【专项练习】2021年中考化学分类汇编 01总复习：空气成分的探究(基础)

中考总复习：空气成分的探究（基础）

【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

要点诠释：

1.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。

2.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，且氧气约占空气的结论。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。

１．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：

进入瓶中水的体积一般小于瓶内空间的可能原因是：

（1）红磷的量不足，使瓶内氧气未消耗尽；

（2）胶塞未塞紧，使外界空气进入瓶内（即装置气密性不好）；

（3）未冷却至室温就打开弹簧夹，使进入瓶内水的体积减少。

要点诠释：

1.空气的组成以氮气和氧气为主，属于混合物。

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

      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.（2020•重庆中考）空气中氮气的体积分数大约是（　　）

A. 21%         B. 31%       C. 50%         D. 78%

【思路点拨】根据空气中各成分的体积分数进行分析判断即可。

【答案】D

【解析】空气中各成分的体积分数分别是：氮气大约占78%、氧气大约占21%、稀有气体大约占0.94%、二氧化碳大约占0.03%、其他气体和杂质大约占0.03%。

【总结升华】本题考查了空气中各种气体的含量，同学们要记忆有关的知识点，在理解的基础上应用。

２．我们知道，食物较长时间露置在空气中就会变质，这主要是由于空气中含有（   ）

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

【思路点拨】知道空气中各成分的性质和用途。

【答案】A

【解析】食物露置在空气中变质，主要是与空气中的氧气发生了氧化反应。

【总结升华】氧气是一种化学性质比较活泼的气体。食品包装袋内充入氮气等化学性质不活泼的气体，可以使食物隔绝氧气，延长食物的保质期。

举一反三：

【变式1】下列有关氮气的叙述不正确的是（   ）

　　A.氮气是一种无色无味的气体

B.氮气易溶于水
　　C.一般情况下，氮气不能燃烧，也不支持燃烧
　　D.相同条件下，氮气的密度比空气略小
【答案】B 

【变式2】（2020•辽宁中考）下列物质属于混合物的是（    ）

    A．氧气    B．生铁    C．氯酸钾    D．金刚石

【答案】B

【解析】氧气、氯酸钾、金刚石都分别由一种物质组成，都是纯净物。生铁是铁和碳的合金，因为是由两种或两种以上物质组成的，故属于混合物。

类型二、考查空气中氧气含量的测定

3．要在一充满空气的瓶子中，将其中的氧气除去，又不增加其他气体的成分。下列物质在瓶中燃烧可达到目的的是(    )

A.木炭          B.硫磺            C.铁丝            D.红磷

【思路点拨】此题考查的内容是测定空气中氧气含量的实验原理，可燃物只能选只与氧气反应，且反应没有气体生成的物质。

【答案】D

【解析】可燃物不能选用木炭、硫，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；铁丝在空气中不能燃烧，故ABC都不是正确选项。

【总结升华】测定空气中氧气的含量，主要是利用了可燃物燃烧消耗了氧气，使密闭容器中压强减小，在外界大气压作用下，烧杯中的水倒吸入集气瓶内。可燃物必须选用燃烧后生成物为固体的物质。

4．做空气中氧气含量测定的实验装置如右图所示。下列有关说法正确的是（    ）

    A．选用红磷是因为反应可以耗尽O2，生成液态的五氧化二磷

    B．燃烧匙中的红磷可以换成硫或木炭

    C．燃烧匙中的红磷越多，水位上升越高

    D．钟罩内气体压强的减小会导致水面的上升

【思路点拨】知道空气中氧气含量测定的实验原理、装置、操作方法以及误差分析。可燃物不能选用木炭、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。

【答案】D

【解析】A选项中的五氧化二磷是固态的；B选项中的硫和木炭燃烧后的产物是气体，会填补消耗掉的氧气的体积，不能使钟罩内气体压强减小；水位上升的高度是由消耗掉的氧气的量决定的，当氧气全部消耗后，反应就停止了，不是红磷越多，水位上升就越高。

【总结升华】掌握空气中氧气含量测定实验的原理、装置、操作要点及实验现象和结论，是正确解题的关键。

５．如图所示装置可用于测定空气中氧气的含量，实验前在集

气瓶内加入少量水，并做上记号。下列说法中，不正确的是（   ）

A.实验时红磷一定过量

B.点燃红磷前先用弹簧夹夹紧乳胶管

C.红磷熄灭后立刻打开弹簧夹

D.最终进入瓶中水的体积约为氧气的体积

【思路点拨】知道空气中氧气含量测定的实验原理、装置、操作方法及注意事项。

【答案】C

【解析】若在红磷熄灭后立即打开弹簧夹，会因集气瓶中的温度过高使水不能完全的被倒吸入集气瓶中，使测量结果偏低。

【总结升华】此题考查有关空气中氧气含量测定的实验。实验成功的关键是：红磷必须足量；装置不能漏气；集气瓶中预先要加入少量的水；红磷点燃后要立即伸入集气瓶中，并塞紧胶塞；待红磷熄灭并冷却后，再打开弹簧夹。

举一反三：

【变式】法国化学家拉瓦锡通过实验，得出了空气是由氧气和　      组成的结论。

【答案】氮气

类型三、考查空气的污染防治

6．为美化城市，还市民以清新的空间，近年来，市政府加大投入，改造城区市容环境，采取的主要措施有：

①治理河道，修建污水处理厂；

②将水泥厂、化肥厂搬离城区，并对排放的尾气进行达标监测；

③发展燃料事业，减少劣质煤的燃烧；

④大力提倡绿化，增加居民区绿化带。

以上各项措施中，能减少空气中二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮等有害气体污染物的是　    　（填序号），能减少空气中粉尘污染物的是　      。

【思路点拨】知道常见污染物的来源、危害及治理方法。

【答案】②③       ③④            

【解析】化工厂排放的尾气以及含硫煤的燃烧能造成空气的污染；劣质煤燃烧排放的烟尘能增加空气中的粉尘污染，改变燃料类别以及增加绿化带能减少粉尘污染物。

【总结升华】城市空气污染主要来源于工业废气和汽车尾气，其中汽车尾气中的污染物主要是一氧化碳、一氧化氮等。“温室效应”、“臭氧层空洞”、“酸雨”等都是空气被污染的结果。在汽车排气管加装尾气处理装置，可以　 减少汽车尾气；改用“绿色燃料”，如氢气、酒精等；使用电动车；加快研制新型环保能源，如核能民用化，利用太阳能分解水等都可以治理污染。

举一反三：

【变式】为了把我市建设成生态城市，市政府规定：禁止在市区燃烧煤。请你运用所学知识告诉广大市民，煤燃烧产生的污染物有（写出一种）　          。

【答案】二氧化硫

【解析】煤中主要含有碳元素，此外还含有少量氢、氧、氮和硫等元素。煤中的硫在燃烧时生成了二氧化硫，二氧化硫能污染空气。