對燃燒條件演示實驗的評析及創(chuàng)新設計

1、 對“燃燒條件演示實驗”的評析及創(chuàng)新設計 潘國榮 白顯圣 雷山縣第三中學 貴州省雷山縣 557199摘要 燃燒的條件實驗是初中化學重要的演示實驗和學生實驗，對比全國現(xiàn)行多種版本的教科書，其實驗設計各有千秋，但相對而言均有不足之處。新設計的實驗，補充了可燃物與非可燃物的對比實驗，使用學生身邊的物質做實驗，使學生產生親切感，讓污染實驗在封閉的環(huán)境里進行，消除了實驗污染對師生健康的危害，使實驗能夠用于學生的課堂探究活動。關鍵詞 燃燒條件；實驗設計；對比；創(chuàng)新；應用“燃燒的條件實驗”是義務教育化學課程標準（2011年版）中一個重要的演示實驗，也是一個學生必須做的“完成基礎的學生實驗”。因此，設計合理、

2、科學的實驗對學生深刻認識“物質的燃燒一般需要同時滿足三個條件”這一個問題具有重要的意義。1 教科書演示實驗設計在現(xiàn)行義務教育教科書化學各版本中“燃燒的條件實驗”的設計不完全相同，有的是用“燒不壞的手帕”1做演示實驗，有的設計了“學生實驗活動”2卻沒有具體的演示實驗，有的只講滅火的原理3而沒有燃燒的條件實驗。其它版本教科書中比較典型的“可燃物燃燒條件實驗”設計有兩種：1.1 人教版教科書的實驗設計4 在500ml燒杯中加入300ml熱水，并放入用硬紙圈圈住的一小塊白磷。在燒杯上蓋一薄銅片，銅片上一端放一小堆干燥的紅磷，另一端放一小塊干燥的白磷（如圖7-5），觀察現(xiàn)象。用導管對準上述燒杯中的白磷，

3、通入少量氧氣（或空氣，如圖7-5），觀察現(xiàn)象。圖7-5燃燒條件的實驗1.2 仁愛版教科書的實驗設計5 取少量干燥的紅磷和白磷分別置于如圖4-2所示的薄銅片上，用酒精燈對準薄銅片加熱，觀察現(xiàn)象。在500ml燒杯中加入300ml沸水，投入一小塊白磷（如圖4-3），觀察現(xiàn)象，鼓入空氣，再觀察現(xiàn)象。2 教科書演示實驗設計的不足教科書演示實驗設計的不足主要是：（1）這些實驗都是在敞開的環(huán)境中進行的，容易造成實驗環(huán)境污染，從而影響師生的身體健康。 （2）這些實驗只能用于教師的演示實驗而不能用于學生的課堂探究活動。 （3）實驗藥品與物品用量偏大，一些藥品甚至沒有說明用量，不好控制。 （4）“白磷在水中燃燒”

4、實驗，不管是鼓入空氣，還是通入氧氣，其操作都比較復雜，耗費時間長，且不容易做成功。3 可燃物燃燒條件的實驗改進綜述 可燃物燃燒條件實驗改進在許多書刊上已經有很多成果發(fā)表，這些成果雖然各有特色，但是，我們認為，這些改進還存在一些不足：物品用量多，程序復雜，課前準備用時長，操作不簡便等。下面分成兩個實驗進行簡述。3.1 紅磷與白磷燃燒對比實驗改進簡述 蘇翰老師6認為小試管氧氣不足，不能支持燃燒，他“將紅磷和白磷分別放在兩個大試管中，在試管口各套一個癟氣球，用橡皮筋固定。然后將兩支大試管同時浸在盛有熱水的燒杯中，”來改進的。王西甫老師7是“取黃豆粒大小的紅磷和白磷迅速放入盛滿co2的大試管中，塞上帶

5、氣唧的雙孔橡皮塞。將放有白磷和紅磷的大試管放入熱水中，同時用氣唧向兩支試管中鼓入空氣，”來設計的。胡媛媛老師8是“將白磷與紅磷用橡皮塞密封在大試管中，并放于熱水里，”來改進的。韓程明老師9的改進是：“在a、b、c（c里盛co2）3支試管中放入綠豆粒大小的紅磷、白磷、白磷，塞好橡皮塞，將3支試管同時放入熱水中?！薄埰G琴等老師10的改進是：“將紅磷、白磷分別放入兩試管中，用帶玻璃導管的橡皮塞塞住試管口，玻璃管的外端固定一氣球，保證試管內有較多的空氣，完全封閉后再將兩試管同時浸入熱水中進行實驗?！逼渌囊恍└倪M有些復雜，不再例舉。3.2 水里白磷燃燒實驗改進簡述 蘇翰老師的改進是：“用礦泉水瓶收集

