2020年中考试题汇编《测定空气里氧气含量的探究》

1、测定空气里氧气含量的探究1、（2020舟山）为提高测定空气中氧气含量实验的精确度，科学兴趣小组对课本实验进行了创新改进。【实验步骤】取一根玻璃管，用橡皮塞将一端密封；将食品脱氧剂粉末迅速装入玻璃管，立即向管口注入一滴水将玻璃管密封，水滴的下端标为A弹动玻璃管使脱氧剂粉末分布均匀且紧密，脱氧剂的上端标为O，如图甲所示；水平滚动玻璃管，使食品脱氧剂粉末平铺在玻璃管中，静置至水滴不再移动时，水滴的右端标为B，如图乙所示；用刻度尺测量出AO段和AB段的长度，井计算出AB与AO的比值，将数据记录在表格中；洗涤、干燥实验装置，重复上述实验。实验次数AO/mmAB/mmAB/AO1523.5109.50.2

2、0922525.5110.00.20933527.0110.50.2097【得出结论】根据表格中的实验数据，可知空气中氧气含量为 。（用百分数表示）【思考讨论】实验步骤中，将食品脱氧剂粉末平铺在玻璃管中的目的是 。实验步骤中，如果玻璃管内的脱氧剂粉末分布不够紧密，会使实验结果偏大，其原因是 【答案】解：【得出结论】根据上述实验结果，计算三次平均值，即可求出空气中氧气的含量，所以氧气含量= ；故答案为：20.94%。【思考讨论】粉末平铺后，增加了粉末与气体的接触面积，利用脱氧剂与氧气充分接触，保证反应充分进行，使测试结果更为准确；故答案为：增大接触面积，使氧气被脱氧剂粉末充分吸收。粉末不够紧密，

3、造成内部存在间隙，使得初始气体体积变小，而当吸收氧气完成后，粉末紧密分布，造成吸收气体体积增大的现象，所以导致测试结果偏大；故答案为：粉末分布不紧密会使空气混入粉末缝隙内，造成初始气体体积变小，当实验结束时，粉末紧密分布，使吸收气体的体积变大，导致最终测试结果偏大。 2、（2020济宁）甲、乙、丙三个实验小组分别利用2g铜粉“测定空气中氧气的含量”，实验装置见图。课外兴趣小组为研究实验中铜粉的氧化情况，又进行以下实验：兴趣小组将甲、乙、丙三个实验小组硬质玻璃管中的残留固体全部取出，称量后，置于烧杯中；在烧杯中加入足量稀硫酸使之充分反应，将剩余固体过滤、洗涤、干燥、称量；相关数据见下表：甲组乙组

4、丙组反应前固体质量2.016g2.016g2.024g反应后固体质量1.936g1.936g1.904g（1）烧杯中发生反应的化学方程式为 ；（2）甲、乙两组实验数据相同，残留固体中氧化铜的质量为 ，丙组残留固体中氧化铜的质量为 。（3）兴趣小组通过分析数据得出：甲、乙两组实验数据更接近实际空气中氧气的含量，丙组差异较大。你认为丙组在“测定空气中氧气的含量”实验中，可能存在的操作失误是 。解：（1）铜与硫酸不反应，氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜和水；故填：CuO+H2SO4=CuSO4+H2O；（2）加热后的固体中加入足量的稀硫酸后，剩余的固体是不与硫酸反应的铜，则甲、乙两组实验数据相同，残留固体

5、中氧化铜的质量为2.016g-1.936g=0.08g；丙组残留固体中氧化铜的质量为2.024g-1.904g=0.12g；故填：0.08g；0.12g；（3）兴趣小组通过分析数据得出：甲、乙两组实验数据更接近实际空气中氧气的含量，丙组差异较大。你认为丙组在“测定空气中氧气的含量”实验中，可能存在的操作失误是装置漏气，导致少量空气进入，所以生成的氧化铜质量偏大；故填：装置漏气。3、实验室常用如图装置测定空气中氧气的含量。【实验原理】该实验反应的原理是 （用文字表达式表示）。【实验步骤】具体实验步骤有：在硬质玻璃管中装入铜粉，两端塞上带导管的橡皮塞，其中一端用气球密封；测量出实验所用硬质玻璃管的

6、体积；停止加热后，待试管冷却至室温，注射器活塞稳定后，记录注射器中气体的体积；用酒精灯在铜粉部位加热，加热时不断推拉注射器：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，并将硬质玻璃管固定在铁架台上。（1）正确的操作步骤为  （填数字序号）；（2）在实验加热过程中，硬质玻璃管中观察到的现象是 ； 小气球的作用是 缓慢推拉注射器活塞的目的是 。【实验记录】下表是甲、乙、丙三组同学记录的实验数据：实验小组硬质玻璃管的容积/mL反应前注射器中气体体积/mL反应后注射器中气体体积/mL反应消耗的氧气体积/mL空气中氧气的体积分数（%）甲4515

