空气中氧气体积分数的测定

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] 实验探究体积分数附录: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。

问题探究：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。

空气中氧气体积分数的测定实验以空气中氧气体积分数的测定实验为题，本文将介绍如何进行空气中氧气体积分数的测定实验，并分析实验结果。

实验所需材料和仪器有：空气样品、真空泵、氧气传感器、采样瓶、气密密封装置、气体分析仪等。

实验步骤如下：1. 准备工作：a. 确保实验环境干净无尘，并关闭与实验无关的设备。

b. 确保仪器和设备处于正常工作状态，如氧气传感器需要校准，气体分析仪需要调零等。

2. 采集空气样品：a. 打开采样瓶的气密密封装置，将采样瓶放入所需采样位置。

b. 打开真空泵，将空气抽入采样瓶中，保持一定时间，以保证样品充分混合。

3. 测定氧气体积分数：a. 将采样瓶与氧气传感器连接，确保连接处密封良好。

b. 打开气体分析仪的电源，并根据仪器说明书操作，选择氧气体积分数的测定模式。

c. 等待一段时间，直到仪器显示稳定的氧气体积分数数值。

4. 记录实验结果：a. 将实验所得氧气体积分数数值记录下来，并标明测定时间。

b. 可以进行多次测定，取平均值，以提高实验结果的准确性。

实验结果分析：根据实验测定结果，我们可以得到空气中氧气的体积分数。

通常情况下，空气中的氧气体积分数约为20.9%。

这是因为空气主要由氮气和氧气组成，其中氧气占据主要比例。

然而，在特定环境下，如高海拔地区或密闭空间，空气中的氧气体积分数可能会有所变化。

通过进行氧气体积分数的测定实验，我们可以了解不同环境下氧气的含量，以便更好地了解空气组成的变化情况，并为相关领域的研究提供基础数据。

需要注意的是，实验过程中要保证实验环境的干净和仪器的正常工作状态，以避免外界因素对实验结果的影响。

此外，实验中的仪器和设备要根据操作说明书正确操作，以确保实验的准确性和可重复性。

总结：通过空气中氧气体积分数的测定实验，我们可以得到空气中氧气的含量，并了解不同环境下氧气的变化情况。

这对于环境监测、气象预测、生物研究等领域具有重要意义。

在实验过程中，我们要注意实验环境的干净和仪器的正常工作状态，以确保实验结果的准确性。

《测定空气中氧气的体积分数》
一、实验改进的目的：
初中化学《测定空气中氧气的体积分数》的实验，目前在各种教材中介绍的方法有两种，一种是用钟罩、水槽装置，燃烧红磷法；另一种是用广口瓶、烧杯、长导管等装置，燃烧红磷法。

两种方法的共同点是用红磷燃烧消耗容器中的氧气产生负压，使水进入容器，上升水的体积等于消耗的氧气的体积，证明氧气的体积分数约占空气的1/5，笔者在实验过程中发现存在以下问题：
1、燃烧红磷过程产生白烟扩散到空气中污染空气。

2、实验过程不能准确读出空气的体积和进入水的体积。

（难以说服学生）
3、实验时间长。

因此我将实验作了如下的改进。

二实验准备:
取一只具支试管，加橡胶塞，支管连接一根10cm长的橡胶管，用弹簧夹夹住橡皮管，一烧杯水，一个50ml量筒、一盏酒精灯、5克白磷、火柴、滤纸、试管夹。

三实验步骤：
1、把具支试管装水至塞紧胶塞的位置并把水倒入量筒读出水的体积V1，取一块白磷（足量），用滤纸吸干水，立即放入准备的具支试管里，塞上橡胶塞密封，试管在酒精灯上稍作加热，白磷就燃烧起来，倾斜具支试管，让白磷与氧气充分反应。

2、1min左右试管内不再产生白烟，用湿毛巾包裹具支试管，让装置迅速冷却到室温。

3、把乳胶管插入水里，打开弹簧夹，水立即沿乳胶管进入具支试管（如图所示），取出乳胶管，读出剩余水的体积V2
4、根据(V1-V2)/V1求出氧气约占空气体积的1/5 。

空气中氧气体积分数测定实验
空气中的氧气体积分数测定实验是一种常用的化学实验，具体步骤如下：
实验器材和试剂：氧气气瓶、锥形瓶、水槽、水平板、三角架、瓷漏斗、滴管、酸性高锰酸钾溶液。

