“空气里氧气含量测定实验”的创新设计

探究测定空气中氧气含量的环保创新法探究测定空气中氧气含量的环保创新法摘要：化学是一门实践性很强的学科，但是很多化学实验在测定空气中氧气含量时，会对学生或者环境造成一定的伤害，因此，工作人员应该创新实验方法。

本文将针对一种的空气中氧气含量环保创新的测定方法进行分析，了解创新的测定方法的优势。

希望能进一步推进这种氧气含量测定方法的到更加广泛的推广和使用，并且确保实验能达到理想效果的同时，有效避免实验释放有害气体，对空气造成污染。

关键词：氧气含量；红磷；多氧化硫；氧气检定；检定方法中图分类号： P403 文献标识码： A空气中氧气含量的测定试验是当前化学教材中一个非常重要和著名的演示实验，并且也是工作的重难点，历年来单位都会考察对测定空气中氧含量实验知识的掌握程度。

针对这种现象，工作人员必须高度重视和关注这个问题，所以，工作人员要在确保达到理想实验效果的同时，避免还有气体对健康和空气造成伤害。

近年来，该实验方法已经得到一些改善，实验水平也得到一定的提升，因此，新的测定方法具有积极推广和运用的实际意义。

一、测定空气中氧气含量的实验方法的不断改进从最传统的直接在空气中点燃红磷，然后将红磷放入放入大烧杯中，直接观察其反映，仅仅通过观察其颜色的变化，这整个过程中，完全没有考虑外界空气对实验的影响，导致这种实验得出的结果存在很大的的误差。

而随着实验条件的不断改善，基础设施的不断完善，实验资源也越老越丰富，尤其是化学实验器材的质量和先进化的设备。

当前，测定空气中氧含量的实验方法，改变传统的直接暴露在空气中，或者实验器皿的密封度不够好。

所以创新的环保实验法就是针对实验中存在的这些问题，加强器皿的密实度，避免试管内的溶液与外部空气接触，全过程都处于一个封闭的试管内。

这种实验方法具有很大的优势，下面将具体介绍这种实验方法的使用和效果。

二、新环保型测定空气中氧气含量的实验方法介绍（一）实验基本原理本次试验针对多硫化物以及连苯三酚水溶液暴露在空气中，容易吸收空气中的氧气，而发生氧化反应。

测定空气中氧气含量实验的创新设计陆春华摘　要：对人教版《化学(九年级)》教材中测定空气中氧气含量实验做了多种创新设计，遵从实验更加绿色环保、精确度更高、连贯性更强的思路，有利于学生在课外实践活动中拓展思维。

关键词：空气中氧气含量测定；实验改进；课外实践活动作者简介：陆春华，本科，中教一级。

江苏省海门市正余初级中学，226153基金项目：江苏省南通市教育科学“十三五”规划2016年度课题《基于“证据推理”的化学实验实践研究》(编号：QN2016070)。

现行的人教版《化学(九年级)》教材中测定空气中氧气含量实验[1](如图1所示)是九年级化学中一个非常经典的演示实验，此实验尽管操作简单，但也存在着以下不足之处。

图1　测定空气中氧气含量(1)由于红磷是在集气瓶外引燃的，无论教师动作多么迅速，但仍有瓶内部分空气受热而事先逸出瓶外，最终导致实验结果不够精确[2]。

(2)在点燃红磷时，在瓶外产生的白烟污染了环境，尤其是对讲台周围的学生影响很大。

(3)有些教师为了减小实验误差，追求燃烧匙插入集气瓶中的速度，实验过程中还会出现红磷熄灭的现象[3]。

为了完善教材实验，使得实验更加精确、科学、绿色环保，笔者借鉴其他教师的一些想法和做法，先列举4种改进方法，并对其进行反思，旨在“抛砖引玉”。

一、新方案一1.实验材料一只大烧杯(500 mL)、暖宝宝铁粉、用矿泉水瓶底制作而成的约2.5 cm 高的塑料盒、高锰酸钾、白磷、镊子、塑料胶管(用502胶水把一根塑料胶管粘在烧杯的内壁，内壁上的塑料胶管口与500 mL 刻度保持水平，塑料胶管从烧杯的尖嘴部位伸出烧杯外约10 cm ，便于调节水位时排出空气)、水槽、3根立柱(粘在水槽中)、立柱高度为烧杯倒置于立柱上时，烧杯中的500 mL 刻度正好与水槽边缘保持水平或稍高。

2.实验过程(1)在水槽中放入适量的水，加入少许高锰酸钾。

(2)用剪刀把矿泉水瓶底剪成塑料盒，放在水面上，在塑料盒里倒入约2 cm 厚的暖宝宝铁粉(铺撒均匀)。

测定空气中氧气的含量
一、实验目的：测定空气中氧气的含量
二、实验仪器及药品：
仪器：集气瓶燃烧匙弹簧夹烧杯玻璃导管乳胶管放大镜镊子滤纸
药品：白磷氢氧化钙溶液红墨水
三、实验装置图及说明：
四、实验操作：
1、在集气瓶内加入少量氢氧化钙溶液，滴上几滴红墨水，并做上标记，用弹簧夹夹紧乳胶管。

