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2024年中考复习微专题
专题23：测定空气中氧气的含量
1．如图为“测定空气里氧气含量”的实验装置。下列说法正确的是
A．实验中的红磷可以换成木炭
B．红磷熄灭后，应立即打开弹簧夹
C．红磷熄灭后，集气瓶内气体只剩氮气
D．红磷的量不足会导致测定结果偏小
2．下列各组实验不能达到实验目的的是
A．测定空气中氧气的含量
B．验证质量守恒定律
C．比较合金与纯金属的硬度
D．探究铁生锈的条件
3．化学兴趣小组设计如下图所示的装置测定空气中氧气的含量。胶头滴管中的水滴入生石灰一段时间后，试管内的白磷（白磷的着火点为40℃）开始燃烧，待白磷熄灭并冷却至室温后打开弹簧夹。下列关于该实验的说法错误的是
A．试管中的细沙可防止试管炸裂
B．胶头滴管中的水和注射器中的水作用相同
C．若实验测得氧气的体积分数偏低可能是试管中白磷的量不足
D．若注射器中的水最终减少了10mL，说明空气中氧气的体积分数约为20%
4．智能手机APP采集数据可用于“测定空气中氧气的含量”实验。实验装置如下图所示，使用激光笔引燃烧杯内的红磷，观察并记录智能手机气压计和数字温度计的数值变化，记录如下。下列说法错误的是
实验编号 ① ② ③
反应前压强P始/hPa 989.0 989.1 988.9
反应中最大压强/hPa 1092.1 1093.0 1091.9
反应后压强P终/hPa 804.1 805.2 804.0
消耗氧气含量/% 18.7 18.6 18.7
A．实验前需检查装置气密性
B．反应中压强变化的原因是红磷燃烧消耗氧气
C．红磷燃烧时产生大量白烟
D．根据表中数据分析可知红磷燃烧不能将氧气完全耗尽
5．有关下列实验中水的作用的说法，错误的是
A． 防止高温熔融物溅落炸裂瓶底
B． 只是让热水中的白磷隔绝空气
C． 吸收生成的二氧化硫，防止污染空气
D． 通过集气瓶中水的体积变化，测出空气中氧气所占体积比
6．下列图像能正确反映其对应关系的是
A．向等质量的铁粉和锌粒中分别加入过量的稀硫酸
B．等质量的镁和氧气在点燃条件下充分反应
C．在密闭容器中用红磷测定空气中氧气的含量
D．将水通电电解一定时间
7．利用图甲所示装置可以测定空气中氧气的体积分数，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．t1s-t2s压强迅速升高到最高点，容器中温度保持不变
B．t2s-t3s压强迅速下降，只是瓶内氧气被消耗的过程
C．根据t4s时瓶内的气压值，能计算出氧气约占空气质量的五分之一
D．t5s后的实验操作是打开弹簧夹使水进入瓶内的过程
8．某兴趣小组用燃磷法测定空气中氧气的含量如图1，用氧气传感器测得密闭容器内氯气浓度的变化如图2所示。利用高能激光笔照射燃烧匙上的红确，红磷开始燃烧，一段时间后熄灭，氧气浓度变化如曲线ab段；待装置恢复至原来温度后，将装有足量白磷的燃烧匙提出水面，一会儿，白磷居然也燃烧了，最后白磷熄灭，氧气浓度变化如曲线bc段。下列说法错误的是
A．燃烧时红磷消耗氧气能力＞白磷消耗氧气能力
B．该实验说明物质燃烧时氧气必须达到一定浓度
C．说明燃磷法不能准确测定空气中氧气的含量
D．氧气浓度为5.1%时容器中的气体主要是氮气
9．某兴趣小组利用氧气浓度传感器探究不同物质在空气中燃烧的耗氧量情况。足量蜡烛和红磷分别在相同的密闭容器中燃烧，测定的氧气的体积分数变化如图所示。下列判断正确的是
A．蜡烛燃烧过程中，a点时容器内氮气的体积分数为84%
B．红磷燃烧过程中，b点和c点时容器内物质的总质量相等
C．燃烧后，两容器中氧气均未耗尽，红磷耗氧量较少
D．若将足量蜡烛和红磷放在同一密闭容器中燃烧，氧气的体积分数可降至3%
10．如图甲装置探究磷在空气中燃烧及氧气浓度的变化。用激光笔照射，红磷燃烧直至熄灭；待装置冷却，将白磷提出水面，再用激光笔照射白磷，白磷燃烧，其氧气含量变化如图乙。下列说法正确的是
A．图甲中热水温度不能超过40℃
B．分析图乙，说明红磷燃烧主要发生在AB段
C．分析BC、CD段说明“不同物质燃烧需要氧气的浓度不同”
D．该实验说明红磷燃烧的方法不能精准测定空气中氧气的含量
11．某实验小组用如图所示的装置探究空气中氧气的含量，已知白磷的着火点约为40℃。
(1)实验时将锥形瓶放入80℃的热水中，观察到锥形瓶中的现象是 。
(2)装置冷却至室温后打开弹簧夹，观察到的现象是 。
(3)打开弹簧夹前，气球的大小如何变化？ 。
12．【空气主题学习】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200mL，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。
(1)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体积除以200mL等于空气中氧气的含量”。据图乙分析，此说法 (选填“正确”或“错误”)，说明理由： 。
【二氧化碳主题学习】同学们设计实验探究二氧化碳的性质，请你参与探究并回答下列问题：
(4)实验一：两个大量筒中分别充满CO2和空气，充满CO2的量筒是 (填“A”或“B”)，说明二氧化碳具有的性质是 。
(5)实验二：拧紧盖振荡，软塑料瓶变瘪因为 。
(6)实验三：实验的目的是 。一段时间后，观察到Y型管右侧湿润的紫色石蕊试纸 。
13．下图是初中化学常见的几个实验，按要求回答问题。
(1)图一为电解水实验，a玻璃管中收集到的气体为 。
(2)图二中能直接用于验证质量守恒定律的是 (填“甲”或“乙”)。
(3)图三装置的玻璃管中空气体积为25mL，反应前注射器活塞位于10mL刻度处，反应完毕后，注射器活塞位于3mL刻度处(反应前后气球都是瘪的)，则该实验测得空气中氧气的体积分数为 。若铜粉的量不足，会使测得的氧气体积分数 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
14．注射器是创新实验中常用的仪器，下面是利用注射器改进初中化学常见实验的装置图。
改进实验一、利用图1测定空气中氧气含量(注射器的摩擦忽略不计)。
【实验步骤】
I.连接装置。注射器b的活塞推至底端，注射器a的活塞从20mL处向外拉，松手。
