2022年初中化学同步讲义 第2章 课时1.1 空气的组成（教师版）.docx

1、课题1-1 空气的组成知识导航 课前引入空气（Air），我们每天都呼吸着的“生命气体”，它分层覆盖在地球表面，透明且无色无味，对人类的生存和生产有重要影响。空气的成分不是固定的，随着高度的改变、气压的改变，空气的组成比例也会改变。但是长期以来人们一直认为空气是一种单一的物质，直到后来法国科学家拉瓦锡通过实验首先得出了空气是由氧气和氮气组成的结论。19世纪末，科学家们又通过大量的实验发现，空气里还有氦、氩、氙等稀有气体。知识精讲一、拉瓦锡的实验 科学史话拉瓦锡研究空气成分二百多年前，法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。他把少量汞放在密闭的容器里连续加热12天，发现有一部分银白色的液态汞

2、变成红色粉末，同时容器里空气的体积差不多减少了1/5。他研究了剩余4/5体积的气体，发现这部分气体既不能供给呼吸，也不能支持燃烧，他认为这些气体全部都是氮气(拉丁文原意是“不能维持生命”)。 拉瓦锡拉瓦锡研究空气成分所用的装置拉瓦锡又把在汞表面上所生成的红色粉末收集起来，放在另一个较小的容器里再加强热，得到了汞(化学符号Hg)和氧气(化学符号O2)，而且氧气的体积恰好等于密闭容器里所减少的体积。他把得到的氧气加到前一个容器里剩下的4/5体积的气体中，结果所得气体跟空气的性质完全一样。通过这些实验，拉瓦锡得出了空气由氧气和氮气(化学符号N2)组成，其中氧气约占空气总体积1/5的结论。二、空气中氧

3、气含量的测定实验 实验探究操作如图所示，在集气瓶内加入少量水，并将水面上方空间分为5等份。用弹簧夹夹紧胶皮管。点燃燃烧匙内的红磷后，立即伸入瓶中并把塞子塞紧，观察红磷燃烧的现象。待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察实验现象及水面的变化情况。仪器现象红磷燃烧，产生_火焰，放热，生成大量_（五氧化二磷小颗粒），冷却后，打开弹簧夹，_，进入水的体积约占集气瓶内空气总体积的_分析红磷燃烧消耗密闭容器内空气中的_，使密闭容器内压强_，内外形成了_，在大气压的作用下，进入容器内水的体积即为减少的氧气的体积原理在这一反应中，红磷(化学符号P)与空气中的氧气反应，生成一种叫做五氧化二磷(化学符号P2O5)的新

4、物质。这一反应可以用文字表示如下：_。结论集气瓶内水平面上升约1/5，说明空气中的氧气被消耗了，消耗的氧气约占空气体积的_。【答案】集气瓶、燃烧匙、导气管、烧杯、弹簧夹黄色 白烟 水经导管进入集气瓶 1/5氧气 减小 压强差 红磷+氧气 五氧化二磷1/5 注意规范操作（1）实验前一定要先检查装置的气密性。（2）实验中药品红磷一定要足量，否则集气瓶中氧气无法完全消耗。（3）必须要等到集气瓶完全冷却后再打开止水夹，否则燃烧放热会使气体体积膨胀。 总结归纳空气中氧气含量测定实验的成功关键（1）红磷要过量； （2）装置必须密封且气密性好；（3）冷却至室温后，再打开弹簧夹。 思考与交流（1）若上述成功关

5、键没落实好，测出的氧气含量结果偏大还是偏小？（2）红磷在空气中点燃后，伸进瓶内的速度太慢，测出的氧气含量结果偏大还是偏小？（3）能否用木炭或蜡烛代替红磷做实验？为什么？【答案】（1）偏小 （2）速度太慢，瓶内的空气受热膨胀，会有部分气体逸出，导致结果偏大（3）不能。红磷燃烧后生成的产物是固体，而木炭、蜡烛燃烧后产生气体。 思考与交流：在实验中，进入集气瓶内的水的体积常小于集气瓶空气总容积的1/5，试分析原因。【答案】 装置气密性不好 红磷不足 未冷却至室温就打开止水夹 有部分水留在导管中未进入集气瓶三、空气的组成空气成分氮气氧气稀有气体二氧化碳其他气体和杂质体积分数78%21%0.94%0.0

6、3%0.03%四、混合物与纯净物1. 混合物：像空气这样由两种或多种物质混合而成的物质叫做混合物，组成混合物的各种成分之间没有发生化学反应，它们各自保持着原来的性质。2. 纯净物：氮气、氧气、二氧化碳等分别只由一种物质组成，它们都是纯净物。纯净物可以用化学符号来表示，如氮气可以用N2来表示，氧气、二氧化碳可分别表示为O2、CO2等。上面实验中使用的红磷(P)和生成的五氧化二磷(P2O5)也是纯净物。对点训练 题型一：拉瓦锡的实验【例1】（2020河南三门峡市九年级期末）通过实验测定空气中氧气含量的科学家是A门捷列夫B 达尔文C拉瓦锡D牛顿【答案】C【详解】A、门捷列夫在化学上的主要贡献是发现了

7、元素周期律，并编制出元素周期表，故选项错误；B、达尔文提出了进化论，故选项错误；C、拉瓦锡首先通过实验得出空气是由氮气和氧气组成的结论，故选项正确；D、牛顿发现了力学定律，故选项错误。故选：C。【变1】（2021广西贺州市中考真题）化学家拉瓦锡通过实验得出空气由氧气和氮气组成，其中约占空气体积五分之四的是A氮气B氧气C二氧化碳D稀有气体【答案】A【详解】其中约占空气体积五分之四的是氮气，氧气约占空气体积的五分之一。故选A。 题型二：空气中氧气含量的测定实验【例2】（2021河北保定市九年级期末）利用如图所示装置测定空气中氧气的含量（装置气密性良好）。下列操作不正确的是A实验前用弹簧夹夹紧胶皮管

