張良松

對(duì)空氣中氧氣體積含量測(cè)定實(shí)驗(yàn)的探究

張良松

如何用實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)定空氣中氧氣的體積含量？這是八年級(jí)下冊(cè)科學(xué)教材中一個(gè)重要的實(shí)驗(yàn)，要學(xué)生直接設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)很困難，即使做完實(shí)驗(yàn)還有很多同學(xué)很難理解，我們可以通過(guò)以下5個(gè)探究活動(dòng)突破自主設(shè)計(jì)的瓶頸，領(lǐng)會(huì)教材設(shè)計(jì)者為什么選擇這個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的。

一、方法一探究：測(cè)定空氣中氧氣含量的方法

通過(guò)討論，同學(xué)們可能生產(chǎn)生以下3種想法：

(1)直接測(cè)定氧氣的體積，要想測(cè)定氧氣的體積，就要想辦法把氧氣分離出來(lái)，但是怎么把氧氣從空氣中分離出來(lái)呢？

(2)把氧氣以外的物質(zhì)消耗掉，剩下的就是氧氣，但是我們還不能準(zhǔn)確知道除了氧氣以外的氣體都是什么？

(3)把氧氣消耗掉，看少了多少？那么空氣的體積要一定，所以要選擇密閉容器。

進(jìn)一步討論，學(xué)生最終選擇第3種方法。

二、方法二探究：消耗氧氣的最佳方法

同學(xué)想到兩種方法：

(1)用動(dòng)物的呼吸消耗氧氣。

(2)用物質(zhì)的燃燒消耗氧氣。

通過(guò)討論學(xué)生可以排除第一種方法，選擇燃燒消耗氧氣，但是空間不能無(wú)限。

三、材料探究：選擇怎樣的可燃物

學(xué)生通過(guò)已有知識(shí)想到：蠟燭、木炭、紅磷、白磷……通過(guò)討論認(rèn)為：蠟燭、木炭燃燒后都有氣體生成，而且生成的氣體不能完全被水吸收，這樣測(cè)得的數(shù)據(jù)一定不準(zhǔn)確。及時(shí)點(diǎn)撥學(xué)生：紅磷或白磷燃燒后生成五氧化二磷，五氧化二磷是一種固體小顆粒，這個(gè)實(shí)驗(yàn)用紅磷或白磷比較好。

四、過(guò)程探究：如何證明氣體少了多少

燃燒結(jié)束后，怎樣才能證明氣體少了多少呢？演示注射器吸水實(shí)驗(yàn)，隨后學(xué)生很自然地由壓強(qiáng)知識(shí)想到：減少的氣體可用水來(lái)填充。

至此，再由學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。然后根據(jù)方案選擇適當(dāng)儀器和藥品動(dòng)手實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)期間規(guī)范操作，仔細(xì)觀察，如實(shí)填寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告單。

五、結(jié)果探究：如何反思改進(jìn)

相互交流時(shí)，各組學(xué)生暢所欲言，水進(jìn)入容器的體積占容器內(nèi)原來(lái)空氣體積的多少呢？各實(shí)驗(yàn)小組出現(xiàn)多種不同的結(jié)果：有的同學(xué)說(shuō)，我們的約為1/5；我們的多于1/5；我們的比1/5還少。得出不同的結(jié)論，哪個(gè)是正確的呢？科學(xué)家已經(jīng)測(cè)得氧氣約占空氣體積的1/5。我們一起探究得出不同結(jié)果的原因。

通過(guò)學(xué)生討論教師引導(dǎo)得到小于1/5的原因可能有：

(1)紅磷或白磷量少，不能把氧氣用完；

(2)密封不好，有氣體進(jìn)入了；

(3)沒(méi)有等裝置冷卻就打開(kāi)彈簧夾了。

大于1/5的原因可能有：

(1)塞子塞慢了；

(2)彈簧夾沒(méi)有夾緊，從水中的導(dǎo)管口漏氣；

(3)由于塞子沒(méi)有塞緊，從塞子和瓶口之間的縫隙漏氣。

可見(jiàn)，燃燒過(guò)程中向外漏氣就大于1/5；冷卻過(guò)程中向里漏氣就小于1/5。從而歸納出實(shí)驗(yàn)操作注意事項(xiàng)：

(1)應(yīng)加入過(guò)量的紅磷或白磷；

(2)檢查裝置的氣密性；

(3)反應(yīng)后給裝置充分冷卻；

(4)塞塞子時(shí)必須迅速。

六、結(jié)束語(yǔ)

“學(xué)生是科學(xué)學(xué)習(xí)的主體，科學(xué)學(xué)習(xí)要以探究為核心”。通過(guò)對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)的探究肯定會(huì)激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的探究欲望和樹(shù)立學(xué)好科學(xué)的信心。

稿件編號(hào)：P1103028

張良松,本科,中教一級(jí)。

浙江省德清縣三合中心學(xué)校。