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1、易错点11测定空气中氧气含量常考易错陷阱分析测定空气中氧气含量常考易错陷阱分析陷阱一：测定空气中氧气含量实验原理理解不清楚。1.实验药品：红磷注：药品选取时应满足能在空气中燃烧、不与空气中其他气体反应、反应后生成固体，思考：为什么不用S、C、Mg、Fe等物质作为实验药品？S燃烧生成SO2,C燃烧生成CO2,反应后生成气体，反应结束后集气瓶内的气压没变；Mg在空气中燃烧可能会发生3个反应，分别是镁和空气中的氧气燃烧的反应：2Mg+O2=MgO;镁在空气中的氮气燃烧的反应：3Mg+N2=Mg3N2;镁在空气中的二氧化碳燃烧的反应：2MgCO2=2MgO+CFe不能在空气中燃烧也粒2 .实验原理：4
2、P+5O2=2P2O5利用红磷燃烧消集气瓶中的氧气，使集气瓶内压强减小，打开止水夹后，在外界大气压的作用下，水被压入集气瓶中，进入集气瓶的水的体积，即为被消耗的氧气的体积。3 .实验装置陷阱二：测定空气中氧气含量实验的误差分析不够清楚。1 .实验误差分析误差产生原因实验结果小于1/5红磷的量不足装置漏气、使外界空气进入集气瓶集气瓶没有冷却到室温就打开弹簧夹实验前导管没有充满水，其内有少量空气实验结果大于1/5没有夹紧弹簧夹，红磷燃烧时气体膨胀沿导管溢出燃烧匙伸入过慢，装置内气体受热溢出2 .研究证明，当氧气含量降到一定程度后，红磷不再燃烧，并不能将空气中氧气耗尽，误差较大。陷阱三：测定空气中氧
3、气含量实验的改进措施理解不当。基于上述提出的实验分析，对实验进行改进。思路：封闭装置中点燃、测量方法改进1.改变点燃红磷的方法3 .改用白磷作为实验药品白磷着火点低，更容易在点燃方式上进行改进4 .用铜作为耗氧剂（2Cu+2=2CuO）连接装置，并检查装置的气密性。将一支硬质玻璃管注满水（两端用橡胶塞封住），然后打开上端橡胶塞，将水倒入量筒中，记录体积。在另一支相同规格的干燥的硬质玻璃管中装入铜粉，其中一端用气球密封，一端连接注射器。移动注射器活塞，在注射器中留下一定体积的气体，记录体积后与硬质玻璃管另一端密封连接。根据酒精灯的高度，将玻璃管固定在铁架台上。用酒精灯在铜粉部位加热，加热时不断推
4、拉注射器停止加热后，待玻璃管冷却至室温，将气球内的气体全部挤出。待注射器活塞稳定后，记录注射器中气体的体积。5 .用“暖宝宝”中的发热剂（铁粉、碳粉等）或铁粉，原理为铁生锈浸有饱和食盐水的纸袋,内装足量铁粉、活性炭粉【例题1】小乐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.tl时刻后的一段时间内瓶内气压显著增加，其原因是白磷燃烧产生大量白雾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.通过t2时刻瓶内的气压值，可以计算得出氧气约占空气体积的4/5D.t3时刻后的一段时间内瓶内
5、气压又显著增加，其原因打开止水夹，水进入瓶内【答案】D【解答】解：A.H时刻后的一段时间内瓶内气压显著增加，其原因是白磷燃烧产生大量的热，造成气体体积膨胀引起的，故错误；B.从瓶内气压达到最高点直至t2时刻，瓶内温度由低到高，然后慢慢降低至室温，故错误;100-80C.通过t2时刻瓶内的气压值，可以计算得出氧气约占空气体积的1001OO%=20%,故错误；D.t3时刻后的一段时间内瓶内气压又显著增加，其原因是液体进入瓶内后，瓶内气体体积减小,导致气压显著增大，气压增大的本质是气体体积减小，而不是液体进入瓶内，故D正确。o，SOII【易错原因】不熟悉测量氧气体积分数实验中瓶内气压的变化图像中各拐
6、点与实脸对应关系不清晰【方法点拨】1在图像上标出对应的实险阶段1分析气压变化时除气体消耗外，不要忽略温度的影响【例题2】如图，某同学用燃烧红磷的方法测定空气中氧气的体积分数，实验后发现，测得的氧气体积分数小于1/5,对此，你认为下列做法或想法不可取的是（）A.检查实验装置是否漏气B.可能红磷的量不足，没有除尽氧气C.没有冷却至室温就打开止水夹，进入瓶内的水减少D.将红磷改成足量的木炭，重新实验【答案】D【解答】解：A.检查实验装置是否漏气，如果装置漏气，会导致测得的氧气体积分数小于1/5,该选项正确；B.红磷的量不足，氧气有剩余，测得的氧气的体积分数低于1/5,故选项正确；C.没有冷却至室温就
