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氧气相关实验（空气中氧气含量的测定）一、单选题(共8道，每道8分)1.在装有空气的密闭容器中，欲用燃烧法测空气中氧气含量时不应考虑( )A.选择的物质只能在氧气中燃烧B.选择的物质只与空气中的氧气反应C.燃烧的物质要过量D.生成物的状态答案：A解题思路：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，该实验一般要注意以下几点：①装置的气密性好；②所用药品必须足量；③读数时一定要冷却到室温；④所选物质要具备以下特征：本身能够在空气中燃烧且只与氧气反应；燃烧后生成物所占的空间体积可忽略不计。
A．选择的物质能够在空气中燃烧，而不是只能在氧气中燃烧，A选项不用考虑；B．选择的物质只能与空气中的氧气反应，B选项需考虑；C．燃烧的物质要过量，否则不能使氧气消耗完全，会造成测定结果偏小，C选项需考虑；D．生成物不能占据空间体积，否则会补充消耗氧气的体积，使压强差变小或无压强差，测定结果偏小，D选项需考虑。
故选A。
试题难度：三颗星知识点：测定空气里氧气含量2.如图所示，等体积的甲、乙两集气瓶内充满空气，燃烧匙内分别盛有足量的红磷和木炭，点燃使其充分反应，冷却至室温，打开弹簧夹，出现的现象的是( )A.甲瓶没有水流入，乙瓶中有水流入B.甲瓶中有水流入，乙瓶没有水流入C.甲、乙两瓶均有水流入D.甲、乙两瓶均无水流入答案：C解题思路：由于红磷燃烧生成了五氧化二磷固体，能使甲瓶内压强减小，木炭燃烧生成了二氧化碳气体，二氧化碳的体积占据了消耗的氧气的体积，乙瓶内的压强几乎无变化，但两瓶是连通的，最终压强相等，都比原来小，所以打开弹簧夹后甲、乙两瓶均有水流入。
故选C。
试题难度：三颗星知识点：测定空气里氧气含量3.用如图所示的装置来完成测定空气中氧气的含量。
下列步骤的先后排列顺序正确的是( )①先用弹簧夹夹紧橡皮管②用燃烧着的火柴检验瓶内剩余气体时，火柴熄灭，说明主要是氮气③点燃燃烧匙内的红磷，立即伸入瓶内，并把塞子塞紧④冷却到室温⑤打开弹簧夹，水压入集气瓶中，并接近集气瓶中原空气体积的1/5⑥先在集气瓶内加入少量水⑦检查装置的气密性A.⑦⑥②⑤④③①B.⑦⑥③②⑤①④C.⑦⑥①③④⑤②D.⑦⑥①③②④⑤答案：C解题思路：测定空气中氧气的含量时，组装实验装置后先检查装置的气密性，然后在集气瓶内加入少量水，将剩余部分划分为五等份，用弹簧夹夹紧橡皮管，然后点燃燃烧匙内的红磷，立即伸入瓶内，并把塞子塞紧，等集气瓶冷却到室温，打开弹簧夹，水压入集气瓶中，并接近集气瓶中原空气体积的1/5，最后用燃烧着的火柴检验瓶内剩余气体时，火柴熄灭，说明主要是氮气。
《空气中氧气含量的测定》实验专题复习知识梳理空气中氧气含量的测定如右图所示。
1、可察看到的现象是磷焚烧有大批白烟生成，翻开止水夹后水进入集气瓶内大概 1/5 体积处。
2、该实验设计的原理是利用红磷焚烧耗尽密闭容器中1/5 体积的氧气，使容器内压强减小，致使水被吸入集气瓶内大概1/5 体积。
反响方程式为：点燃。
4P + 5O2 ==== 2P 2O5实验后若结果偏小，可能的原由有红磷量过少、装置气密性不好、没有冷却到室温就翻开止水夹。
实验后若结果偏大，可能的原由有止水夹没有夹紧、焚烧匙伸入集气瓶过慢。
3、实验时选择的可燃物需具备以下条件：（ 1）能在空气中焚烧（如铁丝不可以）；（2）焚烧时只耗费氧气（如镁带不可以）；（ 3）生成物不可以为气体（如硫粉、木炭等不可以）。
4、该实验还可推出，瓶内节余4/5 体积的气体是氮气，其物理性质有无色无味、难溶于水；化学性质有不焚烧也不支持焚烧。
5、其余常有变形装置以以下图：装置形式固然不一样，但原理都是同样的，即用焚烧法测定空气中氧气的含量。
（注意：该实验应从1、实验现象的描绘；2、实验原理；3、实验的改良；4、药品的选择；5、实验推测的性质等五个方面去掌握）典例分析1、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，翻开弹簧夹，察看广口瓶内水面变化状况。
