测定空气里氧气含量的实验改进

空气中氧气含量的测定实验改进方案

江阳区通滩中学 潘露瑶

空气中氧气含量的测定实验是初中化学的一个重要实验，同时也是历年各地中考命题的热点。近年来在课本实验的基础上进行拓展、创新，旨在考查同学们的实验探究能力及创新思维能力已成为中考命题的趋势。

一、空气中氧气含量的测定实验：

原理 利用红磷在空气中燃烧，将瓶内氧气消耗掉，生成五氧化二磷固体，使空气内压强减少，在大气压作用下，进入容器内水的体积即为减少的氧气的体积。4P + 5O22P2O5

装置

步骤 ① 连接装置，检查装置气密性

② 把集气瓶的容积分成5等份，做好记号。

③ 用止水夹夹紧胶管。

④ 在燃烧匙内放入过量的红磷。

⑤ 点燃燃烧匙中的红磷，立即伸入集气瓶中，把塞子塞紧

⑥ 待红磷熄灭并冷却后，打开止水阀

现象 ① 集气瓶中有大量的白烟生成，并放出热量

② ②打开止水夹，烧杯中的水倒流到集气瓶中，并上升到约1/5处

结论 空气中氧气的体积分数约为1/5。

二、实验存在的不足之处：

1．在敞开的体系中点燃，不环保；

2．点燃红磷后，由于气体受热，导致瓶内压强增大，可能会将橡皮塞冲离瓶口，导致实验失败；

3．该装置必须等待红磷熄灭并装置冷却手才可以打开弹簧夹，需要时间过长，一旦装置气密性略有不好，导致实验失败； 4．该装置由于需要利用导管，而实验前导管内就有空气存在，实验后又会有部分水滞留在导管内，会让学生看到的现象是水面没有上升1/5体积，造成实验误差。

三、实验装置的改进

1.为了达到环保的效果，本实验将采用白磷代替红磷，在密闭的试管内燃烧。

2.为了防止燃烧时受热橡皮塞冲离试管口，本实验用气球代替橡皮塞。

3．为了保证实验中没有多余的气体出现导致实验数据误差，本实验取消导管的使用，直接在燃烧后在水槽内通过气压差将水压到试管中，让数据误差降到最低。

4.本实验装置简单，易操作，现象明显，且能向学生清楚展示各个环节的现象，可以分段讲解，教师能够在课堂上收放自如。

测定空气中氧含量实验的改进与探讨

空气中氧含量的测定实验是一种常见的实验，通常通过化学反应或仪器测量的方法来确定样品中的氧含量。这种实验方法也存在一些改进的空间，可以通过以下几个方面来探讨改进。

对于化学反应法测定氧含量的方法，可以考虑使用更容易操作、更安全的化学试剂来进行实验。传统的氧含量测定中使用的是锰酸钾溶液作为氧化剂，但该溶液对人体有一定的伤害性。可以尝试使用更温和的氧化剂，如过氧化氢溶液，来替代锰酸钾溶液。这样可以提高实验的操作安全性。

使用仪器测量氧含量的方法也可以进行改进。传统的方法是通过电化学方法测定氧含量，需要使用氧化还原电极。这种方法需要周期性地对电极进行校准和维护，而且对样品的环境条件要求较高，如温度、湿度等。可以考虑使用其他更简便的仪器来测定氧含量，如氧气传感器。氧气传感器可以直接测量样品中的氧气浓度，并输出一个电信号，不需要复杂的操作和校准步骤，同时对环境条件的要求也较低。

还可以通过改进实验的数据处理方法来提高测定结果的准确性。一种方法是采用多次重复测量的平均值来代表最终结果。这样可以减小实验误差对结果的影响。另一种方法是使用外部标准物质作为参照物来校正数据。可以将已知氧含量的空气样品作为标准样品，通过测量标准样品和待测样品的响应值，根据其差异来计算出待测样品中的氧含量。这样可以提高结果的精确度。

为了加强实验的可靠性和可重复性，可以适当增加实验的控制条件。可以控制实验室的温度和湿度，避免外部环境因素对实验结果的影响。在实验操作过程中要认真遵守实验操作规范，确保实验条件的一致性，以减小实验误差。

