或常温下难与其他物质发生反应。 （3）用途与性质的对应关系： 性质 对应的用途 化学性质稳定 作保护气 充入食品包装袋，隔绝氧气，防止食品腐败和压碎 灯泡充氮，隔绝氧气，防止钨丝氧化 特定条件下，氮气可与某些物质发生反应 制取对人类有用的物质，如制造氮肥、炸药等 液氮温度很低 用于制冷 用作仪器或机件的深度冷冻剂 为超导材料的实验提供低温环境 2. 稀有气体 稀有气体包括氦、氖、氩、氪、氙、氡等。 （1）物理性质：无色、无味气体 ，通电时能发出不同颜色的光。 （2）化学性质：很不活泼，一般不与其他气体反应，曾被称为“惰性气体”。 （3）用途与性质的对应关系： 性质 对应的用途 通电时能发出不同颜色的光 制成多种用途的电光源， 如：氙气灯、霓虹灯等 氙气灯 化学性质很不活泼 作保护气， 焊接金属时隔绝空气防止金属氧化 氩弧焊 特别提醒： （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。 即学即练 1．空气的成分中，能制作硝酸和氮肥的是 A．稀有气体 B．氧气 C．氮气 D．二氧化碳 【答案】C 【详解】空气中的氮气含有氮元素，能制作硝酸和氮肥，故选：C。 2．空气是一种宝贵的自然资源，其中可用于航标灯、霓虹灯的气体是 A．氮气 B．氧气 C．稀有气体 D．二氧化碳 【答案】C 【详解】A、氮气化学性质稳定，常用作保护气等，但氮气在通电时不能发出有色光，不可用于航标灯、霓虹灯，故A错误； B、氧气具有助燃性和供给呼吸的性质，通电时也不能发出有色光，不可用于航标灯、霓虹灯，故B错误； C、稀有气体在通电时能发出不同颜色的光，可用于航标灯、霓虹灯等，故C正确； D、二氧化碳一般用于灭火、光合作用等，通电时不能发出有色光，不可用于航标灯、霓虹灯，故D错误； 故选：C。 ◆知识点四 洁净的空气为何如此重要 1.造成空气污染的物质： （1）有害气体:（一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫） （2）烟尘 2. 空气质量报告 （1）空气质量报告利用空气质量指数定量描述空气质量状况。 （2）目前，计入空气质量指数的污染物主要包括：二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧、PM10（粒径小于等于 10 μm 的颗粒物）、PM2.5（粒径小于等于 2.5 μm 的颗粒物）等。 （3）PM2.5 含有大量有毒、有害物质，且在大气中的停留时间长，被人体吸入后可直接进入支气管，因而对人体健康影响较大。 3.防止空气污染的措施：加强对空气质量的监测，减少空气污染物排放，积极植树、造林、种草，研制和开发清洁能源。 特别提醒： （1）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。 （2）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。 （3）空气质量指数数值越大，空气质量状况越差，污染越严重。 （4）排放到空气中的二氧化硫、二氧化氮是引起酸雨的主要原因。 即学即练 1．某小组同学组装和使用微型空气质量“检测站”，用于实时监测校园周边空气中的主要污染物，为环保提供数据支持。其中不需要列入监测项目的是 A．二氧化硫 B．一氧化碳 C．二氧化碳 D．PM2.5 【答案】C 【详解】A、二氧化硫能与水反应生成酸性物质，导致酸雨的发生，属于空气污染物，不符合题意； B、一氧化碳有毒，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、PM2.5能导致雾霾等的发生，属于空气污染物，不符合题意。 故选C。 2．广东某中学初三年级学生开展微型空气质量“检测站”的组装与使用的跨学科实践活动，如图是学生使用组装的微型空气质量“检测站”对当地空气进行检测的结果图，图中X可能是 2025年2月28日我省某市空气质量检测 A．氮气 B．氧气 C．二氧化氮 D．二氧化碳 【答案】C 【详解】空气的主要污染物有一氧化碳、二氧化氮、臭氧、PM10、二氧化硫、PM2.5，氮气、氧气和二氧化碳属于空气的成分，不属于空气污染物。 故选：C。 一、空气中氧气含量的测定 1. 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，量筒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。 2. 实验现象：①红磷燃烧，产生大量白烟，并放出热量；②打开弹簧夹，量筒中的水被吸入集气瓶，进入瓶内水的体积约为集气瓶容积的1/5。 3.文字表达式：磷+ 氧气 五氧化二磷（符号表达式：P + O2 P2O5） 4.实验结论：氧气约占空气总体积的1/5。 5.实验中选择试剂的原则：能且只能与空气中的氧气反应，生成物不是气体。 6.集气瓶内剩余气体（氮气）的性质：无色无味的气体，难溶于水；不能燃烧也不支持燃烧。 