1.第1节 空气的成分(1)——空气中氧气含量的测定-【拓展与培优】2025-2026学年新教材八年级下册科学（浙教版·新教材）

拓展与培优科学八年级下册浙江教 参芳 第1章我们呼吸的空气 第1节空气的成分(1)— 空气中氧气含量的测定 例1（1)汞十氧气加热氧化汞(2)①汞的沸点较 低，汞蒸气与氧气反应比较充分，能将密闭装置内空 气中的氧气几乎耗尽⑤氧化汞的密度小于汞，且不 溶于汞，因此易与汞分离。（其他合理答案均可） (3)空气的成分按体积计大约是：氧气21%、氮气 78%、稀有气体等其他成分1% 例2[实验一](1)使空气中的氧气充分反应 (2)<③[实验二](1)氨气难溶于水，既不能燃 烧也不能支持燃烧(2)装置漏气、红膦的量不足 装置内的部分空气逸散出来，就会导致进入集气瓶中 水的体积大于日 [实验三](1)装置气密性良好 (2)注射器活塞停在11mL刻度处(3)有大量的白 烟冒出：注射器活塞先向右移动：试管冷却后，注射器 活塞最后向左移动(4)试管受热不均匀而炸裂等 [实验四](1)烧杯镁与氧气反应，集气瓶内压强减 小，内外产生压强差(2)21氧气、氨气 变式训练(1)燃烧(2)上升(3)空气中氧气的体 积约占空气总体积的 ·(4)不支持燃烧，难溶于水 巩固练习 A组 1.B2.B3.B4.A5.C 6.(1)D(2)A7.(1)BE(2)CD(3)AC (4)F(5)G8.(1)除去空气中的氧气(2)小于 (3)氧气氮气 B组 9.(1)含氮化合物反应(2)使瓶内氨气反应完 全(3)氩气化学性质很不活泼，“未知气体”中的其 他气体的化学性质与氩气相近 10.(1)红裤燃烧产生大量白烟P+O,点燃 P2O:(2)①由B装置中玻璃管的敞口处加入水，并 调整B的高度，使A中的液面至刻度15cm处，静置 一会儿后观察A中液面若仍然在15cm处，则说明 装置的气密性良好②12偏大③环保，气密性 更好 育教材适用 答案 C组 11.【实验回顾】气压【交流表达】(1)20.2% (2)①能够把氧气完全消耗②避免了燃烧匙伸入集 气瓶时导致的气体外逸 12.(1)导管口冒出气泡(2)ABDF(3)C。开 始氧气被消耗了，体积分数下降，反应结束后打开止 水夹，水进入集气瓶中，集气瓶中气体体积被压缩，氧 气体积分数重新上升。 第1节空气的成分(2)一 氧气的性质和制取 例A 变式训练1B 变式训练2C 巩固练习 A组 1.C2.C3.C4.C5.C 6.02SS02 7.(1)点燃放热(2)P,O剧烈燃烧，火星 四射，放出热量，生成黑色固体(3)吸收二氧化硫， 防止污染大气 8.(1)长颈漏斗(2)B(3)过氧化氢 三氧化钰水十氧气CDE将带火星的木条放在集 气瓶口，观察到木条复燃，则已收集满 B组 9.B10.C 11.(1)试管锥形瓶(2)C(3)bac b a 12.(1)②⑥化学反应前后元素种类不变 (2)反应速率是否适中①③(3)控制过氧化氢溶 液的滴加速度收集的氧气较纯净 13.(1)直立型(2)斜卧型装置中的固体被气 流带到试管口（或棉花团）附近更多，未完全反应的更 多，所以收集到的氧气较少(3)【提出假设】反应生 成的锰酸钾在较高温度下受热分解放出氧气（或反应 生成的二氧化锰和锰酸钾在较高温度下受热分解放 出氧气)【设计实验】取一定量的二氧化锰于试管 中，加热一段时间，若冷却后测得二氧化锰的质量不 变，证明小峰的假设不成立，否则假设成立（或取一定 量的二氧化锰于试管中，加热一段时间，若不能使带 火星的木条复燃，证明小峰的假设不成立，否则假设 成立) ·1·科学八年级下册 第1章 我们呼吸的空气 第1节 空气的成分(1)—空气中氧气含量的测定 思维点击 一、拉瓦锡空气成分的测定 实验装置 实验现象 实验结论 曲颈甑 一部分银白色的液态汞变成红色粉末，容器里空气的 后汞槽 空气由氧气和氮气组成。 