陳學(xué)東+嚴(yán)西平

摘要：測定空氣中氧氣的體積含量是九年級(jí)化學(xué)中一個(gè)重要實(shí)驗(yàn)，采用教材中的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)常出現(xiàn)負(fù)誤差，實(shí)驗(yàn)效果不理想。使用氧氣傳感器，借助數(shù)字化實(shí)驗(yàn)裝備再次探究。分析誤差產(chǎn)生的原因并嘗試尋找更好的實(shí)驗(yàn)藥品及方法。

關(guān)鍵詞：紅磷；白磷；氧氣傳感器；數(shù)字化實(shí)驗(yàn)

文章編號(hào)：1008-0546（2014）07-0090-02 中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.07.034

義務(wù)教育教科書滬教版化學(xué)上冊[1]空氣中氧氣體積含量的測定是九年級(jí)化學(xué)教學(xué)中一個(gè)非常重要的實(shí)驗(yàn)。教材中的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如圖1所示，實(shí)驗(yàn)時(shí)，通過紅磷燃燒消耗氧氣，使集氣瓶中氣壓下降，外界氣壓將水壓入集氣瓶中，進(jìn)入集氣瓶中的水的體積即為瓶中氧氣的體積，同時(shí)教材中也明確提出了要進(jìn)行誤差分析。從理論上講，該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是完全可行的，但在實(shí)際操作中，實(shí)驗(yàn)結(jié)果往往呈現(xiàn)負(fù)誤差。而教師引導(dǎo)學(xué)生僅從操作的層面進(jìn)行討論，如瓶體積5等分不準(zhǔn)確、紅磷用量太少、裝置漏氣、沒有迅速將紅磷伸入集氣瓶中等，不一而足。但是偏偏漏掉了反應(yīng)是否完全這一重要的因素，上述假設(shè)都是建立在反應(yīng)百分百完全的基礎(chǔ)上？反應(yīng)的真實(shí)情況是這樣的嗎？通過查閱一些相關(guān)的文獻(xiàn)資料并分析，我們認(rèn)為有些誤差的確是由于實(shí)驗(yàn)時(shí)的人為原因造成的，可以通過提高實(shí)驗(yàn)者的實(shí)驗(yàn)操作能力來得到改善。但某些文獻(xiàn)資料[2-3]同時(shí)也指出，在這種條件下密閉容器中紅磷燃燒無法把氧氣完全耗盡。為了探究實(shí)驗(yàn)的真實(shí)情況，我們借助數(shù)字化實(shí)驗(yàn)，對(duì)教材中的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計(jì)了圖2裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

改進(jìn)說明：

（1）為了便于與教材的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比說明，對(duì)教材中的反應(yīng)裝置沒有作大的改動(dòng)，僅把測定氧氣含量的方法改為使用氧氣傳感器測定（將橡皮塞切開一個(gè)圓形口，正好塞入氧氣探頭），使密閉容器內(nèi)氧氣的含量隨反應(yīng)的進(jìn)行同步呈現(xiàn)在學(xué)生面前，效果更加直觀。同時(shí)避免了5等分劃分瓶身的不均一以及水倒吸入瓶中這一過程的種種弊端（如止水夾開啟過早、導(dǎo)管過長、壓差太大引起的慣性虹吸等等）。

（2）根據(jù)氧氣傳感器的工作原理，考慮到磷在燃燒時(shí)會(huì)放出大量的熱，同時(shí)生成的五氧化二磷吸水后生成的偏磷酸會(huì)對(duì)傳感器的響應(yīng)造成較大的影響（通常表現(xiàn)為開始示數(shù)會(huì)快速下降然后回升到初始值，隨后才能進(jìn)入正常的響應(yīng)區(qū)間）。因此設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)在氧氣傳感器的下端安裝了一個(gè)用燃燒匙制作的保護(hù)罩，實(shí)驗(yàn)前先用凡士林密封，待傳感器示數(shù)恢復(fù)到開始時(shí)（一般不用校準(zhǔn)到21%，因?yàn)榻淌依锏沫h(huán)境中氧氣的含量低于這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值）的數(shù)值（約19%左右），向下推開同時(shí)開始測量。這樣做既可以保護(hù)傳感器，又能最大限度地減少燃燒對(duì)傳感器工作的影響。

