2022年中考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)：空氣中氧氣含量的測定(重、難點)

考向01空氣中氧氣含量的測定

例1.（2021?北京中考真題）用下圖裝置可驗證空氣中02的含量。下列現(xiàn)象能表明02含量的是（）

B.紅磷燃燒一段時間后熄滅

C.燒杯中的水倒吸進入集氣瓶D.集氣瓶中水面最終上升至1處

【答案】D

【解析】

紅磷燃燒集氣瓶中產(chǎn)生大量白煙，紅磷燃燒一段時間后熄滅，待冷卻到室溫后，燒杯中的水倒吸進入集氣

瓶，集氣瓶中水面最終上升至1處，說明空氣中氧氣體積約占五分之一，能表明含量的是，集氣瓶中水

面最終上升至1處，故選：D。

例2.（2021山東東營）如圖是測定空氣中氧氣含量的實驗。對該實驗的認識不正確的是（）

A.要等到裝置冷卻至室溫后再讀數(shù)，否則測定結(jié)果偏小

B.該實驗中的銅粉換成鐵粉無法達到實驗?zāi)康?/p>

C.將裝置1中的氣球更換為注射器（見裝置2）,可使空氣與銅粉接觸更充分，數(shù)據(jù)更加準確

D.正確操作情況下，反應(yīng)消耗氧氣的體積應(yīng)該是反應(yīng)前注射器內(nèi)氣體和玻璃管內(nèi)氣體體積總和的工

5

【答案】B

【解答】A.停止加熱后，待裝置冷卻后再讀數(shù)，否則此時剩余的氣體在受熱狀態(tài)下，處于膨脹狀態(tài)，會導(dǎo)

致測定結(jié)果偏小，故選項說法正確；B.在加熱的條件下，鐵也能與空氣中的氧氣反應(yīng)生成鐵的固體氧化物，

因此該實驗中的銅粉換成鐵粉也能達到實驗?zāi)康?，選項說法錯誤；C.將裝置1中的氣球更換為注射器（見裝

置2）,可使裝置內(nèi)的空氣充分流通，使空氣與銅粉接觸更充分，數(shù)據(jù)更加準確，選項說法正確；

D.正確操作情況下，反應(yīng)結(jié)束后，消耗的氧氣的總體積應(yīng)該是反應(yīng)前注射器內(nèi)氣體和玻璃管內(nèi)氣體體積總

和的1/5,選項說法正確。故選B。

例3.（2021?遼寧中考真題）關(guān)于測定空氣中氧氣含量的實驗，下列說法正確的是（）

A.實驗前止水夾沒有夾緊

B.將紅磷換成木炭進行實驗

C.待裝置冷卻至室溫后，再打開止水夾

D.點燃紅磷緩慢伸入集氣瓶中后，再塞緊瓶塞

【答案】C

【解析】A.若做該實驗時，止水夾沒有夾緊，會使集氣瓶內(nèi)的空氣受熱通過導(dǎo)管進入空氣中，因此集氣瓶

內(nèi)的氣體減少的量包括消耗的氧氣及逸出的空氣，會使瓶內(nèi)的氣體比實際氧氣減少的多，因此會使水倒流

超過五分之一，造成結(jié)果偏大，此選項錯誤；B.木炭在空氣中燃燒生成二氧化碳氣體，雖然能除去氧氣，但

卻增加了新的氣體，沒有形成壓強差，不能用來測定空氣中氧氣含量，此選項錯誤；C待裝置冷卻至室溫后

才能打開止水夾，以防止剩余的氣體在受熱狀態(tài)下，處于膨脹狀態(tài)，占據(jù)了部分水的體積，造成結(jié)果偏小，

此選項正確；D.點燃后的紅磷必須迅速伸入集氣瓶中，塞緊瓶塞，否則瓶內(nèi)氣體逸出，造成實驗誤差，此

選項錯誤。故選C。

1.實驗用品：紅磷

2.實驗裝置圖：

3.實驗原理：

(1)利用紅磷燃燒消耗集氣瓶內(nèi)的氧氣，使集氣瓶內(nèi)壓強減小，打開彈簧夾后，在外界大氣壓的作用下，

水被壓入集氣瓶中，進入集氣瓶內(nèi)水的體積即為消耗氧氣的體積。

(2)反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4P+502馬三2P2O5

4.實驗步驟：(以本實驗為例)