Ⅱ.向玻璃管中加入足量白磷，点燃酒精灯，交替推拉两个注射器。
【实验记录】
实验前 实验后(冷却至空温)
a中气体体积/mL 20 10.5
b中气体体积/mL 0 0
(1)I中，观察到 ，证明装置气密性良好；Ⅱ中，白磷燃烧的现象是 。
(2)玻璃管中空气体积是30mL。空气中氧气的体积分数的计算式为 。
(3)实验中注射器的作用是 (填序号)。
A．推拉注射器，使氧气与白磷充分接触
B．读取气体的体积
C．调节装置内压强
改进实验二、利用图2装置验证可燃物的燃烧条件。
I.打开K，先通入N2，排除装置内空气再点燃酒精灯，红磷不燃烧。
Ⅱ.关闭K，熄灭酒精灯冷却到室温，加入适量过氧化氢溶液至凹槽内。
Ⅲ.再次点燃酒精灯，红磷燃烧。
(4)步骤Ⅱ中发生反应的化学方程式为 。
(5)对比I和Ⅲ的实验现象，说明可燃物燃烧条件之一为 。
15．空气中氧气含量测定再认识。
任务一：实验回顾
图1中集气瓶容积为150mL，预先装入了50mL的水。
(1)利用图1装置检验气密性的方法是：打开导管活塞，将导气管放入盛水的烧杯中，双手紧贴集气瓶外壁， ，则说明装置气密性良好。
(2)若实验非常成功，冷却后，打开弹簧夹，最终集气瓶中水的体积约为 mL。
任务二：寻找红磷的替代物
利用图2所示装置分别使用红磷、白磷和食品脱氧剂来测量空气中氧气的体积分数，实验采集数据见图3。
(3)根据图3提供的信息，下列说法错误的是______。
A．三个实验效果最好的是“食品脱氧剂”，因为它消耗氧气更加彻底
B．当氧气浓度减小到一定程度时，就不能再支持红磷与白磷燃烧
C．相比于红磷，用白磷测定氧气含量结果更准确
D．若用红磷与白磷做实验，测得空气中氧气含量偏高
【反思交流】
(4)在课堂上进行演示实验时，选择“白磷”比较妥当，理由是 。
【实验拓展】
(5)小组的同学做完实验后又尝试用蜡烛重新做了上述实验，认为不能选用蜡烛进行实验，其原因可能是 。
16．兴趣小组同学研究空气中氧气含量的测定。
(1)按照教材进行红磷燃烧法（如图），该反应的化学反应方程式为 ，经测定氧气残留为8.89%，理论上进入集气瓶的水量 瓶内气体总体积的21%（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
(2)按照图用木条燃烧法测定空气中氧气含量。利用火柴点燃木条，并将橡胶塞迅速插入集气瓶口，观察氧气数据曲线变化如下图。点燃木条后，氧气含量曲线上有小幅度上升，原因是：木条燃烧使瓶内空气膨胀、压强升高，导致短时间内透过氧气传感器敏感器件的氧气分子 （选填“减少”或“增加”）。
(3)按照下图用蜡烛燃烧法测定空气中氧气含量。用点火枪点燃钟罩内的蜡烛，观察氧气数据曲线变化如图。由图可知，蜡烛燃烧对氧气含量的要求 木条燃烧（选填“低于”或“高于”）
(4)按照图1用“暖宝宝”内芯材料测定空气中氧气含量。观察到氧气数据曲线变化如图2。“暖宝宝”内芯中的主要成分是铁粉、氯化钠、木炭粉、水等，接触空气之后，立即发生氧化反应，其主要产物为 （填化学式），从图2中温度曲线a可知该反应 。综合以上实验可知以下物质的氧气消耗率最高的是 。
A．红磷 B．木炭 C．蜡烛 D．“暖宝宝”内芯材料
(5)将图1装置改成图2装置，加入适量滴有红墨水的水于U型管，调节左右管高度，使两管液面相平，且左管液面距顶部橡胶塞底面距离为20cm后。制作装有不同比例混合均匀的铁粉和木炭粉的滤纸袋5个，用相同浓度的氯化钠溶液润湿后，用订书钉将滤纸袋固定于顶部橡胶塞底部，分别测量每组反应后左管液面上升高度至c厘米所需时间如右表。则c较合理的数值为 ，由表可知用来测定空气中氧气含量时铁粉和木炭粉的最佳质量比为 （填写最简比）。
组别 铁粉质量/g 木炭粉质量/g 液面上升所需时间/min
1 2.0 2.5 20
2 1.5 3.0 20
3 3.0 1.5 12
4 3.5 1.0 11
5 4.0 0.5 15
17．拉瓦锡被称为近代化学之父，他通过定量实验发现了空气的组成、水的组成和质量守恒定律。
【材料一】1774年，拉瓦锡通过加热曲颈甑中的水银（如图1）进行定量研究，证明了空气的组成。
【材料二】1785年，拉瓦锡将水蒸气通入一根红热的铁质枪管（如图2），将水转化为氢气，同时生成四氧化三铁，证明了水的组成。
【材料三】1774年，拉瓦锡将45.0份质量的氧化汞加热分解，恰好得到41.5份质量的汞和一定质量的氧气，发现了质量守恒定律。
(1)如图1装置所示，汞槽中汞的作用之一是 。通过该实验，拉瓦锡得出了空气由氧气和氮气组成，氧气约占空气总体积 的结论。
(2)图2红热的铁质枪管中发生反应的化学方程式为 ；集气瓶中水的作用是 ；验证产生的气体是氢气的方法是 。该实验可以得出水是由 元素组成的。
(3)分析材料三拉瓦锡所做的实验，他得到的氧气的质量为 份。
【重走探究路】小组学生在学习了拉瓦锡所做的实验后，设计如图3所示实验验证空气组成和质量守恒定律。进行如下操作：
①检查装置的气密性，在小坩埚内装足量的红磷，关闭弹簧夹，用电子天平称量装置连同药品的总质量；
②用放大镜点燃红磷，红磷熄灭并冷却后，将装置再次放到电子天平上称量，质量不变；
③将导管放到装水的烧杯中，打开弹簧夹。
(4)小组同学选择将金属汞换成红磷完成实验，是因为汞 。红磷燃烧的现象是 。
(5)若红磷的量不足，会对哪个实验结论产生影响 （填字母，下同）；若装置漏气，会对哪个实验结论产生影响 。
A．空气组成 B．质量守恒定律
18．为完成“金属铜化学性质的探究”实践性作业，学习小组开展了如下活动。
【查阅资料】①酒精灯体内燃料为乙醇，俗称酒精（化学式为 C2H5OH）。
②氧化铜呈黑色，能与稀硫酸反应生成硫酸铜和水。
【动手操作】夹取铜片放在酒精灯火焰加热，观察到铜片变黑。
(1)有同学认为铜表面的黑色物质可能是附着的烟灰，理由是 。也有同学认为黑色物质是铜反应生成的新物质。于是，又继续进行了以下的探究活动。
【探究活动一】铜与氧气的反应
实验一：用银白色的金属铝箔将铜片严密包裹压紧，不留空隙。然后加热，再放冷，打开包裹的铝箔，观察到铜片不变黑。
(2)实验一加热前，对铜片进行预处理的目的是 。
实验二：如图 1，将足量的铜粉置于硬质玻璃管中，利用氧气传感器测定加热过程中装置内氧气含量的变化情况，采集到的数据如图 2 所示。
(3)实验中气球的作用是 。
