初中化学课本重点实验深度剖析及考点精练专题01 空气中氧气含量的测定（深度剖析+考点精练）

这是一份初中化学课本重点实验深度剖析及考点精练专题01 空气中氧气含量的测定（深度剖析+考点精练），共28页。试卷主要包含了单选题，实验探究题等内容，欢迎下载使用。
空气中氧气含量的测定深度剖析

实验名称
空气中氧气含量的测定
实验原理
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。
实验装置
①仪器：集气瓶、燃烧匙、玻璃导管、烧杯、弹簧夹、橡胶管

②药品：红磷、水

③实验装置如图所示
实验步骤
①连接装置；
②检查装置的气密性；
③在集气瓶内加入少量水后，把集气瓶剩余容积五等分；
④用弹簧夹夹紧胶皮管；
⑤点燃红磷后，立即伸入集气瓶内并把塞子塞紧；
⑥燃烧结束装置冷却到室温后，打开弹簧夹。
实验现象
（1） 红磷在集气瓶内燃烧并放热，生成大量白烟。
（2）冷却到室温并打开弹簧夹后，水经导管进入集气瓶，集气瓶中的水面上升，约占瓶内原有空气总体积的五分之一。
分析与结论
红磷燃烧生成的五氧化二磷为固体，极易溶于水且几乎不占有体积，燃烧消耗了集气瓶内的氧气，使瓶内气体减少，压强减小。冷却后，大气压把烧瓶内的水压进集气瓶，压入的水的体积约等于集气瓶内消耗的氧气的体积。由此证明氧气约占空气总体积的1/5。反应的文字表达式：红磷+氧气点燃五氧化二磷。
实验成功的关键及注意事项
（1）装置的气密性要良好
避免瓶外空气进入集气瓶内，导致进入水的体积减少，使得测得的氧气的体积分数偏小。（若漏气，空气将在集气瓶冷却过程中进入）
（2）红磷要过量
如果红磷的量不足，则不能将集气瓶内空气中的氧气完全反应掉，导致测得的空气中氧气的体积分数偏小。
（3）必须冷却至室温后再打开弹簧夹
由于气体体积随温度升高而增大，若不冷却到室温就打开弹簧夹，会使进入水的体积偏小，导致测得的氧气体积分数偏小。
（4）集气瓶内加少量的水
一是帮助集气瓶降温；二是为了吸收红磷燃烧后生成的白色固体——五氧化二磷。
（5）导管内事先应注满水
否则燃烧冷却后，进入的水有一部分存在于导管中，使进入集气瓶内水的体积减少，导致测得的氧气体积分数偏小。
（6）烧杯内的水要足量
否则进入集气瓶内的水量不足，造成结果偏低。（即为“空吸”）
（7）弹簧夹要夹紧
防止红磷燃烧时使装置内气体受热膨胀沿导管逸出，导致进水量增多。
（8）将点燃的红磷放入集气瓶要迅速
防止装置内气体受热膨胀从瓶口逸出而使进水量增多。（受热逸出）
药品选择
①选择的药品在空气中能燃烧且只与氧气反应；该药品燃烧后的生成物为固态或液态，所占的体积忽略不计。
②不能用木炭、硫、铁丝、镁等代替红磷。木炭、硫燃烧后的生成物分别是二氧化碳、二氧化硫气体，会弥补所消耗氧气，使集气瓶内压强变化不明显，而铁丝在空气中不燃烧，镁不仅可以在空气中的氧气反应，也能与空气中的氮气、二氧化碳反应生成固态物质。
实验拓展
实验结束后，集气瓶内剩余气体的主要成分为氮气，根据实验现象分析，该气体
具有的物理性质是难溶于水，化学性质是不燃烧也不支持燃烧。
实验评价
我们都知道，反应物浓度越小，反应的速率越慢。当燃烧持续进行时，氧气的浓度越来越小，氧化的速率也越来越小。一旦燃烧放出的热量不足以维持可燃物在着火点以上温度时，燃烧便停止了。这也是有些物质不能在空气中燃烧，但能在氧气中燃烧的原因。因此，从这个意义上说，利用燃烧试图除尽空气中的氧气，是很难达到目的的。维持红磷燃烧需要的氧气浓度相对较高，因此就更无法除尽氧气了。
测定空气中氧气含量的其他方法
方法
实验装置
现象分析



测进入容器内水的体积或容器内水的体积的变化

钟罩内水面上升，上升的水的体积约占其内空气总体积的1/5

红磷燃烧，冷却到室温后，打开止水夹，水倒吸进入集气瓶，约占集气瓶内空气体积的1/5

通电后，白磷燃烧，一段时间后左侧水面上升至约刻度1处






测密闭容器内气体体积的减少量

白磷燃烧，活塞先向右侧移动（燃烧放热，气体膨胀，推动活塞先向右侧移动），冷却后，活塞向左侧移至大约刻度4处


实验室应交替推动注射器活塞，使氧气与细铜丝充分反应。停止加热，冷至室温，读出残留的注射器里气体的体积数。减少的体积即为空气中所含氧气的体积。由此可以推算出空气中氧气的体积分数。

铜粉变黑，注射器活塞向前移动，注射器内减少的气体体积约为气体总体积的1/5。铜+氧气加热氧化铜

空气中氧气含量的测定（一）考点精练

一、单选题
1．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．下图所示装置可用于测定空气中氧气含量。下列说法不正确的是（ ）