7、41118.3乙401851322.4丙5020614142020填写上表中空白，帮助丙组同学完成实验数据的统计；【实验分析】从上述数据中可知，该实验存在一定误差，导致该实验数据比21%小的原因不可能是 （填数字序号）。没有缓缓推拉注射器活塞；读数时没有冷却至室温；加入铜丝量太多；反应后读数时小气球中气体未全部挤出解：【实验原理】该实验反应的原理是：铜和氧气在加热的条件下生成氧化铜；故答案为：铜+氧气氧化铜；【实验步骤】实验步骤中，正确的操作步骤为：测量出实验所用硬质玻璃管的体积；在硬质玻璃管中装入铜粉，两端塞上带导管的橡皮塞，其中一端用气球密封；移动注射器活塞，在注射器中留下一定体积的气体，

8、记录体积后与硬质玻璃管另一端密封连接，并将硬质玻璃管固定在铁架台上；用酒精灯在铜粉部位加热，加热时不断推拉注射器；停止加热后，待试管冷却至室温，注射器活塞稳定后，记录注射器中气体的体积。在实验加热过程中，硬质玻璃管中观察到的现象是：铜粉逐渐变成黑色；小气球的作用是：起缓冲作用，防止气压过大将活塞鼓开；缓慢推拉注射器活塞的目的是：使铜与氧气充分反应；故答案为：（1）；（2）铜粉逐渐变成黑色；起缓冲作用，防止气压过大将活塞鼓开；使铜与氧气充分反应；【实验记录】丙同学记录的实验数据：反应消耗的氧气体积=20mL-6mL=14mL，空气中氧气的体积分数=；故答案为：14；20；【实验分析】从上述数据中

9、可知，该实验存在一定误差，导致该实验数据比21%小的原因不可能是：加入铜丝量太多；故答案为：；4、空气中氧气含量测定的再认识。【实验回顾】图1是实验室用红磷燃烧来粗略测定空气中氧气含量的装置。（1）写出红磷燃烧的化学方程式 。（2）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。（3）上面的实验同时证明了氮气有 的化学性质；实验完毕，若进入集气瓶中水的体积不到集气瓶中原空气体积的1/5，你认为导致这一结果的原因可能是 （写一条）上述实验中红磷不能用木炭代替，原因是 ；【问题提出】有

10、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，测置结果与理论值误差较大。【实验改进】根据铁在空气中生锈的原理（铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学反应的过程）设计图2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。测得实验数据如表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/ml80.054.5126.0【表达交流】（1）铁生锈过程发生复杂的化学反应，首先是铁与氧气、水反应生成氢氧化亚铁Fe（OH）2，写出该反应的化学方程式 。（2）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

11、是 （计算结果精确到0.1%）。（3）从实验原理角度分析，改进后的实验结果比前者准确度更髙的原因：（写出其中一个原因） ； 。解：【实验回顾】（1）红磷在空气中燃烧生成五氧化二磷，反应的化学方程式为：4P+5O22P2O5故答案为：4P+5O22P2O5；（2）红磷燃烧消耗氧气，使瓶内的气压变小，水倒吸，故填：气压；（3）红磷没有充分燃烧，反应后剩余，可以判断氮气不能支持燃烧，且不和磷反应。故答案为：不能支持燃烧，且不和磷反应；要考虑药品的量可能不足造成没有将氧气完全消耗，同时要考虑装置在药品的量足够的情况下因为气密性不好，导致液体不能等体积进入而引起结果偏低。故答案为：红磷的量不足；或装置气

12、密性不好；或装置未冷却到室温就打开弹簧夹；因为木炭燃烧生成二氧化碳气体，集气瓶内的气体没有减少，不能测定空气中氧气的含量，所以实验中不能用木炭代替红磷。故填：木炭燃烧生成的二氧化碳与消耗的氧气体积相等，实验前后集气瓶内压强不变，故不能用木炭代替红磷；【交流表达】（1）铁与氧气、水反应生成氢氧化亚铁Fe（OH）2，故填：2Fe+2H2O+O2=2Fe（OH）2；（2）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：80-54.5=25.5mL，故氧气的体积分数为：，故填：20.2%；（3）使用铁的缓慢氧化消耗氧气，使氧气消耗的更为彻底，实验结果更准确，测量时考虑导管容积和扣除内容物后

13、的集气瓶的体积，使实验结果更为准确，故填：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；测量时考虑到导管容积和扣除内容物后的集气瓶容积，使实验结果更准确；能把氧气全部消耗尽；不会因氧气含量减少而致反应中途停止；反应在常温下进行，反应过程中不会因需要点燃而拆开装置，导致实验误差。5、几种测定空气中氧气含量的实验（如图所示），请根据实验回答问题。I拉瓦锡用定量的方法研究空气的成分（图1），通过该实验拉瓦锡得出了空气是由氧气和  （填物质名称）组成，其中氧气约占空气总体积的1/5该实验中选用汞的优点是 。A实验过程中没有污染   B能将密闭装置内空气中的氧气

14、几乎耗尽C实验仪器易得到  D反应不需要条件实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量（图2），写出红磷燃烧的化学方程式 ；测出的氧气含量常常远低于1/5，可能的原因是  （写一条即可）。兴趣小组同学对图2实验进行了改进，设计了如图3的实验。实验前，打开弹簧夹，将体积为25mL的注射器活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处，然后松开手，若活塞能返回至原处，则说明 。实验时，先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热红磷，可观察到的现象为 ；燃烧结束后，等到试管冷却后再松开弹簧夹，注射器活塞会从原来的20mL处移动，最终将停留在约为 mL （填整数）刻度处；若不使用弹簧夹，用

15、酒精灯加热红磷，充分反应后冷却后，注射器活塞最终又将停留在约为 mL （填整数）刻度处。对照图2实验，你认为图3实验有何优点？  （回答一点即可）兴趣小组同学，还设计了用传感器技术测定空气中氧气含量，实验装置如图4所示，反应过程中容器内的压强、温度和氧气浓度三条曲线变化趋势如图5所示。其中Y表示的是 变化的曲线；结合X、Y两条曲线，分析图5中气体压强先变大后逐渐减小的原因 解：I教材中介绍了拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分，通过该实验拉瓦锡得出了空气是由氧气和氮气组成；拉瓦锡用定量的方法研究空气的成分，该实验中选择使用汞的优点有：能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽，在汞槽

16、中起到液封的作用，生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气。故填：氮气；B。红磷燃烧生成五氧化二磷，反应的化学方程式为：4P+5O22P2O5；测出的氧气含量常常远低于1/5，其原因可能是：装置漏气；红磷量不足，装置内氧气有剩余； 未等冷却就打开弹簧夹等，故填：4P+5O22P2O5；装置漏气（或红磷量不足，装置内氧气有剩余； 未等冷却就打开弹簧夹等）；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，则说明装置的气密性良好；若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，可观察到的现象为白磷燃烧，产生白烟，放热，燃烧结束，这时白磷燃烧消耗掉的只是试管内

17、的氧气为40mL×1/5=8mL，所以活塞应停在20mL-8mL=12mL的刻度处，该实验得出的结论是氧气约占空气体积的五分之一；若不使用弹簧夹，用酒精灯加热白磷，白磷实际消耗掉的是试管40mL和注射器内20mL的氧气为（40mL+20mL）×1/5=12mL，所以活塞应停在20mL-12mL=8mL的刻度处；图3的设计操作与图2比较，它可以防止磷燃烧产生的白烟散逸到空气中，再就是装置的刻度更清楚，读数更准确；故填：装置的气密性良好；产生白烟，放热；12；8；读数更准确；由图可知，其中Y曲线表示的是氧气浓度，这是因为随着反应进行，氧气浓度减小，符合Y曲线；红磷燃烧放热温度升

18、高，压强增大，同时消耗氧气，使气压减小。开始燃烧放热造成的压强增大强于氧气减少造成的压强减小，而后反应停止后温度降低，压强变小，所以图5中气体压强先变大后逐渐减小。故填：氧气浓度；红磷燃烧放热温度升高，压强增大，同时消耗氧气，使气压减小。开始燃烧放热造成的压强增大强于氧气减少造成的压强减小，而后反应停止后温度降低，压强变小。6、某兴趣小组利用如图所示装置测量空气中氧气体积分数并取得成功。【提出问题】氧气的体积约占空气总体积的多少？【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，按图所示连接好仪器，夹紧弹

19、簧夹。先将锥形瓶底部放入热水中片刻，然后将锥形瓶从热水中取出。【现象分析】（1）检查该装置气密性的方法 。（2）足量的白磷在锥形瓶中未能全部燃烧，说明瓶内剩余气体 燃烧（“支持”或“不支持”）。（3）在整个实验过程中，可观察到气球的变化是 ，锥形瓶底部细沙的作用是 。（4）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，当注射器中的水还剩约 时停止下流。【得出结论】氧气约占空气总体积的1/5。【拓展】如图1，将注射器内的氢氧化钠溶液全部注入集气瓶（体积为125mL）内，轻轻地振荡集气瓶，打开弹簧夹，量筒内的水沿导管流入集气瓶。实验结束后，量筒中剩余水的

