2.1 我们周围的空气（讲义）-2025-2026学年九年级化学上册同步教学讲义（人教版2024）

2.1 我们周围的空气 01.学习目标 1.了解空气的主要成分及各成分的体积分数 2.掌握测定空气中氧气含量的实验原理、装置、步骤、及注意事项 3.区分纯净物和混合物的概念 重点 用探究的方法测定空气中氧气的体积分数 难点 区分纯净物和混合物；空气成分测定实验中的误差分析 02. 思维导图 供给呼吸→动植物呼吸、医疗急救、航空航天 支持燃烧→炼钢、气割、气焊、化工等 化学性质→作保护气 含有氮元素→制造硝酸和氮肥的原料 低温制冷→医疗上冷冻治疗、超导材料在液氮低温环境下显示超导性能 氮气约占78% 空气的成分及用途 氧气约占21% 通电时发出不同颜色的光→做电光源 化学性质不活泼→做保护气、液态氦用于制造低温环境 氦气的密度比空气小且化学性质不活泼→氦气球 稀有气体约占0.94% 我们周围的空气 二氧化碳约占0.03% 其他气体和杂质约占0.03% 空气中氧气含量的测定 反应原理 红磷与空气中的氧气发生反应，生成了五氧化二磷固体，使得瓶内的压强减小，烧杯中的水被大气压压入集气瓶中； 红磷＋氧气五氧化二磷 红磷燃烧，放热，产生大量白烟，冷却后打开弹簧夹，烧杯中的水被吸入集气瓶中，瓶内液面上升约为1/5。 实验现象 污染物 有害气体(二氧化硫、二氧化氮等)、烟尘(可吸入颗粒物)等 空气的污染与防治 使用清洁能源；加强空气质量监测；积极植树、种草；禁止焚烧秸秆等。 防治措施 03. 新知导学 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 文字表达式 一部分银白色的液态汞变成 色粉末，同时容器里空气的体积大约减少了 …… 空气是由 和 组成，其中氧气约占空气总体积的 。 把汞表面生成的红色粉末放在另一个较小的容器里再加强热，得到了汞和 ，而且氧气的体积恰好 密闭容器里所减少的体积。 【拉瓦锡的实验注意事项】 1.曲颈甑中和汞槽中的汞分别起消耗氧气、形成密闭体系的作用。 2.玻璃钟罩内汞的液面会上升的原因：体系内压强减小。 3.能说明空气中氧气的含量的现象是：容器内空气的体积差不多减少了1/5。 二、空气中氧气含量的测定 【实验原理】 红磷与空气中的氧气发生反应，生成了五氧化二磷固体，使得瓶内的压强减小，烧杯中的水被大气压压入集气瓶中。 【实验步骤】 ①连接装置并检查装置的气密性； ②在集气瓶内装入少量的水，将水面上方空间分为5等份，并做好标记； ③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，并把橡胶塞塞紧；(观察红磷燃烧的现象) ④待红磷熄灭并冷却至室温后，打开弹簧夹。（观察现象及水面的变化） 【实验现象】 红磷燃烧，放热，产生大量白烟，冷却后打开弹簧夹，烧杯中的水被吸入集气瓶中，瓶内液面上升约为1/5。 【实验结论】 ①空气中氧气的含量约占1/5，氮气约占4/5。 ②氮气不能燃烧，也不支持燃烧，且不溶于水。 【实验注意事项】 1.实验装置密封好，不能漏气； 2.红磷必须过量，需完全消耗掉集气瓶内的氧气； 3.不能用木炭、硫粉、铁丝等代替红磷。 【实验误差】 误差 实验结果＜1/5 实验结果＞1/5 产生的原因 ①红磷量不足 ②装置漏气 ③集气瓶没有冷却到室温就打开弹簧夹 ①未夹紧弹簧夹，红磷燃烧时气体膨胀沿导管逸出 ②燃烧匙伸入过慢，装置内气体受热逸出 文字表达式 符号表达式 【点拨】 1.该实验中的红磷不能换成木炭、硫粉、铁丝，因为木炭燃烧生成的是二氧化碳、硫粉燃烧生成的是二氧化硫、但铁丝在空气中不能燃烧，二氧化碳和二氧化硫均为气体，导致瓶内的压强无明显变化，烧杯中的水无法进入集气瓶。 2.集气瓶中提前装入少量的水，作用是：加速冷却；吸收红磷燃烧产生的五氧化二磷。 3.红磷燃烧后集气瓶内剩余的气体主要是氮气，可以推测出该气体的化学性质：不燃烧也不支持燃烧；物理性质：无色无味的气体，难溶于水。 【药品的选择】 用点燃药品的方法测定空气中氧气含量时，药品选择的原则如下： a、在空气中燃烧； b、只与空气中的氧气反应； c、生成物最好是固体，若生成气体，应选择合适的试剂吸收。 研究证明，当氧气含量降到一定程度后，红磷不再燃烧，并不能将空气中的氧气耗尽，误差较大。 【实验的改进与创新】 （1）改进的原因 ①将燃着的红磷伸入集气瓶时，会造成瓶内气体受热逸出，从而影响实验结果；同时红磷在空气中燃烧会造成环境污染。 ②烧杯中的水沿导管进入集气瓶中时，会有部分液体残留在导管中；且集气瓶的刻度读数很粗略，使得测量结果不准确。 ③红磷燃烧至一定程度时，瓶内的氧气浓度较低，不能继续燃烧，氧气未消耗完。 （2） 改进思路 ①改进点燃方式：如图利用凸透镜聚光、电热棒点燃红磷，改进方案的优点是装置密闭，对环境无污染且能减小测量误差。 ②改进测量方式：利用注射器、量筒代替原实验中的烧杯，优点是测定结果更加准确。 ③改进实验原理：改变耗氧剂，如可以用铜丝加热等方法测定空气中氧气的含量。 