专题1 测定空气中氧气含量红磷燃烧变式及数据分析（同步培优练）-2026-2027学年九年级化学上册同步拉分练

**基本信息** 聚焦空气中氧气含量测定的实验原理、变式探究及数据分析，以红磷燃烧为基础，延伸铁系脱氧剂等应用，构建“原理-实验-数据-应用”的完整逻辑链。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础实验|3题（拉瓦锡实验、红磷/铜粉测定）|经典实验操作与误差分析|从历史实验到课本基础实验，建立“消耗氧气测体积”核心原理| |变式探究|4题（脱氧剂成分/速率、白磷替代）|项目式探究与对比实验设计|通过不同反应物（铁、白磷）及装置改进，深化对实验条件的科学思维| |数据分析|3题（温度/氧气含量曲线、质量计算）|数据解读与定量计算结合|从定性现象到定量数据，培养基于证据推理的科学探究能力| |实际应用|1题（食品脱氧剂配方优化）|真实情境问题解决|联系生活实际，体现化学观念中物质性质决定用途的应用价值|

专题1 测定空气中氧气含量红磷燃烧变式及数据分析 1．（2026·云南昆明·二模）鲜花饼是云南的特色糕点，其储存中易与氧气发生缓慢氧化而变质，因此包装袋内常放入一小包食品用脱氧剂。化学兴趣小组的同学对鲜花饼中的食品用脱氧剂展开了项目式探究。 【查阅资料】 ①该脱氧剂为铁系脱氧剂，主要成分为铁粉，其辅料包含活性炭、氯化钠和硅藻土等。 ②铁系脱氧原理是铁粉的锈蚀，其反应为放热反应。在相同条件下，脱氧速率越快，温度升高越明显，消耗氧气越快。 任务一：探究食品用脱氧剂的成分 (1)为验证脱氧剂中含有铁粉，进行如下实验。 操作 现象 分析与结论 取一包脱氧剂粉末，用磁铁吸引 部分黑色粉末被吸引 食品脱氧剂中含有___________(填化学式) 取少量被吸引的粉末于试管中，加入适量稀盐酸 有气泡产生，溶液由无色变成浅绿色 任务二：探究食品用脱氧剂的脱氧原理 按图1装置进行两组实验，1组中X为足量干燥剂，另一组中X为少量水，利用氧气传感器测定密闭容器中氧气含量的变化如图2所示。 (2)图2中，X为足量干燥剂实验组对应的曲线是___________(“甲”或“乙”)。 任务三：探究辅料中活性炭和氯化钠对脱氧速率的影响 利用图3装置设计对比实验，利用温度传感器测得烧瓶中温度变化如下表。 实验 铁粉/g 水/mL 活性炭/g 氯化钠/g 温度变化/℃ ① 5 5 0 0 0.1 ② 5 5 0.1 3.1 ③ 5 5 0.2 0 22.0 ④ 5 5 0.2 0.1 56.3 (3)有同学认为若表中的数据真实有效，则m的值不可能为0.2，其理由是___________。 (4)为探究活性炭对脱氧速率的影响，可选择的实验组合是___________(填序号)。 A．①② B．①③ C．②④ D．③④ (5)从定性视角分析表1，能得出的结论是___________。 任务四：脱氧剂配方的应用与优化 小组同学通过查询资料了解到：不同糕点的保鲜需求不同，如鲜花饼含水量较高，需要快速脱氧。 (6)结合【任务三】中实验③④的数据分析，若要制作适合鲜花饼的快速脱氧剂，配方中应适当___________(填“增加”或“减少”)氯化钠的质量。若要让脱氧剂在相对干燥的环境下仍能正常发挥作用，配方中还必须含有___________。 2．（2025·辽宁铁岭·三模）气体物质对于科学研究和工业应用具有重要意义。 I.气体的实验室制取 (1)实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳，反应的化学方程式为_____；用装置B做二氧化碳发生装置时需要注意_____。装置E可以收集二氧化碳的原因是_____。 (2)用装置C做气体发生装置，关闭弹簧夹，反应停止后液面应位于_____（填“1”、“2”或“3”）处。 (3)装置G可以用来收集气体，还可以防倒吸。请你推测该气体的密度_____（填“大于”或“小于”）空气的密度。 II.氧气是一种重要的气体，人们一直寻找通过各种方法获得所需的氧气 (4)某品牌家庭制氧机是利用分子筛制氧，空气经过分子筛时氮气被吸附、氧气通过，获得高浓度的氧气，其微观示意图如下图所示： ①分子筛制氧的过程_____（填“是”或“不是”）属于分解反应。 ②与分离液态空气制氧相比，分子筛制氧优点的是_____。 III.我们的生活离不开空气 【检索与查阅】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。 【设计与实验】某项目化学习小组利用图2装置也可以测空气中的氧气含量。 (5)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 【优化与改进】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。 (6)图4中氧气含量从8.05%上升到9.26%，原因可能是_____。 (7)图5中BC段压强增大，原因是_____。 【反思与交流】 (8)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_____。 (9)在空气中点燃红磷可以测定空气中氧气体积分数，也可以验证质量守恒定律。 点燃红磷前电子天平示数为106.23g（见图6），验证质量守恒定律后，待白烟完全沉降取下橡胶塞，片刻后再一起称量，电子天平示数稳定为106.28g（见图7）。计算参加反应红磷的质量_____（结果精确到0.01）。 3．（24-25八年级上·江苏宿迁·期中）测量空气中氧气体积分数实验的思维模型如下。 【课本实验回顾】 (1)拉瓦锡利用汞与氧气的反应研究空气的成分，所用的装置如下图。下列分析不合理的是 。 A．实验前需检查装置气密性 B．曲颈甑中汞的用量可能会影响实验结果 C．装置内两处容器中汞的作用均是消耗氧气 D．反应结束后需关闭火炉冷却至室温，再测量 容器中气体的减少量 (2)如图用铜粉测定密闭容器中氧气的体积分数 反应前硬质玻璃管内气体体积 反应前注射器内气体体积 反应后注射器内气体体积 40 mL 20 mL 10mL 硬质玻璃管内的现象为_______。 最终测定的氧气体积分数为_______。（保留到0.1%） 造成实验误差的原因可能是_______（填字母）。 A．加热铜粉时间短                       B．没有冷却就读数 C．反应后没有将气球内的气体全部挤出     D．推拉次数过少 【拓展实验】 (3)按图甲完成氧气含量测定的实验时，发现进入集气瓶的水量低于“1”刻度线。为提高氧气含量测定的精准度，展开如下研究。 误差分析：几位同学对测量值偏小原因可能是 。（填字母序号） A．装置漏气 B．将燃烧匙伸入集气瓶瞬间，部分空气逸出 C．实验前导管中有空气，实验后一部分本应进入容器的水滞留在导管中 D．由于广口瓶的形状造成很难均分五等份，影响测量结果 (4)方案改进：提高实验结果的精准度，小组同学设计了图乙改进装置。（已知：红磷的着火点是240℃，无毒；白磷的着火点是40℃，有剧毒，图乙中的水均适量。）集气瓶中白磷的用量的要求是_______。在白磷开始燃烧到熄灭、冷却的过程中集气瓶内水面的变化的情况是_______。 (5)比较图甲、图乙的实验方案，下列关于图乙实验方案叙述正确的是 。 A．利用着火点更低的白磷并采用加热后的玻璃棒“内引燃”，建立封闭空间使实验结果更精准 B．可以解决图甲方案中一部分水滞留在导管中带来的误差问题 C．改用量筒内水的体积变化来确定消耗氧气的体积，使测量结果更精准 D．彻底地解决了实验的安全性问题，符合绿色化学理念 (6)小金同学认为，图乙实验装置还需在橡皮管处补充一个止水夹，请表达你的观点及理由_______。 4．（2026·江苏连云港·一模）小强同学在打开某食品包装袋时，发现袋内有一包脱氧剂，其标签如图1。他对该脱氧剂产生好奇，请回答下列问题： (1)“脱氧剂”能够延长食品保质期的原因是___________。 (2)“脱氧剂”是否仍具有延长保质期的作用？于是，他将该“脱氧剂”带到学校和兴趣小组的同学一起探究其成分： 【提出问题】该“脱氧剂”现在的成分是什么？ 【猜想假设】猜想一：Fe；猜想二：___________；猜想三： 【进行实验】为了验证上述猜想，他们进行了如下实验： 实验一：取上述粉末10g用磁铁进行充分吸引，发现固体粉末部分被吸引，证明猜想二正确。 实验二：向被磁铁吸引的粉末中加入足量稀硫酸，充分反应后，稀硫酸与氢气质量关系如图2所示，a点对应的溶液中含有的阳离子是___________(填写化学符号)，该脱氧剂中铁粉质量分数为多少？___________(写出计算过程)。 (3)“脱氧剂”中被磁铁吸出的铁粉能在空气中燃烧。 【获取事实】将少许铁粉撒在酒精灯火焰上，铁粉立即剧烈燃烧、火星四射。 【反思交流】铁丝不能而铁粉能在空气中燃烧的原因是___________。 【拓展探究】用不同燃料测定空气里氧气的含量：分别在图甲所示装置的燃烧匙内放置铁粉、红磷(均足量)，电加热引燃。氧气含量随时间变化情况如图乙、图丙： ①温度传感器显示，实验过程中瓶内温度均___________(填“升高”或“降低”)。 ②待铁粉熄灭并恢复至室温后，打开弹簧夹，进入瓶内的水约占原水面上方空间体积的___________。 ③分析图乙、图丙可知，实验中消耗氧气更彻底的是___________(填“铁粉”或降“红磷”，下同)，消耗氧气速率更快的是___________。 5．（2026·辽宁盘锦·三模）在轻松充实的课后延时服务中，同学们以小组为单位，围绕氧气制取实验，开展了一场动手又动脑的项目式学习活动。 项目一：实验室制取氧气 (1)若在实验室加热高锰酸钾制取较纯净的氧气，可以选择的装置组合为______(填字母)，反应的化学方程式______。 (2)实验室也可以用G装置收集氧气，氧气从______管口进入G中。 I.致用：基于特定需求设计出简易供氧器。 (3)10g过氧化钠(Na2O2)和10g过氧化钙(CaO2)固体分别与足量水作用生成氧气的质量与时间的关系如图2所示，若给鱼池增氧，这两种试剂中最佳的是CaO2，理由是______(一条合理即可)。 (4)兴趣小组将所选的最佳试剂装入矿泉水瓶，给鱼缸中制作了“简易供氧器”，如图3： ①向矿泉水瓶中加水的装置类似于化学仪器中的______(填仪器名称)。 ②图3氧气的导管通入鱼缸中多孔气泡石的上方，多孔气泡石可将气流切割成微米级细泡，则多孔气包石的作用______。 II.创新： (5)探究热量变化。将两装置中胶头滴管内的液体滴入铁槽中后，①、②中的温度均达到白磷着火点而燃烧。分析②中热量的来源是______，通过①比②中白磷燃烧得更剧烈，得到的结论是______。 (6)装置③探究铁锈蚀条件及测定空气中氧气含量的一体化实验装置。 ①检查该装置气密性的方法是：连接好装置，拉动注射器的活塞后松手，一段时间后，看到______现象，说明气密性良好。 ②取足量铁粉用滤纸包裹贴于瓶内壁，往容积为250mL集气瓶中加入50mL水和20mL植物油(铁粉包所占体积忽略不计)，右侧连接装有100mL空气的注射器。一周后，注射器读数不再改变，记录读数为42mL。根据实验数据计算，空气中氧气含量约为______(结果精确至0.1%)。 ③植物油的作用______。 ④铁生锈的过程，实际上是铁与空气中的氧气和水蒸气等发生化学反应的过程。该实验可证明铁生锈的条件之一是与氧气接触，能支持此观点的现象是_____。 6．（2026·广东广州·三模）“富氧空气”是指氧气含量高于普通空气的气体，可用于航天、医疗炼钢等。在2019年年末出现的“新型肺炎”重症患者的治疗上有一个重要环节为“高流氧呼吸”，“高流氧”成分与“富氧空气”相似，某化学兴趣小组欲混制“富氧空气”并开展相关探究，进行以下实验。 实验一：混制“富氧空气” 1、实验室中常用二氧化锰催化过氧化氢分解制取氧气。 (1)该方法制取氧气的化学方程式是______。 (2)现将一定体积5%过氧化氢溶液加到二氧化锰中，用秒表测量排水法收集氧气的时间。请从图1中选择合适的仪器(每种仪器限用一次)完成该实验，不需要用到的仪器是_____(填字母)。 2、混制“富氧空气” (3)如图2，用纯氮气及上述实验制取的氧气，混制一瓶(集气瓶容积为300 mL)氧气体积分数40%的“富氧空气”，气体应从装置中的选择管_____(“a”或“b”)通入，先通入氮气排出150 mL水，再通入氧气排出____水。 实验②：研究“富氧空气”的应用 3、氧气可用于炼钢。 炼钢是以生铁为原料，通入“富氧空气”，降低其中的碳元素的含量，以提高其性能，见图3。 某炼钢厂中生铁和钢的样品中，主要元素的质量分数如下表所示。 Fe C 生铁 95.94% 3.52% 钢 98.97% 0.45% (4)结合数据及炼钢示意图分析，请在“炼钢示意图”右侧圆圈内画出组成气体a的微观粒子示意图(粒子数目不作要求；不考虑空气中其他成分)。 7．（2026·江苏常州·一模）某兴趣小组做镁条在空气中燃烧的实验时发现：镁条在空气中剧烈燃烧，发出耀眼的白光，有白烟，生成的白色固体中夹杂了少量黄色固体(如图-1)。 【提出问题】黄色固体是什么呢？ 【查阅资料】 ①氧化镁为白色固体，不溶于水； ②镁能与氮气反应生成黄色的氮化镁(Mg3N2)固体； ③氮化镁可与水反应生成一种碱和氨气，氨气能使酚酞溶液变红。 【作出猜想】黄色固体为Mg3N2 【实验探究】 (1)完成下列表格 实验操作 实验现象及结论 取燃烧产物于试管中，加入适量水，然后将湿润的红色石蕊试纸置于试管口。 现象：___________。 结论：燃烧产物中含Mg3N2. 【反思与交流】 (2)写出镁条与氧气反应的化学方程式___________，该反应属于___________反应(填一种基本反应类型)。 (3)理论上分析，实验过程中固体的质量变化如图-2所示，则m2与m1之差表示___________的质量。实际操作时陶土网上收集到固体的质量小于镁条的质量，其原因可能是___________。 (4)空气中N2的含量远大于O2的含量，而镁条在空气中燃烧生成的MgO却远多于Mg3N2，你认为其原因可能是___________。 (5)如果用图-3装置(气密性良好)和镁粉(足量)来测定空气中氧气含量，恢复至室温后，实验所测得的氧气体积分数___________(选填：“大于”、“小于”或“等于”)。 (6)写出氮化镁与水反应的化学方程式___________。 8．（2025·安徽六安·一模）在探究“铁生锈的条件”的实验中，某兴趣小组对实验进行了创新设计。 【知识回顾】铁是一种化学性质较活泼的金属，常温下能与稀硫酸、氧气等物质反应。 (1)铁和稀盐酸反应的化学方程式为_______。 【实验目的】铁生锈条件的探究。 【实验内容】取3段光亮无锈的细铁丝绕成螺旋状，放入3支干燥洁净的试管底部，进行下列实验，一周后观察现象。 【实验现象】实验①②无明显现象，实验③中铁丝生锈，且试管内液面上升。 (2)该实验创新之处在于：可根据铁丝表面的铁锈和_______两种现象来判断铁丝反应进行的情况。 (3)通过对比实验_______，说明铁生锈的条件之一是铁要与水接触。通过对比实验②③，说明铁生锈的另一个必要条件是_______。 【实验结论】 (4)铁生锈实际上是铁与空气中的_______(填名称)发生反应的结果。 【提出问题】同学们根据实验③的现象和铁在空气中生锈的原理，继续探究能否用铁准确测定空气中的氧气含量。 【讨论交流】通过查资料得知，红磷燃烧产生的白烟与水接触后有毒。与用红磷燃烧的方法相比，用铁丝生锈的方法测定的主要优点是无污染，缺点是耗时长。为了探究影响铁锈蚀快慢的因素，在老师指导下同学们用氧气传感器测得相关数据如下表。 (5)下列分析不正确的是_______(填字母)。 实验装置 序号 其他试剂 200s时的含量 ① 干燥剂 21% ② 10滴水 15% ③ 10滴水和1.0g氯化钠 8% A．②③中氧气含量减少表明铁已锈蚀 B．①②证明水对铁锈蚀有影响 C．②③证明氯化钠能加快铁锈蚀 D．①②③证明炭粉对铁锈蚀有影响 【改进实验】同学们利用铁粉、炭粉、氯化钠等物质又进行了实验(装置如图)，8分钟后测得的数据如表所示。 实验前的体积/mL 实验后的体积/mL 集气瓶内空气 烧杯内蒸馏水 烧杯内剩余蒸馏水 130 90 63.7 (6)根据上表数据计算，实验测得空气中氧气含量为_______(计算结果精确到0.1%)。 (7)从实验原理角度分析改进后的实验结果比燃烧红磷实验准确度更高的原因_______。 9．（2025·安徽淮北·三模）某小组同学以“测定空气中氧气含量”为主题开展实验探究。 （一）化学兴趣小组利用如图所示装置测定空气中氧气含量并探究反应前后的质量关系。 【实验步骤】 (1)①检查气密性：连接仪器，向A瓶中加水没过长导管下端，夹紧弹簧夹a，手捂A瓶，若出现______，说明气密性良好。 ②加入白磷（如图），将装置连接固定后放在电子天平上称量，称得总质量为。 ③打开止水夹a和b，向A中缓慢通入100mL空气，此时刚好露出白磷，A中水进入到B中。关闭止水夹a和b，将整套装置放在电子天平上称量，记其总质量为。 ④用凸透镜聚光引燃白磷。该反应的化学方程式为______。 ⑤待白磷熄灭并冷却到室温，打开止水夹b，B中水倒吸进入到A中，量筒内剩余水的体积为VmL。小组同学所测气体中氧气的体积分数为______（用带V的式子表示）。 ⑥将装置放在电子天平上称量，记其总质量为。则的大小关系是______。 【反思与评价】 (2)下列有关这个实验的说法中，不正确的有______。（填字母序号） A．步骤④中，白磷燃烧时要保持关闭止水夹a和b B．步骤⑤中，仰视量筒读数会使测得的V数值偏低 C．步骤⑤中，未冷却至室温会使小组同学测得的氧气的含量偏高 D．与课本实验相比，此装置的优点有误差减小和污染减少 （二）兴趣小组同学提出，利用食品脱氧剂也可以测定空气中氧气含量。同学们对食品脱氧剂脱氧速率的影响因素进行研究。 已知：某种食品脱氧剂的主要成分为铁粉、活性炭、食盐。该脱氧剂需要少量水才能起脱氧作用。 【实验探究】探究铁粉、活性炭总质量相同时，铁粉与活性炭的质量比对脱氧速率的影响。 实验编号 铁粉质量/g 活性炭质量/g 食盐水滴数 消耗1mL氧气用时/s 1 2.8 0.2 9 56 2 2.7 x 9 53 3 2.6 0.4 9 43 4 2.4 0.6 9 61 (3)Ⅰ、实验2中，x=______g。 Ⅱ、脱氧速率最快的脱氧剂配方中，铁粉与活性炭的质量比为______（填最简整数比）。 Ⅲ、兴趣小组认为，食盐水的浓度也会影响食品脱氧剂的脱氧速率，请你设计实验方案进行验证：______。 10．（2020·安徽合肥·一模）某兴趣小组开展“测定密闭容器中某种气体的体积分数”的探究实验。 【实验步骤】 实验1：按图1所示装置，用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的体积分数。 实验2：按图2所示装置，在集气瓶内壁用水均匀涂附铁粉除氧剂(其中辅助成分不干扰实验)，利用铁锈蚀原理测定空气中氧气的体积分数。 【实验现象】 实验1中，红磷燃烧的主要现象是 ；红磷熄灭后，集气瓶冷却至室温，打开K，水能倒吸入集气瓶的原因是 ，若发现进入装置中的水少于五分之一，可能的原因是 。 【分析实验】 (1)连接数字传感器，测得实验1、实验2中氧气的体积分数随时间变化的关系分别如图3、图4所示。依据图3，图4信息，___(填“实验1”或“实验2”)的测定方法更准确，判断依据是 。 (2)结合你的学习经验，若要寻找红磷或铁粉除氧剂的替代物，用图1或图2装置测定空气中氧气的体积分数，该替代物应满足的条件是 、 (写两点)。 【拓展延伸】分别用红磷(曲线①)和白磷(曲线②)燃烧测定密闭容器中氧气的含量，实验过程中用氧气传感器测得的密闭容器内氧气浓度如图所示： (3)根据曲线分析，红磷与白磷，哪个消耗氧气的能力更强，并说明原因__________。 (4)实验结束后，小明得出结论，只要有氧气参加，红磷和白磷就能继续燃烧，请分析该结论是否正确，并说明原因_______。 11．（25-26八年级上·上海普陀·阶段检测）空气是我们赖以生存的物质基础，也是人类生产活动的重要资源。1774年，拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分(如下图所示)。他把少量汞放在密闭的容器里连续加热12天，发现有一部分银白色的液态汞变成红色粉末，同时容器内空气的体积减少了。他研究剩余的气体，发现这部分气体既不能供给呼吸，也不能支持燃烧。 我们可以从不同的角度认识空气 【空气的成分】 (1)空气中含量最多的物质是___________。 A．氮气 B．氧气 C．水蒸气 D．二氧化碳 (2)拉瓦锡的实验中，容器内减少的气体是___________，当观察到___________现象时，说明汞发生了化学变化。 仿照拉瓦锡实验的原理，实验小组的同学用下图装置测定空气中氧气含量。 (3)如图1所示，用红磷来测定空气中氧气含量，点燃红磷的现象是___________，若实验中测出的氧气含量低于，其原因可能是___________，若实验中测出的氧气含量高于其原因可能是___________(写一点)。 【实验改进】 改进一：点火方式改进。 (4)如图2所示，利用电热丝通电放热引燃红磷，优点是___________(写一点)。 改进二：测量方式改进。 为了帮助同学们更好地理解空气中氧气含量测定的实验原理，老师用气压传感器测定了图1装置内的压强变化，其变化情况如图3所示。 (5)请分析CD段压强下降的原因是___________。 改进三：反应原理的创新。 小明利用图4测定空气中氧气含量，已知发热剂的主要成分为铁粉、炭粉、水和食盐等，反应原理可简化为铁生锈消耗集气瓶中的氧气。得数据如表： 实验前的体积 实验后的体积 集气瓶内空气 量筒内水 量筒内剩余水 250mL 180mL 129mL (6)根据表中数据计算得出空气中氧气的体积分数约为___________。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题1 测定空气中氧气含量红磷燃烧变式及数据分析 1．（2026·云南昆明·二模）鲜花饼是云南的特色糕点，其储存中易与氧气发生缓慢氧化而变质，因此包装袋内常放入一小包食品用脱氧剂。化学兴趣小组的同学对鲜花饼中的食品用脱氧剂展开了项目式探究。 【查阅资料】 ①该脱氧剂为铁系脱氧剂，主要成分为铁粉，其辅料包含活性炭、氯化钠和硅藻土等。 ②铁系脱氧原理是铁粉的锈蚀，其反应为放热反应。在相同条件下，脱氧速率越快，温度升高越明显，消耗氧气越快。 任务一：探究食品用脱氧剂的成分 (1)为验证脱氧剂中含有铁粉，进行如下实验。 操作 现象 分析与结论 取一包脱氧剂粉末，用磁铁吸引 部分黑色粉末被吸引 食品脱氧剂中含有___________(填化学式) 取少量被吸引的粉末于试管中，加入适量稀盐酸 有气泡产生，溶液由无色变成浅绿色 任务二：探究食品用脱氧剂的脱氧原理 按图1装置进行两组实验，1组中X为足量干燥剂，另一组中X为少量水，利用氧气传感器测定密闭容器中氧气含量的变化如图2所示。 (2)图2中，X为足量干燥剂实验组对应的曲线是___________(“甲”或“乙”)。 任务三：探究辅料中活性炭和氯化钠对脱氧速率的影响 利用图3装置设计对比实验，利用温度传感器测得烧瓶中温度变化如下表。 实验 铁粉/g 水/mL 活性炭/g 氯化钠/g 温度变化/℃ ① 5 5 0 0 0.1 ② 5 5 0.1 3.1 ③ 5 5 0.2 0 22.0 ④ 5 5 0.2 0.1 56.3 (3)有同学认为若表中的数据真实有效，则m的值不可能为0.2，其理由是___________。 (4)为探究活性炭对脱氧速率的影响，可选择的实验组合是___________(填序号)。 A．①② B．①③ C．②④ D．③④ (5)从定性视角分析表1，能得出的结论是___________。 任务四：脱氧剂配方的应用与优化 小组同学通过查询资料了解到：不同糕点的保鲜需求不同，如鲜花饼含水量较高，需要快速脱氧。 (6)结合【任务三】中实验③④的数据分析，若要制作适合鲜花饼的快速脱氧剂，配方中应适当___________(填“增加”或“减少”)氯化钠的质量。若要让脱氧剂在相对干燥的环境下仍能正常发挥作用，配方中还必须含有___________。 【答案】(1)Fe (2)甲 (3)若m=0.2，实验②和实验④的温度变化应相同 (4)BC (5)活性炭和氯化钠都能提高脱氧剂的脱氧效率 (6) 增加 水 【详解】（1）铁粉为黑色，能被磁铁吸引，加入稀盐酸会反应生成氯化亚铁和氢气，产生气泡且溶液由无色变成浅绿色，结合实验操作和实验现象，食品脱氧剂中含有铁。 （2）图2中，X为足量干燥剂实验组对应的曲线是甲(铁生锈需要氧气和水，为足量干燥剂时铁几乎不生锈，即几乎不消耗氧气)。 （3）有同学认为若表中的数据真实有效，则m的值不可能为0.2，理由是若m=0.2，实验②和实验④的温度变化应相同。 故答案为:若m=0.2，实验②和实验④的温度变化应相同。 （4）为探究活性炭对脱氧速率的影响，应选择仅活性炭质量不同，其他条件均相同的实验组。组合①③中，氯化钠质量均为0g，活性炭质量不同；组合②④中，氯化钠质量均为0.1g，活性炭质量不同。故选择①③和②④。选BC。 （5）从定性视角分析表，能得出的结论是活性炭和氯化钠都能提高脱氧剂的脱氧速率。 （6）结合【任务三】中实验③④的数据分析，若要制作适合鲜花饼的快速脱氧剂，配方中应适当增加氯化钠的质量(对比③④可知，增加氯化钠质量，能够大幅提高温度)。若要让脱氧剂在相对干燥的环境下仍能正常发挥作用，配方中还必须含有水(铁生锈需要水)。 2．（2025·辽宁铁岭·三模）气体物质对于科学研究和工业应用具有重要意义。 I.气体的实验室制取 (1)实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳，反应的化学方程式为_____；用装置B做二氧化碳发生装置时需要注意_____。装置E可以收集二氧化碳的原因是_____。 (2)用装置C做气体发生装置，关闭弹簧夹，反应停止后液面应位于_____（填“1”、“2”或“3”）处。 (3)装置G可以用来收集气体，还可以防倒吸。请你推测该气体的密度_____（填“大于”或“小于”）空气的密度。 II.氧气是一种重要的气体，人们一直寻找通过各种方法获得所需的氧气 (4)某品牌家庭制氧机是利用分子筛制氧，空气经过分子筛时氮气被吸附、氧气通过，获得高浓度的氧气，其微观示意图如下图所示： ①分子筛制氧的过程_____（填“是”或“不是”）属于分解反应。 ②与分离液态空气制氧相比，分子筛制氧优点的是_____。 III.我们的生活离不开空气 【检索与查阅】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。 【设计与实验】某项目化学习小组利用图2装置也可以测空气中的氧气含量。 (5)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 【优化与改进】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。 (6)图4中氧气含量从8.05%上升到9.26%，原因可能是_____。 (7)图5中BC段压强增大，原因是_____。 【反思与交流】 (8)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_____。 (9)在空气中点燃红磷可以测定空气中氧气体积分数，也可以验证质量守恒定律。 点燃红磷前电子天平示数为106.23g（见图6），验证质量守恒定律后，待白烟完全沉降取下橡胶塞，片刻后再一起称量，电子天平示数稳定为106.28g（见图7）。计算参加反应红磷的质量_____（结果精确到0.01）。 【答案】(1) 长颈漏斗下端伸入液面以下 二氧化碳密度比空气大，不与空气成分发生反应 (2)3 (3)小于 (4) 不是 不需要将空气液化，操作简便 (5)④①③② (6)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 (7)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 (8)反应一段时间后，氧气浓度下降到一定程度，红磷无法继续燃烧，所以氧气消耗不完 (9)0.04 【详解】（1）石灰石（主要成分为CaCO3）与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为； 装置B为固液不加热型发生装置，使用时长颈漏斗下端需伸入液面以下，形成液封，防止生成的气体从长颈漏斗逸出。二氧化碳密度比空气大，不与空气成分发生反应，装置E是向上排空气法收集装置，因二氧化碳密度大于空气，可在集气瓶中下沉，将空气从上方排出。 （2）装置C关闭弹簧夹后，试管内气体无法排出，压强增大，将液体压回长颈漏斗，固液分离反应停止，液面应位于3 处（多孔塑料板上方，实现固液分离）。 （3）装置G中气体从短管进、空气从长管出，说明气体密度小于空气密度（密度小的气体向上聚集，将空气从下方长管排出）。 （4）①分子筛制氧是利用氮气被吸附、氧气通过的物理分离过程，无新物质生成，不是分解反应。 ②与分离液态空气制氧相比，分子筛制氧无需复杂的液化、汽化过程，可在常温下进行，优点是不需要将空气液化，操作简便（合理即可）。 （5）测空气中氧气含量的正确步骤：先在集气瓶中加水、划分刻度（④）→夹紧弹簧夹防止气体逸出（①）→点燃红磷并快速伸入瓶中塞紧塞子（③）→待冷却后打开弹簧夹（②），故顺序为④①③②。 （6）图4中氧气含量上升，原因是反应结束后，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（合理即可）； （7）图5中BC段压强增大，是因为白磷燃烧放出大量热，使装置内气体受热膨胀，压强瞬间增大，故填：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。 （8）红磷燃烧不能耗尽氧气，是因为当氧气浓度降低到一定程度（红磷燃烧的最低氧气浓度以下）时，红磷无法继续燃烧，导致装置内残留少量氧气。 （9）反应后质量增加106.28g−106.23g=0.05g，增加的质量为参加反应的氧气质量（红磷燃烧消耗氧气，装置敞口时空气进入补充质量）。 解：设参加反应的红磷质量为x， ， 则， 解得x≈0.04g，即参加反应红磷质量为0.04g。 3．（24-25八年级上·江苏宿迁·期中）测量空气中氧气体积分数实验的思维模型如下。 【课本实验回顾】 (1)拉瓦锡利用汞与氧气的反应研究空气的成分，所用的装置如下图。下列分析不合理的是 。 A．实验前需检查装置气密性 B．曲颈甑中汞的用量可能会影响实验结果 C．装置内两处容器中汞的作用均是消耗氧气 D．反应结束后需关闭火炉冷却至室温，再测量 容器中气体的减少量 (2)如图用铜粉测定密闭容器中氧气的体积分数 反应前硬质玻璃管内气体体积 反应前注射器内气体体积 反应后注射器内气体体积 40 mL 20 mL 10mL 硬质玻璃管内的现象为_______。 最终测定的氧气体积分数为_______。（保留到0.1%） 造成实验误差的原因可能是_______（填字母）。 A．加热铜粉时间短                       B．没有冷却就读数 C．反应后没有将气球内的气体全部挤出     D．推拉次数过少 【拓展实验】 (3)按图甲完成氧气含量测定的实验时，发现进入集气瓶的水量低于“1”刻度线。为提高氧气含量测定的精准度，展开如下研究。 误差分析：几位同学对测量值偏小原因可能是 。（填字母序号） A．装置漏气 B．将燃烧匙伸入集气瓶瞬间，部分空气逸出 C．实验前导管中有空气，实验后一部分本应进入容器的水滞留在导管中 D．由于广口瓶的形状造成很难均分五等份，影响测量结果 (4)方案改进：提高实验结果的精准度，小组同学设计了图乙改进装置。（已知：红磷的着火点是240℃，无毒；白磷的着火点是40℃，有剧毒，图乙中的水均适量。）集气瓶中白磷的用量的要求是_______。在白磷开始燃烧到熄灭、冷却的过程中集气瓶内水面的变化的情况是_______。 (5)比较图甲、图乙的实验方案，下列关于图乙实验方案叙述正确的是 。 A．利用着火点更低的白磷并采用加热后的玻璃棒“内引燃”，建立封闭空间使实验结果更精准 B．可以解决图甲方案中一部分水滞留在导管中带来的误差问题 C．改用量筒内水的体积变化来确定消耗氧气的体积，使测量结果更精准 D．彻底地解决了实验的安全性问题，符合绿色化学理念 (6)小金同学认为，图乙实验装置还需在橡皮管处补充一个止水夹，请表达你的观点及理由_______。 【答案】(1)C (2) 固体由红色变为黑色 16.7% ABCD (3)ACD (4) 足量 先下降后上升，最后不变 (5)ABC (6)不需要，因为两边导管均已伸到液面以下，已起到液封作用 【详解】（1）A、该实验需要改变装置内的气压，因此实验前需检查装置气密性，A选项正确； B、曲颈甑中汞用于消耗装置内的氧气，必须足量，其用量可能会影响实验结果，B选项正确； C、曲颈甑中汞用于消耗装置内的氧气，汞槽中的汞用于形成液封，且可以通过液面变化推断消耗氧气的体积，两处容器中汞的作用不相同，C选项错误； D、反应结束后需关闭火炉冷却至室温，再测量，以防温度过高，装置内气压偏大，测定结果偏小，D选项正确。 故选：C。 （2）硬质玻璃管内，铜粉与氧气在加热条件下反应生成氧化铜，现象是固体由红色变为黑色； 反应前硬质玻璃管内气体体积为40mL，注射器内气体体积为20mL，则装置内气体总体积为；反应后注射器内气体体积为10mL，则反应消耗的氧气体积为，最终测定的氧气体积分数为； A、加热铜粉时间短，氧气可能没有消耗完，会造成测定结果偏小，A选项正确； B、没有冷却就读数，装置内气压偏高，注射器活塞推进距离偏小，会造成测定结果偏小，B选项正确； C、反应后没有将气球内的气体全部挤出，则注射器活塞推进距离偏大，会造成测定结果偏大，C选项正确； D、推拉次数过少，则氧气可能没有完全反应，会造成测定结果偏小，D选项正确。 故选：ABCD。 （3）A、装置漏气，则燃烧停止后，装置外的空气进入集气瓶内，集气瓶内气压下降幅度偏小，进入集气瓶的水偏少，测量值偏小，A选项正确； B、将燃烧匙伸入集气瓶瞬间，部分空气逸出，则燃烧停止后，集气瓶内气压下降幅度偏大，进入集气瓶的水偏多，测量值偏大，B选项错误； C、实验前导管中有空气，实验后一部分本应进入容器的水滞留在导管中，则进入集气瓶的水偏少，测量值偏小，C选项正确； D、由于广口瓶的形状造成很难均分五等份，影响测量结果，可能会造成测量值偏小，D选项正确。 故选：ACD。 （4）为了将集气瓶内的氧气完全消耗，白磷的用量的要求是足量； 白磷燃烧消耗氧气放出热量，实验开始时，气温升高对气压的影响较大，则此时气压增大，水面降低；随着反应的进行，氧气不断被消耗，且燃烧停止后装置逐渐恢复室温，这2个因素都会导致集气瓶内气压降低，水面升高；待温度完全恢复室温后，水面不再升高，因此在白磷开始燃烧到熄灭、冷却的过程中集气瓶内水面的变化的情况是：先下降后上升，最后不变。 （5）A、利用着火点更低的白磷并采用加热后的玻璃棒“内引燃”，建立封闭空间使实验结果更精准，A选项正确； B、图乙方案，气压升高过程会将导管内的空气排出装置外，可以解决图甲方案中一部分水滞留在导管中带来的误差问题，B选项正确； C、改用量筒内水的体积变化来确定消耗氧气的体积，可以避免集气瓶容积划分问题，使测量结果更精准，C选项正确； D、图乙方案，白磷有毒，不能彻底解决实验的安全性问题，D选项错误。 故选：ABC。 （6）图乙实验装置不需在橡皮管处补充一个止水夹，因为两边导管均已伸到液面以下，已起到液封作用。 4．（2026·江苏连云港·一模）小强同学在打开某食品包装袋时，发现袋内有一包脱氧剂，其标签如图1。他对该脱氧剂产生好奇，请回答下列问题： (1)“脱氧剂”能够延长食品保质期的原因是___________。 (2)“脱氧剂”是否仍具有延长保质期的作用？于是，他将该“脱氧剂”带到学校和兴趣小组的同学一起探究其成分： 【提出问题】该“脱氧剂”现在的成分是什么？ 【猜想假设】猜想一：Fe；猜想二：___________；猜想三： 【进行实验】为了验证上述猜想，他们进行了如下实验： 实验一：取上述粉末10g用磁铁进行充分吸引，发现固体粉末部分被吸引，证明猜想二正确。 实验二：向被磁铁吸引的粉末中加入足量稀硫酸，充分反应后，稀硫酸与氢气质量关系如图2所示，a点对应的溶液中含有的阳离子是___________(填写化学符号)，该脱氧剂中铁粉质量分数为多少？___________(写出计算过程)。 (3)“脱氧剂”中被磁铁吸出的铁粉能在空气中燃烧。 【获取事实】将少许铁粉撒在酒精灯火焰上，铁粉立即剧烈燃烧、火星四射。 【反思交流】铁丝不能而铁粉能在空气中燃烧的原因是___________。 【拓展探究】用不同燃料测定空气里氧气的含量：分别在图甲所示装置的燃烧匙内放置铁粉、红磷(均足量)，电加热引燃。氧气含量随时间变化情况如图乙、图丙： ①温度传感器显示，实验过程中瓶内温度均___________(填“升高”或“降低”)。 ②待铁粉熄灭并恢复至室温后，打开弹簧夹，进入瓶内的水约占原水面上方空间体积的___________。 ③分析图乙、图丙可知，实验中消耗氧气更彻底的是___________(填“铁粉”或降“红磷”，下同)，消耗氧气速率更快的是___________。 【答案】(1)铁粉能吸收空气中的和 (2) Fe和 和 解：设该脱氧剂中铁粉质量为x。 ，=5.6g 则铁粉质量分数为 答：该脱氧剂中铁粉质量分数为56%。 (3) 铁粉与空气的接触面积比铁丝大 升高 铁粉 铁粉 【详解】（1）铁粉能与包装袋内的氧气、水发生反应，消耗食品袋中的氧气，防止食品被氧化变质。 （2）[提出问题]猜想一只有，猜想三只有，中间猜想为两者混合物；实验一磁铁部分吸引粉末，证明既有铁（可被吸引）又有氧化铁（不可被吸引）。 [进行实验]a点稀硫酸已经过量，稀硫酸电离出；稀硫酸与反应：，则a点对应的溶液中含有的阳离子是。 计算过程见答案。 （3）[反思交流]铁粉颗粒细小，与空气中氧气的接触面积远大于铁丝，更容易达到燃烧所需条件。 [拓展探究]①燃烧放热，瓶内温度均升高。 ②空气中氧气约占空气体积的，则冷却后进水体积为原水面上方空间的。 ③图乙铁粉反应后氧气剩余0.05%，图丙红磷剩余3%，因此消耗氧气更彻底的是铁粉；铁粉曲线下降更快，消耗氧气速率更快的是铁粉。 5．（2026·辽宁盘锦·三模）在轻松充实的课后延时服务中，同学们以小组为单位，围绕氧气制取实验，开展了一场动手又动脑的项目式学习活动。 项目一：实验室制取氧气 (1)若在实验室加热高锰酸钾制取较纯净的氧气，可以选择的装置组合为______(填字母)，反应的化学方程式______。 (2)实验室也可以用G装置收集氧气，氧气从______管口进入G中。 I.致用：基于特定需求设计出简易供氧器。 (3)10g过氧化钠(Na2O2)和10g过氧化钙(CaO2)固体分别与足量水作用生成氧气的质量与时间的关系如图2所示，若给鱼池增氧，这两种试剂中最佳的是CaO2，理由是______(一条合理即可)。 (4)兴趣小组将所选的最佳试剂装入矿泉水瓶，给鱼缸中制作了“简易供氧器”，如图3： ①向矿泉水瓶中加水的装置类似于化学仪器中的______(填仪器名称)。 ②图3氧气的导管通入鱼缸中多孔气泡石的上方，多孔气泡石可将气流切割成微米级细泡，则多孔气包石的作用______。 II.创新： (5)探究热量变化。将两装置中胶头滴管内的液体滴入铁槽中后，①、②中的温度均达到白磷着火点而燃烧。分析②中热量的来源是______，通过①比②中白磷燃烧得更剧烈，得到的结论是______。 (6)装置③探究铁锈蚀条件及测定空气中氧气含量的一体化实验装置。 ①检查该装置气密性的方法是：连接好装置，拉动注射器的活塞后松手，一段时间后，看到______现象，说明气密性良好。 ②取足量铁粉用滤纸包裹贴于瓶内壁，往容积为250mL集气瓶中加入50mL水和20mL植物油(铁粉包所占体积忽略不计)，右侧连接装有100mL空气的注射器。一周后，注射器读数不再改变，记录读数为42mL。根据实验数据计算，空气中氧气含量约为______(结果精确至0.1%)。 ③植物油的作用______。 ④铁生锈的过程，实际上是铁与空气中的氧气和水蒸气等发生化学反应的过程。该实验可证明铁生锈的条件之一是与氧气接触，能支持此观点的现象是_____。 【答案】(1) AF (2)a (3)产生氧气速率平稳/反应时间较长可以持续提供氧气（合理即可） (4) 长颈漏斗 提高水中溶解氧气的量（合理即可） (5) 氢氧化钠溶解时放热 氧气浓度越大，燃烧越剧烈 (6) 活塞回到原位置 20.7% 隔离水和氧气 b处铁粉生锈，c处铁粉不生锈 【详解】（1）加热高锰酸钾制取氧气，发生装置选“固体加热型”的A，收集较纯净的氧气用排水法，装置组合为AF； 高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的化学方程式为：； （2）氧气密度比空气大，用G装置收集时应从长管a进气； （3）由图2可知，等质量的两种物质，过氧化钙产氧总量更大，且反应速率平缓，供氧持续时间长，更符合鱼池长时间增氧的需求； （4）①图中加水装置为长颈开口、下端伸入液面下用于添加液体，功能和结构都类似长颈漏斗； ②多孔气泡石将大气泡分割为细气泡，增大了氧气和水的接触面积，能提升氧气在水中的溶解量； （5）②中氢氧化钠固体溶于水会放出热量，使温度升高达到白磷着火点； ①中过氧化氢分解不仅放热，还生成氧气，④中氧气浓度高于⑤，因此白磷燃烧更剧烈，得出结论：氧气浓度越大，燃烧越剧烈； （6）①拉动注射器活塞后松手，若装置气密性良好，内部压强会使活塞回到原来的位置； ②据图可知，装置中空气的总体积为：250mL-50mL -50mL +100mL =280mL，实验过程中消耗氧气的体积为：100mL-42mL=58mL，故空气中氧气含量约为：； ③铁生锈需要氧气和水同时存在，植物油密度比水小，会浮在水面上，隔绝空气中的氧气溶解在水中，防止铁粉与水、氧气同时接触； ④b处的铁粉同时接触氧气和水，会生锈；c处的铁粉因植物油隔绝氧气，仅接触水，不满足生锈条件，因此不生锈，该现象证明铁生锈需要与氧气接触。 6．（2026·广东广州·三模）“富氧空气”是指氧气含量高于普通空气的气体，可用于航天、医疗炼钢等。在2019年年末出现的“新型肺炎”重症患者的治疗上有一个重要环节为“高流氧呼吸”，“高流氧”成分与“富氧空气”相似，某化学兴趣小组欲混制“富氧空气”并开展相关探究，进行以下实验。 实验一：混制“富氧空气” 1、实验室中常用二氧化锰催化过氧化氢分解制取氧气。 (1)该方法制取氧气的化学方程式是______。 (2)现将一定体积5%过氧化氢溶液加到二氧化锰中，用秒表测量排水法收集氧气的时间。请从图1中选择合适的仪器(每种仪器限用一次)完成该实验，不需要用到的仪器是_____(填字母)。 2、混制“富氧空气” (3)如图2，用纯氮气及上述实验制取的氧气，混制一瓶(集气瓶容积为300 mL)氧气体积分数40%的“富氧空气”，气体应从装置中的选择管_____(“a”或“b”)通入，先通入氮气排出150 mL水，再通入氧气排出____水。 实验②：研究“富氧空气”的应用 3、氧气可用于炼钢。 炼钢是以生铁为原料，通入“富氧空气”，降低其中的碳元素的含量，以提高其性能，见图3。 某炼钢厂中生铁和钢的样品中，主要元素的质量分数如下表所示。 Fe C 生铁 95.94% 3.52% 钢 98.97% 0.45% (4)结合数据及炼钢示意图分析，请在“炼钢示意图”右侧圆圈内画出组成气体a的微观粒子示意图(粒子数目不作要求；不考虑空气中其他成分)。 【答案】(1) (2)AE (3) b 100 (4) 【详解】（1）过氧化氢在二氧化锰催化下常温分解生成水和氧气，其反应的化学方程式为。 （2）A.过氧化氢分解制氧气常温即可进行，反应不需要加热，因此不需要酒精灯，符合要求。 B.该反应装置需要固定反应装置，因此需要铁架台，不符合要求。 C.注射器用于添加过氧化氢溶液，因此需要注射器，不符合要求。 D.量筒用于量取/测量排出水的体积，确认氧气体积，因此需要量筒，不符合要求。 E.本实验用排水法收集，需要弯导管F，不需要直导管E，符合要求。 F.排水法收集需要用弯导管伸入水槽，因此需要弯导管，不符合要求。 G.锥形瓶作为反应容器盛放二氧化锰，因此需要锥形瓶，不符合要求。 H.排水法收集用水槽盛水，因此需要水槽，不符合要求。 因此不需要用到的仪器是AE。 （3）该装置用排水法收集气体，气体密度小于水，遵循“短进长出”，因此气体从短管通入； 设通入氧气的体积为（即排出水的体积为），根据氧气体积分数为列等式：，解得。 （4）炼钢过程中，生铁中的碳和氧气反应生成二氧化碳，同时一定有未反应完的氧气，因此气体中含有和两种分子，如图。 7．（2026·江苏常州·一模）某兴趣小组做镁条在空气中燃烧的实验时发现：镁条在空气中剧烈燃烧，发出耀眼的白光，有白烟，生成的白色固体中夹杂了少量黄色固体(如图-1)。 【提出问题】黄色固体是什么呢？ 【查阅资料】 ①氧化镁为白色固体，不溶于水； ②镁能与氮气反应生成黄色的氮化镁(Mg3N2)固体； ③氮化镁可与水反应生成一种碱和氨气，氨气能使酚酞溶液变红。 【作出猜想】黄色固体为Mg3N2 【实验探究】 (1)完成下列表格 实验操作 实验现象及结论 取燃烧产物于试管中，加入适量水，然后将湿润的红色石蕊试纸置于试管口。 现象：___________。 结论：燃烧产物中含Mg3N2. 【反思与交流】 (2)写出镁条与氧气反应的化学方程式___________，该反应属于___________反应(填一种基本反应类型)。 (3)理论上分析，实验过程中固体的质量变化如图-2所示，则m2与m1之差表示___________的质量。实际操作时陶土网上收集到固体的质量小于镁条的质量，其原因可能是___________。 (4)空气中N2的含量远大于O2的含量，而镁条在空气中燃烧生成的MgO却远多于Mg3N2，你认为其原因可能是___________。 (5)如果用图-3装置(气密性良好)和镁粉(足量)来测定空气中氧气含量，恢复至室温后，实验所测得的氧气体积分数___________(选填：“大于”、“小于”或“等于”)。 (6)写出氮化镁与水反应的化学方程式___________。 【答案】(1)有气泡产生，湿润的红色石蕊试纸变蓝 (2) 化合 (3) 参加反应的气体 镁燃烧生成的部分氧化镁以白烟形式逸散到空气中，没有全部被收集 (4)相同条件下，氧气的化学性质比氮气活泼，镁更容易与氧气反应 (5)大于 (6) 【详解】（1）氮化镁与水反应会生成氨气，氨气溶于水显碱性，可使湿润的红色石蕊试纸变蓝，符合题中给出的结论。 （2）镁在氧气中点燃生成氧化镁，该反应由两种物质生成一种物质，符合“多变一”的特征，属于化合反应。 （3）反应前镁的质量为m1​，反应后固体总质量为m2​，根据质量守恒，固体增加的质量就是参加反应的气体（氧气、氮气）的质量；镁燃烧产生的白烟（固体小颗粒）会部分逸散，导致收集到的固体质量偏小。 （4）虽然空气中氮气含量远高于氧气，但氧气氧化性更强，更易与镁发生反应，因此生成的氧化镁远多于氮化镁。 （5）镁不仅能和氧气反应，还可以和空气中的氮气反应，会消耗装置内更多气体，使测得的气体减少量偏大，因此最终测得的氧气体积分数大于。 （6）根据题给信息，氮化镁和水反应生成碱（氢氧化镁）和氨气，配平后得到上述反应方程式。 8．（2025·安徽六安·一模）在探究“铁生锈的条件”的实验中，某兴趣小组对实验进行了创新设计。 【知识回顾】铁是一种化学性质较活泼的金属，常温下能与稀硫酸、氧气等物质反应。 (1)铁和稀盐酸反应的化学方程式为_______。 【实验目的】铁生锈条件的探究。 【实验内容】取3段光亮无锈的细铁丝绕成螺旋状，放入3支干燥洁净的试管底部，进行下列实验，一周后观察现象。 【实验现象】实验①②无明显现象，实验③中铁丝生锈，且试管内液面上升。 (2)该实验创新之处在于：可根据铁丝表面的铁锈和_______两种现象来判断铁丝反应进行的情况。 (3)通过对比实验_______，说明铁生锈的条件之一是铁要与水接触。通过对比实验②③，说明铁生锈的另一个必要条件是_______。 【实验结论】 (4)铁生锈实际上是铁与空气中的_______(填名称)发生反应的结果。 【提出问题】同学们根据实验③的现象和铁在空气中生锈的原理，继续探究能否用铁准确测定空气中的氧气含量。 【讨论交流】通过查资料得知，红磷燃烧产生的白烟与水接触后有毒。与用红磷燃烧的方法相比，用铁丝生锈的方法测定的主要优点是无污染，缺点是耗时长。为了探究影响铁锈蚀快慢的因素，在老师指导下同学们用氧气传感器测得相关数据如下表。 (5)下列分析不正确的是_______(填字母)。 实验装置 序号 其他试剂 200s时的含量 ① 干燥剂 21% ② 10滴水 15% ③ 10滴水和1.0g氯化钠 8% A．②③中氧气含量减少表明铁已锈蚀 B．①②证明水对铁锈蚀有影响 C．②③证明氯化钠能加快铁锈蚀 D．①②③证明炭粉对铁锈蚀有影响 【改进实验】同学们利用铁粉、炭粉、氯化钠等物质又进行了实验(装置如图)，8分钟后测得的数据如表所示。 实验前的体积/mL 实验后的体积/mL 集气瓶内空气 烧杯内蒸馏水 烧杯内剩余蒸馏水 130 90 63.7 (6)根据上表数据计算，实验测得空气中氧气含量为_______(计算结果精确到0.1%)。 (7)从实验原理角度分析改进后的实验结果比燃烧红磷实验准确度更高的原因_______。 【答案】(1) (2)试管内空气体积的减小(或试管内液面上升) (3) ①③ 与氧气接触 (4)水、氧气 (5)D (6)20.2% (7)铁生锈能更充分消耗氧气，而红磷燃烧不能完全耗尽氧气 【详解】（1） 铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁、氢气，化学方程式为。 （2）该实验创新之处在于：可根据铁丝表面的铁锈和试管内空气体积的减小(或试管内液面上升)两种现象来判断铁丝反应进行的情况。因为铁生锈消耗氧气，使试管内压强减小，液面上升。 （3）通过对比实验 ①③，①中是干燥的空气，铁丝不生锈，③中有水和空气，铁丝生锈，说明铁生锈的条件之一是铁要与水接触； 通过对比实验②③，②中除去了氧气，铁丝不生锈，③中有氧气和水，铁丝生锈，说明铁生锈的另一个必要条件是 铁要与氧气接触。 （4）铁生锈实际上是铁与空气中的氧气、水发生反应的结果。 （5）A、②③中氧气含量减少，说明铁与氧气发生了反应，即铁已锈蚀，A 正确； B、①中只有干燥剂无水，②中有水，氧气含量变化不同，证明水对铁锈蚀有影响 ，B 正确； C、②③对比，③中多了氯化钠，氧气含量降得更低，证明氯化钠能加快铁锈蚀，C 正确； D、①②③中没有单独对比炭粉影响的实验，无法证明炭粉对铁锈蚀有影响，D 错误。 故选：D。 （6）进入集气瓶中水的体积就是消耗氧气的体积，，则空气中氧气含量为。 （7）从实验原理角度分析改进后的实验结果比燃烧红磷实验准确度更高的原因是：铁生锈能更充分消耗氧气，而红磷燃烧不能完全耗尽氧气。 9．（2025·安徽淮北·三模）某小组同学以“测定空气中氧气含量”为主题开展实验探究。 （一）化学兴趣小组利用如图所示装置测定空气中氧气含量并探究反应前后的质量关系。 【实验步骤】 (1)①检查气密性：连接仪器，向A瓶中加水没过长导管下端，夹紧弹簧夹a，手捂A瓶，若出现______，说明气密性良好。 ②加入白磷（如图），将装置连接固定后放在电子天平上称量，称得总质量为。 ③打开止水夹a和b，向A中缓慢通入100mL空气，此时刚好露出白磷，A中水进入到B中。关闭止水夹a和b，将整套装置放在电子天平上称量，记其总质量为。 ④用凸透镜聚光引燃白磷。该反应的化学方程式为______。 ⑤待白磷熄灭并冷却到室温，打开止水夹b，B中水倒吸进入到A中，量筒内剩余水的体积为VmL。小组同学所测气体中氧气的体积分数为______（用带V的式子表示）。 ⑥将装置放在电子天平上称量，记其总质量为。则的大小关系是______。 【反思与评价】 (2)下列有关这个实验的说法中，不正确的有______。（填字母序号） A．步骤④中，白磷燃烧时要保持关闭止水夹a和b B．步骤⑤中，仰视量筒读数会使测得的V数值偏低 C．步骤⑤中，未冷却至室温会使小组同学测得的氧气的含量偏高 D．与课本实验相比，此装置的优点有误差减小和污染减少 （二）兴趣小组同学提出，利用食品脱氧剂也可以测定空气中氧气含量。同学们对食品脱氧剂脱氧速率的影响因素进行研究。 已知：某种食品脱氧剂的主要成分为铁粉、活性炭、食盐。该脱氧剂需要少量水才能起脱氧作用。 【实验探究】探究铁粉、活性炭总质量相同时，铁粉与活性炭的质量比对脱氧速率的影响。 实验编号 铁粉质量/g 活性炭质量/g 食盐水滴数 消耗1mL氧气用时/s 1 2.8 0.2 9 56 2 2.7 x 9 53 3 2.6 0.4 9 43 4 2.4 0.6 9 61 (3)Ⅰ、实验2中，x=______g。 Ⅱ、脱氧速率最快的脱氧剂配方中，铁粉与活性炭的质量比为______（填最简整数比）。 Ⅲ、兴趣小组认为，食盐水的浓度也会影响食品脱氧剂的脱氧速率，请你设计实验方案进行验证：______。 【答案】(1) A瓶中长导管内液面上升/A瓶中的水进入B中 (2)C (3) 0.3 分别向2.4g铁粉和0.6g活性炭混合物中加入9滴不同浓度的食盐水，测量消耗1mL氧气所需时间（合理即可） 【详解】（1）①检查装置气密性时，手捂 A 瓶，瓶内气体受热膨胀，若装置气密性良好，A瓶中长导管内液面上升，气压变化较大时会导致A瓶中的水进入B中。 ④白磷在空气中燃烧，与氧气反应生成五氧化二磷，化学方程式为。 ⑤通入空气体积为100mL，量筒内剩余水的体积为VmL，则进入集气瓶中水的体积（即消耗氧气的体积）为(100−V)mL ，所以氧气的体积分数为。 ⑥m1​为反应前装置及药品总质量，m2为通入空气后装置及药品总质量，则m1＜m2；m3为反应后装置及药品总质量，根据质量守恒定律，化学反应前后，物质总质量不变，则大小关系是m1​＜m2​=m3。 （2）A、步骤④中，白磷燃烧时保持关闭止水夹a和b，可防止装置内气体受热逸出，保证实验准确性，该说法正确； B、步骤⑤中，仰视量筒读数时，读数比实际值偏小，会使测得的V数值偏小，该说法正确； C、步骤⑤中，未冷却至室温就打开止水夹，集气瓶内气体处于膨胀状态，压强较大，进入集气瓶的水偏少，会使测得的氧气含量偏低，而不是偏高，该说法错误； D、与课本实验相比，此装置始终密闭，误差减小，且白磷燃烧生成的五氧化二磷不会逸散到空气中，污染减少，该说法正确。 故选C。 （3）Ⅰ、探究铁粉与活性炭的质量比对脱氧速率的影响时，要控制铁粉和活性炭总质量相同，已知铁粉和活性炭总质量为，实验2中铁粉质量为2.7g，则活性炭质量。 Ⅱ、消耗1mL氧气用时越短，脱氧速率越快，由表格数据可知，实验3中脱氧速率最快，此时铁粉质量为2.6g，活性炭质量为0.4g，铁粉与活性炭的质量比为。 Ⅲ、设计实验验证食盐水浓度对脱氧速率的影响时，要控制其他影响因素（如铁粉和活性炭总质量、质量比、温度等）相同，只改变食盐水浓度，通过记录消耗1mL氧气所用时间来判断脱氧速率，具体方案为：分别向2.4g铁粉和0.6g活性炭混合物中加入9滴不同浓度的食盐水，测量消耗1mL氧气所需时间（合理即可）。 10．（2020·安徽合肥·一模）某兴趣小组开展“测定密闭容器中某种气体的体积分数”的探究实验。 【实验步骤】 实验1：按图1所示装置，用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的体积分数。 实验2：按图2所示装置，在集气瓶内壁用水均匀涂附铁粉除氧剂(其中辅助成分不干扰实验)，利用铁锈蚀原理测定空气中氧气的体积分数。 【实验现象】 实验1中，红磷燃烧的主要现象是 ；红磷熄灭后，集气瓶冷却至室温，打开K，水能倒吸入集气瓶的原因是 ，若发现进入装置中的水少于五分之一，可能的原因是 。 【分析实验】 (1)连接数字传感器，测得实验1、实验2中氧气的体积分数随时间变化的关系分别如图3、图4所示。依据图3，图4信息，___(填“实验1”或“实验2”)的测定方法更准确，判断依据是 。 (2)结合你的学习经验，若要寻找红磷或铁粉除氧剂的替代物，用图1或图2装置测定空气中氧气的体积分数，该替代物应满足的条件是 、 (写两点)。 【拓展延伸】分别用红磷(曲线①)和白磷(曲线②)燃烧测定密闭容器中氧气的含量，实验过程中用氧气传感器测得的密闭容器内氧气浓度如图所示： (3)根据曲线分析，红磷与白磷，哪个消耗氧气的能力更强，并说明原因__________。 (4)实验结束后，小明得出结论，只要有氧气参加，红磷和白磷就能继续燃烧，请分析该结论是否正确，并说明原因_______。 【答案】 产生大量白烟，放热 红磷燃烧，消耗了氧气，瓶内压强减小，小于外界气压，所以水会回流 装置漏气或红磷的量少或未冷却到室温，便打开止水夹 实验2 反应后，实验1集气瓶内剩余氧气体积分数是8.6%，实验2集气瓶内氧气几乎要耗尽 药品只与空气中的氧气反应 生成物不能是气体 白磷，由图可知，白磷在密闭容器中燃烧结束后剩余氧气浓度小于红磷燃烧后的氧气浓度 不正确，在氧气含量低至5.1%时，红磷和白磷都不能继续燃烧 【详解】[实验现象]实验1中，红磷燃烧的主要现象是：产生了大量的白烟，放热。红磷熄灭后，集气瓶冷却至室温，打开K，水能倒吸入集气瓶的原因是：氧气被消耗，集气瓶内气体压强小于大气压。若发现进入装置中的水少于五分之一，可能的原因有装置漏气或红磷的量少或未冷却到室温，便打开止水夹等。 故填：产生大量白烟，放热；红磷燃烧，消耗了氧气，瓶内压强减小，小于外界气压，所以水会回流；装置漏气或红磷的量少或未冷却到室温，便打开止水夹。 [分析实验] （1）实验过程中，连接数字传感器，测得实验1、实验2中氧气的体积分数随时间变化的关系分别如图3、图4所示。依据图3，图4信息可知，实验2测定方法更准确，判断依据是：反应后，实验1集气瓶内剩余氧气的体积分是8.6%，实验2集气瓶内氧气几乎要耗尽。 故填：实验2；反应后，实验1集气瓶内剩余氧气体积分数是8.6%，实验2集气瓶内氧气几乎要耗尽。 （2）用图1或图2装置测定空气中氧气的体积分数，该替代物应满足的条件是药品只与空气中的氧气反应，生成物不是气体。 故填：药品只与空气中的氧气反应；生成物不能是气体。 (3)根据曲线分析，红磷与白磷，白磷消耗氧气的能力更强，因为白磷在密闭容器中燃烧结束后剩余氧气浓度小于红磷燃烧后的氧气浓度，故白磷消耗氧气的能力更强。 故填：白磷，由图可知，白磷在密闭容器中燃烧结束后剩余氧气浓度小于红磷燃烧后的氧气浓度。 （4）分析曲线②可知，在氧气含量低至5.1%时，红磷和白磷都不能继续燃烧，所以小明的结论不正确。 故填：不正确，在氧气含量低至5.1%时，红磷和白磷都不能继续燃烧。 11．（25-26八年级上·上海普陀·阶段检测）空气是我们赖以生存的物质基础，也是人类生产活动的重要资源。1774年，拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分(如下图所示)。他把少量汞放在密闭的容器里连续加热12天，发现有一部分银白色的液态汞变成红色粉末，同时容器内空气的体积减少了。他研究剩余的气体，发现这部分气体既不能供给呼吸，也不能支持燃烧。 我们可以从不同的角度认识空气 【空气的成分】 (1)空气中含量最多的物质是___________。 A．氮气 B．氧气 C．水蒸气 D．二氧化碳 (2)拉瓦锡的实验中，容器内减少的气体是___________，当观察到___________现象时，说明汞发生了化学变化。 仿照拉瓦锡实验的原理，实验小组的同学用下图装置测定空气中氧气含量。 (3)如图1所示，用红磷来测定空气中氧气含量，点燃红磷的现象是___________，若实验中测出的氧气含量低于，其原因可能是___________，若实验中测出的氧气含量高于其原因可能是___________(写一点)。 【实验改进】 改进一：点火方式改进。 (4)如图2所示，利用电热丝通电放热引燃红磷，优点是___________(写一点)。 改进二：测量方式改进。 为了帮助同学们更好地理解空气中氧气含量测定的实验原理，老师用气压传感器测定了图1装置内的压强变化，其变化情况如图3所示。 (5)请分析CD段压强下降的原因是___________。 改进三：反应原理的创新。 小明利用图4测定空气中氧气含量，已知发热剂的主要成分为铁粉、炭粉、水和食盐等，反应原理可简化为铁生锈消耗集气瓶中的氧气。得数据如表： 实验前的体积 实验后的体积 集气瓶内空气 量筒内水 量筒内剩余水 250mL 180mL 129mL (6)根据表中数据计算得出空气中氧气的体积分数约为___________。 【答案】(1)A (2) 氧气/O2 有红色固体出现 (3) 产生大量白烟，放热 装置漏气（合理即可） 弹簧夹没有夹紧（合理即可） (4)实验更准确（合理即可） (5)实验结束后温度逐渐到室温，瓶内气体体积减小，且消耗了氧气 (6)20.4% 【详解】（1）空气中含量最多的物质为氮气，约占空气体积的78%，故选A。 （2）在拉瓦锡的实验中，汞在加热的条件下与空气中的氧气反应生成氧化汞，所以容器中减少的气体是氧气； 生成的氧化汞为红色固体，所以当观察到有红色固体出现时，说明生成了新物质，说明汞发生了化学反应。 （3）红磷燃烧产生大量的白烟，并放出热量； 若结果小于，其原因可能是：装置漏气，在冷却过程中有外界的空气进入瓶中，使测定结果偏小；或使用红磷的量不足，不能完全消耗装置内的氧气，使测定结果偏小； 若结果高于，其原因可能是：点燃红磷后伸入过慢，有气体受热逸出，或弹簧夹没有夹紧，有气体从导管中逸出等。 （4）改进后装置始终密闭，避免了红磷在瓶外燃烧，更环保，实验更准确。 （5）红磷燃烧放出大量的热，气体受热膨胀，压强升高，当红磷熄灭后，瓶内温度降低，气体体积缩小，且由于氧气被消耗，所以造成CD段压强下降。 （6）铁生锈消耗集气瓶中的氧气，装置中的气体减少，压强减小，冷却后打开止水夹，量筒中的水会进入集气瓶中，且量筒内减少的水的体积，即为集气瓶内空气中氧气的体积，故空气中氧气的体积分数为：。 / 学科网（北京）股份有限公司 $