中考化学实验探究一题多设问专题01空气中氧气含量的测定(原卷版+解析)

这是一份中考化学实验探究一题多设问专题01空气中氧气含量的测定(原卷版+解析)，共31页。试卷主要包含了实验原理，实验药品，反应原理，实验装置，实验现象，实验结论，误差分析，1%)等内容，欢迎下载使用。
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
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
【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1/5
B．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16cm
D．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1
C．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a
C．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CO2
D．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：
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%）。
(6)通过上述实验探究，选择图 （填“丙”或“丁”）实验装置用时短且实验结果更准确。
【实验四】学习小组同学对活性炭、食盐在反应中起到的作用产生了兴趣，将4g铁粉和2mL水分别与不同质量的活性炭、食盐均匀混合，测量温度变化。
(7)通过对比分析以上4组实验数据，可得出的结论是 。
(8)如何保存“暖贴” 。
【小结】
(9)结合实验一、实验二、实验三的探究可以得出“测定空气里氧气的含量”实验成功的关键是 。
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
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
可燃物名称
红磷
白磷
着火点
240℃
40℃
最低含氧量
8.8%
3.2%
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
131mL
90.0mL
63.6mL
实验方案
方案一
方案二
方案三
方案四
活性炭/g
0
0
2
2
食盐/g
0
2
0
2
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
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
【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1/5
B．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
【答案】D
【详解】A、最终进入瓶中的水的体积约为氧气的体积，该实验证明空气中氧气的体积含量约占的，故说法正确；
B、实验时红磷一定过量，才能将集气瓶内的氧气消耗掉，故说法正确；
C、实验前一定要检验装置的气密性，避免装置漏气造成实验失败，故说法正确；
D、红磷燃烧产生大量的白烟而不是白雾，火焰熄灭后并冷却后打开弹簧夹，故说法不正确。
故选：D。
【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
【答案】D
【详解】A、加入药品时，取足量的红磷，耗尽氧气，故A错误；
B、点燃酒精灯后，红磷燃烧，产生大量白烟，故B错误；
C、实验结束，红磷消耗了氧气，试管内压强减小，注射器的活塞会向左移动，移动的体积即为消耗氧气的体积，所以实验开始时，注射器活塞的位置不能处于最左端，故C错误；
D、注射器量程足够大时，弹簧夹始终打开，红磷消耗的是整个装置内的氧气，由于注射器量程足够大时，所以试管内的氧气忽略不计，故不会影响实验结果，故D正确。
故选D。
【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16cm
D．反应后剩余的主要气体既不能燃烧，也不支持燃烧
【答案】B
【详解】A、接通电源一段时间，温度升高至红磷的着火点后，电热板上的红磷燃烧并产生大量的白烟，故选项说法正确；
B、若装置气密性不好，在实验结束后冷却过程中，空气进入，使测得空气中氧气含量会偏小，故选项说法不正确；
C、氧气约占空气总体积的五分之一，左右隔板距离为20cm，氧气的体积为20cm×=4cm。实验结束切断电源，冷却至室温后左右隔板距离约为20cm-4cm=16cm，故选项说法正确；
D、红磷燃烧一段时间后熄灭，说明反应后剩余气体不能燃烧，也不支持燃烧，故选项说法正确。
故选B。
【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
【答案】D
【详解】A、为了使氧气耗净，减小误差，实验中白磷应过量；A正确；
B、实验过程中，白磷燃烧，放出大量的热，气体膨胀，活塞先向右移动，冷却后再向左移动。B正确；
