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2024福建中考化学二轮中考题型研究 微专题9 空气中氧气含量的测定（课件）
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这是一份2024福建中考化学二轮中考题型研究 微专题9 空气中氧气含量的测定（课件），共27页。PPT课件主要包含了耗尽集气瓶中的氧气，偏差分析，气密性不好，混合物，N2或氮气，难溶于水，不燃烧也不支持燃烧，测量结果更准确，化合反应，氮气或N2等内容，欢迎下载使用。
1. 实验原理利用红磷在充满空气的密闭容器中燃烧，消耗密闭容器中的氧气，使密闭容器内压强_____(填“增大”或“减小”)，在大气压的作用下，烧杯中的水进入密闭容器中，______________________即为减少的氧气的体积。
进入密闭容器中水的体积
2. 实验药品及装置(1)药品：红磷(2)装置： 3. 反应原理：____________________(用化学方程式表示)。
4. 实验现象(1)集气瓶中红磷燃烧的现象为__________________________________。[2023.17(1)](2)装置冷却至室温后，打开弹簧夹，烧杯中的水沿导管进入集气瓶内，集气瓶中水面上升至约刻度__(填数字)处。5. 实验结论空气中的氧气约占空气总体积的____。
剧烈燃烧，产生大量白烟，放出热量
6. 实验反思(1)实验过程中，红磷要足量的原因____________________。(2)集气瓶中水的作用：一是加速冷却；二是________________________。(3)实验后打开弹簧夹，水能倒吸入集气瓶中的原因是______________________________________________________________。[2023.17(1)]
吸收反应生成的五氧化二磷
红磷燃烧消耗集气瓶中的氧气，使集气瓶内气体压强小于外界大气压
7. 药品的选择若不对装置进行改进，下列药品不能直接代替红磷的原因是：(1)铁丝：_______________________________；(2)炭粉：_________________________________________________________________________________；(3)蜡烛：_________________________________________________________________________________________。
不能，因为铁丝在空气中不能燃烧 不能，因为炭粉燃烧生成的气体(CO2和CO)不能被集气瓶内的水完全吸收，无法形成压强差 不能，蜡烛在空气中燃烧会生成二氧化碳气体，CO2不能被集气瓶内的水完全吸收，无法形成压强差
【总结】药品选择原则：①能在空气中点燃；②只能与空气中的氧气反应；③尽可能选择与氧气反应只生成固体的物质，若反应生成气体，则该气体可被某溶液充分吸收。
9. 实验拓展(1)由此可以推理出空气属于_______(填“纯净物”或“混合物”)。(2)实验结束后，集气瓶内剩余气体的主要成分为___________。根据实验现象分析，该气体具有的性质是_________、__________________。
10. 装置的评价与改进(1)教材实验装置的不足①将燃着的红磷伸入集气瓶时，会使空气受热逸出，使测量结果______(填“偏大”“偏小”或“不变”)；且红磷在空气中燃烧生成的五氧化二磷有毒，会污染空气。②集气瓶的刻度读数很粗略；且会有部分水残留在导管中，使测量结果偏小。③红磷燃烧消耗集气瓶内的氧气不彻底，使实验结果偏小。
(2)实验装置的改进①改进点燃方式：如图1、2、3所示，在实验过程中不打开装置，通过不同的点燃方式点燃药品，既能减少对空气的污染，又能减小实验误差。
②改进测量方式：如图4、5、6所示，用注射器、量筒、活塞代替原实验中的烧杯，优点是_______________。
a. 图4装置中，待白磷燃烧结束后，冷却到室温，可观察到注射器内剩余水的体积为___mL；b. 图5集气瓶中空气体积为300 mL，量筒内装水时的读数为100 mL，实验操作规范，装置气密性良好，则最终量筒中剩余水的体积应为___mL；
c. 图6(白磷所占体积忽略不计)中待白磷燃烧结束后，冷却到室温，可观察到注射器活塞停留在约___(填数字)处。③实验原理创新：除红磷燃烧外，还可以用加热铜粉、铁生锈等方法测定空气中氧气的含量。
