白顯圣 陸春曇

燃燒的條件實(shí)驗(yàn)是義務(wù)教育教科書現(xiàn)行教材中一個重要的探究性演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)探究，讓學(xué)生認(rèn)識和掌握物質(zhì)燃燒需要同時滿足3個條件，具有重要的指導(dǎo)意義。

一、教科書演示實(shí)驗(yàn)設(shè)計存在的不足

1.仁愛版教科書的實(shí)驗(yàn)設(shè)計

義務(wù)教育教科書仁愛版專題四燃料與燃燒，單元1燃燒與滅火關(guān)于探究燃燒條件演示實(shí)驗(yàn)是這樣的：實(shí)驗(yàn)1取少量紅磷和白磷(用濾紙吸干白磷表面的水分)，置于如圖1所示的薄銅片上，用酒精燈對準(zhǔn)薄銅片加熱，觀察現(xiàn)象。

圖1 紅磷、白磷燃燒

實(shí)驗(yàn)2：如圖2所示，在500 mL的燒杯中注入約300 mL沸水，投入一小塊白磷，觀察現(xiàn)象。鼓入空氣，再觀察現(xiàn)象。

圖2 白磷在水中燃燒

2.人教版教科書的實(shí)驗(yàn)設(shè)計

在500 mL燒杯中加入300 mL熱水，底部放硬紙圈圈住的一塊小白磷。在燒杯口上蓋一薄銅片，銅片上一端放一小堆干燥的紅磷，另一端放一小塊干燥的白磷(如圖3a所示)，觀察現(xiàn)象。再用導(dǎo)管對準(zhǔn)上述燒杯底部的白磷，通入少量氧氣(或空氣)，如圖3b所示，觀察現(xiàn)象。

圖3 燃燒條件的實(shí)驗(yàn)

3.其他版本及各種報紙雜志關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的設(shè)計

其他版本教材中“燃燒的條件實(shí)驗(yàn)”的實(shí)驗(yàn)設(shè)計各不相同，有的以“燒不壞的手帕”做演示實(shí)驗(yàn)，有的設(shè)計“學(xué)生實(shí)驗(yàn)活動”卻沒有具體的演示實(shí)驗(yàn)，有的只講滅火原理。許多文獻(xiàn)中關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的設(shè)計也不盡相同。

二、教科書及各種文獻(xiàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計的不足

(1)污染較大，以上列舉的實(shí)驗(yàn)設(shè)計都是將紅磷、白磷放在敞開的環(huán)境中進(jìn)行，白磷燃燒產(chǎn)生大量白煙，容易造成室內(nèi)環(huán)境污染，影響師生身體健康。

(2)藥品用量較多，實(shí)驗(yàn)成本過高且不好控制，容易造成浪費(fèi)。

(3)白磷在水中燃燒實(shí)驗(yàn)無論是鼓入空氣，還是通入氧氣，因白磷在水中不固定，隨著氣體的通入，白磷在水中容易漂浮或游動，實(shí)際操作起來比較困難，耗時較長，且白磷不易燃燒。

(4)各種文獻(xiàn)中實(shí)驗(yàn)設(shè)計雖作不同的改進(jìn)，有的方法簡單、新穎，有的卻很復(fù)雜。在這里不再一一贅述。

三、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新

針對該實(shí)驗(yàn)各種設(shè)計存在的不足，綜合分析各種設(shè)計的利弊，最終歸納出對該實(shí)驗(yàn)的綠色化改進(jìn)，具體方法如下。

(1)用廢棄透明的有蓋塑料杯或透明豆奶杯，便于固定試管，在杯蓋上留下一字排開的3個小孔，用2號膠塞倒置固定于杯底，并在膠塞頂部留一個小穴(用于放置和固定白磷)（如圖4所示）。

圖4

(2)在兩支孔適當(dāng)?shù)男≡嚬苤蟹謩e裝入少量的白磷和干燥的紅磷，并用帶有安全“小衛(wèi)士”(即尾部帶有用于收集燃燒生成物的小氣球)的單孔塞塞緊試管口，向塑料杯中加入80 ℃左右的熱水至完全浸沒膠塞。從杯蓋兩邊的小孔中將裝有白磷和紅磷的試管插入盛有熱水的塑料杯中，觀察現(xiàn)象(如圖 5所示 )。

圖5

現(xiàn)象：試管中的白磷燃燒，試管中的紅磷和水中的白磷沒有現(xiàn)象。

(3)在膠塞頂部的小穴中放上米粒大小的白磷，再用一支同樣大小的試管從中間的小孔中倒插入裝有白磷的膠塞中，將白磷罩住，觀察現(xiàn)象(如圖6所示)。

圖6

現(xiàn)象：用試管罩住膠塞后，水中的白磷劇烈燃燒，產(chǎn)生大量白煙。

結(jié)論：物質(zhì)燃燒必須同時滿足3個條件：①有可燃物；②與氧氣充分接觸；③溫度達(dá)到可燃物的著火點(diǎn)；三者缺一不可。

四、改進(jìn)后的亮點(diǎn)

(1)用廢舊有蓋塑料杯或豆奶杯代替燒杯，蓋可牢牢固定試管，一字排開，設(shè)計簡單，操作方便，對比性強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，一氣呵成，省時高效。

(2)利用生活中的廢舊物品作反應(yīng)容器，取材易得，變廢為寶，既可用于課堂演示，又可用于學(xué)生進(jìn)行課外探究。

(3)用小氣球充當(dāng)安全衛(wèi)士，收集白磷燃燒產(chǎn)生的白煙，安全環(huán)保，將裝置改在密閉環(huán)境中進(jìn)行，可有效防止實(shí)驗(yàn)過程白磷燃燒產(chǎn)生的污染，既安全又環(huán)保。

(4)改用試管作反應(yīng)容器，便于控制藥品用量，藥品用量較少，節(jié)約藥品，降低實(shí)驗(yàn)成本，避免浪費(fèi)。

(5)用膠塞固定水中白磷，再用試管倒插助氧，不僅可將操作簡單化，減少制氧、通氧或鼓入空氣環(huán)節(jié)，而且還可避免向水中鼓入空氣或氧氣時，因白磷漂浮或游動，白磷不易燃燒，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗，提高實(shí)驗(yàn)成功率。