《空氣中氧氣體積分數的測定》實驗,是九年級化學學習的第一個實驗,涉及到具體的實驗原理、實驗設計、實驗操作和誤差分析。因此,這個實驗也成為第一學期期中考試、期末考試的重點實驗。
同時,對該實驗的拓展裝置的考察可深可淺,難度設置可大可小,也成為模拟考試、中考的切入點。
本文就該實驗的基本原理和拓展裝置做了整理、彙總及比較,資料來源自曆年中考真題、網絡上獲取的各位老師的科研文章。
1 化學反應原理利用磷燃燒消耗空氣中的氧氣,從而使容器内形成負壓,打開止水夾後,水進入容器内。進入容器中的水的體積,可粗略地認為是空氣中所含氧氣的體積。将不可見的氣體體積的變化轉換成可見的液體的體積。
2 實驗儀器集氣瓶、燃燒匙、燒杯、玻璃管、乳膠管、止水夾
3 實驗藥品紅磷、水;注意:碳、硫、磷、鐵、鎂……等的燃燒不可用來作為測定空氣中氧氣的含量的實驗藥品的選擇。
4 基本實驗裝置
文字表達式:紅磷 氧氣-點燃→五氧化二磷
關鍵點:裝置不漏氣,産物是固體,紅磷要充足,冷卻到室溫,再測定體積。
5 裝置的缺陷(1)該實驗裝置可能發生氣體洩漏的地方太多,加之燃燒的紅磷伸入集氣瓶中加熱了内部的空氣,使之外逸,都會導緻實驗的誤差
(2)反應物濃度越小,反應的速率越慢。當燃燒持續進行時,氧氣的濃度越來越小,氧化的速率也越來越小。維持紅磷燃燒需要的氧氣濃度相對較高,利用燃燒,無法除盡空氣中的氧氣
（3）裝置外點燃紅磷産生的五氧化二磷會污染空氣
6 誤差分析(1)為什麼有時氣體減少的體積小于1/5呢?
導緻結果偏低的原因可能有:①紅磷的量不足;②未冷卻至室溫就打開彈簧夾,使進入瓶内的水的體積減少。;③裝置漏氣(如塞子未塞緊、燃燒匙和橡皮塞之間有縫隙等),使外界空氣進入瓶内;④瓶内氧氣沒有耗盡(思考:燃燒匙的位置問題)⑤打開止水夾後,導管中有少量水留在導管中(未事先在導管内充滿水)
(2)為什麼有時氣體減少的體積大于1/5呢?
導緻結果偏高的原因可能有:①點燃紅磷後,插入燃燒匙時,瓶塞子塞得太慢,使得瓶中空氣受熱膨脹,部分空氣溢出。②實驗開始時,未夾止水夾(或未夾緊)。
7 實驗的優化(裝置的優化和藥品的優化)
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