实践应用 1．如图是小组同学测定空气中氧气含量的实验装置，回答下列问题。 (1)为提高实验结果的准确性，加入试剂之前，应进行的操作是 。 (2)点燃红磷前，需要用弹簧夹夹紧乳胶管，原因是 。 (3)实验中红磷燃烧的现象是 ，发生反应的文字表达式为 。 (4)待红磷熄灭并冷却至室温，打开弹簧夹，可以看到烧杯中的水被吸入集气瓶中，原因是 。 (5)该实验能得出氮气具有的一条物理性质是 。 【答案】(1)检查装置气密性 (2)防止红磷燃烧放热使装置内压强增大，造成气体外逸 (3) 产生大量白烟，放出热量 红磷+氧气五氧化二磷 (4)红磷燃烧消耗装置内氧气，使集气瓶内压强减小，在大气压的作用下，烧杯中的水被吸入集气瓶中 (5)难溶于水 【详解】（1）该实验有气体参与反应，故为提高实验结果的准确性，加入试剂之前，应进行的操作是检查装置气密性； （2）用弹簧夹夹紧乳胶管是为了防止红磷燃烧放热使装置内压强增大，造成气体外逸； （3）红磷燃烧产生大量白烟，放出热量，红磷和氧气燃烧生成五氧化二磷，文字表达式为：红磷+氧气五氧化二磷； （4）红磷燃烧消耗装置内氧气，使集气瓶内压强减小，在大气压的作用下，烧杯中的水被吸入集气瓶中； （5）红磷燃烧消耗氧气后，水倒吸进集气瓶中，约占瓶内的五分之一，水不再继续进入，说明氮气难溶于水。 二、判断纯净物和混合物 1．判断依据：是否只含一种物质 2．纯净物与混合物的区别：纯净物有固定的组成，混合物没有固定的组成。因此纯净物可以用化学符号表示，混合物不能用化学符号表示。 3．稀有气体是一类气体的总称，故稀有气体是混合物。溶液包括被溶解的物质和溶解其他物质的物质，故溶液也是混合物。 4．凡是名称中有“稀”、“浓”、“%”等字样的物质都是混合物。 实践应用 1．分类法是学习和研究物质的一种重要方法。下列物质属于纯净物的是 A．澄清的石灰水 B．加碘盐 C．生锈的铁钉 D．淡蓝色的液氧 【答案】D 【详解】A、澄清的石灰水是氢氧化钙的水溶液，含水和氢氧化钙，属于混合物，错误； B、加碘盐含氯化钠和碘酸钾等成分，属于混合物，错误； C、生锈的铁钉含铁和氧化铁（铁锈的主要成分）等，属于混合物，错误； D、液氧是液态氧气，淡蓝色的液氧是由一种物质组成的，属于纯净物，正确； 故选D。 2．在医疗领域，碘酒常用于皮肤消毒，杀死皮肤表面的细菌、病毒等微生物，从而预防感染。下列物质的类别与碘酒不同的是 A．石油 B．水银 C．大理石 D．海水 【答案】B 【分析】碘酒是碘和酒精形成的混合物。 【详解】A、石油由多种物质组成，是混合物，故A错误； B、水银（汞，Hg）是单一成分的金属单质，属于纯净物，故B正确； C、大理石含碳酸钙和杂质，是混合物，故C错误； D、海水含多种盐类和水，是混合物，故D错误。 故选B。 三、空气成分及其用途 1．空气的成分，按体积计算，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%。 2．性质与用途的对应关系 氮气：化学性质不活泼——做保护气（充入食品袋、灯泡中用以隔绝氧气）； 液氮沸点低——用于制冷； 特定条件下与某些物质反应——制氮肥、炸药。 稀有气体：化学性质很不活泼——做保护气（焊接金属时隔绝氧气）； 通电时发出不同颜色的光——制成多种用途的电光源。 实践应用 1．氮气常用作文物保护气，主要是利用了氮气 A．性质稳定 B．难溶于水 C．无色无味 D．沸点低 【答案】A 【详解】A、氮气的化学性质稳定，不易与其他物质发生反应，能有效隔绝氧气和水分，防止文物氧化或腐蚀，说法正确； B、难溶于水与保护文物的主要需求无关，因文物保存环境通常不涉及大量水，说法错误； C、无色无味是物理性质，但并非保护文物的关键因素，稳定性更重要，说法错误； D、沸点低与氮气作为气态保护气的用途无直接关联，说法错误。 故选A。 2．飞艇气囊内填充的是密度小于空气、化学性质稳定的一种稀有气体，则该气体是 A．氮气 B．氢气 C．氦气 D．氧气 【答案】C 【详解】A．氮气的化学性质稳定，但氮气的密度大于空气，故不符合题意； B．氢气密度小于空气，但氢气具有可燃性，故不符合题意； C．氦气是一种稀有气体，且氦气的密度小于空气，化学性质稳定，故符合题意； D．氧气的密度大于空气，化学性质比较活泼，故不符合题意。 故选C。 四、空气质量指数 1．空气污染物主要是有害气体和烟尘。 2．目前，计入空气质量指数的污染物主要包括：二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧、PM10（粒径小于等于 10 μm 的颗粒物）、PM2.5（粒径小于等于 2.5 μm 的颗粒物） 3.空气污染的防治：加强对空气质量的监测，减少空气污染物排放，积极植 树、造林、种草，研制和开发清洁能源。 实践应用 1．《美丽中国建设评估指标体系及实施方案》中对市级及以上城市空气质量优良天数比例作出了具体规定。下列属于空气质量日报中需要监测的污染物是 A．