2.1 我们周围的空气 第1课时（分层作业）化学人教版九年级上册

**基本信息** 聚焦空气组成核心知识，通过基础认知-实验探究-综合应用三层递进设计，融合化学观念与科学探究，实现从概念理解到实践能力的梯度培养。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层|空气组成、纯净物分类、实验现象|选择题为主，如拉瓦锡贡献、氧气体积分数，强化化学观念中物质多样性认知| |提升层|实验装置分析、误差判断|结合红磷燃烧装置改进题，培养科学思维中的证据推理能力| |拓展层|数字化实验、中考真题|引入传感器数据曲线分析题，体现科学探究与实践中的技术应用，衔接阶段测评|

分层作业 课题1　我们周围的空气 第1课时 空气的组成 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案 B A C D A B B C CD 10．（1）78% 21% 0.03% （2）②④⑤⑥ ①③ 11． （1）汞液面上升 汞与氧气反应消耗氧气，钟罩内气体减少，压强减小 （2）④①③② （3）氮气 （4）反应结束后，温度下降，气体逐渐混合均匀 （5）红磷燃烧放热，装置中的气体受热体积膨胀，压强增大 19.37% （6）铜粉 题号 1 2 3 4 5 答案 C C D B A 6．（1）汞液面上升 Hg+O2HgO （2）P+O2P2O5 （3）红磷的量不足（或装置漏气或未等装置冷却至室温就打开弹簧夹） （4）打开弹簧夹 （5）反应刚开始，温度升高对压强的影响比气体减少对压强的影响大 （6）B烧杯中产生气泡，A烧杯中滴有酚酞的蒸馏水变红 （7）大于 （8）先变大后变小 白磷燃烧消耗了氧气，使瓶中气压降低 （9）18.3% 题号 1 2 3 答案 B C D 1 / 8 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 分层作业 课题1　我们周围的空气 第1课时 空气的组成 1．（2026·江苏常州·三模）历史上第一次明确提出空气是由氧气和氮气组成的科学家是 A．波义耳 B．拉瓦锡 C．门捷列夫 D．道尔顿 【答案】B 【解析】A、波义耳是最早提出化学元素概念的科学家，不符合题意； B、拉瓦锡通过汞燃烧定量实验，首次明确提出空气由氧气和氮气组成，符合题意； C、门捷列夫的核心贡献是发现元素周期律、编制出元素周期表，不符合题意； D、道尔顿提出了近代原子学说，不符合题意。 故选B。 2．（2026·河北邯郸·三模）空气质量检测站通过专业仪器精确测定空气成分，其中体积分数约占21%的气体是 A．氧气 B．氮气 C．二氧化碳 D．氦气 【答案】A 【解析】按空气体积分数由多到少的顺序为：氮气约占78%、氧气约占21%，稀有气体约占0.94%、二氧化碳约占0.03%，其他气体和杂质约占0.03%。故选A。 3．（2026·山西太原·三模）物质的性质及应用中，特别强调了物质的多样性，在以下四种物质的分类中，属于纯净物的是 A．空气 B．河水 C．氧气 D．矿泉水 【答案】C 【解析】A、空气包含、、等多种物质，属于混合物，错误； B、河水中含有水、可溶性杂质、不溶性泥沙等多种组分，属于混合物，错误； C、氧气仅由一种物质构成，属于纯净物，正确； D、矿泉水中含有水、多种矿物质离子等，属于混合物，错误。 故选C。 4．（2026·吉林·模拟预测）下列各组物质中，前者是纯净物，后者是混合物的是 A．食盐水、海水 B．稀有气体、石油 C．二氧化碳、氮气 D．二氧化硫、空气 【答案】D 【解析】A、食盐水由食盐和水混合而成，海水含多种盐、水等物质，二者均为混合物，错误； B、稀有气体由氦气、氖气等混合而成，石油是多种烃类的混合物，二者均为混合物，错误； C、二氧化碳和氮气均只含1种物质，二者都是纯净物，错误； D、二氧化硫由1种物质组成，属于纯净物；空气中含有氮气、氧气、二氧化碳等多种物质，属于混合物，正确。 故选D。 5．（2026·河南新乡·二模）化学实验的现象精彩纷呈。下列不属于“利用红磷燃烧测定空气中氧气含量”的实验现象的是 A．产生大量烟雾 B．红磷燃烧时放出热量 C．红磷燃烧时有火焰 D．冷却后打开弹簧夹水进入集气瓶 【答案】A 【解析】A、红磷燃烧生成五氧化二磷固体小颗粒，只会产生大量白烟，无液态小液滴（雾）生成，错误； B、燃烧属于放热反应，红磷燃烧时会放出热量，正确； C、红磷燃烧时会产生黄白色火焰，正确； D、红磷燃烧消耗集气瓶内的氧气，冷却后瓶内压强小于外界气压，打开弹簧夹后水会被压入集气瓶，正确。 