陸春華

摘要：為防止白磷燃燒產(chǎn)物五氧化二磷污染環(huán)境，對人教版九年級上冊化學(xué)教材中“燃燒條件”實(shí)驗(yàn)做了多種創(chuàng)新設(shè)計(jì)，使改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的器材易得、實(shí)驗(yàn)的連貫性強(qiáng)、能有效防止產(chǎn)物污染環(huán)境、實(shí)驗(yàn)的可信度高，非常適合課堂教學(xué)。

關(guān)鍵詞：燃燒條件；白磷燃燒；實(shí)驗(yàn)改進(jìn)；創(chuàng)新設(shè)計(jì)

文章編號：1005–6629（2016）4–0075–03 中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

現(xiàn)行的人教版九年級《化學(xué)》教材中“燃燒條件”實(shí)驗(yàn)是初中化學(xué)中的一個非常重要的探究性實(shí)驗(yàn)，也是學(xué)生建立燃燒條件概念的一個經(jīng)典實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)操作簡單、現(xiàn)象明顯，體現(xiàn)了控制變量的教學(xué)思想和對比的思維，有利于學(xué)生認(rèn)識燃燒的條件及本質(zhì)。但該實(shí)驗(yàn)也存在不足之處：實(shí)驗(yàn)中紅磷和白磷均處于敞口開放體系，燃燒產(chǎn)生的白煙對講臺周圍學(xué)生的影響很大。因此，教材中特別注明該實(shí)驗(yàn)需要在通風(fēng)櫥下進(jìn)行，但事實(shí)上，很多教師往往在普通教室里演示該實(shí)驗(yàn)，或者某些教師干脆就在黑板上講實(shí)驗(yàn)。這一處理方式，弱化了這一經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能。對此，筆者做了以下改進(jìn)措施，供同行參考。

1 新方案一

1.1 實(shí)驗(yàn)裝置

實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示。

1.2 實(shí)驗(yàn)材料

大燒杯、注射器、三只玻璃瓶、導(dǎo)管、80℃熱水等

1.3 實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象

（1）在1號玻璃瓶中加少量紅磷，2號玻璃瓶中加少量白磷，3號玻璃瓶中加少量白磷并注入適量的水。把三個玻璃瓶同時放進(jìn)盛有80℃熱水的大燒杯中，發(fā)現(xiàn)2號瓶中白磷燃燒起來，產(chǎn)生大量白煙，1號瓶和3號瓶中無現(xiàn)象，對比1、2號兩瓶現(xiàn)象可知，燃燒需要可燃物溫度達(dá)到著火點(diǎn)。

（2）用注射器向2號瓶中注入適量的水，白煙逐漸消失，避免污染環(huán)境。

（3）用注射器把3號瓶中水抽出，發(fā)現(xiàn)3號瓶中的白磷燃燒起來，并產(chǎn)生大量白煙。對比2、3號兩瓶中的現(xiàn)象可知，可燃物燃燒需要與氧氣接觸。

（4）把注射器內(nèi)從3號玻璃瓶中抽出來的水再次注入到3號玻璃瓶中，白煙逐漸消失，不污染環(huán)境。

改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)取材十分方便，實(shí)用性強(qiáng)，現(xiàn)象更為明顯。利用生活中的常見物品做實(shí)驗(yàn)，提高了學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)的興趣。實(shí)驗(yàn)具有安全性、可靠性，且綠色環(huán)保，亦可重復(fù)使用。

2 新方案二

2.1 實(shí)驗(yàn)裝置

實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示。

2.2 實(shí)驗(yàn)材料

注射器、大試管、小試管、導(dǎo)管、錐形瓶、單孔橡皮塞、雙孔橡皮塞、燒杯、廣口瓶、鑷子、藥匙、橡膠管、白磷、80℃熱水、5%的過氧化氫溶液、二氧化錳、1%氫氧化鈉溶液、酚酞試液等

