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5. (2026·无锡期中)某化学实验小组对空气中氧气含量测定的实验进行了改进,实验步骤如下:
①取一支 50 mL 的玻璃注射器,下端套上乳胶管,注射器底部固定陶瓷片和电阻丝,用漆包线连接电阻丝,并使漆包线从注射器下端穿出,连接电源,如图所示。
②检查装置的气密性。
③打开止水夹,拔出注射器活塞,在陶瓷片内加入过量的红磷(覆盖在电阻丝上)。
④将活塞重新装回注射器中,关闭止水夹,待活塞不再向下滑动,读出此时注射器活塞所在的刻度为 16.4 mL。打开电源,电阻丝发热,待红磷燃烧后关闭电源。
⑤实验结束后,读出注射器活塞所在的刻度为13.2 mL。
下列说法中不正确的是（
A.检查装置气密性时,应关闭止水夹,推动注射器活塞,若活塞回到原来刻度,则装置的气密性良好
B.实验中可以观察到注射器活塞先向上移动,后慢慢向下移动
C.红磷停止燃烧后,应立即读出注射器活塞所在的刻度
D.通过该实验数据测得空气中氧气的体积分数约为 19.5%
①取一支 50 mL 的玻璃注射器,下端套上乳胶管,注射器底部固定陶瓷片和电阻丝,用漆包线连接电阻丝,并使漆包线从注射器下端穿出,连接电源,如图所示。
②检查装置的气密性。
③打开止水夹,拔出注射器活塞,在陶瓷片内加入过量的红磷(覆盖在电阻丝上)。
④将活塞重新装回注射器中,关闭止水夹,待活塞不再向下滑动,读出此时注射器活塞所在的刻度为 16.4 mL。打开电源,电阻丝发热,待红磷燃烧后关闭电源。
⑤实验结束后,读出注射器活塞所在的刻度为13.2 mL。
下列说法中不正确的是（
C
）A.检查装置气密性时,应关闭止水夹,推动注射器活塞,若活塞回到原来刻度,则装置的气密性良好
B.实验中可以观察到注射器活塞先向上移动,后慢慢向下移动
C.红磷停止燃烧后,应立即读出注射器活塞所在的刻度
D.通过该实验数据测得空气中氧气的体积分数约为 19.5%
答案
C
解析
【分析】
本题考查改进型空气中氧气含量测定实验的分析，需结合实验原理、操作规范逐一判断选项：实验核心是利用红磷燃烧消耗氧气，使装置内压强变化，通过气体体积差计算氧气体积分数，需明确各操作的合理性及现象的成因。
【解析】
A选项：检查装置气密性时，关闭止水夹，推动注射器活塞，若活塞能回到原刻度，说明装置气密性良好，该操作及结论正确。
B选项：红磷燃烧放热，装置内气体受热膨胀，压强增大，注射器活塞先向上移动；反应结束后温度降低，且红磷消耗了氧气，装置内压强减小，活塞慢慢向下移动，该现象描述正确。
C选项：红磷停止燃烧后，不能立即读数，需待装置冷却至室温后再读数，否则气体受热膨胀会导致测量的体积差偏小，实验结果不准确，该说法错误。
D选项：注射器内初始气体体积为16.4 mL，反应后气体体积为13.2 mL，消耗氧气的体积为$16.4\ \mathrm{mL} - 13.2\ \mathrm{mL} = 3.2\ \mathrm{mL}$，空气中氧气的体积分数为$\frac{3.2\ \mathrm{mL}}{16.4\ \mathrm{mL}} × 100\% \approx 19.5\%$，该计算正确。
【答案】
C
【知识点】
空气中氧气含量测定、实验操作注意事项
【点评】
本题围绕空气中氧气含量测定的改进实验，重点考查实验操作细节和数据计算，需掌握实验原理才能准确判断选项正误，是对基础实验的灵活应用。
【难度系数】
0.6
本题考查改进型空气中氧气含量测定实验的分析，需结合实验原理、操作规范逐一判断选项：实验核心是利用红磷燃烧消耗氧气，使装置内压强变化，通过气体体积差计算氧气体积分数，需明确各操作的合理性及现象的成因。
【解析】
A选项：检查装置气密性时，关闭止水夹，推动注射器活塞，若活塞能回到原刻度，说明装置气密性良好，该操作及结论正确。
B选项：红磷燃烧放热，装置内气体受热膨胀，压强增大，注射器活塞先向上移动；反应结束后温度降低，且红磷消耗了氧气，装置内压强减小，活塞慢慢向下移动，该现象描述正确。
