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2.1 空气的组成
1．（2024·新疆·中考真题）占空气体积约1/5的气体是（　　）
A．O2 B．N2 C．He D．CO2
2．下列物质属于混合物的是（　　）
A．干冰 B．石灰水 C．冰水混合物 D．氧气
3．（2024·吉林·中考真题）下列物质属于纯净物的是（　　）
A．淘米水 B．加碘盐 C．蒸馏水 D．不锈钢
4．含“水”的下列物质，属于纯净物的是（　　）
A．冰水 B．汽水 C．雨水 D．盐水
5．（2024·陕西渭南·二模）下列实验操作正确的是（　　）
A．检查装置气密性 B．倾倒液体
C．加热液体 D．加入锌粒
6．（2024·吉林长春·一模）空气成分中，在医疗麻醉和食品防腐等方面有着广泛用途的是（　　）
A．氮气 B．氧气 C．水蒸气 D．二氧化碳
7．（2024·湖南株洲·二模）华雪在五一假期外出旅游，夜景中五颜六色的霓虹灯甚是好看，是因为灯管里有（　　）
A．氧气 B．氮气 C．稀有气体 D．二氧化碳
8．（2024·广东湛江·二模）用定量的方法探究空气组成成分，被誉为“现代化学之父”的是（　　）
A．拉瓦锡 B．道尔顿 C．侯德榜 D．门捷列夫
9．在生产和科学研究中，稀有气体有广泛的用途。下列不属于稀有气体用途的是（　　）
A．焊接金属时用作保护器气 B．用于炼钢
C．制成霓虹灯 D．充入灯泡使其经久耐用
10．（2024·北京平谷·一模）用下图装置可验证空气中O2的含量。下列说法不正确的是（　　）
A．集气瓶中产生大量白色烟雾 B．点燃红磷前需夹紧弹簧夹
C．红磷燃烧阶段集气瓶中压强增大 D．集气瓶中水面最终上升至2处
11．空气是重要的自然资源。如图所示，请说明利用了气体的哪些性质。
（1）氮气填充食品包装袋利用氮气 。
（2）液氮用于磁悬浮列车中做冷冻剂 。
（3）稀有气体作霓虹灯利用了稀有气体 。
（4）氦气作飞艇利用了氦气 。
12．下列物质：①冰水混合物 ②氧气 ③二氧化碳 ④ 洁净的空气 ⑤硫 ⑥五氧化二磷 ⑦澄清石灰水 用序号填空：
（1）属于纯净物的有 ；
（2）属于混合物的是 。
1．（2024·重庆·三模）近年来，氮气在工业和医疗领域得到了广泛的应用。下列关于氮气的说法错误的是（　　）
A．易溶于水 B．沸点低 C．可做保护气 D．可制硝酸
2．“天宫课堂”由中国航天员担任“太空教师”，在中国的“天和号”空间站内演示了许多有趣的科学实验。其中水球光学实验使用了“人造空气”，“人造空气”中氧气、氮气、二氧化碳的含量分别为21%、78%、0.7%。下列关于“人造空气”说法正确的是（　　）
A．红磷能在“人造空气”中燃烧，产生大量白烟
B．21%和78%指的是气体物质的质量分数
C．若“人造空气”只含有氧气，将更有益于人的呼吸
D．“人造空气”中二氧化碳含量低于空气
3．如图检查装置的气密性时，将导管末端伸入装水的烧杯中，用手捂住试管外壁，若装置的气密性良好，放手后可观察到烧杯内导管处（画圈部分）的现象是（　　）
选项 A B C D
现象放大图
4．（2024·山东青岛·二模）下列物质按照纯净物、混合物的顺序排列的是（　　）
A．水银、洁净空气 B．盐酸、冰水混合物
C．氮气、四氧化三铁 D．石灰石、液氧
5．（2024·广东广州·二模）我国“祝融号”火星车测得的火星大气成分的体积分数如下图，有关说法错误的是（　　）
A．火星大气的主要成分是二氧化碳和氮气
B．火星大气属于混合物
C．火星大气也能成为宝贵的资源
D．通过红磷燃烧测定火星大气中的氮气
6．（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
7．对于“测定空气中氧气的含量”实验的再认识。请同学们认真分析回答下列问题。
【经典赏析】
（1）拉瓦锡用装置A定量研究了空气的成分。在密闭容器中，装置中的汞与空气中的 反应，生成固态物质。
【思路启迪】
