课题1空气答案：(1)78%(2)21%(3)稀有气体(4)0.03%(5)氧气的体积(6)装置漏气、红磷量不足、未冷却到室温就打开弹簧夹读数(7)弹簧夹未夹紧胶皮管、燃烧匙伸入集气瓶中的速度过慢(8)供给呼吸(9)支持燃烧(10)不活泼(11)二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、可吸入颗粒物、臭氧(12)加强大气质量监测，改善环境状况，使用清洁能源，积极植树、造林、种草等(13)一种物质(14)由两种或两种以上物质1认识空气的组成(1)空气成分的发现二百多年前，法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分，得出了空气由氧气和氮气组成，氧气占空气总体积的1/5的结论。以后经过许多科学家研究发现，空气中还含有氦、氖、氩、氪、氙等稀有气体。(2)空气中氧气含量的测定【实验原理】红磷氧气五氧化二磷点燃燃烧匙内的红磷后，立即伸入瓶中并把塞子塞紧。过量的红磷燃烧时消耗尽瓶中的氧气，生成五氧化二磷固体(没生成气体)，瓶内气体减少，压强降低，低于外界大气压，水会自动进入容器中来补充。进入水的体积即为消耗的氧气的体积。【实验装置】如图。【实验步骤】先在集气瓶里加入少量水，再把剩余容积用记号划分成5等份。用弹簧夹夹紧胶皮管。在燃烧匙内放入红磷，点燃红磷，立即伸入瓶中并把瓶塞塞紧。冷却至室温后，打开弹簧夹。【实验现象】红磷燃烧产生大量白烟，放出大量热，生成白色固体。冷却至室温后，打开弹簧夹，水经导管流入集气瓶，约上升到刻度“1”处。【分析与结论】红磷燃烧消耗掉集气瓶内的氧气，生成的五氧化二磷固体极易溶于水，几乎不占有体积，因此，水进入集气瓶来补充氧气的体积。由此证明氧气约占空气体积的1/5。该实验成功的关键是什么？红磷要稍过量；装置不能漏气；弹簧夹要夹紧胶皮管；点燃红磷后伸入集气瓶中的速度要快；待集气瓶的温度达到室温后再打开弹簧夹，不要过早打开。释疑点 红磷要过量的原因过量的红磷可保证消耗尽全部的氧气。若红磷不足，氧气没消耗尽，集气瓶中减少的气体会偏少，进入的水将少于1/5。【例11】下图所示装置可用来测定空气中氧气的含量。对该实验认识不正确的是()A红磷的量不足会影响实验结论B装置不漏气是实验成功的重要因素之一C红磷有剩余也得不到正确的实验结论D集气瓶内气体的减少会导致烧杯中的水流入集气瓶解析：若红磷的量不足，则不能消耗尽集气瓶中全部的氧气，也就测不出空气中氧气的含量；红磷有剩余，能保证氧气全部消耗尽，进入水的体积就是氧气的体积，故A正确，C不正确；若装置漏气，外界空气将会进入集气瓶，导致集气瓶内减少的气体偏少，进入水的体积将小于1/5，C正确；因为装置密闭，若集气瓶内气体减少，瓶内压强会小于外界大气压，烧杯中的水会流入集气瓶，D正确。答案：C提示：理论上，密闭的集气瓶中减少的气体体积消耗的氧气体积进入水的体积。红磷足量可保证消耗尽集气瓶中的全部氧气。(2)空气的组成空气中各组分的体积分数大约是：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%。通常情况下，空气中各组分的含量保持相对稳定。点技巧 记忆空气成分口诀氮七八，氧二一，零点九四是稀气；还有两个点零三，二氧化碳和杂气；体积分数要记清，莫与质量混一体；化学计算常用到，时刻牢记在心底。【例12】下列关于空气成分的说法正确的是()A空气是一种单一的物质B空气中含量最多的气体是氮气，氮气的质量约占空气质量的78%C一般情况下，空气的成分是比较固定的，主要由氮气和氧气组成D空气中只含有氮气和氧气解析：空气不是单一物质，主要成分是氮气和氧气，还含有稀有气体等，一般情况下，空气的成分比较固定。按体积计算，空气中氮气约占78%。若按质量计算，空气中氮气约占75%。答案：C辨误区 对空气成分含量的错误认识空气中各成分的含量是指体积分数，不是质量分数。例如，氮气的质量分数约为75.4%，氧气的质量分数约为23.2%。2纯净物和混合物物质分为纯净物和混合物。(1)纯净物：只由一种物质组成的物质。如氮气、氧气、二氧化碳。(2)混合物：由两种或两种以上的物质混合而成的物质。如空气、海水、食醋、矿泉水。