内容正文:
空气的组成和利用、氧气的性质
目录
题型分组练 2
题型01 空气中氧气含量的实验探究 2
题型02 物质的性质与用途 4
题型03 氧气的性质 6
拔高综合练 7
新题速递 16
题型分组练
题型01 空气中氧气含量的实验探究
1.(25-26八年级下·浙江嘉兴·月考)小嘉查阅资料得知,暖宝宝贴的主要成分为铁粉、木炭、食盐等,其使用时的热量主要来源于铁粉与氧气的反应。于是小嘉巧妙地利用暖宝宝贴来测定空气中氧气的含量。实验开始前的装置如图所示,为保证实验准确度,实验前必须
,实验后必须等 时打开弹簧夹才能记录量筒内剩余水的体积,若最后流入玻璃瓶(容积为270毫升)中的水的体积为45毫升(铁粉生锈消耗的水忽略不计),所测空气中氧气的体积分数为 。
【答案】检查装置的气密性 装置冷却至室温 18%
【解析】该实验利用消耗瓶内氧气,通过大气压将量筒内水压入瓶中测定氧气体积,凡是涉及气体参与的定量实验,实验前必须检查装置气密性,避免漏气导致实验误差。铁粉氧化放热,瓶内气体受热膨胀,若未冷却就打开弹簧夹,进入瓶内的水体积偏小,会使测量结果不准确,因此必须等装置冷却至室温后再打开弹簧夹读数。若最后流入玻璃瓶(容积为270毫升)中的水的体积为45毫升(铁粉生锈消耗的水忽略不计),所测空气中氧气的体积分数为。
2.(25-26八年级下·浙江金华·月考)某兴趣小组对教材中“测定空气里氧气含量”的实验(装置Ⅰ)进行了大胆改进,设计装置Ⅱ实验方案进行实验,收到了良好的效果。请你对比分析下面装置Ⅰ、装置Ⅱ实验,回答下列有关问题:
(1)【装置Ⅰ】在实验过程中,经常出现实验结果偏小的情况,原因可能是 。
A.红磷量不足 B.实验时止水夹未夹紧
C.未等装置冷却就松开止水夹 D.红磷点燃后伸入集气瓶速度太慢
(2)【装置Ⅱ】利用铜在加热条件下与氧气反应,完成测定。实验的操作步骤如下:
①测定玻璃管容积V1为70mL。②将少量铜粉平装入试管中,将50mL的注射器活塞置于30mL刻度处,并按图Ⅱ中所示的连接方式固定好。③点燃酒精灯,缓慢推拉注射器活塞。④熄灭酒精灯,等装置冷却后读取注射器活塞的数据。
按正确操作和有关数据计算,最终得出氧气约占空气体积的,则注射器活塞最终停留在
mL处,在实验加热过程中,缓慢推拉注射器活塞的目的是 。
(3)比较【装置Ⅰ】和【装置Ⅱ】,你能说出【装置Ⅱ】的一个优点是 。
【答案】(1)AC(2)10 使装置中的氧气充分反应
(3)测量结果更准确或减少大气污染(其他合理答案也可)
【解析】(1)A. 红磷量不足,消耗部分氧气,导致实验结果偏小,此选项符合题意;
B. 实验时止水夹未夹紧,红磷燃烧放出大量的热,装置内压强变大,气体逸出,压强差变大,导致实验结果偏大,此选项不符合题意;
C. 未等装置冷却就松开止水夹,导致压强差变小,进入集气瓶内的水偏少,此选项符合题意;
D. 红磷点燃后伸入集气瓶速度太慢,集气瓶中的空气受热膨胀逸出,压强差变大,导致实验结果偏大,此选项不符合题意。故选AC。
(2)[装置Ⅱ]利用铜在加热条件下与氧气反应,完成测定。实验的操作步骤如下:
①测定玻璃管容积V1为70mL。②将少量铜粉平装入试管中,将50mL的注射器活塞置于30mL刻度处,并按图Ⅱ中所示的连接方式固定好。③点燃酒精灯,缓慢推拉注射器活塞。④熄灭酒精灯,等装置冷却后读取注射器活塞的数据。按正确操作和有关数据计算,最终得出氧气约占空气体积的,反应前空气的体积为30mL+70mL=100mL,其中氧气的体积约为:100mL×=20mL,反应结束等装置冷却后,则注射器活塞最终停留在30mL -20mL =10mL处。
(3)[装置Ⅱ]避免了燃烧匙伸入集气瓶中时导致的部分气体逸出,实验结果更准确,而且可减少大气污染。
3.(24-25九年级上·浙江衢州·月考)小衢利用如图甲所示装置(气密性良好)和足量白磷测定空气中氧气含量,并用氧气传感器测得集气瓶内氧气的体积分数变化曲线,结果如图乙所示。
(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 。(写一条)
(3)如图乙,实验测出的氧气体积分数为12.4%,据图分析导致本次实验结果偏小的原因是
。
【答案】(1)引燃白磷
(2)白磷燃烧,产生大量的白烟(合理即可)
(3)燃烧结束后空气中还含有一定的氧气(合理即可)
【解析】(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,加热铜丝使白磷的温度达到着火点,观察到白磷燃烧,产生大量的白烟,另外白磷燃烧放热和用酒精灯给铜丝加热,瓶内外的铜丝都和氧气接触,在受热时与氧气发生反应会生成黑色的氧化铜,所以也能观察到瓶内外铜丝都变黑;
(3)氧气特别少时,白磷也会熄灭,所以白磷燃烧可能不能将氧气完全消耗,若在燃烧结束后空气中还含有一定的氧气,则测得结果会偏小。
题型02 物质的性质与用途
1.(25-26八年级下·浙江·月考)下列说法中,正确的是( )
A.氮气的化学性质比较活泼
B.空气中氮气的质量分数约为78%
C.空气中的稀有气体所占比例虽小但用途广泛
D.空气中含有氧气,因此空气可直接用于医疗急救
【答案】C
【解析】A、氮气的化学性质比较稳定,通常情况下不易与其他物质发生化学反应,而非活泼,错误。
B、空气中氮气的体积分数约为78%,而不是质量分数,错误。
C、空气中的稀有气体所占比例虽小,仅约0.94%,但用途广泛。例如,稀有气体在通电时能发出不同颜色的光,可用于制作霓虹灯;氦气密度小且化学性质稳定,可用于填充气球等,正确。
D、空气中虽含有氧气,但空气中氧气的含量相对较低,约为21%,直接用于医疗急救时,氧气浓度不足,不能满足病人对氧气的需求。医疗急救通常使用纯度较高的氧气,错误。故选C。
2.(25-26八年级下·浙江金华·月考)物质的性质决定用途。下列有关空气各成分及其用途的说法正确的是( )
A.空气中含量最多的气体是氮气,约占空气质量的78%
B.氧气具有支持燃烧的性质,可用作燃料
C.稀有气体用作霓虹灯利用的是其化学性质
D.氮气化学性质稳定,可用于食品包装
【答案】D
【解析】A.空气中含量最多的气体是氮气,约占空气体积的78%,而不是空气质量的78%,故A错误;
B.氧气具有支持燃烧的性质,但它本身不能燃烧,所以不能用作燃料,只能作助燃剂,故B错误;
C.稀有气体用作航标灯是利用了稀有气体在通电时能发出不同颜色光的物理性质,故C错误;
D.氮气化学性质稳定,不容易与其他物质发生反应,所以可用于食品包装,以防止食品变质,故D正确。故选D。
3.(2025八年级·浙江·专题练习)空气中的各种成分都有十分重要的用途。请用字母填空。
A.制成有色电光源 B.支持燃烧 C.作保护气
D.制氮肥的重要原料 E.炼钢 F.光合作用的原料
G.润湿空气,有利于人的呼吸
(1)氧气: 。 (2)氮气: 。 (3)稀有气体: 。
(4)二氧化碳: 。(5)水蒸气: 。
【答案】(1)BE(2)CD(3)AC(4)F(5)G
【解析】(1)氧气能支持燃烧,可用于炼钢,故填:BE;
(2)氮气化学性质不活泼,可用作保护气;氮气中含有氮元素,是制氮肥的重要原料,故填:CD;
(3)稀有气体化学性质不活泼,可用作保护气;稀有气体在通电时能发出不同颜色的光,可制成有色电光源,故填:AC;
(4)二氧化碳是植物光合作用的原料之一,故填:F;
(5)水蒸气能润湿空气,有利于人的呼吸,故填:G。
题型03 氧气的性质
1.(25-26八年级下·浙江·单元测试)下列有关物质燃烧时观察到的现象的叙述中,正确的是( )
A.木炭在氧气中燃烧,发出白光,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体
B.硫在氧气中燃烧,发出淡蓝色的火焰,生成有刺激性气味的气体
C.红磷在氧气中燃烧,放出大量热,产生大量白雾
D.铁丝在氧气中燃烧,火星四射,生成氧化铁
【答案】A
【解析】A. 木炭在氧气中燃烧,发出白光,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体,此选项正确;
B. 硫在氧气中燃烧,发出明亮的蓝紫色火焰,生成有刺激性气味的气体,此选项错误;
C. 红磷在氧气中燃烧,放出大量热,产生大量白烟,此选项错误;
D. 铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体。生成氧化铁是实验结论,不是实验现象,此选项错误。故选A。
2.(25-26八年级下·浙江·月考)如图是铁丝在氧气中燃烧的实验示意图,下列有关该实验叙述正确的是( )
A.点燃系在细铁丝下端的火柴,立即插入盛有氧气的集气瓶中
B.观察到铁丝剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体
C.该反应的文字表达式:铁氧气四氧化三铁
D.集气瓶底部的水不能用少量细沙代替
【答案】B
