第
4讲 空 气
1.
下列气体中，能供给动植物呼吸的是( )
A.
O2
B．H2
C．N2
D．CO2
2．空气中含量最多且化学性质不活泼的气体是( )
A.
O2
B．CO2
C．N2
D．Ne
3.
空气中，氧气的体积分数约为( )
A.
0.03%
B．0.94%
C．21%
D．78%
4.
下列利用空气某成分物理性质的是( )
A．氧气可以供给呼吸
B．氮气可以制造化肥
C．干冰用于人工降雨
D．稀有气体用作保护气
5.
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
6．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．洁净的空气是纯净物
B．空气中可分离出氧气用于医疗急救
C．空气中含量最多的气体是二氧化碳
D．空气中氮气的化学性质比氧气活泼
7．下列关于空气成分的说法错误的是( )
A．氧气约占空气总体积的4/5
B．稀有气体可制成多种用途的电光源如霓虹灯
C．氮气充入食品包装中以防腐
D．二氧化碳在大气中含量不断上升，从而导致温室效应增强
8．下图是“实验室测定空气中氧气含量”的实验装置图，下列有关说法错误的是
( )
A．可用木炭代替红磷进行实验
B．做该实验前，应检查装置的气密性
C．若实验前导管内未充满水，将导致测得氧气的含量小于五分之一
D．若红磷不足，将导致测得氧气的含量小于五分之一
9．测定空气中氧气含量的实验装置如图所示：下列有关说法正确的是( )
A．燃烧匙中的红磷可以换成硫
B．选用红磷是因为反应只消耗O2，生成固态的P2O5
C．装置内水位不会发生变化
D．本实验可以证明空气含有N2、O2、CO2和稀有气体
10．利用下图装置验证了空气中氧气的含量。下列叙述不正确的是( )
A．实验前需检查装置气密性
B．白磷的作用是消耗试管中的氧气
C．白磷熄火、试管冷却后再打开止水夹
D．最终量筒中液面约降至40mL刻度线处
11.
“绿水青山就是金山银山”，保护环境就是保护我们自己。下列环境问题与其防治措施不合理的是( )
A．白色污染——焚烧或掩埋废弃塑料
B．温室效应——开发新能源，减少化石燃料的使用
C．酸雨——推广使用脱硫煤
D．臭氧空洞——研发新的制冷剂，减少氟利昂的使用
12．空气是重要的自然资源，与人类的生产生活密切相关。
(1)空气中稀有气体的体积分数约为____。
(2)空气中二氧化碳的含量不断上升，从而导致____，使全球气候变暖。
(3)空气质量日报可以及时准确反映空气质量状况。空气质量级别分为六级，级别越高则空气污染程度越____(填“轻”或“重”)。
13．火电厂发电需要燃烧大量的煤，由于煤中含有硫元素，未经脱硫的煤燃烧后，产生的气体会导致严重的大气污染，进入水体，也会加剧水污染。
(1)硫能在空气中燃烧，写出硫燃烧的化学反应方程式____。燃烧后生成的气体排放到空气中，会形成酸雨。
(2)原煤燃烧产生的SO2在雨、雪降落过程中会形成____，它能腐蚀建筑物，使土壤酸化等。
14.
阅读材料，回答问题
材料：近地面处臭氧是一种空气污染物。其含量过高会对人体的呼吸道产生刺激作用，影响肺部功能，还会刺激、损伤眼睛，导致视力下降。
(1)如果近地面处臭氧含量过高，将直接导致下列哪一类疾病增加？____。
A．呼吸道疾病 B．血液传染病
C．糖尿病
(2)如图是某地8月1日～5日的温度、相对湿度、近地面处臭氧浓度的变化。据图分析，该地这一时段近地面处臭氧浓度的变化与温度的变化是否有关？并阐述理由____。
15．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。
16.
