第二单元 走进化学世界
课题1 我们周围的空气
学习导航
01核心素养目标——明确内容要求，落实学习任务
02知识思维导图——构建知识体系，加强学习记忆
03课题知识梳理——梳理教材内容，掌握基础知识
04知识当堂检测——课堂自我检测，发现知识盲点
05重难点强训练——探究重点难点，突破学习任务
06巩固分层练习——课后训练巩固，提升能力素养
01核心素养目标——明确内容要求，落实学习
1.通过了解空气主要由氛气、氧气、稀有气体和二氧化碳等组成及其体积分数。根据物质的组成对物质进行分类，能区分纯净物和混合物；
2.通过实验探究，初步理解空气中氧气含量测定的实验方法及原理。
3.根据氮气、稀有气体的主要性质，了解它们的相关用途；列举空气污染的危害及防治方法，初步形成环保意识。
4.通过在自主设计实验探究的过程中，体验探究的乐趣，发展学习化学的兴趣。在课堂训练的过程中让学生体验成就感，感受自己也是创作的天才。
02知识思维导图——明确内容要求，落实学习任务
03课题知识梳理——梳理教材内容，掌握基础知识
空气的组成
空气的成分：
氮气N2 78%，氧气O2 21%，稀有气体0.94%，二氧化碳CO2 0.03%，其他气体0.03%
2.空气中氧气含量的测定
拉瓦锡测定氧气的含量：
实验原理： 。
测定空气中氧气的含量
实验原理：红磷在 中 ，瓶内气体减少，密闭容器中 ，打开弹簧夹后，大气压将烧杯中的水压入集气瓶中。（ ）
（2）实验装置：
（3）反应表达式：磷+氧气五氧化二磷 P + O2 P2O5
（4）实验现象：
红磷（或白磷）燃烧，生成大量 ，放出热量。
水进入集气瓶水的体积约占空气体积的 。
（5）实验结论：氧气约占空气体积的 ，空气是 。
注意事项：
①装置的气密性要好，不漏气；
②药品必须要 ；
③读数时要 ；
④要 橡皮管，然后再点燃红磷， 。
（6）误差分析：
实测<真实，可能原因： 。
实测>真实，可能原因： 。
（7）试剂选择：
物质 ，燃烧后的 （体积忽略不计）。
（8）集气瓶中水的作用：
①
② 。
（9）瓶中剩余的主要气体是：
（化学性质： ；物理性质： ）
拓展装置：
【注意事项】
红磷替代品需要满足的条件：
（1）能在空气中燃烧（不能选择铁，铁在 ）；
（2）只与氧气反应（不能选择镁，金 ）；
（3）不能生成气体（不能选择碳、硫，会生成 气体物质）。
3.纯净物混合物的区别
纯净物是由 组成的物质。
混合物是由 或 组成的物质。
空气是一种宝贵的的资源
氧气：
用途主要是 和 ，还可用于钢铁冶炼、金属焊接等。
氮气：
用途，它是制造 和 的重要原料；由于但其性质不活泼，因此常用作 ；液态还可用作 。
稀有气体
化学性质稳定，可用作工业生产和科学实验中的 ，在通电时可以发出不同颜色的光，填充在灯管中，用于制造多种用途的 。
保护空气
1.造成空气污染的物质：排放到空气中的 和 。
2.污染危害：损害人体健康、影响作物生长、破坏生态平衡。
3.环境问题：
（ 含量过多引起，甲烷等也能造成）
（飞机的尾气、制冷剂氟里昂的排放）、
（由 、 引起） 保护大气环境的措施：
①使用清洁能源；
②加强 ；
③积极植树、 等。
5.空气质量日报：
目前计入空气污染指数的有害气体和烟尘主要包括： 、 、 、臭氧、可吸入颗粒物、总悬浮颗粒物等。
空气污染指数越 越好，空气质量级别越 越好，表示颜色 色最好。
【易错警示】
稀有气体通电发光是利用 性质。在常温常压下，它们都是无色无味的单原子气体。稀有气体用于电光源是利用了通电时它们会发出不同颜色的有色光，这一变化过程中无新物质生成，属于 变化，该过程中表现出来的性质为 性质。
04知识当堂检测——课堂自我检测，发现知识盲点
1.关于拉瓦锡研究空气成分实验的表述，存在科学性错误的是
A．实验中汞需要足量 B．曲颈甑中的汞可以换成硫粉
C．曲颈甑中汞的作用是消耗氧气 D．钟罩内液面上升推测钟罩内气体压强减小
2.下列有关空气的说法不正确的是
A．最早证明空气是由氧气和氮气组成的科学家是拉瓦锡
B．空气中的氧气有助燃性，可用作火箭发射的燃料
C．空气质量报告中所列的空气质量指数级别越高，空气质量越差
D．空气污染物：二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、可吸入颗粒物、臭氧等
3.某化学兴趣小组的同学在老师的指导下完成如下图所示实验。
关于该实验，有如下说法
①红磷熄灭并冷却到室温才能打开弹簧夹
②燃烧足量的红磷可使进入集气瓶中水的体积约占集气瓶体积的4/5
③点燃红磷缓慢插入集气瓶会导致结果小于1/5
④此实验反应后集气瓶内剩余的气体，既不易溶于水，也不支持燃烧
⑤该实验能证明空气是混合物
其中正确说法的个数有
A．2个 B．3个 C．4个 D．5个
4.下列都是与生活相关的物质，其中属于纯净物的是
A．澄清石灰水 B．石油 C．体温计中的水银 D．食醋
5.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。
（资料：铜在加热的条件下能与氧气反应，生成黑色固体氧化铜）
(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，从而达到物质的分离。
(2)装置B实验过程中，需要不断推拉注射器活塞的目的是 ，利用此装置进行实验，可能造成实验误差的因素是 （答一条即可）。
(3)写出装置C中反应的文字表达式： 。
(4)利用装置D进行实验，白磷在热水加热的条件下会着火燃烧，实验开始时，活塞会向 移，充分冷却后活塞应停留在刻度 处，若不充分冷却，活塞停留的刻度可能在 之间。
05重难点强训练——探究重点难点，突破学习任务
问题一 空气中氧气含量的测定
【解题技巧】：
1.装置的气密性要好， ；
药品必须要 ；
读数时要 ；
要先夹紧橡皮管，然后再点燃红磷， 立即塞紧瓶塞。
2.红磷替代品不能选择铁，铁在 ；
红磷替代品不能选择镁，金属镁 ；
红磷替代品不能选择碳、硫，会生成 气体物质。
例：空气中含有多少氧气呢？学习小组开展“测定空气里氧气含量”的探究活动。
【查阅资料】1、相同的温度和体积下，气体压强与分子数成正比。
2、相同的温度和压强下，气体体积与分子数成正比。
【史料研究】
二百多年前，化学家拉瓦锡利用汞能和氧气发生反应的原理，采用图1装置测出氧气约占空气体积的1/5。
(1)加热时，曲颈甑内液态汞表面产生红色粉末，玻璃钟罩内的现象是 。
【设计与实验】
设计并利用图2装置测空气里氧气含量。
(2)主要步骤如下，正确的顺序为 （填序号）。
①弹簧夹夹紧胶皮管
②红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹
③点燃红磷后立即伸入瓶中并塞紧塞子
④检查装置气密性
(3)实验结束，集气瓶中剩余气体的主要成分是 。
【优化与实验】
同学们利用图2装置多次实验，水面均未上升到刻度“1”。经讨论后，分别取足量红磷、白磷采用图3装置进行实验，记录并处理数据分别如图4、图5。
(4)图4中氧气含量从8.05%上升到9.26%，原因可能是 。
(5)图5中段压强增大，原因是 。
【反思与交流】
(6)上述实验中汞、白磷和五氧化二磷有毒，对环境造成污染。结合实验原理和药品弊端，图3中的药品 （填“可以”或“不可以”）换成木炭。
【答案】(1)汞液面上升
(2)④①③②
(3)氮气
(4)反应结束后，温度下降气体逐渐混合均匀（合理即可）
(5)反应刚开始，温度升高对压强的影响比气体减少对压强的影响大（合理即可）
(6)不可以
【详解】（1）汞和氧气反应生成氧化汞固体，导致钟罩内气体减少，气压减小，则玻璃钟罩内的现象是汞液面上升；
（2）该实验的正确的顺序是检查装置气密性，在集气瓶中加入少量水，将水面上方空间分成5等份，用弹簧夹夹紧胶皮管，点燃红磷后立即伸入瓶中并塞紧塞子，红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，则正确的顺序为④①③②；
（3）红磷不跟氮气反应，所以实验结束，集气瓶中剩余气体的主要成分是氮气；
（4）图4中氧气含量从8.05%上升到9.26%，原因可能是反应结束后，温度下降，气体逐渐混合均匀或温度下降水蒸气变成液态；
（5）图5中BC段压强增大，原因是反应刚开始，温度升高对压强的影响比气体减少对压强的影响大；
（6）木炭在空气中燃烧生成二氧化碳气体，反应前后压强几乎不变，不可以代替白磷来测定空气中氧气的含量。
变式1： 某学习小组开展“测定空气中氧气的体积分数”的探究活动。
Ⅰ．史料研究
18世纪70年代，化学家拉瓦锡设计了如图-1所示装置，将少量的汞放在曲颈甑内，连续加热12天后，汞表面有红色粉末（氧化汞）产生，同时曲颈甑内的空气体积约减少五分之一。拉瓦锡再将所得红色粉末收集放入另一较小容器里强热，得到汞和一种气体，该气体能使带火星木条复燃，充分反应后，所得气体体积恰好等于原来密闭容器里所减少的那部分空气体积，进而计算得出空气中氧气的体积分数。
