浙教版科学八年级下——
3.1空气组成及氧气含量的确定-基础学案
【要点梳理】
要点一、拉瓦锡用定量的方法研究空气的成分
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。实验装置图如下：
这个著名实验是：把少量的汞放在一个密闭的容器里连续加热12天，结果发现有一部分银白色的液态汞变成了红色粉末，同时容器里空气的体积减少了约1/5；他研究了剩余的那部分气体，发现它既不能供动物呼吸，也不支持燃烧，这正是氮气；他把汞表面生成的红色粉末收集起来，放在另一个容器里加热，除了得到汞以外，还得到了氧气，而且氧气的体积恰好等于密闭容器里减少的气体体积；他把得到的氧气加到前一个容器中剩下的约4/5体积的气体里，结果得到的气体与空气的性质完全一样。
【要点诠释】
拉瓦锡实验结论：空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的1/5。
要点二、测定空气中氧气含量的方法
1．实验原理：
利用红磷在空气中燃烧，将集气瓶内氧气消耗掉，生成五氧化二磷白色固体，使密闭容器内压强减小；在大气压作用下，进入集气瓶内水的体积即为减少的氧气的体积。
2．实验装置：
3．实验步骤：
（1）将仪器连接好并检查装置的气密性。
（2）在集气瓶底装入少量的水，再把剩余的容积分成五等份并做上记号。
（3）用弹簧夹夹紧乳胶管。
（4）在燃烧匙内放入过量的红磷。
（5）点燃红磷迅速伸入集气瓶中，并把塞子塞紧。
（6）红磷燃烧停止，待集气瓶冷却到室温后，打开弹簧夹。
4．实验现象：
（1）红磷燃烧产生大量白烟并放出热量。
（2）打开弹簧夹后烧杯中的水倒吸入集气瓶中，进入水的体积约占集气瓶中空气体积的1/5。
5. 实验结论：
氧气约占空气体积的1/5。
【要点诠释】
1. 可燃物必须选用燃烧后生成物为固体的物质。不能选用木炭、硫等，因为木炭、硫燃烧产生的是气体物质，且与所耗氧气体积相同，使瓶内外气压相等，水不会倒吸入瓶中。
2.红磷必须过量，燃烧时才能使容器内氧气消耗完。
3.红磷燃烧停止后，要等集气瓶内温度降至室温，方可打开弹簧夹。
4.该实验还能得到的结论：氮气（集气瓶内剩余的气体主要是氮气）具有不能燃烧、不支持燃烧和难溶于水的性质。
5.实验后测得氧气的体积分数小于21%的原因：
（1）红磷的量不足（则不能将集气瓶内空气中的氧气完全反应掉，集气瓶内水面上升不到原瓶内空气体积的1/5，导致测得空气中氧气的体积分数偏小）。
（2）装置漏气（当集气瓶内氧气耗尽时，瓶内压强减小，瓶外空气会进入集气瓶内，导致进入水的体积减小，测得的氧气的体积分数偏小）。
（3）装置未冷却到室温就打开弹簧夹（温度较高气体压强较大，进入瓶内水的体积减小，引起测定结果偏低）。
6.测定结果大于21%的原因：
（1）点燃红磷前未用弹簧夹夹紧乳胶管（红磷燃烧放热会使部分空气由导管逸出，烧杯水中冒气泡；最后造成水进入集气瓶的体积大于1/5）。
（2）将点燃的燃烧匙伸入瓶内太慢（放出的热将瓶内的部分空气赶出瓶外；冷却后打开止水夹，进入集气瓶水的体积大于1/5）。
要点三、空气的组成
空气的主要成分是氮气和氧气，分别约占空气总体积的4/5和1/5。
空气的成分按体积计算如下表：
气体 氮气(N2) 氧气（O2） 稀有气体(氦气、氖气、氩气等) 二氧化碳(CO2) 其他气体和杂质
占空气总体积的比例 78% 21% 0.94% 0.03% 0.03%
【要点诠释】
1.空气中各气体的含量是体积分数，不是质量分数。
2.空气是一种混合气体，组成比较固定，特别是氧气、氮气、稀有气体的成分几乎不变，但个别地区略有不同。
要点四、空气是一种宝贵的自然资源
1.氮气：是无色、无味的气体，密度比空气略小，难溶于水。氮气的化学性质不活泼。主要用途是用作保护气、合成氮肥等。
2.氧气：是无色、无味的气体，密度比空气大，不易溶于水。主要用途是供给呼吸和支持燃烧；医疗、潜水、气焊、炼钢、宇航等都需要用到氧气。
3.稀有气体：氦、氖、氩、氪、氙等气体的总称。是无色、无味的气体，难溶于水。化学性质很不活泼，一般情况下不与其他物质反应。通常作保护气、制成多种电光源、用于激光技术；氦用于制造低温环境；氙用于医疗麻醉。
4.空气的污染及防治
污染空气的物质 ①粉尘；②有害气体（二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮等）
