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1、考点06 空气中氧气含量的测定一、拉瓦锡测定氧气的含量1测定原理拉瓦锡测定空气的组成的原理：2Hg+O22HgO，2HgO2Hg+O2。2实验装置汞槽中汞的作用是，作反应物，起液封作用，二、吸水法测定氧气的含量1测定原理中国教*育%&出版网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。反应的化学方程式：4P+5O22P2O5。ww#w.%zzste2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、。（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。来&源:中教#*网（6）燃烧结束冷却至室温后，打开弹簧夹。来源:中国%教*育出版网4实验现象中*国&教育出版#网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)，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。来&源:*中国教育出版网（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
3、后，大气压把烧杯内的水压进集气瓶，压进的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实验注意事项来*#源:&中国教育出版网（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。来源:zz&%（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
4、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。来源:中国教育&出版#网（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。来源:%中&#教网（5）集气瓶内加少量的水，目的是溶解白烟、降低温度。三、注射器法测量氧气的含量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+O22CuO。 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
5、、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。中
6、国教育%出版#*网6实验结论空气中氧气约占空气体积的1/5。来&%源:中教网7注意事项（1）铜粉要足量。（2）装置不能漏气。中国教育出&版网*（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。拓展：测定空气中氧气含量的装置还有如图所示A.B.C.D.E。 E考向一 拉瓦锡测定氧气的含量典例1 （2020湖南邵阳）如图是“实验室测定空气中氧气含量”的实验装置图，下列有关说法错误的是（）A可用木炭代替红磷进行实验B做该实验前，应检查装置的气密性C待装置冷却至室温后才能打开止水夹中&
7、%#国教育出版网D若红磷不足，将导致测得氧气的含量小于五分之一中国教育&出#*版网1（2020云南昆明）拉瓦锡通过实验得出：约占空气总体积1/5的气体是（ ）AN2BCO2CO2D稀有气体2下列装置都可用于测定空气里氧气的含量，A.b两物质的选择正确的是www.z%*Aa是铜，b是红磷Ba是铜，b是木炭Ca是汞，b是红磷Da是汞，b是木炭3（2019苏州市姑苏区上学期期末考试）有关空气组成的研究与发现对化学的发展做出了重要贡献。来源:#zzstep*.com拉瓦锡的研究：用加热汞的方法测定空气中氧气的含量来源*:中国教育出版网&如图1所示，拉瓦锡把少量的汞放在密闭的玻璃容器中连续加热12天后，
8、发现有一部分银白色的液态汞变成红色粉末，容器内空气体积减少了约五分之一。收集汞表面生成的红色粉末（氧化汞），置于另一容器内强热得到了汞和氧气，且氧气的体积恰好等于原来密闭容器里所减少的空气体积。（1）上述实验中，使用汞的优点有_。A汞为液态，在加热的条件下只与氧气反应且生成物为固体B时间足够长，能将密闭装置中的氧气几乎耗尽C实验过程中没有污染来源:z*zs&tep.c#omD生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气中国教育*出&%版网（2）继拉瓦锡研究后，英国科学家瑞利经多次实验发现：从空气分离得到的氮气密度总是略大于纯净氮气密度。造成这一差异主要与空气中的_相关。兴趣小组A的实验：用红磷燃烧的方
9、法测定空气中氧气的含量（如图2所示）（3）用酒精灯点燃燃烧匙中过量的红磷，观察到的现象有_，并放出大量的热。写出该反应的化学方程式：_。来源:中教&*网%（4）该兴趣小组同学经多次实验发现：当反应停止并恢复至室温，用氧气浓度传感器测得广口瓶内始终有8%左右的氧气残留。请你分析红磷燃烧无法耗尽氧气的原因是_（已排除操作原因引起的实验误差）。 兴趣小组B的实验：用铁生锈原理测定空气中氧气含量（如图3所示）。测得实验数据如表：测量项目实验前烧杯中水的体积实验后烧杯中剩余水的体积集气瓶（扣除内容物）和导管的体积体积/ml80.049.0150.0（5）根据表中数据，计算实验测得的空气中氧气的体积分数是
10、_（计算结果精确到0.1%）。（6）该实验中NaCl溶液的作用是_。来源:中国教*#育&出版%网考向二 氧气含量测定实验典例2 （2020广东省卷）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）在集气瓶内加入少量水，并将水面上方空间分为5等份；用弹簧夹夹紧胶皮管；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；红磷熄灭后，立即打开弹簧夹，观察现象。www.zz#%&step*.com其中有错误的实验步骤是（ ）www.z&zste%p.#comABCD4（2020湖北省麻城思源学校月考）对于做空气中氧气含量测定的实验。下列有关说法正确的是A选用红磷是因为反应可以耗尽
11、氧气，生成固态的五氧化二磷B燃烧匙中的红磷可以换成硫或木炭C燃烧匙中的红磷越多，水位上升越高w&ww.z*D本实验可以证明空气含有N2.O2.CO2和稀有气体5（2020内蒙古包头）（4）图中乙装置是测定空气中氧气含量的改进装置（电热丝通电引燃红磷），与甲装置相比，改进后的优点是_。实验结束后观察到从烧杯中进入集气瓶内的水的体积仍明显小于瓶内原空气体积的1/5，请分析可能的原因_（至少答出两点）。6为验证空气中氧气的体积分数，小明按图甲所示的装置进行了多次实验，发现每次测得的氧气体积分数总是远小于21%，他认为误差主要由实验装置造成，于是改用图乙装置进行实验，步骤如下：www.zzstep&.
