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      有關(guān)蠟燭及其燃燒的改進實驗

      2018-03-12 20:33:40徐春蕓
      化學教與學 2017年12期
      關(guān)鍵詞:白煙玻璃管火柴

      徐春蕓

      摘要:就初中化學教材中“蠟燭及其燃燒的探究”實驗做了一系列的改進,使現(xiàn)象更明顯、實驗成功率更高,從而達到較好的教學效果。

      文章編號:1008-0546(2017)12-0095-03 中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:B

      doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2017.12.035

      一、設(shè)計意圖

      “蠟燭及其燃燒的探究”是人教版義務(wù)教育教科書·化學·九年級上冊第一單元課題2“化學是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學”的主要部分。蠟燭的燃燒是常見的化學現(xiàn)象,課本旨在通過對該實驗的觀察、記錄和分析等,發(fā)現(xiàn)和驗證化學原理,學習科學探究的方法,并激發(fā)學生對化學的學習興趣。

      通過實踐發(fā)現(xiàn),該實驗在課堂演示中,對教師的操作有一定的要求,若操作不當會有如下不足:(1)為驗證蠟燭燃燒的產(chǎn)物,分別將一個干燥的燒杯和一個用澄清石灰水潤濕內(nèi)壁的燒杯罩在火焰上方時,若燒杯壓得過低,由于不充分燃燒,會產(chǎn)生黑煙,影響對實驗的觀察;且由于蠟燭燃燒會產(chǎn)生熱量,教師演示時,時間一長,燒杯就會很燙,不易抓拿;產(chǎn)生的水蒸氣由于燒杯溫度過高,不易冷凝,現(xiàn)象不明顯。若燒杯離得太遠,又無法收集到燃燒產(chǎn)物。(2)熄滅蠟燭后,白煙易逸散,用火柴去點蠟燭剛熄滅時產(chǎn)生的白煙,實驗成功率較低。因此希望通過對蠟燭及其燃燒的探究教具及實驗的改進,提高實驗的成功率,增強學生的實驗興趣。

      二、儀器藥品

      蠟燭燭臺(自制)、玻璃管(直徑約為30mm、長度約為200mm)、蠟燭(直徑約為15mm、長度約為100mm)、火柴、酒精燈、試管、木條、澄清石灰水、白紙、膠頭滴管。

      三、實驗裝置圖

      1.蠟燭燭臺制作

      (1)制作材料

      6孔帶立柱木質(zhì)試管架1個。

      (2)制作步驟

      ①去掉木質(zhì)試管架的立桿,便于后期觀察實驗,如圖2所示。

      ②將試管架的支柱用鋸子鋸短,如圖3所示。

      ③用釘子重新組裝試管架,如圖4所示。

      ④由試管架改裝好的蠟燭臺,如圖5所示。

      ⑤放入蠟燭,由于下方有凹槽,蠟燭不易倒,為了比較牢固,也可以在凹槽里滴入少許蠟燭油固定,如圖6所示。

      2.玻璃管的選擇

      經(jīng)過多次實驗與比較,考慮到蠟燭的直徑、高度等因素,為了達到最佳的實驗效果,最終選擇直徑約為3cm,高度約為20cm的玻璃管,也可選擇實驗室合適規(guī)格的大試管進行去底加工。

      3.實驗裝置圖,如圖7所示

      4.產(chǎn)物檢驗裝置圖

      用試管代替燒杯,罩在玻璃管上方,進行產(chǎn)物的檢驗,如圖8所示。

      四、實驗原理

      在蠟燭外罩上一個玻璃管,可以使蠟燭燃燒的產(chǎn)物及白煙不容易逸散,更易觀察現(xiàn)象。為了使蠟燭燃燒時有充足的空氣,底部必須架空,熱氣體從上方逸出,空氣從下方進入,氣體對流,為蠟燭燃燒提供氧氣。

      五、操作要點

      (1)將燭臺放置在水平桌面上,在燭臺中放入一支蠟燭,用燃著的木條從上方點燃蠟燭,觀察燃著的蠟燭。蠟燭燃燒時發(fā)生了哪些變化?火焰分為幾層?哪層最明亮?哪層最暗?

      (2)取一根火柴梗,拿住一端迅速放入火焰中,約1s后取出,根據(jù)火柴梗在火焰不同部位被燒的情況,推測火焰哪一部分的溫度最高,哪一部分的溫度最低。此處也可以用一張白紙?zhí)娲鸩瘢瑢准埧焖倨椒旁谌龑踊鹧嬷?,片刻后取出?/p>

      (3)在燃著的蠟燭外面罩上一個玻璃管,使玻璃管和蠟燭之間不緊貼。(由于有玻璃管罩在外面,可以防止因風等外因使蠟燭熄滅)

      (4)用試管夾夾持試管罩在玻璃管上方,仔細觀察試管壁上有什么現(xiàn)象發(fā)生;再用膠頭滴管向試管中滴加少量澄清石灰水并振蕩,觀察現(xiàn)象。推測蠟燭燃燒后生成了什么物質(zhì)。(將試管罩在玻璃管上方并用試管夾夾持,可以防止燙手;也可以避免因容器壓得過低而產(chǎn)生黑煙,影響觀察;同時由于有玻璃管,產(chǎn)物也便于收集,并且用試管代替燒杯后,水蒸氣冷凝效果較好)

      (5)熄滅蠟燭,觀察蠟燭熄滅時有什么現(xiàn)象發(fā)生。(有白煙產(chǎn)生)用火柴去點玻璃管口處的白煙,觀察蠟燭能否重新燃燒?(玻璃管可以使白煙不易逸散,且白煙距離蠟燭有段距離,使蠟燭的復(fù)燃更有說服力)

      六、實驗現(xiàn)象

      (1)點燃白煙,實驗現(xiàn)象見圖9。

      (2)用白紙代替火柴檢測火焰哪部分溫度最高時,在白紙上出現(xiàn)一個焦圈,實驗現(xiàn)象見圖10。

      七、實驗反思

      蠟燭的燃燒是初中化學課程中的一個重要演示實驗,是學生接觸到的第一個化學活動與探究實驗,它蘊含著許多物理、化學原理,非常容易激起人們的好奇心和探究欲望,對學生整個初中化學學習乃至今后的化學學習都起到至關(guān)重要的作用。

      本實驗的創(chuàng)新點在于改變了實驗裝置和方法,裝置的改進取材容易,制作簡單,在蠟燭外罩上一個玻璃管,用試管代替燒杯進行產(chǎn)物的檢驗,操作方便,使得實驗現(xiàn)象更為直觀、明顯,實驗成功率高,有利于培養(yǎng)學生的觀察能力,提高課堂教學質(zhì)量。

      蠟燭本身成分比較復(fù)雜,是含C20~C30的固態(tài)高級烷烴的混合物,其燃燒的產(chǎn)物不僅有二氧化碳和水,還會有不完全燃燒的產(chǎn)物如一氧化碳、炭黑、碳氫化合物等。若是繼續(xù)對實驗進行適當?shù)耐卣?,還可對第六單元碳單質(zhì)化學性質(zhì)、第七單元燃料充分燃燒等的學習起到有益的補充。endprint

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