化学九年级上册第二单元 我们周围的空气课题1 空气优秀学案设计

这是一份化学九年级上册第二单元 我们周围的空气课题1 空气优秀学案设计，文件包含第05讲+空气的组成原卷版docx、第05讲+空气的组成解析版docx等2份学案配套教学资源，其中学案共32页， 欢迎下载使用。


一、空气中氧气含量的测定
1．拉瓦锡用定量的方法研究空气的成分
2．红磷燃烧测定空气中氧气的含量
（1）实验原理：红磷燃烧消耗集气瓶内的氧气，瓶内气体减少，压强减小，冷却后打开弹簧夹，烧杯内的水会被压入集气瓶，进入水的体积即为瓶内消耗氧气的体积。
（2）预先在集气瓶里放少量水的目的：吸收五氧化二磷和降温。
（3）实验误差分析：
结果小于1/5，原因可能是： = 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①装置漏气； = 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②红磷量不足； = 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③未冷却到室温就打开弹簧夹。
结果大于1/5，原因可能是：①弹簧没有夹紧；②插入燃烧匙太慢。
（4）倒吸进集气瓶的水不能充满整个集气瓶的原因：空气中的其他气体不与红磷反应且不溶于水。
（5）剩余气体的性质：
物理性质：无色无味的气体，难溶于水；化学性质：不能燃烧也不支持燃烧。
3．测定空气中氧气含量的数字化实验
数字化实验优点：直观、可视，能够将化学实验过程中肉眼观察不到的一些微观事物如分子、离子、压强、浓度等，通过传感器转化为电信号，然后通过数据采集器进入电脑，将实验过程中的各种变化量，用数据图像等直观形式表现出来。
二、空气的组成
1．空气的成分和含量
2．稀有气体包括氦、氖、氩、氪、氙和氡等。
三、混合物和纯净物
1. 混合物：由两种或两种以上的物质混合而成的物质，如空气、糖水、食盐水等。组成混合物的各种成分保持着它们各自的性质。
2. 纯净物：只由一种物质组成的物质。纯净物可以用化学符号来表示。如氧气可表示为O2，二氧化碳可表示为CO2等。
考点一 拉瓦锡研究空气的成分
1．英国物理学家、化学家波义耳和法国化学家拉瓦锡曾做过貌似相同的两个实验，实验如下图，关于这两个实验的说法正确的是（ ）。
A．两个实验均可用于测定空气中氧气的含量
B．两个实验中，曲颈甑内汞的表面都有黑色物质生成
C．拉瓦锡的实验中，玻璃钟罩内汞的液面逐渐上升，达到一定高度后不再变化
D．波义耳的实验中，曲颈甑内物质加热后质量增加的现象不能用质量守恒定律来解释
【答案】C
【解析】A、波义耳的实验不是密闭装置，则不能用于测定空气中氧气含量，该选项说法不正确；
B、汞加热生成氧化汞，氧化汞为红色，该选项说法不正确；
C、汞加热消耗氧气，装置中的气体减少，则玻璃钟罩内汞的液面会逐渐上升，且上升的液面的体积即为氧气的体积，则达到一定高度后不再变化，该选项说法正确；
D、汞加热时和氧气反应生成氧化汞，根据反应前后物质的总质量不变，则加热后质量增加，该选项说法不正确。
故选C。
2．人类对空气成分的探究经历了艰辛的过程。拉瓦锡被后世尊称为“近代化学之父”。18世纪拉瓦锡为研究空气成分时，用如图所示装置持续加热12天，直到曲颈瓶中红色粉末不再增加。
（1）在密闭容器中，空气中的氧气与 反应，生成固态物质。
（2）为保证实验的科学性，下列数据必须测量的有_____。（填标号）
A．实验前后曲颈瓶内的气体体积B．实验前后玻璃钟罩内的气体体积
C．汞槽的容积
【答案】（1）汞/Hg/水银
（2）AB
【解析】（1）汞和氧气反应产生氧化汞，从而消耗氧气；
（2）A、实验会消耗曲颈甑内的氧气，需要测定实验前后曲颈甑内的气体体积，才能计算出消耗氧气的体积，故符合题意；
