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【核心素养】浙教版（2024版）八年级科学下册·分层练习
专题提优特训1 空气中氧气含量的测定
01测定空气中氧气含量的原理和现象
1．在验证空气中氧气体积分数为21%的实验中，用图甲装置进行实验。第一次实验时，用足量的白磷燃烧消耗氧气。第二次实验中，将足量的食品脱氧剂均匀涂在集气瓶内壁上与氧气反应。两次实验瓶内氧气体积分数变化如图乙所示，以下说法错误的是（ ）
A．用食品脱氧剂能耗尽瓶内氧气，提高实验的精确度
B．将食品脱氧剂涂在集气瓶内壁可增大与氧气的接触面积
C．两次实验流入集气瓶中的水量不同，第1次实验中流入的水更多
D．未冷却至室温就打开止水夹，会导致测得的氧气体积分数偏小
2．小滨利用如图甲所示装置（气密性良好）测定空气中氧气的含量，集气瓶中空气的体积为200mL，氧气传感器（可测量氧气浓度，部分结构已略去）测得集气瓶内氧气的体积分数变化曲线如图乙所示。
（1）反应开始到止水夹打开前，图甲集气瓶内可观察到的现象是 。
（2）由图乙可知，在 秒时，反应刚好停止。
（3）待整个装置冷却至室温时，小滨打开止水夹，发现进入集气瓶内水的体积占反应前集气瓶内空气体积的比例约为，请说明理由 。
3．某兴趣小组想测定空气中氧气的含量，该小组同学按照如图甲所示的装置进行实验。
（1）该小组进行实验发现进入广口瓶中的水小于其容积的五分之一，该小组同学分析可能的原因有 。
①红磷量不足 ②未冷却至室温就打开止水夹
③导管内未充满水 ④实验开始前未夹紧止水夹
（2）该小组同学对实验进行改进，取足量红磷重复实验， s时，利用氧气传感器获得装置内氧气体积分数变化如图乙所示，该小组同学多次重复实验发现测得的氧气含量仍小于20%，原因是 。
（3）将气压传感器连接入集气瓶中，得到图丙所示的图像，该图像显示，开始一段时间集气瓶内气压上升，这是因为 。
02不同装置或物质对测定结果的影响
4．为测定空气中氧气的含量，在量筒中先注入一定量的水，放在水平桌面上。再将装有足量潮湿铁粉的矿泉水瓶（瓶内除铁粉外的有效容积为350mL）旋紧瓶盖放入水中静置，直至矿泉水瓶不再变瘪为止，反应前后量筒内液面位置如图所示。忽略水的蒸发，则下列分析错误的是（ ）
A．此实验的原理是利用铁生锈消耗氧气
B．反应后矿泉水瓶受到的浮力减小
C．反应后量筒对桌面的压强不变
D．实验测得氧气体积分数为21%
5．某科学兴趣小组利用如图所示的改进装置测定空气中氧气的体积分数。关于该实验有下列说法：
①白磷燃烧会产生大量的白雾
②白磷不足，会使测定结果偏小
③实验中注射器活塞先向右移动，后向左移动
④胶头滴管与注射器中的水作用相同
⑤若注射器活塞最终停在10mL刻度处，说明氧气体积分数约为1/5
其中正确的是（ ）
A．①②③⑤ B．②③④⑤ C．②③⑤ D．③④⑤
6．为提高测定空气中氧气含量实验的精确度，科学兴趣小组对课本实验进行了创新改进。食品脱氧剂的主要成分是铁粉，另有少量氯化钠等物质。
【实验步骤】
①取一根玻璃管，用橡皮塞将一端密封；实验前，需检查装置的气密性：向管口注入一滴水将玻璃管密封，双手握住玻璃管中间部分时观察到 ，说明装置气密性良好。
②将食品脱氧剂粉末迅速装入玻璃管，立即向管口注入一滴水将玻璃管密封，水滴的下端标为A。弹动玻璃管使脱氧剂粉末分布均匀且紧密，脱氧剂的上端标为O，如图甲所示；
③水平滚动玻璃管，使食品脱氧剂粉末平铺在玻璃管中。静置至水滴不再移动时，水滴的右端标为B，如图乙所示；
④用刻度尺测量出AO段和AB段的长度，并计算出AB与AO的比值，将数据记录在表格中；
实验次数 AO/mm AB/mm AB/AO
1 523.5 109.5 0.2092
2 525.5 110.0 0.2093
3 527.0 110.5 0.2097
⑤洗涤、干燥实验装置，重复上述实验。
