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2.1 空气的组成
1.通过观察的实验现象初步推断空气的主要成分
2.明确纯净物、混合物的概念，掌握从组成上对物质进行分类，
3.通过空气成分的发现史体会科学家在探索空气成分过程中的智慧和方法。
知识点1 空气的捕获 装置气密性的检查方法
【典例1】用推拉注射器活塞的方法检查甲图装置的气衡性，并用传感器测量锥形瓶内压强的变化，图像记录如乙图所示。则下列说法不正确的是（ ）
A．0~20s时， 瓶内压强减少
B．20s后压强不再变化说明气密性良好
C．由0~20s的图像可知，该同学的操作是向外拉注射器活塞
D．由20~80s的图像可知，该同学移动注射器活塞后，立刻松手
【答案】D
【详解】A、由图乙可知，0~20s时，瓶内压强减少，说法正确，不符合题意;B、20s后压强不再改变说明装置不漏气，气密性良好，说法正确，不符合题意;C、由0~20s的图像可知，该同学的操作是向外拉注射器的活塞，装置中气体体积变大，压强减小，说法正确，不符合题意;D、由20~80s的图像可知，锥形瓶内压强没有改变，说明该同学拉注射器活塞后，一直没有松手，说法错误，符合题意。故选D。
【典例2】实验前，用图示方法检查装置气密性时，如果气密性良好，很快会出现的现象是______(填字母序号)。
A． B． C．
【答案】A
【详解】检查装置气密性，先将导管放入水中，然后用手捂住试管，手使试管内气体温度升高，气压变大，如装置气密性良好，则气体从短管口逸出，会很快看到导管口有气泡冒出。故选A。
知识点2 燃磷法测定空气氧气含量的原理
【典例1】化学实验中，常常要涉及到仪器和装置的连接。
利用红磷燃烧测定空气中氧气的含量，应将甲中导管a端与丙中导管____端相连接(填字母，下同)。
【答案】e
【详解】利用红磷燃烧测定空气中氧气的含量原理是利用红磷在空气中燃烧，消耗氧气，容器内压强减小，使水进入容器，根据进入容器中水的体积来确定空气中氧气的体积，则甲装置必须和一带有水的装置相连，且从甲装置出来的导管应伸入水中，因此a应与e相连。
【典例2】某兴趣小组利用氧气传感器来检测足量红磷燃烧过程中氧气的含量，如图所示，下列判断不正确的是
A．a点时容器内氮气的体积分数小于85%
B．容器内水的作用主要是降温和防止污染
C．氧气有剩余，说明物质燃烧时氧气必须达到一定浓度
D．此实验测得空气中氧气的质量分数为18%
【答案】D
【详解】A、根据图像，a点时容器内氧气的体积分数为15%，容器内其余气体(氮气、稀有气体、二氧化碳等)的体积分数为:1-15%=85%，故氮气体积分数小于85%，A选项正确;B、红磷燃烧放出大量的热，生成的五氧化二磷是有毒物质，该实验需要冷却至室温后读数，水可以降温，也可以吸收五氧化二磷防止空气污染，B选项正确;C、根据图像，反应结束后氧气有剩余，说明物质燃烧时氧气必须达到一定浓度，C选项正确;D、此实验测定的是空气中氧气的体积分数，而不是质量分数，D选项错误。故选:D。
知识点3 燃磷法测定空气氧气含量误差分析
【典例1】为测定空气中氧气的含量，甲、乙二位同学用如图所示的装置分别进行了实验探究：
(1)甲同学：点燃红磷立即伸入瓶中并塞上瓶塞。待红磷燃烧停止并冷却后，打开止水夹，观察到集气瓶中吸入水的体积约占集气瓶中空气总体积的______。
(2)写出红磷燃烧的文字表达式：______。
(3)若实验结果偏小，可能是哪些原因导致的：______。(写一条)
【答案】(1)五分之一 (2)红磷+氧气五氧化二磷 (3)红磷少量(合理即可)
【详解】(1)红磷燃烧消耗氧气，装置中的气体减少，压强减小，打开弹簧夹后，烧杯中的水进入集气瓶中，且进入的水的体积即为消耗的氧气的体积，由于氧气约占空气体积的五分之一，则集气瓶中吸入水的体积约占集气瓶中空气总体积的五分之一。(2)红磷燃烧生成五氧化二磷，反应的化学方程式为红磷+氧气五氧化二磷。(3)该实验中，若红磷少量，则氧气不能完全消耗，会使结果偏小;或未冷却就打开弹簧夹，装置中的温度较高，气体膨胀，则进入的水的体积会偏少，使结果偏小;或装置漏气，有空气进入，也会使结果偏小等。
知识点4 空气中氧气含量测定实验的改进
