专题02 测定空气中氧气的含量（1）原理：利用红磷燃烧消耗密闭容器的氧气，生成五氧化二磷固体，使密闭容器内压强减小，大气压将水压向容器，进入容器水的体积为消耗氧气的体积2）反应的文字表达式：磷+氧气 五氧化二磷符号表达式：P + O2 P2O5（3）装置（4）步骤：连接装置，检查装置气密性；把集气瓶的容积分成5等份，做好记号；用止水夹夹紧胶管；在燃烧匙内放入过量（或足量）的红磷；点燃燃烧匙中的红磷，立即伸入集气瓶中，把塞子塞紧；待红磷熄灭并冷却后，打开止水夹5）实验现象：红磷燃烧发出黄白色火焰，放热，产生大量白烟；水沿导管进入集气瓶内约占集气瓶容积的1／56）结论：空气中的氧气约占空气总体积的1/57）问题分析①进入的水小于容积的1/5，可能原因是什么？红磷的量不足，氧气没有消耗完；装置漏气，使装置外的空气进入集气瓶中；未冷却到室温就打开止水夹，使进入集气瓶中的水的体积偏小；导管中还残留有一些水；②进入的水大于容积的1/5，可能原因是什么？燃烧匙伸入集气瓶过慢，使装置内的气体受热逸出，导致进入集气瓶中的水的体积偏大止水夹没有夹紧橡皮管 ，红磷燃烧时集气瓶内气体因受热沿着导管逸出（8）药品选择：物质在空气中只与氧气反应，生成物为固体或液体（占的体积忽略不计）。
①能否用木炭、硫等物质代替磷？答：不能，木炭或硫燃烧会产生气体，造成瓶内气体压强无明显变化）②能否用铁丝代替磷？答：不能，铁丝在空气中不燃烧③能否用金属镁代替磷？答：不能，金属镁能够与氧气、氮气、二氧化碳都发生燃烧1.测定空气中氧气含量的实验装置如图所示：下列有关说法正确的是（ ）A．燃烧匙中的红磷可以换成硫或木炭B．选用红磷是因为反应只消耗O2，生成固态的P2O5C．装置内水位不会发生变化D．本实验可以证明空气含有Ｎ2、O2、CO2和稀有气体【答案】B【解析】A、燃烧匙中的红磷不可以换成硫或木炭，硫或木炭燃烧生成气体，装置中气压不变，装置中液面不会上升，无法测定氧气体积分数，A错B、选用红磷是因为磷只消耗O2不和氮气反应，生成固态的P2O5没有生成新的气体，B正确C、红磷燃烧消耗氧气，没有生成新的气体，装置中气压下降，在大气压作用下，液面上升，装置内水位会发生变化，C错D、本实验不可以证明空气含有CO2和稀有气体，D错故选：B2.（河南平顶山市2021~2022上期末）用如图装置测定空气中氧气的含量1）写出集气瓶中发生反应化学方程式_________________________。
2）瓶中液面先__________后__________(填“上升”或“下降”)3）将上图中红磷换为木炭，该方案不可行的原因是_____________________________答案】（1） （2） ①. 下降 ②. 上升 （3）因为木炭燃烧生成二氧化碳气体，它们仍占据气体体积，不会产生压强差，所以无法测定氧气的含量【解析】（1）红磷燃烧生成五氧化二磷，该反应的化学方程式为：，故填：2）红磷在空气中与氧气反应生成固态的五氧化二磷，燃烧放出大量的热，气体受热膨胀，集气瓶中的水先下降，又因为消耗了集气瓶中的氧气，使集气瓶内压强减小，冷却至室温，集气瓶的水上升，故填：下降；上升3）燃烧匙中的红磷不可以换成木炭，因为木炭燃烧生成二氧化碳气体，它们仍占据气体体积，不会产生压强差，所以无法测定氧气的含量，故填：因为木炭燃烧生成二氧化碳气体，它们仍占据气体体积，不会产生压强差，所以无法测定氧气的含量1.（湖北省大冶市2021-2022学年上期末）下列实验装置中不能用来测定空气中氧气含量的是（ ）A. B. C. D. 【答案】C【解析】在装有空气的密闭容器中，欲用燃烧法测定空气中氧气含量，该实验一般要注意以下几点：①装置的气密性好；②所用药品必须是足量；③读数时一定要冷却到原温度；④所选除氧剂要具备以下特征：本身能够在空气中燃烧；本身的状态为非气体；生成的物质为非气态；据此进行分析判断。
