空气中氧气含量的测定

析实验点击空气中氧气含量的测定
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空气中氧气含量的测定实验是一个基础而重要的实验，该实验的探究目的旨在通过实验操作、实验现象的观察得出相关的结论。

一、实验分析
1. 测定原理：红磷在密闭容器中燃烧，消耗氧气，生成白色固体五氧化二磷。

密闭容器内压强减小，大气压将水压入密闭容器中，通过测定进入容器中水的量来测定氧气在空气中的体积分数。

2. 实验现象：红磷燃烧，产生大量的白烟，放出热量；打开止水夹后，烧杯中的水沿导气管进入集气瓶中，约占集气瓶容积的1/5。

3.实验结论：空气中氧气的体积约占1/5；氮气难溶于水，也不与水反应；氮气不能燃烧，也不支持燃烧。

二、实验反思
1.实验中有时气体减少的体积小于1/5，原因可能是：（1）红磷的量不足，瓶内氧气没有耗尽；（2）装置漏气（如塞子未塞紧、燃烧匙与橡皮塞之间有缝隙等），使外界空气进入瓶内；（3）未冷却至室温就打开止水夹，使进入瓶内水的体积减少。

2.实验中有时气体减少的体积大于1/5，原因可能是（1）点燃红磷后，插入燃烧匙时瓶塞塞得太慢，使得瓶中气体受热膨胀，部分逸出；（2）实验开始时，没有夹或没夹紧止水夹。

3.该实验选择的试剂要能与空气中的氧气反应，生成物最好是固体。

不能用硫、碳、铁等代替红磷。

因为硫和碳燃烧后都产生气体，导致测得氧气的体积有偏差；铁在空气中难以燃烧。

三、典例分析
例1 按右图组装仪器，关闭止水夹。

请回答下列问题：
（1）电热棒接通电源后，集气瓶中的现象是。

（2）红磷燃烧一段时间后，自动熄灭了，你认为原因
是。

（3）冷却后，松开止水夹，你观察到的现象为。

解析本题主要考查通过燃烧法测定空气中氧气的含量。

描述实验现象时要注意语言的准确性，注意“烟”与“雾”的区别，并且不能将实验结论与实验现象相互混淆；分析红磷燃烧一段时间后自动熄灭的原因时，要结合实验原理进行解答。

参考答案（1）红磷开始燃烧，产生白烟，随后火焰减小并慢慢熄灭（2）集气瓶内的氧气已消耗完（3）烧杯里的水倒吸到集气瓶内（或烧杯的水面下降），集气瓶中
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的水约占集气瓶容积的
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例2 在测定空气中氧气含量的实验中，小强采用
了右图所示装置：在由两个注射器组成的密闭系统中留
有25 mL空气，给装有细铜丝的玻璃管加热，同时交替
缓慢推动两个注射器活塞，至玻璃管内的铜丝在较长时
间内无进一步变化时停止加热，待冷却至室温，将气体全部推至一个注射器内，观察密
闭系统内空气体积变化。

(1) 在实验加热过程中，交替缓慢推动两个注射器活塞的目的是。

(2)
由此数据可以推算出他测定的空气中氧气的体积分数(、“＝”、“<”) 21％。

造成该实验出现误差的原因可能是(填序号) 。

①读数时没有冷却至室温②加入铜丝量太少③加入铜丝量太多
(3) 通过上面的实验，你学到的测量混合物中某成分含量的方法是。

解析该实验的原理是加热铜丝，使铜丝与密闭体系中的氧气充分反应，通过活塞移动的距离变化测出空气中氧气的含量。

由题意可知，反应前与反应后注射器内气体总体积变化为3 mL，即消耗的密闭装置中氧气的体积；空气中氧气含量的理论值约为21%，导致含量偏小的原因可能是读数时没有冷却至室温，或加入铜丝量太少或装置漏气等；而铜丝量太多不会影响实验结果，它是实验成功的必要条件。

参考答案(1) 使空气中的氧气与铜丝充分反应(2) < ①②(3) 通过化学反应除去混合物中的一种成分，再测量混合物在反应前后体积(或质量)的变化，从而得出该种成分的含量(答案合理即可)。