化学创新实验：玻璃管的妙用

专练04 测定空气中氧气含量的探究1．实验创新是中学生最为重要的科学素养,如图是某校师生测定空气中氧气含量的创新实验。

（已知白磷在40℃时即燃烧,其燃烧现象与产物与红磷燃烧相同）【实验步骤】（1）测量试管的容积。

（2）检查装置的气密性。

（3）装药品,将注射器活塞调整到合适位置,连接好仪器。

（4）用弹簧夹夹紧胶皮管,加热粗铜丝,观察现象。

（5）燃烧结束后,打开弹簧夹,观察注射器活塞的移动情况。

【反思交流】（1）测量试管容积的方法是。

（2）若试管的容积为60mL,加热前注射器活塞至少应调整到mL以上（填整数）。

（3）该实验中利用铜丝加热会不会影响测量结果？你的看法是。

【答案】（1）把试管装满水,然后把水倒入量筒中测量；（2）12；（3）不会,尽管铜丝会消耗掉一定氧气,但是实验的目的就是为了消耗氧气,并且生成物是非气体物质；【解析】（1）测量试管的容积时,可以先装满水,然后将水倒入量筒中进行测量；但是白磷在燃烧过程中会放出热量导致气体的体积膨胀,所以至少要放在12ml处；（3）实验中利用铜丝加热,不会影响测量结果,尽管铜丝会消耗掉一定氧气,但是实验的目的就是为了消耗氧气,并且生成物是非气体物质；2．小科同学利用长柄W形玻璃管,完成了燃烧条件的探究与空气中氧气含量的粗略测定两个实验。

在如图所示装置（省略夹持仪器,下同）中,向W形玻璃管中放入足量红磷和白磷,塞好橡皮塞,关闭活塞。

然后将其放入80℃的热水中,观察到红磷不燃烧而白磷燃烧。

（一）燃烧条件的探究（1）通过实验现象说明可燃物燃烧应具备的条件是（2）上述实验利用长柄玻璃管的优点是（写出一条）（二）空气中氧气含量的粗略测定：将刚才关闭的活塞打开,烧杯中的水进入封闭的长柄W形玻璃管。

（3）若烧杯中原有水a毫升,最终剩余的水为b毫升,长柄W形玻璃管的容积为c毫升,则测定的空气中氧气体积比例为（用字母表示）（4）若本实验测定的空气中氧气含量偏低,则可能的原因是（写出一条）【答案】（一）（1）可燃物的温度必须达到着火点；（2）增大了玻璃管的容积,防止白磷燃烧放热,造成玻璃管内气体急剧膨胀而发生爆炸；（二）（3）；（3）装置的气密性差或白磷量不足或没等到装置冷却就打开活塞。

