初中化学人教版九年级上册课题1 空气当堂检测题

这是一份初中化学人教版九年级上册课题1 空气当堂检测题，共56页。试卷主要包含了空气中氧气含量测定的再认识等内容，欢迎下载使用。

1．为测定空气中氧气的含量，小华和小强同学分别设计如下方案：
小华：采用图1装置进行实验。（燃烧匙中药品为红磷）
小强：（如图2）选用实际容积为40mL的试管作反应容器，将过量的白磷放入试管，用橡皮塞塞紧试管口，通过导管与润滑性很好的针筒注射器组成如图的实验装置。假设此实验能按照小强的设想正常进行，且白磷所占体积与导管内的气体体积忽略不计。

请回答下列问题：
（1）红磷在集气瓶中燃烧的符号表达式为______。
（2）小华待燃烧停止，白烟消失并冷却后，打开止水夹，观察到进入集气瓶中水的体积不到总容积的1/5，你认为其原因可能是______、______。（写2点）
（3）如果将图1燃烧匙中的红磷换成炭粉，实验不能成功，原因为：______。
（4）用小强的设计完成实验时：实验前，打开弹簧夹，将注射器的活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处，然后松手，若活塞仍能返回至20mL刻度处，则说明装置气密性良好。若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，燃烧结束，等到试管冷却后再松开弹簧夹，可观察到活塞向左移动最终停留在______mL处；若不夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，燃烧结束，等到试管冷却后再松开弹簧夹，可观察到活塞向左移动最终停留在______mL处。
【答案】
（1）P+O2P2O5
（2） 装置漏气 红磷的量不足或装置未完全冷却就打开止水夹
（3）碳与氧气反应，消耗氧气，但同时又生成二氧化碳气体，瓶中的压强无明显变化，水不能倒流
（4） 12 8
【分析】
（1）红磷与氧气在点燃条件下反应生成五氧化二磷，反应的文字表达式为：P+O2P2O5
（2）实验完毕，若进入集气瓶中水的体积不到总容积的1/5，导致这一结果的原因可能是装置漏气或红磷的量不足或装置未完全冷却就打开止水夹；
（3）若将红磷换成炭粉，该实验不能获得成功，因为碳与氧气反应，消耗氧气，但同时又生成二氧化碳气体，瓶中的压强无明显变化，水不能倒流；
（4）打开弹簧夹，将注射器活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处，然后松开手，若活塞仍能返回至20mL刻度处，则说明整个装置都不漏气；若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，这只是消耗了40mL的试管中空气中的氧气，然后根据氧气约占空气总体积的1/5，计算出被消耗氧气的体积为8mL，进而推测出注射器活塞向左移动8mL，可观察到活塞向左移动最终停留在12mL处；若不夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，消耗了40mL+20mL的空气中的氧气，然后根据氧气约占空气总体积的1/5，计算出被消耗氧气的体积为12mL，进而推测出注射器活塞向左移动12mL至8mL处停止。
2．测定空气中氧气含量的实验装置如图所示:

（1）写出红磷燃烧的化学方程式：________。红磷燃烧产生大量的_____。
（2）该实验中，红磷必须足量的原因是_____________________。
（3）①若集气瓶容积为650mL，预先装入200mL水，实验中应选择量筒的容积至少是 。
A．50mLB．100mLC．200mLD．500mL_____________________
（4）关于该实验，以下说法正确的是_________（填序号）。
①红磷熄灭后立刻打开止水夹
②点燃红磷前先用止水夹夹紧乳胶管
③本实验可证明空气中含有氧气、氮气、二氧化碳和稀有气体等
④若装置漏气，对实验结果没有影响
⑤最终进入瓶中水的体积约为氧气的体积
⑥该实验中可用蜡烛、硫替换红磷完成实验
⑦该实验中可用铁丝替换红磷完成实验
⑧将红磷换成适量木炭，瓶中的水换成能吸收二氧化碳的溶液，也能得出相同结论
（5）红磷熄灭后，集气瓶内剩下的气体主要是_________，依据实验可得出该气体的物理性质是_________，化学性质是_____。
【答案】（1） 白烟 （2）氧气充分反应
（3）B （4）②⑤⑧
（5） 氮气 难溶于水 不燃烧，也不支持燃烧
【分析】
（1）红磷燃烧生成五氧化二磷，化学方程式，红磷燃烧产生大量的白烟，故填：；白烟。
（2）实验中，红磷必须足量的原因是氧气充分反应，故填：氧气充分反应。
（3）若集气瓶容积为650mL，预先装入200mL水，空气体积为650mL-200mL=450mL，氧气体积约为450mL×=90mL，故吸入集气瓶中水的体积约为90ml，量筒体积至少100ml，故选：B。
（4）①红磷熄灭后立刻打开止水夹，温度高气体膨胀，测定氧气体积分数偏小，错误。
②点燃红磷前先用止水夹夹紧乳胶管，防止气体逸出，正确。
③本实验只可证明空气中含有氧气、和氧气以外的气体，错误。
④若装置漏气，对实验结果有影响，结果偏小，错误。
⑤最终进入瓶中水的体积约为氧气的体积，正确。
⑥该实验中不可用蜡烛、硫替换红磷完成实验，因为会生成新的气体，影响实验结果，错误。
⑦该实验中不可用铁丝替换红磷完成实验，因为铁丝在空气中无法点燃，错误。
⑧将红磷换成适量木炭，木炭燃烧消耗氧气，瓶中的水换成能吸收二氧化碳的溶液，也能得出相同结论，正确。
故填：②⑤⑧。
（5）
红磷熄灭后，集气瓶内剩下的气体主要是氮气，依据实验可得出该气体的物理性质是难溶于水 ，化学性质是不燃烧，也不支持燃烧，故填：氮气；难溶于水；不燃烧，也不支持燃烧。
3．某同学用如图所示装置粗略的测定空气中氧气的体积分数。图中烧杯上方玻璃管（预先固定好）中部有一可左右滑动的活塞，其左端密封有空气和足量白磷，右端跟空气相通，实验开始前，活塞处在5cm处。

资料卡片：①白磷着火点低，在约40℃时能发生自燃
②生石灰与水反应时，能放出大量的热
（1）向烧杯内加入适量水与生石灰反应的目的是________。
（2）可以观察到玻璃管内开始发生的现象：白磷：_________，活塞：________；实验结束后，恢复至常温，活塞应停在约______cm处，据此可得出的结论是_______。
【答案】
（1）生石灰与水反应放热，使白磷温度达到着火点
（2） 燃烧，产生大量白烟 先向右运动，再向左运动 4
氧气约点空气总体积的五分之一
【解析】
（1）
用白磷燃烧法测定空气中氧气的含量，白磷燃烧温度需要达到白磷的着火点，生石灰与水反应能放出大量的热，能使白磷温度达到着火点，故填：生石灰与水反应放热，使白磷温度达到着火点。
（2）
生石灰与水反应放热，使白磷温度达到着火点，白磷燃烧产生大量白烟，放出大量的热，玻璃管内气体受热膨胀，推动活塞向右运动，当温度恢复到常温时，气体收缩，氧气也被消耗，玻璃管内气压减小，活塞向左运动，由于氧气约占空气体积的五分之一，红磷足量，故活塞停在约刻度4处，该实验最终得出的结论是：氧气约占空气总体积的五分之一。
4．某兴趣小组对教材中“测定空气中氧气含量”实验（如图甲）进行了改进，设计了图乙（选用容积为45mL的试管作反应容器）的实验方案，收到了良好的实验效果。对比分析下面两个实验，回答下列问题：

（1）实验测定氧气含量的操作之前，第一步操作是___________
（2）甲实验测得的氧气含量小于，请分析可能的原因___________（写出一点即可）
（3）乙实验中，注射器活塞最后将停止在约___________mL刻度处。
（4）对照甲实验，你认为乙实验有何优点？___________（回答一点即可）。
（5）该实验过程中，注射器中活塞的运动情况是___________
【答案】
（1）检查装置气密性
（2）装置漏气（合理即可）；
（3）1
（4）能防止空气污染等（合理即可）
（5）向左运动
【解析】
（1）实验测定氧气含量，由于有氧气参加反应，在操作之前，第一步操作是检查装置气密性；
（2）甲实验测得的氧气含量小于五分之一，可能的原因是：装置漏气、红磷的量不足等；
（3）由于空气氧气的体积分约为五分之一，乙实验中，容积为45mL的试管中氧气的体积为：45mL×=9mL，所以乙实验中，冷却后打开弹簧夹，注射器活塞最后将停止在约10mL-9mL=1mL刻度处；
（4）对照甲实验，乙实验中红磷在密封的试管内燃烧，生成物不会扩散到空气中造成污染、操作简便、实验结果更准确等；
（5）实验过程中，由于红磷燃烧消耗了氧气，装置内压强减小，所以该实验过程中，冷却后打开弹簧夹，注射器中活塞的运动情况是向左运动。
5．某同学设计了测定空气中氧气含量的实验，实验装置如图。该同学的实验步骤如下：

①将图中的集气瓶分为5等份，并作好标记。
②在带橡皮塞和导管的燃烧匙内装入足量的红磷，将导管上的止水夹夹紧，在酒精灯上点燃红磷，并立即伸入集气瓶内，塞紧橡皮塞。
③充分反应后，待集气瓶冷却至室温，打开止水夹。
请回答下列问题：
（1）该实验中红磷需稍过量，目的是__________。
（2）步骤②集气瓶中的现象是_____，其反应的符号表达式或文字表达式为____；步骤③中打开止水夹后观察到的现象是_____。
【答案】
（1）将集气瓶内氧气耗尽
（2） 红磷燃烧，放出热量，产生大量白烟
或
烧杯中的水进入集气瓶，且进入水的体积约占集气瓶体积的1/5
【分析】
（1）
该实验中红磷需稍过量，目的是：将装置内氧气耗尽；
（2）
步骤②集气瓶中的现象是：红磷燃烧，放出热量，产生大量白烟；
红磷燃烧生成五氧化二磷，该反应的符号表达式为：，文字表达式为： ；
由于红磷燃烧消耗了氧气，充分反应后，待集气瓶冷却至室温，集气瓶内压强减小，打开止水夹，烧杯中的水进入集气瓶，进入水的体积就是消耗氧气的体积，氧气约占空气体积的1/5，故进入水的体积约占集气瓶体积的1/5。
6．某化学兴趣小组对教材中“测定空气中氧气含量”的实验（见图Ⅰ）进行了大胆改进（见图Ⅱ），选用容积为30mL的18×180mm的试管作反应容器进行实验，收到了良好的效果。请你对比分析下面图Ⅰ、图Ⅱ的实验，回答下列有关问题：
（1）图Ⅰ实验中实验现象为：实验开始时______；冷却后，打开止水夹______。
（2）实验中，若仪器A中的物质的质量太少，测得氧气的体积分数会______（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
（3）若用250mL的集气瓶来进行空气成分的测定，现中的物质足量在密闭的集气瓶中燃烧，反应完毕后，通过导管进入集气瓶中的水的体积约为______mL。
（4）红磷燃绕的符号表达式为______。
（5）图Ⅱ实验中，注射器活塞将从10mL刻度处慢慢前移到约为______mL刻度处才停止。若上述步骤③中，未用弹簧夹夹紧橡皮管，其他步骤不变，则实验过程中注射器的活塞将先向______（填“左”或“右”）移动，后向______（填“左”或“右”）移动，最终活塞停在______mL刻度处。
（6）对照图Ⅰ实验，你认为图Ⅱ实验的优点是（回答一点即可）______。
【答案】
（1） 红磷燃烧产生大量白烟，放热 烧杯中的水进入瓶中，约占集气瓶体积的五分之一
（2）偏小
（3）50
（4）
（5） 4 右 左 2
（6）读数更精确，环保
【分析】
（1）红磷燃烧冒出大量的白烟，放出热量；冷却后，打开止水夹，发现烧杯中的水进入集气瓶，且进入的水的体积约占集气瓶容积的五分之一。
（2）A是燃烧匙；在测定空气中氧气的体积分数时红磷的量不足，则氧气不能消耗完，结果会偏小。
（3）空气中氧气占总体积的五分之一，250mL的集气瓶的空气中氧气：250mLmL。
（4）红磷燃烧产生五氧化二磷，符号表达式为。
（5）由于红磷燃烧消耗了容积为30mL的试管内空气的五分之一，也就是6mL，所以活塞所处的刻度值为10mL-6mL=4mL；步骤③中，未用弹簧夹夹紧橡皮管，其他步骤不变，由于气体受热膨胀，则实验过程中注射器的活塞将先向右移动，后向左移动，这是消耗的氧气为：（30mL+10mL）×15=8mL，注射器内剩余气体的体积为：10mL-8mL=2mL，所以注射器停留的刻度为2mL；故填：4；右；左；2；
（6）
对照图I实验，图Ⅱ实验具有以下优点：减少实验误差，节省燃料，不污染环境，便于读数。故答案为：读数更精确，环保。
7．某同学设计了如下图所示实验来测定空气中氧气的含量，请思考后回答下列问题：

