三口燒瓶在“氧氣化學(xué)性質(zhì)”實驗中的創(chuàng)新應(yīng)用

嚴(yán)春建

（如皋市外國語學(xué)?！〗K　如皋　226500）

三口燒瓶在“氧氣化學(xué)性質(zhì)”實驗中的創(chuàng)新應(yīng)用

嚴(yán)春建

（如皋市外國語學(xué)校江蘇如皋226500）

通過增大容器容積、實驗過程中快速補充氧氣等途徑，可提高“鐵絲在氧氣中燃燒”實驗的成功率。通過反復(fù)按壓氧氣袋和空氣袋，可雙向改變（增大或減小）三口燒瓶中氧氣的含量，增強實驗的對比性，反復(fù)對比氧氣濃度對可燃物燃燒現(xiàn)象的影響，探究氧氣濃度對可燃物燃燒的影響。

三口燒瓶；氧氣；化學(xué)性質(zhì)；實驗；改進

氧氣是人類生產(chǎn)生活不可或缺的一種氣體，其重要性不言而喻，氧氣的性質(zhì)也是初中化學(xué)重要的研究對象，氧氣性質(zhì)的學(xué)習(xí)是初中階段較為系統(tǒng)地研究物質(zhì)性質(zhì)的一個范例。人民教育出版社出版、教育部2012年審定的九年級化學(xué)教科書（以下簡稱“教科書”）上冊安排了四組“可燃物在空氣中和氧氣中燃燒”對比實驗研究氧氣的助燃性，這四組實驗的對比效果及成功率對學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、知識的認(rèn)識、分析問題方法的形成有較大的影響。

在實際教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)不少老師按照教科書的圖示進行實驗時，存在兩個問題:“鐵絲在氧氣中燃燒”實驗成功率不高；“木條、硫粉、木炭等可燃物在空氣和氧氣中燃燒”實驗現(xiàn)象滯后。為解決以上兩個問題，本人仔細(xì)研究實驗失敗的原因，并設(shè)計了一套實驗裝置（該教具獲得2015年南通市中小學(xué)優(yōu)秀自制教具評選活動一等獎并被推薦參加江蘇省中小學(xué)優(yōu)秀自制教具評選活動），多次實驗驗證，實驗效果較好。

本文主要從兩個角度闡述對四組對比實驗改進的思路和做法:提高“鐵絲在氧氣中燃燒”實驗的成功率，延長燃燒的時間，使實驗現(xiàn)象更明顯；增強“木條、硫粉、木炭等可燃物在空氣和氧氣中燃燒的現(xiàn)象”的對比性，探究氧氣濃度對可燃物燃燒的影響。

一、教材實驗分析

實際教學(xué)過程中，“鐵絲在氧氣中燃燒”實驗成功率不高（或?qū)嶒灛F(xiàn)象不明顯），常會出現(xiàn)鐵絲不能燃燒、燃燒時間短、無明顯火星四射等現(xiàn)象。排除氧氣濃度及鐵絲本身等因素的影響，導(dǎo)致實驗失敗的原因主要有:所用集氣瓶較小，導(dǎo)致氧氣量不足；實驗過程中未能補充氧氣；用于引燃鐵絲的火柴剛?cè)紵蛯㈣F絲伸入集氣瓶中，火柴梗消耗過多的氧氣；火柴幾乎完全燃盡時伸入鐵絲，火柴對鐵絲的加熱不充分，不能使鐵絲的溫度達(dá)到著火點。

教科書設(shè)計的“可燃物在空氣和氧氣中燃燒現(xiàn)象的對比”實驗需在兩個集氣瓶中進行，對比實驗前后間隔時間較長，導(dǎo)致實驗現(xiàn)象滯后、對比不強烈。

二、改進實驗分析

1.改進目的

（1）提高“鐵絲在氧氣中燃燒”實驗的成功率；

（2）增強“木條、硫粉、木炭等可燃物在空氣和氧氣中燃燒的現(xiàn)象”的對比性。

2.實驗裝置

（1）裝置圖（見圖1）:

