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内容摘要：人教版九年级化学第27页实验2-1，空气中氧气的含量的测定是初中学生进入化学以来第一个重要的化学实验，课本上是一个演示实验，很多学校都会拿来做一个学生实验来处理，来激发学生学习化学的兴趣和培养探究化学知识的能力。但是这个实验有很多关键操作，对实验成败的影响很大。在很多资料和文章中有很多对空气中氧气含量的测定的实验改进，各有优势。
关键词：氧气含量 测定实验 实验方案
人教版九年级化学第27页实验2-1，空气中氧气的含量的测定是初中学生进入化学以来第一个重要的化学实验，课本上是一个演示实验，很多学校都会拿来做一个学生实验来处理，来激发学生学习化学的兴趣和培养探究化学知识的能力。但是这个实验有很多关键操作，对实验成败的影响很大。在很多资料和文章中有很多对空气中氧气含量的测定的实验改进，各有优势。
一、新旧教材中的实验对比
（1）2004年新课改前教材中的实验。将钟罩放入盛有水的水槽中，记录钟罩内水面的位置，以水面为基准线，将钟罩水面以上容积分成五等分，在燃烧匙内盛过量红磷，用酒精灯点燃后，立即插入钟罩内并塞紧橡皮塞，观察红磷燃烧和水面变化的情况。优点：该实验最大的优点是操作简便，容易控制装置的气密性，可以明显观察到钟罩中水位不断上升。缺点：该实验也存在了不少的问题：①钟罩容积大，空气多，消耗的红磷的质量大，没有体现绿色化学的理念。②红磷使用量较多，燃烧的时间过长，产生的热量过多，等待实验结束的时间长。③整个实验不在密闭的容器中进行，先把红磷燃烧再伸入钟罩内，会导致红磷在伸入钟罩内前，产生的大量的五氧化二磷污染空气。在伸入钟罩内的过程中，钟罩内空气受热逸出，导致存在系统误差。④）钟罩、水槽和水都是无色的，不便观察实验现象，可以在水中滴加几滴红墨水。⑤钟罩水面以上的容积刻度的划分不是很方便，一边采用注水的方法来确定刻度，因为容积大，标刻度和观察水位时都存在一些误差。⑥钟罩和水槽等装置体积大，需求的水的质量大，携带不方便。
（2）现人教版中的实验。在集气瓶内加入少量水，并将水面上方空间分为5等份。用弹簧夹夹紧胶皮管。点燃燃烧匙内的红磷后，立即伸入瓶中并把塞子塞紧，观察红磷燃烧的现象。待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察实验现象及水面的变化情况。优点：该实验相对课改前的实验有了很大的改进，装置小了些，携带也方便了很多，集气瓶的容积小，消耗的红磷比较少，体现了现行的绿色化学理念。燃烧结束后冷却的时间较短，节约了时间，不管作为演示实验还是学生实验都有很好的可行性。缺点：虽然相对与课改前的实验进行了一些改进，但一些问题还是没有解决，对实验的真实性有很大的影响。①对实验的气密性要求很高。②整个实验不再密闭容器內进行，先用酒精灯燃烧红磷，导致产生的五氧化二磷污染空气，再伸入瓶内时，有空气受热逸出，导致了实验结果偏大。③实验中集气瓶、导管和水都是无色的，不便观察实验现象，需加入几滴红墨水。④实验过程中，导管中会存在有少量的水，会导致实验结果会偏低。
二、一些改进实验方案的对比
（1）针对课改前的实验的改进将玻璃管放入盛有水的烧杯中，记录玻璃管内水面的位置，以水面为基准线，将玻璃管水面以上容积分成五等分，把粗铜丝一端加工成小勺，盛满足量的白磷，另一端拧成螺旋状，塞好瓶塞，加入铜丝，观察白磷燃烧和水面变化的情况。该方案针对于课改前的实验的一些问题进行了一些改进，①用玻璃管代替钟罩，白磷的用量要少得多，节约了资源。②整个实验在密闭容器中进行，减少了污染和空气的逸出导致的误差。
该方案也存在了一点问题，①采用了加热粗铜丝的办法来引燃白磷，因为粗铜丝在加热的过程中会散热，导致引燃白磷的时间较长。②白磷有剧毒，并在南方地区，气温较高，取用白磷时有一定的危险性。
（2）针对现教材中的实验的改进。在集气瓶内空间分为5等份。用弹簧夹夹紧胶皮管。用放大镜引燃红磷或用水浴加热的方法引燃白磷后，观察燃烧的现象。待红磷或白磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察实验现象及水面的变化情况。
