2.1 我们周围的空气 第1课时（讲义）化学新教材人教版五四学制八年级全一册

本讲义聚焦“空气的组成”核心知识点，从拉瓦锡定量实验切入，通过红磷燃烧经典实验及数字化实验探究氧气含量，明确空气成分（氮气78%、氧气21%等），进而构建纯净物与混合物的分类观念，形成“历史实验-现代探究-定量认识-概念建构”的学习支架。 该资料以实验探究为主线，融合传统实验与数字化技术（如氧气传感器数据采集），通过误差分析、试剂选择培养科学思维，随学随练与题型示例强化应用。体现科学探究与实践、化学观念素养，课中辅助教师实验教学，课后助力学生巩固知识、查漏补缺。

第二单元 空气和氧气 课题1 我们周围的空气 第1课时 空气的组成 课标要点 1．了解空气的主要成分和各成分的含量 。 2．知道空气里氧气含量的测定测定方法和原理。 3．认识纯净物和混合物的概念，能区分一些常见的纯净物和混合物。 学习重难点 重点：1. 空气中氧气含量的测定实验。2. 纯净物和混合物。 难点： 纯净物和混合物的区别 知识点 拉瓦锡研究空气成分的实验 法国化学家拉瓦锡最早用定量的方法研究了空气的成分。 实验一：汞与氧气反应 实验二：氧化汞受热分解 实验装置 实验步骤 将少量汞放在密闭的容器中加热12天 把汞表面生成的红色粉末收集起来，放在另一个较小的容器里再加热 实验现象 有一部分 色的液态汞变成 色粉末，同时容器里空气的体积 了 得到 ，氧气的体积 实验一容器中减少的体积。将氧气加到实验一的容器中，得到的气体与 完全一样。 反应表达式 文字表达式： 符号表达式： 文字表达式： 符号表达式： 实验结论 空气是由 和 组成的。 随学随练 1．下图是拉瓦锡测定空气成分的实验。他将汞放在密闭容器里连续加热12天，得到红色粉末（HgO），他又把红色粉末放在另外容器里加强热，最终得出了空气成分的结论。    (1)若用煤块作火炉燃料，是利用该物质的 （选填“物理”或“化学”）性。 (2)连续加热12天的目的是 ，剩余气体约占原气体总体积的 。 (3)将红色粉末加强热可生成初始物质，该反应的符号表达为 。 知识点 空气中氧气含量的测定（重点） 1．红磷燃烧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 ，压强 ，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 的体积。 实验步骤 ①在集气瓶中加少量水，将水面上方空间分为5等分，并做好标记。用弹簧夹 乳胶管。 ②在燃烧匙内放 红磷，用酒精灯加热，点燃红磷后 伸入瓶中，并 橡胶塞。 ③待红磷熄灭并 ，打开弹簧夹，观察现象。 实验现象 ①红磷燃烧，产生 ，并放出热量； ②冷却至室温后打开弹簧夹，烧杯中的水 ，瓶内液面上升约 。 实验结论 氧气约占空气总体积的 。 反应表达式 文字表达式： 符号表达式： 实验注意点 （1）装置的 要好； （2）所用的红磷必须 ； （3）要等集气瓶（装置） 后才能打开弹簧夹； （4）要先 ，然后再点红磷； （5）该实验中的红磷 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。 归纳小结 磷足、密封、冷到位；烟非雾，五氧二磷对； 气压差是根本，误差分析不崩溃。 2．测定空气中氧气含量的数字化实验 （1）实验步骤： 将氧气传感器与数据采集器、计算机连接；把氧气传感器插入盛有空气的容器，采集数据；通过相关软件处理数据，并在计算机屏幕上显示空气中氧气的含量。 （2）数字化实验优点： 、 。能够将实验过程中的压强、浓度等各种变化量，通过传感器转化为电信号，然后通过数据采集器进入电脑，用 等直观形式表现出来。 教材延伸 1．预先在集气瓶里放少量水的目的：吸收生成的五氧化二磷，防止空气污染；吸收热量，有助于降温。2．倒吸进集气瓶的水不能充满整个集气瓶的原因：空气中的其他气体不与红磷反应且不溶于水。 3．集气瓶内剩余气体的性质： （1）物理性质：无色无味的气体，难溶于水； （2）化学性质：不能燃烧也不支持燃烧。 随学随练 1．用如图装置测定空气中氧气的含量。 (1)红磷作用是 。 (2)点燃红磷前应先将止水夹 （填“打开”或“关闭”）。 (3)集气瓶中水面上方的空气体积为450ml，量筒中水的体积为500 mL，冷却后打开止水夹，量筒液面下降至 mL刻度处，说明氧气占空气体积的1/5。 2．用来测定空气成分的方法有很多，小梅用如下图所示的简易装置来测定空气中氧气的含量。下列对该实验的认识中，正确的是 A．使用红磷的量多或少，都不会影响实验结果 B．燃烧足够的红磷可使进入钟罩的水占钟罩容器的4/5 C．红磷停止燃烧后，立即观察记录水进入钟罩的刻度 D．红磷燃烧消耗空气中的氧气，使钟罩内压强下降，水面上升 知识点 空气的成分 1．空气成分的体积分数 空气成分 氮气 氧气 稀有气体 二氧化碳 其他 化学符号 / / 体积分数 2．稀有气体：稀有气体是一类气体的总称，包括 、 、 、氪、氙和氡等。过去人们认为这些气体不与其他物质发生化学反应，曾把它们叫做 。 易错提醒 1．空气中各成分含量是指“体积分数”而不是“质量分数”。 2．空气中各气体成分的含量一般来说是比较固定的，但不是一成不变的。在不同地区或同一地区的不同时间，空气中各成分的含量也可能有所不同。 随学随练 1．如图表示空气的组成（体积分数），气体X为 A．O2 B．N2 C．He D．CO2 2．中国正在加速推进稀有气体国产化。下列气体属于稀有气体的是 A．氧气 B．氦气 C．二氧化碳 D．氮气 知识点 混合物和纯净物 1. 混合物 （1）定义：由 的物质混合而成的物质，如空气、糖水、食盐水等。 （2）特点：组成混合物的各种成分保持着它们 。 2. 纯净物 （1）定义：只由 组成的物质。如氧气、二氧化碳等。 （2）特点：纯净物可以用 来表示。如氧气可表示为O2，二氧化碳可表示为CO2等。 3. 二者比较： 纯净物 混合物 物质种类 物质 物质 组成和性质 固定的组成和性质 组成混合物的各种成分保持着它们 能否用化学符号表示 举例 、二氧化碳、氮气等 、海水、合金等 两者关系 说明 纯净物是相对而言的，自然界不存在 的物质，我们所说的纯净物是指杂质含量很少的高纯度物质。 易错提醒 1．区分混合物与纯净物的是看雾物质组成成分，不能仅从字母意思揣测。 2．带有“混合”字眼的物质不一定是混合物；带有“洁净”、“清洁”字眼的物质也不一定是纯净物。 如冰水混合物是纯净物，洁净的空气是混合物。 3．不能因为物质名称中含有两种元素名称就误认为是混合物。如五氧化二磷是纯净物，不能认为是氧和磷的混合物。 4．常见的混合物有：空气、海水、溶液、稀有气体、“浓××”、“稀××”、“×%的××”。 5．稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙和氡等气体的统称，因此，稀有气体是混合物，而其中的某一种气体则是纯净物，如氦气、氖气都是纯净物。 随学随练 1．（25-26九年级下·黑龙江大庆·阶段检测）下列物质属于纯净物的是 A．空气 B．自来水 C．冰水混合物 D．水泥砂浆 2．“天宫课堂”上演示了水球实验，使用了“人造空气”（其中、、的体积分数分别为21%、78%、0.7%）。下列属于混合物的是 A．氧气 B．人造空气 C．二氧化碳 D．氮气 拓展 空气中氧气含量测定实验误差分析 1．测量结果偏小： （1）原因：进入集气瓶中水的体积 瓶中原空气体积的1/5。 （2）可能的影响因素： ①装置 ，导致反应结束，温度降低后外界气体进入集气瓶； ②红磷 ，不能将装置的氧气全部消耗； ③ 就打开弹簧夹，瓶中气体还处于受热膨胀状态，体积偏大。 2．测量结果偏大（大于1/5）的原因： （1）原因：进入集气瓶中水的体积 瓶中原空气体积的1/5。 （2）可能的影响因素： ①弹簧 ，使部分空气受热膨胀从导管逸出； ②插入燃烧匙速度 ，使集气瓶中部分气体受热逸出。 活学活用 1．）实验小组使用如图所示实验装置(气密性良好)验证空气中氧气含量，待装置冷却后，所得实验数据见表所列。下列说法错误的是 实验测得的相关数据 实验序号 空气体积/mL 实验前注射器/mL 实验后注射器/mL 氧气体积分数/% 1 330 100 37 19.09 2 330 100 38 18.79 3 330 100 36 19.39 A．实验结束后装置内剩余的主要气体是氮气 B．实验前注射器预留的气体体积可以小于 C．实验过程，注射器活塞先向上移动，后向下移动 D．由表格数据可知，测得空气中氧气体积分数偏低，可能原因是红磷的用量不足 拓展 测定空气中氧气含量实验试剂的选择要求 1．在 中能燃烧，且只能与空气中的 反应 不选择镁条的原因： 镁在空气中燃烧，除了与氧气反应，还同时与氮气和二氧化碳反应。 不选择铁的原因：铁丝在空气中难以燃烧。 2．在空气中燃烧后的生成物必须为 ，不能为 。因为液体或固体的体积可以忽略不计，气体体积大，反应前后压强 。 不选择硫和木炭的原因：硫燃烧生成的二氧化硫和木炭燃烧生成的二氧化碳都是气体，使瓶内压强无明显变化。 活学活用 1．（25-26九年级上·山西晋中·期中）利用数字化实验可以更精准地测定空气中的氧气含量，同学们利用压强传感器分别测得木炭和红磷在集气瓶中燃烧过程中压强随时间的变化曲线如图所示。下列有关说法中，正确的是 A．红磷在氧气中燃烧，产生大量的白雾 B．由曲线①可知，氧气约占空气质量的 C．实验过程中红磷和木炭均需足量 D．对比曲线①②，可用木炭代替红磷进行测定 题型 拉瓦锡研究空气的成分 ▌例1 实验是科学探究的重要方法，如图是测定空气成分的相关实验装置，下列有关说法错误的是 A．该实验开始前应先检查装置气密性 B．实验中部分银白色液态汞变成红色粉末 C．实验过程中汞只消耗曲颈甑内的氧气 D．