空气中氧气含量的测定》拓展【基础知识】1、化学反应原理 利用磷燃烧消耗空气中的氧气，从而使容器内形成负压，打开止水夹后，水进入容器内进入容器中的水的 体积，可粗略地认为是空气中所含氧气的体积将不可见的气体体积的变化转换成可见的液体的体积2、3、45、实验仪器：集气瓶、燃烧匙、烧杯、玻璃管、乳胶管、止水夹 实验药品：红磷、水 基本实验装置：右图 关键点：装置不漏气，产物是固体，红磷要充足，冷却到室温，再测定体积装置的缺陷：(1) 该实验装置可能发生气体泄漏的地方太多，加之燃烧的红磷伸入集气瓶中加热 了内部的空气，使之外逸，都会导致实验的误差2) 反应物浓度越小，反应的速率越慢当燃烧持续进行时，氧气的浓度越来越小， 氧化的速率也越来越小维持红磷燃烧需要的氧气浓度相对较高，利用燃烧，无法 除尽空气中的氧气6、结果分析(1) 为什么有时气体减少的体积小于5呢？导致结果偏低的原因可能有：①红磷的量不足；②瓶内氧气没有耗尽；③装置漏气(如塞子未塞紧、燃烧匙 和橡皮塞之间有缝隙等)，使外界空气进入瓶内；④未冷却至室温就打开弹簧夹，使进入瓶内的水的体积减少2) 为什么有时气体减少的体积大于5呢？导致结果偏高的原因可能有：①点燃红磷后，插入燃烧匙时，瓶塞子塞得太慢，使得瓶中空气受热膨胀，部 分空气溢出。
②实验开始时，未夹止水夹(或未夹紧)7、拓展装置装置实验操作评价图1图2先把玻璃棒的下端烧热，燃烧匙内放一块白磷，把橡 皮塞插入瓶中，并把塞子塞紧然后把玻璃棒的热端按下与白磷接触，白磷燃烧，产 生大量白烟待白磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，烧杯中的水倒吸 进入瓶内导线的一端与燃烧匙柄相接，另一端串上开关、6V〜 10V干电池后跟燃烧匙盛放的磷的“匙”处相连当闭合上开关，显然白磷接触的导线发热引发白磷燃 烧燃烧完毕，待冷却至室温，打开弹簧夹，烧杯中的水 倒吸进入瓶内原方法操作 时，燃着的磷伸 入瓶内的一瞬 间，瓶内的空气 膨胀，总会有一 部份空气会排 出，那排出的部 份的4/5的(N2) 也当成了 o2被 “测定”了此法可以防 止燃烧匙伸入集 气瓶时气体的散 逸用凸透镜将太阳光聚焦到白磷，使白磷燃烧，一段时 间后，白磷燃烧燃烧完毕，待冷却至室温，打开弹簧夹，烧杯中的水 倒吸进入瓶内闭合电源开关，电阻丝发热，温度达到40°C时白磷 燃烧，产生大量白烟装置冷却后，由于左侧中氧气被消耗，气体压强减小， 水会在左侧中上升，且上升到1刻度处先关闭弹簧夹a,将螺旋状的铜丝在酒精灯的灼烧后 迅速插入大试管，接触试管底部的过量的白磷，然后立即 塞紧橡皮塞。
由于白磷的着火点低，白磷燃烧，产生大量的白烟 燃烧完毕，待冷却至室温，打开弹簧夹，烧杯中的水 倒吸进入瓶内可防止燃烧匙用水浴加热的办法使白磷燃烧，足以使白磷着火燃 烧燃烧完毕，待冷却至室温，打开弹簧夹，烧杯中的水 倒吸进入瓶内伸入集气瓶内气 体的散逸为防止集气 瓶因骤热而爆裂， 可先用温水淋浴后，再将热水注入外面的大烧杯中此法在不透-白磷鼻赞夹 注牌器在一封闭的试管内放一颗白磷，用酒精灯微微加热白 磷，白磷燃烧，有大量白烟生成，注射器被推向外侧（右 侧）待装置冷却，注射器逐渐向内侧（左侧）移动，根据 注射器停止时的位置，确定空气中氧气的体积气的情况下进 行，几乎可以完全 防止漏气用注射器的 刻度代替了 “水” 的体积，设计思路上的创新在一端封闭的粗玻璃管内放一颗白磷，用胶塞塞住， 并推入到玻璃管中部，记下位置用酒精灯微微加热白磷，白磷燃烧，有大量白烟生成， 胶塞被推向外侧（右侧）此法在不透气的 情况下进行，几乎 可以完全防止漏 气热量来源新 颖用刻度代替了“水”的体积，设待装置冷却，胶塞逐渐向内侧（左侧）移动，根据胶 塞停止时的位置，确定空气中氧气的体积图91^3-1 S 6 Ti 1用生石灰和水反应时放出的热量使白磷燃烧。