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 其他气体和杂质 体积分数 0.03% 【点拨】 空气中各成分的含量指的是“体积分数”，不是质量分数。 2.稀有气体包括 、氖、 、氪、氙、 。 3.空气中各成分的性质和用途 物质的性质物质的用途，物质的用途物质的性质。 ①氧气 物理性质：无色、无味的气体，不易溶于水，密度比空气略大。 化学性质：供给呼吸→动植物呼吸、医疗急救、航空航天； 支持燃烧（具有助燃性）→气焊、气割、炼钢、化工等。 【点拨】 氧气具有助燃性，但氧气本身不能燃烧，因此不能作燃料。 ②氮气 物理性质：无色、无味的气体、难溶于水，熔沸点低，密度比空气略小。 化学性质：氮气化学性质很稳定，常温下难跟其他物质发生反应，但在高温、高能量条件下可与某些物质发生反应。 用途：制造硝酸和氮肥的重要原料； 化学性质不活泼（化学性质稳定）→作保护气（焊接金属、食品充氮防腐等）； 低温制冷→医疗上冷冻治疗、超导材料在液氮低温环境下显示超导性能 【点拨】 由红磷在氮气中不能燃烧说明氮气不支持燃烧。 ③稀有气体（氦、氖、氩、氪、氙、氡） 物理性质：无色无味的气体，难溶于水，通电时能发出不同颜色的光（航标灯、照明灯、闪光灯、霓虹灯等） 用途：稀有气体的化学性质很不活泼→作保护气、液态氦用于制造低温环境（液氦冷冻机） 氦气的密度比空气小且化学性质不活泼→氦气球 4.区分纯净物和混合物 纯净物 混合物 概念 有两种或两种以上的物质混合而成的物质 举例 水（H2O）、冰、冰水混合物、蒸馏水、干冰、臭氧、液氧、水银、铁水等 清新的空气、稀有气体、澄清石灰水、纯牛奶、纯净水、矿泉水、碘酒、氯化钠溶液、食醋等 【点拨】 a. 混合物中各种成分的含量可以不是固定的，但它们各自保持着单独存在时的化学性质（如空气中的氧气、氮气等物质保持着各自的化学性质）。而纯净物如水（H2O）、硫（S）、二氧化碳（CO2）等，它们都各自有着固定的组成和性质。 b. 带“混合”字样的不一定是混合物，如冰水混合物（纯净物）；带“纯净”字样的不一定为纯净物，如纯净的空气（混合物）。 四、空气污染物 （1）空气中的主要污染物：①烟尘→可吸入颗粒物 ②有害气体→二氧化硫、碳氧化合物、氮氧化合物等 【点拨】 全球气候变暖主要是空气中二氧化碳含量过多引起的，但二氧化碳不属于空气污染物的有害气体。 （2）空气污染的主要危害有 ①臭氧层破坏和酸雨（主要由二氧化氮、二氧化硫等引起） ②导致地球生态平衡失调 ③严重损害人体的健康 ④影响作物的生长等 五、保护空气 1.空气污染的防治：①使用清洁能源；②加强空气质量监测；③积极植树、种草；④禁止焚烧秸秆等。 2.空气质量日报 （1）空气质量日报的主要内容包括：“空气质量指数”、“空气质量级别”、“首要污染物”等 （2）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10μm的颗粒物，称PM10）、细微粒物（粒径小于等于2.5μm的颗粒物，称PM2.5）、臭氧等。 空气质量级别越高，空气质量指数越高，说明空气质量状况越差。 04夯实基础 1. 通过实验和分析，得出了空气由氧气和氮气组成的结论，该化学家是（） A． 道尔顿 B．拉瓦锡 C．门捷列夫 D．波义耳 2．如图所示是测定空气中氧气的含量的实验装置，下列说法正确的是（） A．实验前不需要检查装置的气密性 B．观察到曲颈甑中有红色粉末生成时即可以停止加热 C．充分反应后，汞槽中有 体积的汞进入曲颈甑 D．曲颈甑中发生反应的文字表达式为：汞+氧气氧化汞 3．空气一种宝贵的资源，下列有关空气的说法正确的是（） A．稀有气体通电能发出不同颜色的光，可制成霓虹灯 B．氧气能供给呼吸，能支持燃烧，是一种优质的燃料 C．氮气的化学性质比较活泼，是制造化肥、炸药的重要原料 D．二氧化碳在空气中的含量逐年增多，可能会导致空气污染 4．分类是化学学习和研究的重要方法之一，下列分类正确的是（） A．纯净物：洁净的空气、H2O2溶液、冰水混合物 B．空气污染物：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、PM2.5等 C．可在酒精灯上加热的仪器：试管、烧杯、集气瓶 D．物理性质包括：溶解性、挥发性、导电性、导热性、可燃性等 5. 我国城市及周围地区的环境中，造成空气污染的主要污染物是（） A．二氧化硫、二氧化氮、氮气 B．二氧化氮、一氧化碳、二氧化硫 C．二氧化硫、臭氧、氩气 D．二氧化氮、一氧化碳、二氧化碳 6. 性质决定用途，用途体现性质，下列空气中各组分的性质与用途对应关系的是（） A．氧气可供给呼吸，可用于医疗急救 B．氮气沸点低，可以作保护气 C．稀有气体通电时发出不同颜色的光，可用作霓虹灯 D．氦气的密度比空气小，可用于填充探空气球 7. 微型空气质量监测系统用于实时、准确监测空气污染物，下列物质其监测范围内的是（） A． PM10 B．CO2 C．NO D．SO2 8．