關(guān)于磷燃燒實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)之我見(jiàn)

江黎荔

摘 要：改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，幫助學(xué)生形成化學(xué)概念，獲得化學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能，提高實(shí)驗(yàn)?zāi)芰陀^察能力，還有助于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和學(xué)習(xí)方法。

關(guān)鍵詞：改進(jìn)；實(shí)驗(yàn)；嚴(yán)謹(jǐn)；探究；設(shè)計(jì)

化學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)應(yīng)該與教學(xué)內(nèi)容、學(xué)生的發(fā)展相匹配，達(dá)到實(shí)驗(yàn)原理科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，使用常見(jiàn)的儀器和藥品，且藥品的用量較少、無(wú)毒、無(wú)害，操作過(guò)程安全可行，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯清晰等基本要求。在達(dá)成教學(xué)目標(biāo)的前提下，有效地保護(hù)環(huán)境，保護(hù)師生的身心健康。但在現(xiàn)行化學(xué)教材中有不夠科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)原理、不易于進(jìn)行的操作、危害師生健康的藥品和實(shí)驗(yàn)，教師必須進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)，避免不夠科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)原理、不易于進(jìn)行的操作、危害師生健康的藥品的使用對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的困擾。

在現(xiàn)行人教版初中化學(xué)教材中有三個(gè)實(shí)驗(yàn)用到磷，它們分別是：第二單元課題1《空氣》中的[實(shí)驗(yàn)2-1]“測(cè)定空氣中氧氣的含量”；第五單元課題1《質(zhì)量守恒定律》中的[探究]“紅磷燃燒前后質(zhì)量的測(cè)定”；第七單元課題1《燃燒和滅火》中的[實(shí)驗(yàn)7-1]“燃燒條件的實(shí)驗(yàn)”。我發(fā)現(xiàn)這三個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)中存在不足之處：白磷屬有毒物質(zhì)，燃燒的生成物中有P4O6，有毒的P4O6在空氣中會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)化，生成有劇毒的PH3等物質(zhì)，同時(shí)生成的P2O5（白煙）也讓人相當(dāng)難受。磷燃燒時(shí)在開(kāi)放體系或半開(kāi)放體系中進(jìn)行，生成的白煙彌漫講臺(tái)，進(jìn)而使整個(gè)教室的空氣受到嚴(yán)重污染，結(jié)果會(huì)出現(xiàn)老師為完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)而堅(jiān)持“吸毒”（現(xiàn)在很多義務(wù)教育階段的學(xué)校演示實(shí)驗(yàn)在教室進(jìn)行，沒(méi)有通風(fēng)櫥這樣的昂貴設(shè)備），學(xué)生難以忍受而離席“避毒”的局面。課堂教學(xué)秩序受到嚴(yán)重影響，師生身體健康受到很大傷害。

鑒于此，在目前沒(méi)有找到一種合適的無(wú)毒物質(zhì)代替磷的情況下，可以從實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)上做一些改進(jìn)，讓磷在密閉體系中燃燒，不讓生成物排入空氣，這樣可以有效地保護(hù)師生的身體健康。

以下是我設(shè)計(jì)并反復(fù)實(shí)踐、效果比較好的改進(jìn)方案。

1.“測(cè)定空氣中氧氣的含量”實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

原方案要點(diǎn)：用酒精燈點(diǎn)燃紅磷后迅速伸入集氣瓶中。

不足之處：（1）紅磷用量較多，會(huì)產(chǎn)生較多影響環(huán)境的污染物；（2）操作無(wú)論多么快，都有生成物P2O5擴(kuò)散在空氣中，嚴(yán)重危害教師和學(xué)生的健康；（3）空氣受熱會(huì)逸出集氣瓶，誤差較大，這從原理上看是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹?/p>

改進(jìn)方案：

操作要點(diǎn)：（1）向一支大試管（25 mm×200 mm）內(nèi)加入2粒綠豆大小的白磷后按圖裝好，夾好止水夾；（2）用手指稍用力按緊橡皮塞，用電吹風(fēng)熱風(fēng)吹試管底部，使白磷燃燒；（3）燃燒結(jié)束后，用電吹風(fēng)冷風(fēng)吹試管，待試管冷卻至室溫后，打開(kāi)止水夾，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

優(yōu)點(diǎn)：（1）實(shí)驗(yàn)原理嚴(yán)謹(jǐn)，空氣恒量，誤差較小；（2）磷未在空氣中燃燒，不傷害師生；（3）節(jié)約藥品（試管容積小于集氣瓶），未燃燒完的白磷可以回收（白磷冷卻后呈塊狀）；（4）增加了加熱方法，拓寬了學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)。

2.“白磷燃燒前后質(zhì)量的測(cè)定”實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

原方案要點(diǎn)：用酒精燈加熱玻璃棒，再用灼熱的玻璃棒接觸紅磷，使紅磷燃燒。

不足之處：（1）空氣受熱時(shí)膨脹，少部分空氣逸出錐形瓶，從原理上看是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?；?）用玻璃棒接觸紅磷，不便于操作。

改進(jìn)方案：

（1）向一支大試管（25 mm×200 mm）中加入2粒綠豆大小的白磷，用橡皮塞塞緊并用托盤(pán)天平稱出其質(zhì)量；（2）用拇指壓住橡皮塞，用電吹風(fēng)熱風(fēng)吹試管底部，使白磷燃燒；（3）試管冷卻后稱其質(zhì)量。

優(yōu)點(diǎn)：（1）空氣未逸出試管；（2）便于加熱；（3）拓寬了學(xué)生對(duì)加熱工具的認(rèn)識(shí)。

3.“燃燒的條件”實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

原方案要點(diǎn)：（1）將紅磷、白磷置于銅片上，用沸水加熱；（2）用玻璃管向水中的白磷表面吹氧氣，使其在水中燃燒。

不足：（1）生成物大量彌漫在教室中，讓人無(wú)法忍受；（2）白磷、紅磷間距控制不好，燃著的白磷會(huì)引燃紅磷；（3）用玻璃管向水中的白磷表面吹氧氣時(shí)，白磷會(huì)“游動(dòng)”，不能持續(xù)燃燒。改進(jìn)方案：

操作要點(diǎn)：（1）向兩支大試管（25 mm×200 mm）中各加入綠豆大小的白磷和少許紅磷，都塞緊橡皮塞；（2）向一只大燒杯（500 ml）中注入約80℃熱水350～400 mL，投入一粒綠豆大的白磷于水中；（3）兩手各握一支大試管，將試管底部浸入熱水中加熱，觀察現(xiàn)象；（4）把一支集滿氧氣的大試管（25 mm×200 mm）倒扣在水中的白磷上，觀察現(xiàn)象。

優(yōu)點(diǎn)：（1）操作簡(jiǎn)單，用時(shí)短；（2）不會(huì)對(duì)教室空氣造成污染；（3）水中白磷燃燒現(xiàn)象相當(dāng)明顯。

以上改進(jìn)只是我個(gè)人在教學(xué)中的嘗試，其中不足還請(qǐng)同仁指正。