空气中氧气含量测定实验的拓展
江苏省兴化楚水实验学校 陈金健
在探究空气中氧气的含量测定实验中，要注意引导学生观察实验现象，体会从实验事实导出结论的思维过程（如图1）。
实验中可以观察到，红磷燃烧，产生大量的白烟，放出大量热；打开弹簧夹后，烧杯中的水沿导气管进入集气瓶中，至约占集气瓶内空间的1/5。
通过实验得知，空气中氧气的体积约占1/5。
实验时，燃烧匙里要盛入过量的红磷，红磷过量，足以使钟罩中密封的氧气反应完，使测得氧气的体积更接近空气中氧气的实际体积。这个实验还可推论出氮气不能支持燃烧；集气瓶内水面上升一定高度后，不能继续上升，可以说明氮气不易溶于水。
红磷燃烧后生成固体五氧化二磷，使集气瓶中空气的压强变小，小于外界大气压。在外界大气压的作用下，烧杯中的水进入集气瓶。
通过实验得出的结论是氧气约占空气总体积的1/5，而在这个实验中，为什么有时气体减少的体积小于1/5呢？导致结果偏低的原因可能有：（1）红磷的量不足；（2）瓶内氧气没有耗尽；（3）装置漏气（如塞子未塞紧、燃烧匙与橡皮塞之间有缝隙等），使外界空气进入瓶内；（4）未冷却至室温就打开弹簧夹，使进入瓶内的水的体积减少。
该实验中有时气体减少的体积大于1/5，又是为什么呢？原因可能是（1）点燃红磷后，插入燃烧匙时，瓶塞子塞得太慢，使得瓶中空气受热膨胀，部分空气溢出。（2）实验开始时，没有夹或没夹紧止水夹。针对此实验可以展开如下拓展。
例题1.将足量的下列物质分别放在燃烧匙上点燃（或灼烧），分别放入四只图2所示装置的广口瓶中，立即塞紧橡皮塞，反应结束待冷却后，打开止水夹，导管中水柱上升最少的是放入哪种物质的装置？（ ）
A.铁粉 B.磷 C.木炭 D.镁
解析：铁粉、磷、镁在空气被点燃后，生成物通常呈固态，而木炭燃烧后，虽然消耗了氧气，但是生成了二氧化碳气体，并且二氧化碳气体不能全部溶解于水，所以导管中水柱上升最少的是放木炭。
例题2.某班同学用图3装置测定空气里氧气的含量。先用弹簧夹夹住乳胶管。点燃红磷，伸入瓶中并塞上瓶塞。待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察广口瓶内水面变化情况。实验完毕，甲同学的广口瓶内水面上升明显小于瓶内空气体积的1/5，乙同学的广口瓶内水面上升明显大于瓶内空气体积的1/5。下列对这两种现象解释合理的是( )
①甲同学可能使用红磷的量不足，瓶内氧气没有消耗完
②甲同学可能未塞紧瓶塞，红磷熄灭冷却时外界空气进入瓶内
③乙同学可能没夹紧弹簧夹，红磷燃烧时瓶内部分空气受热从导管逸出
④乙同学可能插入燃烧匙太慢，塞紧瓶塞之前，瓶内部分空气受热逸出
A.只有①③ B.只有②④
C.只有①②③ D.只有①②③④
解析:根据本文开始所述内容可知，对两种现象解释合理的是①②③④。
例题3.某校化学兴趣小组就空气中氧气的含量进行实验探究：
[集体讨论]：
（1）讨论后同学们认为，选择的药品既要能消耗氧气，又不会跟空气中的其它成分反应，而且生成物为固体。他们应该选择（ ）
A．蜡烛 B．红磷 C．硫粉
为了充分消耗容器中的氧气，药品的用量应保证 。
（2）小组同学共同设计了如图4的两套装置， 你认为合理的是（填编号） 。
为了确保实验的成功，在装药品之前应
该 。
[分组实验] 在讨论的基础上，他们分组进行了实验。
空气中氧气含量测定实验的拓展