（2）我们沿着科学家的足迹，对反应物进行了优化，分别用铜粉、红磷等进行实验，其原理都是采用 （填“物理”或“化学”）的方法，从混合气体中除去某种气体，从而达到物质的分离。
【实验回顾】课堂上老师和同学们利用装置B测定了氧气的含量：
（3）在用酒精灯加热铜粉部位时，要不断推拉注射器活塞的目的是 。
（4）反应前后，测得数据如下，请完成表格：
硬质玻璃管空气的体积 反应前注射器中空气体积 反应后注射器中气体体积 空气中氧气的体积分数
25mL 15mL 8mL %
出现此实验结果的原因可能是 （写一条即可）。
（5）实验反思，对该实验的认识不合理的是______（填序号）
A．铜粉用量的多少，不会影响实验结果
B．实验结束后冷却到室温才能读数
C．气球的作用是调节气压，使氧气完全反应
D．在正常操作情况下，反应结束后消耗氧气的体积大约是反应前硬质玻璃管内气体体积的1/5
【拓展实验】兴趣小组的同学们在实验室用装置C进行了探究。
（6）集气瓶中空气的体积为45mL，量筒中水的体积为50mL。能证明氧气约占空气体积的五分之一现象是 。
（7）实验结束后，集气瓶内剩余气体主要是 ，由现象分析可知，该气体的物理性质是 （任写一点）。
1．（2024·福建福州·模拟预测）智能手机APP采集数据可用于“测定空气中氧气的含量”实验。实验装置如下图所示，使用激光笔引燃烧杯内的红磷，观察并记录智能手机气压计和数字温度计的数值变化，记录如下。下列说法正确的是（　　）
A．红磷燃烧时产生大量白色烟雾 B．曲线a→b说明红磷燃烧放出气体
C．装置内温度，c点与a点相同 D．红磷燃烧能耗尽保鲜盒内的氧气
2．（2024·江苏徐州·三模）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
3．某化学研究小组在利用课本上的实验装置测定空气中氧气含量时，多次实验后发现集气瓶内上升的水体积始终小于瓶内原有空气体积的1/5。为了找出原因，他们继续进行探究。
【提出问题】足量的红磷燃烧能否耗尽空气中的氧气？
【查阅资料】白磷能与氧气发生反应，生成物为五氧化二磷。
【设计实验】在老师的指导下，研究小组的同学利用如图1装置进行实验(红磷和白磷均过量)。他们利用高能激光笔照射燃烧匙上的红磷，红磷被点燃。待红磷熄灭且装置完全冷却后，将装有白磷的燃烧匙提出水面，再次用高能激光笔照射白磷，白磷被点燃。
【记录数据】研究小组同学从开始实验到最后装置冷却后的整个实验过程中，氧气浓度传感器与数显设备相连，测量的容器内氧气浓度变化曲线如图2。
【实验分析】
（1）图1中红磷燃烧的现象为 。
（2）图2中BC段发生反应的文字表达式为 。
（3）图2中DE段氧气浓度变化的主要原因是 。
【实验结论】
（4）红磷燃烧 (填“能”或“不能”)耗尽空气中的氧气。
【再次探究】研究小组的同学再次查阅资料发现，食品脱氧剂(以铁粉为主的物质组成)能通过化学反应除去密闭包装袋中的氧气，使食品处于无氧状态。他们尝试用图3装置进行实验来测定空气中氧气的体积分数，量筒中装有50mL水，记录相关数据如下表所示：
实验时间/min 0 5 10 30 35 45
量筒中液面的刻度/mL 50 35 27.5 19.7 19.7 19.7
（5）根据表中实验数据计算空气中氧气的体积分数约为 。
（6）若实验结束时，俯视读取量筒中液体的体积，则测得的氧气体积分数会 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
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2.1 空气的组成
1．（2024·新疆·中考真题）占空气体积约1/5的气体是（　　）
A．O2 B．N2 C．He D．CO2
【答案】A
【解析】空气的成分按体积计算，大约是：氮气占78%、氧气占21%、稀有气体占0.94%、二氧化碳占0.03%、其它气体和杂质占0.03%。故选：A。
2．下列物质属于混合物的是（　　）
A．干冰 B．石灰水 C．冰水混合物 D．氧气
【答案】B
