测定空气中氧气的体积分数-探究汇总.doc

测定空气中氧气得体积分数
实验原理:红磷燃烧消耗氧气,瓶内气压减小,被压入水得体积等于瓶内氧气得体积
实验装置：Ａ-－集气瓶
　　 B--导管
　 C-－燃烧匙
　 D--止水夹 　 　 　 　　 　 　 　 　 　 　 　
点燃
实验现象:红磷燃烧,产生浓厚得白烟,打开止水夹,水从烧杯倒吸如集气瓶,进入水得体积约占瓶容积得1／5
化学反应方程式：4Ｐ+5O2＝=2Ｐ２O５
现象解释：红磷在密闭容器内充分燃烧,消耗瓶内氧气，生成五氧化二磷固体,使集气瓶内气压减小,小于外界大气压,所以大气压将烧杯中得水压入集气瓶中。进入集气瓶中得水得体积就等于消耗得氧气得体积。
实验要求:红磷足量(充分消耗瓶内氧气);冷却至室温后再打开止水夹；集气瓶底预留适量得水,吸收热量，溶解五氧化二磷;燃烧物质得选择--消耗氧气,同时不能产生新得气体(不可以用硫与木炭代替)
特别注意:蜡烛燃烧产生二氧化碳气体,常温下二氧化碳仅微溶于水,且溶解速度比较慢，因此一般不用蜡烛燃烧测定氧气得体积分数。但若能吸收二氧化碳,此法也不失为一种简便得方法。而且蜡烛易燃烧,取材方便。
误差分析:
实验发现测定得氧气体积分数小于1／5分析原因:ﻭ①装置得气密性不好,可能漏气。
②红磷得量不足,没有充分消耗氧气。ﻭ③没有将点燃得红磷迅速伸入集气瓶并塞紧瓶塞。
④未等瓶内得气体冷却就打开夹子
实验发现测定得氧气体积分数大于１/５分析原因:。
①燃烧匙插入太慢,导致空气受热膨胀逸出
②止水夹没有夹紧，红磷燃烧时空气从止水夹逸出
典型题目汇总：
1.第一小组同学共同设计了如下图得A、Ｂ两套装置.您认为合理得就是(填编号)　 　 　

答案:A 氧气得密度比空气略大，燃烧匙伸入底部,能使氧气消耗更充分,测定更准确
测定空气中氧气得体积分数得还有如下方法:

２、用来测定空气成分得方法很多,下图所示得就是小明用红磷在空气中燃烧得测定方法。实验
过程就是:
第一步:将集气瓶容积划分为五等份,并做好相应得标记。
第二步:点燃燃烧匙内得红磷,伸入集气瓶中并把塞子塞紧。
第三步:待红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹,发现水被吸入集气瓶中,进入集气瓶中水得体积约为集气瓶总容积得1／5。请回答下列问题:
水
········
········
阳光

(1)上面得实验同时证明了氮气具有 　 　 得化学性质。
（2)实验完毕,若进入集气瓶中水得体积不到总容积得
1/5,您认为导致这一结果得一种原因可能就是 　 　
红磷

(3)某同学对实验进行反思后,提出了改进方法(如右图
所示 ）,您认为改进后得一项优点就是: 　　 　　
(4)小组得同学做完实验后又尝试用木炭重新做了以上实验,发现水几乎没有进入集气瓶。经讨论,同学们一致认为如果事先在集气瓶内注入少量 　 　　　 　 　溶液来吸收气体,实验也能取得较好得效果
答案:（１） 不能燃烧,也不支持燃烧 (2）装置漏气或红磷得量不足
(3)装置始终密闭,空气没有溢出，实验结果准确 不需要加热,节约能源
(4)氢氧化钠或澄清得石灰水
3、某同学利用右上图装置测定空气中氧气得含量,红磷燃烧后恢复到室温,打开弹簧夹发现进入广口瓶得液体液面高度超过广口瓶容积得１/５。造成这一现象得原因可能就是 　 　　 　 　 　　 ( 　）
A.实验前没有将弹簧夹夹紧 　 　B.实验装置可能漏气
C.实验中所取得红磷过量 　　 D.实验中所取得红磷不足
答案:Ａ
4、在测定空气中氧气含量得实验中,小强采用了右图所示装置:在由两个注射
器组成得密闭系统中留有２５mＬ空气,给装有细铜丝得玻璃管加热，该实验中反应得化学方
程式为2Cｕ+O２加热2CｕO 同时缓慢推动两个注射器活塞,至玻璃管内得铜丝在较长时间内
无进一步变化时停止加热,待冷却至室温,将气体全部推至一个注射器内,观察密闭系统内
空气体积变化。
(１)在实验加热过程中，交替缓慢推动两个注射器活塞得目得就是 　 　　 　 　　 。
(2）小强测得实验结果如下：
反应前注射器内气体总体积
反应后注射器内气体总体积
25mＬ
２2ｍL
由此数据可以推算出她测定得空气中氧气得体积分数 　 　 2l%(填“>”、“＝”、 “<”)。
成该实验出现误差得原因可能就是　 　 。(填序号)
① 没有交替缓缓推动两个注射器活塞； 　 ② 读数时没有冷却至室温;
③ 加入铜丝量太少; 　　 ④ 加入铜丝量太多
答案　(1)铜丝与氧气充分接触而反应　 （2)<;1 2　　 3
5、将等容积等质量（包括瓶塞、导管、燃烧匙)得两个集气瓶置于天平左右两盘,并调至平衡,然后分别放人等质量得白磷与木炭如右图,关闭a、b，使二者充分燃烧后,冷至室温,此时打开弹簧夹a、b。
　（1）打开弹簧夹a、b时观察到得现象就是(　 　   )
A.甲中进水   　 Ｂ．乙中进水 
C.甲、乙二者都进水    D.甲、乙二者都不进水
(2)此时得天平（  　 　 )
Ａ.处于平衡状态    B.偏向左  　 　 C.偏向右  　 　 　 　　D.无法确定
（3)若将甲、乙两瓶直接用一导管连接(撤掉水槽，其她条件不变),当白磷与木炭充分燃烧,并使两瓶恢复到原来得温度,此时得天平（ ）
A．仍处于平衡状态     Ｂ.偏向右     　Ｃ.偏向左     D．无法确定ﻫ答案: Ａ B(甲瓶内有水进入) Ｃ(充分燃烧后,甲瓶内气压小于乙瓶,冷却气压相等时,甲瓶偏重）ﻫ６、研究性学习小组得同学为探究空气中氧气得体积分数，设计了如右图所示装置。请根据图示实验回答下列问题:
(1）闭合电源开关，可以观察到白磷        　 　　 　　     。
(2)装置冷却到室温时,可观察到U型管内左侧液面   　 　　     　。
(3)通过这个实验得出得结论就是     　 　      
(4)此实验还可推知反应后剩余气体得两点性质就是     　 　       
（5)评价优点:           　 　 　 　
答案:燃烧生成大量白烟　 　 　 上升 　　 　空气中氧气体积分数为1\5 不溶于水、不能燃烧，也不支持燃烧 不与白磷反应　 环保更加精确
7、选用实际容积为４0ｍL得试管作反应容器,将过量得白磷放入试管,用橡皮塞塞紧试管口,通过导管与实际容积为6０mL且润滑性很好得针筒注射器相连组成如下图得实验装置。假设此实验能按照小华得设想正常进行,白磷所占体积与导管内得气体体积忽略不计,请回答下列问题:ﻫ（１）若先夹紧弹簧夹,用酒精灯加热白磷,燃烧结束，等到试管冷却后再松开弹簧夹。可观察到得现象为 　 　　 　 　 　 　　ﻫ(2)若不使用弹簧夹,用酒精灯加热白磷，充分反应直至燃烧结束,试管冷却。可观察到得现象为　 　　 　 　 　 　 　 　
(3)如何检查气密性:　 　 　 　　　 　 　 　 　 　 　 　
答案:（１)白磷燃烧,产生白烟，活塞前沿约在1２ml得刻度线上
(２)白磷燃烧,产生白烟,活塞先向右移动，最终稳定在约8mｌ得刻度线上
(３)　实验前,打开弹簧夹,将注射器得活塞前沿从２0　mL刻度处推至15mL刻度处,然后松手,若活塞仍能返回至20mL刻度处,则说明:装置得气密性良好
8、某校初三研究性学习小组为探究空气中氧气得体积分数,设计了如下图所示得装置,其中Ａ就是带刻度得容积为70０mL得圆筒状玻璃反应器.B就是敞口玻璃瓶.C就是连通A,B得橡皮管．Ｄ就是密封盖(其她辅助装置略).ﻫ她们得操作过程如下:ﻫa检查装置得气密性;
b在Ｂ中加入水,并调整Ｂ得高度，使A中得液面至刻度50０ｍL处;
c将一定量得白磷平铺在惰性电热板上,盖紧密封盖D;ﻫｄ通电加热白磷．待充分反应后,调整B得高度使容器Ａ、B中得液面保持水平,记录A中气体体积为4２0ｍL (注:A容器内固态物质所占得体积忽略不计).
(1)当操作ｄ结束时,装置A中液面得刻度约为420mＬ.本次实验测得氧气在空气中得体积分数为 　 　　 　请您说出产生误差得一个原因 　　 　 　　 　 　
(２)测定空气中氧气得体积分数时,通常选用红磷或者白磷,而不用木炭.请您说说不用木炭得理由 　 　　　　 　 　 　 　　 　 　　 　　 　 　　 　
（３）该小组中有同学提出:如果用木炭代替白磷也能测定空气中氧气得体积分数,只要将水换成一种溶液,则该溶液就是 　　 　 　 　 　　　　 　 　 　 　 　
答案: 16% 　　白磷太少;未冷却到室温就读数等
木炭燃烧生成二氧化碳气体，不能保证被水完全吸收
氢氧化钠溶液或者其她碱溶液
９、 某校化学研究性学习小组在学习了“空气中氧气含量测定”得基础上，改进了教材中得实验，设计出了如右图所示得实验装置。实验步骤如下:
①如图所示，连接仪器，检查装置得气密性。发现
装置得气密性良好。
②在集气瓶里装进适量ａ 体积得水,燃烧匙里放
一块白磷(其着火点就是40℃),并在酒精灯上把玻璃
棒下端加热，按图示装置把集气瓶中得空气密封起来,把长导管得另一端放入盛有足量水得烧杯中。（注:集气瓶内得长导管已伸到了瓶底)
③用力把预先加热过得玻璃棒按下与白磷接触,观察到白磷立即着火燃烧,产生大量白烟,同时放出大量得热。(注:白磷与红磷燃烧得产物相同)
④待白磷燃烧熄灭后，稍加振荡,白烟消失。
⑤待集气瓶完全冷却至室温，量出集气瓶中水得体积就是b，整个集气瓶得体积就是c。
⑥根据ａ、b、ｃ三个数据,计算出空气中氧气得体积分数。
根据以上信息,回答下列问题。
(1)在白磷开始燃烧到最后熄灭得过程中，集气瓶内水面得变化情况就是___________。
(2)若实验非常成功，请写出a、ｂ、c三个数据应满足得一个等式关系式:_＿_____＿
答案:(１)先下降后上升 　
(2）(ｂ—a)/(c—a)=1/5或[(b—ａ)/(ｃ—a)］×100%＝２０％（或2１％)或５ｂ—c =　4a
1０、某同学用右图所示得装置粗略地测定空气中氧气得体积分数,图中烧杯上方玻璃管(预先固定好)中部有一可左右滑动得活塞,活塞左端管内密封有空气，活塞右端得玻璃管口跟空气连通，实验开始前活塞处在刻度５ cｍ处。已知生石灰与水反应能产生大量得热；可燃物燃烧必须同时具备二个条件，一就是有一定得温度;二就是有充足得氧气。
⑴向烧杯内加入适量水，与生石灰反应得目得就是 　 　　 　 　　　　　 　 　

⑵可观察到玻璃管内开始发生得现象:白磷(足量)  　 　 　 　 　 　 　　 ,活塞向  　 (填“左”或“右”)移动。
⑶实验结束，恢复到常温后,活塞应停在约  　 　　 cm处,
据此可得出得结论就是：　 　　 　 　 　 　 　　 　　 。
答案:与石灰水反应产生热量，加热玻璃管内得白磷 燃烧,产生大量白烟,后又逐渐熄灭 右
4 白磷燃烧消耗玻璃管内得氧气,氧气在空气中约占空气体积得1／5
11、在测定空气中氧气含量得实验中,小强采用了下图所示装置：在由注射器与具支试管组成得密闭系统中留有2５mＬ空气，给装有铜粉得具支试管加热,同时缓慢推拉注射器活塞,待注射器活塞稳定后,观察密闭系统内空气体积变化.ﻫ(1)在实验加热过程中,具支试管上得小气球作用就是　 　 　 　 　 　 　　 .
(2)写出该实验中反应得化学方程式 ___＿＿____＿__＿_＿_____＿__＿＿ .
加热
答案:（1) 缓冲压力或防止活塞冲出或防止试管炸裂或防止橡皮塞冲出　
　 　(2) 2Cu+O２ ====2CｕO