知識(shí)01 拉瓦錫測定空氣成分的實(shí)驗(yàn)
1. 實(shí)驗(yàn)方法和原理
在曲頸甑（盛空氣）里加熱汞（如圖）。
拉瓦錫研究空氣成分所用的裝置
原理：
汞+氧氣eq \\ac(\s\up5(加熱),\s\d0(———→))氧化汞（消耗氧氣）
氧化汞eq \\ac(\s\up5(加熱),\s\d0(———→))汞+氧氣（生成氣體）
2. 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及分析
銀白色的液態(tài)汞變成紅色粉末（氧化汞）。生成氣體的體積和所消耗氣體的體積（約為總體積的1/5）恰好相等，且將生成的氣體加入到前一容器中剩余的氣體（不能維持生命的氮?dú)猓├铮脷怏w跟空氣的性質(zhì)完全一致。
3. 實(shí)驗(yàn)結(jié)論
空氣由氧氣和氮?dú)饨M成，其中氧氣約占空氣總體積的1/5。
空氣中氧氣含量測定的再認(rèn)識(shí)
【經(jīng)典賞析】教材中介紹了拉瓦錫用定量的方法研究了空氣的成分（實(shí)驗(yàn)裝置如圖1）。該實(shí)驗(yàn)中選擇使用汞的優(yōu)點(diǎn)有 。
A．實(shí)驗(yàn)過程中沒有污染
B．在汞槽中起到液封作用
C．生成的化合物加熱分解又能得到汞和氧氣
D．能將密閉裝置內(nèi)空氣中的氧氣幾乎耗盡
【實(shí)驗(yàn)回顧】實(shí)驗(yàn)室常用紅磷燃燒的方法測定空氣中氧氣的含量（裝置如圖2），寫出紅磷燃燒的化學(xué)方程式 。興趣小組用該方法測出的氧氣含量常常遠(yuǎn)低于21%。
【提出問題】用紅磷燃燒的方法為什么不能準(zhǔn)確地測定空氣中氧氣的含量？
【進(jìn)行猜想】（1）裝置漏氣；
（2） 裝置內(nèi)氧氣有剩余；……
【實(shí)驗(yàn)與交流】在老師的指導(dǎo)下，小明分別用過量的紅磷和白磷進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)，用測氧氣濃度的傳感器測得反應(yīng)后裝置內(nèi)氧氣濃度分別為8.85%和3.21%，請從燃燒條件的角度回答產(chǎn)生上述結(jié)果的主要原因 。
【實(shí)驗(yàn)探究1】小明根據(jù)鐵生銹的原理，探究用鐵能否準(zhǔn)確測定空氣中氧氣的含量，于是進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)（裝置如圖3）通過7天測得的數(shù)據(jù)計(jì)算空氣中氧氣的含量為19.13%。
【交流與反思】與用紅磷燃燒的方法相比，用鐵絲生銹的方法測定的主要優(yōu)點(diǎn)及原因： 。
【實(shí)驗(yàn)探究2】為了加快反應(yīng)速率，小明通過查閱資料，利用鐵粉、炭粉、氧化鈉等物質(zhì)又進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)（裝置如圖4），8分鐘后測得的數(shù)據(jù)如表：
請計(jì)算出空氣中氧氣含量 （計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)）。
【結(jié)論與反思】通過上述實(shí)驗(yàn)探究，選擇 （填物質(zhì)名稱）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可較為快速地完成實(shí)驗(yàn)并減小實(shí)驗(yàn)誤差。
【拓展延伸】銅也能與空氣中氧氣、水、二氧化碳反應(yīng)而銹蝕，生成銅綠[銅綠的主要成分為Cu2(OH)2CO3]，若將圖3裝置中的粗鐵絲換成足量的銅絲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，請判斷能否比較準(zhǔn)確地測定空氣中氧氣的含量，并說明理由： 。
【答案】
【經(jīng)典賞析】BCD
【實(shí)驗(yàn)回顧】4P+5O2eq \\ac(\s\up7(點(diǎn)燃),\(===,====))2P2O5
【進(jìn)行猜想】紅磷不足
【實(shí)驗(yàn)與交流】白磷的著火點(diǎn)比紅磷的著火點(diǎn)低
【交流與反思】裝置內(nèi)殘留的氧氣更少，實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確
【實(shí)驗(yàn)探究2】20.2%
【結(jié)論與反思】鐵粉、炭粉、氧化鈉和蒸餾水
【拓展延伸】不能；因?yàn)榭諝庵卸趸己考s只有0.03%，銅不能將裝置中的氧氣幾乎耗盡
【解析】【經(jīng)典賞析】教材中介紹了拉瓦錫用定量的方法研究了空氣的成分（實(shí)驗(yàn)裝置如圖1）。該實(shí)驗(yàn)中選擇使用汞的優(yōu)點(diǎn)有：在汞槽中起到液封作用；生成的化合物加熱分解又能得到汞和氧氣；能將密閉裝置內(nèi)空氣中的氧氣幾乎耗盡。故選BCD.
【實(shí)驗(yàn)回顧】紅磷在點(diǎn)燃條件下與氧氣反應(yīng)，生成五氧化二磷，化學(xué)方程式為4P+5O2eq \\ac(\s\up7(點(diǎn)燃),\(===,====))2P2O5[來
【進(jìn)行猜想】實(shí)驗(yàn)中所取的紅磷不足（或?qū)嶒?yàn)前沒有夾彈簧夾、實(shí)驗(yàn)裝置可能未冷卻就打開彈簧夾等）；
【實(shí)驗(yàn)與交流】小明分別用過量的紅磷和白磷進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)，用測氧氣濃度的傳感器測得反應(yīng)后裝置內(nèi)氧氣濃度分別為8.85%和3.21%，請從燃燒條件的角度回答產(chǎn)生上述結(jié)果的主要原因白磷的著火點(diǎn)比紅磷的著火點(diǎn)低；
【交流與反思】鐵絲在水、氧氣的條件下很容易生銹，與用紅磷燃燒的方法相比，用鐵絲生銹的方法測定的主要優(yōu)點(diǎn)及原因：裝置內(nèi)殘留的氧氣更少，實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確；
【實(shí)驗(yàn)探究2】燒杯內(nèi)蒸餾水減少的體積為氧氣的體積=90mL﹣63.6mL=26.4mL，空氣中氧氣含量=eq \f(26.4mL,130mL)×100%≈20.2%；
【結(jié)論與反思】通過上述實(shí)驗(yàn)探究，選擇鐵粉、炭粉、氧化鈉和蒸餾水或白磷等物質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可較為快速地完成實(shí)驗(yàn)并減小實(shí)驗(yàn)誤差。
【拓展延伸】銅也能與空氣中氧氣、水、二氧化碳反應(yīng)而銹蝕，生成銅綠[銅綠的主要成分為Cu2(OH)2CO3]，若將圖3裝置中的粗鐵絲換成足量的銅絲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不能比較準(zhǔn)確地測定空氣中氧氣的含量，因?yàn)榭諝庵卸趸己考s只有0.03%，銅不能將裝置中的氧氣幾乎耗盡。
知識(shí)02 燃磷法測定空氣中氧氣含量
1. 實(shí)驗(yàn)
造成誤差的原因
A、偏低：
①紅磷不足
②裝置氣密性不好
③未冷卻至室溫打開止水夾
④導(dǎo)管中有部分水殘留
B、偏高：
①點(diǎn)燃紅磷后插入到集氣瓶速度太慢（未及時(shí)塞緊橡皮塞）
②未夾緊止水夾（未使用止水夾）
2. 注意事項(xiàng)
a.測定時(shí)所用可燃物的選擇：
一是該物質(zhì)在空氣中燃燒且只與氧氣反應(yīng)；
二是該物質(zhì)燃燒的生成物為固體或液體，不能是氣體；
b.不能使用木炭、硫、鐵絲替代紅磷的原因：
木炭、硫在空氣中燃燒后的生成物均是氣體，鐵絲在空氣中不燃燒。
1. 用木炭和硫磺替代紅磷或白磷在特定的條件下可以測定空氣中氧氣的含量
條件：將水替換為NaOH溶液
原理：
CO2+2NaOH＝Na2CO3+H2O
SO2+2NaOH＝Na2SO3+H2O
2. 不可用鎂條代替紅磷測定空氣中氧氣含量
