葛德新+陳繼清

1 研究背景

在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，燃燒與滅火是教學(xué)重點(diǎn)，眾多化學(xué)教師都會完成燃著的蠟燭在倒扣的燒杯內(nèi)熄滅的實(shí)驗(yàn)，說明蠟燭熄滅的原因是由于缺乏空氣，而倒扣燒杯內(nèi)氧氣含量究竟減小到何種程度卻不得而知。用現(xiàn)今最流行、實(shí)用的DIS實(shí)驗(yàn)來探究蠟燭在密閉空間內(nèi)的燃燒情況，則能從量的角度得出氧氣及其他氣體含量的變化，進(jìn)而分析出蠟燭熄滅的內(nèi)在原因。

2 儀器、藥品

數(shù)字化信息系統(tǒng)（包含氧氣傳感器、二氧化碳傳感器、一氧化碳傳感器、濕度傳感器、筆記本電腦等），塑料瓶（5 L），蠟燭，燃燒匙（固定有鋁質(zhì)擋板）。

3 實(shí)驗(yàn)裝置圖

實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示。

4 實(shí)驗(yàn)步驟

（1）如圖1所示，在事先打好孔的塑料瓶外側(cè)相應(yīng)位置插入二氧化碳、一氧化碳、濕度傳感器探頭，瓶口插入氧氣傳感器探頭（探頭上固定有燃燒匙）。

（2）進(jìn)入數(shù)字化信息系統(tǒng)操作界面，分別打開濕度、二氧化碳、氧氣、一氧化碳傳感器通道，點(diǎn)擊“數(shù)字顯示”，并將4個界面平鋪，再點(diǎn)擊“總開始”，此時測試到的是塑料瓶內(nèi)水蒸氣、二氧化碳、氧氣、一氧化碳的含量。

（3）取下氧氣傳感器，點(diǎn)燃燃燒匙上的蠟燭（蠟燭上方固定有鋁質(zhì)擋板），再將與燃燒匙相固定的氧氣傳感器的探頭塞入瓶口并密封，觀察數(shù)據(jù)變化，直至蠟燭熄滅，最后點(diǎn)擊“實(shí)驗(yàn)截圖”。

5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所知。

6 實(shí)驗(yàn)分析

（1）圖2（a）反映的是空氣中水蒸氣、二氧化碳、氧氣、一氧化碳的含量。濕度為48.4%，二氧化碳含量為583 ppm，氧氣含量為18.7%，一氧化碳含量為0。

（2）圖2（b）反映的是蠟燭熄滅后密閉容器內(nèi)水蒸氣、二氧化碳、氧氣、一氧化碳的含量。濕度為716%，二氧化碳含量為36 431 ppm，氧氣含量為156%，一氧化碳含量為182 ppm。

（3）對比分析，不難發(fā)現(xiàn)，氧氣含量只減少了31%，減少幅度為166%，二氧化碳含量增加了35 848 ppm，增大了61倍，水蒸氣含量增大了48%，燃燒也產(chǎn)生了一定量的一氧化碳。再觀察鋁質(zhì)擋板，發(fā)現(xiàn)擋板上附有不少炭黑。

（4）實(shí)驗(yàn)說明，蠟燭在密閉空間內(nèi)燃燒會產(chǎn)生二氧化碳、一氧化碳、水蒸氣、炭黑，而蠟燭熄滅的原因是氧氣減少和二氧化碳大幅增加共同作用的結(jié)果。