测定空气中氧气含量

测定空气中氧气含量初中化学孙雪婧•测定空气中氧气含量一直是中考的热门实验，出题频率非常高。常以选择题或者实验题形式出题。分数值一般在1-3分，我下面举了一道例题，是一道实验题，所占分数值为3分。可见虽然只是一个实验，但是考点和变式很多，所以请大家认真听，并做好笔记。学习目标：1、掌握空气中氧气含量的测定方法，实验原理、实验步骤、注意事项、误差分析等。（重点）2、学会有关测定空气中氧气含量实验的解题技巧，通过例题来验证自己的知识点掌握情况。3、通过分组实验及分析研讨，培养动手能力、抽象思维及推理能力，能够独立设计实验，改进实验装置。（难点）怎样测定空气中氧气的含量？消耗掉氧气？有什么办法看到消耗掉氧气所占的体积？水倒吸一、实验原理及药品的选择决定密闭装置内压强大小的因素1、装置内气体的量2、温度气体越多压强越大气体越少压强越小温度越高压强越大温度越低压强越小选取实验药品，消耗装置内空气中的氧气，使瓶内气体量减小，在温度不变的情况下，使瓶内压强减小，外界大气压将水压入装置内，从而得出空气中氧气含量的多少。实验药品应该满足什么条件呢？★所选药品能够只和空气中的氧气发生反应，且产物为固态或液态，不产生其它气体。物质物质状态空气中的反应情况与氧气反应后产物状态碳固态只与空气中氧气反应气态硫固态只与空气中氧气反应气态磷固态只与空气中氧气反应固态镁固态与空气中氧气、二氧化碳、氮气反应固态铁固态空气中不燃烧，只在纯氧中燃烧固态铜固态只与空气中氧气反应固态★二、测定空气里氧气的含量1.实验装置：集气瓶、燃烧匙、直角导管、止水夹（弹簧夹）、烧杯2.实验药品：红磷选择药品的条件：（1）只能与空气中的氧气反应；（2）与空气中的氧气反应不能生成气体。3.实验原理：红磷在密闭的集气瓶中与空气中的氧气反应，使集气瓶中的气体减少，瓶内压强减小，烧杯内水沿着导管进入集气瓶，氧气减少多少，水就进入多少，进入集气瓶中水的体积就等于消耗的氧气的体积。4、实验步骤（1）按图链接实验仪器并检查装置的气密性。（2）装入药品，在燃烧匙内放入足量红磷，在集气瓶内加入少量水，剩余容积五等分（3）用弹簧夹夹紧乳胶管。点燃燃烧匙内的红磷后立即伸入瓶中，并塞紧瓶塞。观察红磷燃烧的现象。（4）待红磷熄灭并冷却至室温后，打开弹簧夹，观察实验现象及水面的变化情况。5、实验现象及结论现象1:现象2:实验结论：反应的文字表达式：红磷燃烧，产生大量的白烟；打开止水夹，烧杯中的水倒流进入集气瓶，进入集气瓶内的水的体积，约为原集气瓶内空气体积的1/5氧气约占空气体积的1/5，不是质量的1/5红磷+氧气五氧化二磷点燃P+O2P2O5点燃6、实验注意事项分析与讨论（2）集气瓶中先加少量水的目的是什么？答：防止红磷燃烧溅落炸裂瓶底，同时有降温和吸收有毒性的五氧化二磷白烟的作用。答：充分消耗瓶内氧气（3）红磷足量的原因是？（1）为什么要检查装置气密性？（4）弹簧夹没夹或没夹紧造成的后果是？答：防止装置漏气，空气进入将消耗的氧气体积补充，导致进水量小于1/5答：导致红磷燃烧时空气从导管逸出，瓶内压强减小，进水量大于1/5.（7）实验后集气瓶内的主要气体是什么，它有什么性质？答：剩余气体为氮气，观察可知氮气物理性质无色、无味气体，由于水没有完全进入集气瓶，可知氮气难溶于水。又因为氧气消耗完红磷熄灭，可知氮气化学性质是不能燃烧也不支持燃烧（不可燃、不助燃）（6）为什么要冷却后才打开止水夹？答：避免造成实验误差，如果燃烧完毕就打开，瓶内气体受热膨胀，压强较大，导致烧杯内的水不能进入集气瓶空气部分的1/5.（5）点燃的红磷为什么要迅速伸入集气瓶中？答：防止瓶内空气受热逸出，导致瓶内压强减小，进水量大于1/5.实验测得氧气的体积分数小于1/5，原因是什么？（1）红磷量不足，氧气有剩余。（2）装置气密性不好，空气进入填充了消耗的氧气体积。（3）集气瓶没有完全冷却就打开了弹簧夹，气体受热膨胀，瓶内压强大。7、误差分析实验测得氧气的体积分数大于1/5，原因是什么？（1）弹簧夹没有夹紧；（2）点燃红磷伸入集气瓶中时，没有立即塞紧瓶塞。8、实验装置的再设计：讨论分析：上述选用的装置有哪些不足之处？请指出来。1、红磷在空气中引燃，五氧化二磷逸散到空气中污染环境。2、插入过程速度快慢，导致实验误差。请你选用上述可以用的药品，能设计一个更好的装置吗？AFEDCB用凸透镜将太阳光聚焦到白磷，使白磷燃烧，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。改进实验一：先关闭弹簧夹，将螺旋状的铜丝在酒精灯上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。改进实验二：用水浴加热的办法使白磷燃烧。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。改进实验三：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，注射器被推向右侧。待装置冷却，注射器逐渐向左侧移动，根据注射器停止时的位置，确定空气中氧气的体积。改进实验四：练一练练一练1、根据要求回答问题：①在集气瓶中加少量水②检查装置的气密性③在燃烧匙中装足量红磷，夹紧止水夹④点燃红磷，伸入集气瓶中塞紧橡皮塞⑤待集气瓶冷却后打开止水夹（1）步骤④中发生反应的文字表达式为；（2）步骤⑤中打开止水夹后观察到的现象为；（3）该实验得出空气组成的结论是；（4）该实验剩余气体的性质有；（5）实验后集气瓶中水少于1/5，误差产生的原因可能是；2、右图所示装置可用于测定空气中氧气的含量，实验前在集气瓶内加入少量水，并做上记号。下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