專題01 空氣中氧氣含量的測定-【實驗攻略】備戰(zhàn)2024年中考化學(xué)教材實驗改進創(chuàng)新（原卷版）

專題01空氣中氧氣含量的測定1.實驗原理利用紅磷燃燒消耗密閉容器的氧氣，使密閉容器內(nèi)壓強減小，在外界大氣壓的作用下，水被壓到密閉容器中，進入容器內(nèi)水的體積即消耗氧氣的體積。2.實驗藥品：紅磷3.反應(yīng)原理：____________________4.實驗裝置5.實驗現(xiàn)象（1）集氣瓶中紅磷燃燒，產(chǎn)生大量白煙，放出熱量。（2）裝置冷卻至室溫，打開止水夾，燒杯中的水沿導(dǎo)管進入集氣瓶中，集氣瓶中的水面約上升至1刻度處。6.實驗結(jié)論空氣中氧氣的體積約占空氣總體積的1/5。7.誤差分析事例原因測量結(jié)果（1）紅磷不足集氣瓶中的氧氣不能被完全消耗偏?。?）裝置漏氣裝置外的空氣進入（3）集氣瓶沒有冷卻至室溫就打開彈簧夾裝置內(nèi)氣體溫度偏高，壓強偏大（4）彈簧夾沒夾緊集氣瓶內(nèi)氣體受熱沿導(dǎo)管逸出偏大（5）點燃后紅磷伸入過慢1.教材實驗裝置的不足（1）在空氣中點燃紅磷，產(chǎn)生的五氧化二磷會污染空氣。（2）將燃著的紅磷伸入集氣瓶時，會導(dǎo)致集氣瓶內(nèi)氣體逸出，使測量結(jié)果偏大。（3）紅磷燃燒法消耗氧氣不夠徹底，使測定結(jié)果偏小。2.裝置改進改變點燃方式利用太陽光(甲裝置)或燒熱的玻璃棒(乙裝置)點燃密閉容器內(nèi)的紅磷,優(yōu)點是使測量結(jié)果更準確(或環(huán)保等)改變測量方式利用量筒中水的體積變化(丙裝置)或活塞的移動情況(丁裝置)測量空氣中氧氣的含量,丁裝置中活塞最終約停在刻度4處改變反應(yīng)原理戊裝置中是利用鐵銹蝕消耗容器中的氧氣,進行實驗時通常會加入活性炭粉及少量食鹽,其目的是加快反應(yīng)速率。己裝置利用加熱銅絲消耗裝置中的氧氣,實驗過程中反復(fù)推拉兩端注射器活塞的目的是使銅絲與空氣中的氧氣充分反應(yīng),玻璃管內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程為2Cu+O22CuO【例1】（2023上·遼寧阜新·九年級統(tǒng)考期末）如圖所示，可用于測定空氣中氧氣的含量，實驗前在集氣瓶內(nèi)加入少量水，并做上記號。下列說法中不正確的是A．該實驗證明空氣中氧氣的含量約占1/5B．實驗時紅磷一定要足量C．實驗前一定要檢驗裝置的氣密性D．紅磷燃燒產(chǎn)生大量的白霧，火焰熄滅后并冷卻后打開彈簧夾【例2】（2023·北京西城·統(tǒng)考二模）利用如圖裝置測定空氣中的氧氣含量，下列說法正確的是

A．加入藥品時，取少量的紅磷B．點燃酒精燈后，紅磷燃燒，產(chǎn)生大量白色煙霧C．實驗開始時，注射器活塞的位置應(yīng)處于最左端D．注射器量程足夠大時，彈簧夾始終打開不會影響實驗結(jié)果【例3】（2023·安徽合肥·模擬預(yù)測）下圖為“測定空氣里氧氣含量”的裝置，“惰性電熱板”通電發(fā)熱后不與空氣中成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，左右有隔板，隔板間距離為20cm。關(guān)于該實驗的有關(guān)說法錯誤的是

