易错点11 测定空气中氧气含量常考易错陷阱分析（解析版）.docx

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1、易错点11测定空气中氧气含量常考易错陷阱分析测定空气中氧气含量常考易错陷阱分析陷阱一：测定空气中氧气含量实验原理理解不清楚。1.实验药品：红磷注：药品选取时应满足能在空气中燃烧、不与空气中其他气体反应、反应后生成固体，思考：为什么不用S、C、Mg、Fe等物质作为实验药品？S燃烧生成SO2,C燃烧生成CO2,反应后生成气体，反应结束后集气瓶内的气压没变；Mg在空气中燃烧可能会发生3个反应，分别是镁和空气中的氧气燃烧的反应：2Mg+O2=MgO;镁在空气中的氮气燃烧的反应：3Mg+N2=Mg3N2;镁在空气中的二氧化碳燃烧的反应：2MgCO2=2MgO+CFe不能在空气中燃烧也粒2 .实验原理：4

2、P+5O2=2P2O5利用红磷燃烧消集气瓶中的氧气，使集气瓶内压强减小，打开止水夹后，在外界大气压的作用下，水被压入集气瓶中，进入集气瓶的水的体积，即为被消耗的氧气的体积。3 .实验装置陷阱二：测定空气中氧气含量实验的误差分析不够清楚。1 .实验误差分析误差产生原因实验结果小于1/5红磷的量不足装置漏气、使外界空气进入集气瓶集气瓶没有冷却到室温就打开弹簧夹实验前导管没有充满水，其内有少量空气实验结果大于1/5没有夹紧弹簧夹，红磷燃烧时气体膨胀沿导管溢出燃烧匙伸入过慢，装置内气体受热溢出2 .研究证明，当氧气含量降到一定程度后，红磷不再燃烧，并不能将空气中氧气耗尽，误差较大。陷阱三：测定空气中氧

3、气含量实验的改进措施理解不当。基于上述提出的实验分析，对实验进行改进。思路：封闭装置中点燃、测量方法改进1.改变点燃红磷的方法3 .改用白磷作为实验药品白磷着火点低，更容易在点燃方式上进行改进4 .用铜作为耗氧剂（2Cu+2=2CuO）连接装置，并检查装置的气密性。将一支硬质玻璃管注满水（两端用橡胶塞封住），然后打开上端橡胶塞，将水倒入量筒中，记录体积。在另一支相同规格的干燥的硬质玻璃管中装入铜粉，其中一端用气球密封，一端连接注射器。移动注射器活塞，在注射器中留下一定体积的气体，记录体积后与硬质玻璃管另一端密封连接。根据酒精灯的高度，将玻璃管固定在铁架台上。用酒精灯在铜粉部位加热，加热时不断推

4、拉注射器停止加热后，待玻璃管冷却至室温，将气球内的气体全部挤出。待注射器活塞稳定后，记录注射器中气体的体积。5 .用“暖宝宝”中的发热剂（铁粉、碳粉等）或铁粉，原理为铁生锈浸有饱和食盐水的纸袋,内装足量铁粉、活性炭粉【例题1】小乐利用图甲所示装置测定空气中氧气的含量，其中燃烧匙内的白磷用电加热装置点燃，瓶内气压用气体压强传感器测定，其变化如图乙所示，则下列分析合理的是（）A.tl时刻后的一段时间内瓶内气压显著增加，其原因是白磷燃烧产生大量白雾B.从瓶内气压达到最高点直至t2时刻，瓶内温度始终保持不变C.通过t2时刻瓶内的气压值，可以计算得出氧气约占空气体积的4/5D.t3时刻后的一段时间内瓶内

5、气压又显著增加，其原因打开止水夹，水进入瓶内【答案】D【解答】解：A.H时刻后的一段时间内瓶内气压显著增加，其原因是白磷燃烧产生大量的热，造成气体体积膨胀引起的，故错误；B.从瓶内气压达到最高点直至t2时刻，瓶内温度由低到高，然后慢慢降低至室温，故错误;100-80C.通过t2时刻瓶内的气压值，可以计算得出氧气约占空气体积的1001OO%=20%,故错误；D.t3时刻后的一段时间内瓶内气压又显著增加，其原因是液体进入瓶内后，瓶内气体体积减小,导致气压显著增大，气压增大的本质是气体体积减小，而不是液体进入瓶内，故D正确。o，SOII【易错原因】不熟悉测量氧气体积分数实验中瓶内气压的变化图像中各拐