体积大大减小了 火炉 例1教材中介绍了拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分（资料卡片如下图） 资料卡片： 汞 氧化汞 密度：13.546g/cm 密度：11.14g/cm 沸点：356.58℃ 不能溶于汞 加热至沸时与氧气反应 分解温度：500℃ (1)写出汞与氧气反应的文字表达式： (2)本实验中选择使用汞的优点有： ①汞在加热的条件下，只和氧气反应。 ②汞为液态，在汞槽中起到液封的作用，并能直接用来测量反应器内空气体积的变化。 ③生成的氧化汞分解又能得到汞和氧气中，把得到的氧气加到剩下的体积的气体中，结果所得气体跟 空气的性质完全一样。 根据资料卡片，请再补充本实验使用汞的两个优点，并说明依据。 ④ ⑤ (3)通过实验，拉瓦锡得出了空气由氧气和氨气组成，其中氧气约占空气总体积的结论。请根据现在 的认识，对此结论予以补充。 二、实验测定空气中氧气的含量 利用红磷在空气中燃烧，将瓶内氧气消耗掉，生成五氧化二磷固体，使空气内压强减小，在大气压作用下，进入容器 原理 内水的体积即为减少的氧气的体积 装首 红磷 @ 拓展与培优 (续表) ①连接装置，检查装置气密性 ②把集气瓶的容积分成五等份，做好记号 ③用止水夹夹紧胶管 步骤 ④在燃烧匙内放入过量的红磷 ⑤点燃燃烧匙中的红磷，立即伸入集气瓶中，把塞子塞紧 ⑥待红磷熄灭并冷却后，打开止水夹 ①集气瓶中有大量的白烟生成，并放出热量 现象 ②打开止水夹，烧杯中的水倒流到集气瓶中，并上升到约处 结论 空气中氧气的体积分数约为号 三、实验中的注意事项 1.测定空气中氧气的体积分数时，所用物质应满足的条件： (1)此物质能够在空气中燃烧，不能用铁丝代替，铁丝在空气中不能燃烧。 (2)此物质在空气中燃烧时只能消耗氧气，不能消耗其他气体。不能选用镁代替红磷，因为镁不仅与空 气中的氧气反应，还和二氧化碳、氨气反应。 (3)此物质在空气中燃烧时只能生成固体，而不能生成气体，一般不用木炭、硫代替红磷。 2.结果偏小的原因可能有：①红磷的量不足，瓶内氧气没有耗尽；②装置漏气（如塞子未塞紧、燃烧匙与 橡皮塞之间有缝隙等)，使外界空气进人瓶内；③未冷却至室温就打开弹簧夹，使进入瓶内的水的体积减少。 结果偏大的原因可能有：①点燃红磷后，插入燃烧匙时，瓶塞子塞得太慢，使得瓶中空气受热膨胀，部分空气 溢出；②实验开始时，没有夹或没夹紧止水夹。 例2下面是几位同学测量空气中氧气体积含量的四个实验，请你参与他们的实验探究： [实验一]小强采用A图所示的装置进行实验：在由两个注射器组成的密闭系统中留有25L空气，给 装有细铜丝的玻璃管加热，同时缓慢推拉两个注射器活塞，至玻璃管内的铜丝在较长时间内无进一步变化 时停止加热，待冷却至室温，将气体全部推至一个注射器内，观察密闭系统内空气体积变化。 铁绍 玻璃管 铜丝 白磷 弹簧夹注射器 TT (1)在实验加热过程中，交替缓慢推动两个注射器活塞的目的是 (2)小强测得实验结果如下： 反应前注射器内气体总体积 反应后注射器内气体总体积 25 mL 22 mL 由此数据可以推算出他测定的空气中氧气的体积分数 (填“>”“=”或“<”)21%。造成该实 验出现误差的原因可能是 。(填序号) ①没有交替缓缓推动两个注射器活塞②读数时没有冷却至室温③加人铜丝量太少 [实验二]小红采用B图所示的装置进行实验，实验过程如下： 第一步：将集气瓶容积划分为五等份，并做好标记。 