(1)连续加热12天的主要目的是 。
(2)曲颈甑内汞表面产生红色粉末时，钟罩内液面上升，产生该现象的原因是 。
(3)红色粉末加强热分解反应的文字表达式为 。
Ⅱ．实验测定
(4)学习小组设计图-2装置利用红磷燃烧粗略测定空气中氧气的体积分数。实验过程中发现，水面均未上升到刻度“1”可能的原因有 （写一点即可）。
(5)会污染空气，在教材中测定空气中氧气含量实验为铜粉在加热条件下与氧气反应，生成氧化铜固体如图-3。实验中需反复推拉注射器目的是 。室温下，图-3实验测定的数据如表（在气球完全干瘪的状态下测量注射器内气体的体积），则本实验测得空气中氧气的体积分数为 。
硬质玻璃管的体积 反应前注射器中空气的体积 反应后注射器中气体的体积
变式2： 为提高测定空气中氧气含量实验的精确度，科学兴趣小组对课本实验进行了创新 改进。(资料：已知： 白磷着火点为 40℃左右，即白磷达 40℃就会燃烧，燃烧时现象与红磷一样。)
实验Ⅰ：改进后的实验装置如图所示，据图回答下列问题：
(1)白磷燃烧的文字表达式为 。
(2)粗铜丝的作用是 。
(3)白磷从燃烧到熄灭的过程中，图中左侧玻璃管内液面的变化情况是 。
(4)与课本上的实验相比较，该装置的优点是 。(写一条)
实验Ⅱ：
【实验步骤】
①取一根玻璃管、用橡胶塞将一端密封：
②将食品脱氧剂粉末迅速装入玻璃管，立即向管口注入一滴水将玻璃管密封，水滴的下端标 为A，弹动玻璃管使脱氧剂粉末分布均匀且紧密，脱氧剂的上端标为O，如图甲所示：
③水平滚动玻璃管，使食品脱氧剂粉末平铺在玻璃管中，静置至水滴不再移动时，水滴的右 端标为B ，如图乙所示：
④用刻度尺测量出AO 段和 AB 段的长度，将数据记录在表格中。
⑤洗涤、干燥实验装置，重复上述实验。
实验次数 AO/mm AB/mm
1 523.5 109.5
2 525.5 110.0
3 527.0 110.5
【得出结论】
(5)根据上表中的实验数据，计算实验 2 中测得的氧气含量为 (结果精确到 0. 1%)。
【思考讨论】
(6)实验步骤③中，将食品脱氧剂粉末平铺在玻璃管中的目的是 。
(7)步骤③中水滴向右移动的原因是 。
(8)如果测量结果偏小，可能原因是 ___________(填序号)。
A．食品脱氧剂已变质 B．食品脱氧剂不足
C．第②步脱氧剂粉末分布不紧密 D．第③步未等水滴静止就测量
【反思评价】
(9)根据实验原理，在方便操作的前提下实验中使用的玻璃管越 (选填“粗” 或“细”)实验结果越准确。
变式3： 空气中氧气含量测定的再认识。
(一)用红磷测定空气中氧气的含量。
(1)图1反应的文字或符号表达式为 。
(2)图1实验中，不选择木炭的原因是 。
(3)为了更好地理解空气中氧气含量测定的压强变化，项目化学习小组同学在老师的指导下，利用压强传感器等仪器实时测定红磷燃烧实验装置内的压强变化。
图3是利用压强传感器测定红磷燃烧时集气瓶内压强变化的实验装置。图4是实验过程中，集气瓶内压强变化曲线)结合图3实验，解释图4中CD段压强下降的原因： 。
(4)某兴趣小组将实验装置图1改进为实验装置图2，你认为改进后的优点是： 。(答出一点即可)
(二)用铜粉测定空气中氧气的含量。
(5)图5测定原理是利用铜与氧气在加热条件下生成氧化铜，实验过程中不断推拉注射器活塞的目的是 。
(6)记录实验数据如下表：
硬质玻璃管中气体体积 反应前注射器中气体体积 充分反应后注射器中气体体积
25mL 15mL 9mL
计算得空气中氧气的体积分数为 (保留至0.1%)，测定结果存在误差的可能原因是 (写出一点即可)。
问题二 纯净物和混合物的判断
【解题技巧】：
1.纯净物：只由 物质组成的。（可用化学符号表示）
2.混合物：由 物质混合而成的。这些物质相互间不发生化学反应， 。
例：有下列物质：
①自来水 ②氮气 ③二氧化硫 ④五氧化二磷 ⑤二氧化碳 ⑥氦气
请用这些物质的数字代号填空：
(1)空气中含量最多的气体是 。
(2)污染空气的有害气体是 。
(3)属于混合物的是 。
(4)属于稀有气体的是 。
【答案】(1)②
(2)③
(3)①
(4)⑥
【详解】（1）空气的成分按体积计算，氮气 78%，氧气 21%，稀有气体 0.94%，二氧化碳 0.03%，其它气体和杂质 0.03%，其中最多的是氮气，故填②；
（2）污染空气的有害气体是二氧化硫，故填③；
（3）自来水含有水、矿物质、细菌等，属于混合物，故填①；
（4）稀有气体包括氦、氖、氩、氪、氙、氡，其中属于稀有气体的是氦气，故填⑥。
变式1： 下列物质：①冰水混合物②人体呼出的气体③液氧④水蒸气⑤二氧化碳⑥洁净的空气⑦铁水⑧汽水⑨加热高锰酸钾后的残余固体。其中属于纯净物的是 （填序号，下同）；属于混合物的是 。
变式2： 下列物质：①自来水；②洁净的空气；③冰水混合物；④牛奶；⑤铁；⑥硫粉；⑦75%的医用酒精；⑧液氮；⑨食盐溶液；⑩氩气；其中，混合物为： ；纯净物为： 。（填序号）
变式3： 下列物质中属于纯净物的一组是
①冰水混合物 ②洁净的空气 ③臭氧 ④汽水
A．①③ B．②④ C．①② D．③④
问题三 空气中各气体的性质和用途
【解题技巧】：
1.氧气具有氧化性能支持燃烧，但是不能燃烧，不能 。
2.氮气化学性质 ，常用作 （焊接金属的保护气、食品包装中充氮气以 ）
3.稀有气体化学性质很不活泼，可用作 。其中氦气还因为密度远小于空气而用于 ；
通电时能发出不同颜色的光，可制成多种用途的 ，如航标灯、照明灯、霓虹灯等。
例：下列关于空气的说法错误的是
A．空气中氮气的质量分数为78% B．稀有气体可用于制造电光源
C．医疗上可利用液氮冷冻治疗 D．空气质量级别越高，空气质量越差
【答案】A
【详解】A、空气中氮气的体积分数约为78%，不是质量分数。A错误。
B、稀有气体在通电时会发出特定颜色的光，因此可用于制造电光源。B正确。
C、液氮温度极低，可用于冷冻去除皮肤疣、痣或局部治疗，利用其低温使组织坏死。C正确。
D、空气质量级别越高，空气质量越差。D正确。
故选A。
变式1：在《全面推进美丽中国建设的意见》中提出建设美丽中国的重要目标，重点推进美丽蓝天的建设。要守护好蓝天，离不开对空气的保护。下列有关空气的说法正确的是
A．空气中体积分数最大的是氮气
B．、和是空气污染物
C．氧气具有可燃性，可用作火箭推进剂
D．稀有气体含量太少，对于人类没什么作用
变式2： 空气是人类生产活动的重要资源。下列关于空气的说法正确的是
A．空气中含有氧气，因此空气可直接用于医疗急救
B．将氮气充入食品包装袋中可起到防腐作用
C．人呼吸空气时呼出的气体中只含有二氧化碳
D．倡导“低碳”生活有利于防治酸雨
变式3： 空气是人类宝贵的自然资源，下列说法不正确的是
A．空气质量监测站对臭氧、一氧化碳等空气污染物进行测量，级别越大，质量越好
B．氮气的化学性质不活泼，可充入食品包装袋中防腐
C．稀有气体通电能发光，可制成霓虹灯
D．高温天气时，空调房窗户玻璃外有小水珠，说明空气中有水蒸气
06巩固分层练习——课后训练巩固，提升能力素养
【巩固基础】：
1.稀土分离技术决定一个国家的科技水平，下列化学家研究领域主要涉及稀土分离的是
A．拉瓦锡 B．徐光宪 C．屠呦呦 D．波义耳
2.稀土分离技术决定一个国家的科技水平，下列化学家研究领域主要涉及稀土分离的是
A．拉瓦锡 B．徐光宪 C．屠呦呦 D．波义耳
3.下列有关空气的说法正确的是
A．惰性气体可用作保护气
B．氧气能供给生物呼吸，约占空气质量的21%
C．SO2、O3、CO2为空气的主要污染物
D．臭氧层破坏和酸雨与空气污染无关
4.下列有关空气的说法正确的是
A．空气由空气分子构成 B．空气是一种宝贵的资源
C．氧气具有助燃性，可以作燃料 D．空气中的氮气含量很少
5.下列物质中，属于混合物的是
A．液态氧气 B．冰水混合物
C．澄清石灰水 D．红磷燃烧后生成的白烟
6.2025年我国推动美丽中国先行区建设，强调空气质量改善与绿色低碳发展。下列做法不符合这一要求的是
A．某钢铁厂升级设备，实现工业废气超低排放
B．推广使用电动公交车，减少化石燃料消耗
C．某化工企业为降低成本，将未处理的废气直接排放
D．社区开展“蓝天行动”，倡导居民减少露天烧烤
7.实验小组用下图装置测定空气中氧气的含量。
(1)该实验中红磷燃烧的现象为 。
(2)能说明空气中氧气含量的现象是，打开弹簧夹后水上升至 刻度。
(3)下列操作可能导致测定结果偏低的是___________。(填字母序号，下同)
A．红磷的量不足
B．点燃红磷，慢慢伸入瓶中
C．未冷却至室温就打开了弹簧夹
(4)若用硫粉来替红磷测空气中氧气含量是否可以？若不可，请说明原因 。
