2.1 空气的组成 课时作业-2026-2027学年九年级化学沪教版上册

**基本信息** 沪教版九年级化学上册第2章第1节同步练，通过“知识梳理-基础巩固-能力提升-拓展探究-中考链接”五级分层，实现从概念记忆到实验探究再到中考应用的知识巩固路径，培养化学观念与科学探究能力。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |知识梳理|空气成分、测定实验等5个知识点|表格归纳+易错提醒，夯实化学观念| |基础巩固|成分体积分数、纯净物判断等单一考点|12道选择，聚焦基础概念辨析| |能力提升|实验原理、物质分类等综合应用|4道填空，结合实验现象与误差分析，培养科学思维| |拓展探究|实验装置改进与方案评价|2道探究题，涉及定量计算与装置优化，发展科学探究能力| |中考链接|真题演练与史料分析|5道中考题，强化知识迁移与科学态度|

沪教版九年级化学上册　第2章 空气与水资源　第1节 空气的组成 沪教版 · 九年级化学上册 · 课时作业 第2章　第1节　空气的组成 班级：__________　　姓名：__________　　学号：______　　用时：____分钟 【学习目标】1．知道空气的主要成分及其体积分数，了解拉瓦锡研究空气成分的历史。2．掌握测定空气中氧气含量的实验原理、现象、结论及误差分析。3．能区分混合物与纯净物。4．了解氮气、稀有气体的性质和用途，知道空气污染的来源及防治措施。 一、知识梳理 知识点1　空气的成分 18世纪70年代，法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分，得出空气是由氧气和氮气组成的结论，其中氧气约占空气总体积的。 图1　空气的成分（按体积计） 成分 氮气 氧气 稀有气体 二氧化碳 其他气体和杂质 体积分数 78% 21% 0.94% 0.03% 0.03% 【易错提醒】空气中各成分的含量是体积分数，不是质量分数。例如“空气中氧气的质量分数约为21%”是错误的说法。 知识点2　测定空气中氧气的含量 图2　测定空气中氧气含量的实验装置 实验原理：红磷在密闭容器中燃烧，消耗氧气，生成五氧化二磷固体，使容器内气体压强减小，打开弹簧夹后，烧杯中的水进入集气瓶，进入水的体积约等于消耗的氧气的体积。文字表达式：磷 + 氧气 五氧化二磷 实验步骤：①检查装置气密性；②在集气瓶内加入少量水，将水面以上的容积分为5等份并做标记；③夹紧弹簧夹，点燃燃烧匙内的红磷后，立即伸入瓶中并塞紧橡胶塞；④待红磷熄灭并冷却至室温后，打开弹簧夹。 实验现象：红磷燃烧，产生大量白烟，放出热量；冷却后打开弹簧夹，烧杯中的水进入集气瓶，瓶内水面上升约至刻度1处。实验结论：氧气约占空气总体积的。 推论：剩余气体主要是氮气，氮气难溶于水、不能燃烧也不支持燃烧。 误差 可能原因 测定结果偏小 （进水少于） ①红磷量不足，氧气未消耗完；②装置漏气； ③未冷却至室温就打开弹簧夹 测定结果偏大 （进水多于） ①弹簧夹未夹紧，燃烧时瓶内气体受热从导管逸出； ②点燃红磷后伸入瓶中太慢，瓶内部分气体受热逸出 药品选择要求：①只能与空气中的氧气反应；②生成物为固体（或生成的气体易被吸收）。不能用木炭、硫代替红磷（生成气体），不能用铁丝代替红磷（铁丝在空气中不能燃烧）。 知识点3　混合物与纯净物 类别 纯净物 混合物 概念 只由一种物质组成 由两种或两种以上的物质混合而成 特点 有固定的组成和性质 各成分保持各自原来的性质 举例 氧气、氮气、二氧化碳、 冰水混合物、五氧化二磷 空气、海水、矿泉水、 澄清石灰水、食醋 【易错提醒】“冰水混合物”中只有水一种物质，属于纯净物；“洁净的空气”仍然由多种物质组成，属于混合物。判断的依据是物质的种类，而不是名称或外观。 