6、点与实脸对应关系不清晰【方法点拨】1在图像上标出对应的实险阶段1分析气压变化时除气体消耗外，不要忽略温度的影响【例题2】如图，某同学用燃烧红磷的方法测定空气中氧气的体积分数，实验后发现，测得的氧气体积分数小于1/5,对此，你认为下列做法或想法不可取的是（）A.检查实验装置是否漏气B.可能红磷的量不足，没有除尽氧气C.没有冷却至室温就打开止水夹，进入瓶内的水减少D.将红磷改成足量的木炭，重新实验【答案】D【解答】解：A.检查实验装置是否漏气，如果装置漏气，会导致测得的氧气体积分数小于1/5,该选项正确；B.红磷的量不足，氧气有剩余，测得的氧气的体积分数低于1/5,故选项正确；C.没有冷却至室温就

7、观察刻度值，会导致进入瓶内的水减少，从而导致测得的氧气体积分数小于1/5,该选项正确；D.将红磷改为木炭做此试验时，由于木炭燃烧生成二氧化碳气体，木炭燃烧即使能消耗装置内氧气，但又增加另一气体二氧化碳，导致装置内气压变化不大，水倒吸入装置内的量就占不到其容积的1/5,无法测定空气中氧气的含量，该选项错误。故选：Do【例题3】如图所示，测定空气中的氧气含量，闭合电源开关后利用电阻丝放热引燃白磷。下列有关说法正确的是（）足量白磷-电阻丝一A.实验前倾斜U型管，若管内液体始终水平，则装置气密性良好B.白磷燃烧时，可观察到右侧管内液面降低C.装置未冷却时，左侧管内液面始终低于1刻度处D.若电阻丝本身消

8、耗氧气生成某种固体，则实验结果偏大【答案】C【解答】解：这个题目考查的是“空气中氧气含量的测定”这个实验。其原理是：利用红磷燃烧消耗空气中的氧气，使集气瓶内气体体积变小，压强变小，从而在外部大气压的作用下使烧杯内的水进入集气瓶，通过测量进入集气瓶中水的量来确定空气中氧气的体积分数。而在这个实验中则把集气瓶换成了U型管，把研究集气瓶中的空气变成了研究U型管左侧密封的空气,同时药品由教材中的红磷换成了更加易燃的白磷，而点火方式也的所改变。由于白磷燃烧消耗了空气中的氧气，故U型管内左侧气体体积变小，受大气压的影响，左侧液面则会上升；由于液面上升了大约占总体积的1/5,所以得出：空气中的氧气大约占空气

9、体积的1/5.装置冷却到室温时，可观察到U型管内左侧液面上升，约上升至1处。由于液面只是上升了1/5,由此可以得出剩余的气体不支持燃烧，又由于U型管内有水，说明剩余的气体难溶于水。电阻丝本身消耗氧气生成某种固体，对实验结果是没有影响的。故选：Co【强化1】图1为利用气压传感器测定红磷燃烧时集气瓶内气压变化的实验装置。点燃燃烧匙内的红磷后，立即伸入集气瓶中并把塞子塞紧。待红磷熄灭并冷却后，打开止水夹。集气瓶内气压的变化情况如图2.下列说法不正确的是（）气压kpaA. BC段气压增大的主要原因是燃烧放热B. CD段气压减小的主要原因是集气瓶内氧气不断被消耗C. DE段气压增大的主要原因是烧杯中的水

10、进入集气瓶后，气体体积减小D.若用木炭代替红磷完成此实验，集气瓶内气压变化趋势与图2基本一致【答案】D【解答】解：A、BC段气压增大，是因为红磷燃烧放出大量的热，使装置内气压增大，故选项说法正确。B、CD段气压减小的主要原因是，红磷燃烧消耗氧气，使装置内气压减小，故选项说法正确。C、DE段气压增大，是因为烧杯中的水进入集气瓶后，气体体积减小，压强增大，故选项说法正确。D、用木炭代替红磷完成此实验,木炭在空气中燃烧生成二氧化碳气体或者一氧化碳气体甚至是两者的混合气体,虽除去氧气，而增加了新的气体，装置内气压变化不大，集气瓶内气压变化趋势与图2不一致，故选项说法错误。故选：Do【强化2】空气是种宝

