测定空气里氧气的含量

实验目的

通过红磷燃烧实验，测定空气中氧气的体积分数。

实验原理

红磷在空气中燃烧，只与氧气反应，生成固体五氧化二磷：4P + 5O₂ =点燃= 2P₂O₅。氧气被消耗后，瓶内气体减少，压强小于外界大气压，水被压入瓶中，进入水的体积约等于被消耗的氧气体积。

实验器材

• 集气瓶
• 燃烧匙
• 红磷
• 橡胶塞和导管
• 止水夹
• 烧杯和水
• 火柴或酒精灯

实验步骤

1. 检查装置的气密性。
2. 集气瓶内加少量水，把水面以上的容积分成五等份并做标记，夹紧止水夹。
3. 点燃燃烧匙中的足量红磷，立即伸入瓶中并塞紧瓶塞。
4. 观察红磷燃烧现象。
5. 待红磷熄灭、瓶内冷却至室温后，打开止水夹。
6. 观察烧杯中的水进入集气瓶的体积。

实验现象与结论

红磷燃烧，产生大量白烟，放出热量。冷却后打开止水夹，水进入集气瓶，约占瓶内空气体积的五分之一。说明氧气约占空气体积的 1/5，剩余的氮气不支持燃烧，也难溶于水。

注意事项

• 红磷要足量，才能耗尽瓶内氧气
• 装置气密性要良好
• 必须冷却至室温后再打开止水夹
• 点燃红磷后迅速塞紧瓶塞

常见问题

为什么红磷要足量？

红磷不足时氧气不能完全耗尽，测得的氧气体积会偏小。

能用木炭或硫代替红磷吗？

不能。它们燃烧生成气体，瓶内压强变化不明显，水不能被稳定压入瓶中。