2021年中考科学（化学）实验专题培优01：氧气含量的测定

专题培优01：氧气含量的测定

一、单选题

1.在金属化学性质的实验中，下列操作不能达成实验目的是（）

选项实验目的实验操作

A研究金属是否都能与盐酸反应将镁、锌、铜片分别放入稀盐酸中

B证明不同金属与酸反应的剧烈程度不同将铜和银分别放入稀盐酸中

C证明铁的活动性比铜强将铁放入硫酸铜溶液中

D比较锌和铜的金属活动性将锌和铜分别放入稀硫酸中

A.AB.BC.CD.D

2.某同学设计或实施的下列实验方案中，你认为合理的是（）

A.带火星的木条检验氢气中是否含有氧气

B.通过颜色区分高镒酸钾和氯酸钾两种固体物质

C.检查加热固体制气体装置的气密性时，先用手握试管，再将导管伸入水中

D.粗略地测定空气中氧气含量：用木炭替代红磷在空气中燃烧

3.下列图像能正确反映对应变化关系的是（）

装

内

体

A.测定空气中氧气的体

0反应时间

生

成

F

体

B.水的电解

质

量

反应时间

生成［有催化剂

C.用等质量等浓度的双氧水分别制氧气SJ|//^OJ

0反向时间，5

D,加热高高酸钾制氧气

4.下列关于测定空气中氧气含量的实验分析中(图中药品为红磷和水)，错误的是()

A.氮气不与红磷反应且难溶于水，是设计该实验的依据之一

B.不能用木炭代替红磷

C.图I中进入集气瓶的水约占烧杯中水的五分之一

D.图II所示装置也可以测定空气中氧气含量

二、填空题

5.下列是初中化学的四个实验，按要求回答问题

(1)图A是测定空气中氧气含量的实验

①若实验A未冷却至室温就打开止水夹，则测定出的空气中氧气含量_______1/5»(填"大于""小于"或

“等于")

②该反应的符号表达式是。

(2)图B中的实验现象是。

(3)实验C,对比两个实验能得出有关分子性质的结论是。

(4)图D是细铁丝在氧气中燃烧的实验，反应后生成_______色固体，该实验需要预先在集气瓶中加入

少量水，原因是o

（5）图E是硫在氧气中燃烧的实验，在空气中点燃硫时，观察到淡黄色固体熔化后，燃烧发出

色火焰，在氧气中，燃烧得更旺，发出________色火焰；硫在氧气中比在空气中燃烧得更旺；铁丝在空

气中不燃烧，在氧气中才能剧烈燃烧。它们在氧气中燃烧的现象与在空气中燃烧现象不同的原因是

6.实验是进行科学探究的重要方法，根据下图回答问题

（1）图一为探究铁生锈的实验，B试管中植物油的作用是,证明铁生锈需要接触水的对比实验

为（填字母）

（2）通过图二实验，可探究燃烧的条件之一是.该实验中两朵棉花都未能燃烧的主要原因是

（3）图三为测定空气中氧气含量的改进装置，若实验结束后发现氧气含量比理论值偏小，则可能的原因

是________

7.下列是初中化学中的一些常见实验。请回答:

COa

一半湿润

一半干燥

的5的］潴

乙：探究8:的性质丙：空气中赢气含量的测定

（1）甲实验进行一段时间后，在装置A和B中观察到的实验现象是,右端导气管口酒精灯的作

用是»