12、#com连接装置并检查气密性。来源:*&%中教网在量筒内加入100毫升的水。来#源:中%国教育出&版网在广口瓶中加入少量水，使瓶内空气体积为250毫升。在燃烧匙内放入过量的红磷，塞紧瓶塞，关闭止水夹，接通电源使电烙铁发热，点燃红磷后，断开电源。燃烧结束并充分冷却后，打开止水夹，待量筒内水面不再下降时，记录量筒内水的体积为65毫升。来&源:中教网%（1）小明按如图甲装置进行实验时，该如何检查装置的气密性？_。（2）与装置甲相比，装置乙中使用电烙铁可以减小实验误差，其原因是_。（3）根据本实验数据，计算出空气中氧气的体积分数为_。小明发现，测量结果与真实值仍有较大差距，查阅资料发现，引起本实验的误
13、差除装置外，还与可燃物的性质有关。实验误差分析来源:*中国教#育出版网1测定结果偏小的原因（1）红磷的量不足，导致氧气为完全反应。（2）装置气密性不好，导致反应后有气体进入集气瓶。来%#源:*中国教育出版网（3）未冷却至室温就打开弹簧夹，温度高压强大，进入集气瓶中的水减少。（4）导管内事先没有注满水。2测定结果偏大的原因（1）点燃红磷后插入集气瓶太慢，赶走了集气瓶里部分空气。（2）点燃红磷前未夹紧弹簧夹，使集气瓶里空气沿导管逸出。1（2020龙岩市长汀县九年级上学期期中）为得到较纯净的氮气，某同学采用燃烧法除去一瓶空气中的氧气，下列物质中最适宜选用的是A铁丝B红磷C蜡烛D木炭2将足量的下列物质
14、分别放在燃烧匙上点燃（或灼烧），放入图示装置的广口瓶中，立即塞紧橡皮塞，反应结束待冷却后，打开止水夹，导管中水柱上升最少的是A铁粉B磷C木炭D镁3（2019常州市九年级上学期期末）法国化学家拉瓦锡曾做过如图实验。下列叙述正确的是汞槽中的汞起到液封的作用实验时装置内物质的总质量保持不变该实验可用于测定空气中氧气的含量若实验中金属加热后质量增加则表明实验失败ABCD4.（2020年黑龙江牡丹江中考）测定空气中氧气含量的实验装置如图所示：下列有关说法正确的是（ ）中国教育出版网*&%A燃烧匙中的红磷可以换成硫或木炭B选用红磷是因为反应只消耗O2，生成固态的P2O5C装置内水位不会发生变化D本实验可以
15、证明空气含有2.O2.CO2和稀有气体5（2019泰州中学附属初级中学九年级上学期期中）某化学兴趣小组设计了如图所示的实验装置，用于“测定空气中氧气的含量”（试管容积为50mL，注射器的活塞实验前停在25mL处，容器内红磷足量，实验前夹紧弹簧夹），用酒精灯加热装置中的红磷，充分反应直至燃烧结束，试管冷却至室温，打开弹簧夹，可观察到装置中活塞最终停留的接近刻度是A15mL处B20mL处C10mL处D5mL处6如图为测定空气中氧气含量的实验装置，下列做法合理的是A用过量的红磷进行实验B红磷点燃后，缓慢伸入瓶中并塞紧橡皮塞C红磷熄灭后，立即打开止水夹D用木炭代替红磷进行实验7下列实验装置中不能用来测
16、定空气中氧气含量的是ABCD8如图是用红磷燃烧法测定空气里氧气体积含量，有关此实验结论与分析错误的是中国教#*育%&出版网A此实验证明，氧气约占空气体积的1/5B此实验证明，反应后剩余的气体既难溶于水也不支持燃烧C该实验中的红磷还可以用木炭来代替D若该实验没有达到预期目的，可能是装置气密性不好9图1所示装置可用于测定空气中氧气的含量，其中与集气瓶相连的压强传感器等电子设备能将集气瓶内气体压强精确地记录并保存下来。图2.图3是用该装置测得的红磷和木炭分别在集气瓶中燃烧的压强时间关系图（该装置气密性良好，p0是集气瓶内初始气压，p和p分别是反应结束后恢复到室温时集气瓶内的气压）。下列说法正确的是A