6、一瓶氧氣配單孔塞連接一個小漏斗，側著插入水下，蓋在熱水中的白磷上面，輕擠水瓶，使氧氣與白磷接觸?！焙骆吕蠋煹母倪M是：“將一只大試管罩住熱水中銅圈內的白磷，用大試管中的空氣排開白磷周圍的水，使熱水下的白磷與空氣接觸?！睆埰G琴等老師的改進是：“在燒杯中放一金屬圓柱體（金屬圓柱體上端固定一螺絲帽），注入適量熱水浸沒金屬圓柱體，在圓柱體上端的螺絲帽中放一小塊白磷。用一空試管向下罩住水中的金屬圓柱體（白磷）?！眳菄鴻嗬蠋?1的改進方案是：用“25mm200mm的大試管（內充滿了氧氣并用塞子塞?。┘?00ml燒杯各1只，開水（燒杯內水位高度約為大試管的1/2），將粗銅絲環(huán)平放在燒杯中間，燒杯中加開水約3

7、00ml后，取半粒黃豆大的白磷放入螺母的中央，拿內部充滿氧氣的大試管口朝下迅速將白磷罩住?！卞X勝等老師12的改進方案是：“在燒杯中裝入約2/3體積的熱水，在燒杯底部放入綠豆大小的一塊白磷。先用一支燒杯收集滿氧氣，再把試管迅速倒插入熱水中并罩住白磷。”其它的一些改進有些復雜，不再例舉。3 燃燒的條件演示實驗創(chuàng)新設計實驗1 用坩堝鉗（或鑷子）分別夾一小塊石頭（瓦片、磚頭片、玻璃片等）與木塊在酒精燈火焰上加熱，或者分別拿一根木條與一根玻璃棒（或玻璃長條等）在酒精燈火焰上加熱，觀察現(xiàn)象。 實驗2 用坩堝鉗（或鑷子）分別夾住一小塊無煙煤與木炭在酒精燈火焰上加熱，觀察現(xiàn)象。 實驗3 （1）在兩個250ml

8、燒杯中加入大約125ml75左右的熱水和室溫水，把事先已經將小的一端輕鑿了一個小圓形淺凹槽的3號橡皮塞放入燒杯的熱水中。 （2）將一小撮“綠豆量”干燥紅磷放入20200mm規(guī)格的干燥試管里，用小氣球套住試管口后，放入燒杯的熱水中。 （3）將兩粒“米粒樣”大小的白磷先用濾紙吸去表面上水份后分別放入兩支20200mm規(guī)格的干燥試管里，用小氣球套住試管口后，一支先放入盛室溫水的燒杯中，另一支再放入上述（2）燒杯的熱水中。觀察（2）與（3）三支試管中產生的現(xiàn)象。（4）取出兩支試管后，將“米粒樣”大小的白磷放入燒杯熱水中橡皮塞小端的凹槽里，觀察現(xiàn)象；再用一支20200mm規(guī)格的干燥試管垂直倒插入燒杯里的

9、橡皮塞中塞緊罩住白磷，觀察現(xiàn)象。（5）把（2）中裝干燥紅磷的試管外壁擦干，取出小氣球，用帶干燥管（內裝吸有氫氧化鈉溶液的紗布）的橡皮塞塞緊試管口，將試管底部的紅磷抖動聚集到試管的中下部后，在酒精燈火焰上對準紅磷加熱，觀察現(xiàn)象。4 創(chuàng)新實驗設計的實驗效果實驗1中，只有木塊或木條能夠燃燒。這個實驗說明了：“物質具有可燃性才能燃燒?！睂嶒?中，木炭燃燒而無煙煤不燃燒。在相同的短時間內加熱，酒精燈火焰沒點燃煤塊。這個實驗說明了：“可燃物燃燒需要達到一定的溫度。”溫度沒有到達可燃物的著火點，它就不能燃燒。 實驗3中，（2）先放進熱水的紅磷不燃燒（黑色部位），（3）后放進熱水的白磷燃燒了，看到了明亮的火光

