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第05 讲 我们周围的空气（一）
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新知先修·体系构建：提前预习核心知识内容，梳理知识脉络，搭建完整框架
重点突破·方法培优：聚焦重难点知识突破，提炼解题思路，培养高效方法
典例精研·即时提升：精选典型例题深度讲解，掌握解题规律，实现即时提升
分层精练·培优拓展：基础巩固与培优拓展结合，分层训练提升综合应用能力
1．了解空气的主要成分和各成分的含量 。
2．知道空气里氧气含量的测定测定方法和原理。
3．认识纯净物和混合物的概念，能区分一些常见的纯净物和混合物。
4．了解空气中主要成分性质和用途；知道空气污染的危害，了解保护大气环境的措施。
重点01 拉瓦锡研究空气成分
实验一：汞与氧气反应
实验二：氧化汞受热分解
实验装置
实验原理
文字表达式：_______________________
符号表达式：_______________________
文字表达式：_______________________
符号表达式：_______________________
实验步骤
将少量汞放在密闭的容器中加热12 天
把汞表面生成的红色粉末收集起来，放在另一
个较小的容器里再加热
实验现象
有一部分_____色的液态汞变成_____色粉末，
同时容器里空气的体积_____了
得到__________，氧气的体积_____实验一容
器中减少的体积。将氧气加到实验一的容器
中，得到的气体与_____完全一样。
实验结论
空气是由_____和_____组成的。
重点02 探究空气中氧气的含量
1．红磷燃烧测定空气中氧气含量
（1）实验原理：红磷燃烧消耗集气瓶内的氧气，瓶内气体_____，压强_____，冷却后打开弹簧夹，烧杯内
的水被压入集气瓶，进入集气瓶的水的体积即为瓶内消耗_____的体积。
（2）实验装置：
（3）实验步骤：
①在集气瓶中加少量水，将水面上方空间分为5 等分，并做好标记。用弹簧夹_____乳胶管。
②在燃烧匙内放_____红磷，用酒精灯加热，点燃红磷后_____伸入瓶中，并_____橡胶塞。
③待红磷熄灭并__________，打开弹簧夹，观察现象。
（4）实验现象：
①红磷燃烧，产生__________，并放出热量；
②冷却后打开弹簧夹，烧杯中的水_______________，瓶内液面上升约_____。
（5）反应表达式：
文字表达式：_________________________符号表达式：_________________________
（6）实验结论：空气中含有氧气，氧气约占空气总体积的_____。
拓展提升：
①预先在集气瓶里放少量水的目的：_________________________。
②倒吸进集气瓶的水不能充满整个集气瓶的原因：___________________________________。
③红磷熄灭后集气瓶中剩余气体的性质：_________________________。
【易错提醒】
（1）装置的气密性要好（否则测量结果偏小）
（2）所用的红磷必须过量，如果红磷过少则氧气没有全部消耗完，测量结果偏小
（3）要等集气瓶（装置）冷却后才能打开弹簧夹（否则测量结果偏小）
（4）要先夹住橡皮管，然后再点红磷（否则测量结果偏大）。
（5）该实验中的红磷不能换成木炭或蜡烛，因为木炭和蜡烛燃烧生成的二氧化碳是气体，导致瓶内压强无
明显变化，烧杯中的水无法进入集气瓶。
2．测定空气中氧气含量的数字化实验
（1）实验步骤：
将氧气传感器与数据采集器、计算机连接；把氧气传感
器插入盛有空气的容器，采集数据；通过相关软件处理
数据，并在计算机屏幕上显示空气中氧气的含量。