(1)連接裝置，并檢查裝置的氣密性；

(2)向集氣瓶中裝入適量的水，然后將集氣瓶剩余容積分成五等分，并做好標(biāo)記；

(3)先向?qū)Ч苤谐錆M水，關(guān)閉彈簧夾，然后向燃燒匙中加入足量的紅磷；

(4)用酒精燈點燃紅磷，將燃著的紅磷迅速伸入集氣瓶中，并立即塞緊橡膠塞：

(5)紅磷燃燒停止后，待集氣瓶冷卻至室溫時，打開彈簧夾；

(6)記錄集氣瓶中液面的變化；

(7)拆除裝置，洗滌儀器，整理器材。

5.實驗現(xiàn)象：

紅磷燃燒發(fā)出黃白色火焰，放出熱量，冒出白色濃煙，待冷卻至室溫后打開彈簧夾，水沿導(dǎo)管進入集氣瓶,

且水的體積約占原容器中空氣體積的1/5.

6.實驗結(jié)論：

空氣中氧氣的體積約占空氣總體積的1/50

7.注意事項：

A.所用的紅磷必須過量，過少則氧氣沒有全部消耗完

B.要等集氣瓶（裝置）冷卻后才能打開彈簧夾，

C.裝置的氣密性要好，（否則測量結(jié)果偏?。?

D.要先夾住橡皮管，然后再點紅磷（否則測量結(jié)果偏大1

E.點燃紅磷伸入瓶中要立即塞緊瓶塞（否則測量結(jié)果偏大入

8.進入集氣瓶中的水少于1/5的原因：

①紅磷不足，氧氣未耗盡；②氣密性不好；

③未冷至室溫就打開彈簧夾；④沒有預(yù)先在導(dǎo)管中裝滿水

9.集氣瓶中先加少量水的作用：吸收生成的五氧化二磷。

思考：（1）可否換用木炭、硫磺等物質(zhì)？如能，應(yīng)怎樣操作？

答：不能用木炭或蠟燭（燃燒產(chǎn)生了氣體，瓶內(nèi)壓強差變化?。?，不能用鐵（鐵在空氣中不

能燃燒X

（2）可否用鎂代替紅磷？

不能用鎂，因為鎂不但跟氧氣反應(yīng)而且還跟氮氣等反應(yīng)，結(jié)果測得的不只是空氣中氧氣的

體積，會遠遠大于氧氣的體積。

10.實際在實驗中測得的結(jié)果比真實值小，其原因可能是：

A.紅磷量不足；B.裝置氣密性差；

c.未冷卻至室溫就打開止水夾；D.沒有預(yù)先在導(dǎo)管中裝滿水

11.實驗誤差分析：

操作或誤差分析導(dǎo)致結(jié)果

使用紅磷的量不足氧氣不能耗盡偏小

裝置漏氣空氣進入裝置，進入的水量偏小偏小

集氣瓶未冷卻至室溫打開彈裝置內(nèi)氣體溫度偏高,壓強偏大,偏小

簧夾進入水的體積偏小

紅磷點燃后，伸入速度過慢裝置內(nèi)有氣體受熱逸出，進入瓶偏大

中水的體積偏大

紅磷燃燒時，彈簧夾未夾緊紅磷燃燒時，部分氣體受熱沿導(dǎo)偏大

管逸出，進入水的體積偏大

查漏補缺］

【知識拓展】

改進后的實驗

1234567

T

白磷可移動

熱水占至三活塞

③

一細鐵絲

-空氣

/植物油

—蒸福水

——

⑥

優(yōu)點：操作簡單，減少實驗誤差，且減少對環(huán)境的污染。

命題熱點透視：

(1)實驗時，紅磷必須過量，目的是：耗盡瓶內(nèi)氧氣；作反應(yīng)容器的集氣瓶內(nèi)預(yù)先注入適量的水，原因是:

①吸收熱量，縮短實驗時間；②吸收生成的五氧化二磷。

(2)該實驗的現(xiàn)象為：紅磷燃燒，發(fā)光發(fā)熱，產(chǎn)生大量白煙，待裝置冷卻后，打開彈簧夾，燒杯中的水沿

導(dǎo)管進入集氣瓶，且水的體積約占原容器中空氣體積的1/5。

(3)實驗時，用木炭代替紅磷，則打開彈簧夾后，觀察到的現(xiàn)象是：水未進入集氣瓶。原因是木炭燃燒時

生成二氧化碳氣體，裝置中壓強變化不大。用硫粉代替紅磷，應(yīng)如何改進裝置：應(yīng)將反應(yīng)容器中的水換成

氫氧化鈉溶液。

(4)用燃燒法測定空氣中氧氣體積含量時，藥品的選擇依據(jù)是：①該藥品能且只能與空氣中的氧氣反應(yīng)；

②生成物不能為氣體。

(5)由實驗現(xiàn)象可知，氧氣體積約占空氣總體積的1/5,其余氣體主要是氮氣，可見氮氣的性質(zhì)：化學(xué)性

質(zhì)不活潑；不溶于水；不燃燒；不支持燃燒。(任意寫兩條即可)

(6)該實驗還可以利用鐵絲生銹的原理來進行，使用藥品除鐵絲外，還會加入活性炭和食鹽水，請推測其

目的是：加快鐵絲的生銹。

1.如圖是“實驗室測定空氣中氧氣含量”的實驗裝置圖，下列有關(guān)說法錯誤的是()