2.3 實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象

（1）在錐形瓶中加入一藥匙二氧化錳，用注射器吸取約40mL 5%的過氧化氫溶液，把注射器的針尖刺進(jìn)錐形瓶的橡皮塞中。

（2）向廣口瓶中加1%的氫氧化鈉溶液，直至其中上部位，再用滴管滴入幾滴酚酞試液，塞緊雙孔橡皮塞。

（3）取一小塊白磷放進(jìn)小試管中，再加入少許80℃熱水（熱水的高度大約為小試管高度的二分之一）；把大試管稍稍傾斜，讓小試管沿著大試管的內(nèi)壁滑入大試管中。把雙孔橡皮塞的長導(dǎo)管伸到小試管中靠近白磷正上方的部位，塞緊雙孔橡皮塞，并把大使管放進(jìn)燒杯中。

（4）按照圖2連接儀器，加入約250mL的80℃熱水，確保小試管中的溫度達(dá)到白磷的著火點(diǎn)（此刻，如果浸在氫氧化鈉溶液中的長導(dǎo)管口有氣泡冒出，則說明裝置氣密性良好，否則，就需要重新連接儀器才能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)）。

注：加入80℃熱水后，白磷不燃燒，推動注射器活塞，錐形瓶中出現(xiàn)大量氣泡。氣體沿著導(dǎo)管進(jìn)入小試管中，白磷先冒出少許白煙，等空氣排盡后，小試管中白磷被點(diǎn)燃，并且持續(xù)燃燒，產(chǎn)生大量白煙，白煙進(jìn)入氫氧化鈉溶液中。實(shí)驗(yàn)說明可燃物在溫度達(dá)到著火點(diǎn)的時候，還需要與空氣或氧氣接觸才能燃燒起來。

該實(shí)驗(yàn)在密閉容器中進(jìn)行，一方面，多余的氧氣可以促使白煙（五氧化二磷）更充分地被吸收；另一方面，滴有酚酞的氫氧化鈉溶液可以幫助判斷氫氧化鈉溶液是否已經(jīng)完全反應(yīng)。

3 新方案三

3.1 實(shí)驗(yàn)裝置

實(shí)驗(yàn)裝置如圖3所示。

3.2 實(shí)驗(yàn)材料

燒杯、漏斗、試管、白磷、紅磷、熱水、止水夾、導(dǎo)管、橡皮塞、木板、注射器等

3.3 實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象

（1）取一只1000mL的大燒杯，并向其中倒入約500mL熱水，把一塊白磷放入燒杯底部。

（2）用熱水對試管預(yù)熱，把等質(zhì)量的兩小塊白磷和紅磷分別放入試管底部，旋緊帶有單孔橡皮塞的導(dǎo)管，用止水夾把乳膠管夾緊。同時把兩支試管通過木板浸入水中，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

（3）把注射器內(nèi)的空氣緩慢推入試管中，打開止水夾，白磷燃燒產(chǎn)生的白煙沿導(dǎo)管進(jìn)入盛有熱水的燒杯中，使其被水充分吸收，避免污染環(huán)境。

此方案過程中所用藥品的量很少，實(shí)驗(yàn)的連貫性強(qiáng)，增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的可對比性，熱水可以吸收產(chǎn)生的白煙，避免了環(huán)境污染。

