PDF《探究空气中氧气体积分数实验改进 黄建林 1,朱春凤 2》

探究空气中氧气体积分数实验改进? 黄建林

1 ,朱春凤

2 (1.

绍兴市柯桥区兰亭镇中学,浙江绍兴 312000;

2.绍兴市柯桥区齐贤镇中学 浙江绍兴

312000 )

电话:13375758595 摘要:探究空气中氧气的体积分数是科学教学中第一个定量化学实验,在教材中 的地位非常重要,但往往由于实验装置存在着一定的缺陷,使得实验结果,即空 气中氧气的体积分数偏差较大,从而大大降低了实验的说服力,为此,我们通过 分析问题所在,对装置进行了大胆地改进,使得实验效果非常满意. 关键词:氧气 体积分数 改进

一、 实验简介 探究空气中氧气的体积分数实验处在浙教版科学八年级下

第二章第 一节活动二中,它是中学化学中的第一个定量实验,利用红磷燃烧导致 集气瓶中气压降低,从而在大气压的作用下把烧杯中的水压入集气 瓶中,利用进来水的多少来测定空气中氧气的体积.

二、 问题分析 在使用如图

1 所示的的实验过程中,往往会遇到如下问题: 污染上的问题:红磷燃烧会产生大量的白烟, 而且一开始点燃是在空气中进 行的,这样产生的白烟会导致空气污染. 精度上的问题:在空气中点燃红磷到塞紧橡皮塞存在时间差, 这样会导致集 气瓶中的部分空气因受热逸出, 导致最后结果出现偏差,而且在导管中也会有相 应的水剩余也会影响实验结果. 读数上的问题:利用集气瓶来做这个实验,很难分成相应的

5 等份,所以很 难直接读出氧气占总体积的百分数,就算是计算也很难计算.

三、 已有的实验改进及分析

(一)太阳光点燃法[1] 优点: 1.此装置的优点是从密封上得到了改良,集气瓶中的空 (1.黄建林:绍兴市柯桥区兰亭镇中学高级教师;

2.朱春凤:绍兴市柯桥区齐贤镇中学一级教师) ? 浙江省教研室基金"高见度"微创实验的开发和教学研究 (编号:06329) 图1测定空气中 氧气含量实验 图2太阳光点燃法装置 气不会因燃烧匙的伸入而逸出. 2.在实验过程中始终保持密闭,也能有效防止燃烧的有毒产物五氧化二磷污 染空气. 缺点: 1.此装置最大的缺陷是只有在有太阳的情况下进行实验,万一上这节课时是 阴雨天等没有太阳光时,实验就不能按时进行. 2.在实验的第一阶段即 燃烧时会因放热体积膨胀 这过程学生观察不到,而且 如果气压太大有可能橡皮 塞会冲出来.

(二)针筒测量法: 优点: 1.能直接精确地从针筒的刻度上读出原来空气的体积和最 后的总体积. 2.在整个过程中,能看到因体积膨胀而而使右边活塞向右运动,后来因冷却 和氧气的减少而使活塞向左运动. 3.图4用热的蓝色硫酸铜溶液代替水,既巧妙地引燃了白磷,又便于观察液面 的升降,最后还化解了残余白磷的毒性[2] 缺点: 活塞与针筒璧的摩擦会影响实验的精确度.类似图

4 的用玻璃导管做此实验时, 在实验结束时或多或少都会有 溶液留在导管中,很难读出留在导管中的液体的体积,对 于实验的精确度有一定的影响.

(三)电磁炉加热法:[3] 优点: 能解决密封性问题 缺点: 导管中最后也会留有一定体积的液体.

四、思考改进方向 (1)点火上:点火必须在里面或在外面像图

5 那样加热,保证密封性. (2)现象上:现象必须能看到二个过程,即第一过程为体积膨胀,第二过 图5电磁炉加热法装置 图4针筒测量法装置 图3针筒测量法装置 程为体积缩小过程,要体现思维的可视化. (3)精度上:在测定体积分数用的仪器如针筒与活塞间要保证无摩擦,而 且在反应容器中要能直接能读出示数的大小.还有一点,在导管中不能因留在导 管中的液体而影响精度.