2023年度阅读材料：氧气含量测定-拓展装置（完整文档）

下面是小编为大家整理的2023年度阅读材料：氧气含量测定-拓展装置（完整文档）,供大家参考。

　空气中氧气含量的测定 ---- 拓展装置

　《空气中氧气体积分数的测定》实验，是初三化学学习的第一个实验，涉及到具体的实验原理、实验设计、实验操作和结果分析。因此，这个实验也成为第一学期期中考试、期末考试的重点实验。同时，对该实验的拓展装置的考察可深可浅，难度设置可大可小，也成为模拟考试、中考的切入点。

　本文就该实验的基本原理和拓展装置做了整理、汇总及比较（共 16 幅），资料来源自历年中考真题、网络上获取的各位老师的科研文章。

　1 、化学反应原理 利用磷燃烧消耗空气中的氧气，从而使容器内形成负压，打开止水夹后，水进入容器内。进入容器中的水的体积，可粗略地认为是空气中所含氧气的体积。

　将不可见的气体体积的变化转换成可见的液体的体积。

　2、 、 实验仪器：

　：集气瓶、燃烧匙、烧杯、玻璃管、乳胶管、止水夹。

　实验药品：红磷、水。

　3 、基本实验装置：

　4 、关键点：装置不漏气，产物是固体，红磷要充足，冷却到室温，再测定体积。

　5 、装置的缺陷 （1）该实验装置可能发生气体泄漏的地方太多，加之燃烧的红磷伸入集气瓶中加热了内部的空气，使之外逸，都会导致实验的误差。

　（2）反应物浓度越小，反应的速率越慢。当燃烧持续进行时，氧气的浓度越来越小，氧化的速率也越来越小。维持红磷燃烧需要的氧气浓度相对较高，利用燃烧，无法除尽空气中的氧气。

　6 、结果分析 （1）为什么有时气体减少的体积小于 1/5 呢？

　导致结果偏低的原因可能有：①红磷的量不足；②瓶内氧气没有耗尽；③装置漏气（如塞子未塞紧、燃烧匙和橡皮塞之间有缝隙等），使外界空气进入瓶内；④未冷却至室温就打开弹簧夹，使进入瓶内的水的体积减少。

　（2）为什么有时气体减少的体积大于 1/5 呢？ 导致结果偏高的原因可能有：①点燃红磷后，插入燃烧匙时，瓶塞子塞得太慢，使得瓶中空气受热膨胀，部分空气溢出。②实验开始时，未夹止水夹（或未夹紧）。

　7 、拓展装置 序号 号 装置 实验操作 评价 图1

　先把玻璃棒的下端烧热，燃烧匙内放一块白磷，把橡皮塞插入瓶中，并把塞子塞紧。

　然后把玻璃棒的热端按下与白磷接触，白磷燃烧，产生大量白烟。

　待白磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，烧杯中的水倒吸进入瓶内。

　原 方 法 操 作时，燃着的磷伸入瓶内的一瞬间，瓶内的空气膨胀，总会有一部份空气会排出，那排出的部份的 4/5 的(N 2 )也当成了 O 2 被“测定”了。

　此 法 可 以 防止燃烧匙伸入集气瓶时气体的散逸。

　图2

　导线的一端与燃烧匙柄相接，另一端串上开关、6V～10V 干电池后跟燃烧匙盛放的磷的“匙”处相连。

　当闭合上开关，显然白磷接触的导线发热引发白磷燃烧。

　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3

　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4

　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5

　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6

　用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，烧杯中的可防止燃烧匙伸入集气瓶内气体的散逸。

　为 防 止 集 气瓶因骤热而爆裂，

　水倒吸进入瓶内。

　可先用温水淋浴后，再将热水注入外面的大烧杯中。

　图7

　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。

　此 法 在 不 透气的情况下进行，几乎可以完全防止漏气。

　用 注 射 器 的刻度代替了“水”的体积，设计思路上的创新。

　图8

　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（左侧）移动，根据胶塞停止时的位置，确定空气中氧气的体积。

　此 法 在 不 透气的情况下进行，几乎可以完全防止漏气。

　热 量 来 源 新颖。用刻度代替了“水”的体积，设计思路上的创新。

　推入时，须在胶塞上插一根注射器针头，以便排出气体，待胶塞推到合适位置时，拔出针头即可。

　玻 璃 管 不 宜太短，太短，加热时胶塞会被推出图9

　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。

　管外。

　图10

　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。

　此 法 在 不 透气的情况下进行，几乎可以完全防止漏气。

　热 量 来 源 新颖，符合低碳、绿色化学的理念。用注射器的刻度代替了“水”的体积，设计思路上的创新。

　图11

　将燃着的红磷迅速插入集气瓶内，红磷燃烧，产生大量白烟。

　待红磷熄灭并冷却后，根据注射器停止时的位置，确定空气中氧气的体积。

　用 注 射 器 的刻度代替了“水”的体积，设计思路上的创新，操作简单。

　图12 在一玻璃管的两端，通过橡皮塞装上两只注射器，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，把注推 动 注 射 器活塞，空气可以通过装铜丝的玻璃管在两只注射器间来回传送，不会泄漏，且反应充分（ 氧 气 消 耗 彻底）。

　射管缓慢地以 2～3 次/分的速度左右推动。

　大约 3～4min 之后停止加热。待玻璃管冷却至室温后，注射器内空气减少。

　做该实验时，要注意注射器不宜太小，太小体积变化不大，现象不明显。

　图13

　取一定量的白磷放入试管底部的玻璃棉上，塞紧橡皮塞，用指头压住试管上面的橡皮塞，在试管底部稍微加热，大约在 55℃时开始燃烧，生成大量的白烟，在狭窄的反应管中，空气很快消耗掉。

　待反应结束，装置完全冷却后，装置打开止水夹 a，注射器内染色的水进入试管约为试管容积的五分之一。

　该 反 应 始 终在一个密闭的容器中进行，误差较小，现象比较明显，采用染色的水，对比性强。

　图14

　用钟罩代替集气瓶进行实验，将燃着的红磷迅速插入钟罩内，红磷燃烧，产生大量白烟。

　待红磷熄灭并冷却后，钟罩内水面上升约 1/5 处。

　钟 罩 下 方 敞口，气体受热膨胀时，可将水压出一部分从产生减压作用，减少了气体泄漏的可能，准确性比原实验方案高。

　图15

　在水槽中盛适量的稀氢氧化钠溶液，并滴入 2～3 滴酚酞试液，在小木片上固定一只短蜡烛，点燃蜡烛。

　把集气瓶倒扣在小木块上方，并将瓶口水封。几秒钟后，蜡烛火焰熄灭，水位上升。且进入瓶中的液体变红色。

　在水下用玻片盖上集气瓶，取出，测量集气瓶中水的体积，约为集气瓶容积的 1／5。

　该实验简便、粗略，可多次重复，容易被学生接受。

　缺点是在盖上集气瓶开始时，由于气体膨胀，有气泡从瓶口冒出，导致实验测得的值偏大。

　图16

　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。

　该实验突破了“产物是固体”的局限，将生成的气体吸收。思路新颖。