第二步：用放大镜点燃燃烧匙内的红磷 第三步：待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，发现水被吸人集气瓶中，进人集气瓶中水的体积约为集气 瓶总容积的· 1 科学八年级下册 请回答下列问题： (1)集气瓶中剩余的气体主要是 ,根据实验推断它的性质有 (2)实验完毕，若进入集气瓶中水的体积小于总容积的号，其原因可能是 若进入集气瓶中水的体积大于总容积的亏，其原因可能是 [实验三]小华同学打算采用C图所示的装置进行实验，设计如下方案：选用实际容积为25mL的试管 作为反应容器，将过量的白磷放人试管，用橡皮塞塞紧试管，通过导管与注射器（注射器的容积为40L,且 润滑性很好)相连，注射器的前沿停在20L刻度处（假设此实验能够按照小华的设想正常进行，白磷所占 体积与导管内的气体体积忽略不计，且两个容器间的导管足够粗，保持空气正常流动)。请回答下列问题： (1)实验前，打开弹簧夹，将注射器活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处，然后松开手，若活塞仍 能返回至20ml刻度处，则说明 (2)若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，燃烧结束，试管冷却后，再松开弹簧夹。可观察到的现象为 (3)若不使用弹簧夹，用酒精灯加热白磷，燃烧结束，试管冷却。在实验的过程中观察到的现象为 (4)若按小华的设想进行实验，实际可能遇到诸多问题而发生危险，造成实验失败。例如： [实验四]小明用图D装置进行镁条在空气中燃烧的实验，燃烧、冷却后打开止水夹，进人集气瓶中水的 体积约占集气瓶体积的70%。 (1)如图，A仪器的名称是 ,冷却后打开止水夹，水能进人集气瓶的原因是 (2)如果镁条只和空气中的氧气反应，则进人集气瓶中水的体积最多不超过其容积的 %。现 进入集气瓶中水的体积约为其容积的70%，根据空气的组成可推出减少的气体中有」 【分析】实验一：交替缓慢推动两个注射器活塞的目的是：使空气中的氧气充分反应；铜和氧气在加热 的条件下生成氧化铜；现象是红色变黑色；小强测得实验结果：25mL,一22mL,=3mL,由此数据可以推算出。。。。 他测定的空气中氧气的体积分数小于21%；造成该实验出现误差的原因可能是：加入铜丝量太少。 实验二：本实验也体现了氨气难溶于水，既不能燃烧，也不能支持燃烧的性质；进入集气瓶中水的体积 小于行，可能有以下儿点：策置福气红碎的量不足没有冷却就换数：如果进入案气流中水的体积大于日 就说明操作太慢，致使装置内的部分空气逸散出来。 实验三：将注射器活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处，然后松开手，若活塞仍能返回至20mL 刻度处，则说明装置严密；若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，燃烧结束，试管冷却后，再松开弹簧夹。可 观察到的现象为：注射器活塞停在11L刻度处；若不使用弹簧夹，在实验的过程中观察到的现象为：有大 量的白烟冒出，注射器活塞先向右移动；试管冷却后注射器活塞最后向左移动。但在实验过程中会出现试 管受热不均匀而炸裂等，造成实验失败。 实验四：烧杯可以盛放较多量的液体药品。镁和氧气在点燃的条件下生成氧化镁；冷却后打开止水夹， 水能进入集气瓶的原因是：镁与氧气反应，集气瓶内压强减小，内外产生压强差；如果镁条只和空气中的氧 气反应，则进入集气瓶中水的体积最多不超过其容积的21%；现进入集气瓶中水的体积约为其容积的70%， 根据空气的组成可推出减少的气体中有氨气。 变式训练研究性学习小组的同学为探究空气中氧气的体积分数，设计了如图所示装置$h 进行实验。请根据图示实验回答下列问题： (1)闭合电源开关，可以观察到白磷 (2)装置冷却到室温，可观察到U形管内左侧液面 (3)通过这个实验得到的结论是 (4)由此实验还可推知反应后剩余气体的性质： 拓展与培优 A.两个实验均可用于测定空气中氧气的含量 巩固练习 B.两个实验中，曲颈瓶内汞的表面都有黑色物 质生成 A组 C.拉瓦锡的实验中，玻璃钟罩内汞的液面逐渐 1.