专题02 测定空气中氧气的含量-2022-2023学年九年级化学上册同步教材实验大盘点（人教版）

专题02  测定空气中氧气的含量

（1）原理：利用红磷燃烧消耗密闭容器的氧气，生成五氧化二磷固体，使密闭容器内压强减小，大气压将水压向容器，进入容器水的体积为消耗氧气的体积。

（2）反应的文字表达式：磷+氧气 五氧化二磷。

符号表达式：P  +  O2  P2O5

（3）装置

（4）步骤：连接装置，检查装置气密性；把集气瓶的容积分成5等份，做好记号；用止水夹夹紧胶管；在燃烧匙内放入过量（或足量）的红磷；点燃燃烧匙中的红磷，立即伸入集气瓶中，把塞子塞紧；待红磷熄灭并冷却后，打开止水夹。

（5）实验现象：红磷燃烧发出黄白色火焰，放热，产生大量白烟；水沿导管进入集气瓶内约占集气瓶容积的1／5。

（6）结论：空气中的氧气约占空气总体积的1/5。

（7）问题分析

①进入的水小于容积的1/5，可能原因是什么？

红磷的量不足，氧气没有消耗完；

装置漏气，使装置外的空气进入集气瓶中；

未冷却到室温就打开止水夹，使进入集气瓶中的水的体积偏小；

导管中还残留有一些水；

②进入的水大于容积的1/5，可能原因是什么？

燃烧匙伸入集气瓶过慢，使装置内的气体受热逸出，导致进入集气瓶中的水的体积偏大

止水夹没有夹紧橡皮管 ，红磷燃烧时集气瓶内气体因受热沿着导管逸出

（8）药品选择：物质在空气中只与氧气反应，生成物为固体或液体（占的体积忽略不计）。

①能否用木炭、硫等物质代替磷？答：不能，木炭或硫燃烧会产生气体，造成瓶内气体压强无明显变化）。

②能否用铁丝代替磷？答：不能，铁丝在空气中不燃烧。

③能否用金属镁代替磷？答：不能，金属镁能够与氧气、氮气、二氧化碳都发生燃烧。

1.测定空气中氧气含量的实验装置如图所示：下列有关说法正确的是（   ）

A．燃烧匙中的红磷可以换成硫或木炭

B．选用红磷是因为反应只消耗O2，生成固态的P2O5

C．装置内水位不会发生变化

D．本实验可以证明空气含有Ｎ2、O2、CO2和稀有气体

2.（河南平顶山市2021~2022上期末）用如图装置测定空气中氧气的含量。

（1）写出集气瓶中发生反应化学方程式_________________________。

（2）瓶中液面先__________后__________(填“上升”或“下降”)。

（3）将上图中红磷换为木炭，该方案不可行的原因是_____________________________。

1.（湖北省大冶市2021-2022学年上期末）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.

2.（北京市通州区2021-2022上期末）用如图装置可验证空气中O2的含量。下列现象能表明O2含量的是（   ）

A. 红磷燃烧产生大量白烟 B. 红磷燃烧一段时间后熄灭

C. U形管左侧水面先下降，后上升 D. U形管左侧水面最终上升至1处

3.（广东茂名市高州市第一中学附属实验中学2021-2022上期末）“暖宝宝贴”（主要成分为铁粉）发热的原理是铁粉和氧气、水发生反应放热。用“暖宝宝贴”测定空气中氧气的含量，广口瓶容积为270mL实验装置如图所示。实验后量筒中水的体积读数为45mL（实验前量筒中水的体积为100mL）。下列叙述不正确的是（   ）

