/ 让教学更有效 精品试卷 | 科学
【核心素养】专题提优特训5 空气中氧气含量的测定
（10题经典考题）
01 优化装置
1．学习了用红磷燃烧测定空气中氧气含量的实验后，小明设计了如图乙的实验装置，也成功地测量出空空气中的氧气含量。
比较两组实验并判断以下说法正确的是（ ）
A．采用加热玻璃棒的方式引燃白磷，可以让白磷燃烧得更加充分
B．改用白磷做实验，是因为白磷的着火点低，燃烧更为彻底
C．两组实验都用到了水，原因之一是水能吸收磷燃烧产生的污染物
D．待白磷燃烧结束并冷却至室温后打开止水夹，便可以测量出空气中的氧气含量
【答案】C
【分析】该实验是利用可燃物红磷耗尽瓶内的氧气，使瓶内气压减小来推测空气里氧气含量，燃烧结束后，当集气瓶的温度降低至室温后打开弹簧夹。
【详解】A、采用加热玻璃棒的方式引燃白磷，能避免在空气中点燃，是为了减小实验误差，不是让白磷燃烧得更加充分，错误；
B、只要氧气充足，都能充分燃烧，与着火点无关，错误；
C、水可以吸收五氧化二磷，正确；
D、待白磷燃烧结束并冷却至室温后打开止水夹，图乙中实验需移动量气管的高度，保持两管上液面一致，稳定时读出气体体积，才能测出氧气的含量，错误。
故选C。
2．某兴趣小组为测定空气中氧气的含量，设计如下方案：选用实际容积为40mL的试管作反应容器，将白磷放入试管，用橡皮塞塞紧试管，通过导管与实际容积为60mL的针筒且润滑性良好的注射器组成如图所示的实验装置（白磷所占体积、橡皮塞体积、导管内的气体体积均忽略不计），请分析并作答：
【实验准备】实验前注射器活塞位于20mL刻度处，打开弹簧夹，将活塞推至15mL刻度处，然后松开手。
(1)若活塞未能返回至20mL刻度处，则说明 。
【实验过程】
(2)方法一：夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，燃烧结束并等到试管冷却后松开弹簧夹，若观察到活塞停留在 刻度处，则证明氧气约占空气总体积的。
(3)方法二：不使用弹簧夹，用酒精灯加热白磷，活塞一开始向 （填“左”或“右”）移；充分反应直至燃烧结束，试管冷却，若观察到活塞停留在 刻度处，则证明氧气约占空气总体积的。
【实验分析】
(4)在进行方法二中的实验时，发现活塞最终停留在12mL处，与预测结果相差较大，则导致此现象的错误操作可能为 。（写出一条即可）
【答案】(1)装置漏气
(2)12
(3) 右 8
(4)装置未完全冷却至室温就读数或白磷不足量或装置漏气
【详解】（1）若活塞未能返回至20mL刻度处，说明试管外二空气进入试管内，表明装置漏气，故填装置漏气。
（2）由题文可知，容积为40mL的试管作反应容器，氧气约占空气总体积的，其中氧气的体积=40mL×=8mL，夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，燃烧结束并等到试管冷却后松开弹簧夹，可观察到活塞停留在12刻度处，故填12。
（3）不使用弹簧夹，用酒精灯加热白磷，白磷燃烧放出热量，试管中的气体受热膨胀，活塞一开始向右运动，故填右；
不使用弹簧夹，空气的体积=40mL+20mL=60mL，其中氧气的体积=60mL×=12mL，充分反应直至燃烧结束，试管冷却，可观察到活塞停留在8刻度处，故填8。
（4）在进行方法二中的实验时，发现活塞最终停留在12mL处，说明装置中剩余气体偏多，测得的结果偏小，原因可能是装置未完全冷却至室温就读数、白磷不足量或装置漏气。故填装置未完全冷却至室温就读数或白磷不足量或装置漏气。
3．为验证空气中氧气的体积分数，小科按图甲所示的装置进行了多次实验，发现每次测得的氧气体积分数总是远小于21%，他认为误差主要由实验装置造成，于是改用图乙装置进行实验，步骤如下：
①连接装置并检查气密性。
②在量筒内加入100毫升的水。
③在广口瓶中加入少量水，使瓶内空气体积为250毫升。
④在燃烧匙内放入过量的红磷，塞紧瓶塞，关闭止水夹，接通电源使电烙铁发热，点燃红磷后，断开电源。
