备战2023年中考化学一轮复习考点一遍过-考点05空气的成分、用途、污染与防治.docx

考点05空气的成分、用途、污染与防治 命题趋势1.空气的成分及用途，主要以选择题形式考查，偶尔也会在填空题与简答题中涉及，主要考查空气的主要成分及体积分数，氮气、氧气及稀有气体的用途,并且考查“燃磷法”测定“空气中氧气含量”的实验细节。2.空气的污染及防治，通常在选择题中结合社会热点（如雾霾等）考查。考查主要内容空气污染物的判断、导致空气污染的做法、空气污染指数的项目判断、PM2.5等，中考在考查这一部分内容时会在题目的提问上发生一些变化，但内容不会有太大的变化，相对简单。考查重点1.空气的组成，成分与性质及其作用；2.测定空气中氧含量的实验原理。3.纯净物、混合物等概念。4.空气污染的危害与空气保护。重点考向考向一、空气的成分及用途1. 空气的成分空气按体积分数，其中氮气占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%。规律小结空气中的主要气体是氮气和氧气，其中氮气占了空气体积的五分之四、氧气占了空气体积的五分之一。2. 空气的用途A. 氧气的用途（1）供给呼吸如医疗急救、潜水、动植物呼吸、登山等；（2）支持燃烧炼钢、航天、气割、气焊、化工生产等。B. 氮气（1）物理性质颜色状态（常温常压）气味密度（标准状况）熔点沸点是否易溶于水无色气态无味1.251gL-209.9-195.8否（2）化学性质：氮气不支持燃烧、化学性质不活泼。（3）用途：制造硝酸和氮肥的重要原料；用作保护气（焊接金属时作保护气、食品包装中防腐、灯泡中延长使用寿命）；作冷冻剂；创造低温环境。C. 稀有气体（1）稀有气体包括氦、氖、氩、氪、氙、氡等。（2）物理性质：没有颜色、没有气味，难溶于水。（3）化学性质：极不活泼，一般不与其他物质发生反应。（4）用途：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；氦可用于制造低温环境。易错警示空气中的各种成分含量，是体积分数而不是质量分数知识拓展1、空气中最多的气体是氮气，其次是氧气。要注意空气中各成分所占的比例是以体积分数来说的。稀有气体是指氦气、氖气、氩气、氪气、氙气、氡气等气体的总称。它们在空气中的含量较少，所以称为稀有气体。同时由于它们的原子的最外层电子数均为稳定结构，所以它们的化学性质非常稳定，因此又称为惰性气体。2、从整个大气层的角度来说，空气的成分是相对固定的。但从局部区域来说，空气的成分会有小幅度的变化。方法技巧空气成分巧记忆氮七八，氧二一，零点九四是稀气；还有两个零零三，二氧化碳和杂气；跟踪训练1. 娇娇打开一盒饼干，吃了几块后把饼干盒敞开放在桌子上，过两天饼干变软了，这说明了空气中含有（）A氮气B氧气C水蒸气D二氧化碳【答案】C【解析】：空气中各成分的体积分数分别是：氮气大约占空气体积的78%、氧气大约占空气体积的21%、稀有气体大约占空气体积的0.94%、二氧化碳大约占空气体积的0.03%、水蒸气和其它气体和杂质大约占0.03%娇娇打开一盒饼干，吃了几块后把饼干盒敞开放在桌子上，过两天饼干变软了，这说明了空气中含有水蒸气。2. 医学上常用“冷冻法”治疗咽喉炎，其冷冻剂是下列物质中的（）A液态氮B液态氧C液态空气D液态二氧化碳【答案】A【解析】：空气中氮气经过降温或加压可以形成液态氮气，液氮的温度极低，医疗上可再在液氮冷冻麻醉条件下做手术，超导材料在液氮的低温环境下能显示超导性能。液氮冷冻治疗是近代治疗学领域中的一门新技术。它是通过极度冷冻的状态下，将病区细胞迅速杀死，使得病区得到正常的恢复。3. 下列有关物质的性质及相关用途的叙述，正确的是（）氧气易溶于水，使得鱼能在水中生存；氮气的化学性质不活泼，可用作粮食和食品仓库的保护气；氧气能支持燃烧，所以可用作火箭的高能燃料；由于稀有气体有惰性，所以常用作保护气。