三口烧瓶在“氧气化学性质”实验中的创新应用

严春建

（如皋市外国语学校　江苏　如皋　226500）

三口烧瓶在“氧气化学性质”实验中的创新应用

严春建

（如皋市外国语学校江苏如皋226500）

通过增大容器容积、实验过程中快速补充氧气等途径，可提高“铁丝在氧气中燃烧”实验的成功率。通过反复按压氧气袋和空气袋，可双向改变（增大或减小）三口烧瓶中氧气的含量，增强实验的对比性，反复对比氧气浓度对可燃物燃烧现象的影响，探究氧气浓度对可燃物燃烧的影响。

三口烧瓶；氧气；化学性质；实验；改进

氧气是人类生产生活不可或缺的一种气体，其重要性不言而喻，氧气的性质也是初中化学重要的研究对象，氧气性质的学习是初中阶段较为系统地研究物质性质的一个范例。人民教育出版社出版、教育部2012年审定的九年级化学教科书（以下简称“教科书”）上册安排了四组“可燃物在空气中和氧气中燃烧”对比实验研究氧气的助燃性，这四组实验的对比效果及成功率对学生的学习兴趣、知识的认识、分析问题方法的形成有较大的影响。

在实际教学过程中发现不少老师按照教科书的图示进行实验时，存在两个问题:“铁丝在氧气中燃烧”实验成功率不高；“木条、硫粉、木炭等可燃物在空气和氧气中燃烧”实验现象滞后。为解决以上两个问题，本人仔细研究实验失败的原因，并设计了一套实验装置（该教具获得2015年南通市中小学优秀自制教具评选活动一等奖并被推荐参加江苏省中小学优秀自制教具评选活动），多次实验验证，实验效果较好。

本文主要从两个角度阐述对四组对比实验改进的思路和做法:提高“铁丝在氧气中燃烧”实验的成功率，延长燃烧的时间，使实验现象更明显；增强“木条、硫粉、木炭等可燃物在空气和氧气中燃烧的现象”的对比性，探究氧气浓度对可燃物燃烧的影响。

一、教材实验分析

实际教学过程中，“铁丝在氧气中燃烧”实验成功率不高（或实验现象不明显），常会出现铁丝不能燃烧、燃烧时间短、无明显火星四射等现象。排除氧气浓度及铁丝本身等因素的影响，导致实验失败的原因主要有:所用集气瓶较小，导致氧气量不足；实验过程中未能补充氧气；用于引燃铁丝的火柴刚燃烧就将铁丝伸入集气瓶中，火柴梗消耗过多的氧气；火柴几乎完全燃尽时伸入铁丝，火柴对铁丝的加热不充分，不能使铁丝的温度达到着火点。

教科书设计的“可燃物在空气和氧气中燃烧现象的对比”实验需在两个集气瓶中进行，对比实验前后间隔时间较长，导致实验现象滞后、对比不强烈。

二、改进实验分析

1.改进目的

（1）提高“铁丝在氧气中燃烧”实验的成功率；

（2）增强“木条、硫粉、木炭等可燃物在空气和氧气中燃烧的现象”的对比性。

2.实验装置

（1）装置图（见图1）:

图1　

（2）制作材料:1000mL三口烧瓶（1个）、橡皮塞（2只）、直角导管（2根）、120°导管（2根）、胶皮管（2根）、燃烧匙（3个）、氧气袋（1个）、空气袋（1个）。

3.使用方法及实验效果

（1）“铁丝在氧气中燃烧”实验:

先在三口烧瓶底部放适量的水；再将一根较长的光亮的细铁丝盘成螺旋状，一端系一根火柴梗，另一端系在燃烧匙的金属丝上；按压氧气袋，向三口烧瓶中通入氧气排出瓶内空气，用带火星的木条检验瓶中是否集满氧气；待三口烧瓶中集满氧气后，引燃细铁丝下端的火柴，立即将细铁丝伸入三口烧瓶；持续向瓶中提供氧气，延长铁丝燃烧时间，观察燃烧现象。

实验过程中可观察到铁丝能长时间燃烧，火星四射现象长时间持续，学生对此实验留下深刻的印象。该实验成功率得以大幅度提高的原因有:用1000mL三口烧瓶代替一般常用的250mL集气瓶收集氧气，氧气供给充足；燃烧过程中使用氧气袋持续供给氧气，能快速补充燃烧消耗的氧气；火柴刚燃烧就将铁丝伸入，火柴在氧气中剧烈燃烧，比在空气中燃烧放出更多的热量，能充分加热铁丝，确保铁丝的温度能达到着火点。

（2）“木条、硫粉、木炭等可燃物在空气和氧气中燃烧”对比实验

引燃燃烧匙中的可燃物（做“木条在空气和氧气中燃烧”实验时不需使用燃烧匙，直接将木条伸入即可），伸入充满空气的三口烧瓶中，观察可燃物在空气中燃烧现象；按压氧气袋，通入氧气，观察增大氧气浓度时可燃物燃烧现象；按压空气袋，通入空气，观察减小氧气浓度时可燃物燃烧现象……反复对比增大或减小氧气浓度对可燃物燃烧现象的影响。

下面以“硫粉在空气和氧气中燃烧”实验为例说明实验过程中观察到的主要现象:硫粉在空气中燃烧时发出淡蓝色火焰；用氧气袋通入氧气后，火焰颜色逐渐加深，直至变为蓝紫色；用空气袋通入空气后，火焰颜色逐渐……实验现象对比鲜明、感官刺激强，更易给学生留下深刻的印象。改进后的实验，可快速、双向改变容器中氧气浓度，燃烧现象随之而改变，学生在观察到硫粉燃烧的奇妙现象时，自然而然地体会到氧气浓度与可燃物燃烧的关系:增大氧气浓度，可加剧可燃物燃烧；降低氧气浓度，可减缓可燃物燃烧。

4.补充说明

（1）三口烧瓶不是初中常见仪器，绝大多数初中化学实验室没有此仪器，故需制作图1所示装置的老师需要购买三口烧瓶。

（2）可将一些日常生活用品改装后代替三口烧瓶，如将塑料保鲜盒盖子开三个圆孔即可代替三口烧瓶，开口后的保鲜盒立体造型如图2。实验过程中，两边的小孔分别通空气和氧气，中间的大孔可伸入可燃物。

图2　

［1］人民教育出版社化学室.义务教育教科书（2012年中华人民共和国教育部审定）·化学（九年级上册）［M］.北京：人民教育出版社，2012：33-34

1008-0546（2015）10-0096-02

G633.8

B

10.3969/j.issn.1008-0546.2015.10.035