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2.1 空气的组成（1）
第二章 空气与水资源
学习目标
1.能依据观察的实验现象初步推断空气的主要成分。
2.能从组成上对物质进行分类，识别纯净物和混合物。
3.能体会科学家在探索空气成分过程中的智慧和方法。
空气无色无味，不易觉察，你能用一个简单的实验或列举实例来说明空气确实存在吗？
想一想：
1.法国化学家拉瓦锡的贡献
法国科学家拉瓦锡最早用定量的方法研究了空气的成分，得出了空气是由氧气和氮气组成的，其中氧气约占空气总体积的1/5的结论
一、空气的组成
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知识点1 空气的“捕获”
1.“捕获”空气实验
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知识点1 空气的“捕获”
2.检查装置气密性
实验原理 气体的热胀冷缩
实验装置 _____________________________
现象及结论 用手握住试管时，导管口有气泡冒出；松开手后过
一段时间，导管中会形成一段水柱，则说明装置的
气密性良好
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知识点1 空气的“捕获”
3.空气中氧气体积分数的测定
实验原理 及装置 利用红磷燃烧（只消耗氧气，不消耗空气中其他成
分）消耗密闭容器内空气中的氧气，使密闭容器内压
强减小，在大气压的作用下，进入容器内水的体积即
减少的氧气的体积。
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知识点1 空气的“捕获”
实验原理 及装置
实验步骤:
装红磷
夹紧
止水夹
点燃
红磷
迅速伸入
集气瓶内
并塞紧橡
皮塞
冷却至室温，
把导管插入
盛水的烧杯中，
打开止水夹
实验现象
现象1：红磷燃烧，发光、放热，产生
大量的白烟。
现象2：打开止水夹，烧杯中的水倒吸
入集气瓶内，约占集气瓶容积的1/5
反应的文字表达式
1、产生的白烟是生成了什么物质导致的？
现象分析：
2、红磷在集气瓶内燃烧，消耗了什么气体？
五氧化二磷
3、集气瓶中最终剩余气体主要是什么物质？
氧气
氮气
4、集气瓶中最终剩余气体有哪些性质？
（1）物理性质：
难溶于水
（2）化学性质：
不可燃
不助燃
与水不反应
5、药品选择依据：产物没有气体、能在空气中燃烧、 只能和氧气反应
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知识点1 空气的“捕获”
可能原因 影响
实验结果小于 五分之一 装置漏气 反应结束后外界空气进入
红磷量不足 氧气不能完全被消耗
未待装置冷却到室温就 打开止水夹 温度较高，剩余气体处于膨胀状态，瓶内压压较大
实验结果大于 五分之一 点燃的红磷插入瓶中后 未立即塞上橡皮塞 空气受热膨胀，部分逸出
实验前止水夹未夹紧 部分空气受热膨胀沿导管逸出
改进装置：
测量容器进入水的体积
改进装置：利用刻度测量密闭装置内气体体积的减少量
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知识点1 空气的“捕获”
典例1 如图所示装置可用于测定空气中氧气的体积分数，将集气瓶
的容积划分为5等份并加以标记。下列说法中不正确的是( )
C
[解析] 红磷燃烧的现象应是产生大量白烟，而不是白雾；实验时
要待装置冷却至室温后再打开止水夹，否则会导致测定结果偏小。
学校探究小组对空气中氧气含量的测定进行了如下实验探究，将数显设备、三种传感器（气体压强、温度、氧气浓度）和其他装置按图甲所示连接，装置气密性良好。实验开始，打开并调试好传感器的和数显设备，用酒精灯将足量红磷点燃，立即将燃烧匙深入瓶中并塞紧橡皮塞。各传感器测得的数据如图乙所示，横坐标为时间，纵坐标表示该段时间内气体压强、温度、氧气浓度对应的变化情况。
（1）写出红磷燃烧的反应文字表达式为
（2）图乙压强变化曲线中bc段升高的原因是 实验结束打开弹簧夹的过程中，压强曲线中对应的是 段。
（3）图乙中x曲线表示的是 （填“温度”或“氧气浓度”）的变化情况。
能力提升：
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知识点2 纯净物和混合物
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知识点2 纯净物和混合物
练习： 下列物质中属于纯净物的是( ) 属于混合物的（ ）
A.洁净的空气 B.汽水 C.液态氧 D.水泥砂浆 E.海水
F.水 G.冰水混合物 H.铝合金 I.碳酸氢铵 J.蒸馏水
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知识点3 空气的组成
在通常情况下，空气中各种成分的含量保持相对稳定，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
可能略有不同。
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知识点3 空气的组成
1、在“天宫课堂”第一课中，水球光学实验中打入的“人造空气”
与我们身边空气的成分和含量基本相同，下列关于“人造空气”的说
法错误的是( )
B
2、吉林雾凇北国盛景空气成分中与雾凇形成有关的是 （ ）
A.水蒸气 B.二氧化碳 C.氧气 D.氮气
3、空气是一种重要的资源，其中的各种成分具有广泛用途。下列气体可用于供给呼吸的是（ ）
A.氮气 B.水蒸气 C.氧气 D.二氧化碳
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知识点4 氮气和稀有气体
1.氮气的性质与用途
①氮气的物理性质
②氮气的化学性质
通常情况下，氮气的化学性质稳定。
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知识点4 氮气和稀有气体
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知识点4 氮气和稀有气体
2.稀有气体
概述 稀有气体（是混合物）包括氦气、氖气、氩气等
化学 性质 在通常条件下不与其他物质发生化学反应
用途 ①氦气可用来填充电子管、气球、气体温度计和潜水服，
也可作焊接金属的保护气；②氖气常被用作霓虹灯的填充气，放电时能发出橘红色的光；③氩气可用作电弧焊接的保护气等
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知识点4 氮气和稀有气体
典例4 小明整理了氮气和稀有气体的性质与用途的关系，其中错误
的是( )
B
A.氖气放电时能发出橘红色的光，可填充霓虹灯
B.氮气化学性质活泼，可用于医疗手术
C.氩气通常不与其他物质发生化学反应，可用作电弧焊接的保护气
D.氦气密度小，化学性质稳定，可用来填充气球
[解析] 氮气可用于医疗是由于液氮汽化可制造低温环境。
课堂小结

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