“绿水青山就是金山银山”，保护环境势在必行。请回答下列问题：
(1)请写出酸雨的危害：____(答一点即可)。
(2)在汽油中加入适量乙醇作为汽车燃料(车用乙醇汽油)，请写出使用乙醇汽油的一条优点____。
1．2013年2月全国科学技术名词审定委员会将PM2.5正式命名为“细颗粒物”。细颗粒物粒径小于或等于2.5( )
A．厘米
B．分米
C．毫米
D．微米
2．下图是北京本地PM2.5来源分布图。据此，下列措施对减少PM2.5效果最不明显的是( )
北京本地来源
摘自2014年4月26日《人民日报》
A．减少汽车的保有量
B．植树造林
C．用风能与太阳能发电替代燃煤发电
D．减少工业生产中二氧化碳的排放
3．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)(已知氧化汞是红色粉末)。
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
4．某科学兴趣小组对“测定空气中氧气含量”的实验进行了改进：将数显设备、气体压强传感器和空气中氧气含量测量装置按下图连接。装置气密性良好，调节右边敞口容器和集气瓶里的水面相平，此时集气瓶内气体的体积为V1。关闭活塞，点燃燃烧匙内的红磷，立即塞紧瓶塞，待火焰熄灭后，过一段时间打开活塞，观察到集气瓶中的水位上升。待集气瓶内的水面不再上升时，集气瓶内的气体体积为V2。然后向右边容器内加入一定量的水至两边水面再次相平，此时集气瓶内的气体体积为V3。在点燃红磷至打开活塞这一过程中，观察到数显设备显示集气瓶内的气体压强先上升后下降，再趋于稳定。
请回答：
(1)数显设备显示，开始一段时间集气瓶内气体压强上升，这是因为温度升高导致的气压变化量____(选填“大于”“
等于”或“小于”)氧气量减少导致的气压变化量。
(2)基于数显设备显示的气压变化，“过一段时间打开活塞”中的“一段时间”指的是火焰熄灭后到____所经历的时间。
(3)在整个实验过程中，集气瓶中减少的氧气体积为____(选填“V1－V2”“
V1－V3”
或“V2－V3”)。
5．请阅读下面的文章，并据此回答问题：
科学家在研究大气中CO2的浓度变化会对地球的平均气温造成什么影响的问题时，采用的研究途径之一是：研究古气候大气中CO2的浓度变化和当时大气平均温度的变化关系。
(1)有种方法是测量浅海贝类化石中硼、钙元素含量的比例。因为这个比例高低和这些贝类生长时的海水酸碱度有关，而海水酸碱度又和大气中CO2的浓度有关。将得到的有关数据和通过其他研究途径得到的同时期大气平均温度对比，即可得到同时期大气平均温度与大气中CO2的浓度的对应关系。海水酸碱度和大气中CO2的浓度有关的科学原理是____。
(2)请在下列坐标图中，标出坐标轴的含义，并大致表示大气中CO2的浓度对海水酸碱度(用海水pH表示，海水略呈弱碱性)的影响关系。
答图
(3)在生物圈中你认为当前影响大气中浓度变化的主要直接因素是____、____(请写出两点)。
材料一：年瑞利发现在相同条件下由空气中除去氧气、二氧化碳、水蒸气和灰尘后获得的氮气其密度为克升；由含氮化合物反应并除去水蒸气后获得的氮气(＋)其密度为克升。两者密度差值虽小却完全超出了实验误差范围。材料二：年月瑞利和拉姆塞开始用下图装置进行清除空气中氮气的实验研究：在倒立圆底烧瓶内引入两根金属导线，通电使瓶中空气里的氧气和氮气生成氮的氧化物，用碱液来吸收生成的氮的氧化物和原有的二氧化碳气体。并从气体进口不断向瓶内补充氧气，使反应持续进行。
材料三：瑞利和拉姆塞又设计了另一实验装置将上述实验所得的气体干燥后通过红热的铜粉来除去其中的氧气得到少量的剩余气体对剩余气体做光谱分析得知这是一种未知的气体并测得其密度约是氮气的倍。年月日他们共同宣布：发现了一种未知气体并命名为氩气。
材料四：年拉姆塞等人利用不同的物质沸点不同又发现了氪气、氖气、氙气。根据上述材料回答下列问题：()与纯净氮气密度值更接近的是由____获得的氮气密度值(填空气中或含氮化合物反应)。()实验中不断向瓶内补充氧气的目的是____。()在当时实验条件下很难利用化学反应除去氩气获知未知气体中还有其他气体存在其理由是____。第
4讲 空 气
1.
下列气体中，能供给动植物呼吸的是( A )
A.
O2
B．H2
C．N2
D．CO2
【解析】
A．氧气的用途是支持燃烧和供给呼吸，故A正确；B.氢气不能供给呼吸，故B错误；C.氮气化学性质稳定，也不能供给呼吸，故C错误；D.二氧化碳既不能燃烧也不能支持燃烧，还不能供给呼吸，故D错误。
2．空气中含量最多且化学性质不活泼的气体是( C )
A.
O2
B．CO2
C．N2
D．Ne
【解析】
空气中各成分及体积分数为：氮气占78%、氧气占21%、稀有气体占0.94%、二氧化碳0.03%、水蒸气和杂质占0.03%。氮气在空气中含量最多且化学性质不活泼，故选C。
3.
空气中，氧气的体积分数约为( C )
A.
0.03%
B．0.94%
C．21%
D．78%
【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%、其他气体和杂质占0.03%。故选C。
4.
