測定空氣中氧氣含量的裝置全

1、測定空氣中氧氣含量的常見的裝置（全）江蘇省特級教師趙美榮序號裝置實驗操作圖1用凸透鏡將太陽光聚焦到白磷，使白磷燃燒，一段時間后，白磷燃燒。 燃燒完畢，待冷卻至室溫，打開彈簧夾，燒杯中的水倒吸進(jìn)入瓶內(nèi)。圖2閉合電源開關(guān)，電阻絲發(fā)熱，溫度達(dá)到40 時白磷燃燒，產(chǎn)生大量白煙。 裝置冷卻后，由于左側(cè)中氧氣被消耗，氣體壓強(qiáng)減小，水會在左側(cè)中上升，且上升到1刻度處。圖3先關(guān)閉彈簧夾a，將螺旋狀的銅絲在酒精燈的灼燒后迅速插入大試管，接觸試管底部的過量的白磷，然后立即塞緊橡皮塞。 由于白磷的著火點低，白磷燃燒，產(chǎn)生大量的白煙。 燃燒完畢，待冷卻至室溫，打開彈簧夾，燒杯中

2、的水倒吸進(jìn)入瓶內(nèi)。圖4用水浴加熱的辦法使白磷燃燒，足以使白磷著火燃燒。 燃燒完畢，待冷卻至室溫，打開彈簧夾，燒杯中的水倒吸進(jìn)入瓶內(nèi)。圖5在一封閉的試管內(nèi)放一顆白磷，用酒精燈微微加熱白磷，白磷燃燒，有大量白煙生成，注射器被推向外側(cè)（右側(cè)）。 待裝置冷卻，注射器逐漸向內(nèi)側(cè)（左側(cè)）移動，根據(jù)注射器停止時的位置，確定空氣中氧氣的體積。圖6在一端封閉的粗玻璃管內(nèi)放一顆白磷，用膠塞塞住，并推入到玻璃管中部，記下位置。 用酒精燈微微加熱白磷，白磷燃燒，有大量白煙生成，膠塞被推向外側(cè)（右側(cè)）。 待裝置冷卻，膠塞逐漸向內(nèi)側(cè)（左側(cè)）移動，根據(jù)膠塞停止時的位置，確定空氣中氧氣

3、的體積。圖7用生石灰和水反應(yīng)時放出的熱量使白磷燃燒。 燒杯上方玻璃管(預(yù)先固定好)中部有一可左右滑動的活塞，活塞左端管內(nèi)密封有空氣，活塞右端的玻璃管口跟空氣連通，實驗開始前活塞處在刻度5 cm處。圖8在一個耐熱活塞的底部放一小塊（足量）白磷，然后迅速將活塞下壓，使空氣內(nèi)能增大，溫度達(dá)到40。 白磷燃燒，產(chǎn)生大量白煙，冷卻至原來溫度時，松開手，活塞最終將回到刻度4處。圖10在一玻璃管的兩端，通過橡皮塞裝上兩只注射器，玻璃管內(nèi)裝幾團(tuán)細(xì)的銅絲，把一個注射器內(nèi)的空氣體積調(diào)到50mL的位置，另一只注射器不留空氣加熱玻璃管的銅絲部位。 待銅絲被灼熱后，把注射管緩慢地以23次/

4、分的速度左右推動。 大約34min之后停止加熱。待玻璃管冷卻至室溫后，注射器內(nèi)空氣減少。圖11在滴管中盛適量的氫氧化鈉溶液。將燃著的硫粉迅速插入集氣瓶內(nèi)，硫粉燃燒，發(fā)出淡藍(lán)色的火焰。 燃燒完畢，待冷卻至室溫，打開彈簧夾，燒杯中的水倒吸進(jìn)入瓶內(nèi)。探究空氣中氧氣的含量湖北省教研室組長楊國安親愛的同學(xué)，很高興與你見面了！老師要告訴你一個小秘密：在我們周圍的空氣單元里，“探究空氣中氧氣含量的實驗”可重要啦！這不，近幾年來在各省市中考試題中頻繁出現(xiàn)。本文中的例3就是我出的一道中考題。遺憾的是，當(dāng)年我市考生平均得分率只有41%！  現(xiàn)在，你一定很想知道，怎樣才能掌握這一考點？

5、老師告訴你，掌握這一考點有秘決：一是你要深入理解實驗原理；二是你要有流暢的解題思路，找到解題的突破口。  深入理解實驗原理   對于探究空氣成分的實驗，以下幾點需要你認(rèn)真研讀，深入理解，這是你正確解答這類題目的基礎(chǔ)。 【實驗原理】 利用物質(zhì)在密閉容器里燃燒或與氧氣反應(yīng)生成固體物質(zhì)，把容器里空氣中的氧氣耗盡，根據(jù)氣體體積的減少量來確定氧氣的含量。 【實驗藥品】 能用來測定空氣中氧氣含量的物質(zhì)必須是易與氧氣反應(yīng)且沒有氣體生成的物質(zhì)，如紅磷（或白磷）等。 不能用木炭、硫來代替紅磷（或白磷）。木炭、硫燃燒的產(chǎn)物是氣體，且消

6、耗的氧氣的體積恰好等于生成的氣體的體積，密閉體系內(nèi)氣體的壓強(qiáng)幾乎沒有變化。 【實驗裝置】 如圖1所示（當(dāng)然，也可用其他合理裝置）。 【實驗步驟】 1在集氣瓶內(nèi)加入少量水（用于溶解生成的五氧化二磷，同時吸收燃燒產(chǎn)生的熱，有利于瓶內(nèi)降溫），把集氣瓶剩余容積劃分為5等分，并做上記號。 2用止水夾夾緊乳膠管。把燃燒匙內(nèi)的紅磷放在酒精燈火焰上點燃，立即伸入瓶中并把塞子塞緊。觀察紅磷燃燒時的現(xiàn)象。 3待紅磷熄滅并冷卻后，打開止水夾，觀察實驗現(xiàn)象及水面的變化情況。 【實驗現(xiàn)象】 紅磷燃燒時發(fā)出黃白色火焰，同時放出熱量，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，瓶內(nèi)

7、充滿白煙。待集氣瓶冷卻到室溫時，打開止水夾，燒杯中的水被吸進(jìn)集氣瓶中，進(jìn)水的體積恰好近似于集氣瓶中原空氣體積的1/5。 【注意事項】 1裝置不能漏氣。 2紅磷要過量，以保證瓶內(nèi)的氧氣耗完。  3點燃紅磷后要立即伸入集氣瓶中，并塞緊塞子，不能使外界空氣進(jìn)入瓶內(nèi)。 4止水夾要夾緊，防止紅磷燃燒時氣體膨脹使瓶中氣體從導(dǎo)管逸出。 5等到集氣瓶冷卻到室溫時再打開止水夾，防止瓶內(nèi)氣溫高于外界氣溫，使進(jìn)入瓶內(nèi)的水減少  領(lǐng)悟解題思路 以上內(nèi)容是你正確解題的基礎(chǔ)。接下來，需要你積極領(lǐng)悟解題思路，尋找解題突破口。只有思路流

8、暢，你才能在平時考試或中考中游刃有余。 總體思路：測定空氣中氧氣含量的方法有多種，但其原理只有一種，這就是利用足量的某物質(zhì)與密閉容器里空氣中的氧氣充分反應(yīng)，通過觀察進(jìn)水的體積或活塞移動的體積，來確定空氣中氧氣的含量。 例1  某同學(xué)設(shè)計了測定空氣中氧氣含量的實驗，裝置如圖1所示?；卮鹣铝袉栴}： 紅磷在集氣瓶中燃燒的符號表達(dá)式為                  。 待燃燒停止，

9、白煙消失并冷卻后，打開止水夾，觀察到進(jìn)入集氣瓶中水的體積不到總?cè)莘e的1/5，你認(rèn)為其原因可能是                、                 。（填2點即可） 如將紅磷換成炭粉，實驗?zāi)芊癯晒Γ?#160;    （填“能”或“不能

10、”）。原因是                  。 思路分析 測定空氣中氧氣含量的物質(zhì)，是容易與氧氣反應(yīng)且沒有氣體生成的物質(zhì)。如紅磷在密閉容器中燃燒，消耗了容器里的氧氣，生成了五氧化二磷固體。  木炭燃燒的產(chǎn)物是二氧化碳?xì)怏w，木炭消耗氧氣的體積與生成的二氧化碳?xì)怏w的體積相同，密閉體系內(nèi)氣體的壓強(qiáng)變化很小。 測定的氧氣的含量小于實際含量，或是裝置有問題，或是操作有問題。如裝置漏氣；紅磷的量

11、不足；止水夾未夾緊；裝置未冷卻到室溫就開始讀數(shù)等。 答案 紅磷+氧氣五氧化二磷 裝置漏氣  紅磷的量不足 不能  炭粉雖然消耗了氧氣，但燃燒生成的二氧化碳是氣體，瓶內(nèi)壓強(qiáng)變化很小，水基本不能進(jìn)入集氣瓶中 例2  某課外活動小組的同學(xué)，用圖2所示的裝置粗略測定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)。該裝置的氣密性良好，活塞可左右滑動，實驗前活塞處在刻度10cm處。已知白磷在空氣中燃燒的最低溫度為40 。 回答下列問題：  可觀察到玻璃管內(nèi)開始發(fā)生的現(xiàn)象是：白磷著火燃燒，活塞先向  &#

12、160;      移動（填“左”或“右”，下同），后向       移動。  實驗結(jié)束，恢復(fù)到常溫后，活塞應(yīng)停在約        （填整數(shù)）cm處。 思路分析 燒杯中的沸水使白磷的溫度上升，當(dāng)白磷的溫度達(dá)到40 時，白磷著火燃燒。白磷燃燒時放出的熱量使密閉容器中的氣體受熱膨脹，活塞右移；當(dāng)膨脹的體積不及消耗的氧氣的體積時，活塞左移。 由于空氣中的氧氣約占總體積的1/

13、5，所以，待裝置冷卻至室溫，活塞最后停在刻度約為8cm的位置上。 答案 1   左  8  例3  某同學(xué)為測定空氣里氧氣的含量，設(shè)計了如圖3 所示的實驗裝置。該同學(xué)在“金屬梯”的每一步的凹處放置一顆用濾紙吸干水后的白磷，用放大鏡會聚6V手電筒光于靠近水面的一步“金屬梯”處的白磷上。 回答下列問題： 一段時間后，可觀察到的現(xiàn)象是_。 “金屬梯”的每一步上都放置一小顆白磷與只靠近水面的一步“金屬梯”處放一大顆白磷相比，優(yōu)點是_。 思路分析 放大鏡會聚6V手電筒光，使金屬梯最下端凹處的白磷

14、的溫度升高，白磷著火燃燒。白磷燃燒放出的熱量，使金屬梯上各步凹處的白磷由下往上依次燃燒。由于試管中的氧氣逐漸減少，試管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)也逐漸減小，試管內(nèi)的水位逐漸上升。當(dāng)氧氣全部耗盡時，水面不再上升。 金屬梯上各步凹處放置一顆小白磷，可增大白磷與氧氣的接觸面積，盡可能多地消耗試管里的氧氣。 答案 白磷像“上樓梯”般依次燃燒，開始時冒白煙，燃燒快停止時在倒置試管的上部出現(xiàn)黃煙。試管內(nèi)的水位先下降，然后上升到一定位置后恒定不動 盡可能多地消耗試管內(nèi)的氧氣 例4  鐵能在潮濕的空氣中與氧氣反應(yīng)生成鐵銹，一位同學(xué)應(yīng)用上述反應(yīng)原理測定空氣中氧氣的含量，他選用的儀器如圖4所示。 回答下列問題： 試管和鐵絲球應(yīng)該如何放置？ 實驗中觀察到什么現(xiàn)象？ 實驗要進(jìn)行一周左右的時間，才能觀察到明顯的現(xiàn)象，你知道時間較長的原因嗎？ 思路分析 在密閉容器內(nèi)，細(xì)鐵絲與潮濕空氣中的氧氣反應(yīng)生成鐵銹，使容器內(nèi)的氧氣耗盡，容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)小于容器外的大氣壓，水進(jìn)入容器。 鐵生銹的速度很慢，為了將試管中的氧氣全部耗盡，需要較長的時間