九年级化学上册第二单元《我们周围的空气》课题1《空气》知识点含答案

第二单元 我们周围的空气 课题1 空气（讲学）

课标定位

1. 了解空气的主要成分，知道空气中氧气含量的测定方法

2. 了解氧气、氮气、稀有气体的主要性质和用途

3. 初步认识纯净物、混合物的概念，能对物质进行简单分类

4. 初步了解空气污染的危害，知道空气是一种宝贵的自然资源，培养关注环境、热爱自然的情感

5. 初步学会科学探究的方法，并会对现象进行观、记录，初步学会分析实验现象

知识梳理

知识点一、空气成分的发现

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1、1773年瑞典化学家舍勒、1774年英国化学家普利其特里均独立发现并制得了氧气，但由于他们被传统的燃素说所束缚，并没有真正提出“空气是由氧气和氮气组成的”结论。

2、1775年，法国化学家拉瓦锡（1743—1794）用定量的方法研究了空气的成分。通过实验他最早得出了“空气是由氧气和氮气组成的”结论。

3、1892年英国物理学家雷利（有的资料翻译成瑞利）与英国化学家拉姆赛合作发现了在空气中存在着氩气。几年后，拉姆赛等人又陆续发现了氦气、氖气、氙气等其他稀有气体。

知识拓展

1、法国化学家拉瓦锡（1743—1794）用定量的方法研究了空气的成分。他把少量的汞放在密 闭的容器里连续加热12天，发现有一部分银白色的汞变成红色粉末，同时容器里空气的体积差不多减少了五分之一。通过实验他得出了：空气是由氧气和氮气（拉丁文原意是“不能维持生命”）组成的、氧气体积约占空气体积的五分之一

考题再现 【考题示例】二百多年前，第一个用实验方法证明空气是由氧气和氮气组成的科学家是

A．舍勒 B．拉瓦锡 C．门捷列夫 D．普利斯特里

【答案】B

【解析】

二百多年前，科学家拉瓦锡用加热金属汞的方法得出了空气是由氧气和氮气组成的结论，故本题选B。

知识点二、空气中氧气含量的测定

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实验设计

实验目的:利用燃烧法测定空气中氧气的含量。

实验原理:利用红磷燃烧消耗密闭容器内空气中的氧气,使密闭容器内的压强减小,在大气压的作用下使水进入容器,进入容器内水的体积即为减少的氧气的体积。

实验用品:集气瓶、燃烧匙、双孔橡皮塞、导气管、烧杯、弹簧夹、乳胶管、红磷、水。(装置如图所示):

实验步骤:(1)集气瓶内装入少量水,并做好标记,将标记以上部分的容积均分成五等份,并用橡皮筋做上标记。(2)连接装置并检查装置的气密性。(3)将弹簧夹夹紧乳胶管,然后点燃燃烧匙内的红磷,立即伸入集气瓶中,并把塞子塞紧。(4)等红磷燃烧停止,装置冷却,白烟消失后再打开弹簧夹读数。

分析论证

实验现象:红磷燃烧,有大量白烟生成;冷却后,打开弹簧夹,烧杯中的水沿导管进入集气瓶,进入的水的体积约占集气瓶内原空气总体积的1/5。

[实验分析与结论] 红磷与空气中的氧气反应生成五氧化二磷固体,反应的文字表达式为:红磷+氧气

五氧化二磷。五氧化二磷固体极易溶于水,且红磷燃烧消耗了集气瓶内空气中的氧气,使集气瓶内气压减小,冷却后打开弹簧夹,在大气压的作用下,烧杯内的水进入集气瓶中,进入集气瓶中水的体积即是集气瓶内被消耗的氧气的体积,由此证明空气中氧气约占空气总体积的1/5。

误差分析 1.该实验红磷要足量,燃烧时才能比较完全地消耗瓶内空气中的氧气,如果红磷的量不足,则不能将集气瓶内空气中的氧气完全反应掉,导致测得空气中氧气的体积分数偏小。

2.装置的气密性要良好,否则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,导致进入集气瓶内水的体积减小,从而测得氧气的体积分数偏小。

3.装置冷却至室温后才能打开弹簧夹,因为温度较高时,气体压强较大,使进入集气瓶内水的体积减小,引起测量结果偏低。

4.导气管内要事先装满水,否则燃烧冷却后,进入的水有一部分存在于导管中,进入集气瓶内水的体积减小,测量结果偏低。

5.弹簧夹要夹紧,否则红磷燃烧时空气从导管口逸出,装置冷却后进入集气瓶内水的体积就会增加,使测量结果偏高。

6.点燃红磷后,要将燃烧匙迅速伸入集气瓶中,否则空气会从瓶口逸出,装置冷却后进入集气瓶内水的体积就会增加,使测量结果偏高。

实验点拨

1.不能用木炭、硫、铁丝等物质代替红磷,因为木炭和硫的燃烧产物是气体,不能使瓶中气体的压强发生改变,而铁只在纯氧气中才能燃烧,在空气中不能燃烧。

2.集气瓶内加少量水是为了溶解吸收红磷燃烧后生成的白色固体——五氧化二磷。

考题再现

【考题示例】

1、 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；故选AC。

知识点三、空气的组成

知识在线 空气是由不同物质组成的,空气的成分按体积分数计算,大约是:氮气(N2)78%、氧气(O2)21%、稀有气体0.94%,二氧化碳(CO2)0.03%,其他气体和杂质0.03%。一般地说,空气的成分及其含量是比较稳定的,但在不同地区或同一地区的不同时间也会有所不同,如二氧化碳的含量这几年在空气中略有上升。

