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1. 为了帮助同学们更好地理解测定空气中氧气含量的实验原理。老师利用传感器技术测定了实验装置内的压强、温度和氧气浓度，三条曲线变化趋势如图所示。

(1) 集气瓶中水除了吸热降温以外，还有作用。
(2) X曲线表示压强变化趋势，Y曲线表示的变化趋势。
(3) 结合Y、Z两条曲线，解释AB段压强变化的原因，造成CD段变化的操作是。
【考点】
空气的成分及探究;
【答案】

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实验探究题 普通
能力提升
真题演练
换一批
1. 利用如图甲所示的装置测定空气中氧气的含量。（装置气密性良好；白磷足量；用凸透镜聚光照射使白磷燃烧）。

甲

(1) 【实验原理】以下是某学习小组建立的解决“测量混合气体中某种气体成分体积分数”类问题的思维模型：

实验中属于“转化或吸收待测气体，减小体系内压强”这思维模型环节的步骤是____；（用字母表示）

 A. 塞紧瓶塞并关闭弹簧夹 B. 凸透镜照射使白磷燃烧 C. 打开弹簧夹让水进入集气瓶
(2) 【药品替换】某小组同学选择含铁粉的食品脱氧剂（常温下可直接与氧气反应）替换白磷进行实验，最后得到了理想的实验效果。用氧气传感器测得用两种不同药品做实验时集气瓶中氧气的体积分数，并得到随时间的变化曲线如图乙所示。

乙

根据图乙信息说明替换药品后实验的优势为，从而提高了实验结果的精确度；
(3) 【装置改进】在替换药品的基础上，同学们还对装置进行了优化；如图丙，锥形瓶的体积；在量筒中加入体积为的红墨水，导管的一端浸入量筒液面以下；将食品脱氧剂平铺在拱型支架上，放入锥形瓶中，并迅速塞紧塞子，使瓶中导管末端伸入维形瓶底部；数小时后，待量筒液面不再下降，读出量筒读数为；

丙

则空气中氧气的体积分数可用、、表示为。
实验探究题 普通
2. 研习小组设计了图示实验装置，完成燃烧条件的探究和空气中氧气含量的测定（注：装置中注射器活塞与内壁摩擦忽略不计）。实验步骤：

①检查装置气密性；

②将盛有足量白磷的燃烧匙放入空集气瓶中，塞紧塞子，白磷不燃烧；

③打开集气瓶塞子，往瓶中倒满80℃的热水，并塞紧塞子，白磷仍然不能燃烧；

④打开K1和K2 ， 通过注射器从b管抽出80℃的热水，当瓶中液面刚低于燃烧匙底部时，立即关闭K1、K2 ， 发现瓶中白磷燃烧，读取此时注射器中水量为V1毫升；

⑤待整个装置冷却至室温时，打开……，待注射器中示数稳定后，读取剩余水量V2毫升。（1）白磷燃烧会产生大量白烟，白烟的成分是____。

(1) 实验步骤③和④进行对照，说明白磷燃烧需要。
(2) 步骤⑤中“……”处内容是(选填“K1”“K2”或“K2、K2”）。
(3) 多次重复上述实验，测得空气中氧气的体积分数却远大于21%，原因是。
实验探究题 普通
3. 测量空气中氧气体积分数实验的思维模型如下：封闭空间——消耗氧气——气压减小——观察现象。项目化学习小组按图甲完成氧气含量测定的实验时，发现进入集气瓶的水量低于“1”刻度线。为提高氧气含量测定的精准度，展开了如下研究。

[误差分析]几位同学对测量值偏小原因的分析如下：

甲：红磷的量不足，未能把瓶内氧气耗尽；

乙：将燃烧匙伸入集气瓶瞬间，部分空气逸出；

丙：实验前导管中有空气，实验后一部分本应进入容器的水滞留在导管中；

丁：由于广口瓶的形状造成很难均分五等份，影响测量结果；

(1) 以上原因分析中，其中一位同学的观点被大家一致否定。你认为是（选填”甲”“乙"“丙"或”丁”）的观点。
(2) [方案改进]根据以上讨论，为减少实验误差，提高实验结果的精准度，学习小组间学设计了图乙改进装置（已知：红磷的着火点是240℃，无毒辣；白磷的着火点是40℃，有剧毒辣）。比较图甲、图乙的实验方案，下列关于图乙实验方案叙述正确的是____。 A. 利用者火点更低的白磷并采用加热后的玻璃棒“内引燃”，建立封闭空间使实验结果更精准 B. 可以解决图甲方案中一部分水滞留在导管中带来的误差问题 C. 改用量筒内水的体积变化来确定消耗氧气的体积，使测蛩结果更精准 D. 彻底地解决了实验的安全性问题，符合绿色化学理念
(3) [问题反思]小组同学多次实验，测量值总是小于五分之一。经过老师指导，小组同学讨论后认为，可以从模型中“消耗氧气”的方法入手给实验做进一步改进。

[资料]暖宝宝是利用铁粉在空气中氧化的原理制成。

[方案迭代]讨论后，项目组设计了如图丙所示的装置，用暖宝宝粉代替红磷，利用铁粉在空气中氧化的原理进行实验。操作步骤如下：①将滤纸用水浸润后黏附在针筒内壁；②把暖宝宝粉倒入针筒，轻轻转动，使涂抹均匀：⑨涂上凡士林，将活塞插入针筒，盖上橡皮帽，观察并记录活塞移动情况。实验过程中利用传感器测得甲、丙两个实验中氧气的体积分数随时间变化如图丁所示。结合图丁从消耗氧气的方法角度分析，图丙方案比图甲方案测定结果更精准的原因是。

[心得交流]科学探究需要不断根据结果反思探究过程，优化方案，实现方案的迭代更新。
实验探究题 困难