课题1 空气教学设计及教案分析

“空气中氧气含量的测定”教学设计

董平生

湖北省孝感市楚澴中学

【教学内容分析】

在（人教版）九年级化学教材中，“空气中氧气含量的测定”是一个非常重要的实验。因为影响该实验成功的因素很多，实验装置的改进方法也很多，因而具有极大的探究空间。通过该实验的练习，可以有效锻炼学生的动手能力；通过对实验误差的分析，可以培养学生实事求是、严谨缜密的科学态度；通过实验装置的改进和对比，能够很好的培养学生的观察实验能力和分析对比能力。

【学情分析】化学对九年级的学生而言，是一门新的课程。化学实验是化学课的重要特色，但学生对化学实验还比较陌生，因此，对“空气中氧气含量的测定实验”

设计专题实验课，对提高学生的化学实验能力，培养学生的化学思维能力都很有必要。

【教学重难点】空气中氧气含量的测定原理、方法、误差分析、实验装置图的比较。

【教学过程】

一、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

二、反应原理

如图所示，利用红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。

三、误差分析 导致实验结果偏低（进水量小于1/5）的原因可能有： （1）红磷的量不足，氧气没消耗完。 （2）装置漏气，使外界空气进入瓶内。

（3）未冷却至室温就打开弹簧夹，使进入瓶内的水的体积减少。 （4）导气管前端有空气。 导致实验结果偏高（进水量大于1/5）的原因可能有： （1）点燃红磷后，插入燃烧匙时，瓶塞塞得太慢，使得瓶中空气受热膨胀，部分空气溢出。 （2）实验开始时，没有夹或没夹紧弹簧夹。 四、装置改进

序号

1 改进装置图

改进目的

用凸透镜聚集太阳光点燃白磷。避免因先点后塞而导致的实验误差。

2 利用铜和氧气反应生成氧化铜，消耗空气中的氧气。左右推拉活塞可以使氧气和铜丝充分反应。实验准确度高。

3

利用电阻丝点燃红磷，从而避免误差，实验装置简单。现象明显。

4

因为白磷的着火点只有40℃，利用热水点燃白磷，根据活塞的移动判断气体体积的变化，现象明显。

5 在实验装置的尾部安装了一个气球，可以调节玻璃管内的气压，防止玻璃管内压强过大而使橡皮塞冲出。

6

实验装置简单，操作方便。

7

通过金属梯的传热作用点燃白磷。白磷从底部依次向上燃烧，实验趣味性强。现象明显。

五、巩固练习 1、比较下列四种装置的优缺点

A

B

C

D

【解析】优点：A装置简单, 实验器材常见。 B装置可以避免白磷在外点燃导致测量误差大

C装置简单，现象明显。根据活塞的移动可以看出整个实验过程中气体体积的变化。

D装置在尾部安装了一个气球，可以调节玻璃管内的气压，防止玻璃管内压强过大而使橡皮塞冲出。 缺点：A装置实验误差大，B装置点燃所需时间长一些，C装置点燃太慢，D装置相对复杂一些

2、如图所示装置可用于测定空气中氧气的含量，实验前在集气瓶内加入少量水，并做上记号。下列说法中不正确的是( ) A、该实验证明空气中氧气的质量分数约占1/5 B、实验时红磷要足量

C、实验前一定要检查装置的气密性

D、红磷燃烧的火焰熄灭后立刻打开弹簧夹

【解析】利用红磷点燃后在密闭的瓶中燃烧，会消耗氧气。瓶中的氧气体积减少，压强减少，烧杯中的水会通过导管倒流入集气瓶中，水的体积就可以表示空气中氧气所占的体积。如果红磷的量不足，则氧气消耗不完，测得的体积偏小。如果装置漏气，则在冷却过程中外面的空气进入，使测量结果偏小。红磷燃烧的火焰熄灭后立刻打开弹簧夹，则瓶内温度较高，气体膨胀，使使测量结果偏小。故答案选D

3、用来测定空气成分的方法很多，

如图所示的是用红磷在空气中燃烧的测定方法。

实验过程是：

第一步：将集气瓶容积划分为五等份，

并做好标记。第二步：点燃燃烧匙内的红磷，伸入集气瓶中并把塞

子塞紧。第三步：待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，发现水

被吸

入集气瓶中，进入集气瓶

中水的体积约为集气瓶总容

积的1/5。 请回答下列问题： (1)集气瓶中剩余的气体主要是 。 (2)实验完毕，若进入集气瓶中水的体积不到总容积

的1/5,你认为导致这一结果的原因可能

是（任答一点） 。

【解析】答案：（1）氮气 （2）红磷不足等

4、为测定空气中氧气的含量，小华同学选用容积为40mL的试管作反应容器，将过量的白磷放入试管，用橡皮塞塞紧试管，通过导管与容积为60mL且润滑性很好的针筒注射器组成如下图的实验装置（白磷所占体积与导管内的气体体积忽略不计）请回答下列问题：

(1)实验前，打开弹簧夹，将注射器活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处，然后松开手，若活塞仍能返回至20mL刻度处，则说明： 。

(2)若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，燃烧结束，等到试管冷却后再松开弹簧夹.可观察到的现象为：

(3)若不使用弹簧夹，用酒精灯加热白磷，充分反应直至燃烧结束后试管冷却的过程中可观察到的现象为： (4)若按小华的设想进行实验，实际可能遇到诸多问题而发生危险，造成实验失败.例如： 【解析】答案：（1）装置气密性好 （2）白磷燃烧，产生白烟，刻度在12mm刻度处 。 （3）白磷燃烧，产生白烟，活塞先向右移动，最终停在约8mL的刻度线上 （4）气密性不好

5、在由两个注射器组成的密闭系统内共有50 mL空气，如下图。然后给装有红磷的玻璃管加热。同时交替推动两个注射器的活塞，至玻璃管内的红磷变成白烟，且较长时间内无进一步变化时停止。停止加热后，待冷却至室温将气体全部推至一个注射器内。

请根据你对上述实验的理解，

回答下列问题：

（1）实验结束后，注射器内的气体体积理论上应该减少约

。

（2）在实验的加热过程中，交替缓慢推动两个注射器的目的是

。

（3）上述实验只是粗略测定空气中氧气含量的一种方法，你认为造成该实验不够精确的可能原因是

（写出其中一

种） 。

【解析】答案：（1）5mL （2）使铜与氧气充分反应

（3）氧气没完全反应

【板书设计】

课题：空气中氧气含量的测定

一、实验仪器

二、反应原理

三、误差分析 四、装置改进

五、巩固练习

【个人小资料】

姓名：董平生 出生年：1961年5月 性别：男 籍贯：湖北省孝感市 单位：湖北省孝感市楚澴中学 职称：中教高级（特级教师） 学历：大学 电子信箱：251993051@qq.com 手机:13197351158 通讯地址:432000