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人教版化学九年级上册期末高频考点专题突破专练04 空气（含答案）学案
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这是一份人教版化学九年级上册期末高频考点专题突破专练04 空气（含答案）学案，共23页。学案主要包含了空气的成分及用途，测定空气中氧气的含量等内容，欢迎下载使用。
一、空气的成分及用途
1、法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究空气成分，得出结论：空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的1/5。
2、空气的成分及其体积分数（大约）
3、空气各成分的用途：
（1）分离液态空气制取各成分
降温 加热 氧气 该过程是物理变化
空气 液态空气 氮气 （石油蒸馏同这里的原理一样）
加压 原理：各成分沸点不同 稀有气体
（2）用途： 氮气 工业生产硝酸和氮肥，食品防腐，液态氮气用作制冷剂； O2供给呼吸，支持燃烧，钢铁冶炼，金属焊接； 稀有气体用作保护气，制作多用途电光源；
4、空气质量：
（1）空气中的有害物：SO2、CO、NO2、O3和可吸入颗粒物、总悬浮颗粒物；
（2）空气污染指数越高，污染越严重；
（3）CO2不属于空气污染物，但含量增多会引起温室效应。
二、测定空气中氧气的含量
1、基本思路：通过化学反应，除去混合物中的一种成分，再测定混合物在反应前后的体积或质量的变化。
2、药品选择：生成物是固体，只与氧气反应。例如：红磷或铜等。
（一）用红磷测定空气中氧气的含量（人教版）
（1）原理：4P+5O2 2P2O5
（2）装置：
（3）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，打开止水阀。
（4）现象：集气瓶中有大量的白烟生成，并放出热量；打开止水夹，烧杯中的水倒流到集气瓶中，并上升到约1/5处。
（5）结论：空气中的氧气含量大约是1/5；
（6）氧气含量偏小的原因：没有冷却至室温就读数；铜红磷量不足；加热时间不够；装置漏气；
（二）用铜测定空气中氧气的含量（鲁教版）
（1）原理：2Cu+ O2 2CuO
（2）装置：气球作用（缓冲压力防止橡皮塞冲出使氧气充分反应）。
（3）步骤：测硬质玻璃管的体积（记录），及注射器内气体体积；连接仪器加热，不断推拉注射器
（目的：使铜与氧气充分反应）；停止加热，冷至室温后读数（不然，读数偏大，使氧气含量偏小）
现象：红色铜逐渐变成黑色，注射器内气体减少。
（5）结论：空气中的氧气含量大约是1/5；
（6）氧气含量偏小的原因：没有冷却至室温就读数；铜粉量不足；加热时间不够；没有不断推拉注射器活塞；装置漏气；
综合练习
一．选择题（共10小题）
1．人类每时每刻都离不开空气，没有空气就没有生命。下列关于空气说法正确的是（ ）
A．新鲜的空气是纯净物
B．分离液态空气获得氧气是化学变化
C．氮气占空气总体积的78%
D．空气污染主要是二氧化碳含量增大造成的
2．如图所示是某同学组装的验证氧气约占空气总体积的的实验装置。下列操作对实验结果不会造成影响的是（ ）
A．止水夹没有夹紧
B．没等装置冷却至室温就打开止水夹
C．燃烧匙内盛放足量的红磷
D．燃烧匙内盛放足量的蜡烛
3．如图是测定空气中氧气体积分数的实验，实验后发现测定氧气的含量低于，针对这一事实，你认为下列做法和想法不可取的是（ ）
A．查看实验装置是否漏气
B．将红磷改成木炭后重新实验
C．实验中红磷的量不足，没有将瓶内的氧气全部消耗尽
D．实验中可能未冷却到室温就打开止水夹，使进入瓶内的水的体积不足
4．如图所示，某同学设计了测定空气中氧气的体积分数的实验．在水槽中盛适量的稀氢氧化钠溶液，并滴入2～3滴酚酞试液，在小木片上固定一只短蜡烛（普通蜡烛1cm，或者生日蜡烛2～3cm），用火柴点燃蜡烛．把集气瓶倒扣在小木块上方，并将瓶口水封．几秒钟后，蜡烛火焰熄灭，水位上升．在水下用玻片盖上集气瓶，取出，量得集气瓶中水的体积小于集气瓶容积的．以下对此分析不正确的是（ ）
A．滴入2～3滴酚酞试液的目的是让溶液变红，便于观察集气瓶中的水位上升
B．滴入酚酞试液后，一开始溶液变红，随着蜡烛的燃烧，溶液逐渐褪色
C．进入集气瓶中水的体积偏少可能是因为瓶内的氧气没有完全消耗
D．进入集气瓶中水的体积偏少可能是因为随着瓶内的氧气减少，蜡烛发生了不完全燃烧，生成了不能被氢氧化钠溶液吸收的CO等气体
5．有关空气的说法，错误的是（ ）
A．能调节气温B．能合成氮肥
C．是地球的保护伞D．是制氢气的原料
6．下列物质属于纯净物的是（ ）
A．洁净的空气B．硫酸铜溶液C．冰水共存物D．自来水
7．夏天水果长时间放置会腐烂变质，是因为空气中含有（ ）
A．氮气B．氧气C．水蒸气D．二氧化碳
8．某小组设计如图装置测定空气中氧气的体积分数。实验时，先吸入空气使活塞处在刻度5处，关闭弹簧夹，然后，用热水加热白磷至燃烧（白磷的化学性质和红磷相似，40℃时就可以燃烧）。下列有关说法错误的是（ ）
A．实验结束后，注射器内剩余的气体主要是氮气
B．要等到装置冷却至室温后再读数，否则测定结果偏大
C．实验中活塞先向右移动再向左移动
D．该实验较环保，能减少对空气的污染
9．大气中直径小于或等于2.5微米的固体颗粒物称为PM2.5，它容易诱发呼吸道疾病．2012年2月，国务院发布了新的《环境空气质量标准》，下列项目不必列入监测范围的是（ ）
A．一氧化碳B．二氧化硫C．二氧化碳D．PM2.5
10．2020.6.5日世界环境日主题“关爱自然，刻不容缓”。下列做法不利于空气保护的是（ ）
A．大力支持煤发电
B．提倡绿色出行
C．推广无氟冰箱
D．大力植树造林增大植被面积
二．填空题（共2小题）
11．在“空气中氧气含量的测定”实验探究中，甲同学设计了如下实验方案：
在燃烧匙内盛过量红磷，点燃后立即插入集气瓶内，塞紧橡皮塞，待红磷火焰熄灭，集气瓶冷却至室温，打开铁夹。（实验装置如图所示）回答下列问题：
①实验过程中，观察到的主要现象是 ， 。反应的文字表达式是 。
②待烧杯中的水不能再进入集气瓶后，打开橡胶塞，将集气瓶中的水全部倒入量筒中，测得其中水的体积为76mL。该同学在实验前设法准确地测定了集气瓶的容积为400mL。则该同学测得的空气中氧气的体积分数为 %。与理论值21%相比较，产生误差的原因很可能是 ； （要求答出两种）。
③乙同学也设计了一个实验方案，装置和操作同上，只不过用木炭代替了红磷。当木炭停止燃烧，集气瓶冷却至室温，打开铁夹后，水能否进入集气瓶？为什么？ ， 。
④这个实验除了可以得出氧气约占空气体积的的结论外，还可能推论出氮气的物理性质是： ；氮气的化学性质是 。
12．某化学兴趣小组的同学对空气中氧气含量的测定实验进行探究
（1）如图1所示装置和药品进行实验，实验开始时可观察到的现象是： ．
（2）红磷燃烧一段时间后，自动熄灭了，你认为原因是 ；
（3）冷却后，松开止水夹，你观察到的现象为 ．
（4）乙生用上述实验装置测定的结果是：空气中氧气含量与正常值有较明显的偏差，其操作上的原因可能是（要求答出一种）： ．
（5）小明同学认为可用木炭代替红磷测定空气中氧气的含量，小丽同学认为不可以，其原因是： ．
（6）小芳同学用镁条代替红磷来测定空气中氧气的含量．结果却发现倒吸的水量远远超过集气瓶的．小组内同学帮她仔细检查，发现装置的气密性及操作步骤均无问题．你认为造成此现象的原因可能是 ：
（7）小组内同学反思上述实验的探究过程后认为：用燃烧法测定空气中氧气含量的实验时，在药品的选择或生成物的要求上应考虑的是： ．
（8）小组内同学还对该实验进行了如下改进．小华同学打算设计如下方案：选用实际容积为40mL的试管作反应容器，将过量的白磷放入试管，用橡皮塞塞紧试管口，通过导管与实际容积为60mL且润滑性很好的针筒注射器组成如图2的实验装置．
假设此实验能按照小华的设想正常进行，且白磷所占体积与导管内的气体体积忽略不计，请回答下列问题：
（9）实验前，打开弹簧夹，将注射器的活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处，然后松手，若活塞仍能返回至20mL刻度处，则说明 ．
（10）若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，燃烧结束，等到试管冷却后再松开弹簧夹．可观察到的现象为 ．
（11）若不使用弹簧夹，用酒精灯加热白磷，充分反应直至燃烧结束，试管冷却．可观察到的现象为 ．
