空气中氧气含量的测定、实验室制取氧气实验 知识梳理
1.探究空气的成分
(1)测定空气里氧气含量（装置如图1-1所示）
图1-1
实验步骤：
①连接装置：在集气瓶口连接一个双孔胶塞，一孔插燃烧匙，另一孔插导管，并配上弹簧夹。 ②检查气密性：把导管的一端放入水中，用手紧握集气瓶外壁，如果在导管口有气泡冒出，则证明气密性良好。
③在集气瓶内加少量水，并做上记号。
④点燃燃烧匙内的红磷，立即伸入集气瓶中，并把塞子塞紧。 ⑤待红磷燃烧，有大量白烟生成。 实验现象：
①红磷燃烧，有大量_________生成。
②集气瓶内的水面上升，而且上升至集气瓶体积的_________。 实验结论：[来源:学#科#网]
①红磷燃烧的文字表达式：___________________。 ②空气中氧气的体积大约占空气体积的_________。 本实验成功的关键：
①装置不漏气。因为若装置漏气，虽然装置内气体压强减小，但是从外界又进入一些气体，并不能使压强减小很明显，因而水并不能上升到集气瓶中。
②燃烧匙里要放入过量的红磷，目的是使红磷燃烧，尽可能消耗尽钟罩内的氧气。
③应该到温度冷却到室温时才可以观察，因为如果温度较高，虽然气体减少，但是压强并不能减少很明显，因而不能上升到集气瓶体积的1/5。
红磷燃烧时生成无氧化二磷固体小颗粒，因此描述为白烟。烟指的是固体小颗粒。 疑难突破
1.测定空气中氧气含量的实验中，为什么采用过量红磷消耗氧气，而不采用木炭、硫磺、铁丝等物质？[来源:Zxxk.Com]
剖析：红磷燃烧的产物为无氧化二磷固体，消耗了约占集气瓶体积1/5的氧气，瓶内压强减小，小于外界大气压，当冷却到室温时，打开弹簧夹，水便流入集气瓶内约1/5体积，从而说明空气中氧气的体积分数约占空气体积的1/5；不能改用木炭和硫磺，它们燃烧后的产物分别是二氧化碳和二氧化硫气体，使集气瓶内压强变化不大，因此水不会进入集气瓶。
2.在测定空气中氧气体积分数的实验中，实验结束时，发现水没上升到集气瓶体积的1/5，原因可能有哪些？
剖析：这道题主要从这些方面考虑：有哪些方面有可能使氧气没被消耗完，或有哪些方面即使氧气消耗完但瓶内压强并没有减少那么多。
①未检查装置的气密性，装置漏气；②红磷量不足或燃烧不完全，使瓶内有剩余氧气；③未冷却到室温就打开弹簧夹，使进入瓶内水的体积减少。 问题探究
问题 教材中介绍了测定空气中氧气的体积分数的方法，你能再另外设计实验测定空气中氧气的体积分数吗？请进行探究吧！
探究：实验设计：在加热的情况下，铜能跟空气中的氧气反应，生成黑色的氧化铜。[来源:学科网ZXXK]
图2-2
在由两个注射器组成的密闭系统内留有30 mL空气。给装有细铜丝团的玻璃管加热，同时交替缓慢推动两个注射器活塞，观察发生的现象。停止加热后冷却至室温，将气体全部推至一只注射器中，读出注射器内气体的体积。
实验数据： 反应前注射器内气体的体反应后注射器内气体的体消耗掉的氧气体积 积 积 30mL 24mL 6ML 实验结论：氧气的体积大约占空气体积的1/5。
典题精讲（一）
1．课外活动小组学习了课本“空气中氧气含量的测定”的实验，知道P2O5不能随便排放在空气中，否则会对空气造成污染，所以对该实验进行了改进．
【实验Ⅰ】小徐所在小组觉得用氢气燃烧来测定空气中氧气的体积分数，不会有任何污染．于是设计的实验装置如甲图所示．实验时用夹子B夹住橡胶管，打开夹子A，点燃纯净的氢气并迅速插入瓶中，使氢气在瓶中燃烧．
（1）当氢气燃烧的火焰刚好熄灭时，接下来的操作是 ．