（1）点燃红磷后可观察到的现象是___________；待反应停止，冷却后打开止水夹，烧杯中的水会___________（选填“上升”或“下降”），大约达到集气瓶体积的___________为止；
（2）写出发生该反应的文字或符号表达式___________。
（3）通过这个实验可得出的结论是：氧气约占空气总体积的___________，最后集气瓶内剩余气体的主要成分是___________。
（4）由本实验还可推知氮气的哪些性质？请写出一点：___________；
（5）燃烧匙内为什么要盛放过量的红磷？___________。
（6）可否用蜡烛或木炭代替红磷进行实验？___________（填“可以”或者“不可以”），原因是___________。
（7）该实验中，测定的结果往往比理论值要小，可能是哪些原因造成的？（写出一点原因）______________________。
【答案】
（1） 产生大量的白烟，放热 下降 五分之一
（2）磷+氧气五氧化二磷（或P+ O2P2O5）
（3） 氮气（N2）
（4）不燃烧也不燃烧、难溶于水
（5）尽可能的消耗完氧气
（6） 不可以 燃烧的产物中有气体，影响气压
（7）红磷量不足（或装置漏气、未等冷却就打开止水夹）
【解析】
（1）红磷燃烧的现象是：产生大量的白烟，并放出热量；待反应停止，瓶内气体减少，气压减小，水被倒吸入集气瓶，故填：下降，大约达到集气瓶体积的；
（2）该反应的文字表达式或符号表达式为：磷+氧气 五氧化二磷（或P+ O2P2O5）
（3）空气中氧气的体积分数为，集气瓶里剩下的气体主要是氮气（N2）；
（4）红磷燃烧时没有消耗氮气，水倒吸入集气瓶时，氮气也没有溶解，故填：不燃烧也不支持燃烧，难溶于水；
（5）为了充分的消耗完氧气，需足量的红磷，故填：尽可能的消耗完氧气；
（6）蜡烛或木炭和氧气反应，产物中都有二氧化碳，而二氧化碳时气体，对压强有影响，故填：不可以；原因是：燃烧的产物中有气体，影响气压；
（7）测定的结果往往比理论值要小，原因可能是：红磷量不足或装置漏气、未等冷却就打开止水夹等。
小华同学打算设计如下方案：选用实际容
积为50mL的试管作为反应容器，将过量的白磷放入试管，用橡皮塞塞紧试管，通过导管与实际容积为60mL（左边为0刻度）且润滑性很好的针筒注射器组成如下图的实验装置。假设此实验能够按照小华的设想正常进行，且白磷所占体积与导管内气体体积忽略不计，请回答：
（1）实验前，打开弹簧夹，将注射器活塞前沿从20m刻度处推至0mL刻度处，然后松开手，若活塞仍能返回至20mL刻度处，则说明装置气密性________；
（2）若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，燃烧结束，等到试管冷却后再松开弹簧夹，可观察到注射器活塞前沿从20mL刻度处推至________刻度处；（填数字）若不使用弹簧夹，用酒精灯加热白磷，充分反应直至燃烧结束，试管冷却，可观察到注射器活塞前沿从20mL刻度处推至________刻度处；（填数字）
（3）分析该实验设计的优点________（写一条）。
【答案】
（1）良好
（2） 10 6
（3）环保（或测定结果更准确）
【分析】
（1）
活塞能返回至20mL刻度处，说明装置气密性良好；
（2）
夹紧弹簧夹做实验，消耗的是试管中氧气，则氧气的体积为50mL×=10mL，可观察到注射器活塞前沿从20mL刻度处推至20mL-10mL=10mL；
若不使用弹簧夹，消耗的是试管和注射器中的氧气，则氧气的气体为（50mL+20mL）×=14mL，可观察到注射器活塞前沿从20mL刻度处推至20mL-14mL=6mL；
（3）
改进后装置密封性好，所以测量结果准确或环保。
某化学兴趣活动小组为测定空气中氧气的含量，
进行如下探究实验：

（1）如图 1所示，在一个具有刻度和可以滑动的活塞的玻璃容器中放入一粒白磷 (白磷燃烧所需的最低温度为 40℃)，将玻璃容器固定好，在盛有 85℃ 热水的烧杯上。
请回答下列问题：
①实验中可以看到玻璃容器内白磷燃烧时的现象是__________，该反应的文字表达式是__________。实验结束后，恢复常温，活塞应停在刻度处，出现该现象的原因是：白磷燃烧消耗了空气中气态的___________而生成了固态的__________从而使玻璃容器内的气体体积__________ (填“增大”、“减小”或“不变”)。
②玻璃容器内余下的气体主要是__________。
③此反应中白磷要过量，目的是__________。
（2）小军根据燃烧红磷测定空气中氧气含量的实验原理，认为可用木炭代替红磷测定空气中氧气的含量， 并按如图2所示的装置进行实验。他依据的实验原理可能是__________。
①小军检查装置气密性后，将盛有足量红热木炭的燃烧匙迅速伸入集气瓶中，并把塞子塞紧，待红热的木炭熄灭并冷却至室温后，打开弹簧夹，并未发现倒吸现象。经过认真分析，小军发现实验失败的木炭原因是__________。(答一条)
②小军反思上述实验的探究过程后认为：用燃烧法测定空气中氧气含量的实验时，在药品的选择或生成物的要求上应考虑的是__________。(答一条)
【答案】
（1） 产生大量白烟 白磷+氧气五氧化二磷(此处因白磷燃烧温度较低，无需点燃操作，不写条件也可以，但是绝不能写燃烧) 氧气 五氧化二磷 减小 氮气 除尽氧气/使容器内的氧气被全部消耗完
（2） 木炭燃烧会消耗氧气 木炭燃烧虽消耗了氧气但产生了新的气体，使集气瓶内气体压强没有明显变化；②药品要能在空气中燃烧；燃烧时只消耗氧气；生成物最好不是气体，如果生成物是气体，则应用其他物质将其完全吸收 反应物需要能和氧气反应，生成物不能是气体
【分析】
（1）
白磷能与空气中的氧气反应，发出黄色火焰，冒出大量白烟，白烟是五氧化二磷，反应的文字表达式为白磷+氧气五氧化二磷；空气主要是由氮气和氧气组成的，因此白磷消耗完氧气后剩余的气体主要是氮气；空气中氧气的体积分数约为五分之一；实验成功的关健为白磷过量、反应充分、气密性良好等，白磷过量是为了除尽氧气；故填：产生大量白烟；白磷+氧气五氧化二磷；氧气；五氧化二磷；减小；氮气；除尽氧气/使容器内的氧气被全部消耗完。
（2）
小军根据燃烧红磷测定空气中氧气含量的实验原理，认为可用木炭代替红磷测定空气中氧气的含量， 并按如图2所示的装置进行实验。他依据的实验原理可能是木炭燃烧会消耗氧气，故填：木炭燃烧会消耗氧气。
①小军检查装置气密性后，将盛有足量红热木炭的燃烧匙迅速伸入集气瓶中，并把塞子塞紧，待红热的木炭熄灭并冷却至室温后，打开弹簧夹，并未发现倒吸现象。经过认真分析，小军发现实验失败的木炭原因是木炭燃烧消耗氧气；但虽耗了氧气，却产生了二氧化碳，使得集气瓶内气体压强没有明显变化，因此打开弹簧夹，并未发现倒吸现象；故填：木炭燃烧消耗氧气；但虽耗了氧气，却产生了二氧化碳，使得集气瓶内气体压强没有明显变化，因此打开弹簧夹，并未发现倒吸现象；。
②小军反思上述实验的探究过程后认为：用燃烧法测定空气中氧气含量的实验时，在药品的选择或生成物的要求上应考虑的是测空气中氧气的含量实验中，药品要能在空气中燃烧；燃烧时只消耗氧气；生成物最好不是气体，如果生成物是气体，则应用其他物质将其完全吸收，故填：反应物需要能和氧气反应，生成物需要不能是气体。
10．按如图组装仪器，关闭止水夹，通电使红磷燃烧。请回答下列问题：

（1）燃烧的现象是___________；冷却后，松开止水夹，你观察到的现象为___________。
（2）红磷燃烧一段时间后，自动熄灭了，你认为原因是___________；
（3）该实验的结论是___________，剩余的主要气体是___________。
【答案】
（1） 燃烧产生大量的白烟，放出大量的热 水沿导管进入集气瓶中，水位上升至1处
（2）氧气不足（合理即可）
（3） 氧气的体积约占空气总体积的1/5 氮气
【分析】
（1）红磷燃烧，产生大量白烟，放出热量；红磷燃烧，消耗氧气，冷却后，松开止水夹，由于消耗了氧气，集气瓶内压强减小，故烧杯中的水进入集气瓶，进入水的体积就是消耗氧气的体积，氧气约占空气体积的1/5，故现象为：水沿导管进入集气瓶中，水位上升至1处；
（2）红磷燃烧一段时间后，自动熄灭了，可能是氧气不足，不能支持红磷燃烧；
（3）红磷燃烧，消耗了氧气，完全反应，冷却至室温后，由于消耗了氧气，集气瓶内压强减小，打开止水夹，烧杯中的水进入集气瓶，进入水的体积约占集气瓶内空气体积的1/5，进入水的体积就是消耗氧气的体积，可得出结论：氧气约占空气体积的1/5；
空气中主要含氮气和氧气，红磷燃烧消耗了氧气，故剩余的主要气体是氮气。
11．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。

（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。
①红磷燃烧的化学方程式为_______。红磷熄灭后，将集气瓶冷却至室温，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，该实验需要注意的事项是_______(写一点)。
③下列不能代替红磷达成该实验目的的是_______。
a.木炭 b.细铁丝 c.蜡烛 d.白磷
（2）已知氨气极易溶于水，密度比空气小。某同学用排空气法收集到一瓶氨气，并用如图2装置粗略测定其中氨气的体积分数。打开弹簧夹K后，为使烧杯中的水顺利进入集气瓶中，接下来的操作是___。
【答案】
（1） 红磷燃烧消耗氧气，集气瓶内气压变小 使用药品要足量（或实验前要检查装置的气密性，实验前要夹紧弹簧夹，要冷却到室温再打开弹簧夹。） abc
（2）把集气瓶放入冰水（或用冷的湿毛巾捂住集气瓶），当有水进入集气瓶后撤走冰水（或冷的湿毛巾）
【分析】
（1）
①红磷燃烧的化学方程式为 。红磷燃烧消耗氧气，集气瓶内气压变小，外界大气压将烧杯内的水压入集气瓶中。
②测定空气中氧气的含量实验要注意，使用药品要足量以免不能将氧气完全消耗，实验前要检查装置的气密性以免装置漏气空气进入，实验前要夹紧弹簧夹以免受热气体膨胀从导管逸出，要冷却到室温再打开弹簧夹避免气体受热膨胀对结果造成影响。
③替代红磷要求燃烧产物无气体，只与空气中的氧气反应。木炭、蜡烛燃烧有气体生成，铁丝在空气中不能点燃，不能替代红磷。故填abc。
（2）
气体热胀冷缩，可以用冰水或冷的湿毛巾给集气瓶降温，使集气瓶内气体收缩，水流入集气瓶中。所以可以进行的操作是，把集气瓶放入冰水（或用冷的湿毛巾捂住集气瓶），当有水进入集气瓶后撤走冰水（或冷的湿毛巾）。
12．实验是科学探究的重要方法，让们一起再认识空气中氧气含量的测定实验（如图1）。写出红磷燃烧的文字表达式_______________。