节日期间的商场里顾客很多，有人感觉闷热 上升，达到一定高度后不再变化 缺氧，测定出氧气的体积分数可能是 ) D.两个实验中，汞的用量多少对实验没有影响 A.1% B.19%C.25% D.78% 6.冰箱中常用“气调保鲜”来达到对食物保鲜 2.小车剧烈冲撞后，安全气囊中会瞬间产生一 的效果。其中膜分离技术实现“气调保鲜”的部分 种空气中含量最多的气体。该气体为 ( 流程如图所示。完成下面小题。 A.氧气 B.氮气 富氧空气 C.二氧化碳 D.水蒸气 空 3.甲、乙两图分别是地球和火星的大气组成 (体积分数)示意图，下列说法中正确的是 ( 空气 送风机 膜装置 真空泵 过滤器 Ar氩气)等 (1)下列说法不正确的是 ( ) Ar氩气)等 A.上述流程中只发生了物理变化 B.空气过滤器的作用是去除空气中的尘埃和 杂质 A.地球和火星的大气中O,的体积分数相同 C.膜装置的主要功能是分离空气中的氧气和 B.地球和火星的大气中都有N2 氮气 C.地球和火星的大气中CO2的体积分数相同 D.进人冰箱保鲜室内的气体是“富氧空气” D.地球和火星的大气组成完全相同 (2)利用膜分离技术进行多级分离可以实现含 4.如图所示，甲、乙两个气密性良好的干燥集 氧量（体积比）超过90%的“富氧空气”，下列说法正 气瓶中都充满了空气。甲、乙瓶中的燃烧匙内分别 确的是 () 放有足量的红磷和炭粉，a、b为止水夹。分别点燃 A.“富氧空气”可以提高燃烧效率，因此可以 红磷和炭粉，充分燃烧后，恢复至室温，同时打开a、 用作助燃剂 b,则烧杯中的水可能先进人 ( B.“富氧空气”可以完全替代普通空气用于所 有场合 C.“富氧空气”因纯度不够不能代替用于医疗 炭粉 急救 D.“富氧空气”是一种纯净物 7.空气中的各种成分都有十分重要的用途。 A.甲瓶 B.乙瓶 请用字母填空。 C.同时进入 D.无法判断 A.制成有色电光源B.支持燃烧C.作保 5.英国科学家波义耳和法国化学家拉瓦锡曾 护气D.制氨肥的重要原料E.炼钢F.光合 做过貌似相同的两个实验，实验如下图，关于这两 作用的原料G.润湿空气，有利于人的呼吸 个实验的说法正确的是 (1)氧气： 曲颈甑 (2)氮气： (3)稀有气体： (4)二氧化碳： 波义耳 (5)水蒸气： 8.某科学兴趣小组查阅资料得知镁可在氨气 曲颈甑 中燃烧，于是设计了如下方案进行验证。 玻璃钟罩 步骤1：用盛水的水槽、无底的废广口瓶、燃烧 汞槽 匙、蒸发皿、橡皮塞等装配成如图所示的装置。另 拉瓦锡 准备一只有一根铜丝穿过的橡皮塞，铜丝末端固定 科学八年级下册 一根镁条。 点不同，又发现了氪气、氖气、氙气。 步骤2：引燃燃烧匙中足量的红磷，塞好橡皮 根据上述材料，回答下列问题： 塞。待充分冷却，观察到广口瓶内水面上升的体积 (1)与纯净氨气密度值更接近的是由 约占瓶内原空气体积的。左右 (填“空气中”或“含氮化合物反应”)获得 的氮气密度值。 步骤3：往水槽中加水使广口瓶 (2)实验中不断向瓶内补充氧气的目的是 内外水面相平。点燃镁条，更换橡 皮塞，镁条在广口瓶内继续燃烧，放 3镁条 (3)在当时实验条件下，很难利用化学反应除 出热量。待冷却后广口瓶内水位继 去氩气，获知“未知气体”中还有其他气体存在，其 续上升。 生 理由是 (1)步骤2的目的是 10.小明用如图甲所示装置测定空气中氧气的 (2)在步骤3“待冷却后广口瓶内水位继续上 含量。 升”是由于瓶内气压 (填“大于”“小于”或 电源 “等于”)外界气压。 (3)根据上述实验和你所学的知识，说明镁在 空气中燃烧时能与 和 反应。 B组 9.许多科学发现从重视微小差异开始。科学 家瑞利和拉姆塞正是重视氨气密度的微小差异，才 最终发现了稀有气体氩气。 