知识点包——空气中氧气含量的测定

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1、知识点名称空气中氧气含量的测二定、知识点详解1. 实验原理： 现象：实验中可以观察到，红磷燃烧，产生大量的白烟，放出大量热；冷却至室温，打开 弹簧夹后，烧杯中的水倒流入集气瓶中，至约占集气瓶容积的 1/5。 结论：通过实验得知，空气中氧气的体积约占 1/5。原理解释：红磷燃烧消耗空气中的氧气，生成固体五氧化二磷，使集气瓶内压强变小，在 外界大气压的作用下，烧杯中的水倒流入集气瓶内，且空气中氧气体积约占空气体积 1/5，所以倒流入集气瓶内的水约占集气瓶容积 1/5。r装置：装置气密性良好，(实验前要进行气密性检查) 反应物：1、反应物只与空气中的氧气反应， 2、反应物不能是气体。实验成功满足条件

2、 3、反应物足量，确保氧气反应完，使测得氧气的体积更 接近空气中氧气的实际体积。生成物：生成物不能是气体读数：冷却至室温才能读数这个实验还可推论出氮气的性质:氮气不能支持燃烧(化学性质)；集气瓶内水面上升一定高度后，不能继续上升，可以说明氮气难溶于水(物理性质)。实验失败因素分析：在这个实验中，若气体减少的体积小于1/5,导致结果偏低的原因可能有：(1)红磷 的量不足，瓶内氧气没有耗尽；(2)装置漏气；(3)未冷却至室温就读数。若该实验中气体减少的体积大于1/5,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

3、水夹。(3)装置气密性不好；2. 空气中氧气含量测定反应物选择：(1) 燃烧法可用红磷、白磷 加热法可用Cu、Hg比较：A:红磷、白磷原理相同：4P+5O2点体2P2O5 红磷须外部点燃；白磷着火点很低，微热即可，所以可直接在密闭装置内引燃 实验结果：用白磷比用红磷误差小。B： Cu、Hg汞有污染，不建议使用(2) 不可用：铁丝因为铁丝在空气中不能燃烧不可用：Mg 因为Mg能与空气中的氧气、二氧化碳、氮气反不 可用：S、C、蜡烛因为均有气体生成。三、强化训练典型例题】如图装置可用于测定空气中氧气的含量，下列说法不正确的是（ ）A实验时红磷一定要过量1B该实验证明氧气约占空气总体积的-5C 红磷

4、燃烧产生大量的白雾，火焰熄灭后立刻打开弹簧夹D通过该实验还可以了解氮气的一些性质【答案】C解析】A、红磷要足量，故选项正确；B、本实验的结论是：氧气约占空气总体积的五分之一，故选项正确；C、冒出大量的白烟，不是白雾，应使装置冷却后再打开弹簧夹并观察水面变化情况，故选项错误；D、通过该实验还可以了解氮气既不能燃烧，也不能支持燃烧；氮气难溶于水等。故选项正确； 故选： C。解题方法点拨】保证本实验成功的关键是：装置气密性要好；红磷要足量；要冷却到室温再读数。本实验的结论是：氧气约占空气总体积的五分之一。红磷在空气中燃烧的现象是：发黄光，放出冒热出量大，量的白烟。通过该实验还可以了解氮气既不能燃烧，

5、也不能支持燃烧；氮气难溶于水等。变式训练】1、右图是某同学组装的验证氧气约占空气总体积 1/5 的实验装置下列操作对实验结果不会造成影响的是（ ）A弹簧夹没有夹紧B没等装置冷却就打开弹簧夹C燃烧匙内盛放足量的红磷D燃烧匙内盛放足量的木炭【答案】C解析】A、弹簧夹没夹紧会进入空气，导致实验结果偏小，故A错误；B、没等装置冷却就打开弹簧夹会使进入集气瓶中的水少，导致实验结果偏小，故B错误;C、燃烧匙内盛放过量的红磷不会影响实验结果，故此C正确；D、木炭燃烧会产生二氧化碳气体，使瓶内压强不能改变，影响实验结果，故D错误； 故选：C。2、某学习小组为探究空气中氧气的体积分数，他们想选用以下药品进行实验

6、：(1) 甲小组同学经讨论后认为，不能用木炭进行实验，原因 .(2 )乙小组的同学经讨论后认为也不能用铁丝进行探究，原因 ( 3)丙小组的同学用如图装置进行镁条在空气中燃烧的实验，燃烧、冷却后打开止水夹， 进入集气瓶中水的体积约占集气瓶体积的 70%根据空气的组成可推出减少的气体中除氧气 外还一定有 【解析】( 1)甲小组同学经讨论后认为，不能用木炭进行实验，原因是木炭燃烧生成二氧化碳气体，生成的气体占据了氧气的空间，会导致水不能进入集气瓶故填：木炭燃烧生成二氧化碳气体( 2)乙小组的同学经讨论后认为也不能用铁丝进行探究，原因是铁丝在空气中不能燃烧故填：铁丝在空气中不能燃烧( 3)丙小组的同学