（2）数字化实验优点：_____、可视化。能够将实验
过程中的压强、浓度等各种变化量，通过传感器转化为电信号，然后通过数据采集器进入电脑，用
__________等直观形式表现出来。
重点03 空气的组成
1．空气成分的体积分数
空气成分
氮气
氧气
稀有气体
二氧化碳
其他
化学符号
_____
_____
/
_____
/
体积分数
_____
_____
_____
_____
_____
2．稀有气体：包括、、、氪、氙和氡等。
【易错提醒】
（1）空气中各成分含量是指“体积分数”而不是“质量分数”。
（2）空气中氧气的含量 “1/5”和“21%”在什么情况下用？答：若不考虑空气中的1%的杂质，只考虑占
99%主要成分氮气和氧气的话，氧气含量就用“1/5”；若空气的成分都要考虑，则氧气含量就需严谨一些，
用21%。
重点04 混合物和纯净物
1. 混合物：由_______________的物质混合而成的物质，如空气、糖水、食盐水等。组成混合物的各种成分
保持着它们各自的性质。
2. 纯净物：只由__________组成的物质。纯净物可以用__________来表示。如氧气可表示为O2，二氧化碳
可表示为CO2 等。
3. 纯净物与混合物比较：
纯净物
混合物
物质种类
_____物质
_______________物质
是否有固定的组成和性质
_____
_____
能否用化学符号表示
_____
_____
举例
_____、二氧化碳、氮气等
_____、海水、合金等
【易错提醒】
（1）常见的混合物有：空气、海水、溶液、稀有气体、“浓××”、“稀××”、“×%的××”。
（2）稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙和氡等气体的统称，因此，稀有气体是混合物，而其中的某一种气体
则是纯净物，如氦气、氖气都是纯净物。
考向01 拉瓦锡研究空气的成分
【典例01】（2025·河南平顶山·二模）200 多年前，法国化学家拉瓦锡通过定量研究的方法测定了空气的成
分。拉瓦锡选择作为实验材料的物质是
A．红磷
B．硫粉
C．铁丝
D．汞
【即时提升1-1】 （24-25 九年级上·云南玉溪·期中）实验是科学探究的重要方法，如图是测定空气成分的
相关实验装置，下列有关说法错误的是
A．该实验开始前应先检查装置气密性
B．实验中部分银白色液态汞变成红色粉末
C．实验过程中汞只消耗曲颈甑内的氧气
D．实验结束后，玻璃钟罩内液面高于汞槽中液面
【即时提升1-2】（24-25 九年级上·河南开封·阶段检测）如图所示是测定空气中氧气的含量的实验装置，
下列说法正确的是
A．实验前不需要检查装置的气密性
B．观察到曲颈甑中有红色粉末生成时即可以停止加热
C．充分反应后，汞槽中有 1
5 体积的汞进入曲颈甑
D．曲颈甑中发生反应的文字表达式为：汞+氧气®
加热氧化汞
考向02 红磷燃烧测定空气中氧气含量
【典例02】图中是实验室测量空气中氧气含量的装置，有关该实验说法错误的是（ ）。
A．点燃红磷后要迅速伸入集气瓶中，并盖紧橡胶塞
B．红磷燃烧结束后，冷却至室温打开止水夹进行观察
C．反应结束后发现进入集气瓶中的水小于1
5 ，可能的原因是装置漏气
D．可以将红磷改成木炭进行实验
【即时提升2-1】（2025·山东济南·三模）用来测定空气成分的方法有很多，小梅用如下图所示的简易装置
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
A．使用红磷的量多或少，都不会影响实验结果
B．燃烧足够的红磷可使进入钟罩的水占钟罩容器的4/5
C．红磷停止燃烧后，立即观察记录水进入钟罩的刻度
D．红磷燃烧消耗空气中的氧气，使钟罩内压强下降，水面上升
【即时提升2-2】如图所示是测定空气中氧气含量的装置，气密性良好，在集气瓶内加入少量水，将水面上