（12）若按小华的设想进行实验，实际可能遇到诸多问题而发生危险，造成实验失败．例如 ．
三．实验探究题（共1小题）
13．如图装置探究空气中氧气的体积分数，其中A为圆筒状玻璃容器（带密封盖），B是敞口玻璃管，AB间用胶皮管连通（A中各固体体积忽略不计），操作过程如下：
①检查装置的气密性；
②加入水并调整B的高度，使A中的液面至刻度15cm处；
③将铜粉平铺在电热板上，盖紧密封盖；
④通电加热，铜粉消耗氧气生成黑色固体氧化铜，充分反应后冷却到原来的状况，调整B的高度使容器AB中的液面保持水平，记录液面刻度。
（1）在操作①中检查装置气密性的最佳方法是：向仪器中加入适量的水，盖好A的密封盖，然后 （填序号）。
A.双手握住B容器，观察A中液面是否上升
B.双手握住B容器，观察A中是否有起泡产生
C.调整B的高度，观察AB液面差是否保持不变
（2）在上述实验中，下列物质可以代替铜粉的是 （填序号）。
A.木炭
B.红磷
C.硫粉
D.石蜡
（3）在操作④结束时，装置A中液面的刻度约为 cm（填整数）。如果在操作④结束时，A中液面在刻度13cm处，则导致该结果的可能原因是 （填序号）。
A.铜粉量不足
B.密封盖漏气
C.胶皮管未用弹簧夹夹紧
D.容器内加入的水太多
四．计算题（共1小题）
14．某校化学兴趣小组的同学设计了如图所示的装置进行空气中氧气含量实验的探究：
实验前注射器中有20 mL氮气，100 mL集气瓶中加入10 mL水。实验数据记录如下：
（1）根据以上实验过程和数据综合分析，集气瓶内空气中氧气的体积是 mL；开始体积增大的原因是 。
（2）列式计算空气中氧气的体积分数。
（3）若测量结果偏小，原因可能是 。
五．解答题（共1小题）
15．通过两个多月的化学学习，我们知道可以利用燃烧红磷的方法对空气中氧气含量的多少进行实验探究。写出该反应的化学方程式 。红磷燃烧反应基本类型 ，该实验证明氧气约占空气体积的 。为了帮助学生更好理解空气中氧气含量测定的压强变化，教师利用压强传感器等仪器实时测定红磷燃烧实验装置内的压强变化。（图1是利用压强传感器测定红磷燃烧时集气瓶内气压变化的实验装置。图2是实验过程中，集气瓶内压强变化曲线）
结合图1实验，解释图2中BC段压强上升的原因 。实验结束后，打开止水夹的过程中，压强曲线对应的线段是 （填字母序号）。
A.BC
B.CD
C.DE
D.EF
反应开始前A点和反应结束后F点的压强 （填“相同”或“不同”）。
参考答案
一．选择题（共10小题）
1．人类每时每刻都离不开空气，没有空气就没有生命。下列关于空气说法正确的是（ ）
A．新鲜的空气是纯净物
B．分离液态空气获得氧气是化学变化
C．氮气占空气总体积的78%
D．空气污染主要是二氧化碳含量增大造成的
【分析】A、根据纯净物的概念进行分析；
B、根据化学变化的概念进行分析；
C、根据空气中各成分的含量进行分析；
D、根据二氧化碳不是空气污染物进行分析。
【解答】解：A、新鲜空气中含有氮气、氧气、二氧化碳等，故错误；
B、分离液态空气获得氧气是物理变化，故错误；
C、空气中氮气体积分数约为78%，故正确；
D、二氧化碳不是空气污染物，故错误；
故选：C。
2．如图所示是某同学组装的验证氧气约占空气总体积的的实验装置。下列操作对实验结果不会造成影响的是（ ）
A．止水夹没有夹紧
B．没等装置冷却至室温就打开止水夹
C．燃烧匙内盛放足量的红磷
D．燃烧匙内盛放足量的蜡烛
【分析】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（只能与空气中的氧气反应）；本身的状态为非气体；生成的物质为非气态；据此进行分析解答。
【解答】解：A、止水夹没有夹紧，反应放出大量的热，装置内压强大，有空气逸出，因此进入的水多，使测定结果偏大，故选项错误。
B、没等装置冷却至室温就打开止水夹，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，结果偏小，故选项错误。
C、燃烧匙内盛放足量的红磷，是正确的操作，对实验结果不会造成影响，故选项正确。
D、蜡烛燃烧生成二氧化碳和水蒸气，虽除去氧气，但增加了新的气体，没有形成压强差，不能用来测定空气中氧气含量，故选项错误。
故选：C。
3．如图是测定空气中氧气体积分数的实验，实验后发现测定氧气的含量低于，针对这一事实，你认为下列做法和想法不可取的是（ ）
A．查看实验装置是否漏气
B．将红磷改成木炭后重新实验
C．实验中红磷的量不足，没有将瓶内的氧气全部消耗尽
D．实验中可能未冷却到室温就打开止水夹，使进入瓶内的水的体积不足
【分析】A、装置一定是要密闭的，否则无法验证氧气的准确含量。
B、将红磷改为木炭后，燃烧后产物是二氧化碳气体，水不能进入集气瓶。
C、红磷的量不足时氧气不能完全消耗，测量的氧气量会小。
D、未冷却时集气瓶内的气体膨胀，进入的气体量会变小。
【解答】解：A、装置的气密性不好时，外界的气体会进入集气瓶，使氧气测量含量变小。
B、由于木炭燃烧后产物是二氧化碳气体，所以反应后水的吸入量会很小。
C、红磷的量不足空气内的氧气不能完全消耗，进入水量比五分之一要小。
D、容器未冷却时气体的体积膨胀，进入的水量也要比实际的量要小。
故选：B。
4．如图所示，某同学设计了测定空气中氧气的体积分数的实验．在水槽中盛适量的稀氢氧化钠溶液，并滴入2～3滴酚酞试液，在小木片上固定一只短蜡烛（普通蜡烛1cm，或者生日蜡烛2～3cm），用火柴点燃蜡烛．把集气瓶倒扣在小木块上方，并将瓶口水封．几秒钟后，蜡烛火焰熄灭，水位上升．在水下用玻片盖上集气瓶，取出，量得集气瓶中水的体积小于集气瓶容积的．以下对此分析不正确的是（ ）
A．滴入2～3滴酚酞试液的目的是让溶液变红，便于观察集气瓶中的水位上升
B．滴入酚酞试液后，一开始溶液变红，随着蜡烛的燃烧，溶液逐渐褪色
C．进入集气瓶中水的体积偏少可能是因为瓶内的氧气没有完全消耗
D．进入集气瓶中水的体积偏少可能是因为随着瓶内的氧气减少，蜡烛发生了不完全燃烧，生成了不能被氢氧化钠溶液吸收的CO等气体
【分析】解题时有时要善于联想，遇到与相比较的实验时就要考虑是否是要测定空气中氧气的含量．另外对药品的使用如酚酞，要注意分析使用环境中其他物质的存在，从而正确分析药品使用的目的．
【解答】解：由于空气中氧气含量的测定是要对应的生成物不是气体，而蜡烛燃烧却是能够生成二氧化碳甚至还可能生成一氧化碳，所以实验者设计了用氢氧化钠来吸收二氧化碳的这个细节，所以酚酞的加入虽然开始可以便于观察液面的变化，但是最终目的是证明二氧化碳被吸收。而对于进入液体小于，我们有时会考虑药品的量不足，但是本题中蜡烛熄灭了，说明蜡烛是有剩余的。所以分析时就要注意到这一点。
A、在起始阶段确实便于液面变化的观察，但是后期红色消失，所以便于观察。至于通过颜色变化证明二氧化碳被反应掉，本题的设计是空气成分测定，而不是验证二氧化碳的化学性质。所以目的仅仅是便于观察。正确。
B、开始由于水中有氢氧化钠，所以显红色。后来随着反应的进行，二氧化碳进入溶液从而消耗了溶液中的氢氧化钠，由于生成物为碳酸钠，碳酸钠显碱性，所以依旧是红色。错误。
C、进入集气瓶中水的体积偏少可能是因为瓶内的氧气没有完全消耗。由于燃烧需要氧气达到一定的浓度，所以后期蜡烛熄灭并不代表氧气被完全消耗，所以会导致进入液体体积偏小。正确。
D、其实用蜡烛或者木炭都不可能得到对应的结果，因为这个过程中随着氧气浓度的降低，过程中会生成一氧化碳，虽然可以用氢氧化钠来吸收二氧化碳，但是一氧化碳却无法被吸收。正确。
故选：B。
5．有关空气的说法，错误的是（ ）
A．能调节气温B．能合成氮肥
C．是地球的保护伞D．是制氢气的原料
【分析】空气是一种十分重要的自然资源，根据空气的重要作用进行分析判断．
【解答】解：A、空气能调节气温，大气层可以使地球上的温度保持相对稳定，如果没有大气层，白天温度会很高，而夜间温度会很低，故选项说法正确。
B、空气中的氮气是合成氮肥的重要原料，故选项说法正确。
C、空气是地球的保护伞，大气层可以吸收来自太阳的紫外线，可以阻止来自太空的高能粒子过多地进入地球等，故选项说法正确。
D、自然界的水是制氢气的原料，空气不是制氢气的原料，故选项说法错误。
故选：D。
6．下列物质属于纯净物的是（ ）
A．洁净的空气B．硫酸铜溶液C．冰水共存物D．自来水
【分析】物质分为混合物和纯净物，混合物是由两种或两种以上的物质组成，洁净的空气、硫酸铜溶液、自来水都属于混合物；纯净物是由一种物质组成。纯净物又分为单质和化合物。由同种元素组成的纯净物叫单质；由两种或两种以上的元素组成的纯净物叫化合物。
【解答】解：A、洁净的空气中也有氧气、氮气等，属于混合物；故选项错误；
