实验03 空气中氧气含量的测定-2024-2025学年初中化学教材实验大盘点（科粤版2024）

科粤版上册/第二单元 空气、物质的构成 实验03 空气中氧气含量的测定 【实验目的】 1．通过实验探究，学会测定空气中氧气含量的实验方法。 2．通过观看和动手实验，培养学生发现问题能力和实验操作能力。 3．通过实验探究，发现实验的不足之处并能加以改进，培养学生的科学探究思维。 【实验仪器】 大集气瓶、酒精灯、燃烧匙、烧杯、弹簧夹、橡胶塞和导管 【实验试剂】 红磷、水 【实验过程】 实验步骤 图2.1-3 测定空气中氧气含量 ①按图所示连接装置，并检查装置的气密性； ②在集气瓶内加入少量水，将水面上方空间分为5等份，并做好标记； ③夹紧弹簧夹，取足量红磷于燃烧匙中； ④点燃红磷，立即伸入集气瓶中，塞紧橡胶塞； ⑤待红磷熄灭并冷却至室温，打开弹簧夹。 实验操作 观察和思考 ①用记号将集气瓶的水面上方容积划分为5等份，夹紧止水夹。 实验前集气瓶里装的是什么? ②点燃燃烧匙中的红磷，迅速插入集气瓶中，塞好胶塞。 瓶内出现什么现象? 红磷燃烧消耗了瓶内的什么物质? ③反应停止后，待集气瓶冷却至室温，松开止水夹。 你观察到什么现象?如何解释? 氧气约占空气总体积的 。 【实验记录】 【实验结论】 1. 实验原理 （1）红磷燃烧消耗集气瓶内的 ，瓶内气体减少，压强减小，冷却后打开弹簧夹，在大气压的作用下，烧杯内的水进入集气瓶中，进入水的体积即为瓶内消耗 的体积。 （2）反应的文字表达式： ，符号表达式： 。 【讨论与交流】 （1）若集气瓶内的水未上升至1/5处，可能的原因有哪些？ 答：①装置 不好，可能是橡皮塞没有塞紧等，导致外界的氧气进入了集气瓶内。 ②红磷的量 ，使得集气瓶内的氧气没有消耗完全。 ③实验过程中未完全冷却到室温就打开了弹簧夹，由于气体温度 室温，剩余气体处于膨胀状态。 ④点燃红磷后插入集气瓶的速度过慢，在插入过程中瓶中的空气会受热逸出一部分。 ⑤导管过长，水会滞留在导管中一些，导致实际进入集气瓶的水量 。 （2）能否用蜡烛、木炭代替红磷进行实验？ 答：不能用木炭或蜡烛代替红磷燃烧测空气中氧气含量（因为 ，造成 ）。 （3）剩余气体的主要成分是什么？集气瓶内剩余气体的性质是什么？ 答： （化学性质： ；物理性质： ）。 （4）可否换用铁丝？ 答：不能，铁丝在空气中 。 （5）可否换用金属镁？ 答：不能。金属镁能够与氧气、氮气、二氧化碳都发生燃烧。 （6）集气瓶中水的作用 ①主要是吸收有毒的五氧化二磷（固体）。 ②还可以吸热加快降温，和防止热的燃烧物溅落炸裂瓶底。 （7）燃烧过程中的集气瓶压强变化？ 答：从燃烧开始，消耗氧气使得压强 ，但同时燃烧放出的大量热使瓶内的剩余气体受热迅速膨胀，压强 。燃烧放热引起的压强增大 消耗氧气的压强减小，所以总的效果是压强 。待燃烧结束后，剩余气体慢慢冷却，压强减小，减小到比初始压强 （减少的部分就是被消耗的氧气体现的压强）。打开弹簧夹或者打开装置后，水流入集气瓶，瓶内压强迅速恢复到和大气压 。 （5）倒吸进集气瓶的水不能充满整个集气瓶的原因：空气中的其他气体不与红磷反应且 溶于水。 2. 实验误差分析 因素 对结果的影响 红磷的量不足，集气瓶中的氧气不能耗尽 装置漏气，红磷熄灭后装置外的空气进入集气瓶中 装置未冷却至室温就打开弹簧夹，集气瓶中的气体处于受热膨胀状态 弹簧夹未夹紧乳胶管，红磷燃烧时装置内气体受热膨胀沿导管逸出 点燃红磷后燃烧匙伸入集气瓶过慢，装置内气体受热膨胀从瓶口逸出 3. 实验改进 （1）改进原因： ①实验时在容器外点燃红磷，燃烧产物会 ，将燃着的红磷伸入集气瓶时，空气受热膨胀逸出，会使得测量结果 ，因此需在 中进行。 ②集气瓶的刻度读数较粗略，且会有部分水残留在导管中，使测量结果 。 （2）改进思路： ①点燃方式的改进：实验过程中不打开装置，使装置始终保持 ，如图①、②所示。 ②测量方式的改进：利用量筒或注射器等测量仪器，减小实验误差，使测定结果更加精确，如图③所示。 图① 图② 图③ ③数字化实验：利用传感器和信息处理终端进行实验数据的采集与分析。实验时一般将传感器、数据采集器和计算机依次相连，采集实验过程中各种物理量（如温度、压强、浓度等）的数据，通过软件对数据进行记录、呈现和分析。 我们可以将测定空气中氧气的含量设计成数字化实验。实验步骤如下：（1）将氧气传感器与数据采集器、计算机连接；（2）把氧气传感器插入盛有空气的容器，采集数据；（3）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。 【典例1】（2023·云南·中考真题）仿照法国化学家拉瓦锡定量研究空气成分的原理，利用如图装置测定空气中氧气的含量，燃烧匙中应盛放的药品是    A．铁丝 B．木炭 C．红磷 D．硫粉 【典例2】（2024·北京·中考真题）用如图所示装置进行实验，测定出空气中约占（按体积计算）。下列叙述不正确的是 A．②中瓶内空气的体积约为200mL B．可加热铁丝引燃铜匙中的白磷 C．白磷的作用是消耗②中瓶内的 D．最终注射器活塞移至约40mL刻度线处 【典例3】（2022·甘肃金昌·中考真题）小亮同学设计了如图所示的装置测定空气中氧气的含量。下列关于该实验的说法错误的是 A．该实验利用了铜丝的导热性 B．红磷燃烧结束后，待装置恢复至室温时再读数 C．实验成功的标志为左侧玻璃管内液面约上升到刻度1处 D．实验成功的标志为左侧玻璃管内液面约上升到刻度4处 【典例4】（2022·四川乐山·中考真题）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： 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 【典例5】（2024·内蒙古赤峰·中考真题）空气是地球上宝贵的自然资源，人类对空气的认识经历了漫长的研究和探索过程。完成下面小题。 （1）18世纪70年代，拉瓦锡通过定量实验证明了空气是混合物，其中约占空气体积的气体是 A． B． C． D． （2）随着科技的发展，空气中各成分的应用越来越广泛。下列用途主要利用物理性质的是 A．氮气——充氮包装 B．氧气——医疗急救 C．稀有气体——激光技术 D．二氧化碳——气体肥料 （3）如图是测定空气中氧气含量的改进实验装置（夹持装置已省略），对该实验认识正确的是 A．现象：实验过程中，红磷燃烧，产生大量白雾 B．推论：实验后，玻璃管中剩余气体具有可燃性 C．