⑤燃烧结束并充分冷却后，打开止水夹，待量筒内水面不再下降时，记录量筒内水的体积为65毫升。
（1）小科技如甲装置进行实验时，将导管一端插入水中，打开止水夹，用手紧握广口瓶外壁，若观察到水中的导管口 ，说明装置气密性良好。
（2）装置乙中使用电烙铁可以减小实验误差。与装置乙相比，装置甲需要打开瓶塞点燃红磷，若操作过慢，可能会导致瓶内空气外逸而使最终结果 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
（3）根据本实验数据，计算出空气中氧气的体积分数为 。
小科发现，测量结果与真实值仍有较大差距，查阅资料发现，引起本实验的误差除装置外，还与可燃物的性质有关。
【答案】 有气泡冒出 偏大 14%
【详解】（1）将导管一端插入水中，打开止水夹，用手紧握广口瓶外壁，温度升高，瓶内压强变大，若观察到水中的导管口有气泡冒出，则说明装置气密性良好；
（2）瓶内空气外逸会导致倒吸的水量偏大，倒吸入集气瓶的水等于消耗气体的体积，故会导致最终结果偏大；
（3）根据本实验数据，空气中氧气的体积分数为=。
02 数字化实验
4．小科为了测定空气中氧气的含量，选用如图甲所示的装置，通过以下步骤进行实验：
步骤一：检查装置的气密性，并在广口瓶内加入少量水。
步骤二：（1）将 （填“水面上方体积”或“广口瓶总体积”）分为5等份，用弹簧夹夹紧橡皮管，点燃红磷后，迅速伸入瓶中并塞紧塞子。
步骤三：待燃烧停止并冷却至室温后，打开弹簧夹．小科测得实验过程中广口瓶内气压的变化如图乙所示。
（2）图乙中段对应的化学反应的文字表达式为 。
（3）段气压降低的主要原因是 。
【答案】 水面上方体积 红磷燃烧消耗了瓶内氧气，装置内气体质量减小，反应结束后温度降低（合理即可）
【详解】（1）据图可知，该实验原理是磷燃烧能够消耗空气中的氧气，氧气消耗后，容器中的气压减小，在外界大气压作用下，水进入容器，进入容器中的水的体积即为容器中空气中的氧气体积，进一步可以计算出空气中氧气的含量；应将水面上方体积分为5等份；
（2）发生图乙中段对应的反应：磷燃烧生成五氧化二磷，放出热量，气温升高，使瓶内压强增大，化学反应的文字表达式为：；
（3）段压强下降是因为红磷燃烧消耗了瓶内氧气，装置内气体质量减小，反应结束后温度降低，压强减小。
5．某学习小组在用铜粉测定空气中氧气含量时，用氧气传感器测定了氧气含量的变化情况。如图1装置所示进行实验，在50mL硬质玻璃管内加入足量铜粉，启动氧气传感器，点燃酒精灯，反应结束后移走酒精灯。实验中氧气传感器测得的数据如图2所示。
（1）实验过程中，观察到的现象是 。
（2）CD段氧气含量下降的原因是 。
（3）DE段装置内气压 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
（4）充分加热后，氧气含量没有降为“0”的原因可能是 。
【答案】 红色铜粉变黑，气球先膨胀后变瘪 铜与氧气反应生成氧化铜，消耗了氧气 变小 铜粉没有充分铺平（合理即可）
【详解】（1）铜和氧气在加热的条件下反应生成黑色的氧化铜，加热过程中，温度升高，装置内气体受热膨胀，压强增大，气球胀大，待完全反应后，逐渐冷却至室温，由于消耗了氧气，装置内压强减小，故气球缩小；
（2）CD段氧气含量下降的原因是：铜与氧气反应生成氧化铜，消耗了氧气；
（4）DE段反应结束，温度逐渐恢复至室温，由于消耗了氧气，装置内气压变小；
（5）铜粉足量充分加热后，氧气含量没有降为“0”，说明氧气没有消耗完，则可能的原因是空气不流通，不能充分反应或铜粉没有铺开，不能充分反应等。
6．小科学习了“空气中氧气含量测定”实验后，发现用甲图装置实验误差大且生成的五氧化二磷有毒，于是他对课本装置进行改进，然后迅速插入瓶塞中来加热白磷（P），实验过程中气压变化如图丙。
提示：白磷燃烧所需要的最低温度是产物与红磷在氧气中燃烧一致。根据以上实验信息，回答下列有关问题：
