空气中氧气含量测定

有关空气中氧气含量的测定中考试题选萃

1．在“空气中氧气含量的测定”实验探究中，甲生设计了如下

实验方案：

在燃烧匙内盛过量红磷，点燃后立即插入集气瓶内，塞紧

橡皮塞，待红磷火焰熄灭，集气瓶冷却至室温，打开铁夹，水

注入集气瓶。（实验装置如图1所示）回答下列问题：

（1）实验过程中，观察到的主要现象

是 ， 。反应的化学方程式

是 。

（2）乙生用上述实验装置测定的结果是：空气中氧气含量与正常值有较明显的偏差，其操作上的原因可能是（要求答出两种）：

（3）丙生也设计了一个实验方案，装置和操作同上，只不过用木炭代替了红磷。当木炭停止燃烧，集气瓶冷却至室温，打开铁夹后，水能否进入集气瓶？为什么？

（4）若仍然用木炭代替红磷，丙生的实验方案应作何改进，才能保证实验成功？（只需答出实验方案中须改进的地方）

2．某研究性学习小组设计了如图所示的装置，探究空气中氧气的体积分数，其中A是底面积为50 cm3、高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)。他们的操作过程如下：

a．检查装置的气密性；

b．加入水并调整B的高度．使A中的液面至刻度15 cm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

度使容器A、B中的液面保持水平，记录液面刻度。(注：A容器内

固态物质所占的体积忽略不计)

(1)在操作a中检查装置气密性的方法是

_____________________________。

(2)在上述实验中，下列物质不能代替铜粉的是____________ (填字

母)。

A．红磷 B．木炭 C．铁粉

(3)往操作d结束时，装置A 中液面的刻度约为________cm(填整数)。如果在操作d结束时，装置A 中液面刻度在11cm处．则实验结果比理论值_________ (填“偏大”或“偏小”)。

(4)该小组中有同学提出，用木炭代替铜粉也能测定空气中氧气的体积分数．只要将水换成一种溶液，则该溶液是_______ ，其原因是(用化学方程式表示) ____________ 。

3．小明和小芳在讨论“能否用蜡烛燃烧法来粗略测定空气中氧气的含量”这一问题时，小芳认为：通过如图装置，用蜡烛燃烧法测得空气中氧气的含量会_________(填“偏 高”、“偏低”或“不变”)。她根据蜡烛燃烧产物的特点阐述了自己的理由：

_________________________________，并用图3装置进行实验，证实了自己的结论。(注：本题实验中装置的气密性良好，水槽中的液体是水)

小明认真分析了小芳的实验结果后，进行了如下探究：

[提出问题]导致小芳这一实验结果还有其它原因

吗?

[实验探究]小明设计了图4装置，进行以下操作：

(1)取黄豆粒大小的白磷，用滤纸吸去表面的水份，放人

捆在电烙铁下面铁片的凹槽内；

(2)将燃烧匙内的蜡烛点燃后迅速插人钟罩内，并立即塞

紧橡皮塞；

(3)待蜡烛熄灭后(蜡烛有剩余)，接通电烙铁电源，发现

白磷先熔成液体，接着燃烧产生大量白烟，说明通电前

钟罩内含有_________，产生白烟的化学反应方程式是

______________________。

[得出结论]导致小芳这一实验结果的另一原因是

____________________________________。

[交流与反思]小明和小芳分析了上述实验后，又提出了一个问题： 。

4．用来测定空气成分的方法很多，图5所示的是小明用红磷在空气中燃烧的测定方法。实验过程是：

第一步：将集气瓶容积划分为五等份，并做好标记。

第二步：点燃燃烧匙内的红磷，伸入集气瓶中并把塞子塞紧。

第三步：待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，发现水被吸入集气瓶中，

进入集气瓶中水的体积约为集气瓶总容积的1/5。

请回答下列问题：

（1）上面的实验同时证明了氮气有 的化学性质。

（2）实验完毕，若进入集气瓶中水的体积不到总容积的1/5，你认为导

致这一结果的原因可能是 。

（3）某同学对实验进行反思后，提出了改进方法（如图6所示 ），你

认为改进后的优点是： 。

5．某校化学兴趣小组就空气中氧气的含量进行实验探究：

[集体讨论] （1）讨论后同学们认为，选择的药品既要能消耗氧气，又不会跟空气中的其它成分反应，而且生成物为固体。他们应该选择（填编号） ，

A．蜡烛 B．红磷 C．硫粉

为了充分消耗容器中的氧气，药品的用量应保证 。

（2）小组同学共同设计了如右图的两套装置，你认为合理的是（填编号） 。 为了确保实验的成功，在装药品之前应该 。

[分组实验] 在讨论的基础上，他们分组进行了实验。

（3）通过对实验结果的交流，大多数同学都验证出氧气约占空气体积的 。

通过实验还可以推断集气瓶中剩余气体的性质是 。

[实验拓展]

