【寒假衔接讲义】人教版 初中化学 九年级上册 知识讲义 2.1 我们周围的空气（原卷版+解析版）

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01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务
02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆
03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识
04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点
05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务
06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养
一．拉瓦锡用定量的方法研究空气的成分
二、空气中氧气含量的测定
1．红磷燃烧测定空气中氧气的含量
【易错提醒】
（1）装置的气密性要好（否则测量结果偏小）
（2）所用的红磷必须过量，如果红磷过少则氧气没有全部消耗完，测量结果偏小
（3）要等集气瓶（装置）冷却后才能打开弹簧夹（否则测量结果偏小）
（4）要先夹住橡皮管，然后再点红磷（否则测量结果偏大）。
（5）该实验中的红磷不能换成木炭或蜡烛，因为木炭和蜡烛燃烧生成的二氧化碳是气体，导致瓶内压强无明显变化，烧杯中的水无法进入集气瓶。
【名师点拨】
（1）预先在集气瓶里放少量水的目的：吸收五氧化二磷和降温。
（2）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。
（3）集气瓶内剩余气体的性质：
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。
2．测定空气中氧气含量的数字化实验
【名师点拨】
数字化实验的优点：直观、可视。能够将压强、浓度等，通过传感器转化为电信号，然后通过数据采集器进入电脑，将实验过程中的各种变化量，用数据图像等直观形式表现出来。
三、空气的组成
1．空气的成分和含量
2．稀有气体包括氦、氖、氩、氪、氙和氡等。
【易错提醒】
（1）空气中各成分含量是指“体积分数”而不是“质量分数”。
（2）稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙和氡等气体的总称，因此“稀有气体”是混合物，而“氦气”、“氖气”等是纯净物。
四、混合物和纯净物
1. 混合物：由两种或两种以上的物质混合而成的物质，如空气、糖水、食盐水等。组成混合物的各种成分保持着它们各自的性质。
2. 纯净物：只由一种物质组成的物质。纯净物可以用化学符号来表示。如氧气可表示为O2，二氧化碳可表示为CO2等。
【易错提醒】
纯净物有固定的组成和性质，混合物没有固定的组成和性质。
常见的混合物有：空气、海水、溶液、稀有气体、“浓××”、“稀××”、“×%的××”。
五、空气是宝贵的资源
1.氧气
动植物呼吸 医疗 气焊 炼钢
2.氮气
制造氮肥 食品充氮防腐 液氮冷冻
3.稀有气体
氦气球 照明灯 霓虹灯
【易错提醒】
1．性质决定用途，用途体现性质。物质的性质与用途之间是有对应关系的，切记不能弄混。
2．稀有气体做电光源是利用其物理性质，而不是化学性质。因为稀有气体“在通电时能发出不同颜色的光”，这个过程没有发生化学变化。
【名师拓展】
稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙、氡等气体的总称，其中各种气体通电时发出的光颜色不同。利用这个特点制作五颜六色的霓虹灯。
六、空气污染与防治
1.造成空气污染的物质：
①有害气体:一氧化碳（CO）、二氧化氮（NO2）、二氧化硫（SO2）②烟尘
【易错提醒】
二氧化碳能造成温室效应加剧，但不是空气污染物和有害气体。
有害气体主要包括一氧化碳、二氧化氮和二氧化硫等，这三种气体都是有毒气体。
2.空气污染物来源：化石燃料的燃烧，工厂排放的废气，汽车排放的尾气。
3.空气污染造成的危害：损害人体健康、影响作物生长、破坏生态平衡。
4.空气污染引起的环境问题：
= 1 \* GB3 ①温室效应 ②臭氧层破坏 = 3 \* GB3 ③酸雨
5.防止空气污染的措施：使用清洁能源，加强空气质量监测,积极植树、种草。
6.目前计入空气质量评价的主要污染物有：一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、可吸入颗粒物（PM10）、细颗粒物（PM2.5）、臭氧。
【易错提醒】
臭氧不是有害气体，空气中低浓度的臭氧可消毒，但含量超过一定浓度后却有剧毒，故计入空气质量评价。
【名师拓展】
臭氧层破坏主要是由人类过多使用氟氯烃类（如氟利昂）化学物质引起的；
酸雨主要是由工业排放的二氧化硫、二氧化氮等气体引起的。
空气质量日报的主要内容包括空气质量指数、首要污染物、空气质量状况等。
空气质量日报中的“空气质量指数”和“空气质量级别”的数值越大，空气质量状况越差，污染越严重。
一、判断题
（1）氧气可用于潜水、医疗急救( )
（2）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体积的结论( )
（3）填充探空气球只利用了氦气的物理性质( )
（4）空气中主要气体的体积分数由大到小依次是：O2、N2、CO2( )
（5）呼吸、燃烧、炼钢、化工生产等都要用到氧气( )
（6）空气中氮气与氧气体积比约为5：1( )
（7）红磷燃烧测定空气中氧气含量的实验还可推论出氮气不能支持燃烧；氮气不易溶于水。( )
（8）红磷燃烧时，产生大量白烟( )
（9）测定空气中氧气的含量，不能用木炭代替红磷( )
（10）红磷＋氧气五氧化二磷( )
（11）实验时，燃烧匙里要盛入少量的红磷。( )
（12）在测定空气中氧气含量实验中，若红磷的量不足，将导致测得氧气的含量偏大。( )
（13）燃烧法测定空气中氧气的含量，可用石蜡代替红磷( )
（14）氧气能燃烧，常作宇宙航行中的燃料( )
（15）稀有气体通电时能发出不同颜色的光，属于化学变化( )
（16）空气中含量最低的是稀有气体( )
（17）按质量计算，空气中约含氮气78%，氧气21%，其他气体和杂质约占1%( )
（18）没有污染的空气是纯净物( )
（19）空气中0.94%的稀有气体属于纯净物( )
（20）加高炼铁厂烟囱，可减少空气污染( )
（21）空气是几种物质组成的混合物( )
（22）稀有气体在通电时，能发出不同颜色的光，可制成电光源( )
（23）冰水混合物属于纯净物( )
（24）五氧化二磷属于混合物( )
（25）纯净物具有固定的组成，有确定的性质，可用专门的符号来表示。混合物没有固定的组成，各成分都保持各自的性质。( )
【答案】(1) √ (2) √ (3) × (4) × (5) √ (6) × (7)√ (8) √ (9) √ (10) × (11) × (12)× (13) × (14) × (15) × (16) × (17) × (18) × (19) × (20) × (21) √ (22) √ (23) √ (24) √ (25) ×
2．选择下列物质填空（填序号）。
①二氧化碳②氮气③稀有气体④氧气
(1)可用于填充霓虹灯的是 ；
(2)可用于气割、气焊的是 ；
(3)可使澄清石灰水变浑浊的是 ；
(4)可用于磁悬浮列车的是 。