圖1　

（2）制作材料:1000mL三口燒瓶（1個）、橡皮塞（2只）、直角導(dǎo)管（2根）、120°導(dǎo)管（2根）、膠皮管（2根）、燃燒匙（3個）、氧氣袋（1個）、空氣袋（1個）。

3.使用方法及實驗效果

（1）“鐵絲在氧氣中燃燒”實驗:

先在三口燒瓶底部放適量的水；再將一根較長的光亮的細(xì)鐵絲盤成螺旋狀，一端系一根火柴梗，另一端系在燃燒匙的金屬絲上；按壓氧氣袋，向三口燒瓶中通入氧氣排出瓶內(nèi)空氣，用帶火星的木條檢驗瓶中是否集滿氧氣；待三口燒瓶中集滿氧氣后，引燃細(xì)鐵絲下端的火柴，立即將細(xì)鐵絲伸入三口燒瓶；持續(xù)向瓶中提供氧氣，延長鐵絲燃燒時間，觀察燃燒現(xiàn)象。

實驗過程中可觀察到鐵絲能長時間燃燒，火星四射現(xiàn)象長時間持續(xù)，學(xué)生對此實驗留下深刻的印象。該實驗成功率得以大幅度提高的原因有:用1000mL三口燒瓶代替一般常用的250mL集氣瓶收集氧氣，氧氣供給充足；燃燒過程中使用氧氣袋持續(xù)供給氧氣，能快速補充燃燒消耗的氧氣；火柴剛?cè)紵蛯㈣F絲伸入，火柴在氧氣中劇烈燃燒，比在空氣中燃燒放出更多的熱量，能充分加熱鐵絲，確保鐵絲的溫度能達(dá)到著火點。

（2）“木條、硫粉、木炭等可燃物在空氣和氧氣中燃燒”對比實驗

引燃燃燒匙中的可燃物（做“木條在空氣和氧氣中燃燒”實驗時不需使用燃燒匙，直接將木條伸入即可），伸入充滿空氣的三口燒瓶中，觀察可燃物在空氣中燃燒現(xiàn)象；按壓氧氣袋，通入氧氣，觀察增大氧氣濃度時可燃物燃燒現(xiàn)象；按壓空氣袋，通入空氣，觀察減小氧氣濃度時可燃物燃燒現(xiàn)象……反復(fù)對比增大或減小氧氣濃度對可燃物燃燒現(xiàn)象的影響。

下面以“硫粉在空氣和氧氣中燃燒”實驗為例說明實驗過程中觀察到的主要現(xiàn)象:硫粉在空氣中燃燒時發(fā)出淡藍(lán)色火焰；用氧氣袋通入氧氣后，火焰顏色逐漸加深，直至變?yōu)樗{(lán)紫色；用空氣袋通入空氣后，火焰顏色逐漸……實驗現(xiàn)象對比鮮明、感官刺激強，更易給學(xué)生留下深刻的印象。改進后的實驗，可快速、雙向改變?nèi)萜髦醒鯕鉂舛龋紵F(xiàn)象隨之而改變，學(xué)生在觀察到硫粉燃燒的奇妙現(xiàn)象時，自然而然地體會到氧氣濃度與可燃物燃燒的關(guān)系:增大氧氣濃度，可加劇可燃物燃燒；降低氧氣濃度，可減緩可燃物燃燒。

4.補充說明

（1）三口燒瓶不是初中常見儀器，絕大多數(shù)初中化學(xué)實驗室沒有此儀器，故需制作圖1所示裝置的老師需要購買三口燒瓶。

（2）可將一些日常生活用品改裝后代替三口燒瓶，如將塑料保鮮盒蓋子開三個圓孔即可代替三口燒瓶，開口后的保鮮盒立體造型如圖2。實驗過程中，兩邊的小孔分別通空氣和氧氣，中間的大孔可伸入可燃物。

圖2　

［1］人民教育出版社化學(xué)室.義務(wù)教育教科書（2012年中華人民共和國教育部審定）·化學(xué)（九年級上冊）［M］.北京：人民教育出版社，2012：33-34

1008-0546（2015）10-0096-02

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10.3969/j.issn.1008-0546.2015.10.035