2023年中考化学复习实验篇：测定空气里氧气的含量_氢气、空气、氧气

2023年中考化学复习实验篇：测定空气里氧气的含量

来源：网络资源 2022-12-10 15:50:42

弥漫在地球周围的混合气体就是空气。空气是一种混合物，在干燥的空气中，各组分气体的体积分数分别是：氮气78%，氧气21%，稀有气体0.954%，二氧化碳0.03%，其他气体和杂质0.03%。

历史上，第一个测定空气中氧气体积分数的科学家是法国的拉瓦锡，它将银白色的液态金属汞在密闭的容器中持续加热，最后，金属汞变成了红色的粉末，氧化汞，而在容器中，空气的体积分数减少了大约五分之一。拉瓦锡也通过这个实验发现了质量守恒定律。

今天，我们将反应物换成红磷，通过红磷在密闭容器中燃烧的实验，测定空气里氧气的含量。

测定空气里氧气的含量的实验装置图

由于教材版本的不同，在实验装置的装配和实验仪器的命名也会有所不同，同学们一定要结合自己的课本和中考试卷的答题要求，考试的时候准确地写出答案。

对于实验仪器的命名，只要满足当地的答题要求即可，而在实验装置的不同方面，我建议同学们对比两者的不同，进行举一反三的思考。化学是一门重视细节和思考的科目，只有掌握扎实的基础和养成发散思维的习惯，才能得到高分。

一. 关于实验必背的知识点(需要准确的默写)

1. 实验现象

红磷燃烧，有大量白烟生成;放热;冷却至室温后打开弹簧夹，水沿导管进入集气瓶，最终水面上升约1/5。

2. 实验原理

足量红磷在空气中燃烧，将瓶中氧气完全反应掉，生成五氧化二磷白色固体，容器内压强减小，在大气压作用下，进入容器内水的体积即为减少的氧气的体积。

3. 实验结论

(1)空气中氧气的体积分数约占空气的1/5;

(2)氮气不能燃烧也不支持燃烧，且不易溶于水。

二. 需要深刻理解并活学活用的知识点

1. 实验过程中，哪些错误会导致实验结果偏大或偏小

(1)偏大

实验操作	原因分析
反应前弹簧夹没有夹紧	在实验的过程中，红磷燃烧放出了大量的热，使集气瓶内的空气受热膨胀，沿着导管排到了烧杯的水中，而在实验结束时，这一部分逸出的气体也会使同等体积的水流流到集气瓶中充当氧气的体积，所以实验结果偏大。
点燃红磷后伸入集气瓶和塞进塞子过慢	伸入过慢会使装置内的气体受热膨胀逸出，导致进入瓶中的水的体积也偏大，测量结果偏大。

(2) 偏小

红磷量不足	氧气没有被完全消耗，导致进入瓶中的水的体积偏小，测量的结果也偏小。
装置的气密性不好	反应结束后，集气瓶内的气压小于外界大气压，装置漏气会使装置外的空气进入，导致进入瓶中的水的体积偏小，测量结果偏低。这里不用纠结由于装置气密性不好，红磷燃烧放热，使集气瓶内的空气受热膨胀，然后顺着漏气的地方跑出去，因为根据大量的实验数据，在实验结束后，肯定是进入的空气的体积大于跑出去的气体的体积的。反应前弹簧夹没有夹紧这种情况不属于装置的气密性不好，因为导管在烧杯的水面下是液封的，外界的气体没有办法通过导管流入到集气瓶中。
燃烧停止后，没有等到集气瓶冷却到室温，就打开了弹簧夹	集气瓶没有冷却到室温时，瓶内气体的压强偏大，导致进入集气瓶中的水的体积偏小，测量结果也偏小。

2. 集气瓶平底的水的作用是什么?

(1)防止热的生成物溅落而炸裂平底;

(2)为了吸收生成的白烟，防止污染空气;

(3)吸收热量，有助于装置冷却。

3. 除了红磷以外，还可以用哪些物质?

选用易与空气中的氧气反应，且不与空气中的其他气体发生反应，反应后的生成物质固体的物质。比如白磷，铜丝(采用加热的方法，利用铜和氧气反应生成氧化铜)。

一般情况下不能选用碳和硫来替代红磷，因为碳和氧气反应生成二氧化碳，硫和氧气反应生成二氧化硫，单质可以通过预先在集气瓶平底放入适量的氢氧化钠的浓溶液的方法，并在打开弹簧夹前振荡集气瓶，使产生的气体充分的被吸收。

2023年中考化学复习实验篇：测定空气里氧气的含量