课题1 空气的成分（导学案）化学沪科版五四学制2024八年级全一册

课题1 空气的成分 一、知识目标 1.通过实验探究，掌握空气中氧气含量的测定方法，理解其原理。 2.结合生活实例，了解空气的成分（氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳等）及其体积分数，知晓各成分的重要用途。 3.理解纯净物和混合物的概念，能区分常见的纯净物和混合物。 4.了解空气污染指数的六项指标，掌握空气质量指数的分级及对应的空气质量状况，认识大气污染的危害和防止空气污染的措施。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：从宏观上认识空气的组成成分和用途，从微观上理解测定空气中氧气含量实验的原理，即红磷燃烧消耗氧气导致瓶内压强变化。 2.证据推理与模型认知：通过对拉瓦锡实验、红磷燃烧实验等的分析，以及对实验现象和数据的推理，建立空气中氧气含量测定的模型，并能对实验误差进行分析。 3.科学探究与创新意识：通过参与空气成分探索的实验活动，体验科学探究的过程，培养创新思维和实践能力。 4.科学态度与社会责任：通过了解空气污染的危害和防止措施，树立保护环境的观念，增强社会责任感。 一、学习重点 1.空气中氧气含量的测定实验原理、操作、现象、结论及误差分析。 2.空气的成分及各成分的用途。 3.纯净物和混合物的概念及区分。 4.空气污染指数、空气质量指数及防止空气污染的措施。 二、学习难点 1.空气中氧气含量测定实验的原理理解和误差分析。 2.从实验现象和数据推理出空气中各成分的存在及含量。 3.树立保护环境的观念并将其转化为实际行动。 1. 1774年，法国化学家 通过在密闭装置中加热汞，并根据装置内空气体积减小 的事实，推测空气中含有 体积的 。 2．“测定空气中氧气含量”的实验。 （1）如右图所示，在100mL的量筒内加入80mL的水，用弹簧夹夹紧乳胶管。 （2）点燃 中的过量的红磷后，立即将其伸入容积为250mL的集气瓶中，塞紧橡胶塞，观察到 。 （3）待红磷火焰熄灭并冷却至室温后，打开弹簧夹，观察到 。量筒内减少的水的体积大约是 mL。 （4）实验结论：空气中氧气的含量大约占 。 3．红磷燃烧反应的文字表达式为 ，其中反应物为 （写化学式），生成物为 （写化学式），反应条件为 。 4.空气的成分和含量 空气成分 氮气（N2） 氧气（O2） 稀有气体 二氧化碳（CO2） 其他 体积分数 5. 混合物与纯净物 （1）像空气这样由 的物质混合而成的物质叫做 。 （2）空气中的氮气、氧气、二氧化碳都只由 物质组成，它们本身都是 。 6．氮气的性质与用途 物理性质：通常为 色、 味的 体， 溶于水。 化学性质： （低温/常温下难反应），特定条件可与某些物质反应。 用途： ：充入食品袋、灯泡。 ：液氮用于超导实验、机械冷冻。 ：制氮肥、炸药等。 7．稀有气体的性质与用途 化学性质：曾称“ ”（一般不反应），现发现可在一定条件下反应。 物理性质：通电时发出 的光（物理变化）。 用途： ：焊接金属时隔绝空气。 ：制霓虹灯、氙气灯。 8．空气质量监测与污染物 定量描述空气质量的指标是 。 计入空气质量指数的六类污染物包括： 、 、 、 、 、 。 一、空气中含有哪些物质 （一）问题探究 1.拉瓦锡实验相关探究 2.红磷燃烧实验探究 问题思考：拉瓦锡实验中，汞在加热过程中发生了什么化学反应？请查阅资料写出该反应的文字表达式。 问题思考：拉瓦锡实验为什么要进行 12 天这么长的时间？如果时间过短会对实验结果产生什么影响？ 2.红磷燃烧实验探究 问题思考：在红磷燃烧测定空气中氧气含量的实验中，如果选择木炭代替红磷，会对实验结果产生什么影响？为什么？ 问题思考：查阅资料，了解除了红磷之外，还有哪些物质可以用于测定空气中氧气的含量，并分析它们的优缺点。 （二）问题思考 活动一：空气成分探索思考 问题：根据拉瓦锡实验和红磷燃烧实验，思考测定空气中氧气含量的实验原理是什么？ 问题：在红磷燃烧实验中，量筒内水的体积变化与集气瓶内减少的气体体积之间有什么关系？ 活动二：纯净物和混合物思考 问题：请思考生活中还有哪些物质属于纯净物，哪些属于混合物？并说明判断依据。 活动三：氮气和稀有气体思考 问题：为什么氮气可以用作食品保鲜的保护气？结合氮气的性质进行思考。 问题：稀有气体通电时会发出各种颜色的光，这一性质在生活中有哪些应用？ 活动四：空气污染思考 问题：根据所学知识，思考我们在日常生活中可以采取哪些措施来减少空气污染？ （三）归纳总结 1.空气成分总结 问题：请归纳总结空气的成分及其体积分数。 2.纯净物和混合物总结 问题：完成下列纯净物和混合物的对比表格。 类别 组成 性质 表示方法 举例 纯净物 混合物 3.氮气和稀有气体总结 问题：归纳氮气和稀有气体的性质和用途。 4.空气污染总结 问题：总结空气污染指数包含的六项指标以及空气质量指数的分级和对应的空气质量状况。 【对应训练】 1.（2025·河北·中考真题）如图所示为探究空气中氧气含量的实验，其中没有用到的仪器是（ ） A. 集气瓶 B. 试管 C. 燃烧匙 D. 