故选A。 6．（25-26九年级上·广东深圳·阶段检测）关于测定空气中氧气含量的实验，下列说法正确的是 A．红磷熄灭后应立刻打开弹簧夹 B．实验前要检查装置的气密性 C．最终瓶中剩余的气体是纯净的氮气 D．实验时，只取用极少量红磷，可减少污染且不影响实验结果 【答案】B 【解析】A、红磷熄灭后瓶内温度较高，气体膨胀压强偏大，立刻打开弹簧夹会导致进入瓶内的水量偏少，测定结果偏小，需冷却至室温再打开弹簧夹，错误； B、实验前检查装置气密性是实验成功的前提，若装置漏气，外界空气进入瓶内，会导致测定结果偏小，正确； C、空气中除氮气、氧气外，还含有稀有气体、二氧化碳等多种气体，实验结束后瓶内剩余气体属于混合物，并非纯净的氮气，错误； D、红磷必须足量才能将瓶内氧气几乎完全消耗，若红磷量过少，氧气无法耗尽，会导致测定结果偏小，错误。 故选B。 7．（25-26九年级上·湖北十堰·阶段检测）二百多年前，法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分（实验装置如图）。关于该实验的说法不正确的是 A．汞在加热条件下，只和氧气反应 B．将曲颈甑中的汞换成蜡烛也能测定空气中氧气的含量 C．该实验说明氧气约占空气总体积的 D．实验中可观察到玻璃钟罩中液面上升 【答案】B 【解析】A、汞在加热的条件下，只和氧气反应，不与空气中的其他气体成分反应，故选项说法正确； B、蜡烛燃烧生成二氧化碳和水，装置内压强几乎不变，无法测定空气中氧气的含量，因此不能将汞换成蜡烛，故选项说法不正确； C、拉瓦锡用定量的方法测定了空气的成分，得出氧气约占空气体积的结论，故选项说法正确； D、该实验中，汞与空气中的氧气反应，在完全反应后，逐渐冷却至室温，由于消耗了氧气，装置内压强减小，玻璃钟罩中液面上升，故选项说法正确。 故选B。 8．（2026·云南昆明·二模）借鉴科学家的智慧，测定空气中氧气含量装置如下图，以下说法正确的是 A．图1：曲颈甑内液态汞表面产生黑色粉末 B．图2：图中的红磷可以换成木炭也可以达到目的 C．红磷相较于汞有反应更快且无毒的优点 D．原理：物质与氧气反应，装置内压强变大，液体倒吸 【答案】C 【解析】A、图1中，曲颈甑内的液态汞会和空气中的氧气发生反应，生成红色的氧化汞粉末，故选项说法错误； B、木炭燃烧生成二氧化碳气体，装置内压强几乎不变，无法测定空气中氧气含量，故选项说法错误； C、汞有毒且反应速率慢，红磷无毒、反应速率更快，故选项说法正确； D、这个实验的原理是物质和氧气发生反应，消耗掉装置内的氧气，使装置内的压强变小，外界的大气压会将液体压入装置内，而不是压强变大，故选项说法错误。 故选C。 9．（25-26八年级下·山东烟台·期中）通过数字化仪器进行空气中氧气含量的测定，密闭容器内的氧气含量和压强变化曲线如图所示，说法错误的是 A．瓶内压强先升高是因为温度升高 B．实验后压强恢复是因为打开活塞 C．红磷熄灭的原因是氧气耗尽 D．红磷的用量对反应的准确性无影响 【答案】CD 【解析】A、红磷燃烧放出大量的热，气体膨胀，瓶内压强先升高是因为反应放热导致，正确； B、实验后压强恢复是因为打开了活塞，内外压强相同，正确； C、数字化设备得到的密闭容器内的氧气含量和压强变化曲线图，最终装置内氧气的含量为10%，氧气没有耗尽，错误； D、使用红磷的目的是为了消耗空气中的氧气，红磷不足会导致氧气剩余过多，导致结果不准，错误。 故选CD。 10．（25-26九年级上·四川成都·阶段检测）回答下列问题： （1）按体积分数算，空气中氮气约占 ，氧气约占 ，二氧化碳占 。 （2）判断下列物质中属于纯净物的有 ，属于混合物的有 。 ①稀有气体    ②氮气    ③澄清石灰水    ④二氧化碳    ⑤五氧化二磷    ⑥冰水共存物 【答案】（1）78% 21% 0.03% （2）②④⑤⑥ ①③ 【解析】（1）空气中的气体按体积分数计，氮气约占78%、氧气约占21%、二氧化碳约占0.03%。 （2）①稀有气体是由氖气、氦气等混合而成，属于混合物； ②氮气由同种物质组成，属于纯净物； ③澄清石灰水是由氢氧化钙、水混合而成，属于混合物； ④二氧化碳由同种物质组成，属于纯净物； ⑤五氧化二磷由同种物质组成，属于纯净物； ⑥冰是固态的水，冰水混合物由水一种物质组成，属于纯净物； 故属于纯净物的是②④⑤⑥，属于混合物的是①③。 11．（24-25九年级上·江苏南京·期中）空气中含有多少氧气呢？学习小组开展“测定空气里氧气含量”的探究活动。 资料：1．