(4)分析曲线，从 （填字母）段可知实验装置的气密性良好；CD 段氧气含量下降的原因是 。
【探究活动二】黑色物质的成分
将一段光亮铜片装入敞口的试管中，用酒精灯火焰加热一段时间，观察到铜片变黑。取下试管，冷却后用白色纸巾反复擦拭试管外壁，纸上无明显现象。往试管中倒入适量稀硫酸，观察到溶液逐渐由无色变为蓝色。
(5)铜片上的黑色物质不可能是炭黑，判断的依据是 。
(6)结合资料，观察到“溶液由无色变为蓝色”的原因是 （用化学方程式表示）。
(7)反思上述探究，有同学提出质疑：铜是否会与稀硫酸反应使溶液变为蓝色？
该同学认为还需要再补充一个实验，请你写出实验设计的方案： 。
19．学习了测定空气中氧气含量的实验后，小华同学利用镁条替代红磷重新进行实验。结果测得空气中氧气的含量大于1/5，于是他和化学小组同学对这一异常现象进行了探究。
【提出问题】空气中除了氧气，是否有其他成分与镁条反应？
【实验过程】同学们设计并进行下图所示实验（装置气密性良好，部分固定装置已省略）。
(1)请完善下面表格。
实验操作 实验现象 实验结论
①点燃燃烧匙内足量的红磷，并迅速伸入硬质玻璃管中（如图1所示） 红磷燃烧，产生大量的白烟，直到装置冷却后，整个过程中玻璃管内液面变化是 空气中氧气约占空气总体积的1/5
②待上述实验结束后，向水槽中加水至硬质玻璃管内外液面高度一样，点燃图2所示的镁丝，并迅速替换图1的燃烧匙 镁丝燃烧，发出暗红色火焰，生成淡黄色粉末 镁能够与氮气反应
【交流讨论】
(2)步骤①中红磷的作用是 。
(3)查阅资料得知，上述实验得到的淡黄色固体是，写出生成该物质的反应的化学方程式： 。
【提出疑问】
(4)小明同学认为上述实验不足以得出淡黄色固体是镁和氮气反应的结论，因为空气中含有其他成分，大家讨论后，首先排除稀有气体，因为稀有气体化学性质 。于是，大家推测可能是空气中体积分数占的X气体，X气体是 （化学式）。
【继续实验】将打磨光亮的镁丝绑在铁丝上，并在酒精灯上引燃后伸入盛有X气体的集气瓶中，观察到镁条剧烈燃烧，产生白色固体和黑色颗粒（铁丝不反应），从而得出黄色固体的形成与X气体无关。
【总结反思】
(5)①在探究空气中氧气含量实验的药品选择上，选择的物质只能与空气中的氧气反应，且生成固体物质。
②通过上述实验探究过程，写一点你对燃烧的条件的新认识： 。
20．如图所示，氧气能与相连的物质发生化学反应。
(1)氢气在点燃前需要 。
(2)写出Mg与氧气反应的化学方程式 。
(3)若x为天然气的主要成分，其化学式为 。
(4)利用红磷的燃烧可测定空气中氧气的含量，装置如图1。已知集气瓶的容积为350mL，实验时先在集气瓶中加入50mL水。
①待红磷熄灭并冷却至室温后打开弹簧夹，最终集气瓶中水的体积大约为 mL，说明实验成功。
②下列有关该实验的说法中，正确的是 （填字母）。
A．实验过程中可以不使用弹簧夹 B．燃烧匙内的红磷可以换成木炭
C．该实验可以说明氮气难溶于水 D．若装置漏气，会使测定结果偏小
③对于图1实验，小秦同学进行了改进与创新，实验过程如图2所示。改进实验与图1实验相比，明显的优点是 （写一条即可）。
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专题23：测定空气中氧气的含量
1．如图为“测定空气里氧气含量”的实验装置。下列说法正确的是
A．实验中的红磷可以换成木炭
B．红磷熄灭后，应立即打开弹簧夹
C．红磷熄灭后，集气瓶内气体只剩氮气
D．红磷的量不足会导致测定结果偏小
【答案】D
【详解】A、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，不能用来测定空气中氧气含量；故A错误；
B、红磷熄灭后，不能立即打开止水夹，以防止此时剩余的气体在受热状态下，处于膨胀状态，占据了部分水的体积，测定结果偏小；故B错误；
C、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；故C错误；
D、红磷量不足，不能完全消耗完瓶内氧气，测定结果偏小；故D正确。
故选D。
2．下列各组实验不能达到实验目的的是
A．测定空气中氧气的含量
B．验证质量守恒定律
C．比较合金与纯金属的硬度
D．探究铁生锈的条件
【答案】B
【详解】A、红磷本身是固体，能在空气中燃烧，生成五氧化二磷固体，没有生成新的气体，可用于测定空气里氧气的含量，故选项实验能达到实验目的。
B、稀盐酸和碳酸钠反应生成二氧化碳气体，反应后二氧化碳气体逸出，反应后烧杯中的物质质量减少，不能直接用于验证质量守恒定律，故选项实验不能达到实验目的。
C、合金的硬度比组成它的纯金属的硬度大，可用互相刻画的方法比较合金和纯金属的硬度，故选项实验能达到实验目的。
D、铁与氧气、水共同接触会生锈，通过①②对比说明铁生锈需要氧气，通过①③对比说明铁生锈需要水，通过①②③对比共同说明铁生锈需要氧气和水。
故选：B。
3．化学兴趣小组设计如下图所示的装置测定空气中氧气的含量。胶头滴管中的水滴入生石灰一段时间后，试管内的白磷（白磷的着火点为40℃）开始燃烧，待白磷熄灭并冷却至室温后打开弹簧夹。下列关于该实验的说法错误的是
A．试管中的细沙可防止试管炸裂
B．胶头滴管中的水和注射器中的水作用相同
C．若实验测得氧气的体积分数偏低可能是试管中白磷的量不足
D．若注射器中的水最终减少了10mL，说明空气中氧气的体积分数约为20%
【答案】B
【详解】A、白磷燃烧产生大量白磷，放出热量，试管中的细沙防止高温生成物使试管炸裂，说法正确；
B、胶头滴管中的水与烧杯中的生石灰反应放出热量，引燃白磷；注射器中的水测量消耗氧气的体积，注射器中的水流入试管的体积等于试管中消耗氧气的体积，二者作用不相同，说法错误；
C、白磷的量不足，试管中的氧气不能反应完全，此时流入试管中水的体积偏小，使测得氧气体积分数偏低，说法正确；
D、注射器中的水最终减少了10mL，即试管中被消耗氧气的体积为10mL，空气中氧气的体积分数=，说法正确；
答案：B。
4．智能手机APP采集数据可用于“测定空气中氧气的含量”实验。实验装置如下图所示，使用激光笔引燃烧杯内的红磷，观察并记录智能手机气压计和数字温度计的数值变化，记录如下。下列说法错误的是
实验编号 ① ② ③
反应前压强P始/hPa 989.0 989.1 988.9
反应中最大压强/hPa 1092.1 1093.0 1091.9