【解析】A、干冰是二氧化碳的固体，属于纯净物，故选项错误；
B、石灰水中有氢氧化钙和水，属于混合物，故选项正确；
C、冰水混合物中只有水分子，属于纯净物，故选项错误；
D、氧气中只有氧分子，属于纯净物，故选项错误。
故选：B。
3．（2024·吉林·中考真题）下列物质属于纯净物的是（　　）
A．淘米水 B．加碘盐 C．蒸馏水 D．不锈钢
【答案】C
【解析】A、淘米水中含有多种杂质和水，是由多种物质组成，属于混合物，不符合题意；
B、加碘盐中含有氯化钠、碘酸钾等物质，是由多种物质组成，属于混合物，不符合题意；
C、蒸馏水中只有水，是由一种物质组成，属于纯净物，符合题意。
D、不锈钢是铁的合金，含有铁、碳等多种物质，是由多种物质组成，属于混合物，不符合题意。
故选：C。
4．含“水”的下列物质，属于纯净物的是（　　）
A．冰水 B．汽水 C．雨水 D．盐水
【答案】A
【解析】A、冰水中只含有水，属于纯净物，该选项符合题意；
B、汽水中含有水和碳酸等，属于混合物，该选项不符合题意；
C、雨水中含有水和杂质等，属于混合物，该选项不符合题意；
D、盐水中含有水和氯化钠，属于混合物，该选项不符合题意。
故选：A。
5．（2024·陕西渭南·二模）下列实验操作正确的是（　　）
A．检查装置气密性 B．倾倒液体
C．加热液体 D．加入锌粒
【答案】A
【解析】A、检查装置气密性的方法：将导管末端浸入水中，用手握住试管外壁，观察到导管口有气泡冒出，且松开手后导管内形成一段水柱，说明装置气密性良好，图示操作正确，符合题意；
B、倾倒液体药品时，瓶塞要倒放，标签要对准手心，试管微微倾斜，试管口紧挨试剂瓶瓶口，使液体缓缓倒入，图示操作错误，不符合题意；
C、给试管中的液体加热时应用酒精灯外焰进行加热，试管内液体体积不能超过试管容积的，试管夹夹在试管中上方，试管微微倾斜与水平桌面成45°角，图示操作错误，不符合题意；
D、锌粒是块状固体药品，加入锌粒时应先把试管横放，用镊子夹取锌粒放在试管口，然后把试管慢慢竖立起来，使锌粒缓缓地滑到试管底部，以免打破试管，图示操作错误，不符合题意。
故选：A。
6．（2024·吉林长春·一模）空气成分中，在医疗麻醉和食品防腐等方面有着广泛用途的是（　　）
A．氮气 B．氧气 C．水蒸气 D．二氧化碳
【答案】A
【解析】氮气化学性质不活泼，食品包装时充氮气以防腐；医疗上可用液氮冷冻麻醉等；
故选：A。
7．（2024·湖南株洲·二模）华雪在五一假期外出旅游，夜景中五颜六色的霓虹灯甚是好看，是因为灯管里有（　　）
A．氧气 B．氮气 C．稀有气体 D．二氧化碳
【答案】C
【解析】稀有气体，化学性质稳定，在通电条件下会发出五颜六色的光，可填充霓虹灯且通电时会发出有色光；
故选：C。
8．（2024·广东湛江·二模）用定量的方法探究空气组成成分，被誉为“现代化学之父”的是（　　）
A．拉瓦锡 B．道尔顿 C．侯德榜 D．门捷列夫
【答案】A
【解析】A、用定量的方法研究空气成分的科学家是法国化学家拉瓦锡，他被誉为“现代化学之父”，故选项正确；
B、道尔顿提出了近代原子学说，故选项错误；
C、侯德榜发明了“侯氏制碱法”，故选项错误；
D、门捷列夫发现了元素周期性，故选项错误；
故选：A。
9．在生产和科学研究中，稀有气体有广泛的用途。下列不属于稀有气体用途的是（　　）
A．焊接金属时用作保护器气 B．用于炼钢
C．制成霓虹灯 D．充入灯泡使其经久耐用
【答案】B
【解析】A、稀有气体的化学性质稳定，可用作保护气，所以可用于焊接金属时做保护气，故A正确；
B、稀有气体不能用于炼钢，用于炼钢的是氧气，故B错误；
C、稀有气体通电可以发出不同颜色的光，可用于制成霓虹灯，故C正确；
D、稀有气体的化学性质稳定，可用作保护气，可充入灯泡使其经久耐用，故D正确。
故选：B。
10．（2024·北京平谷·一模）用下图装置可验证空气中O2的含量。下列说法不正确的是（　　）
A．集气瓶中产生大量白色烟雾 B．点燃红磷前需夹紧弹簧夹
C．红磷燃烧阶段集气瓶中压强增大 D．集气瓶中水面最终上升至2处