【解析】A、铁的着火点较高,不易引燃,实验时,点燃系在螺旋状细铁丝底端的火柴,待火柴将要燃尽时,插入盛有氧气的集气瓶中,防止火柴燃烧燃尽集气瓶中的氧气,影响实验效果,故选项说法不正确;
B、铁丝在氧气中燃烧观察到铁丝剧烈燃烧、火星四射、生成黑色固体,故选项说法正确;
C、铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁,反应的文字表达式为:,故选项说法不正确;
D、集气瓶底部的水是为了防止高温熔化物溅落,炸裂瓶底,所以可以用细沙代替,故选项说法不正确。故选B。
3.(2025八年级·浙江·专题练习)有两瓶氧气,甲、乙两位同学分别如图所示的方式实验,将带火星的木条迅速伸入集气瓶中,下列有关他们观察到的实验现象的推测,正确的是( )
A.两根木条都不复燃 B.甲的木条复燃,乙的木条立即熄灭
C.都复燃,且甲的木条比乙的燃烧更旺 D.都复燃,且乙的木条比甲的燃烧更旺
【答案】C
【解析】氧气能支持燃烧,氧气的密度比空气大,所以乙瓶中的氧气会很快的逸散掉,所以都复燃,且甲的木条比乙的燃烧更旺。故选C。
拔高综合练
1.(2026八年级下·浙江·专题练习)氧气的化学性质较为活泼,下列有关说法错误的是( )
A.红磷在空气中燃烧时,产生大量白雾,放出大量的热
B.将一根带火星的木条伸入充满氧气的集气瓶中,木条会复燃
C.铁丝在氧气中剧烈燃烧时,火星四射,放出大量的热,生成黑色固体
D.硫粉在氧气中燃烧时,发出明亮的蓝紫色火焰,生成具有刺激性气味的气体
【答案】A
【解析】A、红磷在空气中燃烧时,放出大量的热,产生大量的白烟,而不是白雾,故选项说法错误;
B、氧气能支持燃烧,将一根带火星的木条伸入充满氧气的集气瓶中,木条会复燃,故选项说法正确;
C、铁丝在氧气中剧烈燃烧时,火星四射,放出大量的热,生成一种黑色固体,故选项说法正确;
D、硫粉在氧气中燃烧时,发出明亮的蓝紫色火焰,生成具有刺激性气味的气体,故选项说法正确。故选A。
2.(25-26八年级下·浙江绍兴·月考)木炭、铁丝、红磷、硫粉四种单质在氧气中燃烧实验操作如下图,以下判断错误是( )
A.都有气体生成 B.都能发光放热
C.都是化合反应 D.都生成了氧化物
【答案】A
【解析】A、铁丝、红磷在氧气中燃烧的生成物是固体,故选项A错误;
B、四种物质在氧气中燃烧都会发光放热,故选项B正确;
C、反应类型都是由两种物质生成了一种物质,都属于化合反应,故选项C正确;
D、产物都是由两种元素组成,其中一种元素是氧元素,属于氧化物,故选项D正确。故选A。
3.(25-26八年级下·浙江·单元测试)当汽车受到一定力量的撞击时,安全气囊内的物质会迅速分解,生成一种空气中含量最多的气体,使气囊弹出并迅速膨胀,以保护车上人员安全,该气体是( )
A.O2 B.N2 C.CO2 D.He
【答案】B
【解析】空气中各成分气体及体积分数分别为:氮气约占空气总体积的78%,氧气约占空气总体积的21%,稀有气体约占空气总体积的0.94%,二氧化碳约占空气总体积的0.03%,其他气体和杂质约占空气总体积的0.03%,所以空气中含量最多的气体是氮气,故选B。
4.(2025·浙江杭州·一模)利用白磷燃烧测定空气中氧气体积分数,实验装置如图(集气瓶内装入适量的水,体积为a,集气瓶总容积为c)实验步骤如下:①加热玻璃棒引燃白磷;②白磷熄灭后冷却至室温,测得瓶内水的体积为b。下列分析错误的是( )
A.白磷不可替换为木炭或硫粉 B.氧气与空气体积比为(b-a):(c-a)
C.装置未使用止水夹会影响实验结果 D.实验过程中瓶内液面先下降后上升再稳定
【答案】C
【解析】A、木炭或硫粉燃烧生成二氧化碳或二氧化硫气体,装置中的压强几乎不变,则不能测定空气中氧气的含量,该选项说法正确;
B、集气瓶中液面上升的体积为消耗的氧气的体积,因为集气瓶内空气体积为c−a,消耗的氧气体积等于反应后增加的水的体积b−a,则该实验测得氧气与空气的体积比(b-a):(c-a),该选项说法正确;
C、由于集气瓶中的导管伸入水下,形成液封,则该装置没有用止水来,也不会影响实验结果,该选项说法不正确。
D、白磷燃烧放热,装置中的温度升高,压强增大,则集气瓶中的水会进入烧杯中,液面下降,但红磷燃烧消耗氧气,装置中的气体会减小,烧杯中的水会进入集气瓶中,液面又会上升,该选项说法正确;故选C。
5.(24-25七年级上·浙江杭州·期中)用带小孔的橡皮塞塞住瓶口,往橡皮塞的小孔中插入一个漏斗,然后从漏斗往瓶内加水,发现瓶内的水始终无法加满,最可能的原因是( )
A.空气会流动 B.空气有质量
C.空气能压缩 D.空气占据空间
【答案】D
【解析】根据题意,当向瓶内倒水的过程中,瓶子处于密封状态,由于内部的空气具有一定的体积会占有部分空间,导致水导入一定量后,无法再倒进去,故D符合题意,ABC不符合题意。故选D。
6.(2025八年级·浙江·专题练习)关于拉瓦锡研究空气成分实验的表述,存在科学性错误的是( )
A.实验中汞需要足量 B.曲颈甑中的汞可以换成硫粉
C.曲颈甑中汞的作用是消耗氧气 D.钟罩内液面上升推测钟罩内气体压强减小
【答案】B
【解析】A、实验中汞需要足量,这样才能将曲颈甑和钟罩内空气中的氧气完全消耗掉,从而准确测定空气成分,该表述正确;
B、曲颈甑中的汞不能换成硫粉,硫粉在空气中燃烧生成二氧化硫气体,装置内气体压强变化不明显,无法准确测定空气中氧气的含量,该表述错误;
C、曲颈甑中汞在加热条件下与氧气反应生成氧化汞,其作用是消耗氧气,该表述正确;
D、钟罩内液面上升,是因为氧气被消耗,钟罩内气体减少,压强减小,在外界大气压作用下,液面上升,该表述正确。故选B。
7.(2025八年级·浙江·专题练习)某兴趣小组同学进行如图所示实验,关于此实验下列说法中不正确的是( )
A.步骤①木炭在空气中燃烧发红光,步骤②木炭在氧气中燃烧发白光
B.步骤②中,木炭要由上向下缓慢伸入集气瓶,目的是防止氧气逸出,让木炭和氧气充分接触反应,使实验现象更明显
C.通过此实验可以看出,木炭在氧气中燃烧比空气中更剧烈
D.本炭可以和氧气反应,因此可以代替红磷来测定空气中氧气含量
【答案】D
【解析】A、木炭在空气中燃烧时发出红光,而在氧气中燃烧时发出白光,故说法正确;
B、木炭要由上向下缓慢伸入集气瓶,目的是防止氧气逸出,让木炭和氧气充分接触发生反应,使实验现象更明显,故说法正确;
C、因为氧气浓度越高,燃烧反应越剧烈。通过此实验可以看出,木炭在氧气中燃烧比空气中更剧烈,故说法正确;
D、木炭燃烧生成的是二氧化碳气体,而红磷燃烧生成的是固体五氧化二磷。在测定空气中氧气含量时,需要生成固体产物,以便通过体积变化来测定氧气含量。因此,木炭不能代替红磷来测定空气中氧气含量,故说法错误。故选D。
8.(2025八年级·浙江·专题练习)下列实验中不能用来测定空气中氧气含量的是( )(提示:白磷燃烧所需最低温度为)
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】A、装置内的红磷燃烧消耗氧气,使瓶内压强变小,则水槽中的水会进入瓶内,可以用来测定空气中氧气含量,故不符合题意;
B、装置内的红磷燃烧消耗氧气,使瓶内压强变小,待冷却后,打开止水夹,烧杯中的水会进入瓶内,可以用来测定空气中氧气含量,故不符合题意;
C、木炭燃烧后产生二氧化碳气体,装置内的压强变化不明显,不能用来测定空气中氧气含量,故符合题意;
D、白磷受热燃烧消耗硬质试管中的氧气,冷却后装置内压强变小,活塞向左移动,可以用来测定空气中氧气含量,故不符合题意。故选C。
9.(25-26八年级下·浙江绍兴·月考)现有①木炭、②硫粉、③红磷、④铁丝、⑤蜡烛五种物质,分别在氧气中燃烧,用序号回答下列问题。
(1)发出明亮的蓝紫色火焰的是 。
(2)产生大量白烟的是 。
(3)剧烈燃烧、火星四射的是 。
【答案】(1)②(2)③(3)④
【解析】(1)硫粉(②)在氧气中燃烧时,发出明亮的蓝紫色火焰,生成有刺激性气味的二氧化硫气体。
(2)红磷(③)在氧气中燃烧时,产生大量的白烟(五氧化二磷小颗粒),放出热量。
(3)铁丝(④)在氧气中燃烧时,剧烈燃烧、火星四射,放出大量的热,生成黑色固体四氧化三铁。
10.(2025八年级·浙江·专题练习)现有A、B、C、D四种物质。A是无色无味的气体,B在A中剧烈燃烧,火星四射,放出大量热,同时生成一种黑色固体C。D是一种无色的气体,把D通入澄清的石灰水中,石灰水变浑浊。试判断A、B、C、D各是什么物质,请将答案填在空格内:
A是__________;B是__________;C是__________;D是__________。
【答案】氧气 铁 四氧化三铁 二氧化碳
【分析】D是一种无色的气体,把D通入澄清的石灰水中,石灰水变浑浊,所以D是二氧化碳,A是无色无味的气体,B在A中剧烈燃烧,火星四射,同时生成了一种黑色的固体C,所以A有助燃性,A是氧气,结合常见可燃物燃烧的现象可知,B是铁,C是四氧化三铁,经过验证,推出的各种物质均满足题中的转化关系,推导正确。
