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专题23 空气成分与燃烧
1．（2026·舟山模拟）变压吸附法制氧气如图，过程1和过程2交替进行，可连续生产大量高纯度氧气。以下说法不正确的是（　　）
A．过程1中，“分子筛吸附材料”更容易吸附氧分子
B．过程1中，“排出气体”的主要成分是氧气
C．过程2中，降低压强使被吸附的氮气等气体释放出去
D．过程2完成后，“分子筛吸附材料”的吸附能力恢复
【答案】A
【知识点】空气的成分及探究；氧气的性质和利用
【解析】【分析】A.根据图像分析分子筛对氮气和氧气的吸附能力大小即可；
B.空气由氮气和氧气组成，排除的气体就是空气被分子筛吸附后剩余的气体；
C.根据图像可知，空气的压强越小，则分子筛的吸附能力越小；
D.根据“ 过程1和过程2交替进行，可连续生产大量高纯度氧气 ”判断。
【解答】A.根据图像可知，在相同的压强下，分子筛吸附氮气的量更大，即过程1中，“分子筛吸附材料”更容易吸附氮气分子，故A错误，符合题意；
B.根据A中可知，分子筛吸附的是氧气分子，那么“排出气体”的主要成分是氧气，故B正确，不合题意；
C. 过程2是分子筛的再生过程，降低压强后，分子筛的吸附能力下降，会使被吸附的氮气等气体释放出去， 故C正确，不合题意；
D. 程2释放出被吸附的气体后，分子筛吸附材料的吸附能力恢复，可再次进行过程1的吸附，实现循环制氧， 故D正确，不合题意。
故选A。
2．（2026·上城模拟）在铁生锈条件的实验中，兴趣小组对实验进行了创新，他们分别取3段光亮无锈的细铁丝绕成螺旋状，放入以下三个装置进行实验，关于该实验说法正确的是
A．该实验可以观察到实验③铁丝生锈，实验①②无明显现象
B．实验（3）中水面上升至试管剩余体积
C．对比实验①②可以得到的结论是铁生锈需要氧气
D．实验结束后，三支试管中的细铁丝质量保持不变
【答案】A
【知识点】控制变量法；空气的成分及探究；金属的腐蚀与防护
【解析】【分析】AC、根据铁生锈的条件--同时与水和氧气接触，和控制变量法进行分析，要控制变量为唯一性。
B、根据铁生锈会消耗氧气，以及氧气约占空气的五分之一进行分析。
D、根据质量守恒定律进行分析--反应前后物质的总质量不变。
【解答】A、由图可知，①中是干燥空气，没有水，铁丝不生锈，无明显现象；②中是煮沸过的蒸馏水，铁丝完全浸没在水中，几乎没有氧气，铁丝不生锈，无明显现象；③中铁丝同时接触水和空气（氧气），满足生锈条件，会生锈，故A正确；
B、铁生锈会消耗试管内的氧气，氧气约占空气体积的五分之一，因此水面上升至试管剩余体积的五分之一，故B错误；
C、①控制无水、有氧气；②控制有水、几乎无氧气，两个实验存在水和氧气两个变量，不能对比得出铁生锈需要氧气的结论，故C错误；
D、铁生锈是铁和氧气、水反应生成铁锈，根据质量守恒，生成的铁锈质量等于参加反应的铁、氧气、水的质量和，因此生锈的③中铁丝质量会增加，故D错误。
故答案为：A。
3．（2026·定海模拟）小科对 “空气中氧气含量的测定” 进行探究实验。
（1） 【构建模型】
思维模型中 “▲” 应填　 　（选填 “质量” 或 “体积”）。
（2）【知识回顾】
实验室常用如图①所示方法进行空气中氧气含量测定。
图①装置中集气瓶内预留少量水的作用是　 　（写一点即可）。
（3） 若实验测得空气中氧气的含量偏小，可能的原因是　 　（写一点即可）。
（4）【模型应用】
从 “反应消耗气体” 入手，小科实验设计改进为如图②，已知食品脱氧剂（以铁粉为主的物质组成）通过化学反应能除去袋中的氧气。相关数据如表所示：
总体积 180mL，量筒起始 80mL
实验时间 /min 0 5 10 30 35 45
量筒中液面的刻度 /mL 80 65 50.5 43.1 43.1 43.1
据表计算，空气中氧气的含量为　 　（用百分数表示）。
【答案】（1）体积
（2）吸收生成的有毒 P2O5固体，防止污染空气 / 吸收热量，冷却降温
（3）红磷量不足 / 装置漏气 / 未冷却至室温就打开止水夹 / 导管内未提前装满水或导管内有水残留
（4）20.5%
【知识点】空气的成分及探究
【解析】【分析】（1）根据“空气中氧气含量测定”的原理分析解答；
（2）可从反应产物有毒以及反应放热的角度分析解答；
（3）测得氧气含量偏小，说明装置内气压偏小，进入的水体积偏小，结合实验过程分析可能原因；
（4）量筒内水的体积的减小值就是消耗氧气的体积，然后与空气体积作比即可。
【解答】（1） 本题的实验原理是：通过可燃物消耗密闭容器内的氧气，使容器内部压强减小，在外界大气压作用下，液体进入容器，通过进入液体的体积得到消耗氧气的体积，从而计算空气中氧气的体积分数。因此思维模型中“▲”应填体积。 故填：体积。
（2） 红磷燃烧生成有毒的五氧化二磷，且燃烧放热，使集气瓶内温度升高、压强增大。因此集气瓶预先装少量水的作用有：吸收五氧化二磷，防止污染空气（或吸收热量，降低瓶内温度，加快装置冷却，合理即可）。 故填：吸收生成的有毒 P2O5固体，防止污染空气（或吸收热量，冷却降温）。
（3） 测得氧气含量偏小，说明装置内气压偏小，进入的水体积偏小，常见原因有：
①红磷的量不足，不能将瓶内氧气完全消耗，气压偏小，结果偏小；
②装置漏气，反应后温度恢复室温时，外界空气进入装置，导致进入水的体积偏小，结果偏小；
③装置未冷却至室温就打开弹簧夹，此时瓶内温度偏高、气压偏大，进入水的体积偏小，结果偏小。
故填：红磷量不足 / 装置漏气 / 未冷却至室温就打开止水夹 / 导管内未提前装满水或导管内有水残留。
（4） 由表格可知，反应结束后，量筒内液面最终停在43.1 mL，说明进入广口瓶的水的体积，即消耗氧气的体积为：80mL-43.1mL=36.9mL。
广口瓶内原空气总体积为180mL，因此空气中氧气的含量为：。
故填：20.5%。
4．（2026·金东模拟）测量空气中氧气体积分数实验的思维模型如下：
封闭空间——消耗氧气——气压减小——观察现象
小金用改装的空笔芯、暖宝宝和红墨水等材料，设计了一个“测定空气中氧气体积分数”的微型实验，如图所示。
【查阅资料】“暖宝宝”主要成分为铁粉、活性炭等，能快速与氧气反应。
【实验步骤】①取空笔芯，拆开笔头，从笔尾处注入一滴红墨水，并轻轻吹动红墨水到指定刻度，封住笔尾。②在笔头与笔芯连接处用“暖宝宝”内容物填充 1mm厚度，再次装好笔头。一段时间后，红墨水柱移动距离为 6.4mm。③取2支相同的空笔芯，重复步骤①，并在笔头与笔芯连接处分别填充 3mm、5mm厚度的“暖宝宝”内容物进行实验，红墨水柱移动距离均为 10mm。
【实验分析】
（1）暖宝宝与氧气反应，属于思维模型中的　 　。
（2）为确保每次实验时笔芯中空气的体积相同，“暖宝宝”内容物　 　侧(填“左”或“右”)均应保持在刻度5cm处。
（3）内容物填充厚度为1mm时，红墨水柱移动距离较小，其原因是　 　。
（4）相比于课本中的“磷燃烧法”测空气中氧气体积分数，本微型实验的优点是　 　。(写出一点即可)
【答案】（1）消耗氧气
（2）左
（3）内容物太少，未耗尽笔芯内的氧气
（4）测量准确、反应快、安全无污染、操作简单、暖宝宝消耗氧气更彻底
【知识点】压强的变化；空气的成分及探究
【解析】【分析】（1）本实验依靠暖宝宝跟氧气反应，消耗氧气使笔芯内氧气体积减少，气压变小，大气压将红墨水往内推，直接读出氧气的体积；
（2）实验变量是暖宝宝内容物的填充厚度，要保证笔芯内空气体积相同，需要让暖宝宝左侧的初始位置一致；
（3）红墨水柱移动距离较小，说明氧气消耗较少；
（4）磷燃烧法，红磷燃烧生成有毒的五氧化二磷，且装置气密性较差、误差较大。
【解答】（1）根据题干给出的实验思维模型：`封闭空间——消耗氧气——气压减小——观察现象`，暖宝宝中的铁粉能和氧气反应，该过程的作用是消耗封闭空间内的氧气，因此对应思维模型中的消耗氧气环节，故答案为：消耗氧气。
（2）若暖宝宝填充在右侧，不同填充厚度会占用不同的右侧体积，只要保证暖宝宝左侧都在同一刻度处，就能保证笔芯内空气体积相同，故答案为：左。
（3）当暖宝宝内容物填充厚度为1mm时，暖宝宝的量不足，无法将笔芯内空气中的氧气完全消耗完，因此气压减小幅度更小，红墨水柱移动距离更小，故答案为：内容物太少，未耗尽笔芯内的氧气。
（4）本微型实验使用暖宝宝在密闭装置中反应，药品用量少，更加环保，且装置气密性更好，结果更准确，操作也更简单，故答案为：测量准确、反应快、安全无污染、操作简单、暖宝宝消耗氧气更彻底。
5．（2026·杭州模拟） 利用图甲所示的教材装置测量空气中氧气的体积分数，选用红磷作为药品是最佳选择吗？某兴趣小组设计并开展了如下实验：
①准备如图乙的玻璃容器，顶部用密封盖密封后，将该容器浸没在水中。
②将氧气传感器（能实时显示容器内氧气的体积分数）固定在容器内壁，并装入足量的红磷。
③用激光笔点燃红磷，红磷剧烈燃烧，观察并记录氧气传感器所显示的氧气体积分数的变化情况。
④用白磷替换红磷重复上述步骤①③。
⑤换用食品脱氧剂（可以直接与氧气反应，无需点燃的物质）重复上述步骤①~③。
根据实验数据，分别绘制三种物质氧化时容器内氧气体积分数随时间的变化情况，如图丙所示。
（1）步骤①检查气密性时，将玻璃容器浸没在水中，如果观察到容器周围有气泡冒出，则说明气密性　 　（选填“好”或“不好”）。
（2）实验过程中的红磷、白磷以及食品脱氧剂等药品均需足量，其原因是　 　；
（3）装置甲中250毫升集气瓶中装入50毫升的水，量筒内装有50毫升水，用红磷做实验，理论上实验结束后量筒内剩余的水为　 　毫升。
（4）根据该兴趣小组的实验结果，用图甲装置测量空气中氧气的体积分数，你会选用哪种药品？请说明理由　 　.
