實(shí)驗(yàn)04 空氣中氧氣含量的測(cè)定-中考化學(xué)實(shí)驗(yàn)精講精練

人教版2024上冊(cè)/第二單元空氣和氧氣/課題1我們周圍的空氣實(shí)驗(yàn)04空氣中氧氣含量的測(cè)定【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?．通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，學(xué)會(huì)測(cè)定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)方法。2．通過(guò)觀看和動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題能力和實(shí)驗(yàn)操作能力。3．通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的不足之處并能加以改進(jìn)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究思維?！緦?shí)驗(yàn)儀器】大集氣瓶、酒精燈、燃燒匙、燒杯、彈簧夾、橡膠塞和導(dǎo)管【實(shí)驗(yàn)試劑】紅磷、蒸餾水【實(shí)驗(yàn)過(guò)程】①按圖所示連接裝置，并檢查裝置的氣密性；②在集氣瓶?jī)?nèi)加入少量水，將水面上方空間分為5等份，并做好標(biāo)記；③夾緊彈簧夾，取足量紅磷于燃燒匙中；④點(diǎn)燃紅磷，立即伸入集氣瓶中，塞緊橡膠塞；⑤待紅磷熄滅并冷卻至室溫，打開(kāi)彈簧夾?！緦?shí)驗(yàn)現(xiàn)象】①紅磷燃燒，產(chǎn)生，并放出熱量；②待紅磷熄滅并冷卻至室溫，打開(kāi)彈簧夾，可以觀察到，瓶?jī)?nèi)液面上升至刻度附近?！緦?shí)驗(yàn)結(jié)論】氧氣約占空氣總體積的。1.實(shí)驗(yàn)原理（1）紅磷燃燒消耗集氣瓶?jī)?nèi)的，瓶?jī)?nèi)氣體減少，壓強(qiáng)減小，冷卻后打開(kāi)彈簧夾，在大氣壓的作用下，燒杯內(nèi)的水進(jìn)入集氣瓶中，進(jìn)入水的體積即為瓶?jī)?nèi)消耗的體積。（2）反應(yīng)的文字表達(dá)式：，符號(hào)表達(dá)式：?！締?wèn)題討論】（1）此實(shí)驗(yàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)藥品的要求：只能消耗空氣中的，燃燒的產(chǎn)物。（2）實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，預(yù)先在集氣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）倒吸進(jìn)集氣瓶的水不能充滿整個(gè)集氣瓶的原因：。（4）集氣瓶?jī)?nèi)剩余氣體的性質(zhì)：=1\*GB3①物理性質(zhì)：；=2\*GB3②化學(xué)性質(zhì)：。2.實(shí)驗(yàn)誤差分析因素對(duì)結(jié)果的影響紅磷的量不足，集氣瓶中的氧氣不能耗盡裝置漏氣，紅磷熄滅后裝置外的空氣進(jìn)入集氣瓶中裝置未冷卻至室溫就打開(kāi)彈簧夾，集氣瓶中的氣體處于受熱膨脹狀態(tài)彈簧夾未夾緊乳膠管，紅磷燃燒時(shí)裝置內(nèi)氣體受熱膨脹沿導(dǎo)管逸出點(diǎn)燃紅磷后燃燒匙伸入集氣瓶過(guò)慢，裝置內(nèi)氣體受熱膨脹從瓶口逸出3.實(shí)驗(yàn)改進(jìn)（1）改進(jìn)原因：①實(shí)驗(yàn)時(shí)在容器外點(diǎn)燃紅磷，燃燒產(chǎn)物會(huì)，將燃著的紅磷伸入集氣瓶時(shí)，空氣受熱膨脹逸出，會(huì)使得測(cè)量結(jié)果，因此需在中進(jìn)行。②集氣瓶的刻度讀數(shù)較粗略，且會(huì)有部分水殘留在導(dǎo)管中，使測(cè)量結(jié)果。（2）改進(jìn)思路：①點(diǎn)燃方式的改進(jìn)：實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不打開(kāi)裝置，使裝置始終保持，如圖①、②所示。②測(cè)量方式的改進(jìn)：利用量筒或注射器等測(cè)量?jī)x器，減小實(shí)驗(yàn)誤差，使測(cè)定結(jié)果更加精確，如圖③所示。圖①圖②圖③③數(shù)字化實(shí)驗(yàn)：利用傳感器和信息處理終端進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集與分析。