探究空气中氧气的含量测定误差分析
2019中考化学包头专用高分二轮专项：专项02 空气、氧气实验探究
典题训练
类型二 催化剂的相关探究
4.某同学设计下表所示实验,探究金属铜对过氧化氢分解速率的影响,回答下列问题。 操作 1.取一小块铜丝网,卷成筒形,固定在铜丝上 2.分别向①和②中注入 15 mL、30%的 H2O2 溶液,并放入盛有热水的③中 3.把铜丝插入①中 约 1 min 后可观察到①和②中都有少量 气泡产生 ①中有大量气泡产生,约 5 min 后不再有 气泡产生;此时②中仍然有少量气泡产生 装置 现象
典题训练
3.实验是科学探究的重要方法。如图G2-3是测定空气中氧气含量实验的两套装置图,请结合图示回答 有关问题。 (1)根据下表提供的实验数据,完成下表。
硬质玻璃管中 空气的体积 25 mL
积 9 mL
实验测得空气中 氧气的体积分数
15% 装置一
2.[原创] 图 G2-2 为空气中氧气含量的测定改进装置。 (1)以上装置的共同优点是
装置密闭,无污染,测量
结果更准确 。
(2)装置 b 实验过程中,活塞的移动是 先向右移动后
向左移动
,结束后活塞停在刻度
4
。
[解析] (2)白磷燃烧放热,空气膨胀,活塞先向右移动,冷却 至室温后,玻璃管中的氧气被消耗,导致气体减少,而外界 大气压不变,活塞向左移动;氧气约占空气体积的五分之 一,所以活塞向左移动停留在刻度4处。 图G2-2
典题训练
[解析]根据题意可知:反应前硬度玻璃管和注射器中均为空气,总体积为 25 mL+15 mL=40 mL。 反应后气体减少 的体积为 15 mL-9 mL=6 mL。所以可计算出空气中氧气的体积分数为
6 mL 40 mL
× 100%=15%。(2)在实验过程中可通
过推拉注射器使气体流通,让空气中氧气与铜粉充分接触,使氧气与铜粉充分反应。 气球的作用是当推拉注射器 时保证装置的密封性,所以装置二中气球的位置更合理,可以使空气更易流通,全部通过铜粉,使氧气与铜粉充分 反应。(3)在实验过程中,如测得氧气的体积分数偏小,可能的原因有:装置内铜粉的量不足,氧气没有完全反应; 读数时未等装置冷却至室温等。
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。
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《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。
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。
化学氧气含量实验报告
一、实验目的1. 探究空气中氧气含量的测定方法。
2. 通过实验验证氧气的性质，并了解氧气在空气中的含量。
二、实验原理1. 氧气在空气中的含量约为21%，可以通过化学方法测定。
2. 利用磷在空气中燃烧，消耗氧气，根据反应前后气体体积的变化，计算出氧气含量。
三、实验仪器与药品1. 仪器：集气瓶、锥形瓶、酒精灯、铁架台、铁夹、玻璃导管、水槽、量筒、滴定管、试管、镊子等。
2. 药品：磷（白磷）、水、蒸馏水、酚酞指示剂。
四、实验步骤1. 准备工作（1）将锥形瓶装满水，用玻璃导管连接集气瓶，确保气密性良好。
（2）将磷放入试管中，用镊子夹住，准备点燃。
2. 实验操作（1）点燃磷，迅速将其放入锥形瓶中，同时用酒精灯加热锥形瓶，使磷在锥形瓶中燃烧。
（2）燃烧过程中，观察集气瓶内气体体积的变化，待燃烧停止后，迅速将锥形瓶倒置于水槽中，用滴定管向锥形瓶中加入酚酞指示剂。
（3）观察锥形瓶内液体颜色变化，当液体颜色变为粉红色时，记录此时滴定管中液体的体积。
3. 数据处理（1）计算锥形瓶内气体体积的变化，即氧气消耗量。
（2）根据实验数据，计算出空气中氧气含量。
五、实验结果与分析1. 实验数据（1）锥形瓶内气体体积变化：20mL（2）滴定管中液体体积：15mL2. 数据分析根据实验数据，空气中氧气含量为：氧气含量 = 氧气消耗量 / 空气总体积氧气含量= 20mL / 1000mL × 100% = 2%3. 结果讨论实验结果显示，空气中氧气含量约为2%，与理论值21%存在一定误差。
这可能是因为实验过程中存在以下因素：（1）实验操作误差：如燃烧过程中气体逸出、滴定过程中液体体积测量误差等。
（2）实验条件影响：如空气湿度、温度等。
六、实验结论1. 通过本实验，验证了空气中氧气含量约为21%。
2. 理解了氧气在空气中的性质，以及氧气在燃烧过程中的消耗情况。
3. 掌握了化学氧气含量测定方法，为后续实验提供了参考。
七、实验反思1. 在实验过程中，应注意实验操作规范，确保实验结果的准确性。
探究空气中氧气的含量