【典例2】如图装置可用于测定空气中氧气的含量，下列说法不正确的是
A．实验时红磷一定要过量
B．该实验证明氧气约占空气总体积的
C．木炭可以代替红磷进行实验
D．待装置冷却至室温后，再打开止水夹
【答案】C
【详解】A、该实验中红磷需过量，这样才能将装置内氧气耗尽，不符合题意;B、该实验中红磷燃烧消耗氧气，待完全反应后，逐渐冷却至室温，由于消耗了氧气，装置内压强减小，打开弹簧夹，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，进入水的体积约占集气瓶内空气体积的五分之一，说明氧气约占空气体积的五分之一，不符合题意;C、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，压强变化不大，无法测定空气中氧气的含量，符合题意;D、待装置冷却至室温后，再打开止水夹，否则气体受热膨胀，会导致测定结果偏小，不符合题意。故选C。
【典例3】1775年法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分，仿照这个历史上著名实验的原理，如今我们的化学教育家积极探索、不断创新，先后设计出了如图所示的实验装置。
(1)图乙装置是测定空气中氧气含量的改进装置。其中电热丝的作用是__________。
(2)红磷燃烧的文字（或符号）表达式__________。集气瓶中剩余的气体主要是__________，通过讨论还可以得出剩余主要气体的化学性质有__________。
(3)小明同学用图乙装置最终测得空气中氧气的体积分数小于理论值，可能的原因是__________。
(4)图乙装置与图甲装置相比，改进后的优点是__________。
(5)用图丙所示的实验装置进行实验探究。
①在实验过程中，不断推拉注射器的目的是__________。
②具支试管上小气球的作用是__________。
③实验开始时，若注射器活塞前沿停在30mL的刻度线上，实验结束并待试管冷却至室温后观察，活塞前沿停在约4mL的刻度线上，请计算利用该装置测得的空气中氧气的体积分数为__________。
【答案】(1)点燃红磷 (2)红磷+氧气五氧化二磷+氮气 不燃烧也不支持燃烧
(3)红磷量不足、装置漏气或打开止水夹过早等 (4)装置更密闭，更环保、结果更准确
(5)使氧气与铜粉充分反应调节气压20%
【详解】(1)电热丝通电的条件下放热，为红磷燃烧提供温度，故作用为:点燃红磷;(2)红磷燃烧生成五氧化二磷，表达式为:红磷+氧气五氧化二磷+氮气;空气中有约五分之一的体积的氧气，约五分之四体积的氮气，红磷燃烧消耗了氧气，故剩余气体主要是氮气;红磷燃烧消耗了氧气，氮气没有被反应掉，说明了氮气不燃烧也不支持燃烧;(3)如果红磷的量不足，集气瓶内的氧气没有被完全消耗，测量结果会偏小;如果装置的气密性不好，集气瓶外的空气进入集气瓶，测量结果会偏小;如果打开止水夹过早，瓶中气体没有恢复到原体积，测量结果偏小;(4)与图甲实验相比，图乙实验在密闭装置中进行，避免了红磷燃烧生成的五氧化二磷污染环境，根据环保，同时实验结果更准确;(5)①在实验过程中，不断推拉注射器使装置中的氧气与灼热的铜粉充分接触，使其充分反应;②具支试管被加热，管内气体受热膨胀，小气球能条件气压，防止橡皮塞被冲开;③装置内气体的总体积为30mL+100mL=1300mL，消耗氧气的体积为30mL-4mL=26mL，所以计算出氧气体积分数。
知识点5 空气的成分
【典例1】鉴别氧气和氮气两瓶气体的简单方法是
A．闻气味
B．看颜色
C．倒入澄清的石灰水
D．用带火星的木条分别伸入瓶中
【答案】D
【详解】A、氧气和氮气均没有气味，故不能鉴别，故A错误;B、氧气和氮气均没有颜色，故不能鉴别，故B错误;C、澄清石灰水可鉴别二氧化碳，氧气和氮气都不与澄清石灰水反应，故不能鉴别，故C错误;D、将带火星的木条分别伸入三瓶气体中，木条复燃的是氧气，伸入氮气中的木条会熄灭，故能鉴别，故D正确。故选D。
【典例2】酥脆的薯片长时间露置在空气中会变软，说明空气中含有
A．二氧化碳 B．水蒸气 C．惰性气体 D．氧气
【答案】B
【详解】酥脆的饼干变软的原因是吸收了空气中的水蒸气，说明空气中含有水蒸气。故选B。
知识点6 氮气及用途
