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/ 让教学更有效 精品试卷 | 化学
2.1.1 空气的组成
化学观念：物质具有多样性，空气由多种物质组成，属于混合物，空气中氧气、氮气等只由一种物质组成，属于纯净物。
科学探究与实践:通过对拉瓦锡探究空气组成实验原理的分析以及红磷燃烧测定空气中氧气含量实验原理的分析，发展学生以实验为主的科学探究能力。
科学态度与责任:通过了解和分析数学化实验，发展对物质世界的探究欲，保持对化学学习和科学探究的浓厚兴趣。
1、拉瓦锡研究空气成分：用定量的方法实验，第一次明确提出了“ ”。其中 的结论。
2、物质的分类：
（1）纯净物：由 物质组成的。（可用化学符号表示）
（2）混合物： 物质组成的。这些物质相互间没有发生化学反应，
。
3、空气的主要成分（ ）：氮气（N2） ，氧气（O2） （氮气与氧气体积比约为4比1），稀有气体 ，二氧化碳（CO2） ，其它气体和杂质 。（记忆口诀：“ ， ； ；还有两个 ， ”）
【任务一】探究拉瓦锡实验
1.阅读教材 P30-31 拉瓦锡实验的介绍，了解拉瓦锡的测定原理和结论。
原理:1.汞+氧气 一氧化汞;2:氧化汞 汞+氧气。
结论:空气由 和 组成。
2.思考与讨论
(1)曲颈甑中和汞槽中的录分别起什么作用
(2)为什么玻璃钟罩内汞的液面会上升
(3)什么现象能说明空气中氧气的含量
【任务二】探究空气成分
阅读教材 P31，认识空气的组成和各组分的体积分数，将下图中的数据或物质补充完整。
【任务三】探究红磷燃烧实验
阅读教材 P31《思考与讨论》，观看实验视频《测定空气里的氧气含量》，观察并记录实验现象。
（1）反应原理：红磷+氧气 （红磷为暗红色固体，五氧化二磷为白色固体）
（2）实验装置：专职密闭，气密性良好
（3）实验操作与实验现象
（4）实验结论:氧气约占空气体积的 1/5。
【任务四】混合物与纯净物
阅读教材P32，总结混合物和纯净物的概念，并举例说明,
总结本节的概念，梳理概念之间的联系，画出思维导图。
1.如图装置常用来测定空气中氧气的含量。下列对该实验的认识正确的是
A．红磷燃烧产生大量白色烟雾 B．燃烧匙中的红磷可以换成蜡烛
C．该实验可说明氮气难溶于水 D．红磷的量不足不影响进入集气瓶中水的体积
2.利用如图装置可验证空气中氧气的含量。下列叙述不正确的是
A．实验前需检验装置气密性
B．该实验所用的白磷可用铁丝替代
C．白磷的作用是消耗试管中的氧气
D．最终注射器活塞向左移动至约20mL刻度线处
3.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
4.各种各样的气体在生产、生活中有着重要的作用。下列“气”不是纯净物的是
A．氦气 B．氢气 C．氮气 D．空气
5.用如图所示的装置进行实验，验证可燃物燃烧的条件并测定空气中氧气含量。
已知：白磷的着火点为40℃，红磷的着火点为240℃。
(1)验证可燃物燃烧的条件：向Y型管中放入足量红磷和白磷，塞好橡胶塞，关闭弹簧夹。然后将Y型管放入80℃的热水中，观察到红磷不燃烧，白磷燃烧，说明可燃物燃烧的条件之一是 ，白磷燃烧的化学方程式为 。
(2)测定空气中氧气含量：待白磷熄灭，装置冷却至室温后，Y型管内压强 (填“大于”、“小于”或“等于”)大气压强，打开弹簧夹，会观察到量筒中的水液面下降。
6.如图是测定空气中氧气含量的两套实验装置，请结合下图所示回答下列问题：
【查阅资料】红磷(由磷元素组成的一种单质)在空气中燃烧生成的五氧化二磷刺激人体呼吸道，因此五氧化二磷也是一种空气污染物。
(1)使用这两个装置，在测定氧气含量前必须检查装置的气密性，检查图Ⅰ装置气密性的方法是 。
