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《空气成分的探究》专题突破

【考纲要求】

1．了解空气的主要成分及各成分的性质和主要用途；能根据一些实验事实和现象，证明氧气、水蒸气、二氧化碳及氮气的存在。

2．掌握测定空气中氧气含量实验的原理、装置、操作方法以及注意的问题。 3．了解空气的污染和防治。 【知识网络】

①氮气占78% 化学性质：不活泼，一般不能燃烧、也不支持燃烧 用途：制氮肥，作保护气等

②氧气占21% 物理性质：无色无味的气体，密度比空气大，不易溶于水

用途：供给呼吸，支持燃烧

物理性质：无色无味的气体

成分（体积分数）③稀有气体占0.94% 化学性质：很不活泼

用途：作保护气等

④二氧化碳占0.03% 用途：灭火，制冷剂 ⑤其他气体和杂质占0.03%

空气 二氧化氮

气态 二氧化硫 主要污染物 一氧化碳

可吸入颗粒物

加强大气质量监测 改进燃料结构

污染防治措施 使用清洁能源

积极植树、造林、种草 【考点梳理】

考点一、空气的主要成分及其体积分数 空气成分 氮气 氧气 稀有气体 二氧化碳 水蒸气和杂质 体积分数 78% 21% 0.94% 0.03% 0.03% 要点诠释： 1.空气中各成分的含量是体积分数而不是质量分数。

2.空气是一种宝贵的资源。空气中的氧气能供给呼吸和支持燃烧，可用于医疗、飞行、登山、潜水、炼钢、焊接切割金属等。氮气是无色、无味的气体，难溶于水，不支持燃烧，也不能供给呼吸，较难与其他物质发生化学反应，但在一定条件下也能与其他物质发生反应；氮气具有广泛的用途，它是制硝酸和化肥的重要原料；由于氮气的化学性质不活泼，因此常用作保护气，如焊接金属时常用氮气作保护气，灯泡中充氮气以延长使用寿命，食品包装袋内充氮气以防腐。

3.稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙等气体的总称。因为化学性质不活泼，过去又叫惰性气体，在生产和科学研究中，稀有气体有广泛的用途。由于稀有气体化学性质不活泼，因此常用作保护气，如焊接金属时用稀有气体来隔绝空气，灯泡中充稀有气体以使灯泡耐用；稀有气体在通电时能发出不同颜色的光，可制成多种用途的电光源。 考点二、空气中氧气含量的测定

法国化学家拉瓦锡用实验的方法研究了空气的组成，并得出空气由氮气和氧气组成，且氧气约占空

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气的

1结论。仿照这个历史上著名实验的原理，我们来测定空气中氧气的含量。 51．实验原理：利用4P+5O22P2O5（白色粉末），消耗掉氧气后使容器中气压减小，水被压入容器中，而进入水的体积约等于被消耗氧气的体积。 2．选择反应物的要求：

可燃物必须选用只能与氧气反应，且燃烧后生成物为固体的物质。不能选用木炭、硫等，因为木炭、硫燃烧产生的是气体物质，且与所耗氧气体积相同，使瓶内外气压相等，水不会倒吸入瓶中。 3．实验装置如右图： 4．实验成功的关键： （1）红磷必须足量； （2）装置不能漏气；

（3）集气瓶中预先要加入少量的水；

（4）红磷点燃后要立即伸入集气瓶中，并塞紧胶塞； （5）待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹。 5．实验误差分析：

