测定空气中氧气的体积分数实验改进

测定空气中氧气的体积分数实验改进
平度市兰底中学青岛 266734
【实验目的】：改进测定空气中氧气的体积分数实验，减小实验误差。

【实验仪器及用品】：试管、单孔橡胶塞、一根3cm长的短玻璃导管、乳胶管、弹簧夹、烧杯、硫酸铜溶液、水、酒精灯、白磷
【实验装置图及说明】：
图1 图2 图3 图4
取一支18×180mm的带刻度试管，加单孔橡胶塞，在孔中插一根3cm长的短玻璃导管，在玻璃导管上加一段4cm长的乳胶管，把乳胶管折回，用弹簧夹夹住，使试管密闭。

用500mL 烧杯备200mL浓度大些的硫酸铜溶液，再备500mL水、一盏酒精灯、5克白磷。

【实验操作】：
第一步：取一块黄豆粒大小的白磷，用滤纸擦干水，立即放入准备的试管里，塞上带乳胶管和弹簧夹的橡胶塞密封（如图1所示），试管在酒精灯上稍作烘烤，白磷就燃烧起来，振荡试管，防止白磷粘在试管壁上。

第二步：1min左右试管内不再产生白烟，使试管温度迅速降到室温。

第三步：把试管倒插入硫酸铜溶液里（如图2所示），打开弹簧夹，硫酸铜溶液立即沿乳胶管进入试管（如图3所示），捏住乳胶管，把试管从硫酸铜溶液中取出，正立试管观察，液面高度大约是试管空间高度的1/5（如图4所示）。

【实验创新点及意义】
以前的测定空气中氧气含量的实验（如图）存在以下缺点：
①红磷的着火点较高，红磷燃烧熄灭并不是容器里的氧气耗尽，而是氧气的浓度降低到不能再支持红磷燃烧，即红磷燃烧仅消耗70%-80%左右的氧气，所以水面不可能达到1/5的理想高度
②检验完装置气密性后填装红磷时还需拔插橡胶塞，容易造成装置漏气，引起误差；
③点燃红磷的过程中会有少量的五氧化二磷逸出，刺激人的呼吸道；
③进水的导管过长，引起实验误差。

改进后的实验比较起来有以下优点：
①白磷在燃烧时一直在密闭的试管内进行，绝无热空气外逸；
②白磷的着火点很低（40℃），即使在燃烧熄灭后仍在发生氧化反应，几乎把试管内的氧气
消耗尽，硫酸铜溶液不仅能提高实验的可见度，而且能把试管里没反应的白磷蒸汽吸收，完全符合实验的真实性和科学性。

③本实验无长导管，误差更小；
④装置是试管、烧杯等，简单、轻巧；每次实验仅需2分钟左右。