二氧化氮 B．氧气 C．氮气 D．二氧化碳 【答案】A 【详解】目前计入空气质量评价的主要污染物有：二氧化硫（SO2）、一氧化碳（CO）、二氧化氮（NO2）、可吸入颗粒物（PM10）、细颗粒物（PM2.5）和臭氧（O3）等，二氧化碳、氧气、氮气均属于空气的成分，不属于空气污染物，故属于空气质量日报中需要监测的污染物为二氧化氮； 故选：A。 2．某小组同学创作微型空气质量检测系统用于实时、准确检测空气污染物。下列属于空气污染物的是 A．N2 B．SO2 C．Ar D．CO2 【答案】B 【详解】空气污染物主要有一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、臭氧、可吸入颗粒物等，氮气、氩气、二氧化碳均属于空气成分，不属于空气污染物，故选：B。 考点一 空气中氧气含量的测定实验 【例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。 解题要点 红磷燃烧产生大量白烟，不是白雾；红磷必须足量，装置气密性要好，装置冷却后才能打开止水夹，此三点是保证实验结果不偏小的重要因素。该实验是粗略实验，实验结果不能得出氧气含量为21%，只能得出氧气含量约占空气体积的1/5。实验结束后剩余的气体（氮气）难溶于水，不能燃烧也不能支持燃烧。 【变式1-1】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。 【变式1-2】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） 【详解】（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。 考点二 空气中氧气含量测定的数字化实验 【例2】通过数字化仪器进行空气中氧气含量的测定，密闭容器内的氧气含量和压强变化曲线如图所示，说法不正确的是 A．数字化能为探究提供更为直观的证据 B．实验后压强恢复是因为打开了止水夹 C．压强大幅下降是因为氧气被消耗和恢复室温 D．该实验中红磷量的多少，对该反应的准确性无影响 【答案】D 【详解】A、由数字化设备得到的密闭容器内的氧气含量和压强变化曲线图，可以清晰的看到氧气含量的变化，数字化能为探究提供更为直观的证据，选项说法正确，不符合题意； B、实验后压强恢复是因为打开了止水夹，水进入瓶中，内外压强相同，选项说法正确，不符合题意； C、红磷燃烧放出大量的热，燃烧过程中消耗氧气，压强大幅下降是因为氧气被消耗和温度逐渐恢复至室温，选项说法正确，不符合题意； D、该实验中红磷量的多少，对该反应的准确性有影响，红磷必须足量，以耗尽装置中氧气，否则测定结果偏小，选项说法错误，符合题意。 故选D。 解题要点 数字化实验中通常用图像记录集气瓶中压强、氧气含量或温度，解题时需重点观察曲线的起点、终点、转折点和变化趋势，结合具体实验进行分析。 【变式2-1】 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压强、温度随时间变化的情况，如图1所示。下列说法不正确的是 A．反应开始时压强增大是因为温度升高 B．a点处的操作是打开弹簧夹 C．可以通过分析图3数据确定空气中氧气含量 D．图2记录的是集气瓶中压强随时间变化的情况 【答案】D 【详解】A、反应开始时，红磷燃烧放热，温度升高，气体膨胀，压强增大，故选项说法正确； B、由图3可知，a点后压强减小，则a点处的操作是打开弹簧夹，水进入集气瓶中，使装置内的压强减小，故选项说法正确； C 、可以通过分析图3数据，可以通过压强减少的体积和总压强计算出空气中氧气含量，故选项说法正确； D、图2中a点与起始点基本相同，则图2记录的是集气瓶中温度随时间变化的情况，故选项说法错误。 故选D。 【变式2-2】利用红磷燃烧测定空气中氧气含量的实验装置如图1所示。    (1)为了确保实验成功，应先 。利用电加热丝通电放出热量引燃红磷的优点是（写一点） 。 (2)红磷燃烧的化学表达式：。 (3)利用气压传感器测定图1装置内的压强变化，所得数据如图2所示。 ①BC段压强增大的原因是 。 ②CD段压强减小的原因是 。 ③测得空气中氧气的体积分数约为 （列式即可）。 ④如果用木炭代替红磷完成此实验，在图2中画出集气瓶内气压变化趋势 。 【答案】(1) 检查装置的气密性 更环保（合理即可） (2) (3) 红磷燃烧放出热量，容器内温度升高，压强增大 红磷燃烧消耗氧气，且红磷熄灭后，装置冷却    【详解】（1）为了确保实验成功，应先检查装置的气密性；该方法不需要在外面点燃红磷，更环保，且整个过程为密闭装置，结果更准确。 （2）红磷燃烧生成五氧化二磷，反应的化学表达式为； （3）①红磷燃烧放出热量，容器内温度升高，压强增大； ②红磷燃烧消耗氧气，装置中的气体减少，且冷却后温度降低，则会使压强减小。 ③由图可知，测得空气中氧气的体积分数约为； ④用木炭代替红磷完成此实验，由于木炭燃烧消耗氧气生成二氧化碳气体，使装置内压强差变化不明显，则集气瓶内气压变化趋势如图：   。 考点三 空气的成分及用途 【例2】下列关于空气及其成分的说法不正确的是 A．氧气能供给人和动植物呼吸 B．空气中氮气的质量分数约为78% C．食品包装中充入氮气可防腐 D．稀有气体可作焊接金属的保护气 【答案】B 【详解】A、空气中的氧气能供给人和动植物呼吸，故正确； B、空气中氮气的体积分数约为78%，不是质量分数，故错误； C、氮气的化学性质稳定，在食品包装中充入氮气可防腐，故正确； D、稀有气体的化学性质稳定，可作焊接金属的保护气，故正确； 故选B。 解题要点 性质和用途之间一定有对应的因果关系，解题时据此进行判断，性质与用途之间没有因果关系就不成立。氧气能供给呼吸和支持燃烧，但不能燃烧，不可做燃料。氮气化学性质不活泼，可做保护气；沸点低，能提供低温环境；特定条件下与某些物质反应，可制造氮肥和炸药；稀有气体化学性质很不活泼，可做保护气；通电时能发出不同颜色的光，可做电光源。 【变式2-1】空气中含量最高且能用于食品防腐的气体是 A．氧气 B．氮气 C．二氧化碳 D．稀有气体 【答案】B 【详解】A、氧气大约占空气体积的21%，氧气用途有：支持燃烧和供给呼吸，不能防腐，故选项错误； B、氮气大约占空气体积的78%，氮气的化学性质不活泼，可以充入食品包装袋内可以防腐，故选项正确； C、二氧化碳大约占空气体积的0.03%，含量较少，故选项错误； D、稀有气体大约占空气体积的0.94%，含量较少，故选项错误。 故选B。 【变式2-2】空气是一种宝贵的自然资源。下列有关空气及其成分的说法正确的是 A．二氧化碳是空气污染物，也是重要的资源 B．氧气能供给生物呼吸，约占空气质量的21% C．氮气化学性质不活泼，可用来延长食品保质期 D．稀有气体化学性质很不活泼，在生产和科学研究中用途很少 【答案】C 【详解】A、二氧化碳是空气的组成成分之一，不属于空气污染物，故A错误； B、氧气能供给生物呼吸，约占空气体积的21%，不是质量，故B错误； C、氮气化学性质不活泼，不易与其他物质发生反应，可用来延长食品保质期，故C正确； D、稀有气体化学性质很不活泼，可做保护气，在生产和科学研究中用途很多，故D错误。 故选C。 考点四 纯净物和混合物 【例2】下列物质中，属于纯净物的是 A．空气 B．二氧化碳 C．海水 D．矿泉水 【答案】B 【详解】A、空气中含有氧气和氮气等，属于混合物，该选项不符合题意； B、二氧化碳中只含一种物质，属于纯净物，该选项符合题意； C、海水中含有多种物质，属于混合物，该选项不符合题意； D、矿泉水中含有多种物质，属于混合物，该选项不符合题意。 故选B。 解题要点 纯净物只含一种物质，混合物含有多种物质，解题时依据概念进行判断。注意洁净不等于纯净，如洁净的空气，指的是没有收到污染的空气，但空气中含有多种物质，是混合物。 【变式2-1】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．五氧化二磷 【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.五氧化二磷是磷和氧按固定比例化合而成的，属于纯净物，故D错误。 故选：B。 【变式2-2】下列物质中属于纯净物的一组是 ①冰水混合物    ②洁净的空气    ③臭氧    ④汽水 A．①③ B．②④ C．①② D．③④ 【答案】A 【详解】①冰水混合物：冰和水都是水的不同状态（固态和液态），属于同一种物质，因此是纯净物； ②洁净的空气：空气由氮气、氧气、二氧化碳等多种气体组成，即使“洁净”也改变不了其混合物的本质，因此是混合物； ③臭氧：是由一种物质组成的，因此是纯净物； ④汽水：汽水含有水、二氧化碳等多种物质，因此是混合物。 故属于纯净物的使①和③。 故选A。 考点五 空气污染与防治 【例2】某化学小组通过微型空气质量“检测站”对空气污染情况进行监测。下列不属于其监测项目的是 A． B．CO C． D．细颗粒物 【答案】A 【详解】A、CO2是温室气体，是空气成分之一，不属常规空气污染监测项目，该选项符合题意； B、CO为有毒气体，属监测项目，该选项不符合题意； C、SO2会导致酸雨，需监测，该选项不符合题意； D、细颗粒物（如PM2.5）是重要污染指标，该选项不符合题意； 故选A。 解题要点 目前计入空气质量评价的污染物有：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物PM10、细颗粒物PM2.5、臭氧等，解题时逐个判断物质是否属于污染物。空气中质量指数越大，空气污染越严重。防治空气污染的方法是：加强空气质量监测、使用清洁能源、积极植树种草等。 【变式2-1】哈尔滨初冬出现的雾霾天气，给人们的生产生活带来了极大的影响。下列说法中不正确的是 A．空气质量指数越低，空气质量状况越好 B．燃放烟花会产生二氧化硫等有害气体，所以要禁止燃放烟花爆竹 C．