探究空气中氧气的含量测定误差分析
测定空气中氧气含量的操作误差分析
待集气瓶冷却到室温 后再打开止水夹
可预先在集气瓶中加 少量水
过早打开止水夹会使装置内气体温度偏高，压强 偏大，导致进入瓶中的水的体积偏小，测量结果 偏低 可以使装置快速冷却，一是缩短实验时间，二是 防止瓶内气压骤然升高使瓶塞膨出；防止高温熔 融物炸裂瓶底
测定空气中氧气含量的操作误差分析
操作
红磷要足量 装置不能漏气
原因
若红磷不足，氧气不能耗尽，导致进入瓶中的水的 体积偏小，测量结果偏低 装置漏气会使装置外的空气进入，导致进入瓶中的 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的体积偏小，测量结果偏低
点燃红磷后要立即伸入 伸入过慢会使装置内的气体受热逸出，导致进入瓶 中的水的体积偏大，测量结果偏高 集气瓶，并塞紧塞子
探究空气中氧气的含量测定误差分析报告
探究空气中氧气的含量测定误差分析报告1.引言在环境监测、生物学、医学等领域中，氧气含量的测定具有重要的意义。
然而，在实际测定过程中，由于各种因素的干扰，可能会引起测定结果的误差。
因此，我们需要对测定误差进行分析，以确保测定结果的准确性和可靠性。
2.实验方法和原理本实验使用电化学法测定空气中的氧气含量。
具体步骤如下：将空气样品通入电解池，在电解池中加入适量的碱性电解液，然后加上电解池的阴极和阳极。
施加电压后，氧气会在阳极处发生氧化反应，产生氧化物。
通过测量阴极电流的变化，可以间接测量出氧气的含量。
3.设备和试剂实验中使用的主要设备包括：电解池、电极、电位计和电源。
试剂包括：碱性电解液和标准氧气。
4.实验步骤首先，将电解池放在恒温水槽中保持恒温。
然后，向电解池中加入适量的碱性电解液，并将阳极和阴极插入电解池中。
接下来，将电源连接到电解池的阳极和阴极上，并将电位计连接到电解池的阳极。
最后，将空气样品通入电解池，测量阴极电流的变化。
5.实验误差分析（1）温度误差:实验中需要保证电解池的恒温，但由于环境温度的变化，可能导致电解池的实际温度与设定温度存在差异，从而引起测定误差。
（2）容器误差:实验中使用的电解池可能存在体积不一致、形状不规则等问题，这些因素都可能导致氧气溶解和反应速率发生变化，从而影响测定结果的准确性。
（3）氧气溶解误差:空气中的氧气可能会在放置时间过长的情况下溶解到电解液中，使溶液的氧气含量发生变化。
因此，在测定前应确保电解液中不存在溶解的氧气，以减小这种误差。
（4）电解液浓度误差:电解液的浓度会影响氧气的溶解度和反应速率，因此应确保电解液的浓度稳定，并通过浓度标定来减小测定误差。
（5）阴极电流测量误差:实验中使用电位计来测量阴极电流，但电位计的灵敏度、精度等因素都可能导致测定误差。
为了减小这种误差，可以校准电位计并进行多次测量取平均值。
6.结论通过对空气中氧气含量测定误差的分析，我们可以得出以下结论：（1）实验中的温度、容器、氧气溶解、电解液浓度和电位计等因素都可能引起测定误差。
2.1探究空气中氧气的含量测定误差分析
2.1探究空气中氧气的含量测定误差分析《探究空气中氧气含量的实验》误差分析在探究空气中氧气的含量测定实验中可以观察到，红磷燃烧，产生大量的______，放出大量热；打开弹簧夹后，烧杯中的水沿导气管进入集气瓶中，至约占集气瓶内空间的____。
红磷燃烧后生成固体________，使集气瓶中空气的压强变小，小于外界大气压。
在外界大气压的作用下，烧杯中的水进入集气瓶。
通过实验得知，空气中氧气的体积约占1/5。
实验时，燃烧匙里要盛入_____的红磷，红磷过量，足以使集气瓶中的氧气反应完，使测得氧气的体积更接近空气中氧气的实际体积。
这个实验还可推论出_____不能支持燃烧；集气瓶内水面上升一定高度后，不能继续上升，可以说明氮气_______溶于水。
1 在这个实验中，为什么有时气体减少的体积小于1/5呢？导致结果偏低的原因可能有：（1）红磷的量不足；（2）瓶内氧气没有耗尽；（3）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；（4）未冷却至室温就打开弹簧夹，使进入瓶内的水的体积减少。
2 该实验中有时气体减少的体积大于1/5，又是为什么呢？原因可能是：（1）点燃红磷后，插入燃烧匙时，瓶塞子塞得太慢，使得瓶中空气受热膨胀，部分空气溢出。
（2）实验开始时，没有夹或没夹紧止水夹。
针对此实验可以展开如下拓展。
例题1：将足量的下列物质分别放在燃烧匙上点燃（或灼烧），分别放入四只如图所示装置的广口瓶中，立即塞紧橡皮塞，反应结束待冷却后，打开止水夹，导管中水柱上升最少的是放入哪种物质的装置？（）A.铁粉B.磷C.木炭D.镁解析：铁粉、磷、镁在空气被点燃后，生成物通常呈固态，而木炭燃烧后，虽然消耗了氧气，但是生成了二氧化碳气体，并且二氧化碳气体不能全部溶解于水，所以导管中水柱上升最少的是放木炭。
例题2：某班同学用如图所示装置测定空气里氧气的含量。
先用弹簧夹夹住乳胶管。
