河北省寧晉縣唐邱中學(xué) 王 沛

一、選題背景

2014年8月在江蘇昆山曾發(fā)生一起粉塵爆炸事故，事故造成一百多人死亡。對此我們感覺很不可思議：粉塵怎么會爆炸呢？粉塵爆炸怎么會產(chǎn)生這么大的危害呢？我們急于解開其中的奧秘，于是就向化學(xué)老師請教爆炸的原因。老師對我們的求知欲感到十分欣慰，并告訴我們：“在化學(xué)課本的132頁、133頁有相關(guān)知識的解釋，你們自己去尋找答案吧。”

我們聽了，迫不及待地打開課本，自學(xué)了課本上的內(nèi)容，并仿照課本上模擬了粉塵爆炸的實(shí)驗(yàn)。課本上的粉塵爆炸實(shí)驗(yàn)圖示見圖1。

可是課本上的實(shí)驗(yàn)外罩用的是金屬罐，不透明，不便于我們觀察內(nèi)部情況，看不到里面燃燒的火苗，因此我們對粉塵的爆炸還是不太理解。怎么辦呢？我們決定對書上的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改造，親自制作一套便于觀察粉塵爆炸現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置。于是我們決定再次向老師請教。

二、基本思路

1.確定思路。

我們把打算制作一套便于觀察粉塵爆炸現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置這一想法告訴了老師。老師聽后，對此給予了肯定，并希望我們能研究出這樣的一個(gè)演示儀。同時(shí)，老師給我們指出了研制的大概思路和方向：設(shè)計(jì)方案、繪出圖紙、準(zhǔn)備材料、制作完成、進(jìn)行驗(yàn)證探究及使用。確定項(xiàng)目后，我們就各自分工準(zhǔn)備。

2.設(shè)計(jì)方案。

經(jīng)過大家一起討論、分析，我們設(shè)計(jì)出粉塵爆炸演示裝置的方案，其要點(diǎn)包括：

（1）將金屬罐換成透明塑料桶；

（2）把盛面粉的小塑料瓶換成漏斗；

（3）把橡皮削成球狀，球的直徑與漏斗管口直徑相當(dāng)，放入漏斗中，防止面粉從漏斗中下滑；

（4）將底座換成倒扣的托盤；

（5）把鐵棍燒紅，用它在托盤底、側(cè)璧各燙一個(gè)圓孔，然后將托盤倒扣在桌面上；

（6）將漏斗插在倒扣著的托盤底部的圓孔上，在漏斗管口套上膠皮導(dǎo)管，并將導(dǎo)管從托盤側(cè)壁的圓孔中引出，然后將打氣筒與導(dǎo)管連接。

3.我們制作的粉塵爆炸演示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖見圖2。

三、制作所需材料

制作該實(shí)驗(yàn)裝置需要準(zhǔn)備的材料包括：透明的五升裝油桶的圓柱體部分、塑料托盤、漏斗、膠皮導(dǎo)氣管、打氣筒、橡皮小球、面粉、沙子等。

四、制作方法

1.找來一個(gè)白色的塑料托盤，用燒紅的鐵棍在盤底、側(cè)璧各燙一個(gè)圓孔，倒扣在桌面上，將漏斗插在倒扣的托盤底部的圓孔上，在漏斗管口套上膠皮導(dǎo)管，并從托盤側(cè)壁的圓孔中引出，再將打氣筒連接導(dǎo)管。

2.把橡皮用小刀削成一個(gè)圓球，直徑略大于漏斗管口的直徑，然后將小球放到漏斗中。

3.廢棄的油壺，剪去上部，留下圓柱體的一段，倒扣在漏斗和蠟燭的上方。

4.將沙子在油桶四周圍一圈，使油桶可以放在沙子上，以保證裝置的密閉性。

五、注意事項(xiàng)

在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，主要需考慮以下因素：

1.裝置的密閉性：要保證裝置的密閉性，所以我們用沙子圍在油桶周圍起密封作用。

圖1

圖2

圖3

2.面粉干濕：要保證是干燥的面粉，潮濕的面粉會影響實(shí)驗(yàn)效果，甚至導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。

3.導(dǎo)管通暢：與漏斗連接的導(dǎo)管需與桌面保持一定距離，以防止導(dǎo)管彎折導(dǎo)致氣體無法通過。

4.防止漏斗中的面粉漏入導(dǎo)管內(nèi)，我們制作了橡皮小球放在漏斗口防止面粉下漏。

六、作品結(jié)構(gòu)實(shí)物圖

制作完成的粉塵爆炸演示裝置實(shí)物見圖3。

七、創(chuàng)新點(diǎn)

1.利用該裝置進(jìn)行模擬粉塵爆炸實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，安全可行，能直觀體現(xiàn)粉塵的燃燒及爆炸。

2.制作該裝置所需材料簡單，制作成本低。

八、應(yīng)用情況

1.該裝置可應(yīng)用于九年級化學(xué)第七單元的粉塵爆炸演示實(shí)驗(yàn)。

2.使用情況及效果：我們制作的粉塵爆炸演示裝置在學(xué)校科技展覽時(shí)，獲得了師生的好評，大家都躍躍欲試，極大地調(diào)動(dòng)了同學(xué)們動(dòng)手動(dòng)腦的積極性。這有利于培養(yǎng)我們勤思考、多動(dòng)手的習(xí)慣，并且促使我們在學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)問題，并通過探究、創(chuàng)新、合作、交流，很好地解決問題，提升我們的能力。

我們的粉塵爆炸演示裝置操作方便，使用簡單，充分體現(xiàn)了其科學(xué)性、示范性和實(shí)用性的特點(diǎn)，是我們成長路上的一個(gè)見證、一個(gè)收獲。