实验步骤：
1. 将锥形瓶加满水，并将水槽里的水淹没锥形瓶；
2. 将锥形瓶倒置在水槽中，并注意不要让瓶口露出水面（确保瓶内没有空气）；
3. 用瓷漏斗将一定量的酸性高锰酸钾溶液滴入锥形瓶中，直到颜色变成浅粉色为止；
4. 打开氧气气瓶，将氧气气流导入倒置的锥形瓶中；
5. 随着氧气气体进入锥形瓶，高锰酸钾溶液逐渐褪色，持续通气几分钟；
6. 当高锰酸钾溶液完全褪色后，停止通气，并记录氧气气瓶内的气体体积；
7. 将测量得到的氧气气体体积与锥形瓶内水的总体积相减，即可得到空气中的氧气体积分数。

注意事项：
1. 实验过程中需要严格控制时间，避免高锰酸钾溶液完全消耗而产生误差。

2. 在实验过程中应注意安全操作，保持通风良好，避免酸性高锰酸钾溶液和氧气气体对人体造成伤害和损害。

3. 测定结果可能受到多种因素的影响，如气瓶压力、温度、湿度等。

因此，在进行实验时需要根据具体情况进行调整。

总之，空气中氧气体积分数测定实验是一种简单但重要的化学实验，可以帮助我们更好地了解氧气在大气中的含量和分布情况。

空气中氧气体积分数的测定以空气中氧气体积分数的测定为标题，我们将探讨如何准确测定空气中的氧气体积分数。

氧气是地球上最重要的气体之一，对于维持生命和许多化学反应都至关重要。

因此，准确测定空气中的氧气体积分数对于环境监测、生命科学研究以及各种工业过程至关重要。

测定空气中氧气体积分数的方法有很多种，下面将介绍几种常见的方法。

一种常用的方法是气体体积法。

该方法通过测量一定体积空气中氧气的体积来计算氧气体积分数。

具体操作步骤如下：首先，取一个已知体积的容器，将一定体积的空气吸入容器，然后使用适当的方法将容器内的氧气与其他气体分离。

最后，测量容器中氧气的体积并计算氧气的体积分数。

这种方法的优点是简单易行，但需要使用特殊的设备来进行气体的分离，且需要一定的实验技术。

另一种常用的方法是化学分析法。

该方法通过氧气与某种化学试剂反应生成产物，再通过对产物的浓度进行测定来计算氧气的体积分数。

例如，常用的方法之一是使用碘化钾溶液来测定氧气体积分数。

在反应中，氧气气体会与碘化钾溶液中的碘反应生成碘化钾。

通过测量产生的碘化钾的浓度，可以计算出氧气的体积分数。

这种方法的优点是准确可靠，但需要使用一定的化学试剂和仪器，并且对实验条件有一定的要求。

除了上述两种方法外，还有一种常用的方法是光学分析法。

该方法利用氧气对特定波长的光的吸收特性来测定氧气的体积分数。

通过将一束特定波长的光通过一定体积的空气中，然后测量透射光的强度的变化，可以计算出氧气的体积分数。

这种方法的优点是非常灵敏且无需破坏性样品处理，但需要专用的光学仪器和精密的测量技术。

总结起来，测定空气中氧气体积分数的方法有很多种，包括气体体积法、化学分析法和光学分析法等。

每种方法都有其优缺点，适用于不同的实际应用。

在选择合适的方法时，需要考虑实验条件、仪器设备和准确度等因素。

无论使用哪种方法，确保测定结果的准确性和可靠性是非常重要的，这对于环境保护和科学研究都具有重要意义。

通过不断改进和发展测定方法，我们可以更好地了解空气中的氧气体积分数，为人类的生活和科学研究提供有力支持。

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。

如何测定空气中氧气体积分数（图）作者：育红中学张津平2010-08-06 天津网-数字报刊育红中学张津平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。

下面从以下几方面与同学们深入探讨一下这个实验：一、实验原理：测定空气中氧气体积分数的实验原理是：选择某种能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，生成新的固体物质，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。

利用某些物质与空气中氧气反应（不生成气体），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、常见测定空气中氧气体积分数的实验装置和方法：【装置一】按如图所示的装置实验，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。

课题：物质的组成与结构、用途与制法学习内容：一、测定空气中氧气的含量（体积分数）1．测定原理：利用红磷燃烧消耗密闭容器内空气中的，生成固体，使密闭容器内压强，在大气压的作用下将水压入容器内，进入容器内水的体积即为消耗的的体积。

2．实验步骤：（1）现将集气瓶的容积分为等份，加以标记；（2）连接装置并；（3）在燃烧匙内，将止水夹，点燃红磷后，伸入集气瓶内，橡皮塞；（4）燃烧结束，待集气瓶，打开止水夹。

3．实验现象：①红磷燃烧，产生大量，②冷却到室温后打开止水夹，水进入集气瓶的体积约占总体积的。

4．实验结论：。

剩余的气体主要是。

该气体于水，既不也不。

5．注意事项：（1）实验中要用的红磷，以保证集气瓶内的被耗尽。

（2）实验前，止水夹要，防止燃烧时气体，部分气体沿导管逸出，而使最终进入瓶中的水。

（3）点燃红磷后，要伸入集气瓶内，否则会有部分空气受而造成结果。

（4）将红磷伸入后，要橡皮塞，否则燃烧过程中放出而使瓶中气压过大，可能会冲开瓶塞，使实验失败。

（5）待集气瓶后，再打开止水夹，如果过早打开止水夹，装置中气压比较大，进入的水会，而造成实验误差。

6．误差分析：（1）偏小于1/5的原因有：。

（2）偏大于1/5的原因有。

7．实验反思：（1）对药品的要求：只与反应，且不产生。

解释不能用木炭代替红磷的原因：。

（2）实验前集气瓶底事先放少量水的作用是。

（3）其他装置：如图是一个具有刻度和活塞可滑动的玻璃容器，其中有空气和足量的白磷，将它放在盛有沸水的烧杯上方(如图A)，进行实验．请完成实验报告：实验现象：白磷燃烧，产生；活塞。

该装置的显著优点是_______________________________________。

二、纯净物和混合物1．纯净物：，如（从以下物质中选，填序号，下同）。

2．混合物：，如。

⑴蒸馏水、⑵冰水混合物、⑶洁净的空气、⑷清澈的海水、⑸自来水、⑹碘酒、⑺液氧、⑻铁粉、⑼矿泉水、⑽红磷、⑾澄清石灰水、⑿海水、⒀稀有气体三、其他1．金刚石与石墨相同，不同2．“新物质”的理解：。

空气中氧气体积分数的测定的实验实验原理实验原理：空气中氧气的体积分数指的是单位体积空气中氧气的体积占比。

测定空气中氧气体积分数的实验原理基于氧气与其他气体的物理性质差异，利用物理或化学方法将氧气与其他气体分离，并通过测量、计算等手段确定氧气体积分数。

一、物理分离法：1. 吸附法：吸附法是利用物质对气体的吸附性质，将氧气与其他气体分离。

常用吸附剂有活性炭、分子筛等。

通过将空气在吸附剂上通过，氧气会被吸附，而其他气体则较少吸附，从而实现氧气的分离。

然后，通过测量吸附剂前后的重量差，计算氧气的体积分数。

2. 分子扩散法：分子扩散法是利用气体分子的速度差异，将氧气与其他气体分离。

通过将空气在一定条件下通过分子扩散器，氧气分子由于速度较快，会在一定距离内扩散到较高浓度，从而实现氧气的分离。

然后，通过测量扩散器前后的气体体积差，计算氧气的体积分数。

二、化学分离法：1. 氧化反应法：氧化反应法是利用氧气与其他气体发生氧化反应的差异，将氧气与其他气体分离。

常用的氧化反应有氧气与铁粉的反应、氧气与硫化氢的反应等。

通过将空气与反应物接触，氧气会与反应物发生氧化反应，而其他气体则不发生反应，从而实现氧气的分离。

然后，通过测量反应前后气体的体积变化，计算氧气的体积分数。

2. 还原反应法：还原反应法是利用氧气与其他气体发生还原反应的差异，将氧气与其他气体分离。

常用的还原反应有氧气与氢气的反应、氧气与二氧化硫的反应等。

通过将空气与还原剂接触，氧气会与还原剂发生还原反应，而其他气体则不发生反应，从而实现氧气的分离。

然后，通过测量反应前后气体的体积变化，计算氧气的体积分数。

总结：测定空气中氧气体积分数的实验原理可以通过物理分离法和化学分离法实现。

物理分离法利用气体的吸附性质或分子扩散性质将氧气与其他气体分离，然后通过测量分离器前后的气体体积差来计算氧气的体积分数。

化学分离法利用氧气与其他气体发生氧化或还原反应的差异将氧气与其他气体分离，然后通过测量反应前后气体的体积变化来计算氧气的体积分数。

空气中氧气体积分数的测定的实验实验原理
空气中氧气体积分数的测定实验的实验原理通常是基于氧气的性质和化学反应进行的。

常用的测定氧气体积分数的实验原理有以下几种：
1. 磁性法：利用氧气对磁性材料的吸附性质进行测定。

可以使用铁或钢丝等磁性材料，将其置于空气中，通过测定材料的重量变化来确定氧气的体积分数。

由于氧气对磁性材料的吸附能力较小，因此适用于氧气体积分数较低的情况。

2. 极限反应法：利用氧气与其他物质发生化学反应的原理进行测定。

例如，可通过将氢气与氧气在适当条件下反应生成水，然后根据反应后的氧气体积的变化来确定氧气的体积分数。

该方法广泛应用于实验室中。

3. 漏斗法：利用氧气的溶解度较低，在液体中溶解氧气的原理进行测定。

实验中，将空气通入到溶解氧气较高的液体中（如水中），让氧气溶解到液体中，然后通过测定液体中氧气浓度的变化来确定氧气的体积分数。

4. 电化学法：利用氧气在电化学反应中的参与进行测定。

例如，可以使用氧化还原电池，如氧气电池或氧化银电极，将氧气还原为氢氧离子，根据反应的电流变化来测量氧气的体积分数。

需要注意的是，不同的实验原理适用于不同的氧气体积分数范
围和实验要求，实验者可以根据具体情况选择适合的方法进行测定。

测定空气中氧气的体积分数•实验中的注意事项：1.测定空气中氧气的体积分数时，所用物质应满足的条件：①此物质能够在空气中中燃烧，不能用铁丝代替，铁丝在空气中不能燃烧②此物质在空气中燃烧的时只能消耗氧气，不能消耗其他气体。

不能选用镁代替红磷，因为镁不仅与空气中的氧气反应，还和二氧化碳反应。

③此物质在空气中燃烧时只能生成固体，而不能生成气体，一般不用木炭，硫代替红磷。

2.实验失败与成功的原因：①装置不漏气是本实验成功的关键，所以实验前应检查装置的气密性。

如果气密性不好，外界空气会进入容器，使测定结果低于1/5。

②实验中红磷要过量，以消耗容器内全部氧气，否则会使测定结果低于1/5.③实验完毕，待容器冷却至室温后，再打开止水夹，观察进水的体积，避免因温度高，气体膨胀，使测定结果低于1/5.•空气中氧气含量测定实验的改进：1.测定原理：（1）红磷（白磷）在密闭的容器中燃烧，消耗氧气，生成白色固体五氧化二磷。

密闭容器内压强减小，大气压将水压入容器，通过测定容器中的水的量测定氧气在空气中的含量。

（2）利用金属与氧气反应，消耗密闭容器中的氧气使密闭容器内压强减小，在大气压的作用下，推动刻度器上的活塞移动，测出氧气体积。

2.装置3.实验现象（1）红磷（白磷）燃烧，产生大量白烟（2）a中睡眠上升约占钟罩内空气体积的1/5b中进入集气瓶中水的体积约占集气瓶液面以上容积的1/5c中活塞移动到4处d中U形管左侧液面上升至刻度1处e中试管中液面上升至刻度1处f中右侧的活塞会左移4.结论空气中氧气体积约占空气总体积的1/55.注意事项（1）实验中红磷要过量，以消耗容器内全部氧气，否则会使测定结果低于1/5.（2）装置不漏气是本实验成功的关键，所以实验前应检查装置的气密性。

如果气密性不好，外界空气会进入容器，使测定结果低于1/5。

（3）不能用硫、木炭、铁丝等代替红磷（白磷）。

因为硫或木炭燃烧后产生的气体会弥补反应所消耗的氧气，导致测得的体积不准确，而细铁丝在空气中难以燃烧，氧气体积几乎不变，因此密闭空气内水面不上升。