污染物的主要来源 ①矿物燃烧；②工厂的废气；③汽车排放的尾气等
空气污染的危害 ①损害人体的健康；②影响作物生长；③破坏生态平衡；④导致全球气候变暖；⑤破坏臭氧层；⑥形成酸雨
空气污染的防治 ①使用清洁能源；②工厂的废气经过处理后再排放；③使燃料充分燃烧；④对化石燃料进行脱硫处理；⑤积极植树、造林、种草等
【要点诠释】
1.空气质量日报中的“首要污染物”包括二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、粉尘（可吸入颗粒物）和臭氧等。
2.氮气和稀有气体作为保护气，是利用它们的稳定性。但是“稳定”是“相对”而不是绝对的，在一定条件下，氮气及有些稀有气体也能与某些物质发生化学反应。
【典型例题】
类型一、考查空气的组成
1.按体积计算，空气中含量最多的是（ ）
A.氮气 B.氧气 C.稀有气体 Ｄ．水蒸气
【答案】A
【解析】空气的成分按体积分数计算，大约是：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%。
【总结升华】要牢记空气中各成分的体积分数。
2.空气中含量较多且性质比较活泼的气体是（ ）
Ａ．水蒸气 Ｂ．氮气 Ｃ．氧气 D.二氧化碳
【答案】C
【解析】氮气约占空气体积的4/5，氧气约占空气体积的1/5，且氧气的化学性质比较活泼，在一定条件下，能与许多物质发生化学反应。
【总结升华】要掌握空气中各成分的体积分数及主要气体的性质。
举一反三：
【变式1】最早通过实验测定出空气组成的科学家是 ( )
A.瑞典的舍勒 B.英国的汤姆生
C.法国的拉瓦锡 D.意大利的阿伏加德罗
【答案】C
【变式2】关于稀有气体的叙述中，错误的是（ ）
A.稀有气体是空气中含量最多的气体 B.都是无色无味的气体
C.一定条件下能跟其他物质发生化学反应 D.在空气中的含量为0.94%
【答案】A
类型二、考查空气中氧气含量的测定
3.为了测定空气的成分，按右图所示装置做实验：
（1）装置连接好后，先要检查装置的 。
（2）将燃烧匙中过量的红磷点燃后放入集气瓶中，红磷燃烧产生 。
（3）反应停止，待集气瓶冷却后打开止水夹，烧杯中的水会 ,约达到集气瓶内空气体积的 为止。
（4）此实验说明空气中含有 ，大约占空气总体积的 。
【答案】（1）气密性
（2）大量白烟
（3）倒吸入集气瓶中 1/5
（4）氧气 1/5
【解 析】过量的红磷燃烧，将集气瓶中的氧气完全消耗掉，使瓶内压强减小；冷却后打开止水夹，烧杯中的水被倒吸入集气瓶内，所进水的体积和消耗掉氧气的体积相等。
【总结升华】该实验还能得到的结论：氮气（集气瓶内剩余的4/5气体主要是氮气）具有不能燃烧、不支持燃烧和难溶于水的性质。
举一反三：
【变式】同学们用上图（例3图）所示装置测定空气中氧气的含量，实验前在集气瓶内加入少量的水，并做上记号。下列说法中，不正确的是( )
A.实验时红磷一定过量
B.点燃红磷前先用弹簧夹夹紧乳胶管
C.红磷熄灭后立刻打开弹簧夹
D.最终进入瓶中水的体积约等于氧气的体积
【答案】C
类型三、考查空气污染
4.在治理城市空气污染中所采取的措施不正确的是（ ）
A．少用煤作燃料 B．增加绿地面积
C．焚烧落叶 D．汽车改用清洁燃料
【答案】C
【解析】增加绿地面积，可以增加光合作用，把二氧化碳转化为氧气；少用煤作燃料，可以减少二氧化硫等有害物质的排放；汽车改用清洁燃料，可减少有毒气体的排放；焚烧落叶，会产生大量烟等有害物质。
【总结升华】了解空气污染的危害及防治措施。
举一反三：
【变式】下列物质中，属于空气污染物的是（ ）
A.氧气 B.水蒸气
C.氮气 D.一氧化碳
【答案】D
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1
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3.1空气组成及氧气含量的确定-基础练习
【巩固练习】
选择题 (每小题只有一个选项符合题意)
1.空气的成分中，体积分数约占78%的是（ ）
A.稀有气体 B．氧气 C．二氧化碳 D．氮气
2.空气是一种重要的自然资源，其中体积含量最大的气体是（ ）
A．氮气 B．氧气 C．二氧化碳 D．稀有气体
