2.1 空气的成分
知识点1 空气的成分
空气由氮气（N2）、氧气（O2）、稀有气体（He、Ne、Ar）、二氧化碳（CO2）、其他气体和杂质（如H2O）五部分组成。按体积分数计算，氮气占78%、氧气占21%、稀有气体占0.94%、二氧化碳占0.03%、其他气体和杂质占0.03%。
实验原理：红磷燃烧时消耗密闭容器内的氧气，
使密闭容器内压强减少，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。
实验现象：红磷燃烧，产生大量白烟，并放出
大量的热；冷却后，打开弹簧夹，水经导管进入集
气瓶，进入的水的体积约占集气瓶内空气总体积的
1/5。
磷在空气中燃烧的文字表达式为：
磷 + 氧气
实验成功的关键：①导管内事先应注满水，否则
测量结果偏低；②使用的可燃物燃烧时不能产生新的气体，否则测量结果偏低；③装置不漏气，否则测量结果偏低；④红磷要足量，否则测量结果偏低；⑤冷却后才能打开止水夹读数，否则测量结果偏低；
知识点3 氮气的性质和用途
（1）氮气的物理性质：无色、无味的气体，难溶于水；氮气的化学性质：不活泼，不燃烧，也不支持燃烧，不供给呼吸。
（2）氮气的用途：①制硝酸、炸药、化肥的原料；②作保护气。如食品包装中充入氮气防腐，灯泡中充入氮气防止灯丝氧化以延长使用寿命，焊接金属时常用氮气作保护气；③液氮作冷冻麻醉剂；
知识点4 稀有气体的性质和用途
（1）稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙等气体的总称。
（2）稀有气体的物理性质：无色、无味的气体，难溶于水。
（3）稀有气体的化学性质：化学性质稳定，一般不与其他物质反应。
（4）稀有气体的用途：①作保护气。如焊接金属时用稀有气体来隔绝空气，填充灯泡等；②作电光源。将稀有气体通电时，会发出各种颜色的光；③用于激光技术；④氦气可用于填充探空气球；⑤氙气可用作麻醉剂。
知识点5 混合物和纯净物
（1）混合物：是由两种或两种以上的物质组成的。如空气
（2）纯净物：只由一种物质组成。如水
（3）混合物与纯净物的区别和联系
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纯净物 |
混合物 |
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宏观组成 |
由一种物质组成 |
由不同种物质混合而成 |
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微观构成 |
由同种分子构成 |
由不同种分子构成 |
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性质 |
性质确定，有固定的熔点、沸点、密度等 |
无固定的熔点、沸点，各物质保持各自的性质 |
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实例 |
氧气、二氧化碳、水 |
空气、海水、矿石、土壤等 |
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联系 |
不同纯净物简单混合成混合物；混合物提纯分离成纯净物 |
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知识点6 我们的呼吸作用
探究实验
[提出问题]我们吸入的空气和呼出的气体有什么不同？
[猜想与假设]①吸入空气中的氧气的含量高于呼出气体中氧气的含量。②吸入空气中二氧化碳、水蒸气的含量低于呼出气体中二氧化碳、水蒸气的含量。
[提示信息]①呼吸作用要消耗氧气，同时生成二氧化碳；②木条燃烧时要有氧气参与，氧气含量越多，燃烧越旺；③二氧化碳跟澄清的石灰水作用，使石灰水变浑浊，当参与作用的二氧化碳含量越多时，浑浊现象出现的越快，且越明显。