實(shí)驗(yàn)時(shí)一般將傳感器、數(shù)據(jù)采集器和計(jì)算機(jī)依次相連，采集實(shí)驗(yàn)過(guò)程中各種物理量（如溫度、壓強(qiáng)、濃度等）的數(shù)據(jù)，通過(guò)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄、呈現(xiàn)和分析。我們可以將測(cè)定空氣中氧氣的含量設(shè)計(jì)成數(shù)字化實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)步驟如下：（1）將氧氣傳感器與數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)連接；（2）把氧氣傳感器插入盛有空氣的容器，采集數(shù)據(jù)；（3）通過(guò)相關(guān)軟件處理數(shù)據(jù)，并在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示空氣中氧氣的含量。【典例1】某同學(xué)用如圖所示裝置測(cè)定空氣中氧氣的含量，下列說(shuō)法正確的是A．該實(shí)驗(yàn)的紅磷可以用木炭代替B．實(shí)驗(yàn)前，要檢查裝置的氣密性C．實(shí)驗(yàn)中，紅磷熄滅后立即打開(kāi)彈簧夾D．實(shí)驗(yàn)后，集氣瓶中剩余氣體為純凈物【典例2】為測(cè)定空氣中氧氣的含量，某同學(xué)將教材實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示(部分夾持裝置已省略)，實(shí)驗(yàn)時(shí)引燃紅磷后便熄滅酒精燈。下列有關(guān)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的方法不正確的是A．紅磷燃燒的文字表達(dá)式可以表示為：紅磷+氧氣五氧化二磷B．待紅磷熄滅并冷卻至室溫，打開(kāi)彈簧夾，注射器活塞向右移動(dòng)C．實(shí)驗(yàn)結(jié)束后試管內(nèi)氣體的主要成分為氮?dú)釪．改進(jìn)后的裝置能減小測(cè)量誤差，且對(duì)環(huán)境更友好【典例3】利用紅磷燃燒測(cè)定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)中，用傳感器記錄集氣瓶中壓強(qiáng)、溫度隨時(shí)間變化如圖所示。下列對(duì)實(shí)驗(yàn)記錄的分析正確的是A．b點(diǎn)壓強(qiáng)最大，說(shuō)明紅磷燃燒結(jié)束B(niǎo)．a(chǎn)→b段壓強(qiáng)增大是因?yàn)榧t磷燃燒放熱C．~時(shí)段，壓強(qiáng)降低的主要原因是氧氣被大量消耗D．若在前打開(kāi)止水夾，則測(cè)定的氧氣體積分?jǐn)?shù)偏大1．（23-24九年級(jí)上·江蘇南京·階段練習(xí)）某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定空氣中氧氣的含量，裝置如圖所示．實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，進(jìn)入集氣瓶中水的體積明顯大于集氣瓶中原有空氣體積的15A．可能使用紅磷的量不足 B．可能沒(méi)夾緊彈簧夾C．可能裝置漏氣 D．可能未等冷卻就打開(kāi)了彈簧夾2．小亮同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置測(cè)定空氣中氧氣的含量。下列關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．該實(shí)驗(yàn)利用了銅絲的導(dǎo)熱性B．紅磷燃燒結(jié)束后，待裝置恢復(fù)至室溫時(shí)再讀數(shù)C．實(shí)驗(yàn)成功的標(biāo)志為左側(cè)玻璃管內(nèi)液面約上升到刻度1處D．實(shí)驗(yàn)成功的標(biāo)志為左側(cè)玻璃管內(nèi)液面約上升到刻度4處3．用如圖裝置測(cè)定空氣中氧氣含量，有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．取用的紅磷必須足量B．引燃紅磷后，左管內(nèi)液面先下降后上升，冷卻后升至刻度1C．該裝置環(huán)保，所得結(jié)果更準(zhǔn)確D．該裝置還能測(cè)得稀有氣體的體積分?jǐn)?shù)4．拉瓦錫用定量的方法研究了空氣的成分。某興趣小組利用氧氣傳感器來(lái)檢測(cè)足量紅磷燃燒過(guò)程中氧氣的含量，如圖所示，下列判斷正確的是A．a(chǎn)點(diǎn)時(shí)容器內(nèi)氮?dú)怏w積分?jǐn)?shù)為85%B．容器內(nèi)物質(zhì)總質(zhì)量：b點(diǎn)>c點(diǎn)C．氧氣有剩余，說(shuō)明物質(zhì)燃燒時(shí)氧氣必須達(dá)到一定濃度D．