测定空气中氧气的含量

红磷燃烧测定空气中氧气含量的改进实验涟源市古塘中心学校李佳实验在教材中所处的地位与作用红磷燃烧测定空气中氧气含量的实验是初中化学第一个采用定量研究方法的实验，通过该实验可以测定氧气约占空气体积的1/5，教材也是通过该实验引出化学反应的文字表达式。因此，该实验对初中化学的教学具有重要的作用。

实验原型九年级化学上册第27页实验2-1教材通过设计下图所示装置来测定空气中氧气所占的体积分数。原实验的不足原实验有五大不足之处：1、装置气密性难以保障。2、红磷在空气中点燃产生大量白烟，对环境造成污染。3、红磷燃烧并不能将集气瓶内的氧气完全消耗，红磷燃烧停止是因为集气瓶内氧气过于稀薄。4、在空气中点燃红磷，再将燃烧匙放入集气瓶的这一过程，因为空气快速流动和受热膨胀会把集气瓶内的部分空气排挤出集气瓶，造成气压显著减小。（这也是为什么很多老师在演示教材实验时也能得到比较“理想结果”的主要原因）。5、温度对该实验结果的影响较大，原实验在空气中进行，要完全冷却实验装置需要较长的时间。改进实验的装置与器材图1图2说明：1.整个集气瓶和导气管都浸没在水中。2.电热丝采用普通热得快内的电热丝。3.学生电源采用9V、2A的直流电。电压很小，水的导电性可忽略不计改进实验的原理

如图组装好实验装置后，然后将整个装置浸入水中，合上电路开关进行点火，电热丝通电发热，引燃红磷。并多次点火，直至将集气瓶内的氧气耗尽。实验步骤1、测量集气瓶容积。（V总=131mL，V水=11mL，V1/5=24mL）2、检查装置的气密性3、量取11mL水于集气瓶中，并装少量红磷于燃烧匙里4、组装固定仪器并将整个集气瓶浸没在水中(此时不夹紧弹簧夹，将导气管口放于水面之上，冷却装置一分钟)。5、夹紧弹簧夹，并将导气管全部浸没于水中。6、闭合学生电源开关点火，待白烟稍加散去再次点火，反复点火几次，直到不再产生白烟。7、撤去导线，待白烟散去，打开弹簧夹8、当集气瓶不再吸水时，将集气瓶从水中拿出，擦干。小心将导气管内的水引入集气瓶内。9、观察集气瓶内液面高度。10、收拾实验台，清洗仪器。实验创新与改进1、通过电点火，避免空气污染2、化学与物理相结合，有益于学生发散思维的培养。3、水下进行实验，即使装置轻微漏气也毫无影响。4、集气瓶内点火，避免原实验塞瓶塞时空气流动和受热膨胀造成集气瓶内空气泄露的影响。5、可实现多次点火，基本消耗完集气瓶内的氧气。6、整个实验水下进行，装置冷却速度快，减小温差带来的影响。六大亮点：实验结果与分析第一次第二次第三次平均绝对误差1.空气中点火21212221-42.空气中点火再电多次点火2727282723.电一次点火16161616-94.电多次点火22232323-2经计算，集气瓶剩余空气体积的21%为：V21%=25mL。对比第3组和第4组实验数据，可知如果只有一次点火，还有大约7mL的氧气未被消耗；对比第2组和第4组实验数据，发现在第2组实验中所得出得结果要超过理论值，这充分说明在空气中点燃红磷再塞紧塞子的过程中造成的空气流动和受热膨胀使结果明显偏大（即正误差），从而部分弥补了其他因素造成的负误差。这也是很多老师按照教材进行实验得到较“理想结果“的原因。第4组实验结果绝对误差只有-2mL，实验结果较为精确。一共做了下表所示的四组对照实验，数据分析如下：对照实验被吸入的水的体积/mL自我评价改进后的实验充分弥补了原实验的五大不足，并具备六大亮点，能得到更为准确的实验数据，很好的完成了实验目的。由于受限于实验条件，改进后的实验尚有几处不足：（1）温差还是会带来影响；（2）集气瓶容积的测量不精确；（3）每次实验塞瓶塞时，瓶塞位置的深浅不同会导致集气瓶内空气体积的不同。可以通过在流