第二节 空气的组成与应用 第1课时 （导学案） 化学北京版九年级上册

第二节 空气的组成与应用（第1课时） 一、知识目标 1. 能描述空气的组成，知道空气是混合物，能区分混合物和纯净物; 2. 掌握空气中氧气含量测定的实验方法及原理; 3. 了解实验系统的基础要素：实验目的、原理、操作、装置、现象和结论及其相互关系。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：学生能从宏观层面识别空气及其各成分的物理性质，又能从微观粒子视角理解各成分在化学反应中的行为，构建宏微结合观念；依据微观结构推测气体性质与用途，深化对空气化学本质的理解。 2.科学探究与创新意识：通过重现拉瓦锡测定空气成分实验，熟悉科学探究流程，提升实验设计、操作及结果分析能力；鼓励学生对经典实验提出优化思路，培育创新思维与质疑精神。 3.变化观念与平衡思想：鼓励学生对经典实验提出优化思路，培育创新思维与质疑精神；用变化观念分析空气相关化学过程，预测其发展走向。 4.科学态度与社会责任：秉持严谨、实事求是的态度开展与空气相关实验，尊重实验数据，正视误差。 一、教学重点 1.混合物和纯净物的区分。 2.测定空气中氧气含量。 二、教学难点 学会运用分析、比较、归纳的方法，对实验中获取的信息进行整理。 一、空气的组成与性质 1、空气的物理性质：通常情况下，空气是 （颜色）、 （气味）的 （状态）物质。 2、空气的组成（按体积分数计算）：氮气占 ，氧气占 ，稀有气体占 0.94%，二氧化碳占 0.03%，其他气体和杂质占 0.03%。 3、空气的组成是否固定？ 二、混合物和纯净物 1、混合物：由 或 物质组成的物质，例如：空气、糖水、海水等。其特点是： （填 “有” 或 “无”）固定组成， （填 “有” 或 “无”）专用化学符号，各成分保持原有化学性质。 2、纯净物：由 物质组成（如氧气 、氮气 ）， （填 “有” 或 “无”）固定符号和性质。 3、判断下列物质属于混合物还是纯净物： 纯净的空气： ；冰水混合物： ；五氧化二磷： 。 三、空气中氧气含量测定 1、历史实验回顾： ①拉瓦锡通过加热 （填物质名称）的实验，首次得出 “ ” 的结论。 ②拉瓦锡实验中，汞与氧气反应生成 （填物质名称），该物质加热后可重新分解为汞和氧气，证明消耗的气体是 。 2、红磷燃烧实验： ①原理：红磷燃烧消耗 ，使装置内气压 ，水倒吸进入集气瓶，进入水的体积约占集气瓶内空气体积的 。 ②红磷燃烧的文字表达式： 。 ③关键操作：红磷需 ，装置需 ， 后再打开弹簧夹。 ④实验结论： 。 一、空气是一种混合物 活动一：空气的成分 问题思考1：早餐吃的面包、喝的牛奶，还有美丽的海水。这些日常生活中常见的物质，哪些是混合物，哪些是纯净物呢？还有我们每时每刻都离不开的空气是纯净物还是混合物呢？ 问题思考2：回忆一下：在科学、生物、地理课上，学过哪些关于空气的知识？ 问题思考3：哪些生活经验或实验事实能证明空气的存在及空气由多种物质组成？ 归纳总结1：空气的由哪些成分组成呢？ 活动二：混合物和纯净物 归纳总结2：什么是混合物？什么是纯净物？ 归纳总结3：混合物和纯净物有什么区别和联系，请填写下列表格。 内容 混合物 纯净物 组成 表示方法 性质 举例 问题思考4：判断物质是混合物还是纯净物：五氧化二磷、冰水混合物、纯净的空气。 二、空气中氧气含量的测定 活动一：科学家对空气的探索 问题思考1：历史上关于燃烧及空气组成研究的实验有哪些，有什么现象，分别得到了怎样的结论，请填写下面表格。 实验者和时间 实验装置示意图 主要实验现象 主要实验结论 梅猷 （1674年前后） 舍勒 （1773年前后） 普里斯特利 （1774年前后） 问题思考2：这三组实验，所利用的化学反应有哪些相同点和不同点？ 问题思考3：这三组实验，实验装置有哪些相同点和不同点？ 问题思考4：为什么会出现有水进入反应装置（玻璃球、烧瓶或试管）中的现象？