C选项：红磷停止燃烧后，不能立即读数，需待装置冷却至室温后再读数，否则气体受热膨胀会导致测量的体积差偏小，实验结果不准确，该说法错误。
D选项：注射器内初始气体体积为16.4 mL，反应后气体体积为13.2 mL，消耗氧气的体积为$16.4\ \mathrm{mL} - 13.2\ \mathrm{mL} = 3.2\ \mathrm{mL}$，空气中氧气的体积分数为$\frac{3.2\ \mathrm{mL}}{16.4\ \mathrm{mL}} × 100\% \approx 19.5\%$，该计算正确。
【答案】
C
【知识点】
空气中氧气含量测定、实验操作注意事项
【点评】
本题围绕空气中氧气含量测定的改进实验，重点考查实验操作细节和数据计算，需掌握实验原理才能准确判断选项正误，是对基础实验的灵活应用。
【难度系数】
0.6
6. 某同学为了研究氮气的性质,需要自己制取一定体积较纯净的氮气，他设计了如图所示的装置,用气囊进行气体的收集,实验前$\mathrm{K}_{1}$和$\mathrm{K}_{2}$均处于关闭状态。操作步骤如下：
①用镭射激光笔点燃燃烧匙中的红磷。
②燃烧完全后冷却到室温。
③同时打开$\mathrm{K}_{1}$和$\mathrm{K}_{2}$,将注射器内的水缓缓推入广口瓶内。
则下列说法中不正确的是（
A.若燃烧匙内盛放的红磷不足,则收集的氮气中混有氧气
B.实验前应检查装置的气密性,气囊内的空气要全部排尽
C.该同学制备氮气的原材料是空气,而红磷的作用是除去氧气
D.若要收集$80\ \mathrm{mL}$制得较纯净的氮气,应当把注射器活塞推至$20\ \mathrm{mL}$刻度处
①用镭射激光笔点燃燃烧匙中的红磷。
②燃烧完全后冷却到室温。
③同时打开$\mathrm{K}_{1}$和$\mathrm{K}_{2}$,将注射器内的水缓缓推入广口瓶内。
则下列说法中不正确的是（
D
）A.若燃烧匙内盛放的红磷不足,则收集的氮气中混有氧气
B.实验前应检查装置的气密性,气囊内的空气要全部排尽
C.该同学制备氮气的原材料是空气,而红磷的作用是除去氧气
D.若要收集$80\ \mathrm{mL}$制得较纯净的氮气,应当把注射器活塞推至$20\ \mathrm{mL}$刻度处
答案
D
解析
【分析】
本题利用红磷燃烧消耗空气中的氧气制取较纯净的氮气，需结合实验原理、装置特点逐一分析选项：明确红磷燃烧消耗氧气（氧气约占空气体积的1/5），剩余气体主要为氮气；实验前需保证装置气密性良好，避免空气干扰；推入水时，根据压强变化和体积关系判断收集氮气的量，同时注意注射器刻度的方向。
【解析】
A选项：若红磷不足，无法完全消耗广口瓶内的氧气，收集的氮气中会混有未反应的氧气，该说法正确。
B选项：实验前检查装置气密性可防止漏气导致实验结果不准确，气囊内的空气若不排尽，会混入氮气中使氮气不纯，该说法正确。
C选项：制备氮气的原材料是空气，红磷燃烧的作用是除去空气中的氧气，剩余气体主要为氮气，该说法正确。
D选项：氧气约占空气体积的1/5，若要收集80mL氮气，则广口瓶内空气总体积为$80\ \mathrm{mL} ÷ \frac{4}{5}=100\ \mathrm{mL}$，消耗氧气的体积为$100\ \mathrm{mL}-80\ \mathrm{mL}=20\ \mathrm{mL}$，因此需要推入20mL水；注射器刻度为0在右端、100mL在左端，活塞应推至$100\ \mathrm{mL}-20\ \mathrm{mL}=80\ \mathrm{mL}$刻度处，而非20mL刻度处，该说法错误。
【答案】
D
【知识点】
空气的组成、红磷的化学性质、实验装置气密性检查
【点评】
本题结合实验装置考查空气中氧气含量的测定原理，重点在于理解实验操作的逻辑和体积计算，易错点是注射器刻度方向与体积的对应关系，需仔细分析各选项细节。