相同的温度和体积下，气体压强与分子数成正比；2．相同的温度和压强下，气体体积与分子数成正比。 【史料研究】 二百多年前，化学家拉瓦锡利用汞能和氧气发生反应的原理，采用图1装置测出氧气约占空气体积的1/5。 （1）加热时，曲颈甑内液态汞表面产生红色粉末，玻璃钟罩内的现象是________，产生该现象的原因是________。 【设计与实验】 设计并利用图2装置测空气里氧气含量。 （2）主要步骤如下，正确的顺序为________（填序号）。 ①弹簧夹夹紧胶皮管   ②红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹   ③点燃红磷后立即伸入瓶中并塞紧塞子   ④在集气瓶中加入少量水，将水面上方空间分成5等份 （3）实验结束，集气瓶中剩余气体的主要成分是________。 【优化与实验】 同学们利用图2装置多次实验，水面均未上升到刻度“1”。经讨论后，分别取足量红磷、白磷采用图3装置进行实验，记录并处理数据分别如图4、图5。 （4）图4中氧气含量从8.05%上升到9.26%，原因可能是________。 （5）图5中BC段压强增大，原因是________。计算白磷消耗的氧气占空气体积的_____%（精确到0.01%）。 【反思与交流】 （6）上述实验中汞、白磷和五氧化二磷有毒，对环境“不友好”。结合实验原理和药品弊端，可选择的替代药品有________（写一种）。 【答案】（1）汞液面上升 汞与氧气反应消耗氧气，钟罩内气体减少，压强减小 （2）④①③② （3）氮气 （4）反应结束后，温度下降，气体逐渐混合均匀 （5）红磷燃烧放热，装置中的气体受热体积膨胀，压强增大 19.37% （6）铜粉 【解析】（1）加热时，曲颈甑内液态汞表面产生红色粉末，玻璃钟罩内的现象是汞液面上升，故填汞液面上升； 实验中，汞与氧气反应消耗氧气，钟罩内气体减少，压强减小，在大气压的作用下，玻璃钟罩内的汞液面上升，故填汞与氧气反应消耗氧气，钟罩内气体减少，压强减小。 （2）利用图2装置测空气里氧气含量，实验步骤是在集气瓶中加入少量水，将水面上方空间分成5等份，然后弹簧夹夹紧胶皮管，再点燃红磷后立即伸入瓶中并塞紧塞子，最后红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，故填④①③②。 （3）实验中，红磷然后消耗氧气，生成五氧化二磷固体粉末，则实验结束，集气瓶中剩余气体的主要成分是氮气，故填氮气。 （4）图4中氧气含量从8.05%上升到9.26%，原因可能是反应结束后，温度下降，气体逐渐混合均匀，测定氧气的体积分数增大一些，故填反应结束后，温度下降，气体逐渐混合均匀。 （5）图5中BC段压强增大，原因是红磷燃烧放热，装置中的气体受热体积膨胀，压强增大，故填红磷燃烧放热，装置中的气体受热体积膨胀，压强增大； 相同的温度和体积下，气体压强与分子数成正比，相同的温度和压强下，气体体积与分子数成正比，则白磷消耗的氧气占空气体积的百分数=×100%≈19.37%，故填19.37%。 （6）铜在加热的条件下与空气中的氧气反应生成氧化铜固体，氧化铜不会污染空气，所以可以用铜粉代替汞或白磷，故填铜粉。 1．（2026·陕西宝鸡·一模）兴趣小组设计装置甲和乙测定空气中氧气含量。装置乙中，足量铜粉平铺在惰性电热板上，A中初始液面在刻度15cm处，实验结束后，A中液面至刻度12cm处。下列说法不正确的是 A．装置甲中弹簧夹打开的最佳时间是红磷熄灭并冷却至室温后 B．实验过程中，装置甲集气瓶内、装置乙A中的气压均会改变 C．装置乙测得空气中氧气含量为16% D．装置乙比装置甲更环保且测定结果更准确 【答案】C 【解析】A、若未冷却就打开弹簧夹，瓶内温度高、气压大，会导致进入瓶内的水偏少，测量结果偏小。因此，必须冷却至室温后再打开，不符合题意； B、装置甲：红磷燃烧放热，瓶内气压先增大；冷却后，因氧气被消耗，气压减小。装置乙：铜粉加热消耗氧气，A 中气压减小，液面上升。因此，两者气压均会改变，不符合题意； C、A 中初始液面在 15cm 处，实验结束后在 12cm 处，消耗的氧气体积对应的刻度差为 15cm−12cm=3cm。以初始空气体积对应的刻度为 15cm 计算，氧气含量为：，而非 16%，符合题意； D、装置乙在密闭容器中反应，避免了红磷点燃后伸入集气瓶时造成的空气逸出和五氧化二磷污染，更环保。铜粉平铺，能更充分地消耗氧气，测定结果更准确，不符合题意； 故选C。 2．（25-26九年级上·四川成都·阶段检测）图中甲装置使用了传感器技术实时测定红磷燃烧时装置内压强、温度、氧气浓度的变化，图乙是实验测得的数据，则下列说法正确的是 A．