【答案】(1)③
(2)④
(3)①
(4)②
【详解】（1）稀有气体通电时它们会发出不同颜色的有色光，可用于填充霓虹灯，故填③；
（2）氧气能支持燃烧，可用于气割、气焊，故填④；
（3）二氧化碳能与氢氧化钙反应生成了碳酸钙和水，能使澄清石灰水变浑浊，故填①；
（4）由于氮气的化学性质不活泼，一般不和其他物质发生反应，氮气可用于磁悬浮列车，故填②。
3．如图为测定空气里氧气的含量装置图，请回答下列问题。
（1）红磷燃烧时的现象是 。
（2）反应停止，装置冷却后打开弹簧夹，发现进入集气瓶中水的体积超过集气瓶中原空气体积的，原因可能是 （填一种）。
【答案】（1）产生大量白烟，放出热量
（2）未夹紧弹簧夹（或燃烧匙伸入集气瓶太慢等）
【解析】（1）红磷燃烧时的现象是产生大量白烟，放出热量；
（2）反应停止，装置冷却后打开弹簧夹，发现进入集气瓶中水的体积超过集气瓶中原空气体积的五分之一，原因可能是：未夹紧弹簧夹（反应放热，内部空气受热逸出，使内部压力下降至更低，压入水的体积增大）；或燃烧匙伸入集气瓶太慢（内部受热空气逸出瓶外，反应后压力减少更多，压入水的体积增大，进入水的体积偏大）。
4．下列物质：①氮气、②空气、③二氧化碳、④矿泉水。
(1)属于纯净物的有 （填序号），仿写一例 （填名称）。
(2)属于混合物的有 （填序号），仿写一例 （填名称）。
【答案】(1) ①③ 氧气（其他合理答案亦可）
(2) ②④ 自来水（其他合理答案亦可）
【详解】（1）纯净物由一种物质组成，①氮气、③二氧化碳都只有一种物质组成，都属于纯净物，故答案为：①③；氧气（或者高锰酸钾等）由一种物质组成，也属于纯净物。
（2）混合物是由两种或两种以上的物质组成，②空气中含有氮气、氧气等物质，④矿泉水中含有水和多种矿物质，属于混合物，故答案为：②④；自来水(或海水等)是由多种物质组成的，也属于混合物。
5．生活中处处有化学，衣食住行离不开化学，科技发展离不开化学。。空气是一种宝贵的资源，根据要求填空。
(1)空气中有能够制造硝酸的重要原料（气体）是 ；能够供给呼吸的气体是 。
(2)空气质量日益受到人们的关注，空气质量报告中所列的空气质量级别越 （填“大”或“小”），空气质量越好。
(3)空气污染，雾霾频现。下列行为不会增加PM2.5的是______（填选项）。
A．焚烧垃圾B．控制烟花爆竹的燃放
C．燃煤发电D．汽车尾气的排放
(4)改善空气质量需要全民行动，作为中学生的你能做的一件事是： 。
【答案】(1) 氮气/N2 氧气/O2
(2)小
(3)B
(4)绿色出行、植树造林等符合题意即可
【详解】（1）氮气是由氮元素组成，可以用来制造硝酸；氧气可以供给呼吸；
（2）空气质量级别越小，空气质量越好；
（3）A、焚烧垃圾会产生有害的烟尘，会增加空气中PM2.5的含量，选项错误；
B、控制烟花爆竹的燃放能够减少有害烟尘的排放量，能够减少空气中PM2.5的含量，选项正确；
C、燃煤发电会产生有害的烟尘，会增加空气中PM2.5的含量，选项错误；
D、汽车尾气的排放能够向空气中排放有害的烟尘，会增加空气中PM2.5的含量，选项错误，故选：B；
（4）改善空气质量，可以绿色出行或者植树造林等。
►问题一 拉瓦锡研究空气的成分
【典例1】人类对空气成分的探究经历了艰辛的过程。拉瓦锡被后世尊称为“近代化学之父”。18世纪拉瓦锡为研究空气成分时，用如图所示装置持续加热12天，直到曲颈瓶中红色粉末不再增加。
(1)在密闭容器中，空气中的氧气与 反应，生成固态物质。
(2)为保证实验的科学性，下列数据必须测量的有______。（填标号）
A．实验前后曲颈瓶内的气体体积
B．实验前后玻璃钟罩内的气体体积
C．汞槽的容积
【答案】(1)汞/Hg
(2)AB
【详解】（1）汞和氧气反应产生氧化汞，从而消耗氧气；
（2）A、实验会消耗曲颈甑内的氧气，需要测定实验前后曲颈甑内的气体体积，才能计算出消耗氧气的体积，故选项符合题意；
B、实验会消耗玻璃钟罩内的氧气，需要测量实验前后玻璃钟罩内气体体积，才能计算出消耗氧气的体积，故选项符合题意；
C、汞槽的容积对测量氧气的含量没有影响，故选项不符合题意；
故选：AB。
【解题必备】
加热
法国科学家拉瓦锡最早运用天平作为研究化学的工具，用定量的方法研究了空气的成分。
加强热
拉瓦锡实验中的两个反应：汞+氧气 氧化汞；氧化汞 汞+氧气；
拉瓦锡实验得出两个结论： = 1 \* GB3 ①空气是由氧气和氮气组成的； = 2 \* GB3 ②氧气约占空气总体积的1/5的结论。
【变式1-1】拉瓦锡利用如图实验研究空气成分，下列说法合理的是
A．汞槽和曲颈甑中汞的作用都是消耗氧气
B．将曲颈甑中的汞换成木炭不影响测定结果
C．结束加热后不需冷却，立即测量玻璃钟罩中汞柱上升的高度
D．实验结束后，发现曲颈甑中剩余气体不支持燃烧，说明空气为混合物
【答案】D
【详解】A、曲颈甑中汞在加热的条件下，与氧气反应，且生成物为固体；汞槽中汞隔绝氧气，形成液封，不会消耗氧气，错误；
B、木炭在空气中燃烧生成二氧化碳，二氧化碳是气体，化学反应前后，压强的变化不大，无法测定空气中氧气的含量，错误；
C、结束加热后，应等冷却至室温后，测量玻璃钟罩中汞柱上升的高度，否则气体受热膨胀，占据了一定的体积，会导致测定结果偏小，错误；
D、空气中氧气与汞反应，剩余气体不支持燃烧，说明存在两类物质，至少由两种物质组成，空气为混合物，正确。
故选D。
【变式1-2】下图是拉瓦锡测定空气成分的实验。他将汞放在密闭容器里连续加热12天，得到红色粉末（HgO），他又把红色粉末放在另外容器里加强热，最终得出了空气成分的结论。

(1)若用煤块作火炉燃料，是利用该物质的 （选填“物理”或“化学”）性。
(2)连续加热12天的目的是 ，剩余气体约占原气体总体积的 。
(3)将红色粉末加强热可生成初始物质，该反应的符号表达为 。
【答案】(1)化学
(2) 加热时间足够长，将密闭装置中的氧气几乎耗尽 五分之四
(3)
【详解】（1）煤块作火炉燃料，生成别的物质，释放热量，是一个化学过程，是利用了物质的化学性。
（2）连续加热12天的目的是加热时间足够长，能将密闭装置中的氧气几乎耗尽，容器内气体体积减少了约五分之一，剩余气体约占原气体总体积的五分之四。
（3）将红色粉末加强热可生成初始物质，其反应为氧化汞受热分解为汞和氧气，符号表达式为。
►问题二 测定空气中氧气含量的实验
【典例2】下图装置可用于测定空气中氧气的含量，下列说法不正确的是
A．实验时红磷一定要过量
B．红磷燃烧产生大量的白烟，火焰熄灭后立刻打开弹簧夹
C．该实验证明氧气约占空气总体积的1/5
D．通过该实验还可以了解氮气的一些性质
【答案】B
【详解】A、为了充分消耗氧气，所以实验时红磷一定要过量，故说法正确，不符合题意；
B、红磷燃烧产生大量的白烟，而不是白雾，火焰熄灭后待集气瓶冷却至室温后才可以打开弹簧夹，故不正确,符合题意；
C、该实验中烧杯中的水进入到集气瓶中，大约占了集气瓶体积的五分之一，所以可得出氧气约占空气总体积的五分之一，故正确，不符合题意；
D、该实验中烧杯中的水进入到集气瓶中，大约占了集气瓶体积的五分之一，红磷没有继续燃烧，说明剩余气体氮气不支持燃烧也不能燃烧，难溶于水的性质，故正确，不符合题意。
故选B。
【解题必备】
可燃物要求：足量、只与空气中的氧气反应且产物是固体；不能选择木炭、硫、镁条、细铁丝等。
2．原理：通过燃烧，耗尽密闭容器中的氧气，使压强变小，外界大气压将水压进容器
3．实验现象：①红磷燃烧，放出热量，产生大量白烟
冷却到室温后打开弹簧夹，烧杯内的水倒流入集气瓶，约占瓶子容积的1/5。
4．文字表达式：
