专题四 空气（原卷版）

专题四空气【知识归纳】一、空气成分的研究史法国科学家拉瓦锡最早运用天平作为研究化学的工具，用定量的方法研究了空气的成分，第一次明确提出了“空气是由氧气和氮气组成的”。其中氧气约占空气总体积的1/5的结论。二、空气中氧气成分的测定（利用红磷燃烧消耗密闭容器内空气中的氧气，使密闭容器内压强减小，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）。1.实验步骤：(1)连接装置，检查装置的气密性；(2)在集气瓶内加入少量水后,把集气瓶剩余容积五等分；(3)用弹簧夹夹紧乳胶管；(4)点燃红磷后,立即伸人集气瓶内并把胶塞塞紧；(5)燃烧结束冷却后,打开弹簧夹。2.实验现象：①红磷燃烧发出黄白色火焰，放出热量，产生白烟。②装置冷却到室温后打开弹簧夹，烧杯内的水倒流入集气瓶，约占瓶内空气体积的1/5。点燃3.实验结论：氧气约占空气总体积的1/5。点燃4.反应原理：4P+5O2=2P2O55.实验不成功的原因：小于1/5的原因：红磷不足量；（2）装置漏气；（3）未等冷却就打开了弹簧夹。大于1/5的原因：点燃燃烧匙内的红磷后，伸入集气瓶中太慢；（2）弹簧夹没有夹紧胶皮管儿。【点拨】：（1）测定空气中氧气含量，用木炭，硫、铁丝或镁带代替红磷行不行？为什么？应该选用什么样的药品来代替红磷？答：都不可以。木炭燃烧消耗氧气，生成二氧化碳，硫燃烧消耗氧气生成二氧化硫，所以导致集气瓶内的气体体积基本不变，气压不会减小。铁丝也不行，因为铁丝在空气中不能燃烧。镁不但跟氧气反应而且还跟氮气等反应，结果测得的不只是空气中氧气的体积。会远远大于氧气的体积。选择药品的要求:①在空气中能燃烧且只于氧气反应②该药品燃烧后生成物为固态或液态。（2）实验中得出氮气的哪些性质？答：①氮气既不能燃烧，也不能够支持燃烧。②氮气不易溶于水。（3）红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹实验现象是什么？为什么会出现这种现象？答：水由烧杯流入集气瓶，约占集气瓶内空气体积的1/5。红磷燃烧消耗氧气，气体减少，压强变小，小于外界大气压，所以水会有烧杯流入集气瓶。（4）集气瓶底部为什么放水？能否用细沙代替？答：吸收五氧化二磷防止污染空气。不可以。（5）红磷必须足量的原因是什么？答：充分消耗空气中的氧气。6.实验装置改进：将红磷换成白磷，通过光、热使其在密闭的环境中燃烧，既减少对空气的污染又保证实验的成功。三、空气的主要成分（主要成分为氮气和氧气，属于混合物）。按体积分数：氮气（N2）78%；氧气（O2）21%（氮气比氧气约为4：1）；稀有气体0.94%；二氧化碳（CO2）0.03%；其它气体和杂质0.03%。空气成分口诀:氮七八氧二一，零点九四是稀气；零点零三有两个，二氧化碳和杂气。四、气体的用途1.氮气：性质：无色、无味的气体，不溶于水，不燃烧也不支持燃烧，不能供给呼吸，化学性质不活泼。用途：①化学性质不活泼:可作保护气，用于食品防腐，灯泡填充气等。②医疗上可在液氮冷东麻醉条件下做手术，超导材料在液氮的低温环境下能显示超导性能。③可用于制造硝酸和氮肥。2.稀有气体：性质：无色、无味的气体，通电时能发出不同颜色的光，化学性质很不活泼。用途：①化学性质很不活泼，作保护气。②通电可发出不同颜色的光，可制成多种用途的电光源。③氦可制造低温环境；用于探空气球。五、空气的污染及防治1.空气污染：损害人体健康、影响作物生长、破坏生态平衡。形成温室效应（二氧化碳含量过多引起）、臭氧空洞（飞机的尾气、氟里昂的排放）、酸雨（由二氧化硫、二氧化氮引起）等环境问题。2.空气的污染及防治污染来源防治措施化石燃料的燃烧(烟气粉尘、二氧化氮、二氧化硫等)。使用清洁能源、改变能源结构、大力推广脱硫煤等。工业废气(二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸人颗粒物等)。工业废气经处理达标后排放等,减少有害物质的排放。植被破坏引起的沙尘。积极植树造林、种草等，提高空气的自净能力。露天焚烧秸秆和垃圾。秸秆还田,垃圾分类处理。3.目前空气污染指数包括：一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、可吸入颗粒物、臭氧。污染指数越大空气质量越差。【专题突破】基础性习题：1.在生产和科学研究中，需要用到一些保护气，当焊接金属时，为了隔绝空气，能作为保护气的一组是()A.氢气、氨气B.氮气、氧气C.二氧化碳、氧气D.氮气、氩气2.大山深处空气清新，空气中氮气的体积分数约为（）A．78%