A．红磷燃烧一停止立即打开弹簧夹
B．实验前一定要检查装置的气密性
C．该实验可证明氧气约占空气总体积的1/5
D．将红磷换成硫粉，瓶中的水换成浓氢氧化钠溶液进行实验，也能得出相同结论
3．某同学利用如图装置成功测定了空气中氧气的含量，下列叙述正确的是（　　）

A．该实验不需检验装置的气密性
B．若白磷不足会导致实验结果偏大
C．白磷的作用是消耗试管中的氮气
D．U型管左侧液面约上升到刻度1处
4．为了测定空气中氧气的含量，某同学设计了如图所示的实验，燃烧匙内装有红磷，若测定结果比实际空气中氧气的含量偏低，下列原因分析不可能的是 （　　）
​
A．装置气密性不好
B．红磷太多
C．红磷太少
D．实验后集气瓶内温度没有冷却到室温
5．利用如图装置验证了空气中氧气的含量。下列叙述错误的是（　　）

A．实验前需检查装置气密性
B．白磷的作用是消耗试管中的氧气
C．白磷熄火、试管冷却后再打开止水夹
D．最终量筒中液面约降至40mL刻度线处
6．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。甲同学设计使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1所示，实验后测得集气瓶（容积为250mL）中水的体积为65mL（铁粉生锈消耗的水忽略不计）。乙同学利用传感器实时测定该装置集气瓶中的压强、温度和氧气浓度变化，绘制成如图2所示的曲线变化趋势图。下列说法错误的是（　　）

A．X曲线表示的是温度变化
B．实验结束后进行误差分析，可能是实验前弹簧夹未加紧
C．通过本次实验数据测得空气中氧气的体积分数约为19.6%
D．图2中DE段对应的变化进程是水倒吸进集气瓶
7．某同学利用图甲所示装置测定空气中氧气的含量，其中燃烧匙内的白磷用电加热装置点燃，瓶内气压用气体压强传感器测定，其变化如图乙所示。则下列分析合理的是（　　）

A．t1时刻后的一段时间能观察到白磷燃烧产生大量白色烟雾
B．从瓶内气压达到最高点直至t2时刻，瓶内温度始终保持不变
C．根据t2时刻瓶内的气压值，可以计算出氧气占空气体积的百分比
D．t3时刻后的一段时间内瓶内气压又显著增加，其原因是温度又升高了
8．已知在空气中，温度超过40℃，白磷就可以自燃，即和氧气反应生成五氧化二磷。用下图装置测定空气中氧气的体积分数。实验步骤为：集气瓶里先装a体积的水，在酒精灯灯焰上把玻璃棒下端加热，装置如图密封。用力把玻璃棒按下与白磷接触，白磷燃烧。燃烧停止后，稍振荡，完全冷却后，量出集气瓶中水的体积(b)和整个集气瓶体积(c)。下列说法错误的是（　　）

A．反应过程中集气瓶内液面的变化是先下降后上升
B．该实验测得氧气与空气的体积比为(b-a)：(c-a)
C．燃烧匙中的白磷不可以换成细铁丝或木炭粉
D．集气瓶中预先放的a体积水仅有液封导管，防止气体受热膨胀逸出的作用
9．下图是测定空气组成实验的新设计，测定操作过程为：往有机玻璃管右侧装入足量的食品脱氧剂（主要成分为活性铁粉），并迅速向管的左侧注入一滴水，测出 AO 的长度为L1（图 1）。然后轻轻抖动玻璃管，使脱氧剂粉末平铺在玻璃管右侧，待水滴停止移动后，测得 AB 的长度为L2（图 2）。

以下说法错误的是（　　）
A．该实验是利用铁锈蚀原理测定空气中氧气的体积分数
B．将脱氧剂粉末平铺在有机玻璃管中的目的是加快反应速率
C．用该方法测得的空气中氧气的体积分数为（L1- L2）/L1×100％
D．用该方法测得的实验结果的精度与有机玻璃管的粗细有关
10．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。有同学设计使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，实验后从量筒中流入玻璃瓶（容积为250mL）中的水的体积为45mL（铁粉生锈消耗的水忽略不计）。下列说法错误的是（　　）

A．实验前必须检査装置的气密性
B．若实验测得空气中氧气体积分数偏低，可能是暖宝宝贴的使用数量不足
C．通过本次实验数据测得空气中氧气的体积分数约为19.6%
D．不用等温度计读数恢复至实验前的温度就可以记录量筒内剩余水的体积
二、实验探究题
11．在测定空气中氧气含量的实验中，小茗同学采用了如图所示装置：在由两个注射器组成的密闭系统中留有25mL空气，给装有细铜丝的玻璃管加热，同时交替缓慢推动两个注射器活塞，至玻璃管内的铜丝在较长时间内无进一步变化时停止加热，待冷却至室温，将气体全部推至一个注射器内，观察密闭系统内空气体积变化。

（1）在实验加热过程中交替缓慢推动两个注射器活塞的目的是　 　。
（2）写出该实验中反应的文字表达式　 　。
（3）小茗同学测得结果如下表所示：
反应前注射器气体总体积
反应后注射器内气体总体积
25mL
22mL
由此数据可以推算出他测定的空气中氧气的体积分数　 　（填“>"、“=”或“"、“=”或“