（4）空气中氧气含量的测定—2025年中考教材基础实验对点训练
1.为测定空气中氧气的含量，某同学将教材实验进行改进，改进后的实验装置如图所示（部分夹持装置已忽略），实验时引燃红磷后便熄灭酒精灯。下列有关改进实验的说法不正确的是( )
A.红磷燃烧的化学方程式可以表示为
B.待红磷熄灭并冷却至室温，打开弹簧夹，注射器活塞向右移动
C.实验结束后试管内气体的主要成分为氮气
D.改进后的装置能减少测量误差，且对环境更友好
2.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.容器内生成五氧化二磷的质量：
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%
3.已知红磷在空气中燃烧生成五氧化二磷固体，利用该反应可以粗略测定空气中氧气的体积分数：点燃红磷插入集气瓶中，熄灭后冷却至室温，打开开关，烧杯中的水倒吸入集气瓶中。实验中，用传感器记录集气瓶中压强、温度随时间变化如图所示。下列对实验记录的分析不正确的是( )
A.a→b段压强增大是因为红磷燃烧放热
B.→时段，压强降低的主要原因是氧气大量被消耗
C.b点压强最大，说明红磷燃烧结束
D.→时段，压强降低的主要原因是反应结束温度逐渐降低
4.在图1所示装置中燃烧红磷来测定空气中的氧气含量，并用传感器记录集气瓶中压强随时间变化的情况，得图2所示数据。下列说法正确的是( )
A.a点处压强增大是因为少量空气进入
B.ab段压强减小的原因只有氧气被消耗
C.c点时打开了弹簧夹
D.d点集气瓶中的温度一定等于室温
5.已知白磷和红磷一样都可以用来测定空气中氧气的含量，且白磷比红磷更易点燃。如图是一种改进的测定空气中氧气含量的实验装置。下列叙述不正确的是( )
A.实验前需要检查装置的气密性
B.白磷的作用是消耗试管中的氧气
C.白磷熄灭、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
6.图1是利用红磷燃烧测定空气中氧气含量的实验装置图，图2是利用传感器实时测定该实验的压强、温度和氧气浓度变化的曲线图。实验结束后，冷却至室温，打开弹簧夹，量筒剩余液体体积为76mL。下列叙述错误的是( )
A.根据量筒剩余液体体积，可测出空气中氧气体积分数为21%
B.分析图2，DE段压强瞬间变大的操作是打开了弹簧夹
C.X为温度变化曲线，Y为氧气浓度变化曲线
D.该实验说明红磷燃烧不能完全消耗玻璃瓶中的氧气
7.关于测定空气中氧气含量的实验，下列做法正确的是( )
A.实验前弹簧夹没有夹紧
B.将红磷换成木炭进行实验
C.待装置冷却至室温后，再打开弹簧夹
D.点燃红磷缓慢伸入集气瓶后，再塞紧瓶塞
8.仿照拉瓦锡定量研究空气组成的原理，设计如图实验。描述正确的是( )
A.燃烧匙伸入的速度过慢，会影响测定结果
B.红磷熄灭后，立即打开弹簧夹
C.红磷的量越多，水倒流入集气瓶中的水越多
D.燃烧匙中的红磷可以换成木炭达到实验目的
9.某实验小组为探究能否用木炭代替红磷测定空气中氧气的含量，设计如图1实验，传感器分别测得气体浓度变化情况如图2和图3所示。下列对于实验的分析，错误的是( )
A.图2中表示的气体a为氧气
B.50s时，木炭熄灭
C.该实验能够得出氧气约占空气体积的1/5
D.推测试剂X能够吸收二氧化碳
10.蜡烛(足量)在如图密闭装置内燃烧至熄灭，用仪器测出这一过程中瓶内氧气含量的变化如下图所示。下列判断正确的是( )
A.蜡烛燃烧属于化合反应
B.氧气浓度小于一定值时，蜡烛无法燃烧
C.蜡烛熄灭后瓶内只剩二氧化碳气体
D.该方法可用于测定空气中氧气的体积分数
11.某化学兴趣小组进行空气中氧气含量测定的实验。请参与实验，并回答下列有关问题。
（1）实验过程中观察到红磷燃烧，该反应的文字表达式是________。
（2）该实验不仅可以说明氧气占空气的体积分数，还可以说明氮气具有的物理性质是：____。
（3）用实验装置测定的结果是：集气瓶内水面上升明显小于瓶内空气体积的1/5,你认为导致这一结果的原因是__________、___________。（答两点）
