第03讲 第三章 空气和氧气-【暑假自学课】2024年新九年级科学暑假提升精品讲义（浙教版）

专题03 空气与氧气 目录 考点聚焦：核心考点+高考考点，有的放矢 重点速记：知识点和关键点梳理，查漏补缺 难点强化：难点内容标注与讲解，能力提升 学以致用：真题感知+提升专练，全面突破 核心考点聚焦 1、空气的成分及用途 2、空气组成的测定 3、氧气与碳、磷、硫、铁等物质的反应现象 4、氧气的物理、化学性质 5、氧气的检验和验满 6、氧气的收集方法 7、化合反应与分解反应 中考考点聚焦 常考考点 真题举例 空气组成的测定；氧气与碳、磷、硫、铁等物质的反应现象 2023·杭州·中考真题 空气组成的测定 2023·台州·中考真题 氧气的检验和验满 2022·湖州·中考真题 空气组成的测定 2022·温州·中考真题 氧气的物理性质 2021·宁波·中考真题 空气组成的测定 2021·丽水·中考真题 考点 1 空气的成分与用途 1. 空气的组成、用途 氮气 78% 稀有气体 0.93% 氧气 21% 空气的成分 水蒸气等其他气体和杂质 0.03% 二氧化碳 0.04% （1）氧气的用途： 提供呼吸（如：潜水、医疗、登山等）；支持燃烧（炼钢、气焊、气割、宇航） （2）氮气的用途： 冷冻剂；灯泡充氮；食品防腐； 制硝酸和氮肥等。 （3）稀有气体(氦、氖、氩、氪、氙等)用途： 保护气；不同色彩的电光源；激光超导技术；医疗冷冻麻醉等。 （4）二氧化碳的用途：植物光合作用原料，用作气体肥料；制汽水；干冰可用作制冷剂，人工降雨等。 2. 空气中成分确定 思考： 如何设计实验验证空气中含有二氧化碳、水蒸气？ 将燃着的木条分别置于一瓶空气和 一瓶氧气中，能观察到什么现象？得到什么结论？ 考点 2 空气中氧气含量的测定 1.空气中氧气含量测定实验 （1）实验药品：红磷 注： 药品选取使应满足能在空气中燃烧、不与空气中其他气体反应、反应后生成固体， 思考 为什么不用 S 、C 、Mg 、Fe 等物质作为实验药品？ 点燃 （2）实验原理：4P+5O2 = 2P2O5 利用红磷燃烧消集气瓶中的氧气，使集气瓶内压强减小，打开止水夹后，在外界大气压的作 用下， 水被压入集气瓶中，进入集气瓶的水的体积，即为被消耗的氧气的体积。 （3）实验装置 （4）实验步骤 ①实验开始前， 检查装置气密性，操作： 按图连接装置， 打开弹簧夹， 用手或热毛巾捂住集 气瓶， 观察插入水中的导管口有气泡冒出，松手后上升一段液柱， 说明气密性良好。 ②先在集气瓶中加入少量水，再把剩余的容积分成五等份，做上记号。 ③点燃燃烧匙内的红磷， 立即塞紧瓶塞。 ④火焰熄灭后， 振荡集气瓶，等装置冷却到室温后，打开导管上的弹簧夹。 （5）实验现象 ①红磷燃烧时： 产生大量白烟。 ②装置冷却后， 打开弹簧夹，水沿导管进入集气瓶中，约占集气瓶内原空气体积的 1/5。 （6）实验结论 ①空气中氧气的体积约占总体积的 1/5 ②空气是一种混合物 ③反应结束后，集气瓶中剩余气体的主要成分为氮气，体积约占集气瓶中原空气体积的 4/5， 其性质不燃烧也不支持燃烧、剩余气体难溶于水。 （7）实验注意 ①火焰熄灭后振荡集气瓶，其目的是使生成的 P2O5 充分溶解在水中，P2O5 是一种有毒物质， 会污染空气。 ②研究证明，当氧气含量降到一定程度后，红磷不再燃烧，并不能将空气中氧气耗尽， 误差 较大。 考点 3 空气的污染与防治 1. 空气污染：污染物进入空气中超过了空气的自净能力，危害人体健康和环境，就构成空气 污染 2. 造成空气污染的原因 （1）自然因素：森林火灾、火山爆发（粉尘、二氧化硫、二氧化碳） （2）人为因素：工业废气、生活燃煤、汽车尾气 3. 常见污染物（计入空气质量指数 AQI）：二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、臭氧（低空）、 颗粒物（PM2.5） 注：空气中二氧化碳浓度过高会导致温室效应，但二氧化碳不属于空气污染物； 二氧化碳浓 度高， 溶于水形成的碳酸就越多，海水的酸度就越高。 4. 防治措施 （1）减少污染物排放量 （2）合理规划工业区和非工业区 （3）加大植树造林的力度 考点 4 氧气的性质 1. 物理性质：密度略大于空气的密度。 不易溶于水（30ml/1L 水）。气态的氧是无色无味的， 液态氧和固态氧是淡蓝色的。 2. 化学性质：氧气化学性质比较活泼。氧气具有助燃性和氧化性。 可用氧气的助燃性来检验氧气：把一根带火星的木条伸入集气瓶中，如果带火星的木条复燃，则证明是氧气。 3. 探究实验 （1）木炭燃烧实验： 【实验操作】用坩埚钳夹取一小块木炭，在酒精灯上加热到发红，插入到盛有集气瓶的氧气 中（由瓶口向下缓慢插入），观察木炭在氧气里燃烧的现象。燃烧停止后，取出坩埚钳，向 集气瓶中加入少量澄清的石灰水，振荡， 观察现象。 【实验现象】木炭在空气中燃烧时持续红热， 无烟无焰； 在氧气中燃烧更旺，发出白光。向 集气瓶中加入少量澄清的石灰水后， 澄清的石灰水变浑浊。 点燃 【化学方程式】C+O2 = CO2 【注意事项】木炭应该由上向下缓慢伸进盛有氧气的集气瓶中，原因：为了保证有充足的氧 气支持木炭燃烧，防止木炭燃烧生成的二氧化碳使木炭熄灭， 确保实验成功。 （2）硫燃烧实验： 【实验操作】在燃烧匙里放少量硫，在酒精灯上点燃， 然后把盛有燃着硫的燃烧匙由上向下 缓慢伸进盛有氧气的集气瓶中， 分别观察硫在空气中和在氧气中燃烧的现象。 【实验现象】硫在空气中燃烧发出淡蓝色火焰，在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰。生成有刺激 性气味的气体。 点燃 【化学方程式】S+ O2 = SO2 【注意事项】在集气瓶中加入少量的氢氧化钠溶液，可以吸收有毒的二氧化硫， 防止造成空气污染。 （3）细铁丝在氧气中燃烧的实验： 【实验操作】把光亮的细铁丝盘成螺旋状，下端系一根火柴，点燃火柴，待火柴快燃尽时， 由上向下缓慢插入盛有氧气的集气瓶中（集气瓶底部要先放少量水或铺一薄层细沙）。 【实验现象】细铁丝在氧气中剧烈燃烧， 火星四射，生成一种黑色固体。 点燃 【化学方程式】3Fe+2O2 = Fe3O4 【注意事项】 ① 用砂纸把细铁丝磨成光亮的银白色，是为了除去细铁丝表面的杂质。 ② 将细铁丝盘成螺旋状，是为了增大细铁丝与氧气的接触面积。 ③ 把细铁丝绕在火柴上，是为了引燃细铁丝， 使细铁丝的温度达到着火点。 ④ 待火柴快燃尽时才缓慢插入盛有氧气的集气瓶中，是为了防止火柴燃烧时消耗氧气，保 证有充足的氧气与细铁丝反应。 ⑤ 由上向下缓慢伸进盛有氧气的集气瓶中是为了防止细铁丝燃烧时放热使氧气从集气瓶口 逸出， 保证有充足的氧气与细铁丝反应。 （4）其他物质与氧气的反应 物质 反应现象 化学方程式（表达式） 磷 产生大量白烟、放热 点燃 4P+5O2 = 2P2O5 氢气 ① 纯净的氢气在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰② 放热、 生成能使无水硫酸铜变蓝的液体 点燃 2H2+O2 = 2H2O 铜 红色的固体逐渐变成黑色 加热 2Cu+O2 = 2CuO 一氧化碳 产生蓝色火焰，放热， 生成能使澄清石灰水变浑浊的气体 点燃 2CO+O2 = 2CO2 甲烷 产生明亮的蓝色火焰，放热， 产生能使无水硫酸铜变蓝的 液体， 生成能使澄清石灰水变浑浊的气体 点燃 CH4+2O2 = CO2+2H2O 蜡烛 火焰发出白光， 放热，产生能使无水硫酸铜变蓝的液体， 生成能使澄清石灰水变浑浊的气体 点燃 石蜡＋氧气 = 水＋二氧化碳 考点 5 氧化和燃烧 1. 氧化反应 定义： 物质和氧发生的化学反应称为氧化反应。 思考： 两个现象的共同点 ：铁丝在氧气中燃烧、铁丝在潮湿空气中生锈 2. 燃烧的条件 （1）实验 1：分别将木棒和玻璃棒接触酒精灯火焰，观察现象。木棒燃烧而玻璃棒不燃烧— —燃烧需要有可燃物 （2）实验 2：点燃两支相同的蜡烛， A 在空气中，将杯口涂有凡士林的玻璃杯倒扣在蜡烛 B 上，观察现象。A 蜡烛在空气中正常燃烧，B 蜡烛燃烧一段时间后熄灭——燃烧需要助燃剂， 一般助燃剂为氧气。 （3）实验 3：将一根火柴这段，分成火柴头和火柴梗两部分，放在铜片上，用酒精灯加热铜 片下方， 观察现象。火柴头先燃烧，火柴梗后燃烧——燃烧需要温度达到可燃物的着火点。 注：物质燃烧所需达到的最低温度叫着火点，是物质本身的固有属性，不同物质着火点不同。 