人教版（2024）九年级上册课题1 空气达标测试

这是一份人教版（2024）九年级上册课题1 空气达标测试，共53页。试卷主要包含了6%等内容，欢迎下载使用。
考点精讲
【拓展延伸】
【知识点一】拉瓦锡测定氧气的含量实验
1．测定原理
拉瓦锡测定空气的组成的原理：2Hg+O2eq \\ac(\s\up6(△),\(==,===))2HgO，2HgOeq \\ac(\s\up7(高温),\(===,====))2Hg+O2。
2．实验装置
汞槽中汞的作用是，作反应物，起液封作用。
3．实验结论
氧化汞分解产生的气体支持呼吸------氧气
剩余气体：不支持生命---氮气
将剩余气体和氧化汞分解产生的气体混合，得到和空气成分相同气体
空气由氧气和氮气组成
【典型例题】
某同学利用如图装置测定空气中氧气的含量，红磷燃烧后恢复到室温，打开弹簧夹后，发现进入广口瓶的液体体积小于广口瓶容积的eq \f(1,5)，造成这一现象的原因可能是（ ）
A．实验前没有将弹簧夹夹紧
B．实验装置可能漏气
C．实验中所取的红磷过量
D．集气瓶中预先未加入一定量的水
【举一反三】
空气中氧气含量测定的经典赏析。
教材中介绍了拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分(实验装置如图)。
（1）写出汞与氧气反应的化学方程式：____________________________________。
（2）本实验中选择使用汞的优点有：
①汞在加热的条件下，只和氧气反应。
②汞为液态，在汞槽中起到液封的作用，并能直接用来测量反应器内空间体积的变化。
③生成的氧化汞分解又能得到汞和氧气中，把得到的氧气加到剩下的4/5体积的气体中，结果所得气体跟空气的性质完全一样。
根据资料卡片，请再补充本实验使用汞的两个优点，并说明依据。
④____________________________________________________________________。
⑤____________________________________________________________________。
（3）通过实验，拉瓦锡得出了空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积1/5的结论。请根据现在的认识，对此结论予以补充。_________________________________。
【针对训练】
1. 拉瓦锡利用汞与氧气的反应研究空气的成分，所用的装置如图所示。下列分析不合理的是（ ）
A. 汞会倒吸入曲颈甑中
B. 实验用到了火炉，推测汞与氧气的反应需要加热
C. 汞的用量可能会影响实验结果
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
2. 空气是人类赖以生存的宝贵资源，空气成分的发现其实经历了很长时间的研究，了解空气相关知识后，我们要学会保护空气，保卫蓝天。
(1)空气中含量排前三位的气体依次是 ____ (填名称)。
(2)空气成分的测定：
①在二百多年前，拉瓦锡用汞(水银)用定量的方法研究了空气的成分(实验装置如图)该实验中选择使用汞的优点有 ____ 。
A 实验过程中没有污染
B 在汞槽中起到液封作用
C 生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气
D 能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽
②现在我们可以利用图甲装置测定空气中氧气的含量并结合现代传感器技术，测得过程中容器内气体压强、温度、氧气浓度的变化趋势如图乙所示。
t2时打开止水夹，最终集气瓶中水平面大约上升至刻度 _____ 处。
结合曲线，解释AB段气体压强变化的原因是 _____ 。
(3)空气的保护
①图丙是某地PMs来源分布图。据此，下列措施对减少PM1s效果最不明显的是 _____ 。
A 减少汽车的数量
B 用风能与太阳能发电替代燃煤发电
C 减少工业生产中二氧化碳的排放
②除了上述PM2.5外，下列也属于空气污染物的是 _____ 。
A 臭氧
B 一氧化碳
C 二氧化硫
D PM10
(4)实验反思与再探究:
【实验探究1】利用红磷测定空气中氧气含量时，使用氧气浓度传感器测得反应后装置内氧气浓度为8.85％，实验误差比较大，于是小明利用铁丝生锈的实验(装置如下图1)测定氧气含量，通过7天测得的数据计算空气中氧气的含量为19.13％。
【交流与讨论】与用红磷燃烧的方法相比，用铁丝生锈的方法测定的主要优点及原因: ____ 。
【实验探究2】探究1实验时间较长，为了加快反应速率，小明通过查阅资料，利用铁粉、炭粉、氯化钠等物质又进行了实验(装置如下图2)，8分钟后测得的数据如表:
请计算出空气中氧气含量 ______ （计算结果保留一位小数）
(5)通过上述几个测定空气中氧气含量的实验可以看出，选择 ____ (填物质名称)进行实验，可较为快速地完成实验并减小实验误差。
【知识点二】燃磷法测定氧气的含量实验
1．测定原理
A：物理原理：
利用燃烧法测定空气中氧气的含量的原理是利用红磷燃烧消耗密闭容器内空气中的氧气，使密闭容器内压强减小，在大气压的作用下，进入容器内水的体积即为减少的氧气的体积。
B：化学原理：
化学方程式：4P+5O2eq \\ac(\s\up7(点燃),\(===,====))2P2O5。
2．实验装置
（1）仪器：集气瓶、燃烧匙、导管、烧杯、橡胶管、弹簧夹。
（2）药品：红磷、水。
3．实验步骤
（1）先在集气瓶内加入少量水，并做上记号。
（2）连接装置。
（3）检查装置的气密性。
（4）用弹簧夹夹紧橡胶管。
（5）点燃红磷，迅速伸入集气瓶内。
（6）燃烧结束冷却至室温后，打开弹簧夹。
4．实验现象
A、红磷燃烧现象
红磷在集气瓶内燃烧，放出热量，生成大量白烟(五氧化二磷小颗粒)。
B、打开止水夹时现象
冷却后，打开弹簧夹，水经导管进入集气瓶，进入水的体积约占集气瓶内空气总体积的。
5．实验成功的关键
（1）红磷要过量。
（2）装置必须密封。
（3）导管内先注满水。
（4）冷却到室温后，打开弹簧夹。
6．实验分析与结论
红磷燃烧生成五氧化二磷固体，五氧化二磷极易溶于水，不占有体积。红磷燃烧消耗了集气瓶内的氧气，冷却后，大气压把烧杯内的水压进集气瓶，水的体积约是集气瓶内消耗的氧气的体积，由此证明空气中氧气约占空气总体积的。
友情提示：通过此实验也能得出氮气不燃烧、不支持燃烧及不易溶于水的性质。
7．水的作用
A、集气瓶中水的作用
①吸收五氧化二磷，防止污染空气
②吸收热量，缓冲气压，防止集气瓶内压强过大，橡皮塞弹出。
B、烧杯中水的作用
测量氧气的体积：倒吸到集气瓶中水的体积约是消耗的氧气的体积
8．误差分析
A、偏低：
①红磷不足
②装置气密性不好
③未冷却至室温打开止水夹
④导管中有部分水残留
B、偏高：
①点燃红磷后插入到集气瓶速度太慢（未及时塞进橡皮塞）
②未夹紧止水夹（未使用止水夹）
9．实验注意事项
（1）红磷要足量。如果红磷的量不足，则不能将密闭容器内空气中的氧气完全反应掉，密闭容器内水面上升不到原气体体积的，导致测得空气中氧气的体积分数偏小。
（2）实验装置的密封性要好。如果密封性不好，则外界的空气会进入密闭容器内，导致所测得的氧气体积偏小。
（3）不能用硫、木炭、铁丝等代替红磷。因为硫或木炭燃烧后产生的气体会弥补反应所消耗的氧气，导致测得的氧气的体积不准确；而细铁丝在空气中难以燃烧，氧气的体积几乎不会变化，因此密闭容器内水面不上升。
（4）橡胶管要夹紧，燃烧匙放入集气瓶时要迅速，防止空气受热膨胀，从导管或集气瓶口逸出，导致进入水的体积增多，使实验结果偏高。
（5）集气瓶内加少量的水，目的是溶解白烟、降低温度。
【典型例题】
如图所示装置可用来测定空气中氧气的含量，下列是同学们对该实验的判断和认识，其中有错误的是（ ）
①装置不漏气是试验成功的重要因素之一
②红磷的用量不足会影响实验结论
③集气瓶内气体压强的减少会导致瓶中水面的上升
④将红磷改为碳也能得到正确的实验结论
⑤红磷熄灭后瓶内肯定没有氧气了．
A. ④⑤B. ③②C. ②①D. ①③
【举一反三】
1．（上海市崇明区2021-2022上学期期末）关于测定空气中氧气含量的实验，下列说法正确的是（ ）
A. 实验前止水夹没有夹紧
B. 将红磷换成木炭进行实验
C. 待装置冷却至室温后，再打开止水夹
D.点燃红磷缓慢伸入集气瓶中后，再塞紧瓶塞
2．（河北石家庄市赞皇县2021-2022学年度第一学期期末教学质量检测）如图所示装置用于测定空气中氧气含量，以下说法正确的是（ ）
A. 使用红磷的量可多可少
B. 红磷熄灭后，立即打开止水夹
C. 整个实验过程中，集气瓶内压强持续减小
D. 选用红磷是因为反应只消耗O2，生成固态的P2O5
3．测定空气里氧气含量的实验装置和步骤如下：（已完成装置气密性检查）
①在集气瓶内加入少量水，并将水面上方空间分为5等份；
②用弹簧夹夹紧胶皮管；
③点燃燃烧匙内的红磷后，立即伸入瓶中并把塞子塞紧，观察现象；
④红磷熄灭后，立即打开弹簧夹，观察现象。
其中有错误的实验步骤是（ ）
A.① B.② C.③ D.④
【技巧方法】
1.可燃物要求是在空气中能和氧气反应又不生成气体的固体；
2.红磷要过量，确保和容器内空气里的氧气充分反应；
3.容器密闭，有良好的气密性，观察水面进入容器里的高度时应待容器中的温度冷却至常温。
【知识点三】其他测定氧气含量的实验
1．原理