7、观察刻度值，会导致进入瓶内的水减少，从而导致测得的氧气体积分数小于1/5,该选项正确；D.将红磷改为木炭做此试验时，由于木炭燃烧生成二氧化碳气体，木炭燃烧即使能消耗装置内氧气，但又增加另一气体二氧化碳，导致装置内气压变化不大，水倒吸入装置内的量就占不到其容积的1/5,无法测定空气中氧气的含量，该选项错误。故选：Do【例题3】如图所示，测定空气中的氧气含量，闭合电源开关后利用电阻丝放热引燃白磷。下列有关说法正确的是（）足量白磷-电阻丝一A.实验前倾斜U型管，若管内液体始终水平，则装置气密性良好B.白磷燃烧时，可观察到右侧管内液面降低C.装置未冷却时，左侧管内液面始终低于1刻度处D.若电阻丝本身消
8、耗氧气生成某种固体，则实验结果偏大【答案】C【解答】解：这个题目考查的是“空气中氧气含量的测定”这个实验。其原理是：利用红磷燃烧消耗空气中的氧气，使集气瓶内气体体积变小，压强变小，从而在外部大气压的作用下使烧杯内的水进入集气瓶，通过测量进入集气瓶中水的量来确定空气中氧气的体积分数。而在这个实验中则把集气瓶换成了U型管，把研究集气瓶中的空气变成了研究U型管左侧密封的空气,同时药品由教材中的红磷换成了更加易燃的白磷，而点火方式也的所改变。由于白磷燃烧消耗了空气中的氧气，故U型管内左侧气体体积变小，受大气压的影响，左侧液面则会上升；由于液面上升了大约占总体积的1/5,所以得出：空气中的氧气大约占空气
9、体积的1/5.装置冷却到室温时，可观察到U型管内左侧液面上升，约上升至1处。由于液面只是上升了1/5,由此可以得出剩余的气体不支持燃烧，又由于U型管内有水，说明剩余的气体难溶于水。电阻丝本身消耗氧气生成某种固体，对实验结果是没有影响的。故选：Co【强化1】图1为利用气压传感器测定红磷燃烧时集气瓶内气压变化的实验装置。点燃燃烧匙内的红磷后，立即伸入集气瓶中并把塞子塞紧。待红磷熄灭并冷却后，打开止水夹。集气瓶内气压的变化情况如图2.下列说法不正确的是（）气压kpaA. BC段气压增大的主要原因是燃烧放热B. CD段气压减小的主要原因是集气瓶内氧气不断被消耗C. DE段气压增大的主要原因是烧杯中的水
10、进入集气瓶后，气体体积减小D.若用木炭代替红磷完成此实验，集气瓶内气压变化趋势与图2基本一致【答案】D【解答】解：A、BC段气压增大，是因为红磷燃烧放出大量的热，使装置内气压增大，故选项说法正确。B、CD段气压减小的主要原因是，红磷燃烧消耗氧气，使装置内气压减小，故选项说法正确。C、DE段气压增大，是因为烧杯中的水进入集气瓶后，气体体积减小，压强增大，故选项说法正确。D、用木炭代替红磷完成此实验,木炭在空气中燃烧生成二氧化碳气体或者一氧化碳气体甚至是两者的混合气体,虽除去氧气，而增加了新的气体，装置内气压变化不大，集气瓶内气压变化趋势与图2不一致，故选项说法错误。故选：Do【强化2】空气是种宝
11、贵的资源。用如图甲所示装置，测定空气里氧气的含量。实验时先在集气瓶里加入少量水，做上记号。用弹簧夹夹紧乳胶管。点燃燃烧匙内的红磷后，立即伸入瓶中并把塞子塞紧。待红磷熄灭后，发现红磷还有剩余，冷却，打开弹簧夹，烧杯中的水倒流进集气瓶中，液面上升到图中A位置。（1）从上述实验现象可知：氯气约占空气总体积的。请写出其中两点关于剩余气体的有关性质:、:（2）而某同学在做该实验中，A内气体减少的体积小于1/5,试问导致该实验结果的原因可能是（答一种就可）。（3）某化学兴趣小组对此实验装置进行了改进，设计如图乙（选用容积为45m1.的I8180mm的试管作反应容器）实验方案进行，收到了良好的效果。回答下列
12、有关问题：改进实验（铁架台略去）中的操作步骤如下：点燃酒精灯；读取注射器活塞的数据；撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹；将少量红磷平装入试管中，将20m1.的注射器活塞置于IOm1.刻度处，并按图中所示的连接方式固定好，再将弹簧夹紧橡皮管。你认为正确的实验操作顺序是（填序号）。（4）实验中，注射器活塞将从IOm1.刻度处慢慢前移到约为m1.刻度处才停止。【答案】（1）1/5；难溶于水；不支持燃烧等；（2）装置漏气或红磷的量不足或装置未冷却至室温就打开弹簧夹等；（3）;（4）K【解答】解：（1）由题意可知，进入集气瓶的水约占集气瓶空气体积的1/5,所以，氧气约占空气总体积的1/5；由实验的现象可
