课题1《燃烧和灭火》实验改进

1 探究燃烧的条件探究燃烧的条件 实验创新设计实验创新设计 实验目的 探究燃烧需同时具备三个条件 可燃物 与空气 或氧气 接触 达到燃烧所需的最 低温度 实验原理 白磷的着火点为 40 红磷的着火点为 240 用热水给红磷和白磷加热 铜片上的 白磷燃烧 铜片上的红磷及水中的白磷不燃烧 得出燃烧需同时具备三个条件 可燃物 与空气 或氧气 接触 达到燃烧所需的最低温度 实验用品 大烧杯 小烧杯 大试管 薄铜片 金属圆柱体 镊子 药匙 白磷 红磷 滤纸 热水 实验装置图 实验设计 操作 1 在 500 mL 的烧杯中放一金属圆柱体 注入 400 mL 热水 在圆柱体上放一小块白 磷 2 在烧杯上盖一薄铜片 铜片的一端放一小堆红磷 另一端放一小块用滤纸吸干水 后的白磷 3 铜片上的白磷燃烧后 用一内壁沾有水的小烧杯罩在白磷上方 4 取下铜片后 用一支空试管向下罩住水中的金属圆柱体 白磷 现象 铜片上的白磷燃烧 发出黄光 放出热量 产生大量白烟 红磷不燃烧 水中白磷也 不燃烧 用空试管罩住水中的金属圆柱体 白磷 后 水中的白磷燃烧 结论 燃烧需同时满足三个条件 可燃物 氧气 或空气 达到燃烧所需的最低温度 实验效果 1 铜片上的白磷燃烧 发出黄光 产生大量的白烟 用内壁沾有水的烧杯罩上后 白烟不再向外逸散 2 用试管倒扣在水下的金属圆柱体 白磷 后 白磷立即在水下燃烧 发出黄光 产生白烟 实验解说 教材 P124 实验 7 1 是一个对照鲜明 现象明显 通过分析能得出燃烧需同时具备三 个条件的探究实验 2 但是 该实验存在以下不足 其一 白磷燃烧产生大量的白烟会污染空气 因此 教 材要求实验在通风橱中或抽风设备下进行 然而很多学校不具备这样的条件 其二 给水 下的白磷通入的氧气需要提前准备好 或在实验时一边制氧气一边将氧气通入水中 这样 操作起来就较为繁琐 为了克服以上不足 在教学中 我对该实验进行了改进 第一 当铜片上的白磷燃烧 时 将一内壁沾有水的小烧杯罩在白磷上 第二 取下铜片后 用一支空试管向下罩住水 下的金属圆柱体 白磷 实验创新之处 1 白磷燃烧后 用内壁沾有水的小烧杯吸收五氧化二磷 既能让学生观察到白磷燃 烧的现象 又能减少白磷燃烧对空气的污染 2 将空试管倒扣在水中的金属圆柱体 白磷 上 白磷迅速燃烧 不需要制备氧气 操作简单 现象明显 对对 白磷水下燃烧白磷水下燃烧 实验的几种改进方法实验的几种改进方法 人教版九年级化学 白磷水下燃烧 实验 通氧气前 热水中的白磷只熔化而未燃烧 用导管对准烧杯中的白磷 通入少量氧气 或空气 即可看到白磷燃烧发出火光 这一实 验很好地说明了物质燃烧必须同时具备可燃物 白磷 温度 热水 达到着火点 与氧气 或 空气 接触三个条件 缺一不可 1 存在的问题 1 如果直接对准烧杯中的白磷通入氧气 则白磷会四处游动并形成许多小液珠而散 开 实验时需不断 追寻 白磷 操作起来不太方便 2 按 教参 介绍的方法是先向烧杯中放一硬纸圈 再将白磷放进硬纸圈内 实际 实验时 纸圈首先浮在水面上 等润湿后才会沉入水底 通氧气时由于纸圈密度不大 有 时也会游动 3 还可能有少量白磷被 吹 到水面上而燃烧 