在加热的条件下，铜能跟空气中的氧气反应，消耗了密闭容器中的氧气，没有其他气体产生，减少的气体体积即为空气中氧气的体积。反应的化学方程式：2Cu+O2eq \\ac(\s\up6(△),\(==,===))2CuO。
2．实验装置（如图所示）
3．实验仪器
硬质玻璃管(相同规格支)、橡皮塞(带玻璃导管及不带玻璃导管各个)、量筒、酒精灯、铁架台(带
铁夹)、注射器、气球、铜粉。
4．实验步骤
（1）将一支硬质玻璃管注满水(两端用橡皮塞封住)，然后打开上端橡皮塞，将水倒入量筒中，记录体积。
（2）在另一支干燥的硬质玻璃管中装入铜粉，两端塞上带玻璃导管的橡皮塞，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，记录体积后与硬质玻璃管另一端密封连接。根据酒精灯的高度，将玻璃管固定在铁架台上。
（3）用酒精灯在铜粉部位加热，加热时不断推拉注射器。
（4）停止加热后，待玻璃管冷却至室温，将气球内的气体全部挤出。待注射器活塞稳定后，记录注射器中气体的体积。
5．实验现象
铜粉加热后变成黑色，冷却至室温后，密闭装置内气体的体积减少了1/5。
6．实验结论
空气中氧气约占空气体积的1/5。
7．注意事项
（1）铜粉要足量。
（2）装置不能漏气。
（3）加热温度要高一些，时间要长一些，目的是保证铜粉和氧气充分反应。
（4）加热时为保证氧气充分反应，要不断推拉注射器活塞。
（5）冷却至室温后，读取注射器内剩余气体体积。
8．测定空气中氧气含量的其他装置
测定空气中氧气含量的装置还有如图所示A、B、C、D、E。
E
【典型例题】
暖宝宝贴（主要成分为铁粉、木炭、食盐）的热量来源于铁粉的氧化。小涛同学设计使用暖宝宝贴来测定空气中氧气的含量，实验开始前的装置如图所示，实验后从量筒中流入玻璃瓶（容积为250mL）中的水的体积为45mL（铁粉生锈消耗的水忽略不计）。下列说法错误的是（ ）
A．如果装置漏气，会使测量结果偏小
B．本实验数据测得空气中氧气的体积分数为19.6%
C．若装置气密性良好，实验测得空气中氧气体积分数偏低，可能是暖宝宝贴的使用数量不足
D．不必等温度计的读数恢复至实验前的温度后就能记录量筒内剩余水的体积
【举一反三】
探究一：按照体积计算空气中氧气约占___%,一号化学兴趣小组的同学按照课本的实验装置做“测定空气中氧气的体积分数”实验,但测出的氧气体积分数明显偏小,设计改进实验(图1)
[查阅资料]
(1)写出课本实验集气瓶中红磷发生化学反应方程式 .属于 反应。
(2)课本实验测出氧气体积分数偏小的原因中:
(3)对课本实验装置进行了如图1的改进。
①把红磷更换为白磷，理由是 ;
②通过粗铜丝来点燃玻璃管内的白磷，利用了金属铜的 性;
③与课本实验装置相比，图1装置的一个优点是
探究二:二号化学兴趣小组设计了图2所示的装置,探究空气中氧气的体积分数,其中A是底面积为50cm2、高20cm的圆筒状玻璃容器(带密封盖),上面标有以cm为单位的刻度, B是带刻度的敞口玻璃管(其他辅助装置略)。他们的操作过程如下:
a.检查装置气密性; b. 加水并调整B的高度,使A中的液面至刻度15cm处;
c.将过量的铜粉平铺在惰性电热板上,盖紧密封盖。( 提示:铜和氧气在加热的条件下反应生成氧化铜)
d.通电加热铜粉，待充分反应后，冷却到原来的状况,调整B的高度使容器A. B中的液面保持水平,记录液面刻度。(注: A容器内固态物质所占的体积忽略不计)
(1)在操作a中检查装置气密性的方法:往B中加水,使A.B液面保持水平,盖紧A的密封盖，再用手捂住A的外壁,若B中的液面.上升,则气密性 (填“好”或“不好”)
(2)在上述实验中，下列物质不能代替铜粉的是 (填字母)。
A.红磷 B.木炭 C.硫
(3)在操作d结束时,装置A中液面的刻度约为_ _ cm( 填整数)。如果在操作d结束时,装置A中液面刻度在11cm处,则实验结果比理论值 _ ( 填'偏大”或“偏小”)。
【针对训练】
1．（2021•东营）如图是测定空气中氧气含量的实验。对该实验的认识不正确的是（ ）
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铁粉无法达到实验目的
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应该是反应前注射器内气体和玻璃管内气体体积总和的eq \f(1,5)
2．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．该实验中的铜粉可以换成碳粉
B．停止加热后，趁装置未冷却马上读数
C．正确操作情况下，反应结束后，消耗的氧气的总体积应该是反应前注射器内气体体积的eq \f(1,5)
D．实验结束后，硬质玻璃管内剩余的气体主要是氮气
3．下列实验装置不能用来测定空气中氧气含量的是（ ）
A． B． C． D．

考点达标
1．（2021•绵阳）用图示装置粗略测量空气中氧气的含量，下列叙述错误的是（ ）
A．硫燃烧消耗集气瓶中的氧气
B．火焰熄灭后立即打开止水夹
C．进入瓶中的溶液容易吸收SO2
D．最终约有50mL溶液进入集气瓶
2．（2021•阜新）用如图装置进行实验，实验结束后，瓶内剩下的气体主要是（ ）
A．氮气B．氧气C．稀有气体D．二氧化碳
3．（2021•烟台）化学兴趣小组设计如图所示的装置测定空气中氧气的含量，胶头滴管中的水滴入生石灰一段时间后，试管内的白磷（白磷的着火点为40℃）开始燃烧，待白磷熄灭并冷却至室温后打开弹簧夹。下列关于该实验的说法错误的是（ ）
A．试管中的细沙可防止试管炸裂
B．胶头滴管中的水和注射器中的水作用相同
C．若实验测得氧气的体积分数偏低，可能是试管中白磷的量不足
D．若注射器中的水最终减少了10mL，说明空气中氧气的体积分数约为20%
4. 化学革命是发生在十八世纪末英国和法国的一场深刻的化学学科的变革。英国物理学家、化学家波义耳和法国化学家拉瓦锡曾做过貌似相同的两个实验（见下图）
关于这两个实验的说法正确的是（ ）
A. 两个实验都可用于测定空气中氧气的含量
B. 两个实验中，曲颈甑内汞的表面都变为黑色
C. 两个实验中，汞的量多少对实验结果无影响
D. 拉瓦锡的实验中，玻璃钟罩内液面逐渐上升，达到一定高度后不再变化
5. 在测量空气中氧气含量的实验中，发现氧气的体积分数少于 1/5，针对这一事实，下列分析错误的是（ ）
A. 可能是装置气密性不好
B. 可能未冷却至室温就打开了止水夹
C. 可能是红磷的量不足
D. 插入燃烧匙太慢，塞紧瓶塞之前，瓶内空气受热逸出
6．（2021·辽宁中考真题）关于测定空气中氧气含量的实验，下列说法正确的是（ ）
A．实验前止水夹没有夹紧
B．将红磷换成木炭进行实验
C．待装置冷却至室温后，再打开止水夹
D．点燃红磷缓慢伸入集气瓶中后，再塞紧瓶塞
7．（2021·北京中考真题）用下图装置可验证空气中O2的含量。下列现象能表明O2含量的是（ ）
A．集气瓶中产生大量白烟B．红磷燃烧一段时间后熄灭
C．烧杯中的水倒吸进入集气瓶D．集气瓶中水面最终上升至1处
8．（2021·山西晋中市·中考真题）拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。后人仿照其实验原理测定空气中氧气含量（如图）。实验过程中，逐渐减少的气体和逐渐增多的物质是（ ）
A．O2、P2O5B．P、P2O5C．O2、PD．N2、P2O5
9.（2021年辽宁省抚顺市中考）关于测定空气中氧气含量的实验，下列说法正确的是
A. 实验前止水夹没有夹紧
B. 将红磷换成木炭进行实验
C. 待装置冷却至室温后，再打开止水夹
D. 点燃红磷缓慢伸入集气瓶中后，再塞紧瓶塞
10. 在下图1所示密闭装置内燃烧红磷测定空气中氧气含量，用传感器记录集气瓶中压强随时间变化的情况，得图2所示数据。下列说法正确的是( )
A. a点处压强增大主要是因为少量空气进入
B. a→b段压强减小的原因只能是氧气被消耗
C. c点时打开了弹簧夹，导致气压增大
D. d点集气瓶中的温度一定等于室温

巩固提升
11. （广东省揭阳市普宁市2021-2022学年度第一学期期末）化学兴趣小组对课本实验“测定空气里氧气的含量”，实验完毕后集气瓶中是否还含有氧气产生质疑，于是同学们设计了如图1装置来探究磷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瓶内燃烧熄灭后，容器中是否有氧气剩余？
【作出猜想】猜想①：氧气没有剩余；猜想②：氧气有剩余。
【实验探究】该小组同学按图1组装好实验装置。
步骤1：利用高能激光笔照射燃烧匙上的红磷，红磷燃烧直至熄灭；
步骤2：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）红磷燃烧的化学方程式 ，基本反应类型 。
（2）兴趣小组通过实验分析思考，得出了“不同物质燃烧，需要的氧气浓度不一样”的结论由此联想到课本实验： （填物质名称）在空气中不能燃烧，但在氧气中剧烈燃烧、火星四射。
（3）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，用传感器测量容器内氧气浓度变化的曲线图；在图2中 （填“A、B、C、D、E”）点时红磷燃烧熄灭；白磷开始燃烧至燃烧结束对应的曲线为 段（用图2中字母表示）。
【实验结论】
（4）根据上述实验现象及数据分析，得出结论如下：猜想 正确。
【拓展延伸】
（5）红磷燃烧产物P2O5与瓶底的热水发生反应，生成磷酸（H3PO4），其反应的化学方程式为 。
【反思与评价】
