空气中甲醛气体含量的简易测定 实验五

【实验教学研究目的】

1．学习和探讨空气中甲醛气体含量简易测定的方法和技能。 2．通过空气中甲醛气体含量测定装置和操作方法的设计，培养实验设计和创造性思维能力。

3．通过甲醛气体含量测定的研究性学习实验的体验，探讨组织中学生进行研究性学习实验的方法。

【实验计划】

1.实验用品、仪器

实验仪器：50mL注射器，集气瓶，导管，止水夹，锥形瓶，铁

架台，滴定管夹,滴管，橡胶管，分液漏斗

实验药品：0.01mol/L 的高锰酸钾溶液，2mol/L 的硫酸溶液，

蒸馏水。

2.实验步骤

A按如上装置图

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装好装置，检验气密性。

B配置高锰酸钾溶液：取1mL 0.01M的高锰酸钾溶液加入100mL水配制得1X10-3M的溶液，依照此法分别配置1X10-4M、1X10-5M的高锰酸钾溶液。

C按如图所示往实验装置加入药品。

D向右边的集气瓶中加入20mL 1X10-3M高锰酸钾溶液和10mL 2M的硫酸溶液，用止水夹封堵右方的橡皮管。

E向左边的集气瓶中加入甲醛溶液至分支管口下方的位置； F在如图所示的橡皮管插入50mL注射器的针头，插入时注射器活塞应处于0刻度的位置。

G缓缓拉动注射器活塞抽出实验体系内的空气。缓慢拉动注射器活塞至50mL位置。抽出注射器，应将针头留在橡皮管上。将注射器活塞重新处于0刻度后再次插入针头。

H重复6、7两个步骤，直至左集气瓶中高锰酸钾溶液褪色，记录褪色时抽取的模拟空气量。

I根据上述步骤，分别记录不同浓度高锰酸钾溶液的褪色情况。 3.实验记录 溶液编号 1 1X10-2M高锰酸钾溶液1mL+20mL水+10mL 2M硫酸溶液 - 2 -

溶液成分 抽取模拟空气量 〉1000mL 2 1X10-3M高锰酸钾溶液1mL+20mL水+10mL 2M硫酸溶液 约180mL 3 1X10-4M高锰酸钾溶液1mL+20mL水+10mL 2M硫酸溶液 约30mL 4 1X10-5M高锰酸钾溶液1mL+20mL水原始溶液接近无+10mL 2M硫酸溶液 色，无法分辨。 4.实验讨论

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由以上的数据可得出最好的实验方案是用1×10 moL／L的高锰酸钾

溶液，这样的实验操作比较好，节省时间，现象也较明显。 5.实验成功的关键因素

高锰酸钾溶液与甲醛气体的反应为异相反应，反应不完全，为了尽可能增大反应的程度：

A应在左边的试管中的甲醛溶液液面要尽量靠近试管口分支处 B注射器抽气也应尽量缓慢，使气液两相充分反应。

C酸化应彻底，否则高锰酸钾溶液氧化性不足，无法在短时间内与甲醛气体充分反应。

D，高锰酸钾溶液不能太多，否则反应时间太长

【问题与讨论】

1. 甲醛分子结构中含有什么基团?此基团决定了甲醛具有什么重要的化学性质？

答：甲醛结构中由于醛基的存在，因而甲醛具有强的还原性，极

易被氧化剂所氧化。

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2. 酸性高锰酸钾溶液具有什么重要的化学性质？高锰酸钾溶液显何颜色,其显色的灵敏度如何?

答：酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性。高锰酸钾溶液显紫红色。

以高锰酸钾作氧化剂，每升溶液中只要有10－5mol KMnO4 即可显示出紫红色，与甲醛气体反应则溶液由紫红色变为无色，化学反应方程式如下：

2MnO4－ + 5HCHO + 6H+ 2Mn2+ + 8H2O + 5CO2

3. 气态物质跟溶液中的物质发生化学反应的一般装置是怎样的？要使气态物质跟溶液中的物质发生完全反应，其实验装置和操作各应注意什么?

答：气态物质跟溶液中的物质发生化学反应的一般装置是将气体

导入装有反应物的装置中。应注意装置的气密性要良好、导管要尽量伸到溶液底部使气体与溶液充分接触、并把握好气体导入的速度。

4. 如果通过用酸性高锰酸钾溶液来氧化甲醛测定室内甲醛的含量，这对高锰酸钾溶液的浓度有何要求?

答：首先，高锰酸钾溶液的浓度要达到它显色的灵敏度。即到达

它的最小显色浓度。同时，因为室内甲醛的含量本来就不会很高，所以要根据实际情况，配置的浓度不能太高。 5. 高锰酸钾溶液的稳定性如何？如何配制和存放高锰酸钾标准溶液？

答: 高锰酸钾溶液不稳定。KMnO4 标准溶液配制：

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准确称取1.5800g高锰酸钾，用少量水溶解后转移到250mL容量瓶中，准确定容（注意：KMnO4 溶液色深，液面弯月面不易看出，读数时应参看液面的最高线）。取此溶液1mL稀释400倍，即得1×10－4mol/L高锰酸钾溶液。配制好的溶液存放在清洁带塞的棕色瓶中，注意随配随用。

KMnO4氧化能力强，易和水中的有机物、空气中的尘埃及氨等还原性物质作用，KMnO4还能自行分解： 4KMnO4 + 2H2O ＝ 4KOH + 4MnO2↓+ 3O2↑

在中性溶液中，KMnO4自行分解的速度很慢，但Mn2+ 和MnO2的存在能加速其分解，见光分解得更快。另外，市售的KMnO4中常会有少量MnO2等其他杂质。可见，KMnO4溶液的浓度容易改变，必须正确地配制（精确的分析测定时必须对KMnO4溶液进行标定）和保存。正确配制和保存的溶液应呈中性、避光、防尘 、不含MnO2。

【实验最大收获】

1. 学会研究性学习的一般步骤，初步了解研究性学习实验的准备、设计与指导学生进行研究性实验的基本步骤。 2. 认识到小组合作在探究实验中的重要作用

3.了解各个实验的操作注意事项，避免实验中可能存在的或可能造成的危险

【教学片断】说课教案

1. 课前准备

A提出本次实验的课题，让学生在课余时间查找资料，了解甲醛

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的基本物理性质与化学性质

B让学生先自行分组，以小组为单位通过查找的资料指导让学生自主设计测量甲醛含量的实验方案 c完成实验预习报告。 2. 上课过程

1) 检查学生的预习报告，

2) 提问学生讲述甲醛的性质，及这些性质的依据，组内成员补充、修正，全体同学补充、修正。最后教师总结最佳答案。 3) 提问2-3个不同组学生让他们讲述各自小组的设计方案，讲完先组内成员补充、修正，最后让全体同学评议，小组根据评议的情况，各组先自我完善实验方案。

4) 与学生共同探讨各实验方案的可行性，选出较好的方案讲解。总结各方案各步骤的操作要点及注意事项。与学生共同探讨实验方案成功的关键。

5) 让学生动手实验，提示认真观察实验现象，实验过程中巡察，指导同学们解决同学们在实验过程中遇到的问题及其疑问，同时观看学生的操作，规范同学的操作。

6) 实验结束后，组织学生实验结果交流讨论，总结。强化学生的研究性学习活动。 3. 结课

根据本次实验研究和实验教学研究的情况进行小结，布置学生完成实验报告，同时布置新的任务。

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