[实验步骤]实验现象及实验结论见下表。
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实验步骤与方法 |
实验现象 |
实验结论 |
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如图A所示，收集空气与呼出的气体各两瓶，并闻各瓶气体的气味。 |
两种气体均没有气味 |
空气与人呼出的气体均是没有颜色、没有气味的 |
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如图B所示，取一瓶空气与一瓶刚收集的人呼出的气体，分别滴入澄清的石灰水，振荡后观察。 |
盛有空气的一瓶气体没有变化；盛有人呼出的气体的集气瓶中澄清的石灰水变浑浊 |
人吸入的气体中二氧化碳的含量<人呼出气体中二氧化碳的含量 |
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如图C所示，用燃烧的木条分别插入盛有空气与人呼出气体的两个集气瓶 |
盛有空气的集气瓶中的木条燃烧情况无明显变化；人呼出气体的集气瓶中燃烧的木条一会儿熄灭 |
人吸入的空气中氧气的含量>人呼出气体中氧气的含量 |
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如图D所示，将干燥的玻璃片放在空气中，对着干燥的玻璃片表面呼气 |
放在空气中玻璃片无变化，被呼气后玻璃片上有水珠出现 |
人吸入的空气中水蒸气的含量<人呼出气体中水蒸气的含量 |
《2.1 空气的成分》测试卷
一、选择题（每道小题只有一个正确答案，请将正确答案的序号填在括号内。每小题2分，本大题共60分）
1、（2009福州）下列物质属于纯净物的是( )
A、铜 B、空气 C、矿泉水 D、大理石
2、（2009苏州）下列关于空气的说法中，错误的是（ ）
A、工业上利用氧气和氮气的沸点不同，从液态空气中分离出氧气的过程属于物理变化
B、空气是一种十分重要的天然资源
C、若大量有害物质进入空气中，仅靠大自然的自净能力，大气还能保持洁净
D、按体积分数计，空气中约含有氮气78％、氧气21％、其他气体和杂质1％
3、下列对空气的认识不正确的是（ ）
A、灯泡里充入氮气和氩气使灯泡经久耐用
B、空气中氮气和氧气的体积比大约是4：1
C、空气组成中各成分气体及含量总是保持不变的
D、最早运用天平作为研究化学的工具，并且得出“空气是由氧气和氮气组成的”这个结论的科学家是拉瓦锡
4、（2008·厦门）空气中含量最多且可制化肥的气体是（ ）
A、氮气 B、氧气 C、二氧化碳 D、稀有气体
5、下列叙述中，不正确的是（ ）
A、由于人口的增长，空气中的氧气会越来越少，二氧化碳会越来越多
B、纯净物有固定的组成，混合物没有固定的组成
C、食品包装时充入氮气以防腐
D、电笔中含有氖气，通电时能发出红色光
6、（2006·北京市）下列物质中，属于纯净物的是（ ）
A、果汁 B、豆浆 C、碳酸饮料 D、水
7、澄清的石灰水长期敞口放置在空气中会变浑浊，这是因为空气中含有（ ）
A、氧气 B、氮气 C、二氧化碳 D、稀有气体
8、若设法使
9、人和其它动物的呼吸以及燃料的燃烧要消耗大量的（ ）
A、氮气 B、氧气 C、二氧化碳 D、稀有气体
10、要除去密闭容器里空气中的氧气得到较纯净的氮气，可用燃烧除氧气的方法，下列物质可以选用的是（ ）A、硫 B、铁 C、红磷 D、木炭
11、广场、体育场、飞机场用的照明灯（俗称：“人造小太阳”），其中填充的气体是（ ） A、氮气 B、氖气 C、氙气 D、氩气
A、A处上升，B处下降
B、A、B两处都下降
C、A处下降，B处上升
D、A、B两处都不变
13、石油没有固定的沸点，加热石油使不同沸点的组分分别汽化、冷凝，分离后得到汽油、煤油、柴油等产品，由此可以判断石油属于（ ）
A、纯净物 B、混合物 C、单质 D、化合物