A. 铁的锈蚀属于缓慢氧化过程

B. 若测得空气中氧气含量偏低，可能是铁粉不足

C. 必须等温度恢复至室温后，才能记录量筒内剩余水的体积

D. 本次实验测得空气中氧气的体积分数约为16.7%

4.（北京昌平区2021—2022学年第一学期期末质量监控）用如图装置测定空气中氧气含量。

（1）红磷燃烧的化学方程式是________________________。

（2）能证明空气中氧气含量的现象是____________________________________。

5.（2021东营市中考二模）氧气是一种非常重要化学物质，请回忆初中化学知识，根据所学知识填写下列内容。

（一）氧气的测定：实验室常用图1装置测定空气中氧气的含量。某化学兴趣小组在实验室测定空气中氧气的含量，由注射器和硬质玻璃管组成的密闭系统，其中注射器中存有15mL空气，玻璃管的容积是40mL。

（1）为了保证氧气全部反应，加入的铜粉应该__________________。气球的作用是__________________。

（2）实验中你所看到的硬质玻璃管内的现象是________________________________。发生反应的化学方程式为________________________________。

（3）瑞典化学家舍勒曾用图2装置对空气中的氧气含量进行测定：将磷放在密闭钟罩内的水面上方燃烧（如图2所示），产生_________________________现象，成分为___________，一段时间后观察到钟罩内水面大约上升___________。

（二）制取氧气

（4）仪器a的名称是___________。

（5）选择过氧化氢溶液制取氧气，反应的方程式是__________________。若选择C装置作为发生装置，优点是_________________________，若需制取一瓶氧气做铁丝燃烧的实验，收集装置最好选择___________。

（6）混制“富氧空气”用纯氮气及上述实验制取的氧气，混制一瓶（集气瓶容积为250mL）氧气体积分数为40%的“富氧空气”，可使用H装置，先在上图H装置中装满水，再从导管___________（填“b”或“c”）通入氮气，排出________mL水，后再通入氧气排出80mL水。

6.（北京市海淀区2021-2022第一学期期末学业水平调研）实验小组对密闭集气瓶内蜡烛燃烧时间的影响因素进行探究，装置如图。

【进行实验】

实验1：6个集气瓶中盛有不同配比的氧气、氮气的混合气体，分别用6支相同的蜡烛点然后测定其燃烧时间。

同学们对比氧气体积分数60%～100 %的现象，发现氧气体积分数越大蜡烛燃烧越剧烈，烛芯长度变大和蜡烛高度变小越显著。猜测烛芯长度或蜡烛高度可能会影响燃烧时间，继续进行实验。

实验2-1：将集气瓶中充满空气，测定相同蜡烛高度、不同烛芯长度的蜡烛在集气瓶中燃烧的时间。

实验2-2：将集气瓶中充满空气，测定______的蜡烛在集气瓶中的燃烧时间。

【分析与结论】

（1）实验1的目的是探究______对蜡烛在集气瓶中燃烧时间的影响。

（2）实验2-1的结论是____________________________________。

（3）补全实验2-2的操作____________________________________。

【反思与评价】

（4）甲同学认为实验2蜡烛熄灭的原因是氧气完全消耗。乙同学依据实验1判断甲同学的说法不严谨，支持乙同学判断的证据是______。

（5）实验1中，氧气体积分数大于60%之后，氧气体积分数增大，蜡烛燃烧时间变短。结合实验2分析其原因是______。

7.（广东省揭阳市普宁市2021-2022上期末）化学兴趣小组对课本实验“测定空气里氧气的含量”，实验完毕后集气瓶中是否还含有氧气产生质疑，于是同学们设计了如图1装置来探究磷在空气中燃烧后氧气浓度变化情况。

【提出问题】足量红磷在密闭的四颈平底瓶内燃烧熄灭后，容器中是否有氧气剩余？

【作出猜想】猜想①：氧气没有剩余；猜想②：氧气有剩余。

【实验探究】该小组同学按图1组装好实验装置。

步骤1：利用高能激光笔照射燃烧匙上的红磷，红磷燃烧直至熄灭；

步骤2：待装置完全冷却后，将装有白磷的燃烧匙提出水面，再次用高能激光笔照射，白磷居然也被点燃。

（1）红磷燃烧的化学方程式 　                   　，基本反应类型 　       　。

（2）兴趣小组通过实验分析思考，得出了“不同物质燃烧，需要的氧气浓度不一样”的结论由此联想到课本实验：　         （填物质名称）在空气中不能燃烧，但在氧气中剧烈燃烧、火星四射。

