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1、第3講 空氣的組成
智能概述
18世紀70年代法國化學家拉瓦錫通過金屬汞在空氣中燃燒和氧化汞分解的定量實驗，第一次明確提出空氣是由氧氣和氮氣組成的，其他科學家繼續(xù)研究又發(fā)現(xiàn)了空氣中含有氬氣。
空氣的組成成分如下：
氣體名稱
氮氣
氧氣
稀有氣體
二氧化碳
其他氣體
體積分數(shù)
78%
21%
0.94%
0.03%
0.03%
只有一種物質(zhì)組成的物質(zhì)稱為純凈物，有兩種或兩種以上的物質(zhì)混合而成的稱為混合物，空氣是混合物。
空氣污染通常指有害氣體（一氧化碳、二氧化硫、氮的氧化物）以及可吸入顆粒即粉塵。
問題解決
例1以下裝置都可以用于實驗室測定空氣中氧氣含量的
2、實驗。
(1) 該實驗所依據(jù)的原理是??????????????????????，實驗應選擇僅能與空氣中的氧氣反應的固體物質(zhì)，如??????????、?????????.且生成物在常溫下應為___（固體、液體或氣體).
(2)實驗完畢后、集氣瓶中剩余的氣體主要是氮氣.該實驗還能得出氮
氣具有哪些性質(zhì)了????????????? 、????????????????(寫出兩條即可).
(3)如果圖B中未安裝止水夾。整個實驗過程中能觀察到的現(xiàn)象有(寫出兩條即可)?????????????、???? ??? 。
例2用來測定空氣成分的方法很多，圖1所示的是用紅磷在空氣中燃燒的測定
3、方法。
實驗過程是：
第一步：將集氣瓶容積劃分為五等份，并做好標記。
第二步：點燃燃燒匙內(nèi)的紅磷，伸入集氣瓶中并把塞子塞緊。
第三步：待紅磷熄滅并冷卻后，打開彈簧夾，發(fā)現(xiàn)水被吸入集氣瓶中，進入集氣瓶中水的體積約為集氣瓶總?cè)莘e的
請回答下列問題：
（1）集氣瓶中剩余的氣體主要是______。
（2）實驗完畢，若進入集氣瓶中水的體積不到總?cè)莘e的，你認為導致這一結(jié)果的原因可能是： 。（答一條）
（3）寫出紅磷燃燒的文字表達式
4、 。
（4）某同學對實驗進行反思后，提出了改進方法（如圖2所示?），你認為改進后的優(yōu)點是： 。
例3如圖所示裝置也可用來測定空氣中氧氣的含量。對該實驗認識不正確的是( )
A. 紅磷的量不足會影響實驗結(jié)論
B. 裝置不漏氣是實驗成功的重要因素之一
C. 將紅磷改為碳也能得到正確的實驗結(jié)論
D. 鐘罩內(nèi)氣體壓強的減小會導致水面的上升
例4為測定空氣中氧氣的含量，小華同學打算設計如下方案：選用實際容積為40mL的
5、試管作為反應容器，將過量的白磷放入試管，用橡膠塞塞緊試管，通過導管與實際容積為60mL且潤滑性很好的針筒注射器組成如圖的實驗裝置。假設此實驗能夠按照小華的設想正常進行，白磷所占體積與導管內(nèi)的氣體體積忽略不計，且兩個容器間的導管足夠粗，保持空氣正常流動。請回答下列問題：
(1)實驗前,打開彈簧夾,將注射器活塞前沿從20mL刻度處推至15mL刻度處,然后松開手,若活塞仍能返回至20mL刻度處,則說明 ；
(2)若先夾緊彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，燃燒結(jié)束，等到試管冷卻后再松開彈簧夾?？捎^察到的現(xiàn)象為：
6、 ；
(3)若不使用彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，充分反應直至燃燒結(jié)束，試管冷卻?？捎^察到現(xiàn)象為：
(4)若按小華的設想進行實驗，實際可能遇到諸多問題而發(fā)生危險，造成實驗失敗。例如：
。
例5茶葉、肉松、膨化食品等常采用真空充氣包裝，即將食品裝入包裝袋，抽出包
7、裝袋內(nèi)空氣，再充入防止食品變質(zhì)的氣體，然后封口。真空充氣包裝能使食品保持原有的色、香、味及營養(yǎng)價值，防止食品受壓而破碎變形。
【提出問題】充入食品包裝袋中的氣體是什么?
【猜想與驗證】可能是氮氣(N2).
實驗初步驗證的方法及現(xiàn)象：
【新的猜想】充入的氣體還可能是：① ；② .
例6空氣是一種寶貴資源.下列有關(guān)空氣的說法正確的是（ ）
A. 空氣中含量最多的是氧元素
B. 空氣由氧氣和氮氣組成，其中氧氣的質(zhì)量約占空氣質(zhì)量的
C.
