空氣中氧氣含量的測定實驗探究分析

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《空氣中氣含量的測》實驗探究析于來非物對組定例可燒中，植作的感含碳通雪到在通污知存等小中過有氣，氣分怎卻的以將分氣量設(shè)驗該實驗教育功能主要體現(xiàn)在以下幾方面與了氣分初識混，些凈2過法通“里實、析氣；3情度在過主、晰己逐良習(xí)學(xué)【教學(xué)模式】討學(xué)究2

學(xué)路計1、實驗研究是一多種組成合物成分的混一起能測其中氧氣積？經(jīng)提同學(xué)陷于經(jīng)小論后出了不同方法空氣后，物質(zhì)點不升高使各次分來，的氧原來度和，將氧氣與原氣體比較用可質(zhì)的將氧應(yīng)掉剩余的體這也和氣某種體積的常。2、可燃擇和氧應(yīng)的可燃許多選擇種呢此我給出，而先給炭、紅磷、銅與氧化學(xué)表達(dá)并且生成態(tài)，生通己的小組討論得結(jié)學(xué)生實驗理解礎(chǔ)上師給信息較順就將決了且通論也品選依據(jù)與氧應(yīng)但生氣藥品擇：AB木C、DE+—五二磷體）+—二碳（）+—二硫（）+—氧（固3

+—氮（固+—氧（固分析案選A與氧，雖了空氧氣生成體—化碳充了耗的空間以不B；不選C。與空氧氣又與反應(yīng)法測氣的故不D銅與要反話，加熱件下E適。3、裝置反應(yīng)的要密封明、同學(xué)有什礙，取可燃燒耗掉氣的這個使課度陷，畢是一要深考的但是有了，有為，用容取體物質(zhì)被消的氧體積驗裝雛形現(xiàn)了實驗特有力在性學(xué)有一地，生形學(xué)習(xí)式，學(xué)生問題提供件。，應(yīng)用化驗進(jìn)究性，使握科學(xué)習(xí)，形習(xí)的。：通生的探究計、作實培養(yǎng)生科興趣肅認(rèn)科學(xué)，同作的精神但使了知綜合也得提高實驗媒體，生效果學(xué)生操作有待測定空氣中氧氣的含量探究實驗設(shè)計河北司志書4

1．化學(xué)反應(yīng)原理如圖所示，利用磷燃燒消耗空氣中的氧氣，從而使容器內(nèi)形成負(fù)壓，打開止水夾后，水進(jìn)入容器內(nèi)。進(jìn)入容器中的水的體積，可粗略地認(rèn)為是空氣中所含氧氣的體積。2．實驗儀器：集氣瓶、燃燒匙、燒杯、玻璃管、乳膠管、止水夾。實驗藥品：紅磷、水。3．探究方案：⑴在集氣瓶中放入少是水（用于溶解生成的五氧化二磷，同時可吸收燃燒產(chǎn)生的熱，有利于瓶內(nèi)降溫），做上記號，并將瓶內(nèi)剩余體積均分為五等分。⑶

用止水夾夾緊乳膠管，點燃燃燒匙內(nèi)的紅磷后，立即伸入集氣瓶中并把塞子塞緊。觀察到紅磷燃燒，產(chǎn)生濃厚的白煙。⑶紅磷熄滅后，冷卻至室溫，打開止不夾，觀察到水進(jìn)入集氣瓶內(nèi)，最終水面在五分之一記號處。4．探究評價：該探究實驗在反應(yīng)原理上就存在錯誤。我們都知道，反應(yīng)物濃度越小，反應(yīng)的速率越慢。當(dāng)燃燒持續(xù)進(jìn)行時，氧氣的濃度越來越小，氧化的速率也越來越小。一旦燃燒放出的熱量不足以維持可燃物在著火點以上溫度時，燃燒便停止了。這也是有些物質(zhì)不能在空氣中燃燒，但能在氧氣中燃燒的原因。因此，5