为什么水进入的体积不同？ 仔细阅读拉瓦锡测定空气中氧气含量的实验，回答下列问题。 问题思考5：拉瓦锡为什么选择汞，而不是前面三位科学家所用的蜡烛、氢气和金属锡作为消耗空气中氧气的物质？ 问题思考6：那么汞槽里的汞的作用是什么？与前面三个实验中水的作用是否类似？ 问题思考7：拉瓦锡为什么要加热12天？ 问题思考8：后续实验中加热收集到的氧化汞，为得出最终结论提供了哪些证据？ 归纳总结1：拉瓦锡测定空气中氧气含量的实验能得到怎样的实验结论？ 活动二：红磷燃烧实验探究 问题思考9：今天做一个类似的实验，用红磷测定空气中氧气的含量。注意观察红磷燃烧的现象，以及打开弹簧夹后水的变化。 问题思考10：这些实验现象说明了什么？ 归纳总结2：根据红磷燃烧实验现象，我们能得到怎样的实验结论？ 问题思考11：实验操作中“夹紧”“足量”“迅速”“塞紧”“冷却至室温”等操作的原因是什么？ 问题思考12：实验结束后，最终进入集气瓶中的水的体积代表了什么？ 问题思考13：水在该实验中起什么作用？ 归纳总结3：红磷燃烧实验原理的文字表达式和符号表达式分别是什么？ 问题思考14：该实验有哪些误差呢？造成误差的原因有哪些？请填写下面表格 误差 因素 影响 测定结果小于1/5 测定结果大于1/5 问题思考15：能否用蜡烛、木碳、硫粉、铁丝等代替红磷进行实验？ 归纳总结4：由此可知，选择做测定空气中氧气体积实验的物质要满足哪些条件？ 1、空气的组成（按体积分数计算）：氮气占 ，氧气占 ，稀有气体占 0.94%，二氧化碳占 0.03%，其他气体和杂质占 0.03%。 2、物质分类： 混合物：由 物质组成（如空气、海水），无固定符号和性质。 纯净物：由 物质组成（如氧气 O2、氮气 N2），有固定符号和性质。 3、空气中氧气含量测定（红磷燃烧实验）： ①原理：红磷燃烧消耗 ，使装置内气压 ，水倒吸进入集气瓶，进入水的体积约占集气瓶内空气体积的 。 ②实验现象：红磷剧烈燃烧，发出黄光， 并放出大量热。等冷却后，打开弹簧夹后烧杯中的水倒吸入集气瓶中，进入水的体积约占集气瓶中空气体积的 。 ③红磷燃烧的文字表达式： 。 ④实验结论： 。 1.下列关于纯净物和混合物的说法中正确的是（　　） A．干净物质一定是纯净物 B．混合物各成分不能保持原有的性质 C．混合物和纯净物都有固定的组成和性质 D．混合物是由两种或两种以上物质组成 2.科学家对火星的大气进行分析，得到下表所示数据：与地球大气的成分相比，火星大气中含量更高的是（　　） A．氮气 B．氮气和氩气 C．二氧化碳和氮气 D．二氧化碳和氩气 3.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，实验如图，关于这两个实验的说法正确的是（　　） A．两个实验均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有黑色物质生成 C．拉瓦锡的实验中，玻璃钟罩内汞的液面逐渐上升，达到一定高度后不再变化 D．波义耳的实验中，曲颈甑内物质加热后质量增加的现象不能用质量守恒定律来解释 4.某同学通过实验测定空气中氧气的含量，装置如图所示。实验结束后，进入集气瓶中水的体积明显大于集气瓶中原有空气体积的1/5。对这种现象解释合理的是（　　） A．可能使用红磷的量不足 B．可能没夹紧弹簧夹 C．可能装置漏气 D．可能未等冷却就打开了弹簧夹 5.某学习小组同学设计了如图装置进行实验，夹紧弹簧夹，将足量的红磷和木炭分别点燃后放入甲、乙两个集气瓶中，待反应结束恢复至室温后，再打开弹簧夹。下列有关叙述正确的是（　　） A．点燃后应将红磷和木炭迅速伸入集气瓶中 B．为防止空气污染，两个集气瓶中均应盛放适量水 C．实验结束恢复至室温后，两个集气瓶中的实验现象相同 D．该实验证明，测定空气中氧气含量时可用木炭代替红磷 考点1 空气的组成 1．空气中含量最多的气体是（ ） A．