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“测定空气里氧气的含量”用白磷比用红磷好
作者：刘岩
来源：《化学教与学》2011年第06期
文章编号：1008-0546（201１）０６-00８６-0１中图分类号：G63３．８文献标识码：Ｂ
doi：10.3９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８－０５４６．２０１１．０６．０４４
一、问题的提出与探讨
1.课本实验的不足
现行人教版九年级化学教科书第27页 “测定空气里氧气含量” 实验，使用红磷作燃烧时的耗氧剂，演示时往往出现误差。该实验存在的不足是：
（1） 红磷的着火点较高（约240℃）,需要在容器外加热较长时间，且在容器外加热到燃烧后，生成白烟（五氧化二磷）逸散到空气中，造成污染。
（2）将盛有红磷的燃烧匙伸入集气瓶，塞入橡皮塞密闭之前，红磷燃烧放热使瓶内的部分空气受热膨胀而外逸，导致所测氧气的体积分数偏大。
（3）本实验采用常规实验仪器（集气瓶、烧杯、燃烧匙、双孔塞、导管），占用空间大，药品用量多，实验时间长，仅供教师演示，后排学生观察不清实验现象，难以实现人人动手，给探究性学习带来局限。
2.实验误差分析
实际操作时产生的误差是：所测氧气体积分数可能多于1/5或少于1/5。
少于1/5的原因可能有：装置气密性不好；红磷用量不足，氧气未耗尽；反应完成后，装置未冷却；水平导管内有水残留等。
多于1/5的原因可能有：红磷点燃后，燃烧匙伸入集气瓶的速度较慢；红磷在集气瓶中燃烧时止水夹没夹紧；红磷中含有能与空气中某种成分反应的其它物质（假设生成物是固体）等。
无论哪种误差，归纳起来主要是如下几方面的问题：装置气密性是否良好、耗氧药品是否稍过量、反应后是否冷却到室温、集气瓶中空气受热在密闭前是否外逸以及药品纯度等。如果龙源期刊网
中学教育 2019年06月
新教育时代 102 《测定空气里氧气的含量》的实验改进探究
郭 全 蔡芳崎
（深圳市光明区高级中学 广东深圳 518000）
摘 要：对人教版初中教材中《测定空气里氧气的含量》实验进行创新设计，通过将日常生活用品气球引进实验，实现了课本实验的趣味化、绿色化和生活化。此改进有利于培养学生的创新精神和实践能力，为学生日后的化学实验学习奠定基础，并为教师的实验创新教学提供一种可行的思路。 关键词：初中化学 实验创新 绿色化 趣味化 生活化 实验教学作为传授化学知识的重要途径之一，在化学教学中的
地位举足轻重。而创新型的实验教学更是提高学生的环保意识、动
手能力、创新思维能力的利器，有助于提高学生的化学学科素养。本文对人教版初中化学实验2-1《测定空气里氧气的含量》进行分
析，并提出创新设计方案，以实现该实验的趣味化、绿色化和生活
化。 一、教材中的实验分析
人教版九年级化学第二单元实验2-1中《测定空气里氧气的含
量》实验装置如图1所示，实验步骤分成如下几步：①在集气瓶内加入少量水，将水面上方空间分为5等份，并用弹簧夹夹紧橡皮管。
②点燃燃烧匙内的红磷后，立即伸入瓶中并把塞子塞紧，观察红磷
燃烧的现象。③待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察实验现象及集气瓶内水面变化情况。
图1 测定空气里氧气的含量
该实验方法存在三处较为明显问题：①红磷必须在酒精灯上点
燃，在伸入集气瓶过程中，产生的白烟溢出，污染空气；②燃烧匙伸入集气瓶的速度可能对实验造成较大误差，因为如果操作不够迅
速，集气瓶中部分气体因受热而溢出，水进入集气瓶体积将大于集
气瓶容积的1/5；③实验过程中，集气瓶内气压的变化无法直接观测。 为解决这些问题，本文对上述实验进行了创新改进，以实现该
实验的趣味化，绿色化和生活化。 二、实验创新改进
本文对《测定空气里氧气的含量》实验改进装置如图2所示。
实验器材：集气瓶（容积约145ml）、止水夹、胶管、橡皮塞、