要减少燃煤区，采取小区集中供热 D．汽车尾气对空气造成了污染，因此我们要禁止使用私家车 【答案】D 【详解】A、空气质量指数是定量描述空气质量状况的无量纲指数，数值越低，表明空气中污染物含量越少，空气质量状况越好，该选项说法正确； B、燃放烟花爆竹时，其中的硫等成分燃烧会产生二氧化硫等有害气体，还会产生烟尘等污染物，对空气造成污染，禁止燃放烟花爆竹有助于改善空气质量，该选项说法正确； C、减少燃煤区，采取小区集中供热，可减少煤炭分散燃烧产生的二氧化硫、烟尘等污染物排放，有利于改善空气质量，该选项说法正确； D、汽车尾气中含有一氧化碳、氮氧化物等污染物，确实对空气有污染。但目前私家车在人们的出行等生活方面起着重要作用，完全禁止使用不现实，应通过推广新能源汽车、提高汽车尾气排放标准等措施来减少其对空气的污染，该选项说法错误。 故选D。 【变式2-2】某化学兴趣小组组装并使用微型空气质量“检测站”如图1所示，得到图2当日学校附近空气质量的质量报告，下列说法错误的是 A．当日首要污染物是PM10 B．空气质量指数(AQI)越大，空气质量状况越差 C．用天然气代替煤可降低NO2和SO2的排放量，减少酸雨的产生 D．CO2本身没有毒性，空气中CO2的含量不会对人体健康造成影响 【答案】D 【详解】A、从图2可知PM10的含量在污染物中最高，是首要污染物，该选项正确； B、空气质量指数(AQI)越大，说明污染越严重，空气质量状况越差，该选项正确； C、天然气主要成分是甲烷，燃烧比煤更充分，且含硫、氮杂质少，可降低NO2和SO2的排放量，减少酸雨产生，该选项正确； D、虽然CO2本身无毒，但空气中CO2含量过高会使人感到胸闷、气短等，对人体健康有影响，该选项错误。 故选D。 基础达标 1．（24-25八年级下·上海静安·期末）休闲潜水用气罐中一般为压缩人造空气，其成分与周围空气类似，其中含量最多的气体是 A．O2 B．N2 C．H2 D．CO2 【答案】B 【详解】A.自然空气中各气体体积比例约为：氮气（N2）78%、氧气（O2）21%、稀有气体和二氧化碳（CO2）等共约1%，题目明确人造空气成分与周围空气类似，因此含量最多的气体应与自然空气一致，氧气占21%，是第二多的成分，但并非最多，故A错误； B.氮气占78%，是空气中含量最高的气体，故B正确； C.一般情况下，氢气在自然空气中含量极低，几乎可忽略，故C错误； D.二氧化碳仅占约0.03%，含量极少，故D错误。 故选：B。 2． 下列关于空气的说法，不正确的是 A．空气是一种混合物 B．空气中的稀有气体可制电光源 C．空气中的SO2属于污染物 D．空气中氧气的质量分数约为21% 【答案】D 【详解】A、空气中含有氧气、氮气等，是一种混合物，故A不符合题意； B、空气中的稀有气体在通电时会发出不同颜色的光，可制电光源，故B不符合题意； C、二氧化硫能与水反应生成酸性物质，导致酸雨的发生，属于空气污染物，故C不符合题意； D、空气中氧气的体积分数约为21%，不是质量分数，故D符合题意。 故选D。 3．（24-25八年级上·上海静安·期末）天气预报时，下列指标不会预报的是 A． B．二氧化硫浓度 C．氧气含量 D． 【答案】C 【详解】目前计入空气污染指数的项目有：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、、、臭氧等，氧气是空气成分之一，不属于空气污染物，故天气预报时，不会预报的是氧气含量，故选：C。 4．（24-25八年级上·上海·期末）焊接时使用氩气是因为其 A．通电发光 B．化学性质稳定 C．密度小 D．无色无味 【答案】B 【详解】A、氩气通电发光，常用于制作霓虹灯等，但这与焊接时使用氩气的原因无关，该选项错误； B、氩气属于稀有气体，化学性质稳定，在焊接过程中，可作为保护气，隔绝空气，防止焊接部位的金属在高温下与氧气等发生化学反应而被氧化，影响焊接质量，该选项正确； C、氩气密度比空气略大，但密度小并非焊接时使用它的原因，该选项错误； D、氩气无色无味是其物理性质，这一性质与焊接时使用氩气的目的没有直接关联，该选项错误。 故选B。 5． 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。 6． 下列关于空气及其成分的说法错误的是 A．食品包装袋充入氮气防腐 B．空气中氧气所占的体积分数约为 C．稀有气体可用于制作电光源 D．空气质量指数级别越高，空气质量状况越好 【答案】D 【详解】A、氮气的化学性质较稳定，所以氮气充入食品包装中以防腐，选项正确，不符合题意； B、空气中氧气约占空气总体积的21%，选项正确，不符合题意； C、稀有气体通电时会发出有色光，所以稀有气体可制成多种用途的电光源，如霓虹灯，选项正确，不符合题意； D、空气质量指数级别越高，说明污染物含量越多，空气质量越差，选项错误，符合题意。 答案为：D。 7．（2025·上海杨浦·三模）属于空气污染物的是 A．