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，燒杯中的水倒吸進入瓶內。圖2閉合電源開關，電阻絲發熱，溫度達到40 時白磷燃燒，產生大量白煙。裝置冷卻后，由于左側中氧氣被消耗，氣體壓強減小，水會在左側中上升，且上升到1刻度處。圖3先關閉彈簧夾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，產生大量的白煙。燃燒完畢，待冷卻至室溫，打開彈簧夾，燒杯中的水倒吸進入瓶內。圖4用水浴加熱的辦法使白磷燃燒

2、，足以使白磷著火燃燒。燃燒完畢，待冷卻至室溫，打開彈簧夾，燒杯中的水倒吸進入瓶內。圖5在一封閉的試管內放一顆白磷，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（右側）。待裝置冷卻，注射器逐漸向內側（左側）移動，根據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（右側）。待裝置冷卻，膠塞逐漸向內側（左側）移動，根據膠塞停止時的位置，確定空氣中氧氣的體積。圖7用生石灰和水反應時放出的熱量使白磷燃燒。燒杯上方玻璃管(預先固定好)中部有一可左右滑

3、動的活塞，活塞左端管內密封有空氣，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，使空氣內能增大，溫度達到40。白磷燃燒，產生大量白煙，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，玻璃管內裝幾團細的銅絲，把一個注射器內的空氣體積調到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/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

4、粉迅速插入集氣瓶內，硫粉燃燒，發出淡藍色的火焰。燃燒完畢，待冷卻至室溫，打開彈簧夾，燒杯中的水倒吸進入瓶內。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，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。本文中的例3就是我出的一道中考題。遺憾的是，當年我市考生平均得分率只有41%！ 現在，你一定很想知道，怎樣才能掌握這一考點？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，以下幾點需要你認真研讀，

5、深入理解，這是你正確解答這類題目的基礎。【實驗原理】利用物質在密閉容器里燃燒或與氧氣反應生成固體物質，把容器里空氣中的氧氣耗盡，根據氣體體積的減少量來確定氧氣的含量?！緦嶒炈幤贰磕苡脕頊y定空氣中氧氣含量的物質必須是易與氧氣反應且沒有氣體生成的物質，如紅磷（或白磷）等。 不能用木炭、硫來代替紅磷（或白磷）。木炭、硫燃燒的產物是氣體，且消耗的氧氣的體積恰好等于生成的氣體的體積，密閉體系內氣體的壓強幾乎沒有變化。【實驗裝置】 如圖1所示（當然，也可用其他合理裝置）。【實驗步驟】1在集氣瓶內加入少量水（用于溶解生成的五氧化二磷，同時吸收燃燒產生的熱，有利于瓶內降溫），把集氣瓶剩余容積劃分為5等分，并做

6、上記號。2用止水夾夾緊乳膠管。把燃燒匙內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象。3待紅磷熄滅并冷卻后，打開止水夾，觀察實驗現象及水面的變化情況?！緦嶒灛F象】紅磷燃燒時發出黃白色火焰，同時放出熱量，隨著反應的進行，瓶內充滿白煙。待集氣瓶冷卻到室溫時，打開止水夾，燒杯中的水被吸進集氣瓶中，進水的體積恰好近似于集氣瓶中原空氣體積的1/5?！咀⒁馐马棥?裝置不能漏氣。2紅磷要過量，以保證瓶內的氧氣耗完。 3點燃紅磷后要立即伸入集氣瓶中，并塞緊塞子，不能使外界空氣進入瓶內。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管逸出。5等到集氣瓶冷卻到室溫時再打開止水夾

7、，防止瓶內氣溫高于外界氣溫，使進入瓶內的水減少領悟解題思路以上內容是你正確解題的基礎。接下來，需要你積極領悟解題思路，尋找解題突破口。只有思路流暢，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與密閉容器里空氣中的氧氣充分反應，通過觀察進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 某同學設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式為 。待燃燒停止，白煙消失并冷卻后，打開止水夾，觀察到進入集氣瓶中水的體積不到總容積的1/5，你認為其原因可能是 、 。（填2點即可）如將

8、紅磷換成炭粉，實驗能否成功？ （填“能”或“不能”）。原因是 。思路分析測定空氣中氧氣含量的物質，是容易與氧氣反應且沒有氣體生成的物質。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。 木炭燃燒的產物是二氧化碳氣體，木炭消耗氧氣的體積與生成的二氧化碳氣體的體積相同，密閉體系內氣體的壓強變化很小。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；紅磷的量不足；止水夾未夾緊；裝置未冷卻到室溫就開始讀數等。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，瓶內壓強變化很小，水基本不能進入集氣瓶中例2 某課外活

9、動小組的同學，用圖2所示的裝置粗略測定空氣中氧氣的體積分數。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：可觀察到玻璃管內開始發生的現象是：白磷著火燃燒，活塞先向 移動（填“左”或“右”，下同），后向 移動。實驗結束，恢復到常溫后，活塞應停在約 （填整數）cm處。思路分析燒杯中的沸水使白磷的溫度上升，當白磷的溫度達到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1/5，所以，待裝置冷卻至室溫，活塞最后停在刻度約為

10、8cm的位置上。答案右 左 8 例3 某同學為測定空氣里氧氣的含量，設計了如圖3 所示的實驗裝置。該同學在“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?；卮鹣铝袉栴}：一段時間后，可觀察到的現象是_。“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，試管內氣體的壓強也逐漸減小，試管內的水位逐漸上升。當氧氣全部耗盡時，

11、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黃煙。試管內的水位先下降，然后上升到一定位置后恒定不動盡可能多地消耗試管內的氧氣例4 鐵能在潮濕的空氣中與氧氣反應生成鐵銹，一位同學應用上述反應原理測定空氣中氧氣的含量，他選用的儀器如圖4所示?；卮鹣铝袉栴}：試管和鐵絲球應該如何放置？實驗中觀察到什么現象？實驗要進行一周左右的時間，才能觀察到明顯的現象，你知道時間較長的原因嗎？思路分析在密閉容器內，細鐵絲與潮濕空氣中的氧氣反應生成鐵銹，使容器內的氧氣耗盡，容器內氣體壓強小于容器外的大氣壓，水進入容器。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。答案 把細鐵絲放在倒立著的試管里，將