3.1 空气的成分（知识清单）化学新教材沪科版五四学制八年级全一册

该初中化学知识清单系统梳理了空气成分的知识体系。从拉瓦锡实验和红磷实验探究空气成分入手，明确空气的组成及体积分数，区分纯净物与混合物，进而学习氮气和稀有气体的性质与用途，最后了解空气污染的来源、防治措施。 知识链路按“实验探究-成分组成-物质分类-性质用途-实际应用”逻辑展开，通过实验原理分析、误差讨论、对比表格及易错提醒构建框架。体现科学探究与实践（实验操作与分析）、科学思维（证据推理与模型建构），帮助学生形成“性质决定用途”的化学观念。

专题3 空气、氧气、二氧化碳 二氧化碳 课题1 空气的成分 一、空气成分的探索 1.拉瓦锡实验 1774 年，法国化学家 通过定量实验研究了空气成分。 实验方法 在密闭装置中加热汞 实验现象 表面有红色物质出现，装置内空气气体体积减少 。 文字表达式 汞+氧气氧化汞 实验结论 推测空气中含有 体积的氧气 2.实验探究：测定空气中氧气的含量 装置 原理 ①红磷燃烧消耗集气瓶内空气中的 ，导致集气瓶内的 ， 量筒中的水被 。 ②通过测定 可知被消耗氧气的体积，从而达到测定空气中氧气含量的目的。 现象 ①红磷燃烧时，产生 ，并 ； ②打开弹簧夹，量筒中的水 ，集气瓶内液面上升。量筒内减少的水的体积大约是 。 表达式 文字表达式 符号表达式 结论 空气中含有氧气，氧气约占空气总体积的 。 误差分析 ①小于1/5原因： ； ； 。 ②大于1/5原因： ； 。 实验注意点 （1）装置的气密性要好，否则测量结果偏小； （2）所用的红磷必须 ，如果红磷过少则氧气没有全部消耗完，测量结果偏小； （3）要等集气瓶 后才能打开弹簧夹，否则测量结果偏小； （4）要先夹住橡皮管，然后再点红磷，否则测量结果 ； 3．空气的成分及其体积分数 （1）空气的组成，按体积计算，氮气 、氧气 、 其他物质 1%（稀有气体 、二氧化碳 、 其他气体和杂质 0.03%）。 （2）通常情况下，空气中各成分的含量 。但 的含量是变化的， 的含量也会因人类活动的影响等而发生变化。 4．纯净物和混合物 纯净物 混合物 定义 的物质 的物质 特征 有固定的组成和性质 没有固定的组成和性质，各成分保持着它们各自的 。 表示 用化学符号表示 用化学符号表示 实例 、 、 等 、合金、 等 联系 二、氮气 1.物理性质：在通常状况下，氮气是一种无色、无气味的气体，难溶于水。 2.化学性质： ，在低温或常温下难与其他物质发生反应。 3.用途： 用途 对应的性质 作保护气 充入 ，隔绝氧气，防止食物 化学性质 （稳定） 灯泡充氮，隔绝氧气，防止 制取对人类有用的物质，如制造 、 等 条件下，氮气可与某些物质发生反应 用于制冷 用作仪器或机件的深度冷冻剂 液氮温度 为超导材料的实验提供低温环境 三、稀有气体 稀有气体包括 、 、 、氪、氙、氡等。 1.物理性质： 色、 味气体 ，通电时能 。 2.化学性质：很不活泼，一般 其他气体反应，曾被称为“ ”。 3.用途： 用途 对应的性质 制成 ， 如：氙气灯、霓虹灯等 通电时 作 ，焊接金属时隔绝空气防 化学性质 四、空气污染及防治 1.空气污染的来源： 和 产生的废气。 2.造成空气污染的物质： 和 。 3.空气质量报告 （1）空气质量报告利用 定量描述空气质量状况。 （2）目前，计入空气质量指数的污染物主要包括： 、 、 、 、 、 等。 （3）PM2.5含有大量 、 物质，且在大气中的停留时间长，对人体健康影响较大。 4.防止空气污染的措施：加强 ， 排放，积极 ，研制和开发 。 拓展延伸： 该实验的优点：装置密闭；汞能与氧气充分反应，将氧气近乎完全消耗；测定结果精准。 特别提醒： 1.实验前一定要检查装置的气密性。 2.该实验中的红磷不能换成木炭或蜡烛，因为木炭和蜡烛燃烧生成的二氧化碳是气体，导致瓶内压强无明显变化，烧杯中的水无法进入集气瓶。 拓展提升： 空气中氧气含量测定实验还能推导出氮气的性质是难溶于水且不燃烧也不支持燃烧。 易错提醒： 空气中各成分含量是指“体积分数”而不是“质量分数”。 