测定空气中氧气的含量实验原理

分析
• 装置的容量小，受热气体容易膨胀， 导致误差偏大
• 反应过程中当氧气的浓度下降到不 能支持可燃物燃烧时，反应也就终止 了，导致结果偏小。
实验装置的再设计 讨论分析：上述选用
的装置用哪些不足之 处？请指出来。
请你选用上述可以用的药品，设计一个 更好的装置，并简单说明设计的理由。
铁夹
红磷 水
一些测定氧气含量的装置，说出它的优缺点
1、实验原理
1、实验原理： 燃烧法 测定空气中氧气的含量
（1）在相同气压下，某种物质燃烧完全消耗掉氧气后，导致瓶 内的气压变小，恢复原状态后气体减小的体积即为氧气的体积。
（2）可以用红磷燃烧，生成P2O5固体颗粒且可铁夹溶于水
2、实验实验装置、过程及现象
红磷
科学方法：转换法
3、实验注意：
水
①实验药品和装置可以多样，但测定原理和注意事项基本一致；
实验装置要密闭
空气中氧气含量测定试剂总结
C、S可以代替红磷（集气瓶底部必须放入氢氧化钠溶 液吸收生成的SO2、CO2） Fe不能代替红磷（Fe在空气中不能燃烧）
Mg不能代替红磷（ Mg会与其他气体反应） 小结：选择什么药品用来测定空气中氧气的含量， 要综合考虑那些因素？
1、要能和氧气发生燃烧 2、生成物最好是固体，如果是气体要能 被吸收。 3、不能和空气中的其他成分发生反应
点燃
•3Mg + N2= Mg3N2
点燃
•2Mg + CO2= 2MgO + C
铁
选择除氧剂
铁在空气中缓慢氧化变成铁锈
点燃
•3Fe + O2= Fe3O4
反应在纯氧中进行
铜、 钠、钾
选择除氧剂
加热
• 2Cu+O2=2CuO • 4Na +O2=2Na2O • 4K +O2=2K2O
将铜、钠、钾预先放在试管中，塞紧塞子 后加热。
对这两种现象解释合理的是（ D ）
图4
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．①②③④
可以在密闭装置中进行
再探究一、对燃烧生成物不是固体的进行探究
常见的物质有：木炭、蜡烛、硫磺，请同学们就这几
个物质讨论分析，是否可以用于测定氧气含量，如可
以如何设计实验。
以硫磺作为实验对象，
选择除氧剂
演示实验。
点燃
• S + O2=SO2
铁夹
反应生成气体
硫磺
需要用碱性溶液来吸收
石灰水
碳
选择除氧剂
点燃
图2、图3的优点：
不需要加热，节约能源，装置密封，。 太阳光 误差小。
红
磷
水
实验的改进及评价
········ ·
图2
空气中氧气含量测定仪器总结
足量白 磷 电阻丝
实验数据的分析处理
空气中氧气含量测定实验的 实验改进及评价 原料选择和装置设计探究 使反应物充分反应 20.7% 青铜峡市节第能、四装中置学简单、气闫密性淑好梅等
结论： 空气是混合物，其中约1/5体积是氧气。
。
若水面上升不高，则可能的原因（至少两点） ___①_气__密_性__不_好________②_红__磷_不__足___
此实验说明剩余气体有哪些性质（至少两点）。
___①_不__燃_烧__也_不__支_持__燃__烧___②__不_溶__于_水_
来自百度文库
练习1、小亮和他的同学们用图4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
为测量空气中氧气的体积含量，将钟罩放入盛水的水槽中，
把钟罩内水面以上的容积分为五等份，在燃烧匙内盛红磷，
用酒精灯点燃后，立即放入钟罩内，同时塞紧皮塞，试说明
观察到的现象，原因及结论。
现象：红磷燃烧，产生白烟，恢复至室温，钟罩内水面上升至 。
总体积的1/5处
原因： 红磷燃烧，消耗掉氧气，使气压降低，水面就上升。 。
• C + O2= CO2
燃烧后会生成气态二氧化碳 需要用碱性液体对二氧化碳进行吸收
若碳过量的话，碳与氧气反应会生成 一氧化碳
选择除氧剂
蜡烛
事先在容器内加入 10ml的氢氧化钠溶液
点燃
• 蜡烛 +氧气→二氧化碳 + 水
燃烧后会生成气态二氧化碳 所以我们需要用碱性液体对二氧化碳 进行吸收
再探究二、对燃烧生成物是固体的进行探究
可供选择的物质有：铁丝，铝箔
讨论分析：上述物质可否用来测 定氧气含量？
选择除氧剂
补充的物质有：白磷，化学性
铁夹
质与红磷相似，燃烧生成P2O5；
镁条，可直接在空气中燃烧，生
成物也是固体
镁条
镁条实验演示 水
根据实验现象思考：燃烧生成固体的，还需要考虑 什么因素？
镁
选择除氧剂
点燃
• 2Mg + O2= 2MgO
空气中氧气含量测定实验考什么？
1、药品、器材的选择 2、关键步骤 3、关键操作及原因解释 4、关键现象的观察和记录 5、实验思想方法（控制变量法、转换法、如何重复实验---） 6、实验数据的分析处理 7、结论及应用 8、异常现象的解释 9、误差分析 10、实验改进及评价
思考：该反应之所以可以用来测定空气中的氧气， 其原理是什么？
1、燃烧消耗氧气 2、生成物为固体 提出疑问： （1）燃烧生成物不是固体可以吗 （2）生成物是固体是不是就一定可以呢？
铁夹
红磷 水
影响测定结果的因素:
• 红磷的用量 • 温度 • 气密性
研 究 思 路:
从燃料的选择和 装置的气密性好 两方面综合考虑
除氧剂的选择 装置的改进 红磷的着火点高，
必须在容器外加热点火 白磷的着火点低，稍微加热即可反应
②且所不选能药生品成只__能__与_新_空_的_气气__中体_的_____；_O_③_2 药__品_反的应量，要不__能__和足_其_量_他_；气④体装反置应，
的气密性要____良_好___；⑤反应完成后要待冷却至室温再读数。 常用药品是 红磷 、 铜丝 等。 可不不可可以以，用因蜡为烛蜡烛代燃替烧红生磷成来的是消气耗体氧二气氧？化碳和水，瓶内压强不会减小。