X 曲线测量的是氧气浓度的变化 B．Y 曲线表示的是温度变化的情况 C．图中 d 点时打开活塞，水开始倒吸到广口瓶中 D．图中 cd 段压强下降的原因只是红磷燃烧，消耗氧气 【答案】C 【解析】A、红磷燃烧消耗氧气，放出大量的热，随着反应的进行，氧气浓度逐渐减小。X 曲线测量的是温度的变化，此选项错误； B、红磷燃烧消耗氧气，随着反应的进行，氧气浓度逐渐减小。当氧气浓度小到一定程度时，不能再支持燃烧，冷却至室温，打开止水夹，水进入，氧气的浓度又逐渐增大到一定量，所以反应Y 曲线表示的是氧气浓度变化的情况，此选项错误； C、图中 d 点所在的曲线表示压强的变化，红磷燃烧放出大量的热，容器内压强变大，随着温度逐渐降低，压强逐渐减小。打开活塞，水开始倒吸到广口瓶中，容器内压强变大，此选项正确； D、 图中 cd 段压强下降的原因除了红磷燃烧，消耗氧气外，含有温度降低的原因，此选项错误。 故选C。 3．（25-26八年级上·山东潍坊·期末）兴趣小组用传感器探究足量蜡烛、红磷、白磷在密闭容器中燃烧的耗氧量，测得容器内氧气体积分数变化如图。下列分析正确的是 A．测定空气中氧气含量效果最好的是蜡烛，因为它反应速率快 B．这三种物质燃烧时所需氧气浓度最低的是蜡烛 C．若用这三种物质做实验，测得空气中氧气含量偏高 D．三个实验均需要冷却至室温再读数 【答案】D 【解析】A、测定空气中氧气含量的要求：能将密闭容器内的氧气尽可能耗尽；生成物为固体，不产生气体，避免影响容器内压强。从曲线可知：蜡烛燃烧后氧气剩余量远高于红磷和白磷，说明蜡烛无法将氧气耗尽，且蜡烛燃烧生成二氧化碳和水，二氧化碳是气体，会填充消耗氧气的体积，导致容器内压强变化不明显，无法准确测定氧气体积分数，说法错误； B、燃烧停止的本质原因是：容器内氧气浓度降低至可燃物燃烧所需氧气浓度以下，可燃物无法继续燃烧。曲线最低点对应“反应停止时的最低氧气浓度”，该数值越小，说明可燃物燃烧所需的氧气浓度越低。从图表可见：蜡烛燃烧停止时氧气剩余量最高，白磷燃烧停止时氧气剩余量最低，因此所需氧气浓度最低的是白磷，蜡烛所需氧气浓度最高，说法错误； C、从图中可以看出，三种物质燃烧后均有氧气剩余，导致测得的氧气消耗量偏小，因此计算出的空气中氧气含量会偏低，说法错误； D、三种物质燃烧均为放热反应，会导致容器内温度升高，而气体传感器的读数会受温度影响，为保证测量结果的准确性，应冷却至室温再读取数据，说法正确； 故选D。 4．（25-26八年级上·山东潍坊·期末）利用数字化实验可以更准确地测定空气中氧气含量。图1为实验装置(集气瓶内部容积为200mL，实验前预先放入了少量的水)，图2为用气体压力传感器测得的集气瓶中气压变化情况。下列说法不正确的是 A．图1实验中，充分反应后，冷却至室温，理论上倒流回集气瓶中的水的体积为40mL B．图2中，b～c段气压变化的原因是红磷点燃后伸入集气瓶中速度太快 C．图2中，c～d段气压变化的原因是瓶内氧气被不断消耗 D．图2中，导致d～e段气压变化的实验操作是打开弹簧夹 【答案】B 【解析】A、忽略集气瓶中预先放入的少量水的体积，按理想情况计算，其中氧气约占空气体积的，氧气的体积=，红磷燃烧耗尽氧气后，冷却至室温，瓶内压强减小，水会倒流入集气瓶，倒流的水的体积就等于消耗的氧气体积=40mL，说法正确； B、图2中b～c段气压迅速升高，原因是红磷燃烧是放热反应，使瓶内气体受热膨胀，导致气压增大。红磷点燃后伸入集气瓶中速度太快，会使瓶内部分空气受热逸出，这会导致后续实验测得的氧气体积偏大，但不会直接导致b～c段气压升高，说法错误； C、图2中c～d段气压持续下降，主要原因是红磷燃烧消耗了瓶内的氧气，且燃烧结束后装置逐渐冷却，气体收缩，瓶内氧气被不断消耗是导致气压下降的根本原因，说法正确； D、图2中d～e段气压迅速回升至接近初始值，这是因为打开了弹簧夹，烧杯中的水在外界大气压的作用下，迅速倒吸入集气瓶内，使瓶内的气压快速恢复，说法正确； 故选B。 5．（25-26八年级上·山东日照·期末）某校课外化学兴趣小组的同学利用数字化技术对“空气中氧气体积分数的测定”进行了再探究(如图1)，得到的数据曲线如图2所示，下列有关说法不正确的是 【查阅资料】红磷燃烧生成五氧化二磷，五氧化二磷有毒，易溶于水。 A．X曲线表示的是氧气的浓度 B．集气瓶中装的水有吸收五氧化二磷的作用 C．图1装置中观察到的现象：红磷燃烧，产生大量白烟 D．