B、硫酸铜溶液中有硫酸铜和水，属于混合物；故选项错误；
C、冰水共存物中只有水分子，水属于混合物；故选项正确；
D、自来水中有可溶性杂质，属于混合物；故选项错误；
故选：C。
7．夏天水果长时间放置会腐烂变质，是因为空气中含有（ ）
A．氮气B．氧气C．水蒸气D．二氧化碳
【分析】A、氮气的用途是：制造氮肥、氮气充入食品包装袋内可以防腐、液态氮可以做制冷剂；
B、夏天水果长时间放置会腐烂变质，是因为空气中含有氧气；
C、水蒸气不会使水果腐烂变质；
D、二氧化碳也能做保护气。
【解答】解：A、氮气能做保护气，故选项错误；
B、夏天水果长时间放置会腐烂变质，是因为空气中含有氧气；故选项正确；
C、水蒸气不会使水果腐烂变质，故选项错误；
D、二氧化碳也能做保护气，故选项错误；
故选：B。
8．某小组设计如图装置测定空气中氧气的体积分数。实验时，先吸入空气使活塞处在刻度5处，关闭弹簧夹，然后，用热水加热白磷至燃烧（白磷的化学性质和红磷相似，40℃时就可以燃烧）。下列有关说法错误的是（ ）
A．实验结束后，注射器内剩余的气体主要是氮气
B．要等到装置冷却至室温后再读数，否则测定结果偏大
C．实验中活塞先向右移动再向左移动
D．该实验较环保，能减少对空气的污染
【分析】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，容器内体积减小，减少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。
【解答】解：A、实验结束后，氧气完全反应，注射器内剩余的气体主要是氮气，该选项说法正确；
B、要等到装置冷却至室温后再读数，否则测定结果偏小，该选项说法不正确；
C、实验中白磷燃烧放热，导致活塞向右移动，完全反应后温度降低，氧气消耗，活塞向左移动，活塞先向右移动再向左移动，该选项说法正确；
D、该实验较环保，能减少对空气的污染，该选项说法正确。
故选：B。
9．大气中直径小于或等于2.5微米的固体颗粒物称为PM2.5，它容易诱发呼吸道疾病．2012年2月，国务院发布了新的《环境空气质量标准》，下列项目不必列入监测范围的是（ ）
A．一氧化碳B．二氧化硫C．二氧化碳D．PM2.5
【分析】空气污染的途径主要有两个：有害气体和粉尘．有害气体主要有一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮等气体；粉尘主要指一些固体小颗粒．大气中直径小于或等于2.5微米的固体颗粒物称为PM2.5，因此属于粉尘污染．
【解答】解：A、一氧化碳有毒，列入监测范围，故选项错误；
B、二氧化硫容易造成酸雨，故选项错误；
C、二氧化碳不污染空气，不必列入监测范围，故选项正确；
D、PM2.5属于粉尘污染，列入监测范围，故选项错误。
故选：C。
10．2020.6.5日世界环境日主题“关爱自然，刻不容缓”。下列做法不利于空气保护的是（ ）
A．大力支持煤发电
B．提倡绿色出行
C．推广无氟冰箱
D．大力植树造林增大植被面积
【分析】造成对空气污染的有害物质大致可分为：粉尘和有害气体两大类．从世界范围看，排放到空气中的有害气体主要有二氧化硫、一氧化碳，氮的氧化物等；根据选项中的说法确定是否在于保护大气。
【解答】解：A、大力支持煤发电，煤燃烧会产生大量的污染物，做法不利于空气保护，故A正确；
B、提倡绿色出行，减少使用私家车对空气的污染，故B做法利于空气保护，故B错；
C、推广无氟冰箱，可以减少氟对臭氧层的破坏，故C做法利于空气保护，故C错；
D、大力植树造林增大植被面积，可以净化空气，防风固沙，故D做法利于空气保护，故D错。
故选：A。
二．填空题（共2小题）
11．在“空气中氧气含量的测定”实验探究中，甲同学设计了如下实验方案：
在燃烧匙内盛过量红磷，点燃后立即插入集气瓶内，塞紧橡皮塞，待红磷火焰熄灭，集气瓶冷却至室温，打开铁夹。（实验装置如图所示）回答下列问题：
①实验过程中，观察到的主要现象是 产生白烟 ， 放热 。反应的文字表达式是 红磷+氧气五氧化二磷 。
②待烧杯中的水不能再进入集气瓶后，打开橡胶塞，将集气瓶中的水全部倒入量筒中，测得其中水的体积为76mL。该同学在实验前设法准确地测定了集气瓶的容积为400mL。则该同学测得的空气中氧气的体积分数为 19 %。与理论值21%相比较，产生误差的原因很可能是 装置漏气 ； 没有冷却至室温就打开止水夹 （要求答出两种）。
③乙同学也设计了一个实验方案，装置和操作同上，只不过用木炭代替了红磷。当木炭停止燃烧，集气瓶冷却至室温，打开铁夹后，水能否进入集气瓶？为什么？ 否 ， 木炭燃烧生成二氧化碳，导致瓶内气压无明显变化 。
④这个实验除了可以得出氧气约占空气体积的的结论外，还可能推论出氮气的物理性质是： 难溶于水 ；氮气的化学性质是 不能燃烧，不支持燃烧 。
【分析】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。
【解答】解：①实验过程中，观察到的主要现象是产生白烟，放热，反应的文字表达式是：红磷+氧气五氧化二磷。
故答案为：产生白烟；放热；红磷+氧气五氧化二磷。
②测得的空气中氧气的体积分数为：×100%＝19%，与理论值21%相比较，产生误差的原因很可能是装置漏气、没有冷却至室温就打开止水夹。
故答案为：19；装置漏气；没有冷却至室温就打开止水夹。
③打开铁夹后，水不能进入集气瓶，是因为木炭燃烧生成二氧化碳，导致瓶内气压无明显变化。
故答案为：否；木炭燃烧生成二氧化碳，导致瓶内气压无明显变化。
④这个实验除了可以得出氧气约占空气体积的的结论外，还可能推论出氮气的物理性质是：难溶于水；氮气的化学性质是不能燃烧，不支持燃烧。
故答案为：难溶于水；不能燃烧；不支持燃烧。
12．某化学兴趣小组的同学对空气中氧气含量的测定实验进行探究
（1）如图1所示装置和药品进行实验，实验开始时可观察到的现象是： 红磷燃烧，黄色火焰，大量白烟，放热 ．
（2）红磷燃烧一段时间后，自动熄灭了，你认为原因是 集气瓶里的氧气消耗完了（或剩余氧气极少很难支持红磷燃烧了） ；
（3）冷却后，松开止水夹，你观察到的现象为 水倒吸入集气瓶中，约到集气瓶1刻度线 ．
（4）乙生用上述实验装置测定的结果是：空气中氧气含量与正常值有较明显的偏差，其操作上的原因可能是（要求答出一种）： 红磷不足 ．
（5）小明同学认为可用木炭代替红磷测定空气中氧气的含量，小丽同学认为不可以，其原因是： 木炭燃烧后生成二氧化碳，不能在广口瓶内外产生压强差，水不会倒流进入瓶内 ．
（6）小芳同学用镁条代替红磷来测定空气中氧气的含量．结果却发现倒吸的水量远远超过集气瓶的．小组内同学帮她仔细检查，发现装置的气密性及操作步骤均无问题．你认为造成此现象的原因可能是 镁条不但可以和氧气反应，也可以和氮气反应，所以消耗的气体的体积要大于五分之一 ：
（7）小组内同学反思上述实验的探究过程后认为：用燃烧法测定空气中氧气含量的实验时，在药品的选择或生成物的要求上应考虑的是： 物质只能与氧气反应且不能生成气体 ．
（8）小组内同学还对该实验进行了如下改进．小华同学打算设计如下方案：选用实际容积为40mL的试管作反应容器，将过量的白磷放入试管，用橡皮塞塞紧试管口，通过导管与实际容积为60mL且润滑性很好的针筒注射器组成如图2的实验装置．
假设此实验能按照小华的设想正常进行，且白磷所占体积与导管内的气体体积忽略不计，请回答下列问题：
（9）实验前，打开弹簧夹，将注射器的活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处，然后松手，若活塞仍能返回至20mL刻度处，则说明 整个装置都不漏气 ．
（10）若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，燃烧结束，等到试管冷却后再松开弹簧夹．可观察到的现象为 白磷燃烧，产生白烟，活塞应停在12mL的刻度处 ．
（11）若不使用弹簧夹，用酒精灯加热白磷，充分反应直至燃烧结束，试管冷却．可观察到的现象为 白磷燃烧，产生白烟，活塞先向右移动，活塞应停在8mL的刻度处 ．
（12）若按小华的设想进行实验，实际可能遇到诸多问题而发生危险，造成实验失败．例如 橡胶塞弹出、试管爆裂、注射器活塞弹出等 ．
【分析】本题考查的内容有常规性的实验现象的描述和文字表达式的书写，实验误差分析，在此基础上加大了深度，分析木炭能否代替红磷以及镁带代替红磷燃烧产生的截然相反地误差的原因，这要求学生要从瓶内压强的变化去分析．红磷不足、装置漏气、点燃后没有迅速伸入集气瓶并塞紧橡皮塞、没有冷却到室温就打开弹簧夹等都可以使测定的结果不准确；对于用注射器改进后的仪器其刻度更容易读取，计算部分要注意被反应消耗掉的是试管内的氧气，不包含注射器内的部分．