8、空氣中分離出的氮氣化學性質(zhì)不活潑，可作食品保鮮的保護氣
D. 空氣質(zhì)量報告中所列的空氣質(zhì)量級別數(shù)目越大，空氣質(zhì)量越好
刻意練習
1. 下列關(guān)于空氣的說法，正確的是（ ）
A. 空氣中只有單質(zhì) B. 空氣是一種純凈物
C. 空氣是一種重要的資源 D. 空氣中氧氣的質(zhì)量分數(shù)為21%
2.某班同學如圖裝置測定空氣里氧氣的含量.先用彈簧夾夾住乳膠管.點燃紅磷，伸入瓶中并塞上瓶塞.待紅磷熄滅并冷卻后，打開彈簧夾，觀察廣口瓶內(nèi)水面變化情況.實驗完畢，甲同學的廣口瓶內(nèi)水面上升明顯小于瓶內(nèi)空氣體積的，乙同學的廣口瓶內(nèi)水面上升明顯大于瓶內(nèi)空氣體積
9、的。下列對這兩種現(xiàn)象解釋合理的是（ ）
①甲同學可能使用紅磷的量不足，瓶內(nèi)氧氣沒有消耗完
②甲同學可能未塞緊瓶塞，紅磷熄滅冷卻時外界空氣進入瓶內(nèi)
③乙同學可能沒夾緊彈簧夾，紅磷燃燒時瓶內(nèi)部分空氣受熱從導管逸出
④乙同學可能插入燃燒匙太慢，塞緊瓶塞之前，瓶內(nèi)部分空氣受熱逸出.
A. 只有①③
B. 只有②④
C. 只有①②③
D. ①②③④
3. 閃電時空氣中有臭氧（O3）生成.下列說法中正確的是（ ?。?
A. O3和02混合得到的是純凈物 B. O2比O3穩(wěn)定
C. 等質(zhì)量的03和02含有的氧原子數(shù)之比是2：3 D. 03
10、與02的相互轉(zhuǎn)化是物理變化
4. 下列各組物質(zhì)中，前者屬于混合物，后者屬于純凈物的是（ ?。?
A. 水銀、汽油 B. 不銹鋼、汽水 C. 空氣、鹽酸 D. 塑料、液氨
5. 空氣污染指數(shù)是我國城市空氣質(zhì)量日報的主要內(nèi)容之一.目前計入其中的各項污染物除可吸入顆粒外，還包括的氣體是（ ?。?
A. SO2??O2??NO2 B. SO2??CO2??NO2
C. SO??N2??NO2 D. SO2??CO??NO2
6. 空氣質(zhì)量日報是環(huán)境監(jiān)測部門對一個地區(qū)空氣質(zhì)量情況所做的監(jiān)測報告.
11、目前計入空氣主要污染物的是可吸入顆粒物、一氧化碳、二氧化硫、氮的氧化物.下列情況能直接造成空氣污染的是（ ?。?
A. 把煤作為主要燃料 B. 隨意丟棄塑料垃圾
C. 隨意丟棄廢電池 D. 利用太陽能、風能等清潔能源
7. 今年春天，我國北方多次發(fā)生強烈的沙塵暴，大量沙塵不僅降落到北京，甚至遠降韓國，日本也能觀察到沙塵.專家對沙塵褒貶不一，有專家研究表明，沙塵能減弱酸雨的酸性，減弱溫室效應，也有專家研究表明，沙塵是形成酸雨的原因之一.根據(jù)上述短文和你所學的知識判斷，下列關(guān)于“沙塵”的說法中有錯誤的是（ ）
A. 沙塵已成為跨國境的環(huán)境問題
12、B. 飄浮在空氣中的沙塵屬于空氣質(zhì)量周報“首要污染物”中的可吸入顆粒物
C. 沙塵形成酸雨，可能是沙塵吸收了經(jīng)過地區(qū)被污染空氣中的氮、硫氧化物所致
D. 沙塵可用來改良酸性土壤
8.某同學利用如圖裝置粗略地測定空氣中氧氣的體積分數(shù),圖中燒杯上方玻璃管(預先固定好)中部有一可左右滑動的活塞,活塞左端管內(nèi)密封有空氣?；钊叶说牟ＡЧ芸诟諝膺B通。實驗開始前活塞處在刻度5cm處.(已知：白磷在40℃左右即可燃燒)
(1)向燒杯內(nèi)加入適量水，與生石灰反應的日的是反應放熱，使白磷達到著火點：
(2)可觀察到玻璃管內(nèi)發(fā)生的現(xiàn)象：①白磷(足量) :②活塞
13、 移動；
(3)實驗結(jié)束，恢復至常溫后，活塞應停在約 cm處，。據(jù)此可得出的結(jié)論是 .
