测定空气中氧气含量实验改进

1、贵州师范大学化学与材料科学学院贵州师范大学化学与材料科学学院谭颖谭颖 谢平谢平“测定空气中的氧气含量测定空气中的氧气含量”实验是人教版九年实验是人教版九年级化学（上册）第二单元级化学（上册）第二单元 课题一课题一 空气空气 中的中的一个重要演示实验。一个重要演示实验。 拉瓦锡拉瓦锡 拉瓦锡研究空气成分所用的装置拉瓦锡研究空气成分所用的装置结论：空气由结论：空气由1/5的氧气和的氧气和4/5的氮气组成的氮气组成 在集气瓶内加入少量水，并将水面上方空间分为在集气瓶内加入少量水，并将水面上方空间分为5等份，用弹簧夹夹紧胶皮管。点燃燃烧匙内的红磷等份，用弹簧夹夹紧胶皮管。点燃燃烧匙内的红磷后，立即伸入

2、瓶中并把塞子塞紧，观察红磷燃烧现后，立即伸入瓶中并把塞子塞紧，观察红磷燃烧现象。待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察实验象。待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察实验现象及水面的变化情况。现象及水面的变化情况。 图图1 教材原图教材原图实验原理实验原理1 1、红磷燃烧消耗空气中的氧气，生成五氧化二、红磷燃烧消耗空气中的氧气，生成五氧化二磷固体，其体积与气体相比很小，可忽略不计，磷固体，其体积与气体相比很小，可忽略不计，因此，集气瓶内气体减小的体积即是反应消耗掉因此，集气瓶内气体减小的体积即是反应消耗掉的氧气的体积。的氧气的体积。2 2、由于气体体积减少，压强降低，大气压就通、由于气体体积减少，压

3、强降低，大气压就通过导管把水压入集气瓶，而进入水的体积等于集过导管把水压入集气瓶，而进入水的体积等于集气瓶中原来氧气的体积。气瓶中原来氧气的体积。不足之处不足之处4、实验前导管中，试验后导管充满水，而这部分水、实验前导管中，试验后导管充满水，而这部分水应该进入容器中，因此造成实验误差。应该进入容器中，因此造成实验误差。3、由于集气瓶的形状，容积很难均分成五等份，影、由于集气瓶的形状，容积很难均分成五等份，影 响测量结果。响测量结果。2、红磷燃烧后在塞入集气瓶，使得装置气密性很难保证。、红磷燃烧后在塞入集气瓶，使得装置气密性很难保证。1、红磷着火点较高，熄灭时可能不是将氧气耗尽，而、红磷着火点较

4、高，熄灭时可能不是将氧气耗尽，而 是氧气的浓度降低到不再支持红磷燃烧。是氧气的浓度降低到不再支持红磷燃烧。5、集气瓶内径大且从整体外形上看上下内经不完全、集气瓶内径大且从整体外形上看上下内经不完全相等，难准确推算出空气中氧气的含量。相等，难准确推算出空气中氧气的含量。6、红磷在空气中灼烧，产生少量白烟污染空气。、红磷在空气中灼烧，产生少量白烟污染空气。二、文献调研：二、文献调研： 1、改进原因、改进原因:u 红磷点燃后再放入集气瓶中，由于气体膨胀会赶走红磷点燃后再放入集气瓶中，由于气体膨胀会赶走一部分空气，其中一部分空气，其中4/5的氮气也被当成氧气来测定了，的氮气也被当成氧气来测定了，导致测

5、量结果偏大。导致测量结果偏大。u 在酒精灯上点燃红磷时，会有一部分白烟逸散到空在酒精灯上点燃红磷时，会有一部分白烟逸散到空气中，对环境造成污染气中，对环境造成污染（一）俞红星的改进（一）俞红星的改进 图图2 改进实验装置一改进实验装置一2、改进方法及装置图、改进方法及装置图 图图3 改进实验装置二改进实验装置二 图图4 改进实验装置三改进实验装置三3 3、改进后优点、改进后优点l 三种方法设计科学，且所测得氧气在空气中的体三种方法设计科学，且所测得氧气在空气中的体积分数非常接近积分数非常接近1/5;l 减少在酒精灯上灼烧并伸入瓶中步骤，符合环保减少在酒精灯上灼烧并伸入瓶中步骤，符合环保理念；理

6、念；l 其中方法三为最优，气密性更好、现象直观明显、其中方法三为最优，气密性更好、现象直观明显、仪器简单，操作简便、容器小巧，节约药品，整仪器简单，操作简便、容器小巧，节约药品，整个反应耗时短。个反应耗时短。 （二）李凯等利用压强传感器的改进（二）李凯等利用压强传感器的改进1 1、改进原因、改进原因:u 教材中红磷在瓶外燃烧教材中红磷在瓶外燃烧,污染环境。污染环境。u 当燃着的红磷伸入瓶内瞬间空气会发生膨胀，当燃着的红磷伸入瓶内瞬间空气会发生膨胀，导致测量结果有误差。导致测量结果有误差。2 2、改进方法及其装置图、改进方法及其装置图红磷红磷空气中氧气含量百分比：空气中氧气含量百分比：P1P2=

7、_P11003 3、改进后优点、改进后优点 实验在密闭空间进行，绿色环保，采用压强传实验在密闭空间进行，绿色环保，采用压强传感器提高了实验的成功性。感器提高了实验的成功性。改进优点改进优点实验在密闭体系中进行，减少了在空气实验在密闭体系中进行，减少了在空气中点燃磷的步骤，生成的白烟不会逸到中点燃磷的步骤，生成的白烟不会逸到空气中污染环境空气中污染环境试管体积比广口瓶体积小，所需磷的量试管体积比广口瓶体积小，所需磷的量也少，节约药品且冷却时间短也少，节约药品且冷却时间短实验操作步骤简单，便于学生操作实验操作步骤简单，便于学生操作在水中加入红墨水后更便于观察实验现象在水中加入红墨水后更便于观察实验现象1高长禹高长禹.中学化学实验改进的研究进展中学化学实验改进的研究进展(J).重庆三峡学重庆三峡学院学报院学报,2012,(3)2董如中董如中,王仲春王仲春.测定空气中氧气含量的实验改进测定空气中氧气含量的实验改进(J).中中小学实验与装备小学实验与装备,2015,(1)3李凯李凯,鲍正荣