质量守恒定律是物理学中的重要定律之一，它表明在一个系统内，物质的质量是不会凭空增加或减少的。

这个定律在实验室中得到了许多次的验证，而实验室中的玻璃管则扮演了重要的角色。

1. 玻璃管的作用实验室中常用的玻璃管，例如U形玻璃管、Y形玻璃管等，在质量守恒定律的实验中起着至关重要的作用。

这些玻璃管通常用来观察气体的流动、收集气体等实验。

通过这些玻璃管，实验者能够准确地观察气体的体积变化，并且可以进行精确的质量测量。

2. 实验步骤在研究质量守恒定律时，通过玻璃管进行气体实验通常需要以下步骤：（1）气体的收集：实验者可以使用U形玻璃管将气体从一个容器移动到另一个容器。

通过控制U形玻璃管的角度和位置，实验者可以精确地控制气体的流动。

（2）气体的观察：Y形玻璃管常被用来观察气体的变化。

当实验者需要观察气体的体积变化或颜色变化时，Y形玻璃管可以帮助他们清楚地观察到气体的状态。

（3）质量的测量：通过玻璃管，实验者可以方便地进行气体的质量测量。

在实验室中，通常会使用天平等工具来测量气体在玻璃管中的质量变化。

3. 实验案例以收集氧气为例，实验者可以使用U形玻璃管将一定量的氧气从一个容器中移动到另一个容器。

通过测量容器中氧气的质量和体积，实验者可以验证质量守恒定律，并得到定量的实验数据。

这些实验数据有助于加深对质量守恒定律的理解，并且对于相关研究和应用具有重要的意义。

4. 结论在质量守恒定律的实验中，玻璃管的作用是不可或缺的。

它不仅帮助实验者进行气体的收集和观察，更重要的是，通过对实验数据的精确测量，验证了质量守恒定律这一重要的物理定律。

玻璃管在物理实验中具有不可替代的地位，对于物理学的发展具有重要的意义。

在进行质量守恒定律实验时，除了使用玻璃管收集和观察气体外，实验者还需要留意一些细节，以确保实验的准确性和可靠性。

在实验室中，气体的温度和压力是必须要考虑的因素。

实验者还需要注意对玻璃管的处理和使用，以避免实验中的误差。

例谈中学化学实验装置的创新摘要：中学化学实验装置的创新是针对实验具体操作过程中可能出现的问题，提出有实效性的建议，改进化学实验，使化学实验的研究结果更接近于真实的化学反应结果的前提条件，是化学实验研究的重要课题。

本文选取比较有代表性的例子分析化学实验装置创新的效果，以电解水实验装置为导例，进行创新方法的探究，为提高化学实验教学质量提供建议。

关键词：中学化学；实验装置；创新中学化学实验有：依据镁条的特性，将镁条在空气中点燃，观察镁条在燃烧过程中的化学反应。

实验表明，镁条在燃烧时会发出耀眼的白光，燃烧剧烈，释放大量的热量。

燃烧结束后会有白色物质生成。

这项化学实验操作简单，基本不需要用到化学装置。

但在其它大多数化学实验中，化学装置是必不可少的设备，比如电解水实验，氢气还原氧化铜实验等等。

一、中学化学实验装置创新的要求（一）与实际相结合中学化学实验在一定程度上是课内教学，教学目标是实验结果与课本结果一致。

这样的教学只是检验式的教学，即学生带着答案去观察，学生进行的是缺少主观能动性的学习，观察期间会忽视大量的客观现象。

进行中学化学实验装置的创新，让学生自己动手设计化学装置，在互相评比中归纳观察所得，这在极大地程度上发挥了学生的主观能动性，不仅调动了学生学习的热情，更在一定层度上为学生的化学学习奠定了坚实的基础。

（二）操作方便，便于观察课堂中的化学实验受客观条件的限制，装置种类和数量满足不了实际教学的需要，这就要求教师鼓励学生积极开动脑筋，用最简便的装置设计并完成实验，达到实验的效果。

（三）安全清洁化学实验是剧烈的实验，很容易因为操作不当导致学生受伤或污染环境，以及生态环境遭到破坏等等。

这就要求学生在进行化学实验装置的设计与创新时不能盲目，要在教师的的指导下进行，实验完结后要根据要求仔细清理实验所用的装置和物质。

二、中学化学实验“电解水”装置的创新电解水实验是中学化学的基本实验之一，探究的是“水是由氢和氧两种元素组合而成，且其所占的体积比是2:1”。

专练04 测定空气中氧气含量的探究1．实验创新是中学生最为重要的科学素养,如图是某校师生测定空气中氧气含量的创新实验。

（已知白磷在40℃时即燃烧,其燃烧现象与产物与红磷燃烧相同）【实验步骤】（1）测量试管的容积。

（2）检查装置的气密性。

（3）装药品,将注射器活塞调整到合适位置,连接好仪器。

（4）用弹簧夹夹紧胶皮管,加热粗铜丝,观察现象。

（5）燃烧结束后,打开弹簧夹,观察注射器活塞的移动情况。

【反思交流】（1）测量试管容积的方法是。

（2）若试管的容积为60mL,加热前注射器活塞至少应调整到mL以上（填整数）。

（3）该实验中利用铜丝加热会不会影响测量结果？你的看法是。

2．小科同学利用长柄W形玻璃管,完成了燃烧条件的探究与空气中氧气含量的粗略测定两个实验。

在如图所示装置（省略夹持仪器,下同）中,向W形玻璃管中放入足量红磷和白磷,塞好橡皮塞,关闭活塞。

然后将其放入80℃的热水中,观察到红磷不燃烧而白磷燃烧。

（一）燃烧条件的探究（1）通过实验现象说明可燃物燃烧应具备的条件是（2）上述实验利用长柄玻璃管的优点是（写出一条）（二）空气中氧气含量的粗略测定：将刚才关闭的活塞打开,烧杯中的水进入封闭的长柄W形玻璃管。

