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考点提分训练（二）测定空气中氧气含量
一、选择题
1．测定空气中氧气含量的实验如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．集气瓶中的水可以换成细沙
B．红磷的量不足可能导致所测氧气含量偏低
C．将红磷换成铁丝也能达到测定空气中氧气含量的目的
D．最终瓶内剩余的气体是纯净的氮气
2．已知白磷和红磷一样都可以用来测定空气中氧气的含量，且白磷比红磷更易点燃。如图是一
种改进的测定空气中氧气含量的实验装置。下列叙述错误的是（ ）
A．实验前需要检查装置的气密性
B．白磷的作用是消耗试管中的氧气
C．白磷熄灭、试管冷却后再打开止水夹
D．最终量筒中液面约降至40 mL刻度线处
3．用如图装置测定空气氧气的的体积分数。实验步骤为：集气瓶里先装 a 体积的水，在酒精
灯灯焰上把玻璃棒下端加热，装置如图密封。用力把玻璃棒按下与白磷接触，白磷燃烧，开始
时瓶中少量水被压到烧杯中，稍后，烧杯内水又被压入瓶中，燃烧停止后，稍振荡，完全冷却
后，量出集气瓶中水的体积（b）和整个集气瓶体积（c）。下列说法正确的是（ ）
A．集气瓶中预先放的a 体积水仅有液封导管，防止气体受热膨胀逸出的作用
B．该实验测得氧气与氮气的体积比为（b-a）：（c-a）
C．反应过程中集气瓶内液面的变化是先下降后上升
D．燃烧匙中的白磷可以换成细铁丝
4．蜡烛在密闭装置内燃烧至熄灭，利用数字传感器测得该过程中瓶内氧气含量的变化如图所
示。下列说法正确的是（ ）
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A．氧气浓度小于一定值时，蜡烛无法燃烧
B．可用蜡烛燃烧法测定空气中氧气的体积分数
C．最终装置内二氧化碳气体含量是84.51%
D．足量蜡烛燃烧，完全消耗瓶内氧气
5．如图是测定空气中氧气含量的实验。对该实验的认识正确的是（ ）
A．该实验中的铜粉换成硫粉也能够达到实验目的
B．将装置 1 改为装置 2，可使空气与铜粉接触更充分，数据更加准确
C．装置 2 实验中要反复推拉注射器，否则注射器内剩余气体体积会偏小
D．正确操作情况下，反应消耗氧气的体积应该是玻璃管内气体体积的五分之一
6．小雨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，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。下列说法不正确的是（ ）
A．实验时，加热铜丝约20s左右白磷开始燃烧
B．反应时，集气瓶内可观察到产生大量白烟
C．该实验中白磷未将瓶内的氧气完全耗尽
D．倒吸入集气瓶中水的体积等于空气中氧气的体积
7．下图是测定空气组成实验的新设计，测定操作过程为：往有机玻璃管右侧装入足量的食品脱
氧剂（主要成分为活性铁粉），并迅速向管的左侧注入一滴水，测出 AO 的长度为L（图
1
1）。然后轻轻抖动玻璃管，使脱氧剂粉末平铺在玻璃管右侧，待水滴停止移动后，测得 AB 的
长度为L（图 2）。以下说法错误的是（ ）
2
A．该实验是利用铁锈蚀原理测定空气中氧气的体积分数
B．将脱氧剂粉末平铺在有机玻璃管中的目的是加快反应速率
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C．用该方法测得的空气中氧气的体积分数为（L- L）/L×100％
1 2 1
D．用该方法测得的实验结果的精度与有机玻璃管的粗细有关
二、实验探究题
8．为了帮助同学们更好地理解“空气中氧气含量的测定”的实验原理，老师利用传感器技术测
定了实验装置内的压强。
（1）I.用图1装置进行实验，图2是用该装置测得的红磷燃烧过程中瓶内压强、温度和氧气浓
度分别与时间的关系图。
实验步骤如下：
①检查装置气密性：
②在瓶内加入少量水，并将水面上方空间分为5等份：
③用弹簧夹夹紧胶皮管：
④点燃燃烧匙内的红磷后，立即伸入瓶中并把塞子塞紧，观察现象：
⑤待红磷熄灭后，冷却至室温：
⑥打开弹簧夹，观察现象。
红磷燃烧的化学方程式为 。
（2）曲线Y表示 （填“温度”或“氧气浓度”）的变化趋势。