第 1 页 共 3 页 空气中氧气含量的测定说课课件
一、教学目标
1. 知识与技能：掌握空气中氧气含量测定的实验原理和方法，能够正确操作实验仪器，观察并记录实验现象，分析实验数据，得出结论。
2. 过程与方法：通过实验探究，培养学生的观察能力、分析能力和实验操作能力。
3. 情感态度与价值观：体验科学探究的过程和方法，树立实事求是的科学态度和严谨的治学精神。
二、教学重难点
1. 教学重点：空气中氧气含量测定的实验探究和数据分析。
2. 教学难点：实验现象的分析和结论的得出。
三、教学过程
1. 导入新课
教师：同学们，你们知道空气的主要成分是什么吗？学生：氧气和氮气。教师：那么，我们该如何测定空气中氧气的含量呢？今天我们就来探究这个问题。
2. 实验探究
教师：首先，我们来看一下实验原理。实验原理：利用燃烧法测定空气中氧气的含量，需要用到红磷、集气瓶、橡皮塞、量筒和水。实验步骤包括夹紧弹簧夹，将盛有空气的集气瓶倒立在水中，点燃红磷后迅速倒入集气瓶中，待燃烧结束，打开弹簧夹。实验现象：红磷燃烧产生大量白烟，集气瓶中液面上升，最终液面接近水面与刻度第 2 页 共 3 页 “1”处。实验结论：空气中氧气的体积分数约为21%。教师：现在，我们来进行实验操作。请同学们注意观察实验现象，记录数据。
学生实验操作，教师巡视指导。
3. 现象分析
教师：同学们，你们观察到了什么实验现象？学生：红磷燃烧产生大量白烟，集气瓶中液面上升。教师：液面上升了多少？学生：接近水面与刻度“1”处。教师：这说明什么？学生：说明瓶中氧气被消耗掉了。教师：那么，为什么液面会上升到刻度“1”处呢？学生：因为瓶内气压减小了，水被压进瓶内。教师：非常好！这就是气压的变化给我们提供了一个测定空气中氧气含量的方法。
4. 知识拓展
教师：除了红磷燃烧法，还有其他方法可以测定空气中氧气的含量吗？学生：镁条燃烧法、木炭燃烧法等。教师：非常好！这些方法都可以通过测定反应前后气体体积的变化来计算氧气的含量。但是，在实际操作中，我们需要注意一些问题，比如红磷要足量、装置要密封等。
测定空气中氧气的含量
探究：（1）可用多种方法测定空气中氧气的含量，其原理都是利用某些物质在一定量的空气中，完全消耗其中的氧气而又不产生其他气体，导致压强减小，减少的体积即为空气中氧气的体积。
（2）常用来研究空气成分的药品和装置
研究空气成分的常用药品必须是易与氧气反应且没有气体生成的物质，如磷、铜丝，因为它们在空气中与氧气反应生成固体物质，一般不选择铁丝，因为铁丝在空气中难以燃烧，也不选择碳和硫，因为它们燃烧后生成的产物分别是二氧化碳气体和二氧化硫气体，燃烧后装置内压强变化不大。装置除课本提供的类型外通常还有如下四种：
图1
注意：所用来反应的物质必须足量，容器的气密性必须良好，不漏气
【例题】用来测定空气成分的方法很多，图1所示的是小明用红磷在空气中燃烧的测定方法。实验过程
第一步：将集气瓶容积划分为五等份，并做好标记。
第二步：点燃燃烧匙内的红磷，伸入集气瓶中并把塞子塞紧。
第三步：待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，发现水被吸入集气瓶中，进入集气瓶中水的体积约为集气瓶总容积的1/5。
请回答下列问题：
（1）上面的实验同时证明了氮气有_________________的化学性质。
（2）实验完毕，若进入集气瓶中水的体积不到总容积的1/5，你认为导致这一结果的原因可能是________________。
（3）某同学对实验进行反思后，提出了改进方法（如图2所示），你认为改进后的优点是________________。
图2 空气中氧气含量的测定
1.小明用上中图装置来测定空气中氧气的含量，对该实验认识正确的是（ ）
A.使用红磷的量多或少，都不会影响实验结果
B.燃烧足够的红磷可使进入容器的水占容器的4/5
C.红磷燃烧消耗空气中的氧气，使容器内压强下降，水面上升