氧气 B．稀有气体 C．二氧化碳 D．氮气 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．CO2 考点2 混合物和纯净物 3．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 4．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 考点3 测定空气中氧气含量的实验 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．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 7．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。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第二节 空气的组成与应用（第1课时） 一、知识目标 1. 能描述空气的组成，知道空气是混合物，能区分混合物和纯净物; 2. 掌握空气中氧气含量测定的实验方法及原理; 3. 了解实验系统的基础要素：实验目的、原理、操作、装置、现象和结论及其相互关系。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：学生能从宏观层面识别空气及其各成分的物理性质，又能从微观粒子视角理解各成分在化学反应中的行为，构建宏微结合观念；依据微观结构推测气体性质与用途，深化对空气化学本质的理解。 2.科学探究与创新意识：通过重现拉瓦锡测定空气成分实验，熟悉科学探究流程，提升实验设计、操作及结果分析能力；鼓励学生对经典实验提出优化思路，培育创新思维与质疑精神。 3.变化观念与平衡思想：鼓励学生对经典实验提出优化思路，培育创新思维与质疑精神；用变化观念分析空气相关化学过程，预测其发展走向。 4.科学态度与社会责任：秉持严谨、实事求是的态度开展与空气相关实验，尊重实验数据，正视误差。 一、教学重点 1.混合物和纯净物的区分。 2.测定空气中氧气含量。 二、教学难点 学会运用分析、比较、归纳的方法，对实验中获取的信息进行整理。 一、空气的组成与性质 1、空气的物理性质：通常情况下，空气是无色（颜色）、无味（气味）的气态（状态）物质。 2、空气的组成（按体积分数计算）：氮气占 78%，氧气占 21%，稀有气体占 0.94%，二氧化碳占 0.03%，其他气体和杂质占 0.03%。 3、空气的组成是否固定？ 不是。例如：工业发达的城市与森林山区的空气成分差异较大，封闭教室中氧气含量会随呼吸逐渐减少。 二、混合物和纯净物 1、混合物：由两种或两种以上物质组成的物质，例如：空气、糖水、海水等。其特点是：无（填 “有” 或 “无”）固定组成，无（填 “有” 或 “无”）专用化学符号，各成分保持原有化学性质。 2、纯净物：由一种物质组成（如氧气 O2、氮气 N2），有（填 “有” 或 “无”）固定符号和性质。 3、判断下列物质属于混合物还是纯净物： 纯净的空气：混合物；冰水混合物：纯净物；五氧化二磷：纯净物。 三、空气中氧气含量测定 1、历史实验回顾： ①拉瓦锡通过加热汞（填物质名称）的实验，首次得出 “空气由 1/5 体积氧气和 4/5 体积氮气组成” 的结论。 ②拉瓦锡实验中，汞与氧气反应生成氧化汞（填物质名称），该物质加热后可重新分解为汞和氧气，证明消耗的气体是氧气。 2、红磷燃烧实验： ①原理：红磷燃烧消耗氧气，使装置内气压减小，水倒吸进入集气瓶，进入水的体积约占集气瓶内空气体积的1/5。 ②红磷燃烧的文字表达式： ③关键操作：红磷需足量，装置需气密性良好，冷却至室温后再打开弹簧夹。 ④实验结论：氧气氧气约占空气体积的1/5。 一、空气是一种混合物 活动一：空气的成分 问题思考1：早餐吃的面包、喝的牛奶，还有美丽的海水。