拓展提升： 常见的混合物有：空气、合金、自然界的水、溶液、稀有气体、“浓××”、“稀××”、“×%的××”。 易错提醒： 1.物质的性质与用途之间是有对应关系的，切记不能弄混。 2.稀有气体做电光源是利用其物理性质，而不是化学性质。因为稀有气体“在通电时能发出不同颜色的光”，这个过程没有发生化学变化。 特别提醒： 1.二氧化碳能造成温室效应加剧，但不是空气污染物和有害气体。 2.空气质量指数越大，空气状况越差，污染越严重。 3.排放到空气中的二氧化硫、二氧化氮是引起酸雨的主要原因。 1.空气中各成分占比为体积分数（氮气 78%、氧气 21% 等），不是质量分数。 2.测定空气中氧气含量实验不能用木炭、硫替代红磷，二者燃烧生成气体会导致瓶内压强变化不明显。 3.红磷燃烧实验结论为氧气约占空气总体积的 1/5，不能表述为占空气质量的 1/5。 4.描述红磷燃烧现象不能出现 “五氧化二磷”，只能表述为产生大量白烟、放热，生成物名称属于实验结论。 5.测定氧含量实验进水体积小于 1/5，常见原因是红磷量不足、装置漏气、未冷却至室温就打开止水夹，易遗漏要点。 6.冰水共存物属于纯净物，不能因名称含 “混合” 二字误判为混合物。 7.稀有气体化学性质很不活泼，并非绝对不与任何物质反应，特定条件下也能发生化学反应。 8.氮气用作保护气利用的是化学性质不活泼，易误判为物理性质。 9.二氧化碳是温室气体，不属于空气污染物，易被错误归类为有害气体。 10.空气是混合物，由多种分子构成，不存在 “空气分子” 这一微粒。 11.测定氧含量实验进水体积大于 1/5，多因点燃红磷伸入集气瓶过慢、止水夹未夹紧，该点易被忽略。 12.稀有气体制作霓虹灯利用的是通电发光的物理性质，不能认为是化学性质。 学科网（北京）股份有限公司1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题3 空气、氧气、二氧化碳 二氧化碳 课题1 空气的成分 一、空气成分的探索 1.拉瓦锡实验 1774 年，法国化学家拉瓦锡通过定量实验研究了空气成分。 实验方法 在密闭装置中加热汞 实验现象 表面有红色物质出现，装置内空气气体体积减少1/5。 文字表达式 汞+氧气氧化汞 实验结论 推测空气中含有1/5体积的氧气 2.实验探究：测定空气中氧气的含量 装置 原理 ①红磷燃烧消耗集气瓶内空气中的氧气，导致集气瓶内的压强减小， 量筒中的水被倒吸入集气瓶。 ②通过测定进入瓶中水的体积可知被消耗氧气的体积，从而达到测定空气中氧气含量的目的。 现象 ①红磷燃烧时，产生大量白烟，并放出热量； ②打开弹簧夹，量筒中的水沿导管进入集气瓶，集气瓶内液面上升。量筒内减少的水的体积大约是50 mL。 表达式 文字表达式 磷+ 氧气 五氧化二磷 符号表达式P + O2 P2O5 结论 空气中含有氧气，氧气约占空气总体积的1/5。 误差分析 ①小于1/5原因：装置漏气；红磷量不足；未冷却到室温就打开弹簧夹。 ②大于1/5原因：弹簧没有夹紧；插入燃烧匙太慢。 实验注意点 （1）装置的气密性要好，否则测量结果偏小； （2）所用的红磷必须过量，如果红磷过少则氧气没有全部消耗完，测量结果偏小； （3）要等集气瓶冷却后才能打开弹簧夹，否则测量结果偏小； （4）要先夹住橡皮管，然后再点红磷，否则测量结果偏大； 3．空气的成分及其体积分数 （1）空气的组成，按体积计算，氮气 78%、氧气 21%、 其他物质 1%（稀有气体 0.94%、二氧化碳 0.03%、 其他气体和杂质 0.03%）。 （2）通常情况下，空气中各成分的含量相对稳定。但水蒸气的含量是变化的，二氧化碳的含量也会因人类活动的影响等而发生变化。 4．纯净物和混合物 纯净物 混合物 定义 只由一种物质组成的物质 由两种或两种以上的物质混合而成的物质 特征 有固定的组成和性质 没有固定的组成和性质，各成分保持着它们各自的性质。 表示 都可以用化学符号表示 不可以用化学符号表示 实例 氮气、氧气、二氧化碳等 空气、合金、海水等 联系 二、氮气 1.