“测定空气中氧气的含量”实验探究

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1、“测定空气中氧气的含量”实验探究一、探究的价值以问题情景驱动科学探究活动，通过师生合作逐步探讨“测什么”、“在哪测”、“怎样测”3个问题，明确研究的对象是纯净物而不是混合物，测左的是氧气而不是空气。促使学牛获得空气成分的相关知识，体验科学的实验方法，形成科学的思想观念。1•药品的探究由于初中生刚刚接触化学，对于燃烧什么物质把空气中的氧气消耗掉难以选择，教科书中使用的药品是红磷（图1）,教师可以引导学生思考为什么用红磷，从红磷的用量展开探究，采用不同的用量让学生观察，根据观察结果去分析，明确只有红磷的量充足才能得到准确的结果。问题导引下形成假设，通过对进入集

2、气瓶中的液体体积的情况分析，讨论用木炭、硫殒代替红磷是否可以？学生会想到木炭、硫殒燃烧的产物是气体，一且消耗的氧气的体积恰好等于生成的气体的体积，密闭体系内气体的压强几乎没冇变化。通过对比得出生成物必须是固体的要点。随着知识的积累，还可以尝试用铁丝、镁带等代替红磷，等得不到正确结论时再和学生们一起找原因，通过关注在实验操作、实验技能等方面的探究活动，引导学生对实验现象的观察和分析，冋答出“测什么”的问题，使学生完成从简单应用到综合应用的升级。2.实验装置的探究实验装置的探究是解决“在哪测”的问题，很多人对实验装置进行了改进。为减少实验的误差，保证实验装置密

3、闭，用白磷代替红磷，改用电热丝加热、凸透镜将太阳光聚焦加热、水浴加热等，仪器改为由集气瓶和烧杯组装、注射器和试管组装、玻璃钟罩和水槽组装等。对此，教师应理性地反思各种实验装置的设计思路，把构造简单、操作方便、现象直观的优秀的设计方案应用到我们的教学中。教师还可给出多种仪器选择，组装出更多的装置，小组讨论后找出优点。让学牛自主探究，不仅可以使学生更加熟悉实验仪器，而且可以锻炼学生发散思维的能力，有利于培养学生的创新精神和实践能力。3.实验结果的探究在教学过程中，教师要对实验结果有多视角、多维度的分析，充分挖掘教学内容的功能价值，它不仅冇承载知识本体的功能，也

4、有承载能力培养的功能。进一步提出具有分析性的问题：为什么有时测量的水会少于五分2—，而有时会大于五分Z-?集气瓶中剩余气体的性质如何？通过现象怎样得到结论？现象为什么能够得到结论？让学生初步学会用观察、实验的方法获取信息，并从信息中得出科学的结论的能力。科学探究中最重要、最核心的能力要素就是通过分析得到结论的能力。4.测量方法的探究测量方法是要解决“怎样测”的问题，教材的设计是编者提出问题又给出实验方案和结论。这种编排在形式上是探究，本质上却是验证，学生们很容易从课本实验得到结论，这不利于引导学生探究。我们可以根据学生的好奇心，把探究点着眼于能不能用不同的

5、方法进行探究并得出结论。在明确研究对象主体后，分析该如何将物质中的一种组分从主体中区分开来，通过师生的合作探究，得出应将氧气提取或消耗，提取氧气从理论上可行但实际上困难却很大，此时引导学生换个介度思考，将氧气从空气中消耗掉。如何将氧气从空气中消耗掉？怎样测定被消耗掉的这一组分？这里需要分析实验原理，明确氧气的化学性质，即氧气能与哪些物质发生化学反应？气压如何变化？从而确定所需的药品、仪器、操作。让学生体验化学与社会生活的联系，充分感受和领悟化学学科的价值。化学史也是重要的学习素材，具有多种教学价值，如何充分利用拉瓦锡的实验，很好地挖掘史料的价值，也值得我们

6、思考。这几点不是在一次教学活动中就能完成的，特别是第四点的内容，即师生热烈讨论的测量方法的探究，应该在学习更多物质性质之后，至少在学习完氧气的性质，且学生对实验冇较多感性认识之后，才能冇效地完成探究，是该实验探究的高水平发展。二、实验装置的改进仪器用品：红磷、具支试管、橡胶塞、量筒、酒精灯、铁架台（带铁夹）、气球、注射器。实验操作步骤及现象：1.如图2所示：在具支试管中装入红磷，塞上橡胶塞，用小气球密封试管的支管口。移动注射器活塞，在注射器中留下一定体积的气体，记录体积VI后，插入橡胶塞中。根据酒精灯的高度，将试管固定在铁架台上。2•用酒精灯在红磷部位加热

7、，加热时不断推拉注射器活塞，气球忽大忽小，不断将小气球中的气体全部挤入试管中，使氧气反应更充分。3•停止加热后，待试管冷却至室温，将气球内的气体全部挤入注射器内。待注射器活塞稳定后，读取并记录注射器屮剩下的空气体积V2。4•实验结束，清洗仪器后，将具支试管装满水并塞上塞子,再将试管中的水倒入量筒中，测岀具支试管在塞上塞子的情况下的体积V3。表1实验数据记录氧气体积V的计算：理论值二（V1+V3）/5,实验值二VI-V2。实验改进评价：该实验采用具支试管和废弃的针管自制的装置，装置始终处于密闭状态，与外界无物质交换，减少了污染，对环境友好。通过推拉注射器活塞

8、，使空气在注射器、具支试管和气球间来回传送。利用红磷作为耗氧剂，通