在點(diǎn)燃條件下，鎂不僅與空氣中氧氣反應(yīng)(2Mg+O2eq \\ac(\s\up7(點(diǎn)燃),\(===,====))2MgO),還能與空氣中氮?dú)夥磻?yīng)(3Mg+N2eq \\ac(\s\up7(點(diǎn)燃),\(===,====))Mg3N2)，甚至與空氣中的二氧化碳反應(yīng)(2Mg+CO2eq \\ac(\s\up7(點(diǎn)燃),\(===,====))2MgO+C)
3. 其他測量方法
A：點(diǎn)燃方式的改變
B：反應(yīng)原理的改變： 2Cu+O2eq \\ac(\s\up6(△),\(==,===))2CuO
1.拉瓦錫測定空氣中氧氣含量實(shí)驗(yàn)中選擇使用汞的優(yōu)點(diǎn)有哪些？
A．汞在加熱的條件下，只和氧氣反應(yīng)
B．在汞槽中起到液封的作用
C．汞的沸點(diǎn)較低，汞蒸氣與氧氣反應(yīng)比較充分，能將密閉裝置內(nèi)空氣中的氧氣幾乎耗盡
D．氧化汞的密度小于汞，且不溶于汞，因此易與汞分離。
2.燃磷法測定空氣中氧氣含量實(shí)驗(yàn)中水的作用有哪些？
A、集氣瓶中水的作用
①吸收五氧化二磷，防止污染空氣
②吸收熱量，緩沖氣壓，防止集氣瓶內(nèi)壓強(qiáng)過大，橡皮塞彈出。
B、燒杯中水的作用
測量氧氣的體積：倒吸到集氣瓶中水的體積約是消耗的氧氣的體積
3.燃磷法測定空氣中氧氣含量實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵是什么？
（1）紅磷要過量。
（2）裝置必須密封。
（3）導(dǎo)管內(nèi)先注滿水。
（4）冷卻到室溫后，打開彈簧夾。
（2023年北京順義·統(tǒng)考一模）用如圖裝置可測定空氣中氧氣的含量。下列對該實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)不正確的是
A．紅磷的量對實(shí)驗(yàn)結(jié)果無影響B(tài)．冷卻到室溫才能打開彈簧夾
C．該實(shí)驗(yàn)所用的紅磷不可用木炭替代D．最終觀察到集氣瓶中液面最終上升至1處
【答案】A
【解析】A、紅磷的量對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有影響，若紅磷不足，不能將裝置內(nèi)氧氣完全消耗，測量結(jié)果偏小，對該實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)不正確，符合題意；
B、冷卻到室溫才能打開彈簧夾，否則由于溫度偏高，容器內(nèi)氣壓偏大，測量結(jié)果偏小，對該實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)正確，不符合題意；
C、該實(shí)驗(yàn)所用的紅磷不可用木炭替代，原因是木炭在空氣中燃燒生成二氧化碳，容器內(nèi)氣壓幾乎不變小，水不能倒流，不能測量出空氣中氧氣的含量，對該實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)正確，不符合題意；
D、由于空氣中氧氣按體積計(jì)算，氧氣約占空氣體積的eq \f(1,5)，最終觀察到集氣瓶中液面最終上升至1處，對該實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)正確，不符合題意。
故選A。
題型一 拉瓦錫測定空氣成分的實(shí)驗(yàn)
例1. 空氣中氧氣含量測定的經(jīng)典賞析。
教材中介紹了拉瓦錫用定量的方法研究了空氣的成分（實(shí)驗(yàn)裝置如圖）。
資料卡片：
（1）寫出汞與氧氣反應(yīng)的化學(xué)方程式 。
（2）本實(shí)驗(yàn)中選擇使用汞的優(yōu)點(diǎn)有：
①汞在加熱的條件下，只和氧氣反應(yīng)。
②汞為液態(tài)，在汞槽中起到液封的作用，并能直接用來測量反應(yīng)器內(nèi)空間體積的變化。
③生成的氧化汞分解又能得到汞和氧氣，把得到的氧氣加到剩下的eq \f(4,5)體積的氣體中，結(jié)果所得氣體跟空氣的性質(zhì)完全一樣。
根據(jù)資料卡片，請?jiān)傺a(bǔ)充本實(shí)驗(yàn)使用汞的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)，并說明依據(jù)。
④ 。
⑤ 。
（3）通過實(shí)驗(yàn)，拉瓦錫得出了空氣由氧氣和氮?dú)饨M成，其中氧氣約占總體積eq \f(1,5)的結(jié)論。請根據(jù)現(xiàn)在的認(rèn)識(shí)，對此結(jié)論予以補(bǔ)充。 。
【答案】
（1）2Hg＋O2eq \(====,\s\up9(△))2HgO。
（2）④汞的沸點(diǎn)較低，汞蒸氣與氧氣反應(yīng)比較充分，能將密閉裝置內(nèi)空氣中的氧氣幾乎耗盡。⑤氧化汞的密度小于汞，且不溶于汞，因此易與汞分離（合理即可）。
（3）空氣的成分按體積計(jì)大約是：氧氣21%、氮?dú)?8%、稀有氣體等其他成分1%。
【解析】（1）在加熱的條件下，汞與氧氣反應(yīng)生成氧化汞；故填：2Hg＋O2eq \(====,\s\up9(△))2HgO；
（2）根據(jù)資料卡片可知：汞的沸點(diǎn)較低，汞蒸氣與氧氣反應(yīng)比較充分，能將密閉裝置內(nèi)空氣中的氧氣幾乎耗盡；氧化汞的密度小于汞，且不溶于汞，因此易與汞分離；故填：④汞的沸點(diǎn)較低，汞蒸氣與氧氣反應(yīng)比較充分，能將密閉裝置內(nèi)空氣中的氧氣幾乎耗盡；⑤氧化汞的密度小于汞，且不溶于汞，因此易與汞分離．（其他合理答案均給分）；
（3）通過實(shí)驗(yàn)，拉瓦錫得出了空氣由氧氣和氮?dú)饨M成，其中氧氣約占空氣總體積1/5的結(jié)論．目前，已經(jīng)準(zhǔn)確地測定了空氣的成分，空氣的成分按體積計(jì)大約是：氧氣21%、氮?dú)?8%、稀有氣體等其他成分1%；故填：空氣的成分按體積計(jì)大約是：氧氣21%、氮?dú)?8%、稀有氣體等其他成分1%．
某興趣小組開展“測定密閉容器中某種氣體的體積分?jǐn)?shù)”的探究實(shí)驗(yàn)。
變式1. 化學(xué)革命是發(fā)生在十八世紀(jì)末英國和法國的一場深刻的化學(xué)學(xué)科的變革。英國物理學(xué)家、化學(xué)家波義耳和法國化學(xué)家拉瓦錫曾做過貌似相同的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)（見下圖）
關(guān)于這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的說法正確的是（ ）
A. 兩個(gè)實(shí)驗(yàn)都可用于測定空氣中氧氣的含量
B. 兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中，曲頸甑內(nèi)汞的表面都變?yōu)楹谏?br>C. 兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中，汞的量多少對實(shí)驗(yàn)結(jié)果無影響
D. 拉瓦錫的實(shí)驗(yàn)中，玻璃鐘罩內(nèi)液面逐漸上升，達(dá)到一定高度后不再變化
【答案】D
【解析】A．波義耳的實(shí)驗(yàn)中裝置不是密封的，無法測定空氣中氧氣的含量，故錯(cuò)誤；
B．在加熱的條件下，汞與空氣中的氧氣反應(yīng)生成紅色氧化汞粉末，故錯(cuò)誤；
C．波義耳的實(shí)驗(yàn)中，金屬汞加熱后生成氧化汞，質(zhì)量增加，生成了新物質(zhì)，發(fā)生的屬于化學(xué)變化，所有的化學(xué)變化都遵循質(zhì)量守恒定律，故錯(cuò)誤；
D．在加熱的過程中，金屬汞與裝置內(nèi)的氧氣反應(yīng)生成氧化汞固體，隨著氧氣的消耗，玻璃鐘罩內(nèi)液面逐漸上升，當(dāng)氧氣被完全消耗后，液面不再上升，故正確。
題型二 燃磷法測定空氣中氧氣含量
例1. （2023年北京延慶·統(tǒng)考一模）用下圖裝置可驗(yàn)證空氣中氧氣的含量。下列現(xiàn)象能表明氧氣含量的是