这两个方案有异曲同工之妙，在现行人教版教材的实验上做了稍微的改进，解决了整个实验都能在密闭容器中进行的问题，防止了生成的五氧化二磷污染空气，又减少了伸入瓶内空气受热逸出导致的误差。
这两个方案也有一点点遗憾：①对装置的气密性要求很高，需要检查气密性。实验结束后，导管中会残留有一些液体，导致测定的结果会偏低。②前者需要放大镜聚光，而着火点很高，因此实验室或课室里光线要强，否则实验难以成功。后者使用到了白磷，白磷有剧毒，且着火点很低，容易发生火灾，有很大的危险性。
（3）比较理想的改进方案。图1的实验方案中，取有刻度的玻璃管，一端用软木塞塞进，另一端塞如活塞，推动活塞，检查气密性，再放入白磷，用沸水加热白磷，观察现象和测定结果。图2的实验方案中，取一个小玻璃管，注水测定容积，两端连接好注射器，固定一端，推动另一端，检查气密性，再放入拧成螺旋状的铜丝放入玻璃管内，加热，边加热边交替推动两端的玻璃管，冷却后把其中一只注射器中的气体完全推到另一只注射器中，观察测定结果。
这两个方案与以上3个方案都有共同的优点是整个实验都在密闭容器中进行，减少了污染的同时，也减少了误差。这两个方案还有更理想地改进：①都用到了有刻度的仪器，比人为做的标记要准确，那么测定的实验结果更准确。②这两套装置的气密性检查比较简便，只需推动活塞，观察是否能回到原刻度即可。
图1中方案和图2中方案对比，①图1中使用了白磷，而图2中使用无毒的铜丝代替了有毒的白磷，使实验更加安全，使用的铜丝可以通过酸清洗后再次使用。②图2中方案使用了2只注射器，在实验过程中交替推动注射器，可以使容器内的空气完全反应掉，防止氧气没有反应充分。因此图2方案更理想，更加符合当前的绿色化学理念。
总之，在实验的改进中，我们需要考虑到学生的实际情况，关注实验的可操作性，安全性，资源的使用和是否对环境有影响。
《参考文献》
（1）朱华英、刘怀乐等著《对空气中氧气含量测定实验的改进》2005年Z1期《化学教学》
（2）农恒东著《测定空气中氧气含量的两个常规实验和几个改进实验》
（3）秦翔著《空气中氧气含量测定实验的改进》 2014年《第五届中国教育技术装备论坛获奖论文集（下）》
（4）杨胜武著《“空气中氧气含量测定”实验改进》2015年02期《中学化学教学参考》
关键词：氧气含量 测定实验 实验方案
人教版九年级化学第27页实验2-1，空气中氧气的含量的测定是初中学生进入化学以来第一个重要的化学实验，课本上是一个演示实验，很多学校都会拿来做一个学生实验来处理，来激发学生学习化学的兴趣和培养探究化学知识的能力。但是这个实验有很多关键操作，对实验成败的影响很大。在很多资料和文章中有很多对空气中氧气含量的测定的实验改进，各有优势。
一、新旧教材中的实验对比
（1）2004年新课改前教材中的实验。将钟罩放入盛有水的水槽中，记录钟罩内水面的位置，以水面为基准线，将钟罩水面以上容积分成五等分，在燃烧匙内盛过量红磷，用酒精灯点燃后，立即插入钟罩内并塞紧橡皮塞，观察红磷燃烧和水面变化的情况。优点：该实验最大的优点是操作简便，容易控制装置的气密性，可以明显观察到钟罩中水位不断上升。缺点：该实验也存在了不少的问题：①钟罩容积大，空气多，消耗的红磷的质量大，没有体现绿色化学的理念。②红磷使用量较多，燃烧的时间过长，产生的热量过多，等待实验结束的时间长。③整个实验不在密闭的容器中进行，先把红磷燃烧再伸入钟罩内，会导致红磷在伸入钟罩内前，产生的大量的五氧化二磷污染空气。在伸入钟罩内的过程中，钟罩内空气受热逸出，导致存在系统误差。④）钟罩、水槽和水都是无色的，不便观察实验现象，可以在水中滴加几滴红墨水。⑤钟罩水面以上的容积刻度的划分不是很方便，一边采用注水的方法来确定刻度，因为容积大，标刻度和观察水位时都存在一些误差。⑥钟罩和水槽等装置体积大，需求的水的质量大，携带不方便。