17、燃烧匙内所装红磷或木炭的多少对实验结果无影响B反应开始时集气瓶中压强瞬间变大的是由燃烧放热造成的Cp=0.79p0，p=p0是因为红磷的着火点比木炭低D由图3可推出空气中氧气的含量10小兰同学用下图所示的装置测定空气中氧气的体积分数，实验后发现测定氧气的体积分数低于1/5。针对这一事实，你认为下列做法或想法不可取的是A查看实验装置是否漏气B实验中可能红磷的量不足，没有将瓶内氧气耗尽C实验中可能未冷却至室温就打开止水夹，使进入瓶内水的体积减少中国教育出版&网*%D将红磷改为木炭再重做实验11（2020北京市大兴区九年级上学期期末）化学小组同学设计实验，用红磷燃烧、蜡烛燃烧测定空气中氧气含量，比较
18、其实验结果的差别。实验时将红磷、蜡烛点燃后，同时伸入到大小相同的两个集气瓶中。（已知：实验前K1.K2.K3均关闭）（1）红磷燃烧的化学反应方程式为_。（2）待反应完毕，装置冷却到室温后，应进行的操作是：先打开K1.K3，一段时间后，再_。（3）若某同学实验时，先将K1.K2打开，再将点燃的红磷、蜡烛同时伸入两个集气瓶中，待反应完毕，装置冷却到室温后，打开止水夹K3，观察到的现象是_。12（2020佛山市高明区九年级上学期期末）某化学兴趣小组针对教科书中两个实验进行再探究。来源:中%教&网#（探究一）空气中氧气含量测定的再认识（1）测定装置如图1所示，红磷燃烧消耗氧气，使集气瓶内_减小，烧杯中
19、的水倒吸进入集气瓶。但该实验误差较大，测得空气中氧气含量明显低于。（实验改进）根据铁在空气中生锈的原理设计实验如图2所示，装置中饱和食盐水、活性炭能加快铁生锈的速率，测得数据如下表：实验前实验后烧杯中水的体积/mL烧杯中剩余水的体积/mL集气瓶（扣除内容物）和导管的容积/mL80.854.5126.0（2）根据上表信息，空气中氧气的体积分数为_（只列式，不计算）。（3）从实验原理角度分析，改进后的实验结果更准确的原因是_（写一点）。（探究二）铁在氧气中燃烧后所得固体物质成分的探究www.zz*ste&（问题1）铁燃烧时溅落下来的黑色物质中是否含有铁？来源:中%#国教育出版&网（资料） 自然界中
20、铁的氧化物主要是Fe3O4（黑色）和Fe2O3（红棕色）两种；FeO（黑色）极易被氧化为Fe2O3；铁的氧化物均能与稀盐酸或稀硫酸反应生成铁的化合物溶液。（实验）将冷却后的黑色物质碾碎，装入试管，加入_溶液，观察到_的现象，说明铁燃烧时溅落下来的黑色物质中含有铁。（问题2）铁燃烧的产物为什么不是Fe2O3？来源#&:中教%网（资料） Fe3O4和Fe2O3的分解温度、铁的熔点见表；来源:zz&s*te#Fe3O4Fe2O3铁分解温度/15381400熔点/1535 Fe2O3高温时分解成Fe3O4。（证据推理）根据实验现象及表中信息可知，铁在氧气里燃烧时产生的高温应在_之间，此时Fe2O3已分
21、解。（拓展延伸）（1）为了防止集气瓶炸裂，必须采取_的措施。来#源%:*中教网&（2）某食品密封包装盒的透明盖内放有黑色的FeO粉末，若颜色_，说明包装盒漏气。（3）Fe2O3高温时会分解成Fe3O4和一种气体，该反应的化学方程式为_。1（2019徐州中考）某同学用下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，下列说法正确的是来源#:中国教%育出*版网A所用红磷要过量，以保证集气瓶内空气里的氧气能充分反应B在空气里点燃红磷后，应缓慢把燃烧匙伸入瓶内并塞紧橡皮塞C红磷燃烧时，要打开止水夹，以免瓶因温度升高，气压较大，造成橡皮塞从瓶口脱落D仍用本装置，只把红磷换
22、成燃烧的本炭，能够更精确测定空气里氧气的含量2（2019广西中考）图1所示装置可用于测定空气中氧气的含量，图2是用该装置测得实验过程中集气瓶内气压与时间关系图（该装置气密性良好，p0是集气瓶内初始气压）。下列说法正确的是A红磷的多少对实验结果无影响B集气瓶中气压瞬间变大是O2迅速消耗造成的Cc点时反应刚好停止DB.C.d点时集气瓶中所含物质相同3（2018贺州中考）测定空气里氧气的含量通常使用的物质是A红磷 B木炭 C铁丝 D蜡烛4（2018常州中考）在不同温度下，Hg与HgO可以相互转化。如图所示的实验装置可用来研究氧化汞的分解与生成的反应前后各物质的质量关系。下列叙述错误的是来源:中国教育