【得出结论】根据表格中的实验数据，可知空气中氧气含量为 。（用百分数表示）
【思考讨论】（I）实验步骤③中，将食品脱氧剂粉末平铺在玻璃管中的目的是 。
（II）实验步骤②中，如果玻璃管内的脱氧剂粉末分布不够紧密，会使实验结果偏大，其原因是 。
7．某科学兴趣小组的同学利用数字化技术对“空气中氧气体积分数的测定”进行了再探究（如图1所示），得到的数据曲线如图2所示。
（1）实验前集气瓶中的水为10mL，若集气瓶的容积为150mL（燃烧匙所占体积忽略不计），实验结束后理论上集气瓶中水的体积约为 mL。
（2）图乙中Y曲线表示的是集气瓶内的 （选填“温度”或“氧气浓度”）。
（3）若第二次进行实验时，图甲中装置漏气，则第二次测得的C点数值比图乙中第一次测得的C点数值 （选填“大”或“小”）。
（4）科学兴趣小组想探究用不同物质在空气中燃烧测定氧气含量方法的优劣。他们用足量的蜡烛、红磷和白磷分别在相同体积与状态的空气中燃烧用氧气探测器测定密闭容器中剩余氧气与时间的关系如图丙所示，下列说法正确的是 （填字母）。
A．测定空气中氧气含量效果最好的是蜡烛，因为它反应速率快
B．该实验证明氧气的浓度较低时，红磷与白磷还能与氧气发生反应
C．若用这三种物质做实验，测得空气中氧气含量均偏高
8．小科利用如图甲所示的思维模型设计了“探究空气中氧气含量”的实验，取一支50ml的注射器，将尖端封住，在其中放入白磷，将注射器浸入热水中，引燃白磷。
（1）从建模角度分析，“引燃白磷”的操作属于上述思维模型中的 ；
（2）为了保证实验能顺利进行，需在加入药品前先检查针筒的气密性，具体的操作为 ；
（3）若反应前注射器活塞位于45mL刻度处，反应完毕后，注射器活塞位于36.5mL刻度处，则该实验测得空气中氧气的体积分数为 ；（小数点保留至0.1%）
（4）小科设计实验分别用红磷和白磷燃烧测定密闭容器中氧气的含量，实验过程中用氧气传感器测得的密闭容器内氧气浓度如图所示：
仅根据曲线分析，更适合测量空气中氧气体积分数的是红磷还是白磷，并说明理由：
。
9．建构合理的思维模型，既能促进深度学习，又能提高思维品质，小科建构了“两组份混合物含量测定”的思维模型：
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：根据沸点低的成分先汽化的性质，测定混合物中某成分的含量。
（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。
小科设计如图所示的实验装置来同时完成燃烧条件的探究和空气中氧气含量的测定。装置中注射器活塞与内壁摩擦非常小，可忽略不计。
查阅资料发现：
①当容器内的氧气浓度低于一定值时，白磷无法继续与氧气反应。
②“暖宝宝”能耗尽容器中少量的氧气。
实验操作步骤如下：
步骤1：_____________；
步骤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
步骤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；
步骤4：打开K1和K2，通过注射器从b管抽水，当注射器中水量达到V1毫升时，瓶中液面低于燃烧匙底部，此时立即关闭K1、K2，发现瓶中白磷燃烧；
步骤5：待整个装置冷却至室温时，打开K2，发现注射器中的水剩余V2毫升。
（1）请补充步骤1 ；
（2）该实验说明白磷燃烧的实验条件是 ；
（3）该实验测得空气中氧气的含量为 。（用V1、V2来表示）
（4）小科多次重复上述实验，测得空气中氧气的体积分数远大于21%，原因是 。
10．研习小组选用铜粉测定空气中氧气含量（原理：），装置如图。已知硬质玻璃管容积为50ml，注射器量程为50ml。
实验步骤：
I.装置气密性检查完好后，往玻璃管中装入药品（体积不计），使气球处于瘪的状态（球内空气被挤出），调节注射器活塞至40.0ml刻度处，记录注射器初始体积为V1，连接好装置。