材料一：1892年瑞利发现，在相同条件下，由空 甲 气中除去氧气、二氧化碳、水蒸气和灰尘后获得的 (1)实验时，取下橡胶塞，点燃红磷后迅速伸人 氮气，其密度为1.2572克/升；由含氨化合物反应并 集气瓶中并旋紧橡胶塞，这时看到的现象是 除去水蒸气后获得的氯气(NHNO2—N2个十 ,该反应的符号表达式为 2H20),其密度为1.2505克/升，两者密度差值虽 (2)小明又设计了如图乙所示的改进装置，其 小，却完全超出了实验误差范围。 中A是底面积为50cm3、高20cm的圆简状玻璃容 材料二：1894年4 器（带密封盖），上面标有以cm为单位的刻度。B 电源 月瑞利和拉姆塞开始用 是带刻度的敞口玻璃管（其他辅助装置略）。他的 如图装置进行“清除空 操作过程如下： 气中氨气”的实验研究： a.检查装置的气密性； 在倒立圆底烧瓶内引入 b.加入水并调整B的高度，使A中的液面至 金属导线 金属导线 两根金属导线，通电使 刻度15cm处； 瓶中空气里的氧气和氨 c.将过量的红磷平铺在惰性电热板上，盖紧密 碱液进口 气体进口 封盖； 气生成氨的氧化物，用 碱液出口 碱液来吸收生成的氯的氧化物和原有的二氧化碳 d.通电加热红磷，待充分反应后，冷却到原来 气体。并从气体进口不断向瓶内补充氧气，使反应 的状况，调整B的高度使容器A、B中的液面保持水 平，记录液面刻度。（注：A容器内固态物质所占的 持续进行。 体积忽略不计) 材料三：瑞利和拉姆塞又设计了另一实验装 置，将上述实验所得的气体干燥后，通过红热的铜 ①在操作a中检查装置气密性的方法是 粉来除去其中的氧气，得到少量的剩余气体，对剩 余气体做光谱分析得知，这是一种未知的气体，并 测得其密度约是氨气的1.5倍。1894年8月13日 ②在操作d结束时，装置A中液面的刻度约为 他们共同宣布：发现了一种未知气体，并命名为 cm(填整数)。如果在操作d结束时，装置 A中液面刻度在11cm处，则实验结果比理论值 氩气。 材料四：1898年拉姆塞等人利用不同的物质沸 (填“偏大”或“偏小”)； ③改进后的装置的优点是 拓展与培优 C组 气中氧气的体积分数是 (计算结果精确到 11.空气中氧气含量测定的再认识。 0.1%)。 【实验回顾】如图是实验室用红磷燃烧来粗略 (2)从实验原理角度分析，改进后的实验结果 测定空气中氧气含量的装置。 比前者准确度更高的原因是： 止水夹 ① 足量 ② 红磷 水 实验原理：由于红磷燃烧消耗空气中的氧气， 12.小龙利用图甲装置测量空气中氧气的体积 使瓶内 减小，烧杯中水倒吸到集气瓶。若 分数，并利用传感器实时测定，画出装置内的压强、 装置的气密性良好，操作规范，用量简测量进入瓶 温度和氧气体积分数随时间变化的趋势图（如图 中水的体积，能粗略测得空气中氧气的含量。 乙)。 【问题提出】有实验资料表明：燃烧过程中当氧 传感器 气体积分数低于7%时，红磷就无法继续燃烧，因此 红磷 通过上述实验，测量结果与理论值误差较大。 250毫升 【实验改进】 集气瓶 I.根据铁在空气中生锈的原理设计下图所示 时间 甲 乙 实验装置，再次测定空气中氧气含量。装置中饱和 (1)小龙连接装置后将导管伸入水中，用手捂 食盐水、活性炭会加速铁生锈。 住集气瓶，若观察到 ,则装置 m 浸有饱和食盐水的 气密性良好。 纸袋，内装足量 (2)为了减小图甲实验中的测量误差，以下方 铁粉、活性炭粉 法可行的有 。 (可多选) 水 A,反应结束后等充分冷却后再打开止水夹 Ⅱ.测得实验数据如下表： B.使红磷在集气瓶中被点燃 实验前 实验后 C.反应前在集气瓶中加人少量的水 测量 烧杯中水的 烧杯中剩余 集气瓶（扣除内 D.将装水的烧杯改为量简 项目 容物)和导管的 体积 水的体积 E.增加烧杯内水的体积 容积 F.加人过量的红磷 体积/mL 80.0 54.5 126.0 (3)结合所学知识判断图乙中哪条曲线表示氧 【交流表达】 气体积分数随时间的变化趋势，并说明理由： (1)根据表中数据计算，改进实验后测得的空