【答案】A
【解析】A、红磷燃烧，产生大量的白烟，不是烟雾，故选项说法错误；
B、实验必须保证装置气密性良好，点燃红磷前需夹紧弹簧夹保障气密性问题，故选项说法正确；
C、红磷燃烧时会释放大量的热，导致集气瓶内气体受热膨胀，导致压强变大，故选项说法正确；
D、氧气约占空气总体积的五分之一，集气瓶中水面最终上升至2处，故选项说法正确。
故选：A。
11．空气是重要的自然资源。如图所示，请说明利用了气体的哪些性质。
（1）氮气填充食品包装袋利用氮气 。
（2）液氮用于磁悬浮列车中做冷冻剂 。
（3）稀有气体作霓虹灯利用了稀有气体 。
（4）氦气作飞艇利用了氦气 。
【答案】（1）化学性质不活泼，且无毒
液氮汽化时能吸收大量的热
通电时，发出不同颜色的光
密度小、性质稳定
【解析】（1）①氮气填充食品包装袋利用氮气的化学性质不活泼，且无毒；
②液氮用于磁悬浮列车中做冷冻剂，因为液氮汽化时能吸收大量的热；
③稀有气体作霓虹灯利用了稀有气体，因为稀有气体通电时，发出不同颜色的光；
④氦气作飞艇利用了氦气，是因为氦气密度小、性质稳定。
12．下列物质：①冰水混合物 ②氧气 ③二氧化碳 ④ 洁净的空气 ⑤硫 ⑥五氧化二磷 ⑦澄清石灰水 用序号填空：
（1）属于纯净物的有 ；
（2）属于混合物的是 。
【答案】（1）①②③⑤⑥
（2）④⑦
【分析】①冰水混合物由水一种物质组成，属于纯净物；
②氧气是一种物质组成的，属于纯净物；
③二氧化碳由一种物质组成，属于纯净物；
④洁净的空气含有氮气、氧气等，属于混合物；
⑤硫是一种物质组成的，属于纯净物；
⑥五氧化二磷是一种物质组成的，属于纯净物；
⑦澄清石灰水含有氢氧化钙和水，属于混合物；
【解析】（1）属于纯净物的有①②③⑤⑥；
（2）属于混合物的有④⑦。
1．（2024·重庆·三模）近年来，氮气在工业和医疗领域得到了广泛的应用。下列关于氮气的说法错误的是（　　）
A．易溶于水 B．沸点低 C．可做保护气 D．可制硝酸
【答案】A
【解析】A、氮气难溶于水，A错误；
B、氮气沸点为-196℃，常用液氮作制冷剂，其沸点较低，B正确；
C、氮气化学性质不活泼，可做保护气，C正确；
D、氮气含有氮元素，可用于生产硝酸，D正确。
故选：A。
2．“天宫课堂”由中国航天员担任“太空教师”，在中国的“天和号”空间站内演示了许多有趣的科学实验。其中水球光学实验使用了“人造空气”，“人造空气”中氧气、氮气、二氧化碳的含量分别为21%、78%、0.7%。下列关于“人造空气”说法正确的是（　　）
A．红磷能在“人造空气”中燃烧，产生大量白烟
B．21%和78%指的是气体物质的质量分数
C．若“人造空气”只含有氧气，将更有益于人的呼吸
D．“人造空气”中二氧化碳含量低于空气
【答案】A
【解析】A、“人造空气”中氧气的体积分数分别为21%，红磷在“人造空气”中能燃烧，产生大量白烟，说法正确；
B、21%和78%指的是气体的体积分数，不是质量分数，说法错误；
C、若“人造空气”中只含有氧气，将会造成缓慢氧化过快、体温升高等，说法错误；
D、空气中二氧化碳含量是0.03%，“人造空气”中二氧化碳的含量是0.7%，“人造空气”中二氧化碳含量高于空气，说法错误；
故选：A。
3．如图检查装置的气密性时，将导管末端伸入装水的烧杯中，用手捂住试管外壁，若装置的气密性良好，放手后可观察到烧杯内导管处（画圈部分）的现象是（　　）
选项 A B C D
现象放大图
A．A B．B C．C D．D
【答案】C
【解析】检查装置的气密性的方法是将仪器连接好后，将玻璃导管的一端放入水中，用双手握住试管，观察是否有气泡冒出，如有气泡冒出，松手后，导管末端上升一段水柱，则气密性良好；故选：C。
4．（2024·山东青岛·二模）下列物质按照纯净物、混合物的顺序排列的是（　　）
A．水银、洁净空气 B．盐酸、冰水混合物
C．氮气、四氧化三铁 D．石灰石、液氧
【答案】A
【解析】A、水银由汞这一种物质组成，属于纯净物；洁净的空气中含有氮气、氧气、二氧化碳等物质，属于混合物，A正确；
