运用传感器技术对NO2溶于水实验的定量研究

汪红伶�せ舯颈�

本文介绍运用现代数字化设备，利用气压传感器技术对二氧化氮溶于水定量实验进行创新改进的情况。将传统实验无法达到的实验效果通过简单的实验装置和具体的图形、数字定量分析，得出结论，使定性实验走向定量化研究。整个实验操作简便，现象明显直观，绿色环保。引入传感器技术，增加了学生探究手段，同时培养了学生数图结合解决问题的能力。

人教版必修1第4章第3节“硫和氧的化合物”第79页科学探究栏目——NO2溶于水的实验探究具有定量的成分。该科学探究的传统做法是：将集满NO2的试管倒立于水中，数分钟后，待试管内液面基本稳定后，观察试管内液体上升的体积。根据3NO2+H2O=2HNO3+NO，从理论上可以确定试管内液面上升的高度应为试管容积的2/3。然而，大量的实验事实表明：被倒吸入试管中的水通常难以达到理论值。另外，通过肉眼观察液体上升的大致体积来完成定量探究，方法并不科学，导致的实验误差也较大。如何才能减少实验误差，提高实验的精度，增强实验的直观性和科学性呢？笔者通过大量的教学实践认为：借助传感技术或现代数字化探究实验仪器，可以达到这一实验目的。具体设计过程如下。

5 实验结论与分析

5.1 结论

根据3次实验的结果，计算平均值，得出结论：二氧化氮溶于水，反应前的NO2和生成的NO气体的物质的量之比为3∶1。

5.2 误差分析

（1）导气管和传感器连接部分的气体体积。

（2）收集的NO2的纯度。

（3）副反应的发生。

6 其他说明

（1）本实验成功的关键在于收集的NO2气体必须纯净，而且装置的气密性要好。

（2）借助数字化传感技术使定性实验走向定量化研究，能够解决传统实验存在的缺陷，使实验过程更加明晰、实验效果更直观准确，有利于培养学生数形结合、解决问题的能力。

（3）定性与定量实验研究一体化，实验装置简单，操作方便，现象明显直观，绿色环保。