空氣中氧氣含測(cè)定的案例分析

1、江蘇省級(jí)實(shí)驗(yàn)課題《實(shí)驗(yàn)教學(xué)案例的開發(fā)與研究實(shí)驗(yàn)教學(xué)案例的開發(fā)與研究》實(shí)驗(yàn)探究課案例1“空氣中氧氣含測(cè)定”的案例分析金壇市第五中學(xué)汪平新的課程標(biāo)準(zhǔn)（化學(xué)）中對(duì)構(gòu)建學(xué)生學(xué)科的情感體系提出了要求，對(duì)開展探究性教學(xué)、關(guān)注自然與社會(huì)，關(guān)注人與自然的和諧發(fā)展、關(guān)注人文精神提出了要求。窺視近幾年的中考試題，創(chuàng)新和綜合類的具有“化學(xué)味”的化學(xué)實(shí)驗(yàn)題將被受關(guān)注，成為了命題的新亮點(diǎn)。以“探究空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)”為知識(shí)背景開展多維探究的化學(xué)實(shí)驗(yàn)題就是其中的

2、一類試題。如：例1某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了如下圖所示的裝置，探究空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)，其中A是底面積為50cm2、高20cm的圓筒狀玻璃容器(帶密封蓋)，上面標(biāo)有以cm為單位的刻度，B是帶刻度的敞口玻璃管(其他輔助裝置略)。他們的操作過程如下：a檢查裝置的氣密性；b加入水并調(diào)整B的高度，使A中的液面至刻度15cm處；c將過量的銅粉平鋪在惰性電熱板上，蓋緊密封蓋；d通電加熱銅粉，待充分反應(yīng)后，冷卻到原來的狀況，調(diào)整B的高度使容器A、B中的液

3、面保持水平，記錄液面刻度。(注：A容器內(nèi)固態(tài)物質(zhì)所占的體積忽略不計(jì))(1)在操作a中檢查裝置氣密性的方法是。(2)在上述實(shí)驗(yàn)中，下列物質(zhì)不能代替銅粉的是(填字母)。A紅磷B木炭C鐵粉(3)在操作d結(jié)束時(shí)，裝置A中液面的刻度約為cm(填整數(shù))。如果在操作d結(jié)束時(shí)，裝置A中液面刻度在11cm處，則實(shí)驗(yàn)結(jié)果比理論值(填“偏大”或“偏小”)。(4)該小組中有同學(xué)提出，用木炭代替銅粉也能測(cè)定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)，只要將水換成一種溶液，則該溶液是，

4、其原因是(用文字表達(dá)式表示)。分析：本題以“探究空氣中氧氣的含量”為知識(shí)背景，要求學(xué)生能把自己所學(xué)的化學(xué)知識(shí)進(jìn)行遷移，重新選擇實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)藥品。本題測(cè)定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)原理是通過加熱銅粉消耗A容器中的氧氣，使A中的氣壓降低，從而通過計(jì)算倒吸水的體積來確定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)。問題(1)考查的是學(xué)生能否靈活運(yùn)用“氣壓差原理”對(duì)裝置氣密性進(jìn)行檢查，很多考生在解答該題時(shí)由于沒有掌握原理，所以無從下手或表達(dá)不清；問題(2)通過紅磷、木炭和

5、鐵江蘇省級(jí)實(shí)驗(yàn)課題《實(shí)驗(yàn)教學(xué)案例的開發(fā)與研究實(shí)驗(yàn)教學(xué)案例的開發(fā)與研究》實(shí)驗(yàn)探究課案例3分析：本題測(cè)定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)原理是通過紅磷在集氣瓶中燃燒，消耗集氣瓶中的氧氣，使瓶中的氣壓降低，從而通過計(jì)算倒吸水的體積來確定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)。儀器名稱的書寫考查的是學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)；實(shí)驗(yàn)原理是讓學(xué)生聯(lián)系物理所學(xué)的壓強(qiáng)知識(shí)來解釋化學(xué)知識(shí)；而涉及的氣體實(shí)驗(yàn)的步驟中不能忘記氣密性的檢查；問題討論中主要考查學(xué)生的誤差分析。答案：燃燒匙；燒杯；紅磷燃

6、燒消耗密閉容器內(nèi)的氧氣，容器內(nèi)的壓強(qiáng)減小，水會(huì)倒流至集氣瓶中；檢查裝置的氣密性；D；有可能，如果開始忘記夾緊止水夾，空氣受熱膨脹從導(dǎo)管口逸出，測(cè)量結(jié)果會(huì)大于五分之一。“空氣中氧氣含量的測(cè)定實(shí)驗(yàn)”是一個(gè)非常重要的實(shí)驗(yàn)，隨著教學(xué)改革的不斷深入，一直奮斗在教學(xué)一線的教師經(jīng)過自己的努力鉆研，創(chuàng)新出了許多“空氣中氧氣含量的測(cè)定實(shí)驗(yàn)”裝置。在教學(xué)中，教師主要要把握住本實(shí)驗(yàn)的“氣壓差”測(cè)定原理，給學(xué)生分析可能影響氣壓差大小的因素，使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)有一個(gè)深

7、度的理解，從而以不變應(yīng)萬變。實(shí)踐：根據(jù)新課標(biāo)的要求，筆者針對(duì)這類題，設(shè)計(jì)了如下兩道類似的題，希望能給讀者一定的指導(dǎo)和啟示。練習(xí)1為測(cè)定空氣中氧氣的含量，某興趣小組的同學(xué)選用了實(shí)際使用容積為40mL的試管作反應(yīng)容器和量程體積足夠大且潤(rùn)滑效果好的針筒注射器，將足量的白磷（化學(xué)性質(zhì)與紅磷相似，40℃就可以燃燒）放入試管后，用橡皮塞塞緊試管，并夾緊彈簧夾。用酒精燈加熱白磷，燃燒結(jié)束后，等到試管冷卻后松開彈簧夾，觀察現(xiàn)象。(1)正式開始實(shí)驗(yàn)前，該

8、小組同學(xué)打開彈簧夾，將注射器活塞從20mL刻度推至15mL刻度，然后松開活塞，觀察活塞回到20mL處，該操作的目的是。(2)實(shí)驗(yàn)中，在松開彈簧夾前，大試管中可以觀察到白磷燃燒，并產(chǎn)生。(3)反應(yīng)的文字表達(dá)式是。(4)實(shí)驗(yàn)后可以觀察到針筒活塞從原來的20mL慢慢向左移至刻度處。A.4mLB.8mLC.12mLD.16mL(5)下列三項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果幾乎沒有影響的一項(xiàng)是。A.裝置有點(diǎn)漏氣B.白磷量不足C.用干燥的紅磷代替白磷做實(shí)驗(yàn)答案：