图2压强曲线中，BC段气压变化的原因是红磷燃烧放热导致气压增大幅度大于氧气消耗导致气压减小幅度 【答案】A 【解析】用红磷燃烧来测定空气中氧气含量时，瓶内温度、压强、氧气浓度的变化情况如下： 温度变化：整个过程中，温度先升高（红磷燃烧放热），之后逐渐降低，最终恢复至实验初始的室温； 压强变化：整个过程中，压强先增大（燃烧放热使气压增幅大于氧气消耗的降幅），之后逐渐减小（燃烧结束后温度下降、氧气持续消耗至红磷熄灭），最终稳定在比初始压强低的水平；打开止水夹后，水进入瓶内，压强恢复至初始大气压； 氧气浓度变化：整个过程中，氧气浓度先降低，红磷燃烧时快速下降，燃烧结束后不再下降，维持在较低水平。 A、X曲线先上升，后下降逐渐恢复至原位置，所以X曲线表示的是瓶内温度的变化，故A选项错误； B、五氧化二磷有毒，会造成空气污染，五氧化二磷易溶于水，所以集气瓶中装水的作用是吸收五氧化二磷，防止空气污染，故B选项正确； C、红磷燃烧产生大量白烟，放出大量的热，故C选项正确； D、由分析可知，D选项正确； 故选A。 6．（24-25九年级上·江苏苏州·期中）科学探究和证据推理是化学学科的核心素养。化学兴趣小组对“测定空气中氧气的含量”实验进行探究，并基于证据进行推理分析。 【拉瓦锡的实验】 二百多年前，化学家拉瓦锡利用汞能和氧气发生反应的原理采用图1装置测出空气中氧气的含量。 （1）加热时，曲颈甑内液态汞表面产生红色粉末，玻璃钟罩内的现象是____，导致该现象发生的原因是（写该化学反应的符号表达式）___________。 【化学课上的实验】化学兴趣小组用图2装置进行探究。 （2）写出红磷燃烧的符号表达式________。 （3）用图2装置测出空气中氧气体积分数小于，可能的原因是 _____。（答一点） 【数字化实验】 同学们利用图3装置多次实验，水面均未上升到刻度“1”。经讨论后，取足量红磷采用如图4装置进行实验，记录并处理数据如图4所示。 （4）利用图3装置测定空气中氧气含量并结合传感器技术，测得实验过程中容器内气体压强、温度的变化趋势如图5所示。请结合实验原理，写出引起DE段气体压强变化的操作是：_____。 （5）图4中AB段压强增大，原因是 _______________。 【拓展实验】用镁条测定空气中氧气的含量。 同学们又进行了图5所示实验，发现产物中有少许黄色固体。 【提出问题】黄色固体是什么呢？ 【查阅资料】①氧化镁为白色固体；②镁能与空气中的氮气反应生成黄色的氮化镁固体；③氮化镁可与水反应生成氨气；④氨气易挥发，溶于水，使无色酚酞溶液变红。 【作出猜想】黄色固体可能为氮化镁。 【实验过程】进行图6所示实验：取燃烧产物于烧杯B中，加入适量水，然后用大烧杯罩住烧杯A和B。 【实验结论】 （6）观察到的现象是________，据此可推断燃烧产物中含氮化镁。 【反思交流】 （7）进行图5所示实验时，在确保规范操作的前提下，该同学所测得的空气中氧气的体积分数 _______ （填“大于”“小于”或“等于”）。 【拓展延伸】已知白磷燃烧所需要的最低温度为40℃。锥形瓶内空气体积为230mL，注射器中水的体积为50mL，按图7所示连接好仪器，夹紧弹簧夹，先将锥形瓶底部放入热水中，白磷很快被引燃。 （8）整个实验过程中，气球的变化是_________；待白磷熄灭后冷却至室温后打开弹簧夹，还可观察到注射器中的水自动向下喷射出来，原因是____。 （9）若瓶内白磷和细沙的体积忽略不计，当注射器中的水还剩8.0mL时停止流下，根据该实验可得出空气中氧气的体积分数为 __________。（结果保留一位小数） 【答案】（1）汞液面上升 Hg+O2HgO （2）P+O2P2O5 （3）红磷的量不足（或装置漏气或未等装置冷却至室温就打开弹簧夹） （4）打开弹簧夹 （5）反应刚开始，温度升高对压强的影响比气体减少对压强的影响大 （6）B烧杯中产生气泡，A烧杯中滴有酚酞的蒸馏水变红 （7）大于 （8）先变大后变小 白磷燃烧消耗了氧气，使瓶中气压降低 （9）18.3% 【解析】（1）加热时，曲颈甑内液态汞表面产生红色粉末，原因是汞和氧气在加热的条件下反应生成氧化汞，钟罩内氧气减少，则观察到玻璃钟罩内的现象是汞液面上升，该化学反应的符号表达式为Hg+O2HgO。 （2）红磷和氧气在点燃的条件下反应生成五氧化二磷，该反应的符号表达式为P+O2P2O5。 （3）用图2装置测出空气中氧气体积分数小于，可能原因有红磷的量不足，没有消耗尽装置内的氧气；装置漏气，在反应过程中有外界空气进入；未等装置冷却至室温就打开弹簧夹，此时装置内温度较高，压强较大，进入装置内水的体积偏小等。 （4）装置中红磷燃烧，放出大量的热，消耗氧气，瓶内压强减小，反应完全后冷却至室温，打开弹簧夹，由于内外的压强差，烧杯中的水进入集气瓶中，瓶内压强随之增大，故引起DE段气体压强变大的操作是打开弹簧夹。 （5）红磷燃烧放热，温度升高，装置内压强增大，同时红磷燃烧消耗氧气，装置内压强减小，由于反应刚开始，温度升高对压强的影响比气体减少对压强的影响大，所以图4中AB段压强增大。 （6）由于氮化镁可与水反应生成氨气，氨气易挥发，溶于水，使无色酚酞变红，所以观察到的现象是B烧杯中产生气泡，A烧杯中滴有酚酞的蒸馏水变红，可推断燃烧产物中含氮化镁。 （7）镁燃烧不仅消耗集气瓶内氧气，镁还和氮气反应生成氮化镁，使得集气瓶内气体减少的体积大于。 （8）白磷燃烧放热，使装置内压强变大，气球膨胀，待反应结束，冷却至室温后，红磷燃烧消耗了氧气，装置内压强减小，气球变小，故整个实验过程中，气球先变大后变小，待白磷熄灭后冷却至室温后打开弹簧夹，还可观察到注射器中的水自动喷射出来，原因是白磷燃烧消耗了氧气，使瓶中气压降低，在外界大气压的作用下，注射器中的水自动喷射出来。 （9）进入的水的体积即为消耗的氧气的体积，则消耗的氧气的体积为50mL-8.0mL=42mL，则空气中氧气的体积分数为×100%≈18.3%。 1．（2025·天津·中考真题）下列物质属于混合物的是 A．液态氧 B．洁净的海水 C．冰水混合物 D．氧化镁 【答案】B 【解析】A、液态氧是氧气（）在液态状态下的形式，仅含一种物质，属于纯净物（单质），故A错误； B、海水含有水、氯化钠、氯化镁等多种物质，即使经过净化处理，仍为混合物，故B正确； C、冰（固态水）和水（液态水）是同一种物质（H₂O）的不同状态，成分单一，属于纯净物中的氧化物，故C错误； D、氧化镁（MgO）是镁和氧按固定比例化合而成的化合物，属于纯净物中的氧化物，故D错误。 故选B。 2．（2025·山东德州·中考真题）兴趣小组利用氧气传感器检测足量红磷在空气中燃烧时氧气的含量，结果如图所示。下列说法正确的是 A．空气中氧气的质量分数为21% B．燃烧时，容器内产生大量白雾 C．恢复至室温，容器内压强比燃烧前小 D．红磷燃烧将容器内的氧气全部消耗 【答案】C 【解析】A、空气中氧气的体积分数约为21%，不是质量分数，该说法错误； B、红磷燃烧产生大量白烟，不是白雾，该说法错误； C、红磷燃烧消耗氧气，生成五氧化二磷固体，恢复至室温，容器内气体减少，压强比燃烧前小，该说法正确； D、由图可知，红磷燃烧后容器内还有氧气剩余，没有将氧气全部消耗，该说法错误。 故选C。 3．（2024·内蒙古赤峰·中考真题）如图是测定空气中氧气含量的改进实验装置（夹持装置已省略），对该实验认识正确的是 A．现象：实验过程中，红磷燃烧，产生大量白雾 B．推论：实验后，玻璃管中剩余气体具有可燃性 C．分析：红磷的量多或少，都不会影响实验结果 D．评价：用改进装置实验，能减少对空气的污染 【答案】D 【解析】A、实验过程中，红磷燃烧，产生大量白烟，A错误； B、实验后，红磷有剩余，且不再燃烧，说明玻璃管中剩余气体不具有可燃性，B错误； C、红磷必须过量，确保试管中的氧气被完全消耗，红磷不足会导致试管中有氧气剩余，测量结果偏小，C错误； D、红磷燃烧产生的五氧化二磷是有毒物质，该装置在密封装置内引燃红磷，能减少五氧化二磷对空气的污染，D正确。 故选D。 1 / 8 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 分层作业 课题1　我们周围的空气 第1课时 空气的组成 1．（2026·江苏常州·三模）历史上第一次明确提出空气是由氧气和氮气组成的科学家是 A．波义耳 B．拉瓦锡 C．门捷列夫 D．道尔顿 2．（2026·河北邯郸·三模）空气质量检测站通过专业仪器精确测定空气成分，其中体积分数约占21%的气体是 A．氧气 B．氮气 C．二氧化碳 D．氦气 3．（2026·山西太原·三模）物质的性质及应用中，特别强调了物质的多样性，在以下四种物质的分类中，属于纯净物的是 A．空气 B．河水 C．氧气 D．矿泉水 4．（2026·吉林·模拟预测）下列各组物质中，前者是纯净物，后者是混合物的是 A．食盐水、海水 B．稀有气体、石油 C．二氧化碳、氮气 D．二氧化硫、空气 5．（2026·河南新乡·二模）化学实验的现象精彩纷呈。下列不属于“利用红磷燃烧测定空气中氧气含量”的实验现象的是 A．产生大量烟雾 B．红磷燃烧时放出热量 C．红磷燃烧时有火焰 D．冷却后打开弹簧夹水进入集气瓶 6．（25-26九年级上·广东深圳·阶段检测）关于测定空气中氧气含量的实验，下列说法正确的是 A．