A．集氣瓶中產(chǎn)生大量白煙B．紅磷燃燒一段時(shí)間后熄滅
C．燒杯中的水倒吸進(jìn)入集氣瓶D．集氣瓶中水面最終上升至 2 處
【答案】D
【解析】紅磷燃燒消耗裝置內(nèi)的氧氣，裝置內(nèi)氣壓減小。冷卻到室溫后打開止水夾，燒杯內(nèi)的水在大氣壓作用下被壓入集氣瓶，集氣瓶中水上升的體積為消耗氧氣的體積。所以能表明氧氣含量的現(xiàn)象是是集氣瓶中水面最終上升至 2 處。
故選D。
變式1. 小亮同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置測定空氣中氧氣的含量。下列關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的說法錯(cuò)誤的是
A．該實(shí)驗(yàn)利用了銅絲的導(dǎo)熱性
B．紅磷燃燒結(jié)束后，待裝置恢復(fù)至室溫時(shí)再讀數(shù)
C．實(shí)驗(yàn)成功的標(biāo)志為左側(cè)玻璃管內(nèi)液面約上升到刻度1處
D．實(shí)驗(yàn)成功的標(biāo)志為左側(cè)玻璃管內(nèi)液面約上升到刻度4處
【答案】D
【分析】本題實(shí)驗(yàn)原理：4P+5O2eq \\ac(\s\up7(點(diǎn)燃),\(===,====))2P2O5，酒精燈加熱銅絲，銅是熱的良導(dǎo)體，導(dǎo)熱使得左側(cè)紅磷燃燒，紅磷燃燒消耗管內(nèi)氧氣，生成五氧化二磷固體，固體在水中溶解使得左邊管內(nèi)氣體減少壓強(qiáng)減少，右側(cè)大氣壓使得水進(jìn)入左側(cè)，左側(cè)液面會(huì)升高，升高的部分就是消耗的氧氣部分，從而測定出空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)。
【解析】A、經(jīng)實(shí)驗(yàn)分析，該實(shí)驗(yàn)利用了銅絲的導(dǎo)熱性，說法正確；
B、紅磷燃燒結(jié)束后，待裝置恢復(fù)至室溫時(shí)再讀數(shù)，否則會(huì)產(chǎn)生誤差使得體積分?jǐn)?shù)計(jì)算偏大，說法正確；
C、將左側(cè)空氣體積劃分為5等份，其中氧氣約占1等份，理論上實(shí)驗(yàn)成功管內(nèi)液面約上升到刻度1處，C項(xiàng)說法正確，D項(xiàng)說法錯(cuò)誤；
故選D。
例2. （2023年湖南省衡陽市中考）拉瓦錫用定量的方法研究了空氣的成分。某興趣小組利用氧氣傳感器來檢測足量紅磷燃燒過程中氧氣的含量，如圖所示，下列判斷正確的是
A．a(chǎn)點(diǎn)時(shí)容器內(nèi)氮?dú)怏w積分?jǐn)?shù)為85%
B．容器內(nèi)物質(zhì)總質(zhì)量：b點(diǎn)>c點(diǎn)
C．氧氣有剩余，說明物質(zhì)燃燒時(shí)氧氣必須達(dá)到一定濃度
D．此實(shí)驗(yàn)測得空氣中氧氣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18%
【答案】C
【詳解】A、由曲線圖可知：a點(diǎn)時(shí)容器內(nèi)氧氣的體積分?jǐn)?shù)為15%。故容器內(nèi)其余氣體（氮?dú)?、稀有氣體、二氧化碳等）的濃度為85%，故氮?dú)怏w積分?jǐn)?shù)小于85%，故A錯(cuò)誤，不符合題意；
B、由圖可知，反應(yīng)是在密閉容器中進(jìn)行的，故根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)前后物質(zhì)的質(zhì)量不變，故容器內(nèi)物質(zhì)總質(zhì)量：b點(diǎn)=c點(diǎn)，故B錯(cuò)誤，不符合題意；
C、由曲線圖可知：反應(yīng)停止時(shí)，容器內(nèi)剩余3%體積分?jǐn)?shù)的氧氣，由于紅磷足量，故氧氣有剩余，說明物質(zhì)燃燒時(shí)氧氣必須達(dá)到一定濃度，故C正確，符合題意；
D、由曲線圖可知：反應(yīng)過程中氧氣的體積分?jǐn)?shù)減小18%，且不是質(zhì)量分?jǐn)?shù)，故D錯(cuò)誤，不符合題意。
故選：C。
變式2. （2023年內(nèi)蒙古赤峰三模）用如圖裝置測定空氣中氧氣含量，有關(guān)說法錯(cuò)誤的是
A．取用的紅磷必須足量
B．引燃紅磷后，左管內(nèi)液面先下降后上升，冷卻后升至刻度1
C．該裝置環(huán)保，所得結(jié)果更準(zhǔn)確
D．該裝置還能測得稀有氣體的體積分?jǐn)?shù)
【答案】D
【解析】A、取用的紅磷必須足量，才能將裝置內(nèi)氧氣耗盡，否則會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏小，不符合題意；
B、引燃紅磷后，紅磷燃燒，放出大量的熱，裝置內(nèi)氣體受熱膨脹，壓強(qiáng)增大，左管內(nèi)液面下降，待完全反應(yīng)后，逐漸冷卻至室溫，由于消耗了氧氣，裝置內(nèi)壓強(qiáng)減小，故左管內(nèi)液面上升，氧氣約占空氣體積的eq \f(4,5)，故冷卻后升至刻度1，不符合題意；
C、該裝置在密閉容器中進(jìn)行，反應(yīng)生成的五氧化二磷不會(huì)逸出，比較環(huán)保，且避免了盛有點(diǎn)燃紅磷的燃燒匙伸入集氣瓶中時(shí)，氣體的受熱膨脹逸出，誤差小，不符合題意；
D、該裝置是通過紅磷燃燒消耗氧氣，測定空氣中氧氣的含量，無法測得稀有氣體的體積分?jǐn)?shù)，符合題意。
故選D。
基礎(chǔ)鞏固
1．（2023年云南·統(tǒng)考中考真題）仿照法國化學(xué)家拉瓦錫定量研究空氣成分的原理，利用如圖裝置測定空氣中氧氣的含量，燃燒匙中應(yīng)盛放的藥品是
A．鐵絲B．木炭C．紅磷D．硫粉
【答案】C
【解析】A.因?yàn)殍F絲不能在空氣燃燒，故A錯(cuò)誤；
B.木炭燃燒會(huì)生成二氧化碳導(dǎo)致兩邊壓強(qiáng)變化不明顯，故B錯(cuò)誤；
C.紅磷燃燒會(huì)消耗氧氣，集氣瓶中的液面會(huì)上升五分之一，故C正確；
D.硫燃燒會(huì)生成二氧化硫?qū)е聝蛇厜簭?qiáng)變化不明顯，故D錯(cuò)誤；
故答案為：C
2．（2023年北京二模）利用如圖裝置驗(yàn)證了空氣中氧氣的含量。下列敘述不正確的是
A．紅磷需足量B．可以用硫粉替代紅磷
C．瓶中液面最終上升至1處D．用激光筆點(diǎn)燃紅磷可防止煙塵污染
【答案】B
【解析】A、為使氧氣充分反應(yīng)，紅磷需要足量，故A正確。
B、硫燃燒生成二氧化硫氣體，不能改變壓強(qiáng)，不能替代紅磷，故B錯(cuò)誤。
C、空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)約為eq \f(1,5)，瓶中液面最終上升eq \f(1,5)至1處，故C正確。
D、用激光筆點(diǎn)燃紅磷，避免了打開瓶塞產(chǎn)生的煙塵污染，故D正確。
故選：B。
3．（2023年山東青島·統(tǒng)考二模）測定空氣中氧氣的含量，某化學(xué)興趣小組的同學(xué)將過量的白磷放入容積為40mL的試管中，用橡皮塞塞緊試管口，通過導(dǎo)管與容積為60mL，且潤滑性良好的注射器組成如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。則下列說法正確的是
A．實(shí)驗(yàn)過程中觀察到白磷燃燒產(chǎn)生大量白霧
B．必須等實(shí)驗(yàn)結(jié)束裝置冷卻到室溫之后再讀數(shù)
C．若實(shí)驗(yàn)前先夾緊彈簧夾，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后再松開彈簧夾，發(fā)現(xiàn)活塞前沿向左移動(dòng)到8mL處
D．若不使用彈簧夾，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中活塞前沿先向右移動(dòng)再向左移動(dòng)直至停在8mL處