實(shí)驗(yàn)過程：取適量紅磷、白磷在密閉容器中燃燒后，同步測定容器中的氧氣剩余含量。（結(jié)果見圖3、圖4）

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：上述兩圖清楚地表明，在此實(shí)驗(yàn)條件下無論是紅磷還是白磷，都不能使容器內(nèi)的氧氣完全耗盡：多次實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本一致，即紅磷燃燒后氧氣的殘留量約為7%，白磷燃燒后氧氣的殘留量約為2-3%。

定性分析：（1）紅磷著火點(diǎn)是260℃，在一個(gè)密閉容器中，隨著紅磷燃燒的進(jìn)行，氧氣的含量逐漸減少，反應(yīng)逐漸變慢，放出的熱量也會(huì)逐漸減少，最終會(huì)使溫度降低到紅磷的著火點(diǎn)以下，所以不待氧氣完全消耗完，燃燒就可能停止下來。而白磷的著火點(diǎn)較低，只有約40℃，比紅磷更容易燃燒，需要燃燒來維持其燃點(diǎn)溫度的熱量也比紅磷小的多，所以燃燒的時(shí)間更長，消耗的氧氣比紅磷更多，自然殘留量更少。

（2）在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中，實(shí)驗(yàn)者往往會(huì)存在這樣的操作問題，即把燃燒的紅磷插入容器中時(shí)無意或故意不立即塞緊橡膠塞，使容器里的一部分空氣受熱膨脹而逸出，使容器的溫度在還沒有降到室溫時(shí)就產(chǎn)生了負(fù)壓，進(jìn)入容器的水面高度就會(huì)達(dá)到甚至超過1/5，學(xué)生看到的其實(shí)是一個(gè)實(shí)驗(yàn)成功的假象，但是卻失去了實(shí)驗(yàn)本身所應(yīng)具備的真實(shí)性和科學(xué)性。

理論計(jì)算：為了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果，我們還運(yùn)用物理化學(xué)的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行了相關(guān)計(jì)算，過程如下：

查閱數(shù)據(jù)：兩種不同狀態(tài)磷的標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯自由能分別為：

（1）教材中使用紅磷在密閉容器中燃燒是無法消耗密閉容器中所有氧氣的，即使用白磷也無法完全消耗密閉容器中所有氧氣。但實(shí)驗(yàn)效果比用紅磷更好。建議進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)的演示教學(xué)時(shí)，在保證安全的前提下盡量使用白磷。

（2）教師應(yīng)注重專業(yè)發(fā)展，即使是初中化學(xué)教師也要補(bǔ)補(bǔ)反應(yīng)機(jī)理的業(yè)務(wù)知識(shí)，不能只停留僅僅完成演示實(shí)驗(yàn)的層次上，要對(duì)實(shí)驗(yàn)本身開展“高端備課”。在本節(jié)課的備課過程中，對(duì)實(shí)驗(yàn)的誤差分析，教師就不僅要考慮實(shí)驗(yàn)的操作層面，更應(yīng)將反應(yīng)是否完全這一重要因素考慮進(jìn)去，將實(shí)驗(yàn)的教育功能完整地展示出來。

（3）在課堂教學(xué)中，在完成教材中實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，可以增加數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的對(duì)比演示。使學(xué)生了解教材中的實(shí)驗(yàn)方法還存在由于紅磷無法將容器中的氧氣完全耗盡而產(chǎn)生誤差的情形，還原實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性和真實(shí)性。這也是對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)事求是的實(shí)驗(yàn)態(tài)度教育的良好素材和重要契機(jī)。

[注：本實(shí)驗(yàn)獲得全國第三屆“威尼爾”（Vernier）杯化學(xué)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)用及創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽一等獎(jiǎng)]

參考文獻(xiàn)

[1] 王祖浩，王磊.義務(wù)教育教科書.化學(xué)（上冊）[M]. 上海：上海教育出版社2013：13-14

[2] 張貞，楊承印.空氣中氧氣含量測定實(shí)驗(yàn)原理探析[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2010，（11）