20、体积为35mL。【实验结果】（5）这瓶气体中二氧化碳的体积分数为 。（6）仅利用图2所示装置，在不添加任何试剂的前提下，也能测得集气瓶中二氧化碳的体积分数。为达到实验目的，简单的操作方法是 。解：（1）装置组装好后，打开弹簧夹，此时拉动活塞，内部体积变大，压强变小，松开活塞，此时外界大气压大于内部压强，会将活塞压回，若装置气密性良好，则会回到原位置，若不好，由于装置漏气，则活塞回不到原位置；故答案为：打开弹簧夹，向外拉注射器的活塞，松开后，活塞回到原位置，说明装置的气密性良好。（2）白磷不再燃烧，说明此时剩余的气体不能支持燃烧；故答案为：不支持。（3）白磷燃烧放热，温度升高，压强增大，气球体积

21、变大，随着反应进行，内部气体被消耗，压强减少，气球体积变小；由于生成的五氧化二磷为固体，若直接接触瓶底，造成局部过热，会引起炸裂；故答案为：先变大后缩小；使锥形瓶瓶底受热均匀，防止局部过热，造成炸裂。（4）内部空气体积为230mL，消耗氧气占五分之一，230mL×1/546mL，所以活塞内进入液体体积为46mL，所以注射器在4mL处停止；故答案为：4mL。（5）进入水的体积=125mL-35mL=90mL，进入氢氧化钠溶液体积为10mL，所以占据集气瓶内体积=90mL+10mL=100mL，所以二氧化碳体积分数=；故答案为：80%。（6）将集气瓶放入冷水中，内部温度降低，压强减小，外

22、界大气压将水压入集气瓶，就可以测定二氧化碳体积；故答案为：将盛有二氧化碳的集气瓶放入冷水中，打开弹簧夹。7、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。【实验步骤】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。【实验现象】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 ，若发现进入装置中的水少于五分之一，可能的原因是 。【分析实验】（1）连接数字传感器，测得实验1、实验2中氧气的体积

23、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 。（2）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）。【若正确回答案下列问题加3分，总分不超过40分】【拓展延伸】分别用红磷（曲线）和白磷（曲线）燃烧测定密闭容器中氧气的含量，实验过程中用氧气传感器测得的密闭容器内氧气浓度如图所示：（3）根据曲线分析，红磷与白磷，哪个消耗氧气的能力更强，并说明原因 。（4）实验结束后，小明得出结论，只要有氧气参加，红磷和白磷就能继续燃烧，请分析该结论是否

24、正确，并说明原因 。解：【实验现象】实验1中，红磷燃烧的主要现象是：产生大量白烟，放热；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：红磷燃烧消耗了氧气，瓶内压强减小，小于外界气压，所以水会回流；若发现进入装置中的水少于五分之一，可能的原因是：红磷的量不足，装置漏气、未冷却到室温便打开止水夹等。【分析实验】（1）要测定空气中氧气的体积分数，应将氧气耗尽。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集气瓶内剩余氧气体积分数是8.6%，实验2集气瓶内氧气几乎要耗尽

25、。（2）由测定空气中氧气的体积分数的原理和注意事项可知，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：药品只与空气中的氧气反应、生成物不能是气体等。（3）由红磷和白磷与氧气反应的曲线图示可知，白磷消耗氧气的能力更强，白磷在密闭容器中燃烧结束后剩余氧气浓度小于红磷燃烧后的氧气浓度。（4）实验结束后，小明得出结论，只要有氧气参加，红磷和白磷就能继续燃烧，由燃烧的现象可知，该结论不正确，在氧气含量低至5.1%时，红磷和白磷都不能继续燃烧。故答案为：【实验现象】产生大量白烟，放热；红磷燃烧，消耗了氧气，瓶内压强减小，小于外界气压，所以水会回流；装置

26、漏气或红磷的量少或未冷却到室温，便打开止水夹；【分析实验】（1）实验2；反应后，实验1集气瓶内剩余氧气体积分数是8.6%，实验2集气瓶内氧气几乎要耗尽；（2）药品只与空气中的氧气反应；生成物不能是气体；【拓展延伸】（3）白磷，由图可知，白磷在密闭容器中燃烧结束后剩余氧气浓度小于红磷燃烧后的氧气浓度，故白磷消耗氧气的能力更强。（4）不正确，在氧气含量低至5.1%时，红磷和白磷都不能继续燃烧。8、某化学兴趣小组在老师指导下进行课外实验，利用下列装置来探究磷单质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烧瓶内燃烧熄灭后，容器中是否有氧气剩余？猜想假设】猜想：有氧气剩余

27、60;  猜想：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）红磷燃烧的化学方程式为 。（3）实验过程中，刚开始即使用激光笔照射，燃烧匙内的白磷也不会燃烧的原因是 。【实验结论】根据上述实验，得出结论如下：（4）结论1：猜想 正确。结论2：用“燃磷法测定空气中氧气含量”时，选择 （填“红磷”或“白磷”）更合适，理由是 。【拓展延伸】如图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，用氧气传