2020年中考化学复习《测定空气里氧气含量的探究》
1、在利用红磷燃烧测定空气中氧气含量的实验中，用传感器记录集气瓶内氧气浓度随时间变化的情况，如图2所示。
【进行实验】
活动1：证明红磷熄灭后，氧气还有剩余
实验装置
实验步骤
现象
结论
 
Ⅰ．用高能激光笔照射燃烧匙中足量的红磷
红磷燃烧，放出大量热，一段时间后熄灭，白磷始终不燃烧
红磷熄灭后，氧气还有剩余
Ⅱ．冷却后，将装有白磷的燃烧匙提出水面，用高能激光笔照射
白磷现象①
 
燃烧
【解释与结论】
（1）红磷燃烧的化学方程式为4P+5O2              2P2O5。
（2）步骤Ⅰ中白磷始终不燃烧的原因是未与氧气接触                。
（3）步骤Ⅱ中的现象①是白磷现象                  。
（4）实验中气球的作用是调节压强                    。
活动2：探究影响剩余氧气浓度的因素
用图1装置进行实验，得到数据如表。
可燃物
白磷
红磷
木炭
着火点/℃
40
240
370
生成物状态
固态
固态
气态
剩余氧气浓度
3.1%
7.0%
14.0%
（5）通过对比右表中红磷和白磷的相关数据，可以得出影响剩余氧气浓度的因素可能是     
    可燃物的着火点。
（6）结合以上探究及实验数据，在“测定空气中氧气含量”的实验中，通常使用红磷而不用木炭的原因可能有木炭燃烧的生成物是气体，且剩余氧气浓度较大                。
2、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。
【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。
（1）实验 1 中，红磷燃烧的主要现象是          产生白烟，放热，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是氧气消耗，导致瓶内气压减小            。
（2）实验1中反应的化学方程式是磷+氧气            五氧化二，属于化合          反应（填基本反应类型）。
（3）为提高实验的准确性，以上两个实验都需要注意的事项是            红磷和除氧剂要足量（写一点）。
（4）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，实验2                （填“实验 1”或“实验 2”）的测定方法更准确，判断依据是消耗氧气更彻底                  。
（5）结合你的学习经验，若要寻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①              只能和氧气反应、②生成物是固体                  。
3、化学实验课上，老师让同学们用以下两个方案来探究空气中氧气的体积分数，根据要求
回答下列问题。
【方案一】甲、乙两位同学分别用如图a和图b所示的传统装置测定空气中氧气的体积分数，实验中所用的红磷、木炭均过量。
（1）甲同学连接好仪器后，立即点燃红磷开始实验，老师说他的操作顺序不严谨，你认为他忽略的操作步骤是            检查装置的气密性。
（2）待甲同学改正后，点燃红磷，观察到红磷燃烧产生的现象为产生大量的白烟，放出热量              ；待红磷熄灭，并冷却到室温后，打开弹簧夹，观察到的现象是烧杯中的水倒吸入集气瓶，进入水的体积约占集气瓶容积的五分之一                  。
（3）如果进入集气瓶中的水偏少，写出一个原因是装置漏气              。
（4）若乙同学的操作顺序和步骤均正确，当他打开弹簧夹后观察到的现象是两侧集气瓶内均有水进入，进入水的体积小于集气瓶容积的五分之一            。
【方案二】丙同学在老师的指导下，将“测定空气中氧气的含量”的实验装置改进为新的实验装置（如图c）。
（5）指出图c所示装置的一项优点：密闭点燃，避免五氧化二磷释放到空气中，有利于环保                。
4、为提高测定空气中氧气含量实验的精确度，科学兴趣小组对课本实验进行了创新改进。
【实验步骤】
①取一根玻璃管，用橡皮塞将一端密封；
②将食品脱氧剂粉末迅速装入玻璃管，立即向管口注入一滴水将玻璃管密封，水滴的下端标为A．弹动玻璃管使脱氧剂粉末分布均匀且紧密，脱氧剂的上端标为O．如图甲所示；
③水平滚动玻璃管，使食品脱氧剂粉末平铺在玻璃管中，静置至水滴不再移动时，水滴的右端标为B，如图乙所示；
④用刻度尺测量出AO段和AB段的长度，井计算出AB与AO的比值，将数据记录在表格中；
⑤洗涤、干燥实验装置，重复上述实验。
实验次数
AO/mm
AB/mm
AB/AO
1
523.5
109.5
0.2092
2
525.5
110.0
0.2093
3
527.0
110.5
0.2097
【得出结论】根据表格中的实验数据，可知空气中氧气含量为            20.94%。（用百分数表示）
【思考讨论】
①实验步骤③中，将食品脱氧剂粉末平铺在玻璃管中的目的是增大接触面积，使氧气被脱氧剂粉末充分吸收          。
②实验步骤②中，如果玻璃管内的脱氧剂粉末分布不够紧密，会使实验结果偏大，其原因是粉末分布不紧密会使空气混入粉末缝隙内，造成初始气体体积变小，当实验结束时，粉末紧密分布，使吸收气体的体积变大，导致最终测试结果偏大            。
5、某化学兴趣小组在老师指导下进行课外实验，利用下列装置来探究磷单质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烧瓶内燃烧熄灭后，容器中是否有氧气剩余？
猜想假设】猜想①：有氧气剩余   猜想②：无氧气剩余
【实验验证】该小组同学按图1组装好实验装置，利用高能激光笔照射燃烧匙上的红磷，红磷燃烧直至熄灭；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）激光笔的作用是              提供热量使温度达到红磷和白磷的着火点。
（2）红磷燃烧的化学方程式为4P+5O2                2P2O5。
（3）实验过程中，刚开始即使用激光笔照射，燃烧匙内的白磷也不会燃烧的原因是白磷在蒸馏水中未与氧气接触            。
【实验结论】根据上述实验，得出结论如下：
（4）结论1：猜想①            正确。
结论2：用“燃磷法测定空气中氧气含量”时，选择白磷              （填“红磷”或“白磷”）更合适，理由是足量的白磷能将装置内氧气消耗的更完全                  。
【拓展延伸】如图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，用氧气传感器测量容器内氧气浓度变化的曲线图。
（5）在图中            C（填“A、B、C、D、E”）点时红磷燃烧熄灭；请你解释曲线AB段、DE段氧气浓度变化的主要原因。AB段刚开始激光笔未加热温度至红磷着火点，未发生燃烧，红磷发生缓慢氧化消耗少量氧气          ，DE段白磷燃烧，消耗大量氧气            。
（6）小组同学通过查阅资料得知，验证空气中氧气体积分数较好的药品是铁丝绒，利用铁与氧气、水等的缓慢氧化，可将空气中氧气浓度消耗至0.2%．将足量细铁丝绒置于试管底部，并倒扣在装有水的烧杯中（如图3），一段时间后你将看到的现象是铁丝表面有红褐物质生成；试管内液面上升，上升水的体积约占试管内空气体积的                。
6、实验室常用如图装置测定空气中氧气的含量。
【实验原理】该实验反应的原理是安徽省中考时间铜+氧气              氧化铜（用化学方程式表示）。
【实验步骤】具体实验步骤有：
①在硬质玻璃管中装入铜粉，两端塞上带导管的橡皮塞，其中一端用气球密封；
②测量出实验所用硬质玻璃管的体积；
③停止加热后，待试管冷却至室温，注射器活塞稳定后，记录注射器中气体的体积；
④用酒精灯在铜粉部位加热，加热时不断推拉注射器：
⑤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，并将硬质玻璃管固定在铁架台上。
（1）正确的操作步骤为              ②①⑤④③ （填数字序号）；
（2）在实验加热过程中，硬质玻璃管中观察到的现象是铜粉逐渐变成黑          ； 小气球的作用是起缓冲作用，防止气压过大将活塞鼓开        缓慢推拉注射器活塞的目的是使铜与氧气充分反应                  。
【实验记录】下表是甲、乙、丙三组同学记录的实验数据：
实验
小组
硬质玻璃管的容积/mL
反应前注射器中气体体积/mL
反应后注射器中气体体积/mL
反应消耗的氧气体积/mL
空气中氧气的体积分数（%）
甲
45
15
4
11
18.3
乙
40
18
5
13
22.4
丙
50
20
6
          