水蒸气 B． C．氮气 D．二氧化碳 【答案】B 【分析】空气污染的途径主要有两个：有害气体和粉尘。有害气体主要有一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、臭氧等气体；粉尘主要指一些固体小颗粒。 【详解】A、水蒸气是空气的成分，不属于空气污染物；故选项错误； B、粉尘主要指一些固体小颗粒，PM2.5属于空气污染物；故选项正确； C、氮气是空气的成分，不属于空气污染物；故选项错误； D、二氧化碳是空气的成分，不属于空气污染物；故选项错误。 故选B。 8．下图表表示空气中各成分的含量，下列说法正确的是 A．纵坐标代表的是质量分数 B．X表示的气体为氧气 C．Y的化学性质很不活泼 D．稀有气体可做保护气 【答案】D 【详解】A、空气中各成分含量通常是按体积分数计算，不是质量分数，该选项错误； B、空气中氮气约占体积分数的 78%，氧气约占 21%，所以 X 表示的气体是氮气，不是氧气，该选项错误； C、X 是氮气，Y 是氧气，氧气化学性质比较活泼，能与许多物质发生反应，该选项错误； D、稀有气体化学性质很不活泼，不易与其他物质发生反应，可做保护气，该选项正确。 故选D。 9．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 【详解】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。 10． 空气是地球上宝贵的自然资源，人类对空气的认识经历了漫长的研究和探索过程。如图是测定空气中氧气含量的改进实验装置（夹持装置已省略），对该实验认识正确的是 A．现象：实验过程中，红磷燃烧，产生大量白雾 B．推论：实验后，玻璃管中剩余气体具有可燃性 C．分析：红磷的量多或少，都不会影响实验结果 D．评价：用改进装置实验，能减少对空气的污染 【答案】D 【详解】A、实验过程中，红磷燃烧，产生大量白烟，A错误； B、实验后，红磷有剩余，且不再燃烧，说明玻璃管中剩余气体不具有可燃性，B错误； C、红磷必须过量，确保试管中的氧气被完全消耗，红磷不足会导致试管中有氧气剩余，测量结果偏小，C错误； D、红磷燃烧产生的五氧化二磷是有毒物质，该装置在密封装置内引燃红磷，能减少五氧化二磷对空气的污染，D正确。 故选D。 11．某同学设计了测定空气中氧气含量的实验，实验装置如图。该同学的实验步骤如下： ①将图1中的集气瓶分为5等份，并作好标记。 ②在带橡皮塞和导管的燃烧匙内装入足量的红磷，将导管上的止水夹夹紧，在酒精灯上点燃红磷，并立即伸入集气瓶内，塞紧橡皮塞。 ③充分反应后，待集气瓶冷却至室温，打开止水夹。 请回答下列问题： (1)该实验中红磷燃烧的现象是 。 (2)该实验中红磷需稍过量，目的是 。 (3)步骤②集气瓶中反应的文字表达式为 ；步骤②③中打开止水夹后观察到的现象，由此可得出氧气约占空气总体积的 ；若实验测得结果偏小，则可能的原因为 。（写一条即可） (4)若将红磷换成铁粉，该实验是否能获得成功？为什么？ ，原因是 。 (5)某同学对实验进行反思后，提出了改进方法（如图2所示），你认为改进后的优点是： 。 【答案】(1)红磷剧烈燃烧，产生大量白烟，放出热量 (2)使集气瓶中的氧气完全反应 (3) 红磷+氧气五氧化二磷 红磷不足/没有冷却到室温读数/装置漏气 (4) 不能 因为铁粉在空气中不能燃烧 (5)实验结果更准确，更环保 【详解】（1）该实验中红磷燃烧的现象是红磷剧烈燃烧，产生大量白烟，放出热量； （2）该实验中红磷需稍过量，目的是将集气瓶内空气中的氧气完全消耗，这样才能准确测定氧气在空气中的含量。 （3）步骤②集气瓶中红磷与氧气在点燃条件下反应生成五氧化二磷，文字表达式为红磷+氧气五氧化二磷；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，打开止水夹，烧杯中的水进入集气瓶，进入水的体积约占集气瓶体积的，进入水的体积就是消耗氧气的体积，故可得出氧气约占空气体积的；测定结果偏小是由于反应结束后集气瓶内的气压偏大，可能是氧气没有完全消耗或温度偏高或有空气进入，具体的原因可能是红磷不足或没有冷却到室温读数或装置漏气等； （4）若将红磷换成铁粉，该实验不能获得成功。原因是铁在空气中不能燃烧，无法消耗氧气来测定氧气含量； （5）图 2 装置不需要在空气中点燃红磷后再伸入集气瓶，可防止在伸入过程中部分空气逸出或白烟污染空气，同时密封装置能使实验结果更准确。 综合应用 12． 近几年国内旅游市场持续回暖，取得了令人瞩目的成绩。各大景点为吸引游客使出浑身解数，云南省推出“昆明生物多样性研学之旅”“玉龙雪山生态探险之旅”等研学旅行线路。小勇到玉龙雪山研学时，为防止高原反应，可以准备的罐装气体是 A．氧气 B．氮气 C．空气 D．二氧化碳 【答案】A 【详解】高原反应因氧气稀薄导致缺氧，需直接补充氧气。 A、氧气能直接缓解缺氧，正确。 B、氮气不可供呼吸，错误。 