【典例1】下列物质的用途主要利用了化学性质的是：①氧气用于炼钢；②液氮用于医疗麻醉；③氮气制造硝酸；④用铜作电线；⑤稀有气体用做保护气；⑥稀有气体用于制作霓虹灯。
A．①③⑤ B．①⑤⑥ C．①②③ D．②④⑥
【答案】A
【详解】①氧气用于炼钢，是利用了氧气的助燃性，需要通过化学变化才表现出来，是利用了其化学性质;②液氮用于医疗麻醉，是利用了液氮汽化吸热的性质，不需要发生化学变化就能表现出来，利用的是其物理性质;③氮气制造硝酸，是因为氮气能与其他物质发生一系列的化学反应生成硝酸，需要通过化学变化才表现出来，是利用了其化学性质;④用铜作电线，是因为铜具有导电性，不需要发生化学变化就能表现出来，利用的是其物理性质;⑤稀有气体用做保护气，因为其不容易与其他物质发生反应，化学性质稳定，利用的是其化学性质;⑥稀有气体用于制作霓虹灯，是因为其通电时，会产生各种颜色的光，不需要通过化学变化就能表现出来，是利用了其物理性质;故选A。
【典例2】空气是一种宝贵的资源。下列是空气中各成分的自述，你认为不合理的是
A．液氮：我的温度较低，可用于冷冻治疗 B．稀有气体：我比较稳定，可用作保护气
C．氧气：我能支持燃烧，可以作燃料 D．氦气：我的密度小，可充入飞艇
【答案】C
【详解】A、液氮温度较低，医疗上可用于冷冻治疗，选项正确;B、稀有气体的化学性质稳定，可用作保护气，选项正确;C、氧气没有可燃性，不可以作燃料，氧气具有助燃性，可作助燃剂，选项错误;D、氦气密度小，可充入飞艇，选项正确;故选C。
知识点7 纯净物 混合物
【典例1】下列各组物质中，前者属于纯净物，后者属于混合物的是
A．冰水混合物，五氧化二磷 B．矿泉水，河水
C．二氧化碳，澄清石灰水 D．受污染的空气，碳酸饮料
【答案】C
【分析】物质分为混合物和纯净物，混合物是由两种或两种以上的物质组成;纯净物是由一种物质组成.
【详解】A、冰水混合物中只有水分子，因此属于纯净物，五氧化二磷属于纯净物，故选项错误;B、矿泉水、河水都含有多种物质，属于混合物，故选项错误;C、二氧化碳属于纯净物，澄清石灰水属于混合物，故选项正确;D、受污染的空气中含有多种物质，属于混合物，碳酸饮料中含有多种物质属于混合物，故选项错误。故选:C。
【典例2】下列各组物质中，前者属于混合物，后者属于纯净物的是
A．食醋、啤酒 B．牛奶、冰水混合物
C．液氧、二氧化碳 D．水银、洁净的空气
【答案】B
【分析】纯净物只含一种物质，混合物含有两种或两种以上物质。
【详解】A、食醋含有醋酸、水等物质，属于混合物;啤酒含有酒精、水等物质，属于混合物，A选项错误;B、牛奶含有水、油脂、蛋白质等物质，属于混合物;冰是固态的水，冰水混合物中只含有水这一种物质，属于纯净物，B选项正确;C、液氧是波态的氧气，只含一种物质，属于纯净物;二氧化碳只含一种物质，属于纯净物，C选项错误;D、汞俗称水银，只含一种物质，属于纯净物;洁净的空气含有氮气、氧气、稀有气体等物质，属于混合物，D选项错误。故选:B。
【典例3】下列各组物质中，前者是混合物，后者是纯净物的是
A．过氧化氢溶液、食醋
B．洁净的空气、100%纯果汁
C．冰水混合物、氧气
D．矿泉水、氧化汞
【答案】D
【详解】A、过氧化氢溶液由过氧化氢和水混合而成，属于混合物，食醋由醋酸、水等混合而成，属于混合物;故选项错误;B、洁净的空气由氮气、氧气等混合而成，属于混合物，100%纯果汁由水、糖类等混合而成，属于混合物;故选项错误C、冰是固态的水，冰水混合物由水一种物质组成，属于纯净物，氧气由同种物质组成，属于纯净物;故选项错误;D、矿泉水由水、可溶性矿物质等混合而成，属于混合物，氧化汞由同种物质组成，属于纯净物;故选项正确。故选D。
1．下列物质属于混合物的是（ ）
A．干冰 B．石灰水 C．冰水混合物 D．氧气
【答案】B
【解析】A、干冰是二氧化碳的固体，属于纯净物，故选项错误；
B、石灰水中有氢氧化钙和水，属于混合物，故选项正确；
C、冰水混合物中只有水分子，属于纯净物，故选项错误；
D、氧气中只有氧分子，属于纯净物，故选项错误。
故选：B。
2.“天宫课堂”由中国航天员担任“太空教师”，在中国的“天和号”空间站内演示了许多有趣的科学实验。其中水球光学实验使用了“人造空气”，“人造空气”中氧气、氮气、二氧化碳的含量分别为21%、78%、0.7%。下列关于“人造空气”说法正确的是（ ）