14
            
20
填写上表中空白，帮助丙组同学完成实验数据的统计；
【实验分析】从上述数据中可知，该实验存在一定误差，导致该实验数据比21%小的原因不可能是  ③  （填数字序号）。
①没有缓缓推拉注射器活塞；
②读数时没有冷却至室温；
③加入铜丝量太多；
④反应后读数时小气球中气体未全部挤出
7、用如图所示装置测定空气中氧气的含量。实验时先在容积为450mL的集气瓶中装进150mL滴有红墨水的50℃水，在带孔的燃烧匙中放足量白磷，量筒中盛入足量50℃水，按图连好仪器。水温不变的情况下，反应后量筒内水的体积较反应前减少了60mL。
（1）燃烧匙拉出水面，白磷即可燃烧，说明燃烧需要什么条件              可燃物与氧气接触。白磷燃烧化学方程式为4P+5O2                    2P2O5。
（2）实验过程中造成量筒中水变红的原因是白磷燃烧放热，使集气瓶中压强增大，将滴有红墨水的水压入量筒中                  。
（3）根据实验结果，计算空气中氧气的体积分数约为            ×100%=20%（写出计算式和结果）。
（4）集气瓶中的玻璃导管为什么插入液面以下，请写出理由：形成液封，防止燃烧放热导致装置内气体膨胀逸出，对测量结果产生影响              。
（5）如图一，某同学用氧气传感器定量测定密闭条件下足量白磷燃烧时集气瓶口处氧气的含量变化，得到图二曲线图。请根据该曲线图回答下列问题。
①曲线上A、B、C三点中，白磷是从A          点开始熄灭的。
②请从微观角度解释BC段氧气含量下降并趋于稳定的原因分子不停的运动，最终气体混合均匀              。
③根据曲线图信息，你对燃烧有什么新的认识可燃物需要在一定浓度的氧气中才能燃烧                  。
8、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。
【实验步骤】
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。
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。
【实验现象】
实验1中，红磷燃烧的主要现象是                产生大量白烟，放热；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是红磷燃烧，消耗了氧气，瓶内压强减小，小于外界气压，所以水会回流            ，若发现进入装置中的水少于五分之一，可能的原因是红磷的量不足、装置漏气、未冷却到室温便打开止水夹等            。
【分析实验】
（1）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，实验2                  （填“实验1”或“实验2”）的测定方法更准确，判断依据是反应后，实验1集气瓶内剩余氧气体积分数是8.6%，实验2集气瓶内氧气几乎要耗尽                。