摘要：結(jié)合教材實驗裝置及近年來中考常涉及的創(chuàng)新性實驗裝置，幫助學生歸納總結(jié)實驗的考點，通過訓(xùn)練強化學生對原理的理解和應(yīng)用.

關(guān)鍵詞：燃燒；實驗

作者簡介：曹明華（1979-），男，江蘇海安人，本科，中學一級，方向為主要研究初中化學教學研究.空氣中氧氣含量測定是人教版九年級化學上冊的一個實驗，教材實驗裝置中選擇的可燃物是紅磷.實驗原理是：紅磷燃燒消耗空氣中的氧氣且生成了五氧化二磷的白色固體，使密閉容器內(nèi)壓強減小，外界大氣壓將水沿導(dǎo)管壓入集氣瓶內(nèi)，進入瓶中水的體積即為減少的氣體體積.實驗現(xiàn)象：（1）紅磷燃燒產(chǎn)生大量的白煙，放出熱量；（2）打開彈簧夾，燒杯內(nèi)的水沿導(dǎo)管進入集氣瓶，約占集氣瓶容積的1/5.反應(yīng)化學方程式：4P+5O2點燃2P2O5.實驗結(jié)論：（1）氧氣約占空氣總體積的1/5；（2）空氣中還有4/5體積的氣體，不可燃也不助燃且不溶于水.

實驗誤差分析：（1）實驗后若結(jié)果偏小，可能的原因有：紅磷量不足、裝置漏氣、沒有冷卻到室溫就打開彈簧夾；（2）實驗后若結(jié)果偏大，可能的原因有：彈簧夾沒有夾緊、燃燒匙伸入集氣瓶內(nèi)過慢.

實驗成功的關(guān)鍵：紅磷足量；裝置的氣密性良好；操作時要注意待集氣瓶冷卻到室溫后再打開彈簧夾等.可燃物紅磷的替代品應(yīng)滿足的條件是：（1）可燃物能夠在空氣中燃燒；（2）可燃物在空氣中燃燒時只消耗氧氣，不與空氣中的其他成分反應(yīng)；（3）可燃物燃燒時只生成固體（若生成物是氣體，可將水換成易吸收該氣體的溶液）.

實驗優(yōu)缺點分析：實驗化教材中的實驗操作簡單，現(xiàn)象明顯直觀，但實驗開始時在空氣中點燃燃燒匙內(nèi)紅磷會對空氣造成污染.針對課本實驗裝置進行改進，改進方案的基本思路包括兩個方面：

方案一：著火點方式的改進

如將紅磷換成白磷，通過光、熱使其在密閉的環(huán)境中燃燒，既減少對空氣的污染又保證實驗的成功，如圖1.

方案二：反應(yīng)物的改進

如反應(yīng)物可以用銅代替，因為銅在密閉裝置中，加熱的條件下與氧氣發(fā)生反應(yīng)生成氧化物，氣體體積的減少量即為空氣中氧氣的含量，如圖2.

近兩年有關(guān)這部分的中考命題內(nèi)容及考查角度則是以空氣中氧氣含量的測定實驗為基礎(chǔ)，考查藥品的選擇、實驗現(xiàn)象與結(jié)論、誤差分析等知識.

二、相關(guān)中考題型鏈接

例1（1）用圖3甲裝置測定空氣中氧氣的含量，證明氧氣約占空氣總體積的1/5，圖中a、b兩種物質(zhì)可分別選用（選序號）.

A.鐵絲、水B.紅磷、水

C.木炭、NaOH溶液D.硫粉、水

（2）圖乙是對圖甲測定空氣中氧氣含量的實驗的改進（圖甲中a所對應(yīng)的藥品均用酒精燈點燃），你認為改進后的優(yōu)點是（選序號）.

