2021学年课题1 空气学案

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2.1.2 空气的成分、混合物和纯净物

考点精讲
知识点 1 空气的主要成分和用途
（1）空气的组成。空气是一种 混合物 （填“纯净物”或“混合物”）。

注意：体积分数要记清，莫与质量混一起；氮七八，氧二一；零点九四是稀气；还有两个点零三；二氧化碳和杂气。
（2）空气的主要成分的用途
成分
体积分数
用途
氮气
（N2）
78 %
1. 化学性质不活泼，常用作 保护气 ，如用于灯泡填充气、食品防腐等；
2. 制造硝酸和氮肥的原料；
3. 液氮的低温环境可用于超导材料、医疗上的冷冻麻醉等
氧气
（O2）
21 %
1. 供给呼吸，如用于医疗急救、潜水、宇宙航行等；
2. 支持燃烧 ，如用于炼钢、气焊、化工生产等
稀有气体
0.94%
1. 化学性质很不活泼，可用作保护气；
2. 制成多种用途的电光源，如航标灯、闪光灯、霓虹灯等；
3. 氦可用于制造低温环境
二氧化碳
（CO2）
0.03%
1. 不能燃烧，也不支持燃烧，可用于 灭火 ；
2. 干冰（固态CO2）常用作制冷剂，如用于人工降雨等；
3. 植物进行光合作用的原料
其他气体和杂质
0.03%

注意：
（1）空气属于混合物。
（2）稀有气体通电发出不同颜色光的过程属于物理变化。
【典例1】空气是一种宝贵的资源,空气中体积分数最大的气体是（ ）
A.稀有气体 B.二氧化碳 C.氧气 D.氮气
【答案】D
【解析】
空气中各成分及体积分数为：氮气：78%、氧气：21%、稀有气体：0.94%、二氧化碳0.03%、水蒸气和杂质：0.03%，故空气中体积分数最大的气体是氮气。故选D。

【举一反三】
1．下列变化中与空气的成分无关的是（ ）
A、敞口放置的石灰水表面出现白膜 B、敞口放置的氨水变少
C、酥脆的饼干变软 D、白磷的自燃
【答案】B
【解析】A、敞口放置的石灰水表面出现白膜，说明空气含有二氧化碳，B、敞口放置的氨水变少，说明分子在不断运动，与空气的成分无关，正确，C、酥脆的饼干变软，说明空气含有水，D、白磷的自燃，说明空气含有氧气，故选B
2．在人类历史上最早应用实验证明空气是由氮气和氧气组成的科学家是（ ）
A.普利斯特里和舍勒 B.道尔顿
C.拉瓦锡 D.汤姆生
【答案】C
【解析】
二百多年前，法国化学家拉瓦锡以天平作为研究工具，用定量的方法研究了空气的成分，首先提出了空气是由氮气和氧气组成的结论.舍勒、普利斯特里在空气成分的研究中也做出了一定的贡献，但并没有得出空气的成分.故选C.
3．下列说法正确的是（ ）
A.空气的成分是比较固定的，主要由氮气和氧气组成
B.空气中氧气的质量占21%，氮气占78%
C.在通常状况下，无色、无味的气体一定是空气
D.空气是一种单一的物质，它是由空气一种成分组成
【答案】A
【解析】在通常情况下，空气的成分是比较固定的，主要由氮气和氧气组成，A选项正确；空气的成分按体积计算，大约是：氮气78%，氧气21%，B选项错误；在通常状况下，无色、无味的气体不一定是空气，如氧气也是无色无味的气体，C选项错误；空气不是一种单一的物质，它是由多种成分组成，属于混合物，D选项错误。故选择A项。
4．石灰水露置在空气中一段时间后，液面会形成一层白色薄膜，原因是空气中含有____；松脆的饼干放在空气中两三天就变软了，证明空气中含有_____；空气是制氮肥的原料，说明空气中含有___；红磷能在空气中燃烧，说明空气中含有____。
【答案】CO2 H2O N2 O2
【解析】石灰水露置在空气中一段时间后，液面会形成一层白色薄膜，因为空气中含有二氧化碳，二氧化碳与澄清石灰水变浑浊，生成白色沉淀；酥脆饼干在空气中长时间放置会变软，说明空气中含有水蒸气，因为饼干吸水会变软；空气可制氮肥是因为空气中有氮气；物质可在空气中燃烧是因为空气中有氧气，氧气能支持燃烧；故答案为：CO2，H2O，N2，O2。

