【暑假提升】人教版化学新九年级（八升九）暑假预习-第05讲 空气的组成 讲学案

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第05讲 空气的组成1．掌握测定空气中氧气含量的实验。2．了解空气的组成。3．理解混合物和纯净物的概念。一、空气中氧气含量的测定1．拉瓦锡用定量的方法研究空气的成分实验装置实验现象实验结论一部分银白色的液态汞变成红色粉末，容器里空气的体积的体积差不多减少了1/5空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的1/5。反应的文字表达式：磷+氧气 五氧化二磷【思考】拉瓦锡的实验有什么不足之处？汞有毒，容易造成污染（或他误以为除了氧气外，剩下的气体全部是不可燃烧的氮气）。2．红磷燃烧测定空气里氧气的含量实验装置实验现象实验结论红磷燃烧产生大量白烟；冷却后打开止水夹，烧杯中的水一部分沿导管流入集气瓶中，瓶内液面上升约1/5空气中氧气约占空气总体积的1/5。反应的符号表达式：P+O2 P2O5【问题讨论】（1）实验原理：红磷燃烧消耗集气瓶内的氧气，瓶内气体减少，压强减小，冷却后打开止水夹，在大气压的作用下，烧杯内的水进入集气瓶中，进入水的体积即为瓶内消耗氧气的体积。（2）此实验对实验药品的要求：只能消耗空气中的氧气，燃烧的产物不能是气体。（3）实验开始时，预先在集气瓶里放入少量水的目的是吸收热量，有利于降低温度；吸收生成的白烟，防止污染空气。（4）若实验结果小于1/5，原因可能是：①装置漏气；②红磷量不足；③未冷却到室温就打开止水夹。若实验结果大于1/5，原因可能是：①止水夹没有夹紧，红磷燃烧时集气瓶内部分气体受热膨胀沿导管逸出；②燃烧匙伸入集气瓶过慢，使装置内气体受热逸出。（5）倒吸进集气瓶的水不能充满整个集气瓶的原因：空气中的其他气体不与红磷反应且不溶于水。剩余气体有哪些性质？物理性质：无色无味的气体，难溶于水，化学性质：不能燃烧也不支持燃烧。二、空气的组成1．空气的成分和含量空气成分氮气N2氧气O2稀有气体二氧化碳CO2其他气体和杂质体积分数78%21%0.94%0.03%0.03% 2．稀有气体包括氦、氖、氩、氪、氙、氡。三、混合物和纯净物1．混合物是由两种或两种以上的物质混合而成的物质。如：空气、河水、食盐水、稀有气体等。混合物中各种成分保持着它们各自的性质，相互间不反应。2．纯净物是只由一种物质组成的物质。如：氧气、氮气、水、五氧化二磷、二氧化碳等。3．判断依据：看组成物质的种类的多少。（1）空气是混合物，因为空气是由氧气、氮气、稀有气体等物质混合而成。（2）冰水混合物是纯净物，因为冰水混合物只由水一种物质组成。4．技巧：纯净物可以用化学式（或化学符号）表示，而混合物不可以。考点一：空气中氧气含量的测定例1．化学家为化学学科的发展付出了毕生精力，其中通过实验测定了空气组成的科学家是（　　）A．拉瓦锡   B．门捷列夫     C．道尔顿    D．阿伏伽德罗【答案】A【详解】通过实验，拉瓦锡得出了空气用氧气和氮气组成。故选：A。例2．用如图装置可测定空气中氧气的含量。下列对该实验的认识不正确的是（　　）A．红磷的量对实验结果无影响 B．冷却到室温才能打开弹簧夹C．该实验所用的红磷不可用木炭替代 D．最终观察到集气瓶中液面最终上升至1处【答案】A【详解】A、红磷的量对实验结果有影响，若红磷不足，不能将装置内氧气完全消耗，测量结果偏小，对该实验的认识不正确，符合题意；B、冷却到室温才能打开弹簧夹，否则由于温度偏高，容器内气压偏大，测量结果偏小，对该实验的认识正确，不符合题意；C、该实验所用的红磷不可用木炭替代，原因是木炭在空气中燃烧生成二氧化碳，容器内气压几乎不变小，水不能倒流，不能测量出空气中氧气的含量，对该实验的认识正确，不符合题意；D、由于空气中氧气按体积计算，氧气约占空气体积的，最终观察到集气瓶中液面最终上升至1处，对该实验的认识正确，不符合题意。