（3）若烧杯中原有水a毫升,最终剩余的水为b毫升,长柄W形玻璃管的容积为c毫升,则测定的空气中氧气体积比例为（用字母表示）（4）若本实验测定的空气中氧气含量偏低,则可能的原因是（写出一条）3．以下四个实验装置,可用于“测定空气中氧气的含量”。

请认真分析,回答下列问题。

（1）拉瓦锡用装置（填写字母）定量研究了空气的成分,在密闭容器中,空气中的氧气与反应,生成固态物质。

人们沿着科学家的足迹,对反应物进行了优化,分别用铜粉、红磷等进行实验,其原理都是采用（填“物理”或“化学”）方法,从混合气体中除去某种气体,从而达到物质的分离。

（2）实验过程中,需要不断推拉注射器活塞的装置是（填写字母）,利用此装置进行实验,可能造成实验误差的因素是（答一条）。

玻璃管加工实验报告一、实验目的1.了解酒精喷灯的使用方法2.初步学会玻璃管的截断，拉毛细管、弯管、烧圆等基本加工操作3.制作玻璃弯管（75°、90°）、玻璃钉、滴管、毛细管各一个二、实验原理1.本实验使用座式酒精喷灯加热玻璃管，其由灯管、空气调节器、预热盘和酒精壶（灯座）组成2.火焰外层为氧化焰，中层为还原焰（文火），内层为焰心，氧化焰用来对玻璃加热还原焰用来对玻璃预热和退火3.酒精喷灯使用步骤1.用捅针捅酒精蒸气出口，保证出气口畅通2.用小漏斗向酒精壶内加酒精，不能超过酒精壶容积2/33.向预热盘内加入一些酒精，用打火机点燃使灯管受热，当酒精将要燃完且在灯管口有火焰时，上下移动调节器调节火焰为正常火焰4.熄灭方法：用石棉网盖灭或者调节器上移三、实验步骤1.领取直径为7mm，长1.4m的玻璃管两根，直径为5mm、长30cm的玻璃棒一根2.玻璃管的洗涤玻璃管在加工前先要清洗干燥首先用水冲洗，若用水洗不干净可将玻璃管截成所需长度，浸在肥皂水、浓硝酸或铬酸洗液中处理，然后取出用水清洗干净洗净的玻璃管必须干燥后才能进行加工3.玻璃管的切割玻璃管平放台面，左手扶玻璃管，右手持锉刀，在需截断处用锋利的三角锉刀迅速往前锉出一条细而深的痕，两手捏住锉痕两旁，大拇指顶住锉痕背面，两手向前推，同时朝两边拉，玻璃管平整断开4.练习拉玻璃管及制作滴管玻璃管拉丝时，左手握玻璃管，右手托玻璃管进行加热，火焰由小到大，边加热边转动玻璃管玻璃管变软时，右手也要将玻璃管做同方向转动当玻璃管发黄变软时（尚未自动变形前）从火焰中取出，两手做同方向旋转，边转变拉，拉成所需的粗细，直到完全变硬，放在石棉网上冷却，根据需要截取细管所需长度当拉玻璃管熟练后，将直径7mm的玻璃管制成总长为18cm的滴管一根（细管内径为1.5-2mm、长约4cm）细端口必须在小火中熔光滑，粗管口在火中烧软后在瓷板上按一下，使其外缘突出，冷却后装上橡皮滴头即可使用5.制作玻璃弯管左手握玻璃管，右手托玻璃管进行加热，火焰由小到大，边加热边转动玻璃管玻璃管变软时移出火焰，轻轻弯一角度，然后在火焰上加热（加热部位是前一次加热位置的旁边），再移出火焰弯制如此重复，直到弯成需要的角度制作75°和90°角的玻璃弯管各一支，一端长约8cm，另一端长约9cm，两端口烧圆6.制作玻璃钉及搅棒玻璃棒的截断与玻璃管的截断相同，同样截断后的玻璃棒也要放在火焰中变烧边转直到断口变圆截取直径为5mm，长5-6cm的玻璃棒一根，一端烧圆，另一端在火中烧软后在石棉板上按成一大玻璃钉，作为挤压或研细少量晶体时使用截取直径为5mm，长约25mm的玻璃棒一根，两端烧圆，作为搅棒使用四、思考题1.石棉网可以用来灭掉酒精喷灯的原理是什么？石棉是不可燃物质，具有高度耐火性和绝热性，是重要的防火材料由于物质燃烧要有空气并达到一定温度，因此要采取降温和将燃烧物质与空气隔离的措施另外用石棉网盖住灯管口的同时最好同时用湿抹布盖在酒精壶上，使其降温五、注意事项1.