内蒙古土默特左旗九年级上学期作业设计（科粤版第二单元课题1空气的成分）

周测（2.2空气的成分）——作业设计 一、作品基础信息 项目 填写内容 作品名称 第四周周测——空气的成分 学段学科 初中 化学 适用年级 九年级 教材版本 科粤版（2026版） 对应内容 第二单元2.1「空气的成分」 作业类型 周测作业（课后巩固·限时训练） 完成时长 总时长 30 分钟 设计者 张查荣 二、设计背景与意图 1. 课标与教材分析 · 课标要求：本作业对应《义务教育化学课程标准（2022年版）》「物质的性质与应用」学习主题中2.2.1「空气、氧气、二氧化碳」内容要求——了解空气的主要成分；通过实验探究认识氧气的主要性质；认识物质的性质与用途的关系。同时涉及「科学探究与化学实验」主题中基本实验技能和实验探究能力的要求。核心素养侧重化学观念（空气是混合物、各成分体积含量）、科学思维（基于实验事实推理、控制变量）、科学探究与实践（测定空气中氧气含量的实验设计与误差分析）、科学态度与责任（空气保护意识）。 · 教材地位：本作业对应科粤版（2024版）九年级上册第二单元2.1「空气的成分」。本节是学生系统学习元素化合物知识的开端，通过空气成分的发现史（拉瓦锡实验）、空气中氧气含量的测定实验、空气各成分的用途及空气污染与防治，帮助学生建立「混合物」概念、理解「定量实验」方法、体会「性质决定用途」的化学观念，为后续氧气性质、水的组成等内容奠定基础。 · 教学重难点：重点——空气的主要成分及体积分数、测定空气中氧气含量的实验原理与现象、纯净物与混合物的判别、氮气和稀有气体的性质与用途。难点——测定氧气含量实验的误差分析（进水体积大于或小于1/5的原因）、气压曲线的解读、不同可燃物（红磷、蜡烛、铜粉）测定方案的比较评价。 2. 学情分析 维度 具体描述 已有基础 学生已通过第一单元学习掌握基本实验操作规范，知道空气是一种混合气体，对拉瓦锡实验、红磷燃烧测定氧气含量有初步了解，能说出氧气、氮气的部分用途。 现有困惑 容易混淆空气成分是按体积还是质量计算；对实验误差分析（进水<1/5或>1/5的原因）掌握不牢；对气压—时间曲线的拐点含义理解困难；对蜡烛、红磷、铜粉三种测定方案的适用条件辨析不清；纯净物与混合物的判别仍有模糊。 差异分析 约三分之一学生能独立完成实验误差分析和方案评价；半数学生掌握基础概念但灵活运用不足；约五分之一学生对空气成分体积分数和实验现象记忆不牢，需强化基础。 3. 设计意图 本周测聚焦科粤版九上2.1「空气的成分」，以「空气成分—测定实验—性质用途—环保」为知识主线，选取8道选择题和6道非选择题，覆盖空气组成、纯净物与混合物判别、拉瓦锡实验、红磷/铜粉/蜡烛三种测定方案比较、气压传感器曲线分析、气体用途及空气质量日报等内容。题目注重实验探究和数据分析，引导学生在30分钟内自我诊断，重点突破误差分析和曲线解读两个难点。 三、作业目标 目标维度 编号 具体目标 对应核心素养 评价证据 知识理解 A 识记空气主要成分及体积分数（N₂ 78%、O₂ 21%、稀有气体0.94%等）；辨别纯净物与混合物；说出氮气、氧气、稀有气体的主要性质和用途。 化学观念 选择题正确率、概念辨析准确性 能力运用 B 运用红磷燃烧实验原理分析测定氧气含量的实验现象和误差原因；能比较红磷、铜粉、蜡烛三种测定方案的优劣；能解读气压—时间曲线和氧气体积分数—时间曲线。 科学探究与实践 误差分析完整性、 方案比较合理性 思维发展 C 能从定量实验视角推理进水体积偏大或偏小的原因；能基于传感器数据推理不同可燃物耗氧能力的差异；能对拉瓦锡实验的设计思路进行评价。 科学思维 推理逻辑性、证据 支撑充分性 情感态度 D 认识空气是宝贵的自然资源；关注空气质量日报，形成保护空气的环保意识和社会责任。 