空气中氧气含量的测定
易错警示
1.
C
测量空气中氧气含量（体积分数），首先现象要明显、直观；其次原理要正确；再次就是要求用于实验的的可燃物是固体、只与氧气反应、生成物不影响实验结果。选项A、B、D中可燃物均为红磷，燃烧产物相同，符合测量要求，尽管装置不同、点燃方式不同，但是原理相同。C装置中使用木炭作可燃物，生成物是二氧化碳，不能造成反应前后的压强差，不能用来测定空气中氧气含量，故选C.
2.
(1)不支持白磷+氧气五氧化二磷
(2)先膨胀后收缩(比实验前更瘪)
(3)②白磷燃烧消耗了锥形瓶中的氧气,使瓶中气压降低、锥形瓶中氧气约占46mL,当注射器中的水进入锥形瓶约46mL后,瓶中气压与外界气压相当
减少了污染,实验测定更精确
(1)足量的白磷在集气瓶内未能全部燃烧,瓶内剩余气体为氮气，不支持燃烧。填写不支持。
（2）整个实验过程中,红磷燃烧放出热量，使集气瓶内气体体积变大，气球膨胀；红磷熄灭后，温度降低，更主要的是反应中消耗氧气，使集气瓶内气体总量减少，压强降低，气球收缩，所以可观察到气球的变化是先膨胀后收缩(比实验前更瘪)。
(3)待白磷熄灭、锥形瓶冷却至室温后,打开弹簧夹,还可观察到下列现象:①注射器中的水自动流入集气瓶中;②当注射器中的水剩下约4mL时停止流出。导致这些现象发生的原因是：白磷燃烧消耗了锥形瓶中的氧气,使瓶中气压降低、锥形瓶中氧气约占46mL,当注射器中的水进入锥形瓶约46mL后,瓶中气压与外界气压相当。
用此装置测定空气中氧气的体积分数与教材实验相比优点是：减少了污染,实验测定更精确。
跟踪训练
1.
（1）水进入集气瓶至第一刻度处；红磷不足，装置漏气，没有冷却至室温就打开止水夹等。
（2）③①②④；1。
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。
（1）如图1所示装置和药品进行实验，冷却至室温后打开止水夹，可观察到水进入集气瓶至第一刻度处；
若观察到结果小于预期值，则可能是因为红磷不足，装置漏气，没有冷却至室温就打开止水夹等。
（2）正确的实验操作顺序：将少量红磷平装入试管中，将20mL的注射器活塞置于10mL刻度处，并按上图中所示的链接方式固定好，再将弹簧夹紧橡皮管，点燃酒精灯，撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹，读取注射器活塞的数据；消耗氧气体积：45mL×=9mL，因此最终注射器活塞将从10mL刻度处慢慢前移到约为1mL刻度处才停止。
2.
①；
（1）不可行；足量红磷不能把装置中的氧气耗尽；
（2）白磷燃烧消耗氧气；
（3）细铁丝生锈，试管中的液面约上升至试管中空气总体积的五分之一处。
白磷能够燃烧，说明装置中含有氧气，即红磷没有把装置中的氧气耗尽，因此猜想①正确；
（1）课本上用“燃烧红磷测定空气中氧气含量”的方法是不严谨的，其理由是足量红磷不能把装置中的氧气耗尽。
（2）DE段：白磷燃烧消耗氧气，导致氧气浓度减小；
（3）一段时间后将看到的现象是细铁丝绒生锈，试管中的液面约上升至试管中空气总体积的五分之一处。
真题再现
1．
A
磷燃烧消耗了氧气生成五氧化二磷固体，装置中压强减小，水进入装置，进入装置中水的体积就是消耗氧气的体积；燃烧过程中氮气不参与反应，故实验过程中，逐渐减少的气体和逐渐增多的物质是氧气、五氧化二磷。故选A。
2．
C
拉瓦锡用定量方法研究了空气的成分，并得出氧气约占空气总体积1/5，故选：C。
3．
C
A、若做该实验时，止水夹没有夹紧，会使集气瓶内的空气受热通过导管进入空气中，因此集气瓶内的气体减少的量包括消耗的氧气及逸出的空气，会使瓶内的气体比实际氧气减少的多，因此会使水倒流超过五分之一，造成结果偏大，此选项错误；