（2）有同学提出，若用CO燃烧产生CO2消耗氧气取代H2，进行如上操作也能完成氧气体积分数的测定．你是否认同该同学的意见，并简要说明理由 ． 【实验Ⅱ】小吴所在的小组觉得只要装置密闭就能避免污染问题，设计了如乙图实验装置．在由两个注射器组成的密闭系统内共有50mL空气．然后给装有红磷的玻璃管加热．同时交替推动两个注射器的活塞，至玻璃管内的红磷变成白烟，且较长时间内无进一步变化时停止．停止加热后，待冷却至室温将气体全部推至一个注射器内．
（1）在实验的加热过程中，交替缓慢推动两个注射器的目的是 ． （2）你觉得与课本“空气中氧气含量的测定”实验相比，该实验除了解决污染的问题外还有什么优势？ ． 2．空气中氧气含量测定的再认识。
（1）实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量（装置如图甲），请你写出红磷在空气中燃烧的现象 。
（2）为获得较为准确的实验数据，下列做法不正确的是 。 ①检查装置的气密性 ②燃烧匙中的红磷足量
③点燃红磷后缓慢将燃烧匙插入瓶中，塞紧瓶塞 ④红磷熄灭后立即打开弹簧夹
（3）小应对实验进行了如图乙的改进，请你说出改进后的优点 （1点即可）。
（4）小应又将红磷改为木炭，一切操作正确但发现水不倒吸入集气瓶，你认为原因是 。
3．科学实验小组的同学参与“测定空气中氧气的体积分数”实验
（1）甲组同学采用课本实验装置，在空气中点燃红磷后，慢慢地将燃烧匙从上到下插入广口瓶中，目的使上、下层空气中的氧气都能得到充分消耗，直到橡皮塞塞紧瓶口，红磷在瓶中继续燃烧直到熄灭，等广口瓶冷却后，打开止水夹，水注入集气瓶．
①请写出红磷在空气中燃烧的化学方程式 ． ②水自动注入集气瓶的直接原因是 ． ③结果测出的氧气体积分数明显大于
，请分析原因 ．
（2）乙组同学对实验进行反思后，提出了改进方法（如图乙），你认为改进后的优点是 （写出1条即可）．
（3）丙组同学先查阅资料（如表），进行了图丙所示的改进，右端玻璃管上端开口（其它仪器忽略） 颜色、状态 熔点/℃ 着火点/℃ 密度/（g/cm3） 红磷 暗红色固体 590 240 2.34 白磷 白色或黄白色固体 44.1 40 1.82 丙组同学红磷换成了白磷的优点是 ．
4．用来测定空气成分的方法很多，如图1所示的是用红磷在空气中燃烧的测定方法． 第一步：将集气瓶容积划分为五等份，并做好标记．
第二步：点燃燃烧匙内的红磷，伸入集气瓶中并把塞子塞紧．
第三步：待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，发现水被吸入集气瓶中，进入集气瓶中水的体积约为集气瓶总容积的
．
请回答下列问题：
（1）写出一条集气瓶中剩余的气体的化学性质 ；
（2）已知某些非金属氧化物能和水反应生成酸，如：CO2+H2O═H2CO3，碳元素的化合价在反应前后不变．则红磷燃烧生成的白色固体溶于水后的化合物的化学式是 ； （3）实验完毕，若进入集气瓶中水的体积不到总容积的
，你认为导致这一结果的原因可是
（写出一点）；
（4）某同学对实验进行反思后，提出了改进方法（如图2所示），你认为改进后的优点是 ．
5．在测定空气中氧气含量的实验中，小强采用了如图所示装置：在由注射器和具支试管组成的密闭系统中留有25mL空气，给装有红磷的试管加热，同时缓慢推拉注射器活塞，待注射器活塞稳定后，观察密闭系统内空气体积变化。
（1）在实验加热过程中，具支试管上的小气球作用是 。 （2）小强测得实验结果如下： 反应前装置内气体总体积 反应后装置内气体总体积 25mL 22mL