科学态度与责任 环保建议合理性 四、作业内容与目标对应表 题号 题型 题目概要 对应作业目标编号 设计意图 参考答案/评价要点 1 选择题 氮气用作保护气利用的性质 A 理解性质决定用途 A（性质稳定） 2 选择题 空气成分柱状图判读 A 建立空气组成的定量认识 D（X为氮气，含量最高且常用作保护气） 3 选择题 纯净物的判断 A 巩固纯净物与混合物概念 C（氧气） 4 选择题 稀有气体的性质与用途 A 认识稀有气体的特点 A（应为体积分数，非质量分数） 5 选择题 拉瓦锡实验的分析 B/C 体会定量实验的科学史 D（汞液面应上升而非下降） 6 选择题 红磷燃烧测定氧气含量操作判断 B 规范实验操作 C（集气瓶加水可防止瓶底炸裂） 7 选择题 铜粉加热装置测定氧气含量 B/C 比较不同测定方案 C（木炭燃烧生成CO₂气体，不能替换铜粉） 8 选择题 传感器探究蜡烛与红磷耗氧量曲线 C 基于曲线数据进行推理判断 D（b点和c点温度不同） 9 非选择题 空气成分及生活现象解释 A 联系生活理解空气成分 (1)15.6L；(2)二氧化碳；(3)水蒸气；(4)动植物呼吸/燃料燃烧等 10 非选择题 氮气、氦气的性质与用途 A/D 性质决定用途的具体应用 (1)氮气；(2)密度比空气小、化学性质稳定（不活泼） 11 非选择题 气体用途辨识与空气质量日报 A/D 综合应用与环保意识 (1)①A；②C；③B；(2)①D市、指数越小质量越好；②呼吸；③植树造林等 12 非选择题 物质分类关系与混合物判断 A 建立物质分类的逻辑关系 (1)并列；(2)①②③⑥；(3)①稀有气体；②蒸馏水 13 非选择题 红磷测定氧气含量实验步骤与现象 B 实验操作排序与现象描述 (1)db eac；(2)产生大量白烟、放热；红磷+氧气→五氧化二磷；(3)进入集气瓶的水约占原空气体积的1/5 14 非选择题 压强传感器实验误差分析 B/C 曲线解读与误差综合分析 (1)②③；(2)红磷燃烧放热，使瓶内气体受热膨胀，压强增大 五、作业评价 维度 A（优秀） B（良好） C（待改进） 权重 得分 知识理解 基础题全对，概念精确 少量细节错误 较多基础错误 20% 能力运用 方法恰当，过程清晰，理由充分 方法基本正确 方法不当或缺失 30% 思维发展 观点明确，论证充分，有独创性 表达清楚，欠缺深度 思路混乱，缺乏证据 30% 情感态度 主动投入，积极交流，乐于协作；学习目标明确，能主动反思改进 态度端正，能按要求完成任务；基本参与合作 学习态度消极，被动完成任务，合作意识弱 20% 6、 试题详情 （见Word版） 7、 答案与解析 【答案】1. A 【解析】氮气化学性质稳定（不活泼），不易与文物发生反应，因此可用作保护气。难溶于水、无色无味、沸点低与保护气用途无直接关系。 【答案】2. D 【解析】由图可知X占78%为氮气，Y占21%为氧气。Y（氧气）不具可燃性，不能作燃料，A错误；空气成分是按体积分数计算的，B错误；稀有气体是氦、氖、氩等多种气体的总称，属于混合物，C错误；X（氮气）含量最高（78%）且化学性质稳定，常用作保护气，D正确。 【答案】3. C 【解析】氧气只由一种物质组成，属于纯净物；豆浆、牛奶、鲜榨果汁均含有多种物质，属于混合物。 【答案】4. A 【解析】稀有气体在空气中的体积分数约为0.94%，不是质量分数，A错误。稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙等气体的总称，化学性质很不活泼，通电时发出不同颜色的光，B、C、D均正确。 【答案】5. D 【解析】拉瓦锡实验中，汞在加热条件下与氧气反应生成红色氧化汞固体，钟罩内氧气被消耗，压强减小，汞液面应上升（约上升1/5），而非下降，D说法错误。