B．21%

C．11%

D．58%3.使用下列交通工具出行，环境污染最大的是（）A．氢能源车B．共享单车C．电动汽车D．柴油汽车4.近地面的臭氧是由于氮氧化物等在阳光照射下发生光化学反应产生的。下列说法错误的是（）A．臭氧与氧气的化学性质不同

B．臭氧是空气质量指数的污染物之一C．汽车尾气大量排放会导致臭氧污染

D．佩戴口罩能有效阻挡臭氧的吸入5.打造“成渝第二城”，共创美好生态南充。下列做法有利于环境保护的是（）A．焚烧落叶，减少垃圾的运输量

B．使用一些新型的、可降解的塑料，减少“白色污染”C．加高烟囱，减少二氧化硫对环境的污染

D．大量使用农药和化肥，增加农作物产量6.没有空气就没有生命。下列有关空气的说法错误的是（）A．植物光合作用需要氮气 B．人体呼吸作用需要氧气C．二氧化碳属于温室气体 D．稀有气体化学性质稳定7.下列有关空气的说法错误的是（）A．氮气是制造氮肥的重要原料 B．氧气约占空气体积的21%C．空气中稀有气体所占比例虽小但用途广泛 D．空气污染不会造成臭氧层空洞8.用下图装置可验证空气中O2的含量。下列现象能表明O2含量的是（）A．集气瓶中产生大量白烟 B．红磷燃烧一段时间后熄灭C．烧杯中的水倒吸进入集气瓶 D．集气瓶中水面最终上升至1处拓展性习题：1.下列不属于空气污染物的是（）A．CO2

B．NO2

C．SO2

D．PM2.52.2021年12月9日，航天员崔忠刚、王亚平、叶光富在中国“天和号”空间站进行“天宫课堂”第一课。水球光学实验中打入的“人造空气”与我们身边的空气成分含量基本相同，“人造空气”中氧气含量约为（）A．78% B．21% C．0.94% D．0.03%3.食品包装袋内常放有内装铁粉和生石灰的小包。下列空气成分一定不能与它们反应的是（）A．N2 B．O2 C．H2O D．CO24.下列关于空气的说法错误的是（）A．空气是一种混合物B．空气是一种宝贵的资源C．稀有气体化学性质很不活泼，不与任何物质发生化学反应D．空气中氧气的体积分数约为21%5.我国“天问一号”探测器成功着陆火星，发现火星表面被赤铁矿覆盖，平均温度约为-56℃，火星大气中含有CO2（体积分数为95.3%）、O2、H2O等物质，下列说法正确的是（）A．火星上白磷无法自燃 B．火星上缺少金属资源C．火星大气组成与空气相似 D．火星地表不存在固态水6.有关空气说法正确的是（）A．空气成分主要有N2、O2、稀有气体 B．大气污染物主要有SO2、NO2、CO2C．氮气用于磁悬浮列车 D．常温下，氧气能与碳发生反7.拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。后人仿照其实验原理测定空气中氧气含量（如图）。实验过程中，逐渐减少的气体和逐渐增多的物质是（)A．O2、P2O5 B．P、P2O5 C．O2、P D．N2、P2O58.化学兴趣小组设计如下图所示的装置测定空气中氧气的含量。胶头滴管中的水滴入生石灰