点燃红磷，伸入瓶中并塞上瓶塞。
待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察广口瓶内水面变化情况。
浅析空气中氧气含量测定实验
浅析空气中氧气含量测定实验“空气中氧气含量测定实验”位于人教版九年级上册第二章，是初中化学的第一个定量实验。
教材本实验是利用红磷燃烧消耗烧杯内氧气，装置如图1所示，通过水倒吸的体积，粗略测定密闭装置内氧气的体积，集气瓶内水平面上升约1/5，说明空气中的氧气被消耗了，消耗的氧气约占空气体积的1/5，从而测出空气中氧气的含量。
通过对该实验的探究，揭示了空气的组成，开启了具体物质的学习。
但是，该实验方案存在一定的缺陷，产生一定误差，难以得出氧气约占空气体积的1/5的结论，实验误差原因如下：(1)药品选择不合理红磷的着火点为240℃，如果在集气瓶外用酒精灯进行点燃，生成物五氧化二磷白烟会大量逸散到空气中，这样造成环境污染；除此之外，红磷燃烧无法彻底消耗氧气，磷在集气瓶内燃烧结束后，瓶内仍有7%以上的氧气剩余。
(2)装置系统误差在外点燃红磷后再伸入集气瓶，使装置无法始终完全密闭，该过程导致瓶内的空气发生膨胀，一部分逸出，装置的气密性很难达到标准；红磷燃烧过程中放热，会使瓶内气体受热膨胀，有可能使塞子弹出，造成实验的偶然误差；装置中的导管原来是有空气的，这部分体积并不小且不易估计，后来导管里充满了水，这部分水没有进入集气瓶中，导致测量误差; 用于测量气体体积所标示的刻度线不够精确等。
图1 测定空气中氧气的含量1 实验改进药品的选用1.1 白磷白磷，着火点比红磷更低，约为40 ℃，易燃烧。
一些化学老师使用水浴加热、通电后铜丝发热、吹风机加热、激光笔等方式引燃密闭装置内的白磷，生成的白烟始终在装置里，不会造成空气污染，对环境友好；同时与外界没有物质交换，避免了装置系统误差。
俞红星老师利用放大镜会聚太阳光(图2)和热水浴法(图3)使白磷燃烧，放大镜聚焦法只有光源充足情况下实验才有可能成功，出于课堂场地、安全与课时等方面考量，无法组织学生在课外进行该实验；热水浴法则需不断给水加热，同时要避免集气瓶过热导致爆裂，该方法比较耗时且存在安全隐患，不适合演示实验。
中考化学教材实验总结：空气中氧气含量的测定
教材实验总结一、空气中氧气含量的测定1．选择红磷的原因：能在空气中燃烧；生成物为固体；不与空气中其他成分反应。
不选择木炭和硫的原因：燃烧生成气体，不能形成压强差不选择铁丝的原因：不能在空气中燃烧不选择镁条的原因：还能与空气中的氮气和二氧化碳反应2．实验现象：红磷燃烧产生大量白烟，冷却后打开弹簧夹，烧杯内的水沿导管流入集气瓶，约占瓶内空气体积的1/5。
3．拉瓦锡研究空气成分的实验，将银白色的液体汞加热，得到的氧化汞是红色粉末。
4．实验结论：氧气约占空气体积的五分之一。
5．燃烧的红磷熄灭了，说明剩余的氮气不燃烧、不支持燃烧；集气瓶内水面上了一定的高度后不再继续上升，说明氮气不溶于水。
6．误差分析：烧杯中的水进入集气瓶少于1/5的原因有哪些：红磷不足；装置漏气；未完全冷却就打开弹簧夹；导管中有水残留7．误差分析：烧杯中的水进入集气瓶多于1/5的原因有哪些：点燃的红磷伸入集气瓶速度过慢；弹簧夹未夹紧导致燃烧时部分空气逸出二、加热高锰酸钾制氧气1．实验室用KMnO4制取O2时，试管口要略向下倾斜，原因是要防止冷凝水倒流炸裂试管；铁夹应夹在试管的中上部；试管口要放一团棉花的目的是防止加热时试管内粉末状物质进入导管。
发生装置的导管为何不能伸入试管太长，应露出胶塞一点即可，目的是便于气体导出。
2.因为氧气密度比空气大，且不与空气中的成分反应，故可用向上排空气法收集氧气；为何导管要靠近底部防止收集的氧气不纯。
3.因为氧气不易溶于水，且不与水反应，故也可用排水法收集氧气；当瓶口有气泡冒出时，说明气体已集满；排水法收集气体的优点是：收集的气体比较纯净；排水法收集氧气时，伸入集气瓶中的导管为何不宜太长？便于观察气泡的速度和取出集气瓶。
4．若用排水法收集氧气，为什么刚开始加热产生气泡时，不宜立即收集？刚开始的气体时装置内的空气；看到气泡均匀连续冒出才开始收集；实验完毕时先将导管从水中移出，后熄灭酒精灯，目的是防止水槽中的水倒流炸裂试管。
空气中氧气含量测定实验
空气中氧气含量测定实验的拓展一、在探究空气中氧气的含量测定实验中，要注意观察实验现象，体会从实验事实导出结论的思维过程（如图1）。
现象：实验中可以观察到，红磷燃烧，产生大量的白烟，放出大量热；冷却至室温，打开弹簧夹后，烧杯中的水倒流入集气瓶中，至约占集气瓶容积的1/5。
结论：通过实验得知，空气中氧气的体积约占1/5。
原理解释：红磷燃烧消耗空气中的氧气，生成固体五氧化二磷，使集气瓶内压强变小，在外界大气压的作用下，烧杯中的水倒流入集气瓶内，且空气中氧气体积约占空气体积1/5，所以倒流入集气瓶内的水约占集气瓶容积1/5。
装置：装置气密性良好，（实验前要进行气密性检查） 反应物：1、反应物只与空气中的氧气反应，2、反应物不能是气体。