A、B、C均正确：装置密闭、生成物为固体不影响气体体积测定、液态汞变红色粉末。 【答案】6. C 【解析】A应迅速伸入，防止瓶内气体受热膨胀逸出；B弹簧夹未夹紧会导致气体受热膨胀从导管逸出，最终进水体积大于1/5；C集气瓶内加水可吸收五氧化二磷、降温并防止瓶底炸裂，正确；D铁丝在空气中不能燃烧，不能代替红磷。 【答案】7. C 【解析】木炭燃烧消耗氧气但生成二氧化碳气体，装置内气体压强无明显减小，不能达到测定氧气含量的目的，C错误。A未冷却读数偏小、B气球调节气压使氧气充分反应、D气体体积约减少1/5，均正确。 【答案】8. D 【解析】b点处于红磷燃烧过程中（放热），c点为燃烧结束冷却后的稳定点，两点温度不同，D错误。A第20s时蜡烛曲线对应16%，正确；B红磷耗氧更彻底（最终10% vs 蜡烛14%），冷却后气压更低，正确；C氧气浓度低于一定值时燃烧自行停止，正确。 【答案】9. (1) 15.6（20L × 78% = 15.6L） (2) 二氧化碳（CO₂） (3) 水蒸气（H₂O） (4) 动植物呼吸需要氧气（或燃料在空气中燃烧、铁在潮湿空气中生锈等，合理即可） 【解析】(1)氮气占空气体积78%，20L × 78% = 15.6L。(2)石灰水遇CO₂生成碳酸钙白色沉淀。(3)冰块使杯壁温度降低，空气中水蒸气冷凝成水珠。 【答案】10. (1) 氮气 (2) 密度比空气小；化学性质稳定（不活泼） 【解析】氮气含氮元素，是制氮肥的原料。氦气密度远小于空气（物理性质），且化学性质极不活泼（不会燃烧爆炸），可安全填充探空气球。 【答案】11. (1) ①A；②C；③B (2) ①D市；空气质量指数越小，空气质量状况越好（级别越低）；②呼吸； ③植树造林（或减少化石燃料燃烧、工业废气处理达标排放、绿色出行等，合理即可） 【解析】(1)潜水利用氧气供给呼吸；食品防腐利用氮气化学性质稳定；霓虹灯利用稀有气体通电发光。(2)D市空气质量指数36为最低，质量最好。空气污染首先通过呼吸道影响人体呼吸系统。 【答案】12. (1) 并列（互斥） (2) ①②③⑥ (3) ①稀有气体；②蒸馏水 【解析】(1)纯净物和混合物是并列关系（一种物质要么是纯净物要么是混合物）。(2)①空气含多种气体；②稀有气体是多种气体总称；③河水含多种物质；⑥75%医用酒精含酒精和水；④液氧、⑤二氧化碳、⑦冰水混合体均为纯净物。(3)①中稀有气体是混合物，其余为纯净物；②中蒸馏水是纯净物，其余为溶液（混合物）。 【答案】13. (1) db eac（连接装置→检查气密性→加水分等→点燃红磷伸入→冷却后打开弹簧夹） (2) 红磷燃烧，产生大量白烟，放出热量；红磷 + 氧气 → 五氧化二磷 (3) 打开弹簧夹后，烧杯中的水进入集气瓶，进入水的体积约占集气瓶原水面以上空气体积的1/5 【解析】实验步骤：连接装置→检查气密性→加少量水并五等分→夹紧弹簧夹→点燃红磷迅速伸入塞紧→冷却至室温→打开弹簧夹。进水约1/5即说明氧气约占空气体积的1/5。 【答案】14. (1) ②③ (2) 红磷燃烧放热，使集气瓶内气体受热膨胀，压强显著增大 【解析】(1)进水体积大于1/5的原因：②伸入燃烧匙过慢，瓶内气体受热膨胀逸出；③未夹弹簧夹，燃烧时部分气体从导管逸出。①红磷不足和④未冷却就打开弹簧夹会导致进水小于1/5。(2)AB段压强上升是燃烧放热导致气体膨胀的效应大于耗氧效应。 学科网（北京）股份有限公司 $ 一、单选题（共8小题，每小题2分，共16分）周 测 1.氮气常用作文物保护气，主要是利用了氮气(    ) A. 性质稳定 B. 难溶于水 C. 无色无气味 D. 沸点低 2.空气是一种宝贵的资源，如图表示空气中各成分含量，下列有关说法正确的是(    ) A. Y可以作燃料 B. 