“经典实验”解读

空气中氧气含量的测定实验，是初中化学的经典实验，也是近几年来各地中考的热点.

一、实验原理

空气中的氧气与红磷反应生成固态的五氧化二磷，导致发生装置内气压减少.当装置冷却至室温后，打开弹簧夹，水被压进发生装置.根据进入装置中水的体积可测出空气中氧气的体积，从而计算出空气中氧气的体积分数.该实验运用的是化隐性为显性的设计思想，即将空气中氧气体积这一看不见的现象，通过水的“压入”而显现出来.

二、实验现象

红磷燃烧过程中放出了大量的热，产生大量的白烟；等红磷熄灭并冷却后，观察到进入容器内水的体积约为容器体积的1/5.

三、实验推论

1.由红磷燃烧的现象，可推出红磷具有可燃性，氧气具有氧化性（助燃性）.

2.由进入容器内的水约为容器体积的1/5，可推出空气中氧气的体积约占1/5.

3.由过量的红磷燃烧停止，可推出空气中其他成分（如氮气、稀有气体等）难以与红磷发生反应，它们的化学性质较为稳定.

4.由进入容器内的水进入到一定程度后就不再进入，可推出空气中的其他成分不易溶于水.

四、实验分析

1.导致该实验测得结果偏小的可能原因

红磷量不足，会导致容器内的氧气耗不尽；装置气密性不好，会导致容器外的空气进入容器内；装置没有冷却至室温，会导致装置内的气压偏高.上述三种情况，都可能引发进入容器内的水的体积小于容器体积的1/5，从而导致测定结果偏小.因此，在上述测定实验中要注意掌握好三个操作要点：①红磷必须是过量的；②装置的气密性必须良好；③打开弹簧夹让水进入容器的时机，是等实验装置冷却到室温以后.

2.导致该实验测定结果偏大的可能原因

容器内不该出去的气体出去了，由此展开思考，可以找出对应的原因：红磷点燃后，燃烧匙伸入容器的速度偏慢；燃烧匙伸入容器后，橡皮塞没有塞紧.

3.该实验中的红磷不能够用木炭代替的原因

木炭也能与空气中的氧气发生反应，生成二氧化碳气体.实验虽然也能消耗容器内的氧气，但由于生成的二氧化碳气体基本上能填补氧气的“体积空缺”，不会导致容器内的气压发生明显的改变，实验中也就难以观察到水进入容器的现象.因此，该实验中一般不用木炭替代红磷（注：待学习了碱的化学性质后，我们将会知道，对该实验做适当的改进后，也可以用木炭替代红磷测定氧气的含量）.

五、题型扫描

1.简单再现型

将课本中氧气的测定实验以简单再现的形式出现在试卷中，主要考查考生基础知识的掌握情况，这种考查形式在未来中考试题中出现频率不会太高.