测白质含量实验水浴时间不够会造成视觉误差的图片误差吗

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2015-10-29 09:40 标签： 万用表造成误差的原因
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3秒自动关闭窗口蒋多才　甘肃省高台县城关中学　734300
摘　要：针对学生在测定空气中氧气的体积含量的实验中出现的误差，经过大量的理论探索和实验探究，对用红磷测定空气中氧气的体积含量的实验提出了建议和改进方法，并做了大胆的创新设计。
关键词：反思　改进　创新设计
&&&&&&& 新课程改革以来，化学实验在化学教学中的地位日益突出，&黑板上画实验&、&纸上谈实验&的现象在中学里已逐渐减少。在实验教学中必须以实验事实为依据，尊重客观事实，实验中应真实地反映和记录实验现象及数据。当观察到的实验现象与课本的叙述不一致时，不能违背事实来复述课本中有关对实验的描述，这是我们每个教师必须遵守的原则。不少化学教师由于对化学实验的认识不够，从而导致了实验教学中存在非科学的做法，这不利于学生科学素质的全面培养，必须予以纠正。
&&&&&&& 一、对&空气中氧气含量的测定&实验误差的反思
&&&&&&& 空气中氧气含量测定实验是中学化学实验教学的重点之一。现行教材使用及教参书推荐的装置是利用红磷与氧气反应生成固体氧化物，且不会生成其他气体，来测定空气中氧气的含量，如图1-1所示：
　　　　　　　　　　图1-1
&&&&&&& 该探究实验在反应原理上就存在错误。当燃烧持续进行时，氧气的浓度越来越小，氧化的速率也越来越小。一旦燃烧放出的热量不足以维持可燃物在着火点以上温度时，燃烧便停止了。因此，从这个意义上说，利用燃烧试图除尽空气中的氧气，是很难达到目的的。维持红磷燃烧需要的氧气浓度相对较高，因此就更无法除尽氧气了。很多教师在做该实验时都发现，最终水面停的不是五分之一处，原因就在于此。
&&&&&&& 这个实验设计存在测量误差的许多因素，会导致进入集气瓶内水的体积都少于1/5。如：
&&&&&&& 1.红磷的量不足。
&&&&&&& 2.瓶内氧气没有耗尽。
&&&&&&& 3.装置漏气（如塞子未塞紧、燃烧匙与橡皮塞之间有缝隙等），使外界空气进入了瓶内。
&&&&&&& 4.未冷却至室温就打开弹簧夹，使进入瓶内的水的体积减少。
&&&&&&& 实验测量误差还会导致进入集气瓶内水的体积都多于1/5。如：
&&&&&&& 1.点燃红磷后，插入燃烧匙时，瓶塞子塞得太慢，使得瓶中空气受热膨胀，部分空气溢出。
&&&&&&& 2.实验开始时，没有夹或没夹紧止水夹。
&&&&&&& 要做好该实验，建议必须注意以下几点：
&&&&&&& 1.用更易燃烧的可燃物代替红磷（如白磷）。
&&&&&&& 2.装置的气密性要好。
&&&&&&& 3.燃烧匙伸入集气瓶中的速度要快，并塞紧塞子。
&&&&&&& 4.实验准备上应更充分：（1）放入燃烧匙内的红磷需说明是足量的，让其燃烧时更多地消耗广口瓶内的O2，使测量更准确。（2）在集气瓶内加少量的水以便溶解反应生成的P2O5，做上记号，并在水面以上部分分出五等份来，以便更准确地观察实验结束后，水上升约为1/5处。（3）点燃红磷时应用酒精灯，有的红磷潮湿后火柴难于点燃，用酒精灯则容易点燃。（4）实验前（最好1&2小时前）将实验所需的红磷从试剂瓶中取出放在滤纸上充分吸干其水分，这样实验时红磷易被点燃。
&&&&&&& 二、对&空气中氧气含量的测定&实验的改进
&&&&&&& 通过刚才的分析，我们知道，要做好本探究实验，除用白磷代替红磷外，就是尽可能防止或减少气体泄漏的可能。我们可以利用以下装置来进行探究：
&&&&&&& 1.用凸透镜将太阳光聚焦到白磷，使白磷燃烧。此法可以防止燃烧匙伸入集气瓶时气体的散逸，如图1-2所示。
&&&&&&& 2.用水浴加热的办法使白磷燃烧，也可以防止燃烧匙伸入集气瓶内气体的散逸。白磷的着火点仅40℃，水温稍高，足以使白磷着火燃烧，如图1-3 所示。做此实验时，盛白磷的广口瓶不能直接放入沸水中，也以免广口瓶因骤热而爆裂。可先用温水淋浴后，再将热水注入外面的大烧杯中。
　　　　　图1-2　　　　　　　　　图1-3
&&&&&&& 三、&空气中氧气含量的测定&实验的创新设计
&&&&&&& 为解决上述问题，特设计了一套进行空气中氧气含量测定实验的装置，它不仅适合于教师演示，而且也适合于学生实验。整个装置简单，易于操作，实验效果良好，整个实验只需3分钟左右的时间。
&&&&&&& 1.实验仪器及用品
&&&&&&& 具支试管、100mL注射器、玻璃棉、止水夹、乳胶管、玻璃导管、白磷、气球、橡皮塞火柴、酒精灯。
&&&&&&& 2.实验仪器装置图及说明
&&&&&&& 实验仪器装置图，如图1-4所示。
　　　　　　　　　　图1-4
&&&&&&& 说明：在具支试管中铺上一层玻璃棉，用于保护反应管；注射器提前连接好，装入100ml水；橡皮塞要塞紧；白磷的量要保证足量。
&&&&&&& 3.实验操作
&&&&&&& 将橡皮塞取下，取一定量的白磷放入具支试管底部的玻璃棉上，塞紧橡皮塞，用指头压住试管上面的橡皮塞，在试管底部稍微加热，大约在55℃时开始燃烧，生成大量的白烟（生成的P2O5固体小颗粒），在狭窄的反应管中，空气很快消耗掉。待反应结束，装置完全冷却后，装置打开止水夹，注射器内染色的水进入具支试管，约为试管容积的五分之一。
&&&&&&& 4.实验创新点及其意义
&&&&&&& 首先，这套装置能在短时间内完成空气中氧气含量的测定实验，给老师上课赢得了时间；其二，实验装置所需材料简单，有利于学生课内外开展实验；其三，该反应始终在一个密闭的容器中进行，误差较小，现象比较明显，采用染色的水，对比性强；其四，受装置的启发，可以利用类似的装置，进行试验。
&&&&&&& 教学中我们往往会凭自己已有的知识经验设计一些实验或直接从所谓的权威资料上精选某些实验试题，不经过实验探究，就对实验结果进行推测或轻信资料上所谓的&标准答案&，而忽视了实验可能出现的复杂性。因此，对教学中的一些实验有必要在课前进行认真细致的探究，只有这样，传递给学生的信息才可能科学严谨、经得起实践检验。否则一旦学生在自主探究中发现自己探究的结果与老师讲的差距很大，必然会挫伤其开展实验探究的积极性，影响学生学习化学的兴趣。即便是有些实验在现有的条件下很难达到预期的实验效果，也不可以假乱真将不切合实际的信息传递给学生。
[1]中华人民共和国教育部 全日制义务教育化学课程标准.北京：北京师范大学出版社，2001。
[2]郑长龙 化学实验教学新视野.北京:高等教育出社，2003。
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