【解答】解：（1）用红磷测定空气中氧气的含量时能观察到的现象是红磷燃烧，发出黄光，冒出大量的白烟；
（2）由于氧气具有助燃性，所以集气瓶里的氧气消耗完了，或氧气的含量少了，都能使红磷熄灭；
（3）红磷对空气中氧气的消耗引起装置内压强的减小，等泠却后打开止水夹，从而使烧杯中的水倒流进装置内．
（4）红磷不足、装置漏气、点燃后没有迅速伸入集气瓶并塞紧橡皮塞、没有冷却到室温就打开弹簧夹等都能使测定的结果和实际结果不相符．
（5）木炭燃烧后生成二氧化碳，不能在广口瓶内外产生压强差，水不会倒流进入瓶内．
（6）根据药品与氧气反应的产物是否能够产生压强差可以知道在选择药品时要保证药品本身是固体，能且只能和空气中氧气反应，且生成物不是气体；则造成此现象的原因可能是镁条不但可以和氧气反应，也可以和氮气反应，所以消耗的气体的体积要大于五分之一；
（7）用燃烧法测定空气中氧气含量的实验时，在药品的选择或生成物的要求上应考虑的是物质只能与氧气反应且不能生成气体，故填：物质只能与氧气反应且不能生成气体；
（9）打开弹簧夹，将注射器活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处，然后松开手，若活塞仍能返回至20mL刻度处，则说明整个装置都不漏气；
（10）若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，这时白磷燃烧消耗掉的只是试管内的氧气为40mL×＝8mL，所以活塞应停在20mL﹣8mL＝12mL的刻度处；
（11）若不使用弹簧夹，用酒精灯加热白磷，白磷实际消耗掉的是试管40mL和注射器内20mL的氧气为（40mL+20mL）×＝12mL，所以活塞应停在20mL﹣12mL＝8mL的刻度处；
（12）因为白磷在密闭容器内燃烧产生热量使气体膨胀，可能会使橡胶塞弹出、试管爆裂、不使用弹簧夹可能会使注射器活塞弹出等，造成实验失败．
故答案为：
（1）红磷燃烧，黄色火焰，大量白烟，放热．
（2）集气瓶里的氧气消耗完了（或剩余氧气极少很难支持红磷燃烧了）；
（3）水倒吸入集气瓶中，约到集气瓶1刻度线．
（4）红磷不足等．
（5）木炭燃烧后生成二氧化碳，不能在广口瓶内外产生压强差，水不会倒流进入瓶内．
（6）镁条不但可以和氧气反应，也可以和氮气反应，所以消耗的气体的体积要大于五分之一：
（7）物质只能与氧气反应且不能生成气体．
（9）整个装置都不漏气．
（10）白磷燃烧，产生白烟，活塞应停在12mL的刻度处．
（11）白磷燃烧，产生白烟，活塞先向右移动，活塞应停在8mL的刻度处．
（12）橡胶塞弹出、试管爆裂、注射器活塞弹出等．
三．实验探究题（共1小题）
13．如图装置探究空气中氧气的体积分数，其中A为圆筒状玻璃容器（带密封盖），B是敞口玻璃管，AB间用胶皮管连通（A中各固体体积忽略不计），操作过程如下：
①检查装置的气密性；
②加入水并调整B的高度，使A中的液面至刻度15cm处；
③将铜粉平铺在电热板上，盖紧密封盖；
④通电加热，铜粉消耗氧气生成黑色固体氧化铜，充分反应后冷却到原来的状况，调整B的高度使容器AB中的液面保持水平，记录液面刻度。
（1）在操作①中检查装置气密性的最佳方法是：向仪器中加入适量的水，盖好A的密封盖，然后 C （填序号）。
A.双手握住B容器，观察A中液面是否上升
B.双手握住B容器，观察A中是否有起泡产生
C.调整B的高度，观察AB液面差是否保持不变
（2）在上述实验中，下列物质可以代替铜粉的是 （填序号）。
A.木炭
B.红磷
C.硫粉
D.石蜡
（3）在操作④结束时，装置A中液面的刻度约为 12 cm（填整数）。如果在操作④结束时，A中液面在刻度13cm处，则导致该结果的可能原因是 AB （填序号）。
A.铜粉量不足
B.密封盖漏气
C.胶皮管未用弹簧夹夹紧
D.容器内加入的水太多
【分析】（1）依据实验装置分析；
（2）依据测定空气中氧气体积分数的药品要求分析；
（3）依据氧气约占空气体积1/5分析；依据测定氧气体积分数偏小分析。
【解答】解：（1）分析实验装置特点可知，在操作①中检查装置气密性的最佳方法是：向仪器中加入适量的水，盖好A的密封盖，然后调整B的高度，观察AB液面差是否保持不变，若保持不变说明装置气密性良好，故填：C；
（2）测定空气中氧气体积分数的药品要求是只与空气中的氧气反应，生成物为固体，
A.木炭与氧气反应生成二氧化碳气体，不符合要求；
B.红磷与氧气反应生成五氧化二磷固体，符合要求；
C.硫粉与氧气反应生成二氧化硫气体，不符合要求；
D.石蜡与氧气反应生成二氧化碳气体和水，不符合要求；
故填：B；
（3）氧气约占空气体积1/5，则在操作④结束时，装置A中液面的刻度约为 15mL﹣15mL×＝12mL；如果在操作④结束时，A中液面在刻度13cm处，则测定氧气体积分数偏小，.
A.铜粉量不足，测定氧气体积分数偏小；
B.密封盖漏气，测定氧气体积分数偏小；
C.胶皮管未用弹簧夹夹紧，没影响；
D.容器内加入的水太多，没影响；
故填：12；AB.
四．计算题（共1小题）
14．某校化学兴趣小组的同学设计了如图所示的装置进行空气中氧气含量实验的探究：
实验前注射器中有20 mL氮气，100 mL集气瓶中加入10 mL水。实验数据记录如下：
（1）根据以上实验过程和数据综合分析，集气瓶内空气中氧气的体积是 18 mL；开始体积增大的原因是 反应放热，内部温度升高，气体受热膨胀，体积变大 。
（2）列式计算空气中氧气的体积分数。
（3）若测量结果偏小，原因可能是 红磷量不足 。
【分析】（1）根据注射器读数，确定氧气的体积；根据反应类型，判断体积为何增大；
（2）根据实验数据计算氧气的体积分数；
（3）测量结果偏小，说明压强未降至最低，据此分析回答。
【解答】解：（1）注射器不再移动时，反应完毕，此时注射器读数为2mL，消耗的体积为20mL﹣2mL＝18mL，所以氧气的体积为18mL；反应属于放热反应，使密闭装置内温度升高，气体受热膨胀，将注射器活塞往外推出，造成读数增大的现象；
故答案为：18；反应放热，内部温度升高，气体受热膨胀，体积变大。
（2）消耗的氧气体积为18mL，总的空气体积＝100mL﹣10mL＝90mL，所以氧气体积分数＝
故答案为：20%。
（ 3）测量结果偏小说明，内部压强未降至最低，若氧气未被全部消耗，内部气体剩余较多，压强增大，使进入水的体积减小，测量结果偏小，氧气未被消耗完毕，说明红磷量不足；
故答案为：红磷的量不足。
五．解答题（共1小题）
15．通过两个多月的化学学习，我们知道可以利用燃烧红磷的方法对空气中氧气含量的多少进行实验探究。写出该反应的化学方程式 4P+5O22P2O5 。红磷燃烧反应基本类型 化合反应 ，该实验证明氧气约占空气体积的 五分之一 。为了帮助学生更好理解空气中氧气含量测定的压强变化，教师利用压强传感器等仪器实时测定红磷燃烧实验装置内的压强变化。（图1是利用压强传感器测定红磷燃烧时集气瓶内气压变化的实验装置。图2是实验过程中，集气瓶内压强变化曲线）
结合图1实验，解释图2中BC段压强上升的原因 红磷燃烧放热，气体受热膨胀 。实验结束后，打开止水夹的过程中，压强曲线对应的线段是 C （填字母序号）。
A.BC
B.CD
C.DE
D.EF
反应开始前A点和反应结束后F点的压强 相同 （填“相同”或“不同”）。
【分析】磷燃烧能够消耗空气中的氧气，并且只能和氧气反应，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；
根据温度变化引起压强变化回答此题；根据体积变化引起压强变化回答此题。
【解答】红磷燃烧生成五氧化二磷，反应的化学方程式是：4P+5O22P2O5，反应是多变一，属于化合反应，该实验证明氧气约占空气体积的五分之一；
根据图2中压强变化曲线，BC段压强升高的原因是：红磷燃烧放热，气体受热膨胀；实验结束打开活塞的过程中，压强曲线对应的线段是DE；反应结束后，恢复室温，则反应开始前A点和反应结束后F点的压强相同。
故答案为：4P+5O22P2O5；化合反应；五分之一；红磷燃烧放热，气体受热膨胀；C；相同。
空气成分
氮气
氧气
稀有气体
二氧化碳
水蒸气和其它成分
体积分数
78%
21%
0.934%
0.034%
0.02%
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
注射器读数/mL
20.0
34.0
40.0
30.0
25.6
18.0
12.5
8.6
4.8
2.0
2.0