（4）小组的同学做完实验后又尝试用木炭重新做了以上实验，发现水几乎没有进入集气瓶。经讨论，同学们一致认为如果事先在集气瓶内注入少量 溶液来吸收 气体，实验也能取得较好的效果。

6

．请按图8给出的条件进行实验，你能观察到什么现象，为什么？（提示：某些非金属氧化物能和水反应生成酸，如：CO2 + H2O = H2

CO3）

图8

7．图9是一个具有刻度和活塞可滑动的玻璃容器，其中有空气和足量的白磷，将它放

图9 8．某同学为测定空气里氧气的含量，设计了如图所示的实验装置。该同学在“金属梯”的每一步的凹处放置一颗用滤纸吸干水后的白磷，用放大镜会聚6V手电

筒光于靠近水面的一步“金属梯”处的白磷上。请回答问题。

（1）一段时间后，可观察到的现象是________________________________________。

（2）“金属梯”的每一步上都放置一小颗白磷与只靠近水面的一步“金属梯”处放一大颗白磷相比，优点是：_____________________________________________。

9.某化学兴趣小组对教材中“测定空气里氧气含量”的实验（见图11）进行了大胆改进，设计图12）（选用容积为45mL的18×180mm的试管作反应容器）实验方案进行，收到了良好的效果。请你对比分析下面图11、图12实验，回答下列有关问题：

（1）指出实验中A、B仪器的名称：A______________、B________________。

（2）图11实验中发生反应的化学方程式为__________________________。

（3）图12实验的操作步骤如下：

① 点燃酒精灯。②撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹。

③将少量红磷平装入试管中，将20mL的注射器活塞置于10mL刻度处，并按图12中所示的连接方式固定好，再将弹簧夹紧橡皮管。 ④读取注射器活塞的数据。

你认为正确的实验操作顺序是______________________________________（填序号）。

（4）图12实验中，注射器活塞将从10mL刻度处慢慢前移到约为___________ mL刻度处才停止。

（5）对照图12实验，你认为图11实验有何不足之处？（回答一点即可）

___________________________________ 。

10．某校研究性学习小组用图13装置进行镁条在空气中燃烧的实验，燃

烧、冷却后打开止水夹，进入集气瓶中水的体积约占集气瓶容积的70％。

(1)右图中A仪器的名称是______，燃烧、冷却后打开止水夹，水能进入

集气瓶中的原因是：__________________。

(2)如果镁条只和空气中的氧气反应，则进入集气瓶中水的体积最多不超

过其容积的__％。现进入集气瓶中水的体积约为其容积的70％，根据空气的组成可推出减少的气体中有氮气。

【发现问题】氮气是怎么减少的呢?

【假设一】氮气与镁条反应而减少。

【假设二】___________________________________________________。

【查阅资料】镁条在氮气中能燃烧，产物为氮化镁(Mg3N2)固体。氮化镁中氮的化合价是_____。

镁条还可以在二氧化碳气体中燃烧生成碳和氧化镁，该反应的类型是_______。

(3)通过以上探究，你对燃烧的有关知识有了什么新的认识：_____ __ (写出一点即可) 。

11．用下图14所示装置测定空气中氧气的含量。

（1）实验时，取下橡胶塞，点燃红磷迅速伸入集气瓶中并塞紧橡胶塞，这时看到的现象是__________________________________________。

（2）小倩设计了如下图15所示的改进装置，其优点是不污染空气或操作简便或实验误差较小（只写一点）。从理论上分析，玻璃管内液面最终将上升至___处（填1、2、3、4），但实验测结果液面往往偏低，其原因可能是____________________________________________

