探究空气中氧气的含量测定误差分析《探究空气中氧气含量的实验》误差分析在探究空气中氧气的含量测定实验中可以观察到，红磷燃烧，产生大量的白烟，放出大量热；打开弹簧夹后，烧杯中的水沿导气管进入集气瓶中，至约占集气瓶内空间的1/5。
红磷燃烧后生成固体五氧化二磷，使集气瓶中空气的压强变小，小于外界大气压。
在外界大气压的作用下，烧杯中的水进入集气瓶。
通过实验得知，空气中氧气的体积约占1/5。
实验时，燃烧匙里要盛入过量的红磷，红磷过量，足以使集气瓶中的氧气反应完，使测得氧气的体积更接近空气中氧气的实际体积。
这个实验还可推论出氮气不能支持燃烧；集气瓶内水面上升一定高度后，不能继续上升，可以说明氮气不易溶于水。
在这个实验中，为什么有时气体减少的体积小于1/5呢？导致结果偏低的原因可能有：（1）红磷的量不足；（2）瓶内氧气没有耗尽；（3）装置漏气（如塞子未塞紧、燃烧匙与橡皮塞之间有缝隙等），使外界空气进入瓶内；（4）未冷却至室温就打开弹簧夹，使进入瓶内的水的体积减少。
该实验中有时气体减少的体积大于1/5，又是为什么呢？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。
针对此实验可以展开如下拓展。
例题1：将足量的下列物质分别放在燃烧匙上点燃（或灼烧），分别放入四只如图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：某班同学用如图所示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。
浅析空气中氧气含量测定实验“空气中氧气含量测定实验”位于人教版九年级上册第二章，是初中化学的第一个定量实验。
教材本实验是利用红磷燃烧消耗烧杯内氧气，装置如图1所示，通过水倒吸的体积，粗略测定密闭装置内氧气的体积，集气瓶内水平面上升约1/5，说明空气中的氧气被消耗了，消耗的氧气约占空气体积的1/5，从而测出空气中氧气的含量。
通过对该实验的探究，揭示了空气的组成，开启了具体物质的学习。
但是，该实验方案存在一定的缺陷，产生一定误差，难以得出氧气约占空气体积的1/5的结论，实验误差原因如下：(1)药品选择不合理红磷的着火点为240℃，如果在集气瓶外用酒精灯进行点燃，生成物五氧化二磷白烟会大量逸散到空气中，这样造成环境污染；除此之外，红磷燃烧无法彻底消耗氧气，磷在集气瓶内燃烧结束后，瓶内仍有7%以上的氧气剩余。
(2)装置系统误差在外点燃红磷后再伸入集气瓶，使装置无法始终完全密闭，该过程导致瓶内的空气发生膨胀，一部分逸出，装置的气密性很难达到标准；红磷燃烧过程中放热，会使瓶内气体受热膨胀，有可能使塞子弹出，造成实验的偶然误差；装置中的导管原来是有空气的，这部分体积并不小且不易估计，后来导管里充满了水，这部分水没有进入集气瓶中，导致测量误差; 用于测量气体体积所标示的刻度线不够精确等。
图1 测定空气中氧气的含量1 实验改进药品的选用1.1 白磷白磷，着火点比红磷更低，约为40 ℃，易燃烧。
一些化学老师使用水浴加热、通电后铜丝发热、吹风机加热、激光笔等方式引燃密闭装置内的白磷，生成的白烟始终在装置里，不会造成空气污染，对环境友好；同时与外界没有物质交换，避免了装置系统误差。
俞红星老师利用放大镜会聚太阳光(图2)和热水浴法(图3)使白磷燃烧，放大镜聚焦法只有光源充足情况下实验才有可能成功，出于课堂场地、安全与课时等方面考量，无法组织学生在课外进行该实验；热水浴法则需不断给水加热，同时要避免集气瓶过热导致爆裂，该方法比较耗时且存在安全隐患，不适合演示实验。
教材实验总结一、空气中氧气含量的测定1．选择红磷的原因：能在空气中燃烧；生成物为固体；不与空气中其他成分反应。
不选择木炭和硫的原因：燃烧生成气体，不能形成压强差不选择铁丝的原因：不能在空气中燃烧不选择镁条的原因：还能与空气中的氮气和二氧化碳反应2．实验现象：红磷燃烧产生大量白烟，冷却后打开弹簧夹，烧杯内的水沿导管流入集气瓶，约占瓶内空气体积的1/5。
3．拉瓦锡研究空气成分的实验，将银白色的液体汞加热，得到的氧化汞是红色粉末。
4．实验结论：氧气约占空气体积的五分之一。
5．燃烧的红磷熄灭了，说明剩余的氮气不燃烧、不支持燃烧；集气瓶内水面上了一定的高度后不再继续上升，说明氮气不溶于水。
6．误差分析：烧杯中的水进入集气瓶少于1/5的原因有哪些：红磷不足；装置漏气；未完全冷却就打开弹簧夹；导管中有水残留7．误差分析：烧杯中的水进入集气瓶多于1/5的原因有哪些：点燃的红磷伸入集气瓶速度过慢；弹簧夹未夹紧导致燃烧时部分空气逸出二、加热高锰酸钾制氧气1．实验室用KMnO4制取O2时，试管口要略向下倾斜，原因是要防止冷凝水倒流炸裂试管；铁夹应夹在试管的中上部；试管口要放一团棉花的目的是防止加热时试管内粉末状物质进入导管。
发生装置的导管为何不能伸入试管太长，应露出胶塞一点即可，目的是便于气体导出。
2.因为氧气密度比空气大，且不与空气中的成分反应，故可用向上排空气法收集氧气；为何导管要靠近底部防止收集的氧气不纯。
3.因为氧气不易溶于水，且不与水反应，故也可用排水法收集氧气；当瓶口有气泡冒出时，说明气体已集满；排水法收集气体的优点是：收集的气体比较纯净；排水法收集氧气时，伸入集气瓶中的导管为何不宜太长？便于观察气泡的速度和取出集气瓶。
4．若用排水法收集氧气，为什么刚开始加热产生气泡时，不宜立即收集？刚开始的气体时装置内的空气；看到气泡均匀连续冒出才开始收集；实验完毕时先将导管从水中移出，后熄灭酒精灯，目的是防止水槽中的水倒流炸裂试管。