下列利用空气某成分物理性质的是( C )
A．氧气可以供给呼吸
B．氮气可以制造化肥
C．干冰用于人工降雨
D．稀有气体用作保护气
5.
空气中各成分体积分数如图所示，其中区域“a”代表的是( C )
A．氧气
B．氦气
C．氮气
D．二氧化碳
【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%、其他气体和杂质占0.03%。由图可知，a占的体积分数最大，是氮气。
6．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( B )
A．洁净的空气是纯净物
B．空气中可分离出氧气用于医疗急救
C．空气中含量最多的气体是二氧化碳
D．空气中氮气的化学性质比氧气活泼
【解析】
A．空气是由多种物质组成的混合物，故错误；B.氧气支持呼吸，故可用于医疗急救，故正确；C.空气中含量最多的气体是氮气，故错误；D.氮气的化学性质不活泼，故错误。
7．下列关于空气成分的说法错误的是( A )
A．氧气约占空气总体积的4/5
B．稀有气体可制成多种用途的电光源如霓虹灯
C．氮气充入食品包装中以防腐
D．二氧化碳在大气中含量不断上升，从而导致温室效应增强
【解析】
A．空气中氧气的体积分数约为
21%，说法错误；B.稀有气体通电时会发出有色光，所以稀有气体可制成多种用途的电光源，说法正确；C.氮气的化学性质稳定，所以氮气可充入食品包装袋中防腐，说法正确；D.二氧化碳是导致温室效应的主要气体，二氧化碳在大气中含量不断上升，从而导致温室效应增强，说法正确。
8．下图是“实验室测定空气中氧气含量”的实验装置图，下列有关说法错误的是
( A )
A．可用木炭代替红磷进行实验
B．做该实验前，应检查装置的气密性
C．若实验前导管内未充满水，将导致测得氧气的含量小于五分之一
D．若红磷不足，将导致测得氧气的含量小于五分之一
【解析】
A．不可用木炭代替红磷进行实验，因为木炭燃烧生成气体，选项错误；B．做该实验前，应检查装置的气密性，否则易导致测定结果不准确，选项正确；C.在实验前，导管应预先注满水，否则在燃烧完毕，装置冷却后打开止水夹时，进入的水会有一部分留在导管中，使得进入集气瓶内水的体积减少，导致测量结果偏小，选项正确；D.若红磷不足，使氧气不能完全反应，将导致测得氧气的含量小于空气体积的五分之一，选项正确。
9．测定空气中氧气含量的实验装置如图所示：下列有关说法正确的是( B )
A．燃烧匙中的红磷可以换成硫
B．选用红磷是因为反应只消耗O2，生成固态的P2O5
C．装置内水位不会发生变化
D．本实验可以证明空气含有N2、O2、CO2和稀有气体
【解析】
A．燃烧匙中的红磷不可以换成硫或木炭，硫或木炭燃烧生成气体，装置中气压不变，装置中液面不会上升，无法测定氧气体积分数，A错。B.选用红磷是因为红磷只消耗O2不和氮气反应，生成固态的P2O5没有生成新的气体，B正确。C.红磷燃烧消耗氧气，没有生成新的气体，装置中气压下降，在大气压作用下，液面上升，装置内水位会发生变化，C错。D.本实验不可以证明空气中含有CO2和稀有气体，D错。
10．利用下图装置验证了空气中氧气的含量。下列叙述不正确的是( D )
A．实验前需检查装置气密性
B．白磷的作用是消耗试管中的氧气
C．白磷熄火、试管冷却后再打开止水夹
D．最终量筒中液面约降至40mL刻度线处
【解析】
A．该装置是利用白磷燃烧消耗氧气，反应后，装置内压强减小，在压强差的作用下，量筒中的水进入试管，进入水的体积就是空气中氧气的体积，故实验前需检查装置的气密性，否则，装置漏气，外界空气进入，会使实验结果偏小，不符合题意；B.白磷的作用是将试管内的氧气耗尽，使装置内压强减小，在压强差的作用下，量筒中的水进入试管，进入水的体积就是空气中氧气的体积，不符合题意；C.白磷熄灭，试管冷却后，再打开止水夹，否则，试管内的气体受热膨胀，占据了一定的空间，会使进入水的体积偏小，从而使实验结果偏小，不符合题意；D.空气中氧气的体积约占空气体积的，故进入水的体积大约是：130mL×＝26mL，故最终量筒中液面约降至50mL－26mL＝24mL
刻度线处，符合题意。故选D。
11.