实验结束后，玻璃钟罩内液面高于汞槽中液面 ▌对点练1-1 如图所示是测定空气中氧气的含量的实验装置，下列说法正确的是解题贴士 核心原理是汞与氧气反应生成氧化汞，消耗密闭容器内氧气，压强减小，通过体积变化测氧气体积 优点： 实验结果精准，误差极小； 汞能充分耗尽氧气； 反应可逆，可反复验证。 缺点： 汞有毒，污染环境、危害健康； 实验耗时太长，操作繁琐。 A．实验前不需要检查装置的气密性 B．观察到曲颈甑中有红色粉末生成时即可以停止加热 C．充分反应后，汞槽中有 体积的汞进入曲颈甑 D．曲颈甑中发生反应的文字表达式为：汞+氧气氧化汞 ▌对点练1-2 人类对空气成分的探究经历了艰辛的过程。拉瓦锡被后世尊称为“近代化学之父”。18世纪拉瓦锡为研究空气成分时，用如图所示装置持续加热12天，直到曲颈瓶中红色粉末不再增加。 (1)在密闭容器中，空气中的氧气与 反应，生成固态物质。 (2)为保证实验的科学性，下列数据必须测量的有______。（填标号） A．实验前后曲颈瓶内的气体体积 B．实验前后玻璃钟罩内的气体体积 C．汞槽的容积 题型 红磷燃烧测定空气中氧气含量 ▌例2 图中是实验室测量空气中氧气含量的装置，有关该实验说法错误的是（　　）。 A．点燃红磷后要迅速伸入集气瓶中，并盖紧橡胶塞 B．红磷燃烧结束后，冷却至室温打开止水夹进行观察 C．反应结束后发现进入集气瓶中的水小于，可能的原因是装置漏气 D．可以将红磷改成木炭进行实验 ▌对点练2-1 如图所示是测定空气中氧气含量的装置，气密性良好，在集气瓶内加入少量水，将水面上方空间分为5等份。用弹簧夹夹紧胶皮管。点燃红磷后，迅速伸入瓶中并塞紧塞子；待燃烧停止并冷却至室温后，打开弹簧夹。解题贴士 1.药品选红磷，不可用木炭、硫、铁丝；牢记实验步骤、现象与结论。 2.现象：红磷燃烧冒白烟，放热，冷却后水进入集气瓶约占容积五分之一。 3.误差分析：结果偏小多因红磷不足、装置漏气、未冷却至室温读数；结果偏大是点燃红磷后伸入过慢、止水夹未夹紧。 4.白烟不可说白雾，实验成功三要诀：药品足量、气密性良好、冷却后再观察读数。 (1)写出红磷燃烧的符号表达式： 。 (2)打开弹簧夹后，烧杯中的水能够进入集气瓶中的原因是： 。 (3)实验结束后，瓶内剩余的气体主要是 ；由此实验可推测出该气体具有的化学性质是 ▌对点练2-2 为测定空气中氧气的含量，某小组的同学将过量的白磷放入试管中，用橡皮塞塞紧试管口，通过导管（导管容积忽略不计）与润滑性很好的注射器组成如图的实验装置，则下列说法不正确的是 A．取足量的白磷进行实验是为了减少误差 B．实验过程中观察到白磷燃烧冒出大量的白烟 C．实验结束无需等到装置冷却到室温后再读数 D．该装置实验的优点是密闭容器中进行测量结果更准确，污染小 题型 空气中氧气含量测定的数字化实验 ▌例3 图1所示装置可用于测定空气中氧气的含量，图2是用该装置测得实验过程中集气瓶内气压与时间的关系图（该装置气密性良好，P0是集气瓶内初始气压）。下列说法正确的是 A．红磷的多少对实验结果无影响 B．集气瓶中气压瞬间变大是氧气迅速消耗造成的 C．b、c、d点时集气瓶中所含物质相同 D．d点时红磷燃烧刚好停止 ▌对点练3-1 在利用红磷燃烧测定空气中氧气含量的实验中，用传感器记录集气瓶中温度、压强随时间变化的情况如图所示。其中c点打开了止水夹。下列说法不合理的是解题贴士 压强的变化是先小幅增大后大幅减小，实验开始时，燃烧放热，气体膨胀，压强增大；随着氧气的消耗，压强减小，反应结束后，装置逐渐冷却，压强又缓慢变小至保持不变。打开装置后，压强迅速回到实验前的数值。 温度的变化是先变大后变小，实验开始时，燃烧放热，温度升高，反应结束后，装置逐渐冷却，温度降低直至恢复室温。 A．由温度变化曲线可知，整个反应过程放出热量 B．b点压强最大，说明红磷燃烧结束 C．c点的温度已经接近室温 D．c点后压强增大是因为水倒吸入集气瓶中 ▌对点练3-2 用如图甲所示装置测定空气中氧气含量，借助数字传感器对密闭装置内的压强、温度、氧气浓度进行实时监测，得到了它们随时间的变化曲线如图乙，下列分析正确的是 A．X曲线代表氧气浓度，Y曲线代表温度 B．C点压强最高，表明红磷完全反应 C．实验结束后，X、Y曲线代表的量都会恢复到原状态 D．DE段压强迅速回升，此时可观察到烧杯中的水倒流入集气瓶 题型 空气的成分 ▌例4 空气是我们赖以生存的宝贵资源，其中某气体的体积分数约占空气体积的21%，该气体是 A．氦气 B．氧气 C．稀有气体 D．二氧化碳 ▌对点练4-1 空气是人类进行生产活动所需的重要资源。下列气体不能通过分离空气直接得到的是解题贴士 1. 熟记成分及体积分数：氮气78%、氧气21%、稀有气体0.94%、二氧化碳0.04%，其余杂质0.02%。2.分清体积分数非质量分数。 A．氮气 B．氢气 C．氧气 D．稀有气体 ▌对点练4-2 科学家发现有一种古老且珍贵的气体-氦-3，正源源不断地从地球内部释放出来，它是一种极具潜力的清洁能源。氦属于稀有气体，稀有气体约占空气体积的 A．78% B．21% C．0.94% D．0.04% 题型 混合物和纯净物 ▌例5 下列属于纯净物的是（　　）。 A．雨水 B．蔗糖水 C．矿泉水 D．蒸馏水 ▌对点练5-1 下列物质属于混合物的是解题贴士 1．“洁净的空气”不是纯净物，是混合物。“洁净洁净的空气”是指 未被污染的空气，空气本身由有多种物质组成，是混合物。 2．冰水混合物、铁水、液氧等都是纯净物。 3．名称叫“某化某”、“某酸某”的一般是纯净物。 4．“浓××”、“稀××”、“a%的××”等都是纯净物。 A．蒸馏水 B．冰水混合物 C．自来水 D．液氧 ▌对点练5-2 下列物质属于混合物的是 (填序号，下同)，属于纯净物的是 。 ①氧气  ②水蒸气  ③红磷  ④纯净的空气  ⑤海水  ⑥二氧化硫  ⑦高锰酸钾  ⑧冰水混合物  ⑨可口可乐  ⑩氢气 基础通关 1．（2025·湖南·中考真题）鸡蛋气室中的气体来源于空气。气室中含量最高的气体是 A． B． C． D． 2．（2026·海南省直辖县级单位·一模）中国科学技术大学利用人工智能开发出火星制氧催化剂。为使火星空间站的环境接近地球大气，应调节氧气的体积分数为 A．10% B．21% C．50% D．78% 3．（25-26九年级上·河南·阶段检测）下列物质属于纯净物的是 A．自来水 B．红糖水 C．氮气 D．矿泉水 4．下图装置可用于测定空气中氧气的含量，下列说法不正确的是 A．实验时红磷一定要过量 B．红磷燃烧产生大量的白烟，火焰熄灭后立刻打开弹簧夹 C．该实验证明氧气约占空气总体积的1/5 D．通过该实验还可以了解氮气的一些性质 5．（24-25九年级上·甘肃临夏·期末）拉瓦锡通过实验（实验装置如图所示）和分析得出了空气由氧气和氮气组成。下列说法错误的是 A．在汞槽中的汞起到液封的作用 B．生成的氧化汞为固态，不会对气压差产生影响 C．反应结束后，需冷却至室温测量容器中气体的减少量 D．容器里剩余气体中只含有氮气（） 6．（2026·河南平顶山·二模）二百多年前拉瓦锡研究空气的成分时用到了一种金属，这种金属是 A．镁 B．铁 C．汞 D．磷 7．（25-26九年级上·四川成都·期末）借鉴科学家的智慧，测定空气中氧气含量装置如下图，以下说法错误的是 A．图1：曲颈甑内液态汞表面产生红色粉末 B．图2：点燃红磷后立即伸入瓶中并塞紧橡胶塞 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 8．（25-26九年级上·福建福州·阶段检测）已知：常压下，氮气沸点－196℃，氧气沸点－183℃。将燃着的木条置于盛满液态空气的烧杯口，下列说法正确的是 A．观察到木条熄灭 B．观察到木条继续燃烧 C．当液态物质剩余约体积，其主要成分是液氮 D．当液态物质剩余约体积，其主要成分是液态空气 9．分类观是一种化学观念，下列符合纯净物、混合物顺序的是 A．石墨、水银 B．C60、双氧水 C．木炭、稀有气体 D．自来水、可乐 10．为测定空气中氧气的含量，化学兴趣小组同学进行如图所示实验，用电热丝点燃红磷。下列说法正确的是 A．实验前需检查装置的气密性 B．可用木炭代替红磷进行实验 C．待红磷熄灭后立即打开弹簧夹 D．实验中红磷的量不会对实验结果产生影响 11．（25-26九年级上·山西吕梁·阶段检测）某学习小组把氧气、二氧化碳、水蒸气(测湿度)传感器探头放入充满空气的食品保鲜袋中(如图1)，通过导管向袋内呼出气体，采集的数据经处理在电脑屏幕上显示如图2所示。下列说法错误的是 A．表示氧气体积分数变化的曲线是X B．Y的体积分数在60 s之后逐渐减小，可能是水蒸气冷凝 C．由Z曲线的变化趋势可知，人体呼吸产生二氧化碳 D．通过上述实验可知，空气的主要成分是氮气、氧气和水蒸气 12．某同学利用图甲所示装置测定空气中氧气的含量，其中燃烧匙内的白磷用电加热装置点燃，瓶内气压用气体压强传感器测定，其变化如图乙所示。下列分析合理的是 A．t1时刻后的一段时间能观察到白磷燃烧产生大量白烟 B．t2时刻，燃烧匙内的白磷停止燃烧 C．t3时刻后的一段时间内瓶内气压又显著增加，其原因是温度升高 D．通过t1和t2时刻瓶内的气压值，可以计算得出氧气约占空气质量的20% 3．“钠 13．（25-26八年级上·黑龙江哈尔滨·期中）兴趣小组利用图1所示的装置测定空气中氧气的含量，根据实验数据绘制的图像如图2所示。下列说法中不正确的是 A．ab段压强上升的主要原因是红磷燃烧放热导致的 B．c点时装置内的温度就是g点时装置内的温度 C．f点时红磷燃烧结束，氧气还有剩余 D．此实验测得空气中氧气的体积分数为18% 14．世间万物种类繁多，但宏观上根据组成可将物质进行分类。 (1)物质分类：纯净物和混合物属于如图关系中的 关系。 (2)以下物质属于混合物的有 (填序号)。 ①洁净的空气  ②冰水混合物  ③氯化钾  ④液氧 ⑤二氧化碳 ⑥75%的医用酒精 15．