分析：红磷的量多或少，都不会影响实验结果 D．评价：用改进装置实验，能减少对空气的污染 【典例6】（2022·江苏泰州·中考真题）（多选）某兴趣小组利用氧气传感器探究不同物质在空气中燃烧的耗氧量情况。足量蜡烛和红磷分别在相同的密闭容器中燃烧，测定的氧气含量变化如图所示。下列判断正确的是 A．蜡烛燃烧过程中，a点时容器内氮气体积分数为84% B．红磷燃烧过程中，b点和c点时容器内物质总质量相等 C．燃烧后，两容器中氧气均未耗尽，红磷耗氧量较多 D．若将足量蜡烛和红磷放在同一密闭容器中燃烧，氧气的体积分数可降至3% 【典例7】（2024·四川成都·中考真题）空气中含有多少氧气呢？学习小组开展“测定空气里氧气含量”的探究活动。 资料：1．红磷的着火点是240℃，白磷的着火点是40℃。 2．相同的温度和体积下，气体压强与分子数成正比。 3．相同的温度和压强下，气体体积与分子数成正比。 【史料研究】 二百多年前，化学家拉瓦锡利用汞能和氧气发生反应的原理，采用图1装置测出氧气约占空气体积的1/5。 （1）加热时，曲颈甑内液态汞表面产生红色粉末，玻璃钟罩内的现象是 ，产生该现象的原因是 。 【设计与实验】 设计并利用图2装置测空气里氧气含量。 （2）主要步骤如下，正确的顺序为 （填序号）。 ①弹簧夹夹紧胶皮管 ②红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹 ③点燃红磷后立即伸入瓶中并塞紧塞子 ④在集气瓶中加入少量水，将水面上方空间分成5等份 （3）实验结束，集气瓶中剩余气体的主要成分是 。 【优化与实验】 同学们利用图2装置多次实验，水面均未上升到刻度“1”。经讨论后，分别取足量红磷、白磷采用图3装置进行实验，记录并处理数据分别如图4、图5。 （4）图4中氧气含量从8.05%上升到9.26%，原因可能是 。 （5）图5中BC段压强增大，原因是 。计算白磷消耗的氧气占空气体积的 %（精确到0.01%）。 【反思与交流】 （6）图2实验水面未达到刻度“1”，原因是装置中的氧气未消耗完。红磷燃烧不能将氧气消耗完的主要原因是 。 （7）上述实验中汞、白磷和五氧化二磷有毒，对环境“不友好”。结合实验原理和药品弊端，可选择的替代药品有 （写一种）。 1．将燃着的蜡烛放在图1所示的密闭容器中，同时用氧气传感器测出密闭容器中氧气含量的变化如图2所示。下列说法不正确的是 A．氧气浓度小于一定值时，蜡烛无法燃烧 B．蜡烛燃烧需要氧气 C．蜡烛熄灭后，密闭容器中还有氧气 D．蜡烛熄灭后，密闭容器中二氧化碳的体积分数为84% 2．下列有关空气的说法正确的是 A．空气是由空气分子组成的 B．空气中稀有气体约占总体积的0.03% C．空气中氮气可以用来供给呼吸 D．空气中氮气、氧气等分子均匀地混合在一起 3．测定空气中氧气的含量实验中，下列说法不正确的是 A．实验时红磷一定要过量 B．实验前需检查装置气密性 C．该实验证明氧气约占空气体积的 D．红磷燃烧产生大量的白雾，火焰熄灭后立刻打开弹簧夹 4．空气的主要成分如图所示，其中R表示的是 A．稀有气体 B．氧气 C．二氧化碳 D．氮气 5．为了测定空气中氧气的含量，向装置中加入水并调整B的高度，使A中液面的刻度至15厘米处，将红磷平铺在惰性电热板上，盖紧密封盖，通电使红磷燃烧，充分反应后，断开电源，冷却至室温后，调整B的高度使容器A、B中的液面保持水平，记录液面刻度。关于该实验的说法不正确的是 A．该实验装置更环保 B．红磷用量越多，测得的氧气含量越高 C．最终装置A中液面的刻度约至12cm处 D．为了减小实验误差，装置气密性要好 6．下列实验操作中的“先”“后”顺序不正确的是 A．给试管内的液体药品加热时，先使试管均匀受热，后对准液体加热 B．若不慎将腐蚀性药液溅入眼睛，先用手揉眼睛，后用水冲洗 C．用滴管取细口瓶内的液体时，先捏紧胶头排出里面的空气，后伸入液体中 D．用红磷测定空气中氧气含量时，红磷充分燃烧后，先冷却至室温，后打开止水夹 7．图甲所示装置可用于测定空气中氧气的含量，图乙是用该装置测得实验过程中集气瓶内气压与实践的关系图(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 ①a点时反应刚好停止 ②c点时反应刚好停止 ③红磷点燃后要迅速放入瓶中 ④集气瓶中气压瞬间变大是氧气被迅速消耗造成的 ⑤b、c、d点集气瓶中所含物质相同 ⑥c点时集气瓶冷却到初始温度 A．①③④⑥ B．②③④⑥ C．①③⑤ D．③⑤⑥ 8．如图是测定空气中氧气体积分数的实验，实验后发现所测结果低于1/5，针对这一事实，你认为下列做法或想法不可取的是 A．实验中可能红磷的量不足，导致没有将瓶内的氧气全部耗尽 B．实验中可能未等集气瓶冷却至室温就打开止水夹 C．可查看实验装置是否漏气 D．可将红磷改成木炭后重新实验 9．奥运会上经常会用到大型遥控飞艇作为宣传工具以渲染气氛。为了使飞艇在空中飞行安全而有效，根据下表中气体的性质，最适合填充飞艇的气体是几种气体物质的密度（0℃、1标准大气压）及可燃性 气体 氢气 氦气 氮气 空气 氧气 性质 密度/kg·m-3 0.09 0.18 1.25 1.29 1.43 可燃性 可燃 不可燃 不可燃 不可燃 不可燃 A．氢气 B．氮气 C．氦气 D．氧气 10．某兴趣小组利用氧气传感器来检测足量红磷燃烧过程中氧气的含量，如图所示，下列判断不正确的是 A．a点时容器内氮气的体积分数小于85% B．容器内水的作用主要是降温和防止污染 C．氧气有剩余，说明物质燃烧时氧气必须达到一定浓度 D．此实验测得空气中氧气的质量分数为18% 11．从冰箱中拿出一个杯子，放在空气中，杯壁会变潮湿，这说明空气中含有 ；点燃一个集气瓶中的红磷，用塞子将瓶口塞紧，等红磷燃烧完全并冷却后，这时打开瓶塞比较费力，原因是 ；攀登高山时，登山运动员必须携带氧气瓶，这是因为 。 12．在测定空气中氧气含量的实验中。 （1）集气瓶内剩下的气体主要是氮气，说明了氮气有什么性质？ （2）实验后，集气瓶内水平面上升体积少于，原因是什么？ （答一点即可） 13．同学们也可以像化学家一样认识和应用化学。 （1）观察生活：夏天，从冰箱里拿出的矿泉水瓶外壁上附有一层水珠，说明空气中含有 ； （2）学会应用：探究空气中氧气含量实验中，反应后曲颈甑内剩余的气体主要为 ； （3）学会分析：如图所示，此实验能粗略测定空气中氧气的含量，原因是 。（填字母） A．汞只与空气中的氧气反应 B．生成的氧化汞常温下不是气态 C．装置中有足量的汞 （4）学会反思：课堂上老师没有使用上述拉瓦锡实验测定空气中氧气的含量，你认为原因是 （只答 1 点即可）。 14．如图所示是测定空气中氧气的含量的实验，锥形瓶内空气体积为230mL，注射器中水的体积为50mL。装入药品，按如图所示连接好仪器，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。 （1）在整个实验过程中，可观察到气球的变化是 。 （2）待白磷熄灭，锥形瓶冷却到室温后，打开弹簧夹，可观察到注射器中的水自动喷射出来，导致这个现象发生的原因是 。 （3）实验结束后，注射器中的水还剩约 mL时停止流下。 15．空气可谓无处不在，但人类对其组成的认识经历了漫长的过程。 （1）拉瓦锡最先通过实验得出了空气由 和氧气组成。 （2）老师课堂上用如图所示的改进装置(比教材上多了电加热棒)测定空气中氧气的体积分数约为。 ①实验中用红磷而不用木炭或硫粉，原因是 。 ②实验中观察到红磷燃烧的现象是产生 。 ③增加电加热棒点燃红磷，比原装置的优点有 (填序号) A．不必待到冷却便可打开止水夹 B．避免因燃烧匙伸入缓慢而造成误差 C．不用过量的红磷而节约药品 D．减少生成物逸散而污染空气 16．根据要求回答问题： ①在集气瓶中加少量水 ②检查装置的气密性 ③在燃烧匙中装足量红磷，夹紧止水夹 ④点燃红磷，伸入集气瓶中塞紧橡皮塞 ⑤待集气瓶冷却后打开止水夹 （1）步骤④ 中反应的文字表达式为 ； （2）步骤⑤ 打开止水夹后观察到的现象为 ； （3）该实验得出的结论是 ； （4）该实验剩余气体性质有 ； （5）实验后集气瓶中水少于1/5，，误差产生的原因可能是 。（要求答出两种） （6）小明也设计了一个实验方案，装置和操作同上，只不过用木炭代替了红磷。当木炭停止燃烧，广口瓶冷却至室温，打开铁夹后，水能否进入广口瓶？为什么？ 。 17．测定空气中氧气体积分数的实验装置如图（一）所示。在集气瓶内加入少量的水并五等分水面以上的容积，做上记号，关闭止水夹，点燃红磷烧，迅速塞好瓶塞。请回答下列问题： （1）红磷燃烧的文字表达式 。 （2）冷却后，松开止水夹，你观察到的现象为 。 （3）实验结束后，如果发现进入集气瓶内水的体积不足的原因 。（答出一点即可） （4）红磷熄灭后，集气瓶内剩余的气体主要是 。 （5）某兴趣小组将实验装置（图一）改进为比实验装置（图二），你认为改进后的优点是： 。（答出一点即可） 18．某化学兴趣小组开展“测定密闭容器中氧气的体积分数”的实验探究。 Ⅰ．图1为我们熟悉的测定空气中氧气含量的实验。 （1）红磷燃烧的文字表达式是 。 （2）若实验过程中发现烧杯中的导管口出现气泡，则最终测得的数据会 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 Ⅱ．图2实验中，小组成员利用传感器记录集气瓶内氧气浓度随时间变化的情况。 （3）从以上数据分析，最终集气瓶中的氧气没有消耗完的依据是 。 （4）实验开始时氧气的含量持续下降，氧气被消耗，但在200s时氧气的含量又有所上升，若实验过程中红磷量充足，其可能原因是 。 19．某兴趣小组对教材中“测定空气中氧气含量”实验(如图甲)进行了改进，设计了图乙(选用容积为45mL的试管作反应容器)的实验方案，到了良好的实验效果。对比分析下面两个实验，回答下列问题： （1）实验测定氧气含量的操作之前，第一步操作是 ，发生反应的文字表达式为 。 （2）甲实验测得的氧气含量小于1/5，请分析可能的原因 。(写出一点即可) （3）乙实验中，注射器活塞最后将停止在约 mL刻度处。 （4）对照甲实验，你认为乙实验有何优点？ 。(回答一点即可) 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 科粤版上册/第二单元 空气、物质的构成 实验03 空气中氧气含量的测定 【实验目的】 1．通过实验探究，学会测定空气中氧气含量的实验方法。 2．通过观看和动手实验，培养学生发现问题能力和实验操作能力。 3．通过实验探究，发现实验的不足之处并能加以改进，培养学生的科学探究思维。 【实验仪器】 大集气瓶、酒精灯、燃烧匙、烧杯、弹簧夹、橡胶塞和导管 【实验试剂】 红磷、水 【实验过程】 实验步骤 图2.1-3 测定空气中氧气含量 ①按图所示连接装置，并检查装置的气密性； ②在集气瓶内加入少量水，将水面上方空间分为5等份，并做好标记； ③夹紧弹簧夹，取足量红磷于燃烧匙中； ④点燃红磷，立即伸入集气瓶中，塞紧橡胶塞； ⑤待红磷熄灭并冷却至室温，打开弹簧夹。 实验操作 观察和思考 ①用记号将集气瓶的水面上方容积划分为5等份，夹紧止水夹。 实验前集气瓶里装的是什么? 水。 ②点燃燃烧匙中的红磷，迅速插入集气瓶中，塞好胶塞。 瓶内出现什么现象? 红磷燃烧，产生大量白烟，并放出热量。 红磷燃烧消耗了瓶内的什么物质? 氧气。 ③反应停止后，待集气瓶冷却至室温，松开止水夹。 你观察到什么现象?如何解释? 烧杯中的水被吸入集气瓶，瓶内液面上升至刻度1附近。 氧气约占空气总体积的1/5。 【实验记录】 【实验结论】 1. 实验原理 （1）红磷燃烧消耗集气瓶内的氧气，瓶内气体减少，压强减小，冷却后打开弹簧夹，在大气压的作用下，烧杯内的水进入集气瓶中，进入水的体积即为瓶内消耗氧气的体积。 （2）反应的文字表达式：红磷+氧气 五氧化二磷，符号表达式：P＋O2 P2O5。 【讨论与交流】 （1）若集气瓶内的水未上升至1/5处，可能的原因有哪些？ 答：①装置气密性不好，可能是橡皮塞没有塞紧等，导致外界的氧气进入了集气瓶内。 ②红磷的量不足，使得集气瓶内的氧气没有消耗完全。 ③实验过程中未完全冷却到室温就打开了弹簧夹，由于气体温度高于室温，剩余气体处于膨胀状态。 ④点燃红磷后插入集气瓶的速度过慢，在插入过程中瓶中的空气会受热逸出一部分。 ⑤导管过长，水会滞留在导管中一些，导致实际进入集气瓶的水量减少。 （2）能否用蜡烛、木炭代替红磷进行实验？ 答：不能用木炭或蜡烛代替红磷燃烧测空气中氧气含量（因为木炭或蜡烛烧会产生气体，造成瓶内气体体积变化小）。 （3）剩余气体的主要成分是什么？集气瓶内剩余气体的性质是什么？ 答：氮气（化学性质：不可燃不助燃；物理性质：难溶于水）。 （4）可否换用铁丝？ 答：不能，铁丝在空气中不燃烧。 （5）可否换用金属镁？ 答：不能。金属镁能够与氧气、氮气、二氧化碳都发生燃烧。 （6）集气瓶中水的作用 ①主要是吸收有毒的五氧化二磷（固体）。 ②还可以吸热加快降温，和防止热的燃烧物溅落炸裂瓶底。 （7）燃烧过程中的集气瓶压强变化？ 答：从燃烧开始，消耗氧气使得压强减小，但同时燃烧放出的大量热使瓶内的剩余气体受热迅速膨胀，压强增大。燃烧放热引起的压强增大大于消耗氧气的压强减小，所以总的效果是压强增大。待燃烧结束后，剩余气体慢慢冷却，压强减小，减小到比初始压强更小（减少的部分就是被消耗的氧气体现的压强）。打开弹簧夹或者打开装置后，水流入集气瓶，瓶内压强迅速恢复到和大气压相同。 （5）倒吸进集气瓶的水不能充满整个集气瓶的原因：空气中的其他气体不与红磷反应且不溶于水。 2. 实验误差分析 因素 对结果的影响 红磷的量不足，集气瓶中的氧气不能耗尽 偏小 装置漏气，红磷熄灭后装置外的空气进入集气瓶中 偏小 装置未冷却至室温就打开弹簧夹，集气瓶中的气体处于受热膨胀状态 偏小 弹簧夹未夹紧乳胶管，红磷燃烧时装置内气体受热膨胀沿导管逸出 偏大 点燃红磷后燃烧匙伸入集气瓶过慢，装置内气体受热膨胀从瓶口逸出 偏大 3. 实验改进 （1）改进原因： ①实验时在容器外点燃红磷，燃烧产物会污染环境，将燃着的红磷伸入集气瓶时，空气受热膨胀逸出，会使得测量结果偏大，因此需在密闭容器中进行。 ②集气瓶的刻度读数较粗略，且会有部分水残留在导管中，使测量结果不准确。 （2）改进思路： ①点燃方式的改进：实验过程中不打开装置，使装置始终保持密闭，如图①、②所示。 ②测量方式的改进：利用量筒或注射器等测量仪器，减小实验误差，使测定结果更加精确，如图③所示。 图① 图② 图③ ③数字化实验：利用传感器和信息处理终端进行实验数据的采集与分析。实验时一般将传感器、数据采集器和计算机依次相连，采集实验过程中各种物理量（如温度、压强、浓度等）的数据，通过软件对数据进行记录、呈现和分析。 我们可以将测定空气中氧气的含量设计成数字化实验。实验步骤如下：（1）将氧气传感器与数据采集器、计算机连接；（2）把氧气传感器插入盛有空气的容器，采集数据；（3）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。 【典例1】（2023·云南·中考真题）仿照法国化学家拉瓦锡定量研究空气成分的原理，利用如图装置测定空气中氧气的含量，燃烧匙中应盛放的药品是    A．铁丝 B．木炭 C．红磷 D．硫粉 【答案】C 【解析】A.因为铁丝不能在空气燃烧，故A错误； B.木炭燃烧会生成二氧化碳导致两边压强变化不明显，故B错误； C.红磷燃烧会消耗氧气，集气瓶中的液面会上升五分之一，故C正确； D.硫燃烧会生成二氧化硫导致两边压强变化不明显，故D错误； 故答案为：C 【点睛】可以用来测定空气中氧气含量的物质应该具备的条件是：能和空气中的氧气反应，生成物是固体，不能和空气中的其它物质发生化学反应。 【典例2】（2024·北京·中考真题）用如图所示装置进行实验，测定出空气中约占（按体积计算）。下列叙述不正确的是 A．②中瓶内空气的体积约为200mL B．可加热铁丝引燃铜匙中的白磷 C．白磷的作用是消耗②中瓶内的 D．最终注射器活塞移至约40mL刻度线处 【答案】D 【解析】A、根据题意打开胶塞，取出200mL水，②中瓶内空气的体积约为200mL，说法正确，不符合题意； B、铁具有良好的导热性，可加热铁丝引燃铜匙中的白磷，说法正确，不符合题意； C、白磷燃烧是与空气中氧气反应，能消耗瓶内的氧气，使容器内压强减小，打开弹簧夹，注射器活塞向左移动，移动的体积为消耗的氧气，说法正确，不符合题意； D、氧气约占空气体积的五分之一，瓶内空气体积约为 200mL，消耗的氧气约为 40mL，注射器活塞向左移动40mL，最终注射器活塞会移至约 100mL-40mL=60mL 刻度线处，说法错误，符合题意。 故选D。 【典例3】（2022·甘肃金昌·中考真题）小亮同学设计了如图所示的装置测定空气中氧气的含量。下列关于该实验的说法错误的是 A．该实验利用了铜丝的导热性 B．红磷燃烧结束后，待装置恢复至室温时再读数 C．实验成功的标志为左侧玻璃管内液面约上升到刻度1处 D．实验成功的标志为左侧玻璃管内液面约上升到刻度4处 【答案】D 【分析】本题实验原理：，酒精灯加热铜丝，铜是热的良导体，导热使得左侧红磷燃烧，红磷燃烧消耗管内氧气，生成五氧化二磷固体，固体在水中溶解使得左边管内气体减少压强减少，右侧大气压使得水进入左侧，左侧液面会升高，升高的部分就是消耗的氧气部分，从而测定出空气中氧气的体积分数。 【解析】A、经实验分析，该实验利用了铜丝的导热性，说法正确； B、红磷燃烧结束后，待装置恢复至室温时再读数，否则会产生误差使得体积分数计算偏大，说法正确； C、将左侧空气体积划分为5等份，其中氧气约占1等份，理论上实验成功管内液面约上升到刻度1处，C项说法正确，D项说法错误； 故选D。 【典例4】（2022·四川乐山·中考真题）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： 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 【解析】A.红磷燃烧的化学方程式可以表示为：，正确。 B.待红磷熄灭并冷却至室温，打开弹簧夹，注射器内压强变小，所以注射器活塞向左移动，选项错误。 C.实验结束后试管内气体的主要成分为氮气，氧气与红磷反应，正确。 D.改进后的装置能减少测量误差，且对环境更友好，正确。 故选：B。 【典例5】（2024·内蒙古赤峰·中考真题）空气是地球上宝贵的自然资源，人类对空气的认识经历了漫长的研究和探索过程。完成下面小题。 （1）18世纪70年代，拉瓦锡通过定量实验证明了空气是混合物，其中约占空气体积的气体是 A． B． C． D． （2）随着科技的发展，空气中各成分的应用越来越广泛。下列用途主要利用物理性质的是 A．氮气——充氮包装 B．氧气——医疗急救 C．稀有气体——激光技术 D．二氧化碳——气体肥料 （3）如图是测定空气中氧气含量的改进实验装置（夹持装置已省略），对该实验认识正确的是 A．现象：实验过程中，红磷燃烧，产生大量白雾 B．推论：实验后，玻璃管中剩余气体具有可燃性 C．分析：红磷的量多或少，都不会影响实验结果 D．评价：用改进装置实验，能减少对空气的污染 【答案】（1）B （2）C （3）D 【解析】（1）N2约占空气体积的78%，CO2约占空气体积的0.03%，O2约占空气体积的21%（约为），H2O在空气中含量非常少，故选：B。 （2）A、氮气化学性质不活泼，可用于填充包装，该性质属于化学性质，A错误； B、氧气可供给呼吸，呼吸作用消耗糖类和氧气，产生二氧化碳和水，利用的是氧气的化学性质，B错误； C、稀有气体通电能发出不同颜色的光，可用于制造电光源，此过程不产生新物质，该性质属于物理性质，C正确； D、二氧化碳是光合作用的原料，二氧化碳和水经光合作用转化为糖类和氧气，利用的是二氧化碳的化学性质，D错误。 故选：C。 （3）A、实验过程中，红磷燃烧，产生大量白烟，A错误； B、实验后，红磷有剩余，且不再燃烧，说明玻璃管中剩余气体不具有可燃性，B错误； C、红磷必须过量，确保试管中的氧气被完全消耗，红磷不足会导致试管中有氧气剩余，测量结果偏小，C错误； D、红磷燃烧产生的五氧化二磷是有毒物质，该装置在密封装置内引燃红磷，能减少五氧化二磷对空气的污染，D正确。 故选：D。 【典例6】（2022·江苏泰州·中考真题）（多选）某兴趣小组利用氧气传感器探究不同物质在空气中燃烧的耗氧量情况。足量蜡烛和红磷分别在相同的密闭容器中燃烧，测定的氧气含量变化如图所示。下列判断正确的是 A．蜡烛燃烧过程中，a点时容器内氮气体积分数为84% B．红磷燃烧过程中，b点和c点时容器内物质总质量相等 C．燃烧后，两容器中氧气均未耗尽，红磷耗氧量较多 D．若将足量蜡烛和红磷放在同一密闭容器中燃烧，氧气的体积分数可降至3% 【答案】BC 【解析】A、由图可知 ，蜡烛燃烧过程中，a点时氧气的体积分数为16%，其他气体的体积分数为84%，包括氮气、二氧化碳、稀有气体等，故A错误； B、根据质量守恒定律，化学反应前后物质的质量不变化 ，因为是在密闭容器中进行的，所以红磷燃烧过程中，b点和c点时容器内物质总质量相等，故B正确； C、由图可知 ，蜡烛燃烧后，氧气的体积分数为14%，红磷燃烧后，氧气的体积分数为10%，故C正确； D、由图可知，氧气的体积分数为减少到14%时，蜡烛停止燃烧，氧气的体积分数为减少到10%时，红磷燃烧停止，所以将足量蜡烛和红磷放在同一密闭容器中燃烧，氧气的体积分数降至10%，二者都停止燃烧，故D错误。 故选BC。 【典例7】（2024·四川成都·中考真题）空气中含有多少氧气呢？学习小组开展“测定空气里氧气含量”的探究活动。 资料：1．红磷的着火点是240℃，白磷的着火点是40℃。 2．相同的温度和体积下，气体压强与分子数成正比。 3．相同的温度和压强下，气体体积与分子数成正比。 【史料研究】 二百多年前，化学家拉瓦锡利用汞能和氧气发生反应的原理，采用图1装置测出氧气约占空气体积的1/5。 （1）加热时，曲颈甑内液态汞表面产生红色粉末，玻璃钟罩内的现象是 ，产生该现象的原因是 。 【设计与实验】 设计并利用图2装置测空气里氧气含量。 （2）主要步骤如下，正确的顺序为 （填序号）。 ①弹簧夹夹紧胶皮管 ②红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹 ③点燃红磷后立即伸入瓶中并塞紧塞子 ④在集气瓶中加入少量水，将水面上方空间分成5等份 （3）实验结束，集气瓶中剩余气体的主要成分是 。 【优化与实验】 同学们利用图2装置多次实验，水面均未上升到刻度“1”。经讨论后，分别取足量红磷、白磷采用图3装置进行实验，记录并处理数据分别如图4、图5。 （4）图4中氧气含量从8.05%上升到9.26%，原因可能是 。 （5）图5中BC段压强增大，原因是 。计算白磷消耗的氧气占空气体积的 %（精确到0.01%）。 【反思与交流】 （6）图2实验水面未达到刻度“1”，原因是装置中的氧气未消耗完。红磷燃烧不能将氧气消耗完的主要原因是 。 （7）上述实验中汞、白磷和五氧化二磷有毒，对环境“不友好”。结合实验原理和药品弊端，可选择的替代药品有 （写一种）。 【答案】（1）汞液面上升 汞与氧气反应，钟罩内气体减少，气压减小 （2）④①③② （3）氮气 （4）反应结束后，温度下降气体逐渐混合均匀/温度下降水蒸气变成液态，氧气含量增大 （5）反应刚开始，温度升高对压强的影响比气体减少对压强的影响大 19.37 （6）反应一段时间后，氧气浓度下降到一定程度，燃烧放出的热量减少，温度降低到红磷着火点以下，红磷熄灭，所以氧气消耗不完（合理即可） （7）铜粉 【解析】（1）汞与氧气反应生成氧化汞，导致钟罩内气体减少，气压减小，玻璃钟罩内汞液面上升； （2）该实验操作的正确顺序是：检验装置的气密性。在集气瓶中加入少量水，并将水面上方空间分成5等份；用弹簧夹夹紧胶皮管；点燃红磷，立即伸入瓶中并把塞子塞紧；待红磷熄灭并冷却至室温后，打开弹簧夹；故答案为：④①③②； （3）由于氧气占空气体积的五分之一，红磷燃烧消耗了氧气，实验结束，集气瓶中剩余气体的主要成分是氮气； （4）白磷燃烧消耗氧气并放出热量，而其他气体不变，氧气的含量逐渐减小，但反应结束后，温度下降，气体逐渐混合均匀或温度下降水蒸气变成液态，导致氧气的含量逐渐增大； （5）红磷燃烧放热，温度升高，装置内压强增大，消耗氧气，装置内压强减小，温度升高所增加的气压大于氧气消耗所减小的气压，所以BC段压强增大；用如图所示数据计算，用这种方法测得的空气中氧气的体积分数是：； （6）红磷燃烧发热，但反应一段时间后，氧气浓度下降到一定程度，燃烧放出的热量减少，温度降低到红磷着火点以下，红磷熄灭，导致氧气消耗不完； （7）铜粉在空气中加热生成氧化铜固体，不会造成污染。 1．将燃着的蜡烛放在图1所示的密闭容器中，同时用氧气传感器测出密闭容器中氧气含量的变化如图2所示。下列说法不正确的是 A．氧气浓度小于一定值时，蜡烛无法燃烧 B．蜡烛燃烧需要氧气 C．蜡烛熄灭后，密闭容器中还有氧气 D．蜡烛熄灭后，密闭容器中二氧化碳的体积分数为84% 【答案】D 【解析】A、由图像可知，氧气浓度小于一定值时，蜡烛无法燃烧，说法正确； B、反应前瓶内氧气的体积分数约是21%，反应后氧气的体积分数达到16%，氧气被消耗，说明蜡烛燃烧需要氧气，说法正确； C、当氧气的体积分数达到16%时，蜡烛熄灭，蜡烛熄灭后，密闭容器中还有氧气，说法正确； D、空气中氮气的体积分数为78%，且氮气不参与反应，蜡烛燃烧生成二氧化碳和水，瓶内不会只剩下二氧化碳，还应有水蒸气、燃烧前瓶内的其它气体，说法错误。 故选D。 2．下列有关空气的说法正确的是 A．空气是由空气分子组成的 B．空气中稀有气体约占总体积的0.03% C．空气中氮气可以用来供给呼吸 D．空气中氮气、氧气等分子均匀地混合在一起 【答案】D 【解析】A、空气中含氮分子、氧分子、二氧化碳分子等，不存在空气分子，不符合题意； B、稀有气体约占空气体积的0.94%，二氧化碳约占空气体积的0.03%，不符合题意； C、空气中的氧气具有氧化性，可供给呼吸，氮气不能供给呼吸，不符合题意； D、空气中氮气、氧气等分子各自保持自己的性质，均匀地混合在一起，符合题意。 故选D。 3．测定空气中氧气的含量实验中，下列说法不正确的是 A．实验时红磷一定要过量 B．实验前需检查装置气密性 C．该实验证明氧气约占空气体积的 D．红磷燃烧产生大量的白雾，火焰熄灭后立刻打开弹簧夹 【答案】D 【解析】A、该实验中红磷需过量，这样才能将装置内氧气耗尽，故选项说法正确； B、为防止装置漏气，影响实验结果，实验前应先检查装置气密性，故选项说法正确； C、实验中，能够观察到进入集气瓶中的水约占集气瓶容积的，说明氧气约占空气总体积的，故选项说法正确； D、红磷燃烧产生大量的白烟，火焰熄灭后不能立刻打开弹簧夹，因为此时剩余的气体在受热状态下，处于膨胀状态，使测定结果偏小，故选项说法不正确。 故选D。 4．空气的主要成分如图所示，其中R表示的是 A．稀有气体 B．氧气 C．二氧化碳 D．氮气 【答案】D 【解析】空气的成分及各成分的体积分数分别是：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%，由图可知，R占的体积分数最大，是氮气。 故选D。 5．为了测定空气中氧气的含量，向装置中加入水并调整B的高度，使A中液面的刻度至15厘米处，将红磷平铺在惰性电热板上，盖紧密封盖，通电使红磷燃烧，充分反应后，断开电源，冷却至室温后，调整B的高度使容器A、B中的液面保持水平，记录液面刻度。关于该实验的说法不正确的是 A．该实验装置更环保 B．红磷用量越多，测得的氧气含量越高 C．最终装置A中液面的刻度约至12cm处 D．为了减小实验误差，装置气密性要好 【答案】B 【解析】A、反应始终在密闭容器中进行，能防止生成的五氧化二磷逸散到空气中，更环保，故A不符合题意； B、红磷消耗完装置中的氧气，就不再燃烧，故不是红磷用量越多，测得的氧气含量就越高，故B符合题意； C、氧气约占空气总体积的，根据题意可知，反应前装置A中液面刻度为15cm，则充分反应后，最终装置A中液面的刻度约至处，故C不符合题意； D、为了减小实验误差，装置气密性要好，故D不符合题意。 故选B。 6．下列实验操作中的“先”“后”顺序不正确的是 A．给试管内的液体药品加热时，先使试管均匀受热，后对准液体加热 B．若不慎将腐蚀性药液溅入眼睛，先用手揉眼睛，后用水冲洗 C．用滴管取细口瓶内的液体时，先捏紧胶头排出里面的空气，后伸入液体中 D．用红磷测定空气中氧气含量时，红磷充分燃烧后，先冷却至室温，后打开止水夹 【答案】B 【解析】A、先给试管均匀加热，再对着药品集中的部位加热，防止受热不均，引起试管炸裂，故正确； B、有腐蚀性的药液溅入眼睛内，要立即用水冲洗，切不可用手揉搓，故错误； C、使用胶头滴管时，伸入液体前，应捏紧胶头，排出里面的空气，再伸入试剂中吸取液体，故正确； D、没有等到冷却至室温就打开止水夹，可能导致测得的氧气体积分数小于五分之一‌，红磷充分燃烧后，先冷却至室温，后打开止水夹，故正确。 故选B。 7．图甲所示装置可用于测定空气中氧气的含量，图乙是用该装置测得实验过程中集气瓶内气压与实践的关系图(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 ①a点时反应刚好停止 ②c点时反应刚好停止 ③红磷点燃后要迅速放入瓶中 ④集气瓶中气压瞬间变大是氧气被迅速消耗造成的 ⑤b、c、d点集气瓶中所含物质相同 ⑥c点时集气瓶冷却到初始温度 A．①③④⑥ B．②③④⑥ C．①③⑤ D．③⑤⑥ 【答案】C 【解析】①a点气压最大，放出的热量最多，然后依次降低，说明a点红磷燃烧结束，反应停止，说法正确； ②根据①的分析，a点时反应刚好停止，而不是c点，说法错误； ③红磷燃烧后迅速伸入集气瓶，防止伸入过慢使瓶内气体受热膨胀逸出，测量结果不准确，说法正确； ④集气瓶中气压瞬间变大，是因为红磷燃烧放出大量的热，使装置内气压增大，说法错误； ⑤红磷燃烧生成五氧化二磷，只是消耗了氧气，在a点反应已经结束了，b、c、d点时集气瓶中所含物质相同，说法正确； ⑥c点时气压还在降低，d点时集气瓶冷却到初始温度，说法错误； 故选：C。 8．如图是测定空气中氧气体积分数的实验，实验后发现所测结果低于1/5，针对这一事实，你认为下列做法或想法不可取的是 A．实验中可能红磷的量不足，导致没有将瓶内的氧气全部耗尽 B．实验中可能未等集气瓶冷却至室温就打开止水夹 C．可查看实验装置是否漏气 D．可将红磷改成木炭后重新实验 【答案】D 【解析】A、实验中可能红磷的量不足，会导致瓶内的氧气不能完全消耗，水倒流入集气瓶的体积不足五分之一，会导致实验后所测结果低于五分之一，故A不符合题意； B、实验中可能未等集气瓶冷却至室温就打开止水夹，剩余气体受热膨胀，水倒流入集气瓶的体积不足五分之一，会导致实验后所测结果低于五分之一，故B不符合题意； C、若装置漏气，燃烧冷却后瓶内气压小于大气压，有部分空气进入瓶中弥补了消耗的氧气，水倒流入集气瓶的体积不足五分之一，会导致实验后所测结果低于五分之一，故C不符合题意； D、由于木炭燃烧后产物是二氧化碳气体，装置内压强几乎不变，所以不能将红磷改成木炭测定空气中氧气的体积分数，故D符合题意； 故选：D。 9．奥运会上经常会用到大型遥控飞艇作为宣传工具以渲染气氛。为了使飞艇在空中飞行安全而有效，根据下表中气体的性质，最适合填充飞艇的气体是几种气体物质的密度（0℃、1标准大气压）及可燃性 气体 氢气 氦气 氮气 空气 氧气 性质 密度/kg·m-3 0.09 0.18 1.25 1.29 1.43 可燃性 可燃 不可燃 不可燃 不可燃 不可燃 A．氢气 B．氮气 C．氦气 D．氧气 【答案】C 【解析】A 、根据表中提供的信息可知，氢气的密度最小，但是氢气具有可燃性，容易发生安全事故，不适合填充飞，不符合题意； B、氮气的化学性质稳定，但是密度和空气接近，不适合填充飞艇，不符合题意； C、氦气的化学性质稳定，密度比空气小，最适合填充飞艇，符合题意； D、氧气的化学性质比较活泼，且密度比空气大，不适合填充飞艇，不符合题意； 故选C。 10．某兴趣小组利用氧气传感器来检测足量红磷燃烧过程中氧气的含量，如图所示，下列判断不正确的是 A．a点时容器内氮气的体积分数小于85% B．容器内水的作用主要是降温和防止污染 C．氧气有剩余，说明物质燃烧时氧气必须达到一定浓度 D．此实验测得空气中氧气的质量分数为18% 【答案】D 【解析】A、根据图像，a点时容器内氧气的体积分数为15%，容器内其余气体（氮气、稀有气体、二氧化碳等）的体积分数为：1-15%=85%，故氮气体积分数小于85%，A选项正确； B、红磷燃烧放出大量的热，生成的五氧化二磷是有毒物质，该实验需要冷却至室温后读数，水可以降温，也可以吸收五氧化二磷，防止空气污染，B选项正确； C、根据图像，反应结束后氧气有剩余，说明物质燃烧时氧气必须达到一定浓度，C选项正确； D、此实验测定的是空气中氧气的体积分数，而不是质量分数，D选项错误。 故选：D。 11．从冰箱中拿出一个杯子，放在空气中，杯壁会变潮湿，这说明空气中含有 ；点燃一个集气瓶中的红磷，用塞子将瓶口塞紧，等红磷燃烧完全并冷却后，这时打开瓶塞比较费力，原因是 ；攀登高山时，登山运动员必须携带氧气瓶，这是因为 。 【答案】 水 红磷燃烧后消耗了氧气，而且红磷燃烧产生的五氧化二磷完全冷却后呈固态，用塞子将瓶口塞紧致使瓶内气压低于瓶外 珠穆朗玛峰海拔较高，空气稀薄，压强低 【解析】①从冰箱中拿出一个杯子，放在空气中，杯壁会变潮湿，潮湿说明有水分，这说明空气中含有水； ②点燃一个集气瓶中的红磷，用塞子将瓶口塞紧，等红磷燃烧完全并冷却后，这时打开瓶塞比较费力，原因是红磷燃烧后消耗了氧气，而且红磷燃烧产生的五氧化二磷完全冷却后呈固态，用塞子将瓶口塞紧致使瓶内气压低于瓶外，因此打开瓶塞比较费力； ③攀登高山时，登山运动员必须携带氧气瓶，这是因为珠穆朗玛峰海拔较高，空气稀薄，压强低。 12．在测定空气中氧气含量的实验中。 （1）集气瓶内剩下的气体主要是氮气，说明了氮气有什么性质？ （2）实验后，集气瓶内水平面上升体积少于，原因是什么？ （答一点即可） 【答案】（1）氮气不能燃烧、不支持燃烧、难溶于水 （2）红磷量不足、未冷却至室温就打开止水夹 【解析】（1）在测定空气中氧气含量的实验中，集气瓶内剩下的气体主要是氮气，说明氮气不能燃烧、不支持燃烧、难溶于水； （2）红磷量不足，则红磷完全燃烧后不能完全消耗集气瓶内空气中的氧气，则反应结束后冷却至室温，打开止水夹，集气瓶内水平面上升体积少于；红磷燃烧结束后，未冷却至室温就打开止水夹，会导致集气瓶内压强大于外界大气压，则集气瓶内水平面上升体积少于；综上可能的原因是红磷量不足、未冷却至室温就打开止水夹等。 13．同学们也可以像化学家一样认识和应用化学。 （1）观察生活：夏天，从冰箱里拿出的矿泉水瓶外壁上附有一层水珠，说明空气中含有 ； （2）学会应用：探究空气中氧气含量实验中，反应后曲颈甑内剩余的气体主要为 ； （3）学会分析：如图所示，此实验能粗略测定空气中氧气的含量，原因是 。（填字母） A．汞只与空气中的氧气反应 B．生成的氧化汞常温下不是气态 C．装置中有足量的汞 （4）学会反思：课堂上老师没有使用上述拉瓦锡实验测定空气中氧气的含量，你认为原因是 （只答 1 点即可）。 【答案】（1）水蒸气 （2）氮气 （3）ABC （4）汞易挥发且汞蒸气有毒 【解析】（1）从冰箱里拿出的矿泉水瓶外壁上附有一层水珠是由于空气中的水蒸气遇冷凝结成的小水滴，故填：水蒸气； （2）空气中主要含有氮气和氧气，氮气不燃烧也不支持燃烧，因此剩余的主要气体是氮气 （3）根据测定空气中氧气的含量实验，汞只与氧气反应生成氧化汞，则不消耗其他气体；生成的氧化汞不是新气体，改变的气压差就是氧气所造成的，且需要将足量的汞将氧气完全消耗使最终实验数据准确，故选：ABC； （4）由于汞蒸气有毒，因此实验室不采用拉瓦锡实验测定氧气含量。 14．如图所示是测定空气中氧气的含量的实验，锥形瓶内空气体积为230mL，注射器中水的体积为50mL。装入药品，按如图所示连接好仪器，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。 （1）在整个实验过程中，可观察到气球的变化是 。 （2）待白磷熄灭，锥形瓶冷却到室温后，打开弹簧夹，可观察到注射器中的水自动喷射出来，导致这个现象发生的原因是 。 （3）实验结束后，注射器中的水还剩约 mL时停止流下。 【答案】（1）先变大，后缩小 （2）白磷燃烧消耗了锥形瓶中的氧气，使瓶中气压减小 （3）4 【解析】（1）白磷燃烧时放出大量的热，使瓶内压强增大，由于白磷燃烧消耗了氧气，又冷却到室温，瓶内压强减小，所以，可观察到气球的变化是：先变大，后缩小； （2）白磷燃烧消耗了锥形瓶中的氧气，使瓶中气压减小，注射器中的水自动喷出来； （3）锥形瓶中氧气约占230mL ×= 46mL，当注射器中的水进入锥形瓶46mL后，瓶中气压与外界相当，所以，当注射器中的水还剩下约4mL时停止下流。 15．空气可谓无处不在，但人类对其组成的认识经历了漫长的过程。 （1）拉瓦锡最先通过实验得出了空气由 和氧气组成。 （2）老师课堂上用如图所示的改进装置(比教材上多了电加热棒)测定空气中氧气的体积分数约为。 ①实验中用红磷而不用木炭或硫粉，原因是 。 ②实验中观察到红磷燃烧的现象是产生 。 ③增加电加热棒点燃红磷，比原装置的优点有 (填序号) A．不必待到冷却便可打开止水夹 B．避免因燃烧匙伸入缓慢而造成误差 C．不用过量的红磷而节约药品 D．减少生成物逸散而污染空气 【答案】（1）氮气/N2 （2）它们燃烧产生气体 大量白烟 BD 【解析】（1）拉瓦锡最先通过实验得出了空气由氮气和氧气组成。 （2）①氧气体积约占空气体积的五分之一；磷燃烧消耗了氧气，装置中压强减小，水进入装置，进入装置中水的体积就是消耗氧气的体积；木炭或硫粉燃烧消耗氧气生成二氧化碳或二氧化硫气体，装置中压强几乎不变，水不能进入装置。 ②红磷燃烧的现象是放出热、产生大量白烟。 ③A、不待到冷却便可打开止水夹，装置中温度较高，气体膨胀，进入水体积减少，实验存在误差，错误； B、增加电加热棒点燃红磷，反应可以在密闭装置中进行，避免因燃烧匙伸入缓慢而造成误差，正确； C、过量的红磷要保证完全消耗氧气，错误； D、反应在密闭装置中进行，减少生成物逸散而污染空气，正确。 故选BD。 16．根据要求回答问题： ①在集气瓶中加少量水 ②检查装置的气密性 ③在燃烧匙中装足量红磷，夹紧止水夹 ④点燃红磷，伸入集气瓶中塞紧橡皮塞 ⑤待集气瓶冷却后打开止水夹 （1）步骤④ 中反应的文字表达式为 ； （2）步骤⑤ 打开止水夹后观察到的现象为 ； （3）该实验得出的结论是 ； （4）该实验剩余气体性质有 ； （5）实验后集气瓶中水少于1/5，，误差产生的原因可能是 。（要求答出两种） （6）小明也设计了一个实验方案，装置和操作同上，只不过用木炭代替了红磷。当木炭停止燃烧，广口瓶冷却至室温，打开铁夹后，水能否进入广口瓶？为什么？ 。 【答案】（1） （2）烧杯中的水进入集气瓶内，约占集气瓶内空气气体的五分之一 （3）氧气约占空气体积的五分之一 （4）氮气不燃烧、不支持燃烧，难溶于水 （5）红磷的量不足；装置漏气；未冷却至室温就打开止水夹（任答两条即可） （6）不能，木炭燃烧生成的二氧化碳与消耗的氧气的体积相等，燃烧前后集气瓶内的压强不变 【解析】（1）红磷燃烧生成五氧化二磷，反应的文字表达式为：； （2）步骤⑤打开止水夹后观察到的现象为：烧杯中的水进入集气瓶内，约占集气瓶内空气气体的五分之一； （3）实验得出的关于空气的组成结论是：氧气约占空气体积的五分之一； （4）红磷在空气里燃烧消耗了氧气，剩余的气体主要氮气；由红磷的熄灭，说明了氮气不燃烧、不支持燃烧，难溶于水； （5）根据实验中容易出现导致如果所测氧气的体积分数偏小的原因可知能导致该现象的理由是：①红磷的量不足，使瓶内氧气未耗尽； ②装置漏气，使外界空气进入瓶内； ③未冷却至室温就打开止水夹，使进入瓶内水的体积减少等； （6）木炭燃烧生成的二氧化碳与消耗的氧气的体积相等，燃烧前后集气瓶内的压强不变，所以当木炭停止燃烧，集气瓶冷却至室温，打开铁夹后，水不能进入集气瓶。 17．测定空气中氧气体积分数的实验装置如图（一）所示。在集气瓶内加入少量的水并五等分水面以上的容积，做上记号，关闭止水夹，点燃红磷烧，迅速塞好瓶塞。请回答下列问题： （1）红磷燃烧的文字表达式 。 （2）冷却后，松开止水夹，你观察到的现象为 。 （3）实验结束后，如果发现进入集气瓶内水的体积不足的原因 。（答出一点即可） （4）红磷熄灭后，集气瓶内剩余的气体主要是 。 （5）某兴趣小组将实验装置（图一）改进为比实验装置（图二），你认为改进后的优点是： 。（答出一点即可） 【答案】（1） （2）烧杯中的水被倒吸入集气瓶，进入的水约占集气瓶剩余体积的五分之一 （3）红磷的量不足（合理即可） （4）氮气 （5）测定结果更准确（合理即可） 【解析】（1）红磷燃烧生成五氧化二磷，反应的文字表达式为，故填：； （2）红磷燃烧消耗氧气，使装置内的压强减小，冷却后，松开止水夹，观察到的现象为烧杯中的水被倒吸入集气瓶，进入的水约占集气瓶剩余体积的五分之一，故填：烧杯中的水被倒吸入集气瓶，进入的水约占集气瓶剩余体积的五分之一； （3）实验结束后，如果发现进入集气瓶内水的体积不足，原因有：①红磷的量不足（不能充分消耗装置内的氧气）；②装置漏气（在冷却过程中有外界的空气进入瓶中）；③未等到装置冷却至室温就打开了弹簧夹，并进行读数（因为此时剩余的气体在受热状态下，处于膨胀状态，占据了部分水的体积）；④弹簧夹右边的导管中存有的空气进入集气瓶内；⑤红磷熄灭时，集气瓶中的氧气并没有完全耗尽（氧气的浓度达不到红磷燃烧的要求），故填：红磷的量不足（合理即可）； （4）空气主要由氮气和氧气组成，红磷燃烧消耗氧气，故集气瓶内剩余的气体主要是氮气，故填：氮气； （5）改进后的装置，反应始终在密闭容器中进行，无需打开瓶塞点燃红磷，避免瓶内空气外逸而造成实验误差，同时防止生成的五氧化二磷逸散到空气中，更环保，故填：测定结果更准确（合理即可）。 18．某化学兴趣小组开展“测定密闭容器中氧气的体积分数”的实验探究。 Ⅰ．图1为我们熟悉的测定空气中氧气含量的实验。 （1）红磷燃烧的文字表达式是 。 （2）若实验过程中发现烧杯中的导管口出现气泡，则最终测得的数据会 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 Ⅱ．图2实验中，小组成员利用传感器记录集气瓶内氧气浓度随时间变化的情况。 （3）从以上数据分析，最终集气瓶中的氧气没有消耗完的依据是 。 （4）实验开始时氧气的含量持续下降，氧气被消耗，但在200s时氧气的含量又有所上升，若实验过程中红磷量充足，其可能原因是 。 【答案】（1） （2）偏大 （3）完全反应后氧气浓度是8.86% （4）装置突然漏气（合理即可） 【解析】（1）红磷在氧气中燃烧生成五氧化二磷，其文字表达式为，故填； （2）若实验过程中，发现烧杯中导管口出现气泡，说明弹簧夹未夹紧，燃烧时气体受热膨胀逸出，集气瓶内气体被消耗体积变大，则最终测得数据会偏大，故填偏大； （3）根据图示可知，燃烧结束后氧气的含量为8.86%，说明氧气没有消耗完，故填完全反应后氧气浓度是8.86%； （4）实验开始时氧气的含量持续下降，氧气被消耗，但在200s时氧气的含量又有所上升，可能是氧气密度大于空气，沉积在底部，传感器测量点在顶部，当反应后底部氧气扩散到上部，浓度增加，也可能是装置气密性不足，在200s时突然漏气。故填装置突然漏气（合理即可）； 19．某兴趣小组对教材中“测定空气中氧气含量”实验(如图甲)进行了改进，设计了图乙(选用容积为45mL的试管作反应容器)的实验方案，到了良好的实验效果。对比分析下面两个实验，回答下列问题： （1）实验测定氧气含量的操作之前，第一步操作是 ，发生反应的文字表达式为 。 （2）甲实验测得的氧气含量小于1/5，请分析可能的原因 。(写出一点即可) （3）乙实验中，注射器活塞最后将停止在约 mL刻度处。 （4）对照甲实验，你认为乙实验有何优点？ 。(回答一点即可) 【答案】（1）检查装置气密性 （2）红磷量少（合理即可） （3）1 （4）环保（合理即可） 【解析】（1）测定空气中氧气含量的实验中，装置必须气密性良好，则组装好仪器后，先检查装置气密性； 红磷燃烧生成五氧化二磷，反应的化学方程式为：。 （2）甲实验中，若红磷少量，则氧气不能完全消耗，会使结果偏小；或装置漏气，由于装置中的气体减少，压强减小，则会进入空气，也会使结果偏小；或未冷却就打开弹簧夹，装置中的温度较高，气体膨胀，进入的水的体积偏小，则结果偏小。 （3）由于氧气约占空气体积的五分之一，则乙实验中，试管中氧气的体积为，则注射器中会进入9mL的空气，最终活塞停止在10mL-9mL=1mL刻度处。 （4）乙实验为密闭装置，则能防止五氧化二磷扩散到空气中，保护环境，且结果更准确。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$