(2)由图1实验可以推知反应后剩余气体的主要性质是： 。
(3)图1实验开始的实验现象是： ；冷却后，打开止水夹的现象是 。实验后发现气体减少的体积小于总体积1/5，请你帮助这位同学找出两种可能造成这种结果的原因：① ；② 。
(4)图Ⅱ实验过程中，若未用弹簧夹夹紧橡皮管，注射器活塞将从10ml处先向 (填“左”、“右”)移动，后向 (填“左”、“右”)移动，最终停止。
(5)对照两个实验装置，图Ⅱ实验装置的优点是(回答一个即可) 。
7.在测定空气中氧气含量的实验中。
(1)集气瓶内剩下的气体主要是氮气，说明了氮气有什么性质？
(2)实验后，集气瓶内水平面上升体积少于，原因是什么？ （答一点即可）
8.某实验小组用图1所示装置测定空气中氧气的含量。
【实验原理】
(1)图1是利用红磷燃烧消耗瓶内氧气，导致瓶内气压减小，水进入集气瓶，进入瓶内的水的体积即为空气中氧气的体积。红磷燃烧的文字表达式为 。
【实验过程】
(2)①用弹簧夹夹紧橡皮管。
②点燃燃烧匙内的红磷，立即伸入瓶中并塞紧瓶塞。
③等 ，打开弹簧夹。
④观察并记录水面的变化情况。
【实验结果】
(3)多次实验发现集气瓶内上升的水面始终低于预想的高度，其可能的原因是 。
【拓展探究】
(4)小组同学利用图2装置进行镁条在空气中燃烧的实验，燃烧、冷却后打开止水夹。如果镁条只和空气中的氧气反应，则进入集气瓶中水的体积最多不超过其容积的 ，现进入集气瓶中水的体积约为其容积的70%，根据空气的组成可推出减少的气体中除了氧气外，一定有 。
9.形态各异的物质可按一定规律分类。现有 A．水银，B．冰水，C． 海水，D．高锰酸钾，E. 空气，F. 氮气六种物质，请选用各物质名称前的字母序号填写在横线上。
(1)属于混合物的是 ；
(2)属于纯净物的是 。
10.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
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2.1.1 空气的组成
化学观念：物质具有多样性，空气由多种物质组成，属于混合物，空气中氧气、氮气等只由一种物质组成，属于纯净物。
科学探究与实践:通过对拉瓦锡探究空气组成实验原理的分析以及红磷燃烧测定空气中氧气含量实验原理的分析，发展学生以实验为主的科学探究能力。
科学态度与责任:通过了解和分析数学化实验，发展对物质世界的探究欲，保持对化学学习和科学探究的浓厚兴趣。
1、拉瓦锡研究空气成分：用定量的方法实验，第一次明确提出了“空气是由氧气和氮气组成”。其中氧气约占空气总体积的1/5的结论。
2、物质的分类：纯净物和混合物
（1）纯净物：由一种物质组成的。（可用化学符号表示）
（2）混合物：两种或多种物质组成的。这些物质相互间没有发生化学反应，各物质都保持
各自的性质。
3、空气的主要成分（按体积分数）：氮气（N2）78%，氧气（O2）21%（氮气与氧气体积比约为4比1），稀有气体0.94%，二氧化碳（CO2）0.03%，其它气体和杂质0.03%。（记忆口诀：“氮七八（78%），氧二一（21%）；零点九四（0.94%）稀有气；还有两个零零三（0.03%），二氧化碳气杂唤”）
【任务一】探究拉瓦锡实验
1.阅读教材 P30-31 拉瓦锡实验的介绍，了解拉瓦锡的测定原理和结论。
原理:1.汞+氧气 一氧化汞;2:氧化汞 汞+氧气。
结论:空气由 和 组成。
【答案】氧气(02)氮气(N2)
2.思考与讨论
(1)曲颈甑中和汞槽中的录分别起什么作用
【答案】曲颈甑中的汞:与密闭体系中的氧气反应，将其耗尽;汞槽中的汞:形成密闭体系;通过汞槽中汞的液面变化情况进而判断密闭体系中氧气的体积。汞和密闭体系中的氧气反应，生成固体氧化汞，密闭体系中气体的量减少，气压变小.
