徐麗++冷廣慶
人教版《義務(wù)教育教科書——化學》九年級上冊中實驗2-1(如圖1所示),測定空氣里氧氣含量實驗是中
學化圖1學第一個定量實驗,是中學化學教學中最典型的一個教學型實驗。做好空氣中氧氣含量的測定實驗,對學生學習化學這門課程具有很大的輔助與啟蒙作用。筆者對該實驗進行了一些改進,使該實驗具有更好的定量性、環(huán)保性、實用性等特點。
一、改進后的新裝置(如圖2、3、4所示)
二、實驗步驟
1.準備兩支相同的硬質(zhì)大試管、50 mL量筒、鐵架臺(帶鐵夾)、酒精燈、雙孔橡皮塞、導管、小氣球、橡膠管、止水夾等。
2.連接裝置如圖2中A,檢查裝置氣密性。試管B中裝滿水(最好用硫酸銅和酸性高錳酸鉀混合溶液)后倒入量筒中。
3.向試管A中加入少量細沙,蓋住試管底部。再加入足量(約黃豆粒大?。┑募t磷(或白磷)。將試管A固定在鐵架臺上,調(diào)整適當高度。把導管一端插入量筒中,并把導管另一端與橡膠管相連。記錄量筒中液體的體積V1。
4.點燃酒精燈,加熱試管,如圖3所示,待紅磷(或白磷)燃燒后,停止加熱。觀察現(xiàn)象。
5.待試管冷卻到室溫后,打開止水夾,如圖4所示,觀察現(xiàn)象。液體停流后,記錄量筒中液體的體積V2。
6.通過量筒中液體的體積差,計算空氣中氧氣的體積分數(shù): (V1-V2)/V1×100%。
三、實驗優(yōu)點
1.節(jié)約、直觀性:所用藥品少,反應現(xiàn)象明顯,速度快,試管冷卻到室溫時間短。
2.環(huán)保、安全性:在密閉環(huán)境中進行,不污染空氣,不會對師生身心造成傷害。
3.實用、準確性:操作簡便,更適合用于學生分組實驗,實驗數(shù)據(jù)誤差很小。
4.創(chuàng)新、科學性:具有一定的創(chuàng)新性,方便定量分析,具有一定的科學嚴謹性。
四、實驗說明
1.檢查裝置氣密性:確保實驗裝置具有良好的氣密性,否則測得的空氣中氧氣的含量偏小。
2.試管B中裝滿水(最好用硫酸銅溶液和酸性高錳酸鉀溶液):應考慮止水夾前的導管內(nèi)和小氣球及導管中的空氣體積。
3.試管A中加入少量細沙,蓋住試管底部:防止紅磷(或白磷)粘在試管壁上,使局部溫度過高造成試管破損。
4.加入足量(約黃豆粒大?。┑募t磷(或白磷):確保裝置內(nèi)空氣中的氧氣完全被消耗,否則測得的空氣中氧氣的含量偏小。
5.紅磷(或白磷)燃燒產(chǎn)物處理:五氧化二磷與冷水反應生成劇毒的偏磷酸[或聚偏磷酸(HPO3)n]。
偏磷酸對呼吸道有刺激性;眼接觸或致灼傷,造成永久性損害;皮膚接觸可致嚴重灼傷。采用硫酸銅和酸性高錳酸鉀混合溶液作為反應產(chǎn)物的吸收液和反應器內(nèi)壁的清洗液,可有效地消除五氧化二磷的污染。
6.試管冷卻到室溫后,打開止水夾:否則測得的空氣中氧氣含量的測定值偏小。
(收稿日期:2015-05-18)