B、盐酸是HCl的水溶液，属于混合物；冰水混合物由水这一种物质组成，属于纯净物，B错误；
C、氮气由氮气这一种物质组成，属于纯净物；四氧化三铁由四氧化三铁这一种物质组成，属于纯净物，C错误；
D、石灰石的主要成分是碳酸钙，一般含有SiO2等杂质，属于混合物；液氧即是液态的氧气，由氧气这一种物质组成，属于纯净物，D错误。
故选：A。
5．（2024·广东广州·二模）我国“祝融号”火星车测得的火星大气成分的体积分数如下图，有关说法错误的是（　　）
A．火星大气的主要成分是二氧化碳和氮气
B．火星大气属于混合物
C．火星大气也能成为宝贵的资源
D．通过红磷燃烧测定火星大气中的氮气
【答案】D
【解析】A、由图中信息可知，火星大气的主要成分是二氧化碳和氮气，选项正确；
B、火星大气是由多种物质组成的，属于混合物，选项正确；
C、火星大气中含有氮气、稀有气体等也能成为宝贵的资源，选项正确；
D、氮气不燃烧也不支持红磷燃烧，所以不能用红磷燃烧测定火星大气中氮气含量，选项错误。
故选：D。
6．（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。
7．对于“测定空气中氧气的含量”实验的再认识。请同学们认真分析回答下列问题。
【经典赏析】
（1）拉瓦锡用装置A定量研究了空气的成分。在密闭容器中，装置中的汞与空气中的 反应，生成固态物质。
【思路启迪】
（2）我们沿着科学家的足迹，对反应物进行了优化，分别用铜粉、红磷等进行实验，其原理都是采用 （填“物理”或“化学”）的方法，从混合气体中除去某种气体，从而达到物质的分离。
【实验回顾】课堂上老师和同学们利用装置B测定了氧气的含量：
（3）在用酒精灯加热铜粉部位时，要不断推拉注射器活塞的目的是 。
（4）反应前后，测得数据如下，请完成表格：
硬质玻璃管空气的体积 反应前注射器中空气体积 反应后注射器中气体体积 空气中氧气的体积分数
25mL 15mL 8mL %
出现此实验结果的原因可能是 （写一条即可）。
（5）实验反思，对该实验的认识不合理的是______（填序号）
A．铜粉用量的多少，不会影响实验结果
B．实验结束后冷却到室温才能读数
C．气球的作用是调节气压，使氧气完全反应
D．在正常操作情况下，反应结束后消耗氧气的体积大约是反应前硬质玻璃管内气体体积的1/5
【拓展实验】兴趣小组的同学们在实验室用装置C进行了探究。
（6）集气瓶中空气的体积为45mL，量筒中水的体积为50mL。能证明氧气约占空气体积的五分之一现象是 。
（7）实验结束后，集气瓶内剩余气体主要是 ，由现象分析可知，该气体的物理性质是 （任写一点）。
【答案】(1)氧气/O2
(2)化学
(3)使铜粉和氧气充分接触，使氧气完全消耗
(4) 17.5 铜粉的量不足或装置漏气或装置没有冷却至室温就读数
(5)AD
(6)量筒中水的体积剩余41mL
(7) 氮气/N2 难溶于水
【解析】（1）在密闭容器中，装置中的汞与空气中的氧气反应，生成固态物质氧化汞；
（2）分别用铜粉、红磷等进行实验，其原理都是采用化学的方法（铜和氧气加热生成氧化铜，红磷与氧气点燃生成五氧化二磷，都有新物质生成，都是化学变化），从混合气体中除去某种气体，从而达到物质的分离；
（3）推拉注射器能使空气流通，从而使铜粉和氧气充分接触，使氧气完全消耗；
（4）注射器中减少的气体体积即为消耗氧气的体积，则测得空气中氧气的体积分数为：；
17.5%＜21%，导致实验结果偏小的原因可能是铜粉的量不足（氧气没有消耗完全，导致实验结果偏小），或装置漏气（燃烧冷却后管内气压小于大气压，有部分空气进入管中弥补了消耗的氧气，导致实验结果偏小），或装置没有冷却至室温就读数（剩余气体受热膨胀，导致实验结果偏小）；
（5）A、铜粉用量的多少，会影响实验结果，如果铜不足，氧气不能消耗完全，会导致实验结果偏小，所以该实验中铜粉必需足量或过量，才能保证将氧气消耗完全，使实验结果更准确，故A认识不合理，符合题意；
B、实验结束后冷却到室温才能读数，以防止剩余的气体在受热状态下，处于膨胀状态，会导致实验结果偏小，故B认识合理，不符合题意；
