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來源：網絡資源 2022-12-10 15:50:42
彌漫在地球周圍的混合氣體就是空氣。空氣是一種混合物，在干燥的空氣中，各組分氣體的體積分數分別是：氮氣78%，氧氣21%，稀有氣體0.954%，二氧化碳0.03%，其他氣體和雜質0.03%。
歷史上，第一個測定空氣中氧氣體積分數的科學家是法國的拉瓦錫，它將銀白色的液態金屬汞在密閉的容器中持續加熱，最后，金屬汞變成了紅色的粉末，氧化汞，而在容器中，空氣的體積分數減少了大約五分之一。拉瓦錫也通過這個實驗發現了質量守恒定律。
今天，我們將反應物換成紅磷，通過紅磷在密閉容器中燃燒的實驗，測定空氣里氧氣的含量。
測定空氣里氧氣的含量的實驗裝置圖
由于教材版本的不同，在實驗裝置的裝配和實驗儀器的命名也會有所不同，同學們一定要結合自己的課本和中考試卷的答題要求，考試的時候準確地寫出答案。
| 序號 | 人教版 | 滬教版 |
| 1 | 彈簧夾 | 止水夾 |
| 2 | 膠皮管 | 膠管 |
| 3 | 橡膠塞 | 橡皮塞 |
| 4 | 有水 | 沒有水 |
對于實驗儀器的命名，只要滿足當地的答題要求即可，而在實驗裝置的不同方面，我建議同學們對比兩者的不同，進行舉一反三的思考。化學是一門重視細節和思考的科目，只有掌握扎實的基礎和養成發散思維的習慣，才能得到高分。
一. 關于實驗必背的知識點(需要準確的默寫)
1. 實驗現象
紅磷燃燒，有大量白煙生成;放熱;冷卻至室溫后打開彈簧夾，水沿導管進入集氣瓶，最終水面上升約1/5。
2. 實驗原理
足量紅磷在空氣中燃燒，將瓶中氧氣完全反應掉，生成五氧化二磷白色固體，容器內壓強減小，在大氣壓作用下，進入容器內水的體積即為減少的氧氣的體積。
3. 實驗結論
(1)空氣中氧氣的體積分數約占空氣的1/5;
(2)氮氣不能燃燒也不支持燃燒，且不易溶于水。
二. 需要深刻理解并活學活用的知識點
1. 實驗過程中，哪些錯誤會導致實驗結果偏大或偏小
(1)偏大
| 實驗操作 | 原因分析 |
| 反應前彈簧夾沒有夾緊 | 在實驗的過程中，紅磷燃燒放出了大量的熱，使集氣瓶內的空氣受熱膨脹，沿著導管排到了燒杯的水中，而在實驗結束時，這一部分逸出的氣體也會使同等體積的水流流到集氣瓶中充當氧氣的體積，所以實驗結果偏大。 |
| 點燃紅磷后伸入集氣瓶和塞進塞子過慢 | 伸入過慢會使裝置內的氣體受熱膨脹逸出，導致進入瓶中的水的體積也偏大，測量結果偏大。 |
(2) 偏小
| 紅磷量不足 | 氧氣沒有被完全消耗，導致進入瓶中的水的體積偏小，測量的結果也偏小。 |
| 裝置的氣密性不好 | 反應結束后，集氣瓶內的氣壓小于外界大氣壓，裝置漏氣會使裝置外的空氣進入，導致進入瓶中的水的體積偏小，測量結果偏低。這里不用糾結由于裝置氣密性不好，紅磷燃燒放熱，使集氣瓶內的空氣受熱膨脹，然后順著漏氣的地方跑出去，因為根據大量的實驗數據，在實驗結束后，肯定是進入的空氣的體積大于跑出去的氣體的體積的。反應前彈簧夾沒有夾緊這種情況不屬于裝置的氣密性不好，因為導管在燒杯的水面下是液封的，外界的氣體沒有辦法通過導管流入到集氣瓶中。 |
| 燃燒停止后，沒有等到集氣瓶冷卻到室溫，就打開了彈簧夾 | 集氣瓶沒有冷卻到室溫時，瓶內氣體的壓強偏大，導致進入集氣瓶中的水的體積偏小，測量結果也偏小。 |
2. 集氣瓶平底的水的作用是什么?
(1)防止熱的生成物濺落而炸裂平底;
(2)為了吸收生成的白煙，防止污染空氣;
(3)吸收熱量，有助于裝置冷卻。
3. 除了紅磷以外，還可以用哪些物質?
選用易與空氣中的氧氣反應，且不與空氣中的其他氣體發生反應，反應后的生成物質固體的物質。比如白磷，銅絲(采用加熱的方法，利用銅和氧氣反應生成氧化銅)。
一般情況下不能選用碳和硫來替代紅磷，因為碳和氧氣反應生成二氧化碳，硫和氧氣反應生成二氧化硫，單質可以通過預先在集氣瓶平底放入適量的氫氧化鈉的濃溶液的方法，并在打開彈簧夾前振蕩集氣瓶，使產生的氣體充分的被吸收。
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