II.点燃酒精灯，先给玻璃管均匀受热，然后用酒精灯加热铜粉位置，并来回缓慢推拉注射器10次（每次推拉范围30ml左右）。
III.充分反应后停止加热并冷却到室温，挤出气球内空气，读取此时注射器内气体体积为V2。甲乙两组同学各自完成了以上实验，记录数据如下表所示。
实验组 V1（ml） V2（ml） 氧气体积分数
甲组 40 25 a
乙组 40 22 b
（1）步骤I，进行装置气密性检查操作方法：将注射器活塞拉至40.0ml刻度处，然后将其与硬质玻璃管（未装药品）、瘪气球进行组装，并推动注射器活塞至30.0ml处，观察到气球鼓起。固定活塞位置，一段时间后若观察到 ，则证明装置气密性良好。
（2）步骤II，来回缓慢推拉注射器多次的目的是 。
（3）乙组测得氧气体积分数b= %，甲乙组实验结果造成差异（a、b不同）的可能原因是 （写出一点即可）。
（4）若实验结果与理论值相比偏大（超过21%），推测造成该误差的可能原因是 （写出一点即可）。
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【核心素养】浙教版（2024版）八年级科学下册·分层练习
专题提优特训1 空气中氧气含量的测定
01测定空气中氧气含量的原理和现象
1．在验证空气中氧气体积分数为21%的实验中，用图甲装置进行实验。第一次实验时，用足量的白磷燃烧消耗氧气。第二次实验中，将足量的食品脱氧剂均匀涂在集气瓶内壁上与氧气反应。两次实验瓶内氧气体积分数变化如图乙所示，以下说法错误的是（ ）
A．用食品脱氧剂能耗尽瓶内氧气，提高实验的精确度
B．将食品脱氧剂涂在集气瓶内壁可增大与氧气的接触面积
C．两次实验流入集气瓶中的水量不同，第1次实验中流入的水更多
D．未冷却至室温就打开止水夹，会导致测得的氧气体积分数偏小
【答案】C
【详解】A、由图乙可知，用食品脱氧剂能耗尽瓶内氧气，提高实验的精确度，说法正确，不符合题意；
B、将食品脱氧剂涂在集气瓶内壁可增大与氧气的接触面积，说法正确，不符合题意；
C、由图乙可知，食品脱氧剂消耗的氧气更多，因此两次实验流入集气瓶中的水量不同，第2次实验中流入的水更多，说法错误，符合题意；
D、未冷却至室温就打开止水夹，装置内气压偏大，则进入瓶内的水较少，会导致测得的氧气体积分数偏小，说法正确，不符合题意。
故选C。
2．小滨利用如图甲所示装置（气密性良好）测定空气中氧气的含量，集气瓶中空气的体积为200mL，氧气传感器（可测量氧气浓度，部分结构已略去）测得集气瓶内氧气的体积分数变化曲线如图乙所示。
(1)反应开始到止水夹打开前，图甲集气瓶内可观察到的现象是___________。
(2)由图乙可知，在_______秒时，反应刚好停止。
(3)待整个装置冷却至室温时，小滨打开止水夹，发现进入集气瓶内水的体积占反应前集气瓶内空气体积的比例约为，请说明理由___________。
【答案】(1)白磷燃烧，产生大量的白烟
(2)80
(3)装置漏气/红磷不足/没有冷却到室温读数
【详解】（1）加热粗铜丝，白磷温度升高，当温度达到白磷的着火点时，白磷燃烧，产生大量的白烟；
（2）反应中要不断消耗氧气，即氧气的体积分数不断减小。当反应停止时，氧气的体积分数保持不变；由图乙可知，在80秒时，反应刚好停止，因为此时装置内的压强不再改变；
（3）待整个装置冷却至室温时，小滨打开止水夹，发现进入集气瓶内水的体积占反应前集气瓶内空气体积的比例约为1/8，测定结果偏小是由于反应结束后集气瓶内的气压偏大，可能是氧气没有完全消耗或温度偏高或有空气进入，具体的原因可能是红磷不足或没有冷却到室温读数或装置漏气等。
3．某兴趣小组想测定空气中氧气的含量，该小组同学按照如图甲所示的装置进行实验。
（1）该小组进行实验发现进入广口瓶中的水小于其容积的五分之一，该小组同学分析可能的原因有________。
①红磷量不足 ②未冷却至室温就打开止水夹
③导管内未充满水 ④实验开始前未夹紧止水夹