A BCD【答案】D【解析】：回答本题涉及氧气、氮气和稀有气体的性质、用途。氧气是无色无味的气体，不易溶于水，密度大于空气，化学活性较活泼，具有氧化性，支持燃烧、维持呼吸是其重要用途；氮气，化学性质不活泼，常温下很难与其他物质发生反应，可用作保护气；稀有气体，一般不与其他物质发生反应，又称为惰性气体，可用作保护气。4. 现有氮气氧气稀有气体二氧化碳四种物质，请按下列要求将序号填入空格内（1）占空气总体积0.03%的气体是；（2）能支持燃烧的气体是；（3）能充入灯泡延长其使用寿命又可制多种电光源的气体是；（4）可制氮肥的气体是；（5）引起全球变暖的首要原因是增多。【答案】（1）；（2）；（3）；（4）；（5）。【解析】：空气中各成分的体积分数为：氧气21%、氮气78%、稀有气体0.94%、二氧化碳0.03%、其它气体和杂质0.03%。其中氧气能支持燃烧和供给呼吸；氮气可以做化工原料，如制氮肥，还可以做保护气，液态氮可以做制冷剂；稀有气体化学性质稳定，能做保护气，又可制多种电光源；温室气体有很多，二氧化碳是造成温室效应的主要气体。考向二、空气中氧气含量的测定1.空气组成的测定（1）拉瓦锡测定空气成分的实验实验方法和原理在曲颈甑（盛空气）里加热汞（如图）。拉瓦锡研究空气成分所用的装置原理：汞+氧气氧化汞（消耗氧气）氧化汞汞+氧气（生成气体）实验现象及分析银白色的液态汞变成红色粉末（氧化汞）。生成气体的体积和所消耗气体的体积（约为总体积的）恰好相等，且将生成的气体加入到前一容器中剩余的气体（不能维持生命的氮气）里，所得气体跟空气的性质完全一致。实验结论空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的。（2）空气中氧气含量的测定实验实验实验原理红磷+氧气五氧化二磷红磷在空气中燃烧，消耗了瓶中的氧气，生成五氧化二磷白色固体，使瓶内压强减小，在大气压作用下，烧杯中的水进入集气瓶，进入瓶中水的体积即为氧气减少的体积实验装置实验步骤a.在集气瓶内加入少量水，并将水面上方空间分为5等份；b.用弹簧夹夹紧橡皮管；c.在燃烧匙内放入过量的红磷；d.点燃燃烧匙内的红磷后，立即伸入瓶中并把塞子塞紧；e.待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹实验现象红磷燃烧产生大量白烟；冷却至室温后打开弹簧夹，水沿导管进入集气瓶，最终水面上升约实验结论氧气体积约占空气体积的注意事项a.集气瓶中加入少量水的原因：一是为了防止热的生成物溅落而炸裂集气瓶底；二是为了吸收生成的白色固体五氧化二磷；b.测定时所用可燃物的选择：一是该物质在空气中燃烧且只与氧气反应；二是该物质燃烧的生成物为固体或液体，不能是气体；c.不能使用木炭、硫、铁丝替代红磷的原因：木炭、硫在空气中燃烧后的生成物均是气体，铁丝在空气中不燃烧。规律小结测量结果未检查装置的气密性或装置漏气；红磷的量不足；未等装置冷却到室温就打开弹簧夹；测量结果实验开始时没有夹或未夹紧弹簧夹；点燃红磷后，没有立即放到集气瓶中并塞紧瓶塞，空气膨胀部分溢出。易错警示1.如图所示的实验装置,不能用来测定空气中氧气含量的是()【答案】C【解析】测量空气中氧气含量（体积分数），首先现象要明显、直观；其次原理要正确；再次就是要求用于实验的的可燃物是固体、只与氧气反应、生成物不影响实验结果。选项A、B、D中可燃物均为红磷，燃烧产物相同，符合测量要求，尽管装置不同、点燃方式不同，但是原理相同。C装置中使用木炭作可燃物，生成物是二氧化碳，不能造成反应前后的压强差，不能用来测定空气中氧气含量，故选C.2.某实验小组利用如图所示装置测定空气中氧气的体积分数并取得了成功。【查阅资料】温度达到40 时,白磷便可燃烧。【提出问题】氧气体积约占空气总体积的多少?【实验准备】锥形瓶内空气体积为230 mL,注射器中水的体积为50 mL,该装置气密性良好。