13、知，氮气不和红磷反应，集气瓶中有水，说明了氮气的性质有：难溶于水、氮气不能支持燃烧；（2）导致该实验值偏小的原因较多，例如：装置漏气或红磷的量不足或装置未冷却至室温就打开弹簧夹等；（3）在图乙的试验中，将少量红磷平装入试管中，将20m1.的注射器活塞置于IOm1.刻度处，并按图中所示的连接方式固定好，再将弹簧夹紧橡皮管；再点燃酒精灯；红磷燃烧后撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹；最后读取注射器活塞的数据。所以实验的步骤顺序是：；（4）由于空气中氧气的体积分数约占空气体积的1/5,在45m1.的空气中有9m1.的氧气，消耗完氧气后，注射器活塞将从IOm1.刻度处慢慢前移到约为Im1.的位置。故答
14、案为：（1）1/5；难溶于水；不支持燃烧等；（2）装置漏气或红磷的量不足或装置未冷却至室温就打开弹簧夹等；（3）；（4）K【强化3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。小涛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25Om1.）中的水的体积为45m1.（铁粉生锈消耗的水忽略不计）。下列说法错误的是（）容积为25Om1.的玻璃瓶A.如果装置漏气，会使测量结果偏小B.本实验数据测得空气中氧气的体积分数为19.6%C.若装置气密性良好，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D.不必等温度计的读数
15、恢复至实验前的温度后就能记录量筒内剩余水的体积【答案】D【解答】解：A.若装置漏气，实验后玻璃瓶中的压强偏大，流入玻璃瓶中的水的体积偏小，会使测量结果偏小，故A正确;45111.B.本次实验数据测得空气中氧气的体积分数约为250m1.-20iD1.l00%=19.6%,故B正确；C.若装置气密性良好，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，故C正确;D.需等温度计读数恢复至实验前的温度才可以记录量筒内剩余水的体积，因为该反应放热，会使气体体积膨胀，不等气体冷却就记录数据，测得的进入集气瓶中的水的体积偏小，从而导致实验结果偏小，故D错误。故选：D。A组中考真题1. （202
16、3杭州）小金利用如图甲所示装置（气密性良好）和试剂测定空气中氧气含量，集气瓶中空气的体积为200m1.,氧气传感器测得集气瓶内氧气的体积分数变化曲线如图乙所示。甲（I）实验开始时，用酒精灯加热粗铜丝,其目的是（2）反应开始到止水夹打开前，集气瓶内可观察到的现象是。（3）小金提出“倒吸入集气瓶中水的体积除以200m1.等于空气中氧气的含量”。据图乙分析,此说法（选填”正确”或”错误”），说明理由：O【答案】（1）引燃白磷。（2）白磷燃烧，产生白烟，放热。（3）错误；白磷不能把集气瓶中的氧气耗尽。【解答】解：（1）实验开始时，用酒精灯加热粗铜丝，其目的是引燃白磷。故答案为：引燃白磷。（2）反应开始
17、到止水夹打开前，集气瓶内可观察到的现象是白磷燃烧，产生白烟，放热。故答案为：白磷燃烧，产生白烟，放热。（3）据图乙分析，此说法错误，是因为白磷不能把集气瓶中的氧气耗尽。故答案为：错误；白磷不能把集气瓶中的氧气耗尽。2. （2022温州）小明认为教室内空气中氧气含量比室外低，于是想用红磷测定教室内空气中氧气的体积分数。老师告诉他，足量的红磷燃烧并不能耗尽空气中的氧气，建议用一氧化氮气体代替红磷进行实验。在老师的指导下，小明进行如图所示实验：用注射器获取Vl毫升教室内的空气，通过导管缓缓地全部推入量筒，与量筒内足量的V2毫升一氧化氮气体混合，待充分反应后，读出量筒中剩余气体体积为V3毫升。说明：V
