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第二章
空气、物质的构成
2.1
空气的成分
科粤版
化学
九年级上册
第1课时
空气的成分
1.了解空气的主要成分。
2.初步认识纯净物、混合物的概念，能区分一些常见的混合物和纯净物。
学习目标
想一想：空气无色无味，不易觉察，你能用一个简单的实验
或列举实例来说明空气确实存在吗？
答案：（1）空集气瓶在盛满水的水槽中向下压——集气瓶内
的水无法上升到顶部。
（2）空集气瓶在盛满水的水槽中侧立
——有气泡冒出。
（3）扁的密实袋开袋后抖动，然后封好
——双手挤压，有压力
（4）扇子朝脸扇、树叶在动
———有风
（5）给车胎打气
———涨起来
新知一
空气中氧气含量的测定
合作探究
【拓展】空气的发现史
1．很久以前，人们认为空气只是单一的某种物质．
2．
18世纪70年代，瑞典科学家舍勒和英国化学家普利斯特里分别制
得了氧气。
3．
1774年，法国化学家拉瓦锡第一次用实验证明了空气中有氧
气和氮气．
拉瓦锡实验。（播放视频）
实验探究：空气中氧气含量的测定
1．实验原理
过量的红磷燃烧时耗尽了集气瓶内空气中的氧气，使
瓶内气体总体积减少，压强
降低，打开止水夹后，烧
杯中的水便进入到集气瓶中，且集气瓶中氧气被消耗
多少，进入瓶内的水就有多少。因此，从烧杯中进入
集气瓶中的水的体积就相当于原瓶内空气中氧气的体
积。
2．实验步骤
（1）在集气瓶内加入少量水，并做好记号。
（2）用弹簧夹夹紧乳胶管，点燃燃烧匙内的红磷后，立即伸入瓶中
并把塞子塞紧，观察红磷燃烧的现象。
（3）待红磷熄灭并冷却至室温后，打开弹簧夹，观察实验现象。
空气中氧气含量的测定。（播放视频）
反应过程中产生什么现象？
通过反应现象得出什么结论？
问
题（一）
问
题（二）
集气瓶中的水上升到约
后，不能继续上升，说明剩余气体有什么性质？
问
题（三）
在实验中，进入集气瓶内的水的体积常小于集气瓶内空气总容积的
，可能的原因是什么呢？
问
题（四）
（1）现象：红磷燃烧产生大量白烟，放出热量；冷却至室温后打开
弹簧夹，烧杯中的水沿导管进入集气瓶，约占瓶内空气总体积
的
。
（2）实验结论：氧气约占空气总体积的
。
（3）集气瓶中的水上升到约
后，不能继续上升，说明瓶中剩余
气体主要为氮气，不溶于水，不燃烧也不支持燃烧。
（4）在实验中，进入集气瓶内的水的体积常小于集气瓶内空气总容
积的
，可能的原因是：装置漏气；红磷的量不足；红磷熄
灭后未冷却到室温就打开止水夹等。
归
纳
【例1】如图是用燃磷法测定空气中氧气体积分数的实验装置，请回答：
（1）红磷燃烧时冒出浓厚的
________，反应的文字表达式是
_______________________。
（2）红磷燃烧消耗氧气，并且生成固体，使得集气瓶内的
__________减小，致使烧杯中的水倒吸入集气瓶，从而粗略测出空气中氧气的体积分数。
（3）燃烧结束后，当集气瓶
________________后松开弹簧夹，过一会儿观察到进入集气瓶中水的体积约占集气瓶内空气总体积的五分之一。
白烟
磷+
氧气五氧化二磷
压强
冷却至室温
解析：理解实验原理是解题的关键，即红磷在集气瓶内燃烧，消耗集气瓶内的氧气生成白色固体五氧化二磷，使集气瓶内气压减小，在外界大气压的作用下将水压入集气瓶内。燃烧结束后，待集气瓶冷却至室温后再松开弹簧夹，否则会由于气体受热膨胀，导致测定结果偏小。
在装有空气的密闭容器内，欲用燃烧法测定空气中氧气的含量，不需要考虑的因素是( )
A.选择的可燃物只能与空气中的氧气反应
B．选择的可燃物只能在氧气中燃烧
C.选择的可燃物必须足量
D.生成物中不能有气体
如图所示装置常用来测定空气中氧气的含量。下列对该实验的认识中正确的是（
）
A.
