测定空气中氧气含量的装置(全)之欧阳家百创编

测定空气中氧气含量的常见的装置

（全）

欧阳家百（2021.03.07）

江苏省特级教师赵美荣

序号装置实验操作

图1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。

图2闭合电源开关，电阻丝发热，温度达到40 ℃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。

图3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。

图4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。

图5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。

图6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）。

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7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。

图8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℃。

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。

图10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。

图11

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。

探究空气中氧气的含量

湖北省教研室组长杨国安

亲爱的同学，很高兴与你见面了！老师要告诉你一个小秘密：在《我们周围的空气》单元里，“探究空气中氧气含量的实验”可重要啦！这不，近几年来在各省市中考试题中频繁出现。本文中的例3就是我出的一道中考题。遗憾的是，当年我市考生平均得分率只有41%！

现在，你一定很想知道，怎样才能掌握这一考点？老师告诉你，掌握这一考点有秘决：一是你要深入理解实验原理；二是你要有流畅的解题思路，找到解题的突破口。

深入理解实验原理

对于探究空气成分的实验，以下几点需要你认真研读，深入理解，这是你正确解答这类题目的基础。

【实验原理】

利用物质在密闭容器里燃烧或与氧气反应生成固体物质，把容器里空气中的氧气耗尽，根据气体体积的减少量来确定氧气的含量。

【实验药品】

能用来测定空气中氧气含量的物质必须是易与

氧气反应且没有气体生成的物质，如红磷（或白磷）

等。不能用木炭、硫来代替红磷（或白磷）。木炭、

硫燃烧的产物是气体，且消耗的氧气的体积恰好

等于生成的气体的体积，密闭体系内气体的压强几

乎没有变化。

【实验装置】如图1所示（当然，也可用其他合理装置）。

【实验步骤】

1．在集气瓶内加入少量水（用于溶解生成的五氧化二磷，同时吸收燃烧产生的热，有利于瓶内降温），把集气瓶剩余容积划分为5等分，并做上记号。

2．用止水夹夹紧乳胶管。把燃烧匙内的红磷放在酒精灯火焰上点燃，立即伸入瓶中并把塞子塞紧。观察红磷燃烧时的现象。

3．待红磷熄灭并冷却后，打开止水夹，观察实验现象及水面的变化情况。

【实验现象】

红磷燃烧时发出黄白色火焰，同时放出热量，随着反应的进行，瓶内充满白烟。待集气瓶冷却到室温时，打开止水夹，烧杯中的水被吸进集气瓶中，进水的体积恰好近似于集气瓶中原空气体积的1/5。

【注意事项】

1．装置不能漏气。

2．红磷要过量，以保证瓶内的氧气耗完。

3．点燃红磷后要立即伸入集气瓶中，并塞紧塞子，不能使外界空气进入瓶内。

4．止水夹要夹紧，防止红磷燃烧时气体膨胀使瓶中气体从导管逸出。

5．等到集气瓶冷却到室温时再打开止水夹，防止瓶内气温高于外界气温，使进入瓶内的水减少

领悟解题思路

以上内容是你正确解题的基础。接下来，需要你积极领悟解题思路，寻找解题突破口。只有思路流畅，你才能在平时考试或中考中游刃有余。

总体思路：测定空气中氧气含量的方法有多种，但其原理只有一种，这就是利用足量的某物质与密闭容器里空气中的氧气充分反应，通过观察进水的体积或活塞移动的体积，来确定空气中氧气的含量。

例1 某同学设计了测定空气中氧气含量的实验，装置如图1所示。回答下列问题：

⑴红磷在集气瓶中燃烧的符号表达式为。

⑵待燃烧停止，白烟消失并冷却后，打开止水夹，观察到进入集气瓶中水的体积不到总容积的1/5，你认为其原因可能是、。（填2点即可）

⑶如将红磷换成炭粉，实验能否成功？（填“能”或“不能”）。原因是。

思路分析

测定空气中氧气含量的物质，是容易与氧气反应且没有气体生成的物质。如红磷在密闭容器中燃烧，消耗了容器里的氧气，

生成了五氧化二磷固体。

木炭燃烧的产物是二氧化碳气体，木炭消耗氧气的体积与生成的二氧化碳气体的体积相同，密闭体系内气体的压强变化很小。

测定的氧气的含量小于实际含量，或是装置有问题，或是操作有问题。如装置漏气；红磷的量不足；止水夹未夹紧；装置未冷却到室温就开始读数等。

答案

⑴红磷+氧气五氧化二磷

⑵装置漏气红磷的量不足

⑶不能炭粉虽然消耗了氧气，但燃烧生成的二氧化碳是气体，瓶内压强变化很小，水基本不能进入集气瓶中

例2 某课外活动小组的同学，用图2所示的

装置粗略测定空气中氧气的体积分数。该装置的