专题01 空气中氧气含量的测定-【实验攻略】备战2024年中考化学教材实验改进创新（原卷版）

专题01空气中氧气含量的测定1.实验原理利用红磷燃烧消耗密闭容器的氧气，使密闭容器内压强减小，在外界大气压的作用下，水被压到密闭容器中，进入容器内水的体积即消耗氧气的体积。2.实验药品：红磷3.反应原理：____________________4.实验装置5.实验现象（1）集气瓶中红磷燃烧，产生大量白烟，放出热量。（2）装置冷却至室温，打开止水夹，烧杯中的水沿导管进入集气瓶中，集气瓶中的水面约上升至1刻度处。6.实验结论空气中氧气的体积约占空气总体积的1/5。7.误差分析事例原因测量结果（1）红磷不足集气瓶中的氧气不能被完全消耗偏小（2）装置漏气装置外的空气进入（3）集气瓶没有冷却至室温就打开弹簧夹装置内气体温度偏高，压强偏大（4）弹簧夹没夹紧集气瓶内气体受热沿导管逸出偏大（5）点燃后红磷伸入过慢1.教材实验装置的不足（1）在空气中点燃红磷，产生的五氧化二磷会污染空气。（2）将燃着的红磷伸入集气瓶时，会导致集气瓶内气体逸出，使测量结果偏大。（3）红磷燃烧法消耗氧气不够彻底，使测定结果偏小。2.装置改进改变点燃方式利用太阳光(甲装置)或烧热的玻璃棒(乙装置)点燃密闭容器内的红磷,优点是使测量结果更准确(或环保等)改变测量方式利用量筒中水的体积变化(丙装置)或活塞的移动情况(丁装置)测量空气中氧气的含量,丁装置中活塞最终约停在刻度4处改变反应原理戊装置中是利用铁锈蚀消耗容器中的氧气,进行实验时通常会加入活性炭粉及少量食盐,其目的是加快反应速率。己装置利用加热铜丝消耗装置中的氧气,实验过程中反复推拉两端注射器活塞的目的是使铜丝与空气中的氧气充分反应,玻璃管内发生反应的化学方程为2Cu+O22CuO【例1】（2023上·辽宁阜新·九年级统考期末）如图所示，可用于测定空气中氧气的含量，实验前在集气瓶内加入少量水，并做上记号。下列说法中不正确的是A．该实验证明空气中氧气的含量约占1/5B．实验时红磷一定要足量C．实验前一定要检验装置的气密性D．红磷燃烧产生大量的白雾，火焰熄灭后并冷却后打开弹簧夹【例2】（2023·北京西城·统考二模）利用如图装置测定空气中的氧气含量，下列说法正确的是

A．加入药品时，取少量的红磷B．点燃酒精灯后，红磷燃烧，产生大量白色烟雾C．实验开始时，注射器活塞的位置应处于最左端D．注射器量程足够大时，弹簧夹始终打开不会影响实验结果【例3】（2023·安徽合肥·模拟预测）下图为“测定空气里氧气含量”的装置，“惰性电热板”通电发热后不与空气中成分发生化学反应，左右有隔板，隔板间距离为20cm。关于该实验的有关说法错误的是

A．接通电源一段时间后，电热板上的红磷燃烧并产生大量白烟B．若装置气密性不好，测得空气中氧气含量会偏大C．反应结束后切断电源，冷却至室温后左右隔板间距离约为16cmD．反应后剩余的主要气体既不能燃烧，也不支持燃烧【变式1】（2023上·湖南益阳·八年级统考期末）某同学用如图所示装置测定空气里氧气的含量，实验时，连接好装置并检查不漏气后再进行后续操作，下列说法不正确的是A．所用白磷要过量，以保证集气瓶内空气里的氧气能充分反应B．实验过程中，活塞先向右移动，再向左移动C．实验结束后冷却到常温，活塞应停在4刻度处D．仍用本装置，把白磷换成蜡烛，能够更精确测定空气里氧气的含量【变式2】（2023上·江苏·九年级期末）用如图装置验证空气中氧气含量的实验中，下列叙述正确的是