“绿水青山就是金山银山”，保护环境就是保护我们自己。下列环境问题与其防治措施不合理的是( A )
A．白色污染——焚烧或掩埋废弃塑料
B．温室效应——开发新能源，减少化石燃料的使用
C．酸雨——推广使用脱硫煤
D．臭氧空洞——研发新的制冷剂，减少氟利昂的使用
【解析】
A．直接焚烧塑料会造成大气污染，掩埋塑料因塑料不易降解会造成土壤污染，A选项符合题意；B.减少化石燃料的使用可以减少二氧化碳的排放，减轻温室效应，B选项不合题意；C.酸雨主要因燃烧含硫的煤而造成，若推广脱硫剂，可减少燃煤排放硫的氧化物，C选项不合题意；D.臭氧层空洞是过度使用制冷剂氟利昂造成，研发新的制冷剂可以减少使用氟利昂，D选项不合题意。
12．空气是重要的自然资源，与人类的生产生活密切相关。
(1)空气中稀有气体的体积分数约为__0.94%__。
(2)空气中二氧化碳的含量不断上升，从而导致__温室效应增强__，使全球气候变暖。
(3)空气质量日报可以及时准确反映空气质量状况。空气质量级别分为六级，级别越高则空气污染程度越__重__(填“轻”或“重”)。
【解析】
(1)空气中稀有气体体积分数为0.94%。
(2)二氧化碳含量增加，会导致温室效应增强。
(3)空气质量日报可以及时准确反映空气质量状况。空气质量级别分为六级，级别越高则空气污染越重。
13．火电厂发电需要燃烧大量的煤，由于煤中含有硫元素，未经脱硫的煤燃烧后，产生的气体会导致严重的大气污染，进入水体，也会加剧水污染。
(1)硫能在空气中燃烧，写出硫燃烧的化学反应方程式__S＋O2SO2__。燃烧后生成的气体排放到空气中，会形成酸雨。
(2)原煤燃烧产生的SO2在雨、雪降落过程中会形成__酸雨__，它能腐蚀建筑物，使土壤酸化等。
【解析】
(1)硫与空气中的氧气在点燃条件下反应生成二氧化硫；(2)二氧化硫在空气中与氧气、水等进一步反应生成亚硫酸、硫酸，形成酸雨。
14.
阅读材料，回答问题
材料：近地面处臭氧是一种空气污染物。其含量过高会对人体的呼吸道产生刺激作用，影响肺部功能，还会刺激、损伤眼睛，导致视力下降。
(1)如果近地面处臭氧含量过高，将直接导致下列哪一类疾病增加？__A__。
A．呼吸道疾病 B．血液传染病
C．糖尿病
(2)如图是某地8月1日～5日的温度、相对湿度、近地面处臭氧浓度的变化。据图分析，该地这一时段近地面处臭氧浓度的变化与温度的变化是否有关？并阐述理由__有关，从总体变化趋势看，该地这一段时间近地面处臭氧浓度随温度的升高而升高，降低而降低(或无关，如图中8月2日、3日、4日某些时段近地面处臭氧浓度的变化与温度的变化并不完全吻合)__。
【解析】
(1)近地面抽烟产生的烟是一种空气污染物，进入呼吸道，引起呼吸道疾病增加。(2)结合两图的臭氧浓度和温度随时间变化曲线分析。
15．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？__打开让水夹，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，说明装置气密性良好__。
(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造成实验误差__。
(3)根据本实验数据，计算出空气中氧气的体积分数为__14%__。
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。
【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，说明装置气密性良好。
(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/250mL×100%＝14%。
16.
