第三章 空气与生命 1-4节解答题专项-2021-2022学年八年级科学下册(浙教版)

浙教版8年级下册第三章空气与生命 1-4节解答题专项

一、空气与氧气

1．（2021八下·临海期末）如图为我们课堂上利用红磷测定空气中氧气含量的实验，实验设计如下：

⑴先在集气瓶里加入少量水，再把剩余的容积分成5等份，做上记号；

⑴夹紧止水夹，燃烧匙内加入足量的红磷并点燃，立即塞紧瓶塞，集气瓶内红磷燃烧，产生大量白烟；

⑴等火焰熄灭后，振荡集气瓶，等冷却至室温后，打开导管上的止水夹，观察到烧杯中的水进入集气瓶内，停止时水位大致上升了1等份。请结合已有的知识对上述实验原理和设计目的进行阐述。【答案】原理：

⑴红磷燃烧消耗氧气，不会与空气中其他物质反应。

⑴氧气和磷反应后生成的五氧化二磷为固体占用空间与原来氧气比非常小，可以忽略不计

⑴消耗氧气后，瓶内气压减小，由于内外压强差，将水压入集气瓶中

设计目的：

⑴加少量水为了溶解五氧化二磷，并吸收反应放出的热量；

⑴加足量的红磷是为了使集气瓶中的氧气反应完；

⑴夹紧止水夹，燃烧匙中的红磷点燃后快速伸入集气瓶是为了防止瓶内的气体逸出，影响实验结果2．（2021八下·拱墅期末）小乐用如图所示装置测量空气中氧气的含量，集气瓶的容积为600mL，集气瓶内水的体积为100mL，实验开始前量筒中水的体积200mL，实验结束后量筒中水的体积为

120mL。（忽略燃烧匙和白磷所占据的体积）

（1）该实验测得空气中氧气的体积分数为，导致结果偏小的原因可能是（写出1

点）。（2）本实验若要耗尽集气瓶中的氧气，实验至少需要白磷 g 。（空气中氧气的体积分

数按20%计算，氧气的密度为1.43g/L ，结果保留2位小数）

【答案】（1）16%；白磷量不足或装置漏气或未冷却至室温就打开止水夹（2）0.11

【解析】（1）集气瓶中空气的体积：600ml-100ml=500ml ；

集气瓶中氧气的体积：200ml-120ml=80ml ；

则空气中氧气的体积分数为：80mL 500mL

×100%=16%。 导致结果偏小的原因可能是：白磷量不足或装置漏气或未冷却至室温就打开止水夹。

（2）集气瓶中氧气的质量为：m=ρV=500×20%×10-3L×1.43g/L=0.143g ；

设需要消耗白磷质量为x ，

4P +5O 2=2点燃

P 2O 5

；

124 160

x 0.143g

124x =1600.143g ； 解得：x=0.11g 。

3．（2021·龙湾模拟）为验证空气中氧气的体积分数，小明按图甲所示装置进行了多次实验，其中燃烧

匙内的红磷用电加热装置点燃，瓶内气压用压强测量仪测定，瓶内气压变化如图乙所示。

（1）实验前，检查装置气密性的方法是：打开止水夹，将导管伸入水中，用手捂紧广口瓶，观察

到 时，说明装置气密性良好。

（2）t 1时刻后的一段时间内瓶内气压显著增加，其原因是： 。

（3）根据本实验数据，可得空气中氧气的体积分数为 。

【答案】（1）导管口有气泡冒出(或放手后，导管内出现一段水柱)

