探究空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)題歸類解析

1、探究空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)題歸類解析 一、實(shí)驗(yàn)藥品選擇型例1.小軍根據(jù)燃燒紅磷測(cè)定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)原理，認(rèn)為可用木炭替代紅磷測(cè)定空氣中氧氣的含量，并按左下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。（1）依據(jù)的實(shí)驗(yàn)原理是_。小軍檢查裝置氣密性后，將盛有足量紅熱木炭的燃燒匙迅速伸入廣口瓶中，并把塞子塞緊，待紅熱的木炭熄滅并冷卻至室溫后，就打開彈簧夾，并未發(fā)現(xiàn)倒吸現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)認(rèn)真分析，小軍發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)失敗的原因是（答一條）_。（2）小軍反思上述實(shí)驗(yàn)的探究過(guò)程后認(rèn)為：用燃燒法測(cè)定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)時(shí)，在藥品的選擇和生成物的要求上應(yīng)考慮是（答一條）_。解析 探究空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)原理是：選擇某種能與空氣中的氧氣反應(yīng)而不與空氣

2、中其他氣體反應(yīng)的固體物質(zhì)（如紅磷，白磷等），利用過(guò)量的該物質(zhì)將空氣中的氧氣完全消耗，生成新的固體物質(zhì)，使密閉容器內(nèi)氣體積減?。p小的體積即為氧氣的體積），氣體的壓強(qiáng)減小，引起水面變化，從而確定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)。在探究空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)中，選擇不同的藥品會(huì)出現(xiàn)截然不同的現(xiàn)象。解此題的關(guān)鍵是判斷可然物在空氣中燃燒能否使密閉容器內(nèi)氣體體積減小，氣體壓強(qiáng)變小。（1）木炭在空氣中燃燒過(guò)程中雖然消耗了氧氣，但同時(shí)生成了二氧化碳?xì)怏w，而生成二氧化碳?xì)怏w的體積會(huì)彌補(bǔ)所消耗的氧氣體積，反應(yīng)前后廣口瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)并無(wú)明顯的變化，因此燒杯中的水不會(huì)倒吸到廣口瓶?jī)?nèi)，造成實(shí)驗(yàn)失敗。（2）探究空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)，選

3、擇藥品的條件是：藥品能在空氣中燃燒，燃燒時(shí)只消耗氧氣，不與空氣中的其他成分反應(yīng)，藥品在空氣中燃燒后的生成物不是氣體(若生成物為氣體，可將水換成易吸收該氣體的液體)。答案 (1)木炭在空氣中燃燒消耗空氣中的氧氣；木炭在空氣中燃燒雖然消耗了空氣中的氧氣，但生成了二氧化碳?xì)怏w，致使廣口瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)未減小。（2）藥品要能在空氣中燃燒，燃燒時(shí)只消耗氧氣（或生成物不能是氣體）二、實(shí)驗(yàn)誤差分析型例2.某班同學(xué)用右圖裝置測(cè)定空氣里氧氣的含量。先用彈簧夾夾住乳膠管。點(diǎn)燃紅磷伸入瓶中并塞上瓶塞。待紅磷熄滅并冷卻后，打開彈簧夾，觀察 廣口瓶?jī)?nèi)水面變化情況。實(shí)驗(yàn)完畢，甲同學(xué)的廣口瓶?jī)?nèi)水面上升明顯小于瓶?jī)?nèi)空氣體積的1/

4、5,乙同學(xué)的廣口瓶?jī)?nèi)水面上升顯大于瓶?jī)?nèi)空氣體積的1/5。下列對(duì)這兩種現(xiàn)象解釋合理的是（）甲同學(xué)可能使用的紅磷量不足，瓶?jī)?nèi)氧氣沒(méi)有消耗完甲同學(xué)可能未塞緊瓶塞，紅磷熄滅冷卻時(shí)外界空氣進(jìn)入瓶?jī)?nèi)乙同學(xué)可能沒(méi)夾緊彈簧夾，紅磷燃燒時(shí)瓶?jī)?nèi)空氣受熱從導(dǎo)管逸出乙同學(xué)可能插入燃燒匙太慢，塞緊瓶塞之前，瓶?jī)?nèi)空氣受熱逸出A.只有 B.只有 C.只有 D.解析探究空氣中氧氣的含量的實(shí)驗(yàn)誤差分析，要根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行推斷，關(guān)鍵看操作的結(jié)果是導(dǎo)致密閉體系內(nèi)氣體的壓強(qiáng)變大還是減小。甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果比實(shí)際偏低，原因可能有：（1）紅磷量不足，瓶?jī)?nèi)氧氣沒(méi)有耗完；（2）未塞緊瓶塞，外界空氣進(jìn)入瓶?jī)?nèi)；（3）未冷卻到室溫就打開彈簧夾；乙同

