周廣 李德前
摘要:利用常見實(shí)驗(yàn)儀器與替代品,設(shè)計(jì)了一套有關(guān)物質(zhì)燃燒的實(shí)驗(yàn)裝置,實(shí)現(xiàn)了反應(yīng)裝置的簡約化、實(shí)驗(yàn)操作的一體化、實(shí)驗(yàn)過程的綠色化。以硫在氧氣中的燃燒實(shí)驗(yàn)為側(cè),詳細(xì)介紹了使用該裝置的實(shí)驗(yàn)步驟與操作方法等。
關(guān)鍵詞:物質(zhì)燃燒:實(shí)驗(yàn)裝置;硫的燃燒實(shí)驗(yàn):實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新
文章編號(hào):1008-0546(2019)05-0096-02
中圖分類號(hào):G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2019.05.030
現(xiàn)行各種版本的《義務(wù)教育教科書·化學(xué)》中涉及物質(zhì)燃燒的實(shí)驗(yàn)較多,其中硫、磷在氧氣中燃燒實(shí)驗(yàn)還對(duì)環(huán)境產(chǎn)生一定的污染。我們?cè)趯?shí)驗(yàn)教學(xué)中,自制了一套可用于物質(zhì)燃燒的實(shí)驗(yàn)裝置,并取得了顯著的教學(xué)效益。
一、實(shí)驗(yàn)裝置
新設(shè)計(jì)的有關(guān)物質(zhì)燃燒實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示。
主要制作材料是帶有3個(gè)側(cè)孔的廣口玻璃瓶(自制)、分液漏斗、打火槍、旋塞、氣球、燃燒匙、止水夾、橡皮塞、膠皮管、玻璃管等。
二、使用方法
該套裝置可以完成多種物質(zhì)的燃燒實(shí)驗(yàn)且操作方法大同小異。下面以硫在氧氣中燃燒實(shí)驗(yàn)為例,介紹其使用方法。
1.實(shí)驗(yàn)用品
主要是燃燒裝置(如圖1)、5%的過氧化氫溶液、二氧化錳丸、較濃的氫氧化鈉溶液、硫粉、藥匙、鑷子、50mL注射器等。
2.操作步驟
(1)檢查氣密性
①按圖1所示,連好實(shí)驗(yàn)裝置。
②打開旋塞1、2,用注射器(或氣唧)通過進(jìn)出閥,向廣口玻璃瓶內(nèi)不斷鼓氣;停止鼓氣后,如果小氣球的大小保持不變,則裝置不漏氣。當(dāng)然,該裝置氣密性的檢查方法不止上述一種,此處不再贅述。
(2)制取氧氣
①拔掉插有恒壓漏斗的橡皮塞,借助于鑷子將6~8粒二氧化錳丸放入廣口玻璃瓶底部,借助于藥匙向燃燒匙中加入適量的硫粉。
②將插有恒壓漏斗的橡皮塞,再次塞入玻璃瓶口(確保塞緊);然后關(guān)閉旋塞1,向分液漏斗中加入適量5%的過氧化氫溶液。
(3)硫粉燃燒
①等到小氣球膨脹到合適的大小,關(guān)閉旋塞1。
②再利用注射器,通過進(jìn)出閥,抽出廣口玻璃瓶底部的廢液。
(5)整理實(shí)驗(yàn)用品
實(shí)驗(yàn)結(jié)束,整理實(shí)驗(yàn)用品,清洗實(shí)驗(yàn)儀器。
3.注意事項(xiàng)
①燃燒匙不要處于分液漏斗的下端,以免分液漏斗中滴下的液體沾到燃燒匙上。
②注意調(diào)節(jié)打火槍火焰的大小,使打火槍和燃燒匙之間保持合適的距離。
③通過進(jìn)出閥鼓氣、注液或抽液時(shí),要確保進(jìn)出閥與儀器(注射器、氣唧)的連接不漏氣。
4.實(shí)驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)
①硫的燃燒實(shí)驗(yàn)在密閉容器中進(jìn)行,并對(duì)尾氣進(jìn)行吸收處理,保證了實(shí)驗(yàn)過程的綠色化。
②由于有了環(huán)保措施,因而可以讓硫粉較長時(shí)間的燃燒,滿足了學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的欲望。
③該套裝置將制氣裝置、儲(chǔ)氣裝置和燃燒裝置都融合在廣口玻璃瓶中,實(shí)現(xiàn)了化學(xué)實(shí)驗(yàn)的一體化。
④該套裝置也可以用來演示鈉、蠟燭、木炭、磷等一些可燃物在氧氣或氯氣中的燃燒實(shí)驗(yàn)。
⑤培養(yǎng)了學(xué)生的環(huán)境意識(shí)及可持續(xù)發(fā)展的思想。
三、結(jié)束語
為了不斷提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量,持續(xù)發(fā)展學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),一線化學(xué)教師應(yīng)積極開展化學(xué)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與創(chuàng)新。我們?cè)O(shè)計(jì)的這套有關(guān)物質(zhì)燃燒的實(shí)驗(yàn)裝置,正是在上述理念的倡導(dǎo)下,對(duì)傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的優(yōu)化。通過巧妙構(gòu)思與精心設(shè)計(jì),該套儀器裝置應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐達(dá)到了一體化、綠色化、集約化的效果。