反应后压强P终/hPa 804.1 805.2 804.0
消耗氧气含量/% 18.7 18.6 18.7
A．实验前需检查装置气密性
B．反应中压强变化的原因是红磷燃烧消耗氧气
C．红磷燃烧时产生大量白烟
D．根据表中数据分析可知红磷燃烧不能将氧气完全耗尽
【答案】B
【详解】A、实验前需要检查装置的气密性，否则装置漏气，会导致实验结果偏小，选项正确；
B、红磷燃烧放出热量，装置内气体受热膨胀，压强增大，反应停止后，温度逐渐降低至室温，压强减小，最终时因红磷燃烧消耗了氧气，压强小于反应前压强，因此不只是红磷燃烧消耗氧气一种原因，选项错误；
C、红磷燃烧，产生大量白烟，放出热量，选项正确；
D、通过表格数据可知，反应前后测得空气中氧气的体积分数约为18.7%<20%，结果偏小，说明红磷燃烧不能耗尽瓶内氧气，选项正确。
故选B。
5．有关下列实验中水的作用的说法，错误的是
A． 防止高温熔融物溅落炸裂瓶底
B． 只是让热水中的白磷隔绝空气
C． 吸收生成的二氧化硫，防止污染空气
D． 通过集气瓶中水的体积变化，测出空气中氧气所占体积比
【答案】B
【详解】A、铁丝在氧气中燃烧会生成高温熔融物，故集气瓶底放少量水的目的是防止高温熔融物溅落炸裂瓶底，说法正确，不符合题意；
B、烧杯中的热水对于水中白磷的作用是隔绝空气，而对于铜片上的白磷是提供热量使白磷燃烧，故此处水的作用不只是让热水中的白磷隔绝空气，说法错误，符合题意；
C、硫在氧气中燃烧会生成二氧化硫，为了防止空气污染，需要在集气瓶底部放少量水或氢氧化钠溶液，用来吸收生成的二氧化硫，防止污染空气，说法正确，不符合题意；
D、红磷燃烧实验中，当红磷熄灭装置冷却到室温后打开止水夹，通过烧杯中的水进入集气瓶的体积测出空气中氧气所占体积比，说法正确，不符合题意。
故选B。
6．下列图像能正确反映其对应关系的是
A．向等质量的铁粉和锌粒中分别加入过量的稀硫酸
B．等质量的镁和氧气在点燃条件下充分反应
C．在密闭容器中用红磷测定空气中氧气的含量
D．将水通电电解一定时间
【答案】B
【详解】A、酸过量时金属完全反应，，等量的金属铁和锌完全反应，铁产生的氢气质量较多，且由于金属活动性锌>铁，则锌反应比铁块，则锌的斜率比较大，该选项不正确；
B、由于，则等质量的镁与氧气反应，氧气会有剩余，该选项正确；
C、红磷燃烧放热，则容器中的压强变大，随着氧气的消耗，则装置中的压强不断减小，但最后压强小于大气压，该选项不正确；
D、电解水氢气与氧气的体积比为2:1，该选项不正确。
故选B。
7．利用图甲所示装置可以测定空气中氧气的体积分数，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．t1s-t2s压强迅速升高到最高点，容器中温度保持不变
B．t2s-t3s压强迅速下降，只是瓶内氧气被消耗的过程
C．根据t4s时瓶内的气压值，能计算出氧气约占空气质量的五分之一
D．t5s后的实验操作是打开弹簧夹使水进入瓶内的过程
【答案】D
【详解】A、t1s-t2s压强迅速增大到最高点的原因是红磷燃烧放热，温度升高，导致气体膨胀，压强增大，故A分析不合理；
B、t2s-t3s压强迅速下降，不只是因为瓶内氧气被消耗，还与温度下降有关，故B分析不合理；
C、t4s时压强为80kPa，开始是100kPa，可以得出减少的体积为原来体积的五分之一 ，因此可计算出空气中氧气约占空气体积的五分之一，故C分析不合理；
D、t5s后气压又显著增加其原因是打开弹簧夹使水进入瓶内，液体进入瓶内后，瓶内气体体积减小，导致气压显著增大，故D分析合理；
故选D。
8．某兴趣小组用燃磷法测定空气中氧气的含量如图1，用氧气传感器测得密闭容器内氯气浓度的变化如图2所示。利用高能激光笔照射燃烧匙上的红确，红磷开始燃烧，一段时间后熄灭，氧气浓度变化如曲线ab段；待装置恢复至原来温度后，将装有足量白磷的燃烧匙提出水面，一会儿，白磷居然也燃烧了，最后白磷熄灭，氧气浓度变化如曲线bc段。下列说法错误的是
A．燃烧时红磷消耗氧气能力＞白磷消耗氧气能力
B．该实验说明物质燃烧时氧气必须达到一定浓度
C．说明燃磷法不能准确测定空气中氧气的含量
D．氧气浓度为5.1%时容器中的气体主要是氮气
【答案】A
【详解】A、等红磷熄灭后点燃白磷，白磷能在剩余的空气中继续燃烧，说明红磷燃烧消耗氧气的能力小于白磷，故选项说法错误；
B、白磷熄灭后，最终氧气有剩余，说明物质燃烧时氧气必须达到一定浓度，故选项说法正确；
C、最终剩余气体中氧气的浓度为5.1% ，说明氧气有剩余，该实验说明燃磷法不能准确测定空气中氧气的含量，故选项说法正确；
D、空气中的主要成分是氮气和氧气，红磷、白磷能消耗装置中的氧气，不与氮气反应，氧气浓度为5.1%时容器中的气体主要是氮气，故选项说法正确；
故选：A。
9．某兴趣小组利用氧气浓度传感器探究不同物质在空气中燃烧的耗氧量情况。足量蜡烛和红磷分别在相同的密闭容器中燃烧，测定的氧气的体积分数变化如图所示。下列判断正确的是
A．蜡烛燃烧过程中，a点时容器内氮气的体积分数为84%
B．红磷燃烧过程中，b点和c点时容器内物质的总质量相等
C．燃烧后，两容器中氧气均未耗尽，红磷耗氧量较少
D．若将足量蜡烛和红磷放在同一密闭容器中燃烧，氧气的体积分数可降至3%
【答案】B
【详解】A、蜡烛燃烧生成二氧化碳和水，a点时氧气体积分数为16%，容器内气体含有氧气、氮气、二氧化碳等，故容器内氮气体积分数小于84%，故该选项错误；
B、根据质量守恒定律，反应前后总质量相等，装置是密闭的，故红磷燃烧过程中，b点和c点时容器内物质总质量相等，故该选项正确；
C、由图像可知，燃烧后，两容器中氧气体积分数不为0，说明氧气均未耗尽，红磷燃烧后，氧气的体积分数小于蜡烛燃烧后氧气的体积分数，说明红磷耗氧量较多，故该选项错误；
D、若将足量蜡烛和红磷放在同一密闭容器中燃烧，氧气含量为14%时，蜡烛就会熄灭，氧气体积分数为10%时，红磷不能燃烧，故氧气的体积分数不会降至3%，故该选项错误。
故选B。
10．如图甲装置探究磷在空气中燃烧及氧气浓度的变化。用激光笔照射，红磷燃烧直至熄灭；待装置冷却，将白磷提出水面，再用激光笔照射白磷，白磷燃烧，其氧气含量变化如图乙。下列说法正确的是
A．图甲中热水温度不能超过40℃
B．分析图乙，说明红磷燃烧主要发生在AB段
C．分析BC、CD段说明“不同物质燃烧需要氧气的浓度不同”