5．实验结论：氧气约占空气总体积的1/5。
6．误差分析：
(1)小于1/5原因可能有：A红磷不足；B装置气密性不好；C未冷却至室温就打开弹簧夹
(2)大于1/5原因可能有：A弹簧夹没夹紧；B燃烧匙伸入集气瓶速度太慢
【变式2-1】为测定空气中氧气的含量，化学兴趣小组同学进行如图所示实验，用电热丝点燃红磷。下列说法正确的是
A．实验前需检查装置的气密性
B．可用木炭代替红磷进行实验
C．待红磷熄灭后立即打开弹簧夹
D．实验中红磷的量不会对实验结果产生影响
【答案】A
【详解】A、做该实验前，应检查装置的气密性，以防止装置漏气，造成测定结果不准确，故选项说法正确；
B、木炭在空气中燃烧生成二氧化碳气体，虽除去氧气，而增加了新的气体，没有形成压强差，不能用来测定空气中氧气含量，故选项说法错误；
C、待装置冷却至室温后才能打开止水夹，以防止剩余的气体在受热状态下，处于膨胀状态，占据了部分水的体积，造成结果偏小，故选项说法错误；
D、若红磷不足，不能完全消耗装置中的氧气，将导致测得氧气的含量小于五分之一，故选项说法错误。
故选A。
【变式2-2】为测定空气中氧气的含量，某小组的同学将过量的白磷放入试管中，用橡皮塞塞紧试管口，通过导管（导管容积忽略不计）与润滑性很好的注射器组成如图的实验装置，则下列说法不正确的是
A．取足量的白磷进行实验是为了减少误差
B．实验过程中观察到白磷燃烧冒出大量的白烟
C．实验结束无需等到装置冷却到室温后再读数
D．该装置实验的优点是密闭容器中进行测量结果更准确，污染小
【答案】C
【详解】A、取足量的白磷进行实验是为了耗尽装置中的氧气，减少误差，说法正确；
B、实验过程中观察到白磷燃烧冒出大量的白烟，说法正确；
C、实验结束需等到装置冷却到室温后再读数，否则剩余的气体在受热状态下，处于膨胀状态，使测定结果偏小，说法错误；
D、该装置实验的优点是密闭容器中进行测量，无需打开瓶塞点燃白磷，避免瓶内空气外逸而造成实验误差，结果更准确；同时防止生成的五氧化二磷逸散到空气中，污染小，说法正确；
故选：C。
►问题三 空气中氧气含量测定的数字化实验
【典例3】在利用红磷燃烧测定空气中氧气含量的实验中，用传感器记录集气瓶中温度、压强随时间变化的情况如图所示。其中c点打开了止水夹。下列说法不合理的是
A．由温度变化曲线可知，整个反应过程放出热量
B．b点压强最大，说明红磷燃烧结束
C．c点的温度已经接近室温
D．c点后压强增大是因为水倒吸入集气瓶中
【答案】B
【详解】A、由温度变化曲线可知，反应过程中温度升高，整个反应过程放出热量，说法合理，不符合题意；
B、ab段压强增大是由于红磷燃烧放热导致压强增大的趋势大于氧气消耗导致压强减小的趋势，b点压强最大，不能确定红磷燃烧结束，温度最高才能说明红磷燃烧结束，说法不合理，符合题意；
C、由温度变化曲线可知，c点的温度已经接近室温，说法合理，不符合题意；
D、c 点后打开止水夹后，水倒吸入集气瓶中，气体的体积变小，导致集气瓶内气体压强增大，说法合理，不符合题意。
故选B。
【解题技巧】实验开始时，燃烧放热，气体膨胀，压强增大；随着氧气的消耗，压强减小，反应结束后，装置逐渐冷却，压强又缓慢变小至保持不变。打开装置后，压强迅速回到实验前的数值。
【变式3-1】某同学利用图甲所示装置测定空气中氧气的含量，其中燃烧匙内的白磷用电加热装置点燃，瓶内气压用气体压强传感器测定，其变化如图乙所示。下列分析合理的是
A．t1时刻后的一段时间能观察到白磷燃烧产生大量白烟
B．t2时刻，燃烧匙内的白磷停止燃烧
C．t3时刻后的一段时间内瓶内气压又显著增加，其原因是温度升高
D．通过t1和t2时刻瓶内的气压值，可以计算得出氧气约占空气质量的20%
【答案】A
【详解】A、t1时刻后的一段时间内瓶内气压显著增加，其原因是白磷燃烧产生大量的热，造成气体体积膨胀引起的，白磷燃烧生成五氧化二磷为白色固体小颗粒，所以可观察到白磷燃烧，产生大量白烟，故A分析合理；
B、从瓶内气压达到最高点直至t2时刻，瓶内温度逐渐降低到室温，然后不变，即t2时刻，温度已经恢复至室温，则t2时刻前，燃烧匙内的白磷已经停止燃烧，故B分析不合理；
C、t3时刻后的一段时间内瓶内气压又显著增加，其原因是打开了活塞，液体进入瓶内后，瓶内气体体积减小，导致气压显著增大，故C分析不合理；
D、通过t1和t2时刻瓶内的气压值，根据气压减少的数值，可以计算出氧气的体积分数为，即氧气约占空气体积（而不是质量）的20%，故D分析不合理；
故选：A。
【变式3-2】用如图甲所示装置测定空气中氧气含量，借助数字传感器对密闭装置内的压强、温度、氧气浓度进行实时监测，得到了它们随时间的变化曲线如图乙，下列分析正确的是
A．X曲线代表氧气浓度，Y曲线代表温度
B．C点压强最高，表明红磷完全反应
C．实验结束后，X、Y曲线代表的量都会恢复到原状态
D．DE段压强迅速回升，此时可观察到烧杯中的水倒流入集气瓶
【答案】D
【详解】A、红磷燃烧消耗氧气，放出大量的热，随着反应的进行，氧气浓度逐渐减小，当氧气浓度小到一定程度时，不能再支持燃烧，冷却至室温，打开止水夹，水进入，氧气的浓度又逐渐增大到一定量，所以反应Y 曲线表示的是氧气浓度变化的情况，X曲线先升高后降低至原刻度，表示的是温度变化，此选项错误；
B、C点压强最高，表明红磷燃烧放热，温度升高所增加的气压大于氧气消耗所减小的气压，不能表示红磷完全反应，此选项错误；
C、由A可知，X代表温度变化，会恢复至原状态，Y代表氧气浓度，红磷燃烧消耗氧气，氧气的浓度不会恢复至原状态，此选项错误；
D、 DE段压强迅速回升，是打开弹簧夹，烧杯中的水倒流入集气瓶，随着水的进入，瓶内气压增大，此选项正确；
故选：D。
►问题四 空气中各成分及其用途
【典例4】科学家发现有一种古老且珍贵的气体-氦-3，正源源不断地从地球内部释放出来，它是一种极具潜力的清洁能源。氦属于稀有气体，稀有气体约占空气体积的
A．78%B．21%C．0.94%D．0.03%
【答案】C
【详解】按体积比，空气中约有78%的氮气，21%的氧气，0.94%的稀有气体，0.03%的二氧化碳和0.03的其他气体和杂质；
故选：C。
【解题必备】
空气中各成分体积分数：N278%、 O221%、稀有气体0.94%、CO20.03%、其它气体和杂质0.03%。
氧气能供给呼吸，可用于医疗急救、登山、潜水等；氧气能支持燃烧，可用于炼钢、气焊气割、火箭的助推剂等。
氮气化学性质稳定（不活泼），可做保护气，用于食品包装防腐、金属焊接防氧化、灯泡充氮防氧化、储存蔬菜和粮食等。
稀有气体化学性质很不活泼，可做保护气；通电时发出不同颜色的光（物理性质），可制成航标灯、照明灯、闪光灯和霓虹灯等各种用途的电光源。
【变式4-1】空气中含量较多且能够填充灯泡的气体是
A．氧气B．氖气
C．氮气D．二氧化碳
【答案】C
【分析】空气的成分按体积计算，大约 是：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%。
【详解】A、氧气化学性质比较活泼，不适合填充灯泡，不符合题意；
B、氖气虽然可用于填充灯泡，但在空气中含量很少，不符合题意；
C、氮气是空气中含量最多的气体，约占空气体积的78%，且化学性质稳定，符合题意；
D、二氧化碳在空气中含量较少，一般也不用于填充灯泡，不符合题意。
故选C。
【变式4-2】约占空气体积分数的0.934%，且可作保护气的气体是
A．氧气B．氮气C．二氧化碳D．稀有气体
【答案】D
【详解】A、氧气大约占空气体积的21%，选项错误；
B、氮气大约占空气体积的78%，选项错误；
C、二氧化碳大约占空气体积的0.03%，选项错误；