(5)反应完后集气瓶中剩余主要气体是 ，该气体的物理性质是 ，化学性质是 。(均写一条即可)
8.空气中含有多少氧气呢？学习小组开展“测定空气里氧气含量”的探究活动。
资料：1．红磷的着火点是240℃，白磷的着火点是40℃。
2．相同的温度和体积下，气体压强与分子数成正比。
3．相同的温度和压强下，气体体积与分子数成正比。
【史料研究】
二百多年前，化学家拉瓦锡利用汞能和氧气发生反应的原理，采用图1装置测出氧气约占空气体积的1/5。
(1)加热时，曲颈甑内液态汞表面产生红色粉末，玻璃钟罩内的现象是 ，产生该现象的原因是 。
【设计与实验】
设计并利用图2装置测空气里氧气含量。
(2)主要步骤如下，正确的顺序为 （填序号）。
①弹簧夹夹紧胶皮管
②红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹
③点燃红磷后立即伸入瓶中并塞紧塞子
④在集气瓶中加入少量水，将水面上方空间分成5等份
(3)实验结束，集气瓶中剩余气体的主要成分是 。
【优化与实验】
同学们利用图2装置多次实验，水面均未上升到刻度“1”。经讨论后，分别取足量红磷、白磷采用图3装置进行实验，记录并处理数据分别如图4、图5。
(4)图4中氧气含量从8.05%上升到9.26%，原因可能是 。
(5)图5中BC段压强增大，原因是 。计算白磷消耗的氧气占空气体积的 %（精确到0.01%）。
【能力提升】：
1.人类对空气成分探究经历了艰辛的过程。图1是拉瓦锡研究空气成分的装置，图2是仿照图1实验原理设计的装置。下列说法错误的是
A．图1曲颈甑中汞的用量会影响实验结果
B．图1拉瓦锡得出空气由氧气和氮气组成
C．图2若没有弹簧夹，测得氧气的体积大于五分之一
D．图2中可以用木炭代替红磷
2．空气是人类宝贵的财富。下列有关空气的说法错误的是
A．空气中二氧化碳含量比稀有气体含量高 B．酥脆饼干久置逐渐变软，说明空气中含有水
C．为延长普通灯泡的使用寿命可以充入氮气 D．空气中各种成分的含量是相对稳定的
3.我国空间站里的“人造空气”帮助宇航员实现了“太空漫步”的梦想。人造空气中含有70%的氮气、20%以上的氧气以及少量的二氧化碳，下列说法正确的是
A．为了宇航员呼吸，“人造空气”中氧气的体积分数越大越好
B．该“人造空气”的主要成分都不是空气污染物
C．“人造空气”与空气成分完全相同
D．燃着的木条在“人造空气”中会立即熄灭
冰箱中常用“气调保鲜”来达到对食物保鲜的效果。其中膜分离技术实现“气调保鲜”的部分流程如图所示。完成下面小题
4．下列说法不正确的是
A．上述流程中只发生了物理变化
B．空气过滤器的作用是去除空气中的尘埃和杂质
C．膜装置的主要功能是分离空气中的氧气和氮气
D．进入冰箱保鲜室内的气体是“富氧空气”
5．利用膜分离技术进行多级分离可以实现含氧量（体积比）超过90％的“富氧空气”，下列说法正确的是
A．“富氧空气”可以提高燃烧效率，因此可以用作助燃剂
B．“富氧空气”可以完全替代普通空气用于所有场合
C．“富氧空气”因纯度不够不能代替用于医疗急救
D．“富氧空气”是一种纯净物
6.图1所示装置可用于测定空气中氧气的含量。其中与集气瓶相连的压强传感器等电子设备能将集气瓶内气体压强精确地记录并保存下来。图2、图3是红磷、木炭分别在该装置中燃烧测得的压强-时间关系图（装置气密性良好，是集气瓶内初始压强，p和分别是反应结束后恢复到室温时集气瓶内的压强。已知相同条件下集气瓶中气体的压强与气体分子数成正比），下列说法错误的是
A．燃烧匙内所装红磷的用量对实验结果是有影响的
B．两个反应开始时集气瓶中压强瞬间变大均是由燃烧瞬间产生了大量气体引起的
C．图3中，是因为反应过程中消耗的氧气分子数与生成的二氧化碳分子数相等
D．若图2中，则可推出氧气约占空气总体积的21%
7.某化学兴趣小组的同学们设计了测定空气中氧气含量的实验，实验装置如图1所示。
实验步骤如下：
①检查装置气密性。
②在图1中集气瓶内加入少量水，并将水面上方空间分为5等份。
③在燃烧匙内装入足量的红磷，将导管上的止水夹夹紧，在酒精灯上点燃红磷，并立即伸入集气瓶内，塞紧橡胶塞。
④充分反应后，待集气瓶冷却至室温，打开止水夹。
请回答下列问题。
(1)该实验中红磷须稍过量，目的是 。
(2)步骤③中点燃红磷观察到的现象是 。
(3)实验结束，瓶内剩余气体的化学性质 (填“活泼”或“不活泼”)。
(4)已知：镁+氧气氧化镁，镁+氮气氮化镁(固体)。你认为 (填“能”或“不能”)用镁条代替红磷测定空气中氧气的含量，理由是 。
(5)小明将图1实验中的点火方式改为图2所示的点火方式，改进后装置的优点是 (写出一点即可)。
8.空气中含有多少氧气呢？学习小组开展“测定空气里氧气含量”的探究活动。
【资料】
①红磷的着火点是240℃，白磷的着火点是40℃。
②相同的温度和体积下，气体压强与分子数成正比。
③相同的温度和压强下，气体体积与分子数成正比。
【史料研究】
二百多年前，化学家拉瓦锡利用汞能和氧气发生反应的原理，采用图1甲装置测出氧气约占空气体积的1/5。
(1)加热时，曲颈甑内液态汞表面产生红色粉末，玻璃钟罩液面上升，产生该现象的原因是 。
【设计与实验】
设计并利用图1乙装置测空气里氧气含量。
(2)主要步骤如下，正确的顺序为 (填序号)。
①弹簧夹夹紧胶皮管
②红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹
③点燃红磷后立即伸入瓶中并塞紧塞子
④在集气瓶中加入少量水，将水面上方空间分成5等份
(3)实验结束，集气瓶中剩余气体的主要成分是 。
【优化与实验】
同学们利用图1乙装置多次实验，水面均未上升到刻度“1”。经讨论后，分别取足量红磷、白磷采用图2甲装置进行实验，记录并处理数据分别如图2乙、图2丙。
(4)图2乙中氧气含量从8.05%上升到9.26%，原因可能是 。
(5)图2丙中BC段压强增大，原因是 。
【反思与交流】
(6)图1乙实验水面未达到刻度“1”，原因是装置中的氧气未消耗完。红磷燃烧不能将氧气消耗完的主要原因是 。第二单元 走进化学世界
课题1 我们周围的空气
学习导航
01核心素养目标——明确内容要求，落实学习任务
02知识思维导图——构建知识体系，加强学习记忆
03课题知识梳理——梳理教材内容，掌握基础知识
04知识当堂检测——课堂自我检测，发现知识盲点
05重难点强训练——探究重点难点，突破学习任务
06巩固分层练习——课后训练巩固，提升能力素养
01核心素养目标——明确内容要求，落实学习
1.通过了解空气主要由氛气、氧气、稀有气体和二氧化碳等组成及其体积分数。根据物质的组成对物质进行分类，能区分纯净物和混合物；
2.通过实验探究，初步理解空气中氧气含量测定的实验方法及原理。
3.根据氮气、稀有气体的主要性质，了解它们的相关用途；列举空气污染的危害及防治方法，初步形成环保意识。
4.通过在自主设计实验探究的过程中，体验探究的乐趣，发展学习化学的兴趣。在课堂训练的过程中让学生体验成就感，感受自己也是创作的天才。
02知识思维导图——明确内容要求，落实学习任务
03课题知识梳理——梳理教材内容，掌握基础知识
空气的组成
空气的成分：
氮气N2 78%，氧气O2 21%，稀有气体0.94%，二氧化碳CO2 0.03%，其他气体0.03%
2.空气中氧气含量的测定
拉瓦锡测定氧气的含量：
实验原理：2Hg+O2 △ 2HgO。
测定空气中氧气的含量
实验原理：红磷在密闭容器中燃烧消耗氧气，瓶内气体减少，密闭容器中压强减小，打开弹簧夹后，大气压将烧杯中的水压入集气瓶中。（压入的水的体积=被消耗的氧气的体积）
（2）实验装置：
（3）反应表达式：磷+氧气五氧化二磷 P + O2 P2O5
（4）实验现象：
红磷（或白磷）燃烧，生成大量白烟，放出热量。
水进入集气瓶水的体积约占空气体积的1/5。
（5）实验结论：氧气约占空气体积的1/5，空气是混合物。
注意事项：
①装置的气密性要好，不漏气；
②药品必须要足量；
③读数时要冷却至室温；
④要先夹紧橡皮管，然后再点燃红磷，迅速伸入集气瓶立即塞紧瓶塞。
（6）误差分析：
实测<真实，可能原因：红磷量不足；装置气密性差；未冷却至室温就打开弹簧夹。
实测>真实，可能原因：弹簧夹未夹或未夹紧；点燃红磷伸入过慢。
（7）试剂选择：
物质能在空气中燃烧且只与氧气反应，燃烧后的生成物为固体或液体（体积忽略不计）。
（8）集气瓶中水的作用：
①吸收有毒的五氧化二磷（固体）
②吸热加快降温。
（9）瓶中剩余的主要气体是：
氮气（化学性质：不可燃不助燃；物理性质：难溶于水）
拓展装置：
【注意事项】
红磷替代品需要满足的条件：
（1）能在空气中燃烧（不能选择铁，铁在空气中不燃烧）；
（2）只与氧气反应（不能选择镁，金属镁在空气中会和氮气、二氧化碳发生反应）；
