對(duì)“粉塵爆炸實(shí)驗(yàn)”的探究

【關(guān)鍵詞】粉塵爆炸 實(shí)驗(yàn)探究

初中化學(xué)

【中圖分類號(hào)】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2014）08A-

0089-02

九年級(jí)化學(xué)教材中安排了大量的演示實(shí)驗(yàn)，其中一些演示實(shí)驗(yàn)由于所處的環(huán)境不同，實(shí)驗(yàn)效果并不理想，甚至有部分實(shí)驗(yàn)極易失敗?；瘜W(xué)教師應(yīng)做到勤思考，結(jié)合自身的實(shí)際，敢于創(chuàng)新，改進(jìn)演示實(shí)驗(yàn)，確保在有限的條件下能顯現(xiàn)出明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。下面以第七單元《燃燒和滅火》中的“粉塵爆炸實(shí)驗(yàn)”為例進(jìn)行說明，其裝置如下圖所示：

該實(shí)驗(yàn)作為演示實(shí)驗(yàn)必須要具有可視性，即能讓學(xué)生清楚地看到在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中所發(fā)生的現(xiàn)象。教材中所用器材為金屬罐（此儀器不透明），如按此裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，學(xué)生無法觀察到粉塵燃燒及發(fā)生爆炸的過程，且實(shí)驗(yàn)成功率不高。基于上述情況筆者對(duì)此實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了探究創(chuàng)新。

一、實(shí)驗(yàn)裝置創(chuàng)新的設(shè)計(jì)思路

就地取材使裝置易制作、易操作，現(xiàn)象明顯，易于觀察。

二、裝置制作過程

1.取材

一只透明的空飲料瓶（500ml）、一只小漏斗、橡皮管、鐵皮、蠟燭、鼓氣球、502膠水、火柴、剛經(jīng)過暴曬的面粉、飲料吸管等。

2.儀器的組裝

（1）將大塑料瓶從距離瓶底大約處剪去，分成上下兩部分。

（2）在大塑料瓶塞上打孔，將小漏斗插入瓶塞，用膠水將小漏斗末端與瓶蓋粘密，保持氣密性良好。用飲料吸管將氣囊與小漏斗連接，便于向裝置中鼓氣。

（3）將鐵皮折成階梯狀，蠟燭放在階梯上，再將整個(gè)裝置懸掛在被剪去的塑料瓶的上半部分中。

（4）將塑料瓶剪去的底部套在塑料瓶的上半部分上。為了兩部分能緊密地連接在一起，可以進(jìn)行如下處理：將塑料瓶剪去的底部放在溫度稍高的熱水中短暫燙一下（其目的使塑料瓶的底部比塑料瓶的上半部分的直徑略大，這樣兩部分塑料瓶能緊密地套在一起），然后套在另一部分上。