3、反应物足量，确保氧气反应完，使测得氧气的体积更接近空气中氧气的实际体积。
生成物：生成物不能是气体读数：冷却至室温才能读数这个实验还可推论出氮气的性质 ：氮气不能支持燃烧（化学性质）；集气瓶内水面上升一定高度后，不能继续上升，可以说明氮气难溶于水（物理性质）。
实验失败因素分析：在这个实验中，若气体减少的体积小于1/5，导致结果偏低的原因可能有：（1）红磷的量不足，瓶内氧气没有耗尽；（2）装置漏气；（3）未冷却至室温就读数。
若该实验中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，瓶塞子塞得太慢，使得瓶中空气受热膨胀，部分空气溢出。
（2）实验开始时，没有夹或没夹紧止水夹。
（3）装置气密性不好；二、空气中氧气含量测定反应物选择：1、燃烧法 可用红磷、白磷加热法 可用Cu 、Hg比较：A:红磷、白磷 原理相同：4P+5O 2—→2P 2O 5红磷须外部点燃；白磷着火点很低，微热即可，所以可直接在密闭装置内引燃实验结果：用白磷比用红磷误差小。
B ：Cu 、Hg 汞有污染，不建议使用2、不可用：铁丝 因为铁丝在空气中不能燃烧不可用： Mg 因为Mg 能与空气中的氧气、二氧化碳、氮气反应不可用：S 、C 、蜡烛 因为均有气体生成，※3、对实验进行改进后， S 、C 、蜡烛也能测氧气含量原理：S+O 2—→SO 2 C+O 2—→CO 2 蜡烛燃烧生成H 2O 和CO 2SO 2、CO 2能与碱溶液反应 如：CO 2+Ca(OH)2→CaCO 3↓+H 2O CO 2+2NaOH →Na 2CO 3+H 2O SO 2+2NaOH →Na 2SO 3+H 2O装置：三、利用空气中氧气含量测定实验原理除去空气中的氧气方法一、红磷（白磷）燃烧法方法二、将混合气体通过灼热的铜（如右图所示）点燃 点燃 点燃 S 或C 或蜡烛澄清石灰水或稀氢氧化钠溶液 实验成功满足条件 亚硫酸钠探究空气中氧气含量的实验题归类一、实验药品选择型例1.小军根据燃烧红磷测定空气中氧气含量的实验原理，认为可用木炭替代红磷测定空气中氧气的含量，并按左下图所示装置进行实验。
关于“空气中氧气含量的测定”实验误差分析的实验报告
关于“空气中氧气含量的测定”实验误差分析的实验报告【内容摘要】在课堂的演示实验中，学生对“空气中氧气含量的测定”实验的误差分析提出了质疑，因此本文针对学生的质疑进行了探究，得出了相关结论，即未冷却就打开止水夹，在本实验的条件下，进水体积偏小。
【关键词】氧气含量误差分析进水体积科粤版九年级化学教材第二章第一节“空气的成分”中，选取了利用红磷在空气中燃烧的实验来测定空气中氧气的含量。
对于此实验的误差分析中有一条认为：若广口瓶未冷却至室温就打开止水夹，则会造成测定结果偏小。
在课堂探究中，有学生提出，若未冷却就打开止水夹，可能还有其他两种情况出现：第一种，瓶内气压可能大于导管末端压强，气体从导管末端逸出，逐渐冷却到室温后，最终进入广口瓶中的水的体积大于1/5；第二种，瓶内气压可能小于导管末端压强，水进入广口瓶后，一方面水会使气体冷却，另一方面也在与外界进行热交换而冷却，故若时间足够，最终进入瓶中的水的体积应约等于1/5。
结合学生的看法，我们与学生共同设计方案进行探究。
1实验目的探究未冷却至室温就打开止水夹，进水体积与正常值的比较。
2实验原理红磷在密闭容器内的空气中燃烧，消耗氧气，生成p2o5固体，使瓶内压强减小，小于外界压强，产生压强差。
打开止水夹，水就会流入密闭容器内。
流入密闭容器内的水的体积即为消耗的氧气的体积，由此测定空气中氧气的含量。
如果红磷的量充足，瓶内氧气会被全部消耗，因为氧气的体积在空气中所占比例约为1/5，因此进水量也应约为广口瓶内气体体积的1/5。
反应方程式：3实验药品及仪器红磷、药匙、广口瓶、燃烧匙、带孔橡胶塞、玻璃导管、橡胶管、止水夹、烧杯、秒表、量筒（50ml、1000ml）、胶头滴管、记号笔。
4实验方法（1）实验装置（测定空气中氧气含量实验装置图）（2）实验步骤①给广口中瓶装满水，再量出广口瓶中水的体积，即为广口瓶的容积。
②严格按照正确的操作步骤，让瓶中气体冷却至室温（20分钟），打开止水夹，记录最终进水体积；③红磷刚熄灭时就打开止水夹，冷却至室温（20分钟），记录最终进水体积；④红磷熄灭1分钟后打开止水夹，冷却至室温（20分钟），记录最终进水体积；⑤红磷熄灭3分钟后打开止水夹，冷却至室温（20分钟），记录最终进水体积；⑥红磷熄灭4分钟后打开止水夹，冷却至室温（20分钟），记录最终进水体积。
实验室空气中氧气含量的测定及误差分析
理化生教研活动总结（化学）作者夏天王行均在理化生教研组组长王斌老师的倡议下，我们教研组理、化、生三科分别设计并组织开展一次有关自己学科的有意义的教研活动。
一是为了改变我们之前单一的在办公室开座谈会业务学习，而是走出办公室开展一些不脱离教学的有意义的活动，从而使我们的教研活动变得多元化；二是让我们教师从平时的工作压力中解脱出来，让我们放松身心，从而更有利于后面的教学工作。