实验完成甲同学的广口瓶内水面上涨显然小于瓶内空气体积的1/5, 乙同学的广口瓶内水面上涨显大于瓶内空气体积的1/5 。
以下对这两种现象解说合理的是（）①甲同学可能使用的红磷量不足，瓶内氧气没有耗费完；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，红磷焚烧时瓶内空气受热从导管逸出；④乙同学可能插入焚烧匙太慢，塞紧瓶塞以前，瓶内空气受热逸出A.只有①③B.只有②④C.只有①②③ D. ①②③④2、为测定空气中氧气的含量，小华同学打算设计以下方案：采纳实质容积为40 mL 的试管作反响容器，将过度的白磷放入试管，用橡皮塞塞紧试管口，经过导管与实质容积为 60 mL 且润滑性很好的针筒注射器构成如右图的实验装置。
2.2.2 拓展——空气中氧气含量的测定典型例题1、测定空气中氧气的含量，实验前在集气瓶内加入少量的水，并做上记号。
下列说法中，不正确的是()A.实验时红磷一定过量B.点燃红磷前先用弹簧夹夹紧乳胶管C.红磷熄灭后立刻打开弹簧夹D.最终进入瓶中水的体积约等于氧气的体积2、在利用红磷燃烧测定空气中氧气含量的实验中，用传感器记录集气瓶中压强、温度随时间变化的情况，如图所示。
其中 a 是打开止水夹的时刻。
下列说法不正确的是（）A．反应开始时压强增大是因为温度升高B．a 点处的压强等于大气压C．a 点的温度已经接近室温D．a 点后气压增大是由于水倒吸入集气瓶3、小科在实验室设计了测定空气中氧气含量的实验，实验装置如图，回答下列问题：（1）实验前要先检查装置的____________________。
（2）该实验中红磷需稍过量，目的是____________________集气瓶中预先要有少量的水，其作用是________________________。
基础过关1、如图是测定空气中氧气含量的装置。
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．点燃红磷前先用弹簧夹紧乳胶管B．将红磷换成木炭，实验结果相同C．若红磷的量不足，会影响实验结果D．红磷熄灭并冷却后才能打开弹簧夹2、科学小组同学设计实验，用红磷燃烧、蜡烛燃烧测定空气中氧气含量，比较其实验结果。
下列说法正确的是（）A．红磷燃烧的化学方程式为4P+5O=2P O225B．红磷和蜡烛都可以用来验证空气中氧气的体积分数C．若K1、K2、K3关闭，将红磷、蜡烛点燃，同时伸入到两个集气瓶中。
待反应完毕，装置冷却到室温后，打开K1、K3，一段时间后，再关闭K1打开K2，这样可以比较两者的实验效果D．若将K1、K2打开，再将点燃的红磷、蜡烛同时伸入两个集气瓶中，待反应完毕，装置冷却到室温后，打开止水夹K3，观察到的现象是烧杯中的水流入两个集气瓶中，但是水量不同3、如图是测定空气中氧气体积分数实验的两个改进装置，下列有关说法错误的是（）A．装置a中的气球先变瘪后膨胀B．装置a可以证明空气中含有氧气C．用装置b实验时未冷却至室温就打开止水夹，测得结果会偏小D．装置b中实验结束后集气瓶内水的体积等于被消耗的氧气体积4、如图是测定空气中氧气体积分数的实验，实验后发现测定氧气的含量低于五分之一，针对这一事实，你认为下列做法和想法不可取的是（）A．查看实验装置是否漏气B．将红磷改成木炭后重新实验C．实验中红磷的量不足，没有将瓶内的氧气全部消耗尽D．实验中可能未冷却到室温就打开止水夹，使进入瓶内的水的体积不足5、许多旅客乘火车经过青藏铁路穿越青藏高原时，会发生高原反应，感到呼吸困难，这是因为高原地区空气里（）A．氧气体积分数远远低于21％B．氧气体积分数仍约为21％，但空气稀薄C．氮气体积分数远远超过78％D．二氧化碳气体含量大大增多6、空气是一种宝贵的自然资源。
初三化学一模专题：空气中氧气含量测定1、同学们可以通过下列方式认识空气。
【组成角度】①空气中体积分数约为78%的物质是。
