第04讲 我们周围的空气-2024年暑假新九年级上册化学预习精品讲义（人教版）

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2024年暑假新九年级上册化学预习精品讲义

第04讲 我们周围的空气

一、知识储备

知识点1  空气中氧气含量的测定

1．拉瓦锡测定氧气的含量

1774年法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分，第一次明确提出了空气是由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积1/5。拉瓦锡是第一个对空气组成进行探究的化学家，第一个用天平进行定量分析。

2．燃磷法测定氧气的含量

（1）在一个密闭的容器里，用足量的红磷与容器内氧气反应，生成一种白色固体，燃烧结束时，温度降至室温时，瓶内气压减小，如果打开与外界相连的止水夹，烧杯中的水在大气压强作用下，流入密闭容器内，进入水的体积就是消耗氧气的体积。

（2）现象：红磷燃烧，生成大量白烟；冷却后打开弹簧夹，水沿导管进入集气瓶，集气瓶内水面上升约1/5。

（3）原理：红磷 + 氧气  五氧化二磷

（4）结论：氧气约占空气总体积的1/5。

【特别提醒】

1．红磷必须过量。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；

2．装置气密性要好。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；

3．导管中要注满水。否则当红磷燃烧并冷却后，进入的水会有一部分残留在试管中，导致测量结果偏小；

4．冷却后再打开弹簧夹，否则测量结果偏小；

5．如果弹簧夹未夹紧，或者塞塞子的动作太慢，测量结果会偏大；

6．在集气瓶底加水的目的：吸收有毒的五氧化二磷；

7．不要用木炭或硫代替红磷！原因：木炭和硫燃烧尽管消耗气体，但是产生了新的气体，气体体积不变，容器内压强几乎不变，水面不会有变化。

知识点2  空气的成分和组成

【特别提醒】

1．空气成分指的是体积分数而不是质量分数。空气是一种混合物。

2．稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙、氡一系列气体的总称，因此稀有气体也是混合物。

3．稀有气体也能跟某些物质反应。

4．食品保护气是氮气。作为食品保护气，要求化学性质不活泼、无毒、廉价等。氦气、氖气、氩气等稀有气体尽管化学性质很不活泼、无毒，但是价格较高，不适合用作食品保护气。

知识点3  混合物与纯净物

知识点4  空气污染及防治措施

1．大气污染引发的三大环境问题：温室效应——使全球变暖；酸雨——使土壤酸化、破坏建筑物等；

臭氧空洞——使紫外线危害人类和动植物。

2．空气污染物及来源

3．空气污染防治措施：

（1）加强空气质量监测：空气质量日报；（2）消除污染源；（3）治理废气；（4）植树、造林、种草，改善环境。

4．目前计入空气污染指数的项目：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物（又称飘尘）和臭氧。（细颗粒物即PM2.5，指环境空气中空气动力学当量直径小于等于 2.5微米的颗粒物。它能较长时间悬浮于空气中，其在空气中含量浓度越高，就代表空气污染越严重）

二、典例解析

知识点1 空气中氧气含量的测定

例1  （2024春•山东淄博高青县期中）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，下列判断正确的是（　　）