[3] 章永軍.利用傳感器分析空氣中氧氣含量定的誤差[J].化學(xué)教與學(xué)，2011，（7）endprint

摘要：測定空氣中氧氣的體積含量是九年級(jí)化學(xué)中一個(gè)重要實(shí)驗(yàn)，采用教材中的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)常出現(xiàn)負(fù)誤差，實(shí)驗(yàn)效果不理想。使用氧氣傳感器，借助數(shù)字化實(shí)驗(yàn)裝備再次探究。分析誤差產(chǎn)生的原因并嘗試尋找更好的實(shí)驗(yàn)藥品及方法。

關(guān)鍵詞：紅磷；白磷；氧氣傳感器；數(shù)字化實(shí)驗(yàn)

文章編號(hào)：1008-0546（2014）07-0090-02 中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.07.034

義務(wù)教育教科書滬教版化學(xué)上冊[1]空氣中氧氣體積含量的測定是九年級(jí)化學(xué)教學(xué)中一個(gè)非常重要的實(shí)驗(yàn)。教材中的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如圖1所示，實(shí)驗(yàn)時(shí)，通過紅磷燃燒消耗氧氣，使集氣瓶中氣壓下降，外界氣壓將水壓入集氣瓶中，進(jìn)入集氣瓶中的水的體積即為瓶中氧氣的體積，同時(shí)教材中也明確提出了要進(jìn)行誤差分析。從理論上講，該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是完全可行的，但在實(shí)際操作中，實(shí)驗(yàn)結(jié)果往往呈現(xiàn)負(fù)誤差。而教師引導(dǎo)學(xué)生僅從操作的層面進(jìn)行討論，如瓶體積5等分不準(zhǔn)確、紅磷用量太少、裝置漏氣、沒有迅速將紅磷伸入集氣瓶中等，不一而足。但是偏偏漏掉了反應(yīng)是否完全這一重要的因素，上述假設(shè)都是建立在反應(yīng)百分百完全的基礎(chǔ)上？反應(yīng)的真實(shí)情況是這樣的嗎？通過查閱一些相關(guān)的文獻(xiàn)資料并分析，我們認(rèn)為有些誤差的確是由于實(shí)驗(yàn)時(shí)的人為原因造成的，可以通過提高實(shí)驗(yàn)者的實(shí)驗(yàn)操作能力來得到改善。但某些文獻(xiàn)資料[2-3]同時(shí)也指出，在這種條件下密閉容器中紅磷燃燒無法把氧氣完全耗盡。為了探究實(shí)驗(yàn)的真實(shí)情況，我們借助數(shù)字化實(shí)驗(yàn)，對(duì)教材中的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計(jì)了圖2裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

改進(jìn)說明：

（1）為了便于與教材的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比說明，對(duì)教材中的反應(yīng)裝置沒有作大的改動(dòng)，僅把測定氧氣含量的方法改為使用氧氣傳感器測定（將橡皮塞切開一個(gè)圓形口，正好塞入氧氣探頭），使密閉容器內(nèi)氧氣的含量隨反應(yīng)的進(jìn)行同步呈現(xiàn)在學(xué)生面前，效果更加直觀。同時(shí)避免了5等分劃分瓶身的不均一以及水倒吸入瓶中這一過程的種種弊端（如止水夾開啟過早、導(dǎo)管過長、壓差太大引起的慣性虹吸等等）。

（2）根據(jù)氧氣傳感器的工作原理，考慮到磷在燃燒時(shí)會(huì)放出大量的熱，同時(shí)生成的五氧化二磷吸水后生成的偏磷酸會(huì)對(duì)傳感器的響應(yīng)造成較大的影響（通常表現(xiàn)為開始示數(shù)會(huì)快速下降然后回升到初始值，隨后才能進(jìn)入正常的響應(yīng)區(qū)間）。因此設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)在氧氣傳感器的下端安裝了一個(gè)用燃燒匙制作的保護(hù)罩，實(shí)驗(yàn)前先用凡士林密封，待傳感器示數(shù)恢復(fù)到開始時(shí)（一般不用校準(zhǔn)到21%，因?yàn)榻淌依锏沫h(huán)境中氧氣的含量低于這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值）的數(shù)值（約19%左右），向下推開同時(shí)開始測量。這樣做既可以保護(hù)傳感器，又能最大限度地減少燃燒對(duì)傳感器工作的影響。