B、实验会消耗玻璃钟罩内的氧气，需要测量实验前后玻璃钟罩内气体体积，才能计算出消耗氧气的体积，故符合题意；
C、汞槽的容积对测量氧气的含量没有影响，故不符合题意；
故选AB。
3．拉瓦锡被称为“现代化学之父”，让我们共同跟随他的足迹进行科学探究。
图1 图2
【经典实验回顾】
（1）二百多年前，法国化学家拉瓦锡利用图1装置进行实验，发现有一部分银白色的液态汞变成红色粉末，将红色粉末收集起来，放在另一个较小的容器里再加强热，得到了汞和氧气，结果生成的氧气体积 （选填“>”、“=”、“<”）密闭容器里减少的体积，将得到的氧气导回密闭容器，所得气体和空气性质完全相同。他得出结论：空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积。
（2）根据图2资料卡片，选用汞的优点中不可能是_______（填序号）。
A．在汞槽中起到液封作用
B．汞蒸气与氧气反应能将密闭容器空气中的氧气几乎耗尽
C．实验过程中没有污染
D．生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气
【答案】（1）=
（2）C
【解析】（1）有一部分银白色的液态汞变成红色粉末，即汞和氧气反应生成氧化汞，将红色粉末收集起来，放在另一个较小的容器里再加强热，氧化汞分解得到了汞和氧气，根据质量守恒定律，此时释放出的氧气等于前面减少的氧气，则生成的氧气体积=密闭容器里减少的体积；
（2）A、汞为液态，在汞槽中起到液封的作用，故A不符合题意；
B、汞的沸点较低，汞蒸气与氧气反应比较充分，能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽，故B不符合题意；
C、汞常温下为银白色液体，易挥发，对人体有害，在实验过程中会造成污染，故C符合题意；
D、生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气，实验的试剂可以多次利用，而氧化汞受热分解生成的氧气体积又可验证实验结果，提高实验说服力，故D不符合题意；
故选C。
考点二 红磷燃烧测定空气中氧气的含量
4．如图装置常用来测定空气中氧气的含量。下列对该实验的认识正确的是（ ）。
A．红磷燃烧产生大量白色烟雾B．燃烧匙中的红磷可以换成蜡烛
C．该实验可说明氮气难溶于水D．红磷的量不足不影响进入集气瓶中水的体积
【答案】C
【解析】A、红磷燃烧产生大量白烟，而不是白色烟雾，故A说法错误；
B、蜡烛燃烧生成水和二氧化碳，导致瓶中压强几乎不变，不能用于测定空气中氧气含量，所以燃烧匙中的红磷不可以换成蜡烛，故B说法错误；
C、打开弹簧夹，烧杯中的水进入集气瓶，且进入的水约占集气瓶体积的五分之一，水不再继续进入，说明氮气难溶于水，故C说法正确；
D、红磷不足，会导致氧气不能完全反应，最终导致进入集气瓶中水的体积偏小，故D说法错误；
故选C。
5．图中是实验室测量空气中氧气含量的装置，有关该实验说法错误的是（ ）。
A．点燃红磷后要迅速伸入集气瓶中，并盖紧橡胶塞
B．红磷燃烧结束后，冷却至室温打开止水夹进行观察
C．反应结束后发现进入集气瓶中的水小于，可能的原因是装置漏气
D．可以将红磷改成木炭进行实验
【答案】D
【解析】A、为了使实验更准确，点燃红磷后立即伸入瓶中并塞紧橡胶塞，燃烧匙伸入过慢，会使装置内气体受热逸出，导致进入集气瓶的水体积偏大，故选项说法正确，不符合题意；
B、红磷燃烧结束后，待装置冷却至室温后才能打开止水夹，以防止剩余的气体在受热状态下，处于膨胀状态，占据了部分水的体积，造成结果偏小，故选项说法正确，不符合题意；
C、若装置漏气，燃烧冷却后瓶内气压小于大气压，有部分空气进入瓶中弥补了消耗的氧气，水倒流入集气瓶的体积不足五分之一，故选项说法正确，不符合题意；
D、木炭在空气中燃烧，虽然会消耗氧气，但是生成二氧化碳气体，装置内压强几乎不变，不能形成压强差，因此不能用木炭代替红磷测定空气中氧气的含量，故选项说法错误，符合题意；