A.可用木炭代替紅磷進行實驗

B.做該實驗前，應(yīng)檢查裝置的氣密性

C.待裝置冷卻至室溫后才能打開止水夾

D.若紅磷不足，將導(dǎo)致測得氧氣的含量小于五分之一

【答案】A

【解析】A.不可用木炭代替紅磷進行實驗，因為木炭燃燒生成氣體，選項錯誤；B.做該實驗前，應(yīng)檢查裝

置的氣密性，否則易導(dǎo)致測定結(jié)果不準確，選項正確；C待裝置冷卻至室溫后才能打開止水夾讀數(shù)，否則

易導(dǎo)致測定結(jié)果偏小，選項正確；D.若紅磷不足，使氧氣不能完全反應(yīng)，將導(dǎo)致測得氧氣的含量小于空氣

體積的五分之一，選項正確。故選A。

2.利用如圖裝置驗證了空氣中氧氣的含量。下列敘述不正確的是（）

A.實驗前需檢查裝置氣密性

B.白磷的作用是消耗試管中的氧氣

C.白磷熄火、試管冷卻后再打開止水夾

D.最終量筒中液面約降至40mL刻度線處

【答案】D

【解析】A.該裝置是利用白磷燃燒消耗氧氣，反應(yīng)后，裝置內(nèi)壓強減小，在壓強差的作用下，量筒中的水

進入試管，進入水的體積就是空氣中氧氣的體積，故實驗前需檢查裝置的氣密性，否則，裝置漏氣，外界

空氣進入，會使實驗結(jié)果偏小，不符合題意；B.白磷的作用是將試管內(nèi)的氧氣耗盡，使裝置內(nèi)壓強減小，在

壓強差的作用下，量筒中的水進入試管，進入水的體積就是空氣中氧氣的體積，不符合題意；C.白磷熄滅,

試管冷卻后，再打開止水夾，否則，試管內(nèi)的氣體受熱膨脹，占據(jù)了一定的空間，會使進入水的體積偏小,

從而使實驗結(jié)果偏小，不符合題意；D.空氣中氧氣的體積約占空氣體積的：，故進入水的體積大約是：

130mLxg=26mL,故最終量筒中液面約降至50mL-26mL=24mL刻度線處，符合題意。故選D。

3.甲、乙、丙三個實驗小組分別利用2g銅粉“測定空氣中氧氣的含量”，實驗裝置見右圖。課外興趣小組

為研究實驗中銅粉的氧化情況，又進行以下實驗：

①興趣小組將甲、乙、丙三個實驗小組硬質(zhì)玻璃管中的殘留固體

測定空氣中氧氣的含量

全部取出，稱量后，置于燒杯中；

②在燒杯中加入足量稀硫酸使之充分反應(yīng)，將剩余固體過濾、洗滌、干燥、稱量；相關(guān)數(shù)據(jù)見下表：

甲組乙組丙組

反應(yīng)前固體質(zhì)量2.016g2.016g2.024g

反應(yīng)后固體質(zhì)量1.936g1.936g1.904g

(1)燒杯中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為O

(2)甲、乙兩組實驗數(shù)據(jù)相同，殘留固體中氧化銅的質(zhì)量為丙組殘留固體中氧化銅的質(zhì)量

為O

(3)興趣小組通過分析數(shù)據(jù)得出：甲、乙兩組實驗數(shù)據(jù)更接近實際空氣中氧氣的含量，丙組差異較大。你

認為丙組在“測定空氣中氧氣的含量”實驗中，可能存在的操作失誤是_________.

【答案】(1)CUO+H2SO4=CUSO4+H2O;(2)0.08g;0.12g;(3)實驗過程中，有空氣進入裝置,

使得與銅反應(yīng)的氧氣偏多。

【解析】(1)稀硫酸可以與殘留固體中的氧化銅反應(yīng)，生成硫酸銅和水，故填寫：

CUO+H2SO4=CUSO4+H2O；(2)銅在空氣中受熱，容易生成氧化銅，氧化銅與稀硫酸能發(fā)生反應(yīng)，銅

不能與稀硫酸反應(yīng)，因此，由表可知，反應(yīng)前固體包括銅和氧化銅，反應(yīng)后固體只有銅，根據(jù)質(zhì)量守恒定

律可知，殘留固體中氧化銅的質(zhì)量為反應(yīng)前后固體質(zhì)量之差，故填寫：0.08g;0.12g;（3）測定空氣中

氧氣含量的實驗過程中要不斷推拉注射器的活塞目的是使裝置中的氧氣充分與銅粉接觸，完全反應(yīng)，如果

實驗過程中，有空氣進入裝置，會使與銅粉反應(yīng)的氧氣偏多，生成的氧化銅多，由⑵可知，丙組殘留固體

中氧化銅的質(zhì)量多于甲、乙兩組，故填寫：實驗過程中，有空氣進入裝置，使得與銅反應(yīng)的氧氣偏多。

1.（2021常州模擬）在圖1所示裝置中燃燒紅磷來測定空氣中的氧氣含量，并用傳感器記錄集氣瓶中壓強

隨時間變化的情況，得圖2所示數(shù)據(jù)。下列說法正確的是（）

圖2

B.ab段壓強減小的原因只有氧氣被消耗

C.c點時打開了彈簧夾

D.d點集氣瓶中的溫度一定等于室溫

【答案】C

【解析】根據(jù)紅磷燃燒能夠消耗空氣中的氧氣，氧氣消耗后，容器中的氣壓減小，在外界大氣壓作用下，

水進入容器，進入容器中的水的體積即為容器中空氣中的氧氣體積進行分析。A.a點處壓強增大是因為紅

磷燃燒放出熱量造成的，故A錯誤；B.ab段壓強減小的原因是氧氣被消耗和溫度逐漸降低造成的，故B

錯誤；c.通過圖2所示可以看出，從c到d壓強快速增加是因為打開了彈簧夾，水進入了集氣瓶，故C

正確；D.從d點往后，壓強增大變得緩慢了，但不能說d點集氣瓶中的溫度一定等于室溫，故D錯誤。

故選：C。

2.很多有氣體參加反應(yīng)的實驗，必須要對裝置進行氣密性檢查。為測定空氣中氧氣的體積分數(shù)，某同學(xué)設(shè)