11、贵的资源。用如图甲所示装置，测定空气里氧气的含量。实验时先在集气瓶里加入少量水，做上记号。用弹簧夹夹紧乳胶管。点燃燃烧匙内的红磷后，立即伸入瓶中并把塞子塞紧。待红磷熄灭后，发现红磷还有剩余，冷却，打开弹簧夹，烧杯中的水倒流进集气瓶中，液面上升到图中A位置。（1）从上述实验现象可知：氯气约占空气总体积的。请写出其中两点关于剩余气体的有关性质:、:（2）而某同学在做该实验中，A内气体减少的体积小于1/5,试问导致该实验结果的原因可能是（答一种就可）。（3）某化学兴趣小组对此实验装置进行了改进，设计如图乙（选用容积为45m1.的I8180mm的试管作反应容器）实验方案进行，收到了良好的效果。回答下列

12、有关问题：改进实验（铁架台略去）中的操作步骤如下：点燃酒精灯；读取注射器活塞的数据；撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹；将少量红磷平装入试管中，将20m1.的注射器活塞置于IOm1.刻度处，并按图中所示的连接方式固定好，再将弹簧夹紧橡皮管。你认为正确的实验操作顺序是（填序号）。（4）实验中，注射器活塞将从IOm1.刻度处慢慢前移到约为m1.刻度处才停止。【答案】（1）1/5；难溶于水；不支持燃烧等；（2）装置漏气或红磷的量不足或装置未冷却至室温就打开弹簧夹等；（3）;（4）K【解答】解：（1）由题意可知，进入集气瓶的水约占集气瓶空气体积的1/5,所以，氧气约占空气总体积的1/5；由实验的现象可

13、知，氮气不和红磷反应，集气瓶中有水，说明了氮气的性质有：难溶于水、氮气不能支持燃烧；（2）导致该实验值偏小的原因较多，例如：装置漏气或红磷的量不足或装置未冷却至室温就打开弹簧夹等；（3）在图乙的试验中，将少量红磷平装入试管中，将20m1.的注射器活塞置于IOm1.刻度处，并按图中所示的连接方式固定好，再将弹簧夹紧橡皮管；再点燃酒精灯；红磷燃烧后撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹；最后读取注射器活塞的数据。所以实验的步骤顺序是：；（4）由于空气中氧气的体积分数约占空气体积的1/5,在45m1.的空气中有9m1.的氧气，消耗完氧气后，注射器活塞将从IOm1.刻度处慢慢前移到约为Im1.的位置。故答

14、案为：（1）1/5；难溶于水；不支持燃烧等；（2）装置漏气或红磷的量不足或装置未冷却至室温就打开弹簧夹等；（3）；（4）K【强化3暖宝宝贴（主要成分为铁粉、木炭、食盐）的热量来源于铁粉的氧化。小涛同学设计使用暖宝宝贴来测定空气中氧气的含量，实验开始前的装置如图所示，实验后从量筒中流入玻璃瓶（容积为25Om1.）中的水的体积为45m1.（铁粉生锈消耗的水忽略不计）。下列说法错误的是（）容积为25Om1.的玻璃瓶A.如果装置漏气，会使测量结果偏小B.本实验数据测得空气中氧气的体积分数为19.6%C.若装置气密性良好，实验测得空气中氧气体积分数偏低，可能是暖宝宝贴的使用数量不足D.不必等温度计的读数

15、恢复至实验前的温度后就能记录量筒内剩余水的体积【答案】D【解答】解：A.若装置漏气，实验后玻璃瓶中的压强偏大，流入玻璃瓶中的水的体积偏小，会使测量结果偏小，故A正确;45111.B.本次实验数据测得空气中氧气的体积分数约为250m1.-20iD1.l00%=19.6%,故B正确；C.若装置气密性良好，实验测得空气中氧气体积分数偏低，可能是暖宝宝贴的使用数量不足，故C正确;D.需等温度计读数恢复至实验前的温度才可以记录量筒内剩余水的体积，因为该反应放热，会使气体体积膨胀，不等气体冷却就记录数据，测得的进入集气瓶中的水的体积偏小，从而导致实验结果偏小，故D错误。故选：D。A组中考真题1. （2023杭州）小金利用如图甲所示装置（气密性良好）和试剂测定空气中氧气含量，集气瓶中空气的体积为200m1.,氧气传感器测得集气瓶内氧气的体积分数变化曲线如图乙所示。甲（I）实验开始时，用酒精灯加热粗铜丝,其目的是（2）反应开始到止水夹打开前，集气瓶内可观察到的现象是。（3）小金提出“倒吸入集气瓶中水的