C、由于空气中氧气的体积约占空气体积的五分之一，所以，实验结束后冷却到常温，活塞应停在4刻度处；C正确；
D、由于蜡烛燃烧生成二氧化碳，占据被消耗的氧气的体积，所以仍用本装置，把白磷换成蜡烛，不能够精确测定空气里氧气的含量。D不正确。
综上所述：选择D。
【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
【答案】C
【详解】A、实验开始时先点燃红磷再塞紧橡皮塞会导致装置漏气影响实验，A错误，不符合题意；
B、红磷燃烧产生大量白烟，B错误，不符合题意；
C、红磷熄灭必须冷却至室温再打开止水夹，否则装置内气体膨胀导致结果偏小，C正确，符合题意；
D、装置内空气130mL，理论上消耗氧气的体积为130mL×20%=26mL，约吸入水的体积为26mL，量筒中水面下降约50mL-26mL=24mL，D错误，不符合题意。
故选：C。
【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
【答案】B
【详解】A、要准确测定空气中氧气的体积分数，必须使用足量的铜粉，才能全部消耗掉密闭注射器里空气中的氧气，如果铜不足，导致氧气不能完全反应，最终导致测定结果偏小，故选项不正确；
B、氧气约占空气总体积的五分之一，铜粉加热消耗氧气，则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，故选项正确；
C、停止加热后，立即读取数据，剩余气体受热膨胀，导致实验结果偏小，故选项不正确；
D、木炭燃烧生成二氧化碳气体，导致装置中的气压几乎不变，不能用于测定空气中氧气含量，故选项不正确；
故选：B。
【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 。
【答案】(1)
(2) 装置气密性 打开止水夹b 20.5%
(3)更准确、更环保
(4) 温度 氧气浓度 红磷燃烧消耗氧气，放出热量，温度升高增大的气压大于氧气消耗所减少的气压
【详解】（1）红磷与氧气点燃生成五氧化二磷，反应的符号表达式为；
（2）①装置连接好，检查装置的气密性；
⑤根据B中水倒吸进入到A中，待白磷熄灭并冷却到室温，打开止水夹b；
⑥由③可知，集气瓶中空气的体积为200mL，则所测空气中氧气的体积分数：；
（3）与教材实验相比，本实验装置密闭，与外界无气体交换，测量结果更准确，生成的五氧化二磷不会逸散到空气中，更环保，则优点有更准则、更环保；
（4）红磷燃烧消耗氧气，放出热量。实验中温度先升高后恢复到原来的室温，如；曲线Y；氧气被消耗，氧气浓度减小，如曲线Z，则图3中曲线Y表示温度，曲线Z表示的是氧气浓度；
②曲线X表示压强变化，其中AB段2增大，原因是红磷燃烧消耗氧气，放出热量，温度升高增大的气压大于氧气消耗所减少的气压。
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
【答案】C
【详解】使用红磷探究空气中氧气含量实验时，需要将红磷放在燃烧匙上用酒精灯点燃伸入集气瓶中，故玻璃棒最不可能用到。
故选：C。
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
【答案】C
【详解】A.因为铁丝不能在空气燃烧，故A错误；
B.木炭燃烧会生成二氧化碳导致两边压强变化不明显，故B错误；
C.红磷燃烧会消耗氧气，集气瓶中的液面会上升五分之一，故C正确；
D.硫燃烧会生成二氧化硫导致两边压强变化不明显，故D错误；
故答案为：C
【点睛】可以用来测定空气中氧气含量的物质应该具备的条件是：能和空气中的氧气反应，生成物是固体，不能和空气中的其它物质发生化学反应。
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
【答案】A
【详解】A、实验结束后，温度冷却至室温，钟罩内的液面会上升，但是汞槽内的汞不会倒吸入曲颈甑中，故A分析不合理；
B、测定空气中氧气的含量所需的汞必须足量，若汞 不足，氧气不能消耗完全，则会导致空气中氧气含量的测定结果偏小，故B分析合理；
C、实验用到了火炉，推测汞与氧气的反应需要加热，故C分析合理；
D、反应结束后，需关闭火炉冷却至室温，未冷却至室温，否则会导致剩余气体受热膨胀，会导致测定结果偏小，故D分析合理；
故选：A。
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
【答案】C
【详解】A、点燃时，红磷只与空气中的氧气反应生成五氧化二磷固体，因此实验中红磷的作用是耗尽装置内的氧气，故选项说法正确；
B、实验前需检查装置气密性，以防止装置漏气造成结果不准确，故选项说法正确；
C、氧气约占空气总体积的，360mL空气中氧气的体积为360mL×=72mL，最终量筒中液面约降至100mL-72mL=28mL刻度线处，故选项说法不正确；
D、红磷熄灭，试管冷却后再打开止水夹，若试管未完全冷却就读数，此时剩余的气体在受热状态下，处于膨胀状态，占据了部分水的体积，则所测氧气含量偏小，故选项说法正确。
故选C。
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
【答案】C