（25-26八年级上·山东东营·期末）化学兴趣小组利用红磷燃烧实验，定量测定空气中氧气的体积含量： (1)实验原理：点燃红磷消耗密闭集气瓶内空气中的________，瓶内气体减少、压强降低，冷却后烧杯中水被大气压压入集气瓶。 (2)实验现象：点燃红磷后剧烈燃烧，产生________；装置完全冷却至室温后，集气瓶内水面上升，体积约占瓶内原有空气总体积的________。 (3)实验结论：空气中氧气所占体积分数大约为________。 (4)若实验结束后进水体积明显偏小，测量结果偏低，一条常见原因：_______。 (5)实验结束后瓶内剩余主要气体氮气，可推出它的一条物理或化学性质：___________。 素养提升 16．（2026·湖南岳阳·二模）电脑芯片必须在空气中含量最多的气体保护气氛下焊接和封装，这种气体是 A．氮气 B．二氧化碳 C．水蒸气 D．氧气 17．（2025·陕西·中考真题）认识物质是学习化学的基础。下列物质属于纯净物的是 A．空气 B．海水 C．水银 D．加碘盐 18．（2026·陕西榆林·二模）分类是学习和研究化学的重要方法。下列物质分别是混合物和纯净物的是 A．冰水混合物、澄清石灰水 B．液氮、大理石 C．洁净的空气、氧化镁 D．高锰酸钾、75%医用酒精 19．（25-26九年级上·广西钦州·阶段检测）下图是“实验室测定空气中氧气含量”的实验装置图，下列有关说法错误的是 A．做该实验前，应检查装置的气密性 B．若红磷不足，将导致测得氧气的含量小于 C．待装置冷却至室温后才能打开止水夹 D．燃烧匙中的红磷可以换成硫或木炭 20．（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 21．（2026·山东济南·二模）小明同学设计了如图所示的装置测定空气中氧气的含量（图中部分仪器已略去）。下列关于该实验的说法中，不正确的是 A．该实验利用了铜丝的导热性来引燃红磷 B．用木炭代替红磷进行实验，不会影响测定结果 C．红磷燃烧结束后，待装置恢复至室温时再读数 D．实验成功的标志为左侧玻璃管内液面约上升到刻度1附近 22．（25-26九年级上·陕西渭南·阶段检测）某化学兴趣小组利用图1装置(夹持仪器略去)测定空气中氧气含量，烧瓶容积为500mL，烧瓶中预留40mL水。用激光笔点燃红磷，待红磷熄灭装置冷却至室温后，打开止水夹，观察到量筒内液面不再下降时，调整左右液面相平，发现量筒内减少了70mL的水。下列分析正确的是 A．整个实验过程中，烧瓶内压强变化如图2所示 B．打开止水夹，观察到水倒吸入烧瓶，形成“喷泉”现象 C．测定空气中氧气含量为14% D．可用足量铁粉代替红磷测定空气中氧气含量 23．（2025·广西南宁·三模）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，说法不正确的是 A．数字化能为探究提供更为直观的证据 B．实验后压强恢复是因为打开了止水夹 C．压强大幅下降是因为氧气被消耗和恢复室温 D．该实验中红磷量的多少，对该反应的准确性无影响 24．（24-25八年级上·贵州毕节·期末）某化学兴趣小组开展“测定密闭容器中氧气的体积分数”的实验探究， Ⅰ.图1为我们熟悉的测定空气中氧气含量的实验。 (1)红磷燃烧的文字表达式是_____。 (2)燃烧结束后，集气瓶中剩余的气体主要是_____。根据实验现象判断，其_____（填“易”或“难”）溶于水，_____（填“支持”或“不支持”）燃烧， (3)若实验完毕后，进入集气瓶中的水的体积小于原空气体积的。原因可能是_____（填一种）。 (4)若实验过程中发现烧杯中的导管口出现气泡，则最终测得的数据会_____（填“偏大”“偏小”或“无影响”）。 Ⅱ.图2实验中，小组成员利用传感器记录集气瓶内氧气浓度随时间变化的情况。 (5)从以上数据分析，最终集气瓶中的氧气没有消耗完的依据是_____。 (6)小组成员发现绘制的浓度和时间的关系图中纵坐标存在问题，请在下图中标出正确的坐标。 迁移创新 25．（2026·湖南湘潭·二模）某化学兴趣小组同学利用图1装置测定空气中氧气含量，测得数据曲线如图2。下列说法不正确的是 A．保证装置气密性良好是本实验成功的关键之一 B．图2中的X曲线表示反应过程中温度变化 C．图2中A点压强与瓶外大气压强相等 D．红磷燃烧后需等装置冷却至室温再打开弹簧夹 26．（25-26九年级上·江苏常州·期中）空气中氧气含量测定的再认识。 【实验1】小娥同学利用图 1 进行实验，存在的明显不足是： 不足1：在集气瓶外用酒精灯点燃红磷后，燃烧产生大量白烟，会污染空气。 不足2：当燃着的红磷已经伸入集气瓶内时，在塞紧橡皮塞前，______，影响测定结果。 (1)红磷燃烧的化学符号表达式为___________。 (2)不足 2 中的“___________”处应该选填___________。 A．集气瓶内的空气向瓶外逸出 B．集气瓶外的空气进入瓶内 (3)不足2会导致测定的氧气体积分数___________(填“<”或“>”)1/5。 【实验2】小亨同学查阅资料发现：食品脱氧剂(主要成分是铁粉，忽略其它成分)氧化时会消耗氧气。他设计了图甲、乙的实验装置来测定空气中氧气含量。 [实验步骤] ①取一根空玻璃管，用橡胶塞将一端密封； ②将食品脱氧剂粉末迅速装入玻璃管，立即向管口注入一滴水将玻璃管密封水滴的下端标为A，弹动玻璃管使脱氧剂粉末分布均匀且紧密，脱氧剂的上端标为O，如图甲所示； ③水平滚动玻璃管，使食品脱氧剂粉末平铺在玻璃管中，静置至水滴不再移动时，水滴的右端标为B，如图乙所示； ④用刻度尺测量出AO段和AB段的长度，并计算出空气中氧气的体积分数。 [实验分析] (4)若利用该实验计算出的空气中氧气的体积分数为20%，则当AO段的长度为500mm时，AB 段的长度为___________mm。 (5)实验步骤③中，将食品脱氧剂粉末平铺在玻璃管中的目的是___________。 (6)如果测量结果偏小，可能原因是___________。（可多选） A．食品脱氧剂的用量不足 B．食品脱氧剂已被氧化变质，不能消耗氧气 C．实验步骤②中玻璃管内的食品脱氧剂粉末分布不够紧密 D．实验步骤③中未等水滴停止移动就测量 (7)在方便操作的前提下，实验中使用的玻璃管越___________(填“粗”或“细”)实验结果越准确。 学科网（北京）股份有限公司14 / 23 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 $ 第二单元 空气和氧气 课题1 我们周围的空气 第1课时 空气的组成 课标要点 1．了解空气的主要成分和各成分的含量 。 2．知道空气里氧气含量的测定测定方法和原理。 3．认识纯净物和混合物的概念，能区分一些常见的纯净物和混合物。 学习重难点 重点：1. 空气中氧气含量的测定实验。2. 纯净物和混合物。 难点：纯净物和混合物的区别 知识点 拉瓦锡研究空气成分的实验 法国化学家拉瓦锡最早用定量的方法研究了空气的成分。 实验一：汞与氧气反应 实验二：氧化汞受热分解 实验装置 实验步骤 将少量汞放在密闭的容器中加热12天 把汞表面生成的红色粉末收集起来，放在另一个较小的容器里再加热 实验现象 有一部分银白色的液态汞变成红色粉末，同时容器里空气的体积减少了 得到汞和氧气，氧气的体积等于实验一容器中减少的体积。将氧气加到实验一的容器中，得到的气体与空气完全一样。 反应表达式 文字表达式：汞 + 氧气 氧化汞△ 符号表达式：Hg + O2 HgO△ 文字表达式：氧化汞 汞 + 氧气△ 符号表达式：HgO Hg + O2△ 实验结论 空气是由氧气和氮气组成的。 随学随练 1．下图是拉瓦锡测定空气成分的实验。他将汞放在密闭容器里连续加热12天，得到红色粉末（HgO），他又把红色粉末放在另外容器里加强热，最终得出了空气成分的结论。    (1)若用煤块作火炉燃料，是利用该物质的 （选填“物理”或“化学”）性。 (2)连续加热12天的目的是 ，剩余气体约占原气体总体积的 。 (3)将红色粉末加强热可生成初始物质，该反应的符号表达为 。 【答案】(1)化学 (2) 加热时间足够长，将密闭装置中的氧气几乎耗尽 五分之四 (3) 【详解】（1）煤块作火炉燃料，生成别的物质，释放热量，是一个化学过程，是利用了物质的化学性。 （2）连续加热12天的目的是加热时间足够长，能将密闭装置中的氧气几乎耗尽，容器内气体体积减少了约五分之一，剩余气体约占原气体总体积的五分之四。 （3）将红色粉末加强热可生成初始物质，其反应为氧化汞受热分解为汞和氧气，符号表达式为。 知识点 空气中氧气含量的测定（重点） 1．红磷燃烧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。 实验步骤 ①在集气瓶中加少量水，将水面上方空间分为5等分，并做好标记。用弹簧夹夹紧乳胶管。 ②在燃烧匙内放足量红磷，用酒精灯加热，点燃红磷后立即伸入瓶中，并塞紧橡胶塞。 ③待红磷熄灭并冷却到室温，打开弹簧夹，观察现象。 实验现象 ①红磷燃烧，产生大量白烟，并放出热量； ②冷却至室温后打开弹簧夹，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。 反应表达式 文字表达式： 磷+ 氧气 五氧化二磷 符号表达式：P + O2 P2O5 实验注意点 （1）装置的气密性要好； （2）所用的红磷必须过量； （3）要等集气瓶（装置）冷却后才能打开弹簧夹； （4）要先夹住橡皮管，然后再点红磷； （5）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。 归纳小结 磷足、密封、冷到位；烟非雾，五氧二磷对； 气压差是根本，误差分析不崩溃。 