C、为使装置内的氧气反应完全，应反复推拉活塞，使气流循环经过热的铜粉，装置另一端的气球气球可以起到调节气压，使氧气完全反应的作用，故C认识合理，不符合题意；
D、氧气约占空气体积的五分之一，在正常操作情况下，反应结束后消耗氧气的体积大约是反应前注射器和硬质玻璃管内气体总体积的五分之一，故D认识不合理，符合题意；
故选：AD；
（6）集气瓶中空气的体积为45mL，氧气约占空气体积的五分之一，则进入的水的体积应为45mL×＝9mL，量筒中水的体积为50mL，则量筒中水的体积剩余50mL-9mL=41mL，故能证明氧气约占空气体积的五分之一现象是量筒中水的体积剩余41mL；
（7）空气主要成分是氧气和氮气，红磷燃烧消耗掉氧气，此时剩余气体主要是氮气，量筒的水不能继续进入集气瓶中，说明氮气具有难溶于水的物理性质。
1．（2024·福建福州·模拟预测）智能手机APP采集数据可用于“测定空气中氧气的含量”实验。实验装置如下图所示，使用激光笔引燃烧杯内的红磷，观察并记录智能手机气压计和数字温度计的数值变化，记录如下。下列说法正确的是（　　）
A．红磷燃烧时产生大量白色烟雾 B．曲线a→b说明红磷燃烧放出气体
C．装置内温度，c点与a点相同 D．红磷燃烧能耗尽保鲜盒内的氧气
【答案】C
【解析】A、红磷燃烧，产生大量白烟，不是白色烟雾，故A错误；
B、曲线a→b，是因为红磷燃烧放出热量，装置内气体受热膨胀，压强增大，故B错误；
C、a点和c点的温度均是室温，故温度相同，故C正确；
D、由图2数据可知，测得空气中氧气的体积分数为，结果偏小，说明红磷燃烧不能耗尽保鲜盒内的氧气，故D错误。
故选：C。
2．（2024·江苏徐州·三模）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
【解析】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。
3．某化学研究小组在利用课本上的实验装置测定空气中氧气含量时，多次实验后发现集气瓶内上升的水体积始终小于瓶内原有空气体积的1/5。为了找出原因，他们继续进行探究。
【提出问题】足量的红磷燃烧能否耗尽空气中的氧气？
【查阅资料】白磷能与氧气发生反应，生成物为五氧化二磷。
【设计实验】在老师的指导下，研究小组的同学利用如图1装置进行实验(红磷和白磷均过量)。他们利用高能激光笔照射燃烧匙上的红磷，红磷被点燃。待红磷熄灭且装置完全冷却后，将装有白磷的燃烧匙提出水面，再次用高能激光笔照射白磷，白磷被点燃。
【记录数据】研究小组同学从开始实验到最后装置冷却后的整个实验过程中，氧气浓度传感器与数显设备相连，测量的容器内氧气浓度变化曲线如图2。
【实验分析】
（1）图1中红磷燃烧的现象为 。
（2）图2中BC段发生反应的文字表达式为 。
（3）图2中DE段氧气浓度变化的主要原因是 。
【实验结论】
（4）红磷燃烧 (填“能”或“不能”)耗尽空气中的氧气。
【再次探究】研究小组的同学再次查阅资料发现，食品脱氧剂(以铁粉为主的物质组成)能通过化学反应除去密闭包装袋中的氧气，使食品处于无氧状态。他们尝试用图3装置进行实验来测定空气中氧气的体积分数，量筒中装有50mL水，记录相关数据如下表所示：
实验时间/min 0 5 10 30 35 45
量筒中液面的刻度/mL 50 35 27.5 19.7 19.7 19.7
（5）根据表中实验数据计算空气中氧气的体积分数约为 。
（6）若实验结束时，俯视读取量筒中液体的体积，则测得的氧气体积分数会 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】（1）产生大量白烟，放热
（2）
（3）白磷燃烧消耗氧气
（4）不能
（5）20.2%
（6）偏小
【解析】（1）红磷燃烧产生大量白烟，放热；
（2）红磷燃烧生成五氧化二磷，反应的文字表达式为：；
（3）图2中C点时红磷燃烧熄灭；曲线DE段氧气浓度变化的主要原因为白磷燃烧消耗氧气，装置逐渐冷却到室温；
