1、测定空气中氧气的体积分数实验原理：红磷燃烧消耗氧气，瓶内气压减小，被压入水的体积等于瓶内氧气的体积实验装置： A-集气瓶 B-导管C-燃烧匙D-止 水夹 实验现象：红磷燃烧，产生浓厚的白烟，打开止水夹，水从烧杯倒吸如集气瓶，进入水的体积约占瓶容积的 1/5 化学反应方程式：4P+5O 2=2P2O5现象解释：红磷在密闭容器内充分燃烧，消耗瓶内氧气，生成五氧化二磷固体，使集气瓶内气压减小，小于外界大气压，所以大气压将烧杯中的水压入集气瓶中。进入集气瓶中的水的体积就等于消耗的氧气的体积。实验要求：红磷足量（充分消耗瓶 内氧气） ；冷却至室温后再打开止水夹；集气瓶底预留适量的水，吸收热量，溶解五氧化
2、二磷；燃烧物质的选择-消耗氧气，同时不能产生新的气体（不可以用硫和木炭代替）特别注意：蜡烛燃烧产生二氧化碳气体，常温下二氧化碳仅微溶于水，且溶解速度比较慢，因此一般不用蜡烛燃烧测定氧气的体积分数。但若能吸收二氧化碳，此法也不失为一种简便的方法。而且蜡烛易燃烧，取材方便。 误差分析：实验发现测定的氧气体积分数 小于 1/5 分析原因：装置的气密性不好,可能漏气。红磷的量不足,没有充分消耗氧气。没有将点燃的红磷迅速伸入集气瓶并塞紧瓶塞。未等瓶内的气体冷却就打开夹子实验发现测定的氧气体积分数大于 1/5 分析原因：。燃烧匙插入太慢，导致空气受热膨胀逸出止水夹没有夹紧，红磷燃烧时空气从止水夹逸出典型题
3、目汇总：1第一小组同学共同设计了如下图的 A、B 两套装置你认为合理的是（填编号） 答案：A 氧气的密度比空气略大，燃烧匙伸入底部，能使氧气消耗更充分，测定更准确测定空气中氧气的体积分数的还有如下方法：点燃2.用来测定空气成分的方法很多，下图所示的是小明用红磷在空气中燃烧的测定方法。实验过程是：第一步：将集气瓶容积划分为五等份，并做好相应的标记。第 二 步 ： 点 燃 燃 烧 匙 内 的 红 磷 ， 伸 入 集 气 瓶 中 并 把 塞 子 塞紧。第三步：待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，发现水被吸入集气瓶中，进入集气瓶中水的体积约为集气瓶总容积的 1/5。请回答下列问题：（1）上面的实验同时证明
4、了氮气具有 的化学性质。（2）实验完毕，若进入集气瓶中水的体积不到总容积的1/5，你认为导致这一结果的一种原因可能是 （3）某同学对实验进行反思后，提出了改进方法（如右图所示 ） ，你认为改进后的一项优点是： （4）小组的同学做完实验后又尝试用木炭重新做了以上实验，发现水几乎没有进入集气瓶。经讨论，同学们一致认为如果事先在集气瓶内注入少量 溶液来吸收气体，实验也能取得较好的效果答案：(1) 不能燃烧，也不支持燃烧 (2)装置漏气或红磷的量不足 （3）装置始终密闭，空气没有溢出，实验结果准确 不需要加热，节约能源（4）氢氧化钠或澄清的石灰水3.某同学利用右上图装置测定空气中氧气的含量，红磷燃烧后
5、恢复到室温，打开弹簧夹发现进入广口瓶的液体液面高度超过广口瓶容积的 1/5。造成这一现象的原因可能是 （ ）A实验前没有将弹簧夹夹紧 B实验装置可能漏气C实验中所取的红磷过量 D实验中所取的红磷不足答案：A4.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，该实验中反应的化学方程式为 2Cu+O2 加热 2CuO 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。水阳光红磷(1)在实验加热过程中，交替缓慢推动两个
6、注射器活塞的目的是 。(2)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“”、 “”、 “”)。成该实验出现误差的原因可能是 。(填序号) 没有交替缓缓推动两个注射器活塞； 读数时没有冷却至室温； 加入铜丝量太少； 加入铜丝量太多答案 (1)铜丝与氧气充分接触而反应 (2)；1 2 35.将等容积等质量(包括瓶塞、导 管、燃烧匙) 的两个集气瓶置于天平左右两盘，并调至平衡，然后分别放人等质量的白磷和木炭如右图，关闭 a、b，使二者充分燃烧后，冷至室温，此时打开弹簧夹 a、b。(1)打开弹簧夹
7、a、b 时观察到的现象是( )A甲中进水 B乙中进水 C甲、乙二者都进水 D甲、乙二者都不进水(2)此时的天平( )A处于平衡状态 B偏向左 C偏向右 D无法确定(3)若将甲、乙两瓶直接用一导管连接( 撤掉水槽，其他条件不变)，当白磷和木炭充分燃烧，并使两瓶恢复到原来的温度，此时的天平( )A仍处于平衡状态 B偏向右 C偏向左 D无法确定答案： A B(甲瓶内有水进入 ) C（充分燃烧后，甲瓶内气压小于乙瓶，冷却气压相等时，甲瓶偏重）6.研究性学习小组的同学为探究空气中氧气的体积分数，设计了如右图所示装置。请根据图示实验回答下列问题： （1）闭合电源开关，可以观察到白磷 。（2）装置冷却到室温