这些日常生活中常见的物质，哪些是混合物，哪些是纯净物呢？还有我们每时每刻都离不开的空气是纯净物还是混合物呢？ 答案：面包、牛奶和海水是混合物，空气也是混合物。 问题思考2：回忆一下：在科学、生物、地理课上，学过哪些关于空气的知识？ 答案：科学：可以通过纸团不会湿的实验来证明空气占据空间，或者通过空气搬家的实验来观察空气的流动性。生物：动物通过呼吸空气中的氧气来维持生命，植物通过光合作用利用空气中的二氧化碳制造养分。地理：空气对气候和天气有重要影响。 问题思考3：哪些生活经验或实验事实能证明空气的存在及空气由多种物质组成？ 答案：把一个压扁的塑料袋抖开，再用双手挤压塑料袋，会感觉到有压力‌，这是因为塑料袋内充满了空气。纸张燃烧、动植物的呼吸等‌，这些都说明空气中含有氧气。饼干在空气中放一段时间后会变软‌，说明空气中含有水蒸气。 归纳总结1：空气的由哪些成分组成呢？ 答案：空气的组成成分按体积计算，空气中大约含有氮气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%。。 活动二：混合物和纯净物 归纳总结2：什么是混合物？什么是纯净物？ 答案：像空气这种由两种或两种以上物质混合组成的物质叫作混合物。由一种物质组成的叫作纯净物。 归纳总结3：混合物和纯净物有什么区别和联系，请填写下列表格。 答案： 内容 混合物 纯净物 组成 由两种或两种以上的物质混合而成，组成不固定 由一种物质组成，组成固定 表示方法 无固定符号 有固定的符号表示 性质 无固定的物理性质，混合物中各组成都保持各自的化学性质 有固定的物理性质和化学性质 举例 空气、糖水、牛奶、泥沙、海水、铝合金、米酒、自然界中的矿石等 氮气(N2)、氧气(O2)、二氧化碳(CO2) 问题思考4：判断物质是混合物还是纯净物：五氧化二磷、冰水混合物、纯净的空气。 答案：五氧化二磷只由一种物质组成，是纯净物；冰水混合物只由一种物质组成，是纯净物；纯净的空气由好几种物质组成，是混合物。 二、空气中氧气含量的测定 活动一：科学家对空气的探索 问题思考1：历史上关于燃烧及空气组成研究的实验有哪些，有什么现象，分别得到了怎样的结论，请填写下面表格。 答案： 实验者和时间 实验装置示意图 主要实验现象 主要实验结论 梅猷 （1674年前后） 一段时间后蜡烛熄灭，玻璃球中水面上升；进入水的体积约占玻璃球空气体积的 1/30。 空气由“火-气粒子”和“另一种粒子”组成。 舍勒 （1773年前后） 氢气在空气中燃烧，水立刻开始上升，直到占据烧瓶体积的 1/4 时，火焰熄灭。 空气由“ 火空气”和“浊空气”组成。 普里斯特利 （1774年前后） 置于架子上的锡失去金属光泽，水进入试管约 1/4 的位置。 空气由“脱燃素空气”和“燃素化空气”组成 问题思考2：这三组实验，所利用的化学反应有哪些相同点和不同点？ 答案：相同点：这三个化学反应都是燃烧反应，都有氧气参与。不同点：他们的反应物不同，产物不同。梅猷的实验中，蜡烛燃烧消耗了氧气；舍勒的实验中，氢气燃烧生成了水；普里斯特利的实验中，锡与氧气反应形成了氧化物 问题思考3：这三组实验，实验装置有哪些相同点和不同点？ 答案：相同点：三个实验都使用了密闭的容器来观察反应。不同点：容器形状大小和测量水进入体积方式不同。梅猷使用了玻璃球和水来观察蜡烛燃烧后的现象；舍勒使用了烧瓶、氢气和氧气来观察燃烧和水的生成；普里斯特利使用了试管和锡来观察金属与氧气的反应。 问题思考4：为什么会出现有水进入反应装置（玻璃球、烧瓶或试管）中的现象？为什么水进入的体积不同？ 答案：有水进入是因为：燃烧消耗了装置内的氧气，导致装置内气压降低，外界大气压将水压入容器内以平衡气压。水进入体积不同是因为：不同反应消耗氧气量不同。 仔细阅读拉瓦锡测定空气中氧气含量的实验，回答下列问题。 