實(shí)驗(yàn)過程：取適量紅磷、白磷在密閉容器中燃燒后，同步測定容器中的氧氣剩余含量。（結(jié)果見圖3、圖4）

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：上述兩圖清楚地表明，在此實(shí)驗(yàn)條件下無論是紅磷還是白磷，都不能使容器內(nèi)的氧氣完全耗盡：多次實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本一致，即紅磷燃燒后氧氣的殘留量約為7%，白磷燃燒后氧氣的殘留量約為2-3%。

定性分析：（1）紅磷著火點(diǎn)是260℃，在一個(gè)密閉容器中，隨著紅磷燃燒的進(jìn)行，氧氣的含量逐漸減少，反應(yīng)逐漸變慢，放出的熱量也會(huì)逐漸減少，最終會(huì)使溫度降低到紅磷的著火點(diǎn)以下，所以不待氧氣完全消耗完，燃燒就可能停止下來。而白磷的著火點(diǎn)較低，只有約40℃，比紅磷更容易燃燒，需要燃燒來維持其燃點(diǎn)溫度的熱量也比紅磷小的多，所以燃燒的時(shí)間更長，消耗的氧氣比紅磷更多，自然殘留量更少。

（2）在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中，實(shí)驗(yàn)者往往會(huì)存在這樣的操作問題，即把燃燒的紅磷插入容器中時(shí)無意或故意不立即塞緊橡膠塞，使容器里的一部分空氣受熱膨脹而逸出，使容器的溫度在還沒有降到室溫時(shí)就產(chǎn)生了負(fù)壓，進(jìn)入容器的水面高度就會(huì)達(dá)到甚至超過1/5，學(xué)生看到的其實(shí)是一個(gè)實(shí)驗(yàn)成功的假象，但是卻失去了實(shí)驗(yàn)本身所應(yīng)具備的真實(shí)性和科學(xué)性。

理論計(jì)算：為了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果，我們還運(yùn)用物理化學(xué)的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行了相關(guān)計(jì)算，過程如下：

查閱數(shù)據(jù)：兩種不同狀態(tài)磷的標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯自由能分別為：

（1）教材中使用紅磷在密閉容器中燃燒是無法消耗密閉容器中所有氧氣的，即使用白磷也無法完全消耗密閉容器中所有氧氣。但實(shí)驗(yàn)效果比用紅磷更好。建議進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)的演示教學(xué)時(shí)，在保證安全的前提下盡量使用白磷。

（2）教師應(yīng)注重專業(yè)發(fā)展，即使是初中化學(xué)教師也要補(bǔ)補(bǔ)反應(yīng)機(jī)理的業(yè)務(wù)知識(shí)，不能只停留僅僅完成演示實(shí)驗(yàn)的層次上，要對(duì)實(shí)驗(yàn)本身開展“高端備課”。在本節(jié)課的備課過程中，對(duì)實(shí)驗(yàn)的誤差分析，教師就不僅要考慮實(shí)驗(yàn)的操作層面，更應(yīng)將反應(yīng)是否完全這一重要因素考慮進(jìn)去，將實(shí)驗(yàn)的教育功能完整地展示出來。

（3）在課堂教學(xué)中，在完成教材中實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，可以增加數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的對(duì)比演示。使學(xué)生了解教材中的實(shí)驗(yàn)方法還存在由于紅磷無法將容器中的氧氣完全耗盡而產(chǎn)生誤差的情形，還原實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性和真實(shí)性。這也是對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)事求是的實(shí)驗(yàn)態(tài)度教育的良好素材和重要契機(jī)。

[注：本實(shí)驗(yàn)獲得全國第三屆“威尼爾”（Vernier）杯化學(xué)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)用及創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽一等獎(jiǎng)]

參考文獻(xiàn)