故选：A。考点二：空气的组成例3．人类生命活动离不开空气。洁净空气的成分示意图如图所示，其中R指的是（　　）A．N2 B．CO2 C．O2 D．H2O【答案】A【详解】空气中氮气的体积含量为78%，氧气占21%，二氧化碳占0.03%，稀有气体占0.94%，气体气体和杂质占0.03%，观察空气的成分示意图可知，图中R指的是氮气，故选项B、C、D错误，选项A正确；故选：A。例4．空气中各成分含量如图所示，下列说法正确的是（　　）A．纵坐标表示各成分的质量分数B．X表示的物质为氧气C．稀有气体属于纯净物D．Y可用于登山、潜水【答案】D【详解】A、空气中含量最多的气体为氮气，氮气约占空气体积的78%，则X表示体积分数，而不是质量分数，该选项说法不正确；B、结合前面分析，X为氮气，该选项说法不正确；C、稀有气体中含有多种物质，属于混合物，该选项说法不正确；D、空气中氧气约占空气体积的21%，则Y为氧气，氧气能供给呼吸，可用于登山、潜水，该选项说法正确。故选：D。考点三：混合物和纯净物例5．下列“水”属于纯净物的是（　　）A．糖水 B．冰水 C．盐水 D．油水【答案】B【分析】由两种或两种以上物质组成的物质叫混合物；由一种物质组成的物质叫纯净物；【详解】A、糖水是由不同物质组成的混合物，故选项A不符合题意；B、冰是固态的水，冰水只有水这一种物质，是纯净物，故选项B符合题意；C、盐水是由不同物质组成的混合物，故选项C不符合题意；D、油水是由不同物质组成的混合物，故选项D不符合题意；故选：B。例6．下列各组物质中，前者属于纯净物，后者属于混合物的是（　　）A．二氧化碳   澄清石灰水 B．净化后的空气  受污染的空气C．五氧化二磷  冰水混合物 D．矿泉水  河水【答案】A【详解】A、五氧化二磷中只含一种物质，属于纯净物，澄清石灰水中含有多种物质，属于混合物，该选项符号题意。B、无论是净化后的空气，还是受污染的空气中，都含有氮气和氧气等，属于混合物，该选项不符合题意；C、五氧化二磷和冰水混合物中都只含一种物质，均属于纯净物，该选项不符合题意；D、矿泉水、河水中都含有多种物质，属于混合物，该选项不符合题意。故选：A。1．（2022·甘肃金昌·中考真题）小亮同学设计了如图所示的装置测定空气中氧气的含量。下列关于该实验的说法错误的是（　　）A．该实验利用了铜丝的导热性B．红磷燃烧结束后，待装置恢复至室温时再读数C．实验成功的标志为左侧玻璃管内液面约上升到刻度1处D．实验成功的标志为左侧玻璃管内液面约上升到刻度4处【答案】D【分析】本题实验原理：，酒精灯加热铜丝，铜是热的良导体，导热使得左侧红磷燃烧，红磷燃烧消耗管内氧气，生成五氧化二磷固体，固体在水中溶解使得左边管内气体减少压强减少，右侧大气压使得水进入左侧，左侧液面会升高，升高的部分就是消耗的氧气部分，从而测定出空气中氧气的体积分数。【详解】A、经实验分析，该实验利用了铜丝的导热性，说法正确；B、红磷燃烧结束后，待装置恢复至室温时再读数，否则会产生误差使得体积分数计算偏大，说法正确；C、将左侧空气体积划分为5等份，其中氧气约占1等份，理论上实验成功管内液面约上升到刻度1处，C项说法正确，D项说法错误；故选：D。2．（2022·四川乐山·中考真题）为测定空气中氧气的含量，某同学将教材实验进行改进，改进后的实验装置如图所示（部分夹持装置已忽略），实验时引燃红磷后便熄灭酒精灯。下列有关改进实验的说法不正确的是（　　）A．红磷燃烧的化学方程式可以表示为：B．待红磷熄灭并冷却至室温，打开弹簧夹，注射器活塞向右移动C．实验结束后试管内气体的主要成分为氮气D．