（3）不能生成气体（不能选择碳、硫，会生成二氧化碳、二氧化硫气体物质）。
3.纯净物混合物的区别
纯净物是由一种物质组成的物质。
混合物是由两种或两种以上物质组成的物质。
空气是一种宝贵的的资源
氧气：
用途主要是供给呼吸和支持燃烧，还可用于钢铁冶炼、金属焊接等。
氮气：
用途，它是制造硝酸和氮肥的重要原料；由于但其性质不活泼，因此常用作保护气；液态还可用作制冷剂。
稀有气体
化学性质稳定，可用作工业生产和科学实验中的保护气，在通电时可以发出不同颜色的光，填充在灯管中，用于制造多种用途的电光源。
保护空气
1.造成空气污染的物质：排放到空气中的有害气体和烟尘。
2.污染危害：损害人体健康、影响作物生长、破坏生态平衡。
3.环境问题：
温室效应（二氧化碳含量过多引起，甲烷等也能造成）
臭氧空洞（飞机的尾气、制冷剂氟里昂的排放）、
酸雨（由二氧化硫、二氧化氮引起）二氧化碳能造成温室效应加剧，但不是空气污染物
保护大气环境的措施：
①使用清洁能源；
②加强空气质量监测；
③积极植树、种草等。
5.空气质量日报：
目前计入空气污染指数的有害气体和烟尘主要包括：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、臭氧、可吸入颗粒物、总悬浮颗粒物等。
空气污染指数越小越好，空气质量级别越低越好，表示颜色绿色最好。
【易错警示】
稀有气体通电发光是利用物理性质。在常温常压下，它们都是无色无味的单原子气体。稀有气体用于电光源是利用了通电时它们会发出不同颜色的有色光，这一变化过程中无新物质生成，属于物理变化，该过程中表现出来的性质为物理性质。
04知识当堂检测——课堂自我检测，发现知识盲点
1.关于拉瓦锡研究空气成分实验的表述，存在科学性错误的是
A．实验中汞需要足量 B．曲颈甑中的汞可以换成硫粉
C．曲颈甑中汞的作用是消耗氧气 D．钟罩内液面上升推测钟罩内气体压强减小
【答案】B
【详解】A、实验中汞需要足量，这样才能将曲颈甑和钟罩内空气中的氧气完全消耗掉，从而准确测定空气成分，该表述正确；
B、曲颈甑中的汞不能换成硫粉，硫粉在空气中燃烧生成二氧化硫气体，装置内气体压强变化不明显，无法准确测定空气中氧气的含量，该表述错误；
C、曲颈甑中汞在加热条件下与氧气反应生成氧化汞，其作用是消耗氧气，该表述正确；
D、钟罩内液面上升，是因为氧气被消耗，钟罩内气体减少，压强减小，在外界大气压作用下，液面上升，该表述正确。
故选B。
2.下列有关空气的说法不正确的是
A．最早证明空气是由氧气和氮气组成的科学家是拉瓦锡
B．空气中的氧气有助燃性，可用作火箭发射的燃料
C．空气质量报告中所列的空气质量指数级别越高，空气质量越差
D．空气污染物：二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、可吸入颗粒物、臭氧等
【答案】B
【详解】A、拉瓦锡通过定量实验，最早证明空气是由氧气和氮气组成，故A说法正确；
B、空气中的氧气有助燃性，不具有可燃性，不可用作火箭发射的燃料，故B说法错误；
C、空气质量报告中所列的空气质量指数级别越高，所含污染物越多，则空气质量越差，故C说法正确；
D、目前计入空气质量评价的主要污染物有：二氧化硫（SO2）、一氧化碳（CO）、二氧化氮（NO2）、可吸入颗粒物（PM10）、细颗粒物（PM2.5）和臭氧（O3）等，故D说法正确；
故选B。
3.某化学兴趣小组的同学在老师的指导下完成如下图所示实验。
关于该实验，有如下说法
①红磷熄灭并冷却到室温才能打开弹簧夹
②燃烧足量的红磷可使进入集气瓶中水的体积约占集气瓶体积的4/5
③点燃红磷缓慢插入集气瓶会导致结果小于1/5
④此实验反应后集气瓶内剩余的气体，既不易溶于水，也不支持燃烧
⑤该实验能证明空气是混合物
其中正确说法的个数有
A．2个 B．3个 C．4个 D．5个
【答案】B
【详解】①红磷熄灭并冷却到室温才能打开弹簧夹，若没有冷却就打开弹簧夹，由于装置中温度过高，压强偏大，倒流入瓶内的水的体积偏小，则实验结果偏小，说法正确；
②燃烧足量的红磷可使进入集气瓶中水的体积约占集气瓶体积的1/5，而不是4/5，说法不正确；
③将点燃的红磷缓慢插入集气瓶中，由于装置中空气受热逸出，使最终倒吸入水的体积偏大，则会导致结果大于1/5，说法不正确；
④由于最终红磷在剩余气体中熄灭，且进入的水达到一定液面后就不再升高，则说明剩余的气体既不易溶于水，也不支持燃烧，说法正确；
⑤该实验证明了空气中有氧气、氮气等，属于混合物，说法正确；
说法正确的有3个，故选B。
4.下列都是与生活相关的物质，其中属于纯净物的是
A．澄清石灰水 B．石油 C．体温计中的水银 D．食醋
【答案】C
【详解】纯净物只含一种物质，混合物含有两种或两种以上物质。
A、澄清石灰水是氢氧化钙溶于水形成的溶液，其中包含水和氢氧化钙，属于混合物，选项错误；
B、石油含有多种烷烃、环烷烃、芳香烃等物质，属于混合物，不属于纯净物，选项错误；
C、体温计中的水银是金属汞，只含有汞这一种物质，属于纯净物，选项正确；
D、食醋是醋酸的水溶液，通常还含有水、色素、香料等成分，不属于纯净物，选项错误。
故选：C。
5.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。
（资料：铜在加热的条件下能与氧气反应，生成黑色固体氧化铜）
(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，从而达到物质的分离。
(2)装置B实验过程中，需要不断推拉注射器活塞的目的是 ，利用此装置进行实验，可能造成实验误差的因素是 （答一条即可）。
(3)写出装置C中反应的文字表达式： 。
(4)利用装置D进行实验，白磷在热水加热的条件下会着火燃烧，实验开始时，活塞会向 移，充分冷却后活塞应停留在刻度 处，若不充分冷却，活塞停留的刻度可能在 之间。
【答案】(1) A 汞 化学
使铜粉与氧气充分反应 铜粉量过少
(3)
(4) 右 4 4和5
【详解】（1）如图所示，拉瓦锡用装置A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，汞与氧气在加热条件下反应生成氧化汞，铜与氧气在加热条件下反应生成氧化铜，红磷与氧气在点燃条件下反应生成五氧化二磷，以上实验的原理都是采用化学方法，从混合气体中除去某种气体，从而达到物质的分离；
（2）装置B实验过程中，需要不断推拉注射器活塞的目的是使铜粉与氧气充分反应；
利用B装置进行实验，可能造成实验误差的因素是铜粉量过少造成氧气未消耗完等；
（3）装置C中红磷在氧气中燃烧生成五氧化二磷，文字表达式为；
（4）利用装置D进行实验，白磷在热水加热的条件下会着火燃烧，实验开始时，由于白磷燃烧放热，使得装置内温度升高，压强增大，因此活塞会向右移，随着反应的进行，氧气被消耗，由于氧气约占空气总体积的五分之一，则充分冷却后活塞应停留在刻度处，若不充分冷却，会导致测量结果偏小，则活塞停留的刻度可能在4和5之间。
05重难点强训练——探究重点难点，突破学习任务
问题一 空气中氧气含量的测定
【解题技巧】：
1.装置的气密性要好，不漏气；
药品必须要足量；
读数时要冷却至室温；
要先夹紧橡皮管，然后再点燃红磷，迅速伸入集气瓶立即塞紧瓶塞。
2.红磷替代品不能选择铁，铁在空气中不燃烧；
红磷替代品不能选择镁，金属镁在空气中会和氮气、二氧化碳发生反应；
红磷替代品不能选择碳、硫，会生成二氧化碳、二氧化硫气体物质。
例：空气中含有多少氧气呢？学习小组开展“测定空气里氧气含量”的探究活动。
【查阅资料】1、相同的温度和体积下，气体压强与分子数成正比。
2、相同的温度和压强下，气体体积与分子数成正比。
【史料研究】
二百多年前，化学家拉瓦锡利用汞能和氧气发生反应的原理，采用图1装置测出氧气约占空气体积的1/5。
(1)加热时，曲颈甑内液态汞表面产生红色粉末，玻璃钟罩内的现象是 。
【设计与实验】
设计并利用图2装置测空气里氧气含量。
(2)主要步骤如下，正确的顺序为 （填序号）。
①弹簧夹夹紧胶皮管
②红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹
③点燃红磷后立即伸入瓶中并塞紧塞子
④检查装置气密性
(3)实验结束，集气瓶中剩余气体的主要成分是 。
【优化与实验】
同学们利用图2装置多次实验，水面均未上升到刻度“1”。经讨论后，分别取足量红磷、白磷采用图3装置进行实验，记录并处理数据分别如图4、图5。
(4)图4中氧气含量从8.05%上升到9.26%，原因可能是 。
(5)图5中段压强增大，原因是 。
【反思与交流】
(6)上述实验中汞、白磷和五氧化二磷有毒，对环境造成污染。结合实验原理和药品弊端，图3中的药品 （填“可以”或“不可以”）换成木炭。
