徐麗++冷廣慶
人教版《義務(wù)教育教科書(shū)——化學(xué)》九年級(jí)上冊(cè)中實(shí)驗(yàn)2-1(如圖1所示),測(cè)定空氣里氧氣含量實(shí)驗(yàn)是中
學(xué)化圖1學(xué)第一個(gè)定量實(shí)驗(yàn),是中學(xué)化學(xué)教學(xué)中最典型的一個(gè)教學(xué)型實(shí)驗(yàn)。做好空氣中氧氣含量的測(cè)定實(shí)驗(yàn),對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)這門(mén)課程具有很大的輔助與啟蒙作用。筆者對(duì)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了一些改進(jìn),使該實(shí)驗(yàn)具有更好的定量性、環(huán)保性、實(shí)用性等特點(diǎn)。
一、改進(jìn)后的新裝置(如圖2、3、4所示)
二、實(shí)驗(yàn)步驟
1.準(zhǔn)備兩支相同的硬質(zhì)大試管、50 mL量筒、鐵架臺(tái)(帶鐵夾)、酒精燈、雙孔橡皮塞、導(dǎo)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(xì)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(tái)上,調(diào)整適當(dāng)高度。把導(dǎo)管一端插入量筒中,并把導(dǎo)管另一端與橡膠管相連。記錄量筒中液體的體積V1。
4.點(diǎn)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(kāi)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(guò)量筒中液體的體積差,計(jì)算空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù): (V1-V2)/V1×100%。
三、實(shí)驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)
1.節(jié)約、直觀性:所用藥品少,反應(yīng)現(xiàn)象明顯,速度快,試管冷卻到室溫時(shí)間短。
2.環(huán)保、安全性:在密閉環(huán)境中進(jìn)行,不污染空氣,不會(huì)對(duì)師生身心造成傷害。
3.實(shí)用、準(zhǔn)確性:操作簡(jiǎn)便,更適合用于學(xué)生分組實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差很小。
4.創(chuàng)新、科學(xué)性:具有一定的創(chuàng)新性,方便定量分析,具有一定的科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)性。
四、實(shí)驗(yàn)說(shuō)明
1.檢查裝置氣密性:確保實(shí)驗(yàn)裝置具有良好的氣密性,否則測(cè)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(yīng)考慮止水夾前的導(dǎo)管內(nèi)和小氣球及導(dǎo)管中的空氣體積。
3.試管A中加入少量細(xì)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(guò)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(cè)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(yīng)生成劇毒的偏磷酸[或聚偏磷酸(HPO3)n]。
偏磷酸對(duì)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(yán)重灼傷。采用硫酸銅和酸性高錳酸鉀混合溶液作為反應(yīng)產(chǎn)物的吸收液和反應(yīng)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(kāi)止水夾:否則測(cè)得的空氣中氧氣含量的測(cè)定值偏小。
(收稿日期:2015-05-18)