CN204759871U - 一种利用红磷燃烧测定空气中氧气体积的实验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于中学实验器材类；为一种利用红磷燃烧测定空气中氧气体积的实验装置，这种实验装置有1支50ml的硬质试管；试管口上塞有橡皮塞，橡皮塞上有2个贯穿的孔，每个孔各插入1根玻璃管；玻璃管的一端伸入试管内，长度为1cm，试管外的长度为2cm；2根玻璃管在试管外一端分别与2根橡皮管相连，橡皮管的长度为2cm；每根橡皮管的中央有一个止水夹；2根橡皮管的另一端分别与2支50ml医用注射器相连；上述的硬质试管、橡皮塞、玻璃管、止水夹、橡皮管、医用注射器共同组成一个密闭的空间；该套实验装置由于实验用品廉价易得，实验现象直观明显，实验数据准确易读，因此，特别适合教师指导下的学生分组实验。
Description
技术领域
本实用新型属于中学实验器材类，具体说，是一种适于中学化学教材中测定空气中氧气体积含量的实验装置。
背景技术
在九年级化学教材中，空气里氧气体积含量的测定实验是初中阶段一个重要的化学实验。其实验如下：
实验药品与器材：红磷、水、药钥、烧杯、橡皮塞、橡皮管、止水夹、广口瓶。
实验过程为：①连接装置，检查装置气密性；②把集气瓶的容积分成5等份，做好记号；③用止水夹夹紧胶管；④在燃烧匙内放入过量的红磷；⑤点燃燃烧匙中的红磷，立即伸入集气瓶中，把塞子塞紧；⑥待红磷熄灭并冷却后，打开止水阀。
上述实验装置有两个缺点：一是由于在空气中点燃红磷后伸入集气瓶，会造成教室中有大量白烟，并致使测量的数据偏大；二是由于红磷在空气中燃烧会放出大量的热，导致装置内气压变大，易在冷却到室温之前将橡皮塞弹起。因此，实验安全性和准确性均不高，不能满足实验教学的需要。
发明内容
本实用新型能解决上述问题。
本实用新型是通过以下技术方案来实现的。
一种利用红磷燃烧测定空气中氧气体积的实验装置，其特征在于，这种实验装置有1支50ml的硬质试管；试管口上塞有橡皮塞，橡皮塞上有2个贯穿的孔，每个孔各插入1根玻璃管；玻璃管的一端伸入试管内，长度为1cm，试管外的长度为2cm；2根玻璃管在试管外一端分别与2根橡皮管相连，橡皮管的长度为2cm；每根橡皮管的中央有一个止水夹；2根橡皮管的另一端分别与2支50ml医用注射器相连；上述的硬质试管、橡皮塞、玻璃管、止水夹、橡皮管、医用注射器共同组成一个气密性系统。
本实验的原理是：
过量红磷在密闭的试管内燃烧，耗尽试管内的氧气。其中一个注射器起到减缓压力的作用，另外一个注射器起到测量减少气体体积的作用。
本实验装置的优点是：
(1)改进了原实验点火方式，避免了五氧化二磷扩散到空气中所造成的污染，使实验更加环保。
(2)原来的装置将燃着的红磷伸入集气瓶，很容易使瓶内气体膨胀而跑出去，导致测得的体积偏大，而该装置实验成功率几乎为100％，教师和学生都能准确得到结论。
(3)该套实验装置可以清楚地体现出反应过程中压强的变化，易于学生理解实验原理。
(4)该装置用一支注射器来减缓压力，使实验操作更安全。
(5)用另外一支注射器测得的实验数据不但非常准确，而且读数方便。由此可以计算出氧气体积约占空气总体积的21％。
(6)该套实验装置由于实验用品廉价易得，实验现象直观明显，实验数据准确易读，因此，特别适合教师指导下的学生分组实验，在化学启蒙教育初期就可以用这样的定量实验来提高学生的科学素养。
附图说明
图1是测定空气中氧气体积含量的实验装置示意图。
1为50ml硬质试管，2为橡皮塞，31、32为玻璃管，41、42为橡皮管，51、52为止水夹，61、62为医用注射器。
具体实施方式
下列结合图和实验操作来说明本装置的具体使用方法。
一、测定试管内空气的体积
将取出试管，塞上橡皮塞2，通过橡皮塞上的孔注入清水，直至注满为止。取出橡皮塞2，用量筒量出水的体积A1，这就是试管内空气的体积。
二、连接装置
1、取1支干燥的试管，在其底部加入足量的红磷，将试管固定在铁架台上。
2、在橡皮塞2的两个孔插入玻璃管31、32，并用橡皮塞2将试管口塞紧。
3、将橡皮管41的一端连接在玻璃管31上，将橡皮管42一端连接在玻璃管32上，并在橡皮管41上放置止水夹51，在橡皮管42上放置止水夹52。
4、将橡皮管41的另一端连接在医用注射器61上，将橡皮管42的另一端连接在医用注射器62上，并将2支试管分别固定在铁架台上。
5、检查气密性，保证装置不漏气。
三、实验
1、试管准备：关闭止水夹51、52；将医用注射器61、62从装置上取下，其中将医用注射器61内的活塞推至注射器的底部，排空其中的空气后再与橡皮管41相连；将医用注射器62中注水30ml外，再与橡皮管42相连。
2、打开止水夹51，仍然关闭止水夹52。
3、将酒精灯放在试管下，点燃酒精灯，调节铁架台上的试管到合适位置，加热，使试管内的红磷充分燃烧，此时，由于温度升高，试管内压力增大，推动医用注射器61的活塞向外移动。
4、待试管内的红磷完全燃烧后，撤去酒精灯，让试管冷却到常温后，可见医用注射器61的活塞复原至注射器的底部，此时关闭止水夹51。
5、打开止水夹52，此时医用注射器62进入试管内，医用注射器62的活塞随之向底部移动，记录停止时的刻度A2，那么红磷燃烧所消耗的氧气的体积为30ml-A2。
6、计算：空气中氧气的体积含量＝(30ml-A2)/A1*(100/100)
经过实验计算，空气中氧气的体积含量约为21％。
Claims (1)
1.一种利用红磷燃烧测定空气中氧气体积的实验装置，其特征在于，这种实验装置包含：1支50ml的硬质试管，硬质试管的试管口由一个橡皮塞塞紧；所述的橡皮塞，上有2个贯穿的孔，每个孔各插入大小与孔相同的1根玻璃管；所述的2根玻璃管，一端伸入试管内，长度为1cm，另一端在试管外的长度为2cm，分别与2根橡皮管的一端相连；所述的2根橡皮管，长度为2cm，每根橡皮管的中央有一个止水夹，2根橡皮管的另一端分别与2支50ml医用注射器相连。
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