第2章 第1节 空气的组成-【顶尖课课练】2025-2026学年新教材九年级上册化学（沪教版2024）

第２章　空气与水资源 第１节　空气的组成 １􀆰空气的组成. (１)粗略测定空气中氧气含量的实验. [测定原理]利用过量红磷固体在空气中燃 烧消耗　氧气　,生成白色的　五氧化二磷　 固体,使得集气瓶中的压强　 减 小 　. 在大气压的作用下,烧杯中的水被压入 集气瓶中,根据进入集气瓶内水的体积 测出空气中氧气的含量. [装置] [反应原理] 　 (用反应的符号表达式表示). [现象]红磷燃烧产生大量　白烟　;冷却 后打开止水夹,烧杯中的水沿导管进入集 气瓶中,进入水的液面上升至刻度　１　处. [结论]空气中的氧气约占空气总体积 的　　１/５　　. [拓展]实验结束后,集气瓶中剩余气 体的主要成分是　氮气　.据此可推测该 气体具有的性质是　难溶于水,不燃烧也不支 持燃烧　 　. [反思]所用红磷必须足量的原因是充分 消耗集气瓶中的氧气 　. [药品选择原则]物质能够在空气中燃 烧;物质只能与空气中的氧气反应,反 应不生成气体. [误差分析] 类别 原　　因 测量结 果偏小 ①红磷的量不足. ②装 置 漏 气,使 装 置 外 的 空 气 进入. ③未冷却到室温就打开止水夹 测量结 果偏大 ①止水夹没有夹紧,红磷燃烧时 集气瓶内的气体受热膨胀顺着导 管逸出. ②燃烧匙伸入集气瓶过慢,使装 置内的气体受热逸出 [氧气体积分数的计算方法] 实验中消耗的氧气的体积约等于进入装 置中水的体积,则 氧气的体积分数＝ 进入装置中水的体积 装置中空气的体积 ×１００％ (２)空气的成分及各成分含量. ①空气中各组分气体的体积分数 大约 是:氮气　７８％　,氧气　２１％　,稀有 气体　０􀆰９４％　,还含有二氧化碳、其 他气体和杂质. ②在通常情况下,空气中各种成分的含 量保持　　相对稳定　. (３)检查装置的气密性. 如图所示,将导管一端 浸入水中,用手握住试 管时,导管口有　　气泡　　冒出,松开 手后过一段时间,导管中会形成一段 　水柱　　,则说明装置的气密性良好. 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 ３１ ２􀆰氮气和稀有气体. (１)氮气. ①物理性质:在通常状况下,是　无　 色、　无　气味的气体,　难　溶于水. ②化学性质　稳定　　. ③用途:用作灯泡的　填充气　、食物的 　保护气　、制氮肥的原料,液氮用于 医疗手术. (２)稀有气体. ①性质:化学性质很不活泼,在通常条 件下不与其他物质发生化学反应. ②用途:用于填充电子管、气球,用作 焊接金属的　保护气　,制成多种用途 的电光源. ３􀆰纯净物和混合物. 类别 纯净物 混合物 组成 由 　 一 种 　 物 质 组成 由　两 种 或 两 种 以 上　　　物质混合 而成 举例 氮气、氧气、二氧 化碳、冰水混合物 空 气、 自 来 水、 食盐水 例　化学兴趣小组的同学对空气中氧气 含量的测定实验进行探究. Ⅰ􀆰常规实验.