红磷熄灭后应立刻打开弹簧夹 B．实验前要检查装置的气密性 C．最终瓶中剩余的气体是纯净的氮气 D．实验时，只取用极少量红磷，可减少污染且不影响实验结果 7．（25-26九年级上·湖北十堰·阶段检测）二百多年前，法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分（实验装置如图）。关于该实验的说法不正确的是 A．汞在加热条件下，只和氧气反应 B．将曲颈甑中的汞换成蜡烛也能测定空气中氧气的含量 C．该实验说明氧气约占空气总体积的 D．实验中可观察到玻璃钟罩中液面上升 8．（2026·云南昆明·二模）借鉴科学家的智慧，测定空气中氧气含量装置如下图，以下说法正确的是 A．图1：曲颈甑内液态汞表面产生黑色粉末 B．图2：图中的红磷可以换成木炭也可以达到目的 C．红磷相较于汞有反应更快且无毒的优点 D．原理：物质与氧气反应，装置内压强变大，液体倒吸 9．（25-26八年级下·山东烟台·期中）通过数字化仪器进行空气中氧气含量的测定，密闭容器内的氧气含量和压强变化曲线如图所示，说法错误的是 A．瓶内压强先升高是因为温度升高 B．实验后压强恢复是因为打开活塞 C．红磷熄灭的原因是氧气耗尽 D．红磷的用量对反应的准确性无影响 10．（25-26九年级上·四川成都·阶段检测）回答下列问题： （1）按体积分数算，空气中氮气约占 ，氧气约占 ，二氧化碳占 。 （2）判断下列物质中属于纯净物的有 ，属于混合物的有 。 ①稀有气体    ②氮气    ③澄清石灰水    ④二氧化碳    ⑤五氧化二磷    ⑥冰水共存物 11．（24-25九年级上·江苏南京·期中）空气中含有多少氧气呢？学习小组开展“测定空气里氧气含量”的探究活动。 资料：1．相同的温度和体积下，气体压强与分子数成正比；2．相同的温度和压强下，气体体积与分子数成正比。 【史料研究】 二百多年前，化学家拉瓦锡利用汞能和氧气发生反应的原理，采用图1装置测出氧气约占空气体积的1/5。 （1）加热时，曲颈甑内液态汞表面产生红色粉末，玻璃钟罩内的现象是________，产生该现象的原因是________。 【设计与实验】 设计并利用图2装置测空气里氧气含量。 （2）主要步骤如下，正确的顺序为________（填序号）。 ①弹簧夹夹紧胶皮管   ②红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹   ③点燃红磷后立即伸入瓶中并塞紧塞子   ④在集气瓶中加入少量水，将水面上方空间分成5等份 （3）实验结束，集气瓶中剩余气体的主要成分是________。 【优化与实验】 同学们利用图2装置多次实验，水面均未上升到刻度“1”。经讨论后，分别取足量红磷、白磷采用图3装置进行实验，记录并处理数据分别如图4、图5。 （4）图4中氧气含量从8.05%上升到9.26%，原因可能是________。 （5）图5中BC段压强增大，原因是________。计算白磷消耗的氧气占空气体积的_____%（精确到0.01%）。 【反思与交流】 （6）上述实验中汞、白磷和五氧化二磷有毒，对环境“不友好”。结合实验原理和药品弊端，可选择的替代药品有________（写一种）。 1．（2026·陕西宝鸡·一模）兴趣小组设计装置甲和乙测定空气中氧气含量。装置乙中，足量铜粉平铺在惰性电热板上，A中初始液面在刻度15cm处，实验结束后，A中液面至刻度12cm处。下列说法不正确的是 A．装置甲中弹簧夹打开的最佳时间是红磷熄灭并冷却至室温后 B．实验过程中，装置甲集气瓶内、装置乙A中的气压均会改变 C．装置乙测得空气中氧气含量为16% D．装置乙比装置甲更环保且测定结果更准确 2．（25-26九年级上·四川成都·阶段检测）图中甲装置使用了传感器技术实时测定红磷燃烧时装置内压强、温度、氧气浓度的变化，图乙是实验测得的数据，则下列说法正确的是 A．X 曲线测量的是氧气浓度的变化 B．Y 曲线表示的是温度变化的情况 C．图中 d 点时打开活塞，水开始倒吸到广口瓶中 D．图中 cd 段压强下降的原因只是红磷燃烧，消耗氧气 3．（25-26八年级上·山东潍坊·期末）兴趣小组用传感器探究足量蜡烛、红磷、白磷在密闭容器中燃烧的耗氧量，测得容器内氧气体积分数变化如图。下列分析正确的是 A．测定空气中氧气含量效果最好的是蜡烛，因为它反应速率快 B．这三种物质燃烧时所需氧气浓度最低的是蜡烛 C．若用这三种物质做实验，测得空气中氧气含量偏高 D．三个实验均需要冷却至室温再读数 4．