（2）红磷燃烧放出热量使瓶内气压增大，反应过程中氧气消耗使瓶内气压减小，瓶内气压增大量大于气压减小量

（3）19%

【解析】（1）检验此装置的气密性时，可将导管一端插入水中，用手紧握广口瓶外壁，观察水中的导管口是否有气泡冒出，如果有气泡冒出，说明装置气密性好。

（2）t1时刻后的一段时间内瓶内气压显著增加，其原因是：红磷燃烧放出热量使瓶内气压增大，反应过程中氧气消耗使瓶内气压减小，瓶内气压增大量大于气压减小量。

（3）由图中可知气压值由先前的100变成了81，减少了19，因此根据实验数据，可得空气中氧气的体积分数为19%。

4．（2020·温州模拟）为研究物质与氧气反应的特点，小雅设计了如下实验：将容积等完全相同的甲、乙两套装置置于天平左右两盘，分别放入足量且等质量的白磷和木炭，并关闭止水夹a、b(如图)。

（1）实验中，需检验甲，乙两套装置的气密性，请简述其过

程。。

（2）小雅将甲乙两瓶放入80⑴水中，发现甲中白磷燃烧，乙中木炭不燃烧。说明可燃物燃烧需要。

（3）甲中白磷燃烧后，用激光点燃乙中木炭，待物质充分反应，静置使装置均恢复到室温。将两装置中的导管伸入水中，并打开止水夹a、b，一段时间后关闭止水夹。此时，用天平分别测得甲、乙装置的总质量，发现m甲>m乙，请解释原因：。

【答案】（1）将导管一端伸入烧杯液而下，打开止水夹，双手捂住锥形瓶，若导管口有气泡冒出则气密性良好。（2）达到着火点（3）甲中白磷燃烧，消耗氧气，产物为固体，气压减小，乙中木炭燃烧，消耗氧气，产物为气体，气压不变，待装置冷却后，打开止水夹，甲中有水进入，乙中没有，因此m甲>m乙

【解析】（1）甲乙装置检查气密性的方法是将导管一端伸入烧杯液而下，打开止水夹，双手捂住锥形瓶，若导管口有气泡冒出则气密性良好；

（2）甲乙两瓶放入80⑴水中，发现甲中白磷燃烧，说明水温可达到白磷的着火点，乙中木炭不燃烧，说明水温没有达到木炭的着火点，二者对比可说明可燃物燃烧需要温度达到着火点；

（3）甲中白磷燃烧，消耗氧气，产物为固体，气压减小，乙中木炭燃烧，消耗氧气，产物为气体，气压不变，待装置冷却后，打开止水夹，甲中有水进入，乙中没有，因此反应结束后m甲>m

乙；

5．（2021九上·义乌期末）如图甲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，科学兴趣小组利用该装置进行白磷燃烧的探究实验，将白磷放置在细砂上，用激光点燃白磷，

分别观测活塞的刻度变化(初始体积为V0)、用电子天平测反应容器的总质量(初始质量为m0)、用红

外温度计测容器中气体的温度(初始温度为T0)，将相关数据随时间的变化情绘制成图乙。查阅资料

发现：气体压强受气体质量、温度和体积的影响。气体质量增加、气体温度升高、气体体积变小都

会引起气体压强的增大，反之则使压强减少。实验过程中容器内气体体积的变化情况为先变大后变

小最后不变而且比V0要小。请结合实验过程解释体积变化的原因。(提示：可以结合气体质量、气

体温度、气体压强、化学反应、功和力的相关知识进行说理)

【答案】①白磷燃烧放热使锥形瓶内气体温度升高，气压增大；而气体对外做功，内能减小，温度

降低，但燃烧使温度上升的影响更大，气压增大；

②此时氧气被消耗，气体质量减少会使气压减小，但温度升高的影响更大；

③瓶内气压大于外界大气压，产生的气压差使活塞外移，气体体积变大；

④反应结束后，由于热传递，气体放出热量，温度下降，气压减小；

⑤当冷却到室温，由于白磷燃烧，氧气被消耗，生成的五氧化二磷是固体；

⑥锥形瓶内气压减小，小于外界大气压，产生的气压差使活塞内移，使体积小于初始体积为V0。

最后瓶内气体温度、质量不变，所以气压不变，气体体积不变。

6．（2020八下·温州期中）学习空气中氧气含量测定实验后，小明将课本中的实验装置改进为如图甲实