降温灭火实验新设计

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 降温灭火实验新设计 摘 要：取一个容积为 2 L 左右 的圆柱形透明塑料瓶，瓶子剪掉一边保 留完整瓶底，外壁用一张红纸贴上做成 “贴红塑料半瓶 ”。把适宜的广口瓶玻璃 盖（或金属瓶盖、塑料瓶盖）倒放（粘 贴）在“贴红塑料半瓶 ”底部中间，再放 上一个燃烧匙，实验装置就组装完毕了。 在瓶盖的凹槽里注满 0左右的冰水， 将硫放入燃烧匙里燃烧，把硫燃烧的燃 烧匙放到装满冰水的瓶盖上进行“降 孛鸹稹笔笛椤 中国论文网 /9/view-12868260.htm 关键词：灭火原理 硫燃烧 降温 灭火 灭火实验 实验设计 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 灭火的原理有三个：一是去掉可 燃物；二是让可燃物与氧气隔离；三是 降温低于可燃物的着火点。对于“降温 低于可燃物的着火点” 这个灭火原理， 我国现行各种版本的初中化学教科书中 都没有设计相应的实验，学生对这个问 题的理解没有直观的情景材料，许多学 生只能囫囵吞枣地死记硬背。 一、实验设计的思路 用一个简单的实验演示说明：可 燃物在空气中燃烧，单独降低温度，也 能够灭火。需要的可燃物是常见的，现 实生活中或者实验室里就有，比较便宜。 可燃物要易燃烧，点燃方便，但燃烧不 能太剧烈，易熄灭；实验装置简洁，制 作容易，能够推广；实验操作简单、方 便，对比性强、成功率高；实验过程安 全、无危险。 二、实验研究的过程 我们曾将 125 mL 的小集气瓶固 定在 250 mL 的烧杯里，在集气瓶和烧 杯之间注入用饱和食盐水制作的冰水， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 让小集气瓶里的气温为-3 ，将点燃的 生日小蜡烛慢慢伸入集气瓶里，几分钟 也不熄灭。我们用点燃的两块小木炭， 一块伸入气温为-3 的小集气瓶里，一 块伸入室温的小集气瓶里，小木炭燃烧 后再进行对比，但对比性不好，不能说 明问题。至此，这个实验制作设计宣告 失败，只能暂停实验。 冬天，我们在对“ 硫在空气中燃 烧”的实验进行改进时，在燃烧匙里放 入了过多的硫粉，实验过程中为了让燃 烧的硫熄灭掉，就把燃烧匙伸到了冷水 槽中，在燃烧匙底接触水面的瞬间，发 出了“哧”的声音，燃烧匙边也出现了许 多水雾，燃烧匙上的火焰减弱，一会儿 就熄灭了。由此，我们的“降温灭火实 验设计”在“踏破铁鞋无觅处 ”时，通过 硫燃烧的熄灭，迎来了“ 柳暗花明又一 村”的设计新思路。 三、实验装置的制作 取一个容积为 2 L 的圆柱形透明 塑料瓶，把上面小的部位切掉，用记号 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 笔在瓶子两边画线使之一分为二。从两 边沿画线剪下，保留完整瓶底，被剪掉 的瓶子的一边瓶底最低保留 2.5 cm 的高 度，使瓶子仍能放置平稳且不变形，取 名“透明塑料半瓶 ”。在“透明塑料半瓶” 的外面贴上一张红纸（对此问题，我们 在另外一篇文章硫在空气与氧气中燃 烧实验创新设计已做了对比实验和讨 论） ，以得到“ 贴红塑料半瓶 ”。取一个 燃烧匙，选择一个广口瓶玻璃盖，使它 倒放时凹槽口能容下四分之三左右的燃 烧匙底部，确保燃烧匙边高于凹槽瓶盖 边（如图 3 所示） 。把适宜的广口瓶玻 璃盖倒放在“ 贴红塑料半瓶 ”底部中间， 再放上一个燃烧匙，就组成实验装置了 （如图 1、图 2 所示） 。如找不到适宜的 广口瓶玻璃盖，可以用适当大小的金属 瓶盖或者塑料瓶盖，只是轻的盖子要用 万能胶黏贴在“ 贴红塑料半瓶 ”的底部中 间，要固定好，防止在放入燃烧匙时碰 翻。 四、实验操作方法 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 在“贴红塑料半瓶 ”底部的广口瓶 玻璃盖的凹槽里注满 0 左右的冰水， 将硫黄粉放入燃烧匙里约三分之一匙， 把装有硫黄粉的燃烧匙放在酒精灯火焰 上加热，点燃硫黄，迅速移动硫黄被点 燃了的燃烧匙到“ 贴红塑料半瓶 ”瓶盖上 方，观察硫黄燃烧的现象（如图 4 所示） ，再把燃烧匙放到下面装有冰水的瓶盖 上按住，观察其产生的现象（如图 5、 图 6 所示） 。 五、实验现象与结果 1.实验产生的主要现象 在红色纸背景的衬托下，硫在空 气中燃烧所产生的淡蓝色火焰非常清晰。 把附着硫黄的燃烧匙放在装满冰水的瓶 盖上，会听到“ 哧”“哧” 的声音，燃烧匙 边会产生少许水雾，燃烧匙上的火焰变 小，火焰熄灭后燃烧匙中间的上方会短 暂出现少许黄烟。 2.实验结果与讨论 硫黄的熔点因为结晶状态不同而 有所差异，在 106.8 114.6 之间， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 沸点是 444.6 。硫黄受热先熔化后燃 烧，其着火点是 190 ，产生火焰是因 为硫蒸汽在燃烧。硫的燃烧热是 296.83 kJ mol-1，比碳的燃烧热 393.51 kJ mol-1 要低得多，也就是说硫的燃烧 放热要相对少一些。当附着硫黄的燃烧 匙底部浸入冰水中，由于燃烧匙的热传 导作用，使正在熔化燃烧的硫黄产生的 热量不足以对抗冰水吸收的热量，使温 度急速下降而凝固，温度低于硫黄的着 火点而停止燃烧。这个实验设计可以作 为中学实验教学中“ 降温灭火 ”的良好实 例。 “降温灭火 ”原理早已在实践中有 所应用，效果较好。例如，我国于 1987 年 3 月利用液氮（在 1.01105 Pa 下温 度为-196 ）在大连港成功扑救新加坡 籍“电气石海皇 ”轮鱼粉自燃酿成的火灾； 2013 年我国生产出一种新型的灭火产品 DSPA-5 火场快速降温弹（灭火弹） ，它 能够在大约 30 秒钟将 150 m3 室内的火 场温度从 1000 降至 100 左右，并 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 保持 4560 分钟的控温时间，从而达 到灭火目的，它是一种室内和密闭空间 火灾高效节能灭火的新方式。 六、实验设计的优点 本实验设计的优点主要是： （1）为学生学习“降温灭火” 原 理提供了真实而生动的情境，通过实验 学化学，让学生在循序渐进中加深对知 识的理解。同时，教师还可以结合现实 应用情况进一步向学生介绍化学知识， 拓宽学生视野。 （2）实验用品中的透明塑料瓶、 金属瓶盖、塑料瓶盖等，很便宜，可以 有效利用废物。 （3）实验装置简单易做，没有 难度，学生都能操作成功。