（实验回顾）兴趣小组的同学利用课本中的 实验方案（如图1）测定空气中氧气的含量，多次实验发现，集气瓶内上升的水面始终小于瓶内原有空气体积的1/5。
（提出问题）用红磷燃烧的方法为什么不能准确地测定空气中氧气的含量？
（分析原因）（1）装置漏气； （2）_________，装置内氧气有剩余；……
（拓展研究）查阅资料得知，当空气中氧气的体积分数降至约为9%以下时，红磷不再燃烧。为了验证兴趣小组同学的提出的问题，在老师的指导下，兴趣小组的同学又利用传感器改进实验装置（如图2），分别用过量的红磷和白磷进行对照实验，并用高能激光笔加以点燃。
①用测氧气浓度的传感器测得反应后装置内氧气浓度分别是：红磷为8.7%和白磷为1.0%，从而证明同学们的猜想___________（填“正确”或“错误”），但也有同学认为白磷也不能准确测 定空气中氧气含量的原因是__________。
②如图3是白磷燃烧过程中的压强变化趋势，试分析回答：图中AB段变化的原因是__________________；BC段变化的原因是_________________。
【答案】（1）红磷+氧气五氧化二磷 （2）红磷的量不足
（拓展研究）：①正确 白磷也不能将装置内空气中的氧气完全消耗尽 ② 白磷燃烧放出热量，造成装置内的气体膨胀、压强增大 白磷燃烧消耗了装置内的氧气，造成装置内的压强减小
【解析】
红磷燃烧的文字表达式是红磷+氧气五氧化二磷。
分析原因：
集气瓶内上升的水面始终小于瓶内原有空气体积的1/5除给出原因外还可能是红磷的量不足，红磷量不足未能完全消耗氧气，氧气有剩余，进入水的体积减少。
拓展研究：
①反应后氧气浓度红磷为8.7%，不为0%，说明装置内氧气有剩余，同学们的猜想正确。
因为反应后氧气浓度白磷为1%，不为0%，说明装置内也有氧气剩余。所以白磷也不能将装置内空气中的氧气完全消耗尽。
②开始气压升高（AB段），原因是白磷燃烧放出热量，造成装置内的气体膨胀、压强增大。
然后气压下降（BC段）并且比原来气压低，原因是白磷燃烧消耗了装置内的氧气，温度降低到室温，造成装置内的压强减小。
13．空气中氧气含量测定的再认识。

（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(装置如图1),通过该实验拉瓦锡得出了空气是由氧气和氮气组成。
（实验回顾）
（1）实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量(装置如图2),兴趣小组用该方法测出的氧气含量常常远低于1/5。其原因可能是：装置漏气；没有冷却到室温就打开弹簧夹； ______。
（2）红磷在空气中点燃后才放入集气瓶内导致的实验缺陷有：①测定结果不准确；②________________。
（提出问题）能否设计一套实验装置以解决上述缺陷?
（实验改进）
（3）兴趣小组同学又进行了大胆改进,设计图3(选用容积为40mL的试管作反应容器,注射器活塞初始位置为20mL处,注射器空间为20mL,活塞与内壁摩擦力及连接管空间容积忽略不计)实验方案进行，收到了良好的效果。兴趣小组同学装配好仪器并确认气密性良好后。第一组同学将弹簧夹夹紧橡皮管,给足量的红磷加热,燃烧结束待试管冷却后松开弹簧夹,注射器活塞将从20mL刻度处前移到约为_____________mL(填整数)刻度处才停止。第二组同学将弹簧夹松开,直接给足量的红磷加热至燃烧，实验过程中活塞运动方向为_________,反应完全并冷却后,注射器活塞最终将停留在约为_______ml (填整数)刻度处。
【答案】（1）红磷量不足 （2） 污染空气 （3）12 先向右后向左 8
【解析】
（1）氧气含量常常远低于1/5，其原因可能除装置漏气，没有冷却到室温就打开弹簧夹外还可能红磷量不足，未能完全消耗完装置内的氧气。
（2）红磷燃烧会生成五氧化二磷，红磷在空气中点燃后才放入集气瓶生成的五氧化二磷飘散到空气中会污染空气。
（3）将弹簧夹夹紧橡皮管，空气的体积为40mL，氧气约占空气体积的五分之一，氧气的体积为8mL，所以活塞将从20mL刻度处前移到20mL-8mL=12mL的位置。
加热温度升高，气体膨胀活塞向右移动，消耗氧气温度降低活塞会向左移动，所以实验过程中活塞运动方向为先向右后向左。
第二组同学，空气的体积为40mL+20mL=60mL，氧气的体积为12mL，所以活塞将从20mL刻度处前移到20mL-12mL=8mL处。
14．空气中氧气含量测定再认识。

（你知道吗）利用图1实验装置测定了空气组成的科学家是______。
A．门捷列夫 B．达尔文 C．拉瓦锡 D．道尔顿
（实验回顾）实验室常用图2所示的方法测定空气中氧气的含量，红磷燃烧的符号表达式为______。为保证测定结果更准确，实验中所装红磷必须______。
同学们发现利用图2装置进行实验时，在集气瓶外点燃红磷，一方面会造成空气污染，另一方面伸进集气瓶速度慢了会影响测定结果。他们查阅资料发现白磷40℃即可燃烧，燃烧产物与红磷相同，于是改进装置（图3）重新探究。
（实验探究）先在容积为200.0mL的集气瓶，装进50.0mL的水，再在量筒内装入100.0mL的水。然后按图连好仪器，按下热的玻璃棒，白磷立即被点燃。
（1）集气瓶里预先装进的水，在实验过程中，除了能够加快集气瓶冷却，还起到的作用是______。
（2）如果白磷停止燃烧时，立即记录量筒内剩余水的体积，则会导致测定结果______（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
（3）如果实验结束时，量筒内剩余水的体积是73.0mL，则测得的空气中氧气体积分数为______（用百分数表示）。
（拓展延伸）图4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压压强精确地记录并保存下来。图5、图6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）。
图6中气体压强最终没有减小的原因是______（用符号表达式表示）。
【答案】C 过量 （1）形成液封或吸收五氧化二磷 （2） 偏小 （3）18%
【解析】
你知道吗：
A、门捷列夫发现了元素周期律并编制出元素周期表，不符合题意；
B、达尔文提出了进化论，不符合题意；
C、拉瓦锡利用图1装置，利用定量的方法测定了空气的成分，符合题意；
D、道尔顿提出了原子论，不符合题意。
故选C；
实验回顾：
红磷燃烧生成五氧化二磷，该反应的符号表达式为：；
为保证测定结果更准确，实验中所装红磷必须过量，这样才能将氧气耗尽；
实验探究：
（1）集气瓶里预先装进的水，在实验过程中，除了能够加快集气瓶冷却，还起到的作用是形成液封，防止气体受热膨胀逸出，且五氧化二磷能与水反应，水可以吸收五氧化二磷；
（2）如果白磷停止燃烧时，立即记录量筒内剩余水的体积，由于气体受热膨胀占据了一定的体积，会使测定结果偏小；
（3）如果实验结束时，量筒内剩余水的体积是73.0mL，则测得的空气中氧气体积分数为：；
拓展延伸：
图6中气体压强最终没有减小的原因是：木炭燃烧生成了二氧化碳，二氧化碳是气体，该反应的符号表达式为：。
15．在“空气中氧气含量的测定”实验探究中，甲同学设计了如下实验方案：

在燃烧匙内盛过量红磷，点燃后立即插入集气瓶内，塞紧橡皮塞，待红磷火焰熄灭，集气瓶冷却至室温。打开铁夹，水注入集气瓶。（实验装置如图所示）回答下列问题：
（1）实验过程中涉及到的化学反应的符号表达式是______通过该实验还能得出氮气的性质有______、______。
（2）若实验操作规范，该实验得出的结论是______。
（3）该方法测定的结果偏小的可能原因是______（填序号）。
①红磷量不足②装置气密性不好③弹簧夹没有加紧④没有冷却到室温
某学习小组的同学对甲同学的实验方案开展进一步探究：
［提出问题〕
①可用于“空气中氧气含量测定实验”的药品只能是红磷吗？什么样的药品可以作为该实验的反应物？
②可用于“空气中氧气含量测定实验”的装置除了课本中提及的，还有其它装置吗？
③改进装置和药品，能使一些在一般条件下不能用于测定空气含量的物质也能测定氧气的含量吗？
［作出猜想］
猜想1一定还可用其它的物质测定空气中氧气含量，如镁条。
猜想2可用于“空气中氧气含量测定实验”的装置不止这一种，但都须满足一定的条件。
［査阅资料］
刘小同学査阅资料获知：
（1）“镁在空气中燃烧不仅与氧气反应，还与氮气和二氧化碳反应”；
（2）铁丝在潮湿的空气中会生锈；
（3）“引火铁”（极细的铁粉）是一种准纳米材料，这种铁粉具有很髙的反应活性，它在空气中受热很容易燃烧；
（4）白磷与红磷的化学性质有相似之处，白磷在40℃左右便能燃烧，红磷在240℃才能燃烧。
（分析论证）刘小同学觉得如果用蜡烛、硫粉、木炭在空气中燃烧做此实验将产生很大误差，理由是______。李雨欣同学觉得用铁丝也不行，理由是______。根据刘小同学査阅的资料，若用镁条代替红磷，测得的氧气的体积含暈应该______（填"大于"或"小于”"等于”）空气体积的1/5。
（得出结论）根据刘小同学査阅的资料及上述分析，请归纳：在测定空气中氧气含量的实验中，应考虑所用药品和生成物应满足以下的条件：
①______②______。
（反思改进）李雨欣同学根据査阅到的不同装置，结合刘小同学査阅的资料与分析，设计了如下实验方案（包括装置及药品）；其中，不适宜在较短时间内测得空气中氧气含量的一种方案是______（填字母序号），理由______。在其余的五种实验方案中，有一个装置可能因为受热不均导致装置损坏或气体外逸，该装置是______（填字母序号）。其余改进方案共同的优点是：______。
【答案】（1） 不燃烧、不支持燃烧 难溶于水 （2） 空气中的氧气约占空气体积的1/5 （3） ①②④
（分析论证）燃烧产物为气态，无法产生压强差 铁丝不能在空气中燃烧 大于
（得出结论） 生成物为非气态 只能与空气中的氧气反应 （反思改进） E 铁生锈速度比较缓慢，不能在短时间内将装置内的氧气全部耗尽 F 在密闭容器中进行，比较环保，且误差小
【解析】
（1）红磷燃烧生成五氧化二磷，该反应的符号表达式为：；
红磷过量，氧气耗尽后，红磷熄灭，说明氮气不燃烧、不支持燃烧；待冷却至室温后，打开止水夹，烧杯中的水进入集气瓶，进入水的体积约占集气瓶内空气体积的1/5便不再进入，说明氮气难溶于水；
（2）红磷燃烧消耗氧气，待冷却室温后，打开止水夹，由于消耗了氧气，集气瓶内压强减小，烧杯中的水进入集气瓶，进入水的体积就是消耗氧气的体积，进入水的体积约占集气瓶内空气体积的1/5，说明氧气约占空气体积的1/5；
①红磷量不足，不能将氧气完全耗尽，会使测定结果偏小，正确；
②装置气密性不好，在冷却至室温的过程中，外界空气进入，占据了一定的体积，会使测定结果偏小，正确；
③弹簧夹没有加紧，红磷燃烧，放出大量的热，气体受热膨胀逸出，会使测定结果偏大，错误；
④没有冷却到室温，就打开止水夹，气体受热膨胀，占据了一定的体积，会使测定结果偏小，正确。
故选①②④；
分析论证：蜡烛燃烧生成二氧化碳和水，硫在空气中燃烧生成二氧化硫，木炭在空气中燃烧生成二氧化碳，均生成了气体，化学反应前后，压强变化不大，误差较大；
铁丝在空气中不能燃烧，故不能用铁丝做该实验；
镁在空气中燃烧不仅与氧气反应，还与氮气和二氧化碳反应，故若用镁条代替红磷，测得的氧气的体积含暈应该大于空气体积的1/5；
得出结论：在测定空气中氧气含量的实验中，应考虑所用药品只能与空气中的氧气反应，且生成物不能是气体；
反思改进：E方案是利用铁的生锈消耗氧气，来测定空气中氧气含量，铁生锈速度比较缓慢，不能在短时间内将装置内的氧气全部耗尽；
F装置中，直接用酒精灯加热，玻璃管加热前，应先预热，后集中加热，否则容易受热不均，炸裂，且右侧开放，白磷燃烧，放出大量的热，装置内压强增大，胶塞容易弹出，气体逸出；
其余改进方案均在密闭容器中进行，比较环保，误差较小。
16．某校研究性学习小组用如图装置进行镁条在空气中燃烧的实验，燃烧、冷却后打开止水夹，进入集气瓶中水的体积约占集气瓶体积的70%．