【实验探究】装入药品,按图示连接好仪器,夹紧弹簧夹。先将锥形瓶底部放入热水中,白磷很快被引燃,然后将锥形瓶从热水中取出。【现象分析】(1)将锥形瓶底部放入热水中,白磷被引燃,足量的白磷在集气瓶内未能全部燃烧,说明瓶内剩余气体(填“支持”或“不支持”)燃烧。写出白磷燃烧的文字表达式:。 (2)在整个实验过程中,可观察到气球的变化是。 (3)待白磷熄灭、锥形瓶冷却至室温后,打开弹簧夹,还可观察到下列现象:注射器中的水自动流入集气瓶中;当注射器中的水剩下约4 mL时停止流出。导致这些现象发生的原因是、。 【得出结论】氧气约占空气总体积的 。 【反思拓展】用此装置测定空气中氧气的体积分数与教材实验相比有何优点?(答一点即可)。 【答案】【现象分析】(1)不支持白磷+氧气五氧化二磷(2)先膨胀后收缩(比实验前更瘪)(3)白磷燃烧消耗了锥形瓶中的氧气,使瓶中气压降低、锥形瓶中氧气约占46 mL,当注射器中的水进入锥形瓶约46 mL后,瓶中气压与外界气压相当【得出结论】【反思拓展】减少了污染,实验测定更精确【解析】(1)足量的白磷在集气瓶内未能全部燃烧,瓶内剩余气体为氮气，不支持燃烧。填写不支持。（2）整个实验过程中,红磷燃烧放出热量，使集气瓶内气体体积变大，气球膨胀；红磷熄灭后，温度降低，更主要的是反应中消耗氧气，使集气瓶内气体总量减少，压强降低，气球收缩，所以可观察到气球的变化是先膨胀后收缩(比实验前更瘪)。(3)待白磷熄灭、锥形瓶冷却至室温后,打开弹簧夹,还可观察到下列现象:注射器中的水自动流入集气瓶中;当注射器中的水剩下约4 mL时停止流出。导致这些现象发生的原因是：白磷燃烧消耗了锥形瓶中的氧气,使瓶中气压降低、锥形瓶中氧气约占46 mL,当注射器中的水进入锥形瓶约46 mL后,瓶中气压与外界气压相当。【反思拓展】用此装置测定空气中氧气的体积分数与教材实验相比优点是：减少了污染,实验测定更精确。知识拓展变式装置方法技巧1. 测定空气中氧气含量的实验，可燃物要求是在空气中能和氧气反应又不生成气体的固体；红磷要过量，确保和容器内空气里的氧气充分反应；容器密闭，有良好的气密性，观察水面进入容器里的高度时应待容器中的温度冷却至常温。2. 空气中氧气含量的测定实验方法各异，但其原理是一致的，即利用物质在点燃或加热的情况下、在密闭容器内与氧气发生反应，耗尽其中的氧气，造成瓶内压强的降低；然后根据容器内压强的改变，测定空气中氧气的含量。3. 利用加热铜的原理测定空气中氧气含量的方法：原理：铜和氧气在加热的情况反应生成氧化铜；实验现象：铜由红色变为黑色。打开止水夹后，读数时装置内气体的体积减少约为总体积的。实验装置：实验操作中的注意事项：装置应密闭，铜粉应过量，来回推动注射器活塞的次数要多，要冷却到室温后再读数，否则会产生较大的误差。跟踪训练1. 某化学兴趣小组的同学对空气中氧气含量的测定实验进行探究。（1）如图1所示装置和药品进行实验，冷却至室温后打开止水夹，可观察到的现象是：。若观察到结果小于预期值，则可能是因为。（2）小组内同学还对该实验进行了如图2所示的改进。（已知试管容积为45mL）请结合实验目的，在以下的操作中排出正确的实验操作顺序（填序号）。点燃酒精灯撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹。将少量红磷平装入试管中，将20mL的注射器活塞置于10mL刻度处，并按上图中所示的链接方式固定好，再将弹簧夹紧橡皮管。读取注射器活塞的数据。最终注射器活塞将从10mL刻度处慢慢前移到约为mL刻度处才停止。【答案】（1）水进入集气瓶至第一刻度处；红磷不足，装置漏气，没有冷却至室温就打开止水夹等。（2）；1。【解析】磷燃烧能够消耗空气中的氧气，氧气消耗后，容器中的气压减小，在外界大气压作用下，水进入容器，进入容器中的水的体积即为容器中空气中的氧气体积，进一步可以计算出空气中氧气的含量。