上周星期六我们开展了有关生物学科的活动（户外植物标本的采集和制作）。
这周星期一开展的为化学学科的活动。
化学活动的课题为“空气中氧气含量的测定及误差分析和对教材实验装置的改进”。
10月10日下午两点半，我们教研组全体教师都聚集在本次活动的地点——化学实验室，准备开展这一次的教研活动。
化学组已事先准备好本次活动所需要的实验仪器和化学药品。
空气中氧气含量的测定，其实验原理为：红磷燃烧后消耗掉装置内的氧气，从而使装置内气体减少，压强减小，由于装置内外压强不一样（大气压强大于装置内气体压强），待装置冷却后，打开止水夹，大气压将烧杯内的水从导气管压入装置内，装置内液面上升，进入装置内的液体体积就等于原本装置内空气中氧气的体积，最后根据在集气瓶上标刻度的方法，估算出空气中氧气含量占空气体积的百分比。
我们参加本次教研活动的所有老师以分组的形式，让每位教师都参加到这次活动中，但每个小组得出的结果都比该实验的理论结果小很多（理论结果是空气中氧气含量约占空气总体积的五分之一）。
误差分析，实验结果比理论值小很多，其主要原因在于该装置气密性较差。
由于该装置漏气，红磷燃烧完成后，虽消耗掉装置内的氧气，而此时装置内压强小于大气压强，外面的空气就会从空隙进入装置，使得装置内气体减少的体积小于该装置内原空气中氧气的体积，装置冷却后，打开止水夹，装置内液面上升就会小于装置容积的五分之一，最终得出的结论就比理论值小很多。
测定空气里氧气的含量实验改进 (1)
3、把水换成氢氧化钠溶液，吸收五氧化二磷,避免空气污 染和危害师生健康。
4、把空气的体积分成了五等分，分别五个用发光二极管 表示，把看不见的空气变成看得见的光，效果明显。
测定空气里氧气的含量
莲荷中学 廖新国
一、实验在教材中所处的地位与作用
测定空气中氧气含量实验是人教版九年级上册 第 二单元第一节内容。该实验是整个教材中为数不 多 的定量研究实验之一。
二、实验原型及不足之处
教材中的实验，我认为存在以下缺陷：
1、将已点燃的红磷伸进集气瓶时，瓶内空气膨胀外 逸，增大实验误差。
四பைடு நூலகம்实验器材
白磷、氢氧化钠溶液、1.5V电池一对、发热电阻，燃烧匙、滤 纸、镊子、橡皮塞、铁架台 、导管、广口瓶，止水夹，烧杯， 发光二极管，电池盒
五、实验原理
发热电阻 开关
5 4 3 2 1
空气少一体积， 在大气压作用 下水进入集气 瓶（广口瓶） 一体积，把第 一个灯泡接通 而发光
实验装置
六、实验过程
该实验自我评价为比较成功，比较科学， 比较完善，如果能用动画来展示实验原 理将更完美，只是在电路设计和元件焊 接中要有一定实际操作能力.
2、点燃红磷的燃烧匙在伸入集气瓶过程中，红磷燃 烧产生有毒的五氧化二磷会逸散到空气中，不利于 师生健康并且污染空气。
3、实验现象不明显，学生不能清楚的观察到水位上 升占总容积五分之一的现象。
4、橡胶塞塞在集气瓶上，很难保证装置的气密性
三、实验创新与改进之处
为解决原实验中存在的不足，特将实验作如下创新改进： 1、结合物理知识，利用电池通电点燃白磷，不需要连接 其他仪器，操作简单，而且整个实验一直在密闭容器中进 行，无热空气外逸，减少实验误差，缩短实验时间。
探究空气中氧气的含量测定误差分析
探究空气中氧气的含量测定误差分析
空气中氧气的含量是指空气中氧气分子的数量占总分子量的比例。
测
定空气中氧气的含量是一项重要的分析实验，但由于存在多种因素，测定
结果可能存在误差。
以下探究空气中氧气的含量测定误差的分析。
1.机器误差：测定空气中氧气含量的仪器设备可能存在固有的误差。
例如，氧气分析仪的灵敏度、准确度和重复性等方面的差异会导致测定结
果的误差。
为了减小机器误差，可以选择具有更高准确度和稳定性的仪器，并进行仪器的校正和维护。
2.样品准备误差：样品的准备过程可能引入误差。
例如，样品瓶或氧
气收集系统的容积变化、漏气或污染等都会导致测定结果的变化。
在实验中，应注意样品的准备过程，确保容积的准确性，并避免污染或漏气。
3.采样误差：采样是测定空气中氧气含量的关键步骤，但采样时也会
引入误差。
例如，采样器的设计不良、位置选择不当或采样时间不足等会
导致采集的氧气含量与实际情况不符。
为减小采样误差，采样器的设计应
合理，并在代表性位置和时间采集样品。
4.气体混合误差：空气是由多种气体组成的混合物，氮气占据最大的
比例。
在空气中测定氧气含量时，可能会由于氮气等其他气体的存在而产
生误差。
应根据气体的混合比例进行校正，以消除其他气体对氧气含量测
定结果的影响。
5.操作技术误差：操作人员的技术水平也会对测定结果产生影响。
例如，在样品的移液或稀释过程中，液体体积的准确性和溶液的均匀性可能
会受到技术水平的限制。
为了减小操作技术误差，应进行经验的培训和实践，提高操作人员的技术水平。
探究空气中氧气的含量测定误差分析