纵轴表示质量分数 C. 稀有气体属于纯净物 D. X含量最高且常用作保护气 3.下列物质属于纯净物的是(    ) A. 豆浆 B. 牛奶 C. 氧气 D. 鲜榨果汁 4.下列有关稀有气体的“自述”，错误的是(    ) A. 按质量分数计算，我在空气中约占 B. 我是几种气体的总称 C. 我的化学性质很不活泼 D. 我通电时会发出不同颜色的光 5.拉瓦锡用定量的方法测定了空气中氧气的含量，实验装置如图，下列说法不正确的是 (    ) A. 曲颈甑、玻璃钟罩、汞槽及汞槽中的液态汞共同组成了密闭的环境 B. 实验中生成物是固体，基本不会对测定结果造成影响 C. 该实验可观察到曲颈甑中的一部分银白色的液态汞变成红色粉末 D. 实验结束后能观察到玻璃钟罩内的汞液面下降 6.用于实验室测定空气中氧气的含量，实验前在集气瓶内加入少量水，并将水面上方空间分为5等份，用弹簧夹夹紧胶皮管。下列说法中正确的是(    ) A. 实验时，点燃的红磷可以缓慢地伸入集气瓶中，塞紧橡皮塞 B. 在实验过程中弹簧夹未夹紧，可能造成气体减少的体积小于 C. 集气瓶内加入少量水可防止瓶底炸裂 D. 可用铁丝代替红磷 7.如图是测定空气中氧气含量的实验。对该实验的认识不正确的是(    ) A. 未冷却至室温读数会导致测量结果偏小 B. 气球的作用是调节气压，使氧气充分反应 C. 该实验中的铜粉换成木炭也能达到实验目的 D. 反应后，装置内气体体积约减少 8.某兴趣小组利用传感器探究不同物质在空气中燃烧的耗氧量。他们用足量的蜡烛和红磷分别在相同的密闭容器中燃烧，测定的容器内氧气体积分数的变化如图所示，下列分析错误的是(    ) A. 蜡烛燃烧过程中，第20s时容器内氧气体积分数为 B. 冷却到室温后，两容器中的气压均不为零，红磷实验中的气压值更低 C. 当氧气的体积分数低于一定值时，蜡烛和红磷的燃烧会停止 D. 红磷燃烧过程中，b点和c点时容器内温度相同 二、非选择题（每空1分，共24分） 9.空气是我们生产、生活中不可或缺的气体，请填空。 空气中约含氮气  L。 石灰水长期露置在空气中，石灰水表面和瓶壁均会出现白色不溶物，说明空气中含有  。 夏天，盛放冰块的杯子外壁上附有一层水珠，说明空气中含有  。 列举一例事实说明空气中含有氧气： _______   _______ 。 10.用化学的视角看生活中的现象。 空气中的  是制造氮肥的重要原料。 稀有气体中的氦气可用于填充探空气球，这是因为氦气具有物理性质：  ，化学性质：  ，不会产生安全隐患。 11.空气是一种宝贵的自然资源，我们应该珍惜和保护空气。 如图是空气中一些气体的用途：        A.用于潜水    用于霓虹灯  用于食品防腐 ①其中属于氧气用途的是          填字母，下同； ②属于氮气用途的是  ； ③属于稀有气体用途的是   。 如表是某日我国部分地区的空气质量指数日报内容。 城市 空气质量指数 首要污染物 空气质量指数级别 A市 103 可吸入颗粒物 Ⅲ B市 210 可吸入颗粒物 Ⅴ C市 72 可吸入颗粒物 Ⅱ D市 36 无 Ⅰ ①当日空气质量状况最好的城市是  ，空气质量指数与空气质量指数级别之间的关系是  。 ②当空气轻度污染时，易感人群会产生胸闷、气喘、咳嗽等症状，说明空气污染物首先影响人的  系统。 ③人类需要洁净的空气。请写出一种保护空气的措施：           。 12.世间万物种类繁多，但宏观上根据组成可将物质进行分类。 物质分类：纯净物和混合物属于如图关系中的  关系。 以下物质属于混合物的有  填序号。 ①洁净的空气②稀有气体③清澈的河水④液氧 ⑤二氧化碳⑥的医用酒精⑦冰水混合体 下列二组物质中，均有一种与其他三种所属类别不同，请在横线上填写出该物质的名称： ①氧气、氦气、二氧化碳、稀有气体  。 ②井水、自来水、蒸馏水、食盐水  。 13.小组同学用下图所示的装置测定空气里氧气的含量。 部分实验步骤如下： 取足量红磷放入燃烧匙中，点燃后立即伸入瓶中，并把塞子塞紧。 按图示连接好装置。 待红磷熄灭并冷却至室温后，打开弹簧夹。 检查装置气密性。 在集气瓶内加入少量水，并将水面上方空间分为五等份，用弹簧夹夹紧胶皮管。 上述实验操作的正确顺序为________________ 填字母，每种操作只选一次。 红磷燃烧的现象是_________________________，发生反应的文字表达式为_______________________________。 若某同学在实验后得出结论：空气中氧气的体积约占。得出此结论根据的实验现象是_______________________。 14.某化学兴趣小组利用如图甲所示装置测定空气中氧气的含量，同时用压强传感器测得集气瓶中的压强变化如图乙所示。   小组同学用图甲装置进行实验，实验结束时观察到进入集气瓶内水的体积大于集气瓶内原空气体积的，可能的原因是                    填序号。 ①红磷量不足                                                ②将燃烧匙伸入集气瓶的操作过于缓慢 ③旋紧橡胶塞后发现乳胶管上未夹弹簧夹       ④未冷却至室温就打开弹簧夹 图乙中A点为点燃红磷前集气瓶中的压强，AB段压强显著增大的原因是           。 答案和解析 1.【答案】A 2.【答案】D 3.【答案】C 4.【答案】A  【解析】解：A、稀有气体大约占空气体积的，不是质量分数，错误符合题意，故选项正确； B、稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙等气体的总称正确，正确但不符合题意，故选项错误； C、稀有气体的化学性质不活泼，正确但不符合题意，故选项错误； D、稀有气体的用途是：做各种电光源、作保护气等，正确但不符合题意，故选项错误； 空气中各成分的体积分数分别是：氮气大约占空气体积的、氧气大约占空气体积的、稀有气体大约占空气体积的、二氧化碳大约占空气体积的、水蒸气和其它气体和杂质大约占；稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙等气体的总称。稀有气体的化学性质不活泼，稀有气体的用途是：做各种电光源、作保护气等。 本考点考查了空气中各种气体的含量、稀有气体的性质和用途等，同学们要加强记忆有关的知识点，在理解的基础上加以应用，本考点基础性比较强，主要出现在选择题和填空题中。 5.【答案】D  【解析】实验结束后，密闭装置内氧气被消耗，气压减小，玻璃钟罩内的汞液面上升，汞槽内的汞液面下降，故D符合题意。 6.【答案】C  【解析】解：A、实验时，点燃的红磷应快速地伸入集气瓶中，塞紧橡皮塞，防止装置内气体受热膨胀逸出，导致测定结果偏大，故选项说法错误。  B、在实验过程中弹簧夹未夹紧，装置内气体受热膨胀逸出，可能造成气体减少的体积大于，故选项说法错误。  C、红磷燃烧放出大量的热，集气瓶内加入水，可以防止高温熔融物溅落，炸裂瓶底，故选项说法正确。  D、铁丝在空气中不能燃烧，不能用铁丝代替红磷，故选项说法错误。  在装有空气的密闭容器中，欲用燃烧法测定空气中氧气含量，所选除氧剂要具备以下特征：本身能够在空气中燃烧只能与空气中的氧气反应；本身的状态为非气体；生成物为非气态。该实验一般要注意以下几点：①装置的气密性好；②所用药品必须是足量；③读数时一定要冷却到原温度，据此进行分析解答。 本题难度不大，掌握用燃烧法测定空气中氧气含量的实验原理、注意事项等是正确解答本题的关键。 7.