（1）如图1所示装置和药品进行实验，冷却至室温后打开止水夹，可观察到水进入集气瓶至第一刻度处；若观察到结果小于预期值，则可能是因为红磷不足，装置漏气，没有冷却至室温就打开止水夹等。（2）正确的实验操作顺序：将少量红磷平装入试管中，将20mL的注射器活塞置于10mL刻度处，并按上图中所示的链接方式固定好，再将弹簧夹紧橡皮管，点燃酒精灯，撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹，读取注射器活塞的数据；消耗氧气体积：45mL×=9mL，因此最终注射器活塞将从10mL刻度处慢慢前移到约为1mL刻度处才停止。2. 某同学利用如图装置验证空气中氧气的体积分数，将装有足量红磷的燃烧匙置于瓶内中间，并把装有足量白磷的燃烧匙浸没在蒸馏水下。图乙表示用氧气传感器测量的容器内氧气浓度变化曲线图。他用激光笔点燃红磷。【提出问题】红磷在烧瓶内熄灭后，瓶中是否有氧气剩余？【猜想假设】猜想：有氧气剩余；无氧气剩余。【实验验证】待装置完全冷却后，将装有白磷的燃烧匙提出水面，用激光笔点燃白磷。【得出结论】分析图乙得出，猜想正确（填或）。【反思交流】（1）根据本实验的结论，教材中用“燃烧红磷测定空气中氧气含量”的方法是否可行并说明理由。（2）曲线 DE 段氧气浓度变化的主要原因是。（3）查阅资料，验证空气中氧气体积分数，可利用铁的缓慢氧化，将空气中氧气浓度消耗至0.2%如图丙将足量细铁丝置于试管底部，并倒扣在装有水的烧杯中，一段时间后你将看到的现象是。【答案】【得出结论】；【反思交流】（1）不可行；足量红磷不能把装置中的氧气耗尽；（2）白磷燃烧消耗氧气；（3）细铁丝生锈，试管中的液面约上升至试管中空气总体积的五分之一处。【解析】【得出结论】白磷能够燃烧，说明装置中含有氧气，即红磷没有把装置中的氧气耗尽，因此猜想正确；【反思交流】（1）课本上用“燃烧红磷测定空气中氧气含量”的方法是不严谨的，其理由是足量红磷不能把装置中的氧气耗尽。（2）DE段：白磷燃烧消耗氧气，导致氧气浓度减小；（3）一段时间后将看到的现象是细铁丝绒生锈，试管中的液面约上升至试管中空气总体积的五分之一处。考向三、空气的污染与防治1.空气污染与防治污染物烟尘（可吸入颗粒物）和有害气体（二氧化硫、一氧化碳、氮的氧化物等）污染源化石燃料的燃烧、汽车尾气的排放、工厂废气等空气污染的危害严重损害人体健康、影响作物生长、破坏生态平衡，同时全球气候变暖、臭氧层破坏和酸雨的产生也与空气污染有关空气污染的防治加强大气质量监测，改善环境状况，使用清沽能源，积极植树、造林、种草等2.空气质量日报（1）主要内容：空气污染指数、首要污染物、空气质量级别、空气质量状况等（2）空气污染指数项目（暂定）：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物（粒径在10微米以下的颗粒物，称为PM10）和臭氧等。（3）空气质量分级标准污染指数50以下51100101150151200201250251300300以上质量级别质量状况优良轻微污染轻度污染中度污染中度重污染重度污染由表可知，空气污染指数越大、空气质量级别越大、空气质量越差。特别注意：空气中二氧化碳的含量升高虽然会导致“温室效应”，但二氧化碳无毒，不是空气污染物。易错警示记住：1.二氧化碳不是空气污染物2.空气质量级别越高，污染程度越高。知识拓展1、燃料燃烧对空气的影响（1）燃料中某些元素如硫、氮等燃烧时，产生空气污染物SO2、NO2等；（2）燃料燃烧不充分，产生一氧化碳；（3）未燃烧的碳氢化合物及碳粒、尘粒等排放到空气中。