1、对此我没有直接给出答案，而是首先给出木炭、硫磺、红磷、镁、铜分别与氧气反应的化学反应表达式，并且标出生成物的状态，让学生通过自己的思考、小组内的讨论去获得结论。学生们在对实验原理理解的基础上，结合教师给出的信息，比较顺利的就将问题解决了，而且通过讨论也明确了药品选择的依据：能与氧气反应但不能产生气体。实验药品的选择：A红磷B木炭C硫磺、D镁、E铜磷+氧气五氧化二磷（固体）碳+氧气二氧化碳（气体）硫+氧气二氧化硫（气体）镁+氧气氧化镁（固体）镁+氮气氮化镁（固体）铜+氧气氧化铜（固体）讨论分析：答案选A。碳与氧气反应，虽消耗了空气的氧气但却生成了新的气体二氧化碳，填充了所消耗的氧气的空间，所以不
2、选B；同理不选C。镁既与空气中的氧气反应又与氮气反应，无法测定氧气的含量，故不选D；而铜与氧气要反应的话，需要在加热的条件下进行，E也不合适。3、试验装置的设计对于反应容器的要求：密封、透明、有刻度同学们没有什么障碍，但如何读取可燃物燃烧所消耗掉的氧气的体积？这个问题使课堂一度陷入了沉寂，毕竟这是一个需要深入思考的问题。但是终于有了结果，有的同学认为，可以用容易读取体积的物质来填充被消耗掉的氧气的体积，于是实验装置的雏形就出现了。化学实验以它特有的魅力在探究性学习中占有一席之地，为学生形成探究性学习的方式，培养学生解决问题的能力提供了条件。所以，应该提倡利用化学实验进行探究性学习，使学生掌握科
3、学的学习方法，形成终身学习的习惯。反思：通过学生的亲身探究、设计、动手操作实验，培养了学生科学探究的兴趣，严肃认真的科学态度，同学间合作的互助精神，不但使学生获得了知识，综合能力也得到了提高，利用实验、多媒体教学，生动直观，效果好。学生动手操作能力有待提高。测定空气中氧气的含量探究实验设计河北司志书1化学反应原理如图5-1所示，利用磷燃烧消耗空气中的氧气，从而使容器内形成负压，打开止水夹后，水进入容器内。进入容器中的水的体积，可粗略地认为是空气中所含氧气的体积。2实验仪器：集气瓶、燃烧匙、烧杯、玻璃管、乳胶管、止水夹。实验药品：红磷、水。3探究方案： 在集气瓶中放入少是水（用于溶解生成的五氧化
4、二磷，同时可吸收燃烧产生的热，有利于瓶内降温），做上记号，并将瓶内剩余体积均分为五等分。 用止水夹夹紧乳胶管，点燃燃烧匙内的红磷后，立即伸入集气瓶中并把塞子塞紧。观察到红磷燃烧，产生浓厚的白烟。红磷熄灭后，冷却至室温，打开止不夹，观察到水进入集气瓶内，最终水面在五分之一记号处。4探究评价：该探究实验在反应原理上就存在错误。我们都知道，反应物浓度越小，反应的速率越慢。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。这也是有些物质不能在空气中燃烧，但能在氧气中燃烧的原因。因此，从这个意义上说，利用燃烧试图除尽空气中的氧
5、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，最终水面停在十分之一处，而不是五分之一处，原因就在于此。该实验装置可能发生气体泄漏的地方太多，加之燃烧的红磷伸入集气瓶中加热了内部的空气，使之外逸，都会导致实验的误差。要做好该实验，关键要注意以下几点： 用更易燃烧的可燃物代替红磷（如白磷）； 装置的气密性要好； 燃烧匙伸入集气瓶中的速度要快，并塞紧塞子。5 资源开发：通过刚才的分析，我们知道，在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： 用凸透镜将太阳光聚焦到白磷，使白磷燃
6、烧。此法可以防止燃烧匙伸入集气瓶时气体的散逸。如图5-2。 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5-3。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。用钟罩代替集气瓶进行实验，如图5-4所示。钟罩下方敞口，气体受热膨胀时，可将水压出一部分从产生减压作用。用此法既减少了气体泄漏的可能，准确性比原实验方案高。 在一端封闭的粗玻璃管内放一颗白磷，用胶塞塞住，并使从推入到玻璃管中部，记下位置。用酒精灯微微加热白磷，使之燃烧，同样可观察到白磷燃烧，