A．接通電源一段時間后，電熱板上的紅磷燃燒并產(chǎn)生大量白煙B．若裝置氣密性不好，測得空氣中氧氣含量會偏大C．反應(yīng)結(jié)束后切斷電源，冷卻至室溫后左右隔板間距離約為16cmD．反應(yīng)后剩余的主要氣體既不能燃燒，也不支持燃燒【變式1】（2023上·湖南益陽·八年級統(tǒng)考期末）某同學(xué)用如圖所示裝置測定空氣里氧氣的含量，實驗時，連接好裝置并檢查不漏氣后再進行后續(xù)操作，下列說法不正確的是A．所用白磷要過量，以保證集氣瓶內(nèi)空氣里的氧氣能充分反應(yīng)B．實驗過程中，活塞先向右移動，再向左移動C．實驗結(jié)束后冷卻到常溫，活塞應(yīng)停在4刻度處D．仍用本裝置，把白磷換成蠟燭，能夠更精確測定空氣里氧氣的含量【變式2】（2023上·江蘇·九年級期末）用如圖裝置驗證空氣中氧氣含量的實驗中，下列敘述正確的是

A．實驗開始時應(yīng)先點燃紅磷再塞緊橡皮塞B．紅磷燃燒發(fā)出黃色火焰和產(chǎn)生大量白霧C．等紅磷熄滅、試管冷卻后再打開止水夾D．最終量筒中液面約降至40mL刻度線處【變式3】（2023上·山東濟南·九年級統(tǒng)考期中）用如圖裝置測定空氣中氧氣的含量，對該實驗的認識中，正確的是A．銅粉用量的多少不會影響實驗結(jié)果B．反應(yīng)結(jié)束后消耗氧氣的體積大約是反應(yīng)前裝置內(nèi)空氣總體積的五分之一C．停止加熱后，立即讀取數(shù)據(jù)D．將裝置中的銅粉更換成炭粉，也能達到實驗?zāi)康摹咀兪?】（2023上·江蘇蘇州·九年級?？茧A段測試）在老師的指導(dǎo)下，化學(xué)興趣小組的同學(xué)進行了“空氣中氧氣體積含量測定”的探究實驗。(1)教材知識問顧：實驗室常用燃燒紅磷的方法測定空氣中氧氣的體積含量，反應(yīng)的符號表達式是。(2)實驗探究步驟：①將儀器按如圖1裝置連接好，檢查。②如圖1所示加入入藥品，將裝置連接固定。③打開止水夾a和b，向A中緩慢鼓入一定量空氣，A中水進入到B中，露出白磷后，關(guān)剛止水夾a和b，測得B中水的體積為200mL。④用凸透鏡聚光引燃白磷，白磷燃燒，產(chǎn)生大量的白煙，反應(yīng)結(jié)束后，燃燒匙中的白磷未能全部燃燒。⑤待白磷熄滅并冷卻到室溫，(填一操作)，B中水倒吸進入到A中，測得量筒中水的體積變?yōu)?59mL。⑥計算小組同學(xué)所測空氣中氧氣的體積分數(shù)(計算結(jié)果準確到0.1%)。(3)與教材實驗相比，本實驗的優(yōu)點有(寫兩條)。(4)思維拓展：為了幫助同學(xué)們更好地理解空氣中氧氣含量測定的實驗原理，老師利用傳感器技術(shù)定時測定了實驗裝置(如圖2)內(nèi)的溫度、氧氣濃度和壓強的變化趨勢如圖3所示。①圖3中曲線Y表示，曲線Z表示。②曲線X中AB段變化的原因是。1．（2023·重慶渝中·重慶巴蜀中學(xué)?？既＃┬◆斖瑢W(xué)使用紅磷通過課本實驗探究空氣中氧氣含量時，最不可能用到的儀器是A．集氣瓶

B．燃燒匙

C．玻璃棒

D．酒精燈

2．（2023·云南·統(tǒng)考中考真題）仿照法國化學(xué)家拉瓦錫定量研究空氣成分的原理，利用如圖裝置測定空氣中氧氣的含量，燃燒匙中應(yīng)盛放的藥品是

A．鐵絲 B．木炭 C．紅磷 D．硫粉3．（2023上·安徽亳州·九年級校聯(lián)考期末）拉瓦錫在探究空氣的成分時，用了如圖所示裝置。下列分析不合理的是A．實驗結(jié)束汞會被倒吸入曲頸甑中B．汞的用量可能會影響實驗結(jié)果C．實驗用到了火爐，推測汞與氧氣的反應(yīng)需要加熱D．反應(yīng)結(jié)束后，需關(guān)閉火爐冷卻至室溫，才能測量容器中氣體的減少量4．（2023上·北京房山·九年級期末）用下圖裝置驗證了空氣中的含量。下列敘述不正確的是A．紅磷的作用是消耗氧氣B．實驗前需要檢查裝置氣密性C．最終量筒中的液面約降至80mL刻度線處D．紅磷熄滅、集氣瓶冷卻至室溫后再打開止水夾5．（陜西省西安市西咸新區(qū)2023-2024上學(xué)期期中）做空氣中氧氣含量測定的實驗裝置如圖。下列有關(guān)說法正確的是空氣中氧氣含量的測定A．燃燒匙中的紅磷越多，水位上升越高B．燃燒匙中的紅磷可以換成木炭C．選用紅磷是因為可以與反應(yīng)，生成固態(tài)的D．本實驗可以證明空氣含有、、和稀有氣體6．（2023·內(nèi)蒙古赤峰·統(tǒng)考三模）用如圖裝置測定空氣中氧氣含量，有關(guān)說法錯誤的是

