《2025年顶尖课课练九年级化学上册人教版》

5. (2024·成都,改编)空气中含有多少氧气呢？学习小组开展“测定空气里氧气含量”的探究活动。
[史料研究] 200 多年前,化学家拉瓦锡利用汞能和氧气发生反应的原理,采用图 1 装置连续加热 12 天,测出氧气约占空气体积的 $\frac{1}{5}$。

(1)加热时,曲颈甑内液态汞表面产生红色粉末,玻璃钟罩内的现象是液面上升,产生该现象的原因是汞与氧气反应，钟罩内气体压强减小。
[设计并实施实验]
设计并利用图 2 装置测定空气里氧气的含量。

(2)实验的主要步骤如下,正确的顺序为④①③②(填序号)。
①用弹簧夹夹紧乳胶管
②红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹
③点燃红磷后,立即插入集气瓶中并塞紧橡胶塞
④在集气瓶中加入少量水,将水面上方空间分成 5 等份
(3)实验结束,集气瓶中剩余气体的主要成分是氮气。
[优化与实验]
同学们利用图 2 装置进行多次实验,发现水面均未上升到刻度“1”。经讨论后,取足量红磷,采用图 3 装置进行实验,记录并处理数据如图 4。


(4)如图 4,空气中氧气的含量是20.08%。氧气含量从 8.05%上升到 9.26%,原因可能是反应结束后，温度下降，气体逐渐混合均匀（或温度下降，水蒸气冷凝，氧气体积分数增大）。
[反思与交流]
(5)图 1 所示实验比图 2 的误差小很多,但该实验的不足之处是汞易挥发，易使人因吸入汞蒸气而中毒（或实验时间较长等）(写一条)。

答案： （1）液面上升 汞与氧气反应，钟罩内气体压强减小 （2）④①③② （3）氮气 （4）20.08% 反应结束后，温度下降，气体逐渐混合均匀（或温度下降，水蒸气冷凝，氧气体积分数增大）（5）汞易挥发，易使人因吸入汞蒸气而中毒（或实验时间较长等）