8、B将集气瓶内水面上方空间分为5等份C点燃红磷后，立即将燃烧匙伸入瓶中并塞紧胶塞D红磷熄灭后，立即打开弹簧夹，观察现象【答案】D【详解】A、实验前应用弹簧夹夹紧胶皮管，防止瓶外空气进入瓶中，操作正确，选项不符合题意；B、将集气瓶内水面上方空间分成5等份是为了对后续进入集气瓶中的水的体积进行大致测量，操作正确，选项不符合题意；C、点燃红磷后立即深入集气瓶并塞紧胶塞是为了尽量减少瓶内空气的受热溢出，操作正确，选项不符合题意；D、红磷熄灭后，应待装置冷却至室温后再打开弹簧夹，操作错误，选项符合题意。故选D。【点睛】熟练掌握实验操作及注意事项是解题关键。【变2-1】（2021辽宁中考真题）关于测定空气中

9、氧气含量的实验，下列说法正确的是A实验前止水夹没有夹紧B将红磷换成木炭进行实验C待装置冷却至室温后，再打开止水夹D点燃红磷缓慢伸入集气瓶中后，再塞紧瓶塞【答案】C【详解】A、若做该实验时，止水夹没有夹紧，会使集气瓶内的空气受热通过导管进入空气中，因此集气瓶内的气体减少的量包括消耗的氧气及逸出的空气，会使瓶内的气体比实际氧气减少的多，因此会使水倒流超过五分之一，造成结果偏大，此选项错误；B、木炭在空气中燃烧生成二氧化碳气体，虽然能除去氧气，但却增加了新的气体，没有形成压强差，不能用来测定空气中氧气含量，此选项错误；C、待装置冷却至室温后才能打开止水夹，以防止剩余的气体在受热状态下，处于膨胀状态，

10、占据了部分水的体积，造成结果偏小，此选项正确；D、点燃后的红磷必须迅速伸入集气瓶中，塞紧瓶塞，否则瓶内气体逸出，造成实验误差，此选项错误。故选C。【变2-2】（2021福建厦门市厦门双十中学思明分校九年级二模）如图是测定空气中氧气体积分数实验的两个改进装置，下列有关说法错误的是A装置a中的气球先变瘪后膨胀B装置a可以证明空气中含有氧气C用装置b实验时未冷却至室温就打开止水夹，测得结果会偏小D装置b中实验结束后集气瓶内水的体积等于被消耗的氧气体积【答案】D【详解】A、红磷燃烧，放出热量，装置内气体受热膨胀，压强增大，氢气变瘪，待完全反应，冷却至室温后，由于消耗了氧气，装置内压强减小，气球胀大，不

11、符合题意；B、装置a中，氧气具有助燃性，红磷在空气中燃烧，说明空气中含有氧气，不符合题意；C、用装置b实验时未冷却至室温就打开止水夹，气体受热膨胀，占据了一定的体积，会使进入水的体积偏小，测定结果偏小，不符合题意；D、装置b中实验结束，冷却至室温后，打开止水夹，由于消耗了氧气，装置内压强减小，量筒中的水进入集气瓶，进入水的体积就是消耗氧气的体积，由于集气瓶中本身含有水，故装置b中实验结束后集气瓶内水的体积大于被消耗的氧气体积，符合题意。故选D。【变2-3】（2018广西南宁市九年级期中）已知空气的主要成分是氮气和氧气，某课外活动小组设计测定空气中氧气含量的实验，实验装置如图所示：（1）A实验中

12、红磷燃烧的文字表达式为_，实验说明氧气的体积约占空气体积的_，该实验成功的关键是_（填序号）。装置气密性好红磷过量或足量冷却到室温后才打开止水夹要选用教室内的空气（2）某兴趣小组将A实验改进为如图2所示，改进实验后的优点是_。【答案】 气密性更好，测定结果更准确 【详解】（1）红磷燃烧生成五氧化二磷，反应的文字表达式为：；根据烧杯中的水进入集气瓶，瓶内水约占集气瓶容积的 ，可知氧气约占空气体积的；若装置气密性不好，冷却过程中外界空气进入，会使测定结果偏小；若红磷不足量，不能将集气瓶中氧气完全消耗，会使测定结果偏小；若没有冷却到室温就打开止水夹，集气瓶内温度高，压强大，进入的水偏少；此实验不能选

13、用教室内的空气，人的呼吸消耗氧气，产生二氧化碳，教室内的空气氧气含量偏少，二氧化碳含量偏多；符合题意的选项为。（2）将A实验改进为如图2所示，用太阳光聚焦引燃白磷，与A实验相比，避免点燃红磷后再塞橡皮塞可能引起的误差，实验结果更准确。故填：气密性更好，测定结果更准确。【点睛】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：装置的气密性好；所用药品必须是足量；读数时一定要冷却到原温度；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。 题型三：空气中氧气含量测定实验的误差分析【例3】（2017福建三明市九年级期末）用红磷燃烧测

14、定空气中氧气含量的实验装置如图所示。实验过程中，下列做法不会使实验结果产生明显误差的是A装置漏气B把红磷改为蜡烛C未冷却到实验开始前的温度就打开弹簧夹D使用过量的红磷【答案】D【详解】A、红磷燃烧消耗装置中的氧气，装置漏气，冷却过程中外界的空气会进入集气瓶，使测量结果偏小，不符合题意；B、蜡烛燃烧消耗氧气，但有二氧化碳气体生成，装置冷却到室温后，集气瓶中压强变化较小，外界大气压不能把烧杯中的水压入集气瓶中，不符合题意；C，未冷却到实验开始前的温度就打开弹簧夹，集气瓶中压强偏高，进入集气瓶中的水偏少，测量结果偏小，不符合题意；D、使用过量的红磷，集气瓶中的氧气消耗完全，测量结果不会产生明显误差，

15、符合题意；故选：D。【变3-1】（2021河北石家庄市石家庄新世纪外国语学校九年级月考）如图是测定空气中氧气含量的实验，实验后发现测定氧气的含量低于1/5，针对这一事实，你认为下列做法和想法不可取的是A检查实验装置是否漏气B将红磷改成木炭后重新实验C可能是红磷的量不足D可能是未冷却到室温就打开止水夹【答案】B【详解】A、如果装置漏气，在冷却至室温的过程中，外界空气进入，占据了一定的体积，会使测定结果偏小，故应检查装置是否漏气，不符合题意；B、将红磷改成木炭，木炭燃烧生成二氧化碳，化学反应前后，压强的变化不大，无法测定空气中氧气含量，符合题意；C、红磷的量不足，不能将氧气完全耗尽，会使测定结果偏