C、普通空气含氧量低，效果差，错误。 D、二氧化碳不可供呼吸，错误。 故选：A。 13． 下列有关空气的说法错误的是 A．空气的成分按体积计算，氧气约占21% B．液氮气化吸收大量的热，可做制冷剂 C．稀有气体通电发出不同颜色的光，可以制作电光源 D．计入空气污染指数的有害气体包括：二氧化硫、二氧化碳、二氧化氮和臭氧等 【答案】D 【详解】A、按空气体积分数计，氮气约占78%、氧气约占21%，该选项说法正确； B、液氮汽化时会吸热，则可作制冷剂，该选项说法正确； C、稀有气体通电时能发出不同颜色的光，则可作电光源，该选项说法正确； D、目前计入空气污染指数的有害气体有：二氧化硫、二氧化氮和臭氧等，但二氧化碳不为空气污染物，该选项说法错误。 故选D。 14． 分类法是学习和研究物质的一种重要方法。下列物质属于纯净物的是 A．澄清的石灰水 B．加碘盐 C．生锈的铁钉 D．淡蓝色的液氧 【答案】D 【详解】A、澄清的石灰水是氢氧化钙的水溶液，含水和氢氧化钙，属于混合物，错误； B、加碘盐含氯化钠和碘酸钾等成分，属于混合物，错误； C、生锈的铁钉含铁和氧化铁（铁锈的主要成分）等，属于混合物，错误； D、液氧是液态氧气，淡蓝色的液氧是由一种物质组成的，属于纯净物，正确； 故选D。 15．（24-25八年级下·上海虹口·期中）下列实验中不能用来测定空气中氧气含量的是 (提示：白磷燃烧所需最低温度为40℃) A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A、红磷燃烧生成五氧化二磷固体，消耗了瓶内的氧气，通过观察水面上升高度可测定空气中氧气的含量，故正确； B、白磷可被引燃，白磷燃烧生成五氧化二磷固体，消耗了瓶内的氧气，白磷熄灭冷却到室温，打开弹簧夹，水进入集气瓶，通过观察进入集气瓶水的体积可测定空气中氧气的含量，故正确； C、木炭燃烧生成二氧化碳，无法形成准确的压强差，不能测定氧气的含量，故错误； D、白磷可被热水引燃，燃烧生成五氧化二磷固体，消耗了针筒内的氧气，通过观察活塞运动情况可测定空气中氧气的含量，故正确； 故选C。 16．（23-24九年级上·上海虹口·期中）几种测定空气中氧气含量的实验（如图所示），请根据实验回答问题。 (1)图1是拉瓦锡用定量的方法研究空气的成分，通过该实验拉瓦锡得出了空气的主要成分是由 （填物质化学式）和氧气组成。 (2)图2是课本上的实验，用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的体积分数，整个实验过程中观察到的现象有 。 (3)图3是小明同学在家利用暖宝宝进行空气中氧气体积分数测定的实验装置图。 暖宝宝发热原理是其主要成分铁粉与空气中的氧气反应，产生热量。小明先将足量暖宝宝贴在一个100ml玻璃杯底部（如图3），再将玻璃杯倒放如图装有水的盆内，暖宝宝贴反应前后体积变化忽略不计，等暖宝宝完全冷却到室温后，测量进入玻璃杯内的水体积从而得出空气中氧气体积分数。 请跟小明—起参与实验，根据课本所学，预计玻璃杯中进水体积约为 ml。实验操作规范，但实验后发现，进水体积明显小于预计体积数，请分析可能的原因 。 【答案】(1)N2 (2)红磷燃烧，产生白烟，放热；水进入集气瓶，体积约占集气瓶中空气总体积的五分之一（合理即可） (3) 18 装置漏气（合理即可） 【详解】（1）拉瓦锡用定量的方法研究空气的成分（图1），通过该实验拉瓦锡得出了空气是由氧气和氮气组成的，氮气的化学式为：N2； （2）整个实验过程中观察到的现象是红磷燃烧，产生白烟，放热；水进入集气瓶，体积约占集气瓶中空气总体积的五分之一； （3）氧气约占空气总体积的五分之一，玻璃杯中进水体积约为：；在实际操作中，若集气瓶内水面上升的体积明显小于理论值，可能的原因：装置漏气，铁粉不足等。 拓展培优 17．（24-25八年级上·上海·阶段练习）空气是生命赖以存在的物质基础，也是人类生产活动的重要资源。 【空气中氧气含量的测定】实验小组的同学用下图装置测定空气中氧气含量。 (1)如图1所示，用红磷在空气中燃烧来测定空气中氧气含量，发生反应的文字表达式为 。实验中测出的氧气含量常常远低于1/5，其原因可能是 （任写一点）。 【实验改进】 改进一：点火方式改进。 (2)如图2所示，利用电热丝通电放出热量引燃红磷，其优点是 （写一点）。 改进二：测量方式改进。 为了帮助同学们更好地理解空气中氧气含量测定的实验原理，老师用气压传感器测定了图1装置内的压强变化，其变化情况如图3所示。 (3)用木炭代替红磷完成此实验，集气瓶内气压变化趋势与图3 （填“相同”或“不同”）。写出你认为的原因 。 改进三：反应原理的创新。 小明利用测定空气中氧气含量，已知发热剂的主要成分为铁粉、炭粉、水和食盐等，反应原理可简化为铁生锈消耗集气瓶中的氧气。得数据如表： 实验前的体积 实验后的体积 集气瓶内空气 量筒内水 量筒内剩余水 (4)根据表中数据计算得出空气中氧气的体积分数约为 。 