“绿水青山就是金山银山”，保护环境势在必行。请回答下列问题：
(1)请写出酸雨的危害：__腐蚀大理石建筑或破坏道路、桥梁或腐蚀金属雕像(制品)或破坏森林或使植物枯萎死亡，农业减产或污染水源，危害水生动植物生存或危害人体健康等(答一点，合理即可)__(答一点即可)。
(2)在汽油中加入适量乙醇作为汽车燃料(车用乙醇汽油)，请写出使用乙醇汽油的一条优点__节省石油资源；减少汽车尾气污染；促进农业生产(答一点，合理即可)__。
【解析】
(1)酸雨的pH<5.6，酸性较强，会腐蚀大理石建筑或破坏道路、桥梁或腐蚀金属雕像(制品)或破坏森林或使植物枯萎死亡，农业减产或污染水源，危害水生动植物生存或危害人体健康等。
(2)汽油中加入适量乙醇作为汽车燃料，能够减少汽油的燃烧量，可以节省石油资源，或减少汽车尾气污染，或促进农业生产等。
1．2013年2月全国科学技术名词审定委员会将PM2.5正式命名为“细颗粒物”。细颗粒物粒径小于或等于2.5( D )
A．厘米
B．分米
C．毫米
D．微米
2．下图是北京本地PM2.5来源分布图。据此，下列措施对减少PM2.5效果最不明显的是( B )
北京本地PM2.5来源
摘自2014年4月26日《人民日报》
A．减少汽车的保有量
B．植树造林
C．用风能与太阳能发电替代燃煤发电
D．减少工业生产中二氧化碳的排放
3．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)(已知氧化汞是红色粉末)。
关于这两个实验的说法正确的是( D )
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
【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.波义耳实验中，汞加热合生成氧化汞，质量增加，生成了新物质，发生了化学变化遵循质量守恒定律；D.拉瓦锡的实验中，汞和氧气反应压强降低，玻璃钟罩内液面逐渐上升，当氧气耗尽后，液面达到一定高度后不再变化，故D正确。
4．某科学兴趣小组对“测定空气中氧气含量”的实验进行了改进：将数显设备、气体压强传感器和空气中氧气含量测量装置按下图连接。装置气密性良好，调节右边敞口容器和集气瓶里的水面相平，此时集气瓶内气体的体积为V1。关闭活塞，点燃燃烧匙内的红磷，立即塞紧瓶塞，待火焰熄灭后，过一段时间打开活塞，观察到集气瓶中的水位上升。待集气瓶内的水面不再上升时，集气瓶内的气体体积为V2。然后向右边容器内加入一定量的水至两边水面再次相平，此时集气瓶内的气体体积为V3。在点燃红磷至打开活塞这一过程中，观察到数显设备显示集气瓶内的气体压强先上升后下降，再趋于稳定。
请回答：
(1)数显设备显示，开始一段时间集气瓶内气体压强上升，这是因为温度升高导致的气压变化量__大于__(选填“大于”“
等于”或“小于”)氧气量减少导致的气压变化量。
(2)基于数显设备显示的气压变化，“过一段时间打开活塞”中的“一段时间”指的是火焰熄灭后到__集气瓶温度恢复到室温__所经历的时间。
(3)在整个实验过程中，集气瓶中减少的氧气体积为__V1－V3__(选填“V1－V2”“
V1－V3”
或“V2－V3”)。
【解析】
(1)实验开始时，红磷燃烧放热，由于温度升高导致的气压变化量大于氧气减少导致的气压变化量。(2)实验结束后，必须等到装置冷却至室温后才能打开活塞；否则气体由于膨胀导致进入水的量会小于氧气的体积。(3)参加反应的氧气即为集气瓶内减少的氧气的体积，当集气瓶内水位不再上升后，必须使左右两边容器内的水面相平，以确保集气瓶内气压等于外界大气压，即应采用V1－V3，否则将因集气瓶内气压不等于实验开始前的气压而导致数据不准确。
5．请阅读下面的文章，并据此回答问题：
科学家在研究大气中CO2的浓度变化会对地球的平均气温造成什么影响的问题时，采用的研究途径之一是：研究古气候大气中CO2的浓度变化和当时大气平均温度的变化关系。
(1)有种方法是测量浅海贝类化石中硼、钙元素含量的比例。因为这个比例高低和这些贝类生长时的海水酸碱度有关，而海水酸碱度又和大气中CO2的浓度有关。将得到的有关数据和通过其他研究途径得到的同时期大气平均温度对比，即可得到同时期大气平均温度与大气中CO2的浓度的对应关系。海水酸碱度和大气中CO2的浓度有关的科学原理是__二氧化碳溶于水形成碳酸__。
(2)请在下列坐标图中，标出坐标轴的含义，并大致表示大气中CO2的浓度对海水酸碱度(用海水pH表示，海水略呈弱碱性)的影响关系。
答图