A、图中所示装置，红磷燃烧消耗氧气使装置内气体体积减少，压强减小，能用于测定空气中氧气含量，故选项错误B、图中所示装置，用凸透镜引燃红磷，红磷燃烧消耗氧气使装置内气体体积减少，压强减小，能用于测定空气中氧气含量，故选项错误C、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，故选项正确D、热水提供的热量引燃白磷，白磷燃烧消耗氧气使装置内气体体积减少，压强减小，使活塞左移，能用于测定空气中氧气含量，故选项错误故选：C2.（北京市通州区2021-2022上期末）用如图装置可验证空气中O2的含量下列现象能表明O2含量的是（ ）A. 红磷燃烧产生大量白烟 B. 红磷燃烧一段时间后熄灭C. U形管左侧水面先下降，后上升 D. U形管左侧水面最终上升至1处【答案】D【解析】A、集气瓶中产生大量白烟，只能说明五氧化二磷是白色固体，不能证明空气中O2的含量，故选项说法错误；B、红磷燃烧一段时间后熄灭，说明氧气耗尽，不能证明空气中O2的含量，故选项说法错误；C、U形管左侧水面先下降，后上升，说明瓶内气压先升高后降低，但不能证明空气中O2的含量，故选项说法错误；D、瓶中液面最终上升至1处，说明氧气约占空气总体积的1/5，能证明空气中O2的含量，故选项说法正确；故选：D。
3.（广东茂名市高州市第一中学附属实验中学2021-2022上期末）“暖宝宝贴”（主要成分为铁粉）发热的原理是铁粉和氧气、水发生反应放热用“暖宝宝贴”测定空气中氧气的含量，广口瓶容积为270mL实验装置如图所示实验后量筒中水的体积读数为45mL（实验前量筒中水的体积为100mL）下列叙述不正确的是（ ）A. 铁的锈蚀属于缓慢氧化过程B. 若测得空气中氧气含量偏低，可能是铁粉不足C. 必须等温度恢复至室温后，才能记录量筒内剩余水的体积D. 本次实验测得空气中氧气的体积分数约为16.7%【答案】D【解析】A. 铁生锈是铁与氧气、水发生的缓慢氧化反应，此选项正确；B. 若测得空气中氧气含量偏低，可能是铁粉不足，只消耗了部分氧气，此选项正确；C. 必须等温度恢复至室温后，才能记录量筒内剩余水的体积，以防温度较高时，气体体积发生膨胀而导致结果偏小，此选项正确；D. 铁生锈消耗氧气，消耗氧气的体积等于进入烧杯内的水的体积，则本次实验测得空气中氧气的体积分数约为：=22%，此选项错误故选D4.（北京昌平区2021—2022学年第一学期期末质量监控）用如图装置测定空气中氧气含量1）红磷燃烧的化学方程式是________________________。
2）能证明空气中氧气含量的现象是____________________________________答案】（1） （2）左管液面最终上升到刻度1处【解析】(1)红磷燃烧会生成五氧化二磷，反应的化学方程式为；故填：2)红磷燃烧会消耗左管空气中的氧气，待反应结束，温度恢复至室温，左管中的液面上升到刻度1处，能证明空气中氧气的含量；故填：左管液面最终上升到刻度1处5.