【详解】A、水位上升的高度取决于被消耗氧气的体积，当全部的氧气被消耗完后，红磷再多也是没用的，不符合题意；
B、木炭燃烧会产生二氧化碳气体，集气瓶内的压强几乎不变，水不会进入集气瓶，不符合题意；
C、测定空气中氧气的含量，选择药品的依据为：能将氧气反应掉，生成物中不能产生气体影响剩余气体的体积，红磷均满足，符合题意；
D、本实验证明空气中含有氧气和其他气体，但并不知道其他气体是什么，不符合题意；
故选C。
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1
C．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
【答案】D
【详解】A、取用的红磷必须足量，才能将装置内氧气耗尽，否则会导致实验结果偏小，不符合题意；
B、引燃红磷后，红磷燃烧，放出大量的热，装置内气体受热膨胀，压强增大，左管内液面下降，待完全反应后，逐渐冷却至室温，由于消耗了氧气，装置内压强减小，故左管内液面上升，氧气约占空气体积的，故冷却后升至刻度1，不符合题意；
C、该装置在密闭容器中进行，反应生成的五氧化二磷不会逸出，比较环保，且避免了盛有点燃红磷的燃烧匙伸入集气瓶中时，气体的受热膨胀逸出，误差小，不符合题意；
D、该装置是通过红磷燃烧消耗氧气，测定空气中氧气的含量，无法测得稀有气体的体积分数，符合题意。
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
【答案】D
【详解】A、铁生锈实际上是铁与氧气和水等发生复杂的化学反应的过程。实验是利用铁生锈原理，消耗瓶内的氧气，使瓶内压强减小，瓶内气体体积减少量即为氧气含量，故选项说法正确；
B、为了减小实验误差，矿泉水瓶需气密性好，防止瓶外的空气进入或瓶内的空气逸出，造成实验误差，故选项说法正确；
C、实验测得氧气体积分数为×100%≈20.87%，故选项说法正确；
D、瓶内空气中的氧气含量是固定的，铁粉应过量，保证完全消耗瓶内氧气，当氧气消耗完后，剩余铁粉不再发生反应，氧气体积分数不再变化，所以并不是铁粉用量越多，测得的氧气体积分数越大，故选项说法不正确。
故选D。
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
【答案】C
【详解】A、测定空气中氧气含量的实验需要在密闭容器中进行，否则外部空气进入或装置内空气逸出都会影响实验的准确。不符合题意；
B、木炭燃烧生成二氧化碳气体，不能形成准确的压强差，不能代替红磷。不符合题意；
C、红磷和氧气点燃生成五氧化二磷固体，所以看到产生大量的白烟。符合题意；
B、点燃红磷伸入集气瓶中后等红磷熄灭，温度恢复到室温后才能打开弹簧夹。不符合题意；
故选C。
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
【答案】C
【详解】A、加热铜丝能够引燃白磷，主要利用了铜丝良好的导热性，说法正确，不符合题意；
B、白磷燃烧消耗氧气，试管内的气压减小，注射器会自动流入试管中，流入的水体积等于消耗的氧气体积，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， 说法正确，不符合题意；
C、白磷燃烧时产生大量白烟，等火焰熄灭后不能立即打开弹簧夹 ，此时试管内的气压偏大，进入的水体积偏小，测量结果不准确，说法错误，符合题意；
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，使实验结果更准确，说法正确，不符合题意。
故选C。
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a
C．该实验铁粉用量不影响实验结果
【答案】C
【详解】A、该实验是用来验证空气中氧气含量，需要消耗氧气产生气压差，故实验前要检查装置气密性，否则会使实验结果不准确，故说法正确；
B、铁锈蚀会消耗试管内的氧气造成注射器内的压强减小，在外界大气压的作用下试管内的液面上升约五分之一体积，最终注射器内水面高度接近a，故说法正确；
C、铁粉的量不足，不能完全消耗装置内的氧气，会使测定的结果偏小，故说法不正确。
故选C。
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
【答案】D
【详解】A、图乙中将注射器的活塞置于20mL刻度处，连接好装置，夹紧弹簧夹，滴加水，生石灰与水反应放出大量的热，可以引燃白磷，白磷燃烧消耗空气中的氧气， 55mL×=11mL ，冷却后打开弹簧夹，读数在20mL-11mL=9mL处，故注射器的活塞最终移动到约9mL刻度处，故A说法正确；
B、图甲实验若红磷燃烧时弹簧夹未夹紧，集气瓶内空气受热膨胀逸出，导致进入水的体积偏大，故则测得空气里氧气的体积分数大于五分之一，故B说法正确；
C、图乙实验若未使用弹簧夹，由于白磷燃烧，放出大量热，温度升高，压强增大，所以活塞先向右移动，然后由于白磷燃烧消耗了氧气，导致压强减小，又可观察到注射器的活塞向左移动，故C说法正确；
D、图乙实验若未使用弹簧夹，实验前将活塞置于14mL刻度处，空气的体积为55mL+14ml=69mL，所以消耗氧气的体积为69mL× =13.8mL，数据太，不能达到实验目的，故D说法错误；
故选D。