（2）该小组同学对实验进行改进，取足量红磷重复实验，________s时，利用氧气传感器获得装置内氧气体积分数变化如图乙所示，该小组同学多次重复实验发现测得的氧气含量仍小于20%，原因是________。
（3）将气压传感器连接入集气瓶中，得到图丙所示的图像，该图像显示，开始一段时间集气瓶内气压上升，这是因为________。
【答案】 ①②③ 30 红磷不能将所有的氧气全部耗尽 红磷燃烧，放出热量造成装置内气体体积膨胀压强增大
【详解】（1）①实验中所取的红磷不足量，不能完全消耗装置中的氧气，会导致结果偏小，符合题意；
②实验结束后未冷却至室温便打开了止水夹，由于瓶内压强偏大，会导致进入广口瓶的水的体积偏小，符合题意；
③导管内未充满水，会使测量结果偏小，符合题意；
④实验开始前未夹紧止水夹，会使部分空气受热逸出，导致测量结果偏大，而不是偏小，不符合题意；
故选①②③；
（2）根据图乙可知，该小组同学对实验进行改进，取足量红磷重复实验，30s时，利用氧气传感器获得装置内氧气体积分数变化如图乙所示，该小组同学多次重复实验发现测得的氧气含量仍小于20%，原因是红磷不能将所有的氧气全部耗尽；
（3）将气压传感器连接入集气瓶中，得到图丙所示的图像，该图像显示，开始一段时间集气瓶内气压上升，这是因为红磷燃烧，放出热量造成装置内气体体积膨胀压强增大。
02不同装置或物质对测定结果的影响
4．为测定空气中氧气的含量，在量筒中先注入一定量的水，放在水平桌面上。再将装有足量潮湿铁粉的矿泉水瓶（瓶内除铁粉外的有效容积为350mL）旋紧瓶盖放入水中静置，直至矿泉水瓶不再变瘪为止，反应前后量筒内液面位置如图所示。忽略水的蒸发，则下列分析错误的是（ ）
A．此实验的原理是利用铁生锈消耗氧气 B．反应后矿泉水瓶受到的浮力减小
C．反应后量筒对桌面的压强不变 D．实验测得氧气体积分数为21%
【答案】D
【详解】A、潮湿铁粉会生锈（铁与氧气、水反应），这个实验利用铁生锈消耗瓶内氧气，故分析正确；
B、反应后瓶内氧气被消耗，瓶内气体减少，矿泉水瓶变瘪，排开水的体积减小。根据浮力公式F浮=ρgV排，V排减小则浮力减小，故分析正确；
C、量筒对桌面的压力等于量筒和水的总重力，反应前后水的总质量不变，压力不变，受力面积也不变，根据，压强不变，故分析正确；
D、反应前量筒水体积为850mL，反应后为780mL，进入矿泉水瓶的水体积（即消耗氧气体积）=850mL-780mL=70mL。矿泉水瓶有效容积（空气体积）为350mL，氧气占比为，故分析错误。
故选D。
5．某科学兴趣小组利用如图所示的改进装置测定空气中氧气的体积分数。关于该实验
有下列说法：
①白磷燃烧会产生大量的白雾
②白磷不足，会使测定结果偏小
③实验中注射器活塞先向右移动，后向左移动
④胶头滴管与注射器中的水作用相同
⑤若注射器活塞最终停在10mL刻度处，说明氧气体积分数约为1/5
其中正确的是（ ）
A．①②③⑤ B．②③④⑤ C．②③⑤ D．③④⑤
【答案】C
【详解】①白磷燃烧会放出大量的白烟，不是雾；
②白磷的量不足，氧气就不能耗尽，会使测定的结果偏小；
③白磷燃烧放出大量热，注射器的活塞先向右移动，后向左移动；
④生石灰遇水会放出大量热，向烧杯中加水是为了提高烧杯内的温度，从而达到白磷的着火点，注射器中的水是防止气体逸出，作用不同；
⑤氧气约占空气体积的五分之一；故若试管内净容积为50mL，反应后冷却至室温，活塞停止在10mL附近；
其中正确的是②③⑤。故选C。
6．为提高测定空气中氧气含量实验的精确度，科学兴趣小组对课本实验进行了创新改进。食品脱氧剂的主要成分是铁粉，另有少量氯化钠等物质。
【实验步骤】①取一根玻璃管，用橡皮塞将一端密封；实验前，需检查装置的气密性：向管口注入一滴水将玻璃管密封，双手握住玻璃管中间部分时观察到__________，说明装置气密性良好。
②将食品脱氧剂粉末迅速装入玻璃管，立即向管口注入一滴水将玻璃管密封，水滴的下端标为A。弹动玻璃管使脱氧剂粉末分布均匀且紧密，脱氧剂的上端标为O，如图甲所示；