此實(shí)驗(yàn)測(cè)得空氣中氧氣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18%5．某興趣小組利用氧氣傳感器來(lái)檢測(cè)足量紅磷燃燒過(guò)程中氧氣的含量，如圖所示，下列判斷不正確的是A．a(chǎn)點(diǎn)時(shí)容器內(nèi)氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)小于85% B．容器內(nèi)水的作用主要是降溫和防止污染C．氧氣有剩余，說(shuō)明物質(zhì)燃燒時(shí)氧氣必須達(dá)到一定濃度D．此實(shí)驗(yàn)測(cè)得空氣中氧氣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18%6．如圖是測(cè)定空氣中氧氣含量的改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置（夾持裝置已省略），對(duì)該實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)正確的是A．現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，紅磷燃燒，產(chǎn)生大量白霧B．推論：實(shí)驗(yàn)后，玻璃管中剩余氣體具有可燃性C．分析：紅磷的量多或少，都不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果D．評(píng)價(jià)：用改進(jìn)裝置實(shí)驗(yàn)，能減少對(duì)空氣的污染7．下列是測(cè)定空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)的實(shí)驗(yàn)裝置，按要求回答問(wèn)題：實(shí)驗(yàn)中紅磷燃燒的現(xiàn)象是；實(shí)驗(yàn)完畢打開(kāi)止水夾，發(fā)現(xiàn)進(jìn)入集氣瓶中水的體積明顯小于集氣瓶中氣體體積的五分之一，可能的原因是（寫(xiě)出一點(diǎn)即可）。8．化學(xué)興趣小組在完成“測(cè)定空氣里氧氣含量”（如圖1）的實(shí)驗(yàn)后，想對(duì)該實(shí)驗(yàn)可選用的藥品進(jìn)行繼續(xù)探究，他們進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：【回顧舊知】（1）紅磷燃燒產(chǎn)生的明顯現(xiàn)象是。（2）該實(shí)驗(yàn)的原理：紅磷燃燒消耗了空氣中的氧氣，瓶?jī)?nèi)的氣壓（填“增大”或“減小”）。燒杯中的水倒吸進(jìn)入瓶?jī)?nèi)，進(jìn)入瓶?jī)?nèi)水的體積就是被消耗的氧氣的體積?！咎岢鰡?wèn)題】能不能用硫代替紅磷測(cè)定空氣中氧氣的含量？【查閱資料】相同條件下氣體的壓強(qiáng)與氣體所占的體積成正比?！驹O(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)】小組同學(xué)按圖2裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分別將紅磷、硫放入集氣瓶中燃燒，采集數(shù)據(jù)如圖3、圖4（注：裝置氣密性良好，是瓶?jī)?nèi)初始?xì)鈮?，和是反?yīng)結(jié)束恢復(fù)到室溫時(shí)瓶?jī)?nèi)的氣壓）?！締?wèn)題與現(xiàn)象分析】（3）開(kāi)始反應(yīng)時(shí)瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)瞬間變大的主要原因是。（4）圖4中，與幾乎相等是因?yàn)?。?）由實(shí)驗(yàn)可知，（填“能”或“不能”）用硫代替紅磷測(cè)定空氣中氧氣的含量。9．鎂的化學(xué)性質(zhì)較活潑，能與氮?dú)?、二氧化碳、氧氣等氣體發(fā)生反應(yīng)。如圖裝置氣密性良好，先點(diǎn)燃過(guò)量的紅磷，待紅磷熄滅并冷卻至室溫，鐘罩內(nèi)水面上升約1/5體積。再使用凸透鏡會(huì)聚太陽(yáng)光點(diǎn)燃鎂帶，鎂帶繼續(xù)燃燒，水面繼續(xù)上升到約7/10位置。下列有關(guān)說(shuō)法不正確的A．用凸透鏡會(huì)聚太陽(yáng)光目的是使鎂的溫度達(dá)到著火點(diǎn)B．該實(shí)驗(yàn)可以測(cè)定空氣中氧氣的含量C．氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)不活潑，不支持燃燒D．金屬燃燒不能用二氧化碳滅火10．