②为测定空气中氧气体积分数，设计右图实验。
Ⅰ.为了确保实验成功，在装药品之前应该检查装置的；Ⅱ.该实验中红磷需要过量的原因是；Ⅲ.红磷燃烧的现象是，反应的化学方程式；Ⅳ.冷却至室温后打开止水夹观察到的现象是；由此得出空气中氧气的体积分数约为。
2、几种测定空气中氧气含量的实验（如图所示），请根据实验回答问题。
图4 图5Ⅰ. 拉瓦锡用定量的方法研究空气的成分（图1），通过该实验拉瓦锡得出了空气是由氧气和（填物质名称）组成，其中氧气约占空气总体积的1/5。
该实验中选用汞的优点是。
A．实验过程中没有污染 B．能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽C．实验仪器易得到 D．反应不需要条件Ⅱ. 实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量（图2），写出红磷燃烧的化学方程式（21）；测出的氧气含量常常远低于1/5，可能的原因是（写一条即可）。
Ⅲ．兴趣小组同学对图2实验进行了改进，设计了如图3的实验。
实验前，打开弹簧夹，将体积为25mL的注射器活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处，然后松开手，若活塞能返回至原处，则说明。
实验时，先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热红磷，可观察到的现象为；燃烧结束后，等到试管冷却后再松开弹簧夹，注射器活塞会从原来的20mL处移动，最终将停留在约为 mL（填整数）刻度处；若不使用弹簧夹，用酒精灯加热红磷，充分反应后冷却后，注射器活塞最终又将停留在约为 mL（填整数）刻度处。
对照图2实验，你认为图3实验有何优点？（回答一点即可）Ⅳ.兴趣小组同学，还设计了用传感器技术测定空气中氧气含量，实验装置如图4所示，反应过程中容器内的压强、温度和氧气浓度三条曲线变化趋势如图5所示。
其中Y表示的是变化的曲线；结合X、Y两条曲线，分析图5中气体压强先变大后逐渐减小的原因。
123、如图是利用传感器对空气中氧气含量测定的实验。
初三化学期中考试复习四测定空气中氧气含量一、知识讲解：关于这部分知识点的实验图，我们常见的就是以上两个，当然考试也会在这两个实验图的基础上进行拓展。
其实两套装置的原理是一样的，都是利用红磷燃烧消耗空气中的氧气，再利用瓶内外产生气压差使瓶内液面上升，从而测得空气中氧气的含量约为空气体积的1/5.考试经常考到的问题有：1、为什么用红磷？不用碳或者是铁丝？2、如果倒吸的水少于1/5，原因可能有哪些？3、测定氧气含量的同时，又侧面反应了氮气的哪些性质？问题的答案分别是：1、碳燃烧会生成二氧化碳气体，影响实验的结果，而铁丝在空气中是不可燃烧的。
2、（1）红磷量不足。
（2）装置气密性不好。
（3）未冷却至室温就打开止水夹或弹簧夹。
3、可以侧面说明氮气具有不助燃不可燃的化学性质，以及不溶于水的物理性质。
二、例题精讲例题（2015秋•宜兴市校级月考）右图所示装置可用来测定空气中氧气的含量．下列是同学们对该实验的判断和认识①装置不漏气是实验成功的重要因素之一；②红磷的用量不足会影响实验结论；③集气瓶内气体压强的减少会导致瓶中水面的上升；④将红磷改为碳也能得到正确的实验结论；⑤红磷熄灭后瓶内肯定没有氧气了；其中有错误的是（）A．④⑤B．③②C．②①D．①③解析：测定空气中氧气含量的原理是：利用红磷的燃烧只消耗氧气，且不生成新气体，由于氧气被消耗，瓶内气压减小，水倒吸入瓶内，进入水的体积即为装置内空气中氧气的体积．①、装置不漏气是才能保证该实验是在一个密闭的环境中进行的，才能使实验更加准确，因此，该选项的说法是正确的，不符合题意；②、红磷的量不足时，它所消耗的氧气也就不完全；导致空气中氧气的含量测定结果偏小，会影响了实验结论，因此，该选项的说法是正确的，不符合题意；③、根据压强的知识可知，集气瓶内气体压强的减少，小于外界大气压所以水会被压入集气瓶，会导致集气瓶内水面的上升，因此，该选项的说法是正确的，不符合题意；④、如果将红磷改为碳来进行空气中氧气的含量测定，由于碳燃烧后生成二氧化碳气体，会占据氧气的原有的体积，而不能得到正确的实验结论，因此，该选项的说法是不正确的，符合题意；⑤、当氧气的含量很低时，红磷就不能燃烧了，只是氧气的量风非常少，对实验的结果影响不大，故⑤是错误的，符合题意，故选：A．