第二单元课题1 空气（考点精讲）

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第二单元课题1 空气（考点精讲）
思维导图
二、考点精讲
考点一： 空气中氧气含量的测定
【精讲1】用如图装置测定空气中氧气的含量。下列说法正确的是（　　）
A．红磷取用量的多少不影响实验结果
B．将红磷点燃放入瓶内后，再用弹簧夹夹紧乳胶管
C．红磷熄灭后，应立即打开弹簧夹
D．反应后，瓶中剩余的气体主要是氮气
【答案】D
【解析】A、红磷取用量的多少影响实验结果，红磷的量必须足量，否则测定结果偏小，故选项说法错误。B、先用弹簧夹夹紧乳胶管，再将红磷点燃放入瓶内后，以防止受热空气逸出，测定结果不准确，故选项说法错误。C、红磷熄灭后，不能立即打开弹簧夹，因为此时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，故选项说法错误。D、反应后，氧气被消耗，瓶中剩余的气体主要是氮气，故选项说法正确。故选：D。
【精讲2】某校科学小组同学在课题组老师的指导下，将教材中“测定空气中氧气含量的实验”的实验装置（如图甲）改进为新的实验装置（如图乙），改进后的实验装置与原装置相比，以下评价不恰当的是（　　）
A．反应容器体积小，药品消耗少
B．装置简洁，减小了图甲装置中导管引起的误差
C．图乙装置，开始加热后，胶塞即向左移动
D．容器内径相等，易准确推算出空气中氧气的含量
【答案】C
【解析】A、反应容器体积小，药品消耗少正确，可以节约药品，正确但不符合题意，故选项错误；B、装置简洁，减小了图甲装置中导管引起的误差正确，正确但不符合题意，故选项错误；C、图乙装置，开始加热后，胶塞即向左移动错误，因为空气热胀冷缩，因此胶塞先向右，后向左，错误符合题意，故选项正确；D、容器内径相等，易准确推算出空气中氧气的含量正确，正确但不符合题意，故选项错误；故选：C。
【跟踪练1】
为了测定空气中氧气的体积分数，某兴趣小组进行如图探究（仪器气密性均良好）：
（1）如图1进行实验，玻璃管中放入过量白磷（白磷燃烧温度为40℃，实验中热水温度为80℃），该实验中反应的文字表达式为 　 　，在整个实验过程中观察到活塞的移动情况是 　 　。
（2）如图2进行实验，其中锥形瓶容积（扣除内容物）为220mL，注射器中有40mL的水，关闭弹簧夹，将锥形瓶放入80℃热水中，完全反应后打开弹簧夹，注射器中的水迅速流入锥形瓶，最终剩余7mL水，经计算氧气的体积分数为 　 　，造成该结果的原因可能为 　 　，同时可知剩余气体的性质是 　 　。
（3）如图3进行实验，按正确的实验操作后，发现水未倒吸，分析原因是因为使用了木炭而造成的，解释产生这种现象的原因是 　 　。
【答案】
（1）白磷+氧气五氧化二磷；活塞先向右移动，后向左移动，最终停留至刻度4处。
（2）15%；装置漏气、没有冷却至室温就读数等；难溶于水、不燃烧、不支持燃烧。
（3）木炭燃烧生成二氧化碳气体，装置内的压强几乎不变。
【解析】（1）白磷燃烧生成五氧化二磷，反应的文字表达式为：白磷+氧气五氧化二磷，在整个实验过程中观察到活塞的移动情况是活塞先向右移动（白磷燃烧放热，气体膨胀），后向左移动（完全反应后温度降低，氧气消耗），最终停留至刻度4处（氧气约占空气总体积的五分之一）。
（2）氧气的体积分数为：×100%＝15%，实验结果偏小，造成该结果的原因可能为装置漏气、没有冷却至室温就读数等，同时可知剩余气体的性质是难溶于水、不燃烧、不支持燃烧。
（3）如图3进行实验，按正确的实验操作后，发现水未倒吸，分析原因是因为使用了木炭而造成的，产生这种现象的原因是木炭燃烧生成二氧化碳气体，装置内的压强几乎不变。
考点二： 空气的成分
【精讲1】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