A．取用的紅磷必須足量B．引燃紅磷后，左管內(nèi)液面先下降后上升，冷卻后升至刻度1C．該裝置環(huán)保，所得結(jié)果更準確D．該裝置還能測得稀有氣體的體積分數(shù)7．（2023·福建寧德·統(tǒng)考二模）為了測定空氣中氧氣的含量，在量筒中先裝入一定量的水，再將裝有足量潮濕鐵粉的礦泉水瓶(瓶子內(nèi)除鐵粉外的有效容積為345mL)旋緊瓶蓋放入其中，觀察瓶子不再變癟。記錄反應(yīng)前后數(shù)據(jù)如圖，下列關(guān)于該實驗說法錯誤的是A．實驗是利用鐵生銹原理，消耗氧氣，使瓶內(nèi)壓強減小B．為了減小實驗誤差，礦泉水瓶需氣密性好C．實驗測得氧氣體積分數(shù)為20.87%D．鐵粉用量越多，測得的氧氣體積分數(shù)越大8．（2023·山西呂梁·統(tǒng)考模擬預(yù)測）拉瓦錫通過實驗研究了空氣的成分。同學(xué)們在實驗室仿照拉瓦錫的實驗原理，用如圖所示實驗測定了空氣中氧氣的含量。對此實驗的下列說法正確的是

A．該實驗不需要在密閉容器中進行B．紅磷可用木炭等可燃性固體代替C．實驗中觀察到產(chǎn)生了大量的白煙D．點燃紅磷伸入集氣瓶中后立即打開彈簧夾9．（2023·江蘇徐州·?？级＃┠惩瑢W(xué)用如圖所示裝置測定空氣里氧氣的含量。實驗時，連接好裝置并檢查不漏氣后再進行后續(xù)操作。下列說法不正確的是

A．加熱銅絲能夠引燃白磷，主要利用了銅絲良好的導(dǎo)熱性B．通過注射器內(nèi)水體積的變化，得出試管內(nèi)空氣中所含氧氣的體積C．白磷燃燒時產(chǎn)生大量白煙，等火焰熄滅后立即打開彈簧夾D．實驗時所用白磷要過量，以保證集氣瓶內(nèi)空氣里的氧氣能充分反應(yīng)10．（2023·北京東城·統(tǒng)考二模）利用鐵在空氣中生銹的原理測定空氣中氧氣含量，實驗裝置如下。下列說法不正確的是

A．實驗所用注射器氣密性應(yīng)良好B．最終注射器內(nèi)水面高度接近aC．該實驗鐵粉用量不影響實驗結(jié)果11．（2023·廣西防城港·統(tǒng)考模擬預(yù)測）某興趣小組對“測定空氣里氧氣含量”的實驗裝置（圖甲）進行改進。如圖乙所示，在容積為55mL的試管中加入少量細沙，再加入過量白磷，將注射器的活塞置于20mL刻度處，連接好裝置，夾緊彈簧夾，滴加適量水。冷卻后打開彈簧夾，讀數(shù)（裝置氣密性良好），下列說法中錯誤的是