(2)为什么玻璃钟罩内汞的液面会上升
【答案】小于大气压，因此大气压将汞压入到玻璃钟罩内，钟内汞的液面上升。
(3)什么现象能说明空气中氧气的含量
【答案】容器内减少的空气的体积。
【任务二】探究空气成分
阅读教材 P31，认识空气的组成和各组分的体积分数，将下图中的数据或物质补充完整。
【答案】78%;氧气;稀有气体;0.03%。
【任务三】探究红磷燃烧实验
阅读教材 P31《思考与讨论》，观看实验视频《测定空气里的氧气含量》，观察并记录实验现象。
（1）反应原理：红磷+氧气 （红磷为暗红色固体，五氧化二磷为白色固体）
（2）实验装置：专职密闭，气密性良好
（3）实验操作与实验现象
（4）实验结论:氧气约占空气体积的 1/5。
【答案】(1)五氧化二磷 (3)白烟 1/5
【任务四】混合物与纯净物
阅读教材P32，总结混合物和纯净物的概念，并举例说明,
【答案】由两种或两种以上的物质混合而成的物质叫做混合物，如空气只由一种物质组成的叫做纯净物，如氮气、氧气、二氧化碳。
总结本节的概念，梳理概念之间的联系，画出思维导图。
1.如图装置常用来测定空气中氧气的含量。下列对该实验的认识正确的是
A．红磷燃烧产生大量白色烟雾 B．燃烧匙中的红磷可以换成蜡烛
C．该实验可说明氮气难溶于水 D．红磷的量不足不影响进入集气瓶中水的体积
【答案】C
【详解】A、红磷燃烧产生大量白烟，而不是白色烟雾，故A说法错误；
B、蜡烛燃烧生成水和二氧化碳，导致瓶中压强几乎不变，不能用于测定空气中氧气含量，所以燃烧匙中的红磷不可以换成蜡烛，故B说法错误；
C、打开弹簧夹，烧杯中的水进入集气瓶，且进入的水约占集气瓶体积的五分之一，水不再继续进入，说明氮气难溶于水，故C说法正确；
D、红磷不足，会导致氧气不能完全反应，最终导致进入集气瓶中水的体积偏小，故D说法错误；
故选：C。
2.利用如图装置可验证空气中氧气的含量。下列叙述不正确的是
A．实验前需检验装置气密性
B．该实验所用的白磷可用铁丝替代
C．白磷的作用是消耗试管中的氧气
D．最终注射器活塞向左移动至约20mL刻度线处
【答案】B
【详解】A、实验前需要检验装置的气密性，防止装置漏气，导致实验结果偏小，不符合题意；
B、铁丝在空气中不燃烧，该实验所用的白磷不能用铁丝替代，符合题意；
C、该实验是通过白磷燃烧将装置内氧气耗尽，由于消耗了氧气，装置内压强减小，打开弹簧夹，注射器活塞左移，注射器内减少的体积就是消耗氧气的体积，故白磷的作用是消耗试管中的氧气，不符合题意；D、该实验中白磷燃烧消耗氧气，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，打开弹簧夹，注射器活塞左移，注射器内减少的体积就是消耗氧气的体积，氧气约占空气体积的，故消耗氧气的体积为：，则最终注射器活塞向左移动至约：50mL-30mL=20mL刻度线处，不符合题意。
故选B。
3.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
【答案】B
【详解】A、食盐水中，溶质是食盐，溶剂是水，属于混合物，故不符合题意；
B、铜丝就是铜，属于纯净物，符合题意；
C、酱油由不同种物质组成，属于混合物，故不符合题意；
D、牛奶中含有水、蛋白质等物质，属于混合物，故不符合题意；