故选D。
6．如图为测定空气里氧气的含量装置图，请回答下列问题。
（1）红磷燃烧时的现象是 。
（2）反应停止，装置冷却后打开弹簧夹，发现进入集气瓶中水的体积超过集气瓶中原空气体积的，原因可能是 （填一种）。
【答案】（1）产生大量白烟，放出热量
（2）未夹紧弹簧夹（或燃烧匙伸入集气瓶太慢等）
【解析】（1）红磷燃烧时的现象是产生大量白烟，放出热量；
（2）反应停止，装置冷却后打开弹簧夹，发现进入集气瓶中水的体积超过集气瓶中原空气体积的五分之一，原因可能是：未夹紧弹簧夹（反应放热，内部空气受热逸出，使内部压力下降至更低，压入水的体积增大）；或燃烧匙伸入集气瓶太慢（内部受热空气逸出瓶外，反应后压力减少更多，压入水的体积增大，进入水的体积偏大）。
考点三 数字化实验测定空气中氧气的含量
7．拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。某兴趣小组利用氧气传感器来检测足量红磷燃烧过程中氧气的含量，如下图所示，下列判断正确的是（ ）。
A．a点时容器内氮气体积分数为85%
B．由图可知，物质燃烧结束时氧气浓度为0
C．此实验测得空气中氧气的质量分数为18%
D．密闭容器内水的作用是降温、吸收有害的五氧化二磷
【答案】D
【解析】A、a点时氧气的体积分数为15%，则剩余气体的体积分数为85%，剩余气体中含有氮气、稀有气体等，则氮气含量应小于85%，故选项说法错误；
B、由图可知，物质燃烧结束时氧气浓度为3%，故选项说法错误；
C、消耗的氧气的体积分数为21%-3%=18%，则该实验测得空气中氧气的体积分数为18%，而不是质量分数，故选项说法错误；
D、红磷燃烧放热，生成五氧化二磷固体，则密闭容器内水的作用是降温、吸收有害的五氧化二磷，故选项说法正确；
故选D。
8．用图甲所示装置测定空气中氧气的含量，其中燃烧匙内的白磷用电加热装置点燃，瓶内气压用气体压强传感器测定，其变化如图乙所示，则下列分析合理的是（ ）。
A．该反应中的白磷要足量，目的是消耗尽集气瓶内的O2避免实验误差
B．在t1时刻后，集气瓶内气压显著增加，其原因是白磷燃烧的产物所致
C．在t1－t3这段时间内，集气瓶内温度始终保持不变
D．t3时刻打开止水夹，瓶内气体体积变大
【答案】A
【解析】A、实验中，白磷要足量的目的是使氧气完全反应，避免实验误差，故说法正确；
B、白磷燃烧过程放热，使得瓶内气体体积膨胀，压强剧烈增大，故说法错误；
C、由图乙的压强变化可知，在t1－t3这段时间内，瓶内温度由低到高，后慢慢降低至室温，故说法错误；
D、t3时刻瓶内气压显著增大是因为打开了止水夹，导致烧杯中的水被吸入集气瓶内，瓶内气体体积变小，故说法错误。
故选A。
9．某兴趣小组利用图1所示的装置测定空气中氧气的含量，根据实验数据绘制的图像如图2所示。下列说法中错误的是（ ）。
A．图1中隔热层的主要目的是防止热量散失
B．c点时装置内的温度就是g点时装置内的温度
C．f点时红磷燃烧结束，氧气还有剩余
D．此实验测得空气中氧气的质量分数为18%
【答案】D
【解析】A、隔热层的主要目的是防止热量散失，防止热量流失过快导致红磷因温度过低熄灭等，故选项说法正确；
B、测定空气中氧气含量，需要等装置冷却到室温后打开弹簧夹，水在大气压的作用下进入集气瓶，则打开止水夹后装置内压强会快速增加。所以c点是打开止水夹的时间，对应温度是恢复到室温时的温度。e点和g点温度相同，说明g点是恢复到室温后的温度，所以c点时装置内的温度就是g点时装置内的温度。故选项说法正确。
C、红磷燃烧放出热量，图中f点温度最高，说明红磷燃烧结束，结合图2氧气体积分数曲线可知最终容器内氧气的体积分数为3%，所以f点时红磷燃烧结束，氧气还有剩余，故选项说法正确；