改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置如右圖所示：

3.實(shí)驗(yàn)探究過程

（1）對(duì)所用實(shí)驗(yàn)用品進(jìn)行探究。

實(shí)驗(yàn)：將剛經(jīng)過太陽暴曬過的干燥面粉和未暴曬的面粉分別加入小漏斗中，點(diǎn)燃蠟燭，鼓氣。

現(xiàn)象：觀察到剛暴曬過的干燥面粉在裝置中燃燒，大塑料瓶的底部被高高的掀起，而未暴曬的面粉在裝置中未燃燒。

結(jié)論：用剛暴曬過的干燥面粉做實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象較明顯。

（2）對(duì)火源量的多少進(jìn)行探究。

實(shí)驗(yàn)：將剛暴曬過的干燥面粉加入小漏斗中，在鐵皮階梯上分別放一支蠟燭、兩支蠟燭、三支蠟燭分別點(diǎn)燃，鼓氣。

現(xiàn)象：都能觀察到面粉在裝置中燃燒，大塑料瓶的底部被高高的掀起。

結(jié)論：火源量不在于多。

（3）對(duì)燃著的蠟燭在裝置中放置時(shí)間的長(zhǎng)短進(jìn)行探究。

實(shí)驗(yàn)：將蠟燭點(diǎn)燃放置在裝置中一段時(shí)間后鼓氣和將蠟燭點(diǎn)燃放置在裝置中立即鼓氣。

現(xiàn)象：立即鼓氣的發(fā)生爆炸，放置一段時(shí)間后再鼓氣的面粉燃燒但不發(fā)生爆炸。

結(jié)論：點(diǎn)燃的蠟燭在裝置中不宜長(zhǎng)時(shí)間放置，要保證裝置內(nèi)有足夠的氧氣。

（4）對(duì)鼓入空氣量的多少進(jìn)行探究。

實(shí)驗(yàn)：將暴曬過的干燥面粉加入小漏斗中，點(diǎn)燃蠟燭，分別向裝置中鼓入少量的空氣和長(zhǎng)時(shí)間鼓入大量的空氣，或向裝置中鼓入氧氣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

現(xiàn)象：鼓少量空氣的發(fā)生爆炸，而鼓入大量空氣的蠟燭火焰熄滅。鼓入氧氣時(shí)發(fā)生爆炸。

結(jié)論：鼓入空氣的量不宜過多，只要能將粉塵揚(yáng)起就行。

（5）對(duì)蠟燭火焰的高度進(jìn)行探究。

實(shí)驗(yàn)：調(diào)節(jié)蠟燭在裝置中所處的位置，分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

現(xiàn)象：蠟燭火焰大約離瓶口處現(xiàn)象最明顯。

結(jié)論：蠟燭在裝置中的高度不宜過高也不宜過低，過低火焰易熄滅，過高易燒毀裝置且現(xiàn)象不明顯。

三、該創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)

1.操作方便、安全、可操作性強(qiáng)，再膽小的學(xué)生都可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

2.充分利用了日常生活中常見的物品進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，既廉價(jià)又環(huán)保。

3.通過此裝置學(xué)生可以清晰地觀察到粉塵爆炸的全過程，讓學(xué)生對(duì)爆炸發(fā)生的條件有深刻的理解。

四、實(shí)驗(yàn)反思

該實(shí)驗(yàn)要求很高，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)要緊扣爆炸發(fā)生的條件：①要有可燃物；②裝置要密閉；③要有火源；④要有充足的空氣或氧氣。對(duì)于所用的可燃物顆粒必須很小且干燥，實(shí)驗(yàn)中所用的面粉的量不一定要多，關(guān)鍵是面粉放置的位置要確保在實(shí)驗(yàn)中能揚(yáng)起，從而增大與空氣的接觸面積；實(shí)驗(yàn)中所用蠟燭的數(shù)量不一定要多，關(guān)鍵是放的位置要適當(dāng)，確保實(shí)驗(yàn)中不易被揚(yáng)起的面粉蓋滅；蠟燭在裝置中點(diǎn)燃后不能長(zhǎng)時(shí)間放置，時(shí)間過長(zhǎng)，則會(huì)消耗密閉裝置中的氧氣，使實(shí)驗(yàn)失?。粚?shí)驗(yàn)中不必將空氣換成氧氣，換成氧氣雖然發(fā)生爆炸，但改變了實(shí)驗(yàn)的原始條件，不能給學(xué)生留下深刻的印象——在生活中可燃物使用不當(dāng)易發(fā)生爆炸，因?yàn)樯钪泻苌倥龅娇扇嘉镌诩冄踔腥紵?/p>

總之，化學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)和研究成果都是通過實(shí)驗(yàn)得到的，實(shí)驗(yàn)是科學(xué)探究的一種手段。因此，只有在實(shí)際教學(xué)中認(rèn)真思考，并將實(shí)驗(yàn)改革創(chuàng)新，多從學(xué)生的角度去進(jìn)行思考，設(shè)計(jì)出的實(shí)驗(yàn)才更適合于學(xué)生，才更有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的積極性，真正發(fā)揮實(shí)驗(yàn)在化學(xué)教學(xué)中的重要作用。

（責(zé)編 林 劍）