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第四讲我们周围的空气（原卷版）

一、知识储备

知识点1空气中氧气含量的测定

1.拉瓦锡测定氧气的含量

1774年法国化学家拉瓦锡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，其中氧气约占空气总体积1/5。拉瓦锡是第一个对空气组成进行探究的化学家，第一个用天平进行定量分析。

2.燃磷法测定氧气的含量

（1）在一个密闭的容器里，用足量的红磷与容器内氧气反应，生成一种白色固体，燃烧结束时，温度降至室温时，瓶内气压减小，如果打开与外界相连的止水夹，烧杯中的水在大气压强作用下，流入密闭容器内，进入水的体积就是消耗氧气的体积。

（2）现象：红磷燃烧，生成大量白烟；冷却后打开弹簧夹，水沿导管进入集气瓶，集气瓶内水面上升约1/5。

（3）原理：红磷+氧气五氧化二磷

（4）结论：氧气约占空气总体积的1/5。

【特别提醒】

1．红磷必须过量。如果红磷的量不足，集气瓶内的氧气没有被完全消耗，测量结果会偏小；

2．装置气密性要好。如果装置的气密性不好，集气瓶外的空气进入集气瓶，测量结果会偏小；

3．导管中要注满水。否则当红磷燃烧并冷却后，进入的水会有一部分残留在试管中，导致测量结果偏小；

4．冷却后再打开弹簧夹，否则测量结果偏小；

5．如果弹簧夹未夹紧，或者塞塞子的动作太慢，测量结果会偏大；

6．在集气瓶底加水的目的：吸收有毒的五氧化二磷；

7．不要用木炭或硫代替红磷！原因：木炭和硫燃烧尽管消耗气体，但是产生了新的气体，气体体积不变，容器内压强几乎不变，水面不会有变化。

知识点2空气的成分和组成

气体成分

体积比%

性质

用途

氮气

78%

难溶于水，化学性质稳定，在一般条件下不易与其他物质反应

电焊的保护气、食品袋中的防腐剂、重要原料（化肥）等

氧气

21%

不易溶于水，密度比空气略大，化学性质活泼

供给呼吸（如潜水、医疗急救、航天），支持燃烧（如燃料燃烧、炼钢、气焊），常做氧化剂

稀有气体

0.03%

化学性质稳定，通电时会发出不同颜色的光

作保护气（焊接金属），充制霓虹灯（电光源），用于激光技术，氦气密度小，用作填充气球

二氧化碳

0.03%

参与植物的光合作用

作温室气肥、灭火等

【特别提醒】

1．空气成分指的是体积分数而不是质量分数。空气是一种混合物。

2．稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙、氡一系列气体的总称，因此稀有气体也是混合物。

3．稀有气体也能跟某些物质反应。

4．食品保护气是氮气。作为食品保护气，要求化学性质不活泼、无毒、廉价等。氦气、氖气、氩气等稀有气体尽管化学性质很不活泼、无毒，但是价格较高，不适合用作食品保护气。

知识点3混合物与纯净物

混合物

纯净物

组成

由多种物质组成，组成不固定

由一种物质组成，组成固定

表示方法

无固定符号

用专门符号表示，如氮气等

性质

无固定的熔沸点，各物质都保持各自化学性质

有固定的物理性质和化学性质

举例

空气、海水等

氧气、二氧化碳

知识点4空气污染及防治措施

1．大气污染引发的三大环境问题：温室效应——使全球变暖；酸雨——使土壤酸化、破坏建筑物等；

臭氧空洞——使紫外线危害人类和动植物。

2．空气污染物及来源

3．空气污染防治措施：

（1）加强空气质量监测：空气质量日报；（2）消除污染源；（3）治理废气；（4）植树、造林、种草，改善环境。

4．目前计入空气污染指数的项目：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物（又称飘尘）和臭氧。（细颗粒物即PM2.5，指环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物。它能较长时间悬浮于空气中，其在空气中含量浓度越高，就代表空气污染越严重）

二、典例解析

知识点1空气中氧气含量的测定

例1（2024春?山东淄博高青县期中）某兴趣小组利用氧气传感器来检测足量红磷燃烧过程中氧气的含量，如图所示，下列判断正确的是（）

A．a点时容器内氮气体积分数为85%

B．容器内物质总质量：b点＞c点

C．氧气有剩余，说明物质燃烧时氧气必须达到一定浓度

D．此实验测得空气中氧气的质量分数为18%

【变式题】

1．（2023秋?河北承德县期末）如图是测定空气中氧气的含量装置图，对该实验认识错误的是（）

A．该实验还可以说明N2难溶于水

B．红磷要足量，否则实验结果会偏小

C．可用木炭代替红磷进行该实验

D．待红磷熄灭装置冷却至室温后才能打开止水夹

2．（2023春?广西南宁良庆区期中）如图所示装置可用于测定空气中氧气的含量。下列说法错误的是（）

A．足量的白磷和装置气密性良好是实验成功的保证

B．实验成功标志是集气瓶中水面最终停在接近1处

C．实验过程中集气瓶的液面先上升后下降

D．激