《探讨空气中氧气含量的试验》误差剖析在探讨空气中氧气的含量测定试验中可以不雅察到,红磷燃烧,产生大量的白烟,放出大量热;打开弹簧夹后,烧杯中的水沿导气管进入集气瓶中,至约占集气瓶内空间的1/5.红磷燃烧后生成固体五氧化二磷,使集气瓶中空气的压强变小,小于外界大气压.在外界大气压的感化下,烧杯中的水进入集气瓶.经由过程试验得知,空气中氧气的体积约占1/5.试验时,燃烧匙里要盛入过量的红磷,红磷过量,足以使集气瓶中的氧气反响完,使测得氧气的体积更接近空气中氧气的现实体积.这个试验还可推论出氮气不克不及支撑燃烧;集气瓶内水面上升必定高度后,不克不及持续上升,可以解释氮气不轻易溶于水.在这个试验中,为什么有时气体削减的体积小于1/5呢？导致成果偏低的原因可能有：（1）红磷的量缺少;（2）瓶内氧气没有耗尽;（3）装配漏气（如塞子未塞紧.燃烧匙与橡皮塞之间有裂缝等）,使外界空气进入瓶内;（4）未冷却至室温就打开弹簧夹,使进入瓶内的水的体积削减.该试验中有时气体削减的体积大于1/5,又是为什么呢？原因可能是：（1）点燃红磷后,拔出燃烧匙时,瓶塞子塞得太慢,使得瓶中空气受热膨胀,部分空气溢出.（2）试验开端时,没有夹或没夹紧止水夹.针对此试验可以睁开如下拓展.例题1：将足量的下列物资分离放在燃烧匙上点燃（或灼烧）,分离放入四只如图所示装配的广口瓶中,立刻塞紧橡皮塞,反响停止待冷却后,打开止水夹,导管中水柱上升起码的是放入哪种物资的装配？（）C.柴炭解析：铁粉.磷.镁在空气被点燃后,生成物平日呈固态,而柴炭燃烧后,固然消费了氧气,但是生成了二氧化碳气体,并且二氧化碳气体不克不及全体消融于水,所以导管中水柱上升起码的是放柴炭.例题2：某班同窗用如图所示装配测定空气里氧气的含量.先用弹簧夹夹住乳胶管.点燃红磷,伸入瓶中并塞上瓶塞.待红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹,不雅察广口瓶内水面变更情形.试验完毕,甲同窗的广口瓶内水面上升显著小于瓶内空气体积的1/5,乙同窗的广口瓶内水面上升显著大于瓶内空气体积的1/5.下列对这两种现象解释合理的是( )①甲同窗可能应用红磷的量缺少,瓶内氧气没有消费完②甲同窗可能未塞紧瓶塞,红磷熄灭冷却时外界空气进入瓶内③乙同窗可能没夹紧弹簧夹,红磷燃烧时瓶内部分空气受热从导管逸出④乙同窗可能拔出燃烧匙太慢,塞紧瓶塞之前,瓶内部分空气受热逸出①③②④①②③①②③④解析:依据本文开端所述内容可知,对两种现象解释合理的是①②③④.例题3：某校化学兴致小组就空气中氧气的含量进行试验探讨：[集体评论辩论]：（1）评论辩论后同窗们以为,选择的药品既要能消费氧气,又不会跟空气中的其它成分反响,并且生成物为固体.他们应当选择（）A．蜡烛B．红磷 C．硫粉为了充分消费容器中的氧气,药品的用量应包管 .（2）小组同窗配合设计了如图所示的两套装配,你以为合理的是（填编号）.为了确保试验的成功,在装药品之前应当.（3）经由过程对试验成果的交换,大多半同窗都验证出氧气约占空气体积的.经由过程试验还可以揣摸集气瓶中残剩气体的性质是.[试验拓展]（4）小组的同窗做完试验后又测验测验用柴炭从新做了以上试验,发明水几乎没有进入集气瓶.经评论辩论,同窗们一致以为假如事先在集气瓶内注入少量溶液来接收气体,试验也能取得较好的后果.（5）某同窗对试验进行反思后,提出了改良办法（如图所示）,你以为改良后的长处是：.解析：应当选择红磷,为了充分消费容器中的氧气,红磷的用量应包管充足.两套装配中,比较合理的是A装配.为了确保试验的成功,在装药品之前应当先检讨装配的气密性.经由过程对试验成果的交换,能验证出氧气约占空气体积的1/5.经由过程试验还可以揣摸集气瓶中残剩气体不克不及支撑燃烧,不轻易溶于水.用柴炭从新做以上试验,假如事先在集气瓶内注入少量氢氧化钠溶液或澄清石灰水来接收气体,试验也能取得较好的后果.改良后的长处是,不须要加热,勤俭能源,装配密封,误差小.依据学生的现实程度,还可以设计一些其他的相干试验来进行探讨运动例题4：如图所示装配也可用来测定空气中氧气的含量.该试验熟悉准确的是（）A．选用红磷是因为反响可以耗尽O2,生成固态的P2O5B．燃烧匙中的红磷可以换成硫或柴炭C．燃烧匙中的红磷越多,水位上升越高D．本试验可以证实空气含有Ｎ2.O2.CO2和罕见气体解析：若将红磷换成硫或柴炭,因为生成的是二氧化硫或二氧化碳气体,会导致密闭容器中气体压强变更不显著,影响试验结论.红磷的量要过量,以耗尽氧气,但水位的上升高度其实不与红磷的量有关,而与空气中氧气的含量有关.该试验只能测定空气中氧气的体积含量,同时解释空气中重要含氮气和氧气,但其实不克不及证实空气中含有二氧化碳和罕见气体.例题5：为测定空气中氧气所占的体积分数,某同窗设计了如图所示的试验,在一个耐热活塞的底部放一小块（足量）白磷（白磷在空气中燃烧的温度为40 ℃）,然后敏捷将活塞下压,可以不雅察到的现象为;冷却至本来温度时,松开手,活塞最终将回到刻度处,试答复白磷燃烧的原因.解析：敏捷将活塞下压,可以不雅察到,白磷燃烧,产生大量白烟;冷却至本来温度时,松开手,活塞最终将回到刻度4处;敏捷将活塞下压,使空气内能增大,温度达到40 ℃.