问题思考5：拉瓦锡为什么选择汞，而不是前面三位科学家所用的蜡烛、氢气和金属锡作为消耗空气中氧气的物质？ 答案：蜡烛燃烧会产生二氧化碳和水蒸气，影响对氧气消耗量的测定；氢气燃烧生成水，难以直观地测量体积变化；金属锡与氧气反应较慢且不够完全。汞与氧气反应生成固体，反应完全，便于准确测定氧气含量。 问题思考6：那么汞槽里的汞的作用是什么？与前面三个实验中水的作用是否类似？ 答案：汞槽内的汞主要起密封作用，与水作用类似。 问题思考7：拉瓦锡为什么要加热12天？ 答案：确保汞与氧气充分反应。 问题思考8：后续实验中加热收集到的氧化汞，为得出最终结论提供了哪些证据？ 答案：加热氧化汞得到汞和氧气，证明之前消耗的氧气来源于空气。得到的氧气体积恰好等于密闭容器里减少的气体体积，为空气组成提供了直接证据。 归纳总结1：拉瓦锡测定空气中氧气含量的实验能得到怎样的实验结论？ 答案：拉瓦锡得出结论：空气是由 1/5体积的氧气和 4/5体积的氮气组成的。 活动二：红磷燃烧实验探究 问题思考9：今天做一个类似的实验，用红磷测定空气中氧气的含量。注意观察红磷燃烧的现象，以及打开弹簧夹后水的变化。 答案：红磷剧烈燃烧，发出黄光，产生大量白烟并放出大量热。等冷却后，打开弹簧夹后烧杯中的水倒吸入集气瓶中，进入水的体积约占集气瓶中空气体积的1/5。 问题思考10：这些实验现象说明了什么？ 答案：产生白烟是生成五氧化二磷固体粉末，分布在空气中形成的。水能进入集气瓶的原因是红磷燃烧消耗氧气，实际集气瓶内压强减小，在外界大气压的作用下，水进入容器。 归纳总结2：根据红磷燃烧实验现象，我们能得到怎样的实验结论？ 答案：氧气约占空气体积的 1/5。 问题思考11：实验操作中“夹紧”“足量”“迅速”“塞紧”“冷却至室温”等操作的原因是什么？ 答案：“夹紧”“塞紧”：防止外部空气进入集气瓶或内部气体逸出。“足量”：确保集气瓶中的氧气被完全消耗。“迅速”：防止因时间过长而导致实验条件发生变化。“冷却至室温”：确保实验条件的一致性，避免因温度差异导致的误差。 问题思考12：实验结束后，最终进入集气瓶中的水的体积代表了什么？ 答案：代表了空气中氧气的体积。 问题思考13：水在该实验中起什么作用？ 答案：①防止集气瓶受热炸裂；②溶解生成物：吸收有毒的五氧化二磷，防治污染；③加速冷却：吸收热量，减少等待红磷熄灭后的冷却时间。 归纳总结3：红磷燃烧实验原理的文字表达式和符号表达式分别是什么？ 答案：文字表达式表示为：；符号表达式为：。 问题思考14：该实验有哪些误差呢？造成误差的原因有哪些？请填写下面表格 答案： 误差 因素 影响 测定结果小于1/5 装置漏气 反应结束后外界空气进入 红磷的量不足 氧气不能完全被消耗 未待装置冷却到室温就打开止水夹 温度较高，气体膨胀，剩余气体占有较大的体积 测定结果大于1/5 点燃的红磷伸入瓶中过慢或伸入瓶中后未立即塞上塞子 瓶内空气受热膨胀，部分逸出 最初止水夹未夹紧 问题思考15：能否用蜡烛、木碳、硫粉、铁丝等代替红磷进行实验？ 答案：不能。木炭、蜡烛、硫粉燃烧都会生成气体，使瓶内的气体压强变化不大，导致测定结果不准确；不能用铁丝，是因为铁丝在空气中不能燃烧。 归纳总结4：由此可知，选择做测定空气中氧气体积实验的物质要满足哪些条件？ 答案：①在空气中能燃烧，且只与空气中的氧气发生反应；②燃烧后的生成物不能是气体，最好是固体，需产生压强差。 1、空气的组成（按体积分数计算）：氮气占 78%，氧气占 21%，稀有气体占 0.94%，二氧化碳占 0.03%，其他气体和杂质占 0.03%。 2、物质分类： 混合物：由两种或两种以上物质组成（如空气、海水），无固定符号和性质。 纯净物：由一种物质组成（如氧气 O2、氮气 N2），有固定符号和性质。 3、空气中氧气含量测定（红磷燃烧实验）： ①原理：红磷燃烧消耗氧气，使装置内气压减小，水倒吸进入集气瓶，进入水的体积约占集气瓶内空气体积的1/5。 ②实验现象：红磷剧烈燃烧，发出黄光，产生大量白烟并放出大量热。