(3)在生物圈中，你认为当前影响大气中CO2浓度变化的主要直接因素是__化石燃料的燃烧释放大量二氧化碳__、__植物的光合作用吸收大量二氧化碳__(请写出两点)。
【解析】
(1)根据二氧化碳溶于水形成碳酸分析。
(2)二氧化碳溶于水形成碳酸，大气中的二氧化碳浓度越高，溶于水生成的碳酸浓度就越多，海水的pH就越低；大气中CO2的浓度对海水酸碱度(用海水pH表示，海水略呈弱碱性)的影响关系如右图：
(3)根据化石燃料的燃烧释放大量二氧化碳、植物的光合作用吸收大量二氧化碳分析。
6．许多科学发现从重视微小差异开始。科学家瑞利和拉姆塞正是重视氮气密度的微小差异，才最终发现了稀有气体氩气。
材料一：1892年瑞利发现，在相同条件下，由空气中除去氧气、二氧化碳、水蒸气和灰尘后获得的氮气，其密度为1.257
2克/升；由含氮化合物反应并除去水蒸气后获得的氮气(NH4NO2===N2↑＋2H2O)，其密度为1.250
5克/升。两者密度差值虽小，却完全超出了实验误差范围。
材料二：1894年4月瑞利和拉姆塞开始用下图装置进行“清除空气中氮气”的实验研究：在倒立圆底烧瓶内引入两根金属导线，通电使瓶中空气里的氧气和氮气生成氮的氧化物，用碱液来吸收生成的氮的氧化物和原有的二氧化碳气体。并从气体进口不断向瓶内补充氧气，使反应持续进行。
材料三：瑞利和拉姆塞又设计了另一实验装置，将上述实验所得的气体干燥后，通过红热的铜粉来除去其中的氧气，得到少量的剩余气体，对剩余气体做光谱分析得知，这是一种未知的气体，并测得其密度约是氮气的1.5倍。1894年8月13日他们共同宣布：发现了一种未知气体，并命名为氩气。
材料四：1898年拉姆塞等人利用不同的物质沸点不同，又发现了氪气、氖气、氙气。
根据上述材料，回答下列问题：
(1)与纯净氮气密度值更接近的是由__含氮化合物反应__获得的氮气密度值(填“空气中”或“含氮化合物反应”)。
(2)实验中不断向瓶内补充氧气的目的是____将瓶内的氮气反应完全__。
(3)在当时实验条件下，很难利用化学反应除去氩气，获知“未知气体”中还有其他气体存在，其理由是____氩气的化学性质很不活泼，“未知气体”中的其他气体的化学性质与氩气很接近__。
【解析】
(1)空气中获得的氮气中含有化学性质很稳定的稀有气体，而从含氮化合物反应中获得的氮气含有的杂质很少，因此与纯净氮气密度值更接近的是由含氮化合物反应获得的氮气密度值；(2)实验中不断向瓶内补充氧气的目的是将瓶内的氮气反应完；(3)氩气的化学性质很不活泼，“未知气体”中的其他气体的化学性质与氩气很接近，因此在当时实验条件下，很难利用化学反应除去氩气，“未知气体”中各气体、沸点不同。第4讲 空气
课标要求
考试细则
【课程内容】1.说出空气的主要成分。认识空气对人类的重要作用。2.通过实验认识大气压强，知道大气压强的变化及其对生活的影响。3.描述大气层中臭氧层的作用和近地臭氧的危害，臭氧层破坏与环境污染，关注温室效应的成因和温室效应对人类的影响。4.列举空气中污染物的主要来源、主要防治方法和空气质量指数的主要内容。【活动建议】1.查阅科学史了解氧气的发现过程。2.简单测量空气中氧气的含量。3.用实验估测大气压强的大小。4.收集臭氧层与人类健康关系的资料。5.讨论温室效应的利弊。6.收集、收看当地或全国主要城市的空气质量报告；调查当地的主要空气污染物及其来源和造成的影响。
1.空气的主要成分(1)知道空气的主要成分和氧气、氮气在空气中的体积分数。(2)说出空气对人类生活的重要作用。2.臭氧层、温室效应(1)说出臭氧层的作用。(2)列举保护臭氧层的一些措施。(3)关注温室效应的成因。(4)说出温室效应的利弊。(5)说出防治温室效应加剧的相关措施。3.空气污染(1)列举空气中污染物的主要来源。(2)说出一些防治空气污染的方法。(3)会看城市空气质量报告。
一、
空气的成分及其利用
1．空气的成分
空气的成分一般来说是比较稳定的。法国科学家拉瓦锡通过实验首先得出了空气是由氮气和氧气组成的，其中氧气约占空气总体积的1/5的结论。
空气成分
氮气
氧气
稀有气体
二氧化碳
其他气体和杂质
体积分数
78%
21%
0.94%
0.03%
0.03%
疑难点：
①
空气成分含量是按体积分数计算的，而不是质量分数。如氧气在空气中的体积分数为21%，即100份体积的空气中有21份体积的氧气。在表示气体百分比时用体积分数方便很多，而固体、液体用质量分数表示要简便一些。根据空气的密度、各成分气体的密度，也可以将体积分数转化成质量分数，如空气中氧气的质量分数约为23.2%。
②
植物的光合作用吸收二氧化碳、放出氧气，燃料的燃烧、生物的呼吸作用均消耗氧气、放出二氧化碳，这些活动保证了空气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定。