（1）白磷燃烧的文字表达式为 。
（2）如果按照原来方式点燃红磷，若瓶塞塞的较慢，将导致测量结果 （选填“偏大”、“不变”或“偏小”）。
（3）图乙中，a、b分别表示实验中先后测定的量。a为瓶中原有水的体积；b为反应后冷却至室温，集气瓶中水的体积；c为整个集气瓶的体积。若集气瓶中氧气耗尽，请写出a、b、c三个数据应满足的等式关系： 。
（4）结合题目信息，简要解释丙图中C点后气压上升的原因： 。
【答案】 磷+氧气五氧化二磷 偏大 打开止水夹之后，烧杯内的水会倒吸进入集气瓶内，导致瓶内气压增大至标准大气压
【详解】（1）磷和氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷，故该反应的文字表达式为：磷+氧气五氧化二磷；
（2）如果按照原来方式点燃红磷，若瓶塞塞的较慢，会有部分空气逸出，将导致测量结果偏大；
（3）（c﹣a）表示实验前集气瓶内空气的体积，（b﹣a）表示实验后由于氧气的消耗导致的烧杯内水倒吸进入集气瓶的体积等于瓶子中氧气的体积，空气中氧气体积约占空气体积的，则a、b、c三个数据应满足的等式关系为=；
（4）丙图中C点后气压上升的原因是打开止水夹之后，烧杯内的水会倒吸进入集气瓶内。
7．初三化学兴趣小组在老师的指导下对课本中测定空气中氧气含量实验进行了如下改进。
【实验操作记录、分析】
(1)如图1所示，连接好实验装置。在装入试剂之前，应先进行的操作是 。
(2)在集气瓶内加入50.0mL水，导管内注满水后夹紧乳胶管，打开并调试好传感器和数显设备，点燃燃烧匙内的红磷。各传感器测得的数据如图2所示，横坐标为时间，纵坐标表示该段时间内气体压强、温度、氧气浓度对应的变化情况。bc段压强升高的原因是 。
(3)图2中曲线 （填“X”或“Z”）表示的是瓶内温度的变化情况。
(4)【实验反思】由图可知，红磷燃烧法测定结果不够准确的原因是 。
(5)如果用白磷代替红磷进行实验，测得氧气的含量将更准确。白磷（化学符号为）燃烧的生成物和红磷燃烧的生成物相同，则白磷燃烧的符号表达式是 。
(6)实验后，小强用图像来反映装置内各量随时间的变化关系，其中正确的是______（填字母）。
A． B． C． D．
【答案】(1)检查装置的气密性
(2)红磷燃烧放热，空气受热膨胀，气压增大
(3)X
(4)红磷点燃后再插入集气瓶，导致瓶内气体逸出
(5)P4+ O2 P2O5
(6)D
【详解】（1）该实验中气体参与了反应，连接好实验装置，在装入药品之前，应先进行的操作是检查装置的气密性，防止装置漏气，导致实验结果不准确，故填查装置的气密性。
（2）点燃红磷后，由于红磷燃烧消耗氧气导致瓶内气体减少，压强减小，但燃烧时放出热量，又导致瓶内压强增大，并且增大的幅度大于减小的幅度，导致bc段压强升高，故填红磷燃烧放热导致气压增大幅度大于氧气消耗导致气压减小幅度，故填红磷燃烧放热，空气受热膨胀，气压增大。
（3）装置内红磷燃烧放热，温度升高，完全反应后不再放热，温度降低至原温度，表示温度变化的曲线是X，故填X。
（4）由图可知，红磷需要在空气中点燃后再放进集气瓶内，难免会有气体溢出集气瓶，导致结果不准确，故填红磷需要在空气中点燃后再放进集气瓶内，导致气体逸出集气瓶。
（5）白磷(化学符号为P4)燃烧的生成物和红磷燃烧的生成物相同都为五氧化二磷，即白磷与空气中的氧气在点燃的条件下反应生成五氧化二磷，故反应的符号表达式写为：P4+ O2 P2O5。
（6）A 集气瓶内预先加入了50.0mL的水，所以图A中曲线起始点不应从零开始，选项错误；
B 实验中要求红磷过量，所以图C中红磷的质量最后不能为零，选项错误；
C 燃烧与氧气浓度有关系，燃烧到一定程度，氧气浓度减少，红磷不能继续燃烧，氧气不能完全被消耗，所以图D中氧气最后的质量不应为零，选项错误；
D 氮气至始至终没有参与反应，也不溶于水，所以集气瓶内氮气的质量不发生变化，选项正确；