1. 如图1为测定空气中氧气含量的实验装置，请回答相关问题：(1)红磷燃烧时的现象是_______________________________________。(2)写出红磷燃烧的化学方程式____________________。该反应属于________(填基本反应类型)。
剧烈燃烧，放出热量，产生大量的白烟
4P＋5O2 2P2O5
(3)下面是某同学利用图1装置测定空气中氧气含量的实验步骤：①在集气瓶内加入少量水，并将水面上方空间分为5等份；②点燃燃烧匙内的红磷后，立即伸入瓶中并把塞子塞紧，观察现象；③待红磷熄灭后，立即打开弹簧夹，观察现象；④用弹簧夹夹紧胶皮管；其中有错误的实验步骤是___(填序号，下同)，改进后正确的实验步骤依次为_______________________。点燃红磷前，需要用弹簧夹夹紧胶皮管的原因是_______________________________________。
①④②③(或④①②③)
防止红磷燃烧放热导致集气瓶中的气体逸出
(4)实验结束后，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_______________________________________________。 (5)实验结束后，集气瓶内水面上升到一定高度后，不能继续上升，瓶内剩余的气体主要是__________，这种现象说明该气体具有_______________________________的性质。
红磷量不足(或未等装置冷却至室温便打开弹簧夹等)
难溶于水、不燃烧也不支持燃烧
(6)[创新设问](2021丽水)已知：在氧气不充足时，碳与氧气反应生成一氧化碳，一氧化碳不溶于水且不与碱反应。小科用足量木炭替换红磷，等体积氢氧化钠浓溶液替换集气瓶中的水，规范操作后，测得的氧气含量将_____(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
创新考法(7)[创新装置](2021厦门5月质检)利用如图2装置验证空气中氧气的含量。用激光笔点燃白磷，待白磷熄灭后，冷却至室温，将玻璃管右端竖直浸入水槽中，水下取出橡胶塞后再进行读数。下列叙述错误的是( )A. 白磷需过量B. 点燃白磷后，移动磁铁使装置内的氧气充分消耗C. 读数时，应调整玻璃管高度使水槽内液面与管内液面相平D. 若实验操作无误，可观察到管内液面高度在玻璃管刻度“1”处
(8)[创新装置](2022北京)如图3左管中燃烧匙盛有足量白磷，右管中盛有水：Ⅰ.光照引燃白磷；Ⅱ.待白磷熄灭，冷却，打开K2，至液面不再变化，右管中液体的高度为h1。打开K2，右管液面下降，原因是________________________________________________________；计算空气中氧气体积分数的表达式为_____________(用h0，h1表示)。
左管内白磷燃烧消耗O2，压强变小，右管中液体被压入左管
(9)[利用其他原理测定空气中氧气的含量](2021东营改编)如图4是测定空气中氧气含量的实验。对该实验的认识不正确的是( )A. 要等到装置冷却至室温后再读数，否则测定结果偏小B. 该实验中的铜粉换成铁粉无法达到实验目的C. 将装置1中的气球更换为注射器(见装置2)，可使空气与铜粉接触更充分，数据更加准确D. 正确操作情况下，反应消耗氧气的体积应该是反应前注射器内气体和玻璃管内气体体积总和的
(10)[数字化实验](2023兰州改编)为了帮助同学更好地理解空气中氧气含量测定的实验原理，老师利用现代传感器技术，实时测定了图1装置内压强、温度和氧气浓度，三条曲线的变化趋势如图5所示。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5中AB段压强变化的原因____________________________________，推测压强变化至C点时进行操作是_____________。
红磷燃烧放热，气体受热膨胀，压强变大
2. [测定密闭容器中某种气体的体积分数](2023福建)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)。
氧气被消耗，集气瓶内气体压强小于外界大气压
装置的气密性良好(或红磷和铁粉除氧剂足量等)
(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，______(填“实验1”或“实验2”)的测定方法更准确，判断依据是_____________________________________________________________________________。