改进后的装置能减少测量误差，且对环境更友好【答案】B【详解】A、红磷燃烧的化学方程式可以表示为：，正确；B、待红磷熄灭并冷却至室温，打开弹簧夹，注射器内压强变小，所以注射器活塞向左移动，选项错误；。C、实验结束后试管内气体的主要成分为氮气，氧气与红磷反应，正确；D、改进后的装置能减少测量误差，且对环境更友好，正确。故选：B。3．（2022·江苏南京·中考真题）空气中含量最多的气体是（　　）A．氧气 B．氮气 C．二氧化碳 D．稀有气体【答案】B【详解】空气的成分按体积计算：氮气78%、氧气21%、稀有气体0.94%、二氧化碳0.03%、其他气体和杂质：0.03%，故含量最多的气体是氮气。故选：B。4．（2022·山东潍坊·中考真题）下列气体在空气中体积分数最小的是（　　）A．氮气 B．稀有气体 C．氧气 D．二氧化碳【答案】D【详解】空气中（体积分数）氮气占到78%、氧气占到21%、稀有气体占到0.94%，二氧化碳占到0.03%；故选：D。5．（2022·辽宁·中考真题）空气中稀有气体所占比例虽小，但用途广泛。下列气体属于稀有气体的是（　　）A．氦气 B．氮气 C．二氧化碳 D．氧气【答案】A【详解】空气中各成分是：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%、二氧化碳大约占空气体积的0.03%、水蒸气和其它气体和杂质大约占0.03%；稀有气体包含：氦气、氖气、氩气等；故选：A。6．（2022·湖南常德·中考真题）下列物质中，不属于空气成分的是（　　）A．氧气 B．氢气 C．二氧化碳 D．氮气【答案】B【详解】空气中的成分按体积分数计算，大约氮气78%；氧气21%；稀有气体0.94%；二氧化碳0.03%；氢气不是空气的成分。故选：B。7．（2022·四川凉山·中考真题）化学与生活息息相关。下列生活中常见的物质属于纯净物的是（　　）A．矿泉水 B．河水 C．苏打水 D．蒸馏水【答案】D【详解】A、矿泉水中含有矿物质和水等，属于混合物，不符合题意；B、河水中含有泥沙、水等多种物质，属于混合物，不符合题意；C、苏打水中含有碳酸钠和水等多种物质，属于混合物，不符合题意；D、蒸馏水是净化程度最高的水，属于纯净物，符合题意。故选：D。8．（2022·重庆·中考真题）物质分类是一种化学观念。厨房里的下列物质属于纯净物的是（　　）A．酸奶 B．冰块 C．白酒 D．食醋【答案】B【详解】A、酸奶中含有酸性物质和蛋白质，属于混合物；B、冰块是指固态的水，属于纯净物；C、白酒中含有酒精和水等，属于混合物；D、食醋中含有乙酸和水等物质，属于混合物；故选：B。9．（2022·辽宁沈阳·中考真题）下列物质属于纯净物的是（　　）A．不锈钢 B．汽水 C．氧化镁 D．煤炭【答案】C【详解】A、不锈钢是铁的合金，主要成分是铁，还含有碳等物质，由两种或两种以上的物质混合而成，属于混合物，不符合题意；B、汽水中含有水、二氧化碳等多种物质，由两种或两种以上的物质混合而成，属于混合物，不符合题意；C、氧化镁（MgO）只含有氧化镁一种物质，由一种物质组成，属于纯净物，符合题意；D、煤炭的主要成分是碳，还含有硫、硅等杂质，由两种或两种以上的物质混合而成，属于混合物，不符合题意。故选：C。1．小车剧烈冲撞后，安全气囊中会产生一种空气中最多的气体，该气体为（　　）A．O2 B．CO2 C．H2O D．N2【答案】D【详解】空气中含量最多的气体为氮气，故选D。2．2022年12月3日，神舟十五与神舟十四乘组完成首次在轨交接，开启在空间站的全新的太空生活。空间站中的“人造空气”与地球空气成分含量基本相同，其中体积分数最大的是（　　）A．二氧化碳 B．二氧化氮 C．氧气 D．