专题一 空气中氧气含量测定实验的拓展.doc

专题一 空气中氧气含量测定实验的拓展在探究空气中氧气的含量测定实验中，要注意引导学生观察实验现象，体会从实验事实导出结论的思维过程（如图1）。实验中可以观察到，红磷燃烧，产生大量的白烟，放出大量热；打开弹簧夹后，烧杯中的水沿导气管进入集气瓶中，至约占集气瓶内空间的1/5。通过实验得知，空气中氧气的体积约占1/5。实验时，燃烧匙里要盛入过量的红磷，红磷过量，足以使钟罩中密封的氧气反应完，使测得氧气的体积更接近空气中氧气的实际体积。这个实验还可推论出氮气不能支持燃烧；集气瓶内水面上升一定高度后，不能继续上升，可以说明氮气不易溶于水。红磷燃烧后生成固体五氧化二磷，使集气瓶中空气的压强变小，小于外界大气压。在外界大气压的作用下，烧杯中的水进入集气瓶。通过实验得出的结论是氧气约占空气总体积的1/5，而在这个实验中，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、燃烧匙与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。该实验中有时气体减少的体积大于1/5，又是为什么呢？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，没有夹或没夹紧止水夹。针对此实验可以展开如下拓展。例题1.将足量的下列物质分别放在燃烧匙上点燃（或灼烧），分别放入四只图2所示装置的广口瓶中，立即塞紧橡皮塞，反应结束待冷却后，打开止水夹，导管中水柱上升最少的是放入哪种物质的装置？（ ）A.铜粉 B.磷 C.木炭 D.镁例题2.某班同学用图3装置测定空气里氧气的含量。先用弹簧夹夹住乳胶管。点燃红磷，伸入瓶中并塞上瓶塞。待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察广口瓶内水面变化情况。实验完毕，甲同学的广口瓶内水面上升明显小于瓶内空气体积的1/5，乙同学的广口瓶内水面上升明显大于瓶内空气体积的1/5。下列对这两种现象解释合理的是( )甲同学可能使用红磷的量不足，瓶内氧气没有消耗完甲同学可能未塞紧瓶塞，红磷熄灭冷却时外界空气进入瓶内乙同学可能没夹紧弹簧夹，红磷燃烧时瓶内部分空气受热从导管逸出乙同学可能插入燃烧匙太慢，塞紧瓶塞之前，瓶内部分空气受热逸出A.只有B.只有 C.只有D.只有例题3.某校化学兴趣小组就空气中氧气的含量进行实验探究： 集体讨论：（1）讨论后同学们认为，选择的药品既要能消耗氧气，又不会跟空气中的其它成分反应，而且生成物为固体。他们应该选择（）A蜡烛B红磷C硫粉 为了充分消耗容器中的氧气，药品的用量应保证 。（2）小组同学共同设计了如图4的两套装置， 你认为合理的是（填编号） 。为了确保实验的成功，在装药品之前应该 。分组实验在讨论的基础上，他们分组进行了实验。 数据分析实验结束后，整理数据如下：（注：集气瓶容积为100 mL）组 别123456进入集气瓶中水的体积（mL）202119202218（3）通过对实验结果的交流，大多数同学都验证出氧气约占空气体积的。通过实验还可以推断集气瓶中剩余气体的性质是 。例题4.右图6所示装置也可用来测定空气中氧气的含量。该实验认识正确的是（） A选用红磷是因为反应可以耗尽O2，生成固态的P2O5B燃烧匙中的红磷可以换成硫或木炭C燃烧匙中的红磷越多，水位上升越高D本实验可以证明空气含有2、O2、CO2和稀有气体例题5.研究性学习小组的同学为探究空气中氧气的体积分数，设计了图8所示装置。请根据图示实验回答下列问题：（1）闭合电源开关，可以观察到白磷 。（2）装置冷却到室温，可观察到U型管内左侧液面 。（3）通过这个实验得出的结论是 。（4）此实验还可推知反应后剩余气体的两点性质是: ； 。例题6.某同学用右图所示的装置粗略地测定空气中氧气的体积分数，图中烧杯上方玻璃管(预先固定好)中部有一可左右滑动的活塞，活塞左端管内密封有空气，活塞右端的玻璃管口跟空气连通，实验开始前活塞处在刻度5 cm处。已知生石灰与水反应能产生大量的热；可燃物燃烧必须同时具备二个条件，一是有一定的温度；二是有充足的氧气。向烧杯内加入适量水，与生石灰反应的目的是 。可观察到玻璃管内开始发生的现象：白磷(足量) ，活塞向 (填“左”或“右”）移动。 实验结束，恢复到常温后，活塞应停在约 cm处，据此可得出的结论是： 。例题7在“空气中氧气含量的测定”实验探究中，甲生设计了如下实验方案：在燃烧匙内盛过量红磷，点燃后立即插入集气瓶内，塞紧橡皮塞，待红磷火焰熄灭，集气瓶冷却至室温，打开铁夹，水注入集气瓶。（实验装置如图1所示）回答下列问题：（1）实验过程中，观察到的主要现象是 ， 。（2）乙生用上述实验装置测定的结果是：空气中氧气含量与正常值有较明显的偏差，其操作上的原因可能是（要求答出两种）： （3）丙生也设计了一个实验方案，装置和操作同上，只不过用木炭代替了红磷。当木炭停止燃烧，集气瓶冷却至室温，打开铁夹后，水能否进入集气瓶？为什么？ （4）若仍然用木炭代替红磷，丙生的实验方案应作何改进，才能保证实验成功？（只需答出实验方案中须改进的地方） 例题8某校化学兴趣小组就空气中氧气的含量进行实验探究：集体讨论（1）讨论后同学们认为，选择的药品既要能消耗氧气，又不会跟空气中的其它成分反应，而且生成物为固体。他们应该选择（填编号） ，A蜡烛 B红磷 C硫粉 为了充分消耗容器中的氧气，药品的用量应保证 。（2）小组同学共同设计了如右图的两套装置，你认为合理的是（填编号） 。为了确保实验的成功，在装药品之前应该。分组实验 在讨论的基础上，他们分组进行了实验。数据分析 实验结束后，整理数据如下：（注：集气瓶容积为100mL）组 别123456进入集气瓶中水的体积（mL）202119202218（3）通过对实验结果的交流，大多数同学都验证出氧气约占空气体积的 。通过实验还可以推断集气瓶中剩余气体的性质是。实验拓展（4）小组的同学做完实验后又尝试用木炭重新做了以上实验，发现水几乎没有进入集气瓶。经讨论，同学们一致认为如果事先在集气瓶内注入少量 溶液来吸收 气体，实验也能取得较好的效果。例题9、为测定空气中氧气的含量，小华同学打算设计如下方案：选用实际容积为40mL的试管作为反应容器，将过量的白磷放入试管，用橡皮塞塞紧试管，通过导管与实际容积为60mL且润滑性很好的针筒注射器组成如下图的实验装置。假设此实验能够按照小华的设想正常进行，白磷所占体积与导管内的气体体积忽略不计，且两个容器间的导管足够粗，保持空气正常流动。请回答下列问题：（1）实验前，打开弹簧夹，将注射器活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处，然后松开手，若活塞仍能返回至20mL刻度处，则