【技巧与方法】
氮七八氧二一，零点九四是稀气；还有两个零零三，二氧化碳和杂气.

【针对训练】
1．（2021·辽宁葫芦岛市·九年级一模）空气中，稀有气体的体积分数约为（ ）
A．0.03% B．78% C．21% D．0.94%
【答案】D
【解析】
空气中，按体积分数计算，氮气约为78%，氧气约为21%，稀有气体约为0.94%，二氧化碳约为0.03%，其它气体和杂质约为：0.03%。
故选D。
2．（2021·辽宁中考真题）空气是一种宝贵的资源，下列说法错误的是（ ）
A．空气中氮气的质量分数约为78%
B．能形成酸雨的空气污染物主要是二氧化硫和二氧化氮
C．由于氦气密度小和化学性质很不活泼可将其充入气飞艇
D．工业上用分离液态空气的方法制氧气利用了液氮和液氧的沸点不同
【答案】A
【解析】
A、空气中氮气的体积分数约为78%，不是质量分数，故A符合题意；
B、能形成酸雨的空气污染物主要是二氧化硫和二氧化氮，故B不符合题意；
C、氦气是稀有气体，稀有气体化学性质很不活泼，因此可将其充入气飞艇，故C不符合题意；
D、工业上用分离液态空气的方法制取氧气，是利用了氧气和氮气的沸点不同，故D不符合题意；
故选A。
3．（2021·广西梧州市·中考真题）空气成分中，体积分数最大的是（ ）
A．氧气 B．氮气 C．稀有气体 D．二氧化碳
【答案】B
【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：B。
【点睛】
本题难度不大，熟记空气的成分及各成分的体积分数（口诀：“氮七八氧二一，零点九四是稀气，还有两个零点三，二氧化碳和杂气）是解答此题的关键。

知识点 2 混合物与纯净物

物质分类
混合物
纯净物
宏观
由两种或两种以上物质组成
由一种物质组成
微观（针对由分子构成的物质）
由多种分子构成，没有固定的组成
由一种分子构成，有固定的组成和性质
性质
各组分保持各自原有的化学性质
有固定的化学性质
表示
不能用一个化学式表示
有唯一的化学式
举例
空气、溶液等
氧气、二氧化碳等
联系
纯净物混合物
注意：（1）纯净物与混合物的区别在于“这种物质由几种物质组成”。注意判断物质种类时不能被物质的字面描述误导，“新鲜”“洁净”“清洁”“混合”不是判断物质种类的依据，如洁净的空气属于混合物，冰水混合物属于纯净物。
（2）常见的纯净物和混合物
混合物：空气（或洁净的空气）、溶液（盐酸、生理盐水）、合金、石油、天然气等。
纯净物：冰水共存物、液氧、液氢、干冰、铁等。
【典例2】下列物质中属于纯净物的是（　　）
A.生理盐水
B.雪碧饮料
C.二氧化碳
D.洁净的空气
【答案】C
【解析】A、生理盐水是由氯化钠和水两种物质组成的混合物，选项A不符合题意；
B、雪碧饮料是由二氧化碳、糖、水等多种物质组成混合物，选项B不符合题意；
C、二氧化碳是由二氧化碳分子组成单一物质，属于纯净物，选项C符合题意；
D、空气是由氮气、氧气、二氧化碳、稀有气体以及其他气体组成的混合物，选项D不符合题意。故选C。