（4）红磷燃烧熄灭后，白磷继续燃烧，说明红磷不能耗尽空气中的氧气；
（5）根据表中实验数据进行推算，广口瓶中氧气的体积分数约为×100%≈20.2%；
（6）若实验结束时，俯视读取量筒中液体的体积，剩余水的体积读数偏大，根据消耗氧气的体积为量筒内减少的气体体积，则消耗氧气的体积偏小，测得氧气的体积分数偏小。
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第2章 空气与水资源
2.1 空气的组成
学习目标
01
02
通过观察的实验现象初步推断空气的主要成分；
03
明确纯净物、混合物的概念，掌握从组成上对物质进行分类；
通过空气成分的发现史体会科学家在探索空气成分过程中的智慧和方法。
重点难点
教学重点
01 混合物与纯净物概念的辨析；
02 氮气和稀有气体的性质与用途。
01 区分一些典型的混合物与纯净物；
教学难点
02 实验现象的观察与分析。
我们每时每刻都离不开空气，那你能看到空气吗？
课堂导入
空气的组成
01
探究新知
利用下图所示的实验仪器，组装成图中所示的实验装置，利用该实验装置把一小集气瓶中的部分空气“捕捉”到另一个集气瓶中。
1
实验探究：“捕捉”空气实验
探究新知
从分液漏斗中不断加水
将左边集气瓶中中的
空气赶到右瓶中
实验仪器
实验装置
排水法收集气体
③水中的导管口如果有气泡冒出，移开手一段时间后导管中能形成一段水柱，说明气密性良好
②用手握住试管
①连接好仪器
注意：如果环境温度偏高，也可采用酒精灯微热或热毛巾捂热等其他方法。
2
方法导引：检查装置的气密性
探究新知
①将集气瓶的容积划分为5等份，并加以标记。
②将橡胶管上的止水夹夹紧，在燃烧匙内装入足量的红磷，在酒精灯火焰上点燃红磷后，将燃烧匙迅速伸入集气瓶内，塞紧橡皮塞，观察现象。
③待火焰熄灭后，观察红磷是否有剩余。待集气瓶冷却到室温后，把导管插入盛水的烧杯中，打开止水夹，观察现象。
3
观察思考：空气中氧气体积分数的测定
探究新知
实验现象　
①红磷燃烧，产生大量白烟，放出热量；
②冷却后，打开弹簧夹，水倒吸入集气瓶，进入集气瓶内水的体积约占集气瓶内空气总体积的1/5。
空气中氧气约占空气总体积的1/5
3
观察思考：空气中氧气体积分数的测定
实验结论　
探究新知
红磷燃烧消耗了氧气，生成了五氧化二磷固体，使得集气瓶中的压强减小。在大气压的作用下，烧杯中的水被压入集气瓶中。进入水的体积也就是消耗的氧气的体积。
P O2 　　　 P2O5
氧气被消耗，形成压强差
3
观察思考：空气中氧气体积分数的测定
实验原理　
探究新知
①红磷要足量（过量）。
②装置的气密性要好。
③等装置冷却到室温后再打开止水夹。
3
观察思考：空气中氧气体积分数的测定
实验关键　
探究新知
（1）倒吸入集气瓶中水的体积<1/5的原因:
（2）倒吸入集气瓶中水的体积>1/5的原因:
红磷的量不足
装置漏气
未等冷却到室温就打开止水夹
红磷点燃后没有迅速伸入集气瓶中
红磷在集气瓶燃烧过程中，止水夹没有夹紧
3
观察思考：空气中氧气体积分数的测定
误差分析　
探究新知
加热“铜绿”
3
观察思考：空气中氧气体积分数的测定
探究新知
【思考1】集气瓶中的水上升到约1/5后，不能继续上升，说明剩余气体有什么性质？
剩余气体约占空气总体积的4/5，不能燃烧也不支持燃烧，且不溶于水。
主要是氮气
加热“铜绿”
3
观察思考：空气中氧气体积分数的测定
探究新知
【思考2】蜡烛在空气中燃烧生成二氧化碳和水。能否用蜡烛代替红磷进行相同实验，为什么？
不能，蜡烛在空气中燃烧生成二氧化碳气体，反应后装置内压强几乎不变，无法形成压强差。
（1）混合物：由两种或两种以上物质混合而成，其中各成分保持原有的化学性质
（2）纯净物：只由一种物质组成
如：空气、食盐水、蔗糖水等
如：氧气、二氧化碳、水等
一、混合物与纯净物　
定 义　
至少两种
只能一种
绝对纯净的物质并不存在，当其中杂质成分的含量极少时，即可认为是纯净物。
探究新知