③
空气是由多种物质组成的一种混合物。相对恒定的成分是氮气、氧气和稀有气体，可变成分是二氧化碳和水蒸气，空气的不定成分完全因时因地而异，如雨天空气中水蒸气含量变大。洁净的空气也是混合物，“新鲜”“洁净”“经过净化”“纯净”等字眼容易引起误导而错误地认为空气是纯净物。
2．空气组成成分的探究
(1)探究空气中是否有二氧化碳
方法：用大针筒把空气压入澄清石灰水中；
现象：澄清石灰水变浑浊，但变浑浊的速度较慢；
结论：说明空气中含有二氧化碳但含量较少。
(2)探究空气中是否含有氧气
方法：取一瓶空气和一瓶氧气，将一根燃着的小木条先后插入两个集气瓶中；
现象：燃着的小木条在空气中继续安静地燃烧，在氧气中燃烧得更旺；
结论：空气中含有氧气，但浓度较低。
(3)探究空气中是否含有水蒸气
方法：取一烧杯，里面装上冰块，烧杯上放一个装有无水硫酸铜粉末的表面皿；
现象：白色的无水硫酸铜粉末变蓝；
结论：空气中含有水蒸气。
3．空气在人类生活和生产中的重要作用
(1)氧气：一是供给呼吸，急救时常用氧气帮助病人呼吸；二是支持燃烧，氧气具有助燃性，常用于富氧炼钢、焊接与切割金属、液氧炸药等方面。
(2)氮气：性质较不活泼。灯泡中充氮气可延长寿命；食品包装中充氮气可防腐、保鲜；氮气还是制化肥、炸药的重要原料；液氮可作制冷剂；氮是构成人体蛋白质的主要元素。
(3)稀有气体：化学性质不活泼，常用作保护气；可制成各种用途的电光源。
二、
测定空气中氧气含量的实验
1．测定原理：红磷燃烧消耗密闭容器内空气中的氧气，使密闭容器内压强减小，在大气压作用下水被压入密闭容器中，进入容器内的水的体积就代表了空气中所含氧气的体积。
2．实验装置
3．实验步骤
①
先在集气瓶内加入少量水，将集气瓶内水面上的容积分成五等份并做上记号。
②
连接装置，并检查装置的气密性。
③
用止水夹夹紧橡皮管，点燃红磷，迅速伸入集气瓶内，塞紧橡皮塞。
④
待红磷熄灭并冷却至室温后，振荡集气瓶，打开止水夹。
4．实验现象：①
红磷燃烧，产生大量白烟；②
冷却后打开止水夹，进入密闭容器中的水的体积约占密闭容器剩余容积的1/5。
5．实验结论：空气中氧气的体积约占空气体积的1/5。
6．疑难点
①
实验过程中要确保装置的气密性良好。如果气密性不好，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，测得氧气的体积分数偏小。
②
红磷应过量，燃烧时才能完全消耗掉瓶内空气中的氧气。如果红磷的量不足，则不能把集气瓶内空气中的氧气完全反应掉，导致测得空气中氧气的体积分数偏小。
③
实验结束后，待装置冷却至室温后才能打开止水夹，否则会因为集气瓶内气体温度较高，气体压强较大，从烧杯进入集气瓶中的水的体积减小，导致测量结果偏小。
④
在实验前，导管应预先注满水，否则在燃烧完毕，装置冷却后打开止水夹时，进入的水会有一部分留在导管中，使得进入集气瓶内水的体积减小，导致测量结果偏小。
⑤
测量得出氧气体积分数大于1/5的可能原因：A.燃烧匙插入得太慢，导致空气受热膨胀逸出；B.止水夹没有夹紧，导致燃烧红磷时空气从橡皮管中逸出。
⑥
可用来反应的物质必须是易与氧气反应而不是与空气中其他气体反应，且没有气体生成的物质。不能采用硫、木炭、铁丝等物质代替红磷完成本实验。硫和木炭燃烧后的生成物分别为二氧化硫和二氧化碳，均为气体，这些气体的体积会弥补反应所消耗的氧气的体积，导致测量结果不准确；而铁丝在空气中难以燃烧，瓶内空气的体积几乎不会变化，因而集气瓶内的水面几乎不上升。
三、
空气污染物的来源和防治
1．空气污染物
①
空气污染物的来源：化石燃料的燃烧，如汽车排出的尾气、工业废气和烟尘、火山爆发产生的粉尘和气体等。
②
主要污染物：CO、氮氧化物、SO2、臭氧、可吸入颗粒物。
2．防治空气污染的方法
减少污染物的排放量、合理规划工业区和非工业区、植树造林等。
3．空气质量指数的主要内容
目前计入空气质量指数的污染物：SO2、NO2、可吸入颗粒物、O3和CO等。
4．全球性大气环境问题：温室效应、臭氧空洞、酸雨等。
1.
下列关于空气成分的说法正确的是( A )
A．氧气约占空气总体积的1/5
B．空气中含量最多的气体是二氧化碳
C．空气中氮气的质量分数约为78%
D．洁净的空气是纯净物
【试题解析】
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%.氮气在空气中含量最多。故A说法正确。
【命题意图】
本题意在考查空气中各成分及其含量。
2.
