沈小元

一、實驗設計背景

煤的干餾是將煤隔絕空氣加強熱使之分解的過程.在九年級上冊教材“燃料的合理利用與開發(fā)”中一句話講述了煤干餾的原理和作用;在高中化學必修2教材的“資源綜合利用 環(huán)境保護”中，也是簡單地介紹了一下概念，列出了煤干餾的產品和用途，但是對于如何開展這個實驗并沒有提及.因為煤的干餾過程所需溫度比較高（在500度到1100度之間），反應過程比較復雜，不管是教師演示實驗還是學生分組實驗都難以開展.鑒于這樣的一個教學情況，我們一直在尋找設計一個簡單易操作、現(xiàn)象明顯的實驗來完成煤的干餾，讓學生能親身體驗這個看似遙不可及的實驗.

二、實驗原理

煤的干餾是將煤隔絕空氣加強熱使之分解的過程，產物中除了產生一些可燃性氣體，還會產生焦炭.在本實驗中采用報紙來替代煤，用鋁箔紙來包裹報紙，讓其處于隔絕空氣狀態(tài)，然后就用酒精燈加熱即可完成.

三、實驗用品

儀器：酒精燈、鑷子、石棉網(wǎng)、火柴

藥品：鋁箔紙、報紙

四、實驗過程及現(xiàn)象

1.將鋁箔紙裁成3cm寬，5cm長;報紙裁成2cm寬，8cm長.

2.將報紙沿著長度方向卷起，最終為2cm長，0.5cm寬左右，并壓實.

3.將卷好的報紙一頭與鋁箔紙齊平，另一頭比鋁箔紙短1cm放在鋁箔紙內，并將鋁箔紙卷起，卷好后將多余的1cm翻起與另2cm重疊.

4.用鑷子夾起卷好的鋁箔紙放在酒精燈上加熱（注意從齊平的那一端慢慢往后），開始有煙，很快就有火焰噴出（圖1），并能持續(xù)幾分鐘.

5.待火焰完全熄滅，將鋁箔紙放在石棉網(wǎng)上冷卻，冷卻后打開鋁箔紙，可清楚看到有黑色的物質生成（圖2）.

6.將黑色物質用鑷子夾起，放在燃著的酒精燈上，可清楚看到燃燒過程中發(fā)出的紅光.

五、實驗設計及現(xiàn)象解釋

1.實驗設計解釋.

煤是由有機物和少量無機物組成的復雜混合物，其組成以C為主，還含有少量的H、O、N、S等元素;報紙的成分主要就是纖維素，組成元素為C、H、O，所以兩者的組成元素相似，用報紙來代替煤做實驗完全可行.煤干餾是在隔絕空氣的環(huán)境下進行的，本實驗中首先將報紙卷折并壓實，然后用稍大些的鋁箔紙包裹壓實的報紙，這樣報紙基本處于一個隔絕空氣的狀態(tài).煤干餾的條件是高溫，本實驗中酒精燈直接加熱的是鋁箔紙，加熱狀態(tài)的鋁箔紙為包裹在內的報紙?zhí)峁┝烁邷貤l件.

2.實驗現(xiàn)象解釋.

在實驗過程中我們發(fā)現(xiàn)，加熱10秒鐘左右就有煙產生，之后有火焰噴出，并可持續(xù)燃燒幾分鐘，即使短暫離開酒精燈火焰，噴出的火焰也可持續(xù)，說明里面產生了可燃性氣體;待火焰熄滅后，打開冷卻的鋁箔紙發(fā)現(xiàn)里面產生了黑色物質，說明該反應生成了炭;鋁箔上還有少許油狀物質，這些和煤干餾的結果基本一致.

六、實驗總結

本實驗中儀器和藥品簡單易得，裝置十分簡單，學生在家就可以完成，且該實驗與煤干餾實驗相比較，可減少二氧化硫、二氧化氮等污染物的排放，保護學生的身體健康.另外本實驗中的報紙也可以用火柴?；蛐∧緱l代替，鋁箔紙用膠頭滴管代替，將火柴梗（4cm長左右）放入8cm長（含拉細長部分，未拉細部分約5cm左右）左右的膠頭滴管中，并將未拉細一端用橡皮塞塞緊，然后用鑷子夾住放在酒精燈上加熱，很快看到玻璃管內火柴梗變黑，細管口持續(xù)噴出火焰幾分鐘，玻璃管內壁有褐色油狀物質出現(xiàn)，這些現(xiàn)象與鋁箔紙內干餾報紙現(xiàn)象相同，效果相近.這些在生活中就很容易進行的實驗，可以讓學生自己動手，進一步提升學生改進實驗、創(chuàng)新實驗的熱情，使化學更好地融入大家的生活中.