红磷燃烧产生大量白色烟雾
B.
燃烧匙中的红磷可以换成蜡烛
C.
红磷刚燃烧完就立即打开弹簧夹，会
导致实验结果偏小
D.
红磷的量不足会导致进入集气瓶中水
的体积大于集气瓶内空气体积的1/5
新知二
空气的组成
填一填：
【例2】
（中考·北京）如图
所示为空气成分示意图（按体积计算），其中“a”代表的是（
）
A.
氧气
B.
氮气
C.
二氧化碳
D.
稀有气体
解题秘方：读懂图意是解题关键，由图可知，“a”是空气中含量最多的气体。结合空气的组成：空气中含量最多的是氮气，约占78%，则可得出“a”代表的是氮气。
B
【例3】《流浪地球》的热播让普通人了解到“人造空气”帮助人类实现了太空漫步的梦想，它含有
70%
的氮气（体积分数），20%
以上的氧气，还有
CO2
等。下列说法错误的是（ ）
A.“人造空气”比空气中的氮气含量高
B.“人造空气”比空气中的氧气含量低
C.
在“人造空气”中，燃着的蜡烛不会迅速熄灭
D.
利用点燃红磷的方法，可粗略测定“人造空气”中氧气的含量
点拨：解答本题可采用比较法，通过比较空气和人造空气中各成分的不同，得出正确结论。空气中氮气的体积分数约为78%，氧气约为21%，故A错误，B正确；人造空气中氧气的含量和空气中差不多，氧气能支持燃烧，C正确；红磷和氧气在点燃条件下会生成五氧化二磷，D正确。
A
(2020·聊城)空气是一种宝贵的自然资源。如图为空气成分示意图，其中R指的是( )
A．氮气
B．氧气
C．稀有气体
D．二氧化碳
下列事实说明空气中含有哪些成分：
(1)小白鼠在装有空气的密闭容器中可存活一段时间，说明空气中含有________；(2)空气是制氮肥的重要原料，说明空气中含有________；(3)石灰水长期露置在空气中，表面会出现一层白色固体，说明空气中含有________________；(4)酥脆的饼干在空气中放置逐渐变软，说明空气中含有________。
新知三
氮气和稀有气体的用途
问题1：你能描述氮气的物理性质和化学性质吗？
问题2：你能说出氮气的主要用途吗？
1.氮气
液态氮及其应用（视频播放）。
（1）氮气的性质
（2）氮气的用途
氮气用于制冷,创造低温环境、化工原料、食品充
氮防腐等
物理性质：无色、无味的气体，难溶于水，熔沸点低，密度比空气略小
化学性质：不能燃烧，也不支持燃烧
（不活泼）（性质稳定）
归
纳
2.稀有气体
氩保护焊（视频播放）
什么叫稀有气体？为什么又叫惰性气体？有哪
些用途？
霓虹灯
问
题
探空气球
1．性质：无色、无味的气体，通电时能发出不同颜色
的光，化学性质不活泼。
2．用途：稀有气体用于飞艇、闪光灯、液氦冷冻机、
霓虹灯等。
归
纳
【例4】
（沈阳）下列不属于氮气用途的是( )
A．用作灯泡的填充气
B．用作火箭的助燃剂
C．用作粮食的保护气
D．用作制氨气的原料
方法点拨：该题利用物质的性质决定用途的思想解答。氮气在低温、常温下化学性质比较稳定，可作灯泡的填充气，粮食的保护气；高能量的条件下能和一些物质发生反应，因此可用作制氨气的原料；氮气一般不能燃烧，不能支持燃烧，不能用作火箭的助燃剂。
B
【例5】下列关于稀有气体的说法错误的是( )
A．性质稳定，不能与任何物质发生化学反应
B．是无色无味的气体
C．具有广泛的用途
D．曾被称作“惰性气体”
A
方法点拨：运用顺口溜法认识稀有气体的性质及用途，即“空中稀气量不多，无色无味性懒惰；常见用途电光源，化学性质不活泼”。稀有气体化学性质不活泼，在一般情况下不能与其他物质发生化学反应，但并不是说不能反应，A错误；稀有气体是没有颜色，没有气味的气体；稀有气体可以用作电光源，作保护气等，具有广泛应用；稀有气体化学性质不活泼，曾被称作“惰性气体”。
(中考·抚顺)下列关于空气的说法正确的是（ ）
A.