A．a点时容器内氮气体积分数为85%

B．容器内物质总质量：b点＞c点     

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】C

【解析】A、由图示可知，a点时容器内氧气的体积分数为15%，但氮气体积分数应小于85%，因为空气中还含有二氧化碳、稀有气体等，故选项说法错误；

B、由质量守恒定律，反应前后物质的总质量不变，容器内物质总质量：b点＝c点，故选项说法错误；

C、最终氧气有剩余，说明物质燃烧时氧气必须达到一定浓度，故选项说法正确；

D、此实验可测得空气中氧气的体积分数，而不是质量分数，故选项说法错误。

故选：C。

【变式题】

1．如图是测定空气中氧气的含量装置图，对该实验认识错误的是（　　）

A．该实验还可以说明N₂难溶于水     

B．红磷要足量，否则实验结果会偏小      

C．可用木炭代替红磷进行该实验      

D．待红磷熄灭装置冷却至室温后才能打开止水夹

【答案】C

【解析】A、打开弹簧夹，烧杯中的水进入集气瓶，且进入的水约占集气瓶容积的五分之一，水不再继续进入，说明氮气难溶于水，故选项说法正确；

B、红磷要足量，否则不能完全消耗装置中的氧气，实验结果会偏小，故选项说法正确；

C、木炭在空气中燃烧生成二氧化碳气体，虽除去氧气，而增加了新的气体，没有形成压强差，不能用来测定空气中氧气含量，故选项说法错误；

D、待红磷熄灭装置冷却至室温后才能打开止水夹，否则剩余的气体在受热状态下，处于膨胀状态，占据了部分水的体积，故选项说法正确。

故选：C。

2．如图所示装置可用于测定空气中氧气的含量。下列说法错误的是（　　）

A．足量的白磷和装置气密性良好是实验成功的保证      

B．实验成功标志是集气瓶中水面最终停在接近1处

C．实验过程中集气瓶的液面先上升后下降      

D．激光笔的作用是引燃白磷

【答案】C

【解析】A、足量的白磷可以保证氧气被完全消耗，装置气密性良好可以防止漏气，都是实验成功的保证，故选项说法正确；

B、白磷燃烧消耗了氧气，装置中压强减小，水进入装置，进入装置中水的体积就是消耗氧气的体积；实验成功标志是集气瓶中水面最终停在接近1处，证明空气中氧气约占空气体积的五分之一，故选项说法正确；

C、实验过程中开始白磷燃烧放热，压强变大，集气瓶中水被压出，液面先下降；反应后氧气被消耗，压强减小，水进入集气瓶，集气瓶的液面后上升，故选项说法错误；

D、白磷燃烧需要温度达到着火点，可用激光笔点燃白磷，故选项说法正确。

故选：C。

3．用如图装置测定空气中氧气的含量，对该实验的认识中，正确的是（　　）

A．铜粉用量的多少不会影响实验结果      

B．反应结束后消耗氧气的体积大约是反应前装置内空气总体积的五分之一      

C．停止加热后，立即读取数据   

D．将装置中的铜粉更换成炭粉，也能达到实验目的

【答案】B

【解析】A、如果铜不足，导致氧气不能完全反应，最终导致测定结果偏小，故选项不正确；

B、反应结束后消耗氧气的体积大约是反应前装置内空气总体积的五分之一，是因为氧气约占空气总体积的五分之一，故选项正确；

C、停止加热后，立即读取数据，导致实验结果偏小，故选项不正确；

D、木炭燃烧生成二氧化碳，导致装置中的气压几乎不变，不能测定氧气含量，故选项不正确。

故选：B。

知识点2  空气的成分和组成

例2 2024年4月26日神舟十八号载人飞船成功发射，宇航员太空行走时需要“人造空气”供给呼吸，“人造空气”中氮气的含量约为（　　）

A．78%                     B．0.94%                    C．21%                     D．0.03%

【答案】A

【解析】空间站的“人造空气”与我们身边的空气成分含量基本相同，空气中各成分按体积分数计算，由多到少的顺序是：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%）等，则“人造空气”中氮气的体积分数也约为78%。

故选：A。

例3空气是一种宝贵的自然资源。下列有关空气及其成分的说法中，正确的是（　　）

A．洁净的空气是纯净物

B．氮气是空气中含量最多的气体      

C．稀有气体含量少，没有利用价值

D．氮气化学性质不活泼，不与任何物质发生反应

【答案】B

【解析】A、洁净的空气中也有氧气、氮气等，属于混合物，是纯净物错误；故选项错误；

B、氮气大约占空气体积的78%，因此氮气是空气中含量最多的气体正确，故选项正确；

C、稀有气体含量少，没有利用价值错误，因为稀有气体的用途是：做各种电光源、作保护气等；故选项错误；

D、氮气化学性质不活泼，不与任何物质发生反应错误，因为一定条件下也能与其它物质反应；故选项错误。

故选：B。

【变式题】

1．保存珍贵文物可用空气中含量最多的气体，该气体是（　　）

A．氮气                     B．氧气                      C．二氧化碳              D．稀有气体

【答案】A

【解析】氮气大约占空气体积的78%，因此空气中体积分数最大的气体是氮气，氮气的用途是：制造氮肥、氮气充入食品包装袋内可以防腐、液态氮可以做制冷剂，因此氮气能做保护气，可以保存珍贵文物。