7、有大量白烟生成，胶塞被推向外侧（右侧）。待装置冷却，胶塞逐渐向内侧（左侧）移动，根据胶塞停止时的位置，确定空气中氧气的体积。如图5-5。这种方法在不透气的情况下进行，几乎可以完全防止漏气。但要注意的是，胶塞在干燥条件下很难塞入玻璃管内，可蘸少量水后向管内推入；推入时，还须在胶塞上插一根注射器针头，以便排出气体，待胶塞推到合适位置时，拔出针头即可。做该实验时，玻璃管不宜太短，太短，加热时胶塞会被推出管外。6创新思维： 利用缓慢氧气测定氧气的体积分数易燃烧，取材方便，可鼓励学生在家自己动手实验。如图5-7所示，在水槽中盛适量的稀氢氧化钠溶液，并滴入23滴酚酞试液，在小木片上固定一只短蜡烛（普通蜡烛
8、1cm，生日蜡烛23cm），用火柴点燃蜡烛。把集气瓶倒扣在小木块上方，并将瓶口水封。几秒钟后，蜡烛火焰熄灭，水位上升。且进入瓶中的液体变红色。在水下用玻片盖上集气瓶，取出，量得集气瓶中水的体积，约为集气瓶容积的15。若学生在家做此实验，可用茶杯代替集气瓶，用石灰水代替稀氢氧化钠溶液（若无石灰水，用清水效果也很好）。该实验简便、粗略，可多次重复，容易被学生接受。缺点是，在盖上集气瓶开始时，由于气体膨胀，有气泡从瓶口冒出，导致实验测得的值偏大。用加热氧化法测空气成分把长约2cm的一束细铜丝装进一根长约56cm的普通玻璃管中部，两端用两节橡皮管分别跟两只注射器（其中一只注射器留出50mL空气，另一只
9、注射器不留空气）连接起来，使之成为一个密闭系统（如图5-8）。推动注射器活塞，空气可以通过装铜丝的玻璃管在两只注射器间来回传送，不会泄漏。给装有细铜丝的玻璃管加热，待铜丝的温度升高以后，缓缓地交替推动两只注射器的活塞，使空气在铜丝上来回流动。经过56次以后，空气里的氧气可以全部与铜结合。停止加热，冷至室温，读出残留的注射器里气体的体积数。减少的体积即为50mL空气中所含氧气的体积。由此可以推算出空气中氧气的体积分数。做该实验时，要注意注射器不宜太小，太小体积变化不大，现象不明显。测定空气中氧气的含量实验教学设计及反思 教学目标：1、知识目标：以测定空气中氧气含量的实验装置为探究点，探讨如何设计
10、实验来提高演示实验质量，指出原实验的装置存在缺点，对实验进行探索设计。2、能力目标：通过自主的探究，交流讨论，培养学生的实验设计能力。3、情感目标：学生在探究过程中学到了技能，获取知识，更重要是锤炼了学生的思维，使学生真正体验到探究的乐趣。教学重点：通过学生自己设计实验方案，培养学生的科学探究能力和实践精神。教学难点：如何引导学生去挖掘实验的条件和结果之间存在的误差，并分析，设计合理的装置进行改进。教学过程：一、测定空气中氧气的含量1、【改进实验并提出问题】鲁教版九年级化学教科书上册P61活动天地，操作装置进行改进，即在集气瓶内加少量水，并记上记号，用弹簧夹夹紧乳胶管，点燃燃烧匙内的红磷，立即
11、伸入瓶中塞紧塞子，观察实验现象，待红磷熄灭后并冷却，打开弹簧夹，观察实验现象及水面变化情况。（装置图略）该实验现象：红磷在集气瓶内燃烧有大量白烟生成，冷却后观察到水沿导管流入集气瓶中，并不断上升。同学们多次在实际教学中却发现，除实验结果的准确性存在很大的差异外，磷在空气中燃烧时生成的白烟有污染，实验开始时有少量白烟从瓶口逸出，影响实验。为了提高实验结果的准确性，减少产物污染，同学们思考一下，怎样对实验再进行改进设计呢？2、【讨论探究】如何设计实验测定空气中氧气的含量【教师】 我想请在座各位同学尝试解决一个问题，设计一个实验粗略地测定空气中氧气体积分数。3、【学生猜想、形成假设】 （学生积极分组
12、讨论）设计实验方案【教师】5分钟后，请各组组长发表自己的见解（4人一组展开讨论，要求学生设计装置可与课本上相似，但不能相同）4、【设计实验】学生方案：取一个圆形玻璃水槽，把一支蜡烛固定在水槽中，再用一个玻璃杯罩上，杯边缘放在水中，使蜡烛在密闭容器中燃烧，观察蜡烛、水位有何变化。【教师评价】我很欣赏这组同学的方案，他巧妙运用物理知识，利用倒吸入杯内的体积，明确表达出被消耗氧气的体积，从而测出空气的体积，很有创意。【教师】学生实验结束后相互讨论，完成下列表格：实验次数烧杯（ml）操作实验主要现象原因分析150 ml2400 ml【学生讨论、交流】 组长代表组内汇报方案的实验情况：现象：两次实验中都
