空气中氧气体积分数的测定

浅议空气中氧气体积分数的测定
摘要：现行教材各版本对“空气中氧气体积分数的测定”这一实验，几乎采用相同的设计方式，该装置不乏许多优点，但也有不少缺陷未能避免。

总之，改进后的装置具有测量精度高、误差小、可操作性强，还能有效地防止该实验常见的“冲塞”现象的发生。

尤为重要的是，该设计既能充分激发学生的环保意识和质疑、创新精神，又可以培养学生严谨求实的科学态度。

关键词：实验改进；注射器；量筒；误差小；环保
1.该阶段学生尚没有学习关于大气压的知识，做空气中氧气含量的测定实验时，烧杯中的水为什么会流入集气瓶，学生非常茫然，即使通过教师讲解，学生也不甚理解，不利于对教材中相关知识的学习。

2.实验前在集气瓶中要加入少量的水，用于吸收五氧化二磷，实验后又有烧杯中的水流入，两部分的水容易混为一谈，学生更显得不知所措。

3.操作时，将红磷放在燃烧匙中，在酒精灯上进行加热至燃烧，这需要加热较长时间，同时需将燃烧匙倾斜，让火焰直接接触到红磷，才能使红磷燃烧，操作不方便。

4.燃烧过程中，由于红磷燃烧，放出大量热，使集气瓶内气压增大，有时会冲出瓶塞，缺乏安全性。

……
笔者在前人研究的基础上，通过反复实践，设计了一种既易于学
生理解实验原理，又较为精确的实验方法。

一、实验器材
二、实验过程
1.按如图1所示装置，连接仪器。

3.夹紧止水夹（防止导管中液体流出），拔出橡皮塞，并将注射器的活塞推回到“0”刻度处，迅速在燃烧匙上装上足量白磷，然后立即把橡皮塞塞入集气瓶，务必塞紧。

4.集气瓶内cuso4溶液的温度较高，高于白磷的着火点，白磷马上就被引燃，产生浓厚的白烟，并放出大量的热。

因此，该密闭系统内气压急剧增大，注射器活塞会向上移动。

反应结束，瓶内温度降低，气压减小，活塞又会向下移动至“0”刻度处。

在冷却过程中，教师应抓住该有利时机，引导学生分析本实验的化学原理：白磷燃烧消耗系统内的氧气，生成体积微乎其微的p2o5固体，使系统内气压减小。

学生从而能明确对药品选择的要求。

三、改进意义
1.白磷点燃和燃烧均在集气瓶密闭后进行，不会有白烟散逸在空气中，瓶内空气也不会逸出。

因而实验的误差较小，测量的准确度高，同时防止了空气污染。

2.注射器和量筒的巧妙搭配，能清晰地显示在一定量空气里o2的体积，更能直观、简要地说明实验涉及的物理原理。

3.用70℃的cuso4溶液代替水，能巧妙地引燃白磷。

再加上cuso4溶液是一种蓝色液体，在实验过程中，能方便观察液面的升降，即
使在后排的学生，也能明显地观察到实验现象。

最后，利用硫酸铜能与白磷参加反应的性质，既化解了剩余白磷的毒性，又为学生树立了环保意识。

总之，整个实验设计操作简单，不仅能弥补原有装置的缺陷，还能激发学生的环保意识和质疑、创新精神，又可以培养学生严谨求实的科学态度，是一项值得推广的改进。

参考文献：
[1]王锦.化实验教学与仪器，2005.
[2]张欣荣.化学教学，2010.
（作者单位浙江省绍兴县孙端镇中学）。