蠟燭燃燒實驗的探究與改進

摘要：對人教版教材“蠟燭燃燒”相關實驗從教師演示和小組探究兩個角度進行了探討與改進，使實驗變得簡單有趣、復現(xiàn)性好、成功率高。

關鍵詞：蠟燭燃燒實驗；實驗探究與改進；化學實驗教學

文章編號：1005–6629（2013）12–0043–03 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

1 改進背景

“蠟燭的燃燒”實驗是初中化學教學中重要的探究實驗，無論是九年級化學滬教版教材還是人教版教材均把該實驗安排為第一章第一個學生探究實驗，其重要性不言而喻，因此該實驗設計和組織的成敗直接影響到學生對化學探究實驗的興趣，以及對初中化學學科的第一印象。然而筆者在教學過程中發(fā)現(xiàn)人教版九年級化學教材上的裝置圖[1]（如圖1所示）存在以下不足：

（1）按照教材圖1-19所示：“把罩在燭焰上的燒杯，迅速倒過來，注入少量澄清石灰水，振蕩”，石灰水較難變渾濁。

（2）按照教材圖1-20所示：離燈芯這么遠，點燃蠟燭剛熄滅產(chǎn)生的白煙，則較難成功。

2 實驗改進

2.1 “探究石蠟的燃燒產(chǎn)物”實驗

（1）原實驗概況：學生按照教材圖1-19的要求（用小燒杯罩在火焰上方，迅速倒轉并倒入澄清的石灰水）進行實驗，發(fā)現(xiàn)振蕩后石灰水不能變渾濁。經(jīng)討論分析認為：在火焰的上方收集到的氣體是溫度較高的，在倒轉及振蕩的過程中，不斷從燒杯口逸出，最后所剩無幾，因此沒有足夠的二氧化碳能使石灰水變渾濁。

（2）改進方案：在倒轉前用玻璃片蓋住燒杯口，繼而移開部分玻璃片并倒入石灰水，蓋好玻璃片振蕩，大部分小組的石灰水能變渾濁，但仍有部分小組不能變渾濁。經(jīng)分析認為：燒杯的尖嘴漏氣是導致實驗失敗的主要原因，進而做了以下改進：把小燒杯改成小集氣瓶再蓋住玻璃片（如圖2所示），就不用擔心氣體的外逸和振蕩時液體的外溢了。

（3）注意事項：看到瓶壁出現(xiàn)水霧即可用玻璃片封閉瓶口，否則時間過長（等水霧消失后）則溫度過高，二氧化碳也已外逸，實驗效果差且浪費時間。

2.2 “點燃蠟燭剛熄滅時的白煙”實驗

（1）原實驗概況：按照教材圖1-20點燃蠟燭剛熄滅產(chǎn)生的白煙，離燈芯遠則點不著，離燈芯近又會被誤認為點燃了燈芯。且現(xiàn)象轉瞬即逝，學生觀察有困難，不利于學生對白煙具有可燃性的直觀認識。

（2）改進方案：用廢舊石棉網(wǎng)上的鐵絲網(wǎng)部分從火焰的下部平切入正在劇烈燃燒的蠟燭火焰，可以看到鐵絲網(wǎng)上方的火焰熄滅了并在上方形成一段懸空的白煙（如圖3左）。用打火機去點燃白煙，可以看到白煙被點燃形成一段懸空的火焰（如圖3右）。通過調(diào)節(jié)鐵絲網(wǎng)與燈芯的距離或角度，可以使懸空的火焰忽上忽上，或左右搖擺。此方案技能要求高，適合教師演示。

（3）注意事項：①實驗前可將燒香用的大蠟燭插到錐形瓶里起到固定作用（蠟燭的選擇主要選燈芯粗、火焰大的，這樣演示效果更好）。②本實驗需要在蠟燭火焰燃燒較旺時進行，點燃時需把蠟燭倒過來片刻，以形成一束燃燒劇烈的火焰。

2.3 “石蠟蒸氣的取出及點燃”[2]實驗

（1）原實驗概況：按照教材圖1-20所示，教師演示很難成功，學生分組實驗更難以進行。

（2）改進方案：①實驗前用一只止水夾夾住一小段玻璃管，做成一支有手柄的導管；將上述導管的一頭對準火焰的焰心，調(diào)整導管傾斜度，至引出一縷濃的白煙（如圖4左）；用打火機點燃引出的濃濃的白煙，可以看到導管口白煙被點燃，形成持續(xù)燃燒的小火焰（如圖4右）。

②先擠出膠頭滴管中的空氣，然后把滴管的下端伸入小蠟燭火焰的焰心部分，松開膠頭，可以看到有白煙被吸入膠頭滴管（如圖5左）；移出滴管，將滴管的下端靠近蠟燭火焰并擠出滴管中的白煙，可以看到白煙被點燃形成火苗（如圖5右）。

③用玻璃注射器抽取白煙（如圖6左），然后慢慢推出白煙并點燃，可以看到產(chǎn)生持續(xù)的較大火焰（如圖6右）。

④在實驗中，學生還出現(xiàn)了用尖嘴玻璃管（去掉膠頭的滴管）“吹氣生焰”的精彩生成（如圖7所示）。

（3）注意事項：①以上4種方案均可使用過生日的小蠟燭等微型材料進行分組實驗。②每次實驗結束，使用燈帽（過生日的小蠟燭可用燈托即插在蛋糕上的塑料底座）熄滅蠟燭，以防止污染空氣。③玻璃注射器容積一般都較大，不適合小蠟燭，可以用一次性塑料小注射器端口處套接一段玻璃管代替。

2.4 “白煙的密度和水溶性”實驗

（1）原實驗概況：教材圖1-20所示實驗設計的意圖是探究白煙的可燃性，故不能嚴謹?shù)刈C明白煙是否具備石蠟常見的其他兩條性質：密度比水小且難溶于水。

（2）改進方案：點燃一支過生日用的小蠟燭，下端通過燈托插在橡皮塞上以固定，利用如圖8所示的兒童喝藥水的塑料小杯等生活材料進行分組實驗?？赏ㄟ^玻璃彎管引出裊裊白煙，似行云流水，飄渺仙境，片刻后可見在水面形成一層白膜。以上實驗現(xiàn)象既能證明白煙具有密度比水小且難溶于水的性質又增加了實驗的觀賞性，給人以化學實驗原來也可以很“美”的視覺感受。經(jīng)改進為微型的學生分組實驗：操作簡單，現(xiàn)象明顯，用時短。

（3）注意事項：小蠟燭的火焰有點小，玻璃管的引煙端要注意放在焰心處，否則會引出黑煙。

3 改進后的優(yōu)點

（1）使用集氣瓶代替燒杯收集蠟燭燃燒產(chǎn)生的氣體，實驗設計更規(guī)范，實驗成功率得以大幅度提高。

（2）使用燈帽熄滅蠟燭而不是吹滅更能滲透新課程的環(huán)保理念。

（3）教師演示實驗重點凸顯實驗的趣味性和觀賞性。

（4）小組實驗使用小蠟燭等體現(xiàn)出實驗改進的微型化、生活化。

（5）通過實驗的優(yōu)化，激發(fā)學生的興趣，激活學生思維。

參考文獻：

[1]胡美玲主編.義務教育課程標準實驗教科書·化學九年級上冊[M].北京：人民教育出版社，2001：8.

[2]魏銳，楊晶晶.簡談進行實驗改進的思維策略[J].教學儀器與實驗，2012，（3）：25～27.