图15 图16

12．根据空气的成分填空，小兰同学用图16装置进行实验，结果发现测得的氧气体积分数大于1／5，请你帮助她分析造成这种结果的可能原因是： 。

13．某科学兴趣小组查阅资料得知镁可在氮气中燃烧生成Mg3N2，设计了如下方案进行验证。

步骤1：用盛水的水槽、无底的废广口瓶、燃烧匙、蒸发皿、橡皮塞等装配成如图所示的装置。另准备一只有一根铜丝穿过的橡皮塞，铜丝末端固定一根镁条。

步骤2：引燃燃烧匙中足量的红磷，塞好橡皮塞。待充分冷却，观察到广口瓶内水面上升的体积约占瓶内水面原上方空间的1／5左右。

步骤3：往水槽中加水使广口瓶内外水面相平。点燃镁条，更换橡皮塞，镁条在广口瓶内继续燃烧，发出红光，放出热量。待冷却后广口瓶内水位继续上升。

(1)步骤2的目的是 。

(2)在步骤3“待冷却后广口瓶内水位继续上升”是由于瓶内气压 (选填“大于”“小于”或“等于”)外界气压。

(3)根据上述实验和你所学的知识，请写出镁在空气中燃烧时的化学方程式：

参考答案

1．（1）红磷燃烧生成大量白烟。注入集气瓶中的水约占其体积的1/5。4P+5O2

（2）瓶塞未塞紧，造成装置漏气 红磷不足 集气瓶未冷却至室温就注入水

（3）不能，木炭燃烧生成的CO2与消耗的氧气的体积相等，红磷燃烧前后集气瓶内的

压强不变

（4）在集气瓶内壁上预先淌一层氢氧化钠溶液 或在瓶塞上插入吸有NaOH溶液的胶头滴管 在打开铁夹前，将胶头滴管中的NaOH溶液注入集气瓶中

2． 往B中加水，使A、B液面保持水平，盖紧A的密封盖，再向B中加水，使B中的液面高于A，一段时间后B中液面不下降，则气密性好。（或往B中加水，使A、B液面保持水平，盖紧A的密封盖，在用手捂住A的外壁，B中液面上升，则气密性好。 B； 12；偏大； NaOH；2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O

3． 偏 低 蜡烛燃烧在消耗氧气的同时产生二氧化碳； 氧气；5O2+4P

钟罩内氧气未消耗完； 为什么实验过程中白磷先熔成液体，接着燃烧

4．（1）不能燃烧，也不支持燃烧；（2）装置漏气或红磷的量不足

（3）装置始终密闭，空气没有逸出，实验结果准确

5．（1）B； 足量（或过量）； （2）A； 检查装置气密性（3）1/5 难溶于水、不助燃、不可燃等合理答案均可得分（4）NaOH（或其它碱性溶液）； CO2

6． 现象：①A中产生大量白烟； ②开始时，B中导管口处有气泡产生；③火焰熄灭后B中的液体通过导管流入A中；④进入A镇南关的液体呈浅红色；⑤进入A中的液体体积约为A容器体积的1/5。

解释：①红磷与容器A中的氧气反应生成P2O5的小颗粒；②反应放热；③反应过程O2被消耗，压强不断减小；④P2O5和水反应生成酸，使紫色石蕊变红；⑤空气中的O2的体积约占空气体

积的1/5。

7． 氧气；2； 氧气

8．（1）白磷像“上楼梯”般依次燃烧，开始时冒白烟，燃烧快停止时在倒置试管的上部出现黄烟。试管内的水位上升到一定位置后恒定不动；（2）尽可能多地消耗试管内的氧气

9．（1）集气瓶，烧杯（2）4P＋5O2

（或污染环境）

10．(1)烧杯；集气瓶中气体减少，压强减小，导致烧杯中的水进入集气瓶

(2)21；【假设二】只要答到符合初中学生已有知识水平和经验的合理假设，如氮气(在高温条件下)与瓶内的其他物质反应而减少等均给分； -3； 置换反应

(3)燃烧不一定需要氧气(或燃烧也可以是置换反应；二氧化碳不但能灭火，在一定条件下还能支持燃烧等。其他合理答案均给分)

11．（1）红磷继续燃烧，生成大量白烟

（2）1 白磷量不足或未冷却到室温就观察

12． 向瓶口塞入胶塞过慢（或操作不当使瓶中气体部分逸出或弹簧夹没有夹紧或胶皮管没有夹紧或没有夹弹簧夹等）

13．(1)除去广口瓶内空气中的氧气(2分)(2)小于(2分)

(3)2Mg+O

22MgO 3Mg+N2Mg3N2(3分，写一个方程式得2分) 2P2O5（3）③①②④（4）1（5）易造成实验误差2P2O5 2O5