知识点4　空气是一种宝贵的资源 成分 主要性质 主要用途 氧气 供给呼吸、支持燃烧 医疗急救、潜水、炼钢、气焊 氮气 无色无味，难溶于水；化学性质 不活泼 作保护气（焊接金属、食品防腐、 灯泡填充气）；制氮肥；液氮冷冻麻醉 稀有气体 （氦、氖、氩等） 无色无味；化学性质很不活泼； 通电时能发出不同颜色的光 作保护气；制作霓虹灯等电光源； 氦气填充探空气球 知识点5　空气污染与防治 空气污染物：有害气体（二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧等）和烟尘（可吸入颗粒物PM10、细颗粒物PM2.5）。二氧化碳是空气的成分之一，不计入空气质量评价的污染物。 污染来源：化石燃料的燃烧、工厂排放的废气、汽车尾气、扬尘等。危害：损害人体健康、影响作物生长、破坏生态平衡，导致全球气候变暖、臭氧层破坏和酸雨等。 防治措施：加强大气质量监测；使用清洁能源；积极植树、种草；工业废气处理达标后排放；减少化石燃料使用等。空气质量指数（AQI）越大，空气质量级别越高，空气污染越严重。 二、基础巩固 1．空气成分中，体积分数约为78%的是（　　） A．氧气 B．氮气 C．稀有气体 D．二氧化碳 2．最早用定量方法研究空气成分，并得出空气由氧气和氮气组成的科学家是（　　） A．门捷列夫 B．道尔顿 C．拉瓦锡 D．侯德榜 3．下列物质属于纯净物的是（　　） A．洁净的空气 B．冰水混合物 C．矿泉水 D．澄清石灰水 4．下列物质不计入空气质量评价污染物的是（　　） A．二氧化硫 B．二氧化碳 C．二氧化氮 D．PM2.5 5．常用于制作霓虹灯的气体是（　　） A．氧气 B．氮气 C．稀有气体 D．二氧化碳 6．食品包装袋中常充入氮气用于防腐，是因为氮气（　　） A．无色无味 B．密度与空气接近 C．化学性质不活泼 D．难溶于水 7．红磷在空气中燃烧时，产生的现象是（　　） A．发出白光，生成黑色固体 B．产生大量白烟，放出热量 C．产生蓝紫色火焰 D．火星四射，生成黑色固体 8．用红磷燃烧测定空气中氧气含量，下列说法正确的是（　　） A．红磷熄灭后立即打开弹簧夹 B．红磷的量越少越好 C．可以用木炭代替红磷 D．实验前需检查装置的气密性 9．下列做法不利于保护空气质量的是（　　） A．植树造林 B．露天焚烧垃圾 C．使用清洁能源 D．工业废气处理后排放 10．下列关于空气的说法中，正确的是（　　） A．空气中氧气的质量分数约为21% B．空气是由空气分子构成的纯净物 C．稀有气体化学性质很不活泼，可作保护气 D．空气质量指数越大，空气质量越好 11．下列物质中，属于混合物的一组是（　　） A．氧气、氮气 B．二氧化碳、五氧化二磷 C．海水、食醋 D．冰、水 12．用红磷测定空气中氧气含量时，进入集气瓶中水的体积少于，可能的原因是（　　） A．红磷过量 B．装置漏气 C．弹簧夹没有夹紧 D．伸入燃烧匙的速度太慢 三、能力提升 13．（10分）用图2所示装置测定空气中氧气的含量。 （1）实验前在集气瓶中加少量水的作用是________________________（写一条）。 （2）红磷燃烧的文字表达式为________________________________。 （3）实验中红磷要过量的目的是________________________________。 （4）待红磷熄灭并冷却后打开弹簧夹，观察到的现象是________________________，由此得出的结论是________________________。 （5）实验后集气瓶中剩余的气体主要是________，由实验可推知该气体的性质有________________________（写两条）。 （6）若集气瓶水面以上容积为250 mL，理论上进入集气瓶的水约为________mL。 14．（6分）现有下列物质：①液态氧　②海水　③五氧化二磷　④洁净的空气　⑤冰水混合物　⑥澄清石灰水　⑦氖气　⑧加碘食盐。 其中属于混合物的是________________；属于纯净物的是________________。（填序号） 15．（6分）空气是一种宝贵的资源。请从“氧气、氮气、稀有气体、二氧化碳”中选择合适的物质填空： （1）可用于医疗急救的是________；（2）可充入灯泡中延长其使用寿命的是________； （3）可用于制作航标灯、闪光灯的是________；（4）植物光合作用的原料之一是________； （5）约占空气体积的是________；（6）可用于制造氮肥的是________。 