2.1.1 空气中氧气含量的测定（含培优竞赛试题）-【划重点】2023-2024学年九年级化学上册同步讲与练（人教版）

2.1.1 空气中氧气含量的测定 学习目标 重难点 1. 了解拉瓦锡测定空气成分的实验 2. 掌握燃磷法测定氧气含量的装置、原理 3. 熟记实验现象 4. 学会分析误差的方法 5. 识记几个化学反应的文字表达式 重点： 1.燃磷法测定氧气含量的装置、原理； 2.掌握造成误差的原因 难点： 1.造成误差的原因； 2.文字表达式的使用。 知识01 拉瓦锡测定空气成分的实验 1. 实验方法和原理 在曲颈甑（盛空气）里加热汞（如图）。 拉瓦锡研究空气成分所用的装置 原理： 汞+氧气氧化汞（消耗氧气） 氧化汞汞+氧气（生成气体） 2. 实验现象及分析 银白色的液态汞变成红色粉末（氧化汞）。生成气体的体积和所消耗气体的体积（约为总体积的1/5）恰好相等，且将生成的气体加入到前一容器中剩余的气体（不能维持生命的氮气）里，所得气体跟空气的性质完全一致。 3. 实验结论 空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的1/5。 空气中氧气含量测定的再认识 【经典赏析】教材中介绍了拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分（实验装置如图1）。该实验中选择使用汞的优点有 。 A．实验过程中没有污染 B．在汞槽中起到液封作用 C．生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气 D．能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽 【实验回顾】实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量（装置如图2），写出红磷燃烧的化学方程式 。兴趣小组用该方法测出的氧气含量常常远低于21%。 【提出问题】用红磷燃烧的方法为什么不能准确地测定空气中氧气的含量？ 【进行猜想】（1）装置漏气； （2） 装置内氧气有剩余；…… 【实验与交流】在老师的指导下，小明分别用过量的红磷和白磷进行该实验，用测氧气浓度的传感器测得反应后装置内氧气浓度分别为8.85%和3.21%，请从燃烧条件的角度回答产生上述结果的主要原因 。 【实验探究1】小明根据铁生锈的原理，探究用铁能否准确测定空气中氧气的含量，于是进行了实验（装置如图3）通过7天测得的数据计算空气中氧气的含量为19.13%。 【交流与反思】与用红磷燃烧的方法相比，用铁丝生锈的方法测定的主要优点及原因： 。 【实验探究2】为了加快反应速率，小明通过查阅资料，利用铁粉、炭粉、氧化钠等物质又进行了实验（装置如图4），8分钟后测得的数据如表： 实验前的体积 实验后的体积 集气瓶内空气 烧杯内蒸馏水 烧杯内剩余蒸馏水 131mL 90.0mL 63.6mL 请计算出空气中氧气含量 （计算结果保留一位小数）。 【结论与反思】通过上述实验探究，选择 （填物质名称）进行实验，可较为快速地完成实验并减小实验误差。 【拓展延伸】铜也能与空气中氧气、水、二氧化碳反应而锈蚀，生成铜绿[铜绿的主要成分为Cu2(OH)2CO3]，若将图3装置中的粗铁丝换成足量的铜丝进行实验，请判断能否比较准确地测定空气中氧气的含量，并说明理由： 。 [来源:学科网]知识02 燃磷法测定空气中氧气含量 1. 实验 实验原理 红磷+氧气五氧化二磷 红磷在空气中燃烧，消耗了瓶中的氧气，生成五氧化二磷白色固体，使瓶内压强减小，在大气压作用下，烧杯中的水进入集气瓶，进入瓶中水的体积即为氧气减少的体积 实验装置 实验步骤 a.在集气瓶内加入少量水，并将水面上方空间分为5等份； b.用弹簧夹夹紧橡皮管； c.在燃烧匙内放入过量的红磷； d.点燃燃烧匙内的红磷后，立即伸入瓶中并把塞子塞紧； e.待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹 实验现象 ①红磷燃烧产生大量白烟； ②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 实验结论 氧气体积约占空气体积的1/5 造成误差的原因 A、偏低： ①红磷不足 ②装置气密性不好 ③未冷却至室温打开止水夹 ④导管中有部分水残留 B、偏高： ①点燃红磷后插入到集气瓶速度太慢（未及时塞紧橡皮塞） ②未夹紧止水夹（未使用止水夹） 2. 注意事项 a.测定时所用可燃物的选择： 一是该物质在空气中燃烧且只与氧气反应； 二是该物质燃烧的生成物为固体或液体，不能是气体； b.不能使用木炭、硫、铁丝替代红磷的原因： 木炭、硫在空气中燃烧后的生成物均是气体，铁丝在空气中不燃烧。 1. 用木炭和硫磺替代红磷或白磷在特定的条件下可以测定空气中氧气的含量 条件：将水替换为NaOH溶液 原理： CO2+2N