2 改进方法一 将烧杯换成离心试管 如图 2 由于离心试管底部面积很小 很容易将导管放在白磷 上方 固定 住白磷 此改进可解决通氧气 或空气 时白磷四处游动的弊端 而且可多 次通气体 每次都能看到明显的火光现象 注意应缓缓通入气体 3 改进方法二 用内径比导管内径略小的螺母 一般为铁合金 代替硬纸圈 放白磷 的量大约占螺母容积的一半以上即可 不宜太多 这既能缩短实验的时 间 还能更好地起到 固定 白磷的作用 亦可多次操作 现象明显 4 改进方法三 用集气瓶 有空气 迅速倒扣在热水中的白磷上 可观察到扣住的瞬 间 白磷立即剧烈燃烧 火光很大 随即集气瓶充满了白色的烟 此实 验需注意 一是取白磷块儿不宜过大 过大反应太剧烈 存在危险 二 是水温低时 可用充满氧气的集气瓶盖白磷 而水温高时一定要用充满空气的集气瓶 否 则反应过于剧烈 存在危险 5 改进方法四 3 将白磷切成绿豆粒大小的小块儿 用充满氧气 或约一半氧气一半空气 的试管倒扣在 热水中的白磷上 白磷燃烧现象也很明显 需注意的是 如果试管中仅有空气 则往往只 能看到试管中充满白烟的现象 对白磷燃烧实验的改进对白磷燃烧实验的改进 现行初中化学教材人教版 P124实验 7 1 白磷的燃烧 此实验的目的是得出可燃物燃烧 时需要同时满足两个条件 1 可燃物要与氧气充分接触 2 要使可燃物达到燃烧时所需 的最低温度 但是 此实验在实际操作中 往往产生大量的白烟 对环境造成污染 甚至 有时由于白磷的燃烧 一些火星引发红磷也燃烧 造成实验失败 不易学生形成正确的实 验结论 针对这些 对此实验进行了一些粗浅的探索和改进 一 实验装置图一 实验装置图 二 实验操作过程如下二 实验操作过程如下 1 取大小相同的两只带有刻度的试管 20mm 200mm 用带有导管的单孔橡皮塞 塞紧试管 用乳胶管再联接一段导管 并用弹簧夹夹紧胶管 实验时分别将质量大约相等 的红磷 白磷 如同黄豆粒大小 放入试管底部 用橡皮塞塞紧试管 2 取一个 500 毫升的大烧杯 注入 400 450 毫升的开水 并投入一小块白磷 同时 把两只试管也放入水中 可以用试管夹或者铁架台同时固定 3 观察到 实验进行不久 装在试管里的白磷就产生白烟 开始燃烧 而水中的白 磷和试管中的红磷并没有燃烧 4 取出两只试管 向水中不断地通入氧气 接触白磷 发现水中的白磷也燃烧起 来 5 将两只试管的导管分别插入加有品红的水中 打开弹簧夹 水向装有白磷的试管 中倒流 水正好约占试管容积的五分之一 6 用两根燃着的木条分别深入两只试管里 发现装有红磷的试管中的木条继续燃烧 装有白磷的试管中的木条熄灭 三 三 改进实验的优点改进实验的优点 1 减少污染 增强学生的环保意识 2 实验的成功性大 避免白磷燃烧引发红磷燃烧 3 不仅证明了可燃物燃烧时需要同时满足两个条件 同时证明空气并不是单一的一种 物质 而是混合物 也证明了氮气不支持燃烧也不能燃烧 4 可以启发学生大胆创新改革 培养学生的创新意识 4 四 实验说明四 实验说明 1 试管可以用具支试管或不带刻度的试管来代替 用彩色笔做标识 将容积分成五 等份 2 两只试管也可不放入热水中 可以用红外线灯照射 或者用凸透镜聚光照射 