張辰剛吳海霞

（1南京市雨花臺(tái)中學(xué)江蘇南京210012；2南京市雨花臺(tái)區(qū)教師發(fā)展中心江蘇南京210012）

也談水下白磷燃燒實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

張辰剛1吳海霞2

（1南京市雨花臺(tái)中學(xué)江蘇南京210012；2南京市雨花臺(tái)區(qū)教師發(fā)展中心江蘇南京210012）

現(xiàn)行人教版初中化學(xué)教材中，水下白磷燃燒的演示實(shí)驗(yàn)存在著很多的弊端。通過(guò)創(chuàng)新并經(jīng)實(shí)踐驗(yàn)證，改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)，具有現(xiàn)象明顯，可操作性、可重復(fù)性強(qiáng)，綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。

白磷；水下；燃燒；改進(jìn)

一、問(wèn)題的提出

在現(xiàn)行人教版九年級(jí)化學(xué)的第七單元《課題1燃燒和滅火》中，設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)7-1（如圖Ⅰ和Ⅱ），探究并得出燃燒的必要條件。教材中標(biāo)注“由教師演示本實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)需在通風(fēng)櫥或抽風(fēng)設(shè)備下進(jìn)行”，說(shuō)明按照教材編排演示實(shí)驗(yàn)將會(huì)出現(xiàn)較多白煙擴(kuò)散到空氣中，造成污染。教師在實(shí)際教學(xué)中，按照教材演示該實(shí)驗(yàn)時(shí)，不僅出現(xiàn)了較多白煙，而且因?yàn)榘琢自谒碌牧鲃?dòng)性增強(qiáng)，很難觀察到其燃燒的現(xiàn)象。

圖1 教材實(shí)驗(yàn)

筆者經(jīng)過(guò)深入思考，查閱多種文獻(xiàn)資料，經(jīng)過(guò)多次改進(jìn)并創(chuàng)新，通過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證，取得了很好的教學(xué)效果。改進(jìn)后的水下白磷燃燒實(shí)驗(yàn)，不僅實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，可操作性、可重復(fù)性強(qiáng)，而且產(chǎn)生的白煙不泄漏到空氣中，非常綠色環(huán)保。

二、實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

1.實(shí)驗(yàn)器材、藥品

50mL注射器、針?biāo)ā⒙┒?、乳膠管、細(xì)銅絲、250mL燒杯、鑷子、一套實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的發(fā)生裝置、100mL集氣瓶、酒精燈、棉花球、火柴、高錳酸鉀、白磷、熱水等。

2.儀器加工

將乳膠管一端連接漏斗的末端，另一端連接針?biāo)?，制成如圖2所示的自制組合儀器“漏斗-乳膠管-針?biāo)ā保瑐溆?。將?xì)銅絲繞圈制成如圖3所示的自制銅圈臺(tái)，備用。

圖2 自制組合儀器“漏斗-乳膠管-針?biāo)ā?/p>

圖3 自制銅圈臺(tái)

3.實(shí)驗(yàn)方法

（1）把自制銅圈放入燒杯中，并倒入熱水，用鑷子在銅圈上放入黃豆大小的白磷后，用圖2中的漏斗緩慢放入熱水中并罩住白磷。

（2）用注射器吸取約30mL的氧氣，連接好乳膠管上的針?biāo)?，緩緩?fù)迫胙鯕?，使氧氣和白磷接觸如圖4所示。

（3）反復(fù)拉推注射器活塞。

圖4 向水下注入氧氣燃燒

4.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及效果圖

（1）如圖5所示，推注射器活塞，水下白磷迅速燃燒，發(fā)出黃色火焰，產(chǎn)生大量白煙。

（2）向外拉注射器活塞，白煙進(jìn)入注射器內(nèi)，熱水淹沒(méi)白磷，燃燒停止；再推注射器活塞，氣體和白磷再次接觸，白磷又復(fù)燃燒；反復(fù)操作1-2次直至注射器內(nèi)氧氣耗盡，白磷不再燃燒。

（3）如圖6所示，燃燒停止后反復(fù)推拉活塞2-3次，白煙消失在注射器內(nèi)。

圖5 水下白磷燃燒

圖6 白煙消失

三、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新之處

1.自制的銅圈臺(tái)，便于實(shí)驗(yàn)中熱水和白磷的分離。白磷的著火點(diǎn)是40℃，熔點(diǎn)是44.1℃，在高于44.1℃的熱水中，白磷變成液態(tài)，難溶于水但流動(dòng)性增強(qiáng)。要能清楚地觀察水下白磷的燃燒現(xiàn)象，必須要做到白磷和熱水的分離。自制銅圈臺(tái)上的凹槽具有較小的縫隙，在與氧氣接觸時(shí)，便于熱水滲漏但液態(tài)白磷相對(duì)固定，保證了實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行,且自制的銅圈臺(tái)，制作簡(jiǎn)單，可反復(fù)使用。

2.創(chuàng)新儀器組合“漏斗-乳膠管-針?biāo)ā?，使?shí)驗(yàn)綠色環(huán)保，有效防止空氣污染。白磷燃燒后的白煙有毒，不能排放入空氣。注射器針管連接針?biāo)ǎ標(biāo)ㄟB接乳膠管，乳膠管連接三角漏斗，環(huán)環(huán)相扣的裝置使整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程處于密閉環(huán)境中，倒置的漏斗還能有效地緩沖白磷燃燒放熱造成的氣壓增大，有利于熱水對(duì)白煙的吸收。

3.反復(fù)推拉注射器活塞，讓燃燒重復(fù)實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)推拉注射器，讓氣體和白磷接觸或分離，觀察到“白磷燃燒→熄滅→白磷復(fù)燃→再熄滅→白磷再?gòu)?fù)燃”的循環(huán)現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)生濃厚的興趣，引發(fā)學(xué)生思考得出燃燒的必要條件：燃燒除了要達(dá)到可燃物所需的著火點(diǎn)，還需要可燃物和氧氣接觸。

四、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)及反思

1.漏斗放入熱水中的速度很關(guān)鍵。放入的速度要很慢，有利于自制組合儀器漏斗-乳膠管-針?biāo)▋?nèi)的空氣排出，如果放入過(guò)快，不利空氣排出，容易造成漏斗的傾斜，甚至發(fā)生和燒杯的碰撞。

2.白磷的用量不能太大。本實(shí)驗(yàn)使用到的乳膠管，起到密封圈的作用，但其受熱容易變形。本實(shí)驗(yàn)中白磷控制用量較少，燃燒中放出熱量較少，且推拉活塞過(guò)程中熱水及時(shí)將熱量分散，倒置的漏斗具有較大容積和較長(zhǎng)的玻璃管尾部，因此乳膠管的受熱程度相對(duì)較小。

［1］王晶,鄭長(zhǎng)龍.義務(wù)教育教科書(shū)·化學(xué)（九年級(jí)·上冊(cè)）［M］.北京:人民教育出版社,2012:129

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