故选D。
03 思维构建
8．构建合理的思维模型，既能促进深度学习，又能提高思维品质。小宁建构了“两组份混合物含量测定”的思维模型，如下所示：
运用该模型对教材中“测定空气中氧气含量”的实验进行了再探究，忽略含量很低的其它物质，空气可以看成由氮气和氧气组成的两组份混合物。
【探究一】根据沸点低的组份先汽化的性质，测定混合物中某组份的含量。
（1）将空气转变为液态空气，液氮先汽化，从建模角度分析，该操作属于上述思维模型中的 。
【探究二】根据混合物中某组份发生化学反应，测定混合物中某组份的含量。
（2）按图甲实验装置测定空气中氧气的含量时，红磷燃烧结束后，打开止水夹最合理的时间为 ，否则将因此导致 。
【交流评价】查阅资料：铜粉在加热条件下能和氧气反应，生成黑色固体．运用上述思维模型，小宁又设计了图乙的实验装置。
（3）反应前装置内气体的总体积已知，则利用该装置“测得空气中氧气含量”的原理是 。
【答案】 分离转移 集气瓶冷却到室温 测量结果偏小 铜和装置中的氧气反应，生成氧化铜固体，装置内的气体冷却到室温时，注射器内减少的体积即为装置内氧气的体积，氧气的体积与反应前装置内的总体积之比即为氧气的含量
【详解】（1）将空气转变为液态空气，液氮的沸点低先汽化，从混合物中分离出来，并没有转化为其他物质，因此从建模角度分析，该操作属于上述思维模型中的分离转移。
（2）为了使测量结果更准确，装置内的压强差最大，因此应等集气瓶冷却到室温时再打开止水夹，否则将导致测量结果偏小，气体受热膨胀，流入集气瓶的水的体积偏小。
（3）题图乙装置中，测定空气中氧气含量的原理是铜和装置中的氧气反应，生成氧化铜固体，装置内的气体冷却到室温时注射器内减少的体积即为装置内氧气的体积，氧气的体积与反应前装置内的总体积之比即为氧气的含量。
9．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，学习小组同学设计了图乙改进装置（已知：红磷的着火点是，无毒；白磷的着火点是，有剧毒）。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．利用着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，使测量结果更精准
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；
③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。
【答案】 乙 ABC 用暖宝宝能更充分消耗氧气（合理即可）
【详解】（1）甲：红磷的量不足，未能把瓶内氧气耗尽，测量结果偏小，低于“1”刻度线；
乙：将燃烧匙伸入集气瓶瞬间，部分空气逸出，集气瓶的气压偏小，倒流到集气瓶内水量偏多，高于“1”刻度线；
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，测量结果偏小，低于“1”刻度线；
丁：由于广口瓶的形状造成很难均分五等份，影响测量结果，可能使测量结果偏小，低于“1”刻度线。
以上原因分析中，乙同学的观点被大家一致否定；
（2）A、利用着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避免实验过程中气体逸出，结果更精准，正确；
B、由于集气瓶内导管插入水，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，正确；
C、量筒测量水体积准确度高于集气瓶五等分测量水体积，改用量筒内水的体积变化来确定消耗氧气的体积，使测量结果更精准，正确；
D、根据题意可知，白磷剧毒，实验过程中白磷是过量的，没有彻底地解决了实验的安全性问题，错误。
故选ABC；