D、稀有气体大约占空气体积的0.934%，稀有气体化学性质稳定，可用作保护气，选项正确；
故选：D。
►问题五 纯净物和混合物
【典例5】下列物质属于混合物的是 (填序号，下同)，属于纯净物的是 。
①氧气 ②水蒸气 ③红磷 ④纯净的空气 ⑤海水 ⑥二氧化硫 ⑦高锰酸钾 ⑧冰水混合物 ⑨可口可乐 ⑩氢气
【答案】 ①②③⑥⑦⑧⑩ ④⑤⑨
【详解】①氧气②水蒸气③红磷⑥二氧化硫⑦高锰酸钾⑧冰水混合物⑩氢气等都是由一种物质组成的，都属于纯净物；④纯净的空气⑤海水⑨可口可乐等都是由多种物质组成的，都属于混合物。
所以属于混合物的是①②③⑥⑦⑧⑩，属于纯净物的是④⑤⑨。
【解题必备】
1．“洁净的空气”不是纯净物，是混合物。“洁净洁净的空气”是指 未被污染的空气，空气本身由有多种物质组成，是混合物。
2．冰水混合物、铁水、液氧等都是纯净物。
3．名称叫“某化某”、“某酸某”的一般是纯净物。
4．“浓××”、“稀××”、“a%的××”等都是纯净物。
【变式5-1】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。
【变式5-2】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。
►问题六 空气污染与防治
【典例6】国家新修订的《环境空气质量标准》增加了PM2.5监测指标。PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，主要来自化石燃料的燃烧（如机动车尾气、燃煤）和扬尘，对人体健康和空气质量的影响很大。
(1)计入空气污染指数的项目中除了可吸入颗粒物外，还包括 。（填序号）
①CO ②CO2 ③SO2 ④NO2 ⑤Ne、Ar等稀有气体 ⑥H2O
(2)下列关于PM2.5的说法错误的是 。（填序号）
①燃放烟花爆竹会产生PM2.5
②光合作用不可能引起大气中PM2.5增大
③PM2.5的颗粒大小与分子大小差不多
④PM2.5专用口罩使用了活性炭，是利用了活性炭的吸附性
(3)哪些措施对PM2.5的治理能起到积极作用，请举两例。 、 。
【答案】(1)①③ ④
(2)③
(3) 积极植树造林 减少化石燃料的燃烧，使用清洁能源（或工业废气处理后再排放）
【详解】（1）目前计入空气质量评价的主要污染物为：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物（粒径小于等于10微米的颗粒物，称PM10）、细颗粒物（粒径小于等于2.5微米的颗粒物，称PM2.5）和臭氧等。
计入空气污染指数的项目中除了可吸入颗粒物外，还包括有①CO 、 ③SO2、④NO2 等，故选①③④；
（2）①燃放烟花爆竹燃烧时产生烟尘，会产生PM2.5，说法正确；
②光合作用，通常是指绿色植物（包括藻类）吸收光能，把二氧化碳和水合成葡萄糖，同时释放氧气的过程；光合作用不可能引起大气中PM2.5增大，说法正确；
③分子大小很小，用肉眼看不见，分子的大小更小，说法错误；
④PM2.5专用口罩使用了活性炭，是利用了活性炭的吸附性，说法正确。
故选③
（3）对PM2.5的治理能起到积极作用，例如：积极植树造林，减少化石燃料的燃烧，使用清洁能源，工业废气处理后再排放等。
【解题必备】
1．空气污染物包括有害气体和烟尘，有害气体有一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫等，烟尘包括可吸入颗粒物和细颗粒物。
2．防止空气污染的措施：使用清洁能源，加强空气质量监测,积极植树、种草。
3．计入空气质量评价的主要污染物有：一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、可吸入颗粒物（PM10）、细颗粒物（PM2.5）、臭氧。
【变式6-1】保持空气良好的清洁度是健康生活的前提，下列物质不属于空气污染物的是
A．COB．PM2.5C．CO2D．细颗粒物
【答案】C
【详解】A、一氧化碳有毒，属于空气污染物，不符合题意；
B、PM2.5能导致雾霾等的发生，属于空气污染物，不符合题意；
C、二氧化碳是空气的组成成分之一，不属于空气污染物，符合题意；
D、细颗粒物能导致雾霾等的发生，属于空气污染物，不符合题意。
故选C。
【变式6-2】6月5日是《环境保护法》规定的环境日。生态环境部公布了2024年六五环境日主题—“全面推进美丽中国建设”。下列倡导不符合这一主题的是
A．节能减排，守护蓝天白云B．垃圾分类，共建绿色文明
C．绿色环保，共筑美好家园D．方便出行，提倡开私家车
【答案】D
【详解】A、节能减排，守护蓝天白云，有利于环境保护，符合这一主题，故选项不符合题意；
B、垃圾分类，共建绿色文明，有利于环境保护，符合这一主题，故选项不符合题意；
C、绿色环保，共筑美好家园，有利于环境保护，符合这一主题，故选项不符合题意；
D、方便出行，提倡开私家车，会增加化石燃料的使用，增加污染物的排放，故选项符合题意；
故选：D。
1．空气污染指数是依据常规监测的几种空气污染物浓度计算得到的。目前计入空气质量评价的主要污染物有6种，以下物质不属于空气污染物的是
A．可吸入颗粒物（）B．
C．D．
【答案】B
【详解】目前计入空气质量评价的主要污染物有6种：即二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、可吸入颗粒物、细颗粒物和臭氧等。二氧化碳是空气的成分之一，不是污染物。
A、可吸入颗粒物（PM10）属于空气污染物，不符合题意；
B、二氧化碳是空气的成分之一，不是污染物。符合题意；
C、二氧化氮属于空气污染物，不符合题意；
D、二氧化硫属于空气污染物，不符合题意。
综上所述：选择B。
2．如图表示空气的组成（体积分数），气体X为
A．O2B．N2C．HeD．CO2
【答案】B
【详解】空气中氮气的体积分数约为78%，氧气的体积分数约为21%，稀有气体的体积分数约为0.94%，二氧化碳的体积分数约为0.03%，其他气体和杂质0.03%，根据图象，气体X的占比最大，所以气体X是氮气（N2），故选：B。
3．生机勃勃的地球离不开空气，下列关于空气的说法不正确的是
A．稀有气体可用于霓虹灯的制作B．N2可充在食品包装中用作保护气
C．SO2排放是导致酸雨的原因之一D．PM2.5的含量越高空气质量越好
【答案】D
【详解】A、稀有气体通电时能发出不同颜色的光，则可用于霓虹灯的制作，该选项说法正确；
B、常温时，氮气化学性质稳定，则可作保护气，该选项说法正确；
C、引起酸雨的物质有二氧化硫、二氧化氮等，该选项说法正确；
D、PM2.5的含量越高空气质量越差，该选项说法不正确。
故选D。
4．下列属于纯净物的是（ ）。
A．雨水B．蔗糖水C．矿泉水D．蒸馏水
【答案】D
【解析】A、雨水是由水、可溶性杂质等混合而成，属于混合物，不符合题意；
B、蔗糖水是由蔗糖和水混合而成，属于混合物，不符合题意；
C、矿泉水是由水、可溶性矿物质等混合而成，属于混合物，不符合题意；
D、蒸馏水由水一种物质组成，属于纯净物，符合题意。
故选D。
5．图中是实验室测量空气中氧气含量的装置，有关该实验说法错误的是
A．点燃红磷后要迅速伸入集气瓶中，并盖紧橡胶塞
B．红磷燃烧结束后，冷却至室温打开止水夹进行观察
C．反应结束后发现进入集气瓶中的水小于，可能的原因是装置漏气
D．可以将红磷改成木炭进行实验
【答案】D
【详解】A、为了使实验更准确，点燃红磷后立即伸入瓶中并塞紧橡皮塞，燃烧匙伸入过慢，会使装置内气体受热逸出，导致进入集气瓶的水体积偏大，故选项说法正确，不符合题意；