反应后，实验1集气瓶中剩余氧气的体积分数为8.6%，而实验2集气瓶中氧气几乎耗尽
(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)。
只能和空气中的氧气反应，生成物不影响测定结果
1. 实验原理利用红磷在充满空气的密闭容器中燃烧，消耗密闭容器中的氧气，使密闭容器内压强_____(填“增大”或“减小”)，在大气压的作用下，烧杯中的水进入密闭容器中，______________________即为减少的氧气的体积。
进入密闭容器中水的体积
2. 实验药品及装置(1)药品：红磷(2)装置： 3. 反应原理：____________________(用化学方程式表示)。
4. 实验现象(1)集气瓶中红磷燃烧的现象为__________________________________。[2023.17(1)](2)装置冷却至室温后，打开弹簧夹，烧杯中的水沿导管进入集气瓶内，集气瓶中水面上升至约刻度__(填数字)处。5. 实验结论空气中的氧气约占空气总体积的____。
剧烈燃烧，产生大量白烟，放出热量
6. 实验反思(1)实验过程中，红磷要足量的原因____________________。(2)集气瓶中水的作用：一是加速冷却；二是________________________。(3)实验后打开弹簧夹，水能倒吸入集气瓶中的原因是______________________________________________________________。[2023.17(1)]
吸收反应生成的五氧化二磷
红磷燃烧消耗集气瓶中的氧气，使集气瓶内气体压强小于外界大气压
7. 药品的选择若不对装置进行改进，下列药品不能直接代替红磷的原因是：(1)铁丝：_______________________________；(2)炭粉：_________________________________________________________________________________；(3)蜡烛：_________________________________________________________________________________________。
不能，因为铁丝在空气中不能燃烧 不能，因为炭粉燃烧生成的气体(CO2和CO)不能被集气瓶内的水完全吸收，无法形成压强差 不能，蜡烛在空气中燃烧会生成二氧化碳气体，CO2不能被集气瓶内的水完全吸收，无法形成压强差
【总结】药品选择原则：①能在空气中点燃；②只能与空气中的氧气反应；③尽可能选择与氧气反应只生成固体的物质，若反应生成气体，则该气体可被某溶液充分吸收。
9. 实验拓展(1)由此可以推理出空气属于_______(填“纯净物”或“混合物”)。(2)实验结束后，集气瓶内剩余气体的主要成分为___________。根据实验现象分析，该气体具有的性质是_________、__________________。
10. 装置的评价与改进(1)教材实验装置的不足①将燃着的红磷伸入集气瓶时，会使空气受热逸出，使测量结果______(填“偏大”“偏小”或“不变”)；且红磷在空气中燃烧生成的五氧化二磷有毒，会污染空气。②集气瓶的刻度读数很粗略；且会有部分水残留在导管中，使测量结果偏小。③红磷燃烧消耗集气瓶内的氧气不彻底，使实验结果偏小。
(2)实验装置的改进①改进点燃方式：如图1、2、3所示，在实验过程中不打开装置，通过不同的点燃方式点燃药品，既能减少对空气的污染，又能减小实验误差。
②改进测量方式：如图4、5、6所示，用注射器、量筒、活塞代替原实验中的烧杯，优点是_______________。
a. 图4装置中，待白磷燃烧结束后，冷却到室温，可观察到注射器内剩余水的体积为___mL；b. 图5集气瓶中空气体积为300 mL，量筒内装水时的读数为100 mL，实验操作规范，装置气密性良好，则最终量筒中剩余水的体积应为___mL；
c. 图6(白磷所占体积忽略不计)中待白磷燃烧结束后，冷却到室温，可观察到注射器活塞停留在约___(填数字)处。③实验原理创新：除红磷燃烧外，还可以用加热铜粉、铁生锈等方法测定空气中氧气的含量。
1. 如图1为测定空气中氧气含量的实验装置，请回答相关问题：(1)红磷燃烧时的现象是_______________________________________。(2)写出红磷燃烧的化学方程式____________________。该反应属于________(填基本反应类型)。
剧烈燃烧，放出热量，产生大量的白烟
4P＋5O2 2P2O5
