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探究双氧水制取氧气发生装置的改进 摘 要：本文着眼于实验室制取氧气的发生装置的探究，分析了双氧水溶液和二氧化锰固体混合制取氧气的优缺点；利用实验室提供的简要仪器和自制仪器等条件，探究了双氧水溶液和二氧化锰固体混合制取氧气发生装置的改进。 关键词：探究性 制取氧气发生装置 优缺点 实验改进 作者简介: 林君（1981—），女，汉，福建福州，福州华伦中学（350004），中学化学一级，理学学士 。 一、研究综述 十七世纪捷克教育家夸美纽斯在《大教学论》中提出：“在尽可能的范围以内，一切事物都应尽可能地放在感官的跟前。”在探究活动中，我们从已有的经验出发，通过选题立题→成立小组、制订方案→课题实施→课题结题→成果展示初化学阶段，它的发展是一个不断发现、不断开拓、不断创新发展的过程遵循实而小及情趣性的原则兴趣是开发智力的催化剂同时学科的实验性特点具备了培养学生学习的潜在因素正如波义耳所说，没有实验，任何新的东西都不能深知。个体差异，著名教育学家陶行知先生：“要创造，非你在用脑的时候，同时用手去实验，用手的时候，同时用脑去想不可，手脑双全是创造教育的目的”。能否对所学知识有所选择判断解释运用有所发现有所创造“课程资源”，开发他们自己的学习经验、参考资料研究性学习的理论框架等已有的知识与未知知识产生激烈冲突，学生意识中的矛盾激化起思维的共鸣。心理学研究表明，学生是学习的主体，所有的新知识只有通过学生自身的“再创造”活动才能纳入其认知结构中，才可能成为一个有效的知识。 老师继续设置实验梯度：如何可以随时添加药品；做到控制反应速率；定量地控制药品用量；得到平稳的气流？老师引导学生结合对各种漏斗的认识，互相协作，完成了以下组合探究（如组图3）： 1、在前面的探究活动中，我们尝试了以广口瓶为反应容器，利用普通漏斗加入溶液的发生装置，然而在具体实验活动中，我们发现了该装置存在以下弊端：漏斗的下端口过短，不易伸入液面以下，仪器内外气体容易交换。为了防止反应时氧气逃逸，达到“液封”目的，双氧水溶液用量大。如何克服这些缺点呢，学生们感到了困惑。在老师的指导下，大家集中精力，解决了“液封”难题：以普通漏斗、小试管、广口瓶为发生装置，又成功地改进了装置。 2、在以锥形瓶和长颈漏斗作为发生装置开展探究过程中，我们同样也发现：长颈漏斗的下端口必须伸入液面以下，双氧水溶液用量大。随着反应进行，MnO2粉末容易堵塞漏斗下端口，再加上该装置也没有办法控制反应速率。种种的这些缺点，该如何改进呢？启发学生联系空气中氧气体积的测定实验，想想能不能使用弹簧夹，克服这些实际困难。即刻，有的同学就突发灵感：事先将粉末药品放在细纱窗网上。但是操作时候，发现纱窗网间隙仍太大，二氧化锰仍能穿过间隙而落入仪器下方；就此疑难，我们采用了较密集的铜丝网和医用纱布（或者儿童爽身粉中一有小孔隙的盖子）相互作用，改进装置后效果较好。还有些同学通过上网查询资料，重新改进了装置：长颈漏斗、大试管、带导管的双孔橡皮塞、精密铜丝网、弹簧夹；其中可用铜丝网和弹簧夹共同作用来控制反应。在后续的学习中，铜丝网可以利用到二氧化碳的制取中。 3、当以上实验顺利完成后，以第2个问题为突破口，提出第1个迁移问题。通过长颈漏斗使用弊端的争论，如MnO2粉末容易堵塞漏斗下端口，引发我们对新装置的进一步探索，直接改用分液漏斗和锥形瓶作为反应装置，控制反应速率。 4、使用双氧水溶液作为反应物，制取的氧气不大干燥。介于这一局限，在问题探究前，老师预先留点时间给学生查阅“干燥剂的分类以及作用”等相关资料。在这些知识背景下，我们改进了装置：利用发生装置跟干燥装置一同作用制取干燥的氧气，并利用无水硫酸铜白色晶体作为干燥剂。 层层深入，我们可不可以利用改进后的装置来判断反应是否发生？结合反应特征以及学科渗透，先在气球中加少量二氧化锰固体，在锥形瓶中倒入少量双氧水溶液；将气球连接在瓶口，用细线系好，倒下事先准备好的固体药品于瓶中，可以更直观判断反应发生，而且可以证明了管内气压的变化（如组图4）。 （二）、利用自制的仪器，探究双氧水制O2的发生装置 如何利用简易的材料自制实验装置？学生不假思索，回答要寻找能替代玻璃瓶的材料。老师接着启发问题的关键在于寻找的替代品，它不与这两种化学物质反应，还得注意安全性、可行性、材料的稳定性等问题。 该课题让实验贴近生活，让刚接触化学的学生激发好奇心，并学以致用，培养了学生挖掘事物价值的能力。这时，学生的思维很活跃，又继续想出对策（如组图5）。 1、模仿简易装置，利用塑料瓶、吸管组装成自制氧气的发生装置； 2、利用空饮料品、吸管和注射器组合成一个微型发生装置； 3、将塑料瓶从中部剪断，取上面钟罩形部分，自制小漏斗，另外个塑料瓶作为反应容器，并用橡皮塞、一根大塑料吸管将二者有机连接起来； 4、