第二单元我们周围的空气
第1节空气
一、空气是由什么组成的
资料：空气是无色无味的气体，所以人们对空气的认识比较晚，１７世纪以前人们一直认为空气是一种单一成分的物质，１８世纪才认识到空气的复杂性．为了搞清楚空气的成分，很多科学家致力于这方面的研究，如瑞典化学家舍勒和英国化学家普里斯特里．其中最有名的就是法国化学家拉瓦锡做的实验。
1.法国化学家拉瓦锡的贡献------通过实验得出空气由氧气和氮气组成
实验方法：曲颈甑（盛空气）中加热汞。
实验原理：汞+氧气→氧化汞氧化汞→汞+氧气
实验现象：①银白色的液态汞变成红色粉末（氧化汞）。
②容器内里空气体积减少约1/5（氧气）；剩余气体约4/5（氮气）。
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。
2.空气中氧气含量的测定
实验原理：根据某物质只与空气中氧气反应且生成固体，从而使密闭容器内的气体体积减小，压强变小，在外界大气压的作用下使密闭容器内的水面上升来测量的。
（1）药品：红磷（暗红色固体）
（2）原理：4P+5O22P2O5[五氧化二磷：白色固体]
（3）现象：红磷燃烧时：黄色火焰、大量白烟；打开止水夹后：水倒吸入集气瓶至1/5处。
（4）结论：红磷燃烧消耗氧气，氧气约占空气总体积的1/5。
（5）推论：空气中剩余的约4/5体积的气体为氮气，其不燃烧、不支持燃烧、难溶于水。
（6）实验成功的关键：①装置不能漏气；②集气瓶中加少量水（防止高温熔融物使瓶底炸
裂）③红磷应过量④点燃红磷后要立即伸入集气瓶中，并塞紧塞子⑤待红磷冷却后，打
开弹簧夹
（7）在实验中如果进入水的体积小于集气瓶总体积的1/5，会有什么原因呢？大于1/5的原
因?若小于1/5，则：①红磷熄灭后未冷却到室温；②装置漏气；③红磷的量不足；
④有部分水留在导管中未进入集气瓶⑤燃烧一定程度时，瓶内氧气含量小，红磷不能继续燃烧。若大于1/5，则：①红磷燃烧前，止水夹没有夹紧；②红磷伸入集气瓶后没有迅速盖紧瓶塞；
3.空气的组成（体积分数）
二、空气是一种宝贵的资源
1.氧气的用途：（1）供给呼吸（2）支持燃烧
2.氮气的性质和用途
物理性质：无色、无味的气体。难溶于水熔沸点低。密度：1.g/L。
化学性质：不能燃烧不能支持燃烧（不活泼）
用途：制硝酸的原料；保护气
3.稀有气体的用途
（1）稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙等气体的总称。
（2）稀有气体无色、无味，化学性质很不活泼。
（3）用途：保护气、电光源激光技术、低温麻醉
三、空气的污染及防治：
1.对空气造成污染的主要是有害气体（CO、SO2、氮的氧化物）和烟尘等。目前计入空气污染指数的项目为CO、SO2、NO2、O3和可吸入颗粒物等。
2.空气污染的危害、保护：
危害：严重损害人体健康,影响作物生长,破坏生态平衡。全球气候变暖,臭氧层破坏和酸雨等。
保护：加强大气质量监测，改善环境状况，使用清洁能源，工厂的废气经处理过后才能排放，积极植树、造林、种草等。1）制硝酸和氮肥（2）作保护气（3）作冷冻麻醉剂
3.目前环境污染问题:
臭氧层破坏（氟里昂、氮的氧化物等）温室效应（CO2、CH4等）
酸雨（NO2、SO2等）白色污染（塑料垃圾等）
四、纯净物和混合物
1.纯净物：由一种物质组成。如：N2、O2、CO2、P、P2O5、H2O
2.混合物：由多种物质组成。如：空气海水河水矿泉水等
注意：（1）纯净物可以用专门的化学符号来表示。如氮气、氧气、二氧化碳可分别表示为N2、O2、CO2等。
（2）混合物中各物质各自保持着各自的性质。例如：空气中的氮气、氧气、二氧化碳等都保持着各自的性质。
3.纯净物和混合物的比较
1．（·西城区期末）空气的成分中，体积分数约占78％的是（）
A．二氧化碳B．水蒸气C．氮气D．氧气