D．该实验说明红磷燃烧的方法不能精准测定空气中氧气的含量
【答案】D
【详解】A、反应前燃烧匙内的白磷完全浸入水中，没有与氧气接触，所以热水温度即使超过40℃，白磷也不会燃烧，说法错误；
B、由图乙分析可知，红磷燃烧消耗装置内的氧气，熄灭后氧气浓度达到最低，对应的曲线为BC段，说法错误；
C、由图2分析可知，装置内氧气浓度分两个阶段减少，第一阶段，红磷燃烧消耗装置内的氧气，熄灭后氧气浓度达到最低，对应的曲线为BC段，因此C点表示红磷熄灭；第二阶段，白磷燃烧消耗装置内的氧气，白磷开始燃烧至燃烧结束对应的曲线为DE段，所以是分析BC、DE段说明“不同物质燃烧需要氧气的浓度不同”，说法错误；
D、红磷燃烧直至熄灭，再次用高能激光笔照射，白磷居然也被点燃，说明红磷没有把装置中的氧气耗尽，因此红磷燃烧的方法不能精确地测定空气中氧气的含量，说法正确。
故选D。
11．某实验小组用如图所示的装置探究空气中氧气的含量，已知白磷的着火点约为40℃。
(1)实验时将锥形瓶放入80℃的热水中，观察到锥形瓶中的现象是 。
(2)装置冷却至室温后打开弹簧夹，观察到的现象是 。
(3)打开弹簧夹前，气球的大小如何变化？ 。
【答案】(1)白磷燃烧，产生大量的白烟
(2)注射器中的水自动喷出来
(3)先变大，后变小
【详解】（1）白磷的着火点约为40℃，实验时将锥形瓶放入80℃的热水中，达到白磷的着火点，观察到锥形瓶中的现象是白磷燃烧，产生大量的白烟；
（2）由于白磷燃烧消耗了氧气，瓶内压强减小，所以装置冷却至室温后打开弹簧夹，注射器中的水自动喷出来；
（3）白磷燃烧时放出大量的热，使瓶内压强增大，气球变大，反应结束后由于白磷燃烧消耗了氧气，又冷却到室温，瓶内压强减小，气球变小，所以，可观察到气球的变化是先变大，后变小
12．【空气主题学习】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200mL，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。
(1)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体积除以200mL等于空气中氧气的含量”。据图乙分析，此说法 (选填“正确”或“错误”)，说明理由： 。
【二氧化碳主题学习】同学们设计实验探究二氧化碳的性质，请你参与探究并回答下列问题：
(4)实验一：两个大量筒中分别充满CO2和空气，充满CO2的量筒是 (填“A”或“B”)，说明二氧化碳具有的性质是 。
(5)实验二：拧紧盖振荡，软塑料瓶变瘪因为 。
(6)实验三：实验的目的是 。一段时间后，观察到Y型管右侧湿润的紫色石蕊试纸 。
【答案】(1)引燃白磷
(2)白磷燃烧，产生大量白烟，放出热量
(3) 错误 白磷不能耗尽装置中的氧气
(4) B 密度比空气大
(5)二氧化碳能溶于水
(6) 证明CO2能与H2O反应产生酸性物质 变红
【详解】（1）铜丝具有良好的导热性，实验开始时，用酒精灯加热粗铜丝，其目的是利用铜丝的导热性，引燃白磷；
（2）反应开始到止水夹打开前，集气瓶内可观察到白磷剧烈燃烧，放热，产生大量白烟；
（3）白磷燃烧消耗了集气瓶中的氧气，导致专瓶内压强减小，烧杯中的水倒吸入集气瓶，倒吸入瓶内的水的体积即为白磷燃烧消耗氧气的体积，但由图乙可知，白磷燃烧不能将氧气完全耗尽，所以倒吸入集气瓶中水的体积除以200mL不等于空气中氧气的含量；故填：错误；白磷燃烧不能将氧气完全耗尽；
（4）CO2的密度比空气大，则将含空气的肥皂泡放入二氧化碳的量筒中，气泡不会下沉，故B量筒中为CO2；说明二氧化碳具有的性质是密度比空气大；
（5） CO2能与水以1:1互溶，则将水加入装有CO2的软瓶中，CO2被消耗，能观察到软瓶变瘪；故填二氧化碳溶于水；
（6） CO2能与H2O反应生成H2CO3，碳酸呈酸性能使紫色石蕊试剂变红，则该实验中能观察到Y型管中干燥的紫色石蕊试纸不变色，湿润的紫色石蕊试纸变红色；故该实验的目的是证明CO2能与水反应生成酸性物质；观察到右侧湿润的紫色石蕊试纸变红。
13．下图是初中化学常见的几个实验，按要求回答问题。
(1)图一为电解水实验，a玻璃管中收集到的气体为 。
(2)图二中能直接用于验证质量守恒定律的是 (填“甲”或“乙”)。
(3)图三装置的玻璃管中空气体积为25mL，反应前注射器活塞位于10mL刻度处，反应完毕后，注射器活塞位于3mL刻度处(反应前后气球都是瘪的)，则该实验测得空气中氧气的体积分数为 。若铜粉的量不足，会使测得的氧气体积分数 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
【答案】(1)氢气/H2
(2)甲
(3) 20% 偏小
【详解】（1）由电解水实验结论“正氧一、负氢二”可知，a玻璃管中收集到的气体为氢气；
（2）图二甲实验中红磷和氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷，由于该实验中装置密闭，与外界没有进行物质交换，反应前后托盘天平保持平衡，能直接用于验证质量守恒定律；乙实验中稀盐酸和石灰石的主要成分碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳，有气体逸出，反应后托盘天平向右倾斜，不能直接用于验证质量守恒定律；
（3）铜粉消耗氧气，待完全反应后，逐渐冷却至室温，由于消耗了氧气，注射器活塞右移，故消耗氧气的体积为10mL-3mL=7mL，该实验测得空气中氧气的体积分数为：；若实验中使用铜粉的量不足，不能将装置内氧气耗尽，会导致测得结果偏小。
14．注射器是创新实验中常用的仪器，下面是利用注射器改进初中化学常见实验的装置图。
改进实验一、利用图1测定空气中氧气含量(注射器的摩擦忽略不计)。
【实验步骤】
I.连接装置。注射器b的活塞推至底端，注射器a的活塞从20mL处向外拉，松手。
Ⅱ.向玻璃管中加入足量白磷，点燃酒精灯，交替推拉两个注射器。
【实验记录】
实验前 实验后(冷却至空温)
a中气体体积/mL 20 10.5
b中气体体积/mL 0 0
(1)I中，观察到 ，证明装置气密性良好；Ⅱ中，白磷燃烧的现象是 。
(2)玻璃管中空气体积是30mL。空气中氧气的体积分数的计算式为 。
(3)实验中注射器的作用是 (填序号)。