空气中氮气的质量分数为78%
B.
氧气支持燃烧，可以作燃料
C.
稀有气体不与任何物质发生反应
D.
空气是一种宝贵的自然资源
博物馆可采用“真空充氮杀虫灭菌消毒机”来处理和保护文物。将文物置于该机器内，三天后氮气浓度可达99.99%；再密闭三天左右，好氧菌、厌氧菌和丝状霉菌都被杀灭。下列有关氮气说法错误的是( )
A.通常状况下氮气易溶于水
B.氮气不能供给呼吸
C.通常情况下氮气的化学性质不活泼
D.高浓度氮气可抑制菌类的生长
新知四
纯净物和混合物
（1）混合物：由两种或多种物质混合而成的物质。其
中各成分各自保持着原来的性质如：海水、河水、
矿泉水、矿石等。
（2）纯净物：只由一种物质组成。可以用专门的化学
符号来表示，如氧气（O2）、氮气（N2）、
二氧化碳（CO2）。
混合物中的铁和硫各自保持固定的组成和性质。
（播放视频）
判断下列物质哪些是纯净物哪些是混合物？
（1）清澈的河水
（2）澄清的石灰水（3）矿泉水
（4）氮气
（5）清新的空气（6）蒸馏水
（7）红磷
（8）冰水共存物
（9）五氧化二磷
（10）二氧化碳
答案：纯净物：（4）（6）（7）（8）（9）（10）
混合物：（1）（2）（3）（5）
问
题
知识
【例6】下列物质中，前者属于纯净物，后者属于混合物的是（
）
A.
二氧化碳
液氮
B.
洁净的空气
矿泉水
C.
红磷
牛奶
D.
稀有气体
冰水共存物
解题秘方：本题可用排除法来解答。洁净的空气、矿泉水、牛奶、稀有气体属于混合物，B、D
不符合题意；二氧化碳、液氮、红磷、冰水共存物都是纯净物，则正确答案为C。
C
(中考·青岛)下列物质属于纯净物的是（
）
A.
啤酒
B.
生铁
C.
河水
D.
氮气
下列各组物质，前者是纯净物，后者是混合物的是( )
A.稀有气体、液氧
B．食醋、粗盐
C.冰水共存物、盐水
D．氮气、氧气
(2020·宜宾)下列物质都属于纯净物的一组是( )
①冰水共存物 ②洁净的空气 ③液氮 ④石灰水
A.①③
B．②④
C．①②
D.
③④
一、空气的组成
（1）空气中氧气含量的测定
现象：a.红磷燃烧产生大量白烟，放热。
b.水倒流入广口瓶占瓶体积的五分之一
结论：氧气占空气总体积的五分之一
（2）空气的组成（体积分数）
氮气：78%
氧气：21%
稀有气体：0.94%
二氧化碳：0.03%
归纳新知
二、氮气和稀有气体的用途
（1）氮气：食品充氮防腐、氮气用于制冷、创造低温环境、化工原
料等
（2）稀有气体：稀有气体用于霓虹灯、保护气、激光技术、探空气
球等。
三、纯净物和混合物
（1）混合物：由两种或两种以上物质组成的。
（2）纯净物：只由一种物质组成。
1．在装有空气的密闭容器内，欲用燃烧法测定空气中氧气的含量，不需要考虑的因素是( )
A．选择的可燃物只能与空气中的氧气反应
B．选择的可燃物只能在氧气中燃烧
C．选择的可燃物必须足量
D．生成物中不能有气体
B
课后练习