計了如圖實驗，在一個耐熱容器的底部放一小塊足量的白磷，然后迅速將活塞下壓（可迅速提高容器內(nèi)空氣

溫度）后放手，容器中的白磷開始燃燒。（提示：白磷的體積忽略不計，白磷在空氣中著火點為40℃）

（1）檢查裝置氣密性：向下壓活塞，放手后活塞_____________________說明裝置氣密性良好。

⑵白磷開始燃燒后，活塞的運動情況為最后停在某一位置。

【答案】（1）能恢復(fù)至原位置（2）活塞先向上移動，然后向下移動

【解析】（1）檢查該裝置的氣密性的方法是向下壓活塞，若松開手后，活塞仍能恢復(fù)至原位置，說明該裝

置的氣密性是良好的；故填：能恢復(fù)至原位置。（2）白磷燃燒，產(chǎn)生大量的白煙，放出熱量，活塞向上移

動；白磷與氧氣反應(yīng)，空氣體積減小，冷卻至原來的溫度時，由于氧氣體積約占空氣體積的五分之一，活

塞最終將回到刻度4處；故填：活塞先向上移動，然后向下移動。

1.某興趣小組開展“測定密閉容器中某種氣體的體積分數(shù)”的探究實驗。

【實驗1】按圖1所示裝置，用紅磷燃燒的方法測定空氣中氧氣的體積分數(shù)。

【實驗2】按圖2所示裝置，在集氣瓶內(nèi)壁用水均勻涂附鐵粉除氧劑（其中輔助成分不干擾實驗），利用鐵銹

蝕原理測定空氣中氧氣的體積分數(shù)。

K

⑴實驗1中，紅磷燃燒的主要現(xiàn)象是_________________。紅磷熄滅后，集氣瓶冷卻至室溫，打開K,水能

倒吸入集氣瓶的原因是___________________________________O

（2）為提高實驗的準確性，以上兩個實驗都需要注意的事項是__________________（寫一點）。

（3）實驗過程中，連接數(shù)字傳感器，測得實驗1.實驗2中氧氣的體積分數(shù)隨時間變化的關(guān)系分別如圖3.圖4

所示。依據(jù)圖3,圖4信息（填“實驗1”或“實驗2”）的測定方法更準確，判斷依據(jù)

是O

⑷結(jié)合你的學(xué)習(xí)經(jīng)驗，若要尋找紅磷或鐵粉除氧劑的替代物，用圖1或圖2裝置測定空氣中氧氣的體積分

數(shù)，該替代物應(yīng)滿足的條件是___________________________（寫兩點）。

【實驗3】測定用排空氣法收集到的集氣瓶中二氧化碳的體積分數(shù)。

KK

⑸甲同學(xué)設(shè)計圖5所示裝置進行測定。濃NaOH溶液的作用是_________________________(用化學(xué)方程式

表7j\)。

(6)乙同學(xué)提出，僅利用圖6所示裝置，在不添加其他試劑的前提下，也能測得集氣瓶中二氧化碳的體積分

數(shù)。為達到實驗?zāi)康?，操作方法是?/p>

【答案】(1)產(chǎn)生了大量的白煙;氧氣被消耗，集氣瓶內(nèi)氣體壓強小于大氣壓

(2)裝置的氣密性要良好

(3)實驗2；反應(yīng)后，實驗1集氣瓶內(nèi)剩余氧氣的提積分是8.6%,實驗2集氣瓶內(nèi)氧氣幾乎要耗盡

(4)能夠和氧氣反應(yīng)，生成物不影響測定結(jié)果

(5)2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O

(6)用冰水冷卻集氣瓶，打開K。

【解析】⑴實驗1中，紅磷燃燒的主要現(xiàn)象是：產(chǎn)生了大量的白煙等。紅磷熄滅后，集氣瓶冷卻至室溫，

打開K,水能倒吸入集氣瓶的原因是：氧氣被消耗，集氣瓶內(nèi)氣體壓強小于大氣壓。

(2)為提高實驗的準確性，以上兩個實驗都需要注意的事項是裝置的氣密性要良好等。

(3)實驗過程中，連接數(shù)字傳感器，測得實驗1.實驗2中氧氣的體積分數(shù)隨時間變化的關(guān)系分別如圖3.圖4

所示。依據(jù)圖3,圖4信息可知，實驗2測定方法更準確，判斷依據(jù)是：反應(yīng)后，實驗1集氣瓶內(nèi)剩余氧氣

的提積分是8.6%,實驗2集氣瓶內(nèi)氧氣幾乎要耗盡。

(4)用圖1或圖2裝置測定空氣中氧氣的體積分數(shù)，該替代物應(yīng)滿足的條件是能夠和氧氣反應(yīng)，生成物不影

響測定結(jié)果；

（5）二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)生成了碳酸鈉和水，化學(xué)方程式是2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O；