三、牛刀小试1．（2013•福州模拟）某同学利用如图装置测定空气中氧气的含量，红磷燃烧后恢复到室温，打开弹簧夹发现进入的液体量小于广口瓶内气体体积的．造成这一现象的原因可能是（）A．实验前没有夹弹簧夹B．实验中所取的红磷不足C．实验中所取的红磷过量D．实验装置冷却后才打开弹簧夹2．（2013春•永嘉县校级期中）在装有空气的密闭容器中，若用燃烧的方法除去其中的氧气，以得到较纯净的氮气，应选用下列物质中的（）A．木炭 B．蜡烛 C．红磷 D．硫磺3．（2010•郑州一模）如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按体积约占B．红磷燃烧产生大量的白雾，火焰熄灭后立刻打开弹簧夹C．实验前一定要检验装置的气密性D．实验时红磷一定要过量4．（2011秋•苏州期末）如图是测定空气中氧气体积分数的实验，实验后发现测定氧气的含量低于，针对这一事实，你认为下列做法和想法不可取的是（）A．查看实验装置是否漏气B．将红磷改成木炭后重新实验C．实验中红磷的量不足，没有将瓶内的氧气全部消耗尽D．实验中可能未冷却到室温就打开止水夹，使进入瓶内的水的体积不足5．（2011秋•京口区校级期末）做空气中氧气含量测定的实验装置如图．下列有关说法正确的是（）A．选用红磷是因为反应可以耗尽氧气，生成液态的五氧化二磷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．钟罩内气体压强的减小会导致水面的上升本期答案：BCBBD。
例题1.将足量的下列物质分别放在燃烧匙上点燃（或灼烧），分别放入四只图2所示装置的广口瓶中，立即塞紧橡皮塞，反应结束待冷却后，打开止水夹，导管中水柱上升最少的是放入哪种物质的装置？（）A.铁粉 B.磷 C.木炭 D.镁
解析：铁粉、磷、镁在空气被点燃后，生成物通常呈固态，而木炭燃烧后，虽然消耗了氧气，但是生成了二氧化碳气体，并且二氧化碳气体不能全部溶解于水，所以导管中水柱上升最少的是放木炭。
例题2.某班同学用图3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
解析:根据本文开始所述内容可知，对两种现象解释合理的是①②③④。
例题3.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（）
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图4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。
[数据分析] 实验结束后，整理数据如下：（注：集气瓶容积为100 mL）
组别123456
进入集气瓶中水的体
202119202218积（mL）
（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。
（5）某同学对实验进行反思后，提出了改进方法
（图5所示），你认为改进后的优点是：
解析：应该选择红磷，为了充分消耗容器中的氧气，红磷的用量应保证充足。
两套装置中，比较合理的是A装置。
为了确保实验的成功，在装药品之前应该先检查装置的气密性。
通过对实验结果的交流，能验证出氧气约占空气体积的1/5。
通过实验还可以推断集气瓶中剩余气体不能支持燃烧，不易溶于水。
用木炭重新做以上实验，如果事先在集气瓶内注入少量氢氧化钠溶液或澄清石灰水来吸收气体，实验也能取得较好的效果。
改进后的优点是，不需要加热，节约能源，装置密封，误差小。
根据学生的实际水平，还可以设计一些其他的相关实验来进行探究活动