A．推拉注射器，使氧气与白磷充分接触
B．读取气体的体积
C．调节装置内压强
改进实验二、利用图2装置验证可燃物的燃烧条件。
I.打开K，先通入N2，排除装置内空气再点燃酒精灯，红磷不燃烧。
Ⅱ.关闭K，熄灭酒精灯冷却到室温，加入适量过氧化氢溶液至凹槽内。
Ⅲ.再次点燃酒精灯，红磷燃烧。
(4)步骤Ⅱ中发生反应的化学方程式为 。
(5)对比I和Ⅲ的实验现象，说明可燃物燃烧条件之一为 。
【答案】(1) 注射器活塞回到原处 产生白烟
(2)×100%
(3)ABC
(4)2H2O22H2O+O2↑
(5)与氧气接触
【详解】（1）I中，连接装置，注射器b的活塞推至底端，注射器a的活塞从20mL处向外拉，松手，观察到注射器活塞回到原处，证明装置气密性良好；
Ⅱ中，白磷燃烧产生大量白烟，放出热量；
（2）玻璃管中空气体积是30mL，空气的总体积为20mL+30mL，消耗氧气的体积为20mL-10.5mL，则空气中氧气的体积分数的计算式为：；
（3）A、反复推拉注射器，可使氧气与白磷充分接触，故A正确；
B、注射器又刻度，可读取气体的体积，故B正确；
C、注射器可以调节装置内压强，故C正确；
故选：ABC；
（4）步骤Ⅱ中过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成氧气和水，化学方程式为：；
（5）I中打开K，先通入N2，排除装置内空气再点燃酒精灯，红磷与氧气隔绝，不燃烧，
Ⅲ中再次点燃酒精灯，红磷与氧气接触，可以燃烧，对比I和Ⅲ的实验现象，说明可燃物燃烧条件之一为氧气接触。
15．空气中氧气含量测定再认识。
任务一：实验回顾
图1中集气瓶容积为150mL，预先装入了50mL的水。
(1)利用图1装置检验气密性的方法是：打开导管活塞，将导气管放入盛水的烧杯中，双手紧贴集气瓶外壁， ，则说明装置气密性良好。
(2)若实验非常成功，冷却后，打开弹簧夹，最终集气瓶中水的体积约为 mL。
任务二：寻找红磷的替代物
利用图2所示装置分别使用红磷、白磷和食品脱氧剂来测量空气中氧气的体积分数，实验采集数据见图3。
(3)根据图3提供的信息，下列说法错误的是______。
A．三个实验效果最好的是“食品脱氧剂”，因为它消耗氧气更加彻底
B．当氧气浓度减小到一定程度时，就不能再支持红磷与白磷燃烧
C．相比于红磷，用白磷测定氧气含量结果更准确
D．若用红磷与白磷做实验，测得空气中氧气含量偏高
【反思交流】
(4)在课堂上进行演示实验时，选择“白磷”比较妥当，理由是 。
【实验拓展】
(5)小组的同学做完实验后又尝试用蜡烛重新做了上述实验，认为不能选用蜡烛进行实验，其原因可能是 。
【答案】(1)若导管口有气泡产生，松手后，导管内上升一段液柱
(2)70
(3)D
(4)短时间可以获得较准确的实验数据
(5)蜡烛燃烧生成二氧化碳和水，虽然消耗了氧气，但是生成了二氧化碳气体，装置内压强几乎不变
【详解】（1）图1装置检验气密性的方法是：打开导管活塞，将导气管放入盛水的烧杯中，双手紧贴集气瓶外壁，若导管口有气泡产生，松手后，导管内上升一段液柱，则说明装置气密性良好；
（2）氧气约占空气体积的五分之一，若实验非常成功，冷却后，打开弹簧夹，最终集气瓶中水的体积约为；
（3）A、三个实验效果最好的是“食品脱氧剂”，因为它消耗氧气彻底，该选项说法正确；
B、由红磷与白磷的燃烧曲线可知，最终容器中氧气有剩余，即当氧气浓度减小到一定程度时，就不能再支持红磷与白磷燃烧，该选项说法正确；
C、根据图像对比可知，相比于红磷，白磷能在更低浓度的氧气中燃烧，故用白磷测定氧气含量结果更准确，该选项说法正确；
D、若用红磷与白磷做实验，因为氧气不能完全反应，所以测得若空气中氧气含量偏低，该选项说法错误；
故选：D；
（4）白磷燃烧所需的时间短，即短时间可以获得较准确的实验数据，所以在课堂上进行演示实验时，选择“白磷”比较妥当；
（5）蜡烛燃烧生成二氧化碳和水，虽然消耗了氧气，但是生成了二氧化碳气体，装置内压强几乎不变，所以不能用蜡烛进行实验。
16．兴趣小组同学研究空气中氧气含量的测定。
(1)按照教材进行红磷燃烧法（如图），该反应的化学反应方程式为 ，经测定氧气残留为8.89%，理论上进入集气瓶的水量 瓶内气体总体积的21%（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
(2)按照图用木条燃烧法测定空气中氧气含量。利用火柴点燃木条，并将橡胶塞迅速插入集气瓶口，观察氧气数据曲线变化如下图。点燃木条后，氧气含量曲线上有小幅度上升，原因是：木条燃烧使瓶内空气膨胀、压强升高，导致短时间内透过氧气传感器敏感器件的氧气分子 （选填“减少”或“增加”）。
(3)按照下图用蜡烛燃烧法测定空气中氧气含量。用点火枪点燃钟罩内的蜡烛，观察氧气数据曲线变化如图。由图可知，蜡烛燃烧对氧气含量的要求 木条燃烧（选填“低于”或“高于”）
(4)按照图1用“暖宝宝”内芯材料测定空气中氧气含量。观察到氧气数据曲线变化如图2。“暖宝宝”内芯中的主要成分是铁粉、氯化钠、木炭粉、水等，接触空气之后，立即发生氧化反应，其主要产物为 （填化学式），从图2中温度曲线a可知该反应 。综合以上实验可知以下物质的氧气消耗率最高的是 。
A．红磷 B．木炭 C．蜡烛 D．“暖宝宝”内芯材料
(5)将图1装置改成图2装置，加入适量滴有红墨水的水于U型管，调节左右管高度，使两管液面相平，且左管液面距顶部橡胶塞底面距离为20cm后。制作装有不同比例混合均匀的铁粉和木炭粉的滤纸袋5个，用相同浓度的氯化钠溶液润湿后，用订书钉将滤纸袋固定于顶部橡胶塞底部，分别测量每组反应后左管液面上升高度至c厘米所需时间如右表。则c较合理的数值为 ，由表可知用来测定空气中氧气含量时铁粉和木炭粉的最佳质量比为 （填写最简比）。
组别 铁粉质量/g 木炭粉质量/g 液面上升所需时间/min
1 2.0 2.5 20
2 1.5 3.0 20
3 3.0 1.5 12
4 3.5 1.0 11
5 4.0 0.5 15
【答案】(1) 小于
(2)增加
(3)高于
(4) Fe2O3/Fe2O3·xH2O 放热 D
(5) 4/4.2 7：2
【详解】（1）红磷燃烧生成五氧化二磷，反应的化学反应方程式为：；磷与空气中氧气反应生成五氧化二磷固体，使容器内压强减小，让水进入容器，测定进入容器内水的体积，即为空气中氧气的体积；经测定氧气残留为8.89%，理论上进入集气瓶的水量小于瓶内气体总体积的21%；