【答案】（1）不好
（2）确保耗尽容器内全部的氧气，使实验结果更准确
（3）10
（4）食品脱氧剂
【知识点】气体装置的装配、连接、选择与气密性检查；空气的成分及探究
【解析】【分析】（1）检查气密性的核心原理是利用装置内外产生的压强差，通过现象判断装置是否密闭不漏气；
（2）本实验的目的是准确测定空气中氧气的体积分数，需要将密闭容器内的氧气完全消耗，才能得到准确的实验结果；
（3）图甲中，红磷在密闭集气瓶内燃烧，消耗瓶内空气中的氧气，且不生成新的气体，使集气瓶内气体压强减小，低于外界大气压；打开弹簧夹后，外界大气压会将烧杯中的水压入集气瓶，进入集气瓶的水的体积，就等于消耗的氧气的体积，由此即可测算出空气中氧气的体积分数。
（4）选择的药品能消耗氧气，且不生成新的气体。
【解答】（1）若装置气密性不好，装置内部存有气体，浸没在水中时，水进入装置，内部空气被水压挤出，会在容器周围形成气泡；若气密性良好，空气无法逸出，不会有气泡冒出。因此观察到容器周围有气泡冒出，说明装置气密性不好，故答案为：不好。
（2）药品足量是确保将容器内的氧气完全耗尽，使实验结果更准确，故答案为：确保耗尽容器内全部的氧气，使实验结果更准确。
（3）集气瓶总容积为250mL，预先装入50mL的水，因此瓶内空气的体积为250mL-50mL=200mL，空气中氧气体积约占空气总体积的20%，因此完全反应后消耗氧气的体积为200mL20%=40mL，实验中氧气被消耗后，瓶内压强减小，量筒内的水会进入集气瓶，进入水的体积等于消耗氧气的体积，因此量筒内剩余水的体积为50mL-40mL=10mL，故答案为：10。
（4）根据图丙的实验结果，三种药品中，食品脱氧剂消耗氧气最彻底，能将容器内几乎所有的氧气除去，测得的结果最准确，且不需要点燃，操作简便，因此选择食品脱氧剂最佳，故答案为：食品脱氧剂。
1．（2025·金华模拟）氧气可以供给呼吸，是地球上一种重要的生命资源，制取氧气的方式多样。
Ⅰ.工业液冷法：在低温条件下将空气压缩成液态，升温后，氮气先逸出，剩余物质主要为液态氧。空气中两种主要成分的沸点如表。
成分 A B
沸点 -196℃
（1） 根据上述信息判断，　 　(填“A”或“B”)是氧气。
（2）Ⅱ.实验室制取氧气：
请写出用发生装置B制取氧气的化学方程式为 　 　。
（3）用C装置收集氧气，检验氧气收集满的方法是　 　。
（4）Ⅲ.“制氧机”制取氧气：
某款家用制氧机利用两种化学药剂[过碳酸钠( 和二氧化锰]同时加入水中制取氧气，装置如图所示。
如图中“加湿过滤仓”的原理与下列　 　(填字母)装置类似。
【答案】（1）B
（2）
（3）当气泡从集气瓶口向外逸出时，说明已经集满
（4）B
【知识点】空气的利用；制取氧气的原理；制取氧气的装置、步骤、收集与注意事项
【解析】【分析】（1）沸点更低的是氮气，据此可知B是氧气。
（2）A是双氧水制取氧气的发生装置，B在试管口放置棉花可用于高锰酸钾制取氧气。
（3）排水法通过直接观察瓶内水是否被排尽，即可知道是否收集满，不需要再验满。
（4）AC装置气体进入后，瓶内压强增大，将液体排出。
【解答】（1）由“升温后，氮气先逸出”可知，氮气的沸点更低，可知A是氮气，B是氧气。
（2）B装置适用于反应物均为固体的反应，没有放置棉花，可知是氯酸钾制氧气的装置，方程式为：。
（3）使用排水法收集氧气时，观察到瓶内水被排尽、气泡从瓶口溢出、说明已经收集满。
（4）经“加湿过滤仓”后，氧气逸出，可知与B装置原理相同。
2．（2025·西湖二模）如图是拉瓦锡测定空气成分的实验。他将汞放在密闭容器里连续加热12天，得到红色粉末(HgO)，他又把红色粉末放在另外容器里加热，最终得出了空气成分的结论。
（1）连续加热12天的目的是　 　。
（2）若用煤块作火炉燃料，该燃料属于　 　能源。 (选填“可再生”或“不可再生”)
（3）将红色粉末加热可生成汞和一种气体，其化学方程式为　 　。
【答案】（1）将装置内的氧气消耗完
（2）不可再生
（3）
【知识点】空气的成分及探究
【解析】【分析】 （1）根据拉瓦锡实验中汞加热的目的进行分析；
（2）根据煤的能源属性进行分析；
（3）根据氧化汞分解的化学反应进行分析。
【解答】 （1）拉瓦锡将汞放在密闭容器里连续加热12天，目的是使汞与空气中的氧气充分反应，生成红色粉末（HgO），从而消耗密闭容器中的氧气，通过这种方式，他可以研究空气的成分。
（2）煤是一种化石燃料，属于不可再生能源，煤是经过数百万年的地质作用形成的，短时间内无法再生。
（3）将红色粉末（HgO）加热，会生成汞和氧气，该反应的化学方程式为：。
3．（2025·路桥模拟）小柯选用红磷测定空气中氧气的体积分数，实验装置如图甲所示。
（1）小柯在检查装置气密性时 打开止水夹，将右侧导管浸入水中，用手紧握集气瓶，看到　 　，说明装置气密性良好。
（2）气密性符合要求后，小柯在燃烧匙中装入足量红磷后点燃并迅速放入集气瓶中进行实验，会看到　 　，证明集气瓶中氧气被消耗。
（3）小柯处理数据发现测得氧气体积分数小于真实值，导致上述结果的原因可能是　 　(写出一种即可)
（4）小妍用铁粉代替红磷进行实验，并用氧气传感器分别测定容器内氧气的体积分数随时间变化的数据，如图乙所示。请选择其中一种方案并说明优缺点：　 . 　
