鐵絲在氧氣中燃燒實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

劉永明

【摘要】初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中采用化繁為簡(jiǎn)、多步組合、改進(jìn)裝置、補(bǔ)充強(qiáng)化、增設(shè)必需等方法創(chuàng)新化學(xué)實(shí)驗(yàn)，提高了實(shí)驗(yàn)效率，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。

【關(guān)鍵詞】鐵絲 氧氣 燃燒 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

【基金項(xiàng)目】“甘肅省教育科學(xué)規(guī)劃課題研究成果，編號(hào)PL2016—684”。

【中圖分類號(hào)】G633.8 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2016）10-0256-01

教材中第34頁(yè)[實(shí)驗(yàn)2-4]，鐵絲在氧氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)操作如下：把兩根光亮的細(xì)鐵絲分別盤成螺旋狀，取一根在酒精燈上燒至紅熱，觀察現(xiàn)象。另取一根，在下端系一根火柴，點(diǎn)燃火柴，待火柴快燃盡時(shí)，插入充滿氧氣的集氣瓶中（瓶?jī)?nèi)預(yù)先放少量的水如圖2-13）觀察現(xiàn)象。

但由于學(xué)生經(jīng)驗(yàn)不足，實(shí)際操作過(guò)程中，對(duì)其火柴梗燃燒的程度和伸入時(shí)間難以把握。當(dāng)把點(diǎn)燃的系有火柴梗的鐵絲伸入充滿氧氣的集氣瓶中時(shí)，如果火柴梗過(guò)長(zhǎng)，會(huì)看不到鐵絲在氧氣中燃燒的現(xiàn)象；只能看到火柴梗在氧氣中燃燒的現(xiàn)象。如果火柴梗過(guò)短，由于紅熱的鐵絲冷卻很快，也會(huì)看不到鐵絲在氧氣中燃燒的現(xiàn)象。常常會(huì)伸入過(guò)早或過(guò)晚而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。除操作不當(dāng)外，有時(shí)還可能導(dǎo)致失敗的原因是：A.選用的鐵絲太粗或含有雜質(zhì)較多，鐵絲表面有銹跡，影響了反應(yīng)的進(jìn)行。B.點(diǎn)燃火柴后立即將它伸入瓶?jī)?nèi)，火柴燃燒消耗了氧氣，待鐵絲燃燒時(shí)氧氣已經(jīng)消耗完了，不利于鐵絲的燃燒。C.火柴燃燒時(shí)有大量的熱量放出，將鐵絲和火柴迅速伸至集氣瓶下部，因熱脹冷縮之故。瓶?jī)?nèi)氧氣會(huì)膨脹逸出，使鐵絲無(wú)法燃燒。

我在多次的實(shí)驗(yàn)嘗試中，為了避免上述情況發(fā)生，影響實(shí)驗(yàn)效果，減少誤差，將引燃鐵絲的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行了如下的改進(jìn)：

實(shí)驗(yàn)儀器：

大號(hào)集氣瓶，電話線或紗窗上細(xì)鐵絲，棉花，酒精燈，玻璃棒

實(shí)驗(yàn)藥品：5%的過(guò)氧化氫溶液，二氧化錳，石蠟。

實(shí)驗(yàn)原理：3Fe+2O2 Fe3O4

實(shí)驗(yàn)步驟：

1.取一根準(zhǔn)備好的細(xì)鐵絲，先用細(xì)沙紙抹擦去表面的氧化膜。

2.把細(xì)鐵絲的一端，裹繞在玻璃棒上并且在繞成螺旋狀的細(xì)鐵絲最下端滴兩滴熔化的蠟燭（或在熔化的蠟燭中浸一下，粘些蠟燭）。

3.先將5%的過(guò)氧化氫溶液100ml加入集氣瓶，然后加入二氧化錳。

4.將點(diǎn)燃鐵絲下端的石蠟，伸入集氣瓶?jī)?nèi)距液面2-4cm即可將鐵絲引燃 。

5.繞成螺旋狀的鐵絲最下端兩環(huán)距離略遠(yuǎn)過(guò)氧化氫溶液，且懸空垂直在集氣瓶中間。

6.可以看到細(xì)鐵絲劇烈燃燒，火星四射。

改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)：

（1）用石蠟代替火柴，可避免火柴燃燒后產(chǎn)生的黑色木梗條掉進(jìn)瓶里，跟生成的黑色四氧化三鐵固體接近，容易誤導(dǎo)學(xué)生。

（2）過(guò)氧化氫分解生成的水可以防止溫度過(guò)高生成物炸裂集氣瓶。

（3）可以觀察到集氣瓶底紅色融化物，幫助理解課本中實(shí)驗(yàn)集氣瓶底放水或細(xì)沙的作用。

（4）克服伸入過(guò)早或過(guò)晚而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。

（5）激發(fā)學(xué)生尋找生活中的代用品設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)思路靈感，可在家中完成實(shí)驗(yàn)。

（6）簡(jiǎn)單方便、快捷，效果明顯。

（7）無(wú)污染，并節(jié)約了資源。

參考文獻(xiàn)：

[1]義務(wù)教育教科書《教師教學(xué)用書》（上冊(cè)）P53和P63

[2]《中學(xué)化學(xué)》2008年第12期