烧杯 2.（2025·上海杨浦·三模）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.（24 - 25 八年级下·上海静安·期末）下列“水”属于纯净物的是（ ） A. 海水 B. 苏州河水 C. 矿泉水 D. 蒸馏水 4.（24 - 25 八年级下·上海黄浦·期末）秸秆焚烧时会产生污染空气的物质，其中会造成酸雨的物质是（ ） A. SO2 B. PM2.5​ C.CO D. CO2 1．（2025·江苏扬州·中考真题）食品包装袋内充入某气体可以避免食物因氧化而变质，该气体可以是 A． B． C． D． 2．（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． 3．（2025·湖南湘潭·模拟预测）空气中的各种成分是人类生产活动的重要资源。下列有关空气的说法不正确的是 A．从空气中可分离出氧气用于医疗急救 B．按体积计算，空气中氮气约占78%，氧气约占21% C．空气中的稀有气体所占比例虽小，但用途广泛 D．空气中的二氧化碳、二氧化硫等是污染物 4．（24-25八年级下·上海静安·期末）下列“水”属于纯净物的是 A．海水 B．苏州河水 C．矿泉水 D．蒸馏水 5．（24 - 25八年级上·上海金山·阶段练习）测定空气中氧气体积分数的实验中，以下选择红磷的原因，不对的是( ) A．红磷燃烧只消耗氧气 B．生成物是固体 C．反应迅速 D．红磷燃烧没有热量影响实验 6．（24-25八年级下·上海浦东新·期中）用图装置测定“人造空气”中的氧气体积分数，集气瓶的容积为200mL(已扣除内容物的体积)，装置气密性良好，实验步骤如下： I．往量筒内加入100 mL水； II．用激光笔点燃足量的红磷，充分反应； III．红磷熄灭并冷却到室温，打开止水夹，测得量筒内水的体积为56mL。 本次实验测得“人造空气”中氧气的体积分数为 。 一、空气中含有哪些物质 1．空气中各组分的含量 （1）体积分数（按干燥空气计）： 氮气 氧气 其他气体 78% 21% 稀有气体：0.94% 二氧化碳：0.03% 其他气体和杂质：0.03% （2）含量稳定性： 各成分含量相对稳定，但水蒸气和二氧化碳因地区、气候或人类活动而变化。 例：梅雨季水蒸气含量增高；CO2因燃烧化石燃料而增高。 2．氮气的性质与用途 性质： 物理性质：通常为无色、无味的气体，难溶于水。 化学性质：不活泼（低温/常温下难反应），特定条件可与某些物质反应。 用途： 保护气：充入食品袋、灯泡。 制冷剂：液氮用于超导实验、机械冷冻。 工业原料：制氮肥、炸药等。 2．稀有气体的性质与用途 性质 化学性质：曾称“惰性气体”（一般不反应），现发现可在一定条件下反应。 物理性质：通电时发出不同颜色的光（物理变化）。 用途 保护气：焊接金属时隔绝空气。 电光源：制霓虹灯、氙气灯。 二、测定空气中氧气的体积分数 1．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 一部分银白色的液态汞变成红色粉末，容器里空气的体积大约减少了1/5…… 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．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 红磷（P）燃烧消耗氧气（O2），生成了白色的五氧化二磷（P2O5）固体 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 3．某同学对“测定空气中氧气的含量”的实验进行的如下反思。 发现的问题 图示 改进方法 将燃烧匙内的红磷点燃时，生成的五氧化二磷逸散到空气中，容易造成环境污染。 ①改用 密闭燃烧装置（如钟罩实验）。 ②替换为 无污染发热剂（如铁粉+氯化钠溶液）。 将红磷点燃再放入集气瓶中，若动作较慢，在瓶塞还未塞紧时，集气瓶内空气会受热膨胀，逸出集气瓶，致使测定的数据可能存在误差。 ①快速塞紧橡皮塞。 ②采用 瓶内点火法（如电阻丝引燃红磷），避免开盖操作。 实验结束后，发现倒吸入集气瓶内水的体积小于集气瓶容积的1/5。 ①确保红磷足量。 ②检查装置气密性。 ③待完全冷却后读数。 ④重复实验取平均值。 三、纯净物与混合物 1．概念对比 类别 定义 混合物 由两种或两种以上的物质混合而成的物质。 纯净物 只由一种物质组成的物质。 2．特点对比 特性 混合物 纯净物 组成 不固定（各成分比例可变） 固定（有明确化学式） 性质 各成分保持原有性质 有固定物理/化学性质 分离方法 可用物理方法分离（过滤、蒸馏等） 不能通过物理方法分离 实例 空气、海水、盐水 氧气（O2）、蒸馏水、铁（Fe） 四、洁净的空气为何如此重要 1．空气的重要性与污染源 空气是动植物生存的必要条件：动物依赖空气进行呼吸，植物依赖空气进行光合作用。 大气层对地球的作用是使温度保持相对稳定。 空气污染主要源于人类活动，如工业生产和交通运输排放的废气。 2．空气质量监测与污染物 定量描述空气质量的指标是空气质量指数。 