烧杯上方玻璃管（预先固定好）中部有一可左右滑动的 活塞，活塞左端管内密封有空气，活塞右端的玻璃管口跟 空气连通，实验开始前活塞处在刻度5 cm处计思路上的创新 推入时，须在胶塞 上插一根注射器 针头，以便排出气 体，待胶塞推到合 适位置时，拔出针 头即可玻璃管不 宜太短，太短，加 热时胶塞会被推 出管外图10O-在一个耐热活塞的底部放一小块（足量）白磷，然 后迅速将活塞下压，使空气内能增大，温度达到40 °C白磷燃烧，产生大量白烟，冷却至原来温度时，松 开手，活塞最终将回到刻度4处此法在不透气的 情况下进行，几乎 可以完全防止漏 气热量来源新 颖，符合低碳、绿 色化学的理念用 注射器的刻度代 替了“水”的体积， 设计思路上的创 新图111JJ J将燃着的红磷迅速插入集气瓶内，红磷燃烧，产生大 量白烟待红磷熄灭并冷却后，根据注射器停止时的位置，确 定空气中氧气的体积用注射器的刻度 代替了“水”的体 积，设计思路上的 创新，操作简单图12H* !_* g挣 .~ n1 i 1 TtEgJgajJ 1 J 1 L_ jlw在一玻璃管的两端，通过橡皮塞装上两只注射器，玻 璃管内装几团细的铜丝，把一个注射器内的空气体积调到 50mL的位置，另一只注射器不留空气加热玻璃管的铜丝 部位。
待铜丝被灼热后，把注射管缓慢地以2〜3次/分的速 度左右推动大约3〜4min之后停止加热待玻璃管冷却至室温 后，注射器内空气减少推动注射器活塞， 空气可以通过装 铜丝的玻璃管在 两只注射器间来 回传送，不会泄 漏，且反应充分（氧气消耗彻 底）做该实验时， 要注意注射器不 宜太小，太小体积 变化不大，现象不 明显图13100 mUilfS该反应始终在一 个密闭的容器中 进行，误差较小， 现象比较明显，采 用染色的水，对比 性强取一定量的白磷放入试管底部的玻璃棉上，塞紧橡皮 塞，用指头压住试管上面的橡皮塞，在试管底部稍微加热, 大约在55°C时开始燃烧，生成大量的白烟，在狭窄的反 应管中，空气很快消耗掉待反应结束，装置完全冷却后，装置打开止水夹a， 注射器内染色的水进入试管约为试管容积的五分之一图14空气中氧气含■的橋定用钟罩代替集气瓶进行实验，将燃着的红磷迅速插入 钟罩内，红磷燃烧，产生大量白烟待红磷熄灭并冷却后，钟罩内水面上升约1/5处钟罩下方敞口，气 体受热膨胀时，可 将水压出一部分 从产生减压作用， 减少了气体泄漏 的可能，准确性比原实验方案高图1511射■ ■ ■「\ ■ ■. - - 1 、 』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，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，水位上升且进入瓶中的液体变红色在水下用玻片盖上集气瓶，取出，测量集气瓶中水的 体积，约为集气瓶容积的1/5该实验简便、 粗略，可多次重 复，容易被学生接 受缺点是在盖上 集气瓶开始时，由 于气体膨胀，有气 泡从瓶口冒出，导 致实验测得的值 偏大图16在滴管中盛适量的氢氧化钠溶液将燃着的硫粉迅速 插入集气瓶内，硫粉燃烧，发出淡蓝色的火焰燃烧完毕，待冷却至室温，打开弹簧夹，烧杯中的水 倒吸进入瓶内该实验突破了“产物是固体”的 局限，将生成的气 体吸收思路新 颖随堂练习】实验前在集气瓶内加入少量水，并做上记号下中考题组训练1、（2009兰州）右图所示装置可用于测定空气中氧气的含量 列说法中不正确的是A. 该实验证明空气中氧气的含量约占1/5B. 实验时红磷一定要过量C. 实验前一定要检验装置的气密性D. 红磷燃烧产生大量的白雾，火焰熄灭后立刻打开弹簧夹 2、（2009临沂）法国化学家拉瓦锡通过实验得出的结论是氧气约占空气总体积的1/5.某同学用右图装置进行验弹簧夹列对这两种现证，实验后发现气体减少的体积小于 1/5，请你帮助这位同学找出两种可能造成这样结 果的原因：① ;② 。