第16题图 16．（6分）上图是某市一周空气质量指数（AQI）统计。已知AQI在0～50为优，51～100为良，101～150为轻度污染，151～200为中度污染。 （1）该周空气质量最好的一天是________，达到中度污染的一天是________。 （2）周三、周四空气污染加重，可能的原因是________________________（写一条）。 （3）请提出两条改善该市空气质量的合理建议：________________________________。 四、拓展探究 17．（10分）某兴趣小组对“测定空气中氧气含量”的实验进行了改进：将一支容积为40 mL的试管与一支容积为60 mL且润滑性良好的注射器用橡胶管连接组成密闭系统（橡胶管体积忽略不计），试管中放足量白磷（白磷在40 ℃即可燃烧，燃烧产物与红磷相同），实验前注射器活塞位于20 mL刻度处。 （1）实验前，打开弹簧夹，将注射器活塞从20 mL刻度处推至15 mL刻度处，然后松开手，若活塞仍能返回至20 mL刻度处，说明________________。 （2）若先夹紧弹簧夹（使试管与注射器隔开），用酒精灯加热白磷，燃烧结束并冷却后，再松开弹簧夹，可观察到活塞前移至约________mL刻度处。 （3）若不使用弹簧夹，用酒精灯加热白磷，充分反应直至燃烧结束，冷却后，可观察到活塞最终稳定在约________mL刻度处。 （4）与图2装置相比，该改进装置的优点是________________________（写一条）。 （5）若按（3）的方案进行实验，实验过程中可能出现的问题是________________________。 18．（4分）有同学提出用铁丝代替红磷进行实验，你认为是否可行？________，理由是________________________________________。 五、中考链接 19．（2024·模拟）空气是人类宝贵的自然资源。下列说法错误的是（　　） A．空气中的氮气可用于制造氮肥 B．空气中的稀有气体可用于制作电光源 C．空气中的氧气可用作燃料 D．PM2.5的含量越高，空气质量越差 20．（2023·模拟）某同学用红磷测定空气中氧气含量，测得结果明显偏大，其原因可能是（　　） A．红磷量不足 B．装置漏气 C．未冷却至室温就打开弹簧夹 D．点燃红磷后伸入集气瓶的动作太慢 21．（2024·模拟）下列关于稀有气体的说法错误的是（　　） A．稀有气体包括氦、氖、氩等 B．稀有气体是混合物 C．稀有气体化学性质很不活泼 D．稀有气体都不能与任何物质反应 22．（5分）阅读材料，回答问题。 　　拉瓦锡把少量汞放在密闭容器里连续加热12天，发现一部分银白色的液态汞变成了红色粉末，同时容器里的空气体积差不多减少了。他研究剩余的约体积的气体，发现这部分气体既不能供给呼吸，也不能支持燃烧，他误认为这些气体全部是氮气。他又把加热生成的红色粉末收集起来，放在另一个较小的容器里再加强热，得到了汞和氧气，且氧气的体积恰好等于密闭容器里减少的气体体积。 （1）拉瓦锡实验中，汞与空气中的________发生了反应。 （2）拉瓦锡认为剩余气体全部是氮气，实际上剩余气体中还含有________等气体。 （3）拉瓦锡用“先分解、后合成”的方法验证结论，这体现了科学研究中的________（填“定性”或“定量”）研究方法。 （4）与拉瓦锡实验相比，红磷燃烧法测定空气中氧气含量的优点是________________________。 参考答案与解析 1．【答案】B 【解析】空气中各成分按体积计：氮气约78%，氧气约21%，稀有气体约0.94%，二氧化碳约0.03%。 2．【答案】C 【解析】拉瓦锡用定量方法研究空气成分，得出空气由氧气和氮气组成的结论。 3．【答案】B 【解析】冰水混合物中只含水一种物质，属于纯净物；洁净的空气、矿泉水、澄清石灰水都含多种物质，属于混合物。 