谈重点 纯净物与混合物的区别纯净物与混合物的区别是所含物质的种类是否单一，只含一种物质的物质属于纯净物，否则是混合物。只根据表面字眼判断物质的种类是不恰当的。如纯净的海水是混合物，不是纯净物，因为海水含水和食盐等多种物质；冰水共存物是纯净物，不是混合物，因为冰和水是同种物质。【例2】物质按照其组成可分为纯净物和混合物。下列关于混合物和纯净物的说法正确的是()A水和冰混合后为混合物B食盐水是纯净物C氮气和液氮混合后为纯净物D洁净的空气是纯净物解析：同种物质组成纯净物，不同种物质组成混合物。水和冰、氮气和液氮分别属于同种物质，食盐水含食盐和水两种物质。洁净物不一定是纯净物，洁净的空气仍含有多种气体。答案：C3空气是宝贵的自然资源(1)氧气的用途供给呼吸，如医疗急救、潜水、航空等。支持燃烧。燃料燃烧、炼钢、气焊等。辨误区 氧气能助燃，不可燃氧气支持燃烧，是指燃料燃烧时需要氧气助燃，但氧气并不可燃。更不能说成氧气可作燃料。(2)氮气的性质和用途物理性质颜色状态气味密度熔点沸点溶解性无色气态无味1.251 g/L209.9 195.8 难溶于水化学性质：不活泼，不燃烧，不支持燃烧，无毒无害。用途：a用作保护气。氮气在低温、常温下难与其他物质发生化学反应。灯泡中充氮气可延长使用寿命，食品包装时充氮气可防止食品腐败，保鲜食品。b制造化肥、合成染料、炸药的重要原料。高温条件下，氮气也能与其他物质发生反应，用于制取有用的新物质。c液态氮用作冷冻剂。液态氮汽化时需吸收大量的热，能使局部温度降低。医疗上常用液氮冷冻、麻醉或冷藏人体细胞组织。在液氮的低温环境下，超导材料显示超导性能。释疑点 正确认识保护气保护气是具有保护作用的气体，氮气能作保护气是由于氮气化学性质稳定，它不但自己不与物质反应，还隔绝空气(或氧气)，不让氧气与物质发生反应。(3)稀有气体的用途稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙和氡等气体的总称，它们是没有颜色、没有气味，化学性质很不活泼的气体，一般情况下不跟其他物质发生化学反应 (曾被称为“惰性气体”)。制电光源。稀有气体在通电时能发出不同颜色的光：氩气紫蓝色光，氦气粉红色光，氖气红光，氙气特强白光，能穿透浓雾。人们常用稀有气体制成各种用途的电光源，如航海灯(氙灯)、闪光灯、霓虹灯等。氦气密度小(仅次于氢气)，性质稳定，用于填充飞艇、探空气球。稀有气体还可用于激光技术(氦气)，制造低温环境，用于医疗麻醉(氙气)。辨误区 稀有气体的化学性质不活泼是相对的一般情况下，稀有气体的化学性质很不活泼。但一定条件下，它们也能与其他物质发生化学反应，只是反应条件较高而已。【例3】(辽宁大连中考)下列说法中，错误的是()A富氧空气可用于潜水、医疗急救B氧气能支持燃烧，可作燃料C氮气充入食品包装袋内可以防腐D稀有气体充入灯泡中可使其耐用解析：A氧气能供给呼吸B氧气能支持燃烧，是说氧气能助燃，但氧气本身不能燃烧，即氧气不可作燃料C氮气化学性质不活泼，可作保护气D稀有气体化学性质很不活泼，可作保护气答案：B4保护空气(1)空气污染与防治污染物粉尘(可吸入颗粒物)；有害气体，如二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮等来源矿物燃烧；化工厂的废气；汽车排放的尾气等危害引起三大环境问题：温室效应：造成全球变暖，海平面上升，陆地面积变小等；酸雨：造成建筑物的腐蚀损坏，土壤酸化等；臭氧层空洞：使紫外线穿透大气层，危害人体健康防治措施减少使用化石燃料；加强空气质量监测，改善环境状况；开发使用清洁能源，如太阳能、风能等，消除环境污染；大力植树造林(2)空气质量日报内容：空气污染指数、首要污染物、空气质量级别、空气质量状况等。空气污染指数项目：二氧化硫(SO2)、一氧化碳(CO)、二氧化氮(NO2)、可吸入颗粒物和臭氧(O3)等。空气质量分级标准污染指数50以下51100101150质量级别(1)质量状况优良轻微污染污染指数151200201300300以上质量级别(2)质量状况轻度污染中度污染重度污染空气污染指数、级别、质量状况的关系：空气污染指数越大，级别越高，污染越严重。