实验05 空气中氧气含量的测定-【同步实验课】2023-2024学年九年级化学上册教材实验大盘点（人教版）

【同步实验课】 空气中氧气含量的测定 01实验梳理 02实验点拨 03典例分析 04对点训练 05真题感悟 【实验目的】 1．通过实验探究，学会测定空气中氧气含量的实验方法。 2．通过观看和动手实验，培养学生发现问题能力和实验操作能力。 3．通过实验探究，发现实验的不足之处并能加以改进，培养学生的科学探究思维。 【实验仪器】 大集气瓶、酒精灯、燃烧匙、烧杯、弹簧夹、橡皮塞和导管 【实验试剂】 红磷、蒸馏水 【实验步骤】 （1）按图所示连接装置，并检查装置的气密性； （2）集气瓶中加入少量水，并将水面上方空间分为 5 等份； （3）夹紧弹簧夹，取过量（或足量）红磷于燃烧匙中； （4）点燃红磷，立即伸入集气瓶中，塞紧瓶塞； （5）红磷熄灭并冷却后，再打开弹簧夹。 【实验现象】 （1）红磷燃烧产生大量白烟； （2）冷却后打开止水夹，烧杯中的水一部分沿导管流入集气瓶中，瓶内液面上升约1/5。 【实验结论】 空气中氧气约占空气总体积的1/5。 1. 实验原理 （1）红磷燃烧消耗集气瓶内的氧气，瓶内气体减少，压强减小，冷却后打开止水夹，在大气压的作用下，烧杯内的水进入集气瓶中，进入水的体积即为瓶内消耗氧气的体积。 （2）反应的文字表达式：磷+氧气 五氧化二磷。 【注意】 （1）此实验对实验药品的要求：只能消耗空气中的氧气，燃烧的产物不能是气体。 （2）实验开始时，预先在集气瓶里放入少量水的目的是； ①吸收热量，有利于降低温度； ②吸收生成的白烟，防止污染空气。 （3）倒吸进集气瓶的水不能充满整个集气瓶的原因：空气中的其他气体不与红磷反应且不溶于水。 （4）集气瓶内剩余气体的性质： ①物理性质：无色无味的气体，难溶于水； ②化学性质：不能燃烧也不支持燃烧。 2. 实验误差分析 （1）若实验结果小于1/5，原因可能是： ①装置漏气，使装置外的空气进入集气瓶中； ②红磷量不足，瓶内氧气没有消耗完； ③未冷却到室温就打开止水夹，使进入集气瓶中的水的体积偏小。 （2）若实验结果大于1/5，原因可能是： ①弹簧夹没有夹紧，红磷燃烧时集气瓶内部分气体受热膨胀沿导管逸出； ②燃烧匙伸入集气瓶过慢，使装置内气体受热逸出。 3. 实验改进 （1）改进原因： ①实验时在容器外点燃红磷，燃烧产物会污染环境，将燃着的红磷伸入集气瓶时，空气受热膨胀逸出，会使得测量结果偏大，因此需在密闭容器中进行。 ②集气瓶的刻度读数较粗略，且会有部分水残留在导管中，使测量结果不准确。 （2）改进思路： ①点燃方式的改进：实验过程中不打开装置，使装置始终保持密闭，如图①、②所示。 ②测量方式的改进：利用量筒或注射器等测量仪器，减小实验误差，使测定结果更加精确，如图③所示。 图① 图② 图③ 【典例01】如图是“实验室测定空气中氧气含量”的实验装置图，下列有关说法错误的是（ ） A．不能用木炭代替红磷进行实验 B．做该实验前，应检查装置的气密性 C．待装置冷却至室温后才能打开止水夹 D．若红磷不足，将导致测得氧气的含量大于五分之一 【答案】D 【详解】A、不可用木炭代替红磷进行实验，因为木炭燃烧生成气体，不符合题意； B、做该实验前，应检查装置的气密性，否则易导致测定结果不准确，不符合题意； C、待装置冷却至室温后才能打开止水夹读数，否则易导致测定结果偏小，不符合题意； D、若红磷不足，使氧气不能完全反应，将导致测得氧气的含量小于空气体积的五分之一，符合题意。 故选：D。 【典例02】下图所列实验装置不能够用来测定空气中氧气含量的是（ ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A、红磷燃烧，消耗氧气，生成白色固体五氧化二磷，使得内外产生气压差，水面上升，可以完成氧气的测定，故选项能达到实验目的； B、红磷燃烧，消耗氧气，生成白色固体五氧化二磷，使得内外产生气压差，水会倒流进集气瓶，可以完成氧气测定，故选项能达到实验目的； C、木炭燃烧生成二氧化碳气体，瓶内压强几乎不变，进入集气瓶水的体积偏小，不能用来测定空气中氧气含量，故选项不能达到实验目的； D、白磷燃烧，消耗氧气，生成白色固体五氧化二磷，使得内外产生气压差，最终活塞向左移动，故选项能达到实验目的。 故选：C。 【典例03】某同学用如图所示装置测定空气中的氧气含量，下列有关说法正确的是（ ） A．此实验的原理是利用铁燃烧消耗氧气 B．最终量筒内液面上升到40 mL处 C．该实验反应迅速，