D、空气中氧气的体积分数为21%，i点时容器内氧气的体积分数为3%，则此实验测得空气中氧气的体积分数（不是质量分数）为21%-3%=18%，故选项说法不正确。
故选D。
考点四 空气的成分
10．如图空气成分示意图中，其中X表示的是（ ）。
A．氧气B．二氧化碳C．氮气D．稀有气体
【答案】C
【解析】空气中各成分及体积分数分别为：氮气约占78%、氧气约占21%、稀有气体约占0.94%、二氧化碳约占0.03%、其他气体和杂质约占0.03%，由图可知，X占78%，表示的气体是氮气。
故选C。
11．2023年9月21日“天宫课堂”第4课开讲。实验仓内使用的“人造空气”与我们身边的空气成分含量基本相同，“人造空气”中氮气含量约为（ ）。
A．0.94%B．0.03%C．78%D．21%
【答案】C
【解析】空气中各成分及体积分数大约是：氮气78%、氧气21%、稀有气体0.94%、二氧化碳0.03%、其他气体和杂质0.03%，由于实验仓内使用的“人造空气”与我们身边的空气成分含量基本相同，所以“人造空气”中氮气含量也约为78%，故选：C。
考点五 混合物和纯净物
12．日常生活中常见的下列物质，属于纯净物的是（ ）。
A．食醋B．蒸馏水C．澄清石灰水D．加碘盐
【答案】B
【解析】A、食醋中含有醋酸、水等多种物质，属于混合物，故A错误；
B、蒸馏水是由水一种物质组成的，属于纯净物，故B正确；
C、澄清石灰水中含有氢氧化钙和水，属于混合物，故C错误；
D、加碘盐中含有氯化钠、碘酸钾等多种物质，属于混合物，故D错误。
故选B。
13．下列物质属于混合物的是（ ）。
A．五氧化二磷B．石灰水C．液态氮D．冰水混合物
【答案】B
【解析】A、五氧化二磷中只含一种物质，属于纯净物，不符合题意；
B、石灰水中含有氢氧化钙和水，是由不同种物质组成，属于混合物，符合题意；
C、液态氮是液态的氮气，其中只含一种物质，属于纯净物，不符合题意；
D、冰水混合物中只有水，是由一种物质组成，属于纯净物，不符合题意。
故选B。
1．通过实验得出空气是由氧气和氮气组成的这一重要结论的科学家是（ ）。
A．拉瓦锡B．道尔顿C．门捷列夫D．阿伏伽德罗
【答案】A
【解析】A、法国化学家拉瓦锡首先通过实验得出空气是由氮气和氧气组成的结论，故选项正确；
B、道尔顿在化学上的主要贡献是提出了原子学说，故选项错误；
C、门捷列夫在化学上的主要贡献是发现了元素周期律，并编制出元素周期表，故选项错误；
D、意大利科学家阿伏伽德罗在化学上的主要贡献是提出了分子的概念，并创立了分子学说，故选项错误。
故选A。
2．空气成分中，体积分数约占78%的是（ ）。
A．氮气B．氧气C．稀有气体D．二氧化碳
【答案】A
【解析】A、空气成分中，氮气体积分数约占78%，故A正确；
B、空气成分中，氧气体积分数约占21%，故B错误；
C、空气成分中，稀有气体积分数约占0.94%，故C错误；
D、空气成分中，二氧化碳体积分数约占0.03%，故D错误。
故选A。
3．下列属于纯净物的是（ ）。
A．雨水B．蔗糖水C．矿泉水D．蒸馏水
【答案】D
【解析】A、雨水是由水、可溶性杂质等混合而成，属于混合物，不符合题意；
B、蔗糖水是由蔗糖和水混合而成，属于混合物，不符合题意；
C、矿泉水是由水、可溶性矿物质等混合而成，属于混合物，不符合题意；
D、蒸馏水由水一种物质组成，属于纯净物，符合题意。
故选D。
4．物质分类是一种化学观念。厨房里的下列物质属于纯净物的是（ ）。
A．酸奶B．冰块C．白酒D．食醋
【答案】B
【解析】A、酸奶中含有酸性物质和蛋白质，属于混合物；
B、冰块是指固态的水，属于纯净物；
C、白酒中含有酒精和水等，属于混合物；
D、食醋中含有乙酸和水等物质，属于混合物。
故选B。
5．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】C
【解析】用于测定空气里氧气的含量，a、b两物质的选择正确的是C. a是汞，b是红磷。
