空气中甲醛气体含量的简易测定

研究性学习实验的准备与实验教学研究

——空气中甲醛气体含量的简易测定【实验计划】

一：实验原理：

1.甲醛分子的结构是HCHO,含有醛基，因而甲醛与其他醛基一样易

发生氧化反应，甲醛与强氧化剂高锰酸钾在酸性条件下，可以发生如下反应

2MnO4- +5HCHO +6H+2Mn2++5CO2+8H2O

反应时，可以利用MnO4-离子自身的颜色变化指示反应是否完成。二：实验计划：

（一）实验步骤

1.按如下装置装好装置，注意将锥形瓶换成试管，针筒用50ml的。

要使导管被溶液浸没，塞子要塞紧，这样气密性会好。

2.将配好的1×10 -3moL／L取出5ml放入试管中，加入2ml

2moL／L 硫酸溶液，移取时用1ml的针筒。用50ml的针筒从甲醛试剂的上方取出50ml的含有甲醛的蒸汽，将针筒插入橡皮管中，将甲醛蒸汽通过导入打进试管中，让其与高锰酸钾反应，直至高锰酸钾

溶液为无色。记下所用的蒸汽的体积。

3. 将配好的1×10 -4moL／L取出5ml放入试管中，加入2ml

2moL／L 硫酸溶液，移取时用1ml的针筒。用50ml的针筒从甲醛试剂的上方取出50ml的含有甲醛的蒸汽，将针筒插入橡皮管中，将甲醛蒸汽通过导入打进试管中，让其与高锰酸钾反应，直至高锰酸钾溶液为无色。记下所用的蒸汽的体积。

4. 将配好的1×10 -5moL／L取出5ml放入试管中，加入2ml

2moL／L 硫酸溶液，移取时用1ml的针筒。用50ml的针筒从甲醛试剂的上方取出50ml的含有甲醛的蒸汽，将针筒插入橡皮管中，将甲醛蒸汽通过导入打进试管中，让其与高锰酸钾反应，直至高锰酸钾溶液为无色。记下所用的蒸汽的体积。

（二）实验结果

（三）实验结论

由以上的数据可得出最好的实验方案是用1×10 -4moL／L的高锰酸钾溶液，这样的实验操作比较好。现象较明显。1×10 -3moL／L的高锰酸钾所用的气体太多，太耗时，没那么多时间。

二：【思考与讨论】

1.甲醛分子结构中含有什么基团？此基团决定甲醛具有什么重要的化学性质？

答：甲醛分子结构中含有醛基，决定了甲醛的还原性（氧化反应、银镜反应、氢氧化铜反应【菲林试剂】）

2.酸性高锰酸钾溶液具有什么重要的化学性质？高锰酸钾溶液显何种颜色，其显色的灵敏度如何?

答：①酸性高锰酸钾溶液具有的化学性质KMnO4是强氧化剂，它的氧化作用和溶液的酸度有关，在强酸性溶液中获得5个电子还原为Mn2+。

②MnO4-是深紫色，用它滴定无色或浅色试液时一般不需另加指示剂，因为MnO4-被还原后的Mn2+在浓度低时，几乎无色因此利用等当点后微过量的MnO4 -本身的颜色（粉红色）来指示终点。

③显色的灵敏度为

3.气态物质跟溶液中的物质发生化学反应的一般装置是怎样？要使气态物质跟溶液中的物质发生完全反应，其实验装置和操作各应注意什么？

答:一般装置是将气体导入装有反应物的装置中，要发生完全反应，其实验装置和操作应注意装置的气密性要良好、导管要尽量伸入到溶液底部使气体与溶液充分接触、把握好进气速度。

4.如果通过用酸性高锰酸钾溶液来氧化甲醛测定室内甲醛的含量对高锰酸钾溶液的浓度有何要求？

答：高锰酸钾在溶液中最小显色浓度是2×10-6mol∕L，因此选取高锰

酸钾的浓度应大于10-6 mol∕L。

5.高锰酸钾溶液的稳定性如何?如何配制和存放高锰酸钾标准溶液？

答：①高锰酸钾溶液的稳定性不稳定。遇光发生分解，生成灰黑色二氧化锰沉淀并附着于器皿上：

②配制高锰酸钾标准溶液

为了配制较稳定的KMnO4溶液，可称取稍多于理论量的KMnO4溶于蒸馏水中，加热煮沸，冷却后贮于棕色瓶中，于暗处放置数天，使溶液中可能存在的还原性物质完全氧化，然后过滤除去析出的MnO2沉淀。（原因是纯的KMnO4溶液是相当稳定的，一般的KMnO4试剂中常含有少量MnO2和杂质，而且蒸馏水中常含微量还原性物质，它们都促进KMnO4溶液的分解，见光时分解的更快，所以KMnO4不能直接配制标准溶液，而只能用间接配制法进行配制。用草酸钠标定。）正确配制的KMnO4溶液，必须呈中性，不含MnO2↓

三：【实验收获】

1.通过这个实验知道研究性实验该怎样去准备，该怎样去教学。

2.通过查找资料知道什么是研究性学习。

3.懂的了用简易的装置来测生活中一些物质的含量。

四【片断教案】

【导入】有甲醛在哪个含量范围内会对人体造成伤害，详细说出各范围，浓度在每立方米空气中达到0.06-0.07mg/m3时，儿童就会发生轻微气喘。当室内空气中达到0.1mg/m3时，就有异味和不适感；达

到0.5mg/m3时，可刺激眼睛，引起流泪；达到0.6 mg/m3，可引起咽喉不适或疼痛。浓度更高时，可引起恶心呕吐，咳嗽胸闷，气喘甚至肺水肿；达到30 mg/m3时，会立即致人死亡。设问：甲醛怎样对人体造成危害的？查教材资料引发思考（1）甲醛是一种怎样的物质？（2）我们该如何简易的测定空气中甲醛的含量呢？（3）甲醛的主要来源有哪些呢？让同学回去查资料，将这些问题解答。并设计好测定甲醛的实验方案。

【教学过程】和同学交流这些问题，解决完后让同学来说他们的设计方案，和同学们分析每个人的方案，说出他们的优缺点，最后拟出一个最佳方案，让同学们按这个实验方案做实验。实验过程中，自己也参与其中，和同学一起做实验，最后将实验结果公布，比较每组的实验结果，看是否有异同。引导同学进行误差分析。