A．红磷能在“人造空气”中燃烧，产生大量白烟
B．21%和78%指的是气体物质的质量分数
C．若“人造空气”只含有氧气，将更有益于人的呼吸
D．“人造空气”中二氧化碳含量低于空气
【答案】A
【解析】A、“人造空气”中氧气的体积分数分别为21%，红磷在“人造空气”中能燃烧，产生大量白烟，说法正确；B、21%和78%指的是气体的体积分数，不是质量分数，说法错误；C、若“人造空气”中只含有氧气，将会造成缓慢氧化过快、体温升高等，说法错误；D、空气中二氧化碳含量是0.03%，“人造空气”中二氧化碳的含量是0.7%，“人造空气”中二氧化碳含量高于空气，说法错误；故选：A。
3.含“水”的下列物质，属于纯净物的是（ ）
A．冰水 B．汽水 C．雨水 D．盐水
【答案】A
【解析】A、冰水中只含有水，属于纯净物，该选项符合题意；B、汽水中含有水和碳酸等，属于混合物，该选项不符合题意；C、雨水中含有水和杂质等，属于混合物，该选项不符合题意；D、盐水中含有水和氯化钠，属于混合物，该选项不符合题意。故选：A。
4.用定量的方法探究空气组成成分，被誉为“现代化学之父”的是（ ）
A．拉瓦锡 B．道尔顿 C．侯德榜 D．门捷列夫
【答案】A
【解析】A、用定量的方法研究空气成分的科学家是法国化学家拉瓦锡，他被誉为“现代化学之父”，故选项正确；B、道尔顿提出了近代原子学说，故选项错误；C、侯德榜发明了“侯氏制碱法”，故选项错误；D、门捷列夫发现了元素周期性，故选项错误；故选：A。
5.在生产和科学研究中，稀有气体有广泛的用途。下列不属于稀有气体用途的是（ ）
A．焊接金属时用作保护器气 B．用于炼钢
C．制成霓虹灯 D．充入灯泡使其经久耐用
【答案】B
【解析】A、稀有气体的化学性质稳定，可用作保护气，所以可用于焊接金属时做保护气，故A正确；B、稀有气体不能用于炼钢，用于炼钢的是氧气，故B错误；C、稀有气体通电可以发出不同颜色的光，可用于制成霓虹灯，故C正确；D、稀有气体的化学性质稳定，可用作保护气，可充入灯泡使其经久耐用，故D正确。故选：B。
6.我国“祝融号”火星车测得的火星大气成分的体积分数如下图，有关说法错误的是（ ）
A．火星大气的主要成分是二氧化碳和氮气
B．火星大气属于混合物
C．火星大气也能成为宝贵的资源
D．通过红磷燃烧测定火星大气中的氮气
【答案】D
【解析】A、由图中信息可知，火星大气的主要成分是二氧化碳和氮气，选项正确；B、火星大气是由多种物质组成的，属于混合物，选项正确；C、火星大气中含有氮气、稀有气体等也能成为宝贵的资源，选项正确；D、氮气不燃烧也不支持红磷燃烧，所以不能用红磷燃烧测定火星大气中氮气含量，选项错误。故选：D。
7.在利用红磷燃烧测定空气中氧气含量的实验中，用传感器记录集气瓶中温度、压强随时间变化的情况如图所示。其中c点打开了止水夹。下列说法不合理的是（ ）
A．由温度变化曲线可知，整个反应过程放出热量
B．b点压强最大，说明红磷燃烧结束
C．c点的温度已经接近室温
D．c点后压强增大是因为水倒吸入集气瓶中
【答案】B
【解析】A、由温度变化曲线可知，反应过程中温度升高，整个反应过程放出热量，说法合理，不符合题意；B、ab段压强增大是由于红磷燃烧放热导致压强增大的趋势大于氧气消耗导致压强减小的趋势，b点压强最大，不能确定红磷燃烧结束，温度最高才能说明红磷燃烧结束，说法不合理，符合题意；C、由温度变化曲线可知，c点的温度已经接近室温，说法合理，不符合题意；
D、c 点后打开止水夹后，水倒吸入集气瓶中，气体的体积变小，导致集气瓶内气体压强增大，说法合理，不符合题意。故选：B。
8.空气是重要的自然资源。如图所示，请说明利用了气体的哪些性质。
（1）氮气填充食品包装袋利用氮气 。
（2）液氮用于磁悬浮列车中做冷冻剂 。
（3）稀有气体作霓虹灯利用了稀有气体 。
（4）氦气作飞艇利用了氦气 。
【答案】（1）化学性质不活泼，且无毒
液氮汽化时能吸收大量的热
通电时，发出不同颜色的光
密度小、性质稳定
【解析】（1）①氮气填充食品包装袋利用氮气的化学性质不活泼，且无毒；
②液氮用于磁悬浮列车中做冷冻剂，因为液氮汽化时能吸收大量的热；
③稀有气体作霓虹灯利用了稀有气体，因为稀有气体通电时，发出不同颜色的光；
