对 探究空气中氧气的体积分数试卷的分析、反思与实践 上教版 论文 论文VIP专享VIP免费

对“探究空气中氧气的体积分数”试题的分析、反思与实践艾璐（常州市第一中学江苏常州213003）新的课程标准（化学）中对构建学生学科的情感体系提出了要求，对开展探究性教学、关注自然与社会，关注人与自然的和谐发展、关注人文精神提出了要求。窥视近几年的中考试题，创新和综合类的具有“化学味”的化学实验题将被受关注，成为了命题的新亮点。以“探究空气中氧气的体积分数”为知识背景开展多维探究的化学实验题就是其中的一类试题。如：例题：（2004年无锡市中考题第37题）某研究性学习小组设计了如下图所示的装置，探究空气中氧气的体积分数，其中A是底面积为50cm2、高20cm的圆筒状玻璃容器(带密封盖)，上面标有以cm为单位的刻度，B是带刻度的敞口玻璃管(其他辅助装置略)。他们的操作过程如下：a．检查装置的气密性；b．加入水并调整B的高度，使A中的液面至刻度15cm处；c．将过量的铜粉平铺在惰性电热板上，盖紧密封盖；d．通电加热铜粉，待充分反应后，冷却到原来的状况，调整B的高度使容器A、B中的液面保持水平，记录液面刻度。(注：A容器内固态物质所占的体积忽略不计)（1）在操作a中检查装置气密性的方法是。（2）在上述实验中，下列物质不能代替铜粉的是(填字母)。A．红磷B．木炭C．铁粉（3）在操作d结束时，装置A中液面的刻度约为cm(填整数)。如果在操作d结束时，装置A中液面刻度在11cm处，则实验结果比理论值(填“偏大”或“偏小”)。（4）该小组中有同学提出，用木炭代替铜粉也能测定空气中氧气的体积分数，只要将水换成一种溶液，则该溶液是，其原因是(用化学方程式表示)。分析：本题以“探究空气中氧气的含量”为知识背景，要求学生能把自己所学的化学知识进行迁移，重新选择实验装置和实验药品。本题测定空气中氧气含量的实验原理是通过加热铜粉消耗A容器中的氧气，使A中的气压降低，从而通过计算倒吸水的体积来确定空气中氧气的体积分数。问题（1）考查的是学生能否灵活运用“气压差原理”对装置气密性进行检查，很多考生在解答该题时由于没有掌握原理，所以无从下手或表达不清；问题（2）通过红磷、木炭和铁粉与氧气反应，间接考查了选择替代“铜粉”的物质所应具备的条件就是与氧气反应后不能产生气体；而且问题（4）紧接着让学生产生与问题（2）不相符的认知冲突，从实验的另一角度展开讨论，突出了试题的发散性和创新性；解题时要想木炭燃烧会产生CO2，要使装置内外产生压强差使液体倒吸，必须要用一种能吸收CO2气体的溶液来替代水。问题（3）则主要考查学生灵活运用基础知识的能力，把“氧气在空气中的体积分数约为1/5”用于实际解题中，并能进行仔细谨慎地分析。不过在本题中需要注意的是要确保实验的准确性，在测定过程中为了使A容器内的气压与外界大气压一致，在实验前后必须都要调整A、B中的液面保持水平。答案：（1）往B中加水，使A、B液面保持水平，盖紧A的密封盖，再向B中加水，使B中的液面高于A，一段时间后B中液面不下降，则气密性好。（或往B中加水，使A、B液面保持水平，盖紧A的密封盖，再用手捂住A的外壁，若B中的液面上升，则气密性好。）（2）B（3）12偏大（4）NaOH2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O反思：结合对上题的思考和自己的实践，笔者认为要能正确解答出以“探究空气中氧气的体积分数”为知识背景开展多维探究的化学实验题，需要把握住以下几个知识要点：1仔细审题，明确题目中“测定空气中氧气的体积分数”的实验原理。（该原理主要是在某密闭容器内通过加热或燃烧某种可燃物，消耗容器内的氧气，使密闭体系内的气压降低，然后在容器内外气压差的作用下，引起实验过程中的其它一些现象（水倒吸或活塞移动等），再根据现象得出结论。）2该类题中装置气密性的检查原理通常就是“气压差”原理，即以一些手段增大密闭体系内的气压后，通过观察某种实验现象来确定装置气密性的良好。3该实验中对可燃物的要求是燃烧后不能产生气体；但如果有气体产生，实验过程中必须要选择试剂来除去气体，以免造成气压差的减小而影响实验结果。4熟记在通常状况下空气中氧气的体积分数是21%（或约为1/5）的结论，并且在解题中要能灵活地运用。5以教材出现的“空气中氧...