计入空气质量指数的六类污染物包括：二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧、PM10、PM2.5。 PM10指粒径≤10μm的颗粒物，PM2.5指粒径≤2.5μm的颗粒物。 危害最大的颗粒物是PM2.5，因其可直接进入人体支气管。 3．污染物的特性与危害 PM2.5含大量有毒有害物质，且在大气中停留时间长。 臭氧（O3）在高空是“臭氧层”，近地面却是空气污染物。 二氧化硫（SO₂）溶于水形成亚硫酸，是酸雨的主要成因。 一氧化碳（CO）因与血红蛋白结合特性，易引发中毒。 4．污染防治措施 减少空气污染的三大方向： （1）加强空气质量监测 （2）减少污染物排放 （3）积极植树、造林、种草 考点1 空气成分及用途 1．（24-25八年级上·上海静安·期末）可制作多用途电光源的气体是 A．氧气 B．氖气 C．氢气 D．氮气 2．（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 3．（2025·上海静安·二模）能供给人体呼吸的气体是 A． B． C． D． 4．（24-25八年级上·上海·阶段练习）空气是一种宝贵的资源，有关叙述正确的是 A．氧气具有可燃性，可以作燃料 B．稀有气体可制成多种用途的电光源 C．氮气的化学性质比较活泼 D．新鲜空气中不含二氧化碳 考点2测定空气中氧气的体积分数 1．（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． 2．（24-25八年级下·上海静安·期中）利用图装置验证了空气中氧气的体积分数。下列叙述错误的是 A．实验前须检查装置气密性 B．白磷熄灭、试管冷却后再打开止水夹 C．用木炭粉代替白磷不可达到实验目的 D．最终量筒中液面约降至 26mL 刻度线处 3．（24-25八年级下·上海黄浦·期中）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 4．（2025·上海杨浦·三模）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 5．（24-25八年级上·上海金山·阶段练习）测定空气中氧气体积分数的实验中，以下选择红磷的原因，不对的是 A．红磷燃烧只消耗氧气 B．生成物是固体 C．反应迅速 D．红磷燃烧没有热量影响实验 考点3纯净物与混合物 1．（24-25九年级上·上海宝山·阶段练习）下列物质中前者属于化合物，后者属于混合物的是 A．氧气、冰水混合物 B．澄清石灰水、氯化钙 C．蒸馏水、食盐水 D．稀盐酸、大理石 2．（24-25八年级下·上海浦东新·期中）下列属于纯净物的是 A．黑火药 B．蒸馏水 C．粗盐 D．大理石 3．（24-25八年级下·上海静安·期末）下列“水”属于纯净物的是 A．海水 B．苏州河水 C．矿泉水 D．蒸馏水 4．（2025·上海·三模）属于混合物的是 A．蒸馏水 B．稀盐酸 C．氯酸钾 D．二氧化碳 考点4洁净的空气为何如此重要 1．（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． 2．（24-25九年级上·上海松江·期中）以下物质中不属于空气污染物的是 A．SO2 B．CO2 C．PM2.5 D．O3 3．（24-25八年级下·上海黄浦·期末）秸秆焚烧时会产生污染空气的物质，其中会造成酸雨的物质是 A．SO2 B．PM2.5 C．CO D．CO2 4．（24-25八年级下·上海奉贤·期末）为改善空气质量，下列做法中错误的是 A．提倡植树造林 B．适当控制机动车使用 C．鼓励焚烧秸秆 D．加强建筑工地扬尘监管 5．（24-25八年级下·上海奉贤·期末）雾霾天气导致呼吸道病人增多，因为这种天气的空气中______大量增加。 A．二氧化碳 B．二氧化氮 C．可吸入颗粒物 D．二氧化硫 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 课题1 空气的成分 一、知识目标 1.通过实验探究，掌握空气中氧气含量的测定方法，理解其原理。 2.结合生活实例，了解空气的成分（氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳等）及其体积分数，知晓各成分的重要用途。 3.理解纯净物和混合物的概念，能区分常见的纯净物和混合物。 4.了解空气污染指数的六项指标，掌握空气质量指数的分级及对应的空气质量状况，认识大气污染的危害和防止空气污染的措施。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：从宏观上认识空气的组成成分和用途，从微观上理解测定空气中氧气含量实验的原理，即红磷燃烧消耗氧气导致瓶内压强变化。 2.证据推理与模型认知：通过对拉瓦锡实验、红磷燃烧实验等的分析，以及对实验现象和数据的推理，建立空气中氧气含量测定的模型，并能对实验误差进行分析。 3.科学探究与创新意识：通过参与空气成分探索的实验活动，体验科学探究的过程，培养创新思维和实践能力。 4.