④氦气作飞艇利用了氦气，是因为氦气密度小、性质稳定。
9.对于“测定空气中氧气的含量”实验的再认识。请同学们认真分析回答下列问题。
【经典赏析】
（1）拉瓦锡用装置A定量研究了空气的成分。在密闭容器中，装置中的汞与空气中的 反应，生成固态物质。
【思路启迪】
（2）我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”）的方法，从混合气体中除去某种气体，从而达到物质的分离。
【实验回顾】课堂上老师和同学们利用装置B测定了氧气的含量：
（3）在用酒精灯加热铜粉部位时，要不断推拉注射器活塞的目的是 。
（4）反应前后，测得数据如下，请完成表格：
硬质玻璃管空气的体积 反应前注射器中空气体积 反应后注射器中气体体积 空气中氧气的体积分数
25mL 15mL 8mL %
出现此实验结果的原因可能是 （写一条即可）。
（5）实验反思，对该实验的认识不合理的是______（填序号）
A．铜粉用量的多少，不会影响实验结果
B．实验结束后冷却到室温才能读数
C．气球的作用是调节气压，使氧气完全反应
D．在正常操作情况下，反应结束后消耗氧气的体积大约是反应前硬质玻璃管内气体体积的1/5
【拓展实验】兴趣小组的同学们在实验室用装置C进行了探究。
（6）集气瓶中空气的体积为45mL，量筒中水的体积为50mL。能证明氧气约占空气体积的五分之一现象是 。
（7）实验结束后，集气瓶内剩余气体主要是 ，由现象分析可知，该气体的物理性质是 （任写一点）。
【答案】(1)氧气/O2
(2)化学
(3)使铜粉和氧气充分接触，使氧气完全消耗
(4) 17.5 铜粉的量不足或装置漏气或装置没有冷却至室温就读数
(5)AD
(6)量筒中水的体积剩余41mL
(7) 氮气/N2 难溶于水
【解析】（1）在密闭容器中，装置中的汞与空气中的氧气反应，生成固态物质氧化汞；
（2）分别用铜粉、红磷等进行实验，其原理都是采用化学的方法（铜和氧气加热生成氧化铜，红磷与氧气点燃生成五氧化二磷，都有新物质生成，都是化学变化），从混合气体中除去某种气体，从而达到物质的分离；（3）推拉注射器能使空气流通，从而使铜粉和氧气充分接触，使氧气完全消耗；
（4）注射器中减少的气体体积即为消耗氧气的体积，则测得空气中氧气的体积分数为：；17.5%＜21%，导致实验结果偏小的原因可能是铜粉的量不足（氧气没有消耗完全，导致实验结果偏小），或装置漏气（燃烧冷却后管内气压小于大气压，有部分空气进入管中弥补了消耗的氧气，导致实验结果偏小），或装置没有冷却至室温就读数（剩余气体受热膨胀，导致实验结果偏小）；
（5）A、铜粉用量的多少，会影响实验结果，如果铜不足，氧气不能消耗完全，会导致实验结果偏小，所以该实验中铜粉必需足量或过量，才能保证将氧气消耗完全，使实验结果更准确，故A认识不合理，符合题意；B、实验结束后冷却到室温才能读数，以防止剩余的气体在受热状态下，处于膨胀状态，会导致实验结果偏小，故B认识合理，不符合题意；C、为使装置内的氧气反应完全，应反复推拉活塞，使气流循环经过热的铜粉，装置另一端的气球气球可以起到调节气压，使氧气完全反应的作用，故C认识合理，不符合题意；
D、氧气约占空气体积的五分之一，在正常操作情况下，反应结束后消耗氧气的体积大约是反应前注射器和硬质玻璃管内气体总体积的五分之一，故D认识不合理，符合题意；
故选：AD；（6）集气瓶中空气的体积为45mL，氧气约占空气体积的五分之一，则进入的水的体积应为45mL×＝9mL，量筒中水的体积为50mL，则量筒中水的体积剩余50mL-9mL=41mL，故能证明氧气约占空气体积的五分之一现象是量筒中水的体积剩余41mL；
（7）空气主要成分是氧气和氮气，红磷燃烧消耗掉氧气，此时剩余气体主要是氮气，量筒的水不能继续进入集气瓶中，说明氮气具有难溶于水的物理性质。
1.（2024·新疆·中考真题）占空气体积约1/5的气体是（ ）
A．O2 B．N2 C．He D．CO2
【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%。故选：A。
2.（2024·吉林·中考真题）下列物质属于纯净物的是（ ）
A．淘米水 B．加碘盐 C．蒸馏水 D．不锈钢
【答案】C
