【设计意图】此实验现象是抽出空气,水进入,说明水进入多少,抽出空气就有多少。而大多数学生对拉瓦锡测定空气中氧气含量的实验原理理解有困难,我设计了上面的这个简单的实验,让学生明白消耗的氧气体积等于进入瓶内水的体积,从而能很好地突破此难点。
(2)师生共同讨论,理解拉瓦锡实验原理:
思考1:将针筒往外抽,抽走的是空气而不是氧气,进入瓶内水的体积是空气的体积,而不是氧气的体积,所以抽气是行不通的。那怎样才能只减少氧气的量呢?--让氧气完全消耗掉即可。
思考2: 要在瓶内把氧气消耗掉,如何消耗?--物质燃烧
思考3:燃烧蜡烛行吗?对用来反应的物质取用有什么要求吗?--该物质必须只能与空气中的氧气发生反应;该物质与空气中的氧气发生反应后不能有气体生成。
思考4: 如果提供的被燃烧的物质是碳、铁、红磷,你会选择哪种物质燃烧呢?为什么?--红磷,此物质燃烧,消耗了氧气,燃烧的产物是固体,使广口瓶中的气压变小。
思考5:为什么不选择物质碳和铁在空气中燃烧呢?--木炭燃烧后会生成气体二氧化碳,不能使瓶内气体压强减小;铁丝不能在空气中燃烧。
【设计意图】通过上述各个思考题的讨论,让学生体会拉瓦锡实验原理,同时归纳出实验需要的仪器和药品,并从中得出正确的实验结论。
思维迁移:仿照水倒吸的实验,如何改进才能用于测定空气中氧气的含量?
教师介绍:①为什么实验前要在广口瓶的底部加入少量水?(提示:红磷与空气中的氧气在点燃条件反应生成固体五氧化二磷)--主要目的是为了吸收生成的五氧化二磷,防止污染环境,同时能够起到吸热降温减压的作用,节约实验时间。②玻璃瓶内的空间事先分为10等分。(因为形状不规则,学生无法得出体积比)
(3)实验:燃烧红磷,测定空气中氧气含量。
实验原理:红磷消耗了瓶内的氧气,使瓶内的气压减小,外界大气压把水压入瓶内。
教师演示实验,要求学生主要关注:
▲点燃燃烧匙内的红磷,立即塞紧瓶塞,观察现象 。
▲红磷燃烧一段时间后,自动熄灭了原因是 。
▲火焰熄灭后,冷却集气瓶,打开导管上的夹子,什么现象? 。
▲瓶内水位变化 。(填"上升"或"下降")
▲进入瓶内水的体积约占瓶内总的空气体积的 。
通过实验,得出结论:进入瓶内水的体积约占瓶内总的空气体积的1/5