例题4.右图6所示装置也可用来测定空气中氧气的含量。
该实验认识正确的是（）
A．选用红磷是因为反应可以耗尽O2，生成固态的P2O5
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、O2、CO2和稀有气体
解析：若将红磷换成硫或木炭，由于生成的是二氧化硫或二氧化碳气体，会导致密闭容器中气体压强变化不明显，影响实验结论。
红磷的量要过量，以耗尽氧气，但水位的上升高度并不与红磷的量有关，而与空气中氧气的含量有关。
该实验只能测定空气中氧气的体积含量，同时说明空气中主要含氮气和氧气，但并不能证明空气中含有二氧化碳和稀有气体。
例题5.为测定空气中氧气所占的体积分数，某同学设计了图7所示的实验，在一个耐热活塞的底部放一小块（足量）白磷（白磷在空气中燃烧的温度为40 ℃），然后迅速将活塞下压，可以观察到的现象为；冷却至原来温度时，松开手，活塞最终将回到刻度处，试回答白磷燃烧的原因。
解析：迅速将活塞下压，可以观察到，白磷燃烧，产生大量白烟；冷却至原来温度时，松开手，活塞最终将回到刻度4处；迅速将活塞下压，使空气内能增大，温度达到40 ℃。
例题6.研究性学习小组的同学为探究空气中氧气的体积分数，设计了图8所示装置。
请根据图示实验回答下列问题：
（1）闭合电源开关，可以观察到白磷___________。
（2）装置冷却到室温，可观察到U型管内左侧液面_________。
（3）通过这个实验得出的结论是______________。
（4）此实验还可推知反应后剩余气体的两点性质是:__________；______________。
解析：闭合电源开关，电阻丝发热，温度达到40℃时白磷燃烧，产生大量白烟。
装置冷却后，由于左侧中氧气被消耗，气体压强减小，水会在左侧中上升，且上升到1刻度处。
该实验的目的就是探究空气中氧气的体积分数，故实验结论应该与之有关。
反应后剩余气体的性质可从实验过程中推知，如该气体与水接触但未被吸收，说明其难溶于水；该气体与火焰接触但未燃烧，说明其不能燃烧，也不能支持燃烧。
例题7.某同学用右图所示的装置粗略地测定空气中氧气
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，活塞左端管内密封有空气，活塞右端的玻璃管口跟空气连通，实验开始前活塞处在刻度5 cm处。
已知生石灰与水反应能产生大量的热；可燃物燃烧必须同时具备二个条件，一是有一定的温度；二是有充足的氧气。
⑴向烧杯内加入适量水，与生石灰反应的目的是。
⑵可观察到玻璃管内开始发生的现象：白磷(足量) ，活塞向(填“左”或“右”）移动。
⑶实验结束，恢复到常温后，活塞应停在约cm处，据此可得出的结论是：。
解析：向烧杯内加入适量水，与生石灰反应产生热量，可以加热玻璃管内的白磷。
白磷燃烧，发出白烟，后又逐渐熄灭。
活塞向右移动，应停在约4cm处。
可得出的结论是：
白磷燃烧消耗玻璃管内的氧气，氧气在空气中约占空气体积的1/5 。
例题8. 为粗略测量空气中O2与N2的体积比，某学生设计了下图所示的实验装置进行实验。
实验时，先关闭弹簧夹a，将螺旋状的铜丝在酒精灯的灼烧后迅速插入大试管，接触试管底部的过量的白磷，然后立即塞紧橡皮塞。
由于白磷的着火点比红磷低得多，因此反应很容易发生，可观察到大试管中产生大量的白烟。
试回答以下问题：
（1）试配平下列化学方程式：图10
P + O2 —— P2O5
（2）待试管冷却后打开弹簧夹，此时可观察到的现象为，
据此可证实空气中O2与N2的体积比大约为。
（3）如果装置气密性不好，则测出的O2与N2的体积比将。
（填“偏大”、“偏小”、或“不变”）。
解析：红磷在空气中燃烧的化学方程式为，4P+5O2===2P2O5。
待试管冷却后打开弹簧夹，此时可观察到的现象为，烧杯中的水通过导管进入大试管中,约占试管容积的1/5 ；据此可证实空气中O2与N2的体积比大约为1:4 ；如果装置气密性不好，则测出的O2与N2的体积比将偏小。