【解析】A、淘米水中含有多种杂质和水，是由多种物质组成，属于混合物，不符合题意；
B、加碘盐中含有氯化钠、碘酸钾等物质，是由多种物质组成，属于混合物，不符合题意；
C、蒸馏水中只有水，是由一种物质组成，属于纯净物，符合题意。
D、不锈钢是铁的合金，含有铁、碳等多种物质，是由多种物质组成，属于混合物，不符合题意。
故选：C。
3.（2024·陕西渭南·二模）下列实验操作正确的是（ ）
A．检查装置气密性 B．倾倒液体
C．加热液体 D．加入锌粒
【答案】A
【解析】A、检查装置气密性的方法：将导管末端浸入水中，用手握住试管外壁，观察到导管口有气泡冒出，且松开手后导管内形成一段水柱，说明装置气密性良好，图示操作正确，符合题意；
B、倾倒液体药品时，瓶塞要倒放，标签要对准手心，试管微微倾斜，试管口紧挨试剂瓶瓶口，使液体缓缓倒入，图示操作错误，不符合题意；
C、给试管中的液体加热时应用酒精灯外焰进行加热，试管内液体体积不能超过试管容积的，试管夹夹在试管中上方，试管微微倾斜与水平桌面成45°角，图示操作错误，不符合题意；
D、锌粒是块状固体药品，加入锌粒时应先把试管横放，用镊子夹取锌粒放在试管口，然后把试管慢慢竖立起来，使锌粒缓缓地滑到试管底部，以免打破试管，图示操作错误，不符合题意。
故选：A。
4．（2024·北京平谷·一模）用下图装置可验证空气中O2的含量。下列说法不正确的是（ ）
A．集气瓶中产生大量白色烟雾 B．点燃红磷前需夹紧弹簧夹
C．红磷燃烧阶段集气瓶中压强增大 D．集气瓶中水面最终上升至2处
【答案】A
【解析】A、红磷燃烧，产生大量的白烟，不是烟雾，故选项说法错误；B、实验必须保证装置气密性良好，点燃红磷前需夹紧弹簧夹保障气密性问题，故选项说法正确；C、红磷燃烧时会释放大量的热，导致集气瓶内气体受热膨胀，导致压强变大，故选项说法正确；D、氧气约占空气总体积的五分之一，集气瓶中水面最终上升至2处，故选项说法正确。故选：A。
5.如图检查装置的气密性时，将导管末端伸入装水的烧杯中，用手捂住试管外壁，若装置的气密性良好，放手后可观察到烧杯内导管处（画圈部分）的现象是（ ）
选项 A B C D
现象放大图
A．A B．B C．C D．D
【答案】C
【解析】检查装置的气密性的方法是将仪器连接好后，将玻璃导管的一端放入水中，用双手握住试管，观察是否有气泡冒出，如有气泡冒出，松手后，导管末端上升一段水柱，则气密性良好；故选：C。
6．（2024·内蒙古赤峰·中考真题）如图是测定空气中氧气含量的改进实验装置（夹持装置已省略），对该实验认识正确的是（ ）
A．现象：实验过程中，红磷燃烧，产生大量白雾
B．推论：实验后，玻璃管中剩余气体具有可燃性
C．分析：红磷的量多或少，都不会影响实验结果
D．评价：用改进装置实验，能减少对空气的污染
【答案】D
【解析】A、实验过程中，红磷燃烧，产生大量白烟，A错误；
B、实验后，红磷有剩余，且不再燃烧，说明玻璃管中剩余气体不具有可燃性，B错误；C、红磷必须过量，确保试管中的氧气被完全消耗，红磷不足会导致试管中有氧气剩余，测量结果偏小，C错误；D、红磷燃烧产生的五氧化二磷是有毒物质，该装置在密封装置内引燃红磷，能减少五氧化二磷对空气的污染，D正确。故选：D。
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2.1 空气的组成
1.通过观察的实验现象初步推断空气的主要成分
2.明确纯净物、混合物的概念，掌握从组成上对物质进行分类，
3.通过空气成分的发现史体会科学家在探索空气成分过程中的智慧和方法。
知识点1 空气的捕获 装置气密性的检查方法
【典例1】用推拉注射器活塞的方法检查甲图装置的气衡性，并用传感器测量锥形瓶内压强的变化，图像记录如乙图所示。则下列说法不正确的是（ ）
A．0~20s时， 瓶内压强减少
B．20s后压强不再变化说明气密性良好
C．由0~20s的图像可知，该同学的操作是向外拉注射器活塞
D．由20~80s的图像可知，该同学移动注射器活塞后，立刻松手
【典例2】实验前，用图示方法检查装置气密性时，如果气密性良好，很快会出现的现象是______(填字母序号)。
A． B． C．
知识点2 燃磷法测定空气氧气含量的原理
【典例1】化学实验中，常常要涉及到仪器和装置的连接。