3 改进实验和教材中的实验对比做 可以发现改进实验的优越性 可靠性 创造性 白磷燃烧实验的改进白磷燃烧实验的改进 白磷在锥形瓶中燃烧时放出的热使空气膨胀 因此瓶塞常被冲开 导至实验失败 用 一气球扎在带单孔的瓶塞上 如图 可以防止以上所述现象的发生 锥形瓶内铺有细沙 实验时可用一根嵌在瓶塞上的粗铁丝 加热后接触白磷 引燃后 遂即塞紧瓶塞 也可仿照历史上普利斯特里的做法 用日光作光源 用凸透镜聚焦 点燃瓶内白磷 5 对蜡烛及其燃烧的探究实验的改进对蜡烛及其燃烧的探究实验的改进 1 蜡烛火焰各层温度的比较 人教版教科书上采取如下方法 取一根火柴梗 拿住一端迅速平放入火焰中 约 1 秒 后取出 观察并比较火柴梗在火焰的不同部位被烧的情况 此操作学生很不容易把握 有 时看到火柴烧着了 有的中间两端全变黑了 对此 我们让学生用一根细铁丝或细铜丝拉 紧平放在火焰上 学生可明显地看到金属丝在外焰的部分发红 内焰及焰心部分较暗 从 而可以推断出蜡烛火焰各层温度的高低 而且易操作 现象明显 2 点燃蜡烛刚熄灭时的白烟 按照教科书上介绍用火柴点蜡烛刚熄灭时的白烟 由于吹灭蜡烛到点燃火柴的时间较 长 白烟很快散尽 蜡烛很难重新燃烧 对此我们作了如下改进 熄灭蜡烛前将打火机并 齐靠在蜡烛旁 吹灭蜡烛同时按下打火机 蜡烛即刻由点燃的白烟引燃 效果明显 如图 1 三 对倾倒二氧化碳实验的改进三 对倾倒二氧化碳实验的改进 课本中将收集有二氧化碳的集气瓶沿烧杯边沿慢慢往烧杯中倾倒 下面的蜡烛先熄灭 上面的蜡烛后熄灭 说明二氧化碳密度比空气大 二氧化碳不支持燃烧 也不燃烧 有些 同学把握不好 倾倒时速度过快或集气瓶拿不稳 二氧化碳刚倒出就散开了 结果造成上 面的蜡烛先熄灭 下面的后熄灭 对二氧化碳的密度作出了错误的结论 我们对这个实验 做了改进后 成功率很高 在倾倒二氧化碳时 在烧杯内壁处放一短颈漏斗 将二氧化碳 从漏斗倒入 这样就会顺利地完成实验 如图 2 6 对对 白磷水下燃烧白磷水下燃烧 实验的改进实验的改进 人教版新课标化学教材第七单元安排了一个 白磷水下燃烧 的实验 这个实验难度 较大 操作不好 就可能使现象不明显 实验中放出的五氧化二磷对健康也有害 但是这 个实验直观性很强 很能说明问题 水下燃烧 部分既有趣又能说明只要燃烧条件具备 燃烧就必然发生 水下出现了白磷燃烧发出的火花 有时火花很大 把少量白磷托出水面 水面上出现了冒烟的白磷 情景 神奇 耐人寻味 是很有必要完整完成的实验 下面是本人如何完整的做好这个实验的具体做法 一 实验步骤一 实验步骤 1 连接好制取氧气的仪器装置 检验气密性 装入药品 备好酒精灯 2 将 25 mL 热水倒入烧杯 将白磷放入热水 引导观察白磷融化 铜片上要先取 少量红磷放在铜片上 再取少量白磷放在薄铜片上 与红磷要离开一定距离 3 用吸水纸迅速吸干铜片上白磷上面的水 4 观察记录现象 铜片上白磷燃烧产生的白烟 五氧化二磷 是有毒的 因此 此 实验应在通风橱内进行 如条件不具备 可以在观察到现象后 迅速用事先准备好的湿润 的烧杯罩住即可 切不可在通风不好的教室内做此实验 5 加热制氧装置 等产生较大氧气流时 将导气管紧靠水下白磷通入氧气 