科学环保 一仪多用*

张合晓

河北省内丘县第二中学 河北邢台 054200

科学环保 一仪多用*

张合晓

河北省内丘县第二中学 河北邢台 054200

本文针对空气成分测定、质量守衡定律实验、硫在氧气中燃烧等实验，研究设计了空气成分测定、质量守衡定律、硫在氧气中燃烧实验演示仪及使用方法。该演示仪科学环保，一仪多用。

科学 方便 环保

《化学新课标》第二单元我们周围的空气[实验2-1]仿照历史上著名实验的原理，测定空气中氧气的含量。实验装置如图1所示。

图1 测定空气里氧气含量

本实验存在以下几个方面的不足：

1.红磷与氧气反应生成大量热，使得瓶内气体没有膨胀空间，安全性差。

2.盛红磷的燃烧匙必须在瓶外点燃迅速伸到集气瓶里，这样的操作从客观上给学生造成误念，如果操作不熟练，红磷用量少很可能集气瓶内的氧气消耗不完，测出的数据不准确。易造成误差。

3.研究的对象应该是同等条件，不应该瓶外燃烧，瓶内终止。应该是瓶内燃瓶内终止。

4.综合性能差。

5.科技含量低。

6.反应时冒出大量白烟，反应生成P2O5的小颗粒悬浮于空气里刺激鼻腔。污染环境。

据以上情况和笔者多年实验教学的尝试，对空气成分测定及质量守衡定律实验作了如下改进。不但能完成空气成分测定，还能运用本教具准确验证质量守衡定律及硫在氧气中燃烧等实验。

一、实验装置图

实验装置实物图如图2所示，结构简图如图3所示：

图2 实物图

图3 结构简图

二、实验用品

1.配用学生电源6～12V(或干电池6～12V)。

2.药品：红磷(过量)。

3.实验用品：药匙。

4.电路图：如图3所示。

图3 电路图

三、实验步骤

1.按图连接好装置，检验好气密性。

2.取红磷适量(足能把容器内O2耗完还有剩余。)

3.塞上五孔塞，连好电路。

4.闭合电键，反应开始。

5.反应停止后，慢慢打开水止，烧杯中的水就会吸到发生器内。

四、实验特点

1.整个反应在密闭容器中进行,无任何污染物的泄漏,不会对环境造成污染,有利于对学生进行环保教育。

2.操作简单，安全可靠，现象明显。

3.一仪多用,可以用来验证质量守衡定律,只要把水止处的橡皮管与直角导管断开,用水止夹夹住橡胶管即可。

五、质量守衡定律的验证

《化学新课标》第五单元化学方程式质量守衡定律，活动与探究：当物质发生化学反应时，反应物的质量总和跟生成物的质量相比较，存在什么关系？

1.本实验存在以下几个问题

(1)所选用试剂白磷有具毒。

(2)安全性差，熔融的白磷有可能透过沙子流到瓶底，炸裂瓶底。

(3)污染环境。

(4)用时长，效率低。

针对以上不足，自行设计的质量守衡定律演示仪，融知识性和科学性于一体，一仪多用，节省时间，减少污染。

2.实验的改进

(1)实验器材

①电源：学生电源6～12V或干电池6～12V。

②白磷改用红磷，适度过量。

③药匙。

④电路(演示仪)所需元件。

(2)仪器的组装

按《空气成分测定》图，从橡胶管处断开直角导管，用水止夹夹住橡胶管即可。

3.改进后的演示

实验时取适量的红磷置于发生器燃烧匙中，慢慢塞好五孔塞，检验气密性，将发生器放在天平上称量后记录下容器发生器的质量。取下放在实验台上，按图连好电路。检查无误后闭合开关，瞬间瓶内红磷燃烧起来，等瓶内空气中氧气消耗完后，燃烧停止。少等片刻，待发生器冷却后，再把容器发生器放到天平上，观察天平是否平衡。

结论：参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后各物质质量总和。

六、硫在氧气中燃烧

按照装置图将膨胀室连接制氧发生装置；将水止处连接一减压器。在燃烧匙中放入硫，按上一方法操作，反应开始待发生器中氧气耗完，通入氧气，就可以观察到硫在纯氧中燃烧。

重新设计后的质量守衡定律、空气成分测定、硫在氧气中燃烧演示仪，科学环保，一仪多用、验理准确、说理透彻、现象明显、绿色环保。是值得推广的创新仪器。

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2010-03-18

张合晓，大专，中教一级。

*本文获河北省邢台市教育科研成果一等奖。