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1、實驗1空氣中氧氣含量的測定 1.實驗裝置2.實驗原理利用紅磷在空氣中燃燒消耗掉密封容器內的氧氣,生成五氧化二磷白色固體,使容器內壓強減小。在大氣壓強的作用下,水倒吸入容器內,倒吸入的水的體積即為消耗的氧氣的體積。文字表達式為紅磷+氧氣五氧化二磷。 3.實驗步驟(1)連接裝置;(2)檢查裝置的氣密性;(3)在集氣瓶內加入少量水,并將水面上方空間分成五等份,用彈簧夾夾緊膠皮管;(4)點燃燃燒匙內的紅磷后,立即伸入集氣瓶內并把塞子塞緊;(5)待紅磷熄滅并冷卻后,打開彈簧夾。4.實驗現(xiàn)象(1)紅磷燃燒時產生大量的白煙,發(fā)出黃光,放熱;(2)冷卻后打開彈簧夾,燒杯中的水進入集氣瓶,進入水的體積約等于集氣

2、瓶內原空氣體積的。5.實驗結論氧氣約占空氣總體積的;氮氣既不燃燒也不支持燃燒且不易溶于水。 6.誤差分析與對應的實驗注意事項 7.實驗反思用其他藥品代替紅磷時應該滿足什么條件?(1)能與空氣中的氧氣反應而不能與空氣中的其他物質反應。分析:若選用的物質能與空氣中的其他物質反應(如鎂能與O2、N2、CO2反應),則集氣瓶內減少的氣體體積不全是O2的體積,會使測量結果偏大。(2)物質與氧氣反應的生成物不是氣體,或生成的氣體能被集氣瓶中的液體吸收。分析:若選用的物質與氧氣反應生成氣體,如木炭、硫粉等,則會導致反應后集氣瓶內壓強無明顯變化,無法測出空氣中的氧氣含量。改進實驗:將紅磷換成木炭,用NaOH溶

3、液代替集氣瓶中的水。 8.改進裝置(部分夾持裝置省略) 例題1(2018安徽馬鞍山一模)(1)如圖1所示裝置可用于測定空氣中氧氣的含量,實驗前在集氣瓶內加入少量水,并做上記號。下列說法中不正確的是。A.集氣瓶內加入少量水可防止瓶底炸裂B.該實驗所用紅磷的量不足可能造成氣體減少的體積小于五分之一C.實驗時,點燃的紅磷要立即伸入集氣瓶中,并塞緊橡皮塞D.紅磷燃燒產生大量的白霧,火焰熄滅后立刻打開彈簧夾(2)研究性學習小組的同學為探究空氣中氧氣的體積分數(shù),設計了如圖2所示裝置。請根據圖示實驗回答下列問題:閉合電源開關,可以觀察到白磷。裝置冷卻到室溫,可觀察到U形管內左側液面。此實驗還可推知反應后剩余

4、氣體的兩點性質是;。 (3)如圖3是一個具有刻度和活塞可滑動的玻璃容器,其中有空氣和足量的白磷,將它放在盛有沸水的燒杯上方,進行實驗。請完成實驗報告:(40以上白磷就開始燃燒) 答案 (1)D(2)燃燒,產生大量白煙上升到1刻度處難溶于水不支持燃燒或不燃燒(3)氧氣8五分之一解析 (1)集氣瓶中加入少量水的作用一是可以使集氣瓶快速冷卻,二是要防止瓶底炸裂,A項說法正確;紅磷足量,能把氧氣全部耗盡,而紅磷量不足,瓶內氧氣不能耗盡,使結果小于五分之一,B項說法正確;實驗時,點燃的紅磷要立即伸入集氣瓶中,并塞緊橡皮塞,若不能立即塞緊會使結果偏大,C項說法正確;紅磷燃燒的現(xiàn)象應是產生大量的白煙,不是白

5、霧,D項說法不正確。 (2)閉合電源開關,可觀察到白磷燃燒,產生大量的白煙;裝置冷卻到室溫時,可觀察到U形管內左側液面上升,約上升至1刻度處;剩余氣體難溶于水,不支持燃燒也不燃燒。(3)實驗目的:該實驗利用空氣中的氧氣能與白磷反應,氮氣等其他物質不能與白磷反應,或因為量較少而忽略不計,因此通過測定消耗氧氣的體積,從而確定氧氣在空氣中的體積分數(shù);實驗現(xiàn)象:對于實驗報告的填寫,可以將實驗報告前后聯(lián)系起來考慮,后面問空氣中哪一成分占五分之一,自然是氧氣,所以前面的實驗就是測定氧氣的體積分數(shù),而最后活塞所在的位置的刻度,要考慮裝置內氣體共10m L,消耗掉2m L氧氣后,氣體剩余8m L,所以最終停在了刻度“8”處;實驗結論:由玻璃管上的刻度可以確定,空氣的成分按體積計算,氧氣約占五分之一。 拓展設問(1)若將圖1實驗裝置中紅磷換成炭粉,該實驗能否獲得成功?為什么?(填“能”或“不能”)成功,原因是。(2)用燃燒法測定空氣中氧氣含量的實驗時,在藥品的選擇或生成物的要求上應考慮的是(答二點)、。(3)圖2裝置相對于圖1裝置的優(yōu)點是。答案 (1)不能因為碳燃燒產生氣體,使瓶中大氣壓基本不變(2)要能消耗氧氣,又不會跟空氣中的其他成分反應生成物不是氣體或生成的氣體能被集氣瓶中的液體吸收(3)裝置氣密性更好,實驗結果更準確(或環(huán)保)