【答案】（1）有气泡产生
（2）剧烈燃烧，产生大量白烟/打开止水夹后，水倒流进入集气瓶中
（3）未冷却至室温就打开止水夹/有部分水残留在导管中
（4）红磷，反应快但消耗氧气不彻底/铁粉，反应慢但消耗氧气更彻底
【知识点】气体装置的装配、连接、选择与气密性检查；空气的成分及探究；氧气与碳、磷、硫、铁等物质的反应现象
【解析】【分析】（1）装置气密性良好，说明能形成稳定的压强差，空气受热膨胀逸出。
（2）氧气被消耗，装置内压强减小，打开止水夹，烧杯中的水进入集气瓶。
（3）氧气体积分数偏小的原因有：装置漏气、红磷不足、未冷却至室温就打开止水夹、有部分水残留在导管中。
（4）对比图乙两幅图可知，使用铁粉误差小，使用红磷反应快。
【解答】（1）用手捂住集气瓶，瓶内气体吸收热量，温度升高，受热膨胀而逸出，可以将观察到导管口有气泡冒出。
（2）红磷将在集气瓶内燃烧，产生大量白烟，冷却后打开止水夹，烧杯中的水压入集气瓶，说明集气瓶内的氧气被消耗。
（3）体积偏小，可能是因为没有冷却至室温就打开止水夹，此时气体仍处于膨胀，之中，压强减小量偏小；也可能是因为有部分水残留在导管中，未进入集气瓶。
（4）由图可知，使用铁粉能将氧气消耗的更彻底，误差更小，但所需时间过长。
1．（2024·鹿城模拟）为测定空气中氧气的体积分数，小明利用两个底部带有硬质导管的圆柱形容器A和B设计了如图所示的装置，实验操作过程如下：
①检查整个装置的气密性。测量软木塞底面至 A容器底部的高度为H，如图甲。
②关闭阀门，打开软木塞，分别往容器A和B中加适量的水，并测得容器A中水的深度为h1，如图乙。
③点燃红磷后迅速塞紧软木塞，充分反应直至红磷熄灭，冷却到室温后打开阀门，待水面稳定时测量容器A 中水深度为h2，如图丙。
（1）实验中选择红磷而不用木炭消耗氧气的原因是　 　。
（2）根据实验测得的数据计算A容器中氧气的体积分数为　 　。 (用字母 H、h1、h2表示)
（3）根据图丙的实验现象，小红认为测量结果会受气压影响。若要排除这种影响还需进行的操作是　 　。
【答案】（1）红磷消耗氧气时生成物不是气体。
（2）
（3）往B 容器中加水，直到左右液面相平。
【知识点】空气的成分及探究
【解析】【分析】（1） 在装有空气的密闭容器中，欲用燃烧法测定空气中氧气含量，所选除氧剂要具备以下特征：本身能够在空气中燃烧（只能与空气中的氧气反应）；本身的状态为非气体；生成物为非气态。该实验一般要注意以下几点：①装置的气密性好；②所用药品必须是足量；③读数时一定要冷却到原温度；
（2）根据图片确定容器中氧气的体积和空气的体积，然后用氧气体积和空气体积作比即可；
（3）只有左右容器中水面相平，封闭容器中的气压才等于标准气压，此时测出气体的体积才是正常数据。
【解答】 （1）红磷本身是固体，能在空气中燃烧，生成五氧化二磷固体，没有生成新的气体，导致集气瓶中气压减小；木炭在空气中燃烧生成二氧化碳气体，虽除去了氧气，但增加了新的气体，没有形成压强差，不能用来测定空气中氧气含量，故答案为 红磷消耗氧气时生成物不是气体 ；
（2）A容器中氧气的体积为h2-h1，空气的体积为H-h1，则A容器中氧气的体积分数为
。
（3）根据图丙的实验现象，右端仪器中液面低于左边，小红认为测量结果会受气压影响，要排除这种影响还需进行的操作是往B容器中加水，直到左右液面相平。
2．（2024·东阳模拟） 小金设计如图所示的实验装置来探究燃烧的条件和空气中氧气含量的测定。装置中注射器活塞与内壁摩擦非常小，可忽略不计。查阅资料发现：
①当容器内的氧气浓度低于一定值时，白磷无法继续与氧气反应。
②“暖宝宝”能耗尽容器中少量的氧气。
实验操作步骤如下：
步骤 1： ____；
步骤2：将盛有足量白磷的燃烧匙放入空集气瓶中，塞紧塞子，白磷不燃烧
步骤3：打开集气瓶塞子，往瓶中倒满80℃的热水，并塞紧塞子，白磷仍然不能燃烧；
步骤4：打开K1和K2，通过注射器从b管抽水，当注射器中水量达到V1毫升时，瓶中液面低于燃烧匙底部，此时立即关闭K1、K2，发现瓶中白磷燃烧；
步骤5：待整个装置冷却至室温时，打开K2，发现注射器中的水剩余 V2毫升。
（1） 请补充步骤1　 　。
（2）步骤　 　(填写两个数字编号)进行对照，说明白磷燃烧需要的条件是充足的氧气；
（3）该实验测得空气中氧气的含量为　 　。 (用V1、V2来表示)
（4）小金多次重复上述实验，测得空气中氧气的体积分数远大于21%，原因是　 　。
【答案】（1）检查装置的气密性。 (或连接装置，关闭a，向外拉注射器活塞一段时间后，松手，活塞回到原处，说明装置不漏气 )
（2）3、4
（3）
（4）没有控制温度恢复到80摄氏度来测量体积
【知识点】误差分析；气体装置的装配、连接、选择与气密性检查；空气的成分及探究
【解析】【分析】测空气中氧气含量的实验，为达到实验效果，应做到：装置的气密性要好，不能漏气；除氧剂(如红磷)的要足，最好过量；装置冷却至室温时再打开弹簧夹或读取属于气体的体积数。
【解答】(1 )有气体反应或者产生的实验要进行装置气密性检查，即连接装置，关闭a，向外拉注射器活塞一段时间后，松手，活塞回到原处，说明装置不漏气 。
(2)步骤4中，注射器内的水的体积V1即为集气瓶内空气的体积，实验结束后， 待整个装置冷却至室温时，打开K2发现注射器中的水剩余V2毫升，注射器内的水减少了(V1 -V2) mL ，这就是白磷燃烧消耗的氧气的体积，所以由此实验得出空气中氧气的含量为： (V1-V2)/V1x100% .
( 3)小科多次重复上述实验，表明空气中氧气的体积分数远大于21% ， 没有控制温度恢复到80摄氏度来测量体积，导致瓶内压强偏小，V2偏小 。
1．（2023·绍兴）《天工开物》中记载烧制青砖时”火候足，止薪之候，泥固塞其孔，然后使水转釉”。该过程的主要化学反应为：Fe2O3+CO2FeO+CO2。下列说法正确的是（　　）
A．该反应属于置换反应
B．CO的相对分子质量为28克
C．FeO中铁元素的化合价为+2价
D．塞住砖窑的通气孔，窑内柴火会较快熄灭，是由于缺少可燃物
【答案】C
【知识点】元素化合价的规则与计算；燃烧与灭火；置换反应及其应用
【解析】【分析】A、根据置换反应是反应物和生成物都一种单质和一种化合物的反应分析；
B、根据相对分子质量是比值，单位为“1”分析；
C、根据化合物中元素化合价代数和为0分析；
D、根据隔离氧气的灭火原理分析。
【解答】A、该反应生成物和反应物都没有单质，不是置换反应，不符合题意；
B、 CO的相对分子质量为28 ，单位为“1”不是“克”，不符合题意；
C、 FeO中氧元素化合价为－2价，由化合物中元素化合价代数和为0可知，铁元素的化合价为+2价 ，符合题意；
D、 塞住砖窑的通气孔，窑内柴火会较快熄灭，是由于缺少氧气，不符合题意；
故选C，
2．（2023·舟山）如图，小舟制作了一个简易泡沫灭火器，为增加泡沫量，添加少量不参与反应的发泡剂。
（1）使用灭火器时，只需将装置倒置，浓盐酸与碳酸钠反应后喷出大量含有CO2的泡沫，当泡沫“粘附”在燃烧物表面后，起到隔绝　 　作用，即可灭火。选用CO2作为灭火气体是因为该气体具有的性质是　 　。
（2）制作成本也是须考虑的重要指标。将含有10.6克溶质的饱和碳酸钠溶液装入吸滤瓶，理论上需要质量分数为36.5%的浓盐酸多少克，才能恰好完全反应。(已知；Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑)
【答案】（1）氧气(空气)；不能燃烧也不支持燃烧
（2）解：设恰好反应完10.6克碳酸钠所需HCl的质量为x
Na2CO3+ 2HCl= 2NaCl+H2O CO2↑
106 73 　 　
10.6克 X 　 　
x=7.3克
理论上需要的依盐酸质量为： =20克
答：理论上需要质量分数为36.5%的依盐酸20克。
【知识点】燃烧与灭火；根据化学反应方程式的计算；二氧化碳的物理性质及用途
【解析】【分析】燃烧需要同时达到的三个条件：第一可燃物，第二，达到着火点，第三，需要助燃剂；质量守恒定律是指在化学反应中，参加反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和；
【解答】（1）燃烧需要同时达到的三个条件：第一可燃物，第二，达到着火点，第三，需要助燃剂；使用灭火器时，只需将装置倒置，浓盐酸与碳酸钠反应后喷出大量含有CO2的泡沫，当泡沫“粘附”在燃烧物表面后，起到隔绝氧气作用；选用CO2作为灭火气体是因为该气体具有的性质是不能燃烧也不支持燃烧；
3．（2023·台州）市场上有一种“茶垢净”，遇到热水后会产生氧气，并能深入微小的缝隙快速去除茶垢。
（1）向“茶垢净”中倒入热水，收集一瓶氧气，将带火星的木条伸入，能观察到　 　。