（2024·四川成都·二模）小文用圖甲所示裝置測(cè)定空氣中氧氣的含量，其中燃燒匙內(nèi)的白磷用電加熱裝置點(diǎn)燃，瓶?jī)?nèi)氣壓用氣體壓強(qiáng)傳感器測(cè)定，其變化如圖乙所示，則下列分析不合理的是A．時(shí)刻后的一段時(shí)間內(nèi)瓶?jī)?nèi)氣壓顯著增加，其原因是白磷燃燒產(chǎn)生大量的熱B．從瓶?jī)?nèi)氣壓達(dá)到最高點(diǎn)直至?xí)r刻，瓶?jī)?nèi)溫度下降C．通過(guò)時(shí)刻瓶?jī)?nèi)的氣壓值，可以計(jì)算得出氧氣約占空氣體積的五分之一D．時(shí)刻后的一段時(shí)間內(nèi)瓶?jī)?nèi)氣壓又顯著增加，其原因是氣體的體積增大11．（2024九年級(jí)下·重慶南岸·學(xué)業(yè)考試）在燃燒匙中分別加入紅磷和鐵粉，按圖1進(jìn)行空氣中氧氣含量的測(cè)定實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)測(cè)得氧濃度圖2所示，下列分析錯(cuò)誤的是A．在氧氣濃度低于4.5%時(shí)，紅磷熄滅B．鐵粉能夠?qū)⒖諝庵醒鯕夥磻?yīng)完全C．該實(shí)驗(yàn)用鐵粉比用紅磷的測(cè)定效果更準(zhǔn)確D．為實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確，應(yīng)選擇合適的試劑12．小科查閱資料發(fā)現(xiàn)P2O5有毒，在教材實(shí)驗(yàn)（如圖1）的啟發(fā)下設(shè)計(jì)了如圖2的實(shí)驗(yàn)，用于測(cè)定空氣中O2的含量?；卮鹣铝袉?wèn)題：（1）圖1、圖2實(shí)驗(yàn)前均需檢查裝置的。（2）圖1中紅磷燃燒的現(xiàn)象是，打開(kāi)彈簧夾K的最佳時(shí)機(jī)是。（3）圖2實(shí)驗(yàn)中需要提供足量的（填“銅粉”或“空氣”）；在實(shí)驗(yàn)中反復(fù)推拉注射器是為了盡可能消耗裝置中的。（4）室溫下，圖2實(shí)驗(yàn)測(cè)定的數(shù)據(jù)如下表（在氣球完全干癟的狀態(tài)下測(cè)量注射器內(nèi)氣體的體積）：硬質(zhì)玻璃管的體積反應(yīng)前注射器中空氣的體積反應(yīng)后注射器中氣體的體積50.0mL20.0mL6.5mL①反應(yīng)消耗的O2的體積為mL；②實(shí)驗(yàn)測(cè)得空氣中O2的體積分?jǐn)?shù)為（保留到小數(shù)點(diǎn)后一位）。（5）圖2實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是（答一點(diǎn)）。13．（23-24九年級(jí)上·江蘇無(wú)錫·期中）某實(shí)驗(yàn)小組用如下裝置對(duì)空氣中氧氣含量實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了探究。【經(jīng)典重現(xiàn)】（1）實(shí)驗(yàn)小組用如圖1所示的方法測(cè)定空氣中氧氣的含量。紅磷燃燒的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是。寫(xiě)出紅磷燃燒的符號(hào)表達(dá)式。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)測(cè)得的氧氣含量偏小，可能的原因是。（填字母）A．裝置漏氣B．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中彈簧夾未夾緊乳膠管C．紅磷不足D．實(shí)驗(yàn)前導(dǎo)管內(nèi)沒(méi)有水，實(shí)驗(yàn)后導(dǎo)管內(nèi)留有水（2）查閱文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，燃燒過(guò)程中當(dāng)氧氣的體積分?jǐn)?shù)低于7%時(shí)，紅磷就無(wú)法繼續(xù)燃燒，但實(shí)際實(shí)驗(yàn)中倒吸入瓶?jī)?nèi)的水的體積能達(dá)到空氣總體積的五分之一，其可能的操作原因是?！靖倪M(jìn)實(shí)驗(yàn)】實(shí)驗(yàn)小組用如圖2所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。左管中燃燒匙盛有足量紅磷，兩管內(nèi)盛有水。實(shí)驗(yàn)步驟：（3）①連接儀器并（補(bǔ)充該操作）;②接通電源，用發(fā)熱電阻絲引燃紅磷;③待紅磷熄滅，冷卻至室溫后讀數(shù)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中左管液面的變化情況是。（4）較圖1所示的實(shí)驗(yàn)，圖2所示實(shí)