B、红磷燃烧结束后，待装置冷却至室温后才能打开止水夹，以防止剩余的气体在受热状态下，处于膨胀状态，占据了部分水的体积，造成结果偏小，故选项说法正确，不符合题意；
C、若装置漏气，燃烧冷却后瓶内气压小于大气压，有部分空气进入瓶中弥补了消耗的氧气，水倒流入集气瓶的体积不足五分之一，故选项说法正确，不符合题意；
D、木炭在空气中燃烧，虽然会消耗氧气，但是生成二氧化碳气体，装置内压强几乎不变，不能形成压强差，因此不能用木炭代替红磷测定空气中氧气的含量，故选项说法错误，符合题意；
故选：D。
6．拉瓦锡在探究空气的成分时，用了如图所示装置。下列分析不合理的是
A．实验结束汞会被倒吸入曲颈甑中
B．汞的用量可能会影响实验结果
C．实验用到了火炉，推测汞与氧气的反应需要加热
D．反应结束后，需关闭火炉冷却至室温，才能测量容器中气体的减少量
【答案】A
【详解】A、实验结束后，温度冷却至室温，钟罩内的液面会上升，但是汞槽内的汞不会倒吸入曲颈甑中，故A分析不合理；
B、测定空气中氧气的含量所需的汞必须足量，若汞 不足，氧气不能消耗完全，则会导致空气中氧气含量的测定结果偏小，故B分析合理；
C、实验用到了火炉，推测汞与氧气的反应需要加热，故C分析合理；
D、反应结束后，需关闭火炉冷却至室温，未冷却至室温，否则会导致剩余气体受热膨胀，会导致测定结果偏小，故D分析合理；
故选：A。
7．某同学利用如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体积小于广口瓶容积的。造成这一现象的原因可能是
A．实验前没有将弹簧夹夹紧B．实验装置可能漏气
C．实验中所取的红磷过量D．集气瓶中预先未加入一定量的水
【答案】B
【详解】A、 实验前没有将弹簧夹夹紧，会使装置内的气体受热逸出，则气压差变大，使进入瓶内的液体体积的增大，结果偏大，选项错误；
B、实验装置漏气可导致部分气体进入瓶中从而液体体积减少，选项正确；
C、实验中所取的红磷过量仍然能完全消耗掉氧气，不影响进入瓶内的液体体积，选项错误；
D、集气瓶中加入水是为了加速冷却，不影响进入瓶中的液体体积，选项错误。
故选B。
8．利用甲图所示装置测定红磷燃烧时集气瓶内氧气分子数百分比（）的变化，测定结果如图乙所示。下列说法不正确的是
A．b点红磷已经燃烧
B．b到c燃烧剧烈程度不是持续减弱
C．冷却至室温打开止水夹，瓶内压强增大至不变
D．消耗氧气与剩余氧气分子数之比约为12.4：8.6
【答案】D
【详解】A、据图可知，b点氧气分子数百分比开始减小，说明氧气开始和红磷发生反应，故说法正确；
B、据图可知，b到c燃烧剧烈程度不是持续减弱，故说法正确；
C、红磷燃烧消耗氧气，压强会减小，实验结束后，冷却至室温打开止水夹，烧杯中的水会进入集气瓶中，瓶内压强增大至不变，故说法正确；
D、可以把瓶内空气的总体积看做100%，则消耗氧气与剩余氧气分子数之比约为，故说法错误。
故选D。
9．写出以下化学反应的文字表达式：
(1)红磷在空气中燃烧： 。
(2)氧化汞受热分解： 。
【答案】(1)
(2)
【详解】（1）红磷燃烧生成五氧化二磷，反应的文字表达式为：。
（2）氧化汞加热生成汞和氧气，反应的文字表达式为：。
10．将下列物质进行分类（填写序号）。
A．冰水混合物 B．液氧 C澄清石灰水 D．二氧化碳 E.空气 F.金刚石
属于混合物的是 ；属于纯净物的是 。
【答案】 CE/EC ABDF
【分析】由多种物质组成的物质是混合物，只有一种物质组成的物质是纯净物。
【详解】冰水混合物、液氧、二氧化碳、金刚石都是一种物质组成的纯净物；
澄清石灰水是氢氧化钙和水组成的混合物，空气是由氮气、氧气等组成的混合物。
属于混合物的是CE；属于纯净物的是ABDF。
11．用如图装置测定空气中氧气的含量。
(1)红磷作用是 。
(2)点燃红磷前应先将止水夹 （填“打开”或“关闭”）。
(3)集气瓶中水面上方的空气体积为450ml，量筒中水的体积为500 mL，冷却后打开止水夹，量筒液面下降至 mL刻度处，说明氧气占空气体积的1/5。
【答案】(1)消耗集气瓶中的氧气
(2)关闭
(3)410
【详解】（1）点燃时，红磷只与空气中的氧气反应生成五氧化二磷固体，因此实验中红磷的作用是耗尽装置内的氧气，故填：消耗集气瓶中的氧气；
（2）点燃红磷前应先将止水夹关闭，防止气体受热膨胀逸出，导致结果不准，故填：关闭；
（3）氧气约占空气总体积的五分之一，450mL空气中氧气的体积为450mL×=90mL，最终量筒中液面约降至500mL-90mL=410mL刻度线处，故填：410。
12．防治空气污染、改善生态环境已成为全民共识。
(1)目前计入空气污染指数的项目中除了可吸入颗粒物、臭氧外，还包括下列的 （填序号）。
①一氧化碳 ②二氧化碳 ③二氧化硫 ④二氧化氮
(2)PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，主要来自化石燃料的燃烧和飘尘。下列措施能减少PM2.5污染的是______（填字母）。
A．焚烧秸秆B．用太阳能发电C．大量烧煤取暖D．植树造林
(3)根据表中内容，当日空气质量最好的城市是 （填城市名称）。
(4)我省某地冬季的空气质量相比于其他季节更差，请你说明造成这种状况的主要原因是 ，可以采取哪些措施加以防治 （写一条）。
【答案】(1)①③④
(2)BD
(3)甲
(4) 冬季燃烧化石燃料取暖，废气排放较多 采取集中供热方式，减少废气排放
【详解】（1）目前计入空气污染指数的项目中除了可吸入颗粒物、臭氧外，还有一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮等，不包括二氧化碳，二氧化碳是空气的成分之一，不计入空气污染指数，故选：①③④；
（2）A、焚烧秸秆会产生大量的烟尘，加重PM2.5的污染，不合题意；
B、用太阳能发电可以减少化石能源的使用，减少烟尘的排放，能减少PM2.5污染，符合题意；
C、煤属于化石燃料，大量烧煤取暖，会产生大量烟尘，加重PM2.5的污染，不合题意；
D、植树造林，可以净化空气，能减少PM2.5污染，符合题意；
故选：BD；
（3）空气污染指数越小，空气质量越好，所以当日空气质量最好的城市是甲；
（4）冬季的空气质量相比于其他季节更差，可能是因为冬季燃烧化石燃料取暖，废气排放较多；可采取的措施为采取集中供热方式，减少废气排放。
1．重庆涪陵盛产榨菜。用泡菜坛泡制榨菜头时通常会在坛边加水隔绝空气，其目的是隔绝空气中的
A．氧气B．水蒸气C．氮气D．二氧化碳
【答案】A
【详解】制作泡菜时要用到乳酸菌，乳酸菌发酵产生乳酸，使得菜具有特殊的风味，乳酸菌是厌氧菌，分解有机物是不需要氧气的，因此泡菜坛要加盖并用一圈水来封口，以隔绝空气中的氧气；
故选：A。
2．下列各组物质中，前者属于混合物，后者属于纯净物的是
A．冰水混合物 稀有气体B．澄清的石灰水 清澈的泉水
C．氮气 干冰D．清新的空气 液氧
【答案】D
【详解】A、冰水混合物是由水一种物质组成，属于纯净物；稀有气体中含有氦气、氖气、氩气等物质，属于混合物，故A错；
B、澄清的石灰水中含有氢氧化钙和水等物质，属于混合物；清澈的泉水中含有水和矿物质，属于混合物，故B错；
C、干冰是固态二氧化碳的俗称，氮气、二氧化碳物质是由一种物质组成，属于纯净物，故C错。
D、清新的空气中含有氧气、氮气、二氧化碳等物质，属于混合物；液态氧气是由一种物质组成，属于纯净物，故D正确；。
故选D。
3.下列物质的用途，主要利用其物理性质的是
A．灯泡中充氮气延长寿命B．氧气用于气割
C．氧气用于医疗急救D．稀有气体用作霓虹灯
【答案】D
