空气中氧气含量的测定-初中化学微专题-重点实验专项

空气中氧气含量的测定（专项训练） 【基础练习】 1．如图，用燃烧白磷的方法测定空气中氧气的体积分数。集气瓶的容积为c毫升，实验前盛有a毫升水，实验结束后，集气瓶内水的体积为b毫升。下列说法错误的是    A．实验前应先检查装置的气密性 B．将玻璃棒换成玻璃管也能使实验成功 C．点燃白磷后，瓶内水面先下降后上升 D．该实验测得空气中氧气体积分数为： 2．用如图装置可验证空气中O2的含量。下列说法不正确的是    A．实验前需检查装置气密性 B．红磷燃烧产生大量白烟 C．红磷熄灭后应立即打开止水夹 D．集气瓶中水面最终上升至2处 3．小鲁同学使用红磷通过课本实验探究空气中氧气含量时，最不可能用到的仪器是 A．集气瓶   B．燃烧匙   C．玻璃棒   D．酒精灯   4．以下实验可用于测定空气中氧气的含量。注射器抽取了20mL空气。连接好装置进行如下图所示的实验。已知集气瓶内的容积为55mL(扣除内容物)。下列说法正确的是    A．加入的生石灰溶解放热引燃了白磷 B．氯化钠可替代生石灰 C．若注射器示数偏大，原因可能是没有冷却到室温就打开弹簧夹 D．实验结束后，打开弹簧夹，注射器中活塞前沿约停在11mL刻度处 5．如图是测定空气中氧气含量的实验装置(钟罩中的水面上的体积已经分为5等份，并标有刻度a、b、c、d)，请根据实验回答问题：    (1)该实验中红磷要足量的原因是 。 (2)可观察到的实验现象 。涉及化学反应的文字表达式是 。 (3)燃烧后钟罩内剩余的气体主要是 ，请结合实验推测该气体的性质。 物理性质： ；化学性质： 。 (4)集气瓶底部加水的作用： 。 【能力提升】 6．用如图装置测定空气中氧气含量，有关说法错误的是      A．取用的红磷必须足量 B．引燃红磷后，左管内液面先下降后上升，冷却后升至刻度1 C．该装置环保，所得结果更准确 D．该装置还能测得稀有气体的体积分数 7．某兴趣小组对“测定空气里氧气含量”的实验装置（图甲）进行改进。如图乙所示，在容积为55mL的试管中加入少量细沙，再加入过量白磷，将注射器的活塞置于20mL刻度处，连接好装置，夹紧弹簧夹，滴加适量水。冷却后打开弹簧夹，读数（装置气密性良好），下列说法中错误的是    A．利用图乙完成上述实验时，注射器的活塞最终移动到约9mL刻度处 B．图甲实验若红磷燃烧时弹簧夹未夹紧，则测得空气里氧气的体积分数大于 C．图乙实验若未使用弹簧夹，可观察到注射器的活塞先向右移动，后向左移动 D．图乙实验若未使用弹簧夹，实验前将活塞置于14mL刻度处，也可达到实验目的 8．如图所示装置也可用来测定空气中氧气的含量。对该实验认识不正确的是 A．红磷的量不足会影响实验结论 B．装置不漏气是实验成功的重要因素之一 C．将红磷改为碳也能得到正确的实验结论 D．钟罩内气体压强的减小会导致水面的上升 9．小明用如图所示装置测定空气中氧气的含量，实验过程如下：    第一步：按图1连接好装置； 第二步：_____； 第三步：在集气瓶内加少量水，并将水面上方的空间分为5等份，用弹簧夹夹紧胶皮管； 第四步：取红磷放入燃烧匙内，点燃后立即伸入集气瓶中，并把塞子塞紧； 第五步：待红磷熄灭并冷却至室温后，打开弹簧夹，观察现象。 回答下列问题 (1)红磷燃烧的现象为 ；打开弹簧夹后观察到的现象 。 (2)请补充第二步实验操作： ； (3)上面的实验同时证明了氮气有 的化学性质。 (4)实验完毕，若进入集气瓶中水的体积小于集气瓶中原空气总体积的1/5，你认为导致这一结果的原因可能是 ， (写两条)。 10．某校化学兴趣小组就空气中氧气的含量进行实验探究，请你参与。    【设计实验】第一小组同学共同设计了如下图的A、B两套装置。 (1)大家认为第一小组设计A的套装置合理的理由是 。（提示：观察燃烧匙伸入位置） (2)装置中红磷燃烧的文字表达式为 。 【改进实验】 (3)第二小组同学设计了C实验，较A装置比的优点是： 。 (4)实验后发现测定出的空气中氧气的体积分数低于五分之一，这可能是由哪几种原因引起的？ （写一点即可）。 (5)从实验现象分析可知氧气约占空气总体积的五分之一，本实验还体现了瓶中剩余气体具有 的化学性质。 11．同学们设计了如图所示的装置来测定空气中氧气含量。    (1)与教科书中的实验装置相比，该装置测得的数据更加精确，请说明两点理由。 ① ； ② 。 (2)为了保证该实验的正常进行，需要的注意事项有 （答一点即可） 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．B 【详解】A、实验前应先检查装置的气密性，以防止装置漏气，造成结果不准确，故选项说法正确； B、将玻璃棒换成玻璃管，与外界空气相通，不能使实验成功，故选项说法错误； C、点燃白磷后，白磷燃烧放出大量的热，使装置内气体受热膨胀，压强增大，瓶内水面下降，白磷反应后氧气被消耗，冷却至室温后，压强减小，瓶内水面又上升，故点燃白磷后，瓶内水面先下降后上升，故选项说法正确； D、集气瓶的容积为c毫升，实验前盛有a毫升水，实验结束后，集气瓶内水的体积为b毫升，则该实验测得空气中氧气体积分数为：，故选项说法正确； 故选：B。 2．C 【详解】A、实验前需要检查装置的气密性，防止装置漏气，导致测定结果偏小，不符合题意； B、红磷燃烧，产生大量白烟，放出热量，不符合题意； C、红磷熄灭后，应等冷却至室温后，打开止水夹，否则气体受热膨胀，占据了一定的体积，会导致测定结果偏小，符合题意； D、红磷燃烧，消耗氧气，待完全反应后，逐渐冷却至室温，由于消耗了氧气，装置内压强减小，故打开止水夹，烧杯中的水进入集气瓶，进入水的体积就是消耗氧气的体积，氧气约占空气体积的，故集气瓶中水面最终上升至2处，不符合题意。 故选C。 3．C 【详解】使用红磷探究空气中氧气含量实验时，需要将红磷放在燃烧匙上用酒精灯点燃伸入集气瓶中，故玻璃棒最不可能用到。 故选：C。 4．C 【详解】A.生石灰的作用是与水反应放出热量，而不是溶解放热，故选项说法错误； B.生石灰的作用是与水反应放出热量而氯化钠溶于水温度无明显变化，故选项说法错误； C.注射器的示数偏大说明进入集气瓶中气体偏少，未冷却至室温就打开弹簧夹气体膨胀，故选项说法正确； D.集气瓶容积为55mL，消耗氧气11mL，打开弹簧夹后活塞停在9mL，故选项说法错误。 【点睛】本题难度不大，掌握用燃烧法测定空气中氧气含量的实验原理、注意事项等是正确解答本题的关键。 5．(1)将集气瓶中的氧气完全消耗，使实验结果准确 (2) 发出黄色火焰，冒出大量白烟，放热 磷+氧气五氧化二磷 (3) 氮气 无色气体，不溶于水 不支持燃烧，不能与红磷反应或与水反应 (4)吸热降温，吸收五氧化二磷，防止污染空气 【详解】（1）红磷过量，将集气瓶中的氧气完全消耗，使实验结果准确。 （2）磷与氧气在点燃条件下反应生成五氧化二磷，观察的现象是：发出黄色火焰，冒出大量白烟，放热，反应的文字表达式为：磷+氧气五氧化二磷。 （3）空气主要由氧气和氮气组成，红磷燃烧消耗氧气，故燃烧后钟罩内剩余的气体主要是氮气。水进入瓶内占五分之一，不再继续进入说明氮气的物理性质：无色气体，不溶于水；化学性质：不支持燃烧，不能与红磷反应或与水反应。 （4）集气瓶底部加水的作用是：吸热降温，吸收五氧化二磷，防止污染空气。 6．D 【详解】A、取用的红磷必须足量，才能将装置内氧气耗尽，否则会导致实验结果偏小，不符合题意； B、引燃红磷后，红磷燃烧，放出大量的热，装置内气体受热膨胀，压强增大，左管内液面下降，待完全反应后，逐渐冷却至室温，由于消耗了氧气，装置内压强减小，故左管内液面上升，氧气约占空气体积的，故冷却后升至刻度1，不符合题意； C、该装置在密闭容器中进行，反应生成的五氧化二磷不会逸出，比较环保，且避免了盛有点燃红磷的燃烧匙伸入集气瓶中时，气体的受热膨胀逸出，误差小，不符合题意； D、该装置是通过红磷燃烧消耗氧气，测定空气中氧气的含量，无法测得稀有气体的体积分数，符合题意。 故选D。 7．D 【详解】A、图乙中将注射器的活塞置于20mL刻度处，连接好装置，夹紧弹簧夹，滴加水，生石灰与水反应放出大量的热，可以引燃白磷，白磷燃烧消耗空气中的氧气， 55mL×=11mL ，冷却后打开弹簧夹，读数在20mL-11mL=9mL处，故注射器的活塞最终移动到约9mL刻度处，故A说法正确； B、图甲实验若红磷燃烧时弹簧夹未夹紧，集气瓶内空气受热膨胀逸出，导致进入水的体积偏大，故则测得空气里氧气的体积分数大于五分之一，故B说法正确； C、图乙实验若未使用弹簧夹，由于白磷燃烧，放出大量热，温度升高，压强增大，所以活塞先向右移动，然后由于白磷燃烧消耗了氧气，导致压强减小，又可观察到注射器的活塞向左移动，故C说法正确； D、图乙实验若未使用弹簧夹，实验前将活塞置于14mL刻度处，空气的体积为55mL+14ml=69mL，所以消耗氧气的体积为69mL× =13.8mL，数据太，不能达到实验目的，故D说法错误； 故选D。 8．C 【详解】A、红磷的量不足时，它所消耗的氧气也就不完全；导致空气中氧气的含量测定结果偏小，会影响了实验结论，该选项说法正确； B、装置不漏气是才能保证该实验是在一个密闭的环境中进行的，才能使实验更加准确，该选项说法正确； C、如果将红磷改为碳来进行空气中氧气的含量测定实验的话，由于碳燃烧后生成二氧化碳气体，会占据氧气的原有的体积，导致测定结果偏小，而不能得到正确的实验结论，该选项说法不正确； D、钟罩内氧气被消耗后，冷却到室温时，气体压强减小，会导致水面上升，该选项说法正确。 故选C。 9．(1) 红磷燃烧，产生大量白烟，放热 水进入集气瓶至刻度1处 (2)检查装置气密性 (3)不能燃烧、不支持燃烧 (4) 红磷量不足 装置漏气 【详解】（1）红磷燃烧的现象为：红磷燃烧，产生大量白烟，放热； 红磷燃烧，消耗氧气，生成五氧化二磷固体，使集气瓶内气体减少、压强变小，小于外界大气压，在外界大气压的作用下，烧杯中的水沿导管进入集气瓶内，氧气约占空气体积的五分之一，故打开弹簧夹后观察到的现象水进入集气瓶至刻度1处。 （2）连接好仪器后，要检查装置气密性，故第二步实验操作为检查装置气密性。 （3）红磷最后会熄灭，而且进入集气瓶的水的体积约占集气瓶内空气总体积的五分之一，说明减少的气体为氧气，集气瓶内还有大量的氮气，故证明了氮气有不能燃烧、不支持燃烧的化学性质。 （4）实验完毕，若进入集气瓶中水的体积小于集气瓶中原空气总体积的1/5，导致这一结果的原因可能是，红磷量不足，未将氧气耗尽，也可能装置漏气，空气进入集气瓶，使集气瓶内的气体减少的偏小，故原因可能是红磷量不足，装置漏气。 10．(1)红磷在稍微低的位置更利于反应的进行，也更利于氧气的消耗 (2) (3)环保（或操作简便、实验结果更准确等） (4)红磷量不足（或装置漏气等） (5)不助燃，不燃烧 【详解】（1）实验A和B的区别在于红磷的位置，而这一点与氧气的密度有关，由于氧气的密度大于空气，所以红磷在稍微低的位置更利于反应的进行，也更利于氧气的消耗； （2）红磷燃烧产生五氧化二磷，表达式是：； （3）实验C是在装置内点燃，这样红磷不会在装置外的空气中燃烧，也就是红磷燃烧的产物有毒的五氧化二磷不会散失到空气造成环境污染，也节约了红磷，即C装置的优点是：环保、操作简便、实验结果更准确等； （4）测定出的空气中氧气的体积分数低于五分之一，原因可能是红磷的量不足或者装置漏气、没有等冷却到室温就打开止水夹等方面的问题； （5）对于氮气的性质，要和氧气对比，红磷过量，氧气反应掉了，而氮气剩余了，说明氮气是不燃烧也不支持燃烧的。 11．(1) 避免了盛有点燃红磷的燃烧匙伸入集气瓶中时，气体的受热膨胀逸 避免了部分水残留于导管中，误差小 (2)气密性良好，铜粉需足量等（合理即可） 【详解】（1）①与教科书中的实验装置相比，该装置避免了盛有点燃红磷的燃烧匙伸入集气瓶中时，气体的受热膨胀逸出，误差小； ②教科书中的实验装置是利用集气瓶中水的体积变化得出空气中氧气的体积，但是部分水会残留于导管中，影响实验结果，而该实验是通过压强变化，注射器的活塞位置变化，得出消耗氧气的体积，可以避免该误差； （2）为了保证该实验的正常进行，首先需要气密性良好，否则，在冷却至室温的过程中，外界空气进入，占据了一定的体积，会导致实验结果偏小，铜粉需足量，才能将装置内氧气耗尽，需冷却至室温后读数，否则气体受热膨胀，占据了一定的体积，会导致实验结果偏小。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$