解讀空氣中氧氣含量的測定

張翠然

小題在線

例（2020·北京）某同學(xué)利用如圖1裝置驗(yàn)證了空氣中氧氣的含量，下列敘述中不正確的是（ ）。

A. 實(shí)驗(yàn)前需檢查裝置的氣密性

B. 白磷的作用是消耗試管中的氧氣

C. 白磷熄火、試管冷卻后再打開止水夾

D. 最終量筒中的液面降至約40 mL刻度線處

答案：D

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空氣中氧氣含量的測定：

1.裝置：如圖2所示。

2.原理：紅磷燃燒消耗氧氣，集氣瓶內(nèi)氣壓減小，水進(jìn)入集氣瓶中，進(jìn)入集氣瓶中水的體積為集氣瓶中減少的氧氣的體積;化學(xué)方程式為：4P+5O2 [? ? 點(diǎn)燃? ? ] 2P2O5。

3.實(shí)驗(yàn)步驟：（1）連接儀器，檢查裝置的氣密性;（2）在集氣瓶內(nèi)加入少量水，并將水面上方空間分為5等份;（3）用彈簧夾夾緊膠皮管;（4）點(diǎn)燃燃燒匙內(nèi)的紅磷后，立即伸入集氣瓶中并把橡膠塞塞緊，觀察紅磷燃燒的現(xiàn)象;（5）紅磷熄滅后，待裝置冷卻至室溫再打開彈簧夾。

4.現(xiàn)象：產(chǎn)生大量白煙，放出熱量，冷卻后打開彈簧夾，燒杯中的水沿導(dǎo)管進(jìn)入集氣瓶，集氣瓶中的水面上升，進(jìn)入集氣瓶中水的體積約為原集氣瓶水面以上容積的[15]。

5.結(jié)論：氧氣約占空氣體積的[15];氮?dú)怆y溶于水，不能燃燒也不支持燃燒。

6.誤差分析：（1）進(jìn)入集氣瓶內(nèi)的水的體積小于原集氣瓶水面以上容積的[15]的原因：①紅磷的量不足;②裝置漏氣;③裝置沒有冷卻到室溫，就打開彈簧夾。

（2）進(jìn)入集氣瓶內(nèi)的水的體積大于原集氣瓶水面以上容積的[15]的原因：①實(shí)驗(yàn)前彈簧夾沒有夾緊;②燃燒匙伸入集氣瓶內(nèi)速度過慢，沒有快速塞緊橡膠塞。

7.注意事項(xiàng)：不能用硫、木炭、鐵絲、鎂條等代替紅磷，因?yàn)榱颉⒛咎咳紵蓺怏w;鐵絲不能在空氣中燃燒;鎂在空氣中點(diǎn)燃能同時(shí)與氧氣、氮?dú)夂投趸挤磻?yīng)。若將水換成氫氧化鈉溶液，則可用木炭、硫代替紅磷。