故选：A。

2．（2024春•湖北宜昌夷陵区期中）空气中各主要成分含量对应正确的是（　　）

A．A                         B．B                           C．C                          D．D

【答案】D

【解析】A、稀有气体大约占空气体积的0.94%，故选项错误；

B、氧气大约占空气体积的21%，故选项错误；

C、二氧化碳大约占空气体积的0.03%，故选项错误；

D、氮气大约占空气体积的78%，故选项正确；

故选：D。

2．（2024春•广东信宜市期中）人类的生存离不开空气，如图为空气成分示意图，下列有关空气的说法中正确的是（　　）

A．X约占空气质量的78%

B．X、Y、M均为纯净物     

C．X的化学性质不活泼

D．测定空气中Y的含量时可将红磷改为蜡烛

【答案】C

【解析】A、根据分析，X是氮气，约占空气体积分数的78%，故选项说法错误；

B、根据分析，X是氮气，Y是氧气，M是稀有气体和其他成分，氮气和氧气都只有一种成分是纯净物，M的成分有多种，是混合物，故选项说法错误；

C、根据分析，X是氮气化学性质不活泼，故选项说法正确；

D、蜡烛燃烧生成二氧化碳和水，有气体生成，压强没有明显改变，没有形成压强差，所以不能用蜡烛代替红磷测定空气中氧气的含量，故选项说法错误。

故选：C。

3．（2024春•山东东营广饶县期中）“人造空气”（20%以上的氧气，70%的氮气，控制二氧化碳的含量低于0.7%）帮助人类实现了“太空漫步”的梦想。下列关于“人造空气”和空气的说法正确的是（　　）