【答案】C  【解析】解：A、气体的体积受温度的影响，读数时必须等到装置冷却至室温再读，不等装置冷却至室温就读数，读数偏小，故选项说法正确。 B、气球的作用是调节气压，使氧气完全反应，故选项说法正确。 C、木炭燃烧生成二氧化碳气体，装置内的压强几乎不变，因此该实验中的铜粉不能换成镁粉，故选项说法错误。 D、正常操作情况下，反应结束后消耗氧气的总体积应该是反应前注射器内气体体积和玻璃管中气体总体积的 ，则装置内气体体积约减少，故选项说法正确。 根据在装有空气的密闭容器中，用燃烧法测定空气中氧气含量，所选除氧剂要具备以下特征：本身能在空气中燃烧只能与空气中的氧气反应；本身的状态为非气体；生成物为非气态。该实验一般要注意以下几点：①装置的气密性好；②所用试剂必须是足量；③读数时一定要冷却到原温度，进行分析解答。 8.【答案】D  9.【答案】 二氧化碳 水蒸气 小白鼠在装有空气的密闭容器中可存活一段时间合理答案均可 10.【答案】氮气 密度比空气小 不活泼 11.【答案】A C B D市 空气质量指数越高，空气质量指数级别越大 呼吸 积极植树造林/使用清洁能源/合理即可 12.【答案】并列 ①②③⑥ 稀有气体 蒸馏水 【解析】解：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；①洁净的空气中含有氮气、氧气等多种物质，属于混合物；②稀有气体中含有氦、氖、氩、氪、氙等气体，属于混合物；③清澈的河水中含有水和可溶性杂质，属于混合物；④液氧由氧气一种物质组成，属于纯净物；⑤二氧化碳由一种物质组成，属于纯净物；⑥的医用酒精由酒精和水两种物质组成，属于混合物；⑦冰水混合物是水和冰两种不同状态的同种物质，属于纯净物，故选：①②③⑥； ①氧气、氦气、二氧化碳中均只含一种物质，属于纯净物，稀有气体中含有多种物质，属于混合物，则稀有气体与其他三种不同； ②井水、自来水、食盐水中均含有水和其他物质，属于混合物，蒸馏水为纯水，属于纯净物，则蒸馏水与其他三种不同。 故答案为：并列； ①②③⑥； 稀有气体；蒸馏水。 13.【答案】bdeac  产生大量的白烟，放出热量  红磷十氧气五氧化二磷  集气瓶中的液面约上升到刻度1处  【解析】解：上述实验操作的正确顺序为bdeac。 红磷燃烧的现象是产生大量的白烟，放出热量，发生反应的文字表达式为红磷十氧气五氧化二磷。 若某同学在实验后得出结论：空气中氧气的体积约占，得出此结论根据的实验现象是集气瓶中的液面约上升到刻度1处。 故答案为：。 产生大量的白烟，放出热量；红磷十氧气五氧化二磷。 集气瓶中的液面约上升到刻度1处。 红磷燃烧能够消耗空气中的氧气，氧气消耗后，容器中的气压减小，在外界大气压作用下，水进入容器，进入容器中的水的体积即为容器中空气中的氧气体积，进一步可以计算出空气中氧气的含量。 可以用来测定空气中氧气含量的物质应该具备的条件是：能和空气中的氧气反应，生成物是固体，不能和空气中的其它物质发生化学反应。 14.【答案】②③ 红磷燃烧时放热，使气体受热膨胀，压强增大 打开弹簧夹 【解析】实验结束时观察到进入集气瓶内水的体积大于集气瓶内原空气体积的，说明压强差偏大。①红磷的量不足，不能将所有氧气消耗，则会使实验结果偏小，不符合题意。②将燃烧匙伸入集气瓶的操作过于缓慢，使空气逸出，则会使实验结果偏大，符合题意。③旋紧橡胶塞后发现乳胶管上未夹弹簧夹，燃烧时会有气体逸出，则会使实验结果偏大，符合题意。④未冷却至室温就打开弹簧夹，由于装置内气体受热膨胀，则会使压强差偏小，实验结果偏小，不符合题意。 段压强显著增大的原因是红磷燃烧时放热，使气体膨胀，压强增大。后瓶内压强又显著增大，时进行的实验操作是打开弹簧夹，水从烧杯倒吸入装置内，气体体积变小，则压强变大。 学科网（北京）股份有限公司 $