故选B。
4.各种各样的气体在生产、生活中有着重要的作用。下列“气”不是纯净物的是
A．氦气 B．氢气 C．氮气 D．空气
【答案】D
【详解】A.氦气是由一种物质组成的，属于纯净物，故A不合题意；
B.氢气是由一种物质组成的，属于纯净物，故B不合题意；
C.氮气是由一种物质组成的，属于纯净物，故C不合题意；
D.空气中含有氮气、氧气、二氧化碳等多种物质，属于混合物，故D符合题意。
故选：D。
5.用如图所示的装置进行实验，验证可燃物燃烧的条件并测定空气中氧气含量。
已知：白磷的着火点为40℃，红磷的着火点为240℃。
(1)验证可燃物燃烧的条件：向Y型管中放入足量红磷和白磷，塞好橡胶塞，关闭弹簧夹。然后将Y型管放入80℃的热水中，观察到红磷不燃烧，白磷燃烧，说明可燃物燃烧的条件之一是 ，白磷燃烧的化学方程式为 。
(2)测定空气中氧气含量：待白磷熄灭，装置冷却至室温后，Y型管内压强 (填“大于”、“小于”或“等于”)大气压强，打开弹簧夹，会观察到量筒中的水液面下降。
【答案】(1) 温度达到着火点
(2)小于
【详解】（1）白磷的着火点为40℃，红磷的着火点为240℃，Y型管放入80℃的热水中，观察到红磷不燃烧，白磷燃烧，说明可燃物燃烧的条件之一是温度达到着火点，白磷燃烧化学方程式为：；
（2）白磷燃烧消耗氧气，待白磷熄灭，装置冷却至室温后，压强小于大气压强，打开弹簧夹，会观察到量筒中的水减少，故填：小于。
6.如图是测定空气中氧气含量的两套实验装置，请结合下图所示回答下列问题：
【查阅资料】红磷(由磷元素组成的一种单质)在空气中燃烧生成的五氧化二磷刺激人体呼吸道，因此五氧化二磷也是一种空气污染物。
(1)使用这两个装置，在测定氧气含量前必须检查装置的气密性，检查图Ⅰ装置气密性的方法是 。
(2)由图1实验可以推知反应后剩余气体的主要性质是： 。
(3)图1实验开始的实验现象是： ；冷却后，打开止水夹的现象是 。实验后发现气体减少的体积小于总体积1/5，请你帮助这位同学找出两种可能造成这种结果的原因：① ；② 。
(4)图Ⅱ实验过程中，若未用弹簧夹夹紧橡皮管，注射器活塞将从10ml处先向 (填“左”、“右”)移动，后向 (填“左”、“右”)移动，最终停止。
(5)对照两个实验装置，图Ⅱ实验装置的优点是(回答一个即可) 。
【答案】(1)打开弹簧夹，用手握住集气瓶，若烧杯中有气泡产生，则证明气密性良好
(2)不燃烧也不支持燃烧，难溶于水
(3) 产生大量白烟 有水流入集气瓶，流入集气瓶中的水约占集气瓶容积的五分之一 红磷量不足 装置漏气
(4) 右 左
(5)实验结果更准确
【详解】（1）检验图1装置的气密性，首先打开弹簧夹，用手握住集气瓶，瓶内气体受热膨胀，若装置气密性良好，烧杯内导管口会有气泡冒出；
（2）反应解释后红磷有剩余，说明剩余气体没有燃烧也没有支持红磷燃烧，打开弹簧夹水流入集气瓶内约五分之一时不会继续流入，说明剩余气体难溶于水；
（3）瓶内的红磷燃烧，产生大量的热，冒出白烟；
空气中有约五分之一体积的氧气，红磷燃烧消耗了氧气，故冷却后，打开止水夹，有水流入集气瓶，流入集气瓶中的水约占集气瓶容积的五分之一；
如果红磷的量不足，集气瓶内的氧气没有被完全消耗，测量结果会偏小；如果装置的气密性不好，集气瓶外的空气进入集气瓶，测量结果会偏小；（合理即可）