【难度系数】
0.4
本题利用红磷燃烧消耗空气中的氧气制取较纯净的氮气，需结合实验原理、装置特点逐一分析选项：明确红磷燃烧消耗氧气（氧气约占空气体积的1/5），剩余气体主要为氮气；实验前需保证装置气密性良好，避免空气干扰；推入水时，根据压强变化和体积关系判断收集氮气的量，同时注意注射器刻度的方向。
【解析】
A选项：若红磷不足，无法完全消耗广口瓶内的氧气，收集的氮气中会混有未反应的氧气，该说法正确。
B选项：实验前检查装置气密性可防止漏气导致实验结果不准确，气囊内的空气若不排尽，会混入氮气中使氮气不纯，该说法正确。
C选项：制备氮气的原材料是空气，红磷燃烧的作用是除去空气中的氧气，剩余气体主要为氮气，该说法正确。
D选项：氧气约占空气体积的1/5，若要收集80mL氮气，则广口瓶内空气总体积为$80\ \mathrm{mL} ÷ \frac{4}{5}=100\ \mathrm{mL}$，消耗氧气的体积为$100\ \mathrm{mL}-80\ \mathrm{mL}=20\ \mathrm{mL}$，因此需要推入20mL水；注射器刻度为0在右端、100mL在左端，活塞应推至$100\ \mathrm{mL}-20\ \mathrm{mL}=80\ \mathrm{mL}$刻度处，而非20mL刻度处，该说法错误。
【答案】
D
【知识点】
空气的组成、红磷的化学性质、实验装置气密性检查
【点评】
本题结合实验装置考查空气中氧气含量的测定原理，重点在于理解实验操作的逻辑和体积计算，易错点是注射器刻度方向与体积的对应关系，需仔细分析各选项细节。
【难度系数】
0.4
7. 注射器是一种普通的医疗器械,但它在化学实验中发挥着越来越大的作用。某化学兴趣小组为了测定空气中氧气的含量,进行了如下探究活动:
【选择试剂】小光小组认为,选择试剂的理由是:①既要能消耗氧气,又不会与空气中的其他成分反应;②
A. 蜡烛
B. 硫粉
C. 红磷
D. 铁丝
【查阅资料】白磷的着火点是$40\ °\mathrm{C}$,红磷的着火点是$240\ °\mathrm{C}$,两种物质的燃烧产物五氧化二磷是白色固体,会刺激人体呼吸道,能与空气中的水蒸气反应,生成有毒的偏磷酸$(\ce{HPO_{3}})$。
【设计实验】小明小组设计了如图的装置进行探究活动:
【步骤与现象】
①测量试管的容积为$\boldsymbol{50\ \mathrm{mL}}$;
②检查装置的气密性良好;
③装试剂,将注射器活塞调整到合适位置,连接好仪器;
④用弹簧夹夹紧胶皮管,加热粗铜丝,观察现象;
⑤燃烧结束,试管冷却到室温后打开弹簧夹,观察注射器活塞的移动情况。
【反思与交流】
(1)兴趣小组同学测量试管容积的方法可能是
(2)步骤③中注射器吸水使活塞至少应调到
(3)步骤④中观察到试管中的现象有
(4)小华同学认为步骤⑤在保证活塞自由移动的前提下,观察活塞位置时,最好将试管和注射器整体横放,小华同学的理由是
【选择试剂】小光小组认为,选择试剂的理由是:①既要能消耗氧气,又不会与空气中的其他成分反应;②
生成物是固体
。他们应该选择C
(填字母)。A. 蜡烛
B. 硫粉
C. 红磷
D. 铁丝
【查阅资料】白磷的着火点是$40\ °\mathrm{C}$,红磷的着火点是$240\ °\mathrm{C}$,两种物质的燃烧产物五氧化二磷是白色固体,会刺激人体呼吸道,能与空气中的水蒸气反应,生成有毒的偏磷酸$(\ce{HPO_{3}})$。
【设计实验】小明小组设计了如图的装置进行探究活动:
【步骤与现象】
①测量试管的容积为$\boldsymbol{50\ \mathrm{mL}}$;
②检查装置的气密性良好;
③装试剂,将注射器活塞调整到合适位置,连接好仪器;
④用弹簧夹夹紧胶皮管,加热粗铜丝,观察现象;
⑤燃烧结束,试管冷却到室温后打开弹簧夹,观察注射器活塞的移动情况。
【反思与交流】
(1)兴趣小组同学测量试管容积的方法可能是
向试管中注满水,再把水倒入量筒中,记下量筒中水的体积
