1. (2026·上海期中改编)项目小组发现食品包装中的脱氧剂能吸收氧气,于是利用脱氧剂测定空气中氧气含量。实验步骤:① 取一根有机玻璃管,用橡皮塞将一端密封;② 将食品脱氧剂粉末迅速装入玻璃管,立即向管口注入一滴水将其密封,水滴的右端标为A,弹动玻璃管使粉末分布均匀且紧密,脱氧剂的左端标为O,如图1所示;③ 水平滚动玻璃管,使粉末平铺在玻璃管中,静置至水滴不再移动,水滴的右端标为B,如图2所示;④ 用刻度尺测量出AO段和BO段的长度,记录数据如表。



下列说法错误的是(
D
)
A. 根据表中的数据计算,测得空气中氧气的体积分数约为19.4%
B. 步骤③中使粉末平铺在玻璃管中的目的是增大脱氧剂与空气的接触面积
C. 如果该实验测量结果偏小,原因可能是食品脱氧剂已部分变质失效
D. 根据实验原理,实验中使用的玻璃管越粗,实验结果越准确
2. (2025·山东青岛)“追梦”小组在实验室中制取氧气并探究其性质,请回答下列问题。


(1) 实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气用于铁丝燃烧实验,从图1中选择最合适的发生和收集装置是
BE
(填字母),反应的文字表达式为
过氧化氢$\xrightarrow{二氧化锰}$水+氧气
,二氧化锰的作用是
催化作用
。
(2) 进行图2所示实验时,发现铁丝在空气中不燃烧,在氧气中剧烈燃烧、
火星四射
,放热,生成黑色固体,该反应的文字表达式为
铁+氧气$\xrightarrow{点燃}$四氧化三铁
。铁丝在空气中与在氧气中反应的剧烈程度明显不同,原因是
空气中氧气的浓度比纯氧中氧气的浓度低
。
(3) 为验证氧气的物理性质,小组的同学收集一塑料瓶干燥的氧气,进行图3实验,测得氧气体积分数随时间变化曲线如图4所示。

