《2025年探究与训练九年级化学上册沪教版》

13. 在老师的指导下,化学兴趣小组的同学进行了“空气中氧气体积含量测定”的探究实验。

(1)教材知识回顾：实验室常用燃烧红磷的方法测定空气中氧气的体积含量,反应的文字表达式是磷+氧气$\xrightarrow{点燃}$五氧化二磷。
(2)实验探究步骤
① 将仪器按如图 1 装置连接好,检查装置气密性。
② 如图 1 所示加入药品,将装置连接固定。
③ 打开弹簧夹 a 和 b,向 A 中缓慢鼓入一定量空气,A 中水进入到 B 中,露出白磷后,关闭弹簧夹 a 和 b,测得 B 中水的体积为 $200\ mL$。
④ 用凸透镜汇聚日光引燃白磷,白磷燃烧,产生大量的白烟,反应结束后,燃烧匙中的白磷未能全部燃烧。
⑤ 待白磷熄灭并冷却到室温,打开弹簧夹b(填一操作),B 中的水倒吸进入 A 中,测得量筒中水的体积变为 $159\ mL$。
⑥ 计算小组同学所测空气中氧气的体积分数为20.5%。
(3)盛有白磷的燃烧匙底部带孔,其作用是通入空气后,使燃烧匙中的水漏出,以便白磷与空气接触。图 1 实验与右图相比优点是实验结果更准确、环保。

(4)思维拓展：
为了帮助同学们更好地理解空气中氧气含量测定的实验原理,老师利用传感器技术实时测定了实验装置(如图 2)内的温度、氧气浓度和压强的变化趋势如图 3 所示。(实验装置的气密性良好、白磷足量)
① 图 3 中曲线 $Z$ 表示氧气浓度变化。
② 曲线 $X$ 中 $CD$ 段变化的原因是温度升高所增加的气压大于氧气消耗所减小的气压。
③ 请根据图 3 分析该实验不能准确地测出空气中氧气含量的原因：白磷不能将装置内空气中的氧气完全消耗尽。

答案： （1）磷+氧气$\xrightarrow{点燃}$五氧化二磷 （2）①装置气密性 ⑤打开弹簧夹b ⑥20.5% （3）通入空气后,使燃烧匙中的水漏出,以便白磷与空气接触 实验结果更准确、环保 （4）①氧气浓度变化 ②温度升高所增加的气压大于氧气消耗所减小的气压 ③白磷不能将装置内空气中的氧气完全消耗尽