科学态度与社会责任：通过了解空气污染的危害和防止措施，树立保护环境的观念，增强社会责任感。 一、学习重点 1.空气中氧气含量的测定实验原理、操作、现象、结论及误差分析。 2.空气的成分及各成分的用途。 3.纯净物和混合物的概念及区分。 4.空气污染指数、空气质量指数及防止空气污染的措施。 二、学习难点 1.空气中氧气含量测定实验的原理理解和误差分析。 2.从实验现象和数据推理出空气中各成分的存在及含量。 3.树立保护环境的观念并将其转化为实际行动。 1. 1774年，法国化学家拉瓦锡通过在密闭装置中加热汞，并根据装置内空气体积减小1/5的事实，推测空气中含有1/5体积的氧气。 2．“测定空气中氧气含量”的实验。 （1）如右图所示，在100mL的量筒内加入80mL的水，用弹簧夹夹紧乳胶管。 （2）点燃燃烧匙中的过量的红磷后，立即将其伸入容积为250mL的集气瓶中，塞紧橡胶塞，观察到红磷燃烧产生大量的白烟。 （3）待红磷火焰熄灭并冷却至室温后，打开弹簧夹，观察到量筒中的水倒吸入集气瓶中。量筒内减少的水的体积大约是50mL。 （4）实验结论：空气中氧气的含量大约占1/5。 3．红磷燃烧反应的文字表达式为红磷+氧气五氧化二磷，其中反应物为P和O2（写化学式），生成物为P2O5（写化学式），反应条件为点燃。 4.空气的成分和含量 空气成分 氮气（N2） 氧气（O2） 稀有气体 二氧化碳（CO2） 其他 体积分数 78% 21% 0.94% 0.03% 0.03% 5. 混合物与纯净物 （1）像空气这样由两种或两种以上的物质混合而成的物质叫做混合物。 （2）空气中的氮气、氧气、二氧化碳都只由一种物质组成，它们本身都是纯净物。 6．氮气的性质与用途 物理性质：通常为无色、无味的气体，难溶于水。 化学性质：不活泼（低温/常温下难反应），特定条件可与某些物质反应。 用途：保护气：充入食品袋、灯泡。制冷剂：液氮用于超导实验、机械冷冻。工业原料：制氮肥、炸药等。 7．稀有气体的性质与用途 化学性质：曾称“惰性气体”（一般不反应），现发现可在一定条件下反应。 物理性质：通电时发出不同颜色的光（物理变化）。 用途：保护气：焊接金属时隔绝空气。电光源：制霓虹灯、氙气灯。 8．空气质量监测与污染物 定量描述空气质量的指标是空气质量指数。 计入空气质量指数的六类污染物包括：二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧、PM10、PM2.5。 一、空气中含有哪些物质 （一）问题探究 1.拉瓦锡实验相关探究 2.红磷燃烧实验探究 问题思考：拉瓦锡实验中，汞在加热过程中发生了什么化学反应？请查阅资料写出该反应的文字表达式。 答案：汞 + 氧气氧化汞；氧化汞汞 + 氧气。在拉瓦锡的实验中，首先汞与空气中的氧气在加热条件下反应生成红色的氧化汞粉末，之后将氧化汞加强热又分解生成汞和氧气。 问题思考：拉瓦锡实验为什么要进行 12 天这么长的时间？如果时间过短会对实验结果产生什么影响？ 答案：进行 12 天是为了让汞与空气中的氧气充分反应，确保氧气被完全消耗。如果时间过短，氧气不能完全反应，会导致测得的氧气含量比实际值偏小。 2.红磷燃烧实验探究 问题思考：在红磷燃烧测定空气中氧气含量的实验中，如果选择木炭代替红磷，会对实验结果产生什么影响？为什么？ 答案：如果用木炭代替红磷，实验无法准确测定空气中氧气的含量。因为木炭燃烧生成二氧化碳气体，反应前后集气瓶内气体的压强变化不明显，水不能进入集气瓶或进入集气瓶的水很少，不能准确得出氧气的含量。而红磷燃烧生成五氧化二磷固体，消耗氧气后集气瓶内压强减小，大气压将水压入集气瓶，进入集气瓶水的体积即为消耗氧气的体积。 问题思考：查阅资料，了解除了红磷之外，还有哪些物质可以用于测定空气中氧气的含量，并分析它们的优缺点。 答案：除红磷外，铜也可用于测定空气中氧气含量。铜在加热条件下与氧气反应生成氧化铜。优点是反应产物为固体，不产生气体，不会影响气压变化；且铜无毒。缺点是反应需要加热，实验操作相对复杂，反应速度较慢。 （二）问题思考 活动一：空气成分探索思考 问题：根据拉瓦锡实验和红磷燃烧实验，思考测定空气中氧气含量的实验原理是什么？ 答案：原理是选择一种能与空气中氧气反应且不与其他气体反应，反应后不生成气体（或生成的气体能被吸收）的物质，通过消耗氧气使密闭容器内压强减小，根据进入容器内水的体积来确定消耗氧气的体积，从而得出空气中氧气的含量。 问题：在红磷燃烧实验中，量筒内水的体积变化与集气瓶内减少的气体体积之间有什么关系？ 答案：量筒内减少的水的体积等于集气瓶内减少的气体体积，而集气瓶内减少的气体主要是被红磷消耗的氧气，所以量筒内减少的水的体积就是集气瓶内氧气的体积。 活动二：纯净物和混合物思考 问题：请思考生活中还有哪些物质属于纯净物，哪些属于混合物？并说明判断依据。 答案：纯净物如铁、氯化钠等。铁是由铁一种物质组成，有固定的组成和性质；氯化钠由钠离子和氯离子构成，也是由一种物质组成。混合物如碘酒、合金等。碘酒是碘和酒精混合而成，含有碘和酒精两种物质；合金是由一种金属与其他金属或非金属熔合而成，含有多种物质。判断依据是看物质是由一种物质组成还是由多种物质组成，由一种物质组成的是纯净物，由多种物质组成的是混合物。 