3、(2011肇庆)按右图组装仪器，关闭止水夹，通电使红磷燃烧请回答下列问题：(1) 燃烧的现象是 ；(2) 红磷燃烧一段时间后，自动熄灭了，你认为原因 (3) 冷却后，松开止水夹，你观察到的现象为 4、(2011天津)空气、水是人类赖以生存的自然资源 1 )测定空气中氧气体积分数的实验装置如下图所示在集气瓶内加入少量的水，并 五等分水面以上的容积，做上记号用弹簧夹夹紧乳胶管点燃燃烧匙内足量的红磷后， 立即伸入瓶中并把塞子塞紧① 写出红磷在空气中燃烧的化学方程式： ② 待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察到烧杯中的水进入集气瓶，瓶内水面最终上升约至1刻度处由此可知氧气约占空气总体积的 ③ 红磷熄灭后，集气瓶内剩下的气体主要是 ，该气体 (填“支持”或“不支持”)燃烧典例剖析】专题 1、实验药品选择型例 1：小军根据燃烧红磷测定空气中氧气含量的实验原理，认为可用木炭替代红磷测定空气中 氧气的含量，并按右图所示装置进行实验 1)依据的实验原理是 小军检查装置气密性后，将盛有足量红热木炭的燃烧匙迅速伸入广口瓶中，并把塞子塞紧，待红热的木炭熄灭并冷却至室温后，就打开弹簧夹，并未发现倒吸现象。
经过认真分析，小军发现实验失败的原因是(答一条) 2) 小军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，在药品的选择和生成物的要求上应考虑是(答一条) 专题2、实验误差分析型例 2：某班同学用右图装置测定空气里氧气的含量先用弹簧夹夹住乳胶管点燃红磷伸入瓶中并塞上瓶塞待 红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察广口瓶内水面变化情况实验完毕，甲同学的广口瓶内水面上升明显小于 瓶内空气体积的1/5,乙同学的广口瓶内水面上升显大于瓶内空气体积的1/5 象解释合理的是( )① 甲同学可能使用的红磷量不足，瓶内氧气没有消耗完② 甲同学可能未塞紧瓶塞，红磷熄灭冷却时外界空气进入瓶内③ 乙同学可能没夹紧弹簧夹，红磷燃烧时瓶内空气受热从导管逸出④ 乙同学可能插入燃烧匙太慢，塞紧瓶塞之前，瓶内空气受热逸出A.只有①③ B.只有②④ C.只有①②③ D.①②③④归纳：实验结果比实际偏低，原因可能有 实验结果比实际偏高，原因可能有专题3、实验装置创新型例 3：为测定空气中氧气的含量，小华同学打算设计如下方案：选用实际容积为40 mL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 60 mL 且润滑性很好的针筒注射器组成如 右图的实验装置。
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：（1） 实验前，打开弹簧夹，将注射器的活塞前沿从20 mL 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 2） 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 3） 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。