对“探究空气中氧气的体积分数”试题的分析、反思与实践
新的课程标准（化学）中对构建学生学科的情感体系提出了要求，对开展探究性教学、关注自然与社会，关注人与自然的和谐发展、关注人文精神提出了要求。窥视近几年的中考试题，创新和综合类的具有“化学味”的化学实验题将被受关注，成为了命题的新亮点。以“探究空气中氧气的体积分数”为知识背景开展多维探究的化学实验题就是其中的一类试题。如：
例题：（2004年无锡市中考题第37题）某研究性学习小组设计了如下图所示的装置，探究空气中氧气的体积分数，其中A是底面积为50cm2、高20 cm的圆筒状玻璃容器(带密封盖)，上面标有以cm为单位的刻度，B是带刻度的敞口玻璃管(其他辅助装置略)。他们的操作过程如下：
a．检查装置的气密性；
b．加入水并调整B的高度，使A中的液面至刻度15 cm处；
c．将过量的铜粉平铺在惰性电热板上，盖紧密封盖；
d．通电加热铜粉，待充分反应后，冷却到原来的状况，调整B的高度使容器
A、B中的液面保持水平，记录液面刻度。(注：A容器内固态物质所占的体积忽
略不计)
（1）在操作a中检查装置气密性的方法是。
（2）在上述实验中，下列物质不能代替铜粉的是(填字母)。
A．红磷B．木炭C．铁粉
（3）在操作d结束时，装置A中液面的刻度约为cm(填整数)。如果在操作d结束时，装置A中液面刻度在11cm处，则实验结果比理论值(填“偏大”或“偏小”)。
（4）该小组中有同学提出，用木炭代替铜粉也能测定空气中氧气的体积分数，只要将水换成一种溶液，则该溶液是，其原因是(用化学方程式表示) 。
分析：本题以“探究空气中氧气的含量”为知识背景，要求学生能把自己所学的化学知识进行迁移，重新选择实验装置和实验药品。本题测定空气中氧气含量的实验原理是通过加热铜粉消耗A容器中的氧气，使A中的气压降低，从而通过计算倒吸水的体积来确定空气中氧气的体积分数。问题（1）考查的是学生能否灵活运用“气压差原理”对装置气密性进行检查，很多考生在解答该题时由于没有掌握原理，所以无从下手或表达不清；问题（2）通过红磷、木炭和铁粉与氧气反应，间接考查了选择替代“铜粉”的物质所应具备的条件就是与氧气反应后不能产生气体；而且问题（4）紧接着让学生产生与问题（2）不相符的认知冲突，从实验的另一角度展开讨论，突出了试题的发散性和创新性；解题时要想木炭燃烧会产生CO2，要使装置内外产生压强差使液体倒吸，必须要用一种能吸收CO2气体的溶液来替代水。问题（3）则主要考查学生灵活运用基础知识的能力，把“氧气在空气中的体积分数约为1/5”用于实际解题中，并能进行仔细谨慎地分析。不过在本题中需要注意的是要确保实验的准确性，在测定过程中为了使A容器内的气压与外界大气压一致，在实验前后必须都要调整A、B中的液面保持水平。
答案：（1）往B中加水，使A、B液面保持水平，盖紧A的密封盖，再向B中加水，使B中的液面高于A，一段时间后B中液面不下降，则气密性好。（或往B中加水，使A、B液面保持水平，盖紧A的密封盖，再用手捂住A的外壁，若B中的液面上升，则气密性好。）（2）B （3）12 偏大（4）NaOH 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
反思：结合对上题的思考和自己的实践，笔者认为要能正确解答出以“探究空气中氧气的体积分数”为知识背景开展多维探究的化学实验题，需要把握住以下几个知识要点：
1 仔细审题，明确题目中“测定空气中氧气的体积分数”的实验原理。（该原理主要是在某密闭容器内通过加热或燃烧某种可燃物，消耗容器内的氧气，使密闭体系内的气压降低，然后在容器内外气压
差的作用下，引起实验过程中的其它一些现象（水倒吸或活塞移动等），再根据现象得出结论。）
2 该类题中装置气密性的检查原理通常就是“气压差”原理，即以一些手段增大密闭体系内的气压后，通过观察某种实验现象来确定装置气密性的良好。
3 该实验中对可燃物的要求是燃烧后不能产生气体；但如果有气体产生，实验过程中必须要选择试剂来除去气体，以免造成气压差的减小而影响实验结果。
4 熟记在通常状况下空气中氧气的体积分数是21%（或约为1/5）的结论，并且在解题中要能灵活地运用。
5 以教材出现的“空气中氧气体积含量的测定”实验（上教版）为准，在实验过程中，实际测定的氧气在空气中的体积分数大于1/5的主要原因是没有将燃着的红磷迅速伸入集气瓶内，造成瓶内的空气因受热膨胀而从瓶口外逸，使瓶内的气压减小；实际测定的氧气在空气中的体积分数小于1/5的主要原因是装置漏气、红磷的量不足（氧气没有消耗完）、瓶没有冷却到室温（温度高，瓶内的气压比室温下的气压高）。只有掌握了上述空气中氧气体积分数与理论值偏差的基本原因，才能在不同的实验情境中灵活地分析相应情境下氧气体积分数测定的影响因素。
实践：根据新课标的要求，笔者针对这类题，设计了如下两道类似的题，希望能给读者一定的指导和启示。
1 某研究性学习小组设计了如下右图所示的装置，探究空气中氧气的体积分数，其中A是标有以cm为单位的刻度、且在0刻度正上方有一圆状缺口的圆筒状玻璃容器（带橡皮塞B），C为能自由移动的活塞。他们操作过程如下：
a．检查装置的气密性；
b．将两个可自由移动的活塞C分别调整到
左右两边刻度的10cm处；
c．将过量的铜粉平铺在惰性电热板上，塞上橡皮塞B；
d．通电加热铜粉，待充分反应后，冷却到原来的状况。记录两活塞C之间的距离为h。
e．根据数据h列出公式，计算空气中氧气的体积分数。（注：A容器内的固态物质、惰性电热板、活塞部分所占体积忽略不计，活塞与玻璃容器之间的摩擦力也忽略不计）
（1）检查装置气密性的方法是分别移动两活塞C到左右两边刻度为10cm处，塞紧橡皮塞B，双手将两活塞C向里推，使活塞之间的距离缩小，然后松手，活塞向外移动，直到两活塞C的距离为_______cm 时停止移动，说明装置气密性好。
（2）b—d的实验步骤中两活塞之间的距离h具体变化情况是_________________。
（3）空气中氧气的体积分数的计算公式（含字母h）为_____________________。
（4）如果在操作d中惰性电热板没有冷却到原来温度，则e操作中计算出的实验结果比理论值偏_____（“大”或“小”）。
2 某校化学研究性学习小组在学习了“空气中氧气含量测定”的基础上，改进了教材中的实验，设计出了如右图所示的实验装置。实验步骤如下：
①如图所示，连接仪器，检查装置的气密性。发现
装置的气密性良好。
②在集气瓶里装进适量a 体积的水，燃烧匙里放
一块白磷（其着火点是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的空气密封起来，
把长导管的另一端放入盛有足量水的烧杯中。（注：集气瓶内的长导管已伸到了瓶底）
③用力把预先加热过的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
出大量的热。（注：白磷与红磷燃烧的产物相同）
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，量出集气瓶中水的体积是b，整个集气瓶的体积是c。
⑥根据a、b、c三个数据，计算出空气中氧气的体积分数。
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的过程中，集气瓶内水面的变化情况是___________。
（2）若实验非常成功，请写出a、b、c三个数据应满足的一个等式关系式：___________。
（3）组内成员小葛为了证明实验完成后的集气瓶内是否还有氧气剩余，他没有利用其它的仪器和药品，仍是利用了上述实验涉及的仪器和药品，设计了一个实验，最后得出了瓶内一定没有氧气剩余的
（4）组内成员小张对“实验前集气瓶里要装进适量a 体积的水”非常不理解。咨询了组长小明之后，他终于明白“a 体积的水”的作用，其一是为了加快⑤步骤中集气瓶的冷却速度；其二则主要是_________________________________________________________。
（5）组内成员小杭性格好动，无意间他发现向⑤步骤集气瓶内的水中滴加几滴紫色石蕊试液，水会变红。这一现象使组内成员积极地展开了讨论，成员小葛是由于二氧化碳溶于水，使溶液显酸性而导致的，但小明马上作出反对，原因是空气中二氧化碳的含量极少，而实验过程中又没有产生二氧化碳，短时间内不可能会使溶液显酸性。你认为谁的观点正确？________。若你认为小明的观点正确，那么请你对“变红”现象提出大胆地猜想：_________________________________________________________。（若你认为小葛的观点正确，此空不填）
（6）在上述实验中，下列操作的实施和实验现象的出现，会导致实验最后产生的实际值大于理论值的是（）
A．装置气密性不好B．实验前集气瓶里没有装a 体积的水
C．集气瓶没有冷却到室温D．用红磷代替白磷（红磷的着火点在240℃左右）
附加：上述两道题的答案：
1 （1）20 （2）h先大于20cm，后逐渐减小，直到h约等于16cm时保持不变（3）[（20—h）/20]×100% （4）小
2 （1）先下降后上升（2）（b—a）/（c—a）=1/5或[（b—a）/×100%=20%（或21%）或5b—c = 4a （3）
（c—a）]
结果不准确”不对] （5）小明白烟（五氧化二磷固体）溶于水中形成了酸性物质（6）B “空气中氧气含量的测定实验”是一个非常重要的实验，随着教学改革的不断深入，一直奋斗在教学一线的教师经过自己的努力钻研，创新出了许多“空气中氧气含量的测定实验”装置。在教学中，教师主要要把握住本实验的“气压差”测定原理，给学生分析可能影响气压差大小的因素，使学生对实验有一个深度的理解，从而以不变应万变。
测定空气中氧气含量的常见的装置 （全） 欧阳家百（2021.03.07） 江苏省特级教师赵美荣 序号装置实验操作 图1用凸透镜将太阳光聚焦到白磷，使白磷燃烧，一段时间后，白磷燃烧。 燃烧完毕，待冷却至室温，打开弹簧夹，烧杯中的水倒吸进入瓶内。 图2闭合电源开关，电阻丝发热，温度达到40 ℃时白磷燃烧，产生大量白烟。 装置冷却后，由于左侧中氧气被消耗，气体压强减小，水会在左侧中上升，且上升到1刻度处。 图3先关闭弹簧夹a，将螺旋状的铜丝在酒精灯的灼烧后迅速插入大试管，接触试管底部的过量的白磷，然后立即塞紧橡皮塞。 由于白磷的着火点低，白磷燃烧，产生大量的白烟。 燃烧完毕，待冷却至室温，打开弹簧夹，烧杯中的水倒吸进入瓶内。 图4用水浴加热的办法使白磷燃烧，足以使白磷着火燃烧。 燃烧完毕，待冷却至室温，打开弹簧夹，
烧杯中的水倒吸进入瓶内。 图5在一封闭的试管内放一颗白磷，用酒精灯微微加热白磷，白磷燃烧，有大量白烟生成，注射器被推向外侧（右侧）。 待装置冷却，注射器逐渐向内侧（左侧）移动，根据注射器停止时的位置，确定空气中氧气的体积。 图6在一端封闭的粗玻璃管内放一颗白磷，用胶塞塞住，并推入到玻璃管中部，记下位置。 用酒精灯微微加热白磷，白磷燃烧，有大量白烟生成，胶塞被推向外侧（右侧）。 待装置冷却，胶塞逐渐向内侧（左侧）移动，根据胶塞停止时的位置，确定空气中氧气的体积。 图7用生石灰和水反应时放出的热量使白磷燃烧。 烧杯上方玻璃管(预先固定好)中部有一可左右滑动的活塞，活塞左端管内密封有空气，活塞右端的玻璃管口跟空气连通，实验开始前活塞处在刻度5 cm处。 图8在一个耐热活塞的底部放一小块（足量）白磷，然后迅速将活塞下压，使空气内能增大，温度达到40℃。 白磷燃烧，产生大量白烟，冷却至原来温度时，松开手，活塞最终将回到刻度4处。
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空气中氧气含量的测定实验专题作业 空气中氧气含量的测定如右图所示。1、可观察到的现象是磷燃烧有大量白烟生成，打开止水夹后水进入集气瓶内大约1/5体积处。 2、该实验设计的原理是利用使容器内压强减小，导致水被吸入集气瓶内大约1/5 。 实验后若结果偏小，可能的原因有红磷量过少、装置气密性不好、没有冷却到室温就打开止水夹。实验后若结果偏大，可能的原因有止水夹没有夹紧、燃烧匙伸入集气瓶过慢。 3、实验时选择的可燃物需具备以下条件：（1；（2氧气（如镁带不行）；（3）生成物不能为气体（如硫粉、木炭等不行）。 4、该实验还可推出，瓶内剩余4/5性质有不燃烧也不支持燃烧。 1、某班同学用右图装置测定空气里氧气的含量。先用弹簧夹夹住乳胶管。点燃红磷伸入瓶中并塞 上瓶塞。待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察广口瓶内水面变化情况。实验完 毕甲同学的广口瓶内水面上升明显小于瓶内空气体积的1/5,乙同学的广口瓶内水面 上升显大于瓶内空气体积的1/5。下列对这两种现象解释合理的是（） ①甲同学可能使用的红磷量不足，瓶内氧气没有消耗完；②甲同学可能未塞紧瓶塞，红磷熄灭冷却时外界空气进入瓶内；③乙同学可能没夹紧弹簧夹，红磷燃烧时瓶内空气受热从导管逸出；④乙同学可能插入燃烧匙太慢，塞紧瓶塞之前，瓶内空气受热逸出 A.只有①③ B.只有②④ C.只有①②③ D.①②③④ 2、为测定空气中氧气的含量，小华同学打算设计如下方案：选用实际容积为40 mL的试管作反应容器，将过量的白磷放入试管，用橡皮塞塞紧试管口，通过导管与实际 容积为60 mL且润滑性很好的针筒注射器组成如右图的实验装置。 假设此实验能按照小华的设想正常进行，且白磷所占体积与导管内的气 体体积忽略不计，请回答下列问题：
空气中氧气的体积分数测定专题 实验目的：探究空气中氧气的体积分数 实验原理：_________________________________________________________ _________________________________________________________ 实验装置： 实验现象：__________________________________________________________实验结论：（1）______________________________________________________
特别注意： （1）、红磷足量，为了_______________________________________________ （2）、____________时，打开止水夹； （3）、集气瓶底预留适量的水，吸收____________________________________ （4）、燃烧物质的选择需要____________________________________________ 误差分析： （1）装置的气密性不好,可能漏气。导致实验结果_____1/5 （2）红磷的量不足,没有充分消耗氧气。导致实验结果_____1/5 （3）未等瓶内的气体冷却就打开夹子。导致实验结果_____1/5 （4）燃烧匙插入太慢，导致空气受热膨胀逸出。导致实验结果_____1/5 （5）止水夹没有夹紧，红磷燃烧时空气从止水夹逸出。导致实验结果_____1/5
典型题目汇总： 1、某校化学研究性学习小组在学习了“空气中氧气含量测定”的基础上，改进了教材中的实验，设计出了如右图所示的实验装置。实验步骤如下： ①如图所示，连接仪器，检查装置的气密性。发现装置的气密性良好。 ②在集气瓶里装进适量a 体积的水，燃烧匙里放一块白磷（其着火点是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的空气密封起来，把长导管的另一端放入盛有足量水的烧杯中。（注：集气瓶内的长导管已伸到了瓶底） ③用力把预先加热过的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，同时放出大量的热。 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，量出集气瓶中水的体积是b， 整个集气瓶的体积是c。
测定空气中氧气的含量 探究：（1）可用多种方法测定空气中氧气的含量，其原理都是利用某些物质在一定量的空气中，完全消耗其中的氧气而又不产生其他气体，导致压强减小，减少的体积即为空气中氧气的体积。 （2）常用来研究空气成分的药品和装置 研究空气成分的常用药品必须是易与氧气反应且没有气体生成的物质，如磷、铜丝，因为它们在空气中与氧气反应生成固体物质，一般不选择铁丝，因为铁丝在空气中难以燃烧，也不选择碳和硫，因为它们燃烧后生成的产物分别是二氧化碳气体和二氧化硫气体，燃烧后装置内压强变化不大。装置除课本提供的类型外通常还有如下四种： 图1 注意：所用来反应的物质必须足量，容器的气密性必须良好，不漏气 【例题】用来测定空气成分的方法很多，图1所示的是小明用红磷在空气中燃烧的测定方法。实验过程 第一步：将集气瓶容积划分为五等份，并做好标记。 第二步：点燃燃烧匙内的红磷，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，进入集气瓶中水的体积约为集气瓶总容积的1/5。 请回答下列问题： （1）上面的实验同时证明了氮气有_________________的化学性质。 （2）实验完毕，若进入集气瓶中水的体积不到总容积的1/5，你认为导致这一结果的原因可能是________________。 （3）某同学对实验进行反思后，提出了改进方法（如图2所示），你认为改进后的优点是________________。 图2 空气中氧气含量的测定 1.小明用上中图装置来测定空气中氧气的含量，对该实验认识正确的是（） A.使用红磷的量多或少，都不会影响实验结果 B.燃烧足够的红磷可使进入容器的水占容器的4/5 C.红磷燃烧消耗空气中的氧气，使容器内压强下降，水面上升 D.红磷一燃烧完，就要立即观察，并记录水进入容器的刻度 2.某同学为测定空气里氧气的含量，设计了如上右图所示的实验装置。 该同学在“金属梯”的每一步的凹处放置一颗用滤纸吸干水后的白磷，用放大镜会聚6 V手电筒光于靠近水面的一步“金属梯”处的白磷上。请完成下列问题。 （1）一段时间后，可观察到的现象是________________。 （2）“金属梯”的每一步上都放置一小颗白磷与只靠近水面的一步“金属梯”处放一大颗白磷相比，优点是________________。
《空气中氧气含量的测定》教学设计 响肠中心学校王家进 2016-9-15 教学设计思路】 教材中的地位、作用 《空气中氧气的含量的测定》是研究空气组成的一个基本实验，这个实验对于认识空气的组成起着重要的作用，同时为下节课教学——《氧气的性质》提供了基础。学情分析：空气是学生身边最熟悉的物质，学生在过去的学习和生活中，对空气已经有了一定的认识，知道空气的存在、空气中含有氧气及二氧化碳等。这些为本课题的学习打下了有利的基础。 教学目标】 知识与技能 1. 认识身边最常见的物质──空气，并了解空气的组成； 2. 能从生活经验出发，对空气的成分进行合理的推测，并能利用教师提供的简单仪器和药品，对空气的成分进行科学的探究。在探究过程中初步学会简单的实验设计、学会观察实验现象并加以描述，对相关实验现象能给出合理的解释。 过程与方法 1. 认识科学探究的意义和基本方法，在进行“空气中氧气含量测定实验”的探究过程中，能提出问题，并设计简单实验解决问题； 2. 初步学会用观察、实验的方法获取信息，并从实验信息中得出科学的结论； 3. 在探究过程中，能主动与人交流、讨论，清晰的表达自己的观点，逐步形成良好的学习习惯和科学的学习方法。 情感态度与价值观 1. 保持对生活和自然界中化学现象的好奇心和强烈的探索欲，进一步发展对化学学习的兴趣； 2. 初步树立科学的物质观，科学的看待科学家的实验过程及结论； 3. 逐步树立珍惜资源、爱护环境、合理使用化学物质的观念；重点与难点】 重点：通过学生自己设计实验方案，探究空气中O2的体积分数。培养学生的科学探究能力和实践精神。 难点：初步理解测定空气中氧气含量的实验原理。如何引导学生去挖掘实验的条件和结果
测定空气中氧气的体积分数 实验原理：红磷燃烧消耗氧气，瓶内气压减小，被压入水的体积等于瓶内氧气的体积 实验装置：A--集气瓶 B--导管 C--燃烧匙 D--止水夹 实验现象：红磷燃烧，产生浓厚的白烟，打开止水夹，水从烧杯倒吸如集气瓶，进入水的体积约占瓶容积的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的水压入集气瓶中。进入集气瓶中的水的体积就等于消耗的氧气的体积。 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；集气瓶底预留适量的水，吸收热量，溶解五氧化二磷；燃烧物质的选择--消耗氧气，同时不能产生新的气体（不可以用硫和木炭代替） 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的体积分数。但若能吸收二氧化碳，此法也不失为一种简便的方法。而且蜡烛易燃烧，取材方便。 误差分析： 实验发现测定的氧气体积分数小于1/5分析原因： ①装置的气密性不好,可能漏气。 ②红磷的量不足,没有充分消耗氧气。 ③没有将点燃的红磷迅速伸入集气瓶并塞紧瓶塞。 ④未等瓶内的气体冷却就打开夹子 实验发现测定的氧气体积分数大于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的A、B两套装置．你认为合理的是（填编号） 点燃
答案：A 氧气的密度比空气略大，燃烧匙伸入底部，能使氧气消耗更充分，测定更准确 测定空气中氧气的体积分数的还有如下方法： 2.用来测定空气成分的方法很多，下图所示的是小明用红磷在空气中燃烧的测定方法。实验 过程是： 第一步：将集气瓶容积划分为五等份，并做好相应的标记。 第二步：点燃燃烧匙内的红磷，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，进入集气瓶中水的体 积约为集气瓶总容积的1/5。请回答下列问题： （1）上面的实验同时证明了氮气具有 的化学性质。 （2）实验完毕，若进入集气瓶中水的体积不到总容积的 1/5，你认为导致这一结果的一种原因可能是 （3）某同学对实验进行反思后，提出了改进方法（如右图 所示 ），你认为改进后的一项优点是： （4）小组的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， 实验也能取得较好的效果 答案：(1) 不能燃烧，也不支持燃烧 (2)装置漏气或红磷的量不足 （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）氢氧化钠或澄清的石灰水 3.某同学利用右上图装置测定空气中氧气的含量，红磷燃烧后恢复到室温，打开弹簧夹发现 进入广口瓶的液体液面高度超过广口瓶容积的1/5。造成这一现象的原因可能是 （ ） A ．实验前没有将弹簧夹夹紧 B ．实验装置可能漏气 C ．实验中所取的红磷过量 D ．实验中所取的红磷不足 答案：A 水 ·······阳光 红磷
空气中氧气含量的测定、氧气 1．我们已经知道，空气的主要成分是氮气和氧气． 右图是测定空气中氧气含量的实验装置．试回答下列问题： （1）实验过程中，燃烧匙里为什么要盛放过量的红磷？ （2）这个实验除了可以得出氧气约占空气体积的l/5的结论外，还可推导出氮气（填“易”或“难”）溶于水和其化学性质（填“活泼”或“不活拨”）的结论． （3）在此实验过程中能否用碳、硫代替红磷？．2．学课外活动小组的同学在查阅资料后知道： 铜丝+氧气氧化铜 因此对空气中的氧气含量的测定实验做了如下改进： 在由两个注射器组成的密闭系统内充有20mL空气（如图所示），然后给装有铜丝的玻璃管加热，同时交替缓慢推动两个注射器的活塞，至玻璃管内的铜丝变黑且较长时间内无进一步变化，停止加热后，待冷却至室温将气体全部推至一个注射器中．请根据你对上述实验的理解回答下面的问题： （1）实验完成后，注射器内空气的体积约减少了，这是因为．（2）在实验过程中，交替缓慢推动两个注射器的目的是 （3）改进后的实验只是粗略测定空气中氧气含量的一种方法，你认为造成该实验不够精确的可能原因有．（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． 3．某化学小组测定空气中氧气的体积分数．用四硫化钠（Na2S4）固体可替代红磷测定空气中氧气的体积分数．反应原理为：2Na2S4+O2+2H2O=8S↓+4NaOH（氢氧化钠）． 小资料：四硫化钠（Na2S4）与氧气、水反应生成难溶于水的固体硫（S）和易溶于水的氢氧化钠． 【实验过程】 ①取足量的四硫化钠固体加入试管中，再加入适量的水，迅速塞紧橡胶塞，充分振荡．测量液面至橡胶塞下沿的距离，记录数据h1（如图1所示）． ②将该试管插入水中（如图2所示），拔下橡胶塞，观察到，塞紧橡胶塞．将试管取出，倒转过来，测量液面至橡胶塞下沿的距离，记录数据h2．理论上h2：h1=．
空气中氧气含量测定实验的拓展 一、在探究空气中氧气的含量测定实验中，要注意观察实验现象，体会从实验事实导 出结论的思维过程（如图1）。 现象：实验中可以观察到，红磷燃烧，产生大量的白烟，放出大量热；冷却至室温， 打开弹簧夹后，烧杯中的水倒流入集气瓶中，至约占集气瓶容积的1/5。 结论：通过实验得知，空气中氧气的体积约占1/5。 原理解释：红磷燃烧消耗空气中的氧气，生成固体五氧化二磷，使集气瓶内压强变小， 在外界大气压的作用下，烧杯中的水倒流入集气瓶内，且空气中氧气体积约占空气体 积1/5，所以倒流入集气瓶内的水约占集气瓶容积1/5。 装置：装置气密性良好，（实验前要进行气密性检查） 反应物：1、反应物只与空气中的氧气反应， 2、反应物不能是气体。 3、反应物足量，确保氧气反应完，使测得氧气的体积更接近空气中氧气的实际体积。 生成物：生成物不能是气体 读数：冷却至室温才能读数 这个实验还可推论出氮气的性质 ：氮气不能支持燃烧（化学性质）；集气瓶内水面上升一定高度后，不能继续上。 在这个实验中，若气体减少的体积小于1/5，导致结果偏低的原因可能有：（1）红磷的量不足，瓶内氧气没有耗尽；（2）装置漏气；（3）未冷却至室温就读数。 若该实验中气体减少的体积大于1/5，原因可能是（1）点燃红磷后，插入燃烧匙时，瓶塞子塞得太慢，使得瓶中空气受热膨胀，部分空气溢出。（2）实验开始时，没有夹或没夹紧止水夹。（3）装置气密性不好； 二、空气中氧气含量测定反应物选择： 1、燃烧法 可用红磷、白磷 加热法 可用Cu 、Hg 比较：A:红磷、白磷 原理相同：4P+5O 2—→2P 2O 5 红磷须外部点燃；白磷着火点很低，微热即可，所以可直接在密闭装置内引燃 实验结果：用白磷比用红磷误差小。 B ：Cu 、Hg 汞有污染，不建议使用 2、不可用：铁丝 因为铁丝在空气中不能燃烧 不可用： Mg 因为Mg 能与空气中的氧气、二氧化碳、氮气反应 不可用：S 、C 、蜡烛 因为均有气体生成， ※3、对实验进行改进后， S 、C 、蜡烛也能测氧气含量 原理：S+O 2—→SO 2 C+O 2—→CO 2 蜡烛燃烧生成H 2O 和CO 2 SO 2、CO 2能与碱溶液反应 如：CO 2+Ca(OH)2→CaCO 3↓+H 2O CO 2+2NaOH →Na 2CO 3+H 2O SO 2+2NaOH →Na 2SO 3+H 2O 装置： 三、利用空气中氧气含量测定实验原理除去空气中的氧气 方法一、红磷（白磷）燃烧法 方法二、将混合气体通过灼热的铜（如右图所示） 点燃 点燃 点燃 S 或C 或蜡烛 澄清石灰水或稀氢氧化钠溶液 亚硫酸钠
测定空气中氧气体积分数实验易错题 1、图1所示装置可用于测定空气中氧气的含量，其中与集气瓶相连的压强传感器等电子设备能将集气瓶内气体压强精确地记录并保存下来．图 2、图3是用该装置测得的红磷和木炭分别在集气瓶中燃烧的压强﹣时间关系图(该装置气密性良好，p 是集气瓶内初始气压，p和p′分别是反应结束后恢复到室温时集气瓶内的气压)．下列说法正确的是（） A．燃烧匙内所装红磷或木炭的多少对实验结果无影响 B．反应开始时集气瓶中压强瞬间变大的是由燃烧放热造成的 C．p=0.79p 0，p′=p 是因为红磷比木炭的着火点低 D．由图3可推出空气中氧气的含量 2、某科学兴趣小组对“测定空气中氧气含量”的实验进行了改进：将数显设备、气体压强传感器和空气中氧气含量测量装置按下图连接。装置气密性良好，调节右边敞口容器和集气瓶里的水面相平，此时集气瓶内气体的体积为V 1 ．关闭活塞，点燃燃烧匙内的红磷，立即塞紧瓶塞，待火焰熄灭后，过一段时间打开活塞，观察到集气瓶中的水位上升。待集气瓶内的水面不再上升时，集气瓶内的气体体积 为V 2 。然后向右边容器内加入一定量的水至两边水面 再次相平，此时集气瓶内的气体体积为V 3 ．在点燃红 磷至打开活塞这一过程中，观察到数显设备显示集气 瓶内的气体压强先上升后下降，再趋于稳定。 请回答： （1）数显设备显示，开始一段时间集气瓶内气体压强上升，这是因为温度升高导致的气压变化量（选填“大于”、“等于”或“小于”）氧气量减少导致的气压变化量。 （2）基于数显设备显示的气压变化，“过一段时间打开活塞”中的“一段时间”指的是火焰熄灭后到所经历的时间。
测定空气中氧气体积分数实验 专题训练 一、基础知识 1、做空气中氧气含量测定的实验装置如右图。下列有关说法正确的是（ ） A ．选用红磷是因为反应可以耗尽O 2，生成固态的P 2O 5 B ．燃烧匙中的红磷可以换成硫或木炭 C ．燃烧匙中的红磷越多，水位上升越高 Ｄ．本实验可以证明空气含有Ｎ2、O 2、CO 2和稀有气体 2、右图所示装置可用来测定空气中氧气的含量。对该实验认识不正确的是（ ） A ．红磷的量不足会影响实验结论 B ．装置不漏气是实验成功的重要因素之一 C ．将红磷改为碳也能得到正确的实验结论 D ．钟罩内气体压强的减小会导致水面的上升 4、右图所示装置可用于测定空气中氧气的含量，实验前在集气瓶内加入少量水，并做上记号。下列说法中不正确的是（ ） A ．该实验证明空气中氧气的含量约占1/5 B ．实验时红磷一定要过量 C ．实验前一定要检验装置的气密性 D ．红磷燃烧产生大量的白雾，火焰熄灭后立刻打开弹簧夹 5、某班同学用右图装置测定空气里氧气的含量。先用弹簧夹夹住乳胶管。 点燃红磷，伸入瓶中并塞上瓶塞。待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察广 口瓶内水面变化情况。实验完毕，甲同学的广口瓶内水面上升明显小于瓶内空 气体积的1/5，乙同学的广口瓶内水面上升明显大于瓶内空气体积的1/5。下列 对这两种现象解释合理的是( ) ①甲同学可能使用红磷的量不足，瓶内氧气没有消耗完 ②甲同学可能未塞紧瓶塞，红磷熄灭冷却时外界空气进入瓶内 ③乙同学可能没夹紧弹簧夹，红磷燃烧时瓶内部分空气受热从导管逸出 ④乙同学可能插入燃烧匙太慢，塞紧瓶塞之前，瓶内部分空气受热逸出 A.只有①③ B.只有②④ C.只有①②③ D.只有①②③④ 6、如图，钟罩内的红磷燃烧停止直至完全冷却后，钟罩内的水面上升约占钟罩内 空气体积的 ，这个实验说明了 。 在此实验中，如果把燃烧的红磷放入钟罩里时，发现有少量气体从钟罩底部冒 出，则测定的结果会 （填偏大或偏小），如果像皮塞漏气，会造成结果 （填偏大或偏小）。 7、某同学用右图装置测定空气中氧气的体积分数。请你填写有关空格，并与同学交流。 ⑴该实验中，红磷需稍过量，目的是 。 该物质燃烧反应的化学反应式为___________________________ _。 ⑵待该物质熄灭并冷却后，打开弹簧夹观察到的现象是 ___________________________；出现该现象的原因是 ；为什么要“待 该物质熄灭并冷却后，打开弹簧夹”？ ⑶实验后发现测定出的空气中氧气的体积分数低于l/5，这可能是由哪几种 原因引起的?_______________________________________________________________ ⑷若⑶实验后发现测定出的空气中氧气的体积分数大于l/5，这可能是由哪几种原因引起的?_______________________________________________________________ ⑸由本实验还可以推测氮气的物理性质有 ；化学性质有___________________ ⑹若将红磷换成碳粉，该实验能否获得成功? （填能或否）
例题1.将足量的下列物质分别放在燃烧匙上点燃（或灼烧），分别放入四只图2所示装置的广口瓶中，立即塞紧橡皮塞，反应结束待冷却后，打开止水夹，导管中水柱上升最少的是放入哪种物质的装置？（）A.铁粉 B.磷 C.木炭 D.镁 解析：铁粉、磷、镁在空气被点燃后，生成物通常呈固态，而木炭燃烧后，虽然消耗了氧气，但是生成了二氧化碳气体，并且二氧化碳气体不能全部溶解于水，所以导管中水柱上升最少的是放木炭。 例题2.某班同学用图3装置测定空气里氧气的含量。先用弹簧夹夹住乳胶管。点燃红磷，伸入瓶中并塞上瓶塞。待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察广口瓶内水面变化情况。实验完毕，甲同学的广口瓶内水面上升明显小于瓶内空气体积的1/5，乙同学的广口瓶内水面上升明显大于瓶内空气体积的1/5。下列对这两种现象解释合理的是( ) ①甲同学可能使用红磷的量不足，瓶内氧气没有消耗完 ②甲同学可能未塞紧瓶塞，红磷熄灭冷却时外界空气进入瓶内 ③乙同学可能没夹紧弹簧夹，红磷燃烧时瓶内部分空气受热从导管逸出 ④乙同学可能插入燃烧匙太慢，塞紧瓶塞之前，瓶内部分空气受热逸出
A.只有①③ B.只有②④ C.只有①②③ D.只有①②③④ 解析:根据本文开始所述内容可知，对两种现象解释合理的是①②③④。 例题3.某校化学兴趣小组就空气中氧气的含量进行实验探究： [集体讨论]： （1）讨论后同学们认为，选择的药品既要能消耗氧气，又不会跟空气中的其它成分反应，而且生成物为固体。他们应该选择（） A．蜡烛B．红磷C．硫粉
为了充分消耗容器中的氧气，药品的用量应保证。 （2）小组同学共同设计了如图4的两套装置，你认为合理的是（填编号）。 为了确保实验的成功，在装药品之前应该。 [分组实验] 在讨论的基础上，他们分组进行了实验。 [数据分析] 实验结束后，整理数据如下：（注：集气瓶容积为100 mL）
空气中氧气含量测定的实验 1、为什么红磷必须过量，红磷熄灭后，瓶内还有没有残余的氧气？ 如果红磷的量不足，测得空气中氧气的体积分数偏大还是偏小？ 红磷过量，燃烧时才能比较完全地消耗瓶内空气中的氧气，但不能完全消耗，原因是氧气含量低时，红磷在这样的实验条件下不能继续燃烧，所以红磷熄灭后，瓶内仍有少量残余的氧气。 如果红磷的量不足，则不能将集气瓶内空气中的氧气完全反应掉，集气瓶内水面上升不到原剩余空气的体积的1/5，导致测得空气中氧气的体积分数偏小。 2、如果装置的气密性不好，测得氧气的体积分数偏大还是偏小？ 装置的气密性不好，当集气瓶内氧气耗尽时，瓶内压强减小，瓶外空气会进入集气瓶内，导致进入水的体积减少，氧气的体积分数偏小。 3、导管事先未注满水，会引起测量结果如何改变？ 导管未注满水，燃烧冷却后，进入的水有一部分存在导管中，所以集气瓶内水的体积减少，故氧气的体积减少，测量结果偏低。 4、装置未冷却就打开弹簧夹，测量结果偏高还是偏低？ 实验要求只有冷却到室温时，才能打开弹簧夹。这是因为温度较高气体压强较大，进去瓶内水的体积减少，引起测量结果偏低。 5、能否用硫、木炭、铁丝等物质代替红磷？ 一般不用。因为硫或木炭燃烧后生成的是二氧化硫或二氧化碳（均为气体），而生成的气体的体积会弥补反应所消耗的氧气的体积，导致测得结果误差加大；而铁丝在空气中难以燃烧，瓶内空气的体积几乎不会变化，因而集气瓶内水面几乎不上升。 6、由以上分析可知，做此实验选择可燃烧时的两个条件： 一是该物质在空气中就能燃烧； 二是该物质燃烧后生成的物质为固体。 7、在分析与探究中，就可能引起测量结果偏低的原因进行了分类详解，可归纳为以下几种可能的原因： ①瓶内仍混有残余的氧气； ②装置漏气； ③红磷量不足，没有将氧气耗尽； ④装置未冷却就打开弹簧夹； ⑤导管未先注满水。
氮气中氧气的含量测定 由于氮气中氧气含量超出工艺指标后，将直接威胁生产安全。因此，定期及时，准确的监测氮气中氧气含量，是PVC分析室水质岗位的日常工作。同时，也需要监测精馏产品气，尾气中氧气的含量以便计算精馏收率和保障安全。下面主要介绍测定氧气含量的几种常用分析方法，供分析人员参考。 一、吸收法测定氧气含量 1、原理 将氮气中杂质氧用氧吸收剂吸收后，根据其体积的变化计算氮气的纯度 2、仪器与药品 奥式气体分析器；氧吸收剂为碱性焦性没食子酸 3、测定步骤 氮气取样口与奥式气体分析器连接，气体量管用样品气置换数次，后准确量取100mL，在装有氧吸收剂的吸收瓶中反复吸收至恒量，读取吸收体积v，计算： O2%=V/100×100% N2%=100-V（%） 上式中v为氧吸收剂吸收的体积，Ml；
二、燃烧法测定氧气含量 1、原理 用黄磷吸收氮气中的氧气，反应式如下： 5O2+4P=2P2O5 2、仪器与药品 双球吸收器，单考克气体量管，水准瓶，黄磷 3、测定步骤 单考克气体量管经三次排管后，准确量取样品100mL，将样品全部排到燃烧器内，待白色气体消失后，将剩余气体排回取样管，读取样品吸收体积V。计算： 氮气含氧%=V% 式中V-样品吸收体积 三、色谱法氧气含量的测定 用色谱柱使混合气体中的各组分分离，以热导池检测器检测被测组分的浓度。根据不同气体的导热系数，当样品通过热导池时，由于组分和浓度的改变，就会从热敏元件上带走不同的热量而引起阻值的变化。在测量电桥的输出端时应立即给出相应的信号，有此定量测出各组分的含量。 1、气相色谱仪参考仪器条件 （1）条件：气相色谱仪热导池检测器（TCD），桥路电流100mA；载气采用氦气或者体积分数不低于99.99%的氩气；载气流量为
关空气中氧气含量的测定中考试题选萃 标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]
关空气中氧气含量的测定中考试题选萃 1．在“空气中氧气含量的测定”实验探究中，甲生设计了如下实 验方案： 在燃烧匙内盛过量红磷，点燃后立即插入集气瓶内，塞紧橡 皮塞，待红磷火焰熄灭，集气瓶冷却至室温，打开铁夹，水注入 集气瓶。（实验装置如图1所示）回答下列问题： （1）实验过程中，观察到的主要现象是，。反应的化学方程式是。 （2）乙生用上述实验装置测定的结果是：空气中氧气含量与正常值有较明显的偏差，其操作上的原因可能是（要求答出两种）： ，。 （3）丙生也设计了一个实验方案，装置和操作同上，只不过用木炭代替了红磷。当木炭停止燃烧，集气瓶冷却至室温，打开铁夹后，水能否进入集气瓶为什么。 （4）若仍然用木炭代替红磷，丙生的实验方案应作何改进，才能保证实验成功（只需答出实验方案中须改进的地方） 。 2．某研究性学习小组设计了如图2所示的装置，探究空气中氧气的体积分数，其中A是底面积为50 cm3、高20cm的圆筒状玻璃容器(带密封盖)，上面标有以cm为单位的刻度．B是带刻度的敞口玻璃管(其他辅助装置略)。他们的操作过程如下： a．检查装置的气密性； b．加入水并调整B的高度．使A中的液面至刻度15 cm处； c．将过量的铜粉平铺在惰性电热板上。盖紧密封盖； d．通电加热铜粉，待充分反应后．冷却到原来的状况，调整B的高度使容器A、B 中的液面保持水平，记录液面刻度。(注：A容器内固态物质所占的体积忽略不计) (1)在操作a中检查装置气密性的方法是_____________________________。 (2)在上述实验中，下列物质不能代替铜粉的是____________ (填字母)。 A．红磷 B．木炭 C．铁粉 (3)往操作d结束时，装置A中液面的刻度约为___________cm(填整数)。如果在操作d结束时，装置A中液面刻度在11cm处．则实验结果比理论值_____ (填“偏大”或“偏小”)。 (4)该小组中有同学提出，用木炭代替铜粉也能测定空气中氧气的体积分数．只要将水换成一种溶液，则该溶液是_____________，其原因是(用化学方程式表示) _______________________________。 3．(2006年淮安市第29题)小明和小芳在讨论“能否用蜡烛燃烧法来粗略测定空气中氧气的含量”这一问题时，小芳认为：通过右图3装置，用蜡烛燃烧法测得空气中氧气的含量会_________(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。她根据蜡烛燃烧产物的特点阐述了自己的理由： _______________________________________________________，并用图3装置进行实验，证实了自己的结论。(注：本题实验中装置的气密性良好，水槽中的液体是水) 小明认真分析了小芳的实验结果后，进行了如下探究： [提出问题]导致小芳这一实验结果还有其它原因吗 [实验探究]小明设计了图4装置，进行以下操作：
如何测定空气中氧气体积分数 测定空气中氧气体积分数的实验是一个非常重要的知识点，在各种考试中经常考到，从普通的单元测验到竞赛都会经常涉及。下面从几方面与同学们深入探讨一下这个实验： 一、测定原理： 测定空气中氧气体积分数的实验原理是：选择一种能在空气中燃烧，燃烧时只与空气中的氧气反应而不与空气中其他气体反应的固体物质（如红磷、白磷等），利用过量的该物质将空气中的氧气完全消耗，生成固体物质，使密闭容器内气体体积减小（减小的体积即为氧气的体积），气体的压强减小，引起水面变化，从而确定空气中氧气的体积分数。 需要注意的是： 1.所选物质与氧气反应的生成物必须是固体（因此碳、硫不可选用）【注意：若生成物为气体，也可将水换成易吸收该气体的液体，如氢氧化钠溶液】。 2.所选物质必须能在空气中燃烧（因此铁不可选用）。 3.所选物质应过量，使氧气完全反应。利用所选物质只与空气中的氧气反应（不生成气体）而不与空气中的其他气体反应，使容器内压强减小，让水进入容器。测定进入容器内水的体积，即为空气中氧气的体积。 二、测定空气中氧气体积分数的常见实验装置和方法： 【装置一】按如图所示装置实验，以水槽中水面为基准线，将钟罩水面以上容积分为5等份。在燃烧匙内盛过量红磷，用酒精灯点燃后，立即插入钟罩内，同时塞紧橡皮塞，观察红磷燃烧和水面变化的情况。 1.实验现象： （1）钟罩内充满浓厚白烟； （2）冷却后白烟消失，钟罩内水面上升了约占钟罩体积的1/5。 2.实验结论： （1）红磷燃烧消耗的是空气中的氧气，氧气约占空气体积的1/5。 （2）氮气不支持燃烧，本身也不能燃烧，且氮气不溶于水。 3.实验注意事项： （1）可用来反应的物质必须是易与氧气反应且没有气体生成的物质（如红磷），木炭、硫（因生成气体）不能用作测定氧气含量的反应物。 （2）所用来反应的物质必须足量或过量（保证把钟罩内的氧气消耗完全）。 （3）容器的气密性必须良好。 （4）应冷却到室温时才测定进入容器内的水的体积，否则钟罩内水面上升的体积小于钟罩容积的1/5。 【装置二】按如图所示的装置实验，以集气瓶中水面为基准线，将集气瓶中水面以上容积分为5等份。在燃烧匙内盛过量红磷，用酒精灯点燃后，立即插入集气瓶中，同时塞紧橡皮塞，观察红磷燃烧和水面变化的情况。 1.实验现象： （1）集气瓶中红磷燃烧产生大量浓厚白烟； （2）红磷燃烧放出大量的热； （3）待集气瓶冷却后，打开止水夹，烧杯中的水进入集气瓶约1/5。 2.实验结论： （1）红磷燃烧消耗的是空气中的氧气，氧气约占空气体积的1/5。 （2）氮气不支持燃烧，本身也不能燃烧，且氮气不溶于水。
空气中氧气含量测定 1、空气的主要成分和组成： 2、测定空气中氧气的含量 （1）实验原理：红磷燃烧，消耗瓶内氧气，瓶内压强减小，水进入集气瓶。 化学方程式：4P + 5O 2 ===== 2P 2O 5 （2）实验现象：①红磷燃烧时产生大量白烟； ②装置冷却后烧杯中的水沿导管进入集气瓶里，集气瓶内水面上升了约1/5体积。 （3）实验结论： O 2约占空气体积的1/5 （4）实验注意事项： ①装置不能漏气； ②红磷要过量；③待装置冷却到室温后，再打开弹簧夹。 （5）实验探究：①液面上升小于1/5原因： A. 红磷量不足，使瓶内氧气未耗尽； B. 瓶塞未塞紧，使外界空气进入瓶内； C. 未冷却至室温就打开瓶塞，使进入瓶内水的体积减少。 ② 能否用铁、铝代替红磷？不能 原因：铁、铝不能在空气中燃烧 能否用碳、硫代替红磷？不能 原因：产物是气体，不能产生压强差 （6）水的作用：降温 （7）根据本实验推测氮气的性质： 1.氮气不溶于水 2.氮气不能燃烧也不支持燃烧。 点燃
C 空气中氧气含量测定仪器总结 保证实验成功的关键是：①装置不漏气，只有装置气密性良好才能使得反应后装置内的压强显著减小，水才能进入到广口瓶中。②红磷足量才能将氧气消耗完，测量结果才准确。③火焰熄灭后待装置冷却后再打开弹簧夹，否则由于热胀冷缩缘故会使测量结果不准确。④红磷不能使用硫磺、木炭来代替，因为硫磺、木炭燃烧后生成的二氧化硫、二氧化碳为气体，不能使装置内气体压强显著减小。 例：用来测定空气成分的方法很多， 右图所示的是某同学利用右图装置测定空气中氧气的含量，实验过程是： ? 第一步：将集气瓶容积划分为五等份，并做好标记。 ? 第二步：点燃燃烧匙内的红磷，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，进入集气瓶中水的体积约为集气瓶总容积的1/5。 ? 请回答下列问题： ? （1）集气瓶中剩余的气体主要是 。 ? （2）实验完毕，若进入集气瓶中水的体积不到总容积的1/5，你认为导致这一结果的原因可能 ? ? 是 、 你认为改进后的优点是：
2.2-2空气中氧气体积分数的测定 一、设计意图 这节课选自“2.1人类赖以生存的空气”，教材安排“空气的组成”、“空气中氧气的体积分数的测定”、“空气的污染和防治”为一课时，但我将其中的“空气中氧气的体积分数的测定”单独作为一课时，并且将其安排在“氧气的性质”之后进行教授。因为一方面是如果没有“氧气的性质”做铺垫，就不存在学生对实验药品的选择，而且教师也只能机械地讲授，无法突破此难点。从另一角度看，这节课也是对氧气的性质的深入理解和实际应用。 本节课以拉瓦锡的钟罩实验为切入点，以改进实验原理和设计实验装置为主线。以学生对拉瓦锡的实验进行批判为导火线，在小组合作学习的基础上完成：合适药品的选择、实验装置的设计，之后由教师完成实验（考虑到红磷燃烧有污染）。教师引导学生正确面对失败，分析原因，反复尝试。最后拓展到此方法是用来测定混合气体中某一组分的含量的多种方法之一。 二、教学设计 [教学目标] 知识与技能 理解空气中氧气体积分数测定的方法 过程与方法 在设计实验的过程中，体会科学探究的基本方法 情感态度与价值观 通过化学实验，体验小组合作学习的重要性 [教学重点] 空气中氧气体积分数测定的方法 [教学难点] 空气中氧气体积分数测定的原理及装置的选择方法 [教具准备] 红磷、集气瓶、钟罩、试管、橡皮塞、导管、燃烧匙、水槽 [教学方法] 实验探究
附录: 课堂上学生设计的实验装置: A B C 巩固练习： 1、下列几种物质中，可以用来测定空气组成的是………………………………（） A、铁 B、碳 C、硫 D、红磷 2、某学生用右下图的实验装置进行实验。 1)请你归纳，该实验的目的： __________________________________________； 2)请你分析后提出，可能造成实验值偏小的原因 ①____________________________________________； ②____________________________________________； 3) 燃烧结束后，集气瓶内剩余的气体主要是氮气。由本实验可推知氮气的性质： 物理性质：____________________________________________________________。 化学性质：____________________________________________________________。课堂练习: 1、下列物质能在空气中燃烧并产生白烟的是……………………………………( ) 红磷
空气中氧气含量的测定 空气中氧气含量的测定实验是一个基础而重要的实验，该实验的探究目的旨在通过实验操作、实验现象的观察得出相关的结论。此类题往往要求根据实验操作不当带来的问题加以讨论并利用有效方式加以解决，在解决问题的过程中 培养各种思维能力。 例题 按右图组装仪器，关闭止水夹。请回答下列问题： （1）电热棒接通电源后，集气瓶中的现象是 。 （2）红磷燃烧一段时间后，自动熄灭了，你认为原因 是 。 （3）冷却后，松开止水夹，你观察到的现象为 。 解析 本题主要考查通过燃烧法测定空气中氧气的含量。描述实验现象时要注意语言的准确性，注意“烟”与“雾”的区别，并且不能将实验结论与实验现象相互混淆；分析红磷燃烧一段时间后自动熄灭的原因时，要结合实验原理进行解答。 参考答案 （1）红磷开始燃烧，产生白烟，随后火焰减小并慢慢熄灭（2）集气瓶内的氧气已消耗完 （3）烧杯里的水倒吸到集气瓶内（或烧杯的水面下降），集气瓶中的水约占集气瓶容积的5 1 变式题 按右图组装仪器，关闭止水夹，通电使红磷燃烧。 请回答下列问题： （1）进入集气瓶内的水不足5 1的原因是 。 （2）采用电热棒加热的优点是 。 （3）假如用木炭代替红磷，利用该装置进行实验，能否取得成功？为什 么？ 。 解析 本题是在原题的基础上进行的变式。进入集气瓶内的水不足5 1，原因可能是装置内氧气没有消耗完，即反应物的量不足；或未冷却到室温就打开止水夹，装置的气密性不好等。对照教材实验装置我们可以发现，使用电热棒后，就形成了一个密闭体系，避免红磷点燃后再塞胶塞时，使装置内气体受热膨胀逸出，影响实验结果的测定。选择反应物时，除了要消耗装置内的氧气外，还得在反应后使装置内外形成压强差，故反应物一般为固体，且只与氧气反应，反应后生成固体。 参考答案 （1）红磷量不足（或） （2）形成密闭体系，使实验结果更准确；避免五氧化二磷散逸到空气中造成空气污染 （3）不能。因为燃烧产生二氧化碳气体，无法使密闭装置内外形成压强差 拓展题 在测定空气中氧气含量的实验中，小强采用 了右图所示装置：在由两个注射器组成的密闭系统中留有 25 mL 空气，给装有细铜丝的玻璃管加热，同时交替缓慢 推动两个注射器活塞，至玻璃管内的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 电热棒 足量