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04 空气（第1课时）
1·掌握空气中氧气含量的测定方法；
2·通过实验和阅读教材知道空气的成分；
☆知识1：测定空气中氧气的含量
（一）回顾历史，探讨拉瓦锡实验
1、实验1：把少量汞放在密闭的容器里连续加热12天。表达式
2、实验2：把汞表面上所生成的红色粉末收集起来，放在另一个较小的容器里再加强热，
表达式
3、法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究空气成分，得出结论：空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的1/5。
（二）测定空气中氧气的含量
1、步骤：（1）连接装置，检查装置气密性；（2）把集气瓶的容积分成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，点燃燃烧匙中的红磷，立即伸入集气瓶中，把塞子塞紧；（4）待红磷熄灭并冷却后，打开止水阀。
2、现象：集气瓶中有大量的白烟生成，并放出热量；打开止水夹，烧杯中的水倒流到集气瓶中，并上升到约1/5处。
3、结论：空气中的氧气含量大约是空气总体积1/5；
4、实验反思：在实验中，进入集气瓶内的水的体积常小于集气瓶容积的1/5，可能是什么原因呢？
（1）装置漏气；
（2）红磷的量不足；
（3）红磷熄灭后未冷却到室温就打开止水夹等等。
☆知识2：空气的成分
（三）空气成分
空气成分 氮气 氧气 稀有气体 二氧化碳 水蒸气和其它成分
体积分数 78% 21% 0.94% 0.03% 0.02%
☆知识1：测定空气中氧气的含量
例题1：
【2023云南真题】仿照法国化学家拉瓦锡定量研究空气成分的原理，利用如图装置测定空气中氧气的含量，燃烧匙中应盛放的药品是（ ）
A. 铁丝 B. 木炭 C. 红磷 D. 硫粉
【答案】C
【解析】A.因为铁丝不能在空气燃烧，故A错误；
B.木炭燃烧会生成二氧化碳导致两边压强变化不明显，故B错误；
C.红磷燃烧会消耗氧气，集气瓶中的液面会上升五分之一，故C正确；
D.硫燃烧会生成二氧化硫导致两边压强变化不明显，故D错误；
故答案为：C
练习1：某实验小组按下图所示装置用红磷燃烧来测定空气中氧气的含量，实验现象______，得出的结论是______，写出该化学反应的文字表达式______，实验结果发现测得数值比实际空气中氧气的含量小，请你帮助他们找出实验误差的原因（写出两条）：①______；②______。
【答案】 红磷燃烧，产生大量白烟；冷却后，打开弹簧夹，水进入集气瓶约占总体积的 氧气约占空气总体积的 磷+氧气五氧化二磷 红磷的量不足 装置漏气（或未冷却至室温，就打开弹簧夹等）
【解析】用红磷燃烧来测定空气中氧气的含量，实验现象为：红磷燃烧，产生大量白烟；冷却后，打开弹簧夹，水进入集气瓶约占总体积的，由此可得氧气约占空气总体积的；红磷燃烧生成了五氧化二磷，该化学变化的文字表达式是磷+氧气五氧化二磷；所测结果偏小，可能是红磷的量不足，不能将氧气完全耗尽，也可能是装置漏气，在冷却至室温的过程中，外界空气进入，占据了一定的体积，也可能是未冷却至室温，就打开弹簧夹，气体受热膨胀，占据了一定的体积，故填：红磷燃烧，产生大量白烟；冷却后，打开弹簧夹，水进入集气瓶约占总体积的；氧气约占空气总体积的；磷+氧气五氧化二磷；红磷的量不足；装置漏气（或未冷却至室温，就打开弹簧夹等）。
☆知识2：空气的成分
例题2：
【2023广西壮族真题】空气成分中，体积分数最大的是（ ）
A. 氮气 B. 二氧化碳 C. 氧气 D. 稀有气体
【答案】A
【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%。
练习1：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
【答案】C
【解析】
