空氣是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，從化學(xué)視角剖析其組成、性質(zhì)與變化，是初中化學(xué)的重要開端。以下從核心知識(shí)點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)探究、實(shí)際應(yīng)用等維度，對(duì)“空氣”章節(jié)內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)梳理。一、空氣的組成與科學(xué)探索歷程（一）空氣組成的發(fā)現(xiàn)：從猜想走向?qū)嵶C18世紀(jì)，法國(guó)化學(xué)家拉瓦錫通過“汞加熱實(shí)驗(yàn)”推翻了“燃素說”。他將汞置于密閉容器中加熱，部分汞生成紅色氧化汞，容器內(nèi)空氣體積減少約\(\frac{1}{5}\)；隨后分解氧化汞，釋放的氣體體積與之前減少的體積相等。最終得出結(jié)論：空氣由氧氣（約占\(\frac{1}{5}\)體積，支持燃燒）和氮?dú)猓s占\(\frac{4}{5}\)體積，不支持燃燒、不供給呼吸）組成。（二）現(xiàn)代空氣的成分（體積分?jǐn)?shù)）現(xiàn)代科學(xué)測(cè)定，空氣的成分（按體積計(jì)算）為：氮?dú)猓╘(\ce{N_{2}}\)）：約\(78\%\)氧氣（\(\ce{O_{2}}\)）：約\(21\%\)稀有氣體（氦、氖、氬等）：約\(0.94\%\)二氧化碳（\(\ce{CO_{2}}\)）：約\(0.03\%\)其他氣體和雜質(zhì)：約\(0.03\%\)（注：成分因環(huán)境略有波動(dòng)，但整體相對(duì)穩(wěn)定；此處為體積分?jǐn)?shù)，非質(zhì)量分?jǐn)?shù)。）二、空氣中氧氣含量的測(cè)定實(shí)驗(yàn)（一）實(shí)驗(yàn)原理與裝置利用紅磷燃燒消耗氧氣的反應(yīng)：\(\ce{4P+5O_{2}\xlongequal{\text{點(diǎn)燃}}2P_{2}O_{5}}\)。紅磷燃燒生成固體五氧化二磷，使密閉容器內(nèi)壓強(qiáng)減小，外界大氣壓將水壓入容器，進(jìn)入水的體積約等于消耗的氧氣體積。實(shí)驗(yàn)裝置：集氣瓶、燃燒匙（裝紅磷）、導(dǎo)管、彈簧夾、燒杯（盛水）。（二）實(shí)驗(yàn)操作與關(guān)鍵注意事項(xiàng)1.操作步驟：檢查裝置氣密性→集氣瓶?jī)?nèi)加少量水（吸收五氧化二磷，加速冷卻）→將集氣瓶容積劃分為\(5\)等份→夾緊導(dǎo)管→點(diǎn)燃紅磷后迅速伸入集氣瓶并塞緊橡皮塞→待裝置冷卻至室溫后，打開彈簧夾。2.成功關(guān)鍵：紅磷需足量，確保氧氣完全消耗；裝置必須氣密性良好，否則外界空氣進(jìn)入會(huì)導(dǎo)致結(jié)果偏??；必須冷卻至室溫后再打開彈簧夾，否則裝置內(nèi)壓強(qiáng)未降至最低，水的體積會(huì)偏小。（三）誤差分析與改進(jìn)思考結(jié)果偏?。杭t磷不足（氧氣未耗盡）、裝置漏氣、未冷卻就打開彈簧夾；結(jié)果偏大：點(diǎn)燃紅磷后伸入集氣瓶過慢（部分空氣受熱逸出）、彈簧夾未夾緊（燃燒時(shí)空氣從導(dǎo)管逸出）。若換用銅粉（加熱條件下與氧氣反應(yīng)生成固體氧化銅），需滿足：①能與氧氣反應(yīng)；②反應(yīng)后無氣體生成（或生成的氣體能被完全吸收）。