“测定空气里氧气含量”演示实验的教学反思与创新改进

九年级化学第二单元课题1“空气”，[实验2-1]测定空气里氧气含量（见义务教育课程标准实验教科书《化学》（人教版）第27页）。

笔者从事初中化学教育近二十年，关于这个演示实验也给学生演示了无数，并在演示该实验时进行了不断的反思与改进，得出如下一些经验，将其总结如下，以供同行共享。

教科书上装置如（图1），在集瓶内加入少量水，并做上记号。用弹簧夹夹紧乳胶管。点燃燃烧匙内的红磷后，立即伸入瓶中并把塞子塞紧。观察红磷燃烧的现象。待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察实验现象及水面的变化情况。

其优点在于该装置既让学生观察学习到仪器的连接（橡皮塞与集气瓶的连接、橡皮塞与玻璃管的连接、玻璃管与乳胶管的连接等）也便于直观地用气压知识来理解氧气的消耗。但在实际教学活动中也体现出其不足之处，如：

1、在组装仪器时，若用60ml的集气瓶则瓶口口径过小，燃烧匙无法伸入集气瓶内，若改用125ml或250ml的集气瓶则瓶口口径过大又找不到相匹配的橡皮塞，因为一般实验室里面配备的是0-10号规格的橡皮塞，直径都不能与125ml及250ml集气瓶口径相匹配；

2、因装置连接处过多若稍有不慎就会导致该实验不成功或实验现象误差过大。例如，在点燃红磷后立即伸入瓶中并把塞子塞紧这步操作就会影响装置的气密性导致实验失败或实验误差过大。

3、要相当长时间（8-15分钟）集气瓶才冷却到室温。

4、在点燃红磷时会产生大量白烟（P₂O₅）弥漫于教室（或实验室）里，造成室内空气污染（P₂O₅刺激人的呼吸道，且P₂O₅在空气中能生成偏磷酸HPO₃，HPO₃有毒）。

5、另，在点燃红磷前须将玻璃管内装满水，否则实验的误差也较大。

笔者在教学过程中，将此装置作了如（图2）的改进，用白磷替代红磷，用酒精灯给燃烧匙柄加热使白磷燃烧，此方案解决了以上第2、4两点不足，但仍无法解决另外三点不足。

后来，笔者拚弃教科书上所用的仪器对装置作了如（图3）的创新改进，用U型管如（图3）组装，在管内盛入适量用红墨水染过色（易观察）的水，用粗铜丝一端挽成铜网兜穿过橡皮塞，将橡皮塞封住U型管一端，并将被封空气平均5等分作好刻度记号，取适量白磷于铜网兜内，用酒精灯通过粗铜丝加热使红磷燃烧。此装置气密性好、内燃、水冷，基本解决了教科书上测定空气里氧气含量装置的不足，笔者通过无数次演示，实验现象很明显好，成功率几乎为100%，有必要进行推广。但本创新改进只适用于教师演示，而不适于学生实验，因为使用到的白磷属自燃物，若学生实验操作不娴熟，在取用白磷的过程中易引起自燃。

 

第二篇：空气中氧气含量测定实验分析

对空气中氧气含量测定的实验的分析和探究

（1）为什么红磷必须过量，红磷熄灭后，瓶内还有没有残余的氧气？如果红磷的量不足，测得空气中氧气的体积分数偏大还是偏小？

红磷过量，燃烧时才能比较完全地消耗瓶内空气中的氧气，但不能完全消耗，原因是氧气含量低时，红磷在这样的实验条件下不能继续燃烧，所以红磷熄灭后，瓶内仍有少量残余的氧气。

如果红磷的量不足，则不能将集气瓶内空气中的氧气完全反应掉，集气瓶内水面上升不到原剩余空气的体积的1/5，导致测得空气中氧气的体积分数偏小。

（2）如果装置的气密性不好，测得氧气的体积分数偏大还是偏小？

装置的气密性不好，当集气瓶内氧气耗尽时，瓶内压强减小，瓶外空气会进入集气瓶内，导致进入水的体积减少，氧气的体积分数偏小。

（3）导管事先未注满水，会引起测量结果如何改变？

导管未注满水，燃烧冷却后，进入的水有一部分存在导管中，所以集气瓶内水的体积减少，故氧气的体积减少，测量结果偏低。

（4）装置未冷却就打开弹簧夹，测量结果偏高还是偏低？

实验要求只有冷却到室温时，才能打开弹簧夹。这是因为温度较高气体压强较大，进去瓶内水的体积减少，引起测量结果偏低。

（5）能否用硫、木炭、铁丝等物质代替红磷？

一般不用。因为硫或木炭燃烧后生成的是二氧化硫或二氧化碳（均为气体），而生成的气体的体积会弥补反应所消耗的氧气的体积，导致测得结果误差加大；而铁丝在空气中难以燃烧，瓶内空气的体积几乎不会变化，因而集气瓶内水面几乎不上升。

由以上分析可知，做此实验选择可燃烧时的两个条件：一是该物质在空气中就能燃烧；二是该物质燃烧后生成的物质为固体。

小结：在分析与探究中，就可能引起测量结果偏低的原因进行了分类详解，可归纳为以下几种可能的原因：?瓶内仍混有残余的氧气；?装置漏气；?红磷量不足，没有将氧气耗尽；④装置未冷却就打开弹簧夹；⑤导管未先注满水。