4．【答案】B 【解析】二氧化碳是空气的成分之一，不计入空气质量评价污染物，但其含量增多会加剧温室效应。 5．【答案】C 【解析】稀有气体通电时能发出不同颜色的光，可用于制作霓虹灯等电光源。 6．【答案】C 【解析】氮气化学性质不活泼，不易与食品发生反应，可作保护气用于食品防腐。 7．【答案】B 【解析】红磷燃烧产生大量白烟（五氧化二磷固体小颗粒），放出热量。A是镁条燃烧的现象（生成白色固体），C是硫在氧气中燃烧的现象，D是铁丝在氧气中燃烧的现象。 8．【答案】D 【解析】红磷熄灭后要冷却至室温再打开弹簧夹；红磷应过量，以耗尽氧气；木炭燃烧生成二氧化碳气体，不能代替红磷；实验前必须检查装置气密性。 9．【答案】B 【解析】露天焚烧垃圾会产生大量有害气体和烟尘，污染空气。 10．【答案】C 【解析】A中21%是体积分数；B中空气是混合物；D中空气质量指数越大，污染越严重。 11．【答案】C 【解析】海水中含水、氯化钠等多种物质，食醋中含醋酸、水等物质，都是混合物；A、B中各物质都是纯净物；D中冰和水是同一种物质。 12．【答案】B 【解析】装置漏气，冷却时外界空气进入瓶内，使进入的水偏少；红磷过量能保证氧气被充分消耗；C、D会使瓶内气体受热逸出，导致结果偏大。 13．【答案】（1）吸收五氧化二磷，防止污染空气（或加快冷却）　（2）磷 + 氧气 五氧化二磷　（3）使集气瓶中的氧气完全反应　（4）烧杯中的水进入集气瓶，瓶内水面上升至约刻度1处　氧气约占空气总体积的　（5）氮气　难溶于水、不能燃烧也不支持燃烧　（6）50 【解析】（6）进入水的体积约为：250 mL × = 50 mL。 14．【答案】②④⑥⑧　①③⑤⑦ 【解析】液态氧、五氧化二磷、冰水混合物、氖气都只由一种物质组成；海水、空气、澄清石灰水、加碘食盐都由多种物质组成。 15．【答案】（1）氧气　（2）氮气（或稀有气体）　（3）稀有气体　（4）二氧化碳　（5）氧气　（6）氮气 【解析】根据各物质的性质推断其用途，体现“性质决定用途”。 16．【答案】（1）周日　周四　（2）燃煤取暖增多（或汽车尾气排放增加、扬尘、气象条件不利于污染物扩散等，合理即可）　（3）使用清洁能源；多植树造林；减少私家车出行；加强扬尘治理（任写两条） 【解析】由图可知周日AQI为35最小，空气质量最好；周四AQI为156，处于151～200之间，属于中度污染。 17．【答案】（1）装置气密性良好　（2）12　（3）8　（4）装置始终密闭，结果更准确，且不污染空气（合理即可）　（5）试管内气体受热膨胀，压强增大，可能使橡胶塞弹出或试管破裂 【解析】（2）只消耗试管内的氧气：40 mL × = 8 mL，活塞前移8 mL，停在 20 mL - 8 mL = 12 mL 处。（3）消耗试管和注射器内全部气体中的氧气：（40 mL + 20 mL）× = 12 mL，活塞最终停在 20 mL - 12 mL = 8 mL 处。 18．【答案】不可行　铁丝在空气中不能燃烧，无法消耗集气瓶中的氧气 【解析】测定氧气含量的药品必须能在空气中燃烧，且只与氧气反应，生成物为固体。 19．【答案】C 【解析】氧气具有助燃性，但本身不能燃烧，不能用作燃料。 20．【答案】D 【解析】点燃红磷后伸入集气瓶太慢，瓶内部分空气受热逸出，冷却后进入的水偏多，结果偏大；A、B、C都会使结果偏小。 21．【答案】D 【解析】稀有气体化学性质很不活泼，但在一定条件下也能与某些物质发生反应，“都不能与任何物质反应”的说法错误。稀有气体包含多种气体，属于混合物。 22．【答案】（1）氧气　（2）稀有气体（或二氧化碳）　（3）定量　（4）实验时间短、操作简便（合理即可） 【解析】拉瓦锡通过测量气体体积的变化得出结论，属于定量研究；受当时条件所限，他没有发现稀有气体。 【方法总结】测定空气中氧气含量的误差分析，核心是分析“瓶内减少的气体体积”是否等于“原有氧气的体积”：氧气没耗尽、外界空气进入或气体未冷却，结果偏小；瓶内非氧气成分逸出，结果偏大。 第 页 / 共 页 学科网（北京）股份有限公司 $