【空气的污染和防治】 以下是国家关于空气污染指数与质量级别、质量状况的对应关系表： 污染指数 51-100 101-200 201-250 251-300 300以上 质量级别 II III IV（1） IV（2） V 质量状况 良好 轻度污染 中度污染 中度重污染 重度污染 (5)上海市2024年10月8日的空气污染指数为66~76，根据上表的信息判断我市当天的空气质量级别和空气质量状况分别为 、 。 (6)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） ①一氧化碳  ②稀有气体  ③二氧化硫  ④二氧化碳  ⑤二氧化氮 (7)为了提高上海市的空气质量，你认为应该采取的措施有： （写一点）。 【答案】(1) 红磷不足 (2)使实验结果更准确 (3) 不同 木炭燃烧生成二氧化碳气体，使装置中压强变化不大 (4)20.4% (5) II 良好 (6)①③⑤ (7)减少化石燃料的使用 【详解】（1）红磷燃烧生成五氧化二磷，发生反应的文字表达式为；实验中测出的氧气含量常常远低于1/5，其原因可能是红磷不足，装置气密性差等； （2）利用电热丝通电放出热量引燃红磷，其优点是避免点燃红磷后插入集气瓶中过程中引起的实验误差，从而使实验结果更准确； （3）木炭燃烧生成二氧化碳气体，使装置中压强变化不大，故集气瓶内气压变化趋势与图3不同； （4）根据表中数据计算得出空气中氧气的体积分数约为； （5）上海市2024年10月8日的空气污染指数为66~76，根据上表的信息可知，当天的空气质量级别和空气质量状况分别为II和良好； （6）计入空气污染指数的项目中除了可吸入颗粒物外还包括污染空气的气体，一氧化碳、二氧化硫和二氧化氮是空气污染物，故选①③⑤； （7）为了提高上海市的空气质量，可减少化石燃料的使用。 18．（24-25八年级上·上海金山·期末）兴趣小组对空气中氧气的体积含量测定展开了探究。 (1)重温教材 小王在实验室利用红磷燃烧的方法成功测定出空气中氧气的体积分数（装置如图1），红磷燃烧的现象是 ，写出该反应文字表达式为 。 (2)拓展实验：利用数字化技术对“空气中氧气体积分数的测定”进行了再探究。 【查阅资料】红磷燃烧生成五氧化二磷，五氧化二磷有毒，易溶于水。 ①实验前集气瓶中的水为25mL，若集气瓶的容积为125mL（燃烧匙所占体积忽略不计），实验结束后理论上集气瓶中水的体积约为 mL。 ②图2压强曲线中，BC段气压变化的原因是 。Y曲线表示的是 （填“温度”或“氧气浓度”）。 ③集气瓶中装水的作用是 （写1点）。 ④小明用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量偏小，其原因可能是： （写1点）。 ⑤化学兴趣小组想探究用不同物质在空气中燃烧测定氧气含量方法的优劣。 他们用足量的蜡烛、红磷和白磷分别在相同体积与状态的空气中燃烧，用氧气探测器测定密闭容器中剩余氧气与时间的关系如下图。下列说法错误的是 。（填字母） A．测定空气中氧气含量效果最好的是蜡烛，因为它反应速率快 B．对比可知，氧气的浓度较低时，红磷与白磷还能与之发生反应 C．三个实验均需要冷却至室温再读数 D．若用这三种物质进行教材中的实验，理论上测得空气中氧气含量略偏高 【答案】(1) 冒出白烟、放出热量 (2) 45 红磷燃烧放热，温度升高，气体膨胀，气压增大 氧气浓度 吸收五氧化二磷，防止污染空气（合理即可） 红磷量不足（合理即可） AD 【详解】（1）红磷在空气中燃烧冒出白烟、放出热量； 磷与氧气在点燃的条件下反应生成五氧化二磷，该反应的文字表达式为：； （2）①实验前集气瓶中的水为25mL，若集气瓶的容积为125mL，氧气约占空气体积的五分之一，实验结束后理论上集气瓶中水的体积约为25mL+（125mL-25mL）×=45mL； ②图2压强曲线中，BC段气压变化的原因是红磷燃烧放热，温度升高，气体膨胀，气压增大； 红磷燃烧消耗氧气，氧气浓度减小，Y曲线表示氧气浓度的变化趋势； ③红磷在氧气中燃烧生成有毒的五氧化二磷，会污染空气，故集气瓶中水的作用为吸收五氧化二磷，防止污染空气； ④实验后发现测定出的空气中氧气的体积分数低于，这可能的原因是：没有冷却至室温，就打开弹簧夹；或装置气密性不好；或红磷量不足，集气瓶中的氧气没有消耗完； ⑤A、由图可知，蜡烛燃烧测出的结果明显比其它两种物质偏大，消耗氧气不彻底，三个实验效果最好的是白磷，因为它反应消耗的氧气更加彻底，故选项说法不正确； B、蜡烛在氧气浓度为13%左右时就熄灭了，而红磷和白磷在氧气的浓度为10%以后才熄灭，所以该实验证明氧气的浓度较低时，红磷与白磷还能与氧气发生反应，故选项说法正确； C、三个实验均需要冷却至室温再读数，否则气体受热膨胀，占据了一定的体积，测定结果不准确，故选项说法正确； D、由图可知，三个实验中，最终氧气的体积分数都没有减少到0，测得空气中氧气含量都偏低，故选项说法不正确； 故选AD。 1 / 31 学科网（北京）股份有限公司 $$