物质 白磷 红磷 木材 木炭 无烟煤 着火点(℃) 40 240 250-330 320-370 700-750 （4）实验改进 以上三种实验装置均可以直接探究可燃物燃烧需要满足的两个条件。 （5）总结： ①燃烧需要三个条件：可燃物；助燃剂（空气或氧气）；达到燃烧所需的最低温度（着火点）。 ②燃烧的剧烈程度相关因素：可燃物自身的性质； 可燃物与氧气的接触面积；氧气的浓 3. 灭火的基本原理和方法 （1）原理：破坏燃烧三要素的任一条件即可。 （2）方法： ①清除可燃物或将可燃物与其它物质隔离； ②隔绝空气（或氧气）； ③使可燃 物的温度降低到着火点下。 （3）几种常用灭火器的使用 ①泡沫灭火剂适用于木材、棉花等一般的火灾； ②干粉灭火剂适用于一般火灾及油、气的燃烧引起的火灾； ③二氧化碳灭火剂灭火时不会留下任何痕迹，对物体没有损坏，适用于图书档案、贵重设备、精密仪器的火灾 注：有些金属着火时，不能用二氧化碳灭火剂。比方说镁，可以在二氧化碳中燃烧。 （4）火灾的自救措施 ①保持镇定，了解火源的准确位置， 然后拨打“119”报警求助。 ②如果火势扩散，应尽快通知家人和邻居设法离开现场， 沿途要关上大门， 以降低火势及 烟雾蔓延的速度，同时切勿乘电梯或升降梯， 以免停电被困。 ③如果无法离开火灾现场，应采取下列措施： a.室内浓烟密布时，应伏在地上爬行同时用湿 毛巾掩盖口鼻 b.用湿毛巾等物品塞住门和窗户的缝隙， 以免浓烟扩散 c.打开窗户，在窗前呼 救。 注：燃气泄漏：应关闭气阀并开窗通风， 不能立即开灯、开排气扇或用明火检查。 4. 爆炸 （1）爆炸的概念： 可燃物在有限的空间内，如果发生急速的燃烧，短时间聚积大量的热，使气体的体积迅速膨胀， 就会引起爆炸。 （2）爆炸极限：可燃气体与空气形成混合气体，遇明火发生爆炸的浓度范围。 （3）与爆炸有关标识 ①一切可燃性气体、液体或粉尘，在空气中达到爆炸极限遇到明火就易发生爆炸， 因此家用煤气一旦泄漏，千万不要开动电器开关，以免发生爆炸。②从爆炸产生的 原因来看， 某些是物理变化（如：气球爆炸， 轮胎爆炸等），某些是化学变化（如 氢气球爆炸，炸药爆炸等）。 5. 化学反应中的能量变化 （1）实验 1：将一段镁条放入试管中，加入少量稀盐酸， 用手触摸试管外壁。 容器外壁温度升高，是 放热反应。方程式：Mg+2HCl=MgCl2+H2 ↑ （2）实验 2：用研钵将氢氧化钡晶体磨成粉末，倒入一小烧杯中，在一玻璃片上撒少量水， 将烧杯放置在玻璃片上， 再向小烧杯中加入氯化铵晶体，用玻璃棒迅速搅拌后静置一会，提 起烧杯观察现象。烧杯与玻璃片粘 在一起， 外壁温度降低，是 吸热反应。 （3）总结：化学反应在生成新物质的同时，伴有能量变化，通常表现为吸收或放出热量。 考点 6 化合反应与分解反应 1. 参加反应的物质有两种或两种以上，生成的物质 只有一种，我们把这种反应称为化合反 应，特点是“多变一”，如硫在氧气中燃烧的反应。 2. 参加反应的物质只有一种， 生成的物质有两种或两种以上，我们把这种反应称为分解反 应，特点是“一变多”，如高锰酸钾制氧气的反应。 难点一：空气中氧气含量测定实验的误差分析和实验改进理解不清。 1、实验误差分析 误差 产生原因 实验结果小于 1/5 ①红磷的量不足 ②装置漏气、使外界空气进入集气瓶 ③集气瓶没有冷却到室温就打开弹簧夹 ④实验前导管没有充满水，其内有少量空 气 实验结果大于 1/5 ①没有夹紧弹簧夹， 红磷燃烧时气体膨胀 沿导管溢出 ②燃烧匙伸入过慢， 装置内气体受热溢出 2、 实验改进 基于上述提出的实验分析，对实验进行改进。思路：封闭装置中点燃、测量方法改进 （1）改变点燃红磷的方法 （2）改用白磷作为实验药品 白磷着火点低， 更容易在点燃方式上进行改进 加热 （3）用铜作为耗氧剂（2Cu+O2 = 2CuO） ①连接装置，并检査装置的气密性。 ②将一支硬质玻璃管注满水(两端用橡胶塞封住)，然后打开上端橡胶塞，将水倒入量筒中， 记录体积。 ③在另一支相同规格的干燥的硬质玻璃管中装入铜粉，其中一端用气球密封， 一端连接注射 器。移动注射器活塞，在注射器中留下一定体积的气体，记录体积后与硬质玻璃管另一端密 封连接。根据酒精灯的高度，将玻璃管固定在铁架台上。 ④用酒精灯在铜粉部位加热，加热时不断推拉注射器。 ⑤停止加热后， 待玻璃管冷却至室温，将气球内的气体全部挤出。待注射器活塞稳定后，记 录注射器中气体的体积。 （4）用 “ 暖宝宝” 中的发热剂（铁粉、碳粉等） 或铁粉，原理为铁生锈 难点二：燃烧、爆炸、缓慢氧化和自燃的关系掌握不够清楚。 燃烧、爆炸、缓慢氧化和自燃的关系 燃烧 爆炸 缓慢氧化 自燃 区别 反应条件 跟氧气接触， 温度达到着火点 在有限的空间里急速燃烧，热量来不及散失 跟氧气接触， 温度没有达到着火点 跟氧气接触， 热量不散失， 温度逐渐达 到着火点 反应程度 剧烈 异常剧烈 缓慢 由缓慢转为剧烈 反应现象 发光发热 爆炸 不太明显 由不太明显 到发光发热 联系 本质都是氧化反应， 都会放出热量 真题感知 1．（2023•杭州）小金利用如图甲所示装置（气密性良好）和试剂测定空气中氧气含量，集气瓶中空气的体积为200mL，氧气传感器测得集气瓶内氧气的体积分数变化曲线如图乙所示。 （1）实验开始时，用酒精灯加热粗铜丝，其目的是 　 　。 （2）反应开始到止水夹打开前，集气瓶内可观察到的现象是 　 　。 （3）小金提出“倒吸入集气瓶中水的体积除以200mL等于空气中氧气的含量”。据图乙分析，此说法 　 　（选填“正确”或“错误”），说明理由：　 　。 2．（2023•台州）将燃烧的蜡烛放入图甲装置中，一段时间后，蜡烛会慢慢熄灭。兴趣小组探究其原因的过程如下（气体的含量用体积分数表示）。 （1）甲同学认为，蜡烛熄灭是装置内的氧气被消耗完了。他设计了图乙的实验装置，待蜡烛熄灭后，用凸透镜聚焦太阳光使白磷的温度达到着火点，观察到 　 　现象，从而否定了自己的猜想。他重新实验，测得蜡烛燃烧过程中烛焰附近的二氧化碳含量从0.04%上升到7.4%，氧气含量从21%下降到13.8%。 （2）甲同学又认为可能是二氧化碳含量过高导致蜡烛熄灭。乙同学不赞同，他改变图甲装置中的气体成分，只进行了一次实验，就否定了甲同学的观点。则乙同学进行的实验是 　 　。 实验 氧气含量 二氧化碳含量 蜡烛能否燃烧 A 21% 8.4% 能 B 21% 3.4% 能 C 12.8% 3.4% 不能 （3）还有一种观点：随着蜡烛的燃烧，氧气含量下降，产热速度变慢；当产热量小于散热量，烛芯的温度下降至着火点以下，蜡烛熄灭。如果该观点正确，将图甲装置置于温度更低的环境中实验，则测得烛焰附近的氧气含量最小值会如何变化？并解释原因。 3．（2022•湖州）洗衣机槽清洁剂的主要成分是过碳酸钠（Na2CO4），过碳酸钠是一种白色晶体，溶于水时会与水反应生成碳酸钠和过氧化氢（化学方程式为：）。现取少许过碳酸钠晶体，加入水形成溶液。 （1）取少量二氧化锰加入试管中，再加入适量该溶液，观察到有气泡产生，为了检验该气体，可用 　 　。 （2）待不再产生气泡时，得到的溶液呈 　 　（选填“酸性”或“中性”或“碱性”）。 （3）生成的碳酸钠中碳元素的化合价为 　 　。 4．（2022•温州）小明认为教室内空气中氧气含量比室外低，于是想用红磷测定教室内空气中氧气的体积分数。老师告诉他，足量的红磷燃烧并不能耗尽空气中的氧气，建议用一氧化氮气体代替红磷进行实验。 在老师的指导下，小明进行如图所示实验：用注射器获取V1毫升教室内的空气，通过导管缓缓地全部推入量筒，与量筒内足量的V2毫升一氧化氮气体混合，待充分反应后，读出量筒中剩余气体体积为V3毫升。 说明：①V1、V2、V3都是在与教室气温、气压相同的状态下测得。 ②一氧化氮难溶于水，也不与水反应。 ③同温同压下，在氢氧化钠溶液参与下，4体积一氧化氮与3体积氧气恰好完全反应，且产物能完全被溶液吸收。 （1）小明用气密性良好的注射器，获取V1毫升教室内空气的具体操作是 　 　。 （2）实验测得教室内空气中氧气的体积分数为 　 　。（用V1、V2、V3表示） （3）小明提出，注射器内空气中的二氧化碳也会被氢氧化钠溶液吸收，从而影响实验结果。但老师指出，相比空气中的氧气含量，二氧化碳对实验结果的影响属于“次要因素”，不是“主要因素”，可忽略不计。还有许多科学实验中存在“主要因素”和“次要因素”，请再举一例并指明次要因素。 　 　 5．（2021•宁波）家庭医药箱里有一瓶标签缺损的医用双氧水，为测定其溶质质量分数，小宁设计了如图实验：在试管中放入一定量的二氧化锰，然后用注射器注入10mL该医用双氧水，直到试管中不再有气泡产生，通过测量量筒中水的体积就可以大致计算出双氧水质量分数。 （1）实验中用排水法测量氧气的体积是因为氧气具有 　 　的性质。 （2）若俯视读得量筒中水的体积，则测得的双氧水质量分数将 　 　（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 6．（2021•丽水）建构合理的思维模型，既能促进深度学习，又能提高思维品质。小科建构了“两组分混合物含量测定”的思维模型： 运用该模型对教材中“测定空气中氧气含量”的实验进行了再探究：忽略含量很低的其它物质，空气可以看成由氮气和氧气组成的两组分混合物。 【探究一】根据沸点低的组分先汽化的性质，测定混合物中某组分的含量。 （1）将空气转变为液态空气，液氮先汽化。从建模角度分析，该操作属于上述思维模型中的 　 　； 【探究二】根据混合物中某组分发生化学反应，测定混合物中某组分的含量。 （2）按图甲装置测定空气中氧气含量时，止水夹最合理的打开时间是 　 　（填“反应刚结束时”或“冷却到室温时”）； 【交流评价】 （3）已知：在氧气不充足时，碳与氧气反应生成一氧化碳，一氧化碳不溶于水且不与碱反应。小科用足量木炭替换红磷，等体积氢氧化钠浓溶液替换集气瓶中的水，规范操作后，测得的氧气含量将 　 　（填“偏大”、“偏小”或“不变”）； 【继续探究】 （4）运用上述思维模型，小科又设计了图乙的实验装置，其“测定空气中氧气含量”的原理是 　 　。 提升专练 1．（2024•瓯海区一模）利用图1装置测定空气中氧气的含量，用压强传感器测定的压强随时间的变化情况如图2所示。下列分析不正确的是（　　） A．实验前图1瓶中装水的主要作用是吸热并吸收五氧化二磷 B．图1中表明氧气含量的现象是瓶中水面上升至1左右 C．图2中a点到b点是由于反应产热使瓶内压强增大 D．图2中b点对应的操作是打开弹簧夹 2．（2024•西湖区一模）铁丝在氧气中可以剧烈燃烧，但在空气中很难燃烧，其主要影响因素是（　　） A．反应温度 B．氧气浓度 C．催化剂 D．铁丝质量 3．（2024•衢州一模）如图是小科学习了氧气相关知识后整理的思维导图。下列有关氧气的叙述不正确的是（　　） A．氧原子核内有8个质子 B．保持氧气的化学性质的微粒是 C．氧气不易溶于水，可用排水法收集 D．氧气具有氧化性决定其能供给呼吸 4．（2024•绍兴模拟）小敏准备在实验室里制取一定量的氧气，用于做细铁丝在纯氧中燃烧的实验。根据要求回答下列问题： （1）图甲是制取氧气的发生装置，点燃酒精灯后，需在试管底部来回移动酒精灯，目的是 　 　。 （2）图乙氧气收集装置的不足之处是 　 　。 （3）小敏改进实验装置后，收集了一瓶氧气，准备完成细铁丝燃烧实验，如图丙。点燃系在螺旋状细铁丝底端的火柴后，接下去的操作是等到火柴 　 　（选填“燃得最旺”或“快燃尽”）时将铁丝伸入集气瓶内。 5．（2024•北仑区一模）利用图甲所示的教材装置测量空气中氧气的体积分数，选用红磷作为药品是最佳选择吗？某兴趣小组设计并开展了如下实验： ①准备如图乙的玻璃容器，顶部用密封盖密封后，将该容器浸没在水中。 ②将氧气传感器（能实时显示容器内氧气的体积分数）固定在容器内壁，并装入足量的红磷。 ③用激光笔点燃红磷，红磷剧烈燃烧，观察并记录氧气传感器所显示的氧气体积分数的变化情况。 ④用白磷替换红磷重复上步骤①～③。 ⑤换用食品脱氧剂（可以直接与氧气反应，无需点燃的物质）重复上述步骤①～③。 根据实验数据，分别绘制三种物质氧化时容器内氧气体积分数随时间的变化情况，如图丙所示。 （1）步骤①中将玻璃容器浸没水中的目的是 　 　。 （2）装置甲中150毫升集气瓶中装入的水，量筒内装有50毫升水，根据图丙的实验数据，用红磷做实验，理论上实验结束后量筒内剩余的水为 　 　毫升。 （3）根据该兴趣小组的实验结果，用图甲装置测量空气中氧气的体积分数，你会选用哪种药品，并说明理由：　 　。 6．（2024•丽水一模）某科学兴趣小组的同学进行了“测定空气中氧气含量”的实验。 （1）实验步骤：①将仪器按图甲装置连接好，检查气密性； ②加入药品，将装置连接固定； ③打开止水夹a和b，向Ⅰ中缓慢鼓入一定量空气，Ⅰ中水进入Ⅱ中，露出白磷后，关闭止水夹a和b，测得Ⅱ中水的体积为200mL； ④用凸透镜聚光引燃白磷，充分反应后，燃烧匙中的白磷有剩余； ⑤待装置冷却到室温，　 　（填实验操作），Ⅱ中水倒吸进入Ⅰ中，测得量筒中水的体积变为145mL； ⑥小科计算所测空气中氧气的体积分数为：，与实际值差距较大。经检查装置的气密性良好，则产生偏差的原因是 　 　。 （2）图乙是实验装置内温度和压强的变化趋势。Y表示 　 　变化曲线，曲线X中AB段变化的原因是 　 　。 7．（2024•江北区校级一模）某兴趣小组的同学学习了空气中氧气含量的测定后，尝试着用暖宝宝贴中的材料进行空气中的氧气含量测定。于是查阅资料了解暖宝宝的成分如下： 并设计了如图所示的实验装置，其中集气瓶的容积为250mL，量筒中的水为100mL。 （1）实验原理；通过集气瓶内水的体积变化，测出与铁粉反应了的 　 　体积。 （2）充分反应并冷却后，打开弹簧夹，待量筒中的水停止流入集气瓶后，读得量筒内的水为57mL。假设参与反应的水忽略不计，则实验测得空气中氧气的体积分数为 　 　（结果精确到0.1%）。 （3）实验测得的结果略小于理论值，原因可能是 　 　。 8．（2024•吴兴区模拟）稀有气体的发现，科学家们经历了漫长的探究过程。 材料一：1785年，卡文迪许在测定空气组成时，除去空气中的O2、N2等气体后，发现最后总是留下一个体积很小的小气泡。 材料二：1892年，瑞利在测定氮气密度时发现，从空气中除去氧气、二氧化碳和水蒸气得到的氮气密度为1.2572克/升，而从氨气分解得到的氮气密度为1.2508克/升，两者相差0.0064克/升。重复实验，发现两者的密度总是维持这样的差值。瑞利对此展开探究，经反复试验，最终发现了氩气。 根据以上材料回答下列问题： （1）某同学使用如图所示装置来模拟卡文迪许的实验，将空气依次通过A、B、C、D等装置，最后在E装置中收集到少量气体，其中C装置的作用是 　 　。 （2）根据瑞利采用两种方法得到的氮气，其密度之间的微小差异是否来源于实验误差，请作出判断并说明理由 　 　。 （3）稀有气体的发现是一个艰难的过程，下列是当代科学家分析的事实或现象，其中发现史中相关证据解释合理的有 　 　。 选项 事实或现象 证据解释 A 空气中稀有气体的含量很小 卡文迪许除去空气中O2、N2后，留下体积很小的小气泡 B 氦气可用作飞艇中的填充气体 莱姆赛用钇铀矿放在硫酸中加热得到不燃烧也不支持燃烧，且密度很小的氦气 C 氪气、氖气和氙气的密度不同 莱姆赛用蒸馏法从液态空气中分离出氪气、氖气和氙气三种气体 9．（2023•滨江区一模）用如图装置进行实验。下列现象能证明空气中O2的含量的是（　　） A．红磷燃烧，产生白烟 B．瓶中液面先下降，后上升 C．瓶中液面最终上升至1处 D．水槽中液面下降 10．（2023•拱墅区校级一模）如图1所示装置可用于测定空气中氧气的含量，其中与集气瓶相连的压强传感器等电子设备能将集气瓶内气体压强精确地记录并保存下来。图2、图3是用该装置测得的红磷和木炭分别在集气瓶中燃烧的压强﹣时间关系图（该装置气密性良好，p0是集气瓶内初始气压，p和p′分别是反应结束后恢复到室温时集气瓶内的气压）。下列说法正确的是（　　） A．由图2可推出空气中氧气的含量 B．燃烧匙内红磷过量，测得氧气含量会偏低 C．p′＝p0是因为最后氧气不足，木炭燃烧生成了一氧化碳 D．开始时集气瓶中压强瞬间变大，是反应时化学能增加引起温度上造成的 11．（2023•富阳区校级模拟）拉瓦锡曾将少量汞放在密闭容器里，加热十二天后，部分液态汞变成了红色氧化汞粉末，容器里空气体积减少了约。另将红色粉末加强热，得到汞和一种气体，该气体的体积恰好等于原来密闭容器里减少的空气体积。由上述实验得出的说法不正确的（　　） A．证明空气是一种混合物 B．证明了空气中氧气约占总体积的 C．通过改变反应条件可使某些反应向反方向进行 D．证明氮气不能供给呼吸，也不能支持燃烧 12．（2023•仙居县二模）如图为空气各成分体积分数示意图，则甲代表的是（　　） A．二氧化碳 B．氧气 C．水蒸气 D．稀有气体 13．（2023•上虞区一模）为测定空气中氧气的含量，某同学将教材实验进行改进，改进后的实验装置如图所示，（部分夹持装置已忽略），实验时引燃红磷后便熄灭酒精灯。下列有关改进实验的说法不正确的是（　　） A．红磷燃烧的化学方程式可以表示为：4P+5O22P2O5 B．待红磷熄灭并冷却至室温，打开弹簧夹，注射器活塞向右移动 C．