18、l、V2、V3都是在与教室气温、气压相同的状态下测得。一氧化氮难溶于水，也不与水反应。同温同压下，在氢氧化钠溶液参与下，4体积一氧化氮与3体积氧气恰好完全反应，且产物能完全被溶液吸收。（1）小明用气密性良好的注射器，获取Vl毫升教室内空气的具体操作是（2）实验测得教室内空气中氧气的体积分数为o（用V、V2、V3表示）（3）小明提出，注射器内空气中的二氧化碳也会被氢氧化钠溶液吸收，从而影响实验结果。但老师指出，相比空气中的氧气含量，二氧化碳对实验结果的影响属于“次要因素”，不是“主要因素”，可忽略不计。还有许多科学实验中存在“主要因素”和“次要因素”，请再举一例并指明次要因素。注射器【答案】（1
19、）在教室外，将注射器活塞推到底，将注射器拿到教室，再拉动活塞至刻度为Vl毫升处并密封；3（ii）XK）O%；7%（3）在探究影响重力势能大小的因素实验中，空气阻力是次要因素（合理即可）。【解答】解：（1）用气密性良好的注射器，获取Vl毫升教室内空气的具体操作是在教室外，将注射器活塞推到底，将注射器拿到教室，再拉动活塞至刻度为V1毫升处并密封。（2）用注射器获取Vl毫升教室内的空气，通过导管缓缓地全部推入量筒，与量筒内足量的V2毫升一氧化氮气体混合，待充分反应后，读出量筒中剩余气体体积为V3毫升。则一共消耗一氧化氮和氧气体积为V+V2-V3；由题干信息：同温同压下，在氢氧化钠溶液参与下，4体积一
20、氧化氮与3体积氧气恰好完全反应，且产物能完全被溶液吸收，故氧气体积为3（V+V2-V3）;7T（Vl+V2-V3）3（Vi+Vn-Vo）教室内空气中氧气的体积分数为!100%=-12oo%;Vl7%（3）在探究影响重力势能大小的因素实验中，空气阻力是次要因素（其它合理答案也给分）。故答案为：（1）在教室外，将注射器活塞推到底，将注射器拿到教室，再拉动活塞至刻度为Vl毫升处并密封；3（3Vi）XK）0%；7%（3）在探究影响重力势能大小的因素实验中，空气阻力是次要因素（合理即可）。3. （2021丽水）建构合理的思维模型，既能促进深度学习，又能提高思维品质。小科建构了“两组分混合物含量测定”的思
21、维模型：运用该模型对教材中“测定空气中氧气含量”的实验进行了再探究：忽略含量很低的其它物质,空气可以看成由氮气和氧气组成的两组分混合物。【探究一】根据沸点低的组分先汽化的性质，测定混合物中某组分的含量。（1）将空气转变为液态空气，液氮先汽化。从建模角度分析，该操作属于上述思维模型中的【探究二】根据混合物中某组分发生化学反应，测定混合物中某组分的含量。（2）按图甲装置测定空气中氧气含量时，止水夹最合理的打开时间是（填“反应刚结束时”或“冷却到室温时）;【交流评价】（3）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
22、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”）；【继续探究】（4）运用上述思维模型，小科又设计了图乙的实验装置，其“测定空气中氧气含量”的原理【答案】见试题解答内容【解答】解：（1）将空气转变为液态空气，液氮的沸点低先汽化，从混合物中分离出来，并没有转化为新的物质，因此从建模角度分析，该操作属于上述思维模型中的分离转移；故填：分离转移；（2）为了使测量结果更准确，装置内的压强差最大，因此在步骤中应等集气瓶冷却至室温后才打开止水夹；故填：冷却到室温时；（3）从题目中所给的信息，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，是通过碳与氧气反应生成二氧化碳
23、，然后用氢氧化钠溶液吸收生成的二氧化碳，从而达到测定空气中氧气含量的目的，但木炭燃烧过程中随着反应的进行，氧气越来越少，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，因此生成的气体不能被全部吸收，故测得的氧气含量将偏小；故填：偏小；（4）图乙装置中，测定空气中氧气含量的原理是铜和装置中的氧气反应，生成氧化铜固体，装置内的气体冷却到室温时注射器内减少的体积即为装置内氧气的体积，氧气的体积与反应前装置内的总体积之比即为氧气的含量；故填：铜和装置中的氧气反应，生成氧化铜固体，装置内的气体冷却到室温时注射器内减少的体积即为装置内氧气的体积，氧气的体积与反应前装置内的总体积之比
