测定空气成分的实验专题

测定空气成分的实验专题

一、知识点

二百多年前，法国化学家拉瓦锡通过实验，得出了空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的1/5的结论。

测定空气中氧气含量的实验

【实验原理】红磷在空气中燃烧消耗氧气生成五氧

【实验装置】如右图所示。弹簧夹关闭。集气瓶内加入少量水，并做上记号。

【实验步骤】

①连接装置，并检查装置的气密性。

②点燃燃烧匙内的红磷，立即伸入集气瓶中，并塞紧塞子。

③待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹。

【实验现象】①红磷燃烧，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。

【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。

3.导管中要注满水。否则当红磷燃烧并冷却后，进入的水会有一部分残留在试管中，导致

测量结果偏小。

4.冷却后再打开弹簧夹，否则测量结果偏小。

5.如果弹簧夹未夹紧，或者塞塞子的动作太慢，测量结果会偏大。

6.在集气瓶底加水的目的：吸收有毒的五氧化二磷。

7.不要用木炭或硫代替红磷！原因：木炭和硫燃烧尽管消耗气体，但是产生了新的气体，

气体体积不变，容器内压强几乎不变，水面不会有变化。

8.如果预先在集气瓶内放入氢氧化钠溶液，就可以用木炭或硫代替红磷进行实验。

9.不要用镁代替红磷！原因：镁在空气中燃烧时能与氮气和二氧化碳发生反应，这样不仅

消耗氧气，还消耗了氮气和二氧化碳，使测量结果偏大。

练习：

1.用燃烧法除去密闭容器中空气成分里的氧气，应选择下列物质中的

A．细铁丝B．红磷C．硫粉D．木炭

2.如图所示装置可用于测定空气中氧气的含量，实验前在集气瓶内加入少量水，并做上记号。

下列说法不正确的是（）

A．实验时红磷一定要过量 B．点燃红磷前先用弹簧夹夹紧乳胶管

C．红磷熄灭后立刻打开弹簧夹D．最终进入瓶中水的体积约为氧气的体积

3.小明用右图装置来测定空气中氧气的含量，对该实验认识正确的是（）

A ．使用红磷的量多或少，都不会影响实验结果

B ．燃烧足够的红磷可使进入容器的水占容器的4/5

C ．红磷燃烧消耗空气中的氧气，使容器内压强下降，水面上升

D ．红磷一燃烧完，就要立即观察，并记录水进入容器的刻度

4.拉瓦锡通过实验得出的结论是氧气约占空气总体积的1/5，而我们在实验中为什么气体减

少的体积小于1/5？下列分析的原因正确的是(只有一个正确答案)（ ）

A ．有残余氧气

B ．未完全冷却就打开止水夹

C ．生成物溶于水

D ．空气中的某种成分溶于水

5.如下图所示，有三种不同的实验装置，集气瓶中均充满空气，燃烧匙内所盛有的物质

(装置一中物质为红磷：装置二中物质为木炭；装置三中分别装有红磷和木炭)均为过量，

大烧杯内盛有水．当充分燃烧后，冷却至室温，打开弹簧夹：

装置一 装置二 装置三打开止水夹，请依次描

述打开止水夹后三种装置所出现的现象及其原因：

（1）装置一中所出现的现象为_____ _，原因是___ ___ ________；

（2）装置二中所出现的现象为_____ ，原因是____ ________；

（3）装置三中所出现的现象为____________________________ __。

6. 红磷能空气中燃烧，生成的白色固体五氧化二磷能溶于水。测定空气中氧气的含量，用

右图所示的装置来完成。（1）下列步骤的先后排列顺序正确的是( )

①先用弹簧夹夹紧橡皮管 ②用燃烧着的火柴检验瓶内剩余气体，火柴熄灭，说明主要

是氮气 ③点燃燃烧匙内的足量的红磷，立即伸人瓶内，并把塞子塞紧 ④冷却到室温

⑤打开弹簧夹，水压入集气瓶中，并接近集气瓶中原空气体积的1／5 ⑥先在集气瓶内加入

少量水 ⑦检查装置的气密性A ．⑦⑥②⑤④③① B ．⑦⑥③②⑤①④ C ．⑦⑥①③④

⑤② D ．⑦⑥①③②④⑤(2)实验中观察到红磷燃烧时，产生____________。待冷却后，

打开弹簧夹，观察到_____________由此得出结论：

____________________________________。

该反应的文字表达式是_____________________，属于________反应。

（3）有关实验的说法，不正确的是（ ）

A 、红磷的量不足会地影响实验结论

B 、装置不漏气是实验成功的重要原因 红磷 木炭 红磷 木炭

C、将红磷改为木炭也能得到正确的实验结论

D、瓶内压强的减少会导致水

7.为测定空气中氧气的含量，小华同学打算设计如下方案：选用实际容积为4OmL的试管作

反应容器，将过量的白磷放入试管，用橡皮塞塞紧试管，通过导管与实际容积为60mL 且润滑性很好的针筒注射器组成如下图的实验装置。假设此实验能够按照小华的设想正常进行，且白磷所占体积与导管内的气体体积忽略不计，请回答下列问题：

（1）实验前，打开弹簧夹，将注射器活塞前沿从20mL 刻度处推至15mL刻度处，然后松开手，若活塞仍能返回至20mL刻度处，则说明_______________________；

（2）若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，燃烧结束，等到试管冷却后再松开弹簧夹。可观察到的现象为____________________________________________；

（3）若不使用弹簧夹，用酒精灯加热白磷，充分反应直至燃烧结束,试管冷却。可观察到的现象为___________________________________________；

（4）若按小华的设想进行实验，实际可能遇到诸多问题而发生危险，造成实验失败。例如：__________________________________________________________________。8.在测定空气中氧气含量的实验中，小强采

用了上图所示装置：在由两个注射器组成的密闭系统中留有25mL空气，给装有细铜丝的玻璃管加热，同时缓慢推动两个注射器活塞，至玻璃管内的铜丝在较长时间内无进一步变化时停止加热，待冷却

至室温，将气体全部推至一个注射器内，观察密闭系统内空气体积变化。

（1）在实验加热过程中，交替缓慢推动两个注射器活塞的目的是。

（2）写出该实验中反应的化学方程式。

（3）小强测得实验结果如下：

反应前注射器内气体总体积反应后注射器内气体总体积

25mL 22mL

由此数据可以推算出他测定的空气中氧气的体积分数 2l％

(填“>”、“＝”、“<”)。造成该实验出现误差的原因可能是。(填序号) ①没有交替缓缓推动两个注射器活塞；②读数时没有冷却至室温；

③加入铜丝量太少；④加入铜丝量太多

（4）通过上面的实验，你学到的测量混合物中某成分含量的方法是