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
注射器读数/mL
20.0
34.0
40.0
30.0
25.6
18.0
12.5
8.6
4.8
2.0
2.0
一、空气的成分及用途
1、法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究空气成分，得出结论：空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的1/5。
2、空气的成分及其体积分数（大约）
3、空气各成分的用途：
（1）分离液态空气制取各成分
降温 加热 氧气 该过程是物理变化
空气 液态空气 氮气 （石油蒸馏同这里的原理一样）
加压 原理：各成分沸点不同 稀有气体
（2）用途： 氮气 工业生产硝酸和氮肥，食品防腐，液态氮气用作制冷剂； O2供给呼吸，支持燃烧，钢铁冶炼，金属焊接； 稀有气体用作保护气，制作多用途电光源；
4、空气质量：
（1）空气中的有害物：SO2、CO、NO2、O3和可吸入颗粒物、总悬浮颗粒物；
（2）空气污染指数越高，污染越严重；
（3）CO2不属于空气污染物，但含量增多会引起温室效应。
二、测定空气中氧气的含量
1、基本思路：通过化学反应，除去混合物中的一种成分，再测定混合物在反应前后的体积或质量的变化。
2、药品选择：生成物是固体，只与氧气反应。例如：红磷或铜等。
（一）用红磷测定空气中氧气的含量（人教版）
（1）原理：4P+5O2 2P2O5
（2）装置：
（3）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，打开止水阀。
（4）现象：集气瓶中有大量的白烟生成，并放出热量；打开止水夹，烧杯中的水倒流到集气瓶中，并上升到约1/5处。
（5）结论：空气中的氧气含量大约是1/5；
（6）氧气含量偏小的原因：没有冷却至室温就读数；铜红磷量不足；加热时间不够；装置漏气；
（二）用铜测定空气中氧气的含量（鲁教版）
（1）原理：2Cu+ O2 2CuO
（2）装置：气球作用（缓冲压力防止橡皮塞冲出使氧气充分反应）。
（3）步骤：测硬质玻璃管的体积（记录），及注射器内气体体积；连接仪器加热，不断推拉注射器
（目的：使铜与氧气充分反应）；停止加热，冷至室温后读数（不然，读数偏大，使氧气含量偏小）
现象：红色铜逐渐变成黑色，注射器内气体减少。
（5）结论：空气中的氧气含量大约是1/5；
（6）氧气含量偏小的原因：没有冷却至室温就读数；铜粉量不足；加热时间不够；没有不断推拉注射器活塞；装置漏气；
综合练习
一．选择题（共10小题）
1．人类每时每刻都离不开空气，没有空气就没有生命。下列关于空气说法正确的是（ ）
A．新鲜的空气是纯净物
B．分离液态空气获得氧气是化学变化
C．氮气占空气总体积的78%
D．空气污染主要是二氧化碳含量增大造成的
2．如图所示是某同学组装的验证氧气约占空气总体积的的实验装置。下列操作对实验结果不会造成影响的是（ ）
A．止水夹没有夹紧
B．没等装置冷却至室温就打开止水夹
C．燃烧匙内盛放足量的红磷
D．燃烧匙内盛放足量的蜡烛
3．如图是测定空气中氧气体积分数的实验，实验后发现测定氧气的含量低于，针对这一事实，你认为下列做法和想法不可取的是（ ）
A．查看实验装置是否漏气
B．将红磷改成木炭后重新实验
C．实验中红磷的量不足，没有将瓶内的氧气全部消耗尽
D．实验中可能未冷却到室温就打开止水夹，使进入瓶内的水的体积不足
4．如图所示，某同学设计了测定空气中氧气的体积分数的实验．在水槽中盛适量的稀氢氧化钠溶液，并滴入2～3滴酚酞试液，在小木片上固定一只短蜡烛（普通蜡烛1cm，或者生日蜡烛2～3cm），用火柴点燃蜡烛．把集气瓶倒扣在小木块上方，并将瓶口水封．几秒钟后，蜡烛火焰熄灭，水位上升．在水下用玻片盖上集气瓶，取出，量得集气瓶中水的体积小于集气瓶容积的．以下对此分析不正确的是（ ）
A．滴入2～3滴酚酞试液的目的是让溶液变红，便于观察集气瓶中的水位上升
B．滴入酚酞试液后，一开始溶液变红，随着蜡烛的燃烧，溶液逐渐褪色
C．进入集气瓶中水的体积偏少可能是因为瓶内的氧气没有完全消耗
D．进入集气瓶中水的体积偏少可能是因为随着瓶内的氧气减少，蜡烛发生了不完全燃烧，生成了不能被氢氧化钠溶液吸收的CO等气体
5．有关空气的说法，错误的是（ ）
A．能调节气温B．能合成氮肥
C．是地球的保护伞D．是制氢气的原料
6．下列物质属于纯净物的是（ ）
A．洁净的空气B．硫酸铜溶液C．冰水共存物D．自来水
7．夏天水果长时间放置会腐烂变质，是因为空气中含有（ ）
A．氮气B．氧气C．水蒸气D．二氧化碳
8．某小组设计如图装置测定空气中氧气的体积分数。实验时，先吸入空气使活塞处在刻度5处，关闭弹簧夹，然后，用热水加热白磷至燃烧（白磷的化学性质和红磷相似，40℃时就可以燃烧）。下列有关说法错误的是（ ）
A．实验结束后，注射器内剩余的气体主要是氮气
B．要等到装置冷却至室温后再读数，否则测定结果偏大
C．实验中活塞先向右移动再向左移动
D．该实验较环保，能减少对空气的污染
9．大气中直径小于或等于2.5微米的固体颗粒物称为PM2.5，它容易诱发呼吸道疾病．2012年2月，国务院发布了新的《环境空气质量标准》，下列项目不必列入监测范围的是（ ）
A．一氧化碳B．二氧化硫C．二氧化碳D．PM2.5
10．2020.6.5日世界环境日主题“关爱自然，刻不容缓”。下列做法不利于空气保护的是（ ）
A．大力支持煤发电
B．提倡绿色出行
C．推广无氟冰箱
D．大力植树造林增大植被面积
二．填空题（共2小题）
11．在“空气中氧气含量的测定”实验探究中，甲同学设计了如下实验方案：
在燃烧匙内盛过量红磷，点燃后立即插入集气瓶内，塞紧橡皮塞，待红磷火焰熄灭，集气瓶冷却至室温，打开铁夹。（实验装置如图所示）回答下列问题：
①实验过程中，观察到的主要现象是 ， 。反应的文字表达式是 。
②待烧杯中的水不能再进入集气瓶后，打开橡胶塞，将集气瓶中的水全部倒入量筒中，测得其中水的体积为76mL。该同学在实验前设法准确地测定了集气瓶的容积为400mL。则该同学测得的空气中氧气的体积分数为 %。与理论值21%相比较，产生误差的原因很可能是 ； （要求答出两种）。
③乙同学也设计了一个实验方案，装置和操作同上，只不过用木炭代替了红磷。当木炭停止燃烧，集气瓶冷却至室温，打开铁夹后，水能否进入集气瓶？为什么？ ， 。
④这个实验除了可以得出氧气约占空气体积的的结论外，还可能推论出氮气的物理性质是： ；氮气的化学性质是 。
12．某化学兴趣小组的同学对空气中氧气含量的测定实验进行探究
（1）如图1所示装置和药品进行实验，实验开始时可观察到的现象是： ．
（2）红磷燃烧一段时间后，自动熄灭了，你认为原因是 ；
（3）冷却后，松开止水夹，你观察到的现象为 ．
（4）乙生用上述实验装置测定的结果是：空气中氧气含量与正常值有较明显的偏差，其操作上的原因可能是（要求答出一种）： ．
（5）小明同学认为可用木炭代替红磷测定空气中氧气的含量，小丽同学认为不可以，其原因是： ．
（6）小芳同学用镁条代替红磷来测定空气中氧气的含量．结果却发现倒吸的水量远远超过集气瓶的．小组内同学帮她仔细检查，发现装置的气密性及操作步骤均无问题．你认为造成此现象的原因可能是 ：
（7）小组内同学反思上述实验的探究过程后认为：用燃烧法测定空气中氧气含量的实验时，在药品的选择或生成物的要求上应考虑的是： ．
（8）小组内同学还对该实验进行了如下改进．小华同学打算设计如下方案：选用实际容积为40mL的试管作反应容器，将过量的白磷放入试管，用橡皮塞塞紧试管口，通过导管与实际容积为60mL且润滑性很好的针筒注射器组成如图2的实验装置．
假设此实验能按照小华的设想正常进行，且白磷所占体积与导管内的气体体积忽略不计，请回答下列问题：
（9）实验前，打开弹簧夹，将注射器的活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处，然后松手，若活塞仍能返回至20mL刻度处，则说明 ．
（10）若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，燃烧结束，等到试管冷却后再松开弹簧夹．可观察到的现象为 ．
（11）若不使用弹簧夹，用酒精灯加热白磷，充分反应直至燃烧结束，试管冷却．可观察到的现象为 ．
（12）若按小华的设想进行实验，实际可能遇到诸多问题而发生危险，造成实验失败．例如 ．
三．实验探究题（共1小题）
13．如图装置探究空气中氧气的体积分数，其中A为圆筒状玻璃容器（带密封盖），B是敞口玻璃管，AB间用胶皮管连通（A中各固体体积忽略不计），操作过程如下：