（1）燃烧、冷却后打开止水夹，水能进入集气瓶的原因是__________．
（2）如果镁条只和空气中的氧气反应，则进入集气瓶中水的体积最多不超过其容积的________%．现进入集气瓶中水的体积约为其容积的70%，根据空气的组成可推出减少的气体中还一定___________．
（发现问题）该气体是怎样减少的呢？
（假设）该气体与镁条反应而减少．
（查阅资料）镁条是一种化学性质比较活泼的金属，在氮气中能燃烧，产物为氮化镁（Mg3N2），镁条还可以在二氧化碳气体中燃烧生成碳和氧化镁．
（交流与反思）集气瓶中放少量细沙的目的是______，产物氮化镁的状态应为_____。
【答案】（1）集气瓶内气体被消耗，导致压强减小，在大气压的作用下，水压入集气瓶 （2） 21% 氮气 （交流与反思）防止集气瓶炸裂 固体
【解析】
（1）燃烧、冷却后打开止水夹，水能进入集气瓶中的原因是：集气瓶内气体被消耗，导致压强减小，在大气压的作用下，水压入集气瓶。
（2）如果镁只和空气中氧气反应，则进入集气瓶中的水也应该不超过21%，但现象却是70%，那说明镁还与空气中的另一种气体反应，又知空气中氮气所占比例最大，占78%，其次是氧气占21%；二氧化碳和其它气体仅占1%左右，所以减少的气体中还一定有氮气；故答案为：21%；氮气
[交流与反思]
集气瓶中放少量细沙的目的是防止镁燃烧产生灼热的熔融物溅落是集气瓶炸裂，氮化镁是一种白色固体。故答案为：防止集气瓶炸裂；固体
17．某兴趣小组对测定空气里氧气含量的实验进行探究。
利用下图装置和药品进行实验：

（1）红磷燃烧产生的明显现象是_______；该反应的文字表达式为________。
（2）该实验的原理：红磷燃烧消耗了空气中的氧气，瓶内的气压______（填“增大”或“减小”），烧杯中的水倒吸进入瓶内，进入瓶内水的体积就是被消耗的氧气的体积。
（3）兴趣小组对该实验中利用红磷反应测定空气中氧气含量产生了兴趣，他们思考能否用其它物质代替红磷呢？请你协助他们完成以下探究实验：
（提出问题）能不能用木炭代替红磷测定空气中氧气的含量？
（查阅资料）相同条件下，气体的压强与气体所占的体积成正比。
（设计与实验）
小组同学按图1装置进行实验，分别将红磷、木炭放入集气瓶中燃烧，采集数据如图2、图3（注：装置气密性良好，P0是瓶内初始气压，P1和P2是反应结束恢复到室温时瓶内的气压）。
（问题与现象分析）
①开始反应时瓶内压强瞬间变大的主要原因是________。
②图3中，P0与P2几乎相等是因为________。
③若图2中P1=0.79P0，可推出氧气在空气中所占的体积百分数为_______。
（结论与反思）
①由图3压强关系P2≈P0可知，________（填“能”或“不能”）用木炭代替红磷测定空气中氧气的含量。
②用燃烧法测定空气中氧气的含量，在选择药品时，对生成物应考虑的是_______。
【答案】（1）产生大量白烟，放出热量 磷+氧气五氧化二磷 （2） 减小 （3） 物质燃烧放出热量，装置中的气体受热体积膨胀，使得装置中的压强增大 木炭燃烧消耗装置中的氧气，反应后生成二氧化碳气体，反应前后装置中的气体体积几乎不变 21% 不能 不能生成气体
【解析】
（1）红磷燃烧时，观察到的现象是产生大量白烟，放出热量，故填产生大量白烟，放出热量；
红磷和氧气在点燃的条件下反应生成五氧化二磷，故反应的文字表达式写为：磷+氧气五氧化二磷。
（2）红磷燃烧消耗了空气中的氧气，瓶内的气体减少，瓶内的气压减小，烧杯中的水倒吸进入瓶内，则进入瓶内水的体积就是被消耗的氧气的体积，故填减小。
（3）{问题与现象分析}
①开始反应时瓶内压强瞬间变大的主要原因是物质燃烧放出热量，装置中的气体受热体积膨胀，使得装置中的压强增大，故填物质燃烧放出热量，装置中的气体受热体积膨胀，使得装置中的压强增大。
②图3中，P0与P2几乎相等是因为木炭燃烧消耗装置中的氧气，反应后生成二氧化碳气体，反应前后装置中的气体体积几乎不变，所以反应前后，P0与P2几乎相等，故填木炭燃烧消耗装置中的氧气，反应后生成二氧化碳气体，反应前后装置中的气体体积几乎不变。
③图2中P1=0.79P0，减少的压强就是减少的气体在反应前产生的压强，则减少的压强与反应前压强的比就是减少的氧气与原空气体积的比，即氧气在空气中所占的体积百分数=×100%=21%，故填21%。
{结论与反思}
①由图3压强关系P2≈P0可知，反应前面坐着中的压强不变，则气体的体积不变，不能计算出空气中氧气的体积比，所以不能用木炭代替红磷测定空气中氧气的含量，故填不能。
②用燃烧法测定空气中氧气的含量，在选择药品时，对生成物应考虑的是不能生成气体，分子导致反应前后气体的体积差偏小或为零，不能准确测空气中氧气的含量，故填不能生成气体。
18．空气中氧气含量测定的再认识