释疑点 二氧化碳是空气污染物吗造成空气污染的原因是烟尘和有害气体(如二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳等)。二氧化碳在空气中含量过多会对人体有害且造成“温室效应”，但二氧化碳无毒，并且是空气的固有成分，所以它不是空气污染物。【例4】空气污染已成为世界性的环境问题。空气质量日报、周报是通过新闻媒体向社会发布的环境信息，可及时准确地反映空气质量状况，提高全民的环保意识。下表为某日我国部分地区空气质量日报的内容：城市首要污染物空气污染指数空气质量级别A可吸入颗粒物111轻度污染B二氧化氮104轻度污染C二氧化硫61良D二氧化硫24优根据上表，完成下列问题。(1)当日空气质量最好的城市是________(填序号)。(2)想一想，空气主要污染物是从哪儿来的？________________________________________________________________________。(3)为了防止空气的污染，保护美丽的蓝色天空，你有什么好的建议？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)由表中的空气污染指数和空气质量级别可以看出城市D的空气污染指数最小，因此四个城市中当日空气质量最好的城市是D。(2)空气污染的主要污染物来自煤、石油等化石燃料的燃烧和工厂的废气。(3)防止空气污染可以减少煤、石油的使用，改用清洁能源，减少工厂废气的排放等。答案：(1)D(2)化石燃料燃烧、工厂排放的废气等(答案合理即可)(3)使用清洁能源、减少工厂废气排放等(答案合理即可)5对纯净物、混合物的理解(1)二者的比较纯净物混合物区别含一种物质含两种或多种物质特性有固定组成和性质无固定组成和性质表示能用化学符号表示不能用化学符号表示举例氧气、二氧化碳空气、盐水、糖水联系混合物纯净物(2)判断的方法看所含物质种类。含一种物质的是纯净物；含不同种物质的是混合物。如冰水共存物是纯净物。看表示方法：能用化学符号表示的物质是纯净物；不能用化学符号表示的物质是混合物。看有无固定熔、沸点：有固定熔、沸点的物质是纯净物，无固定熔、沸点的物质是混合物。辨误区 判断纯净物、混合物常见的错误被“洁净、混合”等字眼迷惑。洁净不一定纯净，如洁净的空气只是没有污染，仍含有氧气、氮气等多种气体，属于混合物，不属于纯净物。被物质的名称迷惑。二氧化碳是物质的名称，“氧”“碳”指组成物质的基本成分氧元素、碳元素(第三单元中将学习)，不是两种物质。二氧化碳是纯净物，不是混合物。【例51】(实际应用题)根据物质分类的知识判断，下列生活中常见物质中，属于纯净物的是()A餐饮用到的汽水B工业中的液氧C医疗上用的碘酒D厨房中的食醋解析：纯净物只含一种物质。汽水含二氧化碳、水、蔗糖、香精等，碘酒含碘和酒精，食醋含醋酸和水等，均属于混合物；液氧只含氧气，属于纯净物。答案：B【例52】(综合题)在化学学习过程中，常常用到分类的方法。例如，自然界中的物质分为纯净物和混合物。利用分类的方法学习化学，可以起到事半功倍的效果。下列有关纯净物和混合物的说法，不正确的是()A蒸馏水只含水一种物质，属于纯净物B石油没有固定熔、沸点，将石油分离可得到汽油、煤油、柴油、润滑油等，故石油一定是混合物C混合物由两种或两种以上物质组成D洁净、透明的液体一定是纯净物解析：纯净物只含一种物质，混合物含不同种物质，A、C正确；混合物没有固定的熔、沸点，B正确；洁净、透明的液体中可能含有两种或多种物质，可能是混合物，如食盐水为混合物，D不正确。答案：D【例53】(实际应用题)根据物质分类的知识判断，下列常见物质中属于纯净物的是()A实验室中的蒸馏水B工业上的石油C家庭中的不锈钢D清新的空气解析：蒸馏水是纯净物；石油是由多种沸点不同的液态物质组成的混合物；不锈钢是含铁、铬、镍的混合物；清新的空气仍含有氮气、氧气、二氧化碳等多种气体。答案：A【例54】下列物质中属于纯净物的是()A空气 B海水C生铁 D氧气解析：该题考查物质的分类。空气、海水、生铁都含有多种成分，是混合物，而氧气是纯净物。故答案选D。答案：D6测定空气中氧气含量的误差分析(1)导致进入集气瓶的水少于1/5的可能原因红磷量不足。若红磷量不足，则不能消耗尽集气瓶内所有的氧气，进入瓶内的水少于集气瓶中空气体积的1/5。