空气中氧含量的测定实验可以通过改进化学反应和仪器测量方法，改进数据处理方法以及增加实验的控制条件等方面来提高测定结果的准确性和可靠性。这样可以使实验结果更加客观和可靠，为相关研究提供更有价值的数据。

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测定空气里氧气含量”演示实验的教学反思

与创新改进

九年级化学第二单元课题1“空气”，［实验2-1］测定空气里氧气含量（见义务教育课程标准实验教科书《化学》（人教版）第27页）。

笔者从事初中化学教育近二十年，关于这个演示实验也给学生演示了无数，并在演示该实验时进行了不断的反思与改进，得出如下一些经验，将其总结如下，以供同行共享。

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其优点在于该装置既让学生观察学习到仪器的连接（橡皮塞与集气瓶

的连接、橡皮塞与玻璃管的连接、玻璃管与乳胶管的连接等）也便于直观地用气压知识来理解氧气的消耗。但在实际教学活动中也体现出其不足之处，如：

1、在组装仪器时，若用60ml的集气瓶则瓶口口径过小，燃烧匙无法

伸入集气瓶内，若改用125ml或250ml的集气瓶则瓶口口径过大又找不到相匹配的橡皮塞，因为一般实验室里面配备的是0-10号规格的橡皮塞，直

径都不能与125ml及250ml集气瓶口径相匹配；

2、因装置连接处过多若稍有不慎就会导致该实验不成功或实验现象误差过大。例如，在点燃红磷后立即伸入瓶中并把塞子塞紧这步操作就会影 2

响装置的气密性导致实验失败或实验误差过大。

3、要相当长时间（8-15分钟）集气瓶才冷却到室温。

4、在点燃红磷时会产生大量白烟（P2O5）弥漫于教室（或实验室）里，造成室内空气污染（P2O5刺激人的呼吸道，且P2O5在空气中能生成偏磷酸HPO3,HPO3有毒）。

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5、另，在点燃红磷前须将玻璃管内装满水，否则实验的误差也较大。笔者在教学过程中，将此装置作了如（图2

的改进，用白磷替代红磷，用酒精灯给燃烧匙柄加热使白磷燃烧，此方案解决了以上第2、4两点不足，但仍无法解决另外三点不足。

后来，笔者拚弃教科书上所用的仪器对装置作了如（图3）的创新改进，用U型管如（图3）组装，在管内盛入适量用红墨水染过色（易观察）的水，用粗铜丝一端挽成铜网兜穿过橡皮塞，将橡皮塞封住U型管一端，并将被封空气平均5等分作好刻度记号，取适量白磷于铜网兜内，用酒精灯通过粗铜丝加热使红磷燃烧。

初中化学实验改进【测定空气中氧气含量】

一、改进实验名称： 测定空气中氧气含量

二、改进实验目的：

1、通过改进装置，使实验设计在原理上更加严密，尽可能减少因实际操作和外界压强造成的误差。

2、将细微的变化放大，使实验现象明显，便于学生观察，进而对实验过程及结果形成深刻的印象。

三、实验仪器及用品：

35W内热式电烙铁，自制铜质燃烧匙，粗玻璃管，橡皮塞，导气管、胶皮管、长颈漏斗、白磷、红水

四、实验装置图及说明：

五、实验操作

1、 连接玻璃管、长颈漏斗，向长颈漏斗中注红水，使液面与0刻度相平。

2、 将电烙铁穿入橡皮塞，将自制的铜质燃烧匙呈阶梯状固定在烙铁上。

3、 在每个燃烧匙内各放一颗白磷，塞紧橡皮塞。接通电源，白磷燃烧后，切断电源。

4、 观察白磷燃烧现象及液面的变化情况。

5、 待白磷熄灭并冷却后，向长颈漏斗内注水，使两边液面相平，观察玻璃管内液面上升的高度。

六、装置改进的意义：

1、 使反应在一个密闭的装置内进行，避免了在外界点燃红磷伸入广口瓶的过程中，瓶内气体受热逸出。

2、 阶梯状分布的白磷燃烧更能充分消耗氧气。 胶皮管 玻璃管 长颈漏斗 电烙铁

燃料匙 3、 长颈漏斗内液面的变化能将气体体积的改变放大。

4、 通过调节液面相平能保证反应前后玻璃管内的气体压强保持不变。