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第1章 我们呼吸的空气
第1节 空气的成分
八下科学 ZJ
1.了解氧气、氮气、稀有气体等的利用，认识空气对人类的重要作
用。
2.了解氧气的主要性质及用途，能通过氧气的性质理解氧气的广泛
应用，了解氧化物等基本科学概念。
3.初步学习实验室制取氧气的方法，了解实验室制取氧气的装置名
称、装置的连接、检验装置气密性的方法、气体的收集和检验等科
学实践。
4.了解工业上制氧气的科学方法。
5.了解化合反应和分解反应的定义，知道两类反应间的区别，提升
思维能力。#5
1.研究空气的成分的初步结论
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。
他将少量汞放入密闭的曲颈甑内连续加热12天，发现有一部分液态
汞变成了红色粉末，同时容器内气体的体积减少了。他研究了曲颈
甑内剩余的气体，发现这部分气体既不能供给呼吸，也不能支持燃
烧 ，于是他认为这些气体是氮气。
拉瓦锡又把生成的红色粉末收集起来，全部放入另一个较小的容器
里加热，结果得到了汞和氧气，并发现氧气的体积恰好等于曲颈甑
中减少的气体体积。若再把得到的氧气加回到曲颈甑内剩余的气体
中，结果所得气体跟空气的性质几乎完全一样。通过实践和分析，
拉瓦锡得出了空气由氧气和氮气组成的结论。
实验 原理 及装 置 利用红磷燃烧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，进入密闭容器内水的体
积即为减少的氧气的体积。反应的文字表达式:
______________________________________________________________________________
2.教材第3页探索活动：空气中氧气含量的测定#7
实验 步骤 （1）连接仪器，检查装置的气密性；（2）先在集气瓶里
加入少量水，再把剩余的容积平均分成10份，做好记号；
（3）点燃燃烧匙内的红磷，立即放入集气瓶中，并塞紧瓶
塞，观察现象；（4）火焰熄灭后，振荡集气瓶，冷却至室
温，打开导管上的止水夹，观察现象，记录集气瓶内水面
的变化情况，并解释这个实验原理
实验 现象 （1）红磷燃烧，产生大量白烟；（2）冷却后打开止水
夹，烧杯中的水沿着导管进入集气瓶，集气瓶中水面上
升，进入集气瓶中的水的体积约占原空气体积的
现象 分析 红磷燃烧生成的五氧化二磷为固体，极易溶于水且几乎不
占体积，红磷燃烧消耗了集气瓶内的氧气，使瓶内气体减
少，压强减小；冷却后，容器内气压小于外界大气压，打
开止水夹，在大气压的作用下，水会进入集气瓶，占据被
消耗的氧气的体积
实验 结论 氧气约占空气总体积的
大量实验表明，空气中氧气的体积分数约为 。#7.1.1
特别提醒
实验结果的误差分析#8.1
实验结果 原因 具体分析
测量结果 偏小 进入瓶中的 水的体积偏 小 装置漏气，导致反应结束后，外界空气
进入集气瓶中
红磷量不足，不能将集气瓶内的氧气消
耗完全
实验结果 原因 具体分析
测量结果 偏小 进入瓶中的 水的体积偏 小 导管中没有事先注满水，燃烧冷却后，
一小部分水滞留于导管中
未待装置冷却至室温就打开止水夹，集
气瓶中气体还处于受热膨胀状态，内外
压强差较小
实验结果 原因 具体分析
测量结果 偏大 进入瓶中的 水的体积偏 大 点燃红磷后伸入集气瓶的速度太慢,使集
气瓶中部分气体受热逸出
实验前未夹紧止水夹，使部分空气受热
膨胀沿导管逸出
3.空气成分的准确结论
空气 成分 氮气 氧气 稀有气体（包括氦、氖、氩、
氪、氙、氡）和其他气体
体积 分数
典例1 关于测定空气中氧气含量的实验，下列操作正确的是( )
C
A.实验前止水夹没有夹紧
B.将红磷换成木炭进行实验
C.待装置冷却至室温后，再打开止水夹
D.点燃红磷，缓慢伸入集气瓶中后，再塞紧瓶塞
解析：A、D项操作都会使集气瓶中部分空气受热膨胀逸出，导致
测量结果偏大,错误；木炭燃烧生成气体，冷却后瓶内外压强差不
大，实验不能成功，B错。
人类的生产和生活离不开空气，空气是一种重要的自然资源。