16、小，不符合题意；D、未冷却到室温就打开止水夹，气体受热膨胀，占据了一定的体积，会使测定结果偏小，不符合题意。故选B。【变3-2】（2021广东广州市九年级一模）用如图装置测定空气里氧气的含量，会导致实验结果偏大的操作是A红磷过量B燃烧过程中未夹紧弹簧夹C未冷却到室温就打开弹簧夹D实验后有水残留在导管中【答案】B【详解】A、红磷过量，是正确的操作，能完全消耗装置中的氧气，故选项不符合题意；B、燃烧过程中未夹紧弹簧夹，反应放出大量的热，装置内压强大，有空气逸出，进入的是水多，使测定结果偏大，故选项符合题意；C、未冷却到室温就打开弹簧夹，因为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

17、积，测定结果偏小，故选项不符合题意；D、实验后有水残留在导管中，会造成测定结果偏小，故选项不符合题意。故选B。 题型四：测定氧气含量的其他装置实验【例4】（2021云南临沧市九年级一模）某同学利用如图装置验证了空气中氧气的含量。下列叙述不正确的是A白磷的作用是消耗试管中的氧气B白磷熄火后立即打开止水夹C实验前需检查装置气密性D实验时白磷一定要过量【答案】B【详解】A、白磷的作用是与氧气反应，消耗试管中的氧气，选项说法正确；B、白磷燃烧放热，白磷熄火后不能立即打开止水夹读数，因为此时气体受热膨胀，占据了部分水的的体积，测量结果不准确，选项说法不正确；C、实验前需检查装置的气密性，否则，装置漏气，

18、外界空气进入，会造成实验结果偏小，选项说法正确；D、白磷的作用是将试管内的氧气耗尽，使装置内压强减小，在压强差的作用下，量筒中的水进入试管，进入水的体积就是空气中氧气的体积，因此必须过量，选项说法正确。故选B。【变4-1】（2021福建厦门市九年级二模）利用下图装置验证空气中氧气的含量。用激光笔点燃白磷，待白磷熄灭后，冷却至室温，将玻璃管右端竖直浸入水槽中，取出水下橡胶塞后再进行读数。下列叙述错误的是A白磷需过量B点燃白磷后，移动磁铁使装置内的氧气充分消耗C读数时，应调整玻璃管高度使水槽内液面与管内液面相平D若实验操作无误，可观察到管内液面高度在玻璃管刻度“1”处【答案】D【详解】A、为保证将

19、管内的氧气消耗完全，需要白磷过量，此选项表述正确；B、移动磁铁时，可带动白磷移动，确保充分将管内的氧气消耗完，此选项表述正确；C、读数时，视线应与液面持平，故应调整玻璃管高度使水槽内液面与管内液面相平，此选项表述正确；D、氧气约占空气总体积的五分之一，且是将玻璃管的右端浸入水槽中，故观察到管内液面高度应在玻璃管刻度“4”处，此选项表述错误。故选D。【变4-2】（2020苏州市吴中区迎春中学）某化学兴趣小组的同学在老师的指导下，正确完成如下图所示两个实验。已知所用实验装置气密性良好。关于该实验，有如下说法：红磷熄灭并冷却后才能打开弹簧夹；停止加热后即可读出注射器内气体的体积约为24mL；实验取用

20、铜丝质量的多少不会影响实验结果：两个实验均能证明空气是混合物；两个实验均能证明空气中约含1/5 体积的氧气。其中正确说法的个数有（ ）A2个B3个C4个D5个【答案】B【详解】红磷燃烧并冷却后打开弹簧夹，避免了集气瓶内压强过大，进入水过少，不能正确测定空气中氧气的含量的情况，故说法正确；应该在停止加热并冷却至室温才能读数，故说法错误；实验过程中为了将空气中的氧气完全耗尽，加入的铜丝必须是过量的，故说法错误；两个实验均能证明空气是混合物，故说法正确；两个实验均能证明空气中约含五分之一体积的氧气，故说法正确。故选B。【变4-3】（2021北京海淀区101中学九年级月考）化学小组用下图所示装置测定空

21、气中氧气的含量。实验前，实验和实验的密闭装置内空气体积相等；所用白磷和暖宝宝(主要成分为铁粉、碳粉和NaCl)均为足量。实验序号实验装置氧气含量随时间的变化图(1)实验中，装置内压强降低的原因是_。 (2)某同学认为用暖宝宝进行实验，所测结果更为准确，他的依据是_；但不适用于课堂上进行演示实验。他的依据是_。【答案】红磷燃烧消耗氧气，产物只有固体 实验中压强降低得更多，氧气消耗更完全 反应所需时间太长 【详解】(1)实验中，红磷燃烧生成五氧化二磷，装置内压强降低的原因是红磷燃烧消耗氧气，产物只有固体。 (2)用暖宝宝进行实验，根据氧气含量随时间的变化图，实验所测结果更为准确，依据是实验中压强降

22、低得更多，氧气消耗更完全；但不适用于课堂上进行演示实验，依据是反应所需时间太长，至少需要30分钟。 题型五：空气的组成【例5】（2021江门市新会第二中学九年级一模）空气中的成分按体积分数计算，大约为：_占21%；_占78%；稀有气体占_；二氧化碳占_；其它气体和杂质占0.03%，总体上，空气各成分的含量保持相对稳定。【答案】氧气 氮气 0.94% 0.03% 【详解】空气中的成分按体积分数计算，大约为：氧气占21%；氮气占78%；稀有气体占0.94%；二氧化碳占0.03%；其它气体和杂质占0.03%，总体上，空气各成分的含量保持相对稳定。【变5-1】（2020河北石家庄市石家庄外国语学校九年

23、级月考）下列有关空气的说法错误的是A空气中各种成分的含量是相对稳定的B可以用红磷燃烧反应测定空气中Y的含量CX是氮气，按质量计算，在空气中约含有78%D占空气1%的气体Z是混合物【答案】C【详解】A、空气中各种成分的含量都是保持相对稳定的，说法正确，不符合题意；B、由图可知，在空气的成分中，Y的含量占第二位，故Y是氧气，可用红磷燃烧测定空气中氧气的含量，不符合题意；C、按体积分数计算，氮气约占空气的78%，不是质量，符合题意；D、占空气1%的气体是由二氧化碳、稀有气体等混合而成，属于混合物，不符合题意。故选C。【变5-2】（2021福建厦门市九年级一模）“富氧空气”是指氧气含量高于普通空气的气