A．实验开始时应先点燃红磷再塞紧橡皮塞B．红磷燃烧发出黄色火焰和产生大量白雾C．等红磷熄灭、试管冷却后再打开止水夹D．最终量筒中液面约降至40mL刻度线处【变式3】（2023上·山东济南·九年级统考期中）用如图装置测定空气中氧气的含量，对该实验的认识中，正确的是A．铜粉用量的多少不会影响实验结果B．反应结束后消耗氧气的体积大约是反应前装置内空气总体积的五分之一C．停止加热后，立即读取数据D．将装置中的铜粉更换成炭粉，也能达到实验目的【变式4】（2023上·江苏苏州·九年级校考阶段测试）在老师的指导下，化学兴趣小组的同学进行了“空气中氧气体积含量测定”的探究实验。(1)教材知识问顾：实验室常用燃烧红磷的方法测定空气中氧气的体积含量，反应的符号表达式是。(2)实验探究步骤：①将仪器按如图1装置连接好，检查。②如图1所示加入入药品，将装置连接固定。③打开止水夹a和b，向A中缓慢鼓入一定量空气，A中水进入到B中，露出白磷后，关刚止水夹a和b，测得B中水的体积为200mL。④用凸透镜聚光引燃白磷，白磷燃烧，产生大量的白烟，反应结束后，燃烧匙中的白磷未能全部燃烧。⑤待白磷熄灭并冷却到室温，(填一操作)，B中水倒吸进入到A中，测得量筒中水的体积变为159mL。⑥计算小组同学所测空气中氧气的体积分数(计算结果准确到0.1%)。(3)与教材实验相比，本实验的优点有(写两条)。(4)思维拓展：为了帮助同学们更好地理解空气中氧气含量测定的实验原理，老师利用传感器技术定时测定了实验装置(如图2)内的温度、氧气浓度和压强的变化趋势如图3所示。①图3中曲线Y表示，曲线Z表示。②曲线X中AB段变化的原因是。1．（2023·重庆渝中·重庆巴蜀中学校考三模）小鲁同学使用红磷通过课本实验探究空气中氧气含量时，最不可能用到的仪器是A．集气瓶

B．燃烧匙

C．玻璃棒

D．酒精灯

2．（2023·云南·统考中考真题）仿照法国化学家拉瓦锡定量研究空气成分的原理，利用如图装置测定空气中氧气的含量，燃烧匙中应盛放的药品是

A．铁丝 B．木炭 C．红磷 D．硫粉3．（2023上·安徽亳州·九年级校联考期末）拉瓦锡在探究空气的成分时，用了如图所示装置。下列分析不合理的是A．实验结束汞会被倒吸入曲颈甑中B．汞的用量可能会影响实验结果C．实验用到了火炉，推测汞与氧气的反应需要加热D．反应结束后，需关闭火炉冷却至室温，才能测量容器中气体的减少量4．（2023上·北京房山·九年级期末）用下图装置验证了空气中的含量。下列叙述不正确的是A．红磷的作用是消耗氧气B．实验前需要检查装置气密性C．最终量筒中的液面约降至80mL刻度线处D．红磷熄灭、集气瓶冷却至室温后再打开止水夹5．（陕西省西安市西咸新区2023-2024上学期期中）做空气中氧气含量测定的实验装置如图。下列有关说法正确的是空气中氧气含量的测定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．选用红磷是因为可以与反应，生成固态的D．本实验可以证明空气含有、、和稀有气体6．（2023·内蒙古赤峰·统考三模）用如图装置测定空气中氧气含量，有关说法错误的是

A．取用的红磷必须足量B．引燃红磷后，左管内液面先下降后上升，冷却后升至刻度1C．该装置环保，所得结果更准确D．该装置还能测得稀有气体的体积分数7．（2023·福建宁德·统考二模）为了测定空气中氧气的含量，在量筒中先装入一定量的水，再将装有足量潮湿铁粉的矿泉水瓶(瓶子内除铁粉外的有效容积为345mL)旋紧瓶盖放入其中，观察瓶子不再变瘪。记录反应前后数据如图，下列关于该实验说法错误的是A．实验是利用铁生锈原理，消耗氧气，使瓶内压强减小B．为了减小实验误差，矿泉水瓶需气密性好C．实验测得氧气体积分数为20.87%D．铁粉用量越多，测得的氧气体积分数越大8．（2023·山西吕梁·统考模拟预测）拉瓦锡通过实验研究了空气的成分。同学们在实验室仿照拉瓦锡的实验原理，用如图所示实验测定了空气中氧气的含量。对此实验的下列说法正确的是

A．该实验不需要在密闭容器中进行B．红磷可用木炭等可燃性固体代替C．实验中观察到产生了大量的白烟D．点燃红磷伸入集气瓶中后立即打开弹簧夹9．（2023·江苏徐州·校考二模）某同学用如图所示装置测定空气里氧气的含量。实验时，连接好装置并检查不漏气后再进行后续操作。下列说法不正确的是