13、有大量白烟生成；不同点：50ml的烧杯内水位上升大于1/5；400ml的烧杯内的水位上升小于1/5。【教师设疑】为什么会出现这两种截然不同的现象呢？【引导学生分析原因】:小烧杯由于直径小，所罩区域正好是蜡烛火焰的最高区域，该区域的温度高，空气受热膨胀较大；大烧杯直径较大，所罩区域大，大区域内的空气受热膨胀的平均值也小；这是产生两种潜然不同的现象的原因所在。【教师】从上述实验可判断方案不理想，有改进方法吗？【学生】纷纷议论，展示第二套方案。学生方案:用木炭燃烧测空气中氧气的含量按课本的装置图进行实验：（图略）（木炭燃烧结束后，打开水止夹）有少量水进入瓶中。分析：教师与学生在课堂上经多次实验测定，
14、发现进水量的多少与空气受热膨胀程度（即木炭的大小、燃烧的程度、木炭深入瓶中的速度有关）。（备注：有些参考书和往年的统考题中出现类似的题型，答案却是“没有水进入瓶中”，原因是“体系内消耗的氧气体积等于生成二氧化碳的体积；要想成功，只要在瓶中加入浓碱（氢氧化钠即可），我认为这样的答案是不合理的。）【教师】经分析后方案也不理想，同学们认真思考一下，还有其它方案吗？怎样改进呢?【学生】讨论、交流，模仿教材上的装置，在教师的引导下进行入思考，设计如下方案：学生方案：对教材中的装置进行改进设计实验现象：红磷在密闭容器中燃烧，产生大量白烟，水位基本上升到1/5处。经过教师和学生多次实验发现：虽然现象比较明显
15、，红磷在燃烧过程中会使局部缺氧而熄灭，未将容器内的氧气耗完，影响实验的准确性。5、【实验评价】针对上述三个方案存在的问题，在教师的引导下师生交流、探讨，最后达成共识：在燃烧丝一端上部再制两个小燃烧匙（并用三根1cm长电阻丝分别连接放在红磷位置处），保证容器内的氧气完全耗完。通过以上实验方案的设计存在以下优点：由于反应容器小且不与外界发生气体交换，易将反应容器内的氧气耗完，使实验结果更加准确；反应在密闭容器中进行减少空气污染；加然反应时间短，现象直观明显，易于观察。（说明：利用三根1cm长电阻丝分别连接是为了通电发热，白磷代替红磷是白磷的着火点比红磷低）二、课后反思本节课学生在解决“测定空气中氧
16、气的含量”问题中，采用群体探究形式进行大胆的探索，选择恰当的耗氧物和设计合理的实验装置的探究，不仅在探究过程中学到了技能，获取知识，更重要是锤炼了学生的思维，使学生真正体验到探究的乐趣。空气中氧气含量测定实验延伸 九年义务教育课程标准实验教科书,九年级化学上册第二单元,课题1,空气中氧气含量的测定。通过挖掘实验内涵 ,拓展知识 。达到完成一个实验教学,理清一批问题。现将该实验教学延伸总结如下: 一、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,让其燃烧时更多的消耗广口瓶内的O2,使测量更准确。 2、在集气瓶内加少量的水,做上记号,并在水面以上部分分出五等份来,以便更准确的观察实验结
17、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。 二、实验结论延伸 该实验除证明空气中O2的体积量约为空气体积的1/5外,还可得到以下结论。 1、红磷燃烧条件:红磷不点时不燃需要温度（达到燃烧时最低温度）。瓶内红磷燃烧一会就熄灭了瓶内没有O2或O2含量太少（红磷燃烧需要氧气）。结合起来,说明红磷燃烧的条件是:需要一定的温度和一定含量的氧气。 2、氮气体积含量约占空气体积的4/5:空气主要由O2和N2组成的,因为实验测得空气中O2约占空气体积的1/5,则剩余气体体积基本为N2。 3、氮气不支持红磷燃烧:红磷在瓶内燃烧消耗大部分O2后熄灭,剩下
18、N2并不能支持红磷继续燃烧。 4、氮气本身也不能燃烧:燃着的红磷伸入瓶中,若N2也能燃烧,则可能出现瓶内水上升超过1/5。 5、氮气不易溶于水:实验中开始红磷燃烧时,瓶内压强增大,实验结束后瓶内压强降低,水被吸入瓶内。这中间,N2都充分与水接触,若N2易溶于水,则瓶内水上升可能超过1/5。 三、对做完实验后吸入瓶内水太少的原因分析 1、红磷量太少,消耗O2太少。 2、气密性差,漏气。 3、实验前弹簧夹没夹上。 4、必须是完全冷却后观察。 四、若用别的物质代替红磷来完成该实验,有哪些要求? 1、在瓶内燃烧的物质只能与O2反应。如Mg除与O2反应外也能与N2反应,Mg就不能代替红磷来做实验。 2、在瓶内燃烧的物质与O2反应后,生成物中不能有气体,因为消耗了O2又产生了别的气体,使瓶内压强变化不大,实验现象不明显,如用蜡烛代替红磷则不行。 五、问题讨论 1、实验开始弹簧夹不夹住橡皮管,会出现什么结论? 2、实验中利用了哪些物理知识?
