2.1氧气的体积测定

可以设计多套实验方案
红磷或白磷: 白磷的着火点为40℃,但有毒;红磷 的着火点为240 ℃,但必须在装置外加热。
反应物
铜丝
汞： 有毒，易挥发。
密闭容器：集气瓶（广口瓶）、试管、锥形瓶、 塑料瓶、针筒、玻璃钟罩等 点燃红磷的方法：用酒精灯火焰
点燃白磷的方法：用酒精灯火焰、热水、热传递、 凹透镜、通电等
在拉瓦锡设计的密闭容器中，汞与氧 气发生反应，气体体积减小，汞液面上升， 其体积就是消耗掉氧气的体积 。 我们是否能够借鉴拉瓦锡的实验原 理，设计一个或多个更为简单的实验， 来粗略测定空气中氧气的体积分数 ？
二、氧气的体积分数测定实验要求：
反应物的选择:
仅消耗氧气，而不与其它气体反应 的物质，并且反应 后的生成物必须是固体，这样才会使密闭容器内气体 减小，形成压强差。
但，Mg 能与N2 反应；
Mg 能与 CO2反应。
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反应物的选择
3Fe + 2O2
点燃
Fe3O4
反应在纯氧中进行，Fe不能在 空气中燃烧。 1 2 3 4 5 6
反应物的选择
C + O2
点燃
CO2
燃烧后会生成二氧化碳气体
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反应物的选择
S + O2
点燃
SO2
反应生成二氧化硫气体
“近代化学之父” 法国科学家拉瓦锡
１７４３——１７９４
拉瓦锡的钟罩实验
用此装置为 什么可以测 量出氧气的 体积分数呢？
拉瓦锡钟罩实验的原理
1、汞与密闭装置中的氧气反应，生成 物的状态为固体，氧气要反应完。 2、氧气消耗后装置内压强减小，通过 压强差将液体压入装置。
预备知识：
气压
（密闭容器中）
温度不变时，随气体分子数目增多而增 大。实例：给瘪的篮球打气。 气体分子数目不变时，随温度升高而增大。 实例：把瘪的乒乓球放在热水里复原。
仪器的选择:
密闭容器，如集气瓶、试管、锥形瓶、针筒、钟 罩等等
集气瓶分为五等分，
方便确定氧气在空气中
的体积分数
反应物的选择
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A
B
根据拉瓦锡实验装置原理，设计一个测 定空气中氧气体积分数的 实验装置
实验步骤的确定
1、检查装置的气密性； 2、用弹簧夹夹住橡胶管； 3、将红磷放在燃烧匙中，将燃烧匙中的红磷 点燃后迅速插入集气瓶中并塞紧塞子； 4、待燃烧完毕，冷却,将导管放入烧杯中,打 开弹簧夹,观察水倒吸情况；
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反应物的选择
蜡烛 +氧气
点燃
二氧化碳 + 水
燃烧后会生成二氧化碳气体
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反应物的选择
4P + 5O2
点燃
Fra Baidu bibliotek
2P2O5
生成五氧化二磷固体；红磷的着火点 高，需要在容器外加热点燃
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三、 用红磷测定氧气含量的实验 现象：
1、产生浓厚的白烟,产生大量的热。 2、集气瓶内水面上升约1/5。
磷 + 氧气 点燃 五氧化二磷
P
O2
P2O5
结论：氧气约占空气总体积的1/5 。
四、思考以下问题 氧气 1、红磷在集气瓶中燃烧，消耗了什么气体？
2、燃烧匙里为什么要盛放过量的红磷？如 果红磷的量不足测得空气中氧气的体积分 数是偏大还是偏小？
使磷与空气中的氧气反应完全； 偏小
3、在实验过程集气中如果瓶内水面不上升 或瓶内水面上升不到1/5，可能是什么原因?
集气瓶漏气；
红磷用量不足，氧气没有反应完；
集气瓶反应后没有冷却至室温就打开止水夹。
五、从实验中可以判断出： 氮气的性质: 物理性质: 无色、难溶于水 化学性质： 不与红磷反应（或不支持燃烧）
如何检查实验装置的气密性？
先把导管的一端浸在水中，加热（用手捂、 热毛巾或微火）容器，若导管口有气泡产生， 则装置不漏气。
空气热胀冷缩法：加热（用手捂、热毛巾或微火）集 气瓶，集气瓶里面的气体受热膨胀，压强变大，现象 是从导管出口（应浸没在水下）排出气泡。
反应物的选择
2Mg + O2
点燃
2MgO