玻璃是热的不良导体，在加热和冷却过程中内外层温度和热胀冷缩的情况不一样，使玻璃内部产生应力，因此加工好的玻璃仪器如不经退火在冷却后会自然爆裂，所以玻璃加工后必须进行退火以消除应力，退火火焰不能太强2.不能用火直接烘干洗净的玻璃管，否则玻璃管会炸裂3.使用锉刀时要向同一方向锉，不能来回乱锉，否则锉痕又粗又多，而且锉刀变钝锉痕要与玻璃管垂直4.当需截断处接近玻璃管端处时，不便用常规方法，可以先锉出一条小痕，用烧的红热的拉细的玻璃棒紧挨在锉痕的前面，玻璃管因受热而沿着锉痕胀裂，继续用烧红的玻璃棒在裂痕前导引，直到断开为止5.玻璃管拉丝时，加热过程中玻璃管不能移动位置，左右手应方向相同快慢一致，以免玻璃管绞曲，拉好后不能马上松开，尚需继续转动，直到完全变硬拉出来的细管要与原来的玻璃管在同一轴上，不能歪斜6.关于熔点管的注意事项拉制熔点管的玻璃管除用铬酸洗液处理和用水清洗外，还需用去离子水清洗拉制熔点管的玻璃管需直径为1cm、壁厚为1mm左右，否则拉成的直径为1mm左右的毛细管管壁太薄，且粗细不均匀拉好后将内径1mm左右的毛细管截取长为16cm的小段，两端都用小火封闭，使用时只要将毛细管中间割断，即得两根熔点管7.玻璃管弯制时不要用力过大，否则在弯的地方会瘪陷或纠结，弯好的玻璃管应在同一平面上较大的角度（如90°）可以一次弯成，较小的角度（如75°）可以分几次弯8.玻璃管加工四个必须：加工前预热，加工后退火，最后放在石棉网上冷却（不能直接放在桌面上），凡是切割的断面都要烧圆9.玻璃管弯好后将两端断开地方烧光滑，否则会割伤手、弄坏塞子，烧时要边转边加热直到圆滑为止，不应烧太久以免管口缩小10.向预热盘中滴加酒精时要用滴管，不要滴到盘外，否则会导致火焰外延（如果滴到盘外可以用湿抹布擦去）11.玻璃管加工的关键在于火焰，如果火焰较小、温度不够，加工起来将会非常困难，所以在加工前应调整好火焰当火焰呈浅蓝色并发出“哧哧”响声时，拧紧调节器即可进行加工12.酒精喷灯燃烧时手尽量不要碰到金属部位13.如果一次预热无法点燃可以等火焰熄灭后再次预热，但是如果连续两次预热后仍无法点燃则需用捅针捅酒精出口方可再次预热14.若酒精壶底部凸起不能再用应另换一个15.酒精喷灯附近不要有易燃物体16.座式酒精喷灯连续使用不得超过30min，连续使用30min后必须熄灭一下冷却后继续使用17.石棉网不能与水接触18.玻璃管拉丝和弯制的加热区别：拉丝加热时间长，受热面积小弯制加热时间短，受热面积大19.两种非正常火焰临空火焰：酒精蒸气和空气的量都太大侵入火焰：酒精蒸气量较小空气量较大20．在开启调节器点燃管口前必须充分灼烧灯管，否则酒精不能完全气化，会有酒精液体喷出，这时应用湿抹布盖灭并关闭调节器后重新使用21.喷灯喷火开始正常，当预热盘中酒精烧完后火焰熄灭的解决方法：在重新预热前将调节器降低22.酒精壶内酒精爆沸但管口无气体喷出是因为喷口堵塞，应先用湿抹布盖住酒精壶，或用冷水泼洒，检查壶体确认无损坏后疏通喷孔23.割伤处理方法：若为一般轻伤，应及时挤出污血，并在伤口处涂红药水伤口内若有玻璃碎片或污物，先用消过毒的镊子取出，用去离子水洗净伤口，并用3%H2O2消毒，然后涂红药水，撒上消炎粉并用绷带包扎伤口较深，出血较多时可用云南白药止血或扎止血带，并立即送医24.烫伤处理方法：若烫伤后已起泡，不要挑破水泡，在烫伤处涂烫伤膏、万花油或风油精25.着火处理方法：关闭燃气龙头，切断电源，将周围物体移走，小火可用湿布、石棉网、石棉布或沙子覆盖燃烧物，大火应用灭火器26．酒精喷灯燃烧时不能加酒精，不能用嘴吹灭。

