人教版九年級化學“測定空氣中氧氣含量實驗”的質疑及改進建議

王敏

一、提出問題

人教版九年級化學第27頁關于測定空氣中氧氣含量實驗，采用在密閉容器中燃燒紅磷，因為消耗了氧氣，造成壓強差變化，恢復至室溫后，打開止水夾，根據反應后裝置內進入水的體積，測定空氣中氧氣的含量。目前這種測定空氣中氧氣含量的方法絕大多數教師仍在采用。雖然有些教師在綠色環保及減少誤差方面進行改良及創新，但我們應該知道可燃物燃燒停止時不能將氧氣完全耗盡，不同的可燃物燃燒時所需的最低氧氣濃度往往不同。通過壓強傳感器定量測量該實驗氧氣體積分數的變化，筆者驚奇發現紅磷燃燒停止后，裝置內氧氣含量高達8.89%，空氣中氧氣體積分數由21%降至8.89%，只是讓空氣中氧氣含量減少了一半稍多些！因此該實驗能否準確測量空氣中氧氣含量值得質疑！如果按照壓強傳感器獲取的數據，該實驗進水體積應為21%-8.89%=12.11%，會明顯小于21%，與正確實驗現象應該有強烈反差。但大多數教師反映做該實驗時進水體積還真的約為五分之一，甚至少數教師還超過五分之一！筆者也重做了該實驗，為減少誤差也考慮了導管預先注滿水、用量筒量出燒杯前后水的體積變化表示消耗氧氣體積、紅磷過量、恢復至室溫再打開止水夾、瓶塞所占的空間等多種因素，但進水的體積只是略微小于五分之一，很接近正確實驗現象。為什么會有這么大的差落？我分析最主要的原因：當紅磷引燃后，塞入集氣瓶的過程中，因為燃燒放熱，使部分空氣膨脹出本身只裝有較少空氣的集氣瓶，因而造成反應后進水體積明顯增多，在這一誤差的影響下，使得進水體積接近五分之一，甚至超過五分之一，從而“成功探究”出空氣中氧氣含量。也使得這種具有一定科學局限性的探究法，廣大教師只是為了最后的現象吻合，而

常年樂此不疲地按教材方法使用！也很少對這種測量方法產生質疑！學生雖然看到了一個試驗成功的假象，但是失去了實驗本身的科學性和真實性。

二、教材化學發展史“空氣中氧氣含量測定的經典賞析”

三、改進建議

四、附錄