鐵在氧氣中燃燒實驗的改進

精品文檔-下載后可編輯鐵在氧氣中燃燒實驗的改進【摘要】鐵絲在氧氣中燃燒是檢驗氧氣性質的一個非常重要的實驗。通過鐵在氧氣中燃燒這個實驗，既是學好本節(jié)內容的關鍵，又是培養(yǎng)學生觀察能力、提高學生學習興趣和環(huán)保意識的重要一環(huán)。然而在教學中要使得實驗現(xiàn)象明顯，成功。從以下進行分析改進。

【關鍵詞】鐵絲；氧氣；燃燒；實驗改進

鐵絲在氧氣中燃燒是檢驗氧氣性質的一個非常重要的實驗。因為鐵在空氣中不燃燒，而在氧氣中能劇烈燃燒，鐵的這一特性，沒有其他材料可替代。通過鐵在氧氣中燃燒這個實驗，能觀察到明顯的實驗現(xiàn)象，這個實驗既是學好本節(jié)內容的關鍵，又是培養(yǎng)學生觀察能力、提高學生學習興趣和環(huán)保意識的重要一環(huán)。因此這個是個非做不可的一個實驗。本文做以下進行分析改進。

一、原教材中實驗操作及步驟

原《義務教育課程標準實驗教科書》中實驗操作及步驟為：在螺旋狀的細鐵絲末端系上火柴梗，用坩堝鉗夾住鐵絲點燃火柴梗，至其快燃盡時，伸入到充滿氧氣且瓶底有少量水的集氣瓶中。我們若按此操作，由于各種因素的影響，難以成功，就算成功，實驗現(xiàn)象也不明顯。

學生對此實驗非常感興趣，很想快點看到實驗現(xiàn)象，為了滿足學生們的急于求成的欲望，我們當然是竭盡所能去做好這個實驗。但這個實驗對于沒有經驗的人來說是很容易失敗的。如果沒有做成功，鐵絲在氧氣里不燃燒，那我們想用這個實驗的現(xiàn)象來吸引學生學習化學的興趣，就會因為實驗失敗而功虧一簣。

二、失敗原因

這個實驗較易失敗的原因，很多參考資料文獻資料分析如下：

火柴梗燃燒的程度難以把握。當把點燃的系有火柴梗的鐵絲伸入充滿氧氣的集氣瓶中時，①如果火柴梗過長，只能看到火柴梗在氧氣中燃燒的現(xiàn)象，會看不到鐵絲在氧氣中燃燒的現(xiàn)象；②如果火柴梗過短，由于紅熱的鐵絲冷卻很快，也會看不到鐵絲在氧氣中燃燒的現(xiàn)象。

那是不是掌握好火柴梗燃燒的程度，就能做成功呢？不一定。

鐵不燃燒本質原因：

燃燒需要三要素：可燃物，氧氣（或空氣），溫度達到著火點。鐵不是一般的可燃物，純鐵的著火點應該是1134℃左右，我們做實驗用的鐵絲（鐵合金）其燃點應該在600℃左右，用一根小火柴梗燃燒所放出的熱量，達到鐵的著火點來引燃鐵的話，當然是力不從心啦。

三、改進思路

（1）本實驗中鐵難燃燒其根本原因是：溫度過低沒有達到鐵的著火點。鐵燃燒其實就是鐵的氧化反應，氧化反應在發(fā)生反應時需要一個啟動能量，能量越高越容易反應，而且反應越劇烈，劇烈到一定程度就是燃燒。所以要想讓鐵燃燒，就要盡量提高鐵的溫度，在較高溫度下更容易引燃難以燃燒的鐵。

（2）材料上的改進：減小可燃物顆粒大小，可燃物顆粒越小，著火點越低。對難燃燒的鐵絲，可采取以下措施進行處理。例如鐵絲表面的銹要用紗布磨去，鐵絲選用越細的越好，實驗證明，直徑在0.2～0.5mm的鐵絲較合適，最好用小刀給鐵絲表面切一些小口。市場上賣的鋼絲球，鋼絲較薄較細，做實驗用效果很好。

用帶有少量油漆的細鐵絲代替光亮的細鐵絲做實驗也容易成功，因為鐵絲表面上的油漆會減少熱量的散失，使燒紅的細鐵絲離開酒精燈火焰后，還能保持紅熱一段時間，所以容易發(fā)生反應。

四、改進方法

怎樣才能提高鐵絲的溫度，而且是燃燒時的溫度呢？當我們把鐵絲放在酒精燈上加熱，能提高鐵的溫度，但是這個方法通過實驗驗證后是不可行的，因為鐵絲散熱很快，還沒等到伸入集氣瓶中時，溫度已經降到較低溫度，而且加熱時，部分鐵已經氧化，所以鐵是不會燃燒的。

我在做木炭在氧氣中燃燒的實驗時，我用坩堝鉗夾住木炭在氧氣中燃燒時，發(fā)現(xiàn)了一個驚喜的現(xiàn)象：出了看見木炭劇烈燃燒發(fā)出白光外，還看到了火星四射，顯然這里肯定有鐵參與了反應。木炭居然能夠引燃較粗的坩堝鉗，那用它來引燃較細的鐵絲的話，肯定是輕而易舉的。實驗證明了我的假設是對的。用木炭代替鐵絲，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象遠比用火柴梗要明顯。

五、改進后實驗方法及實驗步驟

（1）取一塊木炭敲碎，選用一塊長條形（大約1厘米左右，任意形狀都可）的木炭。

（2）把細鐵絲繞成螺旋狀，在末端系上所選用的木炭。為了提高成功率，也可選用兩根鐵絲同時操作。如果選用鋼絲球的話，選用火柴梗引燃也能達到很好的效果。

（3）把酒精燈和充滿氧氣且瓶底有少量水的集氣瓶放在較近的位置，并點燃酒精燈。

（4）用坩堝鉗夾住細鐵絲的一端并在酒精燈上加熱，等木炭燃燒并有紅色火星出現(xiàn)時，迅速將鐵絲伸入到充滿氧氣且瓶底有少量水的集氣瓶中?？梢钥吹借F絲在氧氣中劇烈燃燒，火星四射，放出熱量，生成黑色固體物質。

六、改進后的優(yōu)點

（1）此方法操作簡單，教師學生都很容易掌握，再也不會再為火柴梗燃燒的程度而擔憂。

（2）成功率極高，我在這最近的幾年教學中都是用的這個法，機會成功率是百分之百，其原因是解決了燃燒所需要的溫度條件。

（3）實驗現(xiàn)象很明顯，比教材中效果好，因為鐵反應時的溫度比較高，反應當然要劇烈。如果有條件采用焦炭來引