空气中氧气体积分数的测定
【实验原理】磷和氧气燃烧生成五氧化二磷
点燃燃烧匙内的红磷后，立即伸入瓶中并把塞子塞紧。过量的红磷燃烧时消耗尽瓶中的氧气，生成五氧化二磷固体，瓶内气体减少，压强降低，低于外界大气压，水会自动进入容器中来补充。进入水的体积即为消耗的氧气的体积。
【实验装置】如图
【实验步骤】
①检查气密性：把导管的一端放入水中，用手紧握集气瓶外壁，若导管口有气泡冒出，则证明气密性良好。
②先在集气瓶里加入少量水，再把剩余容积用记号划分成5等份。
③用弹簧夹夹紧胶皮管。
④在燃烧匙内放入过量的红磷。
⑤点燃红磷，立即伸入瓶中并把瓶塞塞紧。
⑥冷却至室温后，打开弹簧夹。
【实验现象】
①红磷燃烧产生大量白烟，放出大量热，生成白色固体。
②冷却至室温后，打开弹簧夹，水经导管流入集气瓶，约上升到刻度"1"处。
【实验结论】
结论：氧气的体积分数约占空气总体积的1/5。
推论：氮气不能燃烧也不能支持燃烧；且氮气不溶于水也不与水反应。
【本实验成功的关键】
1、装置的气密性要好；
2、红磷要足量；
3、红磷燃烧停止后，要等到集气瓶内温度降至室温后才打开弹簧夹。
【注意事项】
药品的选用原则：
① 在空气中就能和氧气发生燃烧反应
② 生成物最好是固体，如果是气体要能被吸收
③ 不能和空气中的其他成分发生反应
【思考】
（1）能不能用木炭或硫代替红磷？
不能，木炭和硫燃烧尽管消耗气体，但是产生了新的气体，气体体积不变，容器内压强几乎不变，水面不会有变化。
但如果预先在集气瓶内放入氢氧化钠溶液，就可以用木炭或硫代替红磷进行实验。
（2）能不能用镁代替红磷？
不能，镁在空气中燃烧时能与氮气和二氧化碳发生反应，这样不仅消耗氧气，还消耗了氮气和二氧化碳，使测量结果偏大。
（3）能不能用铁丝代替红磷？
不能，铁丝在空气中不燃烧
【误差分析】
测量结果小于 1/5 的原因：
①红磷用量不足。氧气未消耗尽；
②装置的气密性不好。当集气瓶内氧气消耗尽时，瓶内压强减小，瓶外空气进入集气瓶；
③装置未冷却至室温就打开弹簧夹。未等瓶冷却就打开弹簧夹读数，此时气体因受热处于膨胀状态，瓶内压强没降到最低，进入的水偏少。
测量结果大于 1/5 的原因可能是：
①弹簧夹未夹紧乳胶管，在红磷燃烧过程中，有少量瓶内气体沿导管排出。
②点燃红磷后，燃烧匙放入集气瓶时要迅速，防止空气受热膨胀，从导气管或集气瓶逸出，导致进入水的体积增多。
【其他装置】
图甲，白磷燃烧现象同红磷。燃烧完毕气体减少体积等于氧气体积，活塞左移，停在刻度"4"处。
图乙，红磷燃烧消耗尽钟罩（钟罩也可换成底部坏掉的试管）内氧气，进入水的体积等于氧气体积，水位上升至1/5处。
图丙，铜＋氧气 -----氧化铜，反应消耗尽氧气，生成氧化铜固体，注射器内空气体积减小。待冷却到室温后，注射器内减少的体积等于空气中氧气体积。
说明：图甲、乙、丙装置的共同点是装置要密闭，气密性好；所选药品燃烧后不能生成气体(或生成的气体完全溶于所用液体)。
【练习1】实验室测定空气中氧气的体积分数，如下图所示，若要实验成功，下列说法正确的是
A．红磷一熄灭就可以打开夹子
B．实验中水的量可以随意
C．红磷的量要足量
D．仅把红磷换成碳粉，实验也会成功
【答案】C
【练习2】下图所示装置可用于测定空气中氧气的含量，实验前在集气瓶内加入少量水，并做上记号。下列说法中不正确的是( )
A．该实验证明空气中氧气的含量约占1/5
B．实验时红磷一定要过量
C．实验前一定要检验装置的气密性[来源:学科网]
D．红磷燃烧产生大量的白雾，火焰熄灭后立刻打开弹簧夹
【解析】D
