对《实践活动1》中氧气的性质实验的建议与改进

一、《实践活动1 氧气的实验室制取与性质》在教材中的重要地位：

在2011年《初中化学新课程标准》中，《实践活动1》属于一级主题“科学探究”与“身边的化学物质”、二级主题“学习基本实验技能”和“我们周围的空气”中的主要组成部分，是学生走进化学实验室之后，第一次真正意义上的独立的实践活动，对于初学化学的同学们来说，其重大意义不仅仅在于验证实验现象和拓展化学知识、培养动手能力，更重要的是让学生近距离地走近化学实验室、亲近化学，通过他们亲身的观察、实验，体验化学的乐趣，培养他们对化学的兴趣，让他们亲身感受科学的魅力。

二、教科书中的实验与存在的缺憾：

教科书（人教版）第46页“2.氧气的性质”

1.如图2－18所示，用坩埚钳夹取一小块木炭，在酒精灯上加热到发红，插入到前面收入集到的氧气中（由瓶口向下缓慢插入），观察木炭在氧气里燃烧的现象。

存在的缺憾：集气瓶瓶口太小，坩埚钳插入一半时就再也伸不下去了，下部的氧气没有充分燃烧，现象不是十分持久。

2.点燃系在螺旋状细铁丝底端的火柴，待火柴快燃尽时，插入盛有氧气的集气瓶中（瓶中预先加少量水）。观察铁丝在氧气中燃烧的现象。

按照教科书上的指导进行实验，学生往往出现下列问题：

(1)火柴梗的长短问题。如果火柴梗太长，没有等到引燃铁丝，氧气消耗得差不多了，只看到木条在氧气中燃烧的现象；火柴梗太短的话，可能温度还没有达到铁丝的着火点，火柴梗就熄灭了。

(2)插入的时机把握不准，动作太快容易熄灭，动作太慢了红热的铁丝又容易冷却。

(3)学生实验时，火柴燃烧后产生的SO₂气体对实验室空气污染严重。

(4)铁丝插歪了，靠瓶壁太近，易引起集气瓶瓶壁的破裂。

三、实验建议和实验改进：

针对上述问题，我们对实验提出如下建议和改进：

1.建议将坩埚钳改成长镊子，避免了坩埚钳夹木炭时的弊端。（如下左图）

 

长镊子夹持木炭可以伸入集气瓶的底部（如上中图），可以让燃烧更持久，反应的现象更明显，反应时间更长。如果是分组实验或学生实验，还可以用口径较大的饮料瓶或矿泉水瓶来替代玻璃集气瓶，利用日常生活中的一些物品来做实验，发散学生思维，提高学生兴趣。燃烧完成后倒澄清的石灰水，拧上瓶盖振荡，还会发现不仅澄清的石灰水变浑浊，而且瓶内气体的体积会变小，瓶子变瘪，为后续相关知识的学习留下直观的印象。

2.对细铁丝在氧气中燃烧的实验作如下改进：

(1)将大集气瓶改为口径较大的饮料瓶或矿泉水瓶，并在瓶底预先放水或细沙。集气瓶可以放水、细沙或湿海棉，饮料瓶或矿泉水瓶最好用细沙，因为这些瓶子的瓶底是明显凸起的，铁圈放不平，影响实验的成功。

(2)螺旋状细铁丝的一端不系火柴梗，而是粘上一小团棉花。

 

(3)不用坩埚钳来夹细铁丝，而是将细铁丝的另一端绕在一个小铁圏上，让它直立于氧气瓶中。如果铁丝太细，直立不起来，可以在中间穿一根粗一点的直铁丝，让螺旋状的细铁丝直立在集气瓶或饮料瓶的正中央，避免因铁丝燃烧过程中左右摆动而使集气瓶瓶壁破裂或饮料瓶烧穿。

       

(4)调整螺旋状铁丝的高度，让棉花团与饮料瓶口相平或略高，实验时在棉花上滴一小滴无水酒精，并用打火机（或火柴）点燃。

(5)观察实验现象：钿铁丝一直从瓶口处燃烧到瓶底，火星四射。

 

四、改进后的优点：

用改进后的装置进行实验有如下优点：

1.充分利用了废旧资源，变废为宝，用空饮料瓶替代集气瓶，避免了分组实验或学生实验中，人人动手时破损较多的集气瓶。

2.减掉了细铁丝插入集气瓶的环节，直接把铁丝绕在铁环上，放入集有氧气的集气瓶或饮料瓶，避免学生因把握不好插入集气瓶的时机而导致的实验失败。

3.消除了对空气的污染，避免用火柴梗引燃铁丝。火柴头上的硫粉燃烧会产生大量的二氧化硫气体，使实验的空气污染严重。用棉花和无水乙醇引燃，效果很好。

4.细铁丝从瓶口往瓶底烧，逐步分层消耗瓶中的氧气，实验持续时间相对较长，现象更明显。

5.不会因插入过程中的人为因素，造成瓶壁破裂。注意：为防止铁丝燃烧时的摆动，最好在中间穿一根粗一点儿的铁丝。

本实验改进操作简单，安全，成功率高，适合于分组实验和学生实验。