（4）燃烧时温度升高气体受热膨胀，故活塞先向右移动，温度冷却后，氧气耗尽，内压降低，活塞向左移动；
（5）装置始终密闭，没有气体逸出，实验结果更准确。
7.在测定空气中氧气含量的实验中。
(1)集气瓶内剩下的气体主要是氮气，说明了氮气有什么性质？
(2)实验后，集气瓶内水平面上升体积少于，原因是什么？ （答一点即可）
【答案】(1)氮气不能燃烧、不支持燃烧、难溶于水
(2)红磷量不足、未冷却至室温就打开止水夹
【详解】（1）在测定空气中氧气含量的实验中，集气瓶内剩下的气体主要是氮气，说明氮气不能燃烧、不支持燃烧、难溶于水；
（2）红磷量不足，则红磷完全燃烧后不能完全消耗集气瓶内空气中的氧气，则反应结束后冷却至室温，打开止水夹，集气瓶内水平面上升体积少于；红磷燃烧结束后，未冷却至室温就打开止水夹，会导致集气瓶内压强大于外界大气压，则集气瓶内水平面上升体积少于；综上可能的原因是红磷量不足、未冷却至室温就打开止水夹等。
8.某实验小组用图1所示装置测定空气中氧气的含量。
【实验原理】
(1)图1是利用红磷燃烧消耗瓶内氧气，导致瓶内气压减小，水进入集气瓶，进入瓶内的水的体积即为空气中氧气的体积。红磷燃烧的文字表达式为 。
【实验过程】
(2)①用弹簧夹夹紧橡皮管。
②点燃燃烧匙内的红磷，立即伸入瓶中并塞紧瓶塞。
③等 ，打开弹簧夹。
④观察并记录水面的变化情况。
【实验结果】
(3)多次实验发现集气瓶内上升的水面始终低于预想的高度，其可能的原因是 。
【拓展探究】
(4)小组同学利用图2装置进行镁条在空气中燃烧的实验，燃烧、冷却后打开止水夹。如果镁条只和空气中的氧气反应，则进入集气瓶中水的体积最多不超过其容积的 ，现进入集气瓶中水的体积约为其容积的70%，根据空气的组成可推出减少的气体中除了氧气外，一定有 。
【答案】(1)磷+氧气五氧化二磷
(2)冷却至室温
(3)红磷不足
(4) 氮气/N2
【详解】（1）磷与氧气在点燃的条件下反应生成五氧化二磷，反应的的文字表达式为：；
（2）等装置冷却至室温后，再打开弹簧夹；
（3）多次实验发现集气瓶内上升的水面始终低于预想的高度，则测定的结果偏小，可能是因为红磷的量不足，不能将装置内氧气耗尽；
（4）由于氧气约占空气体积的五分之一，如果镁条只和空气中的氧气反应，则进入集气瓶中水的体积最多不超过其容积的五分之一；
现进入集气瓶中水的体积约为其容积的70%，根据空气的组成可推出减少的气体中有氮气。
9.形态各异的物质可按一定规律分类。现有 A．水银，B．冰水，C． 海水，D．高锰酸钾，E. 空气，F. 氮气六种物质，请选用各物质名称前的字母序号填写在横线上。
(1)属于混合物的是 ；
(2)属于纯净物的是 。
【答案】(1)CE
(2)ABDF
【详解】（1）混合物是由两种或两种以上的物质组成，海水、空气都是由多种物质组成的，属于混合物，故选CE。
（2）纯净物是由同种物质组成，水银、冰水、高锰酸钾、氮气均是由一种物质组成的，都属于纯净物，故选ABDF。
10.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。
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