第四届中小学理科实验教学与小学科学教研优秀论文(莫安飞))
第四届中小学理科实验教学与小学科学教研优秀论文
评选活动
（论文封面）
空气中氧气含量的测定实验的改进
【内容摘要】北京仁爱版九年级化学教材专题二单元1《多组分的空气》的“空
气中氧气含量的测定”演示实验教学过程中，发现存在几个不足：（1）点燃红磷后伸入集气瓶的过程中瓶内会有气体受热向外逸出，导致测定结果偏大。（2）实
验一开始是暴露在空气中进行的，生成的白烟——五氧化二磷固体小颗粒散失到空气会污染空气，危及师生的健康。（3）实验中所用水的颜色与玻璃的颜色相近，不便于观察实验现象。针对实验中出现的这些问题，本人经反复验证和探究、细心揣摩，对实验进行了改进，改进后的演示实验效果更明显、准确度高，不污染环境，使实验更具有科学性，体现“绿色化学”的理念。在教学中收到较好的效果。
【关键词】氧气含量；测定实验；改进
【正文】
“空气中氧气含量测定”的演示实验（即红磷在集气瓶里燃烧的实验）在
《多组分的空气》一节课中占据相当重要的作用，学生通过观察、分析实验现象知道空气中氧气含量。通过演示实验使无法观察到的、难以触摸的空气成分变得感性、直观，为学生分析空气中氧气含量的思维过程奠定了基础。演示实验能否成功是本节课成功的关键，《多组分的空气》一节课笔者有两堂公开课的经历，体会颇深。现将自己在演示实验过程中对实验的改进和同行共同探讨，如有不当之处，请予以批评指正。
北京市仁爱版专题2单元1空气中氧气含量的测定步骤如下：
（1）将右图所示的集气瓶的容积划分为5等份，并加以标
记。
（2）在带橡皮塞和导管的燃烧匙内装满红磷，将胶管上的
止水夹夹紧，把燃烧匙内的红磷放在酒精灯火焰上点燃，并迅速
伸入集气瓶内，塞紧橡皮塞，观察到什么现象？
（3）待集气瓶冷却到室温后，把导管插入盛水的烧杯中，打开止水夹，又观察到什么现象？
笔者在演示该实验过程中，发现存在以下不足：（1）点燃红磷后伸入集气
瓶的过程中瓶内会有气体受热向外逸出，导致测定结果偏大。（2）实验一开始是暴露在空气中进行的，生成的白烟——五氧化二磷固体小颗粒散失到空气会污染空气，危及师生的健康。（3）实验中所用水的颜色与玻璃的颜色相近，不便于观察实验现象。针对实验中出现的这些问题，本人经反复验证和探究、细心揣摩，对实验进行了改进，改进后的演示实验效果更明显、准确度高，不污染环境，体现“绿色化学”的要求。下面就从六个方面谈谈这个实验的改进，与同行探讨。
一、设计意图：
红磷燃烧消耗集气瓶中的氧气，生成五氧化二磷固体，导
致集气瓶内的压强减小，集气瓶外的水在压力差的作用下压入
瓶内，上升的水的体积约占原瓶内气体体积的1/5。通过实验
使学生了解测定空气中氧气的含量的实验原理，在老师的指导
下学会操作方法。
二、仪器和药品：
集气瓶，插有燃烧匙和铜丝的橡皮塞，电炉丝，水槽，学生电源，红磷, 滴有红墨水的水
三、装置特证：
1、如上面图所示：利用“电阻丝通电变红”的原理引燃红磷，装置简单，设计新颖；不用检查装置气密性，操作方便；整个实验过程都在密封的容器中进行，生成物不会污染空气，符合“绿色化学”的要求；该实验安全性能好，便于推广。
2、克服了在瓶外点燃红磷后伸入集气瓶的过程中，瓶内会有气体受热向外逸出，导致测定结果偏大。
3、避免了实验一开始是暴露在空气中进行的，生成的白烟——五氧化二磷
固体小颗粒散失到空气会污染空气，危及师生的健康。
4、在水中加入红墨水，便于实验观察。
5、能准确5等份，现象明显，可信度高
四、装置制作和实验步骤：
1、如右图所示：取一集气瓶，在近瓶底部一侧开一小
孔，插入圆珠笔芯塑料管（作进水管用），用玻璃胶水固定，
且确保集气瓶不漏水，使在瓶内的管一端向上翅，在瓶外管一
端连一小节“鸡肠胆”（作进水开关
和瓶内气体受热膨胀缓冲作用）。
2、选择一个合适的橡皮塞，在橡皮塞中选合适的位置插
入燃烧匙，在橡皮塞另一侧插入一根粗铜丝，并使伸入瓶内铜
丝的长度与装红磷的燃烧匙长度相近和平行，再取一段800瓦
的电炉丝（约6-8个自然圈），两端分别与燃烧匙和铜丝相连接。将橡皮塞上端燃烧匙和铜丝用导线与12伏的学生电源相连。
3、事先将集气瓶内分为5等份。具体做法为：在近瓶底
处用红色笔画第一根线，用止水夹夹住“鸡肠胆”，向集气瓶
内装满水，然后塞上橡皮塞，用量筒量第一根线以上水的体
积，并将其分为5等份，再用红色笔标上
4、3、2、1;如图所示。
4、向瓶内加入红色水至第一根线，留下剩余5等分作为
量气瓶备用，用止水夹夹紧“鸡肠胆”，。
5、向燃烧匙内加入足量的红磷，插入集气瓶内，塞紧后
将瓶放在水槽中，打开电源中，使红磷受热燃烧，待红磷正常
燃烧后断开电源。
6、待燃烧停止、白烟消失，温度降至室温后，打开
“鸡肠胆”上的止水夹，观察瓶内水面变化。引导学生
分析原因，得出结论
五、注意事项：
1、红磷需足量，以尽量消耗瓶中的氧气；
2、要塞紧橡皮塞和夹紧“鸡肠胆” ，保证良好的气密性；
3、待冷却至室温时再读数。
六、教学效果：改进后的演示实验现象明显，学生能清楚地观察到水位上升的过程和水面最终的位置，结果可性度高，使实验更具有科学性。学生对测定空气中氧气含量的原理了解比较深刻，同时体现了“绿色化学”理念。
【参考文献】
[1] 《北京市仁爱教育研究所（上）教材》
[2]胡美玲等空气《义务教育课程标准实验教科书?化学》第二单元，我们周围的空气，26－27。
[3] 《科学探究式学习100 个问题》