2．（·西城区期末）下列物质中，属于纯净物的是（）
A．生铁B．蒸馏水C．石灰水D．加碘盐
3．（·西城区期末）下列物质可用于人工降雨的是（）
A．冰B．干冰C．二氧化硫D．五氧化二磷
4．（·湖北）年冬，连续多日的雾霾给襄阳人的生活来带不便，下列措施不利于防治雾霾的是（
）
A．大力植树造林B．使用清洁能源
C．乘坐公交出行D．垃圾集中焚烧
5．（·河北）年北京、张家口将联合举办冬奥会，为办成绿色奥运会，下列措施不可行的是（
）
A．发展公共交通，提倡绿色出行
B．增加使用太阳能、核能等新能源
C．改进燃煤锅炉烟囱，将废气排到高空
D．改进燃煤技术，减少SO2与粉尘排放
6．（·邵阳）近年来，部分城市因空气污染而出现了严重的雾霾天气，下列做法不利于减少空气污染的是（
）
A．减少化石燃料的使用B．提倡居民驾驶私家车出行
C．积极植树、造林、种草D．提倡使用太阳能灯清洁能源
7．（·金华）年12月12日，气候变化大会通过《巴黎协定》，长远目标是把全球平均气温升高控制在较工业化前水平2℃之内．节能减排，人人有责，下列措施不利于节能减排
的是（
）
A．参与植树造林，扩大植被面积B．使用一次性餐具，方便生活
C．使用环保袋，将垃圾分类放置D．乘坐公共交通工具，低碳出行
类型一：测定空气中氧气的含量
例1.根据要求回答问题：
①在集气瓶中加少量水②检查装置的气密性③在燃烧匙中装足量红磷，夹紧止水夹④点燃红磷，伸入集气瓶中塞紧橡皮塞⑤待集气瓶冷却后打开止水夹。
（1）步骤④中发生反应的文字表达式为；
（2）步骤⑤中打开止水夹后观察到的现象为；
（3）该实验得出空气组成的结论是；
（4）该实验剩余气体的性质有；
（5）实验后集气瓶中水少于1/5，，误差产生的原因可能
是；
答案:（1）磷+氧气五氧化二磷
（2）打开止水夹后,水倒吸入集气瓶至1/5处。
（3）红磷燃烧消耗氧气，氧气约占空气总体积的1/5。
（4）无色、无味的气体,不能燃烧不能支持燃烧。
（5）红磷熄灭后未冷却到室温；装置漏气；红磷的量不足；有部分水留在导管中未进入集气瓶；燃烧一定程度时，瓶内氧气含量小，红磷不能继续燃烧。
解析：实验成功的关键：①装置不能漏气；②集气瓶中加少量水（防止高温熔融物使瓶底炸裂）③红磷应过量④点燃红磷后要立即伸入集气瓶中，并塞紧塞子⑤待红磷冷却后，打开弹簧夹
类型二：空气组成及各个成分的用途
例2.夏天从冰箱里拿出一瓶饮料，放在空气中，饮料外壁会潮湿，说明空气中含有（）
A．氮气B．氧气C．水蒸气D．二氧化碳
答案：C
解析:水蒸气遇冷凝结。
例3.下列气体说明空气中含有哪些成分？
（1）小白鼠在盛有空气的密闭容器中存活了一段时间__________。
（2）酥脆饼干在空气中放置一段时间后，逐渐变软__________。
（3）空气是制造氮肥的原料__________。
（4）长期放置在空气中的澄清石灰水表面有一层白色固体物质__________。
解析：题目考查的是空气中各成分的主要作用及有关的化学反应，题目（1）考查氧气对人及动物的呼吸支持作用，题（2）考查空气中的水蒸气易使某些物质吸湿变潮，题（3）考查氮气在现实生活中的实际应用,题（4）考查二氧化碳的特性。
答案：（1）氧气（2）水蒸气（3）氮气（4）二氧化碳
类型三：大气污染
例4.（·东城区期末）遭遇雾霾天气时，下列做法不正确的是（）
A．适当开窗通风B．外出戴活性炭口罩
C．尽量减少外出活动D．冬季长跑照常举行
答案：D
解析:雾霾属于大气污染物中的可吸入颗粒,应减少户外活动。
类型四：纯净物和混合物
例5.下列的水属于纯净物的是()
A.矿泉水B.自来水C.河水D.浮有冰的水
答案：D
解析:纯净物是由一种物质组成的，成分固定，能由化学式表示。
例6.我们平时喝的矿泉水清澈透明，喝起来有一种甘甜的滋味，因此矿泉水是纯净水。这句话对吗?