A．“人造空气”中的氧气具有可燃性   

B．燃着的木条放在“人造空气”中会立即熄灭   

C．“人造空气”中氮气的体积分数小于空气中氮气的体积分数

D．空气中的氮气对人类呼吸没有任何作用，因此“人造空气”可只保留氧气

【答案】C

【解析】A、氧气不具有可燃性，具有助燃性，故A不正确；

B、“人造空气”中氧气的含量为20%以上，与空气中氧气含量基本一致，燃着的木条放在“人造空气”中会继续燃烧，故B不正确；

C、空气中N₂含量为78%，“人造空气”中N₂含量为70%，“人造空气”中氮气的体积分数小于空气中氮气的体积分数，故C正确；

D、“人造空气”不能只保留氧气，对人体健康不利，故D不正确。

故选：C。

知识点3  混合物与纯净物

例4  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．二氧化碳　澄清石灰水   

C．汽水　河水

D．净化后的空气　受污染的空气

【答案】B

【解析】A、冰水混合物由一种物质组成，属于纯净物；五氧化二磷由一种物质组成，属于纯净物，故A错；

B、二氧化碳由一种物质组成，属于纯净物；澄清石灰水中含有氢氧化钙和水，属于混合物，故B正确；

C、汽水中含有水、碳酸等物质，属于混合物；河水中含有水和可溶性杂质，属于混合物，故C错；

D、净化后的空气中含有氧气、氮气、二氧化碳等物质，属于混合物；受污染的空气中含有污染物、氧气、氮气等物质，属于混合物，故D错。

故选：B。

【变式题】

1．（2024春•重庆南川区期中）物质分类是一种化学观念。生活中的下列物质属于纯净物的是（　　）

A．啤酒                     B．可乐                      C．冰块                     D．食醋

【答案】C

【解析】A、啤酒中含有水和酒精等多种物质，属于混合物；故选项错误；

B、可乐中含有碳酸、水，属于混合物；故选项错误；

C、冰块是水的固体，是由一种物质组成，属于纯净物；故选项正确；

D、食醋是醋酸的水溶液，属于混合物；故选项错误。

故选：C。

2．物质分类是一种化学观念，下列物质不属于纯净物的是（　　）

A．液氮                     B．冰水                      C．水银                     D．汽水

【答案】D

【解析】A、液氮是液态氮气，是由一种物质组成，属于纯净物，故A错；

B、冰是水固态，冰水中只含有水这一种物质，属于纯净物，故B错；

C、水银是汞的俗称，是由一种物质组成，属于纯净物，故C错；

D、汽水中含有水、二氧化碳等多种物质，属于混合物，故D正确。

故选：D。

3．下列四组物质中，前者属于混合物，后者属于纯净物的是（　　）

A．食盐水、清新的空气

B．澄清石灰水、五氧化二磷      

C．冰水共存物、液氧

 D．高锰酸钾、硫粉

【答案】B

【解析】A、食盐水、清新的空气都属于混合物，故选项错误；

B、澄清石灰水属于混合物，五氧化二磷属于纯净物，故选项正确；

C、冰水共存物、液氧都属于纯净物，故选项错误；

D、高锰酸钾、硫粉都属于纯净物，故选项错误。

故选：B。

知识点4  空气污染及防治措施

例5   为了实现社会的可持续发展，“绿色消费”观念逐渐兴起。你认为下列与消费有关的行为中，不符合“绿色消费”要求的是（　　）

A．将使用后的废旧电池集中处理      

B．在郊游时，自备凉开水，少购买包装饮料   

C．多使用一次性制品，如一次性饭盒、纸杯等      

D．信息化时代，用电子版文件可以减少印刷造成的纸张浪费

【答案】C

【解析】A、废旧电池中含有有毒的重金属，将使用后的废旧电池集中起来，统一处理，可以保护环境，符合绿色环保措施，不符合题意；B、少购买包装饮料既能节约资源，又能减少环境污染，符合绿色环保措施，不符合题意；C、多使用一次性制品，如一次性饭盒、纸杯等既造成资源浪费，又会加重环境污染，不符合绿色环保措施，符合题意；D、信息化时代，用电子版文件可以减少印刷造成的纸张浪费，符合绿色环保措施，不符合题意。

故选：C。

【变式题】

1．（2024春•山东泰安岱岳区期中）下列气体中没有计入空气污染指数的是（　　）

A．二氧化氮              B．二氧化碳               C．二氧化硫              D．一氧化碳

【答案】B

【解析】目前国家计入空气污染指数的项目暂定为：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物等。二氧化碳没有计入空气污染指数的项目。