24、体，可用于医疗、航天等。下列氧气含量(假设气体为氧气和氮气的混合气)可用作富氧空气的是A8%B19%C21%D75%【答案】D【详解】空气中氧气含量为21%，则富氧空气中氧气含量大于21%。故选D。 题型六：混合物与纯净物【例6】（2020合肥市第四十中学九年级课时练习）下列“水”属于纯净物的是（）A自来水B汽水C冰水D糖水【答案】C【详解】A、自来水中含有可溶性钙镁离子化合物，所以自来水属于混合物。A错误；B、汽水中含有水、碳酸、食品添加剂等物质，属于混合物。B错误；C、冰水指的是水，但是是水的不同形态，属于同种物质，属于纯净物。C正确；D、糖水中含有水和白砂糖，属于混合物。D错误。故选C。

25、【变6-1】（2020全国九年级课时练习）下列物质都属于纯净物的一组是（）汽水 液态氧 水泥砂浆 冰水混合物ABCD【答案】A【分析】纯净物由一种物质组成，混合物由两种或两种以上的物质组成。【详解】汽水中含有水和碳酸等物质，属于混合物；液态氧是由一种物质组成的，属于纯净物；水泥砂浆中含有水和砂石等物质，属于混合物；冰水混合物中含有一种物质水，属于纯净物。故选A。【变6-2】（2020全国九年级课时练习）下列物质中不属于纯净物的是 。A二氧化碳（CO2）B鲜榨橙汁C五氧化二磷（P2O5）D氮气（N2）【答案】B【详解】A、二氧化碳是由碳元素与氧元素组成的化合物，属于纯净物，选项错误；B、鲜榨橙汁

26、中含有水、糖类、维生素等物质，属于混合物，选项正确；C、五氧化二磷是由磷元素与氧元素组成的化合物，属于纯净物，选项错误；D、氮气是由氮元素一种元素组成的单质，属于纯净物，选项错误，故选B。 题型七：空气的组成综合大题【例7】（2019芜湖市繁昌区第三中学九年级月考）空气中氧气含量测定的再认识。（经典赏析）教材中介绍了拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分（装置如图1），通过该实验拉瓦锡得出了空气是由氧气和_（填物质名称）组成的，其中氧气约占空气总体积的1/5。（实验回顾）（1）实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量（装置如图2），兴趣小组用该方法测出的氧气含量常常远低于1/5。其原因可能是：

27、装置漏气；红磷量不足，装置内氧气有剩余；_（2）由于红磷在空气中点燃后才放入集气瓶内，造成的实验缺陷有：测定结果不准确； _。（提出问题）能否设计一套实验装置以解决上述缺陷？（实验改进）改进一：兴趣小组同学，设计了如图3所示装置：用一个100mL量筒倒扣在水中，使量筒内外液面均位于40mL处，量筒内浮着一个贴有银片的小木块，银片上放有足量白磷，将整套装置置于垫有_（填仪器名称）的铁架台的铁圈上加热。一会儿，白磷发生燃烧（白磷与红磷符号相同），量筒内液面上升，向烧杯内加水直至量筒内外液面相平，读出此时液面对应刻度。（1）放白磷的平板用银做的原因是：银的_（填一物理性质）好，易将白磷温度升高，且化

28、学性质稳定。（2）最终，液面大约位于量筒刻度_mL处；白磷燃烧的符号表达式为_。改进二：兴趣小组同学又进行了大胆改进，设计图4（选用容积为40mL的试管作反应容器，注射器活塞初始位置为20mL处，注射器空间为20mL，活塞与内壁摩擦力及连接管空间容积忽略不计）实验方案进行，收到了良好的效果。兴趣小组同学装配好仪器并确认气密性良好后，将弹簧夹松开，直接给足量的红磷加热使其燃烧，反应完全并冷却后，注射器活塞最终将停留在约为_mL刻度处。【答案】氮气 没有冷却到室温就打开弹簧夹 污染空气 石棉网 导热性 32 磷+氧气五氧化二磷 8 【详解】拉瓦锡通过实验认为空气由氧气、氮气组成；红磷燃烧放出大量热

29、，瓶内气体会热胀冷缩，如果装置没有完全冷却至室温就打开止水夹，会由于热胀冷缩使得瓶内气体膨胀，实验结果就是氧气含量偏低；红磷燃烧后生成五氧化二磷，对空气有污染作用；一般使用石棉网作为垫子，垫于受热装置下，使得加热均匀；银单质具有良好的导热性，白磷的燃点低，放置银更易于白磷自燃；因为空气中氧气含量约20%，实验装置中空气量约40ml，氧气所占体积20%40ml=8ml，所以最后剩余（40-8）ml=32ml气体；白磷在氧气中燃烧生成五氧化二磷，表达式为； 因为空气中氧气含量约20%，实验装置中空气量约（40+20）ml=60ml，氧气所占体积20%60ml=12ml，所以最后剩余（60-12）m

30、l=48ml气体，又试管体积40ml，所以注射器最后剩余（48-40）ml=8ml的体积。提分特训【题1】（2021云南昆明市九年级二模）法国化学家拉瓦锡将汞放在密闭容器里加热12天，发现容器里空气的体积减少了约1/5。减少的气体是A氮气B氧气C稀有气体D二氧化碳【答案】B【分析】本题考查拉瓦锡实验。【详解】汞放在密闭容器里加热12天，空气的体积减少了约1/5，是因为汞与氧气发生了反应，该气体是氧气，故选：B。【点睛】本题难度不大，空气中氧气体积分数约占五分之一。【题2】（2020河北石家庄市石家庄外国语学校八年级期末）空气中氧气含量测定的实验装置如图所示，下列有关说法正确的是A选用红磷是因为

