2020-2021学年2 空气的成分学案设计

2.2 空气的成分

一、学习目标

1.清楚空气中各种气体的比例含量

2.了解空气中氮气和氧气的占比

3.了解测定空气成分的一些实验

4.掌握红磷燃烧实验的一些细节

二、知识点默写

1、空气是人类和一切动植物的      ，也是重要的    资源。

2、红磷燃烧时产生大量     （五氧化二磷），探究空气的成分实验中，当燃烧结束后，打开      ，烧杯中的水被吸入了       ，白烟消失，进入集气瓶的水的体积约占其体积的      。

3、烟一般是             ，雾一般是          ，烟雾是2者混合。

4、空气的组成：氮气，氧气，二氧化碳，稀有气体，其他气体和杂质。体积分数：      大约78%，      大约21%，        大约0.03%。

5、像空气一样由两种或两种以上物质组成的物质叫做       ，只由一种物质组成的物质称为       。

6、稀有气体不活泼，曾被叫做         ，但是也能够与一些物质发生反应。氦气也可以用来    气球，当      通过稀有气体的灯管时，就会发出        的光。

7、法国的        首先发现空气的组成，实验的材料是       。

8、工业上可以从空气中获得      和       ，这是根据他们的     不同。这种方法叫        法，是      变化。

9、人们将液氮和液氧分别装入钢瓶中，提供给各机构使用，盛液氮的钢瓶被漆成     ，盛液氧的钢瓶被漆成       。液氮可以用来      ，医院以前用氧气瓶，然后逐渐被中央氧气替代。

三、例题解析 

考点一  考察空气中氧气占比

[例题1]节日期间的商场里顾客很多，有人会感觉到闷热缺氧，测定出氧气的体积分数可能是（   ）           

A. 1%                                  B. 19%                                     C. 25%                                     D. 78%

[解析]空气中氧气含量为21%，商场里人多，氧气含量会比正常空气中含量偏低，所以选项中氧气的体积分数可能是19%；

[答案]B

考点二  燃烧实验判定空气成分的实验细节

[例题2]如图所示装置可用来测定空气中氧气的体积分数。对该实验的分析正确的是(    )

A. 白磷不一定要足量                                   B. 装置气密性不会影响实验结果
C. 将白磷改为木炭也能得到正确结论    D. 冷却后瓶内压强减小而导致集气瓶从烧杯中吸水

[解析]A.如果白磷太少，那么集气瓶内的氧气消耗的不够充分，计算出氧气的体积分数就会偏小；
B.如果装置的气密性不好，那么外面的空气会进入集气瓶内，使集气瓶内气压变化太小，自然吸入的水体积就少，计算出的氧气体积分数就偏小；
C木炭燃烧生成二氧化碳气体，反应前后集气瓶内的气压几乎不变，几乎没有水吸进集气瓶内，因此无法测量其中氧气的体积；
D.冷却后瓶内压强减小而导致集气瓶从烧杯中吸水。

[答案]D

四、巩固练习

1.空气的成分：①氧气；②氮气；③稀有气体；④二氧化碳、其他气体和杂质。按体积分数由大到小的顺序排列正确的是(   )           

A. ①②③④                           B. ②①③④                           C. ①②④③                           D. ②①④③

2.有关空气中各成分的利用，不正确的是(    )           

A. 氧气可用作燃料                                                  B. 二氧化碳制成干冰，用于制造舞台烟雾
C. 氮气用作食品填充气                                           D. 稀有气体用于制造各种用途的光源，如霓虹灯

3.利用右图装置测定空气中氧气的含量，红磷燃烧后恢复到室温，打开弹簧夹后，发现进入广口瓶的液体积小于广口瓶容积的1/5。造成这一现象的原因不可能是（   ） 

A. 实验装置漏气                                                     B. 实验中所取的红磷不足量
C. 实验前没有将弹簧夹夹紧                                    D. 燃烧红磷时插入得太慢

4.中国举办的2019年世界环境日，主题是聚焦空气污染防治，口号是“蓝天保卫战，我是行动者”。下列关于空气的说法中，正确的是（   ）           

A. 空气中少量的二氧化碳是形成酸雨的主要气体
B. 空气中的氧气化学性质比较活泼，具有可燃性
C. 空气中含有少量的稀有气体，它们可用于制造霓虹灯
D. 空气中分离出来的氮气用于食品防腐，是利用了氮气的物理性质

5.在航天活动中需要“人造空气”供航天员呼吸．这种“人造空气”中氮气含量约占70%、氧气占20%以上．此外还有二氧化碳等气体，非常接近空气比例。下列说法正确的是（   ）           

A. 空气中的氮气对人类呼吸没有任何作用，因此人造空气中可以不需要氮气
B. 飞船内应充满纯净的氧气，这样会更有益于人的呼吸
C. 我们周围的空气中各成分的体积分数是不变的，不随地域和季节的变化而变化
D. 空气中的二氧化碳含量虽然很少，但是在自然界中是必不可少的

6.空气是一种宝贵的自然资源，下列说法中错误的是(    )           