A．利用圖乙完成上述實驗時，注射器的活塞最終移動到約9mL刻度處B．圖甲實驗若紅磷燃燒時彈簧夾未夾緊，則測得空氣里氧氣的體積分數(shù)大于C．圖乙實驗若未使用彈簧夾，可觀察到注射器的活塞先向右移動，后向左移動D．圖乙實驗若未使用彈簧夾，實驗前將活塞置于14mL刻度處，也可達到實驗?zāi)康?2．（2023上·山東煙臺·統(tǒng)考期末）如圖是測定空氣中氧氣含量的實驗。對該實驗的認識正確的是A．要等到裝置冷卻至室溫后再讀數(shù)，否則測定結(jié)果偏小B．該實驗中的銅粉換成碳粉也能達到實驗?zāi)康腃．將裝置1中的氣球更換為注射器（見裝置2），可使空氣與銅粉接觸更充分，數(shù)據(jù)更加準確D．正確操作情況下，反應(yīng)消耗氧氣的體積約是反應(yīng)前玻璃管內(nèi)氣體體積的13．（2023上·山東濰坊·九年級統(tǒng)考期中）用圖1所示實驗裝置測定空氣中氧氣含量，圖2是實驗過程中廣口瓶內(nèi)壓強變化曲線。下列說法正確的是A．圖1中若集氣瓶漏氣，會導(dǎo)致結(jié)果結(jié)果偏大B．圖2中BC段氣壓變化的原因是紅磷燃燒，空氣受熱膨脹C．圖2中CD段氣壓變化的主要原因是瓶中溫度降低至室溫D．圖2中E點時打開止水夾14．（2023·福建廈門·?？级＃├脗鞲衅鞑杉灎T在密閉容器內(nèi)燃燒過程中O2和CO2濃度的變化，以探究蠟燭熄滅的原因。實驗裝置如圖1所示，實驗過程中采集到的數(shù)據(jù)如圖2所示，以下分析不合理的是

A．圖2中的數(shù)據(jù)可以說明空氣中氧氣的含量高于二氧化碳B．蠟燭燃燒初期，O2的濃度下降后又升高可能是燃燒放熱引起的變化C．蠟燭熄滅的原因可能是燃燒過程中消耗氧氣并產(chǎn)生一定濃度的CO2D．燃著的蠟燭能在濃度為15%O2、5%CO2和80%N2的混合氣體中保持燃燒15．（2024上·遼寧遼陽·九年級統(tǒng)考期末）“測定空氣里氧氣的含量”實驗的思維模型如下：【實驗一】圖甲是教材中“測定空氣里氧氣的含量”實驗裝置。(1)寫出紅磷燃燒的化學(xué)方程式，該反應(yīng)屬于（基本反應(yīng)類型）。學(xué)習(xí)小組同學(xué)按圖甲完成氧氣含量測定的實驗時，發(fā)現(xiàn)進入集氣瓶的水量低于“1”刻度線。幾位同學(xué)對測量值偏小原因的分析如下：甲：紅磷的量不足，未能把瓶內(nèi)氧氣耗盡；乙：未等冷卻到室溫，便打開了止水夾；丙：將燃燒匙伸入集氣瓶的瞬間，有部分空氣逸出；?。河捎诩瘹馄康男螤钤斐珊茈y均分為五等份，影響測量結(jié)果；(2)以上原因分析中，其中一位同學(xué)的觀點被大家一致否定，你認為是哪位同學(xué)的觀點？（填“甲”“乙”“丙”或“丁”）；【實驗二】根據(jù)以上討論，學(xué)習(xí)小組同學(xué)在查閱資料中發(fā)現(xiàn)：可燃物的著火點和燃燒需要的最低含氧量數(shù)據(jù)如下表：可燃物名稱紅磷白磷著火點240℃40℃最低含氧量8.8%3.2%學(xué)習(xí)小組同學(xué)結(jié)合上表數(shù)據(jù)設(shè)計了圖乙改進裝置。(3)玻璃棒的作用。(4)比較圖甲、圖乙的實驗方案，（填“甲”或“乙”）方案更優(yōu)化，理由是?！緦嶒炄繉W(xué)習(xí)小組同學(xué)討論后認為，從模型中“消耗氧氣”的方法入手還可以將該實驗進行改進?？梢愿鶕?jù)鐵生銹的原理（鐵在常溫下可以和氧氣、水等反應(yīng)生成鐵銹）來測定空氣里氧氣的含量（如圖丙）。通過7天后測得的數(shù)據(jù)計算出空氣里氧氣的含量為19.13%。小鮑同學(xué)聯(lián)想到“暖貼”主要成分有鐵粉、活性炭、食鹽，為了縮短反應(yīng)時間，學(xué)習(xí)小組同學(xué)根據(jù)“暖貼”中的成分進行了實驗改進（如圖丁）。(5)8分鐘后測得數(shù)據(jù)如下，計算出空氣里氧氣的含量為（結(jié)果精確到0.1%）。實驗前的體積實驗后的體積集氣瓶內(nèi)空氣量筒內(nèi)蒸餾水量筒內(nèi)剩余蒸餾水131mL90