【举一反三】
1．化学上研究任何一种物质的性质，都必须取用纯净物.下列属于纯净物的是（ ）
A.不锈钢 B.干冰 C.碘酒 D.石灰石
【答案】B
【解析】纯净物是由一种物质组成的物质，混合物是由多种物质组成的物质；据此结合常见物质的组成成分逐项分析即可.A、不锈钢的主要成分是铁，含有镍、铬、碳等等杂质，属于混合物.
B、干冰中只含有一种物质，属于纯净物.
C、碘酒中含有碘、酒精等物质，属于混合物.
D、石灰石的主要成分是碳酸钙，含有杂质，属于混合物.
故选B.
2．生活中经常用到下列物质，其中不属于混合物的是（ ）
A.医疗用的碘酒 B.餐饮用的饮料 C.调味用的食醋 D.降温用的冰水混合物
【答案】D
【解析】A、碘酒中含有酒精和碘，属于混合物；
B、饮料中含有水和碳酸等物质，属于混合物；
C、食醋中含有水和醋酸等物质，属于混合物；
D、冰水混合物中含有一种物质水，水属于纯净物。
故选：D。

【技巧与方法】
小心陷阱
冰水“混合物”不是混合物
洁净的空气不“洁净”，是混合物
【针对训练】
1．（2020云南）下列物质属于纯净物的是（ ）
A.矿泉水 B.生理盐水 C.蒸馏水 D.蔗糖水
【答案】C
【解析】A、矿泉水是由水、可溶性矿物质等两种以上物质混合而成，属于混合物，不符合题意；
B、生理盐水是由氯化钠和水组成，属于混合物，不符合题意；
C、蒸馏水是由一种物质组成，属于纯净物，符合题意；
D、蔗糖水是由蔗糖和水混合而成，属于混合物，不符合题意。故选C。
2．“○”和“●”表示不同元素的原子，下图表示纯净物的是（　　）
A． B． C． D．
【答案】D
【解答】
A、混合物是由两种或两种以上的物质组成，图A表示两种物质组成的混合物，错误；
B、表示一种物质组成的纯净物，正确；
C、两种物质组成的混合物，错误；
D、两种物质组成的混合物，错误；
3．（2019年湖北省武汉市）下列物质中属于纯净物的是（ ）
A．液态氧 B．洁净的空气 C．汽水 D．水泥砂浆
【答案】A
【解析】A、液态氧是氧气的液态，只有氧分子一种分子构成，属于纯净物，故A正确；B、洁净的空气中含有氧气、氮气、二氧化碳等气体，属于混合物，故B错；C、汽水中含有水、碳酸、添加剂等物质，属于混合物，故C错；D、水泥砂浆中含有水泥、黄砂、水等物质，属于混合物，故D错。故选A。

知识点 3 空气污染及防治

1.空气污染
空气污染的原因
①含碳燃料（如煤、石油、天然气等)的燃烧；
②工厂的废气；
③飞机、汽车等机动车辆的尾气
空气污染的危害
①温室效应；
②酸雨；
③臭氧空洞；
④植物枯败、动物死亡、人的生命与健康受到威胁
主要空气污染物
①二氧化硫（SO2）；
②二氧化氮（NO2）；
③一氧化碳（CO）；
④可吸入颗粒物（粉尘）
防治方法
①减少化石燃料的燃烧，使用清洁能源；
②改善生产工艺，减少废气排放，提倡“绿色化学”；
③工厂的废气处理后再排放；
④安装汽车尾气净化装置；
⑤提倡植树造林，改善环境
空气质量日报的内容
①空气污染指数(Air pollution Index，简称API)；包括SO2、NO2、CO、
可吸入颗粒物和O3
②首要污染物；
③空气质量级别（级别越小空气质量越好）；
④空气质量状况
2．大气污染诱发的三大环境问题
温室效应、酸雨、臭氧层空洞是大气污染引发的三大环境问题。
①温室效应：大气中二氧化碳含量过高，使全球变暖；
②酸雨：大气中二氧化硫等气体过多，导致土壤酸化，破坏建筑物、影响植物生长；
PH