空气的成分及各成分的体积分数分别是：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%。由图可知，a占的体积分数最大，是氮气。故选C。
1．空气是一种宝贵的资源，下列物质约占空气总体积五分之一的气体是（ ）
A．氮气 B．氧气 C．稀有气体 D．水蒸气
【答案】B
【解答】解：A、氮气约占空气体积的五分之四，故选项错误；
B、氧气约占空气体积的五分之一，故选项正确；
C、稀有气体大约占空气体积的0.94%，故选项错误；
D、水蒸气占空气体积分数很小，不足五分之一，故选项错误；
故选：B。
2. 【2023江苏苏州真题】空气由多种气体组成，其中体积分数约为21%的物质是（ ）
A. 氮气 B. 氦气 C. 二氧化碳 D. 氧气
【答案】D
【解析】A、氮气约占空气体积的78%，不符合题意；
B、氦气属于稀有气体，稀有气体约占空气体积的0.94%，氦气含量更少，不符合题意；
C、二氧化碳约占空气体积的0.03%，不符合题意；
D、氧气约占空气体积的21%，符合题意。
故选D。
3.实验室用燃烧法测定空气中氧气的含量，最适宜选用的可燃物是（ ）
A．红磷 B．木炭 C．细铁丝 D．蜡烛
【答案】A
【解析】A.红磷可用来测定空气中氧气的含量，因红磷能在空气中燃烧，且产物是固体，如装置内红磷燃烧消耗尽氧气，瓶内气压减小，水吸入装置的体积数就是空气中氧气的体积数，故正确；
B.木炭虽然能在空气中燃烧，也不能用来测定空气中氧气的含量，因其产物也是气体；故不能用来测定空气中氧气的含量，故错误；
C.细铁丝不能在空气中燃烧，不能用来测定空气中氧气含量，故错误；
D.蜡烛能在空气中燃烧，但生成二氧化碳气体，在反应装置中虽然消耗了氧气，却又产生了新的气体，因而不能用来测定空气中氧气的含量。
故错误。故选：A。
4．如图所示装置可用于测定空气中氧气的含量。下列说法错误的是（ ）
A．足量的白磷和装置气密性是实验成功的保证
B．实验成功标志是集气瓶中水面最终停在接近1处
C．用激光笔点燃白磷可防止测量数据的不准确性
D．实验过程中集气瓶的液面先上升后下降
【答案】D
【解答】解：A、足量的白磷可以保证氧气被消耗、装置气密可以防止漏气，都是实验成功的保证，故A正确；
B、白磷燃烧消耗了氧气，装置中压强减小，水会进入装置，进入装置中水的体积等于消耗氧气的体积；实验成功标志是集气瓶中水面最终停在接近1处，故B正确；
C、用激光笔点燃白磷可防止在点燃白磷过程中气体逸出，可防止测量数据的不准确性，故C正确；
D、实验过程中开始白磷燃烧放出大量的热，压强变大，集气瓶中水被压到烧杯中，液面先下降；反应后氧气被消耗，压强减小，水进入集气瓶，集气瓶的液面后上升，故D错误；
故选：D。
5.空气是一种宝贵的自然资源。下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
【答案】B
【解析】空气的成分及各成分的体积分数分别是：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%。观察空气成分示意图可知，R的体积分数是第二位，R指的是氧气。故选B。
6．空气的主要成分是（ ）
A．氮气和氦气 B．氮气和氧气
C．氧气和二氧化碳 D．氧气和稀有气体
【答案】B
【解答】解：氮气大约占空气体积的78%、氧气大约占空气体积的21%；空气的成分主要以氮气和氧气为主，氧气约占五分之一，氮气约占五分之四；
故选：B。
7．2021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
【解答】解：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。
8.用如图装置进行实验，实验结束后，瓶内剩下的气体主要是（ ）
A. 氮气 B. 氧气 C. 稀有气体 D. 二氧化碳
【答案】A