2．测定空气中氧气含量的数字化实验 （1）实验步骤： 将氧气传感器与数据采集器、计算机连接；把氧气传感器插入盛有空气的容器，采集数据；通过相关软件处理数据，并在计算机屏幕上显示空气中氧气的含量。 （2）数字化实验优点：直观、可视化。能够将实验过程中的压强、浓度等各种变化量，通过传感器转化为电信号，然后通过数据采集器进入电脑，用数据图像等直观形式表现出来。 教材延伸 1．预先在集气瓶里放少量水的目的：吸收生成的五氧化二磷，防止空气污染；吸收热量，有助于降温。2．倒吸进集气瓶的水不能充满整个集气瓶的原因：空气中的其他气体不与红磷反应且不溶于水。 3．集气瓶内剩余气体的性质： （1）物理性质：无色无味的气体，难溶于水； （2）化学性质：不能燃烧也不支持燃烧。 随学随练 1．用如图装置测定空气中氧气的含量。 (1)红磷作用是 。 (2)点燃红磷前应先将止水夹 （填“打开”或“关闭”）。 (3)集气瓶中水面上方的空气体积为450ml，量筒中水的体积为500 mL，冷却后打开止水夹，量筒液面下降至 mL刻度处，说明氧气占空气体积的1/5。 【答案】(1)消耗集气瓶中的氧气 (2)关闭 (3)410 【详解】（1）点燃时，红磷只与空气中的氧气反应生成五氧化二磷固体，因此实验中红磷的作用是耗尽装置内的氧气，故填：消耗集气瓶中的氧气； （2）点燃红磷前应先将止水夹关闭，防止气体受热膨胀逸出，导致结果不准，故填：关闭； （3）氧气约占空气总体积的五分之一，450mL空气中氧气的体积为450mL×=90mL，最终量筒中液面约降至500mL-90mL=410mL刻度线处，故填：410。 2．用来测定空气成分的方法有很多，小梅用如下图所示的简易装置来测定空气中氧气的含量。下列对该实验的认识中，正确的是 A．使用红磷的量多或少，都不会影响实验结果 B．燃烧足够的红磷可使进入钟罩的水占钟罩容器的4/5 C．红磷停止燃烧后，立即观察记录水进入钟罩的刻度 D．红磷燃烧消耗空气中的氧气，使钟罩内压强下降，水面上升 【答案】D 【详解】A、测定空气中氧气含量时，红磷要足量，以确保将装置内的氧气完全消耗，若红磷量不足，会使测定结果偏小，该选项错误； B、空气中氧气的体积分数约为21%，燃烧足够的红磷可使进入钟罩的水占钟罩容积的1/5左右，而不是4/5，该选项错误； C、红磷停止燃烧后，不能立即观察记录水进入钟罩的刻度，因为此时装置内温度较高，气体受热膨胀，会使进入的水偏少，导致测定结果偏小，应等装置冷却至室温后再观察记录，该选项错误； D、红磷燃烧消耗空气中的氧气，使钟罩内气体减少，压强下降，在外界大气压的作用下，水面上升，该选项正确。 故选D。 知识点 空气的成分 1．空气成分的体积分数 空气成分 氮气 氧气 稀有气体 二氧化碳 其他 化学符号 N2 O2 / CO2 / 体积分数 78% 21% 0.94% 0.04% 0.02% 2．稀有气体：稀有气体是一类气体的总称，包括氦、氖、氩、氪、氙和氡等。过去人们认为这些气体不与其他物质发生化学反应，曾把它们叫做惰性气体。 易错提醒 1．空气中各成分含量是指“体积分数”而不是“质量分数”。 2．空气中各气体成分的含量一般来说是比较固定的，但不是一成不变的。在不同地区或同一地区的不同时间，空气中各成分的含量也可能有所不同。 随学随练 1．如图表示空气的组成（体积分数），气体X为 A．O2 B．N2 C．He D．CO2 【答案】B 【详解】空气中氮气的体积分数约为78%，氧气的体积分数约为21%，稀有气体的体积分数约为0.94%，二氧化碳的体积分数约为0.04%，其他气体和杂质0.02%，根据图象，气体X的占比最大，所以气体X是氮气（N2），故选：B。 2．中国正在加速推进稀有气体国产化。下列气体属于稀有气体的是 A．氧气 B．氦气 C．二氧化碳 D．氮气 【答案】B 【详解】稀有气体包括：氦气、氖气、氩气、氪气、氙气、氡气；氧气、二氧化碳、氮气不属于稀有气体。 知识点 混合物和纯净物 1. 混合物 （1）定义：由两种或两种以上的物质混合而成的物质，如空气、糖水、食盐水等。 （2）特点：组成混合物的各种成分保持着它们各自的性质。 2. 纯净物 （1）定义：只由一种物质组成的物质。如氧气、二氧化碳等。 （2）特点：纯净物可以用化学符号来表示。如氧气可表示为O2，二氧化碳可表示为CO2等。 3. 二者比较： 纯净物 混合物 物质种类 一种物质 两种或两种以上物质 组成和性质 有固定的组成和性质 组成混合物的各种成分保持着它们各自的性质 能否用化学符号表示 能 不能 举例 氧气、二氧化碳、氮气等 空气、海水、合金等 两者关系 说明 纯净物是相对而言的，自然界不存在绝对纯净的物质，我们所说的纯净物是指杂质含量很少的高纯度物质。 易错提醒 1．区分混合物与纯净物的是看雾物质组成成分，不能仅从字母意思揣测。 2．带有“混合”字眼的物质不一定是混合物；带有“洁净”、“清洁”字眼的物质也不一定是纯净物。 如冰水混合物是纯净物，洁净的空气是混合物。 3．不能因为物质名称中含有两种元素名称就误认为是混合物。如五氧化二磷是纯净物，不能认为是氧和磷的混合物。 4．常见的混合物有：空气、海水、溶液、稀有气体、“浓××”、“稀××”、“×%的××”。 5．稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙和氡等气体的统称，因此，稀有气体是混合物，而其中的某一种气体则是纯净物，如氦气、氖气都是纯净物。 随学随练 1．（25-26九年级下·黑龙江大庆·阶段检测）下列物质属于纯净物的是 A．空气 B．自来水 C．冰水混合物 D．水泥砂浆 【答案】C 【详解】A.空气含有氮气、氧气、二氧化碳等多种物质，A属于混合物； B.自来水含有水、可溶性矿物质、消毒剂残留等多种物质，B属于混合物； C.冰是水的固态形态，和液态水都由构成，是同一种物质，因此C冰水混合物属于纯净物； D.水泥砂浆含有水泥、砂石、水等多种物质，D属于混合物。 2．“天宫课堂”上演示了水球实验，使用了“人造空气”（其中、、的体积分数分别为21%、78%、0.7%）。下列属于混合物的是 A．氧气 B．人造空气 C．二氧化碳 D．氮气 【答案】B 【详解】仅由一种物质组成的为纯净物，由两种及以上不同物质组成的为混合物。 氧气、二氧化碳、氮气都仅由单一物质构成，属于纯净物；人造空气由、、三种不同物质混合而成，属于混合物。 拓展 空气中氧气含量测定实验误差分析 1．测量结果偏小： （1）原因：进入集气瓶中水的体积小于瓶中原空气体积的1/5。 （2）可能的影响因素： ①装置漏气，导致反应结束，温度降低后外界气体进入集气瓶； ②红磷量不足，不能将装置的氧气全部消耗； ③未冷却到室温就打开弹簧夹，瓶中气体还处于受热膨胀状态，体积偏大。 2．测量结果偏大（大于1/5）的原因： （1）原因：进入集气瓶中水的体积大于瓶中原空气体积的1/5。 （2）可能的影响因素： ①弹簧没有夹紧，使部分空气受热膨胀从导管逸出； ②插入燃烧匙速度太慢，使集气瓶中部分气体受热逸出。 活学活用 1．）实验小组使用如图所示实验装置(气密性良好)验证空气中氧气含量，待装置冷却后，所得实验数据见表所列。下列说法错误的是 实验测得的相关数据 实验序号 空气体积/mL 实验前注射器/mL 实验后注射器/mL 氧气体积分数/% 1 330 100 37 19.09 2 330 100 38 18.79 3 330 100 36 19.39 A．实验结束后装置内剩余的主要气体是氮气 B．实验前注射器预留的气体体积可以小于 C．实验过程，注射器活塞先向上移动，后向下移动 D．由表格数据可知，测得空气中氧气体积分数偏低，可能原因是红磷的用量不足 【答案】B 【详解】A.空气主要成分为氮气和氧气，红磷仅与空气中氧气反应，不与氮气反应，因此实验后装置中剩余的主要气体是氮气，说法正确。 B.氧气约占空气体积的，反应消耗的氧气来自整个密闭装置（集气瓶和注射器），要保证实验成功，注射器预留气体体积V需满足  ，解得V ≥ 82.5mL，说法错误。 C.红磷燃烧放热，装置内气体受热膨胀、压强增大，活塞先向上移动；反应结束冷却至室温后，氧气被消耗、装置内压强减小，活塞向下移动，说法正确。 D.红磷用量不足时，无法完全消耗装置内的氧气，会导致测得的氧气体积分数低于实际值，与表格数据吻合，说法正确。 拓展 测定空气中氧气含量实验试剂的选择要求 1．在空气中能燃烧，且只能与空气中的氧气反应 不选择镁条的原因： 镁在空气中燃烧，除了与氧气反应，还同时与氮气和二氧化碳反应。 不选择铁的原因：铁丝在空气中难以燃烧。 2．在空气中燃烧后的生成物必须为液体或固体，不能为气体。因为液体或固体的体积可以忽略不计，气体体积大，反应前后压强无明显变化。 不选择硫和木炭的原因：硫燃烧生成的二氧化硫和木炭燃烧生成的二氧化碳都是气体，使瓶内压强无明显变化。 活学活用 1．（25-26九年级上·山西晋中·期中）利用数字化实验可以更精准地测定空气中的氧气含量，同学们利用压强传感器分别测得木炭和红磷在集气瓶中燃烧过程中压强随时间的变化曲线如图所示。下列有关说法中，正确的是 A．红磷在氧气中燃烧，产生大量的白雾 B．由曲线①可知，氧气约占空气质量的 C．实验过程中红磷和木炭均需足量 D．对比曲线①②，可用木炭代替红磷进行测定 【答案】C 【详解】A、红磷燃烧，产生大量白烟，“白雾”的说法错误，该选项不符合题意。 B、由曲线①可知，氧气约占空气体积的，该选项不符合题意。 C、实验过程中红磷和木炭均需足量，使空气中的氧气被完全消耗，该选项符合题意。 D、木炭燃烧生成二氧化碳，且装置中的压强无明显变化，无法测定空气中氧气的含量，故无法代替红磷进行测定，该选项不符合题意 故选C。 题型 拉瓦锡研究空气的成分 ▌例1 实验是科学探究的重要方法，如图是测定空气成分的相关实验装置，下列有关说法错误的是 A．