【解析】空气的成分按体积计算，大约是：氮气占78%、氧气占21%、稀有气体占0.94%、二氧化碳占0.03%、其它气体和杂质占0.03%。A、氮气占78%，是空气中含量最多的气体，故选项错误。B、稀有气体占0.94%，不是空气中体积分数最小的，故选项错误。C、氧气占21%，不是空气中体积分数最小的，故选项错误。D、二氧化碳占0.03%，是四种气体中空气中含量最小的气体，故选项正确。故选：D。
【精讲2】空气炸锅是厨房日常小电器，其工作原理是将锅内空气加热后循环吹向食物，使食物变熟。在空气炸锅内循环的气体，含量最高的是（　　）
A．氮气 B．氧气 C．稀有气体 D．二氧化碳
【答案】D
【解析】空气中含量最多的气体是氮气，因为氮气大约占空气体积的78%。故选：A。
【跟踪练1】2021年12月9口，航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国“天和号”空间站进行“天宫课堂”第一课。水球光学实验中打入的“人造空气”与我们身边的空气成分含量基本相同，“人造空气”中氧气含量约为（　　）
A．78% B．21% C．0.94% D．0.03%
【答案】B
【解析】水球光学实验中打入的“人造空气”与我们身边的空气成分含量基本相同，氧气约占空气总体积的21%，则“人造空气”中氧气含量约为21%。故选：B。
考点三： 物质的分类：纯净物和混合物
【精讲1】生活常见物质中属于混合物的是（　　）
A．纯净水 B．液氧 C．干冰 D．酱油
【答案】D
【解析】A、纯净水是由水一种物质组成，属于纯净物，故A错；B、液氧是由氧气一种物质组成，属于纯净物，故B错；C、干冰是二氧化碳的固态，是由一种物质组成，属于纯净物，故C错；D、酱油中含有水、氯化钠等多种物质，属于混合物，故D正确。故选：D。
【精讲2】常见的下列物质中，属于纯净物的是（　　）
A．牛奶 B．冰水混合物 C．加碘食盐 D．食醋
【答案】B
【解析】A、牛奶中含有蛋白质、油脂、水分等多种物质，属于混合物，故A错；B、冰水混合物是由水一种物质组成，属于纯净物，故B正确；C、加碘食盐中含有碘酸钾和氯化钠，属于混合物，故C错；D、食醋中含有乙酸、水等物质，属于混合物，故D错。故选：B。
【跟踪练1】①氧气②人体呼出的气体③液氮④空气中0.03%的稀有气体⑤二氧化碳⑥新鲜的空气。其中属于纯净物的是 　；属于混合物的是 　。
【答案】①③⑤；②④⑥。
【解析】①氧气是由一种物质组成，属于纯净物；②人体呼出的气体中含有二氧化碳、氮气等物质，属于混合物；③液氮是由一种物质组成，属于纯净物；④空气中0.03%的稀有气体中含有氦气、氖气、氩气等物质，属于混合物；⑤二氧化碳是由一种物质组成，属于纯净物；⑥新鲜的空气中含有氧气、氮气、二氧化碳等物质，属于混合物。
考点四： 空气的用途
【精讲1】下列关于空气中各成分的叙述错误的是（　　）
A．可燃物燃烧需要氧气参与
B．为了防止食物变质，常在包装袋中充入氮气
C．冬天的早晨看到窗户的玻璃上有“冰花”，说明空气中含有水蒸气
D．植物的呼吸作用需要有二氧化碳的参与
【答案】D
【解析】A、氧气能够助燃，所以可燃物燃烧需要氧气参与，故A正确；B、氮气化学性质不活泼，可以防止食物变质，故B正确；C、空气中的水蒸气遇冷凝结到窗户的玻璃上形成“冰花”，故C正确；D、植物呼吸作用的原料是氧气和糖类等有机物，而光合作用需要二氧化碳的参与，故D错误；故选：D。
【跟踪练1】我们每时每刻都要吸入空气，关于空气的下列说法正确的是（　　）
A．空气中有很多物质，其中只有氧气是有用的，其他成分都有害
B．空气中氧气能供给呼吸，而氮气不能供给呼吸，但对人呼吸无害
C．空气中的其他成分都分离出去，只留下氧气，对人类的生存更有益
D．空气是由多种物质组成的，各气体含量永远不会发生变化
【答案】B