31、它可以耗尽氧气，生成固态的物质B燃烧匙中的红磷可以换成石蜡C燃烧匙中的红磷越多，水位上升越高D实验可以证明空气含有N2、O2、CO2和稀有气体【答案】A【详解】A、红磷燃烧是与氧气反应生成五氧化二磷，五氧化二磷是固体小颗粒，使得瓶内的气压减小，使实验成功，故A正确；B、石蜡燃烧会生成二氧化碳气体，使瓶内的气压变化不明显，故B错误；C、当集气瓶里的氧气消耗完后，红磷就不能继续燃烧了，所以燃烧匙中的红磷再多，水位上升总是在那个高度，故C错误；D、该实验不能证明空气含有N2、CO2和稀有气体，故D错误；故选A。【题3】（2020湖北襄阳市襄阳四十二中九年级月考）用红磷燃烧来探究空气成分的实验中，下列

32、情况下不会导致所测氧气体积比实际值偏小的是（ ）A红磷不足B装置漏气C冷却到室温才打开弹簧夹D以上都可能导致偏小【答案】C【详解】A、红磷不足，不能将氧气完全耗尽，会导致实验结果偏小，不符合题意；B、装置漏气，在冷却至室温的过程中，外界空气进入，占据了一定的体积，会导致实验结果偏小，不符合题意；C、冷却到室温才打开弹簧夹，属于正确操作，不会导致结果偏小，符合题意；D、A、B会导致结果偏小，C不能导致结果偏小，不符合题意。故选C。【题4】（2021北京平谷区九年级二模）测定空气中氧气含量的实验装置如图所示。下列说法不正确的是A氮气不溶于水是设计该实验的依据之一B要等到装置冷却后，再打开止水夹C实

33、验中红磷的用量不会影响测定结果D集气瓶中少量的水起到降温和吸收有害物质的作用【答案】C【详解】A、由于氮气难溶于水，才能保证集气瓶中进入水的体积为消耗掉氧气的体积，氮气不溶于水是设计该实验的依据之一，选项A正确；B、如果火焰熄灭后立刻打开止水夹，由于集气瓶内的温度较高，剩余气体还处于膨胀状态，水不能进入集气瓶或进入集气瓶中的水不到集气瓶中原来气体体积的五分之一，得不出正确的结论，因此应该等到装置冷却后，再打开止水夹，选项B正确；C、实验时红磷一定要过量，如果红磷不足，就不能完全消耗掉集气瓶中的氧气，也就得不出正确的结论，选项C不正确；D、集气瓶中的水可以吸收五氧化二磷，同时可以吸收热量，达到降

34、温的作用，选项D正确。故选C。【题5】（2021河南郑州市）某同学利用如图装置成功测定了空气中氧气的含量，下列叙述正确的是A实验前需检验装置的气密性B白磷熄灭后立即打开止水夹C白磷的作用是消耗试管中的氮气D量筒中的液面约降至 40mL 刻度线【答案】A【分析】氧气体积约占空气体积的五分之一；磷燃烧消耗了氧气，装置中压强减小，水进入装置，进入装置中水的体积就是消耗氧气的体积；【详解】A、实验前需检验装置的气密性，防止装置漏气，引起实验误差，正确；B、白磷熄灭后，应等到恢复至室温后打开止水夹，防止气体膨胀引起误差，错误；C、白磷的作用是消耗试管中的氧气，错误；D、装置中氧气体积约为130mL的五分

35、之一26mL，故反应后量筒中的液面约降至 50mL-26mL=24mL 刻度线，错误。故选A。【题6】（2021福建九年级二模）某研究小组进行空气中氧气含量的验证实验。试管中加入足量的白磷，按图1装置连接好。数据采集开始后，将试管放入热水中恒温加热，引燃白磷；待火星熄灭后，从热水中取出试管，再放入冷水中冷却至室温。压强传感器测定的压强变化如图2所示，通过初始压强（P1）与反应结束后的压强（P2），可以计算出氧气的体积分数：O2%=（P1-P2）/P1100%。下列说法错误的是Aab段，说明试管放入热水中，空气受热，压强变大Bc点时，压强最大，白磷停止燃烧，已消耗全部的氧气Cde段，说明的是试管

36、从热水中取出后，放入冷水中冷却的过程DP1和P2的压强分别为a和e所对应的压强【答案】B【详解】A、空气受热，压强增大，实验的开始是试管在热水中恒温加热，所以a-b是试管放在热水中时压强的变化情况，此选项正确；B、c点压强最大，且b-c是在极短的时间上升，所以是白磷到达燃点，刚开始燃烧的状态，白磷燃烧放热，所以在短时间内压强会增大，此选项错误；C、c-d是白磷燃烧的过程，氧气被不断消耗，压强减小，实验中白磷燃烧结束后会放冷水中进行冷却，温度降低，压强减小，且到达最后会趋于平稳，所以d-e是试管放在冷水中冷却的过程，此选项正确；D、P1、P2对应的分别是初始压强和反应结束后的压强，a点是实验最开

37、始的时候，所以P1是a所对应的压强，e是实验结束后最稳定的点，所以P2是e所对应的压强，此选项正确。故选B。【题7】（2021黄石市有色中学九年级三模）空气成分中，体积分数为0.94%的是A氮气B稀有气体C氧气D二氧化碳【答案】B【详解】空气中各成分按体积分数计算，大约是：氮气78%、氧气21%、稀有气体0.94%、二氧化碳0.03%、水蒸气和其它气体和杂质大约0.03%。故选B。【题8】（2021东营市东营区实验中学八年级月考）下图为空气成分示意图（按体积计算），其中“a”代表的是A氧气B氮气C二氧化碳D稀有气体【答案】B【详解】试题分析：空气的成分（按体积分数）：氮气（N2）78%，氧气（

38、O2）21%（氮气比氧气约为4：1），稀有气体0.94%，二氧化碳（CO2）0.03%，其它气体和杂质0.03%，故图中“a”代表的是氮气，故选B【题9】（2020天津九年级专题练习）下列物质中,属于纯净物的是A液态氧B水泥砂浆C汽水D洁净的空气【答案】A【分析】由一种物质组成的物质叫做纯净物，由两种或两种以上物质混合而成的物质叫做混合物。【详解】A、液态氧是由一种物质组成的物质，属于纯净物，选项A正确；B、水泥砂浆是由多种物质组成的，属于混合物，选项B不正确；C、汽水是由水、二氧化碳等物质组成的，属于混合物，选项C不正确；D、洁净的空气中含有氮气、氧气等多种物质，属于混合物，选项D不正确。故