【详解】A、氮气充入灯泡可延长灯泡使用，利用的是氮气的化学性质不活泼，属于化学性质，故选项错误；
B、氧气用于气割，是利用氧气的助燃性，属于化学性质，故选项错误；
C、氧气用于医疗急救，利用氧气能供给呼吸的性质，属于化学性质，故选项错误；
D、稀有气体可用作霓虹灯，利用稀有气体通电发出不同颜色的光，属于物理性质，故选项正确。
故选：D。
4．小米用如图所示装置测定空气中氧气的含量，测得结果为，你认为可能的原因是
A．红磷足量
B．实验结束后，装置未冷却至室温就立即打开弹簧夹
C．实验前没有将弹簧夹夹紧
D．实验时迅速插入燃烧匙，并将瓶塞立即塞紧
【答案】B
【详解】红磷足量是保证实验成功的关键之一；实验结束时未冷却至室温，会导致进入集气瓶中的水偏少，从而导致测得空气中氧气的体积分数偏小；实验前没有将弹簧夹夹紧，导致部分气体逸出，从而导致测定结果偏大；实验时迅速插入燃烧匙，并将瓶塞立即塞紧是保证实验成功的关键之一。故选B。
5．某化学兴趣小组的同学利用如图1、图2装置开展“空气中氧气含量的测定”的实验活动，图3为压力传感器显示的数据变化。有关说法不正确的是
A．红磷和白磷燃烧时的现象相同
B．相比于图1实验，图2实验具有误差小、污染小的特点
C．图3中段变化的原因是白磷燃烧放出大量热
D．图3中段变化的原因是装置温度逐渐恢复至室温
【答案】D
【详解】A、红磷和白磷在空气中燃烧都生成大量白烟，放出热量，故说法正确；
B、与图1相比，图2装置始终在密闭状态下进行，不会有气体扩散，五氧化二磷也不会逸出，因此图2装置的优点有：减小误差和污染减少，故说法正确；
C、图3中一段时间内装置内气压显著增加，其原因是白磷燃烧放出大量的热，故说法正确；
D、图3中一段时间内装置内气压又显著增加，其原因是白磷燃烧消耗了氧气，气体体积减小，恢复至室温，装置内的压强减小，U型管中的液面右边上升，所以装置内气压又显著增加，故说法错误。
故选D。
6．成都某日空气质量日报部分信息如图，有关说法错误的是
A．NO2的排放会造成酸雨B．PM10指“可吸入颗粒物”
C．污染物还包括二氧化碳D．当日空气质量状况为优
【答案】C
【详解】A、NO2在大气中与水结合能生成酸，会造成酸雨，选项说法正确；
B、PM10是指可吸入颗粒物，即粒径小于等于10微米的颗粒物，选项说法正确；
C、二氧化碳属于空气的组成成分，不属于污染物，选项说法错误；
D、当日空气质量指数为36，空气质量状况为优，选项说法正确；
故选：C。
7．将下列物质的序号填入物质所属类别的空格内。
①清新的空气②汞③液氧④二氧化碳⑤高锰酸钾⑥冰水混合物⑦5%的过氧化氢溶液⑧四氧化三铁
混合物： ； 纯净物： 。
【答案】 ①⑦ ②③④⑤⑥⑧
【详解】①清新的空气是由氮气、氧气等混合而成，属于混合物；②汞由同种物质组成，属于纯净物；③液氧是液态氧气，由同种物质组成，属于纯净物；④二氧化碳由同种物质组成，属于纯净物；⑤高锰酸钾由同种物质组成，属于纯净物；⑥冰是固态的水，冰水混合物由水一种物质组成，属于纯净物；⑦5%的过氧化氢溶液由过氧化氢和水混合而成，属于混合物；⑧四氧化三铁由同种物质组成，属于纯净物。
故属于混合物的是：①⑦；属于纯净物的是：②③④⑤⑥⑧。
8．为测定空气中氧气的含量，小华和小强同学分别设计如下方案：
小华：采用图1装置进行实验(燃烧匙中药品为红磷)
小强：(如图2)选用实际容积为40mL的试管作反应容器，将过量的白磷放入试管，用橡皮塞塞紧试管，通过导管与实际容积为60mL且润滑性很好的针筒注射器组成如图的实验装置。
假设此实验能够按照小华的设想正常进行，且白磷所占体积与导管内的气体体积忽略不计，请回答下列问题：
(1)红磷在集气瓶中燃烧的文字表达式是 ，冷却到室温打开止水夹后的现象 。
(2)待燃烧停止，白烟消失并冷却后，打开止水夹，观察到进入集气瓶中水的体积不到总容积的，你认为其原因可能是 ， 。
(3)如果将燃烧匙中红磷换成木炭，实验能否成功？为什么？ (填“是”或“否”)，原因： 。
(4)如图2所示，实验前，打开弹簧夹，将注射器活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处，然后松开手，若活塞仍能返回至20mL刻度处，则说明 ；若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，燃烧结束，等到试管冷却后再松开弹簧夹，可观察到的现象是 ；若不夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，燃烧结束，等到试管冷却后再松开弹簧夹，可观察到的现象为 。
(5)若按小强的设想进行实验，实际可能遇到诸多问题而发生危险，造成实验失败，例如： 。
【答案】(1) 烧杯中的水进入集气瓶，约占集气瓶上方空气体积的
(2) 红磷量不足 装置漏气
(3) 否 木炭燃烧生成二氧化碳气体
(4) 装置气密性良好 活塞向左移动到12mL处停止 活塞先向右移动，再向左移动到8mL处停止
(5)橡胶塞弹出
【详解】（1）红磷燃烧生成五氧化二磷，文字表达式为：。由于集气瓶内的氧气被完全耗尽，冷却到室温，集气瓶内的压强减小，在外界大气压的作用下，打开止水夹后发现烧杯中的水进入集气瓶，约占集气瓶上方空气体积的；
（2）待燃烧停止，白烟消失并冷却后，打开止水夹，观察到进入集气瓶中水的体积不到总容积的，可能的原因是红磷的量不足，或装置漏气，或未等装置冷却就打开止水夹；故填：红磷的量不足、装置漏气；
（3）木炭燃烧生成二氧化碳气体，造成集气瓶内的压强不变，所以打开止水夹后烧杯中的水也不会进入集气瓶，无法测定空气中氧气的含量；故填：否，木炭燃烧产生二氧化碳气体，集气瓶内的压强不变；
（4）打开弹簧夹，将注射器活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处，然后松开手，若活塞仍能返回至20mL刻度处，则说明整个装置都不漏气。若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，这时白磷燃烧消耗掉的只是试管内的氧气为，所以活塞应停在20mL-8mL=12mL的刻度处.若不使用弹簧夹，用酒精灯加热白磷，白磷实际消耗掉的是试管40mL和注射器内20mL的氧气为，所以活塞应停在20mL-12mL=8mL的刻度处；故填：装置气密性良好；活塞向左移动到12mL处停止；活塞先向右移动，再向左移动到8mL处停止；
（5）因为白磷燃烧放出大量的热，会使密闭体系内气体压强增大，所以该实验中可能出现的问题有：橡胶塞弹出、试管爆裂、注射器活塞弹出等；故填：橡胶塞弹出；试管炸裂；注射器活塞弹出来等。
9．某化学研究小组在利用课本上的实验装置测定空气中氧气含量时，多次实验后发现集气瓶内上升的水体积始终小于瓶内原有空气体积的1/5。为了找出原因，他们继续进行探究。
【提出问题】足量的红磷燃烧能否耗尽空气中的氧气？
【查阅资料】白磷能与氧气发生反应，生成物为五氧化二磷。
【设计实验】在老师的指导下，研究小组的同学利用如图1装置进行实验(红磷和白磷均过量)。他们利用高能激光笔照射燃烧匙上的红磷，红磷被点燃。待红磷熄灭且装置完全冷却后，将装有白磷的燃烧匙提出水面，再次用高能激光笔照射白磷，白磷被点燃。
【记录数据】研究小组同学从开始实验到最后装置冷却后的整个实验过程中，氧气浓度传感器与数显设备相连，测量的容器内氧气浓度变化曲线如图2。
【实验分析】
(1)图1中红磷燃烧的现象为 。
(2)图2中BC段发生反应的文字表达式为 。
(3)图2中DE段氧气浓度变化的主要原因是 。
【实验结论】
(4)红磷燃烧 (填“能”或“不能”)耗尽空气中的氧气。