某化学兴趣小组的同学在老师的指导下完成如下图所示实验。关于该实验，有如下说法 ①红磷熄灭并冷却到室温才能打开弹簧夹 ②燃烧足量的红磷可使进入集气瓶中水的体积约占集气瓶体积的4/5 ③点燃红磷缓慢插入集气瓶会导致结果小于1/5 ④此实验反应后集气瓶内剩余的气体，既不易溶于水，也不支持燃烧 ⑤该实验能证明空气是混合物 其中正确说法的个数有（） A．2个 B．3个 C．4个 D．5个 9. 2024年4月25日，神舟十八号载人飞船顺利发射升空，本次任务将开展太空养鱼，4条斑马鱼和4g金鱼藻一起构建了微型水生生态系统，金鱼藻的作用是利用光能释放出一种能供给斑马鱼呼吸的气体，这种气体是（） A． 二氧化碳 B．氧气 C．氮气 D．空气 10. 利用气压传感器测定空气中氧气的体积分数，图2是集气瓶内气压的变化情况。有关图2的分析的是（） A．BC段气压增大的主要原因是燃烧放热 B．CD段气压减小的主要原因是集气瓶内氧气被消耗且瓶内温度逐渐降低 C．DE段气压增大的主要原因是烧杯中的水进入集气瓶 D．若用木炭代替红磷完成此实验，集气瓶内气压变化趋势与图2基本一致 11. 用如图所示装置来测定空气中氧气的含量。加热试管，红磷（足量）开始燃烧，待红磷熄灭并冷却至室温后打开弹簧夹。下列关于该实验的说法的是（） A．要达到实验目的，试管中的红磷可以更换为木炭 B．红磷燃烧冷却至室温后打开弹簧夹，要等到注射器活塞不再移动才能读数 C．若注射器中的水最终减少了，说明空气中氧气的体积分数约为 D．该实验可说明不支持燃烧 12. 探究小组用图1装置测定空气中氧气的含量，压强变化如图2，氧气体积分数变化如图3，下列说法的是（） A．图1中水的作用是吸收五氧化二磷和降温 B．图2压强减小，说明红磷燃烧消耗氧气 C．图3说明红磷或白磷熄灭后反应立即停止 D．该实验说明白磷代替红磷，测定结果更接近真实值 13．空气是一种宝贵的自然资源。 (1)空气属于 (填“混合物”或“纯净物”)。 (2)生活中，食品久了会腐败变质，食品腐败变质实质是食品与空气中的氧气发生了缓慢氧化，为了延长食品的保存时间，我们可以把食品放在冰箱里，这说明物质发生缓慢氧化的速率与温度的关系是 。 (3)下列物质：①自来水；②洁净的空气；③冰水混合物；④牛奶；⑤铁；⑥硫粉；⑦75%的医用酒精；⑧液氮；⑨食盐溶液；⑩氩气；其中，混合物为： ；纯净物为： 。（填序号） 14. 下列事实说明空气中含有哪一种成分。 (1)纸张在空气中能燃烧，说明空气中含有_______。 (2)在空气中盛有冰水的杯子外壁会出现水珠，说明空气中含有_______。 (3)澄清石灰水长期露置空气中，表面出现一层白膜，说明空气中含有_______。 (4)用空气中的某些气体制成五光十色的霓虹灯，说明空气中含有_______。 15. 某化学研究性学习小组在学习了“空气中氧气含量测定”实验的基础上，改进了教材中的实验，设计出如图所示的实验装置。 实验步骤如下： ①检查装置的气密性良好。②在集气瓶里装入适量a体积的水，水的作用是__________；__________。燃烧匙里放一块白磷，在酒精灯上把玻璃棒下端加热后，立刻将集气瓶上的三孔胶塞塞紧。③迅速将预热过的玻璃棒按下与白磷接触。观察到白磷燃烧，产生大量白烟。④待白磷燃烧完毕，将集气瓶稍加振荡，白烟消失。⑤待集气瓶完全冷却至室温，打开止水夹，量出集气瓶中水的体积为b，整个集气瓶的体积为c。⑥根据a、b、c三个数据，计算出空气中氧气的体积分数为_______________________。 16. (1)小强同学采用图1装置进行空气中氧气含量的测定实验，反应结束后，冷却到室温，打开弹簧夹，注射器活塞理论上应从10mL刻度处缓慢移动至_____mL刻度处。 (2)小明对图1实验进行了如图2所示的改进。图2实验中，为了使氧气反应更充分，实验中可采取的措施是_____，若实验后未将气球中气体挤出，会导致测得氧气含量偏_____(填“大”或“小”)。 17．某兴趣小组对教材中“测定空气中氧气含量”实验(如图甲)进行了改进，设计了图乙(选用容积为35mL的试管作反应容器)的实验方案，达到了良好的实验效果。对比分析下面两个实验，回答下列问题： (1)实验测定氧气含量的操作之前，第一步操作是 ，发生反应的文字表达式为 (小括号内注明各物质的化学式)。 (2)甲实验测得的氧气含量小于1/5，请分析可能的原因 。(写出一点即可) (3)乙实验中，注射器活塞最后将停止在约 mL刻度处。 (4)对照甲实验，你认为乙实验有何优点？ 。(回答一点即可) (5)为了更好地理解空气中氧气含量测定的压强变化，项目小组同学在老师的指导下利用压强传感器等仪器实时测定红磷燃烧实验装置内的压强变化。(图1是利用压强传感器测定红磷燃烧时集气瓶内压强变化的实验装置。图2是实验过程中，集气瓶内压强变化曲线)，结合图1实验，解释图2中BC段压强上升的原因： 。 (6)查阅资料得知“”。乙同学又设计了如图3所示的两种装置测定空气中氧气含量，请结合图示回答有关问题。 装置一和装置二中气球的位置不同，装置二更合理，理由是 。