①检查装置的气密性；
②加入水并调整B的高度，使A中的液面至刻度15cm处；
③将铜粉平铺在电热板上，盖紧密封盖；
④通电加热，铜粉消耗氧气生成黑色固体氧化铜，充分反应后冷却到原来的状况，调整B的高度使容器AB中的液面保持水平，记录液面刻度。
（1）在操作①中检查装置气密性的最佳方法是：向仪器中加入适量的水，盖好A的密封盖，然后 （填序号）。
A.双手握住B容器，观察A中液面是否上升
B.双手握住B容器，观察A中是否有起泡产生
C.调整B的高度，观察AB液面差是否保持不变
（2）在上述实验中，下列物质可以代替铜粉的是 （填序号）。
A.木炭
B.红磷
C.硫粉
D.石蜡
（3）在操作④结束时，装置A中液面的刻度约为 cm（填整数）。如果在操作④结束时，A中液面在刻度13cm处，则导致该结果的可能原因是 （填序号）。
A.铜粉量不足
B.密封盖漏气
C.胶皮管未用弹簧夹夹紧
D.容器内加入的水太多
四．计算题（共1小题）
14．某校化学兴趣小组的同学设计了如图所示的装置进行空气中氧气含量实验的探究：
实验前注射器中有20 mL氮气，100 mL集气瓶中加入10 mL水。实验数据记录如下：
（1）根据以上实验过程和数据综合分析，集气瓶内空气中氧气的体积是 mL；开始体积增大的原因是 。
（2）列式计算空气中氧气的体积分数。
（3）若测量结果偏小，原因可能是 。
五．解答题（共1小题）
15．通过两个多月的化学学习，我们知道可以利用燃烧红磷的方法对空气中氧气含量的多少进行实验探究。写出该反应的化学方程式 。红磷燃烧反应基本类型 ，该实验证明氧气约占空气体积的 。为了帮助学生更好理解空气中氧气含量测定的压强变化，教师利用压强传感器等仪器实时测定红磷燃烧实验装置内的压强变化。（图1是利用压强传感器测定红磷燃烧时集气瓶内气压变化的实验装置。图2是实验过程中，集气瓶内压强变化曲线）
结合图1实验，解释图2中BC段压强上升的原因 。实验结束后，打开止水夹的过程中，压强曲线对应的线段是 （填字母序号）。
A.BC
B.CD
C.DE
D.EF
反应开始前A点和反应结束后F点的压强 （填“相同”或“不同”）。
参考答案
一．选择题（共10小题）
1．人类每时每刻都离不开空气，没有空气就没有生命。下列关于空气说法正确的是（ ）
A．新鲜的空气是纯净物
B．分离液态空气获得氧气是化学变化
C．氮气占空气总体积的78%
D．空气污染主要是二氧化碳含量增大造成的
【分析】A、根据纯净物的概念进行分析；
B、根据化学变化的概念进行分析；
C、根据空气中各成分的含量进行分析；
D、根据二氧化碳不是空气污染物进行分析。
【解答】解：A、新鲜空气中含有氮气、氧气、二氧化碳等，故错误；
B、分离液态空气获得氧气是物理变化，故错误；
C、空气中氮气体积分数约为78%，故正确；
D、二氧化碳不是空气污染物，故错误；
故选：C。
2．如图所示是某同学组装的验证氧气约占空气总体积的的实验装置。下列操作对实验结果不会造成影响的是（ ）
A．止水夹没有夹紧
B．没等装置冷却至室温就打开止水夹
C．燃烧匙内盛放足量的红磷
D．燃烧匙内盛放足量的蜡烛
【分析】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（只能与空气中的氧气反应）；本身的状态为非气体；生成的物质为非气态；据此进行分析解答。
【解答】解：A、止水夹没有夹紧，反应放出大量的热，装置内压强大，有空气逸出，因此进入的水多，使测定结果偏大，故选项错误。
B、没等装置冷却至室温就打开止水夹，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，结果偏小，故选项错误。
C、燃烧匙内盛放足量的红磷，是正确的操作，对实验结果不会造成影响，故选项正确。
D、蜡烛燃烧生成二氧化碳和水蒸气，虽除去氧气，但增加了新的气体，没有形成压强差，不能用来测定空气中氧气含量，故选项错误。
故选：C。
3．如图是测定空气中氧气体积分数的实验，实验后发现测定氧气的含量低于，针对这一事实，你认为下列做法和想法不可取的是（ ）
A．查看实验装置是否漏气
B．将红磷改成木炭后重新实验
C．实验中红磷的量不足，没有将瓶内的氧气全部消耗尽
D．实验中可能未冷却到室温就打开止水夹，使进入瓶内的水的体积不足
【分析】A、装置一定是要密闭的，否则无法验证氧气的准确含量。
B、将红磷改为木炭后，燃烧后产物是二氧化碳气体，水不能进入集气瓶。
C、红磷的量不足时氧气不能完全消耗，测量的氧气量会小。
D、未冷却时集气瓶内的气体膨胀，进入的气体量会变小。
【解答】解：A、装置的气密性不好时，外界的气体会进入集气瓶，使氧气测量含量变小。
B、由于木炭燃烧后产物是二氧化碳气体，所以反应后水的吸入量会很小。
C、红磷的量不足空气内的氧气不能完全消耗，进入水量比五分之一要小。
D、容器未冷却时气体的体积膨胀，进入的水量也要比实际的量要小。
故选：B。
4．如图所示，某同学设计了测定空气中氧气的体积分数的实验．在水槽中盛适量的稀氢氧化钠溶液，并滴入2～3滴酚酞试液，在小木片上固定一只短蜡烛（普通蜡烛1cm，或者生日蜡烛2～3cm），用火柴点燃蜡烛．把集气瓶倒扣在小木块上方，并将瓶口水封．几秒钟后，蜡烛火焰熄灭，水位上升．在水下用玻片盖上集气瓶，取出，量得集气瓶中水的体积小于集气瓶容积的．以下对此分析不正确的是（ ）
A．滴入2～3滴酚酞试液的目的是让溶液变红，便于观察集气瓶中的水位上升
B．滴入酚酞试液后，一开始溶液变红，随着蜡烛的燃烧，溶液逐渐褪色
C．进入集气瓶中水的体积偏少可能是因为瓶内的氧气没有完全消耗
D．进入集气瓶中水的体积偏少可能是因为随着瓶内的氧气减少，蜡烛发生了不完全燃烧，生成了不能被氢氧化钠溶液吸收的CO等气体
【分析】解题时有时要善于联想，遇到与相比较的实验时就要考虑是否是要测定空气中氧气的含量．另外对药品的使用如酚酞，要注意分析使用环境中其他物质的存在，从而正确分析药品使用的目的．
【解答】解：由于空气中氧气含量的测定是要对应的生成物不是气体，而蜡烛燃烧却是能够生成二氧化碳甚至还可能生成一氧化碳，所以实验者设计了用氢氧化钠来吸收二氧化碳的这个细节，所以酚酞的加入虽然开始可以便于观察液面的变化，但是最终目的是证明二氧化碳被吸收。而对于进入液体小于，我们有时会考虑药品的量不足，但是本题中蜡烛熄灭了，说明蜡烛是有剩余的。所以分析时就要注意到这一点。
A、在起始阶段确实便于液面变化的观察，但是后期红色消失，所以便于观察。至于通过颜色变化证明二氧化碳被反应掉，本题的设计是空气成分测定，而不是验证二氧化碳的化学性质。所以目的仅仅是便于观察。正确。
B、开始由于水中有氢氧化钠，所以显红色。后来随着反应的进行，二氧化碳进入溶液从而消耗了溶液中的氢氧化钠，由于生成物为碳酸钠，碳酸钠显碱性，所以依旧是红色。错误。
C、进入集气瓶中水的体积偏少可能是因为瓶内的氧气没有完全消耗。由于燃烧需要氧气达到一定的浓度，所以后期蜡烛熄灭并不代表氧气被完全消耗，所以会导致进入液体体积偏小。正确。
D、其实用蜡烛或者木炭都不可能得到对应的结果，因为这个过程中随着氧气浓度的降低，过程中会生成一氧化碳，虽然可以用氢氧化钠来吸收二氧化碳，但是一氧化碳却无法被吸收。正确。
故选：B。
5．有关空气的说法，错误的是（ ）
A．能调节气温B．能合成氮肥
C．是地球的保护伞D．是制氢气的原料
【分析】空气是一种十分重要的自然资源，根据空气的重要作用进行分析判断．
【解答】解：A、空气能调节气温，大气层可以使地球上的温度保持相对稳定，如果没有大气层，白天温度会很高，而夜间温度会很低，故选项说法正确。
B、空气中的氮气是合成氮肥的重要原料，故选项说法正确。
C、空气是地球的保护伞，大气层可以吸收来自太阳的紫外线，可以阻止来自太空的高能粒子过多地进入地球等，故选项说法正确。
D、自然界的水是制氢气的原料，空气不是制氢气的原料，故选项说法错误。
故选：D。
6．下列物质属于纯净物的是（ ）
A．洁净的空气B．硫酸铜溶液C．冰水共存物D．自来水
【分析】物质分为混合物和纯净物，混合物是由两种或两种以上的物质组成，洁净的空气、硫酸铜溶液、自来水都属于混合物；纯净物是由一种物质组成。纯净物又分为单质和化合物。由同种元素组成的纯净物叫单质；由两种或两种以上的元素组成的纯净物叫化合物。
【解答】解：A、洁净的空气中也有氧气、氮气等，属于混合物；故选项错误；
B、硫酸铜溶液中有硫酸铜和水，属于混合物；故选项错误；
C、冰水共存物中只有水分子，水属于混合物；故选项正确；
D、自来水中有可溶性杂质，属于混合物；故选项错误；
故选：C。
7．夏天水果长时间放置会腐烂变质，是因为空气中含有（ ）