活动三：氮气和稀有气体思考 问题：为什么氮气可以用作食品保鲜的保护气？结合氮气的性质进行思考。 答案：氮气常温下化学性质不活泼，很难与食物发生化学反应，能隔绝氧气，防止食物因氧化而变质，所以可以用作食品保鲜的保护气。 问题：稀有气体通电时会发出各种颜色的光，这一性质在生活中有哪些应用？ 答案：这一性质可用于制作霓虹灯、航标灯等。在霓虹灯中充入不同的稀有气体，通电后可发出五颜六色的光，起到装饰和照明的作用；航标灯中利用稀有气体发光的特性，在夜晚为船只指引方向。 活动四：空气污染思考 问题：根据所学知识，思考我们在日常生活中可以采取哪些措施来减少空气污染？ 答案：日常生活中可以采取以下措施减少空气污染：绿色出行，如步行、骑自行车或乘坐公共交通工具，减少汽车尾气排放；节约能源，随手关灯、关电器，降低能源消耗，减少因发电等产生的污染物排放；不焚烧垃圾和秸秆，避免产生大量有害气体和可吸入颗粒物；使用清洁能源，如太阳能热水器等。 （三）归纳总结 1.空气成分总结 问题：请归纳总结空气的成分及其体积分数。 答案：空气的成分按体积计算，大约是：氮气、氧气、稀有气体（氦、氖、氩、氪、氙、氡）、二氧化碳、其他气体和杂质。 2.纯净物和混合物总结 问题：完成下列纯净物和混合物的对比表格。 类别 组成 性质 表示方法 举例 纯净物 只由一种物质组成 固定 有化学符号 氧气（）、五氧化二磷（） 混合物 由两种或两种以上的物质组成 组成混合物的各种成分保持各自的性质 无固定符号 空气、海水 3.氮气和稀有气体总结 问题：归纳氮气和稀有气体的性质和用途。 答案： 氮气：物理性质为无色、无味、难溶于水的气体，沸点低；化学性质常温下不活泼，高温下能与其他物质反应。用途有低温麻醉、制冷剂、磁悬浮列车、食品保鲜、灯泡/焊接保护气、化工原料（制氮肥和硝酸）等。 稀有气体：性质一般不与其他物质反应，曾被称为“惰性气体”，氦气密度小，化学性质稳定。用途有用于探空气球、焊接保护气、激光技术、霓虹灯等，通电时会发出各种颜色的光。 4.空气污染总结 问题：总结空气污染指数包含的六项指标以及空气质量指数的分级和对应的空气质量状况。 答案：空气污染指数包含二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、臭氧、、六项指标。空气质量指数分级及对应状况为：为一级，空气质量优，颜色为绿色；为二级，空气质量良，颜色为黄色；为三级，空气质量轻度污染，颜色为橙色；为四级，空气质量中度污染，颜色为红色；为五级，空气质量重度污染，颜色为紫色；大于为六级，空气质量严重污染，颜色为褐红色。 【对应训练】 1.（2025·河北·中考真题）如图所示为探究空气中氧气含量的实验，其中没有用到的仪器是（ ） A. 集气瓶 B. 试管 C. 燃烧匙 D. 烧杯 【答案】B 【解析】探究空气中氧气含量的实验中，用到的仪器有集气瓶、燃烧匙、烧杯等，没有用到试管，所以答案选 B。 2.（2025·上海杨浦·三模）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 【解析】A 选项，红磷燃烧产生的是大量白烟，不是白雾，雾是小液滴，烟是固体小颗粒，所以 A 错误；B 选项，实验后玻璃管中剩余的气体不能使水完全充满玻璃管，说明剩余气体难溶于水，B 正确；C 选项，红磷的量不足会导致氧气不能完全被消耗，从而使测定结果偏小，所以红磷的量会影响实验结果，C 错误；D 选项，燃烧匙伸入到液面与刻度 1 之间的位置，会使部分空气受热膨胀逸出，导致测定结果偏大，所以 D 错误。答案选 B。 3.（24 - 25 八年级下·上海静安·期末）下列“水”属于纯净物的是（ ） A. 海水 B. 苏州河水 C. 矿泉水 D. 蒸馏水 【答案】D 【解析】海水、苏州河水、矿泉水都含有多种物质，属于混合物；蒸馏水是由一种物质组成的，属于纯净物。答案选 D。 4.（24 - 25 八年级下·上海黄浦·期末）秸秆焚烧时会产生污染空气的物质，其中会造成酸雨的物质是（ ） A. SO2 B. PM2.5​ C.CO D. CO2 【答案】A 【解析】二氧化硫能与水反应。 1．（2025·江苏扬州·中考真题）食品包装袋内充入某气体可以避免食物因氧化而变质，该气体可以是 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】A、N₂（氮气）化学性质稳定，常温下难与其他物质反应，常用作保护气。充入食品包装可隔绝氧气，减缓氧化，符合题意； B、O₂（氧气）是氧化反应的参与者，会加速食物变质，不符合题意； C、HCl（氯化氢）有毒且溶于水生成盐酸，不可用于食品防腐，不符合题意； D、H₂O（水蒸气）可能增加湿度，促进变质或氧化，不符合题意。 故选A。 2．（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 【解析】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。 3．（2025·湖南湘潭·模拟预测）空气中的各种成分是人类生产活动的重要资源。