例题6：研讨性进修小组的同窗为探讨空气中氧气的体积分数,设计了如图所示装配.请依据图示试验答复下列问题：（1）闭合电源开关,可以不雅察到白磷___________.（2）装配冷却到室温,可不雅察到U型管内左侧液面_________.（3）经由过程这个试验得出的结论是______________.（4）此试验还可推知反响后残剩气体的两点性质是:______;______.解析：闭合电源开关,电阻丝发烧,温度达到40℃时白磷燃烧,产生大量白烟.装配冷却后,因为左侧中氧气被消费,气体压强减小,水会在左侧中上升,且上升到1刻度处.该试验的目标就是探讨空气中氧气的体积分数,故试验结论应当与之有关.反响后残剩气体的性质可从试验进程中推知,如该气体与水接触但未被接收,解释其难溶于水;该气体与火焰接触但未燃烧,解释其不克不及燃烧,也不克不及支撑燃烧.例题7：某同窗用右图所示的装配粗略地测定空气中氧气的体积分数,图中烧杯上方玻璃管(预先固定好)中部有一可阁下滑动的活塞,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,试验开端前活塞处在刻度5 cm处.已知生石灰与水反响能产生大量的热;可燃物燃烧必须同时具备二个前提,一是有必定的温度;二是有充足的氧气.⑴向烧杯内参加适量水,与生石灰反响的目标是.⑵可不雅察到玻璃管内开端产生的现象：白磷(足量) ,活塞向 (填“左”或“右”）移动.⑶试验停止,恢复到常温后,活塞应停在约 cm处,据此可得出的结论是：.解析：向烧杯内参加适量水,与生石灰反响产生热量,可以加热玻璃管内的白磷.白磷燃烧,发出白烟,后又逐渐熄灭.活塞向右移动,应停在约4cm处.可得出的结论是：白磷燃烧消费玻璃管内的氧气,氧气在空气中约占空气体积的1/5 .例题8：为粗略测量空气中O2与N2的体积比,某学生设计了下图所示的试验装配进行试验.试验时,先封闭弹簧夹a,将螺旋状的铜丝在酒精灯的灼烧后敏捷拔出大试管,接触试管底部的过量的白磷,然后立刻塞紧橡皮塞.因为白磷的着火点比红磷低得多,是以反响很轻易产生,可不雅察到大试管中产生大量的白烟.试答复以下问题：（1）试配平下列化学方程式：P + O2 ——P2O5（2）待试管冷却后打开弹簧夹,此时可不雅察到的现象为,据此可证实空气中O2与N2的体积比大约为.（3）假如装配气密性不好,则测出的O2与N2的体积比将.（填“偏大”.“偏小”.或“不变”）.解析：红磷在空气中燃烧的化学方程式为,4P+5O2===2P2O5.待试管冷却后打开弹簧夹,此时可不雅察到的现象为,烧杯中的水经由过程导管进入大试管中,约占试管容积的1/5 ;据此可证实空气中O2与N2的体积比大约为1:4 ;假如装配气密性不好,则测出的O2与N2的体积比将偏小。
利用传感器分析空气中氧气含量测定的误差
利用传感器分析空气中氧气含量测定的误差作者：章永军来源：《化学教与学》2011年第07期摘要：燃烧法测定空气中氧气体积含量时，经常会有误差，有的误差是可以控制，但是有的误差是很难控制的。
红磷在燃烧时，当氧气含量低到一定程度时，燃烧的红磷就会熄灭。
利用氧气传感器可以测定，容器中是否有氧气剩余，还有多少。
另外燃烧的红磷在容器中所处的位置不同，消耗氧气的体积也不一定相同，那么把红磷放在哪个位置燃烧时，更有利于消耗氧气呢？本文主要在这几方面进行了实验探讨。
关键词：氧气传感器；燃烧法；氧气体积含量文章编号：1008-0546（201１）０７-00９１-0１中图分类号：G６３３．８文献标识码：Ｂdoi：10.3９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８－０５４６．２０１１．０７．０４３1.问题来源空气中氧气体积含量的测定,在《义务教育课程标准实验教科书》九年级上册（修订本）2008年6月第四版中用红磷燃烧法来进行测定。
我们在进行实验时往往会产生一些误差，这些误差有很多是人为操作不当引起，如：取药品时红磷不足，装置的气密性不好，止水夹在燃烧时没有夹紧，在外点燃红磷时，伸入瓶中的速度太慢，瓶内1/5体积划分的不够精确等等，这些操作都可以人为控制。
但是也有一些因素通过人的努力也很难控制的。
那么什么样的因素是我们在实验时无法控制的呢?我利用了图１装置进行实验。
2.实验步骤首先对装置进行改进，如图１所示，这样改进的目的使装置的气密性良好，操作也比较简单，只要点燃红磷以后盖上烧杯，就可以利用氧气传感器测定氧气的含量的变化了。
在测定的过程中，装置内氧气的体积分数逐渐减少，可以直观的看出红磷燃烧消耗的氧气，但是当红磷燃烧熄灭时，待白烟消失后氧气的含量为6.2%，可见燃烧并不能完全消耗氧气，当氧气含量很低的时候，红磷已不能燃烧。
可见红磷燃烧法测定氧气的体积含量时，另外一个误差来自实验本身即红磷在燃烧时，即使过量也不能完全耗尽装置内的氧气。
利用传感器分析空气中氧气含量测定的误差
实验 教科 书》 九年级 上册 （ 订本 ）０ ８ 月第 四版 中 修 ２ ０ 年６ 用红磷燃烧法来进行测定 。我们在进 行实验时往 往会 产
