人类对空气成分的探究经历了艰辛的过程。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。

1. 人类对空气成分的探究经历了艰辛的过程。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。

(1) 18世纪拉瓦锡为研究空气成分，用图1所示装置持续加热12天，直到曲颈瓶中红色粉末不再增加。关于该实验分析不合理的是 (填标号)。 A. 装置内两处容器中汞的作用相同 B. 曲颈瓶中汞的用量可能会影响实验结果 C. 使用汞的优点之一是，在加热条件下汞只和氧气反应。 D. 实验前后必须测量曲颈瓶和玻璃钟罩内的气体体积

(2) 图2是仿照拉瓦锡钟罩实验原理设计的装置。

①实验前，图2装置检查气密性的具体操作为。

②实验时，红磷燃烧的化学符号表达式为。

③误差分析，如果没有弹簧夹，实验结果会(填“偏大”“偏小”或“不变”)。

(3) 凯凯同学对图2实验装置进行了改进，设计了下图所示实验。反应前注射器活塞在20mL刻度线处，玻璃管内空气总体积为70mL(反应前气球内空气已排净)，相关实验数据记录如下，请回答：

时间/min	0	1	3	5	7	9	10
注射器读数/mL	20.0	34.0	30.0	18.0	8.6	4.0	4.0

①根据实验数据计算空气中氧气的体积分数为(计算结果精确到0.1%)。

②实验结束后，发现实验结果与理论值( $\text{[math]}$ )差别较大，你认为导致这一结果的原因可能是(只写一条)。

【考点】

空气的组成; 测定空气中的氧气含量;

【答案】

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实验探究题困难

1. 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。

(1) 硬质玻璃管内发生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。

硬质玻璃管中空气的体积	反应前注射器中空气体积	反应后注射器中气体体积	实验测得空气中氧气的体积分数
25mL	15mL	9mL

(3) 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（忽略气球体积变化），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”）。

(4) 进行实验时，若硬质玻璃管中空气体积为25mL，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。

(5) 如图1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。

实验探究题普通

2. 为探究空气中氧气的体积分数，某实验小组同学设计了如图所示实验，白磷在空气中很容易燃烧，生成五氧化二磷固体。据图回答：

(1) 闭合电源开关后，电阻丝发热，白磷燃烧；装置冷却到室温，可观察到 $\text{[math]}$ 型管内左侧液面上升至刻度处；

(2) 通过这个实验得出的结论是氧气约占空气体积的；

(3) 实验完毕后， $\text{[math]}$ 型管左侧管内剩余的气体主要是；该气体（填“难”或“易”）溶于水。

实验探究题普通

“空气里氧气含量测定”再探究。

【回顾历史】

（1）二百多年前，法国化学家拉瓦锡通过用金属汞在空气中加热生成氧化汞等实验，第一次明确得出了空气是由氮气和氧气组成的，其中氧气约占空气总体积的结论。关于该实验的分析正确的有（填字母）。

A．实验过程中没有污染

B．由该实验可知空气是混合物

C．该反应中，原子种类，分子种类都没有发生改变

【重温教材】实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量（装置如图1）。

（2）①按图1装置进行探究，实验开始前应先进行的操作是；

②红磷燃烧的符号表达式为；

【交流反思】用该方法实际测得的氧气含量常常低于理论值。

【提出问题】用红磷燃烧的方法测得的氧气含量低于理论值的原因是什么？

【实验探究】查阅资料后，学习小组进行如下实验：如图2所示，接通电源，用高压点火装置引燃足量红磷，利用传感器技术实时测定实验过程中装置内的压强、温度和氧气浓度，得到三条曲线，变化趋势如图3所示。

（3）Y曲线表示（填“温度”或“氧气浓度”）变化趋势；

（4）X曲线表示压强变化趋势， $\text{[math]}$ 段压强变大，D点对应的操作是；

【实验结论】

（5）由图3可知，用红磷燃烧的方法测得氧气含量偏低的原因是。

实验探究题普通