【解析】A、空气中有很多物质，有广泛的应用，空气是一种宝贵的自然资源。故A说法错误；B、空气中氧气能供给呼吸，而氮气不能供给呼吸，但对人呼吸无害。故B说法正确；C、空气中的其他成分都分离出去，只留下氧气，不利于人类的生存。故C说法错误；D、空气是由多种物质组成的，随着大量物质的排入，有些气体含量发生了改变。故D法错误。故选：B。
【跟踪练2】
现有①氮气②氧气③稀有气体④二氧化碳四种物质，请按下列要求将序号填入空格内．
（1）占空气总体积0.03%的气体是 ；（2）能支持燃烧的气体是 ；
（3）能充入灯泡延长其使用寿命又可制多种电光源的气体是 ；
（4）可制氮肥的气体是 　；
（5）引起全球变暖的首要原因是 增多．
【答案】④②③①④
【解析】（1）二氧化碳约占空气总体积0.03%； （2）氧气的化学性质是氧化性和助燃性，因此能够支持燃烧；（3）稀有气体化学性质稳定，能做保护气又可制多种电光源；（4）氮气可以制氮肥，做化工原料；（5）二氧化碳是造成温室效应的主要气体。
考点六： 保护空气
【精讲1】空气是宝贵的自然资源，我们要保护好空气。下列气体属于空气污染物的是（　　）
A．氧气（O2） B．氮气（N2） C．水蒸气（H2O） D．二氧化硫（SO2）
【答案】D
【解析】空气的污染物包括有害气体和粉尘，有害气体为二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳；二氧化碳不是空气污染物，但含量过多会引起温室效应，进行分析判断。A、氧气是空气的主要成分之一，不属于空气污染物，故选项错误。B、氮气是空气的主要成分之一，不属于空气污染物，故选项错误。C、水蒸气不属于空气污染物，故选项错误。D、二氧化硫属于空气的污染物之一，故选项正确。故选：D。
【跟踪练1】2022北京冬奥会期间，国家环保部门加大了对奥运场馆周边地区空气质量的监测力度。下列物质没有被列入空气质量监测项目的是（　　）
A．二氧化硫 B．臭氧 C．细颗粒物 D．稀有气体
【答案】D
【解析】根据城市空气质量监测项目所涉及的空气污染指数的项目（二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒及臭氧等），进行分析判断。A、二氧化硫属于空气污染物，是列入空气质量监测的物质，故选项错误；B、臭氧属于空气污染物，是列入空气质量监测的物质，故选项错误。C、细颗粒物属于空气污染物，是列入空气质量监测的物质，故选项错误。D、稀有气体是空气的成分之一，不属于空气污染物，没有列入空气质量监测，故选项正确。故选：D。
【跟踪练2】2022年6月5日世界环境日中国的主题是“共建清洁美丽世界”。下列一般不会造成空气污染的是（　　）
A．燃放烟花 B．人工降雨 C．焚烧垃圾 D．汽车尾气
【答案】B
【解析】A、燃放烟花会释放较多粉尘、NO、NO2等空气污染物，该项错误；B、人工降雨常用固体干冰，干冰升华为二氧化碳气体，二氧化碳是空气中的成分，不会造成空气污染，该项正确；C、焚烧垃圾会释放大量有毒有害气体和烟尘，该项错误；D、汽车尾气中含有CO、NO、NO2等空气污染物，该项错误；故选：B。
知识梳理：
实验原理：
红磷在密闭的容器中燃烧，消耗掉空气中的氧气，使容器内的压强变小，烧杯中的水被压入密闭容器中，进入的水的体积即为消耗的氧气的体积。
2、实验装置：
3、实验步骤：
（1）连接装置，检查装置气密性；（2）在集气瓶中装少量的水，把剩余的容积分成5等份，做好记号；（3）用止水夹夹紧胶管；在燃烧匙内放入过量的红磷；（4）点燃燃烧匙中的红磷，立即伸入集气瓶中，把塞子塞紧；（5）待红磷熄灭并冷却至室温后，打开止水夹。
4、实验现象：
（1）红磷燃烧，产生大量的白烟；
（2）冷却后打开止水夹，水倒流入集气瓶中，进入水的体积约为装置内气体体积的 EQ \f(1,5)。
5、实验结论：
（1）氧气的体积约占气体总体积的 EQ \f(1,5)；
（2）氮气不燃烧也不支持燃烧；
（3）氮气难溶于水。
6、实验误差分析：
（1）若上述实验中液面上升不足 EQ \f(1,5)，其原因可能是：a药品不足，氧气未完全反应；b装置漏气；c读数时未降至室温。