【解析】氮气约占空气体积的78%，红磷与氧气反应，因红磷过量反应且不产生气体，则氧气耗尽，剩余气体主要是氮气。
故选A。
9.利用如图装置验证空气中氧气的含量。下列叙述不正确的是（ ）
A．白磷要足量
B．可以用木炭代替白磷进行实验
C．反应结束，等冷却至室温，再打开弹簧夹
D．最终量筒中液面约降至24mL刻度线处
【答案】B
【解答】解：A、实验时白磷要足量，以完全消耗装置中的氧气，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，但增加了新的气体，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、反应结束，等冷却至室温，再打开弹簧夹，否则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，故选项说法正确。
D、氧气约占空气总体积的五分之一，则进入试管中的水的体积大约是130mL26mL，最终量筒中液面约降至50mL﹣26mL＝24mL刻度线处，故选项说法正确。
故选：B。
10．以下不能说明大气中存在水的例子是（ ）
A．夏天，蜡烛容易变软
B．香脆的饼干放了几天后变软
C．夏天打开冰箱门，有“白气”冒出
D．夏天将冷饮倒入玻璃杯中，外壁可看到有水珠出现
【答案】A
【解答】解：A、夏天温度高，石蜡熔点较低，蜡烛熔化并变软，不能说明空气中存在水，故选项符合题意；
B、香脆饼干吸水会变软，说明空气中含有水，故选项不符合题意；
C、温度降低，空气中的水蒸气会冷凝成为小液滴，因此夏天打开冰箱门，有“白气”冒出，说明空气中有水，故选项不符合题意；
D、温度降低，空气中的水蒸气会冷凝成为小液滴，因此夏天将冷饮倒入玻璃杯中，外壁可看到有水珠出现，故选项不符合题意；
故选：A。
11．如图装置常用来测定空气中氧气的含量。下列说法正确的是（ ）
A．红磷可用木炭代替
B．实验前不用检查装置的气密性
C．实验时将点燃的红磷伸入集气瓶后再关闭止水夹
D．该实验利用了N2不支持燃烧、难溶于水的性质
【答案】D
【解答】A、如果燃烧匙中的红磷换成木炭，木炭与氧气燃烧后生成二氧化碳气体，装置内的气体体积变化不大，测得的结果会偏小，故A错误；
B、由于红磷燃烧消耗氧气，利用气压差来测定空气中氧气的含量，必须保证装置具有良好的气密性，防止装置漏气，故B错误；
C、实验时将点燃的红磷伸入集气瓶后，由于红磷燃烧放出大量的热，气体受热膨胀而逸出，再关闭止水夹，会影响实验结果，故C错误；
D、实验后氧气耗尽，剩余的气体绝大部分为氮气，进入瓶中的水只占瓶容积的1/5，后不再进入，说明该实验可以说明N2难溶于水，且不与水反应，化学性质稳定，故D正确；
故选：D。
12．二百多年前，法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分（实验装置如图）。关于该实验的说法不正确的是（ ）
A．汞在加热条件下，只和氧气反应
B．实验中可观察到玻璃钟罩中液面上升
C．该实验说明氧气约占空气总体积的
D．将曲颈甑中的汞换成木炭也能测定空气中氧气的含量
【答案】D
【解答】解：A、汞是液态的，且汞在加热的条件下，只与氧气反应，且生成物为固体，故汞可用于测定空气中氧气的含量，故A错误；
B、该实验中，汞与空气中的氧气，在完全反应后，逐渐冷却至室温，由于消耗了氧气，装置内压强减小，故玻璃钟罩中液面上升，故B错误；
C、拉瓦锡用定量的方法测定了空气的成分，得出氧气约占空气体积的1/5的结论，故C错误；
D、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，故D正确。
故选：D。
13．下列事实说明空气中含有哪些成分？
(1)动植物可以呼吸，说明空气中含有________。
(2)冰镇过的饮料瓶外壁潮湿，说明空气中含有________。
(3)植物可以进行光合作用，说明空气中含有_______。
【答案】(1)氧气
(2)水蒸气
(3)二氧化碳
【解析】(1).空气中含有氧气可供给动植物呼吸。