实验结束后试管内气体的主要成分为氮气 D．改进后的装置能减少测量误差，且对环境更友好 14．（2023•丽水一模）空气是大家最为熟悉的物质，下图是对空气中氧气体积含量测定的实验装置图。 【经典赏析】法国化学家用图1装置测出空气中O2的体积分数约为20%。该实验选择汞的优点有 　 　（填字母）； A．加热时汞只与氧气反应，不与其他气体反应 B．反应生成的氧化汞是固态，几乎不影响装置内气体压强 C．汞常温下呈液态，便于形成液封，使玻璃钟罩内形成密闭空间 【实验回顾】图2用红磷测定空气中氧气含量，某实验小组用足量的红磷和气密性良好的此装置实验多次，测量结果取平均值，测出的氧气含量常常远低于21%，为此进行如下再探究。 【探究和分析】如图3装置，接通电源，用高压点火装置引燃红磷，利用传感器技术实时测定实验过程中装置内的压强、温度和氧气浓度，得到三条曲线，变化趋势如图4所示。X曲线表示压强变化趋势，Y曲线表示 　 　（选填“温度”或“氧气浓度”）变化趋势；结合 Y、Z两条曲线综合分析，X曲线中AB段压强变化的原因是 　 　。 【探究结论】图2实验中O2含量偏低的原因是红磷不能把氧气耗尽。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题03 空气与氧气 目录 考点聚焦：核心考点+高考考点，有的放矢 重点速记：知识点和关键点梳理，查漏补缺 难点强化：难点内容标注与讲解，能力提升 学以致用：真题感知+提升专练，全面突破 核心考点聚焦 1、空气的成分及用途 2、空气组成的测定 3、氧气与碳、磷、硫、铁等物质的反应现象 4、氧气的物理、化学性质 5、氧气的检验和验满 6、氧气的收集方法 7、化合反应与分解反应 中考考点聚焦 常考考点 真题举例 空气组成的测定；氧气与碳、磷、硫、铁等物质的反应现象 2023·杭州·中考真题 空气组成的测定 2023·台州·中考真题 氧气的检验和验满 2022·湖州·中考真题 空气组成的测定 2022·温州·中考真题 氧气的物理性质 2021·宁波·中考真题 空气组成的测定 2021·丽水·中考真题 考点 1 空气的成分与用途 1. 空气的组成、用途 氮气 78% 稀有气体 0.93% 氧气 21% 空气的成分 水蒸气等其他气体和杂质 0.03% 二氧化碳 0.04% （1）氧气的用途： 提供呼吸（如：潜水、医疗、登山等）；支持燃烧（炼钢、气焊、气割、宇航） （2）氮气的用途： 冷冻剂；灯泡充氮；食品防腐； 制硝酸和氮肥等。 （3）稀有气体(氦、氖、氩、氪、氙等)用途： 保护气；不同色彩的电光源；激光超导技术；医疗冷冻麻醉等。 （4）二氧化碳的用途：植物光合作用原料，用作气体肥料；制汽水；干冰可用作制冷剂，人工降雨等。 2. 空气中成分确定 思考： 如何设计实验验证空气中含有二氧化碳、水蒸气？ 将燃着的木条分别置于一瓶空气和 一瓶氧气中，能观察到什么现象？得到什么结论？ 考点 2 空气中氧气含量的测定 1.空气中氧气含量测定实验 （1）实验药品：红磷 注： 药品选取使应满足能在空气中燃烧、不与空气中其他气体反应、反应后生成固体， 思考 为什么不用 S 、C 、Mg 、Fe 等物质作为实验药品？ 点燃 （2）实验原理：4P+5O2 = 2P2O5 利用红磷燃烧消集气瓶中的氧气，使集气瓶内压强减小，打开止水夹后，在外界大气压的作 用下， 水被压入集气瓶中，进入集气瓶的水的体积，即为被消耗的氧气的体积。 （3）实验装置 （4）实验步骤 ①实验开始前， 检查装置气密性，操作： 按图连接装置， 打开弹簧夹， 用手或热毛巾捂住集 气瓶， 观察插入水中的导管口有气泡冒出，松手后上升一段液柱， 说明气密性良好。 ②先在集气瓶中加入少量水，再把剩余的容积分成五等份，做上记号。 ③点燃燃烧匙内的红磷， 立即塞紧瓶塞。 ④火焰熄灭后， 振荡集气瓶，等装置冷却到室温后，打开导管上的弹簧夹。 （5）实验现象 ①红磷燃烧时： 产生大量白烟。 ②装置冷却后， 打开弹簧夹，水沿导管进入集气瓶中，约占集气瓶内原空气体积的 1/5。 （6）实验结论 ①空气中氧气的体积约占总体积的 1/5 ②空气是一种混合物 ③反应结束后，集气瓶中剩余气体的主要成分为氮气，体积约占集气瓶中原空气体积的 4/5， 其性质不燃烧也不支持燃烧、剩余气体难溶于水。 （7）实验注意 ①火焰熄灭后振荡集气瓶，其目的是使生成的 P2O5 充分溶解在水中，P2O5 是一种有毒物质， 会污染空气。 ②研究证明，当氧气含量降到一定程度后，红磷不再燃烧，并不能将空气中氧气耗尽， 误差 较大。 考点 3 空气的污染与防治 1. 空气污染：污染物进入空气中超过了空气的自净能力，危害人体健康和环境，就构成空气 污染 2. 造成空气污染的原因 （1）自然因素：森林火灾、火山爆发（粉尘、二氧化硫、二氧化碳） （2）人为因素：工业废气、生活燃煤、汽车尾气 3. 常见污染物（计入空气质量指数 AQI）：二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、臭氧（低空）、 颗粒物（PM2.5） 注：空气中二氧化碳浓度过高会导致温室效应，但二氧化碳不属于空气污染物； 二氧化碳浓 度高， 溶于水形成的碳酸就越多，海水的酸度就越高。 4. 防治措施 （1）减少污染物排放量 （2）合理规划工业区和非工业区 （3）加大植树造林的力度 考点 4 氧气的性质 1. 物理性质：密度略大于空气的密度。 不易溶于水（30ml/1L 水）。气态的氧是无色无味的， 液态氧和固态氧是淡蓝色的。 2. 化学性质：氧气化学性质比较活泼。氧气具有助燃性和氧化性。 可用氧气的助燃性来检验氧气：把一根带火星的木条伸入集气瓶中，如果带火星的木条复燃，则证明是氧气。 3. 探究实验 （1）木炭燃烧实验： 【实验操作】用坩埚钳夹取一小块木炭，在酒精灯上加热到发红，插入到盛有集气瓶的氧气 中（由瓶口向下缓慢插入），观察木炭在氧气里燃烧的现象。燃烧停止后，取出坩埚钳，向 集气瓶中加入少量澄清的石灰水，振荡， 观察现象。 【实验现象】木炭在空气中燃烧时持续红热， 无烟无焰； 在氧气中燃烧更旺，发出白光。向 集气瓶中加入少量澄清的石灰水后， 澄清的石灰水变浑浊。 点燃 【化学方程式】C+O2 = CO2 【注意事项】木炭应该由上向下缓慢伸进盛有氧气的集气瓶中，原因：为了保证有充足的氧 气支持木炭燃烧，防止木炭燃烧生成的二氧化碳使木炭熄灭， 确保实验成功。 （2）硫燃烧实验： 【实验操作】在燃烧匙里放少量硫，在酒精灯上点燃， 然后把盛有燃着硫的燃烧匙由上向下 缓慢伸进盛有氧气的集气瓶中， 分别观察硫在空气中和在氧气中燃烧的现象。 【实验现象】硫在空气中燃烧发出淡蓝色火焰，在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰。生成有刺激 性气味的气体。 点燃 【化学方程式】S+ O2 = SO2 【注意事项】在集气瓶中加入少量的氢氧化钠溶液，可以吸收有毒的二氧化硫， 防止造成空气污染。 （3）细铁丝在氧气中燃烧的实验： 【实验操作】把光亮的细铁丝盘成螺旋状，下端系一根火柴，点燃火柴，待火柴快燃尽时， 由上向下缓慢插入盛有氧气的集气瓶中（集气瓶底部要先放少量水或铺一薄层细沙）。 【实验现象】细铁丝在氧气中剧烈燃烧， 火星四射，生成一种黑色固体。 点燃 【化学方程式】3Fe+2O2 = Fe3O4 【注意事项】 ① 用砂纸把细铁丝磨成光亮的银白色，是为了除去细铁丝表面的杂质。 ② 将细铁丝盘成螺旋状，是为了增大细铁丝与氧气的接触面积。 ③ 把细铁丝绕在火柴上，是为了引燃细铁丝， 使细铁丝的温度达到着火点。 ④ 待火柴快燃尽时才缓慢插入盛有氧气的集气瓶中，是为了防止火柴燃烧时消耗氧气，保 证有充足的氧气与细铁丝反应。 ⑤ 由上向下缓慢伸进盛有氧气的集气瓶中是为了防止细铁丝燃烧时放热使氧气从集气瓶口 逸出， 保证有充足的氧气与细铁丝反应。 （4）其他物质与氧气的反应 物质 反应现象 化学方程式（表达式） 磷 产生大量白烟、放热 点燃 4P+5O2 = 2P2O5 氢气 ① 纯净的氢气在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰② 放热、 生成能使无水硫酸铜变蓝的液体 点燃 2H2+O2 = 2H2O 铜 红色的固体逐渐变成黑色 加热 2Cu+O2 = 2CuO 一氧化碳 产生蓝色火焰，放热， 生成能使澄清石灰水变浑浊的气体 点燃 2CO+O2 = 2CO2 甲烷 产生明亮的蓝色火焰，放热， 产生能使无水硫酸铜变蓝的 液体， 生成能使澄清石灰水变浑浊的气体 点燃 CH4+2O2 = CO2+2H2O 蜡烛 火焰发出白光， 放热，产生能使无水硫酸铜变蓝的液体， 生成能使澄清石灰水变浑浊的气体 点燃 石蜡＋氧气 = 水＋二氧化碳 考点 5 氧化和燃烧 1. 氧化反应 定义： 物质和氧发生的化学反应称为氧化反应。 思考： 两个现象的共同点 ：铁丝在氧气中燃烧、铁丝在潮湿空气中生锈 2. 燃烧的条件 （1）实验 1：分别将木棒和玻璃棒接触酒精灯火焰，观察现象。木棒燃烧而玻璃棒不燃烧— —燃烧需要有可燃物 （2）实验 2：点燃两支相同的蜡烛， A 在空气中，将杯口涂有凡士林的玻璃杯倒扣在蜡烛 B 上，观察现象。A 蜡烛在空气中正常燃烧，B 蜡烛燃烧一段时间后熄灭——燃烧需要助燃剂， 一般助燃剂为氧气。 （3）实验 3：将一根火柴这段，分成火柴头和火柴梗两部分，放在铜片上，用酒精灯加热铜 片下方， 观察现象。火柴头先燃烧，火柴梗后燃烧——燃烧需要温度达到可燃物的着火点。 注：物质燃烧所需达到的最低温度叫着火点，是物质本身的固有属性，不同物质着火点不同。 物质 白磷 红磷 木材 木炭 无烟煤 着火点(℃) 40 240 250-330 320-370 700-750 （4）实验改进 以上三种实验装置均可以直接探究可燃物燃烧需要满足的两个条件。 （5）总结： ①燃烧需要三个条件：可燃物；助燃剂（空气或氧气）；达到燃烧所需的最低温度（着火点）。 ②燃烧的剧烈程度相关因素：可燃物自身的性质； 可燃物与氧气的接触面积；氧气的浓 3. 灭火的基本原理和方法 （1）原理：破坏燃烧三要素的任一条件即可。 （2）方法： ①清除可燃物或将可燃物与其它物质隔离； ②隔绝空气（或氧气）； ③使可燃 物的温度降低到着火点下。 （3）几种常用灭火器的使用 ①泡沫灭火剂适用于木材、棉花等一般的火灾； ②干粉灭火剂适用于一般火灾及油、气的燃烧引起的火灾； ③二氧化碳灭火剂灭火时不会留下任何痕迹，对物体没有损坏，适用于图书档案、贵重设备、精密仪器的火灾 注：有些金属着火时，不能用二氧化碳灭火剂。比方说镁，可以在二氧化碳中燃烧。 （4）火灾的自救措施 ①保持镇定，了解火源的准确位置， 然后拨打“119”报警求助。 ②如果火势扩散，应尽快通知家人和邻居设法离开现场， 沿途要关上大门， 以降低火势及 烟雾蔓延的速度，同时切勿乘电梯或升降梯， 以免停电被困。 ③如果无法离开火灾现场，应采取下列措施： a.室内浓烟密布时，应伏在地上爬行同时用湿 毛巾掩盖口鼻 b.用湿毛巾等物品塞住门和窗户的缝隙， 以免浓烟扩散 c.打开窗户，在窗前呼 救。 注：燃气泄漏：应关闭气阀并开窗通风， 不能立即开灯、开排气扇或用明火检查。 4. 爆炸 （1）爆炸的概念： 可燃物在有限的空间内，如果发生急速的燃烧，短时间聚积大量的热，使气体的体积迅速膨胀， 就会引起爆炸。 （2）爆炸极限：可燃气体与空气形成混合气体，遇明火发生爆炸的浓度范围。 （3）与爆炸有关标识 ①一切可燃性气体、液体或粉尘，在空气中达到爆炸极限遇到明火就易发生爆炸， 因此家用煤气一旦泄漏，千万不要开动电器开关，以免发生爆炸。②从爆炸产生的 原因来看， 某些是物理变化（如：气球爆炸， 轮胎爆炸等），某些是化学变化（如 氢气球爆炸，炸药爆炸等）。 5. 化学反应中的能量变化 （1）实验 1：将一段镁条放入试管中，加入少量稀盐酸， 用手触摸试管外壁。 容器外壁温度升高，是 放热反应。方程式：Mg+2HCl=MgCl2+H2 ↑ （2）实验 2：用研钵将氢氧化钡晶体磨成粉末，倒入一小烧杯中，在一玻璃片上撒少量水， 将烧杯放置在玻璃片上， 再向小烧杯中加入氯化铵晶体，用玻璃棒迅速搅拌后静置一会，提 起烧杯观察现象。烧杯与玻璃片粘 在一起， 外壁温度降低，是 吸热反应。 （3）总结：化学反应在生成新物质的同时，伴有能量变化，通常表现为吸收或放出热量。 考点 6 化合反应与分解反应 1. 参加反应的物质有两种或两种以上，生成的物质 只有一种，我们把这种反应称为化合反 应，特点是“多变一”，如硫在氧气中燃烧的反应。 2. 参加反应的物质只有一种， 生成的物质有两种或两种以上，我们把这种反应称为分解反 应，特点是“一变多”，如高锰酸钾制氧气的反应。 难点一：空气中氧气含量测定实验的误差分析和实验改进理解不清。 1、实验误差分析 误差 产生原因 实验结果小于 1/5 ①红磷的量不足 ②装置漏气、使外界空气进入集气瓶 ③集气瓶没有冷却到室温就打开弹簧夹 ④实验前导管没有充满水，其内有少量空 气 实验结果大于 1/5 ①没有夹紧弹簧夹， 红磷燃烧时气体膨胀 沿导管溢出 ②燃烧匙伸入过慢， 装置内气体受热溢出 2、 实验改进 基于上述提出的实验分析，对实验进行改进。思路：封闭装置中点燃、测量方法改进 （1）改变点燃红磷的方法 （2）改用白磷作为实验药品 白磷着火点低， 更容易在点燃方式上进行改进 加热 （3）用铜作为耗氧剂（2Cu+O2 = 2CuO） ①连接装置，并检査装置的气密性。 ②将一支硬质玻璃管注满水(两端用橡胶塞封住)，然后打开上端橡胶塞，将水倒入量筒中， 记录体积。 ③在另一支相同规格的干燥的硬质玻璃管中装入铜粉，其中一端用气球密封， 一端连接注射 器。移动注射器活塞，在注射器中留下一定体积的气体，记录体积后与硬质玻璃管另一端密 封连接。根据酒精灯的高度，将玻璃管固定在铁架台上。 ④用酒精灯在铜粉部位加热，加热时不断推拉注射器。 ⑤停止加热后， 待玻璃管冷却至室温，将气球内的气体全部挤出。待注射器活塞稳定后，记 录注射器中气体的体积。 （4）用 “ 暖宝宝” 中的发热剂（铁粉、碳粉等） 或铁粉，原理为铁生锈 难点二：燃烧、爆炸、缓慢氧化和自燃的关系掌握不够清楚。 燃烧、爆炸、缓慢氧化和自燃的关系 燃烧 爆炸 缓慢氧化 自燃 区别 反应条件 跟氧气接触， 温度达到着火点 在有限的空间里急速燃烧，热量来不及散失 跟氧气接触， 温度没有达到着火点 跟氧气接触， 热量不散失， 温度逐渐达 到着火点 反应程度 剧烈 异常剧烈 缓慢 由缓慢转为剧烈 反应现象 发光发热 爆炸 不太明显 由不太明显 到发光发热 联系 本质都是氧化反应， 都会放出热量 真题感知 1．（2023•杭州）小金利用如图甲所示装置（气密性良好）和试剂测定空气中氧气含量，集气瓶中空气的体积为200mL，氧气传感器测得集气瓶内氧气的体积分数变化曲线如图乙所示。 （1）实验开始时，用酒精灯加热粗铜丝，其目的是 　引燃白磷　。 （2）反应开始到止水夹打开前，集气瓶内可观察到的现象是 　白磷燃烧，产生白烟，放热　。 （3）小金提出“倒吸入集气瓶中水的体积除以200mL等于空气中氧气的含量”。据图乙分析，此说法 　错误　（选填“正确”或“错误”），说明理由：　白磷不能把集气瓶中的氧气耗尽　。 【答案】（1）引燃白磷。 （2）白磷燃烧，产生白烟，放热。 （3）错误；白磷不能把集气瓶中的氧气耗尽。 【解答】解：（1）实验开始时，用酒精灯加热粗铜丝，其目的是引燃白磷。 故答案为：引燃白磷。 （2）反应开始到止水夹打开前，集气瓶内可观察到的现象是白磷燃烧，产生白烟，放热。 故答案为：白磷燃烧，产生白烟，放热。 （3）据图乙分析，此说法错误，是因为白磷不能把集气瓶中的氧气耗尽。 故答案为：错误；白磷不能把集气瓶中的氧气耗尽。 2．（2023•台州）将燃烧的蜡烛放入图甲装置中，一段时间后，蜡烛会慢慢熄灭。兴趣小组探究其原因的过程如下（气体的含量用体积分数表示）。 （1）甲同学认为，蜡烛熄灭是装置内的氧气被消耗完了。他设计了图乙的实验装置，待蜡烛熄灭后，用凸透镜聚焦太阳光使白磷的温度达到着火点，观察到 　白磷燃烧　现象，从而否定了自己的猜想。他重新实验，测得蜡烛燃烧过程中烛焰附近的二氧化碳含量从0.04%上升到7.4%，氧气含量从21%下降到13.8%。 （2）甲同学又认为可能是二氧化碳含量过高导致蜡烛熄灭。乙同学不赞同，他改变图甲装置中的气体成分，只进行了一次实验，就否定了甲同学的观点。则乙同学进行的实验是 　A　。 实验 氧气含量 二氧化碳含量 蜡烛能否燃烧 A 21% 8.4% 能 B 21% 3.4% 能 C 12.8% 3.4% 不能 （3）还有一种观点：随着蜡烛的燃烧，氧气含量下降，产热速度变慢；当产热量小于散热量，烛芯的温度下降至着火点以下，蜡烛熄灭。如果该观点正确，将图甲装置置于温度更低的环境中实验，则测得烛焰附近的氧气含量最小值会如何变化？并解释原因。 【答案】（1）白磷燃烧； （2）A； （3）大于13.8%（或变大）；低温环境中，烛焰散热快，降温快，为了维持蜡烛燃烧，需要增加产热，所以需要浓度更高的氧气。 【解答】解：（1）根据题文信息可知，蜡烛熄灭后还含有氧气，用凸透镜聚焦太阳光使白磷的温度达到着火点，若猜想错误，则会观察到白磷燃烧； （2）根据测得蜡烛燃烧过程中烛焰附近的二氧化碳含量从0.04%上升到7.4%，氧气含量从21%下降到13.8%，选择A方案即可： （3）分析实验过程和数据可知，低温环境中，烛焰散热快，降温快，为了维持蜡烛燃烧，需要增加产热，所以需要浓度更高的氧气，因此氧气的含量应大于13.8%（或变大）。 故答案为：（1）白磷燃烧； （2）A； （3）大于13.8%（或变大）；低温环境中，烛焰散热快，降温快，为了维持蜡烛燃烧，需要增加产热，所以需要浓度更高的氧气。 3．（2022•湖州）洗衣机槽清洁剂的主要成分是过碳酸钠（Na2CO4），过碳酸钠是一种白色晶体，溶于水时会与水反应生成碳酸钠和过氧化氢（化学方程式为：）。现取少许过碳酸钠晶体，加入水形成溶液。 （1）取少量二氧化锰加入试管中，再加入适量该溶液，观察到有气泡产生，为了检验该气体，可用 　带火星的木条　。 （2）待不再产生气泡时，得到的溶液呈 　碱性　（选填“酸性”或“中性”或“碱性”）。 （3）生成的碳酸钠中碳元素的化合价为 　+4　。 【答案】（1）带火星的木条； （2）碱性； （3）+4。 【解答】解：（1）过碳酸钠是一种白色晶体，溶于水时会与水反应生成碳酸钠和过氧化氢，取少量二氧化锰加入试管中，再加入适量该溶液，观察到有气泡产生，是因为过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，为了检验该气体，可用带火星的木条。 （2）过碳酸钠是一种白色晶体，溶于水时会与水反应生成碳酸钠和过氧化氢，待不再产生气泡时，得到的溶液是碳酸钠溶液，显碱性。 （3）在化合物中钠元素显+1价，氧元素一般显﹣2价，设碳元素的化合价是x，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可得：（+1）×2+x+（﹣2）×3＝0，则x＝+4价。 故答案为：（1）带火星的木条； （2）碱性； （3）+4。 4．（2022•温州）小明认为教室内空气中氧气含量比室外低，于是想用红磷测定教室内空气中氧气的体积分数。老师告诉他，足量的红磷燃烧并不能耗尽空气中的氧气，建议用一氧化氮气体代替红磷进行实验。 在老师的指导下，小明进行如图所示实验：用注射器获取V1毫升教室内的空气，通过导管缓缓地全部推入量筒，与量筒内足量的V2毫升一氧化氮气体混合，待充分反应后，读出量筒中剩余气体体积为V3毫升。 说明：①V1、V2、V3都是在与教室气温、气压相同的状态下测得。 ②一氧化氮难溶于水，也不与水反应。 ③同温同压下，在氢氧化钠溶液参与下，4体积一氧化氮与3体积氧气恰好完全反应，且产物能完全被溶液吸收。 （1）小明用气密性良好的注射器，获取V1毫升教室内空气的具体操作是 　在教室外，将注射器活塞推到底，将注射器拿到教室，再拉动活塞至刻度为V1毫升处并密封　。 （2）实验测得教室内空气中氧气的体积分数为 　×100%　。（用V1、V2、V3表示） （3）小明提出，注射器内空气中的二氧化碳也会被氢氧化钠溶液吸收，从而影响实验结果。但老师指出，相比空气中的氧气含量，二氧化碳对实验结果的影响属于“次要因素”，不是“主要因素”，可忽略不计。还有许多科学实验中存在“主要因素”和“次要因素”，请再举一例并指明次要因素。 　在探究影响重力势能大小的因素实验中，空气阻力是次要因素（其它合理答案也给分）　 【答案】（1）在教室外，将注射器活塞推到底，将注射器拿到教室，再拉动活塞至刻度为V1毫升处并密封； （2）×100%； （3）在探究影响重力势能大小的因素实验中，空气阻力是次要因素（合理即可）。 【解答】解：（1）用气密性良好的注射器，获取V1毫升教室内空气的具体操作是在教室外，将注射器活塞推到底，将注射器拿到教室，再拉动活塞至刻度为V1毫升处并密封。 （2）用注射器获取V1毫升教室内的空气，通过导管缓缓地全部推入量筒，与量筒内足量的V2毫升一氧化氮气体混合，待充分反应后，读出量筒中剩余气体体积为V3毫升。则一共消耗一氧化氮和氧气体积为V1+V2﹣V3；由题干信息：同温同压下，在氢氧化钠溶液参与下，4体积一氧化氮与3体积氧气恰好完全反应，且产物能完全被溶液吸收，故氧气体积为（V1+V2﹣V3）；教室内空气中氧气的体积分数为×100%＝×100%； （3）在探究影响重力势能大小的因素实验中，空气阻力是次要因素（其它合理答案也给分）。 故答案为：（1）在教室外，将注射器活塞推到底，将注射器拿到教室，再拉动活塞至刻度为V1毫升处并密封； （2）×100%； （3）在探究影响重力势能大小的因素实验中，空气阻力是次要因素（合理即可）。 5．（2021•宁波）家庭医药箱里有一瓶标签缺损的医用双氧水，为测定其溶质质量分数，小宁设计了如图实验：在试管中放入一定量的二氧化锰，然后用注射器注入10mL该医用双氧水，直到试管中不再有气泡产生，通过测量量筒中水的体积就可以大致计算出双氧水质量分数。 （1）实验中用排水法测量氧气的体积是因为氧气具有 　不易溶于水　的性质。 （2）若俯视读得量筒中水的体积，则测得的双氧水质量分数将 　偏大　（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】（1）不易溶于水； （2）偏大。 【解答】解：（1）实验中用排水法测量氧气的体积是因为氧气具有不易溶于水的性质；故答案为：不易溶于水； （2）若俯视读得量筒中水的体积，则测得的双氧水质量分数将偏大，因为俯视读数，把水读多了，就是把氧气读多了，因此测得的双氧水质量分数将偏大；故答案为：偏大。 6．（2021•丽水）建构合理的思维模型，既能促进深度学习，又能提高思维品质。小科建构了“两组分混合物含量测定”的思维模型： 运用该模型对教材中“测定空气中氧气含量”的实验进行了再探究：忽略含量很低的其它物质，空气可以看成由氮气和氧气组成的两组分混合物。 【探究一】根据沸点低的组分先汽化的性质，测定混合物中某组分的含量。 （1）将空气转变为液态空气，液氮先汽化。从建模角度分析，该操作属于上述思维模型中的 　分离转移　； 【探究二】根据混合物中某组分发生化学反应，测定混合物中某组分的含量。 （2）按图甲装置测定空气中氧气含量时，止水夹最合理的打开时间是 　冷却到室温时　（填“反应刚结束时”或“冷却到室温时”）； 【交流评价】 （3）已知：在氧气不充足时，碳与氧气反应生成一氧化碳，一氧化碳不溶于水且不与碱反应。小科用足量木炭替换红磷，等体积氢氧化钠浓溶液替换集气瓶中的水，规范操作后，测得的氧气含量将 　偏小　（填“偏大”、“偏小”或“不变”）； 【继续探究】 （4）运用上述思维模型，小科又设计了图乙的实验装置，其“测定空气中氧气含量”的原理是 　铜和装置中的氧气反应，生成氧化铜固体，装置内的气体冷却到室温时注射器内减少的体积即为装置内氧气的体积，氧气的体积与反应前装置内的总体积之比即为氧气的含量　。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）将空气转变为液态空气，液氮的沸点低先汽化，从混合物中分离出来，并没有转化为新的物质，因此从建模角度分析，该操作属于上述思维模型中的分离转移；故填：分离转移； （2）为了使测量结果更准确，装置内的压强差最大，因此在步骤⑤中应等集气瓶冷却至室温后才打开止水夹；故填：冷却到室温时； （3）从题目中所给的信息，小科用足量木炭替换红磷，等体积氢氧化钠浓溶液替换集气瓶中的水，是通过碳与氧气反应生成二氧化碳，然后用氢氧化钠溶液吸收生成的二氧化碳，从而达到测定空气中氧气含量的目的，但木炭燃烧过程中随着反应的进行，氧气越来越少，在氧气不充足时，碳与氧气反应生成一氧化碳，一氧化碳不溶于水且不与碱反应，因此生成的气体不能被全部吸收，故测得的氧气含量将偏小；故填：偏小； （4）图乙装置中，测定空气中氧气含量的原理是铜和装置中的氧气反应，生成氧化铜固体，装置内的气体冷却到室温时注射器内减少的体积即为装置内氧气的体积，氧气的体积与反应前装置内的总体积之比即为氧气的含量；故填：铜和装置中的氧气反应，生成氧化铜固体，装置内的气体冷却到室温时注射器内减少的体积即为装置内氧气的体积，氧气的体积与反应前装置内的总体积之比即为氧气的含量。 提升专练 1．（2024•瓯海区一模）利用图1装置测定空气中氧气的含量，用压强传感器测定的压强随时间的变化情况如图2所示。下列分析不正确的是（　　） A．实验前图1瓶中装水的主要作用是吸热并吸收五氧化二磷 B．图1中表明氧气含量的现象是瓶中水面上升至1左右 C．图2中a点到b点是由于反应产热使瓶内压强增大 D．图2中b点对应的操作是打开弹簧夹 【答案】D 【解答】解：A、图1瓶中水的作用是有利于容器内温度的降低，节约了实验的时间，同时能吸收生成的五氧化二磷，防止污染空气，故选项说法正确。 B、图1中表明氧气含量的现象是瓶中水面上升至1处，故选项说法正确。 C、图2中a点到b点是红磷燃烧放出了大量的热，使瓶内压强增大，故选项说法正确。 D、图2中c点对应的操作是打开弹簧夹，水进入集气瓶，气压恢复至常压，不是b点，故选项说法错误。 故选：D。 2．（2024•西湖区一模）铁丝在氧气中可以剧烈燃烧，但在空气中很难燃烧，其主要影响因素是（　　） A．反应温度 B．氧气浓度 C．催化剂 D．铁丝质量 【答案】B 【解答】解：铁丝在氧气中可以剧烈燃烧，但在空气中很难燃烧，空气中氧气的浓度比氧气中低，则主要影响因素是氧气浓度。 故选：B。 3．（2024•衢州一模）如图是小科学习了氧气相关知识后整理的思维导图。下列有关氧气的叙述不正确的是（　　） A．氧原子核内有8个质子 B．保持氧气的化学性质的微粒是 C．氧气不易溶于水，可用排水法收集 D．氧气具有氧化性决定其能供给呼吸 【答案】B 【解答】解：A、氧原子核内有8个质子，故选项说法正确。 B、氧气是由氧分子构成的，保持氧气的化学性质的微粒是氧分子，表示氧原子，则其微观图示为，故选项说法错误。 C、氧气不易溶于水，可用排水法收集，故选项说法正确。 D、物质的性质决定物质的用途，氧气具有氧化性决定其能供给呼吸，故选项说法正确。 故选：B。 4．（2024•绍兴模拟）小敏准备在实验室里制取一定量的氧气，用于做细铁丝在纯氧中燃烧的实验。根据要求回答下列问题： （1）图甲是制取氧气的发生装置，点燃酒精灯后，需在试管底部来回移动酒精灯，目的是 　预热　。 （2）图乙氧气收集装置的不足之处是 　导管未伸到集气瓶底部　。 （3）小敏改进实验装置后，收集了一瓶氧气，准备完成细铁丝燃烧实验，如图丙。点燃系在螺旋状细铁丝底端的火柴后，接下去的操作是等到火柴 　快燃尽　（选填“燃得最旺”或“快燃尽”）时将铁丝伸入集气瓶内。 【答案】（1）预热； （2）导管未伸到集气瓶底部； （3）快燃尽。 【解答】解：（1）图甲是制取氧气的发生装置，点燃酒精灯后，需在试管底部来回移动酒精灯，目的是预热，防止受热不均使试管炸裂。 （2）图乙氧气收集装置的不足之处是导管未伸到集气瓶底部，会导致收集的氧气中混有大量空气。 （3）小敏改进实验装置后，收集了一瓶氧气，准备完成细铁丝燃烧实验，如图丙。点燃系在螺旋状细铁丝底端的火柴后，接下去的操作是等到火柴快燃尽时将铁丝伸入集气瓶内，这样既能确保铁丝被点燃，又不过多消耗氧气。 故答案为： （1）预热； （2）导管未伸到集气瓶底部； （3）快燃尽。 5．（2024•北仑区一模）利用图甲所示的教材装置测量空气中氧气的体积分数，选用红磷作为药品是最佳选择吗？某兴趣小组设计并开展了如下实验： ①准备如图乙的玻璃容器，顶部用密封盖密封后，将该容器浸没在水中。 ②将氧气传感器（能实时显示容器内氧气的体积分数）固定在容器内壁，并装入足量的红磷。 ③用激光笔点燃红磷，红磷剧烈燃烧，观察并记录氧气传感器所显示的氧气体积分数的变化情况。 ④用白磷替换红磷重复上步骤①～③。 ⑤换用食品脱氧剂（可以直接与氧气反应，无需点燃的物质）重复上述步骤①～③。 根据实验数据，分别绘制三种物质氧化时容器内氧气体积分数随时间的变化情况，如图丙所示。 （1）步骤①中将玻璃容器浸没水中的目的是 　检查装置的气密性　。 （2）装置甲中150毫升集气瓶中装入的水，量筒内装有50毫升水，根据图丙的实验数据，用红磷做实验，理论上实验结束后量筒内剩余的水为 　33.2　毫升。 （3）根据该兴趣小组的实验结果，用图甲装置测量空气中氧气的体积分数，你会选用哪种药品，并说明理由：　食品脱氧剂，因为其能耗尽密闭容器内的氧气且不需要点燃或白磷，因其耗时最短或红磷，因其着火点、燃烧时间较适宜　。 【答案】（1）检查装置的气密性； （2）33.2； （3）食品脱氧剂，因为其能耗尽密闭容器内的氧气且不需要点燃或白磷，因其耗时最短或红磷，因其着火点、燃烧时间较适宜。 【解答】解：（1）步骤①中检查气密性时，将玻璃容器浸没水中，如果观察到容器内出现水或有气泡冒出，则说明气密性不好。 （2）装置甲内空气的体积为150mL×（1﹣）＝120mL，根据丙图可知，使用红磷最终消耗的氧气体积为120mL×（21%﹣7%）＝16.8mL，那么实验结束后量筒内剩余水的体积为50mL﹣16.8mL＝33.2mL； （3）根据该兴趣小组的实验结果，用图甲装置测量空气中氧气的体积分数，①我会选择食品脱氧剂，因为其能耗尽密闭容器内的氧气且不需要点燃，②我会选择白磷，因其耗时最短，③我会选择红磷，因其着火点、燃烧时间较适宜。 故答案为：（1）检查装置的气密性； （2）33.2； （3）食品脱氧剂，因为其能耗尽密闭容器内的氧气且不需要点燃或白磷，因其耗时最短或红磷，因其着火点、燃烧时间较适宜。 6．（2024•丽水一模）某科学兴趣小组的同学进行了“测定空气中氧气含量”的实验。 （1）实验步骤：①将仪器按图甲装置连接好，检查气密性； ②加入药品，将装置连接固定； ③打开止水夹a和b，向Ⅰ中缓慢鼓入一定量空气，Ⅰ中水进入Ⅱ中，露出白磷后，关闭止水夹a和b，测得Ⅱ中水的体积为200mL； ④用凸透镜聚光引燃白磷，充分反应后，燃烧匙中的白磷有剩余； ⑤待装置冷却到室温，　打开止水夹b　（填实验操作），Ⅱ中水倒吸进入Ⅰ中，测得量筒中水的体积变为145mL； ⑥小科计算所测空气中氧气的体积分数为：，与实际值差距较大。经检查装置的气密性良好，则产生偏差的原因是 　待装置冷却到室温后，量筒读数时仰视读数（合理即可）　。 （2）图乙是实验装置内温度和压强的变化趋势。Y表示 　温度　变化曲线，曲线X中AB段变化的原因是 　白磷燃烧放出大量的热　。 【答案】（1）⑤打开止水夹b；⑥待装置冷却到室温后，量筒读数时仰视读数（合理即可）； （2）温度；白磷燃烧放出大量的热。 【解答】解：（1）⑤白磷燃烧消耗空气中的氧气生成五氧化二磷固体，装置中压强减小，待装置冷却到室温，打开止水夹b，Ⅱ中水倒吸进入Ⅰ中，测得量筒中水的体积变为145mL，倒吸入的水的体积即为氧气的体积。 ⑥小科计算所测空气中氧气的体积分数为27.5%，经检查装置的气密性良好，产生偏差的原因是待装置冷却到室温后，量筒读数时仰视读数，导致读数偏小（合理即可）。 （2）白磷燃烧放出大量的热，温度升高，压强增大；随着反应的进行氧气被消耗，温度逐渐恢复至室温，压强逐渐减小，最终压强一定比反应前小，Y表示温度变化曲线，曲线X中AB段变化的原因是白磷燃烧放出大量的热。 故答案为： （1）⑤打开止水夹b；⑥待装置冷却到室温后，量筒读数时仰视读数（合理即可）； （2）温度；白磷燃烧放出大量的热。 7．（2024•江北区校级一模）某兴趣小组的同学学习了空气中氧气含量的测定后，尝试着用暖宝宝贴中的材料进行空气中的氧气含量测定。于是查阅资料了解暖宝宝的成分如下： 并设计了如图所示的实验装置，其中集气瓶的容积为250mL，量筒中的水为100mL。 （1）实验原理；通过集气瓶内水的体积变化，测出与铁粉反应了的 　氧气　体积。 （2）充分反应并冷却后，打开弹簧夹，待量筒中的水停止流入集气瓶后，读得量筒内的水为57mL。假设参与反应的水忽略不计，则实验测得空气中氧气的体积分数为 　19.5%　（结果精确到0.1%）。 （3）实验测得的结果略小于理论值，原因可能是 　氧气未被完全消耗（或没有等冷却到室温就打开了弹簽夹等，合理即可）　。 【答案】（1）氧气； （2）19.5%； （3）氧气未被完全消耗（或 没有等冷却到室温就打开了弹簧夹等，合理即可）。 【解答】解：（1）铁生锈消耗氧气和水，该实验原理；通过集气瓶内水的体积变化，测出与铁粉反应了的氧气的体积； （2）充分反应并冷却后，打开弹簧夹，待量筒中的水停止流入集气瓶后，读得量筒内的水为57mL。假设参与反应的水忽略不计，则实验测得空气中氧气的体积分数为 ×100%≈19.5%； （3）实验测得的结果略小于理论值，可能是因为氧气未被完全消耗（或 没有等冷却到室温就打开了弹簧夹等，合理即可）。 故答案为：（1）氧气； （2）19.5%； （3）氧气未被完全消耗（或 没有等冷却到室温就打开了弹簧夹等，合理即可）。 8．（2024•吴兴区模拟）稀有气体的发现，科学家们经历了漫长的探究过程。 材料一：1785年，卡文迪许在测定空气组成时，除去空气中的O2、N2等气体后，发现最后总是留下一个体积很小的小气泡。 