利用红磷燃烧测定空气中氧气的含量，应将甲中导管a端与丙中导管____端相连接(填字母，下同)。
【典例2】某兴趣小组利用氧气传感器来检测足量红磷燃烧过程中氧气的含量，如图所示，下列判断不正确的是
A．a点时容器内氮气的体积分数小于85%
B．容器内水的作用主要是降温和防止污染
C．氧气有剩余，说明物质燃烧时氧气必须达到一定浓度
D．此实验测得空气中氧气的质量分数为18%
知识点3 燃磷法测定空气氧气含量误差分析
【典例1】为测定空气中氧气的含量，甲、乙二位同学用如图所示的装置分别进行了实验探究：
(1)甲同学：点燃红磷立即伸入瓶中并塞上瓶塞。待红磷燃烧停止并冷却后，打开止水夹，观察到集气瓶中吸入水的体积约占集气瓶中空气总体积的______。
(2)写出红磷燃烧的文字表达式：______。
(3)若实验结果偏小，可能是哪些原因导致的：______。(写一条)
知识点4 空气中氧气含量测定实验的改进
【典例2】如图装置可用于测定空气中氧气的含量，下列说法不正确的是
A．实验时红磷一定要过量
B．该实验证明氧气约占空气总体积的
C．木炭可以代替红磷进行实验
D．待装置冷却至室温后，再打开止水夹
【典例3】1775年法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分，仿照这个历史上著名实验的原理，如今我们的化学教育家积极探索、不断创新，先后设计出了如图所示的实验装置。
(1)图乙装置是测定空气中氧气含量的改进装置。其中电热丝的作用是__________。
(2)红磷燃烧的文字（或符号）表达式__________。集气瓶中剩余的气体主要是__________，通过讨论还可以得出剩余主要气体的化学性质有__________。
(3)小明同学用图乙装置最终测得空气中氧气的体积分数小于理论值，可能的原因是__________。
(4)图乙装置与图甲装置相比，改进后的优点是__________。
(5)用图丙所示的实验装置进行实验探究。
①在实验过程中，不断推拉注射器的目的是__________。
②具支试管上小气球的作用是__________。
③实验开始时，若注射器活塞前沿停在30mL的刻度线上，实验结束并待试管冷却至室温后观察，活塞前沿停在约4mL的刻度线上，请计算利用该装置测得的空气中氧气的体积分数为__________。
知识点5 空气的成分
【典例1】鉴别氧气和氮气两瓶气体的简单方法是
A．闻气味
B．看颜色
C．倒入澄清的石灰水
D．用带火星的木条分别伸入瓶中
【典例2】酥脆的薯片长时间露置在空气中会变软，说明空气中含有
A．二氧化碳 B．水蒸气 C．惰性气体 D．氧气
知识点6 氮气及用途
【典例1】下列物质的用途主要利用了化学性质的是：①氧气用于炼钢；②液氮用于医疗麻醉；③氮气制造硝酸；④用铜作电线；⑤稀有气体用做保护气；⑥稀有气体用于制作霓虹灯。
A．①③⑤ B．①⑤⑥ C．①②③ D．②④⑥
【典例2】空气是一种宝贵的资源。下列是空气中各成分的自述，你认为不合理的是
A．液氮：我的温度较低，可用于冷冻治疗 B．稀有气体：我比较稳定，可用作保护气
C．氧气：我能支持燃烧，可以作燃料 D．氦气：我的密度小，可充入飞艇
知识点7 纯净物 混合物
【典例1】下列各组物质中，前者属于纯净物，后者属于混合物的是
A．冰水混合物，五氧化二磷 B．矿泉水，河水
C．二氧化碳，澄清石灰水 D．受污染的空气，碳酸饮料
【典例2】下列各组物质中，前者属于混合物，后者属于纯净物的是
A．食醋、啤酒 B．牛奶、冰水混合物
C．液氧、二氧化碳 D．水银、洁净的空气
【典例3】下列各组物质中，前者是混合物，后者是纯净物的是
A．过氧化氢溶液、食醋
B．洁净的空气、100%纯果汁
C．冰水混合物、氧气
D．矿泉水、氧化汞
1．下列物质属于混合物的是（ ）
A．干冰 B．石灰水 C．冰水混合物 D．氧气
2.“天宫课堂”由中国航天员担任“太空教师”，在中国的“天和号”空间站内演示了许多有趣的科学实验。其中水球光学实验使用了“人造空气”，“人造空气”中氧气、氮气、二氧化碳的含量分别为21%、78%、0.7%。下列关于“人造空气”说法正确的是（ ）
A．红磷能在“人造空气”中燃烧，产生大量白烟
B．21%和78%指的是气体物质的质量分数