（2）若上述实验中液面上升超过 EQ \f(1,5)，其原因可能是：a红磷点燃后伸入瓶中太慢，造成气体膨胀而跑出装置，使得装置内气体的总体积减少；
7、药品的选择（红磷的替代品应满足的条件）
（1）能在空气中反应且只能与氧气反应；（2）生成物不能为气体。
【知识点睛】
空气中氧气含量的测定实验方法各异，但其原理是一致的，即利用物质在点燃或加热的情况下、在密闭容器内与氧气发生反应，耗尽其中的氧气，造成瓶内压强的降低；然后根据容器内压强的改变，测定空气中氧气的含量。除课本上的实验装置以外，还有以下常见的实验装置：
上述装置和课本上的装置相比的优点：
（1）均在密闭容器中点燃，不会污染空气；
（2）减少了因燃着的伸入集气瓶时，瓶内气体温度的升高，部分气体逸出造成的实验误差。
【命题方向】
对该考点的命题，主要是围绕教材中的用红磷燃烧消耗密闭容器中氧气的方法，来测定空气里氧气的含量的实验而进行的．考查的内容常常有以下七点：
（1）仪器和药品的选用（2）实验操作注意事项及其原因（3）实验现象及其分析．
（4）实验数据处理和误差分析（5）反推剩余气体（即氮气）的性质和用途．
（6）空气的污染（7）实验后瓶内液体的酸碱性等等．
【解题方法点拨】
在解答这类题时，一般是不考虑空气中氧气和氮气之外的其它成分。氧气约占空气总体积的1/5是我们解答此类题目的基础，除此之外，我们还有注意以下几点：
1、理解测定空气中氧气含量的原理；能够简单地判断反应物是否符合要求。
2、牢记操作中的注意事项；
3、牢记实验的现象及结论。
4、能够分析实验产生误差的原因。
知识梳理：
空气的成分及各成分的体积分数分别是：“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%”。由此可见，空气中体积分数最大（或含量最多）的气体是氮气。最早通过实验得出空气是由氧气和氮气组成的结论是法国化学家拉瓦锡。
【知识点睛】
空气的各成分是按体积分数计算，而非质量分数。
【命题方向】
该考点的命题方向主要是通过设置问题情景，或者是直接命题设问，让学生阅读、思考后，根据所学来分析、解答相关的实际问题。题型有选择题、填空题。中考重点是考查学生对空气的成分及各成分的体积分数的掌握情况，以及运用它来分析、解答相关的实际问题的能力等。
【解题方法点拨】
解答这类题目时，首先，要熟记空气的成分及各成分的体积分数，空气中体积分数最大（或含量最多）的气体等；以及最早通过实验得出空气是由氧气和氮气组成的结论是法国化学家拉瓦锡。然后，根据所给的问题情景等信息，结合所学的相关知识和技能，细心地探究、推理后，按照题目要求进行选择或解答即可。
知识梳理：
纯净物 混合物
宏观 由一种物质组成 由多种物质组成
微观 由同种分子构成的是纯净物 由不同种分子构成的是混合物
性质 具有固定的组成、固定的性质 一般无固定组成、无固定的性质
举例 水、二氧化碳，冰水混合物等 矿泉水、钢材，纯净的空气等
【知识点睛】
1．从宏观角度来说，主要看它含有几种物质，含有一种的是纯净物；含有多种的是混合物．当然，也有一定的规律或技巧所在，那就是只要它是溶液、悬浊液、乳浊液或合金时，就不用再细分析了，它一定是混合物．还有，由于纯净物只含有一种物质，并且有且只有一个化学式；所以只要某物质有化学式，也就不用再细分析了，它一定是纯净物。
2．从微观角度来说，如果是由分子构成的物质，那么含有一种分子的是纯净物，含有多种分子的是混合物．如果是由原子构成的物质，那么含有一种原子的是纯净物，含有多种原子的是混合物。
【命题方向】
该考点的命题方向主要是通过创设相关问题情景或图表信息等，来考查学生对纯净物和混合物的判别方法或技巧的理解和掌握情况。
【解题方法点拨】
首先，要理解和熟记纯净物和混合物的判别方法或技巧，以及与之相关的知识。然后，根据所给的问题情景或图表信息等，结合所学的相关知识和技能，以及自己的生产或生活经验所得，细致地分析题意（或图表信息）等各种信息资源，并细心地探究、推理后，按照题目要求进行认真地选择或解答即可。值得一提的是：