材料二：1892年，瑞利在测定氮气密度时发现，从空气中除去氧气、二氧化碳和水蒸气得到的氮气密度为1.2572克/升，而从氨气分解得到的氮气密度为1.2508克/升，两者相差0.0064克/升。重复实验，发现两者的密度总是维持这样的差值。瑞利对此展开探究，经反复试验，最终发现了氩气。 根据以上材料回答下列问题： （1）某同学使用如图所示装置来模拟卡文迪许的实验，将空气依次通过A、B、C、D等装置，最后在E装置中收集到少量气体，其中C装置的作用是 　除去空气中的氧气　。 （2）根据瑞利采用两种方法得到的氮气，其密度之间的微小差异是否来源于实验误差，请作出判断并说明理由 　不是，通过重复实验，两种方法得到的氮气密度总是维持相同的差值　。 （3）稀有气体的发现是一个艰难的过程，下列是当代科学家分析的事实或现象，其中发现史中相关证据解释合理的有 　AB　。 选项 事实或现象 证据解释 A 空气中稀有气体的含量很小 卡文迪许除去空气中O2、N2后，留下体积很小的小气泡 B 氦气可用作飞艇中的填充气体 莱姆赛用钇铀矿放在硫酸中加热得到不燃烧也不支持燃烧，且密度很小的氦气 C 氪气、氖气和氙气的密度不同 莱姆赛用蒸馏法从液态空气中分离出氪气、氖气和氙气三种气体 【答案】（1）除去空气中的氧气； （2）不是，通过重复实验，两种方法得到的氮气密度总是维持相同的差值； （3）AB。 【解答】解：（1）铜粉在加热条件下能与氧气反应生成氧化铜，故C装置的作用是除去空气中的氧气。 （2）由题意可知，重复实验，发现两者的密度总是维持这样的差值，则瑞利采用两种方法得到的氮气，其密度之间的微小差异不是来源于实验误差。 （3）A、卡文迪许在测定空气组成时，除去空气中的O2、N2等气体后，发现最后总是留下一个体积很小的小气泡，说明空气中稀有气体的含量很小。 B、莱姆赛用钇铀矿放在硫酸中加热得到不燃烧也不支持燃烧，且密度很小的氦气，由于氦气的密度小，则氦气可用作飞艇中的填充气体。 C、莱姆赛用蒸馏法从液态空气中分离出氪气、氖气和氙气三种气体，说明氪气、氖气和氙气三种气体的沸点不同，而不是密度不同。 故答案为： （1）除去空气中的氧气； （2）不是，通过重复实验，两种方法得到的氮气密度总是维持相同的差值； （3）AB。 9．（2023•滨江区一模）用如图装置进行实验。下列现象能证明空气中O2的含量的是（　　） A．红磷燃烧，产生白烟 B．瓶中液面先下降，后上升 C．瓶中液面最终上升至1处 D．水槽中液面下降 【答案】C 【解答】解：A、红磷在空气中燃烧，产生大量的白烟，但不能证明空气中O2的含量，故选项错误。 B、红磷在空气中燃烧，放出大量的热，使装置内空气受热膨胀，完全反应后，消耗装置内的氧气，装置内压强减小，故瓶中液面先下降，后上升；但不能证明空气中O2的含量，故选项错误。 C、瓶中液面最终上升至1处，说明氧气约占空气总体积的，能证明空气中O2的含量，故选项正确。 D、水槽中液面下降，不能证明空气中O2的含量，故选项错误。 故选：C。 10．（2023•拱墅区校级一模）如图1所示装置可用于测定空气中氧气的含量，其中与集气瓶相连的压强传感器等电子设备能将集气瓶内气体压强精确地记录并保存下来。图2、图3是用该装置测得的红磷和木炭分别在集气瓶中燃烧的压强﹣时间关系图（该装置气密性良好，p0是集气瓶内初始气压，p和p′分别是反应结束后恢复到室温时集气瓶内的气压）。下列说法正确的是（　　） A．由图2可推出空气中氧气的含量 B．燃烧匙内红磷过量，测得氧气含量会偏低 C．p′＝p0是因为最后氧气不足，木炭燃烧生成了一氧化碳 D．开始时集气瓶中压强瞬间变大，是反应时化学能增加引起温度上造成的 【答案】A 【解答】解：A、由图2可推出空气中氧气的含量，该选项正确。 B、燃烧匙内红磷过量，测得氧气含量正常，该选项不正确。 C、p′＝p0是因为木炭燃烧生成二氧化碳，该选项不正确。 D、开始时集气瓶中压强瞬间变大，是因为红磷燃烧放热，导致温度升高，气体膨胀，该选项不正确。 故选：A。 11．（2023•富阳区校级模拟）拉瓦锡曾将少量汞放在密闭容器里，加热十二天后，部分液态汞变成了红色氧化汞粉末，容器里空气体积减少了约。另将红色粉末加强热，得到汞和一种气体，该气体的体积恰好等于原来密闭容器里减少的空气体积。由上述实验得出的说法不正确的（　　） A．证明空气是一种混合物 B．证明了空气中氧气约占总体积的 C．通过改变反应条件可使某些反应向反方向进行 D．证明氮气不能供给呼吸，也不能支持燃烧 【答案】D 【解答】解：A、将少量汞放在密闭容器里，加热十二天后，部分液态汞变成了红色氧化汞粉末，容器里空气体积减少了约，另将红色粉末加强热，得到汞和一种气体，该气体的体积恰好等于原来密闭容器里减少的空气体积，说明空气中至少含有两种成分，证明空气是一种混合物，故选项说法正确。 B、汞放在密闭容器中加热，是与空气中的氧气反应，这时在密闭容器中减少的气体是氧气，证明了空气中氧气约占总体积的，故选项说法正确。 C、汞加热能生成氧化汞；将红色粉末加强热，得到汞和一种气体，该气体的体积恰好等于原来密闭容器里减少的空气体积，说明通过改变反应条件可使某些反应向反方向进行，故选项说法正确。 D、证明氮气可证明不能支持燃烧，但不能证明氮气不能供给呼吸，故选项说法错误。 故选：D。 12．（2023•仙居县二模）如图为空气各成分体积分数示意图，则甲代表的是（　　） A．二氧化碳 B．氧气 C．水蒸气 D．稀有气体 【答案】B 【解答】解：空气的成分按体积计算，大约是：氮气占78%、氧气占21%、稀有气体占0.94%、二氧化碳占0.03%、其它气体和杂质占0.03%，则甲代表的是氧气。 故选：B。 13．（2023•上虞区一模）为测定空气中氧气的含量，某同学将教材实验进行改进，改进后的实验装置如图所示，（部分夹持装置已忽略），实验时引燃红磷后便熄灭酒精灯。下列有关改进实验的说法不正确的是（　　） A．红磷燃烧的化学方程式可以表示为：4P+5O22P2O5 B．待红磷熄灭并冷却至室温，打开弹簧夹，注射器活塞向右移动 C．实验结束后试管内气体的主要成分为氮气 D．改进后的装置能减少测量误差，且对环境更友好 【答案】B 【解答】解：A、红磷燃烧的化学方程式可以表示为：4P+5O22P2O5，该选项正确。 B、待红磷熄灭并冷却至室温，打开弹簧夹，注射器活塞向左移动，该选项不正确。 C、实验结束后氧气消耗，试管内气体的主要成分为氮气，该选项正确。 D、改进后的装置防止了燃烧匙伸入集气瓶中时导致的部分气体受热膨胀逸出，实验结果更准确，同时防止了反应生成的五氧化二磷扩散到空气中污染环境，该选项正确。 故选：B。 14．（2023•丽水一模）空气是大家最为熟悉的物质，下图是对空气中氧气体积含量测定的实验装置图。 【经典赏析】法国化学家用图1装置测出空气中O2的体积分数约为20%。该实验选择汞的优点有 　ABC　（填字母）； A．加热时汞只与氧气反应，不与其他气体反应 B．反应生成的氧化汞是固态，几乎不影响装置内气体压强 C．汞常温下呈液态，便于形成液封，使玻璃钟罩内形成密闭空间 【实验回顾】图2用红磷测定空气中氧气含量，某实验小组用足量的红磷和气密性良好的此装置实验多次，测量结果取平均值，测出的氧气含量常常远低于21%，为此进行如下再探究。 【探究和分析】如图3装置，接通电源，用高压点火装置引燃红磷，利用传感器技术实时测定实验过程中装置内的压强、温度和氧气浓度，得到三条曲线，变化趋势如图4所示。X曲线表示压强变化趋势，Y曲线表示 　温度　（选填“温度”或“氧气浓度”）变化趋势；结合 Y、Z两条曲线综合分析，X曲线中AB段压强变化的原因是 　红磷燃烧放热导致的压强增大比消耗氧气导致的压强减小更明显　。 【探究结论】图2实验中O2含量偏低的原因是红磷不能把氧气耗尽。 【答案】【经典赏析】ABC； 【探究和分析】温度；红磷燃烧放热导致的压强增大比消耗氧气导致的压强减小更明显。 【解答】解：【经典赏析】A．加热时汞只与氧气反应，不与其他气体反应，说法正确； B．反应生成的氧化汞是固态，几乎不影响装置内气体压强，说法正确； C．汞常温下呈液态，便于形成液封，使玻璃钟罩内形成密闭空间，说法正确； 故答案为：ABC； 【探究和分析】X曲线表示压强变化趋势，Y曲线表示温度变化趋势；结合Y、Z两条曲线综合分析，图4中AB段压强变化的原因是红磷燃烧放热导致的压强增大比消耗氧气导致的压强减小更明显； 故答案为：温度；红磷燃烧放热导致的压强增大比消耗氧气导致的压强减小更明显。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$