生一些误 差 ， 这些误差 有很 多是人为操作 不 当引起 ， ： 如
也 不能完全耗尽装置 内的氧气
３新 的 问题 ．
取药 品时 红磷 不足 ， 装置 的气 密性不 好 ， 止水夹 在燃烧
９１—
化 学教 与 学 ２ １ 年 第 ７期 ０１
一
・
实验 教 学研 究 ・
１ ． 组合 多种ｕ ｐ管 ７ 取 两只相 同或 不 同的针 管 （ 规格 视实 验 的要求 而
２ 备 装 置 制
（）￣ １４替启普发生器制备ｃ ２ － ０气体（２ Ｈ）
取 １０ Ｌ ０ ｍ 的针管 ， 去掉 活塞及针头 ， 配上合 适的单孔 塞 及导管 ，装满 块状大理 石 ，直 接 把它放 在盛 有大 约
如 图所示 给做好 的Ｕ 形管 ．配置好相应的塞子及相 应的 电极 ， 即可 电解 各类 电解 质溶液 。适用 于微型实验 及 学生实验
（ ） 于实验室快速制备氯气 ２用
圄 酋酉
用一 只５ ｍ 大针 管（ ０Ｌ 去掉针 头 ）针 头所接部 位 ， ， 在
（ ） 以用 于制 备Ｎ 及展示相关转化关系 ２可 Ｏ 酒精灯烧一下封 闭住 。拔掉活塞 ， 加入适量 的高锰酸钾 粉末 ，塞上合适 的塞子 及导 管 ，然 后用 另一 只针 管 向
３组 合 吸 收尾 气 防倒 吸 装置 ．
合适 的橡胶 塞）如 图所示 ： ，
比如在氯 气的制备时 ． 末端要接 一导管插入 盛有 的
氢氧化 钠溶液 的烧杯 中 ， 吸收氯气 防止 污染 ； 在吸 收氨 气时， 采用的是倒置 的漏 斗 ， 目的是 吸收氨气 ， 同时防倒 吸。我们可采用一个５ ｍ 大针管与１０ 的烧杯之间组 ０Ｌ ０ ｍＬ
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探究空气中氧气的含量测定误差分析
《探究空气中氧气含量的实验》误差分析
在探究空气中氧气的含量测定实验中可以观察到，红磷燃烧，产生大量的白烟，放出大量热；打开弹簧夹后，烧杯中的水沿导气管进入集气瓶中，至约占集气瓶内空间的1/5。
红磷燃烧后生成固体五氧化二磷，使集气瓶中空气的压强变小，小于外界大气压。
在外界大气压的作用下，烧杯中的水进入集气瓶。
通过实验得知，空气中氧气的体积约占1/5。
实验时，燃烧匙里要盛入过量的红磷，红磷过量，足以使集气瓶中的氧气反应完，使测得氧气的体积更接近空气中氧气的实际体积。
这个实验还可推论出氮气不能支持燃烧；集气瓶内水面上升一定高度后，不能继续上升，可以说明氮气不易溶于水。
在这个实验中，为什么有时气体减少的体积小于1/5呢？
导致结果偏低的原因可能有：
（1）红磷的量不足；
（2）瓶内氧气没有耗尽；
（3）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；
（4）未冷却至室温就打开弹簧夹，使进入瓶内的水的体积减少。
该实验中有时气体减少的体积大于1/5，又是为什么呢？
原因可能是：
（1）点燃红磷后，插入燃烧匙时，瓶塞子
塞得太慢，使得瓶中空气受热膨胀，
部分空气溢出。
（2）实验开始时，没有夹或没夹紧止水夹。
针对此实验可以展开如下拓展。
例题1：将足量的下列物质分别放在燃烧匙上点燃（或灼烧），分别放入四只如图所示装置的广口瓶中，立即塞紧橡皮塞，反应结束待冷却后，打开止水夹，导管中水柱上升最少的是放入哪种物质的装置？（）
A.铁粉
B.磷
C.木炭
D.镁
解析：铁粉、磷、镁在空气被点燃后，生成物通常呈固态，而木炭燃烧后，虽然消耗了氧气，但是生成了二氧化碳气体，并且二氧化碳气体不能全部溶解于水，所以导管中水柱上升最少的是放木炭。
例题2：某班同学用如图所示装置测定空气里氧气的含量。
先用弹簧夹夹住乳胶管。
点燃红磷，伸入瓶中并塞上瓶塞。
待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察广口瓶内水面变化情况。
实验完毕，甲同学的广口瓶内水面上升明显小于瓶内空气体积的1/5，乙同学的广口瓶内水面上升明显大于瓶内空气体积的1/5。
下列对这两种现象解释合理的是( )
①甲同学可能使用红磷的量不足，瓶内氧气没有消耗完
②甲同学可能未塞紧瓶塞，红磷熄灭冷却时外界空气进入瓶内
③乙同学可能没夹紧弹簧夹，红磷燃烧时瓶内部分空气受热从导管逸出
④乙同学可能插入燃烧匙太慢，塞紧瓶塞之前，瓶内部分空气受热逸出
A.只有①③
B.只有②④
C.只有①②③
D.只有①②③④
解析:根据本文开始所述内容可知，对两种现象解释合理的是①②③④。
例题3：某校化学兴趣小组就空气中氧气的含量进行实验探究：
[集体讨论]：
（1）讨论后同学们认为，选择的药品既要能消耗氧气，又不会跟空气中的其它成分反应，而且生成物为固体。
他们应该选择（）
A．蜡烛B．红磷C．硫粉
为了充分消耗容器中的氧气，药品的用量应保证。
（2）小组同学共同设计了如图所示的两套装置，你认为合理的是（填编号）。
为了确保实验的成功，在装药品之前应该。