A. 洁净的空气属于纯净物                                   B. 氮气性质稳定可以作为食品保护气
C. 通常情况空气中各成分的比例保持相对稳定   

 D. 稀有气体在通电时会发出不同颜色的光制作霓虹灯

7.如图所示，在测定空气里氧气的含量实验中，下列做法不正确的是(   )
 

A. 连接装置后先检查装置的气密性                         B. 红磷要足量
C. 点燃红磷后立即伸入瓶中并塞紧胶塞                  D. 红磷熄灭后立刻打开止水夹

8.空气是一种宝贵的自然资源，下列有关说法中不正确的是(    )           

A. 法国化学家拉瓦锡研究了空气的成分，并得出氧气约占空气总质量1/5的结论
B. 空气是由氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳等物质组成的混合物
C. 氮气是制造硝酸和氮肥的重要原料
D. 稀有气体都没有颜色、没有气味，在通电时能发出不同颜色的光

9.如图是“空气中氧气体积分数测定”实验的改进装置，主要操作是：在实际容积为150mL的集气瓶里，先装50mL的水，连接玻璃棒好装置，按下热的玻璃棒，白磷立即被点燃。下列有关该实验的说法不正确的是（   ）

A. 该实验测得的结果误差较小
B. 实验后最终集气瓶中水的体积为70mL
C. 必须要用弹簧夹夹紧橡皮管，否则空气会受热膨胀逸出
D. 整个实验在封闭的容器内进行，污染较小

10.如图为空气成分示意图(按体积分数计算)，其中“c”代表的是（   ） 

A. 二氧化碳                                B. 氮气                         C. 氧气                                D. 稀有气体

11.某科学家除去空气中的O2与CO2得N2样品，并在相同条件下比较等体积的样品质量(m1)与纯N2质量(m2)，重复多次，结果均为m1＞m2  ， 样品中含哪种气体可解释该结果（   ）           

A. 氖                                      B. 氩                                C. 甲烷                                      D. 水蒸气

12.最早用定量实验的方法研究空气的成分并得出了“空气是 体积的氧气和 体积的氮气组成”的科学家是（   ）           

A. 道尔顿                            B. 拉瓦锡                          C. 汤姆生                               D. 门捷列夫

13.小林从冰箱里拿出冰冻的饮料，用干布擦净瓶外壁的水，放置于桌面片刻，发现瓶外壁又挂满水珠，这说明空气中有（   ）           

A. 氮气                             B. 氧气                              C. 二氧化碳                                 D. 水蒸气

14.生活中有许多物质会引起中毒，下列各项不属于环境毒物的是(   )           

A. 敌百虫                            B. 一氧化碳                             C. 氮气                            D. 工业用盐

15.为了测定能使带火星的木条复燃时氧气的最低含量是多少，课外活动小组的同学们进行了实验探究。他们设计的实验方案是先将氧气和空气按不同的体积比收集在集气瓶里，收集气体的装置如图所示。收集气体的方法是：在100mL集气瓶里装满水，塞紧橡胶塞并关闭活塞b，打开活塞a通入氧气，把瓶里的水排入量筒，当量筒内的水达到设定的体积后立即关闭活塞a，然后打开活塞b通入空气，把瓶里的水全部排入量筒。若要收集一瓶含氧气的体积分数约为44.7%的气体，则通入氧气的体积和通入空气的体积比约是________。 

答案

知识点默写

1、生命支柱  自然

2、白烟  弹簧夹  集气瓶  五分之一

3、固体小颗粒      液体小液滴

4、氮气  氧气  二氧化碳

5、混合物   纯净物

6、隋性气体  填充    电流   五颜六色

7、拉瓦锡  氧化汞

8、氮气  氧气   沸点   分离空气   物理

9、 黑色   蓝色  降温

巩固练习

1. B   2. A   3. C   4. C   5. D  

6. A   7. D   8. A   9. C   10. C  

11. B   12. B   13. D   14. C  

15. 3∶7  

巩固练习解析

1. B  

【解析】氮气大约占空气体积的78%，氧气大约占空气体积的21%，稀有气体大约占空气体积的0.94%，二氧化碳、其他气体和杂质大约占空气体积的0.06%，则按体积分数由大到小的顺序排列正确的是：②①③④。

2. A  

【解析】A.氧气支持燃烧，但自身不能燃烧，因此不能做燃料，故A错误符合题意；
B.二氧化碳制成干冰，干冰升华时吸收大量的热，从而使水蒸气液化成小水珠，用于制造舞台烟雾，故B正确不合题意；
C.氮气的化学性质非常稳定，不与其它气体发生反应，因此用作食品填充气，故C正确不合题意；
D.稀有气体装在灯泡里，可以使灯泡发出不同颜色的光，因此用于制造各种用途的光源，如霓虹灯，故D正确不合题意。