2、用镊子适量大小的白磷，放在滤纸上，将水吸净，放入燃烧匙中，伸入集气瓶并把塞子塞紧。

3、用放大镜集中太阳光，照射燃烧匙中的白磷，观察白磷燃烧的现象。

4、待白磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察实验现象及水面的变化情况。

5、待反应完成后，将燃烧匙中剩余的白磷放入集气瓶中的溶液中，再做处理。

五、实验创新点及其意义：
1、将红磷改为白磷，简化了实验过程，省去了在空气中点燃红磷这一步骤，从而减少了将燃着
的红磷装入集气瓶中这一实验过程中的因为操作的快慢而造成的实验误差；
2、将红磷改为白磷，同时做到了注重环境的保护：红磷在空气中点燃，会产生大量的白烟，污染空气，还会对人造成危害。

本实验选用白磷，未点燃之前就直接伸入集气瓶中，利用放大镜聚光原理来加热，使其燃烧，减少了红磷在空气中燃烧产生白烟污染空气的危害。

3、将水改为氢氧化钙溶液：可以更好的吸收反应生成的五氧化二磷，减少实验误差。

测定空气中氧气的含量探究实验设计1．化学反应原理如图5-1所示，利用磷燃烧消耗空气中的氧气，从而使容器内形成负压，打开止水夹后，水进入容器内。

进入容器中的水的体积，可粗略地认为是空气中所含氧气的体积。

2．探究方案：⑴在集气瓶中放入少是水（用于溶解生成的五氧化二磷，同时可吸收燃烧产生的热，有利于瓶内降温），做上记号，并将瓶内剩余体积均分为五等分。

⑶用止水夹夹紧乳胶管，点燃燃烧匙内的红磷后，立即伸入集气瓶中并把塞子塞紧。

观察到红磷燃烧，产生浓厚的白烟。

⑶红磷熄灭后，冷却至室温，打开止不夹，观察到水进入集气瓶内，最终水面在五分之一记号处。

3．要做好该实验，关键要注意以下几点：⑴用更易燃烧的可燃物代替红磷（如白磷）；⑶装置的气密性要好；⑶燃烧匙伸入集气瓶中的速度要快，并塞紧塞子。

5．资源开发：通过刚才的分析，我们知道，在做好本探究实验除用白磷代替红磷外，就是尽可能防止或减少气体泄漏的可能。

我们可以利用以下装置来进行探究：⑴用凸透镜将太阳光聚焦到白磷，使白磷燃烧。

此法可以防止燃烧匙伸入集气瓶时气体的散逸。

如图5-2。

⑵用水浴加热的办法使白磷燃烧，也可以防止燃烧匙伸入集气瓶内气体的散逸。

白磷的着火点仅40℃，水温稍高，足以使白磷着火燃烧。

如图5-3。

做此实验时，盛白磷的广口瓶不能直接放入沸水中，也以免广口瓶因骤热而爆裂。

可先用温水淋浴后，再将热水注入外面的大烧杯中。

⑶用钟罩代替集气瓶进行实验，如图5-4所示。

钟罩下方敞口，气体受热膨胀时，可将水压出一部分从产生减压作用。

用此法既减少了气体泄漏的可能，准确性比原实验方案高。

⑷在一端封闭的粗玻璃管内放一颗白磷，用胶塞塞住，并使从推入到玻璃管中部，记下位置。

用酒精灯微微加热白磷，使之燃烧，同样可观察到白磷燃烧，有大量白烟生成，胶塞被推向外侧（右侧）。

待装置冷却，胶塞逐渐向内侧（左侧）移动，根据胶塞停止时的位置，确定空气中氧气的体积。

如图5-5。

这种方法在不透气的情况下进行，几乎可以完全防止漏气。

《测定空气中氧气的含量》实验说课稿(全国化学实验说课大赛获奖案例)《测定空气中氧气的含量》实验说课稿一、使用教材科粤版九年级《化学》第二章第一节二、实验仪器50mL针筒、单孔橡胶塞、玻璃导管、橡胶导管、吸管、100ml锥形瓶、50mL量筒、止水夹、镊子、滤纸三、实验药品白磷、红墨水、热水80ºC四、实验改进创新点1．对教材传统实验进行部分改进。

①将药品“红磷”换成“白磷”，采用水浴加热引燃，增加针筒部分的设计，改进了空气由于受热膨胀引发的逸出问题和燃烧时的白烟污染，这样既减少原来实验的装置的误差，也具有环保意识。

②用带有精密刻度的量筒代替烧杯，直接读出精确数值，提高实验的准确性。

2．在正式实验之前，增加学生分组实验一：针筒抽气实验。

常规的理论分析，对于部分学生理解实验原理还是有难度的，而这个小实验的设计，给学生提供了宏观事实，直接让学生感受客观规律，加深理解。

3．实验讲授过程中以问题作线索，以实验为依托，层层递进，学生“快”又“乐”地通过“问题引领探究”掌握知识。

5、实验讲授价值从教材知识结构来说，空气对学生来说是一种非常熟悉的气体，教材选择了空气作为初中化学中接触物质知识的开端，不仅承接了学生在已有的生活经验，以及小学科学课程研究中对空气知识的认识，并且为后续混合物纯净物概念、氧气、二氧化碳的研究奠定了坚实的基础，启了承上启下的作用。