该实验开始前应先检查装置气密性 B．实验中部分银白色液态汞变成红色粉末 C．实验过程中汞只消耗曲颈甑内的氧气 D．实验结束后，玻璃钟罩内液面高于汞槽中液面 【答案】C 【详解】A、该实验开始前应先检查装置气密性，防止装置漏气，导致测定结果偏小，不符合题意； B、常温下汞为液体，汞和氧气在加热的条件下反应生成氧化汞，氧化汞是红色的，故实验中部分银白色液态汞变成红色粉末，不符合题意； C、该实验过程中，汞消耗整个密闭装置中的氧气，不是只消耗曲颈甑内的氧气，符合题意； D、该实验中，汞消耗装置内的氧气，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，汞槽中的汞液进入玻璃钟罩内，故实验结束后，玻璃钟罩内液面高于汞槽中液面，不符合题意。 故选C。 解题贴士 核心原理是汞与氧气反应生成氧化汞，消耗密闭容器内氧气，压强减小，通过体积变化测氧气体积 优点： 实验结果精准，误差极小； 汞能充分耗尽氧气； 反应可逆，可反复验证。 缺点： 汞有毒，污染环境、危害健康； 实验耗时太长，操作繁琐。 ▌对点练1-1 如图所示是测定空气中氧气的含量的实验装置，下列说法正确的是 A．实验前不需要检查装置的气密性 B．观察到曲颈甑中有红色粉末生成时即可以停止加热 C．充分反应后，汞槽中有 体积的汞进入曲颈甑 D．曲颈甑中发生反应的文字表达式为：汞+氧气氧化汞 【答案】D 【详解】A、该实验是探究空气中氧气的含量，所以该实验在密闭体系中进行，因此实验前要检查装置的气密性，说法错误，不符合题意； B、实验过程中，汞与氧气在加热条件下反应生成氧化汞，曲颈甑中会出现红色粉末，为了确保装置内氧气完全反应，需要等到反应结束后再停止加热，不能在观察到曲颈甑中有红色粉末生成时就停止加热，说法错误，不符合题意； C、曲颈甑中汞与氧气在加热条件下反应生成氧化汞，氧气被消耗，气体减少，压强减小，汞槽中的汞被吸入曲颈甑，吸入的汞体积等于消耗的氧气体积，而不是汞槽中体积的汞进入曲颈甑，说法错误，不符合题意； D、曲颈甑中汞与氧气在加热条件下反应生成氧化汞，文字表达式为，说法正确符合题意。 故选：D。 ▌对点练1-2 人类对空气成分的探究经历了艰辛的过程。拉瓦锡被后世尊称为“近代化学之父”。18世纪拉瓦锡为研究空气成分时，用如图所示装置持续加热12天，直到曲颈瓶中红色粉末不再增加。 (1)在密闭容器中，空气中的氧气与 反应，生成固态物质。 (2)为保证实验的科学性，下列数据必须测量的有______。（填标号） A．实验前后曲颈瓶内的气体体积 B．实验前后玻璃钟罩内的气体体积 C．汞槽的容积 【答案】(1)汞/Hg (2)AB 【详解】（1）汞和氧气反应产生氧化汞，从而消耗氧气； （2）A、实验会消耗曲颈甑内的氧气，需要测定实验前后曲颈甑内的气体体积，才能计算出消耗氧气的体积，故选项符合题意； B、实验会消耗玻璃钟罩内的氧气，需要测量实验前后玻璃钟罩内气体体积，才能计算出消耗氧气的体积，故选项符合题意； C、汞槽的容积对测量氧气的含量没有影响，故选项不符合题意； 故选：AB。 题型 红磷燃烧测定空气中氧气含量 ▌例2 图中是实验室测量空气中氧气含量的装置，有关该实验说法错误的是（　　）。 A．点燃红磷后要迅速伸入集气瓶中，并盖紧橡胶塞 B．红磷燃烧结束后，冷却至室温打开止水夹进行观察 C．反应结束后发现进入集气瓶中的水小于，可能的原因是装置漏气 D．可以将红磷改成木炭进行实验 【答案】D 【解析】A、为了使实验更准确，点燃红磷后立即伸入瓶中并塞紧橡胶塞，燃烧匙伸入过慢，会使装置内气体受热逸出，导致进入集气瓶的水体积偏大，故选项说法正确，不符合题意； B、红磷燃烧结束后，待装置冷却至室温后才能打开止水夹，以防止剩余的气体在受热状态下，处于膨胀状态，占据了部分水的体积，造成结果偏小，故选项说法正确，不符合题意； C、若装置漏气，燃烧冷却后瓶内气压小于大气压，有部分空气进入瓶中弥补了消耗的氧气，水倒流入集气瓶的体积不足五分之一，故选项说法正确，不符合题意； D、木炭在空气中燃烧，虽然会消耗氧气，但是生成二氧化碳气体，装置内压强几乎不变，不能形成压强差，因此不能用木炭代替红磷测定空气中氧气的含量，故选项说法错误，符合题意； 故选D。 解题贴士 1.药品选红磷，不可用木炭、硫、铁丝；牢记实验步骤、现象与结论。 2.现象：红磷燃烧冒白烟，放热，冷却后水进入集气瓶约占容积五分之一。 3.误差分析：结果偏小多因红磷不足、装置漏气、未冷却至室温读数；结果偏大是点燃红磷后伸入过慢、止水夹未夹紧。 4.白烟不可说白雾，实验成功三要诀：药品足量、气密性良好、冷却后再观察读数。 ▌对点练2-1 如图所示是测定空气中氧气含量的装置，气密性良好，在集气瓶内加入少量水，将水面上方空间分为5等份。用弹簧夹夹紧胶皮管。点燃红磷后，迅速伸入瓶中并塞紧塞子；待燃烧停止并冷却至室温后，打开弹簧夹。 (1)写出红磷燃烧的符号表达式： 。 (2)打开弹簧夹后，烧杯中的水能够进入集气瓶中的原因是： 。 (3)实验结束后，瓶内剩余的气体主要是 ；由此实验可推测出该气体具有的化学性质是 【答案】(1) (2)红磷燃烧消耗氧气，导致瓶内气压减小 (3) 氮气 不燃烧也不支持燃烧 【详解】（1）红磷燃烧生成五氧化二磷，符号表达式为：； （2）磷燃烧消耗了集气瓶内的氧气，使瓶内气压小于外界气压，烧杯中的水被倒吸入集气瓶中； （3）空气的成分按体积计算，大约是:氮气78%、氧气21%、稀有气体0.94%、二氧化碳0.04%、其他气体和杂质0.02%。实验过程中氧气被消耗，所以剩余气体主要是氮气； 红磷燃烧消耗了氧气，氮气没有发生反应，说明了氮气不燃烧也不支持燃烧。 ▌对点练2-2 为测定空气中氧气的含量，某小组的同学将过量的白磷放入试管中，用橡皮塞塞紧试管口，通过导管（导管容积忽略不计）与润滑性很好的注射器组成如图的实验装置，则下列说法不正确的是 A．取足量的白磷进行实验是为了减少误差 B．实验过程中观察到白磷燃烧冒出大量的白烟 C．实验结束无需等到装置冷却到室温后再读数 D．该装置实验的优点是密闭容器中进行测量结果更准确，污染小 【答案】C 【详解】A、取足量的白磷进行实验是为了耗尽装置中的氧气，减少误差，说法正确； B、实验过程中观察到白磷燃烧冒出大量的白烟，说法正确； C、实验结束需等到装置冷却到室温后再读数，否则剩余的气体在受热状态下，处于膨胀状态，使测定结果偏小，说法错误； D、该装置实验的优点是密闭容器中进行测量，无需打开瓶塞点燃白磷，避免瓶内空气外逸而造成实验误差，结果更准确；同时防止生成的五氧化二磷逸散到空气中，污染小，说法正确； 故选：C。 题型 空气中氧气含量测定的数字化实验 ▌例3 图1所示装置可用于测定空气中氧气的含量，图2是用该装置测得实验过程中集气瓶内气压与时间的关系图（该装置气密性良好，P0是集气瓶内初始气压）。下列说法正确的是 A．红磷的多少对实验结果无影响 B．集气瓶中气压瞬间变大是氧气迅速消耗造成的 C．b、c、d点时集气瓶中所含物质相同 D．d点时红磷燃烧刚好停止 【答案】C 【详解】A、该实验中红磷必须过量，以耗尽氧气，因此红磷的多少对实验结果有影响，说法错误，不符合题意； B、集气瓶中气压瞬间变大是因为红磷燃烧放热，温度升高，导致气压增大，说法错误，不符合题意； C、磷在氧气中燃烧生成五氧化二磷，氧气浓度低于一定程度不能支持燃烧，所以开始反应后集气瓶中一定含有空气中各成分，过量的红磷和五氧化二磷，所以b、c、d点时集气瓶中所含物质相同，说法正确，符合题意； D、从气压变化图看，在a点前气压开始上升，说明红磷燃烧放热使气压升高，到d点时，气压已经降低到较低水平，红磷燃烧在d点之前就已经停止了，说法错误，不符合题意。 故选：C。 解题贴士 压强的变化是先小幅增大后大幅减小，实验开始时，燃烧放热，气体膨胀，压强增大；随着氧气的消耗，压强减小，反应结束后，装置逐渐冷却，压强又缓慢变小至保持不变。打开装置后，压强迅速回到实验前的数值。 温度的变化是先变大后变小，实验开始时，燃烧放热，温度升高，反应结束后，装置逐渐冷却，温度降低直至恢复室温。 ▌对点练3-1 在利用红磷燃烧测定空气中氧气含量的实验中，用传感器记录集气瓶中温度、压强随时间变化的情况如图所示。其中c点打开了止水夹。下列说法不合理的是 A．由温度变化曲线可知，整个反应过程放出热量 B．b点压强最大，说明红磷燃烧结束 C．c点的温度已经接近室温 D．c点后压强增大是因为水倒吸入集气瓶中 【答案】B 【详解】A、由温度变化曲线可知，反应过程中温度升高，整个反应过程放出热量，说法合理，不符合题意； B、ab段压强增大是由于红磷燃烧放热导致压强增大的趋势大于氧气消耗导致压强减小的趋势，b点压强最大，不能确定红磷燃烧结束，温度最高才能说明红磷燃烧结束，说法不合理，符合题意； C、由温度变化曲线可知，c点的温度已经接近室温，说法合理，不符合题意； D、c 点后打开止水夹后，水倒吸入集气瓶中，气体的体积变小，导致集气瓶内气体压强增大，说法合理，不符合题意。 故选B。 ▌对点练3-2 用如图甲所示装置测定空气中氧气含量，借助数字传感器对密闭装置内的压强、温度、氧气浓度进行实时监测，得到了它们随时间的变化曲线如图乙，下列分析正确的是 A．X曲线代表氧气浓度，Y曲线代表温度 B．C点压强最高，表明红磷完全反应 C．实验结束后，X、Y曲线代表的量都会恢复到原状态 D．DE段压强迅速回升，此时可观察到烧杯中的水倒流入集气瓶 【答案】D 【详解】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，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，X曲线先升高后降低至原刻度，表示的是温度变化，此选项错误； B、C点压强最高，表明红磷燃烧放热，温度升高所增加的气压大于氧气消耗所减小的气压，不能表示红磷完全反应，此选项错误； C、由A可知，X代表温度变化，会恢复至原状态，Y代表氧气浓度，红磷燃烧消耗氧气，氧气的浓度不会恢复至原状态，此选项错误； D、 DE段压强迅速回升，是打开弹簧夹，烧杯中的水倒流入集气瓶，随着水的进入，瓶内气压增大，此选项正确； 故选：D。 