故选：B。

2．（2024春•江西瑞昌市期中）下列措施中有利于社会发展与环境保护的是（　　）

A．大力发展火力发电

B．就地焚烧处理生活垃圾  

C．使用新能源公交车

D．建高烟囱排放工厂废气

【答案】C

【解析】A、大力发展火力发电，会产生大量的煤炭，产生大量的空气污染物，不利于社会发展与环境保护，故A错；

B、就地焚烧处理生活垃圾，会产生大量的空气污染物，不利于社会发展与环境保护，故B错；

C、使用新能源公交车，不污染环境，有利于社会发展与环境保护，故C正确；

D、建高烟囱排放工厂废气，污染环境，且污染物没有减少，不利于社会发展与环境保护，故D错。

故选：C。

基础轻松练

1．空气的成分中，氮气的体积分数约为（　　）

A．0.03%                   B．0.94%                    C．21%                     D．78%

2．（2024春•山东淄博高青县期中）干燥洁净的空气成分中，按照体积分数计算含量最多的是（　　）

A．氮气                     B．氧气                      C．氢气                     D．氩气

3．下列空气中的成分一定不能做保护气的气体是（　　）

A．氧气                     B．二氧化碳               C．氮气                     D．稀有气体

4．汽车安全气囊内所装化学物质，能在碰撞后10毫秒内，生成空气中含量最多的气体，该气体是（　　）

A．氧气                     B．二氧化碳               C．水蒸气                 D．氮气

5．化学家对空气成分的认识经过了漫长的时间。卡文迪许利用电火花除去空气中的氮气和氧气后，仍残余1%的气体，其中主要含（　　）

A．水蒸气          B．二氧化碳           C．稀有气体           D．其他气体和杂质

6．下列物质不属于空气污染物的是（　　）

A．二氧化硫         B．一氧化碳          C．二氧化碳           D．可吸入颗粒物

7．（2024春•山东淄博周村区期中）空气质量状况对公众健康影响很大，监测并改善空气质量是社会发展的必然要求。在空气质量监测中一般不涉及（　　）

A．二氧化硫              B．二氧化碳               C．二氧化氮              D．臭氧

8．下列物质中，属于纯净物的是（　　）

A．石油           B．空气           C．五氧化二磷           D．煤

9．对物质进行分类，是研究物质的基本方法，在下面的四种物质中，属于混合物的是（　　）

A．干冰           B．冰水混合物           C．盐酸           D．臭氧

10．（2024春•江西乐平市期中）“推动绿色发展，促进人与自然和谐共生”是我国保护环境的远景目标之一。下列做法与此理念不相符的是（　　）

A．出行尽量步行或乘坐公交车

B．将旧报纸、塑料瓶放入可回收垃圾箱内      

C．树立健康意识，提倡使用一次性碗筷

D．鼓励使用新能源汽车

11．空气是一种宝贵的自然资源，下列关于空气说法正确的是（　　）

A．空气中氮气的质量分数约为78%

B．二氧化碳不属于空气污染物   

C．可以直接从空气中分离获得氢气

D．空气中稀有气体的含量最少

12．根据下列事实说明空气中含有的成分的名称。

（1）酥脆的饼干露置在空气中变软，说明空气中含有_________。

（2）空气可以支持燃烧，说明空气中含有_________。

（3）空气是制氮肥的重要原料，说明空气中含有_________。

13．有下列物质：①石灰水  ②“农夫山泉”纯净水  ③液氧  ④纯净的空气  ⑤冰水混合物  ⑥四氧化三铁⑦高锰酸钾分解后的物质  ⑧稀有气体。其中属于纯净物的有_________；属于混合物的有_________。