观察并 记录现象 水下氧气气泡与白磷接触处出现火花 6 整理仪器 二 水下燃烧 实验注意事项 1 热水的温度要尽量高一些 建议水下燃烧实验部分要与前面部分分开做 及时更 换温度已降低的热水 或实验中间减少讲解 最后讲解 否则实验会失败 效果甚微 2 氧气要充足 3 水下白磷块儿尽量大一些 4 水下导气管与白磷尽量接触 直接捅在白磷块儿上 这个实验是在水下进行的比 较安全 三 请同学们思考的几个问题三 请同学们思考的几个问题 1 为什么铜片上白磷和红磷要离开一段距离 答案 防止白磷燃烧引燃红磷 造成误以为红磷也同样条件燃烧的干扰 2 白磷一般是保存在冷水中的 为什么铜片上的白磷要用吸水纸吸干表面的水才能 燃烧 答案 这恰恰印证了燃烧的条件 表面有水就不能接触氧气 吸去水膜接触氧气才能 燃烧 3 水下白磷块儿要尽量大一些 实验现象就会明显 为什么 答案 这样与氧气的接触面积大 燃烧会更明显 4 水中和铜片上的白磷都融化了说明了什么 答案 说明白磷的熔点较低 7 四 实验解读四 实验解读 白磷竟然在水下燃烧了 带着这份新奇 同学们领会到了自然科学的奥妙 更让同 学们深刻理解了只要同时满足燃烧的条件 燃烧即可发生 其实 这种原理早已运用于生 活实际中了 如水下焊接技术 轮船水下部分有了裂缝 潜水员便拿着水下焊接枪到裂 缝处进行操作 再如水下火把 其实就是具有两个气体喷口的火把 一个口喷出可燃性气 体 另一口喷出氧气 这种火把即使在水下也能燃烧 对白磷燃烧试验的创新设置对白磷燃烧试验的创新设置 在初中化学课本第七章中 研究燃烧条件的实验中有如右图所示的实验装置 老师和 学生在做这一实验过程中 白磷在裸露的空气中燃烧 产生的白色 P2O5 烟雾弥漫在实 验室里 这样对学生和老师的身体产生危害 而且还能避免由于操作不当引发红磷燃烧 所以我对课本中的实验进行了改进 改进后的实验操作更方便 现象更明显 更快 同时 使实验产生的白色 P2O5 和热水反应生成无毒的磷酸 这样就减少了污染 增加了学生 环保意识 改进后的实验装置如右下图所示 一 制作材料 一 制作材料 500 ml 烧杯 1 个 1 000 ml 烧杯 1 个 试管两支 单孔橡皮塞 直角玻璃导管 乳胶 管 止水夹 带针头的大号注射器或洗耳棉球 小号漏斗 二 制作方法二 制作方法 1 制作一块 15 cm 15 cm 1 cm 木板 并在上面打俩直径是 20mm 200mm 孔并能正 好插入试管 2 照图 2 所示组装 并检验试管橡皮塞的气密性 三 使用方法 三 使用方法 1 在 1 000 ml 烧杯中加入 500ml 的开水 同时把黄豆大小的白磷放入烧杯底部 2 将试管用水温预热后 分别将质量大约相等 约黄豆大小 的白磷 红磷放入两试 管底部 旋紧带导管的单孔橡皮塞 用止水夹夹住乳胶管 同时把 2 支试管通过木板放入 水中 观察到试管中白磷和试管中的白磷产生白烟并开始燃烧 而水中的白磷和试管中的 红磷并未燃烧 3 将注射器内的空气缓慢的推入试管中 使生成的白烟 P2O5 沿着导管进入热水 烧杯中 被水吸收 从而避免污染空气 或者使用洗耳棉球往试管里挤入空气使生成的白 烟 P2O5 快速从导管里流入另外一个热水烧杯中 