2026沪教版九年级化学上册 第2章 空气与水资源 第1节 空气的组成 （同步讲义）学生版

第2章空气与水资源

第1节空气的组成

1、能依据观察的实验现象初步推断空气的主要成分；

教学目标2、能从组成上对物质进行分类，识别纯净物和混合物；

3、能体会科学家在探索空气成分过程中的智慧和方法。

重点：区分一些典型的混合物与纯净物；氮气和稀有气体的性质与用途。

重点和难点

难点：混合物与纯净物概念的辨析；实验现象的观察与分析。

探新知教材知识解读

♦知识点一空气组成的测定

1.实验探究：“捕获”空气实验

（1）原理：在装有空气的集气瓶上安装一个分液漏斗和一个通向另一个集气瓶的导管，另一个集气瓶装满

水，倒放在水槽中。通过分液漏斗向集气瓶中不断注入水，集气瓶中的水增多，压强增大，空气会沿着导

气管进入另一个集气瓶中，并将瓶中的水排出，这样空气就从集气瓶中进入另一集气瓶中。

（2）仪器和装置如下图:

实验仪器实验装置

注意事项：

1、装置连接完成后要先检杳装置的

2、检查装置气密件的方法：

升温法把导管放入水中，用—紧握（或用酒精灯微热）容器，若—

一有—冒出，松开—后（或移开酒精灯），导管内__________

—,说明装置气密性良好

液面差法关闭______,往长颈漏斗中________,使漏斗中液面_____________

一.■一•―."•一二：'"治二£工:二-"：

—,静置一会儿，_________不变，即形成稳定的液面差，说「仔

明装置气密性良好T二盘丁丁

2.空气中氧气体积分数的测定

实验原理利用________（只消耗氧气，不消耗空气中其他成分）消耗密闭容器内空气中的一，

及装置使密闭容器内—减小，在大气压的作用下，进入容器内水的体积即减少的—的体积。

弹簧夹导管

实验原理

燃烧匙一一£।------烧杯

及装置

集气瓶_一:

反应的文字表达式为：_______________________________________

（1）连接仪器，检查____________。

（2）在集气瓶中预装少量的_（①吸收有毒的__________②吸热加快降温防止_________

______________）,将集气瓶的容积划分为一等份并加以标记。

（3）用_____夹紧橡胶管，在燃烧匙内装入___________.

实验步骤

（4）在酒精灯火焰上点燃红磷后，将燃烧匙—伸入集气瓶内,___橡皮塞。

（5）燃烧结束待集气瓶冷却到室温后，把导管插入____________（烧杯内的水要足量），

打开止水夹。

红磷燃烧，产生大量—，并放出—;冷却至室温后，打开止水夹，烧杯中的水沿导

实验现象

管进入集气瓶，进入的水的体积约占集气瓶_________

红磷燃烧生成的五氧化二磷为—固体，—溶于水且几乎不占有体积，燃烧消耗了集

实验分析气瓶内的氧气，使瓶内气体减少，压强减小；冷却后，容器内气压小于外界大气压，打

开止水夹，在大气压的作用下，水会进入集气瓶占据消耗氧气的体积

氧气约占空气总体积的1/5

实验结论

［该实验还能得出氮气的两点性质：①__________（物理性质）；②____________________

_（化学性质）］

3.测定空气中氧气体积分数时产生误差的原因。

结果可能原因影响

装置一反应结束后外界空气进入

测定结

红磷量一氧气不能完全被消耗

果小于1/5

温度较高，剩余气体处尸膨胀状态，瓶内

未待装置__________就打开止水夹

压强较大

测定结点燃的红磷插入瓶中后未—塞上橡皮塞空气受热膨胀，部分逸出

果大于1/5实验前止水夹未____部分空气受热膨胀沿导管逸出

注意事项：

1、选择其他物质代替红磷时应满足：该物质燃烧生成物必须是固体或液体，所占的体积可以忽略不计;

