前言:尋找寫作靈感?中文期刊網用心挑選的談鎂條在二氧化碳中封閉燃燒實驗設計,希望能為您的閱讀和創(chuàng)作帶來靈感,歡迎大家閱讀并分享。
摘 要:用粗玻璃管、橡膠塞、帶鉤粗鐵絲、小氣球、集氣瓶等組裝一個封閉裝置,將彎曲的鎂條掛在鐵鉤下,放入集滿二氧化碳的集氣瓶里封閉燃燒。以直觀的實驗現象解決了初中生的疑問。
關鍵詞:二氧化碳助燃;實驗設計;封閉裝置
仁愛版《化學(九年級上冊)》[1]中關于二氧化碳的性質是這樣描述的:“不能燃燒,一般也不支持燃燒,且密度比空氣大,它能覆蓋在可燃物表面,使可燃物與空氣隔離。因此,人們常用二氧化碳來滅火。”在初中化學教學活動中,教師經常會遇到這樣的提問:“二氧化碳能夠用于熄滅所有的火嗎?在特殊情況下,它能否助燃?”為此,筆者決定設計一個二氧化碳在特殊情況下能夠助燃的實驗,從而用直觀的實驗現象來解決學生的疑問。
一、研究思路
收集一瓶二氧化碳氣體,加入2~3mL的澄清石灰水,振蕩,石灰水變渾濁,說明瓶內盛放的是二氧化碳。將燃燒的鎂條迅速放入加了澄清石灰水的二氧化碳瓶中,觀察鎂條是繼續(xù)燃燒還是立即熄滅。若繼續(xù)燃燒,則說明二氧化碳能夠支持鎂條燃燒;若立即熄滅,則說明可以用二氧化碳去熄滅鎂條燃燒。
二、項目相關的科學原理
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O
2Mg+CO2點燃=2MgO+C
三、相關實驗研究述評
謝新民[2]在文章中說:“鎂條在CO2中的燃燒實驗是一個教師演示實驗,如果按照《高中化學(第二冊)》第22頁所述做實驗,實驗不容易成功。”為此,他將一根5~7cm長的鎂條,用坩堝鉗夾住一端,將其另一端4~6cm長的部分浸于稀鹽酸中3~5s,待除去表面的氧化物后取出,用清水沖洗,然后用酒精燈點燃有氧化物的一端。由于進行了封閉化的實驗設計,因此效果比較好。
四、改進實驗裝置制作
1.裝置用品
粗玻璃管1節(jié)、橡膠塞1個、粗鐵絲1節(jié)、小氣球1個、250mL集氣瓶1個。
2.裝置制作
從口部將150mm×15mm規(guī)格的試管截取長度為7cm的一段,作為“粗玻璃管”,在橡膠塞稍偏離中心的位置處打一個直徑15mm的洞,將“粗玻璃管”插入橡膠塞的洞中,從橡膠塞小的一端插入帶鉤的粗鐵絲,把小氣球套在“粗玻璃管”上,即得“帶管鉤的橡皮塞”(見圖1)。將一段用砂布打磨光亮的鎂條從中間剪開,分成2條,用其中1條適當扭曲成螺旋形,把一端掛在“帶管鉤的橡皮塞”的鐵鉤上(見圖2),便可得到完整的實驗裝置(見圖3)。
五、實驗過程與結論
在250mL的二氧化碳集氣瓶里加入2~3mL的澄清石灰水,振蕩,可以看到:澄清石灰水變渾濁了(見圖4)。點燃細鎂條,迅速放入加了澄清石灰水的二氧化碳瓶子里,塞緊“帶管鉤橡皮塞”,可以看到:點燃的鎂條繼續(xù)燃燒并發(fā)出白光(見圖5)、產生大量白煙且瓶壁上附著有黑色固體(見圖6)。二氧化碳氣體中燃燒,說明在特殊情況下,二氧化碳可以助燃。不是所有的火災都能用二氧化碳熄滅,非常活潑的金屬如鉀、鈉、鈣、鎂等燃燒時,是不能用二氧化碳去滅火的。
六、實驗的創(chuàng)新點
第一,通過實驗直觀地向初中生展示了活潑金屬鎂能夠在二氧化碳里繼續(xù)燃燒,說明了不是所有的火災都能夠用二氧化碳熄滅。
第二,將鎂條剪細,是為了降低燃燒的劇烈程度;將鎂條彎曲是為了形成較大間隔,使燃燒的火力無法波及上部的鎂條,使燃燒速度變慢,方便操作和觀察,提高實驗成功率。
第三,鎂條在封閉的二氧化碳集氣瓶里燃燒,實驗現象更加明顯,結果更準確,結論更有說服力。
第四,玻璃管和小氣球具有調節(jié)作用,可避免開始反應時氣體受熱膨脹產生的危險,解決了反應結束后氣壓降低導致橡膠塞不易取出的難題。
第五,裝置一次做成,可以長期反復使用。
作者:潘國榮 劉芬 李文勇 單位:貴州省雷山縣第三中學 貴州省雷山縣民族中學