1.氧气的用途#11
2.氮气的性质及用途#12
3.稀有气体的性质及用途#13
概述 稀有气体（是混合物）包括氦、氖、氩、氪、氙、氡
物理性 质 无色无味的气体，难溶于水；通电时能发出不同颜色的
光
化学性 质 很不活泼
用途 ①用作保护气，如焊接金属时用稀有气体来隔绝空气；
②制成各种用途的电光源，如航标灯、闪光灯、霓虹灯
等；
③利用稀有气体可以制成激光器；
④氙气可用于医疗麻醉，液态氦可用于制造低温环境
拓展培优
（1）氧气有对人类活动有利的一面,也有对人类活动有害的一面。
在某些情况下，需要设法除去氧气或将物品与氧气隔离,如食品的
真空包装、金属制品涂防锈漆等。
（2）过去人们认为稀有气体不与其他物质发生化学反应，曾把它
们叫作惰性气体。但随着科学技术的发展,已经发现有些稀有气体
在一定条件下也能与某些物质发生化学反应,如氙气 可以与氟
气 反应。#14.2
典例2 (2025·温州期中)下列有关物质的性质及相关用途的叙述，正
确的是( )
D
①氮气的化学性质较活泼，是制造氮肥、炸药的重要原料
②由于稀有气体的化学性质不活泼，所以常用作保护气
③氧气能燃烧，所以可用作火箭的高能燃料
④由于液态氮汽化时需吸收大量的热，因此可做冷冻剂
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
解析：①氮气的化学性质不活泼，是制造氮肥、炸药的重要原料，
说法错误；②由于稀有气体的化学性质不活泼，所以常用作保护气，
说法正确；③氧气具有助燃性，没有可燃性，可用作火箭的助燃剂，
而不是高能燃料，说法错误；④由于液态氮汽化时需吸收大量的热，
因此可做冷冻剂，说法正确。
故选D。
氧气由氧分子 构成，每个氧分子由两个氧原子构成。
1.氧气的物理性质（含教材第5页探索活动答案）
（1）常温常压下，氧气是一种无色、无味的气体。
（2）在标准状况下，氧气的密度为 ，比空气的密度
略大。
（3）氧气不易溶于水，常温常压下水中大约能溶解 氧气。
（这些氧气是水生生物得以生存的必要条件之一）
（4）氧气的三态变化：
2.氧气的贮存
工业生产的氧气，一般加压贮存在蓝色的钢瓶中。
3.氧气的化学性质
（1）氧气能支持燃烧（含教材第6页探索活动1答案）
①比较
在空气中,带火星的木条不复燃
在氧气中,带火星的木条复燃 说明氧气能支持燃烧
②氧气的检验：一般用带火星的木条。
（2）氧气的化学性质活泼，在一定条件下能与许多物质发生化学
反应。
①硫（又称作硫黄，为淡黄色固体）与氧气反应（含教材第6页探
索活动2答案）
实验 现象 ______________________________________________________________________________
（实验注意事项: .硫的用量不能过多，减少空气污染；
.集气瓶底部预先放少量水，用于吸收二氧化硫，减少空
气污染；
实验 现象 .在通风橱中进行该实验）
共同现象:放出热量，生成有刺激性气味的气体
文字 表达 式
②铁与氧气的反应（含教材第7页探索活动答案）
实验现象
文字表达式
.铁丝要用砂纸打磨处理（除锈）； .待火柴梗快燃尽时
再把铁丝伸入集气瓶中（以免火柴梗燃烧消耗过多氧气，使现象不
明显）； .将细铁丝盘成螺旋状（增大铁丝的受热面积，利于铁丝
持续燃烧）。
特别提醒
书写燃烧反应的文字表达式的注意事项
①反应条件是“点燃”，不能写成“燃烧”。
②通常情况下，物质在空气中燃烧是与空气中的氧气反应，反应物
要写成“氧气”，而不是“空气”或“氧”。
教材第7页
产生这些不同现象的原因是氧气的浓度不同，空气中氧气的浓度较低。
（3）氧气与一些物质反应的微观模型
若用黄球表示硫原子，用蓝球表示氧原子，氧气和硫反应中的原子
重排可以表示为：
在化学反应中原子发生了重新组合（化学反应的实质），生成物中
的原子组合形式与反应物中的不同。
4.氧化反应与氧化物
氧化反 应 氧气是一种化学性质比较活泼的气体，硫、铁等许多物
质都能与氧气发生反应，这类反应属于氧化反应
氧化物 由两种元素组成，其中一种元素是氧元素的化合物，称
为氧化物（只由一种元素组成， 由三种元素组
成，均不是氧化物）