5、學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果比實(shí)際偏高，原因可能是廣口瓶?jī)?nèi)的部分空氣受熱逸出，致使廣口瓶?jī)?nèi)氣體的體積減小更多。答案：D三、實(shí)驗(yàn)裝置創(chuàng)新型例3.為測(cè)定空氣中氧氣的含量，小華同學(xué)打算設(shè)計(jì)如下方案：選用實(shí)際容積為40 mL的試管作反應(yīng)容器，將過(guò)量的白磷放入試管，用橡皮塞塞緊試管口，通過(guò)導(dǎo)管與實(shí)際容積為60 mL且潤(rùn)滑性很好的針筒注射器組成如右圖的實(shí)驗(yàn)裝置。假設(shè)此實(shí)驗(yàn)?zāi)馨凑招∪A的設(shè)想正常進(jìn)行，且白磷所占體積與導(dǎo)管內(nèi)的氣體體積忽略不計(jì)，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(（1)實(shí)驗(yàn)前，打開彈簧夾，將注射器的活塞前沿從20 mL刻度處推至15mL刻度處，然后松手，若活塞仍能返回至20mL刻度處，則說(shuō)明_。（2）若先夾緊彈簧夾，用酒精燈加熱

6、白磷，燃燒結(jié)束，等到試管冷卻后再松開彈簧夾?？捎^察到的現(xiàn)象為_。（3）若不使用彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，充分反應(yīng)直至燃燒結(jié)束，試管冷卻?？捎^察到的現(xiàn)象為_。（4）若按小華的設(shè)想進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)際可能遇到諸多問(wèn)題而發(fā)生危險(xiǎn)，造成實(shí)驗(yàn)失敗。例如_。解析本題的創(chuàng)新性在于實(shí)驗(yàn)裝置始終密閉，不會(huì)造成空氣污染，通過(guò)活塞的移動(dòng)來(lái)測(cè)定空氣中氧氣的含量，提高了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確度。（1）實(shí)驗(yàn)操作前后裝置內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變，證明該裝置的氣密性好。（2）白磷在空氣燃燒時(shí)消耗氧氣，產(chǎn)生白煙（生成五氧化二磷），導(dǎo)致密閉體系內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小，由于氧氣約占空氣體積的1/5,而試管內(nèi)空氣中氧氣的體積約為：40 mL×1/5=8

7、mL，且過(guò)量的白磷燃燒能將試管內(nèi)空氣中的氧氣耗盡，因此最終活塞的前沿在約12 mL（20 mL-8 mL=12 mL）的刻度線上。（3）白磷在空氣中燃燒時(shí)放出大量的熱，會(huì)使密閉體系內(nèi)的空氣受熱膨脹，氣體壓強(qiáng)增大，活塞就會(huì)向右移動(dòng)，當(dāng)過(guò)量的白磷燃燒耗盡密閉體系內(nèi)的氧氣，試管冷卻后，密閉體系內(nèi)氣體的壓強(qiáng)減小，外界大氣壓就會(huì)推動(dòng)活塞會(huì)向左移動(dòng)，而密閉體系內(nèi)空氣中氧氣的體積約為：（40 mL+20 mL）×1/5=12 mL,因此最終活塞的前沿在約8mL（20mL-12mL=8mL）的刻度線上。（4）因?yàn)榘琢兹紵懦龃罅康臒?，?huì)使密閉體系內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大，所以該實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的問(wèn)題有：橡膠塞彈出、試管爆裂、注射