而化学实验教学，本身就可以激发学生的研究兴趣，为学生提供宏观事实依据，创设真实的科学探究情景，引发学生认知冲突，从而培养其发现问题、解决问题的能力。

本节实验课的价值主要体现在三个方面：①知识构建方面，本节课要求学生会用科学方法定量地来测定空气中氧气的含量，同时了解空气中重要气体的性质，教会学生分析混合物组成的实验方法。

②研究方法指导方面，让学生深刻感受到实验是研究化学的一种重要途径，发展了学生观察、分析、归纳等能力，转变了研究方式。

③情感科学价值方面，科学探究的整个实验过程，带给学生从未有过的科学体验。

测定空气中氧气的含量探究实验设计1．化学反应原理如图5-1所示，利用磷燃烧消耗空气中的氧气，从而使容器内形成负压，打开止水夹后，水进入容器内。

进入容器中的水的体积，可粗略地认为是空气中所含氧气的体积。

2．实验仪器：集气瓶、燃烧匙、烧杯、玻璃管、乳胶管、止水夹。

实验药品：红磷、水。

3．探究方案：⑴在集气瓶中放入少是水（用于溶解生成的五氧化二磷，同时可吸收燃烧产生的热，有利于瓶内降温），做上记号，并将瓶内剩余体积均分为五等分。

⑶用止水夹夹紧乳胶管，点燃燃烧匙内的红磷后，立即伸入集气瓶中并把塞子塞紧。

观察到红磷燃烧，产生浓厚的白烟。

⑶红磷熄灭后，冷却至室温，打开止不夹，观察到水进入集气瓶内，最终水面在五分之一记号处。

4．探究评价：该探究实验在反应原理上就存在错误。

我们都知道，反应物浓度越小，反应的速率越慢。

当燃烧持续进行时，氧气的浓度越来越小，氧化的速率也越来越小。

一旦燃烧放出的热量不足以维持可燃物在着火点以上温度时，燃烧便停止了。

这也是有些物质不能在空气中燃烧，但能在氧气中燃烧的原因。

因此，从这个意义上说，利用燃烧试图除尽空气中的氧气，是很难达到目的的。

维持红磷燃烧需要的氧气浓度相对较高，因此就更无法除尽氧气了。

很多教师在做该实验时，都发现，最终水面停在十分之一处，而不是五分之一处，原因就在于此。

该实验装置可能发生气体泄漏的地方太多，加之燃烧的红磷伸入集气瓶中加热了内部的空气，使之外逸，都会导致实验的误差。

要做好该实验，关键要注意以下几点：⑴用更易燃烧的可燃物代替红磷（如白磷）；⑶装置的气密性要好；⑶燃烧匙伸入集气瓶中的速度要快，并塞紧塞子。

5．资源开发：通过刚才的分析，我们知道，在做好本探究实验除用白磷代替红磷外，就是尽可能防止或减少气体泄漏的可能。

我们可以利用以下装置来进行探究：⑴用凸透镜将太阳光聚焦到白磷，使白磷燃烧。

此法可以防止燃烧匙伸入集气瓶时气体的散逸。

如图5-2。

⑵用水浴加热的办法使白磷燃烧，也可以防止燃烧匙伸入集气瓶内气体的散逸。

一、创新实验名称测定空气中氧气含量改进实验
作者单位，山东省邹平县长山一中尉梦佳宋泽雨指导教师：张传宝邮编 256206
二、创新实验目的：便于测定空气中氧气含量
三、实验仪器及用品：试管、橡皮塞、胶皮管、烧杯、药匙、氢氧化钠溶液、红墨水、燃烧匙、蜡烛、火柴
四、实验装置图及说明
1、两支试管底部连通，便于观察试管内液面变化情况
2、蜡烛燃烧消耗瓶内氧气，同时产生二氧化碳
3、试管内所盛氢氧化钠溶液吸收所产生的二氧化碳，产生气压差，导致左侧液面上升从而得到结论。

五、实验操作
1、连接仪器装置，检查装置的气密性。

2、向试管内加入氢氧化钠（滴有红墨水）溶液，使两支试管内液面保持水平，并把一侧剩余气体体积平均分为5等分。

3、点燃蜡烛，伸入试管内，观察现象。

4、蜡烛熄灭后，观察左侧试管内液面变化情况。

六、实验创新点及其意义
1、本实验利用蜡烛燃烧消耗容器内的氧气，同时利用氢氧化钠溶液吸收所产生的二氧化碳，体现环保理念，确保效果准确。

2、本实验即可测定空气中氧气含量，又可观察到氢氧化钠吸收二氧化碳效果。

3、比课本实验新颖、简便、现象明显。