方空间分为5 等份。用弹簧夹夹紧胶皮管。点燃红磷后，迅速伸入瓶中并塞紧塞子；待燃烧停止并冷却至
室温后，打开弹簧夹。
(1)写出红磷燃烧的符号表达式：
。
(2)打开弹簧夹后，烧杯中的水能够进入集气瓶中的原因是：
。
(3)实验结束后，瓶内剩余的气体主要是
；由此实验可推测出该气体具有的化学性质
．．．．是
考向03 数字化实验测定空气中氧气的含量
【典例03】（25-26 九年级上·陕西西安·阶段检测）图1 所示装置可用于测定空气中氧气的含量，图2 是用
该装置测得实验过程中集气瓶内气压与时间的关系图（该装置气密性良好，P0 是集气瓶内初始气压）。下
列说法正确的是
A．红磷的多少对实验结果无影响
B．集气瓶中气压瞬间变大是氧气迅速消耗造成的
C．b、c、d 点时集气瓶中所含物质相同
D．d 点时红磷燃烧刚好停止
【即时提升3-2】（2025·广西南宁·三模）通过数字化仪器进行空气中氧气含量的测定，密闭容器内的氧气
含量和压强变化曲线如图所示，说法不正确的是
A．数字化能为探究提供更为直观的证据
B．实验后压强恢复是因为打开了止水夹
C．压强大幅下降是因为氧气被消耗和恢复室温
D．该实验中红磷量的多少，对该反应的准确性无影响
【即时提升3-2】（2026·湖南湘潭·二模）某化学兴趣小组同学利用图1 装置测定空气中氧气含量，测得数
据曲线如图2。下列说法不正确的是
A．保证装置气密性良好是本实验成功的关键之一
B．图2 中的X 曲线表示反应过程中温度变化
C．图2 中A 点压强与瓶外大气压强相等
D．红磷燃烧后需等装置冷却至室温再打开弹簧夹
考向04 空气的成分
【典例04】（2025·湖南·中考真题）鸡蛋气室中的气体来源于空气。气室中含量最高的气体是
A．
2
N
B．
2
O
C．
2
CO
D．
2
H
【即时提升4-2】（2026·海南省直辖县级单位·一模）中国科学技术大学利用人工智能开发出火星制氧催化
剂。为使火星空间站的环境接近地球大气，应调节氧气的体积分数为
A．10%
B．21%
C．50%
D．78%
【即时提升4-2】 （2026·四川泸州·一模）空气是人类进行生产活动所需的重要资源。下列气体不能通过分
离空气直接得到的是
A．氮气
B．氢气
C．氧气
D．稀有气体
考向05 纯净物和混合物
【典例05】下列物质中属于混合物的是
A．冰
B．液氧
C．人呼出的气体
D．五氧化二磷
【即时提升5-1】（25-26 九年级上·河北沧州·期末）走进厨房就像走进一个小型化学实验室。下列厨房中
的物质属于纯净物的是
A．水蒸气
B．食醋
C．料酒
D．酱油
【即时提升5-2】（25-26 九年级上·四川广安·阶段检测）下列物质中属于纯净物有___________，(填序号，
下同)属于混合物的有___________。
①洁净的空气 ②冰和水的共存物 ③液氧 ④稀有气体 ⑤雪碧
基础巩固
1．（2026·甘肃平凉·二模）下列物质常用于实验室“测定空气中氧气含量”的是
A．木炭
B．蜡烛
C．红磷
D．铁丝
2．（2026·海南三亚·一模）空气是我们赖以生存的宝贵资源，其中某气体的体积分数约占空气体积的21%，
该气体是
A．氦气
B．氧气
C．稀有气体
D．二氧化碳
3．（25-26 九年级上·河南·阶段检测）下列物质属于纯净物的是
A．自来水
B．红糖水
C．氮气
D．矿泉水
4．下列物质属于混合物的是
A．蒸馏水
B．冰水混合物
C．自来水
D．液氧
5．（2026·湖南长沙·模拟预测）科学家对火星的大气进行分析，得到下表所示数据，与地球大气的成分相
比，火星大气中含量更高的是
气体
二氧化碳
氮气
氧气
体积分数/％
95
2.7
0.15
A．二氧化碳
B．氮气
C．氧气
D．氮气和二氧化碳
6．（25-26 九年级上·湖北十堰·阶段检测）二百多年前，法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分