（3）图2中反应开始时瓶中压强瞬间变大的原因是 。
（4）上述步骤中，导致图2中压强曲线DE段气压变化的是步骤 （填序号）。
（5）Ⅱ.食品脱氧剂（以铁粉为主的物质组成）能通过化学反应除去密闭包装袋中的氧气，使
食品处于无氧状态。甲组用如图装置进行实验来测定空气中氧气的含量。下表是实验过程中记
录的有关数据：
实验所需的时间/min 0 5 10 30 35 45
量筒中液面的刻度/mL 50 35 27.5 19.7 19.7 19.7
分析表中数据可知，至少经过 min后，量筒中的液面不再下降。
（6）据表中数据推算，广口瓶中氧气的体积分数约为 。
1
（7）乙组同学的实验用时45min，结果发现广口瓶中收集到的水约为甲组同学的 ，乙组同学
3
造成实验失误的原因可能是 。
（8）与红磷燃烧法相比，用脱氧剂测定空气中氧气含量的优点是 。
9．实验是科学探究的重要方法，如图是测定空气中氧气含量实验的装置图(装置的气密性良
好)，请结合图示回答有关问题。
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（1）硬质玻璃管内发生反应的实验现象是 。该反应的文字表达式是 。
（2）根据下表提供的实验数据，完成下表。
硬质玻璃管中空 反应前注射器中 反应后注射器中 实验测得空气中氧
气的体积 空气体积 气体体积 气的体积分数
25mL 15mL 9mL
（3）为确保密闭容器中的氧气完全反应，可采取的措施有 (答两点)。
（4）若实验完毕后没有回归室温就读取注射器中剩余气体的体积，会导致测得的空气中氧气的
体积分数 (填“偏大”或“偏小”或“不影响”)。
（5）从“测定空气成分中氧气含量的实验思路”分析，进行该实验时，选择药品需要满足的条
件是 。
（6）进行实验时，若硬质玻璃管中空气体积为30mL，反应前注射器中预留空气体积为5mL(其
它操作均无错误)，请你思考该实验能否成功，原因是 。
（7）如下图是兴趣小组利用压力传感器测定空气中氧气含量的装置及压强变化曲线。已知燃烧
匙内为足量红磷。
分析图2，CD段压强发生变化的原因 。分析图2，DE段对应的实验操作
是 。
10．用下图装置(夹持装置已略去)测定空气中氧气的含量。已知：①白磷的燃烧最低温度为
40℃；②带刻度玻璃管读数从上往下增大。
（1）I.实验步骤
检查图1装置的气密性：往管B中加适量水，塞紧管A上端的橡胶塞，调整管B的高度，使管B
内液面高于另一侧液面，过一段时间，当观察到现象： ，说明装置气
密性良好。
（2）如图2所示，将稍过量的白磷放入燃烧匙，塞紧橡胶塞，调整管A与管B内液面处于同一
水平线，读取管B内液面读数V。
0
用激光笔点燃白磷，可观察到管A内现象： ，若白磷燃烧的产物
与红磷相同，则白磷燃烧的文字表达式为： 。待冷却至室温，调整管
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A与管B内液面处于同一水平线，读取管B内液面读数V(如图3所示)。
1
如图4所示，打开管A上端橡胶塞，将管A位置下移，管B上移，至管A中充满水，立即再塞紧
上端橡胶塞，调整管A与管B内液面处于同一水平线，读取管B内液面读数V。
2
（3）Ⅱ.实验评价
与教材实验(装置如右图所示)比较，本实验的优点是 。(写一条)。
（4）若测定氧气的含量小于理论值，则可能的原因是 。
（5）Ⅲ.数据记录与处理
某次实验记录数据如下表，请根据数据计算并填写表中空格。
管A中氧气所占 管A中空气的 空气中氧气含量(用
V/mL V/mL V/mL
0 1 2
的体积(mL) 体积(mL) 数值列式即可)
1.87 8.02 31.60① ② ③
重复3次实验，计算出空气中氧气含量的平均值。
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答案详解
1．B
【解析】A、红磷燃烧生成五氧化二磷，放热，需要用水降温和防止污染，故不能用细沙代替，
该说法错误，不符合题意；B、红磷的量不足，氧气不能消耗完全，可能导致所测氧气含量偏
低，该说法正确，符合题意；C、铁丝在空气中不能燃烧，故不能将红磷换成铁丝，该说法错
误，不符合题意；D、红磷燃烧消耗氧气，空气中除了氧气外，还含有氮气、稀有气体等，该说
法错误，不符合题意。故答案为：B.