（2）点燃木条后，氧气含量曲线上有小幅度上升，原因是：木条燃烧使瓶内空气膨胀、压强升高，导致短时间内透过氧气传感器敏感器件的氧气分子增加；
（3）根据图像可知，木条熄灭时氧气的浓度大约为12%左右，蜡烛熄灭时氧气的浓度大约为16%左右，蜡烛燃烧对氧气含量的要求高于木条燃烧；
（4）“暖宝宝”内芯中的主要成分是铁粉、氯化钠、木炭粉、水等，接触空气之后，立即发生氧化反应，其主要产物为铁锈（主要成分氧化铁），化学式为Fe2O3（或Fe2O3·xH2O），从图2中温度曲线a可知该反应过程中温度不断上升，该反应是放热反应；红磷燃烧后，氧气残留为8.89%，木炭燃烧后，氧气残留为12%左右，蜡烛燃烧后，氧气残留为16%左右，“暖宝宝”内芯材料完全反应后，氧气残留小于8%，；综合以上实验可知以下物质的氧气消耗率最高的是暖宝宝”内芯材料。
故选D；
（5）空气中，氧气体积大约占空气体积的（或21%），c较合理的数值=（）；由表可知用来测定空气中氧气含量时铁粉和木炭粉的最佳质量比=3.5g：1.0g=7:2，该质量比时，反应速度最快。
17．拉瓦锡被称为近代化学之父，他通过定量实验发现了空气的组成、水的组成和质量守恒定律。
【材料一】1774年，拉瓦锡通过加热曲颈甑中的水银（如图1）进行定量研究，证明了空气的组成。
【材料二】1785年，拉瓦锡将水蒸气通入一根红热的铁质枪管（如图2），将水转化为氢气，同时生成四氧化三铁，证明了水的组成。
【材料三】1774年，拉瓦锡将45.0份质量的氧化汞加热分解，恰好得到41.5份质量的汞和一定质量的氧气，发现了质量守恒定律。
(1)如图1装置所示，汞槽中汞的作用之一是 。通过该实验，拉瓦锡得出了空气由氧气和氮气组成，氧气约占空气总体积 的结论。
(2)图2红热的铁质枪管中发生反应的化学方程式为 ；集气瓶中水的作用是 ；验证产生的气体是氢气的方法是 。该实验可以得出水是由 元素组成的。
(3)分析材料三拉瓦锡所做的实验，他得到的氧气的质量为 份。
【重走探究路】小组学生在学习了拉瓦锡所做的实验后，设计如图3所示实验验证空气组成和质量守恒定律。进行如下操作：
①检查装置的气密性，在小坩埚内装足量的红磷，关闭弹簧夹，用电子天平称量装置连同药品的总质量；
②用放大镜点燃红磷，红磷熄灭并冷却后，将装置再次放到电子天平上称量，质量不变；
③将导管放到装水的烧杯中，打开弹簧夹。
(4)小组同学选择将金属汞换成红磷完成实验，是因为汞 。红磷燃烧的现象是 。
(5)若红磷的量不足，会对哪个实验结论产生影响 （填字母，下同）；若装置漏气，会对哪个实验结论产生影响 。
A．空气组成 B．质量守恒定律
【答案】(1) 液封作用，并能直接用来测反应器内空间体积的变化 五分之一
(2) 可以冷却混合气体，将未参加反应的水蒸气转化为水，净化氢气 将燃着的木条放在装置末端导管口，观察到气体燃烧，产生淡蓝色火焰，则说明该气体为氢气 氢、氧
(3)3.5
(4) 有毒，对人体和环境有害 产生大量白烟，放热
(5) A AB/BA
【详解】（1）汞为液态，在汞槽中起到液封作用，并能直接用来测见反应器内空间体积的变化；
通过该实验，拉瓦锡得出了空气由氧气和氮气组成，氧气约占空气总体积五分之一的结论；
（2）红热的铁质枪管中，铁和水蒸气高温下反应生成四氧化三铁和氢气，发生反应的化学方程式为：；
氢气难溶于水，集气瓶中水可以冷却混合气体，将未参加反应的水蒸气转化为水，净化氢气；
氢气具有可燃性，验证产生的气体是氢气的方法是：将燃着的木条放在装置末端导管口，观察到气体燃烧，产生淡蓝色火焰，则说明该气体为氢气；
铁和水蒸气高温下反应生成四氧化三铁和氢气，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，生成物中含有铁、氧、氢三种元素，铁中只含有铁元素，则该实验可以得出水是由氢元素和氧元素组成的；
（3）拉瓦锡将45.0份质量的氧化汞加热分解，恰好得到41.5份质量的汞和一定质量的氧气，根据质量守恒定律，反应前各物质的质量之和等于反应后各物质的质量之和，则他得到的氧气的质量为45.0-41.5=3.5份；
（4）将金属汞换成红磷完成实验，是因为汞有毒，该实验所用的药品对人体和环境有害，实验过程中逸散到空气中，会产生污染；
红磷燃烧，产生大量白烟，放热；
（5）若红磷的量不足，氧气不能消耗完全，导致氧气含量偏低，则会对空气组成产生影响，故选A；
若装置漏气，燃烧冷却后瓶内气压小于大气压，有部分空气进入瓶中弥补了消耗的氧气，水倒流入集气瓶的体积不足五分之一，导致氧气含量偏低，且会影响质量的测定，故会对空气组成和质量守恒定律产生影响，故选AB。
18．为完成“金属铜化学性质的探究”实践性作业，学习小组开展了如下活动。
【查阅资料】①酒精灯体内燃料为乙醇，俗称酒精（化学式为 C2H5OH）。
②氧化铜呈黑色，能与稀硫酸反应生成硫酸铜和水。
【动手操作】夹取铜片放在酒精灯火焰加热，观察到铜片变黑。
(1)有同学认为铜表面的黑色物质可能是附着的烟灰，理由是 。也有同学认为黑色物质是铜反应生成的新物质。于是，又继续进行了以下的探究活动。
【探究活动一】铜与氧气的反应
实验一：用银白色的金属铝箔将铜片严密包裹压紧，不留空隙。然后加热，再放冷，打开包裹的铝箔，观察到铜片不变黑。
(2)实验一加热前，对铜片进行预处理的目的是 。
实验二：如图 1，将足量的铜粉置于硬质玻璃管中，利用氧气传感器测定加热过程中装置内氧气含量的变化情况，采集到的数据如图 2 所示。
(3)实验中气球的作用是 。
(4)分析曲线，从 （填字母）段可知实验装置的气密性良好；CD 段氧气含量下降的原因是 。
【探究活动二】黑色物质的成分
将一段光亮铜片装入敞口的试管中，用酒精灯火焰加热一段时间，观察到铜片变黑。取下试管，冷却后用白色纸巾反复擦拭试管外壁，纸上无明显现象。往试管中倒入适量稀硫酸，观察到溶液逐渐由无色变为蓝色。
(5)铜片上的黑色物质不可能是炭黑，判断的依据是 。
(6)结合资料，观察到“溶液由无色变为蓝色”的原因是 （用化学方程式表示）。
(7)反思上述探究，有同学提出质疑：铜是否会与稀硫酸反应使溶液变为蓝色？
该同学认为还需要再补充一个实验，请你写出实验设计的方案： 。
【答案】(1)酒精中含有碳元素，不完全燃烧会产生炭黑