（2021东营市中考二模）氧气是一种非常重要化学物质，请回忆初中化学知识，根据所学知识填写下列内容一）氧气的测定：实验室常用图1装置测定空气中氧气的含量某化学兴趣小组在实验室测定空气中氧气的含量，由注射器和硬质玻璃管组成的密闭系统，其中注射器中存有15mL空气，玻璃管的容积是40mL1）为了保证氧气全部反应，加入的铜粉应该__________________气球的作用是__________________2）实验中你所看到的硬质玻璃管内的现象是________________________________发生反应的化学方程式为________________________________3）瑞典化学家舍勒曾用图2装置对空气中的氧气含量进行测定：将磷放在密闭钟罩内的水面上方燃烧（如图2所示），产生_________________________现象，成分为___________，一段时间后观察到钟罩内水面大约上升___________。
二）制取氧气（4）仪器a的名称是___________5）选择过氧化氢溶液制取氧气，反应的方程式是__________________若选择C装置作为发生装置，优点是_________________________，若需制取一瓶氧气做铁丝燃烧的实验，收集装置最好选择___________6）混制“富氧空气”用纯氮气及上述实验制取的氧气，混制一瓶（集气瓶容积为250mL）氧气体积分数为40%的“富氧空气”，可使用H装置，先在上图H装置中装满水，再从导管___________（填“b”或“c”）通入氮气，排出________mL水，后再通入氧气排出80mL水答案】 (1). 过量 (2). 使铜粉与氧气充分反应 (3). 红色粉末变成黑色 (4). (5). 大量白烟 (6). 五氧化二磷 (7). 五分之一（或百分之二十） (8). 铁架台 (9) (10). 可以控制反应的速度 (11) G (12) c (13) 120【解析】（一）（1）连接好装置后，需要检查装置气密性，再加入药品，为了保证氧气全部反应，加入的铜粉应该过量；通过缓慢推拉注射器活塞，使装置内的气体进入气球和排出气球，使空气中的氧气与铜粉充分接触，铜粉与氧气充分反应，故分别填：过量；使铜粉与氧气充分反应。
2）铜与氧气在加热的条件下反应生成氧化铜，铜为紫红色金属，氧化铜为黑色，故实验现象为：红色粉末变成黑色；铜与氧气在加热的条件下反应生成氧化铜，其化学方程式为：故分别填：红色粉末变成黑色； 3）红磷在氧气中燃烧生成五氧化二磷，故实验现象为，产生大量白烟红磷燃烧消耗氧气，待冷却至室温后，装置内压强减小，在压强差的作用下，钟罩内水面上升约五分之一，故实验现象为：产生大量白烟，一段时间后，钟罩内水面上升约五分之一故分别填：大量白烟；五氧化二磷；五分之一二）（4）通过图示信息，仪器a的名称是：铁架台；故填：铁架台5）过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下，生成水和氧气，其化学方程式为：；C装置使用的是分液漏斗，可以通过控制分液漏斗的活塞，控制液体加入的速度，从而可以控制反应的速度；铁丝燃烧放出大量的热，能使固体熔化为液体落到集气瓶底部而造成瓶底炸裂，需要在集气瓶底部加一些水，若需制取一瓶氧气做铁丝燃烧的实验，收集装置最好选择排水法，选择G装置故分别填： ；可以控制反应的速度；G6）通过题干信息，先在上图H装置中装满水，再从导管c通入氮气，利用气体的压力将H装置中的水排出，再通入氧气排出80ml水，氧气体积分数为40%的“富氧空气”，所以富氧空气的总体积为：，则通入氮气需排出水的体积为：200mL-80mL=120mL；故分别填：c；120。
6.（北京市海淀区2021-2022第一学期期末学业水平调研）实验小组对密闭集气瓶内蜡烛燃烧时间的影响因素进行探究，装置如图进行实验】实验1：6个集气瓶中盛有不同配比的氧气、氮气的混合气体，分别用6支相同的蜡烛点然后测定其燃烧时间。