题型 空气的成分 ▌例4 空气是我们赖以生存的宝贵资源，其中某气体的体积分数约占空气体积的21%，该气体是 A．氦气 B．氧气 C．稀有气体 D．二氧化碳 【答案】B 【详解】空气各成分按体积计算，氮气约占78%、氧气约占21%、稀有气体约占0.94%、二氧化碳约占0.04%、其他气体和杂质约占0.02%。 解题贴士 1. 熟记成分及体积分数：氮气78%、氧气21%、稀有气体0.94%、二氧化碳0.04%，其余杂质0.02%。2.分清体积分数非质量分数。 ▌对点练4-1 空气是人类进行生产活动所需的重要资源。下列气体不能通过分离空气直接得到的是 A．氮气 B．氢气 C．氧气 D．稀有气体 【答案】B 【详解】空气的主要成分为氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳及少量其他气体杂质，本身不含氢气，工业上可通过分离液态空气的方法获取空气中存在的组分，不能得到氢气。 ▌对点练4-2 科学家发现有一种古老且珍贵的气体-氦-3，正源源不断地从地球内部释放出来，它是一种极具潜力的清洁能源。氦属于稀有气体，稀有气体约占空气体积的 A．78% B．21% C．0.94% D．0.04% 【答案】C 【详解】按体积比，空气中约有78%的氮气，21%的氧气，0.94%的稀有气体，0.04%的二氧化碳和0.02%的其他气体和杂质； 故选：C。 题型 混合物和纯净物 ▌例5 下列属于纯净物的是（　　）。 A．雨水 B．蔗糖水 C．矿泉水 D．蒸馏水 【答案】D 【解析】A、雨水是由水、可溶性杂质等混合而成，属于混合物，不符合题意； B、蔗糖水是由蔗糖和水混合而成，属于混合物，不符合题意； C、矿泉水是由水、可溶性矿物质等混合而成，属于混合物，不符合题意； D、蒸馏水由水一种物质组成，属于纯净物，符合题意。 故选D。 解题贴士 1．“洁净的空气”不是纯净物，是混合物。“洁净洁净的空气”是指 未被污染的空气，空气本身由有多种物质组成，是混合物。 2．冰水混合物、铁水、液氧等都是纯净物。 3．名称叫“某化某”、“某酸某”的一般是纯净物。 4．“浓××”、“稀××”、“a%的××”等都是纯净物。 ▌对点练5-1 下列物质属于混合物的是 A．蒸馏水 B．冰水混合物 C．自来水 D．液氧 【答案】C 【详解】A、蒸馏水只由水一种物质组成，属于纯净物，不符合题意； B、冰水混合物只由水一种物质组成，属于纯净物，不符合题意； C、自来水中含有多种物质，属于混合物，符合题意； D、液氧只由氧气一种物质组成，属于纯净物，不符合题意。 故选：C。 ▌对点练5-2 下列物质属于混合物的是 (填序号，下同)，属于纯净物的是 。 ①氧气  ②水蒸气  ③红磷  ④纯净的空气  ⑤海水  ⑥二氧化硫  ⑦高锰酸钾  ⑧冰水混合物  ⑨可口可乐  ⑩氢气 【答案】 ①②③⑥⑦⑧⑩ ④⑤⑨ 【详解】①氧气②水蒸气③红磷⑥二氧化硫⑦高锰酸钾⑧冰水混合物⑩氢气等都是由一种物质组成的，都属于纯净物；④纯净的空气⑤海水⑨可口可乐等都是由多种物质组成的，都属于混合物。 所以属于混合物的是①②③⑥⑦⑧⑩，属于纯净物的是④⑤⑨。 基础通关 1．（2025·湖南·中考真题）鸡蛋气室中的气体来源于空气。气室中含量最高的气体是 A． B． C． D． 【答案】A 【详解】空气的成分按体积分数计算，大约是：氮气78%、氧气21%、稀有气体0.94%、二氧化碳0.04%、其他气体和杂质0.02%。由此可知，空气中体积分数含量最高的物质是氮气，化学式为N2。 故选A。 2．（2026·海南省直辖县级单位·一模）中国科学技术大学利用人工智能开发出火星制氧催化剂。为使火星空间站的环境接近地球大气，应调节氧气的体积分数为 A．10% B．21% C．50% D．78% 【答案】B 【详解】地球大气中氧气的体积分数约为21%，因此要使火星空间站环境接近地球大气，应将氧气的体积分数调节为21%。 故选B。 3．（25-26九年级上·河南·阶段检测）下列物质属于纯净物的是 A．自来水 B．红糖水 C．氮气 D．矿泉水 【答案】C 【详解】A.纯净物是指由同一种物质组成的，具有固定组成和性质的物质。混合物则是由两种或多种物质混合而成，各成分保持各自的性质，没有固定组成。自来水是经过处理的水，主要成分是水（），但还含有溶解的矿物质（如钙、镁离子）、消毒剂（如氯气）等杂质。因此，自来水是混合物，不是纯净物。A不符合题意； B. 红糖水是红糖溶解在水中形成的溶液。红糖本身是混合物（主要含蔗糖，还含有少量矿物质和色素），溶解后与水混合，形成糖和水的混合物。因此，红糖水是混合物，不是纯净物。B不符合题意； C. 氮气（化学式）是由氮分子组成的气体，只含有一种物质（氮气），具有固定组成和性质（如无色无味）。在初中化学中，氮气被视为纯净物。C符合题意； D. 矿泉水是天然水源的水，含有水以及多种溶解的矿物质（如钙、镁、钠等）。因此，矿泉水是混合物，不是纯净物。D不符合题意。 故选C。 4．下图装置可用于测定空气中氧气的含量，下列说法不正确的是 A．实验时红磷一定要过量 B．红磷燃烧产生大量的白烟，火焰熄灭后立刻打开弹簧夹 C．该实验证明氧气约占空气总体积的1/5 D．通过该实验还可以了解氮气的一些性质 【答案】B 【详解】A、为了充分消耗氧气，所以实验时红磷一定要过量，故说法正确，不符合题意； B、红磷燃烧产生大量的白烟，而不是白雾，火焰熄灭后待集气瓶冷却至室温后才可以打开弹簧夹，故不正确,符合题意； C、该实验中烧杯中的水进入到集气瓶中，大约占了集气瓶体积的五分之一，所以可得出氧气约占空气总体积的五分之一，故正确，不符合题意； D、该实验中烧杯中的水进入到集气瓶中，大约占了集气瓶体积的五分之一，红磷没有继续燃烧，说明剩余气体氮气不支持燃烧也不能燃烧，难溶于水的性质，故正确，不符合题意。 故选B。 5．（24-25九年级上·甘肃临夏·期末）拉瓦锡通过实验（实验装置如图所示）和分析得出了空气由氧气和氮气组成。下列说法错误的是 A．在汞槽中的汞起到液封的作用 B．生成的氧化汞为固态，不会对气压差产生影响 C．反应结束后，需冷却至室温测量容器中气体的减少量 D．容器里剩余气体中只含有氮气（） 【答案】D 【详解】A、汞槽中的汞能隔绝玻璃钟罩内气体与外界空气，起到液封作用，说法正确。 B、生成的氧化汞为固态，不会对气压差（汞液面上升）产生影响，说法正确。 C、反应后装置温度较高，气体受热膨胀，需冷却至室温才能准确测量气体减少量，说法正确。 D、拉瓦锡实验中剩余的气体并非只含氮气，还含有稀有气体、二氧化碳等其他成分，说法错误。 故选D。 6．（2026·河南平顶山·二模）二百多年前拉瓦锡研究空气的成分时用到了一种金属，这种金属是 A．镁 B．铁 C．汞 D．磷 【答案】C 【详解】拉瓦锡研究空气成分的经典实验选用的金属为汞：汞在加热条件下仅与空气中的氧气反应生成固体氧化汞，后续加热氧化汞又可分解释放氧气，可准确测定空气中氧气的占比。 7．（25-26九年级上·四川成都·期末）借鉴科学家的智慧，测定空气中氧气含量装置如下图，以下说法错误的是 A．图1：曲颈甑内液态汞表面产生红色粉末 B．图2：点燃红磷后立即伸入瓶中并塞紧橡胶塞 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】D 【详解】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，正确。 B、图2中，点燃红磷后立即伸入瓶中并塞紧橡胶塞，是为了防止瓶内的空气受热逸出，避免实验结果出现误差，正确。 C、红磷和氧气的反应速率比汞更快，且红磷无毒，而汞是有毒的，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，错误。 故选D。 8．（25-26九年级上·福建福州·阶段检测）已知：常压下，氮气沸点－196℃，氧气沸点－183℃。将燃着的木条置于盛满液态空气的烧杯口，下列说法正确的是 A．观察到木条熄灭 B．观察到木条继续燃烧 C．当液态物质剩余约体积，其主要成分是液氮 D．当液态物质剩余约体积，其主要成分是液态空气 【答案】A 【详解】A、液氮沸点低，首先蒸发出来，氮气不能燃烧且不支持燃烧，所以将燃着的木条置于盛满液态空气的烧杯口，可以观察到木条熄灭，故A说法正确； B、液氮沸点低，首先蒸发出来，氮气不能燃烧且不支持燃烧，所以将燃着的木条置于盛满液态空气的烧杯口，可以观察到木条熄灭，故B说法错误； C、空气中有约五分之四体积的氮气，五分之一体积的氧气，液氮沸点低，首先蒸发出来，所以当液态物质剩余约 体积，其主要成分是液氧，故C说法错误； D、液氮沸点低，首先蒸发出来，所以当液态物质剩余约 体积，其主要成分是液氧，故D说法错误； 故选：A。 9．分类观是一种化学观念，下列符合纯净物、混合物顺序的是 A．石墨、水银 B．C60、双氧水 C．木炭、稀有气体 D．自来水、可乐 【答案】B 【详解】A、石墨、水银都是由一种物质组成的，都属于纯净物，故错误； B、C60是由一种物质组成的，属于纯净物；双氧水中含有过氧化氢和水两种物质，都属于混合物，故正确； C、木炭、稀有气体都是由多种物质组成的，都属于混合物，故错误； D、自来水、可乐都是由多种物质组成的，都属于混合物，故错误。 故选B。 10．为测定空气中氧气的含量，化学兴趣小组同学进行如图所示实验，用电热丝点燃红磷。下列说法正确的是 A．实验前需检查装置的气密性 B．可用木炭代替红磷进行实验 C．