物理性质：在通常状况下，氮气是一种无色、无气味的气体，难溶于水。 2.化学性质：不活泼，在低温或常温下难与其他物质发生反应。 3.用途： 用途 对应的性质 作保护气 充入食品包装，隔绝氧气，防止食物腐败和压碎 化学性质不活泼（稳定） 灯泡充氮，隔绝氧气，防止钨丝氧化 制取对人类有用的物质，如制造氮肥、炸药等 特定条件下，氮气可与某些物质发生反应 用于制冷 用作仪器或机件的深度冷冻剂 液氮温度很低 为超导材料的实验提供低温环境 三、稀有气体 稀有气体包括氦、氖、氩、氪、氙、氡等。 1.物理性质：无色、无味气体 ，通电时能发出不同颜色的光。 2.化学性质：很不活泼，一般不与其他气体反应，曾被称为“惰性气体”。 3.用途： 用途 对应的性质 制成多种用途的电光源， 如：氙气灯、霓虹灯等 通电时能发出不同颜色的光 作保护气，焊接金属时隔绝空气防止金属氧化 化学性质很不活泼 四、空气污染及防治 1.空气污染的来源：工业生产和交通运输产生的废气。 2.造成空气污染的物质：有害气体和烟尘。 3.空气质量报告 （1）空气质量报告利用空气质量指数定量描述空气质量状况。 （2）目前，计入空气质量指数的污染物主要包括：二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧、PM10、PM2.5等。 （3）PM2.5含有大量有毒、有害物质，且在大气中的停留时间长，对人体健康影响较大。 4.防止空气污染的措施：加强对空气质量的监测，减少空气污染物排放，积极植树、造林、种草，研制和开发清洁能源。 拓展延伸： 该实验的优点：装置密闭；汞能与氧气充分反应，将氧气近乎完全消耗；测定结果精准。 特别提醒： 1.实验前一定要检查装置的气密性。 2.该实验中的红磷不能换成木炭或蜡烛，因为木炭和蜡烛燃烧生成的二氧化碳是气体，导致瓶内压强无明显变化，烧杯中的水无法进入集气瓶。 拓展提升： 空气中氧气含量测定实验还能推导出氮气的性质是难溶于水且不燃烧也不支持燃烧。 易错提醒： 空气中各成分含量是指“体积分数”而不是“质量分数”。 拓展提升： 常见的混合物有：空气、合金、自然界的水、溶液、稀有气体、“浓××”、“稀××”、“×%的××”。 易错提醒： 1.物质的性质与用途之间是有对应关系的，切记不能弄混。 2.稀有气体做电光源是利用其物理性质，而不是化学性质。因为稀有气体“在通电时能发出不同颜色的光”，这个过程没有发生化学变化。 特别提醒： 1.二氧化碳能造成温室效应加剧，但不是空气污染物和有害气体。 2.空气质量指数越大，空气状况越差，污染越严重。 3.排放到空气中的二氧化硫、二氧化氮是引起酸雨的主要原因。 1.空气中各成分占比为体积分数（氮气 78%、氧气 21% 等），不是质量分数。 2.测定空气中氧气含量实验不能用木炭、硫替代红磷，二者燃烧生成气体会导致瓶内压强变化不明显。 3.红磷燃烧实验结论为氧气约占空气总体积的 1/5，不能表述为占空气质量的 1/5。 4.描述红磷燃烧现象不能出现 “五氧化二磷”，只能表述为产生大量白烟、放热，生成物名称属于实验结论。 5.测定氧含量实验进水体积小于 1/5，常见原因是红磷量不足、装置漏气、未冷却至室温就打开止水夹，易遗漏要点。 6.冰水共存物属于纯净物，不能因名称含 “混合” 二字误判为混合物。 7.稀有气体化学性质很不活泼，并非绝对不与任何物质反应，特定条件下也能发生化学反应。 8.氮气用作保护气利用的是化学性质不活泼，易误判为物理性质。 9.二氧化碳是温室气体，不属于空气污染物，易被错误归类为有害气体。 10.空气是混合物，由多种分子构成，不存在 “空气分子” 这一微粒。 11.测定氧含量实验进水体积大于 1/5，多因点燃红磷伸入集气瓶过慢、止水夹未夹紧，该点易被忽略。 12.稀有气体制作霓虹灯利用的是通电发光的物理性质，不能认为是化学性质。 学科网（北京）股份有限公司1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $