2020年中考各科考点一遍过讲义01–备战2020年中考化学考点考点06 空气中氧气含量的测定-备战2020年中考化学考点一遍过

考点06 空气中氧气含量的测定

一、拉瓦锡测定氧气的含量

1．测定原理

拉瓦锡测定空气的组成的原理：2Hg+O₂ 2HgO，2HgO 2Hg+O₂。

2．实验装置

汞槽中汞的作用是，作反应物，起液封作用，

二、吸水法测定氧气的含量

1．测定原理

利用燃烧法测定空气中氧气的含量的原理是利用红磷燃烧消耗密闭容器内空气中的氧气，使密闭容器内压强减小，在大气压的作用下，进入容器内水的体积即为减少的氧气的体积。反应的化学方程式：4P+5O₂ 2P₂O₅。

2．实验装置

（1）仪器：集气瓶、燃烧匙、导管、烧杯、橡胶管、弹簧夹。

（2）药品：红磷、水。

3．实验步骤

（1）先在集气瓶内加入少量水，并做上记号。

（2）连接装置。

（3）检查装置的气密性。

（4）用弹簧夹夹紧橡胶管。

（5）点燃红磷，迅速伸入集气瓶内。

（6）燃烧结束冷却至室温后，打开弹簧夹。

4．实验现象

红磷在集气瓶内燃烧，放出热量，生成大量白烟(五氧化二磷小颗粒)，冷却后，打开弹簧夹，水经导管进入集气瓶，进入水的体积约占集气瓶内空气总体积的。

5．实验成功的关键

（1）红磷要过量。

（2）装置必须密封。

（3）导管内先注满水。

（4）冷却到室温后，打开弹簧夹。

6．实验分析与结论

红磷燃烧生成五氧化二磷固体，五氧化二磷极易溶于水，不占有体积。红磷燃烧消耗了集气瓶内的氧气，冷却后，大气压把烧杯内的水压进集气瓶，压进的水的体积约是集气瓶内消耗的氧气的体积，由此证明空气中氧气约占空气总体积的。

友情提示：通过此实验也能得出氮气不燃烧、不支持燃烧及不易溶于水的性质。

7．实验注意事项

（1）红磷要足量。如果红磷的量不足，则不能将密闭容器内空气中的氧气完全反应掉，密闭容器内水面上升不到原气体体积的，导致测得空气中氧气的体积分数偏小。

（2）实验装置的密封性要好。如果密封性不好，则外界的空气会进入密闭容器内，导致所测得的氧气体积偏小。

（3）不能用硫、木炭、铁丝等代替红磷。因为硫或木炭燃烧后产生的气体会弥补反应所消耗的氧气，导致测得的氧气的体积不准确；而细铁丝在空气中难以燃烧，氧气的体积几乎不会变化，因此密闭容器内水面不上升。

（4）橡胶管要夹紧，燃烧匙放入集气瓶时要迅速，防止空气受热膨胀，从导管或集气瓶口逸出，导致进入水的体积增多，使实验结果偏高。

（5）集气瓶内加少量的水，目的是溶解白烟、降低温度。

三、注射器法测量氧气的含量

1．原理

在加热的条件下，铜能跟空气中的氧气反应，消耗了密闭容器中的氧气，没有其他气体产生，减少的气体体积即为空气中氧气的体积。反应的化学方程式：2Cu+O₂ 2CuO。

2．实验装置（如图所示）

3．实验仪器

硬质玻璃管(相同规格支)、橡皮塞(带玻璃导管及不带玻璃导管各个)、量筒、酒精灯、铁架台(带

铁夹)、注射器、气球、铜粉。

4．实验步骤

（1）将一支硬质玻璃管注满水(两端用橡皮塞封住)，然后打开上端橡皮塞，将水倒入量筒中，记录体积。

（2）在另一支干燥的硬质玻璃管中装入铜粉，两端塞上带玻璃导管的橡皮塞，其中一端用气球密封。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。

（3）用酒精灯在铜粉部位加热，加热时不断推拉注射器。

（4）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。

5．实验现象

铜粉加热后变成黑色，冷却至室温后，密闭装置内气体的体积减少了1/5。

6．实验结论

空气中氧气约占空气体积的1/5。

7．注意事项

（1）铜粉要足量。

（2）装置不能漏气。

（3）加热温度要高一些，时间要长一些，目的是保证铜粉和氧气充分反应。

（4）加热时为保证氧气充分反应，要不断推拉注射器活塞。

（5）冷却至室温后，读取注射器内剩余气体体积。

拓展：测定空气中氧气含量的装置还有如图所示A、B、C、D、E。

E

考向一 拉瓦锡测定氧气的含量

典例1 （2018·无锡中考）化学革命是发生在十八世纪末英国和法国的一场深刻的化学学科的变革。英国物理学家、化学家波义耳和法国化学家拉瓦锡曾做过貌似相同的两个实验(见下图)。关于这两个实验的说法正确的是

A．两个实验都可用于测定空气中氧气的含量

B．两个实验中，曲颈甑内汞的表面都变为黑色

C．波义耳的实验中，金属加热后质量增加，该现象不能用质量守恒定律解释

D．拉瓦锡的实验中，玻璃钟罩内液面逐渐上升，达到一定高度后不再变化

【解析】A、波义耳的实验装置右端直接与空气相通，没有密封，故无法测定空气中氧气的含量，错误；B、曲颈甑内的汞会被空气中氧气氧化变为红色的氧化汞，错误；C、波义耳的实验装置没有密封，如果计算消耗氧气的质量，则与质量守恒定律相符，错误；D、拉瓦锡的实验中，汞会消耗装置中的氧气，导致内外气压不一致，故玻璃钟罩内液面逐渐上升，最终氧气耗尽后，液面达到一定高度后不再变化，正确。故选D。

【答案】D

1．（2020·广州市海珠区九年级上学期期末）下列关于空气的说法中正确的是

A．英国化学家道尔顿通过实验得出了空气由氧气和氮气组成的结论

B．空气可用于工业制备氮气和氧气

C．氮气易溶于水，约占空气体积的78%

D．氧气的化学性质比较活泼，属于可燃物

2．下列装置都可用于测定空气里氧气的含量，a、b两物质的选择正确的是

A．a是铜，b是红磷

B．a是铜，b是木炭

C．a是汞，b是红磷

D．a是汞，b是木炭

3．（2019·苏州市姑苏区上学期期末考试）有关空气组成的研究与发现对化学的发展做出了重要贡献。

Ⅰ．拉瓦锡的研究：用加热汞的方法测定空气中氧气的含量

如图1所示，拉瓦锡把少量的汞放在密闭的玻璃容器中连续加热12天后，发现有一部分银白色的液态汞变成红色粉末，容器内空气体积减少了约五分之一。收集汞表面生成的红色粉末（氧化汞），置于另一容器内强热得到了汞和氧气，且氧气的体积恰好等于原来密闭容器里所减少的空气体积。

（1）上述实验中，使用汞的优点有________________。

A．汞为液态，在加热的条件下只与氧气反应且生成物为固体

B．时间足够长，能将密闭装置中的氧气几乎耗尽

C．实验过程中没有污染

D．生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气

（2）继拉瓦锡研究后，英国科学家瑞利经多次实验发现：从空气分离得到的氮气密度总是略大于纯净氮气密度。造成这一差异主要与空气中的____________________相关。

Ⅱ．兴趣小组A的实验：用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量（如图2所示）

（3）用酒精灯点燃燃烧匙中过量的红磷，观察到的现象有_____________________________，并放出大量的热。写出该反应的化学方程式：_______________________________。

（4）该兴趣小组同学经多次实验发现：当反应停止并恢复至室温，用氧气浓度传感器测得广口瓶内始终有8%左右的氧气残留。请你分析红磷燃烧无法耗尽氧气的原因是__________________（已排除操作原因引起的实验误差）。

Ⅲ．兴趣小组B的实验：用铁生锈原理测定空气中氧气含量（如图3所示）。测得实验数据如表：

测量项目	实验前烧杯中水的体积	实验后烧杯中剩余水的体积	集气瓶（扣除内容物）和导管的体积
体积/ml	80.0	49.0	150.0

（5）根据表中数据，计算实验测得的空气中氧气的体积分数是_____（计算结果精确到0.1%）。

（6）该实验中NaCl溶液的作用是_____。

考向二 氧气含量测定实验

典例2 （2020·北京市东城区九年级上学期期末）如图所示装置可用于测定空气中氧气的含量。下列说法不正确的是

A．实验前一定要检查装置的气密性

B．红磷足量是实验成功的关键之一

C．打开弹簧夹，集气瓶液面上升至1处，可说明氧气约占空气体积的1/5

D．该实验所用的红磷可用木炭代替

【解析】A、为防止装置漏气，影响实验准确程度，实验前一定要检查装置的气密性，故A不符合题意；B、红磷足量才能将空气中的氧气完全消耗，实验结果才能准确，红磷足量是实验成功的关键之一，故B不符合题意；C、打开弹簧夹，集气瓶液面上升至1处，可说明氧气约占空气体积的1/5，故C不符合题意；D、木炭在空气中燃烧生成二氧化碳，该实验若用木炭可用代替红磷，瓶内的气压不降低，水不能倒流，不能测定空气中氧气的含量，故D符合题意。故选D。

【答案】D

4．（2020·湖北省麻城思源学校月考）对于做空气中氧气含量测定的实验。下列有关说法正确的是

A．选用红磷是因为反应可以耗尽氧气，生成固态的五氧化二磷

B．燃烧匙中的红磷可以换成硫或木炭

C．燃烧匙中的红磷越多，水位上升越高

D．本实验可以证明空气含有N₂、O₂、CO₂和稀有气体

5．（2019·重庆B中考）氧气在中学化学中有着举足轻重的地位。

（1）实验I中仪器①的名称为_______________，现象为铁丝剧烈燃烧，火星四射，产生_____色固体。

（2）实验Ⅱ为电解水制氧气发生反应的化学方程式为___________________________________，气体a在电源的_____(填“正”或“负”)极端产生。

（3）实验三为测定空气中氧气含量的实验，在瓶内加少量水并将水面上方空间分为5等份，接下来的实验步骤依次为____________________(填序号)，最后打开弹簧夹。

①冷却到室温

②弹簧夹夹紧橡皮管

③点燃燃烧匙内的红磷后，立即伸入瓶中并把塞子塞紧

6．为验证空气中氧气的体积分数，小明按图甲所示的装置进行了多次实验，发现每次测得的氧气体积分数总是远小于21%，他认为误差主要由实验装置造成，于是改用图乙装置进行实验，步骤如下：

①连接装置并检查气密性。

②在量筒内加入100毫升的水。

③在广口瓶中加入少量水，使瓶内空气体积为250毫升。

④在燃烧匙内放入过量的红磷，塞紧瓶塞，关闭止水夹，接通电源使电烙铁发热，点燃红磷后，断开电源。

⑤燃烧结束并充分冷却后，打开止水夹，待量筒内水面不再下降时，记录量筒内水的体积为65毫升。

（1）小明按如图甲装置进行实验时，该如何检查装置的气密性？___________________________________________________________________________________________________________________。

（2）与装置甲相比，装置乙中使用电烙铁可以减小实验误差，其原因是___________________________________________________________________________________________。

（3）根据本实验数据，计算出空气中氧气的体积分数为________________。

小明发现，测量结果与真实值仍有较大差距，查阅资料发现，引起本实验的误差除装置外，还与可燃物的性质有关。

实验误差分析

1．测定结果偏小的原因

（1）红磷的量不足，导致氧气为完全反应。

（2）装置气密性不好，导致反应后有气体进入集气瓶。

（3）未冷却至室温就打开弹簧夹，温度高压强大，进入集气瓶中的水减少。

（4）导管内事先没有注满水。

2．测定结果偏大的原因

（1）点燃红磷后插入集气瓶太慢，赶走了集气瓶里部分空气。

（2）点燃红磷前未夹紧弹簧夹，使集气瓶里空气沿导管逸出。

1．（2020·龙岩市长汀县九年级上学期期中）为得到较纯净的氮气，某同学采用燃烧法除去一瓶空气中的氧气，下列物质中最适宜选用的是

A．铁丝 B．红磷 C．蜡烛 D．木炭

2．将足量的下列物质分别放在燃烧匙上点燃（或灼烧），放入图示装置的广口瓶中，立即塞紧橡皮塞，反应结束待冷却后，打开止水夹，导管中水柱上升最少的是

A．铁粉 B．磷 C．木炭 D．镁

3．（2019·常州市九年级上学期期末）法国化学家拉瓦锡曾做过如图实验。下列叙述正确的是

①汞槽中的汞起到液封的作用

②实验时装置内物质的总质量保持不变

③该实验可用于测定空气中氧气的含量

④若实验中金属加热后质量增加则表明实验失败

A．①②③ B．①②④ C．①③④ D．②③④

4．（2020·苏州九年级上学期期末）某同学用如图所示装置测定空气里氧气的含量，实验时，连接好装置并检查不漏气后再进行后续操作，下列说法正确的是

A．红磷燃烧时，要打开止水夹，以免因温度升高，气压较大，造成橡皮塞从瓶口脱落

B．在空气里点燃红磷后，应缓慢把燃烧匙伸入瓶内并塞紧橡皮塞

C．所用红磷要过量，以保证集气瓶内空气里的氧气能充分反应

D．仍用本装置，只把红磷换成燃烧的木炭，能够更精确测定空气里氧气的含量

5．（2019·泰州中学附属初级中学九年级上学期期中）某化学兴趣小组设计了如图所示的实验装置，用于“测定空气中氧气的含量”（试管容积为50mL，注射器的活塞实验前停在25mL处，容器内红磷足量，实验前夹紧弹簧夹），用酒精灯加热装置中的红磷，充分反应直至燃烧结束，试管冷却至室温，打开弹簧夹，可观察到装置中活塞最终停留的接近刻度是

A．15mL处 B．20mL处 C．10mL处 D．5mL处

6．如图为测定空气中氧气含量的实验装置，下列做法合理的是

A．用过量的红磷进行实验

B．红磷点燃后，缓慢伸入瓶中并塞紧橡皮塞

C．红磷熄灭后，立即打开止水夹

D．用木炭代替红磷进行实验

7．下列实验装置中不能用来测定空气中氧气含量的是

A． B．

C． D．

8．如图是用红磷燃烧法测定空气里氧气体积含量，有关此实验结论与分析错误的是

A．此实验证明，氧气约占空气体积的1/5

B．此实验证明，反应后剩余的气体既难溶于水也不支持燃烧

C．该实验中的红磷还可以用木炭来代替

D．若该实验没有达到预期目的，可能是装置气密性不好

9．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．燃烧匙内所装红磷或木炭的多少对实验结果无影响

B．反应开始时集气瓶中压强瞬间变大的是由燃烧放热造成的

C．p=0.79p₀，p′=p₀是因为红磷的着火点比木炭低

D．由图3可推出空气中氧气的含量

10．小兰同学用下图所示的装置测定空气中氧气的体积分数，实验后发现测定氧气的体积分数低于1/5。针对这一事实，你认为下列做法或想法不可取的是

A．查看实验装置是否漏气

B．实验中可能红磷的量不足，没有将瓶内氧气耗尽

C．实验中可能未冷却至室温就打开止水夹，使进入瓶内水的体积减少

D．将红磷改为木炭再重做实验

11．（2020·北京市大兴区九年级上学期期末）化学小组同学设计实验，用红磷燃烧、蜡烛燃烧测定空气中氧气含量，比较其实验结果的差别。实验时将红磷、蜡烛点燃后，同时伸入到大小相同的两个集气瓶中。

（已知：实验前K₁、K₂、K₃均关闭）

（1）红磷燃烧的化学反应方程式为_______________________________________。

（2）待反应完毕，装置冷却到室温后，应进行的操作是：先打开K₁、K₃，一段时间后，再__________________________。

（3）若某同学实验时，先将K₁、K₂打开，再将点燃的红磷、蜡烛同时伸入两个集气瓶中，待反应完毕，装置冷却到室温后，打开止水夹K₃，观察到的现象是________________________________________________________。

12．（2020·佛山市高明区九年级上学期期末）某化学兴趣小组针对教科书中两个实验进行再探究。

（探究一）空气中氧气含量测定的再认识

（1）测定装置如图1所示，红磷燃烧消耗氧气，使集气瓶内_____减小，烧杯中的水倒吸进入集气瓶。但该实验误差较大，测得空气中氧气含量明显低于。

（实验改进）根据铁在空气中生锈的原理设计实验如图2所示，装置中饱和食盐水、活性炭能加快铁生锈的速率，测得数据如下表：

实验前	实验后
烧杯中水的体积/mL	烧杯中剩余水的体积/mL	集气瓶（扣除内容物）和导管的容积/mL
80.8	54.5	126.0

（2）根据上表信息，空气中氧气的体积分数为___________________（只列式，不计算）。

（3）从实验原理角度分析，改进后的实验结果更准确的原因是___________________（写一点）。

（探究二）铁在氧气中燃烧后所得固体物质成分的探究

（问题1）铁燃烧时溅落下来的黑色物质中是否含有铁？

（资料）① 自然界中铁的氧化物主要是Fe₃O₄（黑色）和Fe₂O₃（红棕色）两种；

②FeO（黑色）极易被氧化为Fe₂O₃；

③铁的氧化物均能与稀盐酸或稀硫酸反应生成铁的化合物溶液。

（实验）将冷却后的黑色物质碾碎，装入试管，加入________________溶液，观察到________________的现象，说明铁燃烧时溅落下来的黑色物质中含有铁。

（问题2）铁燃烧的产物为什么不是Fe₂O₃？

（资料）① Fe₃O₄和Fe₂O₃的分解温度、铁的熔点见表；

	Fe3O4	Fe2O3	铁
分解温度/℃	1538	1400	—
熔点/℃	—	—	1535

② Fe₂O₃高温时分解成Fe₃O₄。

（证据推理）根据实验现象及表中信息可知，铁在氧气里燃烧时产生的高温应在_____之间，此时Fe₂O₃已分解。

（拓展延伸）（1）为了防止集气瓶炸裂，必须采取_____的措施。

（2）某食品密封包装盒的透明盖内放有黑色的FeO粉末，若颜色_____，说明包装盒漏气。

（3）Fe₂O₃高温时会分解成Fe₃O₄和一种气体，该反应的化学方程式为___________________。

1．（2019·徐州中考）某同学用下图所示装置测定空气里氧气的含量，实验时，连接好装置并检查不漏气后再进行后续操作，下列说法正确的是

A．所用红磷要过量，以保证集气瓶内空气里的氧气能充分反应

B．在空气里点燃红磷后，应缓慢把燃烧匙伸入瓶内并塞紧橡皮塞

C．红磷燃烧时，要打开止水夹，以免瓶因温度升高，气压较大，造成橡皮塞从瓶口脱落

D．仍用本装置，只把红磷换成燃烧的本炭，能够更精确测定空气里氧气的含量

2．（2019·广西中考）图1所示装置可用于测定空气中氧气的含量，图2是用该装置测得实验过程中集气瓶内气压与时间关系图（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

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

3．（2018·贺州中考）测定空气里氧气的含量通常使用的物质是

A．红磷 B．木炭 C．铁丝 D．蜡烛

4．（2018·常州中考）在不同温度下，Hg与HgO可以相互转化。如图所示的实验装置可用来研究氧化汞的分解与生成的反应前后各物质的质量关系。下列叙述错误的是

A．常温下，Hg很难与O₂反应

B．汞在汞槽中起到液封的作用

C．汞能将密闭容器内空气中的氧气几乎耗尽

D．HgO受热分解时，反应前后物质的总质量减少

5．（2017·东营中考）小东通过查阅资料，根据铁在空气中生锈的原理，设计了如图所示的实验装置，来测定空气中氧气含量（装置中的饱和食盐水、活性炭会加速铁生锈）。已知广口瓶的有效容积为242 mL，实验8分钟后打开止水夹，水从烧杯流入广口瓶中的体积为48 mL。下列说法错误的是

A．该实验的不足之处在于实验前广口瓶底未放少量水

B．通过分析本次实验数据，可知空气中氧气的体积分数约为19.8%

C．若实验药品充足，时间足够长，可十分接近拉瓦锡实验的结果

D．此实验可有效解决拉瓦锡实验中的汞污染问题

6．（2019·临沂中考）如图是初中化学中常见的实验。

（1）A中现象：烧杯②中溶液变红。请用分子的知识解释“变红”的原因__________________________。

（2）B中集气瓶底部有少量水，其作用是__________________________。

（3）C实验完毕，集气瓶内水面上升到一定高度后，不能继续上升，这种现象说明氮气具有_____________________的性质；若从烧杯中进入集气瓶内水的体积明显小于瓶内原空气体积的，可能存在的原因是_______________________________________________（写出一条即可）。

7．（2019·福建中考）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。

（1）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______________________________________________________________________________。

（2）为提高实验的准确性，以上两个实验都需要注意的事项是__________________________________（写一点）。

（3）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，____________________（填“实验1”或“实验2”）的测定方法更准确，判断依据是__________________________________________________________________________________。

（4）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）。

【实验3】测定用排空气法收集到的集气瓶中二氧化碳的体积分数。

（5）甲同学设计图5所示装置进行测定。浓NaOH溶液的作用是_________________________________________（用化学方程式表示）。

（6）乙同学提出，仅利用图6所示装置，在不添加其他试剂的前提下，也能测得集气瓶中二氧化碳的体积分数。为达到实验目的，操作方法是___________________________________。

8．（2018·河北中考）如图所示是测定空气里氧气含量的装置、气密性良好，在集气瓶内加入少量水，将水面上方空间分为5等份。用弹簧夹夹紧橡皮管、点燃红磷后，迅速伸入集气瓶中并塞紧塞子；待燃烧停止并冷却至室温后，打开弹簧夹。

（1）红磷燃绕的化学方程式为________________________。

（2）打开弹簧夹后，烧杯中的水能够进入到集气瓶中的原因是：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

（3）实验结束，进入集气瓶中水的体积小于瓶内空间的五分之一，可能的一种原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

9．（2017·南京中考）空气中氧气含量测定的经典赏析。

教材中介绍了拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分(实验装置如图)。

（1）写出汞与氧气反应的化学方程式：____________________________________。

（2）本实验中选择使用汞的优点有：

①汞在加热的条件下，只和氧气反应。

②汞为液态，在汞槽中起到液封的作用，并能直接用来测量反应器内空间体积的变化。

③生成的氧化汞分解又能得到汞和氧气中，把得到的氧气加到剩下的4/5体积的气体中，结果所得气体跟空气的性质完全一样。

根据资料卡片，请再补充本实验使用汞的两个优点，并说明依据。

④____________________________________________________________________。

⑤____________________________________________________________________。

（3）通过实验，拉瓦锡得出了空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积1/5的结论。请根据现在的认识，对此结论予以补充。_________________________________。

变式拓展

1．【答案】B

【解析】A、法国化学家拉瓦锡通过实验得出了空气由氧气和氮气组成的结论，故选项不正确；B、空气可用于工业制备氮气和氧气，如分离液态空气法，故选项正确；C、氮气难溶于水，约占空气体积的78%，故选项不正确；D、氧气的化学性质比较活泼，具有助燃性，不具有可燃性，不属于可燃物，故选项不正确；故选B。

2．【答案】C

【解析】铜加热消耗氧气，生成氧化铜，没有生成新的气体；红磷燃烧后生成五氧化二磷固体，没有生成新的气体；汞加热消耗氧气，生成固体氧化汞，没有生成新的气体；木炭和氧气反应后生成二氧化碳气体，生成了新的气体；根据图示a中为液体，故为金属汞，木炭不能用于测定氧气的体积。故选C。

3．【答案】（1）ABD

（2）氩气

（3）发出黄色火焰，形成浓浓的白烟 4P+5O₂ 2P₂O₅

（4）空气中氧气的体积分数低于8％时红磷停止燃烧

（5）20.7％

（6）加快铁的锈蚀

【解析】（1）上述实验中，使用汞的优点有：汞为液态，在加热的条件下只与氧气反应且生成物为固体、时间足够长，能将密闭装置中的氧气几乎耗尽、生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气，故填ABD。

（2）从空气分离得到的氮气密度总是略大于纯净氮气密度是因为空气中含有氩气的缘故。

（3）磷在空气中燃烧，发出黄色火焰，形成浓浓的白烟，放出热量；红磷与氧气在点燃的条件下反应生成五氧化二磷，故反应的化学方程式写为：4P+5O₂ 2P₂O₅。

（4）红磷与氧气发生燃烧时，需要的氧气的浓度为8％，即空气中氧气的体积分数低于8％时红磷停止燃烧。

（5）由题文可知，烧杯中减少的水的体积就是进入集气瓶中的水的体积，所以空气中氧气的体积分数是×100％≈20.7％。

（6）氯化钠在有水膜的条件下相当于电解质溶液，而Fe与其中的杂质C及NaCl溶液构成原电池反应，从而加快Fe的腐蚀。

4．【答案】A

【解析】A、红磷在空气中燃烧生成五氧化二磷，做空气中氧气含量测定的实验选用红磷是因为反应可以耗尽氧气，生成固态的五氧化二磷，集气瓶内的气压降低，打开弹簧夹后，在大气压的作用下，水倒流到时集气瓶中，水的体积等于消耗的氧气体积，故A正确；B、如果把红磷换成硫或木炭，硫或木炭燃烧生成的二氧化硫气体、二氧化碳气体会占据氧气的空间，集气瓶内的气压不降低，导致水不能进入集气瓶，从而导致不能测定空气中氧气的含量，故B错误；C、集气瓶中的氧气的量是一定的，反应需要的红磷的量也是一定的，最终进入集气瓶中的水也是一定的，并不是燃烧匙中的红磷越多，水位上升越高，故C错误；D、本实验可以证明空气中氧气的含量，但是不能证明空气中含有氮气、氧气、二氧化碳和稀有气体等，故D错误。故选A。

5．【答案】（1）集气瓶 黑

（2）2H₂O 2H₂↑+O₂↑ 负

（3）②③①

【解析】（1）仪器①是集气瓶，铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，产生黑色固体。

（2）电解水的反应方程式：2H₂O 2H₂↑+O₂↑，图中a气体体积大约是b气体的2倍，可以判断a为氢气与电源负极相连。

（3）测定空气中氧气含量的实验时，先用弹簧夹夹紧橡皮管，再点燃燃烧匙内的红磷后，立即伸入瓶中并把塞子塞紧，冷却到室温后观察集气瓶中水减少的体积。

6．【答案】（1）将导管一端插入水中，用手紧握广口瓶外壁，观察水中的导管口是否有气泡冒出，如果有气泡冒出，说明装置气密性好

（2）改进后的装置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

（3）14%

【解析】（1）检验此装置的气密性时，可将导管一端插入水中，用手紧握广口瓶外壁，观察水中的导管口是否有气泡冒出，如果有气泡冒出，说明装置气密性好。

（2）与装置甲相比，装置乙中使用电烙铁可以减小实验误差，其原因是：改进后的装置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。

（3）量筒内减少的体积为氧气的体积，氧气的体积=100 mL﹣65 mL=35 mL；空气中氧气的体积分数为×100%=14%。

考点冲关

1．【答案】B

【解析】A、铁丝在空气中不能燃烧，不能除去空气中的氧气。故A错误；B、红磷燃烧后生成五氧化二磷固体，不会引入新的气体杂质。故B正确；C、蜡烛燃烧后生成二氧化碳气体和水蒸气，引入了新的气体杂质。故C错误；D、木炭在密闭空气中燃烧生成二氧化碳气体，引入了新的杂质。故D错误。故选B。

2．【答案】C

【解析】A、灼热的铁粉在空气中会与空气中的氧气反应，造成装置内的气压减小，因此打开止水夹，导管中水柱会上升；B、磷能与氧气反应，消耗瓶中的氧气而使瓶内气压减小且产物五氧化二磷是固体，没有新的气体生成，瓶内气压与大气压相比，减小了大约，因此打开止水夹，导管中水柱上升，并进入广口瓶内，进入的水约占广口瓶容积的；C、木炭能够与氧气反应，虽然能够消耗氧气，但生成的是一种气体：二氧化碳，它填补了原先氧气所占据的空间，故瓶内气压没有显著减小，水柱上升得也很少；D、镁能与氧气、部分氮气反应，消耗瓶中的氧气而使瓶内气压减小且产物氧化镁和氮化镁是固体，没有新的气体生成，瓶内气压减小了，因此打开止水夹，导管中水柱上升并进入广口瓶。故选C。

3．【答案】A

【解析】①汞槽中的汞起到液封的作用，选项正确；②由质量守恒定律可知，实验时装置内物质的总质量保持不变，选项正确；③在加热的过程中，金属汞与装置内的氧气反应生成氧化汞固体，随着氧气的消耗，玻璃钟罩内液面逐渐上升，当氧气被完全消耗后，液面不再上升，可用于测定空气中氧气的含量， 选项正确；④实验中，金属汞加热与氧气反应生成氧化汞，质量增加，符合质量守恒定律，实验是成功地，选项错误，故选A。

4．【答案】C

【解析】A、红磷燃烧时，不能打开止水夹，防止集气瓶内的气体受热膨胀，从导管逸散到空气中，使结果偏大，故选项A不正确；B、在空气里点燃红磷后，应立即把燃烧匙伸入瓶内并塞紧橡皮塞，防止集气瓶内的气体受热膨胀，从集气瓶口逸散到空气中，使结果偏大，故选项B不正确；C、红磷过量，使集气瓶内空气里的氧气能充分反应，得出正确的结果，故选项C正确；D、用本装置，把红磷换成燃烧的木炭，不能得出正确的结果，木条燃烧生成二氧化碳气体，瓶内压强变化不大，故选项D不正确。故选C。

5．【答案】A

【解析】由试管的容积为50 mL，空气中氧气的体积分数约为五分之一可知空间中氧气约有10ml，红磷足量将空间中的氧气全部消耗，约消耗了10 mL，冷却至室温，打开止水夹，总体积减少至65ml，试管中空间为50 mL，注射器中活塞应停留至15 mL处。故选A。

6．【答案】A

【解析】测定空气中氧气含量的原理是，利用物质与空气中的氧气反应，又不生成气体，使瓶内气体减 少，压强变小，水倒流入集气瓶内，倒流的水的体积就等于瓶内氧气的体积。A．用过量的红磷进行试验，可以将氧气完全反应，使测定结果更准确；B．红磷点燃后，缓慢伸入瓶中并塞紧橡皮塞，易导致气体受热逸出使测定结果偏大；C．红磷熄灭后，立即打开止水夹，气体受热膨胀，使倒流的水偏少，测定结果偏小；D．用木炭代替红磷进行实验，会因生成二氧化碳气体，使瓶内气体的量不减少，压强不变小，不能用于测定空气中氧气的含量。故选A。

7．【答案】C

【解析】A、红磷燃烧生成五氧化二磷固体，几乎不占空间，使得内外产生气压差，正确；B、白磷燃烧生成五氧化二磷固体，使得内外产生气压差，水会倒流，正确；C、蜡烛燃烧生成的是二氧化碳，二氧化碳是气体，占了氧气的空间，水几乎不进入，错误；D、白磷燃烧生成五氧化二磷固体，几乎不占空间，使得内外产生气压差，正确。故选C。

8．【答案】C

【解析】A、此实验过程中打开弹簧夹，进入集气瓶的水约占集气瓶容积的1/5，可证明氧气约占空气体积的1/5，故A正确；B、此实验过程中打开弹簧夹，烧杯中的水进入集气瓶，且进入的水约占集气瓶体积的1/5，水不再继续进入，说明氮气难溶于水；足量的红磷燃烧一段时间后熄灭，说明剩余的主要气体氮气不能燃烧，不能支持燃烧，故B正确；C、木炭在空气中燃烧生成二氧化碳气体，容器内压强不降低，没有形成压强差，不能用来测定空气中氧气含量，故C错误；D、若该实验没有达到预期目的，可能是装置气密性不好，在冷却过程中有外界的空气进入瓶中等，造成测定结果偏小，故D正确。故选C。

9．【答案】B

【解析】A、若所用药品过少，就不会将装置内的氧气耗尽，会导致实验结果出现误差，故错误；B、反应开始时，物质燃烧放出大量的热，气体体积受热膨胀，所以集气瓶中压强瞬间变大是由燃烧放热造成的，故正确；C、压强不同的原因主要是木炭燃烧生成了二氧化碳气体，与可燃物的着火点无关，故错误；D、由于碳与氧气反应生成二氧化碳，虽然都消耗了氧气，但又生成了气体，装置内气体压强保持不变，无法测定氧气含量，故错误。故选B。

10．【答案】D

【解析】测定空气中氧气的体积分数，实验后发现测定氧气的体积分数低于 ，可能的原因：红磷量不足或装置漏气或装置未冷却至室温就打开弹簧夹等。

11．【答案】（1）4P+5O₂ 2P₂O₅

（2）关闭K₁、打开K₂

（3）烧杯中的水流入两个集气瓶中且水量相同

【解析】（1）红磷燃烧生成五氧化二磷，化学反应方程式为4P+5O₂ 2P₂O₅。

（2）待反应完毕，装置冷却到室温后，应进行的操作是：先打开K1、K3，使烧杯的水倒流进入左广口瓶，一段时间后，再关闭K₁、打开K₂，观察水进入右广口瓶的情况。

（3）若某同学实验时，先将K₁、K₂打开，再将点燃的红磷、蜡烛同时伸入两个集气瓶中，待反应完毕，装置冷却到室温后，打开止水夹K₃，有与整个装置形成连通，气压相同，观察到的现象是烧杯中的水流入两个集气瓶中且水量相同。

12．【答案】（探究一）（1）气体

（2）

（3）铁生锈能更充分消耗氧气

（探究二）（实验）稀盐酸 有气泡产生

（证据推理）1535~1538 ℃

（拓展延伸）（1）在集气瓶底部放少量的水或细沙

（2）由黑色变成红色

（3）6Fe₂O₃ 4Fe₃O₄+ O₂↑

【解析】（探究一）（1）测定装置如图1所示，红磷燃烧消耗氧气，使集气瓶内气体减少，压强减小，烧杯中的水倒吸进入集气瓶。

（2）根据上表信息，空气中氧气的体积分数为：。

（3）从实验原理角度分析，改进后的实验结果更准确的原因是铁生锈能更充分消耗氧气。

（探究二）（实验）将冷却后的黑色物质碾碎，装入试管，加入稀盐酸溶液，观察到有气泡产生、溶液变成浅绿色，说明铁燃烧时溅落下来的黑色物质中含有铁。

（证据推理）铁需要在熔化状态下反应，根据实验现象及表中信息可知，反应时温度应该高于1535℃，其次，要防止四氧化三铁分解，所以温度应低于1538℃。

（拓展延伸）（1）铁丝在氧气中燃烧产生大量的热，火星四射，为了防止集气瓶炸裂，必须在集气瓶底部放少量的水或细沙。

（2）某食品密封包装盒的透明盖内放有黑色的FeO粉末，如果包装盒破损漏气，空气中的氧化亚铁能被氧化成氧化铁，若颜色由黑色变成红色，说明包装盒漏气。

（3）Fe₂O₃高温时会分解成Fe₃O₄和一种气体，根据质量守恒定律可知气体为氧气，该反应的化学方程式为6Fe₂O₃ 4Fe₃O₄+ O₂↑。

直通中考

1．【答案】A

【解析】A、该实验所用红磷要过量，以保证集气瓶内空气里的氧气能充分反应，确保实验结果的准确，故A正确；B、在空气里点燃红磷后，为防止集气瓶中空气逸出，应迅速把燃烧匙伸入瓶内并塞紧橡皮塞，故B错误；C、红磷燃烧时，要夹紧止水夹，以防止集气瓶中空气逸出，导致实验结果不准确，故C错误；D、仍用本装置，不能只把红磷换成燃烧的本炭，因为碳在空气中燃烧产生气体，瓶内的气压不降低，水不能倒流，不能够更精确测定空气里氧气的含量，故D错误。故选A。

2．【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，故A错误；B、集气瓶中气压瞬间变大是红磷燃烧放热造成的，故B错误；C、a点温度最高，由此可知，在a点时反应刚好停止，故C错误；D、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，故D正确。故选D。

3．【答案】A

【解析】测定空气中氧气含量的原理是，利用物质与空气中的氧气反应，又不生成气体，使瓶内气体减 少，压强变小，水倒流入集气瓶内，倒流的水的体积就等于瓶内氧气的体积。A、红磷本身是固体，能在空气中燃烧，生成五氧化二磷固体，将空气中的氧气完全消耗，故选项正确；B、木炭在空气中燃烧生成二氧化碳气体或者一氧化碳气体甚至是两者的混合气体，虽消耗氧气，但又生成了新的气体，无法产生压强差，不能用来测定空气中氧气含量，故选项错误；C、铁丝不能在空气中燃烧，不能用来测定空气中氧气含量，故选项错误；D、蜡烛在空气中燃烧生成二氧化碳和水蒸气，虽消耗氧气，但生成了新的气体，不能用来测定空气中氧气含量，故选项错误。故选A。

4．【答案】D

【解析】A、常温下，Hg很难与O₂反应，故A说法正确；B、汞在汞槽中起到液封的作用，故B说法正确；C、该实验中汞能将密闭容器内空气中的氧气几乎耗尽，故C说法正确；D、根据质量守恒定律，HgO受热分解时，反应前后物质的总质量不变，故D说法错误。故选D。

5．【答案】A

【解析】A、该实验中铁生锈为缓慢氧化，不会引起广口瓶受热不均而炸裂，不用放少量水，错误；B、测定空气中氧气含量的原理是，利用物质与空气中的氧气反应，又不生成气体，使瓶内气体减少，压强变小，水倒流入集气瓶内，倒流的水的体积就等于瓶内氧气的体积。通过分析本次实验数据，可知空气中氧气的体积为48 mL，氧气的体积分数约为48 mL ÷242 mL ×100%=19.8%，正确；C、若实验药品充足，时间足够长，可充分消耗氧气，测定结果比较准确；D、此实验所用药品不含汞元素，可有效解决拉瓦锡实验中的汞污染问题，正确。故选A。

6．【答案】（1）氨分子不断运动，进入滴有酚酞的蒸馏水中，使酚酞试液变红

（2）吸收二氧化硫，防止污染空气

（3）难溶于水 红磷量不足，没有把氧气消耗完（或装置漏气；没有冷却到室温，就打开了止水夹。）

【解析】（1）氨分子不断运动，进入滴有酚酞的蒸馏水中，使酚酞试液变红。

（2）硫燃烧生成二氧化硫，二氧化硫属于空气污染物，所以B中集气瓶底部有少量水，其作用是吸收二氧化硫，防止污染空气。

（3）C实验完毕，集气瓶内水面上升到一定高度后，不能继续上升，这种现象说明氮气具有难溶于水的性质；从烧杯中进入集气瓶内水的体积明显小于瓶内原空气体积的，可能存在的原因是：红磷量不足，没有把氧气消耗完；装置漏气；没有冷却到室温，就打开了止水夹。

7．【答案】（1）产生了大量的白烟 氧气被消耗，集气瓶内气体压强小于大气压

（2）装置的气密性要良好

（3）实验2 反应后，实验1集气瓶内剩余氧气的提积分是8.6%，实验2集气瓶内氧气几乎要耗尽

（4）能够和氧气反应，生成物不影响测定结果

（5）2NaOH+CO₂ Na₂CO₃+H₂O

（6）用冰水冷却集气瓶，打开K

【解析】（1）实验1中，红磷燃烧的主要现象是：产生了大量的白烟等。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。

（2）为提高实验的准确性，以上两个实验都需要注意的事项是装置的气密性要良好等。

（3）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提积分是8.6%，实验2集气瓶内氧气几乎要耗尽。

（4）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能够和氧气反应，生成物不影响测定结果。

（5）二氧化碳与氢氧化钠反应生成了碳酸钠和水，化学方程式是：2NaOH+CO₂ Na₂CO₃+H₂O。

（6）由于密封装置内轻体的压强随温度的降低而减小，为达到实验目的，操作方法是用冰水冷却集气瓶，打开K，瓶内为温度降低，压强减小，氢氧换钠溶液被吸入，吸收了二氧化碳，可以测定出集气瓶中二氧化碳的体积分数。

8．【答案】（1）4P＋5O₂2P₂O₅

（2）红磷燃烧将集气瓶内氧气消耗掉，使瓶内压强减少，在大气压作用下，将水压入集气瓶

（3）红磷量不足(合理即可)

【解析】（1）红磷燃烧生成五氧化二磷，其反应化学方程式：4P＋5O₂2P₂O₅。（2）实验结束后，打开弹簧夹，烧杯里的水进入瓶中的原因是集气瓶中的氧气被消耗，压强小于外界压强，在大气压作用下，将水压入集气瓶。（3）实验结束，进入集气瓶中水的体积小于瓶内空间的五分之一，可能的一种原因是红磷的量不足或装置漏气等。

9．【答案】（1）2Hg+O₂ 2HgO

（2）④汞的沸点较低，汞蒸气与氧气反应比较充分，能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽

⑤氧化汞的密度小于汞，且不溶于汞，因此易与汞分离（其他合理答案均给分）

（3）空气的成分按体积计大约是：氧气21％、氮气78％、稀有气体等其他成分1％。

【解析】（1）汞与氧气反应生成氧化汞，反应的化学方程式为2Hg+O₂ 2HgO。（2）根据资料卡片，可知实验使用汞的优点还有：④汞的沸点较低，汞蒸气与氧气反应比较充分，能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽。⑤氧化汞的密度小于汞，且不溶于汞，因此易与汞分离。（3）通过实验，拉瓦锡得出了空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积1/5的结论。目前，人们已经精确测定出空气的成分，空气的成分按体积计大约是：氧气21％、氮气78％、稀有气体等其他成分1％。

 

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