“空气中氧气含量测定”演示实验的改进与思考

徐敬懿

摘 要：化学是一门用实验验证理论的学科，它的很多知识都是通过实验操作得到的，而实验设计的质量直接影响着学生对实验结果与结论的掌握。文章通过分析初中化学课程中“空气中氧气含量测定”的实验存在的问题以及改进思路和具体实验改进后的操作流程，进而对改进后的效果思考进行深入探究，旨在为初中化学教师的相关教学工作提供一些建议和帮助。

关键词：演示实验；氧气含量；测定

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 收稿日期：2017-06-08

1.教材中演示实验存在的问题

在初中“空气中氧气含量测定”这一演示实验中，教材中设计的思路是利用红磷在空气中燃烧所消耗的氧气的量，进而测算出剩余气体的含量，从而算出空气中氧气的体积。在这一系列操作中存在以下几个严重的问题：第一，红磷在空气中点燃，与氧气反应生成五氧化二磷，其释放的白烟不但污染环境，而且具有毒性，对学生的生命健康构成严重威胁；第二，将红磷点燃放入瓶中这一过程中，由于刚开始体系并不是封闭的，因此，存在较大的误差，影响了演示实验操作的准确性和科学性。针对这两点问题，必须对此演示实验进行改进，提高实验教学的准确性、科学性。

2.“空气中氧气含量测定”实验的改进思路

通过对初中化学中“空气中氧气含量测定”这一实验的研究以及对上述问题的思考，导致此类实验出现问题的原因可能有以下几点：第一，红磷原料加入量较少，使得其在还没有进入瓶内时就已经消耗殆尽了，影响了实验的准确性；第二，装置封闭性不足导致在红磷燃烧过程中产生的五氧化二磷气体逸出到空气中，使得实验结果出现偏差，而且造成严重的环境污染和生命健康威胁；第三，在紅磷在空气中点燃之后放入瓶内这一过程中，瓶内的空气受热逸散到瓶外，造成实验结果不准确。

对于上述可能发生的原因，对其演示实验进行改进，主要思路如下：第一，改变红磷的点燃方式，具体做法是：将红磷直接放入瓶中，用激光进行瓶内点燃，这样既能保证环境不被污染又能保证学生的人身安全。同时，与传统的点燃方式相比，这种方式不但可以节省红磷的使用量，而且还可以避免瓶内空气由于受热而扩散到外边，从而提高实验的准确性。第二，严格控制实验装置的密封性，从而减少实验操作过程中气体逸出造成实验结果偏差的情况。

3.改进后的实验部分

实验药品与仪器：

（1）实验药品：干燥的红磷。

（2）实验仪器：燃烧匙1个、500mL集气瓶1个、250mL烧杯两个、导气管及橡皮夹各两个、激光手电筒一支。

实验步骤：

第一步，如图所示搭建实验装置，待实验仪器连接完成后，需要对装置的气密性进行严格检验，保证实验装置的封闭性良好。

第二步，在集气瓶内加入滴有红墨水的水，并将水面上方空间分为五等份，确保体积等同后做出相应标记。

第三步，在燃烧匙内放入适量的红磷，并将其深入集气瓶中，同时用连有导气管的橡胶塞固定，再将导气管的另一端伸入装有水的烧杯液面以下。待此操作完成后，还需做一次气密性检测，严格确保实验过程的封闭性良好。

第四步，点燃红磷。用激光手电筒照射集气瓶中的红磷，并观察其燃烧现象及液面情况，做好详细记录。

实验现象及结论：

（1）实验现象：通过以上实验操作，记录以下实验现象：第一，红磷燃烧，发出黄色火焰，放出大量热，产生大量白烟。第二，集气瓶中的水沿导管进入烧杯，集气瓶中水面下降，而烧杯中水变为红色，且水面上升。第三，待红磷熄灭后，装置冷却的过程中，烧杯中的水沿导管进入集气瓶中，瓶中水面上升。第四，装置冷却至室温，集气瓶中水面上升至原空气体积的约五分之一标记处。

（2）实验结论：通过上述实验操作及现象分析，总结结论：空气中氧气含量占空气体积的五分之一。

4.改进后的实验效果思考

第一，学生角度。通过对“空气中氧气含量测定”实验的改进，使得学生更加准确清晰地观察到实验的现象，并作出正确的分析及处理。

第二，教师角度。实验改进对于提高教师的课堂教学质量具有很大程度的促进作用，帮助教师更加科学准确地进行教学工作。

第三，实验自身角度。通过对传统的演示实验的改进，包括点燃方式和气密性封闭处理两个方面，从而有效控制了红磷在燃烧过程中与氧气反应所产生的五氧化二磷的污染情况以及毒害情况，使得环境得到保护，同时教师和学生的人身安全也得到保障。

参考文献：

[1]余新星.空气中氧气含量测定实验的改进[J].实验教学与仪器，2014（2）：27-28.

[2]唐 珺.空气中氧气含量测定演示实验的改进与思考[J].课程教育研究，2014（14）：178.endprint