等冷却后，打开弹簧夹后烧杯中的水倒吸入集气瓶中，进入水的体积约占集气瓶中空气体积的1/5。 ③红磷燃烧的文字表达式： ④实验结论：氧气氧气约占空气体积的1/5。 1.下列关于纯净物和混合物的说法中正确的是（　　） A．干净物质一定是纯净物 B．混合物各成分不能保持原有的性质 C．混合物和纯净物都有固定的组成和性质 D．混合物是由两种或两种以上物质组成 【答案】D 【解析】A、干净的物质并不是特指其中只含一种物质，纯净物仅由一种物质组成，故A不符合题意； B、混合物由不同物质组成，而不同的物质性质也不同，所以混合物的性质是由多种物质体现的，各成分保持自己原来的性质，故B不符合题意； C、任意两种或两种以上互相之间不反应的物质都能组成混合物，所以混合物的组成不固定，故C不符合题意； D、根据概念，混合物是由两种或两种以上的物贡组成，故D符合题意； 故选D。 2.科学家对火星的大气进行分析，得到下表所示数据：与地球大气的成分相比，火星大气中含量更高的是（　　） A．氮气 B．氮气和氩气 C．二氧化碳和氮气 D．二氧化碳和氩气 【答案】D 【解析】根据火星大气成分含量图，火星气体中主要含有三种气体二氧化碳、氮气和氩气，不含有氧气，含有最多的是二氧化碳，大约占75%，氮气占2.7%，氩气占1.6%；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%；则与地球大气的成分相比，火星大气中含量更高的是二氧化碳和氩气。 故选D。 3.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，实验如图，关于这两个实验的说法正确的是（　　） A．两个实验均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有黑色物质生成 C．拉瓦锡的实验中，玻璃钟罩内汞的液面逐渐上升，达到一定高度后不再变化 D．波义耳的实验中，曲颈甑内物质加热后质量增加的现象不能用质量守恒定律来解释 【答案】C 【解析】A、波义耳的实验是在敞口容器中进行的，不可用于测定空气中氧气的含量； B、两个实验中曲颈甑内的汞与空气中的氧气反应生成的氧化汞是红色粉末； C、拉瓦锡的实验中,汞与氧气反应,消耗了玻璃钟罩内空气中的氧气,气体减少,压强变小,玻璃钟罩内的压强小于外界大气压,汞的液面逐渐上升,当氧气消耗完后,液面不再变化； D、波义耳的实验中，加热条件下曲颈甑内的汞与空气中的氧气反应生成氧化汞，反应后曲颈甑内物质的总质量等于反应前汞的质量与参加反应的氧气的质量之和，这种现象可以用质量守恒定律解释； 故选C。 4.某同学通过实验测定空气中氧气的含量，装置如图所示。实验结束后，进入集气瓶中水的体积明显大于集气瓶中原有空气体积的1/5。对这种现象解释合理的是（　　） A．可能使用红磷的量不足 B．可能没夹紧弹簧夹 C．可能装置漏气 D．可能未等冷却就打开了弹簧夹 【答案】B 【解析】测定空气中氧气的含量的实验，实验结束后，进入集气瓶中水的体积大于1/5的原因有：点燃的红磷伸入瓶中过慢或伸入瓶中后未立即塞上塞子，止水夹未夹紧而导致的瓶内空气受热膨胀，部分气体逸出。故选B。 5.某学习小组同学设计了如图装置进行实验，夹紧弹簧夹，将足量的红磷和木炭分别点燃后放入甲、乙两个集气瓶中，待反应结束恢复至室温后，再打开弹簧夹。下列有关叙述正确的是（　　） A．点燃后应将红磷和木炭迅速伸入集气瓶中 B．为防止空气污染，两个集气瓶中均应盛放适量水 C．实验结束恢复至室温后，两个集气瓶中的实验现象相同 D．该实验证明，测定空气中氧气含量时可用木炭代替红磷 【答案】A 【解析】A、点燃红磷和木炭后迅速放入集气瓶，防止燃烧放热使集气瓶中的空气受热逸出，从而导致实验结果不准确，故A正确； B、甲集气瓶中盛放适量的水是为了吸收白烟和热量，而木炭在集气瓶中燃烧生成的二氧化碳,能溶于水，可能会产生有毒的一氧化碳，但一氧化碳难溶于水，故B错误； C、恢复至室温两个集气瓶中的现象也不一样。