39、选A。【点睛】空气不管是否洁净都是混合物，因为空气中含有氮气、氧气等多种物质，洁净的空气中只不过是污染物少一些而已。【题10】（2020安徽淮南市九年级月考）人类每时每刻都离不开空气，没有空气就没有生命，也就没有生机勃勃的地球。但在二百多年前人们并不了解空气，直到法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究空气成分，才让人们揭开空气的神秘面纱。（1）拉瓦锡用图1的实验得出的结论是_，但该实验也有不足之处_。（2）图2的实验是仿照图1的实验的原理，老师在课堂上演示的实验，请写出红磷燃烧的文字表达式_。有位同学向老师提出了一个问题：此实验中能否用木炭代替红磷验证空气中氧气的含量？老师直接把问题交给了同学们，同

40、学们讨论后认为不能，理由是_。后来老师又启发同学们若将此实验稍作改动，我们也可用木炭代替红磷做此实验，同学们经过激烈地讨论，他们的改动方法是_。（3）本节课激发了同学们的探究兴趣，同学们课后对图2的实验又进行了改进如图3，用放大镜聚焦太阳光而点燃红磷，该装置的优点是_。【答案】空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的 1/5 耗时太长 汞易挥发，有剧毒 木炭燃烧虽然消耗氧气，但生成了二氧化碳气体，影响测量消耗氧气的体积。 将集气瓶中的水换成能吸收二氧化碳气体的液体（若写成澄清的石灰水也可）。 环保，实验结果更准确 【题11】（2021山东泰安市八年级期末）以下四个实验装置，可用于“测定空

41、气中氧气的含量”。请认真分析，回答下列问题。(1)拉瓦锡用装置A定量研究了空气的成分，在密闭容器中，空气中的氧气与汞反应，生成固态物质。人们沿着科学家的足迹，对反应物进行了优化，分别用铜粉、红磷等进行实验，其原理都是采用_(填“物理”或“化学”)方法，从混合气体中除去某种气体，从而达到物质的分离。(2)对装置C进行了装置D所示的改进。装置D的试管中空气体积为40mL，反应前注射器活塞位于20mL刻度处，反应完毕后打开弹簧夹，注射器活塞位于10mL刻度处，则该实验测得空气中氧气的体积分数为_(保留小数点后一位)。小明分析，该实验结果与理论值有差异的可能原因是_(任答1点)。(3)与装置C相比，装

42、置B的优点是_(答一点)。装置B实验中，为了使氧气反应更充分，实验中采取的措施合理的是_(填序号)。A 铜粉平铺在玻璃管中 B 反复推拉注射器的活塞 C 增加铜粉的质量(4)为了帮助同学们理解装置C实验的原理，利用传感器技术实时测定了装置C实验过程中装置内的压强、温度和氧气浓度，三条曲线变化趋势如图四所示。试回答：其中Y曲线表示的是_(填“温度”或“氧气浓度”)。结合X、Y两条曲线，解释图四中BC段压强变化的原因是_。【答案】化学 25.0% 反应时弹簧夹未夹紧 实验结果更准确（或更环保等） AB 氧气浓度 红磷燃烧放热，氧气减少压强减小，温度升高压强增大，温度升高导致的压强增大大于氧气减少导

43、致的压强减小 【详解】（1）拉瓦锡实验主要借助空气中的氧气与汞反应，生成固态物质。后续改进实验都是利用物质与氧气反应生成不为气体的产物，测试氧气的的体积分数，过程中有新物质的生成，所以属于化学变化；（2）反应前注射器活塞位于20mL刻度处，反应完毕后打开弹簧夹，注射器活塞位于10mL刻度处，减少了体积=20mL-10mL=10mL，反应前试管空气总体积40mL，则该实验测得空气中氧气的体积分数为。体积分数偏大，可能原因是反应时弹簧夹未夹紧，部分注射器中的氧气被消耗，造成消耗氧气增多的假象，实验误差偏大；（3）与装置C相比，装置B的优点是：防止了燃烧匙伸入集气瓶中时导致的部分气体受热膨胀逸出，实

44、验结果更准确，同时防止了反应生成的五氧化二磷扩散到空气中污染环境。A、铜粉平铺在玻璃管中，利于氧气充分接触反应，符合题意；B、反复推拉注射器的活塞，能使空气充分流动，从而能使氧气充分反应，符合题意；C、本实验中铜粉只需比实际需要略过量即可，增加铜粉的质量，会导致药品浪费，且对氧气能否完全反应无影响，不符合题意。故选AB。（4）反应过程中，随着反应进行，氧气浓度减小，温度先增大后减小，因此Y是表示氧气浓度的曲线。图四中BC段压强变化的原因是：红磷燃烧放热，氧气减少压强减小，温度升高压强增大，温度升高导致的压强增大大于氧气减少导致的压强减小。提分作业【练1】（2021湖南株洲市中考真题）二百多年前

45、用定量方法研究了空气的成分，并得出氧气约占空气总体积1/5结论的科学家是A张青莲B门捷列夫C拉瓦锡D屠呦呦【答案】C【详解】拉瓦锡用定量方法研究了空气的成分，并得出氧气约占空气总体积1/5，故选：C。【练2】（2021北京中考真题）用下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集气瓶中产生大量白烟B红磷燃烧一段时间后熄灭C烧杯中的水倒吸进入集气瓶D集气瓶中水面最终上升至1处【答案】D【详解】红磷燃烧集气瓶中产生大量白烟，红磷燃烧一段时间后熄灭，待冷却到室温后，烧杯中的水倒吸进入集气瓶，集气瓶中水面最终上升至1处，说明空气中氧气体积约占五分之一，能表明O2含量的是，集气瓶中水面最