氮气【答案】D【详解】空气中氮气约占空气体积的78%，氧气约占21%，稀有气体约占0.94%，二氧化碳约占0.03%，水蒸气和其他杂质气体约占0.03%，则空气中体积分数最大的是氮气，故选项A、B、C错误，选项D正确；故选：D。3．如图为空气成分示意图(按体积分数计算)，下列说法正确的是（　　）A．空气的成分是相对稳定的，主要由a和b组成B．b为纯净物C．a可用作保护气、生产氮肥等D．a和c的体积比约为5：1【答案】C【详解】A、空气中的成分是相对稳定的，主要由a氮气（占空气体积78%）和c氧气（占空气体积21%）组成，错误；B、b占空气体积的1%，主要为稀有气体、二氧化碳、水蒸气等，是混合物，错误；C、a占比最大，是氮气，可用作保护气、生产氮肥等，正确；D、a氮气和c氧气的体积比约为4:1，错误；故选：C。4．下列“水”中，属于纯净物的是（　　）A．矿泉水 B．石灰水 C．食盐水 D．蒸馏水【答案】D【详解】A、矿泉水中含有水和矿物质，属于混合物，不符合题意；B、石灰水是水和氢氧化钙的混合物，不符合题意；C、食盐水是水和食盐的混合物，不符合题意；D、蒸馏水只有水一种物质，属于纯净物，符合题意。故选：D。5．日常生活中我们会接触到各种各样的物质，下列物质属于纯净物的是（　　）A．蒸馏水 B．高钙豆奶 C．加铁酱油 D．加碘食盐【答案】A【详解】A、蒸馏水中只含有一种物质，则属于纯净物；B、高钙豆奶中含有水、蛋白质等多种物质，则属于混合物；C、加铁酱油中含有水、含铁化合物等多种物质，则属于混合物；D、加碘食盐中含有氯化钠、含碘化合物等多种物质，则属于混合物。故选：A。6．运用分类法学习和研究物质，能够收到事半功倍的效果。下列物质中属于纯净物的是（　　）A．液氢 B．空气 C．生理盐水 D．自来水【答案】A【详解】A、液氢由一种物质组成，属于纯净物，故正确；B、空气中含有氧气、氮气、二氧化碳等物质，属于混合物，故错误；C、生理盐水中含有氯化钠、水等物质，属于混合物，故错误；D、自来水化中含有一些可溶性的杂质，属于混合物，故错误。故选：A。7．用下图装置证明空气中氧气的含量。下列说法不正确的是（　　）A．实验前需要检查装置的气密性B．点燃红磷前要将弹簧夹夹紧胶皮管C．实验后集气瓶内水面上升至刻度2附近D．实验后瓶中剩余的气体主要是氮气【答案】C【详解】A、实验前需要检查装置的气密性，避免装置漏气使测定结果偏小，不符合题意；B、点燃红磷前要将弹簧夹夹紧胶皮管，避免装置漏气使测定结果偏大，不符合题意；C、实验后集气瓶内水面上升至刻度1附近，因为空气中氧气含量约为空气总体积的五分之一，符合题意；D、实验后瓶中剩余的气体主要是氮气，因为空气中约有五分之一的氧气，五分之四的氮气，不符合题意。故选：C。8．测定空气中氧气含量的实验装置（如图所示）。下列说法中正确的是（　　）A．实验时使用红磷的量多或少，都不会影响实验结果B．燃烧的红磷熄灭后，过一会儿，集气瓶内压强下降C．待红磷熄灭，立即打开弹簧夹记录水进入集气瓶的刻度D．燃烧足量的红磷，可使进入集气瓶的水占集气瓶体积的4/5【答案】B【详解】A、如果红磷不足，会影响实验结果，因此红磷应该足量，目的是使装置中的氧气完全反应，说法错误；B、红磷燃烧完，由于氧气消耗，一段时间后，容器内压强下降，说法正确；C、红磷燃烧完，降温至室温后，再打开止水夹，并记录水进入容器的刻度，说法错误；D、燃烧足量的红磷，消耗氧气，氧气约占空气体积的五分之一，可使进入容器的水占容器体积的五分之一，说法错误。故选：B。9．某同学利用如图装置验证了空气中氧气的含量。下列叙述正确的是（　　）A．最终量筒中液面约降至30mL刻度线处 B．通过该实验不能了解氮气的任何性质C．白磷的作用是消耗试管中的氧气 D．