因为虽然二者都消耗了等体积的氧气，但乙中木炭燃烧产生了二氧化碳、一氧化碳等气体，又填充了消耗的氧气的体积。气压不同，导致吸进集气瓶的水量不同，故C错误； D、该实验证明测定空气中的氧气含量时不能用木炭代替红磷，故D错误； 故选A。 考点1 空气的组成 1．空气中含量最多的气体是（ ） A．氧气 B．稀有气体 C．二氧化碳 D．氮气 【答案】D 【解析】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%。 故选 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．CO2 【答案】B 【解析】空气中氮气的体积分数约为 78%，氧气的体积分数约为 21%，稀有气体的体积分数约为 0.94%， 二氧化碳的体积分数约为 0.03%，其他气体和杂质 0.03%，根据图象，气体 X 的占比最大，所以气体 X 是 氮气（N2）。 故选：B。 考点2 混合物和纯净物 3．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】 ①②③⑥⑦⑧⑩ ④⑤⑨ 【解析】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。 4．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 【答案】D 【解析】A、冰水混合物是由水一种物质组成，属于纯净物；稀有气体中含有氦气、氖气、氩气等物质，属于混合物，故 A 错； B、澄清的石灰水中含有氢氧化钙和水等物质，属于混合物；清澈的泉水中含有水和矿物质，属于混合物，故 B 错； C、干冰是固态二氧化碳的俗称，氮气、二氧化碳物质是由一种物质组成，属于纯净物，故 C 错。 D、清新的空气中含有氧气、氮气、二氧化碳等物质，属于混合物；液态氧气是由一种物质组成，属于纯净物，故 D 正确；。 故选 D。 考点3 测定空气中氧气含量的实验 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1/5，可能的原因是装置漏气 D．可以将红磷改成木炭进行实验 【答案】D 【解析】A、为了使实验更准确，点燃红磷后立即伸入瓶中并塞紧橡皮塞，燃烧匙伸入过慢，会使装置内气体受热逸出，导致进入集气瓶的水体积偏大，故选项说法正确，不符合题意； B、红磷燃烧结束后，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，故选项说法正确，不符合题意； C、若装置漏气，燃烧冷却后瓶内气压小于大气压，有部分空气进入瓶中弥补了消耗的氧气，水倒流入集气瓶的体积不足五分之一，故选项说法正确，不符合题意； D、木炭在空气中燃烧，虽然会消耗氧气，但是生成二氧化碳气体，装置内压强几乎不变，不能形成压强差，因此不能用木炭代替红磷测定空气中氧气的含量，故选项说法错误，符合题意； 故选：D。 6．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 【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，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。 7．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 【解析】（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。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$