（实验装置如图）。关于该实验的说法不正确的是
A．汞在加热条件下，只和氧气反应
B．将曲颈甑中的汞换成蜡烛也能测定空气中氧气的含量
C．该实验说明氧气约占空气总体积的五分之一
D．实验中可观察到玻璃钟罩中液面上升
7．下列装置都可用于测定空气里氧气的含量。a、b 两物质的选择正确的是（ ）。
A．a 是铜、b 是红磷
B．a 是铜、b 是木炭
C．a 是汞、b 是红磷
D．a 是汞、b 是木炭
8．在利用红磷燃烧测定空气中氧气含量的实验中（如图1 所示），用传感器记录集气瓶中压强随时间变化
的情况（如图2 所示）。其中a 所表示的时刻为
A．红磷刚点燃时集气瓶内的压强
B．红磷刚熄灭时集气瓶内的压强
C．准备打开弹簧夹时集气瓶内的压强
D．水沿导管流入瓶中到达刻度1 处时集气瓶内的压强
9．（2026·辽宁抚顺·一模）仿照法国化学家拉瓦锡定量研究空气成分的原理，利用如图装置探究空气中氧
气的含量，下列说法正确的是
A．该实验还可以说明氮气不支持燃烧
B．将红磷换成木炭，实验也能成功
C．红磷要足量，目的是方便观察燃烧的现象
D．冷却至室温没打开弹簧夹时，瓶内气压大于瓶外气压
10．（2026·河南新乡·二模）化学实验的现象精彩纷呈。下列不属于“利用红磷燃烧测定空气中氧气含量”的
实验现象的是
A．产生大量烟雾
B．红磷燃烧时放出热量
C．红磷燃烧时有火焰
D．冷却后打开弹簧夹水进入集气瓶
11．（25-26 九年级上·湖南长沙·阶段检测）小猪妖根据拉瓦锡的实验装置(图1)设计了类似的实验装置(图
2)来测定空气中氧气的含量。下列说法正确的是
A．图1 中的汞可以用木炭代替
B．图1 装置内两处汞的作用均是消耗氧气
C．图2 集气瓶中的水可以吸收产生的白烟
D．图2 结束加热后立即打开止水夹，不会影响实验结果
12．（25-26 九年级上·四川成都·阶段检测）回答下列问题：
(1)按体积分数算，空气中氮气约占______，氧气约占______，二氧化碳占______。
(2)判断下列物质中属于纯净物的有______，属于混合物的有______。
①稀有气体 ②氮气 ③澄清石灰水 ④二氧化碳 ⑤五氧化二磷 ⑥冰水共存物
13．（25-26 九年级上·安徽·课后作业）下列物质中，属于纯净物的是______（填序号，下同），属于混合
物的是______。
①人体呼出的气体 ②纯牛奶 ③液氮 ④稀有气体
⑤澄清石灰水 ⑥洁净的空气 ⑦冰水混合物 ⑧红磷
14．（24-25 九年级下·福建莆田·阶段检测）如图所示的装置可用于测定空气中氧气的含量。
(1)请补全下列实验步骤：
a．按图示连接好装置。
b．检查装置的_______。
c．集气瓶内加入少量水，并将水面上方空间分为五等分，用弹簧夹夹紧胶皮管。
d．取足量红磷放入燃烧匙中，点燃后立即伸入瓶中，并把塞子塞紧。
e．待红磷熄灭并冷却至室温后，打开弹簧夹。
(2)红磷燃烧的现象是_______。
(3)反应的文字表达式为_______。
(4)冷却至室温后打开弹簧夹，进入集气瓶中的水未到集气瓶刻度的五分之一，其原因可能是_______(任写
一个即可)。
15．（24-25 八年级下·广西南宁·开学考试）如图：实验室采用如图所示装置测定空气中的氧气含量：
(1)写出红磷燃烧的文字表达式(或符号表达式)___________。
(2)实验结束后打开弹簧夹，发现集气瓶中进水的体积小于1
5 ，可能的原因是(填1 点)： ___________。
(3)经过大家的反思，同学们改进了实验装置，用装置B 再次进行实验，得出氧气体积约占空气的1
5 ，B 装
置和 A 装置相比，优点是___________。
(4)根据该实验还可以得出有关氮气的物理性质___________，氮气的化学性质___________。
培优拓展