B、木炭在空气中燃烧生成二氧化碳气体，虽然能除去氧气，但却增加了新的气体，没有形成压强差，不能用来测定空气中氧气含量，此选项错误；
C、待装置冷却至室温后才能打开止水夹，以防止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，造成结果偏小，此选项正确；
D、点燃后的红磷必须迅速伸入集气瓶中，塞紧瓶塞，否则瓶内气体逸出，造成实验误差，此选项错误。
故选C。
4．
D
红磷燃烧集气瓶中产生大量白烟，红磷燃烧一段时间后熄灭，待冷却到室温后，烧杯中的水倒吸进入集气瓶，集气瓶中水面最终上升至1处，说明空气中氧气体积约占五分之一，能表明O2含量的是，集气瓶中水面最终上升至1处，故选：D。
5．
A
A、由甲图可知，O2占空气体积的21%，不是空气质量的21%，说法错误，符合题意；
B、乙图中，水下的白磷未燃烧，铜片上的白磷燃烧了，说明磷燃烧需要和空气接触，说法正确，不符合题意；
C、薄铜片上的白磷燃烧，生成白色固体P2O5固体，冒出白烟，说法正确，不符合题意；
D、点燃红磷后，要迅速放入集气瓶中，说法正确，不符合题意；
故选A。
6．
A
氮气约占空气体积的78%，红磷与氧气反应，因红磷过量反应且不产生气体，则氧气耗尽，剩余气体主要是氮气。
故选A。
7．
将瓶内氧气全部耗尽，使测定结果准确氧气二氧化碳与水反应生成碳酸氧气浓度
（1）实验一是利用红磷燃烧消耗氧气，使集气瓶内外形成压强差，根据水回流的体积，测定氧气的体积分数，则红磷需过量的目的是将瓶内氧气全部耗尽，使测定结果准确；故填：将瓶内氧气全部耗尽，使测定结果准确。
（2）对比分析两个试管实验可知，一个试管铁与水、氧气同时接触，铁生锈，另一个试管铁只与水接触，不生锈，则得出结论：铁生锈需要和氧气接触；故填：氧气。
（3）二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊变红，则实验三中能证明二氧化碳具有的化学性质是：二氧化碳与水反应生成碳酸；故填：二氧化碳与水反应生成碳酸。
（4）分析实验四可知，空气中氧气的体积分数为21%，则由于氧气浓度不同造成硫燃烧的现象不同，硫在空气中燃烧产生淡蓝色火焰，硫在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰；故填：氧气浓度。
8．
消耗完装置中的氧气不需要不能白磷未与空气（或氧气）接触
（1）实验1中红磷要过量的是为了消耗完装置中的氧气，这样就不会影响测定的结果；
（2）实验2中，根据质量守恒定律，在化学反应中，参加反应前各物质的质量总和等于反应后生成各物质的质量总和，红磷的量不影响验证质量守恒定律，故实验2中红磷不需要过量；
（3）实验1中，为达实验目的，红磷不能用铁丝代替，因为铁丝不能在空气中燃烧，只能在纯氧中燃烧；
（4）实验3中，铜片上的白磷燃烧，是因为温度达到了白磷的着火点且与氧气接触，而热水中白磷未燃烧的原因是白磷未与空气（或氧气）接触。
9．
分离转移冷却到室温时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
（1）将空气转变为液态空气，液氮先汽化的操作属于分离转移。
（2）等到冷却到室温再打开止水夹可以防止容器发生倒吸，引起容器炸裂。
（3）木炭在封闭的集气瓶里燃烧，氧气浓度会不断变小，氧气浓度较低时会生成一氧化碳气体，一氧化碳难溶于水且不与氢氧化钠溶液反应。
（4）其“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。