【答案】(1)汞液面上升
(2)④①③②
(3)氮气
(4)反应结束后，温度下降气体逐渐混合均匀（合理即可）
(5)反应刚开始，温度升高对压强的影响比气体减少对压强的影响大（合理即可）
(6)不可以
【详解】（1）汞和氧气反应生成氧化汞固体，导致钟罩内气体减少，气压减小，则玻璃钟罩内的现象是汞液面上升；
（2）该实验的正确的顺序是检查装置气密性，在集气瓶中加入少量水，将水面上方空间分成5等份，用弹簧夹夹紧胶皮管，点燃红磷后立即伸入瓶中并塞紧塞子，红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，则正确的顺序为④①③②；
（3）红磷不跟氮气反应，所以实验结束，集气瓶中剩余气体的主要成分是氮气；
（4）图4中氧气含量从8.05%上升到9.26%，原因可能是反应结束后，温度下降，气体逐渐混合均匀或温度下降水蒸气变成液态；
（5）图5中BC段压强增大，原因是反应刚开始，温度升高对压强的影响比气体减少对压强的影响大；
（6）木炭在空气中燃烧生成二氧化碳气体，反应前后压强几乎不变，不可以代替白磷来测定空气中氧气的含量。
变式1： 某学习小组开展“测定空气中氧气的体积分数”的探究活动。
Ⅰ．史料研究
18世纪70年代，化学家拉瓦锡设计了如图-1所示装置，将少量的汞放在曲颈甑内，连续加热12天后，汞表面有红色粉末（氧化汞）产生，同时曲颈甑内的空气体积约减少五分之一。拉瓦锡再将所得红色粉末收集放入另一较小容器里强热，得到汞和一种气体，该气体能使带火星木条复燃，充分反应后，所得气体体积恰好等于原来密闭容器里所减少的那部分空气体积，进而计算得出空气中氧气的体积分数。
(1)连续加热12天的主要目的是 。
(2)曲颈甑内汞表面产生红色粉末时，钟罩内液面上升，产生该现象的原因是 。
(3)红色粉末加强热分解反应的文字表达式为 。
Ⅱ．实验测定
(4)学习小组设计图-2装置利用红磷燃烧粗略测定空气中氧气的体积分数。实验过程中发现，水面均未上升到刻度“1”可能的原因有 （写一点即可）。
(5)会污染空气，在教材中测定空气中氧气含量实验为铜粉在加热条件下与氧气反应，生成氧化铜固体如图-3。实验中需反复推拉注射器目的是 。室温下，图-3实验测定的数据如表（在气球完全干瘪的状态下测量注射器内气体的体积），则本实验测得空气中氧气的体积分数为 。
硬质玻璃管的体积 反应前注射器中空气的体积 反应后注射器中气体的体积
【答案】(1)使氧气完全反应
(2)汞与氧气反应，钟罩内气体减少，压强减小
(3)
(4)红磷的量不足或装置漏气或未冷却至室温就打开弹簧夹
(5) 加速空气流通，使装置内的氧气完全反应 20.8%
【详解】（1）连续加热12天的主要目的是使氧气充分反应，使实验结果更准确，故填：使氧气充分反应；
（2）汞与氧气反应生成氧化汞，导致钟罩内气体减少，气压减小，故玻璃钟罩内汞液面上升，故填：汞与氧气反应，钟罩内气体减少，压强减小；
（3）红色粉末为汞和氧气反应生成的氧化汞，氧化汞受热分解生成汞和氧气，该反应的文字表达式为：；
（4）实验过程中发现，水面均未上升到刻度“1”，即实验结果偏小，可能是红磷的量不足，不能将装置内氧气耗尽，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；
（5）实验中需反复推拉注射器目的是：加速空气流通，使装置中的氧气完全反应；
该实验中铜粉消耗氧气，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，故注射器活塞右移，注射器内减少的体积就是消耗氧气的体积，则测得空气中氧气的体积分数为：。
变式2： 为提高测定空气中氧气含量实验的精确度，科学兴趣小组对课本实验进行了创新 改进。(资料：已知： 白磷着火点为 40℃左右，即白磷达 40℃就会燃烧，燃烧时现象与红磷一样。)
实验Ⅰ：改进后的实验装置如图所示，据图回答下列问题：
(1)白磷燃烧的文字表达式为 。
(2)粗铜丝的作用是 。
(3)白磷从燃烧到熄灭的过程中，图中左侧玻璃管内液面的变化情况是 。
(4)与课本上的实验相比较，该装置的优点是 。(写一条)
实验Ⅱ：
【实验步骤】
①取一根玻璃管、用橡胶塞将一端密封：
②将食品脱氧剂粉末迅速装入玻璃管，立即向管口注入一滴水将玻璃管密封，水滴的下端标 为A，弹动玻璃管使脱氧剂粉末分布均匀且紧密，脱氧剂的上端标为O，如图甲所示：
③水平滚动玻璃管，使食品脱氧剂粉末平铺在玻璃管中，静置至水滴不再移动时，水滴的右 端标为B ，如图乙所示：
④用刻度尺测量出AO 段和 AB 段的长度，将数据记录在表格中。
⑤洗涤、干燥实验装置，重复上述实验。
实验次数 AO/mm AB/mm
1 523.5 109.5
2 525.5 110.0
3 527.0 110.5
【得出结论】
(5)根据上表中的实验数据，计算实验 2 中测得的氧气含量为 (结果精确到 0. 1%)。
【思考讨论】
(6)实验步骤③中，将食品脱氧剂粉末平铺在玻璃管中的目的是 。
(7)步骤③中水滴向右移动的原因是 。
(8)如果测量结果偏小，可能原因是 ___________(填序号)。
A．食品脱氧剂已变质 B．食品脱氧剂不足
C．第②步脱氧剂粉末分布不紧密 D．第③步未等水滴静止就测量
【反思评价】
(9)根据实验原理，在方便操作的前提下实验中使用的玻璃管越 (选填“粗” 或“细”)实验结果越准确。
【答案】(1)
(2)引燃白磷
(3)先下降后上升，最后停留在 1 刻度处
(4)不污染空气（或者实验装置始终密封，减小了误差）
(5)20.9%
(6)增大食品脱氧剂粉末与氧气的接触面积，使食品脱氧剂粉末充分消耗氧气
(7)食品脱氧剂能够消耗空气中的氧气，氧气消耗后，装置内的气压减小，在外界大气压作用下，使水滴向右移动
(8)ABD
(9)细
【详解】（1）白磷在氧气中燃烧生成五氧化二磷，文字表达式为：
（2）粗铜丝具有良好的导热性，其作用是将酒精灯的热量传递给白磷，达到白磷的着火点，从而引燃白磷。
（3）磷燃烧时放出大量的热，使装置内气体受热膨胀，压强增大，左侧玻璃管内液面下降；燃烧消耗氧气后，装置内气体减少，压强减小，冷却至室温后，液面又上升。因为氧气约占空气体积的，所以最后液面上升到刻度 1 处。即液面的变化情况是先下降后上升，最后停留在 1 刻度处。
（4）与课本上的实验相比较，该装置在密闭环境中进行实验，生成的五氧化二磷不会扩散到空气中，优点是不污染空气（或者实验装置始终密封，减小了误差）。
（5）实验 2 中，AO段长度为525.5mm，AB段长度为110.0mm，氧气含量 =× 100% =× 100% ≈ 20.9% 。
（6） 将食品脱氧剂粉末平铺在玻璃管中的目的是增大食品脱氧剂粉末与氧气的接触面积，使食品脱氧剂粉末充分消耗氧气。
（7）步骤③中水滴向右移动的原因是食品脱氧剂能够消耗空气中的氧气，氧气消耗后，装置内的气压减小，在外界大气压作用下，使水滴向右移动。
（8）A、食品脱氧剂已变质，不能消耗氧气，会导致测量结果偏小。
B、食品脱氧剂不足，不能将氧气完全消耗，会导致测量结果偏小。
C、第②步脱氧剂粉末分布不紧密，对测量结果影响不大。
D、第③步未等水滴静止就测量，此时装置内压强还未稳定，会导致测量结果偏小。
故测量结果偏小的可能原因是 ABD。
（9） 根据实验原理，在方便操作的前提下，实验中使用的玻璃管越细，相同体积变化引起的液面移动距离越大，实验结果越准确。
变式3： 空气中氧气含量测定的再认识。
(一)用红磷测定空气中氧气的含量。
(1)图1反应的文字或符号表达式为 。
(2)图1实验中，不选择木炭的原因是 。
(3)为了更好地理解空气中氧气含量测定的压强变化，项目化学习小组同学在老师的指导下，利用压强传感器等仪器实时测定红磷燃烧实验装置内的压强变化。
图3是利用压强传感器测定红磷燃烧时集气瓶内压强变化的实验装置。图4是实验过程中，集气瓶内压强变化曲线)结合图3实验，解释图4中CD段压强下降的原因： 。
(4)某兴趣小组将实验装置图1改进为实验装置图2，你认为改进后的优点是： 。(答出一点即可)
(二)用铜粉测定空气中氧气的含量。
(5)图5测定原理是利用铜与氧气在加热条件下生成氧化铜，实验过程中不断推拉注射器活塞的目的是 。
(6)记录实验数据如下表：
硬质玻璃管中气体体积 反应前注射器中气体体积 充分反应后注射器中气体体积
25mL 15mL 9mL
计算得空气中氧气的体积分数为 (保留至0.1%)，测定结果存在误差的可能原因是 (写出一点即可)。
【答案】(1)/
(2)木炭燃烧生成二氧化碳气体，会使瓶内压强变化不明显
(3)红磷燃烧消耗氧气，温度逐渐恢复至室温
(4)实验结果更准确/更环保
(5)使铜粉与氧气充分反应
(6) 15.0% 铜粉的量不足/装置漏气