A、a是铜，b是红磷，氧化铜加热不分解;
B、a是铜，b是木炭，氧化铜加热不分解，木炭生成是气体;
D、a是汞，b是木炭，木炭生成是气体。
故选C。
6．关于测定空气中氧气含量的实验，下列说法正确的是（ ）。
A．实验前止水夹没有夹紧
B．将红磷换成木炭进行实验
C．待装置冷却至室温后，再打开止水夹
D．点燃红磷缓慢伸入集气瓶中后，再塞紧瓶塞
【答案】C
【解析】A、若做该实验时，止水夹没有夹紧，会使集气瓶内的空气受热通过导管进入空气中，因此集气瓶内的气体减少的量包括消耗的氧气及逸出的空气，会使瓶内的气体比实际氧气减少的多，因此会使水倒流超过五分之一，造成结果偏大，此选项错误；
B、木炭在空气中燃烧生成二氧化碳气体，虽然能除去氧气，但却增加了新的气体，没有形成压强差，不能用来测定空气中氧气含量，此选项错误；
C、待装置冷却至室温后才能打开止水夹，以防止剩余的气体在受热状态下，处于膨胀状态，占据了部分水的体积，造成结果偏小，此选项正确；
D、点燃后的红磷必须迅速伸入集气瓶中，塞紧瓶塞，否则瓶内气体逸出，造成实验误差，此选项错误。
故选C。
7．测定空气里氧气含量的实验装置和步骤如下：（已完成装置气密性检查）
①在集气瓶内加入少量水，并将水面上方空间分为5等份；
②用弹簧夹夹紧乳胶管；
③点燃燃烧匙内的红磷后，立即伸入瓶中并把塞子塞紧，观察现象；
④红磷熄灭后，立即打开弹簧夹，观察现象。
其中有错误的实验步骤是（ ）。
A．①B．②C．③D．④
【答案】D
【解析】A、①在集气瓶内加入少量水，防止热的生成物落到瓶底，使瓶底受热不均而炸裂；因为氧气体积约占空气体积五分之一的，为了观察水进入瓶中的体积，将水面上方空间分为5等份，不符合题意；
B、②用弹簧夹夹紧乳胶管，防止乳胶管漏气，不符合题意；
C、③点燃燃烧匙内的红磷后，立即伸入瓶中并把塞子塞紧，减少红磷燃烧放热使气体逸出，减少误差，不符合题意；
D、④红磷熄灭后，立即打开弹簧夹，做法错误，没有冷却至室温就打开弹簧夹，水进入集气瓶的体积会小于五分之一，符合题意。
故选D。
8．在课本测定空气中氧气含量的实验中，集气瓶内剩余的气体主要是氮气，体积约为集气瓶空气体积的。下列结论与此实验事实无关的是（ ）。
A．氮气不支持燃烧
B．氮气不易溶于水
C．氮气的熔点是﹣209.9℃
D．空气中氮气和氧气的体积比约为4：1
【答案】C
【解析】A、集气瓶内剩余的气体主要是氮气，说明氮气不支持燃烧，故结论与此实验事实有关；
B、集气瓶内剩余的气体主要是氮气，说明氮气不溶于水，故结论与此实验事实有关；
C、集气瓶内剩余的气体主要是氮气，不能得出氮气的熔点，故结论与此实验事实无关；
D、氮气体积约为集气瓶空气体积的4/5，氧气体积约为集气瓶空气体积的1/5，从而得出空气中氮气和氧气的体积比约为4：1，故结论与此实验事实有关。
故选C。
9．下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．集气瓶内加入少量水可防止瓶底炸裂；
B．该实验所用红磷的量不足可能造成气体减少的体积小于五分之一
C．实验时，点燃的红磷要立即伸入集气瓶中，并塞紧橡胶塞
D．红磷燃烧产生大量的白雾，火焰熄灭后立刻打开弹簧夹
【答案】D
【解析】A、集气瓶内加入少量水可吸收燃烧生成的大量白烟，吸热且能防止瓶底炸裂，选项A正确；
B、该实验所用红磷的量不足，就不能将集气瓶中空气中的氧气耗尽，造成气体减少的体积小于五分之一，选项B正确；
C、实验时，点燃的红磷要立即伸入集气瓶中，并塞紧橡胶塞，否则造成瓶内部分空气受热膨胀逸出瓶外，造成测定结果大于五分之一，选项C正确；
D、红磷燃烧时产生大量的白烟，火焰熄灭后应该在冷却至室温后再打开弹簧夹，选项D不正确。
故选D。
10．暖宝宝中的发热剂是铁粉、水和食盐等，发热剂能代替红磷测定空气中氧气含量（装置见如图）。以下对此改进实验的叙述错误的是（ ）。
