2022年测定空气中氧气含量装置 .pdf

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1、测定空气中氧气含量的常见的装置（全）江苏省特级教师赵美荣序号装置实验操作图 1 用凸透镜将太阳光聚焦到白磷，使白磷燃烧，一段时间后，白磷燃烧。燃烧完毕，待冷却至室温，打开弹簧夹，烧杯中的水倒吸进入瓶内。图 2 闭合电源开关，电阻丝发热，温度达到 40 时白磷燃烧，产生大量白烟。装置冷却后，由于左侧中氧气被消耗，气体压强减小，水会在左侧中上升，且上升到 1 刻度处。图 3 先关闭弹簧夹 a，将螺旋状的铜丝在酒精灯的灼烧后迅速插入大试管，接触试管底部的过量的白磷，然后立即塞紧橡皮塞。由于白磷的着火点低，白磷燃烧，产生大量的白烟。燃烧完毕，待冷却至室温，打开弹簧夹，烧杯中的水倒吸进入瓶内。图 4 用

2、水浴加热的办法使白磷燃烧，足以使白磷着火燃烧。燃烧完毕，待冷却至室温，打开弹簧夹，烧杯中的水倒吸进入瓶内。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 8 页图 5 在一封闭的试管内放一颗白磷，用酒精灯微微加热白磷，白磷燃烧，有大量白烟生成，注射器被推向外侧（右侧）。待装置冷却，注射器逐渐向内侧（左侧）移动，根据注射器停止时的位置，确定空气中氧气的体积。图 6 在一端封闭的粗玻璃管内放一颗白磷，用胶塞塞住，并推入到玻璃管中部，记下位置。用酒精灯微微加热白磷，白磷燃烧，有大量白烟生成，胶塞被推向外侧（右侧）。待装置冷却，胶塞逐渐向内侧（

3、左侧）移动，根据胶塞停止时的位置，确定空气中氧气的体积。图 7 用生石灰和水反应时放出的热量使白磷燃烧。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。图 8 在一个耐热活塞的底部放一小块（足量）白磷，然后迅速将活塞下压，使空气内能增大，温度达到40。白磷燃烧，产生大量白烟，冷却至原来温度时，松开手，活塞最终将回到刻度 4 处。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 8 页图 10 在一玻璃管的两端，通过橡皮塞装上两只注射器，

4、玻璃管内装几团细的铜丝，把一个注射器内的空气体积调到 50mL的位置，另一只注射器不留空气加热玻璃管的铜丝部位。待铜丝被灼热后，把注射管缓慢地以 23 次/ 分的速度左右推动。大约 34min 之后停止加热。待玻璃管冷却至室温后，注射器内空气减少。图 11 在滴管中盛适量的氢氧化钠溶液。将燃着的硫粉迅速插入集气瓶内，硫粉燃烧，发出淡蓝色的火焰。燃烧完毕，待冷却至室温，打开弹簧夹，烧杯中的水倒吸进入瓶内。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 8 页探究空气中氧气的含量湖北省教研室组长杨国安亲爱的同学，很高兴与你见面了！老师要告诉

5、你一个小秘密：在我们周围的空气单元里，“探究空气中氧气含量的实验”可重要啦！这不，近几年来在各省市中考试卷中频繁出现。本文中的例3 就是我出的一道中考题。遗憾的是，当年我市考生平均得分率只有 41% ！现在，你一定很想知道，怎样才能掌握这一考点？老师告诉你，掌握这一考点有秘决：一是你要深入理解实验原理；二是你要有流畅的解题思路，找到解题的突破口。深入理解实验原理对于探究空气成分的实验，以下几点需要你认真研读，深入理解，这是你正确解答这类题目的基础。【实验原理】利用物质在密闭容器里燃烧或与氧气反应生成固体物质，把容器里空气中的氧气耗尽，根据气体体积的减少量来确定氧气的含量。【实验药品】能用来测定

6、空气中氧气含量的物质必须是易与氧气反应且没有气体生成的物质，如红磷（或白磷）等。不能用木炭、硫来代替红磷（或白磷）。木炭、硫燃烧的产物是气体，且消耗的氧气的体积恰好等于生成的气体的体积，密闭体系内气体的压强几乎没有变化。【实验装置】如图 1 所示（当然，也可用其他合理装置）。【实验步骤】1在集气瓶内加入少量水（用于溶解生成的五氧化二磷，同时吸收燃烧产生的热，有利于瓶内降温），把集气瓶剩余容积划分为5 等分，并做上记号。2用止水夹夹紧乳胶管。把燃烧匙内的红磷放在酒精灯火焰上点燃，立即伸入瓶中并把塞子塞紧。观察红磷燃烧时的现象。3待红磷熄灭并冷却后，打开止水夹，观察实验现象及水面的变化情况。【实验

7、现象】精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 8 页红磷燃烧时发出黄白色火焰，同时放出热量，随着反应的进行，瓶内充满白烟。待集气瓶冷却到室温时，打开止水夹，烧杯中的水被吸进集气瓶中，进水的体积恰好近似于集气瓶中原空气体积的1/5 。【注意事项】1装置不能漏气。2红磷要过量，以保证瓶内的氧气耗完。3点燃红磷后要立即伸入集气瓶中，并塞紧塞子，不能使外界空气进入瓶内。4止水夹要夹紧，防止红磷燃烧时气体膨胀使瓶中气体从导管逸出。5等到集气瓶冷却到室温时再打开止水夹，防止瓶内气温高于外界气温，使进入瓶内的水减少领悟解题思路以上内容是你正确

8、解题的基础。接下来，需要你积极领悟解题思路，寻找解题突破口。只有思路流畅，你才能在平时考试或中考中游刃有余。总体思路：测定空气中氧气含量的方法有多种，但其原理只有一种，这就是利用足量的某物质与密闭容器里空气中的氧气充分反应，通过观察进水的体积或活塞移动的体积，来确定空气中氧气的含量。例 1某同学设计了测定空气中氧气含量的实验，装置如图1 所示。回答下列问题：红磷在集气瓶中燃烧的符号表达式为。待燃烧停止，白烟消失并冷却后，打开止水夹，观察到进入集气瓶中水的体积不到总容积的1/5，你认为其原因可能是、。（填2 点即可）如将红磷换成炭粉，实验能否成功？（填“能”或“不能”）。原因是。思路分析精选学习

9、资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 8 页测定空气中氧气含量的物质，是容易与氧气反应且没有气体生成的物质。如红磷在密闭容器中燃烧，消耗了容器里的氧气，生成了五氧化二磷固体。木炭燃烧的产物是二氧化碳气体，木炭消耗氧气的体积与生成的二氧化碳气体的体积相同，密闭体系内气体的压强变化很小。测定的氧气的含量小于实际含量，或是装置有问题，或是操作有问题。如装置漏气；红磷的量不足；止水夹未夹紧；装置未冷却到室温就开始读数等。答案红磷 +氧气五氧化二磷装置漏气红磷的量不足不能炭粉虽然消耗了氧气，但燃烧生成的二氧化碳是气体，瓶内压强变化很小，水基本不

10、能进入集气瓶中例 2某课外活动小组的同学，用图2 所示的装置粗略测定空气中氧气的体积分数。该装置的气密性良好，活塞可左右滑动，实验前活塞处在刻度10cm 处。已知白磷在空气中燃烧的最低温度为40 。回答下列问题： 可 观 察 到 玻 璃 管 内 开 始 发 生 的 现 象 是 ： 白 磷 着 火 燃 烧 ， 活 塞 先向移动（填“左”或“右”，下同），后向移动。实验结束，恢复到常温后，活塞应停在约（填整数） cm处。思路分析烧杯中的沸水使白磷的温度上升，当白磷的温度达到40 时，白磷着火燃烧。白磷燃烧时放出的热量使密闭容器中的气体受热膨胀，活塞右移；当膨胀的体积不及消耗的氧气的体积时，活塞左移

11、。由于空气中的氧气约占总体积的1/5 ，所以，待装置冷却至室温，活塞最后停在刻度约为 8cm的位置上。答案精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 8 页右左8 例 3某同学为测定空气里氧气的含量，设计了如图3 所示的实验装置。该同学在“金属梯”的每一步的凹处放置一颗用滤纸吸干水后的白磷，用放大镜会聚6V 手电筒光于靠近水面的一步“金属梯”处的白磷上。回答下列问题：一段时间后，可观察到的现象是_。“金属梯”的每一步上都放置一小颗白磷与只靠近水面的一步“金属梯”处放一大颗白磷相比，优点是_。思路分析放大镜会聚6V手电筒光，使金属梯最

12、下端凹处的白磷的温度升高，白磷着火燃烧。白磷燃烧放出的热量，使金属梯上各步凹处的白磷由下往上依次燃烧。由于试管中的氧气逐渐减少，试管内气体的压强也逐渐减小，试管内的水位逐渐上升。当氧气全部耗尽时，水面不再上升。金属梯上各步凹处放置一颗小白磷，可增大白磷与氧气的接触面积，尽可能多地消耗试管里的氧气。答案白磷像“上楼梯”般依次燃烧，开始时冒白烟，燃烧快停止时在倒置试管的上部出现黄烟。试管内的水位先下降，然后上升到一定位置后恒定不动尽可能多地消耗试管内的氧气例 4 铁能在潮湿的空气中与氧气反应生成铁锈，一位同学应用上述反应原理测定空气中氧气的含量，他选用的仪器如图4 所示。回答下列问题：试管和铁丝球

13、应该如何放置？实验中观察到什么现象？实验要进行一周左右的时间，才能观察到明显的现象，你知道时间较长的原因吗？精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 8 页思路分析在密闭容器内，细铁丝与潮湿空气中的氧气反应生成铁锈，使容器内的氧气耗尽，容器内气体压强小于容器外的大气压，水进入容器。铁生锈的速度很慢，为了将试管中的氧气全部耗尽，需要较长的时间。答案把细铁丝放在倒立着的试管里，将烧杯移至试管下方使试管口浸没在水中，并用烧杯中的水液封试管中的空气。（如图5 所示）一段时间后，试管内液面上升，试管中铁丝生锈。铁生锈是一个缓慢氧化的过程，为了保证试管中的氧气能完全与铁丝反应，实验需要较长时间。亲爱的同学，“测定空气中氧气的含量”的原理你已十分清楚了，解题思路也相当明晰了，如果在平时考试或中考中遇到了这样一类题目，我相信你已成竹在胸了！精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 8 页