燃烧条件实验的绿色化设计
2014-12-27侯丽梅
科技视界 2014年5期
侯丽梅
(武威市第九中学,甘肃 武威733000)
1 教材中实验装置存在的问题
为了突出和解决本节课的难点,课本上的演示实验存在以下缺点:
1.1 污染较大(本实验要求在通风橱内进行,事实上很多教师通常都在普通教室里做实验,铜片上即使放很少量的白磷,燃烧产生的白烟也会迅速弥漫教室,造成严重污染)。
1.2 实验时间较长(本节教材上课时间在冬天,温度较低,热水提供给白磷的热量不够,造成白磷很长时间才燃烧或不燃烧)
1.3 实验不易控制(白磷燃烧后,因为铜片传热快,加上白磷燃烧的火星溅落,会引起另一边的红磷也燃烧。有时水下的白磷鼓气时易成碎末,在水里到处“乱跑”,很难看到燃烧的现象)
1.4 存在安全隐患(热水中白磷呈液态,实验不易控制,有时部分白磷会浮于水面而发生燃烧甚至飞溅,白磷易燃且有剧毒,存在安全隐患)
1.5 实验完毕后,热水中没有燃烧的白磷碎末不便回收,又污染环境。
而笔者对本实验的设计做了如下改进:在课堂上使用白板能替代有毒有害物质间的部分高污染性的实验,例如,白磷在空气中燃烧产生大量有害物质五氧化二磷,对环境会造成严重污染。怎么办?笔者事先在实验室中做实验,然后用摄象机拍摄下来,在课堂上运用多媒体软件进行播放。方便使用。另外,视频文件还可长期保存,长期使用。但实验既是演示实验又是新修订课程标准中的指定的学生实验,为了解决这个问题,本实验根据以有的认知能力结合教材内容的基础上所设计的学生实验,在本实验中我们将采用木炭来取代白磷和红磷,这样可以达到与白磷使用相同的作用效果,但不会对环境造成污染,同时实验装置简单,操作安全,体现了从源头上消除环境污染的绿色化学理念。白磷在空气中燃烧产生大量有害物质五氧化二磷,对环境会造成严重污染,同时存在着一定的安全隐患等。为解决这些问题现改进此实验如下:
2 实验改进
2.1 实验装置图(图1)
2.2 实验步骤
步骤1:推动注射器,向盛有木炭的试管中鼓入氧气
现象:木炭没有燃烧
结论:在较低的温度下,即使氧气是足量的,木炭也不会燃烧;
步骤2:弹簧夹夹住橡皮管,点燃酒精灯,对着试管中的木炭加热;
现象:可以看到试管中有气泡冐出,木炭不能燃烧
结论:试管中气体在酒精灯的作用下,气体受热膨胀逐渐排出,说明即使木炭温度很高达到着火点,但不能燃烧,即木炭在缺氧状态下,即使温度达到着火点也不可以燃烧;
步骤3:继续加热,打开弹簧夹,推动注射器,向高温木炭试管中鼓入氧气;拆去酒精灯,继续鼓入氧气;
现象:可以看到木炭剧烈燃烧发出白光,澄清石灰水变浑浊;;拆去酒精灯木炭的温度仍然在着火点以上,继续鼓入氧气,木炭仍燃烧;
结论:木炭燃烧的三个条件是缺一不可的。
图1