（2）如图是一台简易制氧机，A瓶中装有“茶垢净”、二氧化锰和水，氧气可从B瓶盖子上的出气孔排出，供人呼吸。A瓶的导管伸入B瓶水中的目的是 　（写出一点）。
（3）现有一瓶“茶垢净”，其制氧量相当于119克过氧化氢分解产生的氧气量。某人吸氧时需要制氧机提供每分钟0.5升的氧气，请计算用这瓶“茶垢净”制得的氧气，最多能供他持续吸氧多长时间？（氧气密度取1.4克/升）
【答案】（1）木条复燃
（2）净化气体（或观察产生气体的速度）
（3）解：设生成的氧气质量为m
2 = 2 O+ ↑
68 　 32
119克 　 m
m=56克
答：用一瓶茶垢净制得的氧气能供该人持续吸氧80分钟。
【知识点】制取氧气的原理；氧化反应；燃烧与灭火
【解析】【分析】（1）实验室可用带火星的木条来检验氧气；
（2）A瓶释放的氧气通过B瓶后可被湿润；
（3）利用双氧水制取氧气的化学方程式和双氧水的质量即可求得氧气的质量。
【解答】（1）带火星的木条伸入氧气瓶中，能观察到木条复燃；
（2） A瓶的导管伸入B瓶水中的目的是净化气体 （或观察产生气体的速度）。
4．（2023·杭州）酸碱灭火器是利用两种“灭火剂”混合后喷出液体来扑灭火灾的一种灭火器。小金拟制作一款简易酸碱灭火器，进行了如下探究。
（1）实验一：灭火剂的选择可供选择的试剂：20%的盐酸、20%的硫酸溶液、20%的硫酸钠溶液和饱和碳酸钠溶液。小金为了寻找反应最快的“灭火剂”组合，利用如图甲所示装置和如表所示试剂进行实验，装置A和B中的注射器、橡胶塞、U形管、气球的规格均相同，装置A和B的气密性良好，初始状态均相同。
装置 A B
注射器内试剂 10mL ▲ 10mL20%的盐酸
U形管内试剂 10mL饱和碳酸钠溶液 10mL饱和碳酸钠溶液
装置A中注射器盛放的试剂为　 　。
（2）若实验中同时将装置A和B的注射器内试剂全部推入U形管，装置B中发生反应的化学方程式为　 　。通过观察　 　（填写现象）比较两组“灭火剂”反应的快慢。
（3）实验二：灭火器制作及使用
小金制作了如图乙所示灭火器，推动注射器活塞，喷嘴喷出液体将燃烧的蜡烛熄灭，蜡烛熄灭的原因是　 　。
【答案】（1）10mL20%的硫酸溶液
（2）；产生气泡的快慢
（3）隔绝氧气
【知识点】实验方案设计与评价；燃烧与灭火
【解析】【分析】（1）根据对比实验设计要求变量唯一性分析；
（2）根据碳酸钠与盐酸的反应生成氯化钠、水和二氧化碳及对比实验的反应现象分析；
（3）根据隔离氧气的灭火原理分析。
【解答】（1）由所给药品及实验目的可知，装置A中注射器盛放试剂为10毫升20%的硫酸溶液。
（2）装置B中为碳酸钠与盐酸的反应，方程式为Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋H2O＋CO2↑。通过观察相同时间气球膨胀程度，比较两组灭火剂反应的快慢。
（3）喷嘴喷出液体吸热，使温度降低，降至蜡烛着火点以下时，使蜡烛熄灭。
故答案为：（1） 10mL20%的硫酸溶液 ；（2）Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋H2O＋CO2↑； 产生气泡的快慢 ；（3）隔绝氧气。
5．（2023·台州）将燃烧的蜡烛放人图甲装置中，一段时间后，蜡烛会慢慢熄灭。兴趣小组探究其原因的过程如下（气体的含量用体积分数表示）：
（1）甲同学认为，蜡烛熄灭是装置内的氧气被消耗完了。他设计了图乙的实验装置，待蜡烛熄灭后，用凸透镜聚焦太阳光使白磷的温度达到着火点，观察到　 　现象，从而否定了自己的猜想。他重新实验，测得蜡烛燃烧过程中烛焰附近的二氧化碳含量从0.04%上升到7.4%，氧气含量从21%下降到13.8%。
（2）甲同学又认为可能是二氧化碳含量过高导致蜡烛熄灭。乙同学不赞同，他改变图甲装置中的气体成分，只进行了一次实验，就否定了甲同学的观点。则乙同学进行的实验是　 　。
实验 氧气含量 二氧化碳含量 蜡烛能否燃烧
A 21% 8.4% 能
B 21% 3.4% 能
C 12.8% 3.4% 不能
（3）还有一种观点：随着蜡烛的燃烧，氧气含量下降，产热速度变慢；当产热量小于散热量，烛芯的温度下降至着火点以下，蜡烛熄灭。如果该观点正确，将图甲装置置于温度更低的环境中实验，则测得烛焰附近的氧气含量最小值会如何变化？并解释原因。　 　
【答案】（1）白磷燃烧
（2）A
（3）大于13.8%（或变大）。低温环境中，烛焰散热快，降温快，为了维持蜡烛燃烧，需要增加产热，所以需要浓度更高的氧气。
【知识点】氧化反应；燃烧与灭火；化学反应中能量的变化
【解析】【分析】（1）燃烧条件为：可燃物，助燃剂，温度到达着火点；
（2） 可能是二氧化碳含量过高导致蜡烛熄灭 ，故应使氧气浓度不变，升高二氧化碳浓度；
（3）氧气浓度越高，燃烧速度越快，温度越高。
【解答】（1）观察到白磷燃烧，说明瓶中还有氧气可以助燃；
（2）使氧气浓度不变，升高二氧化碳浓度，故为A；
（3） 图甲装置置于温度更低的环境中实验时，原因为： 大于13.8%（或变大）。低温环境中，烛焰散热快，降温快，为了维持蜡烛燃烧，需要增加产热，所以需要浓度更高的氧气。
6．（2023·金华）测量空气中氧气体积分数实验的思维模型如下：
封闭空间——消耗氧气——气压减小——观察现象
项目化学习小组按图甲完成氧气含量测定的实验时，发现进人集气瓶的水量低于”1”刻度线。为提高氧气含量测定的精准度，展开了如下研究。
[误差分析]几位同学对测量值偏小原因的分析如下：
甲：红磷的量不足，未能把瓶内氧气耗尽；
乙：将燃烧匙伸入集气瓶瞬间，部分空气逸出；
丙：实验前导管中有空气，实验后一部分本应进入容器的水滞留在导管中；
丁：由于广口瓶的形状造成很难均分五等份，影响测量结果；
（1）以上原因分析中，其中一位同学的观点被大家一致否定，你认为是哪位同学的观点？　 　(选填”甲”“乙”“丙”或”丁”)；
（2）[方案改进]根据以上讨论，为减少实验误差，提高实验结果的精准度，学习小组同学设计了图乙改进装置。(已知：红磷的着火点是240℃，无毒；白磷的着火点是40℃，有剧毒)
比较图甲、图乙的实验方案，下列关于图乙实验方案叙述正确的是 。
A．利用着火点更低的白磷并采用加热后的玻璃棒”内引燃”，建立封闭空间使实验结果更精准
B．可以解决图甲方案中一部分水滞留在导管中带来的误差问题
C．改用量筒内水的体积变化来确定消耗氧气的体积，使测量结果更精准
D．彻底地解决了实验的安全性问题，符合绿色化学理念
（3）小金同学认为，图乙实验装置还需在橡皮管处补充一个止水夹，请表达你的观点及理由　 　；
（4）[问题反思]小组同学多次实验，测量值总是小于。经过老师指导，小组同学讨论后认为，可以从模型中”消耗氧气”的方法入手给实验做进一步改进。
[资料]暖宝宝是利用铁粉在空气中氧化的原理制成。
[方案迭代]讨论后，项目组设计了如图丙所示的装置，用暖宝宝粉代替红磷，利用铁粉在空气中氧化的原理进行实验。操作步骤如下：①将滤纸用水浸润后黏附在针筒内壁；②把暖宝宝粉倒入针筒，轻轻转动，使涂抹均匀；③涂上凡士林，将活塞插入针筒，盖上橡皮帽，观察并记录活塞移动情况。
经多次实验后，测得空气中氧气的体积分数均约占。
从消耗氧气的方法角度分析，图丙方案比图甲方案测定结果更精准的原因是　 　。
[心得交流]科学探究需要不断根据结果反思探究过程，优化方案，实现方案的迭代更新。
【答案】（1）乙
（2）A；B；C
（3）不需要，因为两边导管均已伸到液面以下，已起到液封作用(
（4）用暧宝宝能更充分消耗氧气(合理即可)
【知识点】空气的成分及探究
【解析】【分析】根据测定氧气含量的原理分析，测定空气中氧气含量的原理是，利用物质与空气中的氧气反应，又不生成气体，使瓶内气体减少，压强变小，引起水倒流或活塞移动，倒流的水的体积或活塞移动体积等于瓶内氧气的体积，结合实验的注意事项及误差原因解答。
【解答】（1） 乙同学提出将燃烧匙伸入集气瓶瞬间，部分空气逸出的原因会造成结果偏大；
（2）图乙中利用着火点更低的白磷并采用加热后的玻璃棒”内引燃”，建立封闭空间使实验结果更精准，A正确； 图乙装置可以解决图甲方案中一部分水滞留在导管中带来的误差问题 ，B正确； 改用量筒内水的体积变化来确定消耗氧气的体积，比图甲中瓶内五等份的刻度能使测量结果更精准 ，C正确；该实验中并未吸收产生的物质，且白磷燃烧放出大量热会使装置内压强增大，不能缓冲压强，没有彻底解决实验的安全性问题，D错误；
（3） 因为两边导管均已伸到液面以下，已起到液封作用 ，所以 图乙实验装置不需要在橡皮管处补充一个止水夹 ；
（4）图丙方案中用暧宝宝能更充分消耗氧气 ， 比图甲方案测定结果更精准 。