③水平滚动玻璃管，使食品脱氧剂粉末平铺在玻璃管中。静置至水滴不再移动时，水滴的右端标为B，如图乙所示；
④用刻度尺测量出AO段和AB段的长度，并计算出AB与AO的比值，将数据记录在表格中；
实验次数 AO/mm AB/mm AB/AO
1 523.5 109.5 0.2092
2 525.5 110.0 0.2093
3 527.0 110.5 0.2097
⑤洗涤、干燥实验装置，重复上述实验。
【得出结论】根据表格中的实验数据，可知空气中氧气含量为__________。（用百分数表示）
【思考讨论】（I）实验步骤③中，将食品脱氧剂粉末平铺在玻璃管中的目的是__________。
（II）实验步骤②中，如果玻璃管内的脱氧剂粉末分布不够紧密，会使实验结果偏大，其原因是__________。
【答案】 水滴向上移动 20.94% 增大接触面积，使氧气被脱氧剂粉末充分吸收 脱氧剂粉末不够紧密导致空气柱测量值偏小
【详解】{实验步骤}①向管口注入一滴水将玻璃管密封，双手握住玻璃管中间部分，如装置气密性良好，装置中的气体受热膨胀，观察到水滴向上移动，故填水滴向上移动。
{得出结论}由图可知，AO代表空气的体积，AB为实验中消耗的氧气的体积，则空气中氧气的体积分数为AB/AO，所以空气中氧气的体积分数取三次实验数据的平均值，即（0.2092+0.2093+0.2097）÷3×100%=20.94%，故填20.94%。
{思考讨论}（I）实验步骤③中，将食品脱氧剂粉末平铺在玻璃管中的目的是增大接触面积，使氧气被脱氧剂粉末充分吸收，使测定结构更准确，故填增大接触面积，使氧气被脱氧剂粉末充分吸收。
（II）如果玻璃管内的脱氧剂粉末分布不够紧密，会使实验结果偏大，其原因是脱氧剂粉末不够紧密，其中的空气没有计算在玻璃管的总体积之内，导致空气柱测量值偏小，故填脱氧剂粉末不够紧密导致空气柱测量值偏小。
7．某科学兴趣小组的同学利用数字化技术对“空气中氧气体积分数的测定”进行了再探究（如图1所示），得到的数据曲线如图2所示。
(1)实验前集气瓶中的水为10mL，若集气瓶的容积为150mL（燃烧匙所占体积忽略不计），实验结束后理论上集气瓶中水的体积约为 ________mL。
(2)图乙中Y曲线表示的是集气瓶内的 ________（选填“温度”或“氧气浓度”）。
(3)若第二次进行实验时，图甲中装置漏气，则第二次测得的C点数值比图乙中第一次测得的C点数值 ________（选填“大”或“小”）。
(4)科学兴趣小组想探究用不同物质在空气中燃烧测定氧气含量方法的优劣。他们用足量的蜡烛、红磷和白磷分别在相同体积与状态的空气中燃烧用氧气探测器测定密闭容器中剩余氧气与时间的关系如图丙所示，下列说法正确的是 ________填字母）。
A．测定空气中氧气含量效果最好的是蜡烛，因为它反应速率快
B．该实验证明氧气的浓度较低时，红磷与白磷还能与氧气发生反应
C．若用这三种物质做实验，测得空气中氧气含量均偏高
【答案】(1)38
(2)氧气浓度
(3)小
(4)B
【详解】（1）空气中氧气约占总体积的。集气瓶的容积为150mL，集气瓶中有水10mL，其中氧气的体积约为（150mL-10mL）× =28mL。实验前集气瓶中有水10mL，所以实验结束后理论上集气瓶中水的体积约为28mL+10mL=38mL；
（2）红磷燃烧消耗氧气，会使集气瓶内氧气浓度下降；同时燃烧放热，温度会先升高后降低。观察图乙，Y曲线是一直下降的趋势。因为红磷燃烧消耗氧气，氧气浓度不断降低，所以Y曲线表示的是集气瓶内的氧气浓度；
（3）C点表示红磷燃烧结束时集气瓶内的压强。若装置漏气，在红磷燃烧过程中，外界空气会进入集气瓶，使瓶内压强减小的幅度变小。所以第二次测得的C点数值比图乙中第一次测得的C点数值小；
（4）A、蜡烛燃烧生成二氧化碳气体，瓶内压强变化不大，不能准确测定空气中氧气的含量，故说法错误；