從這個意義上說，利用燃燒試圖除盡空氣中的氧氣，是很難達(dá)到目的的。維持紅磷燃燒需要的氧氣濃度相對較高，因此就更無法除盡氧氣了。很多教師在做該實驗時，都發(fā)現(xiàn)，最終水面停在十分之一處，而不是五分之一處，原因就在于此。該實驗裝置可能發(fā)生氣體泄漏的地方太多，加之燃燒的紅磷伸入集氣瓶中加熱了內(nèi)部的空氣，使之外逸，都會導(dǎo)致實驗的誤差。要做好該實驗，關(guān)鍵要注意以下幾點：⑴用更易燃燒的可燃物代替紅磷（如白磷）；⑶裝置的氣密性要好；⑶燃燒匙伸入集氣瓶中的速度要快，并塞緊塞子。5．資源開發(fā)：通過剛才的分析，我們知道，在做好本探究實驗除用白磷代替紅磷外，就是盡可能防止或減少氣體泄漏的可能。我們可以利用以下裝置來進(jìn)行探究：⑴用凸透鏡將太陽光聚焦到白磷，使白磷燃燒。此法可以防止燃燒匙伸入集氣瓶時氣體的散逸。如圖。⑵用水浴加熱的辦法使白磷燃燒，也可以防止燃燒匙伸入集氣瓶內(nèi)氣體的散逸。白磷的著火點僅40℃，水溫稍高，足以使白磷著火燃燒。如圖。做此實驗時，盛白磷的廣口瓶不能直接放入沸水中，也以免廣口瓶因驟熱而爆裂?？上扔脺厮茉『螅賹崴⑷胪饷娴拇鬅?。6

⑶用鐘罩代替集氣瓶進(jìn)行實驗，如圖所示。鐘罩下方敞口，氣體受熱膨脹時，可將水壓出一部分從產(chǎn)生減壓作用。用此法既減少了氣體泄漏的可能，準(zhǔn)確性比原實驗方案高。⑷在一端封閉的粗玻璃管內(nèi)放一顆白磷，用膠塞塞住，并使從推入到玻璃管中部，記下位置。用酒精燈微微加熱白磷，使之燃燒，同樣可觀察到白磷燃燒，有大量白煙生成，膠塞被推向外側(cè)（右側(cè)）。待裝置冷卻，膠塞逐漸向內(nèi)側(cè)（左側(cè)）移動，根據(jù)膠塞停止時的位置，確定空氣中氧氣的體積。如圖5-5。這種方法在不透氣的情況下進(jìn)行，幾乎可以完全防止漏氣。但要注意的是，膠塞在干燥條件下很難塞入玻璃管內(nèi)，可蘸少量水后向管內(nèi)推入；推入時，還須在膠塞上插一根注射器針頭，以便排出氣體，待膠塞推到合適位置時，拔出針頭即可。做該實驗時，玻璃管不宜太短，太短，加熱時膠塞會被推出管外。6．創(chuàng)新思維：⑴利用緩慢氧氣測定氧氣的體積分?jǐn)?shù)如圖所示，取長，寬的鋁箔，用細(xì)線系好。在其表面涂一層硝酸汞的藥液，立即用濾紙將鋁箔擦干，迅速放7

入粗玻璃管中，懸于玻璃管上部，立即插入盛水的小燒杯中，塞上塞子，靜置觀察。①鋁跟空氣中的氧氣反應(yīng)放出的熱，使玻璃管壁變得溫?zé)?；②玻璃管?nèi)水位慢慢上升，左右，水位上升停止。進(jìn)入的水的體積約為玻璃管未浸入水中部分容積的／5。進(jìn)行該實驗時，應(yīng)當(dāng)注意：硝酸汞溶液的濃度要大。鋁箔表面涂硝酸汞溶液后要立即用濾紙擦干后再放入試管中，否則，鋁跟硝酸汞反應(yīng)置換出來的汞，在形成鋁汞齊的條件下，鋁會跟水反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，使測定出的氧氣體積分?jǐn)?shù)偏低。⑶利用蠟燭燃燒測定氧氣的體積分?jǐn)?shù)蠟燭燃燒產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，常溫下二氧化碳僅微溶于水，且溶解速度比較慢，因此一般不用蠟燭燃燒測定氧氣的體積分?jǐn)?shù)。但若能吸收二氧化碳，此法也不失為一種簡便的方法。而且蠟燭易燃燒，取材方便，可鼓勵學(xué)生在家自己動手實驗。如圖所示，在水槽中盛適量的稀氫氧化鈉溶液，并滴入～3滴酚酞試液，在小木片上固定一只短蠟燭（普通蠟燭1cm生日蠟燭2～3cm），用火柴點燃蠟燭。把集氣瓶倒扣在小木塊上方，并將瓶口水封。幾秒鐘后，蠟燭火焰熄滅，水位上升。且進(jìn)入瓶中的液體變紅色。在水下用玻片蓋上集氣瓶，取出，量得集氣瓶中水的體積，約為集氣瓶容積的1／5。8

