第二单元 我们周围的空气
空气的认识和保护
一、空气的成分
1.空气的组成
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% 0.94% 0.03%
2.空气中氧气含量的测定
(1)原理:利用红磷燃烧消耗密闭容器内的氧气,导致密闭容器内气体压强 ,在大气
压的作用下,烧杯中的水进入密闭容器,占据减少的氧气所占的空间,从而测定空气中氧气
的体积含量。
红磷燃烧的化学方程式: 。
21% 0.03%
减小
4P+5O2 2P2O5
红磷剧烈燃烧,发出白光,产生大量白烟,同时放出热量
1/5
不支持 不易
红磷量不足 装置气密性不好
未冷却至室温就打开弹簧夹 导管未事先装满水
没有气体
红磷
铜
(7)实验改进:对该实验的改进主要是为了解决教材实验中的两个问题:一是在空气中点燃
红磷污染空气;二是实验过程中,点燃红磷时需打开装置,容易造成装置内气体逸出。针对
上述问题,改进的核心思路是“实验过程中不打开装置,使实验装置始终保持密闭”。常
见的改进装置如下图所示:
二、空气是一种宝贵的资源
成分 主要性质 主要用途
氧气
化学性质:助燃性;物理性质:
的气体, 溶于水,密度
比空气略大
(医疗急救、潜水、登山和
宇宙航行等)、 (炼钢、气
焊等)
氮气
化学性质: ;
物理性质:无色无味的气体,难溶于水,
密度比空气略小
由于化学性质不活泼,常用作
;填充灯泡延长 ;食品包装
袋中填充氮气以 ;医疗上用液
氮 ;制硝酸和化肥的重要原
料等
稀有气体
(又叫 )
化学性质: (惰性);
物理性质:无色、无味的气体,通电时
能发出不同颜色的光
用于航标灯、闪光灯、霓虹灯的电
光源;氦可用于制造低温环境、填充
气球等
无色、无味 不易
供给呼吸
21%
21%
21%
21%
21%
支持燃烧
三、保护空气
2.空气污染的危害: 。
3.保护空气的措施:加强大气质量监测,改善环境状况,使用清洁能源,积极植树、造林、
种草等。
有害气体
可吸入颗粒物
严重损害人体健康,影响作物生长,破坏生态平衡
4.城市空气质量日报:根据我国空气污染的特点和污染防治重点,目前计入空气污染指
数的项目暂定为: 、 、 、 和 等。空气质
量级别越 ,空气污染越严重。
5.酸雨的危害: 建筑物、雕塑;使土壤、水质 ,使植物生长不良;危害人体
健康等。
【特别提醒】二氧化碳(CO2)的大量排放会引起温室效应,但不属于空气污染物。
二氧化硫 一氧化碳 二氧化氮 可吸入颗粒物 臭氧
高
腐蚀 酸化
四、混合物和纯净物
混合物 纯净物
定义 由 的物质混合而成 只由 组成
特点
组成混合物的各种成分之间没有发生化学
反应,它们各自保持着原来的性质不变
有固定的组成和性质,可以用 来
表示
常见
实例
干净的空气、溶液(糖水、食盐水、盐酸、
碘酒、食醋、浓氨水)、合金、铁锈、加碘
盐、天然气、自来水、矿泉水、稀有气体
等
水(H2O)、铁粉(Fe)、二氧化碳(CO2)、冰
水混合物(H2O)、氦气(He)、液氧(O2)等
两种或两种以上 一种物质
化学符号
空气的成分及用途
【例1】(2020,兰州)下列用于食品包装中防腐的气体是 ( )
A.氧气 B.一氧化氮
C.二氧化碳 D.氮气
【答案】D
【例2】(2018,兰州)空气是我们每天都呼吸的“生命气体”。下列说法错误的是 ( )
A.空气中氮气的质量分数为78%
B.空气中氧气能供给呼吸和支持燃烧
C.空气中二氧化碳是造成温室效应的气体之一
D.空气中的稀有气体所占比例虽小,但用途广泛
【答案】A
空气是我们身边非常熟悉的物质。此类题要求大家掌握空气的组成及
各气体组成成分所占的体积分数和用途等相关知识,了解性质与用途的关系。
变式1 (2020,广东模拟)空气是一种宝贵的自然资源。下列有关空气的说法错误的是 ( )
A.空气中的氧气主要来源于植物的光合作用
B.空气中氧气的体积分数约为21%
C.氮气的化学性质不活泼,可用于食品的防腐
D.目前计入空气污染指数的有害气体主要包括二氧化碳以及臭氧等
变式2 (2020,山西模拟)人类每时每刻都离不开空气,下列有关空气的说法正确的是( )
A.氮气是制造氮肥的原料
B.氧气有可燃性可用于航天
C.稀有气体五颜六色可用作霓虹灯
D.因动植物呼吸和燃料燃烧,故CO2会越来越多
D
A
空气中氧气含量的测定
【例3】(2020,兰州)下列关于空气及其成分探究的实验,说法不正确的是 ( )
A.拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分
B.工业上常采用分离液态空气的方法制取氧气
C.用上图装置测定空气中氧气含量时,红磷燃烧产生大量白烟
D.上图实验结束后,瓶内剩余的气体只有氮气
【答案】D
关于空气中氧气含量测定的实验,主要是考查实验的原理、所用试剂、实
验现象、实验结论、误差分析和对实验的改进与创新等问题。对于实验的原理既要
会简要描述关键点,又要能准确书写相关反应的化学方程式。对于实验现象要注意两
个关键点,一是燃烧现象,二是水倒吸的现象,答题时务必看清题目要求。对于实验结
论,一是要看清集气瓶中原来是否有水,二是要注意指明是氧气占空气体积的五分之
一。对于该实验改进创新的出发点,一是环保,二是保证装置的气密性,进而减小实验
误差。
