文档介绍：空气中氧气含量的测定----拓展装置
《空气中氧气体积分数的测定》实验,是初三化学学习的第一个实验,涉及到具体的实验原理、实验设计、实验操作和结果分析。因此,这个实验也成为第一学期期中考试、期末考试的重点实验。同时,对该实验的拓展装置的考察可深可浅,难度设置可大可小,也成为模拟考试、中考的切入点。
本文就该实验的基本原理和拓展装置做了整理、汇总及比较(共16幅),资料来源自历年中考真题、网络上获取的各位老师的科研文章。
1、化学反应原理
利用磷燃烧消耗空气中的氧气,从而使容器内形成负压,打开止水夹后,水进入容器内。进入容器中的水的体积,可粗略地认为是空气中所含氧气的体积。
将不可见的气体体积的变化转换成可见的液体的体积。
2、实验仪器:集气瓶、燃烧匙、烧杯、玻璃管、乳胶管、止水夹。
实验药品:红磷、水。
3、基本实验装置:
4、关键点:装置不漏气,产物是固体,红磷要充足,冷却到室温,再测定体积。
5、装置的缺陷
(1)该实验装置可能发生气体泄漏的地方太多,加之燃烧的红磷伸入集气瓶中加热了内部的空气,使之外逸,都会导致实验的误差。
(2)反应物浓度越小,反应的速率越慢。当燃烧持续进行时,氧气的浓度越来越小,氧化的速率也越来越小。维持红磷燃烧需要的氧气浓度相对较高,利用燃烧,无法除尽空气中的氧气。
6、结果分析
(1)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、燃烧匙和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。
(2)为什么有时气体减少的体积大于1/5呢?
导致结果偏高的原因可能有: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,未夹止水夹(或未夹紧)。
7、拓展装置
序号
装置
实验操作
评价
图1
先把玻璃棒的下端烧热,燃烧匙内放一块白磷,把橡皮塞插入瓶中,并把塞子塞紧。
然后把玻璃棒的热端按下与白磷接触,白磷燃烧,产生大量白烟。
待白磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹,烧杯中的水倒吸进入瓶内。
原方法操作时,燃着的磷伸入瓶内的一瞬间,瓶内的空气膨胀,总会有一部份空气会排出,那排出的部份的4/5的(N2)也当成了O2被“测定”了。
此法可以防止燃烧匙伸入集气瓶时气体的散逸。
图2
导线的一端与燃烧匙柄相接,另一端串上开关、6V~10V干电池后跟燃烧匙盛放的磷的“匙”处相连。
当闭合上开关,显然白磷接触的导线发热引发白磷燃烧。
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3
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4
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5
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