14、某同学测定空气中氧气的含量，红磷燃烧后恢复到室温，打开弹簧夹发现进入广口瓶的液体液面高度超过广口瓶容积的1/5。造成这一现象的原因可能是（ ）
A、实验前没有将弹簧夹夹紧 B、实验装置可能漏气
C、实验中所取的红磷过量 D、实验中所取的红磷不足
15、（2008大庆）汽车安全气囊内的物质能在碰撞后10毫秒内生成空气中体积分数最大的气体，该气体是( )A、氧气 B、氮气 C、稀有气体 D、二氧化碳
16、下列物质的用途中，是利用物质的物理性质的是（ ）
A、氧气用于炼钢 B、稀有气体用作保护气
C、氮气用于制造化肥 D、稀有气体用于电光源
17、在生产和科学研究中，需要用一些保护气，当焊接金属时，为了隔绝空气，能作为保护气的一组是（ ）A、H2、N2 B、N2、O
18、空气中含量较多且化学性质比较活泼的气体是（ ）
A、氮气 B、氧气 C、二氧化碳 D、水蒸气
19、绿色植物进行光合作用时，需要空气中的（ ）
A、氮气 B、二氧化碳 C、氧气 D、稀有气体
20、（2008·黄石）夏天从冰箱中拿出一瓶饮料，放在空气中，饮料瓶外壁会潮湿，说明空气中含有（ ）A、氮气 B、氧气 C、水蒸气 D二氧化碳、
21、下列对应关系错误的是（ ）
A、氧气—供人呼吸 B、二氧化碳—造成酸雨
C、氮气—作保护气 D、稀有气体—作电光源
22、成年人每分钟需
A、
23、下列物质中，属于纯净物的是（ ）
A、加碘食盐 B、澄清的石灰水 C、海水 D、冰水
A、酱油 B、食醋 C、白酒 D、二氧化碳
25、如图是火星大气成分含量示意图。与空气的成分相比较，
下列说法正确的是（ ）
A、火星大气中的N2体积分数小于空气中N2的体积分数
B、火星大气中CO2的体积分数小于空气中CO2的体积分数
C、火星大气中O2的体积分数大于空气中O2的体积分数
D、火星大气中有稀有气体，空气中没有稀有气体
A、实验时红磷一定要过量
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
27、下列用途，主要是利用了该物质化学性质的是（ ）
A、用氮气填充灯泡 B、用稀有气体制作霓虹灯
C、用氦气填充气球 D、用金属铜做电线
A、该实验证明空气中氧气的含量约占1/5
B、实验时红磷一定要过量
C、实验前一定要检验装置的气密性
D、红磷燃烧产生大量的白雾，火焰熄灭后立刻打开弹簧夹
29、早期化学家为了认识空气的本质，将一些物质放在密闭容器中进行实验，结果发现每次都有约1/5的空气不知去向。当时化学家把这1/5的空气称为“有用空气”，这种“有用空气”是指（ ）
A、氧气 B、氮气 C、二氧化碳 D、稀有气体
30、已知氦气是一种比氢气密度几乎大一倍的气体，在首都东亚远东会上作升空表演的“北京
A、不会使飞艇飞得太高 B、氦气发光 C、更安全 D、以上都正确
二、填空题（每空1分，本大题共30分）
1、某同学利用如图所示装置做测定空气中氧气含量的实验，实验操作如下：
（1）红磷燃烧是物理变化还是化学变化 。
（2）正确的操作顺序为（写序号） 。
（3）观察到的现象是 。
（4）实验得出的关于空气组成的结论是 。
（5）集气瓶中剩余的气体主要是 。
（6）该实验还可推断出氮气的性质有 、 。
A、红磷量不足 B、未冷却至室温就打开弹簧夹
C、橡皮塞未塞紧 D、将红磷换成足量的木炭
（8）某同学对实验进行反思后，提出改进方法如图所示，
你认为改进后的优点是 。
2、依据下列事实判断空气中含有的气体种类。
（1）木炭在空气中燃烧，说明空气中含有 ；（2）米饭放置空气中变质，说明空气中含有 ；（3）敞口放置于空气中的石灰水变浑浊，说明空气中含有 ；（4）盛有冰水的杯子，放在常温下的空气中，外壁会潮湿，这说明空气中含有 ；（5）空气是制造氮肥的原料，说明空气中含有 。
3、走进超市，各种儿童食品、饮料琳琅满目，其中不少饼干、薯片等食品的包装袋中充满了一种气体，它可能是 （填一种气体），这种气体的化学性质 ；用于照明的白炽灯和日光灯中都充入了氩气或氩、氮的混合气体，节能灯中还充入了氪气，它们是起 作用。