2、不能用木炭、蜡烛等代替红璘是因为其燃烧后生成了气体。

酗即学即练

1.下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中正确的是（）

y―-工~________

b-红磷房;茎

水一三二』二二三

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细铁丝

C.该实验可说明氮气难溶于水

D.红磷的量不足会导致进入集气瓶中水的体积大于1/5

2.空气是人类赖以生存的自然资源。测定空气中氧气体积分数的实验装置如图所示。在集气瓶内加入少量

的水，并五等分水面以上的容积，做上记号。用弹簧夹夹紧乳胶管。点燃燃烧匙内足量的红磷后，立即伸

入瓶中并把塞子塞紧。

止水夹

（1）写出红磷在空气中燃烧的符号表达式O

（2）红磷燃烧时的现象为,集气瓶内部预先放水的目的之一是,防止胶塞弹开；

（3）待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察到烧杯中的水进入集气瓶，瓶内水面最终上升约至刻

度处。由此可知氯气约占空气总体积的o

（4）红磷熄灭后，集气瓶内剩下的气体（填“支持”或“不支持”）燃烧。

♦知识点二纯净物和混合物的区别与联系

纯净物混合物

概念只由—物质组成由______________物质混合而成

固定，可用专门的________表示，如氯气可

组成不固定，不能用化学符号表示

用0?表示

性质有固定的物理性质和化学性质混合物中各种成分都保持原有的化学性质

港例氮气@2）、氧气（。2）等空气、海水、食盐水等

两种或两种以上物质混合

联系纯净物W混合物

分离提纯

说明实际应用中，绝对纯净的物质并不存在，当其中杂质成分的含量极少时，即可认为是纯净物

uu即学即练

1.空气中含有较多成分，经过分离得到的卜列物质仍然不属于纯净物的是

A.氧气B.二氧化碳C.氮气D.稀有气体

2.将下列物质进行分类(填写序号)。

A.冰水混合物B.液氯C澄清石灰水D.二氧化碳E.空气F.金刚石

属干混合物的是;属于纯净物的是。

♦知识点三空气的成分

1.空气成分的发现史

।18世纪70年代现在-

d-您J---------,■・・・・・・・”一■■

瑞典科学家舍勒、法国化学家拉瓦锡许多科学家研究空气是含有氮气、

英国化学家普里*♦氧气、二氧化碳

第一次明确提出空气中还含有

斯特利和稀有气体等多

空气是由氧气和氮气(He)、须气(Ne)、

I种成分的气体

分别制得了氧气氮气组成的氨气(Ar)、氮气(Kr)、

抗气(Xc)等稀有气体

2.空气的成分:

空气成分氮气(N2)氧气(02)稀有气体二氧化碳(CO2)其他

体积分数

—————

记忆口诀：“氮七八(78%),氧二一(21%)；零点九四(0.94%)稀有气。

；注意事项：

I

i1、在通常情况下，空气中各种成分的含量保持相对稳定，但不是一成不变的，在不同地区或同一地区।

(9

:的不同时间，空气中各成分的含量可能略有不同。

II

：2、空气中各成分的含量指的是体积分数，而不是质量分数。

:

L.....................................................:

■I即学即练

1.空气中含量最多的物质是

A.氨气B.水蒸气C.氮气I).氧气

2.空气是人类赖以生存的自然资源，我们应该保护它。空气成分中，体积分数约为21%的是()

A.氮气B.二氧化碳

C.氧气I).稀有气体

♦知识点四氮气、稀有气体

1.氮气的性质与用途

⑴氮气的物理性质

颜色、气味无色、无气味

溶解性常温、常压下1体积水中大约只能溶解0.02体积的氮气

气液转化氮气通过极低温、加压可转化为—（无色液体）

（2）氮气的化学性质：通常情况下，氮气的化学性质—，_跟其他物质发生反应，但在高温、高能量条

件下可与某些物质发生反应。

（3）氮气的用途：作制造硝酸氮肥的化工原料、做（化学性质稳定）、液氮做（物理

性质）“

2.稀有气体

概述稀有气体（是—物）包括_________________等

化学性质在通常条件下不与其他物质发生化学反应

①氮气可用来填充电子管、气球、气体温度计和潜水服，也可作焊接金属的_____;