图１是探究空气中氧气 体积分数常用的装置. (１)实验原理:过量的　　　　　　　与 氧气反应,使集气瓶内的气压减小,压入瓶 内的水的体积等于瓶内空气中　　　　　　　 的体积. (２)实验现象:红磷剧烈燃烧,产生 　　　　　　　,进入集气瓶中的水约占集气 瓶容积的１ ５ . (３)实验结论:氧气约占空气体积的 １ ５ ,剩余气体具有的性质是　　　. A􀆰密度比空气大　　B􀆰难溶于水 C􀆰不能燃烧　　　 D􀆰不支持燃烧 (４)实验反思: ①在做该实验时,所测氧气的体积分数 小于１ ５ ,可能的原因是　　　　 (写一条). ②对实验药品的选择:所选药品既要能 消耗氧气,又不会和空气中的其他成分反 应,且生成物为固体.不能用木炭或蜡烛代 替红磷,原因是 　. Ⅱ􀆰创新实验. (５)小组同学对图１所示实验进行了图 ２所示的改进.已知试管容积为４５mL,让 试管里的足量红磷充分燃烧,等到试管冷却 后再松开弹簧夹,注射器活塞将从１０mL 刻度处慢慢前移,到约　　　　mL刻度处才 停止. 　　解析　 (１)红磷燃烧生成五氧化二磷 固体,燃烧过程中消耗了氧气,导致集气瓶 内气压减小,使水进入集气瓶内,压入瓶内 的水的体积等于瓶内空气中氧气的体积. (２)红磷燃烧放热,产生大量的白烟,生成 白色固体.(３)A项,不能得出剩余气体的 密度比空气大的结论,错误;B项,压入集 气瓶内的水的体积和消耗的氧气的体积相 同,说明剩余气体难溶于水,正确;C项, 红磷燃烧一会儿熄灭了,说明剩余气体既不 燃烧也不支持燃烧,正确;D项,如C项 所分析的,剩余气体不支持燃烧,正确.故 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 ４１ 选BCD. (４)①在测定空气中氧气的体积 分数的实验中,装置的气密性要好;为了耗 尽瓶中的氧气,红磷必须足量;气体的体积 受温度的影响,要等到装置冷却至室温再打 开止水夹.测得的氧气体积分数小于１ ５ ,可 能的原因有红磷不足、装置漏气、没有冷却 至室温就打开止水夹.②不能用木炭或蜡烛 代替红磷,原因是木炭、蜡烛在空气中燃烧 生成气体,瓶内气压几乎不变.(５)氧气约 占空气体积的１ ５ ,即试管内氧气的体积为 ４５mL× １ ５＝９mL ;待装置冷却后,试管内 氧气减少,松开弹簧夹,注射器活塞将从 １０mL刻度处慢慢前移,到约１０mL－９mL＝ １mL刻度处才停止. 基础过关 １􀆰空气中含量最多且化学性质不活泼的气 体是 (D ). A􀆰O２　 B􀆰CO２　 C􀆰He　 D􀆰N２　 ２􀆰空气是一种宝贵的自然资源.下列有关空 气及其成分的说法中,正确的是 (C ). A􀆰空气中各成分含量固定不变 B􀆰空气中氧气的质量分数约为２１％ C􀆰氮气充入食品包装袋中可以防腐 D􀆰稀有气体含量少,没有利用价值 ３􀆰下列各组物质中,前者属于混合物,后 者属于纯净物的是 (B ). A􀆰糖水、加碘盐 B􀆰澄清石灰水、液氮 C􀆰自来水、牛奶 D􀆰碳酸氢铵、食醋 ４􀆰测定空气中氧气含量的装置如下图所示, 锥形瓶内空气体积为１００mL,注射器中 水的体积为２５mL,该装置气密性良好. 下列说法正确的是 (B ). A􀆰白磷燃烧时产生白色烟雾 B􀆰实验结束后,注射器中的水约为５mL C􀆰燃烧结束后立即打开弹簧夹 D􀆰实验过程中气球始终变瘪 ５􀆰形态各异的物质可按一定规律分类.现 有以下８种物质:①五氧化二磷;②液 氧;③矿泉水;④洁净的空气;⑤铁; ⑥水银;⑦稀有气体;⑧冰水混合物. 其中属于混合物的是　③④⑦　　　,属于 纯净物的是　　①②⑤⑥⑧　　. ６􀆰用下图所示装置测定空气中氧气的含量 (白磷稍过量).