摘要：中学化学实验是学生学习化学知识的重要途径，化学实验能让学生对化学知识有直观的认识，能培养学生的实践能力。为学习化学知识打下可靠的基础。但是，在实践过程中也会有许多需要改进的地方，本文主要针对空气成分测定的实验，浅谈如何进行有效的改进措施。
关键词：空气成分测定；实验；改进措施
引言：
众所周知，化学实验在化学课堂中占着举足轻重的位置，化学实验能带给学生领悟操作技巧的机会，使得化学实验更加形象，更能让学生加深印象。但是，目前有很多教师太过重视教学结果，而往往忽略了实验过程，使得在实验中需要改进的地方没有得以改进，甚至有的为了争取更多的教学时间，直接口头叙述实验过程，让学生死记硬背，忽略了让学生参与到实验过程中，这样直接影响了学生对实验的兴趣和实验的技巧领悟。下面就针对空气成分测定实验需要改进的措施，罗列出一些简单的改进过程。
一、实验改进的原因分析
想要进行有效的改进措施就要先提出问题：
（1）让学生思考分析如下可能出现的原因：1，红磷的分量不足，是否使得集气瓶内的氧气没有消耗完毕，气体减少的体积小于空气体积的1/5；2，装置气密性是否良好（如塞口没有塞紧、漏气等），导致外界的氧气渗透进入装置内；3，测量体积时的温度有没有恢复到原来的初始温度，由于红磷燃放要放出大量热量，使得集气瓶内的气体温度远高于室内温度，集气瓶内的剩余气体是否处于膨胀状态。4，水槽内的水量过少，使其上升不到所需要的高度；5，红磷燃烧产生的白烟没有完全的消散，占据了部分体积，使得测量不精准。6，读数时没有使用正确的读数姿势，将数据看大或看小。
（2）在提出以上原因后，作者又提出了以下问题，鼓励学生积极思考，燃烧的材料是否能使用木炭或者铁丝来进行替代。学生进行实验后不难得出结论：改用木炭或者铁丝来进行燃烧时，尽管在装置内消耗了氧气，但是也会产生新的气体，比如：二氧化硫、二氧化碳等，而且铁丝虽然能在氧气中燃烧，但是在空气中却不可能燃烧，所以得出结论是：不能。
二、实验改进的具体方式
1.改进点燃方式
案列一：水浴引燃法
将带有刻度的集气瓶改成锥形瓶，将烧杯换成注射器，将红磷换成白磷。进入实验前，先应将锥形瓶注满水，用量筒测量出锥形瓶的容积，再将白磷放入至干燥的锥形瓶中，夹紧止水夹，并将一定的红墨水盛放在注射器中，锥形瓶以水浴的方式进行加热，等待白磷燃烧完毕后冷却到适温，再打开止水夹，记录注射器内红墨水减少的体积。
此方法的优点有：1，避免了锥形瓶中空气受热膨胀而导致在密闭前溢出。2，白磷在该方法中进行燃烧，无污染，但也存在若管内有空气，影响实验准确性的情况。
案列二：电热引燃法
将酒精灯加热方式换成电源加热的方式，通过测量a，b，c三个数据来获得结论。实验前先将集气瓶装入a体积的水，再将燃烧匙里放入一块白磷，将导管得到另一端放入一定量水的烧杯中（需将集气瓶内的长导管完全伸到瓶底）。开启电源后，等待到白磷立即燃烧的现实，关闭电源，会发现产生了大量白烟，并同时产生了大量的热。等待白磷燃烧至完全熄灭后，稍微振荡，白烟消失，等待集气瓶完全冷却至温适，测量出集气瓶内的体积是b，整个集气瓶的体积为c。该方法的优点有：1，白磷在封闭的环境中燃烧，不会造成污染；2，用电源的加热方式方便；3，避免了集气瓶内的空气受热膨胀而导致在密闭前溢出；4，集气瓶的冷却速度快，节约时间。但也存在不足的地方：a，b，c这三个数值难以精确的测量。
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2.排除管内空气
案列一：使用注射器
将注射器换成盛有100ml水的量筒，锥形瓶换成集气瓶，单孔的瓶塞换成双孔的瓶塞，首先塞紧瓶塞，打开两个止水夹，拉开注射器的栓塞，使右侧的导管内注满水，关闭两个止水夹，打开瓶塞，将集气瓶中的水倒入量筒内，将一定量的白磷装入燃烧匙，引燃白磷，等待白磷燃烧完毕后冷却至温适，打开止水夹k2，测量出量筒内剩余体积的水。
