燃烧条件实验的新设计

总第362
期
2021年5月
名师工作室
燃烧条件实验的新设计
张春华 李德前
摘　要：利用平口烧杯、小烧杯、试管、小气球、螺丝帽等常见仪器和物品，巧妙组合成一个能探究燃烧条件的实验装置；新设计的实验具有制作简单、装置固定、操作简便、实验环保、价格低廉、实用性强等优点，可以有效地提升实验教学的效益。

关键词：燃烧条件；实验探究；改进装置；实验环保
作者简介：张春华，本科，高级教师。

山东省临沂市蒙阴第三中学，276200李德前，本科，正高级教师，江苏省特级教师。

江苏省徐州市西苑中学，221006
为了探究燃烧的条件，现行多个版本的九年级化学教材在“燃烧与灭火”的内容中都编排了燃烧条件的实验[1-2]，装置见图1。

教材上的实验是暴露在空气中进行的，而白磷是一种剧毒的固体，其燃烧产物五氧化二磷会以烟雾形式扩散到空气中，刺激人的呼吸道；如果五氧化二磷与空气中的水蒸气反应，还会生成有毒的偏磷酸。

图1　教材上燃烧条件实验装置
虽然教材上提醒该实验应在通风橱或抽风设备下进行，但是受装备条件的限制，不少学校没有配备通风橱或抽风设备。

鉴于此，笔者对教材中的实验装置进行了优化和改进，并在当地部分学校试用，受到了肯定和好评。

一、实验用品
主要是75 mm ×80 mm 的平口烧杯(实际容积约
360 mL)、50 mL 小烧杯、15 mm ×150 mm 的试管、8 mm ×200 mm 的导气管、小气球、橡皮筋、螺丝帽、弹簧夹等；白磷(着火点约40℃)、红磷(着火点约240℃)、热水等。

二、实验装置
新设计的实验装置见图2。

图2　改进后的燃烧条件实验装置
三、实验步骤与注意事项1.实验步骤
(1)找一个直径约80 mm 的硬质塑料盖，在塑料盖中部等距离地打出三个孔，左右两个孔稍大，孔径与15 mm ×150 mm 的试管口相匹配；中间孔稍小，孔径与8 mm 导气管的外径相匹配(见图3)。

导语：本文是李德前化学名师工作室的课题成果。

李德前名师工作室是徐州市教育局批准设立的市级教师发展共同体，多年来致力于围绕实验创新、命题评价、有效教学等专题开展研究，提升了工作室成员的教学水平和研究能力，增强了名师工作室的影响力。

总第362期
2021年5
月
图3　与平口烧杯口径相配套的三孔塑料盖(2)准备两个15 mm ×150 mm 的试管，分别在试管里放入适量的小块白磷和红磷；然后在盛有白磷的试管口套一个白色的小气球，在盛有红磷的试管口套一个红色的小气球，并借助橡皮筋将小气球紧紧地箍在试管口上，以防受热膨胀时脱落(见图4)。

图4　分别盛有白磷、红磷的试管
(3)准备一个50 mL 小烧杯，找一个直径15 mm 左右的螺丝帽，将螺丝帽放入小烧杯底部的正中心，然后将一小块白磷放在螺丝帽中(以防白磷游动)。

截取一根8 mm ×200 mm 的玻璃管，将一个充满氧气小气球牢牢地捆扎在导气管一端(见图5)。

图5　放有白磷的小烧杯和连有氧气球的导气管(4)在平口烧杯底部正中间放入小烧杯，然后在平口烧杯中注入不超过其容积1/3的80℃热水，在小烧杯里注满80℃的热水，立即按图2所示将整个实验装置连接起来。

(5)可以很快观察到，试管中的白磷燃烧起来，冒出浓厚的白烟，同时白色小气球快速膨胀起来(有关的化学方程式是4P ＋5O 2
点燃
2P 2O 5)；而浸没在水中的白
磷没有燃烧，试管中的红磷也没有燃烧。

引导学生对比两支试管中的实验现象可知，燃烧需要可燃物的温度达到着火点；对比试管中的白磷和水中的白磷可知，燃烧
需要氧气。

(6)接下来，松开氧气球上的弹簧夹，氧气立即通过导气管通入水中，并与螺丝帽中的白磷接触；此时可以观察到，水中的白磷剧烈燃烧，发出明亮的黄色火焰，
并伴有白烟。

该实验现象说明，当可燃物温度达到着火点并接触氧气时，就能燃烧起来。

2.注意事项
(1)塑料盖的直径要略大于平口烧杯的口径，塑料盖上三个孔的直径要与所插入的试管、玻璃管的口径相匹配，从而确保燃烧产生的烟雾不会逃逸到空气中。

(2)本实验中磷的取量不要多，只要实验过程中能观察到明显的燃烧现象即可。

(3)切割白磷最好在水中进行，以防白磷自燃；将白磷放入试管、螺丝帽后，因为白磷接触到空气，容易被氧化，因此后续的有关操作要快速、紧凑，以防白磷自燃。

(4)热水的温度不宜过低，70℃左右比较合适。

(5)套在试管口上的小气球要用橡皮筋裹几圈，捆扎在导气管上的氧气球也要捆紧，以确保实验过程中小气球不脱落。

(6)实验剩余的红磷要及时回收，或在通风处烧掉。

四、实验优点分析
第一，实验在全封闭的环境里进行，整个实验过程对环境友好，体现了绿色化学理念，培养了学生的环境意识。

第二，实验材料易得，装置制作简单而且较为固定，可以反复使用，为开齐开足开好化学实验积累了教
学资源。

第三，本改进实验通过“异类组合”思维达到了创新效果[3]，因此激发了学生的创新意识，培养了学生的实践能力。

参考文献
[1] 义务教育教科书化学(九年级上册)[M].上海:上
海教育出版社,2015:99.
[2] 义务教育教科书化学(九年级上册)[M].北京:人
民教育出版社,2012:131.
[3] 李德前.例谈初中化学实验创新的思维方法[J].化
学教学,2013(3):65-68.。