Ⅰ、用红磷测定空气中氧气的含量。
（1）请写出红磷在空气中燃烧的化学式表达式___________。
（2）如图1实验，测得空气中氧气的体积含量小于1/5，可能的原因是___________。（填序号）
A．燃烧匙伸入集气瓶太慢
B．红磷量不足
C．实验中发现导管口有气泡冒出
D．装置漏气
Ⅱ、用镁条测定空气中氧气的含量。
（3）某同学利用图2实验测定空气中氧气含量时发现，产物中还出现少许黄色固体。
已知：镁能与氮气反应生成淡黄色的氮化镁（Mg3N2）固体，但在空气中燃烧镁条时很难观察到生成物中有淡黄色固体，原因是___________。在操作规范的情况下，该同学实验所测得的氧气体积分数________1/5（填“大于”、“小于”或“等于”）。
Ⅲ、用铁粉测定空气中氧气的含量。
（4）已知铁常温下与空气中的氧气、水反应生成铁锈（主要成分是Fe2O3 ▪ xH2O）。试写出该反应的化学式表达式___________。
（5）某同学根据铁生锈的原理，用铁粉测定空气中氧气的含量，设计了如图3实验，8分钟后测得数据如表：
实验时该同学不是将铁粉堆在瓶底，而是将铁粉撒在浸润了氯化钠溶液的滤纸条上，再把该滤纸条贴在广口瓶内壁，其目的是___________。
根据表中数据计算得出空气中氧气的体积分数为___________（结果保留到0.1%）。与用红磷燃烧的方法相比，用该方法测定空气中氧气的含量的主要优点：一是没有污染，二是___________。
【答案】（1） （2）BD （3） 氧气的化学性质比氮气活泼，镁更易与氧气发生化学反应 大于 （4） （5）加快铁粉生锈的速度，增大铁粉与氧气的接触面积 20.2% 结果更准确
【解析】
Ⅰ、用红磷测定空气中氧气的含量。
（1）红磷和空气中的氧气在点燃条件下反应生成五氧化二磷，化学式表达式为：。
（2）如图1实验，测得空气中氧气的体积含量小于1/5，可能的原因是：BD。
A、燃烧匙伸入集气瓶太慢，瓶内气体受热体积膨胀，部分气体逸出瓶外，导致测得空气中氧气的体积含量大于1/5，不符合题意；
B、红磷量不足，瓶内氧气不能全部被消耗，测得的结果偏小，符合题意；
C、实验中发现导管口有气泡冒出，说明弹簧夹关闭不严，有气体从装置内逸出，测得的结果偏大，不符合题意；
D、如果装置漏气，在实验结束装置冷却过程中，会有空气进入集气瓶，测得的结果偏小，符合题意。
Ⅱ、用镁条测定空气中氧气的含量。
（3）镁能与氮气反应生成淡黄色的氮化镁（Mg3N2）固体，但在空气中燃烧镁条时很难观察到生成物中有淡黄色固体，原因是：氧气的化学性质比氮气活泼，镁更易与氧气发生化学反应。根据实验现象，镁除了与氧气反应外，还有少量镁与氮气发生了反应，因此在操作规范的情况下，该同学实验所测得的氧气体积分数大于1/5。
Ⅲ、用铁粉测定空气中氧气的含量。
（4）铁常温下与空气中的氧气、水反应生成铁锈（主要成分是Fe2O3 ▪ xH2O），反应的化学式表达式为：。
（5）氯化钠溶液能加快铁生锈的速度，反应物的接触面积越大，反应速率越大，因此实验时该同学不是将铁粉堆在瓶底，而是将铁粉撒在浸润了氯化钠溶液的滤纸条上，再把该滤纸条贴在广口瓶内壁，其目的是：加快铁粉生锈的速度，增大铁粉与氧气的接触面积。
根据表中数据，空气中氧气的体积分数为：。红磷在空气中点燃时产生大量白烟，污染空气，另外燃烧匙伸入集气瓶速度的快慢会影响实验结果的准确性，因此与用红磷燃烧的方法相比，用该方法测定空气中氧气的含量的主要优点：一是没有污染，二是结果更准确。
19．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(H3PO4)，其反应的化学方程式为_____。
（实验结论）根据上述实验现象，得出结论如下：猜想_____正确。
(3)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_____。
（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。
(4)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）
(5)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。由此联想到课本实验：_____(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。
(6)兴趣小组认为可利用生活中一些物品测定空气中氧气的含量。他们设计了如图3的实验装置，将“暖宝宝”里面的药品粉末(成分：铁粉、活性炭、无机盐等)放在一酒杯中。倒扣的玻璃杯上事先画好刻度(酒杯等所占空间已排除在外)，若药品粉末足量，一段时间经充分反应后可观察到的现象是_____(通过查阅资料，活性炭、无机盐等可加快反应)。
【答案】（1）使温度达到红磷、白磷的着火点 （2）
（3）不能 红磷不能把装置中的氧气耗尽 （4） C DE （5） 铁 （6）药品粉末部分变成红棕色，水上升至刻度1处
【解析】
（1）激光笔的作用是使温度达到红磷、白磷的着火点；
（2）红磷燃烧产物与瓶底的热水发生化合反应生成磷酸(H3PO4)，其反应的化学方程式为：；
实验结论：白磷燃烧，说明红磷燃烧后氧气有剩余，猜想①正确。
（3）课本上用红磷燃烧的方法是不能精确地测量空气中氧气的含量，理由是红磷不能把装置中的氧气耗尽。
拓展延伸：（4）由图可知，在图2中C点时红磷燃烧熄灭；白磷开始燃烧至燃烧结束，继续消耗氧气，氧气含量下降，故对应的曲线为DE段。
（5）兴趣小组分析对比曲线BC段和DE段，还得出了“不同物质燃烧，需要的氧气浓度不一样”的结论。同学们由此又联想到教师上课演示的一个实验，铁在空气中不能点燃，但在氧气中能点燃并剧烈燃烧。故填：铁。
（6）铁和水、氧气反应生成红棕色铁锈，氧气消耗，压强减小，水面上升，一段时间经充分反应后可观察到的现象是药品粉末部分变成红棕色，水上升至刻度1处。
故填：药品粉末部分变成红棕色，水上升至刻度1处。
20．某校化学兴越小组就空气中氧气的含量进行了分组实验探究。
I组: （1）I组同学讨论后认为，选择的药品既要能在空气中燃烧消耗氧气，又不会跟空气中的其他成分反应而且生成物为固体，他们应该选择 ______ （填下列药品的序号），反应的化学符号表达式为： ______ ；为了充分消耗容器中的氧气，药品的用量应保证 ______ 。
A蜡烛 B红磷 C铁丝 D木炭
（2）小组同学共同设计如图所示的两套装置，你认为合理的是 ______ （填序号）。
（3）在讨论的基础上，他们分组进行了实验。
记录数据如下：（注：实验前集气瓶中空气的总体积为100 mL）
（4）通过对实验结果的交流，大多数同学都验证出氧气约占空气体积的 ______
（5）造成第3组同学结果偏低的原因可能是 ______ （填写一种原因即可）。
II组: II组同学发现I组实验可能产生实验误差，对实验进行了改进。如图是lI组同学测定空气中氧气含量实验的两套装置图，请结合图示回答有关问题。
已知：铜在加热条件下能与氧气生成氧化铜。
（1）装置中气球的作用是 ______ 。
（2）装置一和装置二中气球的位置不同，装置一更合理， 理由是 ______ 。
（3）用弹簧夹紧气球口部后，检查装置气密性的方法是 ______ 。
（4）根据下表提供的实验数据，完成下表。（计算结果保留一位小数）
【答案】I组：（1）B P+O2P2O5 足量 （2）A （4） （5） 红磷的量不足或装置漏气或装置未完全冷却就打开止水夹等；
II组: （1）缓冲作用，防止试管内气体温度升高，气压增大，冲开橡皮塞 （2）能让空气更易流通，全部通过铜粉，使氧气与铜粉充分反应 （3） 将注射器从15mL推到10mL处，松开注射器活塞，又回复到15mL处，说明装置气密性良好（合理即可） （4） 20%
【解析】
I组：（1）蜡烛和木炭与氧气反应，生成物中有气体，铁丝不能在空气中燃烧，不能准确测定空气中氧气的含量；红磷不会跟空气中的其他成分反应，而且生成物为五氧化二磷固体，不影响空气成分的测定，所以他们应该选择红磷，该反应的符号表达式为P+O2P2O5；为了充分消耗容器中的氧气，红磷的用量应保证足量故填：B；P+O2P2O5；足量；
（2）为保证红磷与空气中的氧气充分反应，必须把红磷放在集气瓶的中下部，故填：A；
（4）根据表中数据可知，氧气约占空气体积的，故填：；
（5）造成第3组同学结果偏低的原因可能是红磷的量不足（氧气没有耗尽）、装置漏气（装置有空气进入）或装置未完全冷却就打开止水夹（气体受热膨胀，进入集气瓶的水的体积偏小），故填：红磷的量不足或装置漏气或装置未完全冷却就打开止水夹等；
II组：（1）装置中气球的作用是：缓冲，防止试管内气体温度升高，气压增大，冲开橡皮塞；故填：缓冲作用，防止试管内气体温度升高，气压增大，冲开橡皮塞；
（2）装置二与装置一装置比较，装置一中的气球在玻璃管的后部，更易让空气流通，氧气与铜能充分反应，实验过程中，注射器应不停推拉活塞；故填：能让空气更易流通，全部通过铜粉，使氧气与铜粉充分反应；
（3）检查该装置的气密性的方法将注射器从15mL推到10mL处，松开注射器活塞，又回复到15mL处，说明装置气密性良好，故填：将注射器从15mL推到10mL处，松开注射器活塞，又回复到15mL处，说明装置气密性良好（合理即可）；
（4）注射器内气体减少的量就是氧气的体积，则实验测得空气中氧气的体积分数为×100%=20%，故填：20%。
21．实验是科学探究的重要方法。如图是测定空气中氧气含量的三套实验装置，请结合图示回答下列问题：
（1）图一中反应的文字表达式为______（提示：红磷然烧产物是五氧化二磷）测定氧气含量前必须检查置的气密件，检查图一装置气性的方法是______。
（2）由图一实验可推知反应后剩余气体的性质：物理性质______；化学性质______。
（3）对图一实验进行了如图二所示的改进。图二装置的试管中空气体积为25mL，反应前注射器活塞位于15mL，刻度处，反应完毕后打开弹簧夹，注射器活塞位于11mL刻度处，则该实验测得空气中氧气的体积分数为______。小明分析，该实验结果与理论值有差异的可能原因是______（任答1点）。
（4）与图一实验相比，图三实验的优点是______（答一点）。图三实验中，为了使氧气反应更充分，实验中采取的措施合理的是______（填序号）。
A铜粉平铺在玻璃管中 B反复推拉注射器的活塞 C增加铜粉的质量
（5）为了帮助同学们的理解图一实验的原理，利用传感器技术实时测定了图一实验过程中装置内的压强，温度和氧气浓度，三条曲线变化趋势如图四所示。试回答：
①其中Y曲线表示的是______（填“温度”或“氧气浓度”）。
②结合X，Y两条曲线，解释图三中BC段压强变化的原因是______。
【答案】（1） 连接装置，双手紧捂广口瓶，如果导管口出现气泡，说明装置不漏气 （2）不溶于水 不能燃烧，不支持燃烧 （3） 16% 装置漏气（其他合理答案也可） （4）更环保 AB （5）氧气浓度 氧气减少压强减小，温度升高压强増大，温度升高导致的压强增大大于氧气减少导致的压强减小
【解析】
（1）红磷燃烧生成五氧化二磷，反应的文字表达式为：红磷+氧气五氧化二磷；
装置气密性的方法是：连接装置，双手紧捂集气瓶，如果导管口出现气泡，说明装置不漏气。
（2）红磷燃烧消耗氧气，氮气没有反应说明氮气化学性质：不能燃烧，不支持燃烧；实验后水进入装置，氮气仍然存在说明氮气物理性质：不溶于水。
（3）铜和氧气反应，消耗了氧气，装置中气体减少，压强减小，活塞移动体积就是消耗氧气体积15mL-11mL=4mL；故该实验测得空气中氧气的体积分数为：；该实验结果偏小原因：铜粉不足氧气没有完全反应、装置漏气、没有冷却至室温就打开弹簧夹装置中温度高气体膨胀等。
（4）与图一实验相比，图三实验的优点是防止了燃烧匙伸入集气瓶中时导致的部分气体受热膨胀逸出，实验结果更准确，同时防止了反应生成的五氧化二磷扩散到空气中污染环境；
A．铜粉平铺在玻璃管中，以增大反应物接触面积，使反应更充分，正确；
B．反复推拉注射器的活塞，使反应物充分接触，反应更充分，正确；
C．反应中增加铜粉的质量是保证氧气完全被消耗，不是使反应更充分，错误。
故选AB。
（5）①实验中随着反应进行，氧气浓度减小，氧气浓度变化符合Y曲线。
②图三中BC段压强增大原因是：反应中氧气减少压强减小，温度升高压强增大，温度升高导致的压强增大大于氧气减少导致的压强减小，故总压强变大。
22．学习化学离不开实验和科学探究。
（实验活动一）甲、乙两位同学用如图所示的装置定量测定空气中氧气的体积分数。

已知广口瓶中空气体积为250ml(已扣除瓶塞和瓶中水所占体积)
I.他们实验过程如下：
(1)_______
(2)用弹簧夹夹住橡胶管后，将燃烧匙中红磷在酒精灯上点燃后伸入集气瓶中，并将导管伸入装有l00ml水的量筒中。
(3)过一段时间后，打开弹簧夹，等到水不再进入广口瓶时，从量筒中取出导管记录量筒中剩余水的体积。
(4)甲同学记录量筒中水的体积为55ml，乙同学记录量筒中水的体积为44ml。
Ⅱ.仔细阅读以上实验过程回答下列问题：
(1)将上述实验过程的第一步补充完整_______
(2)红磷在瓶内燃烧现象是_______瓶底装少量水的目的是_______
(3)甲同学测得空气中氧气的体积分数为_______，乙同学测出的氧气的含量偏_______(填大或小)
(4)导致甲同学实验结果的原因可能是_______
①红磷的量不足
②实验过程中，没夹紧弹簧夹
③装置未完全冷却就打开弹簧夹
④点燃红磷后，燃烧匙伸入集气瓶中太慢
（实验与交流）在老师的指导下，甲乙两位同学又重复几次该实验，测出了比较准确的数据。
甲同学提出在不改变其他条件的情况下，能否用木炭代替红磷做这个实验呢？
乙同学认为不行，原因是_______。
（拓展延伸）甲乙两位同学查阅资料知道红色的铜丝也能跟空气中的氧气反应生成黑色的氧化铜固体。根据此反应原理，他们猜想能否用铜丝准确测定空气中氧气的含量呢？于是进行了实验活动二，装置如图。
（实验活动二）在由两个注射器和玻璃管组成的密闭系统内共有50 ml空气，然后给装有铜丝的玻璃管加热。同时交替推动两个注射器的活塞，至玻璃管内的黑色固体较长时间内无进一步变化时停止。停止加热，冷至室温，读出残留的注射器里气体的体积，算出空气中氧气的体积分数约为21%。
仔细阅读以上实验过程回答下列问题：
(1)在实验的加热过程中，交替缓慢推动两个注射器的目的是____。写出铜与氧气反应的化学方程式___。
(2)从保护环境角度考虑，与用红磷燃烧的方法相比，用加热铜丝测空气中氧气含量的主要优点是____。
【答案】（1）检查气密性 （2）生成大量白烟 吸收热量使尽快冷却到室温 （3）18% 大 （4）①③ 木炭燃烧生成气体
（实验活动二）（1）使铜丝和氧气充分接触充分反应 2Cu+O22CuO （2）不会产生五氧化二磷白烟污染空气
【解析】
[实验活动一]
（1）实验过程中要防止漏气，所以要首先检查装置的气密性，故填：检查气密性。
（2）红磷在瓶内燃烧现象是产生大量白烟，瓶底装少量水目的吸收热量使尽快冷却到室温，故填：生成大量白烟；吸收热量使尽快冷却到室温。
（3）甲同学记录量筒中水的体积为55ml，说明进入集气瓶水体积100mL-55mL=45mL，测得空气中氧气的体积分数为，空气中氧气体积分数 21%，乙同学测出的氧气的含量，结果偏大；故填： 18%；偏大。
（4）甲同学记过偏小，导致甲同学实验结果的原因可能是
①红磷的量不足氧气没有充分反应，符合题意。
②实验过程中，没夹紧弹簧夹，氮气会从导气管逸出，导致进入水偏多，结果偏大，不符合题意。
③装置未完全冷却就打开弹簧夹，集气瓶中气体膨胀压强偏大，进入水偏少，导致结果偏小，符合题意；
④点燃红磷后，燃烧匙伸入集气瓶中太慢，集气瓶内气体受热膨胀，从瓶口逸出，导致进入水偏多，结果偏大，不符合题意。
故选：①③。
[实验与交流]
木炭与氧气反应生成二氧化碳导致瓶内压强无法减小，所以无法代替，故填：木炭燃烧生成气体。
[实验活动二]
（1）在实验的加热过程中，交替缓慢推动两个注射器的目的是使铜丝和氧气充分接触充分反应，该反应的化学方程式2Cu+O22CuO，故填：使铜丝和氧气充分接触充分反应；2Cu+O22CuO。
（2）从保护环境角度考虑，与用红磷燃烧的方法相比，用加热铜丝测空气中氧气含量的主要优点是不会产生五氧化二磷白烟污染空气，故填：不会产生五氧化二磷白烟污染空气。
23．空气中氧气含量测定的再认识。
（实验回顾）
I.写出红磷燃烧的文字表达式______________，该反应的现象是______________。
II.实验原理：由于红磷燃烧消耗空气中的氧气，使瓶内______________减小，烧杯中水倒吸到集气瓶。若装置的气密性良好，操作规范，用量筒测量进入瓶中水的体积，能粗略测得空气中氧气的含量。
（问题提出）
I.有实验资料表明：燃烧过程中当氧气体积分数低于7%时，红磷就无法继续燃烧，因此通过上述实验，测量结果应该比理论值______________（填偏大或偏小）。
II.如果用气压传感器测瓶内气压的变化，______________（选填：AB、BC、CD、DE、EF）段表示水倒吸的过程。
（实验改进）
I.铁生锈原理：铁与氧气、水作用生成铁锈。根据铁在空气中生锈的原理设计上图实验装置，再次测定空气中氧气含量。装置中饱和食盐水、活性炭会加速铁生锈。
II.测得实验数据如下表：
（交流表达）
I.铁生锈过程发生复杂的化学反应，首先是铁与氧气、水发生缓慢氧化生成氢氧化亚铁。
II.根据表中数据计算，改进实验后测得的空气中氧气的体积分数是_______（计算结果精确到0.1%）。
（反思）请你分析，改进后的实验比红磷燃烧实验的优点有：I._____；II.________。
【答案】
（实验回顾） 剧烈燃烧，产生大量白烟 压强
（问题提出）偏小 DE
（交流表达）20.2% 铁的缓慢氧化使集气瓶中的氧气消耗更彻底，使实验结果更准确 对环境不会造成污染
【解析】
［实验回顾］
I.红磷在空气中燃烧生成五氧化二磷，反应的文字表达式为：。红磷燃烧生成物是白色的五氧化二磷固体，因此实验现象为：剧烈燃烧，生成大量的白烟。
II.由于红磷燃烧消耗空气中的氧气，使瓶内气体压强减小，红磷燃烧停止后冷却至室温，打开止水夹，烧杯中水倒吸到集气瓶。
［问题提出］
I.因为燃烧过程中当氧气体积分数低于7%时，红磷就无法继续燃烧，所以没有将氧气完全消耗，从而引起结果偏低。
II.倒吸水过程中瓶内压强会增大，故选DE。
［交流表达］
II.根据反应前后烧杯内水的体积变化可以看出，消耗的氧气的体积是：80mL -54.5mL =25.5mL，故氧气的体积分数为：=20.2%。
［反思］
因为红磷燃烧过程中当氧气体积分数低于7%时，无法继续燃烧，所以利用红磷在空气中燃烧不能将氧气全部消耗，实验结果不准确，而利用铁生锈消耗氧气，能使氧气消耗得更为彻底，实验结果更准确。另外铁生锈不会对环境造成污染，而红磷在空气中点燃时会产生大量白烟，污染环境。故改进后的实验比红磷燃烧实验的优点有：I. 铁生锈使集气瓶中的氧气消耗更彻底，实验结果更准确；II. 不会对环境造成污染。
24．实验初中兴趣小组开展“测定密团容器中氧气的体积分数”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，能倒吸入集气瓶的原因是______。
（2）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______。
[实验3]州洲同学设计了如图5的实验装置测定空气中氧气的体积分数，在一个耐热容器的底部放一块足量的白磷，然后迅速将活塞下压（可迅速提高容器内空气温度）后放手，容器中的白磷开始燃烧。（提示：白磷的体积忽略不计，白磷在空气中燃烧所需最低温度为40摄氏度）