实验前测得左管长度为 a (不含橡皮塞);往管中装入适量的水, 调节两管水面相平,测得水面高度为b; 加热粗铜丝,一段时间后白磷燃烧;燃 烧停止,待装置冷却至室温,再次调节 两管水面相平,测得水面高度为c. (１)加热粗铜丝,白磷被引燃,是利用了铜 的　导热　　　性. (２)燃烧匙中的白磷需过量,目的是　　　耗 尽装置内的氧气　　　　　　　　　　　　　　　. 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 ５１ (３)由该实验测得空气中氧气的体积分数为 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (用含a、b、c的代数式表示). (４)若燃烧停止后,装置没有冷却至室温就 进行水面高度测量,会导致结果　偏小　 (填 “偏大”“偏小”或 “不变”). 素养提升 ７􀆰利用红磷燃烧测定空气中氧气体积分数 的实验装置如图１所示,用传感器记录 集气瓶内气压随时间变化的情况如图２ 所示. (１)红磷燃烧的文字表达式是 　 　. (２)实验前集气瓶内加入少量水的目的是　加 速冷却,吸收生成的五氧化二磷,防止污染空气　　. (３)实验结束后,图１中观察到的现象是 　水进入集气瓶至刻度１处　 　. 由此得出结论:空气中的氧气约占空 气总体积的　　１/５　　. (４)图２中BC段气压变化的原因是　红磷燃 烧 放 热, 导 致 瓶 内 气 压 增 大 　; CD段气压变化的原因是　　　　红磷燃烧 消耗氧气,瓶内气压减小　　　　　　　　　　; DE段对应的操作是　打开止水夹 　　　　. ８􀆰某兴趣小组开展 “测定密闭容器中某种 气体的体积分数”的探究实验. [实验１]按图１连接装置,用红磷燃烧 的方法测定空气中氧气的体积分数. [实验２]按图２连接装置,在集气瓶内 壁用水均匀涂附铁粉除氧剂 (其中辅助 成分不干扰实验),利用铁锈蚀原理测定 空气中氧气的体积分数. 图 　 图 (１)实验１中,红磷燃烧的主要现象是　产 生大量白烟　　　　　.红磷熄灭后,待集 气瓶冷却至室温,打开K,水能倒吸入 集气瓶的原因是　氧气被消耗,集气瓶内的气 体压强小于大气压　 　. (２)为提高实验的准确性,以上两个实验都 需要注意的事项是　装置的气密性良好 (或红 磷和铁粉除氧剂需足量等)　　　 (写一点). (３)实验过程中,连接数字传感器,测得实 验１、实验２中氧气的体积分数随时间 变化的情况分别如图３、图４所示.依 据图示信息,可知　实验２　 (填 “实验 １”或 “实验２”)的测定方法更准确, 判断依据是　反应后,实验１集气瓶中剩余氧气 的体积分数为８􀆰６％,而实验２集气瓶中的氧气几乎 耗尽 　　. 图 　 图 (４)结合你的学习经验,若要寻找红磷或铁 粉除氧剂的替代物,用图１或图２所示 装置测定空气中氧气的体积分数,该替 代物应满足的条件是　只能与氧气反应,生 成物不影响测定结果 (合理答案均可)　　　 　. 