（1）进入瓶中水的体积一般小于瓶内空间

1的可能原因是： 5a．红磷的量不足，使瓶内氧气未消耗尽；

b．胶塞未塞紧，使外界空气进入瓶内（即装置气密性不好）； c．未冷却至室温就打开弹簧夹，使进入瓶内水的体积减少。 （2）进入瓶中水的体积一般大于瓶内空间

1的可能原因是： 5a．如果选择的物质除了与氧气反应外，还可以与空气中其它成分反应；

b．红磷点燃后燃烧匙没有迅速伸入集气瓶，会使集气瓶中部分气体逸出瓶外； c．点燃红磷前未用弹簧夹夹紧乳胶管，部分气体受热膨胀后从导管逸出。

6．其它常见变形装置：依据测定空气中氧气体积含量的实验原理，除了使用课本上提供的实验装置之外，还可以设计下图所示的装置进行实验（注：白磷的着火点为40℃）。

要点诠释：

1.空气的组成以氮气和氧气为主，属于混合物。氮气的含量最多，约占空气体积的占空气体积的

4，其次是氧气，约51。稀有气体的含量在我们的印象中最少，实际上比空气中二氧化碳的含量多30多倍。 5推荐精选K12资料

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2.测定空气中氧气含量实验应注意事项：

（1）红磷必须过量。如果红磷的量不足，则不能将密闭容器内空气中的氧气完全反应掉，密闭容器内水面不能上升到原气体体积的1/5，导致测得空气中氧气的体积分数偏小。

（2）实验装置的密封性要好。如果密封性不好，则密闭容器外的空气会进入密闭容器内，导致所测得的氧气体积分数偏小。

（3）不能用硫、木炭、铁丝等代替红磷。因为硫或木炭燃烧后产生的气体会弥补反应所消耗氧气的体积，铁丝在空气中不能燃烧，导致密闭容器内水面不会上升。 考点三、空气的污染防治 1．空气的污染物

二氧化氮 气态 二氧化硫 造成酸雨 主要污染物 一氧化碳

颗粒物

2．城市空气质量日报：主要内容包括“空气污染指数”、“首要污染物”、“空气质量级别”等。目前计入空气污染指数的项目暂定为：SO2、CO、NO２、可吸入颗粒物和臭氧等。空气质量级别有优、良好、轻度污染、中度污染和重度污染等几类。 要点诠释：

1.空气是我们赖以生存的重要物质，随着工业的发展，排放到空气中的有害气体和烟尘对空气造成了污染，其中污染空气的主要气体有二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳等。这些污染物主要来源于化石燃料的燃烧和工厂废气的排放。污染了空气损害人体健康，影响作物生长，破坏生态平衡。所以我们要保护空气，要从自身做起，应采取：消除污染源；使用洁净能源；工厂废气经处理达标到环保标准后再排放；植树、造林、种花、种草等措施。

2.二氧化碳是空气中的固有成分，虽然空气中二氧化碳含量的增加能引起温室效应，但二氧化碳不是污染空气的物质；二氧化碳是绿色植物进行光合作用的必需物质之一，是地球上碳氧循环的重要组成部分，没有二氧化碳，地球上的动植物生命就难以存在。 【典型例题】

类型一、考查空气的主要成分及其体积分数 1．下列有关空气各成分的说法正确的是（ ） A．氧气的化学性质比较活泼，属于可燃物 B．氮气的化学性质不活泼，可用于食品防腐

C．空气质量报告中所列的空气质量级别越大，空气质量越好 D．二氧化碳在空气中含量增多会引起温室效应，属于空气污染物 【思路点拨】知道空气中各成分的性质和用途。 【答案】B

【解析】氧气能支持燃烧但不能燃烧，空气质量级别越大，空气质量越差，二氧化碳虽然能引起温室效应，但不属于污染物。

【总结升华】注意不要将氧气的助燃性，错误理解为可燃性，从而认为氧气是可燃物。二氧化碳含量增多会引起温室效应，但是不属于空气污染物，空气污染物是指空气中没有的物质，存在时造成人和生物的生存不适。

2．实验室中的试剂常因与空气中的一些成分作用而发生变化。对下列试剂在空气中发生变化的分析错误的是（ ）

A．铁粉生锈与空气中的水蒸气和氧气有关 B．氢氧化钠溶液变质与空气中的二氧化碳有关 C．氧化钙的变质与空气中的水和二氧化碳有关 D．浓盐酸变稀与空气中的水蒸气有关

【思路点拨】记住空气中各成分的性质是解决此类试题的关键。

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