B、从图可以看出，红磷和白磷在氧气浓度较低时仍能燃烧，即氧气的浓度较低时，红磷与白磷还能与氧气发生反应，故说法正确；
C、蜡烛燃烧生成二氧化碳气体，瓶内压强变化不大，会使测得空气中氧气含量偏低；红磷和白磷燃烧后氧气有剩余，也会使测得空气中氧气含量偏低，故说法错误；
故选B。
8．小科利用如图甲所示的思维模型设计了“探究空气中氧气含量”的实验，取一支50ml的注射器，将尖端封住，在其中放入白磷，将注射器浸入热水中，引燃白磷。
(1)从建模角度分析，“引燃白磷”的操作属于上述思维模型中的______；
(2)为了保证实验能顺利进行，需在加入药品前先检查针筒的气密性，具体的操作为______；
(3)若反应前注射器活塞位于45mL刻度处，反应完毕后，注射器活塞位于36.5mL刻度处，则该实验测得空气中氧气的体积分数为______；（小数点保留至0.1%）
(4)小科设计实验分别用红磷和白磷燃烧测定密闭容器中氧气的含量，实验过程中用氧气传感器测得的密闭容器内氧气浓度如图所示：
仅根据曲线分析，更适合测量空气中氧气体积分数的是红磷还是白磷，并说明理由：______。
【答案】(1)耗尽氧气形成气压差
(2)将针筒的活塞拉出一定距离后松手
(3)18.9%
(4)白磷，白磷燃烧消耗氧气更彻底
【详解】（1）从建模角度分析，“引燃白磷”的操作是为了让白磷与氧气发生反应从而消耗氧气，进而在装置内形成气压差，所以“引燃白磷”的操作属于上述思维模型中的耗尽氧气形成气压差。
（2）为了保证实验能顺利进行，需在加入药品前先检查针筒的气密性，具体的操作为：将针筒的活塞拉出一定距离后松手，如果活塞能回到原来的位置，说明针筒的气密性良好。
（3）氧气的体积等于反应前后注射器活塞位置变化对应的体积，若反应前注射器活塞位于45mL刻度处，反应完毕后，注射器活塞位于36.5mL刻度处，则该实验测得空气中氧气的体积分数为：≈18.9%。
（4）根据曲线分析可知，更适合测量空气中氧气体积分数的是白磷，理由是：白磷燃烧消耗氧气更彻底。
9．建构合理的思维模型，既能促进深度学习，又能提高思维品质，小科建构了“两组份混合物含量测定”的思维模型：
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：根据沸点低的成分先汽化的性质，测定混合物中某成分的含量。
（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。
小科设计如图所示的实验装置来同时完成燃烧条件的探究和空气中氧气含量的测定。装置中注射器活塞与内壁摩擦非常小，可忽略不计。
查阅资料发现：
①当容器内的氧气浓度低于一定值时，白磷无法继续与氧气反应。
②“暖宝宝”能耗尽容器中少量的氧气。
实验操作步骤如下：
步骤1：_____________；
步骤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
步骤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；
步骤4：打开K1和K2，通过注射器从b管抽水，当注射器中水量达到V1毫升时，瓶中液面低于燃烧匙底部，此时立即关闭K1、K2，发现瓶中白磷燃烧；
步骤5：待整个装置冷却至室温时，打开K2，发现注射器中的水剩余V2毫升。
（1）请补充步骤1_________；
（2）该实验说明白磷燃烧的实验条件是________；
（3）该实验测得空气中氧气的含量为________。（用V1、V2来表示）
（4）小科多次重复上述实验，测得空气中氧气的体积分数远大于21%，原因是_________。
【答案】 分离转移 检查装置的气密性 温度达到着火点、与氧气接触 没有控制温度恢复到80℃来测量体积
【详解】探究一：（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，并没有转化成新的物质，所以从建模角度分析，该操作属于上述思维模型中的分离转移；