实验一：玻璃管的加工玻璃的种类及软化温度玻璃主要由SiO2、Al2O3、Na2O构成，不同品种的玻璃其化学成分及性能存在很大的差异。

加工玻璃的器具灯具1.煤气喷灯：一般加热温度为800-900℃，最高温度为（1000-1200）℃，用于加热、灼烧、焰色反应、简单玻璃管加工。

正常火焰分三层，内层焰心温度低，中层还原焰温度较高，外层氧化焰温度最高。

点火时先关闭空气进口，边通煤气边点火，点着火后再调节空气流量使火焰分为三层。

不正常燃烧：煤气量太大时火焰会喷离灯口；煤气量太小则火焰内侵，烧红灯管，需及时关闭煤气，待冷却后重新点火调节。

2.酒精灯：结构简单，使用方便，加热温度为400-500℃。

3.酒精喷灯：可分为挂式和座式两种类型，一般加热温度为800-900℃。

以乙醇为燃料，加料量不宜超过灯体（座式）或贮罐（挂式）的容积的2/3；点火时先在引火碗内加少量的乙醇，点燃，使灯管受热至灯管内的乙醇汽化；当引火碗内的乙醇快烧完时，轻轻地旋开灯座上的阀门，乙醇气体喷出，遇高温而燃烧，喷嘴开始喷火。

正常燃烧时火焰呈现浅蓝色或无色。

当火焰出现黄色时说明酒精气化不好，应该立即将喷灯灯座上的喷气阀门关小(在刚刚出现黄色时)，或者关闭灯座上的喷气阀（当关小针阀黄色还没消退，或黄色火焰已出现一段时间时），以防发生火雨。

若关闭灯座针阀，需待灯冷却后再重新点火。

其它器具镊子、锉刀、尺（内外卡、钢皮尺、游标尺）玻璃管加工操作要领切割（截断）：用锉刀将玻璃管进行切割时，将玻璃管平放在桌面上，选定长度，左手按住要切割的部位，右手握住锉刀并将锉刀锋棱与玻璃管互相成垂直放置，在要切割的部位按一个方向用力向前锉一次，锉出一道深而短凹痕，这凹痕应有约3-4mm宽。

若锉一次锉不出这样的痕，需要锉多次时，必须保持每次在同一点上，以同一方向进行，锉出的痕以细、深、直为好。

截断时将两母指齐放锉痕背面，其余手指握住玻璃管，母指向前用力，其余手指向外用力将玻璃管截断。