【再次探究】研究小组的同学再次查阅资料发现，食品脱氧剂(以铁粉为主的物质组成)能通过化学反应除去密闭包装袋中的氧气，使食品处于无氧状态。他们尝试用图3装置进行实验来测定空气中氧气的体积分数，量筒中装有50mL水，记录相关数据如下表所示：
(5)根据表中实验数据计算空气中氧气的体积分数约为 。
(6)若实验结束时，俯视读取量筒中液体的体积，则测得的氧气体积分数会 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)产生大量白烟，放热
(2)
(3)白磷燃烧消耗氧气
(4)不能
(5)20.2%
(6)偏小
【详解】（1）红磷燃烧产生大量白烟，放热；
（2）红磷燃烧生成五氧化二磷，反应的文字表达式为：；
（3）图2中C点时红磷燃烧熄灭；曲线DE段氧气浓度变化的主要原因为白磷燃烧消耗氧气，装置逐渐冷却到室温；
（4）红磷燃烧熄灭后，白磷继续燃烧，说明红磷不能耗尽空气中的氧气；
（5）根据表中实验数据进行推算，广口瓶中氧气的体积分数约为×100%≈20.2%；
（6）若实验结束时，俯视读取量筒中液体的体积，剩余水的体积读数偏大，根据消耗氧气的体积为量筒内减少的气体体积，则消耗氧气的体积偏小，测得氧气的体积分数偏小。
10．空气中含有多少氧气呢？学习小组开展“测定空气里氧气含量”的探究活动。
资料：（1）红磷的着火点是240℃，白磷的着火点是40℃。
（2）相同的温度和体积下，气体压强与分子数成正比。
（3）相同的温度和压强下，气体体积与分子数成正比。
【史料研究】
二百多年前，化学家拉瓦锡利用汞能和氧气发生反应的原理，采用图1装置测出氧气约占空气体积的1/5。
(1)加热时，曲颈甑内液态汞表面产生红色粉末，玻璃钟罩内的现象是 ，产生该现象的原因是 。
【设计与实验】
设计并利用图2装置测空气里氧气含量。
(2)主要步骤如下，正确的顺序为 （填序号）。
①弹簧夹夹紧胶皮管
②红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹
③点燃红磷后立即伸入瓶中并塞紧塞子
④在集气瓶中加入少量水，将水面上方空间分成5等份
(3)实验结束，集气瓶中剩余气体的主要成分是 。
【优化与实验】
同学们利用图2装置多次实验，水面均未上升到刻度“1”。经讨论后，分别取足量红磷、白磷采用图3装置进行实验，记录并处理数据分别如图4、图5。
(4)图4中氧气含量从8.05%上升到9.26%，原因可能是 。
(5)图5中BC段压强增大，原因是 。计算白磷消耗的氧气占空气体积的 %（精确到0.01%）。
【反思与交流】
(6)图2实验水面未达到刻度“1”，原因是装置中的氧气未消耗完。红磷燃烧不能将氧气消耗完的主要原因是 。
(7)上述实验中汞、白磷和五氧化二磷有毒，对环境“不友好”。结合实验原理和药品弊端，可选择的替代药品有 （写一种）。
【答案】(1) 汞液面上升 汞与氧气反应，钟罩内气体减少，气压减小
(2)④①③②
(3)氮气
(4)反应结束后，温度下降气体逐渐混合均匀/温度下降水蒸气变成液态，氧气含量增大
(5) 反应刚开始，温度升高对压强的影响比气体减少对压强的影响大 19.37
(6)反应一段时间后，氧气浓度下降到一定程度，燃烧放出的热量减少，温度降低到红磷着火点以下，红磷熄灭，所以氧气消耗不完（合理即可）
(7)铜粉
【详解】（1）汞与氧气反应生成氧化汞，导致钟罩内气体减少，气压减小，玻璃钟罩内汞液面上升；
（2）该实验操作的正确顺序是：检验装置的气密性。在集气瓶中加入少量水，并将水面上方空间分成5等份；用弹簧夹夹紧胶皮管；点燃红磷，立即伸入瓶中并把塞子塞紧；待红磷熄灭并冷却至室温后，打开弹簧夹；故答案为：④①③②；
（3）由于氧气占空气体积的五分之一，红磷燃烧消耗了氧气，实验结束，集气瓶中剩余气体的主要成分是氮气；
（4）白磷燃烧消耗氧气并放出热量，而其他气体不变，氧气的含量逐渐减小，但反应结束后，温度下降，气体逐渐混合均匀或温度下降水蒸气变成液态，导致氧气的含量逐渐增大；
（5）红磷燃烧放热，温度升高，装置内压强增大，消耗氧气，装置内压强减小，温度升高所增加的气压大于氧气消耗所减小的气压，所以BC段压强增大；用如图所示数据计算，用这种方法测得的空气中氧气的体积分数是：；
（6）红磷燃烧发热，但反应一段时间后，氧气浓度下降到一定程度，燃烧放出的热量减少，温度降低到红磷着火点以下，红磷熄灭，导致氧气消耗不完；
（7）铜粉在空气中加热生成氧化铜固体，不会造成污染。
11．空气中氧气含量测定的再认识。
【经典赏析】
(1)教材中介绍了拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分（实验装置如图1）。该实验中选择使用汞的优点有______。
A．实验过程中没有污染
B．在汞槽中起到液封作用
C．生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气
D．能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽
【实验回顾】
(2)实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量（装置如图2），写出红磷燃烧的文字表达式 。兴趣小组用该方法测出的氧气含量常常远低于21%。
【提出问题】用红磷燃烧的方法为什么不能准确地测定空气中氧气的含量？
【进行猜想】装置漏气；
(3) 装置内氧气有剩余；……
【实验与交流】
(4)在老师的指导下，小明分别用过量的红磷和白磷进行该实验，用测氧气浓度的传感器测得反应后装置内氧气浓度分别为8.85%和3.21%，请从燃烧条件的角度回答产生上述结果的主要原因 。
【实验探究1】小明根据铁生锈的原理，探究用铁能否准确测定空气中氧气的含量，于是进行了实验（装置如图3）通过7天测得的数据计算空气中氧气的含量为19.13%。
【交流与反思】
(5)与用红磷燃烧的方法相比，用铁丝生锈的方法测定的主要优点及原因： 。
【实验探究2】为了加快反应速率，小明通过查阅资料，利用铁粉、炭粉、氯化钠等物质又进行了实验（装置如图4），8分钟后测得的数据如表：
(6)请计算出空气中氧气含量 （计算结果保留一位小数）。
【结论与反思】
(7)通过上述实验探究，选择 （填物质名称）进行实验，可较为快速地完成实验并减小实验误差。
【拓展延伸】
(8)铜也能与空气中氧气、水、二氧化碳反应而锈蚀，生成铜绿[铜绿的主要成分为Cu2（OH）2CO3]，若将图3装置中的粗铁丝换成足量的铜丝进行实验，请判断能否比较准确地测定空气中氧气的含量，并说明理由： 。
【答案】(1)BCD
(2)
(3)红磷不足
(4)白磷的着火点比红磷的着火点低
(5)铁丝在有氧气、水的情况下很容易生锈，装置内残留的氧气更少，实验结果更准确
(6)20.2%
(7)铁粉、炭粉、氯化钠和蒸馏水
(8)不能；因为空气中二氧化碳含量只有约0.03%，铜不能将装置中的氧气几乎耗尽
【详解】（1）A、汞是有毒物质且易挥发，A错误；
B、汞在水槽中起液封作用，防止装置内气体与外部空气接触，B正确；
C、氧气与汞反应生成氧化汞，生成的氧化汞加热分解又能得到汞和氧气，C正确；
D、汞能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽，D正确；
故选：BCD。
（2）红磷和氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷，反应的文字表达式为：。