（3）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用暖宝宝能更充分消耗氧气（合理即可）。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)/ 让教学更有效 精品试卷 | 科学
【核心素养】专题提优特训5 空气中氧气含量的测定
（9题经典考题）
01 优化装置
1．学习了用红磷燃烧测定空气中氧气含量的实验后，小明设计了如图乙的实验装置，也成功地测量出空空气中的氧气含量。
比较两组实验并判断以下说法正确的是（ ）
A．采用加热玻璃棒的方式引燃白磷，可以让白磷燃烧得更加充分
B．改用白磷做实验，是因为白磷的着火点低，燃烧更为彻底
C．两组实验都用到了水，原因之一是水能吸收磷燃烧产生的污染物
D．待白磷燃烧结束并冷却至室温后打开止水夹，便可以测量出空气中的氧气含量
2．某兴趣小组为测定空气中氧气的含量，设计如下方案：选用实际容积为40mL的试管作反应容器，将白磷放入试管，用橡皮塞塞紧试管，通过导管与实际容积为60mL的针筒且润滑性良好的注射器组成如图所示的实验装置（白磷所占体积、橡皮塞体积、导管内的气体体积均忽略不计），请分析并作答：
【实验准备】实验前注射器活塞位于20mL刻度处，打开弹簧夹，将活塞推至15mL刻度处，然后松开手。
（1）若活塞未能返回至20mL刻度处，则说明 。
【实验过程】
（2）方法一：夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，燃烧结束并等到试管冷却后松开弹簧夹，若观察到活塞停留在 刻度处，则证明氧气约占空气总体积的。
（3）方法二：不使用弹簧夹，用酒精灯加热白磷，活塞一开始向 （填“左”或“右”）移；充分反应直至燃烧结束，试管冷却，若观察到活塞停留在 刻度处，则证明氧气约占空气总体积的。
【实验分析】
（4）在进行方法二中的实验时，发现活塞最终停留在12mL处，与预测结果相差较大，则导致此现象的错误操作可能为 。（写出一条即可）
3．为验证空气中氧气的体积分数，小科按图甲所示的装置进行了多次实验，发现每次测得的氧气体积分数总是远小于21%，他认为误差主要由实验装置造成，于是改用图乙装置进行实验，步骤如下：
①连接装置并检查气密性。
②在量筒内加入100毫升的水。
③在广口瓶中加入少量水，使瓶内空气体积为250毫升。
④在燃烧匙内放入过量的红磷，塞紧瓶塞，关闭止水夹，接通电源使电烙铁发热，点燃红磷后，断开电源。
⑤燃烧结束并充分冷却后，打开止水夹，待量筒内水面不再下降时，记录量筒内水的体积为65毫升。
（1）小科技如甲装置进行实验时，将导管一端插入水中，打开止水夹，用手紧握广口瓶外壁，若观察到水中的导管口 ，说明装置气密性良好。
（2）装置乙中使用电烙铁可以减小实验误差。与装置乙相比，装置甲需要打开瓶塞点燃红磷，若操作过慢，可能会导致瓶内空气外逸而使最终结果 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
（3）根据本实验数据，计算出空气中氧气的体积分数为 。
小科发现，测量结果与真实值仍有较大差距，查阅资料发现，引起本实验的误差除装置外，还与可燃物的性质有关。
02 数字化实验
4．小科为了测定空气中氧气的含量，选用如图甲所示的装置，通过以下步骤进行实验：
步骤一：检查装置的气密性，并在广口瓶内加入少量水。
步骤二：（1）将 （填“水面上方体积”或“广口瓶总体积”）分为5等份，用弹簧夹夹紧橡皮管，点燃红磷后，迅速伸入瓶中并塞紧塞子。
步骤三：待燃烧停止并冷却至室温后，打开弹簧夹．小科测得实验过程中广口瓶内气压的变化如图乙所示。
（2）图乙中段对应的化学反应的文字表达式为 。
（3）段气压降低的主要原因是 。
5．某学习小组在用铜粉测定空气中氧气含量时，用氧气传感器测定了氧气含量的变化情况。如图1装置所示进行实验，在50mL硬质玻璃管内加入足量铜粉，启动氧气传感器，点燃酒精灯，反应结束后移走酒精灯。实验中氧气传感器测得的数据如图2所示。