[1] 王祖浩，王磊.義務(wù)教育教科書.化學(xué)（上冊）[M]. 上海：上海教育出版社2013：13-14

[2] 張貞，楊承印.空氣中氧氣含量測定實(shí)驗(yàn)原理探析[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2010，（11）

[3] 章永軍.利用傳感器分析空氣中氧氣含量定的誤差[J].化學(xué)教與學(xué)，2011，（7）endprint

摘要：測定空氣中氧氣的體積含量是九年級(jí)化學(xué)中一個(gè)重要實(shí)驗(yàn)，采用教材中的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)常出現(xiàn)負(fù)誤差，實(shí)驗(yàn)效果不理想。使用氧氣傳感器，借助數(shù)字化實(shí)驗(yàn)裝備再次探究。分析誤差產(chǎn)生的原因并嘗試尋找更好的實(shí)驗(yàn)藥品及方法。

關(guān)鍵詞：紅磷；白磷；氧氣傳感器；數(shù)字化實(shí)驗(yàn)

文章編號(hào)：1008-0546（2014）07-0090-02 中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.07.034

義務(wù)教育教科書滬教版化學(xué)上冊[1]空氣中氧氣體積含量的測定是九年級(jí)化學(xué)教學(xué)中一個(gè)非常重要的實(shí)驗(yàn)。教材中的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如圖1所示，實(shí)驗(yàn)時(shí)，通過紅磷燃燒消耗氧氣，使集氣瓶中氣壓下降，外界氣壓將水壓入集氣瓶中，進(jìn)入集氣瓶中的水的體積即為瓶中氧氣的體積，同時(shí)教材中也明確提出了要進(jìn)行誤差分析。從理論上講，該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是完全可行的，但在實(shí)際操作中，實(shí)驗(yàn)結(jié)果往往呈現(xiàn)負(fù)誤差。而教師引導(dǎo)學(xué)生僅從操作的層面進(jìn)行討論，如瓶體積5等分不準(zhǔn)確、紅磷用量太少、裝置漏氣、沒有迅速將紅磷伸入集氣瓶中等，不一而足。但是偏偏漏掉了反應(yīng)是否完全這一重要的因素，上述假設(shè)都是建立在反應(yīng)百分百完全的基礎(chǔ)上？反應(yīng)的真實(shí)情況是這樣的嗎？通過查閱一些相關(guān)的文獻(xiàn)資料并分析，我們認(rèn)為有些誤差的確是由于實(shí)驗(yàn)時(shí)的人為原因造成的，可以通過提高實(shí)驗(yàn)者的實(shí)驗(yàn)操作能力來得到改善。但某些文獻(xiàn)資料[2-3]同時(shí)也指出，在這種條件下密閉容器中紅磷燃燒無法把氧氣完全耗盡。為了探究實(shí)驗(yàn)的真實(shí)情況，我們借助數(shù)字化實(shí)驗(yàn)，對(duì)教材中的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計(jì)了圖2裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

改進(jìn)說明：

（1）為了便于與教材的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比說明，對(duì)教材中的反應(yīng)裝置沒有作大的改動(dòng)，僅把測定氧氣含量的方法改為使用氧氣傳感器測定（將橡皮塞切開一個(gè)圓形口，正好塞入氧氣探頭），使密閉容器內(nèi)氧氣的含量隨反應(yīng)的進(jìn)行同步呈現(xiàn)在學(xué)生面前，效果更加直觀。同時(shí)避免了5等分劃分瓶身的不均一以及水倒吸入瓶中這一過程的種種弊端（如止水夾開啟過早、導(dǎo)管過長、壓差太大引起的慣性虹吸等等）。

（2）根據(jù)氧氣傳感器的工作原理，考慮到磷在燃燒時(shí)會(huì)放出大量的熱，同時(shí)生成的五氧化二磷吸水后生成的偏磷酸會(huì)對(duì)傳感器的響應(yīng)造成較大的影響（通常表現(xiàn)為開始示數(shù)會(huì)快速下降然后回升到初始值，隨后才能進(jìn)入正常的響應(yīng)區(qū)間）。因此設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)在氧氣傳感器的下端安裝了一個(gè)用燃燒匙制作的保護(hù)罩，實(shí)驗(yàn)前先用凡士林密封，待傳感器示數(shù)恢復(fù)到開始時(shí)（一般不用校準(zhǔn)到21%，因?yàn)榻淌依锏沫h(huán)境中氧氣的含量低于這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值）的數(shù)值（約19%左右），向下推開同時(shí)開始測量。這樣做既可以保護(hù)傳感器，又能最大限度地減少燃燒對(duì)傳感器工作的影響。

