测定空气里氧气含量改进探析

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   人教版九年级化学“测定空气里氧气含量”是一个非常重要的演示实验,能通过实验形象生动地展示出空气中氧气体积的多少,但教材中用集气瓶和烧杯作为实验装置(原图可见九年级化学课本上册27页),笔者认为仍有不妥之处。
   首先,实验时间较长。燃烧匙中过量的红磷将集气瓶内的氧气耗尽,当打开弹簧夹时,水流入集气瓶,再观察水进入的体积,整个实验过程需要10分钟。
   其次,打开弹簧夹后,由于集气瓶内压强作用,水进入集气瓶的流速较大,水会将燃烧匙内剩余的红磷冲到集气瓶中,导致集气瓶内的水太脏,影响实验效果。
  再次,集气瓶上没有刻度,集气瓶内加入水的位置靠橡皮筋记录,实验后期,水进入集气瓶的体积只能靠眼力估计,空气中氧气体积分数约占1/5的结论毫无说服力。
  笔者经过多次尝试,对本实验进行了如下所述改进:
  
  1 实验准备
  
  大试管(试管底部有一小孔,并在外壁贴上五等分的刻度)、橡皮塞(配有燃烧匙)、大烧杯(盛有半烧杯水,预先在水里滴加几滴红墨水,使水略显红色 )、药匙、火柴、红磷
  
  2 实验步骤
  
   (1)连接仪器(如图1所示),将试管固定在铁架台上。
  
  (3)如图2所示,拔掉橡皮塞(调整试管的高度,使试管外壁最低刻度处与烧杯内液面相平),向燃烧匙内加入过量的红磷,在酒精灯火焰上加热使红磷燃烧,立即放入试管中,塞紧橡皮塞。
  (4)等到红磷燃烧停止后,可看到红色水面上升了试管容积的1/5。
  
  3 实验原理
  红磷燃烧消耗掉试管中的氧气,气压减小,水即被压到试管里,氧气体积消耗多少,水就被压进多少体积。
  
  4 改进实验后的优点
   (1)操作简单,现象明显:该装置只是用一只底部带有小孔的试管,随着氧气的消耗,水不断被压进试管,等到红磷燃烧停止后即可看到红色的水上升的体积。
   (2)节省时间,直观性强:整个实验过程只需要2分钟,提高了学生分析问题的能力。
   (3)此装置安全性强,绿色环保,可反复使用,既可用于教师演示,又可用于探究性实验课,激发学生学习兴趣。
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