下列有关空气的说法不正确的是 A．从空气中可分离出氧气用于医疗急救 B．按体积计算，空气中氮气约占78%，氧气约占21% C．空气中的稀有气体所占比例虽小，但用途广泛 D．空气中的二氧化碳、二氧化硫等是污染物 【答案】D 【解析】A、氧气能供给呼吸，可用于医疗急救，因此从空气中分离出的氧气可用于医疗急救，故选项说法正确； B、空气的成分按体积计算，大约是：氮气78%，氧气21%，其它成分1%，故选项说法正确； C、稀有气体（如氦、氖、氩）在空气中约占0.94%，比例虽小，但用途广泛，如氦气用于填充气球、氖气用于霓虹灯、氩气用于焊接保护气等，故选项说法正确； D、二氧化硫有毒，属于空气污染物，而二氧化碳是空气的成分之一，不属于空气污染物，故选项说法不正确。 4．（24-25八年级下·上海静安·期末）下列“水”属于纯净物的是 A．海水 B．苏州河水 C．矿泉水 D．蒸馏水 【答案】D 【解析】A、海水中含有多种物质，属于混合物，不符合题意； B、苏州河水中含有多种物质，属于混合物，不符合题意； C、矿泉水中含有多种物质，属于混合物，不符合题意； D、蒸馏水只由一种物质组成，属于纯净物，符合题意。 故选：D。 5．（24 - 25八年级上·上海金山·阶段练习）测定空气中氧气体积分数的实验中，以下选择红磷的原因，不对的是( ) A．红磷燃烧只消耗氧气 B．生成物是固体 C．反应迅速 D．红磷燃烧没有热量影响实验 【答案】D 【解析】红磷燃烧只消耗氧气，能使实验结果更准确，A选项正确；红磷燃烧生成五氧化二磷固体，不会影响装置内压强的变化，便于测定氧气含量，B选项正确；红磷燃烧反应迅速，能较快消耗完氧气，C选项正确；红磷燃烧会放出大量的热，会使装置内气体膨胀，所以要等冷却到室温再打开弹簧夹，D选项错误。 6．（24-25八年级下·上海浦东新·期中）用图装置测定“人造空气”中的氧气体积分数，集气瓶的容积为200mL(已扣除内容物的体积)，装置气密性良好，实验步骤如下： I．往量筒内加入100 mL水； II．用激光笔点燃足量的红磷，充分反应； III．红磷熄灭并冷却到室温，打开止水夹，测得量筒内水的体积为56mL。 本次实验测得“人造空气”中氧气的体积分数为 。 【答案】22% 【解析】量筒中减少的水的体积，即为集气瓶中氧气的体积，则本次实验测得“人造空气”中氧气的体积分数为。 一、空气中含有哪些物质 1．空气中各组分的含量 （1）体积分数（按干燥空气计）： 氮气 氧气 其他气体 78% 21% 稀有气体：0.94% 二氧化碳：0.03% 其他气体和杂质：0.03% （2）含量稳定性： 各成分含量相对稳定，但水蒸气和二氧化碳因地区、气候或人类活动而变化。 例：梅雨季水蒸气含量增高；CO2因燃烧化石燃料而增高。 2．氮气的性质与用途 性质： 物理性质：通常为无色、无味的气体，难溶于水。 化学性质：不活泼（低温/常温下难反应），特定条件可与某些物质反应。 用途： 保护气：充入食品袋、灯泡。 制冷剂：液氮用于超导实验、机械冷冻。 工业原料：制氮肥、炸药等。 2．稀有气体的性质与用途 性质 化学性质：曾称“惰性气体”（一般不反应），现发现可在一定条件下反应。 物理性质：通电时发出不同颜色的光（物理变化）。 用途 保护气：焊接金属时隔绝空气。 电光源：制霓虹灯、氙气灯。 二、测定空气中氧气的体积分数 1．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 一部分银白色的液态汞变成红色粉末，容器里空气的体积大约减少了1/5…… 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．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 红磷（P）燃烧消耗氧气（O2），生成了白色的五氧化二磷（P2O5）固体 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 3．某同学对“测定空气中氧气的含量”的实验进行的如下反思。 发现的问题 图示 改进方法 将燃烧匙内的红磷点燃时，生成的五氧化二磷逸散到空气中，容易造成环境污染。 ①改用 密闭燃烧装置（如钟罩实验）。 ②替换为 无污染发热剂（如铁粉+氯化钠溶液）。 将红磷点燃再放入集气瓶中，若动作较慢，在瓶塞还未塞紧时，集气瓶内空气会受热膨胀，逸出集气瓶，致使测定的数据可能存在误差。 ①快速塞紧橡皮塞。 ②采用 瓶内点火法（如电阻丝引燃红磷），避免开盖操作。 实验结束后，发现倒吸入集气瓶内水的体积小于集气瓶容积的1/5。 ①确保红磷足量。 ②检查装置气密性。 ③待完全冷却后读数。 ④重复实验取平均值。 三、纯净物与混合物 1．概念对比 类别 定义 混合物 由两种或两种以上的物质混合而成的物质。 纯净物 只由一种物质组成的物质。 2．特点对比 特性 混合物 纯净物 组成 不固定（各成分比例可变） 固定（有明确化学式） 性质 各成分保持原有性质 有固定物理/化学性质 分离方法 可用物理方法分离（过滤、蒸馏等） 不能通过物理方法分离 实例 空气、海水、盐水 氧气（O2）、蒸馏水、铁（Fe） 四、洁净的空气为何如此重要 1．