[分组实验] 在讨论的基础上，他们分组进行了实验。
[数据分析] 实验结束后，整理数据如下：（注：集气瓶容积为100 mL）
组别 1 2 3 4 5 6 进入集气瓶中
20 21 19 20 22 18
水的体积（mL）
（3）通过对实验结果的交流，大多数同学都验证出氧气约占空气体积的。
是。
[实验拓展]
（4）小组的同学做完实验后又尝试用木炭重新做了以上实验，发现水几乎没有进入集气瓶。
经讨论，同学们一致认为如果事先在集气瓶内注入少量溶液来吸收气体，实验也能取得较好的效果。
（5）某同学对实验进行反思后，提出了改进方法
（如图所示），你认为改进后的优点是：。
解析：应该选择红磷，为了充分消耗容器中的氧气，红磷的用量应保证充足。
两套装置中，比较合理的是A装置。
为了确保实验的成功，在装药品之前应该先检查装置的气密性。
通过对实验结果的交流，能验证出氧气约占空气体积的
能支持燃烧，不易溶于水。
用木炭重新做以上实验，如果事先在集气瓶内注入少量氢氧化钠溶液或澄清石灰水来吸收气体，实验也能取得较好的效果。
改进后的优点是，不需要加热，节约能源，装置密封，误差小。
根据学生的实际水平，还可以设计一些其他的相关实验来进行探究活动
例题4：如图所示装置也可用来测定空气中氧气的含量。
该实验认识正确的是（）
A．选用红磷是因为反应可以耗尽O2，生成固态的P2O5
B．燃烧匙中的红磷可以换成硫或木炭
C．燃烧匙中的红磷越多，水位上升越高D．本实验可以证明空气含有Ｎ2、O2、CO2和稀有气体
解析：若将红磷换成硫或木炭，由于生成的是二氧化硫或二氧化碳气体，会导致密闭容器中气体压强变化不明显，影响实验结论。
红磷的量要过量，以耗尽氧气，但水位的上升高度并不与红磷的量有关，而与空气中氧气的含量有关。
该实验只能测定空气中氧气的体积含量，同时说明空气中主要含氮气和氧气，但并不能证明空气中含有二氧化碳和稀有气体。
例题5：为测定空气中氧气所占的体积分数，某同学设计了如图所示的实验，在一个耐热活塞的底部放一小块（足量）白磷（白磷在空气中燃烧的温度为40 ℃），然后迅速将活塞下压，可以观察到的现象为；冷却至原来温度时，松开手，活塞最终将回到刻度处，试回答白磷燃烧的原因。
解析：迅速将活塞下压，可以观察到，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；迅速将活塞下压，使空气内能增大，温度达到40 ℃。
例题6：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型管内左侧液面_________。
（3）通过这个实验得出的结论是______________。
（4）此实验还可推知反应后剩余气体的两点性质是:______；______。
解析：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。
该实验的目的就是探究空气中氧气的体积分数，故实验结论应该与之有关。
反应后剩余气体的性质可从实验过程中推知，如该气体与水接触但未被吸收，说明其难溶于水；该气体与火焰接触但未燃烧，说明其不能燃烧，也不能支持燃烧。
例题7：某同学用右图所示的装置粗略地测定空气中氧气的体积分数，图中烧杯上方玻璃管(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。
已知生石灰与水反应能产生大量的热；可燃物燃烧必须同时具备二个条件，一是有一定的温度；二是有充足的氧气。
⑴向烧杯内加入适量水，与生石灰反应的目的是。
⑵可观察到玻璃管内开始发生的现象：白磷(足量) ，活塞向(填“左”或“右”）移动。
⑶实验结束，恢复到常温后，活塞应停在约cm处，据此可得出的结论是：。
解析：向烧杯内加入适量水，与生石灰反应产生热量，可以加热玻璃管内的白磷。
白磷燃烧，发出白烟，后又逐渐熄灭。
活塞向右移动，应停在约4cm处。
可得出的结论是：
白磷燃烧消耗玻璃管内的氧气，氧气在空气中约占空气体积的1/5 。
例题8：为粗略测量空气中O2与N2的体积比，某学生设计了下图所示的实验装置进行实验。
实验时，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。
由于白磷的着火点比红磷低得多，因此反应很容易发生，可观察到大试管中产生大量的白烟。
试回答以下问题：
（1）试配平下列化学方程式：P + O2 —— P2O5
（2）待试管冷却后打开弹簧夹，此时可观察到的现象为，
据此可证实空气中O2与N2的体积比大约为。
（3）如果装置气密性不好，则测出的O2与N2的体积比将。
（填“偏大”、“偏小”、或“不变”）。
解析：红磷在空气中燃烧的化学方程式为，4P+5O2===2P2O5。
待试管冷却后打开弹簧夹，此时可观察到的现象为，烧杯中的水通过导管进入大试管中,约占试管容积的1/5 ；据此可证实空气中O2与N2的体积比大约为1:4 ；如果装置气密性不好，则测出的O2与N2的体积比将偏小。