(3)下面是某同学利用图1装置测定空气中氧气含量的实验步骤：①在集气瓶内加入少量水，并将水面上方空间分为5等份；②点燃燃烧匙内的红磷后，立即伸入瓶中并把塞子塞紧，观察现象；③待红磷熄灭后，立即打开弹簧夹，观察现象；④用弹簧夹夹紧胶皮管；其中有错误的实验步骤是___(填序号，下同)，改进后正确的实验步骤依次为_______________________。点燃红磷前，需要用弹簧夹夹紧胶皮管的原因是_______________________________________。
①④②③(或④①②③)
防止红磷燃烧放热导致集气瓶中的气体逸出
(4)实验结束后，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_______________________________________________。 (5)实验结束后，集气瓶内水面上升到一定高度后，不能继续上升，瓶内剩余的气体主要是__________，这种现象说明该气体具有_______________________________的性质。
红磷量不足(或未等装置冷却至室温便打开弹簧夹等)
难溶于水、不燃烧也不支持燃烧
(6)[创新设问](2021丽水)已知：在氧气不充足时，碳与氧气反应生成一氧化碳，一氧化碳不溶于水且不与碱反应。小科用足量木炭替换红磷，等体积氢氧化钠浓溶液替换集气瓶中的水，规范操作后，测得的氧气含量将_____(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
创新考法(7)[创新装置](2021厦门5月质检)利用如图2装置验证空气中氧气的含量。用激光笔点燃白磷，待白磷熄灭后，冷却至室温，将玻璃管右端竖直浸入水槽中，水下取出橡胶塞后再进行读数。下列叙述错误的是( )A. 白磷需过量B. 点燃白磷后，移动磁铁使装置内的氧气充分消耗C. 读数时，应调整玻璃管高度使水槽内液面与管内液面相平D. 若实验操作无误，可观察到管内液面高度在玻璃管刻度“1”处
(8)[创新装置](2022北京)如图3左管中燃烧匙盛有足量白磷，右管中盛有水：Ⅰ.光照引燃白磷；Ⅱ.待白磷熄灭，冷却，打开K2，至液面不再变化，右管中液体的高度为h1。打开K2，右管液面下降，原因是________________________________________________________；计算空气中氧气体积分数的表达式为_____________(用h0，h1表示)。
左管内白磷燃烧消耗O2，压强变小，右管中液体被压入左管
(9)[利用其他原理测定空气中氧气的含量](2021东营改编)如图4是测定空气中氧气含量的实验。对该实验的认识不正确的是( )A. 要等到装置冷却至室温后再读数，否则测定结果偏小B. 该实验中的铜粉换成铁粉无法达到实验目的C. 将装置1中的气球更换为注射器(见装置2)，可使空气与铜粉接触更充分，数据更加准确D. 正确操作情况下，反应消耗氧气的体积应该是反应前注射器内气体和玻璃管内气体体积总和的
(10)[数字化实验](2023兰州改编)为了帮助同学更好地理解空气中氧气含量测定的实验原理，老师利用现代传感器技术，实时测定了图1装置内压强、温度和氧气浓度，三条曲线的变化趋势如图5所示。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5中AB段压强变化的原因____________________________________，推测压强变化至C点时进行操作是_____________。
红磷燃烧放热，气体受热膨胀，压强变大
2. [测定密闭容器中某种气体的体积分数](2023福建)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)。
氧气被消耗，集气瓶内气体压强小于外界大气压
装置的气密性良好(或红磷和铁粉除氧剂足量等)
(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，______(填“实验1”或“实验2”)的测定方法更准确，判断依据是_____________________________________________________________________________。
反应后，实验1集气瓶中剩余氧气的体积分数为8.6%，而实验2集气瓶中氧气几乎耗尽
(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)。
只能和空气中的氧气反应，生成物不影响测定结果
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