空气的重要性与污染源 空气是动植物生存的必要条件：动物依赖空气进行呼吸，植物依赖空气进行光合作用。 大气层对地球的作用是使温度保持相对稳定。 空气污染主要源于人类活动，如工业生产和交通运输排放的废气。 2．空气质量监测与污染物 定量描述空气质量的指标是空气质量指数。 计入空气质量指数的六类污染物包括：二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧、PM10、PM2.5。 PM10指粒径≤10μm的颗粒物，PM2.5指粒径≤2.5μm的颗粒物。 危害最大的颗粒物是PM2.5，因其可直接进入人体支气管。 3．污染物的特性与危害 PM2.5含大量有毒有害物质，且在大气中停留时间长。 臭氧（O3）在高空是“臭氧层”，近地面却是空气污染物。 二氧化硫（SO₂）溶于水形成亚硫酸，是酸雨的主要成因。 一氧化碳（CO）因与血红蛋白结合特性，易引发中毒。 4．污染防治措施 减少空气污染的三大方向： （1）加强空气质量监测 （2）减少污染物排放 （3）积极植树、造林、种草 考点1 空气成分及用途 1．（24-25八年级上·上海静安·期末）可制作多用途电光源的气体是 A．氧气 B．氖气 C．氢气 D．氮气 【答案】B 【解析】稀有气体在通电时能发出不同颜色的光，可制作多用途电光源，稀有气体包括氦、氖、氩、氪、氙、氡，故选：B。 2．（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 【解析】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。 3．（2025·上海静安·二模）能供给人体呼吸的气体是 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】能供给人体呼吸的气体是氧气，化学式为O2，故选A。 4．（24-25八年级上·上海·阶段练习）空气是一种宝贵的资源，有关叙述正确的是 A．氧气具有可燃性，可以作燃料 B．稀有气体可制成多种用途的电光源 C．氮气的化学性质比较活泼 D．新鲜空气中不含二氧化碳 【答案】B 【解析】A、氧气具有助燃性，能支持燃烧，但本身不具有可燃性，不能作燃料，该选项叙述错误； B、稀有气体在通电时能发出不同颜色的光，可制成多种用途的电光源，如霓虹灯等，该选项叙述正确； C、氮气的化学性质不活泼，常用作保护气，该选项叙述错误； D、新鲜空气中含有氮气、氧气、二氧化碳、稀有气体等多种成分，该选项叙述错误。 故选B。 考点2测定空气中氧气的体积分数 1．（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 【解析】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。 2．（24-25八年级下·上海静安·期中）利用图装置验证了空气中氧气的体积分数。下列叙述错误的是 A．实验前须检查装置气密性 B．白磷熄灭、试管冷却后再打开止水夹 C．用木炭粉代替白磷不可达到实验目的 D．最终量筒中液面约降至 26mL 刻度线处 【答案】D 【解析】A、图示是测定空气中氧气的体积分数，实验前需检查装置气密性，是能够保证实验的成功的前提条件，正确，不符合题意； B、白磷熄灭、试管冷却后再打开止水夹，防止装置内剩余气体受热膨胀，导致测得的空气中氧气的体积分数偏低，正确，不符合题意； C、用木炭粉代替白磷会产生二氧化碳气体，装置内压强几乎不变，不能形成压强差，不能达到实验目的，正确，不符合题意； D、空气中氧气的体积分数约为，因此进入试管中的水的体积为130mL×=26mL，因此最终量筒中液面约降至50mL-26mL=24mL刻度线处，错误，符合题意； 故选D。 3．（24-25八年级下·上海黄浦·期中）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 【解析】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。 4．（2025·上海杨浦·三模）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 【解析】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。 5．（24-25八年级上·上海金山·阶段练习）测定空气中氧气体积分数的实验中，以下选择红磷的原因，不对的是 A．红磷燃烧只消耗氧气 B．生成物是固体 C．反应迅速 D．红磷燃烧没有热量影响实验 【答案】D 【解析】A、红磷燃烧仅与氧气反应，不与氮气等其他气体反应，故说法正确； B、红磷燃烧生成的五氧化二磷（是固体，不会增加气体体积，便于通过水位上升准确测量消耗的氧气体积，故说法正确； C、红磷燃烧剧烈且快速，能充分消耗氧气，避免反应不完全导致误差，故说法正确； D、燃烧会释放热量，导致气体膨胀，若未冷却直接测量，进入的水量会减少。