（6）课本上用红磷燃烧的方法 （填“能”或“不能”）精确地测量空气中氧气的含量，理由是 。
12. （2021广州市初中毕业班第二次综合测试）氧气是一种宝贵的资源。
（1）氧气由氧分子构成，在化学变化中每个氧分子会分成______个氧原子。氧原子最外层有6个电子，倾向于______（填“失去”或“得到”）电子形成相对稳定结构，表现出较强的氧化性。
（2）氧气能支持燃烧，在生产生活中有很多用途。
①图一所示的实验中，能证明有其它物质生成的现象是__________________；反应的化学方程式是______________________________，分别画出图一中反应结束后集气瓶中的气体组成和溶液组成的微观示意图，水分子无须画出______。
②用如图二装置测定空气中氧气的含量时，请仿照“实验后”的图示，画出“实验前”广口瓶中气体组成的微观示意图，水分子无须画出______。
（3）用气体压力传感器测出集气瓶中的气压变化，并用数据处理软件以数字、曲线的形式实时显示。集气瓶内气压变化如图乙所示。
①实验前要检查甲装置的气密性，其操作为：按甲图连接好实验仪器，____________。
②图乙中A点为点燃前集气瓶中的气压，AB段气压显著增加的原因是______________________________，t3时刻后瓶内气压又显著增加，t3时进行的实验操作是__________________________________________。
③另一小组同学用甲装置进行该实验，结束时，观察到进入集气瓶内的水大于集气瓶内原空气体积，可能的原因是______（填写序号）。
A．燃烧匙内红磷不足
B．将燃烧匙伸入集气瓶的操作过于缓慢
C．旋紧橡皮塞后发现橡胶管上未夹弹簧夹
D．未等到装置完全冷却就打开弹簧夹
13. 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 1）按图一所示装置，用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的体积分数。
（实验 2）按图二所示装置，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）。利用铁锈腐蚀原理测定空气中氧气的体积分数。
（1）实验 1 中，红磷燃烧的文字表达式是________。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________。
（2）为提高实验的准确性，以上两个实验都需要注意的事项是________（写一点）。
（3）实验过程中，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，________（填“实验 1”或“实验 2”）的测定方法更准确，判断依据是________。
（4）结合你的学习经验，若要寻找红磷或铁粉除氧剂的替代物。用图一或图二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）。
14．氧气是一种重要的物质，某化学兴趣小组同学设计了多组实验装置测定空气中氧气的含量。
【常规测定】
如图1所示的是小明用红磷在空气中燃烧来测定的方法。
（1）写出红磷燃烧产生大量 ，符号表达式： 。
（2）实验完毕，若进入集气瓶中水的体积小于集气瓶中原空气总体积的eq \f(1,5)．你认为导致这一结果的原因可能是 （写一条）。
（3）上面的实验同时证明了氮气的化学性质有 （写一条）。
【实验改进】
某探究小组为测定空气中氧气的含量做如下实验改进：
图2是利用气压传感器测定红磷燃烧时集气瓶内气压变化的实验装置。
图3是集气瓶内气压的变化情况。
图4是利用铜粉与氧气加热后反应生成氧化铜的原理，测定空气中氧气含量的实验装置。
（1）图1实验：点燃燃烧匙内的红磷后，立即伸入集气瓶中并把橡皮塞塞紧。待红磷熄灭并冷却后，打开止水夹。下列有关图2的分析不正确的是 。
A．BC段气压增大的主要原因是燃烧放热
B．CD段气压减小的主要原因是集气瓶内氧气不断被消耗且瓶内温度逐渐冷却
C．DE段气压增大的主要原因是烧杯中的水进入集气瓶
D．若用木炭代替红磷完成此实验，集气瓶内气压变化趋势与图2基本一致
（2）图3实验的主要实验步骤如下：
①组装装置，检查装置的气密性；
②向试管中加入足量的铜粉，铜粉要足量的原因是 ；
③点燃酒精灯，不停地抽拉注射器的活塞，充分反应后停止加热。
试管中发生的反应符号表达式为 。实验开始时，若注射器活塞前沿停在35mL的刻度线上，完成上述三个实验步骤并等到具支试管冷却后观察，活塞前沿约停在 mL的刻度线上。用酒精灯在铜粉部位加热时，若实验过程中没有不断推拉注射器，则可能导致测定的空气中氧气的体积分数 （填“偏大”、“偏小”、“不变”）。
【实验拓展】
小军同学对实验进行反思后，提出了改进方法（如图5所示 ），你认为改进后的优点是： （填字母序号）。
A．避免燃烧匙伸入集气瓶过慢带来的误差 B．减少污染，保护环境
15. 空气中氧气含量测定的再认识。
（1）【实验回顾】实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量（装置如图1），写出红磷燃烧的化学反应方程式________。如果红磷不足，会导致测定的空气中氧气含量结果________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
【原理应用】兴趣小组同学用家用制氧机（如图2）制取并收集了一袋气体，带到实验室对其进行研究。家用制氧机的工作原理是用分子筛分离空气获得氧气，分子筛是一种内部分布有均匀微小孔径的固体，通过特制的分子筛把空气中的氧分子吸入孔穴而与其它分子分离，该变化属于________（填“物理”或“化学”）变化。该方法制得的氧气浓度如何？兴趣小组同学设计了如图3所示装置来测定氧气的含量。请将下列实验步骤补充完整：
①检查_______ _。
②加入药品，将装置连接固定。
③打开止水夹a和b，向A中缓慢鼓入一定量气体，露出白磷后，关闭止水夹a和b。此时，A中水进入到 B中，测得B中水的体积为V1mL。
④用凸透镜聚光引燃白磷，白磷燃烧，产生大量________。
⑤待白磷熄灭并冷却到室温，进行________操作。B中水倒吸进入到A中，测得量筒中的体积变为V2mL。
⑥计算小组同学所带气体中氧气的体积分数。
（2）下列有关这个实验的说法中，正确的有________
A．步骤③中，仰视量筒读数会使测得的V1数值偏低；
B．步骤④中，白磷燃烧时要保持关闭止水夹a和b；
C．步骤⑤中，未冷却至室温会使测得的小组同学所带气体中氧气的含量偏高；
D．与图1相比，图3装置的优点有：误差减少和污染减少。
（3）经测定 V1=210mL；V2=50mL，则小组同学所带气体中氧气的体积分数为________%（精确到0.1%）
（拓展延伸）为了帮助同学们更好地理解测定氧气含量的实验原理，老师利用传感器技术定时测定了实验装置（如图4）内的压强、温度和氧气浓度，三条曲线变化趋势如图5所示。X曲线表示压强变化趋势，Y曲线表示________（填“温度”或“氧气浓度”）的变化趋势。结合Y、Z两条曲线，解释图5中AB段压强变化的原因是________。实验前的体积
实验后的体积
集气瓶内空气
烧杯内蒸馏水
烧杯内剩余蒸馏水
131mL
90.0mL
63.6mL
颜色、熔点
熔点/℃
燃烧所需最低温度/℃
密度/g·cm-3
红磷
暗红色固体
590
240
2.34
白磷
白色固体
44.1
40
1.82
2.1.1空气中氧气含量的测定
考点精讲
【知识点一】拉瓦锡测定氧气的含量实验
1．测定原理
拉瓦锡测定空气的组成的原理：2Hg+O2eq \\ac(\s\up6(△),\(==,===))2HgO，2HgOeq \\ac(\s\up7(高温),\(===,====))2Hg+O2。
2．实验装置
汞槽中汞的作用是，作反应物，起液封作用。
3．实验结论
氧化汞分解产生的气体支持呼吸------氧气
剩余气体：不支持生命---氮气
将剩余气体和氧化汞分解产生的气体混合，得到和空气成分相同气体
空气由氧气和氮气组成
【典型例题】
某同学利用如图装置测定空气中氧气的含量，红磷燃烧后恢复到室温，打开弹簧夹后，发现进入广口瓶的液体体积小于广口瓶容积的eq \f(1,5)，造成这一现象的原因可能是（ ）
A．实验前没有将弹簧夹夹紧
B．实验装置可能漏气
C．实验中所取的红磷过量
D．集气瓶中预先未加入一定量的水
【答案】B
【解析】
A、实验前没有将弹簧夹夹紧 使进入瓶内的液体体积的大，结果偏大，故A错
B、实验装置可能漏气 实验装置漏气可导致部分气体进入瓶中从而液体体积减少，故B正确
C、实验中所取的红磷过量 红磷过量仍然能完全消耗掉氧气，不影响进入瓶内的液体体积，故C错
D、集气瓶中预先未加入一定量的水 集气瓶中加入水是为了保护集气瓶，不影响进入瓶中的液体体积。小于空气，既能用排水法收集，又能用向下排空气法收集。
【举一反三】
空气中氧气含量测定的经典赏析。
教材中介绍了拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分(实验装置如图)。
（1）写出汞与氧气反应的化学方程式：____________________________________。
（2）本实验中选择使用汞的优点有：
①汞在加热的条件下，只和氧气反应。
②汞为液态，在汞槽中起到液封的作用，并能直接用来测量反应器内空间体积的变化。