實(shí)驗(yàn)過程：取適量紅磷、白磷在密閉容器中燃燒后，同步測定容器中的氧氣剩余含量。（結(jié)果見圖3、圖4）

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：上述兩圖清楚地表明，在此實(shí)驗(yàn)條件下無論是紅磷還是白磷，都不能使容器內(nèi)的氧氣完全耗盡：多次實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本一致，即紅磷燃燒后氧氣的殘留量約為7%，白磷燃燒后氧氣的殘留量約為2-3%。

定性分析：（1）紅磷著火點(diǎn)是260℃，在一個(gè)密閉容器中，隨著紅磷燃燒的進(jìn)行，氧氣的含量逐漸減少，反應(yīng)逐漸變慢，放出的熱量也會(huì)逐漸減少，最終會(huì)使溫度降低到紅磷的著火點(diǎn)以下，所以不待氧氣完全消耗完，燃燒就可能停止下來。而白磷的著火點(diǎn)較低，只有約40℃，比紅磷更容易燃燒，需要燃燒來維持其燃點(diǎn)溫度的熱量也比紅磷小的多，所以燃燒的時(shí)間更長，消耗的氧氣比紅磷更多，自然殘留量更少。

（2）在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中，實(shí)驗(yàn)者往往會(huì)存在這樣的操作問題，即把燃燒的紅磷插入容器中時(shí)無意或故意不立即塞緊橡膠塞，使容器里的一部分空氣受熱膨脹而逸出，使容器的溫度在還沒有降到室溫時(shí)就產(chǎn)生了負(fù)壓，進(jìn)入容器的水面高度就會(huì)達(dá)到甚至超過1/5，學(xué)生看到的其實(shí)是一個(gè)實(shí)驗(yàn)成功的假象，但是卻失去了實(shí)驗(yàn)本身所應(yīng)具備的真實(shí)性和科學(xué)性。

理論計(jì)算：為了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果，我們還運(yùn)用物理化學(xué)的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行了相關(guān)計(jì)算，過程如下：

查閱數(shù)據(jù)：兩種不同狀態(tài)磷的標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯自由能分別為：

（1）教材中使用紅磷在密閉容器中燃燒是無法消耗密閉容器中所有氧氣的，即使用白磷也無法完全消耗密閉容器中所有氧氣。但實(shí)驗(yàn)效果比用紅磷更好。建議進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)的演示教學(xué)時(shí)，在保證安全的前提下盡量使用白磷。

（2）教師應(yīng)注重專業(yè)發(fā)展，即使是初中化學(xué)教師也要補(bǔ)補(bǔ)反應(yīng)機(jī)理的業(yè)務(wù)知識(shí)，不能只停留僅僅完成演示實(shí)驗(yàn)的層次上，要對(duì)實(shí)驗(yàn)本身開展“高端備課”。在本節(jié)課的備課過程中，對(duì)實(shí)驗(yàn)的誤差分析，教師就不僅要考慮實(shí)驗(yàn)的操作層面，更應(yīng)將反應(yīng)是否完全這一重要因素考慮進(jìn)去，將實(shí)驗(yàn)的教育功能完整地展示出來。

（3）在課堂教學(xué)中，在完成教材中實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，可以增加數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的對(duì)比演示。使學(xué)生了解教材中的實(shí)驗(yàn)方法還存在由于紅磷無法將容器中的氧氣完全耗盡而產(chǎn)生誤差的情形，還原實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性和真實(shí)性。這也是對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)事求是的實(shí)驗(yàn)態(tài)度教育的良好素材和重要契機(jī)。

[注：本實(shí)驗(yàn)獲得全國第三屆“威尼爾”（Vernier）杯化學(xué)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)用及創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽一等獎(jiǎng)]

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