初中化学空气中氧气含量的测定

空气中氧气含量的测定
空气中氧气含量的测定实验是一个基础而重要的实验，该实验的探究目的旨在通过实验操作、实验现象的观察得出相关的结论。

此类题往往要求根据实验操作不当带来的问题加以讨论并利用有效方式加以解决，在解决问题的过程中
培养各种思维能力。

例题 按右图组装仪器，关闭止水夹。

请回答下列问题： （1）电热棒接通电源后，集气瓶中的现象是。

（2）红磷燃烧一段时间后，自动熄灭了，你认为原因是。

（3）冷却后，松开止水夹，你观察到的现象为。

解析本题主要考查通过燃烧法测定空气中氧气的含量。

描述实验现象时要注意语言的准确性，注意“烟”与“雾”的区别，并且不能将实验结论与实验现象相互混淆；分析红磷燃烧一段时间后自动熄灭的原因时，要结合实验原理进行解答。

参考答案（1）红磷开始燃烧，产生白烟，随后火焰减小并慢慢熄灭（2）集气瓶内的氧气已消耗完 （3）烧杯里的水倒吸到集气瓶内（或烧杯的水面下降），集气瓶中的水约占集气瓶容积的
变式题 按右图组装仪器，关闭止水夹，通电使红磷燃烧。

请回答下列问题：
（1）进入集气瓶内的水不足的原因是。

（2）采用电热棒加热的优点是。

（3）假如用木炭代替红磷，利用该装置进行实验，能否取得成功？为什么？。

解析 本题是在原题的基础上进行的变式。

进入集气瓶内的水不足，原因可能是装置内氧气没有消耗完，即反应物的量不足；或未冷却到室温就打开止水夹，装置的气密性不好等。

对照教材实验装置我们可以发现，使用电热棒后，就形成了一个密闭体系，避免红磷点燃后再塞胶塞时，使装置内气体受热膨胀逸出，影响实验结果的测定。

选择反应物时，除了要消耗装置内的氧气外，还得在反应后使装置内外形成压强差，故反应物一般为固体，且只与氧气反应，反应后生成固体。

参考答案（1）红磷量不足（或） （2）形成密闭体系，使实验结果更准确；避免五氧化二磷散逸到空气中造成空气污染
（3）不能。

因为燃烧产生二氧化碳气体，无法使密闭装置内外形成压强差
拓展题在测定空气中氧气含量的实验中，小强采用了
右图所示装置：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，同时交替缓慢
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)小强测得实验结果如下： 电热
棒足量
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(填“>”、“＝”、“<”) 21％。

造成该实验出现误差的原因可能是(填序号)。

①读数时没有冷却至室温②加入铜丝量太少③加入铜丝量太多
(3)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。

解析该实验的原理是加热铜丝，使铜丝与密闭体系中的氧气充分反应，通过活塞移动的距离变化测出空气中氧气的含量。

由题意可知，反应前与反应后注射器内气体总体积变化为3mL，即消耗的密闭装置中氧气的体积；空气中氧气含量的理论值约为21%，导致含量偏小的原因是读数时没有冷却至室温，或加入铜丝量太少或装置漏气等；而铜丝量太多不会影响实验结果，它是实验成功的必要条件。

参考答案(1)使空气中的氧气与铜丝充分反应(2) < ①②(3)通过化学反应除去混合物中的一种成分，再测量混合物在反应前后体积(或质量)的变化，从而得出该种成分的含量(答案合理即可)。