装置漏气(或没检查装置的气密性)。若装置漏气，会有空气进入集气瓶，导致进入的水偏少。未冷却就读数。实验完毕，未等瓶冷却就打开弹簧夹读数，此时气体因受热处于膨胀状态，瓶内压强没降到最低，进入的水偏少。(2)导致进入集气瓶的水多于1/5的可能原因点燃红磷时没有夹紧弹簧夹。瓶内空气受热逸出。点燃的红磷没立即伸入瓶中，瓶内部分空气受热逸出。【例6】(探究题)某实验小组同学用下图装置测定空气中氧气的含量。先用弹簧夹夹住胶皮管。点燃红磷，伸入瓶中并塞上瓶塞。待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察广口瓶内水面变化情况。实验完毕，甲同学的广口瓶内水面上升明显小于瓶内空气体积的1/5，乙同学的广口瓶内水面上升明显大于瓶内空气体积的1/5。下列对这两种现象解释合理的是()甲同学可能使用红磷的量不足，瓶内氧气没有消耗完甲同学可能未塞紧瓶塞，红磷熄灭冷却时外界空气进入瓶内乙同学可能没夹紧弹簧夹，红磷燃烧时瓶内部分空气从导管逸出乙同学可能插燃烧匙太慢，塞紧瓶塞之前，瓶内部分空气受热逸出A BC D解析：甲同学实验结果比实际偏低的可能原因有：(1)药品量不足，氧气没有完全消耗尽；(2)装置气密性不好，外界空气进入集气瓶；(3)未冷却到室温就读数，瓶内压强没有降到最低，因此，和的解释是合理的。乙同学的实验结果比实际偏高的原因是广口瓶内部分空气受热散失，和的解释也是合理的。答案：D7空气中氧气含量的测定实验总结(1)实验原理：选择一种在空气中反应只消耗氧气，而不与其他气体反应且生成物不占气体空间的物质(如固体)，使密闭容器中气体减少(减少的气体体积即为氧气的体积)。(2)实验装置变式：(3)实验现象及分析图甲，白磷燃烧现象同红磷。燃烧完毕气体减少体积等于氧气体积，活塞左移，停在刻度“4”处。图乙，红磷燃烧消耗尽钟罩内氧气，进入水的体积等于氧气体积，水位上升至1/5处。图丙，铜氧气氧化铜，反应消耗尽氧气，生成氧化铜固体，注射器内空气体积减小。待冷却到室温后，注射器内减少的体积等于空气中氧气体积。说明：图甲、乙、丙装置的共同点是装置要密闭，气密性好；所选药品燃烧后不能生成气体(或生成的气体完全溶于所用液体)。【例71】(探究题)如图，在一个具有刻度和可以左右滑动的活塞的玻璃容器中放入白磷(足量，着火点40 ，白磷氧气五氧化二磷)，活塞左端的管内密封有空气，右端的管口跟空气连通。将玻璃容器固定在盛有80 热水(恒温)的烧杯上进行实验。请回答：(1)可观察到的现象是_________________________________________________。(2)由此实验可以得出的结论是________________________________________________。解析：由反应表达式可推知，白磷燃烧现象同红磷。白磷燃烧时消耗尽注射器内的氧气，没生成气体，减少的体积等于消耗掉的氧气体积。活塞应左移到刻度“4”处。该实验说明了空气中氧气占总体积的1/5。答案：(1)白磷燃烧，冒白烟，活塞左移，最后停在刻度“4”处(2)空气中氧气约占总体积的1/5(或氧气支持燃烧)【例72】用图A所示装置测定空气中氧气的含量。(1)实验时，取下橡皮塞，点燃红磷，迅速伸入集气瓶中并塞紧橡皮塞，这时看到的现象是________________________________________________________________________。(2)小倩设计了如图B所示的改进装置，其优点是________________(只写一点)。从理论上分析，玻璃管内液面最终将上升至________处(填“1”“2”“3”“4”)，但实测结果液面往往偏低，其原因可能是________(只写一条)。解析：红磷燃烧现象是产生大量白烟；装置B密闭，不会有五氧化二磷等溢出，无污染，误差小；若实验中白磷量不足，则消耗的氧气少，进入的水少，测定结果会偏低；若未冷却到室温就观察，此时气体正处于膨胀状态，实际进入水的体积将小于消耗的氧气，测定结果也会偏低。答案：(1)红磷继续燃烧，产生大量白烟(2)不污染空气(或操作简便或实验误差较小)1白磷量不足或未冷却到室温就观察(其他合理答案均可)9