（1）实验过程中，观察到的现象是 。
（2）CD段氧气含量下降的原因是 。
（3）DE段装置内气压 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
（4）充分加热后，氧气含量没有降为“0”的原因可能是 。
6．小科学习了“空气中氧气含量测定”实验后，发现用甲图装置实验误差大且生成的五氧化二磷有毒，于是他对课本装置进行改进，然后迅速插入瓶塞中来加热白磷（P），实验过程中气压变化如图丙。
提示：白磷燃烧所需要的最低温度是产物与红磷在氧气中燃烧一致。根据以上实验信息，回答下列有关问题：
（1）白磷燃烧的文字表达式为 。
（2）如果按照原来方式点燃红磷，若瓶塞塞的较慢，将导致测量结果 （选填“偏大”、“不变”或“偏小”）。
（3）图乙中，a、b分别表示实验中先后测定的量。a为瓶中原有水的体积；b为反应后冷却至室温，集气瓶中水的体积；c为整个集气瓶的体积。若集气瓶中氧气耗尽，请写出a、b、c三个数据应满足的等式关系： 。
（4）结合题目信息，简要解释丙图中C点后气压上升的原因： 。
7．初三化学兴趣小组在老师的指导下对课本中测定空气中氧气含量实验进行了如下改进。
【实验操作记录、分析】
（1）如图1所示，连接好实验装置。在装入试剂之前，应先进行的操作是 。
（2）在集气瓶内加入50.0mL水，导管内注满水后夹紧乳胶管，打开并调试好传感器和数显设备，点燃燃烧匙内的红磷。各传感器测得的数据如图2所示，横坐标为时间，纵坐标表示该段时间内气体压强、温度、氧气浓度对应的变化情况。bc段压强升高的原因是 。
（3）图2中曲线 （填“X”或“Z”）表示的是瓶内温度的变化情况。
（4）【实验反思】由图可知，红磷燃烧法测定结果不够准确的原因是 。
（5）如果用白磷代替红磷进行实验，测得氧气的含量将更准确。白磷（化学符号为P4）燃烧的生成物和红磷燃烧的生成物相同，则白磷燃烧的符号表达式是 。
（6）实验后，小强用图像来反映装置内各量随时间的变化关系，其中正确的是 （填字母）。
A． B． C． D．
03 思维构建
8．构建合理的思维模型，既能促进深度学习，又能提高思维品质。小宁建构了“两组份混合物含量测定”的思维模型，如下所示：
运用该模型对教材中“测定空气中氧气含量”的实验进行了再探究，忽略含量很低的其它物质，空气可以看成由氮气和氧气组成的两组份混合物。
【探究一】根据沸点低的组份先汽化的性质，测定混合物中某组份的含量。
（1）将空气转变为液态空气，液氮先汽化，从建模角度分析，该操作属于上述思维模型中的 。
【探究二】根据混合物中某组份发生化学反应，测定混合物中某组份的含量。
（2）按图甲实验装置测定空气中氧气的含量时，红磷燃烧结束后，打开止水夹最合理的时间为 ，否则将因此导致 。
【交流评价】查阅资料：铜粉在加热条件下能和氧气反应，生成黑色固体．运用上述思维模型，小宁又设计了图乙的实验装置。
（3）反应前装置内气体的总体积已知，则利用该装置“测得空气中氧气含量”的原理是 。
9．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，学习小组同学设计了图乙改进装置（已知：红磷的着火点是，无毒；白磷的着火点是，有剧毒）。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．利用着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，使测量结果更精准
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；③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。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