14．（2024春•上海崇明区期中）空气是一种宝贵的资源，请用空气中常见气体填空：（填气体名称）

（1）绿色植物光合作用吸收的气体是_________。

（2）能代替氢气填充飞艇的稀有气体是_________。

（3）鱼虾能在水中存活，说明水中溶解有_________。

（4）夏天盛放雪糕的杯子外壁附有水珠，说明空气中含有_________。

能力提升练

15．不少膨化食品的包装袋中都填充着气体，该气体为空气中体积分数最大的气体。该气体是（　　）

A．氧气                     B．氮气                      C．水蒸气                 D．稀有气体

16．（2024春•湖南长沙开福区期中）空气是一种宝贵的资源。下列关于空气的说法中，正确的是（　　）

A．按质量分数计，空气中约含有氮气78%、氧气21%、其他气体和杂质1%    

B．氮气的化学性质不活泼，常用作保护气      

C．若大量有害物质进入空气中，靠大自然的自净能力，大气也能保持洁净      

D．空气质量报告中所列的空气质量级别越大，空气质量越好

17．下列有关物质的性质及相关用途的叙述，正确的是（　　）

①氧气易溶于水，使得鱼能在水中生存；

②氮气的化学性质不活泼，可用作粮食和食品仓库的保护气；

③氧气能支持燃烧，所以可用作火箭的高能燃料；

④由于稀有气体有惰性，所以常用作保护气。

A．①②③                 B．①②④                   C．①③                     D．②④

18．下列各组物质中，前者属于纯净物、后者属于混合物的是（　　）

A．氧气  蒸馏水

B．空气  氧化镁

C．氮气  二氧化碳

D．冰水混合物  清澈的河水

19．（2024春•山东东营期中）空气是宝贵的自然资源。下列关于空气的说法中，正确的是（　　）

A．空气的成分按质量计算：N₂约占78%，O₂约占21% 

B．食品采用真空包装的主要目的是为了隔绝水蒸气      

C．空气是混合物，组成空气的各成分保持着它们各自的性质      

D．大自然有自净能力，大量有害物质进入空气中，空气的成分仍能保持不变

20．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压强、温度随时间变化的情况，如图所示。其中a是打开止水夹的时刻。下列说法不正确的是（　　）

A．反应开始时压强增大是因为温度升高

B．a点处的压强等于大气压

C．a点的温度已经接近室温

D．a点后气压增大是由于水倒吸入集气瓶

21．为测定空气中氧气的含量，某化学兴趣小组的同学将过量的白磷放入容积为40mL的试管中，用橡皮塞塞紧试管口，通过导管与润滑性很好的注射器组成如图所示的实验装置，则下列说法不正确的是（　　）

A．实验前打开弹簧夹推动注射器活塞，如松手后活塞能返回原刻度处，证明装置气密性良好      

B．实验过程中观察到白磷燃烧产生大量白烟   

C．必须等实验结束装置冷却到室温之后再读数      

D．先夹紧弹簧夹，实验结束后再松开弹簧夹，观察到活塞前沿移动到8mL刻度处

22．（2024春•湖北阳新县期中）现有①氮气②氧气③稀有气体④二氧化碳四种物质，请按下列要求将序号填入空格内．

（1）占空气总体积0.03%的气体是_________；

（2）能支持燃烧的气体是_________；

（3）能充入灯泡延长其使用寿命又可制多种电光源的气体是_________；

（4）可制氮肥的气体是_________；

（5）引起全球变暖的首要原因是_________增多．

23．（2024春•北京密云区期中）测定空气中氧气的含量的实验装置如图所示，实验前在集气瓶内加入少量水，水上面气体的体积为120mL。量筒中装有40mL水。

（1）将导气管放入水中，打开弹簧夹，双手捂住集气瓶，一段时间后，观察到导管口有气泡冒出，说明_________。

（2）集气瓶内所发生的化学反应的文字表达式为_________。

（3）最终量筒中剩余水的体积为_________mL。

（4）关于该实验，下列说法正确的是_________（填字母序号）。

A．红磷的用量不影响实验结果

B．点燃红磷前先用弹簧夹夹紧胶皮管

C．红磷熄灭后立刻打开弹簧夹

24．（2024春•江苏无棣县期中）如表是空气污染指数与质最级别、质量状况的关系：

（1）通过以上数据分析，空气污染指数越大，污染越_________（填“轻”或“严重”）。

（2）某市某日城区的空气污染指数为58，首要污染物为可吸入颗粒物，根据以上信息可知，该市城区当天的空气质量级别为_________，空气质量状况为_________。

（3）某北方城市12月份的空气污染指数比5月份的高，你认为其原因是_________。

（4）控制汽车尾气对空气造成污染的方法有_________。

A．扩大绿化种植面积

B．多采用私家车方式出行

C．对汽车加尾气处理装置

D．出门戴口罩

…………

参考答案

基础轻松练

1．D

【解析】A、空气中二氧化碳大约占空气体积的0.03%、水蒸气和其它气体和杂质大约占0.03%，故选项错误；

B、空气中稀有气体大约占空气体积的0.94%，故选项错误；

C、空气中氧气大约占空气体积的21%，故选项错误；

D、空气中氮气大约占空气体积的78%，故选项正确。

故选：D。

2．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%，则空气成分中含量最多的是氮气，故选：A。

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