【答案】BD
【解析】A、白磷燃燒，產(chǎn)生大量白煙，沒有白霧，不符合題意；
B、必須等實(shí)驗(yàn)結(jié)束裝置冷卻到室溫之后再讀數(shù)，否則氣體受熱膨脹，占據(jù)了一定的體積，會(huì)導(dǎo)致測定結(jié)果偏小，符合題意；
C、若實(shí)驗(yàn)前先夾緊彈簧夾，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后再松開彈簧夾，白磷燃燒消耗氧氣，待完全反應(yīng)后，逐漸冷卻至室溫，由于消耗了氧氣，裝置內(nèi)壓強(qiáng)減小，打開彈簧夾，注射器活塞左移，氧氣約占空氣體積的eq \f(1,5)，故消耗氧氣的體積為：40mL×eq \f(1,5)=8mL，故最后發(fā)現(xiàn)活塞前沿向左移動(dòng)到：20mL-8mL=12mL處，不符合題意；
D、若不使用彈簧夾，白磷燃燒放出熱量，裝置內(nèi)氣體受熱膨脹，壓強(qiáng)增大，注射器活塞右移，待完全反應(yīng)后，逐漸冷卻至室溫，由于消耗了氧氣，裝置內(nèi)壓強(qiáng)減小，注射器活塞左移，消耗氧氣的體積為：(40mL+20mL)×eq \f(1,5)=12mL，故整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中活塞前沿先向右移動(dòng)再向左移動(dòng)，直至停在20mL-12mL=8mL處，符合題意。
故選BD。
4．（2023年廣西防城港·統(tǒng)考模擬預(yù)測）某興趣小組對“測定空氣里氧氣含量”的實(shí)驗(yàn)裝置（圖甲）進(jìn)行改進(jìn)。如圖乙所示，在容積為55mL的試管中加入少量細(xì)沙，再加入過量白磷，將注射器的活塞置于20mL刻度處，連接好裝置，夾緊彈簧夾，滴加適量水。冷卻后打開彈簧夾，讀數(shù)（裝置氣密性良好），下列說法中錯(cuò)誤的是
A．利用圖乙完成上述實(shí)驗(yàn)時(shí)，注射器的活塞最終移動(dòng)到約9mL刻度處
B．圖甲實(shí)驗(yàn)若紅磷燃燒時(shí)彈簧夾未夾緊，則測得空氣里氧氣的體積分?jǐn)?shù)大于eq \f(1,5)
C．圖乙實(shí)驗(yàn)若未使用彈簧夾，可觀察到注射器的活塞先向右移動(dòng)，后向左移動(dòng)
D．圖乙實(shí)驗(yàn)若未使用彈簧夾，實(shí)驗(yàn)前將活塞置于14mL刻度處，也可達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br>【答案】D
【解析】A、圖乙中將注射器的活塞置于20mL刻度處，連接好裝置，夾緊彈簧夾，滴加水，生石灰與水反應(yīng)放出大量的熱，可以引燃白磷，白磷燃燒消耗空氣中的氧氣， 55mL×eq \f(1,5)=11mL ，冷卻后打開彈簧夾，讀數(shù)在20mL-11mL=9mL處，故注射器的活塞最終移動(dòng)到約9mL刻度處，故A說法正確；
B、圖甲實(shí)驗(yàn)若紅磷燃燒時(shí)彈簧夾未夾緊，集氣瓶內(nèi)空氣受熱膨脹逸出，導(dǎo)致進(jìn)入水的體積偏大，故則測得空氣里氧氣的體積分?jǐn)?shù)大于五分之一，故B說法正確；
C、圖乙實(shí)驗(yàn)若未使用彈簧夾，由于白磷燃燒，放出大量熱，溫度升高，壓強(qiáng)增大，所以活塞先向右移動(dòng)，然后由于白磷燃燒消耗了氧氣，導(dǎo)致壓強(qiáng)減小，又可觀察到注射器的活塞向左移動(dòng)，故C說法正確；
D、圖乙實(shí)驗(yàn)若未使用彈簧夾，實(shí)驗(yàn)前將活塞置于14mL刻度處，空氣的體積為55mL+14ml=69mL，所以消耗氧氣的體積為69mL×eq \f(1,5)=13.8mL，數(shù)據(jù)太，不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，故D說法錯(cuò)誤；
故選D。
5．（2023年山西呂梁·統(tǒng)考模擬預(yù)測）拉瓦錫通過實(shí)驗(yàn)研究了空氣的成分。同學(xué)們在實(shí)驗(yàn)室仿照拉瓦錫的實(shí)驗(yàn)原理，用如圖所示實(shí)驗(yàn)測定了空氣中氧氣的含量。對此實(shí)驗(yàn)的下列說法正確的是
A．該實(shí)驗(yàn)不需要在密閉容器中進(jìn)行
B．紅磷可用木炭等可燃性固體代替
C．實(shí)驗(yàn)中觀察到產(chǎn)生了大量的白煙
D．點(diǎn)燃紅磷伸入集氣瓶中后立即打開彈簧夾
【答案】C
【解析】A、測定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)需要在密閉容器中進(jìn)行，否則外部空氣進(jìn)入或裝置內(nèi)空氣逸出都會(huì)影響實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確。不符合題意；
B、木炭燃燒生成二氧化碳?xì)怏w，不能形成準(zhǔn)確的壓強(qiáng)差，不能代替紅磷。不符合題意；
C、紅磷和氧氣點(diǎn)燃生成五氧化二磷固體，所以看到產(chǎn)生大量的白煙。符合題意；
B、點(diǎn)燃紅磷伸入集氣瓶中后等紅磷熄滅，溫度恢復(fù)到室溫后才能打開彈簧夾。不符合題意；
故選C。
6．（2023年湖北咸寧·中考真題）教材中的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)如圖所示。下列有關(guān)分析正確的是（ ）
A．圖1集氣瓶中的水和圖2燒杯中的水的作用相同
B．其他條件不變時(shí)，圖1和圖2中的紅磷都可以用木炭替代
C．圖1實(shí)驗(yàn)中裝置氣密性不好會(huì)導(dǎo)致最終測量結(jié)果偏大
D．圖2實(shí)驗(yàn)中銅片上的白磷和熱水中的白磷實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的對比說明可燃物燃燒需要氧氣
【答案】D
【詳解】A.圖1集氣瓶中的水是吸收紅磷和水反應(yīng)生成的有毒物質(zhì)五氧化二磷，圖2燒杯中的水的作用是隔絕氧氣和提供熱量，錯(cuò)誤；
B.其他條件不變時(shí)，圖1和圖2中的紅磷都不可以用木炭替代，因?yàn)槟咎咳紵龝?huì)生成二氧化碳影響壓強(qiáng)的變化，木炭的著火點(diǎn)太高，錯(cuò)誤；
C.圖1實(shí)驗(yàn)中裝置氣密性不好會(huì)導(dǎo)致最終壓強(qiáng)變化量小，所以測量結(jié)果偏小，錯(cuò)誤；
D.圖2實(shí)驗(yàn)中銅片上的白磷溫度達(dá)到了著火點(diǎn)且與氧氣接觸，熱水中的白磷僅僅溫度達(dá)到著火點(diǎn)，所以根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的對比說明可燃物燃燒需要氧氣，正確。
故選：D。
7．（2022·四川樂山·統(tǒng)考中考真題）為測定空氣中氧氣的含量，某同學(xué)將教材實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，(部分夾持裝置已忽略)，實(shí)驗(yàn)時(shí)引燃紅磷后便熄滅酒精燈。下列有關(guān)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的說法不正確的是
A．紅磷燃燒的化學(xué)方程式可以表示為：eq \\ac(\s\up7(點(diǎn)燃),\(===,====))
B．待紅磷熄滅并冷卻至室溫，打開彈簧夾，注射器活塞向右移動(dòng)
C．實(shí)驗(yàn)結(jié)束后試管內(nèi)氣體的主要成分為氮?dú)?br>D．改進(jìn)后的裝置能減少測量誤差，且對環(huán)境更友好
【答案】B
【解析】A.紅磷燃燒的化學(xué)方程式可以表示為：4P+5O2eq \\ac(\s\up7(點(diǎn)燃),\(===,====))2P2O5，正確。