24、即为氧气的含量。B组最新模拟题1. （2023义乌市模拟）小科设计如图所示的实验装置来同时完成燃烧条件的探究和空气中氧气含量的测定。装置中注射器活塞与内壁摩擦非常小，可忽略不计。查阅资料发现：当容器内的氧气浓度低于一定值时，白磷无法继续与氧气反应。“暖宝宝”能耗尽容器中少量的氧气。实验操作步骤如下：步骤1：;步骤2：将盛有足量白磷的燃烧匙放入空集气瓶中，塞紧塞子，白磷不燃烧步骤3：打开集气瓶塞子，往瓶中倒满80的热水，并塞紧塞子，白磷仍然不能燃烧；步骤4：打开Kl和K2,通过注射器从b管抽水，当注射器中水量达到Vl毫升时，瓶中液面低于燃烧匙底部，此时立即关闭Ki、K2,发现瓶中白磷燃烧；步骤5
25、：待整个装置冷却至室温时，打开K2,发现注射器中的水剩余V2毫升。（1）请补充步骤。（2）步骤进行对照，说明白磷燃烧需要的条件是充足的氧气；（3）该实验测得空气中氧气的含量为o（用VI、V2来表示）（4）小科多次重复上述实验，测得空气中氧气的体积分数远大于21%,原因是【解答】解：（1）实验前一定要检查装置的气密性；故填：检查装置气密性;（2）在实验中，白磷的温度达到了白磷的着火点，步骤3中的白磷没有与氧气接触，所以没有燃烧；步骤4中的白磷与氧气接触，发生了燃烧。结合步骤3、4,说明白磷燃烧需要的条件是燃烧需要氧气；故填：3、4；（3）步骤4中，注射器内的水的体积即为集气瓶内空气的体积，实验结
26、束后，待整个装置冷却至室温时，打开K2发现注射器中的水剩余V2亳升，注射器内的水减少了（V-V2）m1.,这就是白磷燃烧消耗的氧气的体积，所以由此实验得出空气中氧气的含量为：W=Xio。；故填:Vi-V2I】X100%；（4）题干中所给实验开始条件为80的水，实验完成后，待冷却到室温。此处由于冷却到室温导致空气冷缩带来的误差；或没有控制温度恢复到80摄氏度来测量体积而导致空气中氧气的体积分数的偏大。故填：没有控制温度恢复到80C来测量体积。2. （2023衢江区二模）小番利用如图甲的思维模型设计了“探究空气中氧气含量”的家庭实验，用一个有刻度的去底带塞子的瓶子，塞子上插入温度计和粘有“暖宝宝”
27、贴片的铜丝，将瓶子置于水中密封，实验装置如图乙。查阅资料发现：“暖宝宝”贴片内含有铁、活性炭、无机盐、水等物质，可在空气中吸收氧气发生放热反应,反应过程中主要的化学方程式为：2Fe+2+2H2=2Fe（OH）2。“暖宝宝”贴片吸氧能力强，放热迅速。（1）从建模角度分析，“利用暖宝宝贴片消耗空气中的氧气”的操作属于上述思维模型中的（2）整个实验过程中，瓶内液面的变化情况为。（3）小衢待反应结束温度计示数恢复初始温度时记录液面位置（如图丙），并通过计算得到空气中氧气含量。小明认为小衢的操作不严谨，应当调整瓶子在水中的深度，使瓶子内外液面相平再读取刻度，请分析这样操作的理由是什么？【答案】（1）消耗
28、02形成气压差；（2）先下降后上升；（3）使瓶内外气压相等，排除外界大气压的干扰。【解答】解：（1）“利用暖宝宝贴片消耗空气中的氧气”的操作属于上述思维模型中的消耗O2形成气压差，进而通过进入瓶内水的体积来计算空气中的氧气的含量；故答案为：消耗02形成气压差；（2）刚开始暖宝宝吸收氧气会放出热量，瓶内温度升高，使气压增大，将水向下压，故观察到瓶内液面下降；后消耗瓶中的氧气，使得瓶内气压减小，故液面又会上升；故答案为：先下降后上升；（3）如果瓶内水面高于瓶外水面，那么里面的空气受到挤压，不是正常状态的情况，只有内外水面相平时，瓶内和外面的大气压强才相等，得到的才是正常状态下的数据；故答案为：使瓶
29、内外气压相等，排除外界大气压的干扰。3. （2023丽水一模）空气是大家最为熟悉的物质，下图是对空气中氧气体积含量测定的实验装置So【经典赏析】法国化学家用图1装置测出空气中02的体积分数约为20%。该实验选择汞的优点有（填字母）；A.加热时汞只与氧气反应，不与其他气体反应B.反应生成的氧化汞是固态，几乎不影响装置内气体压强C.汞常温下呈液态，便于形成液封，使玻璃钟罩内形成密闭空间【实验回顾】图2用红磷测定空气中氧气含量，某实验小组用足量的红磷和气密性良好的此装置实验多次，测量结果取平均值，测出的氧气含量常常远低于21%,为此进行如下再探究。【探究和分析】如图3装置，接通电源，用高压点火装置引