46、终上升至1处，故选：D。【练3】（2020衡阳市逸夫中学九年级期中）在测量空气中氧气含量的实验中，发现氧气的体积分数少于，针对这一事实，你认为下列做法或想法不可取的是（）A查看装置是否漏气B实验中可能是红磷的量不足C实验中可能未冷却至室温就打开了止水夹D将红磷改为木炭再重做实验【答案】D【详解】A、装置的气密性不好时，外界的气体会进入集气瓶，使氧气测量变小，故选项错误；B、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，故选项错误；C、未冷却至室温时气体膨胀，就打开了止水夹，进入水量比五分之一要小，故选项错误；D、由于木炭燃烧后产物是二氧化碳气体，所以不能将红磷改为木炭再重做实验

47、，故选项正确。故选D。【练4】（2021河北石家庄市石家庄外国语学校八年级期中）某同学用如图所示装置测定空气里氧气的含量，下列说法不正确的是A实验前一定要检查装置的气密性B该实验可证明氧气约占空气总体积的1/5C红磷燃烧停止后，等冷却至室温后打开止水夹D仍用本装置、只把红磷换成燃烧的木炭，能够更精确测定空气里氧气的含量【答案】D【详解】A、该实验装置是用来测定空气里氧气的含量，为了避免外界空气的影响，为了实验的准确实验前一定要检查装置的气密性，正确；B、该实验装置是用来测定空气里氧气的含量，该实验可通过进入集气瓶内水的体积为集气瓶体积的1/5，来证明氧气约占空气总体积的1/5，正确；C、红磷燃

48、烧停止后，等冷却至室温后打开止水夹，否则温度上升气体膨胀则会导致瓶内气压较大进而影响实验准确，正确；D、木炭燃烧会产生二氧化碳等气体会影响实验测定空气里氧气的含量，错误；故选D。【练5】（2021北京顺义区九年级二模）用下图装置进行实验。下列说法错误的是A红磷燃烧，产生白烟B瓶中液面先上升，后下降C瓶中液面最终升至 1 处D用激光笔点燃能减少实验误差【答案】B【分析】本题考查空气中氧气含量的测定。【详解】A、红磷具有可燃性，将红磷点燃后放入瓶中，会观察到红磷燃烧，产生白烟，此选项正确；B、红磷燃烧放热，消耗氧气，导致瓶内压强先变大后变小，可以看到瓶中液面先下降，后上升，此选项错误；C、集气瓶中

49、氧气约占总体积的五分之一，足量的红磷耗尽了装置内的氧气，瓶中液面最终上升至1处，此选项正确；D、用激光笔点燃红磷，不打开橡胶塞，可以防止红磷在空气中燃烧，也可以减少实验时瓶内气体逸出，测定结果更为准确、误差更小，此选项正确。故选B。【练6】（2021江苏徐州市九年级一模）如图是测定空气中氧气体积分数实验的两个改进装置，下列有关说法错误的是A装置a中的气球先变瘪后膨胀B装置a只能定性判断空气中含有氧气C把装置b中的红磷换成木炭、水换成烧碱溶液，不能得出预期结论D装置b中量筒里减少的水的体积就是装置内被消耗的氧气体积【答案】C【详解】A、红磷燃烧放热，瓶内气体受热膨胀，气球变瘪，由于燃烧消耗了瓶内

50、的氧气，故待冷却后瓶内压强减小，气球膨胀，此选项表述正确；B、装置a只能看到气球的变化，不能测定氧气的体积，只能定性判断空气中含有氧气，此选项表述正确；C、木炭燃烧能消耗氧气的体积与反应生成的二氧化碳气体的体积相等，二氧化碳又被瓶内的氢氧化钠溶液吸收，集气瓶内压强减小，量筒内的水会进入集气瓶，进入的水的体积即消耗的氧气的体积，能得到预期结论，此选项表述不正确；D、红磷燃烧消耗氧气，集气瓶内压强减小，将量筒内的水压入集气瓶，进入瓶中水的体积可以通过量筒内水的减少量得知，此选项表述正确。故选C。【练7】（2021湖南常德市中考真题）空气中下列各成分所占的体积由小到大的顺序是氧气氮气二氧化碳稀有气体

51、ABCD【答案】A【详解】空气中各组分的体积含量为：氮气78%、氧气21%、稀有气体0.94%、二氧化碳0.03%，故选A。【练8】（2019四川省绵阳南山中学双语学校九年级课时练习）下列气体中,属于混合物的是()A二氧化硫B水蒸气C氮气D空气【答案】D【详解】由一种物质组成的物质叫纯净物，由两种或两种以上物质组成的物质叫混合物。二氧化硫、水蒸气、氮气都是一种物质，均属于纯净物；空气是由氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳等多种物质组成，属于混合物，故选D。【练8】（2018山东德州市九年级期中）200多年前，法国一位科学家用下图所示装置研究了空气的组成。他把少量汞放在密闭的容器中连续加热十二天之久

52、，得到了红色的氧化汞粉末，同时容器里的空气的体积差不多减少了五分之一、请回答下列问题。(1)这位科学家的名字是_，他是从_(填“定性”或“定量”)的角度研究空气的组成。(2)写出汞与氧气反应的文字表达式_，基本反应类型为_(3)请根据所得信息，写出本实验使用汞的一个优点：_ (4)通过实验，这位科学家得出了空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积1/5的结论。请根据现在的认识，对此结论予以补充。_【答案】拉瓦锡 定量 汞+氧气氧化汞 化合反应 汞的沸点较低，汞蒸气与氧气反应比较充分，能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽。氧化汞的密度小于汞，且不溶于汞，因此易与汞分离。 空气的成分按体积计大约

53、是：氧气21%、氮气78%、稀有气体等其他成分1%。 【分析】本题探究空气中氧气体积分数的测定。【详解】（1）法国化学家拉瓦锡用图1所示装置，定量测定了空气中氧气的含量。所以填拉瓦锡；定量。（2）汞与氧气在加热的条件下反应生成氧化汞；方程式为：汞+氧气氧化汞；该反应是化合反应。（3）根据资料卡片信息可知，用金属汞来测定空气中氧气的含量的优点是：汞的沸点较低，汞蒸气与氧气反应比较充分，能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽。氧化汞的密度小于汞，且不溶于汞，因此易与汞分离。（4）空气中不但含有氮气与氧气，还含有稀有气体等其他气体与杂质，故填空气的成分按体积计大约是：氧气21%、氮气78%、稀有气体等其