B.待紅磷熄滅并冷卻至室溫，打開彈簧夾，注射器內(nèi)壓強(qiáng)變小，所以注射器活塞向左移動(dòng)，選項(xiàng)錯(cuò)誤。
C.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后試管內(nèi)氣體的主要成分為氮?dú)?，氧氣與紅磷反應(yīng)，正確。
D.改進(jìn)后的裝置能減少測量誤差，且對環(huán)境更友好，正確。
故選：B。
8．暖寶寶貼（主要成分為鐵粉、木炭、食鹽）的熱量來源于鐵粉的氧化。小濤同學(xué)設(shè)計(jì)使用暖寶寶貼來測定空氣中氧氣的含量，實(shí)驗(yàn)開始前的裝置如圖所示，實(shí)驗(yàn)后從量筒中流入玻璃瓶（容積為250mL）中的水的體積為45mL（鐵粉生銹消耗的水忽略不計(jì)）。下列說法錯(cuò)誤的是（ ）
A．如果裝置漏氣，會(huì)使測量結(jié)果偏小
B．本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測得空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為19.6%
C．若裝置氣密性良好，實(shí)驗(yàn)測得空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)偏低，可能是暖寶寶貼的使用數(shù)量不足
D．不必等溫度計(jì)的讀數(shù)恢復(fù)至實(shí)驗(yàn)前的溫度后就能記錄量筒內(nèi)剩余水的體積
【答案】D
【解析】A．若裝置漏氣，實(shí)驗(yàn)后玻璃瓶中的壓強(qiáng)偏大，流入玻璃瓶中的水的體積偏小，會(huì)使測量結(jié)果偏小，故A正確；
B．本次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測得空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)約為eq \f(65mL-20mL,250mL-20mL)≈19.6%，故B正確；
C．若裝置氣密性良好，實(shí)驗(yàn)測得空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)偏低，可能是暖寶寶貼的使用數(shù)量不足，故C正確；
D．需等溫度計(jì)讀數(shù)恢復(fù)至實(shí)驗(yàn)前的溫度才可以記錄量筒內(nèi)剩余水的體積，因?yàn)樵摲磻?yīng)放熱，會(huì)使氣體體積膨脹，不等氣體冷卻就記錄數(shù)據(jù)，測得的進(jìn)入集氣瓶中的水的體積偏小，從而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏小，故D錯(cuò)誤。
9．如圖是測定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)。對該實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)不正確的是
A．要等到裝置冷卻至室溫后再讀數(shù)，否則測定結(jié)果偏小
B．該實(shí)驗(yàn)中的銅粉換成鐵粉無法達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br>C．將裝置1中的氣球更換為注射器（見裝置2），可使空氣與銅粉接觸更充分，數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確
D．正確操作情況下，反應(yīng)消耗氧氣的體積應(yīng)該是反應(yīng)前注射器內(nèi)氣體和玻璃管內(nèi)氣體體積總和的eq \f(1,5)
【答案】B
【解析】
A.停止加熱后，待裝置冷卻后再讀數(shù)，否則此時(shí)剩余的氣體在受熱狀態(tài)下，處于膨脹狀態(tài)，會(huì)導(dǎo)致測定結(jié)果偏小，故選項(xiàng)說法正確；
B.在加熱的條件下，鐵也能與空氣中的氧氣反應(yīng)生成鐵的固體氧化物，因此該實(shí)驗(yàn)中的銅粉換成鐵粉也能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，選項(xiàng)說法錯(cuò)誤；
C.將裝置1中的氣球更換為注射器（見裝置2），可使裝置內(nèi)的空氣充分流通，使空氣與銅粉接觸更充分，數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，選項(xiàng)說法正確；
D.正確操作情況下，反應(yīng)結(jié)束后，消耗的氧氣的總體積應(yīng)該是反應(yīng)前注射器內(nèi)氣體和玻璃管內(nèi)氣體體積總和的eq \f(1,5)，選項(xiàng)說法正確。
故選：B。
10. 在下圖1所示密閉裝置內(nèi)燃燒紅磷測定空氣中氧氣含量，用傳感器記錄集氣瓶中壓強(qiáng)隨時(shí)間變化的情況，得圖2所示數(shù)據(jù)。下列說法正確的是
A. a點(diǎn)處壓強(qiáng)增大主要是因?yàn)樯倭靠諝膺M(jìn)入
B. a→b段壓強(qiáng)減小的原因只能是氧氣被消耗
C. c點(diǎn)時(shí)打開了彈簧夾，導(dǎo)致氣壓增大
D. d點(diǎn)集氣瓶中的溫度一定等于室溫
【答案】 C
【解析】
A．a(chǎn)點(diǎn)處壓強(qiáng)增大是因?yàn)榧t磷燃燒放出熱量造成的，故A不符合題意；
B．a(chǎn)b段壓強(qiáng)減小的原因是氧氣被消耗和溫度逐漸降低造成的，故B不符合題意；
C．通過圖2所示可以看出，從c到d壓強(qiáng)快速增加是因?yàn)榇蜷_了彈簧夾，水進(jìn)入了集氣瓶，故C符合題意；
D．從d點(diǎn)往后，壓強(qiáng)增大變得緩慢了，但不能說d點(diǎn)集氣瓶中的溫度一定等于室溫，故D不符合題意。
故答案為：C。
二、填空題
11．（2022·浙江溫州·統(tǒng)考中考真題）小明認(rèn)為教室內(nèi)空氣中氧氣含量比室外低，于是想用紅磷測定教室內(nèi)空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)。老師告訴他，足量的紅磷燃燒并不能耗盡空氣中的氧氣，建議用一氧化氮?dú)怏w代替紅磷進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
在老師的指導(dǎo)下，小明進(jìn)行如圖所示實(shí)驗(yàn)：用注射器獲取V1毫升教室內(nèi)的空氣，通過導(dǎo)管緩緩地全部推入量筒，與量筒內(nèi)足量的V2毫升一氧化氮?dú)怏w混合，待充分反應(yīng)后，讀出量筒中剩余氣體體積為V3毫升。
說明：①V1、V2、V3都是在與教室氣溫、氣壓相同的狀態(tài)下測得。
②一氧化氮難溶于水，也不與水反應(yīng)。
③同溫同壓下，在氫氧化鈉溶液參與下，4體積一氧化氮與3體積氧氣恰好完全反應(yīng)，且產(chǎn)物能完全被溶液吸收。
(1)小明用氣密性良好的注射器，獲取V1毫升教室內(nèi)空氣的具體操作是 _____。
(2)實(shí)驗(yàn)測得教室內(nèi)空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為 _____。（用V1、V2、V3表示）
(3)小明提出，注射器內(nèi)空氣中的二氧化碳也會(huì)被氫氧化鈉溶液吸收，從而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。但老師指出，相比空氣中的氧氣含量，二氧化碳對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響屬于“次要因素”，不是“主要因素”，可忽略不計(jì)。還有許多科學(xué)實(shí)驗(yàn)中存在“主要因素”和“次要因素”，請?jiān)倥e一例并指明次要因素。 _____
【答案】
(1)在教室外，將注射器活塞推到底，將注射器拿到教室，再拉動(dòng)活塞至刻度為V1毫升處并密封
