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专题4 　空气中氧气含量的测定
类型一　基础实验
1. 拉瓦锡利用汞与氧气的反应研究空气的成分,所用的装置如图。下列分析不合理的是 (　　)
第1题
A. 汞的用量可能会影响实验结果
B. 汞加热易形成汞蒸气,其测量结果比红磷更准确
C. 装置内两处容器中汞的作用均是消耗氧气
D. 反应结束后需关闭火炉冷却至室温,再测量容器中气体的减少量
2. 用如图所示装置来测定空气中氧气的含量,下列对该实验的认识错误的是 (　　)
第2题
A. 铜粉用量的多少不会影响实验结果
B. 实验结束后,待装置冷却到室温才能读数
C. 气球的作用是调节气压,使氧气完全反应
D. 在正常操作情况下,反应结束后消耗氧气的总体积应该是反应前注射器与硬质玻璃管内气体总体积的
类型二　创新实验
3. (2024·常州钟楼期中)小亮同学设计了如图所示的装置来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. 白磷燃烧结束后,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线1处
D. 右侧玻璃管上方应堵上橡皮塞,使反应容器密闭
　　　　
4. “暖宝宝贴”(主要成分为铁粉、活性炭粉、氯化钠等)的热来源于铁粉的锈蚀反应。用“暖宝宝贴”测定空气中氧气的含量,实验装置如图所示,实验后从量筒中进入集气瓶(容积为250mL)中水的体积为45mL(铁粉锈蚀消耗的水忽略不计)。下列叙述正确的是 (　　)
A. 实验说明铁的锈蚀需要氧气的参与
B. 本次实验测得空气中氧气的含量为18%
C. 若测得空气中氧气含量偏低,则可能是因为止水夹未夹紧
D. 将温度计换成玻璃管也能完成该实验
5. 某学习小组在用铜粉测定空气中氧气含量时,用氧气传感器测定了氧气含量的变化情况。用如图甲所示装置进行实验,在已知容积的硬质玻璃管内加入足量铜粉,启动氧气传感器,点燃酒精灯,反应结束后移走酒精灯。实验中氧气传感器测得的数据如图乙所示。下列说法不正确的是 (　　)
A. 点燃酒精灯一段时间后,铜粉由黑变红,气球先膨胀后变瘪
B. 图乙中cd段氧气含量下降的原因是铜粉消耗了氧气
C. 观察图乙可知,此实验中铜粉虽足量但并未完全耗尽氧气
D. 若根据注射器示数计算,则测得的空气中氧气的体积含量偏小
6. 红磷与白磷是磷的两种不同单质,在初中实验中有着广泛的应用。请根据要求回答下列问题:
Ⅰ. 红磷的燃烧(装置如图甲所示):
(1) 写出红磷在空气中燃烧的文字表达式:　　　　　　　　　　　　　　　。
(2) 集气瓶内水的作用为　。
Ⅱ. 白磷燃烧测定空气中氧气的含量(装置如图乙所示):
选用容积为50mL的试管作为反应容器,注射器的规格足够大且润滑效果很好,将足量的白磷放入试管后,用橡皮塞塞紧试管并夹紧止水夹。用酒精灯加热白磷,待燃烧结束且试管冷却至室温后松开止水夹,观察现象。
(3) 正式开始实验前,该兴趣小组同学打开止水夹,将注射器活塞从20mL刻度处推至17mL刻度处,然后松开活塞,观察到活塞返回至20mL刻度处。该操作的主要目的是　　　　　　。
(4) 装置气密性良好,中间连接管内的空气体积忽略不计,若实验成功,则可观察到活塞最终停留在　　　　mL刻度处。
7. (数字化实验)某化学兴趣小组利用如图甲所示装置测定空气中氧气的含量,同时用压力传感器测得集气瓶中的气压变化如图乙所示。
(1) 小组同学用图甲装置进行实验,实验结束时观察到进入集气瓶内的水的体积大于集气瓶内原来水面上方空气体积的,可能的原因是　　　　(填序号)。
① 红磷量不足② 将燃烧匙伸入集气瓶的操作过于缓慢
③ 旋紧橡皮塞后发现胶皮管上未夹止水夹 ④ 未冷却至室温就打开止水夹
(2) 图乙中A点为点燃前集气瓶中的气压,AB段气压显著增加的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。t3s后瓶内气压又显著增加,t3s时进行的实验操作是　　　　　　　　。
　空气中氧气含量的测定
1. C　2. A　3. D
4. A　解析:本次实验测得空气中氧气的体积分数为×100%≈19.6%,B错误;若止水夹未夹紧,则会导致瓶内部分气体逸出装置,最终导致实验结果偏大,C错误;装置需要冷却至实验前的温度后才可打开止水夹,温度计的作用是监测温度,若将其换成玻璃管,则装置不密封,无法完成实验,D错误。故本题选A。
5. A　解析:铜和氧气在加热的条件下反应生成氧化铜,反应过程中,温度升高,装置内气体受热膨胀,压强增大,气球膨胀,待完全反应后,温度逐渐恢复至室温,由于消耗了氧气,装置内压强减小,气球变瘪,实验过程中,铜粉由红色变成黑色,A错误;在加热的条件下,铜与装置内的氧气反应生成了氧化铜,因此题图乙中cd段氧气含量下降,B正确;观察题图乙可知,此实验中铜粉虽足量但并未完全耗尽氧气,C正确;注射器示数会因氧气未完全消耗而偏大,使测得的空气中氧气的体积含量偏小,D正确。故本题选A。
6. (1) 磷+氧气五氧化二磷　(2) 吸收红磷燃烧后生成的五氧化二磷,并冷却装置　(3) 检查装置气密性　(4) 10
7. (1) ②③　(2) 红磷燃烧时放热,使气体受热膨胀,压强增大　打开止水夹　解析:(1) 实验结束时观察到进入集气瓶内的水的体积大于集气瓶内原来水面上方空气体积的,说明气压差偏大。① 红磷的量不足,不能将所有氧气消耗,则会使实验结果偏小,不符合题意。② 将燃烧匙伸入集气瓶的操作过于缓慢,空气受热膨胀逸出,则会使实验结果偏大,符合题意。③ 旋紧橡皮塞后发现胶皮管上未夹止水夹,燃烧时会有气体从导管逸出,则会使实验结果偏大,符合题意。④ 未冷却至室温就打开止水夹,装置内气体受热膨胀,导致气压差偏小,会使实验结果偏小,不符合题意。故选②③。(2) AB段气压显著增加的原因是红磷燃烧时放热使气体膨胀,压强增大。t3s后瓶内气压又显著增加,t3s时进行的实验操作是打开止水夹,水从烧杯倒吸入装置内,气体体积变小,则气压变大。

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