（2）乙实验中，将紫色石蕊浸泡过的小花一半烘干放入盛有C02的集气瓶中，观察到的现象是o

（3）下列关于丙实验的说法正确的是（填字母）o

A燃烧匙中的红磷越多，水位上升越高

B燃烧匙中的红磷可以换成木炭

C选用红磷是因为反应可以消耗氧气，且生成固态的P2O5

D本实验可以证明空气中含有电、。2、C02和稀有气体

三、实验探究题

8.小沛用如图所示装置测量空气中氧气含量，集气瓶容积为700mL,集气瓶内水的体积为100mL,实验开

始前量筒200mL,实验结束后量筒中水的体积为100mL。

（1）用力将预先加热过的玻璃棒按下与白磷接触，观察到白磷燃烧时的现象是，整个实验过程

中，量筒内水面的变化情况是。

（2）将步骤（1）后的集气瓶内气体换成等体积的混合气体（该混合气体中氧气体积分数为1%,氮气体

积分数为99%）,再次实验，发现白磷不能被点燃。由此可知，在所有操作均规范的情况下，步骤（2）

实验所测得的空气中氧气的含量比理论（填“偏大"、"偏小"或"不变"），该实验测得氧气体积是

________mLo

（3）已知氧气密度为1.4g/L,每31g白磷燃烧需要消耗40g氧气，若操作中要尽量消耗完瓶中的氧气，求

完成此实验至少需要白磷克。（结果保留两位小数）

9.某校化学研究性学习小组在学习了"空气中氧气含量测定”的基础上，改进了教材中的实验，设计出了如

图所示的实验装置。实验步骤如下：

①如图所示，连接仪器，检查装置的气密性。发现装置的气密性良好；

玻璃棒

燃烧匙

②在集气瓶里装进适量a体积的水，燃烧匙里放一块白磷（白磷燃烧所需要的最低温度是40℃）,并在

酒精灯上把玻璃棒下端加热，按图示装置把集气瓶中的空气密封起来，把长导管的另一端放入盛有足量

水的烧杯中；（注：集气瓶内的长导管已伸到了瓶底）

③用力把预先加热过的玻璃棒按下与白磷接触，；（注：白磷与红磷燃烧的产物相同）

④待白磷燃烧熄灭后，稍加振荡，白烟消失；

⑤待集气瓶完全冷却至室温，量出集气瓶中水的体积是b,整个集气瓶的体积是c；

⑥根据a、b、c三个数据，计算出空气中氧气的体积分数。

根据以上信息，回答下列问题:

(1)集气瓶中白磷燃烧的文字表达式;

(2)请在步骤③中的""上写上相应的实验现象；

(3)若实验非常成功，当c为500mL,a=100mL,则b=mL；

(4)在上述实验中，下列操作的实施和实验现象的出现，会导致实验最后产生的实际值小于理论值的是

①白磷的量不足，瓶内氧气没有耗尽

②用等质量的蜡烛代替白磷完成本实验

③装置气密性不好

10.如图1为实验室用于探究空气中氧气体积分数的常用装置，请回答下列问题:

(1)写出红磷燃烧的化学方程式

(2)该实验的主要现象是什么？。

(3)在红磷的燃烧反应中，没有发生改变的微粒是。

(4)该实验后来瓶中剩余气体主要为氮气，请推测氮气的物理性质或化学性质(写出一条即可)。

(5)同学A反思后提出了改进方法(如图2所示)，你认为改进后的优点是。

(6)实验中加入足量红磷的目的是,

(7)同学B设计了下图在一个耐热活塞的底部放一小块(足量)白磷(白磷的着火点较低)，然后迅速将活塞

下压，引起白磷燃烧，冷却至原来温度时，慢慢松开手，活塞最终将回到刻度处；

答案解析部分

一、单选题

1.B

解答：A、镁、锌的活动性比氢强，能与盐酸反应，铜的活动性比氢弱，不能与盐酸反应，A不符合题

思；

B、铜、银的活动性比氢弱，都不能与盐酸反应，不能证明不同金属与酸反应的剧烈程度不同，B符合题

屈、;