4、市场上销售的香肠、盐水鸭、榨菜、豆腐干等食品，常采用真空包装。真空包装的目的是除去空气，使大多数微生物因缺少 气而受到抑制，停止繁殖，同时防止食品发生缓慢 而变质。
5、在一个密闭的容器中装有红色的铜粉和氧气、氮气、氩气的混合气体，现将该容器加热，结果发现红色的铜变成了黑色的粉末，请回答：
（1）容器内发生的是 变化（填“物理”或“化学”）
（2）假设反应完全，剩下的气体是 。
6、如果把自然界水里溶解的气体收集起来，分析结果是氧气的体积分数大于21%，而氮气的体积分数小于78%，此现象说明 。
7、某校研究性小组的同学设计了简单的实验方案，验证呼出的气体与吸入空气的含量有什么不同，其主要操作步骤如下图说示。
（1） （2） （3） （4）
请依据图示将主要实验操作步骤及验证依据填入下表中：
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实验步骤 |
验证依据 |
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（1） |
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（2） |
根据 判断CO2含量不同 |
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（3） |
根据 判断O2含量不同 |
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（4） |
根据 判断水含量不同 |
三、简答题（1题5分，2题5分，本大题共10分）
1、请用两种方法证明空气的存在。
2、小明和小红对市场上销售的一种分袋包装的蛋糕发生了兴趣，因为蛋糕包装在充满气体的小塑料袋内，袋内的气体充的鼓鼓的，看上去好像一个小“枕头”。他们认为这种充气包装技术，主要是为了使食品能够较长时间地保鲜、保质，那么，这是什么气体呢？
小红猜想是氮气，小明猜想是二氧化碳。
（1）请你帮助他们设计一个简单的实验方案，来判断小明的猜想是否正确，简单写出操作步骤： 。
（2）小明的猜想如果正确，现象应该是 。
（3）你认为食品充气包装，对所充气体的要求是：① ；
② ；③ 。
《2.1 空气的成分》测试卷参考答案
一、选择题
1、A；2、C；3、C；4、A；5、A；6、D；7、C；8、D；9、B；10、C；
11、C；12、A；13、B；14、A；15、B；16、D；17、D；18、B；19、B；20、C；
21、B；22、C；23、D；24、D；25、A；26、C；27、A；28、D；29、A；30、C；
二、填空题
1、（1）化学变化；（2）③②①④；（3）红磷燃烧产生大量白烟，冷却室温，水上升到五分之一；（4）氧气约占空气总体积的1/5；（5）氮气；（6）氮气难溶于水；氮气的化学性质不活泼；氮气不能燃烧；氮气不支持燃烧；（7） ABCD；（8）装置始终密闭，空气没有逸出，实验结果准确。
2、氧气；氧气；二氧化碳；水蒸气；氮气。
3、氮气、不活泼；保护；
4、氧；氧化
5、（1）化学；（2）氮气、氩气。
6、氧气比氮气更易溶于水
7、（1）用排水集气法收集两瓶呼出的气体，另收集两瓶空气。
（2）将澄清的石灰水分别滴入盛有呼出的气体和空气的集气瓶中；根据石灰水浑浊程度的不同判断C02含量不同。
（3）将燃着的木条分别放人盛有呼出的气体和空气的集气瓶中；根据木条燃烧情况的不同判断O2含量不同。
（4）取两块干燥的玻璃片，对着其中的一块呼气；根据玻璃片上水雾的不同判断水含量不同。
三、简答题
1、（1）风吹草动，树枝摆动；（2）把此烧杯倒扣在水面下，稍微倾斜杯口，看到杯口有气泡冒出。
2、（1）用注射器抽取袋内气体通入到少量澄清的石灰水中，观察现象；（2）澄清的石灰水变浑浊；（3）①无毒；②不与食物反应；③廉价、易得；