（3）图2是该小组同学从开始实验到最后装置冷却后的整个实验过程中，用传感器测量容器内氧气浓度变化的曲线图；在图2中 　         （填“A、B、C、D、E”）点时红磷燃烧熄灭；白磷开始燃烧至燃烧结束对应的曲线为 　         段（用图2中字母表示）。

【实验结论】

（4）根据上述实验现象及数据分析，得出结论如下：猜想 　         正确。

【拓展延伸】

（5）红磷燃烧产物P2O5与瓶底的热水发生反应，生成磷酸（H3PO4），其反应的化学方程式为 　                  　。

【反思与评价】

（6）课本上用红磷燃烧的方法 　         （填“能”或“不能”）精确地测量空气中氧气的含量，理由是 　                           　。

8.（2021广州市初中毕业班第二次综合测试）氧气是一种宝贵的资源。

（1）氧气由氧分子构成，在化学变化中每个氧分子会分成______个氧原子。氧原子最外层有6个电子，倾向于______（填“失去”或“得到”）电子形成相对稳定结构，表现出较强的氧化性。

（2）氧气能支持燃烧，在生产生活中有很多用途。

①图一所示的实验中，能证明有其它物质生成的现象是__________________；反应的化学方程式是______________________________，分别画出图一中反应结束后集气瓶中的气体组成和溶液组成的微观示意图，水分子无须画出______。

②用如图二装置测定空气中氧气的含量时，请仿照“实验后”的图示，画出“实验前”广口瓶中气体组成的微观示意图，水分子无须画出______。

（3）用气体压力传感器测出集气瓶中的气压变化，并用数据处理软件以数字、曲线的形式实时显示。集气瓶内气压变化如图乙所示。

①实验前要检查甲装置的气密性，其操作为：按甲图连接好实验仪器，____________。

②图乙中A点为点燃前集气瓶中的气压，AB段气压显著增加的原因是______________________________，t3时刻后瓶内气压又显著增加，t3时进行的实验操作是__________________________________________。

③另一小组同学用甲装置进行该实验，结束时，观察到进入集气瓶内的水大于集气瓶内原空气体积，可能的原因是______（填写序号）。

A．燃烧匙内红磷不足

B．将燃烧匙伸入集气瓶的操作过于缓慢

C．旋紧橡皮塞后发现橡胶管上未夹弹簧夹

D．未等到装置完全冷却就打开弹簧夹

9.（湖北黄冈市黄梅县实验中学2021秋高中自主招生培优训练）化学实验不仅承载了知识内容，更承载了对学生动手能力、分析解决问题能力的培养，同时在实验探究过程中还能培养学生的科学素养和情感价值观。请回答下列问题：

（1）在图甲实验中，红磷作用是_________________________。

（2）用乙图实验得出空气中氧气体积分数约为五分之一的现象是________________。

（3）按图丙实验，几分钟后B烧杯中溶液变红，说明溶液中含有的离子是______。

（4）借助丁图U形玻璃管探究微粒性质：打开玻璃旋塞，观察到润湿的红色石蕊试纸从左到右先后变蓝，该实验说明________________，湿棉花的作用是________________。

10.（四川成都市青白江区2021-2022上期末）

【提出问题】空气中氧气的含量是多少？

【实验与结论】

实验一，按图1所示装置，燃烧过量红磷的方法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___________。反应的化学方程式是___________