(2).冰镇过的饮料瓶外壁潮湿，是因为空气中含有水蒸气，水蒸气遇冷凝结为液态水。
(3).植物可以进行光合作用，说明空气中含有二氧化碳。
14．某课外活动小组设计了测定空气中氧气含量的实验，装置如下图：
(1)红磷在集气瓶中发生反应的文字表达式________，该实验中红磷需过量，目的是_____，可以把红磷换成木炭吗________（能或不能）。
(2)待燃烧停止一段时间后，打开弹簧夹观察到烧杯中的水进入集气瓶内，瓶内水面上升约占瓶内空气总体积的_______。
(3)得出的结论是：________。
(4)红磷熄灭后，集气瓶内剩下的气体主要是______，该气体__________（填“支持”或“不支持”）燃烧和__________（填“难或易”）溶于水。
(5)实验完毕，若进入集气瓶中水的体积不足，你认为导致这一结果的原因可能是_______、_______。
【答案】(1) 将装置内氧气耗尽 不能
(2)1/5
(3)氧气约占空气体积的1/5
(4) 氮气 不支持 难
(5) 红磷的量不足 装置漏气
【解析】(1).红磷燃烧生成五氧化二磷，该反应的文字表达式为：；
该实验中，红磷需要过量，才能将装置内氧气耗尽；
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，故不能将红磷换成木炭；
(2).待燃烧停止一段时间后，打开弹簧夹，由于消耗了氧气，装置内压强减小，烧杯中的水进入集气瓶，进入水的体积就是消耗氧气的体积，可观察到瓶内水面上升约占瓶内空气总体积的1/5；
(3).瓶内水面上升约占瓶内空气总体积的1/5，可得出氧气约占空气体积的1/5；
(4).空气主要由氮气和氧气组成，红磷燃烧消耗了氧气，故剩下的气体主要是氮气，红磷过量，氧气耗尽后，红磷熄灭，说明氮气不支持燃烧；
进入水的体积约占集气瓶体积的1/5便不再进入，说明氮气难溶于水；
(5).验完毕，若进入集气瓶中水的体积不足，可能是红磷的量不足，不能将氧气完全耗尽，也可能是装置漏气，在冷却至室温的过程中，外界空气进入，占据了一定的体积，也可能是未冷却至室温就打开弹簧夹，气体受热膨胀，占据了一定的体积。
学习目标
知识预习
汞＋氧气 氧化汞。
加热
氧化汞 汞＋氧气。
加热
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04 空气（第1课时）
1·掌握空气中氧气含量的测定方法；
2·通过实验和阅读教材知道空气的成分；
☆知识1：测定空气中氧气的含量
（一）回顾历史，探讨拉瓦锡实验
1、实验1：把少量汞放在密闭的容器里连续加热12天。表达式 。
2、实验2：把汞表面上所生成的红色粉末收集起来，放在另一个较小的容器里再加强热，
表达式 。
3、法国化学家 用定量的方法研究空气成分，得出结论：空气由 和 组成，其中氧气约占空气总体积的 。
（二）测定空气中氧气的含量
1、步骤：（1）连接装置，检查装置 ；（2）把集气瓶的容积分成 等份，做好记号；（3）用止水夹夹紧胶管，在燃烧匙内放入 的红磷，点燃燃烧匙中的红磷，立即伸入集气瓶中，把塞子塞紧；（4）待红磷熄灭并 后，打开止水阀。
2、现象：集气瓶中有大量的 生成，并放出热量；打开止水夹，烧杯中的水倒流到集气瓶中，并上升到约 处。
3、结论：空气中的氧气含量大约是空气总体积 ；
4、实验反思：在实验中，进入集气瓶内的水的体积常小于集气瓶容积的1/5，可能是什么原因呢？
☆知识2：空气的成分
（三）空气成分
空气成分 氮气 氧气 稀有气体 二氧化碳 水蒸气和其它成分
体积分数
☆知识1：测定空气中氧气的含量
例题1：
【2023云南真题】仿照法国化学家拉瓦锡定量研究空气成分的原理，利用如图装置测定空气中氧气的含量，燃烧匙中应盛放的药品是（ ）
A. 铁丝 B. 木炭 C. 红磷 D. 硫粉
