实验05 空气中氧气含量的测定-2023-2024学年九年级化学上册教材同步实验

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2023-2024学年九年级化学上册教材同步实验

实验05 空气中氧气含量的测定

姓名：_________ 班级：_________ 学号：_________

1．实验原理

（1）红磷燃烧消耗集气瓶内的氧气，瓶内气体减少，压强减小，冷却后打开止水夹，在大气压的作用下，烧杯内的水进入集气瓶中，进入水的体积即为瓶内消耗氧气的体积。

（2）反应的文字表达式：磷+氧气五氧化二磷。

【注意】

（1）此实验对实验药品的要求：只能消耗空气中的氧气，燃烧的产物不能是气体。

（2）实验开始时，预先在集气瓶里放入少量水的目的是；

①吸收热量，有利于降低温度；

②吸收生成的白烟，防止污染空气。

（3）倒吸进集气瓶的水不能充满整个集气瓶的原因：空气中的其他气体不与红磷反应且不溶于水。

（4）集气瓶内剩余气体的性质：

①物理性质：无色无味的气体，难溶于水；

②化学性质：不能燃烧也不支持燃烧。

2．实验误差分析

（1）若实验结果小于1/5，原因可能是：

①装置漏气，使装置外的空气进入集气瓶中；

②红磷量不足，瓶内氧气没有消耗完；

③未冷却到室温就打开止水夹，使进入集气瓶中的水的体积偏小。

（2）若实验结果大于1/5，原因可能是：

①弹簧夹没有夹紧，红磷燃烧时集气瓶内部分气体受热膨胀沿导管逸出；

②燃烧匙伸入集气瓶过慢，使装置内气体受热逸出。

3．实验改进

（1）改进原因：

①实验时在容器外点燃红磷，燃烧产物会污染环境，将燃着的红磷伸入集气瓶时，空气受热膨胀逸出，会使得测量结果偏大，因此需在密闭容器中进行。

②集气瓶的刻度读数较粗略，且会有部分水残留在导管中，使测量结果不准确。

（2）改进思路：

①点燃方式的改进：实验过程中不打开装置，使装置始终保持密闭，如图①、②所示。

②测量方式的改进：利用量筒或注射器等测量仪器，减小实验误差，使测定结果更加精确，如图③所示。

【典例01】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．不能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

D．若红磷不足，将导致测得氧气的含量大于五分之一

【典例02】下图所列实验装置不能够用来测定空气中氧气含量的是（     ）

【典例03】某同学用如图所示装置测定空气中的氧气含量，下列有关说法正确的是（     ）

A．此实验的原理是利用铁燃烧消耗氧气

B．最终量筒内液面上升到40 mL处

C．该实验反应迅速，现象明显

D．此实验铁丝绒的多少不影响测量结果

【典例04】资料显示，红磷和白磷都能在空气中燃烧。实验室分别用红磷（曲线ab）和白磷（曲线ac）燃烧测定密闭容器中氧气的含量，实验过程中用氧气传感器测得的密闭容器内氧气浓度如图所示。下列说法不正确的是（     ）  

A．红磷在密闭容器中燃烧，产生大量白烟

B．燃烧停止后，容器中剩下的气体都主要是氮气

C．红磷燃烧消耗氧气的能力大于白磷

D．该图示说明选用红磷燃烧没有用白磷燃烧实验效果好

1．（2023·湖北武汉·统考模拟预测）某兴趣小组同学用如图所示装置测定空气中氧气含量，下列说法正确的是（     ）

A．用木炭、硫或铁丝代替红磷，也可达到实验目的

B．红磷要适量，若红磷过量，则测得的结果偏大

C．红磷燃烧时产生大量白烟，燃烧停止后白烟慢慢消失

D．该实验说明：氧气约占空气总质量的五分之一

2．（2023·河北邯郸·校考二模）如图所示装置可用于测定空气中氧气含量，下列说法中不正确的是（     ）

A．实验时红磷必须过量

B．点燃红磷前必须事先用弹簧夹夹紧橡皮管

C．红磷熄灭后应立刻打开弹簧夹

D．红磷熄灭后，集气瓶内剩下的气体主要是氮气

3．（2023·江苏徐州·校考二模）某同学用如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。下列说法不正确的是（     ）  

