河北省邯鄲市漢光中學(xué) 李國軍
河北省涉縣鹿頭中學(xué) 李樹兵
測定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn),科教版教材中是將空集氣瓶分成5 等份,人教版教材中是在集氣瓶中加少量水,將剩余容積分成5 等份,但是都利用了紅磷燃燒消耗瓶內(nèi)氧氣產(chǎn)生內(nèi)外壓強(qiáng)差,通過進(jìn)入水的體積反映空氣中氧氣的體積。為什么實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上會有所不同呢?
1.決定實(shí)驗(yàn)成敗的細(xì)節(jié):①裝置氣密性良好;②點(diǎn)燃紅磷后立即插入集氣瓶中;③燃料過量且生成物是固體;④實(shí)驗(yàn)完需冷卻至室溫。
既然五氧化二磷與水反應(yīng)會放出有毒的腐蝕性煙氣,那么在實(shí)驗(yàn)過程中,我們應(yīng)該盡量避免將其與水接觸。但是人教版教材中專門強(qiáng)調(diào)要有水,它的設(shè)計(jì)意圖應(yīng)該是吸收反應(yīng)產(chǎn)生的熱量,減小集氣瓶內(nèi)壓強(qiáng)。而科教版教材的設(shè)計(jì)意圖應(yīng)當(dāng)是避免其與水反應(yīng)放出有毒氣體。
1.科教版教材的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)雖然考慮了五氧化二磷與水反應(yīng)生成有害氣體的因素,但是最后也要進(jìn)水。由于在密閉空間內(nèi),有害氣體不會逸出,但是實(shí)驗(yàn)過程中要放熱,氣體膨脹會使集氣瓶內(nèi)壓強(qiáng)增大,容易導(dǎo)致漏氣,造成環(huán)境污染。
2.人教版教材的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)專門強(qiáng)調(diào)要有水,水的作用應(yīng)當(dāng)是吸熱、減壓。因?yàn)樗谋葻崛葺^大,吸收相同熱量時(shí)溫度變化不大,不會使得瓶內(nèi)壓強(qiáng)過大。
不加水的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)容易造成瓶內(nèi)壓強(qiáng)過大,使得實(shí)驗(yàn)裝置漏氣,最終導(dǎo)致測量失?。欢鴱?qiáng)調(diào)加水的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能夠避免因燃燒放熱,溫度升高過快,氣體體積膨脹,導(dǎo)致壓強(qiáng)急速增大而漏氣。
細(xì)節(jié)決定成敗,科學(xué)更是一個(gè)注重細(xì)節(jié)的過程,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上的小小不同,會引起效果很大的不同,有時(shí)甚至?xí)?dǎo)致嚴(yán)重的后果,因此我們在教學(xué)中要培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)的品質(zhì)。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中很多地方都會用到水,如硫在氧氣中燃燒實(shí)驗(yàn)集氣瓶中的水起吸收二氧化硫的作用,保護(hù)大氣;再如鐵絲燃燒實(shí)驗(yàn)集氣瓶中的水起降溫作用,防止生成的高溫物質(zhì)直接落在瓶底,使瓶炸裂。