A．氮气B．氧气C．水蒸气D．二氧化碳
【分析】A、氮气的用途是：制造氮肥、氮气充入食品包装袋内可以防腐、液态氮可以做制冷剂；
B、夏天水果长时间放置会腐烂变质，是因为空气中含有氧气；
C、水蒸气不会使水果腐烂变质；
D、二氧化碳也能做保护气。
【解答】解：A、氮气能做保护气，故选项错误；
B、夏天水果长时间放置会腐烂变质，是因为空气中含有氧气；故选项正确；
C、水蒸气不会使水果腐烂变质，故选项错误；
D、二氧化碳也能做保护气，故选项错误；
故选：B。
8．某小组设计如图装置测定空气中氧气的体积分数。实验时，先吸入空气使活塞处在刻度5处，关闭弹簧夹，然后，用热水加热白磷至燃烧（白磷的化学性质和红磷相似，40℃时就可以燃烧）。下列有关说法错误的是（ ）
A．实验结束后，注射器内剩余的气体主要是氮气
B．要等到装置冷却至室温后再读数，否则测定结果偏大
C．实验中活塞先向右移动再向左移动
D．该实验较环保，能减少对空气的污染
【分析】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，容器内体积减小，减少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。
【解答】解：A、实验结束后，氧气完全反应，注射器内剩余的气体主要是氮气，该选项说法正确；
B、要等到装置冷却至室温后再读数，否则测定结果偏小，该选项说法不正确；
C、实验中白磷燃烧放热，导致活塞向右移动，完全反应后温度降低，氧气消耗，活塞向左移动，活塞先向右移动再向左移动，该选项说法正确；
D、该实验较环保，能减少对空气的污染，该选项说法正确。
故选：B。
9．大气中直径小于或等于2.5微米的固体颗粒物称为PM2.5，它容易诱发呼吸道疾病．2012年2月，国务院发布了新的《环境空气质量标准》，下列项目不必列入监测范围的是（ ）
A．一氧化碳B．二氧化硫C．二氧化碳D．PM2.5
【分析】空气污染的途径主要有两个：有害气体和粉尘．有害气体主要有一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮等气体；粉尘主要指一些固体小颗粒．大气中直径小于或等于2.5微米的固体颗粒物称为PM2.5，因此属于粉尘污染．
【解答】解：A、一氧化碳有毒，列入监测范围，故选项错误；
B、二氧化硫容易造成酸雨，故选项错误；
C、二氧化碳不污染空气，不必列入监测范围，故选项正确；
D、PM2.5属于粉尘污染，列入监测范围，故选项错误。
故选：C。
10．2020.6.5日世界环境日主题“关爱自然，刻不容缓”。下列做法不利于空气保护的是（ ）
A．大力支持煤发电
B．提倡绿色出行
C．推广无氟冰箱
D．大力植树造林增大植被面积
【分析】造成对空气污染的有害物质大致可分为：粉尘和有害气体两大类．从世界范围看，排放到空气中的有害气体主要有二氧化硫、一氧化碳，氮的氧化物等；根据选项中的说法确定是否在于保护大气。
【解答】解：A、大力支持煤发电，煤燃烧会产生大量的污染物，做法不利于空气保护，故A正确；
B、提倡绿色出行，减少使用私家车对空气的污染，故B做法利于空气保护，故B错；
C、推广无氟冰箱，可以减少氟对臭氧层的破坏，故C做法利于空气保护，故C错；
D、大力植树造林增大植被面积，可以净化空气，防风固沙，故D做法利于空气保护，故D错。
故选：A。
二．填空题（共2小题）
11．在“空气中氧气含量的测定”实验探究中，甲同学设计了如下实验方案：
在燃烧匙内盛过量红磷，点燃后立即插入集气瓶内，塞紧橡皮塞，待红磷火焰熄灭，集气瓶冷却至室温，打开铁夹。（实验装置如图所示）回答下列问题：
①实验过程中，观察到的主要现象是 产生白烟 ， 放热 。反应的文字表达式是 红磷+氧气五氧化二磷 。
②待烧杯中的水不能再进入集气瓶后，打开橡胶塞，将集气瓶中的水全部倒入量筒中，测得其中水的体积为76mL。该同学在实验前设法准确地测定了集气瓶的容积为400mL。则该同学测得的空气中氧气的体积分数为 19 %。与理论值21%相比较，产生误差的原因很可能是 装置漏气 ； 没有冷却至室温就打开止水夹 （要求答出两种）。
③乙同学也设计了一个实验方案，装置和操作同上，只不过用木炭代替了红磷。当木炭停止燃烧，集气瓶冷却至室温，打开铁夹后，水能否进入集气瓶？为什么？ 否 ， 木炭燃烧生成二氧化碳，导致瓶内气压无明显变化 。
④这个实验除了可以得出氧气约占空气体积的的结论外，还可能推论出氮气的物理性质是： 难溶于水 ；氮气的化学性质是 不能燃烧，不支持燃烧 。
【分析】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。
【解答】解：①实验过程中，观察到的主要现象是产生白烟，放热，反应的文字表达式是：红磷+氧气五氧化二磷。
故答案为：产生白烟；放热；红磷+氧气五氧化二磷。
②测得的空气中氧气的体积分数为：×100%＝19%，与理论值21%相比较，产生误差的原因很可能是装置漏气、没有冷却至室温就打开止水夹。
故答案为：19；装置漏气；没有冷却至室温就打开止水夹。
③打开铁夹后，水不能进入集气瓶，是因为木炭燃烧生成二氧化碳，导致瓶内气压无明显变化。
故答案为：否；木炭燃烧生成二氧化碳，导致瓶内气压无明显变化。
④这个实验除了可以得出氧气约占空气体积的的结论外，还可能推论出氮气的物理性质是：难溶于水；氮气的化学性质是不能燃烧，不支持燃烧。
故答案为：难溶于水；不能燃烧；不支持燃烧。
12．某化学兴趣小组的同学对空气中氧气含量的测定实验进行探究
（1）如图1所示装置和药品进行实验，实验开始时可观察到的现象是： 红磷燃烧，黄色火焰，大量白烟，放热 ．
（2）红磷燃烧一段时间后，自动熄灭了，你认为原因是 集气瓶里的氧气消耗完了（或剩余氧气极少很难支持红磷燃烧了） ；
（3）冷却后，松开止水夹，你观察到的现象为 水倒吸入集气瓶中，约到集气瓶1刻度线 ．
（4）乙生用上述实验装置测定的结果是：空气中氧气含量与正常值有较明显的偏差，其操作上的原因可能是（要求答出一种）： 红磷不足 ．
（5）小明同学认为可用木炭代替红磷测定空气中氧气的含量，小丽同学认为不可以，其原因是： 木炭燃烧后生成二氧化碳，不能在广口瓶内外产生压强差，水不会倒流进入瓶内 ．
（6）小芳同学用镁条代替红磷来测定空气中氧气的含量．结果却发现倒吸的水量远远超过集气瓶的．小组内同学帮她仔细检查，发现装置的气密性及操作步骤均无问题．你认为造成此现象的原因可能是 镁条不但可以和氧气反应，也可以和氮气反应，所以消耗的气体的体积要大于五分之一 ：
（7）小组内同学反思上述实验的探究过程后认为：用燃烧法测定空气中氧气含量的实验时，在药品的选择或生成物的要求上应考虑的是： 物质只能与氧气反应且不能生成气体 ．
（8）小组内同学还对该实验进行了如下改进．小华同学打算设计如下方案：选用实际容积为40mL的试管作反应容器，将过量的白磷放入试管，用橡皮塞塞紧试管口，通过导管与实际容积为60mL且润滑性很好的针筒注射器组成如图2的实验装置．
假设此实验能按照小华的设想正常进行，且白磷所占体积与导管内的气体体积忽略不计，请回答下列问题：
（9）实验前，打开弹簧夹，将注射器的活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处，然后松手，若活塞仍能返回至20mL刻度处，则说明 整个装置都不漏气 ．
（10）若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，燃烧结束，等到试管冷却后再松开弹簧夹．可观察到的现象为 白磷燃烧，产生白烟，活塞应停在12mL的刻度处 ．
（11）若不使用弹簧夹，用酒精灯加热白磷，充分反应直至燃烧结束，试管冷却．可观察到的现象为 白磷燃烧，产生白烟，活塞先向右移动，活塞应停在8mL的刻度处 ．
（12）若按小华的设想进行实验，实际可能遇到诸多问题而发生危险，造成实验失败．例如 橡胶塞弹出、试管爆裂、注射器活塞弹出等 ．
【分析】本题考查的内容有常规性的实验现象的描述和文字表达式的书写，实验误差分析，在此基础上加大了深度，分析木炭能否代替红磷以及镁带代替红磷燃烧产生的截然相反地误差的原因，这要求学生要从瓶内压强的变化去分析．红磷不足、装置漏气、点燃后没有迅速伸入集气瓶并塞紧橡皮塞、没有冷却到室温就打开弹簧夹等都可以使测定的结果不准确；对于用注射器改进后的仪器其刻度更容易读取，计算部分要注意被反应消耗掉的是试管内的氧气，不包含注射器内的部分．
【解答】解：（1）用红磷测定空气中氧气的含量时能观察到的现象是红磷燃烧，发出黄光，冒出大量的白烟；
