對空氣中氧氣體積含量測定實驗的探究

張良松

對空氣中氧氣體積含量測定實驗的探究

張良松

如何用實驗來測定空氣中氧氣的體積含量？這是八年級下冊科學教材中一個重要的實驗，要學生直接設計實驗很困難，即使做完實驗還有很多同學很難理解，我們可以通過以下5個探究活動突破自主設計的瓶頸，領(lǐng)會教材設計者為什么選擇這個實驗的目的。

一、方法一探究：測定空氣中氧氣含量的方法

通過討論，同學們可能生產(chǎn)生以下3種想法：

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

(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。

進一步討論，學生最終選擇第3種方法。

二、方法二探究：消耗氧氣的最佳方法

同學想到兩種方法：

(1)用動物的呼吸消耗氧氣。

(2)用物質(zhì)的燃燒消耗氧氣。

通過討論學生可以排除第一種方法，選擇燃燒消耗氧氣，但是空間不能無限。

三、材料探究：選擇怎樣的可燃物

學生通過已有知識想到：蠟燭、木炭、紅磷、白磷……通過討論認為：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，這樣測得的數(shù)據(jù)一定不準確。及時點撥學生：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，這個實驗用紅磷或白磷比較好。

四、過程探究：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？演示注射器吸水實驗，隨后學生很自然地由壓強知識想到：減少的氣體可用水來填充。

至此，再由學生設計實驗方案。然后根據(jù)方案選擇適當儀器和藥品動手實驗。實驗期間規(guī)范操作，仔細觀察，如實填寫實驗報告單。

五、結(jié)果探究：如何反思改進

相互交流時，各組學生暢所欲言，水進入容器的體積占容器內(nèi)原來空氣體積的多少呢？各實驗小組出現(xiàn)多種不同的結(jié)果：有的同學說，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，哪個是正確的呢？科學家已經(jīng)測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。

通過學生討論教師引導得到小于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，有氣體進入了；

(3)沒有等裝置冷卻就打開彈簧夾了。

大于1/5的原因可能有：

(1)塞子塞慢了；

(2)彈簧夾沒有夾緊，從水中的導管口漏氣；

(3)由于塞子沒有塞緊，從塞子和瓶口之間的縫隙漏氣。

可見，燃燒過程中向外漏氣就大于1/5；冷卻過程中向里漏氣就小于1/5。從而歸納出實驗操作注意事項：

(1)應加入過量的紅磷或白磷；

(2)檢查裝置的氣密性；

(3)反應后給裝置充分冷卻；

(4)塞塞子時必須迅速。

六、結(jié)束語

“學生是科學學習的主體，科學學習要以探究為核心”。通過對這個實驗的探究肯定會激發(fā)學生強烈的探究欲望和樹立學好科學的信心。

稿件編號：P1103028

張良松,本科,中教一級。

浙江省德清縣三合中心學校。