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对“测定空气中氧气含量”实验改进

案例与教学问题的探讨

郭震

（人民教育出版社课程教材研究所，北京100081)

摘要：分析现行教材测定空气中氧气含量实验存在的不足，对文献中的相关实验改进案例进行评述，分析并指出部

分实验改进案例在试剂、装置和实验教学方面存在的若干问题。探讨了实验和教学中易被忽视的空气成分与氧气含

量、准确度与分辨率的不同含义，对认识拉瓦锡实验的价值和相关教学提出了建议。

关键词：氧气含量；空气成分；实验改进案例评述；教学研讨

中图分类号：G633.8文献标识码：B

文章编号：1005-6629(2024)03-0062-05

“测定空气中氧气含量”实验是各版本初中化学教现有研究认为该实验存在以下不足，需在准确度和安

材在“空气”单元中的传统内容。该实验依据拉瓦锡经全性等方面进行改进。

典实验的原理探究空气的组成，在中学化学启蒙阶段

的教学中具有重要意义。据不完全统计，有关该实验

的研究论文已超过200篇（见表1），多年来一直是实验

改进与实验教学研究关注的热点。本文将对该实验的

改进情况进行梳理和回顾，并对实验改进及相关教学

过程中易被忽视的若干问题进行探讨。

图1“测定空气中氧气含量”的常见实验装置示意图

与测定空气中氧气含量实验相关的论文数量统计

表1

刊名论文数刊名论文数（1）有研究表明，足量红磷在燃烧后仍难以耗尽

《化学教学》39《教育与装备研究》26

《化学教育》18《实验教学与仪器》467.6%[4]

《中学化学教学参考》42《中小学实验与装备》26（2）燃着的红磷进入集气瓶时，瓶内温度迅速上

《化学教与学》20《中学化学》6升使空气膨胀并部分逸出，研究对象不是严格意义上

注：在中国知网以“氧气、含量”或“空气、成分”为关键词，有哪些信誉好的足球投注网站后的封闭体系，影响测量的准确度[5]

筛选1976年以来的相关研究论文。

（3）实验容器和导管形状不规则，且导管内空气

1教材中的实验或水的体积不易统计，难以准确将容积五等分[6]

现行各版本初中化学教材均编人了“测定空气中（4）红磷在密闭空间内燃烧，气体受热膨胀可能

氧气含量”的实验。其中，鲁教版化学教材采用铜粉氧使橡胶塞弹出，且红磷燃烧产生的P,0，具有毒性，故

化消耗氧气的方法)，其余版本教材主要使用如图1存在一定的安全和环境风险[]。

所示的实验装置，利用红磷燃烧消耗装置中的氧气[2]

*人民教育出版社课程教材研究所“人教版教材纵横衔接研究”（课题编号：ZD2021－03）；“初中化学安全教育内容体系的研究”（课题编

号：KC2022-009）的阶段性研究成果。

化学教学62

实验研究实验教学

2改进实验使用NO、Fe(OH)2、多硫化钠、邻苯三酚等物质作

针对以上不足，研究者主要从试剂和实验装置两为耗氧剂，实验无需加热，操作较为便捷。但这些物质

方面对现有实验进行改进，取得了一定的成效。具有一定的毒性或需要现场制备，存在安全隐患，并增

2.1试剂改进加了操作难度和实验时间。同时，相关制备和吸收原

为了充分消耗实验体系内的氧气、提高密闭性、减理较为复杂，教学中须补充高中或大学的化学知识，超

越了学生的知识基础和认知水平。