(2) eq \f(3(V1+V2-V3),7 V1)×100%
(3)在探究影響重力勢能大小的因素實(shí)驗(yàn)中，空氣阻力是次要因素（合理即可）
【解析】(1)用氣密性良好的注射器，獲取V1毫升教室內(nèi)空氣的具體操作是在教室外，將注射器活塞推到底，將注射器拿到教室，再拉動(dòng)活塞至刻度為V1毫升處并密封；
(2)用注射器獲取V1毫升教室內(nèi)的空氣，通過導(dǎo)管緩緩地全部推入量筒，與量筒內(nèi)足量的V2毫升一氧化氮?dú)怏w混合，待充分反應(yīng)后，讀出量筒中剩余氣體體積為V3毫升，則一共消耗一氧化氮和氧氣體積為V1+V2﹣V3；由題干信息：同溫同壓下，在氫氧化鈉溶液參與下，4體積一氧化氮與3體積氧氣恰好完全反應(yīng)，且產(chǎn)物能完全被溶液吸收，故氧氣體積為eq \f(3(V1+V2-V3),7)；教室內(nèi)空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為eq \f(\f(3(V1+V2-V3),7),V1)×100%=eq \f(3(V1+V2-V3),7 V1)×100%；
(3)次要因素是對實(shí)驗(yàn)有影響，但對實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的影響比較小，經(jīng)?？珊雎圆挥?jì)的因素。從常見實(shí)驗(yàn)中舉例即可，如在探究影響重力勢能大小的因素實(shí)驗(yàn)中，空氣阻力是次要因素。
12．（2022·內(nèi)蒙古呼和浩特·統(tǒng)考中考真題）全世界每年因銹蝕造成浪費(fèi)的金屬高達(dá)產(chǎn)量的20%以上，但鐵銹蝕原理卻在日常生活中被廣泛應(yīng)用，例如暖寶寶、食品脫氧劑等。小組同學(xué)對暖寶寶發(fā)熱產(chǎn)生興趣，展開探究。
【資料卡片】某品牌暖寶寶的使用說明如圖。
（1）暖寶寶使用時(shí)能量的轉(zhuǎn)化形式為_______。
（2）暖寶寶“不使用時(shí)請勿拆開密封包裝”的原因是_______。
【猜想與假設(shè)】暖寶寶成分中氯化鈉、活性炭可能加快鐵銹蝕速率，使反應(yīng)在短時(shí)間內(nèi)放出大量的熱。
【實(shí)驗(yàn)方案】小組同學(xué)通過反應(yīng)過程中溫度的變化，探究氯化鈉、活性炭及兩者共同存在對鐵銹蝕速率的影響，設(shè)計(jì)完成如下4組實(shí)驗(yàn)。（實(shí)驗(yàn)在密閉容器中進(jìn)行）
【解釋與結(jié)論】
（3）對比實(shí)驗(yàn)1和2，可探究氯化鈉對鐵銹蝕速率的影響，表中m=_____。
（4）為探究活性炭對鐵銹蝕速率的影響，應(yīng)選擇的實(shí)驗(yàn)組合是______（填實(shí)驗(yàn)編號）。
（5）綜合以上4組實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論：________。
【拓展與應(yīng)用】小組同學(xué)運(yùn)用該原理設(shè)計(jì)如下對比實(shí)驗(yàn)測定空氣中氧氣的含量。
反應(yīng)結(jié)束后，測得的數(shù)據(jù)如下表：
（6）n=_____％（計(jì)算結(jié)果精確到0.1%）。
（7）結(jié)合反應(yīng)原理和結(jié)果思考裝置A的優(yōu)點(diǎn)：_______（寫兩點(diǎn)）。
【表述與交流】人類智慧無窮，趨利避害，化學(xué)讓我們的生活變得更美好。
【答案】
(1)不能
(2)高
(3)導(dǎo)電
(4)緩沖氣壓，以防氣壓過大沖出橡膠塞
【解析】（1）A實(shí)驗(yàn)所用藥品為木炭，木炭燃燒生成的二氧化碳為氣體，集氣瓶內(nèi)無法形成氣壓差，因此不能用來測定空氣中氧氣的含量。
（2）B實(shí)驗(yàn)中燃著的木條在空氣中正常燃燒，在呼出氣體中很快熄滅，則說明空氣中的氧氣含量比呼出氣體中的高。
（3）C實(shí)驗(yàn)中小燈泡發(fā)亮，說明石墨具有導(dǎo)電性。
（4）D實(shí)驗(yàn)中紅磷燃燒會(huì)放熱，導(dǎo)致錐形瓶內(nèi)氣壓變大，因此氣球的作用是緩沖氣壓，以防氣壓過大沖出橡膠塞。
13．（2022·江蘇南通·統(tǒng)考中考真題）某化學(xué)興趣小組對課本“測定空氣中氧氣的含量”實(shí)驗(yàn)完畢后集氣瓶中是否還含有氧氣產(chǎn)生質(zhì)疑，于是同學(xué)們設(shè)計(jì)了如圖1裝置來探究磷在空氣中燃燒后氧氣濃度的變化情況。
【提出問題】足量紅磷在密閉的四頸平底瓶內(nèi)燃燒熄滅后，容器中是否有氧氣剩余？
【作出猜想】猜想①：有氧氣剩余；猜想②：無氧氣剩余。
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】該小組同學(xué)按圖1組裝好實(shí)驗(yàn)裝置，利用高能激光筆照射燃燒匙上的紅磷，紅磷燃燒直至熄滅；待裝置完全冷卻后，將裝有白磷的燃燒匙提出水面，再次用高能激光筆照射，白磷居然也被點(diǎn)燃。
（1）激光筆的作用是_______。
（2）紅磷燃燒產(chǎn)物與瓶底的熱水發(fā)生化合反應(yīng)生成磷酸(化學(xué)式為H3PO4)，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】
（3）根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出的結(jié)論是：猜想_______正確。
（4）課本上用紅磷燃燒的方法_______(填“能”或“不能”)精確地測定空氣中氧氣的含量，理由是_______。
【拓展延伸】圖2是該小組同學(xué)從開始實(shí)驗(yàn)到最后裝置冷卻后的整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，用傳感器測量容器內(nèi)氧氣濃度變化的曲線圖。
（5）在圖2中_______(填“A、B、C、D、E”)點(diǎn)時(shí)紅磷燃燒熄滅；白磷開始燃燒至燃燒結(jié)束對應(yīng)的曲線為_______段(用圖2中字母表示))。
【反思與評價(jià)】
（6）興趣小組分析對比曲線BC段和DE段，得出了“不同物質(zhì)燃燒，需要的氧氣濃度不一樣”的結(jié)論。同學(xué)們由此聯(lián)想到課本上的一個(gè)實(shí)驗(yàn)：_______(填物質(zhì)名稱)在空氣中不能點(diǎn)燃，但在氧氣中能點(diǎn)燃并劇烈燃燒。
【答案】
（1）使溫度達(dá)到紅磷、白磷的著火點(diǎn)
（2）P2O5+3H2O=2H3PO4
（3）①
（4）不能 紅磷不能把裝置中的氧氣耗盡
（5）C DE
（6）鐵
【解析】(1)激光筆照射可以升高可燃物(紅磷、白磷)周圍的溫度，使其達(dá)到可燃物的著火點(diǎn)，燃燒起來，故填寫：使溫度達(dá)到紅磷、白磷的著火點(diǎn)。
(2)紅磷燃燒產(chǎn)物是五氧化二磷，它與水反應(yīng)生成磷酸，化學(xué)方程式為：P2O5+3H2O=2H3PO4 ，故填寫：P2O5+3H2O=2H3PO4 。
(3)白磷燃燒，說明紅磷燃燒后氧氣有剩余，猜想①正確，故填寫：①。
(4)由圖2可知，紅磷燃燒并未完全消耗完四頸平底瓶內(nèi)氧氣，因此，課本上用紅磷燃燒的方法是不能精確地測量空氣中氧氣的含量，故填寫：不；
理由是紅磷不能把裝置中的氧氣耗盡，故填寫：紅磷不能把裝置中的氧氣耗盡。
(5)由圖2可知，氧氣含量第一次大幅度下降是BC段，該段表示紅磷燃燒消耗氧氣，因此，C點(diǎn)時(shí)紅磷熄滅，故填寫：C；
由圖2可知，氧氣含量第二次大幅度下降是DE段，該段表示白磷燃燒消耗氧氣，故填寫：DE。
(6)由“鐵絲在氧氣中燃燒實(shí)驗(yàn)”可知，鐵在空氣中不能點(diǎn)燃，但在氧氣中能點(diǎn)燃并劇烈燃燒，故填寫：鐵。
14．（2022·貴州畢節(jié)·統(tǒng)考中考真題）一種“貼身暖寶寶”的使用說明書如右，某化學(xué)興趣小組圍繞袋內(nèi)物質(zhì)展開探究。