（25-26八年级上·山东潍坊·期末）利用数字化实验可以更准确地测定空气中氧气含量。图1为实验装置(集气瓶内部容积为200mL，实验前预先放入了少量的水)，图2为用气体压力传感器测得的集气瓶中气压变化情况。下列说法不正确的是 A．图1实验中，充分反应后，冷却至室温，理论上倒流回集气瓶中的水的体积为40mL B．图2中，b～c段气压变化的原因是红磷点燃后伸入集气瓶中速度太快 C．图2中，c～d段气压变化的原因是瓶内氧气被不断消耗 D．图2中，导致d～e段气压变化的实验操作是打开弹簧夹 5．（25-26八年级上·山东日照·期末）某校课外化学兴趣小组的同学利用数字化技术对“空气中氧气体积分数的测定”进行了再探究(如图1)，得到的数据曲线如图2所示，下列有关说法不正确的是 【查阅资料】红磷燃烧生成五氧化二磷，五氧化二磷有毒，易溶于水。 A．X曲线表示的是氧气的浓度 B．集气瓶中装的水有吸收五氧化二磷的作用 C．图1装置中观察到的现象：红磷燃烧，产生大量白烟 D．图2压强曲线中，BC段气压变化的原因是红磷燃烧放热导致气压增大幅度大于氧气消耗导致气压减小幅度 6．（24-25九年级上·江苏苏州·期中）科学探究和证据推理是化学学科的核心素养。化学兴趣小组对“测定空气中氧气的含量”实验进行探究，并基于证据进行推理分析。 【拉瓦锡的实验】 二百多年前，化学家拉瓦锡利用汞能和氧气发生反应的原理采用图1装置测出空气中氧气的含量。 （1）加热时，曲颈甑内液态汞表面产生红色粉末，玻璃钟罩内的现象是____，导致该现象发生的原因是（写该化学反应的符号表达式）___________。 【化学课上的实验】化学兴趣小组用图2装置进行探究。 （2）写出红磷燃烧的符号表达式________。 （3）用图2装置测出空气中氧气体积分数小于，可能的原因是 _____。（答一点） 【数字化实验】 同学们利用图3装置多次实验，水面均未上升到刻度“1”。经讨论后，取足量红磷采用如图4装置进行实验，记录并处理数据如图4所示。 （4）利用图3装置测定空气中氧气含量并结合传感器技术，测得实验过程中容器内气体压强、温度的变化趋势如图5所示。请结合实验原理，写出引起DE段气体压强变化的操作是：_____。 （5）图4中AB段压强增大，原因是 _______________。 【拓展实验】用镁条测定空气中氧气的含量。 同学们又进行了图5所示实验，发现产物中有少许黄色固体。 【提出问题】黄色固体是什么呢？ 【查阅资料】①氧化镁为白色固体；②镁能与空气中的氮气反应生成黄色的氮化镁固体；③氮化镁可与水反应生成氨气；④氨气易挥发，溶于水，使无色酚酞溶液变红。 【作出猜想】黄色固体可能为氮化镁。 【实验过程】进行图6所示实验：取燃烧产物于烧杯B中，加入适量水，然后用大烧杯罩住烧杯A和B。 【实验结论】 （6）观察到的现象是________，据此可推断燃烧产物中含氮化镁。 【反思交流】 （7）进行图5所示实验时，在确保规范操作的前提下，该同学所测得的空气中氧气的体积分数 _______ （填“大于”“小于”或“等于”）。 【拓展延伸】已知白磷燃烧所需要的最低温度为40℃。锥形瓶内空气体积为230mL，注射器中水的体积为50mL，按图7所示连接好仪器，夹紧弹簧夹，先将锥形瓶底部放入热水中，白磷很快被引燃。 （8）整个实验过程中，气球的变化是_________；待白磷熄灭后冷却至室温后打开弹簧夹，还可观察到注射器中的水自动向下喷射出来，原因是____。 （9）若瓶内白磷和细沙的体积忽略不计，当注射器中的水还剩8.0mL时停止流下，根据该实验可得出空气中氧气的体积分数为 __________。（结果保留一位小数） 1．（2025·天津·中考真题）下列物质属于混合物的是 A．液态氧 B．洁净的海水 C．冰水混合物 D．氧化镁 2．（2025·山东德州·中考真题）兴趣小组利用氧气传感器检测足量红磷在空气中燃烧时氧气的含量，结果如图所示。下列说法正确的是 A．空气中氧气的质量分数为21% B．燃烧时，容器内产生大量白雾 C．恢复至室温，容器内压强比燃烧前小 D．红磷燃烧将容器内的氧气全部消耗 3．（2024·内蒙古赤峰·中考真题）如图是测定空气中氧气含量的改进实验装置（夹持装置已省略），对该实验认识正确的是 A．现象：实验过程中，红磷燃烧，产生大量白雾 B．推论：实验后，玻璃管中剩余气体具有可燃性 C．分析：红磷的量多或少，都不会影响实验结果 D．评价：用改进装置实验，能减少对空气的污染 1 / 8 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $