第一节 空气的成分（同步提优学案）

第一节 空气的成分
学习目标
中考考点关注
1、能设计实验并准确证明空气中氧气的含量，在实验过程中体会从混合物气体中除去某种气体进而测定其含量的方法。（重点、难点）
2、知道空气中各种成分的应用（重点）
3、了解分离空气的方法（了解）
3、关注空气质量，知道空气污染物（重点）
1、空气中成分含量的测定（常考点）
2、氧气、氮气、稀有气体的用途（常考点）
3、空气污染与防治（必考点）
教材知识精析
知识点1、空气的组成（重点、难点）
1、空气中各成分的含量
⑴拉瓦锡首先发现了氧气
⑵空气中氧气的含量
①表示：常用各成分的体积分数表示
②含量数值：
2、空气中氧气含量的测定（重点、难点）
原理：利用足量的某些物质在一定条件下，只与空气中的氧气反应，且不生成气体，密闭容器内减少的气体体积即为原容器内氧气的体积。
Ⅰ、加热铜的方法
⑴测定原理：
在加热条件下，铜和空气中的氧气反应生成黑色的氧化铜固体，反应在密闭容器内进行，消耗了容器内的氧气，又没有产生其它气体，减少的气体体积即为原空气中氧气的体积。
反应的文字表达式：铜+氧气 氧化铜
符号表达式：Cu+O2 CuO
⑵实验仪器和用品
硬质玻璃管（2支）、橡皮塞（带玻璃导管和不带玻璃导管各2个）、量筒、酒精灯、铁架台（带铁架）、注射器、气球、铜粉。
⑶实验步骤
①测量一支硬质玻璃管的容积
②将另一支硬质玻璃管装入铜粉，按下图所示组装。
③用酒精灯先均匀加热硬质玻璃管，后对准铜粉部位固定加热，加热时不断缓慢推拉注射器。
④停止加热后，将玻璃管冷却至室温，并将气球内的气体全部挤出，待注射器活塞稳定后，读取注射器内剩余气体的体积。
⑷实验现象
硬质玻璃管内固体由红色变为黑色，注射器内减少的气体体积为整个密闭容器内空气总体积的1/5.
⑸实验结论
氧气约占空气体积的1/5
⑹间接结论
①空气是混合物
②氮气约占空气体积的1/5
③氮气在加热条件下不与铜反应
⑺实验成功的关键
①铜粉要足量
②装置的气密性要好
③加热温度和时间要足够
④加热时要不断缓慢推拉注射器活塞（使铜和氧气充分反应、调节压强）
⑤冷却至室温后，将气球内的气体全部挤入注射器内，然后再读数
⑻气球的作用：调节压强
Ⅱ、燃烧磷的方法
⑴、实验原理：利用红磷燃烧消耗密闭集气瓶内空气中的氧气，使密闭集气瓶内的压强减小，在大气压的作用下，将水压入集气瓶，进入集气瓶中水的体积即是氧气的体积。
⑵装置
⑶实验步骤
①检查装置的气密性
组装好仪器，将导管口浸没在水中，用双手紧握集气瓶，导管口有气泡冒出，证明装置的气密性良好。
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待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察实验现象及水面的变化情况。
⑷实验现象
①红磷逐渐熄灭，瓶内出现大量白烟，放出大量热；
②冷却至室温后打开弹簧夹，烧杯中的水沿导管进入集气瓶内，约占集气瓶容积的1/5。
⑸实验结论：氧气约占空气总体积的1/5
⑹表达式：红磷+氧气  五氧化二磷

⑺实验成功的关键：
①装置的气密性好；
②集气瓶中预先加入少量水（防止高温熔融物使
瓶底炸裂）；
③红磷应足量;
④点燃红磷后要立即伸入集气瓶中，并塞紧塞子；
⑤待集气瓶冷却至室温后，才打开弹簧夹。

☆尖子生笔记☆
【易错点津】
空气中各成分的含量是体积分数，不是质量分数。
【规律方法】
1、空气中的主要成分是氮气和氧气，有时也分别粗略的说其体积分数分别为4/5和1/5。
2、体积分数的含义：
每100体积的空气中氧气约为21体积；氮气为78体积。
3、空气中各种成分的含量基本稳定，但不是固定不变，天气不同，时间不同，二氧化碳的含量可能略有不同。
4、到高原地区人会感觉呼吸困难，不是氧气的含量没有减少，而是空气稀薄。
5、燃烧磷测定氧气的含量时，常在集气瓶内加入少量水，目的是实验结束后，装置冷却更快。
【拓展延伸】
1、其它测定氧气含量的方法：
⑴、
现象：是冒出大量的白烟，白磷燃烧，胶塞先向右移动，待装置冷却，胶塞逐渐向左移动，最后停留在刻度为4处，
⑵、
两装置的优点：
实验的结果更准确、操作的简单、节能、环保等。
2、选择用来测定空气中氧气的含量的药品，要综合考虑那些因素？
⑴、要能和空气中的氧气发生反应；
⑵、生成物最好是固体，如果是气体要能被吸收；
⑶、不能和空气中的其他成分发生反应。
3、装置的评价
改进装置是否合理，主要考虑三点：①是否能将装置中的O2消耗完；②是否有气体逸出，产生误差；③是否对空气造成污染。
4、问题分析
Ⅰ、①药品不能选择碳、硫等，原因：
生成物是气体，不能使装置内压强变小。②不能用镁：因为镁能与空气中多种物质反应。③不能用铁：因为铁不能与空气中的氧气较快的反应。
Ⅱ、测定结果偏小的原因
①药品的量不足
②装置的气密性不好
③装置没有冷却到室温就读数。
5、由实验推知氮气的性质
加热或点燃条件下不与氧气、磷等反应
知识点2、空气资源（重点）
1、空气的分离
原理：利用空气中各种气体的沸点不同，加热时可以先后挥发，而分离液态空气。
2、各成分的用途
⑴氧气：供给呼吸、支持燃烧
⑵氮气：①生产硝酸和化肥的重要原料
②保护气（化学性质不活泼）
③液态氮常用作制冷剂（气化时吸热）
⑶稀有气体
①焊接过程用作保护气（化学性质很稳定）
②电光源（通电时可以发出特定颜色的光）
☆尖子生笔记☆
【规律方法】
分离液态空气是物理变化过程，可以利用分离液态空气制取氧气。
知识点3、空气的污染与防治（重点）
1、空气中有害物质
烟尘：（可吸入颗粒物）
有害气体：二氧化硫（SO2）、一氧化碳（CO）、
二氧化氮（NO2）
2、三大环境问题
3.空气污染的主要来源
①煤燃烧排放的烟气：CO、SO2
②机动车尾气的排放
③烟尘（可吸入颗粒物）
4、空气质量报告
5、空气污染的防治
①将废气处理达标后再排放
②改善燃料结构，使用清洁能源
③增大植被面积，提高空气净化能力
☆尖子生笔记☆
【易错点津】
1、二氧化碳不是污染物，但能对环境产生影响
2、自然界中有很多因素会消耗二氧化碳，所以二氧化碳的含量比稀有气体少。
解题能力突破
题型1 、氧气含量的表示与测定
【例1】（2017·菏泽）如图是用红磷燃烧法测定空气里氧气含量的装置图，有关此实验的结论与分析错误的是
A.此实验证明，氧气约占空气体积的1/5
B.此实验证明，反应后组气瓶内剩余的气体，既不易溶于水，也不支持燃烧
C.该实验中的红磷还可以用硫来代替
D.若该实验没有达到预期目的，可能的原因之一是装置气密性不好造成的
【答案】C
【解析】测定空气中氧气含量的原理是，利用物质与空气中的氧气反应，又不生成气体，使瓶内气体减 少，压强变小，水倒流入集气瓶内，倒流的水的体积就等于瓶内氧气的体积。实验中倒流的水约占瓶的容积的五分之一，证明氧气约占空气体积的1/5；B.实验中，水进入集气瓶后，氮气没有减少，此实验证明，反应后组气瓶内剩余的气体，既不易溶于水，也不支持燃烧；C.该实验中的红磷不用硫来代替，因为二氧化硫是气体；D.装置气密性不好，可能会导致测定结果偏大或偏小；选C。
【解法归纳】熟记测定空气中氧气含量的原理，各种常见测定装置的注意事项、成功的关键。
【题组训练1】（2018?无锡）化学革命是发生在十八世纪末英国和法国的一场深刻的化学学科的变革。英国物理学家、化学家波义耳和法国化学家拉瓦锡曾做过貌似相同的两个实验（见图）。
关于这两个实验的说法正确的是（　　）
A．两个实验都可用于测定空气中氧气的含量
B．两个实验中，曲颈甑内汞的表面都变为黑色
C．波义耳的实验中，金属加热后质量增加，该现象不能用质量守恒定律解释
D．拉瓦锡的实验中，玻璃钟罩内液面逐渐上升，达到一定高度后不再变化
【答案】D
【解析】A．波义耳的实验中装置不是密封的，无法测定空气中氧气的含量，故错误；
B．在加热的条件下，汞与空气中的氧气反应生成红色氧化汞粉末，故错误；
C．波义耳的实验中，金属汞加热后生成氧化汞，质量增加，生成了新物质，发生的属于化学变化，所有的化学变化都遵循质量守恒定律，故错误；
D．在加热的过程中，金属汞与装置内的氧气反应生成氧化汞固体，随着氧气的消耗，玻璃钟罩内液面逐渐上升，当氧气被完全消耗后，液面不再上升，故正确。
【题组训练2】（2016·成都）下列装置都可用于测定空气里氧气的含量。a、b两物质的选择正确的是（ ）
A.a是铜、b是红磷 B.a是铜、b是木炭
C.a是汞、b是红磷 D.a是汞、b是木炭
【答案】AC。
【解析】：铜被加热生成氧化铜，没有生成新的气体；红磷燃烧后生成五氧化二磷固体，没有生成新的气体；汞加热生成氧化汞是固体，没有生成新的气体；木炭和氧气反应后生成二氧化碳气体，生成了新的气体；
【题组训练3】用如图所示装置来测定空气中氧气的含量，对该实验认识错误的是（　　）
A．铜粉用量的多少，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
气的总体积应该是反应前注射器内气体体积的1/5
【答案】AD
【解析】A、要准确测定空气中氧气的体积分数，只有使用铜丝的量是足量的，才能全部消耗掉密闭注射器里的空气中的氧气，A错；
B、气体的体积要受温度的影响，读数时必须等到装置冷却至室温再读，不等装置冷却至室温就读数，读数偏小，B正确．
C、气球的作用是调节气压，使氧气完全反应空，C正确；
D、正常操作情况下，反应结束后消耗氧气的总体积应该是反应前注射器内气体体积和玻璃管中气体总体积的，D错；
故选AD
题型2、空气的成分及用途
【例2】（2018邵阳，2，2）
空气是一种宝贵的自然资源。右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】本题考查的是空气的成分及各成分的体积分数，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0.934%，二氧化碳占0.034%，水蒸气和其他杂质占0.002%，A.氮气占78%，故A选项错误；B.氧气占21%，故B选项正确；C.稀有气体占0.934%，故C选项错误；D.二氧化碳占0.034%，故D选项错误。
【解法归纳】
熟记空气中各成分的含量用体积分数表示，其中氮气最多为78%，氧气为21%，第三位的是稀有气体，含量第四的是二氧化碳；知道氧气、稀有气体、氮气的主要用途。
【题组训练4】（2018湖南省衡阳市，题号9，分值2）空气是一种宝贵的资源，空气中含量最多且化学性质不活泼的气体是
A．氧气 B．二氧化碳 C．氮气 D．稀有气体
【答案】C
【解析】此题主要考查的是空气的成分以及氮气的性质。氮气化学性质稳定，不易与其他物质发生化学反应。
空气中各成分及体积分数为：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%。空气中含量最多的气体是氮气，氮气化学性质不活泼。故选：C。
【题组训练5】（2018山西省，题号2，分值2）
空气是一种宝贵的自然资源，下列气体中既能支持燃烧又能供给呼吸的是
A.氧气 B.氮气 C.二氧化碳 D.稀有气体
【答案】A
【解析】空气是由氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳气体、水蒸气及杂质气体组成，其中氧气既能支持燃烧，又能供给呼吸，氮气、稀有气体、二氧化碳都不能支持燃烧、供给呼吸，选项A正确。
故选A。
【题组训练6】（2018四川省重庆市，题号3，分值2）用红磷测定空气中氧气含量的实验结束后，反应容器内剩下的气体主要是（ ）
A.氮气 B.五氧化二磷 C.稀有气体 D.二氧化碳
【答案】A
【解析】红磷只与空气中的氧气反应生成五氧化二磷固体，而空气主要是由氧气和氮气组成的，红磷燃烧消耗了氧气后反应容器内剩下的气体主要是氮气，所以A正确。
题型3 、空气的污染与防治
【例3】（2017·襄阳）下列有关空气的说法不正确的是
A．空气中只含氧气和氮气 B．酸雨的产生与空气污染有关
C．二氧化碳能产生温室效应 D．拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分
【答案】A
【解析】A、空气中各成分的含量按体积分数计算，氮气占78%，氧气占21%，稀有气体占0.94%，二氧化碳占0.03%，B．酸雨的产生是空气污染无二氧化硫和二氧化氮与水反应生成硫酸、硝酸导致的。C．二氧化碳能吸收地面的长波辐射，就像一个大棉被盖在半空中，使大气不断变暖，使得地球平均气温越来越高，这就是温室效应。 D．拉瓦锡把少量汞放在密闭容器中加热12天，发现部分汞变成红色粉末，同时，空气体积减少了1/5左右。拉瓦锡又把加热生成的红色粉末收集起来，放在另一个较小的容器中再加热，得到汞和氧气，且氧气体积恰好等于密闭容器中减少的空气体积。他把得到的氧气导入前一个容器，所得气体和空气性质完全相同。通过实验，拉瓦锡得出了空气用氧气和氮气组成，氧气占其中的1/5.选A
【解法归纳】熟记空气的污染物，污染物的主要来源、危害，空气质量报告的内容。
【题组训练7】（2018山东省聊城市，题号4，分值2）空气是一种宝贵的自然资源，下列说法正确的是
A.氧气能支持燃烧，可做燃料??
B.空气成分中体积分数最大的是氮气
C.空气中各成分的含量恒定不变??
D.空气污染指数越大,空气质量状况越好
【答案】B
【解析】A.氧气能支持燃烧，但无可燃性，不能作燃料，所以A错误；
B.空气中，按体积分数计算，氮气占78%,，所以氮气在空气中体积分数最大，所以B正确；
C.空气中成分的含量并不是恒定不变的，比如沙漠的空气中的水蒸气就比海洋中的含量少，所以C错误；
D.空气污染指数越大，空气质量状况越不好，所以D错误。
【题组训练8】（2018?滨州）绿水青山就是金山银山，要保护好绿水青山，下列做法合理的是（　　）
A．森林着火时，将火焰蔓延线路前的小片树林砍掉
B．我国地域面积广阔，林木可以随意砍伐
C．将塑料袋、矿泉水瓶等随手丢弃河道中
D．随身携带打火机进入泰山旅游景区
【答案】A
【解析】：A、森林火灾时将火焰蔓延线路前的小片树林砍掉，是使可燃物与其他物品隔离灭火，可以保护深林资源，故正确；
B、植树造林可以吸收二氧化碳，释放氧气，维持碳﹣氧平衡，我们不可以随意砍伐所需树木，故错误；
C、将塑料袋、矿泉水瓶等随手丢弃河道中，易造成白色污染，故错误；
D、随身携带打火机进入泰山旅游景区易引起火灾，故错误。
故选：A。
【题组训练9】．（2018?重庆）“绿水青山就是金山银山”。下列物质的大量排放不违背该理念的是（　　）
A．氮气 B．二氧化硫 C．固体粉尘 D．工业废水
【答案】A
【解答】解：A、氮气是空气的成分，不是空气污染物，故选项正确；
B、有害气体主要有一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮等气体；故选项错误；
C、PM2.5属于粉尘污染，故选项错误；
D、工业废水会污染水体；故选项错误；
故选：A。
得分高手体验（可或缺）
【例题】（学科综合题）（2017·南京）空气中氧气含量测定的经典赏析。
教材中介绍了拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分
（实验装置如图）
资料卡片：
⑴写出汞与氧气反应的符号表达式_____________________________________。
⑵本实验中选择使用汞的优点有：
汞在加热的条件下，只和氧气反应。
汞为液态，在汞槽中起到液封的作用，并能直接用来测量反应器内空间体积的变化
生成氧化汞分解又能得到汞和氧气，把得到的氧气加到剩下的4/5体积的气体中，结果所得气体跟空气的性质完全一样
根据资料卡片，请再补充本实验使用汞的两个优点，并说明依据
④__________________________________________。
⑤__________________________________________。
⑶通过实验，拉瓦锡得出了空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积1/5的结论。请根据现在的认识，对此结论予以补充。
___________________________________________________________________。
【答案】⑴Hg+O2 HgO
⑵汞的沸点较低，汞蒸气与氧气反应比较充分，能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽。氧化汞的密度小于汞，且不溶于汞，因此与汞易分离。（其他合理答案均给分）
⑶空气的成分按体积计大约是：氧气21%、氮气78%、稀有气体0.94%、二氧化碳0.03%、其他气体0.03%
【解析】⑴汞与氧气反应生成氧化汞，反应条件是加热，符号表达式为：Hg+O2  HgO
⑵测定氧气的含量时，反应越充分，测定结果越准确，气态物质间以微观粒子相互混合，接触最充分，反应越迅速、彻底，而汞的沸点非常低，在加热条件下气化，与氧气能充分反应。氧化汞的密度小于汞，且不溶于汞，因此与汞易分离。便于收集生成的氧化汞，有利于验证生成的氧气和原空气中氧气的质量关系。⑶现在已能较精确测定空气中各成分的含量为：氧气21%、氮气78%、稀有气体0.94%、二氧化碳0.03%、其他气体0.03%
【解法归纳】
理解并掌握测定空气中氧气含量的原理，实验成功的关键，影响化学反应的因素；熟练书写化学反应的符号表达式。
综合培优训练
能力通关
1、（2017·葫芦岛）通过实验，首先得出空气是由氧气和氮气组成的科学家是（　　）
A．拉瓦锡 B．道尔顿 C．门捷列夫 D．侯德榜
【答案】A
【解答】解：
A、拉瓦锡是近代化学的奠基人之一，后人称拉瓦锡为近代化学之父，他在前人研究的基础上最早提出空气由氮气和氧气组成，故正确；B、道尔顿被称为现代原子之父，对构成物质的微粒有着特殊的贡献，故错误；C、门捷列夫发现了元素周期律，没能得到空气由氧气和氮气组成的结论，故错误；D、侯德榜创立的侯氏制碱法，对我国的制碱工业做出了贡献，故错误．故选A．
2、如图，两个实验装置气密性良好．关于该实验，有如下说法：①红磷熄灭并冷却后才能打开弹簧夹；②点燃酒精灯加热铜丝，可观察到铜丝由红色变成黑色；③停止加热并冷却至室温后即可读出注射器内气体的体积约为24mL；④实验取用铜丝质量的多少不会影响实验结果；⑤两个实验均能证明空气是混合物；⑥两个实验均能证明空气中约1/5含体积的氧气．其中正确说法的个数有（　　）
A．2个 B．3个 C．4个 D．5个
【答案】C
【解析】：①红磷燃烧并冷却后打开弹簧夹，避免了集气瓶内压强过大进入水过少，不能正确测定空气中氧气的含量的情况，故①说法正确；②点燃酒精灯加热铜丝，铜与氧气反应生成氧化铜，所以铜丝表面由光滑的红色变成黑色，故②说法正确；③应该在停止加热并冷却至室温才能读数，故③说法错误；④实验过程中为了将空气中的氧气完全耗尽，加入的铜丝必须是过量的，故④说法错误；⑤两个实验均能证明空气是混合物，故⑤说法正确；⑥两个实验均能证明空气中约含五分之一体积的氧气，故⑥说法正确．
故选C．
3、（2018?北京）用如图装置进行实验。下列现象能证明空气中O2的含量的是（　　）
A．红磷燃烧，产生白烟 B．瓶中液面先下降，后上升
C．瓶中液面最终上升至1处 D．水槽中液面下降
【答案】C
【解析】：A、红磷在空气中燃烧，产生大量的白烟，但不能证明空气中O2的含量，故选项错误。
B、红磷在空气中燃烧，放出大量的热，使装置内空气受热膨胀，完全反应后，消耗装置内的氧气，装置内压强减小，故瓶中液面先下降，后上升；但不能证明空气中O2的含量，故选项错误。
C、瓶中液面最终上升至1处，说明氧气约占空气总体积的 ，能证明空气中O2的含量，故选项正确。
D、水槽中液面下降，不能证明空气中O2的含量，故选项错误。
故选：C。
4、（2018?河北）下列有关空气成分的说法不正确的是（ ）
A.稀有气体可用于制作霓虹灯 B.氮气充入食品包装中可以防腐
C.二氧化碳是一种空气污染物 D.氧气主要来源于植物的光合作用
【答案】C
【解析】空气中稀有气体可用于制作霓虹灯；氮气稳定性好，充入食品包装中可以防腐；一氧化碳、二氧化硫和氮氧化物等是空气污染物，二氧化碳不是空气污染物，可以引起温室效应；空气中的氧气主要来源于植物的光合作用。故选C。
5、（2018?滨州）2018年6月5日是“世界环境日”，我国的主题是“美丽中国，我是行动者”为使我们的天更蓝，地更绿，水更清，下列做法正确的是（　　）
A．推广使用一次性木筷，减少疾病传染
B．焚烧田间秸秆，使草木灰返田增加土壤肥力
C．出行尽量步行、骑自行车成乘公交车，减少使用私家车
D．大力发展火力发电，满足工业发展用电需求
【答案】C
【解析】A、树木可以通过光合作用吸收二氧化碳，推广使用一次性木筷，增大了森林的砍伐、二氧化碳的排放，错误；
B、焚烧田间秸秆，还污染空气，错误；
C、出行尽量步行、骑自行车成乘公交车，减少使用私家车，可减少空气污染，正确；
D、大力发展火力发电会产生大量有害气体和粉尘，会造成环境污染，不符合生态文明与绿色发展的要求，错误；
故选：C。
6、（2018?湖南岳阳）空气是一种宝贵的自然资源。下列有关空气的说法不正确的是（　　）
A．氮气的化学性质不活泼，可用于食品的防腐
B．燃烧法测定空气中氧气的含量，不能用硫代替红磷
C．空气的成分按质量计算，氧气大约占21%
D．禁止燃放烟花爆竹，可以减少空气污染
【答案】C
【解析】A、氮气的化学性质不活泼，可用作保护气，如用于食品的防腐，故选项说法正确。
B、硫在空气中燃烧生成二氧化硫气体，虽除去氧气，而增加了新的气体，不能用来测定空气中氧气含量，不能用硫代替红磷，故选项说法正确。
C、空气的成分按体积（而不是质量）计算，氧气大约占21%，故选项说法错误。
D、禁止燃放烟花爆竹，能减少二氧化硫等污染气体的排放，可以减少空气污染，故选项说法正确。
故选：C。
7、（2017·徐州）磷的燃烧反应在生产生活中有着广泛的应用价值．
（1）红璘在空气中燃烧能冒出浓厚的白烟，军事上常用来制烟范弹．红磷燃烧的化学方程式为　 　．
（2）某同学利用燃磷法测量空气中氧气含量，实验过程如图．他测得氧气体积分数约是　　%．燃烧结束试管里剩余气体主要是　 　（填化学式）．

【答案】(1）4P+5O22P2O5；（2）18；N2．
【解答】解：（1）磷与氧气在点燃的条件下反应生成五氧化二磷；故填：4P+5O22P2O5；
（2）进入试管内的水的体积为消耗的氧气体积，也就是50mL空气中含有9mL氧气，所以他测得氧气体积分数约是=18%；空气主要是由氮气与氧气组成的，氧气被消耗后剩余的气体主要是氮气；故填：18；N2．
8、（2018四川省德阳市，题号28，分值6） 防止空气污染、改善生态环境已成为全民共识。近年来，一些城市空气中出现可吸入悬浮颗粒物与雾形成“雾霾”天气。粒径不大于2.5纳米的可吸入悬浮颗粒物（PM2.5）富含大量有毒、有害物质。
（1）下列行为可能会导致“雾霾”加重的是 （填序号）
A.燃煤脱硫 B.植树造林 C.静电除尘 D.燃放鞭炮
（2）为了减少雾霾和降低大气中的有害气体含量，研究机动车尾气中CO、NOx、CxHy的排放量意义重大。机动车尾气污染物的含量与“空/燃比”（空气与燃油气的体积比）变化关系如右图所示。
①利用氨气可将汽车尾气的氮氧化合物在一定条件下转化为对空气无污染的物质。请将该反应的化学方程式补充完整：4xNH 3 ＋6NO x （2x＋3）N 2 ＋ 。
②随“空/燃比”增大，CO和CXHY的含量减少的原因是 。
【答案】（1）d；（2）①6xH2O；②空/燃比增大，燃油气充分燃烧。
【解析】此题主要考查的是防治空气污染的措施、质量守恒定律、燃料充分燃烧的条件等。（1）造成“霾”的罪魁祸首是PM2.5，PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，根据PM2.5的来源进行分析判断所采取的措施是否合理。（2）①根据质量守恒定律考虑；②根据燃料充分燃烧时要有足够的空气进行分析。
（1）a．燃煤脱硫可以减少有害物质的排放，不会加重“雾霾”，故错误；?
b．植树造林会净化环境，不会加重“雾霾”，故错误；?
c．静电除尘会减少颗粒物，不会加重“雾霾”，故错误；?
d．燃放鞭炮会产生大量微小颗粒物，增加了空气中PM2.5的含量，会导致雾霾产生，故正确；
（2）①化学反应前后原子种类和数目不变，反应物中含有（4x+6）个氮原子、12x个氢原子、6x个氧原子；生成物中含有（4x+6）个氮原子、所以还少12x个氢原子、6x个氧原子，所以后面是6x个H2O分子，故答案为：6xH2O；
②空/燃比增大，氧气更充足，燃油气燃烧更充分，使CO和CXHY的含量减少。故答案为：空/燃比增大，燃油气燃烧更充分，故CO、CxHy含量减少。
2、巅峰训练
为验证空气中氧气的体积分数，小明按图甲所示的装置进行了多次实验，发现每次测得的氧气体积分数总是远小于21%，他认为误差主要由实验装置造成，于是改用图乙装置进行实验，步骤如下：
①连接装置并检查气密性．
②在量筒内加入100毫升的水．
③在广口瓶中加入少量水，使瓶内空气体积为250毫升．
④在燃烧匙内放入过量的红磷，塞紧瓶塞，关闭止水夹，接通电源使电烙铁发热，点燃红磷后，断开电源．
⑤燃烧结束并充分冷却后，打开止水夹，待量筒内水面不再下降时，记录量筒内水的体积为65毫升．
（1）小明按如甲装置进行实验时，该如何检查装置的气密性？　　
（2）与装置甲相比，装置乙中使用电烙铁可以减小实验误差，其原因是：　
（3）根据本实验数据，计算出空气中氧气的体积分数为　　 ．
小明发现，测量结果与真实值仍有较大差距，查阅资料发现，引起本实验的误差除装置外，还与可燃物的性质有关．
【答案】（1）将导管一端插入水中，用手紧握广口瓶外壁，观察水中的导管口是否有气泡冒出，如果有气泡冒出，说明装置气密性好．
（2）改进后的装置无需打开瓶塞点燃红磷，避免瓶内空气外逸而而造成实验误差；
（3）14%
【解析】：（1）检验此装置的气密性时，可将导管一端插入水中，用手紧握广口瓶外壁，观察水中的导管口是否有气泡冒出，如果有气泡冒出，说明装置气密性好．
（2）与装置甲相比，装置乙中使用电烙铁可以减小实验误差，其原因是：改进后的装置无需打开瓶塞点燃红磷，避免瓶内空气外逸而而造成实验误差．
（3）量筒内减少的体积为氧气的体积，氧气的体积=100mL﹣65mL=35mL；
空气中氧气的体积分数为：35mL/100mL×100%=14%．
参考答案
【题组训练】
1、【答案】A
【解析】A．该实验 中铁生锈，不会引起广口瓶受热不均而炸裂，不用放少量水；B．测定空气中氧气含量的原理是，利用物质与空气中的氧气反应，又不生成气体，使瓶内气体减 少，压强变小，水倒流入集气瓶内，倒流的水的体积就等于瓶内氧气的体积。通过分析本次实验数据，可知空气中氧气的体积为48mL，氧气的体积分数约为48mL ÷242mL ×100%=19.8%； C．若实验药品充足，时间足够长，可充分反应氧气，测定结果比较准确；D．此实验所用药品不含汞元素，可有效解决拉瓦锡实验中的汞污染问题；选A
2、【答案】AC。
【解析】：铜被加热生成氧化铜，没有生成新的气体；红磷燃烧后生成五氧化二磷固体，没有生成新的气体；汞加热生成氧化汞是固体，没有生成新的气体；木炭和氧气反应后生成二氧化碳气体，生成了新的气体；
3、【答案】AD
【解析】A、要准确测定空气中氧气的体积分数，只有使用铜丝的量是足量的，才能全部消耗掉密闭注射器里的空气中的氧气，A错；B、气体的体积要受温度的影响，读数时必须等到装置冷却至室温再读，不等装置冷却至室温就读数，读数偏小，B正确．C、气球的作用是调节气压，使氧气完全反应空，C正确；
D、正常操作情况下，反应结束后消耗氧气的总体积应该是反应前注射器内气体体积和玻璃管中气体总体积的，D错；故选AD
4、【答案】A
【解析】A．氧气有助燃性，可用作火箭发射的助燃剂； B．空气氮气占78%和氧气占21%；两种物质的沸点不同，可以用分离液态空气的方法制取；C．氦气的密度比空气小，可用来填充探空气球。 D．二氧化碳、水是植物进行光合作用的基本原料。选A
5、【答案】A
【解析】A．氮气化学性质不活泼，可用于填充食品包装袋内，隔绝氧气防止食物因缓慢氧化而变质；B．氧气能常用于医疗急救；C．二氧化碳在空气中含量增多会引起温室效应，但不属于空气污染物；D．氧气的化学性质比较活泼，属于助燃物；选A
6、【答案】A
【解析】空气中各成分的含量按体积分数计算，氮气占78%，氧气占21%，稀有气体占0.94%，二氧化碳占0.03%，选A
7、【答案】A
【解析】空气污染物有有害气体和烟尘。有害气体包括一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、臭氧等；烟尘包括可吸入颗粒和总悬浮颗粒物，选A
8、【答案】A
【解析】：A、燃放烟花爆竹主要的危害有：污染空气、产生噪声、易引发火灾，对保护环境不利，错误；
B、木炭进行露天烧烤产生的有害气体和粉尘会污染空气，会污染环境，不用木炭进行露天烧烤，可减少空气污染，正确；
C、生活垃圾集中处理不随意倾倒，可减少环境污染，对保护环境有利，正确
D、大力植树造林，增加植被面积，可改善环境，保护空气，正确；
故选A．
9、【答案】A
【解析】A．燃放烟花爆竹，增加污染物的排放，不利于环境保护； 提倡公交出行，减少尾气排放；
；加强植树造林，改善空气质量 ；垃圾分类回收，增强节约意识；都有利于保护环境。选A
得分高手体验（可或缺）
【例题】（学科综合题）（2017·南京）空气中氧气含量测定的经典赏析。
教材中介绍了拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分
（实验装置如图）
资料卡片：
⑴写出汞与氧气反应的符号表达式_____________________________________。
⑵本实验中选择使用汞的优点有：
汞在加热的条件下，只和氧气反应。
汞为液态，在汞槽中起到液封的作用，并能直接用来测量反应器内空间体积的变化
生成氧化汞分解又能得到汞和氧气，把得到的氧气加到剩下的4/5体积的气体中，结果所得气体跟空气的性质完全一样
根据资料卡片，请再补充本实验使用汞的两个优点，并说明依据
④__________________________________________。
⑤__________________________________________。
⑶通过实验，拉瓦锡得出了空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积1/5的结论。请根据现在的认识，对此结论予以补充。
___________________________________________________________________。
【答案】⑴Hg+O2 HgO
⑵汞的沸点较低，汞蒸气与氧气反应比较充分，能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽。氧化汞的密度小于汞，且不溶于汞，因此与汞易分离。（其他合理答案均给分）
⑶空气的成分按体积计大约是：氧气21%、氮气78%、稀有气体0.94%、二氧化碳0.03%、其他气体0.03%
【解析】⑴汞与氧气反应生成氧化汞，反应条件是加热，符号表达式为：Hg+O2  HgO
⑵测定氧气的含量时，反应越充分，测定结果越准确，气态物质间以微观粒子相互混合，接触最充分，反应越迅速、彻底，而汞的沸点非常低，在加热条件下气化，与氧气能充分反应。氧化汞的密度小于汞，且不溶于汞，因此与汞易分离。便于收集生成的氧化汞，有利于验证生成的氧气和原空气中氧气的质量关系。⑶现在已能较精确测定空气中各成分的含量为：氧气21%、氮气78%、稀有气体0.94%、二氧化碳0.03%、其他气体0.03%
【解法归纳】
理解并掌握测定空气中氧气含量的原理，实验成功的关键，影响化学反应的因素；熟练书写化学反应的符号表达式。
综合培优训练
能力通关
1、（2017·葫芦岛）通过实验，首先得出空气是由氧气和氮气组成的科学家是（　　）
A．拉瓦锡 B．道尔顿 C．门捷列夫 D．侯德榜
【答案】A
【解答】解：
A、拉瓦锡是近代化学的奠基人之一，后人称拉瓦锡为近代化学之父，他在前人研究的基础上最早提出空气由氮气和氧气组成，故正确；B、道尔顿被称为现代原子之父，对构成物质的微粒有着特殊的贡献，故错误；C、门捷列夫发现了元素周期律，没能得到空气由氧气和氮气组成的结论，故错误；D、侯德榜创立的侯氏制碱法，对我国的制碱工业做出了贡献，故错误．故选A．
2、如图，两个实验装置气密性良好．关于该实验，有如下说法：①红磷熄灭并冷却后才能打开弹簧夹；②点燃酒精灯加热铜丝，可观察到铜丝由红色变成黑色；③停止加热并冷却至室温后即可读出注射器内气体的体积约为24mL；④实验取用铜丝质量的多少不会影响实验结果；⑤两个实验均能证明空气是混合物；⑥两个实验均能证明空气中约1/5含体积的氧气．其中正确说法的个数有（　　）
A．2个 B．3个 C．4个 D．5个
【答案】C
【解析】：①红磷燃烧并冷却后打开弹簧夹，避免了集气瓶内压强过大进入水过少，不能正确测定空气中氧气的含量的情况，故①说法正确；②点燃酒精灯加热铜丝，铜与氧气反应生成氧化铜，所以铜丝表面由光滑的红色变成黑色，故②说法正确；③应该在停止加热并冷却至室温才能读数，故③说法错误；④实验过程中为了将空气中的氧气完全耗尽，加入的铜丝必须是过量的，故④说法错误；⑤两个实验均能证明空气是混合物，故⑤说法正确；⑥两个实验均能证明空气中约含五分之一体积的氧气，故⑥说法正确．
故选C．
3、（2017?长沙）空气是人类的宝贵资源，下列有关空气的说法错误的是( )
A．空气的成分按体积计算，含量最多的气体是氮气 B．空气是混合物
C． 氧气具有可燃性 D．稀有气体的化学性质不活泼
【答案】C
【解析】A．空气中各成分的含量按体积分数计算，氮气占78%，氧气占21%，稀有气体占0.94%，二氧化碳占0.03%， B．由两种或两种以上物质组成的物质叫混合物；由一种物质组成的物质叫纯净物；空气是混合物C． 氧气具有助燃性 ； D．稀有气体的构成原子都是稳定结构，不易发生电子得失，因而化学性质不活泼，选C
4、（2017·宿迁）下列说法不正确的是
A.空气中N2的体积分数约为78%
B.O2的化学性质比较活泼,具有可燃性
C.CO2是绿色植物光合作用的原料之一
D.稀有气体化学性质稳定，可用作保护气
【答案】B
【解析】氧气的化学性质活泼，能与很多物质反应，有助燃性，但无可燃性。
5、（2017·嘉兴）近地面的臭氧是由于氮氧化物等在阳光照射下发生光化学反应产生的。下列说法错误的是
A．臭氧与氧气的化学性质不同 B．臭氧是空气质量指数的污染物之一
C．汽车尾气大量排放会导致臭氧污染 D．佩戴口罩能有效阻挡臭氧的吸入
【答案】D
【解析】A、臭氧是由臭氧分子构成的，氧气是由氧分子构成的，构成它们的分子不同，故化学性质不同，正确；B、目前计入空气污染指数的项目有：一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、可吸入颗粒物和臭氧，正确；C、汽车尾气排放物产生的化学反应会导致进地的臭氧造成污染，正确；D、口罩只能阻挡可吸入颗粒物，不能有效阻挡臭氧的吸入，错误。故选D。
6、（2017·苏州）下列关于空气的说法中，不正确的是
A．工业上采用分离液态空气法获得氧气 B．二氧化硫是空气污染物之一
C．空气中氧气质量占空气质量的21% D．空气中的氧气来源于绿色植物的光合作用
【答案】C
【解析】A、工业上利用分离液态空气的方法得到氧气，正确；B、空气污染物包括：二氧化硫、一氧化碳和二氧化氮，正确；C、氧气约占空气总体积的21%，错误；D、植物的光合作用是空气中氧气的主要来源，正确。故选C。
7、（2017·徐州）磷的燃烧反应在生产生活中有着广泛的应用价值．
（1）红璘在空气中燃烧能冒出浓厚的白烟，军事上常用来制烟范弹．红磷燃烧的化学方程式为　 　．
（2）某同学利用燃磷法测量空气中氧气含量，实验过程如图．他测得氧气体积分数约是　　%．燃烧结束试管里剩余气体主要是　 　（填化学式）．

【答案】(1）4P+5O22P2O5；（2）18；N2．
【解答】解：（1）磷与氧气在点燃的条件下反应生成五氧化二磷；故填：4P+5O22P2O5；
（2）进入试管内的水的体积为消耗的氧气体积，也就是50mL空气中含有9mL氧气，所以他测得氧气体积分数约是=18%；空气主要是由氮气与氧气组成的，氧气被消耗后剩余的气体主要是氮气；故填：18；N2．
8、
【答案】（1）含氮化合物反应 （2）使瓶内氮气反应完全 （3）氨气化学性质很不活泼，“未知气体”中的其它气体的化学性质与氨气相近
【解析】（1）有两种方法获得的氮气的密度值相似可知，由含氮化合物反应获得的氮气密度值更接近纯净氮气的密度值 （2）要得到更准确的氮气密度值，需要使瓶内氮气反应完全，故实验中不断向瓶内补充氧气的目的是，提供足够的氧气，使瓶内氮气反应完全。 （3）在当时实验条件下，很难利用化学反应除掉氩气，获知“未知气体”中还有其它气体存在，其理由是氨气化学性质很不活泼，“未知气体”中的其它气体的化学性质与氨气相近
2、巅峰训练
【答案】（1）将导管一端插入水中，用手紧握广口瓶外壁，观察水中的导管口是否有气泡冒出，如果有气泡冒出，说明装置气密性好．
（2）改进后的装置无需打开瓶塞点燃红磷，避免瓶内空气外逸而而造成实验误差；
（3）14%
【解析】：（1）检验此装置的气密性时，可将导管一端插入水中，用手紧握广口瓶外壁，观察水中的导管口是否有气泡冒出，如果有气泡冒出，说明装置气密性好．
（2）与装置甲相比，装置乙中使用电烙铁可以减小实验误差，其原因是：改进后的装置无需打开瓶塞点燃红磷，避免瓶内空气外逸而而造成实验误差．
（3）量筒内减少的体积为氧气的体积，氧气的体积=100mL﹣65mL=35mL；
空气中氧气的体积分数为：35mL/100mL×100%=14%．