【提出問題】袋內(nèi)是否含有鐵粉？
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】①取出袋內(nèi)粉末于濾紙上，與磁鐵充分接觸。②將少量磁鐵吸出的粉末加入足量稀硫酸中。
【收集證據(jù)】磁鐵吸出的粉末與稀硫酸劇烈反應(yīng)得到淺綠色溶液、同時(shí) _____。
【得出結(jié)論】袋內(nèi)含有鐵粉。
【做出猜想】被磁鐵吸出的鐵粉能在空氣中燃燒。
【獲取事實(shí)】將少許鐵粉撒在酒精燈火焰上，鐵粉立即劇烈燃燒、火星四射。
【反思交流】鐵粉燃燒反應(yīng)的化學(xué)方程式為 _____。鐵絲不能而鐵粉能在空氣中燃燒的原因是 _____。
【拓展探究】用不同燃料測定空氣里氧氣的含量：分別在圖甲所示裝置的燃燒匙內(nèi)放置鐵粉、紅磷（均足量），電加熱引燃。氧氣含量隨時(shí)間變化情況如圖乙、圖丙：
（1）溫度傳感器顯示，實(shí)驗(yàn)過程中瓶內(nèi)溫度均 _____（填“升高”或“降低”）。
（2）待鐵粉熄滅并恢復(fù)至室溫后，打開彈簧夾，進(jìn)入瓶內(nèi)的水約占原水面上方空間體積的 _____。
（3）分析圖乙、圖丙可知，實(shí)驗(yàn)中消耗氧氣更徹底的是 _____（填“鐵粉”或“紅磷”，下同），消耗氧氣速率更快的是 _____。
【答案】
【收集證據(jù)】產(chǎn)生氣泡
【反思交流】3Fe+2O2eq \\ac(\s\up7(點(diǎn)燃),\(===,====))Fe3O4 鐵粉與氧氣的接觸面積比鐵絲與氧氣的接觸面積大
【拓展探究】
（1）升高
（2）eq \f(1,5)
（3）鐵粉 鐵粉
【解析】收集證據(jù)：
根據(jù)結(jié)論袋內(nèi)含有鐵粉，則發(fā)生鐵與稀硫酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，看到的現(xiàn)象為溶液有無色變?yōu)闇\綠色，且有氣泡產(chǎn)生；
反思交流：鐵粉與氧氣在點(diǎn)燃的條件下反應(yīng)生成四氧化三鐵，反應(yīng)方程式為3Fe+2O2eq \\ac(\s\up7(點(diǎn)燃),\(===,====))Fe3O4；
鐵絲和鐵粉的表面積不同，則與氧氣的接觸面積不同。所以鐵絲不能而鐵粉能在空氣中燃燒的原因是鐵粉與氧氣的接觸面積比鐵絲與氧氣的接觸面積大；
拓展探究：
（1）紅磷燃燒，鐵粉燃燒都會(huì)放熱，所以瓶內(nèi)溫度都升高；
（1）因?yàn)檠鯕饧s占空氣體積的eq \f(1,5)，鐵絲燃燒消耗氧氣，所以進(jìn)入瓶內(nèi)的水約占原水面上方空間體積的eq \f(1,5)；
（3）由圖乙、丙可知：反應(yīng)結(jié)束后，鐵粉中氧氣含量為0.5％,而紅磷中氧氣含量為3％, 所以實(shí)驗(yàn)中消耗氧氣更徹底的是鐵粉；根據(jù)圖的變化情況可知：鐵粉消耗氧氣速率更快；
培優(yōu)競賽
1. 某興趣小組要一瓶（100mL）含氧氣的體積分?jǐn)?shù)約為80%的氣體，收集氣體的裝置如圖。方法是：在100mL集氣瓶里裝滿水，塞緊膠塞并關(guān)閉止水夾b，打開止水夾a通入氧氣，把瓶里的一部分水排入量筒，當(dāng)量筒內(nèi)的水達(dá)到設(shè)定的體積后立即關(guān)閉止水夾a，然后打開止水夾b通入空氣，把瓶里剩下的水全部排入量筒，通入氧氣的體積和空氣的體積大約是（ ）
A．60mL和40mLB．75mL和25mLC．80mL和20mLD．68mL和32mL
【答案】B
【解析】設(shè)通入氧氣體積為x，則通入空氣體積為：100mL-x，根據(jù)題意有：x+（100mL-x）× 15 =100mL×80%，x=75mL，則空氣體積：100mL-75mL＝25mL；
故答案為：B。
2. （2022年福建省龍巖市永定區(qū)科學(xué)素養(yǎng)競賽）在空氣中使用蠟燭火焰灼燒鐵絲，鐵絲發(fā)生紅熱現(xiàn)象；停止灼燒待鐵絲冷卻，用濾紙擦拭鐵絲，發(fā)現(xiàn)有黑色物質(zhì)附在濾紙表面。僅根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象能夠得出的結(jié)論是
A. 鐵絲不是可燃物
B. 在空氣中使用蠟燭火焰無法點(diǎn)燃鐵絲
C. 空氣中的氧氣不能與鐵發(fā)生反應(yīng)
D. 鐵絲能與氧氣反應(yīng)，生成黑色物質(zhì)
【答案】B
【解析】
A、鐵絲可以在純氧中燃燒，題干中實(shí)驗(yàn)只能證明鐵絲不能在空氣中燃燒，不能證明鐵絲不是可燃物，故錯(cuò)誤；
B、實(shí)驗(yàn)中在空氣中使用蠟燭火焰灼燒鐵絲，鐵絲發(fā)生紅熱現(xiàn)象，沒有燃燒，則在空氣中使用蠟燭火焰無法點(diǎn)燃鐵絲，故正確；
C、鐵絲可以在純氧中燃燒，則鐵絲可以與氧氣反應(yīng)，故錯(cuò)誤；
D、實(shí)驗(yàn)中用濾紙擦拭鐵絲，發(fā)現(xiàn)有黑色物質(zhì)附在濾紙表面，這里黑色的物質(zhì)是在蠟燭燃燒的產(chǎn)物，不是鐵與氧氣反應(yīng)的產(chǎn)物，鐵只能在純氧才能燃燒，故錯(cuò)誤；
故選B。
3．（2022年江西贛州市會(huì)昌縣研學(xué)監(jiān)測）對物質(zhì)燃燒實(shí)驗(yàn)容器中的水，其主要作用解釋完全正確的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】C
【解析】
A.硫燃燒生成二氧化硫，二氧化硫有毒，會(huì)污染空氣，則集氣瓶中的水是吸收有害氣體，防止污染空氣，該選項(xiàng)解釋不正確；
B.紅磷燃燒消耗氧氣，則集氣瓶中氣體減小，壓強(qiáng)減小，冷卻后打開止水夾，量筒中的水會(huì)倒吸入集氣瓶中，進(jìn)入的水的體積就是集氣瓶中氧氣的體積，則量筒中的水的作用是測定氧氣的體積，該選項(xiàng)解釋不正確；
C.鐵絲在氧氣中劇烈燃燒，火星四射，生成黑色固體，則集氣瓶中的水的作用是冷卻濺落的熔融物，防止集氣瓶炸裂，該選項(xiàng)解釋正確；
D.探究燃燒的條件時(shí)，燒杯中的水能給銅片上的白磷提供熱量，同時(shí)使水中的白磷隔絕空氣，該選項(xiàng)解釋不正確；
故選C。
4．已知在空氣中，溫度超過40℃，白磷就可以自燃，即和氧氣反應(yīng)生成五氧化二磷。用下圖裝置測定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)。實(shí)驗(yàn)步驟為：集氣瓶里先裝a體積的水，在酒精燈燈焰上把玻璃棒下端加熱，裝置如圖密封。用力把玻璃棒按下與白磷接觸，白磷燃燒。燃燒停止后，稍振蕩，完全冷卻后，量出集氣瓶中水的體積(b)和整個(gè)集氣瓶體積(c)。下列說法錯(cuò)誤的是
A．反應(yīng)過程中集氣瓶內(nèi)液面的變化是先下降后上升
B．該實(shí)驗(yàn)測得氧氣與空氣的體積比為(b-a)：(c-a)
C．燃燒匙中的白磷不可以換成細(xì)鐵絲或木炭粉
D．集氣瓶中預(yù)先放的a體積水僅有液封導(dǎo)管，防止氣體受熱膨脹逸出的作用
【答案】D
【解析】A、在白磷開始燃燒時(shí)，反應(yīng)放出大量的熱，集氣瓶中的空氣膨脹，壓強(qiáng)增大，集氣瓶中的水一部分被排出，液面下降；最后熄滅冷卻至室溫時(shí)，集氣瓶中的壓強(qiáng)減小，在外界大氣壓的作用下，水進(jìn)入集氣瓶，液面上升，因此集氣瓶內(nèi)水面的變化情況是先下降，后上升，不符合題意；
B、據(jù)圖示可知：氧氣的體積是上升的水的體積，是b-a，空氣的體積是：c-a，所以氧氣與空氣的體積比是：（b-a）：（c-a），不符合題意；
C、鐵絲在空氣中不能燃燒，氧氣的濃度不夠，無法測定氧氣體積，木炭粉燃燒會(huì)產(chǎn)生二氧化碳，會(huì)導(dǎo)致測定的氧氣的體積偏小，不符合題意；
D、“a體積水”的作用是：在實(shí)驗(yàn)過程中能夠加快集氣瓶冷卻，能夠液封導(dǎo)氣管左端以防氣體逸出，能夠緩沖集氣瓶內(nèi)氣壓的驟然升高，能夠吸收白煙，符合題意。
故答案為：D。