知识拓展

1、空气中最多的气体是氮气，其次是氧气。要注意空气中各成分所占的比例是以体积分数来说的。

2、稀有气体是指氦气、氖气、氩气、氪气、氙气、氡气等气体的总称。它们在空气中的含量较少，所以称为稀有气体。同时由于它们的原子的最外层电子数均为稳定结构，所以它们的化学性质非常稳定，因此又称为惰性气体。

3、从整个大气层的角度来说，空气的成分是相对固定的。但从局部区域来说，空气的成分会有小幅度的变化。

考题再现

【考题示例】

1、在干燥洁净的空气中，体积分数约为21%的是（ ）

A．氧气 B．氮气 C．二氧化碳 D．稀有气体

【答案】A

【解析】 空气的主要成分：氮气（N2）78%，氧气（O2）21%（氮气比氧气约为4：1），稀有气体0.94%，二氧化碳（CO2）0.03%，其它气体和杂质0.03%，故选A

2、空气中氮气的体积分数大约是（ ）

A．21% B．31% C．50%

D． 78%

【答案】D

【解析】 空气中氮气的体积分数大约是78%，故选D

知识点四、纯净物和混合物

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混合物是由两种或多种物质混合而成的,这些物质之间没有发生反应,各自保持着原来的性质。如:空气是由氮气、氧气、二氧化碳、稀有气体等多种气体成分组成的,各种成分都保持着各自本身的化学性质,如空气中的氧气仍能支持燃烧、空气中的二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊等。

纯净物是由一种物质组成的,有固定的组成和性质,可以用专门的化学符号来表示,如氮气(N2)、氧气(O2)、二氧化碳(CO2)、硫(S)、水(H2O)等。

混合物与纯净物的区别和联系见下表:

纯净物 混合物 概念 只由一种物质组成 由两种或多种物质混合而成

特性 具有固定的组成和性质,如熔点、沸点等,可以用化学符号表示 一般没有固定的组成和性质,如熔点、沸点等,不能用专门的化学符号表示

举例 水(H2O)、二氧化碳(CO2)、氧气(O2) 空气、河水、盐水、糖水

联系 混合物纯净物

易错警示

物质可分为纯净物和混合物,混合物是由两种或多种纯净物组成的,判断一种物质是纯净物还是混合物,关键看这种物质由几种物质组成,在实际处理问题时,要注意思维上的以下误区:

(1)不能与物质的名称混淆。如:五氧化二磷是一种物质的名称,属于纯净物,而“氧”和“磷”是组成这种物质的基本成分,也就是以后要讲的“元素”。

(2)不要被一些字眼迷惑,如清新、洁净、混合等。

(3)误认为能食用的物质一定是纯净物等。

考题再现

【考题示例】

1、下列物质前者是纯净物，后者是混合物的是（ ）

A．洁净的空气、液氧 B．冰水混合物、碘酒

C．生锈的铁钉、澄清石灰水 D．二氧化碳、铁水

【答案】B

【解析】纯净物是由一种物质组成的，成分单一；混合物是由多种物质组成的，成分复杂。液氧、冰水混合物、二氧化碳、铁水，有固定组成，属于纯净物；空气、碘酒、生锈的铁钉、澄清石灰水都是混合物，成分不单一。

2、现有①二氧化碳 ②高锰酸钾 ③氧气 ④水 ⑤河水 ⑥空气 ⑦氢气几种物质，其中属于属于混合物的是_________；属于纯净物的是________；（填序号）

【答案】⑤⑥ ；①②③④⑦

【解析】①二氧化碳是由两种元素组成的化合物，其中一种是氧元素，属于氧化物，②高锰酸钾是由三种元素组成的纯净物，属于化合物，③氧气是由氧元素组成的纯净物，属于单质，④水是由两种元素组成的化合物，其中一种是氧元素，属于氧化物，⑤河水中含有水、可溶性矿物质等多种物质，属于混合物，⑥空气是由氮气和氧气等物质组成的混合物，⑦氢气是由氢元素组成的纯净物，属于单质，因此⑤⑥属于混合物，① ②③④⑦属于纯净物。

知识点五、氧气、氮气和稀有气体的一些物理性质和主要用途

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1.氧气的用途

(1)供给呼吸:如潜水、医疗急救、登山、航空等。

(2)支持燃烧:如炼钢、气焊、宇宙航行等。

2.氮气

(1)物理性质:氮气是一种没有颜色、没有气味的气体,密度比空气稍小,不易溶于水。

(2)化学性质:氮气的化学性质不活泼,不支持燃烧。

(3)用途:①制硝酸和化肥。②用作保护气,如作食品包装袋的填充气;③液氮可用于制造低温环境。

3.稀有气体

(1)物理性质:通常情况下,稀有气体是没有颜色、没有气味的气体,难溶于水。

(2)化学性质:很不活泼,曾叫做惰性气体。

(3)用途:①常用作保护气,如焊接金属时用来隔绝空气,灯泡中充稀有气体使灯泡耐用。②稀有气体在通电时能发出不同颜色的光,所以可制成电光源等。③氦、氖等用于激光技术;氦可用于制造低温环境,氙用于医疗麻醉。

知识拓展

(1)灯管内充入氩气,通电时发出蓝紫色光;充入氦气发出粉红色光;充入氖气发出红光,这种光能穿透浓雾,可作航标灯;在石英玻璃管里充入氙气的氙灯,通电时能发出比荧光灯强几万倍的强光,因此被叫做“人造小太阳”。

(2)氮气和稀有气体作为保护气,是利用它们的稳定性,但稳定是相对的而不是绝对的。在一定条件下,它们也能与某些物质发生化学反应。

考题再现

【考题示例】

1、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，但不能燃烧，不可用作发射火箭时的燃料，错误；B、空气中体积分数最大的