测定空气中氧气体积分数实验-专题训练

水 空气中氧气含量的测定 测定空气中氧气体积分数实验 专题训练
一、基础知识
1、做空气中氧气含量测定的实验装置如右图。

下列有关说法正确的是（ ）
A ．选用红磷是因为反应可以耗尽O 2，生成固态的P 2O 5
B ．燃烧匙中的红磷可以换成硫或木炭
C ．燃烧匙中的红磷越多，水位上升越高
Ｄ．本实验可以证明空气含有Ｎ2、O 2、CO 2和稀有气体
2、右图所示装置可用来测定空气中氧气的含量。

对该实验认识不正确的是（ ）
A ．红磷的量不足会影响实验结论
B ．装置不漏气是实验成功的重要因素之一
C ．将红磷改为碳也能得到正确的实验结论
D ．钟罩内气体压强的减小会导致水面的上升
4、右图所示装置可用于测定空气中氧气的含量，实验前在集气瓶内加入少量水，并做上记号。

下列说法中不正确的是（ ）
A ．该实验证明空气中氧气的含量约占1/5
B ．实验时红磷一定要过量
C ．实验前一定要检验装置的气密性
D ．红磷燃烧产生大量的白雾，火焰熄灭后立刻打开弹簧夹
5、某班同学用右图装置测定空气里氧气的含量。

先用弹簧夹夹住乳胶管。

点燃红磷，伸入瓶中并塞上瓶塞。

待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察广
口瓶内水面变化情况。

实验完毕，甲同学的广口瓶内水面上升明显小于瓶内空
气体积的1/5，乙同学的广口瓶内水面上升明显大于瓶内空气体积的1/5。

下列
对这两种现象解释合理的是( )
①甲同学可能使用红磷的量不足，瓶内氧气没有消耗完
②甲同学可能未塞紧瓶塞，红磷熄灭冷却时外界空气进入瓶内
③乙同学可能没夹紧弹簧夹，红磷燃烧时瓶内部分空气受热从导管逸出
④乙同学可能插入燃烧匙太慢，塞紧瓶塞之前，瓶内部分空气受热逸出
A.只有①③
B.只有②④
C.只有①②③
D.只有①②③④
6、如图，钟罩内的红磷燃烧停止直至完全冷却后，钟罩内的水面上升约占钟罩内
空气体积的 ，这个实验说明了 。

在此实验中，如果把燃烧的红磷放入钟罩里时，发现有少量气体从钟罩底部冒
出，则测定的结果会 （填偏大或偏小），如果像皮塞漏气，会造成结果
（填偏大或偏小）。

7、某同学用右图装置测定空气中氧气的体积分数。

请你填写有关空格，并与同学交流。

⑴该实验中，红磷需稍过量，目的是 。

该物质燃烧反应的化学反应式为___________________________ _。

⑵待该物质熄灭并冷却后，打开弹簧夹观察到的现象是
___________________________；出现该现象的原因是
；为什么要“待
该物质熄灭并冷却后，打开弹簧夹”？ ⑶实验后发现测定出的空气中氧气的体积分数低于l/5，这可能是由哪几种
原因引起的?_______________________________________________________________ ⑷若⑶实验后发现测定出的空气中氧气的体积分数大于l/5，这可能是由哪几种原因引起的?_______________________________________________________________
⑸由本实验还可以推测氮气的物理性质有 ；化学性质有___________________ ⑹若将红磷换成碳粉，该实验能否获得成功? （填能或否）
二、改进实验
1、用下图A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B所示的改进装置，其优
点是（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（其他合理答案均可）。

（只写一条）
2、李明同学用如甲图所示的装置测定空气中氧气的含
量：他先在集气瓶内加入少量水，并做上记号，再用
弹簧夹夹紧乳胶管。

点燃燃烧匙内的红磷后，立即把
它伸入瓶中并将塞于塞紧，观察红磷燃烧的现象。

待
红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，再观察实验现象。

刘芳同学觉得李明用甲装置测得的数据不够准确，于
是改用乙装置。

那么，相对甲装置而言，乙装置确实
具有的优点是：、。

3、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。

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，
用放大镜会聚手电筒光于靠近水面的一步“金属梯”处的白磷上。