实验中取消橡胶管的止水夹不会影响测量结果【答案】C【详解】A、由于氧气约占空气体积的五分之一，则进入的水的体积约为，则最终量筒中液面降至50mL-30mL=20mL刻度线处，该选项说法不正确；B、剩余的气体主要是氮气，而白磷在剩余氮气中不能燃烧，则说明氮气不可燃也不助燃，且水只上升约五分之一，则说明氮气难溶于水，该选项说法不正确；C、白磷燃烧消耗氧气，则装置中的压强减小，在压强差的作用下，量筒中的水进入试管，进入水的体积就是空气中氧气的体积，该选项说法正确；D、若没有止水夹，刚开始时，白磷燃烧放热，则装置中的气体受热膨胀，则会使实验结果偏大，该选项说法正确。故选：C。10．对于“测定空气中氧气的含量”实验的再认识。请同学们认真分析，回答下列问题。【经典赏析】拉瓦锡用装置A定量研究了空气的成分。在密闭容器中，装置中的汞与空气中的    反应，生成固态物质。【思路启迪】我们沿着科学家的足迹，对反应物进行了优化，分别用铜粉、红磷等进行实验，其原理都是采用        （填“物理”或“化学”）的方法，从混合气体中除去某种气体，从而达到物质的分离。【实验回顾】课堂上老师和同学们利用装置B测定了氧气的含量（1）在用酒精灯加热铜粉部位时，要不断推拉注射器活塞的目的是                     ，装置中气球所起的作用为                          ；（2）反应过程中铜粉发生的颜色变化为            。（3）反应前后，测得数据如下，请完成表格：硬质玻璃管中空气的体积反应前注射器中空气体积反应后注射器中气体体积实验测得空气中氧气的体积分数25mL15mL8mL        。 （4）实验反思，出现此实验结果的原因可能是                    （写一条即可）【拓展实验】兴趣小组的同学们在实验室用装置C进行了探究。（1）集气瓶中空气的体积为45mL，量筒中水的体积为50mL．能证明氧气约占空气体积的五分之一现象是                   。（2）对该实验认识正确的是       （填字母序号）。A．红磷燃烧产生大量白烟B．未冷却到室温便打开止水夹，会导致测定氧气体积含量偏大C．该实验可说明氮气难溶于水【答案】【经典赏析】O2【思路启迪】化学【实验回顾】（1）使装置中的氧气完全反应；平衡装置内外的气压，便于装置中的气体流动（2）由红色变黑色（3）17.5%（4）铜不足、装置漏气、没有冷却至室温就读数等【拓展实验】（1）量筒中水的体积剩余41mL（2）AC 【解析】【经典赏析】装置中的汞与空气中的O2反应，生成固态物质。故填：O2。【思路启迪】分别用铜粉、红磷等进行实验，其原理都是采用化学的方法，从混合气体中除去某种气体，从而达到物质的分离。故填：化学。【实验回顾】（1）在用酒精灯加热铜粉部位时，要不断推拉注射器活塞的目的是使装置中的氧气完全反应，装置中气球所起的作用为平衡装置内外的气压，便于装置中的气体流动。故填：使装置中的氧气完全反应；平衡装置内外的气压，便于装置中的气体流动。（2）反应过程中铜粉和氧气反应生成氧化铜，颜色由红色变黑色。故填：由红色变黑色。（3）实验测得空气中氧气的体积分数=（15ml-8ml）÷（25ml+15ml）=17.5%。故填：17.5%。（4）实验反思，实验结果偏小，原因可能是铜不足、装置漏气、没有冷却至室温就读数等。故填：铜不足。【拓展实验】（1）能证明氧气约占空气体积的五分之一现象是量筒中水的体积剩余41mL，是因为进入集气瓶中的水的体积是9mL，则氧气体积分数：9ml/45ml=1/5。故填：量筒中水的体积剩余41mL。（2）A．红磷燃烧产生大量白烟，该选项说法正确；B．未冷却到室温便打开止水夹，会导致测定氧气体积含量偏小，该选项说法不正确；C．该实验可说明氮气难溶于水，该选项说法正确。故填：AC。