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2.1 我们周围的空气 01.学习目标 1.了解空气的主要成分及各成分的体积分数 2.掌握测定空气中氧气含量的实验原理、装置、步骤、及注意事项 3.区分纯净物和混合物的概念 重点 用探究的方法测定空气中氧气的体积分数 难点 区分纯净物和混合物；空气成分测定实验中的误差分析 02. 思维导图 供给呼吸→动植物呼吸、医疗急救、航空航天 支持燃烧→炼钢、气割、气焊、化工等 化学性质→作保护气 含有氮元素→制造硝酸和氮肥的原料 低温制冷→医疗上冷冻治疗、超导材料在液氮低温环境下显示超导性能 氮气约占78% 空气的成分及用途 氧气约占21% 通电时发出不同颜色的光→做电光源 化学性质不活泼→做保护气、液态氦用于制造低温环境 氦气的密度比空气小且化学性质不活泼→氦气球 稀有气体约占0.94% 我们周围的空气 二氧化碳约占0.03% 其他气体和杂质约占0.03% 空气中氧气含量的测定 反应原理 红磷与空气中的氧气发生反应，生成了五氧化二磷固体，使得瓶内的压强减小，烧杯中的水被大气压压入集气瓶中； 红磷＋氧气五氧化二磷 红磷燃烧，放热，产生大量白烟，冷却后打开弹簧夹，烧杯中的水被吸入集气瓶中，瓶内液面上升约为1/5。 实验现象 污染物 有害气体(二氧化硫、二氧化氮等)、烟尘(可吸入颗粒物)等 空气的污染与防治 使用清洁能源；加强空气质量监测；积极植树、种草；禁止焚烧秸秆等。 防治措施 03. 新知导学 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 文字表达式 一部分银白色的液态汞变成 色粉末，同时容器里空气的体积大约减少了 …… 空气是由 和 组成，其中氧气约占空气总体积的 。 把汞表面生成的红色粉末放在另一个较小的容器里再加强热，得到了汞和 ，而且氧气的体积恰好 密闭容器里所减少的体积。 【拉瓦锡的实验注意事项】 1.曲颈甑中和汞槽中的汞分别起消耗氧气、形成密闭体系的作用。 2.玻璃钟罩内汞的液面会上升的原因：体系内压强减小。 3.能说明空气中氧气的含量的现象是：容器内空气的体积差不多减少了1/5。 二、空气中氧气含量的测定 【实验原理】 红磷与空气中的氧气发生反应，生成了五氧化二磷固体，使得瓶内的压强减小，烧杯中的水被大气压压入集气瓶中。 【实验步骤】 ①连接装置并检查装置的气密性； ②在集气瓶内装入少量的水，将水面上方空间分为5等份，并做好标记； ③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，并把橡胶塞塞紧；(观察红磷燃烧的现象) ④待红磷熄灭并冷却至室温后，打开弹簧夹。（观察现象及水面的变化） 【实验现象】 红磷燃烧，放热，产生大量白烟，冷却后打开弹簧夹，烧杯中的水被吸入集气瓶中，瓶内液面上升约为1/5。 【实验结论】 ①空气中氧气的含量约占1/5，氮气约占4/5。 ②氮气不能燃烧，也不支持燃烧，且不溶于水。 【实验注意事项】 1.实验装置密封好，不能漏气； 2.红磷必须过量，需完全消耗掉集气瓶内的氧气； 3.不能用木炭、硫粉、铁丝等代替红磷。 【实验误差】 误差 实验结果＜1/5 实验结果＞1/5 产生的原因 ①红磷量不足 ②装置漏气 ③集气瓶没有冷却到室温就打开弹簧夹 ①未夹紧弹簧夹，红磷燃烧时气体膨胀沿导管逸出 ②燃烧匙伸入过慢，装置内气体受热逸出 文字表达式 符号表达式 【点拨】 1.该实验中的红磷不能换成木炭、硫粉、铁丝，因为木炭燃烧生成的是二氧化碳、硫粉燃烧生成的是二氧化硫、但铁丝在空气中不能燃烧，二氧化碳和二氧化硫均为气体，导致瓶内的压强无明显变化，烧杯中的水无法进入集气瓶。 2.集气瓶中提前装入少量的水，作用是：加速冷却；吸收红磷燃烧产生的五氧化二磷。 3.红磷燃烧后集气瓶内剩余的气体主要是氮气，可以推测出该气体的化学性质：不燃烧也不支持燃烧；物理性质：无色无味的气体，难溶于水。 【药品的选择】 用点燃药品的方法测定空气中氧气含量时，药品选择的原则如下： a、在空气中燃烧； b、只与空气中的氧气反应； c、生成物最好是固体，若生成气体，应选择合适的试剂吸收。 研究证明，当氧气含量降到一定程度后，红磷不再燃烧，并不能将空气中的氧气耗尽，误差较大。 【实验的改进与创新】 （1）改进的原因 ①将燃着的红磷伸入集气瓶时，会造成瓶内气体受热逸出，从而影响实验结果；同时红磷在空气中燃烧会造成环境污染。 ②烧杯中的水沿导管进入集气瓶中时，会有部分液体残留在导管中；且集气瓶的刻度读数很粗略，使得测量结果不准确。 ③红磷燃烧至一定程度时，瓶内的氧气浓度较低，不能继续燃烧，氧气未消耗完。 （2） 改进思路 ①改进点燃方式：如图利用凸透镜聚光、电热棒点燃红磷，改进方案的优点是装置密闭，对环境无污染且能减小测量误差。 ②改进测量方式：利用注射器、量筒代替原实验中的烧杯，优点是测定结果更加准确。 ③改进实验原理：改变耗氧剂，如可以用铜丝加热等方法测定空气中氧气的含量。 