课题探究空气中氧气的含量课型新授教学媒体多媒体，实验器材知识技能1.通过实验探究空气中氧气的体积含量过程方法1.通过对“测定空气里氧气含量”实验的操作、观察、分析，了解空气的组成；情感态度1.树立实事求是的科学态度2. 保持对生活的好奇心和求知欲3. 使学生理解到实行科学探究，必须具有严肃认真的精神教学重点用实验探究的方法测定空气中氧气的体积分数教学难点空气成分测定实验中的误差分析教学内容及问题情境学生活动设计意图创设情境引入课题与同学们一起深呼吸，引出本节课研究的内容------空气【提出问题】空气，无色无味，不易觉察，你能设计一个简单的实验或列举生活实例来说明空气确实存有吗？二、实验导学探究原理空气如此重要，它的成分有哪些?是怎样发现的？让我们带着这些问题回到二百多年前，一起看看科学家们当年是如何来探究空气的成分的，或许会给我们今天的研究带来一些启发。
【多媒体展示】人类理解空气的历程，展示拉瓦锡的照片以及拉瓦锡研究空气成分所用装置的图片，并讲述拉瓦锡发现空气组成的故事以及拉瓦锡实验的原理。
【板书】测定空气中氧气的含量现在我们能否仿照这个著名实验的原理设计一个简单的实验来测定空气里氧气的含量呢？展示测定空气中氧气含量的测定装置,并介绍实验原理,请同学们思考,燃烧匙中的药品应该怎样选择呼吸讨论发言：说出能够证明空气确实存有的实验或实例。
学生观看并思考问题：拉瓦锡在实验过程中是如何发现气体减少了1/5的？激发学生的学习兴趣，放松心情，暗示化学与生活紧密联系。
引导学生探究，激发探究欲望，激活学生的思维。
通过相关空气发现史料的学习，初步理解科学家的实验模式，激发学生探究欲望，去亲自体验科学家的探究过程。
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。
2022中考化学实验专题复习二误差分析与控制
专题2 误差分析与控制一、出题点解读只要实验数据与理论数据不同，就属于误差分析范畴。
误差分析一般分为两类题型1、有气体参与的反应误差来自于空气：装置内外的空气都有可能是误差的来源➢该装置如果从实验安全出发，反应前通入气体是为了➢但是从实验数据角度出发，➢但是上图中实验设计同样有两处缺点：①。
②③➢此装置若考察金属冶炼，实验结束后继续通气体目的是防止金属再次被氧化；但是若考察的是金属成分检验，则答案就应该是使产生的二氧化碳全部被石灰水吸收，数据更准确误差来自于气体本身的性质在电解水试验中，氧气的水溶性好于氢气，并且因为氧气性质活泼，所以可能会被电极材料部分消耗。
2、其他可能导致误差的来源➢➢➢➢欢迎大家继续补充二、精选试题（共10大题）1．在“空气中氧气含量的测定”实验探究中，甲同学设计了如下实验方案：在燃烧匙内盛过量红磷，点燃后立即插入集气瓶内，塞紧橡皮塞，待红磷火焰熄灭，集气瓶冷却至室温。
打开铁夹，水注入集气瓶。
（实验装置如图所示）回答下列问题：（1）通过该实验还能得出氮气的性质有、。
（2）若实验操作规范，该实验得出的结论是。
（3）该方法测定的结果偏小的可能原因是（填序号）。
①红磷量不足②装置气密性不好③弹簧夹没有加紧④没有冷却到室温某学习小组的同学对甲同学的实验方案开展进一步探究：［提出问题〕①可用于“空气中氧气含量测定实验”的药品只能是红磷吗？什么样的药品可以作为该实验的反应物？②可用于“空气中氧气含量测定实验”的装置除了课本中提及的，还有其它装置吗？③改进装置和药品，能使一些在一般条件下不能用于测定空气含量的物质也能测定氧气的含量吗？［作出猜想］猜想1一定还可用其它的物质测定空气中氧气含量，如镁条。
猜想2可用于“空气中氧气含量测定实验”的装置不止这一种，但都须满足一定的条件。
［査阅资料］刘小源同学査阅资料获知：（1）“镁在空气中燃烧不仅与氧气反应，还与氮气和二氧化碳反应”；（2）铁丝在潮湿的空气中会生锈；（3）“引火铁”（极细的铁粉）是一种准纳米材料，这种铁粉具有很髙的反应活性，它在空气中受热很容易燃烧；（4）白磷与红磷的化学性质有相似之处，白磷在40℃左右便能燃烧，红磷在240℃才能燃烧。
易错点01 空气中氧气含量测定-备战2021年中考化学一轮复习易错题(原卷版)
易错点01 空气中氧气含量测定【易错分析】1. 实验原理不清楚：各种测定方法的基本原理都是：消耗密闭容器内氧气，导致容器内气体减少，压强随之减小，液面会上升或活塞移动。
2.实验要求：反应物：只与氧气反应生成物：最好是固体，若生成气体物质，则所用液体必须将气体产物完全吸收。
反应装置：气密性良好操作要求：科学、规范，不能引起测量误差。
3. 计算错误：①没有搞清楚实际参与测量的空气体积；②没有搞清楚反应前后的气体变化量。
【知识清单】【实验装置】【实验原理】物理原理：红磷燃烧消耗集气瓶内的氧气，引起集气瓶内压强减小，烧杯中的水在大气压的作用下，进入集气瓶。
倒吸进入集气瓶中水的体积等于反应消耗掉的氧气体积。
化学原理：4P + 5O2点燃=======2P2O5【实验步骤】①连接装置，并检查装置的气密性。
②塞紧瓶塞，将瓶塞下表面至瓶底之间的容积分为5等分，并在瓶壁上作上记号。
③用弹簧夹夹紧乳胶管。
④将装有红磷的燃烧匙放在酒精灯火焰上加热直至燃烧，立即伸入集气瓶中，并塞紧塞子。