待红磷熄灭后立即打开弹簧夹 D．实验中红磷的量不会对实验结果产生影响 【答案】A 【详解】A、做该实验前，应检查装置的气密性，以防止装置漏气，造成测定结果不准确，故选项说法正确； B、木炭在空气中燃烧生成二氧化碳气体，虽除去氧气，而增加了新的气体，没有形成压强差，不能用来测定空气中氧气含量，故选项说法错误； C、待装置冷却至室温后才能打开止水夹，以防止剩余的气体在受热状态下，处于膨胀状态，占据了部分水的体积，造成结果偏小，故选项说法错误； D、若红磷不足，不能完全消耗装置中的氧气，将导致测得氧气的含量小于五分之一，故选项说法错误。 故选A。 11．（25-26九年级上·山西吕梁·阶段检测）某学习小组把氧气、二氧化碳、水蒸气(测湿度)传感器探头放入充满空气的食品保鲜袋中(如图1)，通过导管向袋内呼出气体，采集的数据经处理在电脑屏幕上显示如图2所示。下列说法错误的是 A．表示氧气体积分数变化的曲线是X B．Y的体积分数在60 s之后逐渐减小，可能是水蒸气冷凝 C．由Z曲线的变化趋势可知，人体呼吸产生二氧化碳 D．通过上述实验可知，空气的主要成分是氮气、氧气和水蒸气 【答案】D 【详解】A、空气中氧气含量为21%，且呼吸过程中，氧气含量降低，则X表示氧气体积分数变化，该项说法正确，不符合题意。 B、Y曲线表示水蒸气含量变化，在60s之后逐渐减小，可能是因为随着时间推移，水蒸气遇冷发生冷凝，导致其在气体中的体积分数降低，该项说法正确，不符合题意。 C、呼出气体中二氧化碳不断增多，Z曲线表示二氧化碳含量变化，其含量逐渐升高，说明人体呼吸产生二氧化碳，随着呼出气体进入袋内，二氧化碳含量不断增加，该项说法正确，不符合题意。 D、空气的主要成分是氮气、氧气，二氧化碳和水蒸气的含量相对较少，该实验只能探究呼出气体与空气中氧气、二氧化碳和水蒸气含量的变化，不能得出空气主要成分是氮气、氧气和水蒸气的结论，该项说法错误，符合题意。 故选D。 12．某同学利用图甲所示装置测定空气中氧气的含量，其中燃烧匙内的白磷用电加热装置点燃，瓶内气压用气体压强传感器测定，其变化如图乙所示。下列分析合理的是 A．t1时刻后的一段时间能观察到白磷燃烧产生大量白烟 B．t2时刻，燃烧匙内的白磷停止燃烧 C．t3时刻后的一段时间内瓶内气压又显著增加，其原因是温度升高 D．通过t1和t2时刻瓶内的气压值，可以计算得出氧气约占空气质量的20% 【答案】A 【详解】A、t1时刻后的一段时间内瓶内气压显著增加，其原因是白磷燃烧产生大量的热，造成气体体积膨胀引起的，白磷燃烧生成五氧化二磷为白色固体小颗粒，所以可观察到白磷燃烧，产生大量白烟，故A分析合理； B、从瓶内气压达到最高点直至t2时刻，瓶内温度逐渐降低到室温，然后不变，即t2时刻，温度已经恢复至室温，则t2时刻前，燃烧匙内的白磷已经停止燃烧，故B分析不合理； C、t3时刻后的一段时间内瓶内气压又显著增加，其原因是打开了活塞，液体进入瓶内后，瓶内气体体积减小，导致气压显著增大，故C分析不合理； D、通过t1和t2时刻瓶内的气压值，根据气压减少的数值，可以计算出氧气的体积分数为，即氧气约占空气体积（而不是质量）的20%，故D分析不合理； 故选：A。3．“钠 13．（25-26八年级上·黑龙江哈尔滨·期中）兴趣小组利用图1所示的装置测定空气中氧气的含量，根据实验数据绘制的图像如图2所示。下列说法中不正确的是 A．ab段压强上升的主要原因是红磷燃烧放热导致的 B．c点时装置内的温度就是g点时装置内的温度 C．f点时红磷燃烧结束，氧气还有剩余 D．此实验测得空气中氧气的体积分数为18% 【答案】D 【详解】A、红磷燃烧放热，使装置内气体受热膨胀，导致ab段压强上升，说法正确。 B、测定空气中氧气含量，需要等装置冷却到室温后打开弹簧夹，水在大气压的作用下进入集气瓶，则打开止水夹后装置内压强会快速增加。所以c点是打开止水夹的时间，对应温度是恢复到室温时的温度。e点和g点温度相同，说明g点是恢复到室温后的温度，所以c点时装置内的温度就是g点时装置内的温度，说法正确。 C、红磷燃烧放出热量，图中f点温度最高，说明红磷燃烧结束，结合图2氧气体积分数曲线可知最终容器内氧气的体积分数为3%，所以f点时红磷燃烧结束，氧气还有剩余，说法正确。 D、由图2中氧气体积分数变化曲线，可通过氧气浓度传感器，测得空气的体积分数为21%，说法不正确。 故填：D。 14．世间万物种类繁多，但宏观上根据组成可将物质进行分类。 (1)物质分类：纯净物和混合物属于如图关系中的 关系。 (2)以下物质属于混合物的有 (填序号)。 ①洁净的空气  ②冰水混合物  ③氯化钾  ④液氧 ⑤二氧化碳 ⑥75%的医用酒精 【答案】(1)并列 (2)①⑥ 【详解】（1）混合物是由两种或两种以上物质混合而成，纯净物由一种物质组成；纯净物和混合物属于并列关系； （2）①洁净的空气中含有氮气、氧气、二氧化碳等多种物质，属于混合物；②冰水混合物是水和冰两种不同状态的同种物质，化学式为H2O，属于纯净物； ③氯化钾是化合物，化学式为KCl，属于纯净物； ④液氧由氧气一种物质组成，属于纯净物； ⑤二氧化碳由二氧化碳一种物质组成，属于纯净物；⑥75%的医用酒精由酒精和水两种物质组成，属于混合物；故选：①⑥。 15．（25-26八年级上·山东东营·期末）化学兴趣小组利用红磷燃烧实验，定量测定空气中氧气的体积含量： (1)实验原理：点燃红磷消耗密闭集气瓶内空气中的________，瓶内气体减少、压强降低，冷却后烧杯中水被大气压压入集气瓶。 (2)实验现象：点燃红磷后剧烈燃烧，产生________；装置完全冷却至室温后，集气瓶内水面上升，体积约占瓶内原有空气总体积的________。 (3)实验结论：空气中氧气所占体积分数大约为________。 (4)若实验结束后进水体积明显偏小，测量结果偏低，一条常见原因：_______。 (5)实验结束后瓶内剩余主要气体氮气，可推出它的一条物理或化学性质：___________。 【答案】(1)氧气 (2)大量白烟 (3) (4)红磷量不足（或装置漏气、未冷却至室温打开止水夹） (5)不燃烧、不支持燃烧（或难溶于水） 【详解】（1）红磷燃烧会和空气中的氧气发生反应，生成五氧化二磷固体，这个过程会消耗密闭容器内的氧气，使瓶内气体减少、压强降低，冷却到室温后，烧杯中的水就会被大气压压入集气瓶中。 （2）红磷燃烧的现象是：剧烈燃烧，产生大量白烟，同时放热； 因为消耗的氧气体积约占空气总体积的五分之一，所以装置冷却后，集气瓶内水面上升的体积约占瓶内原有空气总体积的五分之一。 （3）进入集气瓶内的水的体积等于消耗的氧气的体积，所以实验结论是：空气中氧气所占体积分数大约为五分之一。 （4）测量结果偏低的常见原因有：红磷量不足，无法将瓶内的氧气完全消耗；装置漏气，在冷却过程中外界空气进入瓶内，导致瓶内压强变化不大；未冷却至室温就打开弹簧夹，瓶内温度较高、压强偏大，水进入的量少。 （5）实验结束后，瓶内剩余的主要气体是氮气，从实验现象可以推出它的性质：物理性质：难溶于水（水进入瓶内后，氮气没有减少，说明它难溶于水）；化学性质：不可燃、不助燃（红磷熄灭，说明氮气不助燃，氮气本身也不能被点燃），化学性质稳定。 素养提升 16．（2026·湖南岳阳·二模）电脑芯片必须在空气中含量最多的气体保护气氛下焊接和封装，这种气体是 A．氮气 B．二氧化碳 C．水蒸气 D．氧气 【答案】A 【详解】空气按体积分数计算：（氮气）约占78%，是空气中含量最高的气体，且氮气化学性质不活泼，常温下很难与其他物质发生反应，可作为保护气避免芯片焊接时被氧化，故选A。 17．（2025·陕西·中考真题）认识物质是学习化学的基础。下列物质属于纯净物的是 A．空气 B．海水 C．水银 D．加碘盐 【答案】C 【详解】A、空气中含有氮气、氧气等物质，属于混合物。 B、海水中含有水、氯化钠等物质，属于混合物。 C、水银是金属汞的俗称，只含有一种物质，属于纯净物。 D、加碘盐中含有氯化钠和碘的化合物，属于混合物。 故选C。 18．（2026·陕西榆林·二模）分类是学习和研究化学的重要方法。下列物质分别是混合物和纯净物的是 A．冰水混合物、澄清石灰水 B．液氮、大理石 C．洁净的空气、氧化镁 D．高锰酸钾、75%医用酒精 【答案】C 【分析】纯净物仅由一种物质组成，有固定组成；混合物由两种或两种以上物质混合而成，无固定组成 【详解】A.冰水混合物仅含一种物质，属于纯净物；澄清石灰水是氢氧化钙和水的混合物，顺序不符合要求，错误。 B.液氮是液态，属于纯净物；大理石主要成分为碳酸钙，还含其他杂质，属于混合物，顺序不符合要求，错误。 C.洁净的空气含、等多种物质，属于混合物；氧化镁仅含一种物质，属于纯净物，符合题意，正确。 D.高锰酸钾（）属于纯净物；75%医用酒精是酒精和水的混合物，顺序不符合要求，错误。 19．（25-26九年级上·广西钦州·阶段检测）下图是“实验室测定空气中氧气含量”的实验装置图，下列有关说法错误的是 A．做该实验前，应检查装置的气密性 B．若红磷不足，将导致测得氧气的含量小于 C．待装置冷却至室温后才能打开止水夹 D．燃烧匙中的红磷可以换成硫或木炭 【答案】D 【详解】A、做该实验前，应检查装置的气密性，以防装置漏气，影响测定结果，故选项说法正确。 B、红磷的量不足，不能将氧气完全耗尽，导致测得氧气的含量小于，故选项说法正确。 C、装置冷却至室温后才能打开止水夹，以防止剩余的气体在受热时，处于膨胀状态，占据了部分水的体积，造成结果偏小，故选项说法正确。 D、硫、木炭燃烧生成气体，装置内压强几乎不变，因此不能将红磷换成硫或木炭，故选项说法不正确。 故选D。 20．（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 【详解】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。 