30、燃红磷，利用传感器技术实时测定实验过程中装置内的压强、温度和氧气浓度，得到三条曲线，变化趋势如图4所示。X曲线表示压强变化趋势，Y曲线表示（选填“温度”或“氧气浓度”）变化趋势；结合Y、Z两条曲线综合分析，X曲线中AB段压强变化的原因是【探究结论】图2实验中02含量偏低的原因是红磷不能把氧气耗尽。【答案】【经典赏析】ABC;【探究和分析】温度；红磷燃烧放热导致的压强增大比消耗氧气导致的压强减小更明显。【解答】解：【经典赏析】A.加热时汞只与氧气反应，不与其他气体反应，说法正确；B.反应生成的氧化汞是固态，几乎不影响装置内气体压强，说法正确；C.汞常温下呈液态，便于形成液封，使玻璃钟罩内形成密闭
31、空间，说法正确；故答案为：ABC；【探究和分析】X曲线表示压强变化趋势，Y曲线表示温度变化趋势；结合Y、Z两条曲线综合分析，图4中AB段压强变化的原因是红磷燃烧放热导致的压强增大比消耗氧气导致的压强减小更明显；故答案为：温度；红磷燃烧放热导致的压强增大比消耗氧气导致的压强减小更明显。4. （2023温州模拟）小明用如图甲装置进行实验操作：点燃足量红磷后迅速塞入集气瓶中使其充分燃烧，火焰熄灭后，待到合适时间，打开止水夹，测出进入集气瓶中水的体积，再重复两次实验，测出空气中氧气的体积分数为24.7%o他认为是燃烧的红磷伸入集气瓶时导致空气外逸使测量值偏大，于是设计了如图乙所示的装置进行实验，测得空
32、气中氧气的体积分数明显变小。甲乙燃料水进入的体积（毫升）占集气瓶体积比例第1次第2次第3次平均值木条41213231.318.5%木炭6.87.17.274.1%（1）实验中待到“合适时间”指得是。（2）对比甲、乙装置的实验及结果，可证明小明的观点。主要原因是（3）小红用图甲装置再进行如下操作：依次用木条、木炭（几乎无火焰）代替红磷，重复红磷的实验操作，数据记录如上表。基于上述数据并结合所学知识，解释小红的实验结果为何支持小明的观点。【答案】（1）冷却至室温；（2）甲装置空气有外逸，乙装置空气无外逸；（3）木条燃烧会使空气外逸，木炭几乎无火焰不会造成空气外逸。【解答】解：（I）如果没有冷却至室
33、温，则集气瓶中压强较大，导致进入集气瓶中的水减少，实验误差增大，所以实验中待到“合适时间”指得是冷却至室温。故答案为：冷却至室温；（2）由于甲是将燃烧后的红磷伸入集气瓶中会造成集气瓶中空气外逸，乙装置的红磷是直接在集气瓶中燃烧的，故主要原因是：甲装置空气有外逸，乙装置空气无外逸。故答案为：甲装置空气有外逸，乙装置空气无外逸；（3）木条燃烧会使空气外逸，木炭几乎无火焰不会造成空气外逸，所以小红的实验结果可以支持小明的观点。故答案为：木条燃烧会使空气外逸，木炭几乎无火焰不会造成空气外逸。5. （2023龙港市模拟）利用图甲所示的教材装置测量空气中氧气的体积分数，选用红磷作为药品是最佳选择吗？某兴趣
34、小组设计并开展了如下实验：准备如图乙的玻璃容器，顶部用密封盖密封，并检查该装置的气密性。将氧气传感器（能实时显示容器内氧气的体积分数）固定在容器内壁，并装入足量的红磷。用激光笔点燃红磷，红磷剧烈燃烧，观察并记录氧气传感器所显示的氧气体积分数的变化情况。用白磷替换红磷重复步骤。换用食品脱氧剂（可以直接与氧气反应，无需点燃的物质）重复上述步骤。根据实验数据，分别绘制三种物质氧化时容器内氧气体积分数随时间的变化情况，如图丙所示。t氧气体积分数（/%）（1）步骤中检查气密性时，将玻璃容器浸没水中，如果观察到则说明气密性不好。（2）装置甲中150毫升集气瓶中装入工的水，量筒内装有50毫升水，根据图丙的实
35、验数据，5用红磷做实验，理论上实验结束后量筒内剩余的水为毫升。（3）根据该兴趣小组的实验结果，用图甲装置测量空气中氧气的体积分数，你会选用哪种药品，并说明理由：【答案】（1）容器内出现水或有气泡冒出；（2）33.2；（3）食品脱氧剂，因为其能耗尽密闭容器内的氧气且不需要点燃（或白磷，因其耗时最短；或红磷，因其着火点、燃烧时间较适宜）。【解答】解：（1）步骤中检查气密性时，将玻璃容器浸没水中，如果观察到容器内出现水或有气泡冒出，则说明气密性不好。（2）装置甲内空气的体积：150m1.（1-1）=120m1.；根据丙图可知，适用红磷最终消耗的5氧气体积为：12Om1.X（21%-7%）=16.8m