（3）实验中所取的红磷不足（或实验前没有夹弹簧夹、实验装置可能未冷却就打开弹簧夹等）都有可能导致不能准确地测定空气中氧气的含量。
（4）白磷着火点是40℃，红磷着火点是240℃，氧气含量较低时，燃烧不充分，产生的热量不足以维持可燃物燃烧，则燃烧停止，而白磷的着火点较低，维持白磷燃烧所需要的热量也较少，所以产生上述结果的主要原因是：白磷的着火点比红磷的着火点低。
（5）根据资料，使用铁丝生锈的方法测出来的氧气体积分数是19.13%，则剩余氧气浓度约为2%，则与用红磷燃烧的方法相比，用铁丝生锈的方法测定的主要优点及原因：铁丝在有氧气、水的情况下很容易生锈，装置内残留的氧气更少，实验结果更准确。
（6）烧杯内蒸馏水减少的体积为氧气的体积：，空气中氧气含量：。
（7）通过实验探究2，可知选择铁粉、炭粉、氯化钠和蒸馏水进行实验，可较为快速地完成实验并减小实验误差。
（8）铜也能与空气中氧气、水、二氧化碳反应而锈蚀，生成铜绿[铜绿的主要成分为Cu2(OH)2CO3，化学方程式为：，则消耗的氧气与二氧化碳的质量比为32∶44，而空气中二氧化碳含量只有约0.03%，所以将图3装置中的粗铁丝换成足量的铜丝进行实验，不能比较准确地测定空气中氧气的含量，因为铜不能将装置中的氧气几乎耗尽。故填：不能；因为空气中二氧化碳含量只有约0.03%，铜不能将装置中的氧气几乎耗尽。
12．空气是重要的自然资源。
(1)物质的性质决定用途，用途可以体现物质的性质，据此完成下表。
(2)如表是某日我国部分地区的空气质量日报内容：
①当日空气质量状况最好的城市是(填序号)
②人类需要洁净的空气的。目前我国城市空气质量日报中的污染物不包括 。
A．可吸入颗粒物 B．一氧化碳 C．二氧化氮 D．二氧化碳
③如图为一款新型环保车，可通过360°旋转的“大炮筒”向四周喷水，从而缓解极端恶劣天气给人带来的不适。这款环保车喷水的作用是 。
(3)“远在高空是地球卫士，近在身边是健康杀手。”臭氧(O3)对环境的作用需辩证地认识。
①高空中臭氧层能吸收紫外线，有学者认为，制冷剂氟利昂进入高空大气后会产生氯原子(Cl)，引发以下反应：，。Cl加快了上述转化过程总反应的速率，但自身的质量和化学性质在总反应前后没有发生变化，其作用是 。
②地面附近的臭氧是一种空气污染物，臭氧属于 。(填“纯净物”或“混合物”)。
【答案】(1) 化学性质不活泼，且无毒 液氮汽化时能吸收大量的热 通电时，发出不同颜色的光 密度小、性质稳定
(2) ④ D 降尘、吸收有害气体等作用
(3) 作催化剂 纯净物
【详解】（1）①氮气填充食品包装袋利用氮气的化学性质不活泼，且无毒的特点。故填化学性质不活泼，且无毒；
②液氮用于磁悬浮列车中做冷冻剂，因为液氮汽化时能吸收大量的热。故填液氮汽化时能吸收大量的热；
③稀有气体作霓虹灯利用了稀有气体通电时，发出不同颜色的光的特点。故填通电时，发出不同颜色的光；
④氦气作飞艇利用了氦氦气密度小、性质稳定的特点。故填密度小、性质稳定；
（2）①污染指数月底说明空气质量越好。根据表格数据可知，当日空气质量最好的城市是④深圳，故填④；
②空气的污染物主要包括：氮氧化物、二氧化硫、一氧化碳、可吸入颗粒物等，而空气中的含有二氧化碳，因此二氧化碳目前不包括在我国城市空气质量日报中的污染物之中。
故选D。
③环保车喷水可以降尘，有些有害气体可以溶于水，所以环保车喷水的作用是降尘、吸收有害气体等。故填降尘、吸收有害气体等作用；
（3）①由化学反应的过程可知，Cl加快了上述转化过程总反应的速率，但自身的质量和化学性质在总反应前后没有发生变化，其起到催化作用，故填作催化剂；
②臭氧中只含臭氧分子，是由一种元素组成的纯净物，故填纯净物；
了解空气的主要成分和各成分的含量 。
知道空气里氧气含量的测定测定方法和原理。
认识纯净物和混合物的概念，能区分一些常见的纯净物和混合物。
了解空气中主要成分性质和用途；知道空气污染的危害，了解保护大气环境的措施。
重点：空气中氧气含量的测定实验。
难点：空气中氧气含量的测定实验，混合物和纯净物的区分。
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，容器里空气的体积大约减少了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。
实验装置
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，冷却后打开弹簧夹，烧杯内的水会被压入集气瓶，进入水的体积即为瓶内消耗氧气的体积。
实验现象
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①红磷燃烧，产生大量白烟，并放出热量；
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②冷却后打开弹簧夹，烧杯中的水被吸入集气瓶，瓶内液面上升约1/5。
实验结论
氧气约占空气总体积的1/5。
文字表达式
磷+ 氧气 五氧化二磷
符号表达式
P + O2 P2O5
误差分析
小于1/5原因
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①装置漏气； = 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②红磷量不足； = 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③未冷却到室温就打开弹簧夹。
大于1/5原因
①弹簧没有夹紧；②插入燃烧匙太慢。
实验装置
实验步骤
将氧气传感器与数据采集器、计算机连接；
把氧气传感器插入盛有空气的容器，采集数据；
通过相关软件处理数据，并在计算机屏幕上显示空气中氧气的含量。
空气成分
氮气
氧气
稀有气体
二氧化碳
其他
体积分数
78%
21%
0.94%
0.03%
0.03%
性质
对应的用途
氧气
能供给呼吸
供动植物呼吸、医疗急救、登山、潜水等
能支持燃烧
炼钢、气焊、气割、航空航天
性质
对应的用途
氮气
与某些物质反应
制硝酸和氮肥
化学性质不活泼
作保护气：
= 1 \* GB3 ①食品充氮防腐
= 2 \* GB3 ②灯泡充氮防钨丝氧化
= 3 \* GB3 ③在氮气氛围中焊接金属防止金属氧化
液氮温度很低
用于制造低温环境：
= 1 \* GB3 ①医疗上冷冻治疗
= 2 \* GB3 ②超导材料在低温环境下显示超导性能
性质
对应的用途
稀有气体
物理
性质
无色、无味气体
通电时能发出不同颜色的光
制多种用途的电光源
如：航标灯、照明灯、闪光灯和霓虹灯
化学性质很不活泼
作保护气
氦气
= 1 \* GB3 ①氦气充气球（密度比空气小且化学性质稳定）
= 2 \* GB3 ②氦气用于制造低温环境
城市
首要污染物
空气污染指数
空气质量级别
甲
无
34
Ⅰ
乙
二氧化硫
97
Ⅱ
丙
可吸入颗粒物
119
Ⅲ
实验时间/min
0
5
10
30
35
45
量筒中液面的刻度/mL
50
35
27.5
19.7
19.7
19.7
实验前的体积
实验后的体积
集气瓶内空气
烧杯内蒸馏水
烧杯内剩余蒸馏水
131 mL
90.0 mL
63.6 mL
物质的性质
该性质对应的用途

氮气防腐
液态氮气的 低
氮气用于悬磁浮
稀有气体 时发出不同颜色的光
稀有气体做霓虹灯
氦气的化学性质很不活泼且
氦气做飞艇
序号
城市
污染指数
首要污染物
空气质量级别
①
北京
103
可吸入颗粒物
Ⅲ
②
呼和浩特
500
可吸入颗粒物
V
③
大庆
72
可吸入颗粒物
Ⅱ
④
深圳
36
无
I