③生成的氧化汞分解又能得到汞和氧气中，把得到的氧气加到剩下的4/5体积的气体中，结果所得气体跟空气的性质完全一样。
根据资料卡片，请再补充本实验使用汞的两个优点，并说明依据。
④____________________________________________________________________。
⑤____________________________________________________________________。
（3）通过实验，拉瓦锡得出了空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积1/5的结论。请根据现在的认识，对此结论予以补充。_________________________________。
【答案】
（1）2Hg+O2eq \\ac(\s\up6(△),\(==,===))2HgO
（2）④汞的沸点较低，汞蒸气与氧气反应比较充分，能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽
⑤氧化汞的密度小于汞，且不溶于汞，因此易与汞分离（其他合理答案均给分）
（3）空气的成分按体积计大约是：氧气21％、氮气78％、稀有气体等其他成分1％。
【解析】（1）汞与氧气反应生成氧化汞，反应的化学方程式为（1）2Hg+O2eq \\ac(\s\up6(△),\(==,===))2HgO。（2）根据资料卡片，可知实验使用汞的优点还有：④汞的沸点较低，汞蒸气与氧气反应比较充分，能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽。⑤氧化汞的密度小于汞，且不溶于汞，因此易与汞分离。（3）通过实验，拉瓦锡得出了空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积1/5的结论。目前，人们已经精确测定出空气的成分，空气的成分按体积计大约是：氧气21％、氮气78％、稀有气体等其他成分1％。
【针对训练】
1. 拉瓦锡利用汞与氧气的反应研究空气的成分，所用的装置如图所示。下列分析不合理的是（ ）
A. 汞会倒吸入曲颈甑中
B. 实验用到了火炉，推测汞与氧气的反应需要加热
C. 汞的用量可能会影响实验结果
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
【解析】
A．实验结束后，温度冷却至室温，钟罩内的液面会上升，但是汞不会倒吸入曲颈甑中，故符合题意；
B．实验用到了火炉，推测汞与氧气的反应需要加热，故不符合题意；
C．测定空气中氧气的含量所需的汞必须足量，否则会导致测定结果偏小，故不符合题意；
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，否则会导致测定结果偏小，故不符合题意。
故答案为：A。
2. 空气是人类赖以生存的宝贵资源，空气成分的发现其实经历了很长时间的研究，了解空气相关知识后，我们要学会保护空气，保卫蓝天。
(1)空气中含量排前三位的气体依次是 ____ (填名称)。
(2)空气成分的测定：
①在二百多年前，拉瓦锡用汞(水银)用定量的方法研究了空气的成分(实验装置如图)该实验中选择使用汞的优点有 ____ 。
A 实验过程中没有污染
B 在汞槽中起到液封作用
C 生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气
D 能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽
②现在我们可以利用图甲装置测定空气中氧气的含量并结合现代传感器技术，测得过程中容器内气体压强、温度、氧气浓度的变化趋势如图乙所示。
t2时打开止水夹，最终集气瓶中水平面大约上升至刻度 _____ 处。
结合曲线，解释AB段气体压强变化的原因是 _____ 。
(3)空气的保护
①图丙是某地PMs来源分布图。据此，下列措施对减少PM1s效果最不明显的是 _____ 。
A 减少汽车的数量
B 用风能与太阳能发电替代燃煤发电
C 减少工业生产中二氧化碳的排放
②除了上述PM2.5外，下列也属于空气污染物的是 _____ 。
A 臭氧
B 一氧化碳
C 二氧化硫
D PM10
(4)实验反思与再探究:
【实验探究1】利用红磷测定空气中氧气含量时，使用氧气浓度传感器测得反应后装置内氧气浓度为8.85％，实验误差比较大，于是小明利用铁丝生锈的实验(装置如下图1)测定氧气含量，通过7天测得的数据计算空气中氧气的含量为19.13％。
【交流与讨论】与用红磷燃烧的方法相比，用铁丝生锈的方法测定的主要优点及原因: ____ 。
【实验探究2】探究1实验时间较长，为了加快反应速率，小明通过查阅资料，利用铁粉、炭粉、氯化钠等物质又进行了实验(装置如下图2)，8分钟后测得的数据如表:
请计算出空气中氧气含量 ______ （计算结果保留一位小数）
(5)通过上述几个测定空气中氧气含量的实验可以看出，选择 ____ (填物质名称)进行实验，可较为快速地完成实验并减小实验误差。
(1)氮气、氧气、稀有气体
(2) ①BCD ② 1 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
(3) ①C ②ABCD
(4)铁丝与氧气反应时间长，且铁丝能与低浓度氧气继续反应 20.2%
(5)铁粉、碳粉、氯化钠和蒸馏水
【解析】
（1）氮气78%，氧气21%，稀有气体0.94%
（2）1在汞槽中起到液封作用2生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气3能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽；氧气占空气体积的五分之一，所以液体上升到1刻度；红磷在空气中剧烈燃烧放热温度升高，压强增大，随着反应的进行消耗氧气，使气压减小；
（3）二氧化碳不属于空气污染物；空气污染物包括：臭氧、一氧化碳、二氧化硫、PM10；
（4）铁丝与氧气反应时间长，且铁丝能在低浓度氧气继续生锈；烧杯内蒸馏水变化的体积为氧气体积，则空气中氧气含量为：eq \f(90-63.6,131)×100%≈20.2%；
（5）铁粉、碳粉、氯化钠和蒸馏水可较快速地完成实验并减小实验误差；
【知识点二】燃磷法测定氧气的含量实验
1．测定原理
A：物理原理：
利用燃烧法测定空气中氧气的含量的原理是利用红磷燃烧消耗密闭容器内空气中的氧气，使密闭容器内压强减小，在大气压的作用下，进入容器内水的体积即为减少的氧气的体积。
B：化学原理：
化学方程式：4P+5O2eq \\ac(\s\up7(点燃),\(===,====))2P2O5。
2．实验装置
（1）仪器：集气瓶、燃烧匙、导管、烧杯、橡胶管、弹簧夹。
（2）药品：红磷、水。
3．实验步骤
（1）先在集气瓶内加入少量水，并做上记号。
（2）连接装置。
（3）检查装置的气密性。
（4）用弹簧夹夹紧橡胶管。
（5）点燃红磷，迅速伸入集气瓶内。
（6）燃烧结束冷却至室温后，打开弹簧夹。
4．实验现象
A、红磷燃烧现象
红磷在集气瓶内燃烧，放出热量，生成大量白烟(五氧化二磷小颗粒)。
B、打开止水夹时现象
冷却后，打开弹簧夹，水经导管进入集气瓶，进入水的体积约占集气瓶内空气总体积的。
5．实验成功的关键
（1）红磷要过量。
（2）装置必须密封。
（3）导管内先注满水。
（4）冷却到室温后，打开弹簧夹。
6．实验分析与结论
红磷燃烧生成五氧化二磷固体，五氧化二磷极易溶于水，不占有体积。红磷燃烧消耗了集气瓶内的氧气，冷却后，大气压把烧杯内的水压进集气瓶，水的体积约是集气瓶内消耗的氧气的体积，由此证明空气中氧气约占空气总体积的。
友情提示：通过此实验也能得出氮气不燃烧、不支持燃烧及不易溶于水的性质。
7．水的作用
A、集气瓶中水的作用
①吸收五氧化二磷，防止污染空气
②吸收热量，缓冲气压，防止集气瓶内压强过大，橡皮塞弹出。
B、烧杯中水的作用
测量氧气的体积：倒吸到集气瓶中水的体积约是消耗的氧气的体积
8．误差分析
A、偏低：
①红磷不足
②装置气密性不好
③未冷却至室温打开止水夹
④导管中有部分水残留
B、偏高：
①点燃红磷后插入到集气瓶速度太慢（未及时塞进橡皮塞）
②未夹紧止水夹（未使用止水夹）
9．实验注意事项
（1）红磷要足量。如果红磷的量不足，则不能将密闭容器内空气中的氧气完全反应掉，密闭容器内水面上升不到原气体体积的，导致测得空气中氧气的体积分数偏小。
（2）实验装置的密封性要好。如果密封性不好，则外界的空气会进入密闭容器内，导致所测得的氧气体积偏小。
（3）不能用硫、木炭、铁丝等代替红磷。因为硫或木炭燃烧后产生的气体会弥补反应所消耗的氧气，导致测得的氧气的体积不准确；而细铁丝在空气中难以燃烧，氧气的体积几乎不会变化，因此密闭容器内水面不上升。
（4）橡胶管要夹紧，燃烧匙放入集气瓶时要迅速，防止空气受热膨胀，从导管或集气瓶口逸出，导致进入水的体积增多，使实验结果偏高。
（5）集气瓶内加少量的水，目的是溶解白烟、降低温度。
【典型例题】
如图所示装置可用来测定空气中氧气的含量，下列是同学们对该实验的判断和认识，其中有错误的是（ ）
①装置不漏气是试验成功的重要因素之一
②红磷的用量不足会影响实验结论
③集气瓶内气体压强的减少会导致瓶中水面的上升
④将红磷改为碳也能得到正确的实验结论
⑤红磷熄灭后瓶内肯定没有氧气了．
A. ④⑤B. ③②C. ②①D. ①③
【答案】A
【解析】