（2）现人教版中的实验。在集气瓶内加入少量水，并将水面上方空间分为5等份。用弹簧夹夹紧胶皮管。点燃燃烧匙内的红磷后，立即伸入瓶中并把塞子塞紧，观察红磷燃烧的现象。待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察实验现象及水面的变化情况。优点：该实验相对课改前的实验有了很大的改进，装置小了些，携带也方便了很多，集气瓶的容积小，消耗的红磷比较少，体现了现行的绿色化学理念。燃烧结束后冷却的时间较短，节约了时间，不管作为演示实验还是学生实验都有很好的可行性。缺点：虽然相对与课改前的实验进行了一些改进，但一些问题还是没有解决，对实验的真实性有很大的影响。①对实验的气密性要求很高。②整个实验不再密闭容器內进行，先用酒精灯燃烧红磷，导致产生的五氧化二磷污染空气，再伸入瓶内时，有空气受热逸出，导致了实验结果偏大。③实验中集气瓶、导管和水都是无色的，不便观察实验现象，需加入几滴红墨水。④实验过程中，导管中会存在有少量的水，会导致实验结果会偏低。
二、一些改进实验方案的对比
（1）针对课改前的实验的改进将玻璃管放入盛有水的烧杯中，记录玻璃管内水面的位置，以水面为基准线，将玻璃管水面以上容积分成五等分，把粗铜丝一端加工成小勺，盛满足量的白磷，另一端拧成螺旋状，塞好瓶塞，加入铜丝，观察白磷燃烧和水面变化的情况。该方案针对于课改前的实验的一些问题进行了一些改进，①用玻璃管代替钟罩，白磷的用量要少得多，节约了资源。②整个实验在密闭容器中进行，减少了污染和空气的逸出导致的误差。
该方案也存在了一点问题，①采用了加热粗铜丝的办法来引燃白磷，因为粗铜丝在加热的过程中会散热，导致引燃白磷的时间较长。②白磷有剧毒，并在南方地区，气温较高，取用白磷时有一定的危险性。
（2）针对现教材中的实验的改进。在集气瓶内空间分为5等份。用弹簧夹夹紧胶皮管。用放大镜引燃红磷或用水浴加热的方法引燃白磷后，观察燃烧的现象。待红磷或白磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察实验现象及水面的变化情况。
这两个方案有异曲同工之妙，在现行人教版教材的实验上做了稍微的改进，解决了整个实验都能在密闭容器中进行的问题，防止了生成的五氧化二磷污染空气，又减少了伸入瓶内空气受热逸出导致的误差。
这两个方案也有一点点遗憾：①对装置的气密性要求很高，需要检查气密性。实验结束后，导管中会残留有一些液体，导致测定的结果会偏低。②前者需要放大镜聚光，而着火点很高，因此实验室或课室里光线要强，否则实验难以成功。后者使用到了白磷，白磷有剧毒，且着火点很低，容易发生火灾，有很大的危险性。
（3）比较理想的改进方案。图1的实验方案中，取有刻度的玻璃管，一端用软木塞塞进，另一端塞如活塞，推动活塞，检查气密性，再放入白磷，用沸水加热白磷，观察现象和测定结果。图2的实验方案中，取一个小玻璃管，注水测定容积，两端连接好注射器，固定一端，推动另一端，检查气密性，再放入拧成螺旋状的铜丝放入玻璃管内，加热，边加热边交替推动两端的玻璃管，冷却后把其中一只注射器中的气体完全推到另一只注射器中，观察测定结果。
这两个方案与以上3个方案都有共同的优点是整个实验都在密闭容器中进行，减少了污染的同时，也减少了误差。这两个方案还有更理想地改进：①都用到了有刻度的仪器，比人为做的标记要准确，那么测定的实验结果更准确。②这两套装置的气密性检查比较简便，只需推动活塞，观察是否能回到原刻度即可。
图1中方案和图2中方案对比，①图1中使用了白磷，而图2中使用无毒的铜丝代替了有毒的白磷，使实验更加安全，使用的铜丝可以通过酸清洗后再次使用。②图2中方案使用了2只注射器，在实验过程中交替推动注射器，可以使容器内的空气完全反应掉，防止氧气没有反应充分。因此图2方案更理想，更加符合当前的绿色化学理念。
总之，在实验的改进中，我们需要考虑到学生的实际情况，关注实验的可操作性，安全性，资源的使用和是否对环境有影响。
《参考文献》
（1）朱华英、刘怀乐等著《对空气中氧气含量测定实验的改进》2005年Z1期《化学教学》
（2）农恒东著《测定空气中氧气含量的两个常规实验和几个改进实验》
（3）秦翔著《空气中氧气含量测定实验的改进》 2014年《第五届中国教育技术装备论坛获奖论文集（下）》
（4）杨胜武著《“空气中氧气含量测定”实验改进》2015年02期《中学化学教学参考》