A．加热铜丝能够引燃白磷，主要利用了铜丝良好的导热性B．通过注射器内水体积的变化，得出试管内空气中所含氧气的体积C．白磷燃烧时产生大量白烟，等火焰熄灭后立即打开弹簧夹D．实验时所用白磷要过量，以保证集气瓶内空气里的氧气能充分反应10．（2023·北京东城·统考二模）利用铁在空气中生锈的原理测定空气中氧气含量，实验装置如下。下列说法不正确的是

A．实验所用注射器气密性应良好B．最终注射器内水面高度接近aC．该实验铁粉用量不影响实验结果11．（2023·广西防城港·统考模拟预测）某兴趣小组对“测定空气里氧气含量”的实验装置（图甲）进行改进。如图乙所示，在容积为55mL的试管中加入少量细沙，再加入过量白磷，将注射器的活塞置于20mL刻度处，连接好装置，夹紧弹簧夹，滴加适量水。冷却后打开弹簧夹，读数（装置气密性良好），下列说法中错误的是

A．利用图乙完成上述实验时，注射器的活塞最终移动到约9mL刻度处B．图甲实验若红磷燃烧时弹簧夹未夹紧，则测得空气里氧气的体积分数大于C．图乙实验若未使用弹簧夹，可观察到注射器的活塞先向右移动，后向左移动D．图乙实验若未使用弹簧夹，实验前将活塞置于14mL刻度处，也可达到实验目的12．（2023上·山东烟台·统考期末）如图是测定空气中氧气含量的实验。对该实验的认识正确的是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碳粉也能达到实验目的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约是反应前玻璃管内气体体积的13．（2023上·山东潍坊·九年级统考期中）用图1所示实验装置测定空气中氧气含量，图2是实验过程中广口瓶内压强变化曲线。下列说法正确的是A．图1中若集气瓶漏气，会导致结果结果偏大B．图2中BC段气压变化的原因是红磷燃烧，空气受热膨胀C．图2中CD段气压变化的主要原因是瓶中温度降低至室温D．图2中E点时打开止水夹14．（2023·福建厦门·校考二模）利用传感器采集蜡烛在密闭容器内燃烧过程中O2和CO2浓度的变化，以探究蜡烛熄灭的原因。实验装置如图1所示，实验过程中采集到的数据如图2所示，以下分析不合理的是

A．图2中的数据可以说明空气中氧气的含量高于二氧化碳B．蜡烛燃烧初期，O2的浓度下降后又升高可能是燃烧放热引起的变化C．蜡烛熄灭的原因可能是燃烧过程中消耗氧气并产生一定浓度的CO2D．燃着的蜡烛能在浓度为15%O2、5%CO2和80%N2的混合气体中保持燃烧15．（2024上·辽宁辽阳·九年级统考期末）“测定空气里氧气的含量”实验的思维模型如下：【实验一】图甲是教材中“测定空气里氧气的含量”实验装置。(1)写出红磷燃烧的化学方程式，该反应属于（基本反应类型）。学习小组同学按图甲完成氧气含量测定的实验时，发现进入集气瓶的水量低于“1”刻度线。几位同学对测量值偏小原因的分析如下：甲：红磷的量不足，未能把瓶内氧气耗尽；乙：未等冷却到室温，便打开了止水夹；丙：将燃烧匙伸入集气瓶的瞬间，有部分空气逸出；丁：由于集气瓶的形状造成很难均分为五等份，影响测量结果；(2)以上原因分析中，其中一位同学的观点被大家一致否定，你认为是哪位同学的观点？（填“甲”“乙”“丙”或“丁”）；【实验二】根据以上讨论，学习小组同学在查阅资料中发现：可燃物的着火点和燃烧需要的最低含氧量数据如下表：可燃物名称红磷白磷着火点240℃40℃最低含氧量8.8%3.2%学习小组同学结合上表数据设计了图乙改进装置。(3)玻璃棒的作用。(4)比较图甲、图乙的实验方案，（填“甲”或“乙”）方案更优化，理由是。【实验三】学习小组同学讨论后认为，从模型中“消耗氧气”的方法入手还可以将该实验进行改进。可以根据铁生锈的原理（铁在常温下可以和氧气、水等反应生成铁锈）来测定空气里氧气的含量（如图丙）。通过7天后测得的数据计算出空气里氧气的含量为19.13%。小鲍同学联想到“暖贴”主要成分有铁粉、活性炭、食盐，为了缩短反应时间，学习小组同学根据“暖贴”中的成分进行了实验改进（如图丁）。(5)8分钟后测得数据如下，计算出空气里氧气的含量为（结果精确到0.1%）。实验前的体积实验后的体积集气瓶内空气量筒内蒸馏水量筒内剩余蒸馏水131mL90