①装置不漏气可以保证集气瓶内减少的气体体积等于参加反应的氧气的体积，是试验成功的重要因素之一，正确；②红磷的用量不足，氧气不能完全反应，使测定结果偏小，会影响实验结论，正确；③集气瓶内气体压强的减少，在压力差的作用下，烧杯中的水到流入集气瓶内，会导致瓶中水面的上升，正确；④将红磷改为碳，燃烧会生成二氧化碳气体，使瓶内气体不减少，压强不变小，水不能倒流，不能测定氧气的含量，不能得到正确的实验结论，错误；⑤氧气的量降低到一定程度后燃烧就会停止，红磷熄灭后瓶内还有少量氧气，错误。故选A。
【举一反三】
1．（上海市崇明区2021-2022上学期期末）关于测定空气中氧气含量的实验，下列说法正确的是（ ）
A. 实验前止水夹没有夹紧
B. 将红磷换成木炭进行实验
C. 待装置冷却至室温后，再打开止水夹
D.点燃红磷缓慢伸入集气瓶中后，再塞紧瓶塞
【答案】C
【解析】
A、若做该实验时，止水夹没有夹紧，会使集气瓶内的空气受热通过导管进入空气中，因此集气瓶内的气体减少的量包括消耗的氧气及逸出的空气，会使瓶内的气体比实际氧气减少的多，因此会使水倒流超过五分之一，造成结果偏大，此选项错误；
B、木炭在空气中燃烧生成二氧化碳气体，虽然能除去氧气，但却增加了新的气体，没有形成压强差，不能用来测定空气中氧气含量，此选项错误；
C、待装置冷却至室温后才能打开止水夹，以防止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，造成结果偏小，此选项正确；
D、点燃后的红磷必须迅速伸入集气瓶中，塞紧瓶塞，否则瓶内气体逸出，造成实验误差，此选项错误。
故选C。
2．（河北石家庄市赞皇县2021-2022学年度第一学期期末教学质量检测）如图所示装置用于测定空气中氧气含量，以下说法正确的是（ ）
A. 使用红磷的量可多可少
B. 红磷熄灭后，立即打开止水夹
C. 整个实验过程中，集气瓶内压强持续减小
D. 选用红磷是因为反应只消耗O2，生成固态的P2O5
【答案】D
【解析】
A.使用红磷的量必须足量，因为要充分消耗氧气，选项说法错误。
B.红磷熄灭后，冷却至室温才能打开止水夹，否则会导致进入集气瓶的水量少于五分之一，选项说法错误。
C.整个实验过程中，集气瓶内压强先由于燃烧会放热变大，后面因为消耗氧气会减小，选项说法错误。
D.选用红磷是因为反应只消耗O2，生成固态的P2O5，选项说法正确。
故选：D
3．测定空气里氧气含量的实验装置和步骤如下：（已完成装置气密性检查）
①在集气瓶内加入少量水，并将水面上方空间分为5等份；
②用弹簧夹夹紧胶皮管；
③点燃燃烧匙内的红磷后，立即伸入瓶中并把塞子塞紧，观察现象；
④红磷熄灭后，立即打开弹簧夹，观察现象。
其中有错误的实验步骤是（ ）
A.① B.② C.③ D.④
【答案】D
【解析】A. ①在集气瓶内加入少量水，防止热的生成物落到瓶底，使瓶底受热不均而炸裂；因为氧气体积约占空气体积五分之一的，为了观察水进入瓶中的体积，将水面上方空间分为5等份，不符合题意；
B. ②用弹簧夹夹紧胶皮管，防止胶皮管漏气，不符合题意；
C. ③点燃燃烧匙内的红磷后，立即伸入瓶中并把塞子塞紧，减少红磷燃烧放热使气体逸出，减少误差，不符合题意；
D. ④红磷熄灭后，立即打开弹簧夹，做法错误，没有冷却至室温就打开弹簧夹，水进入集气瓶的体积会小于五分之一，符合题意。故选D。
【技巧方法】
1.可燃物要求是在空气中能和氧气反应又不生成气体的固体；
2.红磷要过量，确保和容器内空气里的氧气充分反应；
3.容器密闭，有良好的气密性，观察水面进入容器里的高度时应待容器中的温度冷却至常温。
【知识点三】其他测定氧气含量的实验
1．原理
在加热的条件下，铜能跟空气中的氧气反应，消耗了密闭容器中的氧气，没有其他气体产生，减少的气体体积即为空气中氧气的体积。反应的化学方程式：2Cu+O2eq \\ac(\s\up6(△),\(==,===))2CuO。
2．实验装置（如图所示）
3．实验仪器
硬质玻璃管(相同规格支)、橡皮塞(带玻璃导管及不带玻璃导管各个)、量筒、酒精灯、铁架台(带
铁夹)、注射器、气球、铜粉。
4．实验步骤
（1）将一支硬质玻璃管注满水(两端用橡皮塞封住)，然后打开上端橡皮塞，将水倒入量筒中，记录体积。
（2）在另一支干燥的硬质玻璃管中装入铜粉，两端塞上带玻璃导管的橡皮塞，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，记录体积后与硬质玻璃管另一端密封连接。根据酒精灯的高度，将玻璃管固定在铁架台上。
（3）用酒精灯在铜粉部位加热，加热时不断推拉注射器。
（4）停止加热后，待玻璃管冷却至室温，将气球内的气体全部挤出。待注射器活塞稳定后，记录注射器中气体的体积。
5．实验现象
铜粉加热后变成黑色，冷却至室温后，密闭装置内气体的体积减少了1/5。
6．实验结论
空气中氧气约占空气体积的1/5。
7．注意事项
（1）铜粉要足量。
（2）装置不能漏气。
（3）加热温度要高一些，时间要长一些，目的是保证铜粉和氧气充分反应。
（4）加热时为保证氧气充分反应，要不断推拉注射器活塞。
（5）冷却至室温后，读取注射器内剩余气体体积。
8．测定空气中氧气含量的其他装置
测定空气中氧气含量的装置还有如图所示A、B、C、D、E。
E
【典型例题】
暖宝宝贴（主要成分为铁粉、木炭、食盐）的热量来源于铁粉的氧化。小涛同学设计使用暖宝宝贴来测定空气中氧气的含量，实验开始前的装置如图所示，实验后从量筒中流入玻璃瓶（容积为250mL）中的水的体积为45mL（铁粉生锈消耗的水忽略不计）。下列说法错误的是（ ）
A．如果装置漏气，会使测量结果偏小
B．本实验数据测得空气中氧气的体积分数为19.6%
C．若装置气密性良好，实验测得空气中氧气体积分数偏低，可能是暖宝宝贴的使用数量不足
D．不必等温度计的读数恢复至实验前的温度后就能记录量筒内剩余水的体积
【答案】D
【解析】A．若装置漏气，实验后玻璃瓶中的压强偏大，流入玻璃瓶中的水的体积偏小，会使测量结果偏小，故A正确；
B．本次实验数据测得空气中氧气的体积分数约为45ml250ml−20ml×100%≈19.6%，故B正确；
C．若装置气密性良好，实验测得空气中氧气体积分数偏低，可能是暖宝宝贴的使用数量不足，故C正确；
D．需等温度计读数恢复至实验前的温度才可以记录量筒内剩余水的体积，因为该反应放热，会使气体体积膨胀，不等气体冷却就记录数据，测得的进入集气瓶中的水的体积偏小，从而导致实验结果偏小，故D错误。
【举一反三】
探究一：按照体积计算空气中氧气约占___%,一号化学兴趣小组的同学按照课本的实验装置做“测定空气中氧气的体积分数”实验,但测出的氧气体积分数明显偏小,设计改进实验(图1)
[查阅资料]
(1)写出课本实验集气瓶中红磷发生化学反应方程式 .属于 反应。
(2)课本实验测出氧气体积分数偏小的原因中:
(3)对课本实验装置进行了如图1的改进。
①把红磷更换为白磷，理由是 ;
②通过粗铜丝来点燃玻璃管内的白磷，利用了金属铜的 性;
③与课本实验装置相比，图1装置的一个优点是
探究二:二号化学兴趣小组设计了图2所示的装置,探究空气中氧气的体积分数,其中A是底面积为50cm2、高20cm的圆筒状玻璃容器(带密封盖),上面标有以cm为单位的刻度, B是带刻度的敞口玻璃管(其他辅助装置略)。他们的操作过程如下:
a.检查装置气密性; b. 加水并调整B的高度,使A中的液面至刻度15cm处;
c.将过量的铜粉平铺在惰性电热板上,盖紧密封盖。( 提示:铜和氧气在加热的条件下反应生成氧化铜)
d.通电加热铜粉，待充分反应后，冷却到原来的状况,调整B的高度使容器A. B中的液面保持水平,记录液面刻度。(注: A容器内固态物质所占的体积忽略不计)
(1)在操作a中检查装置气密性的方法:往B中加水,使A.B液面保持水平,盖紧A的密封盖，再用手捂住A的外壁,若B中的液面.上升,则气密性 (填“好”或“不好”)
(2)在上述实验中，下列物质不能代替铜粉的是 (填字母)。
A.红磷 B.木炭 C.硫
(3)在操作d结束时,装置A中液面的刻度约为_ _ cm( 填整数)。如果在操作d结束时,装置A中液面刻度在11cm处,则实验结果比理论值 _ ( 填'偏大”或“偏小”)。
【答案】
探究一: 21
(1) 4P + 5O2 eq \\ac(\s\up7(点燃),\(===,====))2P2O5;化合。
(2)装置漏气;没有冷却至室温就打开止水夹。
(3)①着火点低，更容易点燃。
②导热。
③实验结果更准确。
探究二:
(1)好。
(2) BC。
(3)偏大。
【解析】:探究一:按照体积计算空气中氧气约占21%。故填: 21。
(1)课本实验中，集气瓶中红磷燃烧生成五氧化二磷, 化学反应方程式为: 4P + 5O2 eq \\ac(\s\up7(点燃),\(===,====))2P2O5,属于化合反应。故填: 4P + 5O2 eq \\ac(\s\up7(点燃),\(===,====))2P2O5;化合。
(2)课本实验测出氧气体积分数偏小的原因:红磷不足, 装置漏气,没有冷却至室温就打开止水夹等。
故填:装置漏气;没有冷却至室温就打开止水夹。
(3)①把红磷更换为白磷，理由是白磷着火点低，更容易点燃。故填:着火点低，更容易点燃。
②通过粗铜丝来点燃玻璃管内的白磷,利用了金属铜的导热性。故填:导热。
③与课本实验装置相比，图1装置的优点是:防止了燃烧匙伸入集气瓶中时导致的部分气体膨胀逸出，实验结果更准确，同时防止了红磷燃烧生成的五氧化二磷扩散到空气中污染环境。故填:实验结果更准确。
探究二:
(1)在操作a中检查装置气密性的方法:往B中加水,使A. B液面保持水平，盖紧A的密封盖,再用手捂住A的外壁,若B中的液面上升，则气密性好。故填:好。
(2)在上述实验中，下列物质不能代替铜粉的是木炭、硫,这是因为木炭燃烧生成二氧化碳气体、硫燃烧生成二氧化硫气体,会导致水不能进入容器。故填: BC。
(3)在操作d结束时, 由于氧气约占空气总体积的五分之一 ,消耗氧气体积为: 15×1/5=3,装置A中液面的刻度约为12cm;
如果在操作d结束时，装置A中液面刻度在11cm处,说明消耗氧气体积偏大,则实验结果比理论值偏大。
故填:12;偏大。
【针对训练】
1．（2021•东营）如图是测定空气中氧气含量的实验。对该实验的认识不正确的是（ ）
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铁粉无法达到实验目的
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应该是反应前注射器内气体和玻璃管内气体体积总和的eq \f(1,5)
【答案】B
【解析】
A.停止加热后，待装置冷却后再读数，否则此时剩余的气体在受热状态下，处于膨胀状态，会导致测定结果偏小，故选项说法正确；
B.在加热的条件下，铁也能与空气中的氧气反应生成铁的固体氧化物，因此该实验中的铜粉换成铁粉也能达到实验目的，选项说法错误；
C.将装置1中的气球更换为注射器（见装置2），可使装置内的空气充分流通，使空气与铜粉接触更充分，数据更加准确，选项说法正确；
D.正确操作情况下，反应结束后，消耗的氧气的总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eq \f(1,5)，选项说法正确。
故选：B。
2．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．该实验中的铜粉可以换成碳粉
B．停止加热后，趁装置未冷却马上读数
C．正确操作情况下，反应结束后，消耗的氧气的总体积应该是反应前注射器内气体体积的eq \f(1,5)
D．实验结束后，硬质玻璃管内剩余的气体主要是氮气
【答案】D
【解析】
A.碳燃烧生成二氧化碳气体，装置内的压强几乎不变，所以不能用碳粉代替铜粉测定空气中氧气的含量，选项说法错误；
B.停止加热后，要等到装置冷却至室温后再读数，否则测定结果偏小，选项说法错误；
C.正确操作情况下，反应结束后，消耗的氧气的总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eq \f(1,5)，选项说法错误；
D.足量的铜粉在加热的条件下将装置内的氧气完全耗尽，剩余的气体主要是氮气，选项说法正确。
故选：D。
3．下列实验装置不能用来测定空气中氧气含量的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】B
【解析】
A．用凸透镜引燃白磷，测定结果更准确，能用来测定空气中氧气含量，不符合题意。
B．蜡烛在空气中燃烧生成二氧化碳气体，虽除去氧气，而增加了新的气体，没有形成压强差，不能用来测定空气中氧气含量，符合题意。
C．白磷燃烧生成白色固体五氧化二磷，几乎不占空间，使得内外产生气压差，不符合题意。
D．铜在空气中加热生成氧化铜，根据注射器活塞运动的情况的情况，能用来测定空气中氧气含量，不符合题意。
故选B。

考点达标
1．（2021•绵阳）用图示装置粗略测量空气中氧气的含量，下列叙述错误的是（ ）
A．硫燃烧消耗集气瓶中的氧气
B．火焰熄灭后立即打开止水夹
C．进入瓶中的溶液容易吸收SO2
D．最终约有50mL溶液进入集气瓶
【答案】B
【解析】A、硫燃烧，能消耗集气瓶中的氧气，故选项说法正确。
B、火焰熄灭后不能立即打开止水夹，因为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，故选项说法错误。
C、氢氧化钠溶液能吸收二氧化硫，使瓶内压强减小，进入瓶中的溶液容易吸收SO2，故选项说法正确。
D、氧气约占空气总体积的五分之一，集气瓶的容积为250mL，则最终约有50mL溶液进入集气瓶，故选项说法正确。
故选：B。
2．（2021•阜新）用如图装置进行实验，实验结束后，瓶内剩下的气体主要是（ ）
A．氮气B．氧气C．稀有气体D．二氧化碳
【答案】A
【解析】用燃烧法测定空气中氧气含量，红磷本身是固体，能在空气中燃烧，消耗了装置中的氧气，生成五氧化二磷固体，没有生成新的气体，实验结束后，瓶内剩下的气体主要是空气中的氮气。
故选：A。
3．（2021•烟台）化学兴趣小组设计如图所示的装置测定空气中氧气的含量，胶头滴管中的水滴入生石灰一段时间后，试管内的白磷（白磷的着火点为40℃）开始燃烧，待白磷熄灭并冷却至室温后打开弹簧夹。下列关于该实验的说法错误的是（ ）
A．试管中的细沙可防止试管炸裂
B．胶头滴管中的水和注射器中的水作用相同
C．若实验测得氧气的体积分数偏低，可能是试管中白磷的量不足
D．若注射器中的水最终减少了10mL，说明空气中氧气的体积分数约为20%
【答案】B
【解析】
A.白磷燃烧会发出热量，为防止试管炸裂，可在试管底部放少量细沙，将白磷放在细沙上，选项A说法正确；
B.生石灰遇水会放出大量热，向烧杯中加水是为了提高烧杯内的温度，从而达到白磷的着火点；注射器中的水是用于推断消耗的氧气的体积，作用不同，选项B说法错误；
C.若白磷不足就不能将试管中的氧气完全耗尽，导致实验测得氧气的体积分数偏低，选项C说法正确；
D.若注射器中的水最终减少了10mL，这就是消耗的氧气的体积，说明空气中氧气的体积分数为eq \f(100mL,200mL)×100%＝20%，选项D说法正确。
故选：B。
4. 化学革命是发生在十八世纪末英国和法国的一场深刻的化学学科的变革。英国物理学家、化学家波义耳和法国化学家拉瓦锡曾做过貌似相同的两个实验（见下图）
关于这两个实验的说法正确的是（ ）
A. 两个实验都可用于测定空气中氧气的含量
B. 两个实验中，曲颈甑内汞的表面都变为黑色
C. 两个实验中，汞的量多少对实验结果无影响
D. 拉瓦锡的实验中，玻璃钟罩内液面逐渐上升，达到一定高度后不再变化
【答案】D
【解析】A．波义耳的实验中装置不是密封的，无法测定空气中氧气的含量，故错误；
B．在加热的条件下，汞与空气中的氧气反应生成红色氧化汞粉末，故错误；
C．波义耳的实验中，金属汞加热后生成氧化汞，质量增加，生成了新物质，发生的属于化学变化，所有的化学变化都遵循质量守恒定律，故错误；
D．在加热的过程中，金属汞与装置内的氧气反应生成氧化汞固体，随着氧气的消耗，玻璃钟罩内液面逐渐上升，当氧气被完全消耗后，液面不再上升，故正确。
5. 在测量空气中氧气含量的实验中，发现氧气的体积分数少于 1/5，针对这一事实，下列分析错误的是（ ）
A. 可能是装置气密性不好
B. 可能未冷却至室温就打开了止水夹
C. 可能是红磷的量不足
D. 插入燃烧匙太慢，塞紧瓶塞之前，瓶内空气受热逸出
【答案】 D
【解析】
A、装置气密性不好，在冷却至室温时，外界空气进入，占据了一定量的体积，使进入水的体积偏小，从而使结果偏小，不符合题意；
B、未冷却至室温就打开止水夹，气体受热膨胀，占据了一定的体积，使进入水的体积偏小，从而使实验结果偏小，不符合题意；
C、红磷的量不足，没有将氧气完全耗尽，会使实验结果偏小，不符合题意；
D、插入燃烧匙太慢，塞紧瓶塞之前，瓶内空气受热逸出，会使进入水的体积偏大，使实验结果偏大，符合题意。
故答案为：D。
6．（2021·辽宁中考真题）关于测定空气中氧气含量的实验，下列说法正确的是（ ）
A．实验前止水夹没有夹紧
B．将红磷换成木炭进行实验
C．待装置冷却至室温后，再打开止水夹
D．点燃红磷缓慢伸入集气瓶中后，再塞紧瓶塞
【答案】C
【解析】
A、若做该实验时，止水夹没有夹紧，会使集气瓶内的空气受热通过导管进入空气中，因此集气瓶内的气体减少的量包括消耗的氧气及逸出的空气，会使瓶内的气体比实际氧气减少的多，因此会使水倒流超过五分之一，造成结果偏大，此选项错误；
B、木炭在空气中燃烧生成二氧化碳气体，虽然能除去氧气，但却增加了新的气体，没有形成压强差，不能用来测定空气中氧气含量，此选项错误；
C、待装置冷却至室温后才能打开止水夹，以防止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，造成结果偏小，此选项正确；
D、点燃后的红磷必须迅速伸入集气瓶中，塞紧瓶塞，否则瓶内气体逸出，造成实验误差，此选项错误。
故选C。
7．（2021·北京中考真题）用下图装置可验证空气中O2的含量。下列现象能表明O2含量的是（ ）
A．集气瓶中产生大量白烟B．红磷燃烧一段时间后熄灭
C．烧杯中的水倒吸进入集气瓶D．集气瓶中水面最终上升至1处
【答案】D
【解析】
红磷燃烧集气瓶中产生大量白烟，红磷燃烧一段时间后熄灭，待冷却到室温后，烧杯中的水倒吸进入集气瓶，集气瓶中水面最终上升至1处，说明空气中氧气体积约占五分之一，能表明O2含量的是，集气瓶中水面最终上升至1处，
故选：D。
8．（2021·山西晋中市·中考真题）拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。后人仿照其实验原理测定空气中氧气含量（如图）。实验过程中，逐渐减少的气体和逐渐增多的物质是（ ）
A．O2、P2O5B．P、P2O5C．O2、PD．N2、P2O5
【答案】A
【解析】