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 􀪍 ６１ 焰　氧气　 (２)①铜片不变黑　②铜片变黑　小亮　 (３)酒精不充分燃烧产生的炭黑　 (４)使铜片不与氧气接触　 (５)铜在加热条件下能与氧气反应生成氧化铜 归 纳 整 合 【直击中考】 １􀆰C　２􀆰B　３􀆰C　４􀆰C　５􀆰A　６􀆰D　７􀆰C　８􀆰A　９􀆰 (１)微溶于水 (合理答案均可)　 (２)光照下容易分 解 (合理答案均可)　 (３)Hg２SO４＋NaCl △ →Na２SO４＋Hg２Cl２　 (４)避光保存 (合理答案均可)　 (５)用作治疗疥 疮的药物 第２章　空气与水资源 第１节　空气的组成 【要点梳理】 １􀆰 (１)氧气　五氧化二磷　减小　P＋O２ 点燃 →P２O５　白烟　１　１/５　氮气　难溶于水,不燃烧也不支持燃 烧　充分消耗集气瓶中的氧气　 (２)①７８％　２１％　０􀆰９４％　②相对稳定　 (３)气泡　水柱　２􀆰 (１)①无　无　难　 ②稳定　③填充气　保护气　 (２)②保护气　３􀆰一种　两种或两种以上 【课时作业】 １􀆰D　２􀆰C　３􀆰B　４􀆰B　５􀆰 (１)③④⑦　 (２)①②⑤⑥⑧　６􀆰 (１)导热　 (２)耗尽装置内的氧气　 (３) c－b a－b×１００％　 (４)偏小　７􀆰 (１)磷＋氧气 点燃 →五氧化二磷　 (２)加速冷却,吸收生成的五氧化二磷,防止污染空 气　 (３)水进入集气瓶至刻度１处　１/５　 (４)红磷燃烧放热,导致瓶内气压增大　红磷燃烧消耗氧气,瓶内气压减小　 打开止水夹　８􀆰 (１)产生大量白烟　氧气被消耗,集气瓶内的气体压强小于大气压　 (２)装置的气密性良好 (或红磷和 铁粉除氧剂需足量等)　 (３)实验２　反应后,实验１集气瓶中剩余氧气的体积分数为８􀆰６％,而实验２集气瓶中的氧气 几乎耗尽　 (４)只能与氧气反应,生成物不影响测定结果 (合理答案均可) 第２节　性质活泼的氧气 【要点梳理】 １􀆰氧气　氧气　光合作用　２􀆰 (１)无　无　略大　不易　 (３)活泼　氧化　缓慢的氧化反应　白光　热量 　碳＋氧气 点燃 →二氧化碳　白光　热量　水雾　石蜡＋氧气 点燃 →二氧化碳＋水　燃烧　四射　黑色　铁＋氧气 点燃 →四氧化 三铁　３􀆰 (１)燃烧　 (２)呼吸　４􀆰 (１)氧化反应　 (２)剧烈　缓慢　呼吸作用　锈蚀　腐烂　５􀆰两种或两种以上　一 【课时作业】 １􀆰B　２􀆰B　３􀆰D　４􀆰C　５􀆰C　６􀆰 (１)剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体　集气瓶底预先加少量水或铺一 层细沙　 (２)澄清石灰水　 (３)测定空气中氧气的体积分数　 (４)制作军事照明弹　 (５)石蜡　７􀆰 (１)氧气的浓度不 同　 (２)增大铁丝与氧气的接触面积　引燃铁丝　 (３)Fe＋O２ 点燃 →Fe３O４　 (４)甲、丙　８􀆰 (１)C＋O２ 点燃 →CO２　 (２)实验二中澄清石灰水变浑浊　 (３)２　 (４)探究木炭形状对其在氧气中燃烧现象的影响　 (５)集气瓶内氧气浓度不 同　 (６)氧气的浓度　可燃物与氧气的接触面积 第３节　氧气的制备 【要点梳理】 １􀆰 (１)①沸点　物理　 (２)特殊薄膜　２􀆰 (１)KMnO４ 加热 →K２MnO４＋MnO２＋O２　H２O２ MnO２ →H２O＋O２ 　KClO３ MnO２ 加热 →KCl＋O２　 (２)反应物状态　反应条件　 (３)略大　不易　 (４)装置气密性　 (５)伸入　内　 (６)大气泡向外冒出　放在　口　４􀆰增大　质量　化学性质　５􀆰一种　两种或两种以上 􀅰２２􀅰