3.空气中体积含量约占21%的气体是（ ）
A．稀有气体? B．氧气 C．氮气 D．二氧化碳
4.下列关于空气的说法中，错误的是（ ）
A．空气中含有氮气、氧气等多种气体
B．空气是一种十分重要的天然资源
C．若大量有害物质进入空气中，仅靠大自然的自净能力，大气还能保持洁净
D．按体积分数计，空气中约含氮气78％、氧气21％
5.白炽灯泡中要填充增压气（不活泼气体），霓虹灯中要填充显色气，下列各气体中不能用来填充灯泡的是( )
A.氩气 B.氮气 C.氖气 D.氧气
6.由于森林的过量砍伐、草场大面积开垦，土地出现沙漠化，导致我市今年出现了近几年来最严重的沙
尘暴天气。沙尘暴天气使空气中增加了大量的（ ）
A．可吸入颗粒物 B．一氧化碳 C．二氧化氮 D．二氧化硫
7.下列物质中，属于纯净物的是（ ）
A.空气 B.矿泉水 C.氮气 D.澄清的石灰水
8.下列关于空气成分用途的说法不正确的是（ ）
A.空气是一种十分重要的天然资源 B.食品充入氮气可延长保质期
C.氧气可供给呼吸 D.氧气可灭火
9.酥脆的饼干露置在空气中一段时间后变软，原因是空气中含有（ ）
A.氮气 B.氧气 C.二氧化碳 D.水蒸气
10.最早通过实验测定出空气组成的科学家是（ ）
A.舍勒 B.普利斯特里 C.道尔顿 D.拉瓦锡
11.我们知道食物较长时间露置在空气中就会变质，这主要是由于空气中含有( )
A.氧气 B.氮气 C.二氧化碳 D.稀有气体
二、填空题
12.下列是我们接触过的一些物质，其中属于混合物的是______________________。
A．氮气 B．空气 C．二氧化碳 D.氧气
13.空气中体积分数最大的气体是 。
14.法国化学家拉瓦锡通过实验得出的结论是 约占空气总体积的1/5。
三、探究题
15. 在化学课上同学们用右图所示装置来测定空气里氧
气的含量。
将燃烧匙中过量的红磷点燃后放入集气瓶中，能
观察到的现象是 。
（2）反应停止，待集气瓶冷却后打开止水夹，烧杯中的
水 ，进入水的体积约占集气瓶内空
气总体积的 。
（3）通过这个实验得出的结论是 。
【答案与解析】
1.【答案】D
【解析】空气的成分按体积分数计算，大约是：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%。
2.【答案】A
【解析】空气的成分按体积分数计算，大约是：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%。
3.【答案】B
【解析】氮气的化学性质不活泼，一般情况下，不能与其他物质发生化学反应。
4.【答案】C
【解析】大气的自净能力是有一定限度的，若大量有害物质进入空气中，一旦超过其自净能力，会造成空气污染。
5.【答案】D
【解析】氧气有氧化性，可以和灯丝发生反应。
6.【答案】A
【解析】空气污染包括气体污染和粉尘污染，气体污染包括一氧化碳、二氧化氮和二氧化硫等；粉尘污染包括可吸入颗粒物，沙尘暴使空气中可吸入颗粒物大量增多。
7.【答案】C
【解析】只由一种物质组成的物质叫纯净物，由两种或多种物质混合而成的物质叫混合物。
8.【答案】D
【解析】氧气可供给呼吸、支持燃烧，不能用来灭火。
9.【答案】D
【解析】本题考查空气的成分。
10.【答案】D
【解析】拉瓦锡通过实验，最早测定出空气是由氮气和氧气组成的。
11.【答案】A
【解析】食物变质是因为食物中的成分在空气中发生了缓慢氧化造成的。
12.【答案】B
【解析】判断物质是不是纯净物，应该看这种物质的组成成分是一种，还是多种。空气中含有氧气、氮气、稀有气体、二氧化碳等多种物质。
13.【答案】氮气
【解析】氮气约占空气总体积的4/5，氧气约占空气总体积的1/5。
14.【答案】氧气
【解析】空气的成分按体积分数计算，大约是：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%。
15.【答案】
（1）红磷燃烧，产生大量白烟
（2）倒吸入集气瓶中 1/5
（3）氧气约占空气总体积的1/5
【解析】过量的红磷燃烧，将集气瓶中的氧气完全消耗掉，使瓶内压强减小；冷却后打开止水夹，烧杯中的水被倒吸入集气瓶内，所进水的体积和消耗掉氧气的体积相等。
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