C、将铁放入硫酸铜溶液中，铁能置换出硫酸铜中的铜，能证明铁的活动性比铜强，C不符合题意；

D、锌的活动性比氢强，能与稀硫酸反应，铜的活动性比氢弱，不能与稀硫酸反应，可以比较锌和铜的金

属活动性，D不符合题意。

故答案为：Bo

分析：根据金属活动性顺序的应用分析，在金属活动性顺序表中，排在氢前的金属能与酸发生反应，排

在前面的金属能与排在后面的金属的盐溶液反应，根据反应是否发生也可证明金属的活动性的强弱。

2.B

解答：A.氢气与氧气混合时不能接触明火，以防止爆炸，且氧气不纯时带火星木条也不能复燃，不符合题

意；

B.高镭酸钾为紫红色，氯酸钾为白色，通过颜色可以区分，符合题意；

C.检查加热固体制气体装置的气密性时，先将导管伸入水中，再用手握试管，不符合题意；

D.粗略地测定空气中氧气含量不能用木炭替代红磷，因木炭燃烧生成二氧化碳气体，压强没有明显变

化，不符合题意；

故答案为：B

分析：A、根据纯净氧气可使带火星木条复燃，氢气易爆炸分析；

B、根据高镒酸钾和氯酸钾的颜色不同分析；

C、根据检查装置气密性的方法分析；

D、根据测氧气含量的原理分析。

3.C

解答：A、由于空气中氧气约占空气体积的五分之一，装置内的气体体积只能减少五分之一，选项A不符

合题意：

B、水的电解生成的氢气和氧气的体积比是2:1,质量比是1:8,选项B不符合题意；

C、用等质量等浓度的双氧水分别制氧气，生成的氧气的质量相同，催化剂只影响反应速率不影响产生氧

气的质量，选项C符合题意；

D、加热高镉酸钾制氧气，镒元素的质量不变，选项D不符合题意。

故答案为：C。

分析：A、根据空气中氧气体积含量为五分之一分析；

B、根据电解水时气体体积比为2：1分析；

C、根据化学反应中有无催化剂只影响反应速率，不影响生成物的质量分析；

D、根据加热高锈酸钾固体中铳元素质量不变分析。

4.C

解答：A、测定空气中氧气含量实验的实验原理是在密闭容器内消耗氧气，测量容器内气体体积的减少量

确定氧气的含量，因此氮气不与红磷反应且难溶于水，是设计该实验的依据之一，故A说法不符合题意；

B、因木炭与氧气反应生成物二氧化碳气体，装置内压强基本不变，水不能倒吸，不能用于该实验，故B

说法不符合题意；

C、图I中进入广口瓶的水约占广口瓶容积的五分之一，不是约占烧杯中水的五分之一，故C说法符合题

意；

D、根据物理学中的压强知识可知，红磷燃烧消耗氧气，钟罩内气体压强的减小会导致水面的上升，从而

使钟罩内外的压强达到平衡状态，进而测定出空气中氧气的含量，故D说法不符合题意。

故答案为：Co

分析：根据实验室用红磷燃烧测定空气中氧气含量实验的相关操作步骤及知识进行解答。

二、填空题

占燃

z

5.(1)小于；P+02""P2O5

(2)澄清石灰水变浑浊(或白色沉淀)

(3)温度越高，分子运动越快

(4)黑；防止熔化物溅落炸裂瓶底

(5)淡蓝：蓝紫：氧气浓度不同

解答：⑴①若实验A未冷却至室温就打开止水夹，由于气体受热体积膨胀，导致压入集气瓶中的数量小

于五分之一，即则测定出的空气中氧气含量小于1/5；②该反应的符号表达式是：P+02点燃P20s;(2)图

B中的实验现象是：澄清石灰水变浑浊(或产生白色沉淀)；⑶热水中品红扩散的速度较快，故实验C,对

比两个实验能得出有关分子性质的结论是：温度越高，分子运动越快；（4）图D是细铁丝在氧气中燃烧的

实验，反应后生成黑色固体，该实验需要预先在集气瓶中加入少量水，原因是：防止熔化物溅落炸裂瓶

底；（5）图E是硫在氧气中燃烧的实验，在空气中点燃硫时，观察到淡黄色固体熔化后，燃烧发出淡蓝色火

焰，在氧气中，燃烧得更旺，发出蓝紫色火焰；硫在氧气中比在空气中燃烧得更旺；铁丝在空气中不燃

烧，在氧气中才能剧烈燃烧。它们在氧气中燃烧的现象与在空气中燃烧现象不同的原因是：氧气浓度不

同。

分析：根据氧气的体积含量测定方法分析，若测得结果偏小，则可能是药品量不足或打开止水夹过早或

装置漏气等原因；根据分子运动随温度升高而加快分析；根据铁丝在氧气中燃烧的现象及注意事项分

析；根据硫燃烧的现象分析。

6.（1）隔绝氧气/防止溶于水；AC

（2）可燃物；温度没有达到着火点

（3）漏气/未冷却

解答：（1）图一为探究铁生锈的实验，B试管中植物油的作用是隔绝氧气/防止溶于水，A实验铁钉生锈，

C实验中因少了水而不生锈，所以AC实验对比可证明生锈需要接触水；（2）水不是可燃物，所以棉花蘸

酒精能燃烧，而蘸水不能燃烧，证明燃烧需要可燃物；该实验中两朵棉花都未能燃烧的主要原因是温度

没有达到着火点；（3）测氧气体积分数实验时，若结果偏小，可能是装置漏气或打开止水夹过早造成。

分析：根据对比实验只能有一个变量，其他影响实验的因素都要统一进行分析；根据铁生锈是铁与氧气

和水共同作用进行分析；根据物质燃烧需要可燃物进行发析：根据氧气体积含量测定实验时装置要密

闭、药品量要足量等进行分析。

7.（1）A中红棕色粉末逐渐变黑，B中澄清石灰水变浑浊：点燃多余的C。，防止污染空气

（2）湿润的一半由紫色变为红色，另一半无明显变化

（3）C

解答：（1）甲实验是一氧化碳还原氧化铁，生成铁和二氧化碳，观察到的现象是：A中红棕色粉末逐渐变

黑，B中澄清石灰水变浑浊，故填写：A中红棕色粉末逐渐变黑“B中澄清石灰水变浑浊；

甲实验有一氧化碳参与，且一氧化碳有毒，具有可燃性，因此，右端导气管口酒精灯的作用是点燃多余

的C。，防止污染空气，故填写：点燃多余的CO,防止污染空气；

（2）二氧化碳能与水反应，生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊变红，因此，将紫色石蕊浸泡过的小花一半烘