若學(xué)生在家做此實驗，可用茶杯代替集氣瓶，用石灰水代替稀氫氧化鈉溶液（若無石灰水，用清水效果也很好）。該實驗簡便、粗略，可多次重復(fù)，容易被學(xué)生接受。缺點是，在蓋上集氣瓶開始時，由于氣體膨脹，有氣泡從瓶口冒出，導(dǎo)致實驗測得的值偏大。⑶用加熱氧化法測空氣成分把長約的一束細(xì)銅絲裝進(jìn)一根長約56cm的普通玻璃管中部，兩端用兩節(jié)橡皮管分別跟兩只注射器（其中一只注射器留出50mL氣，另一只注射器不留空氣）連接起來，使之成為一個密閉系統(tǒng)（如圖5-8。推動注射器活塞，空氣可以通過裝銅絲的玻璃管在兩只注射器間來回傳送，不會泄漏。給裝有細(xì)銅絲的玻璃管加熱，待銅絲的溫度升高以后，緩緩地交替推動兩只注射器的活塞，使空氣在銅絲上來回流動。經(jīng)過56次以后，空氣里的氧氣可以全部與銅結(jié)合。停止加熱，冷至室溫，讀出殘留的注射器里氣體的體積數(shù)。減少的體積即為空氣中所含氧氣的體積。由此可以推算出空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)。做該實驗時，要注意注射器不宜太小，太小體積變化不大，現(xiàn)象不明顯?！稖y定空氣氧氣的含量實驗教學(xué)設(shè)及反思教學(xué)目標(biāo)：1、目標(biāo)定空氧氣的實置為點，何設(shè)驗來演示質(zhì)量出原裝置缺點實驗設(shè)計9

2、目標(biāo)自主究，討論養(yǎng)學(xué)實驗力。3、目標(biāo)在探程中了技獲取，更錘煉生的，使真正到探趣。重點過學(xué)己設(shè)驗方養(yǎng)學(xué)科學(xué)能力神。難點何引生去實驗和結(jié)間存誤差，設(shè)理的進(jìn)行。過程、定氣氧的量1、改進(jìn)并提題】版九化學(xué)書上P61天地作裝行改即在瓶內(nèi)量水記上，用夾緊管，燃燒磷，伸入塞緊，觀現(xiàn)象紅磷后并打開夾，實驗及水情況裝置）驗現(xiàn)紅磷氣瓶燒有煙生冷卻察到流入瓶中不斷。們多實際中卻，除果的性存大的磷在中燃生成煙有實驗時有白煙出，實驗了提驗結(jié)確性少產(chǎn)染，考一怎樣驗再改進(jìn)？2、論探設(shè)計測定中氧含量10

師】請在位同試解個問設(shè)計驗粗空氣氣體數(shù)。3、生猜成假生積組討設(shè)計方案師】分鐘請各發(fā)表的見4人開討要生設(shè)置可本上，但同）4、設(shè)計】學(xué)案①個圓璃水把一燭固槽中用一璃杯，杯在水使蠟密閉燒，蠟燭位有化。師評我很這組的方巧妙物理，利杯內(nèi)積，表達(dá)消耗體積而測氣的很有。師】實驗后相論，列表實驗次數(shù)