用途②定气常被用作霓虹灯的填充气，放中时能发出橘红色的光：

③氨气可用作电弧焊接的保护气等。

・I即学即练

1.氮气通常可用作保护气，这利用氮气哪种性质（）

A.无色无味B.沸点较低

C.密度比空气小D.化学性质稳定

2.下列有关空气成分的说法正确的是

A.氧气支持燃烧，可以作燃料

B.氮气化学性质不活泼，可充入食品包装袋中防腐

C.固体二氧化碳升华放热，可以用于人工降雨

D.氮气不能燃烧不支持燃烧，常用于灭火

揭规律讲透重点难点

一、空气中氧气体积分数测定的其他方法

1.可否换用木炭、蜡烛、硫等物质？

答：不能用木炭、蜡烛或硫代替红磷燃烧测空气中氧气含量（因为木灰、蜡烛或硫燃烧会产生气体，造成

瓶内气体体积变化—）O

改进：将集气瓶内的水换成氢氧亿钠溶液吸收二氧化碳、二氧化硫，不占体积的前提下还是可以测量的。

2.可否换用铁丝？答：__________________________

3.可否换用金属镁？答：___________________________________________________

小结：物质能在空气中燃烧且只与—反应，燃烧后的生成物为（占的体积忽略不计）。

三、纯净物与混合物的判断

1.纯净物与混合物的区别在于“这种物质由几种物质组成”。注意判断物质种类时不能被物质的字面描述

误导，“新鲜”“洁净”“清洁”“混合”不是判断物质种类的依据•，如洁净的空气属于,冰水混

合物属于O

2.常见的纯净物和混合物

混合物：空气（或洁净的空气）、溶液（盐酸、生理盐水）、合金、石油、天然气等。

纯净物：冰水共存物、液氧、液氢、干冰、铁等。

IO实践应用i.为测定空气中氧气的含量，化学兴趣小组同学进行如图所示实验，用电热丝点燃红磷。下

列说法正确的是

A.实验前需检查装置的气密性

B.可用木炭代替红磷进行实验

C.待红磷熄灭后立即打开弹簧夹

I).实验中红磷的量不会对实验结果产生影响

2.利用如图装置可验证空气中氧气的含量。下列叙述不正确的是

足量白磷501mt

*:50mL空气

A.实验前需检验装置气密性

B.该实验所用的白磷可用铁丝替代

C.白磷的作用是消耗试管中的氧气

1).最终注射器活塞向左移动至约20mL刻度线处

3.下列属于纯净物的是

A.矿泉水B.液态氮C.加碘盐D.不锈钢

帮解题方法能力构建

考点一空气中氧气含量的测定

【例1】如图是某同学设计的验证氧气约占空气总体积1/5的实验装置图，下列操作过程对实验结果的影响

说法正确的是()

弹簧夹

1s-------

：，红=―

:D一—磷：<<<<：

L-----zk-

A.弹簧夹没有夹紧会导致实验结果偏大

B.燃烧匙内盛放过量的红磷会导致实验结果偏大

C.没等装置冷却就打开弹簧夹会导致实验结果偏大

I).装置气密性不好会导致实验结果偏大

【例2】如图为测定空气中氧气的含量实验：

弹簧夹

(1)该实验将瓶内氧气完全消耗，则红磷的用量要;

(2)红磷燃烧的现象：；

(3)实验中发生反应的符号表达式为：。

(4)实脸得到如下结论，具中正确的是：(填序号)。

A.氧气约占空气体积的1/5B.剩余的气体主要是氮气

C.可用木炭代替红磷完成该实验D.氮气难溶于水

解题要点

1.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装置漏气；②红磷量不足：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.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。

【变式「1】为测定空气中氧气的含量，某同学设计实验装置如图所示(部分夹持装置已略去)，实验时引燃

红磷后便熄灭酒精灯。下列有关该实验的说法不正确的是

红磷弹簧夹

A.红磷的量不足可能导致所测氧气含量偏低

B.待红磷熄灭并冷却至室温，打开弹簧夹，注射器活塞向右移动

C.实验结束后试管内气体的主要成分为氮气

D.用该装置实验时，不能用木炭代替红磷

【变式2-1］测定空气中氧气的含量的实验装置如图所示，实验前在集气瓶内加入少量水，水二面气体的体

积为120mL。量筒中装有40mL水。

(1)将导气管放入水中，打开弹簧夹，双手捂住集气瓶，一段时间后，观察到导管口有气泡冒出，说

明o

(2)集气瓶内所发生的化学反应的文字表达式为o

(3)最终量筒中剩余水的体积为mL.

