PDF《“暖贴 ＂除氧快速测定空气 中氧气体积分数》

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4 中小学实验与装备

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1 7年第

3 期第27卷实验改进 " 暖贴" 除氧快速测定空气中氧气体积分数 江苏省镇江市第十中学(

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0 6 ) 吴长J 惯l实验 的改进 背景 与 目的 化学教材 中测 定空气 中氧气 的体积 分数 , 人教、 沪教 、 湘教版采用" 磷燃烧法" 测定 , 鲁教版采用 " 铜粉作为脱氧剂" 的方法测定 , 均没有采用铁粉作 为脱氧剂 的方法来测定 的.

主要原 因是铁 粉除氧 速度慢 、 耗时长 .实 际上 , 铁 粉作 为脱 氧剂也 是可 行的, 如果速度能提上来 , 实验现象明显, 比" 磷燃 烧法" 、 " 铜粉作为脱氧剂法" 更好. 目前市场上出现了各种各样御寒的" 暖贴" , 其 发热原理就是利用铁缓慢氧化生锈放 出热量 .所 以笔者开始有 目的探究" 暖贴除氧反应" 是否快速 可行 , 经过反复实验验证 , 反应速度快且效果显著. 市场上有大量带刻度 的试管销售 , 其优点是带 有刻度 , 反应后可直接读取计 量数字 , 减少转移测 量过程 , 这给有些定量化学实验的简约化, 带来 了 很大 的方便 , 也给用" 暖贴" 测定空气中氧气体积分 数的定量实验提供了优化 、 改进、 创新的条件.

2 用" 暖贴' ' 测定空气中氧 气体 积分数的必要性2.1磷燃烧 法 无法 逃避 的 几个 问题 (

1 ) 磷燃烧产生的污染物的处理 . 磷燃烧会产生五氧化二磷 , 极易与水反应生成 磷酸或有毒 的偏磷酸 , 人体可吸入、 食入或经皮肤 吸收, 危害健康 .五氧化二磷 对呼吸道有刺激性 , 眼睛接触可致灼伤 , 造成永久性损害;

皮肤接触会 导致严重灼伤. (

2 ) 过量白磷的处理 . 由于 白磷有剧毒 , 要除去过量的 白磷 , 给实验 操作增加复杂性 . (

3 ) 燃烧膨胀造成的安全隐患的排除 . (

4 ) 实验普及性有难度 , 教材多 以演示实验 的 方式 呈现 . (

5 ) 实验精度无法保障.

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2 铜粉除氧无 法逃避 的几个 问题 (

1 ) 燃烧膨胀造成的安全隐患 . (

2 ) 实验装置的稳定性问题. (

3 ) 由于装置相对复杂 , 实验的普及性较低. 测定空气 中氧气含量实验是 中学化学第一个 定量实验 , 也是最典型的教学型实验.做好空气中 氧气含量 的测定实验 , 对学生学习化学具有很大的 辅助与启蒙作用.虽然很多人改进 了测定实验, 但 要达到精确 、 安全 、 快速 、 简约、 低成本的 目的, 笔者 在刻度试管 中使用" 暖贴" 除氧就能够顺利实现 .

3 使用" 暖贴" 除氧 完成 实验 " 暖贴" 中含有高纯度、 极细优质的铁粉 , 活性 炭, 食盐 , 蛭石粉等.高纯度 、 极细优质的铁粉大大 增加了反应 接触面积 ;

活性 炭有极强的吸水 性,保持反应物的浓度 ;

食 盐加快 了铁生锈的速度 ;

蛭石 粉膨化起 到保温作用 .通过反复实验确认 , " 暖贴" 除氧在刻度试管 中进行 可 以快速 、 安全 、 准确 、 简约、 低成本地实现测定空气 中氧气的体积分数.达 到了操作简单 , 成本低 , 过程环保 、 安全 , 现象 明显 , 误差小 , 微型化 , 便于普及推广的 目的.

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1 实验 仪器 及试 剂30mL有刻度试管、 小烧杯 、 配套的橡皮塞 、 药匙、"暖贴" l 袋、蒸馏水 .

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2 实验 操作 (

1 ) 将刻度试管放在水 中润湿 , 剪开" 暖贴" , 用 药匙取暖贴 中的药 品( 含铁 粉、 食盐等) 约 2药匙 ( 过量) , 送人试管内, 用橡皮塞盖紧后摇匀. (