7、用如图装置进行镁条在空气中燃烧的实验，燃烧、冷却后打开止水夹，进入集气瓶中水的体积约占集气瓶体积的 70%，根据空气的组成可知，氧气的体积分数是 21%，氮气的体积分数是 78%，因此减少的气体中除氧气外还一定有氮气故填：氮气【通关测试】1、某实验小组利用如图所示装置测量空气中氧气体积分数并取得成功提出问题】氧气体积约占空气总体积的多少？【实验准备】锥形瓶内空气体积为230mL ,注射器中硫酸铜溶液的体积为50mL ,该装置气 密性良好【实验探究】装入药品，按图所示连接好仪器，夹紧弹簧夹先将锥形瓶底部放入热水中， 白磷很快被引燃，然后将锥形瓶从热水中取出【现象分析】(1)将锥形瓶底部放入热水中

8、，白磷被引燃；足量的白磷在锥形瓶中未能全部燃烧，说明 瓶内剩余气体(填支持”或“不支持)燃烧.(2 )在整个实验过程中，可观察到气球的变化 (3 )待白磷熄灭、锥形瓶冷却到室温后，打开弹簧夹，还可观察到的现象：注射器中的 水自动喷射出来，当注射器中的水还剩约4 mL时停止下流导致这些现象发生的原因是【得出结论】【反思与评价】此装置与课本上的实验装置相比， 有不少优点， 请你写出一条：【答案】【现象分析】( 1)不支持；( 2)先膨胀后变瘪；(3 )白磷燃烧消耗瓶中氧气使气压降低；锥形瓶中氧气约占46mL,当注射器中的水进入锥形瓶约46mL后，瓶中气压与外界相当；1【得出结论】氧气约占空气总体积

9、白d;5【反思与评价】误差小(或片环境几乎没有污染或现象有趣等)【解析】1)将锥形瓶底部放入热水中，白磷很快被引燃，说明燃烧不能缺少的一个条件是温度达到着火点足量的白磷在锥形瓶中未能全部燃烧，说明瓶内剩余气体不支持燃烧故填：不支 持；(2) 白磷燃烧时放出大量的热，使瓶内压强增大，由于白磷燃烧消耗了氧气，又冷却到室 温，瓶内压强减小所以，可观察到气球的变化是先变大，后缩小(3) 由于白磷燃烧消耗了氧气，瓶内压强减小所以，注射器中的水自动喷出来又由于空气中氧气的体积分数约占空气的匕所以，当注射器中的水还剩下约mL时停止下流故5填：白磷燃烧消耗了锥形瓶中的氧气，使瓶中气压降低；锥形瓶中氧气约占46

10、mL，当 注射器中的水进入锥形瓶约46mL后，瓶中气压与外界相当.【得出结论】根据实验现象可知，氧气约占空气总体积的1 ；5【反思与评价】此装置与课本上的实验装置相比，优点为：误差小(或片环境几乎没有污染或 现象有趣等)2、如图所示，在燃烧匙内盛适量硫粉，用酒精灯点燃后，立即插入钟罩内，同时塞紧橡皮塞。(1 )实验时观察到的现象 。(2 )如何证明反应后钟罩内的水溶液呈酸性？。( 3)根据二氧化碳溶解于水后，其水溶液略显酸性的原理，解释反应后钟罩内的水溶液为什么显酸性？。答案】( 1)硫粉燃烧时发出微弱的淡蓝色火焰，钟罩内液面上升。2）取开钟罩，向水槽内的水溶液中滴加紫色石蕊试液，石蕊试液变红

11、色。证明反应后钟罩内的水溶液呈酸性。（其他符合题意的正确答案均可得分）（3）so2溶于水并与水反应生成了酸（亚硫酸）或so2+h2o=h2so3，所以反应后钟罩内的水 溶液显酸性。【解析】（ 1）点燃后的硫粉在钟罩内继续燃烧，发生淡蓝色火焰，随燃烧消耗氧气，液面上升；（ 2）紫色石蕊试液遇酸变成红色，因此可向溶液中滴加紫色石蕊，观察到变成红色，则可 说明溶液呈酸性；（ 3）二氧化碳与水反应生成碳酸，类推可知，二氧化硫与水反应生成亚硫酸，亚硫酸溶液 呈酸性。3、如图所示，某同学设计了测定空气中氧气的体积分数的实验实验结束时量得进入集气 瓶中水的体积小于集气瓶容积的1/5以下分析不正确的是（）A滴

12、入酚酞的目的是让溶液变红，便于观察集气瓶中的水位上升B 随着蜡烛的燃烧，水槽中的溶液逐渐褪色C进入集气瓶中水的体积偏少可能是因为瓶内的氧气没有完全消耗D 进入集气瓶中水的体积偏少可能是因为蜡烛发生了不完全燃烧，生成了 CO等气体【答案】A【解析】A、在起始阶段确实便于液面变化的观察，但是后期红色消失，所以便于观察一说不成立， 加入的本意是通过颜色变化证明二氧化碳被反应掉，从而引起液面上升。错误。B开始由于水中有氢氧化钠，所以先红色。后来随着反应的进行，二氧化碳进入溶液从而消耗了溶液中的氢氧化钠，使红色消失。正确。C、进入集气瓶中水的体积偏少可能是因为瓶内的氧气没有完全消耗。由于燃烧需要氧气达到 一定的浓度，所以后期蜡烛熄灭并不代表氧气被完全消耗，所以会导致进入液体体积偏小。正确。D、其实用蜡烛或者木炭都不可能得到对应的结果，因为这个过程中随着氧气浓度的降低， 过程中会生成一氧化碳，虽然可以用氢氧化钠来吸收二氧化碳，但是一氧化碳却无法被吸收。正确 故选：A。