燒杯（ml）

操作

實驗主要現(xiàn)象

原因分析12

50ml400ml生討交流代表匯報①的況：：兩驗中大量生成點50ml內(nèi)水升1/5400ml內(nèi)的上升1/5師設(shè)為什出現(xiàn)種截的現(xiàn)？導(dǎo)學(xué)析原杯由徑小罩區(qū)好是火焰區(qū)域區(qū)域度高氣受較大燒杯較大11

域大區(qū)域空氣膨脹值也這是兩種的現(xiàn)原因。師】述實判斷①不有改法嗎生】議論示第方案方案:木炭空氣氣的本的圖進(jìn)驗：略）：（燃燒后，水止少量入瓶：教學(xué)生堂上次實，發(fā)水量少與膨脹（即的大燃燒、木入瓶速度。注：參考往年考題類似型，卻是“有入瓶”因是“內(nèi)消氧氣等于二氧體積成功要在加入（氫即可我認(rèn)樣的合理）師】析后②也想，認(rèn)真一下有其怎樣呢生】、交模仿上的在教引導(dǎo)行入設(shè)計方案方案對教的裝行改現(xiàn)象磷在容器燒，量白水位上升1/512

教師生多驗發(fā)雖然較明紅磷燒過局部而熄未將內(nèi)的完，實驗確性5、驗評對上個方在的，在的引生交探討后達(dá)識：燒絲部再個小匙（1cm絲分接放磷位），容器氣完。以上方案計存下優(yōu)于反器小與外生氣，易應(yīng)容的氧使實果更確；應(yīng)在容器行減氣污然反間短象直顯，察。明：三根1cm長絲分接是電發(fā)白磷紅白磷火點磷低二、課后反思課學(xué)解決“定空氣的”題中用群形式膽的，選當(dāng)?shù)奈锖屠淼难b置究，究過學(xué)到能，知識要是了學(xué)思維真正到探樂趣空氣氧氣量測實驗伸13

九年義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書年級化學(xué)上冊第二單元,課空氣中氧氣含量的測定。通過挖掘?qū)嶒瀮?nèi)涵,展知識。達(dá)到完成一個實驗教學(xué),理一批問題?，F(xiàn)將該實驗教學(xué)延伸總結(jié)如下:一、實驗準(zhǔn)備上應(yīng)更充分1、放入燃燒匙內(nèi)的紅磷需說明是足量,其燃燒時更多的消耗廣口瓶內(nèi)的O2,測量更準(zhǔn)確。2、在集氣瓶內(nèi)加少量的水,上記號,在水面以上部分分出五等份,便更準(zhǔn)確的觀察實驗結(jié)束后,上升約為處3、點燃紅磷時應(yīng)用酒精燈,的紅磷潮濕后火柴難于點燃,酒精燈則容易點燃。二、實驗結(jié)論延伸該實驗除證明空氣中體積量約為空氣體積的外可得到以下結(jié)論。1、紅磷燃燒條件:磷不點時不燃——需要溫度(到燃燒時最低溫度)瓶內(nèi)紅磷燃燒一會就熄滅了——瓶內(nèi)沒有O2或O2含太少(磷燃燒需要氧氣)結(jié)合起來,明紅磷燃燒的條件:要一定的溫度和一定含量的氧氣。2、氮氣體積含量約占空氣體積的空氣主要由O2N2成的,因為實驗測得空氣中O2占空氣體積的1/5,則剩余氣體體積基本為N2。3、氮氣不支持紅磷燃燒:磷在瓶內(nèi)燃燒消耗大部分熄滅,下N2并不能支持紅磷繼續(xù)燃燒。4、氮氣本身也不能燃燒:著的紅磷伸入瓶中,N2能燃燒,可能出現(xiàn)瓶內(nèi)水上升超過1/5。14

5、氮氣不易溶于水實驗中開始紅磷燃燒時,內(nèi)壓強(qiáng)增大,驗結(jié)束后瓶內(nèi)壓強(qiáng)降低,被吸入瓶內(nèi)。這中間,N2都充分與水接觸,N2易于水,瓶內(nèi)水上升可能超過1/5。三、對做完實驗后吸入瓶內(nèi)水太少的原因分