【例1】 空气中氧气含量的测定
（1）实验装置(用铜作反应物)
（2）实验原理
加热铜粉消耗密闭容器内的氧气，使容器内的气压减小，密闭容器内气体体积减小量即是空气中氧气的含量。
【特别提醒】气球的作用是调节装置内的气压。
（3）实验现象
① 加热过程中硬质玻璃管内的现象是。
② 注射器活塞向移动一定的距离。
③ 装置冷却后注射器内气体减少的体积，约占原注射器内气体体积与硬质玻璃管内气体体积之和的。
（4）实验结论:氧气约占空气体积的 $\frac{1}{5}$
【结论拓展】反应结束后玻璃管内剩余气体主要是氮气,该气体的化学性质比较。
（5）误差分析
① 造成实验结果偏小的原因:

| 原 因 | 分 析 | 注意事项 |
| ---- | ---- | ---- |
| 装置漏气 | 冷却后,装置外空气进入装置 | 实验前检查气密性 |
| 不足 | 氧气不能被完全消耗 | 必须足量 |
| 实验结束后就读数 | 气体膨胀 | 实验结束后硬质玻璃管再读数 |
| 只拉一两次注射器 | 不能被完全反应 | 反复推拉注射器 |

② 造成实验结果偏大的原因:

| 原 因 | 分 析 | 注意事项 |
| ---- | ---- | ---- |
| 读数前未将气球内气体全部挤出 | 测量注射器内剩余气体体积 | 冷却后将气球内气体全部挤出 |
（6）实验拓展创新
① 设计原则:利用物质与空气中的氧气反应,从而使密闭容器中的气体体积减小,减小量即为氧气所占体积。
② 试剂选择原则:
a. 所选试剂能且反应。
b. 生成物最好是,不能是,若生成,应选择试剂吸收。
③ 利用磷燃烧法测定空气中氧气的含量。

实验①试剂为红磷,缺点为点燃后将燃烧匙伸入集气瓶的过程中产生的白烟会污染空气;橡皮塞与集气瓶连接时易造成集气瓶内气体受热逸散。实验②③将试剂换成着火点较低的白磷,反应过程装置始终密封,同时解决了装置①中的两个缺点。
④ 利用铁锈蚀测定空气中氧气的含量。

分析 可以用来测定空气中氧气含量的物质应该具备的条件:能和空气中的氧气反应,生成物是固体,不能和空气中的其他物质发生化学反应,测量空气中氧气体积分数实验的思维模型如下:

封闭空间——消耗氧气——气压减小——观察现象
答案 (3) ① 固体由红色变为黑色 ② 右 ③ $\frac{1}{5}$ (4) 稳定 (5) ① 铜粉 铜粉 未冷却到室温 未冷却造成 必须冷却到室温 氧气 ② 偏小 (6) ② a. 只能与空气中的氧气 b. 固体 气体 气体

解：
（3）① 固体由红色变为黑色
② 右
③ $\frac{1}{5}$
（4）稳定
（5）① 铜粉；铜粉；未冷却到室温；未冷却造成；必须冷却到室温；氧气
② 偏小
（6）② a. 只能与空气中的氧气
b. 固体；气体；气体