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1、 中考总复习:空气成分的探究(基础)责编:熊亚军 【考纲要求】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。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。了解空气的污染和防治。【知识网络】 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)稀有气体占0.94% 化学性质:很不活泼用途:作保护气等 二氧化碳占0.03% 用途:灭火,制冷剂 其他气体和杂质
2、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(高清课堂空气的组成及空气中氧气含量的测定)空气成分氮气氧气稀有气体二氧化碳水蒸气和杂质体积分数78%21%0.94%0.03%0.03%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
3、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(高清课堂空气的组成及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
4、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。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。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。实验装置如右图:实验成功的关键:()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,打开弹簧夹。实验误差
5、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
6、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、空气的污染防治空气的污染物:造成酸雨二氧化氮 气态 二氧化硫 主要污染物 一氧化碳颗粒物城市空气质量日报: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、NO、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
7、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.(2015重庆中考)空气中氮气的体积分数大约是()A. 21% B. 31% C. 50
8、% 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。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
9、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】(2015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
10、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。
11、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
12、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。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
13、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:治理河道,修建污水处理厂;将水泥厂、化肥厂搬离城区,并对排放的尾气进行达标监测;发展燃料事业,减少劣质煤的燃烧;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】 【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