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，這樣測得的數據一定不準確。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。然后根據方案選擇適當儀器和藥品動手實驗。實驗期間規范操作，仔細觀察，如實填寫實驗報告單。

五、結果探究：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原來空氣體積的多少呢？各實驗小組出現多種不同的結果：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。得出不同的結論，哪個是正確的呢？科學家已經測得氧氣約占空氣體積的1/5。我們一起探究得出不同結果的原因。

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。