常见的 氧化物 水、二氧化碳、二氧化硫 和四氧化三
铁
典例3 下列有关实验现象的描述正确的是( )
C
A.红磷在空气中燃烧，产生大量白雾，放出热量
B.硫在空气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰
C.带火星的木条在氧气中会复燃，在空气中不能复燃
D.铁丝在氧气中剧烈燃烧，生成黑色固体四氧化三铁
解析：红磷燃烧产生大量白烟，而不是白雾，A描述错误；硫在空
气中燃烧，发出淡蓝色火焰，在氧气中燃烧，发出蓝紫色火焰，B描
述错误；生成四氧化三铁是实验结论而不是实验现象，D描述错误。
1.氧气的工业制法
（1）空气冷冻分离法
①原理
液态氧（沸点为）和液态氮（沸点为）的沸点不
同，采用低温蒸发的方法得到氧气。
②过程
空气液态空气
氮气（先蒸发出来）（液态氮的沸点比液态氧的沸点低）
液态氧（贮存在蓝色钢瓶中）（是混合物，还含有氩、氪等气体）
（2）膜分离技术法
空气富氧膜含氧量较高的富氧空气含氧量
以上的富氧空气
2.实验室制取氧气的反应原理

（拓展）
3.实验装置
（1）发生装置的选择依据:反应物状态和反应条件
实验室常见的气体发生装置类型及相应的选择依据见下图。
用过氧化氢溶液制取氧气时，因反应不需加热，故选择固液常温型
发生装置；
加热氯酸钾制取氧气时，因氯酸钾为固体，反应条件为加热，故选
择固体加热型发生装置。
（2）收集装置的选择 依据:气体密度和气体溶解性
装 置 类 型
适 用 气 体 适用于难溶于水或 不易溶于水，且不 与水反应的气体 适用于密度比空气 的大且不与空气中 的成分反应的气体 适用于密度比空
气的小且不与空
气中的成分反应
的气体
4.氧气的验满
收集方法 验满方法
排水法 集气瓶口有大量气泡向外冒出时，说明氧气已收集满
向上排空 气法 将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，说明氧
气已收集满
典例4 如图所示是实验室常用的
气体制取装置，在用氯酸钾和二
氧化锰制取氧气的实验中，可选
B
A.、 B.、 C.、 D.、
解析：用氯酸钾和二氧化锰制取氧气时，反应物是固体且需要加热，
应选择发生装置 ；氧气的密度比空气的大，不易溶于水，可用向
上排空气法或排水法收集，应选择收集装置 。
用的发生装置和收集装置最合适的是( )
5.教材第8页探索活动：用过氧化氢溶液制取氧气#18
药品 过氧化氢溶液（无色溶液）、二氧化锰（黑色粉末）
反应 原理 过氧化氢水 氧气
实验 装置
实验 步骤 （1）检查装置气密性：用弹簧夹夹住橡胶管，打开分液漏
斗活塞，向分液漏斗中加入一定量的水浸没分液漏斗下端
管口，使烧瓶与漏斗形成液面差，一段时间后，若分液漏
斗中的液面不下降，说明装置不漏气；
（2）装入药品：将水及 二氧化锰加入烧瓶中，
用带有分液漏斗和导管的双孔橡胶塞塞紧瓶口，放置好集
气瓶，最后向分液漏斗中加入 的过氧化氢
溶液；
实验 步骤 （3）进行反应并收集气体：旋转分液漏斗的活塞，滴加过
氧化氢溶液，当导管口连续、均匀地放出气泡时
（装置中排净空气），用排水法收集气体（当看到气泡连
续、均匀冒出时，再开始收集气体，否则收集的氧气中会
混有空气）
检验 将带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃则证明收集的
是氧气
6.催化剂
（1）催化剂和催化作用的概念
催化剂 在化学反应里能改变其他物质的化学反应速度，而本身
的质量和化学性质在反应前后都没有变化的物质叫作催
化剂，工业上又叫作触媒
催化作 用 催化剂在化学反应中所起的作用叫作催化作用
（2）催化剂的特点
典例5 下图为实验室制取氧气的实验装置。根据要求回答下列问题。
（1）写出仪器名称：①__________，②________。
分液漏斗
锥形瓶
解析：略。
（2）①中应放入的物质是______________，②中应放入的物质是
______________。
过氧化氢溶液
二氧化锰和水
解析：略。
（3）该方法制取氧气的反应的文字表达式为
_ __________________________；要收集一瓶较为纯净的氧气，收