）
A．少开私家车多步行
B．对废旧金属进行回收利用
C．经常使用一次性筷子，塑料袋等
D．开发太阳能、风能等，减少对化石能源的依赖
14．（·菏泽）年“世界地球日”活动主题为“节约集约利用资源，倡导绿色简约生活”，下列说法不符合主题要求的是（
）
A．回收废旧电池，节约金属资源、减少环境污染
B．采用“绿色化学”生产工艺，提高原料运用率
C．大力发展新能源，禁止使用化石燃料
D．生活垃圾分类回收，合理利用，减少污染
巅峰突破
1.下列关于空气的说法中，错误的是（）
A．工业上利用氧气和氮气的沸点不同，从液态空气中分离出氧气的过程属于物理变化
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，空气中约含有氮气78％、氧气21％、其他气体和杂质1％
2.下列物质的用途中，是利用物质的物理性质的是（）
A．氧气用于炼钢B．稀有气体用作保护气
C．氮气用于制造化肥D．稀有气体用于电光源
3.阅读以下有关“空气成分”卡通图，填空并把你从图中获得的信息填在横线上
（1）填写下列数据：a；b；c。
（2）你得到的信息是：①；
②；
③；
④。
4.在测定空气中氧气含量的实验中，小强采用了上图所示装置：在由两个注射器组成的密闭系统中留有25mL空气，给装有细铜丝的玻璃管加热，同时缓慢推动两个注射器活塞，至玻璃管内的铜丝在较长时间内无进一步变化时停止加热，待冷却至室温，将气体全部推至一个注射器内，观察密闭系统内空气体积变化。
（1）在实验加热过程中，交替缓慢推动两个注射器活塞的目的是_______________。
（2）小强测得实验结果如下：
由此数据可以推算出他测定的空气中氧气的体积分数_____2l％(填“”、“＝”、“”)。造成该实验出现误差的原因可能是__________________(填序号)
①没有交替缓缓推动两个注射器活塞；②读数时没有冷却至室温；
③加入铜丝量太少；④加入铜丝量太多
（3）通过上面的实验，你学到的测量混合物中某成分含量的方法_______________________。
5.空气质量预报主要内容包括：首要污染物、空气污染指数和空气质量级别。
空气污染与空气质量级别的对应关系（表1）
年5月4日我国部分城市空气质量日报（表2）
（1）上述城市中易出现酸雨的城市是；
（2）请根据表1和表2的内容，确定当日天津的空气质量级别：①。
（3）为了提高广州的空气质量，可以采取哪些措施？。
参考答案
1.C2．B3．B4．D5．C6．B7．B
1.B2.C3.D4．B
5.不能用木炭或蜡烛（燃烧产生了气体，瓶内体积变化小），不能用铁（铁在空气中不能燃烧）
训练A
训练