【解析】由分析可知,A是氧气(O2),B是铁(Fe),C是四氧化三铁(Fe3O4),D是二氧化碳(CO2)。
11.(2025八年级·浙江·专题练习)空气是宝贵的资源,请沿用科学家认识事物的方式认识“空气”。
(1)从分类角度:空气属于 (填“混合物”或“纯净物”)。
(2)从微观角度:用“”表示氮原子,“”表示氧原子。同温同压下,气体的体积比等于分子数目比。若空气中其他成分忽略不计,下列图中,可表示空气微观模型的是
(填字母)。
A. B. C.
【答案】(1)混合物(2)C
【解析】(1)空气中含有氧气、氮气等多种气体成分,属于混合物;
(2)已知信息,同温同压下,气体的体积比等于分子数目比,氮气体积在空气中含量约为五分之四,氧气体积在空气中含量约为五分之一。所以氮气和氧气的体积比是4:1,所以氮气和氧气的分子数目比为4:1,故选C。
12.(24-25八年级下·浙江·期末)注射器是一种常见的医疗器械,它在初中科学实验中的巧妙使用可使实验操作更简洁、现象更明显。
(1)检查甲装置气密性:打开止水夹,向左缓慢推活塞,若看到 现象,则气密性良好。
(2)乙中的注射器可用于气体体积的测量,反应前后注射器读数的差值,表示的是红磷燃烧后装置中 (选填“被消耗的气体体积”或“剩下气体体积”)。
【答案】(1)长颈漏斗口内液面上升(2)被消耗的气体体积
【解析】(1)甲中注射器用于气密性检查,打开止水夹,向左推活塞,锥形瓶内气压增大,会将水压入长颈漏斗,若长颈漏斗口内液面上升,则气密性一定良好;
(2)乙中的注射器可用于气体体积的测量,红磷燃烧消耗氧气,使装置内气体减少,压强减小。反应前后注射器读数的差值,表示的是红磷燃烧后装置中被消耗的气体体积。
13.(2025八年级·浙江·专题练习)如图是验证氧气性质的实验。
(1)图甲实验中的铁丝绕成螺旋状的目的是 。
(2)图甲所示实验有一处错误,它是 ,该错误可能会导致的后果是 。
(3)小明同学做铁丝在氧气中燃烧的实验时,实验成功率最高的是 。(填字母)
A. B. C.
(4)某同学做木炭在氧气中燃烧实验的步骤如下:
I.用坩埚钳夹取一小块木炭,在酒精灯上加热到发红,插入盛满氧气的集气瓶中,燃烧停止后,取出坩埚钳;
II.向集气瓶中加入少量澄清石灰水,振荡。①步骤I中,最好是将烧红的木炭由瓶口缓慢插入盛满氧气的集气瓶中,这一实验操作的主要目的是 ;②步骤II中可观察到 。
【答案】(1)增大铁丝的受热面积
(2)集气瓶底部没有加少量水或铺一层细沙 集气瓶底部炸裂
(3)C
(4)使木炭与氧气充分反应 澄清石灰水变浑浊
【解析】(1)图甲实验中的铁丝绕成螺旋状的目的是:增大铁丝的受热面积;
(2)铁丝在氧气中燃烧放出大量的热,应在集气瓶底部放少量水或铺一层细沙,防止高温熔融物溅落,炸裂瓶底,故图甲中的错误是:集气瓶底部没有加少量水或铺一层细沙,该错误可能会导致的后果是:集气瓶底部炸裂;
(3)做铁丝在氧气中燃烧的实验时,火柴头向下燃烧,能使铁丝充分受热,更易达到铁丝的着火点,成功率最高,故选C;
(4)Ⅱ、①步骤Ⅰ中,最好是将烧红的木炭由瓶口缓慢插入盛满氧气的集气瓶中,这一实验操作的主要目的是:使木炭与氧气充分反应,现象更明显;
②木炭燃烧生成二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,故步骤Ⅱ中可观察到:澄清石灰水变浑浊。
14.(2025八年级·浙江·专题练习)某兴趣小组对“测定空气里氧气的含量”实验展开了学习和探究。
(1)经典回顾:二百多年前,法国化学家拉瓦锡用如图装置研究了空气的成分。拉瓦锡得出了空气是由氮气和氧气组成的结论,由此可知,从物质类别角度分析,空气属于混合物或纯净物中的 。
(2)原理分析:该实验利用氧气和空气中其他气体性质的差异,借助化学反应,将空气中的
除去,从而达到物质分离。再利用密闭体系中压强的变化,借助进入容器内液体的体积,将间接量转化为可视的数据,进而通过分析得出结论。
(3)反思交流:拉瓦锡实验中选择使用汞进行实验,其原因不包括 。
A.汞蒸气有毒B.反应生成的氧化汞是固态C.加热时汞只与空气中的氧气反应
【答案】(1)混合物(2)氧气(3)A
【解析】(1)空气由氮气和氧气等多种气体组成,属于混合物;
(2)拉瓦锡的实验通过化学反应将空气中的氧气除去,因为氧气与其他气体在性质上存在差异,从而实现了物质的分离。随后,他利用密闭体系中压强的变化,通过测量进入容器内液体的体积,间接地将不可视的气体体积变化转化为了可视的数据,进而分析并得出了空气组成的结论。
(3)拉瓦锡实验中选择使用汞进行实验的原因不包括汞蒸气有毒。实际上,汞蒸气确实有毒,但这不是选择汞进行实验的原因。选择汞是因为它在加热时只与空气中的氧气反应,生成的氧化汞是固态,这些性质有利于实验的进行,故选A。
15.(24-25八年级下·浙江台州·期末)小科做完课本中“测定空气中氧气体积分数实验”后,又做了两个改良实验:
【实验1】利用图1装置进行实验。一系列规范操作后,打开止水夹,观察并记录量筒中水被倒吸进入集气瓶前后的水量变化,计算出氧气的体积分数。
(1)写出图1装置气密性检查的方法:
。
(2)点燃红磷后,观察到集气瓶内的现象是 。
(3)若氧气占空气体积的21%,请计算理论上量筒中所需的最少水量为 mL。
【实验2】利用图2装置进行数字化技术探究测定,得到两种传感器显示的数据随时间变化的曲线。
查阅资料:温度和体积恒定的密闭容器中,每消耗1%体积的气体,剩余气体重新充满容器后气压会减小1%。
(4)小科观察到600秒后,装置内气体压强不再变化,通过计算可知,氧气在空气中的体积分数约为 。(结果精确到0.1%)
【答案】(1)打开止水夹,将导管进入水中,手捂集气瓶,若观察到导管口产生气泡,松手后导管中倒吸形成一段稳定的水柱,说明气密性良好(2)剧烈燃烧,产生大量白烟(3)52.5
(4)19.8%
【解析】(1)图 1 装置气密性检查的方法:打开止水夹,将导管进入水中,手指集气瓶,若观察到导管口产生气泡,松手后导管中倒吸形成一段稳定的水柱,说明气密性良好;
(2)点燃红磷后,观察到集气瓶内的现象是剧烈燃烧,产生大量白烟;
(3)集气瓶内空气体积为 250mL,氧气占空气体积的 21%,则氧气的体积为250mL×21%=52.5mL,所以理论上量筒中所需的最少水量为 52.5mL;
(4)由图 2 可知,初始气压为 101kPa,反应后气压为 81kPa,气压减少了 20kPa。根据资料,每消耗 1% 体积的气体,气压会减小 1%,所以氧气在空气中的体积分数约为:。
新题快递
1.(2026八年级下·浙江·专题练习)下列有关物质燃烧时观察到的现象的叙述中,正确的是( )
A.硫在氧气中燃烧,发出淡蓝色火焰,生成有刺激性气味的气体
B.木炭在氧气中燃烧,发出白光,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体
C.红磷在氧气中燃烧,放出大量热,产生大量白雾
D.铁丝在氧气中燃烧,火星四射,生成四氧化三铁
【答案】B
【解析】A、硫在氧气中燃烧,发出明亮的蓝紫色火焰,生成有刺激性气味的气体,说法错误,故不符合题意;
B、木炭在氧气中燃烧,发出白光,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体,说法正确,故符合题意;
C、红磷在氧气中燃烧,放出大量热,产生大量白烟,说法错误,故不符合题意;
D、铁丝在氧气中燃烧,火星四射,生成四氧化三铁是实验结论,不是实验现象,说法错误,故不符合题意。故选B。
2.(25-26八年级下·浙江金华·月考)小东的爸爸给患病的奶奶购买了一台“便携式制氧器”,其原理图如图所示,小东通过阅读说明书,了解它的工作原理,下列说法正确的是( )
A.输出的氧气可作为火箭的燃料
B.根据加湿过滤仓中气泡的大小,可以判断氧气排出的快慢
C.加湿过滤仓利用氧气不易溶于水的原理,使氧气湿润水
D.输出的氧气只有点燃时才发生化学反应
【答案】C
【解析】A.氧气具有助燃性,没有可燃性,不能作为燃料,故A错误;
B.判断氧气排出快慢,是依据加湿过滤仓中气泡产生的速率,不是气泡大小,故B错误;
C.氧气不易溶于水,生成的氧气通过水时既不会大量溶解,又能带出水蒸气使氧气湿润,符合原理,故C正确;
D.氧气不只是点燃时才发生反应,如铁生锈、动植物呼吸等缓慢氧化,常温下就能和氧气反应,故D错误。故选C。
3.(25-26八年级下·浙江绍兴·开学考试)如图甲所示的装置可用于测定空气中氧气的含量,如图乙所示为用该装置测得的实验过程中集气瓶内气压与时间的关系图像(该装置气密性良好,P0是集气瓶内的初始气压)。下列说法中,正确的是( )
A.红磷的多少对实验结果无影响 B.集气瓶中气压瞬间变大是O2迅速消耗造成的
C.c点时反应刚好停止 D.b、c、d点时集气瓶中所含物质相同
【答案】D
【解析】A、在测定空气中氧气的含量实验中,红磷要过量,这样才能将装置内氧气耗尽,故A错误;
B、集气瓶中气压瞬间变大是红磷燃烧放出热量,装置内气体受热膨胀,压强增大,故B错误;
C、该实验中红磷燃烧放热,温度升高,导致压强增大,红磷燃烧消耗氧气,导致压强减小,燃烧放热对压强的影响大于消耗氧气对压强的影响时,压强增大,当消耗氧气对压强的影响大于燃烧放热对压强的影响时,压强减小,故根据气压变化无法得出燃烧何时停止,不能说明c点时反应停止,故C错误;
D、该实验中红磷与氧气在点燃的条件下反应生成五氧化二磷,当氧气低于一定值时燃烧停止,故当红磷开始燃烧后,集气瓶中一定含空气中各成分(红磷燃烧不能将装置内氧气完全耗尽)、反应生成的五氧化二磷,未参加反应的红磷,b点时已经发生了红磷燃烧反应,故b、c、d点时集气瓶中所含物质相同,故D正确。故选D。
4.(25-26九年级下·浙江杭州·开学考试)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。下列判断不正确的是( )
A.红磷燃烧过程中,容器内压强先增大后减小
B.图中a点与b点对应容器内氮气体积分数相等
C.燃烧后,两容器中氧气均未耗尽,红磷耗氧量较多
D.将足量蜡烛和红磷放在同一密闭容器中燃烧,无法将容器内的氧气完全消耗
【答案】B
【解析】A、红磷燃烧过程中,容器内压强先增大后减小,是因为红磷燃烧放热,导致气体膨胀,气压增大,完全反应后温度降低,氧气消耗,气压减小,该选项说法正确;
B、图中a点与b点对应容器内氮气体积分数不相等,是因为耗氧量不同,该选项说法不正确;
C、燃烧后,两容器中氧气均未耗尽,红磷耗氧量较多,该选项说法正确;
D、将足量蜡烛和红磷放在同一密闭容器中燃烧,无法将容器内氧气完全消耗,该选项说法正确。故选B。
5.(25-26九年级上·浙江宁波·期中)为测定空气中氧气的含量,在量筒中先注入一定量的水,放在水平桌面上。再将装有足量潮湿铁粉的矿泉水瓶(瓶内除铁粉外的有效容积为350mL)旋紧瓶盖放入水中静置,直至矿泉水瓶不再变瘪为止,反应前后量筒内液面位置如图所示。忽略水的蒸发,则下列分析错误的是( )
A.此实验的原理是利用铁生锈消耗氧气 B.反应后矿泉水瓶受到的浮力减小
C.反应后量筒对桌面的压强不变 D.实验测得氧气体积分数为21%
【答案】D
【解析】A、潮湿铁粉会生锈(铁与氧气、水反应),这个实验利用铁生锈消耗瓶内氧气,故分析正确;
B、反应后瓶内氧气被消耗,瓶内气体减少,矿泉水瓶变瘪,排开水的体积减小。根据浮力公式F浮=ρgV排,V排减小则浮力减小,故分析正确;
C、量筒对桌面的压力等于量筒和水的总重力,反应前后水的总质量不变,压力不变,受力面积也不变,根据,压强不变,故分析正确;
D、反应前量筒水体积为850mL,反应后为780mL,进入矿泉水瓶的水体积(即消耗氧气体积)=850mL-780mL=70mL。矿泉水瓶有效容积(空气体积)为350mL,氧气占比为,故分析错误。故选D。
6.(25-26九年级上·浙江金华·月考)暖宝宝中有铁粉等物质,遇氧气温度升高。小红用压强、氧气浓度和温度三种数字传感器画出暖宝宝原料遇空气的数据变化图像,如图2,下列说法中不正确的是( )
A.Ⅰ为温度变化曲线
B.Ⅲ为氧气浓度变化曲线
C.Ⅰ和Ⅱ开始增大是因为铁发生氧化反应放热
D.暖宝宝原料足量时,瓶内压强可降至0
【答案】D
【解析】A、铁进行氧化反应放热,容器内温度升高,反应结束后,温度逐渐恢复到室温。曲线Ⅰ中,反应前后数值相等,为温度变化曲线,选项说法正确,不符合题意;
B、由于反应消耗了氧气,所以氧气的浓度呈一直下降的趋势,Ⅲ为氧气浓度变化曲线,选项说法正确,不符合题意;
C、根据分析可知,曲线Ⅰ是温度变化曲线、曲线Ⅱ是压强变化曲线;曲线Ⅰ、Ⅱ开始上升是因为铁缓慢氧化放热所致,选项说法正确,不符合题意;
D、如果暖宝宝原料足量,压强不能降至0,是因为容器内还有不能被消耗氮气、稀有气体等气体,说法错误,符合题意。故选D。
7.(2026八年级下·浙江·专题练习)小正带着收集到的气体来到实验室,用巧妙的办法来测定氧气的含量。开始前的装置如图所示,其中暖宝宝贴(主要成分为铁粉、木炭、食盐)的热量来源于铁粉的氧化。为保证实验准确度,实验前必须检查 ,实验后必须等 时才能记录数据,若最后流入玻璃瓶(容积为270毫升)中的水的体积为45毫升(铁粉生锈消耗的水忽略不计),所测空气中氧气的体积分数为 ;如果弹簧夹未夹紧,会导致实验结果 。
【答案】装置的气密性 冷却至室温 18% 偏大
【解析】为保证实验准确度,实验前必须检查装置的气密性,以防止装置漏气造成测定结果不准确;实验后必须等装置冷却至室温,才能记录数据,以防止剩余的气体在受热状态下,处于膨胀状态,使测定结果偏小;若最后流入玻璃瓶(容积为270毫升)中的水的体积为45毫升(铁粉生锈消耗的水忽略不计),所测空气中氧气的体积分数为100%=18%;如果弹簧夹未夹紧,反应放出大量的热,装置内压强大,有空气逸出,因此进入的水多,会导致实验结果偏大。
8.(25-26八年级下·浙江金华·月考)小明同学利用如图1装置,进行相关实验。请回答:
(1)请写出白磷燃烧现象:剧烈燃烧, ,放出热量。
(2)实验过程中,可观察到气球体积变化情况是 。
(3)图2中,锥形瓶中固态物质的质量m随时间t的变化关系正确的是 。
【答案】(1)产生大量的白烟(2)先变大后变小(3)C
【解析】(1)白磷在空气中点燃,剧烈燃烧,产生大量的白烟,放出热量。
(2)白磷燃烧放热,锥形瓶内气体受热膨胀,气球先变大;反应结束后温度降低,且瓶内氧气被白磷消耗,瓶内压强减小,气球又变小。
(3)反应中,固态白磷和气态氧气反应生成固态五氧化二磷,反应过程中,气态的氧转化为固态物质,因此固体总质量随反应进行逐渐增大,反应结束后质量保持不变,符合的图像是C。
9.(25-26八年级下·浙江·课后作业)氧气能与许多物质发生反应。小明学习了氧气的有关性质后进行了如图所示的整理。(部分反应条件已略去)
(1)反应①,木炭在点燃的情况下伸入盛有氧气的集气瓶中,则生成物X的化学式为 。
(2)反应②,物质Y可能是 (填物质名称)。
(3)反应③,要预先在盛放氧气的集气瓶中放少量水或沙子,其目的是
。
(4)反应④,可以观察到 。
【答案】(1)CO2(合理即可)(2)硫(3)防止溅落的熔化物使瓶底炸裂(4)白磷燃烧,产生大量白烟,放热
【解析】(1)反应①是碳在点燃的情况下伸入盛有氧气的集气瓶中,则碳燃烧的生成物X是二氧化碳,化学式为:CO2;
(2)反应②是某物质与氧气反应生成二氧化硫,由质量守恒定律可知,该物质中含有硫元素,物质Y可能是硫;