A．此实验的原理是利用铁生锈消耗氧气
B．实验前一定要检查装置的气密性
C．此实验中发热剂的多少不影响测量结果
D．此实验测出氧气的体积分数约是18.3%
【答案】C
【解析】试题分析：测定空气中氧气含量的实验原理是：红磷燃烧消耗了瓶内的氧气，生成的是固体，使瓶内压强减小，在外界大气压的作用下水被压进集气瓶，进入水的体积就是集气瓶内原来氧气的体积。保证本实验成功的关键是：①装置气密性好；②红磷要足量；③要冷却至室温再读数等；
A、铁生锈消耗氧气，使装置内的气压减小，进入水的体积就是消耗氧气的体积，故A叙述正确；
B、如果装置漏气，会使进入的水偏少，测定的结果偏小。故B叙述正确；
C、发热剂的量必须足量，因为只有足量的发热剂才能把氧气消耗完，使结果准确，故C叙述错误；
D、集气瓶内空气的体积是300 mL，进入水的体积是55 mL，即氧气的体积是55 mL，因此氧气的体积分数=×100%=18.3%，故D叙述正确。
故选C。
11．在今年的化学活动周中，某校兴趣小组同学在《培养中学生基本科学素养的化学实验教学研究》课题组老师的指导下，将课本“测定空气中氧气的含量”实验装置（如甲图）改进为新的实验装置（如乙图），改进后的实验装置相对于原装置，以下评价不恰当的是（ ）。
A．反应容器体积小，药品消耗少
B．装置简洁，减少了甲图装置中导管引起的误差
C．白磷比红磷着火点高，使用更安全
D．容器内径相等，易准确推算出空气中氧气的含量
【答案】C
【解析】A、反应容器体积小，药品消耗少，评价恰当；
B、仪器使用少，装置简洁，减少了甲图装置中导管引起的误差，评价恰当；
C、白磷的着火点要低于红磷的着火点，评价不恰当；
D、容器内径相等，易准确推算出空气中氧气的含量，评价恰当。
故选C。
12．图1所示装置可用于测定空气中氧气的含量，图2是用该装置测得实验过程中集气瓶内气压与时间关系图（该装置气密性良好，p0是集气瓶内初始气压）。下列说法正确的是（ ）。
A．红磷的多少对实验结果无影响
B．集气瓶中气压瞬间变大是O2迅速消耗造成的
C．c点时反应刚好停止
D．b、c、d点时集气瓶中所含物质相同
【答案】D
【解析】A、在测定空气中氧气的含量实验中，红磷要过量，故A错误；
B、集气瓶中气压瞬间变大是红磷燃烧放热造成的，故B错误；
C、a点气压最大，温度最高，由此可知，在a点时反应刚好停止，故C错误；
D、在a点反应已经结束了，b、c、d点时集气瓶中所含物质相同，故D正确。
故选D。
13．小亮同学利用下图所示的装置测定空气里氧气的含量。他先在燃烧匙中放入足量的红磷，塞紧橡胶塞，然后用凸透镜聚光照射集气瓶中的红磷。
（1）由于凸透镜的聚光作用，使红磷的温度 ，红磷燃烧；燃烧停止后，燃烧匙里仍有红磷，燃烧停止的原因是 。
（2）待完全反应冷却到常温后，打开弹簧夹观察到的实验现象是 ，说明 。
（3）实验中不能用木炭代替红磷，原因是 。
【答案】（1）达到它的着火点 氧气耗尽（或缺少氧气）
水进入集气瓶中约1/5 氧气约占空气总体积的1/5
生成二氧化碳气体，集气瓶内的气体没有减少
【解析】（1）由于凸透镜的聚光作用，使红磷的温度升高，达到它的着火点；燃烧停止后，燃烧匙里仍有红磷，燃烧停止的原因是氧气耗尽；
（2）待完全反应冷却到常温后，由于反应消耗了集气瓶内的氧气，使瓶内的压强减小，故打开弹簧夹观察到的实验现象是水进入集气瓶中约1/5，说明氧气约占空气总体积的1/5；
（3）实验中不能用木炭代替红磷，原因是生成二氧化碳气体，集气瓶内的气体没有减少。
14．某科学兴趣小组对“测定空气中氧气含量”的实验进行了改进：将数显设备、气体压强传感器和空气中氧气含量测量装置按下图连接。装置气密性良好，调节右边敞口容器和集气瓶里的水面相平，此时集气瓶内气体的体积为V1。关闭活塞，点燃燃烧匙内的红磷，立即塞紧瓶塞，待火焰熄灭后，过一段时间打开活塞，观察到集气瓶中的水位上升。待集气瓶内的水面不再上升时，集气瓶内的气体体积为V2。 然后向右边容器内加入一定量的水至两边水面再次相平，此时集气瓶内的气体体积为V3。在点燃红磷至打开活塞这一过程中，观察到数显设备显示集气瓶内的气体压强先上升后下降，再趋于稳定。