探究二：（1）步骤1是检查装置的气密性，以确保实验的准确性；
（2）步骤2中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，此时温度未达到白磷的着火点。步骤3中打开集气瓶塞子，往瓶中倒满80℃的热水，并塞紧塞子，白磷仍然不能燃烧，此时瓶中无氧气；步骤4中打开K1和K2，通过注射器从b管抽水，当注射器中水量达到V1毫升时，瓶中液面低于燃烧匙底部，此时立即关闭K1、K2，发现瓶中与氧气接触的白磷燃烧。所以该实验说明白磷燃烧的实验条件是温度达到着火点、与氧气接触。
（3）消耗氧气的体积等于注射器中减少的水的体积，该实验测得空气中氧气的含量为：。
（4）小科多次重复上述实验，测得空气中氧气的体积分数远大于21%，原因是：没有控制温度恢复到80℃来测量体积而导致空气中氧气的体积分数偏大。
10．研习小组选用铜粉测定空气中氧气含量（原理：），装置如图。已知硬质玻璃管容积为50ml，注射器量程为50ml。
实验步骤：
I.装置气密性检查完好后，往玻璃管中装入药品（体积不计），使气球处于瘪的状态（球内空气被挤出），调节注射器活塞至40.0ml刻度处，记录注射器初始体积为V1，连接好装置。
II.点燃酒精灯，先给玻璃管均匀受热，然后用酒精灯加热铜粉位置，并来回缓慢推拉注射器10次（每次推拉范围30ml左右）。
III.充分反应后停止加热并冷却到室温，挤出气球内空气，读取此时注射器内气体体积为V2。甲乙两组同学各自完成了以上实验，记录数据如下表所示。
实验组 V1（ml） V2（ml） 氧气体积分数
甲组 40 25 a
乙组 40 22 b
请回答：
(1)步骤I，进行装置气密性检查操作方法：将注射器活塞拉至40.0ml刻度处，然后将其与硬质玻璃管（未装药品）、瘪气球进行组装，并推动注射器活塞至30.0ml处，观察到气球鼓起。固定活塞位置，一段时间后若观察到____________，则证明装置气密性良好。
(2)步骤II，来回缓慢推拉注射器多次的目的是____________。
(3)乙组测得氧气体积分数b=__________%，甲乙组实验结果造成差异（a、b不同）的可能原因是__________（写出一点即可）。
(4)若实验结果与理论值相比偏大（超过21%），推测造成该误差的可能原因是__________（写出一点即可）。
【答案】(1)鼓起的气球体积大小保持不变
(2)使氧气与铜粉完全反应
(3) 20 甲组铜粉用量太少（合理即可）
(4)步骤Ⅲ中没有完全挤出气球内空气就读数（合理即可）
【详解】（1）步骤Ⅰ，进行装置气密性检查操作方法：将注射器活塞拉至40.0mL刻度处，然后将其与硬质玻璃管（未装试剂）、瘪气球进行组装，并推动注射器活塞至30.0mL处，观察到气球鼓起。固定活塞位置，一段时间后若观察到鼓起的气球体积大小保持不变，则证明装置气密性良好；
（2）步骤Ⅱ，来回缓慢推拉注射器多次的目的是使氧气与铜粉完全反应（或充分反应）；
（3）注射器内减少的气体体积即为消耗的氧气的体积，则甲组，氧气的体积为40mL-25mL=15mL，因此空气中氧气的体积分数为×100%
≈16.7%；乙组：氧气的体积为40mL-22mL=18mL，因此空气中氧气的体积分数为×100%=20%；
甲、乙组实验结果造成差异（a、b不同）的可能原因是甲组铜粉用量太少或甲组氧气没有完全反应或甲组没有待冷却到室温就读取V2或装置漏气；
（4）若实验结果与理论值相比偏大（超过21%），推测造成该误差的可能原因是步骤Ⅲ中没有完全挤出气球内空气就读数或V2读数不准确，偏小或Cu可能与空气中其他成分反应或挤出气球内空气时，由于活塞和注射器间存在摩擦力，活塞未向左移动，导致V2偏小等。
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