C．若“人造空气”只含有氧气，将更有益于人的呼吸
D．“人造空气”中二氧化碳含量低于空气
3.含“水”的下列物质，属于纯净物的是（ ）
A．冰水 B．汽水 C．雨水 D．盐水
4.用定量的方法探究空气组成成分，被誉为“现代化学之父”的是（ ）
A．拉瓦锡 B．道尔顿 C．侯德榜 D．门捷列夫
5.在生产和科学研究中，稀有气体有广泛的用途。下列不属于稀有气体用途的是（ ）
A．焊接金属时用作保护器气 B．用于炼钢
C．制成霓虹灯 D．充入灯泡使其经久耐用
6.我国“祝融号”火星车测得的火星大气成分的体积分数如下图，有关说法错误的是（ ）
A．火星大气的主要成分是二氧化碳和氮气
B．火星大气属于混合物
C．火星大气也能成为宝贵的资源
D．通过红磷燃烧测定火星大气中的氮气
7.在利用红磷燃烧测定空气中氧气含量的实验中，用传感器记录集气瓶中温度、压强随时间变化的情况如图所示。其中c点打开了止水夹。下列说法不合理的是（ ）
A．由温度变化曲线可知，整个反应过程放出热量
B．b点压强最大，说明红磷燃烧结束
C．c点的温度已经接近室温
D．c点后压强增大是因为水倒吸入集气瓶中
8.空气是重要的自然资源。如图所示，请说明利用了气体的哪些性质。
（1）氮气填充食品包装袋利用氮气 。
（2）液氮用于磁悬浮列车中做冷冻剂 。
（3）稀有气体作霓虹灯利用了稀有气体 。
（4）氦气作飞艇利用了氦气 。
9.对于“测定空气中氧气的含量”实验的再认识。请同学们认真分析回答下列问题。
【经典赏析】
（1）拉瓦锡用装置A定量研究了空气的成分。在密闭容器中，装置中的汞与空气中的 反应，生成固态物质。
【思路启迪】
（2）我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”）的方法，从混合气体中除去某种气体，从而达到物质的分离。
【实验回顾】课堂上老师和同学们利用装置B测定了氧气的含量：
（3）在用酒精灯加热铜粉部位时，要不断推拉注射器活塞的目的是 。
（4）反应前后，测得数据如下，请完成表格：
硬质玻璃管空气的体积 反应前注射器中空气体积 反应后注射器中气体体积 空气中氧气的体积分数
25mL 15mL 8mL %
出现此实验结果的原因可能是 （写一条即可）。
（5）实验反思，对该实验的认识不合理的是______（填序号）
A．铜粉用量的多少，不会影响实验结果
B．实验结束后冷却到室温才能读数
C．气球的作用是调节气压，使氧气完全反应
D．在正常操作情况下，反应结束后消耗氧气的体积大约是反应前硬质玻璃管内气体体积的1/5
【拓展实验】兴趣小组的同学们在实验室用装置C进行了探究。
（6）集气瓶中空气的体积为45mL，量筒中水的体积为50mL。能证明氧气约占空气体积的五分之一现象是 。
（7）实验结束后，集气瓶内剩余气体主要是 ，由现象分析可知，该气体的物理性质是 （任写一点）。
1.（2024·新疆·中考真题）占空气体积约1/5的气体是（ ）
A．O2 B．N2 C．He D．CO2
2.（2024·吉林·中考真题）下列物质属于纯净物的是（ ）
A．淘米水 B．加碘盐 C．蒸馏水 D．不锈钢
3.（2024·陕西渭南·二模）下列实验操作正确的是（ ）
A．检查装置气密性 B．倾倒液体
C．加热液体 D．加入锌粒
4．（2024·北京平谷·一模）用下图装置可验证空气中O2的含量。下列说法不正确的是（ ）
A．集气瓶中产生大量白色烟雾 B．点燃红磷前需夹紧弹簧夹
C．红磷燃烧阶段集气瓶中压强增大 D．集气瓶中水面最终上升至2处
5.如图检查装置的气密性时，将导管末端伸入装水的烧杯中，用手捂住试管外壁，若装置的气密性良好，放手后可观察到烧杯内导管处（画圈部分）的现象是（ ）
选项 A B C D
现象放大图
A．A B．B C．C D．D
6．（2024·内蒙古赤峰·中考真题）如图是测定空气中氧气含量的改进实验装置（夹持装置已省略），对该实验认识正确的是（ ）
A．现象：实验过程中，红磷燃烧，产生大量白雾
B．推论：实验后，玻璃管中剩余气体具有可燃性
C．分析：红磷的量多或少，都不会影响实验结果
D．评价：用改进装置实验，能减少对空气的污染
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