2．【2020·广州】测定空气中氧气含量的实验装置和步骤如下：(已完成装置气密性检查)
①在集气瓶内加入少量水，并将水面上方空间分为5等份；
②用止水夹夹紧胶皮管；
③点燃燃烧匙内的红磷后，立即伸入
瓶中并把塞子塞紧，观察现象；
④红磷熄灭后，立即打开止水夹，
观察现象。
其中有错误的实验步骤是( )
A．①
B．②
C．③
D．④
D
3．【2020·甘孜】空气中各成分体积分数如图所示，其中区域“a”代表的是( )
A．氧气
B．氦气
C．氮气
D．二氧化碳
C
4．下列事实说明空气中含有哪些成分：
(1)小白鼠在装有空气的密闭容器中可存活一段时间，说明空气中含有________。
(2)空气是制氮肥的重要原料，说明空气中含有________。
(3)石灰水长期露置在空气中，表面会出现一层白色固体，说明空气中含有________________。
(4)酥脆的饼干在空气中放置逐渐变软，说明空气中含有________________。
氧气
氮气
二氧化碳
水蒸气
5．【2020·巴中】下列说法正确的是( )
A．空气的成分按质量计算，氧气约占21%
B．很多物质在空气中可以燃烧，因为空气中的氧气具有可燃性
C．二氧化碳过量排放会引起温室效应，所以二氧化碳属于空气污染物
D．稀有气体通电能发出有色光，可以用于制造多种用途的电光源
D
6．博物馆可采用“真空充氮杀虫灭菌消毒机”来处理和保护文物。将文物置于该机器内，三天后氮气浓度可达99.99%；再密闭三天左右，好氧菌、厌氧菌和丝状霉菌都被杀灭。下列有关氮气说法错误的是( )
A．通常状况下氮气易溶于水
B．氮气不能供给呼吸
C．通常情况下氮气的化学性质不活泼
D．高浓度氮气可抑制菌类的生长
A
【点拨】通常状况下，氮气不易溶于水，A错误；氮气不能供给呼吸，B正确；通常情况下氮气的化学性质不活泼，C正确；高浓度的氮气可抑制菌类的生长，D正确。
7．【2021·邯郸大名县期末】生活中用到的下列物质，属于纯净物的是( )
A．调味用的食醋
B．取暖用的木炭
C．温度计里的水银
D．炒菜用的铁锅
C
【点拨】A、B、D中的物质都含有多种物质，属于混合物；温度计里的水银，只含有一种物质，属于纯净物。
8．下列各组物质，前者是纯净物，后者是混合物的是( )
A．稀有气体、液氧
B．食醋、粗盐
C．冰水共存物、盐水
D．氮气、氧气
C
9．【中考·河池】在“测定空气中氧气含量”的实验中，打开止水夹后，进入瓶内的水不足瓶内空间的1/5。下列原因分析不正确的是( )
A．红磷过量
B．装置漏气
C．红磷不足
D．装置未冷却即打开止水夹
A
【点拨】在“测定空气中氧气含量”的实验中，红磷必须足量，如果红磷的量不足、装置气密性不好或没有冷却就打开止水夹，都会导致测出的氧气体积分数偏小。
10．下列物质都属于纯净物的一组是( )
①冰水共存物
②洁净的空气
③液氮
④石灰水
A．①③
B．②④
C．①②
D.