（2）由于氧气具有助燃性，所以集气瓶里的氧气消耗完了，或氧气的含量少了，都能使红磷熄灭；
（3）红磷对空气中氧气的消耗引起装置内压强的减小，等泠却后打开止水夹，从而使烧杯中的水倒流进装置内．
（4）红磷不足、装置漏气、点燃后没有迅速伸入集气瓶并塞紧橡皮塞、没有冷却到室温就打开弹簧夹等都能使测定的结果和实际结果不相符．
（5）木炭燃烧后生成二氧化碳，不能在广口瓶内外产生压强差，水不会倒流进入瓶内．
（6）根据药品与氧气反应的产物是否能够产生压强差可以知道在选择药品时要保证药品本身是固体，能且只能和空气中氧气反应，且生成物不是气体；则造成此现象的原因可能是镁条不但可以和氧气反应，也可以和氮气反应，所以消耗的气体的体积要大于五分之一；
（7）用燃烧法测定空气中氧气含量的实验时，在药品的选择或生成物的要求上应考虑的是物质只能与氧气反应且不能生成气体，故填：物质只能与氧气反应且不能生成气体；
（9）打开弹簧夹，将注射器活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处，然后松开手，若活塞仍能返回至20mL刻度处，则说明整个装置都不漏气；
（10）若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，这时白磷燃烧消耗掉的只是试管内的氧气为40mL×＝8mL，所以活塞应停在20mL﹣8mL＝12mL的刻度处；
（11）若不使用弹簧夹，用酒精灯加热白磷，白磷实际消耗掉的是试管40mL和注射器内20mL的氧气为（40mL+20mL）×＝12mL，所以活塞应停在20mL﹣12mL＝8mL的刻度处；
（12）因为白磷在密闭容器内燃烧产生热量使气体膨胀，可能会使橡胶塞弹出、试管爆裂、不使用弹簧夹可能会使注射器活塞弹出等，造成实验失败．
故答案为：
（1）红磷燃烧，黄色火焰，大量白烟，放热．
（2）集气瓶里的氧气消耗完了（或剩余氧气极少很难支持红磷燃烧了）；
（3）水倒吸入集气瓶中，约到集气瓶1刻度线．
（4）红磷不足等．
（5）木炭燃烧后生成二氧化碳，不能在广口瓶内外产生压强差，水不会倒流进入瓶内．
（6）镁条不但可以和氧气反应，也可以和氮气反应，所以消耗的气体的体积要大于五分之一：
（7）物质只能与氧气反应且不能生成气体．
（9）整个装置都不漏气．
（10）白磷燃烧，产生白烟，活塞应停在12mL的刻度处．
（11）白磷燃烧，产生白烟，活塞先向右移动，活塞应停在8mL的刻度处．
（12）橡胶塞弹出、试管爆裂、注射器活塞弹出等．
三．实验探究题（共1小题）
13．如图装置探究空气中氧气的体积分数，其中A为圆筒状玻璃容器（带密封盖），B是敞口玻璃管，AB间用胶皮管连通（A中各固体体积忽略不计），操作过程如下：
①检查装置的气密性；
②加入水并调整B的高度，使A中的液面至刻度15cm处；
③将铜粉平铺在电热板上，盖紧密封盖；
④通电加热，铜粉消耗氧气生成黑色固体氧化铜，充分反应后冷却到原来的状况，调整B的高度使容器AB中的液面保持水平，记录液面刻度。
（1）在操作①中检查装置气密性的最佳方法是：向仪器中加入适量的水，盖好A的密封盖，然后 C （填序号）。
A.双手握住B容器，观察A中液面是否上升
B.双手握住B容器，观察A中是否有起泡产生
C.调整B的高度，观察AB液面差是否保持不变
（2）在上述实验中，下列物质可以代替铜粉的是 （填序号）。
A.木炭
B.红磷
C.硫粉
D.石蜡
（3）在操作④结束时，装置A中液面的刻度约为 12 cm（填整数）。如果在操作④结束时，A中液面在刻度13cm处，则导致该结果的可能原因是 AB （填序号）。
A.铜粉量不足
B.密封盖漏气
C.胶皮管未用弹簧夹夹紧
D.容器内加入的水太多
【分析】（1）依据实验装置分析；
（2）依据测定空气中氧气体积分数的药品要求分析；
（3）依据氧气约占空气体积1/5分析；依据测定氧气体积分数偏小分析。
【解答】解：（1）分析实验装置特点可知，在操作①中检查装置气密性的最佳方法是：向仪器中加入适量的水，盖好A的密封盖，然后调整B的高度，观察AB液面差是否保持不变，若保持不变说明装置气密性良好，故填：C；
（2）测定空气中氧气体积分数的药品要求是只与空气中的氧气反应，生成物为固体，
A.木炭与氧气反应生成二氧化碳气体，不符合要求；
B.红磷与氧气反应生成五氧化二磷固体，符合要求；
C.硫粉与氧气反应生成二氧化硫气体，不符合要求；
D.石蜡与氧气反应生成二氧化碳气体和水，不符合要求；
故填：B；
（3）氧气约占空气体积1/5，则在操作④结束时，装置A中液面的刻度约为 15mL﹣15mL×＝12mL；如果在操作④结束时，A中液面在刻度13cm处，则测定氧气体积分数偏小，.
A.铜粉量不足，测定氧气体积分数偏小；
B.密封盖漏气，测定氧气体积分数偏小；
C.胶皮管未用弹簧夹夹紧，没影响；
D.容器内加入的水太多，没影响；
故填：12；AB.
四．计算题（共1小题）
14．某校化学兴趣小组的同学设计了如图所示的装置进行空气中氧气含量实验的探究：
实验前注射器中有20 mL氮气，100 mL集气瓶中加入10 mL水。实验数据记录如下：
（1）根据以上实验过程和数据综合分析，集气瓶内空气中氧气的体积是 18 mL；开始体积增大的原因是 反应放热，内部温度升高，气体受热膨胀，体积变大 。
（2）列式计算空气中氧气的体积分数。
（3）若测量结果偏小，原因可能是 红磷量不足 。
【分析】（1）根据注射器读数，确定氧气的体积；根据反应类型，判断体积为何增大；
（2）根据实验数据计算氧气的体积分数；
（3）测量结果偏小，说明压强未降至最低，据此分析回答。
【解答】解：（1）注射器不再移动时，反应完毕，此时注射器读数为2mL，消耗的体积为20mL﹣2mL＝18mL，所以氧气的体积为18mL；反应属于放热反应，使密闭装置内温度升高，气体受热膨胀，将注射器活塞往外推出，造成读数增大的现象；
故答案为：18；反应放热，内部温度升高，气体受热膨胀，体积变大。
（2）消耗的氧气体积为18mL，总的空气体积＝100mL﹣10mL＝90mL，所以氧气体积分数＝
故答案为：20%。
（ 3）测量结果偏小说明，内部压强未降至最低，若氧气未被全部消耗，内部气体剩余较多，压强增大，使进入水的体积减小，测量结果偏小，氧气未被消耗完毕，说明红磷量不足；
故答案为：红磷的量不足。
五．解答题（共1小题）
15．通过两个多月的化学学习，我们知道可以利用燃烧红磷的方法对空气中氧气含量的多少进行实验探究。写出该反应的化学方程式 4P+5O22P2O5 。红磷燃烧反应基本类型 化合反应 ，该实验证明氧气约占空气体积的 五分之一 。为了帮助学生更好理解空气中氧气含量测定的压强变化，教师利用压强传感器等仪器实时测定红磷燃烧实验装置内的压强变化。（图1是利用压强传感器测定红磷燃烧时集气瓶内气压变化的实验装置。图2是实验过程中，集气瓶内压强变化曲线）
结合图1实验，解释图2中BC段压强上升的原因 红磷燃烧放热，气体受热膨胀 。实验结束后，打开止水夹的过程中，压强曲线对应的线段是 C （填字母序号）。
A.BC
B.CD
C.DE
D.EF
反应开始前A点和反应结束后F点的压强 相同 （填“相同”或“不同”）。
【分析】磷燃烧能够消耗空气中的氧气，并且只能和氧气反应，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；
根据温度变化引起压强变化回答此题；根据体积变化引起压强变化回答此题。
【解答】红磷燃烧生成五氧化二磷，反应的化学方程式是：4P+5O22P2O5，反应是多变一，属于化合反应，该实验证明氧气约占空气体积的五分之一；
根据图2中压强变化曲线，BC段压强升高的原因是：红磷燃烧放热，气体受热膨胀；实验结束打开活塞的过程中，压强曲线对应的线段是DE；反应结束后，恢复室温，则反应开始前A点和反应结束后F点的压强相同。
故答案为：4P+5O22P2O5；化合反应；五分之一；红磷燃烧放热，气体受热膨胀；C；相同。
空气成分
氮气
氧气
稀有气体
二氧化碳
水蒸气和其它成分
体积分数
78%
21%
0.934%
0.034%
0.02%
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
注射器读数/mL
20.0
34.0
40.0
30.0
25.6
18.0
12.5
8.6
4.8
2.0
2.0
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
注射器读数/mL
20.0
34.0
40.0
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