21．（2026·山东济南·二模）小明同学设计了如图所示的装置测定空气中氧气的含量（图中部分仪器已略去）。下列关于该实验的说法中，不正确的是 A．该实验利用了铜丝的导热性来引燃红磷 B．用木炭代替红磷进行实验，不会影响测定结果 C．红磷燃烧结束后，待装置恢复至室温时再读数 D．实验成功的标志为左侧玻璃管内液面约上升到刻度1附近 【答案】B 【分析】本题基于空气中氧气含量测定的实验原理分析：通过消耗密闭容器内的氧气，且反应无气态产物生成，使容器内压强减小，进入容器的水的体积即为氧气的体积，氧气约占空气总体积的。 【详解】A.铜是金属，具有良好的导热性，加热铜丝可将热量传递给红磷，使其达到着火点被引燃，说法正确。 B.木炭燃烧会生成二氧化碳气体，消耗氧气的同时生成了气态物质，装置内压强几乎不变，无法准确测定氧气含量，会导致测定结果严重偏小，说法错误。 C.红磷燃烧放热，若未冷却至室温就读数，装置内气体受热膨胀，会导致测定结果偏小，因此需要恢复至室温再读数，说法正确。 D.氧气约占空气总体积的，因此实验成功时左侧玻璃管内液面约上升到刻度1附近，说法正确。 22．（25-26九年级上·陕西渭南·阶段检测）某化学兴趣小组利用图1装置(夹持仪器略去)测定空气中氧气含量，烧瓶容积为500mL，烧瓶中预留40mL水。用激光笔点燃红磷，待红磷熄灭装置冷却至室温后，打开止水夹，观察到量筒内液面不再下降时，调整左右液面相平，发现量筒内减少了70mL的水。下列分析正确的是 A．整个实验过程中，烧瓶内压强变化如图2所示 B．打开止水夹，观察到水倒吸入烧瓶，形成“喷泉”现象 C．测定空气中氧气含量为14% D．可用足量铁粉代替红磷测定空气中氧气含量 【答案】B 【详解】A、实验原理为红磷燃烧消耗烧瓶内空气中的氧气，冷却后装置内压强减小，量筒中的水倒吸入烧瓶，进入烧瓶的水的体积等于消耗的氧气体积；烧瓶容积为，预留水，因此烧瓶内空气体积为，量筒内减少的水，即消耗的氧气体积为；红磷燃烧时放热，烧瓶内压强先增大；燃烧结束后冷却，氧气被消耗，压强减小，最终压强应低于初始值（因氧气被消耗）。但图2中压强最终稳定在高于初始的位置，与实际不符，错误。 B、红磷燃烧消耗氧气，烧瓶内压强显著减小，打开止水夹后，外界大气压会将水压入烧瓶，因压强差较大，水会快速倒吸形成“喷泉”现象，正确。 C、空气中氧气含量为 （题目中按烧瓶容积近似计算空气体积），错误。 D、铁粉在空气中不能燃烧（仅能在氧气中燃烧），无法消耗氧气，不能代替红磷，错误。 故选：B。 23．（2025·广西南宁·三模）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，说法不正确的是 A．数字化能为探究提供更为直观的证据 B．实验后压强恢复是因为打开了止水夹 C．压强大幅下降是因为氧气被消耗和恢复室温 D．该实验中红磷量的多少，对该反应的准确性无影响 【答案】D 【详解】A、由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，可以清晰的看到氧气含量的变化，数字化能为探究提供更为直观的证据，选项说法正确，不符合题意； B、实验后压强恢复是因为打开了止水夹，水进入瓶中，内外压强相同，选项说法正确，不符合题意； C、红磷燃烧放出大量的热，燃烧过程中消耗氧气，压强大幅下降是因为氧气被消耗和温度逐渐恢复至室温，选项说法正确，不符合题意； D、该实验中红磷量的多少，对该反应的准确性有影响，红磷必须足量，以耗尽装置中氧气，否则测定结果偏小，选项说法错误，符合题意。 故选D。 24．（24-25八年级上·贵州毕节·期末）某化学兴趣小组开展“测定密闭容器中氧气的体积分数”的实验探究， Ⅰ.图1为我们熟悉的测定空气中氧气含量的实验。 (1)红磷燃烧的文字表达式是_____。 (2)燃烧结束后，集气瓶中剩余的气体主要是_____。根据实验现象判断，其_____（填“易”或“难”）溶于水，_____（填“支持”或“不支持”）燃烧， (3)若实验完毕后，进入集气瓶中的水的体积小于原空气体积的。原因可能是_____（填一种）。 (4)若实验过程中发现烧杯中的导管口出现气泡，则最终测得的数据会_____（填“偏大”“偏小”或“无影响”）。 Ⅱ.图2实验中，小组成员利用传感器记录集气瓶内氧气浓度随时间变化的情况。 (5)从以上数据分析，最终集气瓶中的氧气没有消耗完的依据是_____。 (6)小组成员发现绘制的浓度和时间的关系图中纵坐标存在问题，请在下图中标出正确的坐标。 【答案】(1)磷+氧气五氧化二磷 (2) 氮气 难 不支持 (3)红磷量不足（合理即可） (4)偏大 (5)反应后氧气浓度不为0 (6) 【详解】（1）红磷在氧气中燃烧生成五氧化二磷，其文字表达式为。 （2）空气中的主要成分为氮气和氧气，其中氮气不与红磷反应，所以燃烧结束后，集气瓶中剩余的气体主要是氮气，根据实验现象判断，氮气不溶于水，且不支持燃烧。 （3）实验完毕，若进入集气瓶中水的体积不到集气瓶中原空气总体积的，导致这一结果的原因可能是:红磷量不足、装置气密性不好、未冷却到室温就打开止水夹、红磷中含有能燃烧生成其他气体的杂质等。 （4）若烧杯中导管口出现气泡，说明部分空气逸出，最终测得空气中氧气的体积分数将偏大。 （5）从图2所示的氧气浓度随时间变化曲线看，最终集气瓶中的氧气没有被完全消耗的依据是:传感器显示瓶内氧气浓度始终大于零。 （6）小组成员发现绘制的浓度和时间的关系图中纵坐标存在问题，该问题是纵坐标起始不为0，且各个坐标未标注，修改坐标如下： 迁移创新 25．（2026·湖南湘潭·二模）某化学兴趣小组同学利用图1装置测定空气中氧气含量，测得数据曲线如图2。下列说法不正确的是 A．保证装置气密性良好是本实验成功的关键之一 B．图2中的X曲线表示反应过程中温度变化 C．图2中A点压强与瓶外大气压强相等 D．红磷燃烧后需等装置冷却至室温再打开弹簧夹 【答案】C 【详解】A. 若装置气密性不好，在实验结束冷却至室温的过程中，外界空气进入占据了一定的体积，会导致测定结果偏小，因此气密性良好是本实验成功的关键，表述正确； B. 红磷燃烧放出热量，温度升高，待完全反应后，温度逐渐恢复至室温，故X曲线的变化趋势（先升后降，最终接近初始值）符合温度变化规律，表述正确； C. A点对应红磷完全反应，装置冷却至室温且未打开弹簧夹时的状态，此时瓶内氧气被消耗，瓶内压强小于外界大气压，表述错误； D. 若未冷却至室温就打开弹簧夹，气体受热膨胀占据了一定的体积，会导致进入瓶内的水体积偏小，测定结果偏低，表述正确。 26．（25-26九年级上·江苏常州·期中）空气中氧气含量测定的再认识。 【实验1】小娥同学利用图 1 进行实验，存在的明显不足是： 不足1：在集气瓶外用酒精灯点燃红磷后，燃烧产生大量白烟，会污染空气。 不足2：当燃着的红磷已经伸入集气瓶内时，在塞紧橡皮塞前，______，影响测定结果。 (1)红磷燃烧的化学符号表达式为___________。 (2)不足 2 中的“___________”处应该选填___________。 A．集气瓶内的空气向瓶外逸出 B．集气瓶外的空气进入瓶内 (3)不足2会导致测定的氧气体积分数___________(填“<”或“>”)1/5。 【实验2】小亨同学查阅资料发现：食品脱氧剂(主要成分是铁粉，忽略其它成分)氧化时会消耗氧气。他设计了图甲、乙的实验装置来测定空气中氧气含量。 [实验步骤] ①取一根空玻璃管，用橡胶塞将一端密封； ②将食品脱氧剂粉末迅速装入玻璃管，立即向管口注入一滴水将玻璃管密封水滴的下端标为A，弹动玻璃管使脱氧剂粉末分布均匀且紧密，脱氧剂的上端标为O，如图甲所示； ③水平滚动玻璃管，使食品脱氧剂粉末平铺在玻璃管中，静置至水滴不再移动时，水滴的右端标为B，如图乙所示； ④用刻度尺测量出AO段和AB段的长度，并计算出空气中氧气的体积分数。 [实验分析] (4)若利用该实验计算出的空气中氧气的体积分数为20%，则当AO段的长度为500mm时，AB 段的长度为___________mm。 (5)实验步骤③中，将食品脱氧剂粉末平铺在玻璃管中的目的是___________。 (6)如果测量结果偏小，可能原因是___________。（可多选） A．食品脱氧剂的用量不足 B．食品脱氧剂已被氧化变质，不能消耗氧气 C．实验步骤②中玻璃管内的食品脱氧剂粉末分布不够紧密 D．实验步骤③中未等水滴停止移动就测量 (7)在方便操作的前提下，实验中使用的玻璃管越___________(填“粗”或“细”)实验结果越准确。 【答案】(1) (2)A (3)＞ (4)100 (5)增大脱氧剂与空气的接触面积，使氧气被充分消耗 (6)ABD (7)细 【详解】（1）红磷与氧气在点燃条件下反应生成五氧化二磷，符号表达式为：。 （2）点燃的红磷伸入集气瓶时，瓶内气体受热膨胀，在塞紧橡皮塞前，集气瓶内的空气会向外逸出。 故选A。 （3）若集气瓶内空气逸出，会导致反应后瓶内压强减小更多，进入瓶内的水体积偏大，因此测定的氧气体积分数＞。 （4）空气中氧气体积分数为 20%，即，已知。 （5）将脱氧剂粉末平铺在玻璃管中，是为了增大脱氧剂与空气的接触面积，使氧气被充分消耗。 （6）A、脱氧剂用量不足，无法耗尽氧气，会导致结果偏小； B、脱氧剂已变质，不能消耗氧气，会导致结果偏小； C、粉末分布不紧密不影响最终氧气体积的消耗，不会导致结果偏小； D、未等水滴停止就测量，水滴可能未稳定，会导致结果偏小。 故选ABD。 （7）在方便操作的前提下，玻璃管越细，其横截面积越小，当相同体积的氧气被消耗时，水滴移动的距离（段长度）就越长，这可以减小长度测量的相对误差，使实验结果更准确。 学科网（北京）股份有限公司18 / 38 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 $