这样更明显 效果更好 对粉尘爆炸实验的改进对粉尘爆炸实验的改进 一一 改进的理由改进的理由 8 初中化学第七单元燃烧和灭火课题 1 有一个粉尘爆炸实验 据我所知 很多教师按照 教材上的方法进行试验 不仅成功率很低而且效果不佳 我们学校的两名化学老师克服重 重困难 经过反复论证和多次对比实验 终于将这个实验做到了既安全又环保 由于装置 透明 便于学生观察爆炸发生的全过程 且成功率达到了百分之百 现将我们的做法总结归 纳出来 与大家交流 二二 改进的方法改进的方法 1 1 实验器材 实验器材 洗干净的塑料色拉油桶 5 升 和营养快线瓶子 1 5 升 各一个 中间插有玻璃导 管的单孔橡皮塞两个 乳胶管一段 1 2 米 细铁丝一根 30 厘米 蜡烛两支 5 厘 米长 打火机一个 封口胶带一卷 铁架台 带铁夹 一个 刚炒过的干燥面粉两小烧 杯 50 毫升的烧杯 小刀一把 细绳一根 2 2 实验过程 实验过程 1 将装色拉油的塑料油桶洗净 将贴在上面的商标用水侵泡后除干净 再将桶底中 间挖一个圆形的孔 直径约 8 厘米 用餐巾纸将桶内的水擦干 2 将两个带玻璃导管的单孔橡皮塞用乳胶管连在一起 再将其中一个橡皮塞塞紧色 拉油的桶口 另一个橡皮塞塞紧营养快线瓶口 即气囊 3 用铁夹夹住色拉油桶桶口并使桶口朝下 桶底朝上 固定在铁架台上 用细绳将 桶身固定在铁架台的主杆上 以免在爆炸过程中歪倒 4 用 50 毫升烧杯向油桶中加入刚炒过的精制面粉 或汤圆粉 两杯 5 用铁丝的一端将长短相同的两支蜡烛帮在一起 铁丝的上端折成一个小于 90 度的 弯钩 弯钩的长度以接近油桶半径长度为宜 放进油桶中试试高度 铁丝总高度以接近 桶身高度但不要超出为宜 便于封口 目的是能方便地将蜡烛放入桶中并能使蜡烛站立 在面粉之中 防止蜡烛歪倒 同时避免蜡烛太靠近桶壁而将桶身烤破 6 将封口胶准备 因封口胶宽度不够 根据色拉油桶底园孔的大小将几段封口胶部 分重叠在一起 重叠宽度以 1 厘米为宜 形成一块较大的封口胶 以便它能将桶底园孔 完全封严 7 将点燃的蜡烛放入油桶中 迅速将准备好的封口胶封住桶底园孔 此时速度一定 要快 以防止瓶中的氧气被消耗完导致蜡烛熄灭 要尽量封严 8 立即双手用力挤压气囊 迅速鼓入大量空气 实验现象实验现象 油桶中火光四起 爆炸随即发生 声音宏亮 响声过后 被炸断的封口胶 碎片从空中缓缓落地 三三 改进的优点改进的优点 1 实验材料垂手可得 操作简便 2 容器透明 便于学生观察容器内大面积燃烧继而引起爆炸的全过程 使学生充分 认识燃烧与爆炸的关系 3 容器很规则便于用封口胶快速封口 4 容器的容积大 不会导致蜡烛很快缺氧而熄灭 且产生的威力大 使爆炸的现象 非常明显 5 将两根蜡烛绑在一起燃烧能为面粉提供足够的热量 便于面粉燃烧 又可以有效地 防止鼓气时燃烛被冷空气吹熄的可能 6 气囊较大 可以鼓入足够的空气 使面粉弥漫整个容器并与空气充分接触 充分 反应使爆炸声 惊天动地 7 封口胶很薄质量小 在爆炸时极易被冲破 不存在任何安全隐患 9 8 环保 爆炸完成之后粉尘不会四处飘扬 9 成功率极高 可以保证实验百分之百成功 探究实验设计之粉尘爆炸实验探究实验设计之粉尘爆炸实验 