（3）检查装置气密性：向下压活塞，放手后活塞______， 说明装置气密性良好。
（4）白磷开始燃烧后，活塞的运动情况为______，最后停在刻度______处。
（5）结合你的学习经验，若要寻找红磷、白磷、铁粉除氧剂的替代物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）。
【答案】（1）生成大量白烟 红磷燃烧消耗了氧气，装置中压强减小，水进入装置
实验2 实验2中反应后氧气含量接近零，反应更充分，测定方法更准确
（3）恢复原位置 （4）活塞首先向外移动，再向下移动 4 （5）只和空气中氧气反应 生成物为固体
【解析】
（1）实验1中，红磷燃烧的主要现象是生成大量白烟；红磷燃烧消耗了氧气，装置中压强减小，在大气压强的作用下，水进入装置，进入装置中水的体积就是消耗氧气的体积。
（2）依据图3、图4信息可知：实验1中反应后还有部分氧气剩余，没有参加反应；实验2中反应后氧气含量更低，反应更充分，测定方法更准确。
（3）向下压活塞，放手后活塞恢复原位置， 说明装置气密性良好。
（4）白磷开始燃烧放出大量的热，气体膨胀，压强变大，活塞首先向外运动；反应完毕恢复至室温后，氧气被消耗，装置中压强减小，活塞向下移动，活塞移动的体积就是消耗氧气的体积；氧气体积约占空气体积的五分之一，故最后活塞停在刻度4处。
（5）若要寻找红磷、白磷、铁粉除氧剂的替代物测定空气中氧气的体积分数，该替代物应满足的条件是只和空气中氧气反应，生成物为固体。
25．小明对测量空气中氧气体积分数实验由图1装置改进到图2装置并取得成功。

[查阅资料]白磷的着火点40℃。
[实验准备]锥形瓶内空气体积为230mL，注射器中水的体积为50mL，该装置气密性良好。
[实验探究]装入药品按图2所示连接好仪器，夹紧弹簧夹。先将锥形瓶底部放入热水中，白磷很快被引燃，然后将锥形瓶从热水中取出。
[现象分析]
（1）锥形瓶中放入细沙的作用是_________。
（2）在整个实验过程中，可观察到气球的变化是 ___________。
（3）待白磷熄灭、锥形瓶冷却到室温后，打开弹簧夹，还可观察到的现象是：注射器中的水自动喷射出来，原因是：__________；当注射器中的水还剩约______mL时停止流下。
（4）你从该实验中推测锥形瓶中剩余的气体具有性质是__________。
（5）小明同学改进后图2装置与原图1装置比较其优点有________（任写一条）。
【答案】（1）防止锥形瓶炸裂 （2）气球先变大，后变小 （3）白磷燃烧，消耗氧气，气压小于外界气压 4 （4）不燃烧，不支持燃烧 （5）避免了打开瓶塞所造成的实验误差
【解析】
（1）白磷燃烧放热，锥形瓶中放入细沙的作用是防止锥形瓶炸裂，故填：防止锥形瓶炸裂。
（2）白磷燃烧放热，温度升高，气压增大，刚开始气球变大，冷却到室温之后因为氧气消耗，气压变小，气球变小，故填：气球先变大，后变小。
（3）待白磷熄灭、锥形瓶冷却到室温后，打开弹簧夹，还可观察到的现象是：注射器中的水自动喷射出来，原因是白磷燃烧，消耗氧气，气压小于外界气压；锥形瓶中氧气体积，氧气被消耗进入锥形瓶中水体积46ml，剩余水的体积50mL-46mL=4mL，当注射器中的水还剩约4mL时停止流下，故填：白磷燃烧，消耗氧气，气压小于外界气压；4。
（4）从该实验中推测锥形瓶中剩余的气体具有性质是不燃烧，不支持燃烧，故填：不燃烧，不支持燃烧。
（5）小明同学改进后图2装置与原图1装置比较其优点有不需要打开瓶塞，避免了打开瓶塞所造成的实验误差，故填：避免了打开瓶塞所造成的实验误差。
26．某化学兴趣小组拟对“测定空气中氧气含量”的实验进行进一步的探究。

