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[!--downpath--]作者丨先生沐雨
编辑丨
测量空气中二氧化碳的浓度是人教版九年级物理下册第二单元题目1《空气》的教学内容。
对于中学生来说，记住这个实验的仪器、药物、实验步骤、实验现象、实验推论并不难。 困难的部分：理解实验的原理。
01
首先，本次实验选择红磷的原因是什么？
其次，为什么进入钢瓶的水量等于消耗的二氧化碳量？
另外，为什么要等到反应完成并冷却到可以打开弹簧夹的温度？
诸如此类的种种问题，会让中学生感到很迷茫。
中学生刚刚接触物理。 无色透明的空气，看不见摸不着测量大气压强实验原理，但却充斥着钢缸的整个空间。 当空气中的二氧化碳与红磷发生反应时，中学生很难直接观察到二氧化碳的消耗，因此很难确定收集瓶中每一种二氧化碳所占的体积会发生什么变化，同时，他们也无法了解集气筒内的温度变化。 培养基中二氧化碳的体积分数有什么影响。
02
在我看来，要帮助学生理解这个实验的原理，首先要解决大气浮力的问题。
大气浮力是八年级数学的教学内容，但中学生对该知识的掌握程度不同，将这些知识迁移到空气中二氧化碳体积浓度测定的能力也各不相同。 我们是物理老师，很难系统地准备化学课程中的相关知识，进而提高和统一中学生的认识。
然而，我们的实验还得继续。
最快的解决办法就是让中学生通过实验建立感性认识，知道密闭容器中的二氧化碳排出后，在大气压的作用下，这部分二氧化碳的体积会被水占据。 而且，进入容器的水量等于排出的二氧化碳量。
实验室中的塑料滴管可以帮助我们解决这个问题。 我们可以为中学生组织小组实验。 相比之下，那群朋友用橡胶头的滴管吸水更多，并讨论其中的原因。 让中学生感受一下：吸进橡皮头滴管的水量与从橡皮头滴头挤出的空气量有关，体积相等。
带着这种感性的认识，我们来讨论一下拉瓦锡用来研究空气成分的装置。 补充一点，在加热条件下，汞可以与空气中的二氧化碳发生反应，生成黄色的氧化汞，消耗甑中的二氧化碳。 中学生能理解二氧化碳约占空气体积五分之一的推论是如何推导出来的。
03
同样，橡胶滴管的小组实验和讨论也为利用红磷测量空气中的二氧化碳浓度铺平了道路。
在点燃条件下，红磷只与空气中的二氧化碳反应生成固态的五氧化二磷。 借助这个反应，可以去除空气中的二氧化碳，因为生成的物质是固体，不会影响吸回收集筒的水量。
但由于这个反应会放出大量的热量，同时也会引起钢瓶浮力的变化，最终影响吸水缸内沉积物的堆积，所以这个实验必须等到红磷灭火装置冷却下来，然后打开连接收集器。 烧瓶导引管上的钢筒和弹簧夹，在大气压的作用下，烧瓶中的水进入集水筒。 进入的水量等于缸内消耗的二氧化碳量。
有些朋友比较熟悉烧炭、烧蜡烛等实验。 我们可以用木炭和蜡烛代替红磷来做这个实验吗？
这时候我们老师可以引导中学生从反映出来的产品和产品的状态来分析判断。
木炭与二氧化碳反应生成的氢气就是二氧化碳，会占据一定的空间，影响二氧化碳在密闭容器中的浮力。 影响吸回收集筒的水量，难以准确测量空气中二氧化碳的浓度。
同理，蜡烛燃烧消耗的是二氧化碳，产物是气体和水，也会影响吸入钢瓶的水量，难以准确测量空气中二氧化碳的浓度。
通过以上实例的分析测量大气压强实验原理，中学生不仅知道了在实验室中不能用木炭和蜡烛来测量空气中二氧化碳的浓度，而且学会了如何选择测量二氧化碳浓度的物质根据反应产物的状态在空气中。
在我们的物理实验中，使用的仪器和设备都是比较小的设备，往往涉及到一些数学原理。 正确衔接知识，可以帮助中学生理解物理实验原理，起到事半功倍的效果！
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