【详解】（1）红磷在空气中燃烧生成五氧化二磷，文字表达式为，符号表达式为。
（2）木炭燃烧生成二氧化碳气体，会使瓶内压强变化不明显，燃烧停止后水不能进入集气瓶，所以不选择木炭。
（3） CD 段压强下降是因为红磷燃烧消耗氧气，温度逐渐恢复至室温，瓶内压强减小。
（4） 改进后的装置始终密闭，实验结果更准确，且能减少污染等。
（5） 实验过程中不断推拉注射器活塞，可以促进空气流通，目的是使铜粉与氧气充分反应。
（6）空气中氧气的体积分数为；
测定结果偏小，存在误差的可能原因有铜粉的量不足、装置漏气等。
问题二 纯净物和混合物的判断
【解题技巧】：
1.纯净物：只由一种物质组成的。（可用化学符号表示）
2.混合物：由两种或多种物质混合而成的。这些物质相互间不发生化学反应，各物质都保持各自的性质。
例：有下列物质：
①自来水 ②氮气 ③二氧化硫 ④五氧化二磷 ⑤二氧化碳 ⑥氦气
请用这些物质的数字代号填空：
(1)空气中含量最多的气体是 。
(2)污染空气的有害气体是 。
(3)属于混合物的是 。
(4)属于稀有气体的是 。
【答案】(1)②
(2)③
(3)①
(4)⑥
【详解】（1）空气的成分按体积计算，氮气 78%，氧气 21%，稀有气体 0.94%，二氧化碳 0.03%，其它气体和杂质 0.03%，其中最多的是氮气，故填②；
（2）污染空气的有害气体是二氧化硫，故填③；
（3）自来水含有水、矿物质、细菌等，属于混合物，故填①；
（4）稀有气体包括氦、氖、氩、氪、氙、氡，其中属于稀有气体的是氦气，故填⑥。
变式1： 下列物质：①冰水混合物②人体呼出的气体③液氧④水蒸气⑤二氧化碳⑥洁净的空气⑦铁水⑧汽水⑨加热高锰酸钾后的残余固体。其中属于纯净物的是 （填序号，下同）；属于混合物的是 。
【答案】 ①③④⑤⑦ ②⑥⑧⑨
【详解】纯净物，由一种物质组成：①冰水混合物（仅含）、③液氧（仅含）、④水蒸气（仅含）、⑤二氧化碳（仅含）、⑦铁水（仅含）均为单一物质组成，属于纯净物；
混合物，由两种或两种以上物质混合而成：②人体呼出的气体（含、、等）、⑥洁净的空气（含、等）、⑧汽水（含、、糖分等）、⑨加热高锰酸钾后的残余固体（含、，或未分解的）均由多种物质组成，均属于混合物。
故填：①③④⑤⑦；②⑥⑧⑨
变式2： 下列物质：①自来水；②洁净的空气；③冰水混合物；④牛奶；⑤铁；⑥硫粉；⑦75%的医用酒精；⑧液氮；⑨食盐溶液；⑩氩气；其中，混合物为： ；纯净物为： 。（填序号）
【答案】 ①②④⑦⑨ ③⑤⑥⑧⑩
【分析】①自来水中含有多种物质，属于混合物；②洁净的空气中含有氮气、氧气等多种物质，属于混合物；③冰水混合物只由水一种物质组成，属于纯净物；④牛奶中含有多种物质，属于混合物；⑤铁只由一种物质组成，属于纯净物；⑥硫粉只由一种物质组成，属于纯净物；⑦75%的医用酒精中含有酒精和水，属于混合物；⑧液氮只由一种物质组成，属于纯净物；⑨食盐溶液中含有氯化钠和水，属于混合物；⑩氩气只由一种物质组成，属于纯净物。
【详解】由分析可知，属于混合物的是①②④⑦⑨；属于纯净物的是③⑤⑥⑧⑩。
变式3： 下列物质中属于纯净物的一组是
①冰水混合物 ②洁净的空气 ③臭氧 ④汽水
A．①③ B．②④ C．①② D．③④
【答案】A
【详解】①冰水混合物：冰和水都是水的不同状态（固态和液态），属于同一种物质，因此是纯净物；
②洁净的空气：空气由氮气、氧气、二氧化碳等多种气体组成，即使“洁净”也改变不了其混合物的本质，因此是混合物；
③臭氧：是由一种物质组成的，因此是纯净物；
④汽水：汽水含有水、二氧化碳等多种物质，因此是混合物。
故属于纯净物的使①和③。
故选A。
问题三 空气中各气体的性质和用途
【解题技巧】：
1.氧气具有氧化性能支持燃烧，但是不能燃烧，不能作燃料。
2.氮气化学性质不活泼，常用作保护气（焊接金属的保护气、食品包装中充氮气以防腐）
3.稀有气体化学性质很不活泼，可用作保护气。其中氦气还因为密度远小于空气而用于填充探空气球；
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、照明灯、霓虹灯等。
例：下列关于空气的说法错误的是
A．空气中氮气的质量分数为78% B．稀有气体可用于制造电光源
C．医疗上可利用液氮冷冻治疗 D．空气质量级别越高，空气质量越差
【答案】A
【详解】A、空气中氮气的体积分数约为78%，不是质量分数。A错误。
B、稀有气体在通电时会发出特定颜色的光，因此可用于制造电光源。B正确。
C、液氮温度极低，可用于冷冻去除皮肤疣、痣或局部治疗，利用其低温使组织坏死。C正确。
D、空气质量级别越高，空气质量越差。D正确。
故选A。
变式1：在《全面推进美丽中国建设的意见》中提出建设美丽中国的重要目标，重点推进美丽蓝天的建设。要守护好蓝天，离不开对空气的保护。下列有关空气的说法正确的是
A．空气中体积分数最大的是氮气
B．、和是空气污染物
C．氧气具有可燃性，可用作火箭推进剂
D．稀有气体含量太少，对于人类没什么作用
【答案】A
【详解】A、空气中体积分数最大的气体是氮气，约占78%，故选项说法正确；
B、和都是有毒气体，是空气污染物，而氧气是空气主要成分之一，不是空气污染物，故选项说法不正确；
C、氧气具有助燃性，没有可燃性，不能作燃料，但可用作火箭推进剂中的助燃剂，故选项说法不正确；
D、稀有气体虽然含量少，但有着广泛的用途，如可用于制作霓虹灯等，故选项说法不正确。
故选A。
变式2： 空气是人类生产活动的重要资源。下列关于空气的说法正确的是
A．空气中含有氧气，因此空气可直接用于医疗急救
B．将氮气充入食品包装袋中可起到防腐作用
C．人呼吸空气时呼出的气体中只含有二氧化碳
D．倡导“低碳”生活有利于防治酸雨
【答案】B
【详解】A. 空气中氧气浓度（约21%）不足以满足医疗急救需求（需高浓度氧气），故说法错误；
B. 氮气化学性质稳定，可隔绝氧气抑制微生物生长，故说法正确；
C. 呼出气体仍含氮气、氧气等，并非仅二氧化碳，故说法错误；
D. 酸雨主要由硫或氮氧化物引起，与二氧化碳（“低碳”目标）无关，故说法错误。
故选B。
变式3： 空气是人类宝贵的自然资源，下列说法不正确的是
A．空气质量监测站对臭氧、一氧化碳等空气污染物进行测量，级别越大，质量越好
B．氮气的化学性质不活泼，可充入食品包装袋中防腐
C．稀有气体通电能发光，可制成霓虹灯
D．高温天气时，空调房窗户玻璃外有小水珠，说明空气中有水蒸气
【答案】A
【详解】A、空气质量监测站对臭氧、一氧化碳等污染物进行测量，使用空气质量指数（AQI）表示污染程度；AQI 级别越大，表示污染物浓度越高，空气质量越差，说法错误，符合题意；
B、氮气占空气体积约 78%，化学性质不活泼（不易与其他物质反应），可隔绝氧气，防止食品氧化变质，常用于食品包装袋防腐，说法正确，不符合题意；
C、稀有气体（如氖、氩）在通电时发出特定颜色的光（如氖发红光），利用此性质可制成霓虹灯，说法正确，不符合题意；
D、高温天气时，空调房内冷、外热，外部空气中的水蒸气遇冷玻璃凝结成小水珠，说明空气中含有水蒸气，说法正确，不符合题意。
故选A。
06巩固分层练习——课后训练巩固，提升能力素养
【巩固基础】：
1.稀土分离技术决定一个国家的科技水平，下列化学家研究领域主要涉及稀土分离的是
A．拉瓦锡 B．徐光宪 C．屠呦呦 D．波义耳
【答案】B
【详解】A、拉瓦锡通过实验得出了空气是由氧气和氮气组成的结论，他的研究主要集中在空气成分的测定方面，而非稀土分离，A 选项错误；
B、徐光宪是我国著名的化学家，他在稀土分离领域进行了深入且系统的研究，建立了具有普适性的串级萃取理论，为稀土元素的分离及相关产业的发展作出了巨大贡献，B 选项正确；
C、屠呦呦的主要贡献是发现青蒿素，这种物质对治疗疟疾有显著效果，她的研究领域是医药化学，和稀土分离没有关系，C 选项错误；
D、波义耳是近代化学的奠基人之一，他提出了元素的概念，对化学元素的研究起到了开创性作用，但他的研究不涉及稀土分离，D 选项错误。
故选B。
2.稀土分离技术决定一个国家的科技水平，下列化学家研究领域主要涉及稀土分离的是
A．拉瓦锡 B．徐光宪 C．屠呦呦 D．波义耳
【答案】B
【详解】A、拉瓦锡通过实验得出了空气是由氧气和氮气组成的结论，他的研究主要集中在空气成分的测定方面，而非稀土分离，A 选项错误；
B、徐光宪是我国著名的化学家，他在稀土分离领域进行了深入且系统的研究，建立了具有普适性的串级萃取理论，为稀土元素的分离及相关产业的发展作出了巨大贡献，B 选项正确；
C、屠呦呦的主要贡献是发现青蒿素，这种物质对治疗疟疾有显著效果，她的研究领域是医药化学，和稀土分离没有关系，C 选项错误；
D、波义耳是近代化学的奠基人之一，他提出了元素的概念，对化学元素的研究起到了开创性作用，但他的研究不涉及稀土分离，D 选项错误。