2．D
【解析】A、实验前需要检查装置的气密性，防止装置漏气造成实验误差，故A不符合题意；
B、白磷燃烧消耗氧气，所以白磷的作用是消耗试管中的氧气，故B不符合题意；
C、白磷熄灭、试管冷却后再打开止水夹，否则试管内的气体受热膨胀，占据了一定的空间，会
使进入水的体积偏小，故C不符合题意；D、空气中氧气的体积约占空气体积的五分之一，故进
1
入试管的水的体积大约是130mL× =26mL，所以终量筒中液面约降至24mL刻度线处，故D符合
5
题意；故答案为：D。
3．C
【解析】A、集气瓶中预先放的a体积水有液封导管、防止气体受热膨胀逸出和反应后能使装置
的温度迅速降低的作用，不符合题意；B、该实验中，流入集气瓶内的水的体积等于原瓶内氧气
的体积，所以氧气体积为：(b-a)，因此测得氧气与空气的体积比为(b-a)：(c-a)，不符合题
意；C、磷燃烧放出大量热，使气体体积膨胀，反应过程中集气瓶内液面的变化是先下降，降温
后气体减少，压强变小，烧杯中的水倒流入集气瓶内，液面上升，符合题意；D、燃烧匙中的白
磷不可以换成细铁丝，因为铁不能在空气中燃烧，不符合题意；故答案为：C。
4．A
【解析】A、当由瓶内氧气含量的变化图，当氧气的体积分数为15. 94%时，蜡烛熄灭，说明氧
气的浓度低于一定值时，蜡烛无法燃烧，说法正确，符合题意；B、当氧气的体积分数为15.
49%时，蜡烛熄灭，且蜡烛燃烧会生成气体，该方法不能用于测定空气中氧气的体积分数，说法
错误，不符合题意。C、蜡烛燃烧生成二氧化碳和水，蜡烛熄灭后瓶内不会只剩下二氧化碳，还
应含有氮气、氧气、稀有气体、水蒸气等，所以最终装置内二氧化碳气体含量低于84.51%，说
法错误，不符合题意；D、由瓶内氧气含量的变化图，当氧气的体积分数为15. 49%时，蜡烛熄
灭，蜡烛熄灭时并没有消耗装置内所有的氧气，说法错误，不符合题意。故答案为：A.
5．B
【解析】A：硫燃烧生成二氧化硫气体，无法形成压强差，不能替换铜粉。B：装置2通过注射
器推拉使空气与铜粉接触更充分，测量更准确。C：反复推拉注射器是为了使氧气完全反应，若
未操作，剩余气体体积偏大（氧气未耗尽）。D：反应消耗氧气的体积应为装置内（玻璃管+注
射器）空气总体积的1/5，而非仅玻璃管内。
6．D
【解析】A、由图乙可知，20s左右氧气的体积分数开始减小，则说明20s左右白磷开始燃烧，
不符合题意；B、反应时白磷燃烧，产生大量白烟，不符合题意；C、图乙中当氧气体积分数降
至8.6%时不再变化，说明白磷未将瓶内的氧气完全耗尽，不符合题意；D、因白磷燃烧未将氧
气完全消耗，所以进入的水的体积不等于空气中氧气的体积，符合题意。
故答案为：D。
7．C
【解析】A、食品脱氧剂（主要成分为活性铁粉），铁生锈是铁和氧气和水共同作用的结果，铁
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锈蚀消耗氧气，反应结束后，玻璃管中减少的气体体积等于消耗氧气的体积，据此得出空气中
氧气的体积分数，则该实验是利用铁锈蚀原理测定空气中氧气的体积分数，故A不符合题意；
B、将脱氧剂粉末平铺在有机玻璃管中的目的是增大脱氧剂与氧气的接触面积，使反应更快更充
分，则将脱氧剂粉末平铺在有机玻璃管中的目的是加快反应速率，故B不符合题意；C、根据题
意，反应结束后，玻璃管中减少的氧气体积是图2中AB段，测得 AB 的长度为 L，则该方法测
2
L
得空气中氧气的体积分数为
2×100%
，故C符合题意；D、玻璃管粗一点，脱氧剂与氧气的
L
1
接触面更大，玻璃管中的氧气消耗越完全，测定结果越准确，因此用该方法测得的实验结果的
精度与有机玻璃管的粗细有关，故D不符合题意。
故答案为：C。
点燃
8．（1）4P+5O = 2P O
2 2 5
（2）氧气浓度
（3）红磷燃烧放热，气体膨胀，导致瓶中压强瞬间变大
（4）⑥
（5）30
（6）20.2%