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 其他气体和杂质 体积分数 0.03% 【点拨】 空气中各成分的含量指的是“体积分数”，不是质量分数。 2.稀有气体包括 、氖、 、氪、氙、 。 3.空气中各成分的性质和用途 物质的性质物质的用途，物质的用途物质的性质。 ①氧气 物理性质：无色、无味的气体，不易溶于水，密度比空气略大。 化学性质：供给呼吸→动植物呼吸、医疗急救、航空航天； 支持燃烧（具有助燃性）→气焊、气割、炼钢、化工等。 【点拨】 氧气具有助燃性，但氧气本身不能燃烧，因此不能作燃料。 ②氮气 物理性质：无色、无味的气体、难溶于水，熔沸点低，密度比空气略小。 化学性质：氮气化学性质很稳定，常温下难跟其他物质发生反应，但在高温、高能量条件下可与某些物质发生反应。 用途：制造硝酸和氮肥的重要原料； 化学性质不活泼（化学性质稳定）→作保护气（焊接金属、食品充氮防腐等）； 低温制冷→医疗上冷冻治疗、超导材料在液氮低温环境下显示超导性能 【点拨】 由红磷在氮气中不能燃烧说明氮气不支持燃烧。 ③稀有气体（氦、氖、氩、氪、氙、氡） 物理性质：无色无味的气体，难溶于水，通电时能发出不同颜色的光（航标灯、照明灯、闪光灯、霓虹灯等） 用途：稀有气体的化学性质很不活泼→作保护气、液态氦用于制造低温环境（液氦冷冻机） 氦气的密度比空气小且化学性质不活泼→氦气球 4.区分纯净物和混合物 纯净物 混合物 概念 有两种或两种以上的物质混合而成的物质 举例 水（H2O）、冰、冰水混合物、蒸馏水、干冰、臭氧、液氧、水银、铁水等 清新的空气、稀有气体、澄清石灰水、纯牛奶、纯净水、矿泉水、碘酒、氯化钠溶液、食醋等 【点拨】 a. 混合物中各种成分的含量可以不是固定的，但它们各自保持着单独存在时的化学性质（如空气中的氧气、氮气等物质保持着各自的化学性质）。而纯净物如水（H2O）、硫（S）、二氧化碳（CO2）等，它们都各自有着固定的组成和性质。 b. 带“混合”字样的不一定是混合物，如冰水混合物（纯净物）；带“纯净”字样的不一定为纯净物，如纯净的空气（混合物）。 四、空气污染物 （1）空气中的主要污染物：①烟尘→可吸入颗粒物 ②有害气体→二氧化硫、碳氧化合物、氮氧化合物等 【点拨】 全球气候变暖主要是空气中二氧化碳含量过多引起的，但二氧化碳不属于空气污染物的有害气体。 （2）空气污染的主要危害有 ①臭氧层破坏和酸雨（主要由二氧化氮、二氧化硫等引起） ②导致地球生态平衡失调 ③严重损害人体的健康 ④影响作物的生长等 五、保护空气 1.空气污染的防治：①使用清洁能源；②加强空气质量监测；③积极植树、种草；④禁止焚烧秸秆等。 2.空气质量日报 （1）空气质量日报的主要内容包括：“空气质量指数”、“空气质量级别”、“首要污染物”等 （2）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10μm的颗粒物，称PM10）、细微粒物（粒径小于等于2.5μm的颗粒物，称PM2.5）、臭氧等。 空气质量级别越高，空气质量指数越高，说明空气质量状况越差。 04夯实基础 1. 通过实验和分析，得出了空气由氧气和氮气组成的结论，该化学家是（） A． 道尔顿 B．拉瓦锡 C．门捷列夫 D．波义耳 【答案】B 【解析】A、道尔顿是原子理论的提出者，与研究空气组成无关。因此，该选项错误； B、拉瓦锡通过著名的定量实验（如汞加热实验）分析了空气的成分，得出空气是由氧气和氮气组成的结论，并命名了氧气。因此，该选项正确； C、门捷列夫的主要贡献是发现了元素周期表，并绘制了第一张元素周期表，与研究空气组成无关。因此，该选项错误； D、波义耳是早期化学家，提出了波义耳定律（描述气体压力和体积的关系），但他没通过实验分析空气的具体组成。因此，该选项错误。故选B。 2．如图所示是测定空气中氧气的含量的实验装置，下列说法正确的是（） A．实验前不需要检查装置的气密性 B．观察到曲颈甑中有红色粉末生成时即可以停止加热 C．充分反应后，汞槽中有 体积的汞进入曲颈甑 D．曲颈甑中发生反应的文字表达式为：汞+氧气氧化汞 【答案】D 【解析】A、该实验是探究空气中氧气的含量，所以该实验在密闭体系中进行，因此实验前要检查装置的气密性，说法错误，不符合题意； B、实验过程中，汞与氧气在加热条件下反应生成氧化汞，曲颈甑中会出现红色粉末，为了确保装置内氧气完全反应，需要等到反应结束后再停止加热，不能在观察到曲颈甑中有红色粉末生成时就停止加热，说法错误，不符合题意； C、曲颈甑中汞与氧气在加热条件下反应生成氧化汞，氧气被消耗，气体减少，压强减小，汞槽中的汞被吸入曲颈甑，吸入的汞体积等于消耗的氧气体积，而不是汞槽中体积的汞进入曲颈甑，说法错误，不符合题意； D、曲颈甑中汞与氧气在加热条件下反应生成氧化汞，文字表达式为，说法正确，符合题意。 3．空气一种宝贵的资源，下列有关空气的说法正确的是（） A．稀有气体通电能发出不同颜色的光，可制成霓虹灯 B．