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实验1空气中氧气含量的测定1.实验装置2.实验原理利用红磷在空气中燃烧消耗掉密封容器内的氧气,生成五氧化二磷白色固体,使容器内压强减小。在大气压强的作用下,水倒吸入容器内,倒吸入的水的体积即为消耗的氧气的体积。文字表达式为红磷+氧气五氧化二磷。3.实验步骤(1)连接装置;(2)检查装置的气密性;(3)在集气瓶内加入少量水,并将水面上方空间分成五等份,用弹簧夹夹紧胶皮管;(4)点燃燃烧匙内的红磷后,立即伸入集气瓶内并把塞子塞紧;(5)待红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹。4.实验现象(1)红磷燃烧时产生大量的白烟,发出黄光,放热;(2)冷却后打开弹簧夹,烧杯中的水进入集气瓶,进入水的体积约等于集气瓶内原空气体积的。5.实验结论氧气约占空气总体积的;氮气既不燃烧也不支持燃烧且不易溶于水。15156.误差分析与对应的实验注意事项误差原因注意事项测量结果偏小红磷不足,氧气不能耗尽红磷要足量装置漏气会使装置外的空气进入装置气密性要良好过早打开弹簧夹会使进入集气瓶中的水的体积偏小待集气瓶冷却至室温后再打开弹簧夹测量结果偏大胶皮管未夹紧,红磷燃烧时集气瓶内气体因受热顺着导管逸出胶皮管要夹紧燃烧匙伸入过慢会使装置内的气体受热逸出,导致进入集气瓶中的水的体积偏大点燃红磷后迅速将燃烧匙伸入集气瓶中,并马上用橡胶塞塞紧瓶口7.实验反思用其他药品代替红磷时应该满足什么条件?(1)能与空气中的氧气反应而不能与空气中的其他物质反应。分析:若选用的物质能与空气中的其他物质反应(如镁能与O2、N2、CO2反应),则集气瓶内减少的气体体积不全是O2的体积,会使测量结果偏大。(2)物质与氧气反应的生成物不是气体,或生成的气体能被集气瓶中的液体吸收。分析:若选用的物质与氧气反应生成气体,如木炭、硫粉等,则会导致反应后集气瓶内压强无明显变化,无法测出空气中的氧气含量。改进实验:将红磷换成木炭,用NaOH溶液代替集气瓶中的水。8.改进装置(部分夹持装置省略)例题1(2018·安徽马鞍山一模)(1)如图1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.集气瓶内加入少量水可防止瓶底炸裂B.该实验所用红磷的量不足可能造成气体减少的体积小于五分之一C.实验时,点燃的红磷要立即伸入集气瓶中,并塞紧橡皮塞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)研究性学习小组的同学为探究空气中氧气的体积分数,设计了如图2所示装置。请根据图示实验回答下列问题:①闭合电源开关,可以观察到白磷。②装置冷却到室温,可观察到U形管内左侧液面。③此实验还可推知反应后剩余气体的两点性质是;。(3)如图3是一个具有刻度和活塞可滑动的玻璃容器,其中有空气和足量的白磷,将它放在盛有沸水的烧杯上方,进行实验。请完成实验报告:(40℃以上白磷就开始燃烧)实验目的实验现象实验结论测定空气中的体积分数白磷着火燃烧,活塞先右移,后左移,最后停在刻度约为(填整数)的位置上空气的成分按体积计算,氧气约占答案(1)D(2)①燃烧,产生大量白烟②上升到1刻度处③难溶于水不支持燃烧或不燃烧(3)氧气8五分之一解析(1)集气瓶中加入少量水的作用一是可以使集气瓶快速冷却,二是要防止瓶底炸裂,A项说法正确;红磷足量,能把氧气全部耗尽,而红磷量不足,瓶内氧气不能耗尽,使结果小于五分之一,B项说法正确;实验时,点燃的红磷要立即伸入集气瓶中,并塞紧橡皮塞,若不能立即塞紧会使结果偏大,C项说法正确;红磷燃烧的现象应是产生大量的白烟,不是白雾,D项说法不正确。(2)①闭合电源开关,可观察到白磷燃烧,产生大量的白烟;②装置冷却到室温时,可观察到U形管内左侧液面上升,约上升至1刻度处;③剩余气体难溶于水,不支持燃烧也不燃烧。(3)实验目的:该实验利用空气中的氧气能与白磷反应,氮气等其他物质不能与白磷反应,或因为量较少而忽略不计,因此通过测定消耗氧气的体积,从而确定氧气在空气中的体积分数;实验现象:对于实验报告的填写,可以将实验报告前后联系起来考虑,后面问空气中哪一成分占五分之一,自然是氧气,所以前面的实验就是测定氧气的体积分数,而最后活塞所在的位置的刻度,要考虑装置内气体共10mL,消耗掉2mL氧气后,气体剩余8mL,所以最终停在了刻度“8”处;实验结论:由玻璃管上的刻度可以确定,空气的成分按体积计算,氧气约占五分之一。拓展设问(1)若将图1实验装置中红磷换成炭粉,该实验能否获得成功?为什么?(填“能”或“不能”)成功,原因是。(2)用燃烧法测定空气中氧气含量的实验时,在药品的选择或生成物的要求上应考虑的是(答二点)、。(3)图2装置相对于图1装置的优点是。答案(1)不能因为碳燃烧产生气体,使瓶中大气压基本不变(2)要能消耗氧气,又不会跟空气中的其他成分反应生成物不是气体或生成的气体能被集气瓶中的液体吸收(3)装置气密性更好,实验结果更准确(或环保)