阅读材料：氧气含量的测定-拓展装置

1、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

2、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:止水夹4P + 5O2 竺=2P2Os4、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

3、因可能有：红磷的量不足；瓶内氧气没有耗尽；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； 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：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。实验开始时，未夹止水夹(或未 夹紧)。7、拓展装置实验操作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。导线的一端与燃烧匙

4、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。评价原方法操作 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 02被“测 疋 了。此法可以防 止燃烧匙伸入集 气瓶时气体的散 逸。燃烧完毕，待冷却至室 温，打开弹簧夹，烧杯中的可防止燃烧匙 伸入集气瓶内气 体的散逸。为防止集气瓶因骤热而爆裂,水倒吸进入瓶内。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。闭

5、合电源开关，电阻丝 发热，温度达到40C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。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。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。可先用温水淋浴后，再将热水注入外面的大烧杯中。在一封闭的试管内放一颗白磷，用酒精灯微微加热此法在不透

6、注射器zri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。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。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，活塞左端管内密气的情况下进行，几乎可以完全防止漏气。用注射器的刻度代替了“水”的体积，设计思路上的创新。此法在

7、不透气的情况下进行，几乎可以完全防止漏气。热量来源新颖。用刻度代替了“水”的体积，设计思路上的创新。推入时，须在胶塞上插一根注射器针头，以便排出气体，待胶塞推到合适位置时，拔出针头即可。玻璃管不宜太短，太短，加热时胶塞会被推出图10图11图封有空气，活塞右端的玻璃管外管口跟空气连通，实验开始前活塞处在刻度5 cm处。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 C。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。将燃着的红磷迅速插入 集气瓶内，红磷燃烧，产生 大量白烟。待红磷熄灭并冷却后， 根据注射器停止时的位

8、置， 确定空气中氧气的体积。在一玻璃管的两端，通 过橡皮塞装上两只注射器，玻璃管内装几团细的铜丝， 把一个注射器内的空气体积 调到50mL的位置，另一只 注射器不留空气加热玻璃管的铜丝部位。待铜丝被灼热后，把注此法在不透气的情况下进 行，几乎可以完全 防止漏气。热量来源新 颖，符合低碳、绿 色化学的理念。用 注射器的刻度代 替了 “水”的体积， 设计思路上的创新。用注射器的 刻度代替了 “水” 的体积，设计思路 上的创新，操作简 单。推动注射器 活塞，空气可以通 过装铜丝的玻璃 管在两只注射器 间来回传送，不会 泄漏，且反应充分（氧气消耗彻 底）。射管缓慢地以23次/分的 速度左右推动。大约3

9、4min之后停止 加热。待玻璃管冷却至室温 后，注射器内空气减少。取一定量的白磷放入试 管底部的玻璃棉上，塞紧橡 皮塞，用指头压住试管上面 的橡皮塞，在试管底部稍微 加热，大约在55C时开始燃 烧，生成大量的白烟，在狭 窄的反应管中，空气很快消 耗掉。待反应结束，装置完全 冷却后，装置打开止水夹a， 注射器内染色的水进入试管 约为试管容积的五分之一。用钟罩代替集气瓶进行 实验，将燃着的红磷迅速插 入钟罩内，红磷燃烧，产生 大量白烟。待红磷熄灭并冷却后， 钟罩内水面上升约1/5处。做该实验时， 要注意注射器不 宜太小，太小体积 变化不大，现象不 明显。该反应始终 在一个密闭的容 器中进行，误差较 小，现象比较明 显，采用染色的 水，对比性强。钟罩下方敞 口，气体受热膨胀 时，可将水压出一 部分从产生减压 作用，减少了气体 泄漏的可能，准确 性比原实验方案图15在水槽中盛适量的稀氢 氧化钠溶液，并滴入23滴 酚酞试液，在小木片上固定 一只短蜡烛，点燃蜡烛。把集气瓶倒扣在小木块 上方，并将瓶口水封。几秒 钟后，蜡烛火焰熄灭，水位 上升。且进入瓶中的液体变 红色。在水下用玻片盖上集气 瓶，取出，测量集气瓶中水 的体积，约为集气瓶容积的1 / 5。该实验简便、 粗略，可多次重 复，容易被学生接 受。缺点是在