(2)红磷熄灭后，冷却至室温，打开K， 水能倒吸入集气瓶的原因是_____________________

(3)该实验还证明氮气具有的性质是_____________________、_____________________

(4)图2是身瓦锡测定氧气含量实验，选择汞的原因_____________________

实验二 为了让实验过程中氧气含量变化可视，设计了图3所示实验，检测到的数据如图4。

(5)集气瓶中红磷熄灭的原因_________________________________________

(6)进入集气瓶中的水___________(填“＞”或“=”或“＜”)原集气瓶中气体体积的1/5。

实验三 把图3中的传感器换成压强传感器，再次实验，测得数据如图5。

(7)图5中BC段气压变化的原因是_______________________________，导致DF段气压增大的原因是_________________________________________

(8)分析CD变化，用数据说明导致实验失败的具体原因_____________________(写一条)

【反思与评价】

(9)用红磷完成该实验时，同学们发现进入集气瓶中的水很难达到原气体体积的1/5，通过上面实验探究，得出其根本原因是_________________________________________

1．（2022年四川省南充市中考）变化观念是化学学科核心素养之一。下列变化中，属于化学变化的是（   ）

A．研碎胆矾 B．蔗糖溶解

C．对干冷玻璃片哈气 D．红磷燃烧

2．(2022年陕西省中考B卷）化学实验中常会出现一些“出乎意料”的现象或结果，下列各项对相关异常情况的解释不合理的是（   ）

A．A B．B C．C D．D

3．（2022年湖南省衡阳市中考）下列实验方案，不能达到相应实验目的的是（   ）

A．证明烧碱有吸水性B．比较Zn和Fe的金属活动性强弱

C．测定空气中氧气的含量     D．验证蜡烛燃烧的产物中有水

4．（2022年四川省成都市中考）下列实验能达到相应目的的是（   ）

A．观察乳化现象B．验证质量守恒定律

C．比较铁、铝金属活动性D．测定空气中氧气含量

5.（2022四川乐山中考）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

6. （2022广西桂林中考）根据下列实验图示回答问题。

（1）实验A可测定空气中氧气的含量，______（填“能”或“不能”）用木炭代替红磷。

（2）实验B中，仪器a的名称是______；澄清石灰水与CO2反应的化学方程式是______。

（3）实验C中，观察到气球浮起，说明CO2的密度比空气______（填“大”或“小”），因此实验室里常用向______排空气法收集CO2。

7. （2022江苏南通中考）某化学兴趣小组对课本实验“测定空气中氧气的含量”，实验完毕后集气瓶中是否还含有氧气产生质疑，于是同学们设计了如图1装置来探究磷在空气中燃烧后氧气浓度的变化情况。

【提出问题】足量红磷在密闭的四颈平底瓶内燃烧熄灭后，容器中是否有氧气剩余？

【作出猜想】猜想①：有氧气剩余；猜想②：无氧气剩余。

【实验验证】该小组同学按图1组装好实验装置，利用高能激光笔照射燃烧匙上的红磷，红磷燃烧直至熄灭；待装置完全冷却后，将装有白磷的燃烧匙提出水面，再次用高能激光笔照射，白磷居然也被点燃。

（1）激光笔的作用是________。

（2）红磷燃烧产物与瓶底的热水发生化合反应生成磷酸，其反应的文字表达式为_________。

【实验结论】（3）根据上述实验现象，得出的结论是：猜想__________正确。

（4）课本上用红磷燃烧的方法________(填“能”或“不能”)精确地测定空气中氧气的含量，理由是_____。

【拓展延伸】图2是该小组同学从开始实验到最后装置冷却后的整个实验过程中，用传感器测量容器内氧气浓度变化的曲线图。

（5）在图2中_______(填“A、B、C、D、E”)点时红磷燃烧熄灭；白磷开始燃烧至燃烧结束对应的曲线为________段(用图2中字母表示)。

【反思与评价】（6）兴趣小组分析对比曲线BC段和DE段，得出了“不同物质燃烧，需要的氧气浓度不一样”的结论。同学们由此联想到课本上的一个实验：__________(填物质名称)在空气中不能点燃，但在氧气中能点燃并剧烈燃烧。