（6）由于密封裝置內(nèi)輕體的壓強隨溫度的降低而減小，為達到實驗?zāi)康模僮鞣椒ㄊ怯帽鋮s集氣瓶，打

開K,瓶內(nèi)為溫度降低，壓強減小，氫氧換鈉溶液被吸入，吸收了二氧化碳，可以測定出集氣瓶中二氧化碳

的體積分數(shù)。

2.如圖是測定空氣中氧氣體積分數(shù)的實驗示意圖。

彈簧夾

⑴實驗時，取下橡皮塞，點燃紅磷迅速伸入集氣瓶中并塞緊橡皮塞，待反應(yīng)結(jié)束裝置冷卻至室溫后，打開

彈簧夾，能觀察到的現(xiàn)象是_______________________。

⑵若實驗測得空氣中氧氣的含量偏低，可能的原因是____________（填序號）.

A.使用的紅磷量不足B.裝置氣密性不好C.實驗中彈簧夾沒有夾緊

（3）實驗后集氣瓶中剩余的氣體主要是氮氣。分析實驗結(jié)束后，可推測出氮氣的一些物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。

請各寫一條：①物理性質(zhì)；②化學(xué)性質(zhì).

（4）若將紅磷換成蠟燭，該實驗____（填“能”或“不能”）成功，原因是.

【答案】（1）燒杯中的水將流入集氣瓶內(nèi)約到刻度1處；（2）A.B；（3）難溶于水；不燃燒，不支持燃燒；（4）不

能；蠟燭燃燒生成二氧化碳、水，氣壓差變化不大

【解析】⑴測定空氣中氧氣含量的實驗原理是：紅磷燃燒消耗了瓶內(nèi)的氧氣，生成的是固體，使瓶內(nèi)壓強

減小，在外界大氣壓的作用下水被壓進廣口瓶，廣口瓶內(nèi)水面上升的體積就是廣口瓶內(nèi)原來氧氣的體積，

空氣中氧氣約占空氣體積的五分之一，所以觀察到的現(xiàn)象應(yīng)該是：燒杯中的水將流入集氣瓶內(nèi)約到刻度1

處；故填：燒杯中的水將流入集氣瓶內(nèi)約到刻度1處；（2）若實驗測得空氣中氧氣的含量偏低，可能的原因

是紅磷的量不足或者裝置氣密性不好，使氧氣不能全部消耗或者進入空氣，造成結(jié)果偏低，故選A.B；

（3）實驗后集氣瓶中剩余的氣體主要是氮氣。分析實驗結(jié)束后，可推測出氮氣的一些物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。

①物理性質(zhì)為難溶于水；②化學(xué)性質(zhì)不燃燒，不支持燃燒。（4）若將紅磷換成蠟燭，該實驗不能成功，原因

是蠟燭燃燒生成二氧化碳、水，氣壓差變化不大。

［真題練）

1.（2021四川綿陽）用圖示裝置粗略測量空氣中氧氣的含量，下列敘述錯誤的是（）

——-一二_NaOH■三＜注一二一三

--溶液

A.硫燃燒消耗集氣瓶中的氧氣

B.火焰熄滅后立即打開止水夾

C.進入瓶中的溶液容易吸收SO2

D.最終約有50mL溶液進入集氣瓶

【答案】B

【解析】A.硫燃燒和氧氣反應(yīng)生成二氧化硫，能消耗集氣瓶中氧氣，正確；B.火焰熄滅后為避免氣體熱脹

冷縮導(dǎo)致誤差，應(yīng)等恢復(fù)至室溫后打開止水夾，錯誤；C.氫氧化鈉溶液能和二氧化硫反應(yīng)，故進入瓶中的溶

液容易吸收SO2,正確；D.氧氣體積約占空氣體積的五分之一；氧氣被消耗生成二氧化硫氣體，二氧化硫被

氫氧化鈉吸收導(dǎo)致裝置中氣體減少，壓強減小，液體進入裝置，進入液體體積就是消耗氧氣體積，故最終

約有250mLx1=50mL溶液進入集氣瓶。故選B。

2.（2021?山西晉中市?中考真題）拉瓦錫用定量的方法研究了空氣的成分。后人仿照其實驗原理測定空氣中

氧氣含量（如圖X實驗過程中，逐漸減少的氣體和逐漸增多的物質(zhì)是（