“燃烧条件”探究实验的创新设计

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1、燃烧条件”探究实验的创新设计摘要：通过分析教材“燃烧条件”探究实验存在的不足之处，在教学实践中对原实验进行了改进设计。以白磷作为燃烧物，通过改变水温、有无空气两个变量，对比分析实验结果，得出了燃烧的条件。实验无需制取氧气，且白磷是在密闭装置内燃烧。改进后的实验兼具简约性、环保性、科学性和趣味性。关键词：燃烧条件；白磷燃烧；探究实验；改进设计文章编号：1005?C6629(2016)ll?C0076?C03中图分类号：G633.8文献标识码：B实验教学是初中化学教学的重要组成部分，强化实验教学是提高学生学

2、科素养、探究能力的突破口。在实验过程中，学生可以通过观察、思考来获取知识，使实验结论与探宄过程有机地融合起来，使知识与能力得到和谐发展，感受到化学学习的乐趣。因此，教师要致力于教材经典实验的改进，使实验更易操作、更易观察到现象，使学生更能体会到实验的趣味，同时能科学地推演结论。本文以“燃烧条件”探究实验为例，浅谈笔者在教学实践中对经典实验的创新设计。1问题的提出“燃烧与灭火”是人教版《化学》（九年级上册）第七单元的课题，为引导学生理解可燃物的燃烧必须同时具备“与氧气充分接触”和“温度达到可燃物着火点”的

3、条件，教材设计了如下的演示实验，见图1。在进行上述实验时，存在以下问题：第一，实验甲（见图1）中白磷和红磷均处在敞口开放体系，铜片上的白磷燃烧会产生大量白烟，白烟主要成分为五氧化二磷，逸散到空气中，易与空气中的水蒸气结合，生成有毒的偏磷酸，危害师生健康，所以该实验需要在通风橱中操作。由于不便在课堂上演示该实验，实际教学中，教师通常采用讲授与多媒体视频相结合的方式，弱化了这一经典实验的教学效果。第二，白磷固体遇热水熔化，用导气管通入氧气后，熔化的白磷会在气流的作用下，四处游动，使氧气不能和白磷充分接触，实

4、验成功率较低［1］。第三，实验结束后，水中残留的白磷有剧毒，须小心进行后续处理，否则会引起白磷自燃或中毒等安全隐患。第四，白磷在水下燃烧通入的是氧气，和白磷在空气中的燃烧对比，没有严格地控制变量，实验缺乏严谨性和科学性。经查阅文献，发现针对上述问题，已有不同角度的改进方案P〜6］，例如图2,甲实验在密闭装置中进行，解决了白烟逸散造成污染的问题。乙实验在导气管末端连接一倒置的漏斗，能将熔化的白磷局限在漏斗内，但在实际操作中发现，通入氧气的量不易控制，若通入的氧气不足，无法排尽白磷表面的水，氧气和白磷不能充

5、分接触；若通入的氧气过量，由于漏斗内压强过大，氧气从漏斗下端逸出，实验效果仍不佳。源于教学的创新应永无止境，该实验的简约性、可操作性、环保性、科学性等方面仍存在改进空间。在尊重教材原实验的教学意图的前提下，力求尽可能采用简单的装置或方法，用较少的实验步骤和药品，在较短的时间内能观察到明显的现象。经过反复实验，对该实验进行了创新设计，取得了良好的实验效果。直接通过注射器抽取空气，使用注射器、球型干燥管和橡胶塞，利用反应前后压强的变化，使白磷的燃烧发生在密闭装置内，大大提高了实验的安全性和可操作性。无需红磷

6、作对照，仅用白磷这一可燃物，学生即可通过对两组对比实验的归纳分析，科学地得出燃烧的条件。2实验的改进2.1实验仪器和试剂500mL烧杯两个、注射器两支、球型干燥管两支、橡胶塞两枚（大小与球型干燥管口径相匹配）、镊子、胶皮管、白磷、80°C左右的热水、冷水、5%氢氧化钠溶液2.2实验操作方法及现象2.2.1实验一在500mL烧杯中加入300mL80°C左右的热水，将橡胶塞倒置于烧杯内，用长镊子将一绿豆粒大小的白磷放置在橡胶塞上。此时，温度虽达到白磷的着火点以上，但浸没在水中的白磷不燃烧（如图3）。用胶皮管

7、连接注射器和球型干燥管，拉动注射器活塞，在注射器中预留20mL空气，将球型干燥管插入水中，倒扣在橡胶塞上方。推动注射器，缓缓鼓入空气，热水从球型干燥管和橡胶塞的缝隙中流出，轻轻下压，使球型干燥管和橡胶塞之间形成一气室，白磷和空气中的氧气充分接触，立即可以观察到白磷燃烧，发出火光，并产生浓厚的白烟（如图3），实验现象十分明显P］。由于白磷燃烧消耗氧气，装置内气压减小，在大气压的作用下，球型干燥管和橡胶塞紧密连接在一起，形成密闭装置，直至白磷燃烧结束，整个过程白烟都不会逸散到空气中。2.2.2实验二在500

8、mL烧杯中加入300mL冷水，将橡胶塞倒置于烧杯内，用长镊子将一绿豆粒大小的白磷放置在橡胶塞上。此时，水中的白磷不燃烧（如图4）。在注射器中预留20mL空气，将球型干燥管插入水中，倒扣在橡胶塞上方。推动注射器，缓缓鼓入空气，白磷虽然接触空气中的氧气，但因温度没有达到着火点，冷水中的白磷不能燃烧。观察到实验现象并不是最终目的，通过现象分析，探宄出燃烧必需的条件才是实验的根本所在。教师应引导学生对实验结果进行剖析（见表1），学生可以清晰地得出结