(3)反应③实验是铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁,放出了大量的热,预先在盛放氧气的集气瓶中放少量水或细沙子,其目的是:防止溅落的熔化物炸裂瓶底;
(4)在反应④实验中,磷和氧气反应生成五氧化二磷,观察到白磷燃烧,放热,产生大量白烟。
10.(25-26八年级下·浙江·月考)利用如图甲所示装置(气密性良好)测定空气中氧气的含量,集气瓶中空气的体积为200mL,氧气传感器(可测量氧气浓度,部分结构已略去)测得集气瓶内氧气的体积分数变化曲线如图乙所示。
(1)反应开始到止水夹打开前,图甲集气瓶内可观察到的现象是 。
(2)由图乙可知,在 秒时,反应刚好停止。
【答案】(1)白磷燃烧,产生大量的白烟(2)80
【解析】(1)加热粗铜丝,白磷温度升高,当温度达到白磷的着火点时,白磷燃烧,产生大量的白烟;
(2)由图乙可知,在80秒时,反应刚好停止,因为此时装置内的压强不再改变。
11.(2026八年级下·浙江·专题练习)小华同学打算测量空气中氧气体积含量,请你参与他的实验探究:
设计如下方案:选用实际容积为25mL的试管作为反应容器,将过量的白磷放入试管,用橡皮塞塞紧试管,通过导管与注射器(注射器的容积为40mL,且润滑性很好)相连,注射器的前沿停在20mL刻度处(假设此实验能够按照小华的设想正常进行,白磷所占体积与导管内的气体体积忽略不计,且两个容器间的导管足够粗,保持空气正常流动)。请回答下列问题:
(1)实验前,打开弹簧夹,将注射器活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处,然后松开手,若活塞仍能返回至20mL刻度处,则说明 。
(2)实验时若不使用弹簧夹,用酒精灯加热白磷,直至燃烧结束,试管冷却,在整个实验的过程中观察到活塞的运动情况为 且最后活塞将停留在 mL刻度处。
(3)实验结束后,请你推断试管中剩余气体的化学性质为 。小华同学最终测定的空气中氧气的体积分数<21%,造成该实验出现误差的原因可能是
(填序号)。
①装置器气密性差②读数时没有冷却至室温③加入白磷量太少
【答案】(1)气密性良好(2)先向右后向左 11(3)不燃烧也不支持燃烧 ①②③
【解析】(1)将注射器活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处,装置中的气体增多,压强增大,然后松开手,若活塞仍能返回至20mL刻度处,则说明装置气密性良好;
(2)白磷燃烧放热,装置中的气体受热膨胀,则活塞会向右移动,但随着氧气的消耗,气体减少,压强减小,则活塞又向左移动;且最终活塞移动的体积为消耗的氧气的体积,则活塞移动的体积为(25mL+20mL)9mL,则最终活塞将停留在20mL﹣9mL=11mL处;
(3)白磷在剩余气体中熄灭,说明试管中剩余气体不可燃也不助燃;
①装置气密性差,会有气体进入装置中,使结果偏小;
②读数时没有冷却至室温,气体受热膨胀,会使注射器移动的体积偏小,使结果偏小;
③白磷量太少,则氧气不能完全消耗,会使结果偏小。故选:①②③。
12.(25-26八年级下·浙江嘉兴·月考)小科在做教材“测定空气里氧气含量”实验如图甲后进行改进,设计图乙实验装置进行实验,一开始活塞停在10毫升处。(选用容积为30毫升的试管作反应容器)请你对比分析图甲、图乙实验,回答:
(1)图甲实验红磷燃烧的现象 。
(2)完成图乙实验后,发现测得空气中氧气的含量偏小,写出其中1个可能的原因:
。
(3)图乙实验中,当试管冷却后,打开弹簧夹,注射器活塞从10mL刻度处慢慢前移到约
mL刻度处才停止。
(4)实验后,小科换用食品脱氧剂(可以直接与氧气反应,无需点燃的物质)、白磷代替红磷测量氧气体积分数,根据测量结果如图丙所示,之后测量氧气体积分数你会选用哪种药品并说明理由
。
【答案】(1)剧烈燃烧,产生大量白烟,放出热量(2)红磷不足、红磷不能将氧气耗尽(合理即可)(3)4(4)白磷:反应速度快且能将氧气降低到较低浓度;食品脱氧剂:几乎能将氧气耗尽,实验结果更准确,且不用点燃,实验操作更方便。(任意一种即可)
【解析】(1)红磷在集气瓶中剧烈燃烧,产生大量白烟,放出热量。(2)发现测得空气中氧气的含量偏小,可能的原因是红磷的量不足或装置漏气或没有冷却至室温就读数。
(3)氧气约占空气体积的五分之一,则30mL空气中氧气的体积为,当试管冷却后,打开弹簧夹,注射器活塞从10mL刻度处慢慢前移到约处。
(4)根据图丙可知,选用白磷,理由:反应速度快且能将氧气降低到较低浓度;选用食品脱氧剂,理由:几乎能将氧气耗尽,实验结果更准确,且不用点燃,实验操作更方便。
13.(25-26八年级下·浙江温州·月考)某化学兴趣小组对教材中“测定空气里氧气含量”的实验(见图Ⅰ)进行了大胆改进,设计图(Ⅱ)(选用容积为45mL的试管作反应容器)实验方案进行,收到了良好的效果。请你对比分析下面图Ⅰ、图Ⅱ实验,回答下列有关问题:
(1)图Ⅰ实验中可以推测氮气具有的性质是 。(写出1点)。
(2)利用图Ⅰ实验测得空气中氧气的体积分数偏小,可能原因是 。
(3)图Ⅱ实验的操作步骤如下:①点燃酒精灯。②撤去酒精灯,待试管冷却后松开弹簧夹。③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,并按图Ⅱ中所示的连接方式固定好,再用弹簧夹夹紧橡皮管。④读取注射器活塞的数据。你认为正确的实验操作顺序是 (填序号)
(4)按照第(3)题的实验步骤,图Ⅱ实验中,注射器活塞将从10mL刻度处慢慢前移到约
mL刻度处才停止。
【答案】(1)难溶于水(或不燃烧也不支持燃烧)(2)红磷量不足(或装置气密性不好、未冷却至室温就打开弹簧夹)(3)③①②④(4)1
【解析】(1)图Ⅰ实验后,水进入集气瓶后不再继续增加,说明氮气难溶于水;红磷燃烧最终熄灭,说明氮气不能燃烧、也不支持燃烧。
(2)测定结果偏小的本质是反应后装置内压强偏小程度不足,常见原因有:红磷量不足无法完全耗尽氧气、装置漏气冷却时外界空气进入装置、未冷却至室温就打开弹簧夹,瓶内压强偏高,都会导致进入的水体积偏小,结果偏小。
(3)实验操作逻辑:先装药品组装固定装置,再点燃加热让红磷反应,反应结束待冷却后打开弹簧夹,最后读数,因此顺序为③①②④。
(4)试管内空气总体积为45mL,氧气约占,因此消耗氧气的体积为,注射器初始在10mL刻度处,打开弹簧夹后活塞前移9mL补充消耗的体积,最终停在刻度处。
14.(25-26八年级下·浙江金华·月考)小科利用红磷燃烧测定空气中氧气的含量(如图所示)。
(1)为了帮助同学们更好地理解测定氧气含量的实验原理,老师改了一下图1装置,并利用传感器技术定时测定了实验装置(如图2)内的压强、温度和氧气浓度,三条曲线变化趋势如图3所示。X曲线表示压强变化趋势,Y曲线表示 的变化趋势。
(2)根据图2中压强变化曲线,导致CD段压强快速增大对应的操作是 。
(3)结合曲线变化解释图3中X曲线AB段压强变化的原因是氧气减少导致的气压变化量
(填大于、等于或小于)温度升高导致的气压变化量。
(4)若第二次进行实验时,图2中装置漏气,则第二次测得的C点数值比图3中第一次测得的C点数值 (选填“大”或“小”)。
(5)科学兴趣小组想探究用不同物质在空气中燃烧测定氧气含量方法的优劣。他们用足量的蜡烛、红磷和白磷分别在相同体积与状态的空气中燃烧用氧气探测器测定密闭容器中剩余氧气与时间的关系如下图所示,下列说法正确的是 (填字母)。
A.测定空气中氧气含量效果最好的是蜡烛,因为它反应速率快
B.该实验证明氧气的浓度较低时,红磷与白磷还能与氧气发生反应
C.若用这三种物质做实验,测得空气中氧气含量均偏高
【答案】(1)温度(2)打开了弹簧夹(3)小于(4)小(5)B
【解析】(1)X曲线表示压强变化趋势,Y曲线表示温度的变化趋势,因为最终温度和原温度相等;
(2)根据图2中压强变化曲线,CD段压强快速增大对应的操作是打开了弹簧夹,因为打开了弹簧夹进入集气瓶使内外气压一致;
(3)结合曲线变化解释图2中X曲线AB段压强变化的原因是氧气减少导致的气压变化量小于温度升高导致的气压变化量,所以整个容器内表现出压强变大;
(4)C点表示红磷燃烧结束时集气瓶内的压强。若装置漏气,在红磷燃烧过程中,外界空气会进入集气瓶,使瓶内压强减小的幅度变小。则第二次测得的C点数值比图3中第一次测得的C点数值小;
(5)A、蜡烛燃烧生成二氧化碳气体,瓶内压强变化不大,不能准确测定空气中氧气的含量,故错误;
B、从图可以看出,红磷和白磷在氧气浓度较低时仍能燃烧,即氧气的浓度较低时,红磷与白磷还能与氧气发生反应,故正确;
C、蜡烛燃烧生成二氧化碳气体,瓶内压强变化不大,会使测得空气中氧气含量偏低;红磷和白磷燃烧后氧气有剩余,也会使测得空气中氧气含量偏低,故错误;故选B。
15.(2026·浙江衢州·一模)小科用改装的空笔芯、暖宝宝和红墨水等材料,设计了一个“测定空气中氧气体积分数”的微型实验,如图所示。
【资料】“暖宝宝”主要成分为铁粉、活性炭等,能快速与氧气反应。
【实验步骤】
①取空笔芯,拆开笔头,从笔尾处注入一滴红墨水,并轻轻吹动红墨水到指定刻度,封住笔尾。
②在笔头与笔芯连接处用“暖宝宝”内容物填充1mm厚度,再次装好笔头。一段时间后,红墨水柱移动距离为6.4mm。
③取2支相同的空笔芯,重复步骤①,并在笔头与笔芯连接处分别填充3mm、5mm厚度的“暖宝宝”内容物进行实验,红墨水柱移动距离均为10mm。
【实验分析】
(1)为确保每次实验时笔芯中空气的体积相同,“暖宝宝”内容物 侧(填“左”或“右”)均应保持在刻度5cm处。
(2)填充1mm厚度内容物时,红墨水柱移动的距离较小,其原因是
。
(3)内容物填充厚度为5mm时,计算测得的空气中氧气的体积分数为 。
(4)相比于课本中“磷燃烧法”测空气中氧气体积分数,本微型实验的优点是 。(写出一点即可)
【答案】(1)左(2)“暖宝宝”内容物的量不足,不能将笔芯中可参与反应的氧气消耗完
(3)20%(4)测量准确、反应快、安全无污染、操作简单
【解析】(1)为确保每次实验时笔芯中空气的体积相同,“暖宝宝”内容物左侧均应保持在刻度5cm处。
(2)“暖宝宝”能发热,是“暖宝宝”内的物质发生化学反应放出热量。填充1mm厚度内容物时,红墨水柱移动的距离较小,其原因是:“暖宝宝”内容物的量不足,不能将笔芯中可参与反应的氧气消耗完。
(3)空气中氧气的体积分数为:,红墨水柱移动距离均为10mm,代表消耗氧气的体积,计算测得的空气中氧气的体积分数为:=20%。
(4)相比于课本中“磷燃烧法”测空气中氧气体积分数,本微型实验中无有害物质排放,装置简单等,所以优点是:测量准确、反应快、安全无污染、操作简单。
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空气的组成和利用、氧气的性质
目录
题型分组练 2
题型01 空气中氧气含量的实验探究 2
题型02 物质的性质与用途 3
题型03 氧气的性质 4
拔高综合练 6
新题速递 10
题型分组练
题型01 空气中氧气含量的实验探究
1.(25-26八年级下·浙江嘉兴·月考)小嘉查阅资料得知,暖宝宝贴的主要成分为铁粉、木炭、食盐等,其使用时的热量主要来源于铁粉与氧气的反应。于是小嘉巧妙地利用暖宝宝贴来测定空气中氧气的含量。实验开始前的装置如图所示,为保证实验准确度,实验前必须
,实验后必须等 时打开弹簧夹才能记录量筒内剩余水的体积,若最后流入玻璃瓶(容积为270毫升)中的水的体积为45毫升(铁粉生锈消耗的水忽略不计),所测空气中氧气的体积分数为 。
2.(25-26八年级下·浙江金华·月考)某兴趣小组对教材中“测定空气里氧气含量”的实验(装置Ⅰ)进行了大胆改进,设计装置Ⅱ实验方案进行实验,收到了良好的效果。请你对比分析下面装置Ⅰ、装置Ⅱ实验,回答下列有关问题:
(1)【装置Ⅰ】在实验过程中,经常出现实验结果偏小的情况,原因可能是 。
A.红磷量不足 B.实验时止水夹未夹紧
C.未等装置冷却就松开止水夹 D.红磷点燃后伸入集气瓶速度太慢
(2)【装置Ⅱ】利用铜在加热条件下与氧气反应,完成测定。实验的操作步骤如下:
①测定玻璃管容积V1为70mL。②将少量铜粉平装入试管中,将50mL的注射器活塞置于30mL刻度处,并按图Ⅱ中所示的连接方式固定好。③点燃酒精灯,缓慢推拉注射器活塞。④熄灭酒精灯,等装置冷却后读取注射器活塞的数据。
按正确操作和有关数据计算,最终得出氧气约占空气体积的,则注射器活塞最终停留在
mL处,在实验加热过程中,缓慢推拉注射器活塞的目的是 。
(3)比较【装置Ⅰ】和【装置Ⅱ】,你能说出【装置Ⅱ】的一个优点是 。
3.(24-25九年级上·浙江衢州·月考)小衢利用如图甲所示装置(气密性良好)和足量白磷测定空气中氧气含量,并用氧气传感器测得集气瓶内氧气的体积分数变化曲线,结果如图乙所示。
(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 。(写一条)
(3)如图乙,实验测出的氧气体积分数为12.4%,据图分析导致本次实验结果偏小的原因是
。
题型02 物质的性质与用途
1.(25-26八年级下·浙江·月考)下列说法中,正确的是( )
A.氮气的化学性质比较活泼
B.空气中氮气的质量分数约为78%
C.空气中的稀有气体所占比例虽小但用途广泛
D.空气中含有氧气,因此空气可直接用于医疗急救
2.(25-26八年级下·浙江金华·月考)物质的性质决定用途。下列有关空气各成分及其用途的说法正确的是( )
A.空气中含量最多的气体是氮气,约占空气质量的78%
B.氧气具有支持燃烧的性质,可用作燃料
C.稀有气体用作霓虹灯利用的是其化学性质
D.氮气化学性质稳定,可用于食品包装
3.(2025八年级·浙江·专题练习)空气中的各种成分都有十分重要的用途。请用字母填空。
A.制成有色电光源 B.支持燃烧 C.作保护气
D.制氮肥的重要原料 E.炼钢 F.光合作用的原料
G.润湿空气,有利于人的呼吸
(1)氧气: 。 (2)氮气: 。 (3)稀有气体: 。
(4)二氧化碳: 。(5)水蒸气: 。
题型03 氧气的性质
1.(25-26八年级下·浙江·单元测试)下列有关物质燃烧时观察到的现象的叙述中,正确的是( )
A.木炭在氧气中燃烧,发出白光,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体
B.硫在氧气中燃烧,发出淡蓝色的火焰,生成有刺激性气味的气体
C.红磷在氧气中燃烧,放出大量热,产生大量白雾
D.铁丝在氧气中燃烧,火星四射,生成氧化铁
2.(25-26八年级下·浙江·月考)如图是铁丝在氧气中燃烧的实验示意图,下列有关该实验叙述正确的是( )
A.点燃系在细铁丝下端的火柴,立即插入盛有氧气的集气瓶中
B.观察到铁丝剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体
C.该反应的文字表达式:铁氧气四氧化三铁
D.集气瓶底部的水不能用少量细沙代替
3.(2025八年级·浙江·专题练习)有两瓶氧气,甲、乙两位同学分别如图所示的方式实验,将带火星的木条迅速伸入集气瓶中,下列有关他们观察到的实验现象的推测,正确的是( )
A.两根木条都不复燃 B.甲的木条复燃,乙的木条立即熄灭
C.都复燃,且甲的木条比乙的燃烧更旺 D.都复燃,且乙的木条比甲的燃烧更旺
拔高综合练
1.(2026八年级下·浙江·专题练习)氧气的化学性质较为活泼,下列有关说法错误的是( )
A.红磷在空气中燃烧时,产生大量白雾,放出大量的热
B.将一根带火星的木条伸入充满氧气的集气瓶中,木条会复燃
C.铁丝在氧气中剧烈燃烧时,火星四射,放出大量的热,生成黑色固体
D.硫粉在氧气中燃烧时,发出明亮的蓝紫色火焰,生成具有刺激性气味的气体
2.(25-26八年级下·浙江绍兴·月考)木炭、铁丝、红磷、硫粉四种单质在氧气中燃烧实验操作如下图,以下判断错误是( )
A.都有气体生成 B.都能发光放热
C.都是化合反应 D.都生成了氧化物
3.(25-26八年级下·浙江·单元测试)当汽车受到一定力量的撞击时,安全气囊内的物质会迅速分解,生成一种空气中含量最多的气体,使气囊弹出并迅速膨胀,以保护车上人员安全,该气体是( )
A.O2 B.N2 C.CO2 D.He
4.(2025·浙江杭州·一模)利用白磷燃烧测定空气中氧气体积分数,实验装置如图(集气瓶内装入适量的水,体积为a,集气瓶总容积为c)实验步骤如下:①加热玻璃棒引燃白磷;②白磷熄灭后冷却至室温,测得瓶内水的体积为b。下列分析错误的是( )
A.白磷不可替换为木炭或硫粉 B.氧气与空气体积比为(b-a):(c-a)
C.装置未使用止水夹会影响实验结果 D.实验过程中瓶内液面先下降后上升再稳定
5.(24-25七年级上·浙江杭州·期中)用带小孔的橡皮塞塞住瓶口,往橡皮塞的小孔中插入一个漏斗,然后从漏斗往瓶内加水,发现瓶内的水始终无法加满,最可能的原因是( )
A.空气会流动 B.空气有质量
C.空气能压缩 D.空气占据空间
6.(2025八年级·浙江·专题练习)关于拉瓦锡研究空气成分实验的表述,存在科学性错误的是( )
A.实验中汞需要足量 B.曲颈甑中的汞可以换成硫粉
C.曲颈甑中汞的作用是消耗氧气 D.钟罩内液面上升推测钟罩内气体压强减小
7.(2025八年级·浙江·专题练习)某兴趣小组同学进行如图所示实验,关于此实验下列说法中不正确的是( )
A.步骤①木炭在空气中燃烧发红光,步骤②木炭在氧气中燃烧发白光
B.步骤②中,木炭要由上向下缓慢伸入集气瓶,目的是防止氧气逸出,让木炭和氧气充分接触反应,使实验现象更明显
C.通过此实验可以看出,木炭在氧气中燃烧比空气中更剧烈
D.本炭可以和氧气反应,因此可以代替红磷来测定空气中氧气含量
8.(2025八年级·浙江·专题练习)下列实验中不能用来测定空气中氧气含量的是( )(提示:白磷燃烧所需最低温度为)
A. B.
C. D.
9.(25-26八年级下·浙江绍兴·月考)现有①木炭、②硫粉、③红磷、④铁丝、⑤蜡烛五种物质,分别在氧气中燃烧,用序号回答下列问题。
(1)发出明亮的蓝紫色火焰的是 。
(2)产生大量白烟的是 。
(3)剧烈燃烧、火星四射的是 。
10.(2025八年级·浙江·专题练习)现有A、B、C、D四种物质。A是无色无味的气体,B在A中剧烈燃烧,火星四射,放出大量热,同时生成一种黑色固体C。D是一种无色的气体,把D通入澄清的石灰水中,石灰水变浑浊。试判断A、B、C、D各是什么物质,请将答案填在空格内:
A是__________;B是__________;C是__________;D是__________。
11.(2025八年级·浙江·专题练习)空气是宝贵的资源,请沿用科学家认识事物的方式认识“空气”。
(1)从分类角度:空气属于 (填“混合物”或“纯净物”)。
(2)从微观角度:用“”表示氮原子,“”表示氧原子。同温同压下,气体的体积比等于分子数目比。若空气中其他成分忽略不计,下列图中,可表示空气微观模型的是
(填字母)。
A. B. C.
12.(24-25八年级下·浙江·期末)注射器是一种常见的医疗器械,它在初中科学实验中的巧妙使用可使实验操作更简洁、现象更明显。
(1)检查甲装置气密性:打开止水夹,向左缓慢推活塞,若看到 现象,则气密性良好。
(2)乙中的注射器可用于气体体积的测量,反应前后注射器读数的差值,表示的是红磷燃烧后装置中 (选填“被消耗的气体体积”或“剩下气体体积”)。
13.(2025八年级·浙江·专题练习)如图是验证氧气性质的实验。
(1)图甲实验中的铁丝绕成螺旋状的目的是 。
(2)图甲所示实验有一处错误,它是 ,该错误可能会导致的后果是 。
(3)小明同学做铁丝在氧气中燃烧的实验时,实验成功率最高的是 。(填字母)
A. B. C.
(4)某同学做木炭在氧气中燃烧实验的步骤如下:
I.用坩埚钳夹取一小块木炭,在酒精灯上加热到发红,插入盛满氧气的集气瓶中,燃烧停止后,取出坩埚钳;
II.向集气瓶中加入少量澄清石灰水,振荡。①步骤I中,最好是将烧红的木炭由瓶口缓慢插入盛满氧气的集气瓶中,这一实验操作的主要目的是 ;②步骤II中可观察到 。
14.(2025八年级·浙江·专题练习)某兴趣小组对“测定空气里氧气的含量”实验展开了学习和探究。
(1)经典回顾:二百多年前,法国化学家拉瓦锡用如图装置研究了空气的成分。拉瓦锡得出了空气是由氮气和氧气组成的结论,由此可知,从物质类别角度分析,空气属于混合物或纯净物中的 。
(2)原理分析:该实验利用氧气和空气中其他气体性质的差异,借助化学反应,将空气中的
除去,从而达到物质分离。再利用密闭体系中压强的变化,借助进入容器内液体的体积,将间接量转化为可视的数据,进而通过分析得出结论。
(3)反思交流:拉瓦锡实验中选择使用汞进行实验,其原因不包括 。
A.汞蒸气有毒B.反应生成的氧化汞是固态C.加热时汞只与空气中的氧气反应
15.(24-25八年级下·浙江台州·期末)小科做完课本中“测定空气中氧气体积分数实验”后,又做了两个改良实验:
【实验1】利用图1装置进行实验。一系列规范操作后,打开止水夹,观察并记录量筒中水被倒吸进入集气瓶前后的水量变化,计算出氧气的体积分数。
(1)写出图1装置气密性检查的方法:
。
(2)点燃红磷后,观察到集气瓶内的现象是 。
(3)若氧气占空气体积的21%,请计算理论上量筒中所需的最少水量为 mL。
【实验2】利用图2装置进行数字化技术探究测定,得到两种传感器显示的数据随时间变化的曲线。
查阅资料:温度和体积恒定的密闭容器中,每消耗1%体积的气体,剩余气体重新充满容器后气压会减小1%。
(4)小科观察到600秒后,装置内气体压强不再变化,通过计算可知,氧气在空气中的体积分数约为 。(结果精确到0.1%)
新题快递
1.(2026八年级下·浙江·专题练习)下列有关物质燃烧时观察到的现象的叙述中,正确的是( )
A.硫在氧气中燃烧,发出淡蓝色火焰,生成有刺激性气味的气体
B.木炭在氧气中燃烧,发出白光,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体
C.红磷在氧气中燃烧,放出大量热,产生大量白雾
D.铁丝在氧气中燃烧,火星四射,生成四氧化三铁
2.(25-26八年级下·浙江金华·月考)小东的爸爸给患病的奶奶购买了一台“便携式制氧器”,其原理图如图所示,小东通过阅读说明书,了解它的工作原理,下列说法正确的是( )
A.输出的氧气可作为火箭的燃料
B.根据加湿过滤仓中气泡的大小,可以判断氧气排出的快慢
C.加湿过滤仓利用氧气不易溶于水的原理,使氧气湿润水
D.输出的氧气只有点燃时才发生化学反应
3.(25-26八年级下·浙江绍兴·开学考试)如图甲所示的装置可用于测定空气中氧气的含量,如图乙所示为用该装置测得的实验过程中集气瓶内气压与时间的关系图像(该装置气密性良好,P0是集气瓶内的初始气压)。下列说法中,正确的是( )
A.红磷的多少对实验结果无影响 B.集气瓶中气压瞬间变大是O2迅速消耗造成的
C.c点时反应刚好停止 D.b、c、d点时集气瓶中所含物质相同
4.(25-26九年级下·浙江杭州·开学考试)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。下列判断不正确的是( )
A.红磷燃烧过程中,容器内压强先增大后减小
B.图中a点与b点对应容器内氮气体积分数相等
C.燃烧后,两容器中氧气均未耗尽,红磷耗氧量较多
D.将足量蜡烛和红磷放在同一密闭容器中燃烧,无法将容器内的氧气完全消耗
5.(25-26九年级上·浙江宁波·期中)为测定空气中氧气的含量,在量筒中先注入一定量的水,放在水平桌面上。再将装有足量潮湿铁粉的矿泉水瓶(瓶内除铁粉外的有效容积为350mL)旋紧瓶盖放入水中静置,直至矿泉水瓶不再变瘪为止,反应前后量筒内液面位置如图所示。忽略水的蒸发,则下列分析错误的是( )
A.此实验的原理是利用铁生锈消耗氧气 B.反应后矿泉水瓶受到的浮力减小
C.反应后量筒对桌面的压强不变 D.实验测得氧气体积分数为21%
6.(25-26九年级上·浙江金华·月考)暖宝宝中有铁粉等物质,遇氧气温度升高。小红用压强、氧气浓度和温度三种数字传感器画出暖宝宝原料遇空气的数据变化图像,如图2,下列说法中不正确的是( )
A.Ⅰ为温度变化曲线
B.Ⅲ为氧气浓度变化曲线
C.Ⅰ和Ⅱ开始增大是因为铁发生氧化反应放热
D.暖宝宝原料足量时,瓶内压强可降至0
7.(2026八年级下·浙江·专题练习)小正带着收集到的气体来到实验室,用巧妙的办法来测定氧气的含量。开始前的装置如图所示,其中暖宝宝贴(主要成分为铁粉、木炭、食盐)的热量来源于铁粉的氧化。为保证实验准确度,实验前必须检查 ,实验后必须等 时才能记录数据,若最后流入玻璃瓶(容积为270毫升)中的水的体积为45毫升(铁粉生锈消耗的水忽略不计),所测空气中氧气的体积分数为 ;如果弹簧夹未夹紧,会导致实验结果 。
8.(25-26八年级下·浙江金华·月考)小明同学利用如图1装置,进行相关实验。请回答:
(1)请写出白磷燃烧现象:剧烈燃烧, ,放出热量。
(2)实验过程中,可观察到气球体积变化情况是 。
(3)图2中,锥形瓶中固态物质的质量m随时间t的变化关系正确的是 。
9.(25-26八年级下·浙江·课后作业)氧气能与许多物质发生反应。小明学习了氧气的有关性质后进行了如图所示的整理。(部分反应条件已略去)
(1)反应①,木炭在点燃的情况下伸入盛有氧气的集气瓶中,则生成物X的化学式为 。
(2)反应②,物质Y可能是 (填物质名称)。
(3)反应③,要预先在盛放氧气的集气瓶中放少量水或沙子,其目的是
。
(4)反应④,可以观察到 。
10.(25-26八年级下·浙江·月考)利用如图甲所示装置(气密性良好)测定空气中氧气的含量,集气瓶中空气的体积为200mL,氧气传感器(可测量氧气浓度,部分结构已略去)测得集气瓶内氧气的体积分数变化曲线如图乙所示。
(1)反应开始到止水夹打开前,图甲集气瓶内可观察到的现象是 。
(2)由图乙可知,在 秒时,反应刚好停止。
11.(2026八年级下·浙江·专题练习)小华同学打算测量空气中氧气体积含量,请你参与他的实验探究:
设计如下方案:选用实际容积为25mL的试管作为反应容器,将过量的白磷放入试管,用橡皮塞塞紧试管,通过导管与注射器(注射器的容积为40mL,且润滑性很好)相连,注射器的前沿停在20mL刻度处(假设此实验能够按照小华的设想正常进行,白磷所占体积与导管内的气体体积忽略不计,且两个容器间的导管足够粗,保持空气正常流动)。请回答下列问题:
(1)实验前,打开弹簧夹,将注射器活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处,然后松开手,若活塞仍能返回至20mL刻度处,则说明 。
(2)实验时若不使用弹簧夹,用酒精灯加热白磷,直至燃烧结束,试管冷却,在整个实验的过程中观察到活塞的运动情况为 且最后活塞将停留在 mL刻度处。
(3)实验结束后,请你推断试管中剩余气体的化学性质为 。小华同学最终测定的空气中氧气的体积分数<21%,造成该实验出现误差的原因可能是
(填序号)。
①装置器气密性差②读数时没有冷却至室温③加入白磷量太少
12.(25-26八年级下·浙江嘉兴·月考)小科在做教材“测定空气里氧气含量”实验如图甲后进行改进,设计图乙实验装置进行实验,一开始活塞停在10毫升处。(选用容积为30毫升的试管作反应容器)请你对比分析图甲、图乙实验,回答:
(1)图甲实验红磷燃烧的现象 。
(2)完成图乙实验后,发现测得空气中氧气的含量偏小,写出其中1个可能的原因:
。
(3)图乙实验中,当试管冷却后,打开弹簧夹,注射器活塞从10mL刻度处慢慢前移到约
mL刻度处才停止。
(4)实验后,小科换用食品脱氧剂(可以直接与氧气反应,无需点燃的物质)、白磷代替红磷测量氧气体积分数,根据测量结果如图丙所示,之后测量氧气体积分数你会选用哪种药品并说明理由
。
13.(25-26八年级下·浙江温州·月考)某化学兴趣小组对教材中“测定空气里氧气含量”的实验(见图Ⅰ)进行了大胆改进,设计图(Ⅱ)(选用容积为45mL的试管作反应容器)实验方案进行,收到了良好的效果。请你对比分析下面图Ⅰ、图Ⅱ实验,回答下列有关问题:
(1)图Ⅰ实验中可以推测氮气具有的性质是 。(写出1点)。
(2)利用图Ⅰ实验测得空气中氧气的体积分数偏小,可能原因是 。
(3)图Ⅱ实验的操作步骤如下:①点燃酒精灯。②撤去酒精灯,待试管冷却后松开弹簧夹。③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,并按图Ⅱ中所示的连接方式固定好,再用弹簧夹夹紧橡皮管。④读取注射器活塞的数据。你认为正确的实验操作顺序是 (填序号)
(4)按照第(3)题的实验步骤,图Ⅱ实验中,注射器活塞将从10mL刻度处慢慢前移到约
mL刻度处才停止。
14.(25-26八年级下·浙江金华·月考)小科利用红磷燃烧测定空气中氧气的含量(如图所示)。
(1)为了帮助同学们更好地理解测定氧气含量的实验原理,老师改了一下图1装置,并利用传感器技术定时测定了实验装置(如图2)内的压强、温度和氧气浓度,三条曲线变化趋势如图3所示。X曲线表示压强变化趋势,Y曲线表示 的变化趋势。
(2)根据图2中压强变化曲线,导致CD段压强快速增大对应的操作是 。
(3)结合曲线变化解释图3中X曲线AB段压强变化的原因是氧气减少导致的气压变化量
(填大于、等于或小于)温度升高导致的气压变化量。
(4)若第二次进行实验时,图2中装置漏气,则第二次测得的C点数值比图3中第一次测得的C点数值 (选填“大”或“小”)。
(5)科学兴趣小组想探究用不同物质在空气中燃烧测定氧气含量方法的优劣。他们用足量的蜡烛、红磷和白磷分别在相同体积与状态的空气中燃烧用氧气探测器测定密闭容器中剩余氧气与时间的关系如下图所示,下列说法正确的是 (填字母)。
A.测定空气中氧气含量效果最好的是蜡烛,因为它反应速率快
B.该实验证明氧气的浓度较低时,红磷与白磷还能与氧气发生反应
C.若用这三种物质做实验,测得空气中氧气含量均偏高
15.(2026·浙江衢州·一模)小科用改装的空笔芯、暖宝宝和红墨水等材料,设计了一个“测定空气中氧气体积分数”的微型实验,如图所示。
【资料】“暖宝宝”主要成分为铁粉、活性炭等,能快速与氧气反应。
【实验步骤】
①取空笔芯,拆开笔头,从笔尾处注入一滴红墨水,并轻轻吹动红墨水到指定刻度,封住笔尾。
②在笔头与笔芯连接处用“暖宝宝”内容物填充1mm厚度,再次装好笔头。一段时间后,红墨水柱移动距离为6.4mm。
③取2支相同的空笔芯,重复步骤①,并在笔头与笔芯连接处分别填充3mm、5mm厚度的“暖宝宝”内容物进行实验,红墨水柱移动距离均为10mm。
【实验分析】
(1)为确保每次实验时笔芯中空气的体积相同,“暖宝宝”内容物 侧(填“左”或“右”)均应保持在刻度5cm处。
(2)填充1mm厚度内容物时,红墨水柱移动的距离较小,其原因是
。
(3)内容物填充厚度为5mm时,计算测得的空气中氧气的体积分数为 。
(4)相比于课本中“磷燃烧法”测空气中氧气体积分数,本微型实验的优点是 。(写出一点即可)
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