氧气能供给呼吸，能支持燃烧，是一种优质的燃料 C．氮气的化学性质比较活泼，是制造化肥、炸药的重要原料 D．二氧化碳在空气中的含量逐年增多，可能会导致空气污染 【答案】A 【解析】A、稀有气体通电时会发出不同颜色的光，可制成多种用途的电光源，如航标灯、霓虹灯等，说法正确； B、氧气的化学性质比较活泼，但氧气不是可燃物，不能做燃料，说法错误； C、氮气的化学性质不活泼，是制造化肥、炸药的重要原料，说法错误； D、二氧化碳是空气的正常成分（约占0.03%），含量增多会导致温室效应和全球变暖，但“空气污染”通常指由有害污染物（如二氧化硫、氮氧化物、可吸入颗粒物）引起的局部环境问题（如酸雨、雾霾），二氧化碳本身不被视为空气污染物，说法错误。 4．分类是化学学习和研究的重要方法之一，下列分类正确的是（） A．纯净物：洁净的空气、H2O2溶液、冰水混合物 B．空气污染物：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、PM2.5等 C．可在酒精灯上加热的仪器：试管、烧杯、集气瓶 D．物理性质包括：溶解性、挥发性、导电性、导热性、可燃性等 【答案】B 【解析】A、混合物是由两种或两种以上的物质组成，洁净的空气、 H2O2溶液都属于混合物；纯净物是由一种物质组成，冰水混合物中只有水分子，属于纯净物，故选项不符合题意； B、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、二氧化氮等气体；粉尘主要指一些固体小颗粒，例如PM2.5等，故选项符合题意； C、可在酒精灯上加热的仪器:试管、烧杯，集气瓶不能加热，故选项不符合题意； D、物理性质包括:溶解性、挥发性、导电性、导热性，可燃性属于化学性质，故选项不符合题意； 5. 我国城市及周围地区的环境中，造成空气污染的主要污染物是（） A．二氧化硫、二氧化氮、氮气 B．二氧化氮、一氧化碳、二氧化硫 C．二氧化硫、臭氧、氩气 D．二氧化氮、一氧化碳、二氧化碳 【答案】B 【解析】A、二氧化硫、二氧化氮属于空气污染物；氮气是空气成分之一，不属于空气污染物，说法错误，不符合题意； B、二氧化氮、一氧化碳、二氧化硫属于空气污染物，说法正确，符合题意； C、二氧化硫、臭氧属于空气污染物；氩气是空气成分之一，不属于空气污染物，说法错误，不符合题意；D、二氧化氮、一氧化碳属于空气污染物；二氧化碳是空气成分之一，不属于空气污染物，说法错误，不符合题意。故选B。 6. 性质决定用途，用途体现性质，下列空气中各组分的性质与用途没有对应关系的是（） A．氧气可供给呼吸，可用于医疗急救 B．氮气沸点低，可以作保护气 C．稀有气体通电时发出不同颜色的光，可用作霓虹灯 D．氦气的密度比空气小，可用于填充探空气球 【答案】B 【解析】A、氧气的性质是支持呼吸，医疗急救正是利用这一性质来维持生命，性质与用途对应正确，不符合题意； B、 氮气做保护气的主要原因是其化学性质稳定（不易与其他物质反应），而不是沸点低。沸点低是物理性质，常用于制冷或液氮，但作保护气（如食品保鲜、电子元件保护）是基于化学性质稳定。性质沸点低与用途作保护气没有直接对应关系，错误，符合题意； C、 稀有气体（如氖、氩）在通电时发出特定颜色的光虹灯正是利用这一性质制造彩色光源，性质与用途对应正确，不符合题意； D、氦气的密度比空气小，因此能产生浮力，用于填充探空气球或气球，性质与用途对应正确，不符合题意。故选B。 7. 微型空气质量监测系统用于实时、准确监测空气污染物，下列物质不属于其监测范围内的是（） A． PM10 B．CO2 C．NO D．SO2 【答案】B 【解析】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。二氧化碳是空气的成分之一，不属于空气污染物，不需要列入监测项目，故选B。 8．某化学兴趣小组的同学在老师的指导下完成如下图所示实验。关于该实验，有如下说法 ①红磷熄灭并冷却到室温才能打开弹簧夹 ②燃烧足量的红磷可使进入集气瓶中水的体积约占集气瓶体积的4/5 ③点燃红磷缓慢插入集气瓶会导致结果小于1/5 ④此实验反应后集气瓶内剩余的气体，既不易溶于水，也不支持燃烧 ⑤该实验能证明空气是混合物 其中正确说法的个数有（） A．2个 B．3个 C．4个 D．5个 【答案】B 【解析】①红磷熄灭并冷却到室温才能打开弹簧夹，若没有冷却就打开弹簧夹，由于装置中温度过高，压强偏大，倒流入瓶内的水的体积偏小，则实验结果偏小，说法正确； ②燃烧足量的红磷可使进入集气瓶中水的体积约占集气瓶体积的1/5，而不是4/5，说法不正确； ③将点燃的红磷缓慢插入集气瓶中，由于装置中空气受热逸出，使最终倒吸入水的体积偏大，则会导致结果大于1/5，说法不正确； ④由于最终红磷在剩余气体中熄灭，且进入的水达到一定液面后就不再升高，则说明剩余的气体既不易溶于水，也不支持燃烧，说法正确； ⑤该实验证明了空气中有氧气、氮气等，属于混合物，说法正确；说法正确的有3个。 9. 