（4）该实验中集气瓶底预留少量水的作用是_________。
12.某化学兴趣小组对“空气中氧气含量的测定”展开学习。
（1）（历史回顾）二百多年前，法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分（实验装置如图1），该实验中选择使用汞的优点有___________（填字母）。
A.汞俗称水银，常温下呈液态，安全无毒
B.只与空气中的氧气反应
C.反应生成的氧化汞是固态，不影响压强
D.生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气
（2）（实验回顾）实验室常用图2所示的方法测定空气中氧气的含量。红磷燃烧的文字表达式为___________。
（3）若实验测得空气中氧气的体积分数偏小，可能的原因是___________（写一点）。
（4）（实验改进）利用如图3所示的改进装置进行探究。
先在容积为200mL的集气瓶里装进50mL的水，再在量筒内装入100mL的水，然后按图连好仪器，接通电热棒，红磷立即被点燃。待红磷熄灭，装置冷却至室温后，打开弹簧夹。
①实验结束时量筒内剩余水的体积是73mL，通过以上数据测得空气中氧气含量为___________%。
②用图3装置进行探究，与图2装置比较，优点是___________。
13.某化学兴趣小组的同学利用下列装置进行实验室制取气体的探究。
(1)写出图中仪器名称：①_________。
(2)小明用高锰酸钾制取氧气，选择的发生装置是_________(填字母)，该装置还需如何改进？_________，写出该反应的化学方程式_________。
(3)若用F装置收集氧气，如何验满？_________。
两个实验小组同学分别利用不同的方法测定空气中氧气的含量。
【A组实验】：利用红磷测定空气中氧气含量。
图1是利用气压传感器测定红磷燃烧时集气瓶内气压变化的实验装置。
图2是集气瓶内气压的变化情况。
(4)在实验室中常用A组实验测定空气中氧气含量，写出红磷燃烧化学方程式_________。
(5)实验操作规范、准确。下列有关图2的分析不正确的是_________(填序号)。
a.段气压增大的主要原因是燃烧放热
b.段气压减小的主要原因是集气瓶内氧气不断被消耗且瓶内温度逐渐冷却
c.段气压增大的主要原因是烧杯中的水进入集气瓶
d.若用木炭代替红磷完成此实验，集气瓶内气压变化趋势与图2基本一致
(6)查阅文献发现，燃烧过程中当氧气的体积分数低于7%时，红磷就无法继续燃烧，但实际实验中倒吸入瓶内的水的体积能达到空气总体积的，其可能的操作原因是_________。
【B组实验】查阅资料发现，加热铜测定空气中氧气含量结果更为精确。按图3装置进行实验(已知：铜和氧气在加热条件下生成氧化铜)。
A.装置是底面积为50，高为20cm的圆筒状玻璃容器(带密封盖)，上面标有以cm为单位的刻度，B是带刻度的敞口玻璃管(其他辅助装置略)。
(7)他们的操作过程如下：
a、连接装置并通过上移玻璃管B检查装置的气密性，当观察到A中液面与B中液面始终_________(填“相平”或者“不平”)时，证明该装置气密性良好。
b、加入水并调整B的高度，使A中的液面至刻度处；
c、将过量的铜粉平铺在惰性电热板上，盖紧密封盖；
d、通电加热铜粉，待充分反应后，冷却到原来的状况，调整B的高度使A、B液面保持水平，记录液面刻度。(注：A容器内固态物质所占的体积忽略不计)
(8)在操作d结束时，装置A中液面的刻度理论上约为_________(结果保留整数)。
答案以及解析
1.答案：B
解析：待红磷熄灭并冷却至室温，打开弹簧夹，由于装置内氧气被消耗，气压减小，注射器活塞会向左移动，B不正确。
2.答案：C