16．（2026·江苏镇江·一模）氮化硅陶瓷性能优异，广泛应用于高精尖领域。氮化硅用高纯硅粉与空气中含
量最高的气体反应制备，该气体为
A．
2
O
B．
2
CO
C．Ne
D．
2
N
17．（2026·重庆·三模）我国唐朝的炼丹家茅和，发现空气主要由“阳气”和“阴气”组成，“阳气”比“阴气”多，
在燃烧时，“阴气”可以与可燃物一同消耗掉。其中“阴气”指的是
A．氮气
B．氧气
C．二氧化碳
D．氢气
18．（2025·山东德州·中考真题）兴趣小组利用氧气传感器检测足量红磷在空气中燃烧时氧气的含量，结果
如图所示。下列说法正确的是
A．空气中氧气的质量分数为21%
B．燃烧时，容器内产生大量白雾
C．恢复至室温，容器内压强比燃烧前小
D．红磷燃烧将容器内的氧气全部消耗
19．（2026·甘肃武威·三模）下列常见的物质中，属于纯净物的是
A．止咳糖浆
B．葡萄糖溶液
C．食用菜籽油
D．冰水混合物
20．（2026·山东淄博·一模）化学兴趣小组的同学利用数字化技术对“空气中氧气体积分数的测定”进行了再
探究如图1，得到的数据曲线如图2 所示。下列说法错误的是
A．图1 瓶中反应的化学方程式为
2
2
5
4P+5O
2P O
点燃
B．用蜡烛代替红磷，同样能测定出空气中氧气的含量
C．图2 压强曲线中，BC 段气压变化的原因是反应放热，使装置内压强增大
D．X 曲线表示的是温度，Y 曲线表示的是氧气浓度
21．（2026·陕西宝鸡·一模）兴趣小组设计装置甲和乙测定空气中氧气含量。装置乙中，足量铜粉平铺在惰
性电热板上，A 中初始液面在刻度15cm 处，实验结束后，A 中液面至刻度12cm 处。下列说法不正确的是
A．装置甲中弹簧夹打开的最佳时间是红磷熄灭并冷却至室温后
B．实验过程中，装置甲集气瓶内、装置乙A 中的气压均会改变
C．装置乙测得空气中氧气含量为16%
D．装置乙比装置甲更环保且测定结果更准确
22．（25-26 九年级上·广西南宁·阶段检测）某化学兴趣小组利用创新实验测定空气中氧气的体积分数，实
验前，关闭弹簧夹．其中图甲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．图丙中将过量的白磷放入容积为40mL 的试管中，用酒精灯加热白磷．则下列分析合理的
是
A．甲、丙实验均可以证明氧气约占空气质量的21%
B．丙实验活塞最后停留在注射器16mL 刻度处
C．甲、丙实验中，未等温度恢复至室温就打开弹簧夹，会导致实验结果偏大
D．图乙中，1
2
t
t
-
时压强迅速增大，主要原因是白磷燃烧放热，集气瓶内气体受热膨胀
23．（2026·福建宁德·一模）下列图表是验证空气中氧气含量的实验装置和数据。下列说法错误的是
实验测得的相关数据
实验序号
空气体积
/mL
实验前注射
器/mL
实验后注射
器/mL
氧气体积分
数/%
1
330
100
37
19.09
2
330
100
38
18.79
3
330
100
36
19.39
A．实验时红磷要足量，装置气密性要良好
B．注射器预留气体体积可小于65mL
C．实验过程，注射器活塞先向上移动，后向下移动
D．测得的氧气含量偏小，推测可能是氧气含量较低时，红磷不再燃烧
24．小明同学用图1 所示装置分别进行足量的红磷和木炭在空气中燃烧的对比实验(装置冷却至室温后结束
实验)，用压强传感器测定实验过程中集气瓶内的压强变化情况如图2 所示。
(1)写出红磷燃烧的反应符号表达式。
(2)实验前，
(填“需要”或“不需要”)检查图1 装置的气密性。
(3)根据图2 曲线b 推断：不能用木炭测定空气中的氧气含量。其依据是什么。
25．（24-25 九年级上·湖南益阳·阶段检测）下列物质：①自来水；②洁净的空气；③冰水混合物；④牛
奶；⑤铁；⑥硫粉；⑦75%的医用酒精；⑧液氮；⑨食盐溶液；⑩氩气；其中，混合物为：______；纯
净物为：______。（填序号）