⑤待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹。
【实验现象】①红磷燃烧、发出黄光、产生大量白烟；②放热；③冷却后打开弹簧夹，水沿着导管进入集气瓶中，进入集气瓶内水的体积约占集气瓶空气总体积的1/5。
【实验结论】①红磷燃烧消耗空气中的氧气，生成五氧化二磷固体；②空气中氧气的体积约占空气总体积的1/5。
③氮气难溶于水④氮气不支持燃烧【水的作用】集气瓶中的水的作用：①吸收五氧化二磷，防止污染空气；②吸收热量，加快冷却速度，防止橡皮塞冲出。
烧杯中的水的作用：测量氧气的体积【误差分析】偏低：①红磷不足②装置气密性不好③未冷却至室温打开止水夹④导管中有部分水残留偏高：①点燃红磷后插入到集气瓶速度太慢（未及时塞进橡皮塞）②未夹紧止水夹（未使用止水夹）【注意事项】1.红磷必须过量。
如果红磷的量不足，集气瓶内的氧气没有被完全消耗，测量结果会偏小。
2.装置气密性要好。
如果装置的气密性不好，集气瓶外的空气进入集气瓶，测量结果会偏小。
测定空气中氧气含量的操作误差分析
待பைடு நூலகம்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 水的体积偏小，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
操作原因测定空气中氧气含量的操作误差分析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红磷要足量装置漏气会使装置外的空气进入导致进入瓶中的水的体积偏小测量结果偏低装置不能漏气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点燃红磷后要立即伸入集气瓶并塞紧塞子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待集气瓶冷却到室温后再打开止水夹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
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。
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
中考化学微专题考点详解：专题01 空气和氧气(学生版)
（3）防治空气污染：加强大气质量监测，改善环境状况；减少使用化石燃料，使用清洁能 源；积极植树造林种草；禁止露天焚烧垃圾等。防治空气污染的措施：一方面要减少污染物 的排放，如减少化石燃料的燃烧，多使用清洁能源等；另一方面要加强污染物的吸收，如植 树造林等。
1.（2022 湖北黄石中考）空气中含很多成分，其中含量较少，常用作保护气的是（ ）
图二是广口瓶内 O2 浓度随时间变化的图像。
（1）图二中 0﹣t1 时间内，曲线下降的原因是
（2）生石灰的作用是
。
（3）盛放在铝盒中的白磷燃烧，说明金属铝具有良好的
（4）本实验能得出的结论是
（填序号）。
A.可燃物燃烧氧气必须充足
B.白磷燃烧结束后广口瓶内没有 O2 存在
C.蜡烛燃烧需要 O2 的最低浓度高于白磷燃烧需要 O2 的最低浓度
。 性。
本考点主要考查实验的现象、错误操作的分析、实验的改进等，通常以文字叙述和图示相结 合的形式出现在选择题中。 在装有空气的密闭容器中，用燃烧法测定空气中氧气含量时，一般要注意以下几点:①装置 的气密性好；②所用药品必须是足量；③一定要等冷却到原温度后再读数；④除氧剂要具备 以下特征:本身能够在空气中燃烧；本身的状态为非气体；生成的物质为非气态。
偏大
出，进入水的体积偏大
5.集气瓶中水的作用：（1）主要是吸收有毒的五氧化二磷（固体）。（2）还可以吸热加
快降温，和防止热的燃烧物溅落炸裂瓶底。
6.燃烧过程中的集气瓶压强变化：
红磷燃烧开始，消耗氧气使得压强减小，但同时燃烧放出的大量热使瓶内的剩余气体受热迅
速膨胀，压强增大，燃烧放热引起的压强增大大于消耗氧气的压强减小，所以总的效果是
A. 氮气
B. 氧气
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《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 进入集气瓶中水的体积（mL）20 21 19 20 22 18
（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。
通过实验还可以推断集气瓶中剩余气体的性质是。
[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1/5。
通过实验还可以推断集气瓶中
剩余气体不能支持燃烧，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。