A．加热铜丝能够引燃白磷，主要利用了铜丝良好的导热性

B．通过注射器内水体积的变化，得出试管内空气中所含氧气的体积

C．白磷燃烧时产生大量白烟，等火焰熄灭后立即打开弹簧夹

D．实验时所用白磷要过量，以保证集气瓶内空气里的氧气能充分反应

4．（2023·内蒙古赤峰·统考三模）用如图装置测定空气中氧气含量，有关说法错误的是（     ）    

A．取用的红磷必须足量

B．引燃红磷后，左管内液面先下降后上升，冷却后升至刻度1

C．该装置环保，所得结果更准确

D．该装置还能测得稀有气体的体积分数

5．（2023·北京西城·统考二模）利用如图装置测定空气中的氧气含量，下列说法正确的是（     ）  

A．加入药品时，取少量的红磷

B．点燃酒精灯后，红磷燃烧，产生大量白色烟雾

C．实验开始时，注射器活塞的位置应处于最左端

D．注射器量程足够大时，弹簧夹始终打开不会影响实验结果

6．（2023·山东德州·统考二模）下图为“测定空气里氧气含量”的装置，“惰性电热板”通电发热后不与空气中成分发生化学反应，左右有隔板，隔板间距离为20cm。关于该实验的有关说法错误的是（     ）  

A．接通电源一段时间后，电热板上的红磷燃烧并产生大量白烟

B．若装置气密性不好，测得空气中氧气含量会偏大

C．反应结束后切断电源，冷却至室温后左右隔板间距离约为16cm

D．反应后剩余的主要气体既不能燃烧，也不支持燃烧

7．（2023·安徽·校联考三模）镁的化学性质较活泼，能与氮气、二氧化碳、氧气等气体发生反应。如图装置气密性良好，先点燃过量的红磷，待红磷熄灭并冷却至室温，钟罩内水面上升约1/5体积。再使用凸透镜会聚太阳光点燃镁带，镁带继续燃烧，水面继续上升到约7/10位置。下列有关说法不正确的（     ）  

A．用凸透镜会聚太阳光目的是使镁的温度达到着火点

B．该实验可以测定空气中氧气的含量

C．氮气的化学性质不活泼，不支持燃烧

D．金属燃烧不能用二氧化碳灭火

8．（2023·山东济南·统考一模）用如图装置测定空气中氧气的含量：给硬质玻璃管中的铜粉（足量）持续加热并不断来回推拉注射器活塞直到反应完全，待装置冷却至室温，将气球内的气体全部挤出，待注射器活塞稳定后，注射器内气体体积减少了总容积的1/5。下列关于该实验的说法中，错误的是（     ）

A．说明氧气约占空气总体积的1/5

B．用木炭代替铜粉实验，也能得到相同结论

C．实验前，应检验装置的气密性

D．反应后集气瓶内剩余气体主要为氮气

9．（2023·四川德阳·统考一模）燃烧法是测定空气中氧气含量的一种常用方法。某化学兴趣小组利用如图1装置监测燃烧时装置中氧气的含量变化，比较蜡烛与白磷的优劣，所取蜡烛和白磷均足量，氧气传感器显示氧气的体积分数与时间的关系如图2。下列说法正确的是（     ）

