实验04 空气中氧气含量的测定-中考化学实验精讲精练

人教版2024上册/第二单元空气和氧气/课题1我们周围的空气实验04空气中氧气含量的测定【实验目的】1．通过实验探究，学会测定空气中氧气含量的实验方法。2．通过观看和动手实验，培养学生发现问题能力和实验操作能力。3．通过实验探究，发现实验的不足之处并能加以改进，培养学生的科学探究思维。【实验仪器】大集气瓶、酒精灯、燃烧匙、烧杯、弹簧夹、橡胶塞和导管【实验试剂】红磷、蒸馏水【实验过程】①按图所示连接装置，并检查装置的气密性；②在集气瓶内加入少量水，将水面上方空间分为5等份，并做好标记；③夹紧弹簧夹，取足量红磷于燃烧匙中；④点燃红磷，立即伸入集气瓶中，塞紧橡胶塞；⑤待红磷熄灭并冷却至室温，打开弹簧夹。【实验现象】①红磷燃烧，产生，并放出热量；②待红磷熄灭并冷却至室温，打开弹簧夹，可以观察到，瓶内液面上升至刻度附近。【实验结论】氧气约占空气总体积的。1.实验原理（1）红磷燃烧消耗集气瓶内的，瓶内气体减少，压强减小，冷却后打开弹簧夹，在大气压的作用下，烧杯内的水进入集气瓶中，进入水的体积即为瓶内消耗的体积。（2）反应的文字表达式：，符号表达式：。【问题讨论】（1）此实验对实验药品的要求：只能消耗空气中的，燃烧的产物。（2）实验开始时，预先在集气瓶里放入少量水的目的是：=1\*GB3①吸收，有利于；=2\*GB3②吸收，防止。（3）倒吸进集气瓶的水不能充满整个集气瓶的原因：。（4）集气瓶内剩余气体的性质：=1\*GB3①物理性质：；=2\*GB3②化学性质：。2.实验误差分析因素对结果的影响红磷的量不足，集气瓶中的氧气不能耗尽装置漏气，红磷熄灭后装置外的空气进入集气瓶中装置未冷却至室温就打开弹簧夹，集气瓶中的气体处于受热膨胀状态弹簧夹未夹紧乳胶管，红磷燃烧时装置内气体受热膨胀沿导管逸出点燃红磷后燃烧匙伸入集气瓶过慢，装置内气体受热膨胀从瓶口逸出3.实验改进（1）改进原因：①实验时在容器外点燃红磷，燃烧产物会，将燃着的红磷伸入集气瓶时，空气受热膨胀逸出，会使得测量结果，因此需在中进行。②集气瓶的刻度读数较粗略，且会有部分水残留在导管中，使测量结果。（2）改进思路：①点燃方式的改进：实验过程中不打开装置，使装置始终保持，如图①、②所示。②测量方式的改进：利用量筒或注射器等测量仪器，减小实验误差，使测定结果更加精确，如图③所示。图①图②图③③数字化实验：利用传感器和信息处理终端进行实验数据的采集与分析。实验时一般将传感器、数据采集器和计算机依次相连，采集实验过程中各种物理量（如温度、压强、浓度等）的数据，通过软件对数据进行记录、呈现和分析。我们可以将测定空气中氧气的含量设计成数字化实验。实验步骤如下：（1）将氧气传感器与数据采集器、计算机连接；（2）把氧气传感器插入盛有空气的容器，采集数据；（3）通过相关软件处理数据，并在计算机屏幕上显示空气中氧气的含量。【典例1】某同学用如图所示装置测定空气中氧气的含量，下列说法正确的是A．该实验的红磷可以用木炭代替B．实验前，要检查装置的气密性C．实验中，红磷熄灭后立即打开弹簧夹D．实验后，集气瓶中剩余气体为纯净物【典例2】为测定空气中氧气的含量，某同学将教材实验进行改进，实验装置如图所示(部分夹持装置已省略)，实验时引燃红磷后便熄灭酒精灯。下列有关改进实验的方法不正确的是A．红磷燃烧的文字表达式可以表示为：红磷+氧气五氧化二磷B．待红磷熄灭并冷却至室温，打开弹簧夹，注射器活塞向右移动C．实验结束后试管内气体的主要成分为氮气D．改进后的装置能减小测量误差，且对环境更友好【典例3】利用红磷燃烧测定空气中氧气含量的实验中，用传感器记录集气瓶中压强、温度随时间变化如图所示。下列对实验记录的分析正确的是A．b点压强最大，说明红磷燃烧结束B．a→b段压强增大是因为红磷燃烧放热C．~时段，压强降低的主要原因是氧气被大量消耗D．若在前打开止水夹，则测定的氧气体积分数偏大1．（23-24九年级上·江苏南京·阶段练习）某同学通过实验测定空气中氧气的含量，装置如图所示．实验结束后，进入集气瓶中水的体积明显大于集气瓶中原有空气体积的15A．可能使用红磷的量不足 B．可能没夹紧弹簧夹C．可能装置漏气 D．可能未等冷却就打开了弹簧夹2．小亮同学设计了如图所示的装置测定空气中氧气的含量。下列关于该实验的说法错误的是A．该实验利用了铜丝的导热性B．红磷燃烧结束后，待装置恢复至室温时再读数C．实验成功的标志为左侧玻璃管内液面约上升到刻度1处D．实验成功的标志为左侧玻璃管内液面约上升到刻度4处3．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4．拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。某兴趣小组利用氧气传感器来检测足量红磷燃烧过程中氧气的含量，如图所示，下列判断正确的是A．a点时容器内氮气体积分数为85%B．