集装置最好选择装置___（选填序号）；应将收集满氧气的集气瓶
____放在桌面上，从而减少氧气的逸散。
过氧化氢水氧气
C
正
解析：氧气不易溶于水，所以要收集一瓶较为纯净的氧气，可用排
水法；氧气的密度比空气的大，收集满氧气的集气瓶应正放在桌面
上，从而减少氧气的逸散。
【实验目标】
初步学会实验室制取氧气的方法，学习用排水法收集氧气，进一步
认识氧气的性质。
【实验器材】
实验仪器 锥形瓶、分液漏斗、双孔橡胶塞、橡胶管、玻璃导
管、药匙、集气瓶、坩埚钳、水槽、酒精灯、玻璃
片
实验药品 澄清石灰水、过氧化氢溶液、二氧化锰
实验物品 木条、火柴、粗铁丝、木炭、铝箔
【实验原理】
【实验过程】
1.制取氧气#5.1
（1）组 装装置 按如图所示组装器材
___________________________________________________________
（2）检 查装置 的气密 性 先关闭分液漏斗活塞，然后把导管的下端浸入水槽中，
用手紧握锥形瓶壁。如果观察到导管口有气泡冒出，移
开手后一会儿，导管中出现一段水柱，就说明装置不漏
气。如果没有气泡冒出，就说明装置漏气，应仔细查找
原因，并改正装置
（3）加 入药品 在锥形瓶中加入药匙的二氧化锰粉末和 水，塞紧
带有分液漏斗和导管的橡胶塞，并在分液漏斗中加入
的过氧化氢溶液
（4）收 集气体 将集气瓶灌满水，倒置于水槽中，再小心旋转分液漏斗
的活塞，滴加过氧化氢溶液。当导管口连续、均匀地放
出气泡时，再把导管口伸入盛满水的集气瓶里，收集气
体。当氧气收满时，立即关闭活塞
2.氧气的性质研究#5.2
（1） 木炭在 氧气中 燃烧
反应的文字表达式：
（2） 铝箔在 氧气中 燃烧
反应的文字表达式：
3.整理洗涤
（1）实验完毕，将锥形瓶、分液漏斗、双孔橡胶塞、橡胶管、玻
璃导管依次拆开。
（2）将各种仪器清洗干净，整理药品并摆放整齐。
【问题讨论】（教材第10页）
1.左侧锥形瓶是气体发生装置，右侧集气瓶是气体收集装置。
2.（1）使氧气与木炭充分反应：如果立即伸入瓶底，燃烧放出大
量热并产生二氧化碳，易使集气瓶中的氧气逸出损失，会迅速使瓶
中氧气的含量降低，影响实验现象。
（2）减少氧气逸出：氧气的密度比空气大，沉在瓶子的底部，空
气处于上方。缓缓伸入可以减少氧气逸出，使得实验过程更加清
晰。#6.2.1
（3）防止木炭熄灭：二氧化碳密度比氧气大，沉在瓶子的底部。
从上向下缓缓伸入可以使木炭和氧气充分接触；如果立即伸到底部，
二氧化碳会把上部的氧气排出集气瓶，木炭被二氧化碳包围，立即
熄灭。#6.2.2
典例6 (2025·宁波期末)实验室制取氧气的装置如图所示，下列有关
叙述合理的是( )
C
①必须检查装置的气密性
②锥形瓶里加入氯酸钾固体，分液漏斗里盛放蒸馏
水
A.①③ B.②④ C.①④ D.②③
③当发生装置中液体与固体一接触产生了气泡即可收集
④锥形瓶里加入少量 粉末，分液漏斗里盛放过氧化氢溶液
解析：
序号 分析 是否
合理
① 必须检查装置的气密性，以防止装置漏气收集不到 气体 合理
② 氯酸钾制氧气需要加热的条件，而该装置是固体液 体常温制气装置 不合
理
③ 刚开始产生气泡排出的是装置内空气，不宜立即收 集 不合
理
序号 分析 是否
合理
④ 该装置制氧气所用药品为过氧化氢和二氧化锰，分 液漏斗中加过氧化氢，锥形瓶中为二氧化锰 合理
化合反应 分解反应
定 义 由两种或两种以上的物质生 成一种物质的反应 由一种物质生成两种或两种
以上的物质的反应
特 点 多变一 一变多
通 式
化合反应 分解反应
举 例 硫氧气 二氧化硫 碳氧气 二氧化碳 铁氧气 四氧化三铁 红磷氧气 五氧化二磷 过氧化氢水 氧气
氯酸钾氯化钾 氧
气
高锰酸钾锰酸钾 二氧
化锰 氧气
化合反应 分解反应
关 系 都是化学反应的基本类型,二者属于并列关系 典例7 下列反应属于分解反应的是( )
B
A.铁氧气四氧化三铁 B.水氢气 氧气
C.甲烷氧气水二氧化碳 D.二氧化碳水 碳酸
解析：

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