四川省廣元市利州區(qū)大東英才學校(628017) 趙楊周

氧氣的化學性質探究內容教材中共安排了4個實驗：①帶火星的木條在氧氣中復燃；②硫在空氣和氧氣中燃燒；③木炭在空氣和氧氣中燃燒；④鐵在氧氣中燃燒。教材通過實驗探究得出氧氣的化學性質，同時提高學生學習化學的興趣，培養(yǎng)學生觀察、思維和動手能力，讓學生逐步掌握實驗的方法。

1 教材實驗的不足

(1)實驗中至少需要準備4瓶氧氣，增加了實驗準備的難度，收集的氧氣在搬運的過程中容易逸散，易導致實驗失敗。

(2)傳統(tǒng)實驗硫燃燒生成的二氧化硫在空氣中逸散較多(有教師為了讓學生加深印象，拿著裝有燃著硫的燃燒匙在教室里巡回走一趟)，不利于師生健康，違反綠色化學理念。

(3)木炭的燃燒放出的熱量及反應生成的二氧化碳把瓶內的氧氣壓出瓶外，導致瓶內氧氣含量降低，看到的往往不是明顯的白光，而是偏黃的光。

(4)為了讓鐵絲更容易燃燒往往選用很細的鐵絲(石棉網(wǎng)或鐵紗窗上抽取的鐵絲)，但太細的鐵絲較易熔化燒斷，火星四射的現(xiàn)象稍現(xiàn)即逝。

2 改進思路

(1)氧氣來源充足，可連續(xù)反復進行實驗。

(2)木炭、硫、鐵絲在氧氣中燃燒實驗操作簡便，現(xiàn)象明顯、持久，實驗過程安全環(huán)保。

3 實驗改進方案

3.1 實驗儀器與藥品

(1)實驗儀器：分液漏斗(或注射器)、錐形瓶、酒精燈、橡膠塞、抽濾瓶、銅絲、乳膠管、燃燒匙、導管、三通管(Y形管或T形管)、彈簧夾、藥匙、燒杯。

(2)藥品：30%過氧化氫溶液、二氧化錳、氫氧化鈉溶液、澄清的石灰水、硫、鐵絲、木炭、酒精、火柴。

3.2 改進裝置及相關說明

(1)改進的實驗裝置如圖1所示。

圖1 改進實驗裝置

(2)氧氣用過氧化氫溶液在二氧化錳催化下分解制取，發(fā)生裝置采用固液常溫型，過氧化氫溶液用分液漏斗注入，便于控制反應速率(也可用50 mL注射器代替分液漏斗，可避免裝置頭重腳輕)，錐形瓶中事先加入二氧化錳和100 mL稀釋過氧化氫溶液的水。

(3)集氣瓶改用容積更大、玻璃更厚的500 mL抽濾瓶，實驗前抽濾瓶中加入300 mL左右的水。

(4)鐵絲選用實驗室中相對較粗的不純鐵絲(不純鐵絲里面含有一定的碳，其中碳燃燒生成的二氧化碳氣體更能把熔化的四氧化三鐵帶出來，可以看到更明顯的火星四射現(xiàn)象)，表面打磨光亮，下端盤成螺旋狀，綁1根火柴。

(5)橡皮塞準備：取2個與抽濾瓶瓶口配套的橡膠塞，分別打孔后連接導管(實驗中便于排除瓶內氣體)，將銅絲一端插入其中一個橡膠塞，另一端插入烘烤過的木炭中，如圖2(a)所示。將燃燒匙(玻璃燃燒匙更好)一端插入另一個橡膠塞，另一端(有勺)放入硫粉，如圖2(b)所示。注意：銅絲與燃燒匙露出橡膠塞的長度要調節(jié)到在抽濾瓶塞緊膠塞后，木炭與硫粉處于抽濾瓶上支口處附近。

圖2 橡皮塞的準備

3.3 實驗操作

實驗1:木炭在空氣中和氧氣中燃燒

(1)打開K1，關閉K2。

(2)將木炭在空氣中點燃。

(3)打開分液漏斗的活塞，注入一定量的30%過氧化氫溶液。

(4)把燃著的木炭伸入抽濾瓶中，塞緊橡皮塞，觀察木炭在空氣中和氧氣中燃燒的現(xiàn)象。

(5)打開K2，關閉K1，燃燒結束后，打開K1，關閉K2，繼續(xù)通入氧氣一會兒，把生成的二氧化碳全都壓入到裝有澄清石灰水的燒杯中，觀察石灰水的變化。

實驗2：硫在空氣和氧氣中燃燒

操作與木炭燃燒基本相同，燒杯中改加入氫氧化鈉溶液。

實驗3：鐵絲在氧氣中燃燒

(1)打開K1，關閉K2。

(2)打開分液漏斗活塞(或推動注射器)，注入一定量的30%過氧化氫溶液。

(3)把鐵絲下端火柴引燃，立即伸入到抽濾瓶內上支管附近(無需等到火柴快要燃盡時才伸入)，長時間觀察鐵絲劇烈燃燒現(xiàn)象。

4 實驗改進后的優(yōu)點

(1)改進實驗所需儀器和用品實驗室常見，每一個實驗費時少，操作簡單，課堂上一邊制取氧氣一邊進行氧氣性質實驗，既減少課前氧氣的準備環(huán)節(jié)，又提高了課堂效率，同時為課題3的氧氣的制取做好了鋪墊。

(2)硫、木炭燃燒實驗在封閉空間里進行，對燃燒的硫、木炭不斷通入氧氣，硫燃燒發(fā)出藍紫色火焰，木炭發(fā)出的白光非常明顯，演示時間長(可調節(jié))。木炭燃燒生成的二氧化碳多，石灰水渾濁明顯。同時能更多地吸收二氧化硫，減少對空氣的污染，實驗過程更環(huán)保。

(3)鐵的燃燒實驗無需擔心瓶內氧氣在放置過程中逸散或火柴燃燒消耗瓶內氧氣導致實驗失敗，也不會出現(xiàn)鐵絲太細很快熔斷的情況，源源不斷供給的氧氣讓鐵絲的燃燒持續(xù)時間更長，現(xiàn)象更明顯。

(4)該改進有意識地把實驗儀器“放大”，實驗現(xiàn)象更便于學生觀察，適合教師演示實驗使用。