练习1：某实验小组按下图所示装置用红磷燃烧来测定空气中氧气的含量，实验现象______，得出的结论是______，写出该化学反应的文字表达式______，实验结果发现测得数值比实际空气中氧气的含量小，请你帮助他们找出实验误差的原因（写出两条）：①______；②______。
☆知识2：空气的成分
例题2：
【2023广西壮族真题】空气成分中，体积分数最大的是（ ）
A. 氮气 B. 二氧化碳 C. 氧气 D. 稀有气体
练习1：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
1．空气是一种宝贵的资源，下列物质约占空气总体积五分之一的气体是（ ）
A．氮气 B．氧气 C．稀有气体 D．水蒸气
2. 【2023江苏苏州真题】空气由多种气体组成，其中体积分数约为21%的物质是（ ）
A. 氮气 B. 氦气 C. 二氧化碳 D. 氧气
3.实验室用燃烧法测定空气中氧气的含量，最适宜选用的可燃物是（ ）
A．红磷 B．木炭 C．细铁丝 D．蜡烛
4．如图所示装置可用于测定空气中氧气的含量。下列说法错误的是（ ）
A．足量的白磷和装置气密性是实验成功的保证
B．实验成功标志是集气瓶中水面最终停在接近1处
C．用激光笔点燃白磷可防止测量数据的不准确性
D．实验过程中集气瓶的液面先上升后下降
5.空气是一种宝贵的自然资源。下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
6．空气的主要成分是（ ）
A．氮气和氦气 B．氮气和氧气
C．氧气和二氧化碳 D．氧气和稀有气体
7．2021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%
8.用如图装置进行实验，实验结束后，瓶内剩下的气体主要是（ ）
A. 氮气 B. 氧气 C. 稀有气体 D. 二氧化碳
9.利用如图装置验证空气中氧气的含量。下列叙述不正确的是（ ）
A．白磷要足量
B．可以用木炭代替白磷进行实验
C．反应结束，等冷却至室温，再打开弹簧夹
D．最终量筒中液面约降至24mL刻度线处
10．以下不能说明大气中存在水的例子是（ ）
A．夏天，蜡烛容易变软
B．香脆的饼干放了几天后变软
C．夏天打开冰箱门，有“白气”冒出
D．夏天将冷饮倒入玻璃杯中，外壁可看到有水珠出现
11．如图装置常用来测定空气中氧气的含量。下列说法正确的是（ ）
A．红磷可用木炭代替
B．实验前不用检查装置的气密性
C．实验时将点燃的红磷伸入集气瓶后再关闭止水夹
D．该实验利用了N2不支持燃烧、难溶于水的性质
12．二百多年前，法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分（实验装置如图）。关于该实验的说法不正确的是（ ）
A．汞在加热条件下，只和氧气反应
B．实验中可观察到玻璃钟罩中液面上升
C．该实验说明氧气约占空气总体积的
D．将曲颈甑中的汞换成木炭也能测定空气中氧气的含量
13．下列事实说明空气中含有哪些成分？
(1)动植物可以呼吸，说明空气中含有________。
(2)冰镇过的饮料瓶外壁潮湿，说明空气中含有________。
(3)植物可以进行光合作用，说明空气中含有_______。
14．某课外活动小组设计了测定空气中氧气含量的实验，装置如下图：
(1)红磷在集气瓶中发生反应的文字表达式________，该实验中红磷需过量，目的是_____，可以把红磷换成木炭吗________（能或不能）。
(2)待燃烧停止一段时间后，打开弹簧夹观察到烧杯中的水进入集气瓶内，瓶内水面上升约占瓶内空气总体积的_______。
(3)得出的结论是：________。
(4)红磷熄灭后，集气瓶内剩下的气体主要是______，该气体__________（填“支持”或“不支持”）燃烧和__________（填“难或易”）溶于水。
(5)实验完毕，若进入集气瓶中水的体积不足，你认为导致这一结果的原因可能是_______、_______。
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