容器内物质总质量：b点>c点C．氧气有剩余，说明物质燃烧时氧气必须达到一定浓度D．此实验测得空气中氧气的质量分数为18%5．某兴趣小组利用氧气传感器来检测足量红磷燃烧过程中氧气的含量，如图所示，下列判断不正确的是A．a点时容器内氮气的体积分数小于85% B．容器内水的作用主要是降温和防止污染C．氧气有剩余，说明物质燃烧时氧气必须达到一定浓度D．此实验测得空气中氧气的质量分数为18%6．如图是测定空气中氧气含量的改进实验装置（夹持装置已省略），对该实验认识正确的是A．现象：实验过程中，红磷燃烧，产生大量白雾B．推论：实验后，玻璃管中剩余气体具有可燃性C．分析：红磷的量多或少，都不会影响实验结果D．评价：用改进装置实验，能减少对空气的污染7．下列是测定空气中氧气体积分数的实验装置，按要求回答问题：实验中红磷燃烧的现象是；实验完毕打开止水夹，发现进入集气瓶中水的体积明显小于集气瓶中气体体积的五分之一，可能的原因是（写出一点即可）。8．化学兴趣小组在完成“测定空气里氧气含量”（如图1）的实验后，想对该实验可选用的药品进行继续探究，他们进行了如下实验：【回顾旧知】（1）红磷燃烧产生的明显现象是。（2）该实验的原理：红磷燃烧消耗了空气中的氧气，瓶内的气压（填“增大”或“减小”）。烧杯中的水倒吸进入瓶内，进入瓶内水的体积就是被消耗的氧气的体积。【提出问题】能不能用硫代替红磷测定空气中氧气的含量？【查阅资料】相同条件下气体的压强与气体所占的体积成正比。【设计与实验】小组同学按图2装置进行实验，分别将红磷、硫放入集气瓶中燃烧，采集数据如图3、图4（注：装置气密性良好，是瓶内初始气压，和是反应结束恢复到室温时瓶内的气压）。【问题与现象分析】（3）开始反应时瓶内压强瞬间变大的主要原因是。（4）图4中，与几乎相等是因为。（5）由实验可知，（填“能”或“不能”）用硫代替红磷测定空气中氧气的含量。9．镁的化学性质较活泼，能与氮气、二氧化碳、氧气等气体发生反应。如图装置气密性良好，先点燃过量的红磷，待红磷熄灭并冷却至室温，钟罩内水面上升约1/5体积。再使用凸透镜会聚太阳光点燃镁带，镁带继续燃烧，水面继续上升到约7/10位置。下列有关说法不正确的A．用凸透镜会聚太阳光目的是使镁的温度达到着火点B．该实验可以测定空气中氧气的含量C．氮气的化学性质不活泼，不支持燃烧D．金属燃烧不能用二氧化碳灭火10．（2024·四川成都·二模）小文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，则下列分析不合理的是A．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B．从瓶内气压达到最高点直至时刻，瓶内温度下降C．通过时刻瓶内的气压值，可以计算得出氧气约占空气体积的五分之一D．时刻后的一段时间内瓶内气压又显著增加，其原因是气体的体积增大11．（2024九年级下·重庆南岸·学业考试）在燃烧匙中分别加入红磷和铁粉，按图1进行空气中氧气含量的测定实验，实验测得氧浓度图2所示，下列分析错误的是A．在氧气浓度低于4.5%时，红磷熄灭B．铁粉能够将空气中氧气反应完全C．该实验用铁粉比用红磷的测定效果更准确D．为实验结果更准确，应选择合适的试剂12．小科查阅资料发现P2O5有毒，在教材实验（如图1）的启发下设计了如图2的实验，用于测定空气中O2的含量。回答下列问题：（1）图1、图2实验前均需检查装置的。（2）图1中红磷燃烧的现象是，打开弹簧夹K的最佳时机是。（3）图2实验中需要提供足量的（填“铜粉”或“空气”）；在实验中反复推拉注射器是为了尽可能消耗装置中的。（4）室温下，图2实验测定的数据如下表（在气球完全干瘪的状态下测量注射器内气体的体积）：硬质玻璃管的体积反应前注射器中空气的体积反应后注射器中气体的体积50.0mL20.0mL6.5mL①反应消耗的O2的体积为mL；②实验测得空气中O2的体积分数为（保留到小数点后一位）。（5）图2实验的优点是（答一点）。13．（23-24九年级上·江苏无锡·期中）某实验小组用如下装置对空气中氧气含量实验进行了探究。【经典重现】（1）实验小组用如图1所示的方法测定空气中氧气的含量。红磷燃烧的实验现象是。写出红磷燃烧的符号表达式。实验结束后，小组同学发现测得的氧气含量偏小，可能的原因是。（填字母）A．装置漏气B．实验过程中弹簧夹未夹紧乳胶管C．红磷不足D．实验前导管内没有水，实验后导管内留有水（2）查阅文献发现，燃烧过程中当氧气的体积分数低于7%时，红磷就无法继续燃烧，但实际实验中倒吸入瓶内的水的体积能达到空气总体积的五分之一，其可能的操作原因是。【改进实验】实验小组用如图2所示的实验装置进行实验。左管中燃烧匙盛有足量红磷，两管内盛有水。实验步骤：（3）①连接仪器并（补充该操作）;②接通电源，用发热电阻丝引燃红磷;③待红磷熄灭，冷却至室温后读数。实验过程中左管液面的变化情况是。（4）较图1所示的实验，图2所示实