(2)以保证铜片隔绝空气
(3)缓冲气压
(4) DE 反应消耗氧气
(5)酒精灯火焰加热试管，试管外壁没有出现炭黑
(6)
(7)另取一段光亮铜片装入敞口的试管中，倒入适量稀硫酸，观察溶液是否变蓝
【详解】（1）酒精中含有碳元素，根据化学反应前后元素种类不变，产物中也应含有碳元素，不完全燃烧就会产生炭黑，炭黑是黑色物质，故猜想铜表面的黑色物质可能是附着的烟灰；
（2）铜在加热条件下会与氧气反应生成氧化铜，氧化铜是黑色，故黑色物质也可能是氧化铜，用银白色的金属铝箔将铜片严密包裹压紧，能隔绝空气，防止铜片被氧化；
（3）实验中气球的作用是缓冲气压；
（4）分析曲线，DE段氧气含量不变，说明D点后实验反应完全，故从DE段可知实验装置的气密性良好；CD 段氧气含量下降，是因为铜和氧气反应消耗了氧气；
（5）酒精灯火焰加热试管，试管外壁没有出现炭黑，说明铜片上的黑色物质不可能是炭黑；
（6）溶液由无色变为蓝色，是因为氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜和水，反应的化学方程式为：CuO + H2SO4= CuSO4+ H2O；
（7）为验证铜是否会与稀硫酸反应使溶液变为蓝色，可另取一段光亮铜片装入敞口的试管中，倒入适量稀硫酸，观察溶液是否变蓝。
19．学习了测定空气中氧气含量的实验后，小华同学利用镁条替代红磷重新进行实验。结果测得空气中氧气的含量大于1/5，于是他和化学小组同学对这一异常现象进行了探究。
【提出问题】空气中除了氧气，是否有其他成分与镁条反应？
【实验过程】同学们设计并进行下图所示实验（装置气密性良好，部分固定装置已省略）。
(1)请完善下面表格。
实验操作 实验现象 实验结论
①点燃燃烧匙内足量的红磷，并迅速伸入硬质玻璃管中（如图1所示） 红磷燃烧，产生大量的白烟，直到装置冷却后，整个过程中玻璃管内液面变化是 空气中氧气约占空气总体积的1/5
②待上述实验结束后，向水槽中加水至硬质玻璃管内外液面高度一样，点燃图2所示的镁丝，并迅速替换图1的燃烧匙 镁丝燃烧，发出暗红色火焰，生成淡黄色粉末 镁能够与氮气反应
【交流讨论】
(2)步骤①中红磷的作用是 。
(3)查阅资料得知，上述实验得到的淡黄色固体是，写出生成该物质的反应的化学方程式： 。
【提出疑问】
(4)小明同学认为上述实验不足以得出淡黄色固体是镁和氮气反应的结论，因为空气中含有其他成分，大家讨论后，首先排除稀有气体，因为稀有气体化学性质 。于是，大家推测可能是空气中体积分数占的X气体，X气体是 （化学式）。
【继续实验】将打磨光亮的镁丝绑在铁丝上，并在酒精灯上引燃后伸入盛有X气体的集气瓶中，观察到镁条剧烈燃烧，产生白色固体和黑色颗粒（铁丝不反应），从而得出黄色固体的形成与X气体无关。
【总结反思】
(5)①在探究空气中氧气含量实验的药品选择上，选择的物质只能与空气中的氧气反应，且生成固体物质。
②通过上述实验探究过程，写一点你对燃烧的条件的新认识： 。
【答案】(1)先下降后上升至刻度“1”处
(2)消耗装置内的氧气
(3)
(4) 非常稳定
(5)燃烧不一定需要氧气（合理即可）
【详解】（1）红磷燃烧放热，压强增大，液面下降，反应结束后装置冷却，且消耗了氧气，压强减小，氧气约占空气体积的五分之一，则液面上升至刻度“1”处，所以整个过程中玻璃管内液面变化是先下降后上升至刻度“1”处；
（2）镁可以与氧气反应，为排出氧气的干扰，则步骤①中红磷的作用是消耗装置内氧气；
（3）镁和氮气在点燃条件下生成氧化镁，该反应的化学方程式为；
（4）首先排除稀有气体，因为稀有气体化学性质非常稳定，一般不与其他物质反应；
空气中体积分数占的气体是二氧化碳，化学式为；
（5）由实验可知镁可以在氮气和二氧化碳中燃烧，所以燃烧不一定需要氧气。
20．如图所示，氧气能与相连的物质发生化学反应。
(1)氢气在点燃前需要 。
(2)写出Mg与氧气反应的化学方程式 。
(3)若x为天然气的主要成分，其化学式为 。
(4)利用红磷的燃烧可测定空气中氧气的含量，装置如图1。已知集气瓶的容积为350mL，实验时先在集气瓶中加入50mL水。
①待红磷熄灭并冷却至室温后打开弹簧夹，最终集气瓶中水的体积大约为 mL，说明实验成功。
②下列有关该实验的说法中，正确的是 （填字母）。
A．实验过程中可以不使用弹簧夹 B．燃烧匙内的红磷可以换成木炭
C．该实验可以说明氮气难溶于水 D．若装置漏气，会使测定结果偏小
③对于图1实验，小秦同学进行了改进与创新，实验过程如图2所示。改进实验与图1实验相比，明显的优点是 （写一条即可）。
【答案】(1)验纯
(2)2Mg+O22MgO
(3)CH4
(4) 110 CD 装置简单或操作简便或实验结果更准确（误差小）或封闭体系更环保等（答案合理即可给分）
【详解】（1）氢气具有可燃性，氢气在点燃前需要验纯；
（2）镁在氧气中燃烧生成氧化镁，反应的化学方程式为：；
（3）天然气的主要成分是甲烷，其化学式为：CH4；
（4）①待红磷熄灭并冷却后打开弹簧夹，水进入集气瓶，由于氧气约占空气总体积的五分之一，因此集气瓶中氧气的体积约为（350mL-50mL）×1/5=60mL，最终集气瓶中水的体积约为：50 mL+60 mL=110 mL；
②A、实验过程中，如果不使用弹簧夹，会由于燃烧放热导致集气瓶中的气体膨胀，从导管逸出，导致实验结果不准确，该选项说法不正确；
B、燃烧匙中的红磷不能换成木炭，因为木炭燃烧会生成二氧化碳气体，会填充消耗氧气那部分体积，导致水不能进入集气瓶，从而导致实验失败，该选项说法不正确；
C、实验结束后，最终进入集气瓶中的水约占集气瓶中空气总体积的五分之一，可以说明氮气难溶于水，不能燃烧，不支持燃烧，该选项说法正确；
D、装置气密性不好，在冷却至室温的过程中，外界空气进入，占据了一定的体积，会导致测定结果偏小，该选项说法正确，故选：CD；
③与图1实验相比，明显的优点是图2中装置简单或操作简便或实验结果更准确（误差小）且图1中的红磷需要在空气中点燃后迅速插入集气瓶中，此过程中产生的五氧化二磷会进入空气，污染空气，而图2中的白磷是在密闭的具支试管中进行的，产物不会直接逸入空气而污染空气，封闭体系更环保。
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21世纪教育网(www.21cnjy.com) 公众号：初中化学那些事儿