9.用磷的同素異形體紅磷和白磷做如下實驗，裝置如圖所示．取0.5克（過量）紅磷置于燃燒匙中，點火后立即插入瓶內(nèi)并塞緊橡皮塞，停止燃燒后待瓶溫冷卻到室溫，把瓶倒置于盛水的水槽中，在水面下打開塞子，任水進入瓶里，最終進入瓶內(nèi)水的體積約為瓶容積的15%．如果把0.5克（過量）白磷置于燃燒匙中，按照相同操作最終進入瓶內(nèi)水的體積約占瓶容積的21%．
（1）以上兩個實驗結(jié)果說明了什么？ ．
（2）有人認為，在水面下打開塞子水即進入瓶內(nèi)，主要原因是五氧化二磷溶
14、于水，這種看法是否正確？為什么？
．
（3）白磷和紅磷燃燒時看到的現(xiàn)象是 ，反應的符號表達式是 ．
10.如圖，為了研究空氣中所含氧氣的體積，用一個50mL量筒倒扣在水中，量筒內(nèi)外液面均位于40mL處。量筒內(nèi)浮著一個銅制的小船，船中放有少量白磷?，F(xiàn)把氫氧化鈉緩緩投入水中并攪拌，這樣做的原因是
15、 .放白磷的小船用銅做的原因是 .一會兒，白磷發(fā)生自燃，觀察到 ，最終，液面大約位于量筒刻度______處。
11.人通過肺與外界進行氣體交換,消耗空氣中的部分氧氣,排出二氧化碳、水蒸氣等氣體。但人體排出的二氧化碳究竟是吸入空氣中原有的,還是人體代謝的最終產(chǎn)物?為了證實這個問題,有人采用以下裝置進行實驗(如圖).
(1)人吸氣時,將活塞A (選填“打開”、“關(guān)閉”、下同)，活塞B ，此時可觀察到的現(xiàn)象是
16、 .
(2)人呼氣時，應將活塞A ，活塞B ，此時可觀察到的現(xiàn)象是 .
(3)將上述操作反復進行，能證明人呼出的氣體中含有的二氧化碳不是來自空氣，而是人體的代謝產(chǎn)物的實驗現(xiàn)象是 有關(guān)的化學方程式是： .
12.實驗室中紅磷長期存放時，若密封
17、不好會變得很潮濕。查資料知：紅磷能被氧氣氧化生成五氧化二磷。甲、乙兩同學為探究具有吸水性的物質(zhì)究竟是紅磷還是五氧化二磷，設計了兩個實驗進行驗證。
實驗Ⅰ：將盛有5g干燥紅磷的燒杯放入充滿稀有氣體的密閉容器中，同時在其中放入盛有20mL水的小燒杯。
實驗Ⅱ：將盛有5g干燥紅磷的燒杯放入充滿氧氣的密閉容器中，同時在其中放入盛有20mL水的小燒杯。
請回答下列有關(guān)問題：
(1)兩個實驗均采用相同的5g紅磷和20mL水作為實驗對象的原因是 ，實驗Ⅰ中使用充滿稀有氣體的密閉容器的目的是 ；
(2)一段時間后
18、觀察，實驗Ⅰ中的紅磷沒有什么變化，實驗Ⅱ中的紅磷變潮濕且質(zhì)量增大，由此說明 ；
(3)檢驗潮濕的紅磷中有酸性物質(zhì)生成的方法： .
13.人類發(fā)明并使用氟利昂(主要用作制冷劑)若干年后，科學家發(fā)現(xiàn)氟利昂進入大氣層后，在紫外線照射下分解出的氯原子能消耗臭氧，其破壞臭氧層的循環(huán)示意圖如下：
(1)請寫出臭氧的化學式 .
(2)上述三步反應中屬于分解反應的是
19、 ?(填序號).
(3)經(jīng)過上述①②③的反應過程后,作為反應物的氯原子的個數(shù)是否發(fā)生變化? .(填“是”或“否”)
(4)諾貝爾獎獲得者莫里納博士研究表明：“少量氟利昂就能對臭氧層產(chǎn)生巨大的影響。”請你根據(jù)循環(huán)示意圖簡要說明他的觀點 .
(5)在科學家的建議下，國際社會簽署了限制使用和消費氟利昂的協(xié)議，使得大氣中氟利昂的含量得到了控制。請你根據(jù)本題提供的信息，就怎樣有效保護環(huán)境談一點建議或認識：
.
20、
14.注射器是一種普通的醫(yī)療器械，但它在化學實驗中發(fā)揮著越來越大的作用.某化學以趣小組為了測定空氣
中氧氣的含量，進行了如下探究活動:
【查閱資料】白磷的著火點是40℃，紅磷的著火點是240℃，兩種物質(zhì)的燃燒產(chǎn)物五氧化二磷是白色固體，
會刺激人體呼吸道，能與空氣中的水蒸氣反應，生成有毒的偏磷酸.