解析：A、由曲线图可知：a点时容器内氧气的体积分数为15%。故容器内其余气体（氮气、稀有气体、二氧化碳等)的浓度为85%，故氮气体积分数小于85%，故A错误；B、由图可知，反应是在密闭容器中进行的，故根据质量守恒定律，反应前后物质的质量不变，故容器内物质总质量：b点=c点，故B错误；C、由曲线图可知：反应停止时，容器内剩余3%体积分数的氧气，说明红磷不能除尽氧气，故C正确；D、由曲线图可知：反应过程中氧气的体积分数减小18%，且不是质量分数，故D错误。故选：C。
3.答案：C
解析：中考中增加对真实图像的分析考查，本题题干已将红磷燃烧测定空气中氧气体积分数的原理简单介绍，红磷燃烧放热，导致初期a→b段压强增加，但红磷燃烧是消耗氧气的，所以很快压强迅速减小，温度在c处达到最高，反应在此时结束，在此之后，温度逐渐下降，导致压强逐渐减小。
4.答案：C
解析：A.a点处压强增大是因为红磷燃烧放出热量造成的，故A错误；B.ab段压强减小的原因是氧气被消耗和温度逐渐降低造成的，故B错误；C.通过图2所示可以看出，从c到d压强快速增加是因为打开了止水夹，水进入了集气瓶，故C正确；D.从d点往后，压强增大变得缓慢了，但不能说d点集气瓶中的温度一定等于室温，故D错误。故选：C。
5.答案：D
解析：A、实验前需要检查装置的气密性，防止装置漏气造成实验误差，该选项正确。B、白磷燃烧消耗氧气，所以白磷的作用是消耗试管中的氧气，该选项正确。C、白磷熄灭、试管冷却后再打开止水夹，否则试管内的气体受热膨胀，占据了一定的空间，会使进入水的体积偏小，该选项正确。D、空气中氧气的体积约占空气体积的五分之一，故进入试管的水的体积大约是，所以终量筒中液面约降至24mL刻度线处，该选项不正确。故选：D。
6.答案：A
解析：A、根据量筒剩余液体体积，不能测出空气中氧气体积分数为21%，应该是小于21%，是因为氧气不能完全反应，故选项不正确。B、分析图2，DE段压强瞬间变大的操作是打开了弹簧夹，水进入集气瓶，故选项正确。C、X为温度变化曲线（红磷燃烧放热，温度升高，完全反应后不再放热，温度降低至原温度)，Y为氧气浓度变化曲线（随着反应进行，氧气质量分数减小)，故选项正确。D、该实验说明红磷燃烧不能完全消耗玻璃瓶中的氧气（氧气体积分数最终不是0），故选项正确。故选：A。
7.答案：C
解析：实验前弹簧夹没有夹紧，集气瓶内的气体因受热膨胀而沿着导管逸出，导致测定结果偏大，A错误；木炭燃烧会产生气体，使得集气瓶内的压强变化不大，无法测定空气中氧气的含量，B错误；待装置冷却至室温后，再打开弹簧夹，以防装置内温度高，气体受热膨胀，导致测定结果偏小，C正确；点燃红磷缓慢伸入集气瓶中，会使集气瓶中的部分气体因受热膨胀而逸出，导致测定结果偏大，D错误。
8.答案：A
解析：A、红磷燃烧产生大量的白烟，而不是白雾，故选项说法错误。B、燃烧匙伸入的速度过慢，气体会受热逸出，会影响测定结果，故选项说法正确。C、红磷要足量，能保证完全消耗氧气，最终集气瓶中的水不会越多，故选项说法错误。D、燃烧匙中的红磷不能换成木炭粉，因为木炭粉在空气中燃烧生成二氧化碳气体，虽除去氧气，而增加了新的气体，不能用来测定空气中氧气含量，故选项说法错误。故选：B。
9.答案：C
解析：A、气体a浓度减小，则为氧气，故选项正确。B、50s时，氧气不再减少，是因为木炭已熄灭，故选项正确。C、由于木炭不能将氧气完全耗尽，则不能用木炭代替红磷测定空气中氧气的含量，所以该实验不能够得出氧气约占空气体积的1/5，故选项不正确。D、木炭燃烧生成二氧化碳，由图2可知，气体b先增加，说明为二氧化碳，但后来又减小，说明试剂X的作用为吸收二氧化碳，故选项正确。故选：C。
10.答案：B
解析：A.蜡烛燃烧 生成二氧化碳 和水蒸气，该反应的生成物是两种，不符合“多变一”的特征，不属于化合反应，故选项说法错误；B.由瓶内氧气含量的变化图，当氧气的体积分数达到15.96%时，蜡烛熄灭，说明氧气的浓度低于一定值时，蜡烛无法燃烧，故选项说法正确；C.蜡烛燃烧生成二氧化碳和水，瓶内不会只剩下二氧化碳和水蒸气，还应含有燃烧前瓶内的其它气体，故选项说法错误；D.由于当氧气的体积分数达到15.96%时，蜡烛熄灭，该方法不能用于测定空气中氧气的体积分数，故选项说法错误。故选：B。