变式3 (2020,黑龙江鸡西)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或木炭
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
变式4 (2020,北京)利用如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.白磷熄灭、试管冷却后再打开止水夹
D.最终量筒中液面约降至40 mL刻度线处
B
D
空气的污染与防治
【例4】(2020,陕西模拟)每年的6月5日是世界环境日,环境保护是我国的一项基
本国策,空气的净化日益受到人们的关注。下列选项中的各种气体都属于空气污
染物的是 ( )
A.二氧化硫 二氧化碳 二氧化氮
B.二氧化碳 一氧化碳 二氧化氮
C.二氧化氮 一氧化碳 二氧化硫
D.二氧化硫 二氧化碳 一氧化碳
【答案】C
空气污染的途径主要有两个:有害气体和粉尘。有害气体主要有一氧化
碳、二氧化硫、二氧化氮等气体;粉尘主要指一些固体小颗粒。一定记住,二氧化碳
不属于污染物。
变式5 (2020,山西模拟)下列气体能对空气造成污染的是 ( )
A.稀有气体 B.氧气
C.水蒸气 D.二氧化硫
变式6 (2020,浙江模拟)2019年世界环境日,我国提出了“蓝天保卫战,我是行动者”的主
题。下列行为不符合这一活动主题的是( )
A.鼓励乘坐公共交通
B.提高资源利用效益
C.大力发展燃煤发电
D.倡导环保低碳生活
D
C
纯净物与混合物
【例5】(2020,金昌)下列生活中常见的物质属于纯净物的是 ( )
A.矿泉水 B.白酒 C.干冰 D.苏打水
【答案】C
只由一种物质组成的叫做纯净物。区分纯净物和混合物,可根据是
否能用化学符号表示来区分,能用化学符号表示的是纯净物,不能用化学符号表
示的是混合物。
变式7 (2020,湖北)下列物质中,属于纯净物的是( )
A.清新的空气 B.可口可乐
C.臭氧 D.海水
变式8 (2020,吉林)生铁和钢都是铁的合金,它们都属于( )
A.混合物 B.纯净物
C.单质 D.化合物
C
A
【基础巩固】
1.(2019,天水)下列物质属于纯净物的是( )
A.石灰石 B.食醋 C.碘酒 D.冰水
2.(2018,兰州)下列替换能达到预期目的的是( )
A.测定空气中氧气含量的实验中,用木炭代替红磷也能得到同样的结论
B.铁丝在盛满氧气的集气瓶中燃烧,瓶底的水可用细沙代替
C.实验室用大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳,可用稀硫酸代替稀盐酸
D.图书、档案着火可使用二氧化碳灭火器也可使用水基型灭火器
D
B
3.(2019,天水)空气是一种宝贵的自然资源,由多种物质组成。下列说法错误的是 ( )
A.氦气可用来填充探空气球
B.氮气充入食品包装袋防腐
C.二氧化碳是植物光合作用的基本原料
D.氧气可用作火箭发射的燃料
4.(2018,金昌)2018年清明前夕,多地空气质量达到严重污染级别。下列物质不属于空气
污染物的是( )
A.氮气 B.二氧化氮
C.二氧化硫 D.PM2.5
D
A
5.(2018,兰州)“十八大”以来,我国高度重视生态文明建设。以下做法不利于环境保护的
是 ( )
A.加强大气质量监测,使用清洁能源,植树造林
B.大力提倡使用化肥和农药,增加农产品的产量
C.工业上应用新技术、新工艺,减少污染物的产生
D.研发秸秆综合利用技术,避免直接焚烧而造成大气污染
6.(2017,兰州)如图是用燃磷法测定“空气中氧气含量”的实验,下列说法正确的是( )
A.装置中的红磷可以用铁丝来代替
B.待红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹,再观察现象
C.红磷在空气中燃烧产生大量的白雾
D.实验测定氧气的质量约占空气总质量的15
B
B
7.(2020,湖北模拟)如图是气体物质的粒子示意图,图中“ ”和“ ”分别表示两种
不同的原子,其中表示纯净物的是 ( )
A B C D
B
8.(2019,兰州)空气是人类赖以生存的宝贵资源。
(1)空气的用途:焊接金属时常用作保护气的是 (填化学式)。
甲 乙
(2)空气的成分:老师利用图甲装置测定空气中氧气的含量并结合现代传感器技术,测得过程
中容器内气体压强、温度、氧气浓度的变化趋势如图乙所示。
①t2时,打开止水夹,最终集气瓶中水平面大约上升至刻度 处。
②结合曲线,解释AB段气体压强变化的原因是 。
N2
1
红磷燃烧放出了大量的热,使容器内气体压强增大
(3)空气的保护:图丙是某地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 。
丙
A.减少汽车的保有量
B.用风能与太阳能发电替代燃煤发电
C.减少工业生产中二氧化碳的排放
C
【拓展提升】
1.(2020,安徽模拟)为了测定空气中氧气的含量,设计如图装置,利用传感器技术测得实
验过程中温度、压强和氧气浓度随时间变化的曲线如图。下列说法错误的是( )
A.曲线中B到C点呈上升趋势的原因是燃烧放热
B.Y是温度随时间变化的曲线
C.实验过程中大致在t3时刻打开活塞K
D.压强曲线中D到E点变化的原因是水进入集气瓶
B
红磷量不足(合理即可)
氮气
不溶于水
不燃烧不支持燃烧