h08 测定空气中氧气的含量

测定空气中氧气的含量1.实验教学目标1.1知识与技能掌握测量空气中氧气含量时“耗氧剂”的选择标准以及测量氧气含量的方法1.2过程与方法通过学生探究实验，观察实验现象并交流讨论，总结结论，通过教师和学生一起分析实验误差，提高并巩固知识。1.3情感态度与价值观培养学生爱护大气环境的意识，使学生逐步认识化学方法在测量物质含量时的应用，提高学生的科学素养。2.实验内容2.1实验名称测定空气中氧气的含量2.2实验器材实验一：水槽、白磷、热水、大试管实验二：集气瓶、燃烧匙、导气管、乳胶管、烧杯、水、硫粉实验三：集气瓶、粗铁丝、导气管、乳胶管、烧杯、水、镁条实验四：集气瓶、导气管、乳胶管、放大镜、细沙、水、白磷2.3装置（如教学过程所示）2.4实验材料的准备过程试验中所用材料都是实验室常见的仪器和药品3. 实验教学思路 目前市面上的教材、教参对于如何测定空气中的氧气含量主要是一种思路，那就是选取合适的物质与密闭容器中的氧气反应，将氧气消耗，通过直观表现空气总体积的变化量来得到氧气的体积分数，所选取的耗氧物质主要有两种：铜或者白（红）磷，选用两种物质各有优缺点，选用铜做耗氧剂的缺点主要是反应较慢需要酒精灯加热，操作难度偏大，选用磷做耗氧剂现象明显但会造成污染，所以如何产生直观明显的现象是教学重点，如何让装置简单化却能有效减少污染是教学难点。通过实验可以让学生在动手中了解实验原理的奥秘，而不是停留在空洞的理论上，动起手来可以更深刻地了解实验理论的奥秘。此内容采用学生讨论和分组实验的方式进行。4.实验教学过程4.1设置情景 引入主题 （我是用演示实验的方式导入的） 上课伊始，我展示一个盛放一定量热水的大烧杯，热水里放了白磷。师：热水里的白磷为什么没有燃烧？生：缺少氧气。接着我演示一个极具观赏性的实验:迅速将两只试管倒扣在水中，a试管扣在白磷上，b试管直接扣在水中，白磷在水中燃烧，出现了“水火相容”的奇景，a试管中液面升高，b试管中液面不变。如图： 学生认真观察,倍感兴奋、新奇,大有不可思议的感觉在学生的议论与雀跃之中,实验结束,学生意犹未尽。教师不失时机,即时启发:白磷在热水中也能燃烧是因为试管迅速下压时把空气压入了水中，但是，为什么a试管中液面上升了呢？此时大部分学生已经开始思考了,一扫刚才“看热闹”的心理。接着，老师要求学生写出白磷燃烧的反应方程式，生: 4P+5O22P2O5学生根据方程式分析可以得到，白磷燃烧消耗了试管内的氧气，使试管内压强变小，液面上升。设计意图磷的燃烧学生已在开学初期的兴趣实验时接触过,有一定的经验与知识基础,但物质在水中的燃烧学生在生活中不可能见到,这也“有违”原有的生活经验。而白磷真的在水中剧烈燃烧起来,并且使液面上升，这给学生带来的震动将非常强烈,一下子就激发起了学生的学习兴趣及求知欲望。此实验情景真实、可感、新奇,引入效果较为理想。需要注意的是:无论创设何种教学情景,其目的在于让学生能够从中发现疑问,提出问题。a试管中液面上升，是由于试管内压强变小，结合反应方程式自然就把学生引到“氧气被白磷消耗，导致试管内压强变小，液面上升”上来。4.2演示实验 探讨耗氧剂的选择标准 师：除了白磷还有很多物质可以消耗空气中的氧气，请看下面两个实验。教师在学生情绪高涨时趁热打铁，迅速将学生引领到“耗氧剂的选择”上来。实验二：硫粉在集气瓶中燃烧，待装置冷却后打开止水夹，观察烧杯内水是否进入集气瓶。如图：实验三：镁条在集气瓶中燃烧，待装置冷却后打开止水夹，观察水进入的多少。如图： 实验内容实验现象得出结论实验二：硫粉在集气瓶中燃烧实验三：镁条在集气瓶中燃烧做完这两个实验后，完成下表，各小组在小白板上展示自己的学习成果：设计意图在实验一中，白磷燃烧消耗了氧气导致装置压强变小，液面上升，但是在实验二学生自然就会思考“氧气同样被硫粉燃烧消耗为什么谁却不能进入集气瓶呢”，经小组讨论可以解决心中的疑问。解决了第一个疑问后，第二个疑问接踵而来，氧气只占空气总体积的21%，可是在实验三中“为什么进入集气瓶的水会这么多呢”，这就把学生引导进入“镁条燃烧时空气中的其他气体也被消耗了”。问题设置环环紧扣，可以让学生在紧张而又冷静客观的思考感受到化学的奥秘无穷，让学生在探究的欢乐中得出耗氧剂的选用标准。4.3分组实验 测氧气体积分数师：我们知道了只能跟氧气反应，并且不产生气体的物质才能做这里的“耗氧剂”，白磷就符合“耗氧剂”的要求。下面就让大家自己动手，用白磷来测量一下空气中氧气的含量。每组一套装置，组长负责实验的统筹安排，注意一定要保持装置的密封性，防止生成物污染空气。然后教师向学生展示装置图，分发仪器。实验四：用燃烧白磷的方法测空气中氧气含量，集气瓶容积的1/5处事先用红线标出，瓶内放少量细沙。用放大镜聚集光能引燃白磷，反应结束后待装置冷却，打开止水夹，观察水瓶内水位。如图：学生有条不紊地实验，记录现象。设计意图为了产生明显的现象和节约反应时间，在这里没有选用铜作为“耗氧剂”，白磷可能造成的污染问题，通过两方面加以预防：一方面提醒学生注意保持反应前和反应结束后装置的密封性，另一方面白磷要统一发放，统一回收。引燃白磷的方法是学生在平时很难遇见的，符合学生喜欢新奇的心理特点，能够引起学生进一步实验的兴趣。4.4解决问题 评价反思在学生完成试验后，肯定会有很多学生会产生疑问，例如，为什么水位没有达到红线、集气瓶里为什么要放细沙、这个装置有什么优缺点、如何改进对于这些问题，我带领学生以小组为单位展开充分的讨论，然后将讨论结果展示在各组的小白板上，我再做最后总结。4.5设计实验 激发学生创新思维提供学生铜粉、酒精灯、注射器，硬质玻璃管、乳胶管，让学生自行设计一个实验，测定空气中氧气含量。实验原理如下图：5.教学反思 化学新课程大力倡导科学探究，培养学生的创新精神和实践能力，提高学生的科学素养，充分发挥学生的主体性，让学生对学习有兴趣，积极主动地去探究，但以往学生自己动手的机会很少，动手操作能力比较差，所以让学生操作一些比较简单安全的实验。6. 板书设计空气中氧气含量的测定测空气中氧气含量时“耗氧量”的确定：1.只与氧气反应 2.反应不产生气体测量原理：“耗氧剂”耗光氧气容器内压强变小总体积变小