三、空氣各成分的性質(zhì)與用途（一）氮?dú)猓╘(\ce{N_{2}}\)）：沉默的“守護(hù)者”氮?dú)饣瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定（常溫下難與其他物質(zhì)反應(yīng)），是優(yōu)良的保護(hù)氣（如食品包裝充氮防腐、焊接金屬時(shí)作保護(hù)氣）；同時(shí)是合成氨、制硝酸等化工生產(chǎn)的原料，也是植物氮肥的來源。（二）氧氣（\(\ce{O_{2}}\)）：生命與燃燒的“動(dòng)力源”氧氣化學(xué)性質(zhì)比較活潑，具有助燃性（支持燃燒，本身不可燃）和供給呼吸的性質(zhì)：供給呼吸：醫(yī)療急救、潛水、登山等；支持燃燒：煉鋼（除去生鐵中的碳）、氣焊氣割（提供高溫火焰）、火箭燃料的助燃劑等。（三）稀有氣體：“懶惰”卻多彩的家族氦、氖、氬等稀有氣體化學(xué)性質(zhì)極不活潑（曾稱“惰性氣體”），用途包括：作保護(hù)氣（如焊接精密儀器時(shí)）；制電光源（通電時(shí)發(fā)出不同顏色的光，如霓虹燈、航標(biāo)燈）；氦氣密度小且穩(wěn)定，可填充飛艇、氣球。（四）二氧化碳（\(\ce{CO_{2}}\)）：含量雖少，作用關(guān)鍵二氧化碳是植物光合作用的原料（\(\ce{6CO_{2}+6H_{2}O\xlongequal[\text{葉綠體}]{\text{光}}C_{6}H_{12}O_{6}+6O_{2}}\)），也用于滅火（密度大、不燃燒也不支持燃燒）、制碳酸飲料、人工降雨（干冰，即固態(tài)\(\ce{CO_{2}}\)，升華吸熱）等。四、空氣的污染與防治（一）污染物的類型有害氣體：二氧化硫（\(\ce{SO_{2}}\)，煤、石油燃燒）、一氧化碳（\(\ce{CO}\)，燃料不完全燃燒）、二氧化氮（\(\ce{NO_{2}}\)，汽車尾氣、工業(yè)廢氣）等；煙塵：可吸入顆粒物（\(\text{PM}_{10}\)）、細(xì)顆粒物（\(\text{PM}_{2.5}\)）等固體小顆粒。（二）污染源與危害污染源：工業(yè)排放（廢氣、粉塵）、交通運(yùn)輸（汽車尾氣）、生活爐灶（煤、木柴燃燒）、建筑施工揚(yáng)塵等。危害：危害人體健康（呼吸道疾?。?、破壞生態(tài)（酸雨、溫室效應(yīng)加劇）、損害農(nóng)作物與建筑物。（三）防治措施減少化石燃料使用，開發(fā)清潔能源（太陽能、風(fēng)能、氫能等）；工業(yè)廢氣經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后排放，安裝除塵、脫硫脫硝設(shè)備；加強(qiáng)植樹造林（植物吸附粉塵、吸收有害氣體）；倡導(dǎo)綠色出行（步行、公共交通），減少汽車尾氣排放；加強(qiáng)空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)，提高公眾環(huán)保意識(shí)。五、易錯(cuò)點(diǎn)與拓展思考（一）易錯(cuò)辨析1.氧氣具有助燃性，但“可燃物燃燒都需要氧氣”錯(cuò)誤（如氫氣在氯氣中燃燒，鎂在二氧化碳中燃燒）；2.稀有氣體化學(xué)性質(zhì)“極不活潑”，但特定條件下（高溫、高壓、催化劑）可與其他物質(zhì)反應(yīng)（如氙氣與氟氣反應(yīng)）；3.二氧化碳無毒，但密閉空間中濃度過高會(huì)使人窒息（如地窖），進(jìn)入前需通風(fēng)或用燈火試驗(yàn)。（二）拓展聯(lián)系空氣的組成與地球演化密切相關(guān)：早期地球大氣以二氧化碳、甲烷為主，隨著植物光合作用增強(qiáng)，氧氣含量逐漸升高，氮?dú)庖蚧瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定得以保留，最終形成現(xiàn)代大氣。這啟示我們：人類活動(dòng)對(duì)空氣