4 新方案四

4.1 實(shí)驗(yàn)裝置

實(shí)驗(yàn)裝置如圖4所示。

4.2 實(shí)驗(yàn)材料

直通管（Φ3.5×15cm）、橡皮塞、帶小孔的圓形鋁片（Φ3.4cm）、白磷、熱水、薄膠墊

4.3實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象

（1）將一塊鋁片剪成Φ3.4cm的圓形狀，并以中點(diǎn)為圓心，半徑分別為0.5cm、1.0cm、1.5cm畫出三條圓弧，在每個圓弧上打上均勻的小孔。

（2）用薄膠墊把圓形鋁片的邊緣包好，放入直通管內(nèi)（距離管口三分之一處），夾緊。

（3）把一小塊白磷放在直通管的下方，塞緊橡皮塞，從直通管的上方注入約直通管總體積三分之一的熱水（約50℃）。

（4）用向上排空氣法收集氧氣，用橡皮塞立即塞緊直通管的上方，即為甲圖，此時，水下的白磷不燃燒。

注：演示本實(shí)驗(yàn)時，可以將甲裝置倒立，即為乙圖，水就會從圓形鋁片的小孔流下，氧氣從下往上流動，白磷就會在鋁片的上方燃燒。

該實(shí)驗(yàn)操作簡便，省時，學(xué)生在課堂上能親自動手完成。此外，該實(shí)驗(yàn)綠色環(huán)保，生成的五氧化二磷被水吸收，整個實(shí)驗(yàn)過程十分具有觀賞性，對教材中原有裝置的改進(jìn)有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

5 新方案五

5.1 實(shí)驗(yàn)裝置

實(shí)驗(yàn)裝置如圖5所示。

5.2 實(shí)驗(yàn)材料

大燒杯、兩支18×180mm試管、一支30×200mm試管、橡皮塞、酒精燈、試管夾、鑷子、氫氧化鈉溶液、紅磷、白磷、熱水等

5.3 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及步驟

（1）取一個與30×200mm試管口相匹配的橡皮塞，用打孔器在橡皮塞細(xì)的一端中間位置打一個約0.5cm深的凹槽，便于放置白磷。

（2）在大燒杯中注入約三分之二體積的熱水，把有凹槽的橡皮塞放在燒杯底部，再用鑷子把綠豆大小的白磷放在橡皮塞的凹槽上。

（3）分別向兩支18×180mm試管中加入一小塊干燥的白磷和紅磷，并在試管口堵一團(tuán)浸有氫氧化鈉溶液的棉絮，然后把兩支分別裝有白磷和紅磷的試管放入盛有熱水的燒杯中，試管中的白磷很快就燃燒起來，產(chǎn)生的白煙被氫氧化鈉溶液吸收，直至白磷燃燒熄滅后，水中白磷和試管中的紅磷都沒有燃燒。上述實(shí)驗(yàn)證明了燃燒離不開氧氣，溫度達(dá)不到著火點(diǎn)也不能燃燒。

（4）拿出水中的兩支試管，把裝有紅磷的試管用布擦干，放在酒精燈上稍稍加熱，不一會兒，試管中的紅磷燃燒起來，產(chǎn)生的白煙也被氫氧化鈉溶液吸收，直至紅磷燃燒熄滅。上述實(shí)驗(yàn)證明燃燒需要溫度達(dá)到著火點(diǎn)。

（5）取一支30×200mm試管，管口朝下，豎直罩在橡皮塞凹槽里的白磷的稍上位置（確保白磷與水接觸），白磷燃燒起來，一段時間后熄滅。上述實(shí)驗(yàn)證明燃燒離不開氧氣或空氣。

（6）把試管向下壓，讓水中的橡皮塞塞緊試管口，再把橡皮塞和試管從水中移出，試管中沒有反應(yīng)完的白磷可以用硫酸銅溶液或酸性高錳酸鉀溶液吸收。

該實(shí)驗(yàn)操作簡便，現(xiàn)象十分明顯，時間長短適中，對比性強(qiáng)。白磷和紅磷燃燒產(chǎn)生的白煙能被氫氧化鈉溶液有效吸收，避免了環(huán)境污染。熱水中的白磷燃燒時不會隨意游動，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，沒有反應(yīng)完的白磷也得到了有效處理。

參考文獻(xiàn)：

[1]王晶，鄭長龍.義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書·化學(xué)（九年級上冊）[M].北京：人民教育出版社，2012：129～130.

[2]錢勝，馮紅霞.對“白磷在水下燃燒實(shí)驗(yàn)”的多種改進(jìn)[J].化學(xué)教學(xué)，2011，（11）：38～39.

[3]吳國權(quán).白磷水下燃燒演示實(shí)驗(yàn)的再研究[J].化學(xué)教育，2013，34（3）：58～59.

[4]劉信友.“白磷在水下燃燒實(shí)驗(yàn)”的微量化設(shè)計(jì)[J].化學(xué)教學(xué)，2015，（3）：54.