请回答：（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。

4、在测定空气中氧气含量的实验中，小强采用了右图所示装置：在由两个注射器组成的密闭系统中留有25mL空气，给装有细铜丝的玻璃管加热，同时缓
慢推动两个注射器活塞，至玻璃管内的铜丝在较长时间内无
进一步变化时停止加热，待冷却至室温，将气体全部推至一
个注射器内，观察密闭系统内空气体积变化。

(1)在实验加热过程中，交替缓慢推动两个注射器活塞的
目的是。

(2)小强测得实验结果如右表：
反应前注射器内气体总体积反应后注射器内气体总体积
25mL 22mL
由此数据可以推算出他测定的空气中氧气的体积分数2l％(填“>”、“＝”、“<”)。

造成该实验出现误差的原因可能是。

(填序号)
①没有交替缓缓推动两个注射器活塞；②读数时没有冷却至室温；
③加入铜丝量太少；④加入铜丝量太多
5、某同学可如右图所示装置粗略的测定空气中氧气的体积分数。

图中烧杯上方玻璃管（预先固定好）中部有一可左右滑动的活塞，其左端密封有空气和足量白磷（白磷着火点低，约40 ℃），右端跟空气相通，实验开始前，活塞处在5 cm处。

（烧杯内盛放
的是生石灰，与水反应可放出大量的热）
①向烧杯内加入适量水，与生石灰反应的目的
是。

②可以观察到玻璃管内开始发生的现象：
白磷（足量）；
活塞
实验结束后，恢复至常温，活塞应停在约 cm处，
据此可得出的结论是。

6、为测定空气中氧气的含量，小华同学打算设计如下方案：选用实际容积为40ml的试管作反应容器，将过量的白磷放入试管，用橡
皮塞塞紧试管口，通过导管与实际容积
为60ml且润滑性很好的针筒注射器相
连组成如下图的实验装置。

假设此实验能按照小华的设想正常进
行，且白磷所占体积与导管内气体体积
忽略不计，请回答下列问题：
（1）实验前，打开弹簧夹，将注射器的活塞前沿从20ml刻度处推至15ml，然后松手，若活塞仍能返回至20ml刻度处，
则说明______________________________________________________________
（2）若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，燃烧结束，等到试管冷却后再松开弹簧夹。

可观察到的现象为_____________________________________________________________________
（3）若不使用弹簧夹，用酒精灯加热白磷，充分反应直至燃烧结束，试管冷却。

可观察到的现象为_______________________________________________________________________
（4）若按小华的设想进行实验，实际可能遇到诸多问题而发生危险，造成实验失败。

例如_____________________________
3．如图所示，在一个具有刻度和可以左右滑动的活塞的玻璃容器里放入白磷（足量），活塞左端管内密封有空气，右端的管口跟空气连通。

将玻璃容器固定在盛有80℃热水（恒温）
的烧杯上，进行实验。

试回答：
（1）实验过程中可以观察到的现象是；
（2）由此实验可以得出的结论是。

2、用来测定空气成分的方法很多，图1所示的是小明用红磷在空气中燃烧来测定氧气在空气中含量的方法。

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中原空气总体积的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集气瓶中原空气总体积的1/5，你认为导致这一结果的原因可能是（写一条）。

（3）某同学对实验进行反思后，提出了改进方法（如图2所示），你认为改进后的优点是：。

（4）写出红磷燃烧的文字表达式：
（5）上述实验中的红磷不能用木炭或硫代替，原因是：
6．已知空气的主要成分是氮气和氧气，某课外活动小组设计测定空气中氧气含量的实验，实验装置如图2–2所示：
⑴红磷在集气瓶中发生反应的文字表达式为。

该实验中红磷稍过量，目的是。

⑵待燃烧停止，白烟消失并冷却后，打开止水夹，观察到烧杯中的水进入集气瓶，瓶内水量越是，由本实验还可以推知氮气的哪一性质？试写出其中一种。

⑶若将红磷换成炭粉，该实验能否获得成功？，理由是。

人通过肺与外界进行气体交换，吸入空气，排出二氧化碳和水蒸气。

但人体排出的二氧化碳究竟是空气中原有的，还是人体代谢的最终产物呢？为了证实这个问题，
有人采用了如下图装置进行实验。

操作甲：关闭活塞b，打开活塞a，人缓缓吸气
操作乙：关闭活塞a，打开活塞b，人缓缓呼气
（1）上述操作甲、乙交替进行各3---4次，实验过程中，
观察到A瓶中的现象是；
B瓶中的现象是
（2）根据观察到的现象，你能得出的结论是
__________________________________________________
（10金华33）、某课外活动小组在学习了书本“空气中氧气含量的测定”实验，知道P2O5 不能随便排放在空气中，否则会对空气造成污染，所以对该实验进行了改进：
在由两个注射器组成的密闭系统内共有50 mL空气，如右图。