（实验回顾）
（1）图1是实验室测定空气中氧气含量的装置。红磷燃烧的主要现象是______，反应的文字表达式为______。
（2）该实验的原理是：红磷燃烧消耗了瓶内空气中的氧气，使气体减少，压强减小，烧杯中的水倒吸进入瓶内，进入瓶内水的体积就是______的体积；能否用木炭替代红磷？______（填“能”或“否”）。
（3）将该装置与压强传感器相连接，测得集气瓶内气压的变化如图2所示。反应开始时，集气瓶内压强瞬间变大的原因主要是______。
（查阅资料）
①红磷在空气中燃烧，当氧气含量（体积分数）低于7%时燃烧就无法继续进行。通过图1装置测得的结果与理论值相差较大。
②常温下，铁能与空气中的氧气、水发生氧化反应生成铁锈且反应放热。在有氯化钠、炭粉存在的条件下反应较快。
（提出问题）怎样才能较准确地测定空气中氧气的含量呢？
（实验改进）
（4）根据铁生锈的原理，同学们设计了如下实验（如图3），再次测定空气中氧气的含量，主要实验步骤如下：
①用水量法测出集气瓶的容积约是320mL，然后在量筒里装入100mL水。
②将4g铁粉、5g炭粉混合均匀，再滴入适量的食盐溶液，制成耗氧物，装入布袋。
③按图3连好装置，关闭弹簧夹并将耗氧物放入瓶中充分反应，待______后，打开弹簧夹，观察到______，最终量筒中剩余水的体积是39mL。依据该方法测出空气中氧气的体积分数约是______ （计算结果精确到 0.1%）。
（结论与交流）
（5）根据计算结果，______（填“图1”或“图3”）的测定方法更准确，主要原因是______。
（6）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）。
（7）食盐中的氯化钠由______、______（填粒子符号）构成。
（8）若按图3进行实验，下列观点有误的是______ （填序号）。
A．在实验过程中，该反应是剧烈氧化
B．若证明实验后的耗氧物中还有铁，可用磁铁吸引
C．若将耗氧物均匀散布在集气瓶内壁上，可以加快实验进程
D．若考虑集气瓶里耗氧物等的体积，导管里空气的体积，实验结果会更准确
【答案】（1）产生大量白烟 红磷+氧气五氧化二磷 （2）消耗的氧气 否
（3） 红磷燃烧放热使集气瓶内的气体体积膨胀 （4）冷却到室温 量筒中水进入集气瓶中 19.1% （5）图3 铁的缓慢氧化使集气瓶中的氧气消耗更彻底 （6） 固体反应物要足量（或装置气密性好） （7）Na+ Cl- （8）A
【解析】
（1）红磷燃烧的主要现象是产生大量白烟，磷和氧气点燃生成五氧化二磷，磷+氧气五氧化二磷。
（2）该实验的原理是：红磷燃烧消耗了瓶内空气中的氧气，使气体减少，压强减小，烧杯中的水倒吸进入瓶内，进入瓶内水的体积就是消耗氧气的体积；木条燃烧生成二氧化碳气体，装置中压强基本不变，水不能进入集气瓶，故不能用木炭替代红磷。
（3）反应开始时，集气瓶内压强瞬间变大的原因主要是红磷燃烧放出大量的热，使集气瓶内的气体体积膨胀，压强变大。
（4）③装置中耗氧物消耗氧气，压强减小，水进入集气瓶，进入水的体积就是消耗氧气的体积；实验中连接好装置，关闭弹簧夹并将耗氧物放入瓶中充分反应，待反应完毕，恢复至室温后，打开弹簧夹，观察到量筒中水进入集气瓶，最终量筒中剩余水的体积是39mL，则消耗氧气体积为100mL-39mL=61 mL。故空气中氧气的体积分数约是 。
（5）图3的测定方法更准确，主要原因是铁的缓慢氧化使集气瓶中的氧气消耗更彻底，测量结果更准确；红磷有可能在氧气浓度较低时就不再燃烧，导致氧气没有被耗净。
（6）为提高实验的准确性，以上两个实验都需要注意的事项是固体反应物要足量保证氧气被消耗完（或装置气密性好，防止漏气）。
（7）分子原子离子都是构成物质的基本粒子；氯化钠是由钠离子Na+、氯离子Cl-构成。
（8）A．在实验过程中，铁的生锈是个缓慢氧化的过程，错误；
B．铁可以被磁铁吸引，若证明实验后的耗氧物中还有铁，可用磁铁吸引，正确；
C．若将耗氧物均匀散布在集气瓶内壁上，增大了接触面积，可以加快实验进程，正确；
D．若考虑集气瓶里耗氧物等的体积，导管里空气的体积，实验结果会更准确，正确。
故选A。
27．下面是测量空气中氧气体积含量的实验：
(1)实验小组按A装置进行实验后，发现进入集气瓶中水的体积超过总容积的，你认为导致这一结果的原因可能是_______(填序号)。
A 实验前未将橡胶管夹紧
B 实验前导管中未加满水
C 红磷过量
D 氧气未消耗完
E 点燃的红磷伸入集气瓶速度过慢，使空气膨胀逸出
(2)实验小组将A进行了如B的改进，其所加气球的作用是_______。
(3)实验小组又进行反思，B实验可以避免不安全因素，但是测得结果仍然不够准确，未形成真正的隔离体，不能形成真正的密闭体系的原因是_______。该实验小组通过查阅资料，选定白磷(与红磷一样是一种磷的单质，燃烧产物也相同)在如图C所示装置中测量空气中氧气体积分数并取得成功。
（查阅资料）白磷着火燃烧的温度为40℃。
（提出问题）氧气体积约占空气总体积的多少？
（实验准备）锥形瓶内空气体积为230mL，注射器中水的体积为50mL，该装置气密性良好。
（实验探究）装入药品，按图所示连接好仪器，夹紧弹簧夹。先将锥形瓶底部放入热水中，白磷很快被引燃，然后将锥形瓶从热水中取出。
（现象分析）
（4）a将锥形瓶底部放入热水中，目的是_____，足量的白磷在锥形瓶中未能全部燃烧，说明瓶内剩余气体____(填“支持”或“不支持”)燃烧，瓶内剩余气体是____(填“纯净”或“不纯净”)的氮气。写出白磷在空气中燃烧的文字表达式：____。
b在整个实验过程中，可观察到气球的变化是____。
c待白磷熄灭、锥形瓶冷却到室温后，打开弹簧夹，还可观察到的现象是：①注射器中的水自动喷射出来，导致这个现象发生的原因是_____；②当注射器中的水还剩约4mL时停止流下，导致这个现象发生的原因是_______。
【答案】（1）AE （2）缓冲瓶内气压的变化，避免出现集气瓶爆裂、橡皮塞冲出等情况 （3）红磷需要在瓶外点燃后放入瓶中，此时气体可内外交换 （4）引燃白磷 不支持 不纯净 白磷+氧气四氧化二磷 先变大后变瘪 白磷燃烧消耗氧气，使瓶内压强减小 230mL空气中约含有46mL氧气，氧气被耗尽时流进锥形瓶中的水为46mL，注射器中剩余4mL水
【解析】
(1)A 实验前未将橡胶管夹紧，会使瓶内的部分氧气和其它气体在红磷燃烧时排出，等装置冷却后，使瓶内的气压变得更小，从而使进入瓶内水的体积超过瓶内气体体积的，此选项符合题意；
B 实验前导管中未加满水，等装置冷却后，使流入瓶内的水减少，而不能使流入瓶内的水的体积超过瓶内气体体积的，此选项不符合题意；
C 红磷过量，能使瓶内的氧气耗尽，不会使流入瓶内的水的体积超过瓶内气体体积的，此选项不符合题意；
D 氧气未消耗完，只能使流入瓶内的水的体积小于瓶内气体体积的，此选项不符合题意；
E 点燃的红磷伸入集气瓶速度过慢，使空气膨胀逸出，等装置冷却后，使瓶内的气压变得更小，从而使进入瓶内水的体积超过瓶内气体体积的，此选项符合题意。故选AE。
(2)红磷燃烧放出热量，瓶内气体受热迅速膨胀，瓶内压强急剧增大，可能出现集气瓶爆裂、橡皮塞冲出等情况。添加气球后能缓冲瓶内气压的变化，避免出现集气瓶爆裂、橡皮塞冲出等情况。
(3)实验小组又进行反思，B实验可以避免不安全因素，但是测得结果仍然不够准确，未形成真正的隔离体，不能形成真正的密闭体系的原因是红磷需要在瓶外点燃后放入瓶中，此时气体可内外交换。
(4)a将锥形瓶底部放入热水中，可使白磷的温度升高达到白磷的着火点而燃烧起来，所以目的是引燃白磷。足量的白磷在锥形瓶中未能全部燃烧，说明瓶内剩余气体不支持燃烧，瓶内剩余气体除氮气外还有稀有气体、二氧化碳及其它气体，故是不纯净的氮气。
白磷在空气中燃烧生成五氧化二磷，反应的文字表达式为：白磷+氧气四氧化二磷。
b实验开始时，白磷燃烧放出热量，瓶内气体受热膨胀，压强变大，气球随之膨胀。实验结束后，瓶内氧气减少，温度逐渐降低，瓶内剩余气体体积减小，压强减小，气球随之减小，所以在整个实验过程中，可观察到气球的变化是先变大后变瘪。
c待白磷熄灭、锥形瓶冷却到室温后，打开弹簧夹，还可观察到的现象是：①注射器中的水自动喷射出来，导致这个现象发生的原因是白磷燃烧消耗氧气，使瓶内压强减小；②当注射器中的水还剩约4mL时停止流下，导致这个现象发生的原因是空气中氧气的体积含量约为，则230mL空气中约含有46mL氧气，氧气被耗尽时流进锥形瓶中的水为46mL，所以注射器中剩余50mL-46mL=4mL水。
28．某校化学兴趣小组就火山喷发地区的空气中气体成分含量，与肇县地区空气气体成分含量进行实验探究。
（设计实验）实验小组同学通过老师的帮助，共同设计了如图的实验装置，气体压力传感器与数据采集器和数据处理软件相结合，可用于检测密闭体系内气压变化，并将气压变化以数字、曲线等多种形式通过计算机实时显示出来。
（查阅资料）一般火山喷发地区空气体积含量为：二氧化碳10%，氧气10%，氮气70%，其它气体10%。金属镁与氧气反应生成固体氧化镁，金属镁与二氧化碳反应生成固体氧化镁和固体碳单质，金属镁与氮气反应生成固体氮化镁。其它气体比较稳定，一般不参加反应。
（数据分析）①第一小组使用药品为红磷，对肇县地区空气气体成分探究，实验结束后，整理数据如下：注：集气瓶容积为
通过对实验数据分析，实验得肇县地区氧气约占空气体积的___________%。
②第二小组使用药品为金属镁，对火山喷发地区的空气中气体成分探究，假设此地区与（查阅资料）中给定的火山喷发地区的空气含量比较相似，那么进入集气瓶中水的体积大约为___________mL。
③第一小组实验分析，图2中BC段气压变化的原因是___________；CD段气压变化的原因是___________；导致DE段气压变化的情况是下列哪种可能___________。
A红磷过量 B打开弹簧夹 C室温下降 D红磷不足
（实验结论）肇县地区空气质量接近正常大气气体含量，火山地区空气质量差。
【答案】①19% ② 90 ③红磷燃烧放热，气体膨胀，气压增大 氧气被消耗，温度冷却至室温 B
【解析】
[数据分析]
①进入瓶中水的体积约为，故实验得肇县地区氧气约占空气体积的。
[查阅资料]
消耗气体的总体积为，则进入集气瓶中水的体积大约为90mL。
③红磷在氧气中点燃生成五氧化二磷，放出大量热，则由第一小组实验分析，BC段气压变化的原因是红磷燃烧放热，气体膨胀，气压增大；
CD段气压变化的原因是氧气被消耗，温度冷却至室温；
DE段气压变大，可能是打开弹簧夹，烧杯中的水进入集气瓶引起的；故选B。
29．某课外活动小组按照课本的实验装置做“测定空气中氧气的体积分数”实验（如图1），装置气密性良好，但仍测出的氧气体积分数明显偏小。请你参与探究：
（提出问题）造成误差的原因是什么？如何改进课本实验装置？
（查阅资料）①
②二氧化碳气体极易被浓氢氧化钠溶液吸收。
③在加热的条件下铜粉能与氧气反应生成黑色的氧化铜固体。
（猜想）甲同学：可能是导管内原存有空气，后来留有吸入的水，影响实验的准确性。
乙同学：可能是瓶内残留气体中还有氧气的缘故；
你还能做的猜想是 _____________（写1点即可）。
（交流与讨论）
（1）空气中的氧气约占总体积的 ______________；写出图1中集气瓶中发生反应的化学方程式______________________。
（2）丙同学认为用木炭代替红磷也能完成图1的实验，但要先在集气瓶中放入一定量的______________。
（3）他们对图1实验装置进行了如图2的改进。
①图2中把红磷更换为白磷，理由是______________；
②与图1实验装置相比，图2装置的一个优点是______________。
（探究与反思）
（4）为验证乙同学的猜想，将铜粉在残余气体中加热，观察到铜粉变黑，所以乙同学的猜想______________（选填“合理”或“不合理”）。
（5）大家采用图2进行实验（左边玻璃管上面的空气平均分成了5等份，并标刻度线），待玻璃管冷却、管内白色的烟消失，同时能观察到______________，得到了较准确的数据。
【答案】装置未冷却就打开了弹簧夹（或红磷不足） （1）21％（或1/5） （2）氢氧化钠溶液 （3）白磷着火点低，容易燃烧 更环保（或测量数据较准确或节约药品） （4）合理 （5） 左边玻璃管中水上升到1刻度线处
【解析】
猜想：
某课外活动小组按照课本的实验装置做“测定空气中氧气的体积分数”实验（如图1），装置气密性良好，但仍测出的氧气体积分数明显偏小。
甲同学：可能是导管内原存有空气，后来留有吸入的水，影响实验的准确性。
乙同学：可能是瓶内残留气体中还有氧气的缘故；
还能做的猜想是：装置未冷却就打开了弹簧夹（装置温度未恢复到室温，进入装置的水偏少）或红磷不足（氧气未消耗尽，进入装置的水偏少）。
交流与讨论：
（1）空气中的氧气约占总体积的21％（或1/5）；图1中集气瓶中，红磷燃烧生成五氧化二磷，发生反应的化学方程式。
（2）丙同学认为用木炭代替红磷也能完成图1的实验，但要先在集气瓶中放入一定量的氢氧化钠溶液，因为二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠溶液和水，否则瓶内外不能形成压强差，水不能倒吸。
（3）①图2中把红磷更换为白磷，理由是白磷着火点低，容易燃烧；
②图2装置从开始就形成密闭容器，所需药品少，与图1实验装置相比，图2装置的一个优点是更环保（或测量数据较准确或节约药品）。
探究与反思：
（4）为验证乙同学的猜想，将铜粉在残余气体中加热，观察到铜粉变黑，所以乙同学的猜想合理，因为铜与氧气在加热条件下反应生成黑色氧化铜。
（5）大家采用图2进行实验（左边玻璃管上面的空气平均分成了5等份，并标刻度线），待玻璃管冷却、管内白色的烟消失，同时能观察到左边玻璃管中水上升到1刻度线处，得到了较准确的数据。
30．竹子是“有节、中空、四季常绿”的植物．在学习了测定空气中氧气的含量之后，同学们对竹子中的气体的氧气含量产生了兴趣，他们决定探究并测定其成分．他们采取了如下的实验过程：
（查阅资料）红磷的着火点为240℃，白磷的着火点为40℃
（设计实验）首先用排水法收集竹子中的气体，然后同学们设计了如下图所示的两个实验方案来测定氧气含量．
（进行实验）按上述两个方案进行多次实验．