3. C  

【解析】A.当红磷燃烧消耗氧气后，瓶内气压下降，如果实验装置可漏气 ，那么外面的空气进入瓶中，从而使进入水的体积减少，故A正确不合题意；
 B.如果实验中所取的红磷不足量， 那么瓶中的氧气不能被完全消耗，从而使进入瓶内的水的体积减小，故B正确不合题意；
 C.如果实验前没有将弹簧夹夹紧，那么随着温度的升高，瓶中的气体压强增大，气体会从水中溢出，从而导致流入水的体积变大，故C符合题意；
D.如果红磷燃烧时插入太慢，那么会导致外面的空气不断进入瓶中，使流入瓶中的水的体积减小，故D不合题意。

4. C  

【解析】A.空气中少量的二氧化硫是形成酸雨的主要气体，故A错误； 
B.空气中的氧气化学性质比较活泼，不具有可燃性，但支持燃烧，故B错误； 
C.空气中含有少量的稀有气体，它们可用于制造霓虹灯，故C正确； 
D.空气中分离出来的氮气用于食品防腐，是利用了氮气的化学性质，故D错误。

5. D  

【解析】A.由于氮气化学性质稳定，无毒，主要用来调节氧气含量的，而纯氧气不利于人体呼吸，故A错误；
B.如果长时间吸入纯氧，体内氧化速度过快，放出的热量过多，正常的生理机制发生紊乱，使体温升高，会出现病态，故B错误；
C.一般来说，空气的成分是比较固定的，但在不同地区或同一区域的不同季节空气的成分也有所不同，故C错误；
D.空气中的二氧化碳含量虽然很少，但是在自然界中是植物进行光合作用必不可少的原料

6. A  

【解析】A、洁净的空气属于混合物，A符合题意；
  B、氮气化学性质不活泼，可用作食品保护气，对应关系成立，B不符合题意；
  C、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%，故通常情况空气中各成分的比例保持相对稳定，C不符合题意；
  D、霓虹灯内的稀有气体通电，会发出不同颜色的光，用稀有气体可制成霓虹灯，原因是稀有气体在通电时，会发出不同颜色的光，D不符合题意。

7. D  

【解析】A、该实验要求装置密闭，连接装置后要先检查装置气密性，说法正确；
B、红磷要足量，以保证消耗掉装置内的氧气，说法正确；
C、为防止装置内气体逸出， 点燃红磷后立即伸入瓶中并塞紧胶塞 ，说法正确；
D、红磷熄灭后立即打开止水夹会使结果偏小，说法不正确；

8. A  

【解析】A、拉瓦锡测得氧气体积含量为五分之一，符合题意；
B、 空气是由氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳等物质组成，属于混合物，不符合题意；
C、 氮气是制造硝酸和氮肥的重要原料 ，不符合题意；
D、 稀有气体都没有颜色、没有气味，在通电时能发出不同颜色的光 ，不符合题意；

9. C  

【解析】A.该实验直接用热的玻璃棒去引燃白磷，不需要再打开瓶塞，瓶内气体不会受热从瓶口逸出，因此误差较小，A正确，不符合题意。
B.氧气占空气体积约五分之一， 在实际容积为150mL的集气瓶里，先装50mL的水，实验结束后气体体积减少五分之一，则倒吸过去的水占原空气的五分之一，则最终瓶内的水的体积为70mL,B正确，不符合题意。
C.实验过程中必须要用弹簧夹加紧橡皮管，防止瓶内空气受热逸出，但反应结束后，待冷却至室温即可打开弹簧夹，使水能够顺利倒吸回瓶内，C描述不准确，符合题意。
D.
整个实验在封闭的容器内进行，污染较小，D正确，不符合题意。

10. C  

【解析】由图示可知，c是在空气中含量占第二位的气体，即为氧气；

11. B  

【解析】A、空气中除含有氧气、二氧化碳、氮气外，还含有稀有气体，但等体积的氖气质量比氮气质量小，结果应是 m1<m2  ，  不符合题意；
B、空气中除含有氧气、二氧化碳、氮气外，还含有稀有气体，等体积的氩气质量比氮气质量大， 结果均为m1＞m2  ， 符合题意；
C、空气中不含甲烷， 不符合题意；
D、等体积的水蒸气比氮气的质量小，结果应是 m1<m2  ，  不符合题意；

12. B  

【解析】 最早用定量实验的方法研究空气的成分并得出了“空气是 体积的氧气和 体积的氮气组成”的科学家是拉瓦锡；

13. D  

【解析】 小林从冰箱里拿出冰冻的饮料，用干布擦净瓶外壁的水，放置于桌面片刻，发现瓶外壁又挂满水珠， 是因为空气中的水蒸气遇冷液化成水；

14. C  

【解析】  A、敌百虫是一种有机磷杀虫剂，以急性中毒为主的，A不符合题意。
  B、一氧化碳进入人体后，会导致人体窒息死亡，有毒性，B不符合题意。
  C、氮气无毒，在日常生活中，可以用来防止粮食发霉，C符合题意。
  D、工业用盐若是人长期食用，会导致中毒，D不符合题意。

15. 3∶7  

【解析】设通入氧气后量筒内水的体积为x，
那么得到： ×100%＝44.7%，
解得：x＝30mL；
则通入氧气后量筒体积为30mL，通
入空气的体积为100mL－30mL＝70mL，
则通入氧气的体积和通入空气的体积比约是30mL∶70mL＝3∶7