（7）装置漏气或脱氧剂量不足或脱氧剂失效等
（8）装置始终密闭，减少了误差，使测定结果更准确；操作简便；环保等合理即可
点燃
【解析】（1）红磷燃烧生成五氧化二磷，反应的化学方程式：4P+5O = 2P O 。
2 2 5
（2）根据红磷燃烧实验分析，随着红磷燃烧氧气浓度逐渐减少，所以曲线Y表示氧气浓度的变
化趋势。
（3）图2中反应开始时瓶中压强瞬间变大的原因是：红磷燃烧放热，集气瓶中气体受热膨胀，
导致瓶中压强瞬间变大。
（4）红磷燃烧放出热量，温度升高装置内气体受热膨胀，压强迅速增大，随着反应结束温度下
降以及氧气的消耗，压强减小，打开弹簧夹，烧杯的水进入瓶中压强增大，所以导致图2中压
强曲线DE段气压迅速增大变化的是步骤打开弹簧夹，即⑥。
（5）分析表中数据可知，30min后，量筒中水的体积不变，所以至少经过30min后，量筒中的
液面不再下降。
（6）据表中数据推算，广口瓶中氧气体积=50mL-19.7mL=30.3mL，故广口瓶中氧气的体积分数
=30.3mL÷150mL×100%=20.2%。
1
（7）乙组同学的实验用时45min，结果发现广口瓶中收集到的水约为甲组同学的 ，乙组同学
3
造成实验失误的原因可能是装置漏气或脱氧剂量不足或脱氧剂失效等。
（8）与红磷燃烧法相比，用脱氧剂测定空气中氧气含量的优点是：装置始终密闭，减少了误
差，使测定结果更准确；操作简便；无污染更环保等。
加热
→
9．（1）红色的铜粉变黑；铜+氧气 氧化铜
¿
¿
（2）15%
（3）铜粉足量，反复推拉注射器活塞
（4）偏小
（5）只能与空气中的氧气反应，且生成物为固体
（6）不能成功。因为无法通过针筒的读数，确定消耗的氧气体积
（7）氧气消耗，温度降低；温度回归室温后，打开弹簧夹
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10．（1）液面差没有变化(其他合理答案也可以)
点燃
（2）白磷燃烧一段时间后熄灭，管A内液面先下降后上升；磷+氧气 五氧化二磷
→
（3）污染小(或精确度高等其他合理答案也可以)
（4）装置漏气（合理答案即可）
6.15mL
（5）6.152；9.73； ×100%
29.73mL
【解析】（1）往图1装置管B中加适量的水，塞紧管A上端的橡皮塞，调整带刻度玻璃管的高
度，使管B内液面高于另一侧液面，过一段时间，当观察到液面差没有变化，说明装置气密性
良好；（2）用激光笔点燃白磷，白磷的温度达到了其着火点，白磷燃烧放出热量，气体体积膨
胀，所以管A中的液面下降；耗尽氧气后，白磷熄灭，由于白磷燃烧消耗了氧气，导致装置的
压强减小，所以管A内的液面又上升；白磷燃烧生成二氧化碳，反应的文字表达式为：磷+氧气
点燃
五氧化二磷；（3）与教材实验（如图所示）比较，本实验始终是在气密容器内进行的，
→
污染小；再者细玻璃管的刻度精密，使测定结果精确度高； （4）白磷量不足、装置漏气等会
导致装置中的氧气未完全消耗，导致测出的空气中氧气的含量小于理论值；（5）如图2所示，
将稍过量的白磷放入燃烧匙，塞紧橡胶塞，调整管A与带管B内液面于同一水平线，读取带刻
度玻璃管内视数V；用激光笔点燃白磷，白磷燃烧熄灭冷却至室温，调整管A与管B内液面处
0
于同一水平线，读取管A内视数V（如图3所示），液面变化体积即为消耗的氧气体积，为V-
1 1
V=8.02mL-1.87mL=6.15mL；如图4所示，打开管A上端橡胶塞，将管A位置下移，管B上移，
0
至管A中充满水，立即再塞紧上端橡胶塞，调整管A与管B内液面处于同一水平线，读取带管B
内视数V，液面变化的气体即为空气的体积，为V-V=31.60mL-1.87mL=29.73mL；空气中氧气
2 2 0
6.15mL
含量为： ×100%。
29.73mL
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9
