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知识点一空气的成分
1.空气是由什么成分组成的
【化学家】
【实验操作】
（1）将少量汞放在密闭的容器里连续加热12天；
（2）收集汞表面生成的红色粉末，放在容器中加强热。
【实验现象】
（1）一部分银白色的液态汞变成红色粉末，同时密闭容器里空气的体积差不多减少1/5。
（2）得到银白色液体和一种气体，而且气体的体积恰好等于密闭容器里减少的体积。
【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。
【实验反思】
【文字表达式】__________________________________________________________
【符号表达式】__________________________________________________________
【文字表达式】__________________________________________________________
【符号表达式】__________________________________________________________
拉瓦锡通过实验，得出空气是由氧气和氮气组成的，其中氧气约占空气总体积的五分之一的结论。
2.测定空气中氧气的含量
【药品选择】
①该物质在空气中能燃烧且只与氧气反应；
②该物质燃烧后生成物最好为固态，不能为气态。
【实验原理】
利用可燃物燃烧消耗空气中的氧气，使密闭容器中压强减小，在大气压的作用下，进入容器内水的体积即为减少的氧气的体积。
【实验装置】
①仪器：集气瓶、燃烧匙、玻璃导管、烧杯、弹簧夹、胶皮管
②药品：红磷、水
③实验装置：
【实验操作】
①连接仪器，检查装置的气密性；
②在集气瓶中加入少量水，并将水面上方空间5等分，用弹簧夹夹紧胶皮管；
③点燃燃烧匙内过量红磷后，立即伸入集气瓶中并塞紧塞子，观察红磷燃烧的现象；
④待红磷熄灭并冷却至室温后，打开弹簧夹，观察实验现象及水面的变化情况。
【实验现象】
红磷燃烧，发出黄色火焰，产生大量白烟，并放出热量。打开弹簧夹后，烧杯中液体被倒吸入集气瓶中，约占集气瓶内原有空气总体积的1/5。
【实验结论】
氧气约占空气体积的1/5。
【实验反思】
（1）实验时，需要加入过量的红磷，为什么呢？
（2）集气瓶中加入少量水的作用是什么？
（3）实验时，若装置气密性不好，对氧气含量的测定会有什么影响？
（4）实验后，集气瓶中剩余气体主要是什么？该实验说明这种气体有什么性质？
【文字表达式】__________________________________________________________
【符号表达式】__________________________________________________________
3. 空气组成
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空气的成分 |
氮气 |
氧气 |
稀有气体 |
二氧化碳 |
其他气体和杂质 |
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体积分数 |
78% |
21% |
0.94% |
0.03% |
0.03% |
4. 物质的分类——混合物、纯净物
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项目 |
混合物 |
纯净物 |
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组成 |
由两种或两种以上的物质混合而成，组成不固定 |
由一种物质组成，组成固定 |
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表示方法 |
无固定符号 |
用专门的符号表示 |
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性质 |
无固定的物理性质，混合物中各物质保持各自的化学性质 |
有固定的物理和化学性质 |
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举例 |
空气、海水、铝合金、矿石等 |
氧气、二氧化碳等 |
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联系 |
混合物分离成为纯净物；纯净物混合成为混合物 | |
1．拉瓦锡通过实验得出：约占空气总体积1/5的气体是（ ）
A．N2 B．CO2
C．O2 D．稀有气体
【答案】C
【解析】拉瓦锡通过实验得出了空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积1/5的结论。故选C。
2. 如图是用红磷燃烧法测定空气里氧气体积含量，有关此实验结论与分析正确的是（ ）
A．此实验证明，氧气约占空气质量的1/5
B．此实验证明，反应后剩余的气体既难溶于水也不支持燃烧
C．该实验中的红磷还可以用木炭来代替
D．若该实验没有达到预期目的，可能是红磷过量
【答案】B。
【解析】A、此实验证明，氧气约占空气体积（而不是质量）的1/5；B、足量的红磷燃烧一段时间后熄灭，说明剩余的主要气体氮气不能燃烧，不能支持燃烧；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1/5，水不再继续进入，说明氮气难溶于水；
C、木炭在空气中燃烧生成二氧化碳气体，虽除去氧气，而增加了新的气体，没有形成压强差，不能用来测定空气中氧气含量；D、红磷过量，才能完全消耗装置内的氧气，若该实验没有达到预期目的，不可能是红磷过量，故选项说法错误。
3．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用弹簧夹夹紧胶皮管；
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．① B．②
C．③ D．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用弹簧夹夹紧胶皮管，防止胶皮管漏气，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。
1.某化学兴趣小组设计了如图所示的实验装置，用于“测定空气中氧气的含量”（试管的容积为50mL，注射器的活塞实验前停在25mL处。容器内红磷足量）。用酒精灯加热装置中的红磷，充分反应直至燃烧结束，试管冷却，可观察到装置中活塞最终停留的接近刻度是（ ）
A．20 mL处 B．15 mL处 C．10 mL处 D．5 mL处
【答案】C。
【解析】试管的容积为50mL，注射器的活塞实验前停在25mL处。容器内红磷足量，用酒精灯加热装置中的红磷，红磷燃烧消耗装置内的氧气，充分反应直至燃烧结束，试管冷却，由于氧气约占空气总体积的1/5，减少的体积为（50mL 25mL）×1/5＝15mL，则可观察到装置中活塞最终停留的接近刻度是25mL﹣15mL＝10mL。
2．图中乙装置是测定空气中氧气含量的改进装置（电热丝通电引燃红磷），与甲装置相比，改进后的优点是____________________。实验结束后观察到从烧杯中进入集气瓶内的水的体积仍明显小于瓶内原空气体积的1/5，请分析可能的原因___________________（至少答出两点）。
【答案】提高测量结果的准确度；操作简便；减少污染（答出一点，答案合理即可） 装置的气密性差；红磷量不足；装置未冷却到室温就打开止水夹（至少答出两点，答案合理即可）
【解析】乙装置用电热丝点燃，不能手动点燃，操作简便，装置密封性好，产生污染小，故图中乙装置是测定空气中氧气含量的改进装置（电热丝通电引燃红磷），与甲装置相比，改进后的优点是提高测量结果的准确度；操作简便；减少污染。实验结束后观察到从烧杯中进入集气瓶内的水的体积仍明显小于瓶内原空气体积的1/5，可能的原因是装置的气密性差；红磷量不足；装置未冷却到室温就打开止水夹。
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