该方法的优点有：1，排除了右侧管内存有的空气，使测量的数据精确度得以提高；2，避免了集气瓶中的空气受热而膨胀在密闭前溢出；3，白磷在封闭的环境中燃烧，不会造成污染。
案列二：使用吸滤瓶
将集气瓶换成吸滤瓶，在吸滤瓶的支管连接上注射器。先将100mL的水装入量筒内，打开两个止水夹，拉开注射器的栓塞，使右侧的导管内注满水，关闭两个止水夹，将吸进吸滤瓶中的水倒进量筒内，将过量的红磷放入燃烧匙，放入少量的白磷，用白磷点燃红磷。等待红磷燃烧完毕后冷却至适温，打开止水夹k2，测量出量筒内剩余体积的水。
该方法的优点有：1，吸滤瓶内的气体不会因受热膨胀的缘故而溢出；2，排除了导管内存在的空气，提供了实验的精确度；3，红磷在密闭的环境下燃烧，不会造成污染现象。唯一不足的地方是：打开右侧装满水的导管，操作上不方便。
3.改进测定方法
在氧气含量的实验中，最开始是采用种罩放入盛水的方式，通过红磷燃烧时消耗的氧气量来观察水的体积的，这种测定方法容易产生实验误差，并且会对环境产生污染，所以这种实验方式需要通过测定的方法来进行改进。
方法一：先将玻璃棒的下端烧热，将少量的白磷放入燃烧匙，将橡皮塞塞入瓶口，并塞紧；再将玻璃杯的热端端口与白磷接触，观察当中的燃烧现象；等待燃烧完毕后，打开弹簧夹即可。
方法二：向瓶内底部铺有细砂的集气瓶内放入少量白磷，将装有导管的橡皮塞塞紧，使用放大镜对着光源，将光斑穿过玻璃瓶聚焦于白磷处，等候至白磷达到燃点，开始燃烧。白磷燃烧完毕后，打开弹簧夹，观察瓶内的现象即可。
方法三：用4根红色橡皮筋将一支塞紧橡皮塞的大试管容积分成五等分；实验时取大量的白磷放进试管的底部，塞紧橡皮塞，用试管夹夹住在酒精灯上稍微加热，观察燃烧现象即可发现会产生大量的白烟；等待燃烧完毕后，打开弹簧夹，将试管倒置在水槽中，在压强差的作用下，水会流入试管，流入的水量正好是试管容积的1/5。
该方法优点：1，都没有科学性的错误；2，都测得氧气在空气中的体积比接近1/5，准确度高；3，较少了部分多余的步骤，保证了磷在燃烧时产生的白烟没有环境污染。
三、认识不足与反思
在平常的教学当中,虽然教师也认为化学实验是非常重要的，但在实际教学中并非如此，在一些教学调研当中,有关数据表明抽查的某一年当中，化学备实验课的老师仅占7.7%，绝大多数教师为了更多的教学实际直接将实验结果告知学生,或详见：教材X页Y段话，这说明很多教师没有真正对实验教学重视起来。也有很多教师完全按照教材上的设置去实施实验课，为了达到实验结果而实验，缺少了化学实验的探究性和创新性。实验课不仅需要去备课,还需要投入大量的精力,去设计实验的目的,不同材料带有不用的结果,学生易犯错的问题,培养学生的动手能力和实验创新。
结束语：
在化学课里，化学实验是一项有意义的模式，实验的过程中是有许多问题需要我们值得探究和挖掘的，实验的改进措施不可能是一个固有的方法，在平常的教学过程中，我们要做一个有心人，要善于发现、敢于想象实验中的不足之处，在平常要将知识点日积月累起来，才能有改进实验的措施和方法，实验的改进需要经历：积累、思考、创新，从另一方面来说是提供化学素养的过程，在实验教学中能锻炼学生的思维能力，使学生的成绩得到提升，这是作者所提倡的实验改进措施的精髓所在。
参考文献
[1]潘金龙.测定空气成分实验中若干问题的探究[J].中小学实验与装备,2017,27(04):21.
[2]张尔华.谈初中化学思维建模——以空气成分测定实验为例[J].江苏教育,2013(42):79-80.
[3]于涛,张龙红.测定空气成分演示实验的改进[J].实验教学与仪器,2000(06):23.
论文作者:吴立昌
论文发表刊物:《知识-力量》2019年11月51期
论文发表时间:2019/12/6
标签：白磷论文; 红磷论文; 体积论文; 空气论文; 注射器论文; 锥形论文; 量筒论文; 《知识-力量》2019年11月51期论文;