③④
【点拨】判断纯净物与混合物时，一定要根据组成物质的种类或性质，不要被“洁净”“净化”“混合”“共存”等字眼所迷惑。如洁净的空气是混合物，冰水共存物却是纯净物。
A
11．小明为测定空气里氧气的含量，设计了如图所示的实验装置。“金属梯”的每一步的凹处放置一颗用滤纸吸干水后的白磷，用放大镜会聚太阳光于靠近水面的一步“金属梯”处的白磷上。下列说法错误的是( )
A．该实验能观察到试管内有白烟生成
B．该实验创新，使实验的精确度更高，更环保
C．将用于吸干白磷表面的水的滤纸直接扔进垃
圾桶
D．该实验一开始观察到试管内液面下降，然后上升
C
【点拨】白磷燃烧，产生大量的白烟，该实验能观察到试管内有白烟生成，A正确；该实验始终在密闭容器内进行，该实验创新，使实验的精确度更高，更环保，B正确；白磷易自燃，用于吸干白磷表面的水的滤纸不能直接扔进垃圾桶，C错误；白磷燃烧，放出大量的热，使装置内空气受热膨胀，一段时间后，因白磷燃烧消耗装置内的氧气，故压强减小，故该实验一开始观察到试管内液面下降，然后上升，D正确。
12．【2021·中山期末】《流浪地球》的热播让普通人了解到“人造空气”帮助人类实现了太空漫步的梦想，它含有
70%的氮气(体积分数)、20%的氧气，还有
CO2
等。下列说法错误的是( )
A．“人造空气”比空气中的氮气含量高
B．“人造空气”比空气中的氧气含量低
C．在“人造空气”中，燃着的蜡烛不会迅速熄灭
D．利用红磷燃烧的方法，可粗略测定“人造空气”中氧气的含量
A
【方法规律】解答本题可采用比较法，通过比较空气和“人造空气”中各成分含量的不同，得出正确结论。空气中氮气的体积分数约为78%，氧气约为21%，故A错误，B正确；“人造空气”中氧气的含量和空气中差不多，氧气能支持燃烧，C正确；红磷和氧气在点燃条件下会生成五氧化二磷，D正确。
13．空气是一种宝贵的资源。下列有关空气的说法正确的是( )
A．空气中分离出的氮气化学性质不活泼，可作食品防腐的保护气
B．空气主要由氧气和氮气组成，其中氧气在空气中质量分数约为1/5
C．霓虹灯可以发出各种颜色的光是利用稀有气体的化学性质
D．空气中没有能作为生产化肥的原料的成分
A
【方法规律】解答本题可采用筛选法。氮气化学性质不活泼，可作食品防腐的保护气，A正确；氧气在空气中体积分数约为1/5，B错误；霓虹灯可以发出各种颜色的光是利用稀有气体的物理性质，C错误；氮气是制氮肥的原料，D错误。
14．【中考·三明】下列说法正确的是( )
A．空气本来是纯净物，但被污染后变成了混合物
B．矿泉水不是纯净物
C．空气中的稀有气体肯定是纯净物
D．澄清的石灰水是纯净物
B
【点拨】空气中含有氮气、氧气、二氧化碳等多种物质，属于混合物，A错；矿泉水中含有水、可溶性矿物质等多种物质，属于混合物，B对；空气中的稀有气体有氦气、氖气等多种物质，属于混合物，C错；澄清的石灰水中含有水和氢氧化钙，属于混合物，D错。
15．【中考·淄博】以下四个实验装置可用于“测定空气中氧气的含量”。请认真分析，回答下列问题。
(1)拉瓦锡用装置________(填字母)定量研究了空气的成分，在密闭容器中，空气中的氧气与________反应，生成固态物质。人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”)方法，从混合气体中除去某种气体，从而达到物质分离的目的。
A
汞
化学
(2)实验过程中，需要不断推拉注射器活塞的装置是________(填写字母)，利用此装置进行实验，可能造成实验误差的因素是_______________________________________________________________________________________(写一条)。
B
铜粉不足量(或装置没有冷却到室温就读数，其他合理答案也可)
(3)装置C、D的实验都用到了红磷，写出反应的文字表达式________________________________；反应结束后，待装置冷却至室温，打开止水夹，装置D中(试管容积为40
mL)注射器活塞从10
mL刻度处缓慢移动至_______mL刻度处停止(误差忽略不计)。
红磷＋氧气――→五氧化二磷
点燃
2
【方法规律】本题可用标准实验对照法解答。(1)拉瓦锡用曲颈甑装置定量研究了空气的成分，在密闭容器中，空气中的氧气与汞反应生成氧化汞；分别用铜粉、红磷等进行实验，其原理都是类似的，均是采用化学方法。(2)实验过程中，B装置需要不断推拉注射器活塞，以便反应物与氧气充分接触，使氧气充分反应。造成实验误差的因素有很多，如药品不足量、没有冷却到室温就读数等。
(3)红磷和氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷，冷却至室温后，误差忽略不计，注射器内气体体积应减少原气体体积(40
mL)的五分之一，即8
mL，因此最终注射器活塞移动至2
mL刻度处。
再
见