2024年4月25日，神舟十八号载人飞船顺利发射升空，本次任务将开展太空养鱼，4条斑马鱼和4g金鱼藻一起构建了微型水生生态系统，金鱼藻的作用是利用光能释放出一种能供给斑马鱼呼吸的气体，这种气体是（） A． 二氧化碳 B．氧气 C．氮气 D．空气 【答案】B 【解析】A、植物（如金鱼藻）在光照条件下，通过叶绿素将二氧化碳和水转化为葡萄糖等有机物，并释放氧气的过程，二氧化碳是光合作用的原料，金鱼藻会吸收二氧化碳，而不是释放它，因此，该气体不能供给斑马鱼呼吸，此选项错误； B、 金鱼藻通过光合作用释放氧气，氧气正是斑马鱼进行呼吸作用时所需气体，符合题干描述，此选项正确； C、 氮气是空气的主要成分，但金藻鱼在光合作用中既不消耗也不释放氮气，与光能利用无关，此选项正确； D、 空气是混合物，但金鱼藻释放的是单一气体（氧气），而非整个空气，题干明确要求“一种气体”因此不符合，此选项错误。故选B。 10. 利用气压传感器测定空气中氧气的体积分数，图2是集气瓶内气压的变化情况。有关图2的分析不正确的是（） A．BC段气压增大的主要原因是燃烧放热 B．CD段气压减小的主要原因是集气瓶内氧气被消耗且瓶内温度逐渐降低 C．DE段气压增大的主要原因是烧杯中的水进入集气瓶 D．若用木炭代替红磷完成此实验，集气瓶内气压变化趋势与图2基本一致 【答案】D 【解析】A、BC段气压增大，是因为红磷燃烧放出热量，装置内气体受热膨胀，压强增大，不符合题意；B、CD段气压减小，是因为红磷燃烧消耗氧气，且温度逐渐恢复至室温，不符合题意； C、DE段气压增大是因为打开弹簧夹，烧杯中的水进入集气瓶，气体被压缩，不符合题意。 D、木炭燃烧后有二氧化碳气体生成，故瓶内的气压只有刚开始时由于温度的升高气压变大，反应结束后，待装置冷却至室温，打开弹簧夹，瓶内的气压几乎不变。符合题意。故选D。 11. 用如图所示装置来测定空气中氧气的含量。加热试管，红磷（足量）开始燃烧，待红磷熄灭并冷却至室温后打开弹簧夹。下列关于该实验的说法错误的是（） A．要达到实验目的，试管中的红磷可以更换为木炭 B．红磷燃烧冷却至室温后打开弹簧夹，要等到注射器活塞不再移动才能读数 C．若注射器中的水最终减少了，说明空气中氧气的体积分数约为 D．该实验可说明不支持燃烧 【答案】A 【解析】A、木炭在空气中燃烧生成二氧化碳气体，装置压强变化不大，测得结果偏小，因此不能将试管中的红磷更换为木炭，故选项说法不正确； B、红磷燃烧冷却到室温后打开弹簧夹，要等到注射器活塞不能移动才能读数，否则测定结果偏小，故选项说法正确； C、若注射器中的水最终减少了10mL，说明试管中氧气的体积为10mL，则空气中氧气的体积分数为，故选项说法正确； D、红磷燃烧把氧气耗尽，剩余气体的成分主要是氮气，足量红磷燃烧一段时间后熄灭，说明氮气不能燃烧，不能支持燃烧，故选项说法正确。故选A。 12. 探究小组用图1装置测定空气中氧气的含量，压强变化如图2，氧气体积分数变化如图3，下列说法不正确的是（） A．图1中水的作用是吸收五氧化二磷和降温 B．图2压强减小，说明红磷燃烧消耗氧气 C．图3说明红磷或白磷熄灭后反应立即停止 D．该实验说明白磷代替红磷，测定结果更接近真实值 【答案】C 【解析】A、红磷燃烧生成五氧化二磷，且反应放热，因此图1中水的作用是吸收五氧化二磷和降温，故A不符合题意； B、 由图2可知，反应后装置内的压强减小，装置内气体含量减小，因此说明红磷燃烧消耗氧气，故B不符合题意； C、由图3可知，在火焰熄灭后，装置内氧气的体积分数还在减小，说明反应没有立即停止，故C符合题意； D、由图3可知，白磷消耗的氧气更多，因此该试验说明白磷代替红磷，测定结果更接近真实值，故D不符合题意。故选C。 13．空气是一种宝贵的自然资源。 (1)空气属于 (填“混合物”或“纯净物”)。 (2)生活中，食品久了会腐败变质，食品腐败变质实质是食品与空气中的氧气发生了缓慢氧化，为了延长食品的保存时间，我们可以把食品放在冰箱里，这说明物质发生缓慢氧化的速率与温度的关系是 。 (3)下列物质：①自来水；②洁净的空气；③冰水混合物；④牛奶；⑤铁；⑥硫粉；⑦75%的医用酒精；⑧液氮；⑨食盐溶液；⑩氩气；其中，混合物为： ；纯净物为： 。（填序号） 【答案】(1)混合物 (2)温度越低，缓慢氧化速率越慢 (3)①②④⑦⑨ ③⑤⑥⑧⑩ 【解析】①自来水中含有多种物质，属于混合物；②洁净的空气中含有氮气、氧气等多种物质，属于混合物；③冰水混合物只由水一种物质组成，属于纯净物；④牛奶中含有多种物质，属于混合物；⑤铁只由一种物质组成，属于纯净物；⑥硫粉只由一种物质组成，属于纯净物；⑦75%的医用酒精中含有酒精和水，属于混合物；⑧液氮只由一种物质组成，属于纯净物；⑨食盐溶液中含有氯化钠和水，属于混合物；⑩氩气只由一种物质组成，属于纯净物。属于混合物的是①②④⑦⑨；属于纯净物的是③⑤⑥⑧⑩。 14. 下列事实说明空气中含有哪一种成分。 (1)纸张在空气中能燃烧，说明空气中含有_______。 (2)在空气中盛有冰水的杯子外壁会出现水珠，说明空气中含有_______。 (3)澄清石灰水长期露置空气中，表面出现一层白膜，说明空气中含有_______。 (4)用空气中的某些气体制成五光十色的霓虹灯，说明空气中含有_______。 【答案】（1）氧气 （2） 水蒸气 （3） 二氧化碳 （4） 稀有气体 【解析】（1）氧气具有助燃性，纸张在空气中能燃烧，说明空气中含有氧气； （2） 水蒸气遇冷会冷凝成水，在空气中盛有冰水的杯子外壁会出现水珠，说明空气中含有水蒸气； （3） 二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，澄清石灰水长期露置于空气中，表面出现一层白膜，说明空气中含有二氧化碳； （4） 稀有气体在通电时能发出不同颜色的光，可用于制成五光十色的霓虹灯，故用空气中的某些气体制成五光十色的霓虹灯，说明空气中含有稀有气体。 15. 某化学研究性学习小组在学习了“空气中氧气含量测定”实验的基础上，改进了教材中的实验，设计出如图所示的实验装置。 实验步骤如下： ①检查装置的气密性良好。②在集气瓶里装入适量a体积的水，水的作用是__________；__________。燃烧匙里放一块白磷，在酒精灯上把玻璃棒下端加热后，立刻将集气瓶上的三孔胶塞塞紧。③迅速将预热过的玻璃棒按下与白磷接触。观察到白磷燃烧，产生大量白烟。④待白磷燃烧完毕，将集气瓶稍加振荡，白烟消失。⑤待集气瓶完全冷却至室温，打开止水夹，量出集气瓶中水的体积为b，整个集气瓶的体积为c。⑥根据a、b、c三个数据，计算出空气中氧气的体积分数为_______________________。 【答案】加快集气瓶的冷却 吸收白磷燃烧生成的五氧化二磷 【解析】因为温度的改变会影响水的进入，所以需要集气瓶温度尽快降低至室温，同时水也吸收生成的五氧化二磷； 进入水的体积相当于消耗氧气的体积，则有氧气的体积为b-a，则空气中氧气的体积分数为 16. (1)小强同学采用图1装置进行空气中氧气含量的测定实验，反应结束后，冷却到室温，打开弹簧夹，注射器活塞理论上应从10mL刻度处缓慢移动至_____mL刻度处。 (2)小明对图1实验进行了如图2所示的改进。图2实验中，为了使氧气反应更充分，实验中可采取的措施是_____，若实验后未将气球中气体挤出，会导致测得氧气含量偏_____(填“大”或“小”)。 【答案】（1）2 （2）反复推拉注射器 大 【解析】（1）图一装置中，试管中氧气的含量约为，则注射器活塞从10mL刻度处缓慢移动至10mL-8mL=2mL刻度处； （2）反复推拉注射器活塞，增强空气的流动性，能使装置中的氧气与铜充分接触，反应更充分； 若实验后未将气球中气体挤出，会使活塞向右偏移，导致测得氧气含量偏大。 17．某兴趣小组对教材中“测定空气中氧气含量”实验(如图甲)进行了改进，设计了图乙(选用容积为35mL的试管作反应容器)的实验方案，达到了良好的实验效果。对比分析下面两个实验，回答下列问题： (1)实验测定氧气含量的操作之前，第一步操作是 ，发生反应的文字表达式为 (小括号内注明各物质的化学式)。 (2)甲实验测得的氧气含量小于1/5，请分析可能的原因 。(写出一点即可) (3)乙实验中，注射器活塞最后将停止在约 mL刻度处。 (4)对照甲实验，你认为乙实验有何优点？ 。(回答一点即可) (5)为了更好地理解空气中氧气含量测定的压强变化，项目小组同学在老师的指导下利用压强传感器等仪器实时测定红磷燃烧实验装置内的压强变化。(图1是利用压强传感器测定红磷燃烧时集气瓶内压强变化的实验装置。图2是实验过程中，集气瓶内压强变化曲线)，结合图1实验，解释图2中BC段压强上升的原因： 。 (6)查阅资料得知“”。乙同学又设计了如图3所示的两种装置测定空气中氧气含量，请结合图示回答有关问题。 装置一和装置二中气球的位置不同，装置二更合理，理由是 。 【答案】(1)检查装置的气密性 (2)红磷的量不足（合理即可） (3)3 (4)实验结果更准确或更环保 (5)红磷燃烧放热，气体受热膨胀 (6)更有利于气体流动，从而使氧气完全反应 【解析】（1）连接装置，检查装置气密性，防止装置气密性不好，更换部分仪器时浪费药品，故实验测定氧气含量的操作之前，第一步操作是检查装置气密性。红磷燃烧生成五氧化二磷，反应的文字表达式为。 （2）实验结束，进入的水没有达到五分之一的原因可能是红磷的量不足，不能将氧气完全耗尽，也可能是装置漏气，在冷却至室温的过程中，外界空气进入，占据了一定的体积，也可能是未冷却至室温，就打开弹簧夹，气体受热膨胀，占据了一定的体积。 （3）乙实验中,注射器活塞最后将停止在约刻度处。 （4） 改进后的装置始终密闭，实验结果更准确，且能减少污染等。 （5）根据图2中压强变化曲线，BC段压强升高的原因是：红磷燃烧放热，气体受热膨胀，瓶内压强增大； （6）装置二与装置一装置比较，装置二中的气球在玻璃管的后部，更有利于气体流动，从而使氧气完全反应。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$