请回答：
（1）数显设备显示，开始一段时间集气瓶内气体压强上升，这是因为温度升高导致的气压变化量 (选填“大于”、“ 等于”或“小于”)氧气量减少导致的气压变化量。
（2）基于数显设备显示的气压变化，“过一段时间打开活塞”中的“一段时间”指的是火焰熄灭后到 所经历的时间。
（3）在整个实验过程中，集气瓶中减少的氧气体积为 (选填“V1-V2”、“ V1-V3” 或“V2-V3”)。
【答案】（1）大于
（2）集气瓶内的温度恢复到室温（或数显设备的示数已不变或集气瓶内的气压保持稳定） （3）V1-V3
【解析】本题考查了测定空气中氧气含量。根据反应原理和气体压强变化规律进行分析解答。
(1)磷在空气中燃烧放出热量，温度升高能使集气瓶内的气压增大，磷在空气中燃烧消耗氧气使集气瓶内的气压降低。数显设备显示，开始一段时间集气瓶内气体压强上升，这是因为温度升高导致的气压变化量大于氧气量减少导致的气压变化量。
(2)反应结束后，等集气瓶内气压稳定后读数，对实验结果才没有影响。“过一段时间打开活塞”中的“一段时间”指的是火焰熄灭后到集气瓶内的温度恢复到室温（或数显设备的示数已不变或集气瓶内的气压保持稳定）所经历的时间。
(3)反应后剩余气体的体积应是两容器内压强相等时体积。加水到集气瓶内的气体体积为V3时，气体的体积是反应后剩余气体的体积。在整个实验过程中，集气瓶中减少的氧气体积为V1-V3。
15．空气中氧气含量测定的再认识。
【经典赏析】教材中介绍了拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分（实验装置如图1）。该实验中选择使用汞的优点有 。
A．实验过程中没有污染
B．在汞槽中起到液封作用
C．生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气
D．能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽
【实验回顾】实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量（装置如图2），写出红磷燃烧的文字表达式 。兴趣小组用该方法测出的氧气含量常常远低于21%。
【提出问题】用红磷燃烧的方法为什么不能准确地测定空气中氧气的含量？
【进行猜想】（1）装置漏气； （2） 装置内氧气有剩余；……
【实验与交流】在老师的指导下，小明分别用过量的红磷和白磷进行该实验，用测氧气浓度的传感器测得反应后装置内氧气浓度分别为8.85%和3.21%，请从燃烧条件的角度回答产生上述结果的主要原因 。
【实验探究1】小明根据铁生锈的原理，探究用铁能否准确测定空气中氧气的含量，于是进行了实验（装置如图3）通过7天测得的数据计算空气中氧气的含量为19.13%。
【交流与反思】与用红磷燃烧的方法相比，用铁丝生锈的方法测定的主要优点及原因： 。
【实验探究2】为了加快反应速率，小明通过查阅资料，利用铁粉、炭粉、氧化钠等物质又进行了实验（装置如图4），8分钟后测得的数据如表：
请计算出空气中氧气含量 （计算结果保留一位小数）。
【结论与反思】通过上述实验探究，选择 （填物质名称）进行实验，可较为快速地完成实验并减小实验误差。
【拓展延伸】铜也能与空气中氧气、水、二氧化碳反应而锈蚀，生成铜绿[铜绿的主要成分为Cu2(OH)2CO3]，若将图3装置中的粗铁丝换成足量的铜丝进行实验，请判断能否比较准确地测定空气中氧气的含量，并说明理由： 。