A．观察图2，足量的蜡烛和白磷均能完全耗尽氧气

B．若利用这两种物质燃烧测定空气中氧气含量，测定结果均偏高

C．纵坐标的数据减小后，又增大的原因是容器中氧气的量又增加了

D．若采用燃烧法测定空气中氧气含量，选用白磷的结果更接近准确值

10．（2023·海南省直辖县级单位·统考二模）用如图1所示装置,分别进行足量的红磷或木炭在空气中燃烧的实验（装置冷却至室温后结束实验），测定集气瓶内的压强变化如图2所示。  

（1）图2曲线①数据表明，红磷燃烧后集气瓶内的压强低于起始压强，原因是______________。

（2）某同学根据图2曲线②推断：不能用木炭测定空气中的氧气含量，其实验依据是___________。

1．（2023·云南·统考中考真题）仿照法国化学家拉瓦锡定量研究空气成分的原理，利用如图装置测定空气中氧气的含量，燃烧匙中应盛放的药品是（     ）  

A．铁丝                      B．木炭                      C．红磷                      D．硫粉

2．（2022·甘肃金昌·统考中考真题）小亮同学设计了如图所示的装置测定空气中氧气的含量。下列关于该实验的说法错误的是（     ）

A．该实验利用了铜丝的导热性

B．红磷燃烧结束后，待装置恢复至室温时再读数

C．实验成功的标志为左侧玻璃管内液面约上升到刻度1处

D．实验成功的标志为左侧玻璃管内液面约上升到刻度4处

3．（2023·湖南衡阳·统考中考真题）拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。某兴趣小组利用氧气传感器来检测足量红磷燃烧过程中氧气的含量，如图所示，下列判断正确的是（     ）  

A．a点时容器内氮气体积分数为85%

B．容器内物质总质量：b点>c点

C．氧气有剩余，说明物质燃烧时氧气必须达到一定浓度

D．此实验测得空气中氧气的质量分数为18%

4．（2023·内蒙古赤峰·统考中考真题）下列是测定空气中氧气体积分数的实验装置，按要求回答问题：  

实验中红磷燃烧的现象是______________；实验完毕打开止水夹，发现进入集气瓶中水的体积明显小于集气瓶中气体体积的五分之一，可能的原因是____________________________（写出一点即可）。

5．（2022·四川甘孜·统考中考真题）小科查阅资料发现P₂O₅有毒，在教材实验（如图1）的启发下设计了如图2的实验，用于测定空气中O₂的含量。回答下列问题：  

（1）图1、图2实验前均需检查装置的_______。

（2）图1中红磷燃烧的现象是______________，打开弹簧夹K的最佳时机是______________。

（3）图2实验中需要提供足量的_______（填“铜粉”或“空气”）；在实验中反复推拉注射器是为了尽可能消耗装置中的_______。

（4）室温下，图2实验测定的数据如下表（在气球完全干瘪的状态下测量注射器内气体的体积）：

①反应消耗的O₂的体积为_______mL；

②实验测得空气中O₂的体积分数为_______（保留到小数点后一位）。

（5）图2实验的优点是___________________________________（答一点）。

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参考答案

1．C

【详解】A、木炭燃烧生成二氧化碳，硫燃烧生成二氧化硫，导致水不能进入集气瓶，铁不能空气中燃烧，都不能测定氧气含量，故选项A错误；

B、红磷应该足量或过量，确保集气瓶中的氧气完全反应，实验结果更准确，故选项B错误；

C、红磷燃烧时产生大量白烟，燃烧停止后白烟慢慢消失，是因为白烟是五氧化二磷，能够溶解在水中，故选项C正确；

D、该实验测得氧气约占空气总体积（不是总质量）的五分之一，故选项D正确；

故选：C。

2．C

【详解】A、实验时红磷一定过量，这样才能充分消耗氧气，选项说法正确；

B、点燃红磷前先用弹簧夹夹紧乳胶管，否则装置漏气会影响氧气含量测定，选项说法正确；

C、红磷熄灭后冷却至室温才能打开弹簧夹，否则红磷燃烧放热会导致气压变大影响氧气含量测定，选项说法不正确；

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