關(guān)于乒乓球燃燒實驗的研究

孔媛玲

摘要：初中化學(xué)燃燒條件實驗選取乒乓球作實驗材料，但由于乒乓球材質(zhì)改變導(dǎo)致燃燒效果不好，應(yīng)對的做法是在市場上尋找符合實驗要求的乒乓球，或者用自制硝化棉替代乒乓球來做實驗。

關(guān)鍵詞：初中化學(xué)；實驗；燃燒的條件

文章編號：1008-0546（2017）03-0092-02 中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.03.033

人教版本初中化學(xué)教材第七單元“燃料及其利用”中設(shè)計了實驗活動：燃燒的條件。該實驗屬于定性實驗，操作中主要采用了對比的方法，讓學(xué)生觀察和比較兩種材料可燃性的區(qū)別。其中的燃料有酒精、棉花、乒乓球、濾紙、蠟燭，我們在做乒乓球與濾紙對比時出現(xiàn)了實驗失敗現(xiàn)象。本來是期待乒乓球先著火，但它被熔化了、烤糊了也不著火。這是什么原因？有教師說，這個實驗設(shè)計不合理。乒乓球與濾紙對比性不強(qiáng)。也有教師說乒乓球質(zhì)量有問題，但到體育組找來新買的乒乓球做實驗也不行。那么是不是乒乓球的材質(zhì)出現(xiàn)問題了呢？

一、乒乓球的材質(zhì)

在2011年以前，做乒乓球的主要材料是賽璐珞，即硝化纖維塑料，是塑料的一種，由膠棉（低氮含量的硝化纖維）和增塑劑（主要是樟腦）、潤滑劑、染料等加工制成。它的特點是點火就著，時間長了還會自燃。2008年北京奧運會以后，國際乒聯(lián)委托上海某公司研制新材料乒乓球，解決易燃問題。2011年，某公司研制成功了一種綠色環(huán)保的醋酸纖維乒乓球，并在2013年獲得了國際乒聯(lián)的審批。此后，賽璐珞材質(zhì)乒乓球?qū)⒅饾u推出歷史舞臺。醋酸纖維素與賽璐珞比起來最大的優(yōu)勢就是不會自燃。

對于初中化學(xué)燃燒條件實驗選取乒乓球做實驗材料正是利用了它的可燃性好。物質(zhì)的可燃性，即燃燒危險性取決于其閃點、自燃點、爆炸（燃燒）極限及燃燒熱四個因素。但乒乓球材質(zhì)改了，怎么辦？

二、實驗活動的改進(jìn)

我們采用了兩種方法，一是查得用賽璐珞做乒乓球是國家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T20045-2005，在市場上尋找符合教材要求的乒乓球。二是用硝化棉替代乒乓球，但是硝化棉在市場上不允許隨便買賣，國務(wù)院公布的調(diào)查報告指出，引發(fā)天津港2015年8·12特別重大爆炸事故的直接原因，是瑞海公司危險品倉庫運抵區(qū)南側(cè)集裝箱內(nèi)硝化棉積熱自燃，并在隨后相繼引燃引爆周圍的危險化學(xué)品——比如硝酸銨等。我們就尋找自制硝化棉的方法。其實硝化棉根據(jù)硝化程度和氮含量的多少分為火棉和膠棉。我們化學(xué)實驗用的是膠棉。我們找來物理實驗用的自制的硝化棉替代乒乓球做實驗，不但效果很好，而且更加環(huán)保。燃燒乒乓球會釋放出刺激性氣味，學(xué)生分組實驗時，幾十個組一起做，實驗室的空氣就會遭到一定程度的污染。取硝化棉也要和濾紙一樣切勿取大塊，實驗時要從側(cè)面觀察，防止燃燒的火焰燒到身體部位。

三、自制硝化棉的方法

器材準(zhǔn)備：玻璃水槽、玻璃棒、長頸玻璃漏斗、塑料水槽、塑料籃、濃硝酸、焦硫酸、脫脂棉。

配制酸液：將500mL濃硝酸倒入玻璃水槽，將500mL焦硫酸通過長頸玻璃漏斗注入盛有濃硝酸的玻璃水槽，玻璃棒輕攪。如果只是制作少量硝化棉，配制總量100mL酸液即可，對應(yīng)的脫脂棉在50g左右，可在250mL的燒杯中進(jìn)行。酸液不可多，要以脫脂棉吸盡為好，否則反應(yīng)劇烈，難以控制。

硝化：撕一片脫脂棉放入酸液中，用玻璃棒攪動并撈起，如果感覺脫脂棉有“融化”的跡象，說明酸液配制得不錯，繼續(xù)加入脫脂棉，撈起放入塑料水槽，如果看到塑料水槽中的硝化棉有粘稠的漿液也可加入小片脫脂棉吸收。攪動硝化棉，5min左右即可用自來水沖洗，此時硝化反應(yīng)即中止。

配制好的酸液比較安定，但硝化過程中會有刺激性氣體放出，也有熱量放出，如果脫脂棉不能及時撈出，積聚在一起，會發(fā)生劇烈反應(yīng)，甚至整個室內(nèi)出現(xiàn)烏煙瘴氣的現(xiàn)象。

硝化棉根據(jù)教學(xué)需求自制，但要控制數(shù)量，若實驗有少量剩余一定要嚴(yán)格按照儲存條件來儲存。焦硫酸主要用于氧化劑、磺化劑及硝化反應(yīng)中的脫水劑。硫酸是一種最活潑的二元無機(jī)強(qiáng)酸。高濃度的硫酸有強(qiáng)烈吸水性，具有強(qiáng)烈的腐蝕性和氧化性，故需謹(jǐn)慎使用。在有機(jī)合成中可用作脫水劑和磺化劑。硝酸是一種強(qiáng)氧化性、腐蝕性的強(qiáng)酸。硝酸易溶于水，常溫下其溶液無色透明。在有機(jī)化學(xué)中，濃硝酸與濃硫酸的混合液是重要的硝化試劑。

四、 教學(xué)反思

在實驗教學(xué)中，出現(xiàn)了失敗要進(jìn)行反思，分析失敗的原因，尋找解決問題的方法。在這個實驗中，我們追根溯源，找到了實驗失敗的原因——新乒乓球不含硝化棉了！解決的方法有兩個，一是尋找含硝化棉的乒乓球，二是自制硝化棉替代乒乓球。本實驗經(jīng)過改進(jìn)后，又經(jīng)其他教師試用，教學(xué)效果不錯，大家對該實驗的改進(jìn)持肯定態(tài)度。

參考文獻(xiàn)

[1] 王晶，鄭長龍.九年級化學(xué)上冊[M].北京：人民教育出版社，2012