36、1.；那么实验结束后量筒内剩余水的体积：50m1.-16.8m1.=33.2m1.o（3）根据该兴趣小组的实验结果，用图甲装置测量空气中氧气的体积分数，我会选择食品脱氧剂，因为其能耗尽密闭容器内的氧气且不需要点燃；我会选择白磷，因其耗时最短；我会选择红磷，因其着火点、燃烧时间较适宜。故答案为：（1）容器内出现水或有气泡冒出；（2）33.2；（3）食品脱氧剂，因为其能耗尽密闭容器内的氧气且不需要点燃（或白磷，因其耗时最短；或红磷，因其着火点、燃烧时间较适宜）。6 .（2023瑞安市模拟）小徐对教材中“测定空气中氧气的含量”的实验，进行了改进。在一个带有刻度玻璃管上端用单孔胶塞连接一个注射器，将玻
37、璃管下端竖直插入装有冷水的水槽，并在管内水面上用金属饮料瓶盖盛放足量白磷，使其保持漂浮。调节注射器活塞，使玻璃管内水面恰好与零刻度线相平，关闭止水夹。假设此实验能按照设想正常进行，且白磷所占体积与导管内的气体体积忽略不计。（1）实验中选用白磷而非红磷，是因为；（2）闭合电路中的开关，用电热丝加热水槽中的水用于引燃白磷，玻璃管内液面的变化情况是（选填“下降”、“上升”、“先下降后上升”或“先上升后下降待装置冷却后，读取玻璃管内水面所在刻度并计算空气中氧气的体积分数；（3）从环保的角度看，本实验比教材中实验方案的优势在于止水夹【答案】见试题解答内容【解答】解：（1）实验中选用白磷而非红磷，是因为白
38、磷着火点比红磷低，容易点燃。故填：白磷着火点比红磷低，容易点燃。（2）白磷燃烧放热，导致液而下降，完全反应后冷却至室温，压强减小，导致液面上升，因此玻璃管内液面的变化情况是先下降后上升。故填：先下降后上升。（3）从环保的角度看，本实验比教材中实验方案的优势在于：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。故填：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。7 .（2023瓯海区二模）某科学兴趣小组的的同学在学习了空气中氧气含量的测定的基础上，
39、改进了教材中的实验，设计出如图所示的实验装置。实验步骤如下：如图连接仪器，检查装置的气密性良好。在集气瓶里装入适量a体积的水，燃烧匙里放一块白磷，在酒精灯上把玻璃棒下端加热，按图示把集气瓶中的空气密封起来，把集气瓶内的长导管伸到瓶底，长导管的另一端放入盛有足量水的烧杯中。把先预热过的玻璃棒按下与白磷接触，观察到白磷立即着火燃烧产生大量白烟，同时放热。待白磷燃烧熄灭后，稍加振荡，白烟消失。待集气瓶完全冷却至室温，量出集气瓶中水的体积为b,整个集气瓶的体积为c。根据a、b、C三个数据，计算出空气中氧气的体积分数。根据以上实验信息，回答下列有关问题：（1）在白磷开始燃烧到最后熄灭的过程中，集气瓶内水
40、面变化的情况是O（2）若实验成功，请写出a、b、C三个数据应满足的一个等式关系：C=o（3）小组成员小明无意间发现步骤集气瓶内的水中滴加几滴石蕊试液，会变红。这一现象使得组内成员积极地开展讨论，小科认为是由于二氧化碳溶于水，使溶液显酸性。但小明马上反对：空气中的二氧化碳含量很少，而实验中又没有产生二氧化碳，短时间内不可能使溶液显酸性。请根据正确的的观点，对变红现象提出大胆的猜想：【答案】（1）先下降后上升；（2）5b-4a；（3）可能是白磷燃烧生成的五氧化二磷溶于水，导致溶液显酸性（或五氧化二磷与水反应生成酸）。【解答】解：（1）白磷燃烧时会放出大量的热，集气瓶内空气受热体积膨胀，气压增大，使
41、集气瓶内的水沿玻璃管流入烧杯内；燃烧停止后，温度下降，瓶内气压减小，烧杯中的水就会沿着玻璃管再流入集气瓶内；（2）由于氧气约占空气体积的五分之一，若实验成功，a、b、C三个数据应满足的一个等式关系是：（ba）=（c-a）1;即c=5b-4a;5（3）可能是白磷燃烧生成的五氧化二磷溶于水显酸性，滴加几滴紫色石蕊试液，会变红。故答案为：（1）先下降后上升；（2）5b-4a；（3）可能是白磷燃烧生成的五氧化二磷溶于水，导致溶液显酸性（或五氧化二磷与水反应生成酸）。8. （2023舟山一模）建构合理的思维模型，既能促进深度学习，又能提高思维品质，小舟建构了“混合体系中，某物质含量的测定”的思维模型:（