然后给装有红磷的玻璃管加热。

同时交替推动两个注射器的活塞，至玻璃管内的红磷变成白烟，且较长时间内无进一步变化时停止。

停止加热后，待冷却至室温将气体全部推至一个注射器内。

请根据你对上述实验的理解，回答下列问题：
（1）实验结束后，注射器内的气体体积理论上应该减少约mL。

（2）在实验的加热过程中，交替缓慢推动两个注射器的目的是。

写出该反应的化
学方程式。

（3）上述实验只是粗略测定空气中氧气含量的一种方法，你认为造成该实验不够精确的可能原因是（写出其中一种）。

（1）10 mL。

（2）是注射器内的氧气充分与红磷反应。

4P+5O2==2P2O5。

（3）装置漏气等合理即可。

10．我们已经知道，空气的主要成分是氮气和氧气。

下图是测定空气中氧气含量的实验装置。

试回答下列问题：
(1)实验过程中，燃烧匙里为什么要盛放过量的红磷?
(2)这个实验除了可以得出氧气约占空气体积的l／5的结论外，还可推导出氮气(填“易”或“难”)溶于水和其化学性质(填“活泼”或“不活拨”)的结论。

(3)在此实验过程中能否用碳、硫代替红磷?
11.下图是实验验证空气中氧气含量的装置。

红磷与氧气反应后生成固体五氧化二磷，该固体极易溶于水，而木炭与氧气反应后生成气体二氧化碳，该气体在水中溶解性不大。

下图为两个同学设计的测定空气中氧气含量的实验示意图。

图Ⅰ图Ⅱ
(1)图Ⅰ实验时，燃烧匙里为什么要盛过量的红磷？
(2)图Ⅰ实验除了可以得出氧气约占空气体积1/5的结论外，还可以得出有关氮气性质的哪些结论？
(3)图Ⅱ装置燃烧匙中放点燃的木炭，可以得到氧气约占空气体积1/5的结论吗？为什么？
思路解析:红磷燃烧，消耗了空气中的氧气，只剩下氮气和惰性气体等，因为氮气和惰性气体不支持燃烧，也不溶于水。

氧气约占空气成分的20%,故气体剩余的约占80%。

答案：(1)红磷过量，才能把氧气消耗完全。

(2)氮气不支持燃烧，也不溶于水。

(3)不可以；因为碳燃烧产生二氧化碳气体或一氧化碳，气体体积没有减少，无法判断氧气的量。

18．(5分)(1)使空气中的氧气充分反应(2)2Cu+O2加热
2CuO (3)< ①②③
合物在反应前后体积(或质量) 的变化，从而得出该种成分的含量。

(其它答案合理也可)
2、李明同学用如甲图所示的装置测定空气中氧气的含量：他先在集气瓶内加入少量水，并做上记号，再用弹簧夹夹紧乳胶管。

点燃燃烧匙内的红磷后，立即把它伸入瓶中并将塞于塞紧，观察红磷燃烧的现象。

待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，再观察实验现象。

(1)该实验中红磷需稍过量，目的是_________________ 。

(2)打开止水夹后观察到的现象是_________________________，由此可得出空气中氧气的体积分数约为___________；本实验还可推导出氮气_______(填“易”或“难”)溶于水和其化学性质之一是__________________________________________。

⑶如果实验后发现测定的氧气含量低于21％的体积数，实验中可能存在的原因是。

（写一条即可）
⑷若将红磷换成碳粉，该实验_____(能/否)获得成功?理由是__________。

（5）如果实验结束后，如果观察到进入瓶中水的体积明显多于瓶子剩余空间的1/5，请分析可能的原因：。

（6）刘芳同学觉得李明用甲装置测得的数据不够准确，于是改用乙装置。

那么，相对甲装置而言，乙装置确实具有的优点是：、。