故答案为：（1）乙；（2）ABC；（3） 不需要，因为两边导管均已伸到液面以下，已起到液封作用 ；（4） 用暧宝宝能更充分消耗氧气(合理即可) 。
1．（2022·杭州）汽车开动和人的生命活动都需要能量，能量是各种运动的量度。给汽车开动和人的生命活动提供能量的两个过程如图所示，下列分析错误的是（　　）
A．都通过剧烈的氧化反应释放出能量
B．都将化学能转化为其他形式的能
C．都参与自然界的碳循环和氧循环
D．都遵循能量的转化和守恒定律
【答案】A
【知识点】能量的相互转化和转移；能量的转化与守恒定律；氧化反应
【解析】【分析】（1）细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，氧化缓慢；燃烧是一种放热发光的化学反应，其反应放出能量较剧烈。
（2）化学能通常可以转化为热能、光能、机械能、电能等。
（3）碳循环和氧循环分别指的是氧元素在自然界的循环状态。动植物的呼 吸作用及人类活动中的燃烧都需要消耗氧气，产生二氧化碳。
（4）能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到其它物体，而能量的总量保持不变。
【解答】A：组织细胞呼吸作用是缓慢氧化，A错误。
B：燃烧和呼吸作用都将化学能转化为其他形式的能，B正确。
C：含碳燃料的燃烧可将氧气转化为二氧化碳，呼吸作用将氧气转化为二氧化碳，因此两者都参与自然界的碳循环和氧循环，C正确。
D：所有的化学反应都遵循能量的转化和守恒定律，D正确。
故选A。
2．（2022·绍兴）春秋初期，绍兴一带是南方的一个冶铁中心，其炼铁方法是在1000℃左右的温度下，使木炭和铁矿石（主要成分为Fe2O3)发生一系列的反应生成含较多杂质的海绵铁。其中主要化学反应为：3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2。下列说法正确的是（　　）
A．海绵铁是一种纯净物
B．Fe2O3中铁元素的化合价为+3价
C．上述反应中涉及的氧化物只有2种
D．炼铁过程中，木炭只是作为燃料使用
【答案】B
【知识点】元素化合价的规则与计算；氧化反应；常见物质的分类
【解析】【分析】（1）只由一种物质组成纯净物，由多种物质组成混合物；
（2）在化学式中，正负化合价的代数和为零；
（3）由两种元素组成，其中一种为氧元素的化合物叫氧化物；
（4）根据木炭的作用判断。
【解答】A.海绵铁中很有杂质，为混合物，故A错误；
B.在Fe2O3中，O的化合价为-2，根据正负化合价代数和为零得到：2x+（-2）×3=0，解得：x=+3，故B正确；
C.CO、Fe2O3和CO2，三者都是氧化物，故C错误；
D.在炼铁的过程中，木炭是还原剂，故D错误。
故选B。
3．（2022·湖州）将一根火柴折断，分成火柴头和火柴梗两部分，放在铜片上，如图所示。用酒精灯加热铜片，发现火柴头先燃烧。下列叙述中，错误的是（　　）
A．用酒精灯加热要使用外焰中
B．利用了铜片良好的导热性
C．说明了火柴头和火柴梗有不同的着火点
D．说明了燃烧需要助燃剂
【答案】D
【知识点】燃烧与灭火
【解析】【分析】根据对燃烧和燃烧条件的理解分析。
【解答】A.酒精灯的外焰燃烧最充分，温度最高，因此应该用外焰加热，故A正确不合题意；
B.酒精灯火焰对铜片加热，铜片对火柴加热，这说明铜片具有良好的导热性，故B正确不合题意；
C.在相同的温度下，火车头燃烧，而火柴梗不燃烧，说明二者的着火点不同，故C正确不合题意；
D.没有任何现象说明燃烧需要助燃剂，故D错误符合题意。
故选D。
4．（2022·杭州）2008年北京奥运会“样云”火炬、2022年北京冬奥会“飞扬”火炬的外壳材料的主要成分和燃料如表所示。奥运火炬的迭代，体现了我国科技水平的提高。下列有关两火炬的说法错误的是（　　）
　 “样云”火炬 “飞扬”火炬
外壳材料的主要成分 铝合金 碳纤维复合材料
燃料 丙烷(C3H8) 氢气(H2)
A． 外壳材料的主要成分都属于非金属单质
B．燃料都具有可燃性
C．燃料燃烧时，助燃物都是氧气
D．燃料燃烧时，都有水生成
【答案】A
【知识点】燃烧与灭火；常见金属与金属的物理性质及用途
【解析】【分析】根据表格提取信息，然后对各个选项进行分析。
【解答】A.根据表格可知，“祥云”外壳的主要成分为铝合金，而不是非金属单质，故A错误符合题意；
B.燃料丙烷和氢气都具有可燃性，故B正确不合题意；
CD.丙烷与氧气反应，生成水和二氧化碳；氢气与氧气反应，生成水，故C、D正确符合题意。
故选A。
5．（2022·丽水）火的使用推动了人类文明的进步。随着科技的发展，生活中的点火方式越来越使捷多样，但火柴仍是实验室常用的点火工具。火柴引燃过程：划动火柴→擦火皮(含微量易燃物)产生火星→引发火柴头燃烧。图乙是小丽设计的三种引燃火柴的方式，若F1=F2> F3，且B、C的火柴棒与擦火皮夹角相同，则哪种方式更容易将火柴引燃 请用所学知识解释。
【答案】示例1：B方式。火柴头与擦火皮之间的压力越大，产生的摩擦力越大；火柴划动过程中，克服摩擦力做功越多，机械能转化为内能越多；内能增大，温度开高；温度达到擦火皮上易燃物的着火点，产生火星；放出的热量传递到火柴头，引发火柴头燃烧。
示例2：B方式。火柴头与擦火皮之间的压力越大，产生的摩擦力越大；火柴划动过程中，克服摩擦力做功越多，温度越高；温度达到擦火皮上易燃物的着火点，产生火星；放出的热量传递到火柴头，引发火柴头燃烧。
【知识点】影响摩擦力大小的因素；物体内能的改变方法；燃烧与灭火
【解析】【分析】（1）增大摩擦力的方法：①增大压力；②增大接触面的粗糙程度；
（2）物体内能的改变方法：①做功，本质是能量的转化；②热传递，本质是能量的转移；
（3）燃烧的条件：①有可燃物；②与氧气接触；③温度达到着火点
【解答】水平Ⅰ：示例1：B方式。火柴头与擦火皮之间的压力越大，产生的摩擦力越大；火柴划动过程中，克服摩擦力做功越多，机械能转化为内能越多；内能增大，温度开高；温度达到擦火皮上易燃物的着火点，产生火星；放出的热量传递到火柴头，引发火柴头燃烧。
示例2：B方式。火柴头与擦火皮之间的压力越大，产生的摩擦力越大；火柴划动过程中，克
服摩擦力做功越多，温度越高；温度达到擦火皮上易燃物的着火点，产生火星；放出的热量传递到火柴头，引发火柴头燃烧。
水平Ⅱ：示例1：B方式。火柴头与擦火皮之间的压力越大，产生的摩擦力越大；火柴划动过程中，克服摩擦力做功越多，温度越高；放出的热量传递到火柴头，引发火柴头燃烧。
示例2：B方式。火柴划动过程中，克服摩擦力做功越多，温度越高；温度达到擦火皮上易燃物的着火点，产生火星；放出的热量传递到火柴头。引发火柴头燃烧。
示例3：B方式。火柴头与擦火皮之间的压力越大，产生的摩擦力越大；摩擦生热，使火柴头温度升高到着火点，引发火柴头燃烧。
水平Ⅲ：示例1：火柴头与擦火皮之间的压力越大，产生的摩擦力越大；越容易达到火柴头的着火点。
示例2：B方式。摩擦生热、温度升高、达到着火点中的1个要点。
6．（2022·绍兴）下图是人类对氧化还原反应的认识过程中的三个阶段
【阶段Ⅰ】得失氧说：物质跟氧发生的反应叫氧化反应，含氧化合物中的氧被夺取的反应叫还原反应，【阶段Ⅱ】化合价升降说：凡是出现元素化合价升降的化学反应都是氧化还原反应。化合价升高的反应叫氧化反应，化合价降低的反应叫还原反应。
【阶段Ⅲ】电子转移说：化合价升降的原因是电子的转移。凡有电子转移发生的化学反应都是氧化还原反应。失电子的反应叫氧化反应，得电子的反应叫还原反应。
（1）根据得失氧说，在H2+CuOCu十H2O化学变化中，H2发生了　 　反应。
（2）电子转移是元素化合价改变的本质原因。失电子后，元素的化合价会　 　(选填“升高”或“降低”)
（3）根据化合价升降说，化学反应的四种基本类型与氧化还原反应之间的关系如图所示，其中乙是　 　反应。
（4）关于氧化还原反应的认识，下列理解正确的是 。
A．氧化和还原是相互对立又辩证统一的关系
B．电子转移说是从微观视角来探析和建构氧化还原反应的概念
C．自然界中发生的氧化还原反应对人类的生活和生产都是有利的
D．人类对氧化还原反应的认识过程是一个逐步发展、延伸和完善的过程
【答案】（1）氧化
（2）升高
（3）置换
（4）A；B；D
【知识点】氧化反应；置换反应及其应用
【解析】【分析】（1）得到氧元素被氧化，失去氧元素被还原；
（2）得到电子时，负电荷数大于正电荷数，则带负电荷，显负价；失去电子时，负电荷数小于正电荷数，则带正电荷，显正价；
（3）根据四种基本反应类型的特点分析；
（4）根据自己对氧化还原反应的认识判断。
【解答】（1）根据得失氧说，在H2+CuO=Cu十H2O化学变化中，H2得到氧元素变成了H2O，因此它被氧化，发生了氧化反应；
（2）电子转移是元素化合价改变的本质原因。失电子后，元素显正价，即元素的化合价会升高。