【答案】 BCD 磷+ 氧气五氧化二磷 红磷不足 白磷的着火点比红磷的着火点低 装置内残留的氧气更少，实验结果更准确 20.2% 铁粉、炭粉、氧化钠和蒸馏水 不能；因为空气中二氧化碳含量约只有0.03%，铜不能将装置中的氧气几乎耗尽
【解析】[经典赏析]教材中介绍了拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分（实验装置如图1）。该实验中选择使用汞的优点有在汞槽中起到液封作用；生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气；能将密闭装置内空气中的氧气集合耗尽，故选BCD；
[实验回顾]磷和氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷，反应的文字表达式为：磷+ 氧气
五氧化二磷；
[进行猜想]实验中所取的红磷不足（或实验前没有夹弹簧夹、实验装置可能未冷却就打开弹簧夹等）；
[实验与交流]产生上述结果的主要原因是白磷的着火点比红磷的着火点低；
[交流与反思]铁丝在水、氧气的条件下很容易生锈，与用红磷燃烧的方法相比，用铁丝生锈的方法测定的主要优点及原因：装置内残留的氧气更少，实验结果更准确；
[实验探究2]烧杯内蒸馏水减少的体积为氧气的体积=90 mL﹣63.6 mL=26.4 mL，空气中氧气含量=100%≈20.2%；
[结论与反思]通过上述实验探究，选择铁粉、炭粉、氧化钠和蒸馏水或白磷等物质进行实验，可较为快速地完成实验并减小实验误差。
[拓展延伸]铜也能与空气中氧气、水、二氧化碳反应而锈蚀，生成铜绿[铜绿的主要成分为Cu2（OH）2CO3]，若将图3装置中的粗铁丝换成足量的铜丝进行实验，不能比较准确地测定空气中氧气的含量，因为空气中二氧化碳含量约只有0.03%，铜不能将装置中的氧气几乎耗尽。
模块一 思维导图串知识
模块二 基础知识全梳理（吃透教材）
模块三 教材习题学解题
模块四 核心考点精准练（5大考点）
模块五 小试牛刀过关测
1．了解空气的组成。
2．掌握测定空气中氧气含量的实验。
3．理解混合物和纯净物的概念。
4．了解数字化实验在化学学习中的应用。
实验装置
实验现象
实验结论
一部分银白色的液态汞变成红色粉末，容器里空气的体积大约减少了1/5。
空气由氧气和氮气组成，
其中氧气约占空气总体积的1/5。
实验装置
实验现象
实验结论
红磷燃烧，产生大量白烟，并放出热量；冷却后打开弹簧夹，烧杯中的水被吸入集气瓶，瓶内液面上升约1/5。
氧气约占空气总体积的1/5。
反应的文字表达式：
磷+ 氧气 五氧化二磷
反应的符号表达式：
P + O2 P2O5
实验装置
实验步骤
将氧气传感器与数据采集器、计算机连接；
把氧气传感器插入盛有空气的容器，采集数据；
通过相关软件处理数据，并在计算机屏幕上显示空气中氧气的含量。
空气成分
氮气N2
氧气O2
稀有气体
二氧化碳CO2
其他
体积分数
78%
21%
0.94%
0.03%
0.03%
教材习题03
下列物质中，属于混合物的是（ ）。
A．冰
B．液态氧
C．五氧化二磷
D．蜡烛燃烧后的产物
解题方法
混合物和纯净物的区别在于是否由一种物质组成。蜡烛燃烧后的产物有水和二氧化碳。
【答案】D
教材习题05
现有下列物质：①氧气、②人体呼出的气体、③液氧、④空气中的稀有气体、 = 5 \* GB3 \* MERGEFORMAT ⑤二氧化碳、⑥洁净的空气，其中属于纯净物的是 （填序号）。请从中选出一种混合物并说明其中的成分： 。
解题方法
混合物和纯净物的区别在于是否由一种物质组成。人体呼出的气体含氮气、二氧化碳和水蒸气等，稀有气体包括氦、氖、氩、氪、氙和氡，洁净的空气中含氮气和氧气等。
【答案】①③⑤；②④⑥ 稀有气体包括氦、氖、氩、氪、氙和氡
实验前的体积
实验后的体积
集气瓶内空气
烧杯内蒸馏水
烧杯内剩余蒸馏水
131 mL
90.0 mL
63.6 mL