磷燃烧消耗了氧气生成五氧化二磷固体，装置中压强减小，水进入装置，进入装置中水的体积就是消耗氧气的体积；燃烧过程中氮气不参与反应，故实验过程中，逐渐减少的气体和逐渐增多的物质是氧气、五氧化二磷。
故选A。
9.（2021年辽宁省抚顺市中考）关于测定空气中氧气含量的实验，下列说法正确的是
A. 实验前止水夹没有夹紧
B. 将红磷换成木炭进行实验
C. 待装置冷却至室温后，再打开止水夹
D. 点燃红磷缓慢伸入集气瓶中后，再塞紧瓶塞
【答案】C
【解析】
A、实验前止水夹没有夹紧，会漏气，导致测量不准确，说法错误；
B、若将红磷换成炭粉，碳燃烧生成气体，瓶内压强不变，该实验不能获得成功，说法错误；
C、待装置冷却至室温后，再打开止水夹，否则会影响测量结果的准确性，说法正确；
D、点燃红磷后缓慢将燃烧匙插入瓶中，导致集气瓶中部分气体膨胀逸出，说法错误；
故选：C。
10. 在下图1所示密闭装置内燃烧红磷测定空气中氧气含量，用传感器记录集气瓶中压强随时间变化的情况，得图2所示数据。下列说法正确的是( )
A. a点处压强增大主要是因为少量空气进入
B. a→b段压强减小的原因只能是氧气被消耗
C. c点时打开了弹簧夹，导致气压增大
D. d点集气瓶中的温度一定等于室温
【答案】 C
【解析】
A．a点处压强增大是因为红磷燃烧放出热量造成的，故A不符合题意；
B．ab段压强减小的原因是氧气被消耗和温度逐渐降低造成的，故B不符合题意；
C．通过图2所示可以看出，从c到d压强快速增加是因为打开了弹簧夹，水进入了集气瓶，故C符合题意；
D．从d点往后，压强增大变得缓慢了，但不能说d点集气瓶中的温度一定等于室温，故D不符合题意。
故答案为：C。

巩固提升
11. （广东省揭阳市普宁市2021-2022学年度第一学期期末）化学兴趣小组对课本实验“测定空气里氧气的含量”，实验完毕后集气瓶中是否还含有氧气产生质疑，于是同学们设计了如图1装置来探究磷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瓶内燃烧熄灭后，容器中是否有氧气剩余？
【作出猜想】猜想①：氧气没有剩余；猜想②：氧气有剩余。
【实验探究】该小组同学按图1组装好实验装置。
步骤1：利用高能激光笔照射燃烧匙上的红磷，红磷燃烧直至熄灭；
步骤2：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）红磷燃烧的化学方程式 ，基本反应类型 。
（2）兴趣小组通过实验分析思考，得出了“不同物质燃烧，需要的氧气浓度不一样”的结论由此联想到课本实验： （填物质名称）在空气中不能燃烧，但在氧气中剧烈燃烧、火星四射。
（3）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，用传感器测量容器内氧气浓度变化的曲线图；在图2中 （填“A、B、C、D、E”）点时红磷燃烧熄灭；白磷开始燃烧至燃烧结束对应的曲线为 段（用图2中字母表示）。
【实验结论】
（4）根据上述实验现象及数据分析，得出结论如下：猜想 正确。
【拓展延伸】
（5）红磷燃烧产物P2O5与瓶底的热水发生反应，生成磷酸（H3PO4），其反应的化学方程式为 。
【反思与评价】
（6）课本上用红磷燃烧的方法 （填“能”或“不能”）精确地测量空气中氧气的含量，理由是 。
【答案】（1）4P+5O2eq \\ac(\s\up7(点燃),\(===,====))2P2O5；化合反应 （2）铁。（3）C；D﹣E。（4）②。
（5）P2O5+3H2O（热）＝2H3PO4。（6）不能；红磷不能把集气瓶中的氧气耗尽。
【解析】磷燃烧只能够消耗空气中的氧气，氧气消耗后，容器中的气压减小，在外界大气压作用下，水进入容器，进入容器中的水的体积即为容器中空气中的氧气体积，进一步可以计算出空气中氧气的含量。
磷燃烧能够消耗空气中的氧气，氧气消耗后，容器中的气压减小，在外界大气压作用下，容器内体积减小，减少的体积即为容器中空气中的氧气体积，进一步可以计算出空气中氧气的含量。
（1）红磷燃烧的化学方程式：44P+5O2eq \\ac(\s\up7(点燃),\(===,====))2P2O5，基本反应类型是化合反应。
故答案为：4P+5O2eq \\ac(\s\up7(点燃),\(===,====))2P2O5；化合反应。
（2）铁在空气中不能燃烧，但在氧气中剧烈燃烧、火星四射。故答案为：铁。
（3）在图2中C点时红磷燃烧熄灭；白磷开始燃烧至燃烧结束对应的曲线为D﹣E段。
故答案为：C；D﹣E。
（4）根据上述实验现象及数据分析，得出结论如下：猜想②正确。故答案为：②。
（5）红磷燃烧产物P2O5与瓶底的热水发生反应，生成磷酸（H3PO4），其反应的化学方程式为：P2O5+3H2O（热）＝2H3PO4。故答案为：P2O5+3H2O（热）＝2H3PO4。
（6）课本上用红磷燃烧的方法不能精确地测量空气中氧气的含量，理由是红磷不能把集气瓶中的氧气耗尽。
故答案为：不能；红磷不能把集气瓶中的氧气耗尽。
12. （2021广州市初中毕业班第二次综合测试）氧气是一种宝贵的资源。
（1）氧气由氧分子构成，在化学变化中每个氧分子会分成______个氧原子。氧原子最外层有6个电子，倾向于______（填“失去”或“得到”）电子形成相对稳定结构，表现出较强的氧化性。
（2）氧气能支持燃烧，在生产生活中有很多用途。
①图一所示的实验中，能证明有其它物质生成的现象是__________________；反应的化学方程式是______________________________，分别画出图一中反应结束后集气瓶中的气体组成和溶液组成的微观示意图，水分子无须画出______。
②用如图二装置测定空气中氧气的含量时，请仿照“实验后”的图示，画出“实验前”广口瓶中气体组成的微观示意图，水分子无须画出______。
（3）用气体压力传感器测出集气瓶中的气压变化，并用数据处理软件以数字、曲线的形式实时显示。集气瓶内气压变化如图乙所示。
①实验前要检查甲装置的气密性，其操作为：按甲图连接好实验仪器，____________。
②图乙中A点为点燃前集气瓶中的气压，AB段气压显著增加的原因是______________________________，t3时刻后瓶内气压又显著增加，t3时进行的实验操作是__________________________________________。
③另一小组同学用甲装置进行该实验，结束时，观察到进入集气瓶内的水大于集气瓶内原空气体积，可能的原因是______（填写序号）。
A．燃烧匙内红磷不足
B．将燃烧匙伸入集气瓶的操作过于缓慢
C．旋紧橡皮塞后发现橡胶管上未夹弹簧夹
D．未等到装置完全冷却就打开弹簧夹
【答案】 ①. 2 ②. 得到 ③. 有刺激性气味气体生成 ④. S+O2eq \\ac(\s\up7(点燃),\(===,====))SO2 ⑤. 、 ⑥. ⑦. 打开弹簧夹，用双手握紧集气瓶，若观察到导管口有气泡冒出，证明气密性良好 ⑧. 红磷燃烧放热，使集气瓶内温度升高，气体受热膨胀压强增大 ⑨. 打开弹簧夹 ⑩. BC
【解析】
（1）氧气由氧分子构成，在化学变化中每个氧分子会分成2个氧原子；氧原子最外层有6个电子，倾向于得到电子形成相对稳定结构，表现出较强的氧化性；
（2）①图一所示的实验中，有刺激性气味的气体生成，能证明有其它物质生成，硫在氧气中燃烧生成二氧化硫，化学方程式为S+O2eq \\ac(\s\up7(点燃),\(===,====))SO2；
反应结束后集气瓶中的气体组成和溶液组成的微观示意图分别为 、
②用如图二装置测定空气中氧气的含量时，实验前集气瓶中存在氮气和氧气，并且氮分子和氧分子的个数比为4:1，故微观示意图为 ；
（3）①检查图甲装置的气密性操作为，打开弹簧夹，用双手握紧集气瓶，若观察到导管口有气泡冒出，证明气密性良好；
②图乙中A点为点燃前集气瓶中的气压，AB段气压显著增加的原因是红磷燃烧放热，使集气瓶内温度升高，气体受热膨胀压强增大，t3时刻后瓶内气压又显著增加，t3时进行的实验操作是打开弹簧夹，烧杯中的水进入集气瓶，压强增大；
③A、燃烧匙内红磷不足，不能将氧气完全耗尽，会使测定结果偏小，不符合题意；
B、将燃烧匙伸入集气瓶的操作过于缓慢，气体受热膨胀逸出，会使测定结果偏大，符合题意；
C、旋紧橡皮塞后发现橡胶管上未夹弹簧夹，气体受热膨胀逸出，测定结果偏大，符合题意；
D、未等到装置完全冷却就打开弹簧夹，气体受热膨胀，占据了一定的体积，使测定结果偏小，不符合题意。
故选BC。
13. 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 1）按图一所示装置，用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的体积分数。
（实验 2）按图二所示装置，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）。利用铁锈腐蚀原理测定空气中氧气的体积分数。
（1）实验 1 中，红磷燃烧的文字表达式是________。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________。
（2）为提高实验的准确性，以上两个实验都需要注意的事项是________（写一点）。
（3）实验过程中，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，________（填“实验 1”或“实验 2”）的测定方法更准确，判断依据是________。