1 化学反应原理 干燥的粉尘遇明火会燃烧 粉尘和空气充分接触时在有限的空间内剧烈燃烧会发生爆 炸 2 实验仪器 金属罐 小塑料瓶 导管 气囊 胶卷盒 或小塑料瓶 2 L 大塑 料饮料瓶 橡皮塞 坩埚钳 铁丝等 实验药品 面粉 蜡烛 脱脂棉 酒精等 3 探究方案 方案 剪去空金属罐和小塑料瓶的上部 并在金属罐和小塑料瓶的底侧各打一个比 橡皮管外径略小的小孔 连接好装置 在小塑料瓶中放入面粉 点燃蜡烛 用塑料盖盖住 罐 如图 1 所示 从橡皮管一端鼓入大量的空气 人距离该装置远一些 使面粉充满 10 金属罐 面粉在有限的空间里剧烈燃烧而发生爆炸 方案 在饮料瓶的底部打一个孔 孔的大小能插入一根导管 导管的另一端和气 囊相连 在瓶壁上打一个较大的孔 孔的大小 与橡胶塞一致 在橡皮塞的正中打一个小孔 将一根细铁丝对折绞合在一起后 穿过橡胶塞 在铁丝的前端绞入脱脂棉 将胶卷盒去盖后倒 扣在瓶口上 实验器就制作完成了 实验时取 适量干燥的面粉于大塑料饮料瓶中 并将胶卷 盒倒扣在饮料瓶瓶口上 将带气囊的橡皮管出 气口对准瓶中的面粉 并插进粉尘中 拨出橡 胶塞 将棉球浸上酒精 点燃酒精棉球并迅速 塞进饮料瓶中 如图 2 所示 同时快速按压气囊从橡皮管一端鼓入空气 使饮料瓶中的 面粉扬起充满饮料瓶 面粉在饮料瓶中剧烈燃烧而引起爆炸 胶卷盒被高高掀起 4 探究评价 方案 的成功率不高 鼓入空 气的速度很难控制 鼓入空气的速度 太快有可能将烛火吹灭 扬起的粉尘 也太多 可能将烛火扑灭 鼓入空气 的速度太慢扬起的粉尘不够 无法剧 烈燃烧而爆炸 方案 实验装置简单 容易制 作 材料随手可得 具有实用性 普及性 透明度大 直观性强 实验现象更为明显 不 仅能观察到爆炸现象 更能让我们清楚地观察到粉尘的燃烧现象 实验成功率高 5 创新思维 由于方案 中采用鼓气扬尘实验的成功率低 将鼓气扬尘变成敲击落尘 操作简单 易于掌握 为了防止蜡烛在罐体振动时翻倒 用中心挖洞的泡沫塑料板固定蜡烛 取一只 带盖且密封性良好的金属罐 如奶粉罐 将一个纱布袋绑在罐盖下方 要求留一个口便 于添加面粉 把 3 4 药匙的面粉装入纱布袋中 用坩埚钳夹住燃烧的火柴点燃蜡烛 待烛 火燃得较旺时盖上塑料盖 然后用木棒敲击罐盖 如图 3 改进后的实验不仅成功率很高 而且除了听到 嘣 的爆破声 看到罐盖被高高掀起 还可以看到火光冲出罐体 直接感受面粉粉尘的燃烧 在上述实验方案中 也可采用先将面粉吸进导管内 捏瘪洗耳球 将导管的另一端放入 盛有淀粉的袋中 松开捏洗耳球的手指 把面粉吸入导管内 然后再吹散的做法 改进 后使面粉能最大限度的被吹散 燃烧剧烈 火焰长 利于观察 并且提高了爆炸的成功率 高 对对 面粉爆炸实验面粉爆炸实验 的再改进的再改进 1 1 问题的提出问题的提出 人教版 义务教育课程标准实验教科书化学 九年级上册 128 页实验 7 2 的 面粉爆 炸实验 其操作过程是 剪去空金属罐和小塑料瓶的上部 并在金属罐和小塑料瓶的底 侧各打一个比橡皮管外径略小的小孔 连接好装置 在小塑料瓶中放入面粉 点燃蜡烛 11 用塑料盖盖住罐 如图所示 从橡皮管一端鼓入大量的空气 人距离该装置远一些 使