（3）单质与化合物的反应，生成新的单质和化合物，这种反应为置换反应。单质的化合价为0，而元素在化合物中化合价肯定不为0，因此元素的化合价肯定会升降，那么置换反应肯定是氧化还原反应，则乙为置换反应。
（4）A.氧化和还原是相互对立又辩证统一的关系，故A正确；
B.电子转移说是从微观视角来探析和建构氧化还原反应的概念，故B正确；
C.自然界中发生的氧化还原反应对人类的生活和生产有的是有利的，有些是有害的，故C错误；
D.人类对氧化还原反应的认识过程是一个逐步发展、延伸和完善的过程，故D正确。
故选ABD。
7．（2022·温州）小明认为教室内空气中氧气含量比室外低，于是想用红磷测定教室内空气中氧气的体积分数。老师告诉他，足量的红磷燃烧并不能耗尽空气中的氧气，建议用一氧化氮气体代替红磷进行实验。
在老师的指导下，小明进行如图所示实验：用注射器获取V1毫升教室内的空气，通过导管缓缓地全部推入量筒，与量筒内足量的V2毫升一氧化氮气体混合，待充分反应后，读出量筒中剩余气体体积为V3毫升。
说明：①V1、V2、V3都是在与教室气温、气压相同的状态下测得。
②一氧化氮难溶于水，也不与水反应。
③同温同压下，在氢氧化钠溶液参与下，4体积一氧化氮与3体积氧气恰好完全反应，且产物能完全被溶液吸收。
（1）小明用气密性良好的注射器，获取V1毫升教室内空气的具体操作是　 　。
（2）实验测得教室内空气中氧气的体积分数为　 　。（用V1、V2、V3表示）
（3）小明提出，注射器内空气中的二氧化碳也会被氢氧化钠溶液吸收，从而影响实验结果。但老师指出，相比空气中的氧气含量，二氧化碳对实验结果的影响属于“次要因素”，不是“主要因素”，可忽略不计。还有许多科学实验中存在“主要因素”和“次要因素”，请再举一例并指明次要因素。　 　
【答案】（1）在教室内，将注射器活塞推到底，再拉动活塞至刻度为V1毫升处并密封
（2）
（3）在探究影响重力势能大小的因素实验中，空气阻力是次要因素（其它合理答案也给分）
【知识点】空气的成分及探究
【解析】【分析】（1）在使用注射器时，活塞所对的刻度值就是针筒内气体或液体的体积；
（2）根据消耗一氧化氮和氧气体积空气体积+一氧化氮体积-量筒内剩余气体体积，结合题干信息求出空气中氧气体积，再求氧气体积分数；
（3）在探究影响重力势能大小的因素实验中，空气阻力是次要因素。
【解答】（1）用气密性良好的注射器，获取V1毫升教室内空气的具体操作是：在教室外，将注射器活塞推到底，将注射器拿到教室，再拉动活塞至刻度为V1毫升处并密封。
（2）同温同压下，在氢氧化钠溶液参与下，4体积一氧化氮与3体积氧气恰好完全反应，且产物能完全被溶液吸收，
故氧气体积为；
教室内空气中氧气的体积分数为：。
（3）还有许多科学实验中存在“主要因素”和“次要因素”，举例如下：探究影响重力势能大小的因素实验中，空气阻力是次要因素。
8．（2022·衢州）北京冬奥会首次实现了机器人水下火炬接力(如图)。
（1）火炬燃烧前，要将储存在“氢芯”里的氢气减压到常压状态，使氢气体积变大。此过程中氢气发生了　 　 (选填 “物理变化”或“化学变化”)。
（2）点火时，需启动氧气喷发装置，才能保证火炬在水下正常燃烧。其原因是　 　。
【答案】（1）物理变化
（2）燃烧需要助燃剂(或燃烧需要氧气)
【知识点】化学变化与物理变化的判别；燃烧与灭火
【解析】【分析】（1）物理变化和化学变化的本质区别：有无新物质生成；
（2）燃烧的条件：①有可燃物；②与氧气接触；③温度达到着火点。
【解答】（1）氢气体积变大压强减小，没有新物质生成，只是存在状态改变，因此发生了物理变化。
（2）点火时，需启动氧气喷发装置，才能保证火炬在水下正常燃烧，其原因是燃烧需要助燃剂(或燃烧需要氧气)。
9．（2022·舟山）家务劳动不仅能减轻父母的负担，而且能将科学知识学以致用。
（1）洗涤铝制容器时，不能用钢丝球擦洗，以免破坏　 　导致金 属铝继续被空气氧化。
（2）烹饪时如遇油锅着火，灭火的措施是　 　，以免引起火灾。
【答案】（1）氧化膜
（2）用锅盖盖灭
【知识点】燃烧与灭火；金属的化学性质
【解析】【分析】（1）根据铝表面有氧化铝膜分析；
（2）根据隔离氧气的灭火原理分析。
【解答】（1）铝制品表面有氧化膜，可保护里面的铝不被腐蚀，所以洗涤铝制容器时，不能用钢丝球擦洗 ，以免破坏氧化膜；
（2） 烹饪时如遇油锅着火， 可用锅盖盖灭，使油隔离空气达到灭火目的。
故答案为：（1）氧化膜；（2） 用锅盖盖灭 。
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专题23 空气成分与燃烧
1．（2026·舟山模拟）变压吸附法制氧气如图，过程1和过程2交替进行，可连续生产大量高纯度氧气。以下说法不正确的是（　　）
A．过程1中，“分子筛吸附材料”更容易吸附氧分子
B．过程1中，“排出气体”的主要成分是氧气
C．过程2中，降低压强使被吸附的氮气等气体释放出去
D．过程2完成后，“分子筛吸附材料”的吸附能力恢复
2．（2026·上城模拟）在铁生锈条件的实验中，兴趣小组对实验进行了创新，他们分别取3段光亮无锈的细铁丝绕成螺旋状，放入以下三个装置进行实验，关于该实验说法正确的是
A．该实验可以观察到实验③铁丝生锈，实验①②无明显现象
B．实验（3）中水面上升至试管剩余体积
C．对比实验①②可以得到的结论是铁生锈需要氧气
D．实验结束后，三支试管中的细铁丝质量保持不变
3．（2026·定海模拟）小科对 “空气中氧气含量的测定” 进行探究实验。
（1） 【构建模型】
思维模型中 “▲” 应填　 　（选填 “质量” 或 “体积”）。
（2）【知识回顾】
实验室常用如图①所示方法进行空气中氧气含量测定。
图①装置中集气瓶内预留少量水的作用是　 　（写一点即可）。
（3） 若实验测得空气中氧气的含量偏小，可能的原因是　 　（写一点即可）。
（4）【模型应用】
从 “反应消耗气体” 入手，小科实验设计改进为如图②，已知食品脱氧剂（以铁粉为主的物质组成）通过化学反应能除去袋中的氧气。相关数据如表所示：
总体积 180mL，量筒起始 80mL
实验时间 /min 0 5 10 30 35 45
量筒中液面的刻度 /mL 80 65 50.5 43.1 43.1 43.1
据表计算，空气中氧气的含量为　 　（用百分数表示）。
4．（2026·金东模拟）测量空气中氧气体积分数实验的思维模型如下：
封闭空间——消耗氧气——气压减小——观察现象
小金用改装的空笔芯、暖宝宝和红墨水等材料，设计了一个“测定空气中氧气体积分数”的微型实验，如图所示。
【查阅资料】“暖宝宝”主要成分为铁粉、活性炭等，能快速与氧气反应。
【实验步骤】①取空笔芯，拆开笔头，从笔尾处注入一滴红墨水，并轻轻吹动红墨水到指定刻度，封住笔尾。②在笔头与笔芯连接处用“暖宝宝”内容物填充 1mm厚度，再次装好笔头。一段时间后，红墨水柱移动距离为 6.4mm。③取2支相同的空笔芯，重复步骤①，并在笔头与笔芯连接处分别填充 3mm、5mm厚度的“暖宝宝”内容物进行实验，红墨水柱移动距离均为 10mm。
【实验分析】
（1）暖宝宝与氧气反应，属于思维模型中的　 　。
（2）为确保每次实验时笔芯中空气的体积相同，“暖宝宝”内容物　 　侧(填“左”或“右”)均应保持在刻度5cm处。
（3）内容物填充厚度为1mm时，红墨水柱移动距离较小，其原因是　 　。
（4）相比于课本中的“磷燃烧法”测空气中氧气体积分数，本微型实验的优点是　 　。(写出一点即可)
5．（2026·杭州模拟） 利用图甲所示的教材装置测量空气中氧气的体积分数，选用红磷作为药品是最佳选择吗？某兴趣小组设计并开展了如下实验：
①准备如图乙的玻璃容器，顶部用密封盖密封后，将该容器浸没在水中。
②将氧气传感器（能实时显示容器内氧气的体积分数）固定在容器内壁，并装入足量的红磷。
③用激光笔点燃红磷，红磷剧烈燃烧，观察并记录氧气传感器所显示的氧气体积分数的变化情况。
④用白磷替换红磷重复上述步骤①③。
⑤换用食品脱氧剂（可以直接与氧气反应，无需点燃的物质）重复上述步骤①~③。
根据实验数据，分别绘制三种物质氧化时容器内氧气体积分数随时间的变化情况，如图丙所示。
（1）步骤①检查气密性时，将玻璃容器浸没在水中，如果观察到容器周围有气泡冒出，则说明气密性　 　（选填“好”或“不好”）。
（2）实验过程中的红磷、白磷以及食品脱氧剂等药品均需足量，其原因是　 　；
（3）装置甲中250毫升集气瓶中装入50毫升的水，量筒内装有50毫升水，用红磷做实验，理论上实验结束后量筒内剩余的水为　 　毫升。
（4）根据该兴趣小组的实验结果，用图甲装置测量空气中氧气的体积分数，你会选用哪种药品？请说明理由　 　.