（4）结合你的学习经验，若要寻找红磷或铁粉除氧剂的替代物。用图一或图二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）。
【答案】
（1）磷＋氧气eq \\ac(\s\up5(点燃),\s\d0(———→))五氧化二磷；氧气消耗，瓶内气压减小
（2）保证装置不漏气
（3）实验 2；实验 2 中消耗氧气更彻底
（4）只和空气中的氧气反应，生成物是固体；选择消耗氧气的物质时，和氧气反应越彻底，实验结果越准确
【解析】（1）红磷燃烧生成五氧化二磷，反应文字表达式为磷＋氧气eq \\ac(\s\up5(点燃),\s\d0(———→))五氧化二磷；待集气瓶冷却后，打开K，由于氧气被消耗，集气瓶内气体压强小于外界大气压，在大气压的作用下水被挤压进入集气瓶。
（2）图1和图2实验中都应注意装置的气密性良好、反应物应足量等，从而提高实验的准确性。
（3）分析图3和图4信息可知，实验2的测定方法更准确，因为实验1中反应后集气瓶内剩余氧气的体积分数为8.6%，而实验2反应后集气瓶中氧气几乎耗尽。
（4）通过上述实验可知，若要寻找红磷或铁粉除氧剂的替代物，该物质应只和空气中的氧气反应，生成物是固体；选择消耗氧气的物质时，和氧气反应越彻底，实验结果越准确。
14．氧气是一种重要的物质，某化学兴趣小组同学设计了多组实验装置测定空气中氧气的含量。
【常规测定】
如图1所示的是小明用红磷在空气中燃烧来测定的方法。
（1）写出红磷燃烧产生大量 ，符号表达式： 。
（2）实验完毕，若进入集气瓶中水的体积小于集气瓶中原空气总体积的eq \f(1,5)．你认为导致这一结果的原因可能是 （写一条）。
（3）上面的实验同时证明了氮气的化学性质有 （写一条）。
【实验改进】
某探究小组为测定空气中氧气的含量做如下实验改进：
图2是利用气压传感器测定红磷燃烧时集气瓶内气压变化的实验装置。
图3是集气瓶内气压的变化情况。
图4是利用铜粉与氧气加热后反应生成氧化铜的原理，测定空气中氧气含量的实验装置。
（1）图1实验：点燃燃烧匙内的红磷后，立即伸入集气瓶中并把橡皮塞塞紧。待红磷熄灭并冷却后，打开止水夹。下列有关图2的分析不正确的是 。
A．BC段气压增大的主要原因是燃烧放热
B．CD段气压减小的主要原因是集气瓶内氧气不断被消耗且瓶内温度逐渐冷却
C．DE段气压增大的主要原因是烧杯中的水进入集气瓶
D．若用木炭代替红磷完成此实验，集气瓶内气压变化趋势与图2基本一致
（2）图3实验的主要实验步骤如下：
①组装装置，检查装置的气密性；
②向试管中加入足量的铜粉，铜粉要足量的原因是 ；
③点燃酒精灯，不停地抽拉注射器的活塞，充分反应后停止加热。
试管中发生的反应符号表达式为 。实验开始时，若注射器活塞前沿停在35mL的刻度线上，完成上述三个实验步骤并等到具支试管冷却后观察，活塞前沿约停在 mL的刻度线上。用酒精灯在铜粉部位加热时，若实验过程中没有不断推拉注射器，则可能导致测定的空气中氧气的体积分数 （填“偏大”、“偏小”、“不变”）。
【实验拓展】
小军同学对实验进行反思后，提出了改进方法（如图5所示 ），你认为改进后的优点是： （填字母序号）。
A．避免燃烧匙伸入集气瓶过慢带来的误差 B．减少污染，保护环境
【答案】
（1）4P + 5O2 eq \\ac(\s\up7(点燃),\(===,====))2P2O5，化合；
（2）止水夹未夹紧（或瓶塞塞得太慢等）；
（3）不可燃、不支持红磷的燃烧、不与水反应等；
实验过程：②引燃白磷；
③白磷燃烧，产生大量白烟；
④液面先下降再上升；
⑤18%；
实验反思：①形成液封，防止气体受热膨胀从导管逸出；
②AC；
实验拓展：保护环境，防止大气污染．
【解析】（1）红磷和氧气反应生成五氧化二磷，化学方程式为：4P + 5O2 eq \\ac(\s\up7(点燃),\(===,====))2P2O5，该反应满足化合反应多变一的条件，属于化合反应；
（2）进入集气瓶中水的体积超过集气瓶中原空气总体积的1/5，说明集气瓶内除了减少了氧气，也减少了其他气体，所以导致这一结果的原因可能是：止水夹未夹紧（或瓶塞塞得太慢等）；
（3）过量的红磷最后会熄灭，说明氮气不具有助燃性等性质；
实验过程：白磷在空气中燃烧的现象：发黄光、放出热量、冒出大量的白烟；
磷和氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷，从白磷开始燃烧到最后熄灭的过程中，集气瓶内水面的变化情况是先下降，后上升，因为开始时，燃烧放热使气体体积膨胀，冷却后收缩，因此先下降，后上升；
根据a、b、c三个数据，计算出空气中氧气的体积分数，已知C=60ml，a=10ml，a上面的空气五等分，则b=19mL；因此氧气的体积分数=190ml−10ml60ml−10ml×100%=18%；
实验反思：①实验前集气瓶里要装进适量a体积的水的作用是：形成液封，防止实验过程中集气瓶内的气体从长导管中向外逸散而影响实验结果；
②导致实验最后产生的实际值小于理论值，说明氧气减少的量不足或者外界空气进行了补充，故选：AC；
【实验拓展】五氧化二磷会污染空气，所以改进后的优点是：保护环境，防止大气污染．
15. 空气中氧气含量测定的再认识。
（1）【实验回顾】实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量（装置如图1），写出红磷燃烧的化学反应方程式________。如果红磷不足，会导致测定的空气中氧气含量结果________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
【原理应用】兴趣小组同学用家用制氧机（如图2）制取并收集了一袋气体，带到实验室对其进行研究。家用制氧机的工作原理是用分子筛分离空气获得氧气，分子筛是一种内部分布有均匀微小孔径的固体，通过特制的分子筛把空气中的氧分子吸入孔穴而与其它分子分离，该变化属于________（填“物理”或“化学”）变化。该方法制得的氧气浓度如何？兴趣小组同学设计了如图3所示装置来测定氧气的含量。请将下列实验步骤补充完整：
①检查_______ _。
②加入药品，将装置连接固定。
③打开止水夹a和b，向A中缓慢鼓入一定量气体，露出白磷后，关闭止水夹a和b。此时，A中水进入到 B中，测得B中水的体积为V1mL。
④用凸透镜聚光引燃白磷，白磷燃烧，产生大量________。
⑤待白磷熄灭并冷却到室温，进行________操作。B中水倒吸进入到A中，测得量筒中的体积变为V2mL。
⑥计算小组同学所带气体中氧气的体积分数。
（2）下列有关这个实验的说法中，正确的有________
A．步骤③中，仰视量筒读数会使测得的V1数值偏低；
B．步骤④中，白磷燃烧时要保持关闭止水夹a和b；
C．步骤⑤中，未冷却至室温会使测得的小组同学所带气体中氧气的含量偏高；
D．与图1相比，图3装置的优点有：误差减少和污染减少。
（3）经测定 V1=210mL；V2=50mL，则小组同学所带气体中氧气的体积分数为________%（精确到0.1%）
（拓展延伸）为了帮助同学们更好地理解测定氧气含量的实验原理，老师利用传感器技术定时测定了实验装置（如图4）内的压强、温度和氧气浓度，三条曲线变化趋势如图5所示。X曲线表示压强变化趋势，Y曲线表示________（填“温度”或“氧气浓度”）的变化趋势。结合Y、Z两条曲线，解释图5中AB段压强变化的原因是________。
【答案】
（1）4P + 5O2 eq \\ac(\s\up7(点燃),\(===,====))2P2O5；偏小；物理；装置气密性；白烟；打开b
（2）A,B,D
（3）76.2%；温度；红磷燃烧放热，使装置内温度升高，气压增大
【解析】[实验回顾]红磷燃烧生成五氧化二磷，化学反应方程式：4P + 5O2 eq \\ac(\s\up7(点燃),\(===,====))2P2O5；红磷的量不足时，燃烧时就无法将瓶内氧气全部消耗掉，进入水偏少，会导致测定的空气中氧气含量结果偏小；[原理应用]家用制氧机制氧气的过程中没有生成新物质，属于物理变化；①实验前，要先检查装置气密性；④用凸透镜聚光引燃白磷，白磷燃烧，产生大量白烟；⑤待白磷熄灭并冷却到室温，打开止水夹b，B中水倒吸进入到A中，测得量筒中的体积变为V2mL；
（2）A、步骤③中，仰视量筒读数会导致读数偏小，从而会使测得的V1数值偏低，该选项说法正确；
B、步骤④中，白磷燃烧时要保持关闭止水夹a和b，以防止集气瓶中的气体和外界交换，该选项说法正确；
C、步骤⑤中，未冷却至室温，会使进入集气瓶中的水偏少，从而使测得的小组同学所带气体中氧气的含量偏低，该选项说法错误；
D、与图1相比，图3装置的优点有：误差减少和污染减少，该选项说法正确；（3）经测定 V1=210mL；V2=50mL，则小组同学所带气体中氧气的体积分数= 210ml−50ml210ml×100%= QUOTE 210mL-50mL210mL 76.2%；[拓展延伸]X曲线表示压强变化趋势，Y曲线表示温度变化趋势，这是因为反应放热温度升高，完全反应后温度降低至室温；结合Y、Z两条曲线，解释图5中AB段压强变化的原因是红磷燃烧放热，温度升高导致压强增大，而消耗氧气又导致压强减小，AB段燃烧放热造成的压强增大大于氧气减少造成的压强减小。实验前的体积
实验后的体积
集气瓶内空气
烧杯内蒸馏水
烧杯内剩余蒸馏水
131mL
90.0mL
63.6mL
颜色、熔点
熔点/℃
燃烧所需最低温度/℃
密度/g·cm-3
红磷
暗红色固体
590
240
2.34
白磷
白色固体
44.1
40
1.82