故选B。
3.下列有关空气的说法正确的是
A．惰性气体可用作保护气
B．氧气能供给生物呼吸，约占空气质量的21%
C．SO2、O3、CO2为空气的主要污染物
D．臭氧层破坏和酸雨与空气污染无关
【答案】A
【详解】A、惰性气体（稀有气体）化学性质稳定，不易与其他物质反应，常用作保护气，正确；
B、氧气具有氧化性，能供给生物呼吸，氧气约占空气体积的21%，而非质量，错误；
C、二氧化硫能导致酸雨的发生，臭氧具有强氧化性，它们均属于空气污染物，但是二氧化碳是空气的组成成分之一，不属于空气污染物，错误；
D、臭氧层破坏由氟氯烃等污染物引起，酸雨由二氧化硫等导致，均与空气污染直接相关。错误。
故选A。
4.下列有关空气的说法正确的是
A．空气由空气分子构成 B．空气是一种宝贵的资源
C．氧气具有助燃性，可以作燃料 D．空气中的氮气含量很少
【答案】B
【详解】A、空气中含有氮气、氧气等，氮气由氮分子构成，氧气由氧分子构成，则空气由氮分子、氧分子等多种分子构成，说法错误，不符合题意；
B、空气是一种宝贵的资源，说法正确，符合题意；
C、氧气具有助燃性，可用作助燃剂，氧气不具有可燃性，不能用作燃料，说法错误，不符合题意；
D、空气中氮气含量最多，约占空气体积分数的78%，说法错误，不符合题意。
故选：B。
5.下列物质中，属于混合物的是
A．液态氧气 B．冰水混合物
C．澄清石灰水 D．红磷燃烧后生成的白烟
【答案】C
【详解】混合物含有两种或两种以上物质。
A、液态氧气是氧气的液态形式，只由氧分子构成，属于纯净物，不属于混合物，该选项错误；
B、冰水混合物中冰和水只是状态不同，都由水分子构成，属于纯净物，不属于混合物，该选项错误；
C、澄清石灰水是氢氧化钙的水溶液，含有氢氧化钙和水两种物质，属于混合物，该选项正确；
D、红磷燃烧后生成的白烟是五氧化二磷，只由五氧化二磷这一种物质组成，属于纯净物，不属于混合物，该选项错误。
故选C。
6.2025年我国推动美丽中国先行区建设，强调空气质量改善与绿色低碳发展。下列做法不符合这一要求的是
A．某钢铁厂升级设备，实现工业废气超低排放
B．推广使用电动公交车，减少化石燃料消耗
C．某化工企业为降低成本，将未处理的废气直接排放
D．社区开展“蓝天行动”，倡导居民减少露天烧烤
【答案】C
【详解】A、钢铁厂升级设备，实现工业废气超低排放，可减少废气中污染物的排放，如二氧化硫、氮氧化物、粉尘等，有利于改善空气质量，该做法符合这一要求，不符合题意；
B、推广使用电动公交车，可减少以化石燃料为能源的公交车使用，从而降低化石燃料燃烧产生的二氧化碳等温室气体排放，以及氮氧化物、一氧化碳等污染物排放，既有利于绿色低碳发展，又能改善空气质量，该做法符合这一要求，不符合题意；
C、化工企业将未处理的废气直接排放，废气中含有大量有害污染物，如二氧化硫、氯化氢、有机废气等，会严重污染空气，不符合空气质量改善与绿色低碳发展的要求，该做法不符合这一要求，符合题意；
D、露天烧烤会产生大量油烟、有害气体等污染物，社区开展 “蓝天行动”，倡导居民减少露天烧烤，可减少这些污染物排放，有助于改善空气质量，符合要求，该做法符合这一要求，不符合题意。
故选C。
7.实验小组用下图装置测定空气中氧气的含量。
(1)该实验中红磷燃烧的现象为 。
(2)能说明空气中氧气含量的现象是，打开弹簧夹后水上升至 刻度。
(3)下列操作可能导致测定结果偏低的是___________。(填字母序号，下同)
A．红磷的量不足
B．点燃红磷，慢慢伸入瓶中
C．未冷却至室温就打开了弹簧夹
(4)若用硫粉来替红磷测空气中氧气含量是否可以？若不可，请说明原因 。
(5)反应完后集气瓶中剩余主要气体是 ，该气体的物理性质是 ，化学性质是 。(均写一条即可)
【答案】(1)产生大量白烟，放出大量的热
(2)1
(3)AC
(4)不可以，硫在空气中燃烧生成二氧化硫气体，化学反应前后，装置内压强变化不大，无法测定空气中的氧气含量
(5) 氮气/N2 无色无味的气体 不支持燃烧
【详解】（1）红磷在空气中燃烧生成五氧化二磷固体小颗粒，所以现象是产生大量白烟，放出大量的热。
（2）空气中氧气约占空气体积的五分之一，集气瓶刻度是 1-4，所以水上升至 1 刻度。
（3）A、 红磷量不足，不能将氧气完全消耗，使进入水的体积偏小，结果偏低；
B、点燃红磷慢慢伸入瓶中，会使瓶内气体受热逸出，进入水的体积偏大，结果偏高；
C、未冷却至室温就打开弹簧夹，瓶内压强偏大，进入水的体积偏小，结果偏低。
故选AC。
（4）硫在空气中燃烧虽然能消耗氧气，但会生成二氧化硫气体，反应前后，装置内压强变化不大，无法测定空气中的氧气含量。
（5）空气中主要成分是氮气和氧气，氧气被消耗后，剩余主要气体是氮气（N2）；
氮气的物理性质有：无色无味的气体、难溶于水等，化学性质有：不燃烧不支持燃烧等。
8.空气中含有多少氧气呢？学习小组开展“测定空气里氧气含量”的探究活动。
资料：1．红磷的着火点是240℃，白磷的着火点是40℃。
2．相同的温度和体积下，气体压强与分子数成正比。
3．相同的温度和压强下，气体体积与分子数成正比。
【史料研究】
二百多年前，化学家拉瓦锡利用汞能和氧气发生反应的原理，采用图1装置测出氧气约占空气体积的1/5。
(1)加热时，曲颈甑内液态汞表面产生红色粉末，玻璃钟罩内的现象是 ，产生该现象的原因是 。
【设计与实验】
设计并利用图2装置测空气里氧气含量。
(2)主要步骤如下，正确的顺序为 （填序号）。
①弹簧夹夹紧胶皮管
②红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹
③点燃红磷后立即伸入瓶中并塞紧塞子
④在集气瓶中加入少量水，将水面上方空间分成5等份
(3)实验结束，集气瓶中剩余气体的主要成分是 。
【优化与实验】
同学们利用图2装置多次实验，水面均未上升到刻度“1”。经讨论后，分别取足量红磷、白磷采用图3装置进行实验，记录并处理数据分别如图4、图5。
(4)图4中氧气含量从8.05%上升到9.26%，原因可能是 。
(5)图5中BC段压强增大，原因是 。计算白磷消耗的氧气占空气体积的 %（精确到0.01%）。
【答案】(1) 汞液面上升 汞与氧气反应，钟罩内气体减少，气压减小
(2)④①③②
(3)氮气
(4)反应结束后，温度下降气体逐渐混合均匀/温度下降水蒸气变成液态，氧气含量增大
(5) 反应刚开始，温度升高对压强的影响比气体减少对压强的影响大 19.37
【详解】（1）汞与氧气反应生成氧化汞，导致钟罩内气体减少，气压减小，玻璃钟罩内汞液面上升；
（2）该实验操作的正确顺序是：检验装置的气密性。在集气瓶中加入少量水，并将水面上方空间分成5等份；用弹簧夹夹紧胶皮管；点燃红磷，立即伸入瓶中并把塞子塞紧；待红磷熄灭并冷却至室温后，打开弹簧夹；故答案为：④①③②；
（3）由于氧气占空气体积的五分之一，红磷燃烧消耗了氧气，实验结束，集气瓶中剩余气体的主要成分是氮气；
（4）红磷燃烧消耗氧气并放出热量，而其他气体不变，氧气的含量逐渐减小，但反应结束后，温度下降，气体逐渐混合均匀或温度下降水蒸气变成液态，导致氧气的含量逐渐增大；
（5）白磷燃烧放热，温度升高，装置内压强增大，消耗氧气，装置内压强减小，温度升高所增加的气压大于氧气消耗所减小的气压，所以BC段压强增大；用如图所示数据计算，用这种方法测得的空气中氧气的体积分数是：；
【能力提升】：
1.人类对空气成分探究经历了艰辛的过程。图1是拉瓦锡研究空气成分的装置，图2是仿照图1实验原理设计的装置。下列说法错误的是
A．图1曲颈甑中汞的用量会影响实验结果
B．图1拉瓦锡得出空气由氧气和氮气组成
C．图2若没有弹簧夹，测得氧气的体积大于五分之一
D．图2中可以用木炭代替红磷
【答案】D
【详解】A、图1曲颈甑中汞若用量不足，不能将装置内的氧气完全消耗，会使测量结果偏小，所以汞的用量会影响实验结果，故A选项说法正确；
B、拉瓦锡通过该实验，将汞在密闭容器中加热与空气中氧气反应，剩余气体主要是氮气，从而得出空气由氧气和氮气组成，故B选项说法正确；
C、图2若没有弹簧夹，红磷燃烧放热会使装置内气体膨胀逸出，冷却后进入集气瓶的水会增多，导致测得氧气的体积大于五分之一，故C选项说法正确；
D、木炭燃烧消耗氧气，生成二氧化碳气体，反应前后装置内气体压强变化不明显，无法测量空气中氧气的体积分数，所以不能用木炭代替红磷，故D选项说法错误；
故选：D。
2．空气是人类宝贵的财富。下列有关空气的说法错误的是
A．空气中二氧化碳含量比稀有气体含量高 B．酥脆饼干久置逐渐变软，说明空气中含有水
C．为延长普通灯泡的使用寿命可以充入氮气 D．空气中各种成分的含量是相对稳定的
【答案】A
【详解】A、空气中二氧化碳的体积分数约为0.03%，稀有气体的体积分数约为0.94%，故空气中二氧化碳的含量比稀有气体含量低，符合题意；