(4)关于该实验，下列说法正确的是(填字母序号)。

A.红磷的用量不影响实验结果

B.点燃红磷前先用弹簧夹夹紧胶皮管

C.红磷熄灭后立刻打开弹簧夹

考点二纯净物和混合物

【例3】以下物质：①氧气②河水③冰水混合物④自来水⑤二氧化碳⑥新鲜的空气⑦雨水：其中一定属于纯

净物的是。一定属于混合物是。(填序号)

j解题要点

|L从宏观角度看：它含有几种物质，含有一种的是纯净物；含有多种的是混合物；当然，

|也有一定的规律或技巧所在，那就是只要它是溶液、悬浊液、乳浊液或合金时，就不用再细

|分析了，它一定是混合物。

|2.从微观角度看：如果是由分子构成的物质，那么含有一种分子的是纯净物，含有多种

|分子的是混合物；如果是由原子构成的物质，那么含有一种原子的是纯净物，含有多种原

|子的是混合物。

【变式3-1】下列物质：①氮气、②空气、③二氧化碳、④矿泉水。

(1)属于纯净物的有(填序号)，仿写一例(填名称)。

(2)属于混合物的有(填序号)，仿写一例(填名称)。

考点三空气的主要成分和含量

【例4】空气的主要成分①氧气、②氮气、③稀有气体、④二氧叱碳及其他气体杂质，按体积分数由大到小

的顺序排列正确的是()

A.®®®®B.②①③④

C.③[).②①④③

解题要点

空气的组成

氧气

/稀有气体

氮气(0.94%)

(78%)

二氧化碳

(0.03%)

其他气体和杂质

体积分数(0.03%)

空气是一种混合物

【变式4-1】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I).二氧化碳

考点四氮气和稀有气体的性质和用途

【例5】食品包装中充氮气可以防腐，.主要利用的氮气性质是()

A.沸点低B.化学性质不活泼

C.密度与空气密度接近D.难溶于水

【例6】高空气球被大量应用于气象探测、地形勘察、信息传输等领域。气球内部填充氮气，主要利用该气

体的性质是

A.无毒无害B.无色无味C.密度很小D.难溶于水

；解题要点|

i1.空气的主要成分（按体积分数）：氮气（1）78%,氧气（&）21%（氮气与氧气体积比约为4比1）,1

|稀有气体0.94%,二氧化碳（C0＞）0.03%,其它气体和杂质0.03%。

i2.氯气和稀有气体化学性质均不活泼，所以可以作保护气。\

T菱.五m圣弓算二葩熊而百获费藏一箕市和面芬致短夫而「时柞祺济至最两手而语窗而缸显一屋……5

A.水蒸气B.氮气

C.氧气D.稀有气体

【变式6-1】奥运会上经常会用到大型遥控飞艇作为宣传工具以渲染气氛。为了使飞艇在空中飞行安全而有

效，根据下表中气体的性质，最适合填充飞艇的气体是几种气体物质的密度（0℃、1标准大气压）及可燃

性

气体氢气氮气氮气空气氧气

密度/kg•m30.090.181.251.291.43

性质

可燃性可燃不可燃不可燃不可燃不可燃

A.氢气B.氮气C.氮气D.氧气

刷好题同步分层测评

|总基础达标

1.物质的性质决定物质的用途。稀有气体可制成多种用途的电光源，主要利用的稀有气体的性质是

A.无色、无气味B.在常温卜是气体

C.化学性质不活泼D.在通电时能发出不同颜色的光

2.属于纯净物的是

A.牛奶B.蒸饱水C.冰红茶D.米醋

3.空气成分中，体积分数最大且化学性质不活泼的是

A.氮气B.氯气C.二氧化碳D.稀有气体

4.空气中含有多种气体，其中体积分数最大的是

A.OB.N,c.co.D.稀有气体

5.增加养鱼池中氧气含量的方法不正确的是

A.通入空气B.养殖大量水草C.冰面打洞1）.把水喷向空中

6.2023年5月30日神舟十六号载人飞船顺利发射，将三名肮天员成功送入空间站。下列能供给航天员

呼吸的气体是

A.氧气B.氮气C.二氧化硫I）.氮气

7.空气是一种宝贵的自然资源。下列有关空气的说法错误的是（）

A.洁净的空气属于纯净物

B.食品包装中充氮气以防腐

C.氧气供给人和动植物呼吸

D.空气中氮气的体积分数约为78与

8.下列物质属于混合物的是

A.五氧化二磷B.澄清石灰水C.冰水混合物I）.液氧

9.用如图所示装置测定空气中氧气的含量：点燃燃烧匙内的红磷（足量），迅速伸入集气瓶中并塞紧瓶塞:

待燃烧停止并冷却至室温，打开止水夹，发现烧杯内的水被吸入集气瓶中，吸入水的体积约为集气瓶总容

积的下列关于该实验的说法中，错误的是

5,,

止水夹

二二二二二4

A.红磷燃烧时产生白烟，说明生成了固体小颗粒

B.可用蜡烛代替红磷进行实验

C.该实验证明了。2约占空气体积的;

D.这个实验还不能证明空气是由哪些物质组成的

10.拉瓦锡测定空气组成实验是亿学史上的经典实验，汞用做反应药品有很多优点，下列对于该实验说法

错误的是

A.汞在常温下呈液态，在该实验中既可以隔绝外界空气，还可以通过连通器直接用于测量反应器（曲

颈甑）内空间体积的变化

B.汞和氧气反应的速率非常缓慢，便于实验者观察实验现象

C.汞的沸点为356.6C,在加热时源源不断气化的汞可以将空气中的氧气完全耗尽

0.反应生成的氧化汞在这个温度下呈固态，且不溶于汞。又因为密度低于液态汞，所以浮在汞的液面

上，很容易分离

11.在薯片包装袋中充入氮气，不仅可以防止食品相互挤压，还能有效延长薯片的保存期，其主要利用的

氮气的性质是

A.不易溶于水B.不活泼C.沸点低D.无色无味

12.空气中含量多且能支持燃烧的气体是

A.N2B.02C.C02i).H20

13.下列关于空气及其成分的说法错误的是

A.稀有气体可以制成多种用途的电光源B.CO?含量高会促进大棚蔬菜的光合作用

C.用用作薯片的保护气D.可以支持所有的物质燃烧

14.下列有关空气的说法正确的是

A.空气中氧气的质量分数为21%

B.空气中各成分的含量相对稳定，是混合物

4

C.法国化学家拉瓦锡研究了空气的成分，得出氧气约占空气总体积的二的结论

D.测定空气中氧气含量实验结束后，容器中剩余的气体为纯净物

15.为了更全面地认识氧气，兴趣小组同学以氧气为核心，开展以下主题式学习。

氧气的发现

(1)唐代化学家马和最先发现氧气，他认为空气中存在“阴阳二气”，阳气比阴气多得多。则氧气属于马和

认为的(填“阳气”或“阴气”)。

(2)现代科学认为空气中的氧气主要来源于植物的

氧气的含量

(3)二百多年前，法国化学家拉瓦锡采用图1装置，研究了空气的成分，得出了空气由氧气和组成的

结论。

(4)仿照该实验的原理，同学们采用图2装置测定空气的成分。该实验中红磷燃烧，放出大量热，有黄色火

焰，产生大量o该实验还说明集气瓶中剩余气体具有的性质是(合理即可)(写1条)。

综合应用

16.小乐用图中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

p/kPa

A.L时刻后的一段时间内瓶内气压显著增加，其原因是白磷燃烧产生大量白雾

B.从瓶内气压达到最高点直至t2时刻，瓶内温度始终保持不变

C.通过匕时刻瓶内的气压值，可以计算得出氧气约占空气体积的五分之一

D.J时刻后的一段时间内瓶内气压又显著增加。其原因是气体的体积增大

17.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）,实验室常用红磷燃烧的方法测

定空气中氧气的含量（实验装置如图2）。下列有关这两个实验的说法正确的是

A.汞和红磷都是非金属单质

B.汞和红磷都能在空气中燃烧，快速将装置内的氧气耗尽

C.生成的氧化汞浮于汞表面，生成的五氧化二磷被水吸收

D.通过这两个实验，均得出氧气约占空气总质量1的结诒

18.用如图装置测定空气中氧气的含量，对该实验的认识中，正确的是

硬质玻璃管

A.铜粉用量的多少不会影响实验结果

B.反应结束后消耗氧气的体双大约是反应前装置内空气总体积的五分之一

C.停止加热后，立即读取数据

I).将装置中的铜粉更换成炭粉，也能达到实验目的

19.某学生用如图所示装置探究空气中氧气含量，