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
【答案】AC
【详解】A、要等到装置冷却至室温后再读数，否则装置中气体膨胀，得到氧气体积偏小，故选项A正确；
B、碳和氧气反应生成二氧化碳气体，装置中压强几乎不变，故选项B错误；
C、将装置1中的气球更换为注射器（见装置2），两个注射器来回推动，可使空气与铜粉接触更充分数据更加准确，故选项C正确；
D、正确操作情况下，氧气和铜反应生成固体氧化铜，氧气体积约占空气体积的五分之一，故反应消耗氧气的体积应该是反应前注射器内气体和玻璃管内气体体积总和的五分之一，故选项D错误；
故选：AC。
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
【答案】B
【详解】A. 图1中若集气瓶漏气，在冷却过程中有外界的空气进入瓶中，结果偏小，故错误；
B. 图2中BC段气压变化的原因是红磷燃烧，空气受热膨胀，故正确；
C. 图2中CD段气压变化的原因是集气瓶中的氧气被消耗，温度逐渐恢复至室温，压强减小，故错误；
D. 图2中D点时恢复到了室温，此时打开止水夹，水进入集气瓶中，使得瓶内压强增大，故错误。
故选：B。
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CO2
D．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
【答案】D
【详解】A、瓶内蜡烛燃烧过程中，氧气浓度随着参与燃烧而逐渐降低，符合曲线1的变化，二氧化碳浓度随着燃烧的进行而逐渐升高，符合曲线2的变化，结合图可知，空气中氧气的含量明显高于二氧化碳，故选项说法正确；
B、蜡烛燃烧消耗氧气，燃烧放热又导致气体体积膨胀，因此O2的浓度下降后又升高可能原因是燃烧放热引起的变化，故选项说法正确；
C、二氧化碳不燃烧，也不支持燃烧，蜡烛熄灭的原因可能是燃烧过程中产生一定浓度的 CO2导致，故选项说法正确；
D、由图可知当氧气浓度低于15.6%、二氧化碳浓度大于3.8%时蜡烛不再燃烧，故燃着的蜡烛不能在浓度为 15%O2、5%CO2和 80%N2的混合气体中保持燃烧，故选项说法不正确。
故选D。
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：
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%）。
(6)通过上述实验探究，选择图 （填“丙”或“丁”）实验装置用时短且实验结果更准确。
【实验四】学习小组同学对活性炭、食盐在反应中起到的作用产生了兴趣，将4g铁粉和2mL水分别与不同质量的活性炭、食盐均匀混合，测量温度变化。
(7)通过对比分析以上4组实验数据，可得出的结论是 。
(8)如何保存“暖贴” 。
【小结】
(9)结合实验一、实验二、实验三的探究可以得出“测定空气里氧气的含量”实验成功的关键是 。
【答案】(1) 化合反应
(2)丙
(3)传递热量，使白磷的温度达到着火点；
(4) 乙 利用着火点更低的白磷并采用加热后的玻璃棒“内引燃”，建立封闭空间使实验结果更精准（或改用量筒内水的体积变化来确定消耗氧气的体积使测量结果更精准）；
(5)20.2%
(6)丁
(7)在活性炭和食盐的共同作用下，可以使暖贴快速发热
(8)密封保存
(9)装置气密性好
【详解】（1）①红磷在氧气中燃烧生五氧化二磷，化学反应方程式为：；
②该反应属于多变异，所以是化合反应；
（2）以上原因分析中，丙同学的观点被大家一致否定，是因为将燃烧匙伸入集气瓶的瞬间，有部分空气逸出，会导致实验结果偏大；
（3）玻璃棒是预先加热过的，所以玻璃棒的作用即为传递热量，使白磷的温度达到着火点；
（4）甲乙两种方案，乙方案更优化，理由是：利用着火点更低的白磷并采用加热后的玻璃棒“内引燃”，建立封闭空间使实验结果更精准（或改用量筒内水的体积变化来确定消耗氧气的体积使测量结果更精准）；
（5）空气里氧气的含量为，故填：20.2%；
（6）图丙中测得的数据计算出空气里氧气的含量为19.13%且耗时7天，而图丁中测得的数据计算出空气里氧气的含量为20.2%且耗时8分钟，故图丁的验装置用时短且实验结果更准确；
（7）对比方案一、二，只加入氯化钠对反应没有影响，对比方案一、三，只加入活性炭对反应也没有影响，但对比方案二、三、四,同时加入氯化钠和活性炭能加快反应，使暖贴快速发热，故填：在活性炭和食盐的共同作用下，可以使暖贴快速发热；
（8）由于铁与氧气和水共同接触会生锈，故暖贴需要密封保存；
（9）结合实验一、二、三，“测定空气里氧气的含量”实验成功的关键是装置气密性好。
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
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
可燃物名称
红磷
白磷
着火点
240℃
40℃
最低含氧量
8.8%
3.2%
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
131mL
90.0mL
63.6mL
实验方案
方案一
方案二
方案三
方案四
活性炭/g
0
0
2
2
食盐/g
0
2
0
2