11.答案：（1）磷+氧气五氧化二磷
（2）难溶于水
（3）红磷不足；装置漏气
（4）加快集气瓶冷却，液封导气管末端以防气体逸出（合理即可）
解析：(1)红磷燃烧生成五氧化二磷，该反应的文字表达式是：磷+氧气五氧化二磷；
(2)用红磷在空气中燃烧的实验，可测定氧气约占空气总体积的体积分数，还可间接推测出氮气难溶于水的物理性质；
(3)用图中实验装置测定的结果是：集气瓶内水面上升明显小于瓶内空气体积的五分之一，导致这一结果的原因是红磷不足、装置漏气、没有冷却至室温就打开止水夹等；
(4)该实验中集气瓶底预留少量水的作用是：加快集气瓶冷却，液封导气管末端以防气体逸出。
12.答案：（1）BCD
（2）红磷+氧气五氧化二磷
（3）装置没冷却至室温就打开弹簧夹、装置气密性不好、红磷不足（写一点）
（4）①18
②实验结果更准确、更环保
解析：(1)(历史回顾)二百多年前，法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分（实验装置如图1），该实验中选择使用汞的优点有只与空气中的氧气反应，反应生成的氧化汞是固态，不影响压强，生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气。故答案为：BCD。
(2)(实验回顾)实验室常用图2所示的方法测定空气中氧气的含量。红磷燃烧的文字表达式为：红磷+氧气五氧化二磷。故答案为：红磷+氧气五氧化二磷。
(3)若实验测得空气中氧气的体积分数偏小，可能的原因是装置没冷却至室温就打开弹簧夹或装置气密性不好或红磷不足等。故答案为：装置没冷却至室温就打开弹簧夹或装置气密性不好或红磷不足。
(4)①实验结束时量筒内剩余水的体积是73mL，通过以上数据测得空气中氧气含量为。故答案为：18。
②用图3装置进行探究，与图2装置比较，优点是实验结果更准确、更环保。故答案为：实验结果更准确、更环保。
13.答案：(1)试管
(2)A；在试管口放一团棉花；
(3)将带火星木条放在b导管口，若木条复燃，则说明已收集满
(4)
(5)d
(6)未夹紧止水夹，红磷放入集气瓶较慢等
(7)不平
(8)12
解析：(1)由图可知，仪器①的名称是试管；
(2)用高锰酸钾制取氧气，该反应为固体加热型，选择的发生装置是A，应该在试管口放一团棉花，防止加热时粉末状物质进入导管，高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的化学方程式为：；
(3)氧气的密度比空气大，若用F装置收集氧气，氧气应该从长管a端通入，氧气可以支持燃烧，则氧气验满的方法为将带火星木条放在b导管口，若木条复燃，则说明已收集满；
(4)红磷和氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷，反应的化学方程式为：；
(5)a.BC段气压增大的主要原因是燃烧放热，气体受热膨胀，气体膨胀的体积大于消耗氧气体积，故说法正确；
b.CD段气压减小的主要原因是集气瓶内氧气不断被消耗且瓶内温度逐渐冷却，气体体积逐渐恢复，故压强减小，故说法正确；
c.DE段气压增大的主要原因是烧杯中的水进入集气瓶，填充了消耗气体的空间，压强逐渐恢复到标准大气压，故说法正确；
d.木炭燃烧产生二氧化碳气体，会补充氧气消耗的体积，若用木炭代替红磷完成此实验，集气瓶内气压变化趋势与图2不一致，故说法错误；
故选d;
(6)未夹紧止水夹、红磷放入集气瓶较慢等实验时都会造成气体逸出，后期会由水填充此部分逸出气体，使测得的结果偏大，故燃烧过程中当氧气的体积分数低于7%时，红磷就无法继续燃烧，但实际实验中倒吸入瓶内的水的体积也能达到空气总体积的五分之一；
(7)连接装置，往B中加水，使A、B液面保持水平，盖紧A的密封盖，再把B管向上轻提，若出现液面差，则气密性良好；
(8)空气中有约五分之一的氧气，理论上水应上升总高度的五分之一，原管中气体的高度为15cm，则水试验后水的高度15cm-15cm×=12cm，原水面位置在15刻度处，故现在应在12刻度处。