。(2)步骤③中注射器吸水使活塞至少应调到
10
$\mathrm{mL}$(填整数)处。(3)步骤④中观察到试管中的现象有
白磷燃烧,产生大量白烟
。(4)小华同学认为步骤⑤在保证活塞自由移动的前提下,观察活塞位置时,最好将试管和注射器整体横放,小华同学的理由是
能够防止重力对结果产生影响
。答案
生成物是固体
C
向试管中注满水，再把水倒入量筒中，
记下量筒中水的体积
10
白磷
燃烧，产生大量白烟
能够防止重力对结果产生影响
C
向试管中注满水，再把水倒入量筒中，
记下量筒中水的体积
10
白磷
燃烧，产生大量白烟
能够防止重力对结果产生影响
解析
【分析】
要解决本题，需紧扣“测定空气中氧气含量”的实验核心原理：选择试剂需满足“消耗氧气、不与空气中其他成分反应、生成物为固体”，才能通过装置内压强变化准确测定氧气体积；实验操作中，容器容积测量、注射器活塞位置设置需结合“氧气约占空气体积1/5”的结论；实验现象和误差分析要结合物质性质与装置特点。
【解析】
1. 选择试剂的理由：①消耗氧气且不与其他成分反应；②生成物为固体（避免生成气体导致压强变化不明显，影响测定结果）。试剂选择：A蜡烛燃烧生成CO₂和H₂O（气体），B硫粉燃烧生成SO₂（气体），D铁丝在空气中不能燃烧，只有C红磷符合要求，故选C。
2. 测量试管容积的方法：向试管中注满水，再将水倒入量筒，量筒中水的体积即为试管的容积。
3. 步骤③：试管容积为50mL，氧气约占空气体积的1/5，即50mL×1/5=10mL，因此注射器吸水后活塞至少应调到10mL处，确保反应后压强变化能准确体现。
4. 步骤④：加热粗铜丝导热，使白磷达到着火点，观察到白磷燃烧，产生大量白烟。
5. 步骤⑤：将装置横放，可防止重力对活塞移动的影响，避免因活塞重力导致位置偏移，减小实验误差。
【答案】
生成物是固体；C；向试管中注满水，再把水倒入量筒中，记下量筒中水的体积；10；白磷燃烧，产生大量白烟；能够防止重力对结果产生影响
【知识点】
空气中氧气含量的测定；化学实验基本操作；物质的性质
【点评】
本题是测定空气中氧气含量的实验探究题，结合改进装置考查实验原理、试剂选择、操作细节及误差分析，需学生掌握实验核心逻辑，理解各步骤设计的原因，能较好考查学生的实验探究能力，难度适中。
【难度系数】
0.6
要解决本题，需紧扣“测定空气中氧气含量”的实验核心原理：选择试剂需满足“消耗氧气、不与空气中其他成分反应、生成物为固体”，才能通过装置内压强变化准确测定氧气体积；实验操作中，容器容积测量、注射器活塞位置设置需结合“氧气约占空气体积1/5”的结论；实验现象和误差分析要结合物质性质与装置特点。
【解析】
1. 选择试剂的理由：①消耗氧气且不与其他成分反应；②生成物为固体（避免生成气体导致压强变化不明显，影响测定结果）。试剂选择：A蜡烛燃烧生成CO₂和H₂O（气体），B硫粉燃烧生成SO₂（气体），D铁丝在空气中不能燃烧，只有C红磷符合要求，故选C。
2. 测量试管容积的方法：向试管中注满水，再将水倒入量筒，量筒中水的体积即为试管的容积。
3. 步骤③：试管容积为50mL，氧气约占空气体积的1/5，即50mL×1/5=10mL，因此注射器吸水后活塞至少应调到10mL处，确保反应后压强变化能准确体现。
4. 步骤④：加热粗铜丝导热，使白磷达到着火点，观察到白磷燃烧，产生大量白烟。
5. 步骤⑤：将装置横放，可防止重力对活塞移动的影响，避免因活塞重力导致位置偏移，减小实验误差。
【答案】
生成物是固体；C；向试管中注满水，再把水倒入量筒中，记下量筒中水的体积；10；白磷燃烧，产生大量白烟；能够防止重力对结果产生影响
【知识点】
空气中氧气含量的测定；化学实验基本操作；物质的性质
【点评】
本题是测定空气中氧气含量的实验探究题，结合改进装置考查实验原理、试剂选择、操作细节及误差分析，需学生掌握实验核心逻辑，理解各步骤设计的原因，能较好考查学生的实验探究能力，难度适中。
【难度系数】
0.6