B、酥脆饼干久置逐渐变软，说明空气中含有水，饼干吸水变软，不符合题意；
C、氮气化学性质稳定，可作保护气，故为延长普通灯泡的使用寿命可以充入氮气，不符合题意；
D、空气中各种成分的含量是相对稳定的，但某些气体的含量会因人类活动而变化，如二氧化碳的含量会因为化石燃料的大量使用增加，不符合题意。
故选A。
3.我国空间站里的“人造空气”帮助宇航员实现了“太空漫步”的梦想。人造空气中含有70%的氮气、20%以上的氧气以及少量的二氧化碳，下列说法正确的是
A．为了宇航员呼吸，“人造空气”中氧气的体积分数越大越好
B．该“人造空气”的主要成分都不是空气污染物
C．“人造空气”与空气成分完全相同
D．燃着的木条在“人造空气”中会立即熄灭
【答案】B
【详解】A、氧气浓度过高会增加火灾风险，且可能引发氧中毒，并非越大越好，错误；
B、氮气、氧气、二氧化碳都是空气的成分，均不属于空气污染物，正确；
C、人造空气的氮气（70%）和氧气（20%以上）比例与正常空气（氮气78%、氧气21%）不同，错误；
D、人造空气中氧气含量与正常空气相近，燃着的木条不会立即熄灭，错误。
故选B。
冰箱中常用“气调保鲜”来达到对食物保鲜的效果。其中膜分离技术实现“气调保鲜”的部分流程如图所示。完成下面小题
4．下列说法不正确的是
A．上述流程中只发生了物理变化
B．空气过滤器的作用是去除空气中的尘埃和杂质
C．膜装置的主要功能是分离空气中的氧气和氮气
D．进入冰箱保鲜室内的气体是“富氧空气”
5．利用膜分离技术进行多级分离可以实现含氧量（体积比）超过90％的“富氧空气”，下列说法正确的是
A．“富氧空气”可以提高燃烧效率，因此可以用作助燃剂
B．“富氧空气”可以完全替代普通空气用于所有场合
C．“富氧空气”因纯度不够不能代替用于医疗急救
D．“富氧空气”是一种纯净物
【答案】4．D 5．A
【解析】4．A、由流程可知，过程中是将氮气和氧气分离，没有新物质生成，属于物理变化，该选项说法正确；
B、空气过滤器只能除去难溶性杂质，所以空气过滤器的作用是去除空气中的尘埃和杂质，该选项说法正确；
C、利用膜分离技术，在一定压力下让空气通过具有富集气体功能的薄膜，能分离空气中的氧气和氮气，该选项说法正确；
D、氮气化学性质稳定，可作食品保护气，则进入冰箱保鲜室内的气体是“富氮空气”，该选项说法不正确。
故选D。
5．A、氧气具有助燃性，则“富氧空气”可作助燃剂，该选项说法正确；
B、“富氧空气”是含氧量更高的气体，不能完全替代普通空气用于所有场合，例如空气含氧量过高会导致人体氧中毒，该选项说法不正确；
C、氧气能供给呼吸，则“富氧空气”能用于医疗急救，该选项说法不正确；
D、“富氧空气”中含氧量超过90%，则还含有其他元素，属于混合物，该选项说法不正确。
故选A。
6.图1所示装置可用于测定空气中氧气的含量。其中与集气瓶相连的压强传感器等电子设备能将集气瓶内气体压强精确地记录并保存下来。图2、图3是红磷、木炭分别在该装置中燃烧测得的压强-时间关系图（装置气密性良好，是集气瓶内初始压强，p和分别是反应结束后恢复到室温时集气瓶内的压强。已知相同条件下集气瓶中气体的压强与气体分子数成正比），下列说法错误的是
A．燃烧匙内所装红磷的用量对实验结果是有影响的
B．两个反应开始时集气瓶中压强瞬间变大均是由燃烧瞬间产生了大量气体引起的
C．图3中，是因为反应过程中消耗的氧气分子数与生成的二氧化碳分子数相等
D．若图2中，则可推出氧气约占空气总体积的21%
【答案】B
【详解】A、红磷的用量不足，不能将集气瓶内的氧气完全消耗，会使实验结果偏小，所以燃烧匙内所装红磷的用量对实验结果是有影响的，正确；
B、红磷燃烧生成五氧化二磷固体，没有气体生成，两个反应开始时集气瓶中压强瞬间变大是由燃烧放热，使气体受热膨胀引起的，错误；
C、木炭燃烧生成二氧化碳，反应过程中消耗的氧气分子数与生成的二氧化碳分子数相等，所以图 3 中p1=p0 ，正确；
D、若图 2 中p=0.79p0，则氧气约占空气总体积的，即 21%，正确。
故选B。
7.某化学兴趣小组的同学们设计了测定空气中氧气含量的实验，实验装置如图1所示。
实验步骤如下：
①检查装置气密性。
②在图1中集气瓶内加入少量水，并将水面上方空间分为5等份。
③在燃烧匙内装入足量的红磷，将导管上的止水夹夹紧，在酒精灯上点燃红磷，并立即伸入集气瓶内，塞紧橡胶塞。
④充分反应后，待集气瓶冷却至室温，打开止水夹。
请回答下列问题。
(1)该实验中红磷须稍过量，目的是 。
(2)步骤③中点燃红磷观察到的现象是 。
(3)实验结束，瓶内剩余气体的化学性质 (填“活泼”或“不活泼”)。
(4)已知：镁+氧气氧化镁，镁+氮气氮化镁(固体)。你认为 (填“能”或“不能”)用镁条代替红磷测定空气中氧气的含量，理由是 。
(5)小明将图1实验中的点火方式改为图2所示的点火方式，改进后装置的优点是 (写出一点即可)。
【答案】(1)完全消耗集气瓶内氧气，使实验结果更准确
(2)红磷燃烧，产生大量的白烟，放出热量
(3)不活泼
(4) 不能 镁条燃烧既消耗氧气也消耗氮气，这样会使结果偏大
(5)实验结果更准确
【详解】（1）红磷燃烧消耗氧气，则该实验中红磷须稍过量，目的是完全消耗集气瓶内氧气，使实验结果更准确；
（2）红磷燃烧生成五氧化二磷，可观察到的现象为红磷燃烧，产生大量的白烟，放出热量；
（3）实验结束，瓶内剩余气体主要是氮气，氮气不燃烧，不支持燃烧，说明其化学性质不活泼，故填：不活泼；
（4）根据镁和氧气点燃条件下反应生成氧化镁，镁和氮气点燃条件下反应生成氮化镁，即镁条燃烧不但消耗氧气也消耗氮气，这样会使气体减少的总量要大于容器体积的五分之一，使结果偏大，所以，不能用镁条代替红磷测定空气中氧气的含量，故填：不能；镁条燃烧既消耗氧气也消耗氮气，这样会使结果偏大；
（5）据图1实验中的点火方式和图2所示的点火方式可知，改进后装置实验结果更准确或更环保，故填：实验结果更准确。
8.空气中含有多少氧气呢？学习小组开展“测定空气里氧气含量”的探究活动。
【资料】
①红磷的着火点是240℃，白磷的着火点是40℃。
②相同的温度和体积下，气体压强与分子数成正比。
③相同的温度和压强下，气体体积与分子数成正比。
【史料研究】
二百多年前，化学家拉瓦锡利用汞能和氧气发生反应的原理，采用图1甲装置测出氧气约占空气体积的1/5。
(1)加热时，曲颈甑内液态汞表面产生红色粉末，玻璃钟罩液面上升，产生该现象的原因是 。
【设计与实验】
设计并利用图1乙装置测空气里氧气含量。
(2)主要步骤如下，正确的顺序为 (填序号)。
①弹簧夹夹紧胶皮管
②红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹
③点燃红磷后立即伸入瓶中并塞紧塞子
④在集气瓶中加入少量水，将水面上方空间分成5等份
(3)实验结束，集气瓶中剩余气体的主要成分是 。
【优化与实验】
同学们利用图1乙装置多次实验，水面均未上升到刻度“1”。经讨论后，分别取足量红磷、白磷采用图2甲装置进行实验，记录并处理数据分别如图2乙、图2丙。
(4)图2乙中氧气含量从8.05%上升到9.26%，原因可能是 。
(5)图2丙中BC段压强增大，原因是 。
【反思与交流】
(6)图1乙实验水面未达到刻度“1”，原因是装置中的氧气未消耗完。红磷燃烧不能将氧气消耗完的主要原因是 。
【答案】(1)汞与氧气反应，钟罩内气体减少，气压减小
(2)④①③②
(3)氮气/N2
(4)反应结束后，温度下降气体逐渐混合均匀/温度下降水蒸气变成液态，氧气含量增大
(5)反应刚开始，温度升高对压强的影响比气体减少对压强的影响大
(6)反应一段时间后，氧气浓度下降到一定程度，燃烧放出的热量减少，温度降低到红磷着火点以下，红磷熄灭，所以氧气消耗不完
【详解】（1）汞与氧气反应生成氧化汞，导致钟罩内气体减少，气压减小，玻璃钟罩内汞液面上升；
（2）该实验操作的正确顺序是：检验装置的气密性。在集气瓶中加入少量水，并将水面上方空间分成5等份；用弹簧夹夹紧胶皮管；点燃红磷，立即伸入瓶中并把塞子塞紧；待红磷熄灭并冷却至室温后，打开弹簧夹；故答案为：④①③②；
（3）由于空气中各气体体积分数氮气占78%，氧气占21%，红磷燃烧消耗了氧气，实验结束，集气瓶中剩余气体的主要成分是氮气（或N2）；
（4）白磷燃烧消耗氧气并放出热量，而其他气体不变，氧气的含量逐渐减小，但反应结束后，温度下降，气体逐渐混合均匀或温度下降水蒸气变成液态，导致氧气的含量逐渐增大；
（5）红磷燃烧放热，温度升高，装置内压强增大，消耗氧气，装置内压强减小，温度升高所增加的气压大于氧气消耗所减小的气压，所以BC段压强增大；
（6）红磷燃烧放热，但反应一段时间后，氧气浓度下降到一定程度，燃烧放出的热量减少，温度降低到红磷着火点以下，红磷熄灭，导致氧气消耗不完。