干放入盛有C02的集气瓶中，湿润的一半将会由紫色变为红色，干燥的一半仍为紫色，故填写：湿润的一

半由紫色变为红色，另一半无明显变化；

（3）A、红磷的量足，能耗尽氧气，当氧气耗尽后，即使红磷再多反应也会停止，水位不会继续上升，

故不正确;

B、测定空气中氧气含量实验的实验原理是在密闭容器内消耗氧气，测量容器内气体体积的减少量确定氧

气的含量.因此在选择消耗氧气的药品时，应考虑能与空气中的氧气反应而不与空气中的其他成分反

应，生成物不能为气体，因木炭与氧气反应生成物为气体，不能用于该实验测定氧气的含量，故不正

确；

C、因红磷能与空气中的氧气反应生成固态P2O5,所以可以使装置内气压减小，可定量的测得氧气的

体积，故正确；

D、该实验中红磷只与空气中氧气反应，所以只能确定空气中有氧气，剩余气体的成分不能确定，故不正

确，故填写：Co

分析：（1）根据一氧化碳还原氧化铁生成铁和二氧化碳，进行分析。

一氧化碳有毒，会污染空气。

（2）二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊变红。

（3）根据测定空气中氧气的含量实验的注意事项，进行分析。

三、实验探究题

8.（1）冒出大量的白烟，放出热量；先升高后降低

（2）偏小；100

（3）0.11g

解答：（1）白磷燃烧的现象是冒出大量的白烟，放出热量；整个实验过程中，开始时反应放热，瓶中气

体压强增大，导致瓶中部分水进入量筒中，量筒中液面升高，反应结束后，冷却至室温，气体压强减

小，又由于瓶中氧气被消耗，因此量筒中的水进入瓶中，故量筒内水面的变化情况是先升高后降低。（2）

将步骤（2）后的集气瓶内气体换成等体积的混合气体（该混合气体中氧气体积分数为1%,氮气体积分数

为99%）,再次实验，发现白磷不能被点燃，即使白磷过量，也不能把瓶中氧气完全消耗，由此可知，在

所有操作均规范的情况下，步骤（2）实验所测得的空气中氧气的含量比理论值偏小；由于实验结束后量

筒中水的体积为100mL,即量筒中的水减少了100mL,说明瓶中氧气的体积是100mL,因此该实验测得氧

气体积是100mL。（4）100ml氧气的质量为0.1Lxl.4g/L=0.14g,消耗0.014g氧气需要白磷的质量为瑞

x0.014g=0.11g答：若操作中要尽量消耗完瓶中的氧气，完成此实验至少需要0.11g白磷.

分析：（1）根据磷燃烧的现象及燃烧时产生热量使得装置内压强增加，恢复到室温后因磷燃烧消耗氧

气压强会比原来小分析；

（2）根据测氧气体积含量的实验时进入水的体积即为氧气的体积分析;

（3）根据题中所给白磷与氧气的质量关系，再由装置内氧气的体积计算出氧气质量，从而计算出所需磷

的质量分析。

9.（1）磷+氧气点五氧化二磷

（2）白磷燃烧，产生白烟，放出热量

（3）180

（4）①②③

解答：（1）该实验中白磷燃烧生成了五氧化二磷，发生的化学反应的文字表达式是：磷+氧气五氧

化二磷；（2）用力把预先加热过的玻璃棒按下与白磷接触，白磷燃烧，产生白烟，放出热量；（3）由于

氧气约占空气体积的!;若实验非常成功，测a、b、c三个数据应满足的一个等式关系式：b-a=（c-

a）；当c为500mL,a=100mL,则b=100mL+400mLx[=180mL；（4）①白磷的量不足，瓶内氧气没有耗

尽，实际值小于理论值；②蜡烛燃烧生成水和二氧化碳，用等质量的蜡烛代替白磷完成本实验，实际值

小于理论值；③装置气密性不好，会导致实验最后产生的实际值小于理论值，实际值小于理论值。

故答案为：①②③。

分析：（1）根据磷与氧气反应生成五氧化二磷分析；

（2）根据白磷燃烧产生白烟的现象分析；

（3）根据氧气占空气体积的五分之一及用燃烧法测氧气体积含量时进入水的体积即为