54、他成分1%。【练9】（2020江苏苏州市振华中学校九年级月考）如图是“空气中氧气体积分数测定”实验的改进装置。主要操作有：在实际容积为150mL的集气瓶里，先装进50mL的水，然后按图连好仪器，再往下伸入热的玻璃棒，白磷即被点燃。（1）写出白磷在空气中燃烧的文字表达式_。（2）该实验中白磷需稍过量，目的是_。（3）白磷从燃烧到熄灭冷却的过程中，瓶内水面的变化过程是_；若实验成功，最终集气瓶中水的体积约为_mL。（4）该实验可推论出氮气_（填“易”或“难”）溶于水和其化学性质_（填“活泼”或“不活泼）的结论。（5）若将白磷换成炭粉，该实验能否获得成功？并请说明理由_。（6）集气瓶里预先装进的50

55、mL水，在实验过程中起到哪些作用？_（填字母）。A加快集气瓶冷却 B液封导气管末端以防气体逸出 C缓冲集气瓶内气压的骤然升高【答案】磷+氧气五氧化二磷 将瓶内的氧气彻底反应完，使测定结果更准确 先下降，后上升 70 难 不活泼 不成功，理由是碳和氧气反应生成二氧化碳气体，装置中压强几乎不变，水不能进入集气瓶或进入集气瓶的水不能达到空气体积的五分之一 ABC 【详解】（1）白磷和氧气在点燃条件下反应生成五氧化二磷，反应的文字表达式为磷+氧气五氧化二磷，故填：磷+氧气五氧化二磷；（2）过量的红磷能将瓶内的氧气彻底反应完，使测定结果更准确，故填：将瓶内的氧气彻底反应完，使测定结果更准确；（3）白磷燃

56、烧放热，瓶内的压强先增大，熄灭冷却的过程中，瓶内的压强又降低，因此瓶内水面的变化是先下降，后上升；由于空气中氧气约占空气体积的五分之一，容积为150mL的集气瓶里，先装进50mL的水，瓶中空气体积是100mL，氧气体积为100mL=20mL，因此若实验成功，最后集气瓶中水的体积约为50mL+20mL=70mL，故填：先下降，后上升；70；（4）白磷燃烧消耗了氧气，剩余氮气，说明氮气化学性质不活泼，不燃烧也不支持燃烧，反应后水进入装置，氮气仍存在，说明氮气难溶于水，故填：难；不活泼；（5）若将白磷换成炭粉，实验不能成功，因为碳和氧气反应生成二氧化碳气体，装置中压强几乎不变，水不能进入进入集气瓶或

57、进入集气瓶的水不能达到空气体积的五分之一，故填：不成功，理由是碳和氧气反应生成二氧化碳气体，装置中压强几乎不变，水不能进入集气瓶或进入集气瓶的水不能达到空气体积的五分之一；（5）A、白磷燃烧放出大量的热，水可以加快集气瓶内气体冷却，符合题意；B、液封导气管末端以防气体膨胀时逸出，符合题意；C、缓冲集气瓶内气压的骤然升高，如果实验过程中气压太高，水可以进入右边烧杯中，防止瓶塞冲出，符合题意。故选ABC。【练10】（2020江苏南京市）空气中氧气含量测定的再认识。（经典赏析）教材中介绍了拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分(实验装置如图1)。该实验中选择使用汞的优点_(填字母)。A 汞为液态,在汞槽

58、中起到液封作用B 汞在加热的条件下,只与氧气反应C 汞能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽D 生成的氧化汞浮在汞的表面,易与汞分离（实验回顾）实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气含量(实验装置如图2),该实验中红磷过量。(1)写出红磷燃烧的化学方程式:_。(2)填写实验报告:实验步骤实验现象实验结论步骤:在集气瓶内加入少量水,并将水上方空间分成5等份。用弹簧夹夹紧胶皮管。点燃燃烧匙内的红磷后,立即伸入瓶中并把塞子塞紧,观察红磷燃烧的现象。_步骤:_,打开弹簧夹,观察实验现象及水面的变化情况。烧杯内的水进入集气瓶,最终集气瓶内水平面大约上升至刻度_处。（拓展探究）某学习小组同学利用传感器监测图2

59、实验过程中集气瓶内压强的变化,实验结果如图3所示,集气瓶内压强先增大,后逐渐减小,最后又迅速增大。(1)图中A点压强略微大于大气压强的主要原因是_。(2)图中B点压强明显小于大气压强的主要原因是_。(3)图中C点压强几乎等于大气压强的主要原因是_。【答案】ABCD 4P+5O22P2O5 红磷燃烧,产生白烟,放热 红磷熄灭,冷却至室温 1 氧气约占空气总体积的五分之一 燃烧放热导致的压强增大趋势大于氧气消耗导致的压强减小趋势 氧气消耗,温度冷却至室温 打开弹簧夹,水进入集气瓶,消耗的氧气体积和进入集气瓶中水的体积相等 【分析】实验中选择使用汞的优点:汞为液态，在汞槽中起到液封作用、汞在加热的条

60、件下，只与氧气反应、汞能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽、生成的氧化汞浮在汞的表面，易与汞分离。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，在外界大气压作用，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。据此回答问题。【详解】经典赏析：该实验中选择使用汞的优点：汞为液态，在汞槽中起到液封作用、汞在加热的条件下只与氧气反应、汞能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽、生成的氧化汞浮在汞的表面，易与汞分离。故填:ABCD。实验回顾：(1)红磷燃烧生成五氧化二磷，化学方程式为。(2)红磷燃烧的现象是产生大量的白烟，放热。步骤:红磷熄灭，冷却至室温，打开弹簧夹,观察实验现象及水面的变化情况。红磷燃烧消耗氧气，集气瓶内压强减小，故烧杯内的水进入集气瓶，最终集气瓶内水平面大约上升至刻度1处，说明氧气约占空气总体积的五分之一。拓展探究：(1)图中A点压强略微大于大气压强的主要原因是燃烧放热导致的压强增大趋势大于氧气消耗导致的压强减小趋势。(2)图中B点压强明显小于大气压强的主要原因是氧气消耗，温度冷却至室温。(3)图中C点压强几乎等于大气压强的主要原因是打开弹簧夹，水进入集气瓶，消耗的氧气体积和进入集气瓶中水的体积相等。