1．（2025·金华模拟）氧气可以供给呼吸，是地球上一种重要的生命资源，制取氧气的方式多样。
Ⅰ.工业液冷法：在低温条件下将空气压缩成液态，升温后，氮气先逸出，剩余物质主要为液态氧。空气中两种主要成分的沸点如表。
成分 A B
沸点 -196℃
（1） 根据上述信息判断，　 　(填“A”或“B”)是氧气。
（2）Ⅱ.实验室制取氧气：
请写出用发生装置B制取氧气的化学方程式为 　 　。
（3）用C装置收集氧气，检验氧气收集满的方法是　 　。
（4）Ⅲ.“制氧机”制取氧气：
某款家用制氧机利用两种化学药剂[过碳酸钠( 和二氧化锰]同时加入水中制取氧气，装置如图所示。
如图中“加湿过滤仓”的原理与下列　 　(填字母)装置类似。
2．（2025·西湖二模）如图是拉瓦锡测定空气成分的实验。他将汞放在密闭容器里连续加热12天，得到红色粉末(HgO)，他又把红色粉末放在另外容器里加热，最终得出了空气成分的结论。
（1）连续加热12天的目的是　 　。
（2）若用煤块作火炉燃料，该燃料属于　 　能源。 (选填“可再生”或“不可再生”)
（3）将红色粉末加热可生成汞和一种气体，其化学方程式为　 　。
3．（2025·路桥模拟）小柯选用红磷测定空气中氧气的体积分数，实验装置如图甲所示。
（1）小柯在检查装置气密性时 打开止水夹，将右侧导管浸入水中，用手紧握集气瓶，看到　 　，说明装置气密性良好。
（2）气密性符合要求后，小柯在燃烧匙中装入足量红磷后点燃并迅速放入集气瓶中进行实验，会看到　 　，证明集气瓶中氧气被消耗。
（3）小柯处理数据发现测得氧气体积分数小于真实值，导致上述结果的原因可能是　 　(写出一种即可)
（4）小妍用铁粉代替红磷进行实验，并用氧气传感器分别测定容器内氧气的体积分数随时间变化的数据，如图乙所示。请选择其中一种方案并说明优缺点：　 . 　
1．（2024·鹿城模拟）为测定空气中氧气的体积分数，小明利用两个底部带有硬质导管的圆柱形容器A和B设计了如图所示的装置，实验操作过程如下：
①检查整个装置的气密性。测量软木塞底面至 A容器底部的高度为H，如图甲。
②关闭阀门，打开软木塞，分别往容器A和B中加适量的水，并测得容器A中水的深度为h1，如图乙。
③点燃红磷后迅速塞紧软木塞，充分反应直至红磷熄灭，冷却到室温后打开阀门，待水面稳定时测量容器A 中水深度为h2，如图丙。
（1）实验中选择红磷而不用木炭消耗氧气的原因是　 　。
（2）根据实验测得的数据计算A容器中氧气的体积分数为　 　。 (用字母 H、h1、h2表示)
（3）根据图丙的实验现象，小红认为测量结果会受气压影响。若要排除这种影响还需进行的操作是　 　。
2．（2024·东阳模拟） 小金设计如图所示的实验装置来探究燃烧的条件和空气中氧气含量的测定。装置中注射器活塞与内壁摩擦非常小，可忽略不计。查阅资料发现：
①当容器内的氧气浓度低于一定值时，白磷无法继续与氧气反应。
②“暖宝宝”能耗尽容器中少量的氧气。
实验操作步骤如下：
步骤 1： ____；
步骤2：将盛有足量白磷的燃烧匙放入空集气瓶中，塞紧塞子，白磷不燃烧
步骤3：打开集气瓶塞子，往瓶中倒满80℃的热水，并塞紧塞子，白磷仍然不能燃烧；
步骤4：打开K1和K2，通过注射器从b管抽水，当注射器中水量达到V1毫升时，瓶中液面低于燃烧匙底部，此时立即关闭K1、K2，发现瓶中白磷燃烧；
步骤5：待整个装置冷却至室温时，打开K2，发现注射器中的水剩余 V2毫升。
（1） 请补充步骤1　 　。
（2）步骤　 　(填写两个数字编号)进行对照，说明白磷燃烧需要的条件是充足的氧气；
（3）该实验测得空气中氧气的含量为　 　。 (用V1、V2来表示)
（4）小金多次重复上述实验，测得空气中氧气的体积分数远大于21%，原因是　 　。
1．（2023·绍兴）《天工开物》中记载烧制青砖时”火候足，止薪之候，泥固塞其孔，然后使水转釉”。该过程的主要化学反应为：Fe2O3+CO2FeO+CO2。下列说法正确的是（　　）
A．该反应属于置换反应
B．CO的相对分子质量为28克
C．FeO中铁元素的化合价为+2价
D．塞住砖窑的通气孔，窑内柴火会较快熄灭，是由于缺少可燃物
2．（2023·舟山）如图，小舟制作了一个简易泡沫灭火器，为增加泡沫量，添加少量不参与反应的发泡剂。
（1）使用灭火器时，只需将装置倒置，浓盐酸与碳酸钠反应后喷出大量含有CO2的泡沫，当泡沫“粘附”在燃烧物表面后，起到隔绝　 　作用，即可灭火。选用CO2作为灭火气体是因为该气体具有的性质是　 　。
（2）制作成本也是须考虑的重要指标。将含有10.6克溶质的饱和碳酸钠溶液装入吸滤瓶，理论上需要质量分数为36.5%的浓盐酸多少克，才能恰好完全反应。(已知；Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑)
3．（2023·台州）市场上有一种“茶垢净”，遇到热水后会产生氧气，并能深入微小的缝隙快速去除茶垢。
（1）向“茶垢净”中倒入热水，收集一瓶氧气，将带火星的木条伸入，能观察到　 　。
（2）如图是一台简易制氧机，A瓶中装有“茶垢净”、二氧化锰和水，氧气可从B瓶盖子上的出气孔排出，供人呼吸。A瓶的导管伸入B瓶水中的目的是 　（写出一点）。
（3）现有一瓶“茶垢净”，其制氧量相当于119克过氧化氢分解产生的氧气量。某人吸氧时需要制氧机提供每分钟0.5升的氧气，请计算用这瓶“茶垢净”制得的氧气，最多能供他持续吸氧多长时间？（氧气密度取1.4克/升）
4．（2023·杭州）酸碱灭火器是利用两种“灭火剂”混合后喷出液体来扑灭火灾的一种灭火器。小金拟制作一款简易酸碱灭火器，进行了如下探究。
（1）实验一：灭火剂的选择可供选择的试剂：20%的盐酸、20%的硫酸溶液、20%的硫酸钠溶液和饱和碳酸钠溶液。小金为了寻找反应最快的“灭火剂”组合，利用如图甲所示装置和如表所示试剂进行实验，装置A和B中的注射器、橡胶塞、U形管、气球的规格均相同，装置A和B的气密性良好，初始状态均相同。
装置 A B
注射器内试剂 10mL ▲ 10mL20%的盐酸
U形管内试剂 10mL饱和碳酸钠溶液 10mL饱和碳酸钠溶液
装置A中注射器盛放的试剂为　 　。
（2）若实验中同时将装置A和B的注射器内试剂全部推入U形管，装置B中发生反应的化学方程式为　 　。通过观察　 　（填写现象）比较两组“灭火剂”反应的快慢。
（3）实验二：灭火器制作及使用
小金制作了如图乙所示灭火器，推动注射器活塞，喷嘴喷出液体将燃烧的蜡烛熄灭，蜡烛熄灭的原因是　 　。
5．（2023·台州）将燃烧的蜡烛放人图甲装置中，一段时间后，蜡烛会慢慢熄灭。兴趣小组探究其原因的过程如下（气体的含量用体积分数表示）：
（1）甲同学认为，蜡烛熄灭是装置内的氧气被消耗完了。他设计了图乙的实验装置，待蜡烛熄灭后，用凸透镜聚焦太阳光使白磷的温度达到着火点，观察到　 　现象，从而否定了自己的猜想。他重新实验，测得蜡烛燃烧过程中烛焰附近的二氧化碳含量从0.04%上升到7.4%，氧气含量从21%下降到13.8%。
（2）甲同学又认为可能是二氧化碳含量过高导致蜡烛熄灭。乙同学不赞同，他改变图甲装置中的气体成分，只进行了一次实验，就否定了甲同学的观点。则乙同学进行的实验是　 　。
实验 氧气含量 二氧化碳含量 蜡烛能否燃烧
A 21% 8.4% 能
B 21% 3.4% 能
C 12.8% 3.4% 不能
（3）还有一种观点：随着蜡烛的燃烧，氧气含量下降，产热速度变慢；当产热量小于散热量，烛芯的温度下降至着火点以下，蜡烛熄灭。如果该观点正确，将图甲装置置于温度更低的环境中实验，则测得烛焰附近的氧气含量最小值会如何变化？并解释原因。　 　