在判别某物质是纯净物或混合物时，不要只看表面字眼“纯”或“混”，而要看其实质（即它的物质组成，也就是它由几种物质组成的）．否则，就会误入圈套，进而导致出错失分．例如，纯净的盐酸就不是纯净物而是混合物（因盐酸是氯化氢的水溶液，当然是混合物）；而冰和水的混合物却不是混合物而是纯净物（因为冰和水都是由水分子构成的，它们是同一种物质）。
知识梳理：
空气对人类生活的重要作用，实际上是指空气中的各成分的重要作用．具体内容如下：
1．氧气，在过去人们曾把它叫做“养气”，这充分说明了氧气的重要性；通常状况下，人吸入空气就可以，但如潜水、医疗急救等时，则需要用纯氧（或富氧空气）；还有，燃料燃烧离不开氧气，炼钢、气焊、金属切割以及化工生产和宇宙航行等都要用到氧气。
2．氮气，用途也比较广泛。它是制硝酸和化肥的重要原料；由于氮气的化学性质不活泼，因此常用作保护气，如焊接金属时常用氮作保护气，灯泡中充氮以延长使用寿命，食品包装时充氮以防腐；医疗上可在液氮冷冻麻醉条件下做手术；超导材料在液氮的低温环境下能显示超导性能。
3．稀有气体，在空气中所占比率虽然不大，但它们却很重要。它在生产和科学研究中，有着广泛的用途．由于稀有气体有惰性，所以常用作保护气，如焊接金属时用稀有气体来隔绝空气，灯泡中充稀有气体以使灯泡耐用；稀有气体在通电时能发出不同颜色的光，可制成多种用途的电光源，如航标灯、闪光灯、霓虹灯等；氦、氖、氩、氪、氙等可用于激光技术；氦可用于制造低温环境；氙可用于医疗麻醉。
4．二氧化碳，只占空气总体积的0.03%．可是，它对自然界的生命活动是非常重要的．没有二氧化碳，绿色植物就无法进行光合作用，也就无法满足人和动物所需的有机物的合成和对氧气的需求；以及空气中氧气含量的相对稳定和自然界的碳、氧的循环等。
【命题方向】
中考重点是考查学生对空气成分的重要作用的掌握情况，以及运用它来分析、解答相关的实际问题的能力等。特别是，对空气中氮气和稀有气体作保护气的考查，是近几年中考对这一块知识考查重点．其中，氮气还是考查的重中之重．并且，主要是考查氮气的化学性质不活泼，以及食品包装时充氮以防腐等。
【解题方法点拨】
解答这类题目时，首先，要熟记空气的成分的重要作用，尤其是空气中氮气和稀有气体的重要作用及其相关性质等；然后，根据所给的实验、问题情景等信息，结合所学的相关知识和技能，联系起来细心地探究、推理后，按照题目要求进行选择或解答即可。
知识梳理：
主要污染物：包括有害气体和烟尘。
有害气体包括：二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳等。
（2）主要危害：主要空气污染问题：温室效应、酸雨、臭氧空洞。
（3）保护空气
措施：消除污染源；使用洁净能源；工厂废气经处理达标到环保标准后再排放；植树、造林、种花、种草等措施。
【知识点睛】
1、造成温室效应的原因是过多的二氧化碳的排放，但二氧化碳属于空气的组成成分，不属于空气污染物；
2、目前计入空气污染指数的项目暂定为：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物和臭氧。
【命题方向】
考点的命题方向主要是通过设置问题情景，让学生阅读、思考后，根据所学的空气污染及其危害的相关知识，来分析、解答相关的实际问题。并且，经常将其与全球气候变暖、臭氧层破坏、酸雨、常用燃料的使用与其对环境的影响、完全燃烧与不完全燃烧等联系起来考查。
【解题方法点拨】
解答这类题目时，首先，要熟记空气的污染及其危害，尤其是空气的污染及其污染物的来源等；然后，根据所给的问题情景信息，结合所学的相关知识和技能，联系起来细心地探究、推理后，按照题目要求进行选择或解答即可。
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