探究燃燒條件實驗裝置的改進(jìn)獲獎科研報告

探究燃燒條件實驗裝置的改進(jìn)獲獎科研報告

【摘

要】燃燒是人類認(rèn)識最早、應(yīng)用最廣泛一類普遍的、重要的化學(xué)反應(yīng)。目前九年級化學(xué)教材（人教版）對“燃燒條件的探究實驗”的裝置存在一些不足之處，本文章主要闡述對“燃燒條件的探究實驗”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便，既能獲得較為明顯的實驗現(xiàn)象，又能減少對周圍環(huán)境的污染。

【關(guān)鍵詞】燃燒條件;白磷;裝置;創(chuàng)新

一、教材中的實驗及其不足之處

1.重現(xiàn)教材中的實驗

燃燒條件的探究實驗是人教版教材九年級化學(xué)上冊第七單元《燃料及其利用》課題1中演示實驗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。

觀察上述實驗：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）。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.分析實驗中的不足

通過實驗分析，最終只能得到燃燒的三個條件中的兩個：可燃物必須達(dá)到燃燒所需的最低溫度（也叫著火點），以及可燃物與氧氣（或空氣）充分接觸。燃燒的第三個條件：物質(zhì)必須具有可燃性，并沒有通過該實驗說明。之后書本得出燃燒需要同時滿足三個條件的結(jié)論，難免讓學(xué)生不能很好的理解。

同時，該探究實驗方案所用儀器較多，準(zhǔn)備時間較長。進(jìn)行該實驗第二步時，需要向水中的白磷通入氧氣（或空氣）時，用硬紙圈圈住的一塊白磷會受到水流的沖擊亂動，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，一般我們會選用通入足量的氧氣而不是空氣，那么就需要利用實驗室制取氧氣的裝置或者提前制取好一瓶氧氣，使實驗程序變得繁瑣。

此外，該探究實驗方案也不符合綠色化學(xué)的要求，在實驗時應(yīng)盡量減少對生態(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會產(chǎn)生大量的白煙，不僅會污染周圍環(huán)境，執(zhí)教者或者學(xué)生吸入，也會對其身體造成不好的影響。

二、實驗裝置的改進(jìn)

我在長期的中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)工作中，積極探索思考，把“燃燒條件的探究實驗”的裝置簡化成了一套輕便的裝置，并且能夠很好的達(dá)到實驗預(yù)期的效果。該改進(jìn)實驗裝置能夠很好的展示對燃燒三個條件的探究過程，同時也能夠達(dá)到綠色化學(xué)的相關(guān)要求。

1.改進(jìn)的實驗裝置（如圖三）

2.實驗儀器與藥品

實驗藥品：白磷、紅磷、石塊。

實驗儀器：注射器1個、氣球1個、硬質(zhì)玻璃管1根、鐵架臺1個、酒精燈1個、500mL燒杯1個、水槽1個、藥匙1個、導(dǎo)管若干、玻璃管若干。

3.實驗步驟及現(xiàn)象分析

①檢驗實驗裝置的氣密性。

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，即可證明：可燃物的溫度需達(dá)到其自身的著火點。）

④將硬質(zhì)玻璃管外的水擦去，用酒精燈對紅磷和石塊進(jìn)行加熱，觀察現(xiàn)象。（紅磷、石塊都未燃燒，原因：白磷燃燒時，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整個實驗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整理實驗儀器。

4.改進(jìn)實驗裝置的優(yōu)點

整個實驗探究過程一氣呵成，通過一個實驗就能探究出物質(zhì)燃燒的三個條件，并且全部實驗現(xiàn)象明顯，實驗操作簡單方便，能夠很好的達(dá)到預(yù)期的實驗?zāi)繕?biāo)。

同時，所選用實驗藥品分別為白磷、紅磷、石塊，整個實驗過程均在密閉的實驗裝置中進(jìn)行，