① 从微观角度分析AB段曲线下降的原因是
氧分子不断运动,向瓶外扩散
。
② BC段曲线下降幅度明显超过AB段,体现氧气的性质是
氧气密度比空气的大
。
③ 图4中D点氧气的体积分数约为
21
%。
答案:1. D 解析:脱氧剂吸收空气中的氧气,气体体积变小,水滴从A端移动到B端,可把AO看成空气的体积,AB(=AO-BO)可看成空气中氧气的体积,空气中氧气的体积分数约为
$\frac{522.5\ \mathrm{mm}-421\ \mathrm{mm}}{522.5\ \mathrm{mm}}×100\%\approx19.4\%$,故A正确;步骤③中使粉末平铺在玻璃管中的目的是增大脱氧剂与空气的接触面积,使反应更充分,故B正确;如果食品脱氧剂已部分变质失效,则消耗的氧气量减少,导致测量结果偏小,故C正确;根据$H=\frac{V}{S}$可知,变化相同体积的气体,玻璃管越细(横截面积越小),则变化的长度就越大,测量越准确,故D错误。
2. (1) BE 过氧化氢$\xrightarrow{二氧化锰}$水+氧气 催化作用
(2) 火星四射 铁+氧气$\xrightarrow{点燃}$四氧化三铁 空气中氧气的浓度比纯氧中氧气的浓度低 (3) ① 氧分子不断运动,向瓶外扩散 ② 氧气密度比空气的大 ③ 21
解析:(1) 实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,反应物是固体(二氧化锰)和液体(过氧化氢溶液),反应不需要加热,所以发生装置应选B。收集氧气用于铁丝燃烧实验,该实验中集气瓶底要放少量的水,收集的氧气要尽可能纯净,排水法收集的氧气更纯净,所以收集装置应选E。(3) ① 从微观角度来看,AB段曲线下降是因为氧分子在不断运动,打开瓶盖后,瓶内的氧分子会向瓶外运动扩散,导致瓶内氧气体积分数下降。② 180 s后将塑料瓶倒置,BC段曲线下降幅度明显超过AB段,这是因为氧气的密度比空气的大,倒置后氧气更容易向下运动扩散到瓶外。③ 由题图4可知,D点氧气体积分数约为21%,这是因为空气中氧气的体积分数约为21%,当瓶内氧气充分扩散后,最终氧气体积分数接近空气中氧气的体积分数。
解析:
【分析】
本题分为两部分,第1题是测定空气中氧气含量的创新实验,核心原理是脱氧剂消耗玻璃管内空气中的氧气,使管内气体体积减小,水滴移动,通过测量长度计算氧气体积分数,需逐一分析选项判断正误;第2题是氧气的制取与性质实验,需根据反应物状态、反应条件选择发生装置,根据实验需求选择收集装置,结合铁丝燃烧现象、分子运动及氧气密度分析实验问题。
【解析】
1. 第1题解析:
A选项:空气体积对应AO段长度,氧气体积为AO与BO的长度差,计算得氧气体积分数为$\frac{522.5\ \mathrm{mm}-421\ \mathrm{mm}}{522.5\ \mathrm{mm}}×100\%\approx19.4\%$,说法正确;
B选项:步骤③中使粉末平铺,可增大脱氧剂与空气的接触面积,让反应更充分,说法正确;
C选项:若食品脱氧剂部分变质失效,消耗的氧气量减少,会导致测量结果偏小,说法正确;
D选项:根据$H=\frac{V}{S}$,相同体积变化下,玻璃管越细(横截面积越小),长度变化越大,测量越准确,故玻璃管越粗结果越不准确,说法错误。
2. 第2题解析:
(1) 过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,反应物为固体和液体,反应不需要加热,发生装置选B;铁丝燃烧实验需要较纯净的氧气,排水法收集的氧气更纯净,收集装置选E;反应的文字表达式为:$\mathrm{过氧化氢}\xrightarrow{\mathrm{二氧化锰}}\mathrm{水}+\mathrm{氧气}$,二氧化锰起催化作用;
(2) 铁丝在氧气中剧烈燃烧、火星四射,放热,生成黑色固体;反应的文字表达式为:$\mathrm{铁}+\mathrm{氧气}\xrightarrow{\mathrm{点燃}}\mathrm{四氧化三铁}$;铁丝在空气中不燃烧、在氧气中燃烧,是因为空气中氧气的浓度比纯氧中低;
(3) ① AB段曲线下降,是因为氧分子不断运动,向瓶外扩散,导致瓶内氧气体积分数下降;② BC段倒置后下降幅度大,体现氧气密度比空气大,倒置后氧气更易扩散到瓶外;③ 最终瓶内氧气体积分数接近空气中氧气的体积分数,故D点约为21%。
【答案】
1. D
2. (1) BE;$\mathrm{过氧化氢}\xrightarrow{\mathrm{二氧化锰}}\mathrm{水}+\mathrm{氧气}$;催化作用
(2) 火星四射;$\mathrm{铁}+\mathrm{氧气}\xrightarrow{\mathrm{点燃}}\mathrm{四氧化三铁}$;空气中氧气的浓度比纯氧中氧气的浓度低
(3) ① 氧分子不断运动,向瓶外扩散;② 氧气密度比空气的大;③ 21
【知识点】
空气中氧气含量测定;氧气的制取与性质;分子的性质
【点评】
本题为初中化学期中综合题,涵盖测定空气中氧气含量、氧气的制取与性质、分子运动等核心知识点,注重实验原理、操作细节及物质性质的考查,需学生掌握实验设计思路、装置选择依据,难度适中,能有效检验学生的基础掌握情况。
【难度系数】
0.7