【設計實驗】設計了如右圖的裝置進行探究活動
【步驟與現(xiàn)象】
①測量試管的容積為40 mI.
②檢查裝置的氣密性良好;
③裝藥品，將注射器活塞調(diào)整到合適位置，連接好儀器;
④用彈簧夾夾緊膠皮管，加熱粗銅絲，觀察現(xiàn)象;
⑤燃燒結(jié)束。試管冷卻到室溫后打開彈簧夾，觀察活塞的移動情況
21、【反思與交流】
(l）實驗中利用了銅絲的 性，與課本實驗相比，此實驗改進的優(yōu)點是_(答一點即可).
(2)興趣小組同學測量試管容積的方法可能是 .
(3)步驟③中注射器活塞至少應調(diào)到 ? ? ? mL處(填整數(shù)).
(4)小華同學認為步驟⑤在保證活塞自由移動的前提下，觀察活塞位置時，最好將試管和注射器整體橫放，小華同學的理由是
15.某課外活動小組在學習了銅與氧氣反應(2Cu+O2=2CuO)這一性質(zhì)后，想
22、做一做“空氣中氧氣含量的測定”實驗，并在最后將銅絲進行回收。
(1)課外活動小組對空氣中氧氣含量的測定做了如下實驗：在由兩個注射器組成的密閉系統(tǒng)內(nèi)有50mL空氣，如圖。然后給裝有銅絲的玻璃管加熱。同時交替推動兩個注射器的活塞，至玻璃管內(nèi)的銅絲變黑且較長時間內(nèi)無進一步變化時停止。停止加熱后，待冷卻至室溫將氣體全部推至一個注射器內(nèi)。
請根據(jù)你對上述實驗的理解，回答下列問題：
①實驗結(jié)束后，注射器內(nèi)空氣的體積減少了約__?__?__?__?__?__?_mL，這是因為__?__?__?__?__?__?__?__?__?__?__?__?__?__?__?__?__?__?__?_?
②
23、在實驗的加熱過程中，交替緩慢推動兩個注射器的目的是__?__?__?__?__?__?__?__?__?__?__?__?__?_。
③上述實驗只是粗略測定空氣中氧氣含量的一種方法，你認為造成該實驗不夠精確的
可能原因是__?__?__?__?__?__?__?__?__?__?__?__?__?__?__?__?__?__?__?__?__?__?__?_。
(2)課外活動小組發(fā)現(xiàn)紅熱的銅絲變黑后，為了回收再利用銅絲，在研究如何除去黑色
物質(zhì)的討論中，制定了下列方案。
請根據(jù)以上方案回答：
①乙方案的燒杯中發(fā)生反應的化學方程式為__?__?__?__?__?__?__?__?
24、__?__?__?__?__?__?__?__?__?__?__??
兩種方案相比較，甲方案的不足之處是__?__?__?__?__?__?__?__?__?__?__?__?__?__?__?__?__?__?__?_。
②若采用甲、乙兩種方案處理此變成黑色的銅絲，并且充分反應，則回收的銅絲a的質(zhì)
量__?__?__?__?__?__?__?__?__?__?__?__?__?_?(填“<”、“>”、“=”)銅絲b的質(zhì)量。
16.某研究性學習小組設計了如圖所示的定量測定裝置,其中B是圓筒狀玻璃容器(帶密封蓋子)，上面標有以厘米為單位的刻度，其他夾持裝置已略去。小玲同學用這套裝置按下列
25、操作過程探究空氣中氧氣的體積分數(shù)：
①檢查裝置的氣密性。
②容器A.?B中加入水，使B中的液面在15cm處。
③將過量的鐵粉平鋪在電熱板上，蓋好容器。
④通電加熱鐵粉，待充分反應后，冷卻到原來的狀況，調(diào)整A的高度使容器A.?B中的液面保持水平，記錄液面刻度。
請回答下列問題：
(1)在操作①中檢查裝置氣密性的最佳方法是___.
A. 雙手握住B容器，觀察A中液面是否上升
B. 雙手握住B容器，觀察A中是否有氣泡產(chǎn)生
C. 調(diào)整A的高度，觀察A.?B中的液體是否出現(xiàn)液面差，且保持不變
(2)該反應中，鐵粉發(fā)生了___?反應。
(3)在該同學的實驗中，下列物質(zhì)能代替鐵粉的有___.
A. 紅磷????B.木炭???C.銅粉????D.硫粉
(4)操作④結(jié)束時，裝置B中的液面最接近的刻度是___
（精英大視野叢書）中考化學 第3講 氧氣（無答案）