42、易）则量产测物Al不易测量反应转化物B易测量物测定含量混合体系|其它成分图甲运用该模型对教材中“测定空气中氧气含量”的实验进行了探究:（1）图甲中“测定含量”对应于图乙装置中的测定。（2）为了保证实验结果的准确性，对图甲中反应转化物B有什么要求？（写出一点即可）【答案】（1）氧气含量；（2）只和氧气反应，生成物不是气体。【解答】解：（1）图乙装置中氧气含量的测定，是测定易测量物的含量，则图甲中“测定含量”对应于图乙装置中氧气含量的测定。（2）图甲中“测定含量”，指的是测定易测量物的含量，不易测量经过反应转化物B,转化为易测量物。为了保证实验结果的准确性，对图甲中所选择的反应转化物B的要求是只和
43、氧气反应，生成物不是气体。故答案为：（1）氧气含量；（2）只和氧气反应，生成物不是气体。9. （2022衢江区校级模拟）小柯和小衢两位同学为测定空气中氧气的体积分数，设计了不同的实（1）小柯同学设计的装置如图甲。在“金属梯”的每一步的凹处放置一颗用滤纸吸干水后的白磷，用放大镜会聚手电筒光于靠近水面的一步“金属梯”处的白磷上。放置在“金属梯”其他位置的白磷不需手电筒照射也能燃烧，其原因是（2）小衢同学设计的装置如图乙。将一定质量的铜粉放入玻璃管中，用酒精灯加热铜粉，加热的同时来回慢慢抽拉注射器活塞直至反应结束。加热前，注射器内空气体积为30毫升。（细玻璃管的体积忽略不计，实验开始前与实验结束后气
44、球均呈最瘪状态。）实验中还需读取或测量的值有,才能测出空气里氧气的体积分数。该小组同学测出的空气里氧气的体积分数偏小，其原因可能是。（写出2点）【答案】（1）使白磷自燃发出热量，使上层的白磷温度达到着火点而燃烧；（2）试管内空气的体积；铜粉的量不足、装置漏气。【解答】解：（1）用放大镜会聚手甩筒光于靠近水面的一步“金属梯处的白磷上，使白磷自燃发出热量，使上层的白磷温度达到着火点而燃烧；（2）反应结束后，铜粉不仅消耗了注射器中空气中的氧气，还消耗了试管内空气中的氧气，所以实验中还需读取或测量的值有试管内空气的体积，这样才能测出空气里氧气的体积分数；当铜粉的量不足时.，装置内氧气不能完全被有耗、装
45、置漏气都能导致则出的空气里氧气的体积分数偏小。故答案为：（1）使白磷自燃发出热量，使上层的白磷温度达到着火点而燃烧；（2）试管内空气的体积；铜粉的量不足、装置漏气。10. （2022龙港市模拟）某同学利用如图装置验证空气中氧气的体积分数，将装有足量红磷的燃烧匙置于瓶内中间，并把装有足量白磷的燃烧匙浸没在蒸镭水下。图乙表示用氧气传感器测量的容器内氧气浓度变化曲线图。他用激光笔点燃红磷。【提出问题】红磷在烧瓶内熄灭后，瓶中是否有氧气剩余？【猜想假设】猜想：有氧气剩余；无氧气剩余。【实验验证】待装置完全冷却后，将装有白磷的燃烧匙提出水面，用激光笔点燃白磷。【得出结论】分析图乙得出，猜想正确（填或）。
46、【反思交流】（I）根据本实验的结论，教材中用“燃烧红磷测定空气中氧气含量”的方法是否可行并说明理由O（2）曲线DE段氧气浓度变化的主要原因是。（3）查阅资料，验证空气中氧气体积分数，可利用铁的缓慢氧化，将空气中氧气浓度消耗至0.2%.如图丙将足量细铁丝置于试管底部，并倒扣在装有水的烧杯中，一段时间后你将看到的现象是o【答案】见试题解答内容【解答】解：【得出结论】白磷能够燃烧，说明装置中含有氧气，即红磷没有把装置中的氧气耗尽，因此猜想正确；故填：；【反思交流】（1）课本上用“燃烧红磷测定空气中氧气含量”的方法是不严谨的，其理由是足量红磷不能把装置中的氧气耗尽。故填：不可行；足量红磷不能把装置中的氧气耗尽；（2） DE段：白磷燃烧消耗氧气，导致氧气浓度减小；故填：白磷燃烧消耗氧气；（3） 一段时间后将看到的现象是细铁丝绒生锈，试管中的液面约上升至试管中空气总体积的五分之一处。故填：细铁丝生锈，试管中的液面约上升至试管中空气总体积的五分之一处。