10、，如圖1所示。實驗說明了：“可燃物燃燒需要一定的溫度。”“不同的可燃物燃燒時需要的溫度不一樣?！?（4）把白磷放到燒杯熱水中橡皮塞小端的凹槽上，白磷熔化后象一個白色的珍珠，如圖2所示，沒有燃燒。插入試管后，橡皮塞小端凹槽上的白磷燃燒起來了，看到了明亮的火光，如圖3所示。實驗說明了：“可燃物燃燒需要與氧氣或空氣接觸?！?（5）給中下部試管里的紅磷加熱一段時間后，試管里的紅磷燃燒起來了，將試管移動離開火焰后，看到明亮的火光，如圖4所示。實驗同時說明了：“溫度到達可燃物的著火點，它才能夠燃燒。”“具有可燃性的物質才能夠燃燒。” 圖1 試管里白磷燃燒 圖2 膠塞上的白磷 圖3膠塞的白磷燃燒 圖4 試管

11、里紅磷燃燒（實物圖的效果雖然不佳，但是更能夠體現(xiàn)我們的實際工作，建議使用。）5 創(chuàng)新實驗設計在教學中的應用 實驗1與實驗2可用于學生探究活動，這能夠培養(yǎng)學生的探究、合作精神。實驗探究是學生“通過實驗學化學”的最佳方法，能夠幫助學生很好的認識“燃燒的條件”，對基礎薄弱的學生來說，很有意義。 實驗3的準備與操作難度相對大了一些，建議由教師演示。如果學生基礎比較好，動手能力比較強，也可以由學生操作。需要注意的是：（1）帶干燥管（內裝吸有氫氧化鈉溶液的紗布）的橡皮塞；（2）小的一端輕鑿了一個小圓形淺凹槽的3號橡皮塞（圓形淺凹槽的寬度約為6mm，深度約為3mm即可）；（3）將一小撮“綠豆量”干燥紅磷放入

12、20200mm規(guī)格的干燥試管里；（4）將一?！懊琢印贝笮〉陌琢紫扔脼V紙吸去表面上水份后放入20200mm規(guī)格的干燥試管里，這四樣制作與操作。前面三樣必須由教師指導學生在課前準備好，以節(jié)約探究時間，第四樣中分發(fā)白磷由教師把關發(fā)放，以保證實驗的安全與成功。6 創(chuàng)新實驗設計的優(yōu)點創(chuàng)新設計的實驗優(yōu)點是非常明顯的：（1）實驗設計簡單、合理、嚴明、科學，操作方便，現(xiàn)象明顯，快速高效，既可以用于教師的演示實驗，也可以用于學生的探究實驗活動。 （2）通過學生的實驗探究或教師的實驗演示，在完成了三個實驗后，學生很自然的推出和理解了“燃燒的條件”是三個，實現(xiàn)了新課程讓學生“通過實驗學化學”的理念。 （3）實驗用

13、品簡單易得，使用試管小、燒杯小、用水量少、藥品用量少，既節(jié)約又環(huán)保。（4）磷的燃燒實驗是在封閉的環(huán)境中進行的，有效防止了五氧化二磷粉塵在實驗環(huán)境中擴散，保護了環(huán)境，維護了師生的安全和健康。（5）實驗1與實驗2使用學生熟悉的身邊的物質進行實驗探究，讓學生產生一種親切感，促使學生關注身邊的化學物質和發(fā)生的化學變化。 （6）水中白磷燃燒實驗，不用事前制取氧氣，也不用氣唧鼓入空氣，白磷液珠固定在橡皮塞的凹槽里不會滾動，讓實驗變得簡捷，成功率高。從而可以用于學生的操作探究，增加學生動手實驗機會，提高課堂教學效益。參考資料1王祖浩，王磊主編.義務教育教科書化學九年級上冊m.上海：上海教育出版社，2012，

14、93.2江琳才主編.義務教育教科書化學九年級上冊m.北京：科學出版社、廣東教育出版社（廣州），2012,80-81.3畢華林，盧巍主編. 義務教育教科書化學九年級上冊m.濟南：山東教育出版社，2012,118-119.4王晶，鄭長龍主編.義務教育教科書化學九年級上冊m.北京：人民教育出版社，2012，128-129.5沈怡文，陳德余主編.義務教育教科書化學九年級上冊m.北京：科學普及出版社,2012，82-83.6蘇翰.對物質燃燒條件實驗的改進j.河北理科教學研究.2012（2）：40.7王西甫.燃燒條件的探究實驗設計j.化學教學.2010（5）：18-19.8胡媛媛.探究燃燒的條件和滅火的方法j.化學教學.2010（1）：47-48.9韓程明.探究可燃物燃燒條件的實驗改進j.化學教育.2010（5）：69.10張艷琴，史祥利.探究“燃燒的條件”實驗改進j.濰坊教育學院學報.2012,25（4）：93-94.11吳國權.白磷水下燃燒演示實