吳文斌
【摘?要】燃燒是人類認(rèn)識(shí)最早、應(yīng)用最廣泛一類普遍的、重要的化學(xué)反應(yīng)。目前九年級(jí)化學(xué)教材(人教版)對(duì)“燃燒條件的探究實(shí)驗(yàn)”的裝置存在一些不足之處,本文章主要闡述對(duì)“燃燒條件的探究實(shí)驗(yàn)”的裝置進(jìn)行一系列的改進(jìn),改進(jìn)后的裝置操作更為簡(jiǎn)便,既能獲得較為明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,又能減少對(duì)周圍環(huán)境的污染。
【關(guān)鍵詞】燃燒條件;白磷;裝置;創(chuàng)新
一、教材中的實(shí)驗(yàn)及其不足之處
1.重現(xiàn)教材中的實(shí)驗(yàn)
燃燒條件的探究實(shí)驗(yàn)是人教版教材九年級(jí)化學(xué)上冊(cè)第七單元《燃料及其利用》課題1中演示實(shí)驗(yàn)7-1。具體為:在500mL燒杯中加入400mL熱水,并放入用硬紙圈圈住的一塊白磷。在燒杯上蓋上一片薄銅片,銅片上一端放一小堆干燥的紅磷,另一端放一小塊已用濾紙吸去表面上水的白磷(如圖一),觀察現(xiàn)象。用導(dǎo)管對(duì)準(zhǔn)上述燒杯中的白磷,通入少量氧氣(或空氣,如圖二),觀察現(xiàn)象。
觀察上述實(shí)驗(yàn):①銅片上的白磷燃燒,而紅磷沒有燃燒??梢缘贸鋈紵臈l件之一為:可燃物必須達(dá)到燃燒所需的最低溫度(也叫著火點(diǎn))。②水中的白磷之前無明顯現(xiàn)象,通入少量氧氣(或空氣)后開始燃燒??梢缘贸鋈紵臈l件之一為:可燃物與氧氣(或空氣)充分接觸。
2.分析實(shí)驗(yàn)中的不足
通過實(shí)驗(yàn)分析,最終只能得到燃燒的三個(gè)條件中的兩個(gè):可燃物必須達(dá)到燃燒所需的最低溫度(也叫著火點(diǎn)),以及可燃物與氧氣(或空氣)充分接觸。燃燒的第三個(gè)條件:物質(zhì)必須具有可燃性,并沒有通過該實(shí)驗(yàn)說明。之后書本得出燃燒需要同時(shí)滿足三個(gè)條件的結(jié)論,難免讓學(xué)生不能很好的理解。
同時(shí),該探究實(shí)驗(yàn)方案所用儀器較多,準(zhǔn)備時(shí)間較長(zhǎng)。進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)第二步時(shí),需要向水中的白磷通入氧氣(或空氣)時(shí),用硬紙圈圈住的一塊白磷會(huì)受到水流的沖擊亂動(dòng),那么如何固定水中的白磷是值得思考。為了使現(xiàn)象更為明顯,一般我們會(huì)選用通入足量的氧氣而不是空氣,那么就需要利用實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的裝置或者提前制取好一瓶氧氣,使實(shí)驗(yàn)程序變得繁瑣。
此外,該探究實(shí)驗(yàn)方案也不符合綠色化學(xué)的要求,在實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)盡量減少對(duì)生態(tài)環(huán)境和人健康等造成不好的影響。銅片上的白磷在空氣中燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的白煙,不僅會(huì)污染周圍環(huán)境,執(zhí)教者或者學(xué)生吸入,也會(huì)對(duì)其身體造成不好的影響。
二、實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)
我在長(zhǎng)期的中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作中,積極探索思考,把“燃燒條件的探究實(shí)驗(yàn)”的裝置簡(jiǎn)化成了一套輕便的裝置,并且能夠很好的達(dá)到實(shí)驗(yàn)預(yù)期的效果。該改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置能夠很好的展示對(duì)燃燒三個(gè)條件的探究過程,同時(shí)也能夠達(dá)到綠色化學(xué)的相關(guān)要求。
1.改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)裝置(如圖三)
2.實(shí)驗(yàn)儀器與藥品
實(shí)驗(yàn)藥品:白磷、紅磷、石塊。
實(shí)驗(yàn)儀器:注射器1個(gè)、氣球1個(gè)、硬質(zhì)玻璃管1根、鐵架臺(tái)1個(gè)、酒精燈1個(gè)、500mL燒杯1個(gè)、水槽1個(gè)、藥匙1個(gè)、導(dǎo)管若干、玻璃管若干。
3.實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象分析
①檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)裝置的氣密性。
②按照上圖依次裝入藥品。(白磷要用濾紙吸干表面的水)
③從硬質(zhì)玻璃管外向三種物質(zhì)的物質(zhì)澆熱水,觀察現(xiàn)象。(只有白磷燃燒,證明燃燒時(shí),即可證明:可燃物的溫度需達(dá)到其自身的著火點(diǎn)。)
④將硬質(zhì)玻璃管外的水擦去,用酒精燈對(duì)紅磷和石塊進(jìn)行加熱,觀察現(xiàn)象。(紅磷、石塊都未燃燒,原因:白磷燃燒時(shí),消耗裝置中大部分的氧氣。)
⑤用注射器向裝置中通入空氣或氧氣,觀察現(xiàn)象。(紅磷開始燃燒,即可證明:燃燒需要可燃物與充足的氧氣接觸。)
⑥整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中石塊始終未燃燒,即可證明:燃燒需要物質(zhì)具有可燃性。
⑦待裝置冷卻后,用注射器向裝置中注入水,充分反應(yīng)后,將水倒入廢液缸待進(jìn)一步處理。
⑧整理實(shí)驗(yàn)儀器。
4.改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置的優(yōu)點(diǎn)
整個(gè)實(shí)驗(yàn)探究過程一氣呵成,通過一個(gè)實(shí)驗(yàn)就能探究出物質(zhì)燃燒的三個(gè)條件,并且全部實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯,實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單方便,能夠很好的達(dá)到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)。
同時(shí),所選用實(shí)驗(yàn)藥品分別為白磷、紅磷、石塊,整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程均在密閉的實(shí)驗(yàn)裝置中進(jìn)行,其生成物五氧化二磷不會(huì)逃逸到空氣中。并且反應(yīng)后利用注射器向裝置中注入水,生成的五氧化二磷與水反應(yīng)生成相應(yīng)的酸,有利于后續(xù)的處理,更不會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境和人健康等造成不好的影響。
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(作者單位:四川省綿竹市孝德中學(xué))