洁净的空气、 清新的空气、 澄清的石灰水
混合物
冰水混合物
五氧化二磷
纯净物
看组成物质种类的多少
一、混合物与纯净物　
判断方法
不能根据表面字眼，更不能看字的多少。
探究新知
4
拓展视野：空气成分的发现
探究新知
发现空气中存在氧气，并制得氧气。
法国化学家
拉瓦锡
（1743—1794）
拉瓦锡用金属燃烧实验证明燃烧是金属与空气中的“上等纯空气”作用的结果，并发现了金属燃烧后余下的“空气”不支持燃烧和呼吸，第一次明确提出空气是由氧气和氮气组成的。
瑞典化学家
舍勒
（1742—1786）
英国化学家
普里斯特利
（1733—1804）
近代化学之父
氮 气
(78%)
氧 气
(21%)
稀有气体
(0.94%)
其他气体和杂质(0.03%)
二氧化碳(0.03%)
按体积分数计算：
二、空气的成分
通常情况下，空气中各种成分的含量保持相对稳定。
探究新知
氮气和稀有气体
02
探究新知
医疗上可在液氮冷冻条件下做手术
超导磁悬浮列车
一、氮气
物理性质　
1. 无色、无味、难溶于水。
2. 液氮的沸点低，可用作深度冷冻剂。
3. 液氮通常储存于黑色钢瓶中。
超导材料在液氮低温环境下能显示超导性能
液氮汽化吸热
探究新知
硝酸、氮肥
2. 高温高压催化剂条件下，可以和氢气反应生成氨气，化工上生产氮肥和硝酸。
一、氮气
化学性质　
1. 常温下化学性质稳定，可用作保护气。
氮气 + 氢气 氨气
高温 高压
催化剂
制化肥
探究新知
探究新知
二、稀有气体
物理性质　
包括氦气、氖气、氩气、
氪气、氙气等
1. 无色、无味、难溶于水。
2. 通电时会发出有颜色的光，可用作电光源。
充入氖气——发红光，可做航标灯、指示灯
充入氩气——发出蓝紫色光
充入氙气——可用于广场照明 “人造小太阳”
3. 氦气密度小，可用作填充气球。
二、稀有气体
化学性质　
化学性质很不活泼，被称作“惰性气体”，可用作保护气。
氩气用作焊接保护气
探究新知
氦气用作填充探空气球或飞艇
课堂练习
1. 空气是一种宝贵的资源。下列有关空气的说法错误的是（ ）
A. 洁净的空气仍然属于混合物
B. 食品包装袋中充入氮气可以防腐
C. 稀有气体可作焊接金属的保护气
D. 空气中氮气的质量分数约为78%
D
课堂练习
2. 生活中的下列物质属于纯净物的是（ ）
A. 食盐水 B. 铜丝 C. 酱油 D. 牛奶
B
3. 下列物质属于混合物的是（ ）
A. 干冰 B. 石灰水 C. 冰水混合物 D. 氧气
B
课堂练习
4. 空气成分中，在医疗麻醉和食品防腐等方面有着广泛用途的是（ ）
A. 氮气 B. 氧气 C. 水蒸气 D. 二氧化碳
A
5. 夜景中城市五颜六色的霓虹灯甚是好看，是因为灯管里有（ ）
A. 氧气 B. 氮气 C. 稀有气体 D. 二氧化碳
C
课堂练习
6. 用如图所示装置测定空气中氧气的含量：点燃燃烧匙内的红磷(足量)，迅速伸入集气瓶中并塞紧瓶塞；待燃烧停止并冷却至室温，打开止水夹，发现烧杯内的水被吸入集气瓶中，吸入水的体积约为集气瓶总容积的1/5。下列关于该实验的说法中，错误的是（ ）
A. 红磷燃烧时产生白烟，说明生成了固体小颗粒
B. 可用蜡烛代替红磷进行实验
C. 该实验证明了O2约占空气体积的1/5
D. 这个实验还不能证明空气是由哪些物质组成的
B
课堂练习
7. 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
①②③⑥⑦⑧⑩
④⑤⑨
课堂练习
8. 从冰箱中拿出一个杯子，放在空气中，杯壁会变潮湿，这说明空气中含有 ；点燃一个集气瓶中的红磷，用塞子将瓶口塞紧，等红磷燃烧完全并冷却后，这时打开瓶塞比较费力，原因是 ；
攀登高山时，登山运动员必须携带氧气瓶，这是因为 。
水
红磷燃烧消耗了氧气，
使瓶内气压低于瓶外
海拔较高地区氧气稀薄，且人运动时需要吸入的氧气量增大，氧气能供给呼吸
知识总结
谢谢您的观看
THANKS

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