23、出版网%#A常温下，Hg很难与O2反应B汞在汞槽中起到液封的作用C汞能将密闭容器内空气中的氧气几乎耗尽DHgO受热分解时，反应前后物质的总质量减少5（2020北京市）利用如图装置验证了空气中氧气的含量。下列叙述不正确的是（ ）中&国#教育*出版网A实验前需检查装置气密性来源:中国教育%*出&版网B白磷的作用是消耗试管中的氧气C白磷熄火、试管冷却后再打开止水夹D最终量筒中液面约降至40mL刻度线处中&国教育出版网*6（2019临沂中考）如图是初中化学中常见的实验。（1）A中现象：烧杯中溶液变红。请用分子的知识解释“变红”的原因_。（2）B中集气瓶底部有少量水，其作用是_。（3）C实验完毕，集气瓶
24、内水面上升到一定高度后，不能继续上升，这种现象说明氮气具有_的性质；若从烧杯中进入集气瓶内水的体积明显小于瓶内原空气体积的，可能存在的原因是_（写出一条即可）。中国*教育#出&版网%7（2019福建中考）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1所示装置，用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的体积分数。来&源:#中教%网【实验2】按图2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），利用铁锈蚀原理测定空气中氧气的体积分数。中国教&育#出*版网（1）实验1中，红磷燃烧的主要现象是_。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
25、是_。（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1或图2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）。【实验3】测定用排空气法收集到的集气瓶中二氧化碳的体积分数。来源:*中国教育出#&版网（5）甲同学设计图5所示装置进行测定。浓NaOH溶液的作用是_（用化学方程式表示）。（6）乙同学提出，仅利用图6所
26、示装置，在不添加其他试剂的前提下，也能测得集气瓶中二氧化碳的体积分数。为达到实验目的，操作方法是_。8（2018河北中考）如图所示是测定空气里氧气含量的装置、气密性良好，在集气瓶内加入少量水，将水面上方空间分为5等份。用弹簧夹夹紧橡皮管、点燃红磷后，迅速伸入集气瓶中并塞紧塞子；待燃烧停止并冷却至室温后，打开弹簧夹。（1）红磷燃绕的化学方程式为_。（2）打开弹簧夹后，烧杯中的水能够进入到集气瓶中的原因是：_。（3）实验结束，进入集气瓶中水的体积小于瓶内空间的五分之一，可能的一种原因是_。9（2017南京中考）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：_。www.z&zstep.#c%om（2）本实验中选择使用汞的优点有：汞在加热的条件下，只和氧气反应。www.z%zs*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。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。来源:中教&%网#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。来源:zzstep.%c#o*&m_。_。 （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。_。