《测定空气成分》探究实验的改进方案

《测定空气成分》探究实验的改进方案

河北省南皮凤翔中学付厚党061501

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空气中氧气含量的测定是九年级化学的一个重要的探究实验，也是近几年各地中考的热点。改进实验设计不但可以使实验结论更准确也能使学生更好的理解实验原理。

改进实验方法一：

教材中的装置如图1所示，先检查好装置的气密性，

上足量的红磷，在酒精灯上引燃后，再塞紧瓶塞，这样有可能塞子塞不好装置气密性不好，还有可能在塞上塞子的过程中使瓶中的空气由于受热而逸出，使实验出现误差。改进后的装置如图2，将在酒精灯上点燃红磷改为用放大镜引燃白磷，在整个过程中装置始终是严密的，实验结果会更准确。

改进实验方法二：

如图3所示，在一个标有刻度并有一个可以左右移动的活塞的玻璃管中放入过量的白磷（能把玻璃管中的氧气消耗完），将活塞放在第5刻度处，左端密封有空气，右端和空气相通。把玻璃管固定在装有80℃的水（保持恒温）的烧杯上。由于白磷的着火点只有40℃，因而将其放在80℃的水上面，很容易燃烧，等白磷熄灭后，冷却至室温，会发现活塞向左推进，并停留在了第4刻度处，由此可以证明空气中氧气约占空气体积的五分之一。此实验的原理是：白磷燃烧消耗氧气，使密封的气体压强变小，外界大气压作用活塞向左运动，气体减小的体积即为空气中氧气的体积。此实验优点是操作简单，现象明显。

改进实验方法三：

如图4所示，把一只塞紧塞子的气密性良好的试管的容积分成5等份并标好刻度。向试管中装入适量白磷，盖紧塞子，把试管在酒精灯上加热，使白磷燃烧，等白磷熄灭并冷却至室温后，将试管倒置放入装有水的水槽中，然后在水面下去掉塞子，就会看到，试管中水面上升一个刻度。由此可以得出空气中氧气的体积约占五分之一。实验原理同实验方法二。

图1

此实验设计的优点为：整个实验装置简单，操作方便，实验过程中装置气密性良好，结果准确。

改进实验方法四：

如图5所示，在一个U型管中密封住一段空气，分成5等份，并标上刻度，然后安装好一个如图5上所示的电路，在电阻丝上放置足量的白磷，闭合开关，便可以看到白磷燃烧起来，等白磷熄灭以后，冷却到室温时会看到左侧液面会上升到1刻度处，此实验可以证明空气中氧气约占空气体积的五分之一。此实验的设计结合物理上的连通器原理以及能量的转化，闭合开关电阻丝产生的热量使白磷发生燃烧，消耗了U型管中的氧气，因此冷却至室温后，其内部压强变小，外界大气压就会作用于U型管右侧的水面，故可观察到右侧水面下降，左侧水面上升，根据其上升的体积就可以确定空气中氧气的体积。此实验设计的优点是把化学知识和物理知识结合起来，很好的体现了理化知识的综合。

改进实验方法五：

如图6所示，将一端螺旋状的铜丝（足量）封在试管中，并用止水夹夹好胶管，然后用酒精灯加热足够长的时间后，停止加热，冷却至室温时，打开止水夹，烧杯中的水就会流入试管，大约达到试管容积的五分之一。此实验的原理为：铜在加热的条件下可以和氧气发生反应，生成氧化铜，消耗掉试管中的氧气，使试管内压强变小，气体减少的体积就是空气中氧气的体积。此实验设计的优点是：不用易燃的白磷，红磷，操作更安全可靠。

改进实验方法六：

如图1所示，在广口瓶中事先加入一定量的氢氧化钠溶液，燃烧匙中放入足量的木炭，（其它操作同课本实验）在酒精灯上点燃，迅速插入广口瓶中，等木炭熄灭，冷却至室温，会发现水进入到广口瓶容积的五分之一。此实验的原理是：木炭燃烧消耗了氧气，虽然同时生成了二氧化碳气体，但瓶中的氢氧化钠溶液可以吸收二氧化碳气体，使生成的气体对实验无影响，则瓶中减少的气体正好是消耗的氧气的体积。从而也能测出空气中氧气的含量。

由此可见，我们可以设计多种实验方案测定空气中氧气的含量，但每种方案顺利实施的关键是都要使装置气密性良好；都要有足够的反应物，以保证密闭容器中氧气全部消耗掉。

结尾需要升华。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。