实验中需冷却至室温以消除热量影响，故说法错误。 故选D。 考点3纯净物与混合物 1．（24-25九年级上·上海宝山·阶段练习）下列物质中前者属于化合物，后者属于混合物的是 A．氧气、冰水混合物 B．澄清石灰水、氯化钙 C．蒸馏水、食盐水 D．稀盐酸、大理石 【答案】C 【解析】化合物：由不同种元素组成的纯净物。 混合物：由两种或两种以上的物质混合而成的物质。 A、氧气（O₂）是由同种氧元素组成的纯净物，属于单质；冰水混合物只含水（H2O）一种物质，属于纯净物，由氢、氧两种元素组成，属于化合物，不符合题意； B、澄清石灰水是氢氧化钙的水溶液，属于混合物；氯化钙（CaCl2）由钙、氯两种元素组成的纯净物，属于化合物，不符合题意； C、蒸馏水是纯水（H2O），属于纯净物，由氢、氧元素两种元素组成，属于化合物；食盐水是氯化钠（NaCl）的水溶液，属于混合物，符合题意； D、稀盐酸是氯化氢（HCl）气体的水溶液，属于混合物；大理石主要成分是碳酸钙（CaCO3），还含有杂质，属于混合物，不符合题意。 故选：C。 2．（24-25八年级下·上海浦东新·期中）下列属于纯净物的是 A．黑火药 B．蒸馏水 C．粗盐 D．大理石 【答案】B 【解析】A、黑火药是由硝石（硝酸钾）、硫磺和木炭等多种物质混合而成，各成分性质不同，属于混合物，不符合题意； B、蒸馏水是由水一种物质组成，属于纯净物，符合题意； C、粗盐是未精制的食盐，主要成分是氯化钠，但含有泥沙、矿物质等杂质，属于混合物，不符合题意； D、大理石的主要成分是碳酸钙，还含有其它杂质，属于混合物，不符合题意。 故选：B。 3．（24-25八年级下·上海静安·期末）下列“水”属于纯净物的是 A．海水 B．苏州河水 C．矿泉水 D．蒸馏水 【答案】D 【解析】A、海水中含有多种物质，属于混合物，不符合题意； B、苏州河水中含有多种物质，属于混合物，不符合题意； C、矿泉水中含有多种物质，属于混合物，不符合题意； D、蒸馏水只由一种物质组成，属于纯净物，符合题意。 故选：D。 4．（2025·上海·三模）属于混合物的是 A．蒸馏水 B．稀盐酸 C．氯酸钾 D．二氧化碳 【答案】B 【解析】A、蒸馏水中只含有水一种物质，属于纯净物，故A选项不符合题意； B、稀盐酸是溶液，稀盐酸由溶质氯化氢和溶剂水组成，属于混合物，故B选项符合题意； C、氯酸钾是由氯酸钾一种物质组成，属于纯净物，故C选项不符合题意； D、二氧化碳是由二氧化碳一种物质组成的，属于纯净物，故D选项不符合题意。 故选B。 考点4洁净的空气为何如此重要 1．（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 【解析】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。 2．（24-25九年级上·上海松江·期中）以下物质中不属于空气污染物的是 A．SO2 B．CO2 C．PM2.5 D．O3 【答案】B 【解析】A. 二氧化硫是一种有害气体，主要来自化石燃料燃烧。它能导致酸雨和呼吸系统疾病，属于空气污染物，不符合题意； B. 二氧化碳是大气中的天然成分（约占0.03%），植物光合作用需要它。尽管人类活动增加CO2排放会加剧温室效应，但在初中化学中，它不被定义为空气污染物，符合题意； C. PM2.5指直径小于2.5微米的颗粒物，能深入人体呼吸道，引起健康问题（如哮喘），是典型的空气污染物，不符合题意； D. 臭氧在平流层有益，但地面臭氧是由污染物反应形成的，属于光化学烟雾的主要成分，会刺激呼吸系统，属于空气污染物，不符合题意； 故选B。 3．（24-25八年级下·上海黄浦·期末）秸秆焚烧时会产生污染空气的物质，其中会造成酸雨的物质是 A．SO2 B．PM2.5 C．CO D．CO2 【答案】A 【解析】酸雨的形成主要与硫氧化物（如）和氮氧化物（）有关。故选A。 4．（24-25八年级下·上海奉贤·期末）为改善空气质量，下列做法中错误的是 A．提倡植树造林 B．适当控制机动车使用 C．鼓励焚烧秸秆 D．加强建筑工地扬尘监管 【答案】C 【解析】A. 提倡植树造林。植物通过光合作用吸收二氧化碳，释放氧气，有效改善空气质量，故正确； B. 适当控制机动车使用。机动车尾气含氮氧化物、一氧化碳等污染物，控制其使用可减少空气污染，故正确； C. 鼓励焚烧秸秆。焚烧秸秆会产生大量烟尘等有害物质，显著增加空气污染物，加剧雾霾，故错误； D. 加强建筑工地扬尘监管。扬尘是颗粒物污染的重要来源，加强监管可减少其扩散，改善空气质量，故正确 故选：C。 5．（24-25八年级下·上海奉贤·期末）雾霾天气导致呼吸道病人增多，因为这种天气的空气中______大量增加。 A．二氧化碳 B．二氧化氮 C．可吸入颗粒物 D．二氧化硫 【答案】C 【解析】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、二氧化氮等气体；粉尘主要指一些固体小颗粒，PM2.5指大气中直径小于或等于2.5纳米的固体颗粒物，雾霾天气使空气中增加大量的可吸入颗粒物。 故选：C。 / 学科网（北京）股份有限公司 $