8、时，可观察到 U 型管内左侧液面 。（3）通过这个实验得出的结论是 （4）此实验还可推知反应后剩余气体的两点性质是： （5）评价优点： 答案：燃烧生成 大量白烟 上升 空气中氧气体积分数为 15 不溶于水、不能燃烧，也不支持燃烧 不与白磷反应 环保更加精确7.选用实际 容积为 40mL 的试管作反应容器，将过量的白磷放入试管，用橡皮塞塞紧试管口，通过导管与实际容积为60mL 且润滑性很好的针筒注射器相连组成如下图的实验装置。假设此实验能按照小华的设想正常进行，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）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
9、观察到的现象为 （2）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 （3）如何检查气密性： 答案：(1)白磷燃烧，产生白烟，活塞前沿约在 12ml 的刻度线上(2)白磷燃烧，产生白烟，活塞先向右移动，最终稳定在约 8ml 的刻度线上(3) 实验前，打开弹簧夹，将注射器的活塞前沿从 20 mL 刻度处推至 15mL 刻度处，然后松手，若活塞仍能返回至 20mL 刻度处，则说明：装置的气密性良好 8.某校初三研究性学习小组为探究空气中氧气的体积分数，设计了如下图所示的装置，其中 A 是带刻度的容积为 700mL 的圆筒状玻璃反应器B 是敞口玻璃瓶 C 是连通
10、A，B 的橡皮管D 是密封盖（其他辅助装置略）他们的操作过程如下：a 检查装置的气密性；b 在 B 中加入水，并调整 B 的高度，使 A 中的液面至刻度 500mL 处；c 将一定量的白磷平铺在惰性电热板上，盖紧密封盖 D；d 通电加热白磷待充分反应后，调整 B 的高度使容器 A、B 中的液面保持水平，记录 A中气体体积为 420mL （注：A 容器内固态物质所占的体积忽略不计）（1）当操作 d 结束时， 装置 A 中液面的刻度约为 420mL本次实验测得氧气在空气中的体积分数为 请你说出产生误差的一个原因 （2）测定空气中氧气的体积分数时，通常选用红磷或者白磷，而不用木炭请你说说不用木炭的理
11、由 （3）该小组中有同学提出：如果用木炭代替白磷也能测定空气中氧气的体积分数，只要将水换成一种溶液，则该溶液是 答案： 16% 白磷太少；未冷却到室温就读数等木炭燃烧生成二氧化碳气体，不能保证被水完全吸收氢氧化钠溶液或者其他碱溶液9. 某校化学研究性学习小组在学习了“空气中氧气含量测定”的基础上，改进了教材中的实验，设计出了如右图所示的实验装置。实验步骤如下：如图所示，连接仪器，检查装置的气密性。发现装置的气密性良好。在集气瓶里装进适量 a 体积的水，燃烧匙里放一块白磷（其着火点是 40） ，并在酒精灯上把玻璃棒下端加热，按图示装置把集气瓶中的空气密封起来，把长导管的另一端放入盛有足量水的烧杯
12、中。 （注：集气瓶内的长导管已伸到了瓶底）用力把预先加热过的玻璃棒按下与白磷接触，观察到白磷立即着火燃烧，产生大量白烟，同时放出大量的热。 （注：白磷与红磷燃烧的产物相同）待白磷燃烧熄灭后，稍加振荡，白烟消失。待集气瓶完全冷却至室温，量出集气瓶中水的体积是 b，整个集气瓶的体积是 c。根据 a、b、c 三个数据，计算出空气中氧气的体积分数。根据以上信息，回答下列问题。（1）在白磷开始燃烧到最后熄灭的过程中，集气瓶内水面的变化情况是_。（2）若实验非常成功，请写出 a、b、c 三个数据应满足的一个等式关系式：_。答案：（1）先下降后上升 （2） （ba）/（ca）=1/5 或 （ba）/ （ca
13、）100%=20%（或 21%）或 5bc = 4a 10.某同学用右图所示的装置粗略地测定空气中氧气的体积分数，图中烧杯上方玻璃管(预先固定好)中部有一可左右滑动的活塞，活塞左端管内密封有空气，活塞右端的玻璃管口跟空气连通，实验开始前活塞处在刻度 5 cm 处。已知生石灰与水反应能产生大量的热；可燃物燃烧必须同时具备二个条件，一是有一定的温度；二是有充足的氧气。向烧杯内加入适量水，与生石灰反应的目的是 可观察到玻璃管内开始发生的现象：白磷(足量) ，活塞向 (填“左”或“右”）移动。实验结束，恢复到常温后，活塞应停在约 cm 处，据此可得出的结论是： 。答案：与石灰水反应产生热量，加热玻璃管内的白磷 燃烧，产生大量白烟，后又逐渐熄灭 右4 白磷燃烧消耗玻璃管内的氧气，氧气在空气中约占空气体积的 1/511.在测定空气中氧气含量的实验中，小强采用了下图所示装置：在由注射器和具支试管组成的密闭系统中留有 25mL 空气，给装有铜粉的具支试管加热，同时缓慢推拉注射器活塞，待注射器活塞稳定后，观察密闭系统内空气体积变化（1）在实验加热过程中，具支试管上的小气球作用是 （2）写出该实验中反应的化学方程式 _ 答案：(1) 缓冲压力或防止活塞冲出或防止试管炸裂或防止橡皮塞冲出 (2) 2Cu+O2 =2CuO加热
