专题测定空气中氧气的含量探究实验设计

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1、测定空气中氧气的禽量探究实验设讣1.化学反应原理如图5・1所示，利川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。4P+5O2型卷2P2O52.探究方案：（1）在集气瓶中放入少是水（用于溶解牛成的五氧化二磷，同时可吸收燃烧产生的热，有利于瓶内降温），做上记号，并将瓶内剩余体积均分为五等分。（3）川止水夹夹紧乳胶管，点燃燃烧匙内的红磷灰，立即伸入集气瓶中并把塞子塞紧。观察到红磷燃烧，产生浓厚的白烟。⑶红磷熄灭后，冷却至室温，打开止不夹，

2、观察到水进入集气瓶内，最终水血在五分Z—记号处。3.要做好该实验，关键要注意以下儿点：（1）川更易燃烧的可燃物代替红磷（如白磷）；（3）装置的气密性要好；⑶燃烧匙伸入集气瓶屮的速度要快，并塞紧塞子。5.资源开发：通过刚才的分析，我们知道，在做好本探究实验除用白磷代替红磷外，就是尽町能防止或减少气体泄漏的可能。我们可以利用以下装置來进行探究:（1）用凸透镜将太阳光聚焦到口磷，使白磷燃烧。此法可以防止燃烧匙伸入集气瓶时气体的散逸。如图5-2。⑵用水浴加热的办法使白磷燃烧，也可以防止燃烧匙仲入集气瓶内气体的散逸。白磷的着火点

3、仅40°C,水温稍高，足以使白磷着火燃烧。如图5・3。做此实验时，盛口磷的广口瓶不能直接放入沸水中，也以免广口瓶因骤热而爆裂。可先用温水淋浴后，再将热水注入外而的人烧杯中。⑶用钟罩代替集气瓶进行实验，如图5-4所示。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。用此法既减少了气体泄漏的可能，准确性比原实验方案高。⑷在一端封闭的粗玻璃管内放一颗H磷，川胶塞塞住，并使从推入到玻璃管屮部，记下位置。川酒粘灯微微加热白磷，使之燃烧，同样可观察到白磷燃烧，令人量白烟生成，胶塞被推向外侧（右侧）。待装置冷却，胶塞逐

4、渐向内侧（左侧）移动，根据胶塞停II耐的位置，确定空气中氧气的体积。如图5・5。这种方法在不透气的情况下进行，儿乎可以完全防止漏气。但要注意的是,胶塞在干燥条件下很难塞入玻璃管内，可蘸少量水后向管内推入；推入时,还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。做该实验时，玻璃管不宜太短,太短,加热时胶塞会被推出管外。5.创新思维：__⑴、利用蜡烛燃烧测定氧气的体积分数蜡烛燃烧产牛二氧化碳气体，常温下二氧化碳仅微溶于水，且溶解速度比较慢，因此一般不用蜡烛燃烧测定氧气的体积分数。但若能吸收二

5、氧化碳，此法也不失为一种补*图5-7便的方法。而II蜡烛易燃烧，取材方便，可鼓励学生在家自C动手实验。如图5・7所示，在水杷屮盛适量的稀氢氧化钠溶液，并滴入2〜3滴酚軌试液，在小木片上固定一只短蜡烛（普通蜡烛lcm,生日蜡烛2〜3cm）,川火柴点燃蜡烛。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，量得集气瓶中水的体积，约为集气瓶容积的1/5。若学牛在家做此实验，可用茶杯代替集气瓶，用石灰水代替稀氢氧化钠溶液（若无石灰水，用清水效果也很好

6、）。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。（2）、川加热氧化法测空气成分把长约2cm的一束细铜丝装进一根长约5〜6cm的普通玻璃管屮部，两端用两节橡皮管分别跟两只注射器（其中一只注射器留lli50mL空气，另一只注射器不留空气）连接起來，使之成为-•个密闭系统（如图5-8）o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。给装有细铜丝的玻璃管加热，待铜丝的温度升高以后，缓缓地交替推动两只注射器的活塞，使

7、空气在铜丝上来回流动。经过5〜6次以后，空气里的氧气对以金部与铜结合。停止加热，冷至室温，读出残留的注射器里气体的体积数。减少的体积即为50mL空气中所含氣气的体积。山此可以推算出空气中氧气的体积分数。做该实验时，要注意注射器不宜太小，A小体积变化不大，现象不明显。二、有关牢气屮氧气含量的测定屮考试题选萃1.某研究性学习小组设计了如图2所示的装置，探究空气中氧气的体枳分数，其中A是底面枳为50cm3、高20cm的圜筒状玻璃容器（带密封盖），上而标有以cm为单位的刻度.B是帯刻度的敞口玻璃管（其他辅助装置略）。他们的操作

8、过程如下：a.检査装置的气密性；b.加入水并调整B的高度.使A中的液而至刻度15cm处;c.将过量的铜粉平铺在惰性电热板上。盖紧密封盖;d.通电加热铜粉，待充分反应后.冷却到原来的状况，调整B的高度使容器A、B屮的液面保持水平，记录液面刻度。（注：A容器内固态物质所占的体积忽略不计）（1）在操作a中检查装置气密性的方法是o（2）在