A.節(jié)約能源B.不會對空氣造成污染

C.測定結(jié)果更加準確D.操作簡便、安全

解析（1）空氣中氧氣含量測定實驗的原理是：通過可燃物燃燒消耗集氣瓶內(nèi)的氧氣，使瓶內(nèi)壓強減小，燒杯中的水倒流進入瓶內(nèi)，通過進入的水的體積間接測量空氣中氧氣的體積，所以實驗過程中集氣瓶內(nèi)的氧氣是否完全耗盡是實驗成敗的關(guān)鍵.鐵絲不能在空氣中燃燒，故選項A錯誤；紅磷燃燒生成五氧化二磷固體，故選項B正確；木炭燃燒生成二氧化碳氣體，二氧化碳氣體能被氫氧化鈉溶液吸收，故選項C正確；硫燃燒生成二氧化硫氣體，二氧化硫氣體不能被水完全吸收，故選項D錯誤；（2）圖甲必須將藥品點燃后才能伸入集氣瓶內(nèi)，而圖乙中的白磷著火點較低，用激光筆就可以點燃，從而節(jié)約了能源，且裝置始終保持密封，操作簡便，沒有污染，測定結(jié)果更加準確.

【答案】（1）B C（2）A B C D

例2實驗回顧：圖4甲是實驗室測定空氣中氧氣含量的裝置.

（1）寫出集氣瓶內(nèi)紅磷燃燒的化學方程式.

（2）實驗原理：通過紅磷燃燒耗盡氧氣，使集氣瓶內(nèi)外產(chǎn)生壓強差，在此壓強差的作用下，水被壓入集氣瓶.進入集氣瓶中水的體積即為的體積.

【提出問題】興趣小組用上述方法測定的氧氣含量常常小于1/5，查閱資料發(fā)現(xiàn)：空氣中的氧氣含量低于7%時，紅磷就不能繼續(xù)燃燒，提出用怎樣的實驗方法可以使測定結(jié)果與理論值誤差相對較??？

【實驗探究】Ⅰ.根據(jù)鐵生銹的原理，探究用鐵能否準確測定空氣中氧氣的含量.實驗裝置如圖4乙，浸有飽和食鹽水的紙袋內(nèi)裝有活性炭粉（會加快鐵的生銹）和足量的鐵粉.Ⅱ.測得實驗數(shù)據(jù)如表1

表1測量項目實驗前實驗后燒杯中水

的體積燒杯中剩余

水的體積集氣瓶（扣除內(nèi)容

物）和導(dǎo)管的容積體積/mL80.054.5126.0【交流表達】（1）根據(jù)表格中提供的數(shù)據(jù)計算，實驗改進后測得空氣中氧氣的體積分數(shù)是.

（2）對照兩套實驗裝置，你認為通過改進后測定結(jié)果更準確的原因是（選序號）.

A.裝置密閉性更好B.不會對空氣造成污染

C.鐵的緩慢氧化使集氣瓶內(nèi)氧氣充分耗盡

D.測量時考慮到導(dǎo)管容積和扣除內(nèi)容物

解析【實驗回顧】（1）紅磷燃燒的化學方程式為：4P+5O2點燃2P2O5.（2）通過紅磷燃燒耗盡氧氣，使集氣瓶內(nèi)外產(chǎn)生壓強差，在此壓強差的作用下，水被壓入集氣瓶，進入其中水的體積約等于瓶中氧氣的體積，可以粗略測定空氣中氧氣的體積分數(shù).

【交流表達】（1）由表1數(shù)據(jù)可知，消耗的氧氣的體積是： 80mL﹣54.5mL=25.5mL， 故空氣中氧氣的體積分數(shù)為：25mL126mL×100%≈1202%.（2）對照兩套實驗裝置，通過改進后測定結(jié)果更準確的原因是：裝置密閉性更好、鐵的緩慢氧化使集氣瓶內(nèi)氧氣充分耗盡、測量時考慮到導(dǎo)管容積和扣除內(nèi)容物，使實驗結(jié)果更準確.

答案【實驗回顧】4P+5O2點燃2P2O5

【交流表達】（1）20.2%（2）A C D

參考文獻：

[1]化學（九年級上冊）.人民教育出版社，2016.

[2]田中.初中化學全程復(fù)習方略[M].陜西新華出版?zhèn)髅郊瘓F未來出版社，2015.