空气是人类生产活动的重要资源。下列关于空气的说法错误的是( A )
A.
空气中二氧化碳含量上升不会影响地球环境
B．空气中可分离出氧气用于医疗急救
C．稀有气体可制成多种用途的电光源如霓虹灯
D．氮气充入食品包装中以防腐
【试题解析】
A．空气中的二氧化碳含量上升会导致温室效应加剧，故错误；
B．氧气支持呼吸，故可用于医疗急救，故正确；
C．稀有气体通电时会发出有色光，所以稀有气体可制成多种用途的电光源，说法正确；
D．氮气的化学性质稳定，所以氮气可充入食品包装袋中防腐，说法正确；
二氧化碳是导致温室效应的主要气体，二氧化碳在大气中含量不断上升，从而导致温室效应增强，说法正确。
【命题意图】
本题意在考查空气中各成分的用途。
3.
2020年6月，某高速路上一辆液化石油气槽罐车发生爆炸。爆炸产生的以下物质不属于空气污染物的是( D )
A．NO2
B．CO
C．粉尘
D．H2O
【试题解析】
目前计入空气质量指数的污染物有：二氧化硫、二氧化氮、颗粒物、臭氧和一氧化碳等，故A、B、C都正确，这些物质都会对人体健康产生危害；D不属于空气污染物。
【命题意图】
本题意在考查常见的空气污染物，知道常见的空气污染物种类有哪些。
4.
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( D )
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
【试题解析】
A．臭氧是由臭氧分子构成的，氧气是由氧分子构成的，构成它们的分子种类不同，故化学性质不同，故正确；
B．目前计入空气污染指数的项目有二氧化硫、二氧化氮、颗粒物、臭氧和一氧化碳等，故正确；
C．汽车尾气排放出氮氧化物等有害物质，根据题意，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，故正确；
D．口罩只能阻挡颗粒物，不能有效阻挡臭氧的吸入，错误。
【命题意图】
本题意在考查常见的空气污染物及其来源和防治。
5.
甲图所示为测定空气中氧气含量的装置及药品。
(1)为获得较为准确的实验数据，下列做法不正确的是( C )
A．检查装置的气密性
B．燃烧匙中的红磷足量
C．点燃红磷后缓慢将燃烧匙插入瓶中，塞紧瓶塞
D．红磷熄灭，广口瓶冷却后打开弹簧夹
(2)小明同学用足量的木炭代替红磷，用氢氧化钠溶液代替水来做此实验。小明操作正确，但是测得的数据小于用红磷测得的数据，其原因是木炭燃烧除生成二氧化碳外还可能生成__一氧化碳(或CO)__。
(3)市售“暖宝宝”中发热剂的主要成分是铁粉、炭粉、水和食盐等，反应原理可以简化为铁生锈。小明用配制的发热剂按图乙装置实验。他不是将足量的发热剂堆在瓶底，而是将其涂抹在广口瓶内壁的四周，这样做的目的是__增大铁粉与空气的接触面积，加快反应__。
(4)在上述三个实验操作都正确的情况下，与另两个实验的测量结果相比，第三个实验的测量结果与空气中氧气的含量更接近。推测其主要原因是__第三个实验中广口瓶内氧气消耗得更充分__。
【试题解析】第一小题课本实验采用的是燃烧红磷法测定空气中氧气的含量，因为磷燃烧生成白色固体五氧化二磷，几乎不占空间，使得内外产生气压差，从而得到正确的结论。因此在选择可燃物时，必须考虑到：燃烧的条件；生成物的状态；不与空气中其他物质发生反应。
保证本实验成功的关键是：①装置气密性好；②红磷要足量；③要冷却至室温再读数；第二小题，木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳，二氧化碳气体能够被氢氧化钠溶液吸收，木炭在氧气中不完全燃烧会生成一氧化碳，瓶内气压变化小，导致测得的数据小于用红磷测得的数据；第三小题，暖宝宝中的铁粉与水和空气中氧气发生了缓慢氧化，从而使瓶内的压强减小；将其涂抹在广口瓶内壁的四周，这样做的目的是增大与氧气的接触面积，加快缓慢氧化；第四小题，第三个实验与另外两个实验的测量结果相比，广口瓶中氧气消耗得更充分。
【命题意图】
本试题以“测定空气中氧气的含量”为素材，一方面考查了学生对课本实验的原理和操作是否深刻理解，另一方面考查了学生对依据氧气的性质采取不同的原理“测定空气中氧气的含量”的理解和分析，并能在此基础上对实验方案进行合理的评价。