（反思与评价）(1)两个方案中磷的量都应为过量，原因是_________________．
(2)最终两个方案的实验测定结果不同，测定结果比较准确的是方案_______，原因是________．
【答案】（1）更充分的燃烧，耗尽瓶内氧气 （2） 二 装置气密性好
【解析】
（1）测定氧气的含量就要红磷更加充分的燃烧，耗尽瓶内氧气，产生压强差；
（2）方案二的实验始终在密闭装置中进行，结果会更准确，装置气密性好，能保持瓶内气体在反应前不发生改变，
故答案为：（1）更充分的燃烧，耗尽瓶内氧气；（2）二；装置气密性好。
31．某学习小组为探究人体吸入空气的成分，进行了如下探究。
（查阅资料）
（1）通常条件下，白磷与氢氧化钠（NaOH）溶液不反应；
（2）二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应；
（3）金属铁不能与氢氧化钠溶液反应；金属铝（Al）能与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气。
（实验操作、记录、分析）
（实验步骤）：
（1）先_____（填具体实验操作方法），再向锥形瓶中装入VmL氢氧化钠溶液，在医用输液袋中装入VmL人体吸入的空气；
（2）打开弹簧夹K1、K2，缓慢将袋中的气体全部排出。读出量筒（量筒的容积远大于VmL）中液体体积为amL；
（3）_____（填具体实验操作方法），再向烧杯中加入开水，以促使白磷迅速燃烧。白磷燃烧的现象为_____。待瓶中气体冷却至室温，打开K2，读出量筒中液体体积为bmL。从而推断氧气占吸入空气总体积百分数约为_____（写出计算表达式）；
（4）连接装置前若把铁质燃烧匙换为铝质的，则可能后果是_____，原因是_____。
【答案】（1）打开弹簧夹K1、K2，将导管放入盛有水的烧杯中，双手握住锥形瓶，导管口有气泡冒出，且松手后，导管内形成稳定的一段液柱，然后移出导管 （3）关闭弹簧夹K1、K2 产生大量白烟，放出热量 （4）测量结果偏小 金属铝（Al）能与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，氢气增加内部气体体积，压强增大，进入集气瓶水的体积减小，从而使测量结果偏小
【解析】
（1）验证气体组分，因此需要首先检查装置气密性，所以先将装置导管口放入盛水的烧杯，然后利用热胀冷缩原理，观察有无气泡和液柱形成，判断装置气密性是否良好；具体实验操作方法是：打开弹簧夹K1、K2，将导管放入盛有水的烧杯中，双手握住锥形瓶，导管口有气泡冒出，且松手后，导管内形成稳定的一段液柱，然后移出导管。
（3）此时反应需要在密闭环境下进行，所以关闭关闭弹簧夹K1、K2，使锥形瓶内气体充分反应；白磷此时燃烧，产生大量白烟，并且放出热量；根据排出水的体积，可知内部气体体积为amL，反应完毕后，量筒剩余体积为bmL，所以进入锥形瓶内液体体积为（a-b）mL，人体吸入的空气体积为VmL，所以氧气占吸入空气的体积百分数为；
（4）铝与氢氧化钠可以反应生成偏铝酸钠和氢气，此时氢气增加了内部气体体积，造成压强变大，则进入水的体积减小，测得数据结果偏小。
32．200多年前，法国化学家拉瓦锡定量的研究了空气的成分。仿照该实验的原理，某校兴趣小组开展如下探究实验。
（实验1）A组同学按图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）B组同学按图2所示装置，在集气瓶内壁用水均匀涂附铁粉除氧剂(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_______。
(2)实验2中，铁粉除氧剂发生复杂的化学反应，首先是铁粉与氧气、水反应生成氢氧化亚铁固体，该反应的化学方程式是_______。
(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。据图可知，_______(填“实验1”或“实验2”)的测定方法更准确，判断依据是_______。
（查阅资料）①；
②浓硫酸具有吸水性；
③本炭、棉花和蜡烛在密闭容器内燃烧停止后，残留氧气的体积分数分别14%、8%和16%。
（实验3）C组同学设计图5所示装置，利用木炭燃烧的方法测定空气中氧气的体积分数。
（实验结果）燃烧停止，装置冷却后打开止水夹，发现最终进入集气瓶内液体的体积分数小于五分之一、
（提出问题）是什么原因导致测量结果不准确？
（猜想与假设）①木炭用量不足；
②木炭燃烧没有耗尽集气瓶内的氧气；
③木炭燃烧生成其他气体。
（探究1）(4)实验结束后，燃烧匙中还残留有黑色固体，可知猜想_______不成立。
（探究2）(5)小组同学在密闭的集气瓶中进行如下实验。
（探究3）(6)小组同学从木炭燃烧产物的角度猜想还可能是生成了____导致测量结果小于五分之一；于是用注射器抽取集气瓶内剩余气体做了如图6所示的实验，当观察到D中____(写实验现象)，可证明猜想③成立。该实验中，A的作用是____。
（实验结论）C组同学设计的方案不合理。
（实验反思）(7)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)。
（实验拓展）(8)D组同学设计图所示装置，测定用排空气法收集二氧化碳后的集气瓶中二氧化碳的体积分数，从实验原理上分析，该方案_______(填“可行”或“不可行”)。
【答案】（1）产生大量白烟 （2） （3）实验2 反应后，实验1集气瓶内剩余氧气的体积分数是8.6%，实验2集气瓶内氧气几乎要耗尽 （4） ① （5）棉花 棉花燃烧 （6） CO(或一氧化碳) 澄清石灰水变浑浊 吸收剩余气体中的二氧化碳 （7）只能够和空气中氧气反应，生成物不是气体 （8） 可行
【解析】
(1)实验1中，红磷燃烧生成五氧化二磷，主要现象是产生大量白烟；
(2)实验2中，铁粉除氧剂发生复杂的化学反应，首先是铁粉与氧气、水反应生成氢氧化亚铁固体，该反应的化学方程式是；
(3) 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。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。据图可知，实验2的测定方法更准确，判断依据是反应后，实验1集气瓶内剩余氧气的体积分数是8.6%，实验2集气瓶内氧气几乎要耗尽，消耗氧气更充分，测定结果更准确；
(4)实验结束后，燃烧匙中还残留有黑色固体，说明木炭过量，可知猜想①不成立。
(5) 由“猜想②成立”可知反应后装置内仍有氧气，故待燃烧停止，装置冷却后，将燃着的棉花再伸入集气瓶中，棉花继续燃烧；
(6)当氧气不足时，碳燃烧生成一氧化碳，一氧化碳不与水或氢氧化钠反应，不能被氢氧化钠溶液吸收。小组同学从木炭燃烧产物的角度猜想还可能是生成了CO(或一氧化碳)，导致测量结果小于五分之一；于是用注射器抽取集气瓶内剩余气体做了如图6所示的实验，当观察到D中澄清石灰水变浑浊，说明C中发生了氧化铁和一氧化碳在高温条件生成铁和二氧化碳的反应，可证明猜想③成立。该实验中，A的作用是吸收剩余气体中的二氧化碳，防止对一氧化碳的检验产生干扰；
(7)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能且只能与空气中的氧气反应，且生成物不能是气体；
(8)D组同学设计图所示装置，测定用排空气法收集二氧化碳后的氧气瓶中二氧化碳的体积分数，从实验原理上分析，该方案可行。氢氧化钠溶液吸收二氧化碳，集气瓶内气体减少，压强变小，打开弹簧夹后，水倒流入集气瓶内，倒流的水的体积即为瓶内原有二氧化碳的体积。
33．某化学兴趣活动小组为测定空气中氧气的含量，进行如下探究实验：
如图所示，在一个具有刻度和可以滑动的活塞的玻璃容器中放入一粒白磷（白磷燃烧和红磷一样发生的是相同的反应，不同的是所需的最低温度为40℃），将玻璃容器固定好，放在盛有85℃热水的烧杯上。请回答下列问题：
实验中可以看到玻璃容器内白磷燃烧时的现象是_____，该反应的化学方程式是_____。实验结束后，恢复至常温，活塞应停在刻度_____处，出现该现象的原因是：白磷燃烧消耗了空气中氧气而生成了固体，从而使玻璃容器内的压强_____（填“增大”、“减小”或“不变”）。某同学用该容器测定空气中氧气含量，氧气体积含量明显小于五分之一，原因是_____（答一条即可）。
【答案】产生大量白烟 4 减小 白磷量不足
【解析】
白磷燃烧时的现象是：产生大量白烟；白磷和氧气在点然的条件下反应生成五氧化二磷，反应的化学方程式为：；由于空气中氧气约占1/5，而白磷燃烧消耗了氧气，故实验结束后，恢复至常温，活塞应停在刻度4；出现该现象的原因为：白磷燃烧消耗了空气中气态的氧气而生成了固态的五氧化二磷，从而使玻璃容器内的压强减小；测量值偏小原因有：白磷量不足、装置漏气、红磷中含有燃烧后产生气体的杂质等（合理即可）。
34．实验室可用以下两套装置测定空气中氧气的含量（铜粉在加热条件下能与氧气反应生成氧化铜；实验中忽略固体体积的影响）。
（1）图1实验中红磷燃烧的化学方程式为_____。
（2）按如下操作步骤进行图2实验：
I、检查装置气密性。在试管中装入足量的铜粉，塞紧橡胶塞，把注射器甲的活塞推到零刻度处固定，注射器乙中空气的体积为V1 mL。
II、加热铜粉，并反复推拉两支注射器的活塞。
III、熄灭酒精灯，待试管冷却至室温，再次把注射器甲的活塞推到零刻度处固定，注射器乙中剩余气体的体积为V2 mL。
IV、洗净试管并装满水，塞紧橡胶塞，再把水全部倒入量筒中。水的体积为V3mL。
①步骤II中反复推拉两支注射器活塞的目的是_____。
②实验过程中试管内可观察到的现象是_____。
③测得空气中氧气的体积分数为_____（用V1、V2、V3的代数式表示）。
（3）对于图1、图2实验，下列说法正确的是_____。
A 图1、图2实验中的红磷或铜粉可以用硫粉代替
B 图1、图2实验结束后，装置内剩余气体为纯净的氮气
C 图1实验：弹簧夹未夹紧会导致测量结果偏大
D 图2实验：若铜粉量不足会使V2的测量值偏大
E 图2实验：连接好装置，推动注射器甲的活塞，松开手后，活塞回到原刻度，说明装置气密性良好
【答案】（1） （2）使铜和氧气充分反应 铜变成黑色 （3）CDE
【解析】
（1）红磷燃烧生成五氧化二磷，反应的化学方程式为：；
（2）①步骤II中反复推拉两支注射器活塞的目的是使铜和氧气充分反应；
②铜在加热下和氧气反应生成氧化铜，现象为铜变成黑色；
③分析实验可知，测得空气中氧气的体积分数为 ；
（3）A、该实验中的红磷不可以用硫粉代替，因为硫在空气中燃烧生成二氧化硫气体，虽除去氧气，而增加了新的气体，没有形成压强差，不能用来测定空气中氧气含量，故选项说法错误；
B、实验结束后，密闭装置内剩余的气体的主要成分为氮气，还含有稀有气体等，故选项说法错误；
C、图1实验：弹簧夹未夹紧，导致瓶内部分气体膨胀逸出，会导致测量结果大于五分之一，该选项说法正确；
D、图2实验：若铜粉量不足，导致氧气没有反应完，会使V2的测量值偏大，该选项说法正确；
E、连接好装置，推动注射器甲的活塞，松开手后，活塞回到原刻度，说明装置气密性良好，该选项说法正确。
35．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）按图一所示装置，用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的体积分数。
（实验 2）按图二所示装置，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）。利用铁锈腐蚀原理测定空气中氧气的体积分数。
（1）实验 1 中，红磷燃烧的化学方程式是_______。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___________________。
（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。用图一或图二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）。
【答案】（1）4P+5O22P2O5 氧气消耗，瓶内气压减小 （2） 保证装置不漏气
（3）实验 2 实验 2 中消耗氧气更彻底 只和空气中的氧气反应，生成物是固体；选择消耗氧气的物质时，和氧气反应越彻底，实验结果越准确
【解析】
（1）红磷燃烧生成五氧化二磷，反应化学方程式为；待集气瓶冷却后，打开K，由于氧气被消耗，集气瓶内气体压强小于外界大气压，在大气压的作用下水被挤压进入集气瓶。
（2）图1和图2实验中都应注意装置的气密性良好、反应物应足量等，从而提高实验的准确性。
（3）分析图3和图4信息可知，实验2的测定方法更准确，因为实验1中反应后集气瓶内剩余氧气的体积分数为8.6%，而实验2反应后集气瓶中氧气几乎耗尽。
（4）通过上述实验可知，若要寻找红磷或铁粉除氧剂的替代物，该物质应只和空气中的氧气反应，生成物是固体；选择消耗氧气的物质时，和氧气反应越彻底，实验结果越准确。
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
180.0mL
129.5mL
组别
1
2
3
4
5
6
进入集气瓶中的水的体积/mL
20
21
19
20
22
19
硬质玻璃管中空气的体积
反应前注射器中空气体积
反应后注射器中气体体积
实验测得空气中氧气的的体积分数
15mL
15mL
9mL
________
测量项目
实验前
实验后
烧杯中水的体积
烧杯中剩余水的体积
集气瓶（扣除内容物）和导管的容积
体积/mL
80.0
54.5
126.0
实验次数
1
2
3
4
5
6
进入瓶中水的体积约
18
19
20
20
18
19
颜色、状态
熔点/°C
燃烧所需最低温度/°C
密度/g·cm-3
红磷
暗红色固体
590
240
2.34
白磷
白色固体
44.1
40
1.82
实验步骤
实验现象
实验结论
①将足量的红热的木炭伸入装有氧气的集气瓶中
木炭剧烈燃烧
猜想②成立
③ 待燃烧停止，装置冷却后，将燃着的_______(填“棉花”或“蜡烛”)再伸入集气瓶中
_______