2、空气受到污染后会带来多方面的危害，主要表现在以下几个方面：（1）严重影响人体健康（有害气体、粉尘）；（2）全球气候变暖（空气中二氧化碳增多引起温室效应）；（3）臭氧层破坏（氟利昂的排放，飞机尾气的排放）；（4）酸雨的形成（二氧化硫、二氧化氮等气体引起的）3、空气污染影响每个人的身体健康，因而要爱护环境，减少污染方法技巧1、监测空气环境质量的空气质量日报主要包含三项内容：首要污染物、空气污染指数和空气质量级别。污染指数在0500之间，是一个相对数值，数值越小，表示污染物的含量越少，空气质量越好。2、二氧化碳不是空气污染物。因为二氧化碳是空气的成分，同时二氧化碳也没有列入空气污染指数。跟踪训练1. 下列物质中，目前没有计入空气污染指数的是（）A二氧化碳、氮气B二氧化硫、总悬浮颗粒物C二氧化氮、一氧化碳D臭氧、可吸入颗粒物【答案】A【解析】本题主要是空气的污染及其危害，空气污染的途径主要有两个：有害气体和粉尘。有害气体主要有一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、臭氧等气体；粉尘主要指一些固体小颗粒。二氧化碳、氮气都属于空气的成分。2. 下列措施有利用防止空气污染的是（）A焚烧废弃塑料垃圾，防止白色污染B禁止使用煤等化石燃料C雾霾天气减少外出，外出时戴口罩D国家出台政策鼓励购买新能源汽车【答案】D【解析】A、焚烧废弃塑料垃圾，能产生大量空气污染物；B、减少使用煤等化石燃料，开发利用新能源，不能禁止使用；C、雾霾天气减少外出，外出时戴口罩，做法正确，但并没有做到防止空气污染；D、国家出台政策鼓励购买新能源汽车，减少对环境的污染。考向四、纯净物与混合物1.纯净物：只含一种物质的物质2.混合物：含有2种及以上物质的物质（1）纯净物可以用专门的化学符号来表示、如氮气、氧气可分别表示为N2、 O2等（2）混合物中各物质各自保持着各自的性质、例如空气中的氮气、氧气、二氧化碳等都保持着各自的性质3.纯净物和混合物的比较组成只有一种成分由几种纯净物组成组成性质固定不固定表示方法有化学符号无固定符号举例氧气(O2) ，五氧化二磷 (P205)空气,海水易错警示不能正确区分纯净物和混合物请将下列物质分类:氮气;人体呼出的气体;稀有气体;汽水;二氧化碳;清新的空气;雨水;澄清石灰水;高锰酸钾受热完全分解后的剩余固体。其中属于纯净物的是(填序号,下同);属于混合物的是。 【答案】、知识拓展1. 混合物是由两种或多种物质混合而成的。（1）没有固定的组成；（2）各成分都保持各自的性质；（3）相互之间没有发生化学反应。如：空气是混合物，是由氧气、氮气、稀有气体、二氧化碳等多种成分组成。2. 纯净物是由一种物质组成的。（1）可用专门的化学符号来表示；（2）具有固定的组成；（3）有确定的性质。如：氧气O2、氮气N2、二氧化碳CO2、氯化钠NaCl等。方法技巧1. 混合物不能用固定的化学式表示；2. 纯净物可以用固定的化学式表示。跟踪训练1下列说法正确的是（）。A空气本来是纯净物，但被污染后变成了混合物B矿泉水不是一种纯净物C空气中的稀有气体肯定是纯净物D澄清的石灰水是一种纯净物【答案】B【解析】A、空气中含有氮气、氧气、二氧化碳等多种物质，属于混合物，故错。B、矿泉水中含有水、可溶性矿物质等多种物质，属于混合物，故对。C、空气中的稀有气体有氦气、氖气等多种物质，属于混合物，故错。D、澄清的石灰水中含有水和氢氧化钙，属于混合物，故错。故选：B。2下列各组物质中，前者属于纯净物，后者属于混合物的是（）。A二氧化碳澄清石灰水B冰水混合物五氧化二磷C矿泉水河水D净化后的空气受污染的空气【答案】A【解析】A、二氧化碳是由一种物质组成的，属于纯净物；澄清石灰水中含有水和氢氧化钙，属于混合物；B、冰水混合物是由一种物质组成的，属于纯净物；五氧化二磷是由一种物质组成的，属于纯净物；C、矿泉水中含有水和溶于水的矿物质，属于混合物；河水中含有水和一些溶于水的物质，属于混合物；D、净化后的空气中含有氮气、氧气等物质，属于混合物；受污染的空气中含有氮气、氧气、污染物等物质，属于混合物。故选：A。