测定氧气含量实验的评价

朱世友，江苏大丰市草堰中学教师，化学教研组长，大丰市化学教学能手，任教班级化学成绩一直居于全市前列。有数百篇文章发表。

测定空气里氧气含量的实验装置多种多样，选用的药品也不尽相同，但实验原理大致相同，都是利用某种物质与密闭容器里的氧气反应，使得容器内气压减小，借助进入容器内水的体积或注射器活塞的移动位置等测出氧气的含量。在掌握实验原理的基础上，我们还应学会对具体实验方案进行分析与评价。

例题 （2007年湖南省永州市）某化学兴趣小组对教材中“测定空气里氧气含量”的实验（见下页图1）进行了大胆改进，设计如下页图2（选用容积为45 mL即18×180 mm的试管作反应容器）实验装置进行，收到了良好的效果。请你对比分析图1、图2实验装置，回答下列有关问题（注：红磷所占体积及导管内的气体体积忽略不计）。

（1） 图1实验中反应的文字表达式为______。

（2） 图2实验的操作步骤有：① 点燃酒精灯；② 撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹；③ 将过量红磷平装入试管中，将40 mL的注射器活塞置于15 mL刻度处，并按图2中所示的连接方式固定好，再将弹簧夹夹紧橡皮管；④ 读取注射器活塞的数据。

你认为正确的操作顺序是______（填序号），活塞将停在约______刻度处。

（3） 图2实验中，若不使用弹簧夹，用酒精灯加热红磷，充分反应直至燃烧结束，试管冷却。观察到的现象为______。

（4） 对照图2，你认为图1实验装置有何不足之处？______。

分析与评价： 图1实验装置中，因生成的五氧化二磷有毒，实验初先在空气中点燃红磷会对环境造成污染。此外，与注射器相比，集气瓶的横截面较大，故在测量时产生的误差也较大。

图2实验装置中，试管内有45 mL空气，其中氧气约9 mL；注射器内有15 mL空气，其中氧气约3 mL。先夹紧弹簧夹，红磷燃烧消耗试管内的9 mL氧气，冷却后松开弹簧夹，活塞将前移到6 mL（即：15 mL^-9 mL）刻度处；若不使用弹簧夹，红磷燃烧消耗的是整个装置内的12 mL氧气，活塞最终停在3 mL（即：15 mL^-12 mL）刻度处。需说明的是，红磷燃烧放出大量的热，致使装置内气压增大，因此活塞首先向右移动，冷却后才向左移动。

本题综合性强，第（4）小题属于实验评价问题。在分析图2不使用弹簧夹的实验时，必须将注射器中的空气考虑进去，这是正确解答问题的关键。

答案：（1） 红磷＋氧气→五氧化二磷 （2） ③①②④6 mL （3） 红磷燃烧，产生白烟，活塞先向右移动，最终停在约3 mL刻度处（4） 污染环境；实验误差较大

责任编辑/侯秀姣