5. 暖寶寶貼（主要成分為鐵粉、木炭、食鹽）的熱量來源于鐵粉的氧化。甲同學(xué)設(shè)計(jì)使用暖寶寶貼來測定空氣中氧氣的含量，實(shí)驗(yàn)開始前的裝置如圖1所示，實(shí)驗(yàn)后測得集氣瓶（容積為250mL）中水的體積為65mL（鐵粉生銹消耗的水忽略不計(jì)）。乙同學(xué)利用傳感器實(shí)時(shí)測定該裝置集氣瓶中的壓強(qiáng)、溫度和氧氣濃度變化，繪制成如圖2所示的曲線變化趨勢圖。下列說法錯(cuò)誤的是（ ）
A．X曲線表示的是溫度變化
B．實(shí)驗(yàn)結(jié)束后進(jìn)行誤差分析，可能是實(shí)驗(yàn)前彈簧夾未加緊
C．通過本次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測得空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)約為19.6%
D．圖2中DE段對應(yīng)的變化進(jìn)程是水倒吸進(jìn)集氣瓶
【答案】B
【解析】A、暖寶寶鐵和氧氣反應(yīng)放熱，開始溫度升高，反應(yīng)結(jié)束后溫度恢復(fù)到室溫，X曲線表示的是溫度變化，A不符合題意。
B、氧氣體積分?jǐn)?shù)，eq \f(65mL-20mL,250mL-20mL)≈19.6% ，結(jié)果偏小，實(shí)驗(yàn)前彈簧夾未加緊，會(huì)造成結(jié)果偏大，B符合題意。
C、通過本次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測得空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù) eq \f(65mL-20mL,250mL-20mL)≈19.6% ，約為19.6%，C不符合題意。
D、打開瓶塞，水被吸入集氣瓶，壓強(qiáng)增大，故圖2中DE段對應(yīng)的變化進(jìn)程是水倒吸進(jìn)集氣瓶，D不符合題意。
故答案為：B。
6.（2023年廣東省梅州市蕉嶺縣徐溪初級中學(xué)金鑰匙科技競賽）用紅磷燃燒測定空氣中氧氣含量的裝置如圖1所示，測定過程中三頸瓶內(nèi)壓強(qiáng)、溫度隨時(shí)間變化的曲線如圖2所示（電火花點(diǎn)燃裝置工作時(shí)對環(huán)境溫度基本無影響）。下列說法正確的是
A. t1時(shí)啟動(dòng)電火花點(diǎn)燃裝置，紅磷開始燃燒
B. t2時(shí)紅磷與氧氣反應(yīng)放出的熱量等于裝置向外散發(fā)的熱量
C. t2~t3壓強(qiáng)減小主要是因?yàn)槠績?nèi)O2不斷被消耗
D. t4時(shí)打開彈簧夾燒杯中的水進(jìn)入三頸瓶內(nèi)
【答案】B
【解析】
A、溫度開始升高時(shí)說明裝置已被啟動(dòng)，所以t1時(shí)刻前裝置已啟動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；
B、t2時(shí)刻裝置溫度達(dá)到最高，說明紅磷燃燒放出的熱量與裝置向外界放出的熱量相等，選項(xiàng)B正確；
C、 t2～t3瓶內(nèi)氧氣已幾乎被消耗完了，此時(shí)溫度降低才是壓強(qiáng)降低的主要原因，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；
D、t3時(shí)刻瓶內(nèi)壓強(qiáng)開始升高，因此t3時(shí)刻打開彈簧夾，燒杯中的水開始進(jìn)入三頸瓶中，在t4時(shí)刻瓶內(nèi)壓強(qiáng)恢復(fù)與外界壓強(qiáng)相同，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；
故選：B。
7. （2023年廣東省梅州市蕉嶺縣徐溪初級中學(xué)金鑰匙科技競賽） 根據(jù)下列實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不能達(dá)到相應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?br>A. 測定空氣中氧氣的含量B. 檢驗(yàn)氧氣是否收集滿
C. 驗(yàn)證物質(zhì)燃燒需要氧氣D. 探究影響物質(zhì)溶解性的因素
【答案】A
【解析】
A、木炭燃燒生成二氧化碳，二氧化碳是氣體，所以不能用作測定空氣里氧氣的含量，錯(cuò)誤；
B、驗(yàn)滿時(shí)用帶火星的木條應(yīng)放在集氣瓶口，若木條復(fù)燃證明氧氣已集滿，正確；
C、兩支燃著的蠟燭，其中一支用燒杯罩住，可以驗(yàn)證物質(zhì)燃燒需要氧氣，正確；
D、不同溶質(zhì)是影響物質(zhì)溶解性的因素，分別用0.1g碘和0.1g高錳酸鉀作溶質(zhì)加入到5mL水中，能夠探究影響物質(zhì)溶解性的因素，正確。
故選A。
學(xué)習(xí)目標(biāo)
重難點(diǎn)
1. 了解拉瓦錫測定空氣成分的實(shí)驗(yàn)
2. 掌握燃磷法測定氧氣含量的裝置、原理
3. 熟記實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
4. 學(xué)會(huì)分析誤差的方法
5. 識(shí)記幾個(gè)化學(xué)反應(yīng)的文字表達(dá)式
重點(diǎn)：
1.燃磷法測定氧氣含量的裝置、原理；
2.掌握造成誤差的原因
難點(diǎn)：
1.造成誤差的原因；
2.文字表達(dá)式的使用。
實(shí)驗(yàn)前的體積
實(shí)驗(yàn)后的體積
集氣瓶內(nèi)空氣
燒杯內(nèi)蒸餾水
燒杯內(nèi)剩余蒸餾水
131mL
90.0mL
63.6mL
實(shí)驗(yàn)原理
紅磷+氧氣eq \\ac(\s\up5(點(diǎn)燃),\s\d0(———→))五氧化二磷
紅磷在空氣中燃燒，消耗了瓶中的氧氣，生成五氧化二磷白色固體，使瓶內(nèi)壓強(qiáng)減小，在大氣壓作用下，燒杯中的水進(jìn)入集氣瓶，進(jìn)入瓶中水的體積即為氧氣減少的體積
實(shí)驗(yàn)裝置

實(shí)驗(yàn)步驟
a.在集氣瓶內(nèi)加入少量水，并將水面上方空間分為5等份；
b.用彈簧夾夾緊橡皮管；
c.在燃燒匙內(nèi)放入過量的紅磷；
d.點(diǎn)燃燃燒匙內(nèi)的紅磷后，立即伸入瓶中并把塞子塞緊；
e.待紅磷熄滅并冷卻后，打開彈簧夾
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
①紅磷燃燒產(chǎn)生大量白煙；
②冷卻至室溫后打開彈簧夾，水沿導(dǎo)管進(jìn)入集氣瓶，最終水面上升約1/5
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
氧氣體積約占空氣體積的1/5
實(shí)驗(yàn)編號
鐵粉/g
水/mL
活性炭/g
氯化鈉/g
測得10min內(nèi)溫度上升值/℃
1
2
5
0
0
0.1
2
2
5
m
0.1
3.1
3
2
5
0.2
0
22.0
4
2
5
0.2
0.1
56.3
裝置
集氣瓶內(nèi)空氣體積／mL
實(shí)驗(yàn)前燒杯內(nèi)水的體積／mL
實(shí)驗(yàn)后燒杯內(nèi)水的體積／mL
空氣中氧氣的體積百分含量
A
200.0
100.0
59.6
n
B
100.0
100.0
66.0
17.0%
品名：XX牌貼身暖寶寶
成分：袋內(nèi)物質(zhì)：鐵粉、水、活性炭、食鹽等
內(nèi)袋材料：微孔透氣無紡布
外袋材料：不透氣塑料
用法：臨使用前，打開外袋取出內(nèi)袋，直接貼在衣服上，打開外袋后保持溫暖12小時(shí)
硫在氧氣中燃燒
測定空氣中氧氣含量
鐵絲在氧氣中燃燒
探究燃燒的條件
集氣瓶中的水：吸收放出的熱量
量筒中的水：吸收放出的P2O5
集氣瓶中的水：冷卻濺落熔融物，防止集氣瓶炸裂
燒杯中的水：使白磷隔絕空氣

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