6．（2023·金华）测量空气中氧气体积分数实验的思维模型如下：
封闭空间——消耗氧气——气压减小——观察现象
项目化学习小组按图甲完成氧气含量测定的实验时，发现进人集气瓶的水量低于”1”刻度线。为提高氧气含量测定的精准度，展开了如下研究。
[误差分析]几位同学对测量值偏小原因的分析如下：
甲：红磷的量不足，未能把瓶内氧气耗尽；
乙：将燃烧匙伸入集气瓶瞬间，部分空气逸出；
丙：实验前导管中有空气，实验后一部分本应进入容器的水滞留在导管中；
丁：由于广口瓶的形状造成很难均分五等份，影响测量结果；
（1）以上原因分析中，其中一位同学的观点被大家一致否定，你认为是哪位同学的观点？　 　(选填”甲”“乙”“丙”或”丁”)；
（2）[方案改进]根据以上讨论，为减少实验误差，提高实验结果的精准度，学习小组同学设计了图乙改进装置。(已知：红磷的着火点是240℃，无毒；白磷的着火点是40℃，有剧毒)
比较图甲、图乙的实验方案，下列关于图乙实验方案叙述正确的是 。
A．利用着火点更低的白磷并采用加热后的玻璃棒”内引燃”，建立封闭空间使实验结果更精准
B．可以解决图甲方案中一部分水滞留在导管中带来的误差问题
C．改用量筒内水的体积变化来确定消耗氧气的体积，使测量结果更精准
D．彻底地解决了实验的安全性问题，符合绿色化学理念
（3）小金同学认为，图乙实验装置还需在橡皮管处补充一个止水夹，请表达你的观点及理由　 　；
（4）[问题反思]小组同学多次实验，测量值总是小于。经过老师指导，小组同学讨论后认为，可以从模型中”消耗氧气”的方法入手给实验做进一步改进。
[资料]暖宝宝是利用铁粉在空气中氧化的原理制成。
[方案迭代]讨论后，项目组设计了如图丙所示的装置，用暖宝宝粉代替红磷，利用铁粉在空气中氧化的原理进行实验。操作步骤如下：①将滤纸用水浸润后黏附在针筒内壁；②把暖宝宝粉倒入针筒，轻轻转动，使涂抹均匀；③涂上凡士林，将活塞插入针筒，盖上橡皮帽，观察并记录活塞移动情况。
经多次实验后，测得空气中氧气的体积分数均约占。
从消耗氧气的方法角度分析，图丙方案比图甲方案测定结果更精准的原因是　 　。
[心得交流]科学探究需要不断根据结果反思探究过程，优化方案，实现方案的迭代更新。
1．（2022·杭州）汽车开动和人的生命活动都需要能量，能量是各种运动的量度。给汽车开动和人的生命活动提供能量的两个过程如图所示，下列分析错误的是（　　）
A．都通过剧烈的氧化反应释放出能量
B．都将化学能转化为其他形式的能
C．都参与自然界的碳循环和氧循环
D．都遵循能量的转化和守恒定律
2．（2022·绍兴）春秋初期，绍兴一带是南方的一个冶铁中心，其炼铁方法是在1000℃左右的温度下，使木炭和铁矿石（主要成分为Fe2O3)发生一系列的反应生成含较多杂质的海绵铁。其中主要化学反应为：3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2。下列说法正确的是（　　）
A．海绵铁是一种纯净物
B．Fe2O3中铁元素的化合价为+3价
C．上述反应中涉及的氧化物只有2种
D．炼铁过程中，木炭只是作为燃料使用
3．（2022·湖州）将一根火柴折断，分成火柴头和火柴梗两部分，放在铜片上，如图所示。用酒精灯加热铜片，发现火柴头先燃烧。下列叙述中，错误的是（　　）
A．用酒精灯加热要使用外焰中
B．利用了铜片良好的导热性
C．说明了火柴头和火柴梗有不同的着火点
D．说明了燃烧需要助燃剂
4．（2022·杭州）2008年北京奥运会“样云”火炬、2022年北京冬奥会“飞扬”火炬的外壳材料的主要成分和燃料如表所示。奥运火炬的迭代，体现了我国科技水平的提高。下列有关两火炬的说法错误的是（　　）
　 “样云”火炬 “飞扬”火炬
外壳材料的主要成分 铝合金 碳纤维复合材料
燃料 丙烷(C3H8) 氢气(H2)
A． 外壳材料的主要成分都属于非金属单质
B．燃料都具有可燃性
C．燃料燃烧时，助燃物都是氧气
D．燃料燃烧时，都有水生成
5．（2022·丽水）火的使用推动了人类文明的进步。随着科技的发展，生活中的点火方式越来越使捷多样，但火柴仍是实验室常用的点火工具。火柴引燃过程：划动火柴→擦火皮(含微量易燃物)产生火星→引发火柴头燃烧。图乙是小丽设计的三种引燃火柴的方式，若F1=F2> F3，且B、C的火柴棒与擦火皮夹角相同，则哪种方式更容易将火柴引燃 请用所学知识解释。
6．（2022·绍兴）下图是人类对氧化还原反应的认识过程中的三个阶段
【阶段Ⅰ】得失氧说：物质跟氧发生的反应叫氧化反应，含氧化合物中的氧被夺取的反应叫还原反应，【阶段Ⅱ】化合价升降说：凡是出现元素化合价升降的化学反应都是氧化还原反应。化合价升高的反应叫氧化反应，化合价降低的反应叫还原反应。
【阶段Ⅲ】电子转移说：化合价升降的原因是电子的转移。凡有电子转移发生的化学反应都是氧化还原反应。失电子的反应叫氧化反应，得电子的反应叫还原反应。
（1）根据得失氧说，在H2+CuOCu十H2O化学变化中，H2发生了　 　反应。
（2）电子转移是元素化合价改变的本质原因。失电子后，元素的化合价会　 　(选填“升高”或“降低”)
（3）根据化合价升降说，化学反应的四种基本类型与氧化还原反应之间的关系如图所示，其中乙是　 　反应。
（4）关于氧化还原反应的认识，下列理解正确的是 。
A．氧化和还原是相互对立又辩证统一的关系
B．电子转移说是从微观视角来探析和建构氧化还原反应的概念
C．自然界中发生的氧化还原反应对人类的生活和生产都是有利的
D．人类对氧化还原反应的认识过程是一个逐步发展、延伸和完善的过程
7．（2022·温州）小明认为教室内空气中氧气含量比室外低，于是想用红磷测定教室内空气中氧气的体积分数。老师告诉他，足量的红磷燃烧并不能耗尽空气中的氧气，建议用一氧化氮气体代替红磷进行实验。
在老师的指导下，小明进行如图所示实验：用注射器获取V1毫升教室内的空气，通过导管缓缓地全部推入量筒，与量筒内足量的V2毫升一氧化氮气体混合，待充分反应后，读出量筒中剩余气体体积为V3毫升。
说明：①V1、V2、V3都是在与教室气温、气压相同的状态下测得。
②一氧化氮难溶于水，也不与水反应。
③同温同压下，在氢氧化钠溶液参与下，4体积一氧化氮与3体积氧气恰好完全反应，且产物能完全被溶液吸收。
（1）小明用气密性良好的注射器，获取V1毫升教室内空气的具体操作是　 　。
（2）实验测得教室内空气中氧气的体积分数为　 　。（用V1、V2、V3表示）
（3）小明提出，注射器内空气中的二氧化碳也会被氢氧化钠溶液吸收，从而影响实验结果。但老师指出，相比空气中的氧气含量，二氧化碳对实验结果的影响属于“次要因素”，不是“主要因素”，可忽略不计。还有许多科学实验中存在“主要因素”和“次要因素”，请再举一例并指明次要因素。　
　
8．（2022·衢州）北京冬奥会首次实现了机器人水下火炬接力(如图)。
（1）火炬燃烧前，要将储存在“氢芯”里的氢气减压到常压状态，使氢气体积变大。此过程中氢气发生了　 　 (选填 “物理变化”或“化学变化”)。
（2）点